JP2605179Y2 - 遠心分離機用アングルロータとチューブ保持板 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は遠心分離機用アングル
ロータとチューブ保持板に関し、特にロータの慣性モー
メントの低減に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来の遠心分離機のロータにおいて１５
０００rpm 位で使用されるアングルロータでは、図８Ａ
（実公昭５６−１６２０４の第２図）に示されたロータ
や、図８Ｂ（実公昭５７−４０１１２の第２図）に示さ
れたロータのように、一般にアルミニウム合金などのブ
ロックから切削加工により円錐台状の形状に削り出さ
れ、回転軸心に対しある角度例えば４５度の傾斜をもっ
てサンプルチューブを挿入するためのサンプルチューブ
穴が設けられている。

【０００３】一般にマイクロチューブと呼ばれるサンプ
ルを収容するチューブはロータのチューブ挿入用の穴の
開口端で保持されるようになっている。サンプルチュー
ブの保持の方法には二通りあって、一つはロータのチュ
ーブ穴の底でチューブを支える方法と、もう一つはロー
タの穴の開口端にチューブのリップ（つば）を引っかけ
る方法とがある。後者は直接チューブを引っかける場合
と鍔付きのアダプタを作ってその中にチューブを収容す
る場合とがある。

【０００４】ところで最近、マイクロチューブはＤＮ
Ａ，ＲＮＡなどの研究に多く使用されるようになり、沢
山のサンプルを遠心処理するために、遠心機の加速、減
速の短時間化が要望されるようになってきた。特に酵素
を用いた実験を行っているときには酵素の活性が時間の
経過と共に低下してしまうので、遠心操作が短時間でで
きるか否かがその実験の成功を左右する条件になってい
る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】この要望に答えるには
遠心分離機のモータを強力にするか、モータの負荷であ
るロータの慣性モーメントを小さくする必要がある。こ
の課題を解決する手段の一つとして図９（特公平２−３
８２６４の第１図）に示すようなプレス成形のロータが
考案されている。これは板をプレス成形しているために
慣性モーメントは著しく小さい。しかしこのロータを製
作するには高価なプレス金型が必要になる。

【０００６】また使用者がチューブのサイズを変えた
り、一回の遠心操作で処理できる本数を増やしたいとい
った要望を持ったとき、容易にロータの大きさを変更す
ることができず、新たに金型を製作しなければならない
欠点がある。そこで、チューブサイズや本数の変更が容
易にで、かつ製作コストの比較的安価な慣性モーメント
の小さいロータが要望されるに至った。

【０００７】また、慣性モーメントの小さいロータを開
発することはモータのパワーを小さく押さえることにつ
ながり、遠心分離機本体のコストを押さえるためにもま
た消費エネルギー低減のためにも追求されなければなら
ない課題となっている。もう一つの問題点は、マイクロ
チューブには数種類の容量、サイズがあり、使用者は使
用するチューブのサイズにあったロータを何個か用意す
るか、または孔のサイズの一番大きいロータを準備して
おき、それよりも小さいチューブは図８Ｂに示すように
チューブごとにアダプタを付けて使用していた。チュー
ブ専用のロータを何種類も揃える事は使用者にとって経
済的に負担となっているし、使用する度にロータを交換
しなければならない煩雑さと、煩雑さが度重なるとロー
タの取付操作を誤ってロータを回転軸に固定し忘れ、そ
の状態で回転させたときロータが外れて事故を起こすな
ど好ましくない状況であった。

【０００８】またチューブ１個用のアダプタはコストは
比較的安価であるが使用する度にロータの孔の数だけア
ダプタを抜き差ししなければならないため煩雑な作業で
あった。また多数個のアダプタになるため紛失する機会
も多くなり、使用者は余分な気を使わなければならなか
った。この考案の目的は、チューブサイズや本数の変
更が容易でかつ製作コストの比較的安価な慣性モーメン
トの小さいロータを提供すること、チューブサイズの
変更時に使用するアダプタの使い勝手を向上させること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、マイクロチュ
ーブの遠心操作によって発生する荷重を支え保持するの
はロータのチューブ穴の開口端であり、基本的にはこの
部分があればチューブを保持でき、それよりも下の部分
はマイクロチューブを保持するには不要でありこの部分
が慣性モーメントを大きくする原因になっているので、
この無駄な部分を削除すれば良いことに着目し、チュー
ブのリップから下の部分が挿入される空間を切削加工で
削り取ってしまう方法を考案した。

【００１０】しかしそのままではマイクロチューブの下
側が露出しておりロータが回転したときマイクロチュー
ブが空気摩擦を起こし風損が増大してしまうので風防の
カバーが必要になるのでロータの外周を少し残して切削
加工し、底部分は薄い板でおおえば良いことに着目し
た。サイズの違うマイクロチューブに対応するためロー
タを付け替えないでその上にチューブ孔を開けたチュー
ブ保持板を載せることによってロータを交換する煩雑さ
と危険性、チューブ１個用のアダプタを交換する煩わし
さを解消した。

【００１１】

【実施例】この考案のアングルロータ１００は、図１に
示すようにロータ本体５０と、ロータ蓋６０と、底板７
０とで構成される。ロータ本体５０は、アルミニウム合
金などの金属ブロックを切削加工して作られ、図２に示
すように底面にモータシャフト挿入用の中心孔５１を有
する回転軸部５２と、回転軸部５２の周面に一体に突設
された薄いすりばち状のテーパ付き鍔部５３と、テーパ
付き鍔部５３の突端より一体に延長されたロータの外周
を囲むカバー部５４とより成る。カバー部５４は風防壁
を形成し、遠心力に耐える強度の厚さで回転軸部５２と
同心に削り残されている。カバー部５４の延長端（下
端）は底板７０の周縁と係合し、なめらかな突起のない
ロータの外周面を形成している。テーパ付き鍔部５３の
テーパ面にほゞ直角に、大きさの等しい複数のチューブ
孔５５が回転軸心に対してほゞ４５°の傾斜を持って、
周方向に沿って貫通形成されている。

【００１２】カバー部５４のチューブ孔５５と対向する
延長端に近い部分の曲がりは、強度を増すためと、サン
プルチューブ８０がパンクした時、サンプルがロータの
底に溜り、飛散しないための液溜りをつくる。チューブ
が破れるとサンプルがロータの内側に飛散する。液溜り
がないと、漏れたサンプルがロータ室内にばらまかれ、
蒸気になり、それは排気と一緒に遠心機の外へ排出され
る。それは、使用者の作業環境を悪くし、バイオハザー
ドの危険性もある。液溜りはそれを防止することができ
る。

【００１３】ロータ蓋６０は、図１に示すように、概ね
薄い円板状に形成され、その中心につまみ６１が取付け
られる。底板７０は、図１に示すようにリング状に、金
属または合成樹脂の薄板で作られ、ロータ本体５０の底
面側を塞ぐようにボルト７１でテーパ付き鍔部５３の底
面に取付けられる。底板７０の外周縁はカバー部５４の
延長端に係合される。図３は底板の断面図である。図の
例では、底板７０は円形の洋皿を裏返したような形状で
その軸心に、回転軸部５２の外形より大きい中心孔７２
が形成され、中心孔７２の内周縁の近くに、底板７０を
ボルトで取付けるための複数の取付孔７３があけられて
いる。

【００１４】テーパ付き鍔部５３とカバー部５４と底板
７０とで囲まれて、回転軸部５２と同心のドーナツ状ス
ペース５６が形成され、そのスペースに、チューブ孔５
５に挿入されたサンプルチューブ８０が収納される。チ
ューブ孔５５の内径より小さい外径のマイクロチューブ
を用いる場合には、図４に示すようにテーパ付き鍔部５
３の内面にチューブ保持板８２（図５，図６）を取付
け、チューブ保持板８２のチューブ孔８３にサンプルチ
ューブを挿入する。

【００１５】チューブ保持板８２は、アルミニウム、ス
テンレススチールなどの金属板をへら絞りまたはプレス
成形するか、または合成樹脂材で成形して作られるもの
で、概ね円形の洋皿状に形成される。その軸心に中心孔
８４が、周辺にリング状のテーパ部８５がそれぞれ形成
される。テーパ部８５に、ロータ本体のチューブ孔５５
に対応し、サンプルチューブを挿入、保持する複数のチ
ューブ孔８３が周方向に沿って形成される。

【００１６】チューブ保持板８２は、サンプルチューブ
のサイズによって何種類かが準備されており、使用者は
その一つを選択し、２つの小孔８６をテーパ付き鍔部５
３に植立てられた回転止め用のピン８７に係合させ、押
さえリング８８でロータ（テーパ付き鍔部５３）の内面
に取付けられる。中心孔８４は回転軸部５２の上面に取
付けられた押さえ金具９０の外周面に係合するようにな
っている。

【００１７】回転軸部５２の上面の軸心に、中心孔５１
に挿入されたモータシャフトにロータ本体５０を取付け
るためのロータ止めボルト８９が装着される。ロータ止
めボルト８９の頭部の周りに、円筒状の押さえ金具９０
が、回転軸部５２の上面に同心にボルト９２で取付けら
れる。押さえ金具９０の外周面のねじに押さえリング８
８の内周面のねじを螺合させて、チューブ保持板８２を
回転軸部５２の上面に押さえつけ、固定することができ
る。押さえリング８８の底面にはリング状の溝が同心に
形成され、その溝にＯリング９３が取付けられる。

【００１８】ロータ蓋６０は、必要に応じ、押さえ金具
９０の内周面のねじに螺合させてロータ本体５０に取付
けられる。なお、ロータ止めボルト８９とロータ蓋のつ
まみ６１のねじ部の長さは、ロータ本体のモータシャフ
トに対する取付けがゆるんでいたときのチェック機能も
有している（図７参照）。

【００１９】ロータ本体がモータシャフトに正しく取付
けられているときは、ロータの蓋のつまみ（取付ねじ）
６１が押さえ金具９０の内周面のねじに螺合したとき、
つまみの下端はロータ止めボルト８９との間に少しの隙
間ができるかまたは対接するようになっている。ところ
が、もし使用者がロータを清掃のためなどで取り外し再
度取付けたときに、このロータ止めボルト８９を十分に
締めることを忘れた場合には、つまみ６１の下端がロー
タ止めボルト８９にぶつかってロータ蓋６０が正しく締
まらないようになっている。使用者はロータ蓋６０が正
しく締まらないで隙間９４があいていることからロータ
止めボルト８９の締め付け誤りを知ることができるよう
になっている。

【００２０】図５のチューブ保持板８２では、同じ大き
さのチューブ孔８３が設けられているが、図６に示すよ
うに、例えば1.５ミリリットル用チューブ孔８３ａ，0.
７５ミリリットル用チューブ孔８３ｂ，0.４ミリリット
ル用チューブ孔８３ｃのような複数種類の大きさのチュ
ーブ孔（ロータ本体のチューブ孔５５に対応し、その大
きさを越えない）を設けてもよい。この場合には、各サ
イズごとの孔数は少なくなるが、チューブサイズがかわ
っても、いちいちチューブ保持板を交換する必要がない
ので、使用するチューブ本数が多種類でそれぞれが少な
い場合に便利である。

【００２１】

【考案の効果】この考案によれば、 （１）ロータの穴と穴との間にあった無駄な部分が削り
取られているために高速ロータとしての強度を保ちつつ
慣性モーメントの小さい、かつ風損の小さいアングルロ
ータが実現できる。

【００２２】（２）プレス成形のような高価な金型を使
用しないで、切削加工により製作されるため製作費は比
較的安価であり、また異なったサイズのロータが容易に
製作できる融通性がある。 （３）従来のアングルロータではサンプルチューブのサ
イズが変わったときはそのチューブのサイズに合わせた
別のロータに交換し直さなければならなかったのに対し
て、この考案のロータでは、チューブ保持板を追加する
だけで良いので取扱いが簡単で、使い勝手が良く、また
チューブ保持板はプレス成形やへら絞り成形などで容易
に製作できるので、製作コストが安価であり、使用者が
何種類ものチューブ保持板を揃えても経済的な負担は微
々たるものである。

【００２３】（４）また本考案の別の効果として、従来
のアングルロータを使用した場合にロータのチューブ穴
にチューブが挿入されていない部分があると高速回転さ
せたときにその穴が笛のようになって不快な笛音を発生
することがあり、サンプルチューブ穴の底に穴を明ける
か、ロータに蓋をかぶせて開口が高速回転による速い空
気の流れに接触しないようにする、などの対策を講じな
ければならなかった。

【００２４】本考案の方法であればサンプルの挿入して
いない部分があっても、気柱となるべき穴が無いので笛
音は発生しない。よってロータの蓋を使用しないでもロ
ータを使用できる。この蓋を締めないでもロータを使用
できるということは、使用者にとっては重要なことで、
騒音防止のためにいちいちロータの蓋を締めたり外した
りしなければならないことは面倒な操作であり、ＤＮ
Ａ，ＲＮＡなどの研究をしているサンプル数が多い実験
者にとっては迅速な実験の妨げとなる。

【００２５】（５）一枚のチューブ保持板に、複数種類
の大きさのチューブ孔をそれぞれ複数個設けた場合に
は、チューブサイズが変わっても、いちいちチューブ保
持板を変更する必要がないので、使用するチューブ本数
が多種類でそれぞれが少ない場合に便利である。 （６）平成５年５月３１日に出願した実用新案登録願平
５−２８７５５号のアングルロータでは、サンプルチュ
ーブが重くて遠心荷重が大きいときにはチューブ保持板
８２の板厚を大きくしなければ荷重に耐えないで板が割
れたり曲がってしまう恐れがあった。しかし、今回の考
案であれば一回に遠心できるサンプル数は決まってしま
うが、ロータのチューブを保持する部分に強度を持たせ
られるので重いサンプルも問題なく遠心処理できる。ま
たサイズの小さいチューブを処理するためのチューブ保
持板も下側をロータで支えられているので薄い板厚で十
分である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のアングルロータの実施例を示す縦断
面図。

【図２】図１のロータ本体５０の断面図。

【図３】図１の底板６０の断面図。

【図４】チューブ保持板８２を付加した場合の図１のア
ングルロータの縦断面図。

【図５】この考案のチューブ保持板の実施例を示す図
で、Ａは平面図、Ｂは断面図。

【図６】この考案のチューブ保持板の他の実施例を示す
図で、Ａは平面図、Ｂは断面図。

【図７】図１のアングルロータにおいて、モータシャフ
トに対するロータ本体の取付不良のために、ロータ蓋が
締まらない状態を示すためのアングルロータの縦断面
図。

【図８】従来の切削加工で作られたアングルロータの断
面図。

【図９】従来のプレス成形で作られたアングルロータの
断面図。

Claims (5)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ本体と、ロータ蓋と、底板とより
   成る遠心分離機用アングルロータであって、 前記ロータ本体は、底面にモータシャフト挿入用の中心
   孔を有する回転軸部と、その回転軸部の周面にその回転
   軸に対してほぼ４５°の傾斜を持つテーパ部が一体に上
   方に突設されたすり鉢状のテーパ付鍔部と、前記テーパ
   部の突端にそのテーパ部に対してほぼ直角に一体に外方
   に延長され、更にその先端部がほぼ直角内側に円弧状に
   曲げられて、ロータの外周を囲むカバー部を有し、前記
   テーパ部のテーパ面にほぼ直角に、大きさの等しい複数
   のチューブ孔が周方向に沿って配列されて貫通形成さ
   れ、前記テーパ部外面の前記チューブ孔形成位置と前記
   カバー部の先端部内面との間隔が、前記チューブ孔に挿
   入されたサンプルチューブの先端が前記カバー部の先端
   部と接触されないように選定されている金属体であり、 前記底板は、前記ロータ本体の底面側を塞ぐように、前
   記カバー部の先端部にその外周部が、及び前記テーパ付
   鍔部にその内周部がそれぞれ取付けられるリング状の薄
   板であり、前記ロータ蓋は、前記テーパ部の突端にその外周部が、
   及び前記回転軸部にネジ止めされるつまみの外周にその
   内周部がそれぞれ取付けられるリング状の薄板であり、 前記テーパ付き鍔部と前記カバー部と前記底板とで囲ま
   れて、前記回転軸部と同心のドーナツ状スペースが形成
   され、そのスペースに前記チューブ孔に挿入されるサン
   プルチューブが収納されることを特徴とする、 遠心分離機用アングルロータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の遠心分離機用アングルロ
   ータにおいて、前記テーパ付き鍔部の前記複数のチュー
   ブ孔にそれぞれ対向する複数のチューブ孔が周方向に沿
   って形成されているチューブ保持板を、前記テーパ付き
   鍔部の内面に取付ける機構が設けられていることを特徴
   とする。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の遠心分離機用ア
   ングルロータにおいて、 前記回転軸部の上面の軸心に、前記中心孔に挿入された
   モータシャフトに前記ロータ本体を取付けるためのロー
   タ止めボルトが装着され、 そのロータ止めボルトの頭部の周りに、円筒状の押さえ
   金具が、前記回転軸部の上面に同心に取付けられ、 その押さえ金具の内周面に、前記ロータ蓋のつまみを螺
   合させて取付けるねじが形成され、 前記ロータ本体が前記ロータ止めボルトによりモータシ
   ャフトに正常に取付けられているとき、前記押さえ金具
   を介して前記ロータ本体に取付けられた前記ロータ蓋
   は、その外周部が前記テーパ付き鍔部の突端に係合する
   と同時に、前記つまみの底面が前記ロータ止めボルトの
   頂面に対接または近接対向するように構成されているこ
   とを特徴とする。
4. 【請求項４】 遠心分離機のアングルロータ本体の内面
   に取付け取外しが可能なチューブ保持板であって、 薄いすりばち状に形成され、そのテーパ付きの周辺部
   に、サンプルチューブを挿入保持し、大きさが等しく、
   アングルロータ本体のチューブ孔と対応し、その大きさ
   より小さい複数の孔が周方向に沿って形成されているこ
   とを特徴とするチューブ保持板。
5. 【請求項５】 遠心分離機のアングルロータ本体の内面
   に取付け取外しが可能なチューブ保持板であって、 薄いすりばち状に形成され、そのテーパ付きの周辺部
   に、サンプルチューブを挿入保持し、大きさが複数種類
   で、アングルロータ本体のチューブ孔と対応し、その大
   きさを越えない複数の孔が周方向に沿って形成されてい
   ることを特徴とするチューブ保持板。