JPH0317950Y2 - - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】
産業上の利用分野
この考案は、薬液などの遠心分離機に使用する
チユーブキヤリアに関する。[Detailed description of the invention] Industrial application field This invention relates to a tube carrier used in a centrifugal separator for chemical liquids, etc.
従来の技術
遠心分離機のチユーブキヤリアは、チユーブと
呼ばれる、遠心分離すべき試料を入れた試料収容
管を、遠心分離機のロータが高速回転することに
よつて生ずる遠心力から保護し、変形や破壊を防
止するのに使用するものである。そのため、チユ
ーブキヤリアは、試料を入れたチユーブを収容す
ることができ、また遠心分離機のロータに設けら
れたキヤリア挿入孔に嵌着することができるよう
になつている。Conventional technology The tube carrier of a centrifuge protects a sample storage tube called a tube containing a sample to be centrifuged from the centrifugal force generated by the high speed rotation of the rotor of the centrifuge, thereby preventing deformation or deformation. It is used to prevent destruction. Therefore, the tube carrier can accommodate a tube containing a sample, and can also be fitted into a carrier insertion hole provided in a rotor of a centrifuge.
そのようなチユーブキヤリアは、従来、たとえ
ば特開昭58−219958号公報や特公昭60−20071号
公報に記載されているように、チタン合金やアル
ミニウム合金などの軽合金、つまり金属で作られ
ている。しかしながら、金属製のキヤリアは、軽
合金であるとはいえ、かなりの重量があり、遠心
力による大きな負荷がロータに加わるので、ロー
タ速度の向上が難しいという問題がある。すなわ
ち、遠心分離機は、ロータを超高速で回転させる
ことによつて生ずる遠心力を利用するものであ
り、分離能力がロータの周速度の4乗に比例する
から、ロータ速度は高ければ高いほどよい。だか
ら、ロータはもちろん、それに嵌着されるキヤリ
アもまた、軽ければ軽いほどよい。 Such tube carriers have conventionally been made of light alloys such as titanium alloys and aluminum alloys, that is, metals, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 58-219958 and Japanese Patent Publication No. 60-20071. There is. However, although the metal carrier is made of a light alloy, it is quite heavy and a large load due to centrifugal force is applied to the rotor, making it difficult to increase the rotor speed. In other words, a centrifugal separator utilizes the centrifugal force generated by rotating a rotor at ultra-high speed, and the separation capacity is proportional to the fourth power of the circumferential speed of the rotor, so the higher the rotor speed, the better good. Therefore, the lighter the rotor, as well as the carrier fitted to it, the better.
一方、上述した公報には、チユーブキヤリアが
繊維強化樹脂(FRP)であつてもよいむねの記
載がある。FRPは、比強度や比弾性率が高いの
で、それでキヤリアを構成すれば、金属製のもの
にくらべて重量を軽減できる。しかしながら、
FRPは金属のように等方性材料ではなく、繊維
の方向によつて強度や弾性率が大きく左右される
異方性材料であるから、繊維配列を工夫しなけれ
ば超高速回転に耐えるキヤリアが得られない。 On the other hand, the above-mentioned publication describes that the tube carrier may be made of fiber reinforced resin (FRP). FRP has high specific strength and specific modulus of elasticity, so if the carrier is made of it, the weight can be reduced compared to a metal one. however,
FRP is not an isotropic material like metal, but an anisotropic material whose strength and elastic modulus are greatly affected by the direction of the fibers, so unless the fiber arrangement is devised, the carrier will not be able to withstand ultra-high speed rotation. I can't get it.
考案が解決しようとする問題点
この考案は、FRP製のチユーブキヤリアにつ
いて種々検討を加えた結果得られたもので、その
目的とするところは、軽量で、しかも遠心力によ
る塑性変形によく耐え、ロータの回転速度、ひい
ては分離能力を向上させることができるチユーブ
キヤリアを提供することにある。Problems that the invention aims to solve This invention was obtained as a result of various studies on tube carriers made of FRP, and its purpose is to be lightweight, yet highly resistant to plastic deformation due to centrifugal force. An object of the present invention is to provide a tube carrier capable of improving the rotational speed of a rotor and thus the separation ability.
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するためのこの考案は、上端部
内面にねじ山を有する円筒状のバケツトと、前記
バケツトの上部に位置するトツプスペーサと、前
記バケツトの下部に位置するボトムスペーサと、
前記ねじ山に螺合されるキヤツプとを有し、前記
バケツトは補強用連続繊維で樹脂を強化してなる
繊維強化樹脂からなり、前記連続繊維は前記バケ
ツトの円周方向および軸方向に配列されているチ
ユーブキヤリアを特徴とするものである。Means for Solving the Problems This invention for achieving the above object includes a cylindrical bucket having a thread on the inner surface of the upper end, a top spacer located at the top of the bucket, and a top spacer located at the bottom of the bucket. A bottom spacer to
a cap screwed onto the screw thread, the bucket is made of a fiber-reinforced resin made by reinforcing the resin with reinforcing continuous fibers, and the continuous fibers are arranged in the circumferential direction and the axial direction of the bucket. It features a tube carrier.
この考案においては、チユーブキヤリアの主体
をなすバケツトが、補強用連続繊維で樹脂を強化
してなるFRPで構成される。補強用繊維として
は、炭素繊維やアラミド繊維のマルチフイラメン
トが特に好ましく使用されるが、その他の、たと
えばガラス繊維、シリコンカーバイド繊維、アル
ミナ繊維などの高強度、高弾性率繊維のマルチフ
イラメントを使用することも可能である。しかし
て、これらの補強用繊維は、樹脂中に30〜75体積
%、好ましくは50〜65体積%含まれている。ま
た、樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、フエノール樹脂、ポリイミド樹脂な
どの熱硬化性樹脂や、ナイロン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂などの熱可塑性樹脂を使用する。 In this design, the bucket that forms the main part of the tube carrier is made of FRP, which is made by reinforcing resin with continuous reinforcing fibers. As reinforcing fibers, multifilaments of carbon fibers and aramid fibers are particularly preferably used, but other multifilaments of high strength and high modulus fibers such as glass fibers, silicon carbide fibers, and alumina fibers may also be used. It is also possible. These reinforcing fibers are contained in the resin in an amount of 30 to 75% by volume, preferably 50 to 65% by volume. Furthermore, as the resin, thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenolic resins, and polyimide resins, and thermoplastic resins such as nylon resins and polycarbonate resins are used.
上述した補強用連続繊維は、バケツトの円周方
向と軸方向の双方に配列される。しかして、回転
中にバケツトに作用する力は、軸方向において小
さく、円周方向において大きいので、横断面にお
いて容易に楕円形に塑性変形しないように、円周
方向繊維量が軸方向繊維量の1〜3倍になるよう
にするのが好ましい。より好ましくは、1.2〜3
倍になるようにする。すなわち、FRPは、上述
したようにその特性が繊維の方向に大きく左右さ
れるので、円周方向と軸方向の双方に連続繊維を
配列し、好ましくは円周方向繊維量を軸方向繊維
量よりも多くして、使用時における遠心力による
塑性変形を防止するわけである。もつとも、円周
方向や軸方向の連続繊維は、それらの方向に正し
く配列される場合もあり、ある角度、好ましくは
30゜以下の角度で交差配列される場合もあり、こ
れらの配列角度によつて繊維量の割合が変わる。
たとえば、前者の場合には、円周方向繊維量は軸
方向繊維量の2倍程度でよい。また、後者の場合
で、円周方向の連続繊維がその方向に対して±
30゜の方向に配置されている場合には、円周方向
繊維量は3倍程度でよい。 The reinforcing continuous fibers described above are arranged in both the circumferential direction and the axial direction of the bucket. However, the force acting on the bucket during rotation is small in the axial direction and large in the circumferential direction, so that the amount of fibers in the circumferential direction is equal to the amount of fibers in the axial direction so that it does not easily plastically deform into an elliptical shape in the cross section. It is preferable to increase the amount by 1 to 3 times. More preferably 1.2 to 3
Make it double. In other words, as mentioned above, the properties of FRP are greatly influenced by the direction of the fibers, so it is preferable to arrange continuous fibers in both the circumferential direction and the axial direction, and preferably make the amount of fibers in the circumferential direction smaller than the amount of fibers in the axial direction. This is to prevent plastic deformation due to centrifugal force during use. However, continuous fibers in the circumferential or axial direction may be aligned correctly in those directions, preferably at an angle.
In some cases, the fibers are arranged crosswise at an angle of 30° or less, and the ratio of the amount of fiber changes depending on these arrangement angles.
For example, in the former case, the amount of fibers in the circumferential direction may be approximately twice the amount of fibers in the axial direction. In addition, in the latter case, continuous fibers in the circumferential direction are ±
If the fibers are arranged in a 30° direction, the amount of fibers in the circumferential direction may be about three times as large.
トツプおよびボトムスペーサ、キヤツプは、チ
タン合金やアルミニウム合金であつてもよく、上
述した補強用繊維の短繊維で樹脂を強化してなる
FRPであつてもよい。なお、トツプスペーサは、
バケツトとは別体であるが、ボトムスペーサは、
別体であつてもよく、一体に成形されたFRPか
らなつていてもよい。 The top and bottom spacers and caps may be made of titanium alloy or aluminum alloy, and are made by reinforcing the resin with short fibers of the above-mentioned reinforcing fibers.
It may be FRP. In addition, the top spacer is
Although it is separate from the bucket, the bottom spacer is
It may be a separate body or may be made of integrally molded FRP.
以下、この考案をその一実施態様に基いてさら
に詳細に説明する。 This invention will be explained in more detail below based on one embodiment thereof.
実施態様
図面において、チユーブキヤリア1は、FRP
からなる円筒状のバケツト1を有する。このバケ
ツト1の上部には、FRPからなるトツプスペー
サ4が、また下部には、FRPからなるボトムス
ペーサ5が挿着されている。また、これらトツプ
スペーサ4とボトムスペーサ5の間には、FRP
からなるカラー6が挿着されている。もつとも、
このカラー6は必須のものではない。さらに、バ
ケツト1の上端部内面にはねじ山8が加工されて
いて、そのねじ山8にFRP製のキヤツプ3が螺
合されている。遠心分離に供すべき試料を入れた
チユーブ7は、トツプスペーサ4と、ボトムスペ
ーサ5と、カラー6との間に挿着され、キヤツプ
3によつて押圧、固定される。しかして、そのよ
うにチユーブ7を収容したチユーブキヤリア1
は、遠心分離機のロータに設けられたキヤリア挿
入孔(ロータの円周方向において等配されてい
る)に挿着され、ロータの回転に伴つて試料が遠
心分離されるわけである。Embodiment In the drawing, the tube carrier 1 is made of FRP
It has a cylindrical bucket 1 consisting of. A top spacer 4 made of FRP is inserted into the upper part of this bucket 1, and a bottom spacer 5 made of FRP is inserted into the lower part. Moreover, between these top spacers 4 and bottom spacers 5, there is FRP.
A collar 6 consisting of is inserted. However,
This color 6 is not essential. Furthermore, a thread 8 is machined on the inner surface of the upper end of the bucket bag 1, and a cap 3 made of FRP is screwed into the thread 8. A tube 7 containing a sample to be subjected to centrifugation is inserted between a top spacer 4, a bottom spacer 5, and a collar 6, and is pressed and fixed by a cap 3. Therefore, tube carrier 1 that accommodated tube 7 in this way
are inserted into carrier insertion holes (equally spaced in the circumferential direction of the rotor) provided in the rotor of a centrifugal separator, and the sample is centrifuged as the rotor rotates.
上述したようなチユーブキヤリアは、たとえば
次のようにして製造することができる。 The tube carrier as described above can be manufactured, for example, as follows.
すなわち、補強用連続繊維を一方向に互いに並
行かつシート状に引き揃え、樹脂を含浸してなる
プリプレグを、マンドレルに、まず連続繊維の方
向が円周方向になるように巻き付け、次いで軸方
向になるように巻き付け、さらにラツピングテー
プを巻き付けた後加熱炉に入れ、ラツピングテー
プの熱収縮による加圧力を利用して成形する。織
物プリプレグを使用することもできる。さらに仕
上加工を施し、上端部内面にねじ山を加工してバ
ケツトを得る。同様にして、カラーを得る。一
方、SMC(シート・モールド・コンパウンド)を
用い、金型成形によつてトツプスペーサ、ボトム
スペーサおよびキヤツプを成形し、図のように組
み立てる。 That is, reinforcing continuous fibers are aligned parallel to each other in one direction in a sheet shape, and a resin-impregnated prepreg is wound around a mandrel so that the direction of the continuous fibers is in the circumferential direction, and then in the axial direction. After wrapping the wrapping tape, it is placed in a heating furnace and molded using the pressure generated by the thermal contraction of the wrapping tape. Textile prepregs can also be used. Further finishing is performed, and a screw thread is machined on the inner surface of the upper end to obtain a bucket. Obtain colors in the same way. Meanwhile, the top spacer, bottom spacer, and cap are molded using SMC (sheet mold compound) and assembled as shown in the figure.
考案の効果
この考案のチユーブキヤリアは、補強用連続繊
維で樹脂を強化してなる繊維強化樹脂でバケツト
を構成するとともに、その連続繊維をバケツトの
円周方向および軸方向に配列しているからして、
軽量であるばかりか、塑性変形によく耐え、ロー
タの回転速度を大きく向上させることができ、分
離能力を向上させることができる。また、キヤリ
アが軽量であるということは、ロータに与える負
荷が軽くなるということであり、ロータ回転時に
おけるキヤリア挿入孔周りの応力集中を軽減でき
るようになり、またロータのアンバランス量も軽
減されるから、この面からもロータ回転速度を向
上させることができるようになる。さらに、キヤ
リアが軽量になるということは、試料をも含めた
全体重量が同じであれば、より大きな比重の試料
でも分離できるということであり、用途が拡が
る。Effects of the invention In the tube carrier of this invention, the bucket is made of fiber-reinforced resin made by reinforcing the resin with continuous reinforcing fibers, and the continuous fibers are arranged in the circumferential direction and axial direction of the bucket. hand,
Not only is it lightweight, it can withstand plastic deformation well, and the rotational speed of the rotor can be greatly increased, and the separation ability can be improved. In addition, a lighter carrier means less load on the rotor, which reduces stress concentration around the carrier insertion hole when the rotor rotates, and also reduces the amount of unbalance in the rotor. Therefore, the rotor rotational speed can be improved from this aspect as well. Furthermore, the fact that the carrier is lighter means that even samples with higher specific gravity can be separated as long as the overall weight including the sample is the same, which expands the range of uses.
図面は、この考案の一実施態様に係るチユーブ
キヤリアを示す概略縦断面図である。
1:チユーブキヤリア、2:バケツト、3:キ
ヤツプ、4:トツプスペーサ、5:ボトムスペー
サ、6:カラー、7:チユーブ、8:ねじ山。
The drawing is a schematic vertical sectional view showing a tube carrier according to one embodiment of the invention. 1: Tube carrier, 2: Bucket, 3: Cap, 4: Top spacer, 5: Bottom spacer, 6: Collar, 7: Tube, 8: Screw thread.
Claims (1)
と、前記バケツトの上部に位置するトツプスペー
サと、前記バケツトの下部に位置するボトムスペ
ーサと、前記ねじ山に螺合されるキヤツプとを有
し、前記バケツトは補強用連続繊維で樹脂を強化
してなる繊維強化樹脂からなり、前記連続繊維は
前記バケツトの円周方向および軸方向に配列され
ていることを特徴とする遠心分離機用チユーブキ
ヤリア。 It has a cylindrical bucket having a thread on the inner surface of its upper end, a top spacer located at the top of the bucket, a bottom spacer located at the bottom of the bucket, and a cap screwed into the thread, A tube carrier for a centrifuge, wherein the bucket is made of a fiber-reinforced resin made by reinforcing the resin with reinforcing continuous fibers, and the continuous fibers are arranged in a circumferential direction and an axial direction of the bucket.
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- 1986-08-05 JP JP11987786U patent/JPH0317950Y2/ja not_active Expired
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