JP2008509001A - 微量のための複式調量装置 - Google Patents

Abstract

制限された処理時間で液状又はペースト状の媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置において、流出開口を有するハウジングと、ハウジング内に、又はハウジングに配置された、流出開口に接続する調量ユニットと、ハウジング内に、又はハウジングに配置された、調量ユニットに接続する、媒体のための蓄え容器とが設けられている形式のものが、有利な１実施例では流出開口１２を有するハウジング１から成っている。さらにこの装置は調量ユニット並びに媒体のための蓄え容器６１から成っている。ハウジング１内には調量軸２が配置されており、この調量軸２は部分的に変換軸３により取り囲まれている。この変換軸３内には送り溝３３が設けられており、この送り溝内を操作ボタン８が案内されており、この操作ボタン８はハウジング内の溝１７を貫通している。変化態様では、ハウジング１内に回路９２が設けられており、この回路は、モータ９３及び伝動装置９４の中間配置下に調量軸２を操作する。

Description

本発明は、制限された処理時間で液状又はペースト状の媒体、並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置であって、流出開口を有するハウジングと、このハウジング内に、又はハウジングに配置された、流出開口に接続する調量ユニットと、ハウジング内に、又はハウジングに配置された、調量ユニットに接続する、媒体のための蓄え容器とが設けられている形式のものに関する。

所定量の媒体の放出は、技術、医療、化学などのあらゆる分野により公知である。この場合、一般に媒体の正確な調量が望まれている。調量時に保持したい許容差は、より大量の調量時には比較的わずかな技術的手間により保証され得るパーセント範囲内にある。しかしながら、少量から微量までの調量時にはこのことは技術的に解決することが困難な課題である。微量の液状媒体の調量は、例えばインクジェットプリンタにおいて行われる。インクジェットプリンタはプリント工程の間にパルス毎に約４〜６ピコリッタまでのインクを放出する。次に大きい調量装置が、例えば医療技術的な用途から公知のように、約０．３ｍｌの量を調量することができる。

液体又はペーストを調量するためのこのような注射式の装置が、ドイツ連邦共和国実用新案第９１０７５７４号明細書により公知である。この明細書ではハウジングに流出開口が設けられている。ハウジング内にはピストンが配置されている。流出開口の領域内には弁が前置されており、この弁の領域内には調量チャンバが配置されている。ハウジング内には戻しばね並びに操作機構が設けられている。装置の操作はレバーにより行われる。さらにカートリッジの形式で作業する装置が公知である。カートリッジはグリップを介して操作可能である。これらの公知の調量装置は、調量装置に課された要求を満たしている。しかしながら、これらの調量機器により放出される量では大きすぎる使用分野が公知である。これらの調量機器は、平均的に０．３ｍｌの量を調量することしかできない。よりわずかな調量はこれらの装置によっては可能ではない。調量工程毎に放出される量の精度もしばしば不十分である。自動的な調量が可能ではないので、インクジェットプリンタにより公知の調量技術は使用することができない。

そこで本発明は解決策を得たい。本発明の根底にある課題は、制限された処理時間で微量の液状又はペースト状の媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置において、高い精度により、０．０１〜２００μｌまで、有利には０．１〜２０μｌまでの範囲の調量量を放出することのできるものを提供することである。本発明によれば、この課題は、ハウジング内に調量軸が配置されており、この調量軸が部分的に変換軸により取り囲まれており、この変換軸内に案内溝が設けられており、この案内溝内を操作エレメントが案内されており、この操作エレメントがハウジング内の溝を貫通していることにより解決される。操作エレメントは、例えばスライダ、ボタン又はレバーにより構成されていてよい。

本発明により、制限された処理時間で微量の液状又はペースト状の媒体並びに充填材含媒体又は反応性媒体を調量するための装置が形成されている。この装置は、極めて高い精度により、０．０１〜２００μｌまで、有利には０．１〜２０μｌまでの量を調量することを可能にする。調量の高い精度に基づき、この装置のための極めて多岐にわたる使用可能性が、例えば医療分野においてもマイクロ技術分野においてももたらされている。

さらに前記課題は、ハウジング内に回路が設けられており、この回路が、モータ及び必要に応じて伝動装置の中間配置下に調量軸を操作することにより解決される（例えばステッピングモータが使用された場合には伝動装置は不要である。）。

このことによっても、制限された処理時間で微量の液状又はペースト状媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置において、特に高い精度により０．０１〜２００μｌまで、有利には０．１〜２０μｌまでの量を調量することを可能にするものが形成される。装置のモータ式の構成により、さらにそれぞれの使用者のための操作快適性が高められる。

従って前記課題は、請求項１に記載の装置により解決される。

本発明のさらなる改良形及び構成が、従属請求項に記載されている。本発明の１実施例を図面に示し、以下に詳細に説明する。

実施例として選択された、微量の液状又はペースト状の媒体を調量するための装置はハウジング１から成っており、このハウジング１内には調量ユニットが配置されている。この調量ユニットは、実質的に調量軸（ピストン）２から成っており、この調量軸２は部分的に変換軸３により取り囲まれている。この変換軸３は圧縮ばね４の影響下にある。調量軸２に向いていない方の端部には、表示部を有する回動ボタン５が設けられている。この回動ボタン５に向いていない方の端部には調量ニードル６が配置されており、この調量ニードル６は交換可能である。さらに前記装置は操作ボタン８を有している。表示部は、回動ボタン５にのみに設けられているのではなく、調量軸２の可視部分及び／又はハウジング１及び／又は回動ボタン５に設けられてもよい。

ハウジング１は、実質的に端部領域で先細るピンのような形状を有している。ハウジング１は長手方向中心線に沿って孔１１により貫通されており、幾重にも段付けされている。一方の端部では、前記孔１１は流出開口１２を形成している。この流出開口１２に向いていない方の側には、孔１１は、わずかな壁厚さを除いては、実質的にハウジング１の直径に相当する直径を有している。孔１１は、孔１３１を設けられたウェブ１３により制限されている。孔１１の、流出開口１２に向いた領域内には雌ねじ山１４が設けられている。孔１１の別の延在部には、直径拡大部により段部１５が形成されている。流出開口１２に向いていない方の端部には、ハウジング１はウェブ１３に接続した止まり孔１６を有している。この止まり孔１６内へは回動ボタン５が部分的に進入する。ハウジング１の外径の先細り部が位置している、ハウジング１の部分は、ハウジングの残りの部分にねじ止め可能な独立した構成部分１８の形で形成されている。これにより、２部分より成るハウジング１が形成されており、このハウジング１の、流出開口１２に向いていない方の部分はスリーブ状に形成されている。前記構成部分は孔１８１により貫通されている。この構成部分のハウジング１に向いていない方の側には雌ねじ山１８２が設けられている。実施例の変化態様では、構成部分１８との結合部は、差込みロック、締り嵌め、プレス嵌め又はそのほかの急動ロックにより形成されていてもよい。段部１５に始まって、ハウジング１内には長手方向溝１７が設けられており、この長手方向溝１７内では操作ボタン８が案内されている。回動ボタン５に向いていない方の端部に、ハウジング１にはルアーロック式交換キャップ１９が配置されている。このルアーロック式交換キャップ１９は孔１９１により貫通されており、この孔１９１を調量軸２は通過することができる。さらにキャップ１９は環状の係止突起１９２を有しており、これらの環状の係止突起１９２にはねじ山１９３が接続している。キャップ１９はねじ山１８２若しくは１４によりねじ止め可能である。

調量軸２は、ハウジング１の孔１１内を案内されている。調量軸２は孔１１のほぼ長さ全体にわたって、ひいてはハウジング１の長さ全体にわたってまでも延びている。端部に対して間隔をおいて、調量軸２は直径を拡大されている。この領域内で調量軸２には雄ねじ山２２が設けられている。この雄ねじ山２２はハウジング１の雌ねじ山１４に対応している。軸２は長手方向溝を有しており、この長手方向溝内には滑りキー(Passfeder)２３が挿入されている。調量軸２が組み付けられた状態では、この滑りキー２３はハウジング１の長手方向溝１７の領域内に位置している。回動ボタン５に向いている方の領域内では、軸２はウェブ１３の孔１３１内を案内されている。

調量軸２を部分的に取り囲む変換軸３は、本実施例ではプラスチックより製造されている。しかしながら、別の材料、例えばアルミニウム、真鍮、金属又はセラミックスも同様に使用可能である。変換軸は、実質的に回転対称的な構成を有している。変換軸３は孔により貫通されており、この孔により調量軸２に被せ嵌められている。この孔は貫通する長手方向溝３２を有しており、この長手方向溝３２は組み付けられた状態で滑りキー２３を収容する。長手方向溝３２と滑りキー２３との組合せにより、調量軸２と変換軸３との間に半径方向に形状接続的(formschluessig)な結合がもたらされている。軸線方向には、変換軸３は調量軸２に沿って摺動可能に配置されている。長手方向溝の代わりに、滑りキー溝内に係合する植込みボルトを使用することもできる。

外側に、変換回転軸３は送り溝３３を有している。この送り溝３３は、変換軸３の側面図で見てカーブ状の延びを有している。しかしながら、変換軸３の展開図では、送り溝３３の直線状の延びが生じる（図３）。さらに変換軸３には自由案内溝３４が設けられており、この自由案内溝３４は、戻し溝３５を介して送り溝３３に接続されている。戻し溝３５は、調量軸２の回し戻しなしに操作ボタン８の引戻しを構成する。しかしながら、調量軸２は、変換軸３に提供されている３６０°への、送り溝３３と戻し溝３５との分配に応じて送り運動を形成することができる。理想的な場合には、すなわち、操作ボタン８により進められた距離と、調量軸２のねじ山勾配との間の調整が最適な場合には、分配は３６０°の送り行程及び０°の戻し行程である。本実施例では、２８０°の送り行程及び８０°の戻し行程である。回動ボタン５に向いている方の側には、変換軸３にディスク３６が配置されており、このディスク３６では、組み付けられた状態で圧縮ばね４が支持される。ディスク３６は、変換軸３の摩耗保護部として働く。

回動ボタン５には止まり孔５１が設けられており、この止まり孔５１によりボタン５は調量軸２に押しつけられている。回動ボタン５にはマーキング５２が付けられており、これらのマーキングに基づいて、ケーシング１内への回動ボタン５の進入深さが読取り可能になっている。

本実施例では、調量ニードル６がやや折り曲げられて形成されている。この構成は、それぞれの使用事例へのより良好な適合可能性を提供する。さらに折り曲げられた調量ニードル６によりアクセス可能性が改良されている。調量ニードルの内径は、それぞれの使用目的に関連して選択可能である。調量ニードル６は蓄え容器６１を有している。この蓄え容器６１はプラスチックキャップの形で形成されている。蓄え容器６１は調量ニードル６の方向に先細りしている。容器６１の、調量ニードル６に向いていない方の蓄え端部にはウェブ６２が設けられており、これらのウェブ６２により、容器６１はハウジング１のキャップ１９に、係止突起１９２の克服下に被嵌め可能であり、ねじ山１９３によりねじ嵌め可能である。調量ニードル６は廃棄部分として設計されている。このことは、特に制限された（短い）処理時間で反応性の媒体を処理する場合には有利であることが判明している。ハウジング１にねじ止め可能な結合部により、蓄え容器６１を含めた調量ニードル６の簡単な取付け及び取外しが可能である。

操作ボタン８の、ハウジング１に向いている方の側には止まり孔穿孔部が設けられており、この止まり孔穿孔部内へはピン８１がねじ込まれている。さらにねじ山には、横断面図で見てＴ字形に形成されたスライダ８２がねじ嵌められている。Ｔ字形の構成に基づき、スライダ８２の外側端部と、操作ボタン８の、ハウジング１に向いている方の側との間にはギャップが形成されており、このギャップの内法は、実質的に長手方向溝１７の領域のハウジング１の壁厚さに相当している。このようにして操作ボタン８は長手方向溝１７により案内されている。ピン８１は、操作ボタン８に向いていない方の側でスライダ８２から突出している。ピン８１の、スライダ８２から突出した部分は、組み付けられた状態では変換軸３の送り溝３３若しくは戻し溝又は自由案内溝内を案内されている。

本発明による装置により液状又はペースト状の媒体を調量するためには、まず調量したい媒体が蓄え容器６１内へ挿入される。次いで調量ニードル６が交換キャップ１９に被せ嵌められ、ねじ止めされる。調量自体は操作ボタン８の運動により次のように行われる。すなわち、操作ボタン８が長手方向溝１７に沿って流出開口１２の方向に摺動された場合には、ピン８１の、変換軸３の送り溝３３内を案内された端部が送り溝３３に沿って走行する。ハウジング１の長手方向の、操作ボタン８の運動により、変換軸３は、装置の長手方向中心線に対して平行でない、送り溝３３の配向に基づき回動される。変換軸３の回動は、変換軸３と調量軸２との間の形状接続的な結合に基づき調量軸２に伝達される。

ねじ山組合せ１４／２２に基づき、調量軸２の回動が調量ニードル６の方向に調量軸２の軸線方向運動をもたらす。これに基づく調量軸２の行程及びこれに基づく、特にシール２１の、蓄え容器６１内へのさらなる進入により、調量したい媒体は蓄え容器６１から押し出される。ねじ山組合せ１４／２２の遊びのない微細な調整に基づき、極めて高い精度により微量を調量することが可能である。送り溝３３の種々異なった構成又はねじ山１４／２２の勾配の変更により、行程を変更し、ひいては種々異なった容積を調量することが可能である。

望ましい量が調量された場合、すなわち、操作ボタン８が前方のストッパに位置した場合には、出発位置への操作ボタン８の戻し案内が行われる。このことは、操作ボタン８の簡単な引戻しにより起こる。変換軸３内に設けられた戻し溝３５に基づき、変換軸の回動なしに、ひいては調量軸２の回動なしに出発位置への操作ボタン８の戻し案内が行われる。調量軸２は所定の位置にとどまる。これにより、出発位置への操作ボタン８の戻し案内時には調量軸２の先端が蓄え容器６１から引き戻されることが阻止される。このことは、蓄え容器６１内の空気封入などをもたらし、次の調量に不利に作用する恐れがある。

操作ボタン８が出発位置に到達した場合には新しい調量工程を開始することができる。この新しい調量工程の開始時には、調量軸２は先行する工程の終了時とちょうど同じ位置を占めているので、損失のない新しい調量工程が、ちょうど同じ小さい許容差範囲内で可能となる。

調量ピストンが複数回の操作後にストッパに到達した場合には、調量軸２は回動ボタン５により回し戻される。この場合に、自由案内溝３４が操作ボタン８を送り運動（前方向又は後方向らせん部）の係合から解除し、これにより、調量軸２は、操作ボタン８が案内部内で線状の運動を行う必要なしに、ねじ山内で頭部へ回し戻すことができる。

マーキング５２により、操作員には既に行われた調量工程の数が示される。操作ボタン８の操作により軸２が回動され、蓄え容器６１内へ進入する。同時に、軸２と共に押し込まれたボタン５が止まり孔１６内へ進入する。互いの間隔がねじ山により規定されたそれぞれの行程に適合されている、一様に設けられたマーキング５２に基づき、使用者は行程／調量工程の数を読み取ることができる。調量工程では軸２が行程に対応して蓄え容器６１内へますます進入するので、マーキング５２は次第に止まり孔１６内へ進入する。実施例の変化態様では、ボタン５内に孔が設けられていてよい。この孔を調量軸２の延長された構成が貫通する。この場合にはそれぞれの行程において、軸に設けられたマーキングがボタン５内へ進入する。

上記実施例の変化態様では、図６、図７及び図８による実施例がモータにより操作可能である。この場合にハウジング１は同様に孔１１により貫通されている。この孔１１は幾重にも段付けされている。ハウジング１は一方の端部で閉鎖キャップ／回動ボタン５により閉鎖されている。この閉鎖キャップ／回動ボタン５に向いていない方の、ハウジング１の端部には、同様に構成部分１８が設けられており、この構成部分１８は山形ヘッドの形で構成されている。この構成部分１８には、ルアー交換式キャップ１９がねじ嵌められている。交換キャップ１９内には調量軸２が案内されている。

山形ヘッドの形で形成された構成部材１８を含めたハウジング１内にはアセンブリ９が配置されている。このアセンブリは、装置のモータによる操作のために必要な構成部分を収容している。アセンブリ９は、電圧源９１から成っており、この電圧源９１はハウジング１の孔１１内の、閉鎖キャップ／回動ボタン５に向いている方の領域内に配置されている。電圧源９１はマイクロコントローラ回路９２に接続しており、このマイクロコントローラ回路９２はさらにマイクロモータ９３に接続されている。マイクロコントローラ回路９２によって一方では行程を設定可能であり、他方では安全性の理由から機能不良の場合に調量の遮断が行われてよい。モータ９３に関しては、サーボモータ、ステッピングモータ又は制御若しくは調整されたモータが奨励される。マイクロモータ９３にはマイクロ伝動装置９４が接続しており、このマイクロ伝動装置９４の、マイクロモータ９３に向いていない方の端部からは調量軸２が突出している。調量軸２を戻すためには、戻し方向伝動装置が設けられている。

ハウジング１には、表示エレメント９５が設けられており、この表示エレメント９５により、調量終了を含めた調量軸２のそれぞれの位置決め、蓄え容器の充填又はこれに類するものが表示可能である。さらに表示エレメント９５に隣接してＬＥＤ９６が設けられている。これらのＬＥＤ９６は操作キー９７，９８に隣接して配置されている。この場合に、ＬＥＤ９６は種々異なった色を有しており（例えば赤と緑）、これにより、装置の機能を表示することができる。この場合、エラーなしの運転時には緑のＬＥＤが作動し、エラー運転時には赤いＬＥＤが作動する。表示エレメント９５，ＬＥＤ９６並びにキー９７，９８はケーブル若しくはプリント配線板を介してマイクロコントローラ回路９２に接続されている。これにより、キー９７，９８の操作が調量装置の操作をもたらすことが保証されている。この場合、キー９７は調量軸２の送りのために働き、キー９８の操作は調量軸２の戻り方向走行をもたらす。このことは、モータコントローラ９２の中間配置下にマイクロ伝動装置９４により引き起こされる。

モータにより作動される装置の変化態様も、手により操作される装置の変化態様も、制限された処理時間で微量の液状又はペースト状の媒体並びに充填材を含有する媒体又は反応性の媒体を調量することを可能にする。０．０１〜２００μｌまで、有利には０．１〜２０μｌまでの微量の場合にさえも調量は極めて高い精度で行われる。この場合に、構成部分１８、交換キャップ１９、ニードル６、調量軸２、並びに調量軸２と構成部分１８との間のねじ山組合せなどの基本エレメントは両方の変化態様で一様に保持されている。手により操作される変化態様の変換軸３のみが、モータ操作される変化態様のモータ回転により代替される。

装置の長手方向断面図である。 図１に示した装置の平面図である。 変換軸内に設けられた溝の展開図である。 １構成部分の長手方向断面図である。 調量ニードルを有するルアーロック式交換キャップの長手方向断面図である。 モータ式の駆動装置を有する装置の概略的な長手方向断面図である。 図６に示した装置の側面図である。 図５に示した装置の平面図である。

Claims (13)

1. 制限された処理時間で微量の液状又はペースト状の媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置において、
   流出開口を有するハウジングと、
   該ハウジング内に、又はハウジングに配置された、流出開口に接続する調量ユニットと、
   ハウジング内に、又はハウジングに配置された、調量ユニットに接続する、媒体のための蓄え容器とが設けられている形式のものにおいて、
   ハウジング（１）内に調量軸（２）が配置されており、該調量軸（２）が、部分的に変換軸（３）により取り囲まれており、該変換軸（３）内に送り溝（３３）が設けられており、該送り溝内を操作エレメント（８）が案内されており、該操作エレメント（８）が、ハウジング内の溝（１７）を貫通していることを特徴とする、制限された処理時間で微量の液状又はペースト状の媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置。
2. 変換軸（３）が、軸線方向に摺動可能に調量軸（２）に配置されている、請求項１記載の装置。
3. 変換軸（３）内に、戻し溝（３５）及び自由案内溝（３４）が設けられている、請求項１又は２記載の装置。
4. 蓄え容器（６１）が、交換可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. マーキング（５２）が、調量軸（２）及び／又はハウジング（１）及び／又は回動ボタン（５）に設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 制限された処理時間で液状又はペースト状の媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置において、
   流出開口を有するハウジングと、
   該ハウジング内に、又はハウジングに配置された、流出開口に接続する調量ユニットと、
   ハウジング内に、又はハウジングに配置された、調量ユニットに接続する、媒体のための蓄え容器とが設けられている形式のものにおいて、
   ハウジング（１）内に回路（９２）が設けられており、該回路が、モータ（９３）及び必要に応じて伝動装置（９４）の中間配置下に調量軸（２）を操作することを特徴とする、制限された処理時間で液状又はペースト状の媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するための装置。
7. 調量軸（２）の操作が、キー（９７，９８）を介して行われる、請求項６記載の装置。
8. ハウジング（１）内に、電圧源（９１）が配置されている、請求項６又は７記載の装置。
9. ハウジング（１）の外側に、表示エレメント（９５）が設けられている、請求項６から８までのいずれか１項記載の装置。
10. ハウジング（１）の外側に、少なくとも１つのＬＥＤ（９６）が設けられている、請求項６から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置の使用法において、制限された処理時間で液状又はペースト状の媒体並びに充填材含有媒体又は反応性媒体を調量するために使用することを特徴とする、装置の使用法。
12. 媒体が歯科材料である、請求項１１記載の使用法。
13. 前記歯科材料が、接着剤、接着媒体又はセメントである、請求項１１記載の使用法。

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