(57)【要約】      （修正有）【課題】インデックスモータ等の位置決めアクチュエータや、インデックスプレートとフォトカプラ等の位置検出センサと、それらの制御回路を搭載することなく、試料管を所定の位置に停止できる遠心分離機の提供。【解決手段】遠心分離装置は、ロータ２と、その一端がロータ２に第１回転軸１５により回動自由に接続されたアーム３と、アーム３の他端に第２回転軸１６により回動自由に接続され、遠心分離対象の試料を入れる第１試料管７を入れる第１バケット８と、ロータ２の突起部２ａに第３回転軸１７により回動自由に接続され、第１試料管７のカウンターウェイトである第２試料管９を入れる第２バケット１０と、ロータ２とアーム３を接続する弾性部材４と、当該装置の停止時に、弾性部材４に引き寄せられたアーム３と接触してロータ２の回転中心軸２１と第２回転軸１６とが直交する位置にアーム３を位置規制する第１ストッパ５と、を備える。【選択図】図１
2016013505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
その一端が前記ロータに第１回転軸により回動自由に接続されたアームと、
前記アームの他端に第２回転軸により回動自由に接続され、遠心分離対象の試料を入れる第１試料管を入れる第１バケットと、
前記ロータの突起部に第３回転軸により回動自由に接続され、前記第１試料管のカウンターウェイトを入れる第２バケットと、
前記ロータと前記アームを接続する弾性部材と、
前記弾性部材に引き寄せられた前記アームと接触して前記ロータの回転中心軸と前記第２回転軸とが直交する位置に前記アームを位置規制する第１ストッパと、を備えた
遠心分離装置。
【請求項２】
さらに、前記アームに形成された切り欠き部と接触して前記アームを位置規制する第２ストッパを備えた、
請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項３】
前記ロータの突起部は、その突出部が、前記ロータの回転中心軸からずれた位置に配置された、
請求項１または２に記載の遠心分離装置。
【請求項４】
前記アームの傾斜角をθとし、前記第１回転軸と前記第２回転軸の軸間距離をｌ１とし、前記ロータの回転中心軸と前記第３回転軸の距離をｌ２としたときに、ｌ１ｓｉｎθ＝ｌ２となる、
請求項１から３いずれか１項に記載の遠心分離装置。
【請求項５】
当該装置の停止時の前記第２ストッパと前記アームのなす角度φ１と、当該装置の運転時の前記第１ストッパと前記アームのなす角度φ２は、ともに当該装置の運転時の前記アームの傾斜角θと等しい、
請求項１から４いずれか１項に記載の遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力を用いて試料を分離する遠心分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料管を回転させて試料の遠心分離を行う遠心分離装置において、試料管の出し入れを行う際には、試料管の停止位置を所定の位置とする必要がある。
【０００３】
そこで、試料管を所定の位置に停止させることのできる遠心分離装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５は、従来の遠心分離装置の概略構成図である。従来の遠心分離装置３２は、複数個の試料管２４を周辺部に装着したロータ２３と、このロータ２３の中心軸に直結する垂直なアーマチュア軸２７を有する駆動モータ２６と、試料管２４を所定の位置まで回動させるインデックスモータ２８とを有する。この遠心分離装置３２は、インデックスモータ２８の回転軸２９とアーマチュア軸２７とを管状部材３９によって同軸に直結すると共に、管状部材３９に鍔状に形成したインデックスプレート３０を介在させてフォトカプラ３１を設置している。ここで、インデックスプレート３０の試料管２４の位置に対応する複数場所に設けた小開口部を通じてフォトカプラ３１が光を検知したときに、ロータ２３を停止させることで、試料管２４を所定の位置に停止させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−５１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の遠心分離装置は、試料管の出し入れを行うために停止時に試料管を所定の位置に位置決めするためには、駆動モータとは別にインデックスモータを必要とし、インデックスプレートとフォトカプラや、それらの制御回路等が必要となるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の遠心分離装置は、ロータと、その一端が前記ロータに第１回転軸により回動自由に接続されたアームと、前記アームの他端に第２回転軸により回動自由に接続され、遠心分離対象の試料を入れる第１試料管を入れる第１バケットと、前記ロータの突起部に第３回転軸により回動自由に接続され、前記第１試料管のカウンターウェイトを入れる第２バケットと、前記ロータと前記アームを接続する弾性部材と、前記弾性部材に引き寄せられた前記アームと接触して前記ロータの回転中心軸と前記第２回転軸とが直交する位置に前記アームを位置規制する第１ストッパと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の遠心分離装置を用いることにより、インデックスモータなどの位置決めアクチュエータや、インデックスプレートとフォトカプラなどの位置検出センサと、それらの制御回路を搭載することなく、試料管を所定の位置に停止させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態１にかかる遠心分離装置の概略構成図
【図２】本実施の形態１にかかる停止時の遠心分離装置の概略構成図
【図３】本実施の形態１にかかる所定の回転数以下での運転時の遠心分離装置の概略構成図
【図４】本実施の形態１にかかる所定の回転数以上での運転時の遠心分離装置の概略構成図
【図５】従来の遠心分離装置の要部の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかる遠心分離装置の概略構成図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の実施の形態１の遠心分離装置１００は、ベース１と、ロータ２と、アーム３と、遠心分離する試料を入れた第１試料管７を入れる第１バケット８と、ロータ２の突起部とアーム３を接続する弾性部材４と、ロータ２の突起部２ａに固定された第１ストッパ５と、ロータ２の突起部に固定された第２ストッパ６と、第１試料管７のカウンターウェイトとなる第２試料管９を入れる第２バケット１０とを備える。遠心分離装置１００は、さらに、ベース１に固定された駆動モータ１１と、駆動モータ１１の出力軸に固定された第１プーリ１２と、ロータ２に固定された第２プーリ１３と、第１プーリ１２と第２プーリ１３を接続するベルト１４を備える。
【００１３】
ロータ２は、鉛直方向の回転中心軸２１に関して、ベース１に回動自由になるように接続され、Ｌ字状の突起部２ａを有する。アーム３は、その一端がロータ２に第１回転軸１５を介して回動自由に接続され、他端が第１バケット８に第２回転軸１６を介して回動自由に接続され、切り欠き部を有する。第１回転軸１５は、ロータ２の回転中心軸２１に直交するように配置されている。第２回転軸１６は、第１回転軸１５と平行で、ロータ２の回転中心軸２１に関して第１回転軸１５より常に外側もしくは同じ距離にあると共に、第１回転軸１５より常に高い位置にあり、第１回転軸１５との距離が所定の長さｌ１となる軸である。
【００１４】
突起部２ａは、ロータ２からＬ字状に伸びた部材であり、その突出部分がロータ２の回転中心軸２１からずれた位置に配置された部材である。
【００１５】
弾性部材４は、アーム３の第２回転軸１６がロータ２の回転中心軸２１に引き寄せられる向き（矢印１８の向き）に弾性力を発揮する部材であり、例えば、引張りばね、押しばね、巻きばね、ゴムである。
【００１６】
第１ストッパ５は、アーム３の第２回転軸１６がロータ２の回転中心軸２１に引き寄せられる向き（矢印１８の向き）の回転範囲を制限するストッパである。第１ストッパ５は、ロータ２の停止時に弾性部材４によりアーム３の第２回転軸１６がロータ２の回転中心軸２１に引き寄せられることで、アーム３の第２回転軸１６がロータ２の回転中心軸２１と直交するときにアーム３に当接するようにアーム３を位置規制する。
【００１７】
第２ストッパ６は、アーム３の第２回転軸１６がロータ２の回転中心軸２１から引き離される向き（矢印１９の向き）の回転範囲を制限するストッパである。第２ストッパ６は、ロータ２の運転時に遠心力により弾性部材４の弾性力に逆らってアーム３の第２回転軸１６がロータ２の回転中心軸２１から引き離されることで、アーム３の第１回転軸１５と第２回転軸１６を結ぶ線分とロータ２の回転中心軸２１のなす角（傾斜角）が所定の角度θとなるときにアーム３の切り欠き部に当接するようにアーム３を位置規制する。
【００１８】
第２バケット１０は、第１回転軸１５と平行で、ロータ２の運転時にロータ２の回転中心軸２１から引き離された第２回転軸１６の位置とはロータ２の回転中心軸２１に関して対称位置にある。第２バケット１０は、ロータ２の回転中心軸２１からの距離がｌ１ｓｉｎθであり、第１回転軸１５よりｌ１ｃｏｓθだけ高い位置にある第３回転軸１７を介して、ロータ２の突起部２ａに回動自由に接続されている。
【００１９】
なお、ロータ２と駆動モータ１１の出力軸は、第１プーリ１２、第２プーリ１３、ベルト１４を用いずに、カップリングにより接続しても良い。
【００２０】
図２は、本実施の形態１にかかる停止時の遠心分離装置の概略構成図であり、図３、４は、本実施の形態１にかかる運転時の遠心分離装置の概略構成図である。
【００２１】
図２に示すように、遠心分離装置の停止時において、アーム３は、弾性部材４によりアーム３の第２回転軸１６がロータ２の回転中心軸２１に引き寄せられる向き（矢印１８の向き）に弾性力を加えられ、第１ストッパ５に押し当てられた状態となる。その結果、遠心分離対象の試料を入れた第１試料管７を入れる第１バケット８は、ロータ２の回転中心軸２１上に位置することになる。本発明の実施の形態の遠心分離装置１００は、停止時において、このようにロータ２の回転中心軸２１上に第１バケット８を常に位置させることを可能とするものであり、ロータ２の停止位置によらず、第１バケット８内の第１試料管７の位置を一定にすることができるものである。その結果、本実施の形態の遠心分離装置１００を用いることで、ロータ２を回転させてから停止させる場合でも、第１試料管７に対する作業性を向上させることができる。このように、本実施の形態の遠心分離装置１００では、停止時に、ロータ２の停止位置によらず、ロータ２の回転中心軸２１上の一定の位置に第１試料管７が存在することになり、例えば自動試料管交換装置による矢印２０の方向の第１試料管７の出し入れ、もしくは第１試料管７に対しての作業が容易となる。なお、本発明に対し、図５に示すような従来の遠心分離装置では、試料管がロータの回転中心軸上に配置されていないため、所定の位置に試料管を位置させるためには所定の位置でロータを停止させる必要がある。
【００２２】
続いて、本実施の形態の遠心分離装置１００の運転時の各構成の動作について説明する。
【００２３】
遠心分離装置１００の運転時には、駆動モータ１１の出力軸を回転させることで第１プーリ１２を回転させ、ベルト１４を介して第２プーリ１３が回転することで、ロータ２を回転させる。ロータ２が回転すると、アーム３は、その第２回転軸１６にロータ２の回転中心軸２１から引き離される向き（矢印１９の向き）の遠心力を加えられ、第１回転数以上になって弾性部材４の弾性力を上回ると、図３に示すように、アーム３は第１ストッパ５を離れて外側に傾斜する。このとき、第１バケット８、第２バケット１０も遠心力により外側に傾斜する。
【００２４】
そして、回転数がさらに上がってアーム３の回転数が第２回転数以上になると、図４に示すように、アーム３が第２ストッパ６に押し当てられた状態となる。このときのアーム３の傾斜角をθ、第１回転軸１５と第２回転軸１６の軸間距離をｌ１、ロータ２の回転中心軸２１と第３回転軸１７の距離をｌ２とおくと、ｌ１ｓｉｎθ＝ｌ２の関係が成立する。このような距離の関係となるようにアーム３等を構成することにより、遠心分離対象の試料を入れた第１試料管７の入る第１バケット８とカウンターウェイトとなる第２試料管９の入る第２バケット１０がロータ２の回転中心軸２１に対して対称位置となるように配置することができる。そのため、本実施の形態の遠心分離装置を用い、第１試料管７と第２試料管９を同一の形状、質量、重心位置のものを用いることで、第１試料管７の試料の量が変化しても、第２試料管９の試料の量を第１試料管の試料の量と同量に調整することで、第１試料管７と第２試料管９の質量と重心位置が一致し、回転による振動を抑制することができる。なお、図２における停止時の第２ストッパ６とアーム３の当接部のなす角度φ１と、図４における所定の回転数以上の運転時の第１ストッパ５とアーム３の当接部のなす角度φ２は、ともに図４における傾斜角θと等しい。
【００２５】
さらに、弾性部材４と並列にロータ２とアーム３を接続するダンパー部材を追加することで、緊急停止時などにロータ２が急停止した場合にも、弾性部材４によりアーム３が第１ストッパ５に急激に押し当てられることを防ぐことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の遠心分離装置は、試料を遠心分離する際に有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１    ベース
２    ロータ
２ａ  突起部
３    アーム
４    弾性部材
５    第１ストッパ
６    第２ストッパ
７    第１試料管
８    第１バケット
９    第２試料管
１０    第２バケット
１１    駆動モータ
１２    第１プーリ
１３    第２プーリ
１４    ベルト
１５    第１回転軸
１６    第２回転軸
１７    第３回転軸
２３    ロータ
２４    試料管
２６    駆動モータ
２７    アーマチュア軸
２８    インデックスモータ
２９    回転軸
３０    インデックスプレート
３１    フォトカプラ
３９    管状部材
１００    遠心分離装置
【図１】
2016013505.tif 000003
【図２】
2016013505.tif 000004
【図３】
2016013505.tif 000005
【図４】
2016013505.tif 000006
【図５】
2016013505.tif 000007