(57)【要約】【課題】本発明は、スイングタイプのバケットを有する遠心分離機において、バケットのスイング動作またはスイング戻り動作の不良を防止することを課題とする。【解決手段】試料が入った容器５を収容するバケット６と、バケット６を揺動可能に支持するピン３を備えたロータ１と、ロータ本体１ａの端面１ｄとバケット６の端面６ａの間に挿入可能な長さを有するスリーブ部材２をバケット６の両側に設けることを特徴とする。【選択図】図３
2006150311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置と、前記駆動装置によって回転されるロータ本体と、前記ロータ本体に取付けられた少なくとも一対のピンと、前記一対のピンの間に揺動可能に架けられた試料が入った容器を収容するバケットであって、遠心力により前記一対のピンを中心にしてスイングするバケットとを備える遠心分離機において、前記各ピンが突出する前記ロータ本体端面と該ピンに架けられた前記バケット端面との間の該ピンの外周面に、前記両端面の離間寸法より短い長さを有するスリーブ部材を挿入したことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
駆動装置によって回転されるロータ本体と、前記ロータ本体に取付けられた少なくとも一対のピンと、前記一対のピンの間に揺動可能に架けられた試料が入った容器を収容するバケットであって、遠心力により前記一対のピンを中心にしてスイングするバケットとを備える遠心分離機用ロータにおいて、前記各ピンが突出する前記ロータ本体端面と該ピンに架けられた前記バケット端面との間の該ピンの外周面に、前記両端面の離間寸法より短い長さを有するスリーブ部材を挿入したことを特徴とする遠心分離機用ロータ。
【請求項３】
前記スリーブ部材は、前記ピンを構成する材料より摩擦係数の小さい材料より構成された請求項１または２に記載された遠心分離機。
【請求項４】
前記スリーブ部材は、含油性材料からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載された遠心分離機。
【請求項５】
前記スリーブ部材は、合成樹脂材料からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載された遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料が入った容器を収容するバケットが遠心時にスイングし、遠心終了時にバケットの自重でスイングが戻るように構成したスイング型バケットを有する遠心分離機及びそれに用いられる遠心分離機用ロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータ本体に取付けられたバケットがロータの回転中に遠心力を受けて、ロータの回転面に対し、ほぼ水平にスイングするスイング型バケットを有する遠心分離機が周知である。
【０００３】
かかるスイング型バケットを有する遠心分離機は、図６に示すように、ロータ１の回転円周部において、ロータ本体１ａと回動可能に嵌合する嵌合外周部３ｅと、フランジ部３ｆと、バケット６を架橋させるバケット挿入部３ｇとを鋼材等により一体に形成したピン３の一対を相対向してロータ本体１ａ（図６は片側ピンのみを図示）に取付けることによって、バケット６をこの一対のピン３の間に水平揺動可能に架橋させる構造となっている。このロータ本体へのバケットの取付け構造は、例えば、下記特許文献１に示されている。
【０００４】
図６に示したようなスイング型バケットの遠心分離機において、ロータの回転中に、ピン３に架けられたバケット６がロータ本体１ａの回転面に対し完全に水平にならない不良、即ち、スイング不良を生じるという問題がある。このスイング不良を解決するために、図６に示すロータ本体１ａに嵌合する嵌合外周部３ｅに、摩擦係数が少なく耐荷重性のあるスリーブ（図６に図示なし）を介して、ピン３をロータ本体１ａに嵌合させる技術が周知である。この技術の詳細は、例えば、下記特許文献２に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４４１５１号公報
【特許文献２】実開平３−１１５０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２に開示された技術は、ロータ本体のピン挿入穴とピンとの間にスリーブを設け、ピンの摺動を滑らかにしたものである。
【０００７】
しかしながら、本発明者は、バケットのスイングに関する動作不良は、ロータ回転中の遠心時のスイング動作不良よりも、遠心終了時にバケットの自重で水平スイング状態から戻る時に戻りきれないというスイング戻り動作不良が多くあることを見出した。
【０００８】
本発明者の種々の実験、検討結果によれば、このスイング戻り動作不良は、バケットとピンのフランジ部、またはロータ本体とピンのフランジ部との間で生じるかじりに起因していることが究明された。このかじりの原因は、遠心動作を繰り返す事によってピンがバケット側へ徐々に迫り出し、ピンのフランジ部分、特に、フランジ部の周縁コーナがバケット側面を押しつけるために発生するものと考えられる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、バケットの良好なスイング動作またはスイング戻り動作を可能とした遠心分離機及びそれに用いられる遠心分離機用ロータを提供することにある。
【００１０】
本発明の上記の目的及び更に他の目的、ならびに新規な特徴は、以下の記述及び添付図面より明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの特徴によれば、駆動装置と、前記駆動装置によって回転されるロータ本体と、前記ロータ本体に取付けられた少なくとも一対のピンと、前記一対のピンの間に揺動可能に架けられた試料が入った容器を収容するバケットであって、遠心力により前記一対のピンを中心にしてスイングするバケットとを備える遠心分離機において、前記各ピンが突出する前記ロータ本体端面と該ピンに架けられた前記バケット端面との間の該ピンの外周面に、前記両端面の離間寸法より短い長さを有するスリーブ部材を挿入する。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、駆動装置によって回転されるロータ本体と、前記ロータ本体に取付けられた少なくとも一対のピンと、前記一対のピンの間に揺動可能に架けられた試料が入った容器を収容するバケットであって、遠心力により前記一対のピンを中心にしてスイングするバケットとを備える遠心分離機用ロータにおいて、前記各ピンが突出する前記ロータ本体端面と該ピンに架けられた前記バケット端面との間の該ピンの外周面に、前記両端面の離間寸法より短い長さを有するスリーブ部材を挿入する。
【００１３】
本発明の更に他の特徴によれば、前記スリーブ部材は、前記ピンを構成する材料より摩擦係数の小さい材料より構成する。
【００１４】
本発明の更に他の特徴によれば、前記スリーブ部材は、含油性材料からなる。
【００１５】
本発明の更に他の特徴によれば、前記スリーブ部材は、合成樹脂材料からなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、遠心分離機のロータ本体に嵌合または挿入したバケット保持用の一対のピンが、遠心動作を繰り返すことによって、バケット側へ徐々に迫り突出しても、ロータ本体端面とバケット端面の間には、フランジの代わりに、ピンの軸方向に移動可能なスリーブ部材を挿入したので、スリーブ部材はロータ本体側へ移動することになる。このため、一対のピンがバケットを挟み込む方向にロータ本体から突出しても、バケットを挟持し、或いはバケットにかじりを発生することを防止するので、バケットの円滑なスイング動作またはスイング戻り動作が可能となる。
【００１７】
本発明において、特に、低摩擦係数の材料によりスリーブ部材を構成する場合は、スリーブ部材とバケットの間、またはスリーブ部材とロータ本体の間に発生する摩擦またはかじりをより効果的に防止できるので、スイング戻り動作をより完全なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、従来技術と同様な部材を示す部分については、上述した従来技術における部材と同一の符号を付して説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る遠心分離機１０の一部断面図を含む全体の構成図（正面図）、図２及び図３は図１の遠心分離機１０に使用される本発明に係る遠心分離機用ロータ１を示す構成図（上面図）、図４及び図５は本発明に係る遠心分離機用ロータ１に使用されるピン３及びスリーブ部材２を示す構成図（側面図及び正面図）である。
【００２０】
図１に示されるように、遠心分離機１０は、血液等の試料の入った試験管４を保持している容器５をライン１６からバケット６へ搬入出するロボットハンド１１を有するハンドリング装置（自動搬入出機構）２１と、容器５を載置し、遠心力により揺動即ちスイングするバケット６と、バケット６を９０度間隔で均等な位置に配置してロータピン３に載せるように設けられた遠心分離機用ロータ１（図２参照）と、遠心分離機用ロータ（以下、単に「ロータ」と称する）１とシャフト２８によって直結され、ロータ１に遠心回転動作を与えるとともに、容器５を搬入出する際のインデックス動作を行う、エンコーダを内蔵したサーボモータから成る遠心駆動用モータ１３と、遠心駆動用モータ１３とフレームとの間に設けたバネとダンパとから成る防振部材（ダンパ）１８と、シャフト２８の上端部に結合されたオートバランサ２０と、容器５の搬入・搬出時にシャフト２８の頂点を支持する軸受部材１９と、ロータ１を覆うように配置したチャンバ２７と、チャンバ２７の外周に巻かれたパイプ状のエバポレータ１７内を循環する冷媒によりチャンバ２７を冷却し、これによって、風損による試験管４内の試料の発熱を抑制するための冷凍機１５と、ハンドリング装置２１のハンドリング制御、遠心駆動用モータ１３の制御、及び冷凍機１５の制御を行うためのコントローラ１４ａ及び１４ｂとを備えている。
【００２１】
上述のハンドリング装置２１は、二つのアーム２２ａ及び２２ｂをリンクさせたリンクアーム機構を成し、平行な案内部材２３ａ及び２３ｂ上を摺動するスライダ２４ａ及び２４ｂを有している。スライダ２４ａ及び２４ｂは、タイミングベルト２６ａ及び２６ｂに固定され、ステッピングモータ２５ａ及び２５ｂを駆動することにより左右に移動し、アーム２２ａ及び２２ｂの先端に設けたロボットハンド１１を位置決めするものである。ロボットハンド１１は、容器５を搬入出する前にスライドドア１２を開け、搬入出動作終了後の遠心する前にスライドドア１２を閉めて遠心動作を実行する。
【００２２】
図２及び図３は、図１に示した遠心分離機１０を構成するロータ１の上面図である。上述したように、バケット６は、ロータ本体１ａの回転外周部近傍に、９０度間隔で計４つの場所にそれぞれ配置されているが、１つのバケットのみが図示されている。また、図３は、ロータ１が駆動モータ１３（図１参照）によって高速回転に駆動された遠心時に、バケット６が、遠心力Ｆ１によりロータの半径方向の外方へ、ほぼ水平状態にスイングした状態を示す。このスイングした状態は、遠心終了時に、バケット６の自重により、図２に示した元の状態に復帰する。本発明に従った、図２及び図３に示されたロータ１に使用されるピン３とスリーブ部材２の構造例を図４に示す。
【００２３】
図２（または図３）及び図４に示すように、ピン３は、ロータ本体１ａに形成されたピン挿入穴１ｂに嵌合させられる小径部（嵌合外周部）３ｃと、バケット６を揺動可能に載置または引っ掛ける大径部（バケット載置部）３ｄを有する。ピン３の小径部（嵌合外周部）３ｃの径は、大径部３ｄに比べ小径となっている。ピン３の小径部（嵌合外周部）３ｃはロータ本体１ａと適度な隙間をもって回動可能に嵌合しており、圧入状態となっていない。ロータ本体１ａのバケット６と反対側に位置するピンの端部に溝３ａを形成し、その溝３ａにはサークリップ７を取付け、段差３ｂとによりピン３がロータ本体１ａより抜けないようにロータ本体１ａに挿入される。本発明に従って、ロータ本体１ａの端面１ｄとバケット６の端面６ａの間に延びるピン３の大径部（バケット載置部）３ｄの外周面には、ロータ本体端面１ｄとバケット端面６ａとの離間寸法より短い長さ（ピンの軸方向の長さ）Ｄを有する部材より構成されたスリーブ部材２が挿入され、更に、このピンの大径部３ｄに、試験管４が入った容器５を収容するバケット６が揺動可能に配置されている。スリーブ部材２は、ピン３の大径部３ｄより大きい内径をもち、ピン３に回動可能または摺動可能に挿入される。
【００２４】
図４に示すように、スリーブ部材２は丸型のリング形状が好ましく、スリーブ部材２の取付け方法もピン３に挿入するだけなので、スリーブ部材２の装着も簡単となる。
【００２５】
また、種類が異なるバケット６の幅に合わせて、複数のスリーブ部材２を挿入してスリーブ部材のピン軸方向の長さＤを所定の寸法に調整しても良い。スリーブ部材２はバケット６の両側に配置される。バケット６の遠心回転方向のガタはスリーブ部材２の長さＤを制御することにより小さくできる。つまり、スリーブ部材２の長さＤを、ロータ本体１ａの端面１ｄとバケット６の端面６ａの隙間に一致させる方向に近づけるとガタは小さくできる。
【００２６】
ロータ本体１ａ及びバケット６の材料は、例えば、ステンレスまたはアルミニウム合金から成る。また、ピン３の材料もロータ本体１ａと同様な材料または焼入れの入った鋼材により構成される。スリーブ部材２の材料は、ピン２と同質の材料でも良いが、好ましくは、ピン３またはロータ本体１ａより小さい摩擦係数を有する材料が選ばれる。例えば、摩擦係数が少ない含油性の材質、或いは樹脂性の材質が好ましい。これによって、バケット６のスイング動作またはスイング戻り動作をより良好にすることができる。更に、スリーブ部材２は、遠心荷重に耐えうる比重の軽い材質が好ましい。
【００２７】
本発明によれば、上記のロータ本体１ａの端面１ｄとバケット６の端面６ａとの間にスリーブ部材２が挿入されているので、図３に示すように、遠心動作のたびに、ロータ１が高速回転してバケット６にかかる遠心力によって発生する荷重（Ｆ１）に基づいて、ピン３にせん断荷重または曲げ荷重（Ｆ２）が繰返し発生することにより、ピン３がバケット６側へ徐々に迫り出しまたは突出しても、スリーブ部材２がピン３の大径部３ｄの外周面をロータ本体１ａ側へ摺動するので、スリーブ部材２によるバケット６またはロータ本体１ａへのかじりまたは喰込みは発生しない。これによって、バケット６は、スイング動作を円滑に行い、かつその自重によりスイング戻り動作も円滑に行うことができる。このとき、スリーブ部材２の材料としてピン３またはロータ本体１ａより小さい摩擦係数を有する材料を選択すれば、バケット６のスイング動作またはスイング戻り動作をより円滑に行うことができる。
【００２８】
良好なスイング動作またはスイング戻り動作の効果は、図６に示した従来のフランジ付ピン３を使用した実験結果と比較すると、顕著な差が明らかである。図３に示した本発明に係るロータ１のピン３とスリーブ部材２の代わりに、図６に示した従来の鋼材より作られたフランジ付ピン３を使用すると、繰返しの遠心動作の遠心力によって、バケット６の端面６ａとピン３のフランジ３ｆとの間でかじりが生じ、バケット６の両端面部（６ａ部）を一対のピン３の各フランジ３ｆが押し付けることになるので、バケット６が自重により元の位置に復帰できないというスイング戻り動作の不良が発生した。本発明によれば、そのようなスイング戻り不良は発生しなかった。
【００２９】
更に、本発明によれば、スリーブ部材２がロータピン３に挿入されるので、バケット６とロータ１間のガタつきを抑制することができる。即ち、スリーブ部材２の長さＤを所定の長さに調整することにより、バケット６のガタつきを抑制する好適な手段となる。その結果、上記したように構成された自動搬入出機構２１を持つ遠心分離機１０において、バケット６とロータ１との間に大きなガタが無くなるので、ロボットハンド１１によって、容器５をバケット６の所定位置に正確に自動搬送することができる。
【００３０】
上記した本発明の実施形態において、図４に示すようにスリーブ部材２はピン３の大径部３ｄ側へ挿入したが、図５に示すように、ピン３に設けた段差３ｂのところで、スリーブ部材２が抜けないようにリングの内径を小さくして、ピン３の小径部３ｃ側に挿入しても良い。この場合、スリーブ部材２はロータ本体１ａの端面１ｄとピン３の段差３ｂとの間に設けられ、ピン３の溝３ａには、上記の実施形態と同様に、サークリップ７が取付けられるので、ピン３とスリーブ部材２はロータ本体１ａから外れなくなるという効果がある。
【００３１】
本発明によれば、試験管４が入った容器５を収容するバケット６と、バケット６を揺動可能に支持するピン３を備えたロータ１と、ロータ本体１ａの端面１ｄとバケット６の端面６ａの間に挿入可能な長さＤを有するスリーブ部材２をバケット６の両側に設けたので、バケット６の良好なスイング動作及びスイング戻り動作を可能とした遠心分離機１０またはそのロータ１を提供することができる。更に、容器の自動搬入出機構２１を持つ遠心分離機１０を提供できる。
【００３２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の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内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る遠心分離機を示す一部断面図（正面図）。
【図２】図１に示した本発明に係る遠心分離機に用いられるロータの上面図。
【図３】図２に示した本発明に係る遠心分離機用ロータにおいて、バケットが遠心動作によりスイングした状態を示すロータの上面図。
【図４】図２に示した本発明に係る遠心分離機用ロータに用いられるピンとスリーブ部材の構造を示す一部断面図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。
【図５】本発明に係る遠心分離機用ロータに用いられるピンとスリーブ部材の構造の他の例を示す一部断面図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図６】従来の遠心分離機用ロータに用いられるフランジ付ピンを示す一部拡大図（上面図）。
【符号の説明】
【００３４】
１：遠心分離機用ロータ      １ａ：ロータ本体      １ｄ：ロータ本体の端面
２：スリーブ部材      ３：ピン      ３ａ：ピンのサークリップ用溝
３ｂ：ピンの段差部      ３ｃ：ピンの小径部      ３ｄ：ピンの大径部
３ｅ：従来ピンの嵌合外周部      ３ｆ：従来ピンのフランジ部
３ｇ：従来ピンのバケット挿入部      ４：試料が入った試験管      ５：容器
６：バケット      ６ａ：バケットの端面      ７：サークリップ
１０：遠心分離機      １１：ロボットハンド      １２：スライドドア
１３：遠心駆動用モータ      １４ａ、１４ｂ：コントローラ      １５：冷凍機
１６：ライン      １７：エバポレータ      １８：防振部材（ダンパ）
１９：軸受部材      ２０：オートバランサ
２１：ハンドリング装置（自動搬入出機構）    ２２ａ、２２ｂ：アーム
２３ａ、２３ｂ：案内部材      ２４ａ、２４ｂ：スライダ
２５ａ、２５ｂ：ステッピングモータ      ２６ａ、２６ｂ：タイミングベルト
２７：チャンバ      ２８：シャフト
【図１】
2006150311.tif 000003
【図２】
2006150311.tif 000004
【図３】
2006150311.tif 000005
【図４】
2006150311.tif 000006
【図５】
2006150311.tif 000007
【図６】
2006150311.tif 000008