(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、遠心機用スイングロータのスイング不良を低減し、更にバケットの寿命向上を図ることである。【解決手段】  ロータピン２の外径面にバケット５を点もしくは線接触させるとともに、バケット５とロータピン２との接触部近傍に応力が集中しないような構造とするために、バケット５に係合部環状溝３を設け、かつ環状溝にアール部９を設ける構造にする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置によって回転される駆動軸と、該回転軸に装着されるロータボディと、該ロータボディに形成されたバケット収納部と該バケット収納部に配置された円柱状のピン部と、該ピン部とピン係合部を介してし揺動可能に配される複数のバケットを有するスイングロータを備えた遠心機において、前記ピン係合部に環状溝を設け、前記ピン部端面と、ピン係合部端面との隙間よりも、係合部環状溝の幅の方が大きくなるよう構成されていることを特徴とするスイングロータを備えた遠心機。
【請求項２】
前記係合部環状溝に環状溝アール部を設け、該環状溝アール部の曲率半径を前記係合部環状溝の１／２に設けることを特徴とする請求項１記載の遠心機。
【請求項３】
駆動装置によって回転される駆動軸と、該回転軸に装着されるロータボディと、該ロータボディに形成されたバケット収納部と該バケット収納部に配置された円柱状のピン部と、該ピン部とピン係合部を介してし揺動可能に配される複数のバケットを備えたスイングロータにおいて、前記ピン係合部に環状溝を設け、前記ピン部端面と、ピン係合部端面との隙間よりも、係合部環状溝の幅の方が大きくなるよう構成されていることを特徴とするスイングロータ。
【請求項４】
前記係合部環状溝に環状溝アール部を設け、該環状溝アール部の曲率半径を前記係合部環状溝の１／２に設けることを特徴とする請求項１記載のスイングロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心機および遠心機用ロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心機用スイングロータを図５、図６、を用いて説明する。遠心機用スイングロータには種々のものがあるが、一般的にはロータボディの外周部に設けられている１対のロータアーム部１で形成されるバケット収納部１２の対向する側面にスイングの支点となる円筒状のロータピン２が配置されている。さらに試料を入れるバケット５の両側面にはロータピン２に係合するようにピン係合部７を形成し、ロータピン２と係合してスイングする。ロータピン２はロータアーム部１と一体化もしくは円筒状の別部材をロータアーム部１に設けた貫通穴に取り付ける場合がある。どちらの場合も、ロータが回転すると遠心力がバケット５に作用してバケット回転中心６を中心にして、水平方向に９０°にスイングできる構造となっている。また、バケットの上面に密閉用のキャップを設ける場合もある。
【０００３】
従来は、このロータピン２とバケット５のピン係合部７の接触部は、バケット５や試料１４の遠心力の荷重に耐えるように接触面積を増やすように相似形状で形成されている。そのため接触部分が多く、繰り返しのスイングによる磨耗でロータピン２とピン係合部７の接触部が傷つくため、接触抵抗が増加しスイング不良を起こしやすくなり、最悪の場合はロータの回転が停止してもバケットが水平状態から戻らないことがある。また、スイングによる磨耗で生じた傷により、バケット５の接触境界８にある傷が切欠きとなりき裂が発生し、き裂先端近傍に接触応力特異点が生じるためバケット５の短寿命の要因となっていた。
【０００４】
例えば、特許公開２００２−１１３３８８に記載されているように、ロータピンの先端が外径方向にテーパ形状に広がり遠心中はロータピンとバケット凹部が線接触し、停止中は点もしくは線接触となり接触面が傷つき難くスイング不良が起きにくい手段を設けることが提案されている。遠心中はバケットとピン間が線接触となることについては記載されているが、バケットとロータピン間が常に点接触となるような構成については何も記載されていない。
【０００５】
また、実開平６−３９１４０に記載されているように、係合ピンとバケットを線接触させて接触部分を大きくする構造が提案されており、また、実開平６−３９１４１に記載されているように、バケットの係合部の反対面に補強部材を設けることが提案されているが、バケットの係合部にロータピンの円周外周方向に環状の溝を設けたことについては何も記載されていない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１１３３８８号公報
【０００７】
【特許文献２】実開平６−３９１４０号公報
【特許文献３】実開平６−３９１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来のスイングロータでは、繰返し使用するうちにロータピンとバケットの係合面で固着する現象が発生することがある。この現象は、ロータボディやバケットが遠心力によって変形し、その際、係合部の接触部で磨耗粉やバケットの回動方向の擦り傷等が発生し、揺動し難くなることに起因する。この場合、対称位置にあるバケットの揺動状態が不揃いとなりアンバランス運転となって回転振動が大きくなったり、回転停止時にバケットが傾いたまま停止して試料がこぼれてしまい、最悪の場合、ロータや遠心機の損傷に繋がり使用者の財産を損ねる可能性があった。また、遠心中にバケットとロータピンの接触境界の部分にバケットの変形によるロータピン中心軸方向に引張り荷重が働き、上記した擦り傷が切欠き効果となり、応力集中を起こし、バケットの寿命が低下する欠点があった。本発明の目的は、前述の遠心分離機用スイングロータの問題を解消し、バケットの揺動動作が常にスムーズに回動できる構造を提供し、さらにバケットの寿命を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
駆動装置によって回転される駆動軸と、該回転軸に装着されるロータボディと、該ロータボディに形成されたバケット収納部と該バケット収納部に配置された円柱状のピン部と、該ピン部とピン係合部を介してし揺動可能に配される複数のバケットを有するスイングロータを備えた遠心機において、前記ピン係合部に環状溝を設け、前記ピン部端面と、ピン係合部端面との隙間よりも、係合部環状溝の幅の方が大きくなるよう構成することによって達成される。
【００１０】
さらに、前記係合部環状溝に環状溝アール部を設け、該環状溝アール部の曲率半径を前記係合部環状溝の１／２に設けることによって達成される。
また、駆動装置によって回転される駆動軸と、該回転軸に装着されるロータボディと、該ロータボディに形成されたバケット収納部と該バケット収納部に配置された円柱状のピン部と、該ピン部とピン係合部を介してし揺動可能に配される複数のバケットを備えたスイングロータにおいて、前記ピン係合部に環状溝を設け、前記ピン部端面と、ピン係合部端面との隙間よりも、係合部環状溝の幅の方が大きくなるよう構成されることによって達成される。
【００１１】
さらに、前記係合部環状溝に環状溝アール部を設け、該環状溝アール部の曲率半径を前記係合部環状溝の１／２に設けることによって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、遠心機用スイングロータのスイング性を向上し、更にバケットの長寿命化が図れ、安全性が高いバケット取付け構造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】
本発明遠心機用スイングロータの一実施形態を図１、図２、図３、図４および図７を用いて説明する。
図１は遠心機２０に本発明の遠心機用スイングロータ１０と、この遠心機用スイングロータ１に揺動可能に支持されたバケットの装着状態を示す断面図である。点線で描かれたバケット５はロータ１０が停止中の状態を表し、実線で描かれているのが、ロータ１０が回転中の状態を表している。
【００１４】
遠心機用スイングロータ１０は、遠心機２０の回転室２２に突出するよう配置された駆動装置２３によって回転駆動されるよう配置され、回転室２２の上部には、遠心機２０からロータ１０、バケット５または、試料１４の入った試料容器１３を取出すためのドア２５が開閉可能の配置されている。図３は、ロータピン２にバケット５を取り付けた状態を示す断面図であり、１はロータアーム部、２はロータピン、３は係合部環状溝、５はバケット、６はバケット回転中心、８は接触境界、９は環状溝アール部である。なお、本実施例ではロータピン２とロータボディ１１が別部品で構成されているが、ロータピン２とロータボディ１１は一体に設けられていてもよい。
【００１５】
駆動装置２３の回転軸２４を介して遠心機用スイングロータが回転することにより、ロータのバケット収納部１２に揺動可能に配される複数のバケット５が遠心力によりバケット回転中心６を中心に水平方向に９０°スイングする構造となっている。図２はロータピン２付近の拡大断面図である。図５は、図３のＡ−Ａ断面図でバケット５とロータピン２の接触部を示し、２はロータピン、７はピン係合部である。
【００１６】
本実施形態で最も重要な点は、隙間を有するよう形成された係合部環状溝３の溝幅Ｌ２がバケット５とロータピンの端面の距離Ｌ１より大きく（Ｌ２＞Ｌ１）となるように構成されている点と、ロータピン２にバケット５セットした状態での、バケット回転中心６（ロータピン２の中心軸）ロータピン２の外形面までの距離Ｌ３（ロータピン２の半径）よりもバケット回転中心６と係合部環状溝３の頂点までの距離Ｌ４が大きく（Ｌ４＞Ｌ３）なるよう設けらている点である。
【００１７】
係合部環状溝３が形成される理由は２つある。１つは、ロータピン２とバケット５の接触位置４の線接触部を極力小さくするか、もしくは点接触にするためで、線接触部を極力小さくするか、もしくは点接触にすることによりロータピン２とバケット５の係合部での磨耗粉や擦り傷の範囲が減少することにより、摩擦抵抗を低減することができバケットの揺動が容易となり、バケット５とロータピンの固着する現象が大幅に改善されるためである。
【００１８】
ただし、接触部分が減少するため、遠心中のバケット５とロータピン２の接触部分の圧力が従来の構造のものと比較して大きくなるが、接触位置４部分に生じる応力は圧縮応力が支配的でありバケットの寿命に及ぼす影響は殆ど無い。実際に図３に記載した本発明の実施形態と従来形態の図３、図４と寿命比較した結果、本発明の実施形態は従来形態と同等以上の寿命を示した。
【００１９】
もう１つの理由は、限られた空間でより大きなアール部を設けるためである。環状溝アール部９には、バケット５自身とその中に装填される試料１４および試料容器１３の遠心力による荷重が作用するため応力が集中してしまう。そのため、環状溝アール部９は大きければ大きいほど応力を緩和できる。本実施例では、環状溝アール部９の曲率半径は係合部環状溝３の溝幅Ｌ２の１／２（Ｌ２／２）となっている。なお、応力的に余裕がある場合は、曲率半径を係合部環状溝３の溝幅Ｌ２の１／２以下に設けても良いことは言うまでもない。
【００２０】
また、本発明の形態にすることにより、接触境界８部分にはバケット５の変形によるバケット回転中心６方向引張り荷重が働かないので、バケット５とロータピン２の摺動部に生じたバケットの回動方向の擦り傷による応力集中が生じないため、バケット５の寿命が向上する。
【００２１】
以上のことから、従来のスイングロータで問題であった係合部の接触部の磨耗粉や擦り傷等による揺動の悪化による回転振動の増大や、バケット５とロータピン２の接触位置４に作用していた応力集中によるバケットの強度低下が、バケット５に係合部環状溝３を設け、かつ環状溝にアール部９を設ける構造にすれば、これら問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の遠心機用スイングロータを遠心機に採用した状態を示す一実施形態の部分断面図。
【図２】本発明の遠心機用スイングロータの一実施形態の平面部。
【図３】本発明遠心機用バケット取付け構造の一実施形態を示す部分拡大断面図。
【図４】本発明遠心機用バケット取付け構造の一実施形態を示す図３の部分拡大断面図。
【図５】従来の遠心機用バケット取付け構造の一例を示す要部拡大断面図。
【図６】従来の遠心機用バケット取付け構造の一例を示す要部拡大断面図。
【図７】本発明遠心機用バケット取付け構造のＡ−Ａ実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１はロータアーム部、２はロータピン、３は係合部環状溝、４は接触位置、５はバケット、６はバケット回転中心、７はピン係合部、８は接触境界、９は環状溝アール部、１０は遠心機用スイングロータ、１１はロータボディ、１２はバケット収納部、１３は試料容器、１４は試料、２０は遠心機、２２は回転室、２３は駆動装置、２４は回転軸、２５はドアである。
【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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