JP4281431B2

JP4281431B2 - 遠心分離機

Info

Publication number: JP4281431B2
Application number: JP2003182006A
Authority: JP
Inventors: 廣之高橋; 雅裕稲庭; 佳能二井内; 貴弘藤巻; 孝之綿引
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: JP2005013869A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医学、薬学、遺伝子工学等の分野で使用される遠心分離機に関し、特に、種類の異なるロータを装着可能であり、ユーザが入力した所望の入力条件で遠心分離を行うことができる遠心分離機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、医学、薬学、遺伝子工学等の分野で使用される遠心分離機は、ジョグシャトルやボタン等を備える入力装置を備えている。ユーザは、遠心分離を行う前に、入力装置からロータの回転速度（回転数）、遠心分離を行う時間、ロータの温度等の所望の遠心分離条件を入力する。遠心分離機は、これらの遠心分離条件どおりの遠心分離を行う。
【０００３】
より具体的には、遠心分離機は、遠心分離機本体と、遠心分離機本体内に設けられたロータ、モータ、駆動軸、制御装置、冷却装置と、遠心分離機本体外部に設けられた入力装置とを備えている。ロータは遠心分離機本体内部に画成された遠心室内において駆動軸に載置され、駆動軸は制御装置に接続されたモータに駆動連結されており、制御装置によってモータが駆動されることによりロータが回転するように構成されている。
【０００４】
ロータは、試料が注入された容器を支持した状態で回転して、容器内の試料を遠心分離する。ロータは複数種類用意されており、当該複数種類のなかから１種類が選択されて、駆動軸に載置されて用いられる。遠心室の外側には冷却パイプが設けられており、冷却パイプは冷却装置に接続されている。また、冷却室内には温度センサが設けられている。冷却装置、温度センサは制御装置に接続されている。
【０００５】
ユーザは、ジョグシャトルとボタンとを備える入力装置から、ジョグシャトルとボタンとを操作することによって、ロータの回転数、遠心分離を行う時間、ロータの温度等の所望の遠心分離条件を入力可能である。制御装置は、入力されたこれらの遠心条件どおりに遠心分離するように、モータと冷却装置とを制御する。即ち、ロータが所望の回転数で回転するようにモータを制御し、所望の時間遠心分離を続けるようにモータを制御し、また、ロータが所望の温度に維持されるように、冷却装置を制御する。
【０００６】
ここで、冷却装置の制御は温度制御情報を用いて行う。ロータはロータの回転に伴う空気との摩擦熱により自ら発熱するため、ロータと温度センサとの間に温度差が生じ、ロータの方が温度センサで検知した温度よりも高温になる。また、ロータは温度センサよりも冷却パイプに近い位置に配置されている等の理由から、低速度回転時には温度センサで検知した温度よりも低い温度になることがある。
【０００７】
ロータの温度と温度センサの温度との間の温度差は、ロータの形状や回転速度、遠心室の形状、温度センサ、冷却パイプの位置等に依存する所定の値となる。従って、一種類の遠心分離機に限れば、ロータの形状と回転速度だけで一意的に定まる。このため遠心分離機では、ロータの実際の温度の推測値を求めるために、ロータの形状と回転数により定まる温度差のグラフのデータを用いてロータの温度制御を行う。このデータが温度制御情報である。
【０００８】
より具体的には、あらかじめ所定の形状（種類）のロータに対応した温度制御情報をＲＯＭに保持しておき、制御装置は、温度センサで検出した温度と、ロータの回転数（回転速度）をパラメータとして温度制御情報のグラフより求まる温度差の値とを加算した値をロータの実際の温度の推測値とし、その値を用いて温度制御を行う。
【０００９】
温度制御情報は、遠心分離機本体に設けられたＲＯＭ中に保持されている。温度差は、使用されるロータの形状（種類）に依存するため、遠心分離機に載置可能な種類に応じた温度制御情報が保持されている。例えば、２種類のロータを載置可能であれば、２種類の温度制御情報が保持されている。
【００１０】
このような遠心分離機についての技術水準を示す公知文献としては、特開平７−１１６５５３号公報が挙げられる。同公報には、遠心分離中の温度制御時の温度のずれを補正するための温度補正値をメモリに記憶しておいて、遠心分離機の運転終了後に新たな温度補正値を作成して温度補正する遠心分離機が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−１１６５５３号公報（第３〜４頁、図１、図８）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の遠心分離機では、新たな温度制御情報を必要とする新たなロータが開発された場合には、既製造の遠心分離機に新たな温度制御情報を保持させるために、遠心分離機に組み込まれているＲＯＭを、新しいＲＯＭに交換する必要があった。新しく組み込まれるＲＯＭは、工場でデータの記憶が行われ、宅配便でサービスマンの手元に送られる。そして、サービスマンがＲＯＭを交換する。
【００１３】
新たなロータに対応した温度制御情報を保持していない遠心分離機において、ＲＯＭを交換せずに新たなロータを用いて遠心分離を行うと、不適切な温度制御によって、高価な遠心試料や多量の時間を費やして出来上がった貴重な遠心試料を劣化させてしまう等の不具合が生じる。このため、遠心分離機のユーザは、新たなロータを調達する場合に、所有している遠心分離機が当該新たなロータに対応した温度制御情報を保持しているかどうかを確認する必要がある。当該温度制御情報を保持していなければ新しいＲＯＭの調達や交換などの作業も更に必要であり、これらを行うための過分な手続きをユーザに要求するという不都合が生じていた。
【００１４】
また、ロータを購入するときに、上述の確認や作業を忘れてしまい、ロータを入手した後でＲＯＭの交換が必要であることに気が付くことも多い。この場合には、新たな記憶媒体を入手、交換するまでロータが使用できないという不都合が生じていた。
【００１５】
上述の不都合を解消するため、操作パネルからなる入力装置を操作すること等によって新たなロータの種類の情報を入力でき、この情報に基づいて、保持している温度制御情報の中から最適なものを選択する遠心分離機もある。しかし、遠心分離機にあらゆるロータを想定した多数の温度制御情報を予め保持させることができればそれに越したことはないが、想定できる温度制御情報の種類の数は有限であり、想定した温度制御情報を適用できないロータが新たに開発されることがある。このような場合には、もはやＲＯＭ内に保持している温度制御情報では対応できず、結局ＲＯＭの交換が必要となる。
【００１６】
そこで、本発明は、遠心分離機内のＲＯＭ等の交換をせずに、簡単に新たな温度制御情報を追加でき、追加した温度制御情報に基づいて最適なロータの温度調整をすることができる遠心分離機を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、遠心室を有する遠心分離機本体と、該遠心分離機本体に設けられたモータと、該モータに駆動連結された駆動軸と、複数種類用意され、該複数種類のうちの一種類が選択されて該駆動軸に載置され、試料が注入された容器を支持し、該モータの駆動により該遠心室内で回転するロータと、該ロータの温度を所望の温度に調整する温度調整手段と、該遠心室の温度を測定する温度センサと、該駆動軸に載置される該複数種類のロータのそれぞれに応じた該ロータの温度制御に用いられる温度制御情報を保持する温度制御情報保持手段と、所望の遠心分離条件を入力可能な入力手段と、該駆動軸に載置された該ロータの種類を識別し、該ロータの種類に応じた該温度制御情報を選択するロータ識別手段と、入力手段により入力された遠心分離条件に従ってモータの駆動を制御してロータを回転させると共に温度調整手段を介して該ロータの温度を所望の温度に制御する制御手段とを備え、該制御手段は、該温度センサの検出温度及び該温度制御情報保持手段に保持された該温度制御情報により該ロータの温度を制御するようにした遠心分離機であって、該入力手段は、少なくとも該温度制御情報を入力可能であり、該遠心分離機本体は、入力された該温度制御情報を記憶するための温度制御情報記憶手段を備え、該制御手段は、該温度制御情報が該温度制御情報保持手段に保持されていない該ロータの場合に該温度制御情報記憶手段内の該温度制御情報により該ロータの温度を制御するようにした遠心分離機を提供している。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による遠心分離機について図１乃至図３に基づき説明する。図１に示されるように、遠心分離機１は、遠心分離機本体１０と、遠心分離機本体１０内に設けられた駆動装置１１、駆動軸１２、制御装置１３、冷却装置１４、記憶装置１５、ロータ１６と、遠心分離機本体１０外部に設けられた入力装置３０とを備えている。駆動装置１１はモータを備え、遠心分離機本体１０内に固定されている。遠心分離機本体１０の上面には開口部１０ａが形成され、また、開口部１０ａを塞ぐためのドア１７が設けられている。また、入力装置３０は、遠心分離機本体１０外部の上部に設けられている。
【００２１】
開口部１０ａのすぐ内側の位置には、有底筒状のボウル１８が配置されており、ボウル１８の内周面は遠心室を画成する。ボウル１８の外周面には、ボウル１８によって画成される遠心室を冷却するための冷却パイプ１９が配置され、冷却パイプ１９の、ボウル１８の半径方向外側の位置には、図示せぬ断熱部材が配置されている。冷却パイプ１９は冷却装置１４に接続されている。冷却装置１４及び冷却パイプ１９は温度調整手段に相当する。また、ボウル１８の底部には温度センサ２０が設けられている。
【００２２】
ボウル１８の底部の中央の位置には開口１８ａが形成されている。駆動軸１２は、駆動装置１１を構成する図示せぬモータに駆動連結されており、開口１８ａから鉛直上方に指向して突出する。ロータ１６は、駆動軸１２と一体回転可能に駆動軸１２に載置されている。ロータ１６は、図示せぬモータの駆動により、試料１６Ｂが注入された遠心培養管等の容器１６Ａを支持した状態で回転し、容器１６Ａ内の試料１６Ｂが遠心分離されるように構成されている。
【００２３】
図示せぬモータ、冷却装置１４、及び温度センサ２０は、それぞれ制御装置１３に接続されている。制御装置１３によって制御されることによって駆動装置１１を構成する図示せぬモータが駆動する。また、制御装置１３は、温度センサ２０により遠心室内の温度を検知し、ロータ１６が所望の温度、例えば４℃となるように冷却装置１４を制御する。制御装置１３は制御手段に相当する。また、制御装置１３には、温度制御情報保持手段に相当する図示せぬＲＯＭが設けられている。
【００２４】
ロータ１６は所定の複数種類用意されており、また、駆動軸１２には、当該所定の複数種類のロータ中から選択された１種類のロータ１６が載置可能である。図示せぬＲＯＭには、駆動軸１２に載置可能なロータの種類の識別データと、所定の複数種類のロータにそれぞれ対応する複数の温度制御情報とが保持されている。識別データは、後述の図示せぬロータ識別手段により識別されたロータの種類と対比して、駆動軸１２にどのような種類のロータが載置されたかを判断するためのデータである。本実施の形態による遠心分離機１では２種類のロータを載置可能であるため、２種類の温度制御情報が保持されている。温度制御情報は、より具体的には、図２中にＡ、Ｂで示されるように、温度センサ２０により検出された温度と実際のロータ１６の温度との差を、ロータ１６の回転数をパラメータとして表したグラフのデータである。
【００２５】
遠心分離機本体１０内にはロータ識別手段が設けられている。ロータ識別手段は、図示せぬロータ種類検出器と制御装置１３とにより構成されており、駆動軸１２に載置されたロータ１６がどのような種類のロータであるかを識別する。ロータ識別手段は、識別されたロータ１６の種類を認識して、当該ロータ１６の種類に応じた温度制御情報を選択する。
【００２６】
記憶装置１５はＥＥＰＲＯＭからなり、制御装置１３及び入力装置３０に接続されている。記憶装置１５は、後述のように、入力装置３０から入力された温度制御情報を記憶可能である。記憶装置１５は、温度制御情報記憶手段に相当する。
【００２７】
入力装置３０は、制御装置１３に接続されており、表示部３０Ａやジョグシャトル３０Ｂやボタン３０Ｃ等を備え、ユーザによって操作可能である。ユーザは、遠心分離を行う前に、入力装置３０のジョグシャトル３０Ｂ及びボタン３０Ｃを操作することによって、ロータ１６の回転数、遠心分離を行う時間、ロータ１６の温度等の所望の遠心分離条件等を入力する。表示部３０Ａは、図１に示されるように、回転数（回転速度）表示部３０Ｄと遠心分離時間表示部３０Ｅとロータ温度表示部３０Ｆとを有しており、これらは、入力された遠心分離条件を表示すると共に、運転中の状態を表示する。制御装置１３は、入力された遠心分離条件どおりの遠心分離を行うように、冷却装置１４と図示せぬモータとを制御する。入力装置３０は入力手段に相当する。
【００２８】
また、入力装置３０は、特殊なジョグシャトル３０Ｂの操作及びボタン３０Ｃの操作により、温度制御情報を入力可能である。入力される温度制御情報は、図示せぬＲＯＭに既に保持している温度制御情報とは異なるものであり、新たなロータ１６が開発された場合の当該ロータ１６に対応する情報等である。より具体的には、入力される温度制御情報は、図３に示されるように、複数の回転速度（回転数）の値、及び当該複数の回転速度（回転数）の値に対応した温度差の値である。制御装置１３は、入力された回転速度（回転数）の値と温度差の値とから複数の直線を求めて曲線近似し、図２のＣで示されるような温度差の曲線を得る。入力された温度制御情報は、記憶装置１５に記憶される。
【００２９】
次に、新たに開発されたロータ１６を遠心分離機１の駆動軸１２に載置させて遠心分離を行うときの手順及び遠心分離機１の動作について説明する。先ず、ユーザが新たに開発されたロータ１６を購入する。次に、当該ロータ１６に対応した温度制御情報を入力装置３０から入力する。入力された温度制御情報は記憶装置１５に記憶される。
【００３０】
温度制御情報の入力が終了すると、ユーザは、ロータ１６に試料１６Ｂの注入された容器１６Ａ等をセットし、ロータ１６を遠心分離機１の駆動軸１２に載置する。載置されたロータ１６が、ロータ識別手段によって、遠心分離機１に載置可能なロータとして予めＲＯＭに記憶されている種類のロータとは異なると判断された場合には、制御装置１３は、記憶装置１５に記憶されている温度制御情報を用いて図示せぬモータ及び冷却装置１４を制御すべきことを認識する。新たに開発されたロータ１６ではなく、予め用意されている所定の複数種類のロータが駆動軸１２に載置された場合には、図示せぬＲＯＭに保持されている温度制御情報のうちの当該ロータに対応するものを用いて制御すべきことを認識する。
【００３１】
次に、ユーザは入力装置３０からロータ１６の回転数、遠心分離を行う時間、ロータ１６の温度等の所望の遠心分離条件を入力する。そして、遠心分離機１をスタートさせることにより、制御装置１３は記憶装置１５に記憶されている温度制御情報を用いて、入力された遠心分離条件どおりに遠心分離を行うように、図示せぬモータと冷却装置１４とを制御する。
【００３２】
入力装置３０から温度制御情報を入力可能とし、当該温度制御情報を記憶装置１５に記憶し、制御装置１３は、記憶装置１５に記憶された温度制御情報を用いて冷却装置１４及びロータ１６を制御できるようにしたため、新たにロータ１６が開発され、当該ロータ１６が遠心分離機１で用いられる場合に、入力装置３０から温度制御情報を入力するだけで、ロータ１６に対応した最適なロータ１６の温度制御を行いながら遠心分離を行うことができる。
【００３３】
このため、従来で行われていたように、ＲＯＭを宅配便等で工場からサービスマンに送り、サービスマンは遠心分離機１内のＲＯＭと送られてきたＲＯＭとを交換するといった手間のかかることを行う代わりに、回転数と温度差とを記入した紙をＦＡＸ等で工場からサービスマン又はユーザに送り、サービスマン又はユーザが、遠心分離機１の入力装置３０から、回転数の値と温度差の値とからなる温度制御情報を入力すればよい。
【００３４】
また、入力される温度制御情報は回転速度（回転数）と温度差とからなり、これらの値を用いて複数の直線を求めて曲線近似し、回転数をパラメータとして温度差が定まるグラフを得るようにしたため、複数の回転数の値とそれに対応した温度差とを入力するだけで、簡単に温度制御情報の入力を行うことができる。
【００３５】
本発明による遠心分離機１は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば本実施の形態では、記憶装置１５はＥＥＰＲＯＭにより構成されたが、これに限定されず、書換えまたは追記可能な記憶装置であればよい。例えば、電気的書換え可能型ＲＯＭ等により構成されてもよく、また、バッテリー又はコンデンサ等により電力が常時供給されるタイプのＲＡＭ等により構成されてもよい。
【００３６】
また、入力装置３０はジョグシャトル３０Ｂやボタン３０Ｃ等を備えていたが、これらに限定されない。例えば、テンキーとボタンとを備えるようにしてもよく、また、ボタンとアップダウンキーとを備えるようにしてもよい。また、入力装置は、記憶媒体の内容を読取るドライブにより構成されてもよい。この場合には、温度制御情報はカード、フロッピー（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭ等に記憶されており、これをドライブに差込み、これらの記憶媒体に記憶されている温度制御情報を、ドライブを介して入力して記憶装置にコピーする。また、シリアル、パラレル等のインターフェースにより構成されてもよい。これらを介して温度制御情報を入力して、温度制御情報記憶手段に記憶すればよい。
【００３７】
また、ロータ識別手段は、駆動軸１２に載置されたロータ１６がどのような種類であるかを識別できたが、駆動軸１２に載置されたロータ１６の種類を識別せず、入力装置３０からユーザの操作により入力されたロータ１６の種類を、駆動軸１２に載置されているロータ１６の種類であると識別してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載の遠心分離機によれば、入力手段は、少なくとも温度制御情報を入力可能であり、遠心分離機本体は、入力された温度制御情報を記憶するための温度制御情報記憶手段を備え、制御手段は、温度制御情報記憶手段に記憶された温度制御情報を用いて温度調整手段を制御するようにしたため、新たにロータが開発され、当該ロータを遠心分離機で用いて遠心分離しようとする等の場合に、入力手段から温度制御情報を入力するという簡単な操作を行うだけで、当該ロータに対応した最適なロータの温度制御を行いながら遠心分離を行うことができる。
【００３９】
また、ユーザが、新たに開発されたロータを購入するときに、ユーザ所有の遠心分離機が保持している温度制御情報がどのような種類のロータに対応するものであったかを確認せずに済む。また、新たなロータに対応する温度制御情報を保持していないことが後で分かった場合には、メーカーから温度制御情報をＦＡＸ等で入手し、すぐに温度制御情報を入力することにより遠心分離機を使うことができるようになるので、従来のように新しい温度制御情報保持手段を入手して交換するまで使用できないという不都合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による遠心分離機を示す概略図。
【図２】本実施の形態による遠心分離機で用いられる温度制御情報を示すグラフ。
【図３】本実施の形態による遠心分離機の入力手段から入力される温度制御情報を示す表。
【符号の説明】
１・・・遠心分離機１１・・・駆動装置１２・・・駆動軸１３・・・制御装置１４・・・冷却装置１５・・・記憶装置１６・・・ロータ１６Ａ・・・容器１６Ｂ・・・試料１９・・・冷却パイプ３０・・・入力装置

Claims

遠心室を有する遠心分離機本体と、
該遠心分離機本体に設けられたモータと、
該モータに駆動連結された駆動軸と、
複数種類用意され、該複数種類のうちの一種類が選択されて該駆動軸に載置され、試料が注入された容器を支持し、該モータの駆動により該遠心室内で回転するロータと、
該ロータの温度を所望の温度に調整する温度調整手段と、
該遠心室の温度を測定する温度センサと、
該駆動軸に載置される該複数種類のロータのそれぞれに応じた該ロータの温度制御に用いられる温度制御情報を保持する温度制御情報保持手段と、
所望の遠心分離条件を入力可能な入力手段と、
該駆動軸に載置された該ロータの種類を識別し、該ロータの種類に応じた該温度制御情報を選択するロータ識別手段と、
入力手段により入力された遠心分離条件に従ってモータの駆動を制御してロータを回転させると共に温度調整手段を介して該ロータの温度を所望の温度に制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、該温度センサの検出温度及び該温度制御情報保持手段に保持された該温度制御情報により該ロータの温度を制御するようにした遠心分離機であって、
該入力手段は、少なくとも該温度制御情報を入力可能であり、該遠心分離機本体は、入力された該温度制御情報を記憶するための温度制御情報記憶手段を備え、
該制御手段は、該温度制御情報が該温度制御情報保持手段に保持されていない該ロータの場合に該温度制御情報記憶手段内の該温度制御情報により該ロータの温度を制御するようにしたことを特徴とする遠心分離機。