JP2010082514A - Rotor for centrifuge and centrifuge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は遠心分離機用ロータ及び遠心分離機に関し、揺動するバケットを備えた遠心分離機用ロータ及び遠心分離機に関する。 The present invention relates to a centrifuge rotor and a centrifuge, and more particularly to a centrifuge rotor and a centrifuge provided with a swinging bucket.
最高回転速度が3,000から5,000rpm程度で回転する遠心分離機は、血液や尿等の検査を行う目的で使用され、試料容器を回転可能なバケットに収容するスイングロータを用いることが一般的である。 A centrifuge that rotates at a maximum rotation speed of about 3,000 to 5,000 rpm is used for the purpose of examining blood, urine, etc., and generally uses a swing rotor that houses a sample container in a rotatable bucket. Is.
このスイングロータは、遠心分離機の遠心室内に突出する駆動軸と同軸に延びるハブと、ハブから放射状に半径方向外方に延びる複数のアーム部とを備えている。アーム部はそれぞれ互いに対向する一対のアームが一組となって複数組設けられ、それぞれの一対のアームが試料容器を保持するバケットを回動可能に支持している。具体的には、それぞれの一対のアームには一対の保持ピンが設けられ、バケットには保持ピンによって回転可能に支持されるピン受部が形成される。 The swing rotor includes a hub extending coaxially with a drive shaft protruding into the centrifuge chamber of the centrifuge, and a plurality of arm portions extending radially outward from the hub. The arm portion is provided with a plurality of pairs each having a pair of arms facing each other, and each pair of arms rotatably supports a bucket holding a sample container. Specifically, each of the pair of arms is provided with a pair of holding pins, and the bucket is formed with a pin receiving portion that is rotatably supported by the holding pins.
スイングロータが回転すると、遠心室内において、アームに支承されたバケットが一対の保持ピンを中心に水平方向に揺動し、試料容器内の試料の遠心分離が行われる。ここで遠心分離を行うためには、アーム部の位置や長さ、バケットのピン保持部を受ける各アームにおけるピンの位置、バケット自体の長さ、バケットに保持された試料容器の長さが、遠心室内の内径と高さとの関係で、寸法上の制約を受ける。 When the swing rotor rotates, the bucket supported by the arm swings horizontally around the pair of holding pins in the centrifuge chamber, and the sample in the sample container is centrifuged. In order to perform centrifugation here, the position and length of the arm part, the position of the pin in each arm that receives the pin holding part of the bucket, the length of the bucket itself, the length of the sample container held in the bucket, Due to the relationship between the inner diameter and height of the centrifuge chamber, there are dimensional constraints.
例えば、バケットが水平方向に揺動したときに最大の遠心半径を確保するように、アーム部の長さとピン受部の位置とは可能な限り半径方向外方に設定するのがよいが、バケットの底部が遠心室の内周面に当接しないことが条件である。さらに試料容器自体の長さが長すぎると、遠心作業中にバケットや試料容器が水平方向に揺動したときに試料容器の先端(試料を挿入・排出する開口部分)がロータのハブ上面と当接干渉して試料容器を破損する恐れがあるので、これを避ける必要がある。 For example, the length of the arm portion and the position of the pin receiving portion should be set as radially outward as possible so as to ensure the maximum centrifugal radius when the bucket swings in the horizontal direction. It is a condition that the bottom of this does not contact | abut to the internal peripheral surface of a centrifuge chamber. If the length of the sample container itself is too long, the tip of the sample container (the opening where the sample is inserted / discharged) contacts the upper surface of the rotor hub when the bucket or sample container swings horizontally during centrifugation. It is necessary to avoid this because it may damage the sample container due to interference.
以上の問題を解決するため、長尺のバケットを用いても遠心分離中に試料容器の先端がハブの上面に干渉することを防止した構成が特許文献1に開示されている。この構成では、各アームの自由端側を上方に突出させると共に各アームの突出した部分にピン受部が形成され、ピン受部の位置がハブの上面よりも高く設定されている。このピン軸受にバケットを装着することにより、バケットが一対のアームの間で水平方向に回動したとき、バケットに収容された試料容器の先端側はハブの上面上方に配置可能となり、ハブとの干渉が避けられる。
しかし、特許文献1に示される遠心分離機及び遠心分離機用ロータでは、ピン受部の位置が高くなり、ロータ全体の重心位置がロータ上部になるため、回転時の安定性が悪くなるという問題がある。よって本発明は、長尺のバケットを備えると共に重心位置を低位置にして回転安定性を確保した遠心分離機用ロータ及び遠心分離機を提供することを目的とする。
However, in the centrifuge and the centrifuge rotor shown in
上記課題を解決するために本発明は、駆動軸部に接続されて回転可能なハブと、該ハブの回転軸回りに配置される複数のアームと、該複数のアームにそれぞれ装着される複数のバケットと、を備え、各々の該バケットは各々の該アームにそれぞれ揺動可能にピン接合され、各々の該アームは、該バケットを間にピン支持する一対の腕部を備えて構成されると共に、該一対の腕部の間の中心を通る中心軸が該回転軸から逸れるように構成されている遠心分離機用ロータを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a hub connected to a drive shaft portion and rotatable, a plurality of arms arranged around the rotation axis of the hub, and a plurality of arms respectively attached to the plurality of arms. And each of the buckets is pivotably connected to each of the arms, and each of the arms includes a pair of arms that pin-support the bucket therebetween. The centrifuge rotor is configured such that a central axis passing through the center between the pair of arm portions deviates from the rotation axis.
上記構成の遠心分離機用ロータにおいて、各々の該アームと各々の該バケットとは、各々の該ピン接合の軸が該回転軸から等距離に配置されるように構成されていることが好ましい。 In the centrifuge rotor having the above-described configuration, each of the arms and each of the buckets is preferably configured such that each pin joint axis is disposed at an equal distance from the rotation shaft.
これらの様な構成によると、ロータが回転しバケットが揺動して水平方向に成った状態で、ピン接合の軸と直交するバケットの軸は、アーム部の中心軸と略一致するのでハブの回転軸を中心とする半径方向の軸と一致することは無い。よってバケットが揺動し水平方向に成った状態で、ハブの中心軸からピン接合位置までの距離とピン接合位置からバケットの外周側の端部までの距離との和が、ハブの回転軸からピン接合位置を通り最外周位置までの距離(回転半径)より大きい値とすることができる。即ち、同一の長さのバケットを用いた際に、バケットの軸方向が半径方向に延びる軸と一致する従来の遠心分離機用ロータにくらべて、同じ形状のバケットを使用した場合に、本発明の遠心分離機用ロータの方が回転軸から最外周位置までの距離(回転半径)を小さくすることができる。従って、長尺のバケットを用いた場合でも、遠心分離機用ロータの回転軸から最外周位置までの距離(半径)の増加を抑制することができる。また上述のように、長尺のバケットを装着できるため、バケットの長さを好適な値とすることにより、バケットが揺動し水平方向に成った状態でバケットの反外周位置になる端部と回転軸周辺のハブとが干渉することが抑制される。よってピン接合位置をハブ上面の上方に逃がしバケットの反外周位置になる端部とハブとの干渉を防止する必要が無く、遠心分離機用ロータの高重心化を抑制することができる。 According to such a configuration, in the state where the rotor is rotated and the bucket is swung in the horizontal direction, the axis of the bucket orthogonal to the pin joint axis is substantially coincident with the central axis of the arm portion. It does not coincide with the radial axis centered on the rotation axis. Therefore, in a state where the bucket swings and is in the horizontal direction, the sum of the distance from the hub central axis to the pin joint position and the distance from the pin joint position to the outer peripheral end of the bucket is from the hub rotation axis. A value larger than the distance (rotation radius) from the pin joint position to the outermost peripheral position can be set. That is, when a bucket having the same shape is used as compared with a conventional centrifuge rotor in which the axial direction of the bucket coincides with the radially extending axis when using buckets having the same length, the present invention The centrifuge rotor can reduce the distance (rotation radius) from the rotation axis to the outermost peripheral position. Therefore, even when a long bucket is used, an increase in the distance (radius) from the rotating shaft of the centrifuge rotor to the outermost peripheral position can be suppressed. In addition, since a long bucket can be mounted as described above, by setting the bucket length to a suitable value, an end portion that becomes an anti-peripheral position of the bucket in a state where the bucket swings and is in a horizontal direction; Interference with the hub around the rotating shaft is suppressed. Therefore, it is not necessary to prevent the interference between the pin joint position above the upper surface of the hub and the end portion of the bucket that is opposite to the outer peripheral position of the bucket and the hub, and the high center of gravity of the centrifuge rotor can be suppressed.
また複数のアームのうち、隣り合う一のアームと他のアームとの間の距離を大きく採ることができる。よって隣り合う一のアームと他のアームとの間の距離を大きく採ることにより、アームのハブに接続される部分の断面積を大きく採ることができる。遠心分離機用ロータの回転により各々のアームにも遠心力が係るが、上述の断面積を大きく採ることにより、遠心力に対するアームの強度を高めることができるので、より高速回転に耐えられる遠心分離機用ロータを提供することができる。また上述の断面積を大きくしないならば、一対の腕部間の空間を大きくし、ハブの中心軸近傍位置まで一対の腕部間の空間とすることができるので、遠心分離機用ロータは、その回転半径を変えずにより長尺のバケットを保持することができる。 Moreover, the distance between one adjacent arm and another arm among several arms can be taken large. Therefore, by increasing the distance between one adjacent arm and the other arm, the cross-sectional area of the portion connected to the hub of the arm can be increased. Centrifugal force is also applied to each arm by the rotation of the centrifuge rotor, but the strength of the arm against the centrifugal force can be increased by taking a large cross-sectional area as described above, so that the centrifuge can withstand higher speed rotation. A machine rotor can be provided. Further, if the above-described cross-sectional area is not increased, the space between the pair of arm portions can be increased and the space between the pair of arm portions up to a position near the center axis of the hub. A longer bucket can be held without changing its turning radius.
また上記課題を解決するために本発明は、上述のいずれかの遠心分離機用ロータと、該遠心分離機用ロータを駆動する駆動部と、該遠心分離機用ロータを収容するロータ室を画成するロータ室画成部と、該ロータ室画成部上に載置され該ロータ室を閉止・解放するドアと、を備えた遠心分離機を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention defines any one of the above-described centrifuge rotors, a drive unit that drives the centrifuge rotors, and a rotor chamber that houses the centrifuge rotors. There is provided a centrifuge comprising: a rotor chamber defining section formed; and a door placed on the rotor chamber defining section for closing and releasing the rotor chamber.
本発明の遠心分離機用ロータ及び遠心分離機によれば、重心位置を低位置にして回転安定性を確保することができる。 According to the centrifuge rotor and the centrifuge of the present invention, the rotational stability can be ensured by setting the center of gravity to a low position.
以下、本発明の実施の形態に係る遠心分離機用ロータ及び遠心分離機について、図1乃至図5に基づき説明する。図1に示される遠心分離機1は、フレーム2と、モータ3と、チャンバー部4と、ドア5と、ロータ部10とから主に構成されている。フレーム2は、遠心分離機1の骨格を成しており、ハウジング21で覆われて遠心分離機1の外郭を成している。ハウジング21内にはモータ3等を駆動制御する図示せぬ制御装置が配置されている。
Hereinafter, a rotor for a centrifuge and a centrifuge according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. A
モータ3はシャフトケース3Aを有しており、シャフトケース3A内には図示せぬ駆動軸が配置されている。なお、駆動軸の反モータ側の一端にはロータと係合するためのクラウンと呼ばれるカップリング部3Bが設けられている。振動等を吸収する防振ゴム等から成るモータ支持部31によりフレーム2に固定され、シャフトケース3Aが後述のロータ室4a内に突出するように配置されている。
The
チャンバー部4は、フレーム2に設けられており、上方に開口しロータ部10を内蔵するロータ室4aを形成する金属板4Aと、金属板4Aの周りに配置される断熱材4Bとを備えて構成されている。またチャンバー部4において、ロータ室4aの底壁となる部分にはモータ3のシャフトケース3Aが突出する開口部4bが形成されている。チャンバー部4においてシャフトケース3Aが突出する開口部4bは、カバー4Cが取り付けられて開口部4bを塞いでいる。
The
ドア5は、チャンバー部4上に開閉可能に蝶番接合されており、ロータ室4aを閉止して密閉すると共に、ロータ部10を着脱すべくロータ室4aを開放状態に保てるように構成されている。ドア5の端部であって閉止した状態でチャンバー部4上に位置する部分には、ドア5が閉止された状態を保持するロック機構5Aが設けられている。このロック機構5Aをロックすることによりロータ部10の回転中にドア5が開放されることが防がれる。
The
ロータ部10は、シャフトケース3Aに同軸一体回転するように固定可能に構成され、主にスイングロータボディー11と、バケット14とから構成されている。スイングロータボディー11は、図2に示されるように、ハブ12とハブ12の四方に均等配置される四個のアーム部13とから構成されている。図1に示されるように、ハブ12は円柱状に構成されており、カップリング部3Bに接続される箇所である。四個のアーム部13は、ハブ12の回転軸O回りに90°間隔で配置されると共に前記回転軸Oを対象の中心として点対称な形状に構成されている。よって特に言及しない限り四個のアーム部13の内の一個のアーム部13のみについて説明する。アーム部13は、回転軸Oにと直交する平面上で互いに平行に延びる一対の第一腕部13A及び第二腕部13Bと、第一腕部13A及び第二腕部13Bとの間をつなぐ壁部13Eから主に構成されている。第一腕部13Aと第二腕部13Bとは、第一腕部13Aと第二腕部13Bとの間の中心を通る中心軸Laが回転軸Oから逸れるように構成されている。即ち中心軸Laは、回転軸Oを通り半径方向に延びる軸と一定の距離L1離れて平行に延出される。
The
この様な構成を採ることにより、一箇所のアーム部13(例えば図2の(A)のアーム部13)と、隣り合う他のアーム部13(例えば図2の(B)のアーム部13)との間の距離を大きくすることができる。具体的には、一箇所のアーム部13の第一腕部13Aと、一箇所のアーム部13の第一腕部13Aと隣り合う他のアーム部13の第二腕部13Bとがハブ12から延出される領域Sの半径方向と交差する方向の幅を大きく採ることができる。また一箇所のアーム部13の第一腕部13Aと、一箇所のアーム部13の第一腕部13Aと隣り合う他のアーム部13の第二腕部13Bとは、回転軸Oから一のアーム部13の第一腕部13Aと他のアーム部13の第二腕部13Bとの重心Caを結ぶ直線上に、領域Sが位置するように構成されている。スイングロータボディー11を回転させた場合に、一箇所のアーム部13の第一腕部13Aと他のアーム部13の第二腕部13Bとに遠心力が発生するが、遠心荷重は重心Caと回転軸Oとを結ぶ直線上に作用するため、この遠心力による遠心加重は領域Sで負担される。よって領域Sの幅を大きく採ることによって領域Sにおける半径方向と交差する断面の断面積が大きくなり、領域Sの半径方向と交差する断面における単位面積当たりの応力を減じることができる。よって領域Sにおける遠心力に対する強度を高めることができ、より高速回転に対応することができる。
By adopting such a configuration, one arm portion 13 (for example, the
またこの領域Sの幅は、所定の回転数(本実施の形態では、3,000から5,000rpm程度)で発生する遠心力に耐えればよいため、過度に幅を大きくする必要はなく、必要最低限の幅があればよい。領域Sの幅を必要最低限とした場合、一対の第一腕部13Aと第二腕部13Bとの間の空間を大きく採ることができる。具体的には壁部13Eをハブ12近傍位置まで近づけ、壁部13Eから延出される一対の第一腕部13Aと第二腕部13Bとの延出量を大きくして一対の第一腕部13Aと第二腕部13Bとの間の空間を大きくする。
In addition, the width of the region S only needs to withstand the centrifugal force generated at a predetermined number of revolutions (in the present embodiment, about 3,000 to 5,000 rpm). There should be a minimum width. When the width of the region S is set to the minimum necessary, a large space between the pair of
アーム部13において、第一腕部13Aと第二腕部13Bとの互いに対向する面の互いに対向する位置から断面が円形の保持ピン13C、保持ピン13Dが突出している。保持ピン13C、13Dは、一方の保持ピン13Cから他方の保持ピン13Dへと向かうピン軸Lbが中心軸Laと直交するように配置されている。なお、回転軸Oとピン軸Lbとは直接交差しないが、図2の矢印方向Vからの矢視では、直角になっている。またアーム部13において保持ピン13C、13Dは、保持ピン13C、13D位置のピン軸Lb位置から壁部13Eまでの距離L2が、後述のバケット14における係止部14a、14b位置からバケット14最上部までの距離L3より大きくなる位置に配置されている。また上述のように、壁部13Eをハブ12に近づけているため、保持ピン13C、13Dのピン軸Lb位置からから壁部13Eまでの距離L2を大きく採ることができる。
In the
また中心軸Laをずらすことにより領域Sにおいて所定の幅が確保されるが、所定の幅が確保された状態であるならば、第一腕部13Aと第二腕部13Bとの間を拡開してもよい。
Further, by shifting the center axis La, a predetermined width is secured in the region S. If the predetermined width is secured, the space between the
バケット14の一例を図3に示す。一端が閉塞された略円筒状のバケット本体14Aと、バケット本体14Aの他端開口を閉止するキャップ14Bと、他端開口からバケット本体14A内に挿入され分離する試料を内蔵する試料容器14Cとから主に構成されている。バケット本体14Aの両側面部分には、保持ピン13C、保持ピン13D(図2)が係合する係止部14a、14bが形成されている。係止部14aは図4に示されるように、内周面が略U字形状を成すように形成されており、係止部14bも同様に形成されている。よってこの係止部14a、14bに保持ピン13C、13Dが挿入されることにより、バケット14がアーム部13(図2)にピン接合され、バケット14は、ピン軸Lbを揺動の軸として揺動することができる。ピン接合位置である係止部14a、14bの揺動中心位置から、キャップ14B側となるバケット14の端部(上端部)までの距離L3は、保持ピン13C、13D位置から壁部13Eまでの距離L2より僅かに小さく構成されている。またピン接合位置である係止部14a、14b位置から、反キャップ14B側となるバケット14の端部(下端部)までの距離をL4と定義する。
An example of the
バケット14において、キャップ14Bの直径及びバケット本体14Aの係止部14a、14bが形成されている位置の直径は、第一腕部13Aから第二腕部13Bまでの間の距離より僅かに小さい程度に構成されている。よってバケット14が第一腕部13Aと第二腕部13Bとの間に配置されてピン接合された状態において、バケット14の中心軸Lcは、常にピン軸Lbと直交を成し、その揺動の軌跡がピン軸Lbと直交する平面と一致する。またバケット14の重心Cb位置は、図3、図4に示されるように、上下方向、幅方向において、ほぼ中央位置になる。
In the
このバケット14を、スイングロータボディー11に装着した場合、ロータ部10が回転していない状態では、図1に示されるように、保持ピン13C、13D(図2)位置からバケット14の下端が垂下された状態で配置される。
When the
この状態からロータ部10を回転させた場合、バケット14がピン軸Lbを軸として揺動し、図5に示されるように長手方向が水平方向と一致する状態になる。この状態においては、バケット14の重心Cbを通りピン軸Lbと直交する中心軸Lcは、中心軸Laと一致するため、ハブの12の回転軸Oから放射状に半径方向に延びる軸と一致することは無い。よってバケット14が水平方向に成った状態で、回転軸Oからピン接合位置P1までの距離L5とピン接合位置P1からバケット14の外周側の端部(下端部)P2までの距離L4との和(L5+L4)が、回転軸Oからピン接合位置を通り最外周位置P2までの距離であるロータ部10の回転半径L6より大きい値とすることができる(L5+L4>L6)。故にピン接合位置からバケット14の外周側の端部までの距離L4を、回転半径L6から回転軸Oからピン接合位置までの距離L5を減じた値より大きくすることができる(L4>L6−L5)。
When the
従来の遠心分離機ではバケットの軸方向が半径方向に延びる軸と一致するため、従来の遠心分離機における距離L4’(距離L4に対応)と距離L5’ (距離L5に対応)の和は従来の回転半径L6’(回転半径L6に対応)と等しくなり、故に従来の遠心分離機における距離L4’は回転半径L6’から距離L5’を除した値と等しくなる(L4’=L6’−L5’)。よって回転半径L6=回転半径L6’及び距離L5=距離L5’とした場合、距離L4>距離L4’となり、本実施例における、ピン接合位置からバケット14の下端部までの距離L4を、従来の遠心分離機におけるピン接合位置からバケットの下端部までの距離L4’より大きく採ることができる。
In the conventional centrifuge, since the axial direction of the bucket coincides with the axis extending in the radial direction, the sum of the distance L4 ′ (corresponding to the distance L4) and the distance L5 ′ (corresponding to the distance L5) in the conventional centrifuge is conventional. Is equal to the rotation radius L6 ′ (corresponding to the rotation radius L6), and therefore the distance L4 ′ in the conventional centrifuge is equal to the value obtained by dividing the rotation radius L6 ′ by the distance L5 ′ (L4 ′ = L6′−L5). '). Therefore, when the rotation radius L6 = the rotation radius L6 ′ and the distance L5 = the distance L5 ′, the distance L4> the distance L4 ′, and the distance L4 from the pin joint position to the lower end portion of the
上述のように、スイングロータボディー11では、保持ピン13C、13D位置から壁部13Eまでの距離L2を大きく採ることができるので、ピン接合位置からバケット14の上端部までの距離L3を大きく採ることができる。またピン接合位置からバケット14の下端部までの距離L4も大きく採ることができるため、従来の遠心分離機と同径の回転半径L6を備えるロータ部10において、従来より長尺のバケット14を装着することができ、回転半径L6の増加を抑制することができる。
As described above, in the
上述のように、長尺のバケット14を装着できるため、バケット14の長さを好適な値とすることにより、バケット14が揺動し水平方向に成った状態でバケット14の上端部と回転軸O周辺のハブ12とが干渉することが抑制される。よってピン接合位置をハブ上面の上方に逃がす等のバケット14とハブ12との干渉を防止する構成を採る必要が無く、ロータ部10の高重心化を抑制することができる。
As described above, since the
1・・遠心分離機 2・・フレーム 3・・モータ 3A・・シャフトケース
3B・・カップリング部 4・・チャンバー部 4A・・金属板 4B・・断熱材
4C・・カバー 4a・・ロータ室 4b・・開口部5・・ドア 5A・・ロック機構
10・・ロータ部 11・・スイングロータボディー 12・・ハブ13・・アーム部
13A・・第一腕部 13B・・第二腕部 13C・・保持ピン 13D・・保持ピン
13E・・壁部 14・・バケット14A・・バケット本体14B・・キャップ
14C・・試料容器14a・・係止部 14b・・係止部 21・・ハウジング
31・・モータ支持部
1.
Claims (3)
該ハブの回転軸回りに配置される複数のアームと、
該複数のアームにそれぞれ装着される複数のバケットと、を備え、
各々の該バケットは各々の該アームにそれぞれ揺動可能にピン接合され、
各々の該アームは、該バケットを間にピン支持する一対の腕部を備えて構成されると共に、該一対の腕部の間の中心を通る中心軸が該回転軸から逸れるように構成されていることを特徴とする遠心分離機用ロータ。 A rotatable hub connected to the drive shaft,
A plurality of arms arranged around a rotation axis of the hub;
A plurality of buckets respectively attached to the plurality of arms,
Each of the buckets is swingably pinned to each of the arms,
Each of the arms is configured to include a pair of arm portions that pin-support the bucket therebetween, and a center axis that passes through the center between the pair of arm portions is configured to deviate from the rotation axis. A rotor for a centrifuge characterized by that.
該遠心分離機用ロータを駆動する駆動部と、
該遠心分離機用ロータを収容するロータ室を画成するロータ室画成部と、
該ロータ室画成部上に載置され該ロータ室を閉止・解放するドアと、を備えたことを特徴とする遠心分離機。 The centrifuge rotor according to claim 1 or 2,
A drive unit for driving the centrifuge rotor;
A rotor chamber defining section that defines a rotor chamber that houses the rotor for the centrifuge;
A centrifuge comprising: a door placed on the rotor chamber defining portion and closing and releasing the rotor chamber.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20111206 |