JP4205831B2 - 遠心機のロータ装着装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はたとえば遠心分離機に用いられる遠心機に関し、特に回転駆動装置に設けた軸部材に対してロータを着脱自在に装着するための遠心機のロータ装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の遠心機は、一般に電動モータとそのモータ回転軸上に設けた軸部材と、この軸部材上に着脱自在に装着されるロータとを備えている。遠心機の代表的な装置である遠心分離機では、このロータの円周部に試料を入れた容器を保持する試料保持部が設けられ、この試料保持部に容器を保持させ駆動することにより試料の分離を行う。
【０００３】
遠心機では、様々な用途のロータを架け替えて使用できることが必要である。しかし、従来の遠心機においては、軸部材にロータを固定する場合、その多くは実公昭５７−８９３６号公報、特表平７−５０１７４７号公報に示すようにロータを軸部材にねじ止めすることにより固定している。したがって、ロータを架け替えるに当り煩雑な作業が必要であった。
【０００４】
そこで、このような問題を解消するために、特開平９−２３９２９３号公報、特許第２９５７９３５号公報等に示すように、ロータを軸部材にワンタッチで着脱自在に装着できるように構成したものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開平９−２３９２９３号公報に開示されているものでは、多角形状の軸部材にロータの軸孔を嵌装することによる嵌め合いで結合していることから、ロータを軸部材にワンタッチで装着した際に確実に固定されたか否かを確認できないことがあった。
一方、特許第２９５７９３５号公報に開示されているものでは、ロック、ロック解除手段を含めた機構全体の構造が複雑となり、部品点数が多くなるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造によりロータを軸部材に対してワンタッチで着脱することができる遠心機のロータ装着装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的に応えるために本発明の請求項１に係る遠心機のロータ装着装置は、回転駆動される軸部材にロータの軸孔を嵌装することにより着脱自在に装着する遠心機のロータ装着装置であって、先端側の筒状部に周方向に所定間隔をおいてすり割りを形成することにより設けた複数の弾性係止片を有しこれらの弾性係止片の先端寄りに前記ロータの軸孔に設けた小径部により形成した係止段部に係止させる係止爪を設けた軸部材と、この軸部材の先端側に軸線方向に移動自在に組付けた操作部材とを備え、前記軸部材にロータの軸孔を嵌合保持するガイド筒部を形成するとともに、この軸部材の基端部に前記弾性係止片の係止爪との間でロータを軸線方向において挟み込むフランジを設け、前記操作部材と前記弾性係止片との間に、この操作部材を押圧操作することにより前記係止爪を径方向内側に変位させる係合手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る遠心機のロータ装着装置は、請求項１において、前記ロータの軸孔内で前記係止爪が係止される係止段部よりも前記軸部材への差込み端側に、前記弾性係止片の係止爪を径方向内側に変位させるテーパ状の段部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、操作部材を押圧操作するだけで、弾性係止片を径方向内側に弾性変形させ係止爪の係止状態を解除することができるから、ロータを軸部材から取り外すことができる。また、ロータの装着は、軸部材をロータの軸孔に挿入するだけで的確に行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明に係る遠心機のロータ装着装置の一つの実施の形態を示すものであり、この実施の形態では、遠心機が竪形遠心機である場合について説明する。
【００１１】
これらの図において、符号１は遠心機の回転駆動装置となる、たとえば電動モータ（図示せず）のモータ軸、２はこのモータ軸１の先端部（上端部）に嵌装される嵌合孔２ａを下端側に有する軸部材、３はこの軸部材２の外側に嵌装することにより着脱自在に装着されるロータである。
【００１２】
前記モータ軸１の先端部１ａは先端側に向かって小径となるテーパを有し、前記軸部材２の嵌合孔２ａの内周面も下端側の開口に向かって孔径が大きくなるテーパ孔で形成されている。そして、このモータ軸１に軸部材２を嵌装してテーパ面どうしを嵌合させることにより、これら両軸は所定の嵌合位置で嵌合し、さらに止めねじ４により一体的に結合されている。
【００１３】
前記軸部材２の上端側の部分は、図１〜図３に示すように上方に開口する凹陥部２ｂとして形成され、前記止めねじ４はこの凹陥部２ｂの底部から前記嵌合孔２ａに対して止めねじ４がねじ込まれている。
【００１４】
前記軸部材２の下端側の部分は、前記ロータ３の軸孔３ａとほぼ等しいガイド筒部１０に形成されており、その上方には上端寄りの部分にフランジ状部分１１ａを有する小径筒状部１１が前記凹陥部２ｂによって形成されている。そして、この小径筒状部１１には、上端が開口し軸線方向に向かって長い複数のすり割り１１ｂが周方向に等間隔に形成されている。
【００１５】
前記フランジ状部分１１ａを有する小径筒状部１１とすり割り１１ｂとによって径方向に弾性変形可能な弾性係止片１２が複数片、たとえば４片あるいはそれ以上で形成されている。これら各弾性係止片１２の上端寄りには外方に突出するようにフランジ状の係止爪１２ａが一体に形成されており、この係止爪１２ａが前記ロータ３の軸孔３ａ内に設けた小径な環状突部１３の上側段部１３ａに係合することにより、軸部材２に軸孔３ａを嵌装させたロータ３の抜けが阻止される。
【００１６】
前記ロータ３の軸孔３ａの上端寄りの部分には、前記環状突部１３が形成され、この環状突部１３の上端部分は前記軸孔３よりも大径な孔３ｂによって形成されている。前記環状突部１３の下側段部１３ｂはテーパ面によって形成されている。したがって、軸部材２へのロータ３の装着時には、前記係止爪１２ａがこのテーパ面による下側段部１３ｂに係合することにより各弾性係止片１２が径方向内側に弾性変形させ、それぞれの係止爪１２ａを環状突部１３の内周面に摺接させて、ロータ３をさらに軸部材２に対して押し込むことができる。
【００１７】
前記各弾性係止片１２は、係止爪１２ａが環状突部１３が通過したら弾性によって径方向外側に弾性復帰し、係止爪１２ａが上側段部１３ａに係止される。なお、上述した下側段部１３ｂは必ずしも必要ではなく、軸孔３を軸線方向の上方にゆくにしたがって小径となるテーパ孔として形成することにより上側段部１３ａを形成してもよい。
【００１８】
また、前記小径筒状部１１を構成する弾性係止片１２において少なくとも周方向の対向する二つには、後述するプッシュトップ１６を組み付けるための係止ピン１７を貫通させる長穴１２ｃが形成されている。この長穴１２ｃは弾性係止片１２の長手方向（軸線方向）が長く形成され、後述するように押圧操作されるプッシュトップ１６を上下方向に移動可能に形成されている。
【００１９】
前記軸部材２の上端部分には、前記各弾性係止片１２の上端部１２ｂを内周側と外周側とを挟み込むように配置される内、外側筒状部１６ａ，１６ｂを有するプッシュトップ１６が押圧操作部材として組み付けられている。このプッシュトップ１６には、図１〜図３に示すように径方向に係止ピン１７が組込まれており、この係止ピン１７の両端部が前記長穴１２ｃを貫通して設けられている。
【００２０】
このプッシュトップ１６は、前記凹陥部２ｂ内に設けた圧縮コイルばね１８により常時上方への付勢力を与えた状態となっている。したがって、このプッシュトップ１６は図１〜図３に示すように常時は上方に位置しており、前記係止ピン１７が長穴１２ｃの上端側に位置して抜けが規制されている。
【００２１】
また、このプッシュトップ１６の外側筒状部１６ｂの下端は、前記各弾性係止片１２の係止爪１２ａの上端側に形成したテーパ部１２ｄに対向している。なお、前記外側筒状部１６ｂの下端は前記テーパ部１２ｄに対向するテーパ状または円弧状に形成されている。要するに、これらのテーパ部１２ｄと外側筒状部１６ｂの下端とからなる係合手段を、これらの係合によって弾性係止片１２を径方向内側に弾性変形可能な形状で形成すればよい。
また、図中１９は前記係止ピン１７を固定するための止めねじである。
【００２２】
前記各弾性係止片１２は、上端部１２ｂが前記プッシュトップ１６の外側筒状部１６ｂの内側面で放射方向への動きが制限されているが、通常は内、外側筒状部１６ａ，１６ｂには触れない状態にある。また、前記プッシュトップ１６の外径はロータ３の軸孔３ａ，３ｂおよび環状突部１３のいずれの内径よりも小さく設定されており、ロータ３とは干渉しないように構成されている。
【００２３】
また、前記弾性係止片１２の係止爪１２ａの外周側の端縁は、前述した通りロータ３の軸孔３ａ，３ｂよりもわずかに内側に位置し、環状突部１３の内面よりもわずかに径方向の外側に張り出すように設定されている。
【００２４】
前記軸部材２の下部にはフランジ１５が一体に形成されており、その外周寄りの部分にはロータ３に回転を伝えるドライブピン１５ａが突設されている。一方、ロータ３の下面にはドライブピン用穴１５ｂが設けられ、これらが係合するようになっている。このような係合状態において、モータ軸１により軸部材２が回転することによりトルク伝達が行われ、ロータ３が回転駆動されることになる。ここで、ドライブピン１５ａはロータ３の下面のドライブピン用穴１５ｂと対向するように配置され、穴の開口縁は面取りされ、ピン１５ａのセンタの傾斜と共働してピン用穴１５ｂに導入されやすいように形成されている。
【００２５】
以上の構造において、軸部材２にロータ３を上方から装着すると、ロータ３の軸孔３ａの部分は軸部材２の上端部分のプッシュトップ１６や弾性係止片１２の係止爪１２ａには触れずに、ガイド筒部１０を摺動する状態で下降させることができる。このとき、係止爪１２ａの上側テーパ部１２ｄに環状突部１３の下側段部１３ｂが係合した状態でロータ３をさらに押し下げると、弾性係止片１２は、径方向内側に弾性変形し、係止爪１２ａは環状突部１３の部分を通過することができる。
【００２６】
この環状突部１３を係止爪１２ａが通過すると、各弾性係止片１２はそれぞれが径方向外側にばね力で広がって、それぞれの係止片１２ａが環状突部１３の上端側段部１３ａに係合し、ロータ３はフランジ１５と係止爪１２ａとの間で軸線方向に挟み込まれた状態となる。これにより、ロータ３は軸部材２に組み付け固定される。
【００２７】
また、上述したように軸部材２にロータ３を装着した状態にある遠心機の回転を上げると、遠心力により係止爪１２ａは径方向外側に撓むことになる。これに伴って係止爪１２ａはその根本部分を中心とするほぼ円弧状の軌跡を描いて外方に向かって移動することになるから、ロータ３を下方（軸部材２のフランジ１５の面）へさらに強く押し付けるように作用する。
【００２８】
ここで、上述した軸部材２に対するロータ３の装着時において、弾性係止片１２の係止爪１２ａが環状突部１３の下側段部１３ｂに乗り上げ、上端側段部１３ａに係止する際に生じるクリック感によって、作業者にロータ３を正しく装着したか否かを知らせることができる。
また、軸部材２へのロータ３の装着は、装着した際にロータ３の上端面よりも前記プッシュトップ１６の上端部分が突出することによっても知らせることができる。すなわち、プッシュトップ１６は、前記ロータ３の上端側段部１３ａに係止爪１２ａが係止され、フランジ１５との間に挟み込まれた状態となることによって、ロータ３の上端面よりも上方に突出する状態になる。
【００２９】
一方、ロータ３を取り外す場合は、プッシュトップ１６を押し下げながら、ロータ３を引き抜くと、プッシュトップ１６の外側筒状部１６ｂの下端が係止爪１２ａの上側テーパ部１２ｄを押し、これらのカム作用により係止爪１２ａによる係止が解除されるように各弾性係止片１２を径方向内側に弾性変形させる力となる。そして、それぞれの係止爪１２ａの外縁部がロータ３の環状突部１３の内径よりも小さくなるから、ロータ３を取り外すことができる。
【００３０】
また、前記ロータ３を装着しないで軸部材２のみを高速回転させた場合には、大きな遠心力が発生し、係止爪１２ａが径方向外側に変形しようとするが、プッシュトップ１６の外側筒状部１６ｂで規制されるので、塑性変形するような大きな変形は生じない。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
たとえばモータ軸１、軸部材２、さらにロータ３の形状などについては適宜の変形例が考えられる。軸部材２やプッシュトップ１６はたとえばＳＵＳ６３０等のばね性を有する材料で形成すればよいが、これに限定されず、合成樹脂材を始めとして適宜の材料で形成することは自由である。
【００３２】
前記軸部材２を回転駆動する回転駆動装置としても電動モータに限定されないことは勿論である。また、本発明は遠心分離機に限定されず、これに類する構造を有する遠心機であれば適用することは自由である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る遠心機のロータ装着装置によれば、ロータを軸部材に装着するときは、ロータの軸孔を軸部材に適合させ、単に押し下げるというワンタッチ操作だけで的確な固定を行うことができる。
また、本発明によれば、軸部材の上端側に設けた操作部材を押圧操作することにより、弾性係止片を弾性変形させ係止爪の係止状態を解除することができるから、ロータを軸部材から簡単に引き抜いて取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る遠心機のロータ装着装置の一つの実施の形態を示し、遠心機の軸部材とロータとを組み合わせた状態を説明するための図である。
【図２】 図１における遠心機のロータ装着装置において要部となるロータ装着時のロータ装着装置を拡大して示す図である。
【図３】 図２のロータ装着装置において、軸部材を拡大して示す図である。
【図４】 図３の軸部材に着脱自在に装着されるロータの軸孔部分のみを示す図である。
【符号の説明】
１…モータ軸、２…軸部材、２ａ…嵌合孔、２ｂ…凹陥部、３…ロータ、３ａ…軸孔、３ｂ…孔部、４…止めねじ、１０…ガイド筒部、１１…小径筒状部、１１ａ…フランジ状部分、１１ｂ…すり割り、１２…弾性係止片、１２ａ…係止爪、１２ｂ…上端部、１２ｃ…長穴、１２ｄ…テーパ部、１３…環状突部、１３ａ…上側段部、１３ｂ…下側段部、１５…フランジ、１５ａ…ドライブピン、１５ｂ…ドライブピン用穴、１６…プッシュトップ（操作部材）、１６ａ，１６ｂ…内、外側筒状部、１７…係止ピン、１８…圧縮コイルばね、１９…止めねじ。

Claims (2)

1. 回転駆動される軸部材にロータの軸孔を嵌装することにより着脱自在に装着する遠心機のロータ装着装置であって、
   先端側の筒状部に周方向に所定間隔をおいてすり割りを形成することにより設けた複数の弾性係止片を有し、これらの弾性係止片の先端寄りに前記ロータの軸孔に設けた小径部により形成した係止段部に係止させる係止爪を設けた軸部材と、
   この軸部材の先端側に軸線方向に移動自在に組付けた操作部材とを備え、
   前記軸部材に前記ロータの軸孔を嵌合保持するガイド筒部を形成するとともに、この軸部材の基端部に前記弾性係止片の係止爪との間でロータを軸線方向において挟み込むフランジを設け、
   前記操作部材と前記弾性係止片との間に、この操作部材を押圧操作することにより前記係止爪を径方向内側に変位させる係合手段を設けたことを特徴とする遠心機のロータ装着装置。
2. 請求項１記載の遠心機のロータ装着装置において、
   前記ロータの軸孔内で前記係止爪が係止される係止段部よりも前記軸部材への差込み端側に、前記弾性係止片の係止爪を径方向内側に変位させるテーパ状の段部が設けられていることを特徴とする遠心機のロータ装着装置。

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