JP3881551B2 - 設定容積の迅速調整手段を有する容積調整可能な手動ピペット - Google Patents

Description

【０００１】
（背景）
本発明は、容積調整可能な手動ピペットに関し、より詳細には、迅速設定可能な容積調整機構を含む改良された手動ピペットに関する。
【０００２】
米国特許第３，８２７，３０５号は、最も初期の、デジタル的に調整可能な市販の排気（ａｉｒ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）ピペットの１つを記載している。容積調整を備えるために、ピペットは、固定ナットを通って延びる、ねじ切りされた軸を含む。軸の手動回転はプランジャの軸方向の移動を制限してピペットの容積設定を画定する係止部材の軸方向の移動をもたらす。容積設定は、ねじ切りされた軸を取り囲む、一連の示度リングを備える機械式マイクロメータ・ディスプレイ上に表示される。
【０００３】
米国特許第４，９０９，９９１号は、Ｎｉｃｈｉｒｙｏ Ｃｏ．Ｌｔｄ．、Ｔｏｋｙｏ、Ｊａｐａｎによって製造され、後年に市販された、単一チャンネル手動ピペットを記載している。Ｎｉｃｈｉｒｙｏ製ピペットは、上方向にばね偏倚されたプランジャ用の細長い把持可能なハウジングを含む。プランジャの上端はハウジングの上部を越えて延び、プランジャを手動で回転する時に親指および他の手の指が係合するための制御ノブであって、ピペット・ハウジング内で上方止めと下方止めとの間でプランジャを軸方向に移動させる制御ノブを保持している。下方止めでは、プランジャの下方移動によって、ハウジングの下端に固定されたチップ内の全液体が放出される。上方止めは、中空の容積調整ねじまたはプランジャにキー止めされた軸の回転に応じてハウジング内を軸方向に調整可能である。上方止めの軸方向の調整は、プランジャの上方止めへの上方移動に応じてピペットがチップに吸引することができる液体の容積を調整する。ピペットはまた、プランジャを回転に抗して固定して、それによって、上方止めを固定位置に設定し、故に、ピペット用の容積調整を行うための固定ノブを含む固定機構を含む。
【０００４】
本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第５，８４９，２４８号は、改良された固定機構を含む、より最近の調整可能手動ピペットを記載している。
【０００５】
電子デジタル・ディスプレイを有する容積調整可能な手動ピペットもまた開発されていて、米国特許第４，５６７，７８０号、第５，８９２，１６１号および第５，８９２，１６１号に開示されている。
【０００６】
手動ピペットの容積調整可能性に関する現況技術のより完全な理解のために、上で特定した特許のそれぞれは、本出願に、参照によって援用される。
【０００７】
前述の先行技術による手動ピペットのそれぞれにおいて、容積設定は、ピペットの容積表示を見ながら、ねじ切りされた容積設定軸を繰り返して回転させるか、ピペットの押し退けプランジャを回転させるかのいずれかを必要とする。ピペットの連続した容積設定がかなりの相違の値となる場合は、容積設定を行うには、相当の時間と身体的努力が必要とされる。
【０００８】
したがって、先行技術の手動ピペットの欠点は、こうしたピペットの容積を正確に手動で設定するのに必要とされる時間、身体的努力および注意である。手動ピペットの容積設定を変更するのに必要とされる時間を低減する試みにおいて、Ｓｏｃｏｒｅｘ Ｍｉｃｒｏｐｉｐｅｔｔｅ Ｃａｌｉｂｒａ ８２２は、２つの円筒カムを含む容積設定機構を含む。カムのうちの、より大きなカムは、ピペット用の機械的容積ディスプレイ・ウィンドウの左側に数字を示し、一方、カムのうちの、より小さいカムは、ウィンドウの右側に数字を示す。ピペットのプランジャ・ボタンを固定した後、設定ホイールを回転することによって、より大きなカムが回転して、より大きなカムによって表示されている数字が変更される。その後、設定ホイールの引き抜きに続く設定ホイールの回転は、より小さいカムを回転させ、より小さいカムによって表示される数字が生成する。カムのこうした回転によって、ピペット内の機械的止めを設定して、ピペットが吸引して分配する、液体の容積を制御する。Ｃａｌｉｂｒａピペットの容積設定構造は、手動ピペットの容積の設定に要する時間を少しばかり低減することができるが、上述したように、従来の手動ピペット容積設定機構と比較して、容積設定構造は相対的に複雑で高価である。また、Ｃａｌｉｂｒａピペットによって提供される容積設定は、従来の容積設定機構によって提供される設定ほど微細ではない。
【０００９】
したがって、迅速で非常に正確な調整可能性によって特徴付けられる、簡単な容積調整機構を含む容積調整可能手動ピペットに対する、継続した必要性が存在している。本発明は、その必要性に対応する。
【００１０】
（発明の概要）
基本的に、本発明は、（ｉ）電子デジタル・ディスプレイおよび関連する位置検出および制御回路と、（ｉｉ）プランジャ・ユニットと、（ｉｉｉ）ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速調整機構とを支持する、軸方向に細長く、把持可能なハウジングを有する容積調整可能手動ピペットを備える。基本的に、迅速設定される容積調整機構は、ハウジング内のプランジャ・ユニットの上方向の動きを制限して、ピペット用の容積設定を画定するピペット容積設定部材を備える。容積設定部材は、プランジャ・ユニット上の軸方向の動きのために支持され、ピペット・ユーザ操作可能固定機構によって、ハウジングに関して解除可能に固定される。ハウジングから解除される時、容積設定部材は、ピペット用の容積を迅速に設定するように、プランジャ・ユニット上を、また、プランジャ・ユニットとともに軸方向に可動である。ハウジングに固定されるとき、プランジャ・ユニットは、ハウジングの下部端から延びる中空軸に固定されるピペットチップの中に、また、ピペットチップから、選択された液体の容積を吸引および分配するために、容積設定ユニットに関して軸方向に可動である。ピペットの容積設定は、検出および制御回路によってモニターされて、電子デジタル・ディスプレイ上にピペットの容積設定のリアルタイム表示を供給する。
【００１１】
好ましくは、容積設定部材は、ナット部材と対になり、プランジャ・ユニットと共に回転するようにキー止めされた、外側にねじを切られた上方止め部材を備え、それにより、容積設定部材が固定機構によってハウジングに関して軸方向に固定されるとき、前記プランジャ・ユニットをピペット・ユーザが回転することによって、ハウジング内の容積設定部材の軸方向位置が調整され、電子デジタル・ディスプレイによってリアルタイムで表示しながら、ピペットの容積設定の微調整が提供される。
【００１２】
（発明の詳細な説明）
包括的に図に示されるように、本発明は、（ｉ）電子デジタル・ディスプレイ１４および関連する位置検出１６および制御回路１８と、（ｉｉ）プランジャ・ユニット２０と、（ｉｉｉ）ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構２２とを支持する、軸方向に細長く、把持可能なハウジング１２を有する容積調整可能手動ピペット１０である。
【００１３】
プランジャ・ユニット２０は、上方にばね偏倚され、ハウジング１２内を軸方向に移動自在に支持されており、その上端はハウジングの上部の上に制御ノブ２４を支持している。ハウジングは、ピペット・ユーザによって手で握れるように形成されており、ユーザの親指が自由に制御ノブ２４を押し下げ、ピストン２６を保持するプランジャ・ユニットの下端を下方のシリンダ２８内に移動させ、ハウジングの下端から延びる中空軸３１に固定されたピペットチップ３０から液体を分配する。
【００１４】
基本的に、設定される容積の迅速調整機構２２は、ハウジング１２内のプランジャ・ユニット２０の上向きの軸方向動きを制限して、ピペット１０用の容積設定を画定するピペット容積設定部材３２を備える。容積設定部材３２は、プランジャ・ユニット２０上を軸方向に可動に支持され、ピペット・ユーザ操作可能固定機構３４によって、ハウジング１２に対して解除可能に固定される。ハウジングから解除されたとき、容積設定部材３２は、ピペット１０用の容積を迅速に設定するように、プランジャ・ユニット２０上を、また、プランジャ・ユニット２０とともに軸方向に可動である。容積設定部材３２が固定機構３４によってハウジング１２に固定されたとき、プランジャ・ユニット２０は、ハウジング１２から延びる軸３１に固定されたピペットチップ３０の中に、また、ピペットチップ３０から、選択された液体の容積を吸引および分配するために、容積設定部材３２に対して軸方向に可動である。
【００１５】
より詳細には、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、プランジャ・ユニット２０は、ピストン戻し（ｐｉｓｔｏｎ ｒｅｔｕｒｎ）３８および底部ばね保持器４０の間で圧縮されている戻しばね３６によって上方にばね偏倚される。戻しばね３６によって供給される上方への偏倚力は、プランジャ・ユニット２０をプランジャに固定されたフランジ部材４２が容積設定部材３２の底面と係合するまでハウジング１２内で上方に移動させる。容積設定部材３２は、プランジャ２０の六角形状の中間部４８を軸方向に収容する六角形状の軸方向内腔４６を有する、外部にねじを切られたスリーブ４４を備える。容積設定部材３２の、外部にねじを切られたスリーブ４４は、回転式の固定ナット部材５０と対を成す。ナット部材５０は、ハウジング１２の側面５９の窓５８を通して横に延びるノブ５６を有する容積摺動調整器５４の垂直管５２によって保持される。このように支持されて、プランジャ２０は、容積設定部材３２に対して軸方向に可動に、容積設定部材３２の管５２およびスリーブ４４を通して垂直に延び、ピペット・ユーザが制御ノブ２４を押し下げることに応答して、戻しばね３６の上方への力に抗して、プランジャ・ユニットをハウジング１２内の下方に移動させる。しかし、ユーザによるプランジャ・ユニット２０の手動回転は、プランジャが、ナット部材５０内で、また、ナット部材５０に対して、容積設定部材３２のスリーブ４４を回転させることを引き起こす。このことは、スリーブ４４を静止しているナット部材５０に対して軸方向に移動させ、スリーブの底面の位置を縦方向に調整し、それゆえ、縦に調整された底面と係合するピストン・ユニットの容積設定部材３２およびフランジ部材４２によって画定されるように、ピペットの容積設定を引き起こす。ナット部材５０とスリーブ４４の相対的な微細なねじやま係合（ｔｈｒｅａｄ）のため、こうした容積調整はピペットの容積の微細な調整となり、ピペット１０用の容積の迅速な設定とは区別される。
【００１６】
ピペット１０の容積設定のこうした迅速設定は、ピペット・ユーザが容積設定部材３２のハウジング１２内の垂直位置を迅速に調整することによって提供される。本発明の図示される実施形態において、このことは、ユーザが手動でノブ５６を握り、容積摺動調整器５４をハウジング１２の側面窓５８に沿って垂直に移動させることによって成し遂げられる。摺動調整器５４のこうした移動によって、スリーブおよびスリーブと対をなして（ｍａｔｉｎｇｌｙ）係合するナット部材５０を備える容積設定部材３２の対応する垂直移動が生成される。図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、摺動調整器５４のこうした垂直移動は、通常、レバー・ロック３４によって禁じられ、レバー・ロック３４は、ピン部材６２によってハウジング１２に回動自在に連結され、管５２の外部垂直面６３に係合するカム６０を備える。カム６０から延びる腕６４を握ることによって、ユーザは、図１Ｂに示す位置にカムを回すことができ、そうすることよって、ハウジング内で垂直方向に移動するように管５２を解除し、こうした垂直移動によって、容積設定部材３２の位置の迅速な垂直方向調整、したがってピペット１０の容積設定が可能になる。
【００１７】
容積設定部材３２のこうした垂直移動によって、ハウジング１２内でプランジャ・ユニット２０の同様な垂直移動が生ずるが、その理由は、プランジャ・ユニット２０のフランジ部材４２が、戻しばね３６によって、容積設定部材３２を備えるスリーブの底面に対して上方へ連続して付勢されるためである。したがって、プランジャ・ユニット２０は、ハウジング内での容積設定部材３２のどんな垂直調整にも追従する。容積設定部材３２およびプランジャ・ユニット２０のこうした垂直移動は、センサ回路１６によってモニターされ、センサ回路１６は、制御回路１８内で処理され、ピペット１０用のデジタル容積設定としてディスプレイ１４上に表示される電気信号を生成する。こうした表示は、ピペット用の容積設定のどんな変化も迅速に示し、こうした容積設定の値のリアルタイム・モニターである。
【００１８】
より詳細には、ディスプレイ、センサおよび制御回路は、図２のブロック図で説明されるが、こうした回路を支持する構造は、図１Ａおよび図１Ｂに示されている。図２に示すように、電子デジタル・ディスプレイ１４は、制御回路１８を備える従来のマイクロプロセッサによって制御される従来のＬＣＤディスプレイを備えることができる。図示されるように、マイクロプロセッサ１８への電気入力は、ハウジング１２の上部に配置される手動ゼロ設定スイッチ６７および位置センサ６８、ホーム位置センサ６９および容積設定位置センサ７０を備えるセンサを備えることができる。
【００１９】
位置センサ６８は、フランジ部材４２によって保持されるか、そうでなければ、プランジャ・ユニット２０に取り付けられるセンサ・ターゲット７６を有する連続検出装置である。この点に関して、センサ１６は、特定のタイプのセンサ・ターゲット７６の場所を検出するタイプである。たとえば、センサ・ターゲット７６が磁石である場合、センサは、磁石によって生成される磁場に応答し、センサに関する磁石の場所を示す電気信号を生成するタイプである。こうした位置信号は、ディスプレイ１４への電気入力の処理および制御を行って、デジタル的に表示される数字の値を制御するために、マイクロプロセッサ１８に送信される。このことによって、ピペット１０の吸引および分配および他の動作モード中に、ピペットチップの液体の量の連続したリアルタイム読み出しが行われる。
【００２０】
ホーム位置センサ６９についての図１Ｃを参照すると、ホーム位置は、フランジ部材４２が噴出（ｂｌｏｗ ｏｕｔ）ばね７４によってハウジング内で垂直方向に支持される底部止め部材７２と係合することによって画定されるホーム位置に、プランジャ・ユニット２０がある時に検出される。ホーム位置にあるとき、ハウジング１２によって保持される接点７および８は、底部止め部材７２によって保持される接点９および１０とそれぞれ係合する。また、底部止め部材の上部によって保持される上部接点５および６は、フランジ部材４２の底部によって保持される底部接点４と係合する。接点８および１０は、底部止め部材７２を通して、内部で、接点６と接続されるが、接点７および９は、底部止め部材を通して、内部で、接点５と接続される。接点７および８は、センサ１６およびマイクロプロセッサ１８を保持し、かつ、電気的に接続するプリント回路基板（ＰＣＢ）７５に接続される。マイクロプロセッサは、ホーム位置が検出されると、リボン・ケーブル７１によってマイクロプロセッサに電気的に接続されているディスプレイ１４を「ゼロにする」電気信号を生成するようにプログラムされる。ホーム位置の上および下へのプランジャ・ユニットの移動は、その後、ディスプレイ１４によってデジタル的に表示される正および負の値によって示される。
【００２１】
ピペット容積設定位置センサ７０は、閉回路が、容積設定部材３２を備えるスリーブの底面上の接点２から、フランジ部材４２の上部によって保持される接点３へ、そして、スリーブの底面によって保持される接点１へ戻るように形成される時に検出される。これは、プランジャ・ユニット２０がユーザによって解除されていて、フランジ部材４２がピペット用の容積設定位置のスリーブに係合した後に検出できるだけである。上述したように、これが起こると、マイクロプロセッサによって生成された電気信号は、ディスプレイ１４上に、ピペット１０用の容積設定のデジタル指示を生成する。
【００２２】
手動ゼロ設定スイッチ６７は、リボン・ケーブル７１などで、マイクロプロセッサに電気的に接続された従来のスイッチで、ピペット・ユーザによるスイッチの手動での駆動によって、ディスプレイ１４によって表示されるデジタル容積を「ゼロにする」であろう。この特徴は、ピペット・ユーザが１種より多い種類の液体をピペットチップ３０に吸引したいとき、または、ピペットが、満タンのチップの内容物を多数の部分に分配する、多数分配動作モードにおいて役立つ。
【００２３】
たとえば、１つのサンプルを希釈液で希釈するために、ユーザは、まず、採取される全流体の総量に対して、ピペット１０用の最大採取（ｐｉｃｋ ｕｐ）容積を設定する。その後、ユーザは、チップ３０を希釈液に挿入して、ディスプレイ１４によって指示される容積の読み出しが希釈液の所望の容積を指すまで、プランジャ・ボタン２４を注意深く解除する。その時点で、ユーザは、希釈液槽からチップを除き、手動ゼロ・スイッチ６７を押して、容積ディスプレイを「ゼロにする」。その後、チップを空気中に保持しながら、ユーザは、所望の空隙容積がチップに引き込まれて、希釈液をサンプル液体と分離できるように、プランジャを解除するであろう。最後に、ユーザは、再び、ディスプレイを「ゼロにし」、液体の所望のサンプル容積を吸引するであろう。
【００２４】
ピペット１０の多数分配動作モードにおいて、ピペット・ユーザは、各部分の始めにゼロ・スイッチを押すであろう。また、ディスプレイは、ゼロ点に関して分配された容積を負の容積数として読み取るであろう。
【００２５】
ここで、本発明の他の図示された実施形態を参照する。図３Ａおよび図３Ｂは、図１Ａおよび図１Ｂのレベル固定機構の代わりに摩擦ブレーキまたはチャック機構８０を用いるピペット１０のバージョンを説明する。機構８０は、管５２を囲む環状楔または摩擦ブレーキ８２を備える。環状楔８２は、図３Ａに示すように、環状スリーブ・ロック８４によって管に押し当てられる。ピペット・ユーザによってスリーブ・ロックが手動で回されると、図３Ｂに示すように、機構８０が解除され、図１Ａおよび図１Ｂと関連して図示され、また、説明されるように、容積設定部材の軸方向の移動が可能になる。全ての他の点において、図３Ａおよび図３Ｂのピペット１０は、図１Ａおよび図１Ｂに対して上述したピペットと同じである。
【００２６】
図４および図５で説明されるピペット１０の実施形態は、図３Ａおよび図３Ｂのセンサ・ターゲットおよびセンサが、管５２の中に延びるプランジャ・ユニット２０のうね（ｒｉｂｂｅｄ）部上の、垂直方向に離して配置された一連の同心リング８８で置き換えられていることを除いて、図３Ａおよび図３Ｂに関して説明されたピペットと同じである。図４において、ギア９０は、プランジャ上のギア歯として機能する、同心リング８８と係合して、ハウジング１２内で、プランジャ・ユニット２０の垂直移動に応じて回転する。こうしたギア９０の回転は、光センサのようなセンサ９２によって検出され、センサ９２は、ギア９０の回転位置、したがってハウジング内でのプランジャ・ユニット２０および容積設定部材３２の軸方向位置を示す電気信号を生成する。電気信号は、図１Ａおよび図１Ｂのピペット１０に関して説明したように、処理およびディスプレイ１４によってピペット用容積設定としての表示のために、制御回路に送信される。図５において、光センサ９４は、プランジャ２０上のリング８８の垂直移動を直接検出して、こうした電気信号を生成する。
【００２７】
図６に説明される実施形態は、図３Ａおよび図３Ｂで説明された実施形態に非常に似ており、対応する部品を表すために、対応する参照数字が使用されている。しかし、図６において、ノブ５６が管５２から除かれている。また、横方向フランジで終端する代わりに、管は、垂直方向に延びる摺動ばね９６に対して底部保持器として役立つ上方に面するカラー５２ｃを含む。図示するように、ばね９６は、ハウジングの上部内でプランジャのまわりに巻きつき、軸方向にプランジャを収容するコイルばねである。ばねの下端は、カラー５２ｃ上で支持され、ばねの上端は、ハウジングの上部の下面を上方に支持する。このように支持されると、摺動ばね９６は、下方向の力を連続して管５２、したがって連結されているナット５０に加える。したがって、固定機構８０が解除されると、ばね５６は、管５２、ナット５０およびねじ切りされたスリーブ４４を、プランジャ・ユニット２０上で下方に付勢する。こうした下方移動は、もちろん、比較的強い戻しばね３６によって妨げられ、戻しばね３６は、フランジ部材４２が容積設定部材３２の底部に係合した状態で、プランジャ・ユニットを上方位置に維持する。
【００２８】
したがって、固定機構８０が解除状態にあるとき、ピペット・ユーザは、押しボタン２４を下方に押して、フランジ４２をハウジング１２内で下方に移動させることによって、図６に示すピペット１０の容積設定を迅速に再調整することができる。こうした下方移動が起こると、続いて、ばね９６の影響下でフランジ４２との係合を継続する、管５２、ナット５０およびねじ切りされたスリーブ４４の下方移動が起こる。したがって、ピペット用の容積設定の微調整を行うことが望まれる時、固定機構８０が係合して、管５２をハウジング内で軸方向に固定する。こうして固定されると、ノブ２４、プランジャ・ユニット２０およびねじ切りされたスリーブ４４をナット５０内で回転させ、それによって、ハウジング内でスリーブの下端の軸方向位置を変えることによって、微調整が達成される。上述したように、スリーブ４４のこうした軸方向移動は、ピペット１０用の容積設定の微調整を提供し、微調整は、センサ１６によって検出され、ディスプレイ１４によってデジタル的に表示される容積のリアルタイム変化として反映される。
【００２９】
図７で説明される本発明の実施形態は、センサ１６およびターゲット７６が、ワイヤを巻いた抵抗要素９８および抵抗要素９８に係合する電気接点１００および１０２に置き換えられていることを除いて、図６に関して示され、また、上述した実施形態と似ている。説明するように、抵抗要素９８は、ハウジング１２内で、プランジャ・ユニット２０の軸方向部分に沿って、プランジャ・ユニット２０上に巻かれ、また、プランジャ・ユニット２０に接着される。接点１００は、抵抗要素上に垂直に載置され、プリント回路基板７５に固定され、また、プリント回路基板７５から延びる。一方、電気接点１０２は、ハウジング１２の上部の下面に固定され、抵抗要素９８に接続され、ケーブル１０４によってマイクロプロセッサ１８への入力に接続される。ワイヤを巻いた抵抗要素９８および接点１００および１０２は、ポテンショメータとして機能して、ハウジング１２内でのプランジャ・ユニット２０の軸方向位置を示す抵抗値をマイクロプロセッサに提示し、ディスプレイ１４上にピペット用の容積設定のリアルタイム指示を提供する。
【００３０】
図８で説明する本発明の実施形態は、図８の実施形態が管５２を含まないこと、および、ばね９６が、カラー５２ｃ上に乗っているというよりも、外部にねじ切りされたスリーブ４４の軸方向に延びたバージョンから横に延びる環状カラー４４ｃの上面に係合し、これを連続的に下方に押すことを除いて、図６の実施形態によく似ている。さらに、図８の実施形態のナット５０はまた、軸方向に延びて、一方の側に、垂直方向に離して配置された一連の容積調整指標穴１０６を含む。さらに、図８の実施形態のユーザ操作可能固定機構８０は、ばね負荷リング１０９によって保持され、ハウジング１２の側面を通して横に延びる押しボタン１０８を含む。押しボタン１０８の反対側で、リング１０９の内面は、ナット５０の指標穴１０６の１つの中に横に延びるピン１１０を含む。ハウジング１２の内部に固定される固定ばね１１２は、リング１０９を押さえつけて、連続してリングを付勢し、したがって押しボタン１０８を図８の左の横方向に付勢し、ハウジング１２内でナット５０を解除可能に固定する。
【００３１】
動作時、ピペット・ユーザが、図８のピペット１０用の容積設定を迅速に調整または再調整したいと思うとき、ユーザは、まず、押しボタン１０８を内側に押して、リング１０９を固定ばね１１２の力に抗して横に移動させ、それによって、ピン１１０を指標穴１０６からはずす。押しボタン１０８がこうして押し下げられた状態で、ユーザは、その後、制御ノブ２４を握り、プランジャ・ユニット２０を上または下へ軸方向に移動させて、ハウジング１２内の容積設定部材３２の位置を迅速に調整する。その後、ユーザは、押しボタン１０８を解除して、容積設定の穴１０６の中の別の１つの穴にピン１１０を係合させ、その穴は、ユーザが望んだ穴で、ディスプレイ１４上でリアルタイムで表示される。その後、ユーザが容積設定の微調整に影響を与えたいと思う場合、ユーザは、単に、制御ノブ２４を回転させて、プランジャ・ユニット２０の回転に影響を与え、それによって、ねじ切りされたスリーブ４４の回転に影響を与えて、スリーブの下端を上または下に移動させて、上述したように、ピペット１０用の容積設定を変える。
【００３２】
図９で説明する本発明の実施形態は、センサまたは制御回路または関連するディスプレイ１４を示していない正面断面図に示されている。実施形態は、ナット５０が、２つの係合する半分５０ａおよび５０ｂを有する分割または割りナットであることを除いて、図８に関して図示され、また、説明された実施形態とよく似ている。図９に示す位置に半径方向内側に移動すると、半分５０ａおよび５０ｂは、図８のナット５０およびスリーブ４４と同様に、スリーブ４４上のねじやまと係合する内部ねじやまを有する円形ナット形状を形成する。半分のナット５０ａおよび５０ｂは、横に突き出る押しボタン５０ｅおよび５０ｆをそれぞれ保持する上に突き出る腕５０ｃおよび５０ｄをそれぞれ含む。図示するように、押しボタン５０ｅおよび５０ｆは、ハウジング１２の向かい合う側壁を通して延び、腕５０ｃおよび５０ｄは、それぞれがフック方式ピボット１１６を含む、逆Ｕ形状板ばね１１４によって、横外方向に連続して付勢される。より詳細には、各ばね１１４の一端は、ハウジング１２内で管状固定保持器１１７上に保持され、一方、各ばねの反対端は、反対端に連続して横方向内側の力が働くように、半分ナット５０ａまたは５０ｂのそれぞれに固定される。
【００３３】
このように構成され、ピペット・ユーザが、図９に示すピペット１０用の設定される容積の迅速な調整または再調整を行いたいと思うとき、ユーザは、単に、押しボタン５０ｅおよび５０ｆを内側に押すだけである。このことによって、腕５０ｃおよび５０ｄがピボット１１６上で旋回し、ナット５０の半分５０ａおよび５０ｂを外側に移動させ、それによって、容積調整機構３２の外部にねじ切りされたスリーブ４４との接触を解除する。このように解除されて、ピペット・ユーザは、制御ノブ２４を握り、プランジャ・ユニット２０を垂直に移動させるだけで、ハウジング１２内でプランジャ・ユニットの迅速な再配置を行うことができる。ディスプレイ・ユニット１４上でデジタル的に表示される容積によって指示されながら、所望の容積に達したとき、ユーザは、押しボタン５０ｅおよび５０ｆを単に解除するだけで、腕５０ｃおよび５０ｄが、図９で説明したように、正常位置に戻り、ナット５０の半分５０ａおよび５０ｂがスリーブ４４の外面と係合する。その後、制御ノブ２４の回転に応じたプランジャ・ユニット２０の回転によって、上述した方法で、容積設定の微調整が行われる。
【００３４】
図１０で説明する実施形態は、図１０の実施形態が図９に示すように、割りナット５０よりむしろ割り固定機構８０を含むことを除いて、図９の実施形態に似ている。図１０において、ナット５０を固定保持器１１７に関する回転に対して固定するために、固定保持器１１７から延びる、キー（図示せず）を収容するための外部垂直キー溝を有する薄い壁のあるナットとして、ナット５０はそのままである。他の実施形態においてと同様に、外部にねじ切りされたスリーブ４４は、（ｉ）ナット５０に係合し、また、ナット５０に対して回転して、ピペット１０の容積設定の調整を提供し、（ｉｉ）プランジャ・ユニットに対してナットとともに軸方向に可動である。
【００３５】
しかし、図１０の実施形態において、（ピペット１０の設定される容積の微調整のための保持器として機能する）上に向いた内部にねじ切りされたカラー５１は、固定保持器１１７から下方に延びて、外部にねじ切りされた、ナット５０からの伸張部と係合する。カラー５１の下横方向に延びる部分は、ナット５０に関するスリーブ４４の軸に沿う下方向移動を制限して、スリーブ４４によって、設定された容積に対する微調整を制限する。
【００３６】
また、指標付スリーブ１１８は、ハウジング１２内でナット５０の上部から軸方向に延び、垂直方向に離して配置された一連の指標溝１２０を含む。図１０において、ユーザ操作可能固定機構１８０は、支持腕５０ｃおよび５０ｄ、板ばね１１４およびフック式ピボット１１６と同様に、図９で示した、上述した押しボタン５０ｅおよび５０ｆを含む。しかし、腕５０ｃおよび５０ｄの下端は、図示するように、スリーブ１１８の指標溝１２０と係合するための指標リブ１２１を保持する。こうした指標は、指標スリーブ１１８、したがってナット５０をハウジング１２内で軸方向に固定された状態に保つ。その後、ピペット１０用の容積設定の迅速な調整が行われることが望まれるとき、ユーザは、上述したように、押しボタン５０ｅおよび５０ｆを内側に押すだけで、指標リブ１２１を指標溝１２０から解除できる。このことによって、上述した方法で、プランジャ・ユニット２０の垂直移動に応じてプランジャ・ユニット２０とともに軸方向に移動するために、スリーブ４４およびナット５０が開放される。ピペット用の所望の容積設定が達成されると、押しボタン５０ｅおよび５０ｆは、解除され、指標リブ１２１を有する固定機構１８０を指標スリーブのそれぞれの指標溝１２０に係合させ、ナット５０をハウジング１２内で固定する。その結果、制御ノブ２４を介するプランジャ・ユニット２０の回転は、上述した方法で、ピペット用の設定された容積の微調整をもたらす。
【００３７】
この動作において、ばね９６は、指標スリーブ１１８の上部に乗って、下方向の力をスリーブに連続して加え、ナット５０および係合スリーブ４４が連続して下方向に付勢され、ハウジング１２内でのプランジャ・ユニット２０の軸方向の移動中に、フランジ４２の上面に当たって維持される。
【００３８】
図１１、図１２および図１３で説明される実施形態もまた、図３Ａおよび図３Ｂで説明されたピペット１０に似ている。しかし、図１１において、説明される実施形態は、外部にねじ切りされたスリーブ４４としてボールねじ１２２を含むが、ナット５０は、ボールねじの一方の側の固定保持器１１７の空洞１２５に配置された、ばね負荷ボール機構１２４を備える。図示するように、機構１２４は、ボールねじ１２２の比較的広い螺旋ねじやま１２８に載置されるボール１２６を含む。
【００３９】
より詳細には、ボールねじ１２２は、プランジャ・ユニット２０の、同様の形状をした軸方向部分１３２を収容するための非円形軸方向穴１３０を含み、そのため、プランジャ・ユニット２０は、ボールねじ１２２に関して軸方向に自由に移動する。しかし、上述した方法で、プランジャ・ユニット２０を回転することによって、ねじやま１２８に載置される、ばね負荷ボール１２６によってボールねじの同様な回転が生み出される。このことによって、ハウジング１２内でボールねじの軸方向移動が生じて、上述したように、容積設定機構３２の位置、したがってディスプレイ１４によって表示される容積が軸方向に調整される。こうした軸方向移動において、ボールねじ１２２上のボール１２６によって励起される横方向の力は、磨耗ブロック１３４によって平衡が保たれる。図示するように、磨耗ブロック１３４は、ボール１２６に向かい合う固定保持器１１７の空洞１３６内に固定され、これらは全て図１１に示される。
【００４０】
図１１で説明された構造によって、ピペット・ユーザが、ピペット１０の容積設定の迅速調整または再調整を行いたいと思うとき、ユーザは、上述した方法で、ユーザ操作可能固定機構８０を解除するだけである。このことによって、ボールねじ１２２が解除されて、ハウジング１２内を軸方向に移動可能になる。こうしたボールねじ１２２の軸方向移動は、ボールねじの頂上に配置された腕５７から延びる摺動調整ノブ５６をピペット・ユーザが握ることによって行われる。腕５７およびボールねじ１２２の間の連結によって、ボールねじが、腕に関して自由に回転することが可能になる。しかし、腕５７の垂直方向移動によって、ボールねじ１２２が、ハウジング１２内で垂直方向に移動することが可能になる。フランジ部材４２は、プランジャ・ユニット２０に固定され、プランジャ・ユニット２０は、戻しばね３６によって連続して上方に付勢されるため、フランジ部材４２は、ボールねじ１２２の底部に対して連続して付勢され、それによって、固定機構８０が解除された後、ボールねじおよびフランジ部材は、プランジャ・ユニットの垂直移動によって、連続して接触状態を維持する。したがって、こうしてプランジャ・ユニット２０が軸方向移動しながら、センサ１６は、フランジ部材４２上のセンサ・ターゲット７６を連続してモニターすることによって、ハウジング１２内のボールねじの軸方向位置を連続してモニターして、全て上述したように、ディスプレイ１４上にピペット１０用の容積設定の連続リアルタイム表示を提供する。所望の容積設定が表示されるとき、プランジャ・ユニット２０の垂直方向移動は停止し、ボール機構１２４は、プランジャ・ユニット２０およびナット５０を備えるボールとボールねじの組み合わせおよび図１１の実施形態用のねじ切りされたスリーブ４４を、ハウジング１２内の所望の垂直位置に維持する。
【００４１】
固定機構８０が解除状態にあるとき、制御ノブ２４の手動回転に応じてプランジャ・ユニット２０が回転することによって、容積設定の微調整を行うことができる。このことによって、ボールねじ１２２が、静止したボール１２６に関して軸方向に移動し、また、同様に、ボールねじの底面がハウジング内で軸方向に移動して、上述した方法で、容積設定の微調整が行われる。所望の容積設定が達成された後、ユーザ操作可能固定機構８０は、再び係合して、ボールねじ１２２をハウジング内の所望の軸方向位置に固定することができる。
【００４２】
図１２および図１３に示す本発明の実施形態は、図１１に示した実施形態と同じである。しかし、図１２において、腕５６および５７は削除されており、容積設定の迅速調整は、ハウジング１２内でのプランジャ・ユニット２０の上方への垂直の移動によってのみ可能である。図１３において、カラー１３８は、ボールねじ１２２の上でプランジャ・ユニット２０によって保持され、プランジャ・ユニット２０が下方へ移動するときに、プランジャ・ユニットが、排気ピペット１０に対する、ピペット・ストロークおよび噴出ストロークを通して垂直に、下方へ進んだ後、カラーがボールねじの上部と係合するように軸方向に配置される。さらなるプランジャ・ユニット２０の下方への移動が、ピペット１０内で提供され、カラー１３８とボールねじ１２２との接触によって、このプランジャ・ユニット２０のさらなる下方移動は、ボールねじ１２２を下方へ移動させ、図１１に関して説明したように、ピペット用の容積設定が迅速に変わる。その後、上述した方法で、プランジャ・ユニット２０の回転によって、センサ１６に関してターゲット・センサ７６の垂直移動を行うように、ボールねじの底部をフランジ部材４２と係合させた状態で、容積設定の微調整が提供されるであろう。
【００４３】
本発明の特定の実施形態が上で詳細に図示され、説明されてきたが、説明された実施形態において、本発明の精神から逸脱することなく、変更および修正が行われてもよいことが理解される。したがって、本発明の範囲は、併記の特許請求の範囲によって制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明による、電子デジタル・ディスプレイおよび関連する位置検出および制御回路と、プランジャ・ユニットと、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構とを支持する、軸方向に細長く、把持可能なハウジングを有する容積調整可能な手動ピペットの第１の実施形態の部分側断面図である。設定される容積の迅速な調整機構は、レバー・ロックが摺動式容積調整器の管に係合した、ロックされた状態で示されている。
【図１Ｂ】 摺動式容積調整器の垂直移動が可能になるように、レバー・ロックが解除された状態の、図１Ａの手動ピペットを示す図である。
【図１Ｃ】 図１Ａの、１Ｃ〜１Ｃとラベルされた円内の部分拡大図である。
【図２】 全て本発明による、図１Ａに示される、電子ディスプレイおよび関連センサおよび制御回路を含む典型的な電子回路のブロック図である。
【図３Ａ】 本発明による、電子デジタル・ディスプレイおよび関連する位置検出および制御回路と、プランジャ・ユニットと、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構とを支持する、軸方向に細長く、把持可能なハウジングを有する、ロック状態の容積調整可能な手動ピペットの第２の実施形態の上部の側部断面図である。
【図３Ｂ】 ロック解除状態の、図３Ａのピペットを示す図である。
【図４】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第３の実施形態の上部の側断面図である。
【図５】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第４の実施形態の上部の側断面図である。
【図６】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第５の実施形態の上部の側断面図である。
【図７】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第６の実施形態の上部の側断面図である。
【図８】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第７の実施形態の上部の側断面図である。
【図９】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第８の実施形態の上部の側断面図である。
【図１０】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第９の実施形態の上部の側断面図である。
【図１１】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第１０の実施形態の上部の側断面図である。
【図１２】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第１１の実施形態の上部の側断面図である。
【図１３】 本発明による、ピペットの容積設定および電子ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速な調整機構を有する、容積調整可能な手動ピペットの第１２の実施形態の上部の側断面図である。

Claims (22)

1. 容積調整可能な手動ピペット（１０）であって、
   （ｉ）ディスプレイ（１４）および関連する位置検出および制御手段（１６，１８）と、
   （ｉｉ）プランジャ・ユニット（２０）と
   （ｉｉｉ）前記ピペットの容積設定および前記ディスプレイを同時に制御するための設定容積の迅速調整機構（２２）とを支持する、軸方向に細長く、把持可能なハウジング（１２）を備え、
   前記設定容積の迅速調整機構は、
   前記ハウジング（１２）内の前記プランジャ・ユニット（２０）の上方向の動きを制限して前記ピペット（１０）用の前記容積設定を画定する、軸方向に移動可能にプランジャ・ユニット上に支持された、ピペット容積設定部材（３２）と、
   前記ハウジング（１２）に対して前記容積設定部材（３２）を解除可能に固定するピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）とを備え、
   前記容積設定部材（３２）が前記ハウジング（１２）から解除されるとき、前記ピペット用の容積設定を迅速に調整するように、前記容積設定部材（３２）が、前記プランジャ・ユニット（２０）上を、また、前記プランジャ・ユニットとともに軸方向に迅速に可動であり、
   前記容積設定部材（３２）が前記ハウジング（１２）に固定されるとき、前記容積設定部材（３２）が、前記ピペット用の容積設定を微調整するように、前記プランジャ・ユニット（２０）とともに回転可能であり、また、前記プランジャ・ユニットが、前記ハウジングの下端から延びる中空軸に固定されたピペットチップへ、また、ピペットチップから、液体を吸引および分配するように、前記容積設定部材に対して軸方向に可動であり、
   前記検出および制御手段（１６，１８）は、前記容積設定をモニターして、前記ディスプレイ（１４）上に前記ピペットの前記容積設定の表示を供給する、容積調整可能な手動ピペット。
2. 前記ハウジング（１２）からの解除後に、前記ハウジング（１２）内で前記容積設定部材（３２）を軸方向に移動させるためのユーザ可動部材（５４、５６）をさらに含む、請求項１に記載のピペット。
3. 前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が、前記容積設定部材とハウジングとの間に摩擦を発生させ、ハウジングに対して前記容積設定部材を保持する手段（８２）を有している、請求項１に記載のピペット。
4. 前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が、前記容積設定部材（３２）を前記ハウジング（１２）に対して通常固定し、前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が、前記容積設定部材を前記ハウジングに対して一時的に解除してピペットの容積設定を迅速に行わせる手段を有している、請求項１に記載のピペット。
5. 前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が、前記容積設定部材を前記ハウジングに対して解除及び固定するためにピペット・ユーザによって操作可能である、請求項１に記載のピペット。
6. 前記位置検出および制御手段（１６，１８）は、
   前記プランジャ・ユニット（２０）上で垂直に延びる一連の歯（８８）と、
   前記プランジャ・ユニット（２０）の垂直移動とともに回転するための、前記歯（８８）と対を成すギア（９０）と、
   前記ギア（９０）の回転をモニターして、前記プランジャ・ユニットの前記軸方向の位置を示すと共に前記ディスプレイ（１４）を有する電子デジタル・ディスプレイ上に前記容積設定を電子的に表示するために前記位置検出および制御手段を有する回路によって処理するための電気信号を生成するセンサ手段（９２）とを備える、請求項１に記載のピペット。
7. 前記位置検出および制御手段が、
   前記ディスプレイ（１４）を有する電子デジタル・ディスプレイに接続され、プランジ ャ・ユニットの位置の示度を受信するためのセンサ入力を含むマイクロプロセッサを有し、前記マイクロプロセッサへの前記センサ入力の１つは、プランジャ・ユニット・ホーム位置センサ（６９）からの入力である、請求項１に記載のピペット。
8. 前記容量設定部材（３２）を前記ハウジング（１２）内で下方向に付勢するためのばね手段（９６）をさらに含む、請求項１に記載のピペット。
9. 前記容積設定部材（３２）が、回転止めされたねじ切りされた部材（５０）と対になっていて、前記プランジャ・ユニット（２０）用の上方止め部材を画定するねじ切りされたスリーブ（４４）を有しておリ、該スリーブ（４４）は軸方向に前記プランジャ・ユニット（２０）を受入れ、軸方向に動き、前記プランジャ・ユニットと共にピペットの容積設定の迅速調節を提供し、前記回転止めされたねじ切りされた部材（５０）に対して回転自在に支持され、ピペットの容積設定の微調節を提供している、請求項１に記載のピペット。
10. 前記スリーブ（４４）は、外部にねじが切られ、内部にねじ切りされたナットを有する前記ねじ切りされた部材（５０）に対して前記プランジャ・ユニットと共に回転するようにキー止めされている、請求項９に記載のピペット。
11. 前記容積設定部材が前記ハウジングから解除されるとき、前記ピペットの容積設定を迅速に調整するように、前記スリーブ（４４）が、前記プランジャ・ユニット（２０）上を、また、前記プランジャ・ユニットとともに軸方向に迅速に可動であり、前記容積設定部材が前記ハウジングに固定されるとき、（ｉ）前記スリーブが、前記ピペット用の容積設定を微調整するように、前記ねじ切りされた部材（５０）に対して前記プランジャ・ユニットとともに回転可能であり、また、（ｉｉ）前記プランジャ・ユニットが、前記ハウジングの下端から延びる中空軸に固定されたピペットチップへ、また、ピペットチップから、液体を吸引および分配するように、前記スリーブ（４４）に対して軸方向に可動であるように、前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が前記ハウジング（１２）に対して前記容積設定部材（３２）を解除可能に固定している、請求項９に記載のピペット。
12. 前記ねじ切りされた部材（５０）は、前記ハウジング内に支持され、前記容積設定部材（３２）が前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）によって前記ハウジング（１２）から解除されるとき、前記スリーブ（４４）およびプランジャ・ユニット（２０）とともに軸方向に移動して、前記ピペットの容積設定の迅速調整を提供する、請求項１１に記載のピペット。
13. 前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が前記ねじ切りされた部材（５０）を前記ハウジング（１２）に対して解除可能に固定する支持手段を有し、（ｉ）前記ハウジングから前記ねじ切りされた部材が解除されると、前記スリーブ（４４）は、開放されて、前記ねじ切りされた部材とともに軸方向に移動して、前記ハウジング内での前記スリーブの位置の軸方向の迅速な調整、したがって前記ピペットの容積設定をもたらし、また（ｉｉ）前記ねじ切りされた部材が前記ハウジングに固定されると、前記プランジャ・ユニットを回転することによって、前記位置検出及び制御手段によって検出され、前記ディスプレイによって表示されながら、前記ハウジング内での前記スリーブの位置の軸方向の微調整、したがって前記ピペットの前記容積設定をもたらす、請求項９に記載のピペット。
14. 前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が、前記ねじ切りされた部材（５０）を前記ハウジング（１２）に対して固定する及び前記ねじ切りされた部材（５０）を前記ハウジングから解除して前記ハウジング（１２）内を前記スリーブ（４４）と共に動き、ピペットの容積設定をすばやく調節するレバー・ロックを有している、請求項１３に記載のピペット。
15. 前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が、前記ねじ切りされた部材（５０）を前記ハウジング（１２）に対して解除可能に固定する摩擦ブレーキ（８２）を有している、請求項１３に記載のピペット。
16. 前記スリーブ（４４）を前記ハウジング（１２）内で下方向に付勢 するためのばね手段（９６）をさらに含む、請求項１３に記載のピペット。
17. 前記ピペット・ユーザ操作可能機構（３４，８０）が、前記ねじ切りされた部材（５０）の側面に縦方向に離隔した一連の指標穴（１０６）と、前記スリーブ（４４）およびねじ切りされた部材（５０）の軸方向の移動時に、前記指標穴に横方向から出入りして、前記ピペットの容積を迅速にリセットするためのピン（１１０）を含むばね偏倚された押しボタン機構（８０）を有している、請求項１３に記載のピペット。
18. 前記ねじ切りされた部材（５０）が、前記ピペットの容積設定を迅速に、そしてその後、微細に調整することが望まれるときに、前記スリーブ（４４）に対して解除され、また、係合するように、ピペット・ユーザによって、横方向外向きおよび内向きに移動自在に支持された、割りナットを有している、請求項１３に記載のピペット。
19. 前記ねじ切りされた部材（５０）が、前記プランジャ・ユニット（２０）を軸方向に収容する、軸方向に延びる指標付きスリーブ（１１８）を含み、前記ユーザ操作可能機構（３４，８０）は、前記指標付きスリーブに対して係合および解除するための、ユーザ駆動可能な内側に延びる部材（５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ）を有している、請求項１３に記載のピペット。
20. 前記上方止め部材を画定する前記スリーブ（４４）が、前記プランジャ・ユニット（２０）を軸方向に収容する、管状ボールねじ（１２２）を有し、前記ねじ切りされた部材（５０）が、前記ボールねじ（１２２）のねじ（１２８）に乗るための、ばね負荷されたボール（１２４）を有している、請求項１３に記載のピペット。
21. 前記ピペットの容積を迅速にリセットするために、前記ユーザ操作可能機構（３４）の解除時に、前記ボールねじ（１２２）を軸方向に移動させるための、前記ボールねじから延びる腕（５７）をさらに含む、請求項２０に記載のピペット。
22. 前記ハウジング（１２）内における前記ボールねじ（１２２）の下方への相対移動時に、前記プランジャ・ユニット（２０）とともに移動して、前記ボールねじと係合するように、前記ボールねじの上の前記プランジャ・ユニットのカラー（１３８）を含む、請求項２０に記載のピペット。

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