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】早坂 浩
【課題】駆動側フックと従動側フックを連結する連結部材の伝達トルクを小さく抑えて該連結部材の小型・軽量化を図るとともに、蓋の２箇所を確実にロックして高い安全性を確保することができる遠心分離機を提供すること。

【解決手段】蓋を閉じ状態でロックするロック機構１０を、モータ１２と、該モータ１２によって回転駆動される駆動側フック１１ａと、該駆動側フック１１ａにステー（連結部材）２１によって連結された従動側フック１１ｂで構成し、両フック１１ａ，１１ｂを蓋側のフックキャッチ（係止部材）に係合させることによって蓋を２箇所でロックするようにした遠心分離機において、前記ロック機構１０の駆動側フック１１ａをフックキャッチに係合させて該フックキャッチを駆動側フック１１ａだけで引き込んだ後、従動側フック１１ｂもフックキャッチに係合させて蓋を両フック１１ａ，１１ｂでロックする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を収容して回転するロータと、該ロータを回転駆動する駆動装置と、前記ロータを収容するロータ回転室と、該ロータ回転室を開閉する蓋と、該蓋を閉じ状態でロックするロック機構を備え、
前記ロック機構を、モータと、該モータによって回転駆動される駆動側フックと、該駆動側フックに連結部材によって連結されて前記駆動側フックと一体に回転する従動側フックで構成し、駆動側フックと従動側フックを蓋側の係止部材に係合させることによって蓋を２箇所でロックするようにした遠心分離機において、
前記ロック機構の駆動側フックを蓋側の前記係止部材に係合させて該係止部材を駆動側フックだけで引き込んだ後、従動側フックを前記係止部材に係合させて前記蓋を駆動側フックと従動側フックでロックするよう構成したことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記駆動側フックの前記係止部材との係合面を円弧状のガイド部と直線状の係止部とで構成して両者を連続的に接続するとともに、駆動側フックの回転中心から前記ガイド部の係合開始点までの距離Ｌ2を前記回転中心から前記係止部までの距離Ｌ1よりも大きく設定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】
前記駆動側フックの回転中心から前記ガイド部までの距離Ｌを前記係止部に向かって最大値Ｌ2から最小値Ｌ1まで漸減させたことを特徴とする請求項２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、単一のモータを駆動源として蓋の２箇所をロックするロック機構を備えた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、試料を収容したロータをロータ回転室内で回転駆動して試料を遠心分離するものであるが、ロータ回転室の開口部は蓋によって開閉され、ロータが回転している遠心分離中はロータ回転室の開口部は蓋によって閉じられ、遠心分離前後には試料の出し入れ等のために蓋が開けられる。
【０００３】
ところで、一般に実験室等において使用される遠心分離機は、回転中のロータに触れないように、ロータ回転室の開口部を閉じた蓋を自動でロックしている。この蓋のロックの方法としては、単にラッチ等で引っ掛けるタイプと、蓋を閉めた状態を検出して自動でロック機構を動作させて手動では蓋が開かないようにしているタイプとがある。
【０００４】
又、ロック機構の駆動方式に関しても、電磁ソレノイドを使った往復動作でラッチするタイプと、モータを使用して蓋を引き込むようにしたタイプがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
最近では、回転中にロータが破壊した場合でもその破片が機外に飛散しないよう、より安全性への配慮が高まっている。この点では、より密閉力の大きなモータ駆動式のロック機構が有利である。ロック機構は、遠心分離機の安全性に関わる部分として重要な役割を果たしており、その信頼性は重要な要素である。
【特許文献１】特開２００１−３００３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、モータを使用したロック機構は幾つか実用化されているが、ロータのエネルギーの大きさや破壊モードの複雑さから蓋の複数箇所をロックする場合も多い。ロック位置の関係から各々のロック機構に独立したモータを配置する構成ではコスト的に負担も大きい。
【０００７】
そこで、単一のモータによって回転駆動される駆動側フックと、該駆動側フックに連結部材によって連結されて前記駆動側フックと一体に回転する従動側フックを設け、駆動側フックと従動側フックを蓋側の係止部材に係合させることによって蓋を２箇所でロックするようにしたロック機構も提案されている。
【０００８】
ところが、上記ロック機構において、駆動側フックと従動側フックの双方を蓋側の係止部材に係合させて該係止部材を引き込んで蓋をロータ回転室の開口部に密着させる構成を採用すると、両フックに係止部材を引き込むための大きな力が必要となる。この場合、モータからの駆動力は駆動側フックから連結部材を介して従動側フックに伝達されるため、連結部材には大きな捩りトルクが作用する。このため、連結部材には高い強度と剛性が要求され、該連結部材の寸法（厚さ）と重量が増加するという問題が発生する。
【０００９】
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、蓋を閉じる場合に駆動側フックのみで蓋側の係止部材を引き込むことによって駆動側フックと従動側フックを連結する連結部材の伝達トルクを小さく抑えて該連結部材の小型・軽量化を図るとともに、係止部材を引き込んだ後は駆動側フックと従動側フックの双方で蓋の２箇所を確実にロックして高い安全性を確保する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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、試料を収容して回転するロータと、該ロータを回転駆動する駆動装置と、前記ロータを収容するロータ回転室と、該ロータ回転室を開閉する蓋と、該蓋を閉じ状態でロックするロック機構を備え、
前記ロック機構を、モータと、該モータによって回転駆動される駆動側フックと、該駆動側フックに連結部材によって連結されて前記駆動側フックと一体に回転する従動側フックで構成し、駆動側フックと従動側フックを蓋側の係止部材に係合させることによって蓋を２箇所でロックするようにした遠心分離機において、
前記ロック機構の駆動側フックを蓋側の前記係止部材に係合させて該係止部材を駆動側フックだけで引き込んだ後、従動側フックを前記係止部材に係合させて前記蓋を駆動側フックと従動側フックでロックするよう構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動側フックの前記係止部材との係合面を円弧状のガイド部と直線状の係止部とで構成して両者を連続的に接続するとともに、駆動側フックの回転中心から前記ガイド部の係合開始点までの距離Ｌ2を前記回転中心から前記係止部までの距離Ｌ1よりも大きく設定したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記駆動側フックの回転中心から前記ガイド部までの距離Ｌを前記係止部に向かって最大値Ｌ2から最小値Ｌ1まで漸減させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蓋を閉じる場合の蓋側の係止部材の引き込みを、モータによって直接駆動される一方の駆動側フックだけで行い、他方の従動側フックでは行わないようにしたため、係止部材を引き込むための大きなトルクを連結部材を介して従動側フックに伝達する必要がなく、連結部材に作用する捩りトルクを小さく抑えることができろ。このため、連結部材に大きな強度及び剛性が不要となり、その小型・軽量化を図ることができる。
【００１４】
又、蓋側の係止部材を駆動側フックで引き込んで蓋をロータ回転室に密着させた後は、従動側フックを係止部材に係合させて蓋を駆動側フックと従動側フックの双方でロックするよう構成したため、蓋の２箇所を確実にロックして高い安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は本発明に係る遠心分離機の破断側面図、図２は同遠心分離機のロック機構部を示す破断平面図、図３はロック機構の斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明に係る遠心分離機１００の本体１にはロータ２を収容するロータ回転室３が設けられており、その下方にはロータ２を回転駆動するための駆動装置４が配置されている。又、ロータ回転室３の上方には、分離する試料を出し入れする際にロータ回転室３にアクセスするための開閉可能な蓋５が設けられており、この蓋５の一端は蝶番６によって回動可能に支持され、喋番６を中心として蓋５を上下に回動させることによってロータ回転室３の上面開口部を開閉することができる。
【００１８】
そして、蓋５の開閉する側（喋番６とは反対側）の下部両側（図１の紙面垂直方向における両側）には、該蓋５をロックするための係止部材としての一対のフックキャッチ７が垂直に取り付けられており、本体１に設けられたロック機構１０の一対のフック１１ａ，１１ｂによってフックキャッチ７を引っ掛けることによって蓋５の開閉がロックされる。
【００１９】
又、図１に示すように、遠心分離機本体１には制御装置８と操作パネル９が設けられており、両者は電気的に接続されている。
【００２０】
ここで、ロック機構１０の構成について説明する。
【００２１】
図２に示すように、一対の前記フック１１ａ，１１ｂは、ロータ回転室３の外周側の前記一対のフックキャッチ７に対応する位置に離間して配置されており、一方の駆動側フック１１ａが図３に示す単一のモータ１２によって駆動される。ここで、一対のフック１１ａ，１１ｂは、図２に示すように、本体１側に取り付けられたフレーム１３ａ，１３ｂに軸１４ａ，１４ｂによって回動可能に支持されている。
【００２２】
図３に示すように、モータ１２は駆動側の一端に水平に設置されており、その出力軸（モータ軸）１５にはリンクシャフト１６と円板状のディスク板１７が結着されている。そして、リンクシャフト１６のモータ軸１５の軸心に対して偏心した端部にはリンク１８の一端がピン１９によって連結されており、リンク１８の他端は駆動側フック１１ａの軸１４ａに対して偏心した位置にピン２０によって連結されている。そして、駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂとは連結部材であるステー２１によって互いに連結されており、ステー２１は、両フック１１ａ，１１ｂの軸１４ａ，１４ｂに対してロータ回転室３とは反対側（図３の手前側）にオフセットした位置に２本のビス２２によってその両端が駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂにそれぞれ取り付けられている。
【００２３】
又、図１に示すように、前記ディスク板１７の外周には２つの切欠き１７ａが形成されており、このディスク板１７の周囲には、該ディスク板１７、つまり、モータ出力軸１５の回転位置を光学的に検出するためのフォトセンサ２３，２４が配置されている。尚、フォトセンサ２３，２４は、図１に示すように、前記制御装置８に電気的に接続されている。
【００２４】
ところで、図２に示すように、駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂの各軸１４ａ，１４ｂはロータ回転室３の外周とほぼ接する直線上に同軸的に配置されており、駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂとを連結するステー２１は、ロータ回転室３の外周との干渉を避けてフック１１ａ，１１ｂの軸（回転中心）１４ａ，１４ｂに対してロータ回転室３とは反対側（図２の下方）にオフセットした位置に取り付けられている。このため、ステー２１とロータ回転室３の外周面との間には少なくとも図示のクリアランスδが確保されており、駆動側フック１１ａと共にステー２１が回動する角度範囲において該ステー２１がロータ回転室３の外周に干渉することはない。
【００２５】
又、図１及び図２に示すように、蓋５に取り付けられた一対の前記フックキャッチ７に対応する本体１側の２箇所には、フックキャッチ７を検出することによって蓋５の開閉状態を検知するためのリッドセンサ２５ａ，２５ｂが設けられており、これらのリッドセンサ２５ａ，２５ｂは前記制御装置８に電気的に接続されている（図１参照）。
【００２６】
次に、駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂの形状と動作を図４〜図６に基づいて説明する。
【００２７】
図４は駆動側フックの形状を示す側面図、図５は駆動側フックの作用を説明する側面図、図６は従動側フックの動作を説明する側面図である。
【００２８】
図４に示すように、駆動側フック１１ａには係合爪１１ａ−１が形成されており、この係合爪１１ａ−１の内径部（フックキャッチ７の係合孔７ａとの接触部）には直線状の係止部１１ａ−１１とそれより先端側の円弧状のガイド部１１ａ−１２が形成されている。ここで、これらの係止部１１ａ−１１とガイド部１１ａ−１２とは滑らかに接続されており、係止部１１ａ−１１とガイド部１１ａ−１２の軸１４ａ（駆動側フック１１ａの回転中心）からの距離はそれぞれ図示のＬ1 ，Ｌに設定されている。
【００２９】
ここで、駆動側フック１１ａの軸（回転中心）１４ａからガイド部１１ａ−１２の係合開始点までの距離Ｌ2は軸（回転中心）１４ａから係止部１１ａ−１１までの距離Ｌ1（一定）よりも大きく設定されている（Ｌ2 ＞Ｌ1）。そして、駆動側フック１１ａの軸（回転中心）１４ａからガイド部１１ａ−１２までの距離Ｌは係止部１１ａ−１１に向かって最大値Ｌ2から最小値Ｌ1まで漸減している。尚、Ｌ1 はロック時の距離を示し、Ｌ2 はフックキャッチ７の引き込み開始時の距離を示す。
【００３０】
他方、図６に示すように、従動側フック１１ｂにも係合爪１１ｂ−１が形成されているが、この係合爪１１ｂ−１の内径部（フックキャッチ７の係合孔７ａとの接触部）には直線状の係止部１１ｂ−１１のみが形成され、駆動側フック１１ａの係合爪１１ａ−１に形成されたガイド部１１ａ−１２と同様のガイド部は設けられていない。従って、従動側フック部１１ｂの係合爪１１ｂ−１の長さは駆動側フック１１ａの係合爪１１ａ−１よりも短くなっている。
【００３１】
而して、開いていた蓋５を閉めるために該蓋５を喋番６を中心として下方へ回動させ、ロータ回転室３の上面開口部が蓋５によって閉められると、該蓋５に取り付けられた一対のフックキャッチ７がリッドセンサ２５ａ，２５ｂによって検知され、その信号が制御装置８に送信される。すると、制御装置８は、モータ１２を駆動制御してロック機構１０による蓋５のロックを開始する。
【００３２】
即ち、ロック機構１０において、モータ１２が駆動されてモータ軸１５が回転駆動されると、該モータ軸１５に結着されたリンクシャフト１６とディスク板１７が一体に回転し、モータ軸１５の回転はリンクシャフト１６とリンク１８を経て駆動側フック１１ａに伝達され、該駆動側フック１１ａが同方向（図５の矢印ａ方向）に回動する。そして、この駆動側フック１１ａの回転はステー２１を介して従動側フック１１ｂに伝達されるため、従動側フック１１ｂも同方向（図６の矢印ａ方向）に回動する。
【００３３】
すると、駆動側フック１１ａの係合爪１１ａ−１がフックキャッチ７の係合孔７ａに係合するが、図５に実線にて示すように、先ず、係合爪１１ａ−１のガイド部１１ａ−１２がフックキャッチ７の係合孔７ａに係合し始める。このとき、従動側フック１１ｂの係合爪１１ｂ−１は図６に実線にて示すようにフックキャッチ７の係合孔７ａに未だ係合していない。
【００３４】
上記状態から駆動側フック１１ａが更に回動すると、前述のように係合爪１１ａ−１のガイド部１１ａ−１１の軸１４ａからの距離Ｌは最大値Ｌ2 から最小値Ｌ1 まで連続的に減少しているため、係合孔７ａにガイド部１１ａ−１１が係合するフックキャッチ７は係合爪１１ａ−１によって下方（図５の矢印ｂ方向）へと引き込まれ、係合爪１１ａ−１のフックキャッチ７の係合孔７ａへの係合がガイド部１１ａ−１１から係止部１１ａ−１２に達した時点でフックキャッチ７の下方への引き込みが終了し、そのときフックキャッチ７の引込量は（Ｌ2 −Ｌ1 ）となる。
【００３５】
上記キャッチフック７の下方への引き込みによって蓋５がロータ回転室３の上面開口部周縁に密着されるが、蓋５には従動側のもう１つのフックキャッチ７も取り付けられているため、この従動側のフックキャッチ７も同様に下方（図６の矢印ｂ方向）へと引き込まれる。
【００３６】
そして、駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂが更に回動して図５及び図６に破線にて示すように両フック１１ａ，１１ｂの係合爪１１ａ−１，１１ｂ−１がフックキャッチの係合孔７ａに完全に挿入され、該係合爪１１ａ−１，１１ｂ−１の係止部１１ａ−１１，１１ｂ−１１がフックキャッチの係合孔７ａに係止されると、蓋５のロックが完了するとともに、蓋５はロータ回転室３の上面開口部周縁のドアパッキン２６に密着する。
【００３７】
尚、モータ軸１５の回転位置は、フォトセンサ２３，２４によるディスク板１７の位置を光学的に検知することによって検出され、その検出信号は制御装置８に入力される。すると、制御装置８は、モータ軸１５の回転位置に基づいて駆動側フック１１ａの位置を推定してモータ１２を駆動制御する。又、ロック機構１０による蓋５のロックの解除は操作パネル７上での操作によってなされる。
【００３８】
以上において、本発明に係る遠心分離装置１００においては、モータ１２によって直接駆動される駆動側フック１１ａの係合爪１１ａ−１のガイド部１１ａ−１２をフックキャッチ７の係合孔７ａに係合させ、フックキャッチ７を下方へ引き込んで蓋５をロータ回転室３の上面開口部周縁のドアパッキン２６に密着させるようにし、フックキャッチ７の引き込みを一方の駆動側フック１１ａのみで行い、他方の従動側フック１１ｂでは行わないようにしたため、フックキャッチ７を引き込むための大きな駆動力をステー２１を介して従動側フック１１ｂに伝達する必要がなく、ステー２１に作用する捩りトルクを小さく抑えることができる。このため、ステー２１に大きな強度及び剛性が不要となり、その小型・軽量化を図ることができる。
【００３９】
そして、フックキャッチ７を駆動側フック１１ａで引き込んで蓋５をロータ回転室３の上面開口部のドアパッキン２６に密着させた後は、従動側フック１１ｂの係合爪１１ｂ−１もフックキャッチ７の係合孔７ａに係合させて蓋５を駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂの双方でロックするよう構成したため、蓋５の２箇所を確実にロックして高い安全性を確保することができる。
【００４０】
その他、本実施の形態では、ロック機構１０の駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂとを連結するステー２１をロータ回転室３の外周との干渉を避けてフック１１ａ，１１ｂの軸（回転中心）１４ａ，１４ｂに対してロータ回転室３とは反対側（図２の下方）にオフセットした位置に取り付けたため、駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂの各軸１４ａ，１４ｂをロータ回転室３の外周とほぼ接する直線上に配置しても、ステー２１とロータ回転室３の外周面との間には少なくとも図２に示すクリアランスδが確保され、ステー２１が回動する角度範囲において該ステー２１がロータ回転室３の外周に干渉することはない。従って、駆動側フック１１ａと従動側フック１１ｂをロータ回転室３側に寄せて配置することができ、ロック機構１０の設置スペースを縮小して遠心分離機の小型・コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る遠心分離機の破断側面図である。
【図２】本発明に係る遠心分離機のロック機構部を示す破断平面図である。
【図３】本発明に係る遠心分離機のロック機構の斜視図である。
【図４】本発明に係る遠心分離機に設けられたロック機構の駆動側フックの形状を示す側面図である。
【図５】本発明に係る遠心分離機に設けられたロック機構の駆動側フックの作用を説明する側面図である。
【図６】本発明に係る遠心分離機に設けられたロック機構の従動側フックの作用を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 遠心分離機本体
２ ロータ
３ ロータ回転室
４ 駆動装置
５ 蓋
６ 喋番
７ フックキャッチ（係止部材）
７ａ フックキャッチの係合孔
８ 制御装置
９ 操作パネル
１０ ロック機構
１１ａ 駆動側フック
１１ａ−１ 駆動側フックの係合爪
１１ａ−１１ 係合爪の係止部
１１ａ−１２ 係合爪のガイド部
１１ｂ 従動側フック
１１ｂ−１ 従動側フックの係合爪
１１ｂ−１１ 係合爪の係止部
１２ モータ
１３ａ，１３ｂ フレーム
１４ａ，１４ｂ 軸
１５ モータ軸
１６ リンクシャフト
１７ ディスク板
１７ａ ディスク板の切欠き
１８ リンク
１９，２０ ピン
２１ ステー（連結部材）
２２ ビス
２３，２４ フォトセンサ
２５ａ，２５ｂ リッドセンサ
２６ ドアパッキン
１００ 遠心分離機
Ｌ 駆動フックの回転中心から係合爪のガイド部までの距離
Ｌ1 駆動フックの回転中心から係合爪の係止部までの距離
Ｌ2 駆動フックの回転中心からガイド部の係合開始点までの距離

特許の図
【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６月１１日（２００７．６．１１）
【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２００８−３０２３３２（Ｐ２００８−３０２３３２Ａ）
【公開日】 平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願番号】 特願２００７−１５３５１５（Ｐ２００７−１５３５１５）