JP3241433B2 - 微小径配管継手 - Google Patents

微小径配管継手

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種試料の検査分析等
を行うため内部に試料を流通させる微小の内径を有する
管体を相互に連通結合する微小径配管継手の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】現在、各種分析・分離の分野で微小流動
セルが用いられている。例えば、キャピラリー電気泳動
(CE)においては外径375μmで、内径が50μm
以下程度のキャピラリー分離管が用いられている。この
ような各種分析に用いられる微小径管体は、一般にガラ
ス部材にて形成され、例えばフューズドシリカ管などが
用いられる。そして、試料に対し反応液などをミキシン
グする際にはそのような微小径管体内に流し込む前に混
入され分析等が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、プレカ
ラムやポストカラムなどへの反応液のミキシングを、流
路途中ではなく、試薬の管体内への流し込み前に行わざ
るを得なかった理由は、管体が極めて微小径であるた
め、流路を分岐あるいは合流させるような継手を製作す
ることが機械加工技術では極めて困難であったことによ
る。従って、従来においては微小径配管の流路途中での
分岐合流が行われておらず、流路途中で反応液のミキシ
ングが必要となった場合には、これに有効に対応するこ
とができないという問題があった。本発明は、上記従来
技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は微小
径を有する2以上の管体相互を的確に所定の経路で連通
させることのできる微小径配管継手を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る微小配管継手は、1または2以上の
通路用貫通孔が所定位置に形成された薄板状素子を積層
固着してなり、前記薄板状素子の積層は、隣接する薄板
状素子の各通路用貫通孔が少なくとも一部で相互に重な
り合うように行われ、前記各薄板状素子の通路用貫通孔
の連続集合状態により前記連通路を形成したことを特徴
とする。また、請求項2に係る微小径配管継手は、前記
薄板状素子の通路用貫通孔をフォトエッチング技術にて
形成したことを特徴とする。さらに、請求項3に係る微
小径配管継手は、前記薄板状素子の通路用貫通孔をエレ
クトロフォーミング技術にて形成したことを特徴とす
る。
【0005】
【作用】上記請求項1に係る微小径配管継手によれば、
継手は1つの部材による構成ではなく複数の薄板状素子
を積層することによって構成している。そして、複数の
微小径管体を所定の配管経路で連通結合するために必要
な連通路は、各薄板状素子毎に形成された通路用貫通孔
によって構成されている。すなわち、各薄板状素子の通
路用貫通孔はそれぞれ隣接する薄板状素子の通路用貫通
孔と少なくとも一部で重なり合っている。従って、複数
の薄板状素子が積層されると各通路用貫通孔は全体とし
て1つのつながりをもち連通路を形成することとなる。
これにより、薄板状素子の通路用貫通孔の位置を順次ず
らしていきあるいはその個数を増やしあるいは減少させ
ることによって任意の経路及び分岐や合流通路を形成す
ることが可能となる。
【0006】なお、連結すべき微小径管体は、その開口
端が受け開口の部分に気密状態で連結されるが、その受
け開口の機能は、上記通路用貫通孔にて形成された連通
路の終端部分が果すこととなる。上記構成としたことに
より、微小径管体を連結するために必要となる微小な配
管構成は、一体に構成された部材に機械的に通路を形成
する場合のように困難な作業ではなく薄板状の素子に穴
を開けるという技術的に容易な作業にて行うことができ
る。従って、分岐や合流のための微細な通路を正確に形
成することが可能となり、反応液などを流路通に混入さ
せる作業をデッドボリュームなく正確に行うことができ
る。
【0007】また、薄板状素子の通路用貫通孔の形成を
請求項2に記載のフォトエッチング技術あるいは請求項
3に記載のエレクトロフォーミング技術により行うこと
により極めて正確に行うことが可能である。すなわち、
フォトエッチングでは、レーザー光などを照射すること
によって通路用貫通孔の形状や大きさを正確に設定で
き、エレクトロフォーミングでは、電気的作用により基
板上に薄板状素子となる薄膜を通路用貫通孔となる部分
を除いて正確に形成することができる。従って、機械的
加工により形成するのに比べ、微小な貫通孔を極めて精
度良く形成することが可能であり、その結果として微小
径管体の配管経路も極めて正確なものとなる。
【0008】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図1(A)及び(B)は、2本の微
小径管体を相互に連結する配管継手である2方継手の例
が示されている。微小径配管継手10は、複数の薄板状
素子12(本実施例では計7枚の素子)にて構成されて
いる。この薄板状素子12は、例えばニッケルなどの金
属材料にて構成されている。各薄板状素子12には、そ
れぞれ通路用貫通孔14が形成されている。本実施例で
は管体の一対一結合であることからそれぞれ1個の通路
用貫通孔14が形成されている。
【0009】そして、7枚の薄板状素子12のうち左右
両側の3枚ずつの薄板状素子12−1には、結合すべき
キャピラリーチューブ16a及び16bの外径にほぼ等
しい内径の通路用貫通孔14−1が形成され、中央の薄
板状素子12−2にはキャピラリーチューブ16の内径
にほぼ等しい内径の通路用貫通孔14が形成されてい
る。なお、この中央の薄板状素子12−2は、他の薄板
状素子12よりも薄く形成されているが、これはキャピ
ラリーチューブ16の内径にほぼ等しい微小な通路用貫
通孔14をより正確に形成できるようにするためであ
る。図2は本実施例に係る微小径配管継手10の分解斜
視図を示しており、図示のように継手の外表面にあたる
最も外側の薄板状素子12の通路用貫通孔14が結合す
べきキャピラリーチューブ16を気密連結するための受
け開口18として機能するものである。
【0010】また、各薄板状素子12は例えば臘付けな
どによって相互に密着した状態で固着される。こうして
構成された微小径配管継手10の両端の受け開口18に
それぞれキャピラリーチューブ16a及び16bを差し
込むことによって連結が行われる。キャピラリーチュー
ブ16a及び16bの外径とそれが差し込まれる部分の
薄板状素子12の通路用貫通孔14の内径はほぼ等しい
ので、良好な気密状態をもって連結が行われる。このよ
うな薄板状素子12の通路用貫通孔14の形成は、非常
に微小な内径をもって形成する必要があることから(通
路用貫通孔14−1については約375μm、通路用貫
通孔14−2については50μm)、フォトエッチング
技術やエレクトロフォーミング技術によって正確な位置
及び正確な内径に形成するのが好適である。
【0011】すなわち、貫通孔14を形成する場合、フ
ォトエッチングにおいては、まず薄板状素子12の表面
にフォトレジストを塗り、貫通孔14の部分を残して露
光した後に薬品に浸し、露光していない貫通孔14のみ
を溶解するものである。また、エレクトロフォーミング
においては、非電導性板に貫通孔の部分を残し薄板状素
子12の形状に電導性物質を被覆した後に電圧を印加
し、前記電導性物質と被覆した部分に銅あるいはニッケ
ル等を析出させ成形する電解析出法である。図1(B)
は、図1の実施例に係る微小径配管継手10によって構
成された連通路20の構成説明図である。図示のよう
に、積層された各薄板状素子12のそれぞれの通路用貫
通孔14が連続し、その集合状態によって1本の連通路
20が形成されることが理解される。これにより、図に
おいて上下方向から受け開口18a及び18bにそれぞ
れキャピラリーチューブ16a及び16bを挿入するこ
とによって両チューブを連通状態とすることができるも
のである。
【0012】次に、図3は分岐あるいは合流のための3
方継手の例が示されている。同図に示した微小径配管継
手10は合計9枚の薄板状素子12から構成されてい
る。そして、図中左側の3枚の薄板状素子12−1に
は、それぞれ同様の位置に2個の通路用貫通孔14−1
が形成されている。この通路用貫通孔は、キャピラリー
チューブ16aの外径とほぼ同様の内径を有し、この部
分にそれぞれ結合すべきキャピラリーチューブ16a及
び16cが差し込み取付けされるものである。
【0013】一方、図上右側の3枚の薄板状素子12−
1には、そのほぼ中央に1個の通路用貫通孔14−1が
形成され、その内径はキャピラリーチューブ16bの外
径とほぼ同様の径とされている。さらに、中央の3枚の
薄板状素子12−3〜12−5は、より薄い厚さに形成
され、図中最も左側の薄板状素子12−3には差し込ま
れるキュピラリーチューブ16a及び16cの流通路に
それぞれ対向する位置にその内径とほぼ同様の内径の通
路用貫通孔14−3が形成されている。そして、図中そ
の右側に隣接する中央の薄板状素子12−4には、薄板
状素子12−3の2つの通路用貫通孔14−3の双方に
重なり合う長尺の1個の貫通孔14−4が形成されてい
る。さらに、その右側に隣接する薄板状素子12−5に
は、そのほぼ中央位置に差し込まれるキャピラリーチュ
ーブ16bの流通路の内径とほぼ等しい内径の通路用貫
14−5が形成されている。図4は、図3に示した
微小径配管継手10の分解斜視図であり、最も外側に位
置する薄板状素子12の通路用貫通孔14が連結すべき
キャピラリーチューブ16を差し込むための受け開口1
8として機能する。従って、一方の外側面には2つの受
け開口18が形成され、他方の外表面には1個の受け開
口18が形成されていることとなる。
【0014】上記構成から理解されるように、中心に位
置する薄板状素子12−4の長穴状の通路用貫通孔14
−4が2つの経路を1つの経路に結合する作用を行って
いる。図3(B)は、図3(A)に示した実施例によっ
て形成される連通路22の構成を示す説明図である。図
示のように2本の経路と1本の経路が通路用貫通孔14
−4によって連通されており、これにより、それぞれの
受け開口18に差し込まれるキャピラリーチューブ16
a、16b及び16cを分岐あるいは合流させることの
できる。
【0015】例えば、キャピラリーチューブ16aから
キャピラリーチューブ16b側へ試料を流し、さらにこ
れに反応液をキャピラリーチューブ16cから流し込む
ようにすることが可能である。また、逆にキャピラリー
チューブ16b側から試薬を流し、これをキャピラリー
チューブ16a及び16cにそれぞれ分岐させて流通さ
せるようにすることも可能であり、1つの試料について
二種類の検査等を行うことに有効に用いることができ
る。本実施例においても各薄板状素子12の通路用貫通
孔14はフォトエッチングやエレクトロフォーミングな
どによって極めて正確に形成することが好適であり、こ
れにより形成された配管路は正確な精度を有することと
なり、試料のデッドボリュームを実質的にゼロとして有
効に分析等の作業を行うことができる。
【0016】なお、上記各実施例のように微小径配管継
手10を金属にて構成することにより、その継手自体を
電極として使用することも可能となり、例えばキャピラ
リー電気泳動(CE)などの電気的作用を用いた分析技
術への応用範囲を広げることにも貢献することができ
る。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る微小
径配管継手によれば、極めて微小な外径や内径を有する
管体相互を所定の配管経路をもって連結させることが可
能となる。さらに、その分岐・合流などの連結状態は極
めて正確なものであり、流通させる液体などのデッドボ
リュームを有効に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2方向継手についての実施例の構成図及び連通
路説明図をそれぞれ示している。
【図2】図1の実施例によって構成される分解斜視図で
ある。
【図3】3法継手についての実施例の構成図及び連通路
説明図をそれぞれ示している。
【図4】図3の実施例によって構成される分解斜視図で
ある。
【符号の説明】
10 微小径配管継手 12 薄板状素子 14 通路用貫通孔 16 キャピラリーチューブ 18 受け開口 20,22 連通路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01N 37/00 101 G01N 27/26 331E (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 1/00 101 B01D 57/02 F16L 49/00 G01N 27/447 G01N 37/00 G01N 37/00 101

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連通結合される2以上の微小径管体の結
    合側の端部開口が各々気密状態で連結される受け開口
    と、 これら受け開口相互間を所定の経路で連通させる連通路
    と、を有する微小径配管継手において、 1または2以上の通路用貫通孔が所定位置に形成された
    薄板状素子を積層固着してなり、 前記薄板状素子の積層は、 隣接する薄板状素子の各通路用貫通孔が少なくとも一部
    で相互に重なり合うように行われ、 前記各薄板状素子の通路用貫通孔の連続集合状態により
    前記連通路を形成したことを特徴とする微小径配管継
    手。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の微小径配管継手におい
    て、 前記薄板状素子の通路用貫通孔をフォトエッチング技術
    にて形成したことを特徴とする微小径配管継手。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の微小径配管継手におい
    て、 前記薄板状素子の通路用貫通孔をエレクトロフォーミン
    グ技術にて形成したことを特徴とする微小径配管継手。
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JP4990698B2 (ja) * 2007-07-04 2012-08-01 株式会社大林組 セグメントの継手金具
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