JP4487234B2 - 遠心機 - Google Patents

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Description

本発明は遠心機に関し、特に複数用意されたロータの中から目的にあったロータを選択、交換して、最適な回転軸に搭載可能な遠心機に関する。
一般に遠心機は、電気モータ等の動力発生部で得られる回転トルクを回転軸を介してロータに伝達し、ロータを回転させる。この種の遠心機に用いられるロータには試料を挿入する試験管穴の角度が一定のアングルロータや、試験管を装着する容器(バケットと称す)が回転と共に揺動するスイングロータ、試験管を水平にした状態でロータに装着するホリゾンタルロータなど、いくつかの種類がある。また、遠心破壊を避けるため許容回転速度が高いロータは外観、形状が小さく、低いロータは外観、形状が大きいのが一般的で、特に前記したスイングロータは強度の制限から高速に回転させることが難しく、処理容量を大きくすることで特徴を持たせてある。
一方、回転軸を設計する場合、一般的に回転速度が高速の場合は、回転軸の曲げ剛性を下げて曲げの固有振動数を低速域に持たせる、いわゆる弾性軸を採用し、文献(回転体の力学、R.ガッシュ/H.ピュッツナー原著、三輪修三訳、森北出版)にあるように高速側で不釣り合いによる反力が小さくなるよう考慮している。また、回転速度は低いが上記したような大型のロータを使用できるようにする場合には、回転軸の剛性を上げて曲げの固有振動数を使用域より高速に持たせる、いわゆる剛性軸を採用し、高剛性による操作性の向上を図っている。
ロータの振動を低下させる構造としては、弾性軸と剛性軸を組み合わせた遠心分離機が提示されている(特許文献1および2参照)。この2軸構造とは、軸受で支持した回転自在の剛性中空軸内に、弾性軸を所定の隙間をもって挿入し、弾性軸の下端を剛性軸に固定させ、上端にはロータを装着できるものである。特許文献1はロータ装着用ヘッドと剛性軸の間に弾性シールを介装した構造を示している。また出力軸と弾性軸、剛性軸との接続は弾性カップリングを使用して、回転時に生じる軸のラジアル方向の振動を吸収させる。特許文献2は、特に小型のロータを装着することを前提としており、部品点数を少なくして装置全体を小さく構成したものである。
一方、高速用ロータと低速大型ロータを一台の遠心機で使用できるようにする場合、弾性軸を採用すると高速での安定回転は得られるが、軸剛性が低いことから大型ロータを回転軸に装着する際に回転軸が撓み易く、場合によっては回転軸を曲げてしまう恐れがある。また、容量の大きいロータの方は使用者が扱う試料に生じる不釣り合いが大きくなるため、弾性軸で大型のスイングロータを回転させると、回転軸の曲げの一次固有振動数(一次共振点)での振れが大きくなり、回転しているロータが固定部品に接触したり、あるいは回転軸を曲げてしまう恐れがある。すなわち、弾性軸を採用すると、高速ロータは使い勝手がよくなるが低速スイングロータは概して扱いにくいということになる。
このような欠点を補うため、本発明者等の先出願(特許文献3参照)では、複数の回転軸を有し、使用するロータによって上記回転軸を選択できる遠心機が提案されている。本明細書添付の図6では、左半分にアングルロータ200を装着した状態、右半分にスイングロータ204を装着した状態を示す。アングルロータ200を高速回転させる場合、弾性軸の上端に固定されたクラウン部231のみに嵌合し、弾性軸230を介して回転トルクが伝達される駆動構造が選択されるのに対し、スイングロータ204を低速回転させる場合は、軸受により回転可能に支承された高剛性軸240の外周面に形成されたテーパ部243Aに嵌合し、高剛性軸240が大型のスイングロータ204のスラスト荷重を支持し、弾性軸230から回転トルクが伝達される駆動構造が選択される。このようにして、単一の駆動部に高速のアングルロータ、低速のスイングロータの双方とも搭載可能な遠心機を実現したものである。
米国特許第5,342,282号明細書 特開2002−248379号公報(図1) 国際公開第02/085526号パンフレット
特許文献3に記載された従来構造の遠心機を組立る際には、図8に示すように、弾性軸230の下端と出力軸、および弾性軸230の上端とクラウン部231の結合は、弾性軸230と軸嵌合穴231aに一定の締め代を持たせた圧入とすればL1寸法のばらつきを小さくすることが簡単にできる。しかし、軸が細長いと圧入時に軸が座屈するなど圧入が困難であるため、一般的に角度の狭いテーパでクラウン部と弾性軸とが結合されている。弾性軸およびその相手穴のテーパ角度を同一となるよう切削または研削により加工し、嵌合させて軸方向に力を加え、テーパにより径方向に弾性変形を生じさせ、結合力を得るものである。この方法は少ない力(圧入力)で簡単にかつ高い結合力が得られる利点がある反面、軸もしくは穴径のわずかな加工誤差が軸方向の寸法を大きく変えるという欠点がある。
一例を上げると図9に示す軸の加工において、指定寸法が先端テーパ角度θ=2°、先端径Dが5mmのとき、加工誤差により先端径D=4.95mmで仕上がったとすると軸方向の長さLは指定寸法に対し1.43mmも異なることになり、わずかなテーパ径の加工誤差が組立後のクラウン部の位置を大きく変えることになる。加えて加工面の面粗さによって圧入時の面のつぶされ方が異なることから、たとえ同一寸法で加工されたとしても組立後の軸方向寸法が同じになるとは限らない。
このことは、図10に示す弾性軸230のクラウン部231の上端面231Bと高剛性軸240のテーパ部243Aの距離H”のばらつきが大きいことを意味する。H”寸法が長く製造された場合は、図11に示すようにスイングロータを使用する時、弾性軸クラウン部231の上端面231Bがロータ穴底260dに突き当たり、高剛性軸240のテーパ部243Aとロータのテーパ部260cが当接できない事態が生じ、スイングロータのスラスト荷重を本来受けるべき高剛性軸240で支持できなくなる可能性があり、弾性軸230に過度の荷重が作用することになり、弾性軸230の変形や破損が生じる。
一方、H”寸法が短く製造された場合は図12および図13に示すように、スイングロータ260に設けられたピン261と弾性軸クラウン部231に設けられたピン232の係合長さが短くなり、場合によっては軸方向に乗り上げてトルク伝達ができなくなるといった恐れがある。このような事態を避けるためには、H”寸法のばらつきを抑えるように加工精度を向上させればよいが、製造コストが増加することになる。加工精度を向上させない場合は、H”寸法が設計上の許容公差から外れた場合には廃棄するか、もしくは組立段階でH”寸法を調整する必要がある。通常、廃棄はコスト増大が顕著になるため、H”寸法を調整する方法を選択する。このH”寸法の調整方法は、弾性軸およびクラウン部の選択的嵌合や図14に示すように高剛性軸240と軸受241の内輪の間にスペーサ245を挿入して、クラウン部231の上端面231Bと高剛性軸240のテーパ部243Aの距離をスペーサ245の厚さ分だけ短縮するといった方法が考えられるが、いずれにしても一度組立てみないとH”寸法が正しく測定できないことから、調整には組立、分解、再組立といった手間がかかることになり、どの方法を採用したとしても製造コストを高める要因になっていた。
また、特許文献3に記載の従来構造の遠心機において、高剛性軸に嵌合して回転するロータの場合、弾性軸に共振現象が発生して、ねじり破壊が生じることがあった。これは、従来構造で高剛性軸に嵌合するロータを搭載して回転させても、高剛性軸のねじり剛性がほぼゼロであることから、全体のねじり剛性は弾性軸のねじり剛性になる。したがって、弾性軸のねじり固有振動数が低速回転数域(2000rpm前後)に存在すると、共振現象が発生することが判明した。この共振現象を放置すると弾性軸がねじり破壊され、駆動系全体が使用不可能となる。
更に図7に示すように、特許文献3の別の実施の形態では、スイングロータ204を使用する時の耐ラジアル荷重を向上させるために高剛性軸240を軸方向に長くし、更に2組の軸受241で回転支持するようにしたものである。ところが、エンドブラケット223に形成する出力軸221用の軸受穴223aと高剛性軸用の軸受穴223bの軸心を正確に一致させるのは難しく、この構造の駆動装置を組立てると、出力軸用の軸受222と高剛性軸用の軸受241の軸心がずれ、同時に高剛性軸の内径や外径の軸心ずれも発生するので、軸心ずれが累積される。大きな軸心ずれを残したまま回転軸に回転トルクを与えると、大きな騒音や振動などが発生する。軸心ずれを発生させないようにエンドブラケットを精密加工する方法もあるが、製造コストが増大する原因となる。
上記した欠点に鑑みて、本発明は、複数の試料装着用ロータの中から目的にあったロータを選択、交換して、最適な回転軸に搭載可能で、同一の駆動システムを使用して安定で確実な操作をおこなえる遠心機を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、ロータによって回転軸を選択可能な遠心機において、特に大型のロータを使用したときに共振現象をおこさず、回転トルクを確実にロータに伝えることのできる遠心機を提供することである。
また、本発明の他の目的は、複数の部品を同心上に組み付けた時に発生する軸心ずれを簡単で、低コストによる手段で解消できる構成とした遠心機を提供することである。
更に、本発明の他の目的は、分解、再組立などを行うことなく、弾性軸のロータ装着部と高剛性軸のロータ荷重支持部の間の寸法を簡便に調整できる手段を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は互いに種類又はサイズの異なる高速回転用第1ロータと低速回転用第2ロータを含む少なくとも2個のロータを選択的に搭載して回転させることができる遠心機であって、本体と、該本体に収納された動力発生部と、該本体に軸受を介して支持され、該動力発生部から回転トルクを該ロータに伝える出力軸と、該選択された第1ロータと該出力軸とを動力的に接続し、該第1ロータに回転トルクを伝達する弾性軸と、該選択された第2ロータを支持し、該本体に軸受を介して支持され、該弾性軸と同心配置される中空構造とした高剛性軸とを有する遠心機において、該高剛性軸に該高剛性軸の軸方向に移動可能で該高剛性軸に対して位置固定可能な支持手段設け、該高剛性軸は、該支持手段を介して該第二ロータを支持している遠心機を提供している。
ここで、該弾性軸は選択した該第1ロータと嵌合し回転トルクを伝達する第1クラウン部を有し、該支持手段は、選択した該第2ロータと嵌合支持し、該軸方向に移動調節可能な第2クラウン部から構成されるのが望ましい。
このとき該第1クラウン部および第2クラウン部は、それぞれ該弾性軸および該高剛性軸とは別部材である。
また、該第1クラウン部は該弾性軸とテーパ嵌合による圧入で結合される。
更に、該第2クラウン部は該高剛性軸にセットスクリュウや、六角穴付ボルトや、皿ネジ等のネジによる手段で固定される。該第2クラウンの該高剛性軸へのセットスクリューでの固定位置は、該第1クラウンを該弾性軸にテーパ嵌合による圧入結合をおこなった後、該第2クラウン部と該第2ロータとの接触摩擦により該高剛性軸と該第2ロータが共に回転する位置とする。
また、該第2ロータには該第1クラウン部を取り囲む嵌合穴が形成され、該第2クラウン部にはテーパ部が形成され、該嵌合穴の開口部は該テーパ部に着座するテーパ面が形成され、該第2クラウン部の該高剛性軸への固定位置は、該第2ロータの嵌合穴の底面と第2クラウン部のテーパ部との距離Hと、該第1クラウン部頂面と該第2クラウン部のテーパ部との距離H’が同一、あるいはH’値がH値よりわずかに小さい値となるように決定されるのが望ましい。
また、該高剛性軸は、該出力軸との軸心ずれを吸収するトルク伝達手段を介して該出力軸に結合されているのが望ましい。ここで、該トルク伝達手段は、該出力軸と該高剛性軸とが略同軸となるように接続される。また、該トルク伝達手段は、該出力軸と該高剛性軸および各軸受の間に生じる軸心ずれを吸収する。
また、該トルク伝達手段は該高剛性軸と該出力軸の結合部分に介装される弾性部材を有するのが好ましい。
請求項1記載の遠心機によれば、高剛性軸に軸方向に移動調節可能な第2ロータを支持する支持手段を設けたので、弾性軸のロータ装着位置が所定値とずれていても、支持手段の位置を調整することで、遠心機の駆動部を分解、調節、再組立することなく、簡単に調節可能となる。また、弾性軸に第2ロータによる過度の負荷が作用せず、弾性軸の変形、破壊を防止することができる。
請求項2記載の遠心機によれば、弾性軸は第1ロータと嵌合して回転トルクを伝達する第1クラウン部を有し、高剛性軸には軸方向に移動可能な第2ロータと嵌合する第2クラウン部を有するので、第2ロータを装着した時に第2ロータの荷重を支持するように第2クラウン部を調節可能である。
請求項3、4、5記載の遠心機によれば、第1クラウン部、第2クラウン部はそれぞれ弾性軸、高剛性軸とは別部材として製造され、第1クラウン部と弾性軸はテーパ嵌合による圧入結合などの簡単な方法で結合でき、第2クラウン部は最終的に所定の寸法に調節して高剛性軸にセットスクリュウで固定できるので、第1クラウン部、第2クラウン部一体型の回転軸に比較すると安価に製造でき、ロータ装着寸法も簡単に所定の値に調節できる。
請求項記載の遠心機によれば、第2クラウン部の高剛性軸への固定位置は第2ロータと第2クラウン部が接触摩擦で共に回転可能となるように調節できるので、第2ロータの荷重が高剛性軸で全面的に支持され、回転時の振動が減少できる。また、第2ロータに形成された嵌合穴底面とテーパ部との距離Hはロータ側嵌合穴を形成した時に測定可能であり、しかもほぼ均一の値で製造できるので、第1クラウン部を弾性軸に結合した後に第1クラウン部の頂上面と第2クラウン部のテーパ部との距離H’を測定して、H’がHよりわずかに小さくなるように第2クラウン部のテーパ部を位置調節できるので、製造時の組み付け作業が単純化できる。
請求項7乃至9記載の遠心機によれば、出力軸に弾性軸を結合させ、同時に出力軸と高剛性軸も軸心ずれ吸収機能を有する回転トルク伝達手段で接続してあるので、第2ロータ装着時、回転トルクは高剛性軸からも伝達可能となる。この構成により高剛性軸上に第2ロータを搭載すると、回転トルクは主として高剛性軸のロータ支持手段との接触摩擦で第2ロータに伝達される。このように、弾性軸のロータ支持部は第2ロータに回転トルクを伝える役割が軽減されるか、あるいは無視できるほど小さくなる。よって高剛性軸を介する回転トルク伝達構造により弾性軸に大きなねじり剛性が加わることがなくなり、弾性軸のねじり破壊や騒音の発生を防止できる。また、高剛性軸と出力軸を接続する回転トルク伝達手段は軸心ずれ吸収機能があるので、出力軸と弾性軸の下端部のテーパ圧入、高剛性軸および出力軸、更にそれぞれの軸受を組み付ける時に発生する軸心のずれを吸収しながら高剛性軸と出力軸を接続できる。
本発明の第1の実施の形態による遠心機について図1、図2に基づき説明する。図1は第1の実施の形態による遠心機1の全体構成を示しており、上端が開口する箱形の筺体2に、上仕切板3,下仕切板4が水平に固定され、これら仕切板により筺体は上室5,中室6,下室7に画成されている。筺体2と仕切板3,4とにより本体が構成される。上室5の上端開口部は、蓋8が開閉可能に設けられる。また上室5内は断熱部材9と冷媒管10で遠心室11を画成している。断熱部材9の底部には開口が形成され、上仕切板3にも同様な開口が設けられており、この開口内の空間に動力発生部たる誘導モータ12のモータハウジング13が遠心室11と中室6に挿通配置させてある。モータハウジング13は、上仕切板3にゴム製のダンパ14を介して懸架支持され、モータハウジング13の大部分は中室6内に配置される。モータハウジング13の上部にはエンドブラケット15が設けられ、上仕切板3にゴム製のダンパ14を介して上方より取り付けられている。下室7内には、冷媒管10内に冷媒を循環させるための図示せぬ冷凍機が配設される。
誘導モータ12の出力軸21がエンドブラケット15を貫通して回転可能に支持され、出力軸21の上端には弾性軸30が結合されている。弾性軸30と同心で中空構造の高剛性軸40がエンドブラケット15に回転可能に支持されている。この誘導モータ12、出力軸21,エンドブラケット15,弾性軸30,高剛性軸40により、ロータ60を回転させる駆動部20を構成している。弾性軸30は使用回転数域内に曲げの固有振動数を有する軸をいい、高剛性軸とは使用回転数域内に曲げの固有振動数を有しない高剛体である軸をいう。
図2は、駆動部20の上部構造を示し、ロータ60を装着した状態の断面図である。弾性軸30の上端には第1クラウン部31がテーパ嵌合により結合させてある。第1クラウン部31には一対のピン32が植設されている。上述したように高剛性軸40は中空構造をしており、中空部分を弾性軸30が貫通して同軸配置させてある。高剛性軸40の下部は軸受41を介して回転可能にエンドブラケット15に支持されている。高剛性軸40の上部には別部品として製造した第2クラウン部42がセットスクリュウ43によって固着させてある。セットスクリュウ43を緩めると、第2クラウン部42は高剛性軸40に沿って上下移動をさせることが可能となり、第2クラウン部42の高剛性軸40に対する取付位置が調整可能である。第2クラウン部42は高剛性軸40の外周と略同一の内径を有する環状形になっており、外周面には上方に向けて漸次径が減少するテーパ部42Aを有する。
ロータ60は大型のスイングロータであり、ロータ中心部61から放射状にバケット62が図示せぬピンを介して回動可能に支持され、バケット62内に複数の試験管穴が形成されたラック63が固定され、ラック63内に試料を封入した試験管64が挿入される。なお、図1,図2の状態は遠心力によりバケット62が水平方向に揺動して、試料の遠心分離を行っている状態を示す。ロータ中心部61には、小径凹部61aと大径凹部61bが同心に形成されており、小径凹部61aの底面61dには下方に向けて一対のピン65が植設されている。ロータ小径凹部61aを第1クラウン部31上に装着すると、ロータ側のピン65とクラウン側のピン32が係合する。また、大径凹部61bの下端部には下方に向けて漸次径が増大するようにテーパ部61cが形成されている。このロータ中心部61に設けたテーパ部61cの形状、寸法は第2クラウン部42のテーパ部42Aと略同一とする。
以上の構成による本発明の遠心機では、ロータの中心部61に形成した大径凹部61bのテーパ部61cと小径凹部61aの底面61dとの距離Hをあらかじめ測定しておけば、弾性軸30と第1クラウン部31とをテーパ圧入によって結合した後、第1クラウン部31の頂上面と第2クラウン部42のテーパ部42Aとの距離H’をHよりわずかに短かくなるようにセットスクリュウ43をゆるめて調節する。こうして第2クラウン部42の位置を調節し、再度セットスクリュウ43を締めて第2クラウン部42を高剛性軸40に固定する。その後、スイングロータ60の中心部61を上記構成の駆動部上に搭載すると、ロータ側テーパ部61cと高剛性軸側テーパ部42Aが接触し、ロータ60のスラスト荷重を高剛性軸40が全面的に支持することになる。また第1クラウン部31のピン32はロータ中心部61のピン65と適切に係合する。このときロータ60の中心部底面61dと第1クラウン部31の頂上面との間に空隙ができており、ロータ60のスラスト荷重は第1クラウン部31へ加わらない。
この状態にある遠心機1の動作を説明する。誘導モータ12で発生した回転トルクは出力軸21から弾性軸30に伝わり、第1クラウン部31のピン32とロータ60側のピン65との係合により、第1クラウン部31からロータ60に回転トルクが伝達される。ロータ60の荷重は高剛性軸40の第2クラウン部42が全面的に支持し、高剛性軸40は軸受41で回転可能なようにエンドブラケット15に装着されており、しかも上述した距離Hの調整により、ロータ60側テーパ部61cは高剛性軸40側テーパ部42Aに確実に着座するのでロータ60の回転と共に高剛性軸40も回転する。従って、所定の回転数に達する前の弾性軸30の過度の弾性変形による振動の発生や破損を防止することができる。即ち第2クラウン部42が過度に下方に位置すれば、ロータ60側テーパ部61cが高剛性軸40側テーパ部42Aに接触せず、ロータ60の荷重が全面的に第1クラウン部31に作用して弾性軸に過度な荷重が作用することになるが、本実施の形態では、第2クラウン部42が位置調整可能であるので、上述した最適の距離Hが得られるからである。
図3は本発明による第2の実施の形態による遠心機101の駆動部と高剛性軸140、弾性軸130の接続関係を示す断面図である。第1の実施の形態と同一の部材には同一の参照番号を付し、説明を省略する。また、第1の実施の形態の部材に対応する部材には第1の実施の形態の参照番号に100を付加してある。図示しない誘導モータの出力軸121が軸受122を介してエンドブラケット115を貫通するように設けてある。出力軸121には弾性軸130の下端部がテーパ嵌合により結合させてある。弾性軸130の上端部には第1クラウン部31がテーパ嵌合により結合させてある。弾性軸130と同心に高剛性軸140が設けられている。すなわち、高剛性軸140は中空構造に作られており、弾性軸130内側中空部分に同心状に配置されている。高剛性軸140は2個の軸受141およびスペーサ144を介し、回転可能なようにエンドブラケット115内に出力軸121と同心に支持される。高剛性軸140の下端はカップリング50によって出力軸121の上端と接続されている。
カップリング50は図4に示すように、下部51と上部52に分かれ、下部51はセットスクリュウ53により出力軸121に固定され、上部52は同様にセットスクリュウ53により高剛性軸140に固定されている。下部51には4本のピン54が上方に向けて植設されており、上部52にはピン54と係合するために設けられた穴に、ピン54と直接係合する穴を有する弾性体55が埋設されている。出力軸121と高剛性軸140との軸心が完全に一致していなくても、弾性体55の弾性変形により、弾性体55の穴とピン54は容易に結合可能である。
更に、高剛性軸140の上端部外周には、別部品として形成した第2クラウン部42が上下移動可能なようにセットスクリュウ43で固定されている。第2クラウン部42は下方に漸次径が拡大するテーパ部42Aを設けてある。クラウン側テーパ部42Aおよびロータ60側テーパ部61cの特徴は前述の第1の実施の形態と同じである。
以上の構成において、大型のスイングロータ60を図1のように搭載して遠心分離をおこなう場合の動作を説明する。誘導モータ12で発生した回転トルクは出力軸121から弾性軸130に直接伝達されると共に、カップリング50を介して高剛性軸140にも伝達される。第2クラウン部42は高剛性軸140に固定されているので、回転トルクは第2クラウン部42のテーパ部42Aとロータ60のテーパ部60c間の摩擦接触によりロータ60に伝わる。このようにして回転トルクは高剛性軸40からロータ60に伝わるが、出力軸121と弾性軸130も接続されているので同時に回転トルクが弾性軸130の上端に結合させた第1クラウン部31にも伝わる。
第1クラウン部31とロータ60はピン32と65だけの係合なので、回転トルクを伝える役割よりも回転の滑りを防止する効果が重要となる。このように、大型のスイングロータ60を回転させるための回転トルクは、弾性軸130よりも高剛性軸140により発生でき、弾性軸130のねじり共振の発生を防止できる。
なお図6の左断面部に示すように、アングルロータ200などの小型ロータは従来例同様に高剛性軸とは接続せず、第1クラウン部31で支持して弾性軸から回転トルクを伝える。
本発明による遠心機は上述した形態に限定されず、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、第2の実施の形態において、出力軸と高剛性軸との軸心ずれ吸収機能を有するトルク伝達手段は、図5に示すようなヘリカルタイプのカップリング151とすることも可能である。これは軸心ずれがあってもカップリング部が撓むことにより吸収し、回転トルクは支障なく伝達できる。このヘリカルタイプのカップリングは市販の製品を使用することが可能であるが、弾性軸や出力軸を通すために中央部が中空になっている必要がある。また、高剛性軸は1個あるいは2個の軸受で回転可能に支持されているが、高剛性軸が安定して回転できる他の手段や構造を組み込むことも可能である。同様に、第2の実施の形態に示した第2クラウン部も2組のセットスクリュウを使用しているが、軸心に平行なキー溝を高剛性軸側に設けるなどして、第2クラウン部が上下に容易に移動でき、回転トルクを確実に伝達できるように固定される構造であればセットスクリュウの数は減らすことが可能である。また、セットスクリューに代えて、有頭のボルト、ネジ類(角穴付きボルトや皿ネジ)でもよい。
本発明による遠心機は、医学、薬学、農学等において、様々な試料の分離、分析に用いられ、産業上の利用価値は高い。
本発明の第1の実施の形態による遠心機全体構造を示す一部断面正面図。 本発明の第1の実施の形態による遠心機の要部を示す断面図。 本発明の第2の実施の形態による遠心機の駆動部を示す断面図。 図3に示した本発明の第2の実施の形態による遠心機の駆動部に使用するカップリングの概略斜視図。 図4と同様なカップリングの別の例を示す概略斜視図。 従来の遠心機のロータ搭載部を示し、左半分に高速用アングルロータ、右半分に低速用スイングロータがそれぞれ装着された状態を示す断面図。 他の従来の遠心機のロータ搭載部を示す断面図。 弾性軸とクラウン部を圧入により結合させる方法を説明する弾性軸先端の概略図。 弾性軸とクラウン部をテーパ嵌合により結合させる方法を説明する弾性軸先端の概略図。 弾性軸クラウン部と高剛性軸クラウン部のテーパ部の間隔を説明するロータ搭載用クラウン部周辺の一部断面図。 製造上生じる加工誤差により図10に示すH”寸法が短く製造された場合に起こりうる状態を説明するロータ搭載部分の断面図。 H”寸法が長く製造された場合に起こりうる状態を説明する図11と同様な断面図。 図12の線XIII−XIIIで示す部分の断面図。 図10のH”寸法を調整するための従来の手段を説明する一部断面図。
符号の説明
1:遠心機、 20:駆動部、 21:出力軸、 30、130:弾性軸、31:第1クラウン部、32:ピン、 40、140:高剛性軸、 41、141:軸受、 42:第2クラウン部、 42A:テーパ部、43:セットスクリュウ、 50:カップリング、 51:下部カップリング、 52:上部カップリング、 53:セットスクリュウ、 54:ピン、 55:弾性穴、 60:スイングロータ、 61c:テーパ部、 61d:凹部底面、200:アングルロータ

Claims (9)

  1. 互いに種類又はサイズの異なる高速回転用第1ロータと低速回転用第2ロータを含む少なくとも2個のロータを選択的に搭載して回転させることができる遠心機であって、
    本体と、
    該本体に収納された動力発生部と、
    該本体に軸受を介して支持され、該動力発生部から回転トルクを該ロータに伝える出力軸と、
    該選択された第1ロータと該出力軸とを動力的に接続し、該第1ロータに回転トルクを伝達する弾性軸と、
    該選択された第2ロータを支持し、該本体に軸受を介して支持され、該弾性軸と同心配置される中空構造とした高剛性軸とを有する遠心機において、
    該高剛性軸に該高剛性軸の軸方向に移動可能で該高剛性軸に対して位置固定可能な支持手段設け、該高剛性軸は、該支持手段を介して該第二ロータを支持していることを特徴とする遠心機。
  2. 該弾性軸は選択した該第1ロータと嵌合し回転トルクを伝達する第1クラウン部を有し、
    該支持手段は、選択した該第2ロータと嵌合支持該軸方向に移動調節可能な第2クラウン部から構成されることを特徴とする請求項1記載の遠心機。
  3. 該第1クラウン部および第2クラウン部は、それぞれ該弾性軸および該高剛性軸とは別部材であることを特徴とする請求項2記載の遠心機。
  4. 該第1クラウン部は該弾性軸とテーパ嵌合による圧入で結合されることを特徴とする請求項3記載の遠心機。
  5. 該第2クラウン部は該高剛性軸にセットスクリュウで固定されることを特徴とする請求項3記載の遠心機。
  6. 該第2ロータには該第1クラウン部を取り囲む嵌合穴が形成され、該第2クラウン部にはテーパ部が形成され、該嵌合穴の開口部は該テーパ部に着座するテーパ面が形成され、該第2クラウン部の該高剛性軸への固定位置は、該第2ロータの嵌合穴の底面と第2クラウン部のテーパ部との距離Hと、該第1クラウン部頂面と該第2クラウン部のテーパ部との距離H’が同一、あるいはH’値がH値よりわずかに小さい値となるように決定されることを特徴とする請求項5記載の遠心機。
  7. 該高剛性軸は、該出力軸との軸心ずれを吸収するトルク伝達手段を介して該出力軸に結合されていることを特徴とする請求項1記載の遠心機。
  8. 該トルク伝達手段は、該出力軸と該高剛性軸とが略同軸となるように接続することを特徴とする請求項7記載の遠心機。
  9. 該トルク伝達手段は該高剛性軸と該出力軸の結合部分に介装される弾性部材を有することを特徴とする請求項8記載の遠心機。
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