説明

培養容器用キャップ

【課題】 培養容器の寸法誤差やメーカー毎の製作公差の違いに関わらず共通して使用しても液漏れが生じることなく且つ製造が容易な培養容器用キャップを提供すること。
【解決手段】内栓部4は、中空部42と、この中空部42から連続し内栓部4の外周面40b及び溝部5の底面50cにより形成される外側角部4Bを含む平面F1より天面2側に空間を形成する凹部43を有する。内栓部4の内周面40aと凹部43の底面43cにより形成される内側角部4Aは、外側角部4Bより突起部6から離隔する。溝部5の底面50cは、内栓部4の壁部41から連続し且つ凹部43からスカート部3に向けて樹脂材料が連続する中実部48によってその下方に形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、培養容器用キャップに関する。さらに詳しくは、天面と、この天面の縁部から下方に延びるスカート部と、このスカート部の内側に設けられ、培養容器の口部に嵌入される内栓部と、前記スカート部及び前記内栓部に囲まれる溝部と、前記溝部に突出し前記培養容器の内面に接触する突起部とを備え、樹脂材料により成形される培養容器用キャップに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、上述の如き培養容器用キャップとして、例えば、図9に示す如きキャップ1’’が知られている。ガラス製の試験管100の口縁102は、ガラス管加工時の熱処理によって寸法精度が低く、製作公差が大きい。キャップ1’’では、装着時に突起部6’’が口縁102近傍に位置するため、内面100aに十分に接触できずに液漏れする場合があった。
【0003】
また、製作公差は、試験管メーカー及び型番毎に相違するため、キャップはメーカー及び型番毎に製作公差を考慮して個々に製作される。そのため、同径の試験管であっても、キャップをメーカー及び型番の異なる試験管に使用すると、液漏れが生じる場合があり、汎用性に欠けていた。
【0004】
他方、例えば特許文献1に記載の如きものも知られている。このキャップ1’には、図6(b)に示すように、試験管の差込み深さを制限するストッパ7が溝部5’内に形成されている。キャップ1’を製造するには、図7(b)に示す如き金型200’が用いられる。係る場合、ストッパ7’を形成するために、溝部5’に対応する凸部201’に突出部210’を設けなければならず、金型製作が煩雑となる。しかも、その突出部210’により、内嵌部4’を形成する凹部202’の開口部203’が幅狭となる。そのため、樹脂材料が凹部202’へ十分に回り込まず、成形不良となる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−116906号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、培養容器の寸法誤差やメーカー毎の製作公差の違いに関わらず共通して使用しても液漏れが生じることなく且つ製造が容易な培養容器用キャップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明に係る培養容器用キャップの特徴は、天面と、この天面の縁部から下方に延びるスカート部と、このスカート部の内側に設けられ、培養容器の口部に嵌入される内栓部と、前記スカート部及び前記内栓部に囲まれる溝部と、前記溝部に突出し前記培養容器の内面に接触する突起部とを備え、樹脂材料により成形される構成において、前記内栓部は、中空部と、この中空部から連続し前記内栓部の外周面及び前記溝部の底面により形成される外側角部を含む平面より前記天面側に空間を形成する凹部を有し、前記内栓部の内周面と前記凹部の底面により形成される内側角部は、前記外側角部より前記突起部から離隔し、前記溝部の底面は、前記内栓部の壁部から連続し且つ前記凹部から前記スカート部に向けて前記樹脂材料が連続する中実部によってその下方に形成されていることにある。
【0008】
本発明に係るキャップは、溝部に突出した内栓部に設けた突起部を培養容器の内面に接触させることで培養容器を密閉するものである。突起部が培養容器の内面に接触すると、突起部を介して内栓部にキャップ内側へ向けて押圧力が生じ、内栓部は内側へ変形し撓む。上記構成によれば、図6(a)に示すように、内栓部4の内側に凹部43を形成すると共に内側角部4Aを外側角部4Bより突起部6から離隔させている。これにより、内栓部4の内周面40aの距離(高さ)Haが外周面Hbの距離(高さ)より長くなり、内栓部4は段差Hによりキャップ内側へ向けて撓み変形しやすくなる。この変形や撓みが、培養容器の寸法誤差や製作公差の差を吸収し突起部6を内面100aに密着させ液漏れを防止すると共に、キャップの汎用性を向上させる。また、段差Hによって、内栓部4の壁部41から連続し且つ凹部43からスカート部3に向けて樹脂材料が連続する中実部48が形成され、溝部5の底面50cは、この中実部48によってその下方に形成される。すなわち、図7(a)に示すように、成形に用いられる金型200は、内栓部4を形成する第一凹部202の開口部203が幅広に形成され且つ溝部5を形成する凸部201からスカート部3を形成する外面204まで連続する空間205が形成されている。また、第一凹部202の外側に第二凹部207がリング状に形成されている。従って、第一凹部202及び特に第二凹部207に樹脂材料を充填しやすく、成形不良を防止することも同時に可能となる。また、内栓部4が撓み変形しやすいことで、キャップの開閉の操作性が向上する。
【0009】
なお、図6(b)に示すように、溝部5’内に段部8を形成すると、内嵌部4’をより撓わせることが可能となる。しかし、成形時において、段部8’を形成するための突出部210’により、樹脂材料の流動が阻害され成形不良が生じ易くなるおそれがある。また、キャップ1’は、試験管の口縁を内嵌部に押し付けることで密閉するものであり、本発明の如く突起部を押し当てて密閉するものではなく、当該突起部は存在しない。しかも、ストッパ7’は、試験管の差込深さを制限するものに過ぎない。すなわち、内栓部の変形撓みによる漏れ防止及び汎用性の向上を目的とするものではない。
【0010】
上記特徴構成に加え、前記溝部の底面は、前記内側角部を含む平面と同一平面に形成されることが望ましい。金型の製作が容易となり、キャップの製造もより容易となる。
【0011】
また、前記内栓部には、複数のスリットが前記軸方向に沿って形成されていてもよい。これにより、内栓部は、よりキャップ内側に変形、撓みやすくなり、より突起部を培養容器内面に密着させて液漏れを防止することができる。係る場合、前記スリットは、前記内栓部の内面において開口するV字形状に形成されているとよい。これにより、内栓部は、さらに内側へ変形し撓みやすくなる。
【0012】
前記突起部は前記内栓部の外周面の中央部に位置すると共に、前記中央部の上部には前記軸方向に平行となる筒状部が設けられ、前記中央部の下部は前記軸方向に対し傾斜する斜面を有するテーパー部が設けられているとよい。これにより、突起部を口部から離隔させて胴部内面に接触させることができ、寸法誤差の影響を抑制することができる。さらに、その下部にテーパー部を設けることで、キャップの嵌入作業性も向上する。しかも、内栓部の外周面の中央部に突起部を位置させることで、押圧力をより大きくでき且つ突起部の成形不良を防止することも同時に可能となる。
【0013】
前記樹脂材料は、熱可塑性エラストマー樹脂を用いるとよい。また、前記スカート部の内周面には、第一隆起部及び第二隆起部が前記軸方向に対して異なる位置に形成されていてもよい。これにより、キャップによる試験管の仮閉状態と密閉状態との切り替えを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
【0014】
前記培養容器は、例えばオートクレーブ滅菌に用いられる。また、前記培養容器は、例えばガラス製の培地用試験管である。
【発明の効果】
【0015】
上記本発明に係る培養容器用キャップの特徴によれば、培養容器の寸法誤差やメーカー毎の製作公差の違いに関わらず共通して使用しても液漏れが生じることなく、操作性も向上し、且つ製造が容易となった。
【0016】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る培養容器用キャップの縦断面図である。
【図2】培養容器用キャップの底面図である。
【図3】培養容器用キャップを試験管に装着した状態を説明する図であり、(a)は仮閉状態、(b)は密閉状態を示す。
【図4】密閉状態におけるキャップ近傍の縦断面図である。
【図5】図4のA部部分拡大図である。
【図6】密閉状態におけるキャップと培養容器口部の嵌合部分近傍を模式的に示す部分拡大図であり、(a)は本発明に係る培養容器用キャップ、(b)は従来の培養容器用キャップを示す。
【図7】培養容器用キャップの射出成形を説明する図であり、(a)は本発明に係る培養容器用キャップ、(b)は従来の培養容器用キャップを示す。
【図8】試験管口部近傍の拡大縦断面図である。
【図9】従来の他の培養容器用キャップの図5相当図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本実施形態における培養容器用キャップ1を用いる培養容器は、図3に示すように、ガラス製の培地用試験管100である。図8に示すように、この試験管100は、製造工程におけるガラス管の切断等の熱処理によって、口縁102は丸みを帯び、寸法誤差が大きく、ロット間でも誤差が生じる。また、製作公差は、例え同一径であっても、試験管の製造メーカーや型番等によって相違する。本発明に係る培養容器用キャップ1は、寸法誤差や製作公差に対応して使用可能である。
【0019】
図1,2に示すように、本発明に係る培養容器用キャップ1(以下、単に「キャップ」と称する。)は略円筒形状を呈し、大略、天面2と、スカート部3と、このスカート部3の内側(中心軸L側)に設けられる内栓部4とからなる。この内栓部4は、培養容器100の口部101に嵌入される。また、スカート部3及び内栓部4により囲まれる部分は、溝部5として形成される。内栓部4には、溝部5に突出し培養容器100の内面100aに接触する突起部6が設けられている。
【0020】
このキャップ1は、樹脂材料を用いた射出成形により製作される。ここで、樹脂材料としては、例えば、熱可塑性エラストマー樹脂が用いられる。熱可塑性エラストマー樹脂は高い弾性を有するので、キャップ1の装着時における試験管100の破損を防止できる。なお、本実施形態において、熱可塑性エラストマー樹脂としてポリプロピレンエラストマーを用いる。
【0021】
図1,2に示すように、天面2は、キャップ1の中心軸Lに直交する円形の平坦面である。この天面2の周縁部2aには、中心軸Lに沿うように下方に向けてスカート部3が設けられている。
【0022】
このスカート部3は、図1〜3に示すように、その内面30aに中心軸L側へ隆起する第一隆起部31及び第二隆起部32が周方向に適宜間隔をおいてそれぞれ複数設けられている。本実施形態においては、3カ所に設けられている。また、第一隆起部31は、第二隆起部32よりも天面2側に設けられている。
【0023】
この第一隆起部31及び第二隆起部32の各頂部31a,32aが、試験管100の外面100bに接触する。また、第一隆起部31の頂部31aは、後述する突起部44よりも下方に設けられている。図3(a)に示すように、第一隆起部31の頂部31aは、試験管100の口縁102を係止させて、キャップ1を仮閉状態とする。これにより、例えば、オートクレーブ滅菌時や培養時において、試験管100の通気を確保することができる。
【0024】
また、第二隆起部32の頂部32aは、第一隆起部31よりも下方で試験管100の外面100bに接触し、外面100bとの間で摩擦力が生じる。これにより、上述の如き仮閉状態において、キャップ1の試験管100からの脱落を防止することができる。例えば、仮閉状態でキャップ1の周縁部2aを指で挟持して試験管100を移動させることができ、滅菌等の作業性が向上する。
【0025】
上述したように、各頂部31a,32aが試験管100の外面100bと接触するので、適度な摩擦力が生じている。よって、例えば試験管100を片手で握りながら指で天板2を押すことで、図3(b)に示す密閉状態とすることもできる。このように、第一隆起部31及び第二隆起部32により、通気状態(仮閉状態)と密閉状態とを片手で容易に切り替えることもでき、操作性がよく、作業効率も向上する。
【0026】
図1〜3に示すように、内栓部4は円筒形状を呈し、試験管100の口部101に嵌入される。この内栓部4は、壁部41の内側に、中空部42と、中空部42から連続し内栓部4の外周面40a及び溝部5の底面50cにより形成される外側角部4Bを含む平面F1より天面2に空間43aを形成する凹部43を有する。また、この中空部42は、図4,5に示すように、中心軸Lに略平行する筒状部44と、中心軸L側に傾斜する下細りのテーパー部45とを有する。テーパー部45により、内栓部4を試験管100の口部101に容易に嵌入させることができる。
【0027】
図4,5に示すように、内栓部4の外周面40bには突起部6が設けられている。この突起部6は、外周面40bの中心軸L方向の中央部46に位置し、筒状部44とテーパー部45との間に設けられている。また、突起部6の外径は試験管100の胴内径R2の最大径より大きく形成されている。上述したように、試験管100の口部101は、製作時の熱処理等で寸法誤差が大きく、口縁102の形状も不揃いとなる。他方、胴部103は、口部102に比べ寸法誤差が少ない。そのため、突起部6を内栓部4の中央部46に設けることで、突起部6を口縁102から離隔させて、胴部103で内面100aに密着して接触させることができ、寸法誤差による液漏れの発生を抑制する。
【0028】
このように、突起部6を胴部103で内面100aに接触させることで、試験管100を密閉する。この時、内栓部4には、突起部6により中心軸L側に向けて押圧力が生じる。この押圧力によって、内栓部4は中心軸L側へ変形し撓む。ここで、図5,6(a)に示すように、内栓部4の内周面40a及び凹部43の底部43cにより形成される内側角部4Aは、先の外側角部4Bより突起部6から隔離させている。これにより、押圧力の負荷方向側となる内周面40aの距離(高さ)Haは、凹部43の深さ(高さ)分外周面40bの距離Hbよりも長く(高く)なるので、内栓部4は押圧力により中心軸L側へ変形、撓みやすくなる。従って、この押圧力が、試験管の寸法誤差やメーカーや型番毎の製作公差との差に追従するように内栓部4を変形させ撓ませる。この変形、撓みによって、突起部6が内面100aに確実に接触するので、同じ径の試験管において共通して使用しても液漏れすることなく使用することができ、汎用性も向上する。また、内栓部4が撓み変形しやすいことで、キャップの開閉の操作性も向上する。
【0029】
ここで、内栓部4は、突起部6の位置(凹部43の底部43cからの高さ)Haが高いほど中心軸L側へ撓みやすくなる。しかし、突起部6を内栓部4の先端側に設けると、成形時において突起部6への樹脂の充填が不十分となる場合がある。よって、突起部6を内栓部4の中央部46に設けることで、押圧力の発生と突起部6の成形不良の防止を両立させることができる。
【0030】
また、内栓部4には、図1,4に示すように、中心軸Lに沿って複数のスリット47がV字状に形成されている。スリット47の開口47aは、図2に示すように、内周面40a側に形成されている。これにより、内栓部4に柔軟性を付与することができ、各メーカーの試験管に対応させて使用することができる。
【0031】
図1,4,5に示すように、溝部5は、上述のスカート部3の内周面30bと内栓部4の外周面40aに囲まれて、リング状に形成されている。この溝部5には、試験管100の口縁102が配置される。図5,6(a)に示すように、溝部5の底面50cは、内栓部4の壁部41から連続し且つ凹部43からスカート部3に向けて樹脂材料が連続する中実部48によってその中実部48の軸方向L下方に形成されている。また、溝部5の底面50cは、内栓部4の外側角部4Aを含み中心軸Lの軸方向に直交する平面F1と同一平面上に形成されている。
【0032】
ここで、本発明に係るキャップ1は、図7に示す如き金型200を用いた射出成形により製造される。金型200には、溝部5及び内栓部4に対応する凸部201a,201bが設けられ、これら凸部201a,201b間には上述の段差Hが形成されている。この段差Hにより、内栓部4を形成する第一凹部202の開口部203を幅広となる。そして、凸部201bとスカート部3の外面204との間には、開口部203に連通する空間205が形成される。従って、成形時において、図9に示す如く凸部201aが樹脂材料の流動の妨げとなることはない。また、第一凹部202の外側には、突起部6を形成する第二凹部207がリング状に形成されている。よって、空間205から幅広の開口部203を介して第一凹部202及び特に第二凹部207に樹脂材料を充填し易く、成形不良を防止することも同時に可能となる。これにより、特に突起部6の成形不良が防止されることで、液漏れの発生がさらに抑制される。しかも、本実施形態においては、溝部5の底面50cに対応する凸部201aの上面206は平坦面であるので、金型製作も容易となる。
【実施例】
【0033】
発明者は、まず、口径が13mmとする試験管について、試験管メーカー及び型番別に100本の試験管をサンプルとして抽出し、図8に示す胴内径R2を実測し、その最大値及び最小値を求めた。その結果を表1に示す。
【0034】
【表1】

【0035】
表1に示すように、最大値及び最小値は、メーカーによって異なり、同一メーカーでも型番によって異なる。従来のキャップでは、メーカー及び型番毎に寸法誤差(製作公差)を考慮しなければ、使用時に試験管100とキャップ1との間に隙間が生じ、液漏れが発生する。本実施例において、突起部44の外径を表1の胴内径R2の最大値11.58mmより大きくすると共に内栓部4の外周面40bの径を表1の同内径R2の最小値10.49mmより小さくなるようキャップ1を製造した。
【0036】
次に、表1に示す各試験管について、上記のキャップ1の漏れテストを実施した。この漏れテストは、まず、絵の具を溶かした無水エタノール(日本薬局方 99.5vol%以上)3CCを試験管300本にそれぞれ注入してキャップ1で密閉し、試験管立てで逆さに24時間保持した。その後、液漏れの有無を目視にて確認した。キャップ1には、ガンマー滅菌を行ったもの及び121℃で15分間でオートクレーブ滅菌を行ったものをそれぞれ用いた。また、無水エタノールに代えて水でも同様のテストを行った。その結果を表2に示す。
【0037】
【表2】

【0038】
表2に示すように、表面張力の小さい無水エタノールを含め全てのサンプルにおいて、全数漏れを生じることはなかった。特に、オートクレーブ滅菌を行うと、樹脂材料よりなるキャップ1は収縮するが、収縮後の状態においても、液漏れは確認されなかった。
【0039】
このように、本発明に係るキャップ1は、試験管メーカー及び型番に関わらず共通して使用することができ、寸法の変化するオートクレーブ滅菌においても使用可能であることが確認できた。
【0040】
最後に、本発明の他の実施形態の可能性について言及する。なお、以下の実施形態において、上記実施形態と同様の部材等には同様の符号を付してある。
上記実施形態において、樹脂材料として、ポリプロピレンエラストマーを用いたが、これに限られるものではなく、他の熱可塑性エラストマー樹脂であってもよい。弾性、耐薬品性等の特性を備え、射出成形に適切に用いられる材料であれば特に限定されない。
【0041】
上記実施形態において、内栓部4にスリット47を形成した。しかし、内栓部4に十分な柔軟性が付与できるのであれば、省略することも可能である。但し、柔軟性を付与する点で、上記実施形態が優れている。なお、スリットの形状、本数等は適宜設けることができる。
【0042】
上記実施形態において、第一隆起部31及び第二隆起部32を周方向に略等間隔に3カ所設けたが、特に個数はこれに限られるものではない。
【0043】
また、上記実施例は、試験管口径が13mmのものを例に説明したが、これらに限られるものではなく、例えば12mmの試験管であっても所定の最大値より大の外径を有する突起部を設ければよい。
【0044】
上記実施形態において、溝部5の底面50cを内栓部4の外側角部4Aを含み中心軸Lの軸方向に直交する平面F1と同一平面上に形成した。しかし、底面50cの形状はこれに限定されず、凹凸や傾斜面であってもよい。但し、金型製作の容易性、樹脂材料の流動性及び成形不良の防止の点で上記実施形態が優れている。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明は、例えば、ガラス製の試験管、ビーカー、フラスコ等の培養容器用キャップとして利用することができる。
【符号の説明】
【0046】
1,1’,1’’:培養容器用キャップ、2,2’,2’’:天面、2a:周縁部、3,3’,3’’:スカート部、4,4’,4’’:内栓部、4A:内側角部、4B:外側角部、5,5’,5’’:溝部、6,6’,6’’:突起部、7’:ストッパ、8’:段部、30a:内面、30b:外面、31:第一突起部、31a:頂部、32:第二突起部、32a:頂部、40a:内周面、40b:外周面、41:壁部、42:中空部、43:凹部、43c:底面、44:筒状部、45:テーパー部、46:中央部、47:スリット、48:中実部、50c,50’c,50’’c:底面、100:試験管(培養容器)、100a:内面、100b:外面、101:口部、102:口縁、103:胴部、200,200’:金型、201a,201b,201’:凸部、202,202’:第一凹部、203,203’:開口部、204:外面、205:空間、206:上面、、207:第二凹部、210’:突出部、H,Ha,Hb:距離(高さ)、F1:平面、L:中心軸、R1:口内径、R2:胴内径、

【特許請求の範囲】
【請求項1】
天面と、この天面の縁部から下方に延びるスカート部と、このスカート部の内側に設けられ、培養容器の口部に嵌入される内栓部と、前記スカート部及び前記内栓部に囲まれる溝部と、前記溝部に突出し前記培養容器の内面に接触する突起部とを備え、樹脂材料により成形される培養容器用キャップであって、
前記内栓部は、中空部と、この中空部から連続し前記内栓部の外周面及び前記溝部の底面により形成される外側角部を含む平面より前記天面側に空間を形成する凹部を有し、
前記内栓部の内周面と前記凹部の底面により形成される内側角部は、前記外側角部より前記突起部から離隔し、
前記溝部の底面は、前記内栓部の壁部から連続し且つ前記凹部から前記スカート部に向けて前記樹脂材料が連続する中実部によってその下方に形成されている
培養容器用キャップ。
【請求項2】
前記溝部の底面は、前記内側角部を含む平面と同一平面に形成される請求項1記載の培養容器用キャップ。
【請求項3】
前記内栓部には、複数のスリットが前記軸方向に沿って形成されている請求項1又は2記載の培養容器用キャップ。
【請求項4】
前記スリットは、前記内栓部の内面において開口するV字形状に形成されている請求項3記載の培養容器用キャップ。
【請求項5】
前記突起部は前記内栓部の外周面の中央部に位置すると共に、前記中央部の上部には前記軸方向に平行となる筒状部が設けられ、前記中央部の下部は前記軸方向に対し傾斜する斜面を有するテーパー部が設けられている請求項1〜4のいずれかに記載の培養容器用キャップ。
【請求項6】
前記樹脂材料は、熱可塑性エラストマー樹脂よりなる請求項1〜5のいずれかに記載の培養容器用キャップ。
【請求項7】
前記スカート部の内周面には、第一隆起部及び第二隆起部が軸方向に対して異なる位置に形成されている請求項1〜6のいずれかに記載の培養容器用キャップ。
【請求項8】
前記培養容器は、オートクレーブ滅菌に用いられる請求項1〜7のいずれかに記載の培養容器用キャップ。
【請求項9】
前記培養容器は、ガラス製の培地用試験管である請求項1〜8のいずれかに記載の培養容器用キャップ。

【図1】
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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9】
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【公開番号】特開2013−31399(P2013−31399A)
【公開日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−169037(P2011−169037)
【出願日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【出願人】(511188303)有限会社ハオプロジェクト (1)
【Fターム(参考)】