JPH1034019A - 遠心分離機用アングルロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チューブを挿入していないチューブ孔が半数
以上に及んでも、蓋なしで笛音を発生しない、使い勝手
のよいロータを提供する。 【解決手段】 このロータは少なくともロータ本体５０
の底板７０とを有する。ロータ本体５０は金属ブロック
で切削加工して作られ、回転軸部５２とテーパ付き鍔部
５３とカバー部５４とを有し、とテーパ付き鍔部のテー
パ面上に大きさの等しい複数のチューブ孔５５が形成さ
れる。底板７０はリング状の薄板であり、ロータ本体の
底面側を塞ぐように取付けられる。テーパ付き鍔部５３
とカバー部５４と底板７０とで囲まれて、回転軸部５２
と同心のドーナツ状スペース５６が形成され、そのスペ
ースにチューブ孔に挿入されたチューブが収納される。
この発明では特に、底板７０に、ドウーナツ状スペース
５６と外気とを連通させる笛音防止孔７０ａが形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、製造コストが比
較的安価で、かつ慣性モーメントの小さい遠心分離機用
アングルロータに関し、特に高速回転時におけるロータ
の笛音防止技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のＤＮＡ，ＲＮＡなどの研究では沢
山のサンプルを遠心処理するために、１回当たりの遠心
処理時間を短縮することが要望されている。その要望に
応えるために遠心機の加速時間、減速時間を短くする必
要があり、そのためにロータの慣性モーメントの低減化
が強く要請されている。

【０００３】そこで提案されたのが、特公平２−３８２
６４のプレス成形技術を用いて製造したロータである。
このロータは板をプレス成形しているために慣性モーメ
ントを著しく小さくできるが、製造上高価なプレス金型
が必要になり、製造コストが大きくなる欠点があった。
この欠点を解決し、高価なプレス金型を不要にして製造
コストを低減すると共に、慣性モーメントを小さくした
アングルロータがこの発明と同じ出願人によって、実願
平５−５２１６７「遠心分離機用アングルロータとチュ
ーブ保持板」として提案された。この提案された考案
は、今回の発明のロータの基礎技術になっているので、
以下に従来例として説明する。

【０００４】従来のアングルロータ１００は、図３に示
すようにロータ本体５０と、ロータ蓋６０と、底板７０
とで構成される。ロータ本体５０は、アルミニウム合金
などの金属ブロックを切削加工して作られ、底面にモー
タシャフト挿入用の中心孔５１を有する回転軸部５２
と、回転軸部５２の周面に一体に突設された薄いすりば
ち状のテーパ付き鍔部５３と、テーパ付き鍔部５３の突
端より一体に延長されたロータの外周を囲むカバー部５
４とより成る。カバー部５４は風防壁を形成し、遠心力
に耐える強度の厚さで回転軸部５２と同心に削り残され
ている。カバー部５４の延長端（下端）は底板７０の周
縁と係合し、なめらかな突起のないロータの外周面を形
成している。テーパ付き鍔部５３のテーパ面にほぼ直角
に、大きさの等しい複数のチューブ孔５５が回転軸心に
対してほぼ４５°の傾斜を持って、周方向に沿って貫通
形成されている。

【０００５】カバー部５４のチューブ孔５５と対向する
延長端に近い部分の曲がりは、強度を増すためと、サン
プルチューブ８０がパンクしたとき、サンプルがロータ
の底に溜まり、飛散しないための液溜まりをつくる。ロ
ータ蓋６０は概ね薄い円板状に形成され、その中心につ
まみ６１が取付けられる。

【０００６】底板７０は金属または合成樹脂の薄板でリ
ング状に作られ、ボルト７１でテーパ付き鍔部５３の底
面に取付けられ、ロータ本体５０の底面側を塞いでい
る。底板７０の外周縁はカバー部５４の延長端に係合さ
れる。図４は底板の断面図である。図の例では、底板７
０は円形の洋皿を裏返したような形状でその軸心に、回
転軸部５２の外形より大きい中心孔７２が形成され、中
心孔７２の内周縁の近くに、底板７０をボルトで取付け
るための複数の取付孔７３があけられている。

【０００７】テーパ付き鍔部５３とカバー部５４と底板
７０とで囲まれて、回転軸部５２と同心のドーナツ状ス
ペース５６が形成され、そのスペースに、チューブ孔５
５に挿入されたサンプルチューブ８０が収納される。回
転軸部５２の上面の軸心にロータ止めボルト８９が装着
され、そのボルト８９によって中心孔５１に挿入された
モータシャフトにロータ本体５０が取付けられる。ロー
タ止めボルト８９の頭部の周りに、円筒状の押さえ金具
９０が、回転軸部５２の上面に同心にボルト９２で取付
けられる。

【０００８】ロータ蓋６０は、必要に応じ、押さえ金具
９０内周面のねじに螺合させてロータ本体５０に取付け
られる。図３のロータはチューブ孔の間にあった無駄な
部分が削り取られてドーナツ状スペース５６が形成され
ているため軽くなり、高速ロータとしての強度を保ちつ
つ慣性モーメントを小さくできる利点がある。またプレ
ス成形技術を用いて製造する場合のような高価な金型は
不要であり、切削加工により製作できるため、製造コス
トが比較的安価となる利点もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ドーナツ状スペースが
なく、各チューブ孔が独立して形成されている従来のア
ングルロータでは、蓋を付けないで使用すると、チュー
ブが挿入されていないチューブ孔があると、５０００
ｒ，ｐ，ｍ以上の高速回転時にロータの上端開口が速い
空気の流れに接触し、チューブ孔が笛のようになって不
快な笛音を発生することがある。

【００１０】図３のアングルロータは各チューブ孔が独
立して閉塞されておらず、ドーナツ状スペース５６によ
り連通されているので、チューブを挿入していない孔が
あっても、その孔に固有の一定容積の気柱は形成されな
い。そのため気柱の振動、つまり各々の閉塞された孔の
出入口を出たり入ったりする空気の振動が発生しにく
く、従って笛音が発生しにくい構造となっており、チュ
ーブを挿入しない孔が半数以下では、笛音はほとんど発
生しなかった。

【００１１】しかしながら、チューブを挿入しない孔が
半数より増えるに従い、笛音が次第に大きくなるので、
蓋を締めざるを得なかった。ロータ使用者にとって笛音
防止のためにいちいち蓋を締めたり、外したりするのは
面倒であるばかりでなく、迅速な実験の妨げとなる。そ
こでこの発明は、チューブを挿入していない孔が半数以
上に及んでも、蓋なしで笛音を発生しない、使い勝手の
よいアングルロータを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１のアングルロータは、少なくともロータ
本体と、底板とを具備する。ロータ本体は、金属ブロッ
クを切削加工して作られ、底面にモータシャフト挿入用
の中心孔を有する回転軸部と、その回転軸部の周面に一
体に突設されたすりばち状のテーパ付き鍔部と、そのテ
ーパ付き鍔部の突端に一体に延長され、ロータの外周を
囲むカバー部とを有し、前記テーパ付き鍔部のテーパ面
にほぼ直角に、大きさの等しい複数のチューブ孔が周方
向に沿って貫通形成されている。

【００１３】底板は、リング状の薄板より成り、ロータ
本体の底面側を塞ぐように取付けられる。テーパ付き鍔
部とカバー部と底板とで囲まれて、回転軸部と同心のド
ーナツ状スペースが形成され、そのスペースにチューブ
孔に挿入されたサンプルチューブが収納される。

【００１４】請求項１では特に、底板に、ドーナツ状ス
ペースと外気とを連通させる笛音防止孔が形成される。 （２）請求項２の発明では、前記（１）において、笛音
防止孔が底板の周方向に等間隔で複数個形成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１，図２の実施例を参照して発
明の実施の形態を説明する。これらの図には図３と対応
する部分に同じ符号を付け、重複説明を省略する。この
発明では、底板７０のドーナツ状スペース５６を覆う部
分に、２個または複数の笛音防止孔７０ａを周方向に等
配に設ける。

【００１６】笛音防止孔７０ａを設けない場合、蓋を付
けないで高速回転させると、図２に矢印９５で示すよう
に、回転軸部５２の上部に吹き下ろされた風は、放射方
向に分散され、テーパ付き鍔部５３のテーパ面に沿って
上昇して鍔部の上端縁よりロータ外に流れる。このと
き、チューブを挿入していない多数のチューブ孔５５は
ドーナツ状スペース５６で連通され、全体として、出入
口以外は閉塞されて一つの定容積の空気室を形成するこ
とになる。チューブ孔５５の出入口付近の空気が矢印９
５の流れの速い空気によって引きずられたり、押し込ま
れたりすることで空気が振動し、空気室が一つの共鳴室
の作用をし、その共振周波数に共鳴して笛音を発生させ
る。

【００１７】一方、底板７０に笛音防止孔７０ａを設け
た場合には、矢印９５で示す風の他に、矢印９６で示す
ようにテーパ面からチューブ孔５５を通り、更にドーナ
ツ状スペース５６を通って孔７０ａより外部に流れる風
が発生する。このように孔７０ａを設けることによって
チューブ孔の挿入されていないチューブ孔５５とドーナ
ツ状スペース５６とによって一定容積の閉塞された空気
室（共鳴室）を形成しなくなる。従って笛音の発生が防
止される。

【００１８】この発明では、笛音防止孔７０ａを底板７
０に設けているが、もしドーナツ状スペース５６を囲む
カバー部５４のチューブ孔５５と平行な部分に設けた場
合には、切欠効果も手伝って、強い遠心力によってカバ
ー部５４が破損する恐れがある。また笛音防止孔をカバ
ー部５４の延長端の湾曲した部分に設けた場合には、上
記の問題に加えて、サンプルチューブ８０がパンクする
事故が発生した場合に、湾曲した部分が液溜まりとなっ
ているので、笛音防止用の孔を通じ液が外部に飛散する
恐れがある。

【００１９】この発明のようにカバー部５４の湾曲部
（液溜まり）から多少離して底板７０に、笛音防止孔を
設ければ、底板７０は薄板で軽くできているので、作用
する遠心力はきわめて小さいので、遠心力で破損する恐
れはない。また薄板であるので孔明けの作業性も頗るよ
い。またチューブがパンクした場合にも、液溜まりから
多少離れて、遠心力の方向と反対方向に笛音防止孔７０
ａを設けてあるので、液が飛散しにくい構造となってい
る。

【００２０】なお、図２の実施例はロータ蓋６０及び押
さえ金具９０を付けないで使用した場合である。また図
１の実施例では、チューブ孔５５を囲むテーパ付き鍔部
５３の厚さＤをサンプルチューブ８０の円筒部（一定の
外径をもつ開口側の部分）８０ａの長さＬにほぼ等しい
か、または大きくしているが、これは遠心力による円筒
部８０ａの変形を防止し、割れを防ぐためである。

【００２１】

【発明の効果】

（１）以上述べたように、この発明ではドーナツ状スペ
ース５６を囲む底板７０に笛音防止孔７０ａを設け、そ
の孔より風を逃がすことによってチューブを挿入してい
ないチューブ孔５５とドーナツ状スペース５６とによっ
て、一定容積の閉塞された共鳴室が形成されないように
している。そのためチューブを挿入されないチューブ孔
５５が半数以上ある場合でも、ロータ蓋６０を付けなく
とも笛音を防止できる。

【００２２】（２）従って、この発明のロータを用いれ
ば蓋の取付け取外しが不要となり、ロータの使い勝手が
頗るよくなると共に実験を迅速に行える。 （３）この発明のロータは蓋を閉めずに遠心分離できる
ので、蓋の分だけ重量が軽くなり、それだけ慣性モーメ
ントが小さくなり、そのためロータの加速時間及び減速
時間が短くなり、よって遠心分離時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す縦断面図。

【図２】図１のロータからロータ蓋６０及び押さえ金具
９０を削除した場合の回転中の風の流れを説明するため
のアングルロータの縦断面図。

【図３】実願平５−５１２６７号によって提案されたア
ングルロータの縦断面図。

【図４】図３の底板７０の縦断面図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ブロックを切削加工して作られ、底
   面にモータシャフト挿入用の中心孔を有する回転軸部
   と、その回転軸部の周面に一体に突設されたすりばち状
   のテーパ付き鍔部と、そのテーパ付き鍔部の突端に一体
   に延長され、ロータの外周を囲むカバー部とを有し、前
   記テーパ付き鍔部のテーパ面にほぼ直角に、大きさの等
   しい複数のチューブ孔が周方向に沿って貫通形成されて
   いるロータ本体と、 そのロータ本体の底面側を塞ぐように取付けられるリン
   グ状の薄い底板とを具備し、 前記テーパ付き鍔部と前記カバー部と前記底板とで囲ま
   れて、前記回転軸部と同心のドーナツ状スペースが形成
   され、そのスペースに前記チューブ孔に挿入されたサン
   プルチューブが収納される遠心分離機用アングルロータ
   において、 前記底板に、前記ドーナツ状スペースと外気とを連通さ
   せる笛音防止孔が形成されていることを特徴とする遠心
   分離機用アングルロータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記笛音防止孔は前
   記底板の周方向に等間隔で複数個形成されていることを
   特徴とする遠心分離機用アングルロータ。