專利名稱：具有滴管尖端及安裝軸的滴管的制作方法
相關(guān)申請案本項申請案為1998年11月6日提出、并受讓予本專利申請案同一受讓人之美國專利申請案第09/188,031號申請案的部份續(xù)展申請案。
背景技術(shù)：
本項發(fā)明關(guān)于滴管的改進(jìn)，而且更特別是關(guān)于一種空氣排放滴管，其包括有一新穎安裝軸以及一個為此安裝軸所定制之獨(dú)特滴管尖端，以使得滴管使用者可以很容易將滴管尖端插入至安裝軸上之一個流體緊密位置處，其中滴管尖端系被固定來對抗不必要的橫向搖動以及從安裝軸處所產(chǎn)生的位移，而且在使用之后，滴管使用者可以很容易地將滴管尖端從安裝軸上排出；滴管使用者僅需施加大約1磅或1磅以下的軸向滴管尖端插入和排出作用力，就可以完成上述之滴管尖端的插入和排出動作，于是能夠大致上消除滴管使用者因為重復(fù)動作的傷害產(chǎn)生之所有的危險。
在分析系統(tǒng)中所使用來輸送和分配精確流體量的滴管裝置為人們所熟知，它采用一次性使用式尖端構(gòu)件于該滴管中。一次性使用式尖端能夠方便上述之滴管裝置在輸送不同流體方面的連續(xù)使用，而不致于產(chǎn)生殘留物或是造成污染。
一般而言，一次性使用式滴管尖端是由一種塑料材料所形成，并且系具有一種中空、長形、大體上圓錐形之形狀，其具有一個敞開的近端部，而用于接收并且以一種可釋放方式與一滴管裝置之長形圓錐狀滴管尖端安裝軸之遠(yuǎn)端部相匹配。在理想之狀況下，一次性使用式尖端必須很容易在安裝軸上滑動到一個與滴管裝置之尖端排出機(jī)構(gòu)下側(cè)末端相鄰接的軸向位置處。于是，滴管尖端必須被安置成在安裝軸上保持橫向穩(wěn)定，不會相對安裝軸而受到外部搖動的影響(如同是在“擠壓滴管”之狀況下)，而且滴管尖端必須連同安裝軸一起組成一個流體緊密的環(huán)狀密封。然后，當(dāng)必須以一新的尖端來更換舊的尖端時，藉由尖端排出機(jī)構(gòu)的動作，滴管尖端應(yīng)可以很容易從安裝軸上被移開。
為了要符合一次性使用式滴管尖端在滴管尖端安裝軸上所期望的必要密封性先決條件，大多數(shù)滴管尖端近側(cè)部位之內(nèi)部表面和側(cè)壁系被沿軸向地縮小一角度，該角度較滴管尖端安裝軸之遠(yuǎn)端部大1°-1.5°，而且共同組成一個沿軸向長形截頭圓錐狀的環(huán)形密封帶。當(dāng)長形、大體上圓錐狀滴管尖端安裝軸的遠(yuǎn)端部被迫使進(jìn)入至尖端的近端部內(nèi)之時，此密封帶的尺寸系能夠往外伸展(“環(huán)帶伸展”)，用以牢牢地將尖端安置于安裝軸上，并且在密封帶與安裝軸之間產(chǎn)生一軸向長形環(huán)狀流體緊密密封。例如于美國專利第4,748,859號和第4,824,641號中所描述之其它滴管尖端，包括有多個位于該尖端之近端部內(nèi)部表面上的沿軸向分隔之可壓縮式環(huán)狀密封環(huán)。此密封環(huán)于滴管尖端安裝軸外部表面與尖端近端部內(nèi)部表面之間會產(chǎn)生多重軸向分隔的流體緊密環(huán)狀密封，而藉由軸向分隔環(huán)的作用，滴管尖端在側(cè)向方面可以保持橫向穩(wěn)定，而能夠抵抗安裝軸上在擠壓滴管之狀況下所產(chǎn)生的不必要搖動現(xiàn)象。
通常，在將一滴管尖端安裝至一滴管之安裝軸上的狀況下，使用者必須要施加12-15磅的向下作用力來驅(qū)使安裝軸沿軸向進(jìn)入至尖端內(nèi)一個距離處，而在此一距離處，對于使用者而言系足以(i)于尖端與安裝軸間產(chǎn)生流體緊密密封，并且(ii)產(chǎn)生尖端在安裝軸上所需之橫向穩(wěn)定性。有時候，在改進(jìn)滴管尖端于一安裝軸上之橫向穩(wěn)定性的一種錯誤嘗試之中，使用者將會施加一向下的插入作用力(例如是18-25磅)于安裝軸上，其足以驅(qū)動尖端在安裝軸上沿著軸向移動，直到尖端的上側(cè)表面接合或嵌入滴管之尖端排出機(jī)構(gòu)的排出臂或是圓錐部位為止。然而，介于尖端排出臂或圓錐部位之下側(cè)表面與尖端之上側(cè)表面間的接觸狀況僅能夠提供一種最小的阻力來抵抗尖端于安裝軸上的搖動，于是，尖端于安裝軸上之橫向穩(wěn)定性僅產(chǎn)生一最小的增量。此外，由于大多數(shù)滴管尖端是由相當(dāng)堅硬的塑料材料所組成，滴管尖端的環(huán)狀伸展動作必須要能夠適應(yīng)尖端在安裝軸上之移動狀況，而特別難以將尖端移動至一個與尖端排出器或圓錐部位之下側(cè)表面相接合的位置。事實(shí)上，必須施加至傳統(tǒng)式滴管來使尖端定位于滴管尖端安裝軸上所需的軸向作用力通常會超過12磅，而且可能要大到20磅，施加如此大的作用力對于許多滴管尖端的使用者而言是非常困難的。當(dāng)然，對于大多數(shù)滴管尖端的設(shè)計來說，將滴管尖端安置于滴管安裝軸上所施加的作用力愈大，則從安裝軸上排出尖端所需的作用力也就愈大。于是，在滴管尖端被插入至安裝軸上，直到尖端到達(dá)一個能夠抵住滴管尖端排出機(jī)構(gòu)之下側(cè)表面的位置處的這種插入動作，系將最少量的橫向穩(wěn)定性增量提供予位于安裝軸上之尖端，此項結(jié)果系違背了一次性使用式滴管尖端的設(shè)計先決條件，亦即在需要更換尖端時必須能夠很容易地將該尖端從安裝軸上移開的先決條件。
事實(shí)上，如何將一次性使用式滴管尖端穩(wěn)定地安裝在一滴管尖端安裝軸上，并連同此滴管尖端安裝軸共同組成一流體緊密密封的設(shè)計先決條件系比下列所述之設(shè)計方式更容易得到一次性使用式滴管尖端可以在滴管尖端安裝軸上很容易地滑動至一個形成了流體緊密密封的軸向位置處，而且當(dāng)需要更換尖端時系能夠很容易地將該尖端從安裝軸上移開。
在這些方面，使用于不同流體滴定容量范圍之裝置的滴管尖端安裝軸則具有不同的外部形狀。舉例而言，用于滴定流體容量大于500毫升之滴管(大容量滴管)之標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端安裝軸的遠(yuǎn)端部通常從安裝軸之縱軸方向算起，兩側(cè)均具有大約1.5°-2.5°的沿軸向向下和往內(nèi)的錐形形狀。另外一方面，中型到小容量滴管裝置(250毫升和更小量)之安裝軸的遠(yuǎn)端部通常從安裝軸之縱軸方向算起，兩側(cè)均具有大約2°-5°的沿軸向向下和往內(nèi)的錐形形狀，以使得安裝軸的鼻部將會撞擊到滴管尖端的內(nèi)壁，而且導(dǎo)致在安裝軸側(cè)邊與尖端內(nèi)壁接合在一起之前能夠產(chǎn)生環(huán)帶伸展現(xiàn)象。于是，如同于1998年7月14日頒發(fā)之美國專利第5,779,984號所描述的大容量滴管尖端，藉由將一個具有減小壁厚之側(cè)壁的近端部包括于其中，使得大容量滴管能夠很容易安裝及移開于大容量滴管裝置之安裝軸上的設(shè)計先決條件能被達(dá)成，上述之薄壁設(shè)計方式將無法產(chǎn)生一種能夠滿足中小容量滴管尖端(其必須被牢牢地安裝至具有一個2度和2度以上之往內(nèi)錐形形狀的滴管尖端安裝軸上)所需的容易安裝和排出之設(shè)計先決條件的滴管尖端。同樣也符合于揭示于美國專利第4,072,330號中的包括一個具有一薄側(cè)壁的截頭圓錐形狀密封區(qū)域之滴管尖端設(shè)計的情況。
如同先前所說明過之內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)型中小容量滴管尖端系包括有一個截頭圓錐形環(huán)狀密封帶或內(nèi)部表面，用以接合和密封滴管尖端安裝軸的錐形形狀遠(yuǎn)端部。密封表面的錐形角度(例如是比1.5°還要大)通常是接近安裝軸的錐形角度(例如是2°-5°)。將標(biāo)準(zhǔn)型中小容量滴管尖端在密封帶區(qū)域處之側(cè)壁弄薄對于減小用于將尖端移動至一密封位置處并接著從安裝軸上排出滴管尖端所需的安裝與排出作用力僅有非常小的幫助。在形成所需環(huán)狀密封的情況之中，截頭圓錐形環(huán)狀區(qū)域系需要如同一環(huán)帶般地垂直于滴管尖端安裝軸之匹配用傾斜表面而往外伸展(環(huán)帶伸展)。在尖端材料上較大的反作用力系能夠抵抗上述之環(huán)帶伸展現(xiàn)象，而且需要在尖端上施加較大的軸向作用力(例如是10磅或是10磅以上)，用以將尖端安裝至安裝軸上，并且產(chǎn)生所需要的環(huán)狀流體緊密密封。上述之反作用力會隨著尖端被驅(qū)動朝向相關(guān)聯(lián)之滴管裝置的尖端排出機(jī)構(gòu)而逐漸增加。
此外，一次性使用式滴管尖端通常是被安裝和儲存于可消毒式物料架內(nèi)。此種物料架通常包括一個具有一列用于接收滴管尖端遠(yuǎn)端部之孔洞的支承托盤，用以沿著垂直方向而將滴管尖端定位成以直線方式彼此相互間隔，其中尖端的敞開的近端部會露出來，用以接收一個滴管裝置之安裝軸(滴管尖端將被安裝至其上)。舉例而言，為了要將容納于一尖端物料架內(nèi)之一次性使用式滴管尖端安裝至一多重管道式滴管的安裝軸上，滴管裝置被放置于物料架上方，且其若干個安裝軸會與已對準(zhǔn)之滴管尖端串行的開放近側(cè)末端保持在同一直線上。在安裝軸一開始稍微被插入至已對準(zhǔn)滴管尖端的開放近側(cè)末端內(nèi)之后，一個相當(dāng)大的向下作用力系會被施加至滴管裝置上，用以驅(qū)動安裝軸進(jìn)入至尖端構(gòu)件內(nèi)。于是，滴管尖端會被非常牢固地安置于安裝軸上，而且此滴管尖端可以藉由多重管道式滴管的向上運(yùn)動而被抬高離開物料架。但是在實(shí)際的應(yīng)用上，此種多重式滴管尖端安裝程序經(jīng)常會導(dǎo)致若干滴管尖端在某些安裝軸上被安裝至不同的軸向位置處。在一種用于除去上述滴管尖端于一多重管道式滴管之若干管道上所產(chǎn)生不均勻安裝現(xiàn)象的嘗試過程中，當(dāng)安裝軸被每一個管道的大約12-15磅之軸向作用力驅(qū)動進(jìn)入至由一滴管尖端物料架所支撐的尖端內(nèi)時，使用者經(jīng)常會搖動滴管，用以驅(qū)動尖端朝向滴管之尖端排出機(jī)構(gòu)的下側(cè)表面。
再者，當(dāng)需要更換尖端時，尖端愈是被牢牢地安裝或嵌入至滴管裝置的安裝軸上，滴管使用者必須由拇指和手部動作所產(chǎn)生將尖端從安裝軸上排出所需的軸向作用力就愈大。在實(shí)際的應(yīng)用上，滴管使用者由拇指和手部所產(chǎn)生在每一個滴管管道內(nèi)大約10磅大小的軸向作用力來驅(qū)使尖端離開安裝軸是很不平常的。在完成若干次重復(fù)性的尖端排出操作之后，特別是針對多重管道式滴管需要施加較大的軸向作用力的情況，使用者之拇指和手部會變得容易受到身體上的壓迫，而通常會導(dǎo)致拇指和手部受到重復(fù)性的傷害，而且在最嚴(yán)重之狀況下則會產(chǎn)生腕隧道癥候群。
另外，如同在美國專利第4,072,330號中所說明之標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端，其系僅依靠滴管尖端的密封區(qū)域來產(chǎn)生環(huán)狀的流體緊密密封，并提供尖端對于安裝軸的一種足以抵抗擠壓滴管所產(chǎn)生搖動現(xiàn)象之穩(wěn)定安裝方式。此種滴管尖端的構(gòu)造無法提供上述之橫向安裝穩(wěn)定性，但是對于尖端被向上擠壓抵住滴管尖端排出臂或圓錐部位的極少數(shù)應(yīng)用實(shí)例來說，系會達(dá)成尖端在安裝軸上的最少量橫向穩(wěn)定性。
在一種用來改進(jìn)滴管尖端在某些滴管安裝軸上之橫向穩(wěn)定性和握持性能的嘗試中，若干制造商會使用0形環(huán)來圍繞著滴管的尖端安裝軸。舉例而言，Brinkmann儀器公司的滴管產(chǎn)品Transfer pipette8/12是采用上述之0形環(huán)，以確保在使用中的所有尖端均被牢牢地安裝。然而，隨著滴管尖端重復(fù)被插入至相結(jié)合之安裝軸內(nèi)以及從該安裝軸處被排出，上述0形環(huán)系會被快速磨耗掉。由于磨耗的產(chǎn)生，在使用中的尖端將不再被牢牢地安裝至定位，而且從0形環(huán)處所產(chǎn)生的磨耗微粒則可能會污染到藉由相關(guān)聯(lián)之滴管所處理的流體樣本。
在一種用來減少滴管使用者所需施加手部和手指作用力來使尖端從滴管安裝軸處排出的嘗試過程中，例如是LabSystems等其它滴管制造商系已發(fā)展出齒輪與棘輪機(jī)構(gòu)，而且將此齒輪與棘輪機(jī)構(gòu)使用于某些滴管產(chǎn)品中，用以放大使用者所施加的作用力來將滴管尖端從其安裝軸處排出。但是此種機(jī)構(gòu)的成本過高，并且會增加滴管非必要的尺寸和重量。
最近，為了要符合先前所描述之滴管尖端的理想特性和先決條件，一種改進(jìn)的塑料滴管尖端系已被開發(fā)出來，其中藉由施加小于6磅的軸向安裝作用力以及小到3磅的軸向排出作用力，該改進(jìn)的滴管尖端系得以被安裝至一空氣排放滴管的標(biāo)準(zhǔn)式滴管安裝軸上，并且從此標(biāo)準(zhǔn)式滴管安裝軸處被排出。此種改進(jìn)的滴管尖端亦同時被描述于已提出申請的美國專利申請案第09/188,030號“容易排出式滴管尖端”中。如同其中所描述之內(nèi)容，為了要符合一次性使用式滴管尖端所需的可安裝性以及容易排出性之先決條件，在下文中以“軟式密封”尖端做為參考使用的改進(jìn)的滴管尖端系包括有一個敞開的管狀近端部，此管狀近端部則包含一個向下和往內(nèi)呈錐形形狀的放大截頭圓錐形狀敞開的頂端，用以于一環(huán)狀密封區(qū)處與一滴管尖端的中空、大致上圓柱形的中間部位接合在一起。此敞開的頂端的內(nèi)徑足以沿著軸向方向來接收標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端安裝軸之遠(yuǎn)端部。環(huán)狀密封區(qū)是由截頭圓錐形狀之開放頂端到滴管中間部位的轉(zhuǎn)移或連結(jié)線所組成，而且包含有厚度在0.20-0.50毫米范圍內(nèi)的環(huán)狀側(cè)壁。中間部位于密封區(qū)域處的內(nèi)徑系小于滴管安裝軸的直徑大小，薄的彈性環(huán)狀側(cè)壁之厚度則是0.20-0.50毫米，而且軸向長度是0.25-0.65公分。于是，當(dāng)安裝軸的遠(yuǎn)端部被匹配進(jìn)入至滴管尖端的放大開放末端時，安裝軸的截頭圓錐形狀外側(cè)表面系會于滴管尖端之開放末端底部處接合密封區(qū)域的內(nèi)側(cè)表面，用以隨著安裝軸被插入至近側(cè)部位內(nèi)而能夠沿著徑向往外延展該環(huán)狀密封區(qū)，于是，在密封層帶與密封區(qū)之間能夠產(chǎn)生流體緊密密封。除了該近側(cè)部位以外，改進(jìn)的滴管尖端還包括一個從中間部位往外延伸并終止于一個相當(dāng)窄的遠(yuǎn)端部開口(其隨著滴管裝置之作動而使流體流入尖端以及從尖端流出)。最后，改進(jìn)的滴管尖端以能夠于其鄰接密封區(qū)之內(nèi)部表面上包括有橫向穩(wěn)定用機(jī)構(gòu)為較適宜，用以在滴管尖端被插入至近側(cè)部位內(nèi)時，能夠接合安裝軸的外部表面來增加位于安裝軸上之滴管尖端的橫向穩(wěn)定性。此種橫向穩(wěn)定用機(jī)構(gòu)以包含至少三個從鄰接密封區(qū)之尖端近側(cè)部位內(nèi)部表面往內(nèi)延伸、而沿著周圍分布之接點(diǎn)為較適宜，用以在滴管尖端被插入至近側(cè)部位內(nèi)時，能夠接合安裝軸的外部表面來增加位于安裝軸上之滴管尖端的橫向穩(wěn)定性。在這一方面，接點(diǎn)在直徑上的間隔距離系使得接點(diǎn)本身可以稍微與安裝軸接合在一起，而且容許安裝軸的遠(yuǎn)端部從其中經(jīng)過，而不致于從接點(diǎn)所延伸之側(cè)壁處發(fā)生環(huán)帶伸展現(xiàn)象。以此方式，上述之接點(diǎn)系會結(jié)合密封區(qū)來一起將橫向支撐提供予位于安裝軸上的滴管尖端，而且系能夠防止滴管尖端因為橫向外部作用力被施加至尖端的遠(yuǎn)側(cè)部位上(如同在擠壓滴管時)而產(chǎn)生橫向移動。
以上所描述之改進(jìn)的滴管尖端實(shí)際上是針對標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端進(jìn)行有關(guān)軸向作用力的改進(jìn)，其中該軸向作用力主要是對于與將尖端安裝至滴管安裝軸上和從該滴管安裝軸處排出尖端為必須的，另外還需要更進(jìn)一步地降低滴管使用者因為重復(fù)性運(yùn)動傷害而發(fā)生危險的狀況產(chǎn)生，并且更進(jìn)一步地減小用于穩(wěn)定地將滴管尖端安裝至滴管安裝軸上以及從滴管安裝軸處排出滴管尖端所需的軸向作用力。本項發(fā)明系滿足此項需求。
發(fā)明概述為了要符合到目前為止尚未達(dá)成之下列理想先決條件，一次性使用式塑料滴管尖端(i)能夠容易地被安裝至一滴管尖端安裝軸上，用以與安裝軸共同組成流體緊密連結(jié)方式，由于安裝軸與尖端的連結(jié)方式相當(dāng)牢固，因此在滴管正常的使用下，尖端不致于會在安裝軸上產(chǎn)生橫向搖動或意外地從安裝軸處被松開，(ii)然后藉由施加例如是大小接近1磅或1磅以下的最小軸向安裝和排出作用力，而能夠很容易地從安裝軸處排出滴管尖端，本發(fā)明則已采用獨(dú)特的解決方案。本發(fā)明在一空氣排放滴管中系結(jié)合了分別于滴管安裝軸和滴管尖端處具有沿軸向間隔的環(huán)狀密封層帶和密封區(qū)，以及具有大致上圓柱形之橫向支撐層帶和支撐區(qū)域的觀點(diǎn)。此外，本發(fā)明還更進(jìn)一步提供了用于保證安裝軸插入至滴管尖端內(nèi)可以得到均勻深度的機(jī)構(gòu)，用以在后續(xù)滴管尖端被安裝于安裝軸上以及從安裝軸處被排出之狀況下，能夠維持滴管尖端與安裝軸的均勻干涉情形。
本發(fā)明還特別包含一種在空氣排放滴管內(nèi)之滴管尖端安裝軸與滴管尖端的組合。安裝軸系包含有一個軸向長形主體，該軸向長形主體系具有界定了一環(huán)狀密封層帶及一環(huán)狀橫向支撐層帶之遠(yuǎn)端部以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之外部表面區(qū)域。滴管尖端系為一個長形管，它包含界定了一環(huán)狀密封區(qū)域與一環(huán)狀橫向支撐區(qū)域之一敞開的近端部，一敞開的圓錐形狀遠(yuǎn)端部以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之內(nèi)部表面區(qū)域。位于安裝軸上之環(huán)狀密封層帶的外徑稍微大于位于滴管尖端之環(huán)狀封區(qū)域的內(nèi)徑，而且尖端在環(huán)狀密封區(qū)之區(qū)域中的側(cè)壁厚度必須足夠薄，以致當(dāng)密封層帶穿入密封區(qū)內(nèi)時，環(huán)狀密封區(qū)系能夠稍微延伸，用以于安裝軸與滴管尖端之間形成一干涉配合及氣密密封。密封層帶和支撐層帶的軸向間隔大致上相同于密封區(qū)和支撐區(qū)的軸向間隔。而且，橫向支撐層帶的外徑稍微小于或是大致上等于橫向支撐區(qū)至少在某些支撐層帶周圍部位上方的內(nèi)徑。此項結(jié)果容許于支撐層帶與支撐區(qū)之間能有最小量的接觸，而不需要再產(chǎn)生一個第二氣密的密封，以致不必要地增加將滴管尖端安裝至安裝軸上和從安裝軸處排出滴管尖端所需之軸向作用力。藉由上述之構(gòu)造，當(dāng)密封層帶插入密封區(qū)內(nèi)時，支撐區(qū)會接收支撐層帶，而且提供用于防止滴管尖端在安裝軸上產(chǎn)生側(cè)向搖動所需的橫向支撐，否則在擠壓滴管尖端時會容易發(fā)生搖動現(xiàn)象和伴隨著尖端從安裝軸處被不必要地加以松開。此外，本發(fā)明之較佳實(shí)施例包括以上所提及的受控制氣密干涉配合和匹配環(huán)狀橫向支撐層帶及區(qū)域，連同位于滴管和滴管尖端上用于限制住尖端在安裝軸上之軸向運(yùn)動行程的協(xié)同作動機(jī)構(gòu)。此項結(jié)果確保安裝軸插入至滴管尖端內(nèi)之均勻的深度，用以在后續(xù)滴管尖端被安裝于安裝軸上和從安裝軸處被排出之狀況下，能夠維持滴管尖端與安裝軸之間的必要均勻干涉情形，并且系不同于前述之美國專利案第4,824,641號之滴管尖端的肩部構(gòu)造。
由于以上所描述之滴管尖端與安裝軸的協(xié)同動作構(gòu)造特點(diǎn)，本發(fā)明之滴管尖端組合已被證實(shí)僅需要大致上等于或小于1磅的軸向滴管尖端安裝和排出作用力，而且可以在安裝軸上之尖端提供一穩(wěn)定的氣密密封，安裝軸本身則被牢牢地固定住，用以抵抗位于安裝軸上之滴管尖端所產(chǎn)生的不必要橫向搖動。于是，本發(fā)明所包含之組合需要使用者施加較小的手部和拇指作用力，以致于上述之滴管尖端的重復(fù)安裝和排出動作不會產(chǎn)生重復(fù)性的身體壓力傷害。
此外，對于滴管尖端與安裝軸的組合來說，其中介于密封層帶與密封區(qū)之間的干涉配合是大約0.075毫米-大約0.2毫米，而且滴管尖端在密封區(qū)內(nèi)的壁厚是0.2-0.5毫米，已知當(dāng)介于支撐區(qū)與支撐層帶之間存在有較小的干涉配合時，依然可以得到與本發(fā)明有關(guān)的所需最小尖端安裝和排出作用力，而且位于安裝軸上之尖端的橫向穩(wěn)定性亦被更進(jìn)一步加強(qiáng)。上述之較小干涉配合是由尖端的橫向支撐區(qū)所提供，此尖端之橫向支撐區(qū)的內(nèi)徑則稍微小于安裝軸之橫向支撐層帶的外徑(例如是小0.075毫米)。此外，當(dāng)安裝軸和尖端為同一軸心，而且大致上在支撐層帶和支撐區(qū)內(nèi)為圓形時，在支撐層帶與支撐區(qū)之間會產(chǎn)生一個第二氣密的密封，而不致使不必要地增加將尖端安裝至安裝軸上和從安裝軸處排出尖端所需之軸向作用力。
附圖簡要說明

圖1為一個標(biāo)準(zhǔn)型手動式滴管的側(cè)視圖，該滴管具有一個被安裝至一安裝軸上而相鄰于滴管尖端排出機(jī)構(gòu)之下側(cè)末端的滴管尖端。
圖2為本發(fā)明之滴管尖端與安裝軸組合之一實(shí)施例的橫剖面?zhèn)纫晥D。
圖3為如圖2中圓圈3內(nèi)所示之滴管尖端密封區(qū)的放大局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖4為如圖2所示之滴管尖端與安裝軸組合之上側(cè)部位的放大局部側(cè)視圖，其表示出介于密封區(qū)與密封層帶之間的流體緊密密封，橫向支撐區(qū)與層帶的匹配關(guān)系，以及包括有一位于滴管尖端上而用來限制安裝軸插入至尖端內(nèi)之肩部的協(xié)同動作機(jī)構(gòu)的一較佳實(shí)施例。
圖5為與圖4相似的放大局部側(cè)視圖，其額外地表示出一個包括有一位于安裝軸上而用來限制安裝軸插入至尖端內(nèi)之肩部的協(xié)同動作機(jī)構(gòu)的第一替代實(shí)施例。
圖6為與圖2相似的放大局部側(cè)視圖，其額外地表示出一個包括有一用于限制安裝軸插入至尖端內(nèi)之滴管尖端排出器之下側(cè)末端的協(xié)同動作機(jī)構(gòu)的第二替代實(shí)施例。
圖7為本發(fā)明之滴管尖端與安裝軸組合之替代實(shí)施例的橫剖面?zhèn)纫晥D，其包括有一個用于減少與空氣排放滴管相關(guān)之空氣容量作用的安裝軸延伸部分。
圖8為將本發(fā)明滴管尖端/安裝軸組合之滴管尖端插入和排出于安裝軸所需作用力、將標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端插入和排出于一標(biāo)準(zhǔn)型安裝軸所需之作用力、以及同時提出申請之專利申請案中所描述的用于“軟式密封”滴管尖端和標(biāo)準(zhǔn)型安裝軸所需之插入和排出作用力作比較后所得到的圖表。
圖9為本發(fā)明滴管尖端/安裝軸組合之滴管尖端在安裝軸上之運(yùn)動行程，以及標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端和“軟式密封”尖端在一標(biāo)準(zhǔn)型滴管安裝軸上之運(yùn)動行程，對應(yīng)于不同滴管尖端插入作用力作比較后所得到的圖表。
圖10為本發(fā)明滴管尖端/安裝軸組合之滴管尖端在安裝軸上之橫向穩(wěn)定性，以及標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端和“軟式密封”尖端在一用于以不同滴管尖端插入作用力來安裝尖端之標(biāo)準(zhǔn)型安裝軸上之橫向穩(wěn)定性作比較后所得到的圖表。
圖11與圖4相類似，且為如圖2所示之滴管尖端與安裝軸組合之上側(cè)部位和替代實(shí)施例的放大局部側(cè)視圖，其表示出介于密封區(qū)與密封層帶之間的流體緊密位置處之軸向倒置，以及橫向支撐區(qū)與層帶之匹配關(guān)系，密封層帶和密封區(qū)相鄰于協(xié)同動作機(jī)構(gòu)之較佳實(shí)施例，該協(xié)同動作機(jī)構(gòu)包括有一位于滴管尖端上而用來限制安裝軸插入至尖端內(nèi)的肩部，并且支撐層帶和區(qū)域與協(xié)同動作機(jī)構(gòu)相隔有一段距離。
圖12與圖5相類似，且為與圖11相似的放大局部側(cè)視圖，其表示出密封層帶和密封區(qū)相對于支撐層帶和支撐區(qū)的軸向倒置，另外表示出協(xié)同動作機(jī)構(gòu)的第一替代實(shí)施例，該協(xié)同動作機(jī)構(gòu)包括有一位于安裝軸上而用來限制安裝軸插入至尖端內(nèi)的肩部，支撐層帶和支撐區(qū)域系相鄰于協(xié)同動作機(jī)構(gòu)，而且密封層帶和密封區(qū)與協(xié)同動作機(jī)構(gòu)相隔有一段距離。
圖13與圖6相類似，且為與圖11相似的放大局部側(cè)視圖，其表示出密封層帶和密封區(qū)域相對于支撐層帶和支撐區(qū)的軸向倒置，另外表示出協(xié)同動作機(jī)構(gòu)的第二替代實(shí)施例，該協(xié)同動作機(jī)構(gòu)包括有一用于限制安裝軸插入至尖端內(nèi)之滴管尖端排出器的下側(cè)末端。
圖14與圖4相類似，且為如圖2所示之滴管尖端與安裝軸組合之上側(cè)部位的放大局部側(cè)視圖，其表示出藉由介于密封區(qū)與密封層帶間之干涉配合所形成的流體緊密密封，介于橫向支撐區(qū)與橫向支撐層帶之間的較小干涉配合，以及包括有一位于滴管尖端上而用來限制安裝軸插入至尖端內(nèi)之肩部的協(xié)同動作機(jī)構(gòu)的較佳實(shí)施例。
圖15為與圖5相似的放大局部側(cè)視圖，其額外地表示出介于尖端之橫向支撐區(qū)與安裝軸之橫向支撐層帶之間的較小干涉配合，用以將加強(qiáng)的橫向支撐提供予位于安裝軸上之尖端。
圖16與圖6相類似，其額外地表示出介于尖端之橫向支撐區(qū)與安裝軸之橫向支撐層帶間的較小干涉配合，用以將加強(qiáng)的橫向支撐提供予位于安裝軸上之尖端。
圖17與圖7相類似，其額外地表示出介于尖端之橫向支撐區(qū)域與安裝軸之橫向支撐層帶間的較小干涉配合，用以將加強(qiáng)的橫向支撐提供予位于安裝軸上之尖端。
圖18與圖11相類似，其系額外地表示出介于尖端之橫向支撐區(qū)域與安裝軸之橫向支撐層帶間的較小干涉配合，用以將加強(qiáng)的橫向支撐提供予位于安裝軸上之尖端。
圖19與圖12相類似，其額外地表示出介于尖端之橫向支撐區(qū)域與安裝軸之橫向支撐層帶之間的較小干涉配合，用以將加強(qiáng)的橫向支撐提供予位于安裝軸上之尖端。
圖20與圖13相類似，其額外地表示出介于尖端之橫向支撐區(qū)域與安裝軸之橫向支撐層帶間的較小干涉配合，用以將加強(qiáng)的橫向支撐提供予位于安裝軸上之尖端。
附圖中的標(biāo)號說明10.空氣排放滴管12.滴管尖端排出機(jī)構(gòu)14.按鈕16.桿子18.外殼20.滴管尖端22.滴管尖端安裝軸 24.按鈕26.尖端排出構(gòu)件/排出臂 28.套筒30.圓錐形狀下側(cè)末端32.滴管尖端安裝軸34.遠(yuǎn)端部 36.環(huán)狀密封層帶38.環(huán)狀橫向支撐層帶40.滴管尖端42.近側(cè)末端44.遠(yuǎn)端部46.環(huán)狀密封區(qū) 48.環(huán)狀橫向支撐區(qū)49.圓緣50.側(cè)壁
52.協(xié)同作動機(jī)構(gòu)53.肩部53.肩部54.下側(cè)表面56.上側(cè)環(huán)狀邊緣58.底部/下側(cè)末端60.曲線62.位置點(diǎn)/伸出部分63.側(cè)壁70.曲線72.位置點(diǎn) 80.曲線82.位置點(diǎn) 90.曲線92.位置點(diǎn) 100.曲線102.位置點(diǎn) 110.曲線112.位置點(diǎn) 120.曲線130.曲線 140.曲線較佳實(shí)施例詳細(xì)說明圖1說明了一個標(biāo)準(zhǔn)型手動式滴管，它相似于一個由本發(fā)明受讓人瑞寧器材公司單獨(dú)于美國國內(nèi)銷售之PIPETMAN滴管。在圖1中以標(biāo)號10來表示該手動式滴管，而且其包括一個于1976年11月16日所頒發(fā)之美國專利第3,991,617號中所描述的滴管尖端排出機(jī)構(gòu)12，該專利案系在此合并做為參考。
滴管系10包含一個按鈕14，該按鈕14藉由一桿子16而被連接至一個被座落在滴管之主體或外殼18內(nèi)的活塞(圖形中未表示出來)處。使用者于按鈕上施加一往下的作用力，以將按鈕14壓下，而導(dǎo)致滴管的活塞往下運(yùn)動。當(dāng)按鈕14被釋放之時，被加以取樣的液體量會被抽取至一個一次性使用式滴管尖端20之中，其中該一次性使用式滴管尖端20系以一種可釋放方式被固定至該滴管之滴管尖端安裝軸22的下側(cè)末端處。然后，這個液體樣本藉由再一次于按鈕14上施加一往下的作用力而被輸送至另一容器內(nèi)。在使用過之后，一般處理方式是將滴管尖端20從安裝軸22處排出，并且以一全新的滴管尖端來更換使用過之滴管尖端，用以重復(fù)操作滴管10來進(jìn)行抽取和分配新的液體樣本。
滴管尖端排出機(jī)構(gòu)12系被利用來將該尖端20從安裝軸22處排出。在此方面，該機(jī)構(gòu)12系包含一個按鈕24，該按鈕24系被連接至一個桿子，其中該桿子系座落在一個設(shè)置于滴管10可手握式外殼18之上側(cè)部位中的信道(圖形中未表示出來)內(nèi)。此信道和桿子被配置成能夠?qū)⒁粋€平行于滴管軸心之平移運(yùn)動傳送至桿子，用以抵住一個通常被用來迫使桿子到達(dá)往上位置處的彈簧(圖形中未表示出來)。包括有一個從桿子下側(cè)末端延伸并且從該桿子處延伸之管狀上側(cè)末端的一個可移動式尖端排出構(gòu)件或排出臂26，依循著滴管外殼18之外部輪廓而終止于一個套筒28中。此套筒28系圍繞著一個會緊密地接收一次性使用式滴管尖端20上側(cè)末端之滴管尖端安裝軸22的圓錐形狀下側(cè)末端30。為了要將滴管尖端20從安裝軸22的下側(cè)末端處排出，使用者必須要握持住滴管外殼18，并且使用拇指將按鈕24往下壓。作用于按鈕上的往下作用力會被桿子傳送至尖端排出臂26，然后再傳送至用于將滴管尖端之上側(cè)末端向下壓的套筒28。當(dāng)被套筒28所傳送的往下作用力超過介于滴管尖端20與安裝軸22之間的摩擦力時，滴管尖端系會從安裝軸處被排出。在按鈕24被釋放之后，彈簧會使尖端排出機(jī)構(gòu)20立刻回復(fù)到其正常位置處，而套筒與一個被插入至安裝軸22內(nèi)之替換用滴管尖端的上側(cè)末端稍微地分隔，而使得滴管10預(yù)備好進(jìn)行下一次抽取及分配液體之動作。
如同先前所描述之內(nèi)容，對于標(biāo)準(zhǔn)型中小容量的滴管來說，滴管尖端安裝軸22系具有一個從安裝軸之縱軸方向算起為2°-5°的軸向向內(nèi)錐形形狀。亦如同先前所描述之內(nèi)容，連同標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端安裝軸一起使用之標(biāo)準(zhǔn)型中小型容量滴管尖端系包括有一個相當(dāng)長之截頭圓錐形環(huán)狀密封帶、或是鄰接于尖端之敞開的近端部的內(nèi)側(cè)表面，用以接合并密封滴管尖端安裝軸之截頭圓錐形遠(yuǎn)端部，而使位于安裝軸上的尖端具有橫向穩(wěn)定性。密封表面的錐形角度通常大約是在介于安裝軸之2°-5°向內(nèi)呈錐形的1°之中，而且密封表面在安裝軸上的長度大小系可以使得于形成環(huán)狀密封時，尖端亦能夠相當(dāng)穩(wěn)定地被安置于安裝軸上。在形成所期望之環(huán)狀密封的過程中，連同滴管尖端之敞開的近端部而達(dá)到平衡狀態(tài)的截頭圓錐形環(huán)狀密封區(qū)必須如同環(huán)帶一般，垂直于滴管尖端安裝軸之匹配傾斜表面而往外伸展。由于密封區(qū)的長度以及標(biāo)準(zhǔn)型尖端相當(dāng)厚的側(cè)壁，在尖端材料內(nèi)有相當(dāng)大的塑性作用力能夠抵抗上述之環(huán)帶往外伸展現(xiàn)象，并且需要在尖端上施加相當(dāng)大的軸向作用力，用以將標(biāo)準(zhǔn)型尖端安裝至安裝軸上，并產(chǎn)生必要之環(huán)狀的流體緊密密封。通常，需要12-15磅的軸向作用力來將一標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端安裝至一標(biāo)準(zhǔn)型安裝軸上，而且產(chǎn)生所需的流體緊密密封。上述之軸向作用力的產(chǎn)生是藉由滴管使用者之手部和前臂，將一滴管尖端安裝軸推入至一個通常被握持于滴管尖端安裝物料架內(nèi)的滴管尖端中而得到。當(dāng)然，當(dāng)希望將己被牢固安裝的尖端從一滴管尖端安裝軸處排出時，大約10磅的軸向作用力必須被施加于滴管尖端之上側(cè)邊緣處，用以克服介于滴管尖端與安裝軸之間的摩擦作用力，并且將尖端從安裝軸處排出。
在圖8中以曲線60來表示一標(biāo)準(zhǔn)型250毫升滴管尖端之尖端插入作用力與尖端排出作用力的關(guān)系，其中尖端的插入作用力系從0磅增加至位于在尖端與相關(guān)滴管裝置之排出機(jī)構(gòu)相接合的位置點(diǎn)62處的大約20磅。如同先前所描述之內(nèi)容，往下的尖端排出作用力是藉由滴管使用者之拇指于按鈕24之頂端往下壓所施加的，用以將軸向作用力經(jīng)由排出臂26而傳送至滴管尖端20的頂端。如同圖8中所描述之內(nèi)容，為了要將標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端從其相關(guān)之安裝軸處排出，滴管使用者必須要施加大約12磅的軸向排出作用力。在重復(fù)施行若干次排出動作之后，使用者的拇指和手部將會承受到身體上的壓力。此項結(jié)果通常會導(dǎo)致拇指和手部受到重復(fù)性的運(yùn)動傷害，而且在最嚴(yán)重之狀況下會造成腕隧道癥候群。
在一項意欲克服以上問題的嘗試過程中，先前所提到描述于同時提出申請之美國專利申請案中的軟式密封滴管尖端設(shè)計方式已被發(fā)展出來。如同在圖8中曲線70之所示，此種軟式密封滴管尖端設(shè)計方式容許僅僅藉由施加大約6磅之軸向安裝作用力和大約3磅之軸向排出作用力，即可容易地并且牢固地將一滴管尖端安裝以及排出于一安裝軸上。在圖8中，位置點(diǎn)72系表示用于將軟式密封尖端插入和排出于一個位于標(biāo)準(zhǔn)型滴管安裝軸上、該尖端會與相關(guān)滴管之尖端排出機(jī)構(gòu)相接合的位置處所需施加之作用力大小。從曲線70與曲線60的比較結(jié)果中得知，與采用標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端相比較，使用軟式密封滴管尖端可以有效地降低尖端所需的插入和排出作用力。
如同先前所描述之內(nèi)容，本項發(fā)明系提供了一種新穎的安裝軸以及一個為此安裝軸所定制的獨(dú)特滴管尖端，以使得滴管使用者可以更容易地將滴管尖端插入至安裝軸上之一個流體無法泄漏的位置處，而在此位置處，滴管尖端系會被固定來抵抗在安裝軸上所不希望產(chǎn)生的橫向搖動以及從安裝軸上所產(chǎn)生的位移，而且在使用之后，滴管使用者可以甚至是更輕易地將滴管尖端從安裝軸上排出。滴管使用者僅需施加大約1磅或1磅以下的軸向滴管尖端插入和排出作用力，就可以完成上述之滴管尖端的插入和排出，而能夠?qū)嵸|(zhì)上降低滴管使用者因為重復(fù)施行上述之步驟而造成運(yùn)動傷害的可能性。如同在圖8中曲線80之所示，本項發(fā)明的設(shè)計方式(在下文中以“LTS”尖端和/或安裝軸來指示)容許僅藉由施加大約1磅的軸向安裝和排出作用力，即可容易地及和牢固地將本發(fā)明之滴管尖端安裝至與其相關(guān)的安裝軸上，并且能夠容易地將滴管尖端從安裝軸處排出。在圖8中，位置點(diǎn)82系表示用于將LTS尖端插入和排出于一個位于本發(fā)明之安裝軸上，該尖端會與一被用來限制安裝軸插入至尖端內(nèi)之尖端插入肩部相接合之位置所需施加的作用力大小。如同在下文中將描述之內(nèi)容，在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，此一肩部系包括有一個位于尖端或是位于安裝軸或相關(guān)滴管之尖端排出機(jī)構(gòu)底座上的肩部。從圖8中曲線80到曲線70和曲線60的比較結(jié)果中得知，與采用軟式密封尖端和標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端相比較，使用LTS滴管尖端可以在實(shí)質(zhì)上降低尖端所需的插入和排出作用力。
在圖9中，以圖形來說明采用250毫升LTS、軟式密封和標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端時，介于滴管尖端插入作用力與一位于相關(guān)滴管尖端安裝軸上之尖端運(yùn)動行程間的關(guān)系。曲線100和曲線110分別表示介于插入作用力與位于標(biāo)準(zhǔn)型安裝軸上之軟式密封和標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端所產(chǎn)生運(yùn)動行程間的關(guān)系。在這方面，軟式密封和標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端的運(yùn)動行程會受到與滴管尖端相接合的滴管尖端排出機(jī)構(gòu)的限制，如分別以位置點(diǎn)102和112所表示者。曲線90表示介于插入作用力與位于一LTS安裝軸上之LTS滴管尖端運(yùn)動行程間的關(guān)系。LTS滴管尖端的運(yùn)動行程受到先前所指與該LTS尖端相接合之肩部的限制，如曲線90上位置點(diǎn)92所表示者。從圖9中曲線90、100和110的比較結(jié)果中得知，與采用軟式密封和標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端相比較，使用本項發(fā)明之LTS滴管尖端可以在實(shí)質(zhì)上增加在每單位插入作用力上的尖端運(yùn)動行程。
在圖10中，以圖形來說明采用250毫升LTS、軟式密封和標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端時，介于滴管尖端插入作用力與一位于相關(guān)安裝軸上之滴管尖端橫向穩(wěn)定性間的關(guān)系。對于標(biāo)準(zhǔn)型和軟式密封滴管尖端來說，滴管尖端在標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端安裝軸上的軸向位置所在的位置點(diǎn)為，滴管連同安裝軸共同會形成一氣密密封并且接近或抵住用于相關(guān)滴管之滴管尖端排出機(jī)構(gòu)底部之處。對于LTS滴管尖端來說，尖端的軸向位置是藉由先前所提及之肩部所界定。每一個滴管尖端均藉由在滴管之正常使用下，以“擠壓(touching off)”滴管尖端來測試其穩(wěn)定性。這也就是說，隨著將液體抽取至滴管尖端的遠(yuǎn)端部之中，此滴管會被移至一個容器內(nèi)，該尖端之遠(yuǎn)端部會被放置成傾斜而抵住容器側(cè)邊之處，而且被抽取液體的至少一部份會藉由操作滴管而被分配出去。在進(jìn)行滴管尖端之此等定位期間，此滴管尖端的遠(yuǎn)端部會接觸到容器側(cè)邊(例如是“擠壓滴管”)。在此期間，橫向作用力系會被施加于滴管尖端之遠(yuǎn)端部上，而此系會搖動位于其安裝軸上之尖端。圖10中系表示出對于不同大小的插入作用力來說，用于將滴管尖端從其相關(guān)之安裝軸處松開所需的“擠壓滴管”循環(huán)次數(shù)。曲線120系表示標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端之插入作用力與橫向穩(wěn)定性的關(guān)系，而曲線130則表示軟式密封滴管尖端之插入作用力與橫向穩(wěn)定性的關(guān)系。曲線140表示本發(fā)明LTS尖端之插入作用力與橫向穩(wěn)定性的關(guān)系。從圖10中可以看出，值得注意之處是在LTS尖端從其相關(guān)的安裝軸處被松開之前，此LTS尖端的橫向穩(wěn)定性大致上在超過50次“擠壓滴管”循環(huán)以上依然能夠保持固定不變。此種均勻穩(wěn)定性從接近1磅之插入作用力時就開始延續(xù)。對于標(biāo)準(zhǔn)型滴管尖端和軟式密封尖端來說，藉由施加接近或超過15磅的插入作用力，才能夠得到與LTS滴管尖端之橫向穩(wěn)定性相接近的橫向穩(wěn)定性。對于大約10磅的正常插入作用力來說，在大約25次“擠壓滴管”的循環(huán)之后，標(biāo)準(zhǔn)型和軟式密封滴管尖端才會從其相關(guān)之安裝軸處被松開。于是，圖10清楚地表示出在與標(biāo)準(zhǔn)型和軟式密封滴管尖端相比較之下，LTS滴管尖端在其相關(guān)之安裝軸上的橫向穩(wěn)定性已得到相當(dāng)改善。
本發(fā)明之滴管尖端與安裝軸組合結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施方案被表示于圖2中，而且有部份被放大的細(xì)部內(nèi)容表示于圖4中。如同在此所說明之內(nèi)容，安裝軸32系包括有一個軸向長形主體，該軸向長形主體系包含有一遠(yuǎn)端部34以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被軸向地分隔的外部表面區(qū)域，此外部表面區(qū)域系界定出一個與遠(yuǎn)端部34相鄰接的環(huán)狀密封層帶36以及一個位于遠(yuǎn)端部34上靠近安裝軸32之末端處的環(huán)狀橫向支撐層帶38。以標(biāo)號40來表示的滴管尖端是一個長形塑料管，它包含有一個敞開的近端部42、一敞開的圓錐形狀遠(yuǎn)端部44以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔的內(nèi)部表面區(qū)域，此一內(nèi)部表面區(qū)域界定出分別與位于安裝軸32上之密封層帶36和支撐層帶38相匹配的一個環(huán)狀密封區(qū)46和一個環(huán)狀橫向支撐區(qū)48。在此所使用的“大致上圓柱形”一詞是表示一個具有1.5°或更小角度之軸向錐形形狀的環(huán)狀表面。
圖3以局部詳細(xì)圖形來說明密封區(qū)46的較佳實(shí)施例，而且包含滴管尖端40在圖2之圓圈3內(nèi)的部位。如圖形之所示，密封區(qū)46的形成是藉由一個從滴管尖端40之側(cè)壁50處沿徑向往內(nèi)延伸的V形圓緣49而完成。圓緣49的最內(nèi)側(cè)表面形成了一個非常窄的環(huán)狀密封帶或密封線，用以接合滴管尖端安裝軸32的大致上圓柱形密封層帶36，而得以形成先前所述介于尖端與安裝軸間的氣密密封。
如圖4所說明之內(nèi)容，環(huán)狀密封層帶36的外徑會稍微大于位于滴管尖端40上之環(huán)狀密封區(qū)46的內(nèi)徑，而且當(dāng)密封層帶36插入至密封區(qū)46內(nèi)時，尖端在環(huán)狀密封區(qū)46處的側(cè)壁50必須夠薄，以使得該環(huán)狀密封區(qū)能夠稍微擴(kuò)張而于安裝軸32與滴管尖端40之間形成氣密密封。經(jīng)實(shí)際使用后已發(fā)現(xiàn)當(dāng)環(huán)狀密封層帶外徑與環(huán)狀密封區(qū)內(nèi)徑的相差至少0.075毫米時，能夠形成所希望的干涉配合。此外，滴管尖端在密封區(qū)46處的壁厚最好是0.20-0.50毫米。
如圖2和圖4所說明之內(nèi)容，密封層帶與支撐層帶之軸向間隔大致上等于密封區(qū)與支撐區(qū)之間的軸向間隔。同樣地，橫向支撐層帶38的外徑會稍微小于或是大致上等于橫向支撐區(qū)以超過至少支撐層帶之某些周圍部位的內(nèi)徑大小。此項結(jié)果容許在支撐層帶與支撐區(qū)之間能夠有最小的接觸，而不致于產(chǎn)生一個第二氣密密封，此種第二氣密密封系會導(dǎo)致不必要地增加在將滴管尖端安裝以及排出于安裝軸上所需的軸向作用力。藉由上述之構(gòu)造，當(dāng)密封層帶36插入至密封區(qū)46內(nèi)之時，支撐區(qū)48會接收支撐層帶38，而且會提供能夠防止滴管尖端40在安裝軸32上發(fā)生橫向搖動的橫向支撐，否則當(dāng)?shù)喂芗舛吮弧皵D壓”時，會產(chǎn)生上述之橫向搖動現(xiàn)象，而且伴隨著尖端會從安裝軸處被松開。就這些方面來說，匹配用橫向支撐層帶38和支撐區(qū)48相距于密封層帶36和密封區(qū)46的軸向間隔在較佳的情況下為大致上等于滴管尖端40在支撐區(qū)域中之內(nèi)徑。此種長度關(guān)系能夠?qū)?yōu)越的橫向穩(wěn)定性提供予位于安裝軸32上之滴管尖端40。
此外，如圖2和圖4所說明之內(nèi)容，本發(fā)明包括有位于本項發(fā)明之滴管上的協(xié)同作動機(jī)構(gòu)52以及用于限制尖端于安裝軸32上之運(yùn)動行程的滴管尖端40。此項結(jié)果系能夠保證安裝軸插入至滴管尖端內(nèi)的均勻深度，用以在后續(xù)之尖端被安裝及排出于安裝軸時，能夠維持住滴管尖端與安裝軸之間的均勻干涉配合。在圖2和圖4所示之實(shí)施方案中，上述之協(xié)同動作機(jī)構(gòu)52包含有一個環(huán)狀、朝上且向內(nèi)之肩部53，其位于最接近鄰接于橫向支撐區(qū)48之滴管尖端40的內(nèi)側(cè)表面上。此肩部53被設(shè)計成使其上側(cè)表面會與一面朝下之表面(例如是安裝軸32之遠(yuǎn)端部34位于肩部的外側(cè)周圍部位中的底部54)接合在一起。
協(xié)同動作機(jī)構(gòu)52的另一實(shí)施例被描述于圖5和圖6。在圖5中，協(xié)同動作機(jī)構(gòu)52包含一個位于滴管尖端安裝軸32上的向外指向、朝下的環(huán)狀之肩部53’，其系隨著安裝軸被插入至尖端之敞開的近端部42內(nèi)而會與尖端的上側(cè)環(huán)狀邊緣56相接合，用來防止安裝軸被更進(jìn)一步插入至尖端內(nèi)。在圖6中，協(xié)同動作機(jī)構(gòu)52被描述成包含一個在圖1被加以說明和描述之滴管尖端排出機(jī)構(gòu)26的套筒28之底部58。當(dāng)?shù)撞勘砻?8與滴管尖端40的上側(cè)環(huán)狀邊緣56相接合時，安裝軸32被更進(jìn)一步插入至滴管內(nèi)的動作會被停止。
當(dāng)本發(fā)明之滴管尖端的前述特定較佳實(shí)施例己被詳加描述和說明之時，在不偏離本項發(fā)明之精神的情況下系可以針對本發(fā)明進(jìn)行變更和修改。舉例而言，圖7表示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，其包括有如同在圖2和圖4所描述之協(xié)同動作機(jī)構(gòu)52。除了如圖2和圖4所示之結(jié)構(gòu)以外，圖7之實(shí)施例包括有一個從安裝軸32之遠(yuǎn)端部34的底部處延伸的長形、大致上圓柱形的伸出部分62。此伸出部分62與安裝軸在同一軸心上，而且包括一個與滴管尖端40之內(nèi)側(cè)表面相隔的外部側(cè)壁63。此伸出部分62被用來減小在本發(fā)明之滴管內(nèi)所存有的空氣量，而且，系被用來降低通常與空氣排放滴管相關(guān)的空氣量效應(yīng)。
此外，圖11、12和圖13描述本項發(fā)明之另一實(shí)施方案，其中密封層帶36、密封區(qū)46和支撐層帶38、支撐區(qū)48分別與圖4、5和圖6中所示之位置軸向地反置。如圖11之所示，密封層帶36和密封區(qū)46是與協(xié)同動作機(jī)構(gòu)52相鄰接，而支撐層帶38和支撐區(qū)48則與協(xié)同動作機(jī)構(gòu)52相隔一段距離。在圖12和圖13中，密封層帶36和密封區(qū)46是與協(xié)同作動機(jī)構(gòu)52相鄰接，而支撐層帶38和支撐區(qū)48則是與協(xié)同作動機(jī)構(gòu)52相隔一段距離。
此外，圖14、15、16、17、18、19和圖20分別相似于圖4、5、6、7、11、12和圖13，而且這些圖形系表示出本項發(fā)明的另一實(shí)施方案，其中介于橫向支撐區(qū)48與支撐層帶38之間存在有較小干涉配合，用以更進(jìn)一步地加強(qiáng)尖端40在安裝軸32上的橫向穩(wěn)定性，而不致使不必要地增加將尖端安裝及排出于安裝軸上所需之軸向作用力產(chǎn)生。在這一方面，如同在圖14到圖20中每一個圖形中所說明的，已發(fā)現(xiàn)就滴管尖端和安裝軸的組合而言，其中介于密封層帶36與密封區(qū)46之間的干涉配合是大約0.075毫米到大約0.2毫米，而且滴管尖端在密封區(qū)域46以及在橫向支撐區(qū)48內(nèi)的壁厚是0.2-0.5毫米，當(dāng)介于支撐區(qū)與支撐層帶之間存在有較小的干涉配合時，尖端40在安裝軸32上的橫向穩(wěn)定性系得以被更進(jìn)一步加強(qiáng)，而與本發(fā)明有關(guān)的所需最小尖端安裝和排出作用力依然可以維持。上述之較小干涉配合是由尖端40的橫向支撐區(qū)域48所提供，其所具有之內(nèi)徑系稍微小于安裝軸32之橫向支撐層帶38的外徑(例如是小0.075毫米)。此外，當(dāng)安裝軸32與尖端40為同心，而且大致上在支撐層帶38和支撐區(qū)域48內(nèi)為圓形時，一個第二氣密的密封系可以被產(chǎn)生于支撐層帶與支撐區(qū)域之間，而不致于造成不必要地增加將尖端安裝及排出于安裝軸所需之軸向作用力產(chǎn)生。在圖14到圖17所示之實(shí)施方案中，上述之較小干涉配合的提供是藉由將介于密封區(qū)域與密封層帶間之尖端側(cè)壁的軸向錐形形狀，控制為沿著往下方向之稍微向內(nèi)的錐形形狀，以使得尖端側(cè)壁能夠接合安裝軸在支撐層帶內(nèi)之外側(cè)。在圖18到圖20所示之實(shí)施方案中，上述之較小干涉配合的提供則是藉由將安裝軸之遠(yuǎn)端部的軸向錐形形狀，控制為沿著往上方向之稍微向外的錐形形狀，以使得安裝軸的外側(cè)能夠接合尖端在支撐區(qū)域內(nèi)之內(nèi)側(cè)。
據(jù)此，本項發(fā)明系僅受限于以下申請專利范圍所界定的范疇之中。
權(quán)利要求
1.一種空氣排放滴管(10)，該排放滴管包括有一個滴管尖端安裝軸(32)以及一個滴管尖端(40)，該滴管尖端安裝軸(32)以及該滴管尖端(40)分別包含有沿軸向間隔及匹配之環(huán)狀密封層帶以及大致上圓柱形之側(cè)向支撐層帶(36，38)與密封和支撐區(qū)(46，48)。
2.如權(quán)利要求1所述的滴管，其特征在于，還包含用于保證安裝軸插入至滴管尖端內(nèi)可以得到均勻深度的機(jī)構(gòu)(52)，用以在后續(xù)滴管尖端被安裝于安裝軸上以及從安裝軸處被排出之狀況下，能夠維持滴管尖端與安裝軸的均勻干涉。
3.一種空氣排放滴管(10)的組合，該組合包含一個滴管尖端安裝軸(32)，它包括一個軸向長形主體，該軸向長形主體包含有一個界定了一環(huán)狀密封層帶(36)與一環(huán)狀橫向支撐層帶(38)之遠(yuǎn)端部(34)以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之外部表面區(qū)域；以及一個滴管尖端(40)，它包括有一個長形管，該長形管包含有界定了一環(huán)狀密封區(qū)(46)與一環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)之一敞開的近端部(42)、一敞開的圓錐形遠(yuǎn)端部(44)以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之內(nèi)部表面區(qū)域，該環(huán)狀密封區(qū)(46)和環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)則分別用來與密封層帶(36)和橫向支撐層帶(38)接合在一起。
4.如權(quán)利要求3所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，位于安裝軸(32)上之環(huán)狀密封層帶(36)的外徑稍微大于位于滴管尖端上之環(huán)狀密封區(qū)(46)的內(nèi)徑，而且滴管尖端(40)在包含有環(huán)狀密封區(qū)(46)之區(qū)域中包含有一個側(cè)壁，該側(cè)壁必須足夠薄，以致當(dāng)密封層帶插入密封區(qū)域內(nèi)時，環(huán)狀密封區(qū)能夠稍微擴(kuò)張，用以于安裝筒與滴管尖端之間形成一干涉配合及氣密密封。
5.如權(quán)利要求4所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，側(cè)壁的厚度是0.2毫米-0.5毫米。
6.如權(quán)利要求4所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，密封區(qū)(46)的內(nèi)徑至少要比密封層帶(36)的外徑小0.075毫米。
7.如權(quán)利要求3所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，密封層帶(36)和支撐層帶(38)的軸向間隔大致上相等于密封區(qū)(46)和支撐區(qū)(48)的軸向間隔，以使當(dāng)密封層帶插入密封區(qū)內(nèi)時，支撐區(qū)會接收支撐層帶，而且提供橫向支撐來防止在滴管尖端于安裝軸上產(chǎn)生側(cè)向搖動，否則此種側(cè)向搖動系如同在在擠壓滴管尖端時所發(fā)生者，而此并會伴隨著尖端從安裝軸處被松開。
8.如權(quán)利要求3所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，橫向支撐層帶和支撐區(qū)從密封層帶和密封區(qū)算起的軸向間隔大致上相等于支撐區(qū)內(nèi)之滴管尖端的內(nèi)徑。
9.如權(quán)利要求3所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，包括位于滴管安裝軸和滴管尖端上之協(xié)同動作機(jī)構(gòu)(52)，用以限制住尖端在安裝軸上之軸向運(yùn)動行程，而得以在后續(xù)尖端被安裝于安裝軸上和從安裝軸處被排出之狀況下，能夠保證安裝軸插入至滴管尖端內(nèi)可以得到均勻的深度，并維持住滴管尖端與安裝軸的均勻干涉。
10.如權(quán)利要求9所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，協(xié)同動作機(jī)構(gòu)(52)包含一個位于一滴管尖端內(nèi)側(cè)表面上的面朝上的肩部(53)，用于接合滴管尖端安裝軸(32)之遠(yuǎn)端部(34)的下側(cè)表面(54)。
11.如權(quán)利要求9所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，協(xié)同動作機(jī)構(gòu)(52)包含一個位于一滴管尖端安裝軸(32)上之面朝下、往外延伸環(huán)狀肩部(53’)，用于接合滴管尖端之面朝上末端(56)。
12.如權(quán)利要求9所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，協(xié)同動作機(jī)構(gòu)(52)包含一個被包括于空氣排放滴管(10)內(nèi)之滴管尖端排出器(26)的下側(cè)末端(58)。
13.一種空氣排放滴管(10)的組合，該組合包含一個滴管尖端安裝軸(32)，它包括一個軸向長形主體，該軸向長形主體包含有一個界定了一環(huán)狀密封層帶(36)與一環(huán)狀橫向支撐層帶(38)之遠(yuǎn)端部(34)以及環(huán)狀并被沿軸向間隔之外部表面區(qū)域；一個滴管尖端(40)，它包括有一個長形管，該長形管包含有界定了一環(huán)狀密封區(qū)(46)與一環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)之一敞開的近端部(42)、一開放圓錐形遠(yuǎn)端部(44)以及環(huán)狀并被沿軸向間隔之內(nèi)部表面區(qū)，該環(huán)狀密封區(qū)域(46)和環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)則分別用來與密封層帶(36)和橫向支撐層帶(38)接合在一起；以及協(xié)同動作機(jī)構(gòu)(52)，它位于滴管(10)之滴管尖端(40)上而用于限制住尖端在安裝軸(32)上之軸向運(yùn)動行程，用以在后續(xù)尖端被安裝于安裝軸上和從安裝軸處被排出之狀況下，能夠保證安裝軸插入至滴管尖端內(nèi)可以得到均勻的深度，并維持住滴管尖端與安裝軸的均勻干涉。
14.一種滴管尖端安裝軸(32)，該安裝軸包括有一個軸向長形主體，該軸向長形主體包含一個界定了一環(huán)狀密封層帶(36)與一環(huán)狀橫向支撐層帶(38)之遠(yuǎn)端部(34)以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之外部表面區(qū)域，用以與界定了一滴管尖端(40)之一環(huán)狀密封區(qū)(46)以及一環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)的環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之內(nèi)部表面區(qū)域接合在一起。
15.一種滴管尖端(40)，該滴管尖端包括有一個長形管，該長形管包含有界定了一環(huán)狀密封區(qū)(46)與一環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)之一敞開的近端部(42)、一敞開的圓錐形遠(yuǎn)端部(44)以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之內(nèi)部表面區(qū)域，用以與界定了一滴管尖端安裝軸(32)之一環(huán)狀密封層帶(36)以及一環(huán)狀橫向支撐層帶(38)的環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之外部表面區(qū)域接合在一起。
16.一種空氣排放滴管(10)的組合，該組合包含一個滴管尖端安裝軸(32)，它包括一個軸向長形主體，該軸向長形主體包含有一個界定了一環(huán)狀密封層帶(36)與一環(huán)狀橫向支撐層帶(38)之遠(yuǎn)端部(34)以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之外部表面區(qū)域；一個滴管尖端(40)，它包括有一個長形管，該長形管包含有界定了一環(huán)狀密封區(qū)(46)與一環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)之一敞開的近端部(42)、一敞開的圓錐形遠(yuǎn)端部(44)以及環(huán)狀或大致上圓柱形并被沿軸向間隔之內(nèi)部表面區(qū)域，該環(huán)狀密封區(qū)(46)和環(huán)狀橫向支撐區(qū)(48)則分別用來與密封層帶(36)和橫向支撐層帶(38)接合在一起；位于安裝軸(32)上之環(huán)狀密封層帶(36)的外徑稍微大于位于滴管尖端之環(huán)狀密封區(qū)(46)的內(nèi)徑；滴管尖端(40)在包含有環(huán)狀密封區(qū)(46)之區(qū)域中包括有一側(cè)壁，該側(cè)壁必須要足夠薄，以致當(dāng)密封層帶(36)插入密封區(qū)域(46)內(nèi)時，環(huán)狀密封區(qū)能夠稍微擴(kuò)張，用以于安裝軸(32)與滴管尖端(40)之間形成一干涉配合及氣密密封；位于安裝軸(32)上之環(huán)狀支撐層帶(38)的外徑稍微大于位于滴管尖端上之環(huán)狀支撐區(qū)(48)的內(nèi)徑；以及滴管尖端(40)在包含有環(huán)狀支撐區(qū)(48)之區(qū)域中包括有一側(cè)壁，該側(cè)壁必須足夠薄，以致當(dāng)支撐層帶(38)插入支撐區(qū)內(nèi)時，環(huán)狀支撐區(qū)能夠稍微擴(kuò)張，用以于安裝軸與滴管尖端之間形成一較小的干涉配合。
17.如權(quán)利要求16所述的空氣排放滴管(10)的組合，其中滴管尖端在密封區(qū)(46)和在支撐區(qū)(48)內(nèi)的側(cè)壁厚度是0.2毫米-0.5毫米。
18.如權(quán)利要求17所述的空氣排放滴管(10)的組合，其特征在于，密封區(qū)(46)的內(nèi)徑是比密封層帶(36)的外徑小約0.075毫米-約0.2毫米，而且其中支撐區(qū)(48)的內(nèi)徑要比支撐層帶(38)的外徑小0.075毫米或是0.075毫米以下。
全文摘要
一種空氣排放滴管(10)分別于滴管安裝軸和滴管尖端處具有沿軸向分隔的環(huán)狀密封以及大致上圓柱形的橫向支撐層帶(36,38)和區(qū)域(46,48),此空氣排放滴管結(jié)合用于保證安裝軸插入至滴管尖端內(nèi)可以得到均勻深度的機(jī)構(gòu)(52),而在后續(xù)滴管尖端被安裝于安裝軸上和從安裝軸處被排出之狀況下,能夠維持滴管尖端與安裝軸的均勻干涉,于是,藉由分別施加大均2磅以及1磅的軸向安裝作用力以及排出作用力,就可以簡單和牢固地將滴管尖端安裝至滴管尖端安裝軸上以及很容易地從滴管尖端安裝軸處排出滴管尖端。
文檔編號B01L3/02GK1330573SQ99814322
公開日2002年1月9日 申請日期1999年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月6日
發(fā)明者克里斯多夫·凱莉, 詹姆士·S·培翠克, 肯尼士·瑞寧, 史地芬·T·尼爾森 申請人:瑞寧器材公司