JP2839588B2 - 連続遠心分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、血液等の流動性物質を、連続的に遠心分離
処理をすることができる装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、連続的に血液等の遠心分離処理を行う装置とし
ては、例えば、特許公開公報；昭62−299762号記載の装
置があった。

かかる装置の要点を略述すると、遠心分離用ロータの
他に、これと回転が同期可能に制御されるチューブ交換
用ロータを同軸上に、設け、さらに、チューブ交換用ロ
ータの周辺部に、チューブ装填手段とチューブ取り出し
手段とを付設して構成されるものであった。

この装置の作用は、先ず、遠心分離用ロータを電気モ
ータで高速回転させる。次に、チューブ装填手段により
チューブを、一旦、停止中のチューブ交換用ロータ内に
装填する。そして、チューブ装填後、該チューブ交換用
ロータを起動させ、徐々に高速回転させて、既に高速回
転をしている遠心分離用ロータと同期させる。ここで、
同期制御手段は光学的手段によっている。同期後、遠心
管をチューブ交換用ロータから遠心分離用ロータへ移送
装填し、目的の遠心分離作業を実行する。

次に、チューブの取り出しは、前記工程の逆の工程を
踏むことにより行うものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の装置にあっては、遠心分離用のロータ
の他に、これと同規模のチューブ交換用のロータを併せ
て設けなければならず、さらには、チューブの移送・装
填手段をも取り付けなければならないため、機構的に複
雑であった。

また、両ロータの同期も困難である。すなわち、回転
数を一致させることは比較的容易に行うことができる
が、所望の位置で一致させて同期させることは、非常に
困難であった。チューブ装填位置が完全に一致せず、多
少の位置のづれがあると、容易にチューブを移し換える
ことが出来なくなる恐れがあるからである。

したがって、所定の位置をもって同期させるには相当
の制御手段と時間を要し、迅速性に欠ける問題点があっ
た。

さらにまた、上記構成では、機械的機構及び電気的制
御手段が複雑になるため理論上可能でも、実際上は信頼
性に乏しいという問題点もあった。

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたも
ので、チューブ交換用ロータを必要とせず、個別独立に
複数個のチューブ回転装置を設け、所定のチューブ回転
装置のみを停止させて確実に装填・取り出しをすること
ができると共に、順次装填と取り出しとを繰り返し行う
ことにより、連続的な遠心分離処理を可能としたもので
ある。

さらには、遠心分離用チューブの装填及び取り出し用
の装置を一連に構成することにより遠心分離の連続自動
化及びシーケンス制御に対応させることができる連続遠
心分離装置の提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の連続遠心分離装
置は、一定の間隔でステップ回転するインデックスと、
該インデックスに放射状に複数個配設されたチューブ回
転装置と、該チューブ回転装置に付設された回転駆動源
により、チューブ回転装置内で軸回転するロータと、該
ロータ内において、ロータの回転面の半径方向に配置さ
れたチューブ保持手段と、前記インデックスがステップ
回転して、チューブ回転装置が所定の位置に来たときに
のみ、ロータの回転を停止させるロータ停止機構と、か
ら成ることを特徴とするものである。

〔作用〕

次に、上記のように構成した連続遠心分離装置の作用
について述べる。

インデックスは適宜の時間間隔でステップ回転させ
る。ここで、ステップ間隔は、ロータへのチューブ装填
に要する時間と、ロータからのチューブ取り出しに要す
る時間とを考慮して、さらには、被遠心分離物質の特性
により適宜設定される。チューブ回転装置の一つが所定
の位置に来たときにのみ、かかる装置のロータをロータ
停止機構の作用により停止させ、該ロータ内にチューブ
を装填する。装填後、該チューブ回転装置はインデック
スの動きに従って、ステップ回転移動する。ここで、ロ
ータは、回転駆動源によりロータハウス内で高速回転を
開始し、チューブの遠心分離処理を実行する。次に、チ
ューブ装填済のチューブ回転装置が所定の装填位置から
次のステップへ移動して行くと、次のチューブ回転装置
が所定の装填位置へ移動してくる。ここでまた、同様
に、ロータ内にチューブを装填し、順次これが行われ
る。チューブ回転装置は、内部で遠心分離処理を継続し
ながら、インデックス上をステップ移動する。そして、
所定の取り出し位置に来ると、ロータ停止機構により、
ロータの回転を停止させて遠心分離処理が終了する。こ
こで、処理済のチューブを取り出し、一連の遠心分離作
業を終了することになる。

以上、チューブ装填と取り出しを、次々と行うことに
より、インデックスの一定の動きに従い、チューブの遠
心分離処理が連続して遂行される。

〔実 施 例〕

次に、本発明の具体的な実施の一例を、図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図は、本実施例の装置の全体を上方から見た平面
図、第２図は、チューブ回転装置部分の縦断面図、第３
図は、チューブ回転装置の内部構成を分解して示す斜視
図である。

本実施例装置１は、主に、フレーム２と、インデック
ス３、及びチューブ回転装置４とから構成される。

フレーム２は、本実施例装置１全体を保持するための
もので、上面が平坦な箱型形状を成し、内部にステップ
回転駆動装置（図示せず。）が配置されている。なお、
ここでステップ回転駆動装置は、通常一般に用いられる
装置を用いているため図示されていない。

インデックス３は、フレーム２の上面中央部に露出し
て配置され、略ドーナツ上の形状を成し、フレーム２内
のステップ回転駆動装置（図示せず）により適宜の間隔
でステップ回転するように設定されている。

先ず、チューブ回転装置４の構成について説明する。

チューブ回転装置４は、主に、ロータハウス５と、ロ
ータ６と、回転駆動源７と、主びロータ停止機構８とか
ら構成される。該チューブ回転装置４は、インデックス
３の上面に、その回転中心から放射状に複数個（本実施
例装置においは８個）配置され、かつロータ６の回転面
が垂直になるようにして固定されている。すなわち、ロ
ータ６は縦置きとされる。

ロータハウス５は、略箱型に形成されたロータハウス
本体９と、ロータハウス蓋体10とに分割構成される。ロ
ータハウス本体９には、一方の側面が開放されたロータ
６の回転空間11が形成され、上面にはチューブ挿入口12
が設けられる。また、他方の側面中央部にはロータ６と
回転駆動源７との連結のための開孔13及びスラスト受け
13aが設けられている。該側面の開孔13から適宜距離下
がった位置には、後述するロータ停止機構８の作動に供
するストッパ挿通孔14が開設されている。

ロータハウス蓋体10は、矩形板状を成し、その中央部
には円形のロータ保持凹部15及びスラスト受け15aが形
成されている。

ロータ６は、略肉厚円板状を成し、両底面中心には回
転軸16、16及びその幹部にスラスト受け16a、16aが突出
形成されている。該ロータ６の内部には、その外周面17
に円形の開口18を設け、ここからロータ６の回転面の直
径位置に、チューブ19の径より大きい径を有する直線円
筒状のチューブ装填管20が形成されている。

さらに、ロータ６の側面には、前述のストッパ挿通孔
14に対応した位置に、後述するロータ停止機構８におい
て作用する係合凹部21が形成されている。ここで、係合
凹部21は、ロータ６が停止したとき、ロータハウス５の
チューブ挿入口12と、ロータ外周面17の開口18とが、一
致するように設定される。

かかるロータ６は、回転軸16、16に装着されたベアリ
ング22、22を介して、ロータハウス５内の開孔13とロー
タ保持凹部15において回転自在に保持される。また、ロ
ータ回転軸16、ベアリング22、22、は各スラスト受け13
a、15a、16aによって、軸方向の移動が制限されてい
る。

回転駆動源７は、一般的な電気モータであり、ロータ
ハウス本体９の開孔13側の外側面に付設され、モータ回
転軸23がロータ回転軸16に連結されている。該回転駆動
源７にはパルスジェネレータ24が取り付けられており、
ロータ６の回転数を感知するようにされている。

なお、回転駆動源７としては、上記の電気モータの
他、圧縮エアー回転駆動手段などが考えられる。

次に、ロータ停止機構８について説明する。

第４図は、ロータの停止機構８を示す斜視図である。
すなわち、Ｌ字状アングルでアーム25が形成され、その
一方の端部25aは、ロータハウス本体９の外側面に、ピ
ン26により回動自在にヒンジ固定される。他方の端部25
bは、ロータハウス本体９の外側面に螺合固定されたシ
ョルダスクリュー27が遊貫して取り付けられ、ショルダ
スクリュー27に取り付けられたスプリング28により、ロ
ータハウス本体９側に付勢されている。

該アーム25の端部25bよりの中程には、前述の係合凹
部21と係合するストッパ29が、ストッパ貫通孔14を貫通
するようにして取り付けられている。該ストッパ29の先
端部には、ローラ30が取り付けられ、ロータ６との摩擦
を軽減している。また、アーム25の端部25aとストッパ2
9の間には、ロータハウス本体９の側面に固定された、
略コ字状の台座31を介してソレノイド32が取り付けられ
ている。該ソレノイド32の作動ロッド33は、アーム25に
連結され、ストッパ29の取り付け方向と反対方向に作動
するようにされている。

以上のように構成することにより、本実施例は次によ
うに作用する。

図面第１図においてインデックス３は、適宜の時間間
隔をもってステップ回転し（本実施例では右回転。）、
それに従って各チューブ回転装置４、４、４、・・・、
が回転してフレーム位置ＡＢＣ・・・・Ｈと順
次移動する。

フレーム位置Ａをチューブ装填位置と設定すると、装
置番号のチューブ回転装置４は、Ａの位置においてロ
ータ６の回転が停止される。ここで、ロータハウス５の
上面にあるチューブ挿入口12を通って、ロータ６内のチ
ューブ装填管20に、被処理溶液が収められたチューブ19
が装填される。次に、該チューブ19が装填された装置番
号のチューブ回転装置４は、ステップ移動にしたがっ
てＡの位置からＢの位置に移動する。ここで回転駆動源
７の起動によりロータ６がロータハウス５内で高速回転
を開始し、チューブ19内溶液の遠心分離処理を行う。該
ロータ６は、装置番号のチューブ回転装置４がＢ〜Ｇ
の位置に順次ステップ移動する間、高速回転を維持し遠
心分離処理を実行するようにされている。

そして、順次ステップ移動しフレーム位置Ｈにくる
と、ロータ６の回転が停止し、ここで、チューブ回転装
置４から、遠心分離処理済のチューブ19を取り出し、一
連の遠心分離処理作業が終了する。

ところで、ロータ６の停止動作は、第４図に示すロー
タ停止機構８の作用により、次のように行われる。

すなわち、回転駆動源７が回転力伝達を停止すると、
ロータ６は、惰性により回転しながら、徐々に回転数が
落ちていく。この間、パルスジェネレータ24よって回転
数を感知し、約１秒間に１回転程度に落ちたところで、
ソレノイド32の引きを解除し、スプリング28の付勢力で
ストッパー29を伸出させ、ロータ６の側面に作用させ
る。そして、該ストッパー29先端のローラ30が、ロータ
６の係合凹部21に係合すると、回転が停止し、チューブ
挿入口12とロータ外周面17の開口18とは、一致した位置
となる。

なお、ロータ６の停止においては、上記の他に、回転
駆動源７に減速手段、例えば、一般に用いられるブレー
キ付電気モータ等を用いてもよい。これにより、ローラ
６の停止時間が短くなり、一連の遠心分離処理の時間短
縮が計れる。

以上の各工程を各チューブ回転装置４、４、・・・毎
に、順次繰り返せば、連続して遠心分離処理を行うこと
ができる。

尚、本実施例では、フレーム位置Ａにおいてチューブ
装填、フレーム位置Ｈにおいてチューブ取り出しを行っ
ているが、これに限るものでなく、フレーム位置Ａにお
いてチューブの装填・取り出し作業を行うようにしても
よい。

また、インデックス３のステップ時間は、被処理溶液
の種類によって適宜設定され、ロータ６の回転速度も同
様に適宜設定される。

さらに、本実施例では、チューブ19の装填をロータハ
ウス５の上面に開けられたチューブ挿入口12により行っ
ているが、このほかにロータハウス５の側面からチュー
ブ19を装填するようにしてもよい。

さらにまた、本実施例装置１は、ロータ６の回転面が
インデックス３に対して垂直になるように、チューブ回
転装置４を縦置きとしているが、この他、これを横置き
とし、ロータ６の回転面がインデックス３の回転面と平
行になるように配置してもよい。

本実施例はチューブ装填管20にチューブを保持して遠
心分離処理を行っているが、チューブ装填管20に直接、
被分離溶液を注入して行う、所謂チューブレス方式とす
ることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上に説明したように構成されているの
で、次のような効果を奏する。

（１） 個別独立したチューブ回転装置を複数個設置し
ているため、必要なチューブ回転装置のみの回転を停止
させることができ、またこれにより、チューブの装填・
取り出しが容易確実になると共に、これを各チューブ回
転装置毎に順次行えば、連続した処理ができることにな
る。

（２） インデックスのステップ回転スピードを適宜設
定することにより、遠心分離時間を自由に設定でき、ま
たロータの回転をパルスジェネレータで感知して回転数
を個別的に制御することにより、さらには、チューブの
装填・取り出しをロボット化する等、予めプログラムを
設定することにより、自動化またはシーケンス制御に対
応できる利点がある。

（３） ロータ内に装填するチューブが１本乃至２本ぐ
らいであるため、ロータを小型にすることができる。し
たがって慣性モーメントが小さくなり、小型の駆動装置
でも短時間で一定の高速回転に到達することができ、ま
た停止までの時間が短くなって、迅速な処理が可能とな
る。

（４） 放射状にロータハウスを配置しているため、イ
ンデックスの直径を変えることにより、ロータハウスの
設置個数を自由に設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本実施例の装置全体を上方から見た平面図、
第２図はチューブ回転装置部分の縦断面図、第３図はチ
ューブ回転装置の内部構成を分解して示す斜視図、第４
図はロータ停止機構を示す斜視図である。 １……遠心分離装置、２……フレーム ３……インデックス、４……チューブ回転装置 ５……ロータハウス、６……ロータ ７……回転駆動源、８……ロータ停止機構 19……チューブ、20……チューブ装填管 29……ストッパー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定の間隔でステップ回転するインデック
   ス（３）と、 該インデックス（３）に放射状に複数個配設されたチュ
   ーブ回転装置（４）と、 該チューブ回転装置（４）に付設された回転駆動源
   （７）により、チューブ回転装置（４）内で軸回転する
   ロータ（６）と、 該ロータ（６）内において、ロータ（６）の回転面の半
   径方向に配置されたチューブ保持手段（20）と、 前記インデックス（３）がステップ回転して、チューブ
   回転装置（４）が所定の位置に来たときにのみ、ロータ
   （６）の回転を停止させるロータ停止機構（８）と、か
   ら成ることを特徴とする連続遠心分離装置