(57)【要約】  本発明は、マニホルドハウジング及びマニホルドコアを含むマニホルドシステムに関する。マニホルドコアが挿入されるマニホルドハウジングの内部の斜めの面を使用し、マニホルドハウジング内の流体チャネルを対応して適応させることによって、このようなマニホルドハウジングが、アンダカットを有することなくマニホルド注型によって製造可能である。つまり、このようなマニホルドハウジングの製造中のスライダの使用が回避される。マニホルドハウジングとマニホルドコアとの間にシールを形成するために（例えば器具によって）外部の力を加える必要がなくなる。
2013508626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニホルドコア（１０２）を収容するための、流体カートリッジのためのマニホルドハウジングにおいて、該マニホルドハウジング（１０１）が、
斜めの内面（１０３）と、
少なくとも１つの流体チャネル（１０４）とを有しており、
該流体チャネルがその端部（１０５）のうちの一方で斜めの内面において終わっており、少なくとも１つの流体チャネルを備えたマニホルドハウジングが、アンダカットを有さないことを特徴とする、マニホルドコア（１０２）を収容するための、流体カートリッジのためのマニホルドハウジング。
【請求項２】
前記内面が、円錐形の内面である、請求項１記載のマニホルドハウジング。
【請求項３】
マニホルドハウジングの注型成形又は射出成形の間にアンダカットが生ぜしめられないように、流体チャネルがマニホルドハウジングに及び斜めの内面に一体化されている、請求項１又は２記載のマニホルドハウジング。
【請求項４】
流体チャネルがマニホルドハウジングを断面で見て内側部分（１０６）と外側部分（１０７）とに分離しており、マニホルドハウジングの中心（１０９）から外面までの半径方向（１０８）が規定されており、
マニホルドハウジングの内側部分が第１の内側半径値ｄ１から第１の外側半径値ｄ２まで延びており、
マニホルドハウジングの外側部分が第２の内側半径値ｄ３から第２の外側半径値ｄ４まで延びており、
ｄ２≦ｄ３である、請求項１から３までのいずれか１項記載のマニホルドハウジング。
【請求項５】
斜めの内面が、マニホルドハウジングの近位領域（１１０）に配置されており、
斜めの内面が、環状の面（１１５）である、請求項１から４までのいずれか１項記載のマニホルドハウジング。
【請求項６】
マニホルドハウジングの一部が、中空の円筒（１１１）の形状を有しており、
マニホルドハウジングの別の部分が、斜めの内面を有しており、前記別の部分が、マニホルドハウジングの近位領域に配置されており、
マニホルドハウジングが、近位端部における第１の穴（１１２）と、遠位端部における第２の穴（１１３）とを有しており、
マニホルドハウジングが、第２の穴を通じてマニホルドコアを受容するように適応されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のマニホルドハウジング。
【請求項７】
流体チャネルがマニホルドハウジングにおいて流体カートリッジの底部からマニホルドハウジングの斜めの内面まで延びている、請求項１から６までのいずれか１項記載のマニホルドハウジング。
【請求項８】
流体チャネルが、斜めの内面において、マニホルドハウジングの内部中空キャビティ（１１７）への開口（１１６）で終わっており、
流体チャネルが、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドコアとの１つの流体接続部を確立するように適応されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のマニホルドハウジング。
【請求項９】
マニホルドハウジングがさらに、
複数の流体チャネルを有しており、
それぞれの流体チャネルが、斜めの内面において、マニホルドハウジングの内部中空キャビティ（１１７）内への開口（１１６）で終わっており、
流体チャネルが、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されているときにマニホルドコアとの複数の異なる流体接続部を確立するように適応されている、請求項８記載のマニホルドハウジング。
【請求項１０】
中空キャビティ内への開口のうちの少なくとも２つが、マニホルドハウジングの長手方向軸線に沿って見て、斜めの内面の複数の異なる高さに配置されている、請求項９記載のマニホルドハウジング。
【請求項１１】
中空キャビティ内への開口のうちの少なくとも２つが、斜めの内面の周縁に沿って複数の異なる角度位置に配置されている、請求項９又は１０記載のマニホルドハウジング。
【請求項１２】
マニホルドハウジングが、注型成形又は射出成形によって形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のマニホルドハウジング。
【請求項１３】
流体用途のためのカートリッジにおいて、該カートリッジ（１００）が、請求項１から１２までのいずれか１項記載のマニホルドハウジングを有することを特徴とする、流体用途のためのカートリッジ。
【請求項１４】
カートリッジがさらに、マニホルドハウジングの流体チャネルの延長部を有しており、該延長部がカートリッジの底部（１１４）内に形成されている、請求項１３記載のカートリッジ。
【請求項１５】
カートリッジがさらに、請求項１９から２５までのいずれか１項記載のマニホルドコアを有する、請求項１３又は１４記載のカートリッジ。
【請求項１６】
マニホルドハウジング及びマニホルドコアがその組合せにおいて、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングが該マニホルドハウジング内でのマニホルドコアの回転（１２０）を許容するように適応されている、請求項１３から１５までのいずれか１項記載のカートリッジ。
【請求項１７】
マニホルドハウジング及びマニホルドコアがその組合せにおいて、マニホルドハウジングに対するコアの少なくとも１つの角度位置においてマニホルドハウジングにおける流体チャネルの開口（１１６）がコアにおける開口（１１８）と整合させられて流体チャネルとコアとの間に流体接続部が確立されるように適応されている、請求項１６記載のカートリッジ。
【請求項１８】
マニホルドハウジング及びマニホルドコアがその組合せにおいて、マニホルドハウジングに対するコアの複数の異なる角度位置においてマニホルドハウジングにおける複数の異なる流体チャネルの開口（１１６）がコアにおける複数の異なる開口（１１８）と整合させられてコアの複数の異なる角度位置において複数の異なる流体接続部が確立されるように適応されている、請求項１７記載のカートリッジ。
【請求項１９】
マニホルドコア（１０２）が、
マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングの流体チャネルとの流体接続部を確立するための開口（１１８）を有しており、
マニホルドコアが、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングの斜めの内面とともに流体接続部をシールするように適応されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のカートリッジのマニホルドハウジングに挿入するためのマニホルドコア。
【請求項２０】
マニホルドコアがさらに、
斜めの外面（１１９）を有しており、
斜めの外面が、弾性材料（１１２）を含み、
斜めの外面が、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングの斜めの内面とともに流体接続部をシールするように適応されている、請求項１９記載のマニホルドコア。
【請求項２１】
マニホルドコアの外面（１９）が、円錐形の外面（１９）である、請求項２０記載のマニホルドコア。
【請求項２２】
マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングの複数の異なる流体チャネルとともに複数の異なる流体接続部を確立するための複数の開口（１１８）を有する、請求項１９から２１までのいずれか１項記載のマニホルドコア。
【請求項２３】
前記開口（１１８）のうちの少なくとも２つが、マニホルドコアの長手方向軸線に沿って見て、マニホルドコアの複数の異なる高さに配置されている、請求項２２記載のマニホルドコア。
【請求項２４】
前記開口（１１８）のうちの少なくとも２つが、マニホルドコアの周縁に沿って複数の異なる角度位置に配置されている、請求項２２又は２３記載のマニホルドコア。
【請求項２５】
斜めの外面が、複数の区画（１２２，１２３，１２４）を有しており、それぞれの区画に開口が配置されており、
前記区画が、弾性のシーリングリップ（１２５，１２６）によって空間的に分離されており、区画及びシーリングリップが、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドコアのそれぞれの区画とマニホルドハウジングの流体チャネルの対応する開口との間に流体密接続部が確立されるように適応されている、請求項１９から２４までのいずれか１項記載のマニホルドコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、２００９年１０月２１日に出願された欧州特許出願第０９１７３６０４．１号明細書の優先権を主張し、当該明細書の開示は引用したことによりその全体が本明細書に記載されたものとする。
【０００２】
発明の分野
本発明は、マニホルド機能を備えた流体用途のためのカートリッジに関する。特に、本発明は、マニホルドハウジングを備えた流体又はマイクロ流体用途のためのカートリッジ、及びカートリッジのマニホルドハウジングに挿入するためのマニホルドコアに関する。
【０００３】
発明の背景
カートリッジにおいて複数の弁機能を実現する一つの方法は、マニホルドの利用である。これの利点は、制限された作動インターフェースによって複数の接続を行うことができるということである。マニホルドの構成は特別な技術を要し、例えば射出成形を用いる場合には容易ではない。
【０００４】
しかしながら、マニホルドが、円筒として成形されており、円筒の壁部に引っ掛かる接続部を有するならば、製造中に型においてスライダが必要とされる。このようなスライダは型をより複雑で、より高価で、より摩耗及び裂断を受けやすくする。従来技術に説明された代替手段は、接続部を、円筒形のマニホルドの平坦な端部のうちの一方において半径方向に位置決めすることである。しかしながら、この構成では、接続部を流体密に保つために比較的大きな力を要する。このような力を生ぜしめることは装置をより複雑で、より漏れを生じやすくする。概して、このような力は使い捨てのプラスチックカートリッジ内では生ぜしめることができない。したがって、漏れ密の接続部を形成するためには常に付加的な機器を要し、これは、使い捨てカートリッジがアンロードされたときに、漏れ密の接続部がアンロックされ、このことは、使い捨てカートリッジの外部への漏れにつながる場合がある。
【０００５】
発明の概要
本発明の課題は、複数の流体接続部を有しておりかつ一方では容易に製造可能であり他方では比較的大きな漏れ防止力を要しないマニホルドを提供することである。
【０００６】
説明される実施形態は同様に、マニホルドハウジング、マニホルドハウジングを有するカートリッジ、及びマニホルドハウジングに挿入するためのマニホルドコアに関する。同様の効果が実施形態の複数の異なる組合せから得られる場合があるが、これらの組合せは詳細に説明しない。
【０００７】
発明の第１の典型的な実施形態によれば、カートリッジのための及びマニホルドコアを収容するためのマニホルドハウジングが提供される。マニホルドハウジングは、斜めの内面と、少なくとも１つの流体チャネルとを有しており、流体チャネルはその一方の端部において斜めの内面において終わっている。さらに、少なくとも１つの流体チャネルを備えたマニホルドハウジングは、アンダカットを有していない。
【０００８】
言い換えれば、マニホルドハウジングが成形及び構成される形態、つまりマニホルドハウジングの内壁の部分的に斜めの実施形態、及び流体チャネルが延在する形態は、マニホルドハウジングの斜めの部分に流体チャネルを形成するために単純なピンを備えた型を用いることを可能にする。このようなマニホルドハウジングは、このような成形が完了すると型から容易に解放することができ、注型成形の間にスライダを使用する必要がない。
【０００９】
さらに、マニホルドハウジングの斜めの内面は、コアがマニホルドハウジングに一体化された時にマニホルドハウジングとマニホルドコアとの間の流体密の接続につながるシール面である。したがって、接続する流体チャネルは下側から形成することができる。これは、型にとって極めて容易になる。なぜならば、マニホルドハウジングの設計においてアンダカットが存在せず、いかなるスライダを備えることなく型を形成することができるからである。つまり、発明のこの典型的な実施形態により構成されたマニホルドハウジングは、注型成形中に望まれる容易な製造性を有する。さらに、比較的大きな漏れ防止力を要しない。
【００１０】
これは、付加的な機器によって提供される大きな外部からの力を要しないことを意味する。発明のこの実施形態によれば、このような力は、マニホルドコア及びハウジングの組合せによって生ぜしめられ、使い捨てのカートリッジ構造内で生じる。ハウジング及びコアの部分的に円筒形の形状により、その構造は、漏れ密の接続するために要する力に耐えるように剛性であり、かつ力をより長期に亘って、例えばカートリッジのシェルフ寿命に亘って保つ。この、不利な、大きな漏れ防止力を生ぜしめる機器は、マニホルドハウジング及びマニホルドコアにおける斜めの部分の組合せにより不要である。
【００１１】
完全に円筒形のマニホルドハウジングとは対照的に、発明のこの実施形態は、マニホルドハウジングにおける斜めの面を有する穴を、対応する斜めの面を有するコアと組み合わせる。２つの対応する斜めの面は、マニホルドハウジングとマニホルドコアとの間の流体密接続につながる。
【００１２】
この用途において、斜めの内面は、水平面でも鉛直面でもない面として理解される。実質的に円筒形のマニホルドハウジングの上記実施形態において、斜めの面は、円筒の円筒主軸線に対して垂直でもなく、この軸線に対して平行でもない。斜めの内面は、円筒主軸線に対して垂直なベクトル成分と、円筒主軸線に対して平行なベクトル成分とを有する。好適には、斜めの内面は、円筒主軸線を中心とするグラフ／線の回転によって形成される面である。グラフは、直線的なグラフ又は湾曲したグラフとして実現されてよい。グラフは、結果的に得られるマニホルドハウジングを、流体チャネルと組み合わせてアンダカットを備えずに射出成形することができる条件を満たす。有利には、グラフは、始点及び終点を備えた単調に増大する関数を表し、始点は半径方向で終点よりも円筒主軸線に近い。有利には、グラフは直線であり、グラフの回転によって決定される結果的に得られる内面は、円錐面又は円錐のセグメントである。別の実施形態において、グラフは円の円弧であり、グラフの回転によって決定される結果的に得られる内面は、球のセグメントである。内面は必ずしもグラフの完全な回転を表す必要はない。実施形態において、回転は、マニホルドハウジングの内面を決定するために十分であってよい。
【００１３】
マニホルドコアの外面が好適にはマニホルドハウジングの内面に対応するという理由から、上記の定義は、マニホルドコアの外面にも該当してよく、特に、外面は円錐形であってもよい。
【００１４】
流体チャネルは、マニホルドハウジングの外面及び内面によって全体的に規定された三次元のチャネルであってよい。流体チャネルは、例えば、カートリッジの貯蔵チャンバを、挿入されかつ所望の機器へのインターフェースと接続されたマニホルドコアに接続するために設けられていてよい。
【００１５】
言い換えれば、マニホルドハウジングは、複数チャンバ型カートリッジにおける複数の弁機能を実行するために使用される。したがって、集中作動の利点を利用することができる、この作動は、マニホルドハウジング内のマニホルドコアを１つの位置から別の位置へ切り替えることによって流体チャネルを選択することによってカートリッジの複数のチャンバへ向けられてよい。
【００１６】
斜めの内面を有する斜めの部分は、マニホルドハウジングの残りから面取りされていてよい。面取りは、製造を一層容易にするために行われてよい。面取りにより、カートリッジの壁部は比較的薄く保たれてよく、これは、射出成形プロセスのための実質的な利点であってよい。
【００１７】
斜めの内面の他に、マニホルドハウジングの残りは実質的に円筒形に成形されていてよい。詳細には、マニホルドハウジングは、中空円筒体の内部の主空間に沿って延びた円筒主軸線を備えた中空円筒体の実質的な形状を有していてよい。つまり、実質的に管状の内面及び実質的管状の外面がマニホルドハウジングに設けられていてよい。このような場合、斜めの面は、円筒主軸線に対して垂直なベクトル成分を有する。この場合、斜めの面は、この中空円筒体の内面の一部である。
【００１８】
言い換えれば、マニホルドハウジング内の複数の流体チャネルは、注型成形中のスライダの使用を要することなく使用されてよく、流体チャネルは、管状の斜めの内面における複数の異なる位置に沿ったそれぞれの開口を有しており、これらの位置は好適にはマニホルドハウジングの長手方向主軸線に沿って見て高さが異なっていてよい。したがって、この典型的な実施形態によって、マニホルドハウジングの製造コストが減じられ、マニホルドハウジングの製造の信頼性が高まる。
【００１９】
マニホルドハウジングの斜めの内面、及び斜めの面として構成されてもよいマニホルドコアの対応する相互接続面は、両方とも「シール面」と呼ばれてよい。２つの面の相互接続により、所要の流体密接続が形成されてよい。
【００２０】
発明の好適な実施形態において、マニホルドハウジングは、カートリッジの一体の部分であってよいが、カートリッジ内に所望の形式で一体化される物理的に分離した部分若しくは構成部材であってもよい。言い換えれば、一体の部分としてこのようなマニホルドハウジングを有するカートリッジを製造することが可能であってよい。しかしながら、マニホルドハウジングのみがこの及び全ての他の典型的な実施形態によって製造されるような製造プロセスも可能である。
【００２１】
発明の別の典型的な実施形態によれば、マニホルドハウジングの注型成形中にアンダカットが生ぜしめられないようにマニホルドハウジング及び斜めの面に流体チャネルが一体化される。
【００２２】
マニホルドハウジングの斜めの内面は、複数の可能な流体チャネル形状の設計を提供し、このこと自体は、注型成形中に単純なピンを用いたマニホルドハウジングの製造を提供する。スライダの使用の必要性は発明のこの典型的な実施形態によって回避される。つまり、このようなマニホルドハウジングの製造プロセスは容易で、廉価であり、型の摩耗及び裂断の生じやすさが減じられる。したがって、このようなマニホルドが構成される場合、より長持ちする型が提供されてよい。
【００２３】
発明の別の典型的な実施形態によれば、流体チャネルは、マニホルドハウジングを、断面で見て内側部分及び外側部分に分離させている。さらに、マニホルドハウジングの中心軸線から外面までの半径方向が規定される。マニホルドハウジングの内側部分は第１の内側半径値ｄ１から第１の外側半径値ｄ２まで延びている。マニホルドハウジングの外側部分は第２の内側半径値ｄ３から第２の外側半径値ｄ４まで延びており、ｄ２はｄ３よりも小さいか又は等しい。
【００２４】
発明のこの典型的な実施形態は例えば図４に示されており、図４にはマニホルドハウジングの１つの部分の断面図が示されている。発明のこの典型的な実施形態は、斜めの内面を備えたマニホルドハウジングを示しており、流体チャネルの特定の設計を示している。両方の組合せは、二部構成の型を用いた注型成形によるこのようなマニホルドハウジング製造を可能にする。付加的に、これは、スライダを使用する必要なく行われてよい。これは、このようなマニホルドハウジングの構成を単純で、容易で、かつ信頼できるものにする。
【００２５】
発明の別の典型的な実施形態によれば、マニホルドハウジングの内面はマニホルドハウジングの近位領域に配置されている。
【００２６】
ここで、「近位領域」は、カートリッジに隣接して位置するマニホルドハウジングの領域を定義する。マニホルドハウジングがカートリッジの一体の部分であるならば、マニホルドハウジングの近位領域は、マニホルドハウジングとカートリッジとの間の接続部が配置されているマニホルドハウジングの領域である。
【００２７】
言い換えれば、マニホルドコアは、近位領域よりも遠位の領域から、例えばマニホルドハウジングの中空円筒形状における空間を通って近位領域に向かって挿入することによって、マニホルドハウジングへ挿入される。近位領域において、マニホルドコアの斜めの外面とマニホルドハウジングの斜めの内面とは接触させられ、このプロセスはハウジングの流体チャネルと、マニホルドコアの斜めの面における開口とを介して、これらの部分の間に流体密接続を確立する。付加的に、例えばロッキング爪のようなロッキング機構が、マニホルドコア及びマニホルドハウジング両方の一部であってよい。また、流体密接続を確立するための所要の漏れ防止力を生ぜしめるためにコアをハウジングにおいて実質的に固定するために、対応する爪ポケットが設けられていてよい。
【００２８】
発明の別の典型的な実施形態によれば、マニホルドハウジングは実質的に中空円筒の形状であり、斜めの内面は、マニホルドハウジングの近位領域における中空円筒の内面を形成している。中空円筒は、マニホルドハウジングの近位端部における第１の穴と、マニホルドハウジングの遠位端部における第２の穴とを有しており、マニホルドハウジングは、第２の穴を通じてマニホルドコアを受容するように適応されている。
【００２９】
マニホルドハウジングのこの実施形態は、遠位端部における第２の穴を通じたマニホルドコアの挿入を可能にする。マニホルドハウジングにマニホルドコアを挿入した後でかつ例えばロッキング爪及びロッキングポケットを介して流体密接続が確立された後、近位端部における中空円筒の第１の穴はマニホルドコアによって完全に閉鎖される。
【００３０】
発明の別の典型的な実施形態によれば、流体チャネルは、マニホルドハウジングにおいてカートリッジの底部からマニホルドハウジングの斜めの内面まで延びている。
【００３１】
発明のこの典型的な実施形態は例えば図２に示されている。言い換えれば、流体チャネルは一方の端部を有しており、つまり、確立される流体接続のためのシール面である斜めの内面における開口を有している。流体チャネルは、カートリッジの底部における第２の端部を有している。流体チャネルのこの端部から、供給チャネルが流体チャネルから、例えば複数チャンバ型カートリッジの一部であってよい貯蔵チャンバ内へ延びていてよい。
【００３２】
発明の別の典型的な実施形態によれば、マニホルドハウジングは複数の流体チャネルを有しており、斜めの内面は環状の面であり、斜めの内面は、マニホルドハウジングの内面の近位部分に位置決めされている。それぞれの流体チャネルは、マニホルドハウジングの内部中空キャビティ内への開口を備えた斜めの内面において終わっている。流体チャネルは、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入された時にマニホルドコアと複数の異なる流体接続を確立するように適応されている。好適な実施形態において、中空キャビティ内への開口のうちの少なくとも２つは、マニホルドハウジングの長手方向軸線に沿って見て、斜めの内面の異なる高さに配置されている。別の好適な実施形態において、中空キャビティ内への開口のうちの少なくとも２つは、斜めの内面の周縁に沿って異なる角度位置に配置されている。
【００３３】
言い換えれば、弁機能は、複数の異なるチャンバを備えた特にマイクロ流体カートリッジにおける特にマイクロ流体用途のためのマニホルドコアとのマニホルドハウジングの組合せによって提供される。つまり、作動インターフェースが制限されていることにより、複数の接続がカートリッジのこのマニホルドシステムによって形成されている。例えば、作動装置はマニホルドコアと接続されており、マニホルド機能によって複数のカートリッジチャンバに対して効果を有する。
【００３４】
図１に見られるように、マニホルドコアには複数の開口が設けられていてよく、これに対応して、マニホルドハウジングには複数の流体チャネルが設けられていてよい。マニホルドコアを回転させることにより、マニホルドコアの開口とマニホルドハウジングの流体チャネルとの複数の異なる組合せを確立することができる。流体チャネルの開口は、マニホルドハウジングに対するコアの１つ又は２つ以上の角度位置において、コアにおける開口と整合させられてよい。１つ又は２つ以上の開口がマニホルドハウジングに配置されていてよく、それぞれの開口は、コアの特定の角度位置においてコアにおける対応する１つの開口のみと相互作用する。又は、マニホルドに１つ又は２つ以上の開口が配置されていてよく、それぞれの開口が、コアの複数の異なる角度位置において、コアにおける２つ以上の指定された開口と相互作用する。又は、コアに１つ又は２つ以上の開口が配置されていてよく、それぞれの開口が、特定の角度位置において、マニホルドハウジングにおける２つ以上の開口と相互作用する。別の実施形態において、コアの同じ角度位置の場合、コアの複数の開口が同時にマニホルドハウジングにおける関連する開口と整合させられる。
【００３５】
発明の別の典型的な実施形態によれば、マニホルドハウジングは注型成形によって形成される。
【００３６】
マニホルドハウジングの部分的に斜めの形状と、流体チャネルが構成される態様とにより、型においてスライダを使用する必要性なしに注型成形によってマニホルドハウジングを使用することができる。
【００３７】
発明の別の典型的な実施形態によれば、流体用途、特にマイクロ流体用途のためのカートリッジが提供され、このカートリッジは、上記実施形態によるマニホルドハウジングを有する。
【００３８】
上記のことに加え、マニホルドハウジングはカートリッジの一体の部分であってよい。つまり、カートリッジは、注型成形によって製造されて、例えばポリマのようなプラスチック材料から形成されてよく、スライダを用いる必要なく２つの部分型を使用して一回の注型成形プロセスによって全体が製造されてよいが、マニホルドハウジングは、複数の流体チャネル又はマイクロ流体チャネルを有している。
【００３９】
発明の別の典型的な実施形態によれば、カートリッジはマニホルドハウジングの流体チャネルの延長部を有しており、この延長部はカートリッジの底部の内側に形成されている。
【００４０】
発明の別の典型的な実施形態によれば、カートリッジはさらに、上述及び後述の実施形態のうちの１つによるマニホルドコアを有する。
【００４１】
発明の別の典型的な実施形態によれば、マニホルドハウジング及びマニホルドコアはその組合せにおいて、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングがマニホルドハウジング内でマニホルドコアの回転を許容するように設計されている。
【００４２】
別の典型的な実施形態によれば、マニホルドハウジング及びマニホルドコアはその組合せにおいて、マニホルドハウジングに対するコアの少なくとも１つの角度位置においてマニホルドハウジングにおける流体チャネルの開口がコアにおける開口と整合させられて流体チャネルとコアとの間に流体接続が確立されるように設計されている。
【００４３】
別の典型的な実施形態において、マニホルドハウジング及びマニホルドコアはその組合せにおいて、マニホルドハウジングに対するコアの複数の異なる角度位置においてマニホルドハウジングにおける流体チャネルの複数の異なる開口がコアにおける複数の異なる開口と整合させられてコアの複数の異なる角度位置において複数の異なる流体接続が確立されるように設計されている。
【００４４】
発明の別の典型的な実施形態によれば、カートリッジのマニホルドハウジングに挿入するためのマニホルドコアが提供される。マニホルドコアは、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングの流体チャネルとの流体接続部を確立するための開口を有している。さらに、マニホルドコアは、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時にマニホルドハウジングの斜めの内面によって流体接続をシールするように適応されている。
【００４５】
言い換えれば、マニホルドコアは、ほぼ円筒形で、付加的にマニホルドコアの近位端部に斜めの外面を有していてもよい。したがって、この斜めの外面は、コアとハウジングとの接続が確立された時にマニホルドハウジングの斜めの内面と組み合わせて流体密接続を提供するように適応されている。
【００４６】
しかしながら、マニホルドコア自体が斜めの形状を有するのではなく、マニホルドハウジングの近位領域に押し込まれた時に斜めの形状にもたらされることも可能である。この領域において、マニホルドの斜めの内面が位置決めされている。言い換えれば、マニホルドコアは、マニホルドハウジングへの挿入によって斜めの形状になる。
【００４７】
さらに、マニホルドコアは、マニホルドハウジングの流体チャネルのための少なくとも１つの対応する開口を有している。
【００４８】
マニホルドコア自体が斜めの部分を有さない場合、ハウジングへのコアの挿入の際にマニホルドコアに対応する力が加えられた時に、マニホルドコアにおける変形可能な材料がマニホルドコアをこのような斜めの形状にもたらすことが可能である。詳しくいえば、マニホルドハウジングの斜めの内面は環状であってよく、流体密接続を提供するためにマニホルドコアをこのような所望の斜めの形状になるように押し付けてよい。
【００４９】
別の典型的な実施形態によれば、マニホルドコアはアンダカットを有していない。
【００５０】
発明の別の典型的な実施形態によれば、マニホルドコアは斜めの外面を有しており、マニホルドコアはアンダカットを有していない。
【００５１】
さらに、斜めの外面は弾性材料を含み、斜めの外面は、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入された時にマニホルドハウジングの斜めの内面とともに流体接続をシールするように適応されている。
【００５２】
言い換えれば、斜めの内面を有するマニホルドハウジングと、対応する斜めの面を有するマニホルドコアとの組合せは、スライダなしの注型成形によってこのような部材を製造することができるという利点を有する。
【００５３】
別の実施形態によれば、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入された時にマニホルドハウジングの複数の異なる流体チャネルとの複数の流体接続を確立するために、マニホルドコアに複数の開口が設けられている。例えば、開口のうちの少なくとも２つはコアの長手方向軸線に沿って見てコアの複数の異なる高さに配置されていてよく、かつ／又は開口のうちの少なくとも２つはコアの周縁に沿って複数の異なる角度位置に配置されていてよい。
【００５４】
発明の別の典型的な実施形態によれば、斜めの面は複数の区画を有しており、１つ、２つ以上、又は全ての区画に開口がそれぞれ配置されていてよく、好適には、区画は弾性のシーリングリップによって空間的に分離されており、区画及びシーリングリップは、マニホルドコアがマニホルドハウジングに挿入されている時に、ハウジングに対するコアの回転位置に応じて、マニホルドコアの開口を有する区画と、マニホルドハウジングの１つ又は２つ以上の流体チャネルの１つ又は２つ以上の対応する開口／端部との間に、流体形式の接続が確立されるように適応されている。ハウジングに対するコアの与えられた位置において、コア及びハウジングは、ハウジングにおける１つ又は２つ以上の流体チャネルがコアの区画における関連する開口と同時に相互作用するか又はハウジングにおける流体チャネルがコアの区画における開口と相互作用しないように設計されていてよい。これに加えて、又は択一的に、ハウジングに対するコアの複数の異なる角度位置において、複数の異なる流体チャネルが区画の複数の異なる開口と相互作用してよい。このように、例えば、コアを例えば時計回りに回転させることによって、コアのそれぞれの位置において特定の流体チャネルがコアにおける開口と相互作用し、弁機能、混合機能のような複数の異なる機能を、その後に単にハウジング内でコアを回転させることによって実現することができる。
【００５５】
発明の実施形態は、発明の複数の異なる態様に関連して説明されることに注意しなければならない。特に、幾つかの実施形態は、マニホルドハウジングの請求項に関して説明されるのに対し、別の実施形態は、マニホルドコア又はカートリッジの請求項に関して説明される。しかしながら、当業者は、上記説明及び以下の説明から、そうでないことが示されない限り、一つの態様形式に属する特徴のあらゆる組み合わせに加えて、複数の異なる態様に関する特徴のあらゆる組合せも本願によって開示されていると考えられることに想到するであろう。
【００５６】
本発明の上記態様及び別の態様、特徴及び利点は、以下に説明される実施形態の例から想到することもでき、実施形態の例に関して説明される。発明は、実施形態の例に関して以下でより詳細に説明されるが、それに発明は限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】発明の典型的な実施形態によるマニホルドハウジング及びマニホルドコアを備えたマイクロ流体カートリッジを概略的に示している。
【図２】発明の別の典型的な実施形態によるマニホルドハウジング及びマニホルドコアを備えたカートリッジの断面図である。
【図３】発明の別の典型的な実施形態によるマニホルドコアの三次元の図である。
【図４】発明の別の典型的な実施形態によるマニホルドハウジングの一部の断面図を概略的に示す図である。
【００５８】
複数の図面における同様の又は関連する構成部材には同じ参照符号が提供されている。図面は概略的であり、完全な縮尺どおりではない。
【００５９】
実施形態の詳細な説明
図１は、マイクロ流体用途のためのマイクロ流体カートリッジ１００の三次元の図を示している。カートリッジは、マニホルドコア１０２を収容するように適応されたマニホルドハウジング１０１を有する。図面では、ハウジング１０１とコア１０２との相互接続を説明するために、ハウジング１０１は断面図で示されている。以下に説明するように、マニホルドハウジング１０１内でマニホルドコア１０２を回転させることにより、このカートリッジ１００における様々な異なる弁機能が、このマニホルドシステムにより、マニホルドコア１０２の開口１１８をマニホルドハウジング１０１の１つ又は２つ以上の流体チャネル１０４と整合させることによって使用されてよい。言い換えれば、制限された作動インターフェースによって、複数の接続部を、例えば別個の装置（ここでは図示せず）から、例えば、マイクロ流体カートリッジ１００によって含まれた複数のチャンバへ形成することができる。
【００６０】
マニホルドハウジング１０１は、マニホルドハウジング１０１によって形成されたこの中空円筒の内壁に沿って延びた環状の面である円錐形の内面１０３を有することが見られる。さらに、マニホルドハウジング１０１内の流体チャネル１０４を見ることができ、流体チャネル１０４は、その一方の端部１０５が円錐形の内面１０３において終わっている。図１から見られるように、流体チャネル１０４を備えたマニホルドハウジング１０１はアンダカットを有さず、したがって、スライダを使用する必要なく注型成形によって製造可能である。
【００６１】
さらに、円錐形の内面１０３は、マニホルドハウジング１０１の近位領域１１０、つまりカートリッジ１００の他の部分への移行部を形成したマニホルドハウジング１０１の端部に配置されている。マニホルドハウジング１０１はマイクロ流体カートリッジ１００の一体の部分であり、したがって、カートリッジ１００の他の部分と一緒に一回のプロセスステップで製造されてよい。さもなければ、ハウジング１０１は、物理的に別個の構成部材であってもよい。
【００６２】
さらに、マニホルドハウジング１０１が、実質的に、マニホルドハウジング１０１の近位端部に第１の穴１１２を、遠位端部、つまり上端部に第２の穴１１３を備えた中空円筒１１１の形状を有することが見られる。マニホルドコア１０２は、遠位端部における第２の穴１１３を通じてマニホルドハウジング１０１に挿入されている。
【００６３】
付加的に、図示されたマニホルドコア１０２は、マニホルドコア１０２が挿入されている時に流体チャネル１０４との流体接続を確立するための開口１１８を有している。さらに、マニホルドコア１０２は、挿入された位置においてマニホルドハウジング１０１の円錐形の内面１０３との流体接続部をシールするように適応されている。マニホルドコア１０２のこの実施形態では、この適応は、マニホルドコア１０１の円錐形の外面１１９によって形成されている。このマニホルドコア１０２は、例えばゴム材料又はあらゆるその他のポリマ弾性材料であってよい、弾性材料１２１支持シーリングをも含む。つまり、圧力が対応して加えられると、マニホルドコア１０２の形状の変形が生ぜしめられる。したがって、流体タイプ接続は、マニホルドコア１０２の円錐形の外面１１９によってシールされる。
【００６４】
さらに、マニホルドコア１０２の円錐形の外面１１９は、それぞれに開口１１８が配置されていてよい複数の区画１２２，１２３及び１２４を有する。区画１２２，１２３及び１２４は、特に、弾性のシーリングリップ１２５及び１２６（図２参照）によって分離されており、これらのシーリングリップは、さらに、流体密接続を補助する。
【００６５】
図２は、マニホルドコア１０２が挿入されているマニホルドハウジング１０１の断面図を示している。このマニホルドシステムは、マイクロ流体カートリッジ１００の一部分である。マニホルドハウジング１０１が、右側及び左側に示された円錐形の内面１０３を有することを見ることができる。これは、中空の円筒の内面に沿って延びた環状の面である。付加的に、２つの流体チャネル１０４、及びハウジング１０１の円錐形の内面１０３に配置された流体チャネル１０４の端部１０５も示されている。図２から分かるように、左側の流体チャネル１０４には、右側の流体チャネル１０４とは異なる形状が提供されている。左側の流体チャネル１０４は、図１に示したようにコア１０２における区画の下側リングを形成する区画のうちの１つにおける開口と相互作用するために、その関連する端部１０５がハウジングの第１の高さに配置されるように設計されている。右側の流体チャネル１０４は、図１に示したようにコア１０２における区画１２２，１２３及び１２４の上側リングを形成する区画１２２，１２３及び１２４のうちの１つにおける開口１１８と相互作用するように、その関連する端部１０５が、第１の高さを超える、ハウジング１０１の第２の高さに配置されるように設計されている。円錐形の内面１０３の円錐形により、マニホルドハウジング１０１内にマイクロ流体チャネルを設計することができ、このこと自体は、スライダなしで注型成形によってマニホルドハウジング１０１又は全体のマイクロ流体カートリッジを製造することを可能にする。このことは、特に、マイクロ流体のこの技術分野におけるようにマイクロメートルのスケールで設計されたマニホルドハウジング、マニホルドコア、マイクロ流体カートリッジのために有利である。
【００６６】
マニホルドコア１０２がマニホルドハウジング１０１に挿入されている時、マニホルドコア１０２の円錐形の外面と、マニホルドハウジング１０１の円錐形の内面１０３とが密着し、マニホルドハウジング１０１の流体チャネル１０４と、マニホルドコア１０２の開口との間に流体密接続を確立するように、マニホルドコア１０２が適応されていることが図２に見ることができる。さらに、シーリングリップ１２５及び１２６は流体密性を補助する。
【００６７】
図３は、マニホルドコア１０２を示している。近位領域１１０において、この中空円筒形状は、面取りされた円錐形の外面１１９を有しており、この外面１１９には弾性材料１２１が配置されている。これは、一片から形成されていてよい。また、２つ又は３つ以上の部分のソリューションも可能であり、この場合、コア１０２と弾性材料１２１とは別個の構成部材である。
【００６８】
さらに、面取りされた円錐形の外面１１９は、複数の区画１２２〜１２４を有しており、弾性のシーリングリップ１２５及び１２６を有する。区画１２３は、区画の上側のリングに配置されている。区画１２４は、区画の下側のリングに配置されている。開口１８８を備えた区画１２２は、区画の上側リングと下側リングとの間に延びている。このようなマニホルドコア１０２を回転させることによって、制限された作動インターフェースによってマイクロ流体カートリッジ１００に複数の異なる弁機能を提供することができる。これは、複数の異なる区画における複数の異なる開口が複数の異なる流体チャネル１０４と相互作用するようにすることによって達成される。流体チャネル１０５の端部１０５及び区画１２２〜１２４及びその開口を設計することによって、コア１０２の回転位置に応じて、流体チャネル１０４は、関連する開口１１８と相互作用しないか、又は、１つ又は２つ以上の流体チャネル１０４が、関連する開口１１８と同時に相互作用してよい。このように、例えば、コア１０２を例えば時計回りに回転させることにより、コア１０２のそれぞれの位置において、弁機能、混合機能等の複数の異なる機能をその後に単にハウジング１０１においてコア１０２を回転させることによって実現することができるように、特定の流体チャネル１０４はコアにおける開口１１８と相互作用してよい。
【００６９】
コア１０２をハウジング１０１に固定するためにロッキング爪１２７及び１２８が使用される。
【００７０】
図４は、マニホルドハウジング１０１の左側の部分の断面図を示しており、流体チャネル１０４は、マニホルドハウジング１０１を内側部分１０６と外側部分１０７とに分割している。説明のために、マニホルドハウジング１０１の中心１０９から左側の外面まで半径方向１０８が規定されている。マニホルドハウジング１０１の内側部分１０６は、第１の内側半径値ｄ１から第１の外側半径値ｄ２まで延びている。マニホルドハウジング１０１の外側部分１０７は、第２の内側半径値ｄ３から第２の外側半径値ｄ４まで延びており、ｄ２はｄ３よりも小さい。言い換えれば、図４は、円錐面１０３を備え、この円錐面１０３にマニホルドコア１０２が接触させられるようになっているマニホルドハウジング１０１の別の典型的な実施形態を示している。マニホルドコア１０２自体は、完全な挿入が行われた後に開口１１８と流体チャネル１０４との流体密接続を形成するように適応された円錐形の外面１１９を有している。さらに、複数のこのような図示された流体チャネルを有するこのようなマニホルドハウジング１０１は、スライダを使用する必要なく注型成形によって製造することができる。
【図１】
2013508626.tif 000003
【図２】
2013508626.tif 000004
【図３】
2013508626.tif 000005
【図４】
2013508626.tif 000006
【国際調査報告】
2013508626.tif 000007
2013508626.tif 000008