JP3137414U

JP3137414U - 遠心分離機

Info

Publication number: JP3137414U
Application number: JP2007007076U
Authority: JP
Inventors: 浩司堀川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2017-09-11

Abstract

【課題】遠心分離された高密度成分と上澄み液を混合することなく確実に分離することができる遠心分離機を提供する。
【解決手段】円盤状の試料保持部７１の外周部に遠心分離された密度の高い高密度成分は、ロータ７を過剰回転して円筒状孔７２と、ボール７３と、スプリング７４と、シール部７５で構成される開閉弁を開とし、分離試料が保持されている試料保持部７１から、独立した試料受４１に排出されるため、分離試料の上澄み液等と混合することなく確実に分離することができる。
【選択図】図３

Description

本考案は、遠心力を利用して微小粒子の分離を行うために使用される遠心分離機に関するものである。

遠心分離機は、高速回転可能な駆動モータと、この駆動モータで駆動され高速回転するロータと、これらを保持し密閉する筐体と蓋などで構成される。前記ロータ内にはその中心から放射状に等間隔で複数の円筒状筒が形成されている。分離試料を遠心分離するには、分離試料が注入された試料容器（遠心管）をロータ内に形成された円筒状筒に挿入し、所定時間ロータを高速回転する。所定時間後、遠心分離された試料が入った遠心管をロータより取り出し、遠心管を傾けて上澄み液を取り出し、底に溜まった密度の高い部分と分離する。

しかし、遠心分離した密度の高い部分と上澄み液との比重が似通っている場合、遠心管に衝撃を与えると、遠心分離された密度の高い部分と上澄み液が界面で混ざり合うため、遠心管の扱いには細心の注意を要した。このため、密度の高い部分を捕捉するための溝を底部に備えた遠心管が提供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−１４７９６４号公報

遠心分離された試料が入った遠心管を傾けて上澄み液を取り出し、底に溜まった密度の高い部分と分離する場合、手作業によるバラツキや遠心分離された界面での混ざり合い等のため、上澄み液と密度の高い部分とを完全に分離することが困難である。

駆動モータと、前記駆動モータにより高速回転駆動されるロータと、このロータに付設され試料が遠心力の作用を受けるよう収容される試料容器と、ロータの回転を制御する制御部で構成される遠心分離機において、前記試料容器の底は開口されるとともにロータの回転数に応じて開口部を開閉する開閉弁が内設されている。開閉弁は回転数に応じて移動する移動体を内包し、この移動体の移動範囲を制限する制限手段を備える。なお、制御部は、遠心分離のための回転数とその持続時間と、開閉弁が作動するための回転数とその持続時間を制御する。

さらに本考案は、駆動モータと、前記駆動モータにより高速回転駆動されるロータと、このロータに内設されロータの回転軸と同一回転軸を有し円盤状の空間であって試料が遠心力の作用を受けるよう収容される試料保持部と、ロータの回転を制御する制御部で構成される遠心分離機において、前記試料保持部の外周側は開口されるとともにロータの回転数に応じて開口部を開閉する開閉弁が内設されている。開閉弁は回転数に応じて移動する移動体を内包し、この移動体の移動範囲を制限する制限手段を備える。なお、制御部は、遠心分離のための回転数とその持続時間と、開閉弁が作動するための回転数とその持続時間を制御する。

また本考案は、駆動モータと、前記駆動モータにより高速回転駆動されるロータと、このロータに内設されロータの中心から放射状に等間隔で形成された複数の円筒孔であって試料が遠心力の作用を受けるよう収容される試料保持部と、ロータの回転を制御する制御部で構成される遠心分離機において、前記試料保持部の外周側は開口されるとともにロータの回転数に応じて開口部を開閉する開閉弁が内設されている。開閉弁は回転数に応じて移動する移動体を内包し、この移動体の移動範囲を制限する制限手段を備える。なお、制御部は、遠心分離のための回転数とその持続時間と、開閉弁が作動するための回転数とその持続時間を制御する。したがって、遠心分離された密度の高い部分はロータの外に取り出される。

遠心分離された密度の高い部分は、分離試料が保持されていたロータ内の開閉弁を備えた試料容器から独立した場所に取り出されるため、上澄み液と混合することなく確実に分離することができる。

分離試料から可能な限り多くの分離対象を抽出するために試料の状態を外部から目視可能なように蓋と、ロータ等は透明な部材で構成することが望ましい。

本考案の第１の実施例について図１、図２、図５を参照して説明する。図１は、本考案の実施例１による遠心分離機の概略構成図である。図２は、本考案の実施例１による遠心分離の概要を説明する図である。図５は、本考案の実施例１、２による遠心分離のタイムチャートである。

本考案の第１の実施例による遠心分離機は、図１に示すように、制御部３により制御されるモータ１と、このモータ１により駆動され回転する着脱可能なロータ２と、モータ１を保持する静止部４と、開閉可能な蓋５で構成される。ロータ２の内部には、遠心管６が保持される複数の円筒孔がロータ２の中心から放射状に等間隔に形成され、この円筒孔の先端はロータ２の外周を貫通し試料をロータ２の外に排出する排出口２１を有する。前記遠心管６は、試料が遠心力の作用を受けるよう収容される試料容器であり、この中に収容された試料はロータ２の高速回転により遠心分離される。

遠心管６の底部は、スプリング６３とボール６２を内包し底部に開口を有する円筒状孔６１と、シール部６４で構成される。ボール６２はスプリング６３のバネ力によりシール部６４に通常時密着し、ロータ２の回転数が増大した過剰回転において、スプリング６３に加わる遠心力に伴う力がバネ力より大きくなるとボール６２はシール部６４から離れる。このように遠心管６の底部は、回転数に応じて開閉する開閉弁を構成する。ボール６２がシール部６４から離れる最大距離は図示しないストッパーにより制限される。静止部４の外周には遠心分離され前記開閉弁より排出される試料を受ける試料受４１が配設される。

本考案の第１の実施例による遠心分離機では、図２、図５に示すように、遠心分離が行われる。図２において、図１と同一の符号で示される物品は図１における物品と同一であり詳述は省略する。（ａ）は運転開始Ｔ１前の状態を示す。分離試料８１が遠心管６に注入されロータ２の円筒孔に挿入されている。開閉弁は閉じており、密度の高い高密度成分８２は分離試料８１中に均等に分布し、試料面８３は水平になっている。（ｂ）は定格運転到達時Ｔ２の状態を示す。（ａ）との相違は回転数が定格回転Ｎ１となり試料面８３が鉛直に近くなっている。

（ｃ）は遠心分離完了時Ｔ３の状態を示す。開閉弁は閉じており、密度の高い高密度成分８２は分離試料８１の外側に分離し、試料面８３は鉛直に近くなっている。（ｄ）はロータ２の過回転運転モード到達時Ｔ４の状態を示す。回転数は過回転Ｎ２に到達し、開閉弁が開き、密度の高い高密度成分８２は排出口２１を介してロータ２の外に排出され、試料面８３は鉛直に近くなっている。（ｅ）はロータ２の過回転運転モード終了時Ｔ５の状態を示す。回転数は定格回転Ｎ１以下となり、開閉弁が閉じ、密度の高い高密度成分８２は試料受４１に収集される。

回転数が過回転Ｎ２での開閉弁は、ボール６２とスプリング６３の質量に加わる遠心力及び試料の質量に加わる遠心力の両方がスプリング６３に作用して開となる。その後、遠心分離された高密度成分８２の排出により試料の質量に加わる遠心力が減少し開閉弁は閉となる。または、制御部３により、遠心分離された高密度成分８２の排出に必要な時間だけ回転数を過回転Ｎ２に制御し、開閉弁を開としてもよい。

本考案は以上の構成であるから、遠心分離された密度の高い高密度成分８２は分離試料８１が保持されている遠心管６から独立した試料受４１に収集されるため、分離試料８１の上澄み液と混合することなく確実に分離することができる。

本考案の第２の実施例について図３〜図５を参照して説明する。図３は、本考案の実施例２による遠心分離機の概略構成図である。図４は、本考案の実施例２による遠心分離の概要を説明する図である。図５は、本考案の実施例１、２による遠心分離のタイムチャートである。

本考案の第２の実施例による遠心分離機は、図３に示すように、制御部３により制御されるモータ１と、このモータ１により駆動され回転する着脱可能なロータ７と、モータ１を保持する静止部４と、開閉可能な蓋５で構成される。ロータ７の内部には、ロータ７と中心を同じくする円盤状の試料保持部７１が形成され、試料保持部７１の外周には、スプリング７４と、ボール７３を内包しロータ７の外周に開口を有する複数の円筒状孔７２と、シール部７５が等間隔に形成されている。

円筒状孔７２と、スプリング７４と、そのバネ力によりシール部７５に通常時密着しているボール７３と、シール部７５は回転数の増大とともに開となる開閉弁を構成する。この開閉弁の開時、ボール７３がシール部７５から離れる最大距離は図示しないストッパーにより制限される。静止部４の外周には遠心分離され、前記開閉弁より排出される試料を受ける試料受４１が配設される。

本考案の第２の実施例による遠心分離機では、図４、図５に示すように、遠心分離が行われる。図４において、図３と同一の符号で示される物品は図３における物品と同一であり詳述は省略する。（ａ）は運転開始Ｔ１前の状態を示す。開閉弁は閉じており、密度の高い高密度成分８２は分離試料８１中に均等に分布し、試料面８３は水平になっている。（ｂ）は定格運転到達時Ｔ２の状態を示す。（ａ）との相違は回転数が定格回転Ｎ１となり試料面８３が鉛直に近くなっている。（ｃ）は遠心分離完了時Ｔ３の状態を示す。開閉弁は閉じており、密度の高い高密度成分８２は分離試料８１の外側に分離し、試料面８３は鉛直に近くなっている。

（ｄ）はロータ７の過回転運転モード到達時Ｔ４の状態を示す。回転数は過回転Ｎ２に到達し、開閉弁が開き、密度の高い高密度成分８２は試料保持部７１の外に排出され、試料面８３は鉛直に近くなっている。（ｅ）はロータ７の過回転運転モード終了時Ｔ５の状態を示す。回転数は定格回転Ｎ１以下となり、開閉弁が閉じ、密度の高い高密度成分８２は試料受４１に収集される。

回転数が過回転Ｎ２での開閉弁は、ボール７３とスプリング７４の質量に加わる遠心力及び試料の質量に加わる遠心力の両方がスプリング７４に作用して開となる。新たに分離試料８１を追加して遠心分離を継続する場合は、過回転Ｎ２の回転数とその持続時間は予備的にトライして決められる。

本考案は以上の構成であるから、遠心分離された密度の高い高密度成分８２は分離試料８１が保持されている試料保持部７１から独立した試料受４１に収集されるため、分離試料８１の上澄み液等と混合することなく確実に分離することができる。

図１に示す実施例１では、遠心管６は回転軸に対して角度をつけて保持するロータ２に配設されているが、遠心管６が回転によりの保持方向を遠心方向にスイングさせるタイプのロータに配設される構成でも、本考案は適用可能である。図３に示す実施例２では、試料保持部７１は円盤状の空間であるが、この代わりにロータ７の中にロータ７の中心から放射状に複数の円筒孔を等間隔に形成し、その円筒孔の外周側に開閉弁を配設してもよく本考案は図示例に限定されない。また、実施例２では、開閉弁は円筒状孔７２と、ボール７３と、スプリング７４と、シール部７５で構成されているが、ボール７３と、スプリング７４と、シール部７５を削除し円筒状孔７２の外周側に板バネを配設して開閉弁を構成しても本考案は適用可能である。また、実施例２では、開閉弁を構成するスプリング７４のバネ力が一種類であるが、複数種類であっても本考案は適用可能である。実施例１及び実施例２では、高密度成分８２の抽出を意図して説明しているが、遠心管６あるいは試料保持部７１に残留する密度の軽い成分（上澄み液）を抽出することも当然可能である。このように、装置は種々の構成とすることができ、本考案はこれら変形例を包含する。

本考案の実施例１による遠心分離機の概略構成図である。本考案の実施例１による遠心分離の概要を説明する図である。本考案の実施例２による遠心分離機の概略構成図である。本考案の実施例２による遠心分離の概要を説明する図である。本考案の実施例１、２による遠心分離のタイムチャートである。

符号の説明

１モータ
２ロータ
３制御部
４静止部
５蓋
６遠心管
７ロータ
２１排出口
４１試料受
６１円筒状孔
６２ボール
６３スプリング
６４シール部
７１試料保持部
７２円筒状孔
７３ボール
７４スプリング
７５シール部
８１分離試料
８２高密度成分
８３試料面
Ｔ１運転開始
Ｔ２定格運転到達時
Ｔ３遠心分離完了時
Ｔ４過回転運転モード到達時
Ｔ５過回転運転モード終了時
Ｎ１定格回転
Ｎ２過回転

Claims

駆動モータと、前記駆動モータにより高速回転駆動されるロータと、このロータに付設され試料が遠心力の作用を受けるよう収容される試料容器と、ロータの回転を制御する制御部で構成される遠心分離機において、前記試料容器の底は開口されるとともにロータの回転数に応じて開口部を開閉する開閉弁が内設されていることを特徴とする遠心分離機。
開閉弁は回転数に応じて移動する移動体を内包し、この移動体の移動範囲を制限する制限手段を備えることを特徴とする請求項１記載の遠心分離機。
制御部は、遠心分離のための回転数とその持続時間と、開閉弁が作動するための回転数とその持続時間を制御することを特徴とする請求項１記載の遠心分離機。
駆動モータと、前記駆動モータにより高速回転駆動されるロータと、このロータに内設されロータの回転軸と同一回転軸を有し円盤状の空間であって試料が遠心力の作用を受けるよう収容される試料保持部と、ロータの回転を制御する制御部で構成される遠心分離機において、前記試料保持部の外周側は開口されるとともにロータの回転数に応じて開口部を開閉する開閉弁が内設されていることを特徴とする遠心分離機。
開閉弁は回転数に応じて移動する移動体を内包し、この移動体の移動範囲を制限する制限手段を備えることを特徴とする請求項４記載の遠心分離機。
制御部は、遠心分離のための回転数とその持続時間と、開閉弁が作動するための回転数とその持続時間を制御することを特徴とする請求項４記載の遠心分離機。
駆動モータと、前記駆動モータにより高速回転駆動されるロータと、このロータに内設されロータの中心から放射状に等間隔で形成された複数の円筒孔であって試料が遠心力の作用を受けるよう収容される試料保持部と、ロータの回転を制御する制御部で構成される遠心分離機において、前記試料保持部の外周側は開口されるとともにロータの回転数に応じて開口部を開閉する開閉弁が内設されていることを特徴とする遠心分離機。
開閉弁は回転数に応じて移動する移動体を内包し、この移動体の移動範囲を制限する制限手段を備えることを特徴とする請求項７記載の遠心分離機。
制御部は、遠心分離のための回転数とその持続時間と、開閉弁が作動するための回転数とその持続時間を制御することを特徴とする請求項７記載の遠心分離機。