JP4939559B2 - 実験室装置等のハウジングカバー用カバー開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文部分に対応した、実験室装置用、特に遠心分離機ハウジング用のカバー開閉装置に関する。また、加えて、本発明は、この種のカバー開閉装置を含んで構成される実験室装置のハウジング、特に遠心分離機ハウジングにも関する。

実験室装置、特に科学、医学、及び生物学用の装置は、通常、ハウジングを有し、該ハウジングを使用して装置が密閉されている。該ハウジングは、主として、この種の装置につきものの潜在的危険性を、操作者や周辺構造に対して低レベルに維持するために使用される。例えば、該ハウジングを耐爆発性として実現することができる。中速及び高速で回動する遠心分離機では、大きな潜在的危険性がそのロータから生じ、ロータ破砕の場合には、該ロータの動的エネルギが突然解放される。このため、実験室等用のハウジングは、長年にわたって、集中的な開発対象となっていた。

上記に関連したタイプのハウジングは、ハウジングボトム及び少なくとも一つのハウジングカバーを有し、通常、一体化して実現されている。この種のハウジングは、例えば、ＤＥ（独特許公開）１００ １７ ３１４ Ａ１によって、公知である。

前記カバー開閉装置には、重要な意味がある。前記ハウジングカバーは、密閉状態を強力に保持する必要がある一方、該カバーの開閉は、無理なく、かつ、できるだけ短時間で行うことを可能にする必要がある。また、前記カバー開閉装置の構成要素は、事故の場合に大きな損傷を生じないように据付ける必要がある。異常時には、影響を受けた実験室装置は、運転停止後もまだ開放され得る必要がある。さらには、前記カバー開閉装置の構成は、過剰な設置スペースを占めず、かつ、可能な限り、カバーを必要としない状態であること、低メンテナンスであること、そしてこれらによって、できるだけ信頼性があることが要求されている。

先行技術に係るカバー開閉装置は、例えば、ＥＰ０ ８１９ ４７１ Ａ１、ＤＥ４０
２５ １３４ Ｃ１、及びＥＰ １ １３６ ７４５ Ａ２によって、公知である。

本発明の目的は、上記要求の優先順位を鑑み、カバー開閉装置は、実験室等のハウジングカバー用として、操作しやすく、一方、該カバー開閉装置の使用によって比較的小設置スペースで大きな保持力が得られる低メンテナンスのカバー開閉装置を提供することである。また、本発明は、実験室装置用の対応したハウジングを提供することを目的とする。

前記本発明の目的は、請求項１の特徴部分に記載の構成によって達成される。有利な改良は、従属請求項に記載の構成によって特徴付けられる。本発明の付加的な目的は、下位請求項に対応するハウジングによって達成される。

本発明によれば、前記カバー開閉装置は開閉フックを有する。該開閉フックは偏心部材に軸動自由か又は回動自由かの少なくとも一方の状態に支持され、その結果、該開閉フック（軸支フック）は、該開閉フックが前記ハウジングカバーに属する開閉装置エレメントに係合した後、前記偏心部材の回動により前記閉位置へのみ移動可能である。前記閉位置への移動は、好ましくは前記支軸の回りに所定角度まで回動することによって行われる。

前記カバー開閉装置を用いて行う閉動作は、２段階で行われる。第１段階では、前記開閉フックは、カバーフックなどハウジングカバー上の少なくとも１つの対応する開閉装置構成要素と係合し、第２段階では、前記開閉フックは、前記閉方向に並進して移動し、前記ハウジングカバーが、強力に閉側に引っ張られ、ついには最終閉位置に到達する。これら２つの段階は、時間的にオーバーラップする。本発明では、開閉フックの移動が、該開閉フックが回動可能に同時に支持された偏心部材を介して生じることが重要である。

本発明の前記の意味において、偏心部材は、カム又はカム板として考え、その重心又は中心の領域はその回動軸とは一致しない。したがって、前記中心は、駆動軸の軸心の外側に位置する。このため、回動動は、並進動に変換される（逆もまた同様）。その偏心度は、中心と回動軸との間隔の測定値である。前記発生し、伝達された力及びトルクには、機械てこの法則が適用される。

本発明に係るカバー開閉装置の非常に小型化した構造によれば、上記のような利点が得られるので、該カバー開閉装置をハウジングボトム、好ましくはハウジング壁が一体化されたハウジングボトムに支障なく配置できる。同時に強い密閉力が発生することにより、前記ハウジングカバーが強固に閉じられる。さらに、本発明に係るカバー開閉装置は、大部分を自動的に操作されるようにしてもよく、そのようにすれば、安全性がより増大する。

本発明に係るカバー開閉装置の特徴的な改良では、偏心部材が円形の外形を有し、それによって前記開閉フックが、非常に良好に軸支結合される。さらに、前記偏心部材は、偏心駆動軸に偏心及び非対称の少なくとも一方の状態に取り付けられ、該駆動軸は、前記偏心部材を回動駆動する。偏心した中心点と駆動軸連結点とのオフセットにより、前記開閉フックを確実に並進動させる偏心度が形成される。

さらに好ましくは、前記開閉フックがクランク内で、ピン乃至ガイドピンを用いて案内され、それによって前記開閉フックの移動経路が予め設定され、自由な動きを好都合に制限することができるようにした形態を提供する。さらに、前記実験室装置に異常が発生したときには、前記クランクが前記開閉フックを保持することによっても、安全性が増大する。前記クランクは、保持・案内プレートの中心に配置するのが好ましい。

好ましい改良によれば、前記開閉フックは、ガイド部（又は案内通路ないし案内輪郭形状）を有し、該ガイド部が保持・案内プレートの中心部にあるガイドピンと協働して、前記開閉フックを開位置、すなわち、前記ハウジングカバーの開放位置へ移動する。

別の好ましい改良では、前記開閉フックは、バネ荷重による張力が付勢される。即ち、スプリングを使用して、前記開閉フックが係合する回動軸位置にバネ荷重による張力が付勢される。この係合する回転軸位置では、開閉フックが、該張力の付勢によって、前記ハウジングカバー上の対応する開閉装置構成要素と係合する。

さらに好ましい改良では、前記開閉フックは、スライドガイド又は斜面を装備し、その上に、対応するカバーフック等、前記ハウジングカバーの対応する構成要素を前記ハウジングの閉時にスライドさせる。さらに好ましくは、前記開閉フックを回動させるようにしてもよく、これにより、ハウジングの閉操作をより簡易にできるという好ましい結果が得られる。

さらに、モーター駆動装置を含み、偏心駆動軸を用いて前記偏心部材を駆動することによって、設定された閉動作力を発生させる一方、前記閉動作又は開動作の少なくとも一方の大部分を自動的に行うようにしてもよい。かかる自動化のため、少なくとも１つのカム突起を前記偏心部材に配置し、該突起で少なくとも１つのマイクロスイッチを作動して回動角制御を行わせるようにすれば、これまた有利である。このようにすれば、前記開閉フックの位置を検出することもできる。

また、異常の発生後又は電力損失時に、手動でもカバー開閉装置を解放できるようにするため、例えば、別の好ましい改良によれば、少なくとも前記開閉フックを前記駆動装置と合体した偏心部材と共に揺動部材に配置し、該揺動部材を前記保持・案内プレート上の回動軸周りに軸支する。ラッチを設けて、前記揺動部材を前記保持・案内プレートに対して解放又は拘束するようにしてもよい。前記揺動部材は、前記ラッチを用いて回動可能なスプリングにより荷重を付勢された位置で、保持又は解放の少なくとも一方とするようにすれば有利である。さらに、前記ラッチ及びカバーフックを、結合部材を介して連結すれば有利である。これは、結果的に、結合部を有するいわゆる非常解除ラッチである。

本発明は、以下の図面を付した代表的な実施形態に基づいて、より詳細に説明される。

本発明にかかるカバー開閉装置の代表的な実施形態を示す概略側面図。 図１に示す前記代表的な実施形態の概略正面図。 図１及び図２に示す前記代表的な実施形態の概略背面図。

図１は、本発明に係る代表的実施形態を示す概略側面である。カバーフック１は、図の最上部に示され、ハウジングカバー（図示せず）に配設される。前記カバーフック１の代替として、溝等を前記ハウジングカバーに設けてもよい。前記カバー開閉装置は、保持・案内プレート（これに加えて、あるいは又は、ハウジングの開閉プレート）２を含んで構成され、該保持・案内プレート２には、多くの構成要素、特に、揺動部材１８及び開閉フック１２が配設される。前記保持・案内プレート２の後側（図では右側）には、電動式又は油圧式のモーター等の駆動装置４が配置され、該駆動装置４は減速及び方向変換ギアを介して偏心駆動軸３を駆動する。

図２は、図１の前記代表的実施形態の、概略正面を示す。前記開閉フック１２は、揺動部材１８に回動自由に配設され、該揺動部材１８は、前記保持・案内プレート２に、回動軸２０周りを回動自由又は揺動自由に軸支される。前記開閉フック１２は、上端部にラッチ部を有し、下端部が例えば軸受を用いて（ここでは詳細を省く）、偏心部材又は偏心ピン１３の周りを回動自由に支持される。円形状の前記偏心部材１３は、前記駆動軸３上に取り付けられる（かつ、それによって駆動される）が、前記偏心部材１３の中心軸は前記偏心駆動軸３の回動軸とは、前記偏心度を有しているため一致しない。前記偏心部材１３の回動動作は、前記開閉フック１２の前後動又は上下動に変換される。これは、前記開閉フック１２が前記偏心部材１３の周りを回動自由に配置されているためであり、機構学の法則に基づく。前記カバー開閉装置のその他の構成要素については、その機能と関連付けて後述する。

前記ハウジングカバーの閉動作（例えば、前記ハウジングカバーを対応する回動軸周りの略垂直位置から略水平位置への移動）時は、通常、前記ハウジングカバーはスプリングで付勢されており、該ハウジングカバーに取り付けられたカバーフック１が、前記カバー開閉装置内に突入する。そのために、前記保持・案内プレート２は、関連した位置に凹部２２を有しており、これは、図２，３で明瞭に示されている。前記カバーフック１は、前記開閉フック１２を、スプリングの付勢力に抗した側、図２では右側、に押圧する。この目的のため、前記開閉フック１２は、前記カバーフック１に対向する端面上に、曲線状のスライドガイド又は斜面を備える。前記開閉フック１２は、同時に、保持・案内プレート２に形成されたクランク７内をガイドピン５を用いて案内され（特に図３参照）、これにより、該開閉フック１２の動作範囲も同時に制限される。すなわち、前記クランク７は、前記開閉フック１２の動作の両方向の終端ストップを形成する。前記カバーフック１が最終的にカバー開閉装置内に十分奥深くまで突入すると、前記開閉フック１２は、スプリング付勢力によって復帰され、前記開閉フック１２のラッチ部が前記カバーフック１の目の部分及びその後側の少なくとも一方と係合する。この復帰動作中、マイクロスイッチ６が前記開閉フック１２によって作動される。その結果、該マイクロスイッチ６はスイッチＯＮ信号を出力し、駆動装置４（通常、フランジ付ギアを有したＤＣ駆動装置）のギアが入って、前記偏心駆動軸３及びそれに取り付けられ偏心部材１３が駆動される。前記偏心部材１３が駆動されると、前記開閉フック１２は、本実施形態では下方向、つまり前記閉方向、に移動し、前記カバーフック１がそれに連動することによって、ハウジングカバーは、強固にしっかりと閉じられる。前記偏心部材１３に設けられたカム突起１４は、マイクロスイッチ１７を作動させ、該マイクロスイッチ１７は、スイッチＯＦＦ信号を出力する。その結果、前記駆動装置は、前記ハウジングカバーが前記閉位置に到達し次第、その作動を停止する。これは、前記偏心部材１３が対応する回動角度となることによって達成される。前記閉位置は、例えば、前記偏心部材１３の最大の偏心度が下向き（図２で示される状態で）となったときに到達され、そのとき、瞬間的な２つの回動点（前記偏心駆動軸３の回動軸と前記偏心部材１３の中心軸）の一方が他方の上に位置する。

前記ハウジングカバーを開けるには、本発明に係るカバー開閉装置を、操作者のスイッチ（図示しない）操作によって開ければよい。該スイッチの動作後、前記偏心部材１３は、前記駆動装置４により偏心駆動軸３を介して閉動作時と同一方向にさらに駆動されて回動し、前記開閉フック１２を、先ず、上方に移動させる。前記開閉フック１２は、前記保持・案内プレート２上のガイドピン１９を用いて案内され、前記スプリングの付勢力に抗した側（図２では右側）に押圧される。該押圧による横方向の動きは、前記開閉フック１２上の対応するガイド部（又は案内通路ないし案内外郭形状）１１に生じる。このガイド部１１は、上部領域の開閉フック部と下部領域の軸受部との間に形成されている。最終的に、前記開閉フック１２、より詳細にはそのラッチ部、及び前記カバーフック１は、係合を解除され、前記開とされるべきハウジングカバーは解放される。前記偏心部材１３は、更に、前記開閉フック１２が、いわゆるスナップ位置に達するまで、駆動される。この位置調整は、再度、前記偏心部材１３のカム突起１４により回動角を制御することによって行われ、前記関連位置が上記のようにして前記駆動装置４を停止させる位置に達したときにカム突起１４はマイクロスイッチ１６を作動する。こうして前記開閉フック１２は、このスナップ位置で停止する。マイクロスイッチ１６及び１７は、共に本代表的実施形態では、揺動部材１８上に配設される。

大部分が自動化された開操作手順であるが、それ以外に、前記カバーを手動で開放できるようにしてもよい。この目的のため、前記駆動装置４、前記偏心駆動軸３、及び前記偏心部材１３を含む駆動部品は、前記保持・案内プレート２上に回動軸２０回りに回動自由又は揺動自由に連結された揺動部材１８上に、前記開閉フック１２と共に配設される。前記揺動部材１８は、ラッチによりスプリング２１に抗して開放されるようにしてもよい。今度はスプリング２１が、前記揺動部材１８を、前記駆動装置４、前記偏心部材１３、及び前記開閉フック１２と共に、回動軸２０周りに反時計方向（図２において）に回動して、前記揺動部材１８の右側部を上方（ハウジングカバーの方向）に押圧する。前記開閉フック１２を復帰動作案内するには、再度、クランク７内のガイドピン５によって行われるが、特定の結合要素１０を介しても行われる。該結合要素１０は、前記開閉フック１２を前記ラッチ８に結合すると共に、前記結合要素１０を介して主に引張力が前記ラッチ８の復帰動作を前記解除位置へ導くように伝達され、前記開閉フック１２もまた、これら動作に沿って連動する。最終的には、このようにして、前記開閉フック１２及びカバーフック１もまた解除され、そして、開こうとするハウジングカバーが開かれる。

前記カバー開閉装置の上記状態からのリセットは、前記偏心部材の（前記駆動装置４を使用しての）回動、及び前記クランク７での開閉フック１２の（前記ガイドピン５を使用しての）支持、及び前記ラッチ８によって行われる。前記揺動部材１８の揺動部材軸受部は、ラッチ８の対応する凹部に再度係合する。

上記実施形態を補足すると、前記カバーフック１の前記位置及び前記ラッチ８の前記位置またはセット位置は共に、センサ又はマイクロスイッチを介して検出又は記録するようにしてもよい。前記マイクロスイッチ６は、前記カバーフック１が前記カバー開閉装置に突入することによって起動または駆動されるように、前記カバーフック１用に製造され、配置される。マイクロスイッチ９は、ラッチ８用に設けられる。

上記説明では、記載した前記代表的実施形態において、前記駆動装置４は、前記偏心部材１３を常に同一回動方向に駆動する。しかし、前記カバー開閉装置が前記偏心部材１３の異なる回動方向に駆動されるようにすることも考えられる。

上述した前記代表的実施形態では、ハウジングカバーは略垂直な位置から略水平な位置へ閉じつつ移動するように説明している。勿論、これとは異なり前記ハウジングカバーを前記ハウジングの下端部に配置することもでき、既述した全ての方向の仕様（上端部、下端部、横、右その他）は、既述の代表的実施形態にのみ適合しているが、一般的には、それらの方向は相対的なものである。

Claims (10)

1. 実験室の遠心分離機ハウジング用のカバー開閉装置であって、開閉フックを含んで構成され、該開閉フックは、前記ハウジングカバー上の対応する開閉エレメントと係合するように設けられ、かつ、回動自由に支持されると共に、カバーフックと係合後の閉位置まで移動自由であり、
   前記開閉フックは、駆動軸周りに回動する偏心部材の、前記駆動軸から偏心した中心軸周りに回動自由に支持され、前記偏心部材の回動によって前記閉位置へのみ移動自由であるカバー開閉装置において、
   前記開閉フックは、保持・案内プレート上に配設されたクランク内でピンを用いて案内されることを特徴とするカバー開閉装置。
2. 前記開閉フックは、ガイド部を有し、該ガイド部は、ガイドピンと協働して前記開閉フックを開位置へ移動させる請求項１に記載のカバー開閉装置。
3. 前記開閉フックは、スプリングを使用して前記開閉フックが係合する回動軸位置に張力が付勢されている請求項１または請求項２に記載のカバー開閉装置。
4. 前記開閉フックは、スライドガイド又は斜面を装備し、その上を、前記対応するカバーフックが前記ハウジングカバーの閉動作時に摺動し、予備係合位置へ嵌めこまれる請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のカバー開閉装置。
5. モーター駆動装置を含んで構成され、該駆動装置は、偏心駆動軸を使用して前記偏心部材を駆動する請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のカバー開閉装置。
6. 少なくとも１つのカム突起が前記偏心部材上に配設され、少なくとも１つのマイクロスイッチを駆動して回動角度制御を行わせる請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のカバー開閉装置。
7. 前記開閉フック、前記駆動装置、及び前記偏心部材は、揺動部材に配設され、該揺動部材は前記保持・案内プレートの回動中心周りに連結されている請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のカバー開閉装置。
8. 前記揺動部材を解放及び固定するラッチを含んで構成される請求項７に記載のカバー開閉装置。
9. 前記揺動部材と前記開閉フックは、結合部材を介して結合される請求項７または請求項８に記載のカバー開閉装置。
10. ハウジングカバー及びハウジングボトムを有し、請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載されたカバー開閉装置であって、前記ハウジングボトム部分に配置されたカバー開閉装置を、少なくとも１つ含んで構成される実験室の遠心分離機ハウジング。

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