JP4539822B2 - centrifuge - Google Patents
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Description
本発明は、遠心分離機の回転体に対する安全性確保のための構造を改良した遠心分離機に関するものである。 The present invention relates to a centrifuge having an improved structure for ensuring safety with respect to a rotating body of the centrifuge .
遠心分離機では、分離する試料を入れた回転体であるロータが高速回転するため、万が一ロータが破壊したときには大きな破壊エネルギーとなる。実験室用の遠心分離機に関する安全性要求は国際規格であるIEC61010−2−0202に規定されている様に、最大想定事故として高速回転時にロータが半分に破壊しても安全性を確保できる構造であることを要求している。具体的には、ロータの破片の封じ込めと、遠心分離機の移動に関する制限である。
従来、この破壊エネルギーを封じ込める手段として、回転室外周に防護壁(プロテクタ)を設けて大きな破片のエネルギーを吸収する構造がある。生物試料を扱う遠心分離機では、ロータを冷却するために回転室を直接冷却する冷却パイプが外周に巻かれており、その外周は発泡材のような断熱材で密閉されて放熱・結露を防いでいる。プロテクタは更にその外周に配置され、ロータの回転エネルギーの大きさにより、プロテクタの厚さや、プロテクタのフレーム内への配置方法が設計される。
また、前記ロータや分離する試料を出し入れするために、回転室上部に開閉するドアが設けてある。上記プロテクタと異なり、ユーザが開閉可能なため、ロータ回転時にはドアをロックする必要があり、上記のようなロータ破壊等があってもドアロックが解除されない構造を要求される。
In a centrifuge, the rotor, which is a rotating body containing a sample to be separated, rotates at a high speed. Safety requirements for laboratory centrifuges are specified in the international standard IEC61010-2-0202, and the structure that can ensure safety even if the rotor breaks in half during high-speed rotation as the maximum possible accident It is demanding to be. Specifically, there are restrictions on the containment of rotor debris and the movement of the centrifuge .
Conventionally, as a means for containing this destruction energy, there is a structure in which a protective wall (protector) is provided on the outer periphery of the rotating chamber to absorb the energy of large pieces. In a centrifuge that handles biological samples, a cooling pipe that directly cools the rotating chamber is wound around the outer periphery to cool the rotor, and the outer periphery is sealed with a heat insulating material such as foam to prevent heat dissipation and condensation. It is out. The protector is further arranged on the outer periphery thereof, and the thickness of the protector and the method of arranging the protector in the frame are designed according to the rotational energy of the rotor.
In addition, a door that opens and closes in the upper part of the rotating chamber is provided for taking in and out the rotor and the sample to be separated. Unlike the protector, since the user can open and close the door, it is necessary to lock the door when the rotor rotates, and a structure in which the door lock is not released even if the rotor is broken as described above is required.
従来技術の一例を図5に示す。ロータの破壊時のエネルギーを封じ込めるためには、回転室外周のプロテクタを変形させたり、プロテクタを回転させたりすることでエネルギーを吸収する。また、回転室上方のドア41をロックするためにドア41の裏側にロック用の穴を設けたドアフック42を配置し、フレーム43側に固定したドアロック機構60によりドア41をロックしている。ソレノイド48のプランジャ49の動作によりピン50で連結したフックプレート44を動作させる。フックプレート44はシャフト45を中心として回転移動する。フックプレート44はソレノイド48に通電されていない状態で引っ張りバネ47によりロック位置に保持し、通電時にはプランジャ49によって下方に引かれてロック解除の状態を保つ。これらドアロック機構60はフックプレート44から成るロック機構部とロック機構部を駆動する駆動機構部をドアロックホルダ51に取り付けた、ひとつの組立体としてフレーム43側に取り付けているのが一般的である。しかしその構造上、ドアロック機構60はプロテクタの更に外周側に配置する必要がある。
An example of the prior art is shown in FIG. In order to contain the energy at the time of destruction of the rotor, the energy is absorbed by deforming the protector on the outer periphery of the rotating chamber or rotating the protector . Further, in order to lock the door 41 above the rotating chamber, a
上記したドアロック機構60の場合、ロータが破壊した時の破壊エネルギーによってプロテクタの変形量が大きくなるとロック機構60にぶつかり、最悪のケースではドアロック機構60を破壊し、ドアロック機構60をフレーム43から脱落させ、ドア41のロック機能を損なう恐れがある。これを避けるために、ドアロック機構60の取付位置をプロテクタの変形量を見込んでプロテクタとの距離を大きくしたり、プロテクタの厚さを増してプロテクタの変形量を減らす工夫がされているが、プロテクタの厚みを増すことによる原価増や質量が増えることによる組立作業性の悪化、さらにはドアロック機構60の取付位置をプロテクタから離すことによるドア41や遠心分離機の大型化が避けられない。また、ドアロック機構60をプロテクタの変形の影響の少ないテーブル上側に配置したり、ドア41内部に設けたりする例もあるが、前者の場合テーブル面52(作業面)が高くなったり、さらに後者の場合はドア41が重くなって操作性を悪くする問題がある。
本発明の目的は、上記問題点をなくし、安全性を維持しながら遠心分離機を省スペース化し、製造しやすい安価なドアロック構造を有する遠心分離機を提供することである。
In the case of the
An object of the present invention is to provide a centrifuge having an inexpensive door lock structure that eliminates the above problems, saves the centrifuge while maintaining safety, and is easy to manufacture.
上記目的は、モータによって回転されるロータと、該ロータを収容する回転室と、該回転室を開閉するドアと、該ドアの下面から下方に延び、ロック用の穴を有するドアフックと、該ドアフックの穴に係合可能な如く移動可能に設けられたロックバーと、該ロックバーを常時ドアフックの穴に係合させ、駆動時にロックバーをドアフックの穴から移動させてドアフックとの係合を解除するドアフック駆動機構部と、前記回転室、ドアフック駆動機構部を収容するフレームとを有し、ドアフック駆動機構部によりドアロックを制御するようにした遠心分離機であって、前記回転室の外周に設けられた円筒状のプロテクタと、前記ロックバーの端部に下方に開いて設けられた溝と、前記ドアフック駆動機構部により駆動され、先端に前記ロックバーの溝に係合してロックバーを移動させるピンとを備え、前記ロックバーを前記プロテクタの上面より上方に設置すると共に前記フレームの上面に設けられたテーブル内にホルダを介して移動可能に取り付けることで達成できる。 The object is to provide a rotor that is rotated by a motor, a rotating chamber that houses the rotor, a door that opens and closes the rotating chamber, a door hook that extends downward from the lower surface of the door and has a locking hole, and the door hook. The lock bar is movably provided so that it can be engaged with the hole of the door, and the lock bar is always engaged with the hole of the door hook, and the lock bar is moved from the hole of the door hook during driving to release the engagement with the door hook. A centrifuge having a door hook drive mechanism portion, a rotating chamber, and a frame for accommodating the door hook drive mechanism portion, wherein the door lock is controlled by the door hook drive mechanism portion. A cylindrical protector provided, a groove provided to open downward at the end of the lock bar, and the door hook drive mechanism, and the lock bar at the tip. And a pin for moving the lock bar engages the groove, movably attached to via a holder in a table provided on the upper surface of the frame as well as placing the locking bar above the upper surface of the protector Can be achieved.
本発明によれば、ロータ破壊時にプロテクタが変形してドアロック機構部の駆動機構部にぶつかり、ドアロック機構部が損傷したとしても、ドアロック駆動機構部のみが外れ、ドアロック機構部へは影響を与えずにドアのロックを確実なものにできるので、ドアロック機構部とプロテクタとの隙間を小さくでき、更に、必要最小限のプロテクタの厚みを選定できるので、遠心分離機の省スペース化が可能で、製造しやすい安価な構造の遠心分離機とすることができる。 According to the present invention, even if the protector is deformed when the rotor is broken and hits the drive mechanism portion of the door lock mechanism portion , and the door lock mechanism portion is damaged, only the door lock drive mechanism portion is detached and the door lock mechanism portion is since the lock of the door without affecting it in what ensures, it is possible to reduce the gap between the door locking mechanism and the protector further, it is possible to select the thickness of the minimum protector, space saving of the centrifuge Therefore, it is possible to provide a centrifuge having an inexpensive structure that is easy to manufacture.
本発明となる遠心分離機の実施形態の断面図を図1に示す。フレーム6内には分離する試料を入れるロータ17が回転する回転室15があり、駆動モータ16にロータ17をセットして回転、分離する。回転室15の外周には冷却用パイプがまかれており、その外側は断熱材で囲まれている。更にその外周には、ロータ17破壊時の防御のために円筒状のプロテクタ12がある。
A cross-sectional view of an embodiment of a centrifuge according to the present invention is shown in FIG. Inside the frame 6 is a
回転室15の上部には開閉可能なドア1があり、ロータ17を出し入れできるようになっている。回転中にはドア1が開かないように2ヶ所のロック機構部19a,19bがあり、テーブル5に固定され、その下側にはロック機構部19a,19bを駆動する駆動機構部18a,18bがある。開閉するドア1の下側にはロックのためのフック2a,2bがあり、これを固定することでドア1をロックし、遠心分離機25の運転中はドア1が開閉できないようにしている。
An openable /
ロック機構部19aと駆動機構部18aから成るドアロック機構部26の詳細を図2に示す。図2は図1のドアロック機構部26の裏側から見た断面図を示している。
FIG. 2 shows details of the door
ドア1の下側に取り付けられたドアフック2aは、ロックバー3(係合部材)が係合される穴を設けてあり、ドア1を閉め、入力部27のスタートスイッチ28をオンすると制御装置30を介してソレノイド10への通電が停止され、ロータ17を回転する前に後述するウエイト13の自重又はバネ14の張力によりロックバー3がドアフック2aの穴に入り、ドア1が上側に開くことを阻止する。
The
ロックバー3は、テーブル5に固定されたホルダ11の横穴にガイドされて水平方向(横方向)に移動可能となっている。ロックバー3の片側にはU溝4が下方に開口部を有するように設けてあり、図3に示すようにリンクバー8aの略コの字型をした上部にピン20が設けられており、このピン20がU溝4を介してロックバー3を水平方向に摺動させる。リンクバー8aはリンクシャフト9を支点として揺動することができ、バネ32を介して連結されたソレノイド10により駆動される。
The lock bar 3 is guided in the horizontal hole of the
ソレノイド10は吸引式(電源ONで矢印24方向へ吸引される)であり、入力部27のスタートスイッチ28がON(オン)されると、制御装置30はソレノイド10への電力供給を停止する。よってソレノイド10の吸引力はなくなり、プランジャ10aを吸引することができなくなり、リンクバー8aに連結されたバネ14によりロックバー3がフック2aの穴に係合するように移動しロック状態になる。
The
さらに、入力部27から入力された運転条件での運転が終了した場合または、ストップスイッチ29がON(オン)されロータ17の回転が停止した場合には、制御装置30がソレノイド10へ通電するよう制御することでプランジャ10aを吸引し、リンクバー8aを図2の二点鎖線で書かれている位置まで移動させることにより、ロックバー3がフック2aの穴から外れロックが解除される構造になっている。
Further, when the operation under the operation condition input from the
また、リンクバー8aの先には、可動部(リンクバー8aとプランジャ10a)の重心位置を調整して、衝撃によりロックが解除されないように働くウエイト13が取り付けてある。また、リンクバー8aの位置をセンサ21により検出し、センサ21からの検出信号を基に制御装置30によってドア1のロック状態をチェックしている。
A
略L字型をしたソレノイドホルダ7にはソレノイド10と、リンクシャフト9を介してリンクバー8がネジによって組みつけられた状態(駆動機構部18a)でネジ穴部7a,7bを介してネジ33によってフレーム6に固定されている。プロテクタ12よりも高い位置にあるテーブル5に固定されたホルダ11にはあらかじめロックバー3が組み込まれており、前述のソレノイド10を組み込んだ駆動機構部18aとは別に組み込み、ロックバー3のU溝4にリンクバー8aのピン20を引っ掛けて連結している。
The
図1で示したように駆動部分18aはプロテクタ12の外側に配置されているが、ロック機構部19a19bはドアの左右2ヶ所、プロテクタ12の上端面よりも高い位置にあり、プロテクタ12が移動しても直接はぶつからない位置となっている。
The
最大想定事故では、先に説明したように、回転しているロータ17が半分に破壊したモードとする場合が多い。ロータ17の破壊時のプロテクタ12の変形と挙動を示した縦断面図を図4に示す。半分に破壊したロータ破片17a,17bは回転の接線方向に飛び出し回転室15側面やプロテクタ12に衝突する。
In the maximum anticipated accident, as described above, the rotating
プロテクタ12の厚みは、衝突したロータ破片17a,17bによってプロテクタ12を変形させるが、ロータ破片17a,17bがプロテクタ12を貫通することなくロータ破片17a,17bの飛散を防ぐことができる厚みを有している。ロータ破壊時のプロテクタ12の最大の変形量を有する部分は、ロータ17の最大外径部付近でプロテクタ12のほぼ鉛直方向中央部付近で、さらにプロテクタ12は図4に記載されているように楕円形に変形する。ただし、プロテクタ12の両端の開口部付近はあまり変形はしない。
The thickness of the
図2に示すようにプロテクタ12は矢印22の方向に破線の如く変形していき、駆動機構部18aのリンクバー18aやソレノイド10を固定したソレノイドホルダ7に衝突する。ソレノイドホルダ7はネジ33でフレーム6に固定され、他端(ソレノイド10側)は固定されていないので、ソレノイドホルダ7は矢印23の様にテーブル5から離れる方向に変形するので、ドア1をロックしているロックバー3のU溝4に係合しているピン20は、ロックバー3のU溝4の開口側に外れるためロックバー3への移動には影響せずロック状態は維持されることになる。
As shown in FIG. 2, the
さらにプロテクタ12は、破壊したロータ破片17a,17bによってロータ17の回転方向を示す矢印31の向きに回転するので、破壊したロータ破片17a,17bによって変形したプロテクタ12が回転しながら駆動機構部18aに衝突したとしてもドア1をロックしているロックバー3のU溝4に係合しているピン20は、ロックバー3のU溝4の開口側に外れるためロックバー3への移動には影響せずロック状態は維持される。
さらにロック機構部19aはプロテクタ12よりも高い位置にあるため、変形したプロテクタ12が直接は衝突しない。同様にロック機構部19b、駆動機構部18bにも同様なことがいえる。
結果としてドア1はロック状態を維持され、ロータ破片17a,17bの封じ込めが可能となる。
Furthermore, since the
As a result, the
1はドア、2a,2bはドアフック、3はロックバー、4はU溝、5はテーブル、6はフレーム、7はソレノイドホルダ、8aはリンクバー、9はリンクシャフト、10はソレノイド、11はホルダ、12はプロテクタ、13はウエイト、14はバネ、15は回転室、16は駆動モータ、17はロータ、17a,17bは破壊後のロータ破片、18a,18bは駆動機構部、19a,19bはロック機構部、20はピン、21はセンサ、22はプロテクタの変形方向、23はプロテクタに衝突された駆動機構部が動く方向、24はソレノイド通電時の吸引方向である。
1 door, 2a, 2b are door hook, 3 locking bar, the U-groove 4, the table 5, the
Claims (1)
前記回転室の外周に設けられた円筒状のプロテクタと、前記ロックバーの端部に下方に開いて設けられた溝と、前記ドアフック駆動機構部により駆動され、先端に前記ロックバーの溝に係合してロックバーを移動させるピンとを備え、前記ロックバーを前記プロテクタの上面より上方に設置すると共に前記フレームの上面に設けられたテーブル内にホルダを介して移動可能に取り付けたことを特徴とする遠心分離機。 A rotor that is rotated by the motors, a rotation chamber accommodating the rotor, a door that closes the rotation chamber to open, extending downwardly from the lower surface of the door, a door hook having a hole for the lock, of the door hook A lock bar that is movably provided so as to be engageable with the hole, and the lock bar is always engaged with the hole of the door hook, and the lock bar is moved from the hole of the door hook during driving to engage with the door hook. A centrifuge having a door hook drive mechanism portion for releasing the door, a frame for accommodating the rotating chamber and the door hook drive mechanism portion, and controlling the door lock by the door hook drive mechanism portion,
A cylindrical protector provided on the outer periphery of the rotating chamber, a groove provided to open downward at the end of the lock bar, and driven by the door hook drive mechanism, and engaged with the groove of the lock bar at the tip. And a pin for moving the lock bar, and the lock bar is installed above the upper surface of the protector and is movably attached to a table provided on the upper surface of the frame via a holder. Centrifuge.
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