(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の折り曲げ加工により形成されてなる形状であり、
試料を入れるための複数の試料穴と、外周部分に前記試料穴の底面よりも所定長だけ低い位置まで延びた外周壁を有するプレートを保持するプレート保持手段と、
遠心分離機のスイングロータに、遠心力に応じた角度に回転できるように取り付ける取付手段と、
を備えた遠心分離機用バケットであって、
前記プレート保持手段は、前記試料穴の底面に対向する試料領域と前記外周壁と対向する外周壁領域を有する底板を有し、
前記底板には、前記底板の湾曲を防止する凸部が前記試料領域の一部のみに形成され、
前記凸部は、前記試料穴の底面に接触するように、前記試料穴の底面の方向に前記所定長以上の高さとなるように押し出されている
ことを特徴とする遠心分離機用バケット。
【請求項２】
試料を入れるための複数の試料穴と、外周部分に前記試料穴の底面よりも所定長だけ低い位置まで延びた外周壁を有するプレートを保持するプレート保持手段と、
遠心分離機のスイングロータに、遠心力に応じた角度に回転できるように取り付ける取付手段と、
を備え、
前記プレート保持手段は、前記試料穴の底面に対向する試料領域と前記外周壁と対向する外周壁領域を有する底板を有し、
前記底板には、前記底板の湾曲を防止する凸部が前記試料領域の一部のみに形成された遠心分離機用バケットの製造方法であって、
前記凸部を、前記試料穴の底面に接触するように、前記試料穴の底面の方向に前記所定長以上の高さとなるように押し出して形成し、
金属板の折り曲げ加工により当該遠心分離機用バケットを形成する
ことを特徴とする遠心分離機用バケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離機のスイングロータに取り付ける遠心分離機用バケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機は医学、薬学などの広い分野で使用されている。また、同時に多数の試料に遠心力を加えるために、多数の試料穴を有するプレートを設置できる遠心分離機もある。プレートを設置できる遠心分離機は、スイングロータに遠心分離機用バケットが取り付けられており、その遠心分離機用バケットにプレートを設置する。また、用途に応じて必要な遠心力が異なるので、遠心分離機の回転速度も様々である。高速回転（例えば５０００回転／分以上）が求められる遠心分離機では非常に高い遠心力が加わるので、遠心分離機用バケットを軽量かつ高強度にするとともに、プレートを破損しにくくする必要がある。そのため、特許文献１には、アルミニウムの切削加工で製造された遠心分離機用バケット、およびプレートと遠心分離機用バケットとの間に配置するアダプタが示されている。一方、比較的低速な回転（例えば２０００回転／分以下，１０００Ｇ以下）の遠心分離機では、低コスト化のために、金属板の折り曲げ加工によって遠心分離機用バケットを製造している。
【０００３】
図１に一般的なプレートの例を示す。図１（Ａ）はプレートの平面図、図１（Ｂ）は正面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＧ−Ｇ断面図、図１（Ｄ）は複数のプレートを重ねたときのＧ−Ｇ断面図である。プレート１３０は、試料を入れるための複数の試料穴１３１と、外周部分に試料穴１３１の底面１３３よりも所定長ｄだけ低い位置まで延びた外周壁１３２を有する。通常、外周壁１３２は低い位置ほど広がっており、テーブルの上などでは図１（Ｄ）に示すように重ねることもできる。なお、プレートは透明であることが求められることが多く、厚さ１ｍｍ程度のポリスチレンやポリプロピレンで形成されることが多い。
【０００４】
図２に従来の低速回転の遠心分離機のスイングロータと遠心分離機用バケットの構成例を示す。図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＨ−Ｈ断面図を示している。スイングロータ１１０はバケット保持部１１１、連結部１１２、回転軸１１３、トラニオンピン１１４を有する。回転軸１１３はモータなどの駆動源に接続されている。１つの遠心分離機用バケットを挟む位置に１組のバケット保持部１１１が配置され、それぞれのバケット保持部１１１の向かい合う面にはトラニオンピン１１４が備えられている。連結部１１２は、回転軸１１３と１組のバケット保持部１１１を連結している。図２は２組のバケット保持部１１１が備えられた例が示されている。そして、スイングロータ１１０に２つの遠心分離機用バケット９２０が取り付けられ、図の右側の遠心分離機用バケットにのみプレートが配置された例が示されている。遠心分離機用バケット９２０はトラニオンピン１１４に、遠心力に応じた角度に回転できるように取り付けられる。また、プレート１３０は、遠心分離機用バケット９２０の底板９２３上に配置される。回転軸１１３が回転するとスイングロータ１１０全体が回転する。そして、プレート１３０（プレート１３０に注入された試料）が底板９２３側に遠心力と重力を合成した力を受けるように、遠心分離機用バケット９２０は遠心力に応じて角度を変える。
【０００５】
図３は試料穴が深いタイプのプレートを設置した場合の遠心分離機用バケットとプレートとの関係を示す図である。図３（Ａ）は図２（Ａ）のＪ−Ｊの位置での断面、図３（Ｂ）は図２（Ａ）のＨ−Ｈの位置での断面である。プレート２３０は、図１のプレート１３０よりも深い試料穴２３１を持つ。プレート２３０の場合も外周壁２３２は試料穴２３１の底面２３３よりも所定長ｄだけ低い位置まで延びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１５５２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２、３に示した遠心分離機用バケット９２０は上述のように低速回転の場合に利用できる遠心分離機用バケットである。この遠心分離機用バケットの場合、安価にできるが、回転速度を高くしていくとプレートや遠心分離機用バケットが破損することがある。特許文献１には高速回転用の遠心分離機にプレートを配置するための技術が示されており、プレートと遠心分離機用バケットとの間に配置するアダプタが示されている。しかし、特許文献１に示された遠心分離機用バケットは、アルミニウムなどの材料の切削加工によって製造されたものであるため高価である。しかも、アダプタがさらに必要になる。このように、安価な折り曲げ加工の遠心分離機用バケットと高価な切削加工の遠心分離機用バケットしか存在しない。したがって、折り曲げ加工の遠心分離機用バケットを用いることができる回転速度よりも少し高速で回転させたい場合（高速の遠心分離機の許容回転速度よりはかなり低速だが、低速の遠心分離機の許容回転速度よりは少し高い回転速度の場合。例えば、２０００〜４０００回転／分程度）でも、高価な遠心分離機用バケットとアダプタを用いなければならなかった。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、低速用の遠心分離機用バケットの許容回転速度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の遠心分離機用バケットは、金属板の折り曲げ加工により形成され、プレート保持手段と取付手段とを備える。プレート保持手段は、試料を入れるための複数の試料穴と、外周部分に試料穴の底面よりも所定長だけ低い位置まで延びた外周壁を有するプレートを保持する。取付手段は、遠心分離機のスイングロータに、遠心力に応じた角度に回転できるように取り付ける。そして、プレート保持手段は、試料穴の底面に対向する試料領域と外周壁と対向する外周壁領域を有する底板を有する。底板には、底板の湾曲を防止する凸部が試料領域の一部のみに形成されている。また、凸部は、プレートの試料穴の底面の方向に所定長以上の高さとなるように押し出されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の遠心分離機用バケットによれば、底板の湾曲を防ぐ凸部は試料領域のみに形成されている。また、凸部はプレートの試料穴自体または試料穴の近くの別の試料穴に接触している。したがって、底板の湾曲を防ぐことができる。また、プレートの試料穴自体を支える場合は、試料穴に加わる遠心力によってプレートが破損しないようにできる。また、凸部が接触していない試料穴であっても近傍の試料穴が凸部に接触しているので、遠心力によって生じるモーメントを小さくでき、プレートの破損を防ぐことができる。よって、低速用の遠心分離機用バケットの許容回転速度を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一般的なプレートの例を示す図。
【図２】従来の低速回転の遠心分離機のスイングロータと遠心分離機用バケットの構成例を示す図。
【図３】試料穴が深いタイプのプレートを設置した場合の遠心分離機用バケットとプレートとの関係を示す図。
【図４】外周壁近傍が破損した例を示す図。
【図５】遠心分離機用バケットが変形した例を示す図。
【図６】遠心分離機用バケットが変形し、プレートの中央部分が破損した例を示す図。
【図７】本発明の遠心分離機用バケットをスイングロータに取り付けた構成を示す図。
【図８】本発明の遠心分離機用バケットをスイングロータに取り付けた構成を示す別の図。
【図９】本発明の遠心分離機用バケットの構造を示す図。
【図１０】遠心分離機用バケットの試料領域と外周壁領域を示す図。
【図１１】試料穴が深いタイプのプレートを設置した場合の本発明の遠心分離機用バケットとプレートとの関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【００１３】
［分析］
図２に示した低速用の遠心分離機用バケットを用いて回転速度を高くした場合の破損の例を図４〜６に示す。図４は外周壁近傍が破損した例を示す図であり、図５は遠心分離機用バケットが変形した例であり、図６は遠心分離機用バケットが変形し、プレートの中央部分が破損した例である。図４（Ａ）は図２（Ａ）のＪ−Ｊの位置での断面、図４（Ｂ）は図２（Ａ）のＨ−Ｈの位置での断面である。
【００１４】
まず、図４の結果について検討する。プレート２３０の外周壁２３２のみが遠心分離機用バケット９２０の底板９２３上に接触し、試料穴２３１の底面２３３とプレートの底板９２３との間には隙間９４０が存在する（図２，３参照）。よって、外周壁２３２で試料穴２３１または注入された試料に加わる遠心力は、外周壁２３２のみで支持されることになる。したがって、試料穴２３１自体を支える必要がある。また、図５、６には遠心力によって変形した底板９２３’が示されている。また、図６には底板が変形したことに起因してプレートが中央部分１９１で破損した例が示されている。これらの変形、破損には、遠心分離機用バケットの補強が必要である。
【００１５】
試料穴１３１，２３１自体を支えるためには、試料穴の底面１３３，２３３全体に接触するような部材で支えることが望ましい。しかし、底面１３３，２３３全体に接触させるような構成を板で形成すれば、上述の変形の問題を解決できない。また、底面１３３，２３３全体に接触させるような構成をブロック（厚みのある部材）で構成すれば重くなり、遠心力の影響を受けるので遠心分離機用バケット全体を補強しなければならなくなってしまう。
【００１６】
そこで、外周壁近傍が破損した原因について再考してみる。遠心力を受けるのは試料穴２３１または注入された試料と考えられるが、破損しているのは外周壁２３２の上部側（破損している部分２９０）である。したがって、遠心力の加わっている部分と破損している部分までの距離に比例したモーメントも影響していると思われる。したがって、一部の試料穴を支持することで、プレート２３０の一部に過大なモーメントが加わらないようにできれば、許容回転数を上げることができると考えられる。
【実施例１】
【００１７】
図７，８に本発明の遠心分離機用バケットをスイングロータに取り付けた構成を示す。図７，８には２つの遠心分離機用バケット１２０が取り付けられた例が示されており、図７には右側の遠心分離機用バケット１２０に深さの浅いプレート１３０が配置された例、図８には右側の遠心分離機用バケットに深さの深いプレート２３０が配置された例が示されている。図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。スイングロータ１１０は、図２のスイングロータと同じである。また、プレート１３０，２３０も図１，３などに示した従来のプレートと同じである。
【００１８】
図９は、本発明の遠心分離機用バケットの構造を示す図である。図９（Ａ）は平面図、図９（Ｂ）は側面図、図９（Ｃ）は図９（Ａ）のＣ−Ｃ断面図、図９（Ｄ）は図９（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。図１０は遠心分離機用バケットの試料領域と外周壁領域を示す図である。図１０（Ａ）は試料領域を示す平面図、図１０（Ｂ）は外周壁領域を示す平面図である。遠心分離機用バケット１２０は、金属板の折り曲げ加工により形成され、プレート保持手段１２９と取付手段１２８とを備える。プレート保持手段１２９は、試料を入れるための複数の試料穴１３１，２３１と、外周部分に試料穴の底面１３３，２３３よりも所定長ｄだけ低い位置まで延びた外周壁１３２，２３２を有するプレート１３０，２３０を保持する。
【００１９】
取付手段１２８は、遠心分離機のスイングロータ１１０に、遠心力に応じた角度に回転できるように取り付ける。具体的には、取付手段１２８は、遠心分離機用バケットの側面板に形成された挿入穴１２１と補強板１２２を備えればよい。そして、スイングロータ１１０のトラニオンピン１１４を挿入穴１２１に挿入することで、遠心力に応じて角度を変えることができるように取り付けることができる。したがって、プレート１３０（プレート１３０に注入された試料）は、試料穴１３１，２３１の底面１３３，２３３の方向に遠心力と重力を合成した力を受ける。補強板１２２は少なくとも挿入穴１２１の上部側の外周に沿って接着されている。例えば、スポット溶接などで接着すればよい。補強板１２２は、遠心力で挿入穴１２１の上部側が磨耗することを防ぐ役割を果たす。
【００２０】
プレート保持手段１２９は、プレートの試料穴１３１，２３１の底面１３３，２３３に対向する試料領域１２６（図１０（Ａ）の網掛け部分）と外周壁１３２，２３２と対向する外周壁領域１２７（図１０（Ｂ）の網掛け部分）を有する底板１２３を有する。底板１２３には、底板１２３の湾曲を防止する凸部１２５が試料領域１２６の一部のみに形成されている。また、凸部１２５は、試料穴１３１，２３１の底面１３３，２３３の方向に所定長ｄ以上の高さとなるようにｈの高さに押し出されている。
【００２１】
図１１は、試料穴が深いタイプのプレートを設置した場合の本発明の遠心分離機用バケットとプレートとの関係を示す図である。図１１（Ａ）はプレートを設置したときの図９（Ａ）のＣ−Ｃの位置での断面、図１１（Ｂ）はプレートを設置したときの図９（Ａ）のＤ−Ｄの位置での断面である。凸部１２５の高さｈは所定長ｄ以上であり、外周壁領域１２７には凸部１２５はないので、いくつかの試料穴２３１は、底面２３３が凸部１２５と接触している。つまり、底面２３３が凸部１２５と接触している位置では、プレート２３０は凸部１２５で支えられている。また、凸部１２５に支えられてない試料穴２３１に加わる遠心力は、近傍の凸部１２５で支えることになるが、いくつかの凸部が存在するので、力を分散できる。また、力点と支点の距離を短くできるのでモーメントも小さくできる。また、凸部１２５の高さｈが所定長ｄよりも長いときには外周壁２３２は浮くことになる（底板１２３に接触しなくなる）ので、近傍の凸部１２５で外周壁２３２も支えることになる。しかし、外周壁２３２の重さのみ（外周壁なので試料はない）を支えればよく、力点と支点の距離も短いのでモーメントも小さい。さらに、凸部１２５は底板１２３の試料領域１２６の一部にのみ形成すればよいので、底板１２３が変形しにくくなるような配置で形成すればよい。なお、平板に凹凸をつけることで補強する方法はよく知られた方法なので、どのような位置に凸部を形成するかは、従来の設計方法に従えばよい。また、外周壁領域１２７は、もともと遠心分離機用バケットの側面に近いため湾曲しにくいので、凸部１２５を形成しなくても遠心分離機用バケットを十分に補強できる。したがって、従来の低速回転の遠心分離機用バケットよりも、許容回転速度を高くできる。
【００２２】
［実験］
確認のため、挿入穴１２１間の長さ１３７ｍｍ、幅９２ｍｍ、高さ４７ｍｍの遠心分離機用バケットを厚さ２ｍｍのステンレス板で折り曲げ加工により、図２に示した遠心分離機用バケットと図９に示した遠心分離機用バケットを製作し、実験した。図２に示した遠心分離機用バケットでは、１０００Ｇ（重力加速度の１０００倍）程度で遠心分離機用バケットの変形またはプレートの破損が生じた。しかし、図９に示した遠心分離機用バケットでは、１８００Ｇ（重力加速度の１８００倍）程度でも変形や破損が生じないことを確認した。
【符号の説明】
【００２３】
１１０  スイングロータ                １１１  バケット保持部
１１２  連結部                        １１３  回転軸
１１４  トラニオンピン                １２０，９２０  遠心分離機用バケット
１２１  挿入穴                        １２２  補強板
１２３，９２３  底板                  １２５  凸部
１２６  試料領域                      １２７  外周壁領域
１２８  取付手段                      １２９  プレート保持手段
１３０，２３０  プレート              １３１，２３１  試料穴
１３２，２３２  外周壁                １３３，２３３  底面
【図１】
0005812855.tif 000002
【図２】
0005812855.tif 000003
【図３】
0005812855.tif 000004
【図４】
0005812855.tif 000005
【図５】
0005812855.tif 000006
【図６】
0005812855.tif 000007
【図７】
0005812855.tif 000008
【図８】
0005812855.tif 000009
【図９】
0005812855.tif 000010
【図１０】
0005812855.tif 000011
【図１１】
0005812855.tif 000012