JP2009039678A - Centrifuge - Google Patents

Centrifuge Download PDF

Info

Publication number
JP2009039678A
JP2009039678A JP2007209159A JP2007209159A JP2009039678A JP 2009039678 A JP2009039678 A JP 2009039678A JP 2007209159 A JP2007209159 A JP 2007209159A JP 2007209159 A JP2007209159 A JP 2007209159A JP 2009039678 A JP2009039678 A JP 2009039678A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
power supply
circuit
door
centrifuge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007209159A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4973862B2 (en
Inventor
Hiroyuki Takahashi
広之 高橋
Masahiro Inaba
雅裕 稲庭
Sadato Igarashi
貞人 五十嵐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP2007209159A priority Critical patent/JP4973862B2/en
Priority to US11/858,558 priority patent/US7500942B2/en
Publication of JP2009039678A publication Critical patent/JP2009039678A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4973862B2 publication Critical patent/JP4973862B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifuge realizing the duplexing of a means for reducing a leak current and a means for preventing electric shock by a relatively simple constitution without using a high-cost insulated transformer or using a motor of a double or reinforced insulation structure and to provide a centrifuge realizing further cost reduction and vampire energy reduction by using a two or fewer circuit switch as the power shut-off switch inserted into the power supply line of a motor driving electric source. <P>SOLUTION: The duplexing of an electric shock prevention means is realized by electrically connecting a switch 7 making electrical continuity or discontinuity to a line L supplying a power to the power conversion circuit (inverter) 15d of a motor driving circuit 15 to control it so that the switch 7 may make electrical discontinuity when a door 3 is open. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠心分離機の電気的安全性を確保するための構造に関するものである。   The present invention relates to a structure for ensuring electrical safety of a centrifuge.

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、ドアによってロータ室の開口部を密閉した状態で、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。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、幅広い回転速度をもつ製品群が一般に提供されている。   A centrifuge stores a rotor in which a sample to be separated is held through a tube or bottle in a rotor chamber (rotating chamber), and drives a motor or the like with the opening of the rotor chamber sealed by a door. By rotating the rotor at a high speed with an apparatus, the sample held in the rotor is separated, purified, and the like. The rotational speed of the rotor varies depending on the application, and it has a wide range of rotational speeds, from a relatively low speed with a maximum speed of several thousand revolutions (rpm) to a high speed with a maximum speed of about 150,000 revolutions (rpm). Product groups are generally available.

周知の遠心分離機の構成図を図8に示す。遠心分離機は、回転駆動源であるモータ5の筐体となるモータハウジング5aと、モータ5の出力回転軸(シャフト)5bと、出力回転軸5bに固定され、分離する試料を保持するロータ1と、ロータ1を収容し、上面に開口部2aを有するロータ室2と、ロータ室2の開口部2aに開閉自在に設けられたドア3と、ドア3の開閉を制限するドアロック機構4と、前記ドアの開閉を検出するドア開閉検出器12と、モータ5を駆動するモータ駆動回路15と、ドア開閉検出器12の信号を入力しモータ駆動回路15を制御する制御回路装置60とを備え、モータ5、ロータ室2、ドアロック機構4、モータ駆動回路15、及び制御回路装置60は筐体(フレーム)10に収納されている。   A block diagram of a known centrifuge is shown in FIG. The centrifuge includes a motor housing 5a that is a housing of a motor 5 that is a rotational drive source, an output rotation shaft (shaft) 5b of the motor 5, and a rotor 1 that is fixed to the output rotation shaft 5b and holds a sample to be separated. A rotor chamber 2 that accommodates the rotor 1 and has an opening 2a on the upper surface, a door 3 that can be opened and closed in the opening 2a of the rotor chamber 2, and a door lock mechanism 4 that restricts the opening and closing of the door 3. A door opening / closing detector 12 for detecting the opening / closing of the door, a motor driving circuit 15 for driving the motor 5, and a control circuit device 60 for inputting a signal from the door opening / closing detector 12 to control the motor driving circuit 15. The motor 5, the rotor chamber 2, the door lock mechanism 4, the motor drive circuit 15, and the control circuit device 60 are housed in a housing (frame) 10.

かかる遠心分離機において、ロータ室2のドア3を開けたときに、モータ5の回転軸5bや、回転軸5bと電気的に導通しているロータ1に使用者が接触することがある。このため、一般にモータ5の巻線と回転軸5bの間に電気的な絶縁層を施して感電を防止することが行われている。   In such a centrifuge, when the door 3 of the rotor chamber 2 is opened, the user may contact the rotating shaft 5b of the motor 5 or the rotor 1 that is electrically connected to the rotating shaft 5b. For this reason, generally an electric insulating layer is provided between the winding of the motor 5 and the rotating shaft 5b to prevent electric shock.

更に、万が一そのような絶縁層が絶縁破壊しても回転軸5bに電圧を発生させないために、図9に示すように、シャフト5bと電気的に導通しているモータ5のハウジング5aを電気的に接地接続することにより感電防止手段を二重化している。通常、遠心分離機の筐体10は接地接続線9によりアースEに接地されているので、モータハウジング5aの接地接続線8は、モータハウジング5aの付近に位置する遠心分離機の筐体10の一部に電気的接続することが行われている。なお、遠心分離機の漏洩電流は、JIS(日本工業規格)やIEC(国際電気標準会議)などで規定された安全規格により、人体に重大な影響を及ぼさない所定の漏洩電流以下(例えば、3.5mA以下)に制限され、更に使用者が接触する可能性のある遠心分離機の部材に対しては複数の感電防止手段を設置することが義務付けられている。感電防止手段として絶縁を使用する場合は、その絶縁部に高い耐電圧(例えば、1300V以上)を有することも規定されている。   Furthermore, in order to prevent voltage generation at the rotating shaft 5b even if such an insulating layer breaks down, as shown in FIG. 9, the housing 5a of the motor 5 electrically connected to the shaft 5b is electrically connected. The electric shock prevention means is duplicated by connecting to the ground. Usually, since the centrifuge housing 10 is grounded to the ground E by the ground connection wire 9, the ground connection wire 8 of the motor housing 5a is connected to the centrifuge housing 10 located near the motor housing 5a. Some electrical connections are made. In addition, the leakage current of the centrifuge is equal to or less than a predetermined leakage current that does not have a significant influence on the human body (for example, 3 It is obliged to install a plurality of means for preventing electric shock for centrifuge members that are limited to .5 mA or less) and that may be contacted by the user. In the case where insulation is used as an electric shock prevention means, it is also defined that the insulation portion has a high withstand voltage (for example, 1300 V or more).

しかしながら、モータ5の構造あるいはモータ駆動回路15の回路構成によっては、上記した漏洩電流を制限値以内に低減することが困難な場合がある。この場合、一般的且つ確実な漏洩電流低減手段として図8に示すように、絶縁トランス13の使用が行われる。あるいは、接地接続線8(図9参照)が漏洩電流の経路である場合は、接地接続線8を削除した上で、更に他の安全性を確保する手段として、モータの筐体5a自体を巻線に対して絶縁層で二重絶縁又は強化絶縁する方法が行われる場合もある。   However, depending on the structure of the motor 5 or the circuit configuration of the motor drive circuit 15, it may be difficult to reduce the above-described leakage current within a limit value. In this case, the insulating transformer 13 is used as a general and reliable means for reducing leakage current, as shown in FIG. Alternatively, in the case where the ground connection line 8 (see FIG. 9) is a path for leakage current, the ground 5 is removed as a means for further ensuring safety after the ground connection line 8 is deleted. In some cases, double insulation or reinforced insulation may be performed on the wire with an insulating layer.

なお、上記従来技術に関し、モータの回転子巻線と回転軸の間に電気的な絶縁層を施して感電を防止する技術、又はモータの筐体も絶縁物で構成した、所謂、二重絶縁の技術が下記特許文献1に示されている。また、絶縁トランスによる漏洩電流の防止技術に関しては、下記特許文献2に示されている。   In addition, regarding the above prior art, a technique for preventing electric shock by applying an electrical insulating layer between the rotor winding and the rotating shaft of the motor, or a so-called double insulation in which the motor casing is also made of an insulator. This technique is disclosed in Patent Document 1 below. Further, a technique for preventing leakage current by an insulating transformer is disclosed in Patent Document 2 below.

更に、遠心分離機において、モータの回転軸に取付けられる遠心分離用ロータを絶縁物で構成することによって、使用者がロータ等へ触れた場合の安全性を確保する技術が下記特許文献3に示されている。   Further, in the centrifuge, a technique for ensuring safety when a user touches the rotor or the like by configuring the centrifuge rotor attached to the rotating shaft of the motor with an insulator is shown in Patent Document 3 below. Has been.

また、特許文献4には、遠心分離機において、商用交流電源に電気的接続されるモータ駆動回路を含む制御回路装置とモータ巻線との間のモータ駆動電源系の線路中に開閉装置を挿入し、使用者が遠心分離機のロータ室のドアを開放した時などロータ等へ振れうる状態のときに制御回路装置によって開閉装置を非導通とすることによって安全性を確保する技術が開示されている。   Further, in Patent Document 4, in a centrifuge, a switching device is inserted in a line of a motor drive power supply system between a control circuit device including a motor drive circuit electrically connected to a commercial AC power supply and a motor winding. However, a technique for ensuring safety by disabling the switchgear by the control circuit device when the user can swing to the rotor or the like when the user opens the rotor chamber door of the centrifuge is disclosed. Yes.

実公昭60−20753号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-20753 特開平9−187428号公報JP-A-9-187428 特開2001−87677号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-87777 特開2006−198564号公報JP 2006-198564 A

しかしながら、上述した絶縁トランス13を使用した構造、及びモータ5の二重絶縁又は強化絶縁した構造は、コスト増加を招くという問題がある。また、上記特許文献3に記載された技術では、ロータの加工材料が絶縁物という制約があり、一般に使用されている金属材料のロータを遠心分離機本体に組合せることが困難となる。   However, the structure using the above-described insulating transformer 13 and the structure in which the motor 5 is double-insulated or reinforced-insulated has a problem of increasing the cost. Moreover, in the technique described in Patent Document 3, there is a restriction that the processing material of the rotor is an insulator, and it is difficult to combine a commonly used metal material rotor with the centrifuge body.

また、上記特許文献4にはモータ駆動電源系の線路中に開閉装置を挿入するという技術思想が開示されているものの、駆動モータとして三相誘導モータを使用した具体例については、モータ巻線への駆動出力回路中に開閉装置を3回路使用した例のみが開示されている。このような開閉装置を駆動出力回路中に3回路使用する技術では、モータ駆動回路の電力変換回路又はその制御回路が通電された状態を維持するため、待機電力消費の低減ができないという欠点があった。   Further, although Patent Document 4 discloses a technical idea of inserting a switchgear in a motor drive power supply line, a specific example using a three-phase induction motor as a drive motor is described in the motor winding. Only an example in which three switching devices are used in the drive output circuit is disclosed. The technology that uses three such switchgears in the drive output circuit has the disadvantage that standby power consumption cannot be reduced because the power conversion circuit of the motor drive circuit or its control circuit is maintained energized. It was.

従って、本発明の目的は、上記したコスト高の絶縁トランスの使用やモータの二重絶縁構造又は強化絶縁構造の使用をすることなく、比較的簡単な構成により漏洩電流の低減と感電防止手段の二重化を図った遠心分離機を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to reduce leakage current and prevent electric shock by a relatively simple structure without using the above-described high-cost insulation transformer, double insulation structure of motor or reinforced insulation structure. An object of the present invention is to provide a centrifuge that is duplexed.

本発明の他の目的は、モータ駆動電源系の電力供給線路中に挿入する電源遮断用の開閉装置を2回路以下としてコストを更に低減し、且つ待機電力の低減を図った遠心分離機を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a centrifuge that further reduces costs and reduces standby power by using two or fewer power-off switchgears to be inserted into the power supply line of the motor drive power supply system. There is to do.

本願発明者は、次のような遠心分離機の特殊性について着眼し発明を構成した。すなわち、遠心分離機は、通常、運転時の万が一の機械的な破損等に対する安全確保のために、運転中はロータ室のドアをロックしてドアが開かないように構成される。従って、遠心分離機の使用者は、ドアの閉塞によって運転中のモータの回転軸やロータに接触することができないので、モータ又はロータへの接触による感電を防止することができる。これによって、運転中において、モータハウジングに感電防止手段が講じられたことになる。一方、遠心分離機が停止しているときは、使用者がドアを開けてロータなどに接触することができるので、電気的な安全確保のために二重絶縁や強化絶縁構造を持たないモータハウジングにおいては接地接続が必要となる。しかし、停止中は、モータを回転させる必要がないので、モータ駆動回路を電源から切り離すことによって感電防止手段とすることができる。従って、運転中、停止中のどちらの場合にも、モータの巻線と回転軸の間に設けられている絶縁構造と併せて複数の感電防止手段を実現することができる。更に、モータ駆動回路の電源を切り離すにあたっては、モータ駆動回路の電力変換回路より商用電源に近い回路部分で切り離すことによりモータ駆動回路の待機電力も低減できると考えた。本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下のとおりである。   The inventor of the present application focused on the following characteristics of the centrifuge and constructed the invention. In other words, the centrifuge is usually configured to lock the door of the rotor chamber and prevent the door from being opened during operation, in order to ensure safety against an unexpected mechanical breakage during operation. Therefore, since the user of the centrifuge cannot contact the rotating shaft or rotor of the motor during operation due to the door being closed, electric shock due to contact with the motor or rotor can be prevented. As a result, an electric shock prevention means is provided in the motor housing during operation. On the other hand, when the centrifuge is stopped, the user can open the door and contact the rotor, etc., so that the motor housing does not have double insulation or reinforced insulation structure to ensure electrical safety In this case, ground connection is required. However, since it is not necessary to rotate the motor during the stop, it is possible to provide an electric shock prevention means by disconnecting the motor drive circuit from the power source. Therefore, in both cases of operation and stop, a plurality of means for preventing electric shock can be realized together with the insulating structure provided between the winding of the motor and the rotating shaft. Furthermore, when disconnecting the power supply of the motor drive circuit, it was considered that the standby power of the motor drive circuit could be reduced by disconnecting the circuit portion closer to the commercial power supply than the power conversion circuit of the motor drive circuit. Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be described as follows.

本発明の一つの特徴によれば、出力回転軸及び該出力回転軸に回転駆動力を与えるためのモータ巻線を有するモータと、前記出力回転軸に接続され、分離する試料を保持するロータと、前記ロータを収容し、上面に開口部を有するロータ室と、前記ロータ室の開口部を開放又は閉塞するために該開口部に開閉自在に設けられたドアと、前記ドアの開閉を制限するドアロック機構と、電力変換回路を有し、前記モータ巻線に駆動電源を供給するモータ駆動回路と、前記ドアロック機構及び前記モータ駆動回路を制御する制御回路装置と、前記ロータ室、前記ドアロック機構、前記モータ駆動回路、及び前記制御回路装置を収納し、且つ前記ロータ室の前記開口部に対応して前記ドアを装着する筐体と、を有する遠心分離機において、前記モータ駆動回路の前記電力変換回路への電力供給線路中に電気的接続され、且つ電気的に導通又は非導通する開閉装置を更に具備し、前記制御回路装置は、前記ドアロック機構が前記ドアをロックしていないとき、前記開閉装置を非導通とするように制御する。   According to one aspect of the present invention, a motor having an output rotating shaft and a motor winding for applying a rotational driving force to the output rotating shaft, a rotor connected to the output rotating shaft and holding a sample to be separated; A rotor chamber containing the rotor and having an opening on the upper surface; a door provided openably and closably to open or close the opening of the rotor chamber; and restricting the opening and closing of the door A door lock mechanism; a motor drive circuit that has a power conversion circuit and supplies drive power to the motor winding; a control circuit device that controls the door lock mechanism and the motor drive circuit; the rotor chamber; the door A centrifuge that houses a lock mechanism, the motor drive circuit, and the control circuit device, and a housing that mounts the door corresponding to the opening of the rotor chamber. A switching device that is electrically connected to the power supply line to the power conversion circuit of the dynamic circuit and that is electrically conductive or non-conductive, and the control circuit device is configured such that the door lock mechanism locks the door. If not, the switchgear is controlled to be non-conductive.

本発明の他の特徴によれば、出力回転軸及び該出力回転軸に回転駆動力を与えるためのモータ巻線を有するモータと、前記出力回転軸に接続され、分離する試料を保持するロータと、前記ロータを収容し、上面に開口部を有するロータ室と、前記ロータ室の開口部を開放又は閉塞するために該開口部に開閉自在に設けられたドアと、前記ドアの開閉を検出するドア開閉検出器と、電力変換回路を有し、前記モータ巻線に駆動電源を供給するモータ駆動回路と、前記ドア開閉検出器の検出信号に基づいて前記モータ駆動回路を制御する制御回路装置と、前記ロータ室、前記ドア開閉検出器、前記モータ駆動回路、及び前記制御回路装置を収納し、且つ前記ロータ室の前記開口部に対応して前記ドアを装着する筐体と、を有する遠心分離機において、前記モータ駆動回路の前記電力変換回路への電力供給線路中に電気的接続され、且つ電気的に導通又は非導通する開閉装置を更に具備し、前記制御回路装置は、前記ドアが開放されているとき、前記開閉装置を非導通とするように制御する。   According to another aspect of the present invention, a motor having an output rotating shaft and a motor winding for applying a rotational driving force to the output rotating shaft, a rotor connected to the output rotating shaft and holding a sample to be separated; A rotor chamber containing the rotor and having an opening on the upper surface; a door provided openably and closably to open or close the opening of the rotor chamber; and detecting opening and closing of the door A door opening / closing detector, a motor driving circuit having a power conversion circuit and supplying driving power to the motor winding, and a control circuit device for controlling the motor driving circuit based on a detection signal of the door opening / closing detector; A housing that houses the rotor chamber, the door open / close detector, the motor drive circuit, and the control circuit device, and that mounts the door corresponding to the opening of the rotor chamber. Smell And an opening / closing device that is electrically connected in the power supply line to the power conversion circuit of the motor driving circuit and that is electrically conductive or non-conductive, and the control circuit device has the door opened. The switchgear is controlled so as to be non-conductive.

本発明の更に他の特徴によれば、前記モータ駆動回路は、前記電力変換回路への前記電力供給線路に電気的接続され、交流電力供給線路を直流電力供給線路に変換するコンバータを有し、前記開閉装置は、前記交流電力供給線路中又は前記直流電力供給線路中に電気的接続されている。   According to still another aspect of the present invention, the motor drive circuit includes a converter that is electrically connected to the power supply line to the power conversion circuit and converts an AC power supply line to a DC power supply line. The switchgear is electrically connected in the AC power supply line or the DC power supply line.

本発明の更に他の特徴によれば、前記コンバータは整流回路および平滑回路を具備し、前記直流電力供給線路は前記整流回路の整流出力を前記平滑回路に電気的接続する供給線路を含み、前記開閉装置は前記整流回路と前記平滑回路との間の前記供給線路中に電気的接続されている。   According to still another aspect of the present invention, the converter includes a rectifier circuit and a smoothing circuit, and the DC power supply line includes a supply line that electrically connects a rectified output of the rectifier circuit to the smoothing circuit, The switchgear is electrically connected in the supply line between the rectifier circuit and the smoothing circuit.

本発明の更に他の特徴によれば、前記電力変換回路は、直流を交流に変換して前記モータ巻線に駆動電源として供給するインバータから成る。   According to still another aspect of the present invention, the power conversion circuit includes an inverter that converts direct current to alternating current and supplies the motor winding as a drive power source.

本発明の更に他の特徴によれば、前記開閉装置は、前記コンバータを前記インバータに電気的接続する前記直流電力供給線路中に電気的接続されている。   According to still another aspect of the present invention, the switchgear is electrically connected in the DC power supply line that electrically connects the converter to the inverter.

本発明の更に他の特徴によれば、前記モータ駆動回路は、前記インバータをスイッチング動作させるためのインバータ駆動回路を更に具備し、該インバータ駆動回路の駆動電源は前記コンバータの前記直流電力供給線路から供給され、前記開閉装置が非導通となったとき、前記直流電力供給線路からの供給が停止される。   According to still another aspect of the present invention, the motor drive circuit further includes an inverter drive circuit for switching the inverter, and the drive power supply of the inverter drive circuit is supplied from the DC power supply line of the converter. When supplied and the switchgear becomes non-conductive, the supply from the DC power supply line is stopped.

本発明の更に他の特徴によれば、前記開閉装置は、前記コンバータに交流電源を供給する前記交流電力供給線路中に電気的接続されている。   According to still another aspect of the present invention, the switchgear is electrically connected in the AC power supply line that supplies AC power to the converter.

本発明の更に他の特徴によれば、前記モータのモータ巻線は3相結線より構成され、前記インバータは前記モータ巻線へ3相の交流電力を供給する。   According to still another aspect of the present invention, the motor winding of the motor is constituted by a three-phase connection, and the inverter supplies three-phase AC power to the motor winding.

本発明の更に他の特徴によれば、前記モータは3相誘導モータより構成される。   According to still another aspect of the present invention, the motor is a three-phase induction motor.

本発明の更に他の特徴によれば、前記制御回路装置は、前記モータ駆動回路を制御していないとき、前記開閉装置を非導通とするように制御する。   According to still another aspect of the present invention, the control circuit device controls the switching device to be non-conductive when the motor driving circuit is not controlled.

本発明の更に他の特徴によれば、前記開閉装置は電磁開閉器で構成される。   According to still another aspect of the present invention, the switchgear is an electromagnetic switch.

本発明の更に他の特徴によれば、前記モータはモータハウジングを備え、該モータハウジングは、前記筐体から電気的に分離されて、該筐体内に収納される。   According to still another aspect of the present invention, the motor includes a motor housing, and the motor housing is electrically separated from the housing and housed in the housing.

本発明の更に他の特徴によれば、前記ロータは金属材料で形成される。   According to still another aspect of the present invention, the rotor is formed of a metal material.

上記本発明の構成によれば、電気的に導通又は非導通する開閉装置が前記モータ駆動回路への電力供給線路中に挿入されるので、接続する開閉装置の個数を減少させ、もしくはその構造を簡単なものとすることができる。これにより、電力供給線路中に挿入する電源遮断用の開閉装置を2回路以下としてコストを低減し、且つモータ駆動回路の待機電力を低減することができる。   According to the configuration of the present invention described above, since the electrically conductive or non-conductive switchgear is inserted into the power supply line to the motor drive circuit, the number of switchgears to be connected is reduced or the structure thereof is reduced. It can be simple. As a result, it is possible to reduce the cost by reducing the number of power shut-off switching devices to be inserted into the power supply line to two or less, and to reduce the standby power of the motor drive circuit.

上記本発明の構成によれば、電気的に導通又は非導通する開閉装置が前記モータ駆動回路への電力供給線路中に電気的接続され、遠心分離機のドアが開放されて、使用者がロータやモータ回転軸に接触可能な状態にあるときは、該開閉装置を非導通とすることにより、モータの絶縁と併せた感電防止手段の二重化を図ることができる。これにより、従来のような絶縁トランスの追加や、モータの二重絶縁又は強化絶縁を不要とし、簡単な構成でコスト低廉な遠心分離機を提供することができる。一方、モータを運転するときは該開閉装置を導通とするが、遠心分離機のドアが閉塞され使用者がロータやモータ回転軸に接触できないように該ドアをロックするので、モータの絶縁と併せた感電防止手段の二重化を図ることができる。   According to the configuration of the present invention described above, the electrically opened / closed switchgear is electrically connected in the power supply line to the motor drive circuit, the centrifuge door is opened, and the user can rotate the rotor. When the switch is in contact with the motor rotating shaft, the switchgear is made non-conductive, so that the electric shock preventing means can be doubled together with the motor insulation. Accordingly, it is possible to provide a centrifugal separator with a simple configuration and low cost, which does not require the addition of an insulation transformer and the double insulation or reinforced insulation of the motor as in the prior art. On the other hand, when the motor is operated, the switchgear is turned on, but the centrifuge door is closed and the door is locked so that the user cannot contact the rotor or the motor rotating shaft. It is possible to double the electric shock prevention means.

また、上記本発明の構成によれば、開閉装置として特に電磁開閉器を用いることができるので、その電磁開閉器の非導通時において、感電防止手段として開閉端子間に必要となる高い耐圧電圧(例えば1300V以上)を容易に得ることができる。且つトランジスタなどの電子的スイッチによる開閉装置に比べ、開閉端子間の浮遊容量(ストレイ容量)を小さくできるので、停止中のロータやモータの回転軸に使用者が接触した際に発生する漏洩電流をJISやIECの安全規格が定める値以下に抑制することも容易となる。   In addition, according to the configuration of the present invention, an electromagnetic switch can be used as the switchgear. Therefore, when the electromagnetic switch is non-conductive, a high withstand voltage (between the switch terminals required as an electric shock prevention means ( For example, 1300 V or more) can be easily obtained. In addition, the stray capacitance between the open and close terminals can be reduced compared to switch devices using electronic switches such as transistors, so leakage current that occurs when the user touches the rotating rotor or motor rotating shaft that is stopped. It is also easy to suppress the value to a value determined by the safety standard of JIS or IEC.

本発明の上記及び他の目的、並びに本発明の上記及び他の新規な特徴は、以下の本明細書の記述及び添付図面より更に明らかにされる。   The above and other objects of the present invention, and the above and other novel features of the present invention will become more apparent from the following description of the present specification and the accompanying drawings.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、繰返しの説明を省略する。また、上記背景技術と同一機能を有する部材についても、背景技術と同一の符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. Also, members having the same functions as those of the background art are given the same reference numerals as those of the background art.

図1及び図2は、本発明の実施形態に係る遠心分離機の構成図を示し、特に、図1は開閉装置7が非導通状態となって、モータ5が停止され、ロータ1が回転していないときの状態図、図2は開閉装置7が導通状態となって、モータ5が回転して、ロータ1が回転しているときの状態図をそれぞれ示す。また、図3は、図1に示す構成図における要部回路図の第1の実施例を示す。   1 and 2 are block diagrams of a centrifuge according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1 shows that the switchgear 7 is in a non-conductive state, the motor 5 is stopped, and the rotor 1 rotates. FIG. 2 shows a state diagram when the switching device 7 is in a conducting state, the motor 5 rotates, and the rotor 1 rotates. FIG. 3 shows a first embodiment of a principal part circuit diagram in the configuration diagram shown in FIG.

遠心分離機100は、筐体(フレーム)10を備え、その内部に組立てられ、収納された、回転駆動源であるモータ5を有する。モータ5は、金属材料のハウジング(筐体)5aと、モータハウジング5aから突出する金属材料から成る出力回転軸(シャフト)5bと、出力回転軸5bに回転駆動力を与えるためにモータハウジング5aに内蔵されたモータ巻線(界磁巻線)5cと、を有する。   The centrifuge 100 includes a housing (frame) 10 and has a motor 5 as a rotational drive source assembled and housed therein. The motor 5 includes a metal housing 5a, an output rotating shaft 5b made of a metal material protruding from the motor housing 5a, and a motor housing 5a for applying a rotational driving force to the output rotating shaft 5b. And a built-in motor winding (field winding) 5c.

更に、遠心分離機100は、モータ5の出力回転軸5bに固定され、遠心分離する試料を保持する金属材料(例えば、アルミニウム合金)のロータ1と、ロータ1を収容し、上面に開口部2aを有するロータ室2と、筐体10内に形成されたロータ室2の開口部2aに開閉自在に設けられたドア3と、ドア3の開閉を制限するドアロック機構4と、ドア3の開閉を検出するドア開閉検出器12と、モータ5を駆動するモータ駆動回路15と、商用交流電源11よりモータ駆動回路15への電力供給線路L(図3のL1〜L4を含む)に電気的接続された開閉装置7と、モータ駆動回路15、ドアロック機構4、及び開閉装置7を制御する制御回路装置61と、を備える。なお、本発明において、モータハウジング5aを筐体10に電気的接続するための接地接続線(図9の接続線8に該当するもの)は不要となる。   Further, the centrifuge 100 accommodates the rotor 1 made of a metal material (for example, aluminum alloy) that is fixed to the output rotating shaft 5b of the motor 5 and holds the sample to be centrifuged, and the opening 2a on the upper surface. , A door 3 provided in an opening 2 a of the rotor chamber 2 formed in the housing 10, a door lock mechanism 4 for restricting the opening and closing of the door 3, and opening and closing of the door 3 Is electrically connected to a power supply line L (including L1 to L4 in FIG. 3) from the commercial AC power supply 11 to the motor drive circuit 15. And a control circuit device 61 that controls the opening and closing device 7, the motor drive circuit 15, the door lock mechanism 4, and the opening and closing device 7. In the present invention, a ground connection line (corresponding to the connection line 8 in FIG. 9) for electrically connecting the motor housing 5a to the housing 10 is not necessary.

モータ駆動回路15は、入力交流電源(商用電源)11の出力電圧又は電源周波数などを変換する電力変換回路15dを含んでいる。本実施形態では、後述するように、電力変換回路15dとして、コンバータ15cによって直流電源が入力されるインバータ15dから構成される。   The motor drive circuit 15 includes a power conversion circuit 15 d that converts an output voltage or a power supply frequency of the input AC power supply (commercial power supply) 11. In the present embodiment, as will be described later, the power conversion circuit 15d includes an inverter 15d to which a DC power is input by a converter 15c.

モータ5は、図3に示すように、例えば、モータ巻線5cがスター結線又はデルタ結線を持ち、3相交流電力が供給される3相誘導モータによって構成される。本発明は、特に、モータ5として多相モータを適用する場合に著しい効果を奏する。   As shown in FIG. 3, the motor 5 is constituted by, for example, a three-phase induction motor in which the motor winding 5c has a star connection or a delta connection and is supplied with three-phase AC power. The present invention is particularly effective when a multiphase motor is applied as the motor 5.

図3において、モータ5は、300Vの3相交流電源で起動する3相誘導モータから構成され、モータ5の巻線5cと鉄心(図示なし)の間、又は回転軸5bの外周面等には絶縁層が形成されている。モータ巻線5cは、図示されていないが、周知のスター結線から成り、モータ巻線5cの三本の入力側には、モータ駆動回路15によって形成される3相交流電源が供給される。   In FIG. 3, the motor 5 is composed of a three-phase induction motor that is activated by a 300V three-phase AC power source, and is disposed between the winding 5c of the motor 5 and an iron core (not shown) or on the outer peripheral surface of the rotating shaft 5b. An insulating layer is formed. Although not shown, the motor winding 5c is formed of a well-known star connection, and three-phase AC power generated by the motor drive circuit 15 is supplied to the three input sides of the motor winding 5c.

モータ駆動回路15は、入力交流電源(商用電源)11に対してブリッジ接続された4個の整流ダイオードDiを含む整流回路15a及び平滑回路15bから成るコンバータ15cと、コンバータ15cの直流出力を3相の交流出力へ変換するインバータ(電力変換回路)15dとを具備する。   The motor drive circuit 15 includes a rectifier circuit 15a including four rectifier diodes Di bridged to an input AC power source (commercial power source) 11 and a smoothing circuit 15b, and a DC output of the converter 15c in three phases. And an inverter (power conversion circuit) 15d for converting to an AC output.

コンバータ15cは、交流電力供給線路L1、L2を直流電力供給線路L3、L4に変換する。すなわち、コンバータ15cの交流電力供給線路L1、L2に供給される交流電源11は、例えば、商用交流電源100V又は200V(50/60Hz)から成り、コンバータ15cは、整流回路15a及び平滑回路15bによって交流電源11を直流に変換し、直流電力供給線路L3、L4を介してインバータ15dに直流電源を供給する。ここで、直流電力供給線路L3、L4とは、コンバータ15cを形成する整流回路15aの整流出力を平滑回路15bに供給する供給線路も含み、本発明によれば、図6及び図7の他の実施例に示すように、開閉装置7は、直流電力供給線路L3、L4中に電気的接続してもよい。   Converter 15c converts AC power supply lines L1 and L2 into DC power supply lines L3 and L4. That is, the AC power supply 11 supplied to the AC power supply lines L1 and L2 of the converter 15c is composed of, for example, a commercial AC power supply 100V or 200V (50/60 Hz). The power supply 11 is converted into direct current, and direct current power is supplied to the inverter 15d via the direct current power supply lines L3 and L4. Here, the DC power supply lines L3 and L4 also include a supply line that supplies the rectified output of the rectifier circuit 15a that forms the converter 15c to the smoothing circuit 15b. As shown in the embodiment, the switchgear 7 may be electrically connected in the DC power supply lines L3 and L4.

インバータ15dは、コンバータ15cの直流出力電圧を、例えば、3相交流電源300V(5Hz〜2.6kHz)に変換し、3相のモータ巻線5cに3相交流電力を供給する。インバータ15dは、3相ブリッジ形式に接続されたバイポーラトランジスタ又はIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の6個のスイッチング素子Trから構成される。各スイッチング素子Trのコレクタ又はエミッタは、スター結線されたモータ巻線の3相巻線に接続され、そのベース又はゲートは、インバータ駆動回路15fに接続される。これによって、6個のスイッチング素子Trは、インバータ駆動回路15fから入力されたスイッチング素子駆動信号によってスイッチング動作を行い、インバータ15dに印加されるコンバータ15cの出力直流電圧を、3相の駆動電圧として、モータ巻線(電機子巻線)5cへ電力を供給する。このインバータ15dには周知の技術が適用できる。インバータ駆動回路15fは、制御回路装置61によって制御される。   The inverter 15d converts the DC output voltage of the converter 15c into, for example, a three-phase AC power supply 300V (5 Hz to 2.6 kHz), and supplies three-phase AC power to the three-phase motor winding 5c. The inverter 15d includes six switching elements Tr such as bipolar transistors or IGBTs (insulated gate bipolar transistors) connected in a three-phase bridge format. The collector or emitter of each switching element Tr is connected to the three-phase winding of the star-connected motor winding, and its base or gate is connected to the inverter drive circuit 15f. As a result, the six switching elements Tr perform a switching operation by the switching element drive signal input from the inverter drive circuit 15f, and the output DC voltage of the converter 15c applied to the inverter 15d is set as a three-phase drive voltage. Electric power is supplied to the motor winding (armature winding) 5c. A known technique can be applied to the inverter 15d. The inverter drive circuit 15 f is controlled by the control circuit device 61.

インバータ駆動回路(インターフェース回路)15fは、バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子から構成され、インバータ15dを駆動するために駆動信号を出力する。インバータ駆動回路15fのスイッチング素子を駆動するための直流電圧は、図3に示す一実施態様によれば、インバータ駆動回路15f内に構成された交流電源11を整流回路により直流に変換する直流電源回路(図示なし)によって供給される。図3に示す一実施例によれば、この直流電源回路に供給される交流電源11は、開閉装置7の出力側(整流回路15aの入力側)より分岐される。これにより、開閉装置7が非導通となったとき、インバータ駆動回路15fへ駆動電源が供給されなくなるので、モータ駆動回路15が停止状態にあるときのインバータ駆動回路15fの待機電力消費も防止することができる。また、インバータ駆動回路15fの駆動電源回路(直流電源回路)は、図6に示す他の実施例のように、コンバータ15cの出力側より直流電圧を分岐して利用してもよい。   The inverter drive circuit (interface circuit) 15f is composed of a switching element such as a bipolar transistor, and outputs a drive signal to drive the inverter 15d. According to one embodiment shown in FIG. 3, the DC voltage for driving the switching element of the inverter drive circuit 15f is a DC power supply circuit that converts the AC power supply 11 configured in the inverter drive circuit 15f into DC by a rectifier circuit. (Not shown). According to one embodiment shown in FIG. 3, the AC power supply 11 supplied to the DC power supply circuit is branched from the output side of the switchgear 7 (the input side of the rectifier circuit 15a). As a result, when the switching device 7 becomes non-conductive, drive power is not supplied to the inverter drive circuit 15f, so that standby power consumption of the inverter drive circuit 15f when the motor drive circuit 15 is in a stopped state is prevented. Can do. Further, the drive power supply circuit (DC power supply circuit) of the inverter drive circuit 15f may use the DC voltage branched from the output side of the converter 15c as in another embodiment shown in FIG.

制御回路装置61は、図示されていないが、処理プログラムとデータに基づいてインバータ駆動回路15fの駆動信号を出力するためのCPU、処理プログラムや制御データを記憶するためのROM、データを一時記憶するためのRAM、タイマ等から成るマイコンを含む。   Although not illustrated, the control circuit device 61 temporarily stores a CPU for outputting a drive signal of the inverter drive circuit 15f based on the processing program and data, a ROM for storing the processing program and control data, and data. Including a microcomputer including a RAM, a timer, and the like.

開閉装置7は、制御回路装置61より制御端子CLに印加される制御信号によって、交流電源11をモータ駆動回路15の電力変換器15dに供給する電力供給線路Lを、導通(接続)又は非導通(遮断)にするように制御する。開閉装置7は、好ましい実施形態では、電磁開閉器(電磁リレー)により構成される。図3に示す例は、2連式(2接点式)の電磁開閉器7を用いた場合である。駆動電源(交流電源)11の電力供給線路L1、L2には開閉装置である電磁開閉器7の2接点S1、S2が接続され、該接点S1、S2を介して電力変換器15dへ電力が供給される。電磁開閉器7の各スイッチS1、S2の導通(接続)又は非導通(遮断)の制御は、その制御端子CLに印加される制御回路装置61の制御信号によって制御される。   The switchgear 7 conducts (connects) or does not conduct the power supply line L that supplies the AC power supply 11 to the power converter 15d of the motor drive circuit 15 in accordance with a control signal applied from the control circuit device 61 to the control terminal CL. Control to (block). In a preferred embodiment, the switchgear 7 is constituted by an electromagnetic switch (electromagnetic relay). The example shown in FIG. 3 is a case where a dual-type (two-contact type) electromagnetic switch 7 is used. The power supply lines L1 and L2 of the drive power supply (AC power supply) 11 are connected to the two contacts S1 and S2 of the electromagnetic switch 7 serving as a switching device, and power is supplied to the power converter 15d via the contacts S1 and S2. Is done. Control of conduction (connection) or non-conduction (cutoff) of each switch S1, S2 of the electromagnetic switch 7 is controlled by a control signal of the control circuit device 61 applied to the control terminal CL.

開閉装置7として電磁開閉器を使用する第2及び第3の実施例を図4及び図5にそれぞれ示す。図4の第2の実施例における電磁開閉器7は、1接点式2個(S1、S2)を使用した例であり、上記図3の場合と同様に構成できる。更に、一般的な商用電源設備は線路の1本が接地された中性線Nであるので、中性線Nを特定できる場合には、図5の第3の実施例に示すように、1接点式1個(S1)の開閉装置7で構成することができる。   Second and third embodiments using an electromagnetic switch as the switchgear 7 are shown in FIGS. 4 and 5, respectively. The electromagnetic switch 7 in the second embodiment of FIG. 4 is an example using two one-contact type (S1, S2), and can be configured in the same manner as in FIG. Further, since a general commercial power supply facility is a neutral line N with one of the lines grounded, when the neutral line N can be specified, as shown in the third embodiment of FIG. It can be composed of a single contact type (S1) switchgear 7.

開閉装置7は、更に、図6及び図7の第4及び第5の実施例に示すように、コンバータ15cを形成する直流電力供給線路L3、L4(整流又は脈流電力供給線路を含む)に電気的接続してもよい。図6及び図7において、開閉装置7は、直流電力供給線路L3、L4中に接続され、且つインバータ駆動回路15fの駆動電源は、開閉装置7を介して電力供給線路L3、L4から分岐されて供給される、所謂、直流電源入力型の構成となっている。これは、インバータ駆動回路15fの駆動電源が上記図3乃至図5に示した実施例の交流電力供給線路L1、L2から分岐されて供給される、交流電源入力型の構成と異なっている。   Further, as shown in the fourth and fifth embodiments of FIGS. 6 and 7, the switchgear 7 is connected to DC power supply lines L3 and L4 (including rectification or pulsating power supply lines) forming the converter 15c. An electrical connection may be made. 6 and 7, the switchgear 7 is connected to the DC power supply lines L3, L4, and the drive power supply of the inverter drive circuit 15f is branched from the power supply lines L3, L4 via the switchgear 7. The so-called DC power supply input type configuration is provided. This is different from the AC power supply input type configuration in which the drive power supply of the inverter drive circuit 15f is branched and supplied from the AC power supply lines L1 and L2 of the embodiment shown in FIGS.

図6に示す実施例において、図3に示す実施例と同様な感電防止効果を得ることができる。また、開閉装置7によってインバータ駆動回路15fの駆動電源も遮断されるので、待機電力を削減することができる。この場合、コンバータ15cの整流回路15aの待機電力は他の回路に比べて充分小さいので、消費電力は実質的に問題にならない。   In the embodiment shown in FIG. 6, the same electric shock prevention effect as that of the embodiment shown in FIG. 3 can be obtained. Moreover, since the drive power supply of the inverter drive circuit 15f is also cut off by the switchgear 7, the standby power can be reduced. In this case, the standby power of the rectifier circuit 15a of the converter 15c is sufficiently smaller than that of other circuits, so that the power consumption is not a problem.

図7に示す実施例においても、図6に示す実施例と同様な感電防止効果を得ることができる。同様に、開閉装置7が遮断された場合の待機電力も削減できる。この場合、図6の実施例より有利な点は、平滑回路15bが通電されたままになるので、開閉装置7が導通した時に運転に必要な電圧(例えば、300V)に達するまでの待ち時間(例えば、0.5〜1.0秒)が不要となる。これによりロータの加速時間が遅くなるという不都合を避けることができる。本実施例は、特に短時間で加速させる必要がある遠心分離機に適用して有利となる。   Also in the embodiment shown in FIG. 7, the same electric shock prevention effect as that of the embodiment shown in FIG. 6 can be obtained. Similarly, standby power when the switching device 7 is shut off can be reduced. In this case, the advantage of the embodiment of FIG. 6 is that the smoothing circuit 15b remains energized, so that the waiting time until the voltage required for operation (for example, 300V) is reached when the switchgear 7 is turned on ( For example, 0.5 to 1.0 seconds) becomes unnecessary. This can avoid the inconvenience that the acceleration time of the rotor is delayed. This embodiment is advantageous when applied to a centrifuge that needs to be accelerated in a short time.

次に、本実施形態に従う遠心分離機100の動作について説明する。   Next, the operation of the centrifuge 100 according to the present embodiment will be described.

開閉装置(電磁開閉器)7は、図2に示すように、遠心分離機の運転の段階で、ドア3が閉塞状態にされたときに、制御回路装置61によって導通状態に制御される。ドア3が閉められてドア開閉検出器12がドア3の閉塞状態を検出したとき、又はドアが閉められてドアがドアロック機構4によってロックされたとき、図3等の実施例に示す電磁開閉器7の各接点S1、S2は導通状態(接続状態)となる。然る後、モータ駆動回路15は、モータ巻線5cに高い3相交流電源電圧(例えば、300V)を供給し、モータ5を回転させる。すなわち、交流電源11はモータ駆動回路15を介して周波数変換され、モータ5の巻線5cに供給される。従って、モータ5の運転中には、交流電源11とロータ1及びモータハウジング5aとの間にはモータ5に施された単一の絶縁のみとなるが、このモータ5の運転中には、ドア3が閉じられロックされているので、遠心分離機100の使用者は、モータハウジング5a、モータ5の回転軸5b、あるいはロータ1に触れることができないので、第2の感電防止手段を設置したことになる。   As shown in FIG. 2, the switchgear (electromagnetic switch) 7 is controlled to be in a conductive state by the control circuit device 61 when the door 3 is closed at the stage of operation of the centrifuge. When the door 3 is closed and the door opening / closing detector 12 detects the closed state of the door 3, or when the door is closed and the door is locked by the door lock mechanism 4, the electromagnetic opening and closing shown in the embodiment of FIG. Each contact S1, S2 of the container 7 is in a conductive state (connected state). Thereafter, the motor drive circuit 15 supplies a high three-phase AC power supply voltage (for example, 300 V) to the motor winding 5 c to rotate the motor 5. That is, the AC power supply 11 is frequency-converted via the motor drive circuit 15 and supplied to the winding 5 c of the motor 5. Accordingly, during the operation of the motor 5, only a single insulation provided to the motor 5 is provided between the AC power source 11, the rotor 1 and the motor housing 5a. Since 3 is closed and locked, the user of the centrifuge 100 cannot touch the motor housing 5a, the rotating shaft 5b of the motor 5, or the rotor 1, so that the second electric shock prevention means is installed. become.

一方、図1に示すように、遠心分離機100の運転を停止させドア3を開いた場合、例えば、モータ5の運転を停止させた後、制御回路装置61がドアロック機構4を解除し、使用者がドア3を開いた場合、制御回路装置61は、ドアロック機構4のロック解除信号又はドア開閉検出器12の開放信号を受信し、制御端子CLに制御信号を出力し、図3に示す開閉装置(電磁開閉器)7の各接点S1、S2を非道通(遮断)として、モータ5aの巻線5cに対する駆動電源との電気的接続を遮断する。ドア3が開放されているときは、使用者がモータ5の回転軸5bや、回転軸5bに電気的に導通しているロータ1に接触する可能性があるが、本発明に従えば、開閉装置7によってモータ巻線5cへの駆動電源(交流電源)との電気的接続が遮断するので、ドア3が開放されている状態では、開閉装置7は、第2の感電防止手段として機能する。また、このとき整流回路15a、平滑回路15b、インバータ15d、及びインバータ駆動回路15fは、開閉装置7が非導通となったことにより、交流電源11より電源が供給されなくなるため、待機電力が発生しなくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 1, when the operation of the centrifuge 100 is stopped and the door 3 is opened, for example, after the operation of the motor 5 is stopped, the control circuit device 61 releases the door lock mechanism 4, When the user opens the door 3, the control circuit device 61 receives the unlock signal of the door lock mechanism 4 or the open signal of the door open / close detector 12, and outputs a control signal to the control terminal CL, as shown in FIG. The electrical connection with the drive power supply with respect to the coil | winding 5c of the motor 5a is interrupted | blocked by making each contact S1, S2 of the switchgear (electromagnetic switch) 7 shown into a non-passage (shut off). When the door 3 is opened, the user may come into contact with the rotating shaft 5b of the motor 5 or the rotor 1 that is electrically connected to the rotating shaft 5b. Since the electrical connection with the drive power supply (AC power supply) to the motor winding 5c is interrupted by the device 7, the opening / closing device 7 functions as a second electric shock prevention means when the door 3 is opened. At this time, the rectifier circuit 15a, the smoothing circuit 15b, the inverter 15d, and the inverter drive circuit 15f are not supplied with power from the AC power supply 11 because the switchgear 7 is turned off, so that standby power is generated. Disappear.

本発明に従って挿入される開閉装置7として電磁開閉器を使用する有利な点は、開放時の開閉装置7両端の耐電圧を1300V以上に設定することができ、且つ、その開閉装置7の遮断時(非導通時)の両端間の浮遊容量(ストレイ容量Cs)を小さくできることにある。特に、電磁開閉器を使用する場合は、遠心分離機の高耐電圧試験を行う場合に有利であり、また電磁開閉器は遮断時の浮遊容量Csが小さいので、ロータやロータの回転軸に使用者が接触した際に発生する漏洩電流を低減できる点でも有利である。開閉装置7として耐電圧の比較的低いもので良い場合は、電磁開閉器の他に、トランジスタ等の半導体スイッチから成る電子スイッチを使用しても良い。   The advantage of using an electromagnetic switch as the switchgear 7 inserted according to the present invention is that the withstand voltage at both ends of the switchgear 7 when opened can be set to 1300 V or more, and when the switchgear 7 is shut off. The stray capacitance (stray capacitance Cs) between both ends (when non-conducting) can be reduced. In particular, when an electromagnetic switch is used, it is advantageous when performing a high withstand voltage test of a centrifuge, and since an electromagnetic switch has a small floating capacity Cs when cut off, it is used for a rotor or a rotating shaft of a rotor. It is also advantageous in that the leakage current generated when a person contacts can be reduced. When the switch device 7 may have a relatively low withstand voltage, an electronic switch including a semiconductor switch such as a transistor may be used in addition to the electromagnetic switch.

制御回路装置61による開閉装置7の制御は、ドア開閉検出器12によってドア3の開閉を検出した時点で実行してもよく、若しくはドアロック機構4でドアロック又はその解除を検出した時点で実行しても良い。また、制御回路装置61がモータ5を駆動していないときに開閉装置7を非導通とするように制御しても良い。   The control of the opening / closing device 7 by the control circuit device 61 may be executed when the door opening / closing detector 12 detects the opening / closing of the door 3, or when the door lock mechanism 4 detects the door lock or release thereof. You may do it. In addition, when the control circuit device 61 is not driving the motor 5, the opening / closing device 7 may be controlled to be non-conductive.

図2に示すように、遠心分離機をアース設備のある環境で使用する場合は、遠心分離機本体の筐体10を、接地接続線9を介してアースEに接続しても良い。   As shown in FIG. 2, when the centrifuge is used in an environment having a grounding facility, the casing 10 of the centrifuge body may be connected to the ground E via the ground connection line 9.

以上の実施形態の説明より明らかにされるように、本発明によれば、開閉装置をモータ駆動回路の電力供給線路中に挿入し、その導通、非導通の開閉制御をモータ駆動の制御回路装置によって制御することによって感電防止手段の二重化が図れる。   As will be apparent from the above description of the embodiment, according to the present invention, the switchgear is inserted into the power supply line of the motor drive circuit, and the open / closed control of the motor is controlled by the motor drive control circuit device. The electric shock prevention means can be duplicated by controlling by.

この場合、モータ運転停止時の待機電力の消費を低減することができ、比較的簡単な開閉装置を適用することができる。また、図9に示すような従来技術におけるモータの接地接続線8を削除することができ、漏洩電流を低減することができる。これにより、モータの鉄心又は回転軸に二重絶縁構造又は強化絶縁構造を用いることなく、また、遠心機用ロータの形状及び材料、並びに開閉装置の構造に制約されることなく、比較的簡単な構成により所期の目的を達成することができる。   In this case, consumption of standby power when the motor operation is stopped can be reduced, and a relatively simple switchgear can be applied. Further, the motor ground connection line 8 in the prior art as shown in FIG. 9 can be eliminated, and the leakage current can be reduced. As a result, the motor core or rotating shaft does not use a double insulation structure or a reinforced insulation structure, and is not restricted by the shape and material of the centrifuge rotor and the structure of the switchgear. The intended purpose can be achieved by the configuration.

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。上記実施態様では、モータとして3相モータを使用したが、3相モータ以外に2相モータ等の他のモータを適用してもよい。また、インバータ駆動回路の駆動信号には、PWM変調(パルス幅変調)した信号を用いてもよい。更に、電力変換回路の入力側には電源トランスを使用して入力交流電源を変圧してもよい。   As mentioned above, although the invention made | formed by this inventor was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible within the range which does not deviate from the summary. In the above embodiment, a three-phase motor is used as the motor, but other motors such as a two-phase motor may be applied in addition to the three-phase motor. Also, a PWM modulated (pulse width modulated) signal may be used as the drive signal for the inverter drive circuit. Furthermore, a power transformer may be used on the input side of the power conversion circuit to transform the input AC power source.

本発明の実施形態に係る遠心分離機の構成図。The block diagram of the centrifuge which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す本発明の遠心分離機においてドアを閉塞した状態を示す構成図。The block diagram which shows the state which obstruct | occluded the door in the centrifuge of this invention shown in FIG. 図1に示す本発明の遠心分離機における第1の実施例に従う要部構成図。The principal part block diagram according to 1st Example in the centrifuge of this invention shown in FIG. 図1に示す本発明の遠心分離機における第2の実施例に従う要部構成図。The principal part block diagram according to 2nd Example in the centrifuge of this invention shown in FIG. 図1に示す本発明の遠心分離機における第3の実施例に従う要部構成図。The principal part block diagram according to the 3rd Example in the centrifuge of this invention shown in FIG. 図1に示す本発明の遠心分離機における第4の実施例に従う要部構成図。The principal part block diagram according to the 4th Example in the centrifuge of this invention shown in FIG. 図1に示す本発明の遠心分離機における第5の実施例に従う要部構成図。The principal part block diagram according to the 5th Example in the centrifuge of this invention shown in FIG. 従来技術の一例を示す遠心分離機の構成図。The block diagram of the centrifuge which shows an example of a prior art. 従来技術の他の例を示す遠心分離機の構成図。The block diagram of the centrifuge which shows the other example of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1:ロータ 2:ロータ室 2a:ロータ室の開口部 3:ドア
4:ドアロック機構 5:モータ 5a:モータハウジング(モータの筐体)
5b:出力回転軸(シャフト) 5c:モータ巻線(3相界磁巻線)
7:開閉装置 8:モータ接地接続線 9:筐体接地接続線
10:遠心分離機の筐体 11:交流電源(商用交流電源)
12:ドア開閉検出器 13:絶縁トランス 15:モータ駆動回路
15a:整流回路 15b:平滑回路 15c:コンバータ
15d:電力変換回路(インバータ) 15f:インバータ駆動回路
60:制御回路装置(従来) 61:制御回路装置(本発明)
100:遠心分離機 E:アース L、L1、L2、L3、L4:電力供給線路
N:中性線 S、S1、S2:電磁開閉器接点
1: Rotor 2: Rotor chamber 2a: Opening of rotor chamber 3: Door 4: Door lock mechanism 5: Motor 5a: Motor housing (motor housing)
5b: Output rotating shaft (shaft) 5c: Motor winding (three-phase field winding)
7: Switchgear 8: Motor ground connection line 9: Chassis ground connection line 10: Centrifuge housing 11: AC power supply (commercial AC power supply)
12: Door open / close detector 13: Insulation transformer 15: Motor drive circuit 15a: Rectifier circuit 15b: Smoothing circuit 15c: Converter 15d: Power conversion circuit (inverter) 15f: Inverter drive circuit 60: Control circuit device (conventional) 61: Control Circuit device (present invention)
100: Centrifuge E: Earth L, L1, L2, L3, L4: Power supply line N: Neutral wire S, S1, S2: Electromagnetic switch contact

Claims (14)

出力回転軸及び該出力回転軸に回転駆動力を与えるためのモータ巻線を有するモータと、前記出力回転軸に接続され、分離する試料を保持するロータと、前記ロータを収容し、上面に開口部を有するロータ室と、前記ロータ室の開口部を開放又は閉塞するために該開口部に開閉自在に設けられたドアと、前記ドアの開閉を制限するドアロック機構と、電力変換回路を有し、前記モータ巻線に駆動電源を供給するモータ駆動回路と、前記ドアロック機構及び前記モータ駆動回路を制御する制御回路装置と、前記ロータ室、前記ドアロック機構、前記モータ駆動回路、及び前記制御回路装置を収納し、且つ前記ロータ室の前記開口部に対応して前記ドアを装着する筐体と、を有する遠心分離機において、
前記モータ駆動回路の前記電力変換回路への電力供給線路中に電気的接続され、且つ電気的に導通又は非導通する開閉装置を更に具備し、前記制御回路装置は、前記ドアロック機構が前記ドアをロックしていないとき、前記開閉装置を非導通とするように制御することを特徴とする遠心分離機。
A motor having an output rotating shaft and a motor winding for applying a rotational driving force to the output rotating shaft, a rotor connected to the output rotating shaft and holding a sample to be separated, and housing the rotor, opening on the upper surface A rotor chamber having a section, a door that can be opened and closed in the opening to open or close the opening of the rotor chamber, a door lock mechanism that restricts the opening and closing of the door, and a power conversion circuit. A motor drive circuit that supplies drive power to the motor winding, a control circuit device that controls the door lock mechanism and the motor drive circuit, the rotor chamber, the door lock mechanism, the motor drive circuit, and the In a centrifuge having a housing that houses a control circuit device and that mounts the door corresponding to the opening of the rotor chamber,
The motor drive circuit further includes an opening / closing device that is electrically connected in the power supply line to the power conversion circuit and electrically conductive or non-conductive, and the control circuit device includes the door lock mechanism that includes the door. The centrifuge is controlled so that the switchgear is turned off when the switch is not locked.
出力回転軸及び該出力回転軸に回転駆動力を与えるためのモータ巻線を有するモータと、前記出力回転軸に接続され、分離する試料を保持するロータと、前記ロータを収容し、上面に開口部を有するロータ室と、前記ロータ室の開口部を開放又は閉塞するために該開口部に開閉自在に設けられたドアと、前記ドアの開閉を検出するドア開閉検出器と、電力変換回路を有し、前記モータ巻線に駆動電源を供給するモータ駆動回路と、前記ドア開閉検出器の検出信号に基づいて前記モータ駆動回路を制御する制御回路装置と、前記ロータ室、前記ドア開閉検出器、前記モータ駆動回路、及び前記制御回路装置を収納し、且つ前記ロータ室の前記開口部に対応して前記ドアを装着する筐体と、を有する遠心分離機において、
前記モータ駆動回路の前記電力変換回路への電力供給線路中に電気的接続され、且つ電気的に導通又は非導通する開閉装置を更に具備し、前記制御回路装置は、前記ドアが開放されているとき、前記開閉装置を非導通とするように制御することを特徴とする遠心分離機。
A motor having an output rotating shaft and a motor winding for applying a rotational driving force to the output rotating shaft, a rotor connected to the output rotating shaft and holding a sample to be separated, and housing the rotor, opening on the upper surface A rotor chamber having a portion, a door that is openable and closable to open or close the opening of the rotor chamber, a door open / close detector that detects opening and closing of the door, and a power conversion circuit A motor drive circuit for supplying drive power to the motor winding, a control circuit device for controlling the motor drive circuit based on a detection signal of the door open / close detector, the rotor chamber, and the door open / close detector A centrifuge having a housing for housing the motor drive circuit and the control circuit device and mounting the door corresponding to the opening of the rotor chamber.
The motor drive circuit further includes an opening / closing device that is electrically connected in the power supply line to the power conversion circuit and electrically conductive or non-conductive, and the control circuit device has the door open. Then, the centrifuge is controlled so that the switchgear is turned off.
前記モータ駆動回路は、前記電力変換回路への前記電力供給線路に電気的接続され、交流電力供給線路を直流電力供給線路に変換するコンバータを有し、前記開閉装置は、前記交流電力供給線路中又は前記直流電力供給線路中に電気的接続されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載された遠心分離機。   The motor drive circuit includes a converter that is electrically connected to the power supply line to the power conversion circuit and converts an AC power supply line to a DC power supply line, and the switchgear is in the AC power supply line. Alternatively, the centrifugal separator according to claim 1 or 2, wherein the centrifugal separator is electrically connected in the DC power supply line. 前記コンバータは整流回路および平滑回路を具備し、前記直流電力供給線路は前記整流回路の整流出力を前記平滑回路に電気的接続する供給線路を含み、前記開閉装置は前記整流回路と前記平滑回路との間の前記供給線路中に電気的接続されていることを特徴とする請求項3に記載された遠心分離機。   The converter includes a rectifier circuit and a smoothing circuit, the DC power supply line includes a supply line that electrically connects a rectified output of the rectifier circuit to the smoothing circuit, and the switchgear includes the rectifier circuit, the smoothing circuit, and the smoothing circuit. The centrifuge according to claim 3, wherein the centrifuge is electrically connected in the supply line between the two. 前記電力変換回路は、直流を交流に変換して前記モータ巻線に駆動電源として供給するインバータから成ることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載された遠心分離機。   5. The centrifugal separator according to claim 1, wherein the power conversion circuit includes an inverter that converts direct current into alternating current and supplies the motor windings as drive power. 6. 前記開閉装置は、前記コンバータを前記インバータに電気的接続する前記直流電力供給線路中に電気的接続されていることを特徴とする請求項5に記載された遠心分離機。   6. The centrifugal separator according to claim 5, wherein the switchgear is electrically connected in the DC power supply line that electrically connects the converter to the inverter. 前記モータ駆動回路は、前記インバータをスイッチング動作させるためのインバータ駆動回路を更に具備し、該インバータ駆動回路の駆動電源は前記コンバータの前記直流電力供給線路から供給され、前記開閉装置が非導通となったとき、前記直流電力供給線路からの供給が停止されることを特徴とする請求項6に記載された遠心分離機。   The motor drive circuit further includes an inverter drive circuit for switching the inverter, and drive power for the inverter drive circuit is supplied from the DC power supply line of the converter, and the switchgear is turned off. The centrifuge according to claim 6, wherein the supply from the DC power supply line is stopped. 前記開閉装置は、前記コンバータに交流電源を供給する前記交流電力供給線路中に電気的接続されていることを特徴とする請求項5に記載された遠心分離機。   6. The centrifugal separator according to claim 5, wherein the switchgear is electrically connected in the AC power supply line that supplies AC power to the converter. 前記モータのモータ巻線は3相結線より構成され、前記インバータは前記モータ巻線へ3相の交流電力を供給することを特徴とする請求項5乃至8の何れか一つに記載された遠心分離機。   The centrifugal motor according to any one of claims 5 to 8, wherein the motor winding of the motor is constituted by a three-phase connection, and the inverter supplies three-phase AC power to the motor winding. Separator. 前記モータは、3相誘導モータより構成されたことを特徴とする請求項9に記載された遠心分離機。   The centrifuge according to claim 9, wherein the motor is a three-phase induction motor. 前記制御回路装置は、前記モータ駆動回路を制御していないとき、前記開閉装置を非導通とするように制御することを特徴とする請求項1乃至10の何れか一つに記載された遠心分離機。   The centrifugal separator according to any one of claims 1 to 10, wherein the control circuit device controls the switching device to be non-conductive when the motor driving circuit is not controlled. Machine. 前記開閉装置は電磁開閉器であることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一つに記載された遠心分離機。   The centrifuge according to any one of claims 1 to 11, wherein the switchgear is an electromagnetic switch. 前記モータはモータハウジングを備え、該モータハウジングは、前記筐体から電気的に分離されて、該筐体内に収納されていることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一つに記載された遠心分離機。   13. The motor according to claim 1, wherein the motor includes a motor housing, and the motor housing is electrically separated from the housing and housed in the housing. Centrifuge. 前記ロータは金属材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至13の何れか一つに記載された遠心分離機。   The centrifuge according to any one of claims 1 to 13, wherein the rotor is made of a metal material.
JP2007209159A 2005-01-24 2007-08-10 centrifuge Expired - Fee Related JP4973862B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007209159A JP4973862B2 (en) 2007-08-10 2007-08-10 centrifuge
US11/858,558 US7500942B2 (en) 2005-01-24 2007-09-20 Centrifugal separator with door lock safety device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007209159A JP4973862B2 (en) 2007-08-10 2007-08-10 centrifuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009039678A true JP2009039678A (en) 2009-02-26
JP4973862B2 JP4973862B2 (en) 2012-07-11

Family

ID=40441020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007209159A Expired - Fee Related JP4973862B2 (en) 2005-01-24 2007-08-10 centrifuge

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4973862B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014124598A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Hitachi Koki Co Ltd Centrifuge

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0676974A (en) * 1992-08-31 1994-03-18 Toshiba Lighting & Technol Corp Electrodeless discharge lamp lighting device
JPH08149870A (en) * 1994-11-24 1996-06-07 Mitsubishi Electric Corp Emergency stopping circuit of synchronous motor
JPH09981A (en) * 1995-06-19 1997-01-07 Hitachi Koki Co Ltd Rotor overrotation preventive controller in centrifuge
JP2001112292A (en) * 1999-10-04 2001-04-20 Hitachi Koki Co Ltd Controller of motor for centrifuge
JP2004089870A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Hitachi Koki Co Ltd Apparatus for releasing door lock of centrifuge and method for controlling the apparatus
JP2006198564A (en) * 2005-01-24 2006-08-03 Hitachi Koki Co Ltd Centrifuge

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0676974A (en) * 1992-08-31 1994-03-18 Toshiba Lighting & Technol Corp Electrodeless discharge lamp lighting device
JPH08149870A (en) * 1994-11-24 1996-06-07 Mitsubishi Electric Corp Emergency stopping circuit of synchronous motor
JPH09981A (en) * 1995-06-19 1997-01-07 Hitachi Koki Co Ltd Rotor overrotation preventive controller in centrifuge
JP2001112292A (en) * 1999-10-04 2001-04-20 Hitachi Koki Co Ltd Controller of motor for centrifuge
JP2004089870A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Hitachi Koki Co Ltd Apparatus for releasing door lock of centrifuge and method for controlling the apparatus
JP2006198564A (en) * 2005-01-24 2006-08-03 Hitachi Koki Co Ltd Centrifuge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014124598A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Hitachi Koki Co Ltd Centrifuge

Also Published As

Publication number Publication date
JP4973862B2 (en) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7288060B2 (en) Centrifugal separator
JP6256597B2 (en) Inverter control device
JP4396528B2 (en) centrifuge
JPH08182105A (en) Controller for electric vehicle
US7500942B2 (en) Centrifugal separator with door lock safety device
JP5396920B2 (en) Winding switching device for three-phase AC motor drive system
JP2015198461A (en) Inverter controller
CA2773830C (en) Electric machine assembly with fail-safe arrangement
JPH11235039A (en) Power conversion apparatus
EP2475092B1 (en) Hybrid electric-power supplying system
JP4973862B2 (en) centrifuge
JP7244075B2 (en) charging system
JP3594100B2 (en) Electric vehicle electric system
JP2012090380A (en) Vehicle drive control device
JPH1175386A (en) Permanent magnet motor and its control method
JP5478333B2 (en) Motor control device and motor control method
JP2005102452A (en) Operating device of transformer
JP3777804B2 (en) Inverter device
JPS64314B2 (en)
JP2007029907A (en) Centrifugal separator
JPH066955A (en) Vehicle-mounted generator
JPH0686599A (en) Vehicle-mounted generator
JP2020202696A (en) Inverter control device
JPH11292436A (en) Elevator door control device
EP3506329A1 (en) Improved hybrid motor starter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110920

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111102

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120314

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120327

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees