JP2011115759A - ピペット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】採取量の調整を短時間で行なえるピペット装置を提供する。
【解決手段】プッシュロッド５を回転させることによりプランジャ３を軸方向に移動させてシリンダ部ａの容積を調節するピペット装置１であって、入力された回転を増速させて前記プッシュロッド５に伝達する増速機構３５をピペット本体２と前記プッシュロッド５との間に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査や分析あるいは実験等に使用にされる試料（液体）を所定量採取するためのピペット装置に関する。

この種のピペット装置では、採取する液体量を微調整できるようにした採取量調整機構を設けている。例えば、特許文献１では、ピペット本体のシリンダ部内に、シリンダ容積を変化させるプランジャを進退自在に配設し、該プランジャを進退させるプッシュロッドをピペット本体内に回転可能かつ軸方向移動可能に挿入配置し、該プッシュロッドに噛合するナット部材をピペット本体に回転不能に支持している。そして、前記プッシュロッドに固定された調整ノブを回転させることによりプッシュロッドが軸方向に移動してプランジャのストローク量を調整する。

特開平６−２１０１８８号公報

ところで、前記従来のピペット装置では、調整ノブの１回転あたりのストローク量が微小であるため、プッシュロッドを相当数回転させなければ所望の採取量に調整することができず、それだけ調整に時間がかかるという問題がある。特に、採取量が頻繁に変わる場合には、調整に手間がかかり、作業性が低下することから、この点での改善が要請されている。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、採取量の調整を短時間で行なえるピペット装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、シリンダ部を有するピペット本体と、該シリンダ部内に軸方向に移動可能に挿入配置され、シリンダ容積を変化させるプランジャと、前記ピペット本体内に回転可能、かつ軸方向移動可能に挿入され、前記プランジャが接続されたプッシュロッドと、前記ピペット本体内に回転不能かつ軸方向移動可能に支持され、前記プッシュロッドの回転を該プッシュロッドの軸方向移動に変換するナットとを備え、前記プッシュロッドを回転させることにより前記プランジャを軸方向に移動させて前記シリンダ容積を調整するピペット装置であって、
入力回転を増速させて前記プッシュロッドに伝達する増速機構を前記ピペット本体と前記プッシュロッドとの間に設けたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のピペット装置において、
前記増速機構は、前記プッシュロッドに同軸をなすよう設けられた太陽歯車と、該太陽歯車の外周を公転しつつ自転する遊星歯車と、前記ピペット本体に回転自在に支持され、前記遊星歯車を回転自在に支持するキャリアと、前記ピペット本体に回転不能に支持され、内周面に前記遊星歯車に噛合する内歯車が形成されたアウタリングとを有する遊星歯車式のものであり、前記キャリアに入力された回転を増速させて前記プッシュロッドに伝達することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載のピペット装置において、
前記増速機構は、前記プッシュロッドに入力された回転をそのままプッシュロッドから出力することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２に記載のピペット装置において、
前記キャリアは、前記遊星歯車を回転自在に支持する有底筒状の保持部と、該保持部の開口に装着された軸受板とを有し、前記保持部に形成された開口部に前記遊星歯車が配置され、該遊星歯車の両端の軸部は前記保持部の底壁，前記軸受板により回転自在に支持されていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項４に記載のピペット装置において、
前記キャリアは、前記保持部に一体形成され、前記ピペット本体から軸方向外方に突出する突出部を有し、該突出部に入力部材が装着されていることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項２に記載のピペット装置において、
前記キャリアは、前記アウタリングにより回転自在に支持されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、入力回転を増速してプッシュロッドに伝達する増速機構を設けたので、採取量の調整を短時間で行なうことができ、作業性を向上できる。

請求項２の発明では、増速機構を遊星歯車機構により構成したので、コンパクトな構造で大きな増速比を得ることができ、ピペット本体を大型化することなくピペット本体とプッシュロッドとの間に増速機構を配置できる。

請求項３の発明では、前記増速機構を、前記プッシュロッドに入力された回転をそのままプッシュロッドから出力する構成としたので、採取量を調整するにあたり、増速機構により短時間で大まかに調整でき、続いてプッシュロッドを回転させることで微調整することができ、採取量調整の精度を高めることができる。

請求項４の発明では、前記キャリアを、有底筒状の保持部に形成された開口部に前記遊星歯車が配置し、該遊星歯車の両端の軸部を前記保持部の底壁，前記軸受板により回転自在に支持したので、遊星歯車部分を小型化でき、ピペット本体を大きくすることなく増速機構を配置できる。

請求項５の発明では、前記キャリアの保持に一体形成され、前記ピペット本体から軸方向外方に突出する突出部に入力部材を装着したので、この入力部材を回転させることでキャリアを容易に回転させることができる。

請求項６の発明では、前記キャリアを、前記ピペット本体に固定されたアウタリングにより回転自在に支持したので、キャリアをピペット本体で回転自在に支持する構造を構造の複雑化，部品点数の増加を来すことなく実現できる。

本発明の実施例１によるピペット装置の断面側面図である。 前記ピペット装置の増速機構の断面平面図（図３のII-II線断面図）である。 前記増速機構の断面側面図（図４（ａ）のIII-III 線断面図) である。 前記増速機構のキャリアの正面図，側面図，背面図である。 前記増速機構の太陽歯車が形成されたプッシュロッドの側面図である。 前記増速機構のアウタリングの正面図，側面図である。 前記増速機構の遊星歯車の正面図，側面図である。 前記ピペット装置の目盛リングの側面図である。 前記ピペット装置のアウタハウジングの平面図である。 前記アウタハウジングの断面側面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図１０は、本発明の実施例１によるピペット装置を説明するための図である。

図において、１は検査や分析あるいは実験等に使用される試料（液体）を所定量採取するためのピペット装置を示している。

前記ピペット装置１は、シリンダ部ａを有するピペット本体２と、該シリンダ部ａ内に軸方向移動可能に配置され、前記シリンダ部ａのシリンダ容積を変化させるプランジャ３と、前記ピペット本体２内に回転可能に、かつ軸方向移動可能に挿入され、前記プランジャ３を軸方向に移動させるプッシュロッド５と、前記ピペット本体２に回転不能に支持され、前記プッシュロッド５の回転を該プッシュロッド５の軸方向移動に変換するナット６とを備えている。なお、前記シリンダ容積とは、前記プランジャ３の軸方向移動可能距離（ストローク）を意味する。

前記ピペット本体２は、把持部９ａが形成された筒状のアウタハウジング９と、該アウタハウジング９内に配設されたインナハウジング１０と、該インナハウジング１０から下方に延びるノズルコーン１１とを有する。

前記ノズルコーン１１は、大径部１１ａと、該大径部１１ａに続いて形成され、前記シリンダ部ａを構成する小径部１１ｂと、該小径部１１ｂの先端部にテーパ状に形成されたノズル部１１ｃとを有する。該ノズル部１１ｃにピペットチップ１２が着脱可能に装着される。

前記プランジャ３は、前記ノズルコーン１１から前記インナハウジング１０の下部内に渡るように配置され、前記プッシュロッド５は、その大部分が前記インナハウジング１０内に位置するように配置されている。前記プッシュロッド５の下端部に前記プランジャ３の上端部が嵌合接続されている。また前記プッシュロッド５の上部は前記ピペット本体２の上方に突出しており、その上端部にはプッシュボタン７が固定されている。

前記ノズルコーン１１の大径部１１ａと小径部１１ｂの境界部に配置固定されたばね受け座金１３と、前記ノズルコーン１１の上部に配設されたばね受け座金１４ａとの間にばね４が配置されている。また前記境界部には、小径部１１ｂとプランジャ３との間を気密にシールするＯリング１５が配置されている。このＯリング１５は前記ばね４の付勢力により上記ばね受け座金１３で押圧され、前記シールが確実なものとなっている。

前記ナット６は、前記プッシュロッド５の下端部に形成されたねじ部５ａに相対回転可能に螺装され、また前記インナハウジング１０の内面に、軸方向に移動可能かつ回転不能にスプライン嵌合されている。さらにまた、前記ノズルコーン１１の上部に形成された段部１１ｄにはばね受け座金１４ｂが配置され、該ばね受け座金１４ｂと前記プッシュロッド５の下部に螺装された前記ナット６との間には、ばね部材１７が配設されている。前記ばね受け座金１４ａは前記ばね受け座金１４ｂにより上方移動が阻止されている。

前記ピペット装置１は、使用済みのピペットチップ１２をノズルコーン１１から取り外すピペット取り外し機構２０を備えている。

この取り外し機構２０は、前記ノズルコーン１１の外周部を囲むように装着されたエジェクトコーン２３と、該エジェクトコーン２３に連結されたエジェクトロッド２１と、該エジェクトロッド２１を復帰方向（図１の上方）に付勢する復帰ばね２２とを有する。前記エジェクトコーン２３の上端部は前記アウタハウジングの下端部に挿入されている。また前記エジェクトロッド２１の上端部にはエジェクトボタン２１ａが取り付けられており、前記エジェクトコーン２３の下端は前記ピペットチップ１２に対向して当接している。

前記エジェクトボタン２１ａを指で押し下げると、エジェクトロッド２１が前記エジェクトコーン２３を下降させ、これにより使用済のピペットチップ１２が押し下げられてノズルコーン１１から落下する。エジェクトボタン２１ａから指を離すと、復帰ばね２２によりエジェクトロッド２１ひいてはエジェクトコーン２３が元の位置に戻る。

前記プッシュロッド５には、第１〜第３目盛ダイヤル２５〜２７が装着されている。この第１目盛ダイヤル２５は、プッシュロッド５に共に回転し、かつ軸方向に相対移動可能に結合されており、第２，第３目盛ダイヤル２６，２７はプッシュロッド５に相対回転可能に装着されている。また第１〜第３目盛ダイヤル２５〜２７は歯車シャフト２８により連結されている。

前記プッシュロッド５が回転すると第１目盛ダイヤル２５が回転して目盛が増加し、該第１目盛ダイヤル２５が１０目盛増加すると第２目盛ダイヤル２６が１目盛増加し、さらに第２目盛ダイヤル２６が１０目盛増加すると第３目盛ダイヤル２７が１目盛増加する。このようにしてプッシュロッド５の回転数に応じて目盛ダイヤル２５〜２７の目盛が変化し、該目盛に応じた採取量となるようにシリンダ容量が調整されたことが確認される。

なお、前記プッシュロッド５の回転数と目盛ダイヤル２５〜２７の目盛の変化については、前記の例に限定されないのは勿論である。例えば第１目盛ダイヤル２５の５目盛あるいは２目盛増加により第２目盛２６が１目盛増加するようにしても良い。

前記インナハウジング１０内には前記プッシュロッド５が不用意に回転するのを規制する節度機構３０が配設されている。この節度機構３０は、インナハウジング１０に回転不能に固定された固定板３１ａと、プッシュロッド５に、これと共に回転するように装着された可動板３１ｂと、該可動板３１ｂに保持された複数のボール３３と、該各ボール３３を前記固定板３１ａとで挟持するばね座金３２ａと、該ばね座金３２ａを固定板３１ａ側に押圧付勢する付勢ばね３４とを有する。前記固定板３１ａには前記ボール３３が係止する凹部が形成されている。

前記インナハウジング１０と前記プッシュロッド５との間には、入力回転を増速させて、又はそのまま前記プッシュロッド５に伝達する遊星歯車式の増速機構３５が配設されている。

前記増速機構３５は、前記プッシュロッド５の上部に同軸をなすよう一体に形成され太陽歯車５ｂと、該太陽歯車５ｂの外周を公転しつつ自転する３つの遊星歯車３６と、各遊星歯車３６を回転自在に支持するキャリア３７と、前記各遊星歯車３６に噛合する内歯車３８ｂを有し、前記ピペット本体２のアウタハウジング９に回転不能に支持されたアウタリング３８とを有する。

前記アウタリング３８は、円筒状をなしており、その外周面には前記アウタハウジング９に嵌合する嵌合部３８ａが形成され、内周面の軸方向上半部に前記内歯車３８ｂが形成されている。また前記内周面の下半部にはばね座金３２ｂが配置され、該ばね座金３２ｂに前記ばね３４が圧接している。

前記キャリア３７は、底壁３７ａ′を有する筒状の保持部３７ａと、該保持部３７ａの軸方向下端部に装着された軸受板３７ｂとを有する。前記底壁３７ａ′には前記プッシュロッド５が貫通する貫通孔３７ｇが形成されている。また前記軸受板３７ｂは前記保持部３７ａに一体形成されたボス部３７ｆにより圧入等により固定されている。また前記保持部３７ａの軸方向上端部には増速ダイヤル３９が嵌合装着される六角形状の突出部３７ｃが前記ピペット本体２から突出するように一体形成されている。

また前記保持部３７ａには前記各遊星歯車３６を収容する開口部３７ｄがスリット状に形成されている。該開口部３７ｄ内に前記遊星歯車３６が配設されている。

前記保持部３７ａの底壁３７ａ′及び軸受板３７ｂには、遊星歯車３６の軸部３６ａを回転自在に支持する軸孔３７ｅが形成されている。前記遊星歯車３６は前記開口部３７ｄに配置され、前記内歯車３８ｂ及び太陽歯車５ｂに噛合している。

本実施例の増速機構３５は、前記増速ダイヤル３９を１回転させるとプッシュロッド５が約３．５回転するように各歯車の歯数や入力部材，出力部材が設定されている。具体的には例えば、太陽歯車５ｂの歯数は１２，各遊星歯車３６の歯数は９、内歯車３８ｂの歯数は３０に設定され、増速ダイヤル３９ひいてはキャリア３７が入力部材となり、プッシュロッド５が出力部材となっている。

なお、前記増速比については、前記の例に限定されないのは勿論である。

本実施例のピペット装置１により試料を採取するには、指で前記増速ダイヤル３９を、前記第１〜第３目盛ダイヤル２５〜２７が必要な採取量に近くなるまで回転させ、続いてプッシュロッド５を回転させて微調整する。この場合、上述のように、増速ダイヤル３９の回転は３倍に増速されてプッシュロッド５に伝達され、プッシュロッド５を回転させた場合はそのままプッシュロッド５が回転し、プランジャ３を軸方向に移動させ、該プランジャ３のストローク量ひいてはシリンダ部ａの容量が設定される。

ノズルコーン１１のノズル部１１ｃにピペットチップ１２装着し、指でプッシュボタン７を押してプランジャ３をシリンダ容積縮小方向の下端位置まで移動させる。この状態でピペットチップ１２を試料に浸漬させ、前記プッシュボタン７から指を離す。するとプランジャ３がばね１７の付勢力により容積拡大方向に上昇し、ピペットチップ１２内が負圧となり、前記表示された量の試料が採取される。この採取した試料を検査，分析装置等に注入には、プッシュボタン７を再度押し下げれば良く、これにより、プランジャ３が下降してピペットチップ１２から試料が吐出される。この後、エジェクトボタン２１ａを押し下げて使用済みのピペットチップ１２を排出する。

本実施例によれば、増速ダイヤル３９への入力回転を増速してプッシュロッド５に伝達する増速機構３５を設けたので、試料の採取量の調整を短時間で行なうことができる。これにより、採取量の設定を頻繁に変更する場合であっても採取作業性を向上でき、採取作業を迅速に行なうことができる。

本実施例では、前記増速機構３５を、プッシュロッド５に一体に形成され太陽歯車５ｂと、該太陽歯車５ｂの外周を公転しつつ自転する３つの遊星歯車３６と、各遊星歯車３６を回転自在に支持するキャリア３７と、前記各遊星歯車３６に噛合する内歯車３８ｂとを有する遊星歯車機構により構成したので、コンパクトな構造で大きな増速比を得ることができる。

また、増速機構３５を遊星歯車式の機構により構成したので、コンパクトな構造で大きな増速比を得ることができ、ピペット本体２を大型化することなくピペット本体２とプッシュロッド５との間に増速機構３５を配置できる。

また、前記増速機構３５を、前記プッシュロッド５に入力された回転をそのままプッシュロッド５から出力する構成としたので、採取量を調整するにあたり、増速機構３５により短時間で大まかに調整でき、続いてプッシュロッド５を回転させることで微調整することができ、採取量調整の精度を高めることができる。

また、前記キャリア３７を、有底筒状の保持部３７ａに形成された開口部３７ｄに前記遊星歯車３６を配置し、該遊星歯車３６の両端の軸部３６ａを前記保持部３７ａの底壁３７ａ′，前記軸受板３７ｂにより回転自在に支持したので、遊星歯車３６部分を小型化でき、ピペット本体２を大きくすることなく増速機構３５を配置できる。

また、前記キャリア３７の保持部３７ａに一体形成され、前記ピペット本体２から軸方向外方に突出する突出部３７ｃに増速ダイヤル（入力部材）３９を装着したので、この増速ダイヤル３９を回転させることでキャリア３７を容易に回転させることができる。

さらにまた、前記キャリア３７を、前記ピペット本体２に固定されたアウタリング３８により回転自在に支持したので、キャリア３７をピペット本体２で回転自在に支持する構造を構造の複雑化，部品点数の増加を来すことなく実現できる。

なお、前記実施例では、増速機構３５を遊星歯車式のものとした場合を説明したが、本発明の増速機構は、これに限られることはない。例えば、平歯車の組合せにより、あるいはハーモニックギヤにより増速機構を構成することも可能である。

１ ピペット装置
２ ピペット本体
３ プランジャ
５ プッシュロッド
５ｂ 太陽歯車
６ ナット
３５ 増速機構
３６ 遊星歯車
３６ａ 軸部
３７ キャリア
３７ａ 保持部
３７ａ′底壁
３７ｂ 軸受板
３７ｃ 突出部
３７ｄ 開口部
３８ アウタリング
３８ｂ 内歯車
３９ 増速ダイヤル（入力部材）
ａ シリンダ部

Claims (6)

1. シリンダ部を有するピペット本体と、該シリンダ部内に軸方向に移動可能に挿入配置され、シリンダ容積を変化させるプランジャと、前記ピペット本体内に回転可能、かつ軸方向移動可能に挿入され、前記プランジャが接続されたプッシュロッドと、前記ピペット本体内に回転不能かつ軸方向移動可能に支持され、前記プッシュロッドの回転を該プッシュロッドの軸方向移動に変換するナットとを備え、前記プッシュロッドを回転させることにより前記プランジャを軸方向に移動させて前記シリンダ容積を調節するピペット装置であって、
   入力回転を増速させて前記プッシュロッドに伝達する増速機構を前記ピペット本体と前記プッシュロッドとの間に設けた
   ことを特徴とするピペット装置。
2. 請求項１に記載のピペット装置において、
   前記増速機構は、前記プッシュロッドに同軸をなすよう設けられた太陽歯車と、該太陽歯車の外周を公転しつつ自転する遊星歯車と、前記ピペット本体に回転自在に支持され、前記遊星歯車を回転自在に支持するキャリアと、前記ピペット本体に回転不能に支持され、内周面に前記遊星歯車に噛合する内歯車が形成されたアウタリングとを有する遊星歯車式のものであり、前記キャリアに入力された回転を増速させて前記プッシュロッドに伝達する
   ことを特徴とするピペット装置。
3. 請求項２に記載のピペット装置において、
   前記増速機構は、前記プッシュロッドに入力された回転をそのままプッシュロッドから出力する
   ことを特徴とするピペット装置。
4. 請求項２に記載のピペット装置において、
   前記キャリアは、前記遊星歯車を回転自在に支持する有底筒状の保持部と、該保持部の開口部に装着された軸受板とを有し、前記保持部に形成された開口部に前記遊星歯車が配置され、該遊星歯車の両端の軸部は前記保持部の底壁，前記軸受板により回転自在に支持されている
   ことを特徴とするピペット装置。
5. 請求項４に記載のピペット装置において、
   前記キャリアは、前記保持に一体形成され、前記ピペット本体から軸方向外方に突出する突出部を有し、該突出部に入力部材が装着されている
   ことを特徴とするピペット装置。
6. 請求項２に記載のピペット装置において、
   前記キャリアは、前記アウタリングにより回転自在に支持されている
   ことを特徴とするピペット装置。

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