JP6595518B2 - シリンジを作動させるピペット - Google Patents

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Description

本発明は、シリンジを作動させるためのピペットに関する。
ここで議論中のシリンジを作動させるピペットは、シリンジに注入された液体をいくつかの段階で計量配分する役割をする。これらは、ディスペンサまたは反復ピペットとも称されている。これらのピペットは、ロッド状のハウジングの下端部に、シリンジ・シリンダのフランジ用の受け器を有し、ハウジング内には、シリンジ・プランジャのプランジャ・ロッドの上端部領域のためのプランジャ受け器を備えた置換可能な受容本体を有する。このシリンジは、軸方向に位置合わせされた開口部を通して、フランジおよびプランジャロッドの端部領域により受け器に挿入される。フランジおよび端部領域は、たとえば、ばね式の把持レバーとして設計される着脱自在な保持手段によって、受け器に保持される。さらに、ピペットは、受容本体を移動させる手段を有する。この手段は、シリンダからプランジャを部分的に除去して液体をシリンジに注入することが可能であり、液体を段階的に計量分配するためにプランジャをシリンダに段階的に押圧する。
独国特許第2926691C2号および米国特許第4,406,170A号は、ハウジング内で受容本体を移動させる手段を記載している。これらは、受容本体に接続されており、直線状のスロットを通してハウジングから突出し、受け器から受容本体を離して移動させることによって、液体をシリンジに注入させる引抜きレバーを含む。さらに、引抜きレバーは、前後に可動な計量レバーによって段階的にプランジャを移動させる歯付ラックおよび爪装置を含む。回転可能な爪が、計量レバーに取り付けられている。この歯付ラックが、受容本体に接続されており、爪の回転範囲内に配置されている。調節可能な可動カバーが、歯付ラック上の歯列をある程度覆い、計量レバーを回転させると爪の歯付ラックとの係合を制限する。この可動カバーは、ピペット・ハウジング上に配置されているノブによって、移動可能である。このノブは、偏心的な案内曲線を備えており、可動カバーの案内ピンがこれに係合する。さらに、歯付ラックは、上方に延びる突起を備えて設計されており、カバーは、下方に傾斜した台を有する。この台はプランジャがはるか前方にある場合に突起と係合し、このことによって、爪が歯付ラックの覆いのない歯に係合するのを防止するように、カバーが歯付ラックから離れて移動できる。残りの進行ブロックは、各計量ステップで計量する測定量(計量容量)よりも少ない残量がシリンジから計量配分されるのを防止する。
エッペンドルフAGによるMultipette(登録商標)手動式ピペットが、上述の特許に従って設計されている。
シリンジを着脱自在に保持する手段の開発が、欧州特許第0656229B1号および米国特許第5,620,660A号に記載されている。欧州特許第1724020B1号および米国特許第7,731,908B2号は、シリンジをピペットから片手の作動によって解除可能な保持装置の開発を記載している。
欧州特許第0657216B1号および米国特許第5620661A号は、シリンジのシリンジ・フランジの高さおよび凹部を検出するセンサと、それに応じて設計されたシリンジとを備えたピペットを記載している。このセンサは、挿入されたシリンジのサイズを測定する役割をする。電子機器が、設定されたインクリメントに基づいて各計量ステップで計量配分された液体の量を測定する。これは、ディスプレイに表示される。
受容本体を移動させる手段の開発は、独国特許第4437716C2号、欧州特許第0679439B1号、および米国特許第5,591,408A号に記載されている。欧州特許第0679439B1号、および米国特許第5,591,408A号によると、反復ピペットは、受容本体をシリンジ・プランジャの作動部分に対してシリンジ・シリンダのシリンダ受け器に向かって移動させる第1段階の長さに対して一定値を設定する、一定インクリメント装置を有する。この値は、以下のインクリメントの設定とは無関係である。計量精度を損なうピペットとシリンジとの間の遊びは、液体を抽出後、受容本体がシリンダ受け器に向かって戻るときに、この一定の逆進行によって解決する。
エッペンドルフAGによるMultipette(登録商標)Plus手動式ピペットでは、カバーは、プラスチック製であり、ねじ付きロッドが中に可動に配置されている細長いスリーブを有する。金属製スリーブが、プラスチック製スリーブの下端部で接着されている。この金属製スリーブは、プラスチック製スリーブの下端部から突出し、その底部に係合縁部を有し、その下でねじが爪を係合するために露出している。計量ステップでは、爪はまず金属製スリーブ上をスライドし、爪をねじ付きロッドのねじに係合したままの状態を保つ。計量ステップにおいて一旦爪が係合縁部を通過すると、爪がねじに沈む。この目的のために、爪は、ばねによって、金属製スリーブおよびねじに押圧される。製造公差のため、爪が係合縁部の下でねじの基部に正確に沈まずに、ねじのむしろ側面または頂点にある可能性がある。爪が、ねじの基部よりも上に配置されているねじの側面または頂点と接触すると、爪がねじの基部に係合し、ねじ付きロッド、およびシリンジ・プランジャを進ませるまで、計量レバーはさらにわずかに下方に揺動する必要がある。このことによって、液体の計量配分が不十分なために計量誤差が生じる。爪がねじの基部の下に配置されている側面またはねじの頂点と接触すると、不十分な計量レバーの回転移動量が、ねじ付きロッドおよびプランジャを移動させるのに使用される。この場合においても、液体の計量配分は不十分である。爪がねじの側面または頂点を滑り降りて、さらにねじの基部に沈むか、あるいは、ねじを越えて何度かスライドする可能性があり、このことによって、計量誤差がより大きくなるか、液体が計量配分されなくなる。このような計量誤差は、ねじ付きロッドを調整することによって、解決可能である。この目的のために、ねじ付きロッドは、プランジャ・ロッドの上端部に対して受容本体の調整ねじにねじ止めされ、十字孔を備えている。十字孔に挿入されているピンによって、ねじ付きロッドは、受容本体に対して異なる軸方向の位置にねじ止め可能である。このことによって、爪が沈むとねじ付きロッドの位置が変わる。組立てられたピペットをこのように調整する。金属製スリーブがプラスチック製スリーブに深く接着されすぎると、過多の液体が計量配分され、表示された数の計量目盛に達することができない。このような誤りは、カバーを交換することによって、解決しなければならない。
Multipette(登録商標)Plusでは、金属製ストリップが、プラスチック製のスリーブに固定され、弾力的に伸長可能な部分に突出屈曲部と、歯付ラックと平行して走る板ばねとを有する。この金属製ストリップは、プラスチック製のドームに保持されており、その端部は、超音波により溶解され成形される。その端部に、歯付ラックがカムを有し、その位置は、歯付ラックの軸方向に調整可能である。プランジャの進行移動が終わると、カムが屈曲部と接触し、これによって、弾力的に伸長可能な金属製ストリップの領域が偏向し、爪が歯付ラックにさらに係合するのを防止する。このことによって、残りの進行ブロックが生じる。不十分な測定量がある場合には、残りの進行ブロックが正確に効力を生じるように、ねじ付きロッドが調整された後にカムを調整しなければならない。カバーの製造および調整が必要となる。さらに、プランジャ駆動装置の構成部品が交換される場合には、調整のすべてをやり直されなければならない。
独国特許第102012011938A1号は、カバーが、プラスチック製であり上に案内ピンが形成されている第1のカバー部を有するピペットを記載している。金属製ストリップの形をした第2のカバー部が、第1のカバー部に配置されており、第2のカバー部に係合縁部が形成され、第2のカバー部が、残りの進行ブロックの屈曲部および板ばねを有する。歯付ラックの長手方向における第1および2カバー部の互いの相対的な位置は、カバーのカム装置によって調整可能である。係合縁部と案内ピンとの距離は、それらで正確に調整可能であり、製造公差、摩耗または補修に関わらず、爪が正確に歯付ラックに沈むことが保障される。係合縁部を調整する際、残りの進行ブロックも移動するので、カムの歯付ラック上の軸方向の位置を調整することによって、残りの進行ブロックも同様に続いて調整しなければならない。2つの調整を常に行わなければならないので、このカバーによっても、製造および組立ての労力が大きくなる。プランジャ駆動装置の構成部品を交換すると、調整を繰り返し行う必要がある。さらなる問題点は、歯付ラック上のカムが屈曲部と接触すると、長手方向のスロットの第1のカバー部に進入するまでカバー部の平滑内表面に最初に案内されるということである。カムが長手方向のスロットに進入すると、歯付ラックがわずかに側方に移動する可能性があり、調整が十分な精度で行われない場合には、爪が歯付ラックに正確に沈むのが妨げられる。
ブランド社のHandyStep(登録商標)Sの手動式ピペットでは、各目盛で測定される液体容量は、ノブでも調整される。さらに、爪の歯付ラックの係合は、ノブで調整可能である。このために、ノブには2つのノブ部分があり、その互いに対する角度位置は、歯車装置によって調整可能である。1つのノブ部分には、測定容量を調整するためのマークがある。この他のノブ部分には、カバーから突出するピンが係合する案内曲線がある。ノブを回転させることによって、カバーが歯付ラックに沿って移動する。2つのノブ部分の角度位置を調整することによって、爪が歯の谷部に沈むように係合縁部の位置を調整できる。このピペットでは、構造上極めて高い複雑さや組立てられたピペットを調整する際の必要とされる複雑さが不利となる。
この上述のピペットは、独国特許第202010010 942U1号に基本的に記載されている。
この背景技術に対して、本発明の目的は、製造時および組立て時の複雑さを低減した、歯付ラックへの爪の落下を最適化することのできるピペットを製造することである。
本目的は、請求項1の特徴を有するピペットにより達成される。
ピペットの有益な実施形態は、従属請求項で特定されている。
本発明による、シリンジを作動させるピペットは、
ロッド状のハウジングと、
ハウジングの下端部に第1の開口部を有し、第1の締結部をシリンジのシリンダの頂縁部で挿入するための第1の受け器と、
第2の受け器およびハウジング内の下端部にある第2の開口部を有し、シリンジのプランジャの第2の締結部を挿入するための受容本体と、
第1の締結部を第1の受け器内で着脱自在に保持する第1の手段と、
第2の締結部を第2の受け器内で着脱自在に保持する第2の手段と、
受容本体をハウジング内で受け器から離して移動させる第1の手段と、
シリンジによって、ステップで排出される液体容量に対応するインクリメントによって、受容本体を第1の受け器に向かって段階的に移動させる第2の手段と、
個々の段階を実行するための、ハウジングの外側で作動可能な駆動要素と、
ハウジングに配置されており、受容本体に接続されている歯を有する歯付ラックと、
ハウジング内で駆動要素に回転可能に取付けられており、歯付ラックの歯と係合し、駆動要素が下方に移動すると歯付ラックを引き込み、駆動要素が上方へ移動すると歯との係合が外れる爪と、
前記ハウジングの外側で調整可能な、段階的なインクリメントを調整する調整要素と、
爪の側面の歯付ラックに移動可能に配置されているカバーであって、爪に向いており、歯に係合することにより爪を保持する保持面と、下端部にあり、その下で歯が爪によって係合するのに露出している係合縁部とを備えた、カバーと、
調整要素の調整をカバーに伝えるために調整要素に連結されている、カバー上の結合要素と、を備え、
カバーは、プラスチック製であり結合要素および長手方向のスロットを含む第1のカバー部と、第1のカバー部に保持されたシート状の金属からなり、長手方向のスロットに配置されている屈曲部と関連する板ばねとを含む、第2のカバー部と、を有し、
係合縁部は、第1のカバー部上に形成されており、
カバーに向いている側面にある歯付ラックが、受け器に向かって受容本体が移動し終えると長手方向のスロットの屈曲部と接触する突出カムを有し、それによって、板ばねが偏向し、爪が歯付ラックの歯にさらに係合することが板ばねによって阻害され、
第1のカバー部および第2のカバー部を互いに確実に連結する結合要素に対して、屈曲部が特定の位置で、少なくとも屈曲部および板ばねを含む部分を除いて、第2のカバー部が、第1のカバー部のプラスチックによりオーバーモールド(overmolded)される。
以前のピペットと同様に、想定されたことは、歯付ラックの歯の爪を最適に落下させ、完全な計量ステップがもはや不可能である状態で駆動要素が作動するときに、残りの進行ブロックを達成するのに2つの調整が必要なことである。本発明は、爪が最適に落下し残りの進行ブロックを正確に起動させるために、結合要素と係合縁部、および係合縁部と屈曲部との特定の間隔を維持し、歯付ラックの歯に対してカムを正確に配置することが重要であるという認識に基づくものである。さらに、本発明は、以前に使用された製造方法(シート金属の処理および射出成形)および接着方法(保持ドームの接着、成形、およびねじ止め)では、このために、十分な製造公差が不可能であるという認識に基づくものである。驚くべきことに、本発明でわかったのは、屈曲部が特定の位置にある場合に、第2のカバー部を第1のカバー部のプラスチックで部分的にオーバーモールドすることによって、結合要素と係合縁部、および、係合縁部と屈曲部との距離が十分に正確となることである。第2のカバー部をオーバーモールドする場合、第1のカバー部全体、したがって、結合要素ならびに係合縁部が射出成形される。第1および第2のカバー部は、オーバーモールドすることによって、互いに確実に接続されている。射出成形中の射出成形処置の精度が高く、屈曲部の位置が正確であるため、結合要素、係合縁部、および屈曲部は、互いに特定の間隔を有する。
射出成形と屈曲部の正確な位置との組合せによって、寸法上正確なカバーが得られる。第2のカバー部の製造公差によって、カバーの寸法の精度は損なわれない、というのは、屈曲部は射出成形の間、特定の位置にあるとみなされ、結合要素および係合縁部は、屈曲部から特定の間隔で製造されるからである
カバーの製造中、第2のカバーは、まず射出成形用金型に挿入される。屈曲部は、射出成形処置の接触面に当接し、ついで、金型が閉止されると、第1のカバー部のプラスチックによって、部分的にオーバーモールドされる。歯付ラックは、好ましくは、プラスチック製のカムを備えた単一部として射出成形される。あるいは、残りの不正確性を補完するために、歯付ラックは調整可能なカムを備える。
本発明によるピペットでは、製造および組立ての複雑さが低減するにもかかわらず、計量位置および残りの進行ブロックの所望の位置が保証される。後の再調整がもっぱら不要であることが証明されており、したがって、調整の任意選択がなくても問題とはならない。プランジャ駆動装置の構成要素が交換されるときでも、同様に正確な構成要素を得ることができるので、再調整は不要である。
ピペットの一実施形態によると、第2のカバー部の頭部が、縁部上の歯付ラックに向いている側面にある長手方向のスロットの上部スロット部に隣接して、第1のカバー部のプラスチックによってオーバーモールドされ、頭部は、長手方向のスロットの下部スロット部に配置される屈曲部に下端部で接続されており、この隣では、第2のカバー部が第1のカバー部のプラスチックによって、オーバーモールドされていないので、長手方向のスロットのカムが屈曲部と接触する前に頭部に沿ってスライド可能である。この実施形態によって、スロットに進入するときにカムの側方偏向が防止され、それによって生じる計量誤差が防止される。
別の実施形態によると、第2のカバー部が、頭部の下端部に接続され、屈曲部の下端部に接続され、かつ下部スロット部に配置されている第1の帯状部を有する。この第1の帯状部は、可撓性のばねを形成し、屈曲部がカムによって偏向しやすくなる。
別の実施形態によると、第2のカバー部は、下部スロット部に配置されている屈曲部の下端部に接続されており、カムが屈曲部を通過した後にスライドする第3の帯状部を有する。これによって、カムが屈曲を通り越して上方に移動しやすくなる。
別の実施形態によると、接続部は、第1または第2の帯状部の長手方向の側縁部に接続されており、第1のカバー部の頂部側の凹部を通り第1のカバー部の長手方向の側縁部まで延び、第1のカバー部の長手方向の側面に対して平行に、たわみ部にわたって下方に延びる板ばねに接続されている。このことは、板ばねを広く撓ませるのに有利となる。
好ましい実施形態によると、第2のカバー部が弾性である。
別の実施形態によると、第2のカバー部が、シート状金属、すなわち、平坦で薄壁の金属プレートから単一部として生産される。シート状金属の最大壁厚は0.5mmであり、好ましくは0.4mmである。第2のカバー部を生産するのに、以下のシート状金属の処理方法のうちの好ましくは1つ以上を使用する:打抜き、レーザー加工、エッチング、曲げ加工、ワイヤカット放電加工(EDM)、およびウォータジェット切断。
好ましい実施形態によると、調整要素が選択歯車である。別の実施形態によると、案内曲線が、ら線状である。
一実施形態によると、第2のカバー部は、第1のカバー部のウェブによって覆われている。ウェブは、歯付ラックから離れて対向している第1のカバー部の側面にある歯付ラックまで横方向に延びる。ウェブは、歯付ラックから間隔をおいて対向している側面にある長手方向のスロットをまたぎ、素材を節約するために、頂部で第1のカバー部を共に保持する。
別の実施形態によると、ウェブが結合要素を支える。
別の実施形態によると、結合要素が第1のカバー部から突出するピンであり、調整要素が底面に案内曲線を有する。この案内曲線にピンが係合するので、調整要素が移動するときに案内曲線が歯付ラックの軸方向にピンを移動させる。
好ましい実施形態によると、第1のカバー部の下端部が係合縁部を有する。これによって、係合縁部を結合要素に対して正確に位置決めすることが可能となる。
別の実施形態によると、第1のカバー部が、下端部に向かって漸減する壁厚を有する。したがって、係合縁部は、歯付ラックから特定の短い距離を置いたところにあり、爪の歯が常に正確に歯付ラックの歯に落下する手助けする。第1のカバー部の壁厚は大きくなり係合縁部を超えるので、十分な破壊抵抗性を得ることができる。
好ましい実施形態によると、係合縁部の第1のカバー部の最大壁厚は、0.5mm、または、0.2mmから0.4mmである。
別の実施形態によると、歯付ラックに対向している側面にある第1のカバー部が、平坦な接触面を有し、この接触面に歯付ラックが載置され、長手方向のスロットが配置されている。このことによって、歯付ラックをカバー部に正確に、かつ低摩擦で案内できる。
別の実施形態によると、平坦な接触面を有する第1のカバー部が、歯付ラックから間隔をおいて対向している側面に、下端部に向かう斜面を有する。このことによって、係合縁部と歯付ラックとの間隔が特に狭くなる。
別の実施形態によると、第1のカバー部が、溝の範囲を決める2つの平行で帯状の側部と基部とを備えた、細長い中空体の形状を有し、長手方向のスロットが基部に形成され、基部の第2のカバー部が第1のカバー部からプラスチックによってオーバーモールドされる。歯付ラックを溝に正確に案内できる。
別の実施形態によると、第1のカバー部が、2つの長手方向の両側面に長手方向に突出する羽根を有する。この羽根は、ハウジング内でカバー部を正確に案内するのに使用可能である。
好ましい実施形態によると、歯付ラックが、カムを備えた単一部として、プラスチックから射出成形される。
別の好ましい実施形態によると、第1のカバー部/およびまたは歯付ラックが、PEEKまたは類似の機械的特性を有する別のプラスチックから生成される。
好ましい実施形態によると、爪が、係合縁部を通過した後に歯付ラックの歯に係合するいくつかの爪歯を有する。しかし、本発明は、爪のみが単一の爪歯を有する実施形態にも関する。
別の実施形態によると、カムは、軸方向に調整可能となるように歯付ラックに配置されている。別の実施形態によると、カムが、歯付ラックのスロットを通ってスペース要素の側面に突出し、軸方向の孔を有し、調整ねじが、孔を通って歯付ラックの上端部の調整ねじにネジ止めされ、ばね要素が、歯付ラックの上端部とカムとの間に配置されている。この設計によって、カムの軸方向の位置を歯付ラック上で調整可能となる。これは、カムが第2のカバー部と接触する歯付ラックの位置に影響し、残りの進行ブロックが効力を生じる。
別の実施形態によると、第1のカバー部がプラスチック製であり、かつ/または、第2のカバー部がシート状金属でできている。第1のカバー部が、好ましくは射出成形により製造され、かつ/または、第2のカバー部が、エッチング、および/または打抜き、および/またはレーザー加工、および/またはワイヤカット放電(EDM)、および/またはウォータジェット切断、および/またはシート状金属の曲げ加工、または他の製造方法により製造される。
第1の受け器に第1の締結部を着脱自在に保持し、第2の受け器に第2の締結部を着脱自在に保持する手段が、欧州特許第0656229B1号、および米国特許公開公報第5,620,660A号、または欧州特許第1724120B1号および米国特許第7,731,908B2号に説明されているように好ましくは設計されるが、これらの文献によって、その内容は本願に組み込まれている。
受容本体をハウジング内で移動させる第1の手段が、引抜きレバーとして、独国特許第2926691C2号および米国特許公開公報第4,406,170A号、または上述の段落に掲げられている文献に説明されているように、好ましくは設計されるが、これらの文献によって、その内容は本願に組み込まれている。
一実施形態によると、ピペットは、欧州特許第0657216B1号および米国特許公開公報第5,620,661A号に説明されているように、注射器のシリンジ・フランジ上に高さを検知するセンサおよび凹部を有するが、これらの文献によって、その内容は本願に組み込まれている。
本願では、「歯付ラック」という用語は、実際の意味では両方の歯付ラック、すなわち、上に配置されている一連の歯を有するロッド、ならびに、ねじ付きロッド、すなわち、上に配置されている少なくとも1つのねじを有するロッドについて言及するものである。好ましくは、本発明によるピペットが、実際の意味での歯付ラックを備える。
本願では、「上部」および「下部」、「高い」および「低い」の呼称、ならびにこれらに由来する用語は、ロッド状のハウジングが垂直に位置合わせされるピペットの位置合わせに関するものであり、シリンジ用受け器は、下部に配置されている。
本発明を、例示的実施形態の含有される図面に基づいて、以下により詳細に説明する。
本発明による、中にシリンジ保持されているピペットの側面からの斜視図である。 同じピペットの縦断面図である。 同じピペットの、前半分のハウジングが除去れている場合の、正面および側面からの斜視図である。 ハウジングが除去されている場合の、中に同じピペットの構成要素が配置されている上部フレーム部の拡大斜視図である。 同じ配置の長手方向の断面図である。 同じピペットの駆動要素、爪、およびカバーを備えた、歯付ラックの別の拡大斜視図である。 カバーの斜視図である。 第2のカバー部の拡大斜視図である。 選択歯車を下から見た図である。 爪を歯に係合する前の、駆動要素を作動させた状態のピペットの縦断面図である。 同じ状態にあるピペットの拡大詳細図である。 爪が歯に最適に係合されている場合の、ピペットの縦断面図である。 同じ状態にあるピペットの拡大詳細図である。 上部フレーム部にある、駆動要素、爪およびカバーを備えた代替の歯付ラックの部分縦断面図である。
図1によると、ピペット1が、ロッド状のハウジング2を有し、中にはシリンジ3が下部に保持されている。引抜きレバー5が、ハウジング2から、直線状のスロット4を超えてハウジング2の側壁から突出している。歯付ラックおよび爪を制御する操作ノブ8が、2つのさらなるスロット6、7を超えてハウジング2の同じ側壁から突出している。その上方に、ディスプレイ9の形での表示装置が、ハウジング2の同じ側壁にはめ込まれている。選択歯車10の一部が、隣接する側壁の開口部から突出している。
図2によると、シリンジ3が、シリンダ11と、中で可動式に配置されているプランジャ12とを有する。シリンダ11は、下部に、液体の通過させるための孔14を有する円すい部13と、それより上に、プランジャ12が中で移動可能である円筒部15を有する。シリンダ11は、上部に、周縁フランジ17を備えた第1の締結部16を有する。プランジャ・ロッド18が、プランジャ12から上方へ突出し、いくつかの周縁ビードを備えた第2の締結部19を有する。
シリンジ3は、ハウジング2の底端部の第1の受け器20にフランジ17を備えて配置されている。第1の受け器20は、シリンジ3を挿入除去するための軸方向に向く第1の開口部21を、ハウジング2の下端部に有する。シリンジ3は、その頂部側で、フランジ17の頂縁部にある突起を検出する感圧性リング・センサ22を押圧する。フランジ17に示される記号は、それぞれのシリンジ3のサイズを示している。フランジ17は、この位置で、着脱可能に保持することによって、第1の把持レバー23としての第1の手段をハウジング2内に保持されている。
プランジャ12の第2の締結部19が、中空の円筒状受容本体25の第2の受け器24に配置されている。第2の受け器24は、第2の締結部19を挿入するための軸方向に向く第2の開口部26を有する。第2の締結部19のビード間を係合するかまたはこれらを圧締する、第2の把持レバー27としての第2の手段を着脱可能に保持することによって、この第2の締結部19は保持されている。
受容本体25が、ハウジング2の長手方向のスロット4の下に延びる歯29を備えた歯付ラック28に堅固に接続されている。
引抜きレバー・ホルダ30が、受容本体25および歯付ラック28の下部に固定されている。
さらに、スロット4の縁部の下側に当たっている、摺動プレート32を備えた引抜きレバー支持体31がある。引抜きレバー支持体31は、上方に突出しスロット4を貫通する柱33を有する。引抜きレバー5は、ハウジング2の外側で柱33に固定されている。
第1の受け器20に向って受容本体25が移動し終わると、プレート32は、下部止め具を含むスロット4の底縁と接触する。
ハウジング2の上半分では、計量レバー36の形状をした駆動要素が、スロット4の反対側で、ハウジング2の側壁のバルジ35にあるピボット軸受34に回動可能に取り付けられている。図3から図6によると、計量レバー36は、互いにある距離だけ離れている2つの脚部37、38を有する。この脚部37、38は、ハウジング2の反対側の側壁で2つのスロット6、7から延びる。その位置で、操作ノブ8が脚部37、38の突出端部上に固定されている。
受容本体25が第1の受け器20から上方に離れて移動し終わると、引抜きレバー支持体31は、ハウジング2に堅固に配置されている軸受本体と接触する。軸受本体内には、ピボット軸受34が計量レバー36のために形成される。これは、受容本体25の移動のための上部止め具を含む。
爪39は、計量レバー36の2つの脚部37、38間に回動可能に取り付けられている。爪39は、歯付ラック28の歯29の上に、いくつかの(たとえば3つの)爪歯40で構成されている。計量レバー36は、ばね装置によって、図2の位置まで押圧される。計量レバー36は、操作ノブ8をばね装置の効果と反対の方向に作動させることによって、下方に揺動可能である。爪39は、別のばね装置によって、歯付ラック28の歯29に押圧される。このことによって、歯付ラック28が下方に進む。
可動カバー41が、爪39と歯付ラック28との間に配置されている。カバー41は、ハウジング2の側面から突出する選択歯車10を回転させることによって、移動可能であるので、歯付ラック28の歯29がある程度覆われる。操作ノブ8を作動させている間、爪はまずカバー41に押圧され、ついで、下方に落下して歯29に入る。したがって、計量レバー36を下方へ揺動させつつ歯付ラック28が移動する範囲は、歯29に対するカバー41の位置によって決まる。
図7によると、カバー41は、プラスチック製の第1のカバー部42と、薄いシート状金属製の第2のカバー部43とからなり、第2のカバー部43は、オーバーモールドされることによって、第1のカバー部42のプラスチックに部分的に埋め込まれている。
図8によると、第2のカバー部43は、実施例では幅広の帯状の頭部44を有する。頭部44は、2つの長手方向の両側面にある下部に、対向する切欠き部45、46を有し、プラスチック製の第1のカバー部42を係止する役目をする。この下に、頭部44はテーパ部47を有する。
テーパ部47の下端部は、第1の帯状部48に接続されている。第1の帯状部48は、逆屈曲部49によって、第2の帯状部50に接続されている。頭部44、第1の帯状部48および第2の帯状部50は、共通の長手方向軸を有する。
上部では、第2の帯状部50は、長手方向側で、第2の帯状部50に対して垂直に突出する帯状接続部51に接続されている。接続部51は、偏向部52によって、板ばね53に接続されている。
第2のカバー部43は、シート状金属の薄片から単一部として製造される。シート状金属は、好ましくは弾性材料であり、特にばね鋼である。
図7によると、第1のカバー部42は、概して、U字断面の細長い中空体の形状を有する。第1のカバー部42は、2つの平行の帯状の側部54、55と、これらをつなぐ基部56を有する。側部54、55および基部56は、内側に、歯付ラック28を案内するための平坦な接触面を有する。
この側部54、55および基部56が、溝57の範囲を決める。
上部基部58は、基部56の下部基部59よりも壁厚が大きい。上部基部および下部基部58、59は、ランプ60によって、互いに接続されているので、外側側面間が平滑に移行する。
長手方向のスロット61が、基部56の中央で延びている。長手方向のスロット61は、上部基部57にわたって延び、下部基部59の下端部のすぐ前方で終端する。
上部基部58の領域では、長手方向のスロット61の上部スロット部62が、頭部44によって、側面を覆われている。
長手方向のスロット61の下部スロット部63が、下部基部59で延びており、中に配置されている第1および第2の帯状部48、50、および屈曲部49よりも幅が広く、または、それぞれスロット部63のわずか前方にある。したがって、隙間は、第1および第2の帯状部48、50、ならびに屈曲部49および下部スロット部63の両側にある。
頭部44は、縁部で、第1のカバー部42のプラスチックによって、上部基部内でオーバーモールドされている。歯付ラック28から間隔をおいて対向する側では、プラスチックの縁側の縁取りの幅は、歯付ラック28に対向する頭部44の側よりも狭く、ここでは、縁側の縁取りは、上部スロット部62を画定する。切欠き部45、46が、上部基部58で係止される。これによって、第2のカバー部43が第1のカバー部42に固定される。
頭部44の下の第2のカバー部43の部分は、オーバーモールドされておらず、したがって、第1のカバー部42に対して弾性的に延長可能である。このために、テーパ部47または第1の帯状部48のそれぞれは、ランプ60から延びる。
頭部は、頭部44に垂直に延びるウェブ64〜67によって、外側でつながれている。
ピン形状の連結要素68がウェブ65から延びており、第1のカバー部42を有する単一部として射出成形される。
第1のカバー部42は、下部スロット部63から側部54の側縁部まで延びる凹部69を外側に有する。接続部51がこの凹部69を通って側面まで延びるので、板ばね53が第1のカバー部42から短い距離で続いている。
第1のカバー部42は、下端部に係合縁部70を有する。これは、下部基部59の下端部上に形成されている。その位置で、下部基部59の最大壁厚は、5mm、および好ましくは4mm以下である。
下部基部59の外表面は、爪39のための保持表面71である。下部基部は、外側の下部に斜面72を有する。斜面72の上端部では、下部基部59の壁厚は、5mm以上である。
係合縁部70は、軸方向にスロット状に延びる短い空間73により遮断されている。
帯状の羽根74、75が、側部54、55の外側から垂直に延びる。
カバー41は、第2のカバー部43を射出金型に挿入することにより製造されるので、屈曲部49が特定の接触面に当接している。ついで、金型が閉止され、第1のカバー部42は、射出成形される。この完成したカバーは、屈曲部49、ピン68、および係合縁部70が、十分な公差で特定の位置を占めることにおいて、区別される。
図2から図7によると、歯付ラック28は、第1のカバー部42の流路57を通って延びている。爪39は、下端部の案内スロット76を通って、第2のカバー部43の板ばね53にねじ込まれる。カバー41は、長手方向の羽根74、75に沿って、ハウジング2内で可動に案内される。
選択歯車10を回転させることによって、カバー41は長手方向に移動可能である。このために、図9による選択歯車10は、中央の軸受孔77と、ら線状の案内曲線78とを有する。選択歯車10は、軸受孔77によって、ハウジング2の軸上に回転可能に取り付けられ、カバー41のピン68は案内曲線78に係合する。したがって、歯車10が回転すると、カバー41はハウジング2内でその案内に沿って移動する。
選択歯車10は、選択歯車10の回転式の位置を検出する別のセンサ79により指定される。
図5によると、カム80が、特定の位置で歯付ラック28の上端部に恒久的に成形される。
歯付ラック28が下方に移動すると、カム80は、カバー41の長手方向のスロット61を通って移動し、上部スロット部62から下部スロット部63まで延びる。最終的に、カム80は、突出屈曲部49と接触し、板ばね53と共に突出屈曲部49を前方に(図5における上方に)押圧する。それによって、板ばね53上で案内される爪39は、歯29から持ち上げられ、残りの進行ブロックが実現する。
歯付ラック28に加えて、逆の進行を制御するために、伝達要素81がピペット・ハウジングに配置されている。伝達要素81は、ストリップ状の伝達部82を有する。ストリップ状の伝達部82は、ピペットのハウジング2内で歯付ラック28に対して平行に案内され移動可能である。
ストリップ状の伝達部82は、下部伝達要素端部83を有する。下部伝達要素端部83は、伝達要素82が下方に移動する場合、歯付ラック28の側面から突出する下部止め具84の移動領域に配置されている。
2つの制御アーム85、86が、ストリップ状の伝達部82の上端部に接続されている。制御アーム85、86は、図面の紙面に対して垂直な平面において、互い平行に配置されている。
伝達要素81は、制御アーム85、86の上端部が脚部37、38の傾斜止め具の縁部の移動領域に到達するように移動可能である(図2を参照)。
伝達要素81およびそれと相互に作用する構成要素は、好ましくは、欧州特許出願第12002849.3−2113号および米国特許第13/867,800号に説明したように設計され、その内容は本願によって組み込まれている。
さらに、電子機器88を備えたプリント回路基部87が、ハウジング2の上半分に配置されている。少なくとも1つのバッテリ89(たとえばボタン電池)の形での電圧源、あるいは、充電式電池89もまた、ここに配置されている。選択歯車10およびディスプレイ9の回転位置を検出するために、リング・センサ22を備えた電子機器88が他のセンサ79に配線される。さらに、電子機器88は、バッテリ89に接続されている。
電子機器88は、リング・センサ22により出力される測定信号からそれぞれのシリンジのサイズを測定し、選択歯車10の設定からインクリメントを測定する。このことから、電子機器88は、設定された計量容量を計算し、それをディスプレイ9に表示する。
ピペット1を使用するときに、まず、ユーザにより選択されたシリンジ・サイズを有するシリンジ3を、第1の締結部16で受け器20に挿入し、第2の締結部19で受け器24に挿入することによって、ピペット1に着脱自在に接続するので、フランジ17を第1の把持レバー23によって把持し、締結部19を第2の把持レバー27によって把持する。
この状況を図2に示す。
リング・センサ22は、シリンジ3のフランジ17上の記号を検出する。リング・センサ22により提示された信号によって、電子機器88は、シリンジ3が挿入されたことを認識し、ディスプレイ9のスイッチを入れる。リング・センサ22および他のセンサ79により提示された信号によって、電子機器88は、設定された計量容量を決定し、それをディスプレイ9に表示する。ユーザは、選択歯車10を使用して計量容量の設定を変更してもよく、変更された計量容量は、ディスプレイ9に表示される。
シリンジ3の孔14を通して液体を抽出するために、引抜きレバー5を図2の位置から上方に押圧する。
引抜き移動終了後、下部止め具84は伝達要素81を引き込む。
設定された計量容量が段階的に排出可能となる前に、逆進行が生じなければならない。このことは、操作ノブ8を作動させることによって実行される。そのように行う際、脚部37、38が制御アーム85、86に接触し、伝達要素81を下方へ移動させる。伝達要素81は、下部止め具84によって歯付ラック28を引き込む。このような逆進行によって、たるみをシステムから除去する。
ついで、液体の抽出量を、ばね装置の効果に反して操作ノブ8を繰り返し下方へ押圧することによって小さなステップで排出可能である。そのように行う際、爪歯40が保持面71の下端部に到達するまで、他のばね装置がカバー41の保持面71に対して爪歯40を備えた爪39を押圧する。この状況は、図10および図11に示されている。
係合縁部70を通過した後、計量レバー36が下方へ揺動し続けるために、爪歯40を備えた爪39が歯付ラック28の歯29に落下し、歯付ラック28をいくぶんか下方へ引き込む。この状況は、図12および図13に示されている。ピン68および係合縁部70が正確に位置決めされるので、爪歯40は正確に歯29に落下する。計量レバー36が揺動する度の、下部止め具に達するまでの歯付ラック28の移動は、選択歯車10によって設定されるカバー41の位置に依存する。操作ノブ8が解除されると、ばね装置によって上方へ押圧され、別の計量ステップを実行することができる。
シリンジ3内の液体の残量が設定された測定量よりも少なくなるまで、シリンジ3を補充することなく計量分配を行うことができる。ついで、残りの進行ブロックによって、確実に爪歯40が歯29に落下することが不可能になり、ここでは、カム80が爪39を歯付ラック28から離して揺動させる板ばね53を作動させる。
カム80を歯付ラック28に正確に配置するので、完全な計量ステップが不可能となる場合には、爪39は歯付ラック28に係合することによって保持される。
シリンジ3内の残りの液体は、引抜きレバー5を移動させることによって下方に排出可能である。ついで、シリンジ3がピペット1から分離可能となる。これを実行するために、欧州特許第0656229B1号および米国特許第5,620,660A号に記載されているように、ユーザは、第2の把持レバー27の内側にある突起によって作用する第1の把持レバー23を作動させる。
好ましくは、手動で直接作動可能な把持レバー23、27の代わりに、本発明によるピペットは、シリンジを着脱自在に保持するための第1および第2の手段を有する。これらは欧州特許第2033712A1号および米国特許出願第2009/139351A1号に記載されているように設計され、その内容はこれによって本願に組み込まれている。上述の文献によるピペットでは、シリンジは、計量レバーをさらに駆動することによって排出した後で、ピペットから分離される。この目的のために、ピペットは、計量レバーによって制御され、シリンジを保持するための第1および第2の手段に作用してピペットからシリンジを分離する伝動装置を有する。このピペットの一実施形態によると、着脱自在に保持する第1および第2の手段が、ハウジング内で一体化され、外側から直接に作動することのできない把持レバーとして設計されている。
図12および図13によると、爪39が歯に最適に落下する、すなわち、各爪歯40が歯29の2つの歯間にある1つの谷部に正確に係合する。
図14は、代替として設計された歯付ラック28を備えたピペットを示す。
この歯付ラック28では、カム80が、歯付ラック28内のさらなる長手方向のスロット90から外側に突出している。カム80は、さらなる長手方向のスロット90の下に軸方向の孔91を有する。調整ねじ92が、歯付ラック28の上端部で軸方向の孔91を通り調整ねじ93にネジ止めされる。らせん状のばね94が、調整ねじ92に案内され、カム80をねじ頭に対して保持するために、一端は調整ねじ92のねじ頭に当接し、他端は歯付ラック28の上端部に当接する。
調整ねじ92を回転させることによって、カム80の位置を歯付ラック28の長手方向に変更可能である。このことによって、残りの進行ブロックを調整することができ、このことはいかなる理由であっても必要である。
1…ピペット
2…ハウジング
3…シリンジ
4…スロット
5…引抜きレバー
6…スロット
7…スロット
8…操作ノブ
9…ディスプレイ
10…選択歯車
11…シリンダ
12…プランジャ
13…円すい部
14…孔
15…円筒部
16…第1の締結部
17…フランジ
18…プランジャ・ロッド
19…第2の締結部
20…第1の受け器
21…第1の開口部
22…リング・センサ
23…第1の把持レバー
24…第2の受け器
25…受容本体
26…第2の開口部
27…第2の把持レバー
28…歯付ラック
29…歯
30…引き抜きレバー・ホルダ
31…引き抜きレバー支持体
32…摺動プレート
33…柱
34…ピボット軸受
35…バルジ
36…計量レバー
37…脚部
38…脚部
39…爪
40…爪歯
41…カバー
42…第1のカバー部
43…第2のカバー部
44…頭部
45…切欠き部
46…切欠き部
47…テーパ部
48…第1の帯状部
49…屈曲部
50…第2の帯状部
51…帯状の接続部
52…偏向部
53…板ばね
54…側部
55…側部
56…基部
57…溝
58…上部基部
59…下部基部
60…ランプ
61…長手方向のスロット
62…上部スロット部
63…下部スロット部
64…ウェブ
65…ウェブ
66…ウェブ
67…ウェブ
68…結合要素
69…凹部
70…係合縁部
71…保持面
72…斜面
73…空間
74…羽根
75…羽根
76…案内スロット
77…軸受孔
78…案内曲線
79…さらなるセンサ
80…カム
81…伝達要素
82…伝達部
83…下部伝達要素端部
84…下部止め具
85…制御アーム
86…制御アーム
87…プリント回路基板
88…電子機器
89…充電式電池
90…さらなる長手方向のスロット
91…軸方向の孔
92…調整ねじ
93…調整ねじ山
94…ねじ領域

Claims (17)

  1. シリンジを作動させるピペットであって、
    ロッド状のハウジング(2)と、
    前記ハウジング(2)の下端部に第1の開口部(21)を有し、第1の締結部(16)をシリンジ(3)のシリンダ(11)の頂縁部で挿入するための第1の受け器(20)と、
    第2の受け器(24)および前記ハウジング(2)内の下端部にある第2の開口部(26)を有し、前記シリンジ(3)のプランジャ(12)の第2の締結部(19)を挿入するための受容本体と、
    前記第1の締結部(16)を前記第1の受け器(20)内で着脱自在に保持する第1の手段(23)と、
    前記第2の締結部(19)を前記第2の受け器(24)内で着脱自在に保持する第2の手段(27)と、
    受容本体(25)を前記ハウジング(2)内で前記第1の受け器(20)から離して移動させる第1の手段(5)と、
    前記シリンジ(3)により段階的に排出される液体容量に対応するインクリメントによって、前記受容本体(25)を前記第1の受け器(20)に向かって段階的に移動させる第2の手段(28,36,39)と、
    個々の段階を実行するための、前記ハウジング(2)の外側で作動可能な駆動要素(36)と、
    前記ハウジング(2)に配置されており、前記受容本体(25)に接続されている歯(29)を有する歯付ラック(28)と、
    前記ハウジング(2)内で駆動要素(36)に回転可能に取付けられており、前記歯付ラック(28)の歯(29)と係合し、前記駆動要素(36)が下方に移動すると歯付ラックを引き込み、前記駆動要素(36)が上方へ移動すると前記歯(29)との係合が外れる爪(39)と、
    前記ハウジング(2)の外側で調整可能な、段階的なインクリメントを調整する調整要素(10)と、
    前記爪(39)の側面の前記歯付ラック(28)に移動可能に配置されているカバー(41)であって、前記爪(39)に向いており、前記歯(29)に係合することにより前記爪(39)を保持する保持面(71)と、下端部にあり、その下で前記歯(29)が前記爪(39)によって係合するのに露出している係合縁部(70)とを備えた、カバー(41)と、
    前記調整要素(10)の調整を前記カバー(41)に伝えるために前記調整要素(10)に連結されている、前記カバー(41)上の結合要素(68)と、
    を備え、
    前記カバーが、プラスチック製であり前記結合要素(68)および長手方向のスロット(61)を含む第1のカバー部(42)と、前記第1のカバー部(42)に保持されたシート状の金属からなり、前記長手方向のスロット(61)に配置されている屈曲部(49)と関連する板ばね(53)とを含む、第2のカバー部(43)と、を有し、
    前記係合縁部(70)が、前記第1のカバー部(42)上に形成されており、
    前記カバーに向いている側面にある前記歯付ラックが、前記第1の受け器(20)に向かって前記受容本体(25)が移動し終えると前記長手方向のスロット(61)の前記屈曲部(49)と接触する突出カム(80)を有し、それによって、前記板ばね(53)が偏向し、前記爪(39)が前記歯付ラック(28)の前記歯(29)にさらに係合することが前記板ばね(53)によって阻害され、
    前記第1のカバー部(42)および前記第2のカバー部(43)を互いに確実に連結する前記結合要素(68)に対して前記屈曲部(49)が特定の位置で、少なくとも前記屈曲部(49)および前記板ばね(53)を含む部分を除いて、前記第2のカバー部(43)が、前記第1のカバー部(42)のプラスチックによりオーバーモールドされる、ピペット。
  2. 前記第2のカバー部(43)の頭部(44)が、縁部上の前記歯付ラック(28)に向いている側面にある前記長手方向のスロット(61)の上部スロット部(62)に隣接して、前記第1のカバー部(42)のプラスチックによりオーバーモールドされ、前記頭部(44)は、前記長手方向のスロット(61)の下部スロット部(63)に配置される前記屈曲部(49)に下端部で接続されており、この隣では、前記第2のカバー部(43)が前記第1のカバー部(42)のプラスチックによりオーバーモールドされていないので、前記長手方向のスロット(61)の前記カム(80)が前記屈曲部(49)と接触する前に前記頭部(44)に沿ってスライド可能である、請求項1に記載のピペット。
  3. 前記第2のカバー部(43)が、前記頭部(44)の下端部に接続され、前記屈曲部(49)の下端部に接続され、かつ下部スロット部(63)に配置されている第1の帯状部(48)を有する、請求項2に記載のピペット。
  4. 前記第2のカバー部(43)が、前記下部スロット部(63)に配置されている前記屈曲部(49)の下端部に接続されており、前記カム(80)が前記屈曲部(49)を通過した後にスライド可能な第3の帯状部(50)を有する、請求項2または3に記載のピペット。
  5. 接続部(51)が、前記第1または第2の帯状部(48,50)の長手方向の側縁部に接続されており、前記第1のカバー部(42)の頂部側の凹部(69)を通り前記第1のカバー部(42)の長手方向の側縁部まで延び、前記第1のカバー部(42)の長手方向の側面に対して平行に、たわみ部(52)にわたって下方に延びる板ばね(53)に接続されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のピペット。
  6. 前記第2のカバー部(43)が、シート状金属から単一部として生産される、請求項1から5のいずれか一項に記載のピペット。
  7. 前記第2のカバー部(43)が、前記第1のカバー部(42)のウェブ(64〜67)によって覆われており、前記ウェブ(64〜67)は、前記歯付ラック(28)から離れて対向している前記第1のカバー部(42)の側面にある歯付ラック(28)まで横方向に延びる、請求項1から6のいずれか一項に記載のピペット。
  8. ウェブ(65)が前記結合要素(68)を支える、請求項7に記載のピペット。
  9. 前記第1のカバー部(42)の下端部が、前記係合縁部(70)を有する、請求項1から8のいずれか一項に記載のピペット。
  10. 前記第1のカバー部(42)が、下端部に向かって漸減する壁厚を有する、請求項9に記載のピペット。
  11. 前記係合縁部での前記第1のカバー部(42)の最大壁厚が、0.5mm、または、0.2mmから0.4mmである、請求項1から10のいずれか一項に記載のピペット。
  12. 前記歯付ラック(28)に対向している側面にある前記第1のカバー部(42)が、平坦な接触面を有し、前記接触面に前記歯付ラック(28)が載置され、前記長手方向のスロット(61)が配置されている、請求項1から11のいずれか一項に記載のピペット。
  13. 前記第1のカバー部(42)が、前記歯付ラック(28)から離れて対向している側面に、下端部に向かう斜面(72)を有する、請求項9および12に記載のピペット。
  14. 前記第1のカバー部(42)が、溝(57)の範囲を決める2つの平行で帯状の側部(54,55)と基部(56)とを備えた、細長い中空体の形状を有し、前記長手方向のスロット(61)が前記基部(56)に形成され、前記基部(56)の前記第2のカバー部(43)が前記第1のカバー部(42)からプラスチックによってオーバーモールドされる、請求項1から13のいずれか一項に記載のピペット。
  15. 前記第1のカバー部(42)が、2つの長手方向の両側面に側方に突出する羽根(74,75)を有する、請求項1から14のいずれか一項に記載のピペット。
  16. 前記歯付ラック(28)が、前記カム(80)を備えた単一部として、プラスチックから射出成形される、請求項1から15のいずれか一項に記載のピペット。
  17. 前記カム(80)が、軸方向に調整可能となるように前記歯付ラック(28)に配置されている、請求項1から15のいずれか一項に記載のピペット。
JP2016575762A 2014-07-04 2015-06-23 シリンジを作動させるピペット Active JP6595518B2 (ja)

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