JP3482758B2 - 遠心分離機用アングルロータ - Google Patents

遠心分離機用アングルロータ

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JP3482758B2
JP3482758B2 JP02380196A JP2380196A JP3482758B2 JP 3482758 B2 JP3482758 B2 JP 3482758B2 JP 02380196 A JP02380196 A JP 02380196A JP 2380196 A JP2380196 A JP 2380196A JP 3482758 B2 JP3482758 B2 JP 3482758B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、医学、化学、薬学
等の分野で使用されている遠心分離機用アングルロータ
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】超遠心分離機の回転数は20,000〜120,00
0rpm程度であり、様々なロータが用途に応じて準備され
ている。これらのロータは、高力アルミ合金やチタン合
金材料などによって製作されていると共に、製造者によ
って最高回転数が定められている。またロータによって
は、使用可能な使用回数寿命も定められている場合もあ
る。従って、使用者はこれらをチェックしながらロータ
を使用することができるため、安全な遠心分離作業を行
うことができる。もし、遠心分離機が故障してしまいこ
れらのロータが最高回転数を越えて回転した場合、ロー
タは破壊し、その回転エネルギによって遠心分離機まで
大破してしまうことがあった。このようなことを防止す
るため遠心分離機或いはロータの一部には、電気的或い
は機械的手段を用いて加速度を防止する加速度防止装置
が多く設けられている。これらによってロータが許容回
転数を越えた場合、安全に停止するようになっている。
このような安全装置は、例えば実公昭44ー23889
号公報に記載されているような電気的加速度防止装置、
また実開昭51ー137160号公報、実表昭59ー5
00009号公報及び特公平7−501012号公報に
記載されているような機械的加速度防止装置であった。
図5に従来のアングルロータの一部縦断面図を示した
が、このアングルロータの場合、底面に取付けられたマ
グネット14が電気的過速度防止装置の一構成部品とな
っており、マグネット14の取付け方法がロータの最高
回転数と対応しており、遠心分離機と組合わせることに
よって、電気的に過速度防止を図っている。また実開昭
51ー137160号公報及び実表昭59ー50000
9号公報には、ロータが最高回転数を越えた場合、ロー
タに取り付けた部材を遠心力で機械的に破壊させ、強制
的にロータを回転軸から離脱させている。また特公平7
−501012号公報は、ロータ下部に設けた薄いスカ
ート部を破損させることで、上記同様の効果を有するも
のと考えられる。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過速度
防止装置は、電気部品や機械部品から構成されているた
め部品の故障により作動しない場合が起こり得るため、
その結果、ロータが許容回転数を越えて回転し破壊して
しまう可能性があった。一方、実開昭51ー13716
0号公報及び実表昭59ー500009号公報に示され
た機械的部材を破壊させる方法においては、破壊して作
動する部材は一つであり、動作の信頼性という点で難し
かった。また形状が複雑であり加工が容易でなく製造コ
ストが高くなるという問題があった。また特公平7−5
01012号公報では、ロータ下部にわざわざスカート
部を設けることから、スカート部を形成する加工が容易
でないこととロータの理想的な強度から考えると、スカ
ート部がロータ全体の応力を高揚させるため、結果的に
ロータの許容回転数を低下させてしまうという点で不利
であり、更にスカート部があることにより回転エネルギ
が大きくなるという問題を有していた。 【0004】近年、ロータは、高性能化のために高速
化、大容量化が進みつつあり、万一破壊した場合の回転
エネルギも増大傾向にある。一方、遠心機本体の方は小
形化、軽量化の要求が高く両者を満足する技術の追及が
求められている。回転するロータは、ロータ自体に発生
する遠心力と、チューブ穴に収納された試料に発生する
遠心力の二つの荷重を受け、ロータ自体に応力が発生す
る。図5に示すロータでは、中心部の穴周りが最も高い
応力となる。従って、ロータが破壊するまで回転数が上
昇すると、前記中心部の穴部が破壊起点となり、破片が
2〜3個になって飛散する。このような破壊形態は、ロ
ータの持っている回転エネルギを最も大きな状態で遠心
分離機に伝達するため、遠心分離機の損傷や移動が非常
に大きく、遠心分離機の破損による損害と共に安全性の
面においても問題があった。 【0005】本発明の目的は、信頼性が高く、製作が容
易で、且つ安価に提供できる安全性に優れた遠心分離機
用アングルロータを提供することである。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の遠心分離機用アングルロータは、底面から
上方に向かって環状溝を設けチューブ穴下部を環状に形
成し、更にチューブ穴下部環状部を隣合うチューブ穴の
間に外周部から中心部に向かって除去部を設けると共
に、チューブ穴下部を取り囲む形状を外見的に棒状に構
成することにより達成される。 【0007】 【作用】上記のように構成されたアングルロータにおい
て、図6の縦断面図に示したごとく、前記棒状のチュー
ブ穴下部を取り囲む部、即ち棒状先端部13は、遠心力
によって破壊するように作用する。このような破壊形態
は、例えば同一回転数でロータを中心部から破壊させる
場合の、遠心機本体に伝達する回転エネルギに比較して
少なくても20%以下になる。つまり本発明のような破
壊形態では、遠心機本体に直接伝達するエネルギは、図
6に示したB断面から先の棒状先端部13の回転エネル
ギ分のみであり、残りのロータ本体部は、アンバランス
状態となって駆動軸から外れるが、回転を続けて遠心機
本体と接触している部分の摩擦によって徐々に減速して
いくので、遠心機本体を大きく破損させるエネルギには
ならない。 【0008】本発明になるロータの破壊回転数は、ロー
タの他の部位、例えば前記中心穴周りより低くなるよう
に、使用した材料の強度、ロータの最高回転数及びチュ
ーブ穴の寸法などの条件によって、チューブ穴周りの肉
厚、前記環状溝の深さ、前記隣合うチューブ穴の間の除
去部の寸法が決定される。即ち図6に示した棒状のチュ
ーブ穴下部のB断面12の応力が、ロータの他の部の応
力よりも高くなるように、関係寸法を決定されることに
よって実現できる。尚、B断面12の応力は、ロータの
最高回転数では、当然ながら実用上問題ないレベルに設
計される。またこのようなロータは、前記環状溝部や隣
合うチューブ穴間の除去部などが除去されて遠心荷重が
軽減され、ロータの全体的な応力や慣性モーメントが軽
減されるためロータの高速回転での使用が可能となり、
その時の回転エネルギを比較的小さくできる。 【0009】 【発明の実施の形態】図1は本発明になるロータ1の一
実施例を示す一部縦断側面図である。因みに図1は回転
しているロータ1の状態を示している。図1において、
ロータ1は大きくロータボディ2と蓋3に分けることが
でき、蓋3はロータボディ2に設けた試料挿入部を外気
と遮断、密封するためのものである。ロータボディ2は
中心部に駆動軸と係合可能な駆動軸穴4を有していると
共に、試料8の注入された遠心管7の挿入されるチュー
ブ穴6をロータ1の軸心に対して一定の角度で複数、円
周上に有している。このチューブ穴6には試料8が注入
された遠心管7が挿入されている。また前記ロータの下
部には環状溝10が、外周部のチューブ穴とチューブ穴
の間には除去部11が設けられている。図2は本発明の
実施例のロータボデイ2の上面図である。図3は、本発
明の実施例のロータボデイ2の縦断面図であり、図2に
示したAーAに沿って断面したものである。図4は、本
発明の他の実施例のロータボデイ2の縦断面図であり、
図2に示したAーAに沿って断面にしたものである。こ
の例では除去部11の形状が図3と異なっている。図6
は実施例の動作を説明する図3と同様の縦断面図であ
る。 【0010】このように構成された実施例において、ロ
ータ1が回転するとロータボデイ2にはロータボデイ自
体に発生する遠心力と、チューブ穴6に収納された試料
8及び遠心管7に発生する遠心力の二つの荷重を受け、
ロータボデイ2自体に応力が発生する。本実施例のロー
タでは第4図の動作説明図に示したように、チューブ穴
下部の棒状先端部13に加わる遠心力によって、B断面
12に発生する応力をロータの他の部よりも高くしてい
るので、B断面12から最初に破壊することになる。 【0011】本実施例では、チューブ穴6の数8個であ
り、B断面を8ヵ所有していることに成り、8個のうち
のどれかが破壊すれば良いので、破壊確率が高く、信頼
性が増すことになる。なおロータのチューブ穴6の数は
一般的に6〜8個の偶数であることが多い。また、この
ロータは、構造が単純であるため、通常のロータの加工
方法で容易に製作でき、安価に実現できる。 【0012】 【発明の効果】本発明によれば、ロータのチューブ穴下
部に構造が単純な棒状先端部をチューブ穴の数だけ複数
設けたので、破壊動作確率が向上し、加工容易で且つ安
価に実現できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明になるロータボディの一実施例を示す
部分縦断面図である。 【図2】 本発明になるロータボディを示す上面図であ
る。 【図3】 本発明になるロータボディの縦断面図であ
る。 【図4】 本発明になるロータボディの他の実施例を示
す縦断面図である。 【図5】 従来のロータを示す部分断面図である。 【図6】 本発明になるロータボディの動作状態を示す
縦断面図である。 【符号の説明】 1はロータ、2はロータボディ、3は蓋、4は駆動軸
穴、5は固定ボルト、6はチューブ穴、7は遠心管、8
は試料、9は蓋締結ねじ部、10は環状溝、11は除去
部、12はB断面、13は棒状先端部、14はマグネッ
トである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B04B 5/02 B04B 7/06

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ロータの回転軸に対して一定の角度で多
    数の遠心管を挿入するためのチューブ穴が間隔をおいて
    環状に配置されている遠心分離機用アングルロータにお
    いて、ロータボディの底面から上方に向い環状溝を設け
    ると共に、チューブ穴下部を環状に形成し、更に該チュ
    ーブ穴下部の環状部と隣合う前記チューブ穴の間に外周
    部から中心部に向って除去部を設け、且つ該チューブ穴
    下部を取り囲む形状を外見的に棒状に形成し、前記ロー
    タが所定の許容回転数を越えて回転された場合に前記チ
    ューブ穴下部を取り囲む部分が破損するようにしたこと
    を特徴とする遠心分離機用アングルロータ。
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