CN101254486B

CN101254486B - 离心机

Info

Publication number: CN101254486B
Application number: CN2008100065320A
Authority: CN
Inventors: 早坂浩; 高桥广之
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Epedov haimak Technology Co., Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: TW200900154A; US7874972B2; US20080220958A1; TWI345489B; JP4609443B2; JP2008207142A; DE102008010640A1; KR20080080007A; DE102008010640B4; CN101254486A; KR100952541B1

Abstract

本发明公开一种离心机，包括：旋转室框架，其用于限定旋转室；遮盖，其用于关闭所述旋转室；锁定机构，其包括用于将所述遮盖锁定在关闭状态下的挂钩和挂钩锁扣；驱动机构，其具有连杆机构，该连杆机构将驱动轴部分的旋转运动转变成往复运动；以及检测部分，其用于检测在所述遮盖的关闭状态下所述挂钩与挂钩锁扣的接合。所述检测部分包括：盘状构件，其固定到所述驱动轴部分上并具有凹凸外周表面；以及传感器，其用于检测凹部分和凸部分。驱动机构随着盘状部件的旋转以联动的方式而运动。盘状部件的凹部分和凸部分的位置与挂钩的接合位置对应。

Description

离心机

技术领域

本发明涉及离心机。

背景技术

通常，用于实验室等的离心机保持在自动关闭遮盖从而使正在旋转的转子不能被接触到的状态下。对于锁定方法，存在仅由锁栓等钩住遮盖的类型和另一种类型：即，锁定机构通过检测遮盖的关闭状态而自动地操作从而不需要手动地打开锁定机构。

已经披露了用于锁定部分的驱动部分是仅使用电磁螺线管通过往复操作锁紧遮盖的一种类型以及JP-A-2001-300350中披露的另一种类型：即，通过使用电动机拉动遮盖以使遮盖以密封的方式完全封闭。最近几年，对离心机安全性的考虑已经提高。离心机构造成即使转子在旋转过程中损坏，碎片也不会散落到离心机外部。出于增强密封特性的考虑，具有较大密封力的电动机驱动型锁定机构是有利的。

发明内容

如上所述，尽管一些类型的使用电动机的锁定机构已经得到实际应用，由于需要锁定机构在故障状态下也是安全的，因此锁定机构变得复杂并且传感器等的数量增多。例如，电动机的停止位置的数量至少需要两个，即锁定位置和非锁定位置，因此需要与这些位置对应的传感器。此外，需要在传感器出现故障的情况下使用的备份传感器。虽然需要在传感器不能处理故障的情况下由锁定机构来处理，但是要实现这种机构，机构必需是复杂的。

相应地，本发明的目的是提供这样的离心机，其采用简单的构造实现遮盖的锁定机构并且具有安全性和高度可靠性。

为了解决上述问题，本发明提供一种离心机，包括：

外壳；

转子，其是可旋转的并安装有容纳样品的样品容器；

旋转室框架，其限定设置在所述外壳中并容纳所述转子的旋转室；

遮盖，其能够选择性地开启和关闭所述旋转室；

锁定机构，其构造成包括：接合部分，其设置在所述外壳和所述遮盖中之一上以便锁定关闭状态下的所述遮盖；以及被接合部分，其设置在所述外壳和所述遮盖中的另一个上并与所述接合部分接合；

接合部分驱动机构，其包括：驱动部分，其具有被驱动和旋转的驱动轴部分；以及连杆机构，其与所述接合部分连接并且将所述驱动轴部分的旋转运动转变成往复运动；以及

检测部分，其检测在所述遮盖关闭的状态下所述接合部分是否移动到所述接合部分与所述被接合部分接合的位置上，其中，

所述检测部分包括：被检测构件，其固定到所述驱动轴部分上并具有凹凸外周表面；以及至少一个传感器，其用于检测所述被检测构件的凹部分或凸部分，所述接合部分驱动机构与所述被检测构件的旋转联动地运动，并且所述凹部分和所述凸部分的位置与所述接合部分和所述被接合部分接合的位置对应。

根据这种构造，由于可以通过简单的构造掌握所述驱动轴部分的旋转位置，因此也可以掌握所述接合部分随着所述驱动轴部分的旋转而移动的位置。因此，在将所述接合部分与所述被接合部分分离存在危险的情况下，可以阻止所述接合部分的移动。

在以上述方式构造的离心机中，所述传感器构造成包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器设置成围绕所述驱动轴部分以预定角度间隔，并且所述凹部分构造成包括在小于所述预定角度的角度范围内切出的第一凹部分和第二凹部分。

根据这种构造，可以防止所述第一凹部分和所述第二凹部分中的任一个被所述第一传感器和所述第二传感器同时检测到。因此，由于可以减少用于所述传感器对所述凹部分的检测模式，因此可以降低所述传感器检测错误的频率。

优选的是，所述凸部分构造成包括第一凸部分和第二凸部分，所述第一凸部分和第二凸部分沿着旋转方向分别位于所述第一凹部分和所述第二凹部分之间以及所述第二凹部分和所述第一凹部分之间，沿着所述被检测构件的旋转方向围绕所述驱动轴部分从所述第一凸部分的一端到另一端的角度设定为小于所述预定角度，而沿着所述旋转方向围绕所述驱动轴部分从所述第二凸部分的一端到另一端的角度设定为大于所述预定角度。

根据这种构造，可以防止所述第一传感器和所述第二传感器同时检测到所述第一凸部分。相反，所述第一传感器和所述第二传感器可以同时检测到所述第二凸部分。这样，由于可以容易地掌握所述第一凸部分和所述第二凸部分，因此可以更精确地控制所述电动机的旋转位置。

优选的是，所述传感器构造成包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器设置成围绕所述驱动轴部分以预定角度间隔，并且所述凸部分构造成包括沿着所述被检测构件的旋转方向被所述凹部分划分的第一凸部分和第二凸部分，并且所述第一凸部分和所述第二凸部分设置在小于所述预定角度的角度范围内。

根据这种构造，可以防止所述第一传感器和所述第二传感器同时检测到所述第一凸部分。相反，所述第一传感器和所述第二传感器可以同时检测到所述第二凸部分。因此，由于可以容易地掌握所述第一凸部分和所述第二凸部分，因此可以更精确地控制所述电动机的旋转位置。

所述凹部分可以构造成包括第一凹部分和第二凹部分，所述第一凹部分可以在小于所述预定角度的角度范围内切出，而所述第二凹部分可以在大于所述预定角度的角度范围内切出。

根据这种构造，可以防止所述第一凹部分和所述第二凹部分中的任一个被所述第一传感器和所述第二传感器同时检测到。这样，由于可以减少所述传感器对所述凹部分的检测模式，因此可以降低所述传感器检测错误的频率。

优选的是，设置用于检测所述遮盖的关闭状态的遮盖传感器。

根据这种构造，仅在所述遮盖关闭时才能由所述电动机执行驱动操作并由所述传感器执行控制操作，并因此减小操作错误的频率。

优选的是，设置多个所述接合部分和多个所述被接合部分，并以联动的方式操作多个所述接合部分。根据这种构造，可以更牢固地锁定所述遮盖。

根据本发明的离心机，可以采用简单的构造实现由电动机驱动的锁定机构并提高安全性和可靠性。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明实施例的离心机的侧面部分的剖视图；

图2是示出根据本发明实施例的离心机的驱动机构周围的部件图；

图3是根据本发明实施例的离心机的检测部分的部件图；

图4是根据本发明实施例的离心机的操作面板的平面图；

图5A是示出根据本发明实施例的离心机的检测部分的操作(挂钩不接合状态)的示意图；

图5B是示出根据本发明实施例的离心机的检测部分的操作(挂钩接合状态)的示意图；

图5C是示出根据本发明实施例的离心机的检测部分的操作(挂钩接合状态)的示意图；

图5D是示出根据本发明实施例的离心机的检测部分的操作(挂钩分离状态)的示意图；以及

图6是示出根据本发明实施例的离心机的检测部分的操作的时序图。

具体实施方式

下面，将参照图1到图6说明根据本发明实施例的离心机。图1所示的离心机1主要由外壳2和遮盖3构成。外壳2中主要容纳有驱动装置4、旋转室框架5、锁定机构6、驱动机构7、检测部分8和控制装置9。在外壳2中设置有固定到外壳2上并支撑轴63(在下文中描述)等的第一支撑部分21和第二支撑部分22(图2)

遮盖3设置在外壳2的上方，以便遮盖旋转室框架5并与外壳2连接从而可以通过轴31旋转。当遮盖3关闭时，在旋转室框架5中形成的旋转室5a(在下文中描述)封闭。在未锁定状态下，遮盖3通过弹簧(未示出)打开至相对于外壳2的上表面成20度到30度范围内的角度。

驱动装置4设置在外壳2内的下部，用于输出旋转力的输出轴部分41设置成指向上方。输出轴部分41构造成伸入旋转室5a中。驱动装置4通过诸如阻尼器等减振装置(未示出)与外壳2连接。

旋转室框架5设置在驱动装置4的上方。在旋转室框架内形成用作设置转子51的空间的旋转室5a。在旋转室框架5的与驱动装置4相对的部分形成孔5b。输出轴部分41通过孔5b伸入旋转室5a中。转子51构造成能够在其中保持多个容器(未示出)，在每个容器中容纳待离心分离的样品。转子固定到输出轴部分41的端部以便以同轴的方式旋转。

锁定机构6主要由作为接合部分使用的挂钩61、作为被接合部分使用的挂钩锁扣62和作为遮盖传感器使用的锁定传感器64构成。如图2所示，挂钩61构造成包括分别设置在第一支撑部分21侧和第二支撑部分22侧的第一挂钩61A和第二挂钩61B。在第一挂钩61A和第二挂钩61B之间设置轴63，以便将轴63固定到第一挂钩61A和第二挂钩61B上。由此，当第一挂钩61A围绕轴63的中心轴线旋转时，第二挂钩61B可以以相似的方式旋转。

在遮盖3上分别对应于第一挂钩61A和第二挂钩61B地设置一对挂钩锁扣62。挂钩61可以旋转至处于与挂钩锁扣62可接合的状态下和不可接合的状态下。锁定传感器64在第一支撑部分21上设置在第一挂钩61A附近，并构造成当挂钩锁扣62设置在能够与第一挂钩61A接合的位置上时，锁定传感器可以识别挂钩锁扣62。

驱动机构7主要由电动机71(图2)和连杆机构72构成。电动机71具有驱动轴部分71A，该驱动轴部分71A以轴线方向与轴63大致平行的方式设置在第一支撑部分21上。电动机71驱动并旋转驱动轴部分71A，图1中的顺时针旋转代表正向旋转。

连杆机构72由曲柄73和杆74构成。曲柄73的一端固定在驱动轴部分71A上，而另一端具有沿着平行于轴63的轴线方向延伸的曲柄销73A。杆74构造成其一端可以相对于曲柄销73A旋转，而另一端连接到第一挂钩61A的一部分上，该部分与设置轴63的部分间隔开。由此，通过连杆机构72将驱动轴部分71A的旋转运动转变成杆74的往复运动，从而可以通过杆74的往复运动使挂钩61在预定角度范围内进行往复旋转运动。杆74以这样的方式与第一挂钩61A连接：即，当杆74在往复运动中移动到上死点侧时，挂钩61与挂钩锁扣62以最深接合状态接合；而当杆74移动到下死点侧时，挂钩61与挂钩锁扣62最大程度地分离。

检测部分8主要由第一传感器81、第二传感器82和作为被检测构件的盘状构件83构成。第一传感器81和第二传感器82每一个都由光学传感器构成，该光学传感器设置成，当盘状构件83遮蔽传感器内照射的光时，光学传感器检测到关闭(off)状态以及从开启(on)状态到关闭状态的改变。通过旋转盘状构件83，每个传感器还可以检测到开启状态以及从关闭状态到开启状态的改变。第一传感器81和第二传感器82设置在第一支撑部分21上，并处于围绕驱动轴部分71A以90度预定角度间隔的状态下。

盘状构件83固定到驱动轴部分71A上以便可以如图1所示同心地旋转，如图3所示，第一凸部分83A、第二凸部分83B、第一凹部分83a和第二凹部分83b形成凹凸外周表面。第一凸部分83A设置在以驱动轴部分71A为中心形成150度角的范围内。第二凸部分83B设置为相对于驱动轴部分71A位于第一凸部分83A的相对侧，并设置在以驱动轴部分71A为中心形成50度角的范围内。

沿着第一凸部分83A的圆周方向在其一侧和另一侧分别形成第一凹部分83a和第二凹部分83b，以便使该两个凹部分位于第一凸部分83A和第二凸部分83B之间。第一和第二凹部分每一个都以驱动轴部分71A为中心在80度角的范围内形成。当盘状部件83设置成其外周部分位于第一传感器81和第二传感器82附近时，第一传感器81和第二传感器82可以检测到从第一凸部分83A到第二凹部分83b的各部分。第一传感器81和第二传感器82分别检测到第一凹部分83a和第二凹部分83b的状态定义为OFF状态，而第一传感器81和第二传感器82分别检测到第一凸部分83A和第二凸部分83B的状态定义为ON状态。

由于第一凹部分83a和第二凹部分83b每一个都在80度角的范围内形成，而第一传感器81和第二传感器82设置成围绕驱动轴部分71A以90度间隔，因此第一凹部分83a和第二凹部分83b中的任一个不会被第一传感器81和第二传感器82同时检测到。

由于第二凸部分83B设置在以驱动轴部分71A为中心成50度角的范围内，因此第一传感器81和第二传感器82不会同时地检测到第二凸部分83B。此外，在第二凸部分83B夹在第一传感器81和第二传感器82之间的状态下，第一传感器81和第二传感器82可以分别检测到第一凹部分83a和第二凹部分83b。由于第一凸部分83A设置在以驱动轴部分71A为中心成150度角的范围内，因此第一传感器81和第二传感器82可以同时检测到第一凸部分83A。

将盘状部件83设置在驱动轴部分71A上，从而使得第一凹部分83a和第二凹部分83b分别位于第一传感器81和第二传感器82处，以便在驱动轴部分71A旋转到将杆74移动到上死点的状态下，第二凸部分83B夹在第一传感器81和第二传感器82之间(图5C)。因此，在盘状部件83中，在驱动轴部分71A旋转到将杆74移动到下死点的状态下，第一凸部分83A位于第一传感器81和第二传感器82处(图5A)。

控制装置9构造成包括CPU、RAM(都未示出)等。控制装置与锁定传感器64、第一传感器81和第二传感器82连接从而获取这些传感器的状态，并且还与驱动装置4和电动机71连接从而控制其驱动操作。下面将说明由控制装置9执行的控制实例。(1)仅在锁定传感器64检测到遮盖3并且第一传感器81和第二传感器82每一个都处于开启状态时，才能向驱动装置4提供电能。(2)在第一传感器81检测到关闭状态的情况下，当第二传感器82从开启状态改变到关闭状态时，停止对电动机71的电能供应。(3)在开启离心机1的主电源时，在锁定传感器64没有识别到挂钩锁扣62移动到能够与第一挂钩61A接合的位置的情况下，如果第一传感器81和第二传感器82每一个都检测到关闭状态，则禁止对电动机71供应电能。(4)在第二传感器82检测到开启状态的情况下，当第一传感器81从关闭状态转变到开启状态时，停止对电动机71的电能供应。

控制装置9与如图4所示的操作面板91连接。操作面板91设置在外壳2的上方并显示各个传感器的状态。控制装置设置有与锁定遮盖3相关的开启/关闭开关(按钮)91A、以及用于输入驱动装置4等的操作的开关。

在下文中，将参照图5A-图5D和图6所示的时序图说明关闭遮盖3的操作。如图5A所示，在第一传感器81和第二传感器82每一个都检测到第一凸部分83A的状态下(ON状态，图6中的位置A)，操作者推压处于开启20到30度的状态下的遮盖3从而关闭遮盖。这样，锁定传感器64检测到遮盖3的关闭状态从而通过控制装置9驱动电动机71。驱动轴部分71A响应电动机71的驱动而旋转，从而使得杆74向上移动并还使得盘状部件83旋转。这样，由于如图5B所示，第一凹部分83a位于第二传感器82的位置处，第二传感器82处于关闭状态(图6的位置B)。

通过旋转驱动轴部分71A，第二凸部分83B移动到第二传感器82的位置处，从而使得第二传感器82处于开启状态(图6的位置C)；并且还使得第一凹部分83a移动到第一传感器81的位置处，从而使第一传感器81处于关闭状态(图6中的位置D)。进一步旋转驱动轴部分71A，从而在第一凹部分83a还位于第一传感器81的位置处的状态下将第二凹部分83b移动到第二传感器82的位置处。在这样的情况下，由于在第一传感器81仍然检测到关闭状态的情况下第二传感器82检测到从开启状态到关闭状态的改变，因此停止对电动机71的电能供应，因此电动机71停止旋转。

由于驱动轴部分71A未设置有诸如制动器等制动装置，即使在电能供应停止时，驱动轴部分71A也仍然会由于其惯性而轻微旋转。第一传感器81和第二传感器82设置成围绕驱动轴部分71A以90度间隔，并且第二凸部分83B设置在以驱动轴部分71A为中心成50度角的范围内。在盘状部件于第二传感器82的位置处从第二凸部分83B移动到第二凹部分83b(即，第二传感器82从开启状态改变到关闭状态)的瞬时，第一传感器81和第二凸部分83B之间存在对应于大约40度角的空间。这样，即使当驱动轴部分71A由于其惯性而轻微旋转时，也能限制第二凸部分83B移动到第一传感器81所在的位置(即，第一传感器81变为开启状态)。因此，在停止向电动机71供应电能后，如图5C所示，第一凹部分83a和第二凹部分83b分别位于第一传感器81和第二传感器82的位置处，从而使得第一传感器81和第二传感器82每一个都位于关闭状态(图6中的位置E)。由于在该状态下杆74位于上死点或接近上死点，挂钩锁扣62与挂钩61以最深接合状态接合，从而将遮盖3锁定并设置在根本不能打开的状态下。

在分离样品(未示出)后，当在转子51停止旋转的状态下操作操作面板91的开启/关闭开关91A时，再次向电动机71提供电能并使得驱动轴部分71A旋转。与此同时，盘状部件83也旋转，从而将第一凸部分83A移动到第二传感器82的位置处并将第二凹部分83b移动到第一传感器81的位置处，如图5D所示。在该状态下，第一传感器81检测到关闭状态，而第二传感器82检测到开启状态(图6的位置F)。当盘状部件83进一步旋转时，第一凸部分83A移动到第一传感器81的位置处(图6中的位置G)。这样，由于第一传感器81和第二传感器82每一个都检测到开启状态，因此控制装置9停止对电动机71的电能供应，从而使驱动轴部分71A停止旋转。

在该状态下，驱动轴部分71A同样会由于其惯性而轻微旋转。然而，由于第一凸部分83A的角度设置成150度，大于第一传感器81和第二传感器82之间的角度(90度)，因此防止第一凸部分83A由于惯性旋转而越过第二传感器82的位置，从而可以良好地检测到ON状态。在该状态下，由于杆74位于下死点或接近下死点，挂钩61与挂钩锁扣62最大程度地分离。这样，可以打开遮盖3并可以容易地取出转子内的样品(未示出)。

如上所述，当第一传感器81和第二传感器82每一个都检测到关闭状态时，控制装置9判定遮盖3由挂钩61锁定。此外，仅当锁定传感器64检测到遮盖3关闭时，控制装置才向驱动装置4提供电能。这样，如果在遮盖3关闭并且因此电能可以供应到驱动装置4的状态下发生电力故障等，即使锁定传感器64不能识别到挂钩锁扣64移动到接合位置并且不知道转子51是否处于旋转状态，当控制装置9判定遮盖处于锁定状态时，禁止对电动机71供应电能。因此，可以防止打开遮盖3，从而防止由于转子51处于旋转状态而发生事故。由于当第一传感器81和第二传感器82之一处于开启状态时遮盖3不处于锁定状态，因此转子51不处于旋转状态。因此，可以向电动机71提供电能并使其旋转到遮盖3可以打开的位置。因此，通过利用检测部分8掌握驱动轴部分71A的旋转位置，可以防止在挂钩61与挂钩锁扣62分离存在危险的情况下移动挂钩61，从而提高安全性。

根据本发明的离心机不限于上述实施例，可以在权利要求书所声明的范围内进行各种修改和改进。例如，凹部分和凸部分可以在盘状部件83中互换。在这种情况下，当控制装置9中与第一传感器81和第二传感器82检测到的开启/关闭状态有关的控制互换时，可以得到与根据本实施例的离心机1相似的效果。

本申请基于2007年2月28日提交的日本专利申请No.2007-048428并要求其优先权，该日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

Claims

1.一种离心机，包括：

外壳；

转子，其是可旋转的并安装有容纳样品的样品容器；

遮盖，其能够选择性地开启和关闭所述旋转室；

接合部分驱动机构，其包括：驱动部分，其具有被驱动和旋转的驱动轴部分；以及连杆机构，其与所述接合部分连接并将所述驱动轴部分的旋转运动转变成往复运动；以及

检测部分，其检测在所述遮盖的关闭状态下所述接合部分是否移动到所述接合部分与所述被接合部分接合的位置上，其中，

2.根据权利要求1所述的离心机，其中，

所述传感器构造成包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器设置成围绕所述驱动轴部分以预定角度间隔，并且所述凹部分构造成包括在小于所述预定角度的角度范围内切出的第一凹部分和第二凹部分。

3.根据权利要求2所述的离心机，其中，

所述凸部分构造成包括第一凸部分和第二凸部分，所述第一凸部分和第二凸部分沿着旋转方向分别位于所述第一凹部分和所述第二凹部分之间以及所述第二凹部分和所述第一凹部分之间，沿着所述被检测构件的旋转方向围绕所述驱动轴部分从所述第一凸部分的一端到另一端的角度设定为小于所述预定角度，而沿着所述旋转方向围绕所述驱动轴部分从所述第二凸部分的一端到另一端的角度设定为大于所述预定角度。

4.根据权利要求1所述的离心机，其中，

所述传感器构造成包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器设置成围绕所述驱动轴部分以预定角度间隔，所述凸部分构造成包括沿着所述被检测构件的旋转方向被所述凹部分划分的第一凸部分和第二凸部分，并且所述第一凸部分和所述第二凸部分设置在小于所述预定角度的角度范围内。

5.根据权利要求4所述的离心机，其中，

所述凹部分构成成包括第一凹部分和第二凹部分，所述第一凹部分在小于所述预定角度的角度范围内切出，而所述第二凹部分在大于所述预定角度的角度范围内切出。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的离心机，还包括：

用于检测所述遮盖的关闭状态的遮盖传感器。

7.根据权利要求1到5中任一项所述的离心机，其中，

设置有多个所述接合部分和多个所述被接合部分，并以联动的方式操作多个所述接合部分。

8.根据权利要求4所述的离心机，其中，

所述预定角度设定为大约90度。