(57)【要約】【課題】本発明は、医学、薬学、遺伝子工学等の分野で使用されている遠心機のロ−タに関し、気密性能を確保しながらハンドルの締め付けトルクを低減し、操作性を向上させたロータに関するものである。【解決手段】上記目的は、試料を入れた試料容器と、該試料容器を保持するロータボディと、前記ロータボディに取付けられるカバーと、該カバーに取付けられるハンドルとを有する遠心機用ロータにおいて、前記カバーの外周部に第一のシール部材を設け、該第一のシール部材と前記ハンドルとの間であって、且つ前記ロータボディと前記カバー下面が接触または近接することのできる部分に第二のシール部材を設けることによって達成することができる。【選択図】  図１
2006130485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を入れた試料容器と、該試料容器を保持するロータボディと、前記ロータボディに取付けられるカバーと、該カバーの略中央に設けられるハンドルとを有する遠心機用ロータにおいて、前記カバーの外周部に第一のシール部材を設け、該第一のシール部材より内径側であって、且つ前記ロータボディと前記カバー下面が接触または近接することのできる部分に第二のシール部材を設けることを特徴とする遠心機用ロータ。
【請求項２】
前記ハンドルの握り部下面に溝を設けることを特徴とする請求項１記載の遠心機用ロータ。
【請求項３】
前記ハンドルの握り部下面に溝を有する部材を設けることを特徴とする請求項１記載の遠心機用ロータ。
【請求項４】
前記カバーの前記ハンドルの握り部下面と向い合う面に溝を設けることを特徴とする請求項１記載の遠心機用ロータ。
【請求項５】
試料を入れた試料容器と、該試料容器を保持するロータボディと、前記ロータボディに取付けられるカバーと、該カバーの略中央に設けられるハンドルとを有するロータと、該ロータを回転駆動する駆動装置と、前記ロータを収納するロータ室と、該ロータ室上部に開閉可能に配置されるドアとを有する遠心機において、前記ロータの前記カバーの外周部に第一のシール部材を設け、該第一のシール部材より内径側であって、且つ前記ロータボディと前記カバー下面が接触または近接することのできる部分に第二のシール部材を設ける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、医学、薬学、遺伝子工学等の分野で使用されている遠心機のロ−タに関し、気密（密封）性能を確保しながら操作性を向上させたロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に最高回転速度が１０，０００から３０，０００ｒｐｍ程度で回転する遠心機は、ロータを回転するためのロータ室内が大気圧の状態で運転されることが多い。この場合、ロータの回転中に発生する空気との摩擦熱が大きくなることが知られている。この摩擦熱を抑える目的でロータの表面をできる限り凹凸の無い形状にするため、試料を保持するための試料保持穴の上部をカバーで覆ったり、冷凍機等の冷却装置を実装したりしている。また、遠心機によってはロータの発熱を抑えるために、遠心機のロータ室内を真空ポンプなどによって減圧し、空気抵抗を少なくする方法が採られている。
【０００３】
この様な遠心分離機で使用する遠心分離機用ロータは、試料が保持されているロータ内部（試料室）の気密を保つ必要がある。気密を保つ方法としては、Ｏリング等の弾性シール体をロータボディに設けられた環状溝に取付け、さらに、カバーは試料の挿入や取出しの都合で着脱可能な締結が必要であり、カバーにネジ締結式のハンドルを設けてロータボディに締結している。この場合、カバーとハンドル間についても気密性を保持する必要があるため、ハンドルはカバーと接触する対向面に環状溝を設けてOリング等のシール材を取付けしている。しかし、上記構造のハンドルに取付けしたＯリングはネジ勘合の際にカバー面を滑らせる必要があるため磨耗や、直接目視することができないため、Ｏリングにごみ等が付着していても分らないという問題があった（特許文献１）。
【０００４】
また近年、医学、薬学、遺伝子工学等の生体試料を扱う分野においては、作業者の安全を確保する目的で、遠心中に試料保持容器が破損した場合でもロータ外部への試料のもれを防止する封じ込め構造が要求されてきており、より密封性能を向上させる必要がある。
【０００５】
しかし、図６に示すような密封性能を向上させたカバーをロータボディに取付ける場合、ロータ内部の空気が外部に逃げることができなくなり、圧縮された空気の力でカバーの締め付けトルクが増加し、操作性が悪くなる問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１９２号公報（図１、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の遠心機用ロータにおいては、密封構造の場合、少量の試料漏れ（例えば、２、３本の試料容器からの漏れ）が発生した場合は問題ないが、多量の試料漏れを生じた場合は、漏れた試料の遠心荷重によりＯリングを変形させ、カバーとＯリングの間の生じた隙間から試料がロータ外に漏れ出してしまう可能があった。また、図６に示すような気密性を向上させた構造の場合、カバーを取付ける際に試料室内の空気を圧縮することになり、圧縮された空気の力によりハンドルを締付けるためのトルクが増大することになってしまう。
【０００８】
また、ハンドルを回転させてカバーをロータボディに固定する際に、バンドルとカバーの間に設けられているシール部材（Ｏリング）を滑らせることになる。シール部材（Ｏリング）がカバー上面を滑ることによる摺動摩擦によって、ハンドルの締付トルクが増大したり、また、シール部材（Ｏリング）の磨耗により気密性が低下するといった問題があった。
さらに、ハンドルはカバーに対して中心軸方向の動きを規制され、且つ回動可能に取付けられている。このため、バンドルとカバーの間に設けられているシール部材（Ｏリング）は目視による確認ができないため、磨耗の状態や、ごみの付着を確認することができなかった。
本発明の目的は、上記した問題を解決し、密封性能を確保しながら、ロータの操作性を損なうことなく使い勝手の良い遠心機用ロータおよび、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】
上記目的は、試料を入れた試料容器と、該試料容器を保持するロータボディと、前記ロータボディに取付けられるカバーと、該カバーの略中央設けられるハンドルとを有する遠心機用ロータにおいて、前記カバーの外周部に第一のシール部材を設け、該第一のシール部材より内径側であって、且つ前記ロータボディと前記カバー下面が接触または近接することのできる部分に第二のシール部材を設けることによって達成される。
【００１０】
さらに、前記ハンドルの握り部下面に溝を設けることによって達成される。
さらに、前記ハンドルの握り部下面に溝を有する部材を設けることによって達成される。
さらに、前記カバーの前記ハンドルの握り部下面と向い合う面に溝を設けることによって達成される。
【００１１】
さらに試料を入れた試料容器と、該試料容器を保持するロータボディと、前記ロータボディに取付けられるカバーと、該カバーの略中央に設けられるハンドルとを有するロータと、該ロータを回転駆動する駆動装置と、前記ロータを収納するロータ室と、該ロータ室上部に開閉可能に配置されるドアとを有する遠心機において、前記ロータの前記カバーの外周部に第一のシール部材を設け、該第一のシール部材より内径側であって、且つ前記ロータボディと前記カバー下面が接触または近接することのできる部分に第二のシール部材を設けることによって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気密性能を確保しながらロータの操作性を損なうことなく使い勝手の良い製品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明となる遠心機用ロータ及び遠心機の実施の形態について以下図を用いて説明する。
まず、本発明となる遠心機について説明する。図５は遠心機用ロータを遠心機に実装した場合の側面断面図である。遠心機３０は駆動装置となるモータ３４、ロータ室３３を備え、モータ３４はモータ３４の振動等を吸収する防振ゴム等から成るモータ支持部３６により遠心機３０のフレーム３１に固定されている。
【００１４】
モータ３４の上部はロータ室３３に突き出しており、モータ３４の駆動軸３５には本発明となるロータ１が装着されている。ロータ室３３の上部には、ドア３２が設置されており、ロータ１はドア３２を破線の状態まで開けてロータ室３３の上方から着脱される。
図１は本発明の実施例となる遠心機用ロータの右側半分の断面図（実際は中心軸１００を中心に左右対象の形状をしている。）である。図２、４は図１に示したロータ１の部分拡大断面図である。
【００１５】
図１、２に示すように、ロ−タ１は中心部にモータ３４の駆動軸３５と締結するためのカップリング部３ａを有する略円錐形状をしたロータボディ３と、ロータボディ３の上部に取付けられるカバー２とを有する。ロータボディ３は、カバー２を取付けるためのネジ部３ｃを有し、左右対称に円筒状の試料体保持部３ｂを複数有している。この試料体保持部３ｂには、遠心分離する試料の入った試験管などの試料保持容器が挿入される。
【００１６】
カバー２の中心部には中心軸１００を中心として設けられている貫通穴２ａと、Ｏリング等の弾性シール部材を取付けるための環状溝２ｂがカバー２の下面２ｅに設けられ、さらに、カバー２の外周部に環状溝２ｃが設けられている。環状溝２ｂ、２ｃには、それぞれ試料室９の気密性を保つ目的でＯリング６、１０（弾性シール部材）が取付けられている。
【００１７】
ハンドル４は、軸部４ａと握り部４ｂから構成され、軸部４ａの先端には、ロータボディ３のネジ部３ｃと螺合をするためのネジ部４ｃが形成されている。ハンドル４は、軸部４ａがカバー２の貫通穴２ａとわずかな隙間を有して回転可能に係合され、且つ中心軸１００方向の動きを規制するため、ワッシャ８及び止め輪７で固定されている。尚、ハンドル４の握り部４ｂの下面４ｅとワッシャ８との距離は、カバー２の厚みより僅かに広くなるように配置されている。
【００１８】
使用者がカバー２を取付けする場合、ロータボディ３の側壁３ｄとカバー外周部に設けられたＯリング１０が接触し、カバー２とロータボディ３との間に試料室９が形成される。更にハンドル４を締付けると、カバー２は、カバーの下面２ｅとロータボディの端面１５が接触または近接する位置まで移動する。これにより、試料室９は容積が縮小されることになる。
【００１９】
従来構造の場合、図６に示すように試料室５９の気密性を保つためのＯリング５６がハンドルの握り部５４ｂの下面５４ｅに設けられている。このため、ロータボディ５３の側壁５３ｄとカバー外周部に設けられたＯリング６０が接触すると、Ｏリング６０の最大直径は側壁５３ｄの直径より僅かに大きいため、Ｏリング６０は変形し側壁５３ｄに密着する。Ｏリング６０と側壁５３ｄとの摺動抵抗により、カバー５２の上面５２ｄとＯリング５６が接触し、さらにＯリング５６が変形することによって試料室５９とロータ１の外部とは空気の流れが遮断されてしまう。
【００２０】
この状態からさらにハンドル５４を締め付けしていくと、カバー５２は矢印７６の方向に移動するので試料室５９内の空気が圧縮されて、試料室５９の圧力が高くなり、カバー５２には矢印７７の方向に押す力が発生し、カバー５２とハンドルの握り部５４ｂの下面５４ｅとの接触面、およびハンドル５４のネジ部５４ｃとロータボディのネジ部５３ｃの接触面などの面圧が高くなる。これにより、摺動抵抗が大きくなり、ハンドルを締付けするトルクが増大することになってしまう。
【００２１】
本発明の構造の場合は、図４の（ａ）に示すように試料室９を密閉するためのＯリング６をカバー２の下面２ｅに設けた為、カバー２の外周部に設けられたＯリング１０がロータボディ３の側壁３ｄに接触し、Ｏリング１０と側壁３ｄとの間に摺動抵抗が発生しても、ハンドルの握り部の下面４ｅとカバー上面２ｄ間はＯリングが無いためシールされることがなく、さらにもう一つのＯリング６についても面１５に接触していないため、試料室９内の空気がカバー２の貫通穴２ａとハンドル４の軸部４ａとの隙間、そして、カバー２の上面２ｄと握り部４ｄの端面４ｅとの隙間を矢印２３のように通って、外部に吐き出される。
【００２２】
これにより、試料室９内の空気を圧縮することが無いので、カバー２には矢印２７の方向に押す力が係らないため、カバー２とハンドルの握り部４ｂの端面４ｅとの接触面、およびハンドルのネジ部４ｃとロータボディのネジ部３ｃの接触面などの面圧が高くならず、ハンドル４の締付けトルクを小さくすることができ、確実にカバー２を締付けることができる。
【００２３】
尚、Ｏリング６はカバー２の下面２ｅより僅かに突出するよう環状溝２ｂに配置されており、Ｏリング６がロータボディの端面１５に接触し、ハンドル４による締付け力により変形することで試料室９が密閉される。
【００２４】
さらに、試料室９内の空気を効率良く吐き出すために、図２の（ａ）および図４の（ｂ）に示すようにハンドル４の握り部４ｂの下面４ｅに環状溝４ｄを設け、この環状溝４ｄに図３に示すようなリング５を配置しても良い。
【００２５】
図３は、リング５の詳細形状を示した側面図及び平面図である。リング５は円環形状となっており、内径側から外径側まで貫通した矩形断面をもつ溝５ａが放射状に形成されている。なお、溝形状は矩形断面に限らず内径側から外径側に放射状に形成されていれば形状を問わない。また、リング５は、リング５の溝５ａが設けられている面５ｂとカバー２の上面２ｄが対向する向きに配置される。さらにリング５は、ハンドル４の環状溝４ｄの深さ寸法よりもわずかに厚い幅寸法とし、ハンドル４の握り部４ｂ下面４ｅから、わずかに突出させるようにしている。
【００２６】
このリング５により、カバー２の上面２ｄと握り部４ｄの下面４ｅとの間に空路を設けることができ、確実に試料室９内の空気は、カバー２の貫通穴２ａとハンドル４の軸部４ａとの隙間、そしてリンク５の溝５ａを矢印２３のように通って、外部に吐き出される。これにより、試料室９内の空気を圧縮することがないので、カバー２には圧力が係らないため、カバー２とハンドルの握り部４ｂの端面４ｅとの接触面、およびハンドルのネジ部４ｃとロータボディのネジ部３ｃの接触面などの面圧が高くならず、ハンドル４の締付けトルクを小さくすることができ、確実にカバー２を締付けることができる。
【００２７】
尚、溝５ａを有するリング５の変わりに、図２の（ｂ）に示すようにハンドルの握り部４ｂの端面４ｅに直接溝１２を放射状に１本または複数本設けても良い。さらに、溝５ａを有するリング５の変わりに、図２の（ｃ）に示すようにカバー２のハンドルの握り部の端面４ｅと向い合う上面２ｄの一部に溝１３を放射状に１本または複数本設けても良い。なお、試料室９の気密性はカバー下面に設けたＯリング６とロータボディ３の端面１５とカバー外周部に設けたＯリング１０と側壁３ｄとが接触することで確保される。
【００２８】
ハンドル４に上記リング５を設けた本発明の構造と、図６に示す従来構造でハンドルの開閉トルクを確認したところ、従来構造の約１／４のトルクでハンドルを開閉することが可能となった。この際、リング５は摺動性のあるポリアセタール樹脂等のプラスチック素材を用いて製作すると更に効果が高くなる。
【００２９】
さらに、本発明の構造のように、カバー２の下面にＯリング６を配置したので、Ｏリング６の磨耗等の劣化状態、およびごみ等の付着状態を、ロータ１を使用するたびに確認することができるので、運転中に試料室９内で試料漏れが発生しても確実にロータ１外に漏らすことが無く、さらに、ロータ室３３を図示されていない真空ポンプで減圧する場合であっても試料室９が減圧されることが無く、試料室９内の気密を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例のロータの右側半分の断面図
【図２】本発明の実施例の図１の部分拡大断面図
【図３】本発明の実施例の部品側面図及び平面図
【図４】本発明の実施例の図１の部分拡大断面図
【図５】発明の実施例の遠心機の側面断面図
【図６】従来技術の実施例の部分拡大断面図
【符号の説明】
【００３１】
１はロータ、２はカバー、２ａは貫通穴、２ｂ、２ｃは環状溝、３はロータボディ、３ａはカップリング部、３ｂは試料体保持部、３ｃはネジ部、３ｄは側壁、４はハンドル、４ａは軸部、４ｂは握り部、４ｃはネジ部、４ｄは環状溝、４ｅは端面、５はリング、５ａは溝、６はＯリング、７は止め輪、８はワッシャ、９は試料室、１０はＯリング、３０は遠心機、３１はフレーム、３２はドア、３３はロータ室、３４は駆動装置、３５は駆動軸、３６はモータ支持部材である。
【図１】
2006130485.tif 000003
【図２】
2006130485.tif 000004
【図３】
2006130485.tif 000005
【図４】
2006130485.tif 000006
【図５】
2006130485.tif 000007
【図６】
2006130485.tif 000008