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図面 (20)

課題・解決手段

本発明の実施形態は、液体濾過に使用するための濾過デバイス(1)に関し、開放端部及び閉鎖端部を有する液体容器(3)と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体(4)とを開示し、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタ(6)とを含み、このデバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシール(8)をさらに含み、シールは、プランジャから一方の端で垂下する第1のスカートを含み、第1のスカートは、使用の際にバイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を有し、少なくとも圧縮されていない状態で、スカートとプランジャ本体との間に概して環状の分離部を有し、分離部は、概して軸と平行に延在する。第1のスカートと重なる第2のスカートも開示される。

概要

背景

中空の管状バイアル内で滑動する中空プランジャを備える濾過デバイスは、液体試料から固形物を除去するために、研究室及び他の環境でしばしば使用される。例えば、血液、粘液又は尿などの生体試料を(例えば汚染物質又は望ましくないタンパク質を除去するために)濾過することができ、濾液はその後、医療試験又は他の試験を行うために使用される。

このようなデバイスでは、通常、中空プランジャは、一方の端に開口部を有し、開口部には濾過膜が取り付けられる。濾過すべき液体試料は、最初に管状バイアル内に保持され、管状バイアルは一方の端で開いており、他方の端で閉じている。中空プランジャは中空バイアル内に挿入され、中空プランジャの外面と管状バイアルの内面との間に密封接触が形成される。次に中空プランジャは管状バイアル内に押し下げられ、密封接触は液体試料を、濾過膜を通して中空プランジャの内部に押し進める。次に濾液は、その後の処理のために必要とされるまで、プランジャの内部に保持される。濾液が漏れ出るのを防ぐため、プランジャにキャップが取り付けられることもある。濾液が必要な場合、濾液を抽出するために、注射器又は他のデバイスを使用してキャップに穴を開けることもある。米国特許第4800020号は、この種類の濾過デバイスの一例を記載している。

上述した密封接触は、通常、組立て中にプランジャ本体上に配置される剛性リング又は同様のシールを使用することによって形成される。これは、特に、通常、このようなシールは小さく、自動又は手動での組立て中に扱うのが困難であるという事実に鑑みて、濾過デバイスの組立てを複雑にし、さらに、プランジャ本体に溝又は他の構造を配置することを必要とする可能性があり、プランジャ本体の製造を複雑にする。

さらに、上述した密封接触を効果的にするために、Oリングと管状バイアルの内壁との間に比較的きつい嵌合が必要であり、嵌合が緩すぎる場合、密封接触は効果的でなくなり、液体試料を、濾過膜を通さずにプランジャの側面の周囲に漏れ出させる。一方では、嵌合がきつすぎる場合、プランジャを管状バイアル内に押すために必要な力は過大になる可能性があり、デバイスを操作するのを困難にし、さらに、管状バイアルが過大な力の下で破損する可能性がある。したがって、Oリングによって形成される外径及び管状バイアルの内径の高い程度の精度が必要とされてきた。

結果として、管状バイアルは、通常、(例えば、射出成形によって)高い程度の精度に製造するのが比較的容易であり、破損に対して比較的耐久性があるため、プラスチック材料から製造されてきた。しかしながら、プラスチック材料は、しばしば液体試料による浸出の影響を受けやすく、結果として、濾過前にプラスチック材料からの不純物汚染された液体試料を生じる可能性があり、この不純物は濾過工程中にすべては除去されない可能性がある。したがって、ガラスなど、液体試料による浸出の影響を受けにくい、より不活性な材料で作られた管状バイアルを使用することが望ましい。しかしながら、ガラスバイアルは、通常、プラスチックバイアルよりバイアル間の内径の変動がより大きく、上述したプランジャとの使用に適していない。加えて、従来のガラスバイアルは、特に、プランジャがバイアル内に押し進められるにつれて圧縮される圧縮されたプランジャシール又は流体によって及ぼされる過大な力を受けたときに、一般的にはプラスチックバイアルほど強くない。本発明の実施形態は、従来技術の問題の少なくともいくつかを軽減する。

概要

本発明の実施形態は、液体の濾過に使用するための濾過デバイス(1)に関し、開放端部及び閉鎖端部を有する液体容器(3)と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体(4)とを開示し、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタ(6)とを含み、このデバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシール(8)をさらに含み、シールは、プランジャから一方の端で垂下する第1のスカートを含み、第1のスカートは、使用の際にバイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を有し、少なくとも圧縮されていない状態で、スカートとプランジャ本体との間に概して環状の分離部を有し、分離部は、概して軸と平行に延在する。第1のスカートと重なる第2のスカートも開示される。

目的

可撓性スカート8bは、図4a及び4bを参照して上述した可撓性リブ8aより、シール8bとバイアル3の壁との間により大きい接触面積を提供し、より効果的な密封接触を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

液体濾過に使用するための濾過デバイスであって、開放端部及び閉鎖端部を含む液体容器と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体とを備え、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタとを含み、デバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシールをさらに含み、シールは、プランジャから一方の端で垂下する第1のスカートを含み、第1のスカートは、使用の際にバイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を含み、少なくとも圧縮されていない状態で、スカートとプランジャ本体との間に概して環状の分離部を含み、分離部は、概して軸と平行に延在する、濾過デバイス。

請求項2

プランジャ本体は、使用の際に液体容器の閉鎖端部に最も近い本体の端部に又はこれに隣接して、本体に取り付けられた又は本体の一部を形成するキャップをさらに含み、キャップはキャップから垂下する第2のスカートを含む、請求項1記載の濾過デバイス。

請求項3

第2のスカートは、第1のスカートに向かって延び、キャップ及び/又はプランジャ本体と第2のスカートとの間に、他の概して環状の分離部を任意に提供する、請求項2記載の濾過デバイス。

請求項4

第2のスカートは、バイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を有する、請求項3記載の濾過デバイス。

請求項5

第1のスカート若しくは第2のスカート、又は両方のスカートの外表面は、隆起がない実質的に環状の表面を形成する、請求項4記載の濾過デバイス。

請求項6

第1及び/又は第2のスカートは、液体容器内に取り付けるために弾性変形可能である、請求項2乃至5のいずれか1項記載の濾過デバイス。

請求項7

第1及び第2のスカートは重なり、好適には、重なり部で第2のスカートは第1のスカートの上に位置する、請求項2乃至6のいずれか1項記載の濾過デバイス。

請求項8

キャップは、プランジャ本体の残りの部分に取り付けられ、そのように取り付けられるとフィルタを締め付ける、請求項2乃至7のいずれか1項記載の濾過デバイス。

請求項9

第1及び/又は第2のスカートは、プランジャ本体と一体に形成される、請求項2乃至8のいずれか1項記載の濾過デバイス。

請求項10

プランジャ本体及びスカートは、プラスチック射出成形プロセスを用いて形成される、請求項2乃至9のいずれか1項記載の濾過デバイス。

請求項11

プランジャ本体は第1の端部に開口部を有し、フィルタは開口部に配置される、請求項1乃至10のいずれか1項記載の濾過デバイス。

請求項12

液体容器は開放端部で外向きのテーパ形状である、請求項1乃至11のいずれか1項記載の濾過デバイス。

請求項13

液体容器はガラス材料で形成される、請求項12記載の濾過デバイス。

請求項14

液体容器はブローイング加工を使用して形成される、請求項13記載の濾過デバイス。

請求項15

液体の濾過に使用するための濾過デバイスであって、開放端部及び閉鎖端部を有する液体容器と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体とを備え、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過済み液収容チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタとを含み、デバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシールをさらに含み、液体容器は、開放端部で外向きのテーパ形状である、濾過デバイス。

請求項16

液体容器は、ブローイング及び/又は研削加工を使用して形成され、好適にはガラス材料で形成される、請求項15記載の濾過デバイス。

技術分野

0001

本発明は、液体試料濾過する濾過デバイス及び方法に関し、詳細には、濾材を含むプランジャバイアルなどの液体容器内に挿入される濾過デバイスに関する。

背景技術

0002

中空の管状バイアル内で滑動する中空プランジャを備える濾過デバイスは、液体試料から固形物を除去するために、研究室及び他の環境でしばしば使用される。例えば、血液、粘液又は尿などの生体試料を(例えば汚染物質又は望ましくないタンパク質を除去するために)濾過することができ、濾液はその後、医療試験又は他の試験を行うために使用される。

0003

このようなデバイスでは、通常、中空プランジャは、一方の端に開口部を有し、開口部には濾過膜が取り付けられる。濾過すべき液体試料は、最初に管状バイアル内に保持され、管状バイアルは一方の端で開いており、他方の端で閉じている。中空プランジャは中空バイアル内に挿入され、中空プランジャの外面と管状バイアルの内面との間に密封接触が形成される。次に中空プランジャは管状バイアル内に押し下げられ、密封接触は液体試料を、濾過膜を通して中空プランジャの内部に押し進める。次に濾液は、その後の処理のために必要とされるまで、プランジャの内部に保持される。濾液が漏れ出るのを防ぐため、プランジャにキャップが取り付けられることもある。濾液が必要な場合、濾液を抽出するために、注射器又は他のデバイスを使用してキャップに穴を開けることもある。米国特許第4800020号は、この種類の濾過デバイスの一例を記載している。

0004

上述した密封接触は、通常、組立て中にプランジャ本体上に配置される剛性リング又は同様のシールを使用することによって形成される。これは、特に、通常、このようなシールは小さく、自動又は手動での組立て中に扱うのが困難であるという事実に鑑みて、濾過デバイスの組立てを複雑にし、さらに、プランジャ本体に溝又は他の構造を配置することを必要とする可能性があり、プランジャ本体の製造を複雑にする。

0005

さらに、上述した密封接触を効果的にするために、Oリングと管状バイアルの内壁との間に比較的きつい嵌合が必要であり、嵌合が緩すぎる場合、密封接触は効果的でなくなり、液体試料を、濾過膜を通さずにプランジャの側面の周囲に漏れ出させる。一方では、嵌合がきつすぎる場合、プランジャを管状バイアル内に押すために必要な力は過大になる可能性があり、デバイスを操作するのを困難にし、さらに、管状バイアルが過大な力の下で破損する可能性がある。したがって、Oリングによって形成される外径及び管状バイアルの内径の高い程度の精度が必要とされてきた。

0006

結果として、管状バイアルは、通常、(例えば、射出成形によって)高い程度の精度に製造するのが比較的容易であり、破損に対して比較的耐久性があるため、プラスチック材料から製造されてきた。しかしながら、プラスチック材料は、しばしば液体試料による浸出の影響を受けやすく、結果として、濾過前にプラスチック材料からの不純物汚染された液体試料を生じる可能性があり、この不純物は濾過工程中にすべては除去されない可能性がある。したがって、ガラスなど、液体試料による浸出の影響を受けにくい、より不活性な材料で作られた管状バイアルを使用することが望ましい。しかしながら、ガラスバイアルは、通常、プラスチックバイアルよりバイアル間の内径の変動がより大きく、上述したプランジャとの使用に適していない。加えて、従来のガラスバイアルは、特に、プランジャがバイアル内に押し進められるにつれて圧縮される圧縮されたプランジャシール又は流体によって及ぼされる過大な力を受けたときに、一般的にはプラスチックバイアルほど強くない。本発明の実施形態は、従来技術の問題の少なくともいくつかを軽減する。

先行技術

0007

英国特許第2048097号

課題を解決するための手段

0008

本発明の一態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、開放端部及び閉鎖端部を含む液体容器と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体とを備え、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタとを含み、このデバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシールをさらに含み、シールは、プランジャから一方の端で垂下する第1のスカートを含み、第1のスカートは、使用の際にバイアルに滑動可能且つ密封可能に当接する外表面を含み、少なくとも圧縮されていない状態で、スカートとプランジャ本体との間に概して環状の分離部を含み、分離部は、概して軸と平行に延在する。

0009

このようにして、異なる液体容器のサイズに対して広い許容範囲を有し、容器内に圧縮されたときでも液体容器に著しい力を及ぼさない、効果的なシールを設けることができる。

0010

一実施形態では、プランジャ本体は、使用の際に液体容器の閉鎖端部に最も近い本体の端部に又はこれに隣接して、本体の一部に取り付けられた又は本体の一部を形成するキャップをさらに含み、キャップは、キャップから垂下する第2のスカートを含む。

0011

好適には、第2のスカートは、第1のスカートに向かって延び、好適には、キャップ及び/又はプランジャ本体と第2のスカートとの間に他の概して環状の分離部を設ける。

0012

一実施形態では、第2のスカートも外側密封面を有する。

0013

好適には、第1及び第2のスカートは重なる。より好適には、重なり部分では、第2のスカートは第1のスカートの上に位置する。

0014

一実施形態では、第1のスカート若しくは第2のスカート、又は両方のスカートの外表面は、隆起がない実質的に環状の表面を形成する。

0015

好適には、キャップは、プランジャ本体の残りの部分に取り付けられ、そのように取り付けられるとフィルタを定位置に締め付ける

0016

本発明の第2の態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、開放端部及び閉鎖端部を有する液体容器と、開放端部と閉鎖端部との間に延在する軸に沿って液体容器内で少なくとも部分的に移動可能なプランジャ本体とを備え、プランジャは、流体濾過経路を介して液体容器と流体連通する濾過済み液収容チャンバと、濾過経路内に配置されたフィルタとを含み、デバイスは、プランジャ移動中に流体が流れ出るのを抑制する又は防止する滑動可能なシールをさらに含み、液体容器は、開放端部で外向きのテーパ形状である。

0017

液体容器は、ブローイング及び/又は研削加工を使用して形成されてもよい。好適には、液体容器は、ガラス材料で形成される。

0018

本発明の第3の態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、プランジャ本体の第1の端部に第1の外断面を画定するプランジャ本体と、濾材料と、第2の外断面を画定する密封手段とを備え、第2の断面は第1の断面の対応する寸法より大きい寸法を有し、密封手段及びプランジャ本体はそれぞれ第1の材料で形成され、プランジャ本体の少なくとも第1の端部は、第2の外断面の寸法より小さく、第1の外断面の対応する寸法より大きい寸法を有する内断面を有する液体容器内に挿入可能であり、液体容器は液体を保持するための閉鎖端部を備え、密封手段は、プランジャ本体の壁の厚さより薄い厚さを有する可撓性部分を備え、それによって、可撓性部分は、プランジャ本体の壁よりも可撓性であり、液体容器内への挿入によって曲がって第2の外断面が液体容器の内断面に対応するように変化することができ、それによって、濾過デバイスは、第1の端部が液体容器の閉鎖端部に向かって移動するように、液体容器内で滑動可能に移動可能であり、可撓性部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、移動中、液体容器の内壁とのシールを形成し、移動中、液体容器内に保持された液体が濾過デバイスの周囲を通過するのを防いで、移動により液体が濾材料を通過する。

0019

本発明の実施形態による濾過デバイスは、液体容器内への挿入によって曲がることができ、且つ画定する断面を変化させる可撓性部分を有する密封手段を備えるため、変化する内寸を有する液体容器と共に使用することができる。このことは、それらを、典型的には異なる容器間の内寸の大きい変動を示すガラスなどの材料から作られた液体容器との使用に特に適したものにする。さらに、プランジャ本体及び密封手段は同じ材料で作られるため、濾過デバイスを効率的に製造することができる。

0020

好適には、密封手段は、プランジャ本体と一体に形成される。プランジャ本体及び密封手段は、射出成形プロセスを使用して形成されてもよい。これは、密封手段がプランジャ本体と一体に形成されるため、従来技術のデバイスで必要とされていたOリングなどの別個のシールを組み立てる必要がないため、濾過デバイスの製造を簡単にする。

0021

いくつかの実施形態では、可撓性部分は、プランジャ本体から外向きに延びる1つ以上のリブを備え、移動中、リブは、本体部分に対して長手方向に、且つ本体部分に向かって内側にそれることができる。代わりに又は加えて、可撓性部分は、プランジャ本体の第1の端部から下方に延びるスカートを備えてもよく、スカートは内側にそれることができる。好適には、スカートは、凹部の壁を形成し、凹部は、収容された液体がスカートに外向きの力を及ぼすように、移動中に液体を収容するように構成される。これらの可撓性部分は、型材料の流れの方向にプランジャ本体の中心から離れて延びるため、成形工程中に容易に製造される。さらに、凹部が使用される場合、凹部で収容された液体は、スカートにさらに外向きの圧力を及ぼし、シールの有効性をさらに改善する。

0022

好適には、プランジャ本体は、第1の端部に向かって細くなるようにテーパになっている。これは、液体容器内のプランジャ本体の不整列を防ぎ、シールが効果的に係合することを確実にする。

0023

本発明の第4の態様によれば、液体を濾過する方法が提供され、この方法は、所定の内断面を有する液体容器内に液体試料を挿入するステップと、プランジャ本体の第1の端部に所定の内断面より小さい寸法を有する第1の外断面を画定するプランジャ本体、濾材料、及び所定の内断面より大きい寸法を有する第2の外断面を画定する密封手段を備える濾過デバイスを設けるステップであって、密封手段は、プランジャ本体の壁の厚さより薄い厚さを有する可撓性部分を備える、ステップと、プランジャ本体の少なくとも第1の端部及び密封手段を液体容器内に挿入するステップであって、それによって、可撓性部分が曲がって第2の外断面が液体容器の内断面に対応するように変化する、ステップと、第1の端部が液体容器の閉鎖端部に向かって移動するように濾過デバイスを滑動可能に移動させるステップであって、可撓性部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、移動中、液体容器の内壁とのシールを形成し、移動中、液体容器内に保持された液体が濾過デバイスの周囲を通過するのを防いで、移動により液体が濾材料を通過する、ステップとを含む。

0024

本発明の第5の態様によれば、容器から液体を抽出し、抽出された液体を濾過するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、プランジャ本体の第1の端部に第1の外断面を有するプランジャ本体と、フィルタと、第2の外断面を有する密封手段とを備え、第2の外断面は第1の外断面より大きく、密封手段及びプランジャ本体は一体であり、第1の材料で形成され、プランジャ本体の少なくとも第1の端部は、第2の外断面より小さく、第1の外断面より大きい内断面を有する液体容器内に挿入可能であり、密封手段は、プランジャ本体の壁の厚さより薄い厚さを有する可撓性部分を備え、それによって、可撓性部分は、プランジャ本体の壁よりも可撓性であり、液体容器内への挿入によって曲がって第2の外断面が液体容器の内表面に対して封止するように変化して、シールと容器との間を液体が通過するのを防ぐことができ、フィルタは、挿入により液体がフィルタを通過するように構成される。

0025

本発明の第6の態様によれば、液体の濾過に使用するための濾過デバイスが提供され、この濾過デバイスは、プランジャ本体と、濾材料と、プランジャ本体の第1の端部から下方に延びる可撓性スカート部分を備える密封手段とを備え、プランジャ本体の少なくとも第1の端部は液体容器内に挿入可能であり、液体容器は、液体を保持するための閉鎖端部を備え、可撓性スカート部分は、液体容器の内断面に対応するように液体容器内への挿入によって曲がることができ、可撓性スカート部分は、凹部の壁を形成し、凹部は、液体容器内への挿入によって液体を収容するように構成されて、収容された液体は、スカートに外向きの力を及ぼして、それによって、可撓性スカート部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、液体容器内への挿入によって液体容器の内壁とのシールを形成する。

0026

中空の管状バイアル内で滑動する中空プランジャを備える濾過デバイスは、液体試料から固形物を除去するために、研究室及び他の環境でしばしば使用される。例えば、血液、粘液又は尿などの生体試料を(例えば汚染物質又は望ましくないタンパク質を除去するために)濾過することができ、濾液はその後、医療試験又は他の試験を行うために使用される。

0027

このようなデバイスでは、典型的には、中空プランジャは、一方の端に開口部を有し、開口部には濾過膜が取り付けられる。濾過すべき液体試料は、最初に管状バイアル内に保持され、管状バイアルは一方の端で開いており、他方の端で閉じている。中空プランジャは中空バイアル内に挿入され、中空プランジャの外面と管状バイアルの内面との間に密封接触が形成される。次に中空プランジャは管状バイアル内に押し下げられ、密封接触は液体試料を、濾過膜を通して中空プランジャの内部に押し進める。次に濾液は、その後の処理のために必要とされるまで、プランジャの内部に保持される。濾液が漏れ出るのを防ぐため、プランジャにキャップを取り付けられることもある。濾液が必要な場合、濾液を抽出するために、注射器又は他のデバイスを使用してキャップに穴が開けられることもある。米国特許第4800020号は、この種類の濾過デバイスの一例を記載している。

0028

濾過膜は、典型的には、濾過膜を定位置に保持する、開口部の内側に嵌合する保持リングを使用して定位置に保持される。保持リングは、締まり嵌め又は「スナップ」嵌めによって開口部内に嵌合してもよく、且つ/又は、開口部に超音波溶接されてもよい。しかしながら、このような保持リングは、典型的には小さく、開口部内に正確に配置するのが困難であり、製造を困難にする。さらに、特に保持リングが不正確に配置されると、そのプランジャへの取付けが不確実になる可能性があり、結果として、濾過膜が取り外され、プランジャを効果的でないものにする。

0029

本発明の他の目的は、従来技術の問題の少なくともいくつかを軽減することであり、したがって、本発明の第7の態様によれば、プランジャ組立品を液体容器内に挿入することによって液体容器内に保持された液体試料を濾過する際に使用するためのプランジャ組立品を製造する方法が提供され、この方法は、第1の位置決め手段、内部チャンバ、及び内部チャンバに流体接続されている第1の開口部を備えるプランジャ本体を設けるステップと、第2の開口部、及び第1の位置決め手段に対応する第2の位置決め手段を備える端部ピースを設けるステップと、第1の開口部と第2の開口部との間に濾材料を配置するステップと、第1の位置決め手段を第2の位置決め手段と係合させるステップとを含み、それによって、濾材料が濾材料が第1の開口部と第2の開口部との間に保持されるようにプランジャ本体に取り付けられて、第2の開口部で収容された液体は、第1の開口部を経て内部チャンバへと濾材料を通過することができる。

0030

したがって、プランジャ本体及び端部ピースを備えるツーピースのプランジャ組立品が提供される。濾材料が、プランジャ本体及び端部ピース上の個々の位置決め手段を係合させることによって定位置に保持されるため、内部保持リングの使用が回避され、組立ての容易さが改善される。さらに、係合手段の使用は、濾材料が定位置にしっかりと保持されることを確実にし、濾材料がずれる危険性を低減する。

0031

いくつかの実施形態では、第1の位置決め手段は位置決め突起を備え、第2の位置決め手段は位置決め凹部を備える。

0032

好適には、端部ピースは、超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられる。超音波溶接は、第1の位置決め手段の内側の第1の位置及び第1の位置決め手段の外側の第2の位置に形成されてもよい。プランジャ本体は、第1の位置に配置された第1のエネルギー検出器及び第2の位置に配置された第2のエネルギー検出器を備えることができる。したがって、端部ピースは少なくとも2つの位置に溶接されてもよく、プランジャ組立品への濾過膜の取付けの安全性をさらに改善する。

0033

代わりに又は加えて、端部ピースは、締まり嵌め及び/又は接着剤を使用してプランジャ本体に取り付けられてもよい。

0034

好適には、方法は、端部ピース上に密封手段を形成するステップを含み、密封手段は液体容器とのシールを形成するためのものである。シールなどの機構は、端部ピース上に形成されてもよく、端部ピースが複数の部分を有することを可能にする。

0035

本発明の第8の態様によれば、液体の濾過に使用するためのプランジャ組立品が提供され、このプランジャ組立品は、第1の位置決め手段、内部チャンバ、及び内部チャンバに流体接続されている第1の開口部を備えるプランジャ本体と、第2の開口部、及び第1の位置決め手段に対応する第2の位置決め手段を備える端部ピースと、第1の開口部と第2の開口部との間に配置された濾材料とを備え、第1の位置決め手段は第2の位置決め手段と係合され、それによって、濾材料がプランジャ本体に取り付けられて、濾材料が第1の開口部と第2の開口部との間に保持され、それによって、第2の開口部で収容された液体は、第1の開口部を経て内部チャンバへと濾材料を通過することができる。

0036

好適には、第1の位置決め手段は位置決め突起を備え、第2の位置決め手段は位置決め凹部を備える。好適には、プランジャ本体は第1の成形部を備え、端部ピースは第2の成形部を備え、第1の成形部及び第2の成形部は、別個の成形工程で形成されている。

0037

いくつかの実施形態では、端部ピースは、液体容器内に挿入されると、液体容器とのシールを形成するための密封手段を備える。

0038

好適には、プランジャ本体は第1の外断面を画定し、端部ピースは、第2の外断面を画定する密封手段を備え、第2の外断面は第1の外断面の対応する寸法より大きい寸法を有し、少なくとも端部ピースは、第2の外断面の寸法より小さく、第1の外断面の対応する寸法より大きい内断面を有する液体容器内に挿入可能であり、液体容器は液体を保持するための閉鎖端部を備え、密封手段は、液体容器内への挿入によって曲がって第2の断面が液体容器の内断面に対応するように変化することができる可撓性部分を備え、それによって、濾過デバイスは、濾材料が液体容器の閉鎖端部に向かって移動するように、液体容器内で滑動可能に移動可能であり、可撓性部分は、液体容器の内壁に外向きの力を及ぼし、それによって、移動中、液体容器の内壁とのシールを形成し、移動中、液体容器内に保持された液体が濾過デバイスの周囲を通過するのを防いで、移動により液体が濾材料を通過する。

0039

密封手段は、液体容器内への挿入によって曲がることができ、画定する断面を変化させる可撓性部分を有するため、このような密封手段を有するプランジャ組立品は、変化する内寸を有する液体容器と共に使用することができる。このことは、それらを、典型的には異なる容器間の内寸の大きい変動を示すガラスなどの材料から作られた液体容器との使用に特に適したものにする。

0040

いくつかの実施形態では、可撓性部分は、プランジャ本体から外向きに延びる1つ以上のリブを備え、移動中、リブは、本体部分に対して長手方向に、且つ本体部分に向かって内側にそれることができる。

0041

代わりに又は加えて、可撓性部分は、プランジャ本体の第1の端部から下方に延びるスカートを備えてもよく、スカートは内側にそれることができる。スカートは、凹部の壁を形成してもよく、凹部は、収容された液体がスカートに外向きの力を及ぼすように、移動中に液体を収容するように構成される。さらに、凹部が使用される場合、凹部で収容された液体は、スカートにさらに外向きの圧力を及ぼし、シールの有効性をさらに改善する。

0042

好適には、プランジャ本体は、第1の端部に向かって細くなるようにテーパになっている。これは、液体容器内のプランジャ本体の不整列を防ぎ、シールが効果的に係合することを確実にする。

0043

本発明の第9の態様によれば、本発明の第8の態様によるプランジャ組立品と、液体容器とを備える、液体を濾過するための濾過装置が提供され、液体容器は、プランジャを受けるための開放端部を備え、液体容器は、開放端部に向かってテーパになっている。

0044

液体容器は、ブローイング及び/又は研削加工を使用して形成されてもよい。好適には、液体容器は、ガラス材料で形成される。

0045

本発明の第10の態様によれば、液体試料の濾過のための第9の態様による濾過装置の使用が提供される。

0046

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面を参照してなされる、単に例として与えられる本発明の好適な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

0047

本発明の一実施形態による濾過装置を示す分解断面図である。
本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。
本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。
本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。
本発明の一実施形態による使用中の濾過装置を示す外観図である。
本発明の一実施形態で使用するためのキャップ及びセプタムシールを示す上面図である。
代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。
代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。
本発明の第2の実施形態による液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。
本発明の第2の実施形態による液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。
代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。
代わりの液体シールを備えるプランジャ本体を示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するためのテーパのプランジャ本体を示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するためのプランジャ本体及び液体容器を示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するためのテーパ部を有する液体容器を示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するための第1の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す側面断面図である。
第1の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す上面断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するための第2の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す側面断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するための第3の形式の濾液容器を備える濾過装置を示す側面断面図である。
第3の形式の濾液容器と共に使用するための第1の形式の導管経路の断面図を示す。
第3の形式の濾液容器と共に使用するための第1のプランジャ本体を示す斜視断面図である。
第3の形式の濾液容器と共に使用するための第2の形式の導管経路を示す断面図である。
第3の形式の濾液容器と共に使用するための第2のプランジャ本体を示す斜視断面図である。
第1及び第2のプランジャ本体のいずれかと共に使用するための濾液容器を示す側面断面図である。
第3の形式の濾液容器と共に使用するための第3のプランジャ本体を示す斜視断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するための通気孔配置構成を示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するための通気孔配置構成を示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するための通気孔配置構成を示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するためのチャンバシールを示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するためのキャップシールを示す断面図である。
本発明のいくつかの実施形態で使用するための外部嵌合フィルタリングを示す断面図である。
超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられている外部から取り付けるフィルタリングを示す断面図である。
超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられている外部から取り付けるフィルタリングを示す断面図である。
超音波溶接プロセスを使用してプランジャ本体に取り付けられている外部から取り付けるフィルタリングを示す断面図である。
第3の代わりのフィルタ取付けリングを示す断面図である。
後述する実施形態で使用するための変更されたシール配置構成を示す図である。

実施例

0048

図1は、本発明の一実施形態による濾過装置1の分解断面図を示す。濾過装置1は、プランジャ組立品2の形態の濾過デバイスと、バイアル3の形態の試料容器とを備え、試料容器内には液体試料が濾過前に配置される。

0049

プランジャ組立品2は、一方の端部に濾過膜6が配置される開口部5を有するプランジャ本体4を備え、濾過膜6は、保持リング7によって開口部5に保持され、保持リングは、例えば締まり嵌め又はスナップ嵌めによって、濾過膜を取り付けることができる。代わりに、保持リング7を開口部5に固定し、それによって濾過膜6を定位置に保持するために、超音波溶接を使用することができる。

0050

濾過膜6は、典型的には、液体試料21を通過させるが、不要な粒子を除去するように選択された細孔径を有する多孔質膜であり、典型的な細孔径は0.2μmから0.45μmである。濾過膜6は、ポリエーテルスルホン(PES)、ナイロン若しくはポリプロピレン、又は任意の他の適切な材料から構成されてもよい。

0051

プランジャ本体4は、さらに、液体シール8、通気孔シール9、及びチャンバシール10を備える(これらの部品は後により詳細に説明される)。

0052

プランジャ本体4は、中空であり、その内部にチャンバ12を備える。後述するように、濾過された液体試料を収容するための濾液容器13が、チャンバ12内に任意に配置される。プランジャ組立品2は、さらに、チャンバ12を一方の端部で密封するキャップ14及びセプタムシール15を含む。キャップ14は、典型的には、プランジャ本体4上の隆起14a上に閉じられる。キャップ14は、代わりに又は加えて、キャップ14の密封特性を改善するために、プランジャ本体4に圧着されてもよい。

0053

バイアル3は、底端部16で閉じられ、上端部17で開かれた中空の容器である。本明細書では、キャップ14が濾過装置1の「上面」に配置されていると称され、濾過装置1の対向する端部が濾過装置1の「底部」と称される慣習を使用する。したがって、キャップ14の近位部分は、濾過装置1の「上部」部分に配置されていると称されてもよく、キャップ14の遠位部分は、濾過装置1の「下部」部分に配置されていると称される、等である。この用語法は、使用及び貯蔵の際の濾過装置1の典型的な配向を示しているが、濾過装置1は、任意の他の配向で使用又は貯蔵されてもよいことが理解されるであろう。

0054

バイアル3は、典型的には円筒管であるが、非円形(例えば、楕円形又は正方形)断面の試料容器3を使用してもよい。プランジャ本体4は、プランジャ本体4がバイアル3内に挿入され、滑動可能に移動され得るように、バイアル3の内断面に対応するように構成された外断面を有する。バイアル3は、典型的には、液体試料による浸出の影響を受けにくい不活性材料で作られる。例えば、バイアル3は、HPLCガラス(例えば、ホウケイ酸塩33、51若しくは55)などのガラス材料、又はセラミック材料から作られてもよい。

0055

プランジャ本体4は、典型的には、Moplen(登録商標)EP300Lなどのプラスチック材料、又は他の医療グレードポリプロピレン材料から作られてもよく、射出成形プロセスを使用して製造されてもよい。濾液容器13は、プランジャ本体12が作られる材料より液体試料による浸出の影響を受けにくい不活性材料から形成されてもよく、例えば、濾液容器13は、バイアルに関連して上述した不活性材料のいずれから作られてもよい。

0056

濾過装置1は、典型的には、容易な手動の取扱い及び操作を可能にするために、十分に小さい。例えば、開口部5は、約6乃至7mm以下の外径を有してもよく、バイアル3の内径は、約7.5乃至8.5mm以下であってもよく、プランジャ本体の長さは、約30乃至35mm以下であってもよい。これらの寸法は単なる例示であり、本発明の実施形態による濾過装置1は、任意の所望の寸法にしたがって構成されてもよい。

0057

図2a乃至2dは、本発明の一実施形態による濾過処理で使用する種々の段階での濾過装置1の外観図を示す。図2aは、使用するために準備された濾過装置1を示す。液体試料21aは、例えば、最初はバイアル3とは別に保持されているプランジャ組立品2により、ピペット20を使用してバイアル3内に挿入される。

0058

次に、図2bに示すように、プランジャ組立品2はバイアル3の開放端部17内に挿入され、バイアル3内で滑動するように押し下げられ、その結果、図2cに示すように、開口部5はバイアル3の閉鎖端部16に向かって移動する。プランジャ組立品2がバイアル3内を移動するにつれて、液体シール8はバイアル3の内壁と係合し、液体試料がプランジャ組立品2の端部の周囲から漏れ出るのを防止する。したがって、液体試料21aは、プランジャ組立品2の開口部5に配置された濾過膜6を経て、プランジャ組立品2の内部のチャンバ12内に押し進められ、そこで濾液容器13内に収集され、又は、濾液容器が使用されない場合、単にチャンバ12内に保持される。通気孔22がプランジャ本体4の側壁に配置され、液体試料21が開口部5を経てチャンバ12に入るにつれて、空気がプランジャ組立品2の内部のチャンバ12から脱出できるようにする。

0059

図2dは、完全に押し下げられた状態の濾過装置1を示し、この状態では、プランジャ組立品2はバイアル3内に最大限に挿入され、実質的にすべての液体試料21aが濾過膜6を通過しており、濾液21bとして内部チャンバ12内に保持される。この構成では、通気孔シール9はバイアル3の内壁と係合しており、気密シールを形成し、チャンバシール10はバイアル3のくびれの周囲に係合しており、他の気密シールを形成し、これらの気密シールは、空気が濾過装置1から脱出するのを防止し、このことは液体試料21の蒸発を防止する。

0060

図2a乃至2dを参照して上述した液体試料21を濾過するプロセスは、手動で行われてもよい。代わりに、プロセスの一部又はすべてが自動化されてもよい。

0061

濾過装置1は、濾液21bがさらなる処理のために必要とされるまで、図2dに示す構成で維持されてもよい。濾液21bには、例えば注射器を使用してセプタムシール15に穴を開けることによってアクセスすることができる。キャップ14の上面図を示す図3に示すように、キャップ14は開口部23を有してもよく、開口部23を介して、注射器によってセプタムシール15にアクセスすることができる。

0062

本発明の実施形態では、断面が変化するように曲がることができる可撓性部分を有する液体シール8が設けられ、これによって、バイアルの内壁に外向きの力を及ぼすために十分な剛性を維持しながら、異なるバイアル3の内径を収容し、これによって、フィルタ組立品2とバイアルとの間に効果的なシールを維持する。可撓性部分は、プランジャ本体4と同じ材料で作られ、これらを効率的に製造することを可能にする。可撓性部分は、プランジャ本体4の壁の厚さより薄い厚さを有し、その結果、プランジャ本体4は剛性でありながら、可撓性部分は曲がることができる。このような可撓性密封手段の例を、図4a乃至6bを参照して説明する。

0063

図4aは、プランジャ本体4の周囲に配置された1つ以上の可撓性リブ8aの形態の可撓性部分を有する第1の液体シールを示す。可撓性リブ8aは、プランジャ本体4のバイアル3内への挿入中、図4bに示すように、可撓性リブ8aが上向きに且つプランジャ本体4に向かって曲がるように柔軟であり、しかし、可撓性リブ8aが図4bに示すようにそれるとき、バイアル3の内壁に外向きの力を及ぼし、それによってそれとのシールを維持するのに十分なほど強固でもあるように構成される。リブ8aの剛性は、可撓性リブ8aの長さ(l1)又は厚さ(t1)を調節することによって調節することができる。厚さ(t1)は、プランジャ本体4は剛性でありながら、可撓性リブ8aは曲がるように、プランジャ本体4の壁の厚さ(tw)(壁厚twは典型的には実質的に均一)より薄くなるように構成される。図4a及び4bは2つの可撓性リブ8aを備える液体シールを示しているが、本発明のいくつかの実施形態では、1つの可撓性リブ8aのみが使用され、本発明の他の実施形態では、3つ以上の可撓性リブ8aが使用されてもよい。

0064

図5aは、プランジャ本体4の前縁の凹部24の周囲に配置された可撓性スカート8bの形態の可撓性部分を有する第2の液体シールを示す。プランジャ本体4がバイアル3内に挿入されると、スカート8bは、図5bに示すようにバイアル3の内径に一致するように内側に曲がることができ、スカート8bが曲がるにつれて、スカート8bはバイアル3の内壁に外向きの力を及ぼし、シールを形成する。スカート8bの剛性は、可撓性スカート8bの長さ(l2)又は厚さ(t2)を調節することによって調節することができる。厚さ(t2)は、プランジャ本体4は剛性でありながら、スカート8bは内向きに曲がるように、プランジャ本体4の壁の厚さ(tw)(壁厚twは典型的には実質的に均一)より薄くなるように構成される。

0065

可撓性スカート8bは、図4a及び4bを参照して上述した可撓性リブ8aより、シール8bとバイアル3の壁との間により大きい接触面積を提供し、より効果的な密封接触を提供する。

0066

加えて、プランジャ本体4がバイアル3内に押し込まれるにつれ、液体は凹部24内に収容され、可撓性スカート8bに外向きの圧力を提供し、バイアル3の内壁と接触する可撓性スカート8bによって形成されるシールの有効性をさらに改善する。この実施形態では、液体シールの強度は、したがって、プランジャ組立品4に及ぼされる下向きの圧力が増加するにつれて増加する。

0067

図6aは、第2の可撓性スカート8cの形態の可撓性部分も有する第3の液体シールを示す。この実施形態では、プランジャ組立品2がバイアル3内に押し込まれるにつれて、第2の可撓性スカート8cが、図6bに示すようにバイアル3の内径に一致するように内向きにねじれ(すなわち、それ)、隆起がそれるにつれて、バイアル3の内壁に外向きの力を及ぼし、それによってシールを形成する。第2のスカート8cの剛性は、第2の可撓性スカート8bの長さ(l3)又は厚さ(t3)を調節することによって調節することができる。厚さ(t3)は、プランジャ本体4は剛性でありながら、第2のスカート8cは内向きに曲がるように、プランジャ本体4の壁の厚さ(tw)(壁厚twは典型的には実質的に均一)より薄くなるように構成される。

0068

第2の可撓性スカート8cは、図4a及び4bを参照して上述した可撓性リブ8aより、シール8cとバイアル3の壁との間により大きい接触面積を提供し、より効果的な密封接触を提供する。

0069

加えて、第2の可撓性スカート8cを使用する実施形態では、凹部は必要なく、プランジャ本体4の構造は単純になり、図5a及び5bを参照して上述した実施形態より製造が容易になる。

0070

図4a乃至6bを参照して上述した例の各々では、液体シール8は(例えば、射出成形プロセス中に)プランジャ本体4と一体に形成される。さらに、上述した可撓性部分の各々は、プランジャ本体から外向きに(可撓性リブ8aの場合)又はプランジャ本体から下向きに(可撓性スカート8b、8cの場合)延び、したがって、射出成形のとき、射出されたプラスチックの流れの方向にプランジャ本体4から離れて延びる可撓性部分8a、8b、8cに対応する型部品は、射出成形を使用して可撓性部分8a、8b、8cをプランジャ本体4と一体に製造するのを容易にし、成形された部分の切断など、その後の処理に関するいかなる必要性をも軽減する。

0071

プランジャ本体4は実質的に平行な壁を有することができるが、いくつかの実施形態では、プランジャ本体4の壁は、図7に示すように開口部5に向かって細くなるようにテーパであってもよい。これは、以下の理由のため、液体シール8及び通気孔シール9の係合を容易にする。プランジャ本体4はバイアル3内に挿入されるにつれて、バイアル3の軸から離れて横方向にずれる可能性があり、又は、バイアル軸に対してある角度で傾斜する可能性がある。これは結果として、液体シール8及び/又は通気孔シール9を、バイアル3と一方の側できつく嵌合させるが、反対側では緩く嵌合させる可能性があり、これは結果として効果のないシール接触を生じる可能性がある。プランジャ本体4をテーパにすることは、プランジャ本体4の上面でのプランジャ本体4とバイアルとの間の隙間を減らし、上述した横方向のずれ及び/又は傾斜の余地を減らし、したがって、不十分な密封接触の危険性を低減する。

0072

図8に示すように、プランジャ本体4の外壁は、プランジャ本体4の底部にバイアル3の内径Di未満の断面直径D1を画定し、他方では、シール8によって画定される断面直径D2は、曲がっていない状態では、バイアル3の内径Diより大きい。これは、プランジャ本体4をバイアル3内に挿入することができ、バイアル3内に位置させることができることと、液体シール8がバイアル3内への挿入により曲がり、それによってバイアル3とシールを形成することとを確実にする。本発明の実施形態による液体シール8を有するプランジャ組立品2は、このように異なるバイアル3の内径を収容することができるため、ガラスなどのバイアル間の内径の比較的高い不一致を示す材料から作られたバイアル3と共にプランジャ組立品2を使用することが可能である。

0073

いくつかの実施形態では、プランジャ本体4の壁は、プランジャ本体4の長さ全体に沿ってバイアルの内径Diより小さい断面直径を持たず、例えば、プランジャ本体4がテーパの場合、図7を参照して上述したように、プランジャ本体4の上端部でのプランジャ本体4の壁は、バイアル3の内径より大きい断面直径を画定することができ、その結果、プランジャ本体4の上端部は、プランジャ組立品2が完全に押し下げられたとき、プランジャ本体4の上端部はバイアル3の外側に残る。プランジャ組立品2が完全に押し下げられたときにバイアル3の外側に典型的に残る隆起14aも、バイアル3の内径より大きい断面直径を規定する。上記の検討は、「直径」への言及を行い、したがってプランジャ本体4及びバイアル3が円筒形であることを仮定しているが、当業者は、プランジャ本体4及びバイアル3が非円形断面を有する場合、同様の考察が、必要な変更を加えて他の断面寸法(例えば、正方形断面の場合は辺の長さ、等)に適合することを理解するであろう。

0074

上述したように、バイアル3はガラスで作られてもよく、ガラスブローイング及び/又は研削加工を使用して製造されてもよい。

0075

バイアル3はテーパ部分25を備えてもよく、その結果、図9に示すように、バイアル3の壁は開放端部17で外向きになるテーパ形状になる。これは、シール8が、開放端部17の縁26の地点でバイアル3と係合することを確実にする。これは、シール8が縁26で係合することになった場合よりも、シール8によって及ぼされる力を、バイアル3のより大きい有効面積にわたって分布させる。テーパ部分46は、このようにしてバイアル3の破損を防ぐ。
濾液容器
上述したように、本発明のいくつかの実施形態では、濾液容器13がプランジャ本体4の内部チャンバ12内に配置され、濾過膜8を通過する濾過済み液体は濾液容器13内に収集される。濾液21bは濾液容器13内に保持されるため、濾液容器13は、濾液21bがプランジャ本体4と接触することを防ぎ、それによって、プランジャ本体4から濾液21bへの浸出を防止する。濾液容器13は、プランジャ本体4とは異なる材料で作られ、したがって、濾液容器は不活性材料(すなわち、浸出の影響を受けにくい材料)で作られてもよいため、濾過された液体試料がプラスチックプランジャの内側と接触して保持される従来技術の装置の場合よりも長い期間、濾液21bを汚染させずに保持することができる。

0076

ここで、本発明のいくつかの実施形態で使用するための例示的な濾液容器13を説明することに向かう。図10aは、第1の例示的な濾液容器13aを使用する濾過装置1の断面側面図を示し、濾過装置1は、濾液容器13aの軸に沿って延在する軸方向毛細管経路27の形態の導管を含む。軸方向毛細管経路27を有する濾液容器を、本明細書では「軸方向毛細管容器」13aと呼ぶ。軸方向毛細管経路27は、プランジャ本体4の開口部5に対向する第1の端部28aで開口し、開口部5から液体試料21を収容することを可能にする。軸方向毛細管経路27は、第1の端部28aから軸方向毛細管容器13aの内部の軸に沿って第2の端部28bまで延在し、第2の端部28も開口し、軸方向毛細管容器13aの内部に配置される。軸方向毛細管経路27は、したがって、開口部5を軸方向毛細管容器13aの内部に流体接続する。

0077

軸方向毛細管容器13aは、例えば締まり嵌めを使用して、プランジャ本体4の内部チャンバ12内で定位置にしっかりと保持され、軸方向毛細管容器13aの外壁は、プランジャ本体4の内壁とのシールを形成する。したがって、図10a中に矢印によって示すように、濾過膜6を通過する濾液21bは、濾過膜6が試料容器3の閉鎖端部16に向かって移動するにつれて、軸方向毛細管容器13aの側面の周囲を通過するのを防止され、軸方向毛細管経路27の第1の端部28aを通ってその長さに沿って押し進められる。液体21bは、軸方向毛細管経路27の第2の端部28bに達すると、軸方向毛細管経路27から出て、重力の影響の下で軸方向毛細管容器13aの内部に落下し、そこで図10bに示す軸方向毛細管経路27の周囲の環状領域29と接触し、図10bは、図10aの断面A−Aに沿った軸方向毛細管容器13aを有する濾過装置1の断面上面図である。濾液21bは、このようにプランジャ本体4から完全に分離されて保持され、試料が格納されている間、汚染物質が濾液21b中に浸出するのを防止する。

0078

図11は、本発明の実施形態で使用するための第2の例示的な濾液容器13bを含む濾過装置1の断面側面図を示す。第2の例示的な濾液容器13bは、両方の端部30a、30bで開いている中空管を備える。両方の端部で開いている濾液容器を、本明細書では「中空管容器」13bと呼ぶ。

0079

中空管容器13bは、プランジャ本体4の内部チャンバ12内で定位置に保持され、軸方向経路容器13aに関連して上述したように、プランジャ本体4の内壁とシールを形成する。したがって、図11中に矢印によって示すように、濾過膜6が試料容器の閉鎖端部16に向かって移動するにつれて、濾過膜6を通過する液体21は、開口部5と対向する中空管容器13bの底部に配置された中空管容器13bの開放端部30aを通って移動する。したがって、濾液21bは、プランジャ本体4の内壁から分離されて保持され、プランジャ本体4からの汚染物質の浸出を防ぐ。さらに、中空管容器13bは開放され、下端部30aの反対側でキャップ14に対向する上端部30bで非閉塞であるため、例えば上述したように注射器を使用して、濾液21bを中空管容器13bから容易に除去することができる。これは、注射器の挿入が、例えば軸方向毛細管経路27の使用により阻害される可能性がある自動化(例えばロボットの)処理の場合、特に有用であり得る。

0080

図12aは、本発明の実施形態で使用するための第3の例示的な濾液容器13cを含む濾過装置の断面側面図を示す。第3の例示的な濾液容器は、開口部5に対向する濾液容器13cの底部に配置された閉鎖端部32a、及び、キャップ14に対向する濾液容器13cの上部に配置された反対側の開放端部32bを有する管を備える。一方の端部で開かれ他方の端部で閉じられた図12aに示すような濾液容器を、本明細書では「閉鎖管容器」13cと呼ぶ。

0081

閉鎖管13cは、開口部5に対向する端部32で閉じられるため、図12a中に矢印によって示すように、開口部5がバイアル3の閉鎖端部16に向かって移動すると、開口部5を通過する液体試料は、閉鎖管容器13cの周囲に押し進められる。液体試料21は、閉鎖管容器13cの開放端部33のくびれに達すると、重力の影響の下で閉鎖管容器13cの内部に落下し、以下により詳細に説明するように、これを偏向リング34の使用によって促進させることができる。

0082

閉鎖管容器13cは、開口部5に対向する端部32で閉じられるため、濾液21bは、プランジャ本体4から完全に分離して保持され、したがって閉鎖管容器13cは、上述した軸方向毛細管容器13aと同じ利点を提供する。さらに、閉鎖管容器13cは、キャップ14に対向する端部33で開かれ閉塞されていないため、上述した中空管容器13bのように、濾液21bを閉鎖管容器13cから容易に除去することができる。

0083

閉鎖管容器13cの周囲の濾液21bの通過を容易にするために、本発明の一実施形態によるプランジャ組立品の上面断面図を示す図12b、及び、同プランジャ組立品の斜視断面図を示す図12cに示すように、周辺経路35aの形態の1つ以上の導管がチャンバ12の壁に形成される。周辺経路35aは、プランジャ本体4の成形中に形成されてもよく、又は、例えば、成形後のプランジャ本体4に刻まれてもよい。

0084

閉鎖管容器13cを、締まり嵌めによってチャンバ12内で定位置に保持することができる。このようにして濾液21bは、周辺経路35aを通って及び閉鎖管容器13cの周囲に押し進められ、濾液21bは、閉鎖管容器13cの開放端部32bを越えて通過すると、図12cに示すように重力の影響の下で閉鎖管容器13c内に落下する。

0085

上述したように、濾液21bの閉鎖管容器13c内への方向付けを促進させるために、偏向リング34を使用することができる。図12cに示す例示的な偏向リング34aは、周辺経路35aと輪郭が対応するように構成された、本明細書では「脚」36aと呼ばれる隆起を有する中空リングを備える。各脚36aを周辺経路35a内に嵌めこんで、偏向リング34aをプランジャ本体4のチャンバ12内に締まり嵌めによって嵌合してもよく、代わりに又は加えて、偏向リング34aをプランジャ本体4に超音波溶接してもよい。

0086

各脚36aは、傾斜した穴37aの形態の開口部を含み、周辺経路35aの周囲を流れる濾液21bは、穴37aを通って偏向される。穴37aは、濾液21bを閉鎖管容器13c内に下方に向ける。これは、濾液21bを、周辺経路35aを通って同時に進む可能性があるいかなる空気からも分離し、特に、通気孔22に向かい通気孔22を通って進む空気と共に濾液21bが移動するのを防止する。

0087

図12d及び12eは、それぞれ、周辺経路35b及び偏向リング34bの代わりの構成の上面断面図及び斜視断面図を示し、周辺経路35b及び偏向リング開口部37bは、図12b及び12cの対応する特徴より大きい個々の断面積を有する。これは、周辺経路35b及び開口部37bを通る液体試料21の流れのより高い速度を可能にし、使いやすさを改善し、濾過の速度を上昇させる。偏向リング34bは、締まり嵌め及び/又は超音波溶接を使用して、プランジャ本体4のチャンバ12内に嵌合されてもよい。

0088

液体試料の流れを偏向させることに加えて、偏向リング34bは、チャンバ12内の閉鎖管容器13cの移動を制限する停止部としても作用することができる。閉鎖管容器13cを定位置に保持するために締まり嵌め(若しくは他の手段)が使用されない場合、又は、(例えば、閉鎖管容器13cの直径の変動のため)締まり嵌めが効果的でない場合、液体試料21が濾過膜6を通って移動するにつれて液体試料21から結果として生じる圧力は、キャップ14に向かって上方に移動させるように閉鎖管容器13cを押し進める可能性がある。閉鎖管容器13cがチャンバ12の上部に移動すると、閉鎖管容器13cの周囲の濾液21bの流れが抑制される可能性がある。したがって、いかなる上向きの移動も偏向リング13と当接する閉鎖管容器13cの開放端部33によって制限されるように、偏向リング34を配置することができ、これは閉鎖管容器13cの開放端部33が偏向リング13の開口部37の下に残ることを確実にし、閉鎖管容器13cの周囲及び閉鎖管容器13c内への濾液21bの流れが阻害されないことを確実にする。

0089

導管35aはプランジャ本体4の側壁に形成されて示されているが、それらは、プランジャ本体4の壁内の通路が開口部37a又は37bに隣接する出口を有するように形成されてもよいことは明らかであろう。

0090

図12b及び12eに示すプランジャチャンバ12は、円錐形に形作られた基部を有し、これにより、図12fに示すように円錐形の閉鎖端部38を有する閉鎖管容器13cとの使用に適するようになる。この形状は、円錐形閉鎖端部38で減少した直径が注射針40及び濾液21bを小さい開口部に集中させるため、注射針40による閉鎖管容器21からの濾液21の除去に特に適している可能性がある。円錐形閉鎖端部38を有する閉鎖管容器13cを使用することの他の利点は、円錐形は、閉鎖管容器13cの周囲の濾液21bの通過を容易にすることである。代わりに、円形閉鎖端部も、閉鎖管容器13cの周囲の濾液の通過を容易にするであろう。

0091

しかしながら、いくつかの場合では、閉鎖管容器13cの内容積最大化し、単一の閉鎖管容器13c内に格納することができる濾液21bの量を最大化するため、平底の閉鎖管容器13cを使用することが有利である。図12gは、平底閉鎖管容器13cとの使用に適している平坦な基部を有するプランジャチャンバ12を示す。この設計では、閉鎖管容器13cは、チャンバ12の基部で柱41の形態の隆起上に配置される。柱41は、閉鎖管容器13cの閉鎖端部32に隙間が維持されることを確実にし、この隙間を通って、濾液21bは周辺経路35bに沿って通過することができる。

0092

上述したように、通気孔22は出口を提供し、プランジャ組立品2がバイアル3内に押し込まれるのにつれて、空気は、この出口を通ってチャンバ12からプランジャ組立品2の外部に脱出することができ、すなわち、通気孔は、プランジャ組立品2が押し込まれる間にチャンバ内で高まる空気圧を開放させる。空気は脱出できるが液体試料21は脱出できないように通気孔22を配置することが望ましい。偏向リング34が使用される本発明の実施形態では、このことは、図12c、12e及び12gに示すように、単に通気孔22を偏向リング34の位置の上に配置することによって達成することができる。

0093

上述した軸方向毛細管容器13a又は中空管容器13bなどの底部に充填する濾液容器13が使用される本発明の実施形態では、図13aに示すように、単に通気孔を濾液容器13の上端部の上に配置することによって、濾液21bが通気孔22を通過するのを防ぐことができ、図13aでは、矢印は、チャンバ12から脱出するときの空気の進む方向を示す。

0094

しかしながら、通気孔22は、通気孔シール9を効果的にするために、通気シール9の位置の下に配置されたチャンバ12からの出口地点を提供しなければならず、したがって、濾液容器13の上端部の上に通気孔22を配置することは、濾液容器13の大きさが通気孔シール9の位置によって制限され、すなわち、濾液容器13は通気孔シール9の場所の上のチャンバ12内の空間を占有することができないことを意味する。

0095

図13bは、この問題に対処するように構成された本発明の実施形態を示し、図13bでは、通気孔22の領域内で濾液容器13の上部とチャンバ12の壁との間に隙間が存在するように、チャンバ12の壁はテーパになっている。これは、空気が、濾液容器13の上端部を通り、濾液容器13とチャンバ12の壁との間の隙間を通り、通気孔22を通って脱出することを可能にする。これは、濾液容器13が、通気孔22の位置を越えて延在することを可能にし、それによって、濾液容器13は、チャンバ12内の実質的にすべての空間を専有することができる。図13bに示す配置構成では、濾液容器13とチャンバ12の壁との間の隙間は、チャンバ12の壁のテーパのため形成されるが、いくつかの場合では、隙間は、濾液容器13の外壁のテーパによって形成されてもよい。

0096

図13cに示す本発明の他の実施形態では、空気経路42が、チャンバ12の壁の内部に延在し、通気孔シール9の上の位置でチャンバ12の内部を通気孔シール9の下に配置された通気孔22に結合し、その結果、空気は、矢印によって示すように、チャンバ12から装置の外部に移動することができる。これは、また、濾液容器13が通気孔22の位置を越えて延在することを可能にし、濾液容器13がチャンバ12内の実質的にすべての空間を占有することを可能にする。

0097

上述したように、プランジャ組立品2が完全に押し込まれた後、濾液21bが蒸発するのを防ぐために、通気孔シール9及びチャンバシール10は、個別に又は一緒に、濾過装置1を密封するように作用する。バイアル3の内面に封をする通気孔シール9は、断面で薄くてもよく、したがって、プランジャ組立品2がバイアル3に押し込まれるとき、曲がることができる。通気孔シール9は、図4a及び4bに関連して上述したように、可撓性リブを備えてもよい。この可撓性は、通気孔シール9がバイアル3の開放端部17を通って嵌合し、バイアル3の内壁に従うことを可能にし、このことは、特に、バイアル3がガラス又は他の硬質材料で形成される場合、バイアル3を破損させる可能性がある過度の力をバイアル3のくびれが受けることを防ぐ。

0098

図14aは、本発明の実施形態で使用するための例示的なチャンバシール10を示す。チャンバシール10は、可撓性であり、プランジャ組立品2が完全に押し込まれたとき、バイアル3のくびれの周囲を封止する。プランジャ組立品2とバイアル3との間の接触のより大きい表面積が存在し、これは、通気孔シール9による場合より効率的な密封を可能にすることができる。

0099

図14bは、キャップシール43の形態の、通気孔22を封止するための他の代わりの手段を示す。キャップシール43は、キャップ14から延びる可撓性スカート領域44を備える。これは、試料容器13の上部に対するくさび嵌合を提供し、プランジャ組立品2がバイアル3内に完全に押し込まれると、この領域にシールを形成する。キャップ14の一部として形成されたキャップシール43を使用することは、シールをプランジャ本体4内に成形する必要性をなくす。さらに、シールはキャップ上に形成されるため、プランジャ本体4の成形中に形成されるシールより、変種を成形しにくく、ばり及び分割線を成形しにくい。

0100

図14a及び14bでは、チャンバシール10及びキャップシール43は、それぞれ通気孔シール9と組み合わせて使用されるように示されているが、いくつかの実施形態では、通気孔シール9は使用されない。さらに、いくつかの実施形態では、通気孔シール9は、チャンバシール10又はキャップシール43を使用せずに使用されてもよい。
外部嵌合フィルタリング
上述したように、濾過膜6は、保持リング7によって開口部5内に取り付けられてもよく、保持リング7は、例えば、スナップ嵌め、締まり嵌め又は超音波溶接によって嵌合されてもよい。しかしながら、保持リング7は、開口部5内に嵌合しなければならないため、典型的には小さい寸法であり、これは、プランジャ組立品2の組立て中の取扱いを困難にする。さらに、保持リング7の内部嵌合は信頼性に欠ける可能性があり、結果として、濾過膜6が取り外され、プランジャ組立品2が効果的でなくなる。

0101

図15は、プランジャ本体4に外部から嵌合する外部嵌合フィルタリング50(本明細書では、簡潔さのため単に「外部リング」50と呼ぶ)の形態の保持リングの代案を提供する端部ピースを示し、外部リング50は、典型的にはプランジャ本体と同じ又は類似の材料から形成される成形部品である。外部リング50は、プランジャ本体4上の位置決め突起52の形態の対応する第2の位置決め手段と係合する位置決め凹部51の形態の第1の位置決め手段を有し、それによって濾過膜6を定位置に保持する。外部リング50は、位置決め凹部51が位置決め突起52に嵌合すると、プランジャ本体の開口部5と整列する開口部55を含み、その結果、使用の際に、液体試料21aは、外部リング開口部7b、濾過膜6、及びプランジャ本体開口部5を通過し、プランジャ本体4のチャンバ12内に流れることができる。

0102

外部リング50は、位置決め凹部51と突起52との間の締まり嵌めによって、突起52上の定位置に保持されてもよい。代わりに又は加えて、外部リング50は、接着剤及び/又は超音波溶接によって、プランジャ本体4に恒久的に取り付けられてもよい。外部リング50をプランジャ本体4に超音波溶接する例示的な方法を、図16a乃至16cを参照して説明する。

0103

図16aに示すように、濾過膜6は切断され、プランジャ本体4上に配置される。次に外部リング50は、図16bに示すようにプランジャ本体4上に配置される。環状隆起53の形態でのエネルギー導波器は突起52の領外に配置され、外部リング50は、外部リング50が環状隆起53上に位置するように、プランジャ本体4上に配置される。最終的に、図16cに示すように、超音波振動を環状隆起53に加えるために超音波溶接ホーン54が使用され、環状隆起53を溶融させ、それによって濾過膜6を外部リング50とプランジャ本体4との間に恒久的に挟む。

0104

外部リング50は、従来の内部嵌合保持リング7より大きいため、プランジャ組立品2の組立て中の取扱いがより容易である。さらに、位置決め凹部51は、プランジャ本体4上の突起52と協働して、外部リング50を、従来の内部嵌合保持リング7よりかなり容易に位置決めする。加えて、外部リング50がプランジャ本体4に超音波溶接される場合、超音波溶接がプランジャ本体4の内側及び外側の両方に形成されるため、濾過膜6を、内部嵌合保持リング7による場合よりも確実に定位置に保持することができる。

0105

図16a乃至16cを参照して上述した実施形態では、位置決め突起52は、プランジャ本体4上に配置され、位置決め凹部51は、外部リング50上に配置される。しかし、いくつかの実施形態では、プランジャ本体4は、位置決め凹部を有し、外部リングは、位置決め突起を有する。代わりに又は加えて、他の位置決め手段が使用されることがあってもよく、例えば、第1の位置決め手段及び第2の位置決め手段のうちの一方が、1つ以上の孔の組を備え、他方が1つ以上の対応する支柱の組を備えることもあり得る。

0106

外部リング50を使用することの他の利点は、液体シール8などの機構を外部リング50の一部として形成することができることである。プランジャ本体4及び液体シール8が単一の金型の一部として一体に形成される場合、分割線は、典型的にはプランジャ本体4の長さに沿って延び、したがって液体シール4を横切って延び、これは結果として、液体シール8上に形成される隆起又は他の平らでない部分をもたらし、その有効性を低下させる。しかしながら、液体シール8が外部リング50の一部として(したがってプランジャ本体4とは別に)形成される場合、分割線は外部リング50の周囲に生じ、したがって、分割線を、液体シール8のどの部分とも交差しないように配置することができ、それによって液体シール8の信頼性を向上させる。

0107

加えて、プランジャ組立品2から離れて上方に延びる形状を有する液体シール8は、プラスチック金型の対応する部分がプラスチックの流れから離れる方向に延びるため、単一の成形プランジャ本体の一部として形成するのが困難である。しかしながら、この問題は、外部リング50の一部として形成される液体シール8の場合には生じない。したがって、図17に示すものなどの液体シール8d、8e、8fは、外部リング50の一部として容易に形成することができる。図17に示すものなどの液体シール8は、(研削及び/又は研磨されたガラスバイアルなどの)バイアル間で一貫した直径を有するバイアイを使用する場合、有利であり得る。代わりに、図9aから図11bのいずれかを参照して上述したような液体シール8は、外部リング50の一部として形成されてもよい。

0108

図18では、代わりのシール構成80が断面で全体的に示されており、この図は構成の半分のみを示し、他の半分は中心軸Axについての鏡像である。この図では、ガラスバイアル3の形態の液体容器、プランジャ4、濾過膜6、及び閉鎖管濾液チャンバ13cが、概して、上述したように配置されている。プランジャ4は、その意図された行程の底近くに、且つ、ガラスバイアル3の閉鎖端部16の近くに示される。プランジャ4の移動は、図12aに示したのと同様に、フィルタ6を通り、容器13cの周囲を通り、チャンバ13cの口(図示せず)を越える、上向きの矢印Lの方向の、バイアル内の任意の液体の流れを生じさせる。この構成では、プランジャによって占有される空間は、バイアルの閉鎖端部16でのバイアルの内容積に実質的に一致するため、バイアル内の液体の大部分が上方に押し進められることになることに留意されたい。濾液チャンバ13c内に液体が集積されるのを防ぐための液体を満たすための空間は、デッドスペースとして知られる。

0109

プランジャ液体シール80の構成は、デッドスペースに影響を与える。この構成では、プランジャ4は、本体48、及び、閉鎖端部16に向かって延びる第1のスカート82を含む。スカート82は、この構成では、プランジャ本体48と一体に形成された成形プラスチックである。スカート82と本体48との間に環状の分離部84が存在する。この分離部は弾性変形可能なスカートを提供し、このスカートは、本質的にバイアル3の側壁を押すことになり、バイアル3の内径よりわずかに大きく製造されているため、シールを提供することになる。

0110

加えて、プランジャ本体はプランジャキャップ90も備え、プランジャキャップ90は環状溶接領域49で超音波溶接される。キャップ90は、キャップが溶接によって定位置に固定されると、フィルタ6を定位置に締め付ける。キャップ90は、プランジャの底部に近い領域に、第1のスカートに向かって上方に延び、キャップからぶら下がる他の(第2の)スカート92を含む。再び、スカート92と、キャップ90を含むプランジャ本体48との間に環状分離部94が存在する。環状分離部94は、さらなる弾力性の封止を可能にする。

0111

スカート82及び92は、重なり領域100で重なる。スカート82及び92は、隆起及び凹部を持たない外側封止表面を有し、スカート82及び92の外側封止表面は、一緒に、概して一定の環状表面を提供し、環状表面は、バイアルと点又は線接触するよりも、ある面積に広がってバイアル3の側壁に密封力を及ぼす。

0112

上記実施形態は、本発明の例示的な例として理解されるべきである。本発明の他の実施形態が想定される。例えば、液体シール8、80を、プランジャ本体4と一体に形成されるものとして説明したが、いくつかの場合では、これらを別々に形成し、その後、プランジャ本体4又はプランジャ組立品2の他の部分に取り付けてもよい。加えて又は代わりに、液体シールをプランジャ本体4と異なる材料(例えば、異なるプラスチック材料)で形成することができる。いわゆる「オーバモールド」を用いることも可能であり、これによって、第1の材料と異なる材料特性を有するオーバモールドされた部分を提供するために、第2のプラスチック材料が、第1のプラスチック材料から形成された成形体上に成形される。

0113

任意のある実施形態に関連して説明した任意の特徴は、単独で、又は説明された他の特徴と組み合わせて使用されてもよく、任意の他の実施形態の1つ以上の特徴と、又は、任意の他の実施形態の任意の組合せと組み合わせて使用されてもよいことが理解されるべきである。さらに、上述されていない均等形態及び修正形態も、添付する特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく用いることができる。

0114

1濾過装置
2プランジャ組立品
3バイアル
4プランジャ本体
5 開口部
6濾過膜
7保持リング
8液体シール
8a 可撓性リブ
8b 可撓性スカート
8c 第2の可撓性スカート
8d 液体シール
8e 液体シール
8f 液体シール
9通気孔シール
10チャンバシール
12チャンバ
13濾液容器
13a 濾液容器
13b 濾液容器
13c 濾液容器
14キャップ
14a隆起
15セプタムシール
16底端部
17上端部
20ピペット
21a液体試料
21b 濾液
22通気孔
23 開口部
24 凹部
25テーパ部分
26 縁
27 軸方向毛細管経路
28a 第1の端部
28b 第2の端部
29環状領域
30a 端部
30b 端部
32a閉鎖端部
32b開放端部
34偏向リング
34a 偏向リング
34b 偏向リング
35a周辺経路
35b 周辺経路
36a 脚
37a 穴
37b 開口部
38円錐形閉鎖端部
40注射針
41 柱
42空気経路
43キャップシール
44 可撓性スカート領域
48 プランジャ本体
49 環状溶接領域
50 外部嵌合フィルタリング
51位置決め凹部
52位置決め突起
53環状隆起
54超音波溶接ホーン
55 開口部
80 プランジャ液体シール
82 第1のスカート
90プランジャキャップ
92 第2のスカート
94 環状分離部
100 重なり領域

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