JP7274408B2

JP7274408B2 - 遠心機

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Publication number: JP7274408B2
Application number: JP2019238151A
Authority: JP
Inventors: 剛嗣板谷; 諒村山
Original assignee: Eppendorf Himac Technologies Co Ltd
Current assignee: Eppendorf Himac Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: JP2021104500A

Description

本発明は、ロータを高速で回転させる遠心機（遠心分離機）に関し、特にユーザによって入力された運転条件の設定誤りを迅速に修正可能として、運転再開までの時間を短縮させることにある。

遠心機は、分離する試料（例えば、培養液や血液など）をチューブやボトルを介してロータに挿入し、ロータを高速に回転させることで試料の分離や精製を行う。設定されるロータの回転速度は用途によって異なり、用途に合わせて低速（数千回転程度）から高速（最高回転速度は１５０，０００ｒｐｍ）までの製品群が提供されている。用いられるロータは様々なタイプがあり、チューブ穴が固定角度式で高回転速度に対応できるアングルロータや、チューブを装填したバケットがロータの回転に伴って垂直状態から水平状態に揺動するスイングロータなどがある。これらのロータはその分離する試料にあわせて使用するため、ロータはモータ等の駆動手段の回転軸に着脱可能に構成され、ロータの交換が可能である。遠心分離を行う際にはユーザが運転回転速度を設定する。

各々のロータには、材料の強度を越える遠心力がかからないようにするためのロータ固有の制限回転速度（最高回転速度等）が定められる。従来の遠心機においては、これら数値をあらかじめ制御装置内の記憶装置に記憶させておき、ロータ室内に装着されたロータの種類を識別し、該当するロータに関する数値を読み出し、設定された運転回転速度がロータ固有の許容される最高回転速度を逸脱していないかをチェックする。このロータを識別するための識別装置は、これまで種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術では、ロータの回転軸を中心とした同一円周上の等角度間隔の格子点上にロータの種類に応じて互いの配置角度を異ならしめた４個のマグネットを配置したアダプタを取付ける。また、マグネットの配置角度を検出する磁気センサをロータ室内に格子点の間隔以上の所定間隔で配置し、隣接する磁気センサがマグネットを検出した検出強度を検出して制御装置に出力する。制御装置は入力された検出信号に対して所定の演算を行うことによりマグネットの配列パターンを判定することによりロータのＩＤ情報を読み取り、ＩＤ情報からロータの型式番号や許容回転速度等の情報を判別する。

特開２００４－７４０７９号公報

遠心機の運転前に把握しておかなければならないロータの情報は多岐にわたること、ロータは多様な種類が出回っていてそれぞれ仕様が異なっていることから、ユーザがこれを正確に把握しておくのは困難である。そのため特許文献１の遠心機では、ロータの識別手段を専用に設けて必要なロータの情報を認識できるようにしている。ロータを回転軸にセットし、ドアを閉めて、ユーザが運転条件を入力してスタートボタン押した後に運転を開始させるが、起動直後の低速でロータを回転させた状態でロータの識別を行う。このようにロータのＩＤ情報の検出により許容回転速度を判別すると、制御部は、ユーザにより入力された設定回転速度が適正か否かを判定できる。許容回転速度を超えている等の不適合状態にあるときは、制御部はアラームを発してロータの回転を停止させて遠心分離運転を中止する。ロータが停止したら、ユーザは正しい設定回転速度を入力してから再びスタートボタンを押し、遠心分離運転を開始する。このように回転開始後にロータの識別を行う遠心機においては、入力ミス等によって設定回転速度がロータの許容回転速度を超える場合には、エラー表示をして減速停止させるようにしていたため、ユーザは再設定に要する時間に加えて、ロータの停止及び再加速をさせる時間の待機をする必要があり、時間をロスする。発明者らは、この運転条件の再設定のためのロス時間をできるだけ短縮したいと考えた。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、入力された設定回転速度がロータの許容回転速度を超える場合に、迅速に訂正可能として遠心分離運転の再開ができるようにした遠心機を提供することにある。
本発明の他の目的は、誤って入力された設定回転速度を修正する際に、許容回転速度の情報を合わせて表示することによりユーザによる修正作業を容易にした遠心機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、ロータと、ロータを回転駆動するモータと、ユーザによるロータの設定回転速度と、モータの回転開始及び停止を入力する入力手段と、モータの運転状態を表示する出力手段と、ロータの回転開始後にロータに付された識別情報を読み取る検出部と、これらの制御を行う制御部を有する遠心機において、制御部は、モータの駆動開始後に検出部の検出結果に基づいてロータに応じた許容回転速度を判別し、許容回転速度と入力手段によって入力された設定回転速度を比較し、設定回転速度が許容回転速度以上であると判定した場合には、モータを許容回転速度以下である所定回転速度で回転させると共に、ユーザに設定回転速度の再入力を促す表示を出力手段に表示する。また、制御部は再入力を促す表示後の所定時間内に設定回転速度の再入力がされない場合は、モータを停止させるようにした。さらに、制御部は、再入力を促す表示後の所定時間内に設定回転速度の再入力がされた場合は、再入力された設定回転速度が許容回転速度以下であるか否かを判定し、許容回転速度以下の場合には、モータを再入力された設定回転速度まで加速させ、許容回転速度を越える場合には再入力を受け付けないように構成した。

本発明の他の特徴によれば、出力手段はドットマトリクス方式のディスプレイであり、制御部は、出力手段に算出した許容回転速度を表示させる。また、出力手段はセグメント方式の表示装置で構成することもでき、その場合の入力手段は表示装置の表示内容を可変させる操作入力部と、点灯機能付きのスタートボタン及びストップボタンを含んで構成し、設定回転速度が許容回転速度以上であると判定した場合には、表示装置により設定された回転速度を点滅させると共に、スタートボタン及びストップボタンを点滅させることにより、ユーザによる修正又はロータの停止を促すようにした。この制御部による、許容回転速度と入力手段によって入力された設定回転速度との比較は、モータの加速中に行われ、制御部は設定回転速度が許容回転速度以上であると判定した場合にはモータの加速を中止して、モータを定速回転させるようにした。ロータの底部には複数の永久磁石が周方向に配置される。この検出部は永久磁石を検出する磁気センサで実現できる。

本発明のさらに他の特徴によれば、制御部を有し、ロータの底部の周方向に複数配置された永久磁石を読みとることによりロータの回転開始後にロータＩＤを識別する遠心機において、ロータＩＤが検出された際に設定回転速度がロータの上限回転速度を超えていると判別されたら、制御部はロータの回転を減速又は停止する前に、ユーザによる設定回転速度の変更を受け付けるようにした。また遠心機は表示手段及び入力手段を有し、制御部は設定回転速度が上限回転速度を超えていたら、表示手段にエラー表示を行うと共に、ユーザに設定回転速度の修正を促すようにした。さらに制御部は、エラーの修正を促す際にロータの上限回転速度を表示手段に表示するようにした。さらに制御部は、表示手段にエラー表示が行われた後に、ユーザによって一定時間以内に設定回転速度が変更されたら変更後の設定回転速度にロータを加速させることにより遠心分離運転を継続し、設定回転速度の変更がされなかったらロータの回転を停止させるようにした。

本発明によれば、入力ミスにより設定回転速度がロータの許容回転速度を超えていた場合にはエラー表示が行われ、その際に許容回転速度も合わせて表示されるので、ユーザはエラーの内容を迅速に把握することが可能となる。また、入力ミスにより設定回転速度がロータの許容回転速度を超えていた場合に、ロータを止めることなく正しい設定回転速度が再設定可能となるため、ロータの停止及びエラー時の回転速度まで再加速させる必要がなくなり、無駄時間を短縮することができる。また、ユーザが遠心機の近くにいない場合であっても、入力ミスの訂正が所定時間内に行われなかった場合はロータの回転が停止するので、ロータが低速で長時間回転し続ける状態を回避できる。

本発明の実施例に係る遠心機１の断面図である。本発明の遠心機１の制御手順を示すフローチャートである。本発明の遠心機１の運転時の時間の経過とロータ３の回転速度との関係を示すグラフである。遠心機１の操作パネル１３におけるエラーメッセージを示す図である。遠心機１の操作パネル１３における設定回転速度の再入力画面を示す図である。本発明の第二の実施例に係る表示パネル７０を示す図である。図６の表示パネル７０におけるエラー表示の例を示す図である。図６のエラー表示の後に設定回転速度を再入力した例を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図１に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係る遠心機（遠心分離機）の全体構造を示す断面図である。遠心機は、箱形の板金などで製作される筐体６の内部に金属製の薄板で形成されたボウル２が設けられ、ボウル２とドア５によってロータ室４を画定し、ドアパッキン１２によってロータ室４が密閉される。ロータ３は分離する試料を保持し高速回転するものであり、例えば、試料を入れるチューブ等を挿入するための孔（図示せず）が複数形成され、駆動部たるモータ８の回転軸に支持される。ロータ３はモータ８によって回転されるが、モータ８の回転は制御装置１４によって制御される。ドア５は蝶番１１を中心軸にして上下方向に回動することができる。ドア５の後方には、ユーザがロータの回転速度や分離時間等の条件を入力すると共に、各種情報を表示する操作パネル１３が配置される。操作パネル１３は、いわゆるドットマトリクス方式の表示装置を採用したもので、ここではタッチ式液晶ディスプレイを採用し、モータ８の回転開始及び停止を入力する入力手段として機能すると共に、モータ８の運転状態を表示可能とする出力手段として機能する。

ロータ室４は、上側の開口部がドア５によって密閉可能に構成され、ドア５を開けた状態でロータ室４の内部に、ロータ３を装着又は取り外しができる。遠心機１において、遠心分離する試料の中には低温に維持しながら分離しなければならない試料もあるため、その場合は、制御装置１４は冷却装置７を運転させてロータ室４を冷却しながら遠心分離運転を行う。冷却装置７を構成するためにボウル２の外周には蒸発機である銅パイプ７ｃが螺旋状に巻かれ、さらに銅パイプ７ｃの外周は円筒状の断熱材１７で囲まれている。本体下部には、冷却装置７を構成する凝縮機７ａと圧縮機７ｂが配置され、銅パイプ７ｃが圧縮機７ｂと接続される。また、冷却装置７の放熱のため送風装置１０が本体背面に設置され、本体前面の底部に開いてある吸入口１６より風を取り込み、排気口９より排気する。冷媒が圧縮機７ｂから凝縮機７ａ内に送られ、凝縮機７ａ及び送風装置１０によって、冷却された冷媒は液化する。液化した冷媒はキャピラリ７ｄを通って銅パイプ７ｃに供給され、ロータ室４の内部は遠心分離運転中に制御装置１４の制御によって設定された所望の温度に一定に保たれる。ロータ３の温度は、ロータ室４に設置された温度センサ（図示せず）の出力を用いて制御装置１４により監視される。

制御装置１４は、図示しないマイクロコンピュータと記憶装置を有して構成され、コンピュータプログラムを実行することによりモータ８の回転や冷却装置７の制御等を含む各機器の制御を行う。遠心機前面の底部に開いてある吸入口１６付近には温度センサ１５が設けられ、遠心機の周囲温度を測定できる。

ロータ室４内のロータ３は、回転する試料容器に合わせて選択してモータ８の回転軸に装着できる。ロータ３の底面には公知の手法によって識別情報が付与され、その識別情報は回転軸近傍に設けられるＩＤセンサ１８によって読み取られる。ロータ３側に付与される識別情報は複数の永久磁石の配置によって構成され、ＩＤセンサ１８はホールＩＣ等の磁気センサにより構成される。ＩＤセンサ１８の出力は、図示していない信号線によって制御装置１４に伝達される。

次に図２及び図３を用いて本実施例の遠心機１の動作を説明する。図２は本発明の遠心機１の制御手順を示すフローチャートである。また図３は、時間の経過とロータ３の回転速度の関係を示すグラフであり、横軸は時間の経過（単位：秒）であり、縦軸はロータ３の回転速度（単位：ｒｐｍ）である。

遠心分離運転を行う前に、ユーザはロータ３の装着をしてドア５を閉める。次に、遠心分離の運転条件の設定を行う（ステップ３１）。運転条件には、遠心分離運転時のロータ３の回転速度、運転時間、ロータ室４の温度、ロータ３の加速度及び減速度等の情報が含まれ、ユーザが操作パネル１３を操作することによって設定する。次に、ユーザが操作パネル１３のスタートボタン（図示せず）を操作したら、制御装置１４はモータ８を加速させる（ステップ３２）。ロータ３の回転が開始されると、制御装置１４はＩＤセンサ１８を用いてロータ３の識別情報を検出して、ロータ３の許容最高回転速度（最高回転速度）を判別する（ステップ３３）。この検出はモータの起動直後の低速加速領域、例えば、数十～数百ｒｐｍ程度の回転速度、にて行われる。遠心機の中にはロータ３をロータ室４の内部に設置しただけの非回転の状態でロータＩＤを検出できる機種も存在するが、本実施例では、ＩＤセンサ１８の上側でロータ３側に付与される複数の永久磁石の配置パターンを検知するので、ロータ３が低速にて回転していることがロータＩＤ検知の条件となる。

制御装置１４には不揮発性の記憶装置（図示せず）が含まれ、記憶装置には、複数のロータ３の識別情報、型式番号、許容回転速度の関係が格納されている。これらは遠心機１の出荷時に予め記憶装置（図示せず）内に格納しておくか、出荷後に格納又は更新する。

図３のグラフにおいて、時刻０にてユーザによりスタートボタン（図示せず）が操作されると、ロータは回転速度４６のように加速し、矢印４２ａに示すように時刻ｔ_１において回転速度Ｎ_１に到達する。回転速度Ｎ_１は、制御装置１４によりロータ３の識別情報の判別が完了する回転速度であり、おおよそ６００～７００ｒｐｍである（一定ではない）。時刻Ｎ_１においてロータ３の識別情報の判別が完了したら、制御装置１４はユーザによって操作パネル１３から入力された設定回転速度が、装着されたロータ３の許容回転速度以下であるか否かを判定する（ステップ３４）。ここで、入力された設定回転速度が、装着されたロータ３の許容回転速度以下である場合は、制御装置１４はロータ３の加速を継続させて設定回転速度まで加速させて整定させる（ステップ３９）。この正常時の加速－整定－減速の状態を示すのが図３の点線で示す回転速度４５である。入力された設定回転速度が、装着されたロータ３の許容回転速度以下の場合は、矢印４２ａの時点を過ぎてもロータ３はそのまま加速される。尚、回転速度Ｎは、例えば遠心機１及びロータ３の最高回転速度以下の設定速度であり、ここでは１８，０００ｒｐｍ以下のユーザによって設定される回転速度である。

ロータ３の回転速度が設定回転速度にて整定されたら、設定された運転時間だけ設定回転速度にてロータ３を回転させる遠心分離運転を行う（ステップ４０）。即ち、図３の時刻ｔ_７において設定回転速度Ｎに到達したら、時刻ｔ_１０まで一定の回転速度Ｎにて定速回転をする（設定速度整定運転状態）。時刻ｔ_１０は、時刻ｔ_７に遠心分離運転時間を足した時刻である。遠心分離運転中においては、制御装置１４は、設定された運転時間が経過して運転終了時間に到達したか判定する（ステップ４１）。ステップ４１で、運転終了時間が到達していない場合は、ステップ４０に戻って遠心分離運転を継続し、運転終了時間が到達した場合は、時刻ｔ_１０の時点にて遠心分離運転を終了し、ロータ３を減速させて時刻ｔ_１１にてロータ３が停止する。

ステップ３４において、入力された設定回転速度が装着されたロータ３の許容回転速度を越えている場合は、制御装置１４は操作パネル１３に、設定回転速度が装着されたロータ３の許容回転速度を越えている旨の“エラー表示”を行う。同時に制御装置１４は、ロータ３の加速を中断させて、中断された回転速度で整定、または惰性による回転を行う。図３において、矢印４２ｂで示す太線の回転速度４６がこの整定状態を示している。この整定状態の時に操作パネル１３には“エラー表示”がなされるが、装着されたロータ３の“許容回転速度”も合わせて表示することによって、ユーザに対して、設定可能な回転速度の範囲を示すことができる。さらに制御装置１４は“エラー表示”を行ってからタイムアップまでの経過時間を測定すべく、内部タイマーをセットして時刻ｔ_１からの経過時間の測定を開始する（ステップ３５）。

ここで図４を用いて操作パネル１３に表示される表示画面５０を説明する。表示画面５０は、左上に画面の種類（“ＲＵＮＳＣＲＥＥＮ”）が表示され、右上に現在時刻が表示される。表示画面の背景の表示内容５１（ここでは図示を省略）の上に重畳されるようにポップアップ画面５２が表示され、エラーメッセージ５３にて“エラー”が発生した旨の警告がされ、その下の詳細内容５４にて、“このロータはＭａｘ１５，０００ｒｐｍです。１８，０００ｒｐｍでは運転できません”と表示される。これを読んだユーザは、装着されたロータ３の“許容回転速度”が１５，０００ｐｍであることと、自分が入力した数値（１８，０００ｒｐｍ）がこの許容回転速度を越えていることを容易に識別できる。さらに、ポップアップ画面５２内には、ユーザに対する次の操作を促すアドバイス情報５５として、“修正しますか？”と表示し、その下に修正の可否を問うための２つのアイコン５６、５７、即ち、“Ｙｅｓ”アイコンと、“Ｎｏ”アイコンを表示する。このように、エラーメッセージ５３には、どんなエラーが生じたのか、何が原因であって、それを修正するか否かのユーザの意思を確認するためのメッセージを、その次の操作に導く選択肢を表示することで、ユーザの使い勝手を大幅に向上させることができる。

再び図２のフローチャートのステップ３５に戻る。次に制御装置１４は、ユーザによって操作パネル１３から設定回転速度の変更があったか否かを判定する。図５は遠心機１の操作パネル１３における設定回転速度の再入力画面６０を示す図である。再入力画面６０は、図４のエラーメッセージ５３が表示されている状態で、“Ｙｅｓ”のアイコン５６が選択（タッチ）されたら推移する画面である。再入力画面６０には設定回転速度（“ＳＰＥＥＤ”）６１を示す再入力欄６２が設けられ、再入力欄６２の下側には制御装置１４によって検出された許容回転速度６３が“１５，０００ｐｍ”であることも合わせて表示される。再入力画面６０には、さらにテンキー６４が表示される。ユーザはテンキー６４をタッチして所定の数値を再入力欄６２に入力し、入力が完了したらユーザがＥＮＴＥＲキー６５をタッチすることで、再入力された設定回転速度が反映される。

図３で示す矢印４２ｂの整定状態中に設定変更が完了したら、制御装置１４は設定されたタイマーをリセットし（ステップ３７）、再入力された設定回転速度が装着されたロータ３の許容回転速度を越えているか否かを判定する（ステップ３８）。再入力された設定回転速度が、装着されたロータ３の許容回転速度以下である場合は、ステップ３９に進んで制御装置１４はロータ３の加速を再開させる（ステップ３９）。ここで、時刻ｔ_３において再入力された設定回転速度が、装着されたロータ３の許容回転速度以下であると判断されたら、図３の太線で示すロータ３の回転速度４６は矢印４２ｃのように一定の比率で増加され、矢印４２ｄで示す時刻ｔ_８にて整定速度に到達する。図３からわかるように、設定回転速度を再入力すると整定状態に到達する時間が本来の時刻ｔ_７からｔ_８へと遅延する。しかしながら、従来の遠心機では、矢印４２ａに示す時刻ｔ_１において設定回転速度がロータ３の許容回転速度を越えていると判断された場合は、一点鎖線で示す回転速度４８のように一旦ロータ３の回転を停止させ（時刻ｔ_２）、その後にユーザが設定回転速度の再入力を行い、再入力後の時刻ｔ_４にてユーザがスタートボタンを押す（タッチする）ことで、ロータ３が再び加速を開始し、一点鎖線で示す回転速度４８のように回転速度を上昇させて、時刻ｔ_９にて整定回転速度に到達する。従って、従来のエラー発生時に一旦ロータ３を停止させる遠心機に比べて、時刻ｔ_９－ｔ_８分の時間だけ早くロータを設定回転速度にて整定させることができ、その分だけ早く遠心分離運転を終了させることができる。

再び図２のフローチャートのステップ３８に戻る。再入力された設定回転速度が装着されたロータ３の許容回転速度を越えている場合は、制御装置１４はその入力を受け付けないで、ステップ３６に戻って、更なる再入力を待つ。また、ステップ３６において設定変更がされずに放置された場合は、その時間がタイムアップ時間（例えば１～２分）に到達したか否を判定し（ステップ４２）、到達していない場合はステップ３６に戻る。ステップ４２においてタイムアップ時間に到達した場合は、操作パネル１３に、タイムアップである旨とロータ３を停止させることにより遠心分離運転を停止する旨のエラー表示を行うともに、ロータ３を減速させて回転を停止させる（ステップ４３）。このタイムアップの状態でのロータ３の回転の推移は、図３の細かい点線にて示す回転速度４７である。時刻ｔ_１にて制御装置１４によって設定回転速度の設定エラーの発生が検出されると、ロータ３は定速回転速度Ｎ_１で回転するように制御され、この間に正しい設定回転速度が再設定されない場合は、制御装置１４は時刻ｔ_５にてタイムアップとして、表示画面５０に、エラーが生じたことと、そのエラーの訂正がされなかったためロータ３の回転を停止させる旨のエラー表示がなされる（ステップ４３）。つまり、時刻ｔ_５―ｔ_１がタイムアップ時間である。同時に、制御装置１４はロータ３の回転を停止させるべくモータ８への駆動電力の供給を停止させ、ロータ３は図３で示す時刻ｔ_６に回転停止する。

以上の手順によって、本実施例の遠心機１は、入力ミスにより設定回転速度がロータ３の許容回転速度を超えていた場合でも、ロータ３を減速することなく再設定可能となるため、ロータ３を停止させてから再加速させる必要がなくなり、無駄な待機時間を短縮でき、使いやすい遠心機１を実現できた。

次に図６～図８を用いて本発明の第２の実施例を説明する。第一の実施例では液晶ディスプレイたる操作パネル１３にエラーの発生を示す情報を表示するようにした。しかしながら、液晶ディスプレイを持たない遠心機も存在する。図６は液晶ディスプレイを持たない遠心機の表示パネル７０を示す図である。表示パネル７０は遠心機の外面の一部に設けられた表示手段及び入力手段であり、７セグメントＬＥＤを用いた表示部７２、７５、７８と、ボタン操作による入力部８１～８３と、４つの操作ボタンを持つ方向ボタン８０が設けられる。表示部７２は２つの７セグメントＬＥＤによって２桁の温度表示が可能であり、その上側には表示内容が温度を示す“ＴＥＭＰ”と示した印字７１が設けられ、右下には表示部７２で示す数字の単位“℃”を示す印字７３が設けられる。表示部７５は２つの７セグメントＬＥＤによって２桁の回転速度表示が可能であり、その上側には表示内容が設定回転速度であることを示す“ＳＰＥＥＤ”と示した印字７４が設けられ、右下には表示部７５で示す数字の単位“×１００ｒｐｍ”を示す印字７６が設けられる。これら印字７１、７３、７４、７８はバックライトが透過するように透過窓にて構成して、透過照明を行うように構成しても良い。

表示部７８は２つの７セグメントＬＥＤによって２桁の設定時間が可能であり、その上側には表示内容が設定運転時間であることを示す“ＴＩＭＥ”と示した印字７７が設けられる。ここで表示される時間は、単位が分または秒である。方向ボタン８０は４つのボタン８０ａ～８０ｄによって構成される。左ボタン８０ｃ、右ボタン８０ｄは、３つの入力項目、即ち、表示部７２にて示す設定温度、表示部７５にて示す設定回転速度、表示部７８の欄のどれを指示するかを切り替える、換言すれば入力欄を左右方向に切り替えるためのボタンである。選択された表示部の７セグメントＬＥＤは、遅い点滅状態となるため、どの入力項目が選択されているかがわかる。上ボタン８０ａ、下ボタン８０ｂは選択された入力項目の数字を増減することにより設定数を変更するために用いられる。上ボタン８０ａを押す毎に数字が増加し、下ボタン８０ｂを押す毎に数字が減少する。尚、誤動作を防ぐため、表示部７２、７５、７８一部をタッチしてから、左ボタン８０ｃ、右ボタン８０ｄを操作することで、入力欄を切り替えることができる。

入力部８１は、“ディスプレイボタン”であり、このボタンを押すことによって回転速度の代わりに最大遠心加速度を入力するための画面に切り替えたり、加減速度の設定を切替るための画面を表示させたりすることができる。入力部８２は“スタートボタン”であり、遠心分離運転の開始を指示するためのボタンである。入力部８３は“ストップボタン”であり、遠心分離運転中に運転を停止させる場合に押下するボタンである。尚、入力部８２、８３の裏側に、ＬＥＤ（発光ダイオード）等による光源を設けて入力部８２、８３の透過ボタンを裏側から照射することによって点灯機能付き操作ボタンにすると良い。

図７は、ロータ３の開始直後に設定回転速度の入力ミスが判明して、制御装置１４によって定速にてロータ３が整定され、ユーザに対してエラー表示と修正入力を促している状態を示す図である。ここでは、設定入力ミスをした項目だけ、即ち、表示部７５の数字部分が点滅状態にて表示され、同時に、入力部８２（スタートボタン）と入力部８３（ストップボタン）の光源も同時に点滅される。これらの点滅状態によって、ユーザはどの項目の設定がエラーなのかをすぐに判断でき、その項目の修正とその後に操作する入力部８２が一目で判断できる。また、“ストップボタン”である入力部８３も点滅するので、遠心分離運転の中断することも可能であることを認識できる。また、表示部７５の数字部分が点滅状態に切替わったときに、ロータの最高回転速度と、ユーザが入力した設定回転速度を、所定間隔で交互に表示するようにしても良い。

図７の再入力においては、制御装置１４によって判別された許容回転速度は表示パネル７０内に表示されない。しかしながら、ユーザが表示部７５の数字部分を再入力している際に、入力内容が許容回転速度を越える場合は点滅、制御装置１４は許容回転速度以下になったら“点滅”から“点灯”のように、点灯態様を変更することによってユーザは入力内容が許容回転速度以下か否かを容易に判別することができる。

図８は、ユーザによって図７に示す状態からロータ３の設定回転速度の再入力をした後の表示状態を示す図である。ここでは、表示部７５の数字部分が“１８０”から“１５０”、つまり１５，０００ｒｐｍに修正されている。この再入力された数字は、装着されたロータ３の許容回転速度以下であるため、その入力後に表示部７５の点滅状態が点灯状態に変化する。この時、次の操作を促すために、スタートボタンを示す入力部８２だけを点滅させる。このように７セグメントＬＥＤを用いた表示パネル７０においても、入力ミスにより設定回転速度がロータ３の許容回転速度を超えた場合でも、ロータ３を減速することなく再設定可能となるため、ロータ３を停止させてから再加速させる必要がなくなり、無駄な待機時間を短縮でき、使いやすい遠心機を実現できた。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、ユーザが扱う試料が高比重である場合や、ロータの最高回転速度で発生する遠心加速度よりチューブの耐えられる最大遠心加速度が小さい場合などにはロータの回転速度がロータの最高回転速度未満に制限されることがある。ユーザが本体にその回転速度を登録することによって、安全かつ無駄な待機時間を短縮する運用をすることも可能である。さらに、ロータのＩＤ情報を読み取り方法として、ＲＦＩＣタグなどの非接触式通信手段をロータに設けてもよい。

１遠心機２ボウル３ロータ４ロータ室５ドア
６筐体７冷却装置７ａ凝縮機７ｂ圧縮機
７ｃ銅パイプ７ｄキャピラリ８モータ９排気口
１０送風装置１１蝶番１２ドアパッキン
１３操作パネル１４制御装置（制御部）１５温度センサ
１６吸入口１７断熱材１８センサ４５～４８回転速度
５０表示画面５１表示内容５２ポップアップ画面
５３エラーメッセージ５４詳細内容５５アドバイス情報
５６アイコン６０再入力画面６１設定回転速度
６２再入力欄６３許容回転速度６４テンキー
６５ＥＮＴＥＲキー７０表示パネル
７１、７３、７４、７６、７７印字７２、７５、７８表示部
８０方向ボタン８０ａ上ボタン８０ｂ下ボタン
８０ｃ左ボタン８０ｄ右ボタン８１入力部（ディスプレイボタン）
８２入力部（スタートボタン）８３入力部（ストップボタン）

Claims

ロータと、
前記ロータを回転駆動するモータと、
ユーザによる前記ロータの設定回転速度と、前記モータの回転開始及び停止を入力する入力手段と、前記モータの運転状態を表示する出力手段と、
前記ロータの回転開始後に前記ロータに付された識別情報を読み取る検出部と、
これらの制御を行う制御部と、を有する遠心機において、
前記制御部は、
前記モータの駆動開始後に前記検出部の検出結果に基づいて前記ロータに応じた許容回転速度を判別し、
前記許容回転速度と前記入力手段によって入力された前記設定回転速度を比較し、
前記設定回転速度が前記許容回転速度以上であると判定した場合には、前記モータを前記許容回転速度以下である所定回転速度で回転させると共に、ユーザに前記設定回転速度の再入力を促す表示を前記出力手段に表示することを特徴とする遠心機。
前記制御部は、前記再入力を促す表示後の所定時間内に前記設定回転速度の再入力がされない場合は、前記モータを停止させることを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
前記制御部は、
前記再入力を促す表示後の所定時間内に前記設定回転速度の再入力がされた場合は、再入力された前記設定回転速度が前記許容回転速度以下であるか否かを判定し、
前記許容回転速度以下の場合には、前記モータを再入力された前記設定回転速度まで加速させ、前記許容回転速度を越える場合には前記再入力を受け付けないことを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
前記出力手段はドットマトリクス方式のディスプレイであり、
前記制御部は、前記出力手段に、算出した前記許容回転速度を表示させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心機。
前記出力手段はセグメント方式の表示装置であり、前記入力手段は前記表示装置の表示内容を可変させる操作入力部と、点灯機能付きのスタートボタン及びストップボタンを含んで構成され、
前記設定回転速度が前記許容回転速度以上であると判定した場合には、前記表示装置により設定された回転速度を点滅させると共に、前記スタートボタン及び前記ストップボタンを点滅させることにより、ユーザによる修正又はロータの停止を促すことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心機。
前記制御部による、前記許容回転速度と前記入力手段によって入力された前記設定回転速度との比較は前記モータの加速中に行われ、
前記制御部は前記設定回転速度が前記許容回転速度以上であると判定した場合には前記モータの加速を中止して、前記モータを定速回転させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の遠心機。
前記ロータの底部には、複数の永久磁石が周方向に配置され、
前記検出部は前記永久磁石を検出する磁気センサであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の遠心機。
制御部を有し、ロータの底部の周方向に複数配置された永久磁石を読みとることにより前記ロータの回転開始後にロータＩＤを識別する遠心機において、
前記ロータＩＤが検出された際に設定回転速度が前記ロータの上限回転速度を超えていると判別されたら、
前記制御部は前記ロータの回転を減速又は停止する前に、ユーザによる前記設定回転速度の変更を受け付けることを特徴とする遠心機。
表示手段及び入力手段を有し、
前記制御部は前記設定回転速度が上限回転速度を超えていたら、前記表示手段にエラー表示を行うと共に、ユーザに前記設定回転速度の修正を促すことを特徴とする請求項８に記載の遠心機。
前記制御部は、前記修正を促す際に前記ロータの上限回転速度を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項９に記載の遠心機。
前記制御部は、
前記表示手段にエラー表示が行われた後の一定時間以内に前記設定回転速度が変更されたら、変更後の前記設定回転速度に前記ロータを加速させることにより遠心分離運転を継続し、
前記表示手段にエラー表示が行われた後の一定時間以内に前記設定回転速度の変更がされなかったら前記ロータの回転を停止させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の遠心機。