JP6186161B2

JP6186161B2 - 遠心分離装置

Info

Publication number: JP6186161B2
Application number: JP2013082200A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　照明; 照明伊藤
Original assignee: あおい精機株式会社
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: JP2014205083A

Description

本発明は、遠心分離装置に関する。

血液等の検体を遠心分離する検体遠心分離装置として、ロータとしての回転ディスクの周縁に複数の遠心分離用バケットを搖動可能に取付け、これら複数の遠心分離用バケットに遠心分離処理対象の検体を入れた試験管等の検体容器を収容し、上記回転ディスクを高速回転させることにより遠心分離処理を行うものが提供されている。この種の遠心分離装置において、回転ディスクの外周を覆い、遠心分離によりホルダが破損する場合等に部品が外部に飛び出すのを防止する保護器が設けられている。保護器は高い強度が要求され、例えば鉄製の容器の外周にステンレス製の円形の枠材が重ねられた金属材料の２重構造とするのが一般的である。このため、例えば直径５００ｍｍ程度、高さ１５０程度の保護器では重量が１０ｋｇ程度と重くなる。

特開２００４−１５１０２４号公報

保護器を金属製の２重構造にすると、重量が大きく、装置全体の軽量化が困難となる。

一形態にかかる遠心分離装置は、回転可能であり、検体を収容する検体容器を個々に保持する複数のホルダを、その周縁に周方向に沿って複数並列して搖動可能に支持するとともに回転可能に構成された回転ディスクと、ＦＲＰ材で構成され、前記回転ディスクの外周を覆う側壁と、前記回転ディスクの下方に設けられるとともに前記回転ディスクの回転軸が挿通可能な挿通孔を有する底壁と、を一体に備える容器と、ケブラー繊維で構成され前記容器の外周面を被覆する補強部材と、を備える保護器と、を備え、前記容器の側壁の外面に帯状の前記補強部材が周方向に巻きつけられ、前記補強部材を構成するケブラー繊維の少なくとも一部は繊維の方向が前記保護器の周方向に沿う。

実施形態によれば、高い強度を確保しつつ、保護器を軽量化できる。

本発明の第１実施形態に係る遠心分離装置の構成を示す斜視図。図１の一部を拡大して示す斜視図。同実施形態にかかる遠心分離装置の保護器の構成示す平面図。同実施形態にかかる遠心分離装置の保護器の構成を示す側面図。同実施形態にかかる遠心分離装置の保護器の構成を示す斜視図。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態にかかる遠心分離装置１０について図１を参照して説明する。図１は本実施形態にかかる遠心分離装置１０の斜視図、図２は遠心分離装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。図３は保護器６０の斜視図、図４は保護器６０の平面図、図５は保護器６０の側面図である。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示している。

遠心分離装置１０は、装置の外郭を構成する筐体２０と、筐体２０内に支持された回転駆動用のモータと、モータ３０の主軸に接続されて回転するロータとしての回転ディスク４０と、回転ディスク４０の周縁に搖動可能に取り付けられるホルダ５０と、回転ディスク４１を覆う保護器６０と、を備えている。

筐体２０は、上部に開口を有しモータ３０や回転盤を収容する空間を形成するケース２１と、ケース２１の上部開口を開閉する開閉カバー２２と、を備えて構成される。開閉カバー２２の内面には保護器６０のシール材に密着する保護器６０の上部開口を密閉する密閉蓋２２ａが設けられている。筐体２０内には支持機構が設けられており、この支持機構にモータ３０が固定される。モータ３０から上方に延びる回転軸３１に、回転ディスク４０が接続される。

回転ディスク４０は、中央に回転軸３１を有する円形板状に構成されている。回転軸３１にはモータ３０の回転軸３１が接続されている。回転ディスク４０の外周部分には、径方向外側に開口する細長い切欠き４２が複数放射状に設けられている。

切欠き４２は、遠心力によりホルダ５０が水平になった場合にホルダ５０やホルダ５０に保持された検体容器としての試験管７０との干渉を回避するための十分な長さを有している。外周部分の各切欠き４２の両側の縁には、ホルダ５０の両側に突出した一対の軸ピン５２を軸支するピボット支持機構４３が設けられている。各ピボット支持機構４３に、それぞれホルダ５０が搖動可能に取り付けられる。回転ディスク４０の回転による遠心力でホルダ５０の底部が外側に振り上げられ、ホルダ５０の軸が水平に沿うように搖動可能になっている。

ホルダ５０は、上方に開口する円柱状の挿入空間５１を有する有底円筒状のアルミニウム管であり、内部に形成された挿入空間５１に試験管７０が挿入可能になっている。ホルダ５０の上部外周面には外側に突出する一対の軸ピン５２が設けられている。この軸ピン５２がピボット支持機構４３に軸支されることにより、回転ディスク４０にホルダ５０が搖動可能に保持される。

挿入空間５１の内部には、試験管７０を把持する保持機構５３が設けられている。保持機構５３は例えば径方向に弾性変形可能な複数の保持ピン５３ａを備え、複数の保持ピン５３ａの弾性力で試験管７０の外面を把持するように構成されている。

保護器６０は、容器６１と、この容器６１の外周面に巻きつけられた帯状の補強部材６２とを備えている。

容器６１は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）からなり、ホルダ５０の下側に配される底壁６１ａと、ホルダ５０の外周を覆う円筒状の側壁６１ｂと、側壁６１ｂの上部周縁に形成されたフランジ６１ｃと、を一体に備えている。底壁６１ａの中心には、回転ディスク４０の回転軸３１が挿通される円形の挿通孔６１ｄが形成されている。この挿通孔６１ｄに、回転軸３１を回転可能に支持する軸受６４が設けられる。なお、本実施形態ではＦＲＰ材として例えばガラスＧＦＲＰまたはＧＲＰを用いる。容器６１の側壁６１ｂに外周面に帯状の補強部材６２が巻きつけられている。

補強部材６２は、ケブラー［登録商標］から帯状に構成されてなる。例えば補強部材６２は複数のケブラー繊維６２ａが縦横に織り合されてシートに形成されており、容器６１の側壁６１ｂの外周に沿って巻きつけられ、容器６１の側壁６１ｂの外面に接着剤で接着固定されている。この補強部材６２を構成するケブラ―繊維の少なくとも一部は容器６１の周方向に沿って配される。このため、補強部材６２によって容器６１を外周から締め付けて強固な構造とし、ケブラ―繊維の強い引っ張り強度によって遠心力による外方への衝撃力を効果的に吸収できる。

保護器６０の側周面には、互いに対向する２か所に、一対の取付ブラケット６３が設けられている。各取付ブラケット６３は例えばＦＲＰ材で加工されており、この取付ブラケット６３によって保護器６０が筐体２０内に固定される。

以上のように構成された遠心分離装置１０は例えば上下に複数段積層配置され、遠心分離ユニットを構成する。

本実施形態に係る遠心分離装置１０による遠心分離処理について説明する。採血した検体を収容しキャップ７１で閉塞した試験管７０を、各ホルダ５０の挿入空間５１に挿入して設置し、遠心分離装置１０の開閉カバー２２を閉める。この状態で、モータ３０を駆動し、回転軸３１に連結された回転ディスク４０を回転させる。すると、回転ディスク４０の回転による遠心力で、ホルダ５０の底部が外側に振り上げられ、ホルダ５０及び試験管７０の軸が水平に沿うようにホルダ５０が搖動する。なお、回転中には２０００Ｇ〜２５００Ｇの力がかかる。例えば数分間（ここでは４分）回転を継続することにより、試験管７０内の検体が分離し、遠心分離処理がなされる。

以上のように構成された遠心分離装置１０によれば、ＦＲＰ材で容器６１を構成し、この容器６１の外面にケブラー繊維からなる補強部材６２を巻き付けて保護器６０を構成したことで、例えば直径５００ｍｍ程度、高さ１５０程度サイズの場合に重量を約２〜３Ｋｇにまで軽量化できる。複数個の遠心分離装置１０を上下に積層するユニット構造に適用する場合にも軽量で単純な構造を実現でき、負荷を低減できる。

ＦＲＰ材製の容器の外面にケブラー繊維で構成される帯状の補強部材６２を巻き付ける構造としたため、部品の飛散等による衝撃を吸収できるとともに、保護器６０の構造を強固にして外部への飛び出しを防止することができる。すなわち、例えば遠心分離処理における回転ディスク４０の回転中にはホルダ５０や回転ディスク４０の保持部位に大きな負荷がかかることになり、金属疲労などの原因でホルダ５０が破損し、あるいは外れる場合があるが、ホルダ５０等の部品が外側に飛び、容器６１に衝突しても、保護器６０を貫いて部品が外部に出るのを防止できる。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
回転可能であり、検体を収容する検体容器を保持するホルダを複数搖動可能に支持するとともに回転可能に構成された回転ディスクと、
ＦＲＰ材で構成され前記回転ディスクの外周を覆う容器と、ケブラー繊維で構成され前記容器の外周面を被覆する補強部材と、を備える保護器と、
を備えることを特徴とする遠心分離装置。
（２）
前記容器は、前記回転ディスクの外周を覆う側壁と、前記回転ディスクの下方に設けられるとともに前記回転ディスクの回転軸が挿通可能な挿通孔を有する底壁と、を一体に備え、
前記容器の側壁の外面に帯状の前記補強部材が周方向に巻きつけられたことを特徴とする（１）記載の遠心分離装置。
（３）
前記補強部材を構成するケブラー繊維の少なくとも一部は繊維の方向が前記保護器の周方向に沿うことを特徴とする（１）または（２）に記載の遠心分離装置。
（４）
上下に複数段積層して配されることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか記載の遠心分離装置。

Claims

回転可能であり、検体を収容する検体容器を個々に保持する複数のホルダを、その周縁に周方向に沿って複数並列して搖動可能に支持するとともに回転可能に構成された回転ディスクと、
ＦＲＰ材で構成され、前記回転ディスクの外周を覆う側壁と、前記回転ディスクの下方に設けられるとともに前記回転ディスクの回転軸が挿通可能な挿通孔を有する底壁と、を一体に備える容器と、
ケブラー繊維で構成され前記容器の外周面を被覆する補強部材と、を備える保護器と、を備え、
前記容器の側壁の外面に帯状の前記補強部材が周方向に巻きつけられ、
前記補強部材を構成するケブラー繊維の少なくとも一部は繊維の方向が前記保護器の周方向に沿う、遠心分離装置。
上下に複数段積層して配される、請求項１に記載の遠心分離装置。
前記保護器を収容する筐体と、
前記筐体内に支持されるとともに主軸が前記回転ディスクに接続されるモータと、を備え、
前記筐体は、上部に開口を有し前記モータ及び前記回転ディスクを収容する空間を形成するケースと、前記ケースの上部開口を開閉する開閉カバーと、を備え、
前記ホルダは、上方に開口する円柱状の挿入空間を有する有底円筒状であり、内部に形成された挿入空間に前記検体容器が挿入可能であるとともに、前記ホルダの上部外周面には外側に突出する一対の軸ピンが設けられ、
前記ホルダは両側に突出した一対の軸ピンを備え、
前記回転ディスクの外周部分には、径方向外側に開口する細長い切欠きが複数放射状に設けられ、前記切欠きの両側の縁には、前記ホルダの前記軸ピンを軸支するピボット支持機構が設けられ、
前前記軸ピンが前記ピボット支持機構に軸支されることにより、前記保護器内において前記回転ディスクに前記ホルダが搖動可能に保持され、
前記補強部材は、複数のケブラー繊維が縦横に織り合されてシートに形成され、前記容器の前記側壁の外周に沿って巻きつけられ、前記側壁の外面に接着剤で接着固定される、請求項１または２に記載の遠心分離装置。