JP3094039B2

JP3094039B2 - 補助磁石を備えた手動式ピペット

Info

Publication number: JP3094039B2
Application number: JP09506759A
Authority: JP
Inventors: ディー．ホムバーグ，ウィリアム
Original assignee: ライニンインストルメンツカンパニーインコーポレイテッド
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2016-07-12
Also published as: EP0787040B1; DE69632572D1; WO1997003752A3; US5700959A; DE69632572T2; EP0787040A4; EP0787040A2; WO1997003752A2; JPH10503426A

Description

【発明の詳細な説明】背景本発明は、手動式ピペット、特にピペット使用者が予
め定められた体積の液体を吸入しようとして「定」位置
（“home"position）にピペットのプランジャーユニッ
トを手操作で位置決めして保持するのを助成する補助磁
石を含む改良された手動式ピペットに関する。

例えば米国特許第3827305号および同第4909991号は、
購入できる単一チャンネルの手動式ピペットを記載して
いる。それぞれピペットは、手持ち式の細長いピペット
本体を含んでおり、この本体は上方へ向けてばね押圧さ
れたプランジャーユニットを内蔵している。プランジャ
ーユニットは、その端部をピペット本体の上端から突出
させた第１すなわち上限の位置までの間を、ピペット本
体内で軸方向に移動できるように支持されている。ピペ
ット使用者は、親指をプランジャーユニットの露出した
端部の上に置いてピペット本体を握る。プランジャーユ
ニットに加えられる親指による押下げ作用が、戻しばね
の上方へ向いた押圧力に抗してプランジャーユニットを
その上限位置から、全ての流体をピペットに固定されて
いるチップから排出する第２すなわち下限の位置へ、下
方向へ移動させる。下限位置に隣接してプランジャーユ
ニットの「定」位置があり、ピペットによる吸入操作の
都度、プランジャーユニットはその開始時に使用者によ
ってこの定位置へ戻される。

前述した特許に記載された購入可能なピペットにおい
て、定位置は「柔軟」な停止部材で設定されている。こ
れらの特許に記載されているように、柔軟な停止部材は
ピペット本体内の第２の比較的堅いばね機構を含んでお
り、このばね機構はプランジャーユニットが定位置に達
したときに作動される。これに関して、本明細書の第4a
図に示すように、ピペット使用者が親指でプランジャー
ユニットの露出端部を押下げてプランジャーユニットを
その上限位置から手動で移動させるとき、プランジャー
ユニットがさらに下方へ移動することに逆ろう第２ばね
組立体の作動によってプランジャーユニットの移動に対
する抵抗力が増大したことをそのピペット使用者は「感
じる」ことができる。使用者が第２ばね機構の作動を感
じたプランジャーユニットの位置が、そのプランジャー
ユニットの定位置を定めるのである。定位置を超えて下
限位置へプランジャーユニットが移動し続ける動きは、
戻しばねと第２ばね機構との組合った抵抗を受ける。

したがって、このような購入できるピペットで液体を
ピペット操作するばあい、ピペット使用者は親指をプラ
ンジャーユニットの露出端部の上に置いてピペットハウ
ジングを把持する。プランジャーユニットに親指の押下
げ圧力を加えて、使用者はプランジャーユニットを戻し
ばねの作用力に抗して上限位置から離れる方向へ移動さ
せる。使用者は、第１限界位置から離れる方向へプラン
ジャーユニットが移動する間に、プランジャーユニット
を移動させるのに必要な押下げ力を増大させる開始位置
を感じ取ることでプランジャーユニットの定位置を検知
する。このような作用力の増大はプランジャーユニット
が戻しばねと第２ばね機構とに対抗して移動する結果で
あり、一般に「ブローアウト（blowout）」と称され
る。プランジャーユニットを移動させるのに必要な下方
向の力が増大する開始位置を正確に感知することは、ピ
ペット使用者が訓練しなければならない細心の注意を必
要とするデリケートな作業である。したがって、プラン
ジャーユニットの露出端部上に親指を置き、使用者は細
心の注意をもって感知して、手動でプランジャーユニッ
トをその定位置に保持する。実際には、ピペット操作に
関係する総時間のうちのかなりの部分は、ピペットから
延在しているチップをそのピペットで吸入する液体中に
浸入させる準備としてピペット使用者がプランジャーユ
ニットを定位置に手動で保持する操作によって費やされ
る。その後、液体中にチップを浸入させた状態で、使用
者は定位置から上限位置へ戻るプランジャーユニットの
速度を手動制御する。

ピペットの正確且つ再現性のある操作を得るには、ピ
ペット使用者が常にプランジャーユニットを正確に同じ
定位置へ移動させること、およびピペット使用者が各々
のピペット操作毎に再現できるやり方でプランジャーユ
ニットを上限位置へ戻す速度を手動で制御することが重
要である。これは、繰り返される各々の操作時に同じ所
望体積の液体がピペットチップ内に吸入されるようにす
るために、必要である。ピペットのこのような手動操作
は、操作の再現性が基本とされる一連のピペット作業に
わたってかなりの肉体的および精神的な緊張をピペット
使用者に与えることを認識しなければならない。極端な
ばあいは、大量且つ長時間の手動式ピペット操作に関係
した肉体的な手および手首の緊張は、カーペルトンネル
症候群（carpel tunnel syndrome）に関与する、すなわ
ち引き起しかねない。

同様な肉体的および精神的なストレスの問題が、プラ
ンジャーユニットの定位置を定めるために別の機構を含
んでいる別の手動式ピペットに関係して生じている。こ
のような別の機構の例は、米国特許第4041764号および
ドイツ国特許出願第239539A1号および同第239540A1号に
記載されている。詳しくは、米国特許第4041764号は、
上限位置と定位置との間でピペットピストンに係合し、
また戻しばねの作用力に抗して定位置を超えてピストン
を移動させることが望まれるときにピペット使用者が軸
方向の作用力を増大して押しボタンに加えることで係合
が解除されるような、磁気的な拘束装置を記載してい
る。米国特許第4041764号に記載されたピペットを使用
する者がピペットピストン（プランジャー）をその上限
位置から定位置へ、また定位置を経て下限位置へ移動さ
せるためにピストンに作用させねばならない手動押圧力
が本明細書の第4b図に示されている。

一方、これらの両ドイツ国特許出願は、それぞれ上限
位置および下限位置に強磁性装置を備えた中空ピストン
式ピペットを記載している。中空ピストンのための下限
部材は中空ピストのための「堅い」底突き停止部材であ
り、この下限位置を超えてピストンが移動することは許
されない。中空ピストン式ピペットの使用者は、その中
空ピストンのための定位置を定める「柔軟」な停止位置
を「感知」する必要はない。むしろ、下限位置が中空ピ
ストン式ピペットの定位置を定める。したがって、中空
ピストン式ピペットの作動において、使用者はピペット
本体を単純に握り、親指による押下げ力を作動ノブに加
えて、中空ピストンを下限位置へ駆動する。中空ピスト
ン式ピペットの下側円錐部に連結されたチップの中に液
体を吸入するために、使用者は作動ノブを単純に解放し
て、圧縮ばねが中空ピストンを下限位置から上限位置へ
移動できるようにする。上限位置および下限位置の強磁
性装置が磁化された固定片と相互作用して、中空ピスト
ンの開口を開閉するディスクシールの作動を制御するよ
うになす。例えば、下限位置の強磁性装置の保持力は固
定片のそれよりも大きく、また固定片の軸方向の移動は
限界部材すなわち停止部材で制限されるので、ディスク
シールは中空ピストンのフランジから離れるように持上
げられて中空ピストンの開口を自由状態にして、第１の
シリンダ／ピストン装置が中空ピストンおよびホールを
通じてピペットチップの管腔と連通されて、通気チャン
ネルを大気に導くようになす。

前述した手動式ピペットの全てにおいて、定位置から
上限位置へプランジャーユニットが制御されて上方へ移
動することでピペットチップに吸入する液体中に該チッ
プを浸入させる準備として、ピペット使用者は親指で下
方向の定常的な力を持続的に加えてピペットプランジャ
ーユニットをその定位置に保持することが要求されるこ
とに留意しなければならない。

ピペット使用者が手動式ピペットの反復される長時間
に及ぶ操作によって受ける肉体的および精神的な緊張を
認識して、定位置からその上限位置へプランジャーユニ
ットが戻る速度を自動的に制御するような手動式ピペッ
トに付加する機構が開発された。このような機構の例
は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第4763535
号、およびドイツ国公開公報DE3903241A1に図示され、
記載されている。米国特許第4763535号は、定位置から
上限位置へプランジャーが戻る速度を自動的に制御する
ダッシュポット（dashpot）機構を記載している。この
ドイツ国特許出願は、ピストンが定位置を離れてその上
限位置へ戻るときの上方へ向うピストン移動速度を自動
的に減速する減速機構を記載している。この減衰機構の
好ましい形態は、ピストンの第１部分が関連するピペッ
トによる液体吸入の開始後の直接的な戻り移動を減衰さ
せる緩衝すなわち制動装置を含んでいる。ドイツ国特許
出願に記載された制動装置の一つの実施例は、ピペット
ハウジング内に固定された磁石を含み、ピストンが定位
置に完全に押下げられたときにピペットピストンに固定
されている対向部材と接触するようになされている。こ
のような構造により、制動すなわち減衰させる力が発生
され、これはピストンの第１部分の戻り運動時に戻しば
ねに対抗する。そのドイツ国特許出願に記載されている
ように、このような減衰力はピストンが定位置を離れる
ときのピストン移動速度を制御して、ピペットチップの
液体に望ましくないサージ運動が生じるのを防止するよ
うになすことを意図しており、このような液体のサージ
運動は一般に「噴出（fountaining）」と称される。

さらに詳しくは、手動式ピペットの操作に関連する肉
体的および精神的な緊張を大きく軽減して、ピペット使
用者がピペットプランジャーを定位置に肉体的に保持す
る必要性をするために、ピペットプランジャーが定位置
に到達したときに作動可能となる固定機構が開発され
て、本発明の譲受人に上とされた米国特許第5364596号
に記載され図示されている。米国特許第5364596号に記
載されているように、この固定機構は、戻しばねの作用
力と対抗するように使用者がプランジャーに力を作用さ
せなくても、プランジャーを定位置に解放可能に保持す
る。このような改良された手動式ピペットは、固定機構
が解放されることにより、プランジャーの定位置から上
限位置へピストンが戻り移動する速度を自動的に制御す
る速度調整器をさらに含む。

このような改良された手動式ピペットは固定機構およ
びダッシュポート機構を含み、別の速度調整器が手動式
ピペットの作動の再現性および信頼性を向上して、作動
の再現性および信頼性が基本であるピペット使用者に対
する肉体的および精神的な緊張を軽減するのであるが、
これらは手動式ピペットの製造費用を著しく増大させ、
これはその改良されたピペットの価格をこれまでの簡単
なものよりも上昇させることで反映される。したがっ
て、簡単な構造で製造費が低く、作業の再現性が基本で
ある一連のピペット操作にわってピペット使用者の肉体
的および精神的な緊張を顕著に軽減させるような改良さ
れた手動式ピペットが依然として要望されている。

発明の概要従来の伝統的な手動式ピペットと同様に、本発明は手
で保持できるピペット本体を含み、ピペット本体はその
内部に支持されて第１位置から上限位置へ軸方向に移動
するように戻しばねで押圧されたプランジャーユニット
を有している。従来の手動式ピペットによるのと同様
に、本発明のピペットを保持したピペット使用者は、プ
ランジャー制御ノブに圧力を加えてプランジャーユニッ
トを第１限界位置から戻しばねの作用に抗して第２の下
限位置へ向かって移動させるのであり、これによりピペ
ットチップに収容されている全ての流体がチップから排
出されるようになされる。ピペット使用者は次ぎに戻し
ばねがプランジャーを下限位置に隣接した「定」位置へ
戻すことを許す。この「定」位置は「柔軟」な制限部材
で定められており、プランジャーユニットがピペットに
よる引続く毎回の吸入作動の開始毎に戻される始動位置
である。従来の手動式ピペットでは、ピペット使用者は
プランジャーユニットを「定」位置に保持するために、
戻しばねと「柔軟」な停止部材を形成する比較的強力な
「ブローアウト」ばねとに対抗して、親指で比較的大き
な力をそのプランジャーユニットに加えていなければな
らない。特に、「定」位置を超えてのプランジャーユニ
ットのいかなる下方へ向う移動も「ブローアウト」ばね
を作動させ、このばねはそのようなプランジャーユニッ
トの下方へ向う移動に対抗する強力な上方へ向う力を発
生させる。ピペット使用者は、戻し力戻し力が増大する
開始位置を感知、すなわち「感じとる」のであり、これ
は使用者にプランジャーユニットが「定」位置に達して
そこに位置することを示すのである。しかしながら本発
明によれば、プランジャーユニットの「定」位置を位置
決めするために、プランジャーユニットの下方へ向う移
動とは逆方向の力の急激な増大の開始時点を注意深く感
じ取るように使用者に要求せず、また戻しばねに対抗し
て「定」位置にプランジャーユニットを保持するために
強力な下方へ向う力を手で加えることを使用者に要求せ
ず、むしろ本発明のピペットは補助磁石機構を含み、こ
の機構はプランジャーユニットが定位置に達してそこに
位置したときに、戻しばねの力に対抗する下方向の磁力
を発生させるようになす。補助磁石で発生されたこの対
抗力は、プランジャーユニットが定位置に接近するとき
にプランジャーユニットを移動させるのに必要とされる
下方向の力の減少に反映され、またピペット使用者が定
位置を感知することに助成する。さらに、補助磁石が発
生する対抗力は、ピペット使用者がプランジャーユニッ
トを定位置に保持するために加えねばならない手による
力を減少させる。これにより、補助磁石は再現性が基本
とされる一連のピペット操作を行う上でピペット使用者
に生じる肉体的且つ接触的な緊張を減少させる。補助磁
石機構は構造が簡単で、費用が安い。したがって本発明
は、従来の手動式ピペットで生じた肉体的および精神的
な問題を、僅かな製造費の増大と、製造される改良され
た手動式ピペットの価格上の比較的小さな変化とが生じ
るだけで、著しく軽減する。

さらに、本発明の改良された手動式ピペットにより与
えられる補助磁石は、制御可能な磁場と、戻しばねに対
する対抗力とを発生させるように調整可能である。これ
に関して、補助磁石を適当に手動調整することにより、
戻しばねに対する対抗力は実質的にゼロの値から、プラ
ンジャーユニットの戻しばねによって与えられる戻し力
より僅かに小さな値までの間で強さを調整できる。した
がって、好ましい形態の補助磁石によれば、ピペット使
用者はこの対抗力を好みに合わせて制御して、戻しばね
に対する対抗強さの制御、したがってプランジャーユニ
ットの「定」位置の位置決めにおける補助強さの制御、
および正確な再現性が望まれるピペットの一連の操作に
関して正確に同じ定位置にプランジャーユニットを手操
作で維持することにおける補助強さの制御を行うことが
できる。さらに、このような補助磁石を調整することに
より、ピペット使用者は補助磁石を好みに合わせて制御
して、定位置から上限位置までプランジャーを戻す速度
をさらに良好に調整でき、これによりピペットによる一
連の吸入操作における各々において、正確に同一の所望
される流体量をピペットのチップに確実に吸入するうえ
で、手動式ピペットの作動の精度および再現性を向上さ
せることができる。

基本的には、本発明の改良された手動式ピペットのた
めの補助磁石をこのように調整可能にするために、補助
磁石は磁石および引張り片を好ましく含み、これらは互
いに対して軸方向に移動可能であり、プランジャーユニ
ットの定位置と上限位置との間でプランジャーユニット
が移動する。これに関して、磁石または引張り片のいず
れか一方が、ピペットハウジングで支持されて軸方向に
調整可能なホルダーに着座された磁石または引張り片の
他方に対してプランジャーユニットと一緒に移動できる
ように固定される。プランジャーユニットの定位置にお
いて、プランジャーユニットからの延長部（例えば引張
り片または磁石）と係合するように構成されたプランジ
ャーユニットの下限位置にホルダーを支持することが好
ましい。ホルダーの軸方向の位置を制御することで、定
位置における磁石と引張り片との間隔は、定位置におい
て引張り片と磁石とによって形成される磁気回路を調整
するように、これにより磁石と引張り片との組合わせに
よって発生される対抗力の強さを調整するように、選択
的に制御できる。

したがって、簡単且つまたは経済的な、長時間の操作
および手動式ピペットの使用に関係して通常発生する肉
体的および精神的な緊張を緩衝する、すなわち実質的に
減少させる改良された手動式ピペットを提供することに
加えて、改良されたピペットに含まれる補助磁石の好ま
しい形態は、一連のピペット操作を通じてピペットで繰
返される吸入操作に備えて、プランジャーユニットの定
位置への接近および位置決めを感知するうえで、またプ
ランジャーユニットを定位置に保持するうえで、ピペッ
ト使用者を助成するように対抗力の強さを強制するため
に調整することができる。

図面の簡単な説明第１図は、部分的に断面とした、また本発明による補
助磁石を含む手動式ピペットの側面図である。手動式ピ
ペットは上限位置、すなわちピペットに含まれたプラン
ジャーユニットの始動位置の直ぐ下方位置に示されてい
る。

第２図は、プランジャーユニットを定位置に保持する
ことに関してピペット使用者を補助するように作動する
補助磁石を備えており、定位置にてプランジャーユニッ
トを示している第１図の手動式ピペットの断片的な側面
図である。

第３図は、第１図および第２図に示された手動式ピペ
ットの下限部材の拡大した横断面図であり、継続的にプ
ランジャーユニットを上限位置に向けて押圧している戻
しばねに対する正確に制御された対抗力を発生するよう
に調整可能とされた補助磁石を示している。

第4a図、第4b図および第4c図は、プランジャーユニッ
トをその上限位置から定位置へ、またそこからさらに下
限位置へ移動させるうえで、ピペット使用者がプランジ
ャーユニットに加えなければならない作用力の強さを示
すグラフであり、第4a図は標準的な手動式ピペットに関
する作動力を示す。第４図ｂは、米国特許第4041764号
に記載されたピペットに関する作動力を示す。第4c図
は、本発明に関係した補助磁石を備えた手動式ピペット
に関する作動力を示す。

発明の詳細な説明第１図および第２図を参照すれば、本発明の手動式ピ
ペットの好ましい形態が示されており、符号10で表され
ている。ピペット10はピペット本体12を含み、ピペット
本体12はプラスチック材料で形成されるのが好ましい。
ピペット本体12は軸方向に細長く、手で保持できるよう
に成形されており、ピペット本体12の下端に接続され、
そこから軸方向へ延在して使い捨てピペットチップ15を
受止めるようになされた液体側端部14を備えている。戻
しばね18で上方へ向かって押圧されているプランジャー
ユニット16は、ピペット本体12内で上限位置20と下限位
置24との間を軸方向に移動できるように支持されてい
る。上限位置20において、プランジャーユニット16のプ
ランジャー34の拡大部分33の上端は上限位置に係合して
おり、プランジャーユニット16の端部分はピペット本体
12の上端から延在して制御ノブ22を受止めるようになさ
れている。ピペット本体12および制御ノブ22は、ピペッ
ト使用者がピペット本体12を握ったときに親指が制御ノ
ブの頂部を超えて延在し、使用者の親指の動きがプラン
ジャーユニット16に下方向の力を与えて、そのプランジ
ャーユニットを上限位置20から戻しばね18の作用に抗し
て下限位置24へ移動させることができるように、形状を
付されている。下限位置24においては、プランジャーユ
ニット16とともに移動可能な下限部材46がピペット本体
12内の環状ショルダ45と係合し、ピペット本体内部での
プランジャーユニットのそれ以上の下方向への移動を制
限するための下限を定めている。

ピペット本体12の内部には、補助磁石機構26が配置さ
れており、この補助磁石機構26はプランジャーユニット
の「定」位置を位置決めすること、およびプランジャー
ユニット16を戻しばね18の上方へ向う連続的なばね押圧
力に抗して「定」位置に保持することの助成をなす。

加えて述べれば、この「定」位置はピペット本体12内
のプランジャーユニット16の軸方向位置であり、この位
置で、ピペット10で採取する液体中にピペットチップ15
を浸入させ、その後の容器に投与するためのピペット10
の準備がなされた状態とされる。また、一連のチップ15
のような使い捨てチップに液体を吸入し、そこから投与
するというピペット操作が繰り返されるときのプランジ
ャーユニット16に関する戻り位置でもある。これに関し
て、ピペット10は1995年５が26日付で出願され、本発明
の譲受人に上とされた米国特許出願08/451573号に記載
された改良されたエジェクタのようなピペットチップエ
ジェクタ（ejector）27を含んでいる。液体のピペット
操作で共通して行われるように、各々のピペット操作に
引続いて、強い捨てチップがピペットから廃棄され、新
しいチップと交換されて、ピペットが投与した一連の液
体サンプルが汚染を生じないように放出する。

第１図および第２図に示されるように、補助磁石機構
26は戻しばね18の上方に向う力に対するの対抗力を発生
させるために設計されている。この対抗力は戻しばねで
発生される上方へ向う力よりは小さい。さらに、以下に
非常に詳細に説明するように、補助磁石機構26で発生さ
れた対抗力は、ほぼゼロの値から、プランジャーユニッ
ト16が「定」位置に位置しているときに戻しばね18が発
生する上方向の力に実質的に等しいか、僅かに小さい値
まで、調整できる。このような制御により、ピペット使
用者はピペット10およびこれが備えている補助磁石を個
人的な好みに合わせて調整することができる。これに関
して、補助磁石機構26で発生された対抗力は、プランジ
ャーユニット16がその「定」位置に接近するときに、ピ
ペット使用者がプランジャーユニットを移動させるため
に加えねばならない下方向の手の力が減少することか
ら、ピペット使用者によって感知される。これは使用者
に対して「定」位置への接近という信号を与え、「定」
位置の正確な位置決めを助成する。さらに、補助磁石機
構26により発生された対抗力は、ピペットによる繰り返
される操作においてピペットチップ15に液体を吸入する
準備としてピペット使用者がプランジャーユニット16を
「定」位置に保持するために加えねばならない手の力を
実質的に減少させる。さらに、補助磁石機構26で発生さ
れる対抗力は戻しばね18により発生される上方向の力よ
りも小さいので、ピペット使用者はプランジャーユニッ
ト16が「定」位置にあるとき、ならびに定位置から上限
位置へプランジャーユニットが上方へ向かって戻される
ときの両方において、ピペット本体12内のプランジャー
ユニット16の位置に対して手による制御を維持する。こ
のことは、ピペットチップ15に液体を吸入するときのプ
ランジャーユニットの上方へ向う移動速度の制御をピペ
ット使用者が維持する一方、補助磁石機構26はこのピペ
ット使用者がこのような制御を行うために加えねばなら
ない力の大きさを減少させるということを意味する。し
たがって、ピペット使用者にとっては、（ｉ）一連の吸
入操作においてピペットプランジャーを正確に同一の定
位置に保持すること、および（ii）手動式ピペットによ
る連続的な吸入操作において、プランジャーユニットが
上限位置へ同じ速度状態で戻ることを許すこと、が極め
て容易になる。

ピペット使用者が本発明の手動式ピペットを操作する
において加えることを必要とされる上述した手による力
の調整が、第4c図に示されている。本発明により与えら
れる利点は、第4c図を、「定」位置を定める「柔軟」な
停止部材を含んでいる従来技術の手動式ピペットに関す
るプランジャーユニットの作動力を示す第4a図および第
4b図のグラフと比較することで認識される。第4c図に示
されるように、本発明の手動式ピペットのプランジャー
ユニットがその上限位置から移動されるとき、ピペット
使用者が加えねばならない手による力は、戻しばねより
大きいことを要求される作動力が80で示されており、こ
れは全ての図示グラフで等しい。しかしながら、本発明
の手動式ピペットのプランジャーユニットが定位置に接
近するとき、補助磁石機構26が制御された対抗力を発生
し、この対抗力が82で示されるように「定」位置に到達
するまで手による力が次第に低下されるように反映され
る。プランジャーユニットを「定」位置に保持するため
に、ピペット使用者は83で示される減少された力を加え
ることだけが要求される。その後、またピペット使用者
がピペット10のチップ内の液体を「ブローアウト」させ
ることを望むならば、使用者は84で照明されるように増
大した手による力を戻しばねおよびブローアウト機構と
反対方向へ作用させることが要求されるだけであり、こ
のブローアウト機構はブローアウトばね70ならびに後述
する部材を含んで構成されることが好ましい。したがっ
て、第4a図および第4b図に示された従来技術の手動式ピ
ペットの作動に比較して、第4c図はプランジャーユニッ
トに加えるべき手による力の減少を明確に反映し、これ
はピペット使用者に対する「定」位置への接近の信号を
与えるものであり、また、「定」位置にプランジャーユ
ニットを保持するために要求される手による力の減少を
反映している。しかしながら、第4c図はグラフの82′お
よび82″に反映されたように、補助部分26よって発生さ
れる対抗力を調整できることを示している。これに関し
て、補助磁石機構26で発生された対抗力は、（ｉ）
「定」位置にプランジャーユニットを保持するために加
えねばならない力を十分に減少させるため（83′）、ま
たは（ii）必要な力を僅かに減少させるだけのため（8
3″）、または（iii）その間のいずれかの値とするため
（83）に、制御できる。

第１図および第２図をさらに詳しく参照すれば、プラ
ンジャーユニット16は軸方向に細長いプランジャー34を
含み、このプランジャー34はその上端が制御ノブ22で終
端し、下端がピストン戻し部材36で終端している。ピス
トン戻し部材36はピストン38の上端に固定され、液体側
端部14の中をプランジャー34とともに軸方向に移動可能
である。戻しばね18はピストン38を取巻いており、一端
がピストン戻し部材36の環状ショルダに、他端がシール
リテーナー40に支持されており、シールリテーナー40は
液体側端部14の内部のショルダ42上に着座されている。
このように構成されているので、戻しばね18はピストン
38、ピストン戻し部材36、したがってプランジャー34に
対して上方向の力を連続的に与えて、プランジャーユニ
ット16を上限位置20へ向けて連続的に押圧するようにな
し、上限位置はピペット本体12の内部の軸方向に調整可
能なショルダ44で定められる。

第１図および第２図に最も明確に示されるように、プ
ランジャーユニット16の「定」位置は下限部材46で定め
られている。下限部材46は一般に円筒形で、内方へ向か
う段を有する内面を中央開口47のまわりに有しており、
第３図に最も明確に示されるようにプランジャー34およ
びホルダー48の下端を受入れるようになされている。第
１図および第２図に示されるように、下限部材46はピペ
ット本体12内に固定されたシリンダ50の下端内を軸方向
に延在しており、プランジャー34を軸方向に受入れるよ
うになされている。これに関して、下限部材46の底部か
ら延在している環状フランジ52がシリンダ50の下側環状
面54と係合して、シリンダ内へ向う、またピペット本体
12に対する下限部材の軸方向上方への移動を制限するよ
うになす。第３図に最も明確に示されるように、中央開
口47の下端は直径が減少され、またねじ部分55を有して
おり、ホルダー48の軸方向ネック56の外面の同様なねじ
部分と螺合するようになされている。これに関して、下
限部材46に似たホルダー48は一般に円筒形で、中央開口
57のまわりの内側へ向う段のある内面を有しており、プ
ランジャー34の下端を受入れ、またホルダーの頂部およ
びネック56の間に環状ショルダ58を形成するようになさ
れている。環状ショルダ58は磁石、または本発明の補助
磁石機構26の部材を含む引張り片のいずれかのための平
坦な支持面を形成している。第３図に示された本発明の
実施例においては、環状ショルダ58は環状磁石60を支持
し、環状磁石60はプランジャー34を受入れる中央開口お
よびホルダー48の上側環状面のわずか上方を延在する頂
面を有する。プランジャーガイドブッシュ64はネック56
の開口内に緊密に着座し、プランジャー34のための滑動
面を形成する。Ｏ−リング66はホルダー48の外面の環状
スロット内の着座しており、ホルダーおよび下限部材46
の間に摩擦を形成して、この制限部材に対するホルダー
の調整を確保できるようにしている。

第１図および第２図に示されるように、下限部材46は
常時はシリンダ50内に着座して、その環状フランジ52を
シリンダの下側環状面54の押当てて、下限部材46のため
の「定」位置を形成し、また以下に詳細に説明されるよ
うに、同様にプランジャーユニット16のための「定」位
置を形成する。下限部材46のこのような位置決めを与え
るために、ピペット10は定位置を超えた下限部材46およ
びプランジャーユニット16の移動に対抗する第２の力を
発生するブローアウト機構と称される機構を含む。ピペ
ット10の好ましい実施例においては、第１図および第２
図に示されるように、ブローアウト機構はコイルばね70
を含み、このコイルばね70は戻しばね18に比較して弱い
ばねとされる。図示されるように、「ブローアウト」ば
ねと称されるコイルばね70は、下限部材46の底部環状面
上に、また下限位置24の直ぐ下側のピペット本体12の内
面に形成された環状ショルダ72に対して支持される。こ
のように位置決めされて、ブローアウトばね70は下限部
材を50内で上方へ押圧され、環状フランジ52はシリンダ
の下側環状面54に押当てられる。既に説明したように、
これは下限部材46のならびにプランジャーユニット16の
「定」位置を定める。

ブローアウトばね70を含むよりもむしろ、ブローアウ
ト機構は第２の磁石および第２の強磁性部材を含むこと
ができ、一方は50に配置され、他方は下限部材46に配置
される。このような第２の磁気回路の機能は、プランジ
ャーユニット16が「定」位置から引込まれ、また引張り
片74が環状磁石60から引離されたときに、下限部材を50
に対して保持することである。このような実施例におい
て、「定」位置を超えてプランジャーユニットを移動さ
せるのはプランジャーユニットの下方向の力で発生され
るがそれより小さい第２の磁気回路の磁力である。

ブローアウトばね70を含まないブローアウト機構を組
入れたピペット10のさらに他の実施例は、第１図および
第２図に示した構造からブローアウトばね70を取外して
構成される。この実施例では、ブローアウト機構は相対
的な滑動するシリンダ50の内面と下限部材46の外面とを
含み、下限部材はシリンダに対して移動する。この実施
例では、下限部材46とシリンダ50の内壁との間に発生す
る摩擦は、下限部材の「定」位置を超える下方向の移動
に対抗し、引張り片74は磁石60の直ぐ近くの下限部材の
上側環状面に対して支持される。摩擦力は、定位置から
の、すなわち定位置を超えるプランジャーユニットの下
方向の移動に対抗する第２の力を定める。環状磁石60お
よび引張り片74で画定される磁気回路はプランジャーユ
ニットと下限部材46との間に保持力を作用させて、下限
部材を第１図に示されるようにその定位置へ戻し、プラ
ンジャーユニットの戻し部材をその「定」位置から戻
す。下限部材46と50の内面との間の摩擦力は下限部材を
その定位置に保持し、プランジャーユニットの戻し部材
をその上限位置に保持する。

これまで説明したようなピペット10によれば、また第
１図、第２図および第4c図を参照すれば、使用者は制御
ノブ22を親指の動きで押下げて、プランジャー34からの
横方向への突起（例えば引張り片または補助磁石の磁
石）がピペットの「定」位置を定める下限部材46に係合
するまで、プランジャー34、ピストン戻し部材36および
ピストン38を移動させる（第２図参照）。使用者の親指
の動きに応答したプランジャー34の更なる下方向の移動
は、比較的弱いばね70を圧縮する一方、プランジャーお
よびピストンは下限部材46が下限位置24に係合してプラ
ンジャーユニット16に関する下限位置を定めるまで、さ
らに下方へ移動される。ピペット10の正常作動によれ
ば、「定」位置から下限位置へのプランジャーの移動
は、液体側端部14の下端に固定されたピペットチップ内
の全ての残留液体の「ブローアウト」を行い、ばね70は
「ブローアウト」ばねと称される。制御ノブ22を解放す
ることで、プランジャーユニット16は戻しばね18および
ブローアウトばね70の影響で「定」位置へ向けて戻され
る。

プランジャーユニット16が「定」位置に到達したなら
ば、ピペット使用者はプランジャー34に作用する上方向
の戻す力の変化を感知する。力のこのような変化が体積
付随に示されるような「定」位置で生じ、下限部材46の
環状フランジ52は50の下側環状面54と係合する。この位
置で、ブローアウトばね70はもはやプランジャー34に上
方向の戻り力を作用させない。しかしながら、戻しばね
18は引続き上方向の力をプランジャー34に作用させ、こ
れに対抗してピペット使用者はプランジャーユニットを
「定」位置に保持しなければならない。

即ち説明したように、本発明の補助磁石機構26は
「定」位置を位置決めすることにおいてピペット使用者
を助成し、「定」位置にプランジャー34を保持するため
に戻しばね18の上方向の力に対抗してピペット使用者が
加えることを要求される下方向の手による力を減少させ
る。図示した本発明の実施例では、補助磁石機構26は磁
石60と引張り片74とが組合されて構成される。好ましい
実施例では、60は第３図に示されたようにホルダー48に
着座され、また引張り片74は第１図および第２図に示さ
れたようにプランジャー34の拡大された部分の近くにて
プランジャー34に固定されるう。第２図に示されるよう
に「定」位置において、引張り片74は下限部材46の上側
環状面に係合する。プランジャーユニットが定位置にあ
るとき、引張り片74は環状磁石60の上面から僅かに間隔
を隔てられることが好ましい。引張り片74は強磁性材料
で形成され、60で取付けられる環状磁石60からの磁束は
ホルダー48を通して引張り片74へ至り、磁束回路を完結
する。環状磁石60と引張り片74との間隔が小さいほど、
磁場は強くなり、戻しばね18に対抗する磁力が強くな
る。定位置における環状磁石60と中央開口47との間隔が
大きくなるほど、磁束は弱くなり、戻しばねに対抗する
磁力は弱くなる。下限部材46に対してホルダー48がねじ
結合されることで、「定」位置における環状磁石60と引
張り片74との間隔は、補助磁石機構26により発生される
磁力が戻しばね18の上方向の力よりも僅かに小さい値と
ゼロよりも僅かに大きい値との間で制御できるように、
調整される。これは、回転工具のピンをホルダーの底部
の一対の直径方向に相対するピン受入れ孔76に挿入する
一方、別の工具のピンを下限部材46の底面の同様なピン
孔78に挿入するようにして、下限部材46内でのホルダー
48の軸方向の相対位置を調整することで達成できる。
「定」位置にある状態で、下限部材46に対してホルダー
48を回転させて、下限部材４に対してホルダーを軸方向
に移動させこれにより引張り片74に対する環状磁石60の
軸方向の位置を制御する。

前述から、補助磁石機構26の好ましい実施例では60が
ホルダー48に支持され、引張り片がプランジャー34に固
定されるが、磁石および引張り片を逆関係にして、磁石
がプランジャー34に固定され、引張り片がホルダー48に
着座されることのできることが認識されねならない。補
助磁石機構26の作動はいずれのばあいも同じである。い
ずれのばあいも、補助磁石機構26はプランジャーユニッ
ト16に関して「定」位置を位置決めすることにおいて使
用者を助成し、戻しばねの力に対抗して、ピペット使用
者がプランジャーユニットを定位置に保持して吸入操作
の準備とするために加えねばならない手による力を減少
させ、ピペット10のチップ15に液体を吸入するときのプ
ランジャーユニットの上方向の移動速度を制御するうえ
でピペット使用者が作用させなければならない下方向の
力を減少させる。

したがって、本発明により改良された補助磁石機構26
を含むピペット10によれば、使用者の最少限の肉体的お
よび精神的な緊張でもって、また精度を向上され、結果
の再現性を向上されたピペットで繰返して操作すること
ができる。

本発明の特定の好ましい実施例が図示され、上述で説
明されたが、変更および修正が本発明の精神から逸脱せ
ずにこの好ましい実施例になし得ることを認識しなけれ
ばならない。したがって、本発明は以下の請求の範囲に
よってのみ範囲を制限されるべきである。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01L 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定められ量の液体を繰返し可能に吸入
し、投与（分配）する手動式ピペット（10）であり、手
で保持できるピペット本体（12）と、ピペット本体内に
取付けられ、ピペット使用者によって第１の限界位置か
ら定位置を経て第２の限界位置へ手で移動されるプラン
ジャーユニット（16）とを含み、定位置は、ピペット本
体（12）から延在されているチップ（15）に、このチッ
プが液体中に浸入されたときに予め定められた量の液体
を繰返し可能に吸入するためのプランジャーユニットに
関して予め定められた開始位置であり、第２限界位置は
プランジャーユニットに関する終端位置であり、この位
置において実質的に全ての液体がピペットによりチップ
から投与されるようになされており、また、第１の限界
位置から離れる方向のプランジャーユニット（16）の移
動に対抗する第１の力を発生するための、およびプラン
ジャーユニットを定位置から第１の限界位置へ戻すため
のピペット本体（12）の戻しばね（18）と、プランジャ
ーユニットが定位置を超えて第２限界位置へ向かって移
動するときに、第１の限界位置から離れる方向のプラン
ジャーユニット（16）の移動と反対方向の第２の力を発
生するためのピペット本体（12）の内部の手段（70）と
を有しているピペットであって、前記プランジャーユニットに近接して前記ピペット本体
に設けた補助磁石機構（26）を有し、該補助磁石機構
（26）は、第１限界位置から離れる方向へ移動するプラ
ンジャーユニット（16）が前記戻しばね（18）の第１の
力と反対方向の磁力を発生するために定位置に達し、該
定位置において前記ピペット使用者の制御を受け前記プ
ランジャーユニットを位置決めしかつ保持する際に前記
ピペット使用者を助成するように作動することを特徴と
する手動式ピペット。
【請求項２】請求の範囲第１項に記載された手動式ピペ
ットであって、補助磁石機構（26）が、磁石（60）と、引張り片（74）と、磁石または引張り片の一方を支持するホルダー（48）と
を含み、磁石または引張り片の他方がプランジャーユニ
ット（16）に固定されて一緒に移動できるようになされ
た手動式ピペット。
【請求項３】請求の範囲第２項に記載された手動式ピペ
ットであって、ホルダーをピペット本体内に支持する軸
線方向に調整可能な手段を含み、磁石または引張り片の
一方を支持するホルダー（48）の軸方向位置は、定位置
における引張り片（74）と磁石（60）との間隔を制御す
るために調整可能である手動式ピペット。
【請求項４】請求の範囲第３項に記載された手動式ピペ
ットであって、プランジャーユニット（16）が定位置に
達したときに、磁石（60）または引張り片（74）の他方
に係合する頂面を有す下限部材（46）をさらに含んでお
り、また下限部材に対してホルダーを回転させて下限部
材（46）に対してホルダーが軸方向に移動できるよう
に、ホルダー（48）のねじ部分（56）を受入れるねじ開
口（中央開口47,55）を含んでいる手動式ピペット。
【請求項５】請求の範囲第４項に記載された手動式ピペ
ットであって、下限部材（46）がピペット本体（12）内
を軸方向に移動可能であり、プランジャーユニット（1
6）が定位置に達したとき、第２の力を発生させる手段
（70）が該第２の力を下限部材（46）に与えて、第１限
界位置から離れる方向へ下限部材の移動に対抗させる手
動式ピペット。
【請求項６】請求の範囲第５項に記載された手動式ピペ
ットであって、第２の力を発生させる手段がブローアウ
トばね（70）を含み、ブローアウトばね（70）は上方向
の力を下限部材（46）に与える手動式ピペット。
【請求項７】請求の範囲第６項に記載された手動式ピペ
ットであって、下限部材（46）がピペット本体（12）に
固定されたシリンダ（50）の一端部内を軸方向に移動可
能であり、下限部材（46）はブローアウトばね（70）の
上方向の力に応答してシリンダの端面に係合するフラン
ジ（52）を含み、下限部材の定位置を定めている手動式
ピペット。
【請求項８】請求の範囲第１項に記載された手動式ピペ
ットであって、ピペット本体内の第２の力を発生させる
手段（70）がブローアウトばね（70）を含み、ブローア
ウトばね（70）は戻しばねより弱く、第２の力が第１の
力よりも弱い手動式ピペット。
【請求項９】請求の範囲第８項に記載された手動式ピペ
ットであって、補助磁石機構が、磁石（60）と、引張り片（74）と、磁石または引張り片の一方を支持するホルダー（48）と
を含み、磁石または引張り片の他方がプランジャーユニ
ット（16）に固定されて一緒に移動できるようになされ
た手動式ピペット。
【請求項１０】請求の範囲第９項に記載された手動式ピ
ペットであって、ホルダーをピペット本体（12）内に支
持する軸線方向に調整可能な手段（ホルダー48,52）を
含み、磁石（60）または引張り片（74）の一方を支持す
るホルダーの軸方向位置は定位置における引張り片およ
び磁石の間隔を制御するために調整可能である手動式ピ
ペット。
【請求項１１】請求の範囲第10項に記載された手動式ピ
ペットであって、プランジャーユニット（16）が定位置
にあるときに、磁石（60）または引張り片（74）の他方
に係合する頂面を有す下限部材（46）をさらに含んでお
り、また下限部材に対してホルダーを回転させて下限部
材（46）に対してホルダーが軸方向に移動できるよう
に、ホルダー（48）のねじ部分（54）を受入れる中央の
ねじ開口（47,55）を含んでいる手動式ピペット。
【請求項１２】請求の範囲第11項に記載された手動式ピ
ペットであって、下限部材（46）がピペット本体（12）
の内部を軸方向に移動可能であり、第プランジャーユニ
ットが定位置に達したときに２の力を発生させる手段
（70）が第２の力を下限部材に与えて、第１限界位置か
ら離れる方向において下限部材の動きに対抗するように
なす手動式ピペット。
【請求項１３】請求の範囲第12項に記載された手動式ピ
ペットであって、下限部材（45）がピペット本体に固定
されたシリンダ（50）の端部内で軸方向に移動可能であ
り、下限部材はブローアウトばねの上方向の力に応答し
てシリンダの端面に係合し、下限部材の「定」位置を定
めるようにする手動式ピペット。