JP2016174826A - Centrifugal separator - Google Patents

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Michihiro Sasaki
道弘 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal separator capable of effectively preventing an occurrence of abnormal noise, while holding a desired sealing performance in rotation of a rotor.SOLUTION: A centrifugal bowl 10 (a centrifugal separator) comprises: a stator 12 including an inflow port 18a and an outflow port 18b of a blood and blood components; a rotor 14 rotatably provided with respect to the stator 12; and a seal mechanism 16 having an annular rotary sliding surface 82 for the stator 12 and the rotor 14. The width W in the radial direction of the rotary sliding surface 82 is set to 1370-1530 μm.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、遠心分離器に関する。   The present invention relates to a centrifuge.

採血を行う場合、現在、血液の有効利用及び供血者の負担軽減等の理由から、採血血液を複数の血液成分に分離し、輸血者に必要な成分(例えば、血小板)だけを採取し、その他の成分は供血者に返還する成分採血が行われている。成分採血には、遠心分離器を備える血液成分分離装置が用いられる。   When collecting blood, for the purpose of effective use of blood and reduction of burden on blood donors, blood sample is separated into multiple blood components, and only necessary components (eg, platelets) are collected. Ingredients are collected to return the components to the blood donor. For component blood collection, a blood component separation device equipped with a centrifuge is used.

成分採血に用いられる遠心ボウル方式の遠心分離器は、一般に、血液又は血液成分の流入口及び流出口が設けられたステータと、ステータに対して回転可能に設けられたロータとを備える。また、遠心分離器には、ロータの回転時にステータに対するシール性を保持するシール機構が設けられている。シール機構は、ステータ側に設置されたステータ側リングと、ロータ側に設置され、ステータ側リングに当接するロータ側リングとを有し、ロータの回転時、ステータ側リングとロータ側リングとは回転摺動する(例えば、下記特許文献1参照)。   A centrifugal bowl type centrifuge used for collecting blood components generally includes a stator provided with an inlet and an outlet for blood or blood components, and a rotor provided rotatably with respect to the stator. Further, the centrifuge is provided with a sealing mechanism that maintains the sealing performance with respect to the stator when the rotor rotates. The seal mechanism has a stator side ring installed on the stator side and a rotor side ring installed on the rotor side and in contact with the stator side ring. When the rotor rotates, the stator side ring and the rotor side ring rotate. Sliding (see, for example, Patent Document 1 below).

国際公開第2013/136943号パンフレットInternational Publication No. 2013/136944 Pamphlet

ところで、成分採血に用いられる従来の遠心分離器では、ロータの回転時、ステータ側リングとロータ側リングとは回転摺動に伴う異音が発生することがあった。遠心分離器から異音が発生した場合、その遠心分離器の使用が中止される場合がある。また、遠心分離器では、回転摺動面でのシール性が低い場合、回転摺動面から血液漏れが発生することがあった。   By the way, in the conventional centrifuge used for component blood collection, when the rotor rotates, the stator-side ring and the rotor-side ring may generate noise due to rotational sliding. When abnormal noise is generated from the centrifuge, the use of the centrifuge may be stopped. Further, in the centrifuge, when the sealing performance on the rotating sliding surface is low, blood leakage may occur from the rotating sliding surface.

そのため、特許文献1では、ステータとロータとの回転摺動部位を所定の押圧力で押圧する構成を採用し、これによってロータ回転時の異音の発生を防止する、としている。しかしながら、異音の発生をより確実に防止するためには、一層の改良が望まれる。また、特許文献1では、ロータ回転時の異音の発生を防止する点に主眼が置かれており、回転摺動面からの血液漏れを防止するためのシール性の確保については、一層の改良が望まれる。   For this reason, Patent Document 1 adopts a configuration in which the rotational sliding portion between the stator and the rotor is pressed with a predetermined pressing force, thereby preventing the generation of abnormal noise during the rotation of the rotor. However, further improvement is desired in order to more reliably prevent the generation of abnormal noise. Further, in Patent Document 1, the main point is to prevent the generation of abnormal noise during the rotation of the rotor, and further improvement has been made with regard to ensuring sealing performance to prevent blood leakage from the rotating sliding surface. Is desired.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ロータ回転時において所望のシール性を保持しつつ異音の発生を効果的に防止することができる遠心分離器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems, and provides a centrifuge capable of effectively preventing the generation of abnormal noise while maintaining a desired sealing property during rotor rotation. Objective.

上記の目的を達成するため、本発明の遠心分離器は、血液又は血液成分の流入口及び流出口が設けられたステータと、前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、前記ステータと前記ロータとの円環状の回転摺動面を有するシール機構と、を備え、前記回転摺動面の径方向の幅は、1370〜1530μmに設定されている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a centrifugal separator according to the present invention includes a stator provided with an inlet and an outlet for blood or blood components, a rotor provided rotatably with respect to the stator, and the stator. And a sealing mechanism having an annular rotational sliding surface with the rotor, wherein a radial width of the rotational sliding surface is set to 1370 to 1530 μm.

上記のように構成された遠心分離器によれば、ステータとロータとの回転摺動面の幅が適切な範囲に設定されているので、ステータに対するロータの回転時において、所望のシール性を保持しつつ異音の発生を防止できる。   According to the centrifuge configured as described above, the width of the rotational sliding surface between the stator and the rotor is set in an appropriate range, so that a desired sealing property is maintained during rotation of the rotor relative to the stator. However, the generation of abnormal noise can be prevented.

上記の遠心分離器において、前記遠心分離器は、前記遠心分離器を駆動する駆動装置に前記遠心分離器がセットされ、前記回転摺動面に所定の押圧力が掛けられた状態で、前記ロータが回転駆動されるものであり、前記押圧力は、500g以下であってもよい。   In the above centrifuge, the centrifuge is configured such that the centrifuge is set in a drive device that drives the centrifuge, and the rotor is in a state where a predetermined pressing force is applied to the rotating sliding surface. Is driven to rotate, and the pressing force may be 500 g or less.

この構成により、回転摺動面に掛かる押圧力が最適化されるため、回転摺動面の幅の最適化による効果と相まって、ロータの回転時における異音の発生を一層効果的に防止することができる。   With this configuration, the pressing force applied to the rotating sliding surface is optimized, so that combined with the effect of optimizing the width of the rotating sliding surface, it is possible to more effectively prevent the generation of noise during the rotation of the rotor. Can do.

本発明の遠心分離器によれば、ロータ回転時において所望のシール性を保持しつつ異音の発生を効果的に防止することができる。   According to the centrifugal separator of the present invention, it is possible to effectively prevent the generation of abnormal noise while maintaining a desired sealing property when the rotor rotates.

本発明の実施形態に係る遠心ボウルの半縦断面図である。It is a half longitudinal cross-sectional view of the centrifuge bowl which concerns on embodiment of this invention. 図2Aは、蓋部を開けた状態の遠心ボウル駆動装置の説明図であり、図2Bは、蓋部を閉めた状態の遠心ボウル駆動装置の説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram of the centrifugal bowl driving device with the lid portion opened, and FIG. 2B is an explanatory diagram of the centrifugal bowl driving device with the lid portion closed. シール機構の拡大図である。It is an enlarged view of a sealing mechanism. 気密性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of an airtightness test. 異音試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of an allophone test.

以下、本発明に係る遠心分離器について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the centrifuge according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態の遠心ボウル10(遠心分離器)の半縦断面図であり、説明のため、中心線より右側に遠心ボウル10の断面を、中心線より左側に遠心ボウル10の外観を示している。   FIG. 1 is a semi-longitudinal sectional view of a centrifuge bowl 10 (centrifuge) of the present embodiment. For the sake of explanation, the cross section of the centrifuge bowl 10 is on the right side of the center line, and the appearance of the centrifuge bowl 10 is on the left side of the center line. Is shown.

遠心ボウル10は、ステータ12と、ステータ12に対して回転可能なロータ14と、ステータ12とロータ14との回転摺動面82(図3参照)を有するシール機構16とを備える。   The centrifuge bowl 10 includes a stator 12, a rotor 14 that can rotate with respect to the stator 12, and a seal mechanism 16 that has a rotational sliding surface 82 (see FIG. 3) between the stator 12 and the rotor 14.

ステータ12は、流入口18aと流出口18bとが設けられた筒状のボウルヘッド18と、ボウルヘッド18に形成されたお椀形状のカバー20と、ボウルヘッド18に連結されロータ14側に延設した流入管22とを備える。流入管22は流入口18aと接続して管内流路24を形成している。ボウルヘッド18は径方向内方に凹む首部26を有する。カバー20と首部26とを繋ぐ肩部分28は、径方向外方に向かうにつれて下がるように丸いカーブを描く形状に形成されている。   The stator 12 has a cylindrical bowl head 18 provided with an inlet 18a and an outlet 18b, a bowl-shaped cover 20 formed on the bowl head 18, and is connected to the bowl head 18 and extends to the rotor 14 side. Inflow pipe 22. The inflow pipe 22 is connected to the inflow port 18a to form an in-pipe flow path 24. The bowl head 18 has a neck portion 26 that is recessed radially inward. The shoulder portion 28 that connects the cover 20 and the neck portion 26 is formed in a shape that draws a round curve so as to go downward in the radial direction.

一方、ロータ14は、釣り鐘状をなすハウジング30と、ハウジング30の他端下端を塞ぐように嵌め込まれた底板42とを備える。ハウジング30は、上方に向かって縮径する側壁32と、側壁32の上端にて縮径した首部34とを有する。また、ロータ14は、ハウジング30の内部に外殻36と内殻38とを備え、ハウジング30の側壁32と外殻36との間に貯血空間39が形成されている。   On the other hand, the rotor 14 includes a housing 30 having a bell shape and a bottom plate 42 fitted to close the lower end of the other end of the housing 30. The housing 30 includes a side wall 32 that decreases in diameter toward the upper side, and a neck portion 34 that decreases in diameter at the upper end of the side wall 32. The rotor 14 includes an outer shell 36 and an inner shell 38 inside the housing 30, and a blood storage space 39 is formed between the side wall 32 of the housing 30 and the outer shell 36.

外殻36は釣り鐘形状に形成されている。外殻36の上端部には周方向に間隔をおいて複数の支持部40が形成されており、これらの支持部40で首部34の内周側と当接する構造となっている。内殻38はロート状で、上端部及び下端部で外殻36と嵌め合う構造となっている。内殻38の内側には、流入管22が挿通され、ロータ14は、流入管22の中心線(回転軸線a)を中心に回転する。   The outer shell 36 is formed in a bell shape. A plurality of support portions 40 are formed at the upper end portion of the outer shell 36 at intervals in the circumferential direction, and the support portions 40 are in contact with the inner peripheral side of the neck portion 34. The inner shell 38 has a funnel shape and is configured to fit with the outer shell 36 at the upper end and the lower end. The inflow pipe 22 is inserted inside the inner shell 38, and the rotor 14 rotates about the center line (rotation axis a) of the inflow pipe 22.

底板42は、略円盤状の部材であり、その中心部には管内流路24より流下した血液を受ける凹部が形成されている。内殻38の下面と底板42の上面との間には、略円盤状に広がる底部流路44が形成されている。内殻38と底板42の間に形成される底部流路44と、流入管22の管内流路24とは連通している。   The bottom plate 42 is a substantially disk-shaped member, and a concave portion for receiving blood flowing down from the in-tube flow path 24 is formed at the center thereof. A bottom channel 44 is formed between the lower surface of the inner shell 38 and the upper surface of the bottom plate 42 so as to extend in a substantially disc shape. The bottom flow path 44 formed between the inner shell 38 and the bottom plate 42 and the in-pipe flow path 24 of the inflow pipe 22 communicate with each other.

ハウジング30、外殻36及び内殻38は、硬質材料で構成されている。硬質材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン等が挙げられる。また、ハウジング30、外殻36及び内殻38のうち少なくともハウジング30は、貯血空間39の視認性を確保するために、実質的に透明な材料で構成されているのが好ましい。   The housing 30, the outer shell 36, and the inner shell 38 are made of a hard material. Examples of the hard material include polycarbonate and polystyrene. In addition, at least the housing 30 of the housing 30, the outer shell 36 and the inner shell 38 is preferably made of a substantially transparent material in order to ensure the visibility of the blood storage space 39.

底部流路44は、外殻36の外周と側壁32の内周とで形成される貯血空間39と連通している。貯血空間39は流出口18b側に近づくにつれて、その内径が漸減するようなテーパ形状を成している。貯血空間39の容積は50〜1000mL程度とするのが好ましく、100〜300mL程度とするのがより好ましい。   The bottom channel 44 communicates with a blood storage space 39 formed by the outer periphery of the outer shell 36 and the inner periphery of the side wall 32. The blood reservoir space 39 has a tapered shape such that its inner diameter gradually decreases as it approaches the outlet 18b side. The volume of the blood storage space 39 is preferably about 50 to 1000 mL, and more preferably about 100 to 300 mL.

シール機構16は、ロータ14の上端部を気密あるいは液密にシールする機構部分である。本実施形態において、シール機構16は、ステータ12側に設けられた円環状のステータ側リング50と、内周縁部がボウルヘッド18に固定されたシールキャップ52と、ロータ14側に設けられた円環状のロータ側リング54とを有する。   The seal mechanism 16 is a mechanism portion that seals the upper end portion of the rotor 14 in an airtight or liquid tight manner. In this embodiment, the seal mechanism 16 includes an annular stator side ring 50 provided on the stator 12 side, a seal cap 52 whose inner peripheral edge is fixed to the bowl head 18, and a circle provided on the rotor 14 side. And an annular rotor-side ring 54.

ステータ側リング50とロータ側リング54とは接触しており、ロータ14の回転時、接触面において回転摺動する。ステータ側リング50、シールキャップ52及びロータ側リング54は、流入管22の外側であってカバー20の内側に配置されている。   The stator side ring 50 and the rotor side ring 54 are in contact with each other, and rotate and slide on the contact surface when the rotor 14 rotates. The stator side ring 50, the seal cap 52, and the rotor side ring 54 are disposed outside the inflow pipe 22 and inside the cover 20.

上記のように構成された遠心ボウル10は、例えば、図2A及び図2Bに示すような血液成分分離装置60に取り付けられて回転駆動される。血液成分分離装置60は、遠心ボウル10が内部に配置される遠心ボウル駆動装置62を備える。   The centrifuge bowl 10 configured as described above is attached to a blood component separation device 60 as shown in FIGS. 2A and 2B and is driven to rotate. The blood component separation device 60 includes a centrifuge bowl driving device 62 in which the centrifuge bowl 10 is disposed.

遠心ボウル駆動装置62は、遠心ボウル10を収容可能な遠心槽64と、遠心槽64の上部に設けられ遠心槽64に対して可動な蓋部66と、遠心槽64の内側で回転可能なターンテーブル68とを有する。遠心槽64と蓋部66はともに透明の部材で形成されている。ターンテーブル68は、図示しない回転駆動源により鉛直軸線を中心に回転駆動されるようになっている。蓋部66は、図2A及び図2Bに示すように開閉可能な構成となっている。図2Aが蓋部66を開けた状態を示し、図2Bが蓋部66を閉めた状態を示している。   The centrifuge bowl drive device 62 includes a centrifuge tank 64 that can accommodate the centrifuge bowl 10, a lid 66 that is provided above the centrifuge tank 64 and is movable with respect to the centrifuge tank 64, and a turn that is rotatable inside the centrifuge tank 64. And a table 68. Both the centrifuge tank 64 and the lid 66 are formed of a transparent member. The turntable 68 is driven to rotate about a vertical axis by a rotation drive source (not shown). The lid 66 is configured to be openable and closable as shown in FIGS. 2A and 2B. 2A shows a state where the lid 66 is opened, and FIG. 2B shows a state where the lid 66 is closed.

図2Bのように、蓋部66を閉めると、蓋部66が遠心ボウル10の肩部分28に当接し、遠心ボウル10を押し下げながら蓋部66と首部26が当接する。遠心ボウル10が遠心槽64に挿入された際に、遠心ボウル10の有する底板42がターンテーブル68に当接する。遠心槽64内に配置された遠心ボウル10は、蓋部66が閉まることで、蓋部66に当接する肩部分28の形状によって遠心ボウル10がターンテーブル68側に押し付けられる。底板42は、ターンテーブル68に設けられている固定機構(例えば、真空吸着機構等)によってターンテーブル68に固定される。ターンテーブル68は回転駆動源と連結されているので、ターンテーブル68に当接するロータ14を回転させることができる。   As shown in FIG. 2B, when the lid 66 is closed, the lid 66 abuts against the shoulder portion 28 of the centrifuge bowl 10, and the lid 66 and the neck 26 abut while pushing down the centrifuge bowl 10. When the centrifuge bowl 10 is inserted into the centrifuge tank 64, the bottom plate 42 of the centrifuge bowl 10 contacts the turntable 68. The centrifuge bowl 10 disposed in the centrifuge tank 64 is pressed against the turntable 68 by the shape of the shoulder portion 28 that comes into contact with the lid 66 when the lid 66 is closed. The bottom plate 42 is fixed to the turntable 68 by a fixing mechanism (for example, a vacuum suction mechanism) provided on the turntable 68. Since the turntable 68 is connected to a rotation drive source, the rotor 14 that contacts the turntable 68 can be rotated.

図1を参照し、遠心ボウル10を用いて血液処理を行うには、予め設定された所定の遠心条件(回転速度及び回転時間)でロータ14が回転される。この遠心条件により、ロータ14内の血液の分離パターン(例えば、分離する血液成分数)を設定することができる。例えば、貯血空間39内で、血液が、回転中心側(回転軸線a側)から外側に向かって血漿層、バフィーコート層及び赤血球層に分離されるように遠心条件を設定することができる。   Referring to FIG. 1, in order to perform blood processing using the centrifuge bowl 10, the rotor 14 is rotated under predetermined centrifugal conditions (rotation speed and rotation time) set in advance. Under this centrifugal condition, the blood separation pattern in the rotor 14 (for example, the number of blood components to be separated) can be set. For example, in the blood storage space 39, the centrifugal conditions can be set so that blood is separated into a plasma layer, a buffy coat layer, and a red blood cell layer from the rotation center side (rotation axis a side) to the outside.

血液処理において、流入口18aに接続される図示しないチューブを介して血液(又は血液成分)が流入口18aから導入され、遠心ボウル10内に血液が供給される。遠心ボウル10内に流入した血液は、管内流路24を流下して、管内流路24の下端から底部流路44へと運ばれる。底部流路44では回転するロータ14の遠心力によってロータ14の外径側に血液が運ばれ、貯血空間39へと移動して、貯血空間39にて上述したように血液が複数層に遠心分離される。遠心分離された血液は、貯血空間39から、ハウジング30と外殻36との間の肩部流路70、ボウルヘッド18と流入管22との間の流路72、及び流出口18bを順に通過して、遠心ボウル10の外へ流出する。   In blood processing, blood (or a blood component) is introduced from the inlet 18a through a tube (not shown) connected to the inlet 18a, and blood is supplied into the centrifuge bowl 10. The blood that has flowed into the centrifuge bowl 10 flows down the in-tube channel 24 and is carried from the lower end of the in-tube channel 24 to the bottom channel 44. In the bottom channel 44, the blood is carried to the outer diameter side of the rotor 14 by the centrifugal force of the rotating rotor 14, moves to the blood storage space 39, and the blood is centrifuged in a plurality of layers in the blood storage space 39 as described above. Is done. The centrifuged blood sequentially passes from the blood storage space 39 through the shoulder channel 70 between the housing 30 and the outer shell 36, the channel 72 between the bowl head 18 and the inflow pipe 22, and the outlet 18b. Then, it flows out of the centrifuge bowl 10.

血液成分分離装置60(図2A及び図2B)における血液処理は複数の処理工程を含み、ロータ14の回転数(rpm)は処理工程の種類や1つの処理工程中によっても変化するが、例えば、0〜6000rpmの範囲内でロータ14は回転駆動される。   The blood processing in the blood component separation device 60 (FIGS. 2A and 2B) includes a plurality of processing steps, and the rotation speed (rpm) of the rotor 14 varies depending on the type of processing steps and one processing step. The rotor 14 is rotationally driven within the range of 0 to 6000 rpm.

次に、シール機構16の構成について、より具体的に説明する。   Next, the configuration of the seal mechanism 16 will be described more specifically.

図3に示すように、ステータ側リング50は、シールキャップ52を介してボウルヘッド18に取り付けられている。ステータ側リング50には、ロータ14側に固定されたロータ側リング54と当接する円環状の凸部80が形成されている。凸部80は、ステータ側リング50の下面から下方に突出している。ステータ側リング50の構成材料は、特に限定されないが、摺動性に優れる材料がよく、例えばフェノール樹脂等の硬質樹脂が好適に用いられる。   As shown in FIG. 3, the stator side ring 50 is attached to the bowl head 18 via a seal cap 52. The stator-side ring 50 is formed with an annular convex portion 80 that comes into contact with the rotor-side ring 54 fixed to the rotor 14 side. The convex portion 80 projects downward from the lower surface of the stator side ring 50. The constituent material of the stator side ring 50 is not particularly limited, but a material excellent in slidability is preferable, and for example, a hard resin such as a phenol resin is suitably used.

シールキャップ52は、弾性体(例えば、シリコーンゴム等)により構成される膜状の部材である。シールキャップ52の内周側はボウルヘッド18に固定されている。シールキャップ52の外周側には、ステータ側リング50の外周部が固定されている。   The seal cap 52 is a film-like member made of an elastic body (for example, silicone rubber). The inner peripheral side of the seal cap 52 is fixed to the bowl head 18. The outer peripheral portion of the stator side ring 50 is fixed to the outer peripheral side of the seal cap 52.

ロータ側リング54は、ステータ側リング50(具体的には、凸部80)と当接するよう配置されており、ステータ12側に保持されている。本実施形態において、ロータ側リング54は首部34の上端部に固定されている。ステータ側リング50の構成材料は、特に限定されないが、摺動性に優れる材料がよく、例えばアルミナ等のセラミックス等が好適に用いられる。   The rotor-side ring 54 is disposed so as to contact the stator-side ring 50 (specifically, the convex portion 80) and is held on the stator 12 side. In the present embodiment, the rotor side ring 54 is fixed to the upper end portion of the neck portion 34. The constituent material of the stator side ring 50 is not particularly limited, but a material excellent in slidability is preferable. For example, ceramics such as alumina is preferably used.

また、シール機構16は、ステータ12とロータ14との回転摺動面82を有する。本実施形態の場合、回転摺動面82は、ステータ側リング50とロータ側リング54との接触面である。すなわち、回転摺動面82は、ステータ側リング50の下面に設けられた凸部80の突出方向の端面(下端面)と、ロータ側リング54の上面とが接触する部分であって、ロータ14の回転時に摺動する部分である。   Further, the seal mechanism 16 has a rotational sliding surface 82 between the stator 12 and the rotor 14. In the case of this embodiment, the rotational sliding surface 82 is a contact surface between the stator side ring 50 and the rotor side ring 54. That is, the rotational sliding surface 82 is a portion where the end surface (lower end surface) in the protruding direction of the convex portion 80 provided on the lower surface of the stator side ring 50 and the upper surface of the rotor side ring 54 are in contact with each other. This is the part that slides when rotating.

凸部80の下端面及びロータ側リング54の上面は、ロータ14の回転軸線aに対して直交する平面に存在する。また、凸部80の下端面の外周縁及び内周縁は、ロータ14の回転軸線aを中心とする同心円上に形成されている。したがって、回転摺動面82は、ロータ14の回転軸線aに対して直交する平面に存在し、径方向の幅Wが周方向に沿って一定とされた円環状である。   The lower end surface of the convex portion 80 and the upper surface of the rotor side ring 54 lie on a plane orthogonal to the rotation axis a of the rotor 14. Further, the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the lower end surface of the convex portion 80 are formed on concentric circles around the rotation axis a of the rotor 14. Therefore, the rotational sliding surface 82 exists in a plane orthogonal to the rotational axis a of the rotor 14 and has an annular shape in which the radial width W is constant along the circumferential direction.

回転摺動面82の径方向中心位置の半径は、12.0〜17.0mmに設定され、より好ましくは、13.0〜15.0mmに設定される。   The radius of the center position in the radial direction of the rotary sliding surface 82 is set to 12.0 to 17.0 mm, and more preferably set to 13.0 to 15.0 mm.

上述したように、遠心ボウル駆動装置62内に遠心ボウル10を設置し、遠心槽64の蓋部66を閉めると、蓋部66に当接する肩部分28の形状によって遠心ボウル10がターンテーブル68側に押し付けられる。このとき、ロータ14はターンテーブル68によって支持されているので、ステータ12がターンテーブル68の方向(すなわち下方)にわずかに(数mm程度)押し下げられる。この押し下げられる距離は、シール機構16の特にシールキャップ52の弾性変形によって吸収される。このように遠心ボウル10が遠心ボウル駆動装置62にセットされた状態では、遠心ボウル10がターンテーブル68に押し付けられるため、回転摺動面82には所定の押圧力が掛かっている状態となる。   As described above, when the centrifuge bowl 10 is installed in the centrifuge bowl drive device 62 and the lid 66 of the centrifuge tank 64 is closed, the centrifuge bowl 10 is turned to the turntable 68 side by the shape of the shoulder portion 28 that contacts the lid 66. Pressed against. At this time, since the rotor 14 is supported by the turntable 68, the stator 12 is slightly pushed down (about several millimeters) in the direction of the turntable 68 (ie, downward). This pushed-down distance is absorbed by the elastic deformation of the seal mechanism 16, particularly the seal cap 52. Thus, when the centrifuge bowl 10 is set in the centrifuge bowl drive device 62, the centrifuge bowl 10 is pressed against the turntable 68, so that a predetermined pressing force is applied to the rotary sliding surface 82.

回転摺動面82では、ロータ14の回転時に回転摩擦が発生するため、回転摩擦に伴う異音の発生を防止することが望ましい。また、回転摺動面82は、ロータ14の回転時に遠心ボウル10内から血液が漏れることを防止するシール機能を担う機構部分であるため、所望のシール性を保持していることが望ましい。本発明は、回転摺動面82の幅Wを所定の範囲に設定することにより、ロータ14の回転時における所望のシール性の確保と、異音の発生の防止との両立を達成するものである。   In the rotational sliding surface 82, since rotational friction is generated when the rotor 14 is rotated, it is desirable to prevent the generation of noise due to rotational friction. Moreover, since the rotation sliding surface 82 is a mechanism part which bears the sealing function which prevents that the blood leaks from the inside of the centrifuge bowl 10 at the time of rotation of the rotor 14, it is desirable to maintain desired sealing performance. In the present invention, by setting the width W of the rotating sliding surface 82 within a predetermined range, it is possible to achieve both of ensuring a desired sealing property during rotation of the rotor 14 and preventing the generation of abnormal noise. is there.

具体的には、回転摺動面82の幅Wは、1370〜1530μmに設定され、より好ましくは、1380〜1520μmに設定される。   Specifically, the width W of the rotary sliding surface 82 is set to 1370 to 1530 μm, and more preferably set to 1380 to 1520 μm.

図4は、シール機構16による気密性が回転摺動面82の幅W(以下、摺動面幅ともいう)によってどのように変化するかを確認するための気密性試験の結果を示すグラフである。この気密性試験では、遠心ボウル10内が所定の基準圧力となるように流入口18aから遠心ボウル10内に空気を導入し(流出口18bは封止)、所定時間経過時の遠心ボウル10内の圧力を計測した。   FIG. 4 is a graph showing the results of an airtightness test for confirming how the airtightness by the sealing mechanism 16 changes depending on the width W of the rotating sliding surface 82 (hereinafter also referred to as the sliding surface width). is there. In this airtightness test, air is introduced from the inlet 18a into the centrifugal bowl 10 so that the inside of the centrifugal bowl 10 has a predetermined reference pressure (the outlet 18b is sealed), and the inside of the centrifugal bowl 10 after a predetermined time has elapsed. The pressure of was measured.

具体的には、この気密性試験では、各摺動面幅について、それぞれ複数のサンプル品(遠心ボウル10)を用意した。ステータ側リング50はフェノール樹脂製とし、ロータ側リング54はセラミックス製とした。空気を導入してから所定時間経過時の圧力が基準圧力に対して95%以下となったものを気密性が低いサンプル品(以下、低気密品という)と判定し、試験を行った異なる摺動面幅の各々について、低気密品の発生率を導き出した結果が、図4のグラフである。   Specifically, in this airtightness test, a plurality of sample products (centrifugal bowl 10) were prepared for each sliding surface width. The stator side ring 50 was made of phenol resin, and the rotor side ring 54 was made of ceramics. A sample with a pressure of 95% or less with respect to the reference pressure after the introduction of air is judged as a sample product with low airtightness (hereinafter referred to as a low airtight product), and the different slides tested. The result of deriving the occurrence rate of low airtight products for each of the moving surface widths is the graph of FIG.

なお、この気密性試験では、異なる日に作製した別々のロットのサンプル品を用いたため、図4では、一方のロットのグラフを折れ線Aで、他方のロットのグラフを折れ線Bで示している。点線Cは、折れ線Aと折れ線Bを平滑化した曲線である。   In this airtightness test, sample products of different lots produced on different days were used. Therefore, in FIG. 4, the graph of one lot is indicated by a broken line A and the graph of the other lot is indicated by a broken line B. The dotted line C is a curve obtained by smoothing the broken line A and the broken line B.

図4から、摺動面幅が1370μmよりも小さい範囲では、低気密品の発生率が高く、摺動面幅が1370μm以上の範囲では、低気密品の発生率が低いことが分かる。すなわち、摺動面幅を1370μm以上にすると、回転摺動面82での気密性を高くすることができる。一般に、気密性と液密性とは相関関係がある(気密性が高いほど、液密性も高い)。したがって、摺動面幅を1370μm以上に設定することにより、回転摺動面82での高い液密性が得られ、液漏れを好適に防止できる高いシール性を確保することができる。   From FIG. 4, it can be seen that when the sliding surface width is smaller than 1370 μm, the occurrence rate of low airtight products is high, and when the sliding surface width is 1370 μm or more, the occurrence rate of low airtight products is low. That is, when the sliding surface width is 1370 μm or more, the airtightness at the rotating sliding surface 82 can be increased. In general, there is a correlation between airtightness and liquid tightness (the higher the airtightness, the higher the liquid tightness). Therefore, by setting the sliding surface width to 1370 μm or more, high liquid tightness at the rotational sliding surface 82 can be obtained, and high sealing performance that can suitably prevent liquid leakage can be secured.

図5は、異音の発生状況が摺動面幅によってどのように変化するかを確認するための異音試験(振動加速度試験)の結果を示すグラフである。この異音試験は、遠心ボウル駆動装置62を用い、遠心ボウル10のロータ14(貯血空間39は空)を異音が発生しやすい600rpmの回転数で回転させ、異音発生状況を評価するためにロータ14の回転時の振動状態(振動加速度)を計測した。   FIG. 5 is a graph showing the results of an abnormal noise test (vibration acceleration test) for confirming how the occurrence of abnormal noise changes depending on the sliding surface width. In this abnormal noise test, the centrifugal bowl drive device 62 is used to rotate the rotor 14 of the centrifugal bowl 10 (the blood storage space 39 is empty) at a rotation speed of 600 rpm at which abnormal noise is likely to occur, and to evaluate the abnormal noise occurrence state. The vibration state (vibration acceleration) during rotation of the rotor 14 was measured.

具体的には、ステータ側リング50はフェノール樹脂製とし、ロータ側リング54はセラミックス製とした。計測器として振動加速度を計測するアナライザを用い、このアナライザのセンサ部を遠心ボウル10のカバー20に取り付けた。遠心ボウル10が遠心ボウル駆動装置62にセットされた状態における回転摺動面82に掛かる押圧力荷重は500gとなるように設定した。なお、図5における複数の折れ線D、E、Fは、上から順に最大値、平均値、最小値である。各折れ線D、E、Fに重ねて示した直線DL、EL、FLは、各折れ線D、E、Fを線形化した線である。   Specifically, the stator side ring 50 was made of phenol resin, and the rotor side ring 54 was made of ceramics. An analyzer that measures vibration acceleration was used as a measuring instrument, and the sensor portion of this analyzer was attached to the cover 20 of the centrifuge bowl 10. The pressing load applied to the rotary sliding surface 82 in a state where the centrifugal bowl 10 is set in the centrifugal bowl driving device 62 is set to be 500 g. A plurality of broken lines D, E, and F in FIG. 5 are a maximum value, an average value, and a minimum value in order from the top. The straight lines DL, EL, and FL shown superimposed on the broken lines D, E, and F are lines obtained by linearizing the broken lines D, E, and F, respectively.

図5から、摺動面幅が大きくなるほど振動加速度が大きくなることが分かる。ヒトの聴覚で聞き取ることができる異音が発生する可能性のある振動加速度の下限値は0.115m/s2である。図5によれば、振動加速度は、1520μmの摺動面幅の場合には最大値でも0.115m/s2を下回る(異音が発生しない)が、1575μmの摺動面幅の場合には最大値が0.115m/s2を超える(異音が発生する)。 FIG. 5 shows that the vibration acceleration increases as the sliding surface width increases. The lower limit value of the vibration acceleration that may generate an abnormal sound that can be heard by human hearing is 0.115 m / s 2 . According to FIG. 5, the vibration acceleration is less than 0.115 m / s 2 even when the sliding surface width is 1520 μm (no abnormal noise is generated), but when the sliding surface width is 1575 μm. The maximum value exceeds 0.115 m / s 2 (abnormal noise is generated).

また、各摺動面幅についての振動加速度の最大値を線形化した直線DLに着目すると、1540μmよりも僅かに小さい所(1535μm付近)で0.115m/s2の線Gと交わる。このことから、若干の余裕を加味して、1530μm以下の摺動面幅であれば、ロータ14の回転時の異音の発生を防止できることが分かる。 When attention is paid to the straight line DL obtained by linearizing the maximum value of the vibration acceleration for each sliding surface width, it intersects with the line G of 0.115 m / s 2 at a position slightly smaller than 1540 μm (near 1535 μm). From this, it can be seen that if a sliding surface width of 1530 μm or less is taken into consideration with some allowance, generation of abnormal noise during rotation of the rotor 14 can be prevented.

上記の試験結果から裏付けられるように、遠心ボウル10において回転摺動面82の幅Wを1370〜1530μmの範囲に設定することにより、回転摺動面82での高い液密性が得られ、液漏れを好適に防止できる高いシール性を確保することができる。また、回転摺動面82の幅Wを1380〜1520μmの範囲に設定することにより、一層確実に上記の効果が得られる。   As can be seen from the above test results, by setting the width W of the rotating sliding surface 82 in the range of 1370 to 1530 μm in the centrifuge bowl 10, high liquid tightness at the rotating sliding surface 82 can be obtained. It is possible to ensure high sealing performance that can suitably prevent leakage. Further, by setting the width W of the rotary sliding surface 82 in the range of 1380 to 1520 μm, the above effect can be obtained more reliably.

なお、遠心ボウル10が遠心ボウル駆動装置62にセットされた状態における回転摺動面82に掛かる押圧力(ロータ14の回転中に掛かる押圧力)が500gを超えると、回転摺動面82においてスティックスリップ現象が起きる可能性が高くなり、異音の発生確率が高くなる可能性がある。スティックスリップ現象は、摩擦面間に生じる微視的な摩擦面の付着、滑りの繰り返しによって引き起こされる自励振動である。そこで、上記の押圧力は500g以下に設定されるのがよい。これにより、回転摺動面82に掛かる押圧力が最適化されるため、回転摺動面82の幅Wの最適化による効果と相まって、ロータ14の回転時における異音の発生を一層効果的に防止することができる。   When the pressing force applied to the rotating sliding surface 82 in the state where the centrifugal bowl 10 is set in the centrifugal bowl driving device 62 (the pressing force applied during the rotation of the rotor 14) exceeds 500 g, the sticking is performed on the rotating sliding surface 82. There is a high possibility that a slip phenomenon will occur, and there is a possibility that the occurrence probability of abnormal noise will increase. The stick-slip phenomenon is self-excited vibration caused by microscopic adhesion between the friction surfaces and repeated sliding. Therefore, the pressing force is preferably set to 500 g or less. As a result, the pressing force applied to the rotary sliding surface 82 is optimized, and combined with the effect of optimizing the width W of the rotary sliding surface 82, the generation of abnormal noise during the rotation of the rotor 14 is more effectively achieved. Can be prevented.

また、上記の押圧力が小さすぎると、回転摺動面82における所望のシール性の確保が難しくなる恐れがある。このため、回転摺動面82に掛かる押圧力は、例えば300g以上に設定されるのがよく、400g以上に設定されるのがより好ましい。なお、上記の押圧力が300gの場合でも回転摺動面82における所望のシール性を確保できることが実験により確認された。上記の押圧力は、例えば、シールキャップ52の構成材料の選定(ゴム硬さの調整)により設定することができる。   Further, if the above pressing force is too small, it may be difficult to secure a desired sealing property on the rotary sliding surface 82. For this reason, the pressing force applied to the rotary sliding surface 82 is preferably set to, for example, 300 g or more, and more preferably set to 400 g or more. In addition, it was confirmed by experiment that the desired sealing property on the rotational sliding surface 82 can be secured even when the pressing force is 300 g. The above pressing force can be set, for example, by selecting a constituent material of the seal cap 52 (adjustment of rubber hardness).

なお、一般に、遠心ボウルでは、回転摺動面を構成するステータ側リングとロータ側リングの表面粗さは、もともと平滑であり、摩擦係数も小さい。したがって、本発明の遠心ボウル10におけるステータ側リング50とロータ側リング54の表面粗さが従来の遠心ボウルと同程度であれば、上述した効果を得ることを妨げない。参考までに、ステータ側リング50とロータ側リング54の表面粗さRaは、例えば、0.35μm以下に設定される。   In general, in a centrifuge bowl, the surface roughness of the stator side ring and the rotor side ring constituting the rotary sliding surface is originally smooth and the friction coefficient is small. Therefore, if the surface roughness of the stator side ring 50 and the rotor side ring 54 in the centrifugal bowl 10 of the present invention is approximately the same as that of a conventional centrifugal bowl, the above-described effects are not prevented. For reference, the surface roughness Ra of the stator side ring 50 and the rotor side ring 54 is set to 0.35 μm or less, for example.

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。   In the above description, the present invention has been described with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Yes.

10…遠心ボウル 12…ステータ
14…ロータ 50…ステータ側リング
54…ロータ側リング 82…回転摺動面
W…回転摺動面の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Centrifugal bowl 12 ... Stator 14 ... Rotor 50 ... Stator side ring 54 ... Rotor side ring 82 ... Rotation sliding surface W ... Rotation sliding surface width

Claims (2)

血液又は血液成分の流入口及び流出口が設けられたステータと、
前記ステータに対して回転可能に設けられたロータと、
前記ステータと前記ロータとの円環状の回転摺動面を有するシール機構と、を備え、
前記回転摺動面の径方向の幅は、1370〜1530μmに設定されている、
ことを特徴とする遠心分離器。
A stator provided with an inlet and an outlet for blood or blood components;
A rotor provided rotatably with respect to the stator;
A sealing mechanism having an annular rotary sliding surface between the stator and the rotor,
The radial width of the rotating sliding surface is set to 1370-1530 μm,
A centrifuge characterized by that.
請求項1記載の遠心分離器において、
前記遠心分離器は、前記遠心分離器を駆動する駆動装置に前記遠心分離器がセットされ、前記回転摺動面に所定の押圧力が掛けられた状態で、前記ロータが回転駆動されるものであり、
前記押圧力は、500g以下である、
ことを特徴とする遠心分離器。
The centrifuge of claim 1, wherein
The centrifuge is configured such that the rotor is rotationally driven in a state in which the centrifugal separator is set in a drive device that drives the centrifuge and a predetermined pressing force is applied to the rotating sliding surface. Yes,
The pressing force is 500 g or less.
A centrifuge characterized by that.
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