(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部中央にカップリング嵌合穴を有し、嵌合穴の底から下方に突出するロータ側ピンを有するロータと、動力を発生する動力発生部と、前記ロータと前記動力発生部を結合する回転軸と、前記ロータと前記動力発生部を回転支承するための軸受けと、前記回転軸の上部に設けられて前記ロータのカップリング嵌合穴に嵌合し、少なくとも２本の回転軸側ピンを有するカップリング部とを備え、複数個有する前記ロータを選択的に使用し、前記回転軸側ピンをロータ側ピンにかみ合わせて前記動力発生部の回転トルクをロータに伝達する遠心機であって、
前記ロータ側ピンの直径を小さくし、ロータ側ピンの間隔を回転軸側ピンの外径より大きくすると共にロータ側ピンの個数を多く設けられるようにすることを特徴とした遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医学、薬学、農学などで使われる遠心機のように、複数用意されたロータから目的にあったロータを選択、交換して使用できる機器のトルク伝達部に関するもので１１ある。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心機は、駆動装置の一部である動力発生部（一般的には電気モータ）で得られる回転トルクを回転軸を介してロータ（回転体）に伝達し、ロータを回転させる。この種の遠心機に用いられるロータには試料を挿入する試験管穴の角度が一定のアングルロータや、試験管を装着する容器（バケットと称す）が回転と共に揺動するスイングロータ、試験管を水平にした状態でロータに装着するホリゾンタルロータなど、処理するサンプルの性質や量等によって使い分けできるよう、いくつかの種類が用意されている。また、遠心破壊を避けるため許容回転速度が高いロータは外観、形状が小さく、低いロータは外観、形状が大きいのが一般的で、特に前記したスイングロータは強度の制限から高速に回転させることが難しく、一度に多数の試料（例えば病院で採血された真空採血管など）を遠心できるといった処理能力で特徴を持たせてある。
【０００３】
一方、使用者が自分の試料に合ったロータを選択して遠心機の回転軸に取り付ける場合、ロータと回転軸をネジやボルトで固定することなく、装着して回転させることができれば、その分手間が省け、便利である。しかし、そのままではロータと回転軸の間で滑りが生じ、動力発生部の回転トルクが正しく伝達されなかったり、ロータと回転軸の嵌合部にかじりが生じたりするため、一般的にロータと回転軸を固定せずに使用できる遠心機では図２に示すように回転軸のカップリング部にピンを設け、ロータ側の嵌合穴側部にもピンを設けてピンとピンとをかみ合わせて（当接させて）トルクを伝えたり、ロータに設けた溝と軸側に設けた横ピンを嵌合させてトルクを伝えたりしている。
【０００４】
中でもピンとピンをかみ合わせる方式は、ピン先端を図２に示すように円錐形状にすることで、万一ピンとピンとが重なって装着されてもテーパ面で滑り、ロータが最終位置に着座するため、この種の遠心機に広く用いられている。ただし、ロータを加速させるときと減速させるときとでトルクが逆に加わるため、図６に矢印で示すように、ピン間の隙間で周方向に相対滑りを起こし、ロータと回転軸の嵌合部の接触面がかじり付く場合がある。
【０００５】
また、図７に示すよう、最初から回転軸のカップリング部とロータ側のピン数を増やしておき、周方向の移動量Ｗ４を小さくしている遠心機もある。しかし、相対滑りによるかじりの程度は接触面の状態はもちろんのこと、ロータの慣性モーメントの大小、ロータ質量の重、軽もしくはロータが受ける回転中の空気抵抗などによっても異なり一律ではない。したがって、最初は問題なかった場合でも、後から開発したロータがかじり易い場合、移動量Ｗ４を小さくすれば改善されるが、今まではピンの本数、ピッチ円が一律に決まっていたためそれもできず、そのロータのみ、例えば特開２００２−２４８３７９号公報にあるように、ロータとカップリング部をボルト等で固定するといったことが必要となり、使い勝手を悪くする問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４８３７９号公報
【０００７】
【特許文献２】特開平９−１４１１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来の遠心機では、ロータを回転軸に固定せずに使えるようにするために、回転軸のカップリング部およびロータにピンを設け、ピンとピンとのかみ合いでトルクを伝達していたが、前記したようにピン間の隙間による相対滑りで、カップリング部とロータの接触部にかじりを生じるといった状態が発生した場合、このような一部のロータについては使い勝手を犠牲にして、ロータを回転軸にボルト等で固定せねばならないという欠点があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、全てのロータをネジやボルトで固定する必要のない遠心機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、前記カップリング嵌合部のピンの隣り合うピンの外表面間の距離を、前記カップリング部のピンの外径と同等でかつ該ピン外径より大きくしたことにより達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の遠心機は、一部のロータで回転軸のカップリング部とロータの接触部がかじりやすいといった状態が生じても、ロータ側のピンを工夫することで、回転軸とロータの周方向の移動量を調整することが可能となり、かじりを防止できるため、ロータをネジやボルトで固定する必要のない遠心機およびロータを提供とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明遠心機の一実施形態を図１〜図５を用いて、従来例を図６、７を用いて説明する。
図１は本発明の形態による遠心機の一部構成を示しており、駆動装置１には誘導モータ２が組み込んであり、この誘導モータ２の回転子３上端に回転軸４が結合され、さらに回転軸４の先端にカップリング５が設けてある。このカップリング５にはピン６が設けてあり、同じくロータに設けたピン７とかみ合うことでモータ２で発生するトルクをロータに伝達する。また、回転子３は軸受８、８’で両端を支持されており、スラスト荷重を軸受８’で受ける構造となっている。また、ロータ９はカップリング５と嵌合するよう作られており、ロータ９のスラスト、ラジアル荷重をテーパ部１２で受けて回転軸４で駆動される。
【００１３】
図２は本発明になるカップリングとロータにそれぞれ設けられたピンの状態を示す立体図で、ロータ側のピンがカップリング側に比べて多く設けてある。
図３、４、５は図１の断面Ａ−Ａを示した図で、本発明になるピンの配置等を説明する図である。
【００１４】
図６、７は従来技術を説明する図であり、カップリングのピンとロータのピンは同数となっている。また、ピン数の少ないほど製造にかかるコストが少なくて済むこともあり、かじりの問題が生じない場合は図６に示すように同一径φｄ４のピンを各２本、１８０°間隔で設けてある。
【００１５】
今、ロータ９の加速、減速で、ロータ９とカップリング５の間に逆のトルクが加わり、カップリング５に固定されていないロータ９は図６に示すようにピン１７とピン１８の隙間分、周方向に滑り、ピン１８が周方向に移動するとした場合、ピン１８は実線と二点鎖線の間を滑ることになり、場合によっては接触部であるテーパ部１２にかじりを生じ、傷を付けたり、最悪は凝着し、ロータ９が取り外しできないという事態が発生する。
【００１６】
そこで、図２および図３に示すようにロータ９のピン１４の本数を増やすことにより、移動代をＷ1に低減でき、かじりにくくすることが可能となる。それでも、かじりを防止できない場合はさらにピン数を増やしたいところではあるが、ロータ側のピン間隔がカップリング５のピン１３の外径φｄ1より小さくできないため、増やせない場合がある。
【００１７】
このような場合は、図４に示すようにロータ９のピン１５の外径φｄ３を細くすることで、ロータ側のピン間隔を広くすることができることから、ピン数を増やすことが可能となり、移動代をより狭く、Ｗ２に低減できる。また、図５に示すようにカップリング５のピン１３’の第１のピッチ円２１に対してロータ９側のピン１６の第２のピッチ円２２を小さくすれば、移動代をさらにＷ３に低減できる。また、第２のピッチ円２２を第１のピッチ円２１より大きくしても同様な効果が得られる。
【００１８】
以上述べたように、ロータ側のピンの数だけでなく、ピンの径、ピンのピッチ円直径を変えることで、従来できなかった移動量の調整が可能となり、この種の遠心機のロータのかじりを防止することができるようになる。
【００１９】
なお、本発明は既に遠心機が発売され、ユーザに使われている場合で、新たな市場ニーズで開発したロータがかじりやすいと言う問題が発生した場合、遠心機側のカップリングを交換することなく、新たなロータのピンを上記したように配することで対策できるため、より有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明遠心機の一実施形態で一部構成を示す正面断面図。
【図２】本発明遠心機のカップリングとロータにそれぞれ設けられたピンの状態を示す立体図。
【図３】本発明遠心機の第１の実施例を実施した図１の断面Ａ−Ａを示した、ピンの配置等を説明する図。
【図４】本発明遠心機の第２の実施例を実施した図１の断面Ａ−Ａを示した、ピンの配置等を説明する図。
【図５】本発明遠心機の第３の実施例を実施した図１の断面Ａ−Ａを示した、ピンの配置等を説明する図。
【図６】図１の断面Ａ−Ａ図で、従来の遠心機のカップリングピンとロータピンの一例を示す図。
【図７】図１の断面Ａ−Ａ図で、従来の遠心機のカップリングピンとロータピンの他の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１は駆動装置、２は誘導モータ、３は回転子、４は回転軸、５はカップリング、６はピン、７はピン、８、８’は軸受、９はロータ、１０はダンパ、１１は試料、１２はテーパ部、１３、１３’、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０はピン、２１は第１のピッチ円、２２は第２のピッチ円である。
【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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【図７】
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