(57)【要約】【課題】ロータが破壊したときの電気系統の絶縁を強化し、小型な遠心分離機を提供する。【解決手段】ロータ２４が筐体１１により回転可能に支持されている遠心分離機１０であって、筐体１１に設けられた制御装置４２と、筐体１１に取り付けられ、かつ、制御装置４２に電力を供給する電気コード４７のプラグ４８が接続されるコネクタと、プラグ４８がコネクタから離脱する方向を定めるプラグ接続部５０と、を有し、ロータ２４の回転軸線に対して垂直な平面内で、プラグ４８がコネクタから離脱する方向と、筐体１１の回転重心Ｇを中心とする円の接線に沿った方向と、が平行であり、かつ、ロータ２４の回転により筐体１１に伝達される力の向きＦ１と、プラグ４８がコネクタから外れる力の向きＦ２と、が逆である。【選択図】図２
2014147862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
該ロータを回転駆動する駆動部と、
該駆動部を制御する制御装置と、
前記駆動部を有する筐体と、
前記制御装置に電力を供給するための電気コードと、を有する遠心機において、
前記筐体に回転力が加わると、前記電気コードが前記筐体の接続部から離脱することを特徴とする遠心機。
【請求項２】
前記接続部には、前記電気コードの一端に設けられているプラグを保持するためのロック機構が設けられており、前記筐体に回転力が加わると、前記ロック機構が解除されて前記プラグが前記筐体の接続部から離脱することを特徴とする請求項１記載の遠心機。
【請求項３】
前記ロック機構は、前記プラグと係合可能なピンと、前記ピンと共に動作可能な錘と、前記錘を介して前記ピンに力を加える弾性体とを備え、
前記筐体の回転重心を中心とする半径方向で、内側から外側に向けて前記プラグ、前記ピン、前記錘、前記弾性体の順で配置されており、
前記ロック機構は、前記ピンが前記錘を介して前記弾性体によって前記プラグ側に押圧されることで、前記ピンが前記プラグに係合されて、前記プラグを前記接続部に固定する一方、前記筐体に回転力が加わり前記錘によって前記弾性体が圧縮されることで、前記ピンと前記プラグとの係合が外れて前記ロック機構が解除されることを特徴とする請求項２記載の遠心機。
【請求項４】
前記弾性体は、前記錘を前記回転中心に向けて押圧することを特徴とする請求項３記載の遠心機。
【請求項５】
前記錘は前記ピンと一体で形成されていることを特徴とする請求項３記載の遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を保持したロータを回転させる遠心機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心機は、電動モータと、電動モータの回転軸に取り付けられたロータとを有している。また、ロータには保持部が設けられており、試料を収容した容器が保持部により支持される。そして、電動モータの動力でロータが高速回転することにより、試料の分離または精製が行われる。一方、ロータが破損すると、ロータ自体、またはロータの破片が回転軸から外れる可能性がある。そこで、ロータが破損されても、ロータの破損に伴う不具合を防ぐことが、試験によって確認される。この試験の手順は国際規格であるIEC61010-2-020で規定されている。この国際規格では、ロータが破損されても、遠心機の安全を確保することが要求されている。
【０００３】
このような要求に対処するための遠心機の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された遠心機は、筐体（フレーム）と、フレームの内部に設けられた電動モータと、電動モータの回転軸に取り付けられたロータとを備えている。また、フレームの内部には、ロータ室を形成するボウルと、ボウルの外周側を取り囲むように設けられた発泡材とを有する、また、ボウルと発泡材との間に、ロータ室を冷却する冷媒を循環させるパイプが介在されている。発泡材は環状に構成されており、発泡材の回りを取り囲むプロテクタが設けられている。
【０００４】
さらに、フレームの側板の内面には、プロテクタに向けて突出された凸部材が設けられている。さらに、フレームの内部には、フレームの隣り合う２つの側板同士をつなぐ接続部材が設けられている。さらにまた、フレームの後板とプロテクタとの間には、コ字形の部材が設けられている。
【０００５】
特許文献１に記載された遠心機においては、ロータが破損して、ロータの破片がボウルに衝突すると、その衝突によるエネルギでプロテクタが移動し、プロテクタが、凸部材、接続部材、コ字形の部材等に接触することで、エネルギが吸収されて、フレームの変形を少なくできるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３０５４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された遠心機においては、ロータの破壊により生じるエネルギを吸収もしくは緩和することはできるが、電動モータへの給電回路、電動モータを制御する制御部等を含む電気系統の絶縁に関しては、試験を行ってロータが破壊しても絶縁が確保されていることを確認している。
【０００８】
本発明の目的は、ロータが破壊したときに、電気系統の絶縁をさらに向上させ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】
【０００９】
一実施形態の遠心機は、ロータと、該ロータを回転駆動する駆動部と、該駆動部を制御する制御装置と、前記駆動部を有する筐体と、前記制御装置に電力を供給するための電気コードと、を有する遠心機において、前記筐体に回転力が加わると、前記電気コードが前記筐体の接続部から離脱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロータの回転するエネルギが本体に伝達されると、電気コードが接続部から離脱して、電気コードと電気系統とが絶縁される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態としての遠心分離機を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態としての遠心分離機の模式的な平面図である。
【図３】本発明の実施形態としての遠心分離機の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の比較例としての遠心分離機の模式図である。
【図５】本発明の比較例としての遠心分離機の模式的図である。
【図６】本発明の比較例としての遠心分離機に用いる電気回路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態において、遠心機としての遠心分離機１０は、箱形の筐体１１を有する。筐体１１は金属製の板金により構成されており、前板１２と、前板１２と平行に設けられた後板１３と、前板１２と後板１３とを接続する２枚の側板１４，１５とを有する。また、前板１２、後板１３、２枚の側板１４，１５は垂直に立てられており、前板１２の下端、後板１３の下端、２枚の側板１４，１５の下端を接続する底板１６が設けられている。底板１６は、平面形状が四角形である。さらに、前板１２の上端、後板１３の上端、２枚の側板１４，１５の上端を接続する天板１７が設けられている。
【００１３】
また、筐体１１の内部には仕切り板１８が水平に設けられており、筐体１１の内部は、仕切り板１８により上室１９と下室２０とに仕切られている。仕切り板１８には開口部２１が設けられている。電動モータ２２はロータ２４を回転駆動する駆動部であり、電動モータ２２は、上室１９、開口部２１、下室２０に亘って配置されている。電動モータ２２は、仕切り板１８に固定されている。電動モータ２２は回転軸２３を有しており、回転軸２３は垂直方向の回転軸線を中心として回転可能である。回転軸２３は上室１９に配置されており、回転軸２３の先端にロータ２４が配置されている。つまり、ロータ２４は、筐体１１の内部で回転可能に支持されている。ロータ２４には保持孔２５が設けられており、保持孔２５に容器２６を収容することが可能である。容器２６には遠心力を加える試料が入れられている。
【００１４】
さらに、上室１９にボウル２７が設けられている。ボウル２７は熱伝導性を有する金属材料により形成されている。回転軸２３はボウル２７の底部２８を貫通しており、ボウル２７の内部にロータ室２９が形成されており、ボウル２７の上部には開口部を有しており、ロータ室２９へのロータの出し入れが可能になっている。一方、下室２０には、ロータ室２９を冷却する冷却装置３０が設けられている。冷却装置３０は、冷媒を液化させる凝縮機３１と、冷媒を圧縮する圧縮機３２と、冷媒が通るパイプ３３とを有している。パイプ３３は熱伝導性を有する金属材料、例えば、銅等により形成されている。圧縮機３２及び凝縮機３１はパイプ３３により接続されており、パイプ３３の一部は下室２０から上室１９に配管されている。パイプ３３において上室１９に配置された部分は、ボウル２７の外周に螺旋状に巻き付けられている。
【００１５】
さらに、下室２０には放熱用のファン３４が設けられている。このファン３４によって凝縮機３１に空気を通すことにより、圧縮機３２で圧縮された冷媒を冷却し液化させる。さらにファン３４によって、圧縮機３２も冷却している。また、下室２０内に、ファン３４を回転させる電動モータが設けられ、圧縮機３２を駆動する電動モータが設けられているが、これらの電動モータは図示されていない。
【００１６】
また、上室１９には、ボウル２７及びパイプ３３の外周側を取り囲む断熱材３５が設けられている。断熱材３５は発泡材等により円筒形状に構成されている。断熱材３５は回転軸２３と同軸に設けられている。断熱材３５は、パイプ３３及びボウル２７に接触している。さらに、上室１９には金属製のプロテクタ３６が設けられている。プロテクタ３６は円筒形状であり、断熱材３５の周囲を取り囲むように設けられている。プロテクタ３６は、回転軸２３と同軸に設けられており、プロテクタ３６と断熱材３５との間に隙間が形成されている。プロテクタ３６は仕切り板１８上において、回転可能に設けられている。
【００１７】
さらに、筐体１１の外部にはヒンジ３７を介して蓋３８が取り付けられており、蓋３８における天板１７側の面に、突出部３９が設けられている。突出部３９は円柱形状に形成されている。また、天板１７には開口部４０が設けられており、開口部４０の縁にはパッキンが設けられていて、蓋３８の底面に接触することで、ロータ室２９が密閉されるようになっている。また、蓋３８における天板１７とは反対側の面に、操作パネル４１が設けられている。操作パネル４１に操作画面が設けられており、作業者が操作パネル４１を操作して、ロータ２４の回転速度の目標値、ロータ２４の回転時間の目標値、分離する試料の温度の目標値等を入力できる。
【００１８】
さらに、上室１９におけるプロテクタ３６の外側には、制御装置４２が設けられている。制御装置４２は、基板に電気部品、電子部品を取り付けて構成されている。電気部品及び電子部品は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、電動モータ２２に供給する電力を蓄える蓄電部（コンデンサ）、各種のスイッチ等を含む。中央演算処理装置は、電動モータ２２、冷却装置３０、ファン３４等を制御する要素であり、中央演算処理装置には、ロータ２４の回転速度を検知するセンサの信号、ロータ室２９の温度を検知するセンサの信号、操作パネル４１の操作信号等が入力される。制御装置４２は、入力される信号、及び中央演算処理装置に記憶されているデータに基づいて、電動モータ２２の回転または停止、電動モータ２２の回転速度、電動モータ２２の回転時間、ロータ室２９の温度、ファン３４の回転または停止等の制御を行う。
【００１９】
また、筐体１１の内部には、制御装置４２への電力を供給する２本の電線４３が設けられている。その電線４３の一端は制御装置４２に接続されており、２本の電線４３の他端には、ソケット４３ａを介してコネクタ４４が接続されている。一方、遠心分離機１０が設置されている場所の壁４５には、電源としての配電盤４６が設けられており、配電盤４６には電気コード４７が接続されている。電気コード４７は、筐体１１の外部から、筐体１１に設けられている電力必要部に電力を供給する経路であり、電気コード４７は可撓性を備えている。
【００２０】
電力必要部は、制御装置４２、電動モータ２２、圧縮機３２を駆動する電動モータ、ファン３４を駆動する電動モータを含む。電気コード４７の端部にはプラグ４８が取り付けられており、プラグ４８をコネクタ４４に接続したり、プラグ４８をコネクタ４４から離脱、つまり、取り外すことができる。
【００２１】
次に、コネクタ４４とプラグ４８との接続箇所の構造を、図２及び図３に基づいて説明する。図２は、ロータ２４の回転軸線と交差する、具体的には、回転軸と直角な平面における模式図である。筐体１１には、筐体１１を平面視したときに、後板１３の内面から延ばされた板部（斜板部）４９が設けられている。板部４９は板金で構成されており、板部４９は、ロータ２４に近づく向きで延ばされている。板部４９にプラグ接続部５０が取り付けられている。
【００２２】
プラグ接続部５０は、作業者が筐体１１の外部から取付け孔５０ｂおよびコネクタ４４のプラグ接続側を目視でき、かつ、手が届く箇所に設けられている。つまりプラグ接続部５０は、筐体１１の内部に電線４３側が配置され、外部に取付け孔５０ｂおよびコネクタ４４のプラグ接続側を露出する状態で、筐体１１の板部４９に取り付けられている。プラグ接続部５０の取り付け高さは、上室１９に対応する箇所、または下室２０に対応する箇所のいずれであってもよい。例えば、遠心分離機１０が壁４５に沿って設置された状態で、後板１３または側板１４，１５に対応する箇所に設けられている。本実施形態では、プラグ接続部５０が後板１３に対応する箇所に設けられているものとして説明する。
【００２３】
プラグ接続部５０は筒形状を有しており、プラグ４８はプラグ接続部５０の取付け孔５０ｂに対して出し入れすることができる。取付け孔５０ｂの内面は、線分Ｂと平行である。つまり、プラグ接続部５０に対するプラグ４８の抜き差し方向は、線分Ｂと平行である。プラグ接続部５０は、プラグ４８の抜き差し方向を決定するガイド部材である。
【００２４】
また、コネクタ４４は、プラグ接続部５０における筐体１１の内部に近い側を塞ぐように、プラグ接続部５０と一体に成形されている。コネクタ４４は、筐体１１の内部側と、筐体１１の外部側、つまり、取付け孔５０ｂとを隔てている。コネクタ４４には、２個の端子５１及び１個の接地端子６６が取り付けられている。接地端子６６は、２個の端子５１の間に設けられている。端子５１の一端は筐体１１の内部側に突き出し、他端が外部側に突き出している。つまり端子５１は筐体１１の内部側と外部側を電気的に接続する役割を担う。ソケット４３ａは端子５１に対して着脱自在である。
【００２５】
コネクタ４４におけるソケット４３ａを端子５１に取り付けると、電線４３と端子５１とが電気的に接続される。またコネクタ４４には磁石５２が取り付けられている。さらに、プラグ４８の先端には磁石５３が取り付けられており、磁石５２の極性と磁石５３の極性とは異なる。また、プラグ４８には、２個の端子５４及び１個の接地端子６５が取り付けられている。接地端子６５は、２個の端子５４の間に設けられている。
【００２６】
なお、筐体１１内部側では、接地端子６６にソケット６７を介して接地線６８が接続されており、接地線６８は筐体１１にねじ６９等で接続される。プラグ４８側の接地端子６５は、電気コード４７の接地線（図示せず）に接続される。
【００２７】
一方、本実施形態の遠心分離機１０は、筐体１１の回転重心Ｇおよびロータ２４の回転中心が同じ位置にあるため、便宜上、両者を回転重心Ｇとして記載する。また、遠心分離機１０は、ロータ２４が回転しているときのエネルギを力Ｒ１で表すと、力Ｒ１の向きは反時計方向である。つまり、力Ｒ１は円弧状にて表される。そして、プラグ接続部５０は、回転重心Ｇを通る線分Ａ上に配置されている。また、遠心分離機１０を平面視した状態で、線分Ｂは線分Ａに対して直角である。つまり、回転重心Ｇを中心とする円を仮定すると、線分Ｂは円の接線方向に沿って配置されている。
【００２８】
また、プラグ４８の外面には凹部６０が設けられている。凹部６０は線分Ａと平行な方向の深さを有する。板部４９には、内部中空のホルダ５５が設けられており、ホルダ５５のシリンダ５６には錘５７が設けられている。錘５７は、シリンダ５６内に線分Ａと平行な方向に、かつ、水平に移動可能に配置されている。ホルダ５５及び錘５７は、回転重心Ｇを中心とする半径方向で、プラグ接続部５０またはプラグ４８よりも外側に配置されている。
【００２９】
さらに、錘５７とプラグ４８と間にはストッパ（ピン）５９が配置されている。ストッパ５９は錘５７と一体に形成されており、ストッパ５９は錘５７と共に動作可能である。ストッパ５９は凹部６０に進入してプラグ４８と係合可能である。シリンダ５６において、回転重心Ｇを中心とする半径方向で錘５７よりも外側に弾性体５８が設けられている。弾性体５８は、圧縮コイルばね（スプリング）等により構成されており、弾性体５８は錘５７を回転重心Ｇに向けて、具体的には凹部６０に向けて押している。
【００３０】
また、錘５７には弾性体５８に押されている箇所とは反対側に、上記ストッパ（ピン）５９が設けられている。このように、回転重心Ｇを中心とする半径方向で、内側から外側に向けてプラグ４８、ストッパ５９、錘５７、弾性体５８の順で配置されている。プラグ接続部５０の外面には穴５０ａが設けられており、弾性体５８の力で押されたストッパ５９が、穴５０ａに進入している。さらに、ストッパ５９には傾斜面６１が形成されている。さらに、ホルダ５５における筐体１１の外部側には開口部６２が設けられている。また、錘５７にはレバー６３が取り付けられており、レバー６３は開口部６２を介して外部に露出している。錘５７、ストッパ５９、弾性体５８、レバー６３等により、ロック機構６４が構成されている。
【００３１】
プラグ４８をプラグ接続部５０へ挿入していない状態では、錘５７が弾性体５８の力で押されて、錘５７がプラグ接続部５０に接触して停止している。錘５７が停止している状態で、ストッパ５９は穴５０ａに進入し、かつ、ストッパ５９の先端がプラグ接続部５０の内部に位置している。そして、プラグ４８をプラグ接続部５０へ挿入すると、プラグ４８の外面がストッパの傾斜面６１に接触する。すると、プラグ４８をプラグ接続部５０に挿入する力の分力で、ストッパ５９及び錘５７が線分Ａに沿った方向に移動する。
【００３２】
すなわち、ストッパ５９及び錘５７はプラグ４８から離れる向きで移動し、ストッパ５９がプラグ４８の外面と擦れ、プラグ４８がプラグ接続部５０に進入する。そして、プラグ４８の先端がコネクタ４４に接触すると、磁石５２，５３同士が吸着し合い、端子５１，５４同士が通電可能に接続される。また、プラグ４８がコネクタ４４に接触した時点で、ストッパ５９がプラグ４８の凹部６０に進入する。つまり、ロック機構６４は、ストッパ５９が錘５７を介して弾性体５８によってプラグ４８側に押圧されることで、プラグ４８に係合され、プラグ４８をプラグ接続部５０に固定する。したがって、プラグ４８がプラグ接続部５０から抜け出すことを防止できる。
【００３３】
次いで、電源スイッチがオンされると、電気コード４７を経由して電流が制御装置４２に流れ、電力が蓄電部に充電される。そして、操作パネル４１が操作されて、ロータ２４の回転速度の目標値、ロータ２４の回転時間、分離する試料の温度の目標値等が設定された後、スタートボタンが操作されると、蓄電部の電力が電動モータ２２に供給されて回転軸２３が回転する。すると、ロータ２４が高速回転して、ロータ２４に保持された試料に遠心力が加えられて、試料の分離が行われる。
【００３４】
操作パネル４１のストップボタンが操作されるか、またはタイマーで設定したロータ２４の回転時間が経過すると、電動モータ２２が停止する。本実施形態では、ロータ２４が図２で反時計方向に回転するものとする。
【００３５】
なお、作業者がプラグ４８をプラグ接続部５０から抜くときは、レバー６３に操作力を加えて、錘５７を弾性体５８の力に抗してシリンダ５６内で動作させて、ストッパ５９を凹部６０から抜け出させる。さらに、磁石５２，５３同士の吸引力を超える力で作業者がプラグ４８を引くと、プラグ４８をプラグ接続部５０から抜き取ることができる。
【００３６】
次に、プラグ４８がプラグ接続部５０に差し込まれ、かつ、端子５１と端子５４とが接続されている状態において、ロータ２４が回転中に破損した場合について説明する。この場合は、ロータ２４の破片によりボウル２７や断熱材３５が変形または破損すると、そのエネルギはプロテクタ３６を経由して筐体１１に伝達される。つまり筐体１１には、ロータの回転エネルギが伝達され、力Ｒ１が働く。そのためプラグ接続部５０の錘５７には、回転重心Ｇから離れる向きに力Ｃが加わる。錘５７に力Ｃが加わると、その力によって、錘５７が弾性体（バネ）５８を圧縮するようにシリンダ５６内で動作する。その結果、錘５７が穴５０ａから離れる向きで動作する。
【００３７】
すると、ストッパ５９が凹部６０から抜け出し、ストッパ５９とプラグ４８との係合が解除される。また、力Ｒ１によって筐体１１は向きＦ１で移動することになり、プラグ４８には慣性によって、見かけ上、向きＦ１とは逆の向きＦ２の力が加わる形になる。向きＦ２の力はプラグ４８をプラグ接続部５０から引き抜く力である。このため、プラグ４８がプラグ接続部５０から抜け出して端子５４が端子５１から離れる。このようにして、遠心分離機１０は配電盤４６から電気的に絶縁される。つまり、遠心分離機１０への電力の供給が止まる。
【００３８】
また、本実施形態においてはロータ２４が破損すると、筐体１１に発生する回転方向の力Ｒ１によって、プラグ４８には、最終的に向きＦ２の力または、電気コード４７に加わる向きＦ２の張力が加わることにより、プラグ４８がコネクタ４４から外れて、電気コード４７と制御装置４２とを電気的に絶縁する構造となっている。このため、制御装置４２とプロテクタ３６との間に、電気的な絶縁を行うための空間や部品を専用で設けずに済む。また、制御装置４２を周辺部品や要素やから電気的に絶縁するために、筐体１１内における電線４３の配索が制限を受けることもない。したがって、遠心分離機１０の小型化に寄与することができる。
【００３９】
さらに、レバー６３を操作してプラグ４８をプラグ接続部５０から抜き取ることができ、遠心分離機１０の組み立て性やメンテナンス性が損なわれない。さらに、プラグ４８がプラグ接続部５０に差し込まれた状態で、ロータ２４の破損による力が筐体１１に伝達されていないときは、ストッパ５９が凹部６０に進入した状態にある。このため、磁石５２，５３同士の吸着力を超えて向きＦ２の引っ張り力が電気コード４７に加えられたとしても、プラグ４８がプラグ接続部５０から外れない。したがって、端子５１，５４同士の接続が解除されることを回避できる。
【００４０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、本発明は、磁石５３の極性と磁石５２の極性とが同じである遠心分離機１０を含む。磁石５３の極性と磁石５２の極性とが同じであると、ストッパ５９が凹部６０から抜け出すと、磁石５２と磁石５３とが相互に反発しあうため、その反発力で端子５１と端子５４とが離れ易くなる。または、ストッパ５９が外れたらプラグ４８を弾性体（スプリング）で離脱させるようにしてもよい。さらには、磁石５２または磁石５３のうち、いずれか一方を磁性を備えた金属部材としてもよい。
【００４１】
また、本発明の電気コード、接続部、および遠心機は、三相交流四線式等の、各国、各地域の電源に対応した電気コード、接続部、および遠心機を含む。
【００４２】
また、図２に示す遠心分離機１０は、水平方向の平面内で、遠心分離機１０回転重心Ｇが、ロータ２４の回転中心と同じ位置にある。しかしながら、本実施形態の遠心分離機１０は、水平方向の平面内で、遠心分離機１０回転重心Ｇが、ロータ２４の回転中心とは異なる位置にある構造を含む。
【００４３】
遠心分離機１０は、回転重心Ｇを中心とする同心円の接線方向に沿って、向きＦ１の力に対して逆向きＦ２の力が発生し、向きＦ１に沿った力がプラグ接続部５０に加わり、向きＦ２の力がプラグ４８に加わるように、プラグ接続部５０及び板部４９の形状、回転重心Ｇとプラグ接続部５０との位置関係、線分Ａと線分Ｂとの角度等を設計すればよい。遠心分離機１０は、向きＦ１に沿った力、向きＦ２の力の大きさや、コネクタ４４の強度、プラグ４８の強度等の条件により、プラグ接続部５０及び板部４９の形状、回転重心Ｇとプラグ接続部５０との位置関係、線分Ａと線分Ｂとの角度等を設計することが可能である。
【００４４】
また、本実施形態の遠心分離機は、試料に遠心力を加えて試料に含まれる成分を分離する装置である。試料は、例えば、タンパク質、リポタンパク、細胞内成分等を含む。本発明の遠心機は、タンパク質、リポタンパク、細胞内成分等の試料を精製する遠心機を含む。本発明の遠心機により行われる処理は、分離、精製、脱水等を含む。本発明の遠心機は、冷却ユニットの代わりに、ペルチェ素子等による電子冷却により温度制御を行う遠心機や、空冷式、水冷式のロータ冷却機構を有する遠心機を含む。
【００４５】
本発明の遠心機は、真空ポンプ等によりロータ室を減圧して空気とロータの摩擦を低減した遠心機を含む。また、本発明の遠心機は、平面視でロータが時計方向に回転する構造を含む。本発明において、接続部から電気コードが取り外される方向と、筐体の重心を中心とする円の接線に沿った方向とが平行という概念は、２つの方向を表す線分が、所定の距離または角度を持って位置する構造と、２つの方向を表す線分が、重なっている構造を含む。
【００４６】
本実施形態で説明した事項と、本発明の構成との対応関係を説明すると、遠心分離機１０が、本発明の遠心機に相当し、コネクタ４４及びプラグ接続部５０が、本発明の接続部に相当し、取付け孔５０ｂを有するプラグ接続部５０が、本発明のガイド部に相当する。また、ストッパ５９が、本発明のピンに相当し、向きＦ１の力が、本発明の「筐体に伝達される力」に相当し、向きＦ２が本発明の「電気コードが接続部から離脱する向き」に相当する。また、ストッパ５９とプラグ４８との係合力が、本発明におけるロック機構の保持力に相当する。
【００４７】
（比較例）
次に、比較例の遠心分離機について説明する。ロータが高速回転する遠心分離機において、回転中のロータ破壊は、想定される最も重大な不具合の一つである。このため、高速回転されるロータは、充分に余裕を持った強度設計が行われ、遠心分離機には、回転させるロータの種類や回転速度を検出するセンサ等が設けられている。そして、ロータおよび遠心分離機の種類によって規定された仕様の回転速度を超えてロータが回転することがないように、種々の安全設計が施される。
【００４８】
さらに、ロータの高速回転中に、ロータ破損が生じても、筐体や部品の変形、破損が予め定められた範囲内となることを、試験によって確認する。従来、ロータの破損時に生じるエネルギを吸収及び緩和するように、遠心分離機の設計が行われていた。
【００４９】
また、遠心分離機の内部に設ける部品同士の間に、電気的絶縁を確実とする距離を設けること、ロータの破損時のエネルギが伝わりにくいような部品の配置を選択すること、電線の配索を工夫すること、等の対策が行われていた。この対策によって、ロータが高速回転中に破損した場合でも、絶縁のための部品やアース線の破損を防ぎ、不具合を避けていた。
【００５０】
比較例１の遠心分離機を、図４及び図５に基づいて説明する。遠心分離機１００では、筐体１０１の内部に仕切り板１０２が設けられており、上室１０３下室１０４とに仕切られている。そして、上室１０３にボウル１０５を設けており、ボウル１０５のロータ室１０６内にロータ１０７を配置している。
【００５１】
これに対して、ロータ１０７を回転する電動モータ１０８、電動モータ１０８を制御する制御装置１０９、トランス１１０等は下室１０４内に設けられている。さらに、上室１０３には電源ブレーカ１１１及びコネクタ１１２が設けられており、電源ブレーカ（電源スイッチ）１１１はトランス１１０と接続されている。壁１１３には配電盤１１４が取り付けられており、配電盤１１４とコネクタ１１２とが電気コード１１５により接続されている。
【００５２】
このような部品のレイアウトは、電動モータ１０８を設置するスペースを確保すること、ロータ１０７をロータ室１０６に出し入れする作業性を確保すること、ロータ１０７で保持する試料の出し入れのし易さを考慮すること、等の条件に基づいて定めている。そして、コネクタ１１２は、遠心分離機１００の使用時に、作業の邪魔にならないように、筐体１０１の背面側に設けられることが多い。また、制御装置１０９と配電盤１１４との間の電気回路をオン・オフする電源ブレーカ１１１は、作業者が操作しやすいように、上室１０３における正面、または側面に設けられている。
【００５３】
さらに、制御装置１０９は、遠心分離機１００の納入先でのメンテナンス性を考慮して、筐体１０１の正面のカバーを外せばアクセスできる位置に配置されている。さらに、電圧を変圧／絶縁するためのトランス１１０は、出荷及び納入時のタップ切替作業を行い易いように、筐体１０１のカバーを外せばアクセスできる位置に設置されている。筐体１０１への実装スペースの都合上、トランス１１０は筐体１０１の背面側に設置することが多い。これらの事情により、配電盤１１４から電気コード１１５を介して制御装置１０９に電力を供給する電線は、コネクタ１１２から電源ブレーカ１１１までの間、電源ブレーカ１１１からトランス１１０までの間において、筐体１０１内を前後方向または上下方向に長く配線され、ボウル１０５の横を通す場合もある。
【００５４】
これらの電線は、作業者が触れる操作部や、筐体１０１のフレームとは絶縁される必要がある。フレームはアース線によって接地される必要がある。その際に、通常必要な最低限の絶縁距離で電線が配索されていると、回転中のロータ１０７が破損した場合、破損したロータ自体、またはロータの破片がボウル１０５に衝突し、ボウル１０５や筐体１０１の変形等により電線またはアース線が押しつぶされたり切れたりして、絶縁や接地が困難となる可能性がある。そこで、従来は充分に余裕を見た絶縁距離を確保している。絶縁距離とは、ボウルと、電気要素との間隔、電線とその他の部品との間隔等である。また、電源ブレーカ１１１及びコネクタ１１２が配置された空間と、ボウル１０５が配置された空間とを仕切るため、保護用板金１１６を設けていた。
【００５５】
しかし、筐体１０１の内部に配置された部品同士の間に、余裕を持った絶縁距離を設ける構成、または、破壊エネルギの伝わりにくい部品を設ける構成、電線の配索を工夫する構成等により、電気的な絶縁や接地を達成すると、通常の使用時には必要のない広い空間を設けたり、部品および電線の配索及びとり回し等の制限を生む。したがって、遠心分離機を小型化することが難しかった。
【００５６】
これに対して、本実施形態の遠心分離機１０は、ロータ２４が破損して板部４９に力が加わると、プラグ４８がプラグ接続部５０から外れる。このため、通常使用しない部品を筐体１１の内部に設ける必要はなく、ボウル２７とその他の部品との間に通常よりも大きな絶縁距離を設ける必要もない。したがって、遠心分離機１００の小型化に寄与できる。
【００５７】
次に、他の比較例である感震機能付きのブレーカについて、図６を参照して説明する。図６は、制御装置１０９と配電盤１１４との間の電気回路を模式的に示している。図６のように、引き外し用のコイル１２０が付いたブレーカ１２１が設けられており、ブレーカ１２１は電源ブレーカ１１１を含む。また、トランス１１０とブレーカ１２１との間には、ノーマルオープンの感震式スイッチ１２４を介してコイル１２０が設けられている。感震式スイッチ１２４は、仕切り板１０２の上等に取り付けられる。感震式スイッチ１２４は、伝達される振動の振幅が所定値以下ではオフされており、伝達される振動の振幅が所定値を超えるとオンする構成である。
【００５８】
そして、感震式スイッチ１２４がオンすると、コイル１２０に電流が流れる。ロータの破損による振動で感震式スイッチ１２４がオンされると、コイル１２０に電流が流れ、コイル１２０に発生する磁力により電源ブレーカ１１１がオフする。感震式スイッチ１２４は公知の構造を有するため、詳細な説明は省略する。
【００５９】
このように、感震機能付きのブレーカ１２１を設けて、ロータが高速回転中に破損に至った際に電源ブレーカ１１１を遮断する構成を採用すると、通常使用時には必要のない大きな絶縁距離を設けることや、部品および配線の配置・とり回しの制限が生じない。すなわち、遠心分離機が大型化することを防止できる。
【００６０】
しかしながら、感震機能付きのブレーカ１２１では、電源ブレーカが遮断された後も、電気コードがコネクタ１１２に接続されている。このため、少なくともコネクタ１１２からブレーカ１２１までの間、ブレーカ１２１の内部では、充分な絶縁確保のために、通常使用時には必要のない大きな電気的絶縁距離や、破壊エネルギの伝わりにくい部品の配置、配線の取り回しの工夫等が必要であるという課題があった。
【００６１】
これに対して、本実施形態の遠心分離機１０によれば、ロータ２４が破壊されて力が板部４９に伝達されると、プラグ４８がコネクタ４４から外れて、コネクタ４４と配電盤４６とが電気的に遮断される。したがって、感震機能付きのブレーカを設けた場合のような問題が生じることはない。
【符号の説明】
【００６２】
１０…遠心分離機、  １１…筐体、  ２４…ロータ、  ４７…電気コード、  ４８…プラグ、  ５０…プラグ接続部、  ５７…錘、  ５８…弾性体、  ５９…ストッパ、  ６４…ロック機構、  Ｆ１，Ｆ２…向き、  Ｇ…回転重心。
【図１】
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【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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