JP2006081986A - 遠心分離機のロータ取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライバー等の工具を必要とせず、ワンタッチでロータを駆動軸に容易に取付けることができる遠心分離機のロータ取付け構造を提供すること。
【解決手段】 上面周縁に、該上面から上方に延び、かつ上端に放射方向外方に向かって爪２２を突出形成する、複数の弾性舌片２１を略等間隔に配設して成る円柱状軸２０を、駆動軸４の先端に備えるとともに、ロータ１０の中心に、下方に開口し、前記円柱状軸を収容する軸収容孔１３を形成し、該軸収容孔の上壁に前記弾性舌片を挿通させる弾性舌片挿通溝１４を貫設し、前記ロータの弾性舌片挿通溝を、前記円柱状軸の弾性舌片に合致させ、該弾性舌片を撓めながら、前記ロータを円柱状軸に嵌合させ、前記ロータを前記円柱状軸に完全に嵌合させた状態で、前記弾性舌片の弾性力によって、該弾性舌片の爪を前記ロータの溝の上縁に係合させることによって、前記ロータを前記円柱状軸に係止させるようにしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遠心分離機のロータ取付け構造に関するもので、詳しくは、ロータをワンタッチで駆動軸に取付けるようにした遠心分離機のロータ取付け構造に関するものである。

例えば、遺伝子工学分野で、ＤＮＡ、ＲＮＡの精製作業等で使用されるような小型の遠心分離機では、ロータが合成樹脂等の軽量な材質によって形成され、そのロータがネジによってモータの駆動軸に締結されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−３２８５８２号公報（図２〜図４）

ところで、特許文献１のような小型の遠心分離機では、ロータの中心部に、下方に延びるボスを形成し、該ボスに、下方に開口する駆動軸収容孔を形成するとともに、その周面から軸芯に向けてネジ孔を貫設し、ロータの駆動軸収容孔をモータの駆動軸に嵌合させた後に、ロータの側方からネジ孔に螺合させたネジによってロータを駆動軸に結合させている。

即ち、特許文献１の遠心分離機では、ロータを駆動軸に取付けるに際して、ドライバー等の工具を必要とし、しかも側方から螺合操作しなくてはならず、作業性が悪い。
また、ロータによっては、ロータの側縁部にドライバー挿通孔を形成し、該孔にドライバーの軸を挿通させてネジを回転させなくてはならず、軸の長い特殊なドライバーを必要する。

本発明は、上記した実情に鑑みて、ドライバー等の工具を必要とせず、ワンタッチで、ロータを駆動軸に容易に取付けることができる遠心分離機のロータ取付け構造を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、請求項１の遠心分離機のロータ取付け構造では、上面周縁に、該上面から上方に延び、かつ上端に放射方向外方に向かって爪を突出形成する、複数の弾性舌片を略等間隔に配設して成る円柱状軸を、駆動軸の先端に備えるとともに、ロータの中心に、下方に開口し、前記円柱状軸を収容する軸収容孔を形成し、該軸収容孔の上壁に前記弾性舌片を挿通させる弾性舌片挿通溝を貫設し、前記ロータの弾性舌片挿通溝を、前記円柱状軸の弾性舌片に合致させ、該弾性舌片を撓めながら、前記ロータを円柱状軸に嵌合させ、前記ロータを前記円柱状軸に完全に嵌合させた状態で、前記弾性舌片の弾性力によって、該弾性舌片の爪を前記ロータの溝の上縁に係合させることによって、前記ロータを前記円柱状軸に係止させるようにしている。

また、請求項２の遠心分離機のロータ取付け構造では、上記請求項１の発明において、上記円柱状軸を上記駆動軸とは別に形成し、該円柱状軸の中心に下方に開口する駆動軸収容孔を形成し、該駆動軸収容孔を前記駆動軸に嵌合させた状態で、前記円柱状軸を前記駆動軸に一体的に結合さるようにしている。

また、請求項３の遠心分離機のロータ取付け構造では、上記請求項１または２の発明において、上記ロータの軸収容孔の内周面に、下方に向かって広がるテーパ面を形成するとともに、上記円柱状軸の外周面に、前記ロータの軸収容孔の内周面に対応するテーパ面を形成している。

また、請求項４の遠心分離機のロータ取付け構造では、上記請求項１〜３のいずれかの発明において、上記円柱状軸の舌片の、上記ロータの上面から突出する部分を覆うキャップを備えている。

また、請求項５の遠心分離機のロータ取付け構造では、周面に、上下方向に延びる複数の凸条または凸条収容溝を略等間隔形成して成る円柱状軸を、駆動軸の先端に備え、ロータの中心に、下方に開口し、かつ前記円柱状軸を収容する軸収容孔を形成し、該軸収容孔の内周面に、前記円柱状軸の凸条または凸条収容溝に対応する、凸条収容溝または凸条を形成し、さらに、前記円柱状軸の周面と前記ロータの軸収容孔との相対向する部分の、一方の部位に、ボールを出没自在に、かつ突出方向に付勢して配設するとともに、他方の部位に、前記ボールを収容するボール収容凹部を形成し、前記凸条と前記凸条収容溝を合致させて、前記ロータの軸収容孔を前記円柱状軸に嵌合させ、前記ロータを前記円柱状軸に完全に嵌合させた状態で、前記ボールを前記ボール収容凹部に係合させることによって、前記ロータを前記円柱状軸に係止させるようにしている。

上記した請求項１の発明によれば、ロータを上方から円柱状軸に落とし込むことによって、ロータをワンタッチで駆動軸に係止することができ、また、それぞれの爪を互いに内方に撓めることによって、ロータを駆動軸から取外すことができ、ロータの取付けおよび取り外しが容易になる。

また、上記した請求項２の発明によれば、上記効果に加えて、形状の複雑な円柱状軸をモータの駆動軸と別に形成できるので、製造が容易になる。

また、上記した請求項３の発明によれば、さらに上記効果に加えて、ロータの円柱状軸に対する芯出しが確実に行え、かつロータを円柱状軸に確実に装着することができる。

また、上記した請求項４の発明によれば、さらに上記効果に加えて、ロータを円柱状軸に取付けた状態において、爪に外力が働く虞がなく、したがって、ロータが不用意に円柱軸から外れる虞がない。

また、上記した請求項５の発明によれば、ロータと駆動軸の円柱状軸は、それらに形成した凸条および凸条収容溝とによって、相対的な回転が阻止され、かつボールがボール収容凹部に係合させることによって、ロータが円柱状軸からの脱落が阻止される。
したがって、簡単な構造で、ロータを、駆動軸に容易に取付けることができ、駆動軸から容易に取外すことができる。

以下、上記した本発明に係る遠心分離機のロータ取付け構造を、図面を参照しながら詳細に説明する。
ここで、図１は本発明に係るロータの取付け構造を備えた遠心分離機を概念的に示した斜視図、図２は図１におけるロータのＡ−Ａ線に沿う部分の断面図、図３は図１における円柱状軸のＢ−Ｂ線に沿う部分の断面図、図４は図１における円柱状軸のＣ−Ｃ線に沿う部分の断面図である。また、図５はロータが駆動軸に取付けられる途中の状態を示した断面図、図６はロータが駆動軸に取付けられた状態を示した断面図である。

図示した遠心分離機は、遺伝子工学分野で、ＤＮＡ、ＲＮＡの精製作業等で使用されるような小型の遠心分離機１であり、円筒状の機器本体２と、該機器本体２の上面を覆う半球状の蓋体３とによって構成され、蓋体３の一部がヒンジによって機器本体２に開閉自在に取付けられ、該蓋体３の他部に形成した係止片（図示せず）が機器本体２の上部周面に形成した受け部２ａに係合されて、蓋体３が機器本体２に係止される。

ロータ１０は、合成樹脂によって形成され、図１に示したように、矩形状のものや、円形のものがあり、これらのロータ１０は、側縁または周縁にチューブ収容孔１１を備えている。また、ロータ１０の中心には、上下方向に突出する軸部１２が形成されている。

この軸部１２は、図２に示したように、中心部に下方に開口する軸収容孔１３を有しており、該軸収容孔１３の内周面１３ａは、下方に向かって拡がるテーパ面によって形成されている。そして、軸収容孔１３の上壁には、後述する円柱状軸の爪に対応する２つまたは４つの弾性舌片挿通溝１４が貫設されており、それらの溝１４の下端は、軸収容孔１３の内周面１３ａと傾斜面１５によって連続されている。

機器本体２に内装されたモータの駆動軸４は、図１に示したように、機器本体２の中心部から上方に突設されている。
円柱状軸２０は、合成樹脂によって形成されており、該円柱状軸２０の周面２０ａは、図３に示したように、下方に向かって拡がり、上記ロータ１０の軸収容孔１３の内周面１３ａに対応するテーパ面によって形成されている。そして、周面の相対向する部位には、円柱状軸２０の上面２０ｂから上方に突出する弾性舌片２１がそれぞれ形成されている。これらの弾性舌片２１の上端には、放射方向外方に突出する爪２２が形成されている。

また、この円柱状軸２０の中心部には、下面に開口する駆動軸収容孔２３が形成されている。そして、円柱状軸２０の周面２０ａには、図４に示したように、駆動軸収容孔２３に向けてネジ孔２４が形成され、さらに、駆動軸収容孔２３に対して、ネジ孔２４の反対部位には、バランサー２５が埋設されている。

上記円柱状軸２０は、その駆動軸収容孔２３をモータの駆動軸４に嵌合させ、図１に示したように、ネジ孔２４にネジ２６を螺合させ、その先端を駆動軸４の周面に圧接することによって、駆動軸４に固定される。

そして、ロータ１０は、その弾性舌片挿通溝１４を、円柱状軸２０の弾性舌片２１に合致させ、図５に示したように、弾性舌片２１を撓めながら、前記ロータ１０を円柱状軸２０に嵌合させることによって、円柱状軸２０に装着される。

ロータ１０は、図６に示したように、ロータ１０を円柱状軸２０に完全に嵌合させた状態で、弾性舌片２１の弾性力によって、弾性舌片２１の爪２２がロータ１０の弾性舌片挿通溝１４の上面１４ａに係合することによって、円柱状軸２０に係合される。また、この状態において、ロータ１０の内周面１３ａは、円柱状軸２０の周面２０ａに密接され、ロータ１０の円柱状軸２０に対する芯出しが図られる。

この状態のロータ１０を円柱状軸２０から取外すには、それぞれの舌片２１を内方に撓め、それぞれの爪２２をロータ１０の弾性舌片挿通溝１４の上縁から外し、その状態で、ロータ１０を上方へ引き上げればよい。

また、この実施の形態のロータ取付け構造では、何らかの外力によって、それぞれの弾性舌片２１が内方に撓められ、かつロータ１０が上方に持ち上げられた場合には、ロータ１０が円柱状軸２０から脱落する虞がある。このようなことを確実に防止するためには、図６に２点鎖線で示したような、キャップ３０を備えることが好ましい。
このキャップ３０は、例えば、弾性舌片２１間に挿入される凸部３１を備えたもので、弾性舌片２１を覆うようにしてロータ１０に係止される。キャップ３０のロータ１０への係止手段は、螺合、圧着等の適宜な構造が適用される。

なお、上記実施の形態で、円柱状軸２０をモータの駆動軸４と別に形成し、その円柱状軸２０を駆動軸４に係止させているが、円柱状軸２０を駆動軸４と一体に形成してもよいことは勿論である。

次に、図７および図８は、本発明に係るロータ取付け構造の他の実施の形態を示したものである。

この実施の形態では、円柱状軸２０の周面２０ａに、上下方向に延びる複数の凸条２０ｃを略等間隔形成し、ロータ１０の軸収容孔１３の内周面１３ａに、円柱状軸２０の凸条２０ｃに対応する凸条収容溝１６が形成されている。また、円柱状軸２０の凸条２０ｃには、その周面に開口するボール収容孔２０ｄが形成されている。そして、該ボール収容孔２０ｄには、ばね２７およびボール２８が収容され、該ボール２８は、ボール収容孔２０ｄの開口縁に係止したリング２９によって、ボール収容孔２０ｄ内に拘束され、かつばね２７によって外方に向けて付勢されている。一方、凸条収容溝１６の底面には、ボール２８を収容するボール収容凹部１７が形成されている。

この実施の形態では、凸条２０ｃとロータ１０の凸条収容溝１６を合致させて、ロータ１０の軸収容孔１３を円柱状軸２０に嵌合させ、ロータ１０を円柱状軸２０に完全に嵌合させた状態で、ボール２８をボール収容凹部１７に係合させることによって、ロータ１０が円柱状軸２０に係止される。

そして、この実施の形態では、ロータ１０と駆動軸４の円柱状軸２０は、それらに形成した凸条２０ｃおよび凸条収容溝１６とによって、相対的な回転が阻止され、かつボール２８がボール収容凹部１７に係合させることによって、ロータ１０が円柱状軸２０からの脱落が阻止される。

なお、この実施の形態では、ボール２８を凸条２０ｃに配設するとともに、ボール収容凹部１７を凸条収容溝１６に形成しているが、ボール２８を円柱状軸２０の周面２０ａに形成するとともに、ボール収容凹部１７をロータ１０の軸１２の内周面１３ａに形成してもよく、また、ボール２８をロータ１０に配設し、ボール収容凹部１７を円柱状軸２０に形成してもよい。
また、この実施の形態では、円柱状軸２０に凸条２０ｃを形成し、該凸条２０ｃが嵌合する凸条収容溝１６をロータ１０に形成しているが、逆に凸条２０ｃをロータ１０に形成し、凸条収容溝１６を円柱状軸２０に形成してもよい。

本発明に係るロータ取付け構造を備えた遠心分離機を示した斜視図である。 図１におけるロータのＡ−Ａ線に沿う部分の断面図である。 図１における円柱状軸のＢ−Ｂ線に沿う部分の断面図である。 図１における円柱状軸のＣ−Ｃ線に沿う部分の断面図である。 駆動軸に固着した円柱状軸に、ロータが取付けられるまでの途中の状態を示した断面図である。 駆動軸に固着した円柱状軸に、ロータが取付けられた状態を示した断面図である。 本発明に係るロータの取付け構造の他の実施の形態を示した断面図である。 図７におけるＤ−Ｄ線に沿う部分の断面図である。

符号の説明

１ 遠心分離機
２ 機器本体
２ａ 受け部
３ 蓋体
４ 駆動軸
１０ ロータ
１１ チューブ収容孔
１２ 軸部
１３ 軸収容孔
１３ａ 内周面
１４ 弾性舌片挿通溝
１５ 傾斜面
１６ 凸条収容溝
１７ ボール収容凹部
２０ 円柱状軸
２０ａ 周面
２０ｂ 上面
２０ｃ 凸条
２０ｄ ボール収容孔
２１ 弾性舌片
２２ 爪
２３ 駆動軸収容孔
２４ ネジ孔
２５ バランサー
２６ ネジ
２７ ばね
２８ ボール
２９ リング
３０ キャップ
３１ 凸部

Claims (5)

1. 上面周縁に、該上面から上方に延び、かつ上端に放射方向外方に向かって爪を突出形成する、複数の弾性舌片を略等間隔に配設して成る円柱状軸を、駆動軸の先端に備えるとともに、ロータの中心に、下方に開口し、かつ前記円柱状軸を収容する軸収容孔を形成し、該軸収容孔の上壁に前記弾性舌片を挿通させる弾性舌片挿通溝を貫設し、前記ロータの弾性舌片挿通溝を、前記円柱状軸の弾性舌片に合致させ、該弾性舌片を撓めながら、前記ロータを円柱状軸に嵌合させ、前記ロータを前記円柱状軸に完全に嵌合させた状態で、前記弾性舌片の弾性力によって、該弾性舌片の爪を前記ロータの溝の上縁に係合させることによって、前記ロータを前記円柱状軸に係止させることを特徴とする、遠心分離機のロータ取付け構造。
2. 前記円柱状軸を前記駆動軸とは別に形成し、該円柱状軸の中心に下方に開口する駆動軸収容孔を形成し、該駆動軸収容孔を前記駆動軸に嵌合させた状態で、前記円柱状軸を前記駆動軸に一体的に結合さるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の遠心分離機のロータ取付け構造。
3. 前記ロータの軸収容孔の内周面に、下方に向かって広がるテーパ面を形成するとともに、前記円柱状軸の外周面に、前記ロータの軸収容孔の内周面に対応するテーパ面を形成したことを特徴とする、請求項１または２に記載の遠心分離機のロータ取付け構造。
4. 前記円柱状軸の舌片の、前記ロータの上面から突出する部分を覆うキャップを備えたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の遠心分離機のロータ取付け構造。
5. 周面に、上下方向に延びる複数の凸条または凸条収容溝を略等間隔に形成して成る円柱状軸を、駆動軸の先端に備え、ロータの中心に、下方に開口し、かつ前記円柱状軸を収容する軸収容孔を形成し、該軸収容孔の内周面に、前記円柱状軸の凸条または凸条収容溝に対応する、凸条収容溝または凸条を形成し、さらに、前記円柱状軸の周面と前記ロータの軸収容孔との相対向する部分の、一方の部位に、ボールを出没自在に、かつ突出方向に付勢して配設するとともに、他方の部位に、前記ボールを収容するボール収容凹部を形成し、前記凸条と前記凸条収容溝を合致させて、前記ロータの軸収容孔を前記円柱状軸に嵌合させ、前記ロータを前記円柱状軸に完全に嵌合させた状態で、前記ボールを前記ボール収容凹部に係合させることによって、前記ロータを前記円柱状軸に係止させることを特徴とする、遠心分離機のロータ取付け構造。
   

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