WO2011070633A1

WO2011070633A1 - マイクロ流路接続コネクタとコネクタ付き基板ホルダー

Info

Publication number: WO2011070633A1
Application number: PCT/JP2009/006820
Authority: WO
Inventors: 伊藤慶夫
Original assignee: 株式会社伊藤製作所
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-06-16

Abstract

　本発明は、基板を狭持するカバー及びベースと、前記カバーと前記ベースとを固定する固定具と、前記基板に形成された流路と前記流路に送液する送液チューブとを接続するコネクタとを備えた、基板ホルダーであって、前記コネクタは、前記流路に接続される側の第１端部とは反対側の第２端部の端面開口から前記送液チューブが挿通可能とされ、かつ、前記端面開口から挿通された前記送液チューブが圧入保持されると共に先端部が前記基板に押圧されるフェラルを備える、基板ホルダーを提供するものである。

Description

マイクロ流路接続コネクタとコネクタ付き基板ホルダー

　本発明は、バイオテクノロジー分野等で用いられるマイクロ流体チップなどの微細流路が設けられた基板を保持する基板ホルダーと、この微細流路と送液チューブとを接続するマイクロ流路接続コネクタに関する。

　近年、半導体微細加工技術等を応用してガラス基板等の表面に微小な溝や管を形成し、これにナノリットルレベルの試料溶液を供給して分析や反応を行う、いわゆるマイクロフルイディクス技術が種々の分野で注目されている。マイクロフルイディクスによれば、数ｃｍ角の基板上に、生化学分析、化学合成反応、抽出、分離等のシステムを集積させることが可能である。

　マイクロフルイディクス技術においては、溝が形成された基板を基板ホルダーに固定し、基板上の溝や管に送液チューブを接続し、溝等への液体の供給や、溝等からの液体の排出に用いる。精密な生化学的分析等に利用されることから、送液チューブと溝等との接続部に用いられるコネクタは、液体の漏出がない液密性の高い接続を実現できるものでなければならない。また、送液チューブと溝等との接続部からの液体漏出も防ぐために、コネクタは、送液チューブを基板方向に押し付けて強く固定できるものでなければならない。

　さらに、生化学分析等においては、コンタミネーションを防ぐ必要があるため、上記基板は使い捨てとし、次々と交換して使用することも多く、コネクタは、送液チューブを簡単に基板ホルダーに対して着脱できるものであることが必要である。

　これまでに、マイクロ化学チップ上に配置されたハウジングと、ハウジングからの圧力により変形して、マイクロ化学チップの表面及び送液チューブの外周面を同時に押圧すべくハウジング及びマイクロ化学チップ間に配置されたフェラルとを備えることを特徴とするマイクロコネクタが提案されている（特許文献１を参照）。

特開２００７－２１３６６号公報

　基板ホルダー１は、例えば図２２に示すように、カバー２とベース３とを備えて構成されている。そして、ベース３の基板載置部４に基板５を載置し、上からカバー２を重ね、カバー２をベース３に不図示のネジによってネジ止めすることにより、基板５がカバー２とベース３とによって狭持された状態で基板ホルダー１に固定される。

　このため、基板５のみを交換したい場合に、基板ホルダー１から基板５のみをその面方向にスライドさせて取り外すことはできず、その都度ネジを緩めてカバー２をベース３から浮かせる必要があるため、手間がかかる。また、基板５を基板ホルダー１に取り付ける際には、基板５を基板載置部４に載置することによってある程度の位置決めはなされるものの、その位置決めされた状態で、基板５に形成されている流路６と、カバー２にコネクタ７を介して装着された送液チューブ８の開口とが完全に一致することは殆どなく、これら流路６と開口とを位置合わせする作業が基板５を交換する度に発生することになる。

　しかも、これら流路６と開口はいずれも微細であることから、両者の位置合わせ作業に多くの時間と手間がかかるという課題がある。また、不図示のフェラルは送液チューブ８の先端に固着されているが、基板５の交換作業を何度か繰り返しているうちに、送液チューブ８との固着力が低下してフェラルが送液チューブ８から脱落することがあり、かかる場合には、送液チューブ８をコネクタ７と共に交換する手間が生じる。　

　そこで、本発明は、基板に形成された流路と送液チューブとの間に液密性の高い接続を確保しつつ、コネクタからの送液チューブの着脱を容易化して基板交換作業を簡便化することが可能な基板ホルダーと該基板ホルダーに組み付けられるコネクタの提供を目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、以下の手段を採用することが課題解決に有効であることを見出した。
　すなわち、本発明のコネクタは、基板を保持する基板ホルダーに着脱可能に組み付けられて前記基板に形成された流路と前記流路に送液する送液チューブとを接続するコネクタであって、前記流路に接続される側の第１端部とは反対側の第２端部の端面開口から前記送液チューブが挿通可能とされ、かつ、前記端面開口から挿通された前記送液チューブが圧入保持されると共に先端部が前記基板に押圧されるフェラルを備える。

　また、本発明の基板ホルダーは、基板を狭持するカバー及びベースと、前記カバーと前記ベースとを固定する固定具と、前記基板に形成された流路と前記流路に送液する送液チューブとを接続するコネクタとを備えた、基板ホルダーであって、前記コネクタは、前記流路に接続される側の第１端部とは反対側の第２端部の端面開口から前記送液チューブが挿通可能とされ、かつ、前記端面開口から挿通された前記送液チューブが圧入保持されると共に先端部が前記基板に押圧されるフェラルを備える。

　この基板ホルダーにおいて、前記コネクタ内には、前記フェラルに貫通形成されて前記送液チューブが圧入される第１孔と、前記第１孔に連通すると共に前記第２端部の端面開口に連通する第２孔とが形成されており、前記第１孔の内径は、前記送液チューブの外径よりも小径であってもよい。

　前記コネクタは、前記フェラルと、前記フェラルを前記基板側に付勢する付勢部とがハウジング内の収容孔に収容されてなるものでもよい。

　前記付勢部は、スプリングや弾性チューブでもよい。

　前記コネクタは、前記カバーの上面側に着脱可能に取り付けられていてもよい。

　前記コネクタは、前記第１端部側に着脱可能に装着されて前記付勢部に付勢された前記フェラルの前記収容孔外への脱落を防ぐキャップを更に備え、前記ハウジングは、前記カバーに固定される固定部を外周部に有する軸部の一端に頭部を備え、前記軸部内に前記フェラルと前記付勢部を収容する収容孔を有すると共に、前記頭部内に前記第２孔の少なくとも一部が貫通形成されてなり、前記フェラルは、その長手方向に貫通形成されて前記送液チューブが圧入される前記第１孔と、外径が他の部分よりも大きな大径部とを備え、前記付勢部は、その一端が前記大径部に接し、かつ、長手方向に圧縮された状態で前記収容孔に収容され、前記キャップは、前記コネクタが前記カバーに取り付けられる前の状態で、前記フェラルの先端部を貫通させて当該先端部が当該キャップよりも前記基板側に突出することを許容する貫通孔を有するものでもよい。

　前記コネクタは、前記第２端部側に着脱可能に装着されるキャップを更に備え、前記ハウジングは、前記カバーに固定される固定部を外周部に有する軸部の一端に頭部を備え、前記軸部及び前記頭部内に前記フェラルと前記付勢部を収容する収容孔を有すると共に、少なくとも前記頭部内に前記第２孔が貫通形成されてなり、前記フェラルは、その長手方向に貫通形成されて前記送液チューブが圧入される前記第１孔と、外径が他の部分よりも大きな大径部とを備え、前記付勢部は、その一端が前記大径部に接し、かつ、長手方向に圧縮された状態で前記収容孔に収容されているものでもよい。

　本発明の基板ホルダーは、基板を狭持するカバー及びベースと、前記カバーと前記ベースとを固定する固定具と、前記基板に形成された流路と前記流路に送液する送液チューブとを接続するコネクタとを備えた、基板ホルダーであって、前記コネクタは、前記送液チューブが圧入保持されると共に先端部が前記基板に押圧されるフェラルと、前記フェラルを前記基板側に付勢する付勢部とが、前記カバーの下面に開口する収容孔に縦列収容されてなり、前記カバーは、前記収容孔に連通すると共に当該カバーの上面に開口する第３孔を更に備え、前記第３孔から前記送液チューブが挿通可能とされている。

　この構成において、前記フェラルには、前記送液チューブが圧入される第１孔が貫通形成されており、前記第１孔の内径は、前記送液チューブの外径よりも小径であってもよい。

　前記付勢部は、シリコンチューブであってもよい。

　本発明によれば、基板に形成された流路と送液チューブとの間に液密性の高い接続を確保しつつ、コネクタからの送液チューブの着脱を容易化して基板交換作業を簡便化するこことが可能になる。

本発明の一形態に係る基板ホルダーに組み付けられるコネクタの一形態を示す一部破断分解図である。図１に示すコネクタの組み立て途中の状態を示す一部破断分解斜視図である。図１に示すコネクタの外観図である。図３に示すコネクタの断面図である。図４及び図１２に示すコネクタが組み付けられたカバーを基板の上方に配置した状態を示す断面図である。図５に示すカバーとベースとで基板を狭持し、これらカバーとベースとを固定した状態を示す断面図である。図５に示すコネクタに送液チューブを接続した状態を示す断面図である。図７に示すカバーとベースとで基板を狭持し、これらカバーとベースとを固定した状態を示す断面図である。本発明に係るコネクタの他の例を示す一部破断分解図である。図９に示すコネクタの組み立て途中の状態を示す一部破断分解斜視図である。図９に示すコネクタの正面図である。図１１に示すコネクタの断面図である。本発明の他の形態に係る基板ホルダーを示す平面図である。図１３に示す基板ホルダーの側面図である。図１３に示す基板ホルダーの正面図である。図１３に示す基板ホルダーの底面図である。図１３に示す基板ホルダー内に収容されるフェラルの一形態を示す正面図である。本発明の他の形態に係るコネクタが組み付けられたカバーを基板上に載置した状態を示す断面図である。図１８に示すカバーとベースとで基板を狭持し、これらカバーとベースとを固定した状態を示す断面図である。図１８に示すコネクタに送液チューブを接続した状態を示す断面図である。図２０に示すカバーとベースとで基板を狭持し、これらカバーとベースとを固定した状態を示す断面図である。従来の基板と基板ホルダーを示す分解斜視図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

　図１乃至図４は、本発明に係る基板ホルダーに組み付けられるコネクタの一態様を示す図である。これらの図に示すとおり、コネクタ１０は、ハウジング１１、スプリング（付勢部）１２、フェラル１３、及びキャップ１４を備え、図７及び図８に示すように、基板１５に設けられた流路１５１と、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等からなる送液チューブ１６との接続に用いられる。

　以下では、説明の便宜上、コネクタ１０、ハウジング１１、スプリング１２、フェラル１３、及びキャップ１４の先端部あるいは先端とは、基板１５に接する側の一端部あるいは一端のことをいうものとし、基端部あるいは基端とは、基板１５に接する側とは反対側の他端部あるいは他端のことをいうものとする。
＜ハウジング＞

　ハウジング１１は、雄ネジ部（固定部）１１１ａを有する円筒状軸部１１１の一端（基端）に円柱状頭部１１２を有するボルト型の部材である。ハウジング１１内には、その長手方向に沿う貫通孔１１３が径方向中央部に形成されている。この貫通孔１１３は、ハウジング１１の基端側（第２端部側）に開口してその端面開口から送液チューブ１６を挿通される小径貫通孔（第２孔）１１３１と、ハウジング１１の先端側（第１端部側）からフェラル１３及びスプリング１２が挿入される大径貫通孔（収容孔）１１３２と、が当該ハウジング１１の軸方向に連結してなる段付き孔である。ハウジング１１の先端面１１Ａには、前記大径貫通孔１１３２が開口しており、この開口には後述するキャップ１４が着脱自在に嵌め込まれる。

　小径貫通孔１１３１の内径は、送液チューブ１６の外径と同一かそれ以上に設定されている。

　大径貫通孔１１３２の内径と、後述するフェラル１３の大径部１３２及びスプリング１２の外径とは、フェラル１３及びスプリング１２を当該大径貫通孔１１３２に円滑に挿入でき且つ当該大径貫通孔１１３２内でフェラル１３及びスプリング１２が必要以上に動くことがないように、略同寸法に設定されている。

　ハウジング先端の開口の外縁は、ハウジング１１の先端面１１Ａ側から基端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ面１１Ｂになっており、このテーパ面１１Ｂの最小径部分から所定寸法だけ基端側に離間した位置には、局所的に内径が所定寸法だけ拡径されてなるリング状の係止溝１１４が形成されている。

　円筒状軸部１１１の雄ネジ部１１１ａよりも基端側の部分には、雄ネジ部１１１ａよりも大径とされたリング状のストッパ部１１５が形成されている。

　ハウジング１１は、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）で形成することが好ましいが、アクリル、ＡＢＳ、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）で形成することもできる。
＜スプリング＞

　スプリング１２は、後述するフェラル１３の基端側小径部１３４に外挿される部材であり、ハウジング１１を基板ホルダー１７のカバー１７１にねじ込んだときに、フェラル１３を基板１５へ押し付ける力（押圧力）を高める役割だけでなく、反復継続的な使用の結果、フェラル１３が塑性変形した場合には、当該スプリング１２が伸張して前記塑性変形に伴う寸法変化を吸収することによって、フェラル１３を基板１５へ押し付ける力を低下させることなく継続的に維持する役割も果たす。さらには、フェラル１３の完成寸法にバラツキがある場合には、当該スプリング１２が伸張して前記バラツキを吸収することによって、フェラル１３を基板１５へ押し付ける力を安定化させる役割をも果たす。

　さらに、上記特許文献１のように、ハウジングのラッパ状開口部に略円錐形のフェラルが挿入されてなるコネクタの場合には、ハウジングの基板ホルダーへのねじ込み加減によってフェラルによる基板への押圧力にバラツキが生じてしまうが、本実施形態のスプリング１２によれば、ねじ込み量の人為的なバラツキを当該スプリング１２の伸縮によって吸収させることによって、上記押圧力の均一化が可能になる。スプリング１２は、例えばＳＵＳ又はＳＷＰ－Ｂ等のバネ鋼からなるものが好ましい。
＜フェラル＞

　フェラル１３は、送液チューブ１６が圧入される貫通孔（第１孔）１３１を有する段付き円筒状の部材である。この貫通孔１３１は、フェラル１３の径方向中央部に長手方向に沿って延在しており、当該フェラル１３の両端に開口している。貫通孔１３１の内径は、送液チューブ１６の外径よりも小径に設定されている。貫通孔１３１と送液チューブ１６との内外径差は、要求される耐圧力やフェラル１３と送液チューブ１６の材質等に応じて適宜の値に設定されるものであるが、例えば送液チューブ１６を手動で貫通孔１３１に圧入でき、かつ、例えば１ＭＰａの耐圧力性能が確保することのできる場合の一例として、ＰＥＥＫ製の送液チューブ１６の外径が０．７９ｍｍ（１／３２インチ）で、ＰＴＦＥ製のフェラル１３の貫通孔１３１の内径が０．７５～０．７９ｍｍの場合がある。

　フェラル１３の長手方向中央部よりも若干先端寄りの部分には、他の部分よりも所定寸法だけ拡径された大径部１３２が形成されている。以下、前記他の部分、つまり、大径部１３２を挟んで先端側の部分と後端側の部分をそれぞれ先端側小径部１３３および基端側小径部１３４という。基端側小径部１３４と大径部１３２との外径差は、当該基端側小径部１３４に外挿されるスプリング１２の内外径差に応じて適宜設定される。

　フェラル１３の先端外周部分は、当該フェラル１３の先端に基板１５を押圧する先端面１３Ａを残して面取り加工されている。この面取り加工によって、フェラル１３の先端面１３Ａの面積が面取り加工を施さない場合よりも小さくなり、基板１５への押圧力が高められることになる。

　フェラル１３は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成することが好ましいが、ポリエチレン（ＰＥ）で形成することもできる。このような材質で形成されていると、フェラル１３の先端部１３３ａを基板に押さえ付けたときに当該先端部１３３ａを弾性変形させながら基板１５に押し付けることができるので、流路１５１に対する送液チューブ１６の接続を液密性の高いものにすることができる。
＜キャップ＞

　キャップ１４は、フェラル１３の先端側小径部１３３が貫通する貫通孔１４１を有するリング状の部材である。キャップ１４の基端面１４Ａ、すなわち、ハウジング１１の先端面１１Ａに当接する面には、円筒状の係合突起１４２が軸方向外方に突出するように設けられており、その係合突起１４２の突端外周面には、ハウジング１１の先端部内周面に形成されているリング状の係止溝１１４に嵌ることによって、スプリング１２によって先端側に付勢されているフェラル１３のハウジング１１からの脱落を当該キャップ１４により防ぐための係止爪１４２１が形成されている。係止爪１４２１は、係合突起１４２の根元側から突端側に向けて漸次縮径するテーパ形状をなしていて、ハウジング１１への当該キャップ１４の装着時には、ハウジング先端のテーパ面１１Ｂに案内されて、係止溝１１４への円滑な導入を可能にしている。
＜コネクタ組み立て作業＞

　次に、ハウジング１１、スプリング１２、フェラル１３、及びキャップ１４を備えてなるコネクタ１０の組み立て作業の一例について説明する。なお、組み立て手順は以下の例に限定されるものではなく、適宜変更可能であることはいうまでもない。

　まず、フェラル１３の基端側小径部１３４にスプリング１２を外挿し、これらフェラル１３とスプリング１２をスプリング１２側からハウジング１１内の大径貫通孔１１３２に挿入する（図２参照）。あるいは、ハウジング１１内の大径貫通孔１１３２にスプリング１２を挿入した後に、フェラル１３の基端側小径部１３４がスプリング１２に内挿されるように当該フェラル１３をハウジング１１内の大径貫通孔１１３２に挿入してもよい。

　次いで、キャップ１４をフェラル１３の先端側小径部１３３に外挿する。キャップ１４の係合突起１４２の突端面１４２Ａがフェラル１３の大径部１３２の先端面１３２Ａに当接した後もキャップ１４を押し込み続ける、つまり、圧縮するスプリング１２の弾発力に抗してキャップ１４を押し込み続けると、フェラル１３の大径部１３２及び先端側小径部１３３が大径貫通孔１１３２内に押し込まれてゆき、キャップ１４の係合突起１４２がハウジング先端のテーパ面１１Ｂに当接する。このテーパ面１１Ｂからの反力に抗して更にキャップ１４を押し込み続けると、係合突起１４２に形成されている係止爪１４２１が弾性変形して当該係合突起１４２が大径貫通孔１１３２内に挿入される。そして、係止爪１４２１が大径貫通孔１１３２内の係止溝１１４に嵌ると、抜け止めのためのキャップ１４ハウジング１１に装着され、フェラル１３の先端側小径部１３３の先端部１３３ａがキャップ１４の先端面１４Ｂよりも長手方向外側に突出した状態でコネクタ１０の組み立て作業が完了する（図３及び図４参照）。

　ここで、フェラル１３の基端側小径部１３４にスプリング１２を外挿したときのフェラル１３及びスプリング１２の全長、すなわち、フェラル１３の先端面１３Ａからスプリング１２の基端１２Ａまでの長さは、スプリング１２が伸びも縮みもしていない図２の状態では、ハウジング１１内の大径貫通孔１１３２の全長よりも長い。したがって、キャップ１４を装着した図３及び図４の状態では、コネクタ１０内、言い換えればハウジング１１（さらに言い換えれば大径貫通孔１１３２）内に、圧縮されたスプリング１２の弾発力によって、フェラル１３が先端側に付勢された状態で収納されていることになる。

　また、基板ホルダー１７に組み付ける前のコネクタ１０は、図３及び図４に示すように、フェラル１３の先端側小径部１３３の先端部１３３ａがキャップ１４の先端面１４Ｂよりも長手方向外側に突出しているが、この先端部１３３ａに長手方向内側の押し込み荷重が作用すると、コネクタ１０内のスプリング１２が圧縮することで、当該フェラル１３の先端部１３３ａはキャップ１４の先端面１４Ｂと面一になるまで押し込まれる（図６及び図８参照）。
＜基板ホルダー＞

　コネクタ１０が組み付けられる基板ホルダー１７は、例えば図５乃至図８に示すように、カバー１７１とベース１７２と、これらカバーとベース１７２を締結するネジ（固定具）を備えた構成とされている。

　ベース１７２上に基板１５を載置し、基板１５の上から、カバー１７１に形成されている位置決め穴（図示略）にベース１７２上に設けられている位置決めピン（図示略）が挿入されるようにカバー１７１を重ね合わせ、カバー１７１とベース１７２とをネジ止めすることにより、基板１５がカバー１７１とベース１７２に狭持された状態で基板ホルダー１７に固定される。
＜基板ホルダーへのコネクタ組み付け作業＞

　以下、基板ホルダー１７にコネクタ１０を組み付ける作業の一例について説明する。

　まず、ハウジング１１の円筒状軸部１１１を基板ホルダー１７のカバー１７１に形成されている雌ネジ部１７１１に位置合わせし、ハウジング１１の円柱状頭部１１２を指でつまんで一方向に回動する。これにより、円筒状軸部１１１の雄ネジ部１１１ａがカバー１７１の雌ネジ部１７１１にねじ込まれ、コネクタ１０を基板ホルダー１７に簡単に組み付けることができる。

　ねじ込み作業中において、ある程度コネクタ１０の雄ネジ部１１１ａが基板ホルダー１７側の雌ネジ部１７１１にねじ込まれると、ハウジング１１に設けられているリング状のストッパ部１１５がカバー１７１の上面１７１Ａに当接してそれ以上のねじ込みが不可能になるので、基板１５への押圧力に上限を設けることができ、基板１５の破損防止を図ることができる。

　なお、ハウジング１１の円柱状頭部１１２を他方向に回動させれば、雄ネジ部１１１ａと雌ネジ部１７１１とのネジ結合が緩み、コネクタ１０を基板ホルダー１７から簡単に取り外すことができる。
＜基板交換作業＞

　基板１５が装着され、かつ、コネクタ１０が組み付けられた基板ホルダー１７（以下、単にコネクタ付き基板ホルダーという場合がある。）の使用に際しては、分析時のコンタミネーション等を防ぐ必要から、基板１５を次々と交換して使用したい場合がある。

　そのような要求に対し、本実施形態の基板ホルダー１７は、当該基板ホルダー１７に装着されている使用済みの基板１５を取り外して新規の基板１５に交換する代わりに、新規の基板１５が装着されている新規の或いは交換用のコネクタ付き基板ホルダー１７（以下、単に交換用基板ホルダーという場合がある。）を予め準備しておき、この基板ホルダー１７のコネクタ１０に、使用済み基板１５が装着されている基板ホルダー１７（以下、単に使用済み基板ホルダーという場合がある。）のコネクタ１０から引き抜いた送液チューブ１６を接続することにより、基板１５の交換を容易化することができる。

　すなわち、使用済み基板ホルダー１７のコネクタ１０に接続されている送液チューブ１６を取り外す際には、フェラル１３の貫通孔１３１に圧入されている送液チューブ１６をコネクタ１０の基端側から引き抜くだけで、当該送液チューブ１６を容易に取り外すことが可能である。また、送液チューブ１６を交換用基板ホルダー１７のコネクタ１０に接続する際には、当該送液チューブ１６をコネクタ１０の基端側から挿入してフェラル１３の貫通孔１３１に圧入するだけで、当該送液チューブ１６を容易に接続することが可能である。

　例えば特許文献１に記載されている従来の基板ホルダーでは、コネクタから送液チューブのみを引き抜くことは不可能であるから、基板ホルダーの雌ネジ部にねじ込まれているコネクタを基板ホルダーに対して何回も回動させて取り外す必要があり、かつ、この取り外したコネクタを交換用基板ホルダーに組み付ける際には当該基板ホルダーに対して何回も回動させてねじ込む必要があり、手間と時間がかかるものであった。しかも、コネクタを回動させる時に送液チューブも連れ回りするので、送液チューブが捻れてしまうという不具合もあった。

　これに対し、本実施形態の基板ホルダー１７では、コネクタ１０を基板ホルダー１７に組み付けたまま送液チューブ１６だけをコネクタ１０に対して抜き差しするだけで良いので、手間と時間を大幅に削減することができるうえ、送液チューブ１６が捻れることもない。しかも、送液チューブ１６が、フェラル１３に対して着脱自在な当該フェラル１３とは独立した構成要素をなし、そして、コネクタ１０側の構成要素として当該コネクタ１０に内蔵されているので、交換作業を繰り返しているうちにフェラル１３が送液チューブ１６から脱落するという不具合も発生のしようがない。
＜第２実施形態＞

　次に、本発明に係る基板ホルダーに組み付けられるコネクタの別の態様について、図９乃至図１２並びに図５乃至図８を参照して説明する。

　上述の第１実施形態では、コネクタ１０の先端側にキャップ１４を備えていたのに対し、第２実施形態では、コネクタ２０の基端側にキャップ２４を備えている点で両者は相違している。以下、第１実施形態と共通する構成については同一の用語を使用してその説明を最小限にとどめ、相違する構成を中心に説明するものとする。
＜ハウジング＞

　ハウジング２１は、雄ネジ部（固定部）２１１ａを有する円筒状軸部２１１の一端（基端）に円柱状頭部２１２を有するボルト型の部材である。ハウジング２１内には、その長手方向に沿う貫通孔２１３が径方向中央部に形成されている。この貫通孔２１３は、ハウジング２１の先端側（第１端部側）から基端側（第２端部側）に向かって第１孔部２１３１と第２孔部２１３２と第３孔部２１３３とが相互に連結してなる段付き孔である。

　第１孔部２１３１は、フェラル２３の先端側小径部１３３のうち先端部１３３ａを除く部分が収容される部分である。第２孔部２１３２は、フェラル２３の大径部１３２及び基端側小径部１３４と、該基端側小径部１３４に外挿されるスプリング２２が収容される部分であり、第１孔部２１３１よりも大径である。第３孔部２１３３は、ボルト型のキャップ２４が収容される部分であり、先端側から基端側に向かって順に、第２孔部２１３２と同径でキャップ２４の軸部２４１が収容される軸収容部２１３３ａと、それよりも大径の中間部２１３３ｂと、該中間部２１３３ｂよりも更に大径で当該キャップ２４の頭部２４２がねじ込まれる雌ネジ部２１３３ｃと、から構成されている。すなわち、本実施形態では、ハウジング２１の基端側にボルト型のキャップ２４が着脱自在にねじ込まれる。

　第１孔部２１３１の内径と、フェラル２３の先端側小径部１３３の外径とは、当該先端側小径部１３３を円滑に挿入でき且つ第１孔部２１３１内で当該先端側小径部１３３が必要以上に動くことがないように、略同寸法に設定されている。

　第２孔部２１３２の内径と、フェラル２３の大径部１３２及びスプリング２２の外径とは、フェラル２３及びスプリング２２を円滑に挿入でき且つ第２孔部２１３２内で当該フェラル２３及び当該スプリング２２が必要以上に動くことがないように、略同寸法に設定されている。

　第１孔部２１３１と第２孔部２１３２とは、ハウジング２１の先端側から基端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ部２１３４を介して接続されている。このテーパ部２１３４は、スプリング２２の弾発力によって先端側に付勢されるフェラル２３がハウジング２１から脱落することを防止するためのものである。

　第３孔部２１３３の各部の内径も、当該第３孔部２１３３にねじ込まれるボルト型のキャップ２４の各部と略同寸法に形成されている。

　ハウジング２１は、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）で形成することが好ましいが、アクリル、ＡＢＳ、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）で形成することもできる。
＜スプリング＞

　本実施形態のスプリング２２は、第１実施形態のスプリング１２と構成および作用が共通するので、ここでの説明は省略する。
＜フェラル＞

　本実施形態のフェラル２３は、その長手方向中央部よりも若干先端寄りの部分に形成されている大径部１３２の先端側を向いている面がテーパ面１３２Ｂとされている点で、第１実施形態と構成が相違しているが、その他の構成については第１実施形態と同一である。

　このテーパ面１３２Ｂは、ハウジング２１の第１孔部２１３１と第２孔部２１３２とを接続しているテーパ部２１３４に対応する部位であり、フェラル２３がスプリング２２の弾発力によって先端側に付勢されると、当該テーパ面１３２Ｂがテーパ部２１３４に当接し、これにより、フェラル２３のハウジング２１からの脱落が防止される。
＜キャップ＞

　本実施形態のキャップ２４は、送液チューブ１６が挿通される貫通孔２４３を有するボルト型の部材である。キャップ２４は、ハウジング２１の第３孔部２１３３における軸収容部２１３３ａに収容される軸部２４１と、軸部２４１よりも大径で第３孔部２１３３における中間部２１３３ｂに収容されるストッパ部２４４と、該ストッパ部２４４よりも更に大径で第３孔部２１３３における雌ネジ部２１３３ｃに対応する雄ネジ部２４２ａを有する頭部２４２と、を備えて構成されている。貫通孔２４３の内径は、送液チューブ１６の外径と同一かそれ以上に設定されている。
＜コネクタ組み立て作業＞

　次に、本実施形態に係るコネクタ２０の組み立て作業の一例について説明する。なお、組み立て手順は以下の例に限定されるものではなく、適宜変更可能であることはいうまでもない。

　まず、フェラル２３の基端側小径部１３４にスプリング２２を外挿し、これらフェラル２３とスプリング２２をフェラル２３の先端側小径部１３３側からハウジング２１内の貫通孔２１３にその基端側から挿入する（図１０参照）。あるいは、フェラル２３をハウジング２１内の貫通孔２１３にその基端側から挿入した後に、フェラル２３の基端側小径部１３４にスプリング２２が外挿されるように当該スプリング２２をハウジング２１内の貫通孔２１３にその基端側から挿入してもよい。

　次いで、キャップ２４をハウジング２１の基端側から第３孔部２１３３に挿入し、当該キャップ２４を一方向に回動させてねじ込む。キャップ２４の一方向回動を繰り返すと、キャップ２４の軸部２４１がスプリング２２の基端に当接し、その後も圧縮するスプリング２２の弾発力に抗してキャップ２４を回動し続けると、フェラル２３のテーパ面１３２Ｂがハウジング２１内のテーパ部２１３４に強く押圧される。更にキャップ２４の一方向回動を繰り返すと、キャップ２４のストッパ部２４４が第３孔部２１３３における軸収容部２１３ａと中間部２１３３ｂとの段差部２１３３ｄに当接して、それ以上のキャップ２４のねじ込みが制限され、フェラル２３の先端側小径部１３３の先端部１３３ａがハウジング２１の先端面２１Ａよりも長手方向外側に突出した状態でコネクタの組み立て作業が完了する（図１１及び図１２参照）。

　コネクタ２０内にはスプリング２２の弾発力によってフェラル２３が先端側に付勢された状態で収納されている点、および、ハウジング２１の先端面２１Ａよりも長手方向外側に突出しているフェラル２３の先端部１３３ａに長手方向内側の押し込み荷重が作用すると、コネクタ２０内のスプリング２２が圧縮して当該先端部１３３ａがハウジング２１の先端面２１Ａと面一になるまで押し込まれる点は、第１実施形態と同様である。

　また、本実施形態に係るコネクタ２０の基板ホルダー１７への組み付け作業及び基板交換作業の内容と、これら作業時に奏する従来にはなかった格別の効果についても、第１実施形態と同様である。

　加えて、本実施形態に係るコネクタ２０では、第１実施形態においてはハウジング１１の先端側に着脱可能に装着されていたキャップ１４に相当する部分が、ハウジング２１の先端部分に一体化されている。このため、第１実施形態ではキャップ１４の側方から何らかの荷重が作用した場合に当該キャップ１４が脱落する虞が全くないとまでは云い切れなかったのに対し、本実施形態ではそのような虞を完全に払拭することができる。
＜第３実施形態＞

　次に本発明に係る基板ホルダー及びコネクタの別の態様について、図１３乃至図２１を参照して説明する。

　以下、説明の便宜上、コネクタ、シリコンチューブ、及びフェラルの先端部あるいは先端とは、基板に接する側の一端部あるいは一端のことをいうものとし、基端部あるいは基端とは、基板に接する側とは反対側の他端部あるいは他端のことをいうものとする。
＜基板ホルダー＞

　本実施形態の基板ホルダー２７は、カバー２７１とベース２７２とを備えた構成とされている。

　断面逆Ｔ字状かつ平面視長方形状のカバー２７１（図１３及び図１４参照）には、その短辺方向の両端部分２７１２よりも一段高い凸部２７１１が長辺方向に沿って延在するように設けられており、この凸部２７１１の上面２７１１Ａから当該カバー２７１を厚さ方向に貫通して当該カバー２７１の下面２７１Ｂに開口する複数（本実施形態では４つ）の貫通孔３１が相互に所定の間隔をおいて形成されている。

　貫通孔３１は、図１４及び図１５並びに図１８乃至図２１に示すように、凸部２７１１の上面２７１１Ａ側から送液チューブ１６を挿通される小径貫通孔（第３孔）３１１と、カバー２７１の下面２７１Ｂ側から後述のコネクタ４０が収容される大径貫通孔（以下、コネクタ収容孔（収容孔）３１２という。）と、が当該カバー２７１の厚さ方向に連結してなる段付き孔である。コネクタ収容孔３１２の基端側を画成している壁面、言い換えれば小径貫通孔３１１に連なる壁面は、テーパ面３１２Ａになっている。

　カバー２７１の両端部分２７１２には、本実施形態では各３つ（計６つ）のボルト挿通孔３２が形成されており、当該カバー２７１の下面２７１Ｂには２つの位置決めピン３３が設けられている（図１３乃至図１６参照）。

　これらのボルト挿通孔３２と位置決めピン３３に対応して、断面逆Ｔ字状をなすカバー２７１の凸部２７１１を除く左右側面及び下面の三つの面を囲むような扁平Ｕ字状をなすベース２７２には、図示しない雌ネジ部と位置決めピン挿入穴が形成されている。
＜コネクタ＞

　本実施形態のコネクタ４０は、フェラル４１とシリコンチューブ（付勢部、弾性チューブ）４２とを備えて構成され、これらフェラル４１とシリコンチューブ４２は、基板ホルダー２７に形成されているコネクタ収容孔３１２内に縦列収容される。フェラル４１とシリコンチューブ４２は、それらの全長の合計がコネクタ収容孔３１２の全長よりも長くなるように寸法が設定されていて、コネクタ収容孔３１２にフェラル４１とシリコンチューブ４２を挿入しただけの状態では、図１８及び図２０に示すように、フェラル４１の先端部４１ａがコネクタ収容孔３１２から突出する。
＜フェラル＞

　フェラル４１は、図１７に示すように、送液チューブ１６が圧入される貫通孔４１１を有する略円筒状の部材である。この貫通孔４１１は、フェラル４１の径方向中央部に長手方向に沿って延在しており、当該フェラル４１の両端において開口している。貫通孔４１１の内径は、送液チューブ１６の外径よりも小径に設定されている。貫通孔４１１と送液チューブ１６との内外径差は、要求される耐圧力やフェラル４１と送液チューブ１６の材質等に応じて適宜の値に設定されるものであるが、例えば送液チューブ１６を手動で貫通孔４１１に圧入でき、かつ、１ＭＰａの耐圧力性能が確保することのできる場合の一例として、ＰＥＥＫ製の送液チューブ１６の外径が０．７９ｍｍ（１／３２インチ）で、ＰＴＦＥ製のフェラル４１の貫通孔の内径が０．７５～０．７９ｍｍの場合がある。

　フェラル４１の先端外周部分は、当該フェラル４１の先端に基板１５を押圧する先端面４１Ａを残して面取り加工されている。この面取り加工によって、フェラル４１の先端面４１Ａの面積が面取り加工を施さない場合よりも小さくなり、基板１５への押圧力が高められることになる。

　フェラル４１は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成することが好ましいが、ポリエチレン（ＰＥ）で形成することもできる。このような材質で形成されていると、フェラル４１の先端部４１ａを基板１５に押さえ付けたときに当該先端部４１ａを弾性変形させながら基板１５に押し付けることができるので、流路１５１に対する送液チューブ１６の接続を液密性の高いものにすることができる。
＜シリコンチューブ＞

　シリコンチューブ４２は、フェラル４１の基端側に縦列配置される部材であり、基板ホルダー２７を組み立てたときに軸方向（長手方向）に圧縮され、その結果発生する弾発力をフェラル４１に作用させて当該フェラル４１を基板１５へ押し付ける力（押圧力）を高めるほか、フェラル４１の完成寸法にバラツキがある場合であっても、当該シリコンチューブ４２が伸張して前記バラツキを吸収することによって、フェラル４１を基板１５へ押し付ける力を安定化させる役割をも果たす。

　また、図１９及び図２１に示すように、シリコンチューブ４２がコネクタ収容孔３１２内において軸方向に圧縮されると、当該シリコンチューブ４２は樽状に変形する。このとき、シリコンチューブ４２の両端部の内径が縮径するため、これにより、圧入される送液チューブ１６の保持力が高められて液密性も向上する。
　特に本実施形態では、コネクタ収容孔３１２の基端側の壁面が、小径貫通孔３１１に向かうに従い漸次縮径するテーパー面３１２Ａになっているので、コネクタ収容孔３１２内でシリコンチューブ４２が軸方向に圧縮する際には、当該シリコンチューブ４２の基端部がテーパー面３１２Ａに案内されながら縮径することになり、圧入される送液チューブ１６の保持力をより強固にすることが可能である。
＜基板ホルダーへのコネクタ組み付け作業＞

　以下、基板ホルダー２７へのコネクタ組み付け作業の一例について説明する。

　まず、カバー２７１の下面２７１Ｂ側を上にして、当該カバー２７１の下面２７１Ｂに開口しているコネクタ収容孔３１２にシリコンチューブ４２とフェラル４１をこの順に収容する。このとき、フェラル４１の先端部４１ａは、コネクタ収容孔３１２から突出している。

　次いで、ベース２７２上に基板１５を重ね合わせたものを、ベース２７２側の位置決め穴にカバー２７１側の位置決めピン３３が挿入されるようにカバー２７１と重ね合わせ、カバー２７１とベース２７２とをネジ止めする。このとき、シリコンチューブ４２がコネクタ収容孔３１２内で軸方向に圧縮することによって、当該フェラル４１の先端面４１Ａが基板１５を押圧しながら、フェラル４１の先端部４１ａがコネクタ収容孔３１２内に完全に収容され、基板１５が基板ホルダー２７に固定される。　
＜基板交換作業＞

　基板１５が装着され、かつ、コネクタ４０が組み付けられた基板ホルダー２７（以下、単にコネクタ付き基板ホルダーという場合がある。）の使用に際しては、分析時のコンタミネーション等を防ぐ必要から、基板１５を次々と交換して使用したい場合がある。

　そのような要求に対し、本実施形態の基板ホルダー２７は、当該基板ホルダー２７に装着されている使用済みの基板１５を取り外して新規の基板１５に交換する代わりに、新規の基板１５が装着されている新規の或いは交換用のコネクタ付き基板ホルダー２７（以下、単に交換用基板ホルダーという場合がある。）を予め準備しておき、この基板ホルダー２７のコネクタ４０に、使用済み基板１５が装着されている基板ホルダー２７（以下、単に使用済み基板ホルダーという場合がある。）のコネクタ４０から引き抜いた送液チューブ１６を接続することにより、基板１５の交換を容易化することができる。

　すなわち、使用済み基板ホルダー２７のコネクタ４０に接続されている送液チューブ１６を取り外す際には、フェラル４１の貫通孔４１１に圧入されている送液チューブ１６をコネクタ４０の基端側から引き抜くだけで、当該送液チューブ１６を容易に取り外すことが可能である。また、送液チューブ１６を交換用基板ホルダー２７のコネクタ４０に接続する際には、当該送液チューブ１６をコネクタ４０の基端側から挿入してフェラル４１の貫通孔４１１に圧入するだけで、当該送液チューブ１６を容易に接続することが可能である。

　これに対し、本実施形態の基板ホルダー２７では、コネクタ４０を基板ホルダー２７に組み付けたまま送液チューブ１６だけをコネクタ４０に対して抜き差しするだけで良いので、手間と時間を大幅に削減することができるうえ、送液チューブ１６が捻れることもない。しかも、送液チューブ１６が、フェラル４１に対して着脱自在な当該フェラル４１とは独立した構成要素をなし、そして、コネクタ４０側の構成要素として当該コネクタ４０に内蔵されているので、交換作業を繰り返しているうちにフェラル４１が送液チューブ１６から脱落するという不具合も発生のしようがない。

　さらに、本実施形態では、コネクタ４０をフェラル４１とシリコンチューブ４２のみから構成して部品点数を減らすとともに、シリコンチューブ４２という安価な材料を使用して製品コストの低減を図り、かつ、当該コネクタ４０の基板ホルダー２７への組み付け態様についても、単に基板ホルダー２７に形成したコネクタ収容孔３１２内に収容してカバー２７１とベース２７２をネジ止めするだけの極めて簡素な構成にしているので、量産性にも優れる。

　よって、本実施形態の基板ホルダー２７の場合には、基板１５が装着され、かつ、コネクタ４０が組み付けられたままの基板ホルダー２７を分解して基板１５のみを交換してコネクタ４０および基板ホルダー２７を再利用しても勿論構わないが、基板１５とコネクタ４０ごと基板ホルダー２７を使い捨てとすることも可能になる。
＜他の実施形態＞

　なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変形、変更して実施することが可能である。例えば、第１及び第２実施形態において、スプリングの代わりにシリコンチューブを使用すれば、部品単価が低下して基板ホルダーを安価に構成することが可能になる。

　また、スプリングをシリコンチューブで代用する場合においては、第３実施形態のように、フェラルの基端側小径部を無くして当該フェラルの大径部の基端側にシリコンチューブを直列に配置したり、基端側小径部を短尺化してシリコンチューブの先端部分のみが当該短尺化された基端側小径部に外挿されるようにしてもよい。このように構成すれば、第３実施形態と同様に、シリコンチューブが大径貫通孔内（第１実施形態）又は第２孔部内（第２実施形態）において軸方向に圧縮されて樽状に変形することにより、シリコンチューブの両端部の内径が縮径し、送液チューブの保持力がより一層高められることになる。

　第１及び第２実施形態においては、コネクタが基板ホルダーにネジ止めされる構成を例にしたが、コネクタを基板ホルダーに固定できるのであれば、圧入等ネジ止め以外の固定方法の採用が可能である。

１０…コネクタ、１１…ハウジング、１２…スプリング、１３…フェラル、１４…キャップ、１５…基板、１６…送液チューブ、１７…基板ホルダー、２０…コネクタ、２１…ハウジング、２２…スプリング、２３…フェラル、２４…キャップ、２７…基板ホルダー、３１…貫通孔、４０…コネクタ、４１…フェラル、４２…シリコンチューブ、１５１…流路、１７１…カバー、１７２…ベース、２７１…カバー、２７２…ベース

Claims

　基板を狭持するカバー及びベースと、
　前記カバーと前記ベースとを固定する固定具と、
　前記基板に形成された流路と前記流路に送液する送液チューブとを接続するコネクタとを備えた、基板ホルダーであって、
　前記コネクタは、前記流路に接続される側の第１端部とは反対側の第２端部の端面開口から前記送液チューブが挿通可能とされ、かつ、前記端面開口から挿通された前記送液チューブが圧入保持されると共に先端部が前記基板に押圧されるフェラルを備える、基板ホルダー。
　請求項１記載の基板ホルダーにおいて、
　前記コネクタ内には、前記フェラルに貫通形成されて前記送液チューブが圧入される第１孔と、前記第１孔に連通すると共に前記第２端部の端面開口に連通する第２孔とが形成されており、
　前記第１孔の内径は、前記送液チューブの外径よりも小径である、基板ホルダー。
　請求項２記載の基板ホルダーにおいて、
　前記コネクタは、前記フェラルと、前記フェラルを前記基板側に付勢する付勢部とがハウジング内の収容孔に収容されてなる、基板ホルダー。
　請求項３記載の基板ホルダーにおいて、
　前記付勢部は、スプリングである、基板ホルダー。
　請求項３記載の基板ホルダーにおいて、
　前記付勢部は、弾性チューブである、基板ホルダー。
　請求項１記載の基板ホルダーにおいて、
　前記コネクタは、前記カバーの上面側に着脱可能に取り付けられている、基板ホルダー。
　請求項３記載の基板ホルダーにおいて、
　前記コネクタは、前記第１端部側に着脱可能に装着されて前記付勢部に付勢された前記フェラルの前記収容孔外への脱落を防ぐキャップを更に備え、
　前記ハウジングは、前記カバーに固定される固定部を外周部に有する軸部の一端に頭部を備え、前記軸部内に前記フェラルと前記付勢部を収容する収容孔を有すると共に、前記頭部内に前記第２孔の少なくとも一部が貫通形成されてなり、
　前記フェラルは、その長手方向に貫通形成されて前記送液チューブが圧入される前記第１孔と、外径が他の部分よりも大きな大径部とを備え、　
　前記付勢部は、その一端が前記大径部に接し、かつ、長手方向に圧縮された状態で前記収容孔に収容され、
　前記キャップは、前記コネクタが前記カバーに取り付けられる前の状態で、前記フェラルの先端部を貫通させて当該先端部が当該キャップよりも前記基板側に突出することを許容する貫通孔を有する、基板ホルダー。
　請求項３記載の基板ホルダーにおいて、
　前記コネクタは、前記第２端部側に着脱可能に装着されるキャップを更に備え、
　前記ハウジングは、前記カバーに固定される固定部を外周部に有する軸部の一端に頭部を備え、前記軸部及び前記頭部内に前記フェラルと前記付勢部を収容する収容孔を有すると共に、少なくとも前記頭部内に前記第２孔が貫通形成されてなり、
　前記フェラルは、その長手方向に貫通形成されて前記送液チューブが圧入される前記第１孔と、外径が他の部分よりも大きな大径部とを備え、　
　前記付勢部は、その一端が前記大径部に接し、かつ、長手方向に圧縮された状態で前記収容孔に収容されている、基板ホルダー。
　基板を狭持するカバー及びベースと、
　前記カバーと前記ベースとを固定する固定具と、
　前記基板に形成された流路と前記流路に送液する送液チューブとを接続するコネクタとを備えた、基板ホルダーであって、
　前記コネクタは、前記送液チューブが圧入保持されると共に先端部が前記基板に押圧されるフェラルと、前記フェラルを前記基板側に付勢する付勢部とが、前記カバーの下面に開口する収容孔に縦列収容されてなり、
　前記カバーは、前記収容孔に連通すると共に当該カバーの上面に開口する第３孔を更に備え、前記第３孔から前記送液チューブが挿通可能とされている、基板ホルダー。
　請求項９記載の基板ホルダーにおいて、
　前記フェラルには、前記送液チューブが圧入される第１孔が貫通形成されており、
　前記第１孔の内径は、前記送液チューブの外径よりも小径である、基板ホルダー。
　請求項９記載の基板ホルダーにおいて、
　前記付勢部は、シリコンチューブである、基板ホルダー。
　基板を保持する基板ホルダーに着脱可能に組み付けられて前記基板に形成された流路と前記流路に送液する送液チューブとを接続するコネクタであって、
　前記流路に接続される側の第１端部とは反対側の第２端部の端面開口から前記送液チューブが挿通可能とされ、かつ、前記端面開口から挿通された前記送液チューブが圧入保持されると共に先端部が前記基板に押圧されるフェラルを備える、コネクタ。