CN1146473C - 具有改进的滴管尖端及安装轴组件的滴管 - Google Patents

Abstract

一种排气式滴管(10)系在滴管安装轴(32)以及尖端(40)上分别具有沿轴向间隔开之环形密封以及截头圆锥形侧面支撑带(36，38)以及支撑区(46，48)，在加入了协力机构(52)之后，其可确保安装轴在穿透滴管尖端时具有一个均匀的深度，以可在后续的尖端被安装在安装轴上以及将尖端自安装轴上脱离时均能维持均匀的接合，其中该滴管尖端系可藉由使用者所产生之较少的轴向力而可轻易地安装以及脱离滴管尖端安装轴。

Description

具有改进的滴管尖端及安装轴组件的滴管

相关的申请案

本发明申请案是申请号为09/188,032、于1998年11月6日申请，且转让给如同本案之同一受让人之美国专利申请的部份续展申请案。

发明范畴

本发明涉及滴管的改进，尤其关于排气式滴管的改进，它包括了一个独特的滴管尖端，其设置成滴管尖端安装轴的远端部之形状，如此，其尖端将可由滴管的使用者轻易地插到该安装轴之上的防漏位置处，而在此一位置上，该尖端被固定来防止安装轴发生未预料的侧向摇动或是从安装轴位移，并且在使用之后，其可以轻易地由滴管使用者由安装轴上拆卸下来。

发明背景

在于1998年11月6日申请、申请号为09/188,030号、名为“易脱离之滴管尖端”之美国专利申请中揭示的滴管尖端之开发，以及于1998年11月6日申请的美国专利申请中所揭示的申请号为09/188,031号、名为“具有改良滴管尖端以及安装轴之滴管”(此两个专利申请案均被援引在本案中作为参考)的新颖的滴管尖端以及尖端安装轴组件之开发中，发现一种特殊的滴管尖端以及尖端安装轴组件较现今商用标准的滴管尖端以及尖端/轴组件能提供更轻易之尖端安装，改进了尖端侧向稳定性，并能更轻易地使尖端脱离。对于此种新发明的滴管尖端以及安装轴组件的叙述将在此之后加以说明。

发明概述

本发明在一种排气式滴管中分别于滴管尖端安装轴以及滴管尖端上结合了类似截头圆锥形远端部及近端部之概念。此种截头圆锥形远端部及近端部具有实质上向内以及向下平行的渐缩面，其结合分别在安装轴和尖端上之沿轴向间隔之环形密封以及侧面支撑带以及支撑区。此外，本发明系在轴上和尖端上加入一种协力机构，用以确保安装轴在穿入滴管尖端时具有均匀的深度，以在后续之尖端被安装在安装轴上以及由安装轴处予以脱离时，维持和安装轴之间均匀的接合。

尤其是，本发明包括了在一个排气式滴管内的一个滴管尖端安装轴以及滴管尖端之组合。该安装轴包括一个轴向之长形主体，该主体包括一个具有一沿轴向渐缩之外部表面的截头圆锥形远端部，该轴向渐缩之外部表面则具有环形轴向间隔开之外部表面区以界定一个环形密封带，以及一个沿轴向渐缩之环形侧面支撑带。该滴管尖端为一长形管体，它包括：一个敞开的截头圆锥形近端部；一个敞开的圆锥形远端部；以及，在界定出一个环形密封区域和一个沿轴向渐缩之环形侧面支撑区的近端部之沿轴向渐缩的截头圆锥形的内部表面上之环形轴向间隔开来的内部表面区域。安装轴以及滴管尖端沿其轴向的锥度达1.5°或更多，最好是在1.5°-5°或6°度之间。在安装轴上环形密封区之外径略大于位在滴管尖端处环形密封区之内径，而在环形密封区内的尖端侧壁则是足够的薄，使得环形密封区能稍为膨胀，以在密封带穿透密封区时，在安装轴以及滴管尖端之间形成过盈配合以及气密式的密封。该密封带和支撑带的轴向间隔实质上系和密封以及支撑区域的轴向间隔相等。同样地，在轴向渐缩之侧面支撑带内安装轴的外径略小于或是实质上等于该轴向渐缩之侧面支撑区处至少某些周围部分内之尖端之相对应的近端部的内径，如此，密封带才可穿透该密封区。此可允许在支撑带以及支撑区域之间形成最少的接触，而不致产生一种次要的气密，而此种气密则会导致不利地增加在安装轴处安装和脱离滴管时所需要之轴向力。藉由此种结构，当密封带穿透密封区时，支撑区系容置了该支撑带，并且因此而提供了侧面的支撑，而此则可防止在碰触滴管尖端时发生的滴管尖端在安装轴上的侧向摇动，以及一种伴随而来之滴管尖端由安装轴上所不希望发生之脱离。

此外，本发明的最佳实施例则系包括了前述之受控制的过盈气密式安装、以及相配合之环形侧面支撑带以及支撑区、与一种位于滴管尖端以及滴管上用以限制尖端在安装轴上之轴向运动的协力机构。这可确保安装轴在穿透并进入到滴管尖端处时均具有均匀的深度，以可在当后续的尖端于装设在或是脱离安装轴时，得以维持与安装轴之均匀的所要之尖端过盈配合。

此外，对于滴管尖端以及安装轴之组合而言，其中，介于密封带以及密封区之间的过盈配合约0.075-约0.2mm，并且在密封区内滴管尖端的壁厚是0.2-0.5mm，可使用于本发明之安装以及脱离尖端之力量最小，而在安装轴上尖端之侧面的稳定度亦可在当支撑区以及支撑带之间存在着一个小的过盈配合时进一步得以加强。此种小的过盈系藉由尖端之侧面支撑区所提供，而该尖端具有着一个略小于该安装轴之侧面支撑带外径之内径，例如，其系小于0.075mm。另外，当该安装轴以及尖端是处于同心状态，且在该支撑带以及支撑区是大致为圆形时，则可能在支撑带以及支撑区之间会产生一种次要的气密，而此种次要的气密并不会不利地增加用于将该尖端设置在该安装轴上或是自该安装轴上脱离所需的轴向力。

附图简要说明

图1是一种标准式的手动滴管的侧视图，该滴管具有一个设置在一安装轴上的滴管尖端，邻接于该滴管的一种尖端脱离机构的下方端点。

图2是本发明之滴管尖端以及安装轴组合的一实施例的剖视图，其显示介于密封区域以及密封带之间的防漏的密封、介于侧面支撑区域以及支撑带之间的配合关系、以及一个包括了位在该滴管尖端处的一个用以限制安装轴穿入到该尖端的肩部之机构的较佳具体实施例。

图3是在图2之滴管尖端的圆圈3内密封区域之片段放大后的剖面侧视图。

图4是类似图2之滴管尖端以及安装轴组合之上方部份的一个部份放大后的侧视图，其显示该协力机构的一个第一具体实施例，该机构包括了一个用于限制该安装轴进入至该尖端内的一个位在安装轴上的肩部。

图5类似于图2，并且显示一个实施例，其中该密封带以及密封区域在轴向的位置与图2的支撑带以及支撑区域在轴向的位置相反。

图6类似于图4，其显示一个实施例，其中该密封带以及密封区域在轴向的位置与图4的支撑带以及支撑区域在轴向的位置相反。

图7类似于图2，并且是本发明之滴管尖端以及安装轴组合之一个实施例的剖面侧视图，其显示藉由在密封区域以及密封带之间的过盈配合所形成的防漏密封、介于侧面支撑区以及带之间的小过盈配合、以及该协力机构的一个较佳实施例，该机构包括了一个用于限制该安装轴进入至该尖端内的一个位在滴管尖端上的肩部。

图8类似于图7之滴管尖端以及安装轴组合之上方部份的一个部份放大后的侧视图，其显示该协力机构的另一个第一实施例，该机构包括了一个用于限制该安装轴进入至该尖端内的一个位在安装轴上的肩部。

图9类似于图7，并且其显示一个实施例，其中该密封带以及密封区域在轴向的位置与图7中所示的支撑带以及支撑区域在轴向的位置相反。

图10类似于图8，并且其显示一个实施例，其中该密封带以及密封区域的径向位置在相对于图8中所示之该支撑带以及该支撑区域之轴向位置时是相反的。

附图中标号的说明

(10)滴管                             (12)滴管尖端抛除机构

(14)推钮                             (16)杆

(18)壳体                             (20)滴管尖端

(22)滴管尖端安装轴                   (24)推钮

(26)臂                               (28)套体

(30)下方端点                         (32)安装轴

(34)截头圆锥远端部                   (36)环形密封带

(38)侧面支撑带                       (40)滴管尖端

(42)截头圆锥形近端部                 (43)内部表面

(44)圆锥远端部                       (46)环形密封区

(48)侧面支撑区                       (49)凸缘

(52)协力机构                         (53)肩部

(53’)肩部                           (54)底面

(56)环形边

本发明之详细说明

图1显示了一种类似于由雷妮(Rainin)仪器公司仅在美国贩售之PIPETMAN滴管之标准手动式滴管，该公司是本发明的受让人。该由图1中图号10所示之手动式滴管系包括有一个滴管尖端抛除机构12，而其则是在1976年11月16日所授权的美国专利3,991,617中加以说明，其被纳入于此作为参考。

滴管10包括了一个推钮14，其系藉由一杆16而和一位在该滴管的本体或壳体18之内的一个活塞(未显示)相连接。该推钮14系可由一使用者在该推钮14之上施加一向下的力量而被压下，以造成该滴管之活塞向下移动。当推钮14松开时，一定量之待测的液体则会被吸入一可丢弃式的滴管尖端20中，而该可丢弃式的滴管尖端20则系以可松开的方式而设置在该滴管10的一个滴管尖端安装轴22的一个下方端点处。该样品其后则可再一次地对该推钮14施加一向下的力量而被传递到另一个容器之内。在如此使用之后，通常则会将该滴管尖端20由该安装轴22处移开，并换上一个新的滴管尖端，以重复地使用滴管于另一新的待测液体之吸入以及排出程序。

该滴管尖端抛除机构12被用来将该尖端20由该安装轴22处移去。在这方面，该滴管尖端抛除机构12包括一个推钮24，其连接于位在滴管10的可手持之壳体18上方部分内的一通道(未显示)中的一个杆。该通道以及该杆是如此的设置，以致便于该杆平行于该滴管的轴而平移、相反与一个通常是将该杆顶掣于向上位置的弹簧之方向相对。一种包括了一管形上方端点之可移除的尖端抛除构件或是臂26系由该杆的一个下方端点延伸，并且其系由该杆处沿着该滴管壳体18的外部轮廓来加以延伸，而终止于一套管28处。该套管28围绕着紧密容置着可抛弃式滴管尖端20之上方端点之该滴管尖端安装轴22的一个锥形的下方端点30。欲将滴管尖端20由安装轴22的下方端点处抛除的话，使用者握持住滴管壳体18，并使用其大拇指压下该推钮24。作用在推钮24上的向下力量将会由该杆而传递到尖端抛除臂26，并因此会传到该向下压至滴管尖端的一个上方端点之套管28处。当由该套体28所转移的向下的一作用力超过介于滴管尖端20以及安装轴22之间的磨擦力时，该滴管尖端则会自该安装轴处被推离。而在放开该推钮24之际，该弹簧则会将尖端抛除机构12返回到其原始位置，且该套体28则与一个替换的滴管尖端之间稍微保持一段间距，该替换的滴管尖端系插入于该安装轴22之上，以为其下一次的吸入和排出动作作准备。

本发明之滴管尖端以及安装轴组合的结构之一个较佳实施例显示于图2。如图所示者，该安装轴32系包括了一个轴向的长形本体，而该长形本体则包括了一个截头圆锥形远端部34，其系具有一个由该轴的一个主要或是上方部逐渐沿轴向向内渐缩的外部表面。该远端部34之轴向渐缩的外部表面包括了一个轴向间隔开的环形外部表面区域，其界定了一个邻近于该远端部34的环形密封带36，以及一个位在远端部34靠近于该安装轴32之下方端点的一个沿轴向并向下、向内渐缩的侧面支撑带38。

该滴管尖端以标号40表示，系一个长形塑料管，它包括了一个敞开的截头圆锥形近端部42、一个敞开的圆锥形远端部44以及环形并且沿轴向间隔开之内部表面区，其位于该近端部42之轴向向下且向内渐缩之内部表面43上，而该近端部42则界定了一个环形密封区46以及一个沿轴向渐缩之环形侧面支撑区48，用以分别和在该安装轴32上的该密封带以及支撑带36、38相吻合。如图所示，该尖端40的近端部42之截头圆锥环形内表面是近似于并且稍大于该安装轴32的远端部34之截头圆锥形外表面。同样地，在任何沿轴向的垂直面中，该安装轴32之截头圆锥形远端部实质上是平行于该尖端40的近端部42之内部截头圆锥形表面。在此所谓之“实质上平行”意谓着该远端部34之沿轴向渐缩的外部表面之外侧表面相对在该尖端40之近端部42之内部表面43的轴向锥度在1.5°之内。

图3显示着一密封区46之较佳实施例之放大后的细节，它具有在图2中圆圈3内的滴管尖端40部份。如图中所示，该密封区46由向内延伸之实质上呈V形的凸缘49所形成，而该凸缘49由该滴管尖端40之侧壁50沿径向向内延伸。该凸缘49之最内侧表面形成了一道非常狭长之环形密封带或是密封线，藉此可与滴管尖端安装轴32的密封带36啮合，以形成前述介于该尖端以及安装轴32之间之气密式密封。

如图2所示，该环形密封带36的外径是稍大于位于滴管尖40之环形密封区46的内径，而在环形密封区46内该尖端的侧壁50是足够地薄，以致该环形密封区46会稍微膨胀，以在该密封带36穿透该密封区46时，在该安装轴32以及该滴管尖端40之间形成过盈配合以及气密式密封。实际情况是：只有当该环形密封带36之外径以及环形密封区46的内径间的差异至少是0.075mm时才会形成所需要之过盈配合。此外，位于在该密封区46内之滴管尖端的壁厚最好是0.20-0.50mm。

同时，亦如同在图2所示者，在该密封带以及密封区间的轴向间隔实质上是等于支撑带以及支撑区之间的轴向间隔。同样地，位于沿轴向渐缩之侧面支撑带38内之该轴32的外径稍为小于或实质上等于位于该沿轴向渐缩侧面支撑区域的至少某些周围部分内之近端部的内径。这将可让该支撑带以及区域之间存在着一些最小的接触，而不会产生一种次要的气密，而此气密则将导致不利地增加将滴管尖端安装在该安装轴上或自该安装轴上脱离所需之轴向力。藉由这种结构，在当该密封带36穿透该密封区46时，支撑区48容置了侧面支撑带38，并且提供了侧面支撑，此种侧面支撑则可防止该滴管尖端在安装轴32上侧向摇动，否则可能发生在触摸该尖端时，使其由安装轴掉落下来。在这些方面，相吻合之侧面支撑带38以及支撑区48和密封带以及密封区36，46之间的轴向间隔最好是实质上等于位于与支撑带相接触之支撑区部分内的滴管尖端40之内径。此种长度上的关系可为在安装轴32上之滴管尖端40提供了绝佳的侧向稳定度。

此外，如同在图2中所示者，本发明系包括了一个位于本发明滴管以及滴管尖端40上的协力装置52，其用以限制该尖端在该安装轴32上的轴向移动。这可确保安装轴在穿透进入至滴管尖端时深度的一致，以维持后续的尖端在安装到该安装轴或是自该安装轴上脱离时均可保持均匀的尖端过盈。如在图2示之实施例中，此种协力装置系包括了一个位在该滴管尖端40之内部表面并紧接着该侧面支撑区域48之环形且面向上方之向内导向的肩部53。该肩部53之设计是可让其上方表面和一朝下的表面，诸如安装轴32之远端部34之底面54，在其外侧周边部份相接触。

该协力装置的另一个实施例则显示于图4，它具有一个位于滴管尖端安装轴32上之向外导向、并面向下方的环形肩部53’，其在当该安装轴插入于该尖端的敞开的近端部42时，可与该尖端的上方环形边56相接触，以停止该安装轴32进一步地进入到该尖端内。

虽然在前述的说明中，已详细地解释了本发明滴管尖端的较佳实施例，但是任何的改变以及修改均可在不脱离本发明范畴之下来加以完成。例如，图5以及图6系显示分别在图2以及图4中所诠释之组合的另种较佳实施例，其中密封带36以及密封区38的轴向位置分别与支撑带46及支撑区域48之轴向位置相反。

就另外的实例而言，图7、8、9以及图10分别类似于图2，4，5以及图6者，并且显示了本发明的另一种实施例，其中在该侧面支撑区48与支撑带38之间具有小的过盈配合，以进一步加强该尖端40在安装轴32上之侧面稳定度，而不致于不利地增加在安装该尖端于安装轴上或是自该安装轴上脱离该尖端时所需要的轴向力。在这一方面，如图7至图10所示，对于滴管尖端以及安装轴组合而言，其中密封带36以及密封区46之间的过盈配合大约为0.075到0.2mm，而位于密封区46内以及位于侧面支撑区48内该滴管尖端的壁厚是大约0.2mm-0.5mm，而该尖端40位于安装轴32上之侧面稳定度可在当介于该支撑区域以及支撑带之间存在着小的过盈配合时而得以进一步加强，同时维持着本发明相关之所需的最小尖端安装以及脱离力。此种小的过盈藉由具有一个比安装轴32侧面支撑带38之外径更小，例如是小于0.075mm，的内径的尖端40的侧面支撑区48而提供。此外，当安装轴32以及该尖端40系为同心的，并且在支撑带38以及该支撑区48中为大致的圆形时，在该支撑带以及该支撑区域之间可产生一种次要的气密式密封关系，而不会不利地增加在将该尖端自该安装轴上脱离以及将该尖端设置到该安装轴上所需之轴向力。

因此，本发明应仅由下列之申请专利范围的范畴来加以限制。

Claims (5)

1.一种排气式滴管(10)，该滴管包括：

一个滴管尖端安装轴(32)以及一个滴管尖端(40)，它们分别具有沿轴向间隔开、相互吻合之环形密封带以及截头圆锥形之向内并向下渐缩的侧面支撑带(36，38)以及环形密封区和支撑区(46，48)，该环形密封区(46)包括一个环形密封面(49)，它是滴管尖端的一个侧壁(50)向内的部份，而滴管尖端在密封区是相当薄，位于该安装轴(32)上的环形密封带(36)的外径较在该滴管尖端上的环形上的环形密封区(46)的内径稍大，以致当密封带穿透密封区时，该滴管尖端位于密封区内的部份可稍微的膨胀，以能在密封面(49)和安装轴上的密封带(36)之间形成过盈配合以及气密，并且安装轴(32)的外径是位于向内以及向下渐缩之侧面支撑带(38)之内，而该侧面支撑带(38)略小于或是等于轴向渐缩侧面支撑区(48)内的对应的均匀内径，在侧面支撑带以及侧面支撑区之间存有部份的接触，而不致产生一种次要的气密；以及

一机构(52)，它用以确保该安装轴在进入至该滴管尖端时均具有一致的深度，以在后续的尖端被安装到该安装轴或是自该安装轴上将该尖端予以脱离时，都能与该安装轴维持着均匀的尖端过盈配合。

2.一种在一排气式滴管(10)中之组合，该组合具有：

一个滴管尖端安装轴(32)，它具有一个轴向之长形本体，而此本体包括了一个具有截头圆锥形外部表面的截头圆锥形远端部(34)，而该截头圆锥形外部表面具有环形且沿轴向间隔开来的外部表面区域，这些外部表面区域界定了一个环形的密封带(36)以及一个环形沿轴向且向内渐缩之侧面支撑带(38)；

一个滴管尖端(40)，它具有一个长形的管体，该管体系具有一个截头圆锥形的敞开的近端部(42)、一个敞开的圆锥形远端部(44)以及在一个界定一环形密封区(46)以及一沿轴向并向内渐缩之环形侧面支撑区(48)的近端部的截头圆锥形内部表面上的多个环形且沿轴向间隔开的内部表面区，用以分别和该密封带和侧面支撑带相配合，该密封区包括一个环形密封面(49)，它是滴管尖端的一个侧壁(50)向内的部份，而滴管尖端在密封区是相当薄，位于该安装轴(32)上的环形密封带(36)的外径较在该滴管尖端上的环形上的环形密封区(46)的内径稍大，以致当密封带穿透密封区(46)时，滴管尖端位于密封区内的部份可稍微膨胀，以在密封面(49)和安装轴上的密封带(36)之间形成过盈配合以及气密，并且安装轴(32)所具有的外径位于向内以及向下渐缩之侧面支撑带(38)之内，而该侧面支撑带(38)略小于或是等于轴向渐缩侧面支撑区(48)内的对应的均匀内径，在侧面支撑带以及侧面支撑区之间存有部份的接触，而不致产生一种次要的气密；以及

协力机构(52)，它位于该安装轴(32)以及该滴管尖端(40)上，藉此限制该尖端在该安装轴上的轴向移动，以确保该安装轴在穿透该尖端时具有均匀的深度，以在后续之尖端被安装在该安装轴上或是自该安装轴上脱离时均与该安装轴维持着均匀的尖端过盈配合。

3.根据权利要求2所述的组合，其特征在于，该密封区(46)具有一内径，其至少小于该密封带(36)的外径0.075mm。

4.根据权利要求2所述的组合，其特征在于，由该密封带(36)以及密封区(46)和该侧面支撑带(38)以及侧面支撑区(48)间的沿轴向的间隔实质上是等于在该支撑区域内之滴管尖端(40)的内径。

5、一种在一排气式滴管(10)中之组合，该组合具有：

一个滴管尖端安装轴(32)，它具有一个轴向之长形本体，而此本体包括了一个具有截头圆锥形外表面的截头圆锥形远端部(34)，而该截头圆锥形外表面具有环形且沿轴向间隔开的外部表面区域，这些外部表面区域界定了一个环形密封带(36)以及一个环形轴向且向内渐缩之侧面支撑带(38)；

一个滴管尖端(40)，它具有一个长形的管体，该管体系具有一个截头圆锥形的敞开的近端部(42)、一个敞开的圆锥形远端部(44)以及在一个界定一环形密封区(46)以及一沿轴向并向内渐缩之环形侧面支撑区(48)的近端部的截头圆锥形内部表面上之环形且沿轴向间隔开之内部表面区域，用以分别和该密封带和密封区相配合的多个环形且轴向间隔之内部表面区，该密封区包括了一个环形密封面(49)，该密封面是滴管尖端的一个侧壁(50)向内的部份，而滴管尖端在密封区具有0.2至0.5mm的厚度，以至于当密封带穿透密封区(46)时，可稍微的膨胀，以能在密封面(49)和安装轴上的密封带(36)之间形成0.075mm至0.2mm的过盈配合以及气密，并且安装轴(32)所具有的外径是位于向内以及向下渐缩之侧面支撑带(38)之内，而此向内以及向下渐缩之侧面支撑带(38)则是略大于轴向渐缩侧面支撑区(48)内的对应内径0.075mm或0.075mm以内，侧面支撑区(48)的壁厚为0.2至0.5mm，藉此，在当支撑带(38)穿透支撑区(48)时，环形支撑区会稍微的膨胀以在安装轴以及滴管尖端之间形成过盈配合；以及

协力机构(52)，它位于该安装轴(32)以及该滴管尖端(40)上，藉此限制该尖端在该安装轴上的轴向移动，以确保该安装轴在穿透该尖端时具有均匀的深度，以在后续之尖端被安装在该安装轴上或是自该安装轴上脱离时均与该安装轴维持着均匀的尖端过盈配合。

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