(57)【要約】      （修正有）【課題】反応セルとホルダの複雑な形状を一括して樹脂材料で成形する分析装置用連セル構造体の反り変形量を低減する。【解決手段】複数の反応セル２を配置した反応セル設置面４と、分析装置に取り付けるためのフランジ面６とを備え、反応セル設置面４とフランジ面６が階層構造を形成している連セル構造体１８において、反応セル設置面４、反応セル設置面４とフランジ面６とを繋ぐ連結面５の一方あるいは両方の表面又は裏面に少なくとも１つのリブ２１を設けて剛性を増大する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に密閉部を有し、他端に開放部を有する複数の反応セルと、
前記開放部側の端面を揃えて前記複数の反応セルを円周上に配置した反応セル設置面と、
前記反応セルよりも円の内側に設けられ、分析装置に取り付けるための取り付け部を周方向に複数有するフランジ面と、
前記反応セル設置面と前記フランジ面とを繋ぐ連結面とを備え、
前記連結面が、前記反応セル設置面及び前記フランジ面とに角度を有して接続されることで、反応セル設置面とフランジ面とが階層構造を形成しており、
前記連結面の表面又は裏面に、前記反応セル設置面の外周端部と直交する方向に対して±１０°の範囲の向きにリブを少なくとも１つ設けたことを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の分析装置用連セル構造体において、前記リブは、前記フランジ面と前記連結面の境界位置から前記連結面と前記反応セル設置面の境界位置にわたって形成されていることを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の分析装置用連セル構造体において、前記リブは、円周方向４５°当り３本以上設置されていることを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項４】
請求項１に記載の分析用連セル構造体において、連結面の肉厚／リブ肉厚が０．５以上であることを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項５】
一端に密閉部を有し、他端に開放部を有する複数の反応セルと、
前記開放部側の端面を揃えて前記複数の反応セルを円周上に配置した反応セル設置面と、
前記反応セルよりも円の内側に設けられ、分析装置に取り付けるための取り付け部を周方向に複数有するフランジ面と、
前記反応セル設置面と前記フランジ面とを繋ぐ連結面とを備え、
前記連結面が、前記反応セル設置面及び前記フランジ面とに角度を有して接続されることで、前記反応セル設置面と前記フランジ面とが階層構造を形成しており、
前記連結面の表面又は裏面に少なくとも１つのリブを設けると共に前記反応セル設置面の表面又は裏面に少なくとも１つのリブを設けたことを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項６】
請求項５に記載の分析装置用連セル構造体において、前記連結面のリブは、前記反応セル設置面の外周端部と直交する方向に対して±１０°の範囲の向きに設けられていることを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項７】
一端に密閉部を有し、他端に開放部を有する複数の反応セルと、
前記開放部側の端面を揃えて前記複数の反応セルを円周上に配置した反応セル設置面と、
前記反応セルよりも円の内側に設けられ、分析装置に取り付けるための取り付け部を周方向に複数有するフランジ面と、
前記反応セル設置面と前記フランジ面とを繋ぐ連結面とを備え、
前記連結面が、前記反応セル設置面及び前記フランジ面とに角度を有して接続されることで、前記反応セル設置面と前記フランジ面とが階層構造を形成しており、
前記反応セル設置面の表面又は裏面の少なくとも一部にリブを設けたことを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の分析装置用連セル構造体において、前記反応セル設置面の最外周端部の表面又は裏面の少なくとも一部にリブを設けたことを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項９】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の分析装置用連セル構造体において、前記反応セル設置面の最外周端部の表面又は裏面の全周にリブを設けたことを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１項に記載の分析装置用連セル構造体において、セル設置面の肉厚／リブ肉厚が１以上であることを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の分析装置用連セル構造体において、
前記セル設置面と直交する方向に計測した、前記反応セルの深さ寸法Ｈ１と前記連結面の寸法Ｈ２の比Ｈ１／Ｈ２は、３．８以下であることを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の分析装置用連セル構造体において、
前記フランジ面と平行な方向に計測した、当該連セル構造体の半径方向全体の寸法Ｌ１と前記連結面の半径方向の寸法Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２は、７．４以下であることを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の分析装置用連セル構造体において、
前記反応セル設置面の表面であり、前記複数の反応セルの間には、前記リブを有さないことを特徴とする分析装置用連セル構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動分析装置で用いられる、サンプルと試薬を注入する反応セルに関し、樹脂材料によって射出成形プロセスで一括形成される連セル構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療診断用の臨床検査においては、血液や尿などの生体サンプル中のタンパク、糖、脂質、酵素、ホルモン、無機イオン、疾患マーカー等の生化学分析や免疫学的分析を行う。臨床検査では、複数の検査項目を信頼度高くかつ高速に処理する必要があるため、その大部分を自動分析装置で実行している。従来、自動分析装置としては、例えば、血清等のサンプルに所望の試薬を混合して反応させた反応液を分析対象とし、その吸光度を測定することで生化学分析を行う装置が知られている。この種の生化学分析装置は、サンプルや試薬を反応セルに自動注入する機構、反応セル内のサンプルと試薬を混合する自動攪拌機構、反応中又は反応が終了したサンプルの分光スペクトルを計測する機構、分光スペクトル計測終了後の反応溶液を吸引・排出し、反応セルを洗浄する自動洗浄機構等を有し、サンプルや試薬を収納する容器、及びサンプルと試薬を注入する反応セルを用いる（例えば特許文献１）。
【０００３】
自動分析装置の分野では、サンプルや試薬の微量化が大きな技術課題となっている。すなわち、分析項目数の増大に伴い、単項目に割くことのできるサンプル量が少量化し、サンプル自体が貴重で多量に準備できない場合もあり、従来は高度な分析とされていた微量サンプルの分析がルーチン的に行われるようになってきた。また、分析内容が高度化するにつれて、一般に試薬が高価となり、コスト面からも試薬微量化への要請がある。このようなサンプル及び試薬の微量化は、反応セルの小型化を進める強い動機でもある。また、反応セルの小型化や必要なサンプル及び試薬の少量化は、分析スループットの向上や低廃液化にも繋がる利点がある（例えば特許文献４）。
【０００４】
ここで、一般的な自動分析装置に用いる反応セル（反応容器とも呼ばれる）はガラス又は合成樹脂等で形成されるのが一般的である。例えば、特許文献２によると、反応セルの材質としては、吸水率が低く、透湿度が低く、全光線透過率が高く、屈折率が低く、成型収縮率の低い樹脂材料が選ばれる。具体的には、ポリシクロオレフィン、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂から選択される一種がよく用いられる。また、特許文献３には、プラスチック製容器の表面を改質処理することによって、微量アナライトがプラスチック表面に吸着されるのを抑制する方法が開示されている。特許文献４には、音波による非接触攪拌における気泡付着やセル間の相互汚染を回避するために、プラスチック製反応セルの測光面をコロナ放電処理によって部分限定的に親水化する方法が開示されている。
【０００５】
なお、特許文献１〜４に示された反応セルは、樹脂製の反応セルを個別に作製した後、複数の反応セルをホルダに収納する構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第１７０６３５８号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７６３号公報
【特許文献３】特開２０００−３４６７６５号公報
【特許文献４】特開２００７−１８３２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動分析装置の分野では、サンプル及び試薬の微量化が一層進む趨勢にあり、また装置の小型化・低価格化への要請も高まる一方である。低価格化に対応して、組み立てコストを低減する為には、反応セルとホルダを樹脂材料で一括して射出成形プロセスで形成する連セル構造体の採用が考えられる。連セル構造体は、複数の反応セル、複数の反応セルを連結して配置する反応セル設置面、分析装置に取り付けるためのフランジ面、セル設置面とフランジ面とを繋ぐ連結面を有し、射出成形プロセスによって製造される。
【０００８】
しかし、このような複雑な形状の連セル構造体を射出成形プロセスで形成すると、溶融状態で金型内に充填した樹脂の固化までの収縮量が場所によって異なり、反り変形が大きくなり、寸法精度が悪くなる問題がある。
【０００９】
連セル構造体に反り変形が発生すると、自動分析装置に設置した連セル構造体の各反応セルの寸法に、規定寸法以上のバラツキが生じる可能性がある。このため、測定光が規定寸法以上のバラツキを生じた反応セルの反応液中を通過できないため測定ができなかったり、測定誤差が発生するといった問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
反り変形を低減するには、連セル構造体の表面に突起形状であるリブを設置することにより、製品剛性を向上させ、樹脂の収縮による変形を防止する手法が有効である。しかし、製品剛性を向上するためにリブを設置すると、連セル構造体が更に複雑な形状となるため、製品の場所による収縮の不均一が大きくなり、反り変形の発生要因にもなる。このため、リブ設置による剛性向上よりも、製品の場所による収縮の不均一が大きくなり、十分な反り変形抑制効果が得られない場合や、逆に反り変形量が増大する場合もある。
【００１１】
よって、リブ設置による剛性向上の効果と、製品の場所による収縮の不均一の影響を適正化して、反り変形量を低減する必要がある。このとき、製品試作による試行錯誤では、金型の加工・修正の工数が多くなり、装置の低価格化を実現できない。このため、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）を用いることにより、連セル構造体の形状を適正化する手段が有効である。
【００１２】
本発明による分析装置用連セル構造体は、一端に密閉部を有し、他端に開放部を有する複数の反応セルと、開放部側の端面を揃えて複数の反応セルを配置した反応セル設置面と、分析装置に取り付けるためのフランジ面と、反応セル設置面とフランジ面とを繋ぐ連結面とを備え、反応セル設置面とフランジ面が階層構造を形成している。
【００１３】
そして、本発明では、連結面の表面又は裏面に、反応セル設置面の外周端部と直交する方向に対して±１０°の範囲の向きにリブを少なくとも１つ設けた。この連結面のリブは、フランジ面と連結面の境界位置から連結面と反応セル設置面の境界位置にわたって形成されているのが好ましい。また、連結面の円周方向４５°当り３本以上設置されていることが好ましい。連結面の肉厚／リブ肉厚は、0.5以上であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の別の形態では、反応セル設置面の表面又は裏面の少なくとも一部にリブを設ける、あるいは連結面の表面又は裏面に少なくとも１つのリブを設けると共に反応セル設置面の表面又は裏面に少なくとも１つのリブを設ける。
【００１５】
反応セル設置面に設けるリブは、反応セル設置面の最外周端部の表面又は裏面の少なくとも一部、好ましくは、反応セル設置面の最外周端部の表面又は裏面の全周にリブを設ける。
セル設置面の肉厚／リブ肉厚は、１以上であるのが好ましい。
【００１６】
また、セル設置面と直交する方向に計測した、セル深さ寸法Ｈ１と連結面の寸法Ｈ２の比Ｈ１／Ｈ２は、３．８以下であることが好ましい。また、フランジ面と平行な方向に計測した、連セル構造体の半径方向全体の寸法Ｌ１と連結面の半径方向の寸法Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２は、７．４以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、リブ形状の適正化により反り変形を低減した連セル構造体が得られる。
【００１８】
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】連セル構造体の一例を示す平面図。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ断面図。
【図１Ｃ】図１ＡのＢ−Ｂ断面図。
【図２】射出成形プロセスの模式図。
【図３】連セル構造体の寸法を示す図。
【図４】中空の反応セルのＨ１／Ｈ２と反り変形量の関係を示す図。
【図５】連セル構造体の反応セル密閉部の反り変形を示す斜視図。
【図６】連セル構造体のＬ１／Ｌ２と反り変形量の関係を示す図。
【図７】連結面に３本のリブを設置した実施例を示す斜視図。
【図８】連結面の肉厚／リブ肉厚と反り変形量の関係を示す図。
【図９Ａ】連結面に１本のリブを設置した実施例を示す斜視図。
【図９Ｂ】連結面に５本のリブを設置した実施例を示す斜視図。
【図１０】連結面のリブ本数と反り変形量の関係を示す図。
【図１１Ａ】連結面の円周方向にリブを設置した実施例を示す斜視図。
【図１１Ｂ】図１１ＡのＡ−Ａ断面図。
【図１２Ａ】反応セル設置面にリブを設置した実施例を示す斜視図。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＡ−Ａ断面図。
【図１３】反応セル設置面の肉厚／リブ肉厚と反り変形量の関係を示す図。
【図１４Ａ】連結面と反応セル設置面にリブを設置した実施例を示す斜視図。
【図１４Ｂ】図１４ＡのＡ−Ａ断面図。
【図１５】反応セル設置面の肉厚／反応セル設置面のリブ肉厚と反り変形量の関係を示す図。
【図１６】自動分析装置の構成を示す図。
【図１７】分光光度計の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２１】
自動分析装置で使用される、サンプルと試薬を混合して反応させた反応液を入れる反応セルを複数連結した連セル構造体を、ポリシクロオレフィン等の樹脂を素材として射出成形によって製作する例を説明する。ちなみにセル素材としては、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂から選択される一種であれば、どれでもかまわない。ただし、低吸水率、低透湿度、高い全光線透過率、低屈折率、低成型収縮率の観点からすると、ポリシクロオレフィンを選択することが望ましい。
【００２２】
本実施例では、図１Ａの平面図に示すように、２０個の中空の反応セル２を射出成形プロセスで連セル構造体１８として一体成形する場合について説明する。但し、本発明は２０個の反応セル２から形成される連セル構造体１８に限定されるものではなく、２個以上の反応セル２を有する連セル構造体１８に適用できるものである。ここで、図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ断面図、図１Ｃは図１ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【００２３】
連セル構造体１８は、一端に密閉部１を有し、他端に開放部３を有する複数の反応セル２と、複数の反応セル２の開放部３側の端面を揃えて配置する反応セル設置面４と、分析装置に取り付けるためのフランジ面６と、反応セル設置面４とフランジ面６とを繋ぐ連結面５とを有する。反応セル設置面４とフランジ面６とは、高さ位置が異なる段違いの階層構造を形成している。フランジ面６には、ねじ取付け穴７と取手６９が設けられている。一例として示す本実施例の連セル構造体１８は、円周方向に４５°の角度をなす円弧状の形状を有し、この連セル構造体１８を円周方向に８個組合わせて、自動分析装置に設置される。反応セル２の壁面の肉厚は０．５５ｍｍ、セル設置面４の肉厚は１．５ｍｍ、連結面５の肉厚は１．５ｍｍ、フランジ面６の肉厚は２．０ｍｍである。
【００２４】
図２は、連セル構造体１８を製造する射出成形プロセスを示す模式図である。射出成形の金型１２は、製品の空間部分１９（連セル構造体部分）の他に、製品の空間部分１９までの樹脂流路であるランナ１５、製品の空間部分１９への樹脂注入口であるゲート１６、水や油などの冷却媒体を流す媒体通路１７などから構成される。連セル構造体１８の形状を空間１９として加工した金型１２内に、射出成形機のシリンダ２４で溶融した樹脂材料１３をスクリュー１４によって金型１２内に充填し、金型１２内で冷却・固化した連セル構造体１８を金型１２から取り出すことによって、製品（連セル構造体１８構造）を製造する。
【００２５】
ここでは、図１に示した連セル構造体１８に対して、図３に示すように、連結面５の半径方向の寸法（Ｌ２）、連結面５の高さ（Ｈ２）の寸法を種々に変えて解析を行った。半径方向全体の寸法（Ｌ１）は４６mm、中空の反応セル２の深さ（Ｈ１）は３０mmで固定とした。解析に用いたＬ１，Ｌ２，Ｈ１，Ｈ２の寸法（単位はmm）を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
ここで、樹脂流動解析によって、成形後の反り変形量の解析を行った。解析ソフトはAUTODESK社のMOLD FLOWを用いた。樹脂材料１３としてポリカーボネイト樹脂を用い、樹脂流量：１８ｃｍ3／ｓ、金型１２の温度：９５℃、樹脂温度：３００℃、保持圧力：４０ＭＰａ、保圧時間：１５ｓ、冷却時間：３０ｓとした。
【００２８】
図１に示す連セル構造体１８について、表１に示す形状２，６〜１０に従って、Ｈ１，Ｈ２の寸法を変更した時の、Ｈ１／Ｈ２と反り変形量の関係を図４に示す。なお、反り変形を評価する為の基準面は、図７に示すフランジ面のねじ取付け穴７の３点２２から成る平面とし、図５に示す連セル構造体１８を形成する２０個の反応セル２について、反応セル密閉部１の高さバラツキ（最大値−最小値）を表す反り変形量２０を評価した。連セル構造体１８に反り変形が発生すると、自動分析装置に設置した連セル構造体１８のセル密閉部１の高さ寸法に、規定寸法以上のバラツキが生じる可能性がある。このため、図１Ｂに示す測定光２３が規定寸法以上のバラツキを生じた反応セル２の反応液中を通過できないため、分析ができない、あるいは分析精度が低下するという問題が発生することがある。
【００２９】
ここで、図１６，１７に示す連セル構造体１８を設置する反応ディスク３２などにも寸法バラツキが生じるので、連セル構造体１８を形成する複数の反応セル２の反応液中を測定光が通過でき、測定誤差の発生を防止するためには、装置の構造上、連セル構造体１８の反り変形量≦０．１ｍｍが必要となる。
【００３０】
ここで、Ｈ１／Ｈ２の値が小さいと、Ｈ２の値が大きくなり、製品全体の高さが高くなることによって、製品剛性が向上する効果が大きくなり、反り変形量を低減できる。つまり、連結面５の傾斜が急になり、セル設置面４とフランジ面６の階層構造により剛性が向上できる。ただし、Ｈ１／Ｈ２の値が小さすぎると、セル設置面４が傾斜の大きい連結面５の収縮による高さ方向（Ｈ２方向）の収縮を受け、収縮バランスが悪くなる。
【００３１】
一方、Ｈ１／Ｈ２の値が大きいと、収縮バランスは良くなるものの、セル設置面４の傾斜が緩やかになり、製品全体の高さが低くなるので、製品剛性が低くなる。このため、樹脂収縮を製品剛性で支えきれなくなり、反り変形量が大きくなる変曲点（Ｈ１／Ｈ２＝３．９５）が存在する。
【００３２】
前述したように反り変形量を０．１ｍｍ以下に低減するためには、２≦Ｈ１／Ｈ２≦３．８が望ましい。
【００３３】
なお、装置構成の制約でＨ１／Ｈ２を適正寸法にできない場合がある。以下では、連セル構造体１８に寸法上の制約があってそのままでは反り変形量が大きい形状（Ｈ１／Ｈ２＝３．９５）であっても、図１に示すＬ１／Ｌ２の値を適正化することで反り変形量を抑制して寸法精度を向上できないか検討を行った。
【００３４】
図１に示した連セル構造体１８について、表１に示す形状１〜５を用いて、Ｌ２の寸法を変更した場合に、Ｌ１／Ｌ２と反り変形量の関係を図６に示す。反り変形を評価する為の基準面は、図７に示すフランジ面のねじ取付け穴７の３点２２から成る平面とし、図５に示す反応セル密閉部１の反り変形量２０を評価した。
【００３５】
図６に示すように、Ｌ１／Ｌ２の値が大きい場合には、階層構造によって、連結面５の傾き角度が大きくなり、製品剛性は高くできるが、傾き角度が大きくなることによって、樹脂材料１３が収縮したときの収縮バランスが悪くなる為、反り変形量が増加する。
【００３６】
ここで、Ｌ１／Ｌ２の値が小さい形状を用いると、連結面５の傾斜が緩やかになり、製品剛性は小さくなるものの、セル設置面４とフランジ面６がフラット形状に近くなり、収縮バランスが良くなる。このため、反り変形量を低減できる。一方、Ｌ１／Ｌ２の値が大きい形状を用いると、連結面５の傾斜が急になり、剛性は高くなるものの、セル設置面４が傾斜の大きい連結面５の収縮による高さ方向（Ｈ２方向）の収縮を受け、収縮バランスが悪くなり、変形量が大きくなる変曲点（Ｌ１／Ｌ２＝７．６７）が存在する。
【００３７】
このことから、セル設置面４とフランジ面６が階層構造を形成する連セル構造体１８において、前述したように反り変形量を０．１ｍｍ以下に低減するためには、２≦Ｌ１／Ｌ２≦７．４が望ましい。
【００３８】
なお、装置構成の制約でＨ１／Ｈ２，Ｌ１／Ｌ２を適正寸法にできない場合がある。以下では、連セル構造体１８に寸法上の制約があってそのままでは反り変形量が大きい形状であっても、製品面上に凸形状のリブを設置することで反り変形量を抑制して寸法精度を向上できないか検討を行った。
【００３９】
製品全体の剛性向上によって、反り変形量を低減するため、表１に示す形状２の連結面５に、高さ０．５ｍｍのリブを３本設置し、リブ肉厚を変更した場合の検討を行った。図７は、解析に用いた、連結面５にリブ２１を設置した連セル構造体の例を示す斜視図である。３本のリブは、１本を連結面５の円周方向の中央位置に形成し、残りの２本は連結面５の円周方向の両端に形成した。いずれのリブも、長軸方向が、円弧状の連セル構造体の半径方向と一致するようにして形成した。図８に、連結面の肉厚／リブ肉厚と反り変形量の関係を示す。
【００４０】
図８に示すように、連結面５へリブ２１を設置することにより、反り変形量を低減出来た。ここで、「連結面の肉厚／リブ肉厚」の値が小さい（リブ肉厚が大きい）ほど、反り変形量が大きくなる結果となった。「連結面の肉厚／リブ肉厚」の値が小さい（リブ肉厚が大きい）場合には、製品剛性を向上できるが、リブを設置する連結面５の肉厚が局所的に大きくなる。このため、製品剛性向上による反り変形抑制効果よりも、連結面５の肉厚が局所的に大きくなることによる反り変形の増大効果の方が大きくなったと考えられる  なお、前述したように反り変形量を０．１ｍｍ以下に低減するためには、連結面の肉厚／リブ肉厚は、０．５以上であることが望ましい。
【００４１】
ここで、リブ２１の本数を変更した検討を行った。リブ高さは０．５ｍｍ、リブ肉厚は１．０ｍｍとして、１本、３本、５本のリブ２１を設置した形状の反り変形量を比較検討した。
【００４２】
設置したリブ２１の配置及び形状を図９Ａ及び図９Ｂに示す。ここで、図９Ａは１本のリブを設置した連セル構造体の実施例の斜視図、図９Ｂは５本のリブを設置した連セル構造体の実施例の斜視図である。なお、３本のリブを設置した場合のリブの配置と形状は、図７と同一である。いずれのリブも、長軸方向が、円弧状の連セル構造体の半径方向と一致するようにした。
【００４３】
リブの本数を変更した場合の反り変形量を、図１０に示す。このように、連結面にリブを設置すると、リブの本数によらず、リブを設置しない場合よりも反り変形量を低減出来る結果を得た。なお、リブの本数は１本以上設置すれば、反り変形量を０．１ｍｍ以下に低減できるが、３本以上の場合に、反り変形低減効果が大きく、３本以上のリブ設置が望ましい。
【００４４】
なお、以上の検討では、図９Ａに示す１本リブの場合は、連結面５の円周方向の中央に１本のリブを設置し、図７、図９Ｂに示す３本、５本リブの場合には、連結面５の円周方向の両端と、両端から均等位置にリブを設置した場合について示した。しかし、本発明はこのようなリブの配置だけに限定されるものではなく、連結面５の表面又は裏面の少なくとも一部にリブ２１が設置されていれば、剛性向上による反り変形抑制効果がある。また、連結面に設置するリブは、一部が切れていても剛性向上による反り変形抑制効果がある。なお、図７、図９Ａ、図９Ｂに示すように、連結面５のリブ２１は、連結面の半径方向両端に跨るように、すなわちフランジ面６と連結面５の境界位置から連結面５と反応セル設置面４の境界位置にわたって形成することが望ましい。
【００４５】
また、連結面５に設置するリブ２１は、収縮バランスを良くするために、円周方向や半径方向に対して対称形状とすることが望ましく、リブ２１の長手方向は、例えば、図７、図９Ａ、図９Ｂに示すように、円弧状の連セル構造体の半径方向とするのが好ましく、反応セル設置面４の外周端部と直交する方向に対して±１０°の範囲の向きに設置することが望ましい。
【００４６】
また、以上では、連結面５に、円弧状の連セルの円弧中心から放射状に延びる向きのリブを設置した例を示した。本発明はこれだけに限定されるものではなく、図１１Ａの斜視図及びそのＡ−Ａ断面図である図１１Ｂに示すように、連結面５に円周方向に延びるリブ２１を設置することでも、剛性を向上することができる。図１１Ａ及び図１１Ｂに示した円周方向のリブ寸２１の寸法は、高さ０．５ｍｍ、肉厚１ｍｍであり、このような円周方向に延びるリブを形成した場合の反り変形量は、０．０８７ｍｍであった。
【００４７】
このことから、連結面５の円周方向に延びるリブを設置しても、反り変形の抑制効果があるが、半径方向に延びるリブを設置した方が、図１０に示すように反り変形抑制効果が大きいことが明らかとなった。
【００４８】
表１に示す形状２の反応セル設置面４にリブ２１を設置する検討を行った。図１２Ａは反応セル設置面にリブを設置した本実施例の連セル構造体を示す斜視図、図１２ＢはそのＡ−Ａ断面図である。図示するように、反応セル設置面４の最外周端部の表面に沿って高さ０．５ｍｍのリブ２１を設置し、リブ肉厚を変更した検討を行った。
【００４９】
「反応セル設置面の肉厚／リブ肉厚」と反り変形量の関係を図１３に示す。このように、反応セル設置面４へのリブ設置により、リブを設置しない場合に比べて反り変形量を低減出来る。また、図１３に示すように、「反応セル設置面の肉厚／リブ肉厚」の値が小さい（リブ肉厚が大きい）ほど、反り変形量が大きくなる結果となった。ここで、「反応セル設置面の肉厚／リブ肉厚」の値が小さい（リブ肉厚が大きい）場合には、製品剛性を向上できるが、リブを設置する連結面５の肉厚が局所的に大きくなる。このため、製品剛性向上による反り変形抑制効果よりも反応セル設置面４の肉厚が局所的に大きくなることによる反り変形の増大効果の方が大きくなったと考えられる。
【００５０】
前述したように反り変形量を０．１ｍｍ以下に低減するためには、「リブ肉厚／反応セル設置面の肉厚」は、１以上であることが望ましい。
【００５１】
なお、以上では、反応セル設置面４の最外周端部の表面の全周に亘ってリブ２１を設置した場合について示したが、本発明はこのリブ形状だけに限定されるものではなく、例えば反応セル設置面４の最外周端部の裏面の全周に亘ってリブ２１を設置するなど、反応セル設置面４の表面又は裏面の少なくとも一部にリブ２１を設置していれば、剛性向上による反り変形抑制効果がある。また、図１２Ａ及び図１２Ｂに示したセル設置面のリブは、一部が切れていても剛性向上による反り変形抑制効果がある。
【００５２】
表１に示す形状２の連結面５と反応セル設置面４の両方にリブ２１を設置する検討を行った。図１４Ａは本実施例の連セル構造体を示す斜視図、図１４ＢはそのＡ−Ａ断面図である。
【００５３】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、連結面５には高さ０．５ｍｍ、肉厚１ｍｍのリブ２１を３本設置し、反応セル設置面４には外周端部全域にわたって高さ０．５ｍｍのリブ２１を設置し、反応セル設置面４のリブ肉厚を変更した検討を行った。本実施例の連セル構造体は、図７に示した実施例と図１２Ａ、図１２Ｂに示した実施例を組み合わせたものに相当する。
【００５４】
「反応セル設置面肉厚／反応セル設置面のリブ肉厚」と、反り変形量の関係を図１５に示す。図１５に示すように、連結面５と反応セル設置面４の両方へリブ２１を設置することにより、反り変形量を最も小さくできる結果を得た。
【００５５】
ここでは、連結面５に３本のリブ２１を設置し、反応セル設置面４の外周端部の全域に１本のリブ２１を設置した実施例について示したが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、少なくとも連結面５と反応セル設置面４の両方にリブが設置されていればよい。このとき、連結面５のリブ２１は連結面の半径方向両端に跨って半径方向に延在するように形成することが望ましく、反応セル設置面４のリブ２１は外周端部に設置することが望ましい。また、反応セル設置面４のリブの長手方向と連結面５のリブの長手方向は直交していることが望ましい。
【００５６】
また、樹脂成形品は、一般的に寸法バラツキを生じるので、図７から図１５で説明したリブ形状を、図４、図６に示した２≦Ｈ１／Ｈ２≦３．８、２≦Ｌ１／Ｌ２≦７．４の形状に適用することによって、反り変形量を更に低減することができる。
【００５７】
また、以上で示したリブ形状は、射出成形用金型からの離型の為、抜き勾配を形成してもよく、その場合には、図８、図１３、図１５の横軸に示したリブ肉厚は、リブ根本とリブ先端部の値の平均値を用いることができる。
【００５８】
また、反応セル設置面４の表面であり、反応セルの間には、リブは設けない。汚染の原因となるものを排除すべき反応セル周辺の清掃に手間がかかるからである。
【００５９】
また、以上では、ポリカーボネイト樹脂を用いた場合の検討結果を示したが、本発明はこれだけに限定されるものではなく、シクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂など、他の非晶性樹脂を用いても、樹脂の結晶化に伴う大きな樹脂収縮を生じないので、反り変形の傾向は、本検討結果と等しくなり、本発明を適用できる。
【００６０】
図１６は、本発明による自動分析装置の構成例を示す図であり、次にその基本動作を説明する。サンプル収納部３０には、一つ以上のサンプル容器５４が配置されている。ここでは、ディスク状の機構部に搭載されたサンプルディスク機構の例で説明するが、サンプル収納部の他の形態としては自動分析装置で一般的に用いられているサンプルラック又はサンプルホルダー状の形態であってもよい。また、ここで言うサンプルとは、反応容器で反応させるために使用する被検査溶液のことを指し、採集検体原液でもよく、またそれを希釈や前処理等の加工処理をした溶液であってもよい。
【００６１】
サンプル容器５４内のサンプルは、サンプル供給用分注機構３１のサンプルノズル５６によって吸引され、所定の反応容器に注入される。試薬ディスク機構３４は、多数の試薬容器３５を備えている。また、試薬ディスク機構３４には、試薬供給用分注機構３６が配置されており、試薬は、この機構３６の試薬ノズル５７によって吸引され、所定の反応セルに注入される。３９は分光光度計、５５は集光フィルタつき光源であり、分光光度計３９と集光フィルタつき光源５５の間に、被検査溶液を収容する反応ディスク３２が配置される。この反応ディスク３２の外周上には、連セル構造体１８を構成する反応セル２が設置されている。ここで、反応セル密閉部１の反り変形量を低減した連セル構造体１８を用いると、被検査溶液の量が少ない場合でも、全ての反応セル２内の被検査溶液中に光が通過し、分析が可能となる。
【００６２】
また、反応ディスク３２の全体は、恒温槽３８によって、所定の温度に保持されている。４０は反応セル洗浄機構であり、洗浄剤容器４２から洗浄剤は供給される。４８はコンピュータ、５２はインターフェース、４７はLog変換器及びＡ／Ｄ変換器、４６は試薬用ピペッタ、４５は洗浄水ポンプ、４４はサンプルピペッタである。また、４９はプリンタ、５０はＣＲＴ、５１は記憶装置としてのフロッピーディスクやハードディスク、５３は操作パネルである。サンプルディスク機構は駆動部２２９により、試薬ディスク機構は駆動部２３０により、反応ディスクは駆動部２３１により、それぞれインターフェースを介して制御並びに駆動されている。また自動分析装置の各部はインターフェースを介してコンピュータにより制御される。
【００６３】
上述の構成において、操作者は、操作パネル５３を用いて分析依頼情報の入力を行う。操作者が入力した分析依頼情報は、マイクロコンピュータ４８内のメモリに記憶される。サンプル容器５４に入れられ、サンプルディスク機構３０の所定の位置にセットされたサンプルはマイクロコンピュータ４８のメモリに記憶された分析依頼情報に従って、サンプルピペッタ４４及びサンプル供給用分注機構３１のサンプルノズル５６によって、反応セルに所定量分注される。その後、サンプルノズル５６は水洗浄される。反応セル２には、試薬供給用分注機構３６の試薬ノズル５７によって、所定量の試薬が分注される。試薬ノズル５７は水洗浄された後、次の反応セルのための試薬を分注する。サンプルと試薬の混合液は、撹拌機構３７の攪拌棒５８や超音波素子によって撹拌される。撹拌機構３７は順次、次の反応セルの混合液を撹拌する。
【００６４】
反応セル２は恒温槽３８により一定温度に保持されており、反応と測光容器の両方を兼ねる。反応の過程は集光フィルタつき光源５５から光を供給し、一定時間ごとに反応セルの被検査溶液が分光光度計３９によって測光され、設定された１つ又は複数の波長を用いて混合液の吸光度が測定される。
【００６５】
測定された吸光度は、Log変換器及びＡ／Ｄ変換器４７、インターフェース５２を介してコンピュータ４８に取り込まれる。取り込まれた吸光度は濃度値に換算され、濃度値はフロッピーディスクやハードディスク５１に保存したり、プリンタ４９に出力される。また、ＣＲＴ５０に検査データを表示させることもできる。測定が終了した反応セル２は反応容器洗浄機構（ノズルアーム）４０により水洗浄される。洗浄の終了した反応セルは、吸引ノズル４１により水を吸引された後、次の分析に順次使用される。
【００６６】
図１７は、連セル構造体１８を自動分析装置に設置した状態における図１ＡのＡ−Ａ断面についての分光光度計周辺図である。集光フィルタとして集光レンズを使用した例を示す。ここで、連セル構造体１８は、反応ディスク３２にネジ７０で固定されており、反応セル２中の被検査溶液６８は恒温槽３８の浸水領域６６で一定温度に保持されている。光源６１から出た光は矢印６７の方向に進み、集光レンズ６３により集光され、光の広がり幅６４が狭まる。この光は、恒温槽３８中の浸水領域６６中に設置された反応セル２中の被検査溶液６８の測光領域６５を透過し、分光光度計３９により分光される。
【００６７】
ここで、反応セル密閉部１の反り変形量を低減した連セル構造体１８を用いると、被検査溶液６８の量が少ない場合でも、全ての反応セル２内の被検査溶液６８中に光が通過し、分析が可能となる。また、本発明によると、反応セルの組立コスト低減、サンプル・試薬の微量化に寄与することができ、自動分析装置のランニングコスト低減にも貢献することができる。
【００６８】
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。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…密閉部、２…反応セル、３…開放部、４…反応セル設置面、５…連結面、６…フランジ面、７…ねじ取付け穴、１２…金型、１３…溶融樹脂材料、１５…ランナ、１６…ゲート、１８…連セル構造体、１９…製品の空間部分、２０…反応セル密閉部の反り変形量、２１…リブ、３２…反応ディスク、３５…試薬容器、３８…恒温槽、３９…分光光度計、６１…光源、６３…集光レンズ、６５…測光領域、６８…被検査溶液、６９…取手、７０…ネジ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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