(57)【要約】【課題】ロータ１にスイング可能な状態で保持されたバケット４のスイング状態に異常があればロータ１を停止させる機能を持つ遠心機を提供する。【解決手段】制御装置９に、使用可能なロータ１に対応させて、識別子配置情報、ロータ１の回転速度とバケット４のスイング角度の関係、バケット検出センサ１３が反応する時のロータ１の許容回転速度等を記憶させておく。運転を開始すると、識別子検知器１２が識別子配置情報を検出して制御装置９でロータ１の種類を特定し、バケット検出センサ１３の鉛直上にバケット４外周が到達した時に、バケット検出センサ１３が反応する。その時、回転速度検出センサ１０の検出信号に基づいてロータ１の回転速度を算出し、許容速度範囲に入っているか否か判定し、入っていなければ、運転を停止するように制御する。【選択図】図１
2007326038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が入った容器を装填するためのバケットおよび前記バケットを遠心力によりスイング可能な状態で保持するアームを有し、回転駆動軸に着脱自在に取り付けられて前記試料を遠心分離するロータと、前記ロータが取り付けられる前記回転駆動軸を回転させるモータと、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記ロータの種類を識別するロータ識別手段と、前記モータまたは前記ロータの回転を検出する回転数検出手段とを有する遠心機であって、
前記ロータを回転させた時、前記バケットが特定の角度にスイングしたことを検出するバケット検出センサを具備せしめ、前記回転数検出手段によりその時の回転速度を検出することを特徴とする遠心機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ロータ識別手段により前記ロータに付された識別子から前記ロータの種類を判別し、判別された前記ロータの種類に基づいて、前記バケット検出センサによって検出される前記特定の角度におけるスイング状態を特定することを特徴とする請求項１に記載された遠心機。
【請求項３】
前記制御装置は、前記回転数検出手段によって検出した前記ロータの回転速度と、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度との関係を記憶部に保存し、前記ロータの回転速度に基づいて前記バケットのスイング角度を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された遠心機。
【請求項４】
前記制御装置は、前記回転数検出手段によって検出した前記ロータの回転速度と、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度との関係を記憶部に保存し、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度に基づいて前記ロータの回転速度を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された遠心機。
【請求項５】
前記制御装置は、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度から算出した前記ロータの回転速度が所定の許容範囲に入らなかった場合、前記ロータの運転を停止させることを特徴とする請求項４に記載された遠心機。
【請求項６】
試料が入った容器を装填するためのバケットおよび前記バケットを遠心力によりスイング可能な状態で保持するアームを有し、回転駆動軸に着脱自在に取り付けられて前記試料を遠心分離するロータと、前記ロータが取り付けられる前記回転駆動軸を回転させるモータと、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記ロータの種類を識別するロータ識別手段と、前記モータまたは前記ロータの回転を検出する回転数検出手段とを有する遠心機であって、
前記制御装置は、前記ロータの回転速度と前記バケットのスイング角度との関係を記憶部に保存し、前記回転数検出手段によって検出された前記ロータの回転速度に基づいて前記バケットのスイング角度を算出することを特徴とする遠心機。
【請求項７】
前記制御装置は、表示部に前記バケットのスイング状態を表示することを特徴とする請求項６に記載された遠心機。
【請求項８】
試料が入った容器を装填するためのバケットおよび前記バケットを遠心力によりスイング可能な状態で保持するアームを有し、回転駆動軸に着脱自在に取り付けられて前記試料を遠心分離するロータと、前記ロータが取り付けられる前記回転駆動軸を回転させるモータと、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記ロータの種類を識別するロータ識別手段とを有する遠心機であって、
前記バケットが特定の角度にスイングしたことを検出するバケット検出センサを具備し、前記制御装置は、前記ロータの回転速度と前記バケットのスイング角度との関係を予め記憶しておき、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度に基づいて前記ロータの回転速度を算出することを特徴とする遠心機。
【請求項９】
前記制御装置は、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度から算出した前記ロータの回転速度が所定の許容範囲に入らなかった場合、前記ロータの運転を停止させることを特徴とする請求項８に記載された遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイングロータを有する遠心機に関し、特に、スイングロータのロータピンにスイング可能に支持されるバケットのスイング状態を判別または特定できる遠心機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の遠心機におけるスイングロータは、試料が入った容器を装填するためのバケットおよびバケットを遠心力によりスイング（揺動）可能な状態で保持するアームを有し、回転駆動軸に着脱自在に取り付けられて試料を遠心分離する。遠心機のスイングロータのロータピンにスイング可能に支持されたバケットは、運転を開始するとロータの回転速度の上昇に伴い、バケットならびにバケットに搭載されるチューブ等の容器および試料の遠心力によって、ロータの回転速度に対応して鉛直（垂直）の状態から徐々にスイングし、やがて水平状態もしくは水平状態に近い状態にスイングする。ロータの許容最高回転速度に達した後にロータの運転を停止すると、回転速度の減速に伴い、バケットは水平状態から鉛直状態に徐々に復帰する。
【０００３】
スイングロータは、バケットをスイング可能に支持するアームまたはロータピン等の磨耗またはロータピンの損傷によりバケットがスイング不能となる場合がある。さらにバケットに搭載されるチューブ、ボトルなどの容器に許容値以上の質量または容量をもつ試料を搭載（装填）するとバケットのスイング動作が緩慢となり、また遠心力により容器の変形や損傷を来たすことになる。このため、遠心分離が不可能となり、またバケット等の機器の破損や貴重な試料の損失となる場合がある。
【０００４】
従来、スイングロータのバケットのスイング状態を遠心機の外部から目視により確認するために、例えば透明なアクリル製のドアを採用し、運転中に遠心機のボウル内（ロータ室内）を目視観測することが考えられた。一方、下記特許文献１に開示されるように、バケットの回転停止位置における位置検出器を用いて、バケットが、ロータの回転停止時に水平状態から鉛直状態に復帰したか否かをチェックし、バケットが正常にスイングしているか判別する方法も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２５５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したようにドアとして透明材料のカバーを採用する技術では強度上の理由からロータの許容最高回転速度が制限され、ロータを高速回転で運転する遠心機では、ドアやボウルに頑丈な材質である鋼板材料を使用する必要があり、透明な合成樹脂材料の採用ができないという問題がある。そのため、運転開始直後や運転終了直前などバケットのスイング角度が徐々に変化している時のバケットのスイング状態を確認することが不可能となる。
【０００７】
一方、上述した特許文献１に開示された、バケット位置検出器を用いたバケットの異常検出法では、バケットが水平状態から鉛直状態に復帰したか否かをチェックするものであるので、加速時にバケットのスイング異常を検出することは困難である。
【０００８】
従って、従来のスイング状態の判別法では、ロータにスイング可能に支持されたはずの複数バケットのうち、運転中に一つ以上のバケットが何等かの問題で、例えば誤って規定以上の試料をバケットに搭載して許容値以上の搭載量に気付かずにそのまま運転してしまった場合、あるいはバケットが遠心力によりスイングしている最中にバケットもしくはチューブ等の試料容器がロータに引っ掛かかった場合等、特定のバケットが本来の水平状態にスイングされる以前に運転を終了してしまうという問題点を看過することになる。
【０００９】
また、チューブ等の試料容器への試料の搭載量を許容値より超過したり、バケットやチューブがロータに不安定な状態で引っ掛かったまま運転を継続すると、ロータピンからバケットが離脱して機器の破損を招くという恐れもある。
【００１０】
同様に、スイングロータにて、沈殿（ペレット）をさせる場合、正常なスイング動作に基づいて沈殿させた試料は、運転後に試料が入ったチューブ等の容器を垂直に立てたときに試料が水平に正常に沈殿されるのに対し、前述のように水平にならない問題のある状態で運転されたバケットに搭載された容器では、回転中のスイング状態のまま沈殿され、運転後に容器（チューブ）を取り出し、容器を垂直に立てたときに水平に対し斜めに傾いた状態で沈殿してしまうことになり、所謂、試料の分離層（バンド層）の確認が不可能になるという問題が生じる。この場合、遠心機の運転やり直しを強いられたり、さらには貴重な試料（サンプル）を失うことになり兼ねない。
【００１１】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消するために、ロータの加速時にスイングロータの異常なスイング動作を判定または特定することにより、バケットの異常なスイング動作を防止した遠心機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために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、次ぎのとおりである。
【００１３】
（１）本発明の一つの特徴によれば、試料が入った容器を装填するためのバケットおよび前記バケットを遠心力によりスイング可能な状態で保持するアームを有し、回転駆動軸に着脱自在に取り付けられて前記試料を遠心分離するロータと、前記ロータが取り付けられる前記回転駆動軸を回転させるモータと、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記ロータの種類を識別するロータ識別手段と、前記モータまたは前記ロータの回転を検出する回転数検出手段とを有する遠心機であって、前記ロータを回転させた時、前記バケットが特定の角度にスイングしたことを検出するバケット検出センサを具備せしめ、前記回転数検出手段によりその時の回転速度を検出する。
【００１４】
（２）本発明の他の特徴によれば、前記制御装置は、前記ロータ識別手段により前記ロータに付された識別子から前記ロータの種類を判別し、判別された前記ロータの種類に基づいて、前記バケット検出センサによって検出される前記特定の角度におけるスイング状態を特定する。
【００１５】
（３）本発明のさらに他の特徴によれば、前記制御装置は、前記回転数検出手段によって検出した前記ロータの回転速度と、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度との関係を記憶部に保存し、前記ロータの回転速度に基づいて前記バケットのスイング角度を算出する。
【００１６】
（４）本発明のさらに他の特徴によれば、前記制御装置は、前記回転数検出手段によって検出した前記ロータの回転速度と、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度との関係を記憶部に保存し、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度に基づいて前記ロータの回転速度を算出する。
【００１７】
（５）本発明のさらに他の特徴によれば、前記制御装置は、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度から算出した前記ロータの回転速度が所定の許容範囲に入らなかった場合、前記ロータの運転を停止させる。
【００１８】
（６）本発明のさらに他の特徴によれば、試料が入った容器を装填するためのバケットおよび前記バケットを遠心力によりスイング可能な状態で保持するアームを有し、回転駆動軸に着脱自在に取り付けられて前記試料を遠心分離するロータと、前記ロータが取り付けられる前記回転駆動軸を回転させるモータと、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記ロータの種類を識別するロータ識別手段と、前記モータまたは前記ロータの回転を検出する回転数検出手段とを有する遠心機であって、前記制御装置は、前記ロータの回転速度と前記バケットのスイング角度との関係を記憶部に保存し、前記回転数検出手段によって検出された前記ロータの回転速度に基づいて前記バケットのスイング角度を算出する。
【００１９】
（７）本発明のさらに他の特徴によれば、前記制御装置は、表示部に前記バケットのスイング状態を表示する。
【００２０】
（８）本発明のさらに他の特徴によれば、試料が入った容器を装填するためのバケットおよび前記バケットを遠心力によりスイング可能な状態で保持するアームを有し、回転駆動軸に着脱自在に取り付けられて前記試料を遠心分離するロータと、前記ロータが取り付けられる前記回転駆動軸を回転させるモータと、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記ロータの種類を識別するロータ識別手段とを有する遠心機であって、前記バケットが特定の角度にスイングしたことを検出するバケット検出センサを具備し、前記制御装置は、前記ロータの回転速度と前記バケットのスイング角度との関係を予め記憶しておき、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度に基づいて前記ロータの回転速度を算出する。
【００２１】
（９）本発明のさらに他の特徴によれば、上記（８）項において、前記制御装置は、前記バケット検出センサによって検出された前記バケットのスイング角度から算出した前記ロータの回転速度が所定の許容範囲に入らなかった場合、前記ロータの運転を停止させる。
【００２２】
（１０）本発明のさらに他の特徴によれば、前記ロータの回転速度と前記バケットのスイング角度の関係は、実際の遠心機を使用した実験、または「ＡＤＡＭＳ」の名称で周知の機構解析シミュレーションソフトウェアを用いて求めておき、それを前記制御装置の記憶部に記憶させておく。
【発明の効果】
【００２３】
上記特徴を持つ本発明の遠心機によれば、スイングロータのバケットが正常なスイング動作をしなかった時に、バケットの異常動作を判別または特定することができるため、バケットの離脱による破損などの事故を防止することができる。また、試料容器に対し斜めに試料の沈殿層または分離層を形成するのを防止できるので、遠心分離運転のやり直しや貴重なサンプルの損失を防止することができる。さらに、遠心機のドアやボウルに、透明な材料を使う必要がなく、頑丈な鋼板材料を使用できるので、破損に対し強度な遠心機を供給することができる。
【００２４】
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される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。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は省略する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施形態に係る遠心機の構成を示すブロック図、図２は図１に示す遠心機の制御装置の構成図、図３は図１に示す遠心機のスイングバケットの加速時におけるスイング動作を示す状態図、図４は図１に示す遠心機のスイングロータの回転速度とバケットのスイング角度の関係を示す特性図、図５は図１に示す遠心機のバケットの動作状態を検出するための制御フローチャートの第１の例、図６は図１に示す遠心機のバケットの動作状態を検出するための制御フローチャートの第２の例をそれぞれ示す。
【００２７】
最初に、図１を参照して本発明の第１の実施形態に係る遠心機の全体の構成について説明する。
【００２８】
遠心機１００は、鋼板材料から成るボウル等の隔壁部（ボウル）５ａおよび鋼板材料から成るドア６によって密閉されたロータ室５と、ロータ室５の中に装着され、回転駆動軸７に着脱可能に取り付けられた遠心分離すべき試料を入れるロータ（スイングロータ）１と、ロータ１が取り付けられた回転駆動軸７を高速回転で駆動させるためのモータ８と、モータ８および後述する表示装置１５を制御するための制御装置９と、ロータ１に搭載した試料を遠心分離するための回転速度、運転時間、温度、加速勾配、減速勾配等の運転条件の情報を制御装置９に入力し、ファンクション（機能）の選択を行うためのキースイッチ１４ａを含む入力装置１４と、入力装置１４による入力情報および制御装置９の運転情報を表示するために制御装置９に接続された表示装置１５とを有する。これらロータ室５やモータ８などの構成部材は、図示されていない筐体の中に装着され、特に、入力装置１４と表示装置１５は、筐体から露出している。
【００２９】
ロータ１は、図３に示されるように、スイングロータから成り、バケット４がロータ１のアーム部１ａに、図示されていないロータピンによって、スイング可能（揺動可能）に支持されている。バケット４の中にはチューブ等の容器３が保持され、容器３の中に遠心分離すべき試料２が搭載または装填されている。容器３としては、チューブ以外に試験管、ボトル等を用いることができる。ロータ１は、図３に示すように、回転中心から放射方向に延び、例えば、互いに９０°づつ円周方向に離間するアーム部１ａを有し、各アーム部１ａにバケット４がスイング可能に支持される。通常のバケット４のスイング動作において、バケット４に保持される容器３に所定質量または所定容量の試料２を搭載した状態でロータ１を所定の回転速度で加速すれば、バケット４は、図３の（ａ）乃至（ｅ）に示されるように、（ａ）に示す停止時の垂直状態から（ｅ）に示す遠心分離運転時（許容最高速度で運転している状態）の水平状態にスイングする。
【００３０】
ロータ１は、回転駆動軸７に着脱可能に装着されるので、遠心分離すべき試料２に従って材質、形状等の異なる他の種類のロータと容易に交換できる。このため、ロータ１は、回転駆動軸７に取り付けられたロータの種類を識別するための識別子１１を有し、識別子１１に隣接して設けられる磁気センサ等の識別子検出器１２によってそのロータの種類を表す信号を検出し、検出信号を制御装置９に入力する。制御装置９は、後述する記憶部に予め記憶（保存）されたロータの種類および識別子検出器１２からの検出信号に基づいて、ロータの種類を判別または特定する。
【００３１】
モータ８は、例えば３相ブラシレス直流モータから成り、モータ８（またはロータ１）の回転数は回転速度検出センサ１０によって検出され、その検出信号は制御装置９に入力される。
【００３２】
入力装置１４は、モータ８の回転速度、遠心処理の時間（運転時間）、加速勾配、減速勾配等の運転条件（分離条件）を制御装置９に設定するために設けられている。この運転条件は、使用するロータに応じて適切な値に制御装置９に設定する。また、入力装置１４はロータ室５の温度等を設定することもできる。この入力装置１４はキースイッチ１４ａを備えた操作パネルから成る。
【００３３】
表示装置１５は、モータ８の回転速度、遠心処理の時間、温度、装着されているロータ１の種類等の運転条件を表示し、さらに遠心機１００の運転状況および問題事故が発生した場合の状況等を表示するために設けられる。さらに、この表示装置１５はバケット４の傾き情報も表示することができる。表示装置１５は、一般的には液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が用いられる。他の例としてはプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセントパネル（ＥＬＰ）等を用いることもできる。
【００３４】
バケット検出センサ１３はロータ１の円周の外周側、言い換えればロータ室５の側面を区画する隔壁部（ボウル）５ａに配置する。また、バケット検出センサ１３からの検出信号を反射させるための反射板１６が、ロータ１の中心側に位置する回転駆動軸７に隣接して配置される。このバケット検出センサ１３は、ロータ１の加速時に、遠心力により鉛直状態から水平状態にスイングするバケット４の外周の軌跡と鉛直方向に交差し、ボウル５ａの側壁部に鉛直方向に識別可能な位置にあり、バケット４がスイングしている最中に、バケット検出センサ１３の配置線上をバケット４が通過したときに反応する。
【００３５】
バケット検出センサ１３は例えば送受信兼用の超音波センサから構成される。ボウル５ａ内にバケット４の底部のスイング軌跡と交差する延長線上（超音波信号１３ａ上）にバケット検出センサ１３を配置する。バケット４が加速時に正常にスイングしている場合、バケット検出センサ１３から送信された信号は、反射板１６で反射しバケット検出センサ１３によって受信することができる。しかしながら、バケット４がスイング不良となる場合、バケット検出センサ１３からの信号はバケット４で遮断されてしまいバケット検出センサ１３で受信することができなくなる。従って、バケット検出センサ１３によって、バケット４がスイングしたか否かを検出することができる。この場合、バケット４のいずれか一つのスイング不良を検出すると運転が停止する。さらに、バケット検出センサ１３の取付け位置によって、バケット４が所定の角度（例えば回転駆動軸７に対して６０°）にスイングしたか否かを検出することができる。
【００３６】
回転速度検出センサ１０は、モータ８の回転速度を計測し、計測した回転速度に応じた信号を制御装置９に送信する。
【００３７】
識別子１１は、例えばロータ１の底面の同心円上に、ロータ１の種類毎に定められた所定の角度の組み合わせに従う配置、数が備えられている。識別子１１は、例えば磁石であり、通常１つ以上、円周状に配置されている。識別子１１の位置、数等の識別子配置情報は、ロータ１固有の情報としてロータ１の種類と対応したテーブルとして予め制御装置９の後述するＲＯＭ５３に記憶されている。識別子検出器１２は、例えば磁気センサから構成され、識別子１１と対向する位置に一個又は所定の角度毎に複数個配置されている。識別子検出器１２は識別子１１を検出し、その位置、数等の識別子配置情報を制御装置９に送信する。識別子１１は、例えば、本件出願人の出願に係る特開２００２−１１３３９４号公開特許公報に開示された技術を採用することができる。この技術に従えば、識別子としてマグネットを用いて、ロータ２の回転軸を中心とした同一円周上に複数のマグネットを配置し、配置されるマグネットの角度から、形式、回転半径等のロータの種類および許容最高回転速度を識別する構成とする。また、他の関係技術として本件出願人の出願に係る特開平１０−３４０２１号公開特許公報に開示されるように、ロータ底面に等間隔で識別格子を設け、格子上のマグネットの有無を、磁気センサによって配列パターン化し、予め記憶されている配列パターンと比較することによりロータの種類等を識別する技術を採用できる。
【００３８】
制御装置９は、予め入力装置１４から入力されて設定された回転速度と、回転速度検出センサ１０からの信号とに基づいて、モータ８の回転を制御するとともに、ロータ１の種類の識別を行う。また、表示装置１５を制御する機能を持つ。
【００３９】
この制御装置９は、マイクロコンピュータから成り、図２に示すように、互いにバス５９で接続されたＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５５、ＥＥＰＲＯＭ５７から成る。
【００４０】
ＣＰＵ５１は、遠心機１００の遠心処理動作、ロータ１の回転速度からバケット４のスイング角度の算出、バケット４のスイング角度からロータ１の回転速度の算出、ロータ１の識別処理動作等を制御する演算処理装置である。
【００４１】
ＲＯＭ５３は、バケット４のスイング角度の算出、ロータ１の回転速度の算出、ロータ１の識別処理動作を制御するプログラム等を記憶する読み取り専用メモリである。
【００４２】
ＲＡＭ５５は、例えば遠心処理時の回転速度、処理時間、処理温度の設定値等のデータを一時的に記憶するランダム・アクセス・メモリである。
【００４３】
ＥＥＰＲＯＭ５７は書き換え可能なメモリで、遠心分離機１００で使用可能なロータ１の固有のデータである識別子１１に関する識別子配置情報、上述した実験やＡＤＡＭＳを始めとした機構解析シミュレーションソフトウェアを用いて求められたロータの種類毎の回転速度とバケットのスイング角度の関係を記憶し、かつバケット検出センサ１３がバケット４の位置を検出した際のロータの最小回転速度と最大回転速度をロータ１の種類と対応させたテーブルとして記憶する。
【００４４】
以上の構成により、制御装置９によってモータ８の駆動制御を行い、ロータ１を所定の回転速度で駆動し、ロータ１のバケット４を垂直状態から水平状態にスイング動作させて試料２の遠心分離を行うことができる。通常のバケット４のスイング動作において、バケット４に保持される容器３に所定質量または所定容量の試料２を搭載した状態でロータ１を所定の回転速度で加速すれば、バケット４は、図３の（ａ）乃至（ｅ）に示されるように、（ａ）に示す停止時の垂直状態から（ｅ）に示す遠心分離運転時（許容最高速度で運転している状態）の水平状態にスイングする。図３に示したバケット４のスイング状態図を参照してバケット４の通常のスイング動作を説明すれば、次のとおりである。
【００４５】
遠心機１００のロータ１にスイング可能な状態で保持されたバケット４は、ロータ１の回転停止時に、図３の（ａ）に示すように鉛直（垂直）状態にある。運転を開始するとロータ１の回転速度の上昇に伴い、図３の（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、バケット４ならびに装填された試料２とチューブ３の遠心力により鉛直の状態から徐々にスイングする。さらに、許容最高回転速度（設定回転速度）に達すると、図３の（ｅ）に示すように、バケット４は水平状態あるいは水平状態に近い状態で回転するようになる。所定時間、遠心分離動作を行った後に、ロータ１の運転を停止すると、回転速度の減速に伴い、バケット４は、図３の（ｅ）に示す水平状態から、図３の（ａ）に示す鉛直状態に徐々に復帰し、スイング動作を完了する。
【００４６】
以上の遠心動作において、もし、ロータ１のバケット４のスイング動作に異常状態が発生した場合、本発明に従えば、ロータ１の回転速度とバケット４のスイング角度の関係からバケット４の異常動作を判定または特定する。図４に示した特性図を参照してロータ１の回転速度とバケット４のスイング角度の関係を説明する。
【００４７】
ロータ１の回転速度とバケット４のスイング角度の関係は、実験的に求めることができるが、「ＡＤＡＭＳ」の名称で知られる一般的な機構解析シミュレーションソフトウェアを用いて求めることもできる。
【００４８】
バケット４に何も搭載していない状態で運転させた場合のロータ１の回転速度とバケット４のスイング角度の関係が特性曲線Ａであり、試料２を最大許容量まで搭載した状態で運転させた場合のロータ１の回転速度とバケット４のスイング角度の関係が特性曲線Ｃである。また、特性曲線Ａと特性曲線Ｃの中間、つまり一般的な使い方をした場合のロータ１の回転速度とバケット４のスイング角度の関係が特性曲線Ｂである。
【００４９】
従って、これらの特性曲線Ａ、ＢおよびＣよりバケット４のスイング角度が所定の角度、例えば６０°になるときのロータ１（またはモータ８）の回転速度をＥ、ＦおよびＧとすれば、「回転速度Ｅ」はバケット４に何も搭載していない状態で運転させた場合のロータ１の回転速度、「回転速度Ｇ」は試料２を最大許容量まで搭載した状態で運転させた場合のロータ１の回転速度、「回転速度Ｆ」は一般的な使い方をした場合のロータ１の回転速度をそれぞれ示すことになる。
【００５０】
そこで、制御装置９のＥＥＰＲＯＭ５７(図２参照)には、ロータ１の種類別に、ロータ１の回転速度とバケットのスイング角度の一般的な関係の「特性曲線Ｂ」と、バケット検出センサ１３がバケット４の６０°のスイング角度を検出した際のロータ１の最小許容値を示す「回転速度Ｅ」と、最大許容値を示す「回転速度Ｇ」とを記憶させておく。また、バケット検出センサ１３は、バケット４のスイング角度が所定の角度、例えば６０°の角度にスイングしたときの位置を検出するようにセットする。つまり、バケット検出センサ１３の超音波の発振信号１３ａを反射板１６によって反射させるときのバケット４のスイング角度を６０°に設定し、かつ回転速度検出センサ１０は、バケット４のスイング角度が６０°にスイングしたときの回転速度を検出できる構成とする。
【００５１】
このような構成により、バケット検出センサ１３がバケット４のスイング角度６０°を検出した時において、回転速度検出センサ１０が最小許容回転速度Ｅより小さい回転速度Ｄを検出した場合、または最大許容回転速度Ｇを超えた回転速度Ｈを検出した場合、制御装置９はバケット４のスイングに不良が発生したものと判別または特定できる。例えば、回転速度Ｈによるスイング不良はバケット４またはチューブ３がロータ１に不安定な状態で引っ掛かり、またはバケット４のチューブ３に許容量以上の質量または容量の試料２が搭載された原因と考えられる。さらに、モータ８が加速運転しているにもかかわらず、バケット検出センサ１３が全く反応しない場合にもチューブ３への試料２の超過搭載か、あるいはバケット４のスイング故障が原因であると考えられる。
【００５２】
次に、図５に示す制御フローチャートの第１の例を参照して、ロータ（スイングロータ）１のバケット４のスイング動作が正常か否か判定するための制御装置９の制御手順について説明する。
【００５３】
まず、ステップＳ６１において、回転駆動軸７にロータ１を装着し、モータ８の運転をスタートさせ、ロータ１を回転させる。
【００５４】
ステップＳ６２において、ロータ１が回転すると、識別子検出器１２はロータ１の底面の同心円状に配置された識別子１１の配置角度および配置数を検出し、ロータ１の種類を識別する。
【００５５】
次にステップＳ６３に進み、識別子検出器１２を用いて特定したロータ１の種類が、遠心力によりスイング可能なバケット４を保持するスイングロータであるか否かを判別する。このステップＳ６３において、もし、装填するチューブ３の傾きが常に一定であり、遠心力によりスイング可能なバケット４を保持しない、例えばアングルロータであれば、ステップＳ６７に進み、そのままモータ８の運転を継続する。
【００５６】
ステップＳ６４において、スイングロータ１が回転すると、バケット４は、ロータ１の回転速度の上昇に伴い、バケット４ならびに装填された試料２とチューブ３の遠心力により鉛直（垂直）の状態から徐々に水平方向にスイングする。バケット４が、スイングしている最中に、ボウル５ａ内に取り付けたバケット検出センサ１３のセンサ線（１３ａ）上を通過したときにバケット検出センサ１３が反応し、バケット４が６０°のスイング角度にスイングしたことを検出する。
【００５７】
ステップＳ６５において、回転速度検出センサ１０により、バケット４が６０°のスイング角度に傾いた時のロータの回転速度を検出もしくは算出する。
【００５８】
ステップＳ６６において、回転速度検出センサ１０によって検出した回転速度が、バケット４に何も搭載していない状態で運転させた場合のロータ１の回転速度Ｅ（図４参照）と、試料２を最大許容量まで搭載した状態で運転させた場合のロータ１の回転速度Ｇ（図４参照）との許容範囲内にあるか否かを判定する。例えば、検出した回転速度が回転速度Ｆ（図４参照）であれば許容範囲内と判定されて、ステップＳ６７へ進み、そのままモータ８の運転を継続する。その後、ステップＳ６８で遠心分離作業が終了したものと判断されれば、ステップＳ６９で運転を終了する。
【００５９】
しかしながら、ステップＳ６６において、検出した回転速度が、バケット４に何も搭載していない状態で運転させた場合のロータ１の回転速度Ｅより低い場合（回転速度Ｄ）や、試料２を最大許容量まで搭載した状態で運転させた場合のロータ１の回転速度Ｇより高い場合（回転速度Ｈ）であれば、スイング不良と判定し、ステップＳ６９へ進み、モータ８の運転を終了させる。
【００６０】
以上の実施形態の説明から明らかにされるように、本発明によれば、遠心機１００の運転を開始すると、識別子検知器１２が識別子１１の配置情報を検出して制御装置９で装着されたロータ１の種類を特定し、バケット４のスイング時にバケット検出センサ１３がバケット４に反応し、バケット検出センサ１３が反応した時の回転速度が、許容範囲に入っていなければ、スイング不良と判定し、運転を停止する。
【００６１】
なお、本実施形態ではバケット検出センサ１３をボウル５ａの側壁部に配置したが、ボウル５ａの底壁部に配置してもよい。この場合、バケット４が加速時に正常にスイングすると、バケット検出センサ１３から送信された信号は、バケット４が所定の角度にスイングしたときにバケット４により遮断されるため、バケット４のスイング動作を検出することができる。
【００６２】
次に、図６の制御フローチャートの第２の例を参照して、ロータ１の回転速度からバケット４のスイング動作が正常か否か判定するための制御装置９の制御手順について説明する。なお、図５に示した制御手順と同様な工程は、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
ステップＳ７０において、回転数検出センサ１０により、ロータ１の回転速度を検出する。なお、ＥＥＰＲＯＭ５７には予め、ロータ１に何も装着していない場合の回転速度とスイング角度の関係（例えば、図４に示す特性曲線Ａの回転速度Ｅ）、ロータ１に許容値まで試料２を搭載した場合の回転速度とスイング角度の関係（図４に示す特性曲線Ｃの回転速度Ｇ）を記憶しておくものとする。このステップＳ７０における回転速度の検出は、バケット検出センサ１３の検出可能な角度、例えば、実施態様の場合は６０°になるときの回転速度（図４に示す回転速度Ｅおよび回転速度Ｇに相当するもの）になったことを検出する。
【００６４】
ステップＳ７１において、回転数検出センサ１０により検出したロータ１の回転速度が、予めＥＥＰＲＯＭ５７に記憶された回転速度（スイング角度が６０°になるときの回転速度、すなわち図４に示す回転速度ＥおよびＧの間）に達した場合に、バケット４が所定のスイング角度６０°に達しているか否かをバケット検出センサ１３によって検出する。
【００６５】
ステップＳ７２において、スイング角度が正常でないと判断された場合（ＮＯの場合）、バケット検出センサ１３によって検出したバケット４のスイング角度が６０°に達していないことになる。すなわち、バケット４が正常にスイングされないために信号１３ａ（図１参照）がバケット４で遮断された状態となる。この場合は、バケット４の異常なスイング動作と判断され、スイングロータ１の運転を終了する。なお、このとき、表示装置１５に警告を表示してもよい。
【００６６】
ステップＳ７２において、スイング角度が正常と判断された場合（ＹＥＳの場合）、すなわち、検出した回転速度におけるバケット４のスイング角度が６０°に達していると判断した場合、運転を継続する。
【００６７】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る遠心機１００の構成図を示す。この実施形態では、特に、バケット検出センサ１３を、ロータ室５の隔壁部（ボウル）５ａの側面および底面にそれぞれ備え、側面側のセンサからの信号は反射板１６により反射させて反射信号を受信し、一方、底面側のセンサからの信号はドア６により反射させてその反射信号を受信するように構成する。この一対のバケット検出センサ１３を使用することにより、より正確なバケット４のスイング状態を判別することができる。
【００６８】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る遠心機１００の構成図を示す。バケット検出センサ１３をロータ室５の隔壁部（ボウル）５ａの側面および底面にそれぞれ複数個備え、回転速度に応じたバケット４のスイング角度を検出し、バケット４のスイング不良を検出できる。
【００６９】
上述した本発明の遠心機によれば、スイングロータのバケットが正常なスイング動作をしなかった時に、バケットの異常動作を判定または特定することができるため、バケットの離脱による破損などの事故を防止することができる。また、試料容器に対し斜めに試料の沈殿層または分離層を形成するのを防止できるので、遠心分離運転のやり直しや貴重なサンプルの損失を防止することができる。さらに、遠心機のドアやボウルに、透明な材料を使う必要がなく、頑丈な鋼板材料を使用できるので、破損に対し強度な遠心機を供給することができる。
【００７０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の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】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る遠心機の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す遠心機の制御装置の構成図。
【図３】図１に示す遠心機のバケットのスイング動作を示す状態図。
【図４】図１に示す遠心機のロータの回転速度とバケットのスイング角度の関係を示す特性図。
【図５】図１に示す遠心機における制御フローチャートの第１例。
【図６】図１に示す遠心機における制御フローチャートの第２例。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る遠心機の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る遠心機の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７２】
１：ロータ（スイングロータ）      １ａ：アーム部      ２：試料
３：容器（チューブ）      ４：バケット      ５：ロータ室
５ａ：隔壁部（ボウル）      ６：ドア      ７：回転駆動軸      ８：モータ
９：制御装置      １０：回転速度検出センサ      １１：識別子
１２：識別子検出器      １３：バケット検出センサ      １３ａ：超音波発振信号
１４：入力装置（操作パネル）      １４ａ：キースイッチ      １５：表示装置
５１：ＣＰＵ（演算処理装置）      ５３：ＲＯＭ      ５５：ＲＡＭ
５７：ＥＥＰＲＯＭ    ５９：バス      １００：遠心機
【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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【図８】
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