(57)【要約】本発明は遠心分離作業の前毎にロータレバーに搭載された試料の不平衡を感知し、その感知結果に従ってロータレバーを水平移動させて自動平衡を維持することによってロータの不平衡による試料の破損を防止し、装置の寿命を延ばすことができるようにした自動平衡型遠心分離装置に関するものである。
2004519327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に試料が搭載される１つ以上のロータレバー；
前記ロータレバーを水平移動可能に支持するロータ；
前記ロータ内部に搭載され前記ロータレバーを前記ロータの回転中心線上で水平移動させるレバー移動手段；
前記ロータレバーに設けられ前記ロータレバーの両端にかかる荷重を感知する荷重感知手段；
前記ロータを回転させる遠心分離モータ；
前記荷重感知手段と前記レバー移動手段を前記ロータの外部電気回路と連結または遮断させる電気接続手段；及び
前記電気接続手段を制御して前記外部電気回路と前記荷重感知手段及び前記レバー移動手段を電気的に連結させ、前記荷重感知手段から提供された感知信号により前記ロータレバー両端にかかる荷重を算出し、前記算出結果に基づき前記ロータレバー両端の遠心力が平衡を保つように前記レバー移動手段を制御する制御手段を含んでなる自動平衡型遠心分離装置。
【請求項２】
前記荷重感知手段はストレインゲージを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の自動平衡型遠心分離装置。
【請求項３】
前記荷重感知手段は圧力センサを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の自動平衡型遠心分離装置。
【請求項４】
前記レバー移動手段は、
レバー移動モータ；
前記レバー移動モータに軸結合されたウォーム；
前記ウォームに噛合されたウォームホイール；
前記ウォームホイールと同軸結合されたピニオン；及び
前記ロータレバーに長手方向に形成され前記ピニオンと噛合されたラックを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の自動平衡型遠心分離装置。
【請求項５】
前記ロータレバーが２つである場合に、前記夫々のロータレバーの回転平面が同一平面になるように相対する部位に前記ロータレバーの幅より大きい交差凹溝部が夫々形成され、
前記レバー移動手段は夫々前記ロータの上部ハウジングと下部ハウジングに設けられることを特徴とする請求項４に記載の自動平衡型遠心分離装置。
【請求項６】
前記電気接続手段は前記荷重感知手段と前記レバー移動手段に電気的に連結されたまま前記ロータの回転軸に露出された配線層；
外力の印加時にのみ前記配線層と接触される配線接点板；及び
前記配線接点板に外力を印加または除去するソレノイドを含んでなることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の自動平衡型遠心分離装置
【請求項７】
前記ロータレバー両端の荷重差が予め決められた値を超過する場合にこれを警報する表示手段をさらに備え、
前記制御手段は前記荷重算出の結果、前記荷重差が前記予め決められた値を超過する場合に前記表示手段を駆動させることを特徴とする請求項６に記載の自動平衡型遠心分離装置。
【請求項８】
両端に試料が搭載される１つ以上のロータレバー；
前記ロータレバーが固定されるロータ；
前記ロータレバーの中心部に移動可能に設けられる平衡重量片；
前記ロータ内部に搭載されて前記平衡重量片を前記ロータの回転中心線上で水平移動させる重量片移動手段；
前記ロータレバーに設けられ前記ロータレバーの両端にかかる荷重を感知する荷重感知手段；
前記ロータを回転させる遠心分離モータ；
前記荷重感知手段と前記重量片移動手段を前記ロータの外部電気回路と連結または遮断させる電気接続手段；及び
前記電気接続手段を制御し前記外部電気回路と前記荷重感知手段及び前記重量片移動手段を電気的に連結させ、前記荷重感知手段から提供された感知信号により前記ロータレバー両端にかかる荷重を算出し、前記算出の結果に基づき前記ロータレバー両端の遠心力が平衡を保つように前記重量片移動手段を制御する制御手段を含んでなる自動平衡型遠心分離装置。
【請求項９】
前記重量片移動手段は、
重量片移動モータ；
前記重量片移動モータに軸結合されたウォーム；
前記ウォームに噛合されたウォームホイール；
前記ウォームホイールと同軸結合されたピニオン；及び
前記平衡重量片に長手方向に形成され、前記ピニオンと噛合されたラックを含んでなされることを特徴とする請求項８に記載の自動平衡型遠心分離装置。
【請求項１０】
前記ロータレバー両端の荷重差が予め決められた値を超える場合にこれを警報する表示手段をさらに備え、
前記制御手段は前記荷重算出の結果、前記荷重差が前記予め決められた値を超える場合に前記表示手段を駆動させることを特徴とする請求項８又は９に記載の自動平衡型遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は自動平衡型遠心分離装置に関するものであり、特に、遠心分離作業の前毎にロータレバーに搭載された試料の荷重の不平衡を感知し、その感知結果に従ってロータレバー自体または平衡重量片を水平移動させることにより、自動平衡を維持する自動平衡型遠心分離装置に関するものである。
【０００２】
（背景技術）
遠心分離装置は試料を入れたロータを高速回転させて試料に高い遠心加速度を与えることにより高密度の試料が半径方向の外層に位置取り、低密度の試料は半径方向の内層に位置取るようにして、その構成成分を分離させる装置である。
【０００３】
図１は従来の自動平衡型遠心分離装置を概略的に示した断面図である。図１に示したように、従来の自動平衡型遠心分離装置は、外部ケース１内にベース２が設けられ、駆動モータ３が装着されたブラケット４とベース２の間にはスプリング５が設けられていることにより駆動モータ３及びロータ等の回転部を支持する。さらに、スプリング５の外周にはゴム管６が圧入されており、このようなスプリング５とゴム管６によりスプリング作用と減殺作用が与えられる。
【０００４】
一方、ブラケット４に軸受けによって回転自在に支持された回転軸７の上部にはロータ８が装着されるが、回転軸７の下端がモータ軸と連結されているため、駆動モータ３の回転力がロータ８に伝達される。ロータ８には試料を入れる為のバケット（ｂｕｃｋｅｔ）９がピン１０により回動自在に装着される。ロータ８の上部には回転軸７から延びた雄ネジ１１に円筒形のバランサ体２０が固定され、このようなバランサ体２０内にボール２１が収納されている。図面における未説明符号１２はチャンバを、１３はチャンバドアを、１５はアンバランス質量を示す。
【０００５】
前述の構成を有する従来の自動平衡型遠心分離装置では、バランサ体２０を構成する円筒の半径とボール２１の半径比率、円筒の中心から回転中心までの距離及び円筒内の凹溝の半幅との関係を適切に設定してバケット９に入れられる試料の荷重差異による不平衡を正しているが、より詳細な事項は日本国特開平１１−２６２６８３号（公開日：１９９９．９．２８）に記載されているので説明は略す。
【０００６】
（発明の開示）
（発明が解決しようとする技術的課題）
しかし、前述した従来の自動平衡型遠心分離装置によれば、所定範囲内にある試料の荷重差異から発生する遠心力の不平衡は自ら正すことができるが、このような範囲を超える試料を遠心分離させる場合には、試料と遠心分離装置を保護することのできる安全装置がないという問題点がある。さらに言えば、ユーザが遠心分離機を使用する際、装置に無理がないかどうかを事前に決定して使用しなくてはならないが、これを怠った場合には回転軸に過度な振動が発生し、試料が破損されることもあり得、ひどい場合にはモータを含めた駆動部とベアリングが破損することによって、遠心分離装置の寿命を縮めるという問題点がある。
【０００７】
本発明は前述の問題点を解決する為に案出されたものであって、遠心分離作業の前毎にロータレバーに搭載された試料の不平衡を感知し、その感知結果に従ってロータレバー自体または平衡重量片を水平移動させて自動平衡を維持することによって、ロータの不平衡による試料の破損を防ぎ、装置の寿命を延ばすことができるようにした自動平衡型遠心分離装置を提供することをその目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、不平衡がひどく、自動平衡を維持することができない場合に、これをユーザが知ることができるように表示することで、試料の破損を防ぎ、装置の寿命を延ばすことができるようにした自動平衡型遠心分離装置を提供することにある。
【０００９】
（その解決方法）
前述の目的を達成する為の本発明の一特徴による自動平衡型遠心分離装置は、両端に試料が係止する１つ以上のロータレバー；前記ロータレバーを水平移動可能に支持するロータ；前記ロータ内部に搭載されて前記ロータレバーを前記ロータの回転中心線上で水平移動させるレバー移動手段；前記ロータレバーの両端にかかる荷重を感知する荷重感知手段；前記ロータを回転させる遠心分離モータ；前記荷重感知手段と前記レバー移動手段を前記ロータの外部電気回路と連結又は遮断させる電気接続手段；及び前記電気接続手段を制御し前記外部電気回路と前記荷重感知手段及び前記レバー移動手段を電気的に連結させ、前記荷重感知手段から提供された感知信号により前記ロータレバー両端にかかる荷重を算出し、前記算出結果に基づき前記ロータレバー両端の遠心力が平衡を保つように前記レバー移動手段を制御する制御手段を含んでなる。
【００１０】
前述の構成において、前記荷重感知手段はストレインゲージを含んでなされたり、圧力センサを含んでなされたりすることが可能である。また、前記レバー移動手段はレバー移動モータ；前記レバー移動モータに軸結合されたウォーム；前記ウォームに噛合されたウォームホイール；前記ウォームホイールと同軸結合されたピニオン；及び前記ロータレバーに長手方向に形成され前記ピニオンと噛合されたラックを含んで構成されることが可能である。
【００１１】
一方、前記ロータレバーが２つの場合に、前記夫々のロータレバーの回転平面が同一平面になるように相対する部位に前記ロータレバ―の幅よりも大きい交差凹溝部が夫々形成され、前記レバー移動手段は夫々前記ロータの上部ハウジングと下部ハウジングに設置することができる。
【００１２】
前記電気接続手段は、前記荷重感知手段と前記レバー移動手段に電気的に連結されたままで前記ロータの回転軸に露出された配線層；外力の印加時にのみ前記配線層と接触する配線接点板；及び前記配線接点板に外力を印加又は除去するソレノイドを含んでなることが可能である。
【００１３】
さらに、前記装置は前記ロータレバー両端の荷重差が予め決められた値を超える場合にこれを警報する表示手段をさらに備え、前記制御手段は前記荷重算出の結果、前記荷重差が前記の予め決められた値を超える場合に、前記表示手段を駆動させるようにすることによって、克服できないような荷重差を有する状態で遠心分離作業がなされることを防止することができる。
【００１４】
本発明の他の特徴による自動平衡型遠心分離装置は、両端に試料が搭載される１つ以上のロータレバー；前記ロータレバーが固定されるロータ；前記ロータレバーの中心部に水平移動可能に設けられる平衡重量片；前記ロータ内部に搭載されて前記平衡重量片を前記ロータの回転中心線上で水平移動させる重量片移動手段；前記ロータレバーに設けられ前記ロータレバーの両端にかかる荷重を感知する荷重感知手段；前記ロータを回転させる遠心分離モータ；前記荷重感知手段と前記重量片移動手段を前記ロータの外部電気回路と連結又は遮断させる電気接続手段；及び前記電気接続手段を制御して前記外部電気回路と前記荷重感知手段及び前記重量片移動手段を電気的に連結させ、前記荷重感知手段から提供された感知信号により前記ロータレバー両端にかかる荷重を算出し、前記算出結果に基づいて前記ロータレバー両端の遠心力が平衡を保つように前記重量片移動手段を制御する制御手段を含んでなる。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、添付の図面を参照して、本発明の望ましい実施例による自動平衡型遠心分離装置について詳細に説明する。
【００１６】
図２は本発明の一実施例による自動平衡型遠心分離装置の外観を概略的に示した斜視図であって、２つのロータレバーを採用した例を示している。図２に示したとおり、本発明の一実施例による自動平衡型遠心分離装置は、大きくベース１００、ベース１００により支持される遠心分離モータ１２０、遠心分離モータ１２０に軸結合され、ロータレバー２３０、２４０が装着されたロータ２００、ロータ２００内部の電気回路部との連結のための配線接点板１３０及び配線接点板１３０を着脱するソレノイド１４０を含んでなる。
【００１７】
前述の構成で、遠心分離モータ１２０の上板１２４とベース１００の間には、多数の振動吸収部材１１０が設けられているため、結果的に遠心分離モータ１２０は振動吸収部材１１０により懸架されたまま支持されるが、遠心分離作業の際に発生する振動はこのような振動吸収部材１１０により吸収及び減殺される。振動吸収部材１１０は、たとえば、図１で説明した遠心分離装置におけるようにスプリングとスプリングの外周面に嵌められたゴム管でなすことが可能である。
【００１８】
一方、遠心分離モータ１２０のモータ軸１２２とロータ２００の回転軸（図示せず）は例えば、ユニバーサルジョイント（図示せず）等のようなフレキシブルカップリング１５０により結合されている。またロータ回転軸の適所、例えばフレキシブルカップリング１５０の上部の周りには、ロータ２００内部の電気回路部と連結された配線層（図示せず）が露出されたまま配置されているスリップリング１６０が設けられる。このようなスリップリング１６０構造により、ロータ２００内外の電気配線が絡むことなく接触及び分離され得る。スリップリング１６０のベース層は、例えばテフロン、塩化ビニール、セラミック又はシリコンのような耐久性のある絶縁材質で具現され得るが、このようなベース層上に金属配線層が同心円を描き、上下に必要な数だけ配置されている（図３参照）。
【００１９】
一方、ロータ２００は、キャップ形状の上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０内部に２つのロータレバー２３０、２４０が直交するように設けられてなる。このため、例えば下部ハウジング２２０の外周面に相互直交する４つのレバー案内孔２２２、２２４が形成されており、ロータレバー２３０、２４０は、このようなレバー案内孔２２２、２２４に貫通挿入された状態で、平衡維持のために水平に移動される。
【００２０】
図面における未説明符号２３２、２４２は、夫々ロータレバー２３０、２４０の両端に形成され、試料が入ったバケット（図示せず）が係止する係止輪部を示し、２３６と２４６は夫々のロータレバー２３０、２４０両端の最大曲げ応力点に夫々接着されてロータレバー２３０、２４０の両端にかかる荷重の不平衡を感知するストレインゲージを示す。ストレインゲージ２３６、２４６は夫々のロータレバー２３０、２４０の一端に複数個を設けることができる。
【００２１】
こうした構造において、試料バケット（図示せず）の搭載により夫々のロータレバ−２３０、２４０両端にストレインが発生すると、そこに接着されたストレインゲージ２３６、２４６の金属抵抗線の抵抗値が変化する。従って、ストレインゲージ２３６、２４６に電圧を加えるとロータレバー２３０、２４０で発生したストレインに該当するストレインゲージ２３６、２４６の抵抗変化量に比例した変化電圧を得ることができ、これを増幅してロータレバー２３０、２４０の両端にかかる試料の荷重差を感知することができる。
【００２２】
一方、配線接点板１３０はスリップリング１６０に形成された前記配線層に一対一で接触するように構成されるが、ソレノイド１４０先端のプッシュロッド１４２による外力が印加されない場合にはプッシュロッド１４２による外力よりも小さい弾性力を有するスプリング（図示せず）によって配線接点板１３０が前記配線層と非接触（分離）状態になる。この状態から、プッシュロッド１４２による外力が配線接点板１３０に印加されると、配線接点板１３０が前記配線層に接触してロータ２００内部の電気回路部からの感知信号を後述する制御部に伝達し、制御部からの命令をロータ２００内部の電気回路部に伝達する。
【００２３】
図３は図２におけるＡ−Ａ部分を切り取って見たロータの断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ部分を切り取って見たロータの断面図、図５は図３におけるロータレバーの平面図である。図３乃至図５に示したとおり、下部ハウジング２２０のレバー案内孔２２２、２２４を横切って２つのロータレバー２３０、２４０が直交するが、空間を節約するために２つのロータレバー２３０、２４０の交差部位には設置時に相対する交差凹溝部２３４、２４４が夫々形成されている。すなわち、１つのロータレバー２３０は下側に交差凹溝部２３４が形成（以下、区分を容易にするためにこれを“上側ロータレバー”という）されており、他の１つのロータレバー２４０は上側に交差凹溝部２４４が形成（以下これを“下側ロータレバー”という）されている。さらに、上側ロータレバー２３０と下側ロータレバー２４０の水平移動を許容する為に、夫々の交差凹溝部２３４、２４４の長さは夫々のロータレバー２３０、２４０の幅よりも適切に大きくしなくてはならない。上側ロータレバー２３０の上側面には図５に示したようにラック２３８が形成されている。
【００２４】
上側ロータレバー２３０を水平移動させる為のモータ組立体２５０とギアボックス２６０は上部ハウジング２１０内部に設置可能である。まず、モータ組立体２５０はレバー移動モータ２５２と支持ブラケット２５４で成り得るが、具体的にモータ軸２５２ａがロータ２００の回転中心線上で下方に位置するように支持ブラケット２５４により上部ハウジング２１０に固定されている。
【００２５】
ギアボックス２６０はモータ軸２５２ａに連結されたウォーム２６２とウォーム２６２に適切なギア比で噛合されたウォームホイール２６４でなり、さらにウォームホイール２６４と同軸には所定間隔をおいてピニオン２６６が設けられるが、このようなピニオン２６６は上側ロータレバー２３０のラック２３８と噛合される。このようにウォーム２６２とウォームホイール２６４を採用してウォームホイール２６４がウォーム２６２を回せないようにすることによって、ロータ２００の高速回転に伴なう遠心力によってロータレバー２３０が不本意に移動されるのを防ぐことができる。
【００２６】
一方、下側ロータレバー２４０を水平移動させる為のモータ組立体２７０とギアボックス２８０は、下部ハウジング２２０内部に設けられ得る。まず、モータ組立体２７０はレバー移動モータ２７２と支持ブラケット２７４でなすことができるが、具体的にモータ軸２７２ａがロータ２００の回転中心線上で上方に位置するように支持ブラケット２７４により、下部ハウジング２２０に固定されている。
【００２７】
ギアボックス２８０はモータ軸２７２ａに連結されたウォーム２８２とウォーム２８２に適切なギア比で噛合されたウォームホイール２８４でなされ、またウォームホイール２８４と同軸には所定間隔を置いてピニオン２８６が設けられるが、このようなピニオン２８６は下側ロータレバー２４０の下側面に形成されたラック（図示せず）と噛合されることになる。
【００２８】
そして図３乃至図５における未説明符号２５２ｂと２７２ｂはレバー移動モータ２５２、２７２の電源端子を示し、２６１と２８１はギアボックス２８０の支持ブラケットを示し、２６８と２８８は夫々のウォームホイール２６４、２８４とピニオン２６６、２８６を軸支持したまま夫々の支持ブラケット２６１、２８１に回転可能に設けられた軸ピンを示す。参照番号１７０は遠心分離モータ１２０、さらに具体的には遠心分離モータ１２０とフレキシブルカップリング１５０により結合された回転軸をロータ２００に結合する為の結合ピン１７０を示し、１６２はスリップリング１６０に形成された配線層を示す。
【００２９】
図６は本発明の自動平衡型遠心分離装置の電気的なブロック構成図である。図６に示した通り、本発明の自動平衡型遠心分離装置の電気的な構成は、装置に備えられた各種機能を選択及び入力するキー入力部３１０；ストレインゲージ２３６、２４６とその周辺回路素子を含んで成り、ロータレバー２３０、２４０の両端にかかる試料荷重の平衡状態を感知する平衡感知部３１２；遠心分離モータ１２０を駆動してロータ２００を回転させる遠心分離駆動部３１８；レバー移動モータ２５２、２７２を駆動してロータレバー２３０、２４０を水平移動させるレバー移動部３２０、３２２；ソレノイド１４０を駆動して配線接点板１３０を配線層１６２に接触させることにより平衡感知部３１２からの感知信号の提供を受け、レバー移動部３２０、３２２に制御命令を伝達する電気系統を架設する接点着脱部３２４；及び装置の全体的な動作を制御する制御部３００を含んでなされ得る。
【００３０】
前述の構成において、レバー移動モータ２５２、２７２は回転角の精密制御が可能なステッピングモータとして具現され得るし、その他にサーボモータとしても具現され得る。また、制御部３００にはレバー移動モータ２５２、２７２の回転角によるロータレバー２３０、２４０の移動距離と遠心力平衡のための荷重差による移動距離算出式（後述する数式１を参照）等が搭載されている。図面における未説明符号３１４は試料荷重の不平衡が本発明により克服され得ないほど著しい場合にこれをユーザが知ることができるように警告する表示部を示す。
【００３１】
以下、本発明の自動平衡型遠心分離装置の動作について詳細に説明する。
まず、ユーザがロータレバー２３０、２４０の係止輪部２３２、２４２に試料を入れたバケットを装着した状態でキー入力部３１０により平衡感知機能を入力すると、制御部３００がこれを伝達を受けた後に接点着脱部３２４に命令を下達してソレノイド１４０を駆動させることにより配線接点板１３０を配線層１６２に接触させる。
【００３２】
その後は、平衡感知部３１２がストレインゲージ２３６、２４６の感知結果を配線層１６２及び配線接点板１３０を経由して制御部３００に伝達し、制御部３００ではこれを提供を受けて夫々のロータレバー２３０、２４０の両端の不平衡の程度及びこれに基づいたロータレバー２３０、２４０の水平移動量を以下の式により計算した後に遠心力の平衡が保たれるようにレバー移動部３２０、３２２に移動を指示する。
【００３３】
【数１】
ｆ１＝ｍ１ｒ１ω２
【数２】
ｆ２＝ｍ２ｒ２ω２
【００３４】
上記の数式１と数式２において、ｆ１とｍ１はいずれか１つのロータレバー２３０の一端にかかる遠心力と試料の総荷重を示しており、ｆ２とｍ２は同一のロータレバー２３０の他端にかかる遠心力と試料の総荷重を示し、さらに、ｒ１とｒ２は夫々ロータ２００の回転中心から試料までの距離を示しており、ωは角速度を示し、他のロータレバー２４０に対しても同様である。
【００３５】
上記の数式１及び２において以下の数式３のようなロータレバーの水平移動式が導出される。
【００３６】
【数３】
ｍ１ｒ１＝ｍ２ｒ２
【００３７】
一方、このようにしてロータレバー２３０、２４０の移動が完了、すなわち平衡が維持されれば、制御部３００では接点着脱部３２４に指示してソレノイド１４０のプッシュロッド１４２を後退させることによって配線接点板１３０を配線層１６２から分離させるが、この状態で制御部３００が遠心分離モータ１２０を駆動することにより平衡が維持されたまま遠心分離作業が行われる。
【００３８】
図７は本発明の他の実施例による自動平衡型遠心分離装置の外観を概略的に示した斜視図であって、１つのロータレバーを採用した実施例を示したものである。図８は図７から一部部品を取り除き、上側より見たロータの展開斜視図で、図９は図７から一部部品を取り除き、下側より見たロータの展開斜視図であり、図１０は図８からＣ―Ｃ線を切り取って見たロータの断面図である。
【００３９】
図７乃至図１０に示したように、本発明の他の実施例による自動平衡型遠心分離装置は、大きくベース５００、ベース５００により支持される遠心分離モータ５２０、遠心分離モータ５２０に軸結合されロータレバー６３０が装着されたロータ６００、ロータ６００内部の電気回路部との連結のための配線接点板６３０及び配線接点板６３０を着脱するソレノイド６４０を含んでなる。
【００４０】
前述の構成において、遠心分離モータ５２０の上板５２４とベース５１０の間には多数の振動吸収部材５１０が設けられているため、結果的に遠心分離モータ５２０は振動吸収部材５１０により懸架されたまま支持されるが、遠心分離作業時に発生する振動はこのような振動吸収部材５１０により吸収及び減殺される。
【００４１】
モータ軸５２２の上部周りにはロータ６００内部の電気回路部と連結された配線層（図示せず）が露出されたまま配置されているスリップリング５６０が設けられる。このようなスリップリング５６０構造によりロータ６００内外の電気配線が絡むことなく接触及び分離され得る。
【００４２】
一方、ロータ６００は、例えば四角キャップ状の上部ハウジング６１０と下部ハウジング６２０内部に１つのロータレバー６３０が設けられてなる。しかしながら、本実施例では荷重感知手段として後述するような直接加圧式圧力センサ６９０を採用しているため、ロータレバー６３０を図２に示した実施例におけるような単一成形体でない別体結合体、すなわち中心部に位置するレバー中心体６３６とこのようなレバー中心体６３６の両端に上下方向に回動できるようにヒンジ６３８結合された２つの回転アーム６３２で構成している。レバー中心体６３６両端の回転アーム６３２の下部には回転アーム６３２の圧力を直接加圧式で感知する圧力センサ６９０が設けられているところ、このような圧力センサ６９０の支持により夫々の回転アーム６３２が水平状態を維持することになる。未説明符号６９２は回転アーム６３２からの圧力を圧力センサ６９０の受圧部に均等に伝達するための加圧ボールを示す。
【００４３】
上部ハウジング６１０と下部ハウジング６２０外周面の対向する部分には２つのレバー案内孔６２２が形成されているところ、ロータレバー６３０はこのようなレバー案内孔６２２に貫通挿入されたままで平衡維持のために水平に移動される。図面における未説明符号６３４はロータレバー６３０の両端に形成され試料７１０が入れられたバケット７００が回動可能に結合される係止突起を示す。
【００４４】
このような構造において、試料バケット７００に試料を搭載した状態で両側圧力センサ６９０の測定値間に差異が生ずると、このような差異が図６に示した平衡感知部３１２により感知され制御部３００に提供されロータレバー６３０の両端にかかる試料の荷重差が計算され、その計算結果に従いロータレバー６３０が水平移動されることによって平衡が維持される。
【００４５】
ロータレバー６３０を水平移動させるためのモータ組立体６５０は上部ハウジング６１０内部に設けることができる。まずモータ組立体６５０はレバー移動モータ６５２と支持ブラケット６５４とでなされ得るが、具体的にモータ軸６５２ａがロータ６００の回転中心線上で下方に位置するように支持ブラケット６５４により上部ハウジング６１０に固定されている。
【００４６】
モータ軸６５２ａにはウォーム６６２が軸結合され、このようなウォーム６６２にウォームホイール６６４が適切なギア比で噛合され、さらにウォームホイール６６４と同軸には所定間隔をおいてピニオン６６６が設けられ、ピニオン６６６はさらにロータ中心体６３６の上面に形成されたラック６３６ａと噛合される。このようにウォーム６６２とウォームホイール６６４を採用してウォームホイール６６４がウォーム６６２を回せないようにすることによってロータ６００の高速回転に伴う遠心力によりロータレバー６３０が不本意に移動されるのを防止することができる。
【００４７】
未説明符号６５２ｂはレバー移動モータ６５２の電源端子を示しており、６６８はウォームホイール６６４とピニオン６６６を軸支持したまま支持ブラケット６６１に回転可能に設けられた軸ピンを示す。
【００４８】
図１１は本発明の他の実施例による自動平衡型遠心分離装置の一部部品を取り除き、上側より見たロータの展開斜視図であるところ、図８に示した構成と同一の部分には同一の参照符号を与え詳細な説明は略す。図１１に示した通り、本実施例ではロータレバー６３０’自体を水平移動させる代りにロータレバー６３０’と別体で備えられた平衡重量片６８０を水平移動させて自動平衡を維持するが、たとえ図示しなかったとしてもこれと関連した構成においてのみ図７乃至図１０に示した実施例の構成と差異があるだけで、その他の部分は同一に構成することができる。
【００４９】
一方、このために本実施例では、ロータレバー６３０’がロータ（図示せず）に固定されており、レバー中心体６３６’には両回転アーム６３２と平行になるように移動案内溝６３６’ｂが形成されており、このような移動案内溝６３６’ｂに、例えば四角棒状でなされた平衡重量片６８０が収納される。また、平衡重量片６８０を移動案内溝６３６’ｂ内で水平移動させることができるように平衡重量片６８０の上面にはラック６８２が形成されており、このようなラック６８２にピニオン６６６が噛合される。
【００５０】
図面における未説明符号６３６’ｃはロータレバー６３０’をロータに固定させるためのボルトが締結されるボルト締結孔を示すところ、締結されたボルトが移動案内溝６３６’ｂの底面から突出しないようにボルト締結孔６３６’ｃを形成することが望ましい。
【００５１】
前述した構成により試料バケット７００に試料を搭載した状態で両側圧力センサ６９０の測定値間に差異が生ずると、このような差異が図６に示した平衡感知部３１２により感知され制御部３００に提供される。次に、制御部３００では平衡感知部３１２から提供される感知信号によりロータレバー６３０’の両端にかかる試料の荷重差を計算し、その計算結果に従い平衡重量片６８０を予め決められた方向へ以下の数式４により計算して必要な量だけ水平移動させることにより自動平衡を維持させる。
【００５２】
【数４】
ｍ１ｒ＋ｄｍΔｒ＝ｍ２ｒ―ｄｍΔｒ
【００５３】
上記数式４において ｍ１，ｍ２は夫々ロータレバー６３０’の２つの回転アーム６３２にかかる荷重を示しており、ｒは各回転アーム６３２の回転半径を示し、ｄｍは平衡重量片６８０の質量を、Δｒは平衡重量片６８０の移動距離を示している。
【００５４】
また、このためには制御部３００は自身に備えられたメモリに貯蔵された両側圧力センサの測定値の差異による平衡重量片６８０の移動方向と移動距離テーブルを参照して移動距離（Δｒ）を決めたり数式４により移動方向と移動距離（Δｒ）を直接計算することによってこれを決めることができる。
【００５５】
一方、本実施例により図６のレバー移動部３２０はその名称が重量片移動部に変更され得る。
【００５６】
本発明の自動平衡型遠心分離装置は前述した実施例に限らず、本発明の技術思想が許容する範囲内で多様に変更して実施することができる。
例えば、前述した実施例とは異に、ロータレバーを３つ以上設けることもできるであろう。一方、試料の荷重差はロータレバー両端の適所にロッドセルを付着して感知することもできるし、配線層もスリップリングでない他の場所、例えば上部ハウジングや下部ハウジングの周りまたは上部ハウジングの上側表面に備えることもできる。また、ロータレバーの移動のためのウォームとウォームホイールの代りにベベルギヤやその他のギヤを採用することもできる。
【００５７】
（従来技術より有効な効果）
以上に述べたとおり、本発明の自動平衡型遠心分離装置によると、試料の荷重差により生ずる遠心力の不平衡をロータレバー自体または平衡重量片を水平移動させて正すことにより遠心分離作業が進む間、振動を防ぐことができるし、これにより遠心分離装置の寿命を伸ばすことができる。また、試料の遠心分離を正確かつ迅速に処理することができるだけでなく試料を破損から保護することができるし、遠心分離装置が制限された荷重差内で安全に作動可能であるかどうかをユーザに知らせてくれるため、ユーザが試料の荷重を直接計量したりその個数を合わせる必要がなく遠心分離に必要な作動時間を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は従来の自動平衡型遠心分離装置を概略的に示した断面図である。
【図２】図２は本発明の一実施例による自動平衡型遠心分離装置の外観を概略的に示した斜視図である。
【図３】図３は図２におけるＡ−Ａ部分を切り取って見たロータ断面図である。
【図４】図４は図２におけるＢ−Ｂ部分を切り取って見たロータ断面図である。
【図５】図５は図３におけるロータレバーの平面図である。
【図６】図６は本発明の自動平衡型遠心分離装置の電気的なブロック構成図である。
【図７】図７は本発明の他の実施例による自動平衡型遠心分離装置の外観を概略的に示した斜視図である。
【図８】図８は図７における一部部品を取り除き、上側より見たロータの展開斜視図である。
【図９】図９は図７における一部部品を取り除き、下側より見たロータの展開斜視図である。
【図１０】図１０は図８におけるＣ−Ｃ線を切り取って見たロータの断面図である。
【図１１】図１１は本発明のまた別の実施例による自動平衡型遠心分離装置の一部部品を取り除き、上側より見たロータの展開斜視図である。
【符号の説明】
１００， ５００： ベース，                      １１０， ５１０： 振動吸收部材，
１２０， ５２０： 遠心分離モータ，              １２２， ５２２： モータ軸，
１２４， ５２４： 上板，                        １３０， ５３０： 配線接点板，
１４０， ５４０： ソレノイド，                  １４２， ５４２： プッシュロッド，
１５０： フレキシブルカップリング，         １６０， ５６０： スリップリング，
１６２， ５６２： 配線，                        １７０： 結合ピン，
２００， ６００， ６００’： ロータ，                ２１０， ６１０： 上部ハウジング，
２２０， ６２０， ６２０’： 下部ハウジング，        ２２２， ２２４， ６２２： レバー案内孔，
２３０， ２４０， ６３０， ６３０’： ロータレバー，     ２３２， ２４２： 係止輪部，
２３４， ２４４： 交差凹溝部，                  ２３６， ２４６： ストレインゲージ，
２３８， ２４８： ラック，                      ２５０， ２７０， ６５０： モータ組立体，
２５２， ２７２， ６５２： レバー移動モータ，       ２５２ａ， ２７２ａ， ６５２ａ： モータ軸，
２５２ｂ， ２７２ｂ， ６５２ｂ： 電源端子，            ２５４， ２７４， ６５４： 支持ブラケット，
２６０， ２８０： ギアボックス，                ２６１， ２８１， ６６１： 支持ブラケット，
２６２， ２８２， ６６２： ウォーム，               ２６４， ２８４， ６６４： ウォームホイール，
２６６， ２８６， ６６６： ピニオン，               ２６８， ２８８， ６６８： 軸ピン，
３００： 制御部，                           ３１０： キー入力部，
３１２： 平衡感知部，                       ３１４： 表示部，
３１８： 遠心分離駆動部，                   ３２０， ３２２： レバー移動部，
３２４： 接点着脱部，                       ６３２： 回転アーム，
６３４： 係止突起，                         ６３６， ６３６’： レバー中心体，
６３６ａ， ６８２： ラック，                     ６３６’ｂ： 移動案内溝，
６３６’ｃ： ボルト締結孔，                   ６３８： ヒンジ
６８０： 平衡重量片，                       ６９０： 圧力センサ
６９２： 加圧ボール，                       ７００： 試料バケット，
７１０： 試料
【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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