JPS6039089Y2 - ロ−タ種類自動判別装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は最高回転速度が異なった複数の種類のロータ
をさしかえて使用するようにした遠心機において、その
取付けたロータの種類を自動的に判別する装置に関する
。

この種の遠心機においてそのロータの種類によって許容
最高速度が決められており、その許容最高回転速度より
以上の速度で回転すると遠心機が破壊したりする等の事
故を起こす危険がある。

このため、従来において予め決められているロータの許
容最高回転数を、その使用するロータに応じて操作員が
スイッチ等により切替えており、その許容最高回転速度
以上にロータがなると、自動的にモータの駆動電源を遮
断して、事故が発生しないようにされている。

しかしこの従来の装置においてはその使用するロータに
応じて操作員が許容最高回転数を設定しているため、そ
の設定を誤って設定した、その設定の切替えを忘れたり
すると、本来その許容最高回転速度、例えばアングルロ
ータにおいては最高回転速度が１万５千ＲＰＭ、スイン
グロータにおいては１万２千ＲＰＭであるが、そのスイ
ングロータにおいてアングルロータにおける最高許容速
度のま）使用してしまい、スイングロータを破損するよ
うな事故があった。

この考案の目的は使用するロータの種類を自動的に判別
して、その許容最高速度を自動的に設定するようにした
ロータ種類自動判別装置を提供することにある。

次にこの考案によるロータ種類自動判別装置の実施例を
図面を参照して説明しよう。

第１図は遠心機の一般的構成を示し、遠心機の外箱１１
の上面板１２には開口１３が形成され、その開口１３の
周縁部にバッキング１４を介して内槽１５がその周縁部
において掛けられて外箱１１内に収容されている。

内槽１５の下側において支持板１６が外箱１１内に横方
向に延長して固定され、支持板１６の中央部に形成され
た孔の位置においてモータ１７が配され、モータ１７は
防振手段１８を介して支持板１６上に支持されている。

そのモータ１７のモータ軸１８は内槽１５の底の中央部
に形成された孔を通じて内槽１５内に挿入され、その内
槽１５の底の孔はシール片２１によりシールされている
。

内槽１５の内部に挿入されたモーター軸１９上にロータ
、例えば図においてはアングルロータ２２が取付けられ
ている。

外箱１１の前面板２３の中央部より操作パネル２４が前
面に突出して斜めに設けられ、操作パネル２４上のつま
みなどを操作してその内部に設けた制御部２５を通じて
モータ１７に対する回転制御を行うようにされている。

その制御部２５には外箱１１の背板２６の下部を通じて
外部に導出された電源コード２７が接続されて商用電源
に対し接続することができるようにされている。

また外箱１１の上板１２上にはその後縁において蝶番２
８により蓋２９が開閉自在に取付けられ内槽１５の開口
を蓋することができるようにされている。

その蓋２９のロータの回転中心部とはＳ゛対抗て吸気孔
３１が形成され、そのロータ２２の回転によって吸気孔
３１と対抗した部分が負圧となり、吸気孔３１を通じて
外部の空気が吸込まれ、ロータ２２の外周を通り、更に
内槽１５に形成された排気孔３２を通じて外箱１１及び
内槽１５間に入り、更に外箱１１の背板２６に形成され
た排気孔３３を通じて外部に空気が流出するようにされ
、この空気の流れによってアングルロータ２２が冷却さ
れるように構成されている。

アングルロータ２２は、例えば第３図に示すようにはＳ
゛円錐台状をしており、その円錐台の中心にモータ軸挿
通用孔３５が形成されており、そのモータ軸挿通孔３５
を中心として等角間隔で、円錐台状外周面３６の周面に
沿って斜下側に沈澱管収容穴３７が形成されている。

更にロータの底面には取付は金具３８がネジ３９により
取付けられ、取付は金具３８の底面にはスリーブ４１が
下側に延長され、そのスリーブ４１内において取付は金
具にノックピン４２が例えば２本はめ込まれて、下側に
突出している。

一方、モータ１７の回転軸１９には第４図に示すように
円板状結合金具４３が挿通固定され、その結合金具４３
の上面に結合ピン４４が例えば４本等角間隔をもって立
てられており、モータ軸１９の上端面にはネジ穴４５が
形成されている。

モータ軸１９上にロータのモータ軸挿通孔３５を挿通し
、モータ軸１９のネジ穴４５に対してボルト４６（第３
図）をねじこみ適当なワッシャー４７を介在させてロー
タを結合金具４３上に固定する。

この際ロータのノックピン４２と、モーターの結合ピン
４２とは同一円上に位置し、従ってモーターの回転によ
って第５図に示すようにその結合ピン４４がノックビン
４２の側面と接してノックピン４２を押してロータ２２
が回転されることになる。

スイングロータ４８は例えば第６図に示すようにモータ
ー軸挿通孔４９が貫通され、この挿通孔４９を中心に等
角間隔でアーム５１が放射状に形成され、隣接アーム間
において対向して突出固定されたピン５２に対しパケッ
ト５３が回動自在につり下げられている。

また、この例においてはパケット５３の全体の外側を覆
うようにカバー５４が配され、カバー５４の底板がネジ
５５によりロータ４８に固定されている。

このスイングロータ４８においてもモーター軸１９上に
取付けることができるようにそのロータの底面にはモー
ター軸挿通孔４９が拡大されてアングルロータのスリー
ブ４１の内周面と対応する凹部５６が形成され、この凹
部５６の底面に７ツクピン４２が埋め込まれている。

従ってこのスイングロータ４８とアングルロータ２２と
を同一のモーター軸１９上にかけかえて使用することが
できる。

この実施例においては、第１図、第２図に示すようにモ
ーター軸上に取付けられたローターと接近して発光素子
５７と、発光素子５７より出た光を受光する受光素子５
８とが設けられる。

この場合発光素子５７より受光素子５８に到達する光の
光路５９はその判別すべきロータの許容最高回転速度が
高い方のロータがモーター軸にかけられた場合において
そのロータにより影響されることなく光路は形成されて
いるが、許容最高回転速度が低いロータがかけられた場
合においてはそのロータによって遮られた光路５９が遮
断されるようにする。

例えばこの実施例においてはアングルロータ２２の方が
スイングロータ４８よりも許容最高回転速度が高いので
アングルロータがかけられた場合においては光路５９が
形成されるようにし、その場合アングルロータ２２の外
周面３６よりもわずか上、例えば５ｒＩｒ！ｎ程度上に
第１図に示すように光路５９が配される。

発光素子５７、受光素子５８は内槽１５の外側において
外箱１１内に設けられる。

両端部が同一方向に折り曲げられた板状保持具６１のそ
の両端の折り曲げ部に、それぞれ配線基板６２．６３に
取り付けられた発光素子５７、受光素子５８が取付けら
れる。

この保持具６１はこの例では外箱１１の前面板２３と近
接平行し、これに取付は具６４を介して固定されている
。

これら発光素子５７、受光素子５８と対抗する内槽１５
にはその周方向に沿って長孔６５，６６が形成され、長
孔６５．６６は透明板６７．６８で塞がれており、これ
ら長孔と透明板を介して発光素子５７よりの光が内槽１
５内を通り、受光素子５８に到達するようにされている
。

この透明板６７．６８は内槽１５に対し、例えば接着さ
れる。

また長孔６５，６６は内槽１５の周方向に沿って長くす
ることにより、これら発光素子５７と受光素子５８が第
２図に示すように内槽１５の周壁に対し斜めに対向して
いるが、これら発光素子５７、受光素子５８の位置合せ
が容易となり、しかも孔の開口を小さくすることができ
る。

ところでこれら発光素子５７及び受光素子５８に対して
外部より空気が吹きつけられてよごれないように内槽１
５に形成する排気口３２はモータ軸１９に関して発光素
子５７や受光素子５８が設けられた側と反対側、図にお
いて背板２６側においてのみ第２図に示すように形成さ
れる。

これにより内槽１５より流出した空気が発光素子５７、
受光素子５８側に吹付けられ、これら素子５７゜５８が
汚染するようなことがないようにされる。

また長孔６５，６６に対するこれら発光素子、受光素子
の位置合せは、この光軸は予め外部で一致させておき、
その保持具６１を取付具６４に取付ける際にはこれらの
位置が第１図に示したように支持板１６によってモータ
１７の位置、つまりモータ軸１９の結合金具４３の上下
位置が固定されて、常に取付けたロータと、内槽１５の
開口長穴６５，６６の位置関係が自動的に決定される。

またこの受光素子、受光素子の取付は取り外しは内槽１
５を外箱の上板１２より取出してはずした状態で容易に
遠戚される。

ロータに対する回転速度制御は例えば第７図に示すよう
に回転数設定回路７１により設定された値とモータ１７
に結合された例えはタコジェネレータのような回転数を
検出する回転検出器７２の出力とが比較器７３で比較さ
れ、その比較結果によってモータ制御回路７４が動作し
、この制御回路７４によってモータ駆動回路７５が動作
し、モータ１７が駆動される。

これらモータ駆動回路７５、設定回路７１等には電源回
路７６により所要の電力や電圧が与えられている。

このようにして回転数設定回路７１で設定した速度でロ
ータが回転する。

また許容回転最高速度設定部７７として、電源回路７６
による電源電圧を分圧する分圧回路が構成される。

この分圧回路の高い電圧出力端子７８と低い電圧出力端
子７９とが、スイッチ８１で切換えて比較器８２に接続
される。

比較器８２には回転数検出器７２の出力が与えられてお
り、許容最高速度設定部７７の設定した値よりも、ロー
タの回転数が高くなると比較器８２の出力で制御回路７
４が制御されてモータ１７に対する駆動が停止される。

従来においてはモータ軸上に取り付けたロータの種類に
応じて操作パネル２４上のつまみでスイッチ８１を端子
７８あるいは７９に設定していた。

この考案においては、受光素子５８の受光状態によって
ロータの種別を自動的に判別してスイッチ８１の切替え
を行う。

例えば３Ｋ Ｈｚの発振器８３により駆動回路８４を通
じて発光素子５７としての発光ダイオードが変調駆動さ
れる。

このように変流信号によって変調された光は受光素子５
Ｂで受光され、受光素子５８は例えばフォトトランジス
タで構成され、この出力はろ波増幅器８５により発振器
８３の発振周波数成分、つまり変調周波数成分のみが取
出され、その出力は整流平滑回路８６で整流平滑され、
その平滑出力が判定回路８７において所定値以上の場合
はリレー８８が駆動されてスイッチ８１が端子７８側に
切替わり許容回転速度が高く設定される。

しかし受光素子５８よりの光が遮断されている場合は整
流平滑回路８６の出力が所定量に達しないため、リレー
８８は付勢せず、スイッチ８１は端子７９側に接続され
て許容最高回転速度は低く設定される。

上述したこの実施例によれば、モーター軸１９上にアン
グルロータ２２が取付けられた場合は発光素子５７より
の光が受光素子５８に受光されてその許容最高回転速度
は端子７８側の高い値に設定され、従ってアングルロー
タ２２は高い回転数まで設定することができる。

一方モーター軸上にスイングロータ４８が取付けられた
場合においてはそのスイングロータ４８によって発光素
子５７の光が遮断されて受光素子５８に到達しないため
、スイッチ８１は端子７９側に接続された許容最高回転
速度は低い値に設定される。

つまり使用したロータの種別を自動的に判別してこれに
応じた許容最高回転数が自動的に設定される。

従ってスイングロータをかけた状態において誤って許容
最高回転数を高く設定したま）使用するようなおそれは
ない。

またこのように許容回転速度が高い場合には受光素子５
８に光が得られるため、何らかの原因により故障した場
合においても低い方に許容回転速度が設定されるため、
これが誤ってスイングロータにおいて高速側に許容回転
となるおそれはない。

更にこの実施例のようにアングルロータ２２の外周面よ
りわずか高い位置に、発光素子５７よりの光路５９を設
定しである場合においては、アングルロータ２２を正し
くモーター軸上に取り付けないで、つまり第４図におい
てノックピン４２と結合ピン４４とが引かかった状態に
おいて、或はモータ軸挿通孔３５とモータ軸１９との嵌
合がきつい場合においてそのアングルロータがモーター
軸に正しく取りつけられた状態にならないと、アングル
ロータによって発光素子５７よりの光が遮断されて、従
ってアングルロータを取りつけたにも拘らず許容最高回
転速度は低く設定され、このような不安定な取り付は状
態において回転速度が高速度の危険な状態になることな
く、低い状態に設定されて危険を防止することができる
。

更に先に述べたように発光素子５７の光を発振器８３の
出力で変調している場合は、外部よりの光が、例えば外
箱１１の一部或は全部が透明にされ、内部が見えるよう
にされているため内部に入るなど、雑量光が受光素子５
８に入っても、変調信号を検出することにより雑量光に
影響されることなく、確実に動作させることができる。

外箱１１を密閉して用いる場合においては発振器８３を
省略し、発光素子５７を直流で駆動してもよい。

更に発光素子５７及び受光素子５８は内槽１５の外側に
設けられているため先に述べたように空冷式を用いる場
合において外部よりの空気のゴミが発光素子５７や受光
素子５８に直接つきあたることなくゴミなどによりこれ
らが汚染されることなく、また遠心分離されるべき試料
が飛び散っても発光素子５７や受光素子５８を汚染する
おそれがなく、誤動作のおそれもない。

内槽１５内に発光素子５７、受光素子５８を設けるとこ
れが内槽１５内に突出し、内槽１５内を流れる空気に対
し抵抗となり、いわゆる風損が生じるため、それだけパ
ワーの大きいモータ１７を必要とする。

また内槽１５は取外して洗ったりするが、発光素子５７
、受光素子５８を内槽１５内に設けると、これら素子に
対するリード線を、内槽１５を外す際に外せるようにす
る必要がある。

しかしこの考案では内槽１５の外に発光素子５７、受光
素子５８を内槽１５の外に設けているため、前述した風
損もなく、また内槽１５の取外しも容易である。

更にロータとしては、例えば第８図に示すようにホリゾ
ンタル型ロータ９１を用いる場合もあリ、ホリゾンタル
型ロータ９１はモータ軸が挿通される孔９２が形成され
、この孔９２を中心に試料保持具９３が等角間隔でロー
タに取り外し自在に保持され、試料管保持具９３に横方
向に試料管が挿通保持される。

その外側の全体を覆うようにカバー９４がロータに取付
けられており、このロータの底部に凹部５６が形成され
、凹部５６にノックピン４２が取付けられる。

このホリゾンタル型ロータ９１は点鎖線で示すスイング
型ロータ４８の取付は位置よりも高い位置に上面が位置
しており、従って第１図、第２図について述べたように
発光素子５７、受光素子５８よりなり光路５９の上側に
おいてスイングロータ４８によっては光路がじゃまされ
ないが、ホリゾンタル型ロータ９１によって光路がじゃ
まされるような位置に光路９５を設けることによって、
これら三種類のロータを区別することもできる。

更にロータとしては、いわゆるヘマトクリット値測定用
のものと沈澱管の測定用と兼用する場合があり、この場
合においてはへマドクリット値は一般に１万２千回転／
分の回転速度とし、沈澱管を用いる場合は５千回転／分
程度とすることがあり、ヘマトクリット値を使用する場
合においては一般にロータ上面が平面状に形成されてい
るが、沈澱管を用いる場合は、沈澱管を保持するためロ
ータの上面に突出部が形成される。

よってその突出部の有無を光学的に検出して許容最高回
転数を自動的に設定するようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による遠心機自動判別装置を適用した
遠心機の一例を示す縦断面図、第２図は第１図のＡＡ線
断面図、第３図はアングルロータの断面を示す図、第４
図はモータ軸のロータ取付は部分を示す正面図、第５図
は第４図の平面図、第６図はスイングロータの一例を示
す断面図、第７図は自動的に最高回転数を設定する部分
の電気的構成を示す図、第８図はホリゾンタル型ロータ
の例を示す断面図である。 １１：外箱、１５：内槽、１７：モータ軸、２２：アン
グルロータ、４８：スイングロータ、５３：パケット、
５７：発光素子、５８：受光素子、７４：制御回路、７
５：モータ駆動回路、７７：許容最高回転数設定部、８
５：；渡場幅器、８６：整流平滑器回路、８７：しきい
値回路、８８：リレー

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 外箱内に内槽が収容され、この内槽は、上記外箱の上面
   板に形成された開口を通じて取外すことができるように
   その開口の周縁部に取付けられ、上記外箱内の了め決め
   られた位置にモータが設けられ、そのモータ軸が上記内
   槽内にその底板に形成された孔を通じて挿入され、種類
   のことなるロータを上記内槽内のモータ軸上にかけえる
   ことができ、かつ上記内槽の上面を蓋する蓋の中央部に
   吸気孔が形成され、その吸気孔から空気が吸込まれ、そ
   の空気が上記ロータの外周を通り内槽に形成された排気
   孔より内槽外に流れ、更に外箱に形成された排気口より
   外部へ流出するようにされた遠心機において、 発光素子と受光素子とが上記内槽を介して対向して上記
   内槽及び上記外箱間において配され、これら発光素子及
   び受光素子は上記内槽の排気孔から流出し、外箱の排気
   により外部へ流れる空気の流路から外して位置され、 上記内槽の外周面と対向して保持具が配され、その保持
   具の両端部は互に対向するように折り曲げられ、その両
   折り曲げ部に上記発光素子及び受光素子がそれぞれ取付
   けられ、 上記保持具は上記外箱に取付けられ、 上記発光素子及び受光素子と対向する上記内槽の周壁に
   孔がそれぞれ形成され、これら孔を介して上記発光素子
   からの光は上記受光素子で受光できるようにされ、 その発光素子及び受光素子間の光路は一つのロータがか
   けられた状態でそのロータの上側に位置し、かつそのロ
   ータと形状が異なり、また許容回転速度が低い他のロー
   タがかけられた状態でその他のロータにより上記光路が
   遮断されるようにその光路の位置が選定され、 上記受光素子の出力によりロータの最大回転速度を切換
   える手段が設けられているロータ種類自動判別装置。