JP3640904B2

JP3640904B2 - ハイブリッド型ピペット装置

Info

Publication number: JP3640904B2
Application number: JP2001137443A
Authority: JP
Inventors: 信行馬場; 正志小林
Original assignee: 株式会社ニチリョー
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: JP2002113373A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動操作及び電動操作の何れでも任意に切り換えて行い得るハイブリッド型ピペット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピペットの操作方法は、大きく分類すると、手動操作式（マニュアル式）と電動操作式の２種類に分類される。手動操作式は構成が簡単で信頼性が高く、吸引・吐出の速度が微妙にコントロールできることにより異なる容量及び異なる粘性の液体の分注においても、精度が良く、かつ再現性に優れ、しかも安価であることから広く普及している。
【０００３】
一方、電動操作式ピペットによれば、操作において吸引・吐出の速度が微妙にコントロールすることは難しいが、逆に言えば動作が一定で安定しており、しかも長時間の使用においてもさして体力を必要としないという長所がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、手動操作式ピペットによれば、手動操作式は個人差があり、安定した分注には訓練が必要である。又多数の検体を処理するには体力が必要である。又単純分注を行うのみで種々の機能が付属していないという問題点があった。
【０００５】
又電動操作式ピペットは、手動操作式ピペットにおける問題点は解決できるが、分注の微妙なコントロールが出来ず即ち決められた使用法以外の使用法は困難であり、又製造コストが高く、又電池寿命の制約から長時間の連続使用が出来ないという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明になるハイブリッド型ピペット装置の第１実施例は、ピペットケース（１１）と、押釦（２３）操作により上下動するスライドシャフト（２２）と、該スライドシャフト（２２）の下方に配置されたプランジャ（３１）と、該プランジャ（３１）を上方へ付勢するばね（３３、３４）と、該スライドシャフト（２２）に同軸的に嵌合され、前記ケース（１１）の穴（１２ａ１）に対して少なくとも上下動可能に挿通された係合体（４１）と、前記スライドシャフト（２２）の軸心とは異なる軸心位置に設けられ、係合体（４１）に対して作動的に連結係合された電動モータ（５１）とを具備し、手動操作時には、前記押釦（２３）の操作により、前記スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行い、又電動操作時には、前記モータ（５１）の駆動により、前記係合体（４１）が駆動されて上下動し、これにより前記プランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行うことを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、前記係合体（４１）は外周に雄ねじを有する筒状外周ねじ体（４１）であり、かつ前記ケースの穴（１２ａ１）は雌ねじ穴であり、前記筒状外周ねじ体（４１）が前記雌ねじ穴（１２ａ１）に螺合して挿通可能であり、該筒状外周ねじ体（４１）は電動モータ（５１）により回転駆動されて前記雌ねじ穴（１２ａ１）との螺合により上下方向に移動される。
【０００８】
又は好ましくは、前記係合体（４１）は外周の軸方向にラックを有するラック係合体であり、かつこのラック係合体が前記ケース（１１）の穴を嵌合挿通しており、前記ラック係合体は前記モータ（５１）により駆動されるピニオンにより上下方向へ移動される。
【０００９】
又好ましくは、前記モータ（５１）と前記係合体（４１）との間に伝達ギヤ機構（５２）が設けられている。
更に好ましくは、前記モータ（５１）は直流モータであり、ブレーキ機構（６２）が設けられているか。又は前記モータ（５１）はパルスモータである。
【００１０】
更に、好ましくは、前記モータ（５１）を駆動するための電池（１６）が更に設けられている。
本発明になるハイブリッド型ピペット装置の第２実施例は、ピペットケース（１２）と、押釦（２３）操作により上下動するスライドシャフト（２２）と、該スライドシャフト（２２）の下方に配置されたプランジャ（３１）と、該プランジャ（３１）を上方へ付勢するばね（３３、３４）と、前記スライドシャフトと同軸的に設けられた電動モータ（１０２）と、該スライドシャフト（２２）に同軸的に嵌合され、かつ前記電動モータの中心ねじ穴（１０２ａ）に上下動可能に挿通された筒状外周ねじ体（４１）とを具備し、手動操作時には、前記押釦（２３）の操作により、前記スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行い、又電動操作時には、前記モータ（１０２）の駆動により、前記筒状外周ねじ体（４１）が回転駆動されて上下動し、これにより前記プランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行うことを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記モータ（５１）は直流モータであり、ブレーキ機構（６２）が設けられているか、又は前記モータ（５１）はパルスモータである。
更に好ましくは、前記モータ（１０２）を駆動するための電池（１６）が更に設けられている。
【００１２】
本発明になるハイブリッド型ピペット装置の第３実施例は、ピペットケース（１１）と、押釦（２３）操作により上下動するスライドシャフト（２２、２２ａ）と、該スライドシャフト（２２、２２ａ）の下方に該スライドシャフトに対して一体的に上下動可能に配置されたプランジャ（３１ａ、３１ｃ）と、前記スライドシャフトと同軸的に設けられかつ雌ねじ穴（１０２ａ）を有する電動モータ（１０２）と、該スライドシャフト（２２、２２ａ）に同軸的に嵌合され、かつ前記電動モータの雌ねじ穴（１０２ａ）に上下動可能に螺合された筒状外周ねじ体（４１）と、該スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１ａ、３１ｃ）を、上方へ付勢する少なくとも１つのばね（３３）とを具備し、手動操作時には、前記押釦（２３）の操作により、前記スライドシャフト（２２、２２ａ）及びプランジャ（３１ａ、３１ｃ）が上下動して液体の吸入及び吐出を行い、又電動操作時には、前記モータ（１０２）の駆動により、前記筒状外周ねじ体（４１）が回転駆動されて上下動し、これにより前記プランジャ（３１ａ、３１ｃ）が上下動して液体の吸入及び吐出を行うことを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記少なくとも１つのばね（３３）は、該筒状外周ねじ体（４１）の所定部と該スライドシャフト（２２、２２ａ）の所定部との間に介装されている。しかしながら、これに限らず、前記少なくとも１つのばね（３３）は、前記モータ（１０２）より下方において、該筒状外周ねじ体（４１）の所定部分と該スライドシャフト（２２、２２ａ）又はプランジャ（３１ａ、３１ｃ）の所定部分との間に介装するようにしてもよい。
【００１４】
好ましくは、前記スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１ａ）は一体ものとして加工されている。
又好ましくは、前記スライドシャフト（２２ａ）及びプランジャ（３１ｃ）は別部材として加工され、その一方を他方へねじ込み又はピン止め等により互いに一体構成とされる。
【００１５】
好ましくは、前記モータ（５１）は直流モータであり、ブレーキ機構（６２）が設けられているか、又は前記モータ（５１）はパルスモータである。
【００１６】
【作用】
本発明の第１実施例によれば、次の作用がある。
▲１▼ １つのピペットが手動操作式と電動操作式の両方で切り換え使用できるので、手動操作式の場合の分注の微妙なコントロールが可能であり、しかも電動操作式の場合の安定した分注及び多数の検体の処理が可能となる。
▲２▼ 手動操作式と電動操作式を切り換えて兼用使用し得るためには、１本の係合体を設けるのみでよい。
▲３▼ 電動モータとスライドシャフトとを異なる軸心に設けているので、電動モータの回転にブレーキをかけるブレーキ機構及び電動モータの回転を減速する伝達ギヤ機構等を容易に設けることが出来る。
【００１７】
本発明の第２実施例によれば、上記▲１▼及び▲２▼の作用以外に次の作用がある。
▲４▼ 電動モータとスライドシャフトとを同軸的に設けているので、ピペット自体の太さを小さくして全体を小型化し得る。
【００１８】
本発明の第３実施例によれば、上記▲１▼、▲２▼及び▲３▼の作用以外に次の作用がある。
▲５▼ 特に、電動操作時に、外周ねじ体、シャフト及びプランジャは互いの相対的構成が一定のままで下動するから、シャフト及びプランジャ間に設けられたばねを圧縮する力を及ぼす必要が何らないので、その分モータの駆動トルクを小さくし得る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明になるハイブリッド型ピペット装置の第１の実施例の斜視図、図２はその縦断面図である。
【００２０】
各図中、１は、ハイブリッド型ピペットであり、大略、手動操作式の場合は、ケース１１の内部に設けた押釦スライド組立体２１を手動により繰り返し所定寸法ｐだけ下動させると、その都度該スライド組立体２１とプランジャ３１が見かけ上一体に下動して、下方のノズル部１３ｂに取付けたチップ８１からその都度所定量の試料液体を吐出して分注を行う。又電動操作式の場合は、電動モータ５１の作動によりケースに螺合した筒状の外周ねじ体４１が回転駆動されて下動することにより、上記手動操作式の場合と同じく、プランジャ３１が外周ねじ体４１と見かけ上一体に下動して、同様にチップ８１から試料溶液を吐出分注する。
【００２１】
ケース１１は、大略、上側の樹脂製長円断面の筒形ケース１２（中間棚部１２ａ、１２ｂ及び棚部１２ａの貫通雌ねじ穴１２ａ１とを有する）と下側の樹脂製筒形のシリンダ・ノズルケース１３とを取付けナット１４を介して互いに固着してなる。上側ケース１２の上部に取付けたパネル及び電池収納用キャップ１５には、モータ駆動用の電池１６が設けられかつ上面操作パネル１７にパワースイッチ１７ａ、速度調節スイッチ１７ｂ、分注容量増大設定スイッチ１７ｃ及び分注容量減少設定スイッチ１７ｄ及びこれらの状態を表示する液晶画面１７ｅが設けられる。１８は主制御部（図６参照）であり、又１９は電動操作時の吸引・吐出操作スイッチである。なお、電池１６は充電池でも乾電池でもよく、或いは商用交流電源に接続したＡ−Ｄ変換器であってもよく、又は電池及びＡ−Ｄ変換器の双方を備えて適宜切り換え使用するようにしてもよい。
【００２２】
押釦スライド組立体２１は、大略、スライドシャフト２２の上部に押釦２３を取付けてなる。
プランジャ３１は、大略、ケース１１内で上側ケース１２及び下側シリンダ・ノズルケース１３をまたいで収納され、ケース１１内に固定的に収納されたばね受け３２との間に介装された１段目ばね３３により常時上方へ付勢されて、最大容量設定時の初期状態では上側ケース棚部１２ａ下面に当接している。又３４は２段目ばねで１段目ばねの下方で上側及び下側ばね受け３５及び３６間に介装されている。なお３７はプランジャ３１の外周に接するＯリングである。
【００２３】
４１は、その外周に雄ねじ４１ａを設けられた係合体としての筒状外周ねじ体（材料は例えば真鍮）であって、スライドシャフト２２の外周に同軸的に遊嵌的嵌合されかつ同時に上側ケース棚部１２ａの雌ねじ穴１２ａ１に螺合貫通される。このとき図２に示す如く、例えば外周ねじ体４１の下端が棚部１２ａの下面と同一位置になるようにすると、後述する如く、液体の吸入・吐出容量を最大に設定したことになる。即ち、図２の構成が手動操作式及び電動操作式の何れの場合においても液体の吸入・吐出容量が最大の場合の初期状態となる。なお、外周ねじ体４１の横断面の一部は軸方向に伸びる切欠き部４１ｂ（図４参照）が形成され、この切欠き部４１ｂを利用して後述する如く、伝達ギヤ機構５２の第２ギヤ５２ｂと常時一体回転可能となる。
【００２４】
なお、前記係合体の他の構成としては、上記筒状外周ねじ体４１及び雌ねじ穴１２ａ１の構成以外に、ピニオン−ラック機構を使用してもよい。その場合は例えば、係合体は筒状外周ねじ体４１の替わりに長尺体の外周に軸方向に伸びるラックを設けたラック係合体とし、これをケース棚部１２ａの雌ねじ穴１２ａ１に替わる単なる貫通孔に挿通させ、電動モータ５１に連結したピニオンを前記ラックに噛合させる。これによれば、ピニオンの回転に伴いピニオン−ラック機構によりラック係合体が上下方向移動し得る。この場合のラック係合体は筒状でもよいが必ずしもそれに限らず、断面コ字形又はＣ字形又は単なる板状若しくは棒状でも良い。
【００２５】
電動モータ５１は比較的大きなトルクを発生し得る小型の直流モータであり、上側ケース１２内に収納固定され、その出力回転軸５１ａに第１のギヤ５２ａ及び上側クラッチ６２ａが同軸かつ一体回転可能に固着される。なお、一般的な電動操作式ピペットではこの種のモータとしてピペット内の液体の所定量吐出を制御するための回転位置制御が容易なパルスモータを用いるが、本発明では直流モータを用いる。その理由は、パルスモータでは発生回転トルクが比較的小さいので後述する如く本発明における電動操作式操作時にばね３３、３４（これらは本来手動操作式ピペット用にのみ必要なものである）を圧縮するような大きな負荷がかかると止まってしまい実用的でないという不都合があるからである。それゆえ、本発明では比較的大きなトルクを発生し得る直流モータを用いるが、直流モータでは正確な回転位置制御が出来ないので、図６に示す如くエンコーダ５３を併用してモータ出力軸５１ａの回転位置を検出して後述するブレーキ機構６２により強制的に正確な位置に停止させるようにしている。しかしながら勿論大きなトルクを発生しうるパルスモータがあればそれをモータ５１として使用し得ることは当然である。
【００２６】
５２は伝達ギヤ機構で、互いに噛合する第１ギヤ５２ａ及び第２ギヤ５２ｂからなる。第２ギヤ５２ｂは図４及び図５に示す如く、その中心孔５２ｂ１が外周ねじ体４１の外周に比較的緩く嵌合され、かつねじ５３がそのハブ部５２ｂ２を貫通して切欠き部４１ｂに当接するまでねじ込まれ、これにより第２ギヤ５２ｂ及び外周ねじ体４１は常時一体回転し得る状態になる。なお、切欠き部４１ｂは単なる平面でなく溝状にしてこの溝にねじ５３が入り込む構成にしてもよい。第２ギヤ５２ｂの実際の組立時には図２に示す如く、上側ケース１２の１対の棚部１２ａ及び１２ｂ間に収納配置されて上下動は不可能である。従って、電動モータ５１により第２ギヤ５２ｂが回転するとき、外周ねじ体４１は第２ギヤ５２ｂと一体回転する。そして、外周ねじ体４１がその回転に伴いねじ穴１２ａ１との螺合により上下動するが、その場合でも第２ギヤ５２ｂは上下方向には移動しない。なお、伝達ギヤ機構５２の伝達比はこの場合１：１であるが、減速又は増速させてもよく又はギヤ以外にスプロケット−チェーン機構等の他の機構を用いても良い。
【００２７】
６１はソレノイドで、同じく上側ケース１２内に電動モータ５１に対向して収納固定され、その出力上下動軸６１ａに下側クラッチ６２ｂが同軸的に固着される。
【００２８】
６２は電動モータ５１の動作終了時にモータ５１を速やかに停止させるためのブレーキ機構で、通常時は互いに離間して対向するかみ合い式の上記上側クラッチ６２ａ及び下側クラッチ６２ｂからなる。上側クラッチ６２ａはこの場合周方向等分位置に８本のピン部６２ａ１が設けられ、又下側クラッチ６２ｂは周方向等分位置に８個の半径方向溝６２ｂ１が設けられる。従って、ソレノイド６１が作動して下側クラッチ６２ｂが上方へ移動すると相対的に各ピン部６２ａ１が各溝６２ｂ１に係合して、上側クラッチ６２ａ即ち電動モータ５１の回転動作を強制的に停止させる。なお、クラッチは上記ソレノイドを使用したかみ合い式に限らず種々の他の公知のクラッチを使用しうる。
【００２９】
なお、７１はチップ８１を除去するためのエジェクタ機構で、エジェクタ釦７２を取付けたエジェクタシャフト７３及びエジェクタハウジング７４からなり、エジェクタ釦７２を押し下げることにより、ハウジング７４を押し下げて、使用済みのチップ８１を適宜除去することが出来る。
【００３０】
次に、上記ハイブリッド型ピペット１の操作について説明する。
最初に、吸入及び吐出容量の設定について説明するが、この設定は手動操作式及び電動操作式の何れの場合についても共通に、以下に述べる如く操作パネル１７及び電動モータ５１を使用して行う。図６において、パワースイッチ１７ａをオンにした後、速度設定スイッチ１７ｂにより外周ねじ体４１（プランジャ３１）の速度を設定し、かつ容量可変スイッチ１７ｃ及び１７ｄを使用して吸引・吐出容量を設定する。この信号はコンピュータを内蔵する主制御部１８へ送られて処理された後に、電動モータ５１へ例えば正転方向に何回転すべきかの信号を送る。従って、電動モータ５１が正転方向へ所定数回転して、伝達ギヤ機構５２を介して外周ねじ体４１及びプランジャ３１が図２の位置から予め所定距離下動した初期位置に停止する。従って、プランジャ３１は吸入開始時にこの初期位置から下動開始して吸入後に再び初期位置へ復帰し、吐出時にはこの初期位置から再び逐次下動して逐次吐出を行う。
【００３１】
図７は、手動操作時において、外周ねじ体４１の初期位置が最大高さ位置、即ち図２の場合と同じく外周ねじ体４１の下端が棚部１２ａの下面と同一面に設定されたとき、即ち吸入容量が最大の場合を示す。又図８は、手動操作時において、外周ねじ体４１の初期位置が最大高さ位置より寸法ｄだけ下方の所定高さ位置に設定されたとき、即ち吸入容量が中間程度の場合を示す。（なお、図７及び図８では夫々、後述する如くプランジャ３１がすでにスライド組立体２１により押し下げられた吐出完了状態を示している）勿論、外周ねじ体４１の初期位置を図８より更に下方位置へ設定することは可能であるが図示を省略する。
【００３２】
次に、容量設定後の吸引及び吐出操作を、最初に手動操作式について説明する。図２の初期状態において、スライド組立体２１を押釦２３を押し下げることにより下動させて、図７の位置まで至らせる。次いでこの状態で、チップ８１の下端を試料に浸したままスライド組立体２１を図２の位置へスライド復帰させることにより、シリンダ部１３ａ内に上記設定パネル１７で設定した所望量（この場合最大容量）の液体が吸入される。
【００３３】
続いて、スライド組立体２１を逐次下動させることにより、チップ８１から逐次所定量の液体が吐出されて分注が行われる。なお、スライド組立体２１の下動動作は、プランジャ３１の下方段部３１ａがばね受け３５に当接するまでは１段目ばね３３のみに抗して下動するが、ばね受け３５に当接してからはチップ８１内に残留した液を切るために２つのばね３３、３４に抗して下動する、いわゆる２段吐出を行う。
【００３４】
次に、図８の手動操作式中間容量設定の場合（即ち、外周ねじ体４１の下端が初期状態で棚部１２ａ下面より寸法ｄだけ下方に位置する）も、全く同様の動作であり、同図中では、スライド組立体２１が２段階吐出を終えて下動限界に至った状態を示している。
【００３５】
次に、図９及び上記図２により、電動操作式吸入・吐出について説明する。図２の初期状態において、モータ５１が正転方向へ回転駆動すると、伝達ギヤ機構５２を介して外周ねじ体４１が所定方向へ回転する。従って、外周ねじ体４１はプランジャ３１と見かけ上一体的に下動開始する。そして、プランジャ３１が、例えば予め定めた図９の位置、即ちプランジャ下端部３１ａがばね受け３５に丁度当接する位置に至ると、モータ５１が停止し、これにより、プランジャ３１も停止する。なお、勿論外周ねじ体４１及びプランジャ３１をもう少し更に下動させることは可能である。又図９中、スライド組立体２１は図２の初期状態より単に自重により外周ねじ体４１に追随して下動している。
【００３６】
次いで、チップ８１の下端を試料液体に浸したまま、モータ５１を逆転方向駆動すると、今度は外周ねじ体４１が逆方向に回転する。従って、外周ねじ体４１は上動開始しプランジャ３１もばね作用により一体的に上動する。そして、外周ねじ体４１及びプランジャ３１が、図２の初期状態に復帰すると、モータ５１が停止する。この場合、吸入する液体の粘度の大きさの程度に応じて、粘度が大きい場合は操作パネル１７の速度設定スイッチ１７ｂにより吸入速度を小さめに設定し、粘度が小さい場合には吸入速度を大きめに設定すればよい。
【００３７】
続いて、モータ５１が主制御部１８で予め定めた所定量だけ正転方向へ回転駆動すると、外周ねじ体４１が同じく所定方向回転して所定量だけプランジャ３１と一体的に下動する。かくして、プランジャ３１が逐次下動することにより、チップ８１から逐次所定量の液体が吐出されて分注が行われ、最後に全量の吐出を完了して図９の状態となる。
【００３８】
この電動操作式の場合は、上記所定量の吐出を終了してモータ５１が停止する都度、ブレーキ機構６２が作動する。これは、モータ５１が直流モータでトルクが大きいため、電流が遮断された後も慣性回転して余分な量の液体吐出を行うのを防止するためである。即ちモータ５１の電流が遮断されたとき、主制御部１８より同時にソレノイド６１が通電されてその出力軸６１ａが上動して、２つのクラッチ６２ａ１、６２ｂ１が係合して、モータ５１の出力軸５１ａの回転を強制的に停止させる。これにより、正確な液体吐出量を確保して精度の良い分注を行いうる。
【００３９】
次に、電動操作式の中間容量設定の場合（即ち、図８の場合と同じく外周ねじ体４１の下端が初期状態で棚部１２ａ下面より寸法ｄだけ下方に位置する）も、全く同様の動作であり、図示は省略する。
【００４０】
次に、図１０乃至図１２により、本発明の第２実施例を示す。各図中、図１乃至図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例のハイブリッド型ピペット１０１では、電動モータ１０２は直流モータ（場合によってはパルスモータでもよい）でピペットの軸心位置に配設され、外周ねじ体４１（図４及び図５に示す切欠き部４１ｂは設けなくとも良い）はスライドシャフト２２に同軸的に遊嵌されて、かつモータ１０２の中心雌ねじ穴１０２ａに螺合しつつ挿通され、しかも上側ケース１２´の中間棚部１２ｃの孔１２ｄを遊嵌的に挿通している。又図２の１つの吸入・吐出操作スイッチ１９の代わりに、ケース１２´の側方に機能を分担した２つの吸入スイッチ１９ａ及び吐出スイッチ１９ｂが設けられている。これによれば、電動モータ１０２をピペット中心に設けているので、全体を小型化できる。この場合、外周ねじ体４１は、モータ１０２の回転子として回転し、その場合雌ねじ穴１０２ａとの螺合により上下動する。
【００４１】
その他の構成及び操作については、ブレーキ機構が無い点、及び電動操作式の場合の吸入及び吐出操作を２つの吸入・吐出操作スイッチ１９ａ、１９ｂに分担した点以外は、第１の実施例の場合（図６中の操作パネル１７、主制御部１８、エンコーダ５３の構成を含む）と全く同様である。（勿論、ブレーキ機構を設けてもよい）
なお、図１０（図２に対応）は、手動操作式及び電動操作式の双方の場合の吸入・吐出容量最大の場合の初期位置を示す。又図１１（図７に対応）は手動操作式でかつ吸入・吐出容量が最大の場合の、吐出完了時の状態を示す。又図１２（図８に対応）は手動操作式でかつ吸入・吐出容量が中間程度の場合（即ち、外周ねじ体４１の下端が棚部１２ｃ下面より寸法ｄだけ下方へ設定されている）の、吐出完了時の状態を示す。又図１３（図９に対応）は、電動操作式の場合に吐出完了時の状態を示す。
【００４２】
図１４は、本発明のハイブリッド型ピペット装置の第３実施例であって、ピペット装置の初期位置状態を示し、同図中、図１０と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図１０に示す第２実施例のハイブリッド型ピペット１０１においては、１段目ばね３３が、プランジャ３１（即ちプランジャ側）及びばね受け３２（即ちケース側）間、つまり外周ねじ体４１の下方に配設され且つシャフト２２及びプランジャ３１は別部材であった。しかるに、第３実施例のハイブリッド型ピペット１１１（図１４）では１段目ばね３３は、外周ねじ体４１の上方においてシャフト２２に嵌合配設された１対のばね受け１１２ａ（即ちシャフト側）及び１１２ｂ（即ち外周ねじ体４１側）間に介装され、且つシャフト２２及びプランジャ３１ａは一体部材として加工されている。又この場合、後述する如くモータ１０２の駆動トルクが小さくて良いので、モータ１０２としてパルスモータを採用しているから、ブレーキ機構は設けていない。しかしながら、直流モータを用いる場合は図１０に示すようなブレーキ機構を設けるのが好ましい。
【００４４】
従って、１段目ばね３３の付勢力により、上方ばね受け１１２ａはシャフト２２に取付けたＥリング１１３に当接しかつ下方ばね受け１１２ｂは外周ねじ体４１上端部に当接する。同時に、この１段目ばね３３の付勢力により、一体のシャフト２２及びプランジャ３１ａは上方へ付勢されて、この場合プランジャ３１ａの上端部が外周ねじ体４１の下端部及び棚部１２ｃ下面の少なくとも一方に付勢的に当接している。（図１４参照）なお、１段目ばね３３の配設位置は、外周ねじ体４１の上方に限らず、該ねじ体４１下方に配置してもよく、要はばね３３を収納し得る空間を設けて外周ねじ体４１側とシャフト２２ａ側又はプランジャ３１ａ側の各所定部間にばね３３を介装するようにすればよい。
【００４５】
その手動操作の場合は、図１０の第２実施例の場合と同様であって、図１４の初期状態において、スライド組立体２１及びプランジャ３１ａを、当初は１段目ばね３３に抗して次いで両ばね３３、３４に抗して下動させ、図１５の位置に至らせる。次いで、スライド組立体２１が上方へ復帰すると、シリンダ部１３ａ内に所望量（この場合最大容量）の液体が吸入される。
【００４６】
続いて、スライド組立体２１を逐次下動させることにより、逐次分注が行われ、この間スライド組立体２１は、図１０及び図１１の場合と全く同様に、当初は１段目ばね３３のみに抗して下動し、プランジャ３１ａの下方段部３１ｂがばね受け３５に当接してからは、２つのばね３３、３４に抗して下動する。なお、本実施例の場合も、図８の場合と同様に、手動操作式で中間容量設定を行い得る。
【００４７】
次に、図１６により、電動操作式吸入・吐出について説明する。図１４の初期状態において、モータ１０２が例えば正転方向駆動して、外周ねじ体４１が所定方向へ回転する。従って、外周ねじ体４１は１段目ばね３３のばね力によりシャフト２２及びプランジャ３１ａに対して互いの相対的構成が一定のまま、即ち３つの部材４１、２２、３１ａが見かけ上一体構成のままで下動開始する。そして、プランジャ３１ａが、例えば予め定めた図１６の位置、即ちプランジャ下方段部３１ｂがばね受け３５に丁度当接する位置に至ると、モータ１０２が停止し、これにより、プランジャ３１ａも停止する。（なお、勿論外周ねじ体４１及びプランジャ３１ａをもう少し更に下動させることは可能である。）
次いで、チップ８１の下端を試料液体に浸したまま、モータ１０２を逆転方向駆動すると、今度は外周ねじ体４１が逆方向に回転する。従って、外周ねじ体４１は上動開始するが、下動時と同様に、１段目ばね３３のばね力により３つの部材４１、２２、３１ａが見かけ上一体構成のままで上動する。そして、これら３つの部材４１、２２、３１ａが、図１４の初期状態に復帰すると、モータ１０２が停止する。この場合も、吸入する液体の粘度の大きさの程度に応じて、操作パネル１７の速度設定スイッチ１７ｂにより液体の吸入速度を可変設定し得る。
【００４８】
続いて、モータ１０２が主制御部１８で予め定めた所定量だけ正転方向へ回転駆動すると、外周ねじ体４１が同じく所定方向回転して、３つの部材４１、２２、３１ａが見かけ上一体構成のままで所定量だけ下動する。かくして、プランジャ３１ａが逐次下動することにより、チップ８１から逐次所定量の液体が吐出されて分注が行われ、最後に全量の吐出を完了して図１６の状態となる。
【００４９】
図１４乃至図１６の実施例によれば、図１０乃至図１３の実施例に比して、手動操作式の場合はばね３３、３４の動作は実質的に同様であるが、電動操作式の場合は、スライド組立体２１が上下動するとき常に、３つの部材４１、２２、３１ａが見かけ上一体構成のままで上下動するために１段目ばね３３に対して圧縮力を何ら付与していない点が異なる。つまり、１段目ばね３３は、スライド組立体２１の初期状態（図１４）及び下動限状態（図１６）間を通じて長さｍは一定である。従って、この実施例によれば、モータ１０２の駆動トルクを小さくし得る、換言すればモータをそれだけ小型化し得、従って一般的に駆動トルクが比較的小さいパルスモータの使用が可能になる。
【００５０】
次に、図１７に、上記図１４の実施例の変形例であるハイブリッド型ピペット１２１を示し、同図中図１４と同一部分には同一符号を付す。この変形例では、シャフト２２ａとプランジャ３１ｃとが予め別部品として構成され、組立時にシャフト２２ａ下端の雄ねじ部２２ｂがプランジャ３１ｃの上端の雌ねじ部３１ｄに対して、有底筒状カラー１２２を介在して螺合されて一体化される。なお、シャフト２２ａ及びプランジャ３１ｃの一体結合は上記ねじ式以外にピン打ち込み式等種々の他の方法を採用可能である。これによれば、シャフト２２及びプランジャが当初から一体のものに比して、ピペット全体の組立作業が容易になる。その動作については、図１４の実施例と全く同様であるが、この場合はカラー１２２の下端部１２２ａが図１４に示すプランジャ３１の下方段部３１ａと同様の機能を果たす。
【００５１】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、次に示す利点がある。
▲１▼ １つのピペットが手動操作式と電動操作式の両方で切り換え使用できるので、手動操作式の場合の分注の微妙なコントロールが可能であり、しかも電動操作式の場合の動作が安定した分注を行え、しかもさして体力を必要としないので多数の検体の処理が可能となる。
▲２▼ 手動操作式と電動操作式を切り替え式に兼用させる構成とするために、１本の係合体を設けるのみでよいので、構成がきわめて簡単である。
▲３▼ 電動モータとスライドシャフトとを異なる軸心に設けているので、電動モータの回転にブレーキをかけるブレーキ機構及び電動モータの回転を減速する伝達ギヤ機構等を容易に設けることが出来、応用性が広い。
【００５２】
本発明の第２実施例によれば、上記▲１▼及び▲２▼の利点以外に次の利点がある。
▲４▼ 電動モータとスライドシャフトと同軸的に設ける場合には、外周ねじ体自体がモータの回転子を兼ねるので、構成を簡単化してコストを低減しうると共に、ピペット自体の太さを小さくして全体を小型化しうる。
【００５３】
本発明の第３実施例によれば、上記▲１▼、▲２▼及び▲３▼の利点以外に次の利点がある。
▲５▼ 特に電動操作時に、外周ねじ体、シャフト及びプランジャは互いの相対的構成が一定のままで下動するから、シャフト及びプランジャ間に設けられたばねを圧縮する力を及ぼす必要が何らないので、その分モータの駆動トルクを小さくし得、モータ引いては装置全体の小型化し得、且つモータを駆動する電池の寿命を長くし得る。
▲６▼ 従って、電動モータとして、一般的に駆動トルクが比較的小さいパルスモータの使用も可能になって応用範囲が広くなり、且つブレーキ機構が不要になるので、一層装置全体の小型化し得る。
▲７▼ シャフト及びプランジャを別部材として作成した後に組立てるようにすることにより、ピペットの組立作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド型ピペット装置の第１実施例の斜視図である。
【図２】図１のピペット装置の初期位置状態の縦断面図である。
【図３】図１のピペット装置の平面図である。
【図４】図１のピペット装置の筒状外周ねじ体の平面図ある。
【図５】図１のピペット装置の筒状外周ねじ体の縦断面図ある。
【図６】図１のピペット装置の制御回路を示すブロック図である。
【図７】図１のピペット装置において、手動操作式でかつ設定容量最大の場合の吐出完了状態を示す、図２に対応する図である。
【図８】図１のピペット装置において、手動操作式でかつ設定容量が中間程度の場合の吐出完了状態を示す、図２に対応する図である。
【図９】図１のピペット装置において、電動操作式の場合の吐出完了状態を示す、図２に対応する図である。
【図１０】本発明のハイブリッド型ピペット装置の第２実施例であって、ピペット装置の初期位置状態の縦断面図である
【図１１】図１０のピペット装置において、手動操作式でかつ設定容量最大の場合の吐出完了状態を示す図である。
【図１２】図１０のピペット装置において、手動操作式でかつ設定容量が中間程度の場合の吐出完了状態を示す図である。
【図１３】図１０のピペット装置において、電動操作式の場合の吐出完了状態を示す図である。
【図１４】本発明のハイブリッド型ピペット装置の第３実施例であって、ピペット装置の初期位置状態の縦断面図である。
【図１５】図１４のピペット装置において、手動操作式でかつ設定容量最大の場合の吐出完了状態を示す図である。
【図１６】図１４のピペット装置において、電動操作式の場合の吐出完了状態を示す図である。
【図１７】図１４のピペット装置の変形例のであって、ピペット装置の初期位置状態の縦断面図である
【符号の説明】
１、１０１、１１１、１２１ハイブリッド型ピペット
１１ケース
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ棚部
１２ａ１，１０２ａ雌ねじ穴
１６電池
１７操作パネル
１８主制御部
１９（１９ａ、１９ｂ）吸入・吐出操作スイッチ
２１押釦スライド組立体
２２、２２ａスライドシャフト
２３押釦
３１、３１ａ、３１ｃプランジャ
３３、３４ばね
３２、３５、３６，１１２ａ、１１２ｂばね受け
４１筒状外周ねじ体
４１ｂ切欠き部
５１、１０２電動モータ
５２伝達ギヤ機構
５２ａ、５２ｂギヤ
６２ブレーキ機構
６２ａ、６２ｂクラッチ（ブレーキ）
７１エジェクタ機構
８１チップ
１１３Ｅリング
１２２カラー

Claims

ピペットケース（１１）と、
押釦（２３）操作により上下動するスライドシャフト（２２）と、
該スライドシャフト（２２）の下方に配置されたプランジャ（３１）と、
該プランジャ（３１）を上方へ付勢する少なくとも１つのばね（３３、３４）と、
該スライドシャフト（２２）に同軸的に嵌合され、前記ケース（１１）の穴（１２ａ１）に対して少なくとも上下動可能に挿通された係合体（４１）と、
前記スライドシャフト（２２）の軸心とは異なる軸心位置に設けられ、係合体（４１）に対して作動的に連結係合された電動モータ（５１）とを具備し、
手動操作時には、前記押釦（２３）の操作により、前記スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行い、
又電動操作時には、前記モータ（５１）の駆動により、前記係合体（４１）が駆動されて上下動し、これにより前記プランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行うことを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１に記載の装置において、
前記係合体（４１）は外周に雄ねじを有する筒状外周ねじ体（４１）であり、かつ前記ケース（１１）の穴は雌ねじ穴（１２ａ１）であり、前記筒状外周ねじ体（４１）が前記雌ねじ穴（１２ａ１）に螺合して挿通可能であり、該筒状外周ねじ体（４１）は電動モータ（５１）により回転駆動されて前記雌ねじ穴（１２ａ１）との螺合により上下方向に移動されることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１に記載の装置において、
前記係合体（４１）は外周の軸方向にラックを有するラック係合体であり、かつこのラック係合体が前記ケース（１１）の穴を嵌合挿通しており、前記ラック係合体は前記モータ（５１）により駆動されるピニオンにより上下方向へ移動されることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１乃至３の何れかに記載の装置において、
前記モータ（５１）と前記係合体（４１）との間に伝達ギヤ機構（５２）が設けられていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１乃至４の何れかに記載の装置において、
前記モータ（５１）は直流モータであり、ブレーキ機構（６２）が設けられていることを特徴とする可変容量ピペット。
請求項１乃至４の何れかに記載の装置において、
前記モータ（５１）はパルスモータであることを特徴とする可変容量ピペット。
請求項１乃至６の何れかに記載の装置において、
前記モータ（５１）を駆動するための電池（１６）が更に設けられていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
ピペットケース（１１）と、
押釦（２３）操作により上下動するスライドシャフト（２２）と、
該スライドシャフト（２２）の下方に配置されたプランジャ（３１）と、
該プランジャ（３１）を上方へ付勢する少なくとも１つのばね（３３，３４）と、
前記スライドシャフトと同軸的に設けられかつ雌ねじ穴（１０２ａ）を有する電動モータ（１０２）と、
該スライドシャフト（２２）に同軸的に嵌合され、かつ前記電動モータの雌ねじ穴（１０２ａ）に上下動可能に螺合された筒状外周ねじ体（４１）とを具備し、
手動操作時には、前記押釦（２３）の操作により、前記スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行い、
又電動操作時には、前記モータ（１０２）の駆動により、前記筒状外周ねじ体（４１）が回転駆動されて上下動し、これにより前記プランジャ（３１）が上下動して液体の吸入及び吐出を行うことを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項８に記載の装置において、
前記モータ（１０２）は直流モータであり、ブレーキ機構が設けられていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項８に記載の装置において、
前記モータ（１０２）はパルスモータであることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項８乃至１０の何れか１項に記載の装置において、
前記モータ（１０２）を駆動するための電池（１６）が更に設けられていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
ピペットケース（１１）と、
押釦（２３）操作により上下動するスライドシャフト（２２、２２ａ）と、
該スライドシャフト（２２、２２ａ）の下方に該スライドシャフトに対して一体的に上下動可能に配置されたプランジャ（３１ａ、３１ｃ）と、
前記スライドシャフトと同軸的に設けられかつ雌ねじ穴（１０２ａ）を有する電動モータ（１０２）と、
該スライドシャフト（２２、２２ａ）に同軸的に嵌合され、かつ前記電動モータの雌ねじ穴（１０２ａ）に上下動可能に螺合された筒状外周ねじ体（４１）と、
該スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１ａ、３１ｃ）を上方へ付勢する少なくとも１つのばね（３３）とを具備し、
手動操作時には、前記押釦（２３）の操作により、前記スライドシャフト（２２、２２ａ）及びプランジャ（３１ａ、３１ｃ）が上下動して液体の吸入及び吐出を行い、
又電動操作時には、前記モータ（１０２）の駆動により、前記筒状外周ねじ体（４１）が回転駆動されて上下動し、これにより前記プランジャ（３１ａ、３１ｃ）が上下動して液体の吸入及び吐出を行うことを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１２に記載の装置において、
前記少なくとも１つのばね（３３）は、該筒状外周ねじ体（４１）の所定部と該スライドシャフト（２２、２２ａ）の所定部との間に介装されていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１２又は１３に記載の装置において、
前記スライドシャフト（２２）及びプランジャ（３１ａ）は一体ものとして加工されていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１２又は１３に記載の装置において、
前記スライドシャフト（２２ａ）及びプランジャ（３１ｃ）は別部材として加工され、その一方を他方へねじ込み又はピン止め等により互いに一体構成とされることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１２乃至１５の何れかに記載の装置において、
前記モータ（１０２）は直流モータであり、ブレーキ機構が設けられていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１２乃至１５の何れかに記載の装置において、
前記モータ（１０２）はパルスモータであることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。
請求項１２乃至１７の何れかに記載の装置において、
前記モータ（１０２）を駆動するための電池（１６）が更に設けられていることを特徴とするハイブリッド型ピペット装置。