JP4932000B2 - カセット式診断テープ - Google Patents

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Description

本発明は、分析用試験テープ、未使用の試験テープを繰り出すための供給スプールと使用済み試験テープを巻き取るための巻取りスプール、スプール用のハウジング、および少なくとも試験テープが意図せずに繰り出されることを防止するための、巻取りスプールの回転止めを有する特に血糖検査用のカセット式診断テープに関する。
糖尿病患者が自己診断を実施する際には、これまで個別の試験片が用いられてきたが、試験片は、少量の試料を塗布した後に、試料(血液または組織液)のグルコース濃度を可能な限り正確に測定し、また、信頼性を高くするために測光分析が行われる。ユーザの使い勝手を向上させるために、複数の検査をカセット式テープ形態の試験テープ上で実施することが既に提案されている。必要とされる分析の全ての工程を自動的かつ迅速に実施できるようにするために、そのようなカセット式テープを、使い捨て部品として小型の携帯装置に挿着することは可能であろう。
これに関連して、血液で汚染された使用済みテープが意図せずに繰り出されることを防止するために、テープの巻戻し防止用逆転止めが、本願の優先日において依然未公開の当出願人の独国特許第102005013685号明細書に開示されている。この文献において、フリーホイール状の回転止めは、試験テープの巻取りは可能にするが、逆回転方向への巻戻しは確実に阻止する。この場合、使い捨て部品としてのカセット式診断テープは、大量生産品であるために、可能な限り簡単に製造できるとともに、ユーザにとって動作の信頼性が高く、使い勝手が優れている必要があることは留意に値する。
このために、本発明の目的は、先行技術において提案されている試験テープ・システムをさらに改良し、また、その使用についての特定の利点を達成するとともに、製造をより簡単にすることである。
独立形式請求項に記載された特徴の組合せが、この目的を達成するものであると提案されている。本発明の有利な実施の形態とさらなる発展例は、従属形式請求項から導出される。
本発明の第1の概念は、回転方向によって制御される回転止めに替えて、自動切替機構を採用するというアイデアに基づいている。したがって、回転止めは、ハウジングと巻取りスプール両方の対向面に設けられた回転止め歯を備えることが提案されており、該歯は、相互の噛合い位置と解放位置の間で、巻取りスプールのスプール軸に沿う軸方向移動を行なう。これにより、必要に応じて回転止め動作を実行するまたは超越させることが可能になる。噛合い位置にあるとき、使用済み試験テープは、ユーザの操作による自由なアクセスが確実に阻止できるようになっている。解放位置にあるとき、耳障りな雑音が完全に無くされているとともに、携帯装置に用いるにはエネルギー供給の観点からも有利である、追加的な駆動トルクが必要ない。さらに、提案された解決策は、コイル状に巻き取られた試験テープの径とは独立して実施でき、また、回転止めは、複雑なフリーホイール機構を用いることなく数少ない部品によって作製することができる。同時に、機能部品がカセットの大きさの決定時に重要ではないために、全体の大きさを小さくすることができる。
回転止め歯は、カセット式テープが装置とは別に操作されているときは噛合い位置にあることが好ましく、また、カセット式テープが好ましくは装置の駆動軸を巻取りスプールに挿入して用いられるときには解放位置にあることが好ましい。
また、回転止め歯の軸方向の移動は、解放位置にあるときには巻取りスプールを両回転方向に自由に回転させ、噛合い位置にあるときにはいずれの回転方向にも回転しないよう巻取りスプールをロックすることを可能にする。
とりわけ有利な構成の実施形態は、巻取りスプールが、回転止め歯としての歯を前面に備える歯付き円板を有するようになっており、歯付き円板は、試験テープを巻き取ることができる円筒形のスプール本体のカラーに形成してもよい。
自動的な移動機能を持たせるために、巻取りスプールは、伸縮バネによりハウジングに対してスプール軸方向に押圧されている方が有利である。これに関連して、伸縮バネは、ハウジングの壁に板バネまたは渦巻バネとして形成されており、また、環状空間が、試験テープのために壁と回転止め歯の間に設けられている方が有利である。
ハウジングは、回転止め歯としての歯付きリング状フランジを有することが好ましい。
テープに大きい張力が加わり軸方向に傾いたとき回転止め動作が意図に反して生じないようにするために、ハウジングの回転止め歯は、巻き取られる試験テープの最後の方向転換点とは反対側のリング部に形成されており、また、リングのその他の部分は、歯を有していない方が有利である。
回転止め方向に好適な改良形状は、回転止め歯の歯が非対称の歯面を有しており、巻取りスプールを逆転させるとき噛合い位置において互いに当接する歯面は、急な傾斜を有するという事実により実現可能である。
製造を容易にするために、巻取りスプールは、物理的な回転軸を備えないハウジングの区画に挿着する方が有利である。組立体は、また、巻取りスプールをいずれの回転位置においてもハウジングの回転止め歯の上に載置できるようにすることにより簡素化が可能である。
とりわけ回転駆動装置を別々に装着するときの公差を補正するために、巻取りスプールは、そのスプール軸に対して横方向の遊びを有するようにハウジングに遊動装着する方が有利である。この場合、横方向の遊びは、間違いなく0.2mmより大きくする、好ましくは0.3〜0.6mmにすることが必要である。有利な実施形態において、巻取りスプールは、回転止め歯が少なくとも噛合い位置にあるとき、横方向の遊びを持ってハウジングの開口に挿着される環状の延長部を有する。
第2の独創的な概念によると、回転止めは、巻取りスプールが解放位置から軸方向に移動したとき、巻取りスプールの対向接触面と摩擦係合させられる、ハウジング面に取り付けられた摩擦要素を有する。これにより、いずれの回転位置においても、また、回転の方向とは無関係に動作する回転止め機能を、簡単な製造方法により実現することができる。
摩擦要素は、巻取りスプールと同軸に配置された摩擦リングにより構成する方が有利であり、エラストマ材、好ましくはTPEにより構成してもよく、さらに、射出成形によりハウジング面上に形成することが好ましい。
別の改良は、ハウジング面を、開口が画成されているリング状フランジに形成するとともに、摩擦要素を、リング状フランジの周囲に、好ましくは開口の縁領域に配置することにより実現できる。また、接触面は、試験テープを巻き取ることができる円筒形のスプール本体のカラーに形成する方が有利である。この場合、摩擦力は、スプール本体に巻き取られたテープのその時点における径とは無関係である。
カセットを使用していないときに摩擦係合が自動で確実に行われるようにするため、巻取りスプールは、伸縮バネの復元力により摩擦係合が生じるよう、伸縮バネによりハウジングに対してスプール軸方向に押圧されている方が有利である。
別の独創的な概念は、回転止めがハウジングに取り付けられ、巻取りスプールに向けて軸方向に付勢されている回転止めバネを有することであり、回転止めバネは、巻取りスプールの前面に配置されたフリーホイール歯と常時噛み合うことにより、巻き取られたテープの巻戻しを阻止する。このことは、操作に対する防護機能を高めるだけでなく、たとえば衝撃のために巻き取ったテープが意図せずに巻き戻されることを常時防止することにより、テープをセンサに対して決められた位置に配置しておくことを可能にする。
回転止めバネは、好ましくは同軸のリング形状体または渦巻バネとしてハウジングの壁に形成されている方が有利であり、また、壁から突出している、回転止めバネの内側要素は、少なくとも1つのラッチを担持している。
所与の歯数のもとでの後退運動時に生じる角度を最小にするために、バネ式ラッチは、フリーホイール歯の回転止め位置を再分割するために複数のラッチとして構成され、フリーホイール歯の歯ピッチ上を変位したラッチの各々が、回転止めを実行できるようになっている方が有利である。
とりわけ有利な構成は、フリーホイール歯が、回転止めバネに対向する、巻取りスプールのスプール本体の端壁に形成されており、また、スプール本体が、環状カラーと好ましくは回転止め歯によりハウジングに支持されるようになっている。
回転方向によって決まる回転止め動作が起きるようにするために、フリーホイール歯は、非対称の歯形状を有する冠歯車により構成されている方が有利であり、緩い傾斜の歯面が、巻取り方向への回転時のバネ式ラッチの摺動用傾斜面を構成し、また、急な傾斜の歯面が、巻き戻し方向への回転時に形状嵌合形態でバネ式ラッチを支持する。
摩擦を最小にするために、フリーホイール歯の歯は、その幅方向で低くなる歯高を有することにより、バネ式ラッチに当接する時間を短くできるようになっている方が有利である。
本発明は、また、試験装置、およびそれに挿着された、特に血糖検査用のカセット式診断テープを有する試験システムに関し、カセット式テープは、分析用試験テープ、未使用の試験テープを繰り出すための供給スプール並びに使用済み試験テープを巻き取るための巻取りスプール、スプール用のハウジング、および少なくとも試験テープの意図しない巻戻しを防止するための、巻取りスプールの回転止めを有する。
そのようなシステムにおいては、試験装置の駆動軸が、カセット式テープが挿着されたとき巻取りスプールに連結することにより、回転止め歯を持ち上げて外すまたは摩擦要素の摩擦連結を解除して解放位置に移動させるようになっている方がとりわけ有利である。別の改良は、駆動軸をバネにより駆動軸方向に調節可能にするとともに、バネを変位させることにより巻取りスプールに連結できるようにすることによって得られる。この場合、巻取りスプールの駆動穴内の駆動軸は、少なくとも1つの駆動部により回転運動を伝達する。
以下、図面に模式的に示した例示としての実施形態に基づき、本発明についてさらに説明する。
試験テープの巻戻し止めを有する、血糖検査用カセット式テープの斜視図である。 回転止め歯を備える、カセット式テープの巻取りスプールの拡大斜視図である。 対向する歯を備える、カセット式テープのリング状フランジの上面図である。 回転止め歯が噛合い位置にあるときの、巻取りスプールとリング状フランジの軸方向断面図である。 回転止め歯が解放位置にあるときの、巻取りスプールとリング状フランジの軸方向断面図である。 カセット式テープの格納部を備える携帯測定装置の斜視図である。 図6に示した装置の駆動軸の側面図である。 カセット式テープの別の実施形態において、その上に回転止めバネが形成されているハウジング・カバーである。 前面にフリーホイール歯が形成されている巻取りスプールの側面図である。 巻取りループを常時ロックしておくための、図9に示したフリーホイール歯と噛み合わされた図8に示した回転止めバネの部分斜視図である。 巻取りスプールの別の実施形態の斜視図である。 図11に示した巻取りスプールと摩擦係合する摩擦リングをハウジングに有するカセット式テープの別の実施形態の斜視図である。 図11に示した巻取りスプールと摩擦係合する摩擦リングをハウジングに有するカセット式テープの別の実施形態の斜視図である。
図1に示したカバーが取り外されているカセット式テープは、患者自身が採取した血液試料を用いて、手元で複数のグルコース分析を実施できるようにする。このために、カセット式テープ10は、供給スプール14から引き出して巻取りスプール16に巻き取ることができる分析用試験テープ12を有し、この巻取り時に、検査領域18は、体液(血液または組織液)を前側に塗布し、また、後側で反射率測定を実施できるようにするために、塗布先端20において方向変換させられる。試験テープ12の一部に形成された試験領域18は、塗布された血液中の被分析物(グルコース)に反応して、後側に光が照射されたとき反射光に測定可能な変化を起こさせる乾燥薬剤を含有する。
試験テープ12が巻かれたスプール14、16はカセット10のハウジング22に挿着され、カバーの装着時には、ハウジングの塗布先端20だけが自由にアクセス可能である。外側からの操作時に血液で汚染された使用済み試験テープが意図に反して巻き戻されることを防止するために、回転止め24が、巻取りスプール16とハウジング22の間に設けられている。該止めは、ハウジング22と巻取りスプール16に形成されており、巻取りスプールの、相互の噛合い位置と解放位置の間におけるスプール軸30に沿う軸方向の動きにより移動させることができる回転止め歯26、28により構成されている。
図2が最も判りやすいが、巻取りスプール16は、冠歯車状の回転止め歯28を担持する、前側に歯が形成された歯付き円板32を有する。歯付き円板32は、試験テープ12を巻き取ることができる中空で円筒形のスプール本体34のカラーにより構成されており、回転止め歯28は、巻かれた試験テープ36(図1)とは反対の方向を向いている。巻取りスプール16は、歯が形成されている側に、対向する歯26に遊動心立てを行なうための環状の延長部38を有する。
図3に示されているように、ハウジング22は、ハウジング側の回転止め歯26を担持するリング状フランジ40を有する。該歯は、巻き取られる試験テープ12の方向変換点42の反対側に位置するとともに、テープの送り方向において終点であるリング部44に形成されており、リングのその他の部分46は、巻取りスプール16によりテープに強い張力が加えられたためにそれが傾いたとき、意図に反して固定されることを回避するために歯を有してはいない。リング状フランジ40は、巻取りスプール16の環状延長部38が回転できるよう横方向の遊び49を持って挿着されるハウジング開口48を画成する。横方向の遊び49は、ハウジング開口48の円周が環状延長部38より約0.5mm大きい径を有するようにすることによって得られる。回転止め歯26、28は、それらの半径方向の延長部により巻取りスプール16に付随する横方向の偏位を補正することができるために、位置決め公差を補正することが可能である。
このために、回転止め歯26、28は、巻取りスプール16をいずれの回転位置にあってもリング状フランジ40に載置することができるよう対向面44、50にリング状に形成されている。逆回転に対する回転止め動作を向上させるために、回転止め歯26、28の歯は、巻取りスプール16が反対方向に回転させられたとき噛合い位置において互いに当接する歯面52、54が反対側の歯面52、54より傾斜が急である非対称の歯面を有する。
回転止め24の移動機能は、図4と図5が最も判りやすい。カセット式テープ10が保管または装置とは別に取り扱われているとき、回転止め歯26、28は、両方向の回転を形状嵌合(図4)により止めることができるよう互いに噛み合っている。このことは、ハウジング22のカバー58とスプール本体34の閉じた前面60の間に挟持されていて、スプール本体34をリング状フランジ40に押圧している伸縮バネ56により確実に実施される。伸縮バネ56は、カバー58上に渦巻バネとして形成してもよい。さらに、巻取りスプール16は、物理的な枢動軸が必要なく、また、カバー58と回転止め24の間の環状空間64が試験テープ12を受承するために空けられているハウジング区画62に挿着することができる。
カセット式テープ10を使用するとき、図5には模式的にしか示されていないが、機器駆動装置の駆動軸66が、スプール本体34の中央駆動穴67に軸方向に挿着され、次いで、スプール本体34はバネ56により押圧された状態で解放位置に持ち上げられる。これにより、回転止め歯26、28の噛合いが解除されるために、巻取りスプール16は、自由に回転することが可能になる。また、駆動軸66は、任意で巻戻し方向の回転止め機能が設けられていてもよく、この場合、図示例において時計回りに回されたとき、試験テープは、回転方向において分割されている3つの駆動部68により巻取りが可能になる。回転止め歯26、28の間には隙間があるために、耳障りな雑音が無くなるとともに、好ましくない制動トルクの発生を阻止することができる。
図6は、カセット式テープ10を挿着することができる格納部72を備え、測定をこのようにして形成された測定システムを用いて殆ど自動的に実施できるようにする携帯装置70を示す。機器76の光学測定システムは、格納部72内に位置する塗布先端20に対応して配置されている。この場合、上述した巻取りスプール16の横方向の遊びが、駆動部ハウジングに特別に装着される駆動軸66の組立・位置決め公差の補正をできるようにする。
図7に個別に示した駆動軸66は、格納部72の底を貫通し、歯車装置を介して装置70の駆動モータ(図示せず)に連結される駆動ピン78を有する。支持円板80がピン78の上端に取り付けられており、円板の上には、連結ヘッド82が、圧縮コイルバネ84により支持され、ピン78に対して軸方向に移動できるようになっている。カセット10が格納部72に挿着されたとき、連結ヘッド82は、巻取りスプール16の駆動穴67に突入し、その周縁のカム86が、トルクの伝達ができるようバネ84により付勢されて駆動部68と形状嵌合する。
以下に説明する実施形態において、同一の構成要素に対しては上述と同じ参照番号を用いる。図8〜図10による例は、巻取りスプール16のフリーホイール歯と組合わされた回転止めバネ56がハウジングのカバー58に設けられていて、テープが意図せずに巻き戻されることがないよう巻取りスプールを常時制御しておくようになっていることが本質的な違いである。これにより、巻き取られたテープの巻戻しを、どのような使用状態においても回避することができる。
図8に示したように、回転止めバネ56は、2つの同軸リング90がブリッジにより互いに連結されているリング状構造体として、打ち抜きによりハウジングのシート88に形成されている。2つのリング部分92は、内側のリングに形成されており、その各々は、ハウジング内部に向けて屈曲してラッチ94を構成する一方の端部を有し、他方の端部は、バネ56の後側を覆うプラスチックの射出成形封止材に保持されている。リング部分92とリング90は、挿着された巻取りスプール16(図10を参照されたい)の前面60に当接するために、外向きに湾曲した圧縮バネ構成になるよう軸方向で互いに変位させられている。
図9は、適切に構成された巻取りスプール16を示し、それは、図2の構成とは異なり前面にフリーホイール歯96が設けられている。これは、非対称の歯形状を有する冠歯車により構成されており、この場合、緩い傾斜の歯面98が、巻取り方向に回転させられたときバネ式ラッチ94の摺動用傾斜面を構成し、また、急な傾斜の歯面100が、巻戻し方向に回転させられたとき形状嵌合の形態でバネ式ラッチ94をロックする。
図10は、回転方向によって決まる、バネ係合の動作を示す。巻取りスプール16が挿着されたとき、下向きに屈曲しているラッチ94は、図示した位置において、1つのラッチは急な傾斜の歯面100に当接し、他方のラッチは緩い傾斜の歯面98の中央に接触するようバネに付勢されて噛み合う。このように、有効歯ピッチは、回転止め動作が継続して安定的な連結に至るまで、小さい角度の後退をいずれにせよ行うことができるよう半分にされている。摩擦低減のために、環状フリーホイール歯96の歯は、バネ式ラッチ94との接触時間が短かくなるよう、その幅方向で小さくなる歯高を有していてもよい。
使用していないとき、回転の両方向において別の回転止め動作をできるようにするために、スプール本体34のカラー102は、その支持側にハウジング・フランジ40の対向した歯26と噛み合う円周方向の回転止め歯28が設けられていてもよい。この回転止め24は、装置70に挿着するとき駆動軸66により解放されるが、方向によって決まる回転止め94、96の回転止め動作は,バネの大きい付勢力により保持されるものの、バネ式ラッチの接触角度は小さい。
図11〜図13に示した実施形態においては、回転位置と回転方向に依存しない摩擦回転止めが、回転止め歯26、28に替えて設けられている。図11によると、巻取りスプール16のカラー102だけに、この例においてはギヤ状歯が設けられていない。摩擦リング104が、摩擦回転止めのためにハウジング22のリング状フランジ40の支持面に形成されているが、それは、リング領域の中央(図12)またはフランジ開口48を画成する縁の側部(図13)に配置されている。摩擦リング104は、射出成形工程において、ハウジング22にシールを作製するのと同一の工程において射出成形される熱可塑性エラストマ材(TPE)により形成されている。また、この場合、摩擦回転止めは、図4に示したようにハウジング22に形成された伸縮バネ56により支持されているが、図5に示したように駆動軸66が挿入されたとき、巻取りスプール16はバネの付勢力に抗して持ち上げられるために、摩擦連結が解除される。

Claims (13)

  1. セット式診断テープにおいて、
    分析用試験テープ(12)と、未使用の試験テープ(12)を繰り出すための供給スプール(14)並びに使用済み試験テープ(12)を巻き取るための巻取りスプール(16)と、前記スプール(14、16)用のハウジング(22)と、少なくとも前記試験テープ(12)の意図しない巻戻しを防止するための、前記巻取りスプール(16)の回転止め(24)とを有し、
    前記回転止め(24)は、前記ハウジング(22)および前記巻取りスプール(16)の両方の対向面(44、50)に設けられた回転止め歯(26、28)を有し、前記歯は、前記巻取りスプール(16)の軸方向の動きにより相互の噛合い位置と解放位置の間において移動できることを特徴とするカセット式テープ。
  2. 前記回転止め歯(26、28)は、前記カセット式テープ(10)が、前記装置の駆動軸(66)を前記巻取りスプール(16)に挿入して用いられるときには、前記噛合い位置から前記解放位置に移動できることを特徴とする請求項1記載のカセット式テープ。
  3. 前記巻取りスプール(16)は、前記回転止め歯(28)としての歯を前面に備える歯付き円板(32)を有することを特徴とする請求項1または2記載のカセット式テープ。
  4. 前記巻取りスプール(16)は、伸縮バネ(56)により前記ハウジング(22)に対してスプール軸(30)方向に押圧されていることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のカセット式テープ。
  5. 前記ハウジング(22)は、前記回転止め歯(26)としての歯付きリング状フランジ(40)を有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のカセット式テープ。
  6. セット式診断テープにおいて、
    分析用試験テープ(12)と、未使用の試験テープ(12)を繰り出すための供給スプール(14)並びに使用済み試験テープ(12)を巻き取るための巻取りスプール(16)と、前記スプール(14、16)用のハウジング(22)と、少なくとも前記試験テープ(12)の意図しない巻戻しを防止するための、前記巻取りスプール(16)の回転止め(24)とを有し、
    前記回転止め(24)は、前記巻取りスプール(16)が解放位置から軸方向に移動したとき、前記巻取りスプール(16)の対向接触面(50)と摩擦係合させられる、ハウジング面(40)に取り付けられた摩擦要素(104)を有することを特徴とするカセット式テープ。
  7. 前記摩擦要素(104)は、前記巻取りスプールと同軸に配置された摩擦リングにより構成されていることを特徴とする請求項記載のカセット式テープ。
  8. 前記摩擦要素(104)は、エラストマ材により構成されていることを特徴とする請求項または記載のカセット式テープ。
  9. 前記巻取りスプール(16)は、伸縮バネ(56)の復元力により摩擦係合が生じるよう、前記伸縮バネにより前記ハウジング(22)に対してスプール軸(30)方向に押圧されていることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のカセット式テープ。
  10. セット式診断テープにおいて、
    分析用試験テープ(12)と、未使用の試験テープ(12)を繰り出すための供給スプール(14)並びに使用済み試験テープ(12)を巻き取るための巻取りスプール(16)と、前記スプール(14、16)用のハウジング(22)と、前記巻取りスプール(16)の回転止め(24)とを有し、
    前記回転止め(24)は、前記ハウジング(22)に取り付けられ、前記巻取りスプール(16)に向けて軸方向に付勢されている回転止めバネ(56)を有するとともに、少なくとも1つのバネ式ラッチ(94)を介して前記巻取りスプール(16)の前面に配置されたフリーホイール歯(96)と常時噛み合うことにより、巻き取られたテープの巻戻しを阻止できることを特徴とするカセット式テープ。
  11. 前記フリーホイール歯(96)は、非対称の歯形状を有する冠歯車により構成されており、緩い傾斜の歯面(98)が、巻取り方向への回転時の前記バネ式ラッチ(94)の摺動用傾斜面を構成し、また、急な傾斜の歯面(100)が、巻き戻し方向への回転時に形状嵌合形態で前記バネ式ラッチ(94)を阻止することを特徴とする請求項10記載のカセット式テープ。
  12. 前記フリーホイール歯(96)の歯は、その幅方向で低くなる歯高を有することにより、前記バネ式ラッチ(94)に当接する時間を短くできるようになっていることを特徴とする請求項10または11記載のカセット式テープ。
  13. 試験装置、およびそれに挿着されたカセット式診断テープ(10)を有する試験システムにおいて、
    前記カセット式テープ(10)は、分析用試験テープ(12)と、未使用の試験テープ(12)を繰り出すための供給スプール(14)並びに使用済み試験テープ(12)を巻き取るための巻取りスプール(16)と、前記スプール(14、16)用のハウジング(22)と、前記試験テープ(12)の少なくとも意図しない巻戻しを防止するための、前記巻取りスプール(16)の回転止め(24)とを有する請求項1、または10のいずれか1項に記載のカセット式テープである試験システム。
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