(57)【要約】【課題】  アッパーシャフトとロータの締付け及び緩めを半自動で行い、チャンバ内へのロータの取付けを自動で行うようにした連続遠心分離機を提供する。【解決手段】  試料を分離するための円筒状のロータ１２０と、ロータ１２０を収納するチャンバ１０１と、ロータ回転させる駆動手段１３１と、回転中にロータに試料を連続的に供給および排出する試料循環部と、ロータ１２０を上下および前後方向に移動させる移動手段（１６０、１７０）を有し、駆動手段のシャフト部１４０とロータ１２０の取付けをねじ締付けで行う連続遠心分離機１において、ねじ締付けを駆動手段１３１を用いて行い、その後に移動手段（１６０、１７０）を用いてロータ１２０をチャンバ１０１内へ取付けを自動的に行う。ロータ１２０の上端部にはねじ山を有する取付部が設けられ、シャフト部１４０の下端には取付部のねじ山に螺合するナットがシャフト部に対して回転不能に設けられる。【選択図】図１
2012011342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を分離するための円筒状のロータと、該ロータが収納されるチャンバと、
前記ロータを前記チャンバ内で回転させる駆動手段と、前記ロータの回転中に前記ロータに試料を連続的に供給および排出する試料循環部と、
前記ロータを上下および前後方向に移動させて前記ロータを前記チャンバ内への取付け及び取外しを行う移動手段を有し、前記駆動手段のシャフト部と前記ロータの取付けをねじ締付けで行う連続遠心分離機において、
前記シャフト部と前記ロータのねじ締付けを前記駆動手段を用いて行い、その後に前記移動手段を用いて前記ロータを前記チャンバ内へ取付けを行うことを特徴とする連続遠心分離機。
【請求項２】
前記ロータの上端部にはねじ山を有する取付部が設けられ、前記シャフト部の下端には前記取付部のねじ山に螺合するナットが前記シャフト部に対して回転不能に設けられ、
前記ロータの取付けにおいては、
前記駆動手段によって前記ナットを回転させて前記取付部のねじ締めを行い、
締付けが終了した後に前記移動手段を用いて前記ロータを前記チャンバ内へ移動させることを特徴とする請求項１に記載の連続遠心分離機。
【請求項３】
前記駆動手段による前記ナットの締付けトルクを検出する手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の連続遠心分離機。
【請求項４】
前記ナットの締付けトルクの閾値を設定し、前記ロータの取付けにおいては前記閾値を用いて前記ロータの取付け完了を検出することを特徴とする請求項３に記載の連続遠心分離機。
【請求項５】
前記ロータの取付けにおいては、前記ナットの回転に同期して、前記移動手段を稼働させて前記シャフト部を移動させるように制御することを特徴とする請求項４に記載の連続遠心分離機。
【請求項６】
試料を分離するための円筒状のロータと、該ロータが収納されるチャンバと、
前記ロータを前記チャンバ内で回転させる駆動手段と、前記ロータの回転中に前記ロータに試料を連続的に供給および排出する試料循環部と、
前記ロータを上下および前後方向に移動させて前記ロータを前記チャンバ内への取付け及び取外しを行う移動手段を有し、前記駆動手段のシャフト部と前記ロータの取付けをねじ締付けで行う連続遠心分離機において、
前記移動手段を用いて前記ロータを前記チャンバ内から所定の取外し位置に移動させ、
前記シャフト部と前記ロータのねじの緩めを前記駆動手段を用いて行うことを特徴とする連続遠心分離機。
【請求項７】
前記ロータの上端部にはねじ山を有する取付部が設けられ、前記シャフト部の下端にはナットが前記シャフト部に対して回転不能に設けられ、
前記ロータの取外しにおいては、
前記駆動手段によって前記ナットを回転させて前記取付部のねじ緩めを行い、
ねじ緩めが終了した後に前記移動手段を用いて前記駆動手段を前記チャンバの上側位置へ移動させることを特徴とする請求項６に記載の連続遠心分離機。
【請求項８】
前記ロータの取外しにおいては、前記ナットの回転に同期して、前記移動手段を稼働させて前記シャフト部を移動させるように制御することを特徴とする請求項７に記載の連続遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を連続的に流して液体試料中の粒子をロータ内で遠心分離する連続遠心分離機に関し、特に上側駆動部へのロータの取付け及び取外しを半自動で行うことができる連続遠心分離機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機は、通常の重力場では沈降しないもしくは沈降しにくい粒子を分離するもので、ウィルスや菌体などが分離対象に含まれる。ウィルスや菌体は、薬品やワクチンなどの製造にとっては欠かせない原料であり、これらの製造過程において原料を分離精製する設備として連続遠心分離機が広く使用される。連続遠心分離機は、試料を入れて高速回転させるロータと、ロータに回転力を与える駆動部と称するモータ部分と、ロータを保持して回転力を伝達するアッパーシャフトと称する部品を有する。従来、ロータとアッパーシャフトの固定は、アッパーシャフトに回転可能な状態で組込まれたナットを、ロータの上部に形成されるねじ部に締付けることで行う。この締付けは、作業者がロータハンドルと称する工具でロータが回らないよう保持し、ロータのネジ部にかけたナットをスパナで締付けることでロータをアッパーシャフトに固定する。これらの固定方法について図１１から図１３を用いて説明する。
【０００３】
図１１は、従来の連続遠心分離機におけるアッパーシャフト８４０とナット８４１の形状を示す断面図である。アッパーシャフト８４０は、試料の一部をロータの外部に排出するための流路を形成するもので、モータによって回転される回転軸の中央を貫通する。ナット８４１は、アッパーシャフト８４０の下端面を後述するロータにしっかりと密着させるために用いられる。ナット８４１は、外形が正六角形の断面形状であって上側に閉鎖壁８４１ａを有し、閉鎖壁８４１ａの中央にアッパーシャフト８４０を貫通させるための貫通穴８４１ｂが形成される。ナット８４１は、アッパーシャフト８４０とは別体部品で構成され、非締付け時にはナット８４１はアッパーシャフト８４０に対して相対的に空回りできる。
【０００４】
図１２は、ロータ８２０をアッパーシャフト８４０に取付ける方法を示す図である。まず、ロータ８２０を垂直に立てて、ロータカート（ロータを保持する器具で詳細は後述する）のラチェットハンドルを操作することにより、ロータ８２０の取付部８２３ａがナット８４１に当接する位置に移動させる。そして、手８９０でナット８４１を回転させることにより、ナット８４１を取付部８２３ａに締付ける。この時、ラチェットハンドルを操作しロータ８２０を少しずつ上昇させながら、手８９０でナット８４１を締付け操作を行うと、アッパーシャフト８４０は取付部８２３ａに軽く触れた状態になる。この状態で、ロータ８２０を固定しているストップベルト（図示せず）を緩めてから、図１３に示すようにスパナレンチ８９１とロータ押さえ工具（ロータハンドル）８９２を用いて、ナット８４１を十分に締付ける。その後、ロータ８２０を固定するためのストップベルトを外して、操作パネルからリフトスイッチを操作してロータ８２０を上昇させ、ロータ８２０をチャンバ内に装着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の連続遠心分離機へのロータの取付けは、作業者が手や専用工具を使うことによってナットを締付けることで行われるが、ナットの締付けが甘い場合、シャフトとロータの固定が十分にされず、運転時に振動が出る可能性がある。通常、操作者に対して取扱説明や取扱トレーニングなどを行ってこのような問題が出ないよう対処しているが、遠心分離運転をより精度良く行うためには、誰が作業を行っても安定した固定を行うことができる方法が望まれる。また、ナットの締付けが強すぎる場合は、アッパーシャフトやロータの取付部に形成されたねじ山を破損してしまう恐れがあるので、常に適切な締付けトルクで固定を行うことが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、連続遠心分離機のロータの取付けにおいて、アッパーシャフトとロータを適切に取付けることができるようにした連続遠心分離機を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、アッパーシャフトとロータの締付けを半自動で行い、チャンバ内へのロータの装着を自動で行うようにした遠心分離機を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、アッパーシャフトとロータの取外しを半自動で行い、チャンバ内からロータの脱着を自動で行うようにした遠心分離機を提供することにある。
【００１０】
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の通りである。
【００１１】
本発明の一つの特徴によれば、試料を分離するための円筒状のロータと、ロータが収納されるチャンバと、ロータをチャンバ内で回転させる駆動手段と、ロータの回転中にロータに試料を連続的に供給および排出する試料循環部と、ロータを上下および前後方向に移動させてロータをチャンバ内への取付け及び取外しを行う移動手段を有し、駆動手段のシャフト部とロータの取付けをねじ締付けで行う連続遠心分離機において、シャフト部とロータのねじ締付けを駆動手段を用いて行い、その後に移動手段を用いてロータをチャンバ内へ取付けを行うようにした。ロータの上端部にはねじ山を有する取付部が設けられ、シャフト部の下端には取付部のねじ山に螺合するナットがシャフト部に対して回転不能に設けられ、ロータの取付けにおいては、駆動手段によってナットを回転させて取付部のねじ締めを行い、締付けが終了した後に移動手段を用いてロータをチャンバ内へ移動させるように制御する。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、連続遠心分離機は駆動手段によるナットの締付けトルクを検出する手段を有する。また、ナットの締付けトルクの閾値を設定し、取付制御モードにおいては閾値を用いてロータの取付け完了を検出する。さらに、ロータの取付けにおいては、ナットの回転に同期して、移動手段を稼働させてシャフト部を移動させるように制御する。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、試料を分離するための円筒状のロータと、ロータが収納されるチャンバと、ロータをチャンバ内で回転させる駆動手段と、ロータの回転中にロータに試料を連続的に供給および排出する試料循環部と、ロータを上下および前後方向に移動させてロータをチャンバ内への取付け及び取外しを行う移動手段を有し、駆動手段のシャフト部とロータの取付けをねじ締付けで行う連続遠心分離機において、移動手段を用いてロータをチャンバ内から所定の取外し位置に移動させ、シャフト部とロータのねじの緩めを駆動手段を用いて行うようにした。ロータの上端部にはねじ山を有する取付部が設けられ、シャフト部の下端にはナットがシャフト部に対して回転不能に設けられ、ロータの取外しにおいては、駆動手段によってナットを回転させて取付部のねじ緩めを行い、ねじ緩めが終了した後に移動手段を用いて駆動手段をチャンバの上側位置へ移動させる。また、ロータの取外しにおいては、ナットの回転に同期して、移動手段を稼働させてシャフト部を移動させるように制御する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、連続遠心分離機において、シャフト部とロータのねじ締付けを駆動手段を用いて行い、その後に移動手段を用いてロータをチャンバ内へ取付けを行う、いわゆる取付制御モードを設けたので、作業者が専用の工具を用いてシャフト部とロータのねじ締付けを行う必要が無く、容易にロータの取付け作業を行うことができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、ロータの取付けにおいては、駆動手段によってナットを回転させて取付部のねじ締めを行い、締付けが終了した後に移動手段を用いてロータをチャンバ内へ移動させるので、ナットの回転からロータのチャンバ内への移動までの一連の動作を自動で行うことができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、駆動手段によるナットの締付けトルクを検出する手段を有するので、適切な締付けトルクでロータをシャフト部に取付けることができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、ナットの締付けトルクの閾値を設定し、ロータの取付けにおいては閾値を用いてロータの取付け完了を検出するので、ロータをシャフト部に確実に取付けることができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、ロータの取付けにおいては、ナットの回転に同期して、移動手段を稼働させてシャフト部を移動させるので、ナットの締め付けに併せてロータ側を移動させる必要がないので、作業者の労力を軽減することができる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、連続遠心分離機において、移動手段を用いてロータをチャンバ内から所定の取外し位置に移動させ、シャフト部とロータのねじの緩めを駆動手段を用いて行う、いわゆる取外し制御モードを有するので、作業者が専用の工具を用いてシャフト部とロータを固定するナットを緩める必要が無く、容易にロータの取外し作業を行うことができる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、連続遠心分離機において、駆動手段によってナットを回転させて取付部のねじ緩めを行い、ねじ緩めが終了した後に移動手段を用いて駆動手段をチャンバの上側位置へ移動させるので、ナットの取外しから駆動手段の元の位置への復帰までの一連の動作を自動で行うことができる。
【００２１】
請求項８の発明によれば、ロータの取外しにおいては、ナットの回転に同期して、移動手段を稼働させてシャフト部を移動させるように制御するので、ナットの締め付けに併せてロータ側を移動させる必要がないので、作業者の労力を軽減することができる。
【００２２】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例にかかる連続遠心分離機の全体を示す斜視図である。
【図２】図１の上側駆動部１３０付近の構造を示す拡大図であり、一部にその断面で示す。
【図３】図１のロータ１２０の組立構造を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施例にかかる連続遠心分離機において、ロータ１２０を取付ける動作を説明するための図である。
【図５】図４で取付部１２３ａにナット１４０ａを締付ける直前の状態を示す部分側面図である。
【図６】図４で取付部１２３ａにナット１４０ａを締付けた状態を示す部分側面図である。
【図７】ロータ１２０を半自動で取付けるための制御手順を説明するためのフローチャートである（その１）。
【図８】ロータ１２０を半自動で取付けるための制御手順を説明するためのフローチャートである（その２）。
【図９】ロータ１２０を半自動で取外すための制御手順を説明するためのフローチャートである（その１）。
【図１０】ロータ１２０を半自動で取外すための制御手順を説明するためのフローチャートである（その２）。
【図１１】従来の連続遠心分離機におけるアッパーシャフト８４０とナット８４１の形状を示す断面図である。
【図１２】従来の連続遠心分離機におけるロータ８２０をアッパーシャフトに取付ける方法を示す図である（その１）。
【図１３】従来の連続遠心分離機におけるロータ８２０をアッパーシャフトに取付ける方法を示す別の図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
【００２５】
図１は、本実施例に係る連続遠心分離機の全体を示す斜視図である。本図においては、ロータ１２０をチャンバ１０１から取り出した状態を示している。連続遠心分離機１は、例えばワクチン製造工程などに広く使用されるものであり、大きく分けて遠心分離部１００と、制御装置部２００と、遠心分離部１００と制御装置部２００との間を接続する配線・配管群５０で構成される。
【００２６】
遠心分離部１００は、遠心室となる円筒状のチャンバ１０１と、チャンバ１０１を支持するベース１１０と、チャンバ１０１の内部に出し入れ自由に収容されて高速回転するロータ１２０と、チャンバ１０１の上部に配置されてロータ１２０を吊り下げた状態でこれを回転駆動する上側駆動部１３０と、チャンバ１０１の下側に取付けられる下側回転支持部１５０と、上側駆動部１３０を上下方向に移動させるためのリフト１６０と、上側駆動部１３０を前後方向に移動させるアーム１７０と、ロータ１２０に試料または滅菌液を連続的に供給・排出する試料循環部（図示せず）を有して構成される。リフト１６０とアーム１７０が上側駆動部１３０を移動させるための移動手段として機能する。上側駆動部１３０に吊り下げられたロータ１２０は、開口部１０１ａからチャンバ１０１の内部に収容される。上側駆動部１３０の下には、ロータ１２０をチャンバ１０１の内部に収納した際に、チャンバ上部を密閉させる上部プレート１８０が設けられ、上部プレート１８０の中心付近から下方に延びるように、ロータ１２０を支持して回転させるアッパーシャフト１４０が設けられる。
【００２７】
ロータ１２０は高速で回転駆動されるため、大気との風損や摩擦熱による発熱する。この発熱によるロータ１２０の温度上昇を抑えるために、図示されていない真空ポンプによって、チャンバ１０１の内部は減圧された状態に保たれる。図示しない真空ポンプがチャンバ１０１に接続され、図示しない制御部によって連続遠心分離運転中にはチャンバ１０１の内部が所定の減圧状態に保たれる。さらに、遠心分離中はロータ１２０内の試料を所定の温度（例えば４℃）に維持した状態で遠心分離をするために、図示されない冷却装置が接続されている。チャンバ１０１は複数のボルト１１１でベース１１０に固定され、ベース１１０は複数のボルト１１２により床面に固定される。
【００２８】
制御装置部２００には、チャンバ１０１内部の遠心室全体を冷却するための図示せぬ冷凍機、チャンバ１０１内部の遠心室を減圧された状態にするための図示せぬ真空ポンプ、ロータ１２０を所定の場所に移動させるリフト１６０及びアームの駆動制御装置、ロータ１２０を駆動制御する図示せぬ制御部等が収容され、上部に、操作・入力する箇所である操作パネル２０１が配置される。制御部はマイクロコンピュータ、記憶装置を含んだ電子回路で構成され、ロータ１２０の駆動制御だけでなく連続遠心分離機全体の制御を行う。
【００２９】
連続遠心分離機１には、図示していないが液体試料を貯蔵する試料タンクと、試料タンクに保有された液体試料を遠心分離部１００へ注入するための試料供給ポンプを有し、連続遠心分離によって分離処理された試料が上側駆動部１３０内を経由して上部コネクタ１３７から排出される。さらに、排出された上澄み液を回収するための図示しない試料回収タンクを有する試料循環部を有する。試料タンクに入れられた液体試料は、図示しない試料供給ポンプによって下側回転支持部１５０に設けられた下部コネクタ１３８、ロアシャフト１９０を経由してロータ１２０の内部に導入され、高速回転するロータ１２０によって遠心分離され、遠心分離によって半径方向の内側に貯まった上澄み液がアッパーシャフト１４０を経由して上側駆動部１３０内を通過し上部コネクタ１３７を通って、図示しない試料回収タンクへと回収される。試料供給ポンプは、ポンプのモータ部への電力供給によって、ポンプの運転が制御される。尚、場合によっては、上部コネクタ１３７から試料供給され、遠心分離処理された試料の上澄み液を下部コネクタ１３８から排出し、図示しない試料回収タンクへと回収するように操作することもある。
【００３０】
図２は上側駆動部１３０付近の構造を示す拡大図であり、一部にその断面で示す。上側駆動部１３０は、上側駆動部１３０の内部を貫通しロータを支持するアッパーシャフト１４０、アッパーシャフト１４０の回転時にその軸を受けるすべり軸受１３３とボールベアリング１３４、アッパーシャフト１４０を回転させるモータ１３１、モータ１３１の回転軸とアッパーシャフト１４０をねじ固定するロックナット１３５、遠心分離する試料と冷却水ラインとの間をシールするフェイスシール１３６、アッパーシャフト１４０の頭部に取付けられるシャフトヘッド１３２を含んで構成される。アッパーシャフト１４０の下端部には、ロータ１２０を取付けるためのナット１４０ａが設けられる。本実施例においては、ナット１４０ａはアッパーシャフト１４０に対して相対的に回転できないように構成されており、ナット１４０ａとアッパーシャフト１４０を一体成型で製造することが好ましい。
【００３１】
図３は連続遠心分離機に使用するロータ１２０の組立構造を示す分解斜視図である。ロータ１２０は、ロータボディ１２１、コア１２２、上側ロータカバー１２３、下側ロータカバー１２４、Ｏリング１２５ａ、１２５ｂ、１２６ａ、１２６ｂ、１２７ａ、１２７ｂ、コアピン１２８で構成される。ロータ１２０の内部に組み付けされるコア１２２は、コアピン１２８によって下側ロータカバー１２４に回転することなく固定される。上側ロータカバー１２３の中央付近上部には、中央に貫通穴を有し外周側に雄ねじとされた取付部１２３ａが形成される。取付部１２３ａは、アッパーシャフト１４０のナット１４０ａの内周側に形成される雌ねじと螺合することにより、ロータ１２０からアッパーシャフト１４０へ試料を連続的に排出させる試料循環通路を画定する。
【００３２】
図４は連続遠心分離機にロータ１２０を取付ける動作を示す図である。通常、連続遠心分離機１にロータ１２０を装着する際には、ロータ１２０をロータカート４００に取付けて準備する。ロータカート４００は。ロータ１２０を固定して運搬させるための補助器具であり、カートフレーム部４０１を有し、下側にはロータカート４００の移動を容易にするためのキャスター４０２が４つ設けられる。カートフレーム部４０１の前方上側には、ロータ１２０を支持するロータホルダ４０３が回転軸４０４を介して前後方向に揺動させることができるように保持される。ロータホルダ４０３は、円筒状のロータ１２０に密着して安定保持させるもので、ロータ１２０の軸方向に沿って並行して延び、上下方向の２箇所にはロータ１２０を保持するストップベルト４０５が設けられる。通常、ロータ１２０は２本のストップベルト４０５によりロータホルダ４０３にしっかり固定された状態で移動または保管される。ストップベルト４０５はロータが落下しないよう保持する役割と、ロータ１２０を上側駆動部１３０に取付けのためのねじ締付け時にロータ１２０が回らないように保持する回し止めの役割とを併せ持つ。ロータホルダ４０３の側部には、ロータ１２０の保持位置を上下に移動させるためのラチェットハンドル４０６が設けられる。作業者はラチェットハンドル４０６を操作することによりロータホルダ４０３を上下移動させることができ、この移動によってロータ１２０を所定の範囲内で上下動させることができる。
【００３３】
次に、ロータカート４００上に準備したロータ１２０を、連続遠心分離機１への取付けを行う。通常、この取付け前には、上側駆動部１３０は位置Ａにあることが多い。ロータ１２０を連続遠心分離機１に取付ける際に、最初に上側駆動部１３０をチャンバ１０１から取外すべく、リフト１６０を上方向に延ばすように移動させて上側駆動部１３０を図中の丸１の方向に移動させる。この際、上側駆動部１３０に別のロータ１２０が装着されていない場合は、リフト１６０を最上部まで引き上げる必要はなく、上側駆動部１３０の最下端のナット１４０ａがチャンバ１０１の開口部１０１ａよりも十分離れればよい。その後アーム１７０を延ばして図中の丸２の方向に移動させたのち、リフト１６０を下降させて丸３の矢印のように上側駆動部１３０をロータ１２０に近づけ、取付けのための基準位置（位置Ｂ）に移動させる。この丸１から丸３までのリフト１６０及びアーム１７０の操作は、制御部の指示によって自動的に行われる。
【００３４】
その後、作業者はロータ１２０が取付けられたロータカート４００を移動させて、アッパーシャフト１４０の真下にロータ１２０の取付部１２３ａが来るようにロータ１２０の位置決めをする。この状態を示すのが図５である。図５において上側駆動部１３０のアッパーシャフト１４０の軸線と、ロータ１２０の中心線が一致していることが理解できるであろう。次に、作業者はロータカート４００のラチェットハンドル４０６（図４参照）を操作して、ロータ１２０を上方向に移動させて取付部１２３ａのネジ山がアッパーシャフト１４０と一体に形成されたナット１４０ａに螺合する位置に配置し、ラチェットハンドル４０６を操作しながらナット１４０ａを手で回すことにより、ナット１４０ａが取付部１２３ａのねじ山に３山程度ねじをかける。このように、位置Ｂにある上側駆動部１３０のナット１４０ａの真下の所定位置にロータ１２０を移動させることと、ナット１４０ａと取付部１２３ａのねじ固定の導入部のみ作業者が手作業で行う。この後のナット１４０ａの締付け作業と、ロータ１２０のチャンバ１０１への装着は、制御部によって自動で制御される。
【００３５】
図４に戻り、このようにナット１４０ａの仮締付けが完了したら、作業者は連続遠心分離機１の操作パネル２０１からロータ取付けモードの画面に入り、図示しないロータ取付開始ボタンを押すことにより、ロータ１２０の取付動作を開始する。ロータ取付け開始ボタンが押されるとモータ１３１が回転を開始し、これによりアッパーシャフト１４０はナット１４０ａを締付ける方向にゆっくり回り始め、ロータ１２０の取付部１２３ａへナット１４０ａが締付けられていく（図中の丸４がナット１４０ａの回転方向を示す）。
【００３６】
アッパーシャフト１４０が回転してナット１４０ａがロータ１２０に締付けられると、ロータ１２０は上方へ引き上げられる力を受ける。従来の手動による締付けの場合は、作業者がラチェットハンドル４０６を操作しながら締付けを行ったが、本実施例のように自動で締付けを完了させる場合には、ラチェットハンドル４０６の操作をすることができない。ラチェットハンドル４０６の操作なしでナット１４０ａを回転させると、ロータカート４００のロータホルダ４０３の高さが一定であるため、このままではロータ１２０が引き上げられてしまう。これを避けるため、本実施例ではナット１４０ａ（アッパーシャフト１４０）の回転に合わせて、駆動部１０４を保持するリフト１６０を同調制御し、ゆっくりとリフト１６０を下方に下げる動作を行うようにした。このように、上側駆動部１３０側をロータ１２０に近づけながらナット１４０ａを締付けるようにしたので、この締付けの際に作業者によるラチェットハンドル４０６の操作を不要にすることができた。
【００３７】
アッパーシャフト１４０と取付部１２３ａの締付けが予め決められた締付トルク値に到達したとき、制御部はこれを検出しアッパーシャフト１４０の回転を停止し、取付けが完了したことを操作パネル２０１上の画面に表示する。この締付トルク値の検出は、例えば締付トルクとモータの駆動電流との相関を予め確認し、適正締付けトルクに相当するモータの駆動電流値を検出したときにアッパーシャフトの回転を停止させるような制御とすれば良い。この取付けが完了した状態を示すのが図６である。図６はナット１４０ａが取付部１２３ａに完全に取付けられた状態を示している。その後、作業者は２本のストップベルト４０５を取外してロータカート４００をロータ１２０から離す位置に移動させる。次に、作業者は、操作パネル２０１に表示される装着ボタン（図示せず）を押す。装着ボタンは、ナット１４０ａによってアッパーシャフト１４０に装着されたロータ１２０をチャンバ１０１へ装着させるための指示ボタンである。制御部は、装着ボタンが押されたことを検出することにより図４の丸５に示すようにリフト１６０を上方向に延びるように移動させ、次にアーム１７０を縮めて丸６の方向に移動させる。最後に、リフト１６０を下方向に縮めることにより（丸７）、ロータ１２０がチャンバ１０１の内部に装着される。
【００３８】
以上のように、本実施例において作業者はロータカート４００を移動させて、アッパーシャフト１４０の真下にロータ１２０を位置させることと、ナット１４０ａを取付部１２３ａのねじ山に仮締めすることを除き、その後の操作を自動で行うことができる。しかも、ナット１４０ａの締付けにモータ１３１の駆動力を用いるようにしたので、均一の締付けトルクでナット１４０ａを締付けることができ、ナット１４０ａの締付け不足に起因する不具合の発生を防止できる。尚、本実施例において優れている点は、ロータ１２０の取付け過程を、本実施例のように半自動（ロータ位置あわせと仮締めは手動）で行うのだけではなく、従来と全く同じ方法で固定することも可能な点である。従って、作業者は希望の取付け方法を任意に選択することができる。
【００３９】
ロータ１２０がチャンバ１０１内に装着され、遠心分離運転が完了した後にはロータ１２０が取外される。ロータ１２０を取外す際には、図４で示した手順と逆の手順を踏むことで半自動でロータ１２０とアッパーシャフト１４０の締付けを解除し、ロータ１２０を取外すことが可能となる。ナット１４０ａを緩めるときには、ロータ１２０をロータカート４００に固定した後にアッパーシャフト１４０を回転させてロータ１２０のねじ部から締付けを解除していくと良い。この際、ナット１４０ａが取付部１２３ａのねじ山から外れたところでモータ１３１の回転トルクが下がるので、これを検出して制御部はモータ１３１の回転動作を停止させれば良い。この具体的な手順については後述する。
【００４０】
次に、図７、８のフローチャート用いてロータ１２０を半自動で取付けるための制御手順を説明する。これらの制御は、制御部内のマイクロコンピュータでプログラムを実行させることによってソフト的に実現することができる。まず作業者は、操作パネル２０１からロータ取付けモードの画面に入り、図示しないロータ取付け開始ボタンを押す（ステップ５０１）。通常、このロータ取付け開始ボタンを押すときには上側駆動部１３０は図４の位置Ａにある。次に、上側駆動部１３０にロータ１２０が取り付けられているか否かを検出する（ステップ５０２）。ロータ１２０がとりつけ済みの場合は、エラー表示をして処理を終了する（ステップ５０９）。
【００４１】
次に、制御部はリフト１６０を上昇させるとともにアーム１７０を延ばして、上側駆動部１３０を取付け位置（図４の位置Ｂ）に移動させる（ステップ５０３）。この移動の際に、リフト１６０を最上部まで上げる必要はなく、所定の中間位置においてアーム１７０を前方へ延ばし、再びリフト１６０を縮める。この取付け位置は、ロータカート４００のロータホルダ４０３が基準位置に有る場合に、上側駆動部１３０のナット１４０ａが、ロータ１２０の取付部１２３ａより５ｍｍ程度上方位置となるようにすると良い。次に、作業者がロータ１２０を載せたロータカート４００を移動させて、ロータ１２０を上側駆動部１３０の真下に位置づけ、ラチェットハンドル４０６（図４）を操作して、ロータ１２０の取付部１２３ａがナット１４０ａに螺合させ、ラチェットハンドル４０６を操作しながらナット１４０ａを手で回し、３山程度ねじをかけることにより、ロータ１２０の自動取付けための準備を行う（ステップ５０４）。
【００４２】
ロータ１２０の自動取付けための準備が完了したら、作業者は操作パネル２０１から図示しない「ロータ取付け準備ＯＫ」を示すボタンを押すことにより、モータ１３１を用いた取付部１２３ａへのナット１４０ａの自動締付けが開始される（ステップ５０５）。モータ１３１が回転することによってアッパーシャフト１４０が回転する。ここで制御部はモータ１３１の回転開始からの経過時間ｔの監視を開始する。次に、モータ１３１の締付けトルクＸを検出し、ナット１４０ａの締付けのための規定の締付けトルク閾値（目標値）Ｆに到達したか否かを判定する（ステップ５０６）。締付けトルクＸは、例えばモータ１３１に流れる負荷電流値を用いて相応するトルク値に換算するが、この方法だけに限られずに他の締付けトルク検出方法を用いても良い。トルク閾値（目標値）Ｆに到達した場合は、図８のステップ５１０に移り、到達していない場合はステップ５０７に移る。
【００４３】
次に、制御部はモータ１３１の回転開始からの経過時間ｔが所定時間Ｔ２より小さいか否か判定する（ステップ５０７）。通常ロータ１２０の取付け作業はどの連続遠心分離機１で行ってもほぼ一定の時間で終了するものと考えられるが、何かしらの原因で締付けが正常に行われないことも起こりうる。本実施例においては、モータ１３１による標準的な作業時間としてＴ１以上Ｔ２以下の時間内に規定の締付けトルク閾値（目標値）Ｆに到達するとし、この範囲を逸脱すれば、締付け異常とみなすようにした（ステップ５０７）。トルク閾値（目標値）Ｆに到達しないのに、経過時間ｔが所定時間Ｔ２を越えた場合は、何らかの締め付け異常が発生しているとして、エラー表示をして処理を終了する（ステップ５０９）。尚、この異常終了を知るためにも、正常な作業が完了しなくてはならない標準的な許容時間Ｔ２を制御部に予め記憶しておくと良い。経過時間ｔが所定時間Ｔ２より小さい場合は、締め付け作業を継続して、ステップ５０６に戻る。
【００４４】
ステップ５０６において、規定の締付けトルク閾値（目標値）Ｆに到達したらステップ５１０（図８）に移行し、制御部はモータ１３１の回転開始からの経過時間ｔが所定時間Ｔ１より大きいか否か判定する（ステップ５１０）。ここで、ｔ＞Ｔ１で無い場合は、目標値に到達する時間が早すぎるので締付け不足である可能性が高いので締付け異常とみなして（ステップ５１０）、エラー表示をして処理を終了する（ステップ５１９）。ステップ５１０においてｔ＞Ｔ１の場合は、次にｔ＜Ｔ２で有るかを判定する（ステップ５１１）。ここで締付けの際にＴ２以上の時間が掛かっている場合は、締付け異常とみなして（ステップ５１１）、エラー表示をして処理を終了する（ステップ５０９）。
【００４５】
ステップ５１１において経過時間ｔがＴ２以下の場合は、標準的な締付け時間であるＴ１以上Ｔ２以下の時間内にあるので、正常に締付けが完了したとみなして、モータ１３１による締付け作業を停止する（ステップ５１２）。次に、操作パネル２０１に「ロータ取付け完了しました。ストップベルトを外して下さい」との表示を行う（ステップ５１３）。この際、締付け作業が終了したことを画面表示と共に音を出すなどして作業者へ知らせるようにしても良い。この表示を見た作業者は、ロータ１２０をロータカート４００に固定するためのストップベルト４０５を取外し（ステップ５１４）、操作パネル２０１の「ベルト取外し完了」を示すボタンを押すか、又はアイコンをクリックする（ステップ５１５）。次に制御部は、上側駆動部１３０にロータ１２０が取付けられているか否かを判定する（ステップ５１６）。ロータ１２０の取付けの判定は、図示しないセンサーなどで行っても良いし、リフト１６０を動かす際の負荷の大きさによって検出するようにしても良い。
【００４６】
次に、リフト１６０を操作して、上側駆動部１３０を最上部へ移動させ（図４の丸５）、アーム１７０を縮めて最後方へ移動させ（図４の丸６）、再びリフト１６０を操作して上側駆動部１３０を下方へ移動させる（図４の丸７）ことにより、ロータ１２０を開口部１０１ａからチャンバ１０１内に収容する（ステップ５１７）。次に、操作パネル２０１に「ロータセット完了しました。遠心機スタートの準備をして下さい」との表示を行う（ステップ５１８）。以上の手順により取付け作業が終了する。これで、ロータ１２０の装着が完了したので、通常の連続遠心分離運転の操作を開始する。
【００４７】
以上説明した手順によって、本実施例ではロータ１２０の上側駆動部１３０への取付け工程を半自動で行うことができるようになったので、作業者によってばらつきのない安定したロータ１２０の取付け作業を行うことができる。この後、連続遠心分離運転を行う。尚、上述した実施例は、種々の変形が可能である。たとえば、ステップ５０９、５１９におけるエラー表示の際には、なぜエラーになったのかを明示するようにすれば、その後に作業者がどう対応して良いかを知ることができるので使い勝手が良くなる。
【００４８】
次に、連続遠心分離運転を行った後にロータ１２０を取外す際の操作手順を説明する。図９、１０は、ロータ１２０を半自動で取外すための制御手順を説明するためのフローチャートである。図９において、作業者は、操作パネル２０１からロータ取外しモードの画面に入り、図示しないロータ取外し開始ボタンを押す（ステップ６０１）。通常、このロータ取外し開始ボタンを押すときには上側駆動部１３０は図４の位置Ａにある。次に、上側駆動部１３０にロータ１２０が取付け済みであるか否かを検出する（ステップ６０２）。ロータ１２０が装着されていない場合は、取外し操作はできないのでエラー表示をして処理を終了する（ステップ６０９）。
【００４９】
次に、制御部はロータ１２０が装着されている場合は、リフト１６０を上昇させると共にアーム１７０を延ばして、上側駆動部１３０を取外し位置（図４の位置Ｂ）に移動させる（ステップ６０３）。この移動の際に、リフト１６０を最上部まで移動させて、アーム１７０を前方へ延ばし、再びリフト１６０を縮めて下降させる。次に、作業者がロータカート４００を移動させてロータ１２０の真下に位置づけ、ラチェットハンドル４０６（図４）を操作してロータ１２０をロータホルダ４０３に取付け、ストップベルト４０５を固定することにより、ロータ１２０の取外しのための準備を行う（ステップ６０４）。
【００５０】
ロータ１２０の取外しのための準備が完了したら、作業者は操作パネル２０１から図示しない「ロータ取外し準備ＯＫ」を示すボタンを押すことにより、モータ１３１を用いた取付部１２３ａからナット１４０ａの取外しが開始される（ステップ６０５）。ここで制御部はモータ１３１の回転開始からの経過時間ｔの監視を開始する。モータ１３１が回転することによってアッパーシャフト１４０が回転する。次に、モータ１３１の緩めトルクＸを検出し、ナット１４０ａの緩めトルク閾値（目標値）がＦ２以下に到達したか否かを判定する（ステップ６０６）。緩めトルクＸは、例えばモータ１３１に流れる負荷電流値を用いて相応するトルク値に換算できるが、この方法だけに限られずに他の締付けトルク検出方法を用いても良い。ナット１４０ａの緩めトルク閾値がＦ２以下に到達した場合は、ナット１４０ａが外れたものと識別できる。トルク閾値（目標値）X以下になった場合は、図１０のステップ８１０に移り、X以上の場合はステップ６０７に移る。
【００５１】
次に、制御部はモータ１３１の回転開始からの経過時間ｔが所定時間Ｔ４より小さいか否か判定する（ステップ６０７）。通常ロータ１２０の取外し作業はどの連続遠心分離機１で行ってもほぼ一定の時間で終了するものと考えられるが、何かしらの原因で緩めが正常に行われないことも起こりうる。本実施例においては、モータ１３１による標準的な作業時間としてＴ３以上Ｔ４以下の時間内に緩めが完了（トルク閾値（目標値）＝Ｆ２）に到達するとし、この範囲を逸脱すれば、緩め異常とみなして（ステップ６０７）、エラー表示をして処理を終了する（ステップ６０９）。この異常終了を知るためにも、正常な作業が完了しなくてはならない標準的な許容時間値、Ｔ３及びＴ４を制御部に記憶しておくと良い。
【００５２】
次に、モータ１３１によるナット１４０ａの取外し作業を継続し（ステップ６０８）、ステップ６０６に戻る。ステップ６０６において、規定の緩めトルク閾値（目標値）Ｆ２に到達したらステップ６１０（図１０）に移行し、制御部はモータ１３１の回転開始からの経過時間ｔが所定時間Ｔ３より大きいか否か判定する（ステップ６１０）。ここで、ｔ＞Ｔ３で無い場合は、目標値に到達する時間が早すぎるので緩め不足と判断して、緩め異常とみなして（ステップ６１０）、エラー表示をして処理を終了する（ステップ６１６）。ステップ６１０においてｔ＞Ｔ３の場合は、次にｔ＜Ｔ４で有るかを判定する（ステップ６１１）。ここで緩めの際にＴ４以上の時間が掛かっている場合は、緩め異常とみなして（ステップ６１１）、エラー表示をして処理を終了する（ステップ６１６）。
【００５３】
ステップ６１１において経過時間ｔがＴ４以下の場合は、モータ１３１の回転を停止させて取外し作業を停止する（ステップ６１２）。次に制御部は、上側駆動部１３０にロータ１２０が取付けられているか否かを判定し（ステップ６１３）、取付けられていると検出された場合はエラー表示をして処理を終了する（ステップ６１６）。次に、リフト１６０とアーム１７０を動作させ、図４の丸３、丸２、丸１の矢印と逆の経路をたどって、上側駆動部１３０を図４の位置Ａにまで戻す（ステップ６１４）。この移動は、図４の丸５〜７の経路でなく、丸３から丸１の逆順、すなわち最短経路（ショートカット）で戻すようにすれば良い。次に、操作パネル２０１に「ロータの取外しが完了しました。」との表示を行う（ステップ６１５）。以上の手順によりロータ１２０の取外し処理が終了する。
【００５４】
以上、本発明の実施例によれば、作業者がスパナを用いてナットを締付けたり、緩めたりする必要が無くなるので、ロータ１２０の取付け及び取外しに際して別途工具を準備することなく容易に行うことができるので、使い勝手が大きく向上する。また、ナットの締付けをモータの駆動力を用いて行うので締付けトルク値を精度良く制御でき、締付け不足や締付け過多を防止することができる。
【００５５】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、アッパーシャフト１４０とロータ１２０のねじ締付け時に、ロータ１２０が回されないよう保持するため、上述の実施例ではストップベルト４０５に回り止めの機能を持たせたが、ロータカート４００のロータホルダ４０３にピン状の突起部を設けるなどで別の手段による回り止め機能を持たせても良い。また、移動式のロータカートに、手動によるベルトで固定されるロータを自動的に固定できるような電子制御式の専用の保持装置を用いるならば、図４で説明した手順をすべて自動で行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  連続遠心分離機      ５０  配線・配管群      １００  遠心分離部
１０１  チャンバ      １０１ａ  開口部      １０４  駆動部
１１０  ベース      １１１  ボルト      １１２  ボルト      １２０  ロータ
１２１  ロータボディ      １２２  コア      １２３  上側ロータカバー
１２３ａ  取付部      １２４  下側ロータカバー      １２５ａ、１２５ｂ  Ｏリング
１２６ａ、１２６ｂ  Ｏリング      １２７ａ、１２７ｂ  Ｏリング
１２８  コアピン      １３０  上側駆動部      １３１  モータ
１３２  シャフトヘッド      １３３  すべり軸受      １３４  ボールベアリング
１３５  ロックナット      １３６  フェイスシール
１３７  上部コネクタ      １３８  下部コネクタ      １４０  アッパーシャフト
１４０ａ  ナット      １５０  下側回転支持部      １６０  リフト
１７０  アーム      １８０  上部プレート      １９０  ロアシャフト
２００  制御装置部      ２０１  操作パネル      ４００  ロータカート
４０１  カートフレーム部      ４０２  キャスター      ４０３  ロータホルダ
４０４  回転軸      ４０５  ストップベルト      ４０６  ラチェットハンドル
８２０  ロータ      ８２３ａ  取付部      ８３０  上側駆動部
８４０  アッパーシャフト      ８４１  ナット      ８４１ａ  閉鎖壁
８４１ｂ  貫通穴      ８７０  アーム      ８８０  上部プレート
８９０  （作業者の）手      ８９１  スパナレンチ
８９２  ロータ押さえ工具
【図１】
2012011342.tif 000003
【図２】
2012011342.tif 000004
【図３】
2012011342.tif 000005
【図４】
2012011342.tif 000006
【図５】
2012011342.tif 000007
【図６】
2012011342.tif 000008
【図７】
2012011342.tif 000009
【図８】
2012011342.tif 000010
【図９】
2012011342.tif 000011
【図１０】
2012011342.tif 000012
【図１１】
2012011342.tif 000013
【図１２】
2012011342.tif 000014
【図１３】
2012011342.tif 000015