JP2009268825A - Centrifugal separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心分離装置に関するものである。 The present invention relates to a centrifugal separator.
従来、液体を給排液するチューブを接続して使用する医療用ディスポーザブル遠心分離容器は、内部の無菌状態を保つためチューブから遠心分離容器まで全ての流路を密閉し、チューブを遠心分離容器に接続した状態で遠心動作をする必要がある。通常、このような状態で遠心動作させるとき、ロータの回転によるチューブの捩じれを防ぐために、チューブの途中に摺動シール材を使った回転ジョイントが用いられている。 Conventionally, a disposable centrifuge container for medical use that is connected to a tube that supplies and discharges liquid seals all the flow paths from the tube to the centrifuge container in order to keep the inside sterile, and the tube is used as a centrifuge container. It is necessary to centrifuge while connected. Normally, when the centrifugal operation is performed in such a state, in order to prevent the twisting of the tube due to the rotation of the rotor, a rotating joint using a sliding seal material is used in the middle of the tube.
しかしながら、回転ジョイント部では高速でロータを回転させることにより、摺動シール材の摩耗やそれによるリーク、流路内へのシール材の削りカスの流入、摩擦熱による流路内液の変質などの安全性や品質面で課題がある。また、回転ジョイント部周辺の構造が複雑になりやすく、液が接するシール材料の安全性を確保しようとすると高価になってしまい、使用の都度使い捨てが必要な遠心分離容器においてはコストの面でも課題がある。 However, by rotating the rotor at a high speed in the rotary joint, wear of the sliding seal material and leakage due thereto, inflow of scrap material from the seal material into the flow path, alteration of the liquid in the flow path due to frictional heat, etc. There are issues with safety and quality. In addition, the structure around the rotary joint is likely to be complicated, and it becomes expensive when it is attempted to ensure the safety of the sealing material that comes into contact with the liquid. There is.
一方、公転する回転保持器の動力を回転保持器に支持される試薬容器に伝達することで試薬容器を自転させ、収容される試薬を攪拌させる機構を設けた試薬容器の搬送装置や攪拌装置が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。
On the other hand, there is provided a reagent container transport device and a stirring device provided with a mechanism for rotating the reagent container by rotating the power of the revolving rotary holder to the reagent container supported by the rotary holder and stirring the stored reagent. (For example, refer to
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、高品質で低価格の実現が困難であった摺動シール材を使用した回転ジョイントを不要にし、安全性が高く低価格な医療用ディスポーザブル遠心分離容器を用いることができる遠心分離装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and eliminates the need for a rotary joint using a sliding seal material, which has been difficult to achieve with high quality and low cost, and has high safety and low cost. It aims at providing the centrifuge which can use a disposable centrifuge container.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、所定の回転軸線回りに回転させられるロータと、該ロータに設けられ、遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器を前記一端が、前記回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構とを備える遠心分離装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a rotor that is rotated around a predetermined rotation axis, and a cylindrical centrifuge container that is provided on the rotor and that has a closed end for containing a suspension to be centrifuged. Provided is a centrifugal separation device including a rotation support mechanism that supports a rotation in a direction opposite to the rotor around a longitudinal axis so as to be directed radially outward with respect to the axis and in synchronization with rotation of the rotor. To do.
本発明によれば、一部がロータ外部と接続されるチューブの一端を取り付けた遠心分離容器を、その閉じられた一端が前記ロータの半径方向外方に向かうようにロータにセットし、ロータを回転させると、回転軸線に対して半径方向外方に保持される懸濁液には半径方向外方に向かう遠心力が働き、成分の密度の差より分離することができる。この場合に、ロータを回転させると回転支持機構により、遠心分離容器がその長手軸線回りにロータの回転と反対方向にロータの回転と同期して回転させられる。遠心分離容器がロータに固定されている場合には、ロータの回転により遠心分離容器に固定されたチューブに捩じれが発生するが、本発明によれば、回転支持機構による遠心分離容器の長手軸線回りの回転によりチューブの捩じれを相殺することができる。 According to the present invention, the centrifuge container with a part of the tube connected to the outside of the rotor is attached to the rotor such that the closed end faces radially outward of the rotor. When rotated, the centrifugal force directed radially outward acts on the suspension held radially outward with respect to the rotation axis, and can be separated from the difference in density of the components. In this case, when the rotor is rotated, the centrifuge container is rotated around its longitudinal axis in the direction opposite to the rotation of the rotor in synchronization with the rotation of the rotor. When the centrifuge container is fixed to the rotor, the tube fixed to the centrifuge container is twisted due to the rotation of the rotor. The twisting of the tube can be offset by the rotation of.
すなわち、ロータ外部と接続したチューブの一端を取り付けた状態の遠心分離容器を用いて遠心分離をしてもチューブに捩じれが生じないので、摺動シール材を用いた回転ジョイントを不要にすることができる。したがって、回転ジョイントを用いることで起こる液体漏れや摩擦熱などの問題も生じず、流路と遠心分離容器を簡易な構造にでき、低価格なディスポーサブル容器を使用して安全に遠心分離することができる。 In other words, the tube is not twisted even if it is centrifuged using a centrifuge container with one end of the tube connected to the outside of the rotor, so that a rotary joint using a sliding seal material is not required. it can. Therefore, problems such as liquid leakage and frictional heat caused by using a rotating joint do not occur, the flow path and the centrifuge container can be made simple, and it is possible to safely centrifuge using a low-cost disposable container. it can.
また、本発明は、ベースと、該ベースに対して回転させられるロータと、遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器と、前記ロータに設けられ、前記遠心分離容器を前記一端が前記ロータの回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構と、前記回転軸線近傍において一部がベースに対して固定され、一端が前記遠心分離容器の開口部中心付近に固定され、液体を給排液する可撓性のチューブとを備える遠心分離装置を提供する。 The present invention also includes a base, a rotor rotated with respect to the base, a cylindrical centrifuge container closed at one end for containing a suspension to be centrifuged, and the rotor, The centrifuge container is supported so that the one end is directed radially outward with respect to the rotation axis of the rotor and is rotatable about the longitudinal axis in the direction opposite to the rotor in synchronization with the rotation of the rotor. A centrifuge comprising a rotation support mechanism, and a flexible tube that is partially fixed to the base in the vicinity of the rotation axis, one end is fixed near the center of the opening of the centrifuge container, and supplies and discharges liquid. A separation device is provided.
上記発明においては、前記回転支持機構が、前記遠心分離容器を回転自在に支持してもよい。
このようにすることで、ロータ外部に接続されるチューブを取り付けた遠心分離容器を前記ロータにセットして該ロータを回転させると、チューブにロータの回転方向へ捩じる力が働く。チューブは剛性により捩じれを元に戻そうとする際、回転自在に支持されている遠心分離容器をロータの回転と反対方向へロータの回転と同期して回転させるので、チューブの捩じれを相殺することができる。
すなわち、接続される遠心分離容器を回転させる程度の剛性の高いチューブを用いることで、前記チューブに過大な捩じれを生じさせずに遠心分離することができる。
In the said invention, the said rotation support mechanism may support the said centrifuge container rotatably.
In this way, when a centrifuge container with a tube connected to the outside of the rotor is set on the rotor and the rotor is rotated, a force that twists the tube in the rotation direction of the rotor is applied. When the tube tries to return torsion due to rigidity, the centrifugally supported container is rotated in the opposite direction to the rotation of the rotor in synchronization with the rotation of the rotor, so that the twisting of the tube is offset. Can do.
That is, by using a tube having a rigidity high enough to rotate the centrifuge container to be connected, the tube can be centrifuged without causing excessive twisting.
上記発明においては、前記回転支持機構が、前記遠心分離容器を前記ロータと等しい回転数で回転駆動する回転駆動手段を備えてもよい。
このようにすることで、ロータ外部に接続されるチューブを取り付けた遠心分離容器をロータにセットしてロータを回転させると、遠心分離容器は回転駆動手段によりロータと等しい回転数でロータの回転と反対方向へ回転させられる。これにより、回転駆動手段による遠心分離容器の長手軸線回りの回転とロータの回転による遠心分離容器の長手軸線回りの回転とが相殺され、チューブに捩じれを生じさせずに遠心分離することができる。
In the said invention, the said rotation support mechanism may be provided with the rotation drive means which rotationally drives the said centrifuge container with the rotation speed equal to the said rotor.
In this way, when the centrifuge container with the tube connected to the outside of the rotor is set on the rotor and the rotor is rotated, the centrifuge container is rotated at the same rotational speed as the rotor by the rotation driving means. It is rotated in the opposite direction. Thereby, the rotation around the longitudinal axis of the centrifuge container by the rotation driving means and the rotation around the longitudinal axis of the centrifuge container due to the rotation of the rotor cancel each other, and the tube can be centrifuged without causing twisting.
また、回転自在な回転支持機構の場合、遠心分離容器を回転させる程度に剛性が高いチューブを用いる必要があるが、この場合、回転駆動手段によりチューブの剛性とは無関係に遠心分離容器を長手軸線回りに回転させるので、剛性が低く柔らかいチューブを用いても遠心分離することができる。 In addition, in the case of a rotatable rotation support mechanism, it is necessary to use a tube having a rigidity that is high enough to rotate the centrifuge container. In this case, the centrifuge container is attached to the longitudinal axis regardless of the rigidity of the tube by the rotation drive means. Since it is rotated around, it can be centrifuged even if a soft tube with low rigidity is used.
上記発明においては、前記回転駆動手段が、前記ロータの回転を前記遠心分離容器へ伝達する動力伝達部を備えてもよい。
このようにすることで、ひとつの動力源によりロータと遠心分離容器を回転させることができ、遠心分離容器を自転させるための動力源を遠心分離装置に追加する必要がなく、構造を簡略にすることができるとともに省エネルギーを図ることができる。
In the said invention, the said rotation drive means may be provided with the power transmission part which transmits rotation of the said rotor to the said centrifuge container.
In this way, the rotor and the centrifuge container can be rotated by a single power source, and it is not necessary to add a power source for rotating the centrifuge container to the centrifuge device, thus simplifying the structure. Energy saving.
本発明によれば、高品質で低価格の実現が困難であった摺動シール材を使用した回転ジョイントを不要にし、安全性が高く低価格な医療用ディスポーザブル遠心分離容器を用いることができる遠心分離装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is no need for a rotary joint using a sliding seal material that has been difficult to achieve with high quality and low cost, and a centrifugal disposable container for medical use that is safe and inexpensive can be used. There exists an effect that a separation device can be provided.
本発明の第1の実施形態に係る遠心分離装置1について、図1を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置1は、図1に示されるように、水平なベース2の上に設置されたモータ3により鉛直軸線回りに回転させられるロータ4と、ロータ4に設けられ、遠心分離容器5をその長手軸線回りに回転自在に支持する回転支持機構6とを備えている。
A
As shown in FIG. 1, the
回転支持機構6は、例えば、ロータ4内部に設けられ鉛直軸線に対し半径方向外方に下方へ傾斜する円筒状の空洞7内に配置され、該空洞7内に挿入された遠心分離容器5を空洞7内壁に対してその長手軸線回りに回転自在に支持するボールベアリング8により構成されている。
The rotation support mechanism 6 is, for example, disposed in a
このように構成された本実施形態に係る遠心分離装置1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置1を用いて懸濁液Aを遠心分離するには、懸濁液Aを収容する遠心分離容器5を空洞7内にボールベアリング8により支持されるように収納する。そして、モータ3を作動させロータ4をその鉛直軸線回りに回転させると、鉛直軸線に対し半径方向外方に保持される懸濁液Aには半径方向外方に向かう遠心力が働き、懸濁液A内の成分が、その密度の差により遠心分離される。
The operation of the
In order to centrifuge the suspension A using the
この場合において、チューブ9はその途中位置がベース2に対して固定されているので、ロータ4が回転させられると、それに伴ってチューブ9には捩じれが発生する。そして、チューブ9の捩じれに対する弾性復元力によって、遠心分離容器5にはその長手軸線回りの回転モーメントが発生する。遠心分離容器5が回転支持機構6によって、その長手軸線回りに回転自在に支持されているので、捩じれを戻す方向へ遠心分離容器5が回転させられる。その結果、チューブ9の捩じれは軽減され、チューブ9が過大に捩じれることが防止される。
In this case, since the
このように本実施形態に係る遠心分離装置1によれば、ロータ4外部に固定されたチューブ9を取り付けた遠心分離容器5を用いても、チューブ9に過大な捩じれが生じることなく懸濁液Aを遠心分離できる。したがって、チューブ9の捩じれを防止するために摺動シール材を用いた回転ジョイントを用いる必要がなく、回転ジョイントが高速回転させられることによる発熱や液漏れ等の不都合を防止することができるという利点がある。
As described above, according to the
次に、本発明の第2の実施形態に係る遠心分離装置1について、図2を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置1は、回転支持機構6において第1の実施形態に係る遠心分離装置1と相違している。
Next, a
The
本実施形態において、回転支持機構6が、遠心分離容器5をその長手軸線回りにロータ4の回転と同期して前記ロータ4と反対方向に遠心分離容器5を前記ロータ4と等しい回転数で回転駆動する回転駆動機構を備えている。具体的には、図2に示されるように、回転駆動機構は、前記ロータ4の回転を遠心分離容器5へ伝達する動力伝達部を備えている。
In this embodiment, the rotation support mechanism 6 rotates the
動力伝達部は、例えば、回転軸線がロータ4の回転軸線と一致するようにベース2上に水平に固定されるフェース歯車10Aと、フェース歯車10Aと垂直にかみ合う歯車10Bと、歯車10Bを一端に固定し、軸受により長手軸線回りに回転可能に支持された軸の他端に固定された第1のかさ歯車10Cと、遠心分離容器5の外周をその周方向に沿って支持するかさ歯車10Cとかみ合う第2のかさ歯車10Dとを備えている。
The power transmission unit includes, for example, a
また、各歯車10A〜10Dの歯数をそれぞれ歯数10a,10b,10c,10dとすると、速度伝達比=10a/10b×10c/10d=1が成り立つように設定されている。これにより、ロータ4の回転数とかさ歯車10Dの回転数が等しくなるようになっている。
Further, when the number of teeth of each of the
このように構成された本実施形態に係る遠心分離装置1によれば、モータ3を動作させてロータ4が回転すると、同時にロータ4の回転する方向へ歯車10Bがフェース歯車10A上を噛み合いながら進み、10Bに固定される軸の先端に固定されるかさ歯車10Cが歯車10Bと同じ軸線回りを同じ方向へ回転する。そして、かさ歯車10Cとかみ合うかさ歯車10Dがかさ歯車10Cと反対方向へ回転することで、遠心分離容器5にロータ4と同じ回転数でロータ4の回転と反対方向の回転運動を伝達し回転させることができる。
According to the
すなわち、ロータ4の回転による遠心分離容器5の長手軸線回りの回転と動力伝達部による遠心分離容器5の長手軸線回りの回転とが相殺され、チューブ9に捩じれを生じさせずに遠心分離することができる。また、チューブ9の剛性とは無関係に前記遠心分離容器5を長手軸線回りに回転させるので、剛性が低く柔らかいチューブ9を用いることができるという利点がある。また、ひとつの動力源によりロータ4と遠心分離容器5を回転させることができるので、遠心分離容器5を自転させるための動力源を新たに追加する必要がなく、遠心分離装置1の構造を簡略にすることができるとともに、省エネルギーを図ることができるという利点がある。
That is, the rotation around the longitudinal axis of the
なお、第1および第2の実施形態においては、図3に示されるように、ロータ4に2組の回転支持機構6を設けてもよい。図3において、第1または第2の実施形態に係る遠心分離装置1と共通するベース2とモータ3を備えているが、図示を省略する。
In the first and second embodiments, as shown in FIG. 3, two sets of rotation support mechanisms 6 may be provided on the
この場合、2組の回転支持機構6を上下に配置し、各回転支持機構6が支持する遠心分離容器5の開口部に取り付けられたチューブ9をロータ4の上下両側から1本ずつロータ4外部へ接続するように配置する。
このようにすることで、ロータ4外部で接続されるチューブ9を各遠心分離容器5に取り付けた状態で、同時に2本の遠心分離容器5を遠心分離することができるという利点がある。
In this case, two sets of rotation support mechanisms 6 are arranged one above the other, and
By doing in this way, there exists an advantage that the two
また、上記実施形態においては、回転駆動機構として回転伝達部を備えるものを例示したが、これに代えて、ロータ4の空洞7内で遠心分離容器5をその長手軸線回りに回転駆動する駆動源をロータ4内に備えることにしてもよい。
また、上記実施形態においては、ロータ4の空洞7内に遠心分離容器5をその長手軸線回りに回転可能に支持することとしたが、これに代えて、ロータ4の鉛直軸線から半径方向外方に離れた任意の位置において、例えば、アームのような任意の構造物に、長手軸線回りに回転可能に支持させることにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, what provided the rotation transmission part as a rotation drive mechanism was illustrated, but it replaces with this, and the drive source which rotationally drives the
In the above embodiment, the
また、第1の実施形態においては、空洞7内に設けたボールベアリング8によって遠心分離容器5を直接指示させることとした。また、第2の実施形態においては、空洞7内に配置された第2のかさ歯車10Dに遠心分離容器5を直接指示させることとした。しかし、これに代えて、ボールベアリング8によって円筒状のホルダを回転自在に支持させ、あるいは、かさ歯車10Dによって円筒状のホルダを回転自在に支持させ、該ホルダに遠心分離容器5を挿入して支持させることとしてもよい。このようにすることで、遠心分離容器5を交換し易くすることができる。
In the first embodiment, the
A 懸濁液
1 遠心分離装置
2 ベース
3 モータ
4 ロータ
5 遠心分離容器
6 回転支持機構
7 空洞
8 ボールベアリング
9 チューブ
10A フェース歯車(動力伝達部)
10B 歯車(動力伝達部)
10C 第1のかさ歯車(動力伝達部)
10D 第2のかさ歯車(動力伝達部)
A
10B Gear (Power transmission part)
10C 1st bevel gear (power transmission part)
10D 2nd bevel gear (power transmission part)
Claims (5)
該ロータに設けられ、遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器を前記一端が前記回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構とを備える遠心分離装置。 A rotor rotated around a predetermined rotation axis;
A cylindrical centrifuge container provided at the rotor and containing a suspension to be centrifuged is closed so that the one end faces radially outward with respect to the rotation axis, and the rotor And a rotation support mechanism that supports the rotation around the longitudinal axis in a direction opposite to the rotor.
該ベースに対して回転させられるロータと、
遠心分離される懸濁液を収容する一端が閉じられた筒状の遠心分離容器と、
前記ロータに設けられ、前記遠心分離容器を前記一端が前記ロータの回転軸線に対して半径方向外方に向かうように、かつ、前記ロータの回転に同期して長手軸線回りに前記ロータとは反対方向に回転可能に支持する回転支持機構と、
前記回転軸線近傍において一部がベースに対して固定され、一端が前記遠心分離容器の開口部中心付近に固定され、液体を給排液する可撓性のチューブとを備える遠心分離装置。 Base and
A rotor rotated relative to the base;
A cylindrical centrifuge container closed at one end for containing the suspension to be centrifuged;
The centrifuge container is provided on the rotor, and the one end of the centrifuge container is opposite to the rotor around the longitudinal axis so that the one end is directed radially outward with respect to the rotation axis of the rotor and in synchronization with the rotation of the rotor. A rotation support mechanism for supporting the rotation in the direction;
A centrifuge provided with a flexible tube that is partially fixed to the base in the vicinity of the rotation axis, one end is fixed near the center of the opening of the centrifuge container, and supplies and discharges liquid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008123913A JP2009268825A (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Centrifugal separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008123913A JP2009268825A (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Centrifugal separator |
Publications (1)
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JP2009268825A true JP2009268825A (en) | 2009-11-19 |
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Family Applications (1)
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JP2008123913A Withdrawn JP2009268825A (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Centrifugal separator |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013119070A (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Hitachi Ltd | Centrifugal separator |
KR101848869B1 (en) | 2016-08-19 | 2018-04-13 | (주) 굿모닝 바이오 | Container for centrifugal separation |
-
2008
- 2008-05-09 JP JP2008123913A patent/JP2009268825A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013119070A (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Hitachi Ltd | Centrifugal separator |
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