DE212017000153U1

DE212017000153U1 - Rotor und Zentrifuge, in der dieser verwendet wird

Info

Publication number: DE212017000153U1
Application number: DE212017000153.4U
Authority: DE
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Eppendorf Himac Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2027-04-29
Also published as: CN209452049U; US11224882B2; JP6627972B2; WO2017208712A1; US20200316615A1; JPWO2017208712A1

Abstract

Rotor, der an einer Zentrifuge installiert ist und in einem Zustand, in dem mehrere Probenbehälter, die Proben enthalten, in einen Probenbehälteraufnahmeabschnitt eingesetzt sind, um eine in Oben-unten-Richtung verlaufende Drehachse drehend angetrieben wird, wobei der Probenbehälteraufnahmeabschnitt mehrere Probenbehältereinführöffnungen aufweist, die derart aufgereiht sind, dass Mittelpunkte der Öffnungen einem ersten Kreisumfang um die Drehachse folgen, wobei an dem Probenbehälteraufnahmeabschnitt, wenn die Probenbehälter in die Probenbehältereinführöffnungen eingesetzt sind, in einem von der Drehachse aus betrachtet in Radialrichtung äußeren Bereich Probenbehälterstützbereiche, die mit den Probenbehältern Probenbehältern in Kontakt stehen, und in einem in Bezug auf den ersten Kreisumfang in Radialrichtung äußeren Bereich zwischen benachbarten Probenbehältereinführöffnungen örtlich begrenzte Aussparungsbereiche vorgesehen sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft den Aufbau eines Rotors in einer Zentrifuge, die Proben enthaltende Probenbehälter mit hoher Drehzahl dreht und die Proben mit Zentrifugalkraft beaufschlagt, wobei der Rotor in einem Zustand, in dem mehrere Probenbehälter darin eingesetzt sind, drehend angetrieben wird. Außerdem betrifft sie den Aufbau einer Zentrifuge, in der dieser Rotor verwendet wird.
Allgemeiner Stand der Technik
Zentrifugen (Zentrifugalabscheider) werden verwendet, um durch die bei hohen Drehzahlen entstehende Zentrifugalkraft Proben (beispielsweise Nährlösungen, Blut usw.) in Stoffe unterschiedlicher Dichte zu trennen oder Proben zu reinigen oder zu analysieren. Bei einer Zentrifuge dreht sich ein Rotor aus Metall, in den Probenbehälter eingesetzt sind, in welchen Proben eingeschlossen sind, beispielsweise mit einer Drehzahl von 20.000 U/min um eine in Oben-unten-Richtung verlaufende Mittelachse (Drehachse). Daher sind in dem Rotor Probenbehältereinführöffnungen zum Einsetzen und Fixieren der Probenbehälter vorgesehen. Der Aufbau eines solchen Rotors ist beispielsweise in Patentdokument 1 beschrieben.
Eine perspektivische Ansicht eines solchen Rotors 200 ist in 8, eine Oberseitenansicht davon in 9 und eine Schnittansicht davon in vertikaler Richtung an der Mittelachse X in 10 gezeigt. Dabei ist ein Zustand gezeigt, in dem zwei Arten von Probenbehältern, also jeweils zehn Probenbehälter 51 mit großem Durchmesser und zehn Probenbehälter 52 mit kleinem Durchmesser in einen Probenbehälteraufnahmeabschnitt eingesetzt sind, bei dem es sich um einen Teil auf der Innenseite des Rotors 200 handelt, in den die Probenbehälter eingesetzt und aufgenommen sind. Bei der tatsächlichen Zentrifugalabscheidungsverarbeitung wird der obere Abschnitt des Rotors 200 in diesem Zustand mit einem Deckel verschlossen, wobei auf eine Beschreibung des Deckels verzichtet wird. Der Rotor 200 wird in einer Rotorkammer, die ein geschlossener Raum ist, um die Mittelachse X als Drehachse drehend angetrieben.
Wie in 9 gezeigt, sind die großen Probenbehälter 51 von der Mittelachse X aus betrachtet außen in Probenbehältereinführöffnungen 51 eingesetzt, und die kleinen Probenbehälter 52 sind weiter innen in Probenbehältereinführöffnungen (inneren Probenbehältereinführöffnungen) 62 eingesetzt, wobei die Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 von oben betrachtet derart aufgereiht sind, dass ihre Mittelpunkte einem Kreisumfang folgen, dessen Mittelpunkt die Mittelachse X ist. Auf der linken Seite von 10 ist ein Schnitt an einer Stelle, an der sich eine Probenbehältereinführöffnung 61 (Probenbehälter 51) befindet, gezeigt, und auf der rechten Seite von 10 ist ein Schnitt an einer Stelle gezeigt, an der sich eine Probenbehältereinführöffnung 62 (Probenbehälter 52) befindet. Wie in 10 gezeigt, sind die Probenbehälter 51 jeweils aus einem Probenbehälterhauptkörper 511, dessen im eingesetzten Zustand untere Seite (eine Seite) verschlossen ist, und einem dessen Öffnung auf der oberen Seite (anderen Seite) verschließenden Deckelabschnitt 512 aufgebaut, wobei der Probenbehälterhauptkörper 511 Proben aufnehmen und verschlossen werden kann. Die Probenbehälter 52 sind ebenso aus einem Probenbehälterhauptkörper 521 und einem Deckelabschnitt 522 aufgebaut.
Die Probenbehälter 51, 52 sind jeweils von oben in Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 eingeführt und eingesetzt, bei denen es sich um Öffnungsabschnitte handelt, die an einer Rotorbodenfläche (Bodenfläche) 60A vorgesehen sind, die eine nach oben gewandte Fläche des Rotorhauptkörpers 60 ist. Wie in 10 gezeigt, sind die Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 in Bezug auf die Rotorbodenfläche 60A jeweils von der Mittelachse X auswärts schräg nach unten ausgenommen und derart gebildet, dass sie die Probenbehälterhauptkörper 511, 521 aufnehmen können. Die Deckelabschnitte 512, 522 sind jeweils mit größerem Durchmesser als die Probenbehälterhauptkörper 511, 512 gebildet und sind im eingesetzten Zustand der Probenbehälter 51, 52 nicht in den Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 aufgenommen, sondern oberhalb der Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 angeordnet. Auf der Oberseite des Rotorhauptkörpers 60 ist ein Außenwandabschnitt 70 vorgesehen, der eine ungefähr zylinderförmige Innenumfangsfläche 70A aufweist, welche die Oberseite der eingesetzten Probenbehälter 51, 52 um die Mittelachse X herum umgibt.
Daher können die Probenbehälter 51, 52 in dem von oben in die Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 eingesetzten Zustand durch ihr Eigengewicht stabil gehalten werden, und indem der Rotor 200 in diesem Zustand um die Mittelachse X gedreht wird, können die Proben mit Zentrifugalkraft beaufschlagt werden, während die Probenbehälter 51, 52 stabil gehalten werden. Durch das Einsetzen einer großen Anzahl von Probenbehältern 51, 52 auf einmal können große Mengen an Proben zugleich einer Zentrifugalabscheidungsverarbeitung unterzogen werden. Dabei sind in 10 die Probenbehälterhauptkörper 511, 521, die mit einer nach außen gerichteten hohen Zentrifugalkraft beaufschlagt werden, durch den äußeren Teil des Probenbehälteraufnahmeabschnitts der Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 (Probenbehälterstützbereiche 61A, 62A) in Tiefenrichtung der Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 mechanisch abgestützt. Dadurch wird unterbunden, dass sich die dünnen und langen Probenbehälter 51, 52 bei Beaufschlagung mit einer hohen Zentrifugalkraft verbiegen und brechen. Da in der einstückigen Struktur der Rotorbodenfläche 60A und des Außenwandabschnitts 70 die Probenbehälterstützbereiche 61A, 62A gebildet sind, können die Probenbehälter 51, 52 besonders stabil gehalten und geschützt werden.
In gleicher Weise wie für die Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 (Probenbehälter 51, 52) ist eine Ausgestaltung zum Einsetzen von Probenbehältern auf weiteren Kreisumfängen möglich, um eine noch größere Anzahl an Probenbehältern oder Probenbehälter in drei oder mehr Größen gleichzeitig in einem einzigen Rotor einzusetzen. Auf diese Weise kann mit einem einzigen Rotor eine große Anzahl von Proben gleichzeitig einer Zentrifugalabscheidungsverarbeitung unterzogen werden.
Wenn bei der oben stehenden Ausgestaltung der Rotor 200 stillsteht, werden die eingesetzten Probenbehälter 51, 52 von ihrem Eigengewicht in den Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 gehalten. Daher kann Arbeitspersonal die Deckelabschnitte 512, 522 am oberen Ende der Probenbehälter 51, 52 mit den Fingern ergreifen und die Probenbehälter 51, 52 in den Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 schräg nach oben ziehen, um die Probenbehälter 51, 52 aus dem Rotor 200 zu entnehmen.
Dokumente des Stands der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012-35261
Kurzdarstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung
In diesem Zusammenhang ist es notwendig geworden, den Abstand zwischen benachbarten Probenbehältern 51 (Probenbehältereinführöffnungen 61) bzw. zwischen benachbarten Probenbehältern 52 (Probenbehältereinführöffnungen 62) zu verkleinern, um ohne eine Größenzunahme des Rotors 200 die aufnehmbare Anzahl an Probenbehälter 51, 52 zu gewährleisten. Auch der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 70A des Außenwandabschnitts 70 und den äußeren Probenbehältern 51 wurde verringert. In diesem Fall ist es schwierig, genügend Platz zwischen benachbarten Probenbehältern 51 und zwischen benachbarten Probenbehältern 52 zum Einführen von Fingern sicherzustellen, und bei Verwendung der großen Deckelabschnitte 512 und Deckelabschnitte 522 ist es besonders schwierig, diesen Platz bereitzustellen. Wenn also in alle am Kreisumfang aufgereihten Probenbehältereinführöffnungen 61, 62 Probenbehälter 51, 52 eingesetzt sind, ist es nicht einfach, die Probenbehälter 51, 52 zu entnehmen.
Wenn der Abstand zwischen den Probenbehältereinführöffnungen 61 und zwischen den Probenbehältereinführöffnungen 62 vergrößert wird, sodass der Zwischenraum zwischen benachbarten Probenbehältern 51 und zwischen benachbarten Probenbehältern 52 ausreichend groß ist, damit das Arbeitspersonal einen Finger darin einführen kann, nimmt die Größe des Rotors 200 zu. Um einen solchen großen Rotor 200 drehend anzutreiben, muss auch die Zentrifuge insgesamt größer sein, und ihr Energieverbrauch steigt ebenfalls an.
Wenn beispielsweise der Bereich um die oberen Enden der Probenbehälter 51 großzügig gebildet wird, sodass im Bereich um die oberen Enden der eingesetzten Probenbehälter 51 keine Strukturelemente vorhanden sind, die an die Probenbehälter 51 angrenzen, liegt es auf der Hand, dass das Entnehmen der Probenbehälter 51 erleichtert wird. Um jedoch, wie oben erläutert, bei Ausübung einer hohen Zentrifugalkraft die Probenbehälter 51 abzustützen, muss auf der Außenseite der Probenbehälter 51 der Probenbehälterstützbereich 61A vorgesehen sein, um die Probenbehälter 51 von außen abzustützen, und wenn der obere Abschnitt der Probenbehälter 51 nicht von außen abgestützt wird, besteht die Gefahr, dass die Probenbehälter 51 (Probenbehälterhauptkörper 511) sich aufgrund der hohen Zentrifugalkraft biegen und brechen. Dies gilt auch für den Bereich um die Probenbehälter 52. Daher ist die Anwendung einer solchen Ausgestaltung unter dem Aspekt des Sicherns der Probenbehälter 51, 52 schwierig.
Daher wird ein Rotor in einer Zentrifuge verlangt, in den eine große Anzahl von Probenbehältern auf einmal eingesetzt werden kann, das Entnehmen der Probenbehälter einfach ist und der kompakt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der genannten Problempunkte getätigt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Probleme zu lösen.
Mittel zum Lösen der Aufgaben
Zum Lösen der Aufgaben ist die vorliegende Erfindung wie folgt ausgestaltet. Ein erfindungsgemäßer Rotor ist an einer Zentrifuge installiert und wird in einem Zustand, in dem mehrere Probenbehälter, die Proben enthalten, in einen Probenbehälteraufnahmeabschnitt eingesetzt sind, um eine in Oben-unten-Richtung verlaufende Drehachse drehend angetrieben, wobei der Probenbehälteraufnahmeabschnitt mehrere Probenbehältereinführöffnungen aufweist, die derart aufgereiht sind, dass Mittelpunkte der Öffnungen einem ersten Kreisumfang um die Drehachse folgen, wobei an dem Probenbehälteraufnahmeabschnitt, wenn die Probenbehälter in den Probenbehältereinführöffnungen eingesetzt sind, in einem von der Drehachse aus betrachtet in Radialrichtung äußeren Bereich Probenbehälterstützbereiche, die mit den Probenbehältern Probenbehältern in Kontakt stehen, und in einem in Bezug auf den ersten Kreisumfang in Radialrichtung äußeren Bereich zwischen benachbarten Probenbehältereinführöffnungen örtlich begrenzte Aussparungsbereiche vorgesehen sind. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor ist in Draufsicht betrachtet eine Breite der Aussparungsbereiche in Kreisumfangsrichtung um die Drehachse größer als ein Abstand zwischen zwei Probenbehältern, die in zwei in der ersten Kreisumfangsrichtung benachbarte Probenbehältereinführöffnungen eingesetzt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor sind die Aussparungsbereiche derart gebildet, dass Arbeitspersonal obere Endseitenflächen der Probenbehälter berühren kann. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor stehen die Probenbehälterstützbereiche in Kontakt mit den Oberendseitenflächen der Probenbehälter. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor sind die Aussparungsbereiche in der Oben-unten-Richtung in einer Höhe gebildet, in der die Probenbehälterstützbereiche vorliegen. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor weist der Rotor in Radialrichtung des Probenbehälteraufnahmeabschnitts außen oben einen Außenwandabschnitt auf, wobei die Aussparungsbereiche von einer Innenumfangsfläche des Außenwandabschnitts ausgehend bis zu der Höhe gebildet sind, in der die Probenbehälterstützbereiche vorliegen. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor sind die Probenbehälterstützbereiche mit dem Außenwandabschnitt einstückig gebildet. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor ist in Umfangsrichtung um die Drehachse auf beiden Seiten einer einzelnen Probenbehältereinführöffnung jeweils ein Aussparungsbereich vorgesehen. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor sind die Probenbehältereinführöffnungen und die Aussparungsbereiche in Umfangsrichtung um die Drehachse alternierend aufgereiht. Der erfindungsgemäße Rotor weist mehrere innere Probenbehältereinführöffnungen auf, die Öffnungsabschnitte sind, in die mehrere jeweilige Probenbehälter eingesetzt sind, und die derart aufgereiht vorgesehen sind, dass ihre Mittelpunkte einem zweiten Kreisumfang um die Drehachse folgen, der kleiner als der erste Kreisumfang ist. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor sind die Probenbehälter jeweils mit einem rohrförmigen Probenbehälterhauptkörper, der Proben aufnimmt und dessen eine Seite verschlossen ist, und einem Deckelabschnitt ausgestattet, der auf der anderen Seite des Probenbehälterhauptkörpers angebracht ist und einen größeren Durchmesser als der Probenbehälterhauptkörper aufweist. Der erfindungsgemäße Rotor ist derart gebildet, dass der Rotor verwendet wird und derart aufgebaut ist, dass Proben in den am Rotor eingesetzten Probenbehältern mit Zentrifugalkraft beaufschlagt werden.
Wirkung der Erfindung
Durch die oben genannten Ausgestaltungen kann die vorliegende Erfindung einen Rotor in einer Zentrifuge erlangen, in den eine große Anzahl von Probenbehältern auf einmal eingesetzt werden kann, bei dem das Entnehmen der Probenbehälter einfach ist und der kompakt ist.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand ohne eingesetzte Probenbehälter.
2 zeigt eine Oberseitenansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand ohne eingesetzte Probenbehälter.
3 zeigt eine Schnittansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an der Drehachse in einem Zustand ohne eingesetzte Probenbehälter.
4 zeigt eine seitliche Ansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand mit eingesetzten Probenbehältern.
6 zeigt eine Oberseitenansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand mit eingesetzten Probenbehältern.
7 zeigt eine Schnittansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an der Drehachse in einem Zustand mit eingesetzten Probenbehältern.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rotors des Stands der Technik in einem Zustand mit eingesetzten Probenbehältern.
9 zeigt eine Oberseitenansicht des Rotors des Stands der Technik in einem Zustand mit eingesetzten Probenbehältern.
10 zeigt eine Schnittansicht des Rotors des Stands der Technik an der Drehachse in einem Zustand mit eingesetzten Probenbehältern.

Ausführungsform der Erfindung
Es folgt die Beschreibung einer Ausführungsform eines Rotors gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Rotor wird in einer Zentrifuge (in einem Zentrifugalabscheider) verwendet, und ebenso wie der Rotor 200 wird eine große Anzahl Probenbehälter darin eingesetzt, in denen Proben für die Zentrifugalabscheidungsverarbeitung aufgenommen sind, und er dient dazu, die Proben mit Zentrifugalkraft zu beaufschlagen. Eine perspektivische Ansicht des Rotors 100 ist in 1, eine Oberseitenansicht davon in 2, eine Schnittansicht davon in vertikaler Richtung an der Mittelachse X in 3 und eine Seitenansicht davon in 4 gezeigt. In 1 bis 3 ist ein Zustand ohne eingesetzte Probenbehälter gezeigt.
Auch in diesen Rotor 100 können jeweils Probenbehälter 51 mit großem Durchmesser und Probenbehälter 52 mit kleinem Durchmesser (in 1 bis 3 nicht gezeigt) eingesetzt werden. Daher sind bei dem Rotor 100 an einer Rotorbodenfläche (Bodenfläche) 10A, die eine Oberseitenfläche eines Rotorhauptkörpers 10 ist, an einem Kreisumfang, dessen Mittelpunkt die Mittelachse X ist, jeweilige Probenbehältereinführöffnungen 11 und Probenbehältereinführöffnungen (innere Probenbehältereinführöffnungen) 12 aufgereiht. In der von oben betrachteten Ansicht aus 2 sind die Probenbehältereinführöffnungen 11 derart in gleichen Abständen aufgereiht, dass ihre Mittelpunkte einem großen Kreisumfang (ersten Kreisumfang) folgen, und die Probenbehältereinführöffnungen 12 sind derart in gleichen Abständen aufgereiht, dass ihre Mittelpunkte einem weiter innen liegenden kleinen Kreisumfang (zweiten Kreisumfang) folgen. Auf der Oberseite des Rotorhauptkörpers 10 ist ein Außenwandabschnitt 20 vorgesehen, der eine ungefähr zylinderförmige Innenumfangsfläche 20A aufweist, welche die Probenbehälter 51, 52 von oben betrachtet um die Mittelachse X herum umgibt. Ebenso wie bei dem Rotor 200 sind somit bei dem Probenbehälteraufnahmeabschnitt, der den Innenabschnitt des Rotors 100 bildet, in dem die Probenbehältern 51, 52 aufgenommen werden, eine Rotorbodenfläche 10A und der Außenwandabschnitt 20 einstückig gebildet, wodurch sich eine robuste Ausgestaltung ergibt. In der von oben betrachteten Ansicht aus 2 ist die Innenumfangsfläche 10A an einem Kreisumfang (dritten Kreisumfang) gebildet, der größer als der erste Kreisumfang ist. Die Probenbehälter 51, 52 werden in die Rotorbodenfläche 10A eingesetzt. Auf der linken Seite von 3 ist ein Schnitt an einer Stelle, an der sich eine Probenbehältereinführöffnung 11 befindet, gezeigt, und auf der rechten Seite von 3 ist ein Schnitt an einer Stelle gezeigt, an der sich eine Probenbehältereinführöffnung 12 befindet.
Für den Fall, dass bei dem Rotor 100 in alle Probenbehältereinführöffnungen 11 Probenbehälter 51 und in alle Probenbehältereinführöffnungen 12 Probenbehälter 52 eingesetzt sind, zeigt 5 eine perspektivische Ansicht, 6 eine Oberseitenansicht und 7 eine Schnittansicht in vertikaler Richtung an der Mittelachse X. 5 bis 7 entsprechen jeweils 8 bis 10 des Rotors 200 des Stands der Technik.
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind an der Innenumfangsfläche 20A des Außenwandabschnitts 20 in Bereichen zwischen in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Probenbehältereinführöffnungen 11 lokal begrenzt nach außen weisende, ausgenommene Aussparungsbereiche 20B vorgesehen. Wie in 5 und 6 gezeigt, liegen diese Aussparungsbereiche 20B bei eingesetzten Probenbehältern 51 auf der Außenseite von Bereichen zwischen benachbarten Probenbehältern 51 (Deckelabschnitten 512) vor. An den Stellen, an denen die Aussparungsbereiche 20B vorliegen, ist somit mehr Platz zwischen benachbarten Probenbehältern 51 (Deckelabschnitten 512) vorhanden, so dass auch dann, wenn der Abstand zwischen benachbarten Probenbehältern 51 gering ist, das Arbeitspersonal einen Finger in diesen Raum einführen kann, und wenn ein einzelner Probenbehälter 51 entnommen wird, werden Finger in die Aussparungsbereiche 20B auf seinen beiden Seiten eingeführt, um den Probenbehälter 51 zu ergreifen, sodass sich der Probenbehälter 51 leicht entnehmen lässt. Insbesondere da die Probenbehälter 51, wie in 7 gezeigt, auch auf der Außenseite ihrer Oberendseitenflächen durch die Probenbehälterstützbereiche 11A abgestützt werden, war es üblicherweise nicht leicht, den oberen Abschnitt der Probenbehälter 51 auf der von der Mittelachse X betrachtet äußeren Seite zu ergreifen, doch durch Bereitstellen der Aussparungsbereiche 20B können die Oberendseitenflächen der Probenbehälter 51 nun leicht ergriffen werden.
Wie in 7 gezeigt, sind die Probenbehältereinführöffnungen 11 entsprechend der Form der Probenbehälterhauptkörper 511 gebildet, und wenn der Rotor 100 gedreht wird, werden die Probenbehälter 51 durch Probenbehälterstützbereiche 11A abgestützt, bei denen es sich um äußere Teile der Probenbehältereinführöffnungen 11 handelt, während die Aussparungsbereiche 20B als Teile am Außenwandabschnitt 20 gebildet sind, die nicht an der Abstützung der Probenbehälter 51 beteiligt sind. Obwohl sich, wie in 5 und 7 gezeigt, in Oben-unten-Richtung eine Höhe, auf der die Probenbehälterstützbereiche 11A vorliegen, und eine Höhe, auf der die Aussparungsbereiche 20B vorliegen, überlagern, geschieht es daher nicht, dass durch das Bereitstellen der Aussparungsbereiche 20B die Festigkeit der Abstützung der Probenbehälter 51 beeinträchtigt wird.
Bei dem Rotor 100 sind um die Mittelachse X auf der Außenseite an einem ersten Kreisumfang zehn Probenbehältereinführöffnungen 11 (Probenbehälter 51) und auf der Innenseite an einem zweiten Kreisumfang zehn Probenbehältereinführöffnungen 12 (Probenbehälter 52) in gleichmäßigen Abständen am jeweiligen Kreisumfang aufgereiht vorgesehen. Wie zuvor erwähnt, bildet auch die Innenumfangsfläche 20A des Außenwandabschnitts 20 einen Kreisumfang (dritten Kreisumfang) um die Mittelachse X, und die Aussparungsbereiche 20B sind ebenfalls in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen an der Innenumfangsfläche 20A gebildet. Auf diese Weise wird eine Ausbalancierung des Gewichts des Rotors 100 um die Mittelachse X aufrechterhalten.
Da die Zentrifugalkraft in der Nähe der Mittelachse X abnimmt, wird im Allgemeinen keine Ausgestaltung angewandt, bei der Probenbehälter in der Nähe der Mittelachse X eingesetzt werden. Daher liegen in 1 und 3 an einer Position weiter innen als die inneren Probenbehältereinführöffnungen 12 (nahe der Mittelachse X) keine Strukturelemente vor. Der innere Bereich der Probenbehältereinführöffnungen 12 trägt, wenn Probenbehälter 52 in diese eingesetzt sind, bei Ausübung von Zentrifugalkraft nicht zur Abstützung der Probenbehälter 52 bei, weshalb auch dann, wenn die Rotorbodenfläche 10A auf der Innenseite der Probenbehältereinführöffnungen 12 nach unten hin dünn ausgebildet wird, während der Drehung eine ausreichende mechanische Abstützung der Probenbehälter 52 erreicht werden kann und auch an diesem Teil Platz zum Einführen von Fingern bereitgestellt werden kann. Die äußeren Bereiche der Probenbehältereinführöffnungen 12 dagegen sind ebenso wie die Probenbehälterstützbereiche 11A Probenbehälterstützbereiche 12A, die die Probenbehälter 52 beim Drehen der Probenbehälter 52 mechanisch abstützen, und müssen daher eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Daher wird die Rotorbodenfläche 10A auf der Außenseite der Probenbehältereinführöffnungen 12 vorzugsweise nicht dünn gebildet.
Wenn auf diese Weise weiter innen als die Probenbehältereinführöffnungen (inneren Probenbehältereinführöffnungen) 12 durch dünnes Ausbilden der Rotorbodenfläche 10A Platz geschaffen wird, können auch dann, wenn in alle Probenbehältereinführöffnungen 11, 12 Probenbehälter 51, 52 eingesetzt sind, die inneren Probenbehälter 52 ungeachtet dessen, ob die Aussparungsbereiche 20B vorhanden sind oder nicht, leicht entnommen werden. Durch Entnehmen der Probenbehälter 52 entsteht auf der Innenseite der Probenbehälter 51 (Seite nahe der Mittelachse X) Platz. Wenn allerdings die Rotorbodenfläche 10A auf der Außenseite der Probenbehältereinführöffnungen 12 und der Innenseite der Probenbehältereinführöffnungen 11 nicht dünn ausgebildet ist, ist es nicht einfach, die äußeren Probenbehälter 51 allein unter Ausnutzung des Platzes auf der Innenseite zu entnehmen.
Bei dem oben beschriebenen Rotor 100 kann zusätzlich zu dem Platz auf der Innenseite der Probenbehältereinführöffnungen 11 der Platz ausgenutzt werden, der durch die Aussparungsbereiche 20B auf beiden Seiten der Probenbehältereinführöffnungen 11 gebildet ist, und es können drei Finger eingeführt werden, um einen Probenbehälter 51 zu ergreifen und zu entnehmen. Die Aussparungsbereiche 20B können in einem Zustand bereitgestellt werden, in dem auf der Außenseite der Probenbehälter 51 die Probenbehälterstützbereiche 11A vorgesehen sind, und auch wenn am Kreisumfang zueinander benachbarte Probenbehältereinführöffnungen 11 (Probenbehälter 51) näher aneinander gebracht werden und der Außenwandabschnitt 20 der Außenseite der Probenbehälter 51 angenähert wird, kann benachbart zu den Probenbehältern 51 Platz zum Einführen der Finger bereitgestellt werden. Obwohl also die Anzahl der einsetzbaren Probenbehälter 51 erhöht wird, führt dies nicht zu einer Größenzunahme des Rotors 100, und das Einsetzen und Entnehmen der Probenbehälter 51 ist einfach.
Um Platz zum Einführen der Finger bereitzustellen, wird vorzugsweise die Breite der Aussparungsbereiche 20B am Kreisumfang (dritten Kreisumfang) der Innenumfangsfläche 20A des Außenwandabschnitts 20 erhöht, wobei die Breite vorzugsweise größer als ein Abstand zwischen benachbarten Probenbehältern 51 (Deckelabschnitten 512) am Kreisumfang (ersten Kreisumfang) ist. Auch wenn der Abstand zwischen den Probenbehältern 51 ausreichend verringert wird und die Anzahl der eingesetzten Probenbehälter 51 erhöht wird, können die Stellen, an denen die Aussparungsbereiche 20B vorgesehen sind, groß ausgebildet werden, sodass die Finger an den Stellen eingeführt werden können, an denen die Aussparungsbereiche 20B vorgesehen sind, und die Probenbehälter 51 leicht entnommen werden können.
Die Aussparungsbereiche 20B sind in Oben-unten-Richtung in einer bestimmten Breite am Außenwandabschnitt 20 (Probenbehälteraufnahmeabschnitt) gebildet, und wenn sie vom obersten Abschnitt des Außenwandabschnitts 20 bis auf die Höhe gebildet sind, auf der die Rotorbodenfläche 10A bzw. die Probenbehälterstützbereiche 11A vorliegen, können die Finger insbesondere an den Stellen, an denen die Aussparungsbereiche 20B vorgesehen sind, von oben eingeführt werden, um die Probenbehälter 51 zu entnehmen. Indem die Aussparungsbereiche und die Probenbehältereinführöffnungen miteinander verbunden am Probenbehälteraufnahmeabschnitt gebildet werden, wird das Entnehmen der Probenbehälter besonders erleichtert. Dabei ist es nicht erforderlich, dass alle Probenbehältereinführöffnungen mit Aussparungsbereichen verbunden sind, und indem wenigstens eine Probenbehältereinführöffnung mit einem Aussparungsbereich verbunden wird, kann das Entnehmen eines Probenbehälters aus dieser Probenbehältereinführöffnung besonders erleichtert werden. Durch Entnehmen dieses Probenbehälters lassen sich die übrigen Probenbehälter ebenfalls leicht entnehmen.
In den Rotor 100 sind zwei Arten von Probenbehältern 51, 52 einsetzbar, doch kann in einen kleineren Rotor auch nur eine Art von Probenbehältern an einem Kreisumfang angeordnet sein. Auch in diesem Fall sind die Probenbehältereinführöffnungen von oben betrachtet am Kreisumfang vorgesehen, und wenn auch in diesem Fall auf der Außenseite der Probenbehälter der Außenwandabschnitt vorgesehen ist, ist es ebenso wie oben beschrieben möglich, die Probenbehälterstützbereiche und die Aussparungsbereiche bereitzustellen.
Bei einem größeren Rotor dagegen können weiter innen als die Probenbehälter 52 weitere Probenbehälter einsetzbar sein, und es ist eine Ausgestaltung möglich, bei der drei oder mehr Arten von Probenbehältern eingesetzt werden können. Auch in diesem Fall kann wie oben beschrieben auf der noch inneren Seite der am weitesten innen liegenden Probenbehälter die Rotorbodenfläche dünn ausgebildet werden, wodurch das Entnehmen der am weitesten innen liegenden Probenbehälter erleichtert wird, und das Entnehmen kann angefangen mit den inneren Probenbehälter nach und nach durchgeführt werden, und durch Bereitstellen der Aussparungsbereiche können zuletzt auch die am schwierigsten zu entnehmenden äußeren Probenbehälter entnommen werden.
Indem wie oben beschrieben Aussparungsbereiche vorgesehen sind, kann das Gewicht des Rotors insgesamt reduziert werden. Dabei wirkt auf der noch äußeren Seite der äußersten Probenbehälter die stärkste Zentrifugalkraft, doch sind die Aussparungsbereiche zwischen benachbarten Probenbehältern gebildet, und es wirkt keine hohe Kraft auf die Stellen ein, an denen die Aussparungsbereiche gebildet sind. Auch wenn die Aussparungsbereiche wie oben beschrieben vorgesehen sind, wird die Beständigkeit des Rotors somit nicht beeinträchtigt. Das heißt, das Gewicht des Rotors kann ohne Einbußen seiner Beständigkeit verringert werden.
Im obenstehenden Beispiel sind die Aussparungsbereiche 20B an der Innenumfangsfläche 20A (Außenwandabschnitt 20) gebildet, doch können sie auch an der Rotorbodenfläche vorgesehen sein. Beispielsweise können auf der Außenseite der inneren Probenbehältereinführöffnungen 12 und auf beiden Seiten in Umfangsrichtung in der Rotorbodenfläche nach unten ausgenommene Aussparungsbereiche vorgesehen sein, und auch in diesem Fall lassen sich die inneren Probenbehälter 52 leicht entnehmen. Es liegt auf der Hand, dass die Probenbehälterstützbereiche 12A zum Abstützen der Probenbehälter 52 und die Sicherstellung ihrer Festigkeit ebenso wie oben beschrieben sind. In diesem Fall sind die Aussparungsbereiche im inneren Bereich der äußeren Probenbehältereinführöffnungen 11 (Probenbehälter 51) dünn ausgebildet, doch da in diesen Bereichen beim Drehen keine hohen Kräfte einwirken, wird die Beständigkeit des Rotors hiervon nicht beeinträchtigt. Auf diese Weise können die Aussparungsbereiche abhängig von den Probenbehältern, deren Entnahme erleichtert werden soll, oder dem Aufbau des Rotors am Probenbehälteraufnahmeabschnitt (Rotorbodenfläche oder Außenwandabschnitt usw.) auf der Innenseite des Rotors, also an dem Teil, an dem die Probenbehälter eingesetzt und aufgenommen werden, gebildet werden. Die Form der Aussparungsbereiche kann ebenfalls in Abhängigkeit davon in geeigneter Weise festgelegt werden.
Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung werden Probenbehälter verwendet, bei denen ein Deckelabschnitt, dessen Durchmesser größer als der Probenbehälterhauptkörper ist, von oben aufgesetzt wird, doch solange im Zustand, in dem Probenbehälter wie oben beschrieben in die Probenbehältereinführöffnungen eingesetzt sind, Proben im Inneren mit Zentrifugalkraft beaufschlagt werden können, können Form und Struktur der Probenbehälter nach Belieben festgelegt werden.
Bezugszeichenliste
10, 60: Rotorhauptkörper, 10A, 60A: Rotorbodenfläche (Bodenfläche: Probenbehälteraufnahmeabschnitt), 11, 61: Probenbehältereinführöffnung 11A, 12A, 61A, 62A: Probenbehälterstützbereich, 12, 62: Probenbehältereinführöffnung (innere Probenbehältereinführöffnung), 20, 70: Außenwandabschnitt (Probenbehälteraufnahmeabschnitt), 20A, 70A: Innenumfangsfläche, 20B: Aussparungsbereich, 51, 52: Probenbehälter, 100, 200: Rotor, 511, 521: Probenbehälterhauptkörper, 512, 522: Deckelabschnitt, X: Mittelachse (Drehachse)

Claims

Rotor, der an einer Zentrifuge installiert ist und in einem Zustand, in dem mehrere Probenbehälter, die Proben enthalten, in einen Probenbehälteraufnahmeabschnitt eingesetzt sind, um eine in Oben-unten-Richtung verlaufende Drehachse drehend angetrieben wird, wobei der Probenbehälteraufnahmeabschnitt mehrere Probenbehältereinführöffnungen aufweist, die derart aufgereiht sind, dass Mittelpunkte der Öffnungen einem ersten Kreisumfang um die Drehachse folgen, wobei an dem Probenbehälteraufnahmeabschnitt, wenn die Probenbehälter in die Probenbehältereinführöffnungen eingesetzt sind, in einem von der Drehachse aus betrachtet in Radialrichtung äußeren Bereich Probenbehälterstützbereiche, die mit den Probenbehältern Probenbehältern in Kontakt stehen, und in einem in Bezug auf den ersten Kreisumfang in Radialrichtung äußeren Bereich zwischen benachbarten Probenbehältereinführöffnungen örtlich begrenzte Aussparungsbereiche vorgesehen sind.
Rotor nach Anspruch 1, wobei in Draufsicht betrachtet eine Breite der Aussparungsbereiche in Kreisumfangsrichtung um die Drehachse größer als ein Abstand zwischen zwei Probenbehältern ist, die in zwei in der ersten Kreisumfangsrichtung benachbarte Probenbehältereinführöffnungen eingesetzt sind.
Rotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aussparungsbereiche derart gebildet sind, dass Arbeitspersonal obere Endseitenflächen der Probenbehälter berühren kann.
Rotor nach Anspruch 3, wobei die Probenbehälterstützbereiche in Kontakt mit den Oberendseitenflächen der Probenbehälter stehen.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Aussparungsbereiche in der Oben-unten-Richtung in einer Höhe gebildet sind, in der die Probenbehälterstützbereiche vorliegen.
Rotor nach Anspruch 5, wobei der Rotor in Radialrichtung des Probenbehälteraufnahmeabschnitts außen oben einen Außenwandabschnitt aufweist, wobei die Aussparungsbereiche von einer Innenumfangsfläche des Außenwandabschnitts ausgehend bis zu der Höhe gebildet sind, in der die Probenbehälterstützbereiche vorliegen.
Rotor nach Anspruch 6, wobei die Probenbehälterstützbereiche mit dem Außenwandabschnitt einstückig gebildet sind.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in Umfangsrichtung um die Drehachse auf beiden Seiten einer einzelnen Probenbehältereinführöffnung jeweils ein Aussparungsbereich vorgesehen ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Probenbehältereinführöffnungen und die Aussparungsbereiche in Umfangsrichtung um die Drehachse alternierend aufgereiht sind.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend mehrere innere Probenbehältereinführöffnungen, die Öffnungsabschnitte sind, in die mehrere jeweilige Probenbehälter eingesetzt sind, und die derart aufgereiht vorgesehen sind, dass ihre Mittelpunkte einem zweiten Kreisumfang um die Drehachse folgen, der kleiner als der erste Kreisumfang ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Probenbehälter jeweils mit einem rohrförmigen Probenbehälterhauptkörper, der Proben aufnimmt und dessen eine Seite verschlossen ist, und einem Deckelabschnitt ausgestattet sind, der auf der anderen Seite des Probenbehälterhauptkörpers angebracht ist und einen größeren Durchmesser als der Probenbehälterhauptkörper aufweist.
Zentrifuge, bei der ein Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet wird und die derart aufgebaut ist, dass Proben in den am Rotor eingesetzten Probenbehältern mit Zentrifugalkraft beaufschlagt werden.