JP6937679B2 - 遠心分離機用ロータ - Google Patents

Description

本発明は、遠心分離機用ロータに関するもので、詳しくはロータの構造に関するものである。

遠心分離機用ロータとして、中心にボスを立設した有底円筒状ロータ本体と、該ロータ本体の前記ボスに一体的に嵌着される円板と、該円板の周縁に装着された複数個のラックセグメントとを備え、前記各ラックセグメントは、その内周面に溝を有し、該溝を前記円板の周縁に嵌合させるとともに、該ラックセグメントおよび前記円板の嵌合部分に形成された長孔にピンを挿嵌させることによって前記円板の周縁に半径方向へ移動可能に装着され、前記ロータ本体を回転させた際に、前記ロータ本体の回転に伴う遠心力によって前記各ラックセグメントをロータ本体の内周面に圧接定着させるようにしたものがある（特許文献１参照）。

この遠心分離機用ロータによれば、各ラックセグメントをロータ本体の内周面で受け止めるので、ロータ本体は有底円筒状の単純な構造でよく、したがってロータの軽量化が図れ、かつ安価に製作できるものとなる。

特許第４５８２８４２号公報

本発明は、上記特許文献１に開示されたような遠心分離機用ロータを、さらに改良して作業性が良く、しかもロボットアームを用いた自動化の容易な遠心分離機用ロータを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、次の〔１〕〜〔３〕に記載の遠心分離機用ロータとした。
〔１〕中心にボスを立設した有底円筒状ロータ本体と、該ロータ本体の前記ボスに周方向に対して一体的に嵌着され、周縁に半径方向に延在する複数組の長孔を有する円板と、該円板の長孔に移動自在に装着された複数個のラックセグメントとを備え、前記ロータ本体を回転させた際に、前記ラックセグメントに生じる遠心力によって前記ラックセグメントを前記ロータ本体の内周面に圧接定置させるようにした遠心分離機用ロータであって、前記円板の周縁を下方に向けて湾曲にして形成し、前記ラックセグメントが長孔の半径方向外方に位置するとき、該ラックセグメントに形成されるチューブ収容孔の軸心が略鉛直方向に向くようにし、前記ラックセグメントが長孔の半径方向内方に位置するとき、前記チューブ収容孔が遠心分離状態に傾斜して位置するようにしたことを特徴とする、遠心分離機用ロータ。

〔２〕上記ラックセグメントのチューブ収容孔を貫設するとともに、外径がロータ本体の内周面に嵌合される外周壁と、該外周壁の内方に形成された内周壁と、それらの壁の下端で連続する底壁とによって上方に開口する環状凹部を形成した廃液バットを備え、該廃液バットを上記ロータ本体に収容した状態で、前記環状凹部が前記ラックセグメントのチューブ収容孔の下端開口の下方に位置させることを特徴とする、上記〔１〕に記載の遠心分離機用ロータ。

〔３〕上記廃液バットの外周壁に凹部を周設し、該凹部にＯリングを装着し、前記廃液バットを上記ロータ本体に収容して回転させた際に、前記ロータ本体の回転に伴う遠心力によって前記Ｏリングを前記ロータ本体の内周面に当接させることを特徴とする、上記〔２〕に記載の遠心分離機用ロータ。

上記した〔１〕に記載の遠心分離機用ロータによれば、各ラックセグメントをロータ本体の内周面で受け止めるので、ロータ本体は有底円筒状の単純な構造でよく、したがってロータの軽量化が図れ、かつ安価に製作できるものとなる。また、チューブを各ラックセグメントに装填させる際に、各ラックセグメントのチューブ収容孔が略鉛直方向に開口されるためにチューブ装填の作業性が良いものとなり、ロボットアームを用いたチューブ装填の自動化が容易かつ安価に実現できるものとなる。

また、上記した〔２〕に記載の遠心分離機用ロータによれば、上記した効果に加え、チューブ内に収納した試料の遠心分離によって発生した廃液、例えばカラムキット処理により発生した廃液が廃液バットによって捕捉されるため、廃液処理が容易なものとなる。

更に、上記した〔３〕に記載の遠心分離機用ロータによれば、上記〔２〕に記載の効果に加え、Ｏリングによって廃液バットがロータ本体内において拘束され、その浮上が防止されるものとなる。

本発明に係る遠心分離機用ロータの一実施形態を示した分解斜視図である。 図１に示した実施形態のロータにおけるラックおよびそのラックを取り付ける円板を示した斜視図である。 図１に示した実施形態のロータにおける各ラックセグメントの円板への取付状態を示した拡大断面図である。 図１に示した実施形態のロータにおけるラックをロータ本体から取り外した状態を示した斜視図である。 図１に示した実施形態のロータにおける組み付けた状態の断面図である。 図１に示した実施形態のロータにおけるラックをロータ本体内に収納した状態を示した斜視図である。

以下、本発明に係る遠心分離機ロータを、図面に示した実施形態に基づいて説明する。

この遠心分離機用ロータ１は、図１に示すように、ロータ本体１０、円板２０、ラック３０、そして廃液パット４０等から構成されている。

ロータ本体１０は、硬質な炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）によって形成されており、有底円筒状を成し、中央に内方に突出するボス１１を備えている。このボス１１の周面には、その軸芯と平行なスプライン１２が形成されている。また、ボス１１には、図５に示すように、ロータ本体１０の底壁１０ａに開口を有する穴１３が形成され、さらに該穴１３の内周面にキー溝１３ａが形成されている。

一方、遠心分離機本体（図示せず）に装着されたモータ駆動軸２にも、周面にキー溝２ａが形成されている。そして、上記ロータ本体１０と駆動軸２は、それらのキー溝１３ａ，２ａに嵌着させたキー３によって互いに結合される。

円板２０は、アルミ板によって形成されており、その周縁は、図２および図３に示すように、半径方向の断面が下方に向けて湾曲に形成されている。この周縁には、半径方向の仮想線に対してそれを挟み込むように平行な２本を一組とする長孔２１が、周方向に６組等配されている。円板２０の中心部には筒状ボス２２が貫設されている。このボス２２の内周面には、上記ロータ本体１０のボス１１に形成されたスプライン１２に嵌合されるスプライン孔２３が形成されている。
そして、この円板２０は、そのスプライン孔２３をロータ本体１０のボス１１のスプライン１２に嵌合させることによって、ロータ本体１０に対してその回転方向（周方向）に拘束される。

ラック３０は、ポリプロピレン（ＰＰ）によって形成されている。そして、該ラック３０は、ドーナツ形を略６分の１に等分割した形状のラックセグメント３１によって構成されている。各ラックセグメント３１は、円板２０の半径方向外方に位置する状態（図３および図４の状態）で水平面を成すチューブ収容孔形成面３１ａと、ラックセグメント３１が円板２０の半径方向内方に位置する状態（図５および図６の状態）で水平面を成す雌ねじ形成面３１ｂと、同じく円板２０の半径方向内方に位置する状態（図５および図６の状態）で鉛直面を成すロータ本体１０の周壁１０ｂの内周面に当接する肉厚の支持面３１ｃとを有している。

そして、ラックセグメント３１の上記チューブ収容孔形成面３１ａのそれぞれには、該面に対して垂直な３個のチューブ収容孔３２が形成され、ラックセグメント３１の雌ねじ形成面３１ｂには、雌ねじ３３が形成されている。そして、このラックセグメント３１は、図３に示すように、その雌ねじ３３と円板２０の周縁に形成した長孔２１とを合致させ、長孔２１にビス４を挿入させ、それをラックセグメント３１の雌ねじ３３に螺合することによって円板２０に保持される。

上記のようにして、円板２０に保持された各ラックセグメント３１は、円板２０の長孔２１に沿って円板２０の半径方向へ移動が可能であり、長孔２１の半径方向外方に位置した状態で、図３および図４に示すように、チューブ収容孔３２の軸心が略鉛直方向を向き、長孔２１の半径方向内方に位置した状態で、図５および図６に示すように、チューブ収容孔３２の軸心が遠心分離状態に傾斜（約４５度の角度に傾斜）して位置するとともに、支持面３１ｃがロータ本体１０の内周面に対向する。

廃液バット４０は、ポリプロピレン（ＰＰ）によって形成されている。そして、該廃液バット４０は、外径がロータ本体１０の内周面に嵌合される外周壁４０ａと、該外周壁４０ａの内方に位置する内周壁４０ｂと、それらの壁４０ａ，４０ｂの下端で連続する底壁４０ｃとによって環状凹部４１が形成されている。また、外周壁４０ａの外周面には、周方向に凹部４２が形成され、その凹部４２にはＯリング４３が装着されている。

このように構成された遠心分離機用ロータ１では、先ず駆動軸２に固設したロータ本体１０に廃液バット４０を収容する。
一方、各ラックセグメント３１が円板２０の長孔２１における半径方向外方に位置する状態（ラック３０をロータ本体１０から取り外した状態）で、即ち、図３および図４に示したチューブ収容孔３２の軸心が略鉛直方向になる状態で、チューブ収容孔３２にチューブＡを収容する。
そして、円板２０のスプライン孔２３をロータ本体１０のボス１１のスプライン１２に嵌合させて、ラック３０をロータ本体１０に装着させる。その際、各ラックセグメント３１は、円板２０の長孔２１における半径方向内方に移動され、図５に示したようにチューブＡは下部が外方に向くように、即ち、遠心分離に適した状態に傾斜（約４５度の角度に傾斜）して位置される。また、廃液バット４０は、ラックセグメント３１に貫設したチューブ収容孔３２の下端が廃液バット４０の環状凹部４１の上方に位置される。

この状態で、ロータ本体１０を回転駆動させると、ラック３０に遠心力が作用し、ラック３０に締結させたビス４が円板２０の長孔２１に沿って半径方向外方へ移動され、それによってラック３０はロータ本体１０の周壁１０ｂの内周面に当接して受け止められる。また、廃液バット４０は、Ｏリング４３がロータ本体１０の内周面に圧接してロータ本体１０に定着される。

そして、チューブＡの内容物は遠心分離される。また、チューブ収容孔３２に漏出した廃液は、チューブ収容孔３２から廃液バット４０の環状凹部４１内に収容される。

以上、説明した実施形態の遠心分離機用ロータ１によれば、各ラックセグメント３１をロータ本体１０の内周面で受け止めるので、ロータ本体１０は有底円筒状の単純な構造でよく、したがってロータ全体の軽量化が図れ、かつ安価に製作できるものとなる。また、チューブＡをラック３０に装填させる際に、ラック３０のチューブ収容孔３２が、図４に示すように略鉛直方向に開口されるため、チューブＡの装填作業性が良くなり、例えばロボットアームを用いたチューブの装填が容易かつ安価に実現できるものとなる。さらに、チューブＡから流出した廃液は、下方の廃液バット４０によって捕捉されるため、廃液処理が容易なものとなる。

以上、本発明に係る遠心分離機用ロータを説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明によれば、軽量化が図れ、かつ安価に製作できるとともに、作業性の良い遠心分離機用ロータとなるため、種々の試料の遠心分離、特にカラムキット処理に好適に用いることができる。

１ 遠心分離機用ロータ
２ 駆動軸
２ａ キー溝
３ キー
４ ビス
１０ ロータ本体
１０ａ 底壁
１０ｂ 周壁
１１ ボス
１１ａ キー溝
１２ スプライン
１３ 穴
１３ａ キー溝
２０ 円板
２１ 長孔
２２ ボス
２３ スプライン孔
３０ ラック
３１ ラックセグメント
３１ａ チューブ収容孔形成面
３１ｂ 雌ねじ形成面
３１ｃ 支持面
３２ チューブ収容孔
３３ 雌ねじ
４０ 廃液バット
４０ａ 外周壁
４０ｂ 内周壁
４０ｃ 底壁
４１ 環状凹部
４２ 凹部
４３ Ｏリング
Ａ チューブ

Claims (3)

1. 中心にボスを立設した有底円筒状ロータ本体と、該ロータ本体の前記ボスに周方向に対して一体的に嵌着され、周縁に半径方向に延在する複数組の長孔を有する円板と、該円板の長孔に移動自在に装着された複数個のラックセグメントとを備え、前記ロータ本体を回転させた際に、前記ラックセグメントに生じる遠心力によって前記ラックセグメントを前記ロータ本体の内周面に圧接定置させるようにした遠心分離機用ロータであって、前記円板の周縁を下方に向けて湾曲にして形成し、前記ラックセグメントが長孔の半径方向外方に位置するとき、該ラックセグメントに形成されるチューブ収容孔の軸心が略鉛直方向に向くようにし、前記ラックセグメントが長孔の半径方向内方に位置するとき、前記チューブ収容孔が遠心分離状態に傾斜して位置するようにしたことを特徴とする、遠心分離機用ロータ。
2. 上記ラックセグメントのチューブ収容孔を貫設するとともに、外径がロータ本体の内周面に嵌合される外周壁と、該外周壁の内方に形成された内周壁と、それらの壁の下端で連続する底壁とによって上方に開口する環状凹部を形成した廃液バットを備え、該廃液バットを上記ロータ本体に収容した状態で、前記環状凹部が前記ラックセグメントのチューブ収容孔の下端開口の下方に位置させることを特徴とする、請求項１に記載の遠心分離機用ロータ。
3. 上記廃液バットの外周壁に凹部を周設し、該凹部にＯリングを装着し、前記廃液バットを上記ロータ本体に収容して回転させた際に、前記ロータ本体の回転に伴う遠心力によって前記Ｏリングを前記ロータ本体の内周面に当接させることを特徴とする、請求項２に記載の遠心分離機用ロータ。

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