(57)【要約】      （修正有）【課題】ローターの各部品の設計、加工精度に左右されることなく安定的に回転できる遠心分離機用スイングロータ、及びそれを用いた遠心分離機を提供する。【解決手段】バケットのアームピン５２がアームピンホルダー５３と組合せられた際に、該アームピンホルダーの二面幅部５３Ｂが丁度アームピンの大径部５２Ｃの間に入りアームピンが必要以上にアームピンの中心軸５２Ｅ方向に移動するのを阻止する。このためロータの回転時に、バケットがロータボディのバケット受部に着座する際、バケットの中心線とバケット受部の中心線がずれていても、バケットボディ４０がバケット受部の形状に合わせてアームピンの中心軸方向に移動することができるので、片当りすることなくバケット受部に着座することができる。【選択図】図５
2011083723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータボディと該ロータボディに取り付けられ、試料を収容するバケットと、
該バケットに取り付けられる、アームピンを有するキャップ組立体と、
前記ロータボディが回転中は、前記バケットに設けれているフランジと前記ロータボディに設けれているバケット受け部が接触することができるスイングロータにおいて、
前記バケットが前記アームピンの中心軸方向に移動できるようにしたことを特徴とするスイングロータ。
【請求項２】
前記アームピンは大径部を有し、前記バケットの所定量以上の移動を制限されていることを特徴とする請求項１記載のスイングロータ。
【請求項３】
ロータボディと該ロータボディに取り付けられ、試料を収容するバケットと、
該バケットに取り付けられる、アームピンを有するキャップ組立体と、
前記ロータボディが回転中は、前記バケットに設けれているフランジと前記ロータボディに設けれているバケット受け部が接触するスイングロータと、
該スイングロータと接続することのできる駆動部と該駆動部を支持する筐体とを有する遠心分離機において、
前記バケットが前記アームピンの中心軸方向に移動できるスイングロータを前記駆動部で回転駆動するようにしたことを特徴とする遠心分離機
【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、化学工業、食品製造、医薬品製造等の分野で使用されている遠心分離機用スイングロータと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、試料を収容する試料容器をロータに収容し、ロータを回転させて前記試料に遠心力を与え、試料内の微粒子をサイズ毎或いは比重毎に分離する装置である。また、遠心分離機用スイングロータは、ロータボディと複数のバケットで構成される。バケットは遠心分離する試料を収容し、ロータボディから懸架される。バケットは、取付軸線の周りを回動できるバケットピンによって支持される。ロータが停止すると、バケットは重力の影響によって垂直に下方へ垂れ下がる。ロータが回転しているとき、バケットは遠心力によって外方へ回動する。超遠心分離機用スイングロータにおける従来の数多くの設計では、遠心分離中のロータボディ外形方向（遠心力方向）の動きを制限する装置がロータに組み込まれている。通常、ロータボディ外形方向（遠心力方向）の動きは、バケットをロータボディに有するバケット受け部にもたれさせて制限されている。
【０００３】
上記のようなスイングロータは、特許文献１に示されるように、ロータボディの下部から、ロータボディに設けられているアームにバケットのフック部を装着するのが一般的である。このため、バケットのフック部をアームに装着する場合には、ロータボディの側面に設けられている、バケット逃げ部の開口部から確認しながら装着する必要があり、操作性が悪いという問題があった。
【０００４】
また、上記以外に図６に記載したタイプのスイングロータ１３０がある。このタイプのスイングロータ１３０は、バケット１３２をロータボディ１３１の上方から挿入して、装着する方式のスイングロータ１３０である。このスイングロータ１３０において、ロータボディ１３１は垂直な回転軸の周りに等しい角度、間隔をおいた複数のバケット１３２を取り付けるための空洞部１３１Ｂに対して、加えてロータボディ１３１の上面から垂直方向に各前記空洞に貫通する穴１３１Ｄが設けられており、該貫通穴１３１Ｄはバケットの最大径よりも大きく、前記貫通穴内を前記バケット１３２が通過することが可能である。また、該貫通穴の側壁には２つの対向する溝１３１Ｅが設けられ、バケット上部に配置されるキャップ組体１５０に設けれているアームピン１５２を受け入れる。該溝１３１Ｅはロータボディ下端まで貫通していないため、アームピン１５２は溝の端部で支持されるため、ロータボディ１３１にアームピン１５２を中心にスイング可能にセットされる。
【０００５】
バケットの装着状態が上面から容易に観察できるため操作性が底部装着タイプよりも優れている。しかし、上記したスイングロータ１３０は、バケット１３２の頭頂部に設けたキャップ組体１５０の加工精度を非常に高くする必要があった。
例えば、キャップ組体１５０を構成する部品は、試料容器を密閉するためのキャップ本体、キャップ本体の頭頂部にバケットの軸方向に移動可能な隙間を設けることが出来るように、アームピンが入された、アームピンホルダ１５３、前記アームピンホルダ１５３の上部に取り付けられ、前記アームピンホルダ１５３をバケットの軸方向に移動可能とするバネ性を持った波型ワッシャ１５４、波型ワッシャ１５４の脱落を防止するためのストッパ１５５から構成されるようになっている。これらの複数部品は、多数の寸法要素を０．０１〜０．０２ｍｍ程度の寸法精度で製作しなければならない。特に、アームピン１５２とそのホルダ部材１５３は、圧入によって一体化されるので、両部材を高精度で製作する必要がある。また、アームピンを圧入により固定するため、アームピン１５２の圧入加工が難しく、アームピン１５２の圧入寸法が所定の寸法公差以内に組付けないと、バケットのフランジ部がロータボディの受け部に接触したときに、偏った接触となり、回転中のバランスが崩れて回転振動が大きくなる不具合が発生してしまう。さらに、圧入寸法の寸法公差は非常に小さくする必要があり、作業性が非常に悪かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−８６０１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
遠心分離機のスイングロータは、回転駆動中はバケットのフランジ部の中心と、ロータボディのバケット受け部の中心を一致させる必要がある。もし各部品の寸法精度が悪い場合は、バケットのフランジ部中心と、ロータボディのバケット受け部中心のずれが生じて、バランスが崩れて、回転振動が大きくなる不具合が発生する可能性があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点に鑑みて、ロータの各部品の設計、加工精度に左右されることなく安定的に回転できるスイングロータ、及び遠心分離機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、ロータボディと該ロータボディに取り付けられ、試料を収容するバケットと、該バケットに取り付けられる、アームピンを有するキャップ組立体と、前記ロータボディが回転中は、前記バケットに設けれているフランジと前記ロータボディに設けれているバケット受け部が接触することができるスイングロータにおいて、前記バケットが前記アームピンの中心軸方向に移動できるようにするまたは、ロータボディと該ロータボディに取り付けられ、試料を収容するバケットと、該バケットに取り付けられる、アームピンを有するキャップ組立体と、前記ロータボディが回転中は、前記バケットに設けれているフランジと前記ロータボディに設けれているバケット受け部が接触するスイングロータと、該スイングロータと接続することのできる駆動部と該駆動部を支持する筐体とを有する遠心分離機において、前記バケットが前記アームピンの中心軸方向に移動できるスイングロータを前記駆動部で回転駆動する遠心分離機によって、達成される。
【発明の効果】
【００１０】
ロータの各部品の設計、加工精度に左右されることなく安定的に回転できるスイングロータ、及び遠心分離機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る遠心分離機１の正面図であり、一部にその断面を示す。
【図２】本発明の実施例におけるロータの上面図と側面図（縦断面図）である。
【図３】本発明のロータの動作状態を説明する側面図（縦断面図）である。
【図４】本発明の実施例におけるバケット全体の斜視図である。
【図５】本発明の実施例におけるバケットの部品の展開斜視図である。
【図６】従来技術を示す、上面図と側面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、遠心分離機の上下左右の方向は図１に示す方向であるとして説明する。
【００１３】
図１は本発明の遠心分離機１の正面図であり、一部を断面で示す図である。遠心分離機１は、矩形箱型の筐体２を備え、筐体２の内部には水平な仕切り板２Ａによって上下２段の空間に仕切られる。仕切られた上段の空間には、上面が開口する円筒状のチャンバ３が設けられる。チャンバ３の外周底面部には図示しない冷却用サーモモジュールが配置され、チャンバ３の内部空間、即ち、ロータ室４を冷却する。チャンバ３の周囲は防護壁２Ｂが設けられる。
【００１４】
チャンバ３の上側には、開閉可能なドア１０が設けられ、ドア１０を閉じることによってロータ室４が密閉される、このロータ室４内にはスイングロータ３０が収容される。筐体２の上部には操作・表示部１３が設けられる。
【００１５】
筐体２内の仕切り板２Ａによって仕切られた下段には、駆動部５が仕切り板２Ａに取付けられる。駆動部５はモータハウジング６を含み、モータハウジング６の内部には駆動源としての電気式のモータ７が設けられる。モータハウジング６は、ダンパ８を介して仕切り板２Ａに固定される。モータ７の回転軸７Ａは、ロータ室４内にまで上方に延び、上端部には嵌合部１２が設けられる。嵌合部１２にはスイングロータ３０の嵌合穴３１Ａが挿入、固定される。スイングロータ３０が、駆動軸部１２に対して着脱可能に構成しつつ、モータ７によってスイングロータ３０が回転される。尚、超遠心分離機の場合、運転する際にはロータ室４内を、図示されない真空排気装置によって減圧される。
【００１６】
スイングロータ３０は、通常、使用する試料容器に応じた保持穴を有するサイズのものを選択して使用される。スイングロータ３０のバケット３２に形成された試料容器の保持穴（図示しない）には、試料を充填した試料容器（図示しない）が装着される。
【００１７】
次に、本発明のスイングロータ３０を図２及び図３を用いて説明する。図２（1）は図１のスイングロータ３０の上面図であり、（２）は縦断面図である。スイングロータ３０には、複数のバケット３２が円周方向に等角度ピッチで装着されている。各バケット３２には、液体試料が注入された試料容器（図示しない）が装着される。
【００１８】
スイングロータ３０において、ロータボディ３１は垂直な回転軸３１Ｆの周りに等しい角度、間隔をおいた複数のバケット３２を取り付けるためのバケット収容空洞３１Ｂを有し、加えてロータボディ３１の上面から垂直方向に各前記空洞に達する貫通穴３１Ｄが設けられており、該貫通穴はバケットの最大径よりも大きく、バケット３２が通過可能である。また、該貫通穴の側壁には２つの対向する位置にピン挿入溝３１Ｅが設けられている。
【００１９】
該ピン挿入溝３１Ｅは、バケットの上方に配置されるキャップ組体５０に設けられているアームピン５２を受け入れる溝であり、その深さ位置をバケット３２が回動した際にバケット３２の中心線４０Ａと前記バケット収容空洞３１Ｂのバケット受け部３１Ｃの中心線３１Ｇとが一致するように寸法付けされている。各バケット３２はロータボデイ３１の上方から前記貫通穴３１Ｄを経てバケット収容空洞３１Ｂに配置される。
【００２０】
図３は、スイングロータ３０の縦断面図であるが、図面において左側半分にロータが回転している状態を、右側半分にロータ停止時の状態を示している。バケット３２は、ロータ停止時に鉛直下方に向かって懸架されているが（右側半分の図）、ロータが回転を開始すると（左側半分の図）、バケット３２がアームピン５２を支点として遠心力によって水平方向に回転移動する。この時、フランジ部４３の接触面４３Ａがバケット受け部３１Ｃは僅かに隙間を有しているが、さらにスイングロータ３０が高速で回転すると、バケットに掛かる遠心力によって、バケットボディ４０とキャップ本体５１及びストッパ５５が外周方向に移動することによって、ウェーブワッシャー５４を圧縮し、バケットボディ４０のフランジ部４３の接触面４３Ａがバケット受け部３１Ｃに着座する。
【００２１】
図４及び図５は、バケット３２の詳細組立て状態と部品の展開図を示した。バケット３２は、下部のバケットボディ４０と該バケットボディ４０にねじ結合されるキャップ組立体５０から成る。バケットボディ４０は、下部に円筒胴部４１を有し、その内部には試料容器を受入れて保持する試料容器保持穴４２を有する、円筒胴部４１の上部にフランジ部４３を有し、フランジ部４３の下面側はロータボディ３１のバケット収容空洞３１Ｂのバケット受け部３１Ｃに着座する接触面４３Ａとなる。また、バケットボデイ４０の上端開口部の内側にはキャップ組立体５０とねじ結合するための雌ねじ４４を有している。バケットボディ４０は、チタン合金やジュラルミン等の高強度で比重が軽い材料で製作されるのが望ましい。
【００２２】
キャップ組立体５０は、複数の部品から成り、下端外周部にはバケットボディ４０とねじ締結するための雄ねじ５１Ａを有するキャップ本体５１をベース部品として、アームピン５２、アームピンホルダ５３、ウエーブワッシャー５４、ストッパー５５をねじ５６によって、組みつけられる。
【００２３】
キャップ本体５１は、上部にシャフト部５１Ｂを有し、該シャフト部は対向面５１Ｃが平行に２箇所形成されており、２面に対して直角に穿孔された縦長の長穴５１Ｄ設けられ、シャフトの上端部に雌ねじ５１Ｅを有している。キャップ本体は、軽量で強度が高いジュラルミンやチタン合金で製作するのが望ましい。
【００２４】
該キャップ本体５１の長穴５１Dに挿入されるアームピン５２は、左右対称の形状であり、ロータボディ３１のピン挿入溝３１Ｅに嵌着する端部５２Ａを有しており、前記ピン挿入溝３１Ｅよりも僅かに小さい寸法に加工されており、バケット３２が回動（スイング）する際に円滑に摺動する。
【００２５】
アームピン５２の中央円柱部５２Bの径はアームピンホルダ５３の側面の半円状R部５３Cと嵌着するように寸法付けされている。また、アームピン５２は、両端部５２Ａと中央円柱部５２Bの間に、大径部（ストッパ部）５２Cを左右対称に２箇所有しており、それぞれ対抗する平面５２Dを各大径部５２Cに２箇所設けられている。この部は、図５の方向から見たときの形状が、前記キャップ本体５１の長穴５１Dの形状より僅かに小さい形状に加工されており、長穴５１Dへのアームピン５２の挿入が支障なく行われるようになっている。
【００２６】
更にこの部はアームピンホルダ５３と組合せされた際にアームピンホルダ５３の二面幅部５３Bが丁度この大径部５２Cの間に入るため、アームピン５２の必要以上のアームピンの中心軸５２Ｅ方向の移動を阻止することになる。
【００２７】
尚、アームピン５２がキャップ本体５１に組み付けられた状態では、バケットの中心線４０Ａ方向の動きについては、長穴５１Dとアームピンホルダ５３とウエーブワッシャー５４により規制されるが、バケットの軸に対して回転方向については、アームピン５２の中央円柱部５２Bの径とキャップ本体５１の長穴５１Dとの隙間分だけ動くことができる。アームピン５２の材料としては、高強度材料であり弾性率が大きいマルエージング鋼や高強度鋼、チタン合金を選定するのが望ましい。
【００２８】
アームピンホルダ５３は円筒状部材であり、中心部にキャップ本体５１の上部にシャフト部５１Ｂの外形に嵌合する嵌合穴５３Aを有し、外周面には二面幅部５３Bを有し、該二面幅部の下方に半円状R部５３Cを有している。アームピンホルダ５３は、アームピン５２の横方向の移動を制限すると共に、バケット３２が回転によって回動する際に、バケットが水平になるまでの間のロータボディ３１のバケット受け部３１Ｃとフランジ部４３の接触面４３Ａとが接触しないように間隙を保つと共に、高速回転時にはバケット３２がロータボディ３１のバケット受け部３１Ｃに接触するようにアームピン５２が移動するようにウエーブワッシャー５４の与圧をアームピン５２に伝達するように動作する。
【００２９】
ウエーブワッシャー５４は、キャップ本体５１のシャフト部５１Ｂに挿入されているアームピンホルダ５３の上面と、キャップ本体５１のシャフト部５１Ｂの上端にねじ５６により、キャップ本体５１に固定されるにストッパー５５の間に配置されて、アームピン５２を長穴５１Dの下端部（バケット本体側）に押付けている。このため、ロータボディ３１のバケット受け部３１Ｃとフランジ部４３の接触面４３Ａがバケットが正常位置まで回動するまでの間、バケット３２がスムーズにスイングすることができる程度の間隙を保った状態を維持することができ、さらに、所定以上の遠心力がバケット３２に加わった場合は、ウエーブワッシャー５４の圧縮代分だけ、バケット３２が移動して、バケット受け部３１Ｃにフランジ部４３の接触面４３Ａが着座することができる。ウエーブワッシャー５４の材料としては、バネ鋼やステンレスバネ鋼が用いられる。
【００３０】
上記のように構成されているバケット３２は、バケット受け部３１Ｃとフランジ部４３の接触面４３Ａが着座する時に、バケット中心線４１Ａとバケット受け部３１Ｃの中心線３１Ｇとがずれていても、バケットボディ４０がロータボディのバケット受け部３１Ｃの形状に合わせてアームピン５２の中心軸５２Ｅ方向に移動することができるので、片当りすることなくバケット受け部３１Ｃとフランジ部４３の接触面４３Ａが着座することができる。
【００３１】
つまり、バケット３２が、アームピン５２の中心軸方向に移動できるように構成したとこによって、加工公差のずれによる、バケット中心線４１Ａとバケット受け部３１Ｃの中心線３１Ｇのずれを無くすことができ、回転安定性の良いスイングロータとすることができる
【符号の説明】
【００３２】
１  遠心分離機      ２  筐体      ２Ａ  仕切り板      ２Ｂ  防護壁
３  チャンバ        ４  ロータ室      ５  駆動部      ６  ハウジング      
７  モータ          ７Ａ  （モータの）回転軸      ８  ダンパ      
１０  ドア          １２  駆動軸部      １３  操作・表示部
３０  スイングロータ      ３１  ロータボディ      ３１Ａ  駆動軸穴      
３１Ｂ  バケット収容空洞      ３１Ｃ  バケット受け部
３１Ｄ  貫通穴      ３１Ｅ  ピン挿入溝      
３２  バケット      
４０  バケットボディ      ４１  円筒胴部        ４２  試料容器保持穴        
４３  フランジ部      ４３Ａ  接触面        ４４  雌ねじ
５０  キャップ組立体      ５１  キャップ本体      ５１Ａ  雄ねじ  
５１Ｂ  シャフト部    ５１Ｃ  対向面    ５１Ｄ  長穴    ５１Ｅ  雌ねじ
５２  ピボットピン    ５２Ａ両端部    ５２Ｂ  中央円柱部部    ５２Ｃ  大径部
５２Ｄ  平面
５３  ピボットピンホルダ    ５３Ａ  嵌合穴      ５３Ｂ  二面幅部
５３Ｃ  半円状R部
５４  ウエーブワッシャー    
５５  ストッパー    
５６  ねじ
【図１】
2011083723.tif 000003
【図２】
2011083723.tif 000004
【図３】
2011083723.tif 000005
【図４】
2011083723.tif 000006
【図５】
2011083723.tif 000007
【図６】
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