JPH11512339A - 弱化線を有した遠心ボウル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 遠心機に用いるボウルは、このボウルに形成される所定の弱化線を有する。この弱化線は、ボウルの内側面又は外側面のいずれに配されてもよく、ボウルを上部領域を下部領域とに分ける。

Description

【発明の詳細な説明】 弱化線を有した遠心ボウル 背景技術 技術分野 本発明は、遠心機において用いるボウルに関するものである。 従来技術 遠心機の収納システムには、一般にボウルもしくはチャンバーと称 される容器が存在する。ボウルは、通常ガードリングによって取り巻かれており 、このガードリングはそれ自体が遠心機のフレーム構造に対して回転するよう装 着されるものである。このボウルは、大体において平面の床部分を有した円筒の 側壁によって形成されている。このようなボウルの上縁部分のあたりには外部フ ランジが設けられ、これにより、このボウルをフレーム構造に固定することがで きる。 ボウルの床にはその中心に軸方向の開口が存在する。遠心ロータを受ける軸は ボウルの床におけるこの開口を通って突出する。この軸は適当な動力エネルギー 源に接続しこれによって駆動される。 遠心ロータは、軸の上部に機械的に固定され、これにより、ボウルの内部にお いて、上記軸を通って延在する回転軸線のまわりに回転することができる。アル ミニウムのような適当な材料から加工形成されたロータは、特定のサイクル数ま で特定の性能レベルで動作することができる。この所定のサイクル数は、通常、 ロータサイクル寿命と呼ばれるものであり、この所定サイクル数に達した後は、 材料疲労によるロータの破壊の可能性が大きく増大する。ロータからその破片が 分離されると、ボウルの側壁にかなりの量のエネルギーで衝撃を与えることにな る。 ユーザーのエラーによっても別の態様のロータ破壊を生じさせることがある。 仮に、ユーザーがロータを軸にしっかりと固定しなかった場合には、その動作中 にロータの離脱を招く場合があり、これによってもボウルの側壁に衝撃を与える ことになる。 遠心機の収納システムは、常にロータもしくはそれが生じた場合にはロータ破 片の衝撃エネルギーに耐え得るように、また、ロータ破片が遠心機内から飛び出 さないように設計されている。 遠心ボウルの側壁に付与されるこのようなエネルギーは、側壁に対し破壊的な 効果を与えるものである。その設計が不適切な遠心機の場合、ロータ破壊によっ て、大きな遠心機の振動を生じさせ、これによってたまたま遠心機の近くにいた 人を傷付ける可能性がある。大きな床のタイプの遠心機では、ロータから収納シ ステムに付与されるエネルギーはガードリングの変形や回転によって消失させる ことができる。ガードリングを回転させることによって、遠心機のフレーム構造 に伝えられるエネルギーの量はその多くを減少させることができる。 机上タイプの遠心機のモデルによっては、利用できるスペースが不十分である ためボウルを取巻く回転可能なガードウリングを設けることができないことがあ る。このため、このようなボウルはガードリングとして機能する必要がある。机 上タイプの遠心機には、さらに、その重量が軽いため、ロータ破壊が生じたとき 遠心機の大きな振動を生じさせるという問題がある。ロータ破壊に起因した傷害 を生じさせるおそれがあるため、机上タイプの遠心機において用いるロータの性 能は、通常、ロータのポテンシャルエネルギーを減少させること、およびロータ の寿命を延ばすことにおいて、低下するものである。 従って、ロータ破壊が生じたとき、遠心機のフレーム構造から分離できるよう にした遠心ボウルを設けることが有利であると考えられる。これにより、ロータ から遠心機のフレームワークに伝わるエネルギーの量を減少させ、遠心機の大き な振動を防止することができる。 発明の開示 本発明は、遠心機で用いるボウルに関し、このボウルには所定の弱化線が形成 されるものに関するものである。弱化線は、ボウルの内側面又は外側面のいずれ かに設けることができ、ボウルをその上部および下部領域に分けるものである。 弱化線は、好ましくはＶ形状の溝の形をなすものである。ロータ破壊が生じたと き、ボウルでは、その下部領域の内側面に付与される力（例えばロータ破片の衝 撃によるもの）に応答してその下部領域は上部領域から弱化線に沿って切り離さ れる。その結果、その下部領域は自由に変形し、また、回転することによりロー タ破片のエネルギーを消失させることができる。好ましい例では、弱化線は、ボ ウルにおいて、ロータかロータ軸に装着させたときのロータ表面の頂部の高さと 少なくとも等しい高さに形成されるものである。 図面の簡単な説明 本発明は、添付の次の図面との関連において示される以下の詳細な説明からよ り完全に理解されるものである。 図１は本発明による遠心ボウルを概略断面で示す側面図である。 図２Ａはボウルの外面のまわりに円周状に延在する溝の形状の弱化線を示す図 １の部分の拡大図であり、図２Ｂはボウルの内面に沿って円周状に延在する溝の 形態の弱化線を示し、および図２Ｃは短い間隔で円周状に延在する貫通孔の列の 形態の弱化線を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 以下の詳細な説明を通じて、全ての図において同一符号は同一の要素を示すも のである。 図１は符号１０で概略的に示される遠心機を示し、この遠心機１０は、本発明 によるボウル１２を有している。ボウル１２は円筒状の側壁１２Ｗおよび底１２ Ｂによってその形状が規定されるものである。ロータ装着軸Ｓは開口１２Ａを通 って延在する。軸Ｓはそれを通る回転軸線ＶＣＬを有する。ボウル１２はアルミ ニウムのような適当な材料によって加工形成される。 ボウル１２には、参照符号Ｒで示されるロータが収納され、このロータは図示 の状態ではドライブ軸Ｓの上端に装着されている。ロータＲは軸Ｓに関し回転軸 ＶＣＬのまわりに回転することができる。ロータＲには符号Ｆで示される上部表 面が存在する。 ボウル１２は、溝１２Ｇを有し、この溝１２Ｇはボウル１２の側壁１２Ｗの外 表面１２Ｅのまわりに円周状に延在するものである。より明確には溝１２Ｇはボ ウル１２における弱化線を規定するものである。弱化線は、概略参照符号１２Ｌ によって示される。ボウル１２の弱化線１２Ｌに隣接する領域は、相対的に高い 応力が作用しロータ破壊が生じたときには破壊し易い領域である。 ボウル１２は溝１２Ｇによって上部１２Ｃと１２Ｄとに分けられる。上部１２ Ｃの放射状の外部は外側に曲がってフランジ１２Ｆを形成する。溝１２Ｇは側壁 の任意の所定位置に配置され得るが、好ましい例では、軸線ＶＣＬに沿った鉛直 方向の位置としては、ロータＲの頂部表面の位置以上の高さに配置されるもので ある。 ボウル１２は遠心機のフレーム構造１４に対しフランジ１２Ｆを介して装着さ れる。この取付けは、いくつかの異なる方法によって達成できるものである。図 １に示すように、フランジ１２Ｆは、フレーム構造１４と遠心機ボウルドア１６ との間のガスケット１５内に固定される。ドア１６は金属又は、図示されるよう に透明材料（例えばアクリル）によって形成することができる。 図２に最も良く示されるように、溝１２Ｇは放射状の上部表面１２Ｒ−１およ び放射状の下部表面１２Ｒ−２によってその形状が規定されるものである。そし てこの２つの面が交わってエッジ１２Ｔが形成される。エッジ１２Ｔとボウル１ ２におけるその反対側の面（図に示す例では、内側面１２Ｉ）との間の距離は、 ボウルにおける材料の最小断面を表すものである。なお、溝は図においてＶ形状 のものとして示されているが、その形状は、適切なものであればどのようなもの であってもよい。 動作中にロータＲの破壊を生じたとき、ロータＲは回転速度および線速度の双 方を有しているため、ロータＲは軸Ｓから離れ、ボウル１２の下部１２Ｄにおけ る内側面１２Ｉに衝撃を与える。この衝撃点においてロータＲのエネルギーのほ とんどはボウルに伝達される。このエネルギーは線成分（すなわち半径方向の成 分）および回転成分の双方を有し、このうち半径方向成分は、側壁１２Ｗに衝撃 を与え、これによりボウルに対し弱化線１２Ｌに沿った変形および破壊を生じさ せる。回転成分は、側壁１２Ｗに対しトルクを付与し、これによってボウル１２ に対してその最小断面において円周状の破壊を生じさせるが、この最小断面の位 置は溝１２Ｇによって規定される弱化線１２Ｌの位置である。ボウルの下部１２ Ｄは、これにより上部１２Ｃから分離しフレーム構造１４内で回転する。 ロータのエネルギーは、ボウルの変形と、回転するボウルの下部１２Ｄとフレ ーム構造との間の摩擦接触を通じて発生する熱との組合わせによって消失する。 なお、溝１２Ｇは図１２Ｂに示されるように、内側面１２Ｉに配されてもよい 。どの場合（図２Ａ又は図２Ｂ）においても、溝１２Ｇは円周状に連続したもの であってもよく、または、断続的に続くものであってもよい。また、弱化線１２ Ｌは、例えば、図１２Ｃに示されるように、短い間隔で配列する貫通孔１２Ｐの 円周状の列によって規定されるものであってもよい。貫通孔１２Ｐは図示のよう にボウルの壁１２Ｗを完全に貫いて延在するものであるか、または壁１２Ｗ内を 部分的にのみ延在するものであってもよい。貫通孔は、内側面１２Ｉまたは外側 面１２Ｅのどちら側からでもその延在が始っていてもよい。 上述した本発明の技術の分野における当業者は種々の変形例を達成でき、この ような変形例は、請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれるものと して解釈されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．遠心機の上部開口ボウルであって、内側面および外側面と、上部開口の部分 において円周状に延在し当該ボウルをフレーム構造に固定するための装着フラン ジを有したボウルにおいて、 該ボウルに形成された少なくとも１つの所定の弱化線であって、当該ボウルの まわりに円周状に延在し、当該ボウルを上部領域および下部領域に分ける弱化線 を有し、 前記下部領域の内側面に作用する力に応答して、前記弱化線に沿って当該下部 領域を前記上部領域から分離する ことを特徴とするボウル。 ２．前記弱化線は、前記ボウルの内側面に配置される溝を有したことを特徴とす る請求項１に記載のボウル。 ３．前記溝は連続したものであることを特徴とする請求項２に記載のボウル。 ４．前記溝は断続的であることを特徴とする請求項２に記載のボウル。 ５．前記弱化線は、前記ボウルの外側面に配置される溝を有したことを特徴とす る請求項１に記載のボウル。 ６．前記溝は連続したものであることを特徴とする請求項５に記載のボウル。 ７．前記溝は断続的であることを特徴とする請求項５に記載のボウル。 ８．前記遠心機は中央部で軸方向に延在する軸であって、その表面が所定の高さ を有するようなロータを受けるようにされた軸を有し、前記ボウルは底部を有し 、および、前記弱化線は前記ボウルの底から少なくとも前記ロータの高さに等 しい距離で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のボウル。