JPH0528437U - 遠心分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠心分離装置では、遠心管を装置に供給し、
再度取り出す場合に、その都度交換ロータを停止させる
必要がある。ところが、遠心管交換ロータを一回停止さ
せる度に遠心管の供給または取り出し、いずれか一つの
処理しか行わないのでは、遠心管交換ロータの停止およ
び再起動に要するタイムロスによって処理効率に限界が
生ずる。そこで、交換ロータの停止／再起動におけるタ
イムロスを圧縮し、処理能率の向上を図る。 【構成】 遠心管を収納する遠心管交換ロータのホルダ
部を隣接させて設け、各ホルダ部の停止位置に対応させ
て前記遠心管供給装置と遠心管取出装置とを隣接配置さ
せた。従って、遠心管の供給および取り出し動作は、遠
心管交換ロータの外周部に隣接配置させた二つのホルダ
部を中継点として、同時に行うことが可能となる。つま
り、外部ホルダストッカと遠心管交換ロータとの間にお
ける遠心管の移し換え、遠心管ロータと定速ロータとの
間における遠心管の移し換え、という各やりとり動作が
同時実行可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、血液を血清と血ペイとに遠心分離する装置に係り、特に、高速回 転している遠心管ロータを停止させることなく遠心管のセットおよび取り出しが できる遠心分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、生化学的分析や免疫学的分析などの各種血液検査を行う場合に は、その前処理として血液の遠心分離作業が行われるが、従来のこの種の遠心分 離器は、被遠心分離血液が収容された遠心管を、回転バランスを考慮しながら人 手を介して逐一遠心管ロータにセットし、この後スタートスイッチをオンして遠 心管ロータを一定の速度で高速回転させ、所定時間経過後、オフスイッチをオン 操作させることで上記遠心管ロータを停止させ、遠心管ロータが完全に停止した ところで、人手によって遠心管ロータから遠心分離処理が終了した遠心管を取り 外していた。

【０００３】 しかし、これらの作業は非常に煩雑で手作業による時間的ロスが多く、また遠 心管ロータの起動および停上に要する時間的ロスが非常に多いという二重の時間 的ロスのために、遠心分離に要する稼動効率が非常に悪いという問題を有し、こ れらの要因が生化学的分析や免疫学的分析等の各種血液検査における全自動化を 妨げる最大の要因となっていた。

【０００４】 そこで、本出願人は、先に、かかる問題を解決する遠心分離装置を既に提案し ている（特公昭６４−１０２６７号）。

【０００５】 図５は、遠心管のセットおよび取り外しを全自動化したこの遠心分離装置を示 すものである。この遠心分離装置は、定速回転する定速ロータ１と、この定速ロ ータ１に同期回転できる遠心管交換ロータ２を備え、制御装置３およびパルスモ ータ４、５によって各ロータ１、２の回転数制御を行う。６、７が定速ロータ１ の回転数を計測する光学センサ、８、９が定速ロータ１と遠心管交換ロータ２の 回転数および位置を検出同期させる光学センサである。当然、両ロータ１、２の 回転軸１０、１１は同一軸上に配設する。

【０００６】 試料血液は遠心管１２に収納し、図５に示すようなホルダストッカ１３に配列 させておく。このホルダストッカ１３には進退動するアーム１４が存在し、遠心 管交換ロータ２が停止したときに当該アーム１４が遠心管１２を前進させ、遠心 管交換ロータ２の収納室１５へ遠心管１２を送り込む。遠心管１２は、図７に示 すようなホルダ１６に収納されており、ホルダ１６の孔部１６ｈが収納室１５に おいて回動可能に軸支され、遠心管１２の傾きを自由にしている。

【０００７】 遠心管１２が収納室１５にセットされると、遠心管交換ロータ２は回転を始め る。徐々に回転数を増し、定速ロータ１とその回転数が一致して、かつ光学セン サ８、９が指定位置で一致したとき、定速ロータ１に対する遠心管１２の移し換 えが実行される。この移し換えは、遠心管交換ロータ２の収納室１５上部に配設 した上下動装置１７によって行う。この上下動装置１７は、図８に示すようにモ ータ１８およびカム１９によってホルダ１６を保持または保持解除するアーム２ ０を備え、このアーム２０をワイヤ２１およびプーリ２２により上下方向に駆動 して遠心管１２を移し換えるものである。遠心管１２は、収納室１５には当初縦 方向にセットされるが、交換ロータ２の回転数増加につれて遠心力により横方向 へ姿勢を変えており、定速ロータ１へセットするときには遠心分離可能な姿勢を 保っている。

【０００８】 所定時間が経過して遠心分離が完了すると、上下動装置１７により遠心管１２ は交換ロータ２へ再度移し換えられる。交換ロータ２が徐々に回転速度を減少さ せ完全に停止すると、遠心管１２の姿勢は縦方向になっており、ここで進退動可 能なアーム２３が遠心管１２を交換ロータ２外のストッカ２４へ取り出すことに より、一つの遠心管１２に関する遠心分離処理が終了する。

【０００９】 即ち、この装置において遠心管１２の供給および取り出しは、外部のホルダス トッカ１３→遠心管供給装置のアーム１４→交換ロータのホルダ部（収納室）１ ５→遠心管交換装置（上下装置）１７→定速ロータ１のホルダ部と移され、ここ で遠心分離処理された後、当該定速ロータ１のホルダ部→交換ロータのホルダ部 １５→遠心管取出装置２３→ホルダストッカ２４という順番で移された。遠心管 交換ロータ２のホルダ部１５は、ロータ外周部に１箇所設けておくだけで遠心管 １２の供給および取り出しが可能である。

【００１０】 尚、遠心管１２を交換ロータ２にセットするアーム１４と、交換ロータ２から 遠心管１２を取り出すアーム２３は同一構成であってよく、図において符号を重 複させたのは構成が同一の意味である。また、図において符号２６、２７は回転 軸１０、１１の回転を利用したジェネレータ、２９ａ、２９ｂは前記光学センサ ８、９の検出データを制御装置３へ送出するためのレジスタ装置である。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、本出願人が先に提案した上記遠心分離装置は、遠心管の自動セット や自動取り出しを可能とした点で処理効率を格段に向上させたわけであるが、遠 心管のセットおよび取り出しを行うための遠心管交換ロータのホルダ部は１箇所 であり、従って、遠心管のセットおよび取り外しは当該１箇所のホルダ部を共用 して行なわなければならない。即ち、遠心管の供給時にはホルダ部を遠心管取出 装置の位置に停止させ、遠心管の取り出し時にはホルダ部を遠心管取出装置の位 置に停止させて、遠心管交換ロータを停止させる度に供給または取り出しのいず れか一方の処理動作を行う他はなかった。

【００１２】 しかしながら、このように遠心管交換ロータを一回停止させる度に遠心管の供 給または取り出し、いずれか一つの処理しか行わないのでは、遠心管交換ロータ の停止および再起動に要するタイムロスによって処理効率に限界が生ずる、とい う不具合を有していた。

【００１３】 この考案は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするとこ ろは、従来の遠心分離装置の基本構成を保ちつつ、単位時間当たりの処理能力を 大幅に向上させることができる遠心分離装置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案に係る遠心分離装置は、遠心管を保持して 定速回転する定速ロータと、該定速ロータと同一軸上に配設され、かつ、同期回 転および回転停止の制御を受ける遠心管交換ロータと、該遠心管交換ロータが停 止したときに当該遠心管交換ロータのホルダ部へ遠心管を供給する遠心管供給装 置と、該遠心管交換ロータが停止したときに当該遠心管交換ロータのホルダ部か ら分離処理後の遠心管を取り出す遠心管取出装置と、上記定速ロータと遠心管交 換ロータとの回転速度が同じときに一方のロータから他方のロータへと遠心管を 移し換える遠心管交換手段と、を備える遠心分離装置を技術的前提とし、前記遠 心管交換ロータのホルダ部を隣接させて複数設け、各ホルダ部の停止位置に対応 させて前記遠心管供給装置と遠心管取出装置とを隣接配置したことを特徴とする ものである。

【００１５】

【作用】

かかる構成によれば、遠心管の供給および取り出し動作は、遠心管交換ロータ の外周部に隣接させた二つのホルダ部を中継点として同時に行うことが可能とな る。つまり、外部ホルダストッカと遠心管交換ロータとの間における遠心管の移 し換え、遠心管ロータと定速ロータとの間における遠心管の移し換え、という各 やりとり動作が同時実行可能となる。

【００１６】 この考案にかかる遠心分離装置は、その基本構成として本出願人が先に提案し た遠心分離装置を利用することが可能であり、またさらには、定速ロータをもう 一段追加したタイプの遠心分離装置に適用して処理効率を飛躍的に向上させるこ とも可能である。

【００１７】

【実施例】

以下、添付図面に示す一実施例に基き、この考案を詳細に説明する。

【００１８】 この実施例に係る遠心分離装置は、原理的には、図１に示すように、遠心管交 換ロータ２に遠心管１２を供給するためのホルダ部１５ａと、遠心管１２を取り 出すためのホルダ部１５ｂと、を隣接配置するとともに、このホルダ部１５ａ、 １５ｂの停止箇所に対応させてそれぞれ遠心管供給装置１４ａよび遠心管取出装 置２３ａを隣接配置して構成されている。勿論、この場合、遠心管１２を遠心管 交換ロータ２から定速ロータ１へ移し換える遠心管上下装置１７ａ、１７ｂを、 各ホルダ部１５ａ、１５ｂの上部位置に配設することは当然である。定速ロータ １におけるホルダ部２８は、前記先の遠心分離装置と同様その数を例えば１２個 とするが、先の遠心分離装置の場合は、任意のホルダ部２８に対して遠心管１２ の供給を行い、取り出す場合も所定時間を経過して分離処理を終了した任意位置 のホルダ部２８を指定して遠心管１２を取り出していたのに対し、この装置では 遠心管１２の供給動作と取り出し動作に関し隣接位置のホルダ部２８を１組とし て捉え、隣接する二つのホルダ部２８ａ、２８ｂで同時に遠心管１２の供給と取 り出し動作とを実行する。

【００１９】 従って、かかる構成によれば試料血液をホルダストッカ１３から遠心分離装置 に順次供給していき、定速ロータ１のホルダ部２８がすべて遠心管１２で埋めら れた後の、遠心管１２の取り出しおよび再供給が同時動作て可能となり、処理能 率が格段に向上する。この場合、処理動作の基本形式は、本出願人が先に提案し た遠心分離装置と略同様である。

【００２０】 即ち、ホルダストッカ１３に収容された処理前の遠心管１２は、供給装置１４ ａのアームを介して順次遠心管交換ロータ２のホルダ部１５ａにセットされ、こ の後、遠心管上下装置（遠心管交換装置）１７ａにより定速ロータ１のホルダ部 ２８ａへ移される。分離処理後、この遠心管１２は再度外部へ取り出す必要があ るがこの取り出し動作は、時間的にいえば、装置起動後すべてのホルダ部２８ａ が遠心管１２によって埋められている状態でなされるものであり、このとき分離 処理が終了した遠心管は定速、ロータ１の所定ホルダ部２８ｂから遠心管交換ロ ータ２のホルダ部１５ｂへ移され、上記遠心管交換ロータ２が停止したときにア ーム２３によってホルダストッカ２４へ移される。この取り出し動作と同時に、 アーム１４によって新しい遠心管１２の供給動作が行われる。遠心管１２を受け 取った遠心管交換ロータ２は、回転速度を増し、定速ロータ１と同じ速度に達し たときに遠心管上下装置１７ａが該遠心管１２を上記ホルダ部１５ａからホルダ 部２８ａへ移し、この移し換え動作と同時に、隣接するホルダ部２８ｃから分離 処理を終了した遠心管１２を遠心管上下装置１７ｂが取り出し、遠心管交換ロー タ２のホルダ部１５ｂへ移し換える。これ以後は、予め定めた処理プログラムに 従い、同様の供給／取り出し動作が実行される。

【００２１】 このように本遠心分離装置は、隣接する二つのホルダ部１５ａ、１５ｂと定速 ロータ１側の複数のホルダ部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ……との間で一定の交換対 応を予め決めておき、その対応に従って順次遠心管１２を交換していくものであ るが、かかる動作を実現するには、ホルダ部１５ａ、１５ｂを独立の空間（室） に仕切っておく必要はなく、一つの室に独立した機能を持つ二つのホルダ装置を 配設するだけでも同様の処理動作が可能である。

【００２２】 また、このような同時交換の動作は、配設する遠心管の数が多くなるほど処理 効率の向上に役立つ。本出願人は、本案と同時に遠心分離を行うための定速ロー タをもう一段追加してなる遠心分離装置を提案している。この場合、遠心管の数 は最大で従来装置の２倍に増加することから、供給／取り出し動作のスピードア ップが望まれ、その一手段として本考案の適用が考えられている。

【００２３】 図２は二段の定速ロータを有する遠心分離装置を示すもので、この遠心分離装 置３０は、装置中央部に遠心管交換ロータ３１を配し、この遠心管交換ロータ３ １を挟んで上下位置に定速ロータ３２、３３を対向配置してなる。

【００２４】 この遠心分離装置３０は、ケース体Ｋ内に配設されたロータ駆動用のパルスモ ータ３４、３５を備え、パルスモータ３４によって定速ロータ３２、３３を定速 回転させる一方、パルスモータ３５によって遠心管交換ロータ３１の回転を制御 する。この定速ロータ３４、３５は同一の回転軸３６に固着されている。また、 遠心管交換ロータ３１は、その外周に形成されたギア３１ａがパルスモータ３５ の回転軸に固着されたギア３７と噛合して回転制御される。尚、回転軸３６の上 下各部に発電用のジェネレータ３８、３９を設け、上記遠心管交換ロータ３１の 適宜箇所に配設したバッテリ（図示せず）に蓄電する。

【００２５】 下側定速ロータ３２は、回転軸３６に固定させたベース４２と、該ベース４２ に回動可能に軸支させたホルダ４３とで構成する。

【００２６】 遠心管交換ロータ３１は、縦断面逆Ｌ字状の遠心管収納室５１と、縦断面Ｌ字 状の遠心管収納室５２を備え、各遠心管収納室５１、５２の内側部位に隣接さて 遠心管上下装置５３、５４を設けてある。ここで遠心管収納室５１は、上記遠心 管４０を下側の定速ロータ３２にセットするためのものであり、一方の遠心管収 納室５２は、遠心管４０を上側の定速ロータ３３にセットするために設けた空間 である。これらの遠心管収納室５１、５２は、本出願人が先に提案した遠心分離 装置と同様、遠心管４０のホルダ孔部を回動自在および着脱自在に軸支する。

【００２７】 また、各遠心管収納室５１、５２に対応させて各遠心管供給装置５５、５６お よび各遠心管取出装置５７、５８を設ける（図３参照）。これら各装置５５乃至 ５８も、その基本構成は、前記本出願人が先に提案した遠心分離装置と同様でよ く、先頭部に着脱自在の保持手段Ｈ（突起または電磁石等）を備えたアーム６０ により、遠心管ホルダ４１を保持して進退動し、ホルダストッカ１３ａ、１３ｂ から上記遠心管収納室５１、５２へ遠心管４０を送出し、遠心分離処理後に停止 した遠心管交換ロータ３１からアーム６０の進退動によって遠心管４０を取出ホ ルダ部９１、９２へ取り出すものである。勿論、遠心管供給装置５５、５６と遠 心管取出装置５７、５８の構成は同一で構わない。

【００２８】 遠心管収納室５１、５２に隣接配置する遠心管上下装置５３、５４は、遠心管 収納室５１、５２にセットされた遠心管ホルダ４１を上下の定速ロータ３２、３ ３へ移し換えるもので、図示はしないが、片方の遠心管収納室５１側に供給用上 下装置５３ａと取出用上下装置５３ｂの二つを配設し、他方の遠心管収納室５２ 側にも供給用上下装置５４ａと取出用上下装置５４ｂの二つを配設してある。つ まり、下側定速ロータ３２と上側定速ロータ３３に対して、遠心管４０の供給／ 取り出し動作をそれぞれ同時に、独立して行わせるためである。従って、遠心管 交換ロータ３１に配設する遠心管上下装置の数は、四つということになる（５３ ａ、５４ａ、５３ｂ、５４ｂ）。勿論、下側用を二つ、上側用を従来どおり一つ としても構わない。

【００２９】 この遠心管上下装置５３、５４は、軸点を中心として回動可能なアーム構成、 例えば多関節アームやリンク機構等、遠心管４０を保持したアーム先端部の角度 制御が可能なものを使用する。

【００３０】 図４は、かかる遠心管上下装置５３、５４に使用するアームの構成例を示すも ので、モータ６１と、プーリ６２、およびワイヤ６３によって上下動するベース ６４に平行リンクアーム６５を軸着し、該リンクアーム６５の先端部に上記遠心 管４０を保持する把持アーム６６を設けてなる。この場合、リンクアーム６５の 駆動機構は、平行リンク式、関節駆動式、クランク式等、各種の機構が考えられ る。従って、例えばアーム関節部６５ａ、６４ｂに小型モータを配した直接駆動 形式の関節アームであってもよい。先端部の把持アーム６６は、本出願人が先に 提案した遠心分離装置と同様、偏平カムを利用した開閉機構を使用して上記遠心 管４０の把持および解除動作を行わせることが可能である。この遠心管上下装置 ５３、５４は、所定回転速度に達して遠心力により横向き姿勢となった遠心管ホ ルダ４１を把持して、遠心管交換ロータ３１から上下の定速ロータ３２、３３へ ホルダ４１を移し換えればよいから、遠心管ホルダ４１を保持する先端の把持ア ーム６６が、定速ロータ３２、３３の回転平面と平行の姿勢を保って遠心管ホル ダ４１を接近させれば、上記ホルダ部４３、７１に着脱させることができる。離 脱させる場合も同様である。遠心管ホルダ４１は、磁石によって吸着される金属 を用いて成形しており、従って、定速ロータ３２、３３のホルダ部４３、７１へ 遠心管４０を移し換えた後は、遠心管４０が定速ロータ３２、３３から脱落する ことはない。

【００３１】 従って、かかる遠心分離装置３０によれば、遠心管４０を本出願人が先に提案 した遠心分離装置の下側定速ロータ３２だけでなく、上側に配設した定速ロータ ３３にもセットして分離処理することが可能となるから、処理能力が飛躍的に向 上し、タイムロスを解消することができるとともに、ロータ間における遠心管４ ０の供給／取り出し動作、および遠心管交換ロータ３１と外部ストッカホルダ間 における供給／取り出し動作を、いずれも同時に行うことができるので、遠心管 交換ロータ３１の停止／再起動に関するタイムロスを圧縮し、先の遠心分離装置 以上に処理動作を早めることができる。

【００３２】 尚、この装置は遠心力を利用して試料の分離を行うものであるから、定速ロー タの回転方向は床面に対して水平の場合に限らず、垂直（鉛直）方向に回転させ ても同様の効果を得ることができる。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案に係る遠心分離装置は、遠心管交換ロータのホ ルダ部を隣接させて設け、各ホルダ部の停止位置に対応させて前記遠心管供給装 置と遠心管取出装置とを隣接配置させたから、遠心管の供給および取り出し動作 は、上記遠心管交換ロータの外周部に隣接配置させた二つのホルダ部を中継点と して、外部ホルダストッカと遠心管交換ロータとの間における遠心管の移し換え や、遠心管ロータと定速ロータとの間における遠心管の移し換え、という各やり とり動作が同時実行可能となるので、単位時間当たりの処理件数が格段に向上す る結果、交換ロータの停止／再起動に要するタイムロスを圧縮して処理効率を向 上させることができる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係る遠心分離装置を示す
図である。

【図２】この考案の他の実施例に係る遠心分離装置を示
す縦断面図である。

【図３】図２に示す遠心分離装置の構成を示す部分平面
図である。

【図４】図２に示す遠心分離装置の上下装置を示す部分
断面側面図である。

【図５】本出願人が先に提案した遠心分離装置を示す縦
断面図である。

【図６】同遠心分離装置におけるホルダストッカ部を示
す図である。

【図７】遠心管を収容するホルダを示す斜視図である。

【図８】同遠心分離装置の遠心管上下装置の構成を示す
図である。

【符号の説明】

１５ａ，５１，５２ 供給用ホルダ部 １５ｂ，９１，９２ 取出用ホルダ部 １７ａ，１７ｂ 遠心管上下装置 ３０ 遠心分離装置 ３１ 遠心管交換ロータ ３２，３３ 定速ロータ ３４，３５ パルスモータ ３６，３７ 回転軸 ５１，５２ 遠心管収納室 ５３，５４ 遠心管上下装置 ５５，５６ 遠心管供給装置 ５７，５８ 遠心管取出装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠心管を保持して定速回転する定速ロー
   タと、該定速ロータと同一軸上に配設され、かつ、同期
   回転および回転停止の制御を受ける遠心管交換ロータ
   と、該遠心管交換ロータが停止したときに当該遠心管交
   換ロータのホルダ部へ遠心管を供給する遠心管供給装置
   と、該遠心管交換ロータが停止したときに当該遠心管交
   換ロータのホルダ部から分離処理後の遠心管を取り出す
   遠心管取出装置と、上記定速ロータと遠心管交換ロータ
   との回転速度が同じときに一方のロータから他方のロー
   タへと遠心管を移し換える遠心管交換手段と、を備える
   遠心分離装置において、前記遠心管交換ロータのホルダ
   部を隣接させて複数設け、各ホルダ部の停止位置に対応
   させて前記遠心管供給装置と遠心管取出装置とを隣接配
   置したことを特徴とする遠心分離装置。