JP2015027889A - 粉末状またはペースト状の定量材料用の手持ち式定量分注装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末状またはペースト状の物質用の手持ち式定量分注装置を提供すること。【解決手段】ホルダデバイスを有する把持ハンドルとして構成される制御ユニット４０を含み、さらに、ホルダデバイス内に着座されホルダデバイスから取り外されるように設計される少なくとも１つの分注ユニット５０を含む。分注ユニットは、垂直方向に移動可能なシャッターボルト５２ならびにシャッターボルトによって閉じられ得る流量オリフィス５８を有する。制御ユニット４０は、分注ユニットのシャッターボルトにその動作が向けられ電動機２１および伝動装置２２「を有する少なくとも１つのアクチュエータ、手動操作することができるアクチュエータ要素３０、ならびに駆動シャフト１２を含む。【選択図】図２

Description

[0001]本発明は、自由流動物質、具体的には複雑な流動学的性質を持つ粉およびペースト用の手持ち式定量分注装置に関する。

[0002]定量分注装置は、一般に、正確に計量された少量の危険物質、例えば有毒物質を目標容器に分注する目的で使用される。多くの場合、目標容器は秤の上に置かれており、それによって、分注プロセスの間、分注される物質の重量を監視することができ、指定の目標重量に達したら物質が目標容器にさらに注がれるのを直ちに止めることができる。

[0003]例えばＥＰ１９３０７０２Ａ１に記載されている定量分注装置などの最新の装置は、動作状態では、作業面上に据え付けられる定置装置として設計されている。これらの定置定量分注装置は、一般に、分注ユニットと制御ユニットの２つの部分からなる設計構造が特徴である。計り分けられるべき物質の供給を含む分注ユニットは、具体的に、流量オリフィス、およびその流量オリフィスを開閉する手段、ならびに場合によっては粉末状またはペースト状の定量材料を前進させほぐす手段が付いた分注ヘッドを含む。分注ユニットのさらに他の構成要素として、供給源容器が供給量を増やす一手段として分注ヘッドに連結され得る。ＥＰ１９３０７０２Ａ１の定量分注装置の制御ユニットは、分注ユニットを所定位置に簡単に置くことができかつ取り外して他の分注ユニットに簡単に取り替え可能なように設計された、定置ベースユニットすなわちコンソールユニットである。

[0004]動作状態では、装着された分注ユニットの流量オリフィスは下に向けられ、流量オリフィスを開閉する手段、ならびに場合によっては粉末状またはペースト状の定量材料を前進させほぐす手段は、制御ユニットの一部である推進要素または作動要素に解除可能に係合している。制御ユニット内において装着状態にある分注ユニットは、分注ユニットの下の秤のための空間を提供するように、制御ユニットの横方向に突き出た部分内に配置される。さらなる詳細については、読者は、参照によりその開示内容全てが本明細書に組み込まれる、ＥＰ１９３０７０２Ａ１を参照されたい。

[0005]ＥＰ１９３０７０２Ａ１に記載の定量分注装置において、粉末状またはペースト状の定量材料を前進させほぐす機能は、分注ヘッド内の攪拌機構、および、場合によっては供給源容器内の第２の攪拌機能の攪拌動作により実施される。ＥＰ１９５９２４４Ｂ１には、さらに他の定量分注装置が記載されており、交換可能な分注ユニットが装着される制御ユニットを有する同じ設計構造が示されている。しかし、定量材料を前進させほぐす機能は、この場合、分注ユニットに衝撃を与えることによって達成される。制御ユニットは、この目的のために、衝撃機構、すなわち、本質的に、ハンマ機構を装備している。この解決策は、例えばコーンスターチなど、攪拌によってほぐされるどころか固まってしまい、それによって分注ヘッドを通る材料の流れが阻止され、結果的に流量オリフィスが完全に開いても分注ヘッドから一切材料が吐出されなくなる可能性がある、特定の粉末状定量材料に特に有利であることが分かる。この衝撃機構を有する定量分注装置のさらなる詳細については、読者は、参照により本明細書にその開示内容の全体が組み込まれる、ＥＰ１９５９２４４Ｂ２を参照されたい。

[0006]粉末状またはペースト状の定量材料用に設計された上述の定置定量分注装置は、この目的のために恒久的または一次的に確保される定量分注作業台での使用に最も良く適しており、この場合、定量分注装置と秤が一緒に据え付けられ、閉じられたフィードバックループにおいて協働するように互いに直接的かコンピュータを介してかのいずれかで結合される。しかし、可変的もしくは散在的な内容の定量分注用途の場合、または様々な秤により実施される定量分注用途の場合、恒久的に据え付けられた定量分注作業台は実用的ではないことが分かる。したがって、使用者が、−分注プロセスを実施するために−、秤の上に置かれている目標容器の上に片手で保持することができ、使用者が秤の重量表示を同時に監視することができ、定量材料の吐出速度を手動で調節することができ、指定の目標重量に達したら吐出を止めることができる、持ち運び可能な定量分注装置が必要とされている。

[0007]手持ち式定量分注装置として、上述したＥＰ１９３０７０２Ａ１およびＥＰ１９５９２４４Ｂ１の定量分注装置をそのまま使用する案が考えられてきたが、特に人間工学的な観点から、それらはこの用途には全く適さないことが判明した。秤の上に置いてある目標容器の上に手でこれらの装置をしっかりと保持し、同時に、秤の重量表示を監視し、定量材料の吐出を手動で調節することはほんど不可能である。

[0008]一方では、一般にピペットまたは手持ち式ピペットと称される、流体を分注するのに利用可能な多数の最先端の手持ち式装置がある。この文脈で特に興味深いものには、いわゆるピストンピペットがあり、なかでもＥＰ１０１５１１０Ｂ１およびＥＰ０４９６７８４ｓＢ１に記載のピペットが典型的な例として有名である。ピストンピペットは、可動ピストンが押し下げられるとその前にある気柱が移動し、ピストンが引き込められるとそれと共に気柱が引き寄せられ、それによって、それぞれ、計量されるべき液体がピペットの端部に固定されているピペット先端の外に押し出されるまたは外から吸い込まれることを意味する、移動原理に従って動作する。このピペット先端は、プラスチック製の使い捨てのものである。これは液体と接触する唯一の部品である。

[0009]米国特許出願公開第２０１０／０１９９７８９Ａ１号に記載の手動／電子ハイブリッドピペットは、同様に、ピストンピペットであるが、計量機能、キャリブレーション機能および補正機能を有する電子手段が装置に直接組み込まれているという点で前述の例とは異なる。

[0010]前述の説明のピストンピペットは、本質的に、ロッド形構造のものであり、ロッドの軸方向の一方の端部には、親指操作用のばねで付勢されているピストンのプランジャつまみが配置され、他方の端部にはピペット先端が配置されている。ピペットの垂直方向または若干傾けられた作業位置では、使用者の手は、プランジャつまみ上に親指が載るような把持ハンドルとして人間工学的に設計されているロッドの上側部分を把持する。

[0011]明らかに、液体を分注する働きをするこれらのピストンピペットは、粉末状またはペースト状の物質には全く適さない。というのも、こうした類の物質は、上述した移動原理でピペット先端から吸引または吐出されないからである。さらに、吐出開口から離れた端部にある把持ハンドルの機能的に決められた構造により、特に同時に秤の重量表示を監視しながら、ほとんどの場合大きさが比較的小さい目標容器の上にしっかりと正確に吐出開口を保持することは困難である。

[0012]米国特許第７，４１６，７０４Ｂ２号には、通常のロッド形構造から外れたピストンピペットの構造が示されている。把持ハンドルの形と寸法のベースユニットは、同様に、その上側端部にピストンを作動させるための親指で操作するプランジャつまみが装着されている。しかし、下側端部に吐出開口があるロッドの形状に下方に延びるのではなく、ベースユニットの底部は平らな支持スタンドとして構成され、その一方で、使い捨てのピペット先端が配置される吐出開口は、ベースユニットの側部から下向きの角度に突き出た注ぎ口の端部に配置されている。横向きの注ぎ口上に吐出開口がある構造には、分注プロセスの間、吐出開口を目標容器の上にしっかりと正確に保持することができるという利点がある。しかし、前述の例にあるように、このピペットの使用は、液体の分注に限定される。

[0013]ＷＯ９５／１８３６５には、「粉末用ピペット」と称される手持ち式定量分注装置が提案されている。この装置は、ピストン原理に従って動作しないが、はじめに示した３つの例のようなロッド形構造を有し、そこにおいてロッドの一方の端部が、親指により操作されるアクチュエータつまみが端部に付いた把持ハンドルとして設計され、その一方で、ロッドの反対端部は吐出開口を含む。この手持ち式定量分注装置には横方向の開口を通して粉末が供給され、その間吐出開口は閉状態にある。親指により操作されるアクチュエータつまみを押し下げると、スプレッダ要素として設計されているシャッター機構が開き、それと同時に回転し始め、それによって定量材料が定量分注装置から吐出される。

[0014]この定量分注装置は、同様に、ロッド形構造についての上述の欠点を有する。さらに他の欠点には、分注されるべき粉末状物質が開口容器から得られるので、装置の外側が定量材料で汚れる恐れがある、ということがある。別の物質を分注する必要がある場合、装置の内部を確実に清浄化するのはほぼ不可能であり、したがって、特に有毒かそうでない場合危険な物質の場合、問題が生じる。

ＥＰ１９３０７０２Ａ１ ＥＰ１９５９２４４Ｂ１ ＥＰ１９５９２４４Ｂ２ ＥＰ１０１５１１０Ｂ１ ＥＰ０４９６７８４ｓＢ１ 米国特許出願公開第２０１０／０１９９７８９Ａ１号 米国特許第７，４１６，７０４Ｂ２号 ＷＯ９５／１８３６５

[0015]前述の例により、粉末状またはペースト状の物質用の手持ち式定量分注装置に対する上述の要望は利用可能な最新技術では満たされないと結論される。したがって、本発明の目的は、ＥＰ１９３０７０２Ａ１およびＥＰ１９５９２４４Ｂ１による上述の定置定量分注装置の機能の全てを実施することができ、その基本的な設計構造が、これらの参照文献において挙げられている定量分注装置に類似する、すなわち、制御ユニットと、制御ユニット内に交換可能に装着可能な分注ユニットとを有するが、小型化され持ち運び可能である設計構造によりこれらの定置装置とは区別される、粉末状またはペースト状の物質用の手持ち式定量分注装置を作り出すことである。

[0016]この課題は、独立請求項１による特徴を有する手持ち式定量分注装置によって解決される。本発明の主題のさらなる変形形態および実施形態は、従属請求項に示されている。

[0017]粉末状またはペースト状の物質用の手持ち式定量分注装置は、エンクロージャシェルによって部分的に囲まれる細長い本体およびホルダデバイスを有する把持ハンドルとして構成される制御ユニットを含み、さらに、ホルダデバイス内に着座されそこから取り外されるように設計される少なくとも１つの分注ユニットを含む。分注ユニットは、シャッター要素が付いた垂直方向に移動可能なシャッターボルト（ｓｈｕｔｔｅｒ ｂｏｌｔ）、ならびにシャッター要素によって閉じられ得る流量オリフィスを有する。制御ユニットは、ホルダデバイス内に着座される分注ユニットにその動作が向けられ電動機および伝動装置を有する少なくとも１つのアクチュエータ、手動操作することができるアクチュエータ要素、ならびに駆動シャフトを有する。駆動シャフトは、装置の動作位置において本質的に垂直の向きを有し、伝動装置を介して電動機により駆動され得る。駆動シャフトは、アクチュエータ要素の方に向いた第１の端部、および装着されている分注ユニットのシャッターボルトの方に向いた第２の端部を有する。駆動シャフトは、アクチュエータ要素の手動制御される動きによって、ホーム位置から、第２の端部がシャッターボルトに機械的に係合される係合位置へと動かされ得る。シャッターボルトは、手動制御されるアクチュエータ要素の係合位置を過ぎたさらなる動きによって、シャッター要素が流量オリフィスを可変の位置依存範囲で開ける、開範囲に至ることができる。駆動シャフトは、手持ち式定量分注装置の動作位置に対して、本体の横方向に突き出た部分内に配置される。本体の内部には、中空空間があり、その中には電動機および伝動装置の少なくとも大部分が入っている。電動機は、有利には、アクチュエータ要素に向けられる手動力によってスイッチが入り切りされ得る。

[0018]好ましくは、電動機は、電動機の上に配置される電池からエネルギの供給を受ける。電池が工具を使わなくても取り外して交換できる場合、特に有利である。使い捨て電池ではなく、充電可能な電源を使用することもできる。

[0019]好ましい一実施形態では、電動機、伝動装置および駆動シャフトは、一体に結合されたアクチュエータユニットを形成する。アクチュエータユニットは、本体内に支持され、装置の動作位置に対して垂直方向に移動することができ、アクチュエータ要素に結合され、アクチュエータ要素に向けられる手動力により動くことができる。アクチュエータユニットの伝動装置は、好ましくは、歯車の回転軸が手持ち式定量分注装置の動作位置に対して実質的に垂直方向の向きを有する、平歯車構造である。

[0020]アクチュエータユニットのホーム位置から係合位置さらには開範囲内への本質的に垂直方向の移動は、好ましくは、制御ユニットに対して支持されアクチュエータ要素上の手動力の減少に応じてアクチュエータユニットをホーム位置へと押し戻す第１の戻しばねの抵抗に逆らって行われる。

[0021]シャッターボルトが駆動シャフトによって係合されるとき、係合位置から開範囲内へのシャッターボルトの垂直方向の移動は、好ましくは、分注ユニットに対して支持されシャッターボルトを駆動シャフトに対して軸方向に上方に押す、第２の戻しばねの追加の抵抗によって阻まれる。

[0022]アクチュエータユニットは、好ましくは、係合位置に達するとロック要素内にスナップ留めされる保持要素を含み、したがって、アクチュエータユニットは、ホーム位置へと戻らないようにされるが、開範囲内への継続的な移動は妨げられない。ロックの解除のために、指一本で操作することができる少なくとも１つのロック解除要素が制御ユニットの外側に配置されている。

[0023]伝動装置を介して電動機によって駆動される駆動シャフトの第２の端部がシャッターボルトに係合すると、シャッターボルトは回転し始める。有利な一構造では、アクチュエータユニットは、駆動シャフトに結合され同様に伝動装置を介して電動機により駆動される叩打デバイスをさらに含み、それによって、駆動シャフトの回転軸方向の迅速で短いストロークの叩打運動が駆動シャフトの回転に重畳され得るようになる。回転運動に重畳される駆動シャフトの叩打運動は、駆動シャフトから、軸方向に向けられる圧縮係合力によってシャッターボルトに伝達される。

[0024]好ましい一実施形態では、攪拌要素がシャッターボルトに固定的に結合され、それによって、定量材料が、アクチュエータにより生成され駆動シャフトからシャッターボルトへと伝達される回転および同時の叩打運動によりほぐされ得るようになる。

[0025]さらに、分注ユニット上、具体的には分注ヘッド上には、例えばＲＦＩＤ応答器である識別手段があってよく、そこに分注ユニット内に入っている定量材料に関するデータが記憶される。実際の機能として、制御ユニットは、例えばコンピュータとの無線データ通信のために装備される適当な読み出し／書き込み装置を含む。このように、一方では、識別手段に記憶されるデータは、読み取られてコンピュータに送信され、その反対に、コンピュータにより生成され読み出し／書き込み装置に送信されるデータは、識別手段に記憶され得る。

[0026]本発明の手持ち式定量分注装置の有利な一実施形態において、把持ハンドルを囲むシェルの（動作位置に対して）上側端部には、鼻に似ている突出部が形成されている。動作状態では、この突出部は、制御ユニットの本体を把持する手の人差し指上に載り、それによって手持ち式定量分注装置を確実にしっかりと把持できるようになる。

[0027]本発明による手持ち式定量分注装置により粉末状の定量材料を分注する動作の時系列は、以下のように説明され得る。
[0028]・第１の段階では、定量材料が入った分注ユニットが、ホーム位置にある手持ち式定量分注装置の制御ユニット内に置かれる。分注ユニットは、自己ロックラッチによりホルダデバイス内に固定される。

[0029]・第２の段階では、手持ち式定量分注装置が、垂直の向きに、流量オリフィスが下方に向いた状態で、目標領域の上、具体的には秤の上に置かれた目標容器の上に保持される。

[0030]・第３の段階では、親指による圧力がアクチュエータ要素に加えられると、直ちに接点スイッチが閉じ、それによって駆動シャフトの回転運動が開始する。
[0031]・第４の段階では、アクチュエータ要素が継続的に増加する親指による圧力により下方に押され、それによって駆動シャフトが係合位置へと動かされ、係合位置において駆動シャフトの下側端部が、駆動シャフトのすでに行われている回転運動により、自動的に、装着されている分注ユニットのシャッターボルトとの係合に至る。完全に係合した時点で同時にラッチ機構が掛かり、それによって駆動シャフトの係合位置からの後退が防止されるようになる。したがって、親指による圧力が取り除かれると、係合は維持され続けるが、接点スイッチは開き、したがって回転運動は止まる。

[0032]・第５の段階では、アクチュエータ要素上における継続的にさらに増加する親指による圧力により、シャッターボルトが開範囲内へと移動し、シャッターボルトによって駆動シャフトに伝えられる第２の戻しばねの対抗力の結果として、回転に重畳される駆動シャフトの垂直方向の叩打運動が作動し、その一方で、シャッター要素が親指による圧力により制御可能な様々な開き度合いに流量オリフィスを開け、それによって、回転および叩打運動によってほぐされた定量材料が流量オリフィスを通って目標容器に流入可能になる。親指による圧力を弱めることにより、吐出開口は減少または閉じ、親指による圧力が完全に取り除かれると、電動機のスイッチが切れ、その間、駆動シャフトは係合位置のままにある。

[0033]分注プロセスの終了後、手持ち式定量分注装置は、引き続き係合位置にとどまり、同じ分注ユニットによるさらなる分注サイクルに使用され得る。分注ユニットを取り外して交換するために、少なくとも１つのロック解除要素を作動させることで係合位置にあるロックが解除され、それによって第１の戻しばねが駆動シャフトおよびアクチュエータ要素をホーム位置へと押し戻すことができ、分注ユニットがホルダデバイスからラッチ解除され得るようになる。

[0034]制御ユニットの本体の下側端部は、動作位置では、目標容器の方に向いている。この下側端部には照明要素が配置されている。照明要素の明るさは、手持ち式定量分注装置の動作状態によって決まる。手持ち式定量分注装置の動作準備が整っていないとき、照明要素のスイッチは切れている。装置の分注プロセスの準備が整うと、照明要素は第１の明るさレベルで点灯される。分注プロセスの間、照明要素は、第２の明るさレベルで点灯される。第２の明るさは、目標容器がよく照明されそれによって作業者が分注プロセスを視覚的に監視できるようなレベルに選択される。第１の明るさレベルは、第２の明るさレベルよりも暗い。分注プロセスのために手持ち式定量分注装置を準備するには、分注ユニットを制御ユニット内に正しく装着しなければならない。

[0035]手持ち式定量分注装置の詳細は、図面に示されている例の説明から明らかになるであろう。

本発明の手持ち式定量分注装置の分解図である。 ホーム位置にある、分注ユニットが装着された本発明の手持ち式定量分注装置の図である。 係合位置にある、分注ユニットが装着された本発明の手持ち式定量分注装置の図である。 最大開位置にある、分注ユニットが装着された本発明の手持ち式定量分注装置の図である。 アクチュエータユニットの側方断面図である。 上から伝動装置の方を見た、開けられたアクチュエータユニットの図である。

[0036]図１は、本発明の手持ち式定量分注装置１の好ましい一実施形態の分解図であり、分注ユニット５０、制御ユニット４０ならびに電池２５が図示されている。分注ユニット５０は、本質的に、アダプタ６１によって互いに結合される分注ヘッド５５と供給源容器６０からなる。分注ヘッド５５の大きさは、定量材料が少量であれば、それだけで分注されるべき物質を保持するのに十分なほどの大きである。その場合、供給源容器６０は必要なく、その代わりに分注ヘッド５５は適切な蓋要素（図示せず）で閉じられてよい。さらに、図面では、分注ヘッド５５の頂部に、シャッターボルト５２の上に向いた端部が見える。

[0037]図面では、制御ユニット４０は、右手で把持できるような位置に示されている。制御ユニットの外側は対称的なデザインになっているので、右利きの人でも左利きの人でも使用することができる。図面には、把持ハンドルシェル４４、および分注ヘッド５５が内部に着座され得るホルダデバイス１０を含む詳細が示されている。図面では、頂部から突き出たアクチュエータ要素３０、および本体４１の横方向に突き出た部分４５の底部から突き出た駆動シャフト１２が見える。把持ハンドルシェル４４の上側端部には、鼻様突出部４３が形成されている。鼻様突出部４３は、動作中、把持ハンドルシェル４４を把持する手の上に載り、それによって定量分注装置１の安全な把持が確実になる。図面には、さらに、把持ハンドルシェル４４の縁近くに互いに対称的に反対側に配置された２つのロック解除要素４６のうちの１つが示されている。手持ち式定量分注装置１の動作において、アクチュエータ要素３０は、親指の動作によって動かされ、右手での動作または左手での動作のためのそれぞれのロック解除要素４６は、例えば把持ハンドルシェル４４を握っている手の薬指により動作される。

[0038]動作位置にあるとき、本体４１の下側端部は、目標容器の方に向いている。この下側端部には、照明要素４８が配置されている。照明要素４８の主な機能は、分注プロセスの間、目標容器を照明することである。さらに、照明要素４８は、異なるレベルの光度により動作状況を示すのにも使用され得る。

[0039]手持ち式定量分注装置の図示の好ましい実施形態では、電池２５は、外部からアクセス可能であり上から挿入することができる、取り替え可能ユニットとして構成される。

[0040]次に、図２〜４を参照して、手持ち式定量分注装置１の内部レイアウトおよび機能上の動作手順を説明する。図２は、ホーム位置にある、所定位置に着座した分注ユニット５０が付いた手持ち式定量分注装置１の断面図である。図３は、係合位置にある、所定位置に着座した分注ユニット５０が付いた手持ち式定量分注装置１の断面図である。図４は、最大開位置にある、所定位置に着座した分注ユニット５０が付いた手持ち式定量分注装置１の断面図である。本体４１内部の中空空間４２の上側部分内には、アクチュエータユニット２０（図５参照）が配置されている。アクチュエータユニット２０は、電動機２１、伝動装置２２および駆動シャフト１２を含み、垂直方向に移動可能あり、駆動シャフトを囲繞する圧縮巻きばねである予め張力が掛けられている戻しばね１６によってホーム位置に保持される。アクチュエータ要素３０は、駆動シャフト１２と同心上にあり、本体４１の通路開口を通って上方に突き出ており、アクチュエータ要素３０に若干の圧力が加えられると接点スイッチが閉じるようなやり方で、プッシュ−接点スイッチ（ｐｕｓｈ−ｃｏｎｔａｃｔ ｓｗｉｔｃｈ）２８を介してアクチュエータユニット２０に結合されている。アクチュエータ要素３０に若干の圧力が加えられることによって、図５、６の文脈で以下に詳細に説明するように、電動機２１が動き出し、伝動装置２２を介して駆動シャフト１２が回転させられる。アクチュエータ要素３０上に圧力を掛け続けることにより接点スイッチ２８が閉じたままになっている限り、回転運動は継続する。圧力が取り除かれると、回転は直ちに止まる。アクチュエータ要素３０上における手による継続的に増加する圧力により、駆動シャフト１２と共にアクチュエータユニット２０が第１の戻しばね１６の抵抗に逆らって下方に移動して図３に示される係合位置につき、そこで、駆動シャフト１２のすでに行われている回転運動により、駆動シャフト１２の下側端部１４が、自動的に、装着されている分注ユニット５０のシャッターボルト５２に係合する。

[0041]ボルト形の保持要素２６は、アクチュエータユニット２０にしっかりと結合されており、アクチュエータユニット２０から、本体４１にしっかりと結合されているロック要素２７に向けて下方に延びる。完全に係合位置につくと、ロック要素２７は、ボルト形保持要素２６上の受け具にスナップ留めされ、それによって、一方では、アクチュエータ要素３０上の圧力が取り除かれても、アクチュエータユニット２０の上方移動、したがって駆動シャフト１２とシャッターボルト５２の係合の取り消しが阻止され、他方では、アクチュエータユニット２０と駆動シャフト１２は、依然として、さらに下方に移動することができる。駆動シャフト１２と装着されている分注ユニット５０のシャッターボルト５２が係合状態にある限り、分注ユニット５０を制御ユニット４０から再び分離することはできない。

[0042]係合位置からさらに下方へと移動するには、シャッターボルト５２の第２の戻しばね５４の付勢力に打ち勝つ必要がある。これによって、図５、６の文脈において以下に説明するように、駆動シャフト１２に対してシャッターボルト５２により加えられる対抗力に応じて、駆動シャフト１２の追加の軸方向叩打運動が作動することになる。

[0043]図４には、最大開位置にある、分注ユニット５０が装着された手持ち式定量分注装置１が示されており、そこにおいて、シャッター要素５３は、流量オリフィス５８の外に下方に突き出ており、それによって開口断面の一部が自由になり、したがって、回転および叩打動作によってほぐされた定量材料が、吐出、すなわち流量オリフィスを通って分注されるようになる。回転運動および叩打動作によるほぐし効果は、シャッターボルト５２上に配置されている攪拌要素５６により促進され得る。シャッターボルト５２が最大開位置にあるとき、アクチュエータ要素は、本体４１のハウジングに当たるように位置し、それによって駆動シャフト１２、その結果としてシャッターボルト５２の軸方向の移動範囲が下方方向において制限される。上述したように、図３の係合位置から、図４の最大開位置で終わる開範囲にわたるシャッターボルト５２の移動は、分注ヘッド５５に対して支持されシャッターボルト５２を駆動シャフト１２に対して上方に動かしそれによってシャッターボルト５２を駆動シャフト１２に係合したままにする、第２の戻しばね５４の追加の抵抗に逆らって行われる。アクチュエータ要素３０上の親指による圧力を変えることによって、シャッター要素５３の垂直位置、したがって流量オリフィスの開口断面の解放部分の垂直位置が変わり、それによって定量が指定量に達したら流量オリフィス５８からの定量材料の流れが制御され止められ得るようになる。

[0044]親指による圧力が完全に取り除かれると、電動機２１のスイッチは切れるが、駆動シャフト１２は、図３の文脈で上述したように、シャッターボルト５２との係合を維持し続けるので、定量分注ユニット５０は制御ユニット４０から分離することができない。この状態で、手持ち式定量分注装置１は、分注ユニット５０内に十分な供給量があれば、同じ物質によるさらなる分注サイクルに使用することができる。分注ユニット５０を取り外すまたは交換するために作業者が上述したロック解除要素４６（図１参照）のうちの１つを押すと、ロック要素２７がボルト形保持要素２６からラッチ解除され、アクチュエータユニット２０が駆動シャフト１２およびアクチュエータ要素３０と共に戻しばね１６の押圧によってホーム位置（図２参照）へと押し戻され、分注ユニット５０が、制御ユニット４０のホルダデバイス１０内の座部から取り外され得るようになる。

[0045]図５は、電動機２１、伝動装置２２および駆動シャフト１２を有するアクチュエータユニット２０の横方向の断面図である。図６は、同じアクチュエータユニット２０の内部を上から見た図である。図５の詳細のなかでも、アクチュエータユニットの頂部には、圧力接点スイッチ２８のための締結要素２９が配置されている。締結要素２９の上には、アクチュエータ要素３０が着座し（図１〜４参照）、したがって、電動機２１の電源は、アクチュエータ要素３０上に押圧を加えることでスイッチが入り、押圧を取り除くことでスイッチが切れる。電動機２１は、挿置された歯車（２３）を介して、異なる回転数（単位：ｒｐｍ）（ｒｐｍ−ｒａｔｅｓ）で、一方では出力歯車１７を駆動し、他方では叩打ホイール２４を駆動する。駆動シャフト１２には、出力歯車１７の対応するくぼみ内に配置される横方向の駆動ピン１８が装着され、それによって駆動シャフト１２は出力歯車１７に回転的に結合されるが出力歯車１７に対して軸方向に依然として移動することができるようになっている。図５に示される状態では、駆動シャフト１２から装着されている分注ユニット５０のシャッターボルト５２には軸方向の力が伝えられておらず、駆動シャフトは、駆動ピンと共にそれ自体の重量により出力歯車１７のくぼみ底部に載っており、出力歯車１７の回転に加わっているが、軸方向の叩打運動は行われていない。

[0046]しかし、駆動シャフト１２が装着されている分注ユニット５０のシャッターボルト５２との圧力伝達係合にあるときは、第２の戻しばね５４によって生じるシャッターボルトの対抗力が駆動シャフト１２を上方に押し、それによって駆動ピン１８が出力歯車１７のくぼみ底部から持ち上げられ、叩打ホイールから下方に突き出たリング形鋸歯状傾斜面１９に押し付けられて係合する。出力歯車１７と叩打ホイール２４の回転数速度が異なるので、鋸歯状傾斜面１９に沿って駆動ピン１８が摺動する結果、駆動シャフト１２の短いストロークの軸方向叩打運動は駆動シャフト１２の回転に重畳される。

[0047]結論として、説明され図示されている構造により、圧力接点スイッチ２８が閉じているとき、一方では、駆動シャフト１２の回転運動は、定量分注装置１のあらゆる状態において、すなわちホーム位置から完全開位置までずっと行われるが、他方では、重畳される軸方向叩打運動は、駆動シャフト１２によって軸方向圧縮力が装着された分注ユニット５０のシャッターボルト５２上に加えられる間だけ、すなわちシャッターボルト５２が開範囲内に配置されしたがって定量材料が吐出開口５８から分注されている間だけ維持されることになる。

[0048]本発明を特定の例を示すことで説明してきたが、例えば、個別の実施形態の特徴を互いに組み合わせることにより、または個別の実施形態間で個別の機能的ユニットを交換することにより、本発明の教示から多数のさらに多様な実施形態が開発され得ることが読者には明確であろう。例えば、一実施形態は、駆動シャフトの軸方向叩打運動が、例えば電磁手段、圧電手段または空気圧手段によって生成されることも考えられる。当然ながら、そうした変形形態のいずれもが本発明の一部であるとみなされる。

１ 手持ち式定量分注装置
１０ ホルダデバイス
１１ 識別手段、ＲＦＩＤ応答器
１２ 駆動シャフト
１３ 駆動シャフトの第１の端部
１４ 駆動シャフトの第２の端部
１５ 駆動シャフトの軸
１６ 第１の戻しばね
１７ 外側歯車
１８ 駆動ピン
１９ 鋸歯状傾斜面
２０ アクチュエータユニット
２１ 電動機
２２ 伝動装置
２３ 伝動装置の歯車
２４ 叩打ホイール、叩打機構
２５ 電池
２６ 保持要素
２７ ロック要素
２８ 圧力接点スイッチ
２９ 圧力接点スイッチ２８のための締結要素
３０ アクチュエータ要素
４０ 制御ユニット
４１ 本体
４２ 中空空間
４３ 鼻様突出部
４４ 把持ハンドルシェル
４５ ４１の突出部
４６ ロック解除要素
４７ 読み出し／書き込み装置
４８ 照明要素
５０ 分注ユニット
５１ 供給源容器用座部
５２ シャッターボルト
５３ シャッター要素
５４ 第２の戻しばね
５５ 分注ヘッド
５６ 攪拌要素
５８ 流量オリフィス
６０ 供給源容器
６１ アダプタ

Claims (15)

1. 計量された量の粉末状またはペースト状の物質を分注するための手持ち式定量分注装置（１）であって、細長い本体（４１）およびホルダデバイス（１０）を有する把持ハンドルとして構成される制御ユニット（４０）と、前記ホルダデバイス（１０）内に装着可能でありそこから取り外し可能である少なくとも１つの分注ユニット（５０）とを備え、前記分注ユニット（５０）が、シャッター要素（５３）が付いた垂直方向に移動可能なシャッターボルト（５２）および前記シャッター要素（５３）によって閉じられ得る流量オリフィス（５８）を有し、前記制御ユニット（４０）が、装着されている分注ユニット（５０）に動作が向けられ電動機（２１）および伝動装置（２２）を有する少なくとも１つのアクチュエータ（２０）、手動操作することができるアクチュエータ要素（３０）ならびに駆動シャフト（１２）を備え、前記駆動シャフト（１２）が、前記装置の動作位置において本質的に垂直の向きを有し、前記伝動装置（２２）を介して前記電動機（２１）により駆動され、前記アクチュエータ要素（３０）の方に向いた第１の端部（１３）および前記装着されている分注ユニット（５０）の前記シャッターボルト（５２）の方に向いた第２の端部（１４）を有し、前記駆動シャフト（１２）が、手動制御される前記アクチュエータ要素（３０）の動きによって、ホーム位置から、前記第２の端部（１４）が前記シャッターボルト（５２）に機械的に係合される係合位置へと軸方向に動かされ、前記シャッターボルト（５２）が、手動制御される前記アクチュエータ要素（３０）の前記係合位置を過ぎたさらなる動きによって、前記シャッター要素（５３）が前記流量オリフィス（５８）を可変の位置依存範囲で開ける、開範囲内に至ることができる、
   手持ち式定量分注装置（１）において、
   前記駆動シャフト（１２）および前記アクチュエータ要素（３０）が、前記手持ち式定量分注装置（１）の前記動作位置に対して、前記本体（４１）の横方向に突き出た部分（４５）内に配置され、前記本体（４１）が、前記電動機（２１）および前記伝動装置（２２）の少なくとも大部分が入れられる中空空間（４２）を含むことを特徴とする、
   手持ち式定量分注装置（１）。
2. 請求項１に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記電動機（２１）、および前記伝動装置（２２）を介して前記電動機（２１）により生成される前記駆動シャフト（１２）の回転運動が、前記アクチュエータ要素（３０）に向けられる手動動作によってスイッチが入れられ、前記手動動作を解除することによってスイッチが切られ得ることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
3. 請求項１または２に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記電動機（２１）、前記伝動装置（２２）および前記駆動シャフト（１２）が、前記本体（４１）内に支持され前記装置の前記動作位置に対して垂直方向に移動することができるアクチュエータユニット内に一緒に配置され、前記アクチュエータユニットが、前記アクチュエータ要素（３０）に結合され、前記アクチュエータ要素（３０）に向けられる手動力によって移動することができることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
4. 請求１から３のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記アクチュエータユニット（２０）の前記伝動装置（２２）が、好ましくは、平歯車構造を備え、その歯車（２３）の回転軸が、前記手持ち式定量分注装置（１）の前記動作位置に対して実質的に垂直の向きを有することを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記装置（１）の前記動作位置に対する前記アクチュエータユニット（２０）の前記ホーム位置から前記係合位置さらには前記開範囲内への実質的に垂直方向の移動が、好ましくは、前記制御ユニットの前記本体（４１）に対して支持され前記アクチュエータ要素（３０）上の前記手動力の減少に応じて前記アクチュエータユニット（２０）を前記ホーム位置へと押し戻す第１の戻しばね（１６）の抵抗に逆らって行われることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
6. 請求項５に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記シャッターボルト（５２）が前記駆動シャフト（１２）によって係合されるとき、前記係合位置から前記開範囲内への前記シャッターボルト（５２）の垂直方向の移動が、前記分注ユニット（５０）に対して支持され前記シャッターボルトを前記駆動シャフト（１２）に対して軸方向に上方に押す、第２の戻しばね（５４）の抵抗に逆らって行われることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記アクチュエータユニット（２０）が、前記係合位置に達するとロック要素（２７）内にスナップ留めされる保持要素（２６）を備え、それによって、前記アクチュエータユニット（２０）が、前記ホーム位置へと戻らないようにされるが、前記開範囲内への継続的な移動は妨げられないことを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
8. 請求項７に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記ロック要素（２７）の解除のために、一本の指で押されると動作することができる少なくとも１つのロック解除要素（４６）が前記本体（４１）の外側に配置されることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
9. 前記請求項のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記シャッターボルト（５２）が、前記伝動装置（２２）を介して前記電動機（２１）により駆動される前記駆動シャフト（１２）の係合によって回転し始めることができることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
10. 前記請求項のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記アクチュエータユニット（２０）が、叩打デバイス（２４）をさらに備え、それによって、短いストロークの軸方向に向いた叩打運動が、前記駆動シャフト（１２）の回転、および前記シャッターボルト（５２）が前記駆動シャフト（１２）に係合されているときの前記シャッターボルト（５２）の回転に重畳され得ることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
11. 請求項１０に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記駆動シャフト（１２）の前記軸方向に向いた叩打運動が、前記駆動シャフト（１２）と前記叩打デバイス（２４）の間の軸方向に向いた運動伝達結合を介して生成され、前記結合が、前記第２の戻しばね（５４）の付勢張力を受ける前記シャッターボルト（５２）の軸方に向いた対抗力によって確立され、前記シャッターボルト（５２）の前記対抗力がないと、前記駆動シャフト（１２）の前記軸方向に向いた叩打運動が作動しなくなることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
12. 前記請求項のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、読み出し／書き込み装置（４７）が前記本体（４１）内に配置され、それによって、前記分注ユニット（５０）上に配置されている識別手段（１１）に記憶されるデータが前記読み出し／書き込みデバイス（４７）に送信され得るようになることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
13. 前記請求項のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、鼻様突出部（４３）が、−前記動作位置に対して−把持ハンドルシェル（４４）の上側端部に形成され、前記手持ち式定量分注装置（１）の動作状態では、前記突出部（４３）は前記制御ユニット（４０）の前記本体（４１）を把持する手の人差し指上に載り、それによって前記手持ち式定量分注装置（１）が確実にしっかりと把持できるようになることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
14. 前記請求項のいずれか一項に記載の手持ち式定量分注装置（１）において、前記制御ユニット（４０）が、前記電動機（２１）に電力を供給する電力供給源（２５）を備え、前記電力供給源（２５）が、前記本体（４１）上において前記電動機（２１）の上の場所に配置され工具を使用せずに取り外して交換することができることを特徴とする、手持ち式定量分注装置（１）。
15. 請求項１から１４のいずれか一項による手持ち式定量分注装置（１）により粉末状の定量材料を分注する方法であって、
    ・前記定量材料が入った前記分注ユニット（５０）が、前記制御ユニット（４０）の前記ホルダデバイス（１０）内に置かれ、自己ロックラッチにより前記ホルダデバイス内に固定されるステップと、
    ・前記手持ち式定量分注装置（１）が、前記流量オリフィス（５８）が下方に向いた状態で、垂直の向きに目標容器の上に保持されるステップと、
    ・親指による圧力が前記アクチュエータ要素（３０）に加えられると、直ちに前記接点スイッチ（２８）が閉じ、それによって前記駆動シャフト（１２）の前記回転運動が開始するステップと、
    ・前記アクチュエータ要素（３０）上における継続的に増加する親指による圧力により、前記駆動シャフト（１２）が前記係合位置へと動かされ、前記係合位置において、前記駆動シャフト（１２）の前記第２の端部（１４）が、前記駆動シャフト（１２）のすでに行われている回転運動により、自動的に、前記装着されている分注ユニットの前記シャッターボルト（５２）との係合に至り、完全に係合した時点で同時にラッチ機構（２６、２７）が掛かり、それによって前記駆動シャフト（１２）の前記係合位置からの後退が防止されるようになるステップと、
    ・前記アクチュエータ要素（３０）上における継続的にさらに増加する親指による圧力により、すでに前記駆動シャフト（１２）の前記回転運動に加わっている前記シャッターボルト（５２）が前記開範囲内へと移動し、それによって、前記第２の戻しばね（５４）により引き起こされる前記対抗力の結果として、前記駆動シャフト（１２）の垂直方向の叩打運動が作動しそれが前記回転に重畳され、その一方で、前記シャッター要素（５３）が、前記アクチュエータ要素（３０）上の親指による圧力により制御可能な様々な開き度合いに前記流量オリフィス（５８）を開け、それによって、前記回転および前記叩打運動によってほぐされた前記定量材料が前記流量オリフィス（５８）を通って分注されるようになるステップと、
    ・前記アクチュエータ要素（３０）上の親指による圧力が減少すると、前記流量オリフィス（５８）が閉じ、前記親指による圧力が完全に取り除かれると、前記電動機（２１）のスイッチが切れ、その間、前記駆動シャフト（１２）は前記係合位置のままにあるステップと、
    ・前記分注ユニット（５０）を取り外して交換するために、前記少なくとも１つのロック解除要素（４６）を作動させることによって前記係合位置にあるロックが解除され、それによって前記第１の戻しばね（１６）が前記駆動シャフト（１２）および前記アクチュエータ要素（３０）を前記ホーム位置へと押し戻し、前記分注ユニット（５０）が前記ホルダデバイスからラッチ解除され得るステップと
    を特徴とする、方法。