(57)【要約】【課題】遠心分離機への着脱を容易に行う。【解決手段】遠心分離機３に着脱可能に取り付けられる遠心容器ユニット１であって、保持部５にそれぞれ保持される遠心容器６と、遠心容器６に接続され液体を供給または排出させる配管系とを備え、配管系が、遠心分離機３の外部に固定される固定部２と、アーム４に取り外し可能に固定されアーム４とともに回転させられる可動部７と、可動部７と固定部２との間に配置され、両者を流体的に接続するロータリジョイント８とを備え、ロータリジョイント８とアーム４の回転軸９とに、ロータリジョイント８をアーム４の回転軸９端に軸線Ａ方向に移動可能に嵌合する嵌合部１２，１５が設けられ、嵌合部１２，１５に、アーム４の回転中に、回転軸９に対してロータリジョイント８が軸線Ａ方向に移動しないように係止する係止手段１４，１８が設けられている遠心容器ユニット１を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転させられるアームの両端に保持部を有する遠心分離機に着脱可能に取り付けられる遠心容器ユニットであって、
前記保持部にそれぞれ保持される遠心容器と、
該遠心容器に接続され、該遠心容器内に液体を供給または該遠心容器内から液体を排出させる配管系とを備え、
該配管系が、前記遠心分離機の外部に固定される固定部と、前記アームに取り外し可能に固定され前記アームとともに回転させられる可動部と、該可動部と前記固定部との間に配置され、両者を流体的に接続するロータリジョイントとを備え、
該ロータリジョイントと前記アームの回転軸とに、前記ロータリジョイントを前記アームの回転軸端に軸線方向に移動可能に嵌合する嵌合部が設けられ、
該嵌合部に、前記アームの回転中に、前記回転軸に対して前記ロータリジョイントが前記軸線方向に移動しないように係止する係止手段が設けられている遠心容器ユニット。
【請求項２】
前記嵌合部が、前記回転軸または前記ロータリジョイントの一方に設けられた前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔と、他方に設けられ該嵌合孔に嵌合させられるシャフトとを備え、
前記係止手段が、前記シャフトに設けられ、遠心力により、前記シャフトの外面から半径方向外方に突出させられる突出部材と、前記嵌合孔の内面に設けられ前記突出部材を収容して前記軸線方向に係合する凹部とを備える請求項１に記載の遠心容器ユニット。
【請求項３】
前記アームの停止時に、前記突出部材を前記シャフトの外面より半径方向内方に配置させる付勢手段を備える請求項３に記載の遠心容器ユニット。
【請求項４】
前記軸線が鉛直方向に配置され、
前記付勢手段が、前記突出部材を出没可能に収容する収容孔を前記シャフトに半径方向内方に向かって下降するように傾斜させて設けることにより構成されている請求項３に記載の遠心容器ユニット。
【請求項５】
前記付勢手段が、前記突出部材を半径方向内方に常時付勢するスプリングである請求項３に記載の遠心容器ユニット。
【請求項６】
前記アームまたは前記可動部の一方に前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔が設けられるとともに、他方に該嵌合孔に嵌合させられるシャフトが設けられ、
前記係止手段が、前記嵌合孔の内面または前記シャフトの外面のいずれか一方に設けられ、半径方向に出没可能なボールおよび該ボールを半径方向に突出するように付勢するスプリングと、前記内面または前記外面のいずれか他方に設けられ、半径方向に突出させられた前記ボールを係合させる凹部とを備える請求項１に記載の遠心容器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心容器ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞懸濁液を収容した遠心分離容器を遠心分離機に取り付けて、遠心分離容器に接続された配管を介して洗浄液の供給や、上清の排液を行いながら細胞を濃縮する細胞濃縮装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この細胞濃縮装置においては、遠心分離機の回転軸に設けたロータリジョイントによって固定側から回転側に液体の流路を接続し、遠心容器の回転中においても洗浄液の供給や上清の排液が行えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１３３８７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の細胞濃縮装置においては、細胞の濃縮処理後においては、細胞や体液等によって遠心容器内のみならず配管およびロータリジョイント内の流路が汚れるため、他の細胞の濃縮のために再利用することができず、基本的には、細胞懸濁液が接触する部分は全てディスポーザブル部品にしなければならない。
この場合に、ディスポーザブル部品の着脱は、濃縮処理の都度に行われるので、操作性を向上するために、着脱を簡易に行うことが要求される。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、遠心分離機への着脱を容易に行うことができる遠心容器ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、軸線回りに回転させられるアームの両端に保持部を有する遠心分離機に着脱可能に取り付けられる遠心容器ユニットであって、前記保持部にそれぞれ保持される遠心容器と、該遠心容器に接続され、該遠心容器内に液体を供給または該遠心容器内から液体を排出させる配管系とを備え、該配管系が、前記遠心分離機の外部に固定される固定部と、前記アームに取り外し可能に固定され前記アームとともに回転させられる可動部と、該可動部と前記固定部との間に配置され、両者を流体的に接続するロータリジョイントとを備え、該ロータリジョイントと前記アームの回転軸とに、前記ロータリジョイントを前記アームの回転軸端に軸線方向に移動可能に嵌合する嵌合部が設けられ、該嵌合部に、前記アームの回転中に、前記回転軸に対して前記ロータリジョイントが前記軸線方向に移動しないように係止する係止手段が設けられている遠心容器ユニットを提供する。
【０００７】
本発明によれば、遠心容器をアームの両端に設けられた保持部にそれぞれ保持させ、配管系の可動部をアームに固定して、アームを回転させることにより、アームの両端に取り付けた遠心容器内の被分離物に遠心力が作用し、被分離物が比重の大きい順に半径方向外方から配列されるように分離される。アームに固定された可動部は、アームとともに回転するが、回転中においても固定部からロータリジョイントを介して可動部に接続された遠心容器内に流体を供給し、または、遠心容器内から逆方向に流体を排出することができる。
【０００８】
この場合において、ロータリジョイントを嵌合部によりアームの回転軸に、軸線方向に移動可能に嵌合すると、アームの回転中には係止手段によってロータリジョイントが回転軸に対して軸線方向に移動しないように係止されることにより、回転中に嵌合が外れてしまうことを防止できる。すなわち、アームへの取付時にはロータリジョイントをアームの回転軸に嵌合させるだけで済み、着脱を容易に行って交換作業にかかる時間を短縮することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記嵌合部が、前記回転軸または前記ロータリジョイントの一方に前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔が設けられるとともに、他方に該嵌合孔に嵌合させられるシャフトが設けられ、前記係止手段が、前記シャフトに設けられ、遠心力により、前記シャフトの外面から半径方向外方に突出させられる突出部材と、前記嵌合孔の内面に設けられ前記突出部材を収容して前記軸線方向に係合する凹部とを備えていてもよい。
【００１０】
このようにすることで、遠心容器ユニットを遠心分離機に取り付けるときには、ロータリジョイントまたは回転軸の一方に設けられた嵌合孔に、他方に設けられたシャフトを軸線方向に嵌合させるだけで済む。遠心容器ユニットを遠心分離機のアームに取り付けて、遠心分離機を作動させると、遠心力によって、シャフトに設けられた突出部材が半径方向外方に突出し、嵌合孔の内面に設けられた凹部に収容される。これにより、突出部材と凹部とが軸線方向に係合し、シャフトが嵌合孔から軸線方向に抜けないように係止される。
【００１１】
また、上記発明においては、前記アームの停止時に、前記突出部材を前記シャフトの外面より半径方向内方に配置させる付勢手段を備えていてもよい。
このようにすることで、アームが回転させられているときには、突出部材は、遠心力によって付勢手段の付勢力に抗して半径方向外方に移動させられて嵌合孔の凹部に係合する。一方、アームの回転が停止したときには、遠心力が消滅するので、突出部材は付勢手段の付勢力によって半径方向内方に引っ込められる。これにより、アームの停止時には、突出部材と凹部との係合状態が解除され、ロータリジョイントを回転軸から軸線方向に簡易に取り外すことができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記軸線が鉛直方向に配置され、前記付勢手段が、前記突出部材を出没可能に収容する収容孔を前記シャフトに半径方向内方に向かって下降するように傾斜させて設けることにより構成されていてもよい。
このようにすることで、アームが回転させられているときには、突出部材は、遠心力によって、収容孔内を上昇しながら半径方向外方に移動させられて、嵌合孔の凹部に係合する。一方、アームの回転が停止したときには、遠心力が消滅するので、突出部材は収容孔の傾斜によって下降しながら半径方向内方に引っ込められる。これにより、アームの停止時には、突出部材と凹部との係合状態が解除され、ロータリジョイントを回転軸から軸線方向に簡易に取り外すことができる。
【００１３】
また、前記付勢手段が、前記突出部材を半径方向内方に常時付勢するスプリングであってもよい。
このようにすることで、簡易な構成で、着脱容易性の向上を図りながら、アームの回転時の抜け止めを確実に図ることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記アームまたは前記可動部の一方に前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔が設けられるとともに、他方に該嵌合孔に嵌合させられるシャフトが設けられ、前記係止手段が、前記嵌合孔の内面または前記シャフトの外面のいずれか一方に設けられ、半径方向に出没可能なボールおよび該ボールを半径方向に突出するように付勢するスプリングと、前記内面または前記外面のいずれか他方に設けられ、半径方向に突出させられた前記ボールを係合させる凹部とを備えていてもよい。
【００１５】
このようにすることで、シャフトと嵌合孔とを軸線方向に嵌合させると、嵌合孔の内面またはシャフトの外面のいずれかによってボールが半径方向外方または内方にスプリングの付勢力に抗して押されてスムーズな嵌合が可能となり、嵌合が進行していくと、ボールが凹部に嵌合して、シャフトと嵌合孔との軸線方向に沿う移動が制限される。また、シャフトと嵌合孔との嵌合を取り外すときには、所定以上の軸線方向の力を両者に加えることにより、ボールを引っ込めて凹部との嵌合を外し、スムーズな取り外しを容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、遠心分離機への着脱を容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る遠心容器ユニットを遠心分離機から取り外した状態を示す図である。
【図２】図１の遠心容器ユニットを遠心分離機に取り付けた状態を示す図である。
【図３】図１の遠心容器ユニットのシャフトと嵌合孔との嵌合状態を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図４】図１の遠心容器ユニットの回転状態において、ピンと凹部とが係合している状態を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図５】図１の遠心容器ユニットの変形例を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図６】図５の遠心容器ユニットの回転状態において、ピンと凹部とが係合している状態を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図７】図１の遠心容器ユニットの他の変形例を示す部分的な拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る遠心容器ユニット１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心容器ユニット１は、図１に示されるように、図示しない各種容器、例えば、脂肪組織を消化処理して脂肪由来細胞を含む細胞懸濁液を生成する消化処理容器、洗浄液を収容する洗浄液容器、廃液を収容するための廃液容器等に接続される固定配管２と、遠心分離機３のアーム４に揺動可能に取り付けられたバケット（保持部）５に保持される２つの遠心容器６と、該遠心容器６にそれぞれ接続された可動配管７と、アーム４の回転時においても可動配管７と固定配管２とを流体的に接続するロータリジョイント８とを備えている。
【００１９】
遠心分離機３は、図１に示されるように、鉛直方向に配される回転軸９に固定され略水平に配置されるアーム４と、該アーム４の両端に水平軸線１０回りに揺動可能に取り付けられたバケット５と、回転軸９をその回転軸線回りに回転駆動するモータ１１とを備えている。回転軸９の上端には、上方に開口し回転軸線Ａに沿って延びる嵌合孔１２が設けられている。嵌合孔１２の内面には、回転軸線Ａ方向に沿う直線状の溝１３が設けられているとともに、回転軸線Ａ方向の途中位置に、半径方向外方に窪む凹部１４が設けられている。
【００２０】
本実施形態に係る遠心容器ユニット１には、ロータリジョイント８に、遠心分離機３の回転軸９端部の嵌合孔１２に嵌合させられるシャフト１５が設けられている。ロータリジョイント８は、遠心分離機３の回転軸９に固定されて回転軸９およびアーム４とともに回転させられる可動部８ａと、該可動部８ａの回転に拘わらず静止状態に維持される固定部８ｂとを備え、両者が図示しない軸受によって相対回転可能に取り付けられている。
【００２１】
シャフト１５は、ロータリジョイント８の可動部８ａに設けられている。また、可動配管７も可動部８ａに接続されている。固定配管２は、ロータリジョイント８の固定部８ｂに接続されている。
【００２２】
ロータリジョイント８のシャフト１５には、半径方向外方に突出していて、シャフト１５が嵌合孔１２に嵌合されるときに溝１３内に配置される回り止め突起１６が設けられている。
また、ロータリジョイント８のシャフト１５には、半径方向外方に向かって漸次シャフト１５の先端から離れる方向に傾斜する収容孔１７が設けられ、該収容孔１７内に半径方向に移動可能なピン（突出部材）１８が収容されている。
【００２３】
シャフト１５が嵌合孔１２に嵌合された状態で、ピン１８が半径方向外方に移動してシャフト１５の外面から突出すると、その先端が嵌合孔１２の内面に設けられた凹部１４内に収容されるようになっている。この状態では、シャフト１５を嵌合孔１２から引き抜く方向に力が作用しても、ピン１８が凹部１４に係合してシャフト１５が嵌合孔１２から抜けないように係止されるようになっている。
【００２４】
このように構成された本実施形態に係る遠心容器ユニット１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る遠心容器ユニット１によれば、遠心容器６を遠心分離機３のアーム４に設けられたバケット５にそれぞれ収容し、ロータリジョイント８に固定されたシャフト１５を、遠心分離機３の回転軸９に設けられた嵌合孔１２に嵌合させる。この際に、遠心分離機３の嵌合孔１２は、鉛直方向に配されており、上方に開口しているので、ロータリジョイント８のシャフト１５は先端を下向きにするとともに、回り止め突起１６を嵌合孔１２の溝１３に位置合わせして嵌合孔１２に嵌合させる。
【００２５】
シャフト１５の先端を下向きにすることにより、シャフト１５の収容孔１７内においてピン１８が半径方向内方に向かって下降するように移動し、ピン１８の先端がシャフト１５の外面から引っ込む位置に配置される。これにより、シャフト１５を嵌合孔１２内にスムーズに嵌合させ、図２のように組み付けることができる。
【００２６】
この状態で、モータ１１を作動させ、回転軸９の回転軸線Ａ回りにアーム４を回転させると、アーム４の先端に配置された遠心容器６が遠心力によって揺動させられて、その底面６ａを半径方向外方に向けて回転軸線Ａ回りに回転させられる。その結果、遠心容器６内に細胞懸濁液が存在する場合には、細胞懸濁液内に存在する細胞がその比重によって遠心容器６の底面６ａ側に移動し、他の比重の小さい成分（上清）から分離される。
【００２７】
この場合において、ロータリジョイント８のシャフト１５に設けられた回り止め突起１６が回転軸９の嵌合孔１２内の溝１３に配置されているので、回転軸９の回転とともにシャフト１５も回転させられる。シャフト１５はロータリジョイント８の可動部８ａに設けられているので、可動部８ａも回転させられる。一方、固定部８ｂは、ベアリングを介して可動部８ａに対して相対回転可能に構成されているので、可動部８ａの回転に拘わらず静止状態に維持される。
【００２８】
可動部８ａと遠心容器６との間は可動配管７によって接続されているので、アーム４の回転中においても、固定配管２から供給されてきた洗浄液は、ロータリジョイント８の固定部８ｂから可動部８ａへ、そして、可動部８ａから可動配管７を介して遠心容器６へと供給される。一方、遠心容器６内に細胞から分離された分離された上清は、可動配管７を介してロータリジョイント８の可動部８ａから固定部８ｂへ、そして固定部８ｂから固定配管２を介して外部に排出される。
【００２９】
アーム４の回転による細胞懸濁液内の細胞の遠心分離、上清の排出および洗浄液の供給による再懸濁を繰り返すことにより、清浄な細胞が濃縮分離される。
そして、この場合において、本実施形態に係る遠心容器ユニット１によれば、ロータリジョイント８に設けられたシャフト１５が、回転軸９の嵌合孔１２に嵌合して回転軸９とともに回転させられると、シャフト１５の収容孔１７内に収容されているピン１８にも遠心力が作用する。
【００３０】
ピン１８は、遠心力が小さい状態では、図３に示されるように、半径方向内方に向かって下向きに形成された収容孔１７内で、重力により下向きに、すなわち半径方向内方に移動させられているが、遠心力が大きくなっていくと、図４に示されるように、重力に抗して上方に、すなわち半径方向外方に移動させられて、シャフト１５の外面から突出させられる。
【００３１】
シャフト１５が嵌合している嵌合孔１２の内面には凹部１４が設けられているので、シャフト１５の外面から突出したピン１８は凹部１４内に配置される。その結果、アーム４の回転中に、ロータリジョイント８に対して回転軸線Ａに沿う方向にシャフト１５を嵌合孔１２から抜き出す力が作用した場合においても、シャフト１５の外面から突出したピン１８が凹部１４に係合して回転軸線Ａに沿う方向に係止される。
【００３２】
また、細胞の濃縮分離が終了した時点で、モータ１１を停止してアーム４の回転を停止すると、シャフト１５の収容孔１７内においてピン１８が重力により半径方向内方に移動することで収容孔１７内に引っ込む。これにより、ピン１８と凹部１４との係合が解除されるので、回転軸９の嵌合孔１２からシャフト１５を回転軸線Ａ方向に容易に抜き出すことができる。
【００３３】
このように、本実施形態に係る遠心容器ユニット１によれば、遠心容器ユニット１を遠心分離機３に対して着脱する際には、回転軸９の嵌合孔１２にロータリジョイント８のシャフト１５を嵌合させるだけで済む。すなわち、ロータリジョイント８の回転軸９への固定は、回転中にピン１８と凹部１４との係合により自動的に行われるので、着脱作業時に行う必要がない。その結果、着脱作業を容易にして、着脱にかかる時間を大幅に削減することができる。そして、遠心容器ユニット１をディスポーザブルな部品として患者毎に交換することも容易に行うことができるという利点がある。
【００３４】
なお、本実施形態においては、ロータリジョイント８にシャフト１５を設け、回転軸９に嵌合孔１２を設けたが、これに代えて、ロータリジョイント８に嵌合孔１２を設け回転軸９にシャフト１５を設けてもよい。この場合には、回転軸９に設けたシャフト１５に、収容孔１７とピン１８とを設け、ロータリジョイント８の嵌合孔１２にピン１８に係合する凹部１４を設けることにしてもよい。
【００３５】
また、本実施形態においては、収容孔１７を傾斜させることで、回転時に遠心力でピン１８を突出させ、停止時に重力でピン１８を引っ込ませることとしたが、これに代えて、図５および図６に示されるように、半径方向に形成された収容孔１７内のピン１８を半径方向内方に常時付勢するスプリング１９の付勢力によって、同様の効果を発揮させることとしてもよい。
すなわち、回転時には、図６に示されるように、遠心力によってスプリング１９の付勢力に抗してピン１８が半径方向外方に移動させられ、停止時には、図５に示されるように、スプリング１９の付勢力によってピン１８が半径方向内方に移動させられるようにすればよい。
【００３６】
また、遠心力と重力あるいは遠心力と付勢力とのバランスによって、シャフトの外面からピンを出没させる方式に代えて、図７に示されるように、収容孔１７内を移動可能なボール２０と、該ボール２０を半径方向外方に常時付勢するスプリング２１とを備えるボールプランジャ方式の機構を採用してもよい。ボール２０は、収容孔１７の開口部１７ａを狭く形成することによって、収容孔１７内から離脱しないように保持されている。
【００３７】
このようにすることで、シャフト１５の嵌合孔１２への嵌合途中においては、ボール２０は嵌合孔１２の内面に押されて半径方向内方に引っ込んでいるが、嵌合終了時に、嵌合孔１２の内面に形成されている凹部１４に一致すると、スプリング２１の付勢力によって半径方向外方に突出させられて、凹部１４と係合する。これにより、シャフト１５と嵌合孔１２との回転軸線方向の移動が係止される。
【００３８】
また、シャフト１５の嵌合孔１２からの抜き出し時には、所定以上の抜き出し力を加えることで、ボール２０を収容孔１７内に引っ込めて、シャフト１５を嵌合孔１２から容易に抜き出すことができる。
このボールプランジャ方式の場合、ボール２０、スプリング２１および収容孔１７は、シャフト１５側に設けられていても嵌合孔１２側に設けられていてもよく、その反対側に凹部１４が設けられていればよい。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ  回転軸線（軸線）
１  遠心容器ユニット
２  固定配管（固定部、配管系）
３  遠心分離機
４  アーム
５  バケット（保持部）
６  遠心容器
７  可動配管（可動部、配管系）
８  ロータリジョイント
９  回転軸
１２  嵌合孔（嵌合部）
１４  凹部（係止手段）
１５  シャフト（嵌合部）
１７  収容孔（付勢手段）
１８  ピン（突出部材、係止手段）
１９  スプリング（付勢手段）
２０  ボール（係止手段）
２１  スプリング
【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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