(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータによって回転されるロータと、該ロータを識別するための手段とを備えた遠心分離機において、前記ロータには回転軸を中心とする同一円周上に３個以上の識別子を配置し、更に該識別子の有無を検出する識別センサを設けることで、前記識別子のうち所定の２個がなす角度からロータの最高許容回転速度を識別し、前記２個を含む識別子のうちの１個以上を用いてロータの種類を識別することを特徴とした遠心分離機。
【請求項２】
前記３個以上の識別子のうち、隣接する２個の識別子がなす角度が最も広いところの前記２個の識別子が、他の１個以上の識別子を挟んでなす角度をもってロータの最高許容回転速度を識別することを特徴とした請求項１記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記識別子にマグネットを用いることを特徴とした請求項１記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心分離機に装着される複数のロータの各々を識別するためのロータ識別方法、及びロータの最高回転速度識別方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遠心分離機には、使用目的に応じて複数の種類のロータを交換するものがあり、それらのロータには固有の許容最高回転速度が各々定められている。よって、その値を超えて運転されないようにロータ固有の許容最高回転速度、またはロータの種類を示すＩＤなどを識別する必要がある。
【０００３】
従来、実公平３−３４２７９号のようにロータ毎に定めた角度を予め遠心機のコントローラに記憶させておき、個々のロータに配置した２個のマグネットの角度を磁気センサで検知して、そのロータを識別していた。この方式を採用した実際の遠心分離機としては、ロータの許容最高回転速度毎に２個のマグネット角度を割り付ける方法で製品化されている。また、特開平６−１９８２１９号記載のように、ロータの回転軸を中心とした同一円周上の等角間隔の格子点上にマグネットを配置し、上記マグネットの有無を検知するセンサを上記等間隔以下の間隔をもって多数配置し、マグネットの配置パターンをコード化してロータＩＤを識別していた。一方、特開平７−４７３０５号記載のように前記と同様な方法において、マグネットの配置パターンをコード化する際、ロータの同一円周上に配置するマグネットの内一つの極性を異ならせ、前記マグネットの極性を判別するセンサも同間隔で配置していた。また、特公平６−４１９５６号に記載のようにロータにコード化素子を設け、コード化素子の数と配置パターンを組み合わせてロータの回転速度、種類などを検出する方法や、特公昭６３−３３９１１号記載のようにロータにマグネットを埋め込み、マグネットの極性を用いてエリアを分けて製造年、最高回転速度、ロータのＩＤ等を検出する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した中で、単にロータの最高回転速度を識別する方式では、同一の最高許容回転速度を有する異なる種類のロータを区別できないので、ロータの形状などの情報が得られず、遠心機のコントローラが遠心加速度等を計算する際には半径等の数値を入力する必要がある。一方のロータＩＤを識別する方式では、遠心機のコントローラに登録されてないロータを使用する際にそのロータの許容最高回転速度を判断できるように、ＩＤおよび許容最高回転速度などの情報を前記コントローラに記憶させる必要があった。
【０００５】
また、特公昭６３−３３９１１号では、許容回転速度、ＩＤともに判別できるが、エリアを区切っているため限られたエリア内でマグネットを埋め込む組合わせに限りがあり、特に小形のロータ（例えば外形が１００ｍｍたらず）が使用可能な遠心機の場合、埋め込むマグネットのピッチ円直径が小さくなり、隣接マグネットの干渉を回避するためには組合わせに大幅な制限が生じるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解消し、識別子を取付けるピッチ円直径が小さくても十分な組み合わせでロータのＩＤと最高回転速度の双方を識別することができ、コントローラに記憶されていないロータを使用する際でも、ロータの最高回転速度を識別してロータＩＤを登録せずに使用可能とすると共に、ロータＩＤを登録すれば遠心加速度計算等も数値の入力なしに行えるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、装着する各ロータの回転軸を中心とした同一円周上に、３個以上のマグネットを配置することにより、各ロータに固有の磁気パターンを形成して、そのうち２個のマグネットの角度でロータの最高回転速度を識別し、残りの１個以上のマグネットの位置によりロータＩＤの識別を行うことにより、ロータのＩＤと最高回転速度の双方を識別することにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はロータ２の底部に識別子として実装されたマグネット５の配置パターンを示しており、ロータ２の回転軸を中心とした同一円周上に同種類で磁極の向きを統一したマグネット５が４個配置されている。２個のマグネット５ａと５ｄの角度θｓｐｄでロータの最高回転速度を識別するものとし、その間に配置したマグネット５ｂと５ｃの前記マグネット５ａに対する位置関係によりロータのＩＤを識別することで、各ロータのＩＤおよび許容最高回転速度毎に固有の磁気パターンを形成することができる。
【０００９】
図２は遠心分離機の要部を示す部分断面側面図であり、６は遠心分離機本体に設けられた駆動用モータであって、駆動用モータ６の出力軸３にクラウン８が軸勘合され、このクラウン８上にロータ２が載置され、駆動用モータ６の回転力によりロータ２が回転する。７はロータ室１の上部に設けられたドアである。ロータ２の底部には識別子となるマグネット５を装着し、ロータ室１には識別子検出センサとなるホール素子等の磁気センサ４が設けられている。
【００１０】
図３は、ロータＩＤと最高回転速度識別に関する電気的ブロック図であり、マイコン９はロータ２の回転中における磁気センサ４の出力を処理して、ロータＩＤと最高回転速度を識別する。また、マイコン９は遠心分離機の制御情報が格納されているＲＯＭ１２の内容に従い動作したり、運転前に使用者が入力した運転データをＲＡＭ１１に格納したり、あるいはＲＡＭ１１から引き出したりして遠心分離機の運転条件を決め、モータ制御回路１３を用いて前記駆動モータ６を制御する。また、ＲＡＭ１１またはＲＯＭ１２にロータの種類毎の回転半径などの情報を持たせておけば、マイコン９は磁気センサ４の出力から識別したロータＩＤにより遠心加速度などの計算を行うことができる。図１に示した配置でマグネットが取付けられたロータ２を図２および図３のように構成された遠心分離機のクラウン８に載置し、駆動用モータ６により回転させると、磁気センサ４がマグネット５を検出すると同時にマイコン９へその信号を出力する。マイコン９は、磁気センサ４の信号を入力するとともに、駆動用モータ６の回転速度を検出する回転センサ１０の信号を入力し、ロータ２の回転速度を認識している。
【００１１】
図４はロータ２が回転中の１回転に磁気センサ４の出力する波形であり、マグネット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄによる出力がそれぞれパルスａ、ｂ、ｃ、ｄに相当する。１回転あたりの時間Ｔ及びマグネット５ａと５ｄのパルス間の時間Ｔｓｐｄからマグネット５ａと５ｄ間の角度θｓｐｄを算出することができる。
【００１２】
ロータ２の許容回転速度は２つのマグネット５ａ、５ｄ間の角度θｓｐｄの関数にしておけば（または考えられる組み合わせを前もって決めていれば）、ＲＡＭ１１またはＲＯＭ１２に登録されていないロータが使われた場合でも、遠心加速度の計算はできないが、許容回転速度は正しく判断することができるので、万が一使用者が誤って過大な回転速度を設定しても、マイコン９はロータ２の回転速度が許容回転速度を超えることがないよう制限でき、安全性が向上する。
【００１３】
また、ロータ２の種類に固有の磁石間の角度θ１、θ２を持たせ、ＲＡＭ１１またはＲＯＭ１２にもロータの種類毎のθ１、θ２、および回転半径などの情報を登録しておくことにより、ロータ２の回転中にマイコン９はθ１、θ２を識別し、ＲＡＭ１１またはＲＯＭ１２を参照してロータ２の種類を識別することができ、そのロータの回転半径などの情報から遠心加速度などの計算を自動的に行うことができる。
【００１４】
本発明の実施においては、角度測定精度の制約や、先頭マグネット５ａの識別のため、あるいは逆回転による誤判定防止などの付加価値を得るために、以下の条件を付与することが考えられる。
【００１５】
・隣り合う２個のマグネット間角度は、角度測定の精度(分解能)θｒｅｓの整数倍とする。
【００１６】
・隣り合う２個のマグネット間角度は、磁束の合成により1個として検出されることがないよう、２個を区別できる最小角度θｍｉｎ以上とする。
【００１７】
・４個のマグネットのうちどれが５ａ(先頭)であるかを識別するために、θｍｇｎは他のどの隣接マグネット間角度よりもθｒｅｓ以上大きいものとする。
【００１８】
・駆動用モータ６の結線誤りなどにより所定の方向と逆に回転した場合のロータ誤認識を防止するため、θ１≦θ３とする。
【００１９】
以上の条件を式で示すと、
0003951582.tif 000002
となる。
【００２０】
本条件において、２個のマグネット５を識別できる最小角度θｍｉｎ＝３０°、θｒｅｓ＝５°とすると、θｓｐｄ(最高回転速度)は３６通り、それぞれのθｓｐｄ(最高回転速度)の中に割り付けられるロータＩＤの数は図５のようになる。図１の実施例は、図５の表中、θｓｐｄが１００°、θ１／θ２が３０／３０の組合わせを示している。また、この方式では、図６のようにθｓｐｄが１８０°を超える組合わせが可能である。
【００２１】
以上の実施例においては、マグネットを４個用いるものだったが、４個に限らず３個以上のマグネットを用いて同様に、ロータ固有のマグネット配置パターンを持たせ、２個のマグネットの角度でロータの最高回転速度を識別し、その間のマグネットの位置により、ロータＩＤの識別を行うことでも同様の効果が期待できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ロータの回転軸を中心とした同一円周上にマグネットを３個以上配置し、ロータ室にマグネットを検出する磁気センサを設け、２個のマグネットの角度でロータの最高回転速度を識別し、更に他の１個以上のマグネットの位置を併せてロータのＩＤを識別することにより、ロータのＩＤと最高回転速度の双方を識別することができる。これにより、マイコンに記憶されていない新規のロータを使用する際でも、ロータの最高回転速度が識別できるのでロータＩＤを登録せずに使用可能であり、またロータＩＤを登録すれば、遠心加速度計算等も数値の入力なしに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になるロータ底部に実装されたマグネットの配置パターンを示す構成図。
【図２】  本発明になる遠心分離機の要部を示す部分断面側面図。
【図３】  本発明になるロータのＩＤと最高回転速度識別に関する電気的ブロック図。
【図４】  本発明になるロータの１回転で磁気センサが出力する波形。
【図５】  本発明になるマグネットの角度の組み合せを示す一覧表。
【図６】  本発明によるロータ底部に実装されたマグネット配置において、θｓｐｄが１８０°を超える場合の配置パターンを示す構成図。
【符号の説明】
２はロータ、４は磁気センサ、５はマグネットである。
【図１】
0003951582.tif 000003
【図２】
0003951582.tif 000004
【図３】
0003951582.tif 000005
【図４】
0003951582.tif 000006
【図５】
0003951582.tif 000007
【図６】
0003951582.tif 000008