KR100712021B1 - 저장 에너지를 이용하는 팁 이젝터가 장착된 피펫장치 - Google Patents

Abstract

소정 양의 액체를 흡입하고 분배하기 위한 피펫 (51). 상기 피펫은 제 1 및 제 2 말단부에 해당하는 핸들과 샤프트를 갖는 중공 하우징(52)를 포함한다. 핸들 (52a)는 피펫 팁 (41)을 탈착 가능하게 수납하기에 적합하게 되어 있다. 이젝터 (67)은 상기 중공 하우징에 위치하며 하우징의 핸들 내에 배치되는 로드 (68) 및 하우징의 제 2 말단부에 대해 수직으로 이동 가능한 연장부 (69)를 갖는다. 상기 이젝터는 상기 피펫 팁이 하우징의 제 2 말단부에 고정적으로 장착되도록 하는 제 1 위치와 하우징의 제 2 말단부로부터 피펫 팁을 밀어내는 제 2 위치로부터 이동 가능하다. 스프링 (76)은 하우징에 의해 지지되며, 압축되어 에너지를 스프링에 저장한다. 잠금 수단 (81)은 스프링을 압축된 위치에 유지하기 위해 부가적으로 하우징에 의해 지지된다. 상기 잠금 기구는 상기 이젝터가 스프링에 의해 제 2 위치로 구동되어 상기 피펫 팁을 하우징의 제 2 말단부로부터 멀리 이동시키기 위해 해제 가능하다.

Description

저장 에너지를 이용하는 팁 이젝터가 장착된 피펫장치{Pipette device with tip ejector utilizing stored energy}

발명의 간단한 기술

본 발명은 착탈형 팁을 장착하여 사용하기 위한 피펫장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 착탈형 팁을 방출하기 위한 기구를 갖는 피펫장치에 관한 것이다.

대부분의 수동 또는 전자 피펫은 피펫의 샤프트에 고정되는 일회용 팁을 방출하기 위한 기구를 갖는다. 피펫 팁 장착과 1 파운드 미만의 방출력을 특징으로 하는, 캘리포니아 에머리빌의 레이닌 인스트루먼트사(Rainin Instrument Co., Inc., Emeryville, California)가 최근 개발한 LTS 시스템 이전에는, 피펫의 샤프트 상에서 액체 밀봉 조건에서 팁을 유지하기 위해 요구되는 정지 보존 마찰력 또는 장착력이, 보통의 피펫 사용 시 내용물을 방출하는 동안 팁에 미치는 횡력을 견뎌내기 위해, 전형적으로 4 내지 6파운드 이상이다. 피펫 팁을 방출하는 동안에는 팁을 샤프트에서 떨어지도록 하기 위해 그러한 마찰 보존력 또는 장착력은 극복되어야 한다. 요구되는 최고 피펫 팁 방출력은 전형적으로 8 내지 12파운드 범위이지만 20파운드 정도로 클 수도 있다. 일단 팁이 피펫 샤프트로부터 떨어지기 시작하기만 하면, 팁을 계속해서 움직이기 위해 요구되는 힘은 마찰 보존력의 약 50 내지 60%로 감소된다.

하나의 통상적인 팁 이젝터 기구는 상단에 엄지 작동 버튼을 갖는 스프링 편향 로드(spring biased rod)에 의한다. 로드의 하단은 일회용 팁의 상단에 인접하여 위치한 칼라(collar)에 고정된다. 예를 들어 미국특허번호 3,991,617 및 U.S.Re. 32,210을 참조하라. 사용자가 버튼을 누르면, 칼라의 하단은 팁을 밀어낸다. 사용자는 팁을 피펫의 샤프트에서 방출하기 위해서 마찰 보존력 이상의 방출력을 제공해야 한다. 대부분의 사용자들은 샤프트로부터 팁을 이동시킨 다음 초기의 방출력으로부터 적용 방출력을 줄이기에 충분한 시간을 갖고 있지 않다. 대신, 사용자들은 이젝터가 팁의 이젝터 기구의 하단 정지부에 도달할 때까지 계속해서 최고 방출력을 지속시킨다. 엄지에 충격을 유발하는 신속한 이동과 갑작스런 정지에 따른 순서상의 정지 스트레스 또는 8 내지 12 파운드의 힘을 피펫을 반복적으로 매일 오랜 기간동안 많이 사용할 때 손 또는 손목에 반복적인 움직임으로 인한 손상을 입힐 수 있다.

사용자의 엄지 또는 손가락에 대한 스트레스를 팁 방출력으로부터 감소시키기 위해 여러가지 다른 접근방법이 사용되어 왔다. 그러한 접근방법 중의 하나가 예를 들어 캠, 기어 또는 지레 기구에 의한 기계적 이점을 사용하여 팁을 방출하기 위해 요구되는 힘을 줄이는 것이다. 미국특허번호 4,779,467 및 5,435,197을 참조하라. 여기에서는 힘을 줄이기는 하지만 사용자의 엄지 또는 손가락(들)의 부가적인 동작이 더 필요하다. 사용자의 엄지 또는 손가락이 제공하는 총 힘 또는 일은 최소 통상의 푸쉬 로드 기구(push rod mechanism)에서 요구되었던 것 만큼이다. 더 욱이, 수반되는 이동 길이 및 시간 때문에 실용적 디자인이 2:1의 기계적 이점으로 제한되며, 그러므로 단지 계수 2 만큼만 힘을 줄일 수 있다. 또 다른 접근방법은 피펫 샤프트에 피펫을 유지하는 마찰 보존력을 줄이는 것이다. 하나의 그러한 해결책으로서 샤프트에 O-링을 사용하여 팁의 안쪽 표면에 부드럽고 다루기 용이한 밀봉부를 형성시킨다. 이것과 관련하여 커넥티컷 에섹스의 브랜드테크사( BrandTech Scientific Inc., Essex, Connecticut)의 트랜스퍼펫 다채널 피펫(Transperpette multichannel pipettes)을 참조하라. 불행하게도, 그러한 O-링 밀봉에 의해 제공되는 저하된 보존력은 오염 가능성의 증가뿐만 아니라 밀봉에 대한 신뢰 감소 및 보수 부담의 증가를 초래한다.

팁 방출력을 줄이기 위한 또 다른 접근은 팁에 초점을 둔다. 예를 들어, 미국특허번호 4,072,330 및 4,748,859에는 마찰 보존력을 감소시키기 위해 다루기 보다 용이한 일회용 팁을 개시하고 있다. 그러나 이러한 기구들은 측면의 팁 안정성의 감소가 문제가 된다.

또 다른 접근방법은 모터에 의해 작동되는 팁 이젝터 기구를 이용한다. 예를 들어 미국특허번호 4,399,712를 참조하라. 이러한 접근방법은 사용자의 엄지 또는 손가락(들)에 대한 스트레스를 감소시키지만, 직접적인 구동이 상기 기구에 대해 과도한 마모를 일으키거나 유발하지 않으면서 팁을 방출하기 위해 필요한 최고 힘을 생산할 정도로 충분한 강도를 가져야 한다는 단점이 문제다. 게다가, 팁을 방출시키기 위해 과잉의 이동 거리가 보통의 피펫 사이클의 종말시점에 제공되어야 한다. 그 결과, 부가적인 상부 공간 부피를 부가하여 과잉의 피스톤 이동 거리를 수 용해야 하며 피펫 몸체의 길이를 늘려야 한다. 또 다른 전동 이젝터 기구가 미국특허번호 4,616,514에 기술되어 있으며 향상된 밀봉 및 용이한 팁 방출을 위해 팁의 단부에 부드러운 밀봉부를 갖는 전매특허 팁 디자인을 사용한다.

상기에서 알 수 있는 바와 같이, 팁 방출로 인해 피펫 사용자의 손 및/또는 손목에 미치는 스트레스를 최소화하기 위한 현재의 많은 해결책이 단점들을 수반하고 있다. 이러한 단점을 극복한 새로운 피펫을 개발하는 것은 바람직할 것이다.

발명의 요약

개략적으로, 본 발명은 소정 양의 액체를 반복적으로 흡입하고 분배하기 위한 피펫을 제공한다. 본 피펫은 제 1 및 제 2의 말단부에 해당하는 핸들과 샤프트를 갖는 중공 하우징(hollow housing)를 포함한다. 제 2 말단부인 샤프트는 피펫 팁을 탈착 가능하게 수용하기에 적합하게 되어 있다. 이젝터는 상기 중공 하우징에 의해 지지되며 하우징(housing)의 제 1 말단부인 핸들 내에 위치하는 제 1 말단부인 로드를 가지며 하우징의 샤프트에 대략 수직으로 이동할 수 있는 제 2 말단부인 연장부를 갖는다. 상기 이젝터는 상기 피펫 팁이 하우징의 샤프트(제 2 말단부)에 안정하게 장착되는 것을 허용하는 제 1 위치와, 상기 피펫 팁이 하우징의 샤프트(제 2 말단부)로부터 분리되는 것을 허용하는 제 2 위치로부터 이동할 수 있다. 스프링 및 스프링에 에너지를 저장하기 위해 스프링을 압축하기 위한 수단은 하우징에 의해 지지된다. 잠금 수단이 부가적으로 하우징에 위치하여 스프링을 압축된 위치로 유지한다. 잠금 수단을 방출하기 위해 방출수단을 제공하여 상기 이젝터가 스프링에 의해 제 2 위치로 구동되어 하우징의 샤프트(제 2 말단부)에서 피펫 팁을 멀리 이동시킨다.

발명의 상세한 설명

첨부한 도면에 나타낸 본 발명의 바람직한 구체예를 참조할 것이다. 본 발명의 각 구체예의 설명에는 그것의 작동에 대한 설명이 따른다.

도 1-7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 저장 에너지를 사용하는 팁 이젝터를 장착한 피펫의 한 구체예에 있어서, 핸들 (52a) 및 샤프트 (52b)를 갖는 하우징 (52)로 형성된 피펫 (51)을 제공한다. 피펫 (51)은 캘리포니아 에미리빌의 레이닌 인스트루먼트사(Rainin Instrument Co., Inc. Emeryville, California)에 의해 제조된 유형의 종래의 팁 (41)을 사용하기 위한 것이다. 이젝터 어셈블리 (66)은 하우징 (52) 하단부로부터 팁(41)을 밀어내기 위해 하우징 (52)에 의해 지지된다. 상기 이젝터 어셈블리는 사용자가 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단부 상에 팁 (41)을 장착할 때 이젝터 (67)의 힘 하에서 에너지를 저장하도록 압축되는 방출 스프링 (76)을 포함한다. 상기 이젝터 어셈블리는 방출 스프링을 압축 상태로 유지하기 위한 잠금 수단을 포함하며, 방출 스프링 (76)에 의해 구동되어 피펫의 하단부로부터 팁 (41)을 밀어내는 이젝터 (67)을 해제시키기 위해 사용자에 의해 작동화 되는 해제 수단을 더욱 포함한다.

보다 상세하게는, 팁 (41)은 일반적으로 원뿔형이고 플라스틱과 같은 적절한 물질로 제조되며 바람직하게는 투명한 플라스틱으로부터 제조된다. 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 팁 (41)의 단면이 도시되어 있는데, 일반적으로 원추형 보어(bore) (42)는 팁의 상단부 (41a)에 제공된 개구부 (43)에서 시작한다. 보어 (42)는 팁의 상단 개구부 (43)으로부터 하단부 (41b)에 형성된 하단 개구부 (44)까지 연장되면서 직경이 줄어든다.

피펫 (51)은 소정 양의 액체를 반복적으로 흡입하고 분배하기 위해 수동으로 사용하기 위한 것이며, 사용자가 손으로 쥐기 적합하게 되어 있는 제 1 단부 즉, 핸들 (52a) 및 피펫 팁 (41)을 착탈 가능하게 수용하기 적합하게 되어있는 제 2 단부, 즉 샤프트 (52b)를 갖는 중공체 즉, 하우징 (52)를 포함한다(도 1-7 참조). 핸들부 즉, 핸들 (52a)는 실질적으로 원통형이며 사람의 손으로 잡을 수 있는 크기이다. 보다 상세하게는, 핸들 (52a)는 사용자가 손으로 핸들 주위를 충분히 감쌀 수 있는 크기이다. 사용자의 손에서 피펫이 용이하게 유지되도록 하기 위해 아아크형 연장부, 즉 손가락 고리 (53)은 핸들 (52a) 상부의 한 쪽으로부터 연장되어 있다. 샤프트부 즉, 샤프트 (52b)는 실질적으로 원통형이며 핸들 (52)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 실질적으로 원통형인, 샤프트 (52b)의 단부 즉, 하단부 (54)는 피펫 팁 (41)의 상단부 (41a) 내에 맞는 크기인데, 피펫 상단부가 샤프트 하단부 상에 압착결합 된다. 핸들 (52a) 및 샤프트 (52b)는 피펫 (51)의 종축 또는 수직축으로 정렬되어 있다. 샤프트 (52b)는 환상 너트 (56)과 같은 적절한 수단으로 핸들 (52a)에 고정된다. 핸들 (52a), 샤프트 (52b) 및 너트 (56)은 각각 플라스틱과 같은 적절한 물질이라면 어느 것으로도 제조된다.

보어(미도시)는 샤프트 (52b)를 통해 연장되며, 샤프트 (52b)의 하단부 (54)에 고정될 때 피펫 팁 (41)로부터 액체를 흡입하고 분배하기 위한 흡입력 및 압력을 제공하기 위하여 하단부 (54)에 있는 개구부(미도시)와 통한다. 수동 피펫 (51)은 피펫 팁 (41)로부터 액체를 흡입하고 분배하기 위하여 핸들 (52a)로부터 가동 가능한 수단을 갖는다. 그러한 수단은 핸들 (52a) 내에 미끄러질 수 있도록 위치하며 손잡이의 상부에서 접근 가능한 플런저 (57)을 포함한다. 노브(knob) (58)은 피펫 (51)의 흡입 및 분배수단의 수동적인 작동을 촉진하기 위해 플런저 (57)의 상단부에 고정된다.

손가락으로 작동 가능한 이젝터 어셈블리 (66)은 피펫 팁 (41)을 하단부 (54)에서 밀어내기 위해 하우징 (52)에 위치하고, 하우징 핸들 (52a) 내에서 미끄럼 가능하게 위치하는 제 1 말단부 즉, 로드 (68) 및 하우징 (52)의 샤프트 (52b)의 외부를 따라 연장된 제 2 말단부 즉, 연장부 (69)를 갖는 이젝터 기구, 즉 이젝터 (67)을 포함한다. 길다란 로드 (68)은 원통형이며 제 1, 즉 상단부 (68a) 및 제 2, 즉 하단부 (68b)를 가지며 금속 또는 그 외의 모든 적절한 물질로부터 제조된다. 방출 로드 (68)은 피펫 (51)의 수직축과 평행인 축을 따라 연장된다. 연장부 (69)는 금속과 같은 어떠한 적절한 물질로부터라도 제조되며 제 1, 즉 상단부 (69a) 및 제 2, 즉 하단부(69b)를 갖는다. 연장부 (69)의 상단부는 실질적으로 튜브 형태이며 적절히 압착결합 되거나 그렇지 않으면 로드 (68)의 하단부 (68b) 주위에 적절히 고정된다. 연장부 (69)의 하단부(69b), 즉 칼라(collar)도 또한 실질적으로 튜브 형태이며 거기에서의 수직 이동을 위해 샤프트 (52b)의 하단부 (54) 주위에 위치한다.

이젝터 (67)은 피펫 팁 (41)이 도 2에 나타낸 샤프트 하단부 (54)에 고정적으로 장착되도록 하는 제 1 위치, 즉 상부 위치와 도 1 및 7에 나타낸 바와 같이 샤프트 (52b)에서 피펫 팁을 밀어내는 제 2 위치, 즉 하부 위치 사이에서 피펫 (51)의 종축에 평행한 방향으로 이동 가능하다. 이와 관련하여, 이젝터 로드 (68)의 최소 한 부분은 손가락 고리 (53)과 대향하는 핸들 (52a)의 한쪽 면에 제공된 원통형의 수직으로 연장된 보어 (71) 내에 미끄러질 수 있도록 배치된다. 로드 (68)은 로드 (68)을 수직으로 수납하고 안내하기 위해 보어 (71) 안쪽으로 각각 연장된 상부 로드 유지기 즉 부슁(bushing) (72) 및 하부 플랜지 (73)에 의해 보어 (71) 및 핸들 (52) 내에 위치한다. 상부 위치로의 이젝터 (67)의 이동은 하부 플랜지 (73)과 연장 상단부 (69a)의 결합에 의해 제한된다(도 2 참조). 압축 가능한 스프링 수단 또는 나선형 스프링 (76) 형태의 스프링은 하우징 (52)의 핸들 (52a) 내에 위치하며 바람직하게는 로드 (68)의 최소 한 부위 주위에 동심원상으로 배치된다. 스프링 (76)은 8 내지 80lbs/in의 범위의 스프링 상수를 가지며 바람직하게는 12 내지 50lbs/in의 범위의 스프링 상수를 가진다.

피펫 (51)은 스프링에 에너지를 저장하기 위해 방출 스프링 (76)을 압축하기 위한 플랜지 멤버 즉, 칼라 (77)을 포함하는 수단을 갖는다. 로드 (68)에 칼라 (77)을 고정하기 위한 수단이 제공되며, 이와 관련하여 칼라 (77)은 로드 (68)과 일체로 형성될 수 있다. 방출 스프링 (76)은 로드 유지기 즉, 부슁 (72) 및 칼라 (77) 사이에 배치되며 보다 상세하게는 부슁 (72)에 기대어 배치된 제 1, 즉 상단부 (76a) 및 칼라 (77)에 대항하여 배치된 제 2, 즉 하단부 (76b)를 갖는다. 부슁 (72) 및 칼라 (77) 각각은 방출 스프링 (76)의 각각의 단부를 수용하기 위한 환상 그루브(groove)를 갖는다. 스프링 (76)은 도 7에 나타낸 바와 같이 이젝터 (67)이 하부 위치에 있을 때 다소 압축된 상태이다. 이러한 초기의 압축으로 인해 스프링이 덜걱거리는 것이 억제된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이젝터 (67)이 상부 위치로 이동하면 방출 스프링 (76)이 압축된다. 부슁 (72)는 피펫 (51)의 어셈블리동안 스프링 (76) 및 칼라 (77)을 보어 (71) 내에 위치시킬 수 있도록 하우징 (52)로부터 제거될 수 있지만, 방출 스프링 (76)의 압축동안 제거되지 않도록 하기 위해 핸들 (52a)에 단단히 고정될 수 있다.

이젝터 어셈블리 (66)은 압축 위치에서 방출 스프링 (76)을 유지하기 위하여 하우징 (52)에 의해 지지되는 잠금 수단을 포함한다(도 1-3 참조). 플레이트 멤버 즉, 마찰 브레이크 멤버 (81)이 상기 잠금수단 내에 포함되고 제 1 및 제 2 단부 (81a) 및 (81b)를 갖는다. 브레이크 멤버 즉, 마찰 브레이크 멤버(81)은 제 1, 즉 상부 평면 (82) 및 상부 평면 (82)에 평행으로 연장된 제 2, 즉 하부 평면 (83)을 갖고, 상부 평면 (82)와 하부 평면 (83) 사이에 수직으로 연장된 내부 원통형 표면 (86)에 의해 형성된 환상 보어 (84)를 갖는다. 피펫 하우징 (52)는 내부 레지(ledge) (87)을 가지며 내부레지 (87) 위에 브레이크의 제 1, 즉 종말 부위 (81a)가 위치한다. 마찰 브레이크 멤버(81)은, 로드 (68)이 브레이크 (81)에 대해 위쪽과 아래쪽으로 자유롭게 이동하도록 하는 도 5-7에 나타낸 제 1 즉, 비잠금 위치와 브레이크 (81)이 방출 스프링 (76)의 강도에 관계없이 하우징 (52) 내에서 아래쪽으로 이동하는 것을 억제하는 도 1 및 2에 나타낸 제 2, 즉 잠금 위치 사이에서 레지 (87)에 대하여 회전 가능하다. 마찰 브레이크 멤버(81)이 잠금 위치에 있을 경우, 내부표면 (86)의 직경방향 대향부 (86a) 및 (86b)는 브레이크에 대해 로드의 하부로의 움직임을 제한하기 위하여 로드 (68)의 바깥 표면과 마찰력에 의해 결합한다(도 2 및 3 참조).

이젝터 어셈블리 (66)은 로드 (68)에 대해 브레이크 (81)을 해제하기 위한 해제 수단을 더 포함한다. 바람직하게는, 손가락으로 작동 가능한 수단의 형태인 상기 해제수단은 레지 (87)에 대해 잠금 위치와 비잠금 위치 사이에서 브레이크 (81)을 회전시키기 위해 해제수단, 즉 해제 어셈블리 (91)을 포함한다(도 1, 2 및 4 참조). 플레이트 부위 (94)로부터 평행하게 이격된 위치로 연장된 제 1 및 제 2 암(arm) (93)을 갖는 U-자형 멤버 (92)는 해제 어셈블리 (91) 내에 포함된다. 암 (93)은 로드 (68)의 대향면을 따라 연장되며, 로드 (68)이 U-자형 멤버 (92)의 암 (93) 사이를 자유롭게 위 아래로 이동 가능하도록 하기 위해 로드와 이격되어 있다. U-자형 멤버 (92)는 로드 (68)에 수직으로 배치된 회전축을 따라 연장된 제 1 및 제 2 핀 (96)에 의해 핸들 (52) 내에 피봇 가능하게 위치하고 있다. 각각의 회전핀 (96)은 암 (93)의 하나에 적절한 수단에 의해 회전 가능하게 고정된 제 1, 즉 내부 말단부 및 제 1 및 제 2 L-자형 브래킷(bracket) (97) 또는 다른 적절한 수단 중 하나에 의해 하우징 (52)에 고정된 제 2, 즉 외부 단부를 갖는다(도 4 참조). 각각의 브래킷 (97)은 핸들 (52a)의 내부에 결합된 제 1 단부 및 각각의 암 (93)을 따라 연장된 제 2 단부를 갖는다. 회전핀 (96)은 U-자형 멤버 (92)가 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 로드에 대해 수직으로 연장된 제 1, 즉 홈(home) 위치와, U-자형 멤버가 도 5-7에 나타낸 바와 같이 로드 (68)에 대해 비스듬한 각도로 배치되는 제 2, 즉 작동위치 사이에서 U-자형 멤버 (92)가 되도록 한다. 제 2 스프링 (98)의 형태로 된 수단은 U-자형 멤버 (92)를 홈 위치로 놓기 위하여 방출 어셈블리 (91) 내에 포함된다. 제 2, 즉 복귀 스프링 (98)은 플레이트부 (94)의 하부면에 기대어 위치한 제 1, 즉 상부 단부 및 하우징 (52)에 구비된 환상 리세스(recess)에 위치한 제 2, 즉 하부 단부를 갖는다. 복귀 스프링 (98)은 U-자형 멤버 (92)가 홈 위치에 있을 때 부분적으로 압축되도록 미리 장전된다. U-자형 멤버의 작동 위치로의 이동은 스프링 (98)을 축 방향으로 압착 되도록 한다.

금속 또는 그 이외의 다른 적절한 물질로 제조된 Y-자형 연결 멤버, 즉 링크(link) (101)은 U-자형 멤버 (92)를 브레이크 (81)에 고정하는 역할을 한다(도 1-4 참조). 링크 (101)은 제 1, 즉 상단부 (101a)를 가지며, 상단부 (101a)는 링크 상단부 (101a) 및 각각의 암 (93)를 통해 연장되는 피봇 핀 (102)에 의해 암 (93)에 회전 가능하게 고정된다(도 1 및 4 참조). 링크 (101)은 상단부 (101a)로부터 연장되어 서로 이격된 제 1 및 제 2의 하부 암 (101b)의 형태로 하단부를 갖는다. 하부 암 (101b)는 브레이크 (81)의 제 2 단부 (81b)의 각각의 면을 따라 연장되고 링크 (101) 및 브레이크 (81)에 통상의 방법으로 고정된 하나 이상의 회전핀 (103)에 의해 브레이크에 회전 가능하게 고정되어 있다(도 1 및 3 참조). 견고한 링크 (101)은 U-자형 멤버 (92)가 제 2, 즉 가동 부위로 이동할 때, 브레이크 (81)이 제 2, 즉 해제 위치에 이동하도록 한다(도 5). 역으로, 스프링 (98)의 복원력 하에서 U-자형 멤버 (92)의 제 1, 즉 홈 위치로의 복귀는 브레이크 (81)이 제 1, 즉 이젝터 로드 (68)에 대해 잠금 위치로 이동하게끔 한다(도 1 및 2 참조). 브레이크 (81) 및 U-자형 멤버 (92) 각각은 금속과 같은 적절한 물질이라면 어느 것으로부터도 제조된다.

이젝터 어셈블리 (66)의 손가락으로 작동 가능한 수단은 하우징 핸들(52a)에 미끄럼 가능하게 위치할 수 있는 플라스틱 또는 어떠한 다른 적절한 물질로부터 제조된 손가락으로 작동 가능한 버튼 (106)을 갖는다(도 1 및 2 참조). 버튼 (106)은 사용자가 엄지로 누름으로써 버튼을 작동시킬 수 있는 경사진 상부 표면 (107)을 가지며, 하우징 (52)의 상부 표면에 있는 개구부 (108)을 통해 연장된다. 버튼 (106)은 도 1 및 2에 나타낸 바와 같이 풀린, 즉 홈 위치로부터, 도 5에 나타낸 바와 같이 브레이크 (81)을 해제시키는 제 1 작동 위치와, 즉 팁 방출 위치와, 도 7에 나타낸 바와 같이 로드 (68)을 수동으로 밀어내는 제 2 가동 부위, 즉 팁 방출 위치로 이동 가능하다. 버튼 (106) 상의 환상 표면 (109)는 하우징 (52)에 대해 버튼 (106)의 상부로의 이동을 제한하기 위해 하우징 (52)와 결합한다.

버튼 (106)은 U-자형 멤버, 즉 캠 피동차 (92)를 그것의 홈 위치로부터 작동화 위치까지 이동시키기 위해 로드 (68)의 상단부 (68a)의 한쪽 면을 따라 하우징 (56)으로 하부방향으로 연장된 의존 부위, 즉 캠(cam) 멤버 (112)를 포함한다. 도 4의 단면도에 나타낸 스트립 모양의 캠 멤버, 즉 캠 (112)는 캠 피동차 (92)의 제 1 과 제 2 암 (93) 사이에 배치된 롤러 (113)과 결합한다. 롤러 (113)은 통상의 방법으로 각각의 암 (93)에 고정된 대향 단부를 갖는 핀 (114)에 의해 암 (93)에 회전 가능하게 연결된다. 버튼 (106)을 도 1 및 도 2에 나타낸 홈, 즉 풀린 위치로 두기 위해, 복귀 스프링 (116) 형태의 수단이 구비된다. 상기 복귀 스프링 (116)은 버튼 (106)의 하부면에 제공되는 환상 리세스 (117) 내에 위치한 제 1, 즉 상부 단부를 가지며, 로드 (68)의 상단부 (68a)의 상부에 제공되는 리세스에 위치한 제 2, 즉 하부 단부를 갖는다. 버튼 (106)이 그것의 제 1 작동 위치로 움직이는 동안, 캠 (112)는 도 2에 나타낸 바와 같이 롤러 (113)과 결합되어, 롤러 (113)이 하부로 그리고 로드 (68)을 향해 이동하도록 한다. 캠 피동차 (92)의 플레이트부 (94)는 복귀 스프링 (98)의 힘에 대항하여 롤러 (113)과 함께 하부로 또는 시계반대방향으로 회전하여 암 (93)에 고정된 링크 (101)이 상부로 이동하도록 유발하고 브레이크 (81)을 도 5에 도시된 바와 같이 시계반대방향으로 그것의 해제된 위치로 회전시킨다. 일단 롤러 (113)이 로드 (68)을 따라 캠 (112)가 롤러의 외부 원통형 표면에 접해 있는 지점으로 피봇 결합되면, 버튼 (106)을 더 누르면 캠 (112)가 롤러 (113)에 회전 가능하게 결합되고 평면부 (94)가 아래쪽으로 더 피봇 회전하지 않는다. 환상 리세스 (117)은 버튼 (106)의 중앙으로부터 매달려있는 포스트(post) (118)을 한정하여 버튼 (107) 내에 있는 스프링 (116)의 상단 부위의 유지를 용이하게 한다.

작동 및 사용 시, 피펫 팁 (41)을 통상의 방법으로 하우징 (52)의 하단부 (54)에 장착한다. 예를 들어, 사용자는 핸들 (52a)를 잡고 하단부 (54)를 피펫 팁 (41)의 상부 개구부 (43)으로 향하게 한다. 팁 (41)을 대개 다수의 피펫 팁을 수직으로 지지하는 팁 랙에 위치시킨다. 사용자는 팔 및 어깨 근육으로 핸들 (52a)를 아래로 눌러 팁 (41)과 피펫 (51)간의 적절한 압입끼워맞춤(press fit)이 피펫에 팁을 유지하도록 제공될 때까지 하단부 (54)를 팁의 상단 (41a)에 힘을 가한다. 이러한 장착단계 동안, 팁의 상단 (41a)는 연장 칼라에 해당하는 하단부 (69b)와 결합하여 이젝터 (67)을 도 1에 나타낸 제 1, 즉 이젝터 (67)의 하부 위치로부터 제 2, 즉 도 2에 나타낸 제 2, 즉 이젝터의 상부 위치로 하우징 (52)에 대해 위쪽으로 이동시킨다. 이와 같이 이젝터 (67)이 하우징 핸들 (52a)로 물러남에 따라 방출 스프링 (76)을 압축시킴으로써 피펫 (51)에 피펫 팁 (41)을 장착하기 위해 사용된 힘의 일부를 포텐셜 에너지로서 저장한다. 상기한 바와 같이, 방출 스프링 (76)은 브레이크 (81)을 포함하는 잠금 수단에 의해 압축 상태로 유지된다.

사용자가 피펫 (51) 및 팁 (41)을 종래의 방법으로 액체를 흡입하고 분배하는데 사용한 후에, 사용자가 버튼 (106)을 엄지로 아래로 누름으로써 팁 (41)을 하단부 (54)로부터 제거할 수 있다. 상기한 바와 같이 팁 방출 과정의 첫 단계에서, 하우징 (52)에 대해 버튼 (106)의 하부방향으로의 움직임은 캠 (112)를 캠 피동차 (92)와 결합하여 브레이크 (81)을 해제하고 방출 스프링 (76)의 힘을 받아 하우징 핸들 (52a) 하부방향으로 이젝터 (67)이 해제되도록 한다. 도 5는 버튼 (106)의 제 1 가동화, 즉 부분적으로 감압된 위치에 있는 버튼 (106)을 나타내는데, 이 위치에서 캠 피동차 (92)의 플레이트부 (94)가 감압되어 브레이크 (81)을 상부방향으로 또는 시계반대방향으로 회전시키고 이젝터 (67)을 해제한다. 팁 방출 과정의 제 2 단계에서는, 방출 스프링 (76)의 힘을 받아 도 5에 나타낸 완전히 수축된 위치로부터 도 6에 나타낸 연장된, 즉 하부 위치로 이젝터 (67)을 하우징의 핸들 (52a)의 아래쪽으로 가게 한다. 그러한 이젝터 (67)의 하부방향으로의 움직임은 로드 하단부 (68b)가 피펫 팁 (41)을 샤프트 하단부 (54)에서 아래쪽으로 이동하도록 한다. 팁 방출 과정에서, 복귀 스프링 (116)은 버튼 (106)이 핸들 (52a)에 대해 위쪽으로 계속 움직이도록 한다.

일반적으로, 방출 스프링 (76)으로부터 저장된 에너지 및 힘은 피펫 팁 (41)을 샤프트 (52b)에서 밀어내는데 충분하다. 피펫 팁 (41)이 방출 스프링 (76)의 힘에 의해 샤프트 하단부 (54)로부터 충분히 밀려나오지 않는다면, 사용자는 버튼의 중앙 포스트 (118)이 로드 (68)의 상단부 (68a)와 결합되어 수동으로 도 5 또는 도 6에 도시된 위치로부터 칼라 (77)이 하우징 하부 플랜지(73)과 결합될 때까지 로드를 더욱 아래로 움직이도록 버튼 (106)을 더욱 누룰 수 있다. 상기한 바와 같이, 버튼 (106)을 더욱 누르는 동안 캠 (112)는 회전 가능하게 롤러(roller) (113)과 결합된다. 칼라 (77)은 하우징 (52) 내에서 이젝터 (67)의 아래쪽으로의 이동을 제한한다. 칼라 (77)이 플랜지 (73)과 결합된, 이젝터 (67)은 하우징 (52)에 대해 가장 하부 위치에 있다. 피펫 팁 (41)의 방출 후에, 사용자는 버튼 (106)을 해제하고 이로 인해 복귀 스프링 (116)은 도 1에 나타낸 충분히 연장된, 즉 홈 위치까지 버튼이 개구부 (108)을 통해 상부로 이동하도록 한다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이젝터 어셈블리 (66)은 피펫으로부터 이후에 피펫 팁을 방출하는데 사용하기 위해 피펫 팁 (41)을 피펫 (51)에 장착하는데 사용된 에너지의 일부가 방출 스프링 (76) 내에 저장되도록 한다. 전형적으로 사용자의 팔 및 어깨 근육에 의해 제공되는 그러한 저장된 에너지는 팁 방출 과정동안 버튼 (106)에 사용자가 가하는 힘의 양을 감소시켜 사용자의 엄지, 손목 및/또는 손가락에 대해 반복적인 스트레스로 인한 부상의 위험을 감소시킨다.

본 발명의 다른 구체예가 제공될 수 있음을 인지해야 한다. 예를 들어, 팁 (41)을 사용하기 위해 저장된 에너지를 사용하는 팁 이젝터를 갖는 피펫 기구 또는 피펫 (126)의 또 다른 구체예를 도 8-12에 나타내었다. 그 피펫 (126)은 실질적으로 피펫 (51)과 유사하며 피펫 (126) 및 (51)의 동일한 구성성분을 기술하는데 동일한 참조번호를 사용하였다. 피펫 (126)은 하우징 (52)와 실질적으로 유사한 하우징 (127)을 가지며, 제 1 말단부, 즉 핸들부 (127a) 및 제 2 말단부, 즉 샤프트 (52b)를 구비한다. 이젝터 어셈블리 (131)은 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단에서 밀어내기 위해 하우징 (127)에 의해 지지되며 사용자가 방출 버튼 (137)을 누를 때 사용자에 의해 압축되는 방출 스프링 (151)을 포함한다. 이젝터 어셈블리는 방출 스프링에 의해 더욱 가속화되는 이젝터 (132)를 해제하여 팁 (41)에 충격을 가하고 그리하여 샤프트 (52b)의 하단에서 팁 (41)을 밀어내기 위한 초기 충격력을 제공하는, 사용자에 의해 작동될 수 있는 해제 수단을 포함한다.

이젝터 어셈블리 (131)은 이젝터 어셈블리 (66)과 유사점을 가지고 있다. 이젝터 기구, 즉 이젝터 (132)는 이젝터 어셈블리 (131) 내에 포함되어 있으며, 제 1 말단부, 즉 로드 (133) 및 제 2 말단부, 즉 연장부 (134)를 가지고 있다. 방출 로드 (133)은 실질적으로 원통형이며 제 1, 즉 상단부 (133a) 및 제 2, 즉 하단부 (133b)를 가지고 있다. 연장부 (134)는 실질적으로 연장부 (69)와 동일하며 제 1, 즉 상단부 (134a) 및 제 2 말단부, 즉 하단부 (134b)를 갖는다. 연장부의 상단부 (134a)는 로드 (133)의 하단부 (133b) 주위에 동심원으로 장착되어 있다. 연장부의 하단부, 즉 칼라 (134b)는 샤프트 원위 종말 부위 (54) 상에서의 수직 이동을 위해 그 주위에 배치되어 있다. 로드 (133) 및 연장부 (134)는 각각 금속과 같은 적절한 물질로부터 제조된다.

로드 (133)은 피펫 (126)의 종축, 즉 중앙선에 평행한 방향으로의 이동을 위해 하우징 (127) 내에 미끄럼 가능하게 배치되어 있다. 이젝터 (132)는 도 8에 나타낸 바와 같이 팁 (41)이 샤프트 하단부 (54)에 고정적으로 장착되도록 하는 제 1, 즉 상부 위치와 도 12에 나타낸 바와 같이 피펫 팁을 샤프트 하단에서 밀어내도록 하는 제 2, 즉 하부 위치 사이에서 하우징 (127)에 대해 종축으로 이동할 수 있다. 하우징 (127)은 로드 (133)이 하우징 (127) 내에서 위아래로 이동하는 동안 로드 (133)과 결합하여 로드 (133)을 안내하는 플랜지 (136)을 갖는다. 이젝터 (132)의 위쪽으로의 이동은 연장된 상단부 (134)와 플랜지 (136)의 아랫면과의 결합에 의해 제한된다.

버튼 (137)은 이젝터 어셈블리 (131)의 손가락 작동 수단 내에 포함된다. 버튼 (137)은 도 8에 나타낸 제 1, 즉 연장된 위치와 도 11 및 12에 나타낸 제 2, 즉 눌려진 상태 사이에서 이젝터 로드 (133)의 방향으로 이동하기 위해 하우징 (127)에 미끄럼 가능하게 위치한다. 버튼은 플라스틱 또는 그 이외의 다른 어떤 적절한 물질로도 제조되며 피펫 (126)의 사용자의 엄지에 의한 작동을 용이하게 하기 위해 상부에 경사진 표면 (138)을 갖는다. 버튼 (137)은 하우징 (127)의 상부 표면에서 개구부 (139)를 통해 위쪽으로 연장된다. 하우징 (127)이 버튼의 하우징으로의 하부방향 이동을 제한하도록 하기 위해 립(lip) (141)이 버튼 (137)에 제공된다. 버튼 (137)은 이젝터 로드 (133)의 꼭대기에 위치하고 로드 (133)의 상단부 (133a)를 수납하기 위해 중앙에 위치한 종축으로 연장된 보어 (142)를 갖는다. 보어 (142)는 버튼의 하단부에 있는 개구부 (143)과 소통되며 개구부 (143)의 주위에 경사면 (146)을 갖는다.

압축 가능한 스프링 수단, 즉 스프링 (151)은 피펫 (126)으로부터 피펫 팁 (41)의 제거를 용이하게 하기 위한 에너지를 저장하기 위해 하우징 (127) 내에 위치한다. 방출 스프링 (151)은 즉 버튼 (137)에 기대어 배치된 제 1, 즉 상부 단부 (151a) 및 이젝터 로드 (133)에 기대어 배치된 제 2, 즉 하부 단부 (151b)를 가지며, 약 0.15 내지 20lbs/in 범위, 바람직하게는 0.6 내지 3lbs/in 범위의 스프링 상수를 가질 수 있다. 플랜지 멤버, 즉 플랜지 (152)가 이젝터 어셈블리 (131) 내에 포함되어 있으며, 이젝터 (132)와 일체형으로 플랜지 (152)를 고정하기 위한 수단이 제공된다. 보다 상세하게는, 플랜지 (152)는 로드 (133)과 일체형으로 형성되며 로드 (133)의 한쪽 면으로부터 로드의 종축에 수직인 방향으로 방사상으로 바깥쪽으로 연장되어 있다. 제 2 플랜지 멤버, 즉 상부 플랜지 (153)은 이젝터 어셈블리 (131) 내에 포함되어 있으며 원통형 버튼 (137)의 한쪽 면으로부터 상기 버튼의 종축에 수직인 방향으로 방사상으로 바깥쪽으로 연장되어 있다. 스프링 상부 단부 (151a)는 상부 플랜지 (153)의 아랫면에 위치하는 환상 리세스 내에 위치하고 있고, 스프링 하부 단부 (151b)는 로드 플랜지 (152)의 꼭대기 표면에 제공되는 유사한 환상 리세스 내에 위치한다.

버튼 (137) 및 보다 상세하게는 상부 플랜지 (153)은 스프링에 에너지를 저장하기 위해 스프링 (151)을 압축하기 위한 피펫 수단 (126) 내에 포함되어 있다. 도 8 및 10에 나타낸 바와 같이, 사용자가 버튼 (137)을 누르면 방출 스프링 (137)이 압축된다. 피펫 (126)은 방출 스프링 (151)을 압축된 위치로 유지하기 위해 하우징 (127) 내에 잠금 수단을 더 포함한다. 그러한 잠금 수단은 이젝터 로드 (133)에 위치한 핀 (156)의, 스프링으로 편향된(spring biased) 핀 멤버를 포함한다(도 8 및 9 참조). 로드 (133)에는 핀 (156)을 미끄럼 가능하게 수납하기 위해 방사상으로 연장된 보어 (157)이 구비되며, 로드 (133)의 외부 원통형 표면에 압입끼워맞춤이 되는 슬리브 (158)과 같은 적절한 수단에 의해 핀 (156)이 보어 (157) 내에 유지된다. 핀 (156)은 로드 (133)으로부터 바깥쪽으로의 핀 (156)의 움직임을 제한하도록 하는 슬리브 (158)과 결합되는 플랜지를 가지도록 형성된다. 나선형 스프링 (159)는 보어 (157) 내에 위치하고 있으며 핀 (156)의 후면과 결합되어 핀을 로드로부터 바깥쪽으로 방사상으로 움직인다. 하우징 (157)에는 핀 (156)의 선단부를 수납하기 위한 선반부 (167)에 의해 부분적으로 형성된 리세스 (166)이 구비된다. 선반부 (167)과 핀 (156)의 진행단부의 결합은 하우징 내에서의 로드 (133)의 아래쪽으로의 이동을 제한하는 역할을 하며, 그럼으로써 하우징 핸들 (127a) 내에 로드 (133)을 종축으로 잠근다.

제 2 나선형 스프링 (168)은 방출 스프링 (151)의 힘에 대항하여 이젝터 (132)가 도 8에 나타낸 상부 위치로 향하도록 하기 위해 피펫 (126) 내에 포함된다. 방출 스프링 (151)은 이젝터 (132) 및 버튼 (137)이 도 8에 나타낸 상부위치에 있을 때 실질적으로 비압착된 상태에 있다(uncompressed). 리셋(reset) 스프링 (168)은 로드 플랜지 (152)의 하부면에 있는 환상 리세스에 위치한 제 1, 즉 상단부 및 하우징 (127) 상에 구비되는 유사한 환상 리세스 내에 위치한 제 2, 즉 하단부를 갖는다. 상기 리셋 스프링은 잠금 핀 (156)의 선단부가 유지 선반부 (167)의 상부면에 위치하기에 충분한 높이로 핸들 (127) 내에서 방출 로드 (133)을 들어올리는데 충분한 힘을 갖고 있다. 방출 스프링 (151) 및 리셋 스프링 (168)은 로드 (133)의 종축에 평행하게 연장된 축을 따라 늘어서 있다. 방출 스프링 (151)의 스프링 상수는 리셋 스프링 (168)의 스프링 상수보다 크고 바람직하게는 리셋(reset) 스프링의 스프링 상수보다 상당히 크다.

피펫 (126)은 버튼 (137)의 경사면 (146)을 포함하는, 손으로 가동 가능한 수단을 포함하고 피펫의 잠금 수단을 해제하기 위한 버튼의 보어 (142)를 형성하는 내부 원통형 표면을 갖는다. 도 8에 나타낸, 연장된, 즉 휴지 위치로부터 도 11에 나타낸 눌려진, 작동 위치로 버튼 (137)을 움직이면 표면 (146) 및 버튼 보어 (142)를 형성하는 내부 표면이 핀 (156)을 방사상으로 안쪽으로 로드 (133)으로 이동하도록 한다.

작동 및 사용 시, 피펫 팁 (41)은 상기한 바와 같이 동일한 방법으로 피펫 (126)의 하단부로 장착된다. 그러나, 방출 스프링 (151)이 피펫 (126)의 장착 단계에서 압축되지 않기 때문에 팁 (41)을 피펫 (126)에 장착하기 위한 힘은 피펫 (51)에서 요구되는 장착력보다 작다. 이젝터 (132)의 연장 부 (134)는, 팁을 피펫에 압입끼워맞춤 또는 그 외에 적절한 방식으로 고정할 때, 연장 칼라(extension collar) (134b)가 피펫 팁의 상단 (41a)와 이격하여 위치하도록 하는 크기를 가진다. 피펫 팁 (41)과 연장 칼라 (134b) 간의 거리(간격) 또는 가속화 갭(gap)은 0.1 내지 0.5 인치의 범위이며 바람직하게는 약 0.3인치이다. 피펫 팁 (41)을 피펫 (126)에 장착하는 동안, 이젝터 (132)는 잠금 핀 (156)에 의해 가장 상부 위치에서 잠겨진다.

피펫 팁 (41)을 원하는 흡입 및 분배 공정에 사용한 후, 사용자는 엄지를 버튼 (137)의 경사 표면 (138)에 놓고 하우징 개구부 (139)로 버튼을 누름으로써 팁 방출 과정이 개시된다. 도 8 내지 10에 버튼 (137)의 위치의 변화를 나타낸 바와 같이, 버튼 (137)을 약간 아래쪽으로 누르면 방출 스프링 (151)이 압축된다. 버튼 (137)을 더 누르게 되면 도 11에 나타낸 바와 같이 경사면 (146)이 핀 (156) 및 보어 (142)의 내부 표면과 결합되도록 하여 이젝터 (132)를 해제하도록 핀을 보어 (157)쪽으로 안쪽으로 밀어준다. 이젝터 (132)는 피펫 팁 (41)과 연장 칼라 (134b) 사이의 초기 분리 갭과 동일한 거리에서 방출 스프링 (151)의 힘을 받아 가속화된다. 가속화된 연장부 (134)는 피펫 팁 (41)의 상단 (41a)에 충격을 가해 샤프트 하단부 (54)에 팁을 유지시키는 정지 마찰력을 극복하기에 충분한 초기 방출력을 피펫 팁 (41)에 제공한다. 사용자는 이젝터 (132)의 가속화 동안 이젝터 (132)에 대한 방출 스프링 (151)의 힘을 최대화하기 위해 엄지를 버튼 (137)에 유지한다. 그러한 초기 충격 후에, 이젝터 (132)는 피펫 팁 (41)이 샤프트 하단부 (54)에서 밀려 나갈 때까지 방출 스프링 (151)의 힘을 받아 계속해서 하부방향으로 진행한다(도 12 참조).

피펫 팁 (41)을 피펫 (126)으로부터 제거하자마자, 사용자는 방출 스프링 (151)이 충분히 팽창되고 더 이상 아래로 향하는 힘을 발휘하지 않도록 버튼 (137)을 해제한다. 압축된 복귀 스프링 (168)은 이제 이젝터 (132)를 제 8도에 도시된 바와 같이, 가장 높은, 즉 홈 위치로 밀어내고, 여기서 핀 (156)은 선반부 (167) 로부터 분리되어 홈 위치에서 이젝터 (132)를 잠근다.

연장 칼라 (134b)와 피펫 상단 (41a) 간의 분리 갭을 가로지르는 이젝터 (132)의 가속화는, 이젝터 (132)에서의 어떤 힘을 생성하고 그 결과 충격 시 주어진 스프링 상수에 대하여 가속 또는 분리 갭을 사용하지 않는 피펫 (51)과 같은 피펫에 의해 생성된 방출력보다 큰 최고 방출력을 생성한다. 그러한 가속화 및 후속되는 충격은 피펫 (126)으로부터의 팁 (41)의 제거를 개시하기 위한 정지 보존력을 극복하여 방출 스프링 (151)이 그러한 분리 갭을 사용하지 않는 유사한 피펫에서의 방출 스프링보다 더 작은 스프링 상수를 갖도록 한다. 피펫 (126)에 의해 사용자의 엄지에 미치는 최고 힘이 10배 이상 감소될 수 있다. 그러한 힘은, 팁 (41)이 피펫 샤프트 (52b) 아래로 팁의 이동을 개시하기 위해 20파운드까지의 힘을 필요로 할 지라도, 단지 1 파운드 또는 2파운드에 한정될 수 있다.

피펫 (126)에 사용되는 초기 방출력을 생성하는 질량의 가속화는 스프링 (151)에 저장된 에너지가 단지 피펫 (126)으로부터 팁 (41)을 제거하기 위해 요구되는 에너지보다 조금 더 큰 에너지를 필요로 한다는 점에서 효과적인 팁 방출 시스템을 부가적으로 제공한다. 이와 관련하여, 리셋 스프링 (168)의 스프링 상수는 압축된 방출 스프링 (151)의 힘에 비해 약해서, 리셋 스프링이 압축될 때 방출 스프링에 저장된 포텐셜 에너지의 일부만이 리셋 스프링 (168)에 전달된다. 게다가, 방출 스프링 (151)에 저장된 에너지가 팁 (41)을 완전히 탈착시키기 위해 필요한 힘보다 작다면, 사용자는 단지 이젝터 (132)를 리셋하여 팁에 제 2차 충격을 가하도록 버튼 (137)을 완전히 놓아 주기만 하면 된다. 대부분의 저장된 에너지는 매번 충격 때마다 샤프트 하단부 (54) 아래로 이동하는 팁을 이동시킨다. 충격은 축적되어 큰 마찰 보존력을 갖는 팁이 이젝터 (132)로부터의 다중 충격으로 샤프트 (52b)에서 떨어질 수 있다.

저장된 에너지를 사용하는 피펫의 또 다른 구체예를 도 13-17에 나타내었다. 거기에 나타낸 피펫 (181)은 실질적으로 피펫 (51)과 유사하며 피펫 (181) 및 피펫 (51)의 동일한 구성요소를 기술하기 위해 동일한 참조번호를 사용하였다. 피펫 (181)은 팁 (41)을 사용하기 위한 것이며 하우징 (52)와 실질적으로 유사한 하우징 (182)를 갖는다. 피펫 (51)의 하우징 핸들 (52a)와 동일한 크기 및 모양을 갖는 제 1 말단부, 즉 하우징 핸들 부위 (182a) 및 제 2 말단부, 즉 샤프트 (52b)가 하우징 (182) 내에 포함되어 있다. 이젝터 어셈블리 (186)은 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단부로부터 밀어내기 위해 하우징에 위치하며, 사용자가 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단부에 장착할 때 이젝터 (187)의 힘을 받아 피스톤 (218)에 의해 압축되는 방출 스프링 (216)을 포함한다. 상기 이젝터 어셈블리는 이젝터 (187)에 대해 피스톤 (218)을 해제하는, 사용자에 의해 작동 가능한, 방출 수단을 더 포함한다. 상기 피스톤은 가속 갭을 가로질러 압축된 방출 스프링 (216)에 의해 구동되어, 이젝터 (187)의 표면에 충격을 가하여 상기 이젝터가 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단으로부터 밀어내도록 한다.

이젝터 어셈블리 (186)은 제 1 말단부, 즉 로드 (188) 및 제 2 말단부, 즉 연장부 (69)를 갖는 이젝터 기구, 즉 이젝터 (187)를 포함한다. 방출 로드 (188)은 실질적으로 원통형이며 제 1, 즉 상단부 (188a) 및 제 2, 즉 하단부 (188b)를 갖는 다. 로드 (188)은 금속 또는 이외의 모든 적절한 물질로부터 제조된다. 연장 상단부 (69a)는 피펫 (51)과 관련하여 상기 논의된 방법으로 로드 하단부 (188b)에 고정된다.

하우징 핸들 (182a)에는 미끄러질 수 있게 로드 (188)을 수납하기 위해 피펫 (181)의 종축에 평행한 축을 따라 연장된 수직방향으로 연장된 보어 (191)이 구비되어 있다. 플랜지 (192)는 보어 (191) 쪽으로 안쪽으로 연장되어 로드 (188)과 미끄럼 가능하게 결합되어 로드 (188)을 안내하며 보어를 상부 (191a) 및 하부 (191b)로 나눈다. 로드 (188)은 충격 표면으로서 작용하는, 환상 상부 표면 (194)를 갖는 일체형 칼라 (193)을 구비하도록 형성된다. 이젝터 (187)은 피펫 팁 (41)이 샤프트 하단부 (54)에 장착되도록 허여하는 도 14에 나타낸 제 1, 즉 상부 위치와 상기 팁을 샤프트 (52b)에서 밀어내도록 하는 도 13에 나타낸 제 2, 즉 하부 위치 사이에서 피펫 (181)의 종축에 평행인 방향에 수직으로 움직일 수 있다. 칼라 (193)과 플랜지 (192)의 결합으로 인해 로드 (188)의 아래쪽으로의 이동이 제한되어, 하우징 (182)에 대해 이젝터 (187)의 아래쪽으로의 움직임을 제한한다.

이젝터 (187)을 가장 높은 위치에서 잠그기 위해, 잠금 수단이 피펫 (181) 내에 포함된다. 그러한 잠금 수단은 브레이크 (81)과 실질적으로 유사하고 금속 또는 이외의 모든 적절한 물질로부터 제조된 플레이트 멤버, 즉 마찰 브레이크 멤버 (198)를 포함한다. 브레이크 멤버, 즉 브레이크 (198)은 하우징 벽 (200)에 있는 내부 개구부 (199)를 통해 연장되며 보어 하부 위치 (191b)에 위치하는 제 1 단부 (198a) 및 보어 (191)을 따라 하우징 (182) 내부에 위치하는 반대쪽 제 2 단부 (198b)를 갖는다. 브레이크 (198)은 내벽 (200)에 형성되고 내벽 (200)에 있는 개구부에 의해 생성된 레지(ledge) (201)에 회전 가능하게 놓여 있다. 보어 (202)는 브레이크 (198)의 상부와 하부 평면 (203) 및 (204) 사이에 수직으로 연장된다. 환상 보어 (202)는 위에서 논의된 보어 (84)와 실질적으로 유사하며, 이젝터 (187)이 도 14에 나타낸 상부 위치에 있을 때, 로드 하부 (188b)를 마찰력에 의해 결합하는 브레이크부 (206a) 및 (206b)를 갖는 내부 표면 (206)에 의해 형성된다. 브레이크 (198)은, 하우징 (182) 내에서 로드 (188)의 하부로의 이동을 제한하는 도 14의 제 1, 즉 잠금 위치와 로드의 그러한 아래쪽으로의 이동을 허여하는 도 13에 나타낸 제 2, 즉 비잠금 위치 사이에서, 레지 (201) 상에서 피봇 회전 가능하다. 나선 스프링 (207)은 브레이크 (198)을 잠금 위치로 밀어주기 위해 하우징 (182) 내에 구비된다. 브레이크 스프링 (207)은 브레이크 제 2 단부 (198b)의 바닥에 형성된 반구형 돌기 (208) 주위에 놓이는 제 1, 즉 상부 단부 및 하우징 핸들 (182a)의 바닥 벽으로부터 위쪽으로 연장된 스터드(stud) (209)위로 연장된 제 2, 즉 하부 단부를 갖는다.

압축 스프링 수단, 즉 스프링 (216)은 하우징 (182)에 위치하며 이젝터 어셈블리 (186) 내에 포함된다. 방출 스프링 (216)은 하우징 (182)에 기대어 배치된 제 1, 즉 상부 단부 (216a) 및 로드 (188)의 일부 주위에 동심원상으로 배치되어 이젝터 (187)에 결합된 제 2, 즉 하부 단부 (216b)를 갖는다. 환상 리세스 (217)은 스프링 단부 (216a)를 수납하기 위해 하우징 (182)의 상부에 구비된다. 스프링 (216)은 약 0.1 내지 20lbs/in 범위의 스프링 상수, 바람직하게는 0.5 내지 2lbs/in 범 위의 스프링 상수를 가질 수 있다.

피스톤 멤버 (218)은 샤프트 하단부 (54)에 장착된 피펫 팁 (41)의 제거를 용이하게 하기 위하여 스프링 (216)에 에너지를 저장하기 위해 방출 스프링 (216)을 압축하기 위하여 피펫 수단 (181) 내에 포함된다. 바람직하게는, 피스톤 (218)은 튜브 모양이며 금속 또는 이외의 모든 적절한 물질로부터 제조되고 하부 표면 (219)를 갖는다. 피스톤 (218)은 도 14에 나타낸 바와 같이 하부 표면 (219)가 충격 표면 (194)로부터 떨어져 있는 제 1, 즉 상부 위치와 도 16에 나타낸 바와 같이 피스톤이 칼라 (193)과 접촉하고 있는 제 2, 즉 로드 (188)에 대해 하부 위치 사이에서, 로드 (188) 상에서 종축으로 이동 가능하다. 피스톤 (218)이 상부 위치에 있을 경우, 피스톤 하부 표면 (219)와 칼라 충격 표면 (194) 사이의 거리는, 여기서 가속화 갭이라고 칭하는데, 약 0.1 내지 0.5 인치의 범위이며 바람직하게는 약 0.3 인치이다. 환상 립 (222)는 로드에 대해 피스톤 (218)이 위쪽으로 움직이는 것을 제한하기 위해 로드 (188)의 상면에 형성된다. 스프링의 하부 단부 (216b)는 피스톤 (218)의 상부 주위에 동심원상으로 배치되어 있으며 피스톤과 일체로 형성된 환상 외부 플랜지 멤버, 즉 플랜지 (223)에 기대어 배치되어 있다. 로드 (188), 즉 피스톤 (218)이 하우징 (182) 내에서의 위쪽으로 이동하면 플랜지 (223)이 방출 스프링 (216)을 압축시킨다. 레지 (224)는 하우징 핸들 (182a) 내에 구비된다. 피스톤 플랜지 (223)의 아랫면은 도 13에 나타낸 바와 같이 레지 (224)와 결합하여 로드 (188)이 하부 위치로 이동하는 동안 피스톤 (218)이 하우징 (182) 내에서 아래쪽으로 이동하는 것을 하우징 (182) 내로 제한하도록 한다.

제 2, 즉 부가적인 잠금 수단이 방출 스프링 (216)을 압축 위치에 유지하기 위해 피펫 (181) 내에 포함된다. 그런 잠금 수단은 피스톤 (218)을 로드 (188)에 대해 높은 위치로 유지하는 역할을 하는, 스프링으로 편향되는 핀 (225)의 형태일 수 있다. 로드 (188)은 환상 립 (222)를 통해서 로드의 상단부 (188a)로 연장되는, 종축으로 연장된 보어 (226)을 구비하도록 형성되어 있다. 핀 (225)는 보어 (226)을 형성하는 로드 (188)의 원통형 벽에 있는 개구부 (227)을 통해 보어 (226)의 바닥(저부)으로부터 연장된다. 상기 핀은 도 15에 나타낸 바와 같이 핀 (225)가 개구부 (227) 내에 실질적으로 리세스(recess)된 제 1, 즉 수축된 위치와 도 13에 나타낸 바와 같이 핀 (225)가 로드 (188)로부터 바깥쪽으로 방사상으로 연장된 제 2, 즉 연장된 위치 사이에서 로드 (188)에 대해 이동 가능하다. 판스프링 형태의 스프링 (228)은 보어 (226)의 기저에서 위쪽으로 연장되며 핀 (225)와 결합되어 상기 핀을 연장된 위치로 밀어주는 단부를 가지고 있다. 판스프링 (228)은 보어 (226)에 압입끼워맞춤된 블럭 (229)에 의해 보어 (226) 내에 고정되거나 다른 적절한 수단에 의해 거기에 고정된다. 핀 (225)는 연장된, 즉 잠금 위치에 있을 때, 튜브형 피스톤 (218)의 내부 원통형 표면에 구비된 환상 리세스, 즉 그루브 (231)과 공조한다.

하우징 (182) 내에서 로드 (188)의 종축으로의 움직임을 허용하기 위해 그루브 (231)로부터 핀 (225)를 놓아주는 손가락으로 작동 가능한 수단이 피펫 (181) 내에 포함된다. 그러한 손가락으로 작동 가능한 수단은 플라스틱 또는 그 이외의 모든 적절한 물질로부터 제조된 버튼 (232)를 포함한다. 버튼 (232)는 이젝터 로드 (188)의 종축을 따라 수직 방향으로 이동하도록 하우징 (182) 내에 미끄럼 가능하 게 배치되며, 하우징 (182)의 상부에 구비된 개구부 (233)을 통해 위쪽으로 연장된다. 경사면 (234)는 사용자가 엄지로 눌러 작동시키는 것을 용이하게 하도록 버튼 (232)의 상부에 구비된다. 상기 버튼은 도 13과 14에 나타낸 제 1, 즉 상부 위치와 도 17에 나타낸 압축된 위치 사이에서 종축으로 이동할 수 있다.

금속 또는 그 이외의 모든 적절한 물질로 제조된 길다란 멤버, 즉 트리거(trigger) 로드 (236)은 버튼 (232) 바닥에 고정된다. 이와 관련하여, 트리거 로드 (236)의 상단부는 버튼의 바닥에 형성된 축 방향 보어 (237) 내에 고정된다. 트리거 로드 (236)은 로드 (188)의 보어 (226) 내에서 미끄럼 가능하게 위치하도록 버튼 (232)로부터 아래쪽으로 연장된다. 이러한 방법으로, 버튼 (232)은 로드 (188)에 대해 종축인 방향으로 이동 가능하다. 트리거 로드 (236)과 로드 (188)의 미끄럼 가능한 결합은 로드 (188) 및 하우징 (182)에 대해 종축 방향으로 버튼 (232)를 안내하는 역할을 한다. 나선 스프링 형태의 스프링 (238)은 핸들 (182a)에 대해 상부 즉, 연장된 위치로 버튼을 복귀시키기 위해 로드 (188)과 버튼 (232) 사이에 배치되어 있다. 복귀 스프링 (238)은 트리거 로드 (236)의 상부에 대해 동심원상으로 배치되어 있고, 버튼 (232) 바닥에 형성된 환상 리세스, 즉 개구부 (239) 내에 배치된 제 1, 즉 상부 단부 및 로드 환상 립 (222)의 상부에 있는 환상 리세스 내에 배치된 제 2, 즉 단부를 갖는다. 트리거 로드 (236)은 핀 (225)의 일면에 형성된 그루브 (224)와 결합하는 경사면 (243)에 의해 부분적으로 형성된 뾰족한 하부 말단부 (242)를 갖는다. 점감(tapered) 그루브 (244)는 경사면 또는 램프(ramp) (246)에 의해 부분적으로 형성된다. 이젝터 (187)이 상부 위치에 있고 피스톤 (218)이 핀 (225)에 의해 이젝터 (187)에 의해 종축으로 잠겨있을 때, 버튼 (232)를 가장 아래쪽까지 누르면 트리거 로드 (236)의 뾰족한 말단부(242)가 핀 (225)를 환상 그루브 (231)로부터 수축되도록 한다. 이러한 작동에 있어, 뾰족한 말단부 (242)의 경사 면 (243)은 핀 (225) 상에서 램프 (246)과 결합하여 핀을 판스프링 (228)의 힘에 대항하여 안쪽으로 방사상으로 이동하게 한다.

피펫 (181)은 이젝터 (187)을 하부 위치로 아래쪽으로 이동시키도록 브레이크 (198)을 잠금 위치에서 비잠금 위치로 또는 해제 위치로 이동시키기 위하여 버튼 (232)에 의해 작동될 수 있는 해제 기구(release mechanism), 즉 어셈블리 (251)을 포함한다. 피스톤 (218)의 일면 상에서 플랜지 (223)으로부터 방사상으로 연장된 판형 연장부 (252)는 해제 어셈블리 (251) 내에 포함된다. 연장부 (252)는 바람직하게는 플랜지 (223)과 일체로 형성된다. 하우징 (182)의 종축에 평행인 방향으로 하우징 핸들 (182)를 통해 연장된 보어 (254) 내에 미끄러질 수 있게 배치된 길다란 로드 (253)은 해제 어셈블리 (251) 내에도 포함된다. 푸쉬로드, 즉 해제 로드 (253)은 제 1, 즉 상부 단부 (253a) 및 제 2, 즉 하부 단부 (253b)를 갖는다. 상부 단부 (253a)는 피스톤 (218)이 트리거 로드 (236)에 의해 상부 위치로부터 해제될 때 연장 부(252)와 결합된다. 푸쉬로드 (253)의 하부 단부 (253b)는 브레이크 제 2 단부 (198b)의 상부 표면 (203)에 놓여 있다. 방출 로드 (188) 상에서 피스톤 (218)이 상부 종축 위치로부터 하부 종축 위치로 이동하면 연장부 (252)가 밀기 로드 (253)과 결합하여 푸쉬로드 (253)을 아래쪽으로 결합시키고 이동시킴으로써, 푸쉬로드의 하부 단부 (253b)가 브레이크 스프링 (207)의 힘에 대항하여 브레이크 제 2 단부 (198b)를 아래쪽으로 밀어 브레이크를 해제한다.

피펫 (181)의 작동 및 사용에 대해 이제 기술하고자 한다. 도 13에 나타낸 바와 같이 피펫 (181)이 비작동 상태에 있을 때, 피스톤 (218)은 핀 (225)에 의해 로드 (188)에 종축 방향으로 잠겨 있으며, 이젝터 (187)은 플랜지 (192)와 칼라 (193)이 결합되는 하부 위치에 있다. 복귀 스프링 (238)은 버튼 (232) 및 트리거 로드 (236)을 하우징 핸들 (182a) 내에서 그들 각각의 상부 위치로 밀어주고, 로드 (188)을 그 하부 위치로 가게하여 잠금 핀 (225)가 레지 (224)에 결합하도록 한다. 브레이크 (198)은 해제 위치에 있고 버튼 (232)는 하우징 (182)의 상부로부터 완전히 연장된 상부 위치, 즉 홈 위치에 있다. 사용자는 하우징 핸들 (182a)를 쥐고 피펫 팁 (41)을 샤프트 하단부 (54)에 피펫 (51)에 관하여 상기 논의된 방법으로 장착한다. 그러한 장착 단계에서, 피펫 팁의 상단 (41a)는 샤프트 하단부 (54)와 결합하여 이젝터 (187)을 도 13에 나타낸 바와 같이 하부위치에서 상부위치로 밀어준다. 이젝터 (187)의 그러한 종축 방향에서의 이동은 피스톤 플랜지 (223)이 방출 스프링 (216)을 압축시키도록 한다. 로드 (188)이 상부 위치로 이동함에 따라, 연장부 (252)는 상부로 이동하여 브레이크 스프링 (207)이 시계방향으로 잠금 위치 방향으로 브레이크 (198)을 피봇 회전시킨다. 로드 (188)이 상부 위치에 이르기 전에 이젝터 어셈블리 (186)의 구성요소들은 종축 방향으로 브레이크 (198)이 잠금 위치로 피봇 회전되도록 하는 크기이다(도 15 참조). 이런 방법으로, 피펫 (181)에 피펫 팁 (41)을 장착하는데 사용되는 에너지의 일부가 압축된 방출 스프링 (216)에 저장된다.

피펫 팁 (41)을 사용하여 흡입 및 분배 공정이 끝난 후에, 버튼 (232)를 누름으로써 피펫 (181)의 하단부로부터 팁 (41)을 방출시킬 수 있다. 버튼 (232)를 복귀 스프링 (238)의 상대적으로 약한 힘에 대항하여 누를 때, 트리거 로드 (236)은 핀 (225)를 향하여 피스톤 보어 (226) 아래로 전진한다. 상기 논의된 방법으로, 트리거 로드 (236)의 각진 말단부 (242)는 핀 (225)에 있는 램프 (246)와 결합하여 핀을 수축시킴으로써 종축 방향으로 로드 (188)로부터 피스톤 (218)을 해제시킨다(도 15 참조). 그러한 해제 시, 피스톤 (218)의 하부 표면 (219)가 방출 스프링 (216)의 힘으로 로드 (188) 상에서 충격표면 (194)의 방향으로 가속화된다. 피스톤 (218)이 칼라 (193) 방향으로 이동함에 따라 연장부 (252)가 푸쉬로드(253)의 상단부 (253a)와 결합하여 브레이크 (198)이 해제 위치로 이동되도록 한다. 상기 논의된 바와 같이, 푸쉬 로드 (253)은 방출 스프링 (216)의 힘을 받아 연장부 (252)에 의해 하부로 이동하여, 브레이크 (198)을 스프링 (207)의 복원력에 대항하여 레지 (201) 주위에서 시계반대방향으로 피봇 회전시킨다. 방출 스프링 (216)은 브레이크 스프링 (207)의 스프링 상수보다 더 큰 스프링 상수를 가지며, 바람직하게는 스프링 (207)의 스프링 상수보다 실질적으로 크다. 그 결과, 방출 스프링 (216)의 힘은 브레이크 스프링 (207)의 복원력을 극복하기에 충분하다. 이젝터 어셈블리 (186)의 다양한 구성요소들은 도 16에 나타낸 바와 같이 피스톤 하부 표면 (219)가 충격 표면 (194)와 결합하기 전에 브레이크 (198)이 이젝터 (187)을 해제시키기 위한 크기를 가진다. 이젝터 (187)은 샤프트 하단부 (54)에 피펫 팁을 유지하는 정지 마찰력을 극복하기에 충분한 초기 방출력을 피펫 팁 (41)에 제공한다. 그 후에, 피스톤 (218) 및 방출 스프링 (216)은 이젝터 (187)을 하우징 핸들 (182a)에 대해 아래쪽으로 더욱 추진하여 연장부 (69)가 피펫 팁 (41)을 단부 (54)에서 멀리 밀어낸다(도 17 참조). 팁 (41)을 피펫 (181)로부터 완전히 제거하기에는 불충분한 에너지가 피스톤 (218)에 의해 제공된다면, 사용자는 더욱 버튼 (232)를 누룰 수 있으며, 이로 인해 사용자가 계속해서 엄지를 버튼에 유지시키는 한 방출 로드 (188)과 물리학적으로 결합된 상태가 유지되어서 포스트 (241)이 이젝터 (187)을 수동적으로 누르게 되고 이에 따라 팁 (41)이 피펫 (181)로부터 제거된다. 본 발명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 피펫이 팁 (41)을 피펫으로부터 완전히 밀어내기에 불충분한 저장 에너지를 갖지만 피펫에 팁을 유지시키는 최고 정지 마찰력을 극복하기에는 충분한 에너지를 갖는 피펫을 포괄하기에 충분히 광범위하다.

피펫 팁 (41)을 제거한 후, 사용자는 버튼이 복귀 스프링 (238)의 힘을 받아 홈 위치로 복귀하고 또한 방출 로드 (188)이 하부 위치로 복귀하도록 버튼 (232)를 해제한다. 버튼 (232) 및 방출 로드 (188)이 이와 같이 종축 방향으로 상대적으로 분리되어 있어서 트리거 로드 (236)의 뾰족한 말단부 (242)가 핀 그루브로부터 물러날 수 있고 그리하여 잠금 핀 (225)를 해제한다. 버튼 (232)의 해제 후에, 방출 스프링 (216)은 피스톤 (218)을 하부 위치에서 레지 (224)에 기대어 유지한다. 각각의 하부 위치에서의 피스톤 (218) 및 로드 (188)이 놓이면 풀려진 핀 (225)가 피스톤 (218)에 있는 환상 그루브 (231)로 연장되고 그럼으로써 종축 방향으로 피스톤 (218)과 로드 (188)을 잠근다(도 13 참조).

피펫 (181)은 피펫 (51)과 (126) 모두의 특징을 포함한다. 피스톤 (218)을 가속화하기 위한 에너지는 방출 스프링 (216)에 저장되고 팁 (41)을 피펫 (181)에 장착할 때 사용자의 팔과 어깨에서 공급된다. 피펫 팁 (41)의 제거하기 위해 사용자에게 요구되는 에너지는 매우 적다. 사용자는 판 스프링 (228)의 상대적으로 약한 힘에 대항하여 잠금 핀 (225)가 물러서도록 복귀 스프링 (238)의 상대적으로 약한 힘에 대항하여 버튼 (232)를 누르기만 하면 된다. 게다가, 피스톤 하부 표면 (219)와 칼라 충격 표면 (194) 사이의 갭을 가로지른 피스톤 (218)의 가속화는 피펫 (181)로부터 팁의 제거를 촉진시키고 에너지 효율 시스템을 제공하는 피펫 팁 (41)에 대한 초기의 충격력을 제공한다.

본 발명의 피펫을 이용하는데 있어서, 방출 스프링에 저장된 에너지의 많은 부분을 피스톤 운동량으로 전환시키기 위해서 이젝터의 충격표면과의 결합 전에 방출 스프링의 힘을 받아 피스톤이 움직이는 거리, 즉 가속화 갭을 증가시키는 것이 바람직하다. 증가된 가속화 갭을 갖는 하나의 그러한 구체예를 도 18 및 19에 나타내었다. 거기에 나타낸 피펫 (261)은 피펫 (181)과 실질적으로 유사하며 피펫 (261) 및 (181)의 동일한 구성요소를 나타내는데 동일한 참조번호를 사용하였다. 이젝터 어셈블리 (262)는 하우징 (182)에 의해 지지되며 팁 (41)을 하우징 샤프트 (52b)의 하단에서 밀어내기 위해 제 1 및 제 2 텔리스코핑(telescoping) 멤버에 해당하는 상부 로드 (266) 및 하부 로드 (267)을 가지고 있는 이젝터 (263)을 포함한다. 사용자가 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단부에 장착할 때, 방출 스프링 (216)은 이젝터 (263)의 힘을 받아 피스톤 (218)에 의해 압축된다. 피스톤이 사용자에 의해 해제될 때, 상부 로드 (266) 및 하부 로드 (267)와 같은 텔리스코핑 멤버에 의해 가능하게 된 증가된 가속화 갭을 가로질러 피스톤은 압축된 방출 스프링 (216)에 의해 구동되어 이젝터 (263)의 표면에 충격을 줌으로써 방출기가 팁을 샤프트 (52b)로부터 밀어내도록 한다.

보다 상세하게는, 이젝터 기구, 즉 이젝터 (263)은 이젝터 (187)과 실질적으로 유사하며 제 1 말단부, 즉 로드 어셈블리 (264) 및 제 2 말단부, 즉 연장부 (69)를 포함한다. 로드 어셈블리 (264)는 각각 금속 또는 그 이외의 모든 적절한 물질로부터 제조된 제 1, 즉 상부 로드 (266) 및 제 2, 즉 하부 로드 (267) 형태의 제 1 및 제 2 텔리스코핑 멤버로 구성된다. 상부 로드 (266)은 실질적으로 원통형이며 제 1, 즉 상단부 (266a) 및 제 2, 즉 하단부 (266b)를 갖는다. 근위 종말 부위 (266a)는 실질적으로 로드 (188)의 상단부 (188a)와 동일하며 상단부 (266a)와 (188a)의 동일 구성요소를 나타내는데 동일한 참조번호를 사용하였다. 하부 로드 (267)은 제 1, 즉 상단부 (267a) 및 제 2, 즉 하단부 (267b)를 갖는다. 상단부 (267a)는 실질적으로 컵 모양 형태이며 여기에는 상부 로드 (266)의 하단부 (266b)를 수납하기 위해 축 방향으로 연장된 보어 (268)이 구비되어 있다. 하부 로드의 하단부 (267b)는 방출 로드 (188)의 하단부 (188b)와 실질적으로 동일하고 상기한 방법으로 연장부의 상단부 (69a)에 고정된다.

상부 로드 (266)은 도 18에 나타낸 바와 같이 하단부 (266b)가 하부 로드의 상단부 (267a)에 위치하는 제 1, 즉 포획(captured) 위치와 도 19에 나타낸 하부 로드 (267)에 대해 제 2, 즉 연장된 위치 사이에서 하부 로드 (267)에 대해 종축 방향으로 움직일 수 있다. 다수의 롤러를 갖는 수단, 즉 볼(balls) (271)은 회전할 수 있도록 상부 로드 (266)과 결합하도록 상단부 (267a) 주위에 장착되며, 그 중 두 개는 도 18 및 19에 나타내었다. 보다 상세하게는, 볼 (271)이 하부 로드 부위 (267a)에 박혀 있으며, 보어 상부 부위를 형성하는 하우징 (182)의 내부 원통형 표면을 하부 로드 부위 (267a)의 바깥면에 결합시키고 상부 로드 부위 (266b)의 외부 원통형 표면을 하부 로드 부위 (267a)의 안쪽면에 결합시킨다. 볼 (271)은 로드 (266) 및 (267) 둘 중 어느 쪽에 대해서도 미끄러지지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 볼 (271)은 하우징 (182)와 상부 로드 (266) 사이에 억지끼워맞춤이 이루어지며 방출 스프링 (216)의 힘을 받아 볼에 대해 로드 (266)의 미끄럼을 억제하는 물질이라면 어느 것으로부터라도 제조된다.

다른 선택적인 구체예에서, 볼 (271)은 보어 (191a)의 내부 표면 및 로드 부위 (266b)의 외부 표면에 제공된 기어 표면에 결합하고 위아래로 움직이기 위해 하부 로드 부위 (267a)에 연결된 수평 샤프트를 가동시키기 위해 고정된 스퍼형 기어에 의해 대체될 수 있다.

피펫 (261)의 관모양의 피스톤 (218)은 피스톤이 하부 로드 (267)로부터 떨어져 있는 도 19에 나타낸 제 1, 즉 상부 위치와 관모양 피스톤 (218)의 하부 표면 (219)가 하부 로드 (267)의 충격표면 (272)와 접촉되어 있는 제 2, 즉 하부 위치(미도시) 사이에서 하부 로드 (267)에 대해 이동 가능하다. 피스톤 (218)의 상부 위치로의 이동은 피펫 (181)과 관련하여 상기 논의된 방법으로 방출 스프링 (216)을 압축하는 역할을 한다. 피스톤 (218)이 상부 위치에 놓일 때, 피스톤 하부 표면 (219)와 충격 표면 (272) 사이의 거리와 동일한 가속화 또는 분리 갭이 제공된다. 피펫 (261)에서의 스프링 (216)은 약 0.05 내지 10lbs/in의 범위, 바람직하게는 0.25 내지 1lbs/in의 범위인 스프링 상수를 가질 수 있다. 피펫 (261)의 가속화 갭은 약 0.2 내지 1 인치의 범위이며 바람직하게는 약 0.6 인치이다.

피펫 (261)의 작동 및 사용은 상기한 피펫 (181)의 작동과 실질적으로 유사하다. 샤프트 하단부 (54)로 피펫 팁 (41)을 장착하는 동안, 피펫 팁 (41)은 이젝터 (67)을 도 18에 나타낸 하부위치로부터 도 19에 나타낸 상부 위치로 이동하도록 한다. 하부 로드 (267)이 이러한 장착 단계 동안 하우징 (182) 내에서 위로 이동할 때, 상부 로드 (266)이 하부 로드 (267)에 대해 위쪽으로 끼워지도록 하기 위해 볼 (271)이 보어 상부 (191)의 내부 표면과 미끄럼 가능하게 결합한다. 볼 (271)은 상부 로드 (266)을 하부 로드 (267)이 하우징 (182) 내에서 위쪽으로 이동하는 거리의 약 2배 정도 위쪽으로 이동시킨다. 방출 스프링 (216)은 이런 장착 단계동안 피스톤 (218)의 힘을 받아 압축된다.

피펫 (261)을 사용하여 원하는 흡입 및 분배 공정을 종료한 후에, 핀 (225)를 물러서게 하여 상부 로드 (266)으로부터 피스톤 (218)을 해제시키기 위해 버튼 (232)를 누름으로써 피펫 팁 (41)을 피펫으로부터 밀어낼 수 있다. 압축된 방출 스프링 (216)은 피스톤 (218) 및 충격 표면 (272) 사이에서 분리 갭을 가로질러 아래쪽으로 피스톤을 아래로 가속화시킴으로써, 연장 (252)를 푸쉬로드 (253)과 결합시킴으로써 피스톤이 충격 표면 (272)에 결합하기 직전에 브레이크 (198)을 해제한다. 피스톤에 의해 생성되어 이젝터 (263)에 미치는 상대적으로 높은 초기 힘은 피펫 팁 (41)과 샤프트 하단부 (54) 사이의 정지 마찰력을 극복하여 샤프트 (52b)로부터 피펫 팁을 용이하게 제거한다.

로드 어셈블리 (264)는 피스톤 (218)과 충격 표면 (272) 간의 가속화 갭을 약 2배로 하고 그럼으로써 방출 스프링 (216)에서 요구되는 방출력을 감소시키는 동축 1:2 리프트(lift) 기구를 제공한다. 이렇게 증가된 가속화 갭은 피스톤 (218)에 의해 하부 로드 (268)에 가해지는 결과적인 충격력 및 피스톤 운동량을 증가시키기 위해 방출 스프링 (216)이 피스톤 (218)을 더 긴 거리로 가속화되도록 한다. 팁 (41)에 로드 (267)이 제공하는 최고 방출력은, 주어진 스프링 상수에 대해 더 짧은 가속화 갭을 갖는 피펫 (181)과 같은 피펫에 의해 생성되는 방출력보다 더 크다. 다른 기구, 즉 어셈블리는 충격력을 허용하는 가속화 또는 분리 갭을 생성시키기 위해 또한 제공될 수 있다.

피펫 (261)의 하부 로드 (267)과 피스톤 (218) 사이의 1:2 리프트와 같이, 방출 로드와 피스톤형 멤버 간의 1:1 리프트 보다 더 큰 것을 이용하는 다른 피펫도 제공될 수 있으며 본 발명의 범위에 속한다는 것을 인지해야 한다.

예를 들어, 1:1 리프트보다 더 큰 것은 도르래 및 벨트, 기어, 캠, 및/또는 지레에 의해 제공될 수 있다.

본 발명의 피펫은 자동화 및/또는 전기적으로 조절될 수 있다. 피펫 (51) 및 (181)과 유사한 자동화 피펫 (281)을 도 20-26에 나타내었고 피펫 (281), (51), 및 (181)의 동일한 구성요소를 기술하기 위해 동일한 참조번호를 사용하였다. 일반적으로, 피펫 (281)은 사용자가 손에 쥘 수 있기에 적합한 제 1 말단부, 즉 핸들 부위 (282a) 및 피펫 팁 (41)을 탈착 가능하게 수납하기에 적합한 제 2 말단부, 즉 샤프트 (52b)를 갖는 몸체, 즉 하우징 (282)로부터 형성된다. 이젝터 어셈블리 (294)는 하우징 (282)에 구비되며 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단부에서 밀어내기 위한 이젝터 (296)을 포함한다. 방출 스프링 (282)는 전기적으로 조절되는 흡입 및 분배 어셈블리의 작동과정 동안 피스톤 (302)에 의해 압축된다. 사용자에 의해 해제될 때, 피스톤 (302)는 압축된 방출 스프링 (301)에 의해 가속화 갭을 가로질러 구동되어 이젝터 (296)의 표면에 충격을 주어 이젝터가 팁 (41)을 샤프트 (52b)의 하단부에서 밀어내도록 한다.

보다 상세하게는, 핸들 부위, 즉 핸들 (282a)는 실질적으로 원통형이며 사용자가 손에 쥘 수 있는 크기이다. 하우징 (282a)는 플라스틱 또는 그 이외의 모든 적절한 물질로부터 제조된다. 전기적으로 조절되는 흡입 및 분배 어셈블리 (286)은 하우징 (282) 내에 구비되며 액체를 흡입하고 샤프트 하단부에 장착된 팁 (41)로부터 그러한 액체를 분배하기 위해 선형 작동기 샤프트 즉, 모터 샤프트 및 모터 (287)을 포함한다. 수직방향으로 배치된 샤프트 (288)은 피펫 (281)의 종축 방향에 평행한 방향으로 모터 (287)을 통해 연장된다. 샤프트 (288)은 피펫 팁 (41)로 액체를 흡입하기 위한 도 21에 나타낸 제 1, 즉 상부 위치와 피펫 팁으로부터 그러한 액체를 분배하기 위한 도 20 및 22에 나타낸 제 2, 즉 하부 위치 사이에서 모터 (287)에 의해 구동된다. 전자회로(미도시)가 하우징 핸들 (282a)에 구비되어 전기적으로 모터 (287)에 결합되어 있다. 버튼 (291)과 같은 하나 또는 그 이상의 손가락으로 작동 가능한 수단이 모터 (287)을 조절하기 위해 제공되며 임의의 디스플레이 (292)에 의해 피펫 (281)의 어떤 작동을 모니터 할 수 있다.

이젝터 어셈블리 (294)는 핸들 (282a)에 위치하며 하우징 핸들 (282a) 내에 미끄러질 수 있게 배치된 제 1 말단부, 즉 로드 (297)을 갖는 이젝터 기구, 즉 이젝터 (296)을 포함한다. 방출 로드 (297)은 금속 또는 그 이외의 모든 적절한 물질로 제조되며 제 1, 즉 상단부 (297a) 및 제 2, 즉 하단부 (297b)를 갖는다. 상단부 (69a)를 갖는 연장 (69)는 로드 하단부 (297b)에 고정된다. 이젝터 (296)은 도 20에 나타낸 제 1, 즉 상부 위치와 도 26에 나타낸 제 2, 즉 하부 위치 사이에서 하우징 (282) 내에서 수직방향으로 이동할 수 있다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 연장 상단부 (69a)와 핸들 (282a)의 하부 벽과의 결합은 이젝터 (296)의 그러한 위쪽으로의 이동을 제한한다. 환상 칼라 (298)은 로드 (297)의 중앙 부위 주위에 배치되며 상부, 즉 충격 표면 (299)를 가지도록 형성된다.

압축 가능한 스프링 수단, 즉 스프링 (301)은 하우징 (282)에 위치하며 바람직하게는 로드 (297)의 적어도 한 부분 주위에 동심원상으로 배치된다. 방출 스프링 (301)은 제 1, 즉 상부 및 제 2, 즉 하부 단부 (301a) 및 (301b)를 가지며 스프링 상수는 0.05 내지 40lbs/in의 범위이고 바람직하게는 0.5 내지 5lbs/in의 범위이다. 방출 스프링 (301)을 압축하기 위한 수단이 피펫 (281) 내에 포함되며 바람직하게는 로드 상단부 (297a)에 미끄러질 수 있도록 배치된 플랜지 멤버, 즉 피스톤 (302)를 포함한다. 피스톤 (302)는 금속 또는 다른 어떤 적절한 물질로부터 제조될 수 있다. 방출 스프링 (301)은 하우징 (282)과 피스톤 (302) 사이에서 위치하며 하우징에 기대어 위치하는 상단부 (301a) 및 피스톤 (302) 상에 위치하는 하부 말단부 하우징 (301b)를 갖는다. 피스톤 (302)는 도 22에 나타낸 바와 같이 충격 표면 (299)로부터 떨어져 있는 제 1, 즉 상부 위치와 도 21에 나타낸 바와 같이 칼 라 (298)에 위치하는 제 2, 즉 하부 위치 사이에서 로드 (297)을 따라 이동 가능하다. 피스톤 (302)의 하부 평판 표면과 칼라 (298)의 충격 표면 (299) 사이의 갭을 여기에서는 가속화 또는 분리 갭이라고 하며 0.04 내지 1인치의 범위이며 바람직하게는 약 0.1인치이다. 레지 (303)은 하우징 핸들 (282a)로부터 안쪽으로 연장되며 칼라 (298)이 레지 (303) 아래로 하우징에서 아래쪽으로 이동할 때 피스톤 (302)의 하우징 내에서의 하부 이동을 한정한다.

흡입 및 분배 어셈블리 (286)은 피스톤 (302)를 하부 위치에서 상부 위치로 이동시키기 위해 피펫 (281)의 전동 어셈블리 (306) 내에 포함된다. 이와 관련하여, 샤프트 (288)은 전동 어셈블리 (306)의 코그(cog) 및 기어 어셈블리 (307) 내에 포함된다. 어셈블리 (307)은 핀 (309) 또는 다른 어떤 적절한 수단에 의해 하우징 핸들 (282)에 피봇 가능하게 장착된 기어 (308)을 포함하며, 기어 (308)은 샤프트 (288)의 상부 단부의 한쪽 면을 따라 종축 방향으로 이격된 다수의 톱니(teeth) (312)와 결합 가능하다. 길다란 이차 멤버, 즉 리프터(lifter) (313)은 도 21에 나타낸 제 1, 즉 하부 위치와 도 22에 나타낸 제 2, 즉 상부 위치 사이에서 피펫 (281)에 종축과 평행한 방향으로 종축 방향의 이동을 위해 어떤 적절한 수단(미도시)에 의해 하우징 핸들 (282) 내에서 미끄러질 수 있게 배치된다. 리프터 (313)은 샤프트 (288)의 톱니 (312)에 대해 대각선 방향으로 기어 (308)과 결합되는 한쪽 면을 따라 다수의 종축 방향으로 공간상 떨어진 톱니 (314)를 갖는다. 그러므로, 기어 (308)은 샤프트 (288)과 리프터 (313) 사이에 배치되어 샤프트 (288)의 상부, 즉 흡입 위치로의 이동으로 리프터 (313)을 하부, 즉 분배 위치로 이동시키고, 역 으로 샤프트 (288)의 하부 위치로의 이동은 리프터 (313)을 상부 위치로 추진시킨다.

고리(hook) (316)은 리프터 (313)의 뒷면에 고정되고 금속 또는 그 이외의 모든 적절한 물질로 제조된 유연한 암 (317), 및 레지 (321)을 형성하는 상부표면과 경사진 하부 표면 (322)를 갖는 견고한 말단 조각 (318)을 포함한다. 암 (317)에는 경사진 부분 (317a)가 구비된다. 리프터 (313)이 상부 위치로 이동하는 동안, 레지 (321)은 피스톤 (302)의 아랫면과 결합하여 상기 피스톤을 충격 표면 (299)로부터 떨어진 상부 위치로 가게한다. 이러한 방법으로, 샤프트 (288)의 흡입 위치로의 이동은 방출 스프링 (301)의 힘을 받아 이동하는 피스톤 (302)를 상부, 즉 결합된 위치로 구동시킨다.

부가적인, 즉 제 2 후크 (323)은 피스톤 (302)를 상부 위치에 유지하는 피펫 (281)의 잠금 수단을 포함하며 방출 스프링 (301)을 압축된 위치에 유지한다. 부가적인 후크 (323)은 실질적으로 후크 (316)과 유사하며 하우징 (282)에 고정된다. 구동 피스톤 (302)가 상부위치로 이동할 때, 피스톤은 암 (317)에서 후크를 구부러지게 하는 후크 (323)의 경사 표면 (322)와 결합하여 피스톤 (302)가 말단 조각 (318)을 통과하도록 한다. 그런 다음, 말단 조각 (318)은 홈 위치로 복귀하는데, 이 때 부가적인 후크 (323)의 레지 (321)은 피스톤 (302)를 상부 위치에 유지하는 것을 돕기 위해 피스톤 (302)의 아래에 위치한다(도 22 참조).

손가락으로 작동 가능한 수단은 후크 (316) 및 (323)를 해제하기 위해 피펫 (281)에 포함되어 이젝터 (296)이 방출 스프링 (301)에 의해 하부 위치로 구동된 다. 그러한 손가락으로 작동 가능한 수단은 하우징 핸들 (282a) 내에 미끄러질 수 있도록 배치된 버튼 (326)을 포함하고 버튼 (326)은 핸들의 상면에 있는 개구부 (327)을 통해 위쪽으로 연장된다. 버튼 (326)에는 로드 상단부 (297a)를 미끄럼 가능하게 수납하는 버튼의 아랫면으로 위쪽으로 연장된 축 방향 보어 (328)이 제공된다. 버튼 (326)이 로드 (297) 상에서 아래쪽으로 미끄럼 운동하는 것을 제한하기 위해 쇼울더(shoulder) (329)가 로드 상단부 (297a)상에 형성된다. 리세스 (330)은 버튼 (326)의 아랫면에 형성되고 바람직하게는 버튼 (326)과 하우징 (282) 사이에 배치된 복귀 스프링 (331)의 최소한 일부를 수납하기 위해 보어 (328) 주위에 동심원상으로 배치된다. 스프링 (331)은 버튼 (326)을 상부 및 연장된 위치로 위쪽으로 촉진하는 역할을 한다. 버튼 (326)에는 하우징 (282)의 일부를 잡기 위해 쇼울더 (332)가 제공되어 버튼 (326)의 위쪽으로의 이동을 제한한다. 버튼 (326)은 각각의 경사진 진행방향 표면 (334)를 갖는 제 1 및 제 2 의존 프롱(prongs) (333)을 갖는다. 버튼 (326)을 누르면, 프롱 (333)의 경사 표면 (334)는 후크 암 (317)의 각각의 경사 부위 (317a)와 공조적으로 결합하여 후크 (316) 및 (323)을 분리하고, 그러므로 구동 피스톤 (302)로부터 레지 (321)을 이동시킨다.

피펫 (281)의 작동 및 사용 시, 샤프트 하단부 (54)에 피펫 팁 (41)을 장착하면 이젝터 (296)이 도 26에 나타낸 하부 위치로부터 도 20에 나타낸 상부 위치로 이동하게 된다. 로드 (297)이 상부 위치로 이동할 때, 거기에 있는 칼라 (298)은 피스톤 (302)와 접촉하고 피스톤을 하우징 (282) 내에서 위쪽으로 나른다. 이러한 피스톤 (302)의 위쪽으로의 이동은 방출 스프링 (301)을 약하게 누른다. 피펫 (281)이 작동하는 동안, 액체가 하우징 (282)로부터 분배될 때 샤프트 (288)이 모터에 의해 위쪽으로 이동한다. 도 20 및 21에 나타낸 바와 같이, 액체의 흡입은 리프터 (313)이 기어 (308)에 의해 하부 위치로 구동되도록 한다. 이러한 하부 방향으로의 이동으로 말단 조각 (318)이 피스톤 (302)를 통과할 때, 후크 (316) 상의 경사진 표면 (322)는 말단 조각 (318)이 로드 (297)에 대해 바깥쪽으로 방사상으로 이동하도록 한다. 액체가 피펫 (281)로부터 분배되는 동안, 샤프트 (288)은 리프터 (313)을 위쪽으로 이동시키는 모터 (287)에 의해 분배 위치까지 아래쪽으로 구동된다. 상기 논의한 바와 같이, 후크 (316) 상의 레지 (321)은 피스톤 (302)의 아랫면과 결합하며, 피스톤을 피스톤이 후크 (316) 및 (323)에 의해 유지되는 상부 위치로 이동시킨다. 후속되는 모든 흡입 및 분배공정 과정에서, 후크 (316)은 피스톤 (302)의 아래에서 위쪽 및 아래쪽으로 이동하지만 피스톤은 후크 (323)에 의해 상부 위치로 유지된다.

피펫 (281)의 작업이 완료될 때, 피펫 팁 (41)은 사용자가 버튼 (326)을 누름으로써 샤프트 하단부에서 밀려난다. 버튼의 아래쪽으로의 이동은 프롱 (333)을 후크 (316) 및 (323)의 암 (317)과 결합시켜 피스톤 (302)를 후크 (316) 및 (323)으로부터 상기한 방법으로 해제시킨다. 그리고 나서 방출 스프링 (301)은 피스톤 (302)를 가속화 갭을 통해 구동하여 가속화 피스톤 (302)가 칼라 (298)에 충격을 주어 샤프트 하단부 (54)에 피펫 팁 (41)을 유지하는 정지 보존력을 극복하기 위한 초기 팁 방출력을 제공한다. 팁 (41)이 샤프트 하단부 (54)에서 떨어지고 피스톤 (302)가 하우징 레지 (303)과 결합될 때까지 로드 (297) 상의 칼라 (298)은 피스톤 (302)에 의해 아래쪽으로 구동된다. 피스톤 (302)의 운동량 및 방출 스프링 (301)에 남아있는 저장 에너지가 팁 (41)을 샤프트 하단부 (54)로부터 완전히 제거하기에 불충분하다면, 팁 제거를 손으로 종결시키기 위해 사용자가 버튼을 더욱 누름으로써 로드 (297)을 손으로 아래쪽으로 더욱 이동시킬 수 있으며, 상기 버튼은 로드 상단부 (297a)에 있는 각진 쇼울더 (329)에 위치한다. 샤프트 (52b)로부터 피펫 팁 (41)이 제거되면, 사용자는 버튼 (326)을 해제시켜 복귀 스프링 (331)이 버튼 (326)을 도 26에 나타낸 상부, 즉 홈 위치로 이동시키도록 한다.

본 발명의 압축 가능한 스프링 수단이 나선형 스프링으로 도시되어 있다고 할지라도, 다른 유형의 스프링이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 인지해야 한다. 예를 들어, 에너지 저장 스프링은 토션바(torsional bar), 공기 스프링과 같은 가스 충진 실린더, 또는 에너지가 서로 반발하는 방향으로 위치하는 두 개의 자석의 자기장에 저장된 대향 자기장일 수 있다.

본 발명의 피펫은 손으로 잡는 것이 아닐 수 도 있다는 것을 인지해야 한다. 예를 들어, 본 발명은 컴퓨터 스크린, 키보드, 마우스 또는 그 이외 적절한 수단에 의해 손으로 조절되는 또는 손가락으로 작동 가능한 수단을 포함하지 않기 위해 자동화된 로봇 피펫을 포함할 정도로 충분히 넓다. 그러한 로봇 피펫에서 팁 제거를 위해 저장된 에너지를 이용하면 팁 제거를 위해 요구되는 힘을 줄인다.

전술한 사항으로부터 추후에 팁을 제거하는데 사용하기 위한 에너지를 저장하는 피펫이 제공된다는 것을 알 수 있다. 그러한 에너지를 저장하기 위해 압축 가능한 스프링 수단이 피펫에 구비된다. 저장된 에너지는 팁을 피펫에 장착하는 것으 로부터, 사용자의 엄지 또는 손가락으로부터, 및/또는 피펫에 의해 액체를 자동으로 흡입 및/또는 분배하는 것으로부터 제공될 수 있다. 충격력은 팁의 제거를 개시하기 위해 선택적으로 제공될 수 있으며, 충격력은 갭을 가로질러 피스톤형 멤버를 가속화함으로써 생성될 수 있다. 피펫은 사용자의 엄지 또는 손가락에 미치는 스트레스를 최소화하는, 손으로 쥐는 유형일 수 있다.

본 발명의 여러 바람직한 구체예를 첨부한 도면에 상세히 나타내었다.

도 1은 본 발명에 따라 저장된 에너지를 사용하는 팁 이젝터를 가지며 피펫의 샤프트에 제거 가능한 팁이 장착되어 있지 않은 피펫의 부분적 단면을 나타낸 측면도이다.

도 2는 피펫 장치의 샤프트에 장착되는 일회용 팁이 장착되어 있는 도 1의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취한 도 1의 피펫 장치의 단면도이다.

도 4는 도 2의 선 4-4를 따라 취한 도 1의 피펫 장치의 단면도이다.

도 5는 방출 버튼 작동 후에 제 1 팁 방출 상태에 있는 도 1의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 6은 방출 로드를 해제시킨 후에 제 2의 방출 상태에 있는 도 1의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 7은 방출 버튼에 의한 방출 로드의 작동 후의 제 3 방출상태에 있는 도 1의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따라 저장된 에너지를 사용하는 팁 이젝터를 가지며 팁이 장착된 피펫 장치의 또 다른 구체예의 부분 단면도이다.

도 9는 도 8의 선 9-9를 따라 취한 도 8의 피펫 장치의 확대 단면도이다.

도 10은 방출 버튼을 누른 후에 가압 상태에 있는 도 8의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 11은 잠금 핀의 해제 후에 제 1 방출 상태에서 도 8의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 12는 잠금 핀의 해제 후에 제 2 방출 상태에서 도 8의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 13은 본 발명에 따라 저장된 에너지를 사용하는 팁 이젝터를 가지며 팁이 장착되지 않은 피펫 장치의 또 다른 구체예의 부분 단면도이다.

도 14는 피펫 장치의 샤프트에 일회용 팁이 장착된 도 13의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 15는 방출 버튼의 작동 및 잠금 핀의 해제 후의 제 1 팁 방출 상태에 있는 도 13의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 16은 방출 로드의 탈결합 후의 제 2 방출 상태에 있는 도 13의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 17은 방출 버튼에 의해 방출 로드를 손으로 작동한 후의 제 3 방출 상태에 있는 도 13의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 18은 본 발명에 따라 저장된 에너지를 사용하는 이젝터를 가지며 팁이 장 착되지 않은 피펫 장치의 또 다른 구체예의 부분 단면도이다.

도 19는 피펫 장치의 샤프트에 장착된 일회용 팁이 장착된 도 18의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 20은 본 발명에 따라 저장된 에너지를 사용하는 팁 이젝터를 가지며 피펫 장치의 샤프트에 팁이 장착된 피펫 장치의 또 다른 구체예의 부분 측단면도이다.

도 21은 흡입 위치에 있는 도 20의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 22는 분배 위치에 있는 도 20의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 23은 방출 버튼의 작동 및 피스톤의 해제 후에 제 1 팁 방출 조건에 있는 도 20의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 24는 방출 로드로 피스톤에 충격을 가한 후에 제 2 방출 상태에 있는 도 20의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 25는 방출 버튼에 의해 방출 로드를 손으로 작동한 후에 제 3 방출 상태에 있는 도 20의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

도 26은 팁의 방출로 후퇴 위치에 있는 도 20의 피펫 장치의 부분 단면도이다.

Claims (32)

1. 핸들 및 샤프트(52a, 52b; 127a, 52b; 182a, 52b; 282a, 52b)를 가지며 샤프트는 피펫 팁을 탈착 가능하게 수납하기에 적합한 중공 하우징(52, 127, 182, 282);

   하우징에 의해 지지되며, 하우징의 핸들에 배치된 로드 또는 로드 조립체(68; 133; 188; 264; 297) 및 하우징의 샤프트에 대해 수직 방향으로 이동 가능한 연장부(69; 134; 69; 69)를 가지며, 피펫 팁을 하우징의 샤프트에 고정 장착되도록 하는 제 1 위치와 피펫 팁을 하우징의 샤프트에서 밀어내는 제 2 위치 사이에서 이동 가능한 이젝터(67; 132; 187; 263; 296);

   하우징 내에 위치하는 스프링(76; 151; 216; 301);

   하우징에 의해 지지되며 스프링에 에너지를 저장하도록 하기 위하여 스프링을 압축하기 위한 수단(77; 137; 218; 302);

   스프링을 압축 위치로 유지하기 위하여 하우징에 의해 지지되는 잠금 수단(81; 156; 198; 225; 323); 및

   피펫 팁을 하우징의 샤프트 상에 멀리 이동시키기 위해 이젝터가 제 2 위치로 스프링에 의해 구동되도록 잠금 수단을 해제시키기 위한 해제 수단(91; 146; 232; 236; 326; 333)을 포함하는, 소정 양의 액체를 반복적으로 흡입하고 분배하는 피펫 팁(41)을 사용하는 피펫(51; 126; 181; 261; 281).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 핸들(52a; 127a; 182a)은 실질적으로 원통형이고 손에 쥘 수 있는 크기이며 상기 잠금 수단을 해제시키기 위한 수단(91; 146; 232; 236; 251; 326; 333)은 손가락에 의해 작동 가능한 것을 특징으로 하는 피펫.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링을 압축하기 위한 수단은 플랜지 멤버(77; 223; 302)을 포함하며 상기 스프링은 하우징에 기대어 배치된 제 1 단부 및 플랜지 멤버에 기대어 배치된 제 2 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 피펫.
4. 제 3 항에 있어서, 이젝터와 일체형으로 플랜지 멤버(77; 223)을 고정하기 위한 수단을 더 포함하며, 제 2 위치로부터 제 1 위치로의 이젝터 이동이 스프링을 압축시키는 것을 특징으로 하는 피펫.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 스프링 (76; 216; 301)이 이젝터의 로드 또는 로드 조립체의 적어도 일부 주위에 동심원상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피펫.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 이젝터(187)의 로드 (188)은 충격 표면 (194)를 가지며 플랜지 멤버 (223)은 이젝터의 로드에 미끄러질 수 있도록 배치되어 충격 표면으로부터 이격된 제 1 위치와 충격 표면과 결합되는 제 2 위치 사이에서 이젝터에 대해 이동할 수 있는 피스톤(218)의 일부이며, 상기 잠금 수단 (198)이 이젝터의 로드에 대해 제 1 위치에서 피스톤을 유지하고 그럼으로써 잠금 수단의 해제시 피스톤이 충격 표면쪽으로 가속화되어 하우징으로부터 피펫 팁의 제거를 용이하게 하는 충격력을 이젝터에 제공하는 것을 특징으로 하는 피펫 (181).
7. 제 6 항에 있어서, 상기 해제 수단(232, 236)가 잠금 수단을 풀기 위한 비잠금수단(unlocking means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 피펫.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 잠금 수단은 이젝터의 로드 또는 로드 조립체에 위치한 스프링 편향된 핀 (225)을 포함하고 상기 피스톤 (218)은 핀을 수납하여 피스톤을 제 1 위치에 유지하기 위한 리세스를 포함하며, 상기 해제 수단은 피스톤을 제 1 위치로부터 해제하도록 리세스로부터 핀을 이동시키기 위하여 정지(비작동) 위치로부터 작동 위치로 이동 가능한 버튼 (232)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피펫.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 피스톤 (218)은 이젝터 (263)의 로드 조립체 상에 미끄럼 가능하게 배치된 관 모양의 피스톤이며, 상기 이젝터의 로드 조립체는 상부 및 하부 로드(266, 267)를 포함하며, 상기 상부 로드 (266)는 제 1 및 제 2 단부를 가지며, 상기 하부 로드(267)은 이젝터의 연장부에 고정되고 상부 로드의 제 2 단부를 수납하기 위해 축 방향으로 된 보어를 가지며, 롤러 수단 (271)은 상부 로드와 하부 로드 사이의 상대적인 축 방향 이동을 용이하게 하기 위해 상부 로드 및 하부 로드 중 적어도 어느 하나에 위치하고, 상부 로드의 제 1 단부는 관 모양 피스톤 내에서 수납됨으로써 관 모양의 피스톤이 하부 로드로부터 이격된 제 1 위치와 하부 로드와 결합되는 제 2 위치 사이에서 하부 로드에 대해 이동 가능하며, 상기 스프링 (216)은 하우징에 기대어 배치된 제 1 단부 및 관 모양의 피스톤에 기대어 배치된 제 2 단부를 가지며, 상기 잠금 수단은 하부 로드에 대해 제 1 위치에서 관 모양 피스톤을 유지함으로써 잠금 수단의 해제 시 관 모양의 피스톤이 하부 로드 쪽으로 가속화되어 하우징으로부터 피펫 팁의 제거를 용이하게 하는 충격력을 하부 로드에 제공하는 것을 특징으로 하는 피펫(261).
10. 제 9 항에 있어서, 상기 잠금 수단은 상부 로드 (266)에 의해 유지되는 스프링 편향된 핀 (225)을 포함하고 상기 관 모양의 피스톤은 관 모양의 피스톤을 제 1 위치로 유지하기 위한 리세스를 포함하며, 상기 해제 수단은 관 모양의 피스톤을 제 1 위치로부터 해제시키도록 리세스로부터 핀을 이동시키기 위하여 정지(비작동) 위치로부터 작동 위치로 이동 가능한 버튼 (232)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피펫 (261).
11. 제 6 항에 있어서, 제 2 위치로부터 제 1 위치로 플랜지 멤버를 이동시키기 위하여 전동 어셈블리 (306)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피펫 (281).
12. 제 11 항에 있어서, 상기 전동 어셈블리 (306)은 피펫 팁으로부터 액체를 흡 입하고 분배하기 위하여 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 직선상으로 이동 가능한 샤프트를 포함하는 코그와 기어 어셈블리 (307)을 포함하며, 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 상기 샤프트의 이동은 제 2 위치로부터 제 1 위치로의 피스톤의 이동을 유발하는 것을 특징으로 하는 피펫.
13. 제 3 항에 있어서, 상기 이젝터는 하우징 (52)의 핸들 (52a)에 미끄러질 수 있도록 배치된 로드 (68)을 포함하며, 상기 해제 수단 (91)은 버튼 (106)을 포함하며, 상기 잠금 수단은 하우징에 피봇 회전 가능하게 배치되며 개구부 (84)를 구비하고 있는 브레이크를 포함하고, 상기 개구부를 통해 로드가 연장되고, 해제 기구는 브레이크가 기능적으로 로드와 결합하여 이젝터를 제 1 위치에서 잠그도록 하는 제 1 위치로부터 브레이크가 로드를 해제하여 이젝터 기구를 제 2 위치로 이동시키도록 하는 제 2 위치로 브레이크를 이동시키기 위해 버튼 (106)에 의해 작동 가능한 것을 특징으로 하는 피펫.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 이젝터의 로드(188)는 충격 표면 (194)를 가지며 상기 플랜지 멤버 (223)는 이젝터의 로드에 미끄러질 수 있도록 배치되며 충격 표면으로부터 이격된 제 1 위치와 충격 표면과 결합되는 제 2 위치 사이에서 이젝터에 대해 이동할 수 있는 피스톤(218)의 일부이며, 상기 잠금 수단(198)은 이젝터의 로드에 대해 제 1 위치에서 피스톤을 유지하기 위한 제 2 잠금 수단 (225)를 포함하고, 그럼으로써 버튼 (232)의 작동시 제 2 잠금 수단이 해제되어 피스톤이 브레이크를 제 2 위치로 이동시키도록 하고 충격 표면쪽으로 가속화시켜 하우징으로부터 피펫 팁의 제거를 용이하게 하기 위해 이젝터에 충격력을 제공하는 것을 특징으로 하는 피펫 (181).
15. 제 14 항에 있어서, 상기 해제 기구는 브레이크를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키기 위해 하우징에 의해 미끄럼 가능하게 지지되며 피스톤 (218)에 의해 작동 가능한 부가적인 로드 (253)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피펫 (181).
16. 제 13 항에 있어서, 상기 버튼 (232)는 상기 해제 기구(251)를 작동시켜 상기 브레이크를 제 2 위치로 이동시키기 위해 정지(비작동) 위치에서 제 1 작동 위치로 이동 가능하며 이젝터를 제 2 위치로 수동으로 이동시켜 하우징으로부터 피펫 팁의 제거를 촉진시키기 위해 정지(비작동) 위치에서 제 2 작동 위치로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 피펫 (181).
17. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링을 압축하기 위한 수단은 버튼(137; 326) 및 플랜지 멤버(152; 302)를 포함하고 상기 스프링 (151; 301)은 버튼에 기대어 배치된 제 1 단부 및 플랜지 멤버에 기대어 배치된 제 2 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피펫.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 잠금 수단은 이젝터의 로드에 의해 유지되는 스프링 편향된 핀 (156) 및 제 1 위치에서 이젝터를 유지하도록 핀을 수납하기 위해 하우징에 제공되는 리세스를 포함하며, 상기 버튼 (137)은 리세스로부터 핀을 이동시켜 이젝터를 제 1 위치로부터 해제시키기 위해 정지(비작동) 위치로부터 작동 위치로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 피펫.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 이젝터를 제 1 위치에 유지하기 위해 하우징에 부가적인 잠금 수단 (225)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 피펫.
20. 액체의 양을 흡입하고 분배하도록 피펫 팁(41)과 사용되는 피펫(51;181;261;281)로서, 하우징(52;182;282), 피펫 팁(41)을 수용하도록 하우징으로부터 연장된 샤프트(52b) 및 피펫 팁(41)을 샤프트(52b)로부터 밀어내기 위한 피펫 팁 이젝터 메카니즘(66)을 구비하며,

    피펫은:

    팁이 상기 샤프트상에 장착되었을때 에너지를 저장하고 팁의 제거를 용이하게 하도록 팁이 제거되어야 할때 저장된 에너지를 해제시키는 에너지 저장 스프링(76;216;301)을 구비하는, 샤프트(52b)로부터 피펫 팁(41)의 제거를 용이하게 하는 메카니즘을 특징으로 하는 피펫.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 피펫 팁(41)의 제거를 용이하게 하는 메카니즘은:

    정상적으로는 상기 팁이 장착되어야 하는 상기 샤프트의 단부에 근접한 제 1 위치로 편향(bias)되어 있고, 상기 팁이 상기 편향에 반하여 샤프트로 장착되면 움직일 수 있으며, 팁이 상기 샤프트에 완전하게 장착되었을 때 수축된 위치에 도달하는 이젝터(67;187;263;296-298,302);

    이젝터를 상기 편향에 대하여 수축된 위치에 유지하기 위한 잠금 수단(81;198;316,323); 및

    샤프트로부터의 피펫 팁의 제거를 보조하기 위하여 상기 편향에 응하여 샤프트의 단부에 근접한 위치로 이젝터(67;187;263;296-298,302)를 복귀시킬 수 있도록 잠금 수단을 해제하기 위한 해제 어셈블리(91;251);을 구비하는 것을 특징으로 하는 피펫.
22. 제 20 항에 있어서,

    상기 피펫 팁의 제거를 용이하게 하는 메카니즘은,

    에너지 저장 스프링(76;216;301)에 에너지를 저장하도록 피펫 팁(41)을 샤프트(52b) 상으로 삽입하는 것에 응하는 이젝터 메카니즘(66;186;262;294)내의 이젝터(67;187;263;296-298,302); 및

    장착 샤프트로부터 피펫 팁을 제거하는데 있어서 팁 이젝터 메카니즘을 보조하도록 에너지 저장 스프링으로부터의 에너지를 배출하기 위한 해제 어셈블리(91;251;326);을 더 구비하는 피펫.
23. 제 22 항에 있어서,

    이젝터(67;187;263;296-298, 302)는 샤프트(52b)로부터 피펫 팁(41)을 제거하기 위한 하단부(69b)를 구비하고, 해제 어셈블리(91;257;326)은 피펫 팁(41)을 제거하기 위한 하단부(69b)를 움직이도록 에너지 저장 스프링(76;216;301)로부터 에너지를 배출시키는 것을 특징으로 하는 피펫.
24. 제 23 항에 있어서,

    이젝터 메카니즘(66;186;262;294)는 하우징(52;181;282)에 의해서 유지되고, 피펫 팁(41)을 제거하기 위한 하단부(69b)는 샤프트(52b) 상으로 피펫 팁(41)이 삽입될 수 있게 하는 제 1 위치로부터, 피펫 팁과 맞물리고 피펫 팁을 샤프트로부터 제거하는 팁 이젝션 멤버에 의해 피펫 팁이 제거되는 제 2 의 위치로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 피펫.
25. 제 23 항에 있어서,

    에너지 저장 스프링(76;216;301)으로서 헬리컬 스프링이 이용되는 특징으로 하는 피펫.
26. 제 25 항에 있어서,

    에너지 저장 스프링(76;216;301)에 에너지를 저장하기 위한 이젝터(67;187;263;296-298, 302)는 헬리컬 스프링 안에 에너지를 저장하도록 헬리컬 스프링을 압축하기 위하여 샤프트(52b)상으로의 피펫 팁(41)의 삽입에 응하는, 피펫 팁(41)을 제거하기 위한 하단부(69b) 및, 헬리컬 스프링을 압축된 상태로 유지하기 위한 잠금 수단(81;198;316,323)을 구비하며;

    해제 어셈블리(91;251;326)은 피펫 팁에 대하여 피펫 팁(41)을 제거하기 위한 하단부(69b)를 구동하고 팁을 장착 샤프트로부터 이탈시키도록 잠금 수단을 해제시킴으로써 에너지를 에너지 저장 스프링(76;216;301)로부터 배출시키는 것을 특징으로 하는 피펫.
27. 제 26 항에 있어서,

    잠금 수단(81;198;316,323)은,

    (i) 헬리컬 스프링이 장착 샤프트에 대하여 반대 방향으로의 움직임을 차단하면서 샤프트상으로의 피펫 팁의 움직임에 의해 압축될 수 있는 잠금 상태에서 헬리컬 스프링을 유지하고,

    (ii) 팁을 샤프트로부터 제거하는 방향으로, 피펫 팁(41)을 제거하기 위한 하단부(69b)를 구동시키도록 헬리컬 스프링이 해제되는 비잠금 상태로 변환될 수 있는 것을 특징으로 하는 피펫.
28. 제 22 항에 있어서,

    하우징(52;182;282)는 피펫의 사용자에 의해서 손으로 잡을 수 있고 해제 어셈블리(91;251;326)은 사용자에 의해서 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 피펫.
29. 제 25 항에 있어서,

    헬리컬 스프링은 하우징(52;182;282)에 대하여 고정된 제 1 단부 부분 및, 피펫 팁(41)을 제거하기 위한 하단부(69b)와 움직일 수 있는 제 2 단부 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 피펫.
30. 제 22 항에 있어서,

    이젝터 메카니즘은 충격 표면(194;272;299) 및, 피펫 팁을 샤프트로부터 구동하는 것을 보조하도록 충격 표면을 가격하기 위하여 에너지 저장 스프링에 의해 배출된 에너지에 응하는 피스톤(218;302)를 구비하는 것을 특징으로 하는 피펫(181;261;281).
31. 피펫 팁이 장착될 수 있는 샤프트(52b)를 가지는 피펫(51;181;261;281)내에서, 피펫 팁을 샤프트로부터 제거하는 것을 용이하게 하기 위한 메카니즘으로서,

    이젝터가 정상 위치에 있을때 피펫 팁(41)이 장착될 수 있는 샤프트의 단부에 근접하여 종료되는 스프링 부하를 받는 팁 이젝터(67;187;263)으로서, 피펫 팁이 상기 샤프트상에 장착되었을때 상기 스프링 부하에 대하여 샤프트의 상기 단부로부터 수축된 위치로 움직일 수 있는 팁 이젝터(67;187;263);

    상기 스프링 부하에 대하여 이젝터(67;187;263)을 수축된 위치에 유지하기 위한 잠금 수단(81;198;316,323); 및

    샤프트로부터 피펫 팁을 제거하는 것을 보조하도록 상기 스프링 부하에 응하여 이젝터(67;187;263;296-298)을 그것의 정상 위치로 복귀시킬 수 있게 잠금 수단을 해제하기 위한 해제 어셈블리(91;251;326);을 구비하는, 피펫 팁을 샤프트로부터 제거하는 것을 용이하게 하는 장치.
32. 제 31 항에 있어서,

    이젝터(67;187;263;296-298,302)는 상기 피펫 팁에 의해 샤프트의 상기 단부로터 이탈되게 움직이는 것을 특징으로 하는, 피펫 팁을 샤프트로부터 제거하는 것을 용이하게 하는 장치.

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