JP6188325B2 - 継手、流体デバイス、および継手を製造する方法 - Google Patents
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Description
[実施形態例]
[実施形態1]
毛細管(102)を流体デバイス(300)の別の構成要素(330)に連結するための継手(100)であって、
前記毛細管(102)の前部を囲むように、かつ前記継手(100)と前記別の構成要素(330)との間の流体封止に寄与するように構成される、フェルール(106)と、
前記毛細管(102)の後部を囲むように構成される、フェルールチャック(108)と、
前記フェルールチャック(108)の少なくとも一部を収容し、かつ前記フェルールチャック(108)を前記フェルール(106)に押し付けるように構成される、筐体(104)と、
前記継手(100)を前記別の構成要素(330)に締め付けたときに、前記フェルールチャック(108)と前記毛細管(102)との間の接触域にわたって、前記毛細管(102)の前記囲まれた後部との形態適合を生成するための、前記フェルールチャック(108)の表面の少なくとも一部の上の複数の微細突起(120)として形成される、微細構造(110)と
を備える、継手(100)。
[実施形態2]
前記微細構造(110)は、前記フェルールチャック(108)の表面から突出する、複数の、具体的には少なくとも100、より具体的には少なくとも1000、さらにより具体的には少なくとも5000の微細突起(120)を備える、実施形態1に記載の継手(100)。
[実施形態3]
少なくとも10%、具体的には少なくとも50%、より具体的には少なくとも90%の前記微細突起(120)の高さ、幅、および長さのうちの少なくとも1つは、0.5μm〜100μmの範囲、具体的には1μm〜50μmの範囲、より具体的には5μm〜20μmの範囲の寸法を有する、実施形態1または実施形態2に記載の継手(100)。
[実施形態4]
前記微細突起(120)は、前記フェルールチャック(108)の前記表面の上にランダムに分布される、実施形態1〜実施形態3のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態5]
前記微細突起(120)の少なくとも一部は、前記微細突起(120)のうちの隣接する、具体的には半径方向または軸方向に隣接する微細突起の少なくとも一部の対応する寸法(H)とは異なる、寸法(h)、具体的には高さ、幅、および長さのうちの少なくとも1つを有する、実施形態1〜実施形態4のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態6]
前記微細突起(120)の少なくとも一部について、前記微細突起(120)のうちの一対の隣接する微細突起間の距離(d)は、前記対に隣接する、隣接する微細突起(120)の他の対の微細突起(120)間の距離(D)とは異なる、実施形態1〜実施形態5のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態7]
前記微細突起(120)の少なくとも一部は、前記フェルールチャック(108)の前記表面の上に繰り返しパターンなく配設される、実施形態1〜実施形態6のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態8]
前記微細構造(110)は、具体的には排他的に、具体的には円筒形の前記フェルールチャック(108)の内側表面であって、それに沿って前記フェルールチャック(108)が前記毛細管(102)を円周に把持する、内側表面の円周上に形成される、実施形態1〜実施形態7のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態9]
前記フェルールチャック(108)は、金属、具体的には鋼、より具体的にはステンレス鋼で作製される、実施形態1〜実施形態8のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態10]
前記フェルールチャック(108)は、少なくとも35HRC、具体的には少なくとも44HRCのロックウェル硬さを有する材料で作製される、実施形態1〜実施形態9のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態11]
前記フェルールチャック(108)は、先細の、具体的には円錐形に先細の後部セクション(130)を有し、前記先細の後部セクション(130)は、前記筐体(104)の先細の架台表面(132)に当接する、実施形態1〜実施形態10のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態12]
前記先細の後部セクション(130)は、前記筐体(104)から前記毛細管(102)に把持力を伝達するように構成される、実施形態11に記載の継手(100)。
[実施形態13]
前記微細構造(110)は、前記先細の後部セクション(130)の内側表面の円周上に形成され、具体的には、前記先細の後部セクション(130)の外側表面には、前記微細構造(110)がない、実施形態11または実施形態12のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態14]
前記フェルールチャック(108)は、環状、具体的には平らな環状の正面(134)を有し、前記環状正面(134)は、前記フェルール(106)の環状背面(136)に当接する、実施形態1〜実施形態13のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態15]
前記フェルールチャック(108)は、環状、具体的には平らな環状の正面(134)を有し、前記環状正面(134)は、前記フェルール(106)と前記フェルールチャック(108)との間の把持を促進する把持要素によって、前記フェルール(106)の環状背面(136)から分離される、実施形態1〜実施形態13のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態16]
前記フェルールチャック(108)は、前記環状正面(134)で終端する中空円筒形前部セクション(138)を有する、実施形態14または実施形態15に記載の継手(100)。
[実施形態17]
前記中空円筒形前部セクション(138)は、変形しない支持体として構成される、実施形態16に記載の継手(100)。
[実施形態18]
前記中空円筒形前部セクション(138)は、フェルールチャック(108)全体に沿って最大壁厚さ(B)を有する、実施形態16または実施形態17に記載の継手(100)。
[実施形態19]
前記フェルールチャック(108)は、前記中空円筒形前部セクション(138)と前記先細の後部セクション(130)との間に配設される、中空円筒形延在セクション(140)を有し、具体的には、前記中空円筒形延在セクション(140)は、前記中空円筒形前部セクション(138)より小さい壁厚さ(b)を有する、実施形態11および実施形態16に記載の継手(100)。
[実施形態20]
前記中空円筒形延在セクション(140)は、バネとして動作可能であるように構成される、実施形態19に記載の継手(100)。
[実施形態21]
前記中空円筒形延在セクション(140)は、0.1mm〜0.6mmの範囲、具体的には0.15mm〜0.4mmの範囲の壁厚さ(b)を有する、実施形態19または実施形態20に記載の継手(100)。
[実施形態22]
前記フェルールチャック(108)、具体的には前記フェルールチャック(108)の先細の後部セクション(130)は、長手方向スリット(402)を有し、具体的には前記フェルールチャック(108)の円周の周囲に一様に分布される複数の長手方向スリット(402)を有する、実施形態1〜実施形態21のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態23]
前記先細の後部セクション(130)および前記中空円筒形延在セクション(140)は、前記フェルールチャック(108)の円周の周囲に一様に分布され、具体的には、隣接するスリット(402)間に形成される羽部(302)を枢動させるための機能的枢動点(190)が、前記中空円筒形延在セクション(140)と前記中空円筒形前部セクション(138)との間の接合部分に位置するように、前記中空円筒形前部セクション(138)の前で機能的に終端する、2つまたは3つの長手方向スリット(402)を有する、実施形態19に記載の継手(100)。
[実施形態24]
バネ様の羽部(302)は、隣接するスリット(402)の各対の間に形成され、
前記バネ様の羽部(302)のうちの少なくとも1つの屈曲軸(304)は、最大で±0.5mm、具体的には最大で±0.1mmの前記毛細管(102)の外側表面までの距離を有し、より具体的には、前記バネ様の羽部(302)のうちの少なくとも1つの前記屈曲軸(304)は、前記毛細管(102)の前記外側表面の接線である、実施形態22または実施形態23に記載の継手(100)。
[実施形態25]
前記フェルールチャック(108)および前記フェルール(106)は、相互に直接当接するように構成される、実施形態1〜実施形態24のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態26]
前記フェルール(106)は、先細の、具体的には円錐形に先細の前部セクション(150)を有し、前記先細の前部セクション(150)は、少なくとも部分的に前記筐体(104)を越えて延在する、実施形態1〜実施形態25のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態27]
前記フェルール(106)は、環状、具体的には平らな環状の背面(136)を有し、前記環状背面(136)は、前記フェルールチャック(108)の環状正面(134)に当接する、実施形態1〜実施形態26のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態28]
前記フェルール(106)は、前記環状背面(136)で終端する中空円筒形後部セクション(152)を有する、実施形態27に記載の継手(100)。
[実施形態29]
前記フェルール(106)は、前記中空円筒形後部セクション(152)と前記先細の前部セクション(150)との間に配設される、中空円筒形延在セクション(154)を有し、前記中空円筒形延在セクション(154)は、前記中空円筒形後部セクション(152)より小さい壁厚さ(l)を有する、実施形態26および実施形態28に記載の継手(100)。
[実施形態30]
前記中空円筒形延在セクション(154)は、軸バネとして動作するように構成される、実施形態29に記載の継手(100)。
[実施形態31]
前記筐体(104)、前記フェルール(106)、および前記フェルールチャック(108)は、前記継手(100)の雄部品を形成し、前記雄部品は、前記筐体(104)の外面に第1の結合要素(160)をさらに有し、
前記継手(100)は、前記フェルール(106)および前記毛細管(102)の少なくとも一部を収容するように構成される、陥凹(164)を有し、前記第1の結合要素(160)に結合可能であるように構成される、第2の結合要素(166)を有する、雌部品(162)をさらに備える、実施形態1〜実施形態30のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態32]
前記フェルール(106)は、弾性材料、具体的にはポリマー材料または金属を備える、実施形態1〜実施形態31のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態33]
前記フェルールチャック(108)は、弾性材料、具体的にはポリマー材料、セラミック材料、または金属を備える、実施形態1〜実施形態32のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態34]
前記毛細管(102)を備える、実施形態1〜実施形態33のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態35]
以下の特徴、
前記毛細管(102)は、金属、ステンレス鋼、チタン、プラスチック、ポリマー、ガラス、および水晶からなる群のうちの少なくとも1つを備える、
前記毛細管(102)は、1.0mm未満、具体的には0.2mm未満の直径を有する内腔(170)を有する、
のうちの少なくとも1つを備える、実施形態34に記載の継手(100)。
[実施形態36]
前記フェルールチャック(108)は、前記毛細管(102)が作製される材料の硬さを超える硬さを有する材料で作製される、実施形態33〜実施形態35のいずれかに記載の継手(100)。
[実施形態37]
流体試料を処理するための流体デバイス(300)であって、
前記流体試料を導くための毛細管(102)と、
前記流体試料を処理するための別の構成要素(330)と、
前記毛細管(102)を前記別の構成要素(330)に連結するための、実施形態1〜実施形態36のいずれかに記載の継手(100)と
を備える、流体デバイス(300)。
[実施形態38]
前記別の構成要素は、前記流体試料と相互作用するように構成される処理要素(330)を備える、実施形態37に記載の流体デバイス(300)。
[実施形態39]
前記処理要素(330)は、移動相の一部である前記流体試料を保持するように、かつ前記移動相の他の構成要素が前記処理要素(330)を通過することを可能にするように構成される、実施形態38に記載の流体デバイス(300)。
[実施形態40]
前記処理要素(330)は、分離カラムを備える、実施形態38または実施形態39に記載の流体デバイス(300)。
[実施形態41]
前記処理要素(330)は、前記流体試料の構成要素を分離するためのクロマトグラフィカラムを備える、実施形態38〜実施形態40のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態42]
前記別の構成要素(330)を通して液体流体試料を導くように構成される、実施形態37〜実施形態41のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態43]
高圧で前記流体試料を前記別の構成要素(330)を通して導くように構成される、実施形態37〜実施形態42のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態44]
少なくとも500バール、具体的には少なくとも1000バール、より具体的には少なくとも2000バールの圧力で、前記流体試料を前記別の構成要素(330)を通して導くように構成される、実施形態37〜実施形態43のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態45]
前記処理要素(330)の少なくとも一部は、流体分離材料で充填される、実施形態38〜実施形態44のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態46]
前記流体分離材料は、1μm〜50μmの範囲のサイズを有するビーズを備える、実施形態45に記載の流体デバイス(300)。
[実施形態47]
前記流体分離材料は、0.02μm〜0.03μmの範囲のサイズを有する細孔を有するビーズを備える、実施形態45または実施形態46に記載の流体デバイス(300)。
[実施形態48]
前記流体試料の化合物を分離するための流体分離システムとして構成される、実施形態37〜実施形態47のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態49]
前記流体試料を精製するための流体精製システムとして構成される、実施形態37〜実施形態48のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態50]
前記流体試料の少なくとも1つの化合物の少なくとも1つの物理的、化学的、および/または生物学的パラメータを分析するように構成される、実施形態37〜実施形態49のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態51]
センサデバイス、化学的、生物学的、および/または薬学的分析のためのデバイス、毛細管電気泳動デバイス、液体クロマトグラフィデバイス、HPLCデバイス、ガスクロマトグラフィデバイス、ゲル電気泳動デバイス、ならびに質量分光デバイスからなる群のうちの少なくとも1つを備える、実施形態37〜実施形態50のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態52]
マイクロ流体デバイスとして構成される、実施形態37〜実施形態51のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態53]
ナノ流体デバイスとして構成される、実施形態37〜実施形態51のいずれかに記載の流体デバイス(300)。
[実施形態54]
毛細管(102)を流体デバイス(300)の別の構成要素(330)に連結するための継手(100)を製造する方法であって、
前記継手(100)と前記別の構成要素(330)との間の流体封止に寄与するように構成されるフェルール(106)によって、前記毛細管(102)の前部を囲むことと、
フェルールチャック(108)によって、前記毛細管(102)の後部を囲むことと、
前記フェルールチャック(108)の少なくとも一部を、前記フェルールチャック(108)を前記フェルール(106)に押し付けるように構成される筐体(104)内に収容することと、
前記継手(100)を前記別の構成要素(330)に締め付けたときに、前記フェルールチャック(108)と前記毛細管(102)との間の接触域にわたって、前記毛細管(102)の前記囲まれた後部との形態適合を生成するための、前記フェルールチャック(108)の表面の少なくとも一部の上の微細構造(110)として、複数の微細突起(120)を形成することと
を含む、方法。
[実施形態55]
前記微細構造(110)は、前記フェルールチャック(108)の材料を放電加工することによって形成される、実施形態54に記載の方法。
Claims (32)
- 毛細管(102)を流体デバイス(300)の別の構成要素(330)に連結するための継手(100)であって、
前記毛細管(102)の前部を囲むように、かつ前記継手(100)と前記別の構成要素(330)との間の流体封止に寄与するように構成される、フェルール(106)と、
前記毛細管(102)の後部を囲むように構成される、フェルールチャック(108)と、
前記フェルールチャック(108)の少なくとも一部を収容し、かつ前記フェルールチャック(108)を前記フェルール(106)に押し付けるように構成される、筐体(104)と、
前記フェルールチャック(108)の表面の少なくとも一部の上にランダムに分布された複数の微細突起(120)を備える微細構造(110)であって、前記複数の微細突起は、前記継手(100)を前記別の構成要素(330)に締め付けたときに、前記複数の微細突起が前記フェルールチャックの前記表面から延在し、前記毛細管の表面に侵入することにより、把持相互作用が働くように構成された微細構造(110)と
を備える、継手(100)。 - 少なくとも10%の前記微細突起(120)の高さ、幅、および長さのうちの少なくとも1つは、0.5μm〜100μmの範囲、具体的には1μm〜50μmの範囲、より具体的には5μm〜20μmの範囲の寸法を有する、請求項1に記載の継手(100)。
- 前記微細突起(120)は、前記フェルールチャック(108)の前記表面の上にランダムに分布される、請求項1または請求項2に記載の継手(100)。
- 前記微細突起(120)の少なくとも一部は、前記微細突起(120)のうちの隣接する微細突起の少なくとも一部の対応する寸法(H)とは異なる、寸法(h)を有する、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記微細突起(120)の少なくとも一部について、前記微細突起(120)のうちの一対の隣接する微細突起間の距離(d)は、前記対に隣接する、隣接する微細突起(120)の他の対の微細突起(120)間の距離(D)とは異なる、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記微細突起(120)の少なくとも一部は、前記フェルールチャック(108)の前記表面の上に繰り返しパターンなく配設される、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記微細構造(110)は、前記フェルールチャック(108)の内側表面であって、それに沿って前記フェルールチャック(108)が前記毛細管(102)を円周に把持する、内側表面の円周上に形成される、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルールチャック(108)は、先細の後部セクション(130)を有し、前記先細の後部セクション(130)は、前記筐体(104)の先細の架台表面(132)に当接する、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記先細の後部セクション(130)は、前記筐体(104)から前記毛細管(102)に把持力を伝達するように構成される、請求項8に記載の継手(100)。
- 前記微細構造(110)は、前記先細の後部セクション(130)の内側表面の円周上に形成される、請求項8または請求項9のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルールチャック(108)は、環状の正面(134)を有し、前記環状正面(134)は、前記フェルール(106)の環状背面(136)に当接する、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルールチャック(108)は、環状の正面(134)を有し、前記環状正面(134)は、前記フェルール(106)と前記フェルールチャック(108)との間の把持を促進する把持要素によって、前記フェルール(106)の環状背面(136)から分離される、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルールチャック(108)は、前記環状正面(134)で終端する中空円筒形前部セクション(138)を有する、請求項11または請求項12に記載の継手(100)。
- 前記中空円筒形前部セクション(138)は、変形しない支持体として構成される、請求項13に記載の継手(100)。
- 前記フェルールチャック(108)は、前記中空円筒形前部セクション(138)と前記先細の後部セクション(130)との間に配設される、中空円筒形延在セクション(140)を有する、請求項8または請求項13に記載の継手(100)。
- 前記中空円筒形延在セクション(140)は、バネとして動作可能であるように構成される、請求項15に記載の継手(100)。
- 前記フェルールチャック(108)は、長手方向スリット(402)を有する、請求項1〜請求項16のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記先細の後部セクション(130)および前記中空円筒形延在セクション(140)は、前記フェルールチャック(108)の円周の周囲に一様に分布された、2つまたは3つの長手方向スリット(402)を有する、請求項15に記載の継手(100)。
- バネ様の羽部(302)は、隣接するスリット(402)の各対の間に形成され、
前記バネ様の羽部(302)のうちの少なくとも1つの屈曲軸(304)は、最大で±0.5mmの前記毛細管(102)の外側表面までの距離を有する、請求項17または請求項18に記載の継手(100)。 - 前記フェルールチャック(108)および前記フェルール(106)は、相互に直接当接するように構成される、請求項1〜請求項19のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルール(106)は、先細の前部セクション(150)を有し、前記先細の前部セクション(150)は、少なくとも部分的に前記筐体(104)を越えて延在する、請求項1〜請求項20のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルール(106)は、環状の背面(136)を有し、前記環状背面(136)は、前記フェルールチャック(108)の環状正面(134)に当接する、請求項1〜請求項21のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルール(106)は、前記環状背面(136)で終端する中空円筒形後部セクション(152)を有する、請求項22に記載の継手(100)。
- 前記フェルール(106)は、前記中空円筒形後部セクション(152)と前記先細の前部セクション(150)との間に配設される、中空円筒形延在セクション(154)を有し、前記中空円筒形延在セクション(154)は、前記中空円筒形後部セクション(152)より小さい壁厚さ(l)を有する、請求項21または請求項23に記載の継手(100)。
- 前記中空円筒形延在セクション(154)は、軸バネとして動作するように構成される、請求項24に記載の継手(100)。
- 前記筐体(104)、前記フェルール(106)、および前記フェルールチャック(108)は、前記継手(100)の雄部品を形成し、前記雄部品は、前記筐体(104)の外面に第1の結合要素(160)をさらに有し、
前記継手(100)は、前記フェルール(106)および前記毛細管(102)の少なくとも一部を収容するように構成される、陥凹(164)を有し、前記第1の結合要素(160)に結合可能であるように構成される、第2の結合要素(166)を有する、雌部品(162)をさらに備える、請求項1〜請求項25のいずれかに記載の継手(100)。 - 前記フェルール(106)は、弾性材料を備える、請求項1〜請求項26のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記フェルールチャック(108)は、弾性材料を備える、請求項1〜請求項27のいずれかに記載の継手(100)。
- 前記毛細管(102)を備える、請求項1〜請求項28のいずれかに記載の継手(100)。
- 流体試料を処理するための流体デバイス(300)であって、
前記流体試料を導くための毛細管(102)と、
前記流体試料を処理するための別の構成要素(330)と、
前記毛細管(102)を前記別の構成要素(330)に連結するための、請求項1〜請求項29のいずれかに記載の継手(100)と
を備える、流体デバイス(300)。 - 毛細管(102)を流体デバイス(300)の別の構成要素(330)に連結するための継手(100)を製造する方法であって、
前記継手(100)と前記別の構成要素(330)との間の流体封止に寄与するように構成されるフェルール(106)によって、前記毛細管(102)の前部を囲むことと、
フェルールチャック(108)によって、前記毛細管(102)の後部を囲むことと、
前記フェルールチャック(108)の少なくとも一部を、前記フェルールチャック(108)を前記フェルール(106)に押し付けるように構成される筐体(104)内に収容することと、
前記フェルールチャック(108)の表面の少なくとも一部の上にランダムに分布された複数の微細突起(120)を備える微細構造(110)を形成することであって、前記継手(100)を前記別の構成要素(330)に締め付けたときに、前記微細突起が、前記フェルールチャックの前記表面から延在し、前記毛細管の表面に侵入することによって把持相互作用を働かせる、微細構造(110)を形成することと
を含む、方法。 - 毛細管(102)を流体デバイス(300)の別の構成要素(330)に連結するための継手(100)を製造する方法であって、
前記継手(100)と前記別の構成要素(330)との間の流体封止に寄与するように構成されるフェルール(106)によって、前記毛細管(102)の前部を囲むことと、
フェルールチャック(108)によって、前記毛細管(102)の後部を囲むことと、
前記フェルールチャック(108)の少なくとも一部を、前記フェルールチャック(108)を前記フェルール(106)に押し付けるように構成される筐体(104)内に収容することと、
前記継手(100)を前記別の構成要素(330)に締め付けたときに、前記フェルールチャック(108)と前記毛細管(102)との間の接触域にわたって、前記毛細管(102)の前記囲まれた後部との形態適合を生成するための、前記フェルールチャック(108)の表面の少なくとも一部の上の微細構造(110)として、複数の微細突起(120)を形成することと
を含み、
前記微細構造(110)は、前記フェルールチャック(108)の材料を放電加工することによって形成される方法。
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