JP7795331B2 - チューブ用フランジ付きマルチキャップ - Google Patents

Description

本発明は、チューブ用フランジ付きマルチキャップに関する。

従来、チューブ（試験管）に入れられた液体試料がチューブの開口から外へ漏れ出すことを抑制するため、あるいは、チューブの開口からチューブ内に異物が混入することを抑制するために、チューブの開口を塞ぐようにチューブに取り付けられるキャップ（栓）が提案されている（例えば特許文献１～３）。

また、従来、複数の径のチューブに取り付けることが可能なキャップ（本明細書では「マルチキャップ」と呼ぶ）が提案されている（例えば非特許文献１）。

特開２００３－１２０１０号公報 特開２０１７－８８２１６号公報 特開２０２０－３６５６８号公報

試験管キャップ・フランジプラグ<https://wexer-store.com/fisher_product/cap_flange_plug/165>

非特許文献１に示されるように、キャップ頭部と、キャップ頭部から下方（本明細書においては、上下方向とはチューブの伸長方向を意味し、マルチキャップから見てチューブ側が下側であるとする）に伸長する支柱と、支柱の側面から側方に突出するフランジとを備えるマルチキャップがある。本明細書では、このようなマルチキャップを「フランジ付きマルチキャップ」と呼ぶ。フランジ付きマルチキャップは、チューブの開口からチューブ内へ支柱及びフランジが挿入され、フランジがチューブの内壁に当接する姿勢でチューブへ取り付けられる。

ここで、より広い範囲の径（本明細書では「レンジ」と呼ぶ）に対応可能なフランジ付きマルチキャップが望まれる場合がある。例えば、非特許文献１に示されたフランジ付きマルチキャップのレンジは１ｍｍであるが、２ｍｍあるいはそれ以上のレンジに対応可能なフランジ付きマルチキャップが望まれる場合がある。

広いレンジに対応可能なフランジ付きマルチキャップを実現するのは容易ではない。広い径のチューブに適合するようにフランジ付きマルチキャップを設計すると、狭い径のチューブに適合しなくなる場合があり、逆に、狭い径のチューブに適合するようにフランジ付きマルチキャップを設計すると、広い径のチューブに適合しなくなる場合がある。詳しくは、レンジ内における広い径のチューブにも適合可能でありながら、レンジ内における狭い径に好適に挿入可能であり、且つ、挿入された際に不測の変形をしないフランジ付きマルチキャップを実現するのは容易ではなかった。

特に、広いレンジに対応可能なフランジ付きマルチキャップであって、対応レンジ内のどのチューブに挿入されたときにも、チューブに入れられた液体試料がチューブの開口から外へ漏れ出すことを抑制する機能である止水機能を適切に発揮可能なフランジ付きマルチキャップ望まれる場合がある。

本発明の目的は、広いレンジに対応可能であり、対応レンジ内のチューブに挿入されたときに止水機能を適切に発揮可能なフランジ付きマルチキャップを提供することにある。

本発明は、キャップ頭部から下方へ向かって伸長し、伸長方向に対する垂直断面の外形が円形である支柱であって、中空であり、側方からの力によって弾性変形可能な支柱と、前記支柱の側面から側方に突出してチューブの内壁に当接し、かつ側方外側面は、自然状態において側方及び下方を向く斜面となっている第１フランジであって、その径方向に延びるように切り欠かれ上下方向に貫通したスリットを有し、前記スリットは、側面視において上下方向とは平行な方向でない方向に延びるように設けられている第１フランジと、前記第１フランジよりも下方において、前記支柱の側面から側方に突出して前記チューブの内壁に当接する第２フランジであって、前記支柱側から側方へ向かうにつれて上側に伸びて、全体としてお椀形状を呈する第２フランジと、支柱の側面であって、前記第１フランジの接続位置の上側に隣接する位置には、前記支柱の周方向に沿った溝が設けられていることを特徴とするチューブ用フランジ付きマルチキャップである。

本発明によれば、広いレンジに対応可能であり、対応レンジ内のチューブに挿入されたときに止水機能を適切に発揮可能なフランジ付きマルチキャップを提供することができる。

本実施形態に係るマルチキャップの斜視図である。 本実施形態に係るマルチキャップの上下方向断面図である。 図２のＡ－Ａ方向からみた断面図である。 図３のＢ－Ｂ方向からみた断面図である。 図２の領域Ｃの拡大図である。 対応最大径チューブに取り付けられたマルチキャップを示す側面模式図である。 対応最小径チューブに取り付けられたマルチキャップを示す側面模式図である。 対応最小径チューブに取り付けられたマルチキャップの底面図である。

＜マルチキャップの概要＞
図１は、本実施形態に係るマルチキャップ１０の斜視図である。また、図１において、マルチキャップ１０の下方にチューブＴが示されている。さらに、図２は、マルチキャップ１０の上下方向断面図である。上述の通り、本明細書では、チューブＴの伸長方向を上下方向と記載し、上下方向に垂直な方向を水平方向と記載する。マルチキャップ１０は、キャップ頭部１２と、キャップ頭部１２から下方に伸長する支柱１４と、支柱１４の側面から側方に突出する第１フランジ１６と、第１フランジ１６よりも下方において支柱１４の側面から側方に突出する第２フランジ１８とを含んで構成される。

マルチキャップ１０は、上方に開口するチューブＴの開口部Ｏを塞ぐようにチューブＴに取り付けられるキャップである。具体的には、支柱１４、第１フランジ１６、及び第２フランジ１８が開口部ＯからチューブＴ内に挿入されることで、マルチキャップ１０がチューブＴに取り付けられる。取付状態において、第１フランジ１６及び第２フランジ１８の先端がチューブＴの内壁Ｉに当接する。また、取付状態において、キャップ頭部１２はチューブＴ内には挿入されず、キャップ頭部１２の下面１２ａがチューブＴの上面Ｕに当接する。

マルチキャップ１０は、複数の径のチューブＴ、具体的には、所定の最小径から最大径までのレンジのチューブＴに取り付けることが可能となっている。特に、マルチキャップ１０は、後述する特徴により、広いレンジ（例えば２ｍｍあるいはそれ以上）のチューブＴに適合するものとなっている。

このように、マルチキャップ１０は、チューブ用フランジ付きマルチキャップである。マルチキャップ１０は、以下に説明する特徴により、対応レンジ内のチューブＴに取り付けられたときに、（特に第１フランジ１６が）適正な形で変形することで適正な姿勢を取ることができるようになっている。また、マルチキャップ１０は、以下に説明する特徴により、（特に第２フランジ１８が）適正な形で変形することでチューブＴに入れられた液体試料が開口部Ｏから外へ漏れ出すことを抑制する止水機能を好適に発揮可能となっている。また、マルチキャップ１０は、以下に説明する特徴により、チューブＴ内に挿入されたマルチキャップ１０が上方に浮き上がってしまう浮き上がりが抑制されている。さらに、マルチキャップ１０は、以下に説明する特徴により、支柱１４、第１フランジ１６、及び第２フランジ１８をチューブＴ内に挿入するために必要な力である挿入力が低減されている。

＜マルチキャップの各部の構造の詳細＞
＜＜キャップ頭部＞＞
本実施形態では、キャップ頭部１２は外形が円柱形状となっている。本実施形態では、機械装置であるマニピュレータによって、チューブＴへのマルチキャップ１０の取り付け、及び、チューブＴからのマルチキャップ１０の取り外しが行われる。具体的には、マニピュレータが有する複数の爪によってキャップ頭部１２の側面１２ｂが把持され、開口部Ｏから支柱１４、第１フランジ１６、及び第２フランジ１８がチューブＴ内に挿入されることにより、チューブＴにマルチキャップ１０が取り付けられる。また、マニピュレータの複数の爪が側面１２ｂを把持して、水平面においてキャップ頭部１２を回転させるように捻りながらマルチキャップ１０を上方へ引き抜くことで、チューブＴからマルチキャップ１０が取り外される。なお、キャップ頭部１２の形状は、マニピュレータにより側面１２ｂが把持されることが可能であればどのような形状であってもよい。

マニピュレータによってマルチキャップ１０をチューブＴへ取り付ける場合、マニピュレータによるマルチキャップ１０のチューブＴへの押し込み力には限界がある。したがって、マニピュレータによってマルチキャップ１０をチューブＴへ取り付ける場合、マルチキャップ１０のチューブＴへの挿入力を低減することは、人間が取り付ける場合に比してより意義があるものとなる。また、マニピュレータは、人間に比して、挿入時に細かい制御ができない場合が多い。したがって、マルチキャップ１０がチューブＴに取り付けられたときに、想定外の変形をして不適正な姿勢とならないようにすることも、人間が取り付ける場合に比してより意義があるものとなる。マルチキャップ１０が不適切な姿勢でチューブＴに取り付けられた場合、マルチキャップ１０を取り外す際に、マニピュレータがキャップ頭部１２の側面１２ｂを適切に把持できなくなってしまう場合も考えられる。

＜＜支柱＞＞
支柱１４は、キャップ頭部１２から下方へ向かって伸長する部材である。支柱１４は、第１フランジ１６及び第２フランジ１８の基部（土台）としての機能を発揮する。支柱１４は、伸長方向（上下方向）に対する垂直断面（すなわち水平断面）の外形が円形となっている。支柱１４の径は比較的大きくなっており、対応チューブの径の７０～８６％程度の径となっている。

支柱１４は、軟質で変形し易く耐水性のある材質で形成されるとよい。例えば、支柱１４は高分子化合物で形成される。本実施形態では、支柱１４はＬＤＰＥ（Low Density Polyethylene；低密度ポリエチレン）で形成される。支柱１４が上記のような材質で形成されることにより、支柱１４は、側方からの力によって弾性変形可能となる。具体的には、支柱１４は、側方からの力によって、水平断面が楕円形となるように弾性変形可能となる。

支柱１４は、内部空間１４ａを有しているとよい。すなわち、支柱１４は中空であるとよい。図２に示される通り、本実施形態では、支柱１４は、中空であり、且つ、下方に開放した形状を有している。したがって、支柱１４は円筒形状となっている。図２に示される通り、キャップ頭部１２の径方向中央部には、下方に開放した内部空間１２ｃが形成されており、内部空間１２ｃと、支柱１４の内部空間１４ａとが連通して、下方に開放した１つの空間を形成している。

支柱１４の側壁１４ｂの厚みは、数ミリ以下程度の薄肉であるとよい。例えば、側壁１４ｂは１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ程度であるとよい。また、側壁１４ｂは、下端側に近づく程肉薄となっているとよい。本実施形態では、図２に示される通り、側壁１４ｂの下端部において、支柱１４の側方及び下方を向く斜面１４ｃが形成されており、斜面１４ｃにより、側壁１４ｂの下端部に近づくにつれ徐々に側壁１４ｂの肉厚が薄くなっていくようになっている。

一方、側壁１４ｂのキャップ頭部１２側端部である根元部分１４ｄ、換言すれば、キャップ頭部１２と支柱１４の接続部分である根元部分１４ｄは、側壁１４ｂのその他の部分に比して肉厚となっているとよい。これにより、マルチキャップ１０を取り外す際、マニピュレータがキャップ頭部１２を捻ったときに、根元部分１４ｄの変形を抑制することでマルチキャップ１０がより取り外しやすくなる。あるいは、マルチキャップ１０を取り外す際に根元部分１４ｄの破損の可能性が低減される。

＜＜第１フランジ＞＞
第１フランジ１６は、支柱１４の側面から側方に突出する部材である。第１フランジ１６は、支柱１４と一体成型で形成することができる。したがって、第１フランジ１６も、軟質で変形し易く耐水性のある高分子化合物で形成され、本実施形態ではＬＤＰＥで形成される。

図２に示される通り、本実施形態では、第１フランジ１６は平板状であり、支柱１４から略水平方向に突出するように設けられている。また、第１フランジ１６は、支柱１４の全周に亘って支柱１４から側方に突出し、その外形は平面視で円形となっている。したがって、第１フランジ１６は、全体として平板リング状の形状を呈している。

図３は、図２のＡ－Ａ方向からみた断面図（第１フランジ１６の平面図）である。第１フランジ１６は、その径方向に延びるように切り欠かれ上下方向に貫通したスリット３０を有する。本実施形態では、スリット３０は、平面視において、第１フランジ１６の径方向外側程、その幅が広くなるような形状となっている。

スリット３０は、第１フランジ１６の周方向に沿って等間隔に複数設けられるとよい。図３に示すように、本実施形態では、第１フランジ１６の周方向に沿って等間隔に２つのスリット３０が設けられている。もちろん、第１フランジ１６の周方向に沿って等間隔に３つ以上のスリット３０が設けられてもよい。

図４は、図３のＢ－Ｂ方向から見た断面図（第１フランジ１６の側面図）である。スリット３０は、側面視において上下方向とは平行な方向でない方向に延びるように設けられるとよい。すなわち、図４に示す通り、スリット３０の延伸方向Ｓと上下方向Ｖとの間に角度θ（θ≠０°）を有しているとよい。換言すれば、互いに対向するスリット３０の内側面３０ａが上下方向とは非平行となるように形成される。本実施形態では、θは４５°となっている。

図５は、図２の領域Ｃの拡大図である。支柱１４の側面（側壁１４ｂの外側面）であって、第１フランジ１６の接続位置の上側に隣接する位置には、支柱１４の周方向に沿った溝３２が設けられるとよい。

また、第１フランジ１６の側方外側面１６ａは、自然状態（第１フランジ１６に外力が掛かていない状態）において側方及び下方を向く斜面となっているとよい。

また、第１フランジ１６の径Ｌ１は、第２フランジ１８の径Ｌ２よりも大きいとよい。特に、取付状態においてチューブＴの内部に挿入される部分（支柱１４、第１フランジ１６、及び第２フランジ１８）のうち、第１フランジ１６が最も径が大きい部材となる。なお、本明細書における第１フランジ１６の径Ｌ１は、支柱１４の外側面から第１フランジ１６の側方側端点までの間の水平距離であり、第２フランジ１８の径Ｌ２は、支柱１４の外側面から第２フランジ１８の側方側端点までの間の水平距離である。第１フランジ１６の径Ｌ１及び第２フランジ１８の径Ｌ２は、それぞれ、支柱１４の全周に亘って均一である。

＜＜第２フランジ＞＞
第２フランジ１８は、第１フランジ１６の下方において支柱１４の側面から側方に突出する部材である。第２フランジ１８も、第１フランジ１６同様、支柱１４と一体成型で形成することができる。したがって、第２フランジ１８も、軟質で変形し易く耐水性のある高分子化合物で形成され、本実施形態ではＬＤＰＥで形成される。

図５に示される通り、第２フランジ１８は、支柱１４側から側方へ向かうにつれて上側に伸びる形状を有している。第１フランジ１６同様、第２フランジ１８も、支柱１４の全周に亘って支柱１４から側方に突出し、その外形は平面視で円形となっている。したがって、第２フランジ１８は、全体としてお椀形状を呈している。

より詳しくは、本実施形態では、第２フランジ１８は、支柱１４側の部分である内周部４０、及び、内周部４０よりも側方側の部分である外周部４２を有している。本実施形態では、内周部４０は、径方向断面において、支柱１４から水平方向よりもやや上方に向いた第１方向Ｄ１に向かって側方に伸長している。なお、内周部４０が伸長する第１方向Ｄ１は水平方向であってもよい。外周部４２は、内周部４０の側方端に接続され、径方向断面において、第２方向Ｄ２に向かって側方に伸長している。外周部４２が伸長する第２方向Ｄ２は、内周部４０の伸長方向である第１方向Ｄ１に対して上側に折れ曲がった方向である。つまり第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１よりもさらに上側を向く方向である。したがって、外周部４２は、内周部４０に比して、より上方に変位するように変形し易いと言える。

外周部４２の側方外側面４２ａ（換言すれば第２フランジ１８の側方外側面）は、自然状態（第２フランジ１８に外力が掛かていない状態）において上下方向に平行な面であるとよい。また、外周部４２の先端部（換言すれば第２フランジ１８の先端部）には、側方外側面４２ａの上側に連通し、側方及び上方を向く斜面４２ｂが形成されているとよい。

第２フランジ１８の径Ｌ２は、マルチキャップ１０が対応する最大径のチューブＴ（本明細書では「対応最大径チューブ」と呼ぶ）の径よりもわずかに大きくなっている。例えば、径Ｌ２は、対応最大径チューブの径よりも０．１ｍｍ程度大きくなっている。なお、上述の通り、第１フランジ１６の径Ｌ１は第２フランジ１８の径Ｌ２よりも大きいから、当然に、第１フランジ１６の径Ｌ１も対応最大径チューブの径よりも大きくなる。

また、内周部４０の径Ｌ３は、マルチキャップ１０が対応する最小径のチューブＴ（本明細書では「対応最小径チューブ」と呼ぶ）の径よりも小さいとよい。なお、内周部４０の径Ｌ３は、支柱１４の外側面から内周部４０の側方側端点（外周部４２との接続点）までの間の水平距離である。内周部４０の径Ｌ３も支柱１４の全周に亘って均一である。

以下、図６及び図７、並びに、適宜図１～５を参照しながら、上述したマルチキャップ１０の各部の作用（マルチキャップ１０が発揮する各機能）について説明する。図６は、対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられたマルチキャップ１０を示す側面模式図であり、図７は、対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられたマルチキャップ１０を示す側面模式図である。

以下においては、マルチキャップ１０が対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合と、マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合におけるマルチキャップ１０の各部の作用について説明する。ここで、同一の機能についてみた場合でも、対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合と、対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合とで、マルチキャップ１０の各部の作用が異なる場合がある。その場合、マルチキャップ１０が取り付けられるチューブＴの径が対応最大径から対応最小径に向かって小さくなるにつれ、マルチキャップ１０の各部の作用が、対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合の作用から対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合の作用へ向かって徐々に変化していくと理解されたい。

＜マルチキャップの作用（姿勢保持機能）＞
＜＜対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合＞＞
上述の通り、第１フランジ１６の径Ｌ１及び第２フランジ１８の径Ｌ２は、いずれも対応最大径チューブＴｍａｘの径よりも大きい。したがって、マルチキャップ１０が対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合（図６参照）、第１フランジ１６の側方端（側方外側面１６ａ）及び第２フランジ１８の側方端（側方外側面４２ａ）の両方が対応最大径チューブＴｍａｘの内壁Ｉに当接する。これにより、マルチキャップ１０の姿勢が保持される。

仮に、マルチキャップ１０が第２フランジ１８しか有していない場合（第１フランジ１６が無い場合）、第２フランジ１８と内壁Ｉとの当接位置を支点として、（梃子の要領で）キャップ頭部１２が側方に変位するようにチューブＴに対してマルチキャップ１０が動いてしまい、マルチキャップ１０の姿勢が保持されない場合がある。本実施形態では、マルチキャップ１０は、第２フランジ１８のみならず第１フランジ１６を有しており、当該２つのフランジが内壁Ｉに当接している。したがって、第２フランジ１８を支点とする上記マルチキャップ１０の動きは、第１フランジ１６が内壁Ｉに当接していることで抑制される。

特に、本実施形態では、第１フランジ１６の径Ｌ１が第２フランジ１８の径Ｌ２よりも大きくなっている（図５参照）。これにより、第１フランジ１６は、第２フランジ１８と内壁Ｉとの当接位置を支点とするマルチキャップ１０の姿勢変動をより強く抑制することが可能となっている。

このように、第１フランジ１６は、第２フランジ１８との協働により、チューブＴに対するマルチキャップ１０の姿勢を保持する姿勢保持機能を発揮する。

＜＜対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合＞＞
マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合（図７参照）、対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合と同様、第１フランジ１６及び第２フランジ１８が内壁Ｉに当接することから、上述の原理によってマルチキャップ１０の姿勢が保持される。つまり、この場合も、第１フランジ１６は、第２フランジ１８との協働により、チューブＴに対するマルチキャップ１０の姿勢を保持する姿勢保持機能を発揮する。

一方、マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合には、仮に、第１フランジ１６が想定外の変形をしてしまうと、第１フランジ１６の少なくとも一部分が適切に内壁Ｉに当接できなくなって、マルチキャップ１０の姿勢が保持できなくなり得る。ここで、第１フランジ１６についての想定される変形とは、図７に示すように、第１フランジ１６の周方向全体に亘って、根元部分（支柱１４側）に比して側端部分が上側となる変形（これを「上方変形」と呼ぶ）である。第１フランジ１６の少なくとも一部分において、根元部分に比して側端部分が下方となる変形（これを「下方変形」と呼ぶ）は、想定外の変形となる。

第１フランジ１６が対応最小径チューブＴｍｉｎに挿入されると、第１フランジ１６は内壁Ｉから受ける力により変形させられることになる。ここで、対応最小径チューブＴｍｉｎのように、支柱１４と内壁Ｉとの間に狭いスペースしかない場合、第１フランジ１６の変位のしわ寄せが第１フランジ１６の周方向に生じる場合がある。仮に、第１フランジ１６にスリット３０が設けられない場合、第１フランジ１６の周方向における変位のしわ寄せを吸収することができず、第１フランジ１６の一部分において不意に下方変形が生じてしまうおそれがある。この場合、側面視において第１フランジ１６の側方端が極端に波打つような形状となり、第１フランジ１６の側方端が適切に内壁Ｉに当接できなくなる部分が生じ得る。

本実施形態では、第１フランジ１６に設けられたスリット３０（図３参照）が閉じる（互いに対向するスリット３０の内側面３０ａ（図４参照）が接近する方向に移動する）ことで、第１フランジ１６の周方向における変位のしわ寄せを吸収することができる。換言すれば、スリット３０は、第１フランジ１６の周方向における変位の逃げ場として機能する。スリット３０が閉じて第１フランジ１６の周方向における変位のしわ寄せを吸収することで、第１フランジ１６の想定外の変形が抑制される。このように、スリット３０の作用により、第１フランジ１６による姿勢保持機能を発揮することを可能としている。

また、本実施形態では、支柱１４の側面であって、第１フランジ１６の接続位置の上側に隣接する位置に溝３２が設けられている。溝３２は、第１フランジ１６の上方変形を補助する（促す）機能を発揮する。すなわち、溝３２により、第１フランジ１６の少なくとも一部分が下方変形することが抑制される。このように、溝３２の作用によっても、第１フランジ１６による姿勢保持機能を発揮することを可能としている。

＜マルチキャップの作用（止水機能）＞
＜＜対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合＞＞
マルチキャップ１０が対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合、第２フランジ１８が主に止水機能を発揮する。上述の通り、第２フランジ１８の径Ｌ２は、対応最大径チューブＴｍａｘの径よりもわずかに大きくなっている。したがって、マルチキャップ１０が対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合、第２フランジ１８の周方向全体に亘って、その側方端が内壁Ｉに当接する。これにより、対応最大径チューブＴｍａｘに入れられた液体試料の漏れが抑制される。なお、本実施形態では、第２フランジ１８の径Ｌ２は、対応最大径チューブＴｍａｘの径より０．１ｍｍ大きくなっているが、これは、止水機能を発揮するための最低限の大きさである。尤も、止水機能を発揮するための最低限の大きさは、第２フランジ１８の材質などによって変動し得る。

本実施形態では、第２フランジ１８の側方外側面４２ａが、自然状態において上下方向に平行な面となっている。第２フランジ１８の径Ｌ２は、対応最大径チューブＴｍａｘの径よりわずかに大きい程度であるから、第２フランジ１８が対応最大径チューブＴｍａｘに挿入されても、第２フランジ１８はそれほど変形せずに、側方外側面４２ａが内壁Ｉに当接する。つまり、側方外側面４２ａと内壁Ｉとが略平行となる状態で互いに当接することとなり、側方外側面４２ａと内壁Ｉとの接触面積を広くすることができる。これにより、第２フランジ１８による止水性能が向上する。詳しくは、側方外側面４２ａと内壁Ｉとの隙間から漏れ出る液体試料の量が低減される。

また、キャップ頭部１２の下面１２ａがチューブＴの上面Ｕに当接することでも（図１参照）、止水機能が発揮される。

＜＜対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合＞＞
マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合、主に第２フランジ１８が止水機能を発揮するが、仮に、第２フランジ１８が液体試料の漏れを防ぎきれなかった場合、第１フランジ１６も補助的な止水機能を発揮する。

マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合、対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合と同様、第２フランジ１８が内壁Ｉに当接することで、上述の原理によって止水機能が発揮される。

マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合には、仮に、第２フランジ１８が想定外の変形をしてしまうと、第２フランジ１８の少なくとも一部分が適切に内壁Ｉに当接できなくなって、止水機能が好適に発揮できなくなり得る。ここで、第２フランジ１８についての想定される変形とは、図７に示すように、第２フランジ１８の周方向全体に亘る上方変形である。第２フランジ１８の少なくとも一部分における下方変形は、想定外の変形となる。

まず、第２フランジ１８が全体としてお椀形状を呈していることで、マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合における第２フランジ１８の想定外の変形が抑制される。すなわち、第２フランジ１８は、自然状態において、側方に向かうにつれて上側に伸びるような形状を有しているから、上方から開口部Ｏに第２フランジ１８が入れられたときに、第２フランジ１８が下方変形することが抑制されている。

図８は、対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられたマルチキャップ１０の底面図である。対応最小径チューブＴｍｉｎの内壁Ｉから力を受けて第２フランジ１８が変形すると、その力が支柱１４に伝搬して支柱１４も側方からの力を受けることになる。中空である支柱１４は、側方からの力を受けると、図８に示すように水平断面形状が楕円形状となるように弾性変形する。この支柱１４の弾性変形が、第２フランジ１８の想定外の変形を抑制する。

具体的には、仮に支柱１４が変形しない場合に、支柱１４の外側面と対応最小径チューブＴｍｉｎの内壁Ｉとの間のスペースだけでは、第２フランジ１８が収まるスペースとしては不十分である場合、第２フランジ１８がいわば無理やり当該スペースに押し込まれ、これにより第２フランジ１８が想定外の変形をしてしまう場合がある。本実施形態では、支柱１４が弾性変形して、その周方向の一部分については、支柱１４と内壁Ｉとの間のスペースが広く取られる。すなわち、周方向に沿って、支柱１４から内壁Ｉまでの距離に差が生まれる。これにより、周方向に沿って、第２フランジ１８の傾きにも差が生じ、第２フランジ１８が上下方向に逃げることができるようになる。より詳しくは、第２フランジ１８のうち、外周部４２に比して上方変形し難い内周部４０が支柱１４の弾性変形に追従して変形する（もちろん内周部４０も内壁Ｉからの力により上方変形可能である）、具体的には、支柱１４が、その周方向の一部分（図８の例では支柱１４の上側及び下側）において、径方向中心側に変位するように変形することで、上述のように、外周部４２が上下方向に逃げることが可能となり、外周部４２の想定外の変形が抑制される。なお、図７に示すように、支柱１４の弾性変形に伴って、側面視において、第２フランジ１８の側端部が多少波打つが、これは想定内の変形である。

本実施形態では、支柱１４は、下方に開放した形状を有している。これにより、支柱１４は、その上側に比して下側の方が弾性変形し易くなっていると言える。第２フランジ１８は、支柱１４の下側、少なくとも第１フランジ１６よりも下方にあるから、支柱１４が下方に開放した形状を有していることで、第２フランジ１８の近傍において支柱１４が弾性変形し易くなっていると言える。これにより、第２フランジ１８の想定外の変形がより抑制される。

また、本実施形態では、支柱１４の側壁１４ｂは、下端側に近づく程肉薄となっている。これによっても、支柱１４は、その上側に比して下側の方が弾性変形し易くなっていると言える。このように、側壁１４ｂは、下端側に近づく程肉薄となっていることで、さらに、第２フランジ１８の想定外の変形が抑制される。

以上の通り、マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合、第２フランジ１８の想定外の変形が抑制されることによって、第２フランジ１８による止水機能が好適に発揮される。

上述の通り、マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられると、第１フランジ１６に設けられたスリット３０が閉じた上で、第１フランジ１６の側端部が内壁Ｉに当接する。これにより、第１フランジ１６も補助的に止水機能を発揮する。

特に、本実施形態では、スリット３０は、側面視において上下方向とは平行な方向でない方向に延びるように設けられている。これにより、スリット３０が閉じたとき、内側面３０ａ（図４参照）同士の当接面が側面視において上下方向に対して角度を有することになる。したがって、当該液体試料は、少なくとも内側面３０ａ同士の当接面の隙間を上下方向に流れることができない。換言すれば、液体試料が第１フランジ１６の上方に漏れ出るには、液体試料は、内側面３０ａ同士の当接面の隙間を上下方向に対して角度を有する斜め方向に進まなくてはならなくなる。このように、少なくともスリット３０が上下方向に延びるように設けられた場合に比して、スリット３０が上下方向とは平行な方向でない方向に延びるように設けることで、第１フランジ１６による止水性能が向上される。

また、キャップ頭部１２の下面１２ａがチューブＴの上面Ｕに当接することでも、止水機能が発揮される。

＜マルチキャップの作用（浮き上がり防止機能）＞
チューブＴに取り付けられたマルチキャップ１０が浮き上がってしまう場合がある。その要因としては、マルチキャップ１０をチューブＴに取り付けた際に、マルチキャップ１０（特に第１フランジ１６又は第２フランジ１８）が想定外の変形をしてしまい、それにより第１フランジ１６又は第２フランジ１８が内壁Ｉを押し返すことで、マルチキャップ１０に上方への力がかかってしまう場合があることである。あるいは、浮き上がりの要因としては、マルチキャップ１０をチューブＴに取り付けた際にチューブＴ内に空気が圧縮されて密閉されることで発生し得る、圧縮空気による内圧もある。さらに、チューブＴの開口部Ｏ付近にテーパが設けられている場合、当該テーパも浮き上がりの要因となり得る。

＜＜対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合＞＞
マルチキャップ１０が対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合、第１フランジ１６及び第２フランジ１８の変形量はそれほど大きくないため、第１フランジ１６及び第２フランジ１８の想定外の変形による浮き上がりが起きる可能性は低い。この場合、圧縮空気による内圧が浮き上がりの主要因となる。

本実施形態では、支柱１４は、内部空間１４ａを有し（中空であり）、且つ、下方に開放されている（図２参照）。したがって、マルチキャップ１０が対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられたとき、対応最大径チューブＴｍａｘ内の空間と内部空間１４ａが連通することになる。すなわち、マルチキャップ１０が取り付けられたとき、少なくとも支柱１４が下方に開放していない場合に比して、対応最大径チューブＴｍａｘ内の空間の体積が増加することになる。これにより、少なくとも支柱１４が下方に開放していない場合に比して、対応最大径チューブＴｍａｘの内圧が低減され、マルチキャップ１０の浮き上がりが抑制される。

特に、本実施形態では、キャップ頭部１２も内部空間１２ｃを有し、内部空間１２ｃは支柱１４の内部空間１４ａと連通している。これにより、マルチキャップ１０が取り付けられたとき、さらに、内部空間１２ｃの分、対応最大径チューブＴｍａｘ内の空間の体積が増加するから、対応最大径チューブＴｍａｘの内圧がより低減され、マルチキャップ１０の浮き上がりがより抑制される。

また、本実施形態では、第１フランジ１６の側方外側面１６ａが、自然状態において側方及び下方を向く斜面となっている。第１フランジ１６が対応最大径チューブＴｍａｘに挿入されると、第１フランジ１６の側方端が内壁Ｉに当接することで、当該側方端が少し上側に変位する。当該変位により、側方外側面１６ａと内壁Ｉとが略平行となる状態で互いに当接することとなり、側方外側面１６ａと内壁Ｉとの接触面積をより広くすることができる。これにより、側方外側面１６ａと内壁Ｉとの間の摩擦力が向上し、マルチキャップ１０の浮き上がりが抑制される。

また、本実施形態では、第２フランジ１８の側方外側面４２ａが、自然状態において上下方向に平行な面となっており、上述のように、第２フランジ１８が対応最大径チューブＴｍａｘに挿入されると、側方外側面４２ａと内壁Ｉとが略平行となる状態で互いに当接する。これにより、側方外側面４２ａと内壁Ｉとの間の摩擦力が向上し、マルチキャップ１０の浮き上がりが抑制される。

さらに、本実施形態では、第２フランジ１８の先端部には、側方外側面４２ａの上側に連通し、側方及び上方を向く斜面４２ｂが形成されている（図５参照）。チューブＴの中には、内壁Ｉから内側に突出する突出部が設けられている場合がある。当該突出部は、チューブＴの内壁Ｉの全周に亘って延びる突条部である場合もある。第２フランジ１８に斜面４２ｂが設けられることで、内壁Ｉに設けられた突出部に第２フランジ１８の側方端がより引っ掛かりやすくなっている。第２フランジ１８が突出部に引っ掛かることで、マルチキャップ１０の浮き上がりが抑制される。

＜＜対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合＞＞
マルチキャップ１０が対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けられた場合、第１フランジ１６及び第２フランジ１８の想定外の変形、及び、圧縮空気による内圧が浮き上がりの要因となる。圧縮空気の内圧に対しては、支柱１４の内部空間１４ａ及びキャップ頭部１２の内部空間１２ｃにより、対応最小径チューブＴｍｉｎ内の空間の体積が増加し、対応最小径チューブＴｍｉｎの内圧が低減され、マルチキャップ１０の浮き上がりが抑制されることは、マルチキャップ１０が対応最大径チューブＴｍａｘに取り付けられた場合と同様である。

第１フランジ１６及び第２フランジ１８の想定外の変形に対しては、姿勢保持機能及び止水機能の説明で述べた通り、第１フランジ１６については、スリット３０あるいは溝３２の作用により、その想定外の変形が抑制され、第２フランジ１８については、全体としてお椀形状を呈していること、あるいは支柱１４の弾性変形によって、その想定外の変形が抑制される。このように第１フランジ１６及び第２フランジ１８の想定外の変形が抑制されることで、マルチキャップ１０の浮き上がりが抑制される。

＜マルチキャップの作用（挿入力低減）＞
マルチキャップ１０をチューブＴに取り付ける（支柱１４、第１フランジ１６、及び第２フランジ１８をチューブＴ内に挿入する）際に挿入力が問題になるのは専ら比較的径が小さいチューブＴにマルチキャップ１０が取り付けられる場合である。したがって、ここでは、マルチキャップ１０を対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付ける場合について説明する。

マルチキャップ１０の挿入力は、第１フランジ１６及び第２フランジ１８の変形のし易さによって決定される。

第１フランジ１６については、スリット３０の作用により、想定外の変形が抑制されつつ、より変形し易くなっている。すなわち、スリット３０によってマルチキャップ１０の挿入力が低減されている。また、溝３２が第１フランジ１６の上方変形を促している。すなわち、溝３２により第１フランジ１６が変形し易くなっているため、溝３２によってもマルチキャップ１０の挿入力が低減されている。

第２フランジ１８の内周部４０は、その伸長方向に起因して、外周部４２よりも上方変形し難くなっている。したがって、マルチキャップ１０を対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けるために、内周部４０を大きく上方変形させる必要があるならば、大きい挿入力が必要となると言える。しかしながら、本実施形態では、第２フランジ１８の内周部４０の径Ｌ３（図５参照）は、対応最小径チューブＴｍｉｎの径よりも小さくなっている。したがって、第２フランジ１８が対応最小径チューブＴｍｉｎに挿入された場合でも、内周部４０は内壁Ｉまで達せず、内周部４０が大きく上方変形しなくても、マルチキャップ１０を対応最小径チューブＴｍｉｎに取り付けることができる。このように、内周部４０の径Ｌ３が対応最小径チューブＴｍｉｎの径よりも小さいことによってもマルチキャップ１０の挿入力が低減されている。

＜マルチキャップの作用（その他の機能）＞
マルチキャップ１０は、上述の構造を有していることで、上記の機能以外の機能も発揮する。例えば、マルチキャップ１０は、平面視においてチューブＴの中央にマルチキャップ１０を寄せるセンタリング機能を発揮する。具体的には、第２フランジ１８が全体としてお椀形状を有していることで、センタリング機能が発揮される。詳しくは、第２フランジ１８がセンターずれした状態で開口部ＯからチューブＴ内に挿入されると、第２フランジ１８の下面が開口部Ｏの縁に当接する。このとき、第２フランジ１８がお椀形状を有しているから、第２フランジ１８は、開口部Ｏの縁からチューブＴの中心側へ向かう力を受けることになる。当該力によってマルチキャップ１０がチューブＴの中心側に寄せられる。

また、上述の通り、マルチキャップ１０が有する種々の構成によって、マルチキャップ１０の想定外の変形が抑制されている。これは、マルチキャップ１０の個体差間の寸法ばらつきによる、マルチキャップ１０の変形の個体差を吸収する個体差抑制機能を発揮することになる。例えば、第１フランジ１６にスリット３０が設けられていることで、第１フランジ１６の径Ｌ１の寸法に多少ばらつきがあったとしても、どのマルチキャップ１０でも第１フランジ１６を想定内の変形をさせることができる。第２フランジ１８についても、第２フランジ１８が上述の形状を有しており、且つ、支柱１４と連動して変形することで、第２フランジ１８の径Ｌ２の寸法に多少ばらつきがあったとしても、どのマルチキャップ１０でも第２フランジ１８を想定内の変形をさせることができる。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ マルチキャップ、１２ キャップ頭部、１４ 支柱、１６ 第１フランジ、１８ 第２フランジ、３０ スリット、３２ 溝、４０ 内周部、４２ 外周部。

Claims (3)

1. キャップ頭部から下方へ向かって伸長し、伸長方向に対する垂直断面の外形が円形である支柱であって、中空であり、側方からの力によって弾性変形可能な支柱と、
   前記支柱の側面から側方に突出してチューブの内壁に当接し、かつ側方外側面は、自然状態において側方及び下方を向く斜面となっている第１フランジであって、その径方向に延びるように切り欠かれ上下方向に貫通したスリットを有し、前記スリットは、側面視において上下方向とは平行な方向でない方向に延びるように設けられている第１フランジと、
   前記第１フランジよりも下方において、前記支柱の側面から側方に突出して前記チューブの内壁に当接する第２フランジであって、前記支柱側から側方へ向かうにつれて上側に伸びて、全体としてお椀形状を呈する第２フランジと、
   前記支柱の側面であって、前記第１フランジの接続位置の上側に隣接する位置には、前記支柱の周方向に沿った溝が設けられている、
   ことを特徴とするチューブ用フランジ付きマルチキャップ。
2. 前記スリットは、平面視において、前記第１フランジの径方向外側程、その幅が広くなるような形状となっており、かつ前記スリットは、前記第１フランジの周方向に沿って等間隔に複数設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のチューブ用フランジ付きマルチキャップ。
3. 前記第２フランジは、前記チューブに注入された試料の漏れを抑制する止水機能を発揮する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のチューブ用フランジ付きマルチキャップ。