トップ :: B 処理操作 運輸 :: B04 物理的または化学的工程を行なうための遠心装置または機械

【発明の名称】 遠心分離機
【発明者】 【氏名】佐藤 淳

【氏名】根本 建一

【要約】 【課題】蓋が外れたままでロータが回転することによって発生するバケットの傷付きや振動を確実に防ぐことができる遠心分離機を提供すること。

【解決手段】バケット16を揺動可能に支持するロータ9と、該ロータ9をロータ室内で回転駆動する駆動手段を備え、前記バケット16の開口部を覆う蓋17を締結手段によってバケット16に締結するようにした遠心分離機において、前記締結手段を、前記バケット16の稜線の垂直二等分線Mに対して直角方向にスライドして前記バケット116と凹凸係合することによって前記蓋17をバケット16に締結する締結部材18で構成するとともに、該締結部材18の重心Gを、当該締結部材18がその移動可能範囲内のどの位置にあっても、該重心Gと前記ロータ9の回転中心とを結ぶ直線Lがバケット16の中心線Mに対して締結方向に所定の角度θをなす位置に配置する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に試料を充填した試料用容器を収容可能なバケットを揺動可能に支持するロータと、該ロータをロータ室内で回転駆動する駆動手段を備え、前記バケットの開口部を覆う蓋を締結手段によってバケットに締結するようにした遠心分離機において、
前記締結手段を、スライドして前記バケットと凹凸係合することによって前記蓋をバケットに締結する締結部材で構成するとともに、該締結部材の重心を、当該締結部材がその移動可能範囲内のどの位置にあっても、該重心と前記ロータの回転中心とを結ぶ直線が中心線に対して締結方向に所定の角度をなす位置に配置したことを特徴とする遠心分離機。
【請求項2】
前記締結部材を耐摩耗性及び摺動性の高いポリアセタールで構成したことを特徴とする請求項1記載の遠心分離機。
【請求項3】
前記締結部材を前記蓋又は前記バケットの側面にスライド可能に係合させたことを特徴とする請求項1又は2記載の遠心分離機。
【請求項4】
2つの前記締結部材を前記蓋又は前記バケットの相対向する側面に配置したことを特徴とする請求項3記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、医学、薬学、遺伝子工学、バイオ等の分野において試料を分離するために使用される遠心分離機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
遠心分離機は、内部に試料を充填した複数の試料用容器を収容可能なロータと、該ロータをロータ室内で回転駆動するモータ等の駆動手段を備え、ロータ室内でロータを回転させて遠心力を作用させることによって試料用容器内の試料を遠心分離するものである。
【0003】
ところで、斯かる遠心分離機に使用されるロータには大別してアングルロータとスイングロータがあり、アングルロータは、内部に試料を充填した複数の試料用容器を収容穴に収容し、収容穴の開口部に蓋を締結することによって使用される。尚、蓋を締結するのは、主に風損低減のためである。
【0004】
他方、スイングロータは、バケットに蓋を締結する手段として、対向する一対の取付突出部を備えたワイヤクリップ状のヒンジ型クリップを用いており、蓋をバケットに対して容易に着脱することができる。その一例を図7に示す。
【0005】
図7は従来の遠心分離機のバケットと蓋を締結する状態を示す部分平面図であり、図示のロータ109は駆動軸114を中心として回転可能に搭載されている。そして、ロータ109には4つのバケット116(図7には1つのみ図示)が円柱状のピン115によって揺動可能に吊り下げ支持されている。尚、図7はロータ109が回転している状態を示しており、このとき、バケット116は遠心力によってピン115を中心として揺動して水平状態を保っている。
【0006】
上記バケット116の相対向する側部にはヒンジ133を回転可能に支持する支持部134(図7には一方のみ図示)が設けられており、ヒンジ133には矩形のバネ部材135が回転可能に取り付けられている。又、バケット116の開口部を塞ぐ蓋117には、支持部134に対応する固定部136が設けられている。
【0007】
図8は従来の遠心分離機のバケットと蓋を結合する部分の動作説明図である。
【0008】
図8に示すように、蓋117をバケット116に係合させた状態でバネ部材135を固定部136に引っ掛け、該バネ部材135のバネ性を利用してヒンジ133を支持部134を支点として図示矢印方向に倒せば、蓋117をバケット116に被せてこれを締結することができる。
【0009】
ところで、特許文献1には、このようなスイングロータにおいて、取付突出部を容器の1つ以上の側壁の頂部近くに配置されたヒンジ支持支柱に形成された対応取付孔に係合させる提案がなされている)。
【特許文献1】特表2004−516932号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
図7及び図8に示すヒンジ133及びバネ部材135を用いて蓋117とバケット116とを締結する従来の方式は、バケット116に対して蓋117を容易に着脱することができる利点があるが、バネ部材136にバネ性を持たせている都合上、蓋117の取り付け取り外し時に試料用容器121内の試料120に不要に振動を与える可能性があった。
【0011】
又、図9に示すように、使用者がバケット116に蓋117を被せた後に何らかの理由でヒンジ133とバネ部材135による蓋117のバケット116への締結を忘れ、そのままロータ109を回転させたような場合にはヒンジ133と固定部材135がバケット116に衝突してバケット116の表面に傷を付けてしまったり、ロータ109の振動が大きくなって試料120に不要に振動を与え、試料の分離が十分行えない可能性があった。
【0012】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、蓋をバケットに締結し忘れた場合であっても、遠心力の分力によって蓋の締結を自動的に行い、蓋が外れたままでロータが回転することによって発生するバケットの傷付きや振動を確実に防ぐことができる遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、内部に試料を充填した試料用容器を収容可能なバケットを揺動可能に支持するロータと、該ロータをロータ室内で回転駆動する駆動手段を備え、前記バケットの開口部を覆う蓋を締結手段によってバケットに締結するようにした遠心分離機において、
前記締結手段を、スライドして前記バケットと凹凸係合することによって前記蓋をバケットに締結する締結部材で構成するとともに、該締結部材の重心を、当該締結部材がその移動可能範囲内のどの位置にあっても、該重心と前記ロータの回転中心とを結ぶ直線が中心線に対して締結方向に所定の角度をなす位置に配置したことを特徴とする。
【0014】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記締結部材を耐摩耗性及び摺動性の高いポリアセタール樹脂で構成したことを特徴とする。
【0015】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記締結部材を前記蓋又は前記バケットの側面にスライド可能に係合させたことを特徴とする。
【0016】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、2つの前記締結部材を前記蓋又は前記バケットの相対向する側面に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
請求項1記載の発明によれば、締結部材の重心を、該締結部材がその移動可能範囲内のどの位置にあっても、該重心とロータの回転中心とを結ぶ直線が中心線に対して締結部材の締結方向に所定の角度をなす位置に配置したため、使用者がバケットに蓋を被せた後に何らかの理由で締結部材による蓋のバケットへの締結を忘れたような場合であっても、締結部材に作用する遠心力の分力によって該締結部材が締結方向にスライドして蓋をバケットに締結するため、蓋が外れたままでロータが回転することによって発生するバケットの傷付きや振動が確実に防がれ、試料の遠心分離が良好に行われる。
【0018】
請求項2記載の発明によれば、締結部材を耐摩耗性及び摺動性の高いポリアセタール樹脂で構成したため、締結部材によって蓋を締結し忘れた場合には、該締結部材が遠心力の分力によって抵抗無くスムーズにスライドして蓋をバケットに確実に締結することができる。
【0019】
請求項3記載の発明によれば、締結部材を蓋又はバケットの側面にスライド可能に係合させたため、該締結部材を紛失してしまうという不具合が発生することがない。
【0020】
請求項4記載の発明によれば、2つの締結部材を前記蓋又はバケットの相対向する側面に配置したため、蓋及びバケットの重量バランスが良好に保たれ、回転中のアンバランス運転に伴う振動の発生が防がれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0022】
図1は本発明に係る遠心分離機1の基本構成を示す破断正面図であり、図示の遠心分離機1は、矩形箱型の筐体2を備えており、該筐体2の内部は水平な仕切り板3によって上下2段の空間に仕切られている。そして、上段の空間には、上面が開口する円筒状のチャンバ4が収容されており、このチャンバ4の周囲には断熱部5と防護壁6が配置されている。
【0023】
上記チャンバ4の上面には開閉可能なドア7が設けられており、チャンバ4内にはドア7によって密閉されるロータ室8が形成されている。そして、このロータ室8内にはロータ9が回転可能に収容されている。又、筐体2の上部には操作・表示部10が設けられている。
【0024】
他方、筐体2内の前記仕切り板3によって仕切られた下段の空間には、駆動部11が仕切り板3に取り付けられて収容されており、該駆動部11のハウジング12には駆動源としてのモータ13が内蔵されている。そして、モータ13の垂直上方に延びる駆動軸14は、前記チャンバ4を貫通してロータ室28に臨み、その上端部には前記ロータ9が着脱可能に装着されている。
【0025】
次に、本発明の要旨を図2〜図6に基づいて説明する。
【0026】
図2は図1からロータ部分のみを抽出して拡大した平面図、図3は図2のA−A線断面図、図4は蓋とバケットが締結部材で締結された状態を示す部分平面図、図5は蓋とバケットが締結部材で締結されていない状態を示す部分平面図、図6(a)〜(c)は蓋とバケットの締結手順を説明する図である。
【0027】
ロータ9はスイングロータであって、駆動軸14を中心に回転可能に搭載されており、図2に示すように、その外周の4箇所には凹状に切り欠かれたバケット収納部9aが周方向に等角度ピッチ(90°ピッチ)で形成されている。そして、各バケット収納部9aの相対向する内面には円柱状のピン15が突設されており、これらのピン15には矩形ボックス状の各バケット16の短辺側の相対向する両側部に形成された不図示の凹部が係合することによって、各バケット16がピン15を中心として揺動可能に吊り下げ支持されている。尚、図2〜図5はロータ9が回転していて各バケット16が遠心力によってピン15を中心として揺動して水平状態を保って回転している状態を示しているが、ロータ9が回転していないときには、図1に示すように、各バケット16は自重によって垂直に吊り下げられている。ここで、ロータ9に支持されるバケット16の数は4つに限らず、2つ或は6つの場合もあり、その数は任意である。
【0028】
各バケット16には、図6(a)に示す蓋17が同図(b)に示すように被せられるが、この蓋17の長辺側の相対向する両側部には横T字状の一対の締結部材(図6には一方のみ図示)18がガイドレール19に沿って横方向(回転中心Oと、ロータ開口部Rのロータ開口部中心Sとを結ぶ中心線(直線)Mに対して直角方向(図6の左右方向))に沿ってスライド可能に設けられている。又、各締結部材18の裏面には、図6(b),(c)に示すように、横L字状の係合爪18aが突設されている。尚、図示しないが、締結部材18は、蓋17の相対向する側面に、バケット16の中心線Mに対して対称に配置されている。
【0029】
他方、図6に示すように、バケット16の開口部の長辺側周縁(稜線)の幅方向中央には、前記締結部材18の係合爪18aに係合する一対の係合突起16a(図6には一方のみ図示)が突設されている。
【0030】
而して、図6(a)に示す蓋17は、図6(b)に示すように締結部材18が図の右側に位置してその係合爪18aがバケット16側の係合突起16aに係合していない状態でバケット16の上部に被せられた後、図6(c)に示すように締結部材18をガイドレール19に沿って図示矢印方向(左方向)にスライドさせれば、該締結部材18の係合爪18aがバケット16側の係合突起16aに係合するため、蓋17がバケット16に締結され、バケット16内は密閉状態が維持される。尚、図示しない他方の締結部材(図6の奥側に配置された締結部材)18は図示矢印方向とは逆方向(右方向)にスライドして蓋17をバケット16に締結する。
【0031】
尚、締結部材18の材質には、耐摩耗性及び摺動性の高いポリアセタール樹脂等が用いられる。従って、締結部材18の滑り性が高められ、蓋17とバケット16を締結する際に締結部材18をガイドレール19(バケット16の稜線)に沿ってスライドさせる際の摺動振動を低く抑えることが可能となる。
【0032】
ところで、図2〜図4はロータ9が回転し、径方向外方に作用する遠心力によってバケット16がピン15を中心として揺動して水平状態を保っている状態を示すが、図3に示すように、蓋17によって密閉されたバケット16内には、試料20を充填した試料用容器21が複数装填されたアダプタ22が収納されている。そして、バケット16の開口部端面には弾性シール材23が開口部形状に沿って配置されており、この弾性シール材23によって蓋17とバケット16間が気密にシールされている。
【0033】
而して、本実施の形態では、図2に示すように、締結部材18の重心Gは、該締結部材18がその移動可能範囲内のどの位置にあっても、該重心Gとロータ9の回転中心Oとを結ぶ直線Lが中心線Mに対して締結部材18の締結方向(図2の上方)に所定の角度θをなす位置に配置されている。その理由を図4及び図5に基づいて説明する。
【0034】
図4は蓋17とバケット16が一対の締結部材18によって締結された状態を示しており、このとき、一方の締結部材18は締結側(図4の上側)の移動限界位置で停止している。尚、図示しない他方の締結部材18も締結側(図4の下側)の移動限界位置で停止している。以下、図4及び図5において見える一方の締結部材18の作用について説明するが、図示しない他方の締結部材18のスライド方向は逆となる。
【0035】
図4に示す状態では、締結部材18の重心Gには遠心力Fがロータ9の径方向外方に作用するが、この遠心力Fが作用する方向、つまり締結部材18の重心Gとロータ1の回転中心Oとを結んだ直線Lの方向は、中心線Mに対して締結方向(図4の上側)に角度θだけずれた方向となる。
【0036】
従って、締結部材18には遠心力FのX方向分力F =FcosθとY方向分力F =Fsinθが作用し、締結部材18はY方向分力F によって常にロック方向(図4の上方向)に付勢されていることとなり、該締結部材18による蓋17のバケット16への締結が確実になされ、蓋17がバケット16から外れることはない。尚、図示しない他方の締結部材18も遠心力Fの逆方向のY方向分力Fによって締結方向に付勢されて蓋17とバケット16に確実に締結する。
【0037】
ところで、使用者がバケット16に蓋17を被せた後に何らかの理由で締結部材18による蓋17の締結を忘れたような場合には、図5に示すように、締結部材18は非締結位置にあって、その係合爪18aはバケット16側の係合突起16aに係合していない。
【0038】
然るに、このような場合であっても、前述のように締結部材18の重心Gは、該締結部材18がその移動可能範囲内のどの位置にあっても、該重心Gとロータ9の回転中心Oとを結ぶ直線Lが中心線Mに対して締結部材18の締結方向(図2の上方)に所定の角度θをなす位置に配置されているため、締結部材18には、その重心Gに作用する遠心力FのY方向分力F =Fsinθが該締結部材18を締結方向(図5の上方向)に付勢する力として作用する。このため、締結部材18はY方向分力F によって締結方向へとスライドし、最終的には締結側の移動限界位置に到達し、図4に示すように蓋17をバケット16に確実に締結する。この場合、締結部材18が締結方向へスライドするに従って角度θが次第に増大するため、該締結部材18を締結方向へスライドさせる遠心力FのY方向分力F =Fsinθが次第に大きくなり、締結部材18が図4に示すように締結側の移動限界位置に達した時点で該締結部材18を締結方向に付勢する力F は最大になり、締結部材18による蓋17のバケット16への締結が確実になされる。図示しない他方の締結部材18も同様に遠心力Fの逆方向の分力Fによって一方の締結部材18とは逆方向にスライドして蓋17をバケット16に確実に締結する。
【0039】
尚、遠心力FのY方向分力F は、締結部材18が弾性シール材23を押し潰して移動限界位置に突き当たるに必要十分な値となり得るよう締結部材18の材質と重さ及び形状が決定される。
【0040】
以上のように、本実施の形態によれば、締結部材18の重心Gは、該締結部材18がその移動可能範囲内のどの位置にあっても、該重心Gとロータ9の回転中心Oとを結ぶ直線Lが中心線Mに対して締結部材18の締結方向に所定の角度θをなす位置に配置されているため、使用者がバケット16に蓋17を被せた後に何らかの理由で締結部材18による蓋17のバケット16への締結を忘れたような場合であっても、締結部材18に作用する遠心力FのY方向分力Fによって該締結部材18が締結方向にスライドして蓋17をバケット16に締結して両者をロックするため、蓋17が外れたままでロータ9が回転することによって発生するバケット16の傷付きや振動が確実に防がれる。
【0041】
又、本実施の形態では、締結部材18を耐摩耗性及び摺動性の高いポリアセタール樹脂等で構成したため、締結部材18によって蓋17を締結し忘れた場合には、該締結部材18が遠心力FのY方向分力Fによって抵抗無くスムーズにスライドして蓋17をバケット16に確実に締結することができる。
【0042】
更に、本実施の形態では、締結部材18を蓋17の側面にスライド可能に係合させたため、該締結部材18を紛失してしまうという不具合が発生することがない。
【0043】
そして、本実施の形態では、2つの締結部材18を蓋17の相対向する側面に配置したため、蓋17及びバケット16の重量バランスが良好に保たれ、回転中のアンバランス運転に伴う振動の発生が防がれる。
【0044】
尚、本実施の形態では、締結部材18を蓋17側にスライド可能に設けたが、締結部材18をバケット16側にスライド可能に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明に係る遠心分離機1の基本構成を示す破断正面図である。
【図2】図1からロータ部分のみを抽出して拡大した平面図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】本発明に係る遠心分離機の蓋とバケットが締結部材で締結された状態を示す部分平面図である。
【図5】本発明に係る遠心分離機の蓋とバケットが締結部材で締結されていない状態を示す部分平面図である。
【図6】(a)〜(c)は本発明に係る遠心分離機における蓋とバケットの締結手順を説明する図である。図2のA−A線断面図従来の遠心分離機のバケットと蓋を締結する状態を示した部分平面図である。
【図7】従来の遠心分離機のバケットと蓋を締結する状態を示す部分平面図である。
【図8】従来の遠心分離機のバケットと蓋を結合する部分の動作説明図である。
【図9】従来の遠心分離機で蓋が締結されないままロータが回転している様子を示す部分側断面図である。
【符号の説明】
【0046】
1 遠心分離機
2 筐体
3 仕切り板
4 チャンバ
5 断熱部
6 防護壁
7 ドア
8 ロータ室
9 ロータ
9a ロータのバケット収納部
10 操作・表示部
11 駆動部(駆動手段)
12 駆動部のハウジング
13 モータ(駆動源)
14 駆動軸
15 ピン
16 バケット
16a バケットの係合突起
17 蓋
18 締結部材
18a 締結部材の係合爪
19 ガイドレール
20 試料
21 試料用容器
22 アダプタ
23 弾性シール材
G 締結部材の重心
L 締結部材の重心とロータの回転中心とを結ぶ直線
M バケットの稜線の垂直二m等分線
O ロータの回転中心
F 遠心力
遠心力のX方向分力
遠心力のY方向分力
R ロータ開口部
S ロータ開口部中心
【出願人】 【識別番号】000005094
【氏名又は名称】日立工機株式会社
【出願日】 平成19年2月20日(2007.2.20)
【代理人】 【識別番号】100092853
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一


【公開番号】 特開2008−200595(P2008−200595A)
【公開日】 平成20年9月4日(2008.9.4)
【出願番号】 特願2007−38811(P2007−38811)