(57)【要約】【課題】高品質で低価格の実現が困難であった摺動シール材を使用した回転ジョイントを不要にする。【解決手段】所定の回転軸回りに回転させられるロータ４と、該ロータ４に設けられ、遠心分離される懸濁液Ａを収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器５を、一端が回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、ロータ４の回転に同期して長手軸線回りにロータ４とは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構６とを備える遠心分離装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸線回りに回転させられるロータと、
該ロータに設けられ、遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器を前記一端が前記回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構とを備える遠心分離装置。
【請求項２】
ベースと、
該ベースに対して回転させられるロータと、
遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器と、
前記ロータに設けられ、前記遠心分離容器を前記一端が前記ロータの回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構と、
前記回転軸線近傍において一部がベースに対して固定され、一端が前記遠心分離容器の開口部中心付近に固定され、液体を給排液する可撓性のチューブとを備える遠心分離装置。
【請求項３】
前記回転支持機構が、前記遠心分離容器を回転自在に支持する請求項１または請求項２に記載の遠心分離装置。
【請求項４】
前記回転支持機構が、前記遠心分離容器を前記ロータと等しい回転数で回転駆動する回転駆動手段を備える請求項１または請求項２に記載の遠心分離装置。
【請求項５】
前記回転駆動手段が、前記ロータの回転を前記遠心分離容器へ伝達する動力伝達部を備える請求項４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、遠心分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を給排液するチューブを接続して使用する医療用ディスポーザブル遠心分離容器は、内部の無菌状態を保つためチューブから遠心分離容器まで全ての流路を密閉し、チューブを遠心分離容器に接続した状態で遠心動作をする必要がある。通常、このような状態で遠心動作させるとき、ロータの回転によるチューブの捩じれを防ぐために、チューブの途中に摺動シール材を使った回転ジョイントが用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、回転ジョイント部では高速でロータを回転させることにより、摺動シール材の摩耗やそれによるリーク、流路内へのシール材の削りカスの流入、摩擦熱による流路内液の変質などの安全性や品質面で課題がある。また、回転ジョイント部周辺の構造が複雑になりやすく、液が接するシール材料の安全性を確保しようとすると高価になってしまい、使用の都度使い捨てが必要な遠心分離容器においてはコストの面でも課題がある。
【０００４】
一方、公転する回転保持器の動力を回転保持器に支持される試薬容器に伝達することで試薬容器を自転させ、収容される試薬を攪拌させる機構を設けた試薬容器の搬送装置や攪拌装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４７６５８号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５０００号公報
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、高品質で低価格の実現が困難であった摺動シール材を使用した回転ジョイントを不要にし、安全性が高く低価格な医療用ディスポーザブル遠心分離容器を用いることができる遠心分離装置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】
【０００７】
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、所定の回転軸線回りに回転させられるロータと、該ロータに設けられ、遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器を前記一端が、前記回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構とを備える遠心分離装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、一部がロータ外部と接続されるチューブの一端を取り付けた遠心分離容器を、その閉じられた一端が前記ロータの半径方向外方に向かうようにロータにセットし、ロータを回転させると、回転軸線に対して半径方向外方に保持される懸濁液には半径方向外方に向かう遠心力が働き、成分の密度の差より分離することができる。この場合に、ロータを回転させると回転支持機構により、遠心分離容器がその長手軸線回りにロータの回転と反対方向にロータの回転と同期して回転させられる。遠心分離容器がロータに固定されている場合には、ロータの回転により遠心分離容器に固定されたチューブに捩じれが発生するが、本発明によれば、回転支持機構による遠心分離容器の長手軸線回りの回転によりチューブの捩じれを相殺することができる。
【０００９】
すなわち、ロータ外部と接続したチューブの一端を取り付けた状態の遠心分離容器を用いて遠心分離をしてもチューブに捩じれが生じないので、摺動シール材を用いた回転ジョイントを不要にすることができる。したがって、回転ジョイントを用いることで起こる液体漏れや摩擦熱などの問題も生じず、流路と遠心分離容器を簡易な構造にでき、低価格なディスポーサブル容器を使用して安全に遠心分離することができる。
【００１０】
また、本発明は、ベースと、該ベースに対して回転させられるロータと、遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器と、前記ロータに設けられ、前記遠心分離容器を前記一端が前記ロータの回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構と、前記回転軸線近傍において一部がベースに対して固定され、一端が前記遠心分離容器の開口部中心付近に固定され、液体を給排液する可撓性のチューブとを備える遠心分離装置を提供する。
【００１１】
上記発明においては、前記回転支持機構が、前記遠心分離容器を回転自在に支持してもよい。
このようにすることで、ロータ外部に接続されるチューブを取り付けた遠心分離容器を前記ロータにセットして該ロータを回転させると、チューブにロータの回転方向へ捩じる力が働く。チューブは剛性により捩じれを元に戻そうとする際、回転自在に支持されている遠心分離容器をロータの回転と反対方向へロータの回転と同期して回転させるので、チューブの捩じれを相殺することができる。
すなわち、接続される遠心分離容器を回転させる程度の剛性の高いチューブを用いることで、前記チューブに過大な捩じれを生じさせずに遠心分離することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記回転支持機構が、前記遠心分離容器を前記ロータと等しい回転数で回転駆動する回転駆動手段を備えてもよい。
このようにすることで、ロータ外部に接続されるチューブを取り付けた遠心分離容器をロータにセットしてロータを回転させると、遠心分離容器は回転駆動手段によりロータと等しい回転数でロータの回転と反対方向へ回転させられる。これにより、回転駆動手段による遠心分離容器の長手軸線回りの回転とロータの回転による遠心分離容器の長手軸線回りの回転とが相殺され、チューブに捩じれを生じさせずに遠心分離することができる。
【００１３】
また、回転自在な回転支持機構の場合、遠心分離容器を回転させる程度に剛性が高いチューブを用いる必要があるが、この場合、回転駆動手段によりチューブの剛性とは無関係に遠心分離容器を長手軸線回りに回転させるので、剛性が低く柔らかいチューブを用いても遠心分離することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記回転駆動手段が、前記ロータの回転を前記遠心分離容器へ伝達する動力伝達部を備えてもよい。
このようにすることで、ひとつの動力源によりロータと遠心分離容器を回転させることができ、遠心分離容器を自転させるための動力源を遠心分離装置に追加する必要がなく、構造を簡略にすることができるとともに省エネルギーを図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高品質で低価格の実現が困難であった摺動シール材を使用した回転ジョイントを不要にし、安全性が高く低価格な医療用ディスポーザブル遠心分離容器を用いることができる遠心分離装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１の実施形態に係る遠心分離装置１について、図１を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置１は、図１に示されるように、水平なベース２の上に設置されたモータ３により鉛直軸線回りに回転させられるロータ４と、ロータ４に設けられ、遠心分離容器５をその長手軸線回りに回転自在に支持する回転支持機構６とを備えている。
【００１７】
回転支持機構６は、例えば、ロータ４内部に設けられ鉛直軸線に対し半径方向外方に下方へ傾斜する円筒状の空洞７内に配置され、該空洞７内に挿入された遠心分離容器５を空洞７内壁に対してその長手軸線回りに回転自在に支持するボールベアリング８により構成されている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る遠心分離装置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分離装置１を用いて懸濁液Ａを遠心分離するには、懸濁液Ａを収容する遠心分離容器５を空洞７内にボールベアリング８により支持されるように収納する。そして、モータ３を作動させロータ４をその鉛直軸線回りに回転させると、鉛直軸線に対し半径方向外方に保持される懸濁液Ａには半径方向外方に向かう遠心力が働き、懸濁液Ａ内の成分が、その密度の差により遠心分離される。
【００１９】
この場合において、チューブ９はその途中位置がベース２に対して固定されているので、ロータ４が回転させられると、それに伴ってチューブ９には捩じれが発生する。そして、チューブ９の捩じれに対する弾性復元力によって、遠心分離容器５にはその長手軸線回りの回転モーメントが発生する。遠心分離容器５が回転支持機構６によって、その長手軸線回りに回転自在に支持されているので、捩じれを戻す方向へ遠心分離容器５が回転させられる。その結果、チューブ９の捩じれは軽減され、チューブ９が過大に捩じれることが防止される。
【００２０】
このように本実施形態に係る遠心分離装置１によれば、ロータ４外部に固定されたチューブ９を取り付けた遠心分離容器５を用いても、チューブ９に過大な捩じれが生じることなく懸濁液Ａを遠心分離できる。したがって、チューブ９の捩じれを防止するために摺動シール材を用いた回転ジョイントを用いる必要がなく、回転ジョイントが高速回転させられることによる発熱や液漏れ等の不都合を防止することができるという利点がある。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る遠心分離装置１について、図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置１は、回転支持機構６において第１の実施形態に係る遠心分離装置１と相違している。
【００２２】
本実施形態において、回転支持機構６が、遠心分離容器５をその長手軸線回りにロータ４の回転と同期して前記ロータ４と反対方向に遠心分離容器５を前記ロータ４と等しい回転数で回転駆動する回転駆動機構を備えている。具体的には、図２に示されるように、回転駆動機構は、前記ロータ４の回転を遠心分離容器５へ伝達する動力伝達部を備えている。
【００２３】
動力伝達部は、例えば、回転軸線がロータ４の回転軸線と一致するようにベース２上に水平に固定されるフェース歯車１０Ａと、フェース歯車１０Ａと垂直にかみ合う歯車１０Ｂと、歯車１０Ｂを一端に固定し、軸受により長手軸線回りに回転可能に支持された軸の他端に固定された第１のかさ歯車１０Ｃと、遠心分離容器５の外周をその周方向に沿って支持するかさ歯車１０Ｃとかみ合う第２のかさ歯車１０Ｄとを備えている。
【００２４】
また、各歯車１０Ａ〜１０Ｄの歯数をそれぞれ歯数１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとすると、速度伝達比＝１０ａ／１０ｂ×１０ｃ／１０ｄ＝１が成り立つように設定されている。これにより、ロータ４の回転数とかさ歯車１０Ｄの回転数が等しくなるようになっている。
【００２５】
このように構成された本実施形態に係る遠心分離装置１によれば、モータ３を動作させてロータ４が回転すると、同時にロータ４の回転する方向へ歯車１０Ｂがフェース歯車１０Ａ上を噛み合いながら進み、１０Ｂに固定される軸の先端に固定されるかさ歯車１０Ｃが歯車１０Ｂと同じ軸線回りを同じ方向へ回転する。そして、かさ歯車１０Ｃとかみ合うかさ歯車１０Ｄがかさ歯車１０Ｃと反対方向へ回転することで、遠心分離容器５にロータ４と同じ回転数でロータ４の回転と反対方向の回転運動を伝達し回転させることができる。
【００２６】
すなわち、ロータ４の回転による遠心分離容器５の長手軸線回りの回転と動力伝達部による遠心分離容器５の長手軸線回りの回転とが相殺され、チューブ９に捩じれを生じさせずに遠心分離することができる。また、チューブ９の剛性とは無関係に前記遠心分離容器５を長手軸線回りに回転させるので、剛性が低く柔らかいチューブ９を用いることができるという利点がある。また、ひとつの動力源によりロータ４と遠心分離容器５を回転させることができるので、遠心分離容器５を自転させるための動力源を新たに追加する必要がなく、遠心分離装置１の構造を簡略にすることができるとともに、省エネルギーを図ることができるという利点がある。
【００２７】
なお、第１および第２の実施形態においては、図３に示されるように、ロータ４に２組の回転支持機構６を設けてもよい。図３において、第１または第２の実施形態に係る遠心分離装置１と共通するベース２とモータ３を備えているが、図示を省略する。
【００２８】
この場合、２組の回転支持機構６を上下に配置し、各回転支持機構６が支持する遠心分離容器５の開口部に取り付けられたチューブ９をロータ４の上下両側から１本ずつロータ４外部へ接続するように配置する。
このようにすることで、ロータ４外部で接続されるチューブ９を各遠心分離容器５に取り付けた状態で、同時に２本の遠心分離容器５を遠心分離することができるという利点がある。
【００２９】
また、上記実施形態においては、回転駆動機構として回転伝達部を備えるものを例示したが、これに代えて、ロータ４の空洞７内で遠心分離容器５をその長手軸線回りに回転駆動する駆動源をロータ４内に備えることにしてもよい。
また、上記実施形態においては、ロータ４の空洞７内に遠心分離容器５をその長手軸線回りに回転可能に支持することとしたが、これに代えて、ロータ４の鉛直軸線から半径方向外方に離れた任意の位置において、例えば、アームのような任意の構造物に、長手軸線回りに回転可能に支持させることにしてもよい。
【００３０】
また、第１の実施形態においては、空洞７内に設けたボールベアリング８によって遠心分離容器５を直接指示させることとした。また、第２の実施形態においては、空洞７内に配置された第２のかさ歯車１０Ｄに遠心分離容器５を直接指示させることとした。しかし、これに代えて、ボールベアリング８によって円筒状のホルダを回転自在に支持させ、あるいは、かさ歯車１０Ｄによって円筒状のホルダを回転自在に支持させ、該ホルダに遠心分離容器５を挿入して支持させることとしてもよい。このようにすることで、遠心分離容器５を交換し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態に係る遠心分離装置１の一例を示す全体構成図である。
【図２】第２の実施形態に係る遠心分離装置１の一例を示す全体構成図である。
【図３】２組の回転支持機構を設ける遠心分離装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ  懸濁液
１  遠心分離装置
２  ベース
３  モータ
４  ロータ
５  遠心分離容器
６  回転支持機構
７  空洞
８  ボールベアリング
９  チューブ
１０Ａ  フェース歯車（動力伝達部）
１０Ｂ  歯車（動力伝達部）
１０Ｃ  第１のかさ歯車（動力伝達部）
１０Ｄ  第２のかさ歯車（動力伝達部）
【図１】
2009268825.tif 000003
【図２】
2009268825.tif 000004
【図３】
2009268825.tif 000005