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【発明の名称】 ピペット及びプランジャのプランジャシール機構
【発明者】 【氏名】小林 正志

【氏名】佐々木 潤

【要約】 【課題】繰り返し使用により摺動部に摩耗が発生した場合、吸入、排出容量を可変設定しうるピペット及びプランジャのプランジャシール機構を提供する。

【解決手段】プランジャシール機構は、プランジャ29に嵌合されたOリング保持リング101と、前記プランジャ29に嵌合されたシールリング102と、前記Oリング保持リング101及び前記シールリング102間に介装されたOリング103と、前記Oリング保持リング101を軸方向へ所定の力で押圧して前記Oリング103を前記筒形シリンダ部材121の傾斜内面121aに対して押圧し、前記所定の力の軸直交方向分力により前記シールリング102をプランジャ29外周面に対して半径方向内方へ押圧させるOリング押圧ばね104とを具備し、前記傾斜内面121aの傾斜角度αはピペットの軸直交方向に対して40°〜65°であることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピペットにおいて、
第1のねじ部1bを有する筒形のボデー1と、
前記第1のねじ部1bに螺合する第2のねじ部5cを有しボデー1内に配設されたストロークネジ5と、
ストロークネジ5に対して一体回転可能に且つ軸方向相対スライド自在に配された容量可変設定部材4と、
前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、
前記中央シャフト7の上部と前記ストロークネジ5との間に介装されて中央シャフト7を上方へ付勢してその所定部7bをストロークネジ5に付勢的に当接させる1段ばね10と、を具備し、
前記容量可変設定部材4を適宜回転操作することにより、ボデー1に対してストロークネジ5を一体回転させて、前記ストロークネジ5及び中央シャフト7を軸方向に見かけ上一体的に所定量だけスライドさせて吸入容量を可変設定させることを特徴とするピペット。
【請求項2】
ピペットにおいて、
第1のねじ部1bを有する略筒形のボデー1と、
前記第1のねじ部1bに螺合する第2のねじ部5cを有しボデー1内に配設されたストロークネジ5と、
第1係合部3aを有し、ストロークネジ5に対して一体回転可能に且つ軸方向相対スライド自在に配されたクラッチ部材3と、
第2係合部4bを有し、クラッチ部材3に対して第1及び第2の係合部3a、4bの係合時には一体回転可能に配された容量可変設定部材4と、
前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、
前記中央シャフト7の上部と前記ストロークネジ5との間に介装されて中央シャフト7を上方へ付勢してその所定部7bをストロークネジ5に付勢的に当接させる1段ばね10と、を具備し、
前記容量可変設定部材4を適宜回転操作することにより、ボデー1に対してストロークネジ5を一体回転させて、前記ストロークネジ5及び中央シャフトを軸方向に見かけ上一体的に所定量だけスライドさせて吸入容量を可変設定させることを特徴とするピペット。
【請求項3】
ピペットにおいて、
第1のねじ部1bを有する略筒形のボデー1と、
前記第1のねじ部1bに螺合する第2のねじ部5cを有しボデー1内に配設されたストロークネジ5と、
前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、
第3のねじ部8aを有し、前記中央シャフト7の上部に相対回転自在に設けられた1段ばね荷重可変部材8と、
前記第3のねじ部8aに螺合する第4のねじ部9aを有し、前記中央シャフト7の上部に相対回転不可且つ軸方向相対スライド自在に設けられた1段ばね伸縮設定部材9と、
前記中央シャフト7の上部と前記ストロークネジ5との間に介装されて中央シャフト7を上方へ付勢してその所定部7bをストロークネジ5に付勢的に当接させる1段ばね10と、を具備し、
前記1段ばね荷重可変部材8を適宜回転操作することにより、ボデー1に対して前記1段ばね伸縮設定部材9をボデー1に対して軸方向スライドさせて1段ばね10の全長を可変的に伸縮設定させることを特徴とするピペット。
【請求項4】
樹脂製筒形のハウジング1又は21を有するピペットにおいて、
前記筒形のハウジング1又は21の先端部に、セラミック製のノズルチップ24が一体的にインサート成形されていることを特徴とするピペット。
【請求項5】
請求項4記載のピペットにおいて、
前記セラミック製のノズルチップ24は、前記筒形のハウジング1又は21へのインサート成形前に、所定個所24cにゴム又はエラストマーの伸縮層36をインサート成形されていることを特徴とするピペット。
【請求項6】
請求項4又は5記載のピペットにおいて、
前記セラミック製のノズルチップ24は、外周に凹凸部24aが形成されていることを特徴とするピペット。
【請求項7】
筒形のボデー1を有するピペットにおいて、
前記筒形のボデー1の材料は、微細発泡成形材料であることを特徴とするピペット。
【請求項8】
請求項7のピペットにおいて、
前記微細発泡成形材はポリフェニルサルホンであることを特徴とするピペット。
【請求項9】
チップのエゼクタ機構を有するピペットにおいて、
前記エゼクタ機構32は、少なくとも、エゼクトボタン33と、上部エゼクタパイプ41と、チップ46を押圧する下部エゼクタパイプ42とを含み、
前記上部エゼクタパイプ41及び前記下部エゼクタパイプ42の何れか一方に設けた第1の係合部41aが他方に設けた複数の第2の係合部42c、42d、42eの何れかに切替え係合して前記下部エゼクタパイプ42の先端位置を可変し得ることを特徴とするピペット。
【請求項10】
ピペットにおいて、
筒形のボデー1と、
前記ボデー1内に配設され吸入容量を可変設定するストロークネジ5と、
第1係合部3aを有し、ストロークネジ5に対して一体回転可能に且つ軸方向相対スライド自在に配されたクラッチ部材3と、
第2係合部4bを有し、クラッチ部材3に対して軸方向相対スライド可能に且つ第1及び第2の係合部3a、4bの係合時のみ一体回転可能に配されたキャリブレーション部材4と、
前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、
前記キャリブレーション部材4と連動可能の吸入容量表示カウンター機構51とを具備し、
前記キャリブレーション部材4を軸方向スライドさせることにより、前記第1及び第2の係合部3a、4bの係合を解除した状態で適宜回転操作することにより、前記ストロークネジ5は何ら回転させることなく、前記カウンター機構51のみを動作させて吸入容量数値表示のキャリブレーションを行うことを特徴とするピペット。
【請求項11】
ピペットにおいて、
筒形ボデー1内に、プランジャ29と一体的に上下動可能に配設した中央シャフト7が、少なくとも1段ばね10に抗して押し下げられるピペットにおいて、前記プランジャ29と該プランジャ29が摺動的に嵌合する筒形シリンダ部材121との間に設けられたピペットのプランジャシール機構であって、該プランジャシール機構は、
前記プランジャ29に嵌合されたOリング保持リング101と、
前記プランジャ29に嵌合されたシールリング102と、
前記Oリング保持リング101及び前記シールリング102間に介装されたOリング103と、
前記Oリング保持リング101を軸方向へ所定の力で押圧して前記Oリング103を前記筒形シリンダ部材121の傾斜内面121aに対して押圧し、前記所定の力の軸直交方向分力により前記シールリング102をプランジャ29外周面に対して半径方向内方へ押圧させるOリング押圧ばね104とを具備し、
前記傾斜内面121aの傾斜角度αはピペットの軸直交方向に対して40°〜65°であることを特徴とするピペットのプランジャシール機構。
【請求項12】
請求項11記載のピペットのプランジャシール機構において、
前記傾斜内面121aの傾斜角度αはピペットの軸直交方向に対して50°であることを特徴とするピペットのプランジャシール機構。
【請求項13】
請求項11又は12記載のピペットのプランジャシール機構において、
前記シールリング102は、前記プランジャ29の外周面に嵌合するシール部102aの内周面に一又は複数の周方向溝102cを有することを特徴とするピペットのプランジャシール機構。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
産業上の利用分野 本発明は吸入、排出容量を可変設定しうるピペット及びプランジャのプランジャシール機構に関する。
【従来技術】
【0002】
従来の可変式ピペットの1例としては、樹脂製の略筒形状のボデー又はピペット本体(下端にサンプリングチャンバ、即ちシリンダ室を有する)と、ピペット本体の内周ネジに螺合する外周ネジ部を有する金属鞘と、該金属鞘の中央六角形穴に対して回転不可能に且つ軸方向スライド自在に挿入された断面六角形の中央プッシュロッドと、該プッシュロッドの下方で第1及び第2のコイルスプリング(以下、1段ばね及び2段ばねと言う)により上方へ付勢されて該プッシュロッドの下端に当接されるピストンロッド及びこれと一体のピストンとが同軸的に配されている。
【0003】
上記構成において、プッシュロッドを1段ばねに抗してピストンと一体的に押し下げて、1段ばねに抗して下方へ1段目ストロークl1だけ往復スライドさせ、ピペット本体下端に装着した使い捨てノズル(チップ)内に試料を吸入し、次に、再びプッシュロッドを上記寸法l1分押し下げると試料が排出される。更にプッシュロッドを押下げると、1段ばねに加うるに2段ばねにも抗して下方へ2段目ストロークl2だけスライドし、この2段目排出により、チップ内に残存していた試料は完全に排出される。
【0004】
次に、試料の吸入容量を可変設定するには、金属鞘を所定方向へ回転させると、金属鞘の外周ネジ部とピペット本体の内周ネジ部との螺合により、金属鞘が所定量上方又は下方へ移動して、ピストンの上下動ストロークを増大又は減少方向に調節できる。
【0005】
上記金属鞘の所定方向回転による吸入容量可変設定と同時に、吸入容量数値表示体が連動的に駆動されて、上記可変設定された吸入容量数値を表示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
(1)上記従来例の構成によれば、1段ばねはプッシュロッドよりも下方に設けられているため、金属鞘による吸入容量の可変設定時にプッシュロッドが例えば下方へ移動するとピストンロッドも同方向へ移動してその移動距離だけ1段ばねを圧縮することになる。従って、例えば吸入容量を小さく可変設定するときに徐々に1段ばねの荷重が大きくなってしまい、プッシュロッドの操作が重くなってしまうという不都合があった。
【0007】
(2)また、1段ばね自体の初期長さつまり初期荷重(即ち、プッシュロッドを押し下げるときの重さフィーリング)を可変設定することはできなかった。
【0008】
(3)またチップを取り付けるピペット本体下端チップ着脱部は単なる樹脂製のため、チップを煩雑に繰り返し着脱すると摩耗を生ずるという問題点があった。またピペット本体下端チップ着脱部の外周は単なる円周形のためチップがすっぽりと嵌合すると嵌合密着力がおおきくなってエゼクト機構により手動によりエゼクトする荷重が比較的大きくなり操作が困難になるという問題点があった。
【0009】
(4)樹脂製であるピペットは、長時間ピペット本体を手で握ってしまった場合、手の熱が内部に伝導し吸入容量に不安定な変動を生じてしまうという問題点があった。
【0010】
(5)チップは種々の寸法の種類が存在するため、エゼクタパイプの下端とチップとの間の離間寸法が種々に変動するので、この離間寸法が大きいチップの場合、エゼクト機構を作動させてエゼクタパイプを下動させてもチップをうまくエゼクトできない場合があった。
【0011】
(6)吸入容量表示機構の吸入容量数値表示が実際の吸入容量とずれたときは吸入容量数値表示の方を変更するいわゆるキャリブレーションを行うが、これにはユニット構造としての表示機構を一旦ピペットから取り外して数値表示調整をしてキャリブレーションを行った後に再び組み込むか、又はキャリブレーションを行うための専用のジグが必要で大変面倒であるという問題点があった。
【0012】
(7)また、筒形ボデー内で、中央シャフト(中央プッシュロッド)と共に上下動されるプランジャ(ピストンロッド)と、該プランジャが摺動的に嵌合する筒形シリンダ部材との間に、プランジャ外周面をシールするOリングが設けられたプランジャシール機構において、Oリングはばねにより筒形シリンダ部材の傾斜面に押圧されていたが、この傾斜面の傾斜角度βはピペットの軸直交方向に対して5°程度(β=5°;図25、図31及び図32参照)と比較的小さかった。
【0013】
従って、図32から明らかな如く、Oリング(図示せず)を軸方向に押圧するばね力Pが、後述する本願発明と同一の307.6gであると仮定したときに、その分解した力q及びrは夫々、308.78g及び26.91gとなり、特にその軸直交方向分力r(26.91g)が極めて小さく、Oリングがプランジャを半径方向内方へ押圧する力、即ちシール力が小さいことが解る。従って、繰り返し使用により摺動部に摩耗が発生した場合、比較的早期に気密性が保たれなくなり、ここから液体の漏洩を生ずるとピペットの分注精度が低下するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するための本発明の構成は、ピペットにおいて、第1のねじ部1bを有する筒形のボデー1と、前記第1のねじ部1bに螺合する第2のねじ部5cを有しボデー1内に配設されたストロークネジ5と、ストロークネジ5に対して一体回転可能に且つ軸方向相対スライド自在に配された容量可変設定部材4と、前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、前記中央シャフト7の上部と前記ストロークネジ5との間に介装されて中央シャフト7を上方へ付勢してその所定部7bをストロークネジ5に付勢的に当接させる1段ばね10と、を具備し、前記容量可変設定部材4を適宜回転操作することにより、ボデー1に対してストロークネジ5を一体回転させて、前記ストロークネジ5及び中央シャフト7を軸方向に見かけ上一体的に所定量だけスライドさせて吸入容量を可変設定させることを特徴とする。
【0015】
また、本発明の他の構成は、ピペットにおいて、第1のねじ部1bを有する略筒形のボデー1と、前記第1のねじ部1bに螺合する第2のねじ部5cを有しボデー1内に配設されたストロークネジ5と、第1係合部3aを有し、ストロークネジ5に対して一体回転可能に且つ軸方向相対スライド自在に配されたクラッチ部材3と、第2係合部4bを有し、クラッチ部材3に対して第1及び第2の係合部3a、4bの係合時には一体回転可能に配された容量可変設定部材4と、
前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、前記中央シャフト7の上部と前記ストロークネジ5との間に介装されて中央シャフト7を上方へ付勢してその所定部7bをストロークネジ5に付勢的に当接させる1段ばね10と、を具備し、前記容量可変設定部材4を適宜回転操作することにより、ボデー1に対してストロークネジ5を一体回転させて、前記ストロークネジ5及び中央シャフトを軸方向に見かけ上一体的に所定量だけスライドさせて吸入容量を可変設定させることを特徴とする。
【0016】
また本発明の他の構成は、ピペットにおいて、第1のねじ部1bを有する略筒形のボデー1と、前記第1のねじ部1bに螺合する第2のねじ部5cを有しボデー1内に配設されたストロークネジ5と、前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、第3のねじ部8aを有し、前記中央シャフト7の上部に相対回転自在に設けられた1段ばね荷重可変部材8と、前記第3のねじ部8aに螺合する第4のねじ部9aを有し、前記中央シャフト7の上部に相対回転不可且つ軸方向相対スライド自在に設けられた1段ばね伸縮設定部材9と、前記中央シャフト7の上部と前記ストロークネジ5との間に介装されて中央シャフト7を上方へ付勢してその所定部7bをストロークネジ5に付勢的に当接させる1段ばね10と、を具備し、前記1段ばね荷重可変部材8を適宜回転操作することにより、ボデー1に対して前記1段ばね伸縮設定部材9をボデー1に対して軸方向スライドさせて1段ばね10の全長を可変的に伸縮設定させることを特徴とする。
【0017】
また本発明の他の構成は、樹脂製筒形のハウジング1又は21を有するピペットにおいて、前記筒形のハウジング1又は21の先端部に、セラミック製のノズルチップ24が一体的にインサート成形されていることを特徴とする。
好ましくは、前記セラミック製のノズルチップ24は、前記筒形のハウジング1又は21へのインサート成形前に、所定個所24cにゴム又はエラストマーの伸縮層36をインサート成形されている。
【0018】
また好ましくは、前記セラミック製のノズルチップ24は、外周に凹凸部24aが形成されている。
また本発明の他の構成は、筒形のボデー1を有するピペットにおいて、前記筒形のボデー1の材料は、微細発泡成形材料であることを特徴とする。
好ましくは、前記微細発泡成形材はポリフェニルサルホンである。
ことを特徴とするピペット。
【0019】
また本発明の他の構成は、チップのエゼクタ機構を有するピペットにおいて、前記エゼクタ機構32は、少なくとも、エゼクトボタン33と、上部エゼクタパイプ41と、チップ46を押圧する下部エゼクタパイプ42とを含み、前記上部エゼクタパイプ41及び前記下部エゼクタパイプ42の何れか一方に設けた第1の係合部41aが他方に設けた複数の第2の係合部42c、42d、42eの何れかに切替え係合して前記下部エゼクタパイプ42の先端位置を可変し得ることを特徴とする。
【0020】
また本発明の他の構成は、ピペットにおいて、筒形のボデー1と、前記ボデー1内に配設され吸入容量を可変設定するストロークネジ5と、第1係合部3aを有し、ストロークネジ5に対して一体回転可能に且つ軸方向相対スライド自在に配されたクラッチ部材3と、第2係合部4bを有し、クラッチ部材3に対して軸方向相対スライド可能に且つ第1及び第2の係合部3a、4bの係合時のみ一体回転可能に配されたキャリブレーション部材4と、前記筒形ボデー1内に前記プランジャ29に連結されて押し下げ操作可能に配設された中央シャフト7と、前記キャリブレーション部材4と連動可能の吸入容量表示カウンター機構51とを具備し、前記キャリブレーション部材4を軸方向スライドさせることにより、前記第1及び第2の係合部3a、4bの係合を解除した状態で適宜回転操作することにより、前記ストロークネジ5は何ら回転させることなく、前記カウンター機構51のみを動作させて吸入容量数値表示のキャリブレーションを行うことを特徴とする。
【0021】
また、上記課題を解決するための本発明の他の構成は、ピペットにおいて、筒形ボデー1内に、プランジャ29と一体的に上下動可能に配設した中央シャフト7が、少なくとも1段ばね10に抗して押し下げられるピペットにおいて、前記プランジャ29と該プランジャ29が摺動的に嵌合する筒形シリンダ部材121との間に設けられたピペットのプランジャシール機構であって、該プランジャシール機構は、前記プランジャ29に嵌合されたOリング保持リング101と、前記プランジャ29に嵌合されたシールリング102と、前記Oリング保持リング101及び前記シールリング102間に介装されたOリング103と、前記Oリング保持リング101を軸方向へ所定の力で押圧して前記Oリング103を前記筒形シリンダ部材121の傾斜内面121aに対して押圧し、前記所定の力の軸直交方向分力により前記シールリング102をプランジャ29外周面に対して半径方向内方へ押圧させるOリング押圧ばね104とを具備し、前記傾斜内面121aの傾斜角度αはピペットの軸直交方向に対して40°〜65°であることを特徴とする。
【0022】
好ましくは、前記傾斜内面121aの傾斜角度αはピペットの軸直交方向に対して50°であることを特徴とする。
また好ましくは、前記シールリング102は、前記プランジャ29の外周面に嵌合するシール部102aの内周面に一又は複数の周方向溝102cを有することを特徴とする。
【本発明の効果】
【0023】
(1)本発明の上記構成によれば、1段ばね10はストロークネジ5の下方でなく上方のストロークネジ5及びプッシュボタン6間に配置されているから、吸入容量可変設定操作中において、1段ばね10はばね自体の全長が一定のままで上下方向へ移動する。従って、一旦初期設定した1段ばね10荷重は上記移動中も一定のままであり、従来例の如く1段ばねが圧縮されて荷重が大きくなってボタン操作が重くなる等の不都合がなく、ボタン操作は軽いままで変動することはない。
【0024】
(2)また、1段ばね10自体の初期長さつまり初期荷重(即ち、シャフト10を押し下げるときの重さフィーリング)を可変するには、1段ばね荷重可変パイプ8を回転させることにより、パイプ8の内周ねじ8a及び1段ばね伸縮設定プレート9の外周ねじ9aの螺合により、1段ばね伸縮設定プレート9が軸方向に移動して1段ばね10を伸縮して、初期荷重を可変設定でき、これにより、プッシュボタン6を押し下げるときのフィーリング(重さ)を調整でき便利である。
【0025】
(3)またチップ46を取り付けるノズルチップ24は、セラミック製のため耐摩耗性が高く、チップ46を繰り返し着脱されても摩耗が無く耐久性が高い。またノズルチップ24の外周面は例えば軸方向に波打った凹凸部24aが形成されているので、ノズルチップ24及びチップ46間の摩擦荷重が小さく、チップ46をエゼクトするときの荷重が小さくて良くエゼクト操作が容易である。
【0026】
なお、凹凸部24aは軸方向に波打つに限らず、半径方向に波打っても良いしその他の方向に波打っても良く、要は凹凸状であれば良い。
またノズルチップ24の筒形シリンダ21(又は筒形ボデー1)に対するインサート成形部24bの一つの外周溝24cには予めゴム又はエラストマーの伸縮層36(図23参照)が1回目インサート成形されており、しかる後にこの部分が筒形シリンダ21に対して2回目インサート成形される。これにより、ピペットをオートクレーブ処理で加熱して筒形シリンダ21及びノズルチップ24間に熱膨張差隙間を生じても、上記伸縮層36により上記隙間分を吸収させて両者間の強固な組付け力を保持し得る。
【0027】
(4)筒形ボデー1はポリフェニルサルホン等の微細発泡成形材料より形成しているから、ボデー1を手で握ったときに手の熱がピペットの内部に伝導し難く、従って手の熱の影響による吸入容量の変動が極めて小さい。
【0028】
(5)上部エゼクタパイプ41及び下部エゼクタパイプ42の何れか一方に設けた第1の係合部が他方に設けた複数の第2の係合部の何れかに切替え係合可能にして、下部エゼクタパイプ42の下端位置を可変し得るようにしているため、種々の規格寸法のチップ46がノズルチップ24の外周に取付けられたとしても、それに合わせて下部エゼクタパイプ42の下端位置を調整し得るので、エゼクト操作を円滑に行い得、応用範囲を広げることができる。
【0029】
(6)容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を、軸方向へ強制移動させてキャリブレーションパイプ4のクラッチ爪4bとクラッチパイプ3の噛み合いギア部3aとの噛み合いを解除させた状態で、キャリブレーションパイプ4を回転させることにより、実際の吸入容量は可変されないままで、カウンター機構51を駆動して数値表示のみを可変してキャリブレーション可能であるから、キャリブレーション専用のジグ等は不要であり、容易にキャリブレーションを行うことが出来る。
【0030】
(7)Oリング押圧ばね104によりOリング103を筒形シリンダ121の傾斜内面121aに所定の(軸方向)力により押圧させて、その所定の力の軸直交方向分力(半径方向内方力)によりシールリング102をプランジャ29の外周面に押圧させるようにし、しかも前記傾斜内面121aの傾斜角度αがピペットの軸直交方向に対して40°〜65°であるため、従来この傾斜角度が5°程度であったものに比して、上記プランジャ押圧力(R;図31及び図32参照)が大きくなってシール性能を向上し得ると共に、上記シールリング102の材料として適切な耐摩耗性材料を選定することにより、シールリング102の寿命を向上し得る。
【0031】
(8)前記傾斜内面121aの傾斜角度αがピペットの軸直交方向に対して50°だけ傾斜するとき、プランジャ29の摺動動作の円滑さを維持したままで最大のシール性能及び最大のシール寿命を得ることが出来る。
【0032】
(9)シールリング102は、プランジャ29の外周面に嵌合する内周面に一又は複数の周方向溝102cを有するので、第1に、上記所定の(軸方向)力が大きくなるとプランジャ29の摺動摩擦抵抗力も大きくなる傾向にあるが、上記内周溝102cにより密着面の面積を低減させて摺動摩擦抵抗力の上昇を抑えることができる。第2に、シール部102a及びプランジャ29が摺動摩擦により摩耗して摩耗粉が発生しても、この摩耗粉を内周溝102c内に収納して、摩耗粉が摺動面に存在したままと仮定したときの摩耗粉の研磨剤効果による一層の摩耗進行するのを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
図1Aは本発明になるピペットの一実施形態の上半分部の拡大縦断図、図1Bはその下半分部の拡大縦断図、図2及び図3は夫々、ピペットの1段押し下げ及び2段押し下げ状態の縦断図である。なお、図4以降は基本的に図中左方が図1〜図3中の上方に対応し、且つ図中右方が図1〜図3中の下方に対応するものとする。
【0034】
図1及び図4中、1は本発明可変式ピペットの筒形ボデーであり、中央穴1aと同軸的にねじ穴1b、1cを設けられ、且つエゼクタシャフト用穴1dを有する。この筒形ボデー1は例えばポリフェニルサルホン等の微細発泡成形材料により形成したもであるから、ボデー1を手で握ったときに手の熱がピペットの内部に伝導し難く、従って手の熱の影響による吸入容量の変動が極めて小さい。
【0035】
2は中央隔壁で、図1及び図5中、筒形ボデー1の中央穴1a内に挿入嵌合され、中央貫通穴2a、他の貫通穴2b〜2dを有する。
3は筒形のクラッチパイプで、図1及び図6中、中央隔壁2の中央貫通穴2aに挿通され、図6に示す如く、左端(上端)噛み合いギア部3a及び内周軸方向の1対のガイド凸条3bを有する。
【0036】
4は容量可変設定且つキャリブレーションパイプで、図1中、クラッチパイプ3の外周に嵌合され、図7に示す如く、右端(下端)外周ギア部4a及び内周の軸方向所定位置に周方向4等分位置にクラッチ爪4b(上記クラッチパイプ3の噛み合いギア部3aと噛み合い可能)を有する。この容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4は、外周ギア部4aと筒形ボデー1の左端(上端)にねじ込まれたボデーロック12との間に介装されたパイプ押さえバネ13により図1中下方へ付勢されて、スリップリング14に当接し、この状態で外周ギア部4aは後述する伝達ギア59のピニオン部59aに噛合(図21参照)すると同時に、クラッチ爪4bはクラッチパイプ3の噛み合いギア部3aに噛合する。
【0037】
5はストロークネジで、図1及び図8中、ストロークネジ鍔部5a及びストロークネジ筒形部5bから一体的になり、クラッチパイプ3の内周に挿入される。このとき鍔部5aの外周ねじ5cが筒形ボデー1のねじ穴1bに螺合し、且つ筒形部5bの軸方向ガイド凹条5dがクラッチパイプ3のガイド凸条3bに係合する。
【0038】
これにより、容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を上方から見て例えば時計方向へ回転させたとき、クラッチパイプ3がクラッチ爪4b及び噛み合いギア部3aの噛み合いを介して同方向へ一体回転するので、更にストロークネジ5がガイド凹条5d及びガイド凸条3bの係合を介して同方向へ一体回転し、これによりねじ部5c及び1bの螺合を介してストロークネジ5(及び後述する中央シャフト7及びプランジャ29)が図1中下方へ移動して1段目ストロークL1を小さく、即ちシリンダ室21bの吸入容量が小さくなるよう可変設定する。容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を逆に反時計方向へ回転させるときは吸入容量は大きくなるよう可変設定される。なお、容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を回転させて吸入容量を可変設定するときは、同時に外周ギア部4a及び伝達ギア59のピニオン部59aの噛合(図21参照)により、後述するカウンター機構51が上記可変設定された容量に対応した数値を可変表示する。
【0039】
6はプッシュボタン(図9に示す如く、筒形部6a、1対の軸方向ガイドスリット6b、先端爪部6cを有する)で、中央シャフト7(図10に示す如く、右端(下端)に大径部7a、そのストッパ段部7b、鍔部7c、1対の凸部7dを有する)に対してねじ16(図1参照)により同軸的に固着され、プッシュボタン6は容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4内に挿入され、且つ中央シャフト7はストロークネジ5の中央穴5eを貫通して位置決めされる。
【0040】
8は1段ばね荷重可変パイプで、図11に示す如く内周ねじ8aを有し、プッシュボタン6の筒形部6a外周に先端爪部6cにより係止されて嵌合される。9は略I字形の1段ばね伸縮設定プレートで、図12に示す如く、1対の外周ねじ部9aを有し、中央シャフト7に嵌合された状態で、プシュボタン6の1対の軸方向ガイドスリット6bに挿入係合され且つ外周ねじ部9aが1段ばね荷重可変パイプ8の内周ねじ8aに螺合される。10は1段バネで、図1中、中央シャフト7の外周に嵌合される。11はボタンカバーである。15は蓋ボデーである。
【0041】
従って、プッシュボタン6及び中央シャフト7は、1段バネ10により図1中上方へ付勢されることにより、中央シャフト7の大径ストッパ段部7bがストロークネジ5の鍔部5aに当接している。
【0042】
次に、21は樹脂製の筒形シリンダであり、図13に示す如く、左方より順次大径部21a、シリンダ室21b、ノズル部21cの通路21dを有し、且つ右端(下端)にノズルチップ24を一体的にインサート成形される。この筒形シリンダ21は、筒形ホデー1の下端(右端)ねじ穴1c内に挿入され、ロックナット22(図1参照)により固着されている。23は筒形シール押さえであり、図14に示す如く1対の切欠孔23aを有し、筒形シリンダ21の大径部21a内周に配置される。24はセラミック製のノズルチップであり(図15参照)、図23に示す如く、筒形シリンダ21のノズル部21cの右端に一体的にインサート成形される。25はフィルターケースであり、その内部に繊維状のフィルターを収納しており、チップ46(図1参照)内に吸引された試料液体がノズルチップ24及びノズル部21cの通路21d等内に吸引されるのを防止する。これらの中に吸入されて少量でも付着残留してしまうと、次に異なる種類の液体が吸入されたときに混じり合って汚染されてしまうからである。
【0043】
なお筒形シリンダ21は筒形ボデー1と予め一体成形された筒形ハウジングとして形成しても良い。
上記構成によれば、ノズルチップ24はセラミック製のため耐摩耗性が高く、後述するチップ46を繰り返し着脱されても摩耗が無く耐久性が高い。またノズルチップ24の外周面は軸方向に波打った凹凸部24aが形成されているので、ノズルチップ24とチップ46との摩擦荷重が小さいので、チップ46をエゼクトするときの荷重が小さく、エゼクト操作が容易である。
【0044】
またノズルチップ24の筒形シリンダ21に対するインサート成形部24bの一つの外周溝24cには予めゴム又はエラストマーの伸縮層36(図23参照)が1回目インサート成形されており、しかる後にこの部分が筒形シリンダ21に対して2回目インサート成形される。このようにする理由は、ピペットを滅菌処理するべくオートクレーブを行うときに120°C程度まで加熱され、これに起因して樹脂の筒形シリンダ21はセラミックノズルチップ24よりも大きく熱膨張するために両者間に隙間を生じてインサート成形部24bの組付け力が弱まってしまうおそれがある。このために、両者間に上記伸縮層36を介在させて上記隙間分を吸収させて隙間の発生を防止して両者間の強固な組付け力を保持するのである。
【0045】
次に、26は筒形プランジャヘッドであり、図16に示す如く左右の穴部26a、26b、1対の軸方向凹条26cを有する。このプランジャヘッド26は、筒形シール押さえ23内周にリング状2段バネ押さえ27(図17参照)を介在して配置されて、左方(上方)穴部26a内に中央シャフト7の大径部7aがプランジャヘッドバネ28を介在して挿入され、同時に中央シャフト7の1対の凸部7dが1対の軸方向凹条26cに係合され、しかも右方(下方)穴部26b内にプランジャ29(図18参照)が圧入嵌合される。2段バネ押さえ27は1対の耳部27aが筒形シール押さえ23の1対の切欠孔23a(図14参照)に係合されるが、2段バネ30により図1中上方へ付勢されて切欠孔23aの上端に当接している。
【0046】
32はエゼクタ機構で、図1に示す如く、大略、エゼクタボタン33、エゼクタシャフト34、エゼクタロック35、上部エゼクタパイプ41、下部エゼクタパイプ42からなる。エゼクタシャフト34は、後述するカウンタープレート52の穴52aと中央隔壁2の穴2b(図21参照)とを挿通している。上部エゼクタパイプ41は、図19に示す如く、下端内周に1対の係合凸部41aを有する。下部エゼクタパイプ42は、図20に示す如く、1対の外周溝部42aを有し、各外周溝部42aは案内溝42b及び3つの係合凹部42c、42d、42eを有する。なお、図1中、43はエゼクタバネ、44はエゼクタバネ押さえ、45はエゼクタクッションである。
【0047】
従って、上部エゼクタパイプ41下端に下部エゼクタパイプ42が挿入されたとき、前者の各係合凸部41aが後者の外周溝部42aに対して案内溝42bを介して係合挿入され、次いで後者を前者に対して相対的に所定角度回転させることにより、各係合凸部41aが3つの係合凹部42c、42d、42eの何れかに係合して、後者は前者に対して軸方向(上下方向)位置を可変的に固定される。つまり係合凸部41aが上方係合凹部42cに係合するときは下部エゼクタパイプ42の下方突出長さは最大であり、且つ下方係合凹部42eに係合するときは上記下方突出長さは最小であり、且つ中間係合凹部42dに係合するときは上記下方突出長さは中間程度となる。これにより、ノズルチップ24の外周に種々の規格寸法のチップ46(図1参照)を取付けたとしても、下部エゼクタパイプ42の下方突出長さをそれに合わせて調整し得るので、応用範囲を広げることができる。なお、図1中では、係合凸部41aが中間係合凹部42dに係合しているので下部エゼクタパイプ42の下方突出長さは中間程度となっている。
【0048】
なお上記実施例では、上部エゼクタパイプ41の1つの第1の係合部41aが下部エゼクタパイプ42の複数の第2の係合部42c、42d、42eの何れかに切替え係合しているが、逆に下部エゼクタパイプ42の1つの係合部が上部エゼクタパイプ41の複数の係合部の何れかに切替え係合するようにしてもよいし、また複数の係合部は3つに限らず、2つ又は4つ以上でもよい。
【0049】
51はカウンター機構で、図21に示す如く、大略、中央隔壁2及びカウンタープレート52(図22参照)間に、エゼクタシャフト34に嵌合したカウンタースリーブ53に更に嵌合した駆動ドラム54及び3つの被駆動ドラム55と、ピニオンシャフト56(中央隔壁2の穴2c及びカウンタープレート52の穴52b間に挿通)に嵌合した3つの連動ピニオン57と、伝達ギアシャフト58(中央隔壁2の穴2d及びカウンタープレート52の穴52c間に挿通)に嵌合した1つの伝達ギア59とからなる。伝達ギア59の小径ピニオン59aが容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4の外周ギア部4aに噛合し、且つ大径ギア59bが駆動ドラム54のピニオン54aに噛合している。1番目の連動ピニオン57は駆動ドラム54の部分歯54b及び1番目の被駆動ドラム55のギア55aに共通噛合し、且つ2番目及び3番目の各連動ピニオン57は同様に2番目及び3番目の被駆動ドラム55の部分歯55b及びギア55aに共通噛合する。この場合、合計4つのドラム54及び55は夫々外周に1〜0の10個の数字が周方向等分位置に付されており、全体として4桁の数字により吸入容量数値を表示する。60はクリックばねで(図21参照)、カウンタープレート52の凹部52dにビス61により固着され、そのクリック凸部60aが駆動ドラム54の周方向等分に配置した10個のクリック凹部54cに択一的に切替え係合して駆動ドラム54の回転方向位置決めを行う。
【0050】
従って、容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を、手動で例えば上方から見て時計方向へ回転させると、該パイプ4の外周ギア部4aに噛合する伝達ギア59は図21中矢印A方向へ回転するので、駆動ドラム54は矢印B方向へ回転し、以後各部分歯54b、55bと各連動ピニオン57との噛合により駆動ドラム55が順次桁上げ回転され、上記吸入容量数値が減少表示される。容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を、逆に反時計方向へ回転させれば、上記吸入容量数値が増大表示される。
【0051】
次に、上記ピペットの操作について説明する。
まず、ピペットを片手で握り親指でボタン6を押下げると、見かけ上一体の中央シャフト7、筒形プランジャヘッド26及びプランジャ29は、1段ばね10に抗して中央シャフト7の鍔部7cが2段バネ押さえ27に当接するまで1段目ストロークL1(図1及び2参照)だけ下方へスライドする。この状態でチップ46の下端を試料液体に浸す。
【0052】
ここで、上記押下力を解除すると、中央シャフト7及びプランジャ29は1段ばね10により上方へ復帰し、中央シャフト7のストッパ段部7bがストロークネジ5の鍔部5aに当接復帰して図1の状態に戻り、これに伴い所定量の試料液体がチップ46内に吸入される。
【0053】
次に、チップ46先端を他の容器内に挿入して再びプッシュボタン6を押下げる。すると、上記の場合と同様にしてプランジャ29が図2の位置まで1段目ストロークL1だけ再び下動し、この1段目排出により試料はチップ46内から他の容器内へ排出される。
【0054】
更にプッシュボタン6を図2の位置より押下げると、今度は中央シャフト7及びプランジャ29は1段ばね10に加うるに2段ばね30にも抗して下方へ2段バネ押さえ27の耳部27aがシール押さえ23の切欠孔23a下端に当接するまで2段目ストロークL2だけ(図2及び図3参照)スライドする。この2段目排出により、1段目排出完了時に仮にチップ46内に試料が残存していたとしても、完全に排出される。従って、吸入と排出の間で試料の容量の誤差が無くなり、正確かつ確実に所定量の試料の移し替えができる。
【0055】
次に、試料の吸入容量可変操作に付いては、上述した如く、容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を上方から見て例えば時計方向へ回転させたとき、クラッチパイプ3及びストロークネジ5が同方向へ一体回転し、これによりストロークネジ5(中央シャフト7)が図1中下方へ移動して上記1段目ストロークL1(吸入容量)の数値を小さくなるよう可変設定するし、またパイプ4を逆に反時計方向へ回転させるときは上記1段目ストロークL1の数値が大きく可変設定される。なお、この吸入容量の可変設定時には、同時に外周ギア部4a及び伝達ギア59のピニオン部59a(図21参照)の噛合により、ドラム54及び55により上記可変設定容量に対応した数値を可変表示する。
【0056】
上記の構成によれば、1段ばね10はストロークネジ5の下方でなく上方のストロークネジ5及びプッシュボタン6間に配置されている。従って、上記吸入容量可変設定操作中において、1段ばね10はばね自体の全長が一定のままで上下方向へ移動するから、一旦初期設定した1段ばね10荷重は移動中も一定のままである。従って、例えば吸入容量を小さく設定する際にも1段ばね10を何ら圧縮しないので1段ばね10荷重が大きくなってボタン操作荷重が変動する等のことはない。これに対して従来例では、1段ばねがストロークネジ相当部材より下方に位置するため上記容量可変設定操作時に1段ばね自体を圧縮してばね荷重が大きくなりボタン操作荷重が変動するという不都合がある。
【0057】
次に、上記1段ばね10の初期荷重の可変設定方法について説明する。図1中、1段ばね荷重可変パイプ8をプッシュボタン6に対して相対的に時計方向へ回転させる。すると、パイプ8の内周ねじ8a及び1段ばね伸縮設定プレート9の外周ねじ9aの螺合により、1段ばね伸縮設定プレート9が同図中下方へプッシュボタン6の軸方向ガイドスリット6b(図9参照)に沿って移動するから、その移動量分だけ1段ばね10を圧縮し、初期荷重を大きく設定する。1段ばね荷重可変パイプ8を逆方向へ回転させれば初期荷重を小さく設定できる。これにより、1段ばね10の初期荷重を適宜可変してプッシュボタン6を押し下げるときのフィーリング(重さ)を調整できる。
【0058】
次に、カウンター機構51のカウンターの容量数値表示が狂っている場合の数値表示自体のキャリブレーションの方法について説明する。
図1中、容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4を、パイプ押さえばね13に抗して上方へ寸法mだけ引っ張る。これにより、可変設定パイプ4のクラッチ爪4bとクラッチパイプ3の噛み合いギア部3aとのクラッチ噛み合いが解除されるが、可変設定パイプ4の外周ギア部4aと伝達ギア59のピニオン部59aとの噛合はギアの軸方向長さが比較的大きいために維持されたままである。従って、引き続いて可変設定パイプ4を、上方から見て例えば時計方向に回転させることにより、クラッチパイプ3及びストロークネジ5は上記クラッチ解除により回転しないからシリンダ室21bの実際の容量は可変されないが、伝達ギア59を介してドラム54及び55が回転されて、数値表示自体が小さくなるようキャリブレーションされる。また、可変設定パイプ4を逆方向へ回転させれば、数値表示自体が大きくなるようキャリブレーションされる。これによれば、キャリブレーション専用のジグ等は不要であり、容易にキャリブレーションを行うことが出来る。
【0059】
次に、次にエゼクタ機構32によるチップ46のエゼクト操作について説明する。上記試料の排出が完了してチップ46を取外すには、親指でエゼクトボタン33を図1中下方へ押圧する。するとエゼクタシャフト34、上部エゼクタパイプ41を介して下部エゼクタパイプ42がエゼクタばね43に抗して下方へ急速にスライドする。従って、下部エゼクタパイプ42の下端がチップ46に当接してこれを下方へ押圧し、ノズルチップ24から急速に離脱させる。かくして、次のチップを装着されうる状態となるが、チップ46の寸法種類が異なると、ノズルチップ24に嵌合させたときのチップ46上端位置が変動することがあり、エゼクト操作がうまくいかないことがある。
【0060】
これに対処するために、下部エゼクタパイプ42の上下方向位置を可変設定することが可能である。下部エゼクタパイプ42を図1の位置より更に下方へ移動させたいときは、下部エゼクタパイプ42を一旦回動させて上部エゼクタパイプ41の係合凸部41aに対する中間係合凹部42dの係合を解除した後に(図19、20参照)下方向へ引っ張って移動させた後に再び同方向へ回動させると、上記係合凸部41aに対して上方係合凹部42cが係合して、下方位置設定が完了する。同様に、下部エゼクタパイプ42を上方向へ押し上げ移動させて、上記係合凸部41aに対して下方係合凹部42eを係合させれば、上方位置設定が完了する。これにより、種々の寸法のチップ46の取付けが可能となる。
【0061】
なお、上記実施例では、容量可変設定且つキャリブレーションパイプ4による吸入容量可変設定するときは、該パイプ4を何れかの方向へ回転させると、クラッチパイプ3及びストロークネジ5が同方向へ一体回転し、これによりストロークネジ5が上下方向へ移動して吸入容量を可変設定していたが、この吸入容量を可変設定するのみの目的であれば、必ずしもクラッチパイプ3は必要なく、該パイプ4が直接的にストロークネジ5と一体回転する構成でも良い。
【0062】
次に、本発明になるピペットの第2の実施形態を図24〜図32を用いて説明するが、同図中、図1〜図23と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。上記第2の実施形態は、特にプランジャ29と該プランジャ29が摺動的に嵌合する筒形シリンダ121との間に設けたプランジャシール機構に特徴を有するものである。
【0063】
プランジャシール機構は、図24及び図25に示す如く、プランジャ29に嵌合されたOリング保持リング101と、プランジャ29に嵌合されたシールリング102と、前記Oリング保持リング101及び前記シールリング102間に介装されたOリング103と、前記Oリング保持リング101及び前記シールリング102間に介装されたOリング103と、前記Oリング保持リング101を軸方向へ所定の力で押圧して前記Oリング103を前記筒形シリンダ部材121の傾斜内面121aに対して押圧し、前記所定の力の軸直交方向分力により前記シールリング102をプランジャ29外周面に対して半径方向内方へ押圧させるOリング押圧ばね104とから構成される。この場合、前記傾斜内面121aの傾斜角度αは後述する如くピペットの軸直交方向に対して40°〜65°、好ましくは50°である。
【0064】
また第2の実施形態の場合、筒形シール押さえ123自体も第1の実施形態の筒形シール押さえ23に比して若干の構成の相違があり、図27A及び図27Bに示す如く、下端にばね受け部123aが且つ上端にフランジ部123bが設けられている。上端のフランジ部123bは、図24に示す如く、筒形ボデー1と筒形シリンダ121上端との間に挟持される結果、筒形シール押さえ123を筒形ボデー1に対して上下方向に固定的に位置決めさせるものである。
【0065】
Oリング保持リング101は、図28に示す如く、Oリング押さえ部101a及びばね受け部101bを有する。
シールリング102は、図29A及び図29Bに示す如く、環状のシール部102aと、フランジ状のOリング受け部102bと、シール部102a内周面に設けた3個の内周溝102cとを有するが、内周溝102cは必ずしも設けなくともよく又は3個以外に1又は2個、又は4個以上設けてもよい。このシールリング102は、図25に示す如く、Oリング保持リング101のOリング押さえ部101a内に収納された状態で、Oリング103(図30A及び図30B参照)がOリング押さえ部101a及びシール部102a間に収納される。なお、シールリング102の材料は、例えば、摩擦抵抗が小さく且つ耐摩耗性が大きい材料であるPTFE(商標名テフロン)であり、またこのPTFEにガラス繊維又はカーボン繊維等を混入して耐摩耗性材料を向上したものでもよい。
【0066】
Oリング押圧ばね104は、図25に示す如く、筒形シール押さえ123のばね受け部123aとOリング保持リング101のばね受け部101bとの間に介装され、これによりOリング保持リング101及びシールリング102を介して、Oリング103を筒形シリンダ121の傾斜内面121aに対して軸方向(下方向)力P(図31及び図32参照)により押圧する。
【0067】
従って、図31において、Oリング103が傾斜内面121aに対して押圧されると、上記軸方向(下方向)力Pの2つの分力、即ち傾斜内面121aに対して垂直な分力Qと軸直交方向分力Rとが発生するが、これを図32においてベクトルとして示す。即ち、図32中、力Pを力P´の位置へ移行して平行四辺形として分解した分力がQ及びRである。この場合、一例として、力P(P´)が307.6gのとき、分力Q及びRの各値は角度αが50°のとき夫々、478.54g及び366.58gとなる。
【0068】
図31及び図32中には従来例の筒形シリンダの、第2の実施形態の筒形シリンダ121の傾斜内面121aに相当する箇所の内面(図示せず)の角度、例えばβ=5°(即ちその内面は殆ど軸直交方向に一致している)も示されているが、この場合は2段ばね30のばね力が上記Oリング押圧ばね104の力Pと同じ力P(307.6g)であると仮定したときに、その分解した力q及びrは夫々、308.78g及び26.91gとなる。
【0069】
従って、図32から明らかな如く、第2の実施形態における筒形シリンダ121の傾斜内面121aの傾斜角度α=50°を採用した場合には、その軸直交方向分力(即ち、Oリング受けシール部102aを押圧する力)Rが従来例の場合(β=5°)の相当する軸直交方向分力rに比してかなり大きくなっており(R=366.58g>>r=26.91g)、シール部102aがプランジャ29外周面に大きな力で押圧されることが解る。
【0070】
次に、上記プランジャシール機構の動作について説明する。まず、図25、図31及び図32中、プランジャ29が上下動するときに、Oリング押圧ばね104の軸方向ばね力Pに基づいた軸直交方向力Rにより、シールリング102のシール部102aが半径方向内方即ち径縮小方向へ変形されてプランジャ29外周面に押圧される。従って、プランジャ29の外周面はこのシールリング102のシール部分及びOリング103が筒形シリンダ121の傾斜内面121aに圧接した部分で良好にシールされることが解る。従って、たとえ繰り返し使用により摺動部に摩耗が発生したとしても気密性は良好に維持され、シール部分より下方の液体がそれより上方へ漏出して分注精度を低下させるということがなく良好な分注精度を維持し得る。
【0071】
この場合、シールリング102のシール部102aに複数の内周溝102cが存在するため、第1に、上記軸直交方向力Rが大きくなるとプランジャ29の摺動摩擦抵抗力も大きくなる傾向にあるが、上記内周溝102cにより密着面の面積を低減させて摺動摩擦抵抗力の上昇を抑えることができる。第2に、シール部102a及びプランジャ29が摺動摩擦により摩耗して摩耗粉が発生しても、この摩耗粉を内周溝102c内に収納して、摩耗粉が摺動面に存在したままと仮定したときの摩耗粉の研磨剤効果による一層の摩耗進行するのを防止する。なお、内周溝102cによる摩耗粉の収納は後述するストローク回数が600,000回程度では溢れることはなくその間に発生する摩耗粉の全てを収納し得る。
【0072】
次に、表1により、ピペットの上記筒形シリンダ121の傾斜内面121a又はその相当部が異なる角度α又はβを構成した各場合に、プランジャ29を筒形シリンダ121に対して往復摺動させた回数(ストローク回数)を変化させた都度に得た、精度規格(A)及び再現性規格(B)の値を示す。
【0073】
【表1】


【0074】
上記表1中、各角度α又はβにおいて、ピペットの吸入・吐出量が100μl(0.1CC)及び1000μl(1CC)の二つの場合に分けて計測を行った。また精度規格(A)は100μl設定時では±1.0%が許容限界精度、1000μl設定時では±0.7%が許容限界精度であり、また再現性規格(B)は100μl設定時では<0.5%が合格、1000μl設定時では<0.2%が合格である。表1中、不合格の数値はアンダーラインを付して示す。また表1の各欄中単なる横線は測定を行っていないことを示す。ここで、精度規格(A=AC)及び再現性規格(B=CV)は夫々、次式で与えられる。
【0075】
【数1】


【0076】
【数2】


【0077】
ここで、「xバー」は実際に測定したデータ値「x」(μl)の平均値(μl)、「設定値」とはピペットのカウンタにより予め設定する設定値(μl)である。「SD」とは標準偏差であり次式で与えられる。
【0078】
【数3】


【0079】
ここで、nは測定回数である。
上記表1によれば、従来例(β=5°)の場合は、ストローク回数が100,000回と200,000回においてシールリング102のシール部102aにシール力の不足を生じて分注液の漏れを生じて精度又は/及び再現性について不合格を生じている。また、α=30°のときは、50,000回と80,000回において同様に不合格を生じている。しかしながら、第2の実施形態のα=40°の場合は、600,000回において精度及び再現性の何れも合格であり、同様に、α=50°のときも、50,000回、100,000回、及び600,000回において同様に合格である。また、α=65°のときも、600,000回において同様に合格である。なお、αが65°より大きくなると、Oリング103に作用するOリング押圧ばね104からの軸方向力Pはその殆どが軸直交方向力R(図31及び図32参照)へ変換されて該軸直交方向力Rが大きくなるのでプランジャ29をスライドさせるための押圧力も必要以上に大きくなり操作が困難となったので、採用し難く、α>65°の場合の実験データは採取していない。なお、上記シール部分が600,000回まで精度を保証できればメンテナンスフリー製品としての実用上の寿命として十分である。
【図面の簡単な説明】
【0080】
【図1A】本発明になるピペットの一実施形態の上半分部の拡大縦断図である。
【図1B】本発明になるピペットの一実施形態の下半分部の拡大縦断図である。
【図2】図1のピペットの1段押し下げ状態の上半分部の縦断図である。
【図3】図1のピペットの2段押し下げ状態の上半分部の縦断図である。
【図4A】筒形ボデーの斜視図である。
【図4B】筒形ボデーの縦断図である。
【図5A】中央隔壁の斜視図である。
【図5B】中央隔壁の平面図である。
【図6A】クラッチパイプの斜視図である。
【図6B】クラッチパイプの平面図である。
【図7A】容量可変設定且つキャリブレーションパイプの斜視図である。
【図7B】容量可変設定且つキャリブレーションパイプの縦断図である。
【図7C】容量可変設定且つキャリブレーションパイプの下面図である。
【図8A】ストロークネジの斜視図である。
【図8B】ストロークネジの縦断図である。
【図9A】プッシュボタンの斜視図である。
【図9B】プッシュボタンの下面図である。
【図10A】中央シャフトの側面図である。
【図10B】中央シャフトの下面図である。
【図11】1段ばね荷重可変パイプの斜視図である。
【図12A】1段ばね伸縮設定プレートの斜視図である。
【図12B】1段ばね伸縮設定プレートの平面図である。
【図13】筒形シリンダの縦断図である。
【図14A】筒形シール押さえの斜視図である。
【図14B】筒形シール押さえの縦断図である。
【図15A】ノズルチップの斜視図である。
【図15B】ノズルチップの縦断図である。
【図16A】プランジャヘッドの斜視図である。
【図16B】プランジャヘッドの縦断図である。
【図17】2段バネ押さえの平面図である。
【図18】プランジャの側面図である。
【図19A】上部エゼクタパイプの斜視図である。
【図19B】上部エゼクタパイプの縦断図である。
【図20A】下部エゼクタパイプの斜視図である。
【図20B】下部エゼクタパイプの側面図である。
【図20C】下部エゼクタパイプの縦断図である。
【図21】カウンター機構の分解斜視図である。
【図22A】カウンタープレートの斜視図である。
【図22B】カウンタープレートの下面図ある。
【図23】ノズルチップの取付け部分の部分拡大断面図である。
【図24】本発明になるピペットの第2の実施形態の上半分部の拡大縦断図である。
【図25】図24のピペットの要部の拡大縦断図である。
【図26】図24のピペットの筒形シリンダの縦断図である。
【図27A】図24のピペットの筒形シール押さえの斜視図である。
【図27B】同筒形シール押さえの縦断図である。
【図28A】図24のピペットのOリング保持リングの正面図である。
【図28B】同Oリング保持リングの縦断図である。
【図29A】図24のピペットのOリング受けシールリングの正面図である。
【図29B】同Oリング受けシールリングの縦断図である。
【図30A】図24のピペットのOリングの正面図である。
【図30B】同Oリングの縦断図である。
【図31】図25の各部の力作用関係を示す図である。
【図32】同力のベクトルを示す図である。
【符号の説明】
【0081】
1 筒形ボデー
2 中央隔壁
3 クラッチパイプ
3a 噛み合いギア部
3b 軸方向ガイド凸条
4 容量可変設定且つキャリブレーションパイプ
4a 外周ギア部
4b クラッチ爪
5 ストロークネジ
5c 外周ねじ
5d 軸方向ガイド凹条
6 プッシュボタン
7 中央シャフト
7a 大径部
7b ストッパ段部
7c 鍔部
8 1段ばね荷重可変パイプ
8a 内周ねじ
9 1段ばね伸縮設定プレート
9a 外周ねじ部
10 1段ばね
11 ボタンカバー
13 パイプ押さえばね
21、121 筒形シリンダ
21b シリンダ室
21c ノズル部
23、123 筒形シール押さえ
24 ノズルチップ
24a 凹凸部
24b インサート成形部
25 フィルターケース
26 プランジャヘッド
27 2段ばね押さえ
27a 耳部
28 プランジャヘッドばね
29 プランジャ
30 2段ばね
32 エゼクタ機構
33 エゼクタボタン
34 エゼクタシャフト
36 ゴム又はエラストマー伸縮層
41 上部エゼクタパイプ
41a 係合凸部
42c、42d、42e 係合凹部
42 下部エゼクタパイプ
46 チップ
51 カウンター機構
52 カウンタープレート
54 駆動ドラム
55 被駆動ドラム
57 連動ピニオン
59 伝達ギア
59a ピニオン
60 クリックばね
101 Oリング保持リング
101a Oリング押さえ部
102 シールリング
102a シール部
102b Oリング受け部
102c 内周溝
104 Oリング押圧ばね
121a 傾斜内面
【出願人】 【識別番号】590006402
【氏名又は名称】株式会社ニチリョー
【出願日】 平成19年9月12日(2007.9.12)
【代理人】 【識別番号】100089705
【弁理士】
【氏名又は名称】社本 一夫

【識別番号】100140109
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 新次郎

【識別番号】100075270
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 泰

【識別番号】100080137
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 昭男

【識別番号】100096013
【弁理士】
【氏名又は名称】富田 博行

【識別番号】100093089
【弁理士】
【氏名又は名称】佐久間 滋


【公開番号】 特開2008−253980(P2008−253980A)
【公開日】 平成20年10月23日(2008.10.23)
【出願番号】 特願2007−236972(P2007−236972)