JP2008221127A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを低く抑えつつ、外乱光等に影響されることなくドアの開閉を確実に検知することができる遠心分離機を提供すること。
【解決手段】ロータ１を収容するロータ室２と、該ロータ室２を密閉する開閉可能なドア３と、該ドア３の開閉を検知するドアセンサ１５と、ロータ１を回転駆動するモータ５と、ドアセンサ１５の信号を受信してモータ５を駆動する制御装置６を備えた遠心分離機において、ドアセンサ１５を発光素子と受光素子とで構成し、ドア３が閉められたときに発光素子からの光が受光素子に届くように構成するとともに、制御装置６が発光素子の動作を発光から非発光に変化させときの受光素子の信号変化を検知することによって、受光素子の出力信号が外乱光によるものではなく、発光素子から受光した光によるものであることを検証する誤判定防止手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドアの開閉を検知するドアセンサを備えた遠心分離機に関するものである。

遠心分離機は、分離すべき試料をチューブやボトルを介して保持させたロータをロータ室（回転室）の中に収容し、ロータ室を密閉した状態で、モータ等の駆動装置によってロータを高速に回転させることによって、ロータに保持された試料の分離、精製等を行うものである。ここで、ロータの回転速度は用途によって異なり、最高回転速度が数千回転（ｒｐｍ）程度の比較的低速のものから、最高回転速度が１５万回転（ｒｐｍ）程度の高速のものまで、幅広い回転速度を持つ製品群が一般に提供されている。

従来の遠心分離機の構成を図１を用いて説明する。

図１に示す遠心分離機は、回転駆動源であるモータ５と、該モータ５の回転軸（シャフト）に固定され、分離する試料を保持するロータ１と、該ロータ１を収容し、上面に開口部を有するロータ室２と、該ロータ室２の開口部を開閉するドア３と、該ドア３の開閉を検知するドアセンサ１５と、該ドアセンサ１５の信号を入力してモータ５を制御する制御装置６と、該制御装置６によるモータ５の駆動動作を設定及び表示する操作表示部４とを有し、モータ５とロータ室２及び制御装置６は筐体（フレーム）１０に収納されている。

而して、遠心分離が行われる際は、ロータ１が高速に回転するためにドア３が閉められていることをドアセンサ１５で検知し、ドア３が開いていればロータ１を回転させないよう構成されている。

ドア３の開閉を検知する方法の１つとして、ドアセンサ１５を発光素子と受光素子から成る反射式フォトインタラプタで構成し、ドア３に取り付けられたドアフック１３による光の反射を検出する方法が用いられる場合がある。この方式では、外乱光がドアセンサ１５の受光部に当たると、ドア３が開いていても閉じているように検知してしまい、ロータ１を回転させることが可能になってしまうという不具合があった。そのため、外乱光が入らないような遮光構造を設けるか、外乱光と発光素子の発光を区別するために変調光方式を用いる必要が生じていた。

フォトインタラプタに変調光方式を用いるためには、発振回路を設けたり、受信回路を工夫する必要があることが特許文献１，２，３に開示されている。

又、一般的な受光素子は、受光したときに電気信号を導通する特性を有しているため、受光素子が導通モードで故障したり、回路が短絡したときにもドア３が閉じているように検出してしまう。そのため、ドア３が閉められていることの判断の信頼性を確保するため、ドアセンサ１５を複数設けた遠心分離機もある。
特開平０８−１８４６８０号公報 特開平１１−３０４９２２号公報 特開平０５−１０２８２４号公報

上記した従来の技術においては、遮光構造や変調回路を設けたり、或いはドアセンサ１５を複数設ける等によるコスト増加が発生するため、より安価なドア３の開閉検出方法が望まれていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コストを低く抑えつつ、外乱光等に影響されることなくドアの開閉を確実に検知することができる遠心分離機を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、試料を保持して遠心分離するロータと、該ロータを収容するロータ室と、該ロータ室を密閉する開閉可能なドアと、該ドアの開閉を検知するドアセンサと、前記ロータを回転駆動するモータと、前記ドアセンサの信号を受信して前記モータを駆動する制御装置を備えた遠心分離機において、前記ドアセンサを発光素子と受光素子とで構成し、前記ドアが閉められたときに前記発光素子からの光が前記受光素子に届くように構成するとともに、前記制御装置が前記発光素子の動作を発光から非発光に変化させときの前記受光素子の信号変化を検知することによって、前記受光素子の出力信号が外乱光によるものではなく、前記発光素子から受光した光によるものであることを検証する誤判定防止手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記誤判定防止手段は、前記制御装置が前記モータを駆動する直前に動作することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記誤判定防止手段は、前記ドアが閉められている間、所定の周期で繰り返し動作することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記誤判定防止手段は、前記制御装置が前記モータを駆動している間、所定の周期で繰り返し動作することを特徴とする。

本発明によれば、発光素子の発光と非発光を切り替える回路だけを設ければ良いため、遮光構造や変調光発生回路、複数のドアセンサを設ける場合に比してコストを低く抑えながら、外乱光等に影響されることなくドアの開閉を確実に検知することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明に係る遠心分離機の基本構成図であり、図１はドアが閉じている状態を示し、図２はドアが開いている状態を示している。

図示の遠心分離機は、分離する試料を保持するロータ１と、該ロータ１を回転駆動する駆動源としてのモータ５と、前記ロータ１を収容するロータ室２と、該ロータ室２の開口部を開閉するドア３と、該ドア３の開閉を検出するドアセンサ１５と、該ドアセンサ１５の信号を入力してモータ５を制御する制御装置６を備えており、モータ５とロータ室２及び制御装置６は筐体（フレーム）１０に収容されている。

前記ドアセンサ１５は、図３に示すように、発光素子１５ａと受光素子１５ｂから成る反射式センサであって、ドア３に取り付けられているドアフック１３からの光の反射によってドア３が閉められたことを検知する。図２に示すようにドア３が開いた状態では、ドア３に取り付けられたドアフック１３がドアセンサ１５の検出範囲にないため、ドアセンサ１５はドア３が開けられたことを検知する。尚、この検知は、制御装置６がモータ５を駆動する直前になされ、制御装置６がモータ５を駆動している間、所定の周期で繰り返し行われる。或いは、ドア３が閉められている間、所定の周期でドア３の開閉を検知するようにしても良い。

図３はドアセンサ１５の制御回路図であり、発光素子１５ａの電源を開閉するスイッチＳｗが設けられている。

図４は本発明に係る遠心分離機の動作を示すタイムチャートであり、図４（ａ）はドアフック１３を正常に検出した場合、図４（ｂ）は外乱光にドアセンサ１５が反応した場合を示す。

図４（ａ）において、時刻ｔ０でドア３が閉められると、発光素子１５ａの光がドアフック１３から反射されて受光素子１５ｂに入射するため、受光素子１５ｂの出力ＳｉｇはＨＩＧＨからＬＯＷに変化する。次に、時刻ｔ１でＳｗをＯＦＦすると発光素子１５ａが非発光となるため、ＳｉｇはＨＩＧＨとなる。更に、に時刻ｔ２で再びＳｗをＯＮすると、発光素子１５ａが発光し、光がドアフック１３から反射されて受光素子１５ｂに入射するため、ＳｉｇはＬＯＷとなる。

図４（ｂ）では時刻ｔ０で外乱光によってＳｉｇがＬＯＷとなり、ドア３が閉められたのと同じ状態になる。次に、時刻ｔ１でＳｗをＯＦＦにすると発光素子１５ａが非発光となるが、外乱光が入射しているためにＳｉｇはＬＯＷのままである。この結果から、ドア３が正常に閉められていない可能性があることが判断できる。尚、時刻ｔ２以降、外乱光が無くなったときに正常動作できるようにＳｗはＯＮにしている。

図５は本発明に係る遠心分離機の動作を示すフローチャートである。

ステップ５００で検証機能がスタートすると、受光素子１５ｂの出力ＳｉｇがＬＯＷになるまで待つ（ステップ５０１）。ＳｉｇがＬＯＷになるとＳｗをＯＦＦして（ステップ５０２）、発光素子１５ａを非発光にする。このとき、ＳｉｇがＨＩＧＨに変化すれば、受光素子１５ｂは正常に発光素子１５ａの光を検知していたと判断し（ステップ５０４）、ＳｉｇがＬＯＷのままであれば、ＳｉｇがＬＯＷとなっているのは発光素子１５ａの光によるものではない異常状態と判断する（ステップ５０５）。最後に元通りＳｗをＯＮして（ステップ５０６）、終了となる（ステップ５０７）。

以上のように、本実施の形態では、発光素子１５ａの発光と非発光を切り替える回路だけを設ければ良いため、遮光構造や変調光発生回路、複数のドアセンサを設ける場合に比してコストを低く抑えながら、外乱光等に影響されることなくドア３の開閉を確実に検知することができる。

尚、以上の実施の形態においては、誤判定の要因を外乱光によるものとして説明したが、受光素子の導通モード故障や回路の短絡も外乱光と同じ現象となるため、同様の構成によってドア開閉の誤判定を防ぐことができる。

本発明に係る遠心分離機のドアが閉じた状態を示す基本構成図である。 本発明に係る遠心分離機のドアが開いた状態を示す基本構成図である。 本発明に係る遠心分離機のドアセンサの制御回路図である。 本発明に係る遠心分離機のドアセンサの動作を示すタイムチャートである。 本発明係る遠心分離機のドア開閉検知を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ロータ
２ ロータ室
３ ドア
４ 操作表示部
５ モータ
６ 制御装置
１０ 筺体
１３ ドアフック
１５ ドアセンサ
１５ａ 発光素子
１５ｂ 受光素子
Ｓｗ スイッチ
Ｓｉｇ 受光素子の出力

Claims (4)

1. 試料を保持して遠心分離するロータと、該ロータを収容するロータ室と、該ロータ室を密閉する開閉可能なドアと、該ドアの開閉を検知するドアセンサと、前記ロータを回転駆動するモータと、前記ドアセンサの信号を受信して前記モータを駆動する制御装置を備えた遠心分離機において、
   前記ドアセンサを発光素子と受光素子とで構成し、前記ドアが閉められたときに前記発光素子からの光が前記受光素子に届くように構成するとともに、前記制御装置が前記発光素子の動作を発光から非発光に変化させときの前記受光素子の信号変化を検出することによって、前記受光素子の出力信号が外乱光によるものではなく、前記発光素子から受光した光によるものであることを検証する誤判定防止手段を設けたことを特徴とする遠心分離機。
2. 前記誤判定防止手段は、前記制御装置が前記モータを駆動する直前に動作することを特徴とする請求項１記載の遠心分離機。
3. 前記誤判定防止手段は、前記ドアが閉められている間、所定の周期で繰り返し動作することを特徴とする請求項１又は２記載の遠心分離機。
4. 前記誤判定防止手段は、前記制御装置が前記モータを駆動している間、所定の周期で繰り返し動作することを特徴とする請求項１又は２記載の遠心分離機。
   

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