JP7174446B2 - ディスペンサー - Google Patents

Description

本発明は、液体を吸引した後に設定した所定量の液体を吐出（分注）することができるディスペンサーに関するものである。

分注器と称される所定量の液体を吐出することができるディスペンサーは、容量可変式のものが市販されていたものの、その容量の設定を前もって行う必要があり、きわめて不便なものであった。

これを解決するものとして、特開平３-１５１０５２号公報において、本発明者がした、液体を吸引乃至分注する、本体先端の開口部に通じたシリンダーと、該シリンダーに嵌挿されたピストンと連絡し、本体に復運動可能かつ外部操作可能に設けられた軸杆と、該軸杆に傾斜可能に嵌合され、傾斜時に軸杆と係合し、本体との間に設けた第１のバネにより常時復帰力を受ける押下部材と、前記軸杆の側方の本体に往復運動可能に設けられ、先端部が前記押下部材を傾斜させる位置に当接し、他端部は本体基端に位置して、本体との間に設けた第２のバネにより復帰力を受ける分注軸及び分注軸のストロークを決定する分注量設定手段を備えた容量可変式連続分注器が開示されている。

上記の容量可変式連続分注器とよばれるディスペンサーは、一時に所要量の液体を吸引し、その液体を吸引した後に、任意に設定した定量ごとに複数回に分けて、分注することができるというものであり、きわめて優れたディスペンサーである。

上記ディスペンサーは、所定量の液体を吸引した後に、複数回その液体を分注することができるものであるが、その際に、複数回その液体を分注するうち、初回に分注する液体の量（排出する液体の量）が、あらかじめ設定した排出量との差異が生じることが経験的に判明している。この理由として、液体を吸引した直後において分注する際に、ディスペンサー内の気圧と、外部の気圧との差が生じるということが言われ、それが原因で、初回に分注する液体の量が正確ではないとされているようである。吸引と吐出での空気容量が１対１とはならず、排出する容量が狂う場合がある。

そこで従来は、初回に分注する量についてはその排出する量が正確ではないために、あらかじめ、使用者が第１回目の液体を排出してから、第２回目の排出分から、使用することとしている。

しかしながら、使用者が設定した所定量の液体を排出（分注）するときに、必ずその使用者が第１回目の液体を排出すると言う、いわゆる「捨て水」をしなければならず不便である。

特開平３-１５１０５２号公報

本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、使用者が捨て水をする必要のないディスペンサーを提供することである。

前記の課題を解決するために、第１観点のディスペンサーは、液体を吸引するためのシリンダー部と、液体を吸引するためにシリンダー部内に移動可能に配置したピストン部と、ピストン部を移動させるためのシャフト部と、シャフト部と摺動可能に配置されたシャフトストッパー部と、シャフト部に挿通された弾性部と、弾性部をシャフトストッパー部との間で蓄圧し、ピストン部とシャフト部と接続するためのストッパー部と、を有し、液体を吸引するために、シャフト部を上方向に引き出すと、ストッパー部も上方向に移動するとともに、弾性部が、ストッパー部と、シャフトストッパー部と、によって蓄圧され、シャフト部の引き出しを停止すると、蓄圧された弾性部が、復元することによってストッパー部が下方向に移動することで、ピストン部が、下方向に移動することによって、吸引した液体の一部を排出するというものである。

また、第２観点のディスペンサーは、液体を貯留するためのチップと、液体をチップに吸引するためのシリンダー部と、液体を吸引するために前記シリンダー部内に移動可能に配置したピストン部と、ピストン部を移動させるためにそのピストン部と接続されたシャフト部と、シャフト部と摺動可能に配置されたシャフトストッパー部と、シャフト部に挿通された弾性部と、弾性部を前記シャフトストッパー部との間で蓄圧するためのストッパー部と、を有し、液体を吸引するために、シャフト部を上方向に引き出すと、ストッパー部も上方向に移動するとともに、弾性部が、ストッパー部と、シャフトストッパー部と、によって蓄圧されるとともに、チップ内に、液体を貯留し、シャフト部の引き出しを停止すると、蓄圧された弾性部が、復元することによってストッパー部が下方向に移動することで、ピストン部が、下方向に移動することによって、貯留した液体の一部を前記チップから排出するというものである。

また、第３観点のディスペンサーは、第１観点から第２観点において、弾性部はコイルスプリングであるというものである。

また、第４観点のディスペンサーは、第１観点から第３観点において、弾性部とシャフトストッパー部との間にワッシャーを配置したというものである。

また、第５観点のディスペンサーは、第１観点から第４観点において、シャフトストッパー部は、円盤状を呈するとともにシャフト部を挿入したときに当該シャフト部を締め付けるための弾性力を有し、かつ環状を呈する弾性部材を配置した第１部材と、第１部材と嵌合する第２部材と、を有し、弾性部材は、第１部材と第２部材とによって固定され、シャフト部を挿入したときに、当該シャフト部と摺動するというものである。

本発明は以上のように構成され、かつ、作用するものであるから、使用者が捨て水をする必要のないディスペンサーを提供することができる。

本実施例のディスペンサーの側面図である。 図１のＩＩ-ＩＩ線断面図である。 Ａは、シャフトストッパーの側面図である。Ｂは、シャフトストッパーの断面図である。Ｃは、シャフトストッパーの分解斜視図である。 Ａは、液体を吸引する状態のディスペンサーの断面図である。 Ａは、液体を吸引し、弾性部が、シャフトストッパーに接触する状態のディスペンサーの断面図である。Ｂは、Ａの状態の拡大図である。 Ａは、さらに液体を吸引し、弾性部が弾性変形の限界に達する状態のディスペンサーの断面図である。Ｂは、Ａの状態の拡大図である。 Ａは、弾性部が弾性変形の限界に達する状態から、弾性部が、シャフトストッパーに接触する状態の戻った状態のディスペンサーの断面図である。Ｂは、Ａの状態の拡大図である。

以下、図示の実施形態を参照して本実施例について説明する。本実施例のディスペンサー１０は、吸引した液体をあらかじめ設定された容量ごとに分けて排出することができるものであり、排出する容量の設定を、液体を吸引した後に行うことができるものである。このように、本実施例のディスペンサー１０は、基本的に特開平３-１５１０５２号公報に記載されている分注器の構成を有している。

本実施例のディスペンサー１０は、ディスペンサー上部本体１１と、縦長管状のディスペンサー下部本体１２とを有し、ディスペンサー下部本体１２に、液体を吸引するためのシリンダー部２０と、そのシリンダー部２０内に移動可能に配置したピストン部３０と、を配置している。また、ディスペンサー上部本体１１と、ディスペンサー下部本体１２とを縦軸方向に貫通するように、シャフト部４０と、を有する。シャフト部４０は、棒状の軸であり、その後端部４０ａは、図示しない使用者が押圧するために円盤状を呈するノブ１００が接続されている。またピストン部３０の先端部３０ａは、シリンダー部２０内と水密性を保つために、パッキンが配置されている。また、シリンダー部２０の先端にチップ１３を装着している。後述するように、液体を吸引しようとすると、シリンダー部２０内に負圧が生じることで、チップ１３内に液体が貯留するというものである。このようにチップ１３を通じて、シリンダー部２０は液体を吸引することができる。

また、ストッパー部５０は、円筒状を呈し、その内部において、ピストン部３０と固定されている。また、シャフト部４０の先端部４０ｂはオネジが形成されており、ストッパー部５０において、メネジが形成され、それらが螺子止めされることで、ストッパー部５０と、シャフト部４０とが接続し、固定されている。このようにストッパー部５０を介して、ピストン部３０とシャフト部４０は、接続されている。また、ストッパー部５０は、後述する弾性部７０を、後述するシャフトストッパー部６０との間で蓄圧するためのものである。

シャフトストッパー６０は、その中心をシャフト部４０に貫通されるように配置されている。シャフトストッパー６０は、第１部材６１０と第２部材６２０と弾性部材６３０とを有する。第１部材６１０は、円盤状を呈する第１本体６１１の中心に孔である第１部材孔６１２を有する。また、第１本体６１１の上部において、第１部材孔６１２を囲むように周壁部６１３を有し、後述するコイルバネ８０の一部をその周壁部６１３の内部６１４に配置することで、そのコイルバネ８０の位置ずれを防止することができる。

また、凸部６１５は、第１本体６１１の下部において、突出し、かつ、環状を呈するように配置されている。

第２部材６２０は、円柱状を呈し、その中心に孔である第２部材孔６２２を有する。また、その上部であって、その周囲を囲むように円筒状の凹部である溝部６２３を有し、その溝部６２３に環状を呈する弾性部材６３０が配置されている。弾性部材６３０は、たとえば、弾性力を有しシリコンゴムなどの柔軟性を有するパッキンが好ましく、その中心の弾性部材孔６３１の径は、シャフト部４０の径より、小となるように構成することが好ましい。これにより、シャフト部４０を締め付けるための弾性力を有することにより、シャフト部４０を摺動可能に配置することができる。よって、シャフト部４０の移動に対して、弾性部材６３０が抵抗力を発揮することができる。これによりシャフト部４０の移動に対し抵抗力を発揮しつつ、そのシャフト部４０の動きを最終的に止めることができる。なお、第２部材６２０は、ディスペンサー上部本体１１と、縦長管状のディスペンサー下部本体１２とにおいて固定され、これによって、シャフトストッパー６０は、ディスペンサー１０に固定されている。

第２部材６２０の上部には溝部６２３の周囲を囲むように円周状を呈する溝である第２溝部６２４を有する。第２溝部６２４は、第１部材６１０における第１本体６１１の下部に配置した凸部６１５と嵌合する。これによって、弾性部材６３０は、第１部材６１０と第２部材６２０と、によって固定される。また、第１部材孔６１２と、第２部材孔６２２と弾性部材孔６３１との中心は同軸上に配置されている。これにより、第１部材孔６１２と、第２部材孔６２２と弾性部材孔６３１にシャフト部４０挿入することができる。

円盤状を呈する押し下げ部材９０は、ディスペンサー上部本体１１内に配置され、その中心に孔である押下孔部９１を有する。また、押下孔部９１を貫通するようにシャフト部４０が配置されている。なお、押し下げ部材９０は、ディスペンサー上部本体１１に位置された分注ノブ１１０を下方向Ｄに押し下げることで、傾斜し、シャフト部４０と係合することでそのシャフト部４０を所定量押し下げる。これにより、設定して量の液体を排出することは従来のものと同様である。

押し下げ部材９０とシャフトストッパー６０との間に上述のバネ８０が、配置されている。バネ８０は、コイルスプリングが好ましい。また、シャフト部４０は、バネ８０を貫通している。

また、弾性部７０は、コイルスプリングが好ましく、上述のストッパー部５０と、シャフトストッパー６０との間に配置され、また、シャフト部４０が貫通するように配置されている。よって、弾性部７０は、ストッパー部５０と、シャフトストッパー６０との間を移動自在に配置されている。また、弾性部７０は、上記のとおり、ストッパー部５０と、シャフトストッパー部６０との間で蓄圧されるというものである。なお蓄圧とは、復元力を有するように圧縮されるということである。

上記構成の本実施例のディスペンサー１０の使用方法について説明する。液体を吸引するために容器Ｃに入れられた液体Ｒに、ディスペンサー１０のチップ１３を差し込む。図示しない使用者は、ノブ１００を上方向Ｕに引き出すように操作する。これにより、シャフト部４０が上方向Ｕに移動し始め、それと接続されたピストン部３０が上方向Ｕに移動しはじめる。これにより、シリンダー部２０内が負圧になり、チップ１３内に液体Ｒが進入しようとする。（図４参照）。このようにチップ１３を通じて、シリンダー部２０は液体を吸引するためのものである。

図示しない使用者は、ノブ１００を上方向Ｕに引き出すように操作すると、シャフト部４０がさらに上方向Ｕに移動し、それと接続されたピストン部３０もさらに上方向Ｕに移動することで、シリンダー部２０内に負圧が生じ、チップ１３内に液体Ｒ１が進入する。そのとき、ストッパー部５０も上方向Ｕに移動し、ストッパー部５０に接した弾性部７０が、シャフトストッパー６０に接触する。上記のとおり、弾性部７０はシャフト部４０に挿入されているので、弾性部７０はシャフト部４０に対して移動自由であることから、ストッパー部５０に接する弾性部７０は、ストッパー部５０が上方向Ｕに移動することにより、シャフトストッパー６０に当接するのである（図５参照）。この場合において、チップ１３内に、液体Ｒ１が貯留される。

弾性部７０が、シャフトストッパー６０に接触した状態から、さらに図示しない使用者は、ノブ１００を上方向Ｕに引き上げるように操作すると、シャフト部４０がさらに上方向Ｕに移動し、それと接続されたピストン部３０もさらに上方向Ｕに移動し、シリンダー部２０内に負圧が生じ、チップ１３内にさらに、少量の液体Ｒ２が進入する。すなわち、弾性部７０が、シャフトストッパー６０に接触した状態から、さらに図示しない使用者は、ノブ１００を上方向Ｕに移動するように操作するので、弾性部７０が、圧縮方向の弾性変形の限界に達し、それ以上圧縮方向の弾性変形をしない状態を呈する（図６参照）。このように弾性部７０が、シャフトストッパー６０に接触した状態からその弾性部７０が、圧縮方向において、弾性変形する限界に達する状態までのピストン部３０の移動量が、吸引された少量の液体Ｒ２と比例するのである。この場合において、チップ１３内には、液体Ｒ１に加え、少量の液体Ｒ２が貯留される。

上記の状態から、図示しない使用者が、ノブ１００から手を離し、その引き出し停止すると、圧縮方向において限界まで弾性変形していた弾性部７０が、復元力を発揮し、再び伸長し、弾性部７０が、シャフトストッパー６０に接する状態に戻る。そのとき、弾性部７０が復元することによってストッパー部５０が下方向Ｄに移動する。これにより、ノブ１００が下方向Ｄに移動に移動するとともに、シャフト部４０も下方向Ｄに移動し、それと接続されたピストン部３０も、シリンダー部２０内において、下方向Ｄに移動することで、そのチップ１３内に貯留していた少量の液体Ｒ２が排出される（図７参照）。

すなわち、蓄圧された弾性部７０が、復元することによって、シャフト部４０も上方向Ｕとは反対方向である下方向Ｄに移動することで、そのチップ１３内に貯留していた少量の液体Ｒ２を押し出すように排出する。これにより、初回に分注する液体が、自動的に排出される。これが、初回分の、いうなれば「捨て水」に相当するものである。このように本実施例のディスペンサー１０は、図示しない使用者が意識することなく、いわば自動的に「捨て水」をすることができるものである。

この場合、容器Ｃに入れられた液体Ｒにディスペンサー１０におけるチップ１３を差し込まれた状態であるので、いわば「捨て水」をしたとしても、容器Ｃにその若干量の液体Ｒ２が戻ることになり無駄になることがない。また、図示しない使用者にとっても、その後分注ノブ１１０を下方向Ｄに押し下げることで、設定した量の液体を正確に排出し、分注することができる。これにより図示しない使用者にとっては、初回から正確に分注することができる。

１０ ディスペンサー
１１ ディスペンサー上部本体
１２ ディスペンサー下部本体
２０ シリンダー部
３０ ピストン部
４０ シャフト部
５０ ストッパー部
６０ シャフトストッパー
７０ 弾性部
６１０ 第１部材
６２０ 第２部材
６３０ 弾性部材

Claims (5)

1. 液体を吸引するためのシリンダー部と、
   液体を吸引するために前記シリンダー部内に移動可能に配置したピストン部と、
   前記ピストン部を移動させるためのシャフト部と、
   前記シャフト部と摺動可能に配置されたシャフトストッパー部と、
   前記シャフト部に挿通された弾性部と、
   前記弾性部を前記シャフトストッパー部との間で蓄圧し、前記ピストン部と前記シャフト部と接続するためのストッパー部と、を有し、
   液体を吸引するために、前記シャフト部を上方向に引き出すと、前記ストッパー部も上方向に移動するとともに、前記弾性部が、前記ストッパー部と、前記シャフトストッパー部と、によって蓄圧され、
   前記シャフト部の引き出しを停止すると、前記蓄圧された弾性部が、復元することによって前記ストッパー部が下方向に移動することで、前記ピストン部が、下方向に移動することによって、吸引した液体の一部を排出するディスペンサー。
2. 液体を貯留するためのチップと、
   液体を前記チップに吸引するためのシリンダー部と、
   液体を吸引するために前記シリンダー部内に移動可能に配置したピストン部と、
   前記ピストン部を移動させるためにそのピストン部と接続されたシャフト部と、
   前記シャフト部と摺動可能に配置されたシャフトストッパー部と、
   前記シャフト部に挿通された弾性部と、
   前記弾性部を前記シャフトストッパー部との間で蓄圧するためのストッパー部と、を有し、
   液体を吸引するために、前記シャフト部を上方向に引き出すと、前記ストッパー部も上方向に移動するとともに、前記弾性部が、前記ストッパー部と、前記シャフトストッパー部と、によって蓄圧されるとともに、前記チップ内に、液体を貯留し、
   前記シャフト部の引き出しを停止すると、前記蓄圧された弾性部が、復元することによって前記ストッパー部が下方向に移動することで、前記ピストン部が、下方向に移動することによって、貯留した液体の一部を前記チップから排出するディスペンサー。
3. 前記弾性部はコイルスプリングである請求項１又は２記載のディスペンサー。
4. 前記弾性部と前記シャフトストッパー部との間にワッシャーを配置した１から３いずれか１項記載のディスペンサー。
5. 前記シャフトストッパー部は、円盤状を呈するとともに前記シャフト部を挿入したときに当該シャフト部を締め付けるための弾性力を有し、かつ環状を呈する弾性部材を配置した第１部材と、
   前記第１部材と嵌合する第２部材と、を有し、
   前記弾性部材は、前記第１部材と前記第２部材とによって固定され、前記シャフト部を挿入したときに、当該シャフト部と摺動する請求項１から４いずれか１項記載のディスペンサー。

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