JPH08141436A - 遠心分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被分離処理物の長短や外径に関係なく処理可
能な遠心分離装置を提供する 【構成】 高速回転駆動可能な円盤状の回転体７の外周
部に等間隔置きに複数のホルダ８が配設されるととも
に、各ホルダ８が回転体の半径方向に水平軸芯回りに揺
動自在に装着された遠心分離装置３において、ホルダ８
が、上部が揺動自在に支持された筒状のホルダケース２
６と、ホルダケース２６内に摺動自在に配設されるとと
もに被分離処理物１の収容保持穴２８を形成されたホル
ダブロック２７と、ホルダブロック２７をホルダケース
２６の下部側に向けて退入可能に下方から弾性的に支持
するばね２９とを備えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、臨床検体検査等におい
て好適に使用される遠心分離装置に関し、特に高速回転
駆動可能な回転体の外周部に揺動自在に配設された複数
のホルダに被分離処理物をそれぞれ収容保持させて分離
処理するようにした遠心分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、臨床検体検査等において使用され
る遠心分離装置においては、高速回転駆動可能な円盤状
の回転体の外周部に複数のホルダが等間隔置きに配設さ
れるとともに各ホルダは回転体の半径方向に水平軸芯回
りに揺動自在に支持されており、各ホルダに形成された
収容保持穴に被分離処理物を収容保持させて回転体を高
速回転させることにより、各ホルダ及びそれに収容保持
された被分離処理物の下部を径方向外方に向けた姿勢に
させた状態で大きな遠心力を作用させ、遠心分離するよ
うに構成されている。

【０００３】そのホルダは被分離処理物を把持して収容
と取出しを行うために被分離処理物の上部が突出するよ
うな形状に形成され、また大きな遠心力を受ける被分離
処理物を真っ直ぐな姿勢で保持するために被分離処理物
の径に合ったものが用いられており、被分離処理物の長
さや径が異なる場合にはその都度ホルダを交換してい
る。

【０００４】なお、実開平２−９１６５０号公報には、
長さの異なる被分離処理物をホルダに収容保持するため
に、被分離処理物を収容する位置に、ホルダ固定手段
と、ホルダ底面に設けた開口からホルダ内に挿入退出可
能な支持手段とを配設し、ホルダを固定した状態で支持
手段をホルダ内に挿入し、被分離処理物を下方から支持
しながら支持手段を下降・退出させることによってホル
ダ内に被分離処理物を収容するようにしたものが開示さ
れている。

【０００５】また、被分離処理物の質量が個々に異なる
場合には、回転体の回転バランスが崩れて異常振動を起
こす恐れがあり、これを防止する手段として、例えば実
開平１−１３９８５２号公報には、ホルダの重量を計測
する手段と、対称位置のホルダの重量をバランスさせる
ようにホルダ内に液体等を充填して重量を補正する重量
補正手段とを設けたものが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の遠心分離装置では、検体検査において種々の検体が
混じり合ってもたらされるような場合には、同一種類の
検体が所定数量になるとその検体に対応するホルダに交
換して分離処理を行う必要があり、自動処理を行うため
にはホルダ自動交換装置が必要となるとともに、ホルダ
交換のために遠心分離装置の停止時間が増大するという
問題があり、自動処理の実現にとって障害要因となって
いる。

【０００７】又、上記実開平２−９１６５０号公報に開
示された手段では、固定手段と支持手段を配設する必要
があり、構成が複雑になって大幅にコスト高になり、ま
た被分離処理物の収容・取出し動作速度が遅くなって効
率も悪いという問題があり、また径が異なるものには対
処できないという問題もある。

【０００８】更に、回転バランスを確保するための実開
平１−１３９８５２号公報に開示された手段では、重量
計測手段や重量補正手段を配設する必要があり、設備コ
ストが増大して高価になるとともに、故障の原因にもな
るという問題がある。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、被分
離処理物の長短や外径に関係なく処理可能な遠心分離装
置を提供し、また回転バランスも確保できる遠心分離装
置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の遠心分離装置
は、高速回転駆動可能な円盤状の回転体の外周部に等間
隔置きに複数のホルダが配設されるとともに、各ホルダ
が回転体の半径方向に水平軸芯回りに揺動自在に装着さ
れた遠心分離装置において、ホルダが、上部が揺動自在
に支持された筒状のホルダケースと、ホルダケース内に
摺動自在に配設されるとともに被分離処理物の収容保持
穴を形成されたホルダブロックと、ホルダブロックをホ
ルダケースの下部側に向けて摺動可能に下方から弾性的
に支持するばねとを備えていることを特徴とする。

【００１１】好適には、ホルダブロックの上部に、被分
離処理物を収容保持穴の軸芯部に向けて押圧付勢する手
段が設られ、またその押圧付勢手段は、ホルダブロック
の上部外周に、周方向の複数箇所で一部が収容保持穴に
対して開口するように異径の環状溝を形成し、この環状
溝内にコイルリングを装着して構成される。

【００１２】また、回転体の外周部に、環状空間に一部
空間を残して流体を収容して成る流体バランサが同芯状
に配設され、さらに各ホルダに対する被分離処理物の収
容時に、回転体の回転軸芯に対して対象位置にあるホル
ダを交互に収容位置に位置決めするように構成される。

【００１３】

【作用】本発明によれば、回転体を停止させてホルダに
対して被分離処理物の収容・取出しを行う際には、ホル
ダブロックがばねにてホルダケースの上部に押上げられ
ているので、被分離処理物が短い場合でもこれを把持し
て収容保持穴に収容することができる。また、分離処理
物をホルダに収容保持した状態で回転体を回転すると、
ホルダの重心を揺動軸芯よりも下方に位置させておくこ
とにより、遠心力にてホルダケースの下部が回転体の径
方向外方を向いた姿勢になるとともに被分離処理物とホ
ルダブロックに作用する遠心力によってばねの押上力に
抗してホルダブロック及び被分離処理物がホルダケース
の底部に向けて摺動するので、被分離処理物の長さが長
い場合でもホルダケース内に収容保持した状態で遠心分
離を行うことができ、従ってホルダを交換することなく
被分離処理物の長さに関係なく処理を行うことができ
る。

【００１４】また、ホルダブロックの上部に、被分離処
理物を収容保持穴の軸芯部に向けて押圧付勢する手段を
設けると、被分離処理物と収容保持穴の径に多少の差が
あっても常に被分離処理物を芯出しした状態で保持で
き、被分離処理物の外径に関係なく処理を行うことがで
きる。

【００１５】また、ホルダブロックの上部外周に周方向
の複数箇所で一部が収容保持穴に対して開口するように
形成した異径の環状溝内にコイルリングを装着すると、
被分離処理物に対してコイルリングにて適当な押圧力を
摺動抵抗の少ない状態で付与でき、被分離処理物を収容
・取出しの障害となることなく、芯出し状態で保持でき
る。

【００１６】また、回転体の外周部に流体バランサを同
芯状に配設すると、回転体はその共振点以上の回転数で
回転駆動されるので、流体バランサの特性から回転アン
バランスと１８０°位相のずれた方向に流体が集中して
アンバランスの遠心力が相殺され、したがって長さや外
径が異なり、質量が異なる被分離処理物が混じりあった
状態で各ホルダに収容保持されていても異常振動を生じ
ることなく、遠心分離することができる。

【００１７】さらに、回転体の回転軸芯に対して対象位
置にあるホルダを交互に収容位置に位置決めして各ホル
ダに対して被分離処理物を収容すると、上記流体バラン
サとの組合せにより全てのホルダに被分離処理物が収容
されていない状態でも異常振動を起こす恐れなく遠心分
離処理を行うことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の遠心分離装置を、血液等の生
化学的分析や免疫学的分析を行う検体検査システムの前
処理装置に適用した一実施例について、図１〜図７を参
照して説明する。

【００１９】図７は、検体検査システムにおける前処理
装置を示す。図７において、検体１は搬送装置２の検体
供給位置２ａで供給されて搬送治具６に保持され、搬送
装置２にて遠心分離装置３に供給され、遠心分離された
検体１は再び搬送装置２にて搬送される間に開栓装置４
にて栓を開かれて分注装置５に供給され、分注装置５に
て各種分析用治具５ａに分注され、その後検体１は搬送
装置２の検体取出位置２ｂで取り出され、搬送治具６は
検体供給位置２ａに還流される。

【００２０】遠心分離装置３は、図１に示すように、高
速回転駆動可能な円盤状の回転体７を備え、この回転体
７の外周部に等間隔置きに複数のホルダ８が配設される
とともに、各ホルダ８が回転体７の半径方向に水平軸芯
回りに揺動自在に装着されており、かつ回転体７と搬送
装置２との間には、搬送治具６に保持されて搬送されて
きた検体１を各ホルダ８に移載すると同時に、遠心分離
されてホルダ８に保持されている検体１を搬送治具６に
移載する同時反転移載装置９が配設されている。９ａは
昇降及び反転動作を行う作動軸、９ｂはその駆動手段、
９ｃは作動軸９ａの上端部両側に取付けられた検体１の
把持手段である。

【００２１】遠心分離装置３の外枠フレーム１０の上下
方向中間部には、周方向に等間隔の３箇所に支持座１１
が設けられ、防振ゴムユニット１２を介して支持枠１３
が設置されている。支持枠１３は、回転体７を回転駆動
する駆動モータ１４を取付けた下部支持板１３ａと、回
転体７から垂設された回転軸１７の軸受部１５を取付け
た上部支持板１３ｂを連結部材１３ｃにて一体的に連結
して構成されている。

【００２２】防振ゴムユニット１２は、回転体７の回転
振動に対して効果的に抑制効果を発揮するようにその軸
芯を回転体７の中心を向けて設置されている。駆動モー
タ１４のモータ軸１４ａと回転軸１７の下端部とが可撓
軸継手１６にて結合され、その上部に回転体７の位置を
精度良く検出する位置検出用エンコーダ１８と、回転体
７の速度制御を行うための速度制御用エンコーダ１９と
が配設されている。図１において、４３は外枠フレーム
１０内の回転体７が配設されている上部を区画する内ケ
ースである。４４は外枠フレーム１０の下部に配設され
た制御部である。

【００２３】また、図示は省略しているが内ケース４３
内の空間に冷却エアを供給する冷房装置も外枠フレーム
１０の下部に配設されている。

【００２４】回転体７の外周部には、図２、図３に示す
ように、所定幅の切込部７ａが等間隔置きに複数（図示
例では２０）形成され、各切込部７ａにホルダ８が配設
されている。また、回転体７の外周縁の外側には環状の
流体バランサ２１が配設され、回転体７の外周部下面に
等間隔置きに取付けられた複数の取付ブラケット２０に
て回転体７と同心状に支持されている。

【００２５】図３、図４において、回転体７に形成され
た各切込部７ａの上部に揺動自在な揺動ブロック２２が
配設されている。即ち、揺動ブロック２２の両側面に突
設された支軸２３が切込部７ａの両側に配設された軸受
２４にて回転自在に支持されている。この揺動ブロック
２２に上下方向に貫通する装着穴２５が形成され、ホル
ダ８が装着されている。

【００２６】ホルダ８は、円筒状で上端外周に揺動ブロ
ック２２の上面に係合固定される鍔２６ａを有し、下端
に通孔２６ｃを形成した底板２６ｂを有するホルダケー
ス２６と、ホルダケース２６内に摺動自在に配設される
とともに検体１の収容保持穴２８を形成されたホルダブ
ロック２７と、ホルダブロック２７の下端面に形成され
たばね収容穴２７ａとホルダケース２６の底板２６ｂと
の間に介装されてホルダブロック２７を底部に向けて摺
動可能に下方から弾性的に支持するばね２９とを備えて
いる。ホルダブロック２７の収容保持穴２８とばね収容
穴２７ａの間を直径方向に貫通するガイドピン３０が設
けられ、その両端部がホルダケース２６に形成されたス
リット３１に係合され、ホルダブロック２７の抜け出し
防止と回転防止が図られている。ホルダブロック２７の
上部外周には、周方向の２箇所で一部が収容保持穴２８
に対して開口する一対の異径の環状溝３２ａ、３２ｂが
上下２段に互いに長軸が直交するように形成され、これ
らの環状溝３２ａ、３２ｂ内にコイルリング３３が装着
され、収容保持穴２８内に収容保持された検体１を軸芯
部に向けて押圧付勢するように構成されている。

【００２７】軸受２４は、図４に示すように、回転体７
の上面の切込部７ａ間に軸受ブロック３４を固定し、こ
の軸受ブロック３４の両側面に形成された上面開放の凹
部３５に支軸２３に外嵌させた軸受メタル３６を嵌入
し、蓋板３７にて上方から固定して構成されている。

【００２８】流体バランサ２１は、図５、図６に示すよ
うに、バランサ本体３８の内周部と外周部に上面開放の
環状空間３９ａ、３９ｂが形成され、それらの内部に適
当な空間を残して水又は比較的比重の大きい流体を収容
して蓋体４０で密閉して構成されている。このように内
外２重に環状空間３９ａ、３９ｂを形成して液体を収容
することにより、それぞれが流体バランサとして機能す
るのでアンバランスの相殺能力が２倍になり、かつ環状
空間３９ａ、３９ｂの径方向幅はアンバランス変位量に
対応すればよいので、バランサ本体３８の径方向幅が大
きくなるということもない。また、環状空間３９ａ、３
９ｂ内には周方向複数箇所に流動制限板４１が配設さ
れ、振動防止機能の安定化が図られている。流動制限板
４１は中央部に適当な流体通過開口４１ａが形成され、
環状空間３９ａ、３９ｂを横断するように固定された一
対のガイド板４２、４２間に挿入されて設置されてい
る。

【００２９】以上の構成の遠心分離装置３による検体１
の分離処理動作を説明する。位置検出用エンコーダ１８
からの検出信号に基づいて駆動モータ１４を制御して回
転体７外周に配設された複数のホルダ８の内、所望のホ
ルダ８を検体１の移載位置に位置決めし、同時反転移載
装置９にて搬送装置２の搬送治具６との間で検体１を移
載し、分離処理済みの検体１を搬送装置２に戻し、未処
理の検体１をホルダ８に収容保持させる。この検体１の
収容保持に際しては、回転体７の回転軸芯に対して対称
位置にあるホルダ８を交互に移載位置に位置決めして収
容することにより、後述の流体バランサ２１によるアン
バランス相殺効果と相まって、全てのホルダ８に検体１
を収容していない状態でも回転体７を回転して遠心分離
処理を行うことができる。

【００３０】また、ホルダ８においては、ホルダブロッ
ク２７がばね２９にてホルダケース２６の上部に押上げ
られているので、検体１が短い場合でも同時反転移載装
置９の把持手段９ｃにてその上部を把持して収容保持穴
２８の底部まで挿入して収容することができる。また、
ホルダブロック２７の上部外周に形成した環状溝３２
ａ、３２ｂに収容保持穴２８内に部分的に突出するよう
にコイルリング３３を装着しているので、このコイルリ
ング３３にて検体１が適当な押圧力にて収容保持穴２８
の軸芯に向けて押圧付勢され、検体１の外径が異なるた
めに収容保持穴２８の径との間に多少の差があっても常
に検体１を芯出しした状態で保持できる。

【００３１】従って、検体１の外径に関係なく処理を行
うことができる。さらに、コイルリング３３を用いる
と、板ばね等を用いる場合に比して適当な押圧力を検体
１に対して摺動抵抗の少ない状態で付与でき、検体１の
収容・取出しを円滑に行うことができて好適である。

【００３２】次に、上記の如く所要のホルダ８に検体１
を収容保持した状態で駆動モータ１４にて回転体７を回
転すると、ホルダ８の重心は揺動ブロック２２の揺動軸
芯よりも下方に位置しているので、遠心力にてホルダケ
ース２６の下部が回転体７の径方向外方を向いた姿勢に
なるとともに検体１とホルダブロック２７に作用する遠
心力によってばね２９の押上力に抗して検体１及びホル
ダブロック２７がホルダケース２６の底板２６ｂに向け
て摺動してホルダブロック２７が底板２６ｂに当接した
状態となる。そのため、検体１の長さが長くても、ホル
ダケース２６内に収容保持された状態で遠心分離が行わ
れることになる。かくして、検体１の長さや径が変わっ
ても、ホルダ８を交換することなく遠心分離処理を行う
ことができる。

【００３３】また、検体１の収容位置や検体１の質量の
ばらつきのために僅かでも回転アンバランスのあると、
遠心分離を行うべく回転体７を高速回転すると回転体７
に異常振動を起こす恐れがあるが、本実施例では回転体
７の外周部に流体バランサ２１を同芯状に配設している
ので、多少のアンバランスが存在しても異常振動を生じ
ることなく高速回転して検体１の遠心分離処理を行うこ
とができる。即ち、回転体７はその共振点以上の回転数
で回転駆動されるため、流体バランサ２１の特性から回
転アンバランスと１８０°位相のずれた方向に内部に収
容された液体が集中してアンバランスの遠心力が相殺さ
れる。したがって、長さや外径の異なる検体１が混じり
あった状態で各ホルダ８に収容保持されていても異常振
動を生じることなく、遠心分離することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の遠心分離装置によれば、以上の
説明から明らかなように、回転体の停止状態ではホルダ
ブロックがばねにてホルダケースの上部に押上げられて
いるので、被分離処理物が短い場合でもこれを把持して
収容保持穴に対して収容・取出しを行うことができ、回
転体を回転するとその遠心力によりホルダケースの下部
が回転体の径方向外方を向いた姿勢になるとともに被分
離処理物とホルダブロックが遠心力によってばねの押上
力に抗してホルダケースの底部に向けて摺動するので、
被分離処理物が長い場合でもホルダケース内に収容保持
された状態で遠心分離が行われ、従って被分離処理物の
長短に関係なく同一のホルダを用いて遠心分離処理を行
うことができ、例えば検体検査システムにおいて各種検
体の自動処理化の実現に大きく寄与する。

【００３５】また、ホルダブロックの上部に、被分離処
理物を収容保持穴の軸芯部に向けて押圧付勢する手段を
設けると、被分離処理物と収容保持穴の径に多少の差が
あっても常に被分離処理物を芯出しした状態で保持で
き、被分離処理物の外径に関係なく処理を行うことがで
きる。

【００３６】また、ホルダブロックの上部外周に周方向
の複数箇所で一部が収容保持穴に対して開口するように
形成した異径の環状溝内にコイルリングを装着すると、
コイルリングにて被分離処理物に対して適当な押圧力を
移動抵抗の少ない状態で付与でき、被分離処理物を収容
・取出しの障害となることなく、芯出し状態で保持でき
る。

【００３７】また、回転体の外周部に流体バランサを同
芯状に配設すると、流体バランサの特性からアンバラン
スの遠心力が相殺され、したがって長さや外径の異なる
被分離処理物を混じりあった状態で各ホルダに収容保持
させても異常振動を生じることなく、遠心分離すること
ができる。

【００３８】さらに、回転体の回転軸芯に対して対象位
置にあるホルダを交互に収容位置に位置決めして各ホル
ダに対して被分離処理物を収容すると、上記流体バラン
サとの組合せにより任意数のホルダに被分離処理物を収
容した状態でも遠心分離処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の遠心分離装置の全体構成を
示す縦断正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】同実施例のホルダ部分の詳細を示し、（ａ）は
平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図４】同実施例のホルダの軸受部の縦断面図である。

【図５】同実施例の流体バランサの要部の分解斜視図で
ある。

【図６】同実施例の流体バランサの要部の横断平面図で
ある。

【図７】同実施例の遠心分離装置を設置した検体検査シ
ステムにおける前処理装置の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 検体（被分離処理物） ３ 遠心分離装置 ７ 回転体 ８ ホルダ ２１ 流体バランサ ２６ ホルダケース ２７ ホルダブロック ２８ 収容保持穴 ２９ ばね ３２ａ 異径の環状溝 ３２ｂ 異径の環状溝 ３３ コイルリング ３９ａ 環状空間 ３９ｂ 環状空間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高速回転駆動可能な円盤状の回転体の外
   周部に等間隔置きに複数のホルダが配設されるととも
   に、各ホルダが回転体の半径方向に水平軸芯回りに揺動
   自在に装着された遠心分離装置において、ホルダが、上
   部が揺動自在に支持された筒状のホルダケースと、ホル
   ダケース内に摺動自在に配設されるとともに被分離処理
   物の収容保持穴を形成されたホルダブロックと、ホルダ
   ブロックをホルダケースの下部側に向けて摺動可能に下
   方から弾性的に支持するばねとを備えていることを特徴
   とする遠心分離装置。
2. 【請求項２】 ホルダブロックの上部に、被分離処理物
   を収容保持穴の軸芯部に向けて押圧付勢する手段を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の遠心分離装置。
3. 【請求項３】 ホルダブロックの上部外周に、周方向の
   複数箇所で一部が収容保持穴に対して開口するように異
   径の環状溝を形成し、この環状溝内にコイルリングを装
   着したことを特徴とする請求項２記載の遠心分離装置。
4. 【請求項４】 回転体の外周部に、環状空間に一部空間
   を残して流体を収容して成る流体バランサを同芯状に配
   設したことを特徴とする請求項１記載の遠心分離装置。
5. 【請求項５】 各ホルダに対する被分離処理物の収容時
   に、回転体の回転軸芯に対して対象位置にあるホルダを
   交互に収容位置に位置決めするようにしたことを特徴と
   する請求項４記載の遠心分離装置。