(57)【要約】【課題】ロータの型式判別のためのマグネットの配置を変えることなく、簡単な構成でロータの製造番号も読み取り可能とした遠心機を提供する。【解決手段】駆動装置の回転軸に取り付けられるロータと、駆動装置の回転を制御する制御部と、ロータの型式情報を検出する磁気センサを有する遠心機において、ロータの型式情報を読み出すためのマグネット４５ａ、４５ｂ、４５ｄが配置される円筒部の下面に、一次元又は二次元コード情報の印刷された円筒状のシール６０を貼り付ける。一次元又は二次元コードに対応する位置には、光学センサを設けて、ロータの回転開始前又は回転開始直後にロータの製造番号を読み取るようにした。これにより遠心機において、個別のロータの寿命管理を行うことができる。【選択図】図３
2020104076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置と、前記駆動装置の回転軸に取り付けられるロータと、前記ロータを収容するロータ室と、前記ロータ室の開口部を閉鎖するドアと、前記駆動装置の回転を制御する制御部と、前記ロータの型式情報を検出する磁気センサと、を有する遠心機において、
前記ロータは、ロータボディと、該ロータボディの下側に延在するものであって前記回転軸に取りつけるための円筒部を有し、
前記円筒部の側面又は底面に、前記ロータ毎に異なる固有情報を示す画像情報を表示するか、又は、凹凸形状によるスリットを形成し、
前記画像情報又は前記スリットで示された前記固有情報を識別する識別手段を設け、
前記制御部は、前記ロータの前記型式情報と前記固有情報を検出することを特徴とする遠心機。
【請求項２】
前記ロータの前記型式情報と使用上限情報の関係を予め登録するための記憶装置を有し、
前記制御部は、
前記ロータ毎に遠心分離の運転時間又は運転回数を積算して前記記憶装置に格納すると共に、前記ロータが装着されたら、あるいは運転開始直後に前記型式情報と前記固有情報を検出して前記記憶装置から前記型式情報に対応する使用上限情報を呼び出し、
前記運転時間又は運転回数が使用上限を超える場合は、遠心分離運転を禁止することを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
【請求項３】
前記ロータの前記円筒部の下面に複数の磁石が周方向に離間して設けられ、
前記円筒部よりも下側であって前記ロータ室の底面付近に、前記磁気センサを周方向に等間隔で複数配置し、
前記制御部は、前記ロータが前記回転軸に取りつけられた際に前記磁気センサによって前記磁石の配置状況を読み取ることにより前記ロータの前記型式情報を読み取ることを特徴とする請求項２に記載の遠心機。
【請求項４】
前記円筒部の下面に前記固有情報を示すバーコードが付加され、
前記識別手段としてコードリーダ又はカメラが設けられ、
前記ロータが前記回転軸に取り付けられた後であって、遠心分離運転における前記ロータの回転開始前に前記型式情報と前記固有情報が読み取られることを特徴とする請求項３に記載の遠心機。
【請求項５】
前記円筒部の外周側面に前記固有情報を示すバーコードが付加され、
前記識別手段として距離センサ又は光学センサが設けられ、
前記ロータが前記回転軸に取り付けられた後であって、遠心分離運転における前記ロータの回転が１００ｒｐｍに到達する前に、回に前記型式情報と前記固有情報が読み取られることを特徴とする請求項３に記載の遠心機。
【請求項６】
前記バーコードは、光学センサによって読み取り可能な一次元バーコード又は二次元バーコードであることを特徴とする請求項４又は５に記載の遠心機。
【請求項７】
前記光学センサは、前記ロータ室の底面付近に設けられるカメラであることを特徴とする請求項６に記載の遠心機。
【請求項８】
前記制御部は、前記使用上限を超えている時にはアラームを出力し、
前記使用上限が上限値に近づいた際には、寿命が近づいている旨のメッセージまたは残り使用可能な残り時間か残り回数を表示装置に表示することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の遠心機。
【請求項９】
駆動装置と、前記駆動装置の回転軸に取り付けられるロータと、前記ロータを収容するロータ室と、前記ロータ室の開口部を閉鎖するドアと、前記駆動装置の回転を制御する制御部と、前記ロータの型式情報を検出する磁気センサと、前記ロータの固有情報を読みとる識別手段を設けた遠心機であって、
前記固有情報の異なる前記ロータ毎に、遠心分離の運転時間の累計をカウントし、
カウントされた前記ロータの一覧とその運転時間を、表示装置に表形式にて表示可能としたことを特徴とする遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心機に関し、特に、ロータ室内にセットされたロータの型式情報だけでなく製造番号まで識別することにより、ロータの運転管理と寿命管理を行うようにした遠心機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心機（遠心分離機）は、分離する試料（例えば、培養液や血液など）をチューブやボトルを介してロータに挿入し、ロータを高速に回転させることで試料の分離や精製を行う。設定可能なロータの回転速度は遠心機の機種によって異なり、用途に合わせて低速（数千回転程度）から高速（最高回転速度は１５０，０００ｒｐｍ）までの製品群が提供されている。遠心機に装着可能なロータには様々なタイプがあり、超高回転速度で回転させて少量の試料に高遠心加速度をかけるロータや、低回転速度となるが大容量の試料を扱えるロータなど様々な大きさのものがある。これらのロータはその分離する試料にあわせて使用するため、ロータはモータ等の駆動手段の回転軸に着脱可能に構成され、ロータの交換が可能である。
【０００３】
各々のロータには、材料の強度を越える遠心力がかからないようにするためのロータ固有の制限回転数（最高回転数）が定められる。遠心分離を行う際には遠心機側でこれら数値の把握が必要となるため、従来の遠心機においては、これら数値をあらかじめ制御装置に記憶させておき、装着されたロータの種類を識別し、該当するロータに関するデータを読み出すようにしている。このロータを識別するための識別装置は、これまで種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１では、ロータの回転軸を中心とした同一円周上の等角度間隔の格子点上にロータの種類に応じて互いの配置角度を異ならしめた４個のマグネットを配置したアダプタを取付け、マグネットの配置角度を検出する磁気センサをロータ室内に所定問隔で配置し、隣接する磁気センサがマグネットを検出した検出強度に対して所定の演算を行うことによりマグネットの位置を算出し、ロータの種類を特定している。
【０００４】
ロータに大きな荷重、あるいは、局所的に荷重がかかりやすいタイプのロータにおいては金属疲労等を踏まえて寿命、あるいはメンテナンス時期を定めているものがある。これらのロータでは、運転回数や積算運転時間等で寿命が規定されており、寿命に達した時点で使用を中止し廃棄する、あるいは、メンテナンスを受けることとなっている。そのため、遠心機側でロータの種類だけでなく製造番号を読み取り、そのロータの運転回数や積算運転時間等を遠心機に記録することで、ユーザがロータをどれだけ使用しているかを把握でき、ロータの寿命以上使用することがないように寿命管理をしている。上記製造番号の読み取り機能を持たないロータや遠心機の場合は、ユーザが各ロータの運転回数や積算運転時間等を日誌に記録することで寿命管理をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７４０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
遠心機側でロータの種類と製造番号の両方を読み取り、そのロータの運転回数や積算運転時間等を遠心機に記録する方法として、ＲＬＭセンサを用いる方法が実現されている。これはロータのアダプタ部の磁気媒体に、ロータの種類だけでなく製造番号を含めて、運転回数などのデータを制御装置にて記憶させて寿命管理を行う。ロータの寿命は年数で規定しているものと運転回数で規定しているものがある。特に回転数が高い超遠心機は運転回数で寿命を規定しているため、同じ型式のロータが複数台あっても確実な寿命管理が可能なようにした。ただし、ＲＬＭセンサを用いる方法ではコストが高くなるというデメリットがあり、ロータの回転開始後にしかロータを判別できないという欠点がある。その結果、遠心機としてはマグネット検出が主流になっているが、マグネットの数を増やしてビット数を増やしてロータの製造番号までも識別しようとすると、マグネットの配置間隔を変える必要があるので、従来から用いられているロータとの互換性を保つことが難しい。また、ロータ毎にそれぞれマグネットの配置を変える必要があるので製造上の手間がかかる。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、従来から用いられているロータの種類判別のためのマグネットの配置等を変更することなく、ロータの製造番号を読み取るための仕組みを追加した遠心機を提供することにある。
本発明の別の目的は、ロータを回転開始する前に、又は、回転開始直後にロータの種類に加えて製造番号も読み取り可能とした遠心機を提供することにある。
本発明の他の目的は、ロータの回転を開始する前に、又は、回転開始直後にロータの使用寿命に関する情報をユーザに対して報知するようにした遠心機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、モータ等の駆動装置と、駆動装置の回転軸に取り付けられるロータと、ロータを収容するロータ室と、ロータ室の開口部を閉鎖するドアと、駆動装置の回転を制御する制御部（制御装置）と、ロータの型式情報を検出する磁気センサと、を有する遠心機において、ロータは、ロータボディと、該ロータボディの下側に延在するものであって回転軸に取りつけるための円筒部を有し、円筒部の側面又は底面に、ロータ毎に異なる固有情報を示す画像情報を表示するか、又は、凹凸形状によって固有情報を示すためのスリットを形成した。遠心機本体側には、画像情報又はスリットで示された固有情報を識別する識別手段を設け、制御部はロータの型式情報と固有情報を検出するようにした。また、ロータの型式情報と使用上限情報の関係を予め登録するための記憶装置を設け、制御部は、ロータ毎に遠心分離の運転時間や運転回数を積算して記憶装置に格納すると共に、ロータが装着された直後か又はロータの運転開始直後に型式情報と固有情報を検出し、記憶装置から型式情報に対応する使用上限情報を呼び出す。ここでロータの運転時間又は運転回数の累計値が使用上限を超える場合は、更なる遠心分離運転を禁止するようにした。
【０００９】
本発明の他の特徴によれば、ロータの円筒部の下面に複数の磁石が周方向に離間して設けられ、円筒部よりも下側であってロータ室の底面付近に、磁気センサを周方向に等間隔で複数配置した。制御部は、ロータが回転軸に取りつけられた際に磁気センサによって磁石の配置状況を読み取ることによりロータの型式情報を読み取る。更に、円筒部の下面に固有情報を示すバーコードが付加され、バーコードの識別手段としてコードリーダ又はカメラが設けられ、ロータが回転軸に取り付けられた後であって、遠心分離運転におけるロータの回転開始前又はロータの運転開始直後に型式情報と固有情報の双方を読み取り可能に構成した。
【００１０】
本発明のさらに他の特徴によれば、ロータに付加されるバーコードは、光学センサによって読み取り可能な一次元バーコード又は二次元バーコードとすると好ましい。また、光学センサは、ロータ室の底面付近に設けられるカメラとすると良い。制御部は、使用上限を超えている時にはアラームを出力し、運転時間や運転回数が上限値に近づいた際には、表示装置に寿命が近づいている旨のメッセージを表示するか、残り使用可能な残り時間を表示するか、又は、残り回数を表示する。以上の構成によって、固有情報の異なるロータ毎に、遠心分離の運転時間や運転回数の累計をカウントし、表示装置にカウントされたロータの一覧と、その運転時間を表形式にて表示可能とした遠心機を実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ロータの製造番号を識別することによって、同じ型式のロータを複数使用している場合でも製品番号ごとにロータの運転回数をカウントすることができ、それぞれのロータの寿命を管理できる。また、遠心機がロータの寿命管理を自動で行うので、ユーザは寿命については意識する必要が無いので、使い勝手の良い遠心機を実現できる。さらに、ロータの運転時間や運転回数が上限値に近づいた際には、使用可能な残り時間や残り回数を表示装置に表示して予告するので、ユーザは適切なタイミングで新規のロータの購入手配ができるようになった。さらに、ネットワークを介して情報のやりとりをすることによって複数台の遠心機の運転状況やロータ情報などをサーバにて遠隔管理を可能としたシステムにおいて、サーバ側で複数台のロータの寿命管理を迅速且つ効率良く行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る遠心機１の全体構造を示す断面図である。
【図２】（Ａ）図１のロータ４付近の側面図であり、（Ｂ）ロータ４の底面図であり、（Ｃ）センサ基板２０ の上面図である。
【図３】ロータ４の円筒部４２の底面図であり、円筒部４２の下面に貼り付けられるシール６０の印刷例を示す図である。
【図４】円筒部４２の下面に貼り付けられる別のシール６５の印刷例を示す図である。
【図５】本実施例に係る遠心機１の遠心分離手順を示すフローチャートである。
【図６】遠心機１の記憶装置に格納されるロータ情報テーブル１４０の一例である。
【図７】遠心機１の記憶装置に格納されるロータ４毎の運転実績を管理するデータテーブル１５０の一例である。
【図８】操作パネル１９に表示されるロータ４毎の運転実績一覧を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る遠心機２０１の全体構造図である。
【図１０】（Ａ）は図９のロータ２０４の円筒部２４２の拡大斜視図であり、（Ｂ）は円筒部の格子点２４４ａ〜２４４ｈとスリット位置２４６ａ〜２４６ｑの配置例を示す図である。
【図１１】（Ａ）本発明の第３の実施例に係る遠心機３０１におけるロータ固有情報の読み取り方法を説明するための図であり、（Ｂ）は（Ａ）のセンサ基板２０Ａの上面図である。
【図１２】図１１のロータ３０４の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付して繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図１に示す方向であるとして説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施例に係る遠心機１の全体構造を示す断面図である。遠心機１は、箱形の板金などで製作される筐体１１の内部にボウル２が設けられ、ボウル２とドア６によってロータ室３を画定し、ドアパッキン１６によってロータ室３は密閉される。筐体１１の下部の４つ隅には脚部１３が設けられ、上下方向中央付近には水平方向に延在する仕切り板１２が設けられる。仕切り板１２よりも上側空間にボウル２が設けられる。ロータ４は分離する試料を保持し高速回転するものであり、例えば、試料を入れるサンプリングチューブ等を挿入するための孔（図示せず）が複数形成され、駆動装置となるモータ８の回転軸８ａに支持される。モータ８は仕切り板１２に固定されるものであり、回転軸８ａがボウル２の底面の貫通穴からロータ室３内に延在する。
【００１５】
モータ８の回転軸８ａにはロータ４を装着するための着脱機構となるクラウン９が固定され、ロータ４側にはクラウン９に嵌合するための嵌合穴部４３が形成される。ロータ４の嵌合穴部４３は、様々なロータ４において共通の形状とすることで、クラウン９には異なる型式のロータを装着可能であり、図１にて実線で示す小径のロータ４だけでなく、点線で示すような大径のロータ４’も装着可能である。
【００１６】
ロータ４の上部には回転中の風損の影響を避けるためのロータカバー５０が装着される。ロータカバー５０はロータ４の一部であって、ロータボディ４１（符号は図２参照）と組になっており、遠心分離運転時には装着状態とする。ロータ４はモータ８によって回転されるが、モータ８の回転、特に加速、整定、減速に至る一連の動作は制御装置１８によって制御される。ドア６は蝶番１５を中心軸にして前方側を上下方向に回動することができる。ロータ室３は、上側の開口部がドア６によって密閉可能に構成され、ドア６を開けた状態でロータ室３の内部に、ロータ４を装着又は取り外しができる。
【００１７】
ドア６の下面にはヒンジ６ａが設けられ、ドアロック機構３０はヒンジ６ａの上下方向の移動を制限することによってドア６の閉鎖状態を維持する。ドアロック機構３０は、制御装置１８の制御によってモータ３１を回転させ、モータ３１の回転軸に取付けられるアーム３２にロック片３３を移動させる。ロック片３３は上下方向中央付近にて筐体１１に軸支されており、軸支のための回転軸３４を中心に所定角度だけ回転する。図１の状態は、回転軸３４の上側に形成されたロック片が、ヒンジ６ａに形成されるロック穴の内部に係合している状態（ロック状態）を示している。ロック片３３が図１の状態から、モータ３１の可動によって約４５度時計回りに回転されると、ヒンジ６ａとロック片３３の係合状態が解除され、ドア６は開閉可能な状態とされる。本実施例の遠心機１では、遠心分離運転を開始するために、ユーザによってスタートボタンが押されると、制御装置１８はモータ３１を駆動してドアロック機構３０をロック状態にする。また、遠心分離運転が終了してロータ４の回転が停止したら、制御装置１８はモータ３１を駆動してドアロック機構３０をアンロック状態にする。
【００１８】
ドア６の後方には、ユーザがロータの回転速度や分離時間等の条件を入力すると共に、各種情報を表示する操作パネル１９が配置される。操作パネル１９は、例えば液晶表示装置と操作ボタンの組み合わせ、又は、タッチ式の液晶パネルで構成され、入力装置としての機能と、情報の表示装置としての機能を果たす。操作パネル１９は、液晶パネルだけに限られるものではなく、その他の表示手段と入力手段の組み合わせで実現しても良い。また、操作パネル１９の近傍にはスピーカー等の音響装置（図示せず）が設けられ、制御装置１８の制御によって操作パネル１９の操作音や、警告音等を出力することができる。
【００１９】
ボウル２の外周には銅パイプ１７ｃが螺旋状に巻かれ、さらに銅パイプ１７ｃの外周は円筒状の断熱材１４で囲まれる。銅パイプ１７ｃは冷却装置の一部を構成するもので、冷媒が圧縮機１７ｂから凝縮機１７ａ内に送られ、凝縮機１７ａ及び送風機１０によって冷却された冷媒は液化する。液化した冷媒はキャピラリ１７ｄを通って銅パイプ１７ｃに供給され、ロータ室３の内部は遠心分離運転中に制御装置１８の制御によって設定された所望の温度に一定に保たれる。ロータ４の温度は、ロータ室３に設置された温度センサ（図示せず）の出力を用いて制御装置１８により監視される。本実施例の遠心機１は、冷却装置を有する遠心機１の構成を示したが、冷却装置に加えて真空ポンプ等の減圧装置を設けて、遠心分離運転時にロータ室３の内部を真空状態にする遠心機１であっても本実施例を同様に適用できる。
【００２０】
遠心分離運転を行う際にはロータカバー５０を装着した状態でロータ４を回転させることが重要であるが、ロータカバー５０の装着の有無を制御装置１８にて検出可能とするために、ドア６の下側部分に超音波センサ（音波センサ）２５が設けられる。超音波センサ２５等の測長装置は、例えば非接触式のレーザー光を用いた高価な測長装置とすることも可能であるが、本実施例では送受兼用の超音波センサ２５と、超音波センサ２５を制御する制御部の組み合わせで構成される安価な測長装置を用い、ドア６の下面よりも内部に収容するようにした。超音波センサ２５を制御するコントローラの役割は制御装置１８が実行し、制御装置１８は超音波センサ２５を発振駆動して、超音波センサ２５から下方に向かって音波を出力させて、ロータ４又はロータカバー５０のノブ５２に当たってはね返った音波を超音波センサ２５で受信する。
【００２１】
図２（Ａ）はロータ４付近の側面図であり、（Ｂ）はロータ４の底面図であり、（Ｃ）はセンサ基板２０ の上面図である。図２（Ａ）において、ロータ４の底面には円筒部４２が形成され、円筒部４２の底面４２ａは平坦に形成される。底面４２ａには点線又は実線に示すように同一円周上に一定の距離だけ離れた複数箇所の特定の点（格子点４４ａ〜４４ｈ）が定義される。複数箇所の格子点４４ａ〜４４ｈのうち、いくつかの格子点に円柱状のパーマネントマグネット４５ａ、４５ｂ、４５ｄが埋め込まれる。本実施例ではロータ４はアルミニウム合金、マグネシウム合金等の非磁性体の金属合金であるので、マグネット４５ａ、４５ｂ、４５ｄを金属合金に形成した穴部に挿入して蓋をするか、その他の公知の固定方法を用いてマグネット４５ａ、４５ｂ、４５ｄがロータ４に強固に固定される。
【００２２】
マグネットの埋め込まれた状態を示すのが図２（Ｂ）であり、マグネットが埋め込まれている格子点を黒円で示している。つまり、格子点４４ａ、４４ｂ、４４ｄにマグネット４５ａ、４５ｂ、４５ｄが埋め込まれていて、点線で示す格子点４４ｃ、４４ｅ〜４４ｈにはマグネットが埋め込まれていない。格子点４４ａはスタートビットを示すマグネット４５ａであり、それに続く格子点４４ｂ〜４４ｈにマグネットが存在するか否かによって“ビット１”か“ビット０”を示すことにより１２８ビットの情報を表現できる。ここでは格子点間の周方向距離Ｔは一定であり、回転角にして４５度分の間隔で円柱状のマグネットが配置される。格子点４４ａ〜４４ｈは物理的な区画がされているのではなくて、格子点４４ａを基準とした相対的な位置として定義されるものである。ロータ４の識別子となる格子点４４ａにはマグネット４５ａが必ず配置され、その極性はセンサ基板２０に面する側がＮ極となる。一方、回転方向に見て格子点４４ａに続く格子点４４ｂ〜４４ｈに配置されるマグネット（例えば４５ｂ、４５ｄ）は、すべて下側がＳ極となる向きに配置される。従って、スタートビットとなるマグネット４５ａの位置がわかれば、それ以降の格子点４４ｂ〜４４ｈにマグネットが有るか無いかにより、情報を示すことが可能である。図２（Ｂ）に示す格子点４４ａ、４４ｂ、４４ｄのマグネットの配置では、８つの格子点によって（１１０１００００）のコードが示される。ここで“１”はマグネットありを示し、“０”は格子点にマグネット無しを示している。
【００２３】
図２（Ｃ）はマグネットを検出するセンサ基板２０ 上の磁気センサ２１ａ〜２１ｈの配置を示す図である。ここでは８個の磁気センサ２１ａ〜２１ｈが、ロータ４側の格子点の間隔Ｔと同じ間隔で配置されている。磁気センサ２１ａ〜２１ｈとしてはホールＩＣを用いることができる。従来の遠心機１では磁気センサを周方向に１つだけ配置して、ロータ４を回転させながら８個の格子点におけるマグネットの有無を検出する方法が主流であった。これに対して本実施例ではマグネットの最大個数に対応する分の磁気センサ２１ａ〜２１ｈを設けたので、ロータ４がクラウン９に装着されると静止状態のままで、制御装置１８は１個のＮ極マグネット４５ａ（スタートビット）と複数のＳ極マグネット４５ｂ、４５ｄ（データビット）のデータ配列を即座に読み取ることができる。尚、マグネットの検出手段は任意で有り、ここに示したような格子点と同間隔で配置される複数のホールＩＣを用いて検出する手段以外の別の手段で実現しても良い。
【００２４】
図３はロータ４の円筒部４２の底面図であり、円筒部４２の下面に貼り付けられるシール６０の印刷例を示す図である。本実施例ではロータ４の型式情報の検出はマグネットを用い、ロータ４の固有情報はシール６０を用いた別の検出手段を用いて実現した。シール６０は外縁６０ａが円形であって、内側に円形の穴部６０ｂが形成される円環状であって、円環部のアルミ地の面（ベース面）の一部に黒色の着色部分を形成したものである。シール６０は、光学センサ２３から発せられる光の反射度合いの違いによって、又は、光学センサ２３によって検出された画像から黒ビットか、白ビットかを判別できる。シール６０には一周を等分した区分を定義し、５０等分のうちの２５等分（角度１８０度分）に同じ情報を書き込む。最初の２区画分はスタートビット６１とされるもので、幅の広い黒マークに着色される。スタートビット６１以降は、公知のコード化手法によって黒ビットマークを着色することによって、ロータ４ごとに異なる固有番号（例えば製造数字）を表示することが可能となる。このように周方向に並べた一次元コードを用いれば、ロータ４が回転を開始した直後に、簡単な判別用のセンサ、例えばフォトセンサ、カメラ、ギャップセンサ等によってシール６０に印刷された一次元コードを読み取って復号化ができる。
【００２５】
本実施例のシール６０はアルミテープや合成樹脂製のテープ等の非磁性材料により構成することが重要である。非磁性材料製とすれば円筒部４２に設けられるマグネット４５ａ、４５ｂ、４５ｄの磁界に影響を与えないので、シール６０の存在が磁気センサ２１による読み取り動作には影響を与えない。また、光学センサ２３の読み取り動作において、磁気の状態は影響しないので、従来から用いられる磁気センサ２１と光学センサ２３をうまく併存させることが可能となる。
【００２６】
図４は円筒部４２の下面に貼り付けられる別のシール６５の印刷例を示す図である。シール６５は外縁６５ａが円形であって、内側に円形の穴部６５ｂが形成される円環状であって、円環部の周方向に等間隔となるように４つの２次元バーコード６６が設けられる。ここでは公知の「ＱＲコード（株式会社デンソーウェーブ社の登録商標）」を用いており、４つの２次元バーコード６６はロータ４の固有情報を記載する。尚、２次元バーコード６６に格納できる情報量は固有情報に比べて膨大であるため、２次元バーコード６６内にロータ４の型式情報、最高回転速度や運転回数寿命規定（図６参照）まで含めるようにしても良い。２次元バーコード６６の位置と、格子点４４ａ、４４ｂ、４４ｄの位置は、例えば図示のようになるが、シール６５の材質は非磁性材であって、マグネットによって生じる磁界に何ら影響がないので、２次元バーコード６６の表示位置と格子点４４ａ、４４ｂ、４４ｄの相対位置は任意である。つまり、シール６５は、円筒部４２と同心になるように貼り付けるだけで十分であって、周方向の位置合わせをする必要はない。また、２次元バーコード６６を４箇所に設けたのは、ロータ４をセットした際に、４つのうちのいずれかの２次元バーコード６６を光学センサ２３によって読み取ることができるようにするためである。シール６５にはさらに多数の情報を表示するようにしても良い。例えば、隣接する２次元バーコード６６の間に、別の文字情報や別のコード情報を付与するようにしても良い。
【００２７】
次に図５のフローチャートを用いて、遠心機１の遠心分離手順を説明する。これらに示す一連の手順は、制御装置１８に予め格納されたプログラムによってソフトウェア的に実行可能である。本実施例の手順は、遠心機１の電源がオンになると開始される。ユーザによってロータ室３内にロータ４がセットされると、制御装置１８は磁気センサ２１を用いてロータ４の型式情報を読み取る（ステップ１０１）。ロータ４の製造番号がシール６５によって表示されている場合は、同時に２次元バーコード６６を読み取っても良い。次に、制御装置１８はロータ４の型式情報が判別されたか否かを判定する（ステップ１０２）。ここで、ロータ型式情報が読み取れない場合は、操作パネル１９にロータ４の判別ができなかった旨のエラーメッセージを表示して、ユーザにロータ４の再装着を促してステップ１０１に戻る（ステップ１１０）。ステップ１０２においてロータ型式情報が読み取れた場合は、ユーザによる運転前の入力動作や遠心分離運転の条件などを受け付ける（ステップ１０３）。ここで、運転前操作には、冷却装置の稼動指令や、ロータカバー５０の装着チェック等がある。また、運転条件の受付は、ロータ室の温度、ロータの設定回転送度、遠心分離時間などである。
【００２８】
次に、制御装置１８はユーザによってスタートボタン（スタートアイコン）が押下（又はタッチ）されたかどうかを判定する。スタートボタンが押下されることが、ユーザからの遠心分離運転の開始指示になる（ステップ１０４）。次に制御装置１８は、ユーザによって入力された運転条件に問題が無いかを判定する（ステップ１０５）。この判定は、制御装置１８が図示しない記憶装置に格納されているロータ情報テーブル１４０（図６にて後述）から最高回転速度や許容運転回数等を読み出し、読み出された情報と入力された情報を比較することで行う。ここで運転条件に問題がある場合、例えば、最高回転速度が３０，０００ｒｐｍのロータなのに、ユーザによって３５，０００ｒｐｍが指示された場合は、制御装置１８が、“設定回転速度が誤っている”旨のエラーメッセージを操作パネル１９に表示し（ステップ１１１）、運転条件の変更を促すため、ステップ１０３に戻る。
【００２９】
ステップ１０５において入力された運転条件に問題が無い場合は、制御装置１８は運転を開始する。するとモータ８が始動し、ロータ４の回転が開始されるので、この回転直後に、シール６０（図３参照）のバーコードを読み取ることによってロータ４の製造番号を判別する（ステップ１０６）。ロータ４の製造番号が判別できたら、制御装置１８は、記憶装置に記録されているその製造番号の累積運転回数が許容運転回数に到達していないかを比較する（ステップ１０７）。もし、累積運転回数が許容運転回数を越えている場合は、制御装置１８が、“ロータの使用寿命に到達していますので、このロータは使用できません”とのエラーメッセージを操作パネル１９に表示し（ステップ１１２）、ユーザの画面タッチ等の確認によってアラーム表示がクリアされたらステップ１０３に戻る。尚、シール６５が付与されている時は、ロータ４の装着と同時に製造番号も読み取り可能なので、運転開始のステップ１０６の前にステップ１０７、１１２、１１３の実行が可能である。
【００３０】
ステップ１０７にて、累積運転回数が許容運転回数に到達していない場合は、制御装置１８内の記憶装置（図示せず）に記録されているそのロータ４の累積運転回数のカウント値を１増加させて（ステップ１０８）、設定した運転条件に従って遠心分離運転を行う（ステップ１０９）。ステップ１０９における遠心分離運転の制御は、従来の遠心機の制御と同じなので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３１】
図６は遠心機１の記憶装置に格納されるロータ情報テーブル１４０の一例である。遠心機１の制御装置１８は、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置（図示せず）に予め格納しておくもので、ロータ番号（製造メーカの管理番号又は記憶装置内での管理番号）１４１と、ロータ型式（ロータ番号１４１と１対１対応したロータ４の型式名称）１４２と、そのロータの使用可能な最高回転速度１４３と、運転回数寿命規定１４４が予め格納される。運転回数寿命規定１４４は、そのロータ４を何回の運転まで使用できるかを示す使用上限回数であり、ロータ型式“Ｒ２５ＳＴ”では、１万回の使用が可能であることが規定されている。一方、ロータ型式“Ｒ２２Ａ６”、“Ｒ３０ＡＴ”では運転回数寿命が設定されていないことを示している。これらの情報はロータ４の製造メーカによって規定されるスペックであり、遠心機１の出荷時に予め記憶装置（図示せず）に格納されており、また、出荷後に手動にて追加され、さらにネットワークによって自動追加が可能な情報である。
【００３２】
図７は遠心機１の記憶装置に格納されるロータ４毎の運転実績を管理するデータテーブル１５０である。ここでは使用されたロータ４の実績情報を蓄積するためのもので、ロータ４のロータ型式１５１が製造番号１５２ごとに分けて追加され、それぞれのデータが更新される。ここでは、ロータ型式１５１が“Ｒ３０ＡＴ”という同型式のロータ４が、２つ（製造番号０１２３のものと、製造番号００１２のもの）使われていることを意味し、それぞれの運転回数１５３と運転時間１５４が格納される。ここでは、遠心機１の記憶装置に４つの情報（１５１〜１５４）が格納される例を示したが、格納する情報はこれだけに限定されずに、運転された日時、設定条件等のその他の情報をテーブルに含めて管理するようにしても良い。
【００３３】
制御装置１８は、自らの遠心機１で使用された運転実績データを蓄積するが、遠心機１をスタンドアロンで用いる場合は、異なる遠心機での使用されたロータ４の運転データは反映されない。例えばロータ型式“Ｒ３０ＡＴ”、製造番号“００１２”が、複数台存在する遠心機によってランダムに用いられるような場合である。その場合であっても、遠心機１がネットワークに接続されて、各遠心機１の運転データをサーバに送信することによって、サーバ側で複数台の遠心機１の使用データを集計及び統合するようにすれば、ネットワークを介してサーバから統合された運転データを各遠心機１のデータテーブル１５０に反映させることが可能となる。
【００３４】
図８はロータ４毎の運転実績の一覧表であって、操作パネル１９へ表示される内容（表示画面１６０）の一例である。ここでは図７に示すデータテーブル１５０の内容を表示したものである。操作パネル１９の表示メニューにおいて、ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒの選択画面（ＡＤｍｉｎタブ）からＲｏｔｏｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ１６１を選択すると図８のような表示となる。この常時画面では、ロータの名前（Ｎａｍｅ１６２）、運転回数（Ｒｕｎｓ１６３）、運転時間（Ｈｏｕｒｓ１６４）、最終運転日（Ｌａｓｔ  ｒｕｎ１６５）を表示する。ここではロー（行）１６６〜１６９にて異なるロータ４を表示する。例えばロー１６７とロー１６８は同じ型式のロータ４であるが、異なる製造番号（Ｓ／Ｎ：Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｕｍｂｅｒ）である。表示画面１６０の下側には、ロータ情報を手動で追加する場合に備えてロータ追加アイコン（Ａｄｄ  Ｒｏｔｏｒ  １７２）が表示される。また、表示画面１６０中には、メニュー画面に戻ることを指示するためのメニューアイコン１７３と、頁送りアイコン１７１、１７２が表示される。
【００３５】
以上、本実施例によれば、磁気センサを用いてロータ４の型式情報を読み取ることに加えて、光学センサ２３を用いてロータ４の製造番号（固有番号）を読み取るようにしたので、ロータ４毎の寿命管理を適切に行うことができるようになった。また、ロータの使用上限（寿命）に到達したロータ４の使用が禁止されるので、使用上限回数に到達したロータ４を誤ってさらに使用してしまうことを阻止できる。
【実施例２】
【００３６】
図９は本発明の第２の実施例に係る遠心機２０１の全体構造図であり、ここでは遠心機２０１の概略構成だけを示している。ドア２０６によって開閉可能なロータ室２０３には、ロータ２０４が装着される。ロータ２０４はモータ２０８によって回転駆動される。モータ２０８の回転は制御装置２１８によって制御される。ロータ２０４の外観形状は、第一の実施例とほぼ同じであり、ロータボディ２４１と、ロータボディ２４１の下側に接続される円筒部２４２にて形成される。ここでは図示していないが円筒部２４２の内側部分には、モータ２０８の回転軸に取りつけられるクラウン（図示せず）と嵌合する嵌合穴部（形状は図１の嵌合穴部４３と同じ）が形成される。円筒部２４２の下側には８つの格子点２４４が画定され、格子点２４４のいずれかにマグネットが設けられることによって、磁気センサ２２１による検出を可能にしている。この格子点２４４に配置されるマグネットと磁気センサ２２１との関係は、図２で説明した構成と同じであって、センサ基板２２０の上側に複数の磁気センサ２２１が設けられる。センサ基板２２０は、直接手や水が触れないように樹脂部品たるセンサホルダ２２４にて覆っている。
【００３７】
第一の実施例では、円筒部４２の下面にバーコードが印字されたシール６０又は６５を貼るようにした。しかしながら、第２の実施例では円筒部２４２の外周面に多数のスリット２４７を形成するようにしたものである。スリット２４７より径方向外側には、判別用センサ２２６が設けられる。判別用センサ２２６は例えば距離を測定することによってギャップの有無を判定するギャップセンサであり、スリット２４７による渦電流の変化を検出する。スリット２４７における渦電流の変化によってスリット割り当て区画が“ビット０”か“ビット１”かを判別することにより、ロータ２０４のコード化された製造番号を復号する。判別用センサ２２６も直接手や水が触れないように樹脂部品たるセンサホルダ２２５にて覆う。尚、スリット２４７を外周面に形成した凹部で形成するのではなく、平坦な外周面の光の反射率が異なるように構成して、バーコードと同じように印刷、刻印して、光学的なコード化情報として形成しても良い。
【００３８】
図１０（Ａ）は図９のロータ２０４の円筒部２４２の拡大斜視図であり、（Ｂ）は円筒部のスリットの区画例を示す図である。ロータ２０４の型式を示す３つのマグネット２４５ａ、２４５ｂ、２４５ｄは、格子点２４４ａ、２４４ｂ、２４４ｄに配置されるが、残りの格子点２４４ｃ、２４４ｅ〜２４４ｈにはマグネットは配置されない。このマグネットの配置例は第一の実施例と同様であり、ロータ４の型式情報をコード化して格納している。ここでは、型式情報に対応する番号をコード化されたものであり、コード化された情報と型式情報の対応表は、予め制御装置１８の記憶装置内に格納されている。円筒部２４２の側面には、わずかな凹部の形成によって情報が表示される。ここでは図１０（Ｂ）に示すような複数のスリット位置２４６ａ〜２４６ｑの１７本のスリット位置が定義され、そのうちのいくつの不要なスリットだけを埋める方法とする。つまり、凹状のスリットがビット“１”を示して、埋め込まれた平坦なスリットがビット“０”を示すようにした。尚、スリットが原因でインバランスが生じる可能性があるため、１８０°対角に同じパターンを配置するようしている。周方向の２箇所には頭出し用の信号を出力するためのスタートビット２４７とされ、２つのスリット間の領域を跨ぐようにして周方向に幅が広い凹部として形成される。ここでは、頭出し信号として２ビット使用した場合でも、残り１５ビットで２＾１５＝３２７６８のパターンを作ることできるので、ロータ２０４の製造番号を表示することが可能である。
【００３９】
以上の様に第２の実施例においても、ロータ２０４の型式情報を円筒部２４２の底面に配置されたマグネットで読み取り可能とすると共に、円筒部２４２の外周面に形成されたコード情報によってロータ２０４の製造番号を読み取り可能にできる。尚、判別用センサ２２６にて外周面のコード情報を読み取るには、ロータ２０４が半周以上回転しなければならないので、遠心分離運転の開始を指示して、ロータ２０４が回転を開始した直後、特に、ロータ２０４の回転が１００ｒｐｍに到達する前に、ロータの固有情報が読み取られる。このようにロータ４の円筒部２４２の側面に溝を設け、ロータ４の回転時にギャップセンサ等の判別用センサ２２６でその凹みの配列や角度を検出し、ロータ４の固有情報を判別する。この方法はマグネットの配置に比べると、分解能（穴や溝の数）を上げやすいというメリットがある。欠点としては、ロータ４を回転させないと固有情報が判別できないことである。また、ロータ４の外周面において、軸方向と平行なスリットを多数設ける場合は、ロータ４の製造コストアップに繋がる。しかしながら、製造コストアップは、凹部の形成では無くてビット“１”を示す部分に光の反射率が低い黒色に着色することによる一次元コード化表示とすれば良い。また、コード化部分を図３、図４で示したようなシールにて製造し、それをロータ２０４の円筒部の外周に貼り付けるように構成しても良い。
【実施例３】
【００４０】
図１１（Ａ）は本発明の第３の実施例に係る遠心機３０１におけるロータ固有情報の読み取り方法を説明するための図であり、（Ｂ）は（Ａ）のセンサ基板２０Ａの上面図である。第３の実施例のロータ３０４は、円筒部３４２の形状は従来のロータと同様であり、ロータの型式情報が円筒部３４２底面のマグネットの配置によって示されている。そして、ロータボディ３４１の外周側底面部に、製造番号を示したバーコード３４６を設けた。ロータ３０４の円筒部３４２の底面に対向するように、センサ基板２０Ａが設けられる。センサ基板２０Ａは、略円環状であって周方向の一部を、円筒部３４２よりも径方向外側に大きく突出するような形状とし、その突出領域にカメラ装置２３Ａを設けた。カメラ装置２３Ａは、上方向を撮影するものであり、図１１（Ａ）の位置関係のようにカメラ装置２３Ａの上側にバーコード３４６が位置する時は、ロータ３０４に印字されたバーコード３４６を読み撮ることができる。
【００４１】
図１１（Ｂ）に示すようにセンサ基板２０Ａに搭載される磁気センサ２１ａ〜２１の配置は、図２（Ｃ）で示すセンサの配置と同じである。従って、従来から用いられるバーコード３４６がついていないロータでも、ロータの型式情報を同じように読み取り可能である。カメラ装置２３Ａは、小形のカメラであって白黒又はカラーで情報を読み取り可能とする。尚、カメラ装置２３Ａを設けるのはバーコード３４６の読み取りが目的なので、バーコード３４６の読み取りができるならば、カメラだけでなく２次元スキャナー装置であっても良い。
【００４２】
図１２はロータ３０４の底面図である。円筒部３４２の底面の格子点３４４ａ〜３４４ｈのうち、３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｄに配置されるマグネット（黒色部分）は、第一及び第二の実施例にて示した構造と同じである。第３の実施例では更にロータボディ３４１の底面視で視認できるように２次元式のバーコード３４６をロータ４に直接印刷するようにした。印刷の仕方はいろいろ考えられるが、長年の使用によって印刷が消えないように、例えばレーザーマーキングすると良い。レーザーマーキングとは、ロータボディ３４１の表面材料にレーザー光を照射することによって、彫刻、除去、脱色、アニーリング、発泡などの現象を起こしてプリントのような視覚効果を得るものである。レーザーマーキングは公知の加工方法を用いれば良いので、更なる説明は省略する。このようにロータ３０４に製造番号のような固有情報を直接印字するようにすれば、従来のロータとの互換性を維持しながらカメラ装置２３Ａにてそれを読み取ることが可能となる。バーコード３４６を設ける位置はどこでも良いわけでは無く、ロータボディ３４１の底面側から見える位置に配置することが重要である。そうすればセンサ基板２０Ａ（図１１参照）の磁気センサ２１ａ〜２１ｈに隣接してカメラ装置２３Ａを配置できるので、組立性を高めて製造コストの上昇を抑制できる。また、ロータ３０４の底面視できるところにバーコード３４６を設ければ、ロータ３０４の上側からバーコード３４６が見えないため、ロータ３０４の美観を損なう恐れがない。尚、バーコード３４６はロータ４に直接印刷されるものだけでなく、シール素材にて形成して、ロータボディ３４１の底面部分に貼り付けるようにしても良い。
【００４３】
第３の実施例においても、円筒部３４２の底面に配置されたマグネットでロータ３０４の型式情報を読み取り可能とすると共に、ロータボディ３４１の底面に印刷されたバーコード３４６でロータ３０４の製造番号を読み取り可能に構成できた。尚、図１２の例ではバーコード３４６を周方向の１箇所にだけ表示する例を示したが、これを図４のように周方向の４箇所程度に設ければ、ロータ３０４をクラウン９に装着した時点でいずれかのバーコード３４６を即座に読み取ることが可能となる。また、バーコード３４６は２次元バーコードだけに限定されずに、情報量に応じて１次元バーコードとしても良く、その場合はカメラ装置２３Ａも公知のバーコードリーダー装置に置き換えても良い。
【００４４】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の例では、ロータとしてロータカバーを用いるものとしたが、ロータカバーを用いないタイプのロータであっても本発明は同様に適用できる。さらに、上述したようなアングルロータだけでなく、スイングロータを用いる場合であっても同様に適用できる。アングルロータの好適な適用機種としては、遠心荷重が大きいため、ロータへの負荷が大きい遠心機への適用が特に効果的であり、また、構造上、遠心荷重がロータの一部分に集中することが多いスイングロータにおいても本発明によって、寿命管理を行うことは望ましい。また、上述した実施形態においては、寿命管理として、所定の運転時間等の条件を超えた場合にロータを使用不可（廃棄／交換）とすることを例示したが、当然、使用状態（使用履歴）に基づいて、ロータの状態をチェックし、部品交換等のメンテナンスを行うことで、使用中止/交換の時期を再評価することとしても良い。さらに、寿命管理や使用状態の再評価においては、遠心機本体、あるいは、遠心機と接続されたＰＣ、ネットワークサーバ等に記録されているロータの使用履歴（回転数や遠心処理を行った総時間のみならず、運転に伴い行われた一連のプロセス、すなわち、加速、減速や整定中の回転速度、温度や真空状態、振動の大きさ等の運転履歴（プログラム、プトロコール）に基づいて、ロータが受けた負荷（ライフダメージ）と、ロータを構成する部品に与える影響の度合いを評価し、ロータ寿命やメンテナンス時期の決定や使用中止／交換時期の再評価を行うこととしても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１  遠心機      ２  ボウル      ３  ロータ室      ４  ロータ 
６  ドア      ６ａ  ヒンジ      ８  モータ      ８ａ  回転軸
９  クラウン      １０  送風機      １１  筐体      １２  仕切り板
１３  脚部      １４  断熱材      １５  蝶番      １６  ドアパッキン
１７ａ  凝縮機      １７ｂ  圧縮機      １７ｃ  銅パイプ
１７ｄ  キャピラリ      １８  制御装置      １９  操作パネル
２０、２０Ａ  センサ基板      ２１、２１ａ〜２１ｈ  磁気センサ
２３  光学センサ      ２３Ａ  カメラ装置      ２５  超音波センサ
３０  ドアロック機構      ３１  モータ      ３２  アーム      ３３  ロック片
３４  回転軸      ４１  ロータボディ      ４２  円筒部      ４２ａ  底面
４３  嵌合穴部      ４４ａ〜４４ｈ  格子点
４５ａ、４５ｂ、４５ｄ  マグネット      ５０  ロータカバー
５１  蓋部      ５２  ノブ      ６０、６５  シール
６０ａ、６５ａ  （シールの）外縁      ６０ｂ、６５ｂ  （シールの）穴部
６１  スタートビット      ６６  ２次元バーコード
１４０  ロータ情報テーブル      １４１  ロータ番号      １４２  ロータ型式
１４３  最高回転速度      １４４  運転回数寿命規定
１５０  データテーブル      １５１  ロータ型式      １５２  製造番号
１５３  運転回数      １５４  運転時間      １６０  表示画面
１６１  Ｒｏｔｏｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ画面
１６２  ロータの名前（Ｎａｍｅ）      １６３  運転回数（Ｒｕｎｓ）
１６４  運転時間（Ｈｏｕｒｓ）      １６５  最終運転日（Ｌａｓｔ  ｒｕｎ）
１６６〜１６９  ロー（行）      １７１  アイコン
１７３  メニューアイコン      ２０１  遠心機      ２０２  断熱材
２０３  ロータ室      ２０４  ロータ      ２０６  ドア      ２０８  モータ
２１８  制御装置      ２１９  操作パネル      ２２０  センサ基板
２２１  磁気センサ      ２２４  第一センサホルダ
２２５  第二センサホルダ      ２２６  判別用センサ      ２４１  ロータボディ
２４２  円筒部      ２４４、２４４ａ〜２４４ｈ  格子点
２４６ａ〜２４６ｏ  スリット位置      ２４７  スタートビット
２４８  スリット  ３０１  遠心機      ３０４  ロータ
３４１  ロータボディ      ３４２  円筒部      ３４６  バーコード
Ａ１  回転軸線
【図１】
2020104076.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020104076.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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