JP4622712B2 - 遠心分離機用ロータ及びこれを備えた遠心分離機 - Google Patents

Description

本発明は、医学、薬学、遺伝子工学等の分野において使用される遠心分離機とこれに設けられるロータに関するものである。

医学、薬学、遺伝子工学等の分野において使用される遠心分離機は、分離する試料が収容されたチューブ等の試料用容器をロータ内に収納し、このロータをロータ室内で高速回転させることによって試料を分離・精製するものである。

ところで、試料を収容するためのチューブとして市販のマイクロチューブを使用する場合、１５，０００〜２０，０００ｒｐｍで回転するロータは、一般的にアルミニウム合金で構成され、その表面には腐食を防止する目的で陽極酸化処理（アルマイト処理）が施さている。このようなロータが使用される用途としてはＳＡＲＳ、ＢＳＥ等のウィルス検査に使用される機会が多く、遠心分離中に試料保持容器から試料が漏れ出した場合にロータを高圧蒸気滅菌（オートクレーブ滅菌）する要求が高くなっている。

又、多数の検体を実装可能なロータの場合、ロータには複数のチューブを挿入するためのチューブ穴が形成されており、ロータの回転バランスを考慮して、同種の試料を収容したチューブは回転中心に対して点対称位置に形成されたチューブ穴に挿入される。このような場合、或るチューブ穴の回転中心に対する対称位置を判別することが困難となり、誤って非対称の位置に設けられたチューブ穴にチューブを挿入してしまうことがある。

ところで、近年の遠心分離機においては、アンバランス運転に対する駆動モータ部の耐力は向上しているが、アンバランス運転を誘発し易い構造は作業者の操作性を悪くする要因となっている。チューブをロータのチューブ穴に１本ずつ挿入する際の作業者の操作ミスを防止するため、チーブ穴位置の番号を印刷した粘着性シートをロータの表面に貼り付けして対称位置が分かり易くなるよう配慮したり、チューブ穴近傍に刻印を施したりして操作性の向上を図っている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２４６１９０号公報

しかし、ロータに対して高圧蒸気滅菌を繰り返し実施した場合、高温で且つ湿度が高い環境にロータが長時間曝されるため、使用中に粘着性シートが剥がれてしまうという問題があった。又、ロータに刻印を施す方法では、チューブ穴の数が増えた場合に隣接するチューブ穴同士の間隔が狭くなるため、文字の大きさが小さくなったり、文字が同色であるために視認性が悪い等の問題があった。

ところで、近年では、レーザを利用してアルマイト処理後にチューブ穴番号等を彫刻処理するレーザマーキングと称される製造方法が採用されているが、固定角ロータにあっては、円錐面が存在するため、レーザの焦点距離が変動して彫刻面に加工斑が発生する等の問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、高圧蒸気滅菌を行ってもチューブ穴位置を明確に指示することができる遠心分離機用ロータとこれを備えた遠心分離機を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、試料を収容した試料用容器を挿入保持するための容器穴を回転中心に対して点対称に複数形成して成るロータボディを備えた遠心分離機用ロータにおいて、前記ロータボディの表面を、回転中心を通る直線で複数の領域に等分割し、回転中心を境として相対向する一対の領域の一方に表面改質部を形成し、視覚的変化を付けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ロータボディをアルミニウム合金で構成するとともに、その表面に前記表面改質部を形成した後に着色アルマイト処理を施し、視覚的変化を付けたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、試料を収容した試料用容器を挿入保持するための容器穴を回転中心に対して点対称に複数形成して成るロータボディを備えたロータと、該ロータを回転駆動する駆動装置を備え、前記ロータを回転駆動して前記試料用容器内の試料を遠心分離する遠心分離機において、前記ロータのロータボディの表面を、回転中心を通る直線で複数の領域に等分割し、回転中心を境として相対向する一対の領域の一方に表面改質部を形成し、視覚的変化を付けたことを特徴とする。

請求項１〜３記載の発明によれば、ロータボディの表面を、回転中心を通る直線で複数の領域に等分割し、回転中心を境として相対向する一対の領域の一方に表面改質部を形成したため、相対向する領域を視覚的に確実且つ容易に識別することができ、試料用容器をロータの容器穴に１本ずつ挿入する作業に際して、各領域において点対称を成す位置に開口する容器穴に同種の試料用容器を正確に挿入することができる。

又、従来使用していた粘着性シートによる識別方法と同様の視覚的な効果が得られる他、高圧蒸気滅菌を行っても粘着性シートが剥がれるような不具合は発生せず、視覚的な効果が半永久的に継続して得られる。

請求項２記載の発明によれば、アルミニウム合金製のロータボディの表面に表面改質部を形成した後に着色アルマイト処理を施すようにしたため、表面改質部が形成された領域は染色が薄くなり、傷を与えなかった領域は染色が濃く仕上がり、色の濃淡によって領域を視覚的に確実且つ容易に識別することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
先ず、本発明に係る遠心分離機の基本構成を図５に基づいて説明する。

図５は本発明に係る遠心分離機１の破断側面図であり、図示の遠心分離機１は、矩形ボックス状の筐体２を備え、該筐体２の内部は水平な仕切板３によって上下２段の空間に区画され、上段の空間には、上面が開口する有底円筒状のボウル４が収容されている。そして、このボウル４の周囲には断熱部５と防護壁６が配置されている。又、ボウル４内には、開閉可能なドア７によって密閉されるロータ室８が形成されており、このロータ室８内には本発明に係るロータ２０が回転可能に収容されている。

他方、前記筐体２内の前記仕切板３によって区画された下段の空間には、駆動装置を構成する電動モータ９が防振ゴム等から成るモータ支持部１０によって仕切板３に固定支持されている。そして、電動モータ９の垂直上方へ延びる駆動軸１１は、前記ボウル４を貫通してその内部の前記ロータ室８内に臨み、その上端には前記ロータ２０が着脱可能に装着されている。

次に、本発明に係る前記ロータ２０の構成の詳細を図１〜図３に基づいて説明する。

図１は本発明に係るロータの正断面図、図２は同ロータの平面図、図３は表面改質部を示す図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。

本発明に係るロータ２０は、アルミニウム合金素材を機械加工することによって略円錐台状に成形されたロータボディ２１を備え、該ロータボディ２１の軸中心部に一体に形成されたボス部２１ａには、前記電動モータ９の駆動軸１１に連結される円穴状のカップリング部２１ｂが形成されている。又、ロータボディ２１の外周部には、図２に示すように、内外の各円周上に各１８個の容器穴としてのチューブ穴２２，２３が回転中心Ｏに対して点対称を成す位置に計３６個それぞれ斜めに形成されている。尚、ロータボディ２１に形成された前記チューブ穴２２，２３には、試料を収容した試料用容器である不図示のチューブが１本ずつ挿入される。

ところで、ロータボディ２１の上面には、ボス部２１ａの周囲に広がる平坦な平面部２４と、該平面部２４の外周から径方向外方に向かって斜めに立ち上がる円錐面部２５が形成されており、円錐面部２５には前記チューブ穴２２，２３が開口している。

而して、本実施の形態では、図２に示すように、ロータ２０のロータボディ２１の上面は、回転中心Ｏを通る直線Ｌにて領域Ｓ１とＳ２とに２等分に分割されており、各領域Ｓ１，Ｓ２に属するチューブ穴２２，２３には「１」〜「９」の番号がそれぞれ順番に付されている。この場合、一方の領域Ｓ１に属するチューブ穴２２，２３に付された番号は、これらのチューブ穴２２，２３と点対称を成す他方の領域のチューブ穴２２，２３に付された番号に一致している。具体的には、例えば領域Ｓ１の番号「１」が付されたチューブ穴２２，２３と点対称を成す他方の領域Ｓ２のチューブ穴２２，２３にも番号「１」が付されている。以下、同様に領域Ｓ１の番号「２」，「３」，…，「９」が付されたチューブ穴２２，２３とそれぞれ点対称を成す他方の領域Ｓ２のチューブ穴２２，２３にも番号「２」，「３」，…，「９」が付されている。

そして、本実施の形態では、ロータボディ２１の上面の２分割された領域Ｓ１，Ｓ２の一方の領域Ｓ１には機械的な微細な傷が与えられることによって粗面化された表面改質部２６が形成されている。この表面改質部２６は、例えばガラスビーズを圧縮空気で吹き付けるグラスショットや、砂粒等を叩き付けるサンドブラスト等によって形成され、その表面には図３に示すような微細な凹凸が形成されている。尚、グラスショットやサンドブラストによって表面改質部２６を形成する作業に際しては、表面改質部２６が形成されない領域Ｓ２はマスキング処理されているため、その表面は機械加工時の状態のままであって、グラスショットやサンドブラストによる傷の発生が防がれる。

而して、アルミニウム合金製のロータボディ２１の上面の領域Ｓ１に表面改質部２６が形成されると、ロータボディ２１の表面は防食のためにアルマイト処理が施されるが、本実施の形態では、染色処理を同時に行う着色アルマイト処理を行った。

ところで、一般にアルマイト処理の仕上がり具合は、処理前の表面粗さが影響することが知られている。特に、染色処理を同時に行う着色アルマイト処理においては、表面を改質した部分は改質を行わない部分に比べて染色濃度が薄くなる傾向にある。従って、本実施の形態のように、グラスショット等によってロータボディ２１の領域Ｓ１に表面改質部２６を形成した後に着色アルマイト処理を施すと、表面改質部２６が形成された領域Ｓ１は染色が薄くなり、傷を与えなかった領域Ｓ２は染色が濃く仕上がる。

従って、本実施の形態では、ロータボディ２１の上面の２分割された領域Ｓ１，Ｓ２のうち、一方の領域Ｓ１は淡色部を形成し、他方のＳ２は濃色部を形成するため、色の濃淡によって領域Ｓ１と領域Ｓ２を確実且つ容易に識別することができ、チューブをチューブ穴２２，２３に１本ずつ挿入する作業に際して、両領域Ｓ１，Ｓ２において点対称を成す位置に開口するチューブ穴（同一番号が付されたチューブ穴）２２，２３に同種のチューブを正確に挿入することができる。つまり、一方の領域Ｓ１に属するチューブ穴２２，２３に付された番号（例えば「１」）と同一番号（例えば「１」）が付されたチューブ穴２２，２３を容易に探し出すことができ、点対象位置にないチューブ穴２２，２３に誤ってチューブを挿入するという不具合の発生が防がれる。

以上のように、本実施の形態に係るロータ２０によれば、従来使用していた粘着性シートによる識別方法と同様の視覚的な効果が得られる他、高圧蒸気滅菌を行っても粘着性シートが剥がれるような不具合は発生せず、視覚的な効果が半永久的に継続して得られる。

又、ロータボディ２１の領域Ｓ１に表面改質部２６を形成する手段としてグラスショットやサンドブラストを用いれば、ロータボディ２１の表面が複雑な形状を有していても、この表面の領域Ｓ１に表面改質部２６を容易に形成することができる。

尚、本実施の形態では、ロータボディ２１の領域Ｓ１に表面改質部２６を形成したが、他方の領域Ｓ２に表面改質部２６を形成しても前記と同様の効果が得られる。

而して、ロータ２０のロータボディ２１に形成されたチューブ穴２２，２３にチューブが正確に挿入されると、電動モータ９によってロータ２０がチャンバ４内のロータ室８で回転駆動され、該ロータ２０に挿入セットされたチューブ内の試料が遠心分離される。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の形態の形態２を図４に基づいて説明する。尚、図４は本実施の形態に係るロータの平面図であり、本図においては図２に示したものと同一要素には同一符号を付している。

本実施の形態に係るロータ２０は、ロータボディ２１の上面を回転中心Ｏを通って直交する２本の直線Ｌ１，Ｌ２によって図示のように４つの領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に等分割し、回転中心Ｏを境として相対向する一対の領域Ｓ２，Ｓ４に表面改質部２６を形成したことを特徴とする。

而して、本実施の形態においても、ロータボディ２１に表面改質部２６を形成した後にロータボディ２１の表面を着色アルマイト処理すれば、表面改質部２６が形成された領域Ｓ２，Ｓ３は淡色部を形成し、他の領域Ｓ１，Ｓ３は濃色部を形成するため、色の濃淡によって領域Ｓ１，Ｓ３と領域Ｓ２，Ｓ４を確実且つ容易に識別することができる。このため、チューブをチューブ穴２２，２３に１本ずつ挿入する作業に際して、領域Ｓ１とＳ３及び領域Ｓ２とＳ４において点対称を成す位置に開口するチューブ穴（同一番号が付されたチューブ穴）２２，２３に同種のチューブを正確に挿入することができ、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

尚、本実施の形態では、ロータボディ２１の一対の領域Ｓ２，Ｓ４に表面改質部２６を形成したが、他方の領域Ｓ１，Ｓ３に表面改質部２６を形成しても同様の効果が得られる。又、本発明は、アルミニウム合金製のロータボディを備える全てのロータ及びこれを備える遠心分離機に対して適用可能である。

本発明に係る遠心分離機用ロータの正断面図である。 本発明の係るロータの平面図である。 表面改質部を示す図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係るロータの平面図である。 発明に係る遠心分離機の破断側面図である。

１ 遠心分離機
２ 筐体
３ 仕切板
４ ボウル
５ 断熱部
６ 防護壁
７ ドア
８ ロータ室
９ 電動モータ（駆動装置）
１０ モータ支持部
１１ 駆動軸
２０ 遠心分離機用ロータ
２１ ロータボディ
２１ａ ボス部
２１ｂ カップリング部
２２，２３ チューブ穴（試料用容器）
２４ ロータボディの平面部
２５ ロータボディの円錐面部
２６ 表面改質部
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 直線
Ｏ 回転中心
Ｓ１〜Ｓ４ 領域

Claims (3)

1. 試料を収容した試料用容器を挿入保持するための容器穴を回転中心に対して点対称に複数形成して成るロータボディを備えた遠心分離機用ロータにおいて、
   前記ロータボディの表面を、回転中心を通る直線で複数の領域に等分割し、回転中心を境として相対向する一対の領域の一方に表面改質部を形成し、視覚的変化を付けたことを特徴とする遠心分離機用ロータ。
2. 前記ロータボディをアルミニウム合金で構成するとともに、その表面に前記表面改質部を形成した後に着色アルマイト処理を施し、視覚的変化を付けたことを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機用ロータ。
3. 試料を収容した試料用容器を挿入保持するための容器穴を回転中心に対して点対称に複数形成して成るロータボディを備えたロータと、該ロータを回転駆動する駆動装置を備え、前記ロータを回転駆動して前記試料用容器内の試料を遠心分離する遠心分離機において、
   前記ロータのロータボディの表面を、回転中心を通る直線で複数の領域に等分割し、回転中心を境として相対向する一対の領域の一方に表面改質部を形成し、視覚的変化を付けたことを特徴とする遠心分離機。

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