JP4330394B2 - 自動閉栓機能付キャップ - Google Patents

Description

本発明は、自動閉栓機能を有するキャップに関するものであり、より詳細には、各種の検査などに使用される試薬が充填された容器に有効に適用されるキャップに関するものである。

血液検査などに使用する試薬の多くは、ロボットにより操作されるアーム管により抽出され、検体に分注されるようになっている。このようなアーム管は、容器のキャップを取り外した状態で容器内に挿入されるため、容器が開放状態（キャップが取り外された状態）で長時間放置され、容器内の試薬中への埃の混入などを生じ易いという問題がある。従って、このような埃の混入等を防止するための簡易的なシールシステムが求められている。

一方、回転部材（旋回開動板）を備えたキャップも知られている（特許文献１参照）。
特許第２７３１８２１号

上記特許文献１のキャップは、通常状態において、旋回開動板が排液筒部を閉じる位置に保持されており、旋回開動板に旋回力が作用すると、旋回開動板が旋回して排液筒部が漸次開口するというものである。

また、前述した検査試薬用の容器の簡易的なシールシステムとしては、アーム管の挿入により、容器口部が開放状態となり、アーム管を取り出したときには容器口部が自動的に閉栓状態となるようなキャップ構造が望ましい。従って、特許文献１のようなキャップを、このようなシールシステムに適用することが考えられるが、その適用には無理がある。

即ち、特許文献１のキャップは、液体調味料などの容器内容液の排出量を所定の範囲に規制するために開発されたものであり、アーム管を挿入して容器内容液の抽出を行うようなシステムは全く考慮されていないからである。具体的には、旋回開動板に対する旋回力は、容器を傾けることにより付与される構造となっており、アーム管の挿入により回転させるには、構造が複雑すぎて、アーム管の挿入自体が困難な構造となっているからである。

従って本発明の目的は、格別の操作を行うことなしに容器内容液抽出用のアーム管の挿入を行うことができ、且つアーム管の取り出しと同時に自動的に閉栓が行われ、しかも簡単な構造の自動閉栓機能付キャップを提供することにある。

本発明によれば、容器口部の上端に固定される環状保持具と、該環状保持具の開口部を閉じるように設けられた回転板とを有する自動閉栓機能付キャップにおいて、前記回転板は、その対称軸線両端部分に一対の支持軸を有し、該支持軸が前記環状保持具に回転自在に保持されていると共に、且つ該回転板の一方の面には、前記対称軸線上に厚肉部が形成され、常態において、厚肉部形成面を裏側として該回転板が保持されており、前記回転板が装着された環状保持具を覆うように容器口部に上蓋が螺子装着され、前記環状保持具の上面には、上蓋係止用のリング状突起が形成されており、前記上蓋の内面には、二条のリング状突条が形成されており、上蓋を装着した際に、前記二条のリング状突条の間に上蓋係止用のリング状突起が係合し、且つ二条のリング状突条の内の内側突条が前記回転板の上面周縁部と密着する、ことを特徴とする自動閉栓機能付キャップ（第１の態様）が提供される。

かかる第１の態様のキャップにおいては、
前記回転板は、径方向に互いに対向するように一対の切欠き部が形成された円板形状を有しており、該切欠き部のそれぞれに、前記支持軸が形成されていること、が好ましい。

本発明によればさらに、容器口部の上端に固定される環状保持具と、該環状保持具の開口部を閉じるように設けられた回転板とを有する自動閉栓機能付キャップにおいて、前記回転板には、互いに対向する位置に一対の支持軸が形成され、該支持軸が前記環状保持具に回転自在に保持されていると共に、該回転板は、前記支持軸を結ぶ軸線に対して一方側の領域に重心が位置するような形状を有しており、前記環状保持具の内面には、前記回転板の重心側領域の下方への回転を抑止するための第１のリブと、前記回転板の重心が位置していない他方側領域の上方への回転を抑止するための第２のリブとが設けられており、前記回転板が装着された環状保持具を覆うように容器口部に上蓋が螺子装着され、前記環状保持具の上面には、上蓋係止用のリング状突起が形成されており、前記上蓋の内面には、二条のリング状突条が形成されており、上蓋を装着した際に、前記二条のリング状突条の間に上蓋係止用のリング状突起が係合し、且つ二条のリング状突条の内の内側突条が前記回転板の上面周縁部と密着する、ことを特徴とする自動閉栓機能付キャップ（第２の態様）が提供される。

前記第２の態様における自動閉栓機能付キャップにおいては、
前記回転板は、径方向に互いに対向するように一対の切欠き部が形成された円板形状を有しており、該切欠き部のそれぞれに、該回転板の中心を通る軸線上に位置するように前記支持軸が形成されており、該回転板の重心側領域は、重心が位置していない他方側領域に比して厚肉に形成されていること、が好ましい。

即ち、本発明においては、回転板により簡易シールが形成されており、この回転板が旋回するため、ロボットにより操作されるアーム管を容易に容器内に挿入することができる。また、第１の態様のキャップでは、回転板の支持軸を結ぶ軸線の下側に重心が位置し、第２の態様では、回転板の支持軸を結ぶ軸線の一方側の領域に重心が位置している。従って、容器内容液の抽出操作終了後、アーム管を引き出すと、自動的に回転板は旋回して元のシール位置に復帰することとなる。

本発明を、以下、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、第１の態様の本発明のキャップを、これと組み合わせて使用される上蓋及び該キャップが適用される容器と共に示す分解側断面図であり、
図２は、図１のキャップが上蓋とともに容器口部に装着された状態を示す側断面図であり、
図３は、図１のキャップの回転板の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であり、
図４は、図１のキャップの環状保持具の平面図（ａ）及び側断面図（ｂ）であり、
図５は、図１のキャップを用いてのロボットアームによる容器内容液の抽出操作を示す図であり、
図６は、第２の態様の本発明のキャップを、これと組み合わせて使用される上蓋及び該キャップが適用される容器と共に示す分解側断面図であり、
図７は、図６のキャップが上蓋とともに容器口部に装着された状態を示す側断面図であり、
図８は、図６のキャップの回転板の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であり、
図９は、図６のキャップの環状保持具の平面図（ａ）及び側断面図であり、
図１０は、図６のキャップを用いてのロボットアームによる容器内容液の抽出操作を示す図である。

（第１の態様のキャップ）
図１及び図２を参照して、第１の態様における本発明の自動閉栓機能付キャップは、環状保持具１と回転板２とから成っており、容器５０の口部５０ａに装着され、さらにその上から，上蓋３が容器口部５０ａに装着される。即ち、本発明のキャップは、通常、中栓として使用され、上蓋３と併用される。

図３を併せて参照して、回転板２は、径方向に互いに対向するように一対の切欠き部５，５が形成された円板形状を有しており、その周面は、円周面２ａと、上記切欠き部５，５に対応するフラットな面２ｂとからなっている（図３（ａ）参照）。このフラットな面２ｂは、それぞれ、回転板２の中心Ｏを通る対称軸線Ｌと直角に交差している。また、上記の切欠き部５，５には、対称軸線Ｌの両端部分、即ち、対称軸線Ｌの延長線上に位置するように、一対の支持軸６，６が設けられており、この支持軸６を支点として回転するように、回転板２は、環状保持具１に取り付けられる。

本発明においては、回転板２の下面には、厚肉部７が設けられており（図３（ｂ）参照）、この厚肉部７は、上記対称軸線Ｌ上に位置するように且つ対称軸線Ｌに沿って延びている（図３（ａ）参照）。即ち、このような厚肉部７の形成により、回転板２の重心は、対称軸線Ｌの下方に位置することとなり、回転板２は、厚肉部７を下側にして安定に環状保持具１に保持されることとなる。尚、この厚肉部７は、回転板２の重心を対称軸線Ｌの下方に位置せしめるためのものであり、したがって、回転板２の中心Ｏの下部に円柱状に形成されていてもよい。

また、図４を併せて参照して、環状保持具１は、リング形状の天板部８と、天板部８の外周縁から降下している筒状側壁９とを有しており、リング状天板部８によって、上述した回転板２に対応する形状を有し、該回転板２がすっぽりと入るような開口部１ａが形成されている。筒状側壁９の内面には、容器口部５０ａとの係合用突起１０が形成されている。また、天板部８の下面には、インナーリング１２が形成されており、このインナーリング１２と筒状側壁９との間の空間に容器口部５０ａの上端部分が嵌め込まれ、係合用突起１０との係合により、環状保持具１は、がっちりと容器口部５０ａの上端部分に保持されるようになっている。

また天板部８の上面には、後述する上蓋３との係合用突起１３がリング状に形成されている。

さらに、天板部８の内側側面には、回転板２を回転可能に保持するための一対の軸受け部１５，１５が形成されている（図４（ａ）参照）。図４ａから明らかな通り、一対の軸受け部１５，１５は、開口部１ａの中心Ｏ’（前述した回転板２の中心Ｏに対応する）を通る径方向軸線上において互いに対向するように位置している。

即ち、回転板２の支持軸６を上記軸受け部１５に嵌め込むことにより、回転板２は、支持軸６を支点として回転可能に環状保持具１に保持され、且つ、回転板２は、前記厚肉部７を下側にして安定に保持されることとなる。

上蓋３は、上述した構造の環状保持具１と回転板２とからなる本発明のキャップを容器口部５０ａに装着した状態で、その上から容器口部５０ａに装着されるものである。この上蓋３は、頂板部２０とスカート部２１とからなっており、スカート部２１の内面には、容器口部５０ａの外面に形成されている螺条５０ｂと係合する螺条２２が形成されている。さらに、頂板部２０の内面には、前述したリング状の係合用突起１３と係合する二条のリング状突起２３，２３が形成されている。

即ち、上蓋３を容器口部５０ａに装着された本発明のキャップ上に被せ、螺条２２を螺条５０ｂと螺子係合させ、閉栓方向に旋回させることにより、二条のリング状突起２３，２３の間に環状保持具１に形成されている係合用突起１３が係合し、これにより、高いシール性が確保される。また、図２から明らかな通り、上蓋２を装着すると、二条のリング状突起２３，２３の内、内側の突起が回転板２の上面周縁部に密着する。したがって、環状保持具１内に保持された回転板２は、回転することなく、しっかりと位置固定される。

かかる本発明のキャップにおいては、以下に述べる図５に示す操作により、ロボットにより操作されるアーム管によって容器内容液（例えば検査試薬）の抽出及び検体への分注を容易に行うことができる。

即ち、容器５０の口部５０ａには、本発明のキャップ（環状保持具１及び回転板２）及び上蓋３が装着されており、高いシール性が確保された状態で、試薬等の内容液が容器５０内に収容されている［図５（ａ）］。

次いで、上蓋３を閉栓方向に旋回して容器口部５０ａから取り外す。これにより、回転板２が外部に露出した状態となる［図５（ｂ）］。この状態で、容器５０は回転板２によって簡易的にシールされている。

上記の状態で、ロボットにより操作されるアーム管３０を降下させる［図５（ｃ）］。

アーム管３０を降下させていくと、回転板２に接触し、これにより回転板２は支持軸６，６を支点として回転し、アーム管３０は容器５０内に挿入され、その下端は、容器内容液中に入り込む［図５（ｄ）］。従って、この状態で、アーム管３０によって容器内容液は抽出される。

容器内容液の抽出作業が終了したときには、アーム管３０を上昇させ、容器５０内から引き出す［図５（ｅ）］。即ち、アーム管３０を容器５０内から引き出すと、回転板２の重心が厚肉部７の形成によって回転板２の裏面側に位置しているため、回転板２は自重によって自動的に逆方向に回転し、再び初期と同様の状態に復帰し、安定に環状保持具１に保持され、容器５０は、回転板２によって簡易的にシールさせ、容器内への埃の混入等が有効に防止される。

上記の操作終了後は、再び、上蓋３を装着して容器５０を保管する［図５（ｆ）］。これにより、容器内容液は高いシール性で保存される。

上述した第１の態様のキャップにおいて、環状保持具１の開口部１ａ及び回転板２の形状は、容器口部の形状に合わせて両端に切欠きを有する円形とすることが一般的であるが、厚肉部７の形成によって回転板２の重心が対称軸線Ｌの下方に位置する限りにおいて、例えば楕円形等、円形以外の形状とすることも可能である。

（第２の態様）
上述した第１の態様のキャップは、回転板２の重心を対称軸線Ｌの下方に位置させることにより、アーム管３０の引き出しと同時に、自重によって回転板２を旋回させて元の閉栓状態（簡易的シール状態）に復帰させるというものであるが、このような自動閉栓構造は、回転板２の重心位置を偏心させることによって得ることもできる。第２の態様は、このように回転板２の重心位置を偏心させたものである。

第２の態様のキャップの構造及び機能等を第１の態様のキャップと同様、図６乃至図１０に示したが、上蓋３及び容器５０の構造は全く同様であり、また、環状保持具１及び回転板２の形状等も基本的には同じであり、回転板２の重心位置及びその重心位置に関連する構造のみが、第１の態様のキャップと異なっており、以下、その相違点を中心に説明する。

即ち、図６乃至図９に示されているように、このキャップも、環状保持具１と回転板２とからなり、容器口部５０ａに装着された状態で、さらに上蓋３が螺子係合により容器口部５０に装着される構造と成っている。

特に図８及び図９に示されているように、環状保持具１のリング状天板部８によって回転板２がすっぽりと入り込む開口部１ａが形成されており、この開口部１ａに、図８に示されている形状の回転板２が保持される点では、第１の態様と全く同じである。しかるに、この第２の態様では、天板部８の内側側面には、回転板２を回転可能に保持するための一対の軸受け部１５，１５が形成されていると同時に、この一対の軸受け部１５，１５を結ぶ軸線Ｐに対しての一方側の領域Ａには、回転板２の降下（下方への旋回）を抑制するための第１のリブ４０が内方に張り出しており、軸線Ｐの他方側の領域Ｂには、回転板２の上昇（上方への旋回）を抑制するための第２のリブ４１が内方に張り出している（図９（ａ）及び（ｂ）参照）。

一方、回転板２には、上記軸受け部１５，１５に回転可能に保持される支持軸６，６が形成されているが、支持軸６，６を結ぶ直線Ｑ（前記軸受け部１５，１５を結ぶ直線Ｐに相当）の一方側の領域Ａにおいては、図８（ｂ）から明らかなように、回転板２が厚肉に形成され、さらに直線Ｑの他方側の領域Ｂでは、回転板２は薄肉に形成されている。即ち、この回転板２の重心は、厚肉側の領域Ｂ側に位置するものとなっている。

また、この回転板２の周縁部には、図８（ａ）に示されているように、領域Ａ側の円周面２ａにおいて、下面の一部が切り欠かれて第１のフランジ４２が形成され、領域Ｂ側の円周面２ａにおいて、上面の一部が切り欠かれて第２のフランジ４３が形成されている。即ち、回転板２を環状保持具１に保持せしめた状態において、領域Ａの第１のフランジ４２は、環状保持具１に形成されている第１のリブ４０に当接し、その下方への旋回が抑止され、領域Ｂの第２のフランジ４３は、環状保持具１に形成されている第２のリブ４１に当接し、その上方への旋回が抑止され、かくしてこのキャップにおいては、環状保持具１に保持されている回転板２は水平状態に保持されて簡易的シールを形成するようになっている。

このような第２の態様のキャップは、図１０に示す操作（実質的には、図５で示す第１の態様のキャップの操作と同様である）により、アーム管３０によって容器内容液の抽出及び検体への分注が行われる。

即ち、容器口部５０ａには、第２の態様のキャップと上蓋３が装着されており、高いシール性が確保された状態で、試薬等の内容液が保管されている［図１０（ａ）］。

アーム管３０の操作に際しては、上蓋３を容器口部５０ａから取り外す［図１０（ｂ）］。この状態で、ロボットにより操作されるアーム管３０を降下させる［図１０（ｃ）］。

アーム管３０を降下させると、アーム管３０との接触により回転板２が回転し、アーム管３０は容器５０内に挿入され［図１０（ｄ）］、この状態で、アーム管３０によって容器内容液の抽出が行われる。

容器内容液の抽出作業が終了すると、アーム管３０を上昇させ、容器５０内から引き出す［図１０（ｅ）］。この場合、回転板２の重心が領域Ａ側に偏心しているため、アーム管３０の引き出しによって、回転板２は自重によって自動的に逆方向に回転し、再び初期と同様の状態に復帰し、安定に環状保持具１に保持され、容器５０は、回転板２によって簡易的にシールさせ、容器内への埃の混入等が有効に防止されることとなる。

上記の操作終了は、第１の態様のキャップと全く同様に、上蓋３を装着して容器５０を保管する［図１０（ｆ）］。これにより、容器内容液は高いシール性で保存される。

上述した第２の態様のキャップは、回転板２の肉厚を領域Ａ側において厚く、領域Ｂ側において薄く設けることにより、回転板２の重心位置を領域Ａ側に偏心させたものであるが、このような肉厚調整によらず、重心位置を偏心させることも可能である。例えば、領域Ａ側の一部に、その重量を領域Ｂよりも重くするような突起等の部材を設けることにより、重心位置を偏心させることもできる。また、支持軸６，６を、回転板２の対象軸線からずらして形成することによっても重心位置を偏心させることができる。また、この第２の態様のキャップにおいても、回転板２の形状を両端に切欠きを有する円形以外の形状、例えば楕円形等とすることも可能である。

さらに、第２の態様のキャップでは、アーム管３０の挿入位置を回転板２の領域Ｂ側とする必要があるため、必要により、回転板２の領域Ｂ側の上面に、アーム管３０の挿入位置を示すようなマークを形成しておくことが好ましい。

上述した本発明のキャップは、各種のプラスチック、例えば、低−、中−または高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性ポリエステル、ポリアミド、スチレン系樹脂、ΑΒＳ樹脂等を用いての射出成形等の一体成形により、容易に製造される。

上述した本発明の第１及び第２の態様のキャップでは、極めて簡単な構造で自動開栓機能が達成されており、格別の操作を行うことなしに容器内容液抽出用のアーム管の挿入を行うことができ、且つアーム管の取り出しと同時に自動的に閉栓が行われ、容器内への埃の混入等を有効に防止することができる。

第１の態様の本発明のキャップを、これと組み合わせて使用される上蓋及び該キャップが適用される容器と共に示す分解側断面図。 図１のキャップが上蓋とともに容器口部に装着された状態を示す側断面図。 図１のキャップの回転板の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）。 図１のキャップの環状保持具の平面図（ａ）及び側断面図（ｂ）。 図１のキャップを用いてのロボットアームによる容器内容液の抽出操作を示す図。 第２の態様の本発明のキャップを、これと組み合わせて使用される上蓋及び該キャップが適用される容器と共に示す分解側断面図。 図６のキャップが上蓋とともに容器口部に装着された状態を示す側断面図。 図６のキャップの回転板の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）。 図６のキャップの環状保持具の平面図（ａ）及び側断面図（ｂ）。 図６のキャップを用いてのロボットアームによる容器内容液の抽出操作を示す図。

符号の説明

１：環状保持具
２：回転板
６：支持軸
７：厚肉部
１５：軸受け部
３０：アーム管
４０：第１のリブ
４１：第２のリブ
４２：第１のフランジ
４３：第２のフランジ

Claims (4)

1. 容器口部の上端に固定される環状保持具と、該環状保持具の開口部を閉じるように設けられた回転板とを有する自動閉栓機能付キャップにおいて、
   前記回転板は、その対称軸線両端部分に一対の支持軸を有し、該支持軸が前記環状保持具に回転自在に保持されていると共に、且つ該回転板の一方の面には、前記対称軸線上に厚肉部が形成され、常態において、厚肉部形成面を裏側として該回転板が保持されており、
   前記回転板が装着された環状保持具を覆うように容器口部に上蓋が螺子装着され、前記環状保持具の上面には、上蓋係止用のリング状突起が形成されており、前記上蓋の内面には、二条のリング状突条が形成されており、上蓋を装着した際に、前記二条のリング状突条の間に上蓋係止用のリング状突起が係合し、且つ二条のリング状突条の内の内側突条が前記回転板の上面周縁部と密着する、
   ことを特徴とする自動閉栓機能付キャップ。
2. 前記回転板は、径方向に互いに対向するように一対の切欠き部が形成された円板形状を有しており、該切欠き部のそれぞれに、前記支持軸が形成されている請求項１に記載の自動閉栓機能付キャップ。
3. 容器口部の上端に固定される環状保持具と、該環状保持具の開口部を閉じるように設けられた回転板とを有する自動閉栓機能付キャップにおいて、
   前記回転板には、互いに対向する位置に一対の支持軸が形成され、該支持軸が前記環状保持具に回転自在に保持されていると共に、該回転板は、前記支持軸を結ぶ軸線に対して一方側の領域に重心が位置するような形状を有しており、
   前記環状保持具の内面には、前記回転板の重心側領域の下方への回転を抑止するための第１のリブと、前記回転板の重心が位置していない他方側領域の上方への回転を抑止するための第２のリブとが設けられており、
   前記回転板が装着された環状保持具を覆うように容器口部に上蓋が螺子装着され、前記環状保持具の上面には、上蓋係止用のリング状突起が形成されており、前記上蓋の内面には、二条のリング状突条が形成されており、上蓋を装着した際に、前記二条のリング状突条の間に上蓋係止用のリング状突起が係合し、且つ二条のリング状突条の内の内側突条が前記回転板の上面周縁部と密着する、
   ことを特徴とする自動閉栓機能付キャップ。
4. 前記回転板は、径方向に互いに対向するように一対の切欠き部が形成された円板形状を有しており、該切欠き部のそれぞれに、該回転板の中心を通る軸線上に位置するように前記支持軸が形成されており、該回転板の重心側領域は、重心が位置していない他方側領域に比して厚肉に形成されている請求項３に記載の自動閉栓機能付キャップ。

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