JPWO2014203761A1 - 混合容器及びそれを用いた分析装置 - Google Patents

Abstract

２種類以上の液体または粉末状、粒子状の試料を、安全、簡単、迅速、汚染なく、確実に混合でき、混合した試料を容易取り出せる容器を提供する。混合容器は、２つ以上の部品で形成され、２種類以上の試料を保管する２室以上の空間を有している。２つの部品は、軸方向にスライドできる構造となっており２つの部品の相対位置変化により、２種類以上の異なる試料を個別に保管する状態と、保管された２種類以上の異なる試料が混ざり合う状態を実現できる状態を実現することを特徴とする。

Description

本発明は、異なる２種類以上の試料を混合する混合容器、及びそれを用いた分析装置に関する。

可搬型の分析装置は様々な場所で使用することができるが、分析する試料を準備する作業もその場所で実施する必要がある。例えば、液体試料では、分析性能を向上させるためアルカリ水溶液を混合したり、分析装置の校正を行うための内標物質を混合したりすることがある。このような試料を準備する作業を、作業者に負担なく、試料汚染の発生が無くなく、安全、簡単、迅速に実施できることが望まれている。

その一例として、例えば、特許文献１には、キャップを回転させることで、上下部カッターが２種類の薬剤を分離、保管しているアルミシールを切断して、２種類の薬剤を混合させる構造が記載されている。

実開平７−１１５４４号公報

上記従来の方法は、切断後のアルミシールが障害物となって２種類の薬剤の混合が十分に行えないという問題や、混合液の滴下が困難となるという課題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するために、２種類以上の液体または粉末状の試料を、安全、簡単、迅速、汚染なく、確実に混合でき、更に、混合した試料の取り出しが容易に行える混合容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の混合容器の主な特徴は以下の通りである。
すなわち、本発明の混合容器は、２つ以上の部品で構成され、２種類以上の異なる試料を保管する２室以上の空間を有している。２つ以上の部品は軸方向にスライドできる構造となっており、スライドさせて部品間の相対位置変化させることにより、２種類以上の異なる試料を個別に保管する状態と、保管された２種類以上の異なる試料が混ざり合う状態を実現できる構造となっていることを特徴とする。

また、別の部品で構成されるキャップ部を開けて、混合容器の一部を変形させて体積を変化させることによって、キャップ部から混合した試料を簡単に取り出すことができることを特徴としている。

更に、スライド部にはロック機構が設けてあり、キャップ部を取り付けた状態でないと、保管された２種類以上の異なる試料が混ざり合う状態にスライドさせることができず、混合容器の外部への試料の漏洩、流出を防止できる構造となっていることを特徴とする。

本発明により、２種類以上の液体または粉末状、粒子状の試料を、安全、簡単、迅速、汚染なく、確実に混合でき、混合した試料を容易に取りだせる混合容器を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態の構造図、操作手順を示す図である。 本発明の一実施形態の構造図、操作手順を示す図である。 本発明の一実施形態の構造図、操作手順を示す図である。 本発明の一実施形態の構造図、操作手順を示す図である。 試料漏洩防止のストッパー機構を示す図である。 試料の量を調整するための目盛を示す図である。 混合容器の治具を示す図である。 本発明の別の実施形態の構造図、操作手順を示す図である。 本発明の別の実施形態の構造図、操作手順を示す図である。 本発明の混合容器を用いた装置システムの概略を示す図である。

以下に、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
≪実施形態１≫
図１Ａ〜図１Ｃは、３液混合容器の構造と操作手順を示している。図１Ｄは、図１Ａの一部の図象の詳細を示している。

まず、図１Ａに示すように、本体Ａ（２）と本体Ｂ（３）とは、インロウ構造となっており、かつ、軸方向（図中の一点鎖線）にスライドできる構造となっている。図１Ａの（ａ）中のα視図、および、β−β断面を図１Ｄに示す。ストッパー１３は、本体Ｂ（３）の側面に設けられ、本体Ａ（２）に設けられた穴部１２に嵌められて固定される。

図１Ｄに示すように、穴部１２には、切り欠き部７があり、この切り欠き部７により本体Ａ（２）の穴部１２周辺の剛性を低下させて、ストッパー１３を穴部１２に挿入しやすくしている。穴部１２は、上位置決め用穴８、中位置決め用穴９、下位置決め用穴１０の３つで構成され、各穴端部の幅は小さくなっており、スットパー１３が各穴端部を通過する際は抵抗力を受け移動する。この抵抗力があることにより、一の位置決め用穴から他の位置決め用穴へ意図せずに移動してしまうことを抑制し、ストッパー１３は、上記の３つの位置（上位置、中間位置、下位置）で停止する構造となっている。図１Ｄに示すようにβ−β断面に開口部１１があり、混合容器の上方から侵入した試料はこの開口部１１を通過し、混合容器の下方へ流れる。

図１Ａの（ａ）において、本体Ｂ（３）を上述した上位置決め用穴８に移動させ、本体Ｂ（３）から試料１（４）を注ぐと、試料１（４）は図中の矢印を付した実線で示すように各開口部を伝って、試料１（４）がボトム１と本体Ａ（２）が成す空間に溜まる。試料１（４）を必要量分、流し入れて終わった後に、図１Ａの（ｂ）に示すように、本体Ｂ（３）を中位置決め用穴９に移動させ、試料１（４）が入っている空間の開口部入口を塞ぐ。この状態で、本体Ｂ（３）から試料２（５）を注ぐと、本体Ａ（２）と本体Ｂ（３）が成す空間に溜まる。

更に、図１Ａの（ｃ）に示すように、本体Ｂ（３）を下位置決め用穴１０に移動させると、試料２（５）が溜まった空間の開口部入口が塞がれる。この状態を維持すれば、試料１（４）と試料２（５）が混ざり合うことも、容器外に出ることもなく、保持することができる。

図１Ｂの（ａ）において、本体Ｂ（３）に試料３（６）を必要量分注ぐと、本体Ａ（２）と本体Ｂ（３）が成す空間に溜まる。その後、図１Ｂの（ｂ）に示したように、キャップ部１４を本体Ｂ（３）にネジ込んで本体Ａ（２）と本体Ｂ（３）が成す空間を塞ぐ。この状態で、図１Ｂの（ｃ）に示したように、本体Ｂ（３）を上位置にスライドさせると、試料２（５）と試料３（６）が、試料１（４）が溜まっている空間に流れ込み、３つの試料が混合された試料２０ができる。

図１Ｃの（ａ）のように、混合容器３３を上下反転させると、混合された試料２０が本体Ｂ（３）に流れ込む。この状態で、図１Ｃの（ｂ）のように、キャップ部１４のキャップ１７を開けて、ボトム１を矢印方向に押すと、混合された試料２０の一部２１がキャップ部１４の注ぎ口１８から押し出される。

ここで、ボトム１は、変形させることができる柔軟な素材（例えば、シリコンゴム）で出きており、図１Ｃの（ｂ）に示すように、ボトム１を矢印方向に押すことで、混合容器３３の内側へ凹むので、混合容器内の気体は圧縮され、混合された試料２０を注ぎ口１８から出すことができる。

なお、上述した混合容器３３を構成する本体Ａ及びＢは、耐薬品性、特に強アルカリ水溶液に耐性が強いこと、成形性に優れることなどを満たす材質であり、さらに、安価な材料であることが要求される。そこで、本実施形態では、ＰＰ（ポリプレピレン）を用いている。また、本体Ａ及びＢは、それぞれ射出成型を用いて形成している。本体Ａに本体Ｂを圧入して組み立てる。

混合容器３３の大きさは、手のひらサイズが好ましい。その理由は、混合容器３３は手に持って操作するからであり、大きすぎると、混合する液の量が多くなり、所望の混合量より多くの量を用意する必要が生じるため、分析後に廃棄する量が多くなり無駄が生じるためである。

図２は、試料漏洩防止のロック機構を示す図である。
図２の（ａ）に示したように、本体Ｂ（３）の凸部２４に本体Ａ（２）の引っ掛かり部２５がかみ合って、本体Ａ（２）と本体Ｂ（３）がスライドしないようにロックされている。この状態で、図２の（ｂ）に示したように、キャップ部１４を本体Ａ（２）にねじ込むと、キャップ部１４のくさび部２３が、本体Ａ（２）の引っ掛かり部２５と本体Ｂ（３）の凸部２４との間に食い込み、本体Ａ（２）の引っ掛かり部２５が本体Ｂ（３）の凸部２４から外れ、ロックが解除される。ロックが解除された状態になると、図２の（ｃ）に示したように、本体Ｂ（３）を上位置にスライドさせることができ、試料２（５）と試料３（６）が試料１（４）側に流入し、混合された試料２０ができる。

この構造により、キャップ部１４が本体Ａ（２）にねじ込まれない限り、本体Ａ（２）と本体Ｂ（３）をスライドさせることができないため、試料１（４）と試料２（５）が混合されたり、容器３３の外に漏れたりすることを防止することができる。

図３は、試料の量を調整するための目盛を示す図である。（ａ）は、混合容器の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）で示すγ位置から見たときの目盛を拡大した図を示す。試料３（６）を本体Ｂ（３）に入れる量を調整するための目盛２７を示した図である。ここで、本体Ｂ（３）は透明な素材でできており、試料３（６）が本体Ｂ（３）の外側から確認できる。本体Ｂ（３）には図３の矢視図γのように目盛２７が設けられており、試料３（６）を注ぐ量を目盛に合わせて調整できる。目盛２７は色を変えて判り易くしても良い。

図４は、混合容器３３を使用する際の治具２８を示す図である。
図４に示したように、本体Ａ（２）を、本体Ａ（２）に設けられたエラ部２９を治具２８の溝に合わせて差し込み、容器３３を自立させる。治具２８には床面に固定されており、容器３３に力が加わっても動かないように保持できる。こうすることで、本体Ａ（２）または本体Ｂ（３）を持たなくて、本体Ｂ（３）にキャップ部１４をネジ込むことができる。

実施形態１で示した混合容器は、３液を混合できる構造となっているが、２液の混合も可能である。混合液は、通常、２又は３液が混合できれば十分であるので、本構造を有する混合容器は汎用性がある。

≪実施形態２≫
図５Ａ、５Ｂは、本発明の別の実施形態の構造図、動作フローを示す図である。
実施形態１で示す図１Ａ〜１Ｄとの主な構造上の相違点は、試料２（５）を入れる空間が省略されていて、試料１（４）と試料３（６）だけの２つの試料が混合されることである。また、図５Ｂのγ視図に示したように、２つの試料を混合するだけなので、ストッパー１３の位置も上位置決め用穴８と下位置決め用穴１０の２ヶ所だけでよい。

先ず、図５Ａの（ａ）に示したように、本体Ｂ（３）を上位置にスライドさせ、試料１を注ぐと、ボトム１と本体Ａ（２）が成す空間に試料１（４）が溜まる。

次に、図５Ａの（ｂ）に示したように、本体Ｂ（３）を下位置にスライドさせ、試料１（４）を入れた空間を塞ぐ。この状態で試料１（４）を容器３３内に保持する。また、図５Ａの（ｃ）に示したように、試料３（６）を本体Ｂ（３）と本体Ａ（２）が成す空間に注ぎ、キャップ部１４を本体Ａ（２）にネジ込み、試料３（６）を入れた空間を塞ぐ。

次に、５Ａの（ｄ）に示したように、本体Ｂ（３）を上位置にスライドさせると、試料３（６）が試料１（４）と同じ空間に流れ込み、混合された試料２０ができる。

実施形態２で示した混合容器は、構造がシンプルである点が特徴であり、製造コスト面で有利な点を有する。従って、２液混合する場合は、本構造の容器を用いることができる。
なお、図５Ａでは省略したが、図２と同じような試料漏洩防止のロック機構を設けても良い。

≪実施形態３≫
図６は、本発明の混合容器３３を用いた装置システムの全体の概略を示す図である。
穴部３１を設けたトレー３４に固定した試料カップ３５に混合容器３３から混合された試料の一部２１を入れる。測定容器３９を試料カップ３５に対して、下降させ、保持腕３７を試料カップ３５の出っ張り部にひっかけ、保持する。

この際、図示していないＯリングが潰れ、測定容器３９と試料カップ３５との機密性は保たれる。測定容器３９には、持ちやすくするための取っ手３８と試料ビン３５内の試料から発生した気化ガスを分析装置４０内に導入するためのノズル３６が付いている。ノズル３６と試料カップ３５間は図示していないが、測定容器３９の内部でつながっている。測定容器３９を分析装置４０の試料導入ユニット４２にセットする。セット後、試料カップ３５に気化した試料ガスが分析装置４０内に導入され混合された試料の一部２２の成分を分析し、分析結果が操作パネル４１に表示される。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。

１：ボトム、
２：本体Ａ、
３：本体Ｂ、
４：試料１、
５：試料２、
６：試料３、
７：切り欠き部、
８：上位置決め用穴、
９：中位置決め用穴、
１０：下位置決め用穴、
１１：開口部、
１２：穴部、
１３：ストッパー、
１４：キャップ部、
１５：ネジ部、
１６：ジョイント、
１７：キャップ、
１８：注ぎ口、
１９：シール部、
２０：混合された試料、
２１：混合された試料の一部、
２３：くさび部、
２４：凸部、
２５：引っ掛かり部、
２７：目盛、
２８：治具、
２９：エラ部、
３１：穴部、
３３：混合容器、
３４：トレー、
３５：試料カップ、
３６：ノズル、
３７：保持腕、
３８：取っ手、
３９：測定容器、
４０：分析装置、
４１：操作パネル、
４２：試料導入ユニット。

Claims (7)

1. 軸方向に互いにスライド可能な第１の筐体および第２の筐体を有し、
   前記第１の筐体は、該筐体の外壁が前記第２の筐体の内壁に沿って前記軸方向にスライド可能であり、
   前記第１の筐体を第１の所定位置にスライドさせることにより、２つ以上の試料を互いに個別に保管する複数の空間が形成された第１の状態と、
   前記第１の筐体を第２の所定位置にスライドさせることにより、前記第１の状態の２つ以上の試料が互いに混ざり合う第２の状態とに変移可能な構造を有する
   ことを特徴とする混合容器。
2. 前記第１及び第２の筐体は、上方から流動する試料を通過可能とする開口部を有する隔壁と、前記第１及び第２の筐体のスライドにより前記隔壁の開口部を密閉可能とする封止部とを有し、
   前記第１及び第２の筐体をスライドすることにより、前記封止部を移動し前記開口部の開閉を行い、前記複数の空間の所望の空間への前記試料の注入及び保管を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の混合容器。
3. 前記第１及び第２の筐体をスライドすることにより、前記開口部のすべてを開放し、複数の空間内に個別に保管された２つ以上の試料を前記第２の筐体の下方の空間に移動し混合を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の混合容器。
4. 前記第１の筐体の前記試料の注入口を封止するキャップ部を有し、
   前記キャップ部が下方に、前記第２の筐体の下方の空間が上方になるように回転することで、
   前記第２の筐体の下方の空間で混合された混合試料の撹拌をさらに行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の混合容器。
5. 前記第１の所定位置および第２の所定位置は、前記第１の筐体に設けられたストッパーが前記第２の筐体に設けられた穴形状部に保持されることで設定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の混合容器。
6. 前記第１の筐体の外壁に設けられた突起部と、前記第２の筐体の内壁に設けられた凹部とを有し、
   前記突起部と前記凹部とが勘合することにより、前記第１の筐体と前記第２の筐体との相対位置の変化を抑制することで、前記空間に保管された試料の気密性が保たれ、外部への試料漏洩、流出を防止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の混合容器。
7. 請求項１乃至６に記載のいずれかの混合容器を有し、
   前記混合容器に保管された試料と他の分析対象である試料とを混合する試料カップと、
   前記試料カップに取り付けた測定容器と、
   前記測定容器を導入する試料導入ユニットと、を具備し、
   前記試料カップで混合された混合液の分析を行うことを特徴とする分析装置。

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