(57)【要約】【課題】本発明は、連続ロータと、冷却能力を低下させること無く通常のロータとが使用可能な遠心分離機を提供することにある。【解決手段】連続ロータと、冷却能力を低下させること無く通常のロータとが使用可能な遠心分離機３０において、通常のロータ２を使用する場合、遠心分離機３０のドア４の突出外周面（突起部）４ａの一部に設けられるチューブ設置用凹部４ｂ内にアダプタ１３を埋設させることにより風損を少なくする。【選択図】図２
2007136313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体内に装着されたモータと、前記筐体内に装着され、前記筐体の上部において開口部を有する仕切り部材によって区画されたロータ室と、前記ロータ室内に設置され、前記モータによって回転されるロータと、前記ロータ室の前記開口部を閉塞し、かつ開閉自在に設けられたドアとを備えた遠心分離機において、
前記ロータ室の前記開口部を閉塞する前記ドアの裏面は、前記ドアの中央面より前記ロータ室の内部側へ突出する突出外周面を有し、
前記突出外周面の一部には、前記ロータへ試料を注入または回収する試料チューブを設置するためのチューブ設置用凹部を有し、
前記試料チューブを使用しないロータを前記ロータ室に設置する場合、前記チューブ設置用凹部内に埋設し、かつ着脱自在に取付け可能なアダプタを前記チューブ設置用凹部内に設けることを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記アダプタは、前記ドアを開いた状態では一定方向に着脱自在に取付け可能で、前記ドアを閉じた状態では前記着脱方向側において前記ロータ室を区画する前記仕切り部材と係合するように前記チューブ設置用凹部内に設けられることを特徴とする請求項１に記載された遠心分離機。
【請求項３】
前記アダプタは、前記ドアを開いた状態では一定方向に着脱自在に固定ネジによって取付け可能で、前記固定ネジは前記ドアを閉じた状態では前記着脱方向側において前記ロータ室を区画する前記仕切り部材と係合するように前記チューブ設置用凹部内に設けられることを特徴とする請求項１に記載された遠心分離機。
【請求項４】
前記試料チューブを使用するロータを前記ロータ室に設置する場合、前記試料チューブは、前記筐体の外部から、前記筐体および前記仕切り部材を貫通して設けられた通し穴と、前記チューブ設置用凹部とを介して、前記ロータ室に導入されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載された遠心分離機。
【請求項５】
前記試料チューブを使用しないロータを前記ロータ室に設置する場合、前記仕切り部材を貫通して設けられた前記通し穴は栓部材が嵌合されることを特徴とする請求項４に記載された遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離機のロータ室の開口部を開閉するドア構造に関し、特に、通常の試料容器保持用ロータと、機外より試料チューブを介してロータ室内へ導入される試料を分離する連続ロータとを使い分けできる多用途型遠心分離機のドア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機は、分離すべき試料を搭載するロータ（回転体）をロータ室（回転室）の中に収容し、ドアによってロータ室の開口部を密閉した状態で、モータ等の駆動装置を用いてロータを高速回転させることによって、ロータに保持された試料の分離、精製等を行うものである。
【０００３】
多用途型遠心分離機では、試料を分離するためのロータが、試料の種類、試料の処理量、回転速度等に応じた用途により複数種類に使い分けられる。通常のロータの使用では、分離する試料を独立した試料容器（遠心管）に入れてからロータに保持させ、駆動装置によって遠心力を加えて試料を分離する。他の種類のロータとして、医学、薬学等の分野では、遠心機本体の機外からチューブを介して試料を連続的にロータに直接流し込んで分離する連続ロータを用いるものがある。連続ロータの構造例は、例えば下記特許文献１に示されている。連続ロータを使用する場合には、遠心分離機本体の外部に試料を入れた試料容器を設け、その容器から遠心分離機本体のロータ室に設置されたロータまで延在するチューブによって試料流通路を形成し、ロータを回転させながら分離する試料を試料容器からロータへ連続して流し込む構造となる。
【０００４】
連続ロータを使用する遠心分離機において試料チューブを遠心機本体の機外からロータ室へ導入する方式には、下記特許文献２の図１に開示されているように、試料チューブの一部を埋設するためにドア裏面の外周部の一部にドア凹部（８）を設ける方式と、同特許文献２の図５に示されるように、ドア凹部を設けることなく、筐体およびロータ室を区画する仕切り部材（１）を貫通した試料チューブを直接連続ロータへ接続する方式とがある。
【０００５】
前者のチューブ埋込み用ドア凹部をドア裏面に設ける方式は、ロータ室のスペースを比較的狭くできる点で有利である。
【０００６】
一方、遠心分離機では、回転体であるロータが高速回転するため、万が一ロータが破壊したとき、大きな破壊エネルギとなり、ロータ自身の破壊に止まらず、ロータに搭載されたチューブ等の試料容器部材、またはロータを取囲むドア部材もしくは断熱部材等の周辺部材も破片となって飛散することが想定される。この想定事故に対する安全性を確保する目的で、下記特許文献３に開示されるように、ロータ室内の部材の破片が飛散するのをより完全に防止するためにドア裏面の外周部に突出外周面（１２）を設けることが周知である。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２５６１５０号公報
【特許文献２】実開平６−５２９３９号公報
【特許文献３】特開平８−２６６９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図８は、本発明者によって検討された、連続ロータが設置可能で、かつドア裏面４ｃに安全対策用突出外周面４ａを有する遠心分離機４０の要部断面図を示す。かかるドア裏面４ｃの突出外周面４ａに試料チューブ１２を導入するために、ドア裏面の突出外周面４ａには、突出外周面４ａの一部分にチューブ設置用凹部（開口部）４ｂを形成し、このチューブ設置用凹部４ｂ内に、筐体１および仕切り部材７（ボウル）を貫通する試料チューブ１２を埋設することによって、試料チューブの流通路（スペース）を確保した。
【０００９】
しかしながら、チューブ設置用凹部４ｂは連続ロータを使用しない場合、すなわち図８に示されるような通常のロータを使用する場合でも、チューブ設置用凹部４ｂが存在することとなるため、外径が大きいロータまたは小形でより高速で回転するロータを使用する場合、チューブ設置用凹部４ｂチューブ設置用凹部４ｂが風損の原因となり、冷却配管（パイプ）６によってロータ２および試料を十分に冷却できなくなるという欠点があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、上記欠点をなくし、通常の試料容器保持用ロータと、機外より試料チューブを介してロータ室内へ導入される試料を分離する連続ロータとを使い分けできる多用途型遠心分離機において、両者どちらのロータの使用においても高性能を発揮できる遠心分離機を提供することにある。また、従来と同等な安全性を確保できる多用途型遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、下記のとおりである。
【００１２】
本発明の一つの特徴によれば、筐体と、前記筐体内に装着されたモータと、前記筐体内に装着され、前記筐体の上部において開口部を有する仕切り部材によって区画されたロータ室と、前記ロータ室内に設置され、前記モータによって回転されるロータと、前記ロータ室の前記開口部を閉塞し、かつ開閉自在に設けられたドアとを備えた遠心分離機において、前記ロータ室の前記開口部を閉塞する前記ドアの裏面は、前記ドアの中央面より前記ロータ室の内部側へ突出する突出外周面を有し、前記突出外周面の一部には、前記ロータへ試料を注入または回収する試料チューブを設置するためのチューブ設置用凹部を有し、前記試料チューブを使用しないロータを前記ロータ室に設置する場合、前記チューブ設置用凹部内に埋設し、かつ着脱自在に取付け可能なアダプタを前記チューブ設置用凹部内に設ける。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、前記アダプタは、前記ドアを開いた状態では一定方向に着脱自在に取付け可能で、前記ドアを閉じた状態では前記着脱方向側において前記ロータ室を区画する前記仕切り部材と係合するように前記チューブ設置用凹部内に設けられる。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記アダプタは、前記ドアを開いた状態では一定方向に着脱自在に固定ネジによって取付け可能で、前記固定ネジは前記ドアを閉じた状態では前記着脱方向側において前記ロータ室を区画する前記仕切り部材と係合するように前記チューブ設置用凹部内に設けられる。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記試料チューブを使用するロータを前記ロータ室に設置する場合、前記試料チューブは、前記筐体の外部から、前記筐体および前記仕切り部材を貫通して設けられた通し穴と、前記チューブ設置用凹部とを介して、前記ロータ室に導入される。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記試料チューブを使用しないロータを前記ロータ室に設置する場合、前記仕切り部材を貫通して設けられた前記通し穴は栓部材が嵌合される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、連続ロータ以外のロータを使用する場合、着脱自在に取付け可能な上記アダプタをチューブ設置用凹部内に埋設するので、チューブ設置用凹部に基づく風損を防止して冷却効果を向上させることができる。また、上記アダプタによりチューブ設置用凹部を塞ぐことにより、従来のものより大型のロータまたは高速回転で駆動できるロータを使用してそのロータが万が一破壊されたとしても、ロータ室内における構成部材のロータ室外への飛散は従来と同様に防止することができる。
【００１８】
本発明の上記および他の目的、ならびに上記および他の特徴は、以下の本明細書の記述および添付図面よりさらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。また、本発明者が予め検討した図８の遠心分離機と同一の機能を有する部材についても同一の符号が使用されている。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施形態に係る遠心分離機の外観斜視図、図２は、図１に示した遠心分離機において連続ロータを使用する場合の全体構成を示す断面図、図３および図４は、図２に示した遠心分離機においてアングルロータ、スイングロータ等の通常のロータを使用する場合の要部拡大図、ならびに図５は、図３に示した遠心分離機においてＡ方向から見た部分拡大図（側面図）である。
【００２１】
本発明に係る遠心分離機の全体構成について、図１および図２を参照して説明する。
【００２２】
遠心分離機３０は、上面から見た断面形状が略四角形を有する筐体（フレーム）１を備え、筐体１の内部には、仕切り部材（ボウル）７（図２参照）でロータ室３が区画されている。ロータ室３内には、試料が充填された複数の試験管（チューブ）等をロータの円周部に円形列に保持できる通常のロータを設置するか、または機外より試料注入チューブおよび試料回収チューブを導入してロータ自身を試料容器として使用する連続ロータを設置する。図２に示すロータの設置例は、ロータ２として連続ロータを設置した場合である。図２に示されるように、遠心分離機３０は、アルミニウム合金またはチタン合金から成るロータ２と、ロータ２に回転駆動力を与えるためのモータ５と、ロータ２を収納するロータ室（回転室）３とを具備し、また、筐体１内に形成されたロータ室３の上部開口部（開閉部）１５には、蝶番１４（図１参照）を介して、ドア４が筐体１に回動自在に取り付けられている。このドア４は、図示されないドアロック装置の作用によって、ロータ２の回転中にはロータ室３を開放しないように制御される。さらに、遠心分離機３０には、モータ５のオン・オフ制御、および回転速度制御等を行い、かつモータ５の回転に従ったドアロック装置の制御を行うための制御装置（マイクロコンピュータ）１６を備える。さらにまた、筐体１の上面部には、ロータ２の回転速度や遠心分離を行う時間等のデータを設定（入力）するための操作パネル１７および表示パネル（モニタ）１８が具備され、操作パネル１７および表示パネル１８は、上記制御装置１６に電気的接続され、制御装置１６へのデータの入力を行い、また制御装置１６からのデータを表示する。
【００２３】
上記ロータ室３は、例えば、ステンレス鋼材料から成るボウル（仕切り部材）７によって区画され、ボウル７の外周には螺旋状の冷却配管（パイプ）６が配置され、さらに、その外周部には断熱部材（発泡材）８を充填した円筒状のケーシング９が設置されて、これらの仕切り部材７、６、８および９は一体に装着されている。これによって、ロータ室３内に設置されるロータ２の回転時の温度上昇が冷却され、また、ロータ室３は、仕切り部材７およびドア４によって、外気から密閉されるように構成される。さらに上記仕切り部材（７、６、８および９）の外周部には、ロータ２の破壊時に破壊エネルギを吸収する、例えば鋼材から成る、プロテクタ（防護壁）１０が装着される。
【００２４】
上記モータ５は、例えば、３００Ｖの３相交流電源で起動する３相誘導モータから構成され、上記ロータ２に２２，０００ｒｐｍ等の高速回転を与えることができる。ロータ２は電動モータ５の回転軸に着脱可能に接続されている。遠心分離する仕様に従って、ドア４を開閉してロータ２を交換できるように接続される。
【００２５】
ロータ２やロータに搭載される試料容器（図示なし）等を出し入れするためのロータ室開口部１５の周縁部１５ａには、弾性体材料から成るドアパッキン２１が設けられ、このドアパッキン２１をドア４で押し潰すことによって、開口部１５はドア４によってより確実に密閉される。
【００２６】
ドア４の裏面４ｃ（ロータ室３の開口部１５を区画する面）において、その外周部には円形状の凸部、すなわち突出外周面４ａが形成されており、この突出外周面４ａは、ドア裏面４ｃの中央面４ｄに対してロータ室３の内部側に入り込んだ突出構造になっている。すなわち、ドアの裏面４ｃは、中央面４ｄから外周面４ａへ向う放射方向に延在する面が外周面４ａで突出する皿状の面を有する。この突出外周面４ａは、上記特許文献３に開示された技術と同一の目的で設けられたもので、ロータ室３内のモータ回転軸に接続されたロータ2が回転中に万が一破壊した場合に、ロータの破壊に伴う破片が遠心分離機の外部に飛散するのを防止するために設けられる。ドア４の裏面４ｃは、例えばプラスチック材料から作られている。
【００２７】
本発明に従って、突出外周面４ａの一部には、図１に示すように、チューブ設置用凹部４ｂが設けられ、かつ遠心分離機３０にロータ室３に設置されるロータ２（図２参照）が通常のロータまたは連続ロータのどちらかによって、このチューブ設置用凹部４ｂ内を埋設するように、着脱自在にアダプタ１３が取り付けられる。このアダプタ１３は、例えばゴムまたはプラスチック材料で構成される。
【００２８】
図２に示すように、遠心分離機３０に、上記特許文献１に開示されたような連続ロータ２を使用する場合、チューブ設置用凹部４ｂ内からアダプタ１３が外される。チューブ設置用凹部４ｂ内には、連続ロータ２に接続された試料注入チューブ１２ａおよび試料回収チューブ１２ｂが並行して設置され、仕切り部材７および筐体１にそれぞれ形成された通し穴７ａおよび１ａを通して、機外へ導出される。そして、試料注入チューブ１２ａは試料容器１１に接続され、試料回収チューブ１２ｂは、図示されていない回収容器に接続される。これによって、遠心分離機３０は連続ロータ２を用いた遠心分離が可能となる。
【００２９】
一方、遠心分離機３０のロータ２として通常のロータ（試験管等の試料容器を内包可能なロータ、例えばアングルロータ）を使用する場合、すなわち上記試料チューブ１２ａおよび１２ｂを必要とする連続ロータを使用しない場合、図３に示すように、チューブ設置用凹部４ｂ内に着脱自在に取付け可能なアダプタ１３を埋設する。言い換えれば、凹部４ｂに着脱可能なアダプタ１３を嵌め込んで、凹部４ｂを塞ぐようにする。アダプタ１３の着脱機構の一例としてスライド方式が図３および図４に示される。ピン２３をチューブ設置用凹部４ｂ内においてドアの裏面４ｃから着脱方向（ドア裏面４ｃの放射方向）と同一方向に突出させ、ピン２３の一部にはＯリング（弾性部材）２３ａを嵌め込んでおく。アダプタ１３にはピン２３と嵌合する嵌合穴１３ａを形成する。これによって、図４に示されるように、ドア４を開いた状態のとき、アダプタ１３は、ピン２３に差し込んで横方向に自在に着脱可能となる。ドア４を閉じた状態（図３に示す状態）では、アダプタ１３が仮にピン２３から抜け落ちようとしても、仕切り部材（ボウル）７と係合するので、アダプタ１３は凹部４ｂから落下することはない。
【００３０】
遠心分離機３０のロータ２として通常のロータを使用する場合、試料チューブ１２ａおよび１２ｂを挿入するために仕切り部材７に予め形成された穴7aは、例えばゴム材料から成る、プラグ２４によって栓をする。他方、図５に示されるように、筐体１に設けられた穴１ａは、プレート（板部材）２５が筐体１にネジ止めされ塞がれる。
【００３１】
このような本発明の構成によれば、図８に示した遠心分離機の構成に比較して、風損による温度上昇を防止し、ロータ室内の冷却効果を十分に高めることができる。特に、通常のロータを使用して遠心分離する場合、ロータを高速回転し、かつ冷却しながら遠心分離するときが多いので、通常のロータを使用する場合に効果的である。本発明に従ってアダプタ１３を設けると風損が少なくなる理由は、チューブ設置用凹部４ｂがアダプタ１３によって埋設されるので、ロータ２の高速回転時に発生する気流の乱れ（乱流）が少なくなるためである。なお、連続ロータを使用する場合は、通常、室温程度に保持した状態で遠心分離されるので、風損によるロータの温度上昇は実用上問題とならない。
【００３２】
さらに本発明によれば、チューブ設置用凹部４ｂがアダプタ１３によって埋設されるので、万が一発生するかもしれないロータ室内の破片の飛散事故（想定事故）に対して、より高い安全性を確保でき、安全上、従来適用不可能とされた高い回転エネルギを持つロータも、本発明の遠心分離機３０に適用することができる。
【００３３】
本発明の第２の実施形態を図６および図７に示す。図６および図７は、通常のロータを使用する場合の要部拡大図であり、全体の構成は、図１および図２に示したものと同一の構造を有する。この第２の実施形態においては、図６および図７に示すように、上記アダプタ１３はネジ２２を通すための穴１３ｂを有し、ネジ２２をこの穴１３ｂに通しドア４にネジ込んで固定する。ネジ固定の場合、ロータ２の回転中にネジ２２が緩んでも、図６に示すように、寸法Ｌと寸法Ｍとの関係が、Ｌ＞Ｍに設定されているので、ドア４を閉じた状態では、上記ネジ２２および上記アダプタ１３は、仕切り部材（ボウル）７と係合し、落下することはない。このネジ固定方式によっても、遠心分離機３０のロータ２として通常のロータを使用する場合、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
以上の遠心分離機の構成により、通常のロータまたは連続ロータを使用する遠心分離作業を同じ遠心分離機によって実施することができる。また、ロータの破壊事故に対する安全度を高めているので、従来適用制限があった高い回転エネルギを持つロータを安全に使用できる。
【００３５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る遠心分離機の外観斜視図。
【図２】図１に示した遠心分離機において連続ロータを使用する場合の全体構成を示す断面図。
【図３】図２に示した遠心分離機において通常のロータを使用する場合の要部拡大図。
【図４】図２に示した遠心分離機において通常のロータを使用する場合、ドアを開いた状態における要部拡大図。
【図５】図３に示した遠心分離機においてＡ方向から見た部分拡大図（側面図）。
【図６】第２の実施形態に係る遠心分離機において通常のロータを使用する場合の要部拡大図。
【図７】第２の実施形態に係る遠心分離機において通常のロータを使用する場合、ドアを開いた状態における要部拡大図。
【図８】従来の遠心分離機の部分構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１：筐体（フレーム）      ２：ロータ      ３：ロータ室（回転室）      ４：ドア
４ａ：ドア裏面の突出外周面      ４ｂ：チューブ設置用凹部      ４ｃ：ドアの裏面
４ｄ：ドア裏面の中央面      ５：モータ      ６：冷却配管（パイプ）
７：ボウル      ７ａ：穴      ８：断熱部材（発泡材）      ９：ケーシング
１０：プロテクタ（防護壁）      １３：アダプタ      １３ａ：嵌合穴
１３ｂ：穴      １４：蝶番      １５：開口部（開閉部）
１５ａ：開口部の周縁部      １６：制御装置      １７：操作パネル
１８：表示パネル（モニタ）      ２１：ドアパッキン      ２２：ネジ
２３：ピン      ２３ａ：弾性部材      ２４：プラグ      ２５：プレート
３０：遠心分離機（本発明）      ４０：遠心分離機（従来品）
【図１】
2007136313.tif 000003
【図２】
2007136313.tif 000004
【図３】
2007136313.tif 000005
【図４】
2007136313.tif 000006
【図５】
2007136313.tif 000007
【図６】
2007136313.tif 000008
【図７】
2007136313.tif 000009
【図８】
2007136313.tif 000010