JP2016172215A

JP2016172215A - Centrifugal machine

Info

Publication number: JP2016172215A
Application number: JP2015052752A
Authority: JP
Inventors: 善敬井本; Yoshitaka Imoto; 楠元　昭二; Shoji Kusumoto; 昭二楠元; 諒村山; Ryo Murayama
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-09-29

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain an enlargement of a body size by thinly restraining a thickness of a protector, in a centrifugal machine.SOLUTION: A metallic upper protector 25 is stored inside a door 20, and when closing the door, the upper protector 25 is stored inside a cylindrical protector 30 of a cylindrical shape. With this constitution, even if the cylindrical protector is deformed, since its deformation can be supported by the upper protector positioned on the inside, the deformation to the inside of the cylindrical protector can be restrained. Since the deformation is restrained even if the thin cylindrical protector is adopted, an enlargement of a rotor and an enlargement of a size of a centrifugal machine body caused by the realization of high speed rotation can be checked. The upper protector 25 can be constituted of a disc by a steel material or aluminum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は遠心機に関し、小型軽量化の構造に関するものである。 The present invention relates to a centrifuge and relates to a compact and lightweight structure.

遠心機（遠心分離機）は、分離する試料（例えば、培養液や血液など）をチューブやボトルに注入してロータに挿入し、ロータを高速に回転させることで試料に遠心力を働かせ、試料の分離、精製を行う。回転速度は用途によって異なり、用途に合わせて低速（最高回転速度は数千回転）から高速（最高回転速度は１５０，０００ｒｐｍ）までの製品群が市販されている。また、一度に分離可能な試料の容量も数十ｍＬといった少量から数Ｌという大容量まで取り扱えるように小型の遠心機から大型遠心機までがラインアップされている。例えば特許文献１では、ロータの外周側に厚肉の金属製の保護円筒を配置し、ロータの回転エネルギーを保護円筒によって吸収するように構成した。 A centrifuge (centrifuge) injects a sample to be separated (for example, a culture solution or blood) into a tube or bottle, inserts the sample into a rotor, and rotates the rotor at high speed to apply centrifugal force to the sample. Separation and purification. The rotational speed varies depending on the application, and a product group ranging from a low speed (the maximum rotational speed is several thousand revolutions) to a high speed (the maximum rotational speed is 150,000 rpm) is commercially available. In addition, small centrifuges to large centrifuges are lined up so that the volume of samples that can be separated at a time can be handled from as small as several tens of mL to as large as several L. For example, in Patent Document 1, a thick metal protective cylinder is arranged on the outer peripheral side of the rotor, and the rotational energy of the rotor is absorbed by the protective cylinder.

実験室や研究室などで使用される遠心機は実験機器の中でも比較的大きな部類に入るためユーザーからは小型化が望まれている。特に遠心機の中でも大型タイプの遠心機は小型のものに比べて専有面積が大きくなるため、その傾向が顕著である。特許文献２では、回転エネルギーに応じて円筒形のプロテクタとして肉厚の厚いものを採用し、プロテクタを変形させたり回転させたりすることでロータの回転エネルギーを吸収している。その際、変形したプロテクタがフレーム内でロータの回転方向に移動できるようにするためと、プロテクタが変形した際にフレームを変形させてしまうことを防止するため、プロテクタが変形して回転方向に回転してもフレーム内面とプロテクタが接触しないように大きめの空間を確保している。 Since centrifuges used in laboratories and laboratories are a relatively large class of laboratory equipment, users are demanding miniaturization. In particular, among large centrifuges, large type centrifuges have a large area as compared with small ones, and this tendency is remarkable. In Patent Document 2, a thick cylindrical protector is employed according to rotational energy, and the rotational energy of the rotor is absorbed by deforming or rotating the protector. At that time, the protector is deformed and rotated in the rotation direction so that the deformed protector can move in the rotation direction of the rotor within the frame and to prevent the frame from being deformed when the protector is deformed. Even so, a large space is secured so that the inner surface of the frame does not contact the protector.

特開昭５０−５６９８８号公報JP-A-50-56888 特許４６９７６５１号公報Japanese Patent No. 4697651

回転室（ロータ室）の大きさは使用するロータ（回転体）の大きさによって決まる。また、回転室の周囲には断熱層を配置することが多いが、断熱層をどの程度の厚さとするかは回転室をどの程度まで冷やすかによってほぼ決まってくる。プロテクタはその断熱層のすぐ周囲を取り巻くように配置されるのが最も適しているが、プロテクタの選択には種々の制約がある。肉厚の厚いプロテクタは一般的に市販されているパイプ材（鋼管）を使用しているが、鋼管サイズは規格化されており、どのようなサイズでも容易に手に入るというわけではない。特に鋼管サイズが大きいほどサイズの選択自由度は減り、大型の遠心機では大きなサイズ及び肉厚の鋼管が必要なので選択肢が狭いのが現状である。ちょうど良いサイズを特注品で作ることも可能であるが、鋼管の製造工程を考えると特注品はコスト的な面から現実的ではない。また、市販されている規格品の鋼管サイズは外径を基準に決められており、内径のサイズの制限により必要な厚みが確保できない場合がある。これによりロータの回転エネルギーが加わった時にはプロテクタの変形量が大きくなり、それに合わせて上述したプロテクタとフレームとの隙間を確保することを考えると本体サイズが大きくなってしまう。プロテクタとして、ひと回り大きなサイズを採用することも考えられるが、断熱層とプロテクタとの隙間を無駄に作ってしまうことになり、ユーザーニーズである小型化から遠ざかることになってしまうという問題があった。 The size of the rotating chamber (rotor chamber) is determined by the size of the rotor (rotating body) to be used. In addition, a heat insulating layer is often disposed around the rotating chamber, but the thickness of the heat insulating layer is almost determined by how much the rotating chamber is cooled. Although it is best to arrange the protector so as to surround the thermal insulation layer, there are various restrictions on the choice of the protector. A thick wall protector uses a commercially available pipe material (steel pipe), but the steel pipe size is standardized, and any size is not easily available. In particular, the larger the steel pipe size, the smaller the degree of freedom in selecting the size, and the large centrifuge requires a large size and thick steel pipe, so the options are narrow. Although it is possible to make the right size with a custom-made product, the custom-made product is not practical in terms of cost considering the manufacturing process of the steel pipe. Moreover, the standard steel pipe size on the market is determined based on the outer diameter, and the required thickness may not be ensured due to the restriction of the size of the inner diameter. As a result, when the rotational energy of the rotor is applied, the amount of deformation of the protector increases, and the main body size increases in consideration of securing the gap between the protector and the frame accordingly. Although it may be possible to adopt a larger size as the protector, there is a problem that the gap between the heat insulation layer and the protector is wasted, and the user needs to go away from miniaturization. .

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、筒状プロテクタの厚みを薄く抑えつつもロータの回転エネルギーが加わった時のプロテクタの変形を抑えることにより本体サイズの小型化を図った遠心機を提供することにある。
本発明の他の目的は、ドアを閉めた時に筒状プロテクタの内側に更なるプロテクタが収まるようにした遠心機を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ドアの内部にプロテクタを収容することにより、外観を変更すること無くロータの回転エネルギーが加わった時の防御強度を向上させた遠心機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above background, and its object is to reduce the size of the main body by suppressing the deformation of the protector when the rotational energy of the rotor is applied while reducing the thickness of the cylindrical protector. Is to provide a centrifuge.
Another object of the present invention is to provide a centrifuge in which a further protector is accommodated inside a cylindrical protector when the door is closed.
Still another object of the present invention is to provide a centrifuge in which the protective strength is improved when the rotational energy of the rotor is applied without changing the appearance by housing the protector inside the door.

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、試料を入れた回転体と、回転体を回転させる駆動装置と、回転体を収容する回転室を形成し回転体を出し入れする開口部を有するボウルと、回転室の外周に配置された筒状プロテクタと、筒状プロテクタを収容するフレームと、ボウルの開口部を開閉するドアと、を備えた遠心機において、ドアに上部プロテクタを設け、ドアを閉めた際に上部プロテクタが筒状プロテクタの内周側に位置するように配置した。筒状プロテクタの上端位置は、ドアを閉めた際の上部プロテクタの下端位置よりも上側に位置するようにし、特に筒状プロテクタの上端位置と上部プロテクタの上端位置が一致するように、あるいは上部プロテクタの上端位置が筒状プロテクタの上端位置よりも下側になるようにすると好ましい。このように筒状プロテクタの内周側に上部プロテクタが位置するようにしたので防御時の変形を小さく抑えることができ、筒状プロテクタの厚みを薄く抑えて、筒状プロテクタとして市販のパイプ材（鋼管）を使用することが容易になった。 The characteristics of representative ones of the inventions disclosed in the present application will be described as follows.
According to one aspect of the present invention, a rotating body that contains a sample, a driving device that rotates the rotating body, a bowl that forms a rotating chamber that houses the rotating body, and that has an opening for taking in and out the rotating body, In a centrifuge provided with a cylindrical protector arranged on the outer periphery of the chamber, a frame for accommodating the cylindrical protector, and a door for opening and closing the opening of the bowl, when the upper protector is provided on the door and the door is closed The upper protector is arranged so as to be located on the inner peripheral side of the cylindrical protector. The upper end position of the cylindrical protector should be positioned above the lower end position of the upper protector when the door is closed, especially so that the upper end position of the cylindrical protector coincides with the upper end position of the upper protector. It is preferable that the upper end position of the lower end of the cylindrical protector be lower than the upper end position of the cylindrical protector. Since the upper protector is positioned on the inner peripheral side of the cylindrical protector in this way, the deformation at the time of defense can be kept small, the thickness of the cylindrical protector is kept thin, and a commercially available pipe material ( It has become easier to use steel pipes.

本発明の他の特徴によれば、ドアは蝶番によってフレームによって回動可能に軸支され、回転室の開口形状に対応する下段部と、この下段部の外縁よりも径方向外側に延在する平面部分を形成する上段部を含んで構成される。このドアは金属又は／及び合成樹脂によって形成される筐体によって形成され、上部プロテクタは下段部において筐体の内部に収容される。筐体内には断熱材が収容され、上部プロテクタは断熱材の下側か、又は断熱材の中に埋設するように収容される。尚、ボウルはステンレス、アルミ合金または銅合金の薄板で製造され、筒状プロテクタと上部プロテクタは鋼材にて製造することができる。上部プロテクタは、例えば金属製の円形の厚板で構成できるが、筒状プロテクタや上部プロテクタを炭素繊維で製造しても良い。 According to another feature of the present invention, the door is pivotally supported by a frame by a hinge, and extends downward in the radial direction from the outer edge of the lower step portion corresponding to the opening shape of the rotating chamber. It is comprised including the upper stage part which forms a plane part. This door is formed by a casing formed of metal or / and synthetic resin, and the upper protector is accommodated inside the casing at the lower stage. A heat insulating material is accommodated in the housing, and the upper protector is accommodated so as to be embedded under the heat insulating material or in the heat insulating material. The bowl is made of a thin plate made of stainless steel, aluminum alloy or copper alloy, and the cylindrical protector and the upper protector can be made of steel. Although an upper protector can be comprised with a metal circular thick board, for example, you may manufacture a cylindrical protector and an upper protector with carbon fiber.

本発明のさらに他の特徴によれば、ボウルの下側であって筒状プロテクタの内周側に円環状の下部プロテクタを設けた。このように上端側に加えて下端側においても筒状プロテクタの変形応力を下部プロテクタにて受けることができるので、筒状プロテクタの強度を一層向上させることができる。また、ボウルの外周に固定されて冷媒が循環される銅パイプを有する冷却装置を設け、銅パイプの周りに断熱材を設け、筒状プロテクタは断熱材の外周側に設けるようにした。 According to still another aspect of the present invention, an annular lower protector is provided below the bowl and on the inner peripheral side of the cylindrical protector. Thus, since the deformation stress of the cylindrical protector can be received by the lower protector on the lower end side in addition to the upper end side, the strength of the cylindrical protector can be further improved. In addition, a cooling device having a copper pipe fixed to the outer periphery of the bowl and circulating the refrigerant is provided, a heat insulating material is provided around the copper pipe, and a cylindrical protector is provided on the outer peripheral side of the heat insulating material.

本発明によれば、ロータ回転エネルギーが加わった時の筒状プロテクタの変形を抑えることが可能となったので、薄い筒状プロテクタが採用可能となり、小型化が望まれている遠心機、特に大型の遠心機にて本体を大きくさせることなく、重量を重くすることなく、ＩＥＣ規格に準拠した安全性の確保が可能となった。また、ボウルの下側に配置される下側プロテクタと組み合わせることにより更なる変形抑制効果を得ることも可能である。さらに、筒状プロテクタと変形を抑える構造物（上側プロテクタ）を別部品として本体に組み入れるため、製造・組み立て時の制約も少なくて済む。
発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。 According to the present invention, since it is possible to suppress deformation of the cylindrical protector when the rotor rotational energy is applied, a thin cylindrical protector can be employed, and a centrifuge that is desired to be reduced in size, particularly a large size This makes it possible to ensure safety in accordance with IEC standards without increasing the main body and increasing the weight of the centrifuge. It is also possible to obtain a further deformation suppressing effect by combining with a lower protector arranged on the lower side of the bowl. Furthermore, since the cylindrical protector and the structure (upper protector) that suppresses deformation are incorporated into the main body as separate parts, there are few restrictions during manufacture and assembly.
The above and other objects and novel features of the invention will become apparent from the following description and drawings.

本発明の実施例に係る遠心機１の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the centrifuge 1 which concerns on the Example of this invention. 図１のドア２０の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the door 20 of FIG. 図２のＡ−Ａ部の断面から上方を見た図である。It is the figure which looked upwards from the cross section of the AA part of FIG. 本発明の実施例に係る遠心機１の上部プロテクタ２５と筒状プロテクタ３０の位置関係を説明するための概略図である（通常の状態）。It is the schematic for demonstrating the positional relationship of the upper protector 25 and the cylindrical protector 30 of the centrifuge 1 which concerns on the Example of this invention (normal state). 本発明の実施例に係る遠心機１の位置関係を説明するための概略図である（ロータの回転エネルギーが加わった時）。It is the schematic for demonstrating the positional relationship of the centrifuge 1 which concerns on the Example of this invention (when the rotational energy of a rotor is added). 本発明の第二の実施例に係る遠心機１０１の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the centrifuge 101 which concerns on the 2nd Example of this invention.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted. Further, in this specification, description will be made assuming that the front, rear, left, right, and up and down directions are directions shown in the drawing.

図１は本発明の実施例に係る遠心機１の全体構造を示す断面図である。遠心機１は、箱形の板金などで製作されるアウターフレーム７の内部に金属製の薄板で形成されたボウル３が設けられ、ボウル３の開口部を開閉するドア２０によって回転室４を画定し、ドアパッキン２７によって回転室４が密閉される。ロータ２は分離する試料を保持して高速回転する回転体であって、駆動装置たるモータ１０の回転軸１０ａに取付けられる。モータ１０はダンパー１１を介してフレームの一部を構成する仕切板８に固定される。本明細書においてフレームとは、アウターフレーム７、仕切板８、リアプレート９ａ、フロントプレート９ｂを含んだ複合体を指すものとする。アウターフレーム７には上下を２分割するように仕切板８が接続され、アウターフレーム７と仕切板８により上室と、下室が構成される。アウターフレーム７の下側には脚部１９が設けられる。仕切板８の開口部８ａにはモータ１０が貫通するように配置され、モータ１０の上側であって上室にはボウル３が配置される。ボウル３は図示しないネジによって仕切板８に固定される。ボウル３はステンレス、アルミ合金、銅合金など錆びにくい材料にて形成され、水平方向断面が略円形であって、上側に開口部を有する略カップ状の形状である。ボウル３の周りには回転室４を冷却してロータ２を操作パネル６から入力された設定温度に冷却（維持）するための銅パイプ１４が螺旋状に巻かれ、銅パイプ１４の周囲はさらに発泡剤などでできている断熱材１５が設けられ、その外側に筒状プロテクタ３０が配置される。銅パイプ１４は貫通穴８ｂ、８ｃを貫通して仕切板８の上側から下側に配置される。筒状プロテクタ３０は、市販されている例えば肉厚が数ｍｍ〜数十ｍｍの太い鋼管を所定の長さに切断したものである。断熱材１５の外周面と筒状プロテクタ３０の間は、隙間を持って隔てるように構成しても良いし、接するように配置しても良い。尚、断熱材１５として発泡ウレタン等の発泡剤を充填して硬化させる場合は、断熱材１５の外周側の型枠として薄板の円筒管をさらに配置しても良い。ボウル３と筒状プロテクタ３０は、モータ１０の回転軸１０ａの軸心と同心になるように配置される。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall structure of a centrifuge 1 according to an embodiment of the present invention. In the centrifuge 1, a bowl 3 made of a thin metal plate is provided inside an outer frame 7 made of a box-shaped sheet metal or the like, and a rotating chamber 4 is defined by a door 20 that opens and closes the opening of the bowl 3. Then, the rotary chamber 4 is sealed by the door packing 27. The rotor 2 is a rotating body that holds a sample to be separated and rotates at high speed, and is attached to a rotating shaft 10a of a motor 10 that is a driving device. The motor 10 is fixed to a partition plate 8 constituting a part of the frame via a damper 11. In this specification, the frame refers to a composite including the outer frame 7, the partition plate 8, the rear plate 9a, and the front plate 9b. A partition plate 8 is connected to the outer frame 7 so as to divide the upper and lower parts into two, and the outer frame 7 and the partition plate 8 constitute an upper chamber and a lower chamber. A leg portion 19 is provided on the lower side of the outer frame 7. The motor 10 is disposed so as to pass through the opening 8a of the partition plate 8, and the bowl 3 is disposed above the motor 10 and in the upper chamber. The bowl 3 is fixed to the partition plate 8 with screws (not shown). The bowl 3 is formed of a material that is not easily rusted such as stainless steel, aluminum alloy, copper alloy, etc., and has a substantially cup-like shape with a horizontal cross section that is substantially circular and has an opening on the upper side. Around the bowl 3, a copper pipe 14 is spirally wound to cool the rotating chamber 4 and cool (maintain) the rotor 2 to the set temperature input from the operation panel 6. A heat insulating material 15 made of a foaming agent or the like is provided, and a cylindrical protector 30 is disposed outside the heat insulating material 15. The copper pipe 14 is disposed from the upper side to the lower side of the partition plate 8 through the through holes 8b and 8c. The cylindrical protector 30 is obtained by cutting a commercially available thick steel pipe having a thickness of several millimeters to several tens of millimeters into a predetermined length. The outer peripheral surface of the heat insulating material 15 and the cylindrical protector 30 may be configured so as to be separated from each other with a gap or may be arranged so as to be in contact with each other. In the case where the heat insulating material 15 is filled with a foaming agent such as urethane foam and cured, a thin cylindrical tube may be further disposed as a mold on the outer peripheral side of the heat insulating material 15. The bowl 3 and the cylindrical protector 30 are disposed so as to be concentric with the axis of the rotating shaft 10 a of the motor 10.

アウターフレーム７に収容される筒状プロテクタ３０は、仕切板８に固定される複数のＬ型ストッパ（図示せず）によってロータの回転エネルギーが加わった時の横方向への移動や、遠心機の輸送中のプロテクタの位置ずれ等を抑制するように作用する。アウターフレーム７と筒状プロテクタ３０との間には、筒状プロテクタ３０を取付けるためのクリアランス（若干の空間）があり、アウターフレーム７と筒状プロテクタ３０との最短距離となる部分から前後又は左右にずれた位置では、アウターフレーム７の内面と筒状プロテクタ３０の距離は徐々に大きくなる。筒状プロテクタ３０は、ロータの回転方向及び逆回転方向には拘束しないで回転できるように保持させても良いし、または動かないように固定しても良い。筒状プロテクタ３０の断面形状は、外側形状、内側形状ともに円形であるのが好ましいが、外側、内側のそれぞれ、または一方の断面形状が多角形状であることを除外するものではない。筒状プロテクタ３０の外側（後側）には、モータ１０の運転などを制御する制御装置５が配置される。制御装置５には、マイクロプロセッサが含まれ、コンピュータプログラムを実行することによって遠心分離運転をソフトウェアにより制御する。 The cylindrical protector 30 accommodated in the outer frame 7 is moved laterally when the rotational energy of the rotor is applied by a plurality of L-shaped stoppers (not shown) fixed to the partition plate 8, or the centrifuge Acts so as to suppress misalignment of the protector during transportation. Between the outer frame 7 and the cylindrical protector 30, there is a clearance (a slight space) for attaching the cylindrical protector 30, and the front and rear or the left and right from the portion that is the shortest distance between the outer frame 7 and the cylindrical protector 30. At the position deviated, the distance between the inner surface of the outer frame 7 and the cylindrical protector 30 gradually increases. The cylindrical protector 30 may be held so as to be able to rotate without being restricted in the rotation direction and the reverse rotation direction of the rotor, or may be fixed so as not to move. The cross-sectional shape of the cylindrical protector 30 is preferably circular for both the outer shape and the inner shape, but it does not exclude that each of the outer shape and the inner shape is a polygonal shape. On the outside (rear side) of the cylindrical protector 30, a control device 5 that controls the operation of the motor 10 and the like is disposed. The control device 5 includes a microprocessor, and controls the centrifugal operation by software by executing a computer program.

ドア２０は図示しない蝶番を揺動軸にして上下方向に回動可能となるように、アウターフレーム７に軸支される。ここでは、遠心機１の左側に蝶番が設けられ、ドア２０はいわゆる右開きで開くことができるが、蝶番を後側に設けた前開きでも良いし、蝶番を右側とした左開きであっても良い。回転室４は、上側の開口部がドア２０によって密閉可能に構成され、ドア２０を開けた状態で回転室４の内部に、ロータ２を装着又は取り外しができる。ロータ２は、遠心分離を行う試料やそれを保持するサンプル容器に合わせて適宜選択され、モータ１０の回転軸に装着される。ドア２０の内部には上部プロテクタ２５が内蔵される。上部プロテクタ２５は、ロータの回転軸の軸方向の一方側（ここではロータ２からみて上側）に配置される防護のための部材又は構造物で、厚みのある金属の厚板や、合成樹脂や炭素繊維による円盤等であって、筒状プロテクタ３０の変形に対する補強部材となる。本実施例では鋼材の厚板を用いるようにした。ドア２０の後方側には、使用者がロータの回転速度や分離時間等の条件を入力すると共に、各種情報を表示する操作パネル６が配置される。 The door 20 is pivotally supported by the outer frame 7 so as to be rotatable in the vertical direction with a hinge (not shown) as a swing shaft. Here, a hinge is provided on the left side of the centrifuge 1 and the door 20 can be opened by a so-called right opening, but a front opening with a hinge provided on the rear side may be used, or a left opening with the hinge on the right side. Also good. The rotating chamber 4 is configured such that the upper opening can be sealed by the door 20, and the rotor 2 can be attached to or detached from the rotating chamber 4 with the door 20 opened. The rotor 2 is appropriately selected according to the sample to be centrifuged and the sample container holding the sample, and is attached to the rotating shaft of the motor 10. An upper protector 25 is built in the door 20. The upper protector 25 is a protective member or structure disposed on one side (here, viewed from the rotor 2) in the axial direction of the rotating shaft of the rotor, and is a thick metal plate, synthetic resin, A disk made of carbon fiber or the like, and serves as a reinforcing member against deformation of the cylindrical protector 30. In this embodiment, a steel plate is used. On the rear side of the door 20, an operation panel 6 for displaying various information while a user inputs conditions such as the rotational speed and separation time of the rotor is arranged.

銅パイプ１４は冷却装置の一部を構成するものであって、冷媒が圧縮機１２から凝縮機１３内に送られ、凝縮機１３及び送風装置１６によって冷却された冷媒が液化する。液化した冷媒はキャピラリ１４ａを通って、銅パイプ１４に供給され、ボウル３の外周部においてボウル３の熱を急激に奪うことによって回転室４の内部を冷却する。このように冷媒を銅パイプ１４に循環させるようにした冷却装置を稼働させることによって、遠心分離運転中に回転室４の内部は、制御装置５の制御によって設定された所望の温度に一定に保たれる。ロータ２の温度は、回転室４に設置された温度センサ（図示せず）の出力を用いて制御装置５により監視される。尚、遠心機の中にはボウル３の周囲に冷凍配管が巻かれていないものもある。また、回転室４の内部を減圧するために真空ポンプを用いる機種もあるが、いずれの構造であっても回転体であるロータ２が破損した際に備えて、ボウル３の外周側に筒状のプロテクタ部材が配置され、その外側に箱状のアウターフレーム７が位置するといった構造とするのが一般的である。 The copper pipe 14 constitutes a part of the cooling device. The refrigerant is sent from the compressor 12 into the condenser 13, and the refrigerant cooled by the condenser 13 and the blower 16 is liquefied. The liquefied refrigerant is supplied to the copper pipe 14 through the capillary 14a, and cools the inside of the rotating chamber 4 by rapidly removing the heat of the bowl 3 at the outer peripheral portion of the bowl 3. By operating the cooling device that circulates the refrigerant through the copper pipe 14 in this way, the inside of the rotating chamber 4 is kept constant at a desired temperature set by the control of the control device 5 during the centrifugal separation operation. Be drunk. The temperature of the rotor 2 is monitored by the control device 5 using the output of a temperature sensor (not shown) installed in the rotating chamber 4. Some centrifuges do not have a refrigeration pipe wound around the bowl 3. In addition, there is a model that uses a vacuum pump to depressurize the inside of the rotating chamber 4, but in any structure, a cylindrical shape is formed on the outer peripheral side of the bowl 3 in case the rotor 2 that is a rotating body is damaged The protector member is generally disposed, and a box-shaped outer frame 7 is positioned outside the protector member.

次に図２及び図３を用いてドア２０の詳細構造を説明する。図２はドア２０の縦断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ部の断面位置から上方を見た図である。ドア２０は回転室の開口形状に対応する下段部２０ｂと、下段部２０ｂの外縁よりも径方向外側に延在する平面部分を形成する上段部２０ａの２段構成とされる。上段部２０ａは、金属の曲げ加工によって外形が上面視で正方形の上面２１ａを有する上側筐体２１が形成され、下側部分は合成樹脂の成形によって下段部の外縁が円形の下側筐体２６が形成され、上側筐体２１と下側筐体２６を接合することによってドア２０の筐体が構成される。上面２１ａは平面で形成されるが、意匠的な理由から僅かな曲面状に形成しても良い。遠心機１の回転室４は冷却装置によって冷却されるために、ドア２０の内部には断熱材２４が収容される。断熱材２４としては、発泡スチロール、発泡ウレタン等の公知の断熱材料を使用することができ、本実施例では金属薄板の基板２２の一面（下面）に発泡スチロールの厚板を貼り付け、基板の外周部分を接着テープ２３によって固定する。 Next, the detailed structure of the door 20 is demonstrated using FIG.2 and FIG.3. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the door 20, and FIG. 3 is a view of the door 20 as viewed from above in the sectional position of the AA portion in FIG. The door 20 has a two-stage configuration including a lower step portion 20b corresponding to the opening shape of the rotating chamber and an upper step portion 20a that forms a flat portion extending radially outward from the outer edge of the lower step portion 20b. The upper portion 20a is formed by forming an upper casing 21 having a square upper surface 21a as viewed from above by bending a metal, and the lower portion of the lower section 26 is formed by molding synthetic resin. The upper housing 21 and the lower housing 26 are joined to form the housing of the door 20. The upper surface 21a is formed as a flat surface, but may be formed in a slightly curved shape for design reasons. Since the rotating chamber 4 of the centrifuge 1 is cooled by the cooling device, a heat insulating material 24 is accommodated inside the door 20. As the heat insulating material 24, a well-known heat insulating material such as foamed polystyrene or foamed urethane can be used. In this embodiment, a thick sheet of foamed polystyrene is attached to one surface (lower surface) of the thin metal substrate 22, and the outer peripheral portion of the substrate. Is fixed with an adhesive tape 23.

断熱材２４の下側であって下側筐体２６の内側（上側）には、上部プロテクタ２５を収容する。上部プロテクタ２５は、図３にてその外形が理解できるように円形に形成されるものであって、例えば厚さが数ｍｍ〜十数ｍｍの鋼材の厚板である。上部プロテクタ２５は鋼材だけでなく、十分な圧縮強度を有するように構成できれば、アルミ合金の金属板や、金属又は合成樹脂の構造物、又はその他の材質、形状にて製造しても良い。下側筐体２６は、図２から理解できるように円形の平面となる下面２６ａと、下面２６ａの外縁から上側に筒状に伸びる円筒部２６ｂが形成される。円筒部２６ｂの形状は回転室４の開口形状に対応する形状、即ち、円形である。上段部２６ｃは円筒部２６ｂの上端から径方向外側にさらに延在するように形成され、その外縁形状は略正方形とされる。図３において上部プロテクタ２５の大きさは、円筒部２６ｂの内径とほぼ同じとなるようなサイズに形成され、上部プロテクタ２５は極力大きく構成すると良い。尚、上部プロテクタ２５をドア２０の筐体の外側であって、下側筐体２６の下面２６ａに固定しても良い。しかしながら、回転室４を冷却する遠心機においては、結露の問題が出やすいので上部プロテクタ２５が回転室４の空気に晒されない位置に配置する方が良い。本実施例は上部プロテクタ２５をドア２０の内部に収容したので、上部プロテクタ２５の表面に結露が付くことを効果的に防止できる。 The upper protector 25 is accommodated in the lower side of the heat insulating material 24 and inside the upper casing 26 (upper side). The upper protector 25 is formed in a circular shape so that its outer shape can be understood in FIG. 3. For example, the upper protector 25 is a thick steel plate having a thickness of several mm to several tens of mm. The upper protector 25 may be manufactured not only with a steel material but also with an aluminum alloy metal plate, a metal or synthetic resin structure, or other materials and shapes as long as the upper protector 25 can be configured to have sufficient compressive strength. As can be understood from FIG. 2, the lower housing 26 is formed with a lower surface 26 a that is a circular plane, and a cylindrical portion 26 b that extends in a cylindrical shape upward from the outer edge of the lower surface 26 a. The shape of the cylindrical portion 26 b is a shape corresponding to the opening shape of the rotating chamber 4, that is, a circular shape. The upper step portion 26c is formed so as to further extend radially outward from the upper end of the cylindrical portion 26b, and its outer edge shape is substantially square. In FIG. 3, the size of the upper protector 25 is formed to be substantially the same as the inner diameter of the cylindrical portion 26 b, and the upper protector 25 is preferably configured to be as large as possible. The upper protector 25 may be fixed to the lower surface 26 a of the lower housing 26 outside the housing of the door 20. However, in the centrifuge that cools the rotating chamber 4, the problem of condensation is likely to occur, so it is better to arrange the upper protector 25 at a position where the rotating protector 4 is not exposed to the air. Since the upper protector 25 is accommodated in the door 20 in this embodiment, it is possible to effectively prevent condensation on the surface of the upper protector 25.

図４は本実施例に係る遠心機１の上部プロテクタ２５と筒状プロテクタ３０との位置関係を説明するための図である。筒状プロテクタ３０の半径ｒ_１は、ボウル３の外周側に位置するために、上部プロテクタ２５の外周の半径ｒ_２に比べて銅パイプ１４と断熱材１５の収容空間の分だけその直径が大きくなる。 FIG. 4 is a view for explaining the positional relationship between the upper protector 25 and the cylindrical protector 30 of the centrifuge 1 according to the present embodiment. Since the radius r ₁ of the cylindrical protector 30 is located on the outer peripheral side of the bowl 3, its diameter is larger than the radius r ₂ of the outer periphery of the upper protector 25 by the space for accommodating the copper pipe 14 and the heat insulating material 15. Become.

図５は図４の状態から筒状プロテクタ３０の内部から強い衝撃を受けた状態を示し、矢印Ｆは衝撃方向を示す。筒状プロテクタ３０は内部から強い衝撃により変形するが、そのエネルギーを十分に受けとめることのできる厚さを選定している。そのため、回転エネルギーが大きい時には変形した筒状プロテクタ３０はその外側にあるアウターフレーム７に衝突し、アウターフレーム７を変形させることになる。筒状プロテクタ３０の応力Ｆによる変形の大部分は筒状プロテクタ３０の曲げによる変形であり、衝突した方向に近い径方向（矢印５１）に大きくなり、その直交する周方向（矢印５２）に小さくなる。この応力Ｆにより筒状プロテクタ３０が上面視で楕円形に変形し、筒状プロテクタ３０の上端付近ではドア２０の内部に収容された上部プロテクタ２５と接触する。即ち、筒状プロテクタ３０が矢印５３のような変形する力を上部プロテクタ２５が矢印５４のように変形を抑える役割をするので、結果として筒状プロテクタ３０の径方向外側となる衝突方向（矢印５１）への変形量を小さく抑えることができる。このように上部プロテクタ２５によって矢印５３の変形に対抗するので、筒状プロテクタ３０とアウターフレーム７との隙間を従来より小さくしたとしても、従来と同等以上の回転エネルギーを封じ込め可能となり、同じ回転エネルギーの場合は、遠心機１の本体サイズを小型化することができるようになった。 FIG. 5 shows a state in which a strong impact is received from the inside of the cylindrical protector 30 from the state of FIG. 4, and an arrow F indicates the impact direction. Although the cylindrical protector 30 is deformed by a strong impact from the inside, a thickness that can sufficiently receive the energy is selected. For this reason, when the rotational energy is large, the deformed cylindrical protector 30 collides with the outer frame 7 on the outer side, and deforms the outer frame 7. Most of the deformation of the cylindrical protector 30 due to the stress F is deformation due to the bending of the cylindrical protector 30 and increases in the radial direction (arrow 51) close to the collision direction, and decreases in the orthogonal circumferential direction (arrow 52). Become. Due to this stress F, the cylindrical protector 30 is deformed into an oval shape when viewed from above, and comes into contact with the upper protector 25 housed inside the door 20 near the upper end of the cylindrical protector 30. That is, the cylindrical protector 30 serves to suppress the deformation force as indicated by the arrow 53, and the upper protector 25 serves to suppress the deformation as indicated by the arrow 54. As a result, the collision direction (the arrow 51 indicating the radially outer side of the cylindrical protector 30). ) Can be kept small. Since the upper protector 25 counteracts the deformation of the arrow 53 in this way, even if the gap between the cylindrical protector 30 and the outer frame 7 is made smaller than before, it becomes possible to contain rotational energy equivalent to or higher than that of the conventional one, and the same rotational energy. In this case, the main body size of the centrifuge 1 can be reduced.

以上、実施例１によれば筒状プロテクタの変形による空間を少なくでき、筒状プロテクタとの距離を小さくできるか、あるいは従来と同じサイズのアウターフレーム７と筒状プロテクタ３０を用いながらロータの大型化、高速化を図ることができ、本体の省スペース化が可能で、製造しやすい安価な構造の遠心機とすることができた。 As described above, according to the first embodiment, the space due to the deformation of the cylindrical protector can be reduced, and the distance from the cylindrical protector can be reduced, or the outer frame 7 and the cylindrical protector 30 having the same size as the conventional one can be used. The speed and speed of the main body can be reduced, the space of the main body can be saved, and the centrifuge with an inexpensive structure that is easy to manufacture can be obtained.

次に図６を用いて本発明の第二の実施例に係る遠心機１０１を説明する。第二の実施例においてはドア１２０の形状と、ドア１２０の内部に収容される上部プロテクタ１２５の大きさが第一の実施例と主に異なる。回転室（ロータ室）１０４を画定するボウル１０３は、直径や底面部分の形状は図１のボウル３と同じであるが、ボウル１０３の高さＨ３はボウル３の高さに比べて低く構成される。また、ボウル１０３の大きさに合わせて断熱材１１５のサイズも変更される。ドア１２０は下段部が薄く形成され、上部プロテクタ１２５は下段部内でなくて上段部に配置するようにした。上部プロテクタ１２５をドア１２０の内部の上段部か下段部のいずれかに、どのようにして配置するかは任意であるが、金属や合成樹脂の薄板によって形成されるドア１２０の筐体内に、断熱材を配置するようにし、上部プロテクタ１２５を断熱材の下側又はその内部に埋設するように配置した。この際、上部プロテクタ１２５の上面位置が筒状プロテクタ３０の上端位置とほぼ一致するように構成した。ボウル１０３の開口付近にはドアパッキン１２７が設けられる。 Next, a centrifuge 101 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the shape of the door 120 and the size of the upper protector 125 accommodated in the door 120 are mainly different from the first embodiment. The bowl 103 that defines the rotating chamber (rotor chamber) 104 has the same diameter and bottom surface shape as the bowl 3 in FIG. 1, but the height H3 of the bowl 103 is lower than the height of the bowl 3. The Further, the size of the heat insulating material 115 is changed in accordance with the size of the bowl 103. The door 120 has a thin lower step, and the upper protector 125 is arranged not in the lower step but in the upper step. Although it is arbitrary how the upper protector 125 is arranged in either the upper stage or the lower stage inside the door 120, heat insulation is provided in the casing of the door 120 formed of a thin plate of metal or synthetic resin. The material was arranged, and the upper protector 125 was arranged so as to be buried under or inside the heat insulating material. At this time, the upper surface position of the upper protector 125 is configured to substantially coincide with the upper end position of the cylindrical protector 30. A door packing 127 is provided near the opening of the bowl 103.

筒状プロテクタ３０は第一の実施例と同じものを使用し、その高さＨに対して、上部プロテクタ１２５の高さがＨ１となり、ＨとＨ１の位置関係が図示のように、それぞれの上端位置を合わせるように配置した。理想的には筒状プロテクタ３０の上端位置が上部プロテクタ１２５の上面位置よりも上側になる方が良いが、そう配置するとアウターフレーム７が大型化するか、またはボウル１０３の高さが低くなってしまう。よって第二の実施例では上部プロテクタ１２５と筒状プロテクタ３０の上端位置を合わせるようにした。尚、本発明の効果的には上部プロテクタ１２５の高さＨ１をしめる部分が、筒状プロテクタ３０の高さＨをしめる部分と一部がオーバーラップすれば、図５で示したように筒状プロテクタ３０に強い力がかかった際に、上部プロテクタ１２５がその内周側に介在することになるので、筒状プロテクタ３０の変形を効果的に阻止することができる。この際、第一の実施例に比べて上部プロテクタ１２５の外周面と筒状プロテクタ３０の内周面との間隔ｄが十分小さいので、筒状プロテクタ３０の変形の初期状態ですぐに上部プロテクタ１２５が当接するので、筒状プロテクタ３０の補強部材としての効果は大きいものである。 The cylindrical protector 30 is the same as that of the first embodiment, and the height of the upper protector 125 is H1 with respect to its height H, and the positional relationship between H and H1 is as shown in the figure. Arranged to align. Ideally, the upper end position of the cylindrical protector 30 should be higher than the upper surface position of the upper protector 125. However, if arranged so, the outer frame 7 becomes larger or the height of the bowl 103 becomes lower. End up. Therefore, in the second embodiment, the upper end positions of the upper protector 125 and the cylindrical protector 30 are matched. Note that, in the present invention, if the portion where the height H1 of the upper protector 125 is overlapped with the portion where the height H of the cylindrical protector 30 is partially overlapped, the cylindrical shape as shown in FIG. When a strong force is applied to the protector 30, the upper protector 125 is interposed on the inner peripheral side thereof, so that the deformation of the cylindrical protector 30 can be effectively prevented. At this time, since the distance d between the outer peripheral surface of the upper protector 125 and the inner peripheral surface of the cylindrical protector 30 is sufficiently small as compared with the first embodiment, the upper protector 125 is immediately in the initial state of deformation of the cylindrical protector 30. Therefore, the effect of the cylindrical protector 30 as a reinforcing member is great.

第二の実施例では上部プロテクタ１２５に加えてボウル１０３の底面よりも下側に、さらなる下部プロテクタ１３５を配置した。下部プロテクタ１３５は厚さがＨ２の円環状の金属板であって、その外周が筒状プロテクタ３０の内壁に接するように構成され、内周縁が断熱材１５の内周縁の位置とほぼ同じとなるように構成した。ここでは下部プロテクタ１３５の側面の全部又は一部が筒状プロテクタ３０の内面と接するように配置される。本実施例では下部プロテクタ１３５の下面が筒状プロテクタ３０の下端位置と同じに構成している。筒状プロテクタ３０と下部プロテクタ１３５は溶接等によって相対移動ができないように固定しても良いし、固定しないことによりロータ２の回転エネルギーが加わった時に筒状プロテクタ３０だけが回転できるように構成しても良い。このように筒状プロテクタ３０の内側に２つの上部プロテクタ１２５と下部プロテクタ１３５が配置されることにより、筒状プロテクタ３０の変形に対する対抗力を大幅に増加させることができる。この結果、筒状プロテクタ３０とアウターフレーム７との隙間を従来より小さくしたとしても、想定される衝撃エネルギーを封じ込め可能となる。尚、上述の実施例では、上部プロテクタ１２５、下部プロテクタ１３５として比較的厚めの金属の円板によって構成したが、円板状だけで無く、外周縁を軸方向に折り返したような形状としても良い。即ち、上部プロテクタ１２５、下部プロテクタ１３５は径方向外側から圧縮力を受けたときの耐力が強ければ良いので、上部プロテクタ１２５、下部プロテクタ１３５をどのような形状とするのか、中実とするのか中空とするのか、金属製とするのか複合材で構成するのか等は任意である。 In the second embodiment, in addition to the upper protector 125, a further lower protector 135 is disposed below the bottom surface of the bowl 103. The lower protector 135 is an annular metal plate having a thickness of H2, and the outer periphery thereof is configured to contact the inner wall of the cylindrical protector 30, and the inner peripheral edge is substantially the same as the position of the inner peripheral edge of the heat insulating material 15. It was configured as follows. Here, all or part of the side surface of the lower protector 135 is disposed so as to contact the inner surface of the cylindrical protector 30. In the present embodiment, the lower surface of the lower protector 135 is configured to be the same as the lower end position of the cylindrical protector 30. The cylindrical protector 30 and the lower protector 135 may be fixed so that they cannot be moved relative to each other by welding or the like, or only the cylindrical protector 30 can be rotated when the rotational energy of the rotor 2 is applied by not fixing. May be. Thus, by arranging the two upper protectors 125 and the lower protector 135 inside the cylindrical protector 30, it is possible to greatly increase the resistance to deformation of the cylindrical protector 30. As a result, even if the gap between the cylindrical protector 30 and the outer frame 7 is made smaller than before, the assumed impact energy can be contained. In the above-described embodiment, the upper protector 125 and the lower protector 135 are configured by relatively thick metal discs. . In other words, the upper protector 125 and the lower protector 135 need only have a strong proof strength when subjected to a compressive force from the outside in the radial direction. Therefore, the shapes of the upper protector 125 and the lower protector 135 are solid or hollow. Whether it is made of metal or made of a composite material is arbitrary.

以上、第二の実施例においても使用することができるロータ２の種類内で、想定される衝撃エネルギーが加わった時に、プロテクタによって衝撃エネルギーを吸収することができる。 As described above, the impact energy can be absorbed by the protector when the assumed impact energy is applied within the type of rotor 2 that can also be used in the second embodiment.

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例ではロータとしていわゆるアングルロータを用いて説明したが、スイングロータであっても良い。また、ロータの形状は問わないため、ロータに上蓋を設けるものやロータ自体をカバーで覆ってこれらの組み物を回転させるような遠心機であっても同様に適用できる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning. For example, in the above-described embodiment, a so-called angle rotor is used as the rotor, but a swing rotor may be used. Further, since the shape of the rotor is not limited, the present invention can be similarly applied to a centrifuge in which a rotor is provided with an upper lid or a rotor that covers the rotor itself with a cover and rotates these assemblies.

１遠心機２ロータ３ボウル
４回転室５制御装置６操作パネル
７アウターフレーム８仕切板８ａ開口部
８ｂ、８ｃ貫通穴９ａリアプレート９ｂフロントプレート
１０モータ１０ａ回転軸１１ダンパー
１２圧縮機１３凝縮機１４銅パイプ
１４ａキャピラリ１５断熱材１６送風装置
１９脚部２０ドア２０ａ上段部
２０ｂ下段部２１上側筐体２１ａ上面
２２基板２３接着テープ２４断熱材
２５上部プロテクタ２６下側筐体２６ａ下面
２６ｂ円筒部２６ｃ上段部２７ドアパッキン
３０筒状プロテクタ５１衝突方向１０１遠心機
１０３ボウル１０４回転室１１５断熱材
１２０ドア１２５上部プロテクタ１２７ドアパッキン
１３５下部プロテクタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifuge 2 Rotor 3 Bowl 4 Rotating chamber 5 Control apparatus 6 Operation panel 7 Outer frame 8 Partition plate 8a Opening part 8b, 8c Through-hole 9a Rear plate 9b Front plate 10 Motor 10a Rotating shaft 11 Damper 12 Compressor 13 Condenser 14 Copper pipe 14a Capillary 15 Heat insulating material 16 Air blower 19 Leg 20 Door 20a Upper step portion 20b Lower step portion 21 Upper housing 21a Upper surface 22 Substrate 23 Adhesive tape 24 Heat insulating material 25 Upper protector 26 Lower housing 26a Lower surface 26b Cylindrical portion 26c Upper step Part 27 Door packing 30 Tubular protector 51 Collision direction 101 Centrifuge 103 Bowl 104 Rotating chamber 115 Heat insulating material 120 Door 125 Upper protector 127 Door packing 135 Lower protector

Claims

A rotating body containing a sample,
A driving device for rotating the rotating body;
Forming a rotating chamber for accommodating the rotating body, and a bowl having an opening for taking in and out the rotating body;
A cylindrical protector disposed on the outer periphery of the rotating chamber; and a frame for accommodating the cylindrical protector;
A centrifuge provided with a door for opening and closing the opening of the bowl,
A centrifuge characterized in that an upper protector is provided on the door, and the upper protector is positioned on the inner peripheral side of the cylindrical protector when the door is closed.

The centrifuge according to claim 1, wherein an upper end position of the cylindrical protector is positioned above a lower end position of the upper protector when the door is closed.

The door is pivotally supported by a hinge,
A lower step corresponding to the opening shape of the rotating chamber, and an upper step that forms a flat portion extending radially outward from the outer edge of the lower step,
The centrifuge according to claim 2, wherein the upper protector is disposed in the lower stage.

The door is formed by a housing made of metal or / and synthetic resin,
The centrifuge according to claim 2 or 3, wherein the upper protector is accommodated in the housing.

A heat insulating material is accommodated in the housing,
The centrifuge according to claim 4, wherein the upper protector is housed so as to be embedded under the heat insulating material or in the heat insulating material.

The centrifugal bowl according to any one of claims 1 to 5, wherein the bowl is made of a thin plate of stainless steel, aluminum alloy or copper alloy, and the cylindrical protector and the upper protector are made of steel. Machine.

The centrifuge according to claim 6, wherein the upper protector is a metal circular thick plate.

The centrifuge according to any one of claims 1 to 7, wherein an annular lower protector is provided below the bowl and on an inner peripheral side of the cylindrical protector.

A cooling device having a copper pipe fixed to the outer periphery of the bowl and circulating a refrigerant is provided, a heat insulating material is provided around the copper pipe, and the cylindrical protector is provided on the outer peripheral side of the heat insulating material. The centrifuge according to any one of claims 1 to 8, wherein the centrifuge is configured by a commercially available standardized pipe material.

The said bowl is manufactured with the thin plate of stainless steel, an aluminum alloy, or a copper alloy, The said cylindrical protector and the said upper protector are manufactured with a carbon fiber, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Centrifuge.