JPS6342755A - 遠心分離機ロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 発明の分野 本発明は、遠心分離機ロータに関し、かつ特にロータ内
部で溢出したいかなる液体をも封じ込みかつ前記溢出し
た液体による遠心分離機の汚染を防止するようになった
液体封じ込め装置を有する遠心分離機ロータに関する。

従来技術の説明 遠心分ｉＩ１機ロータは、好適な試料容器内に担持され
た試料が所定の遠心力場の作用をうけるようにした装置
である。この遠心力場は、ロータを所定の選択された角
速度、代表的には、毎分１０，０００回転から約８，０
００回転の範囲内の角速度で回転させることによシ発生
させることができる。

このロータは、該ロータの回転軸線のまわりに共心状に
配置された試料収納キャビティの環状の列を備えている
。前記キャビティの各々の長手方向の軸線をロータの回
転軸線に向かって傾斜させた場合に、このロータは定角
ロータとして知られている。

試験される試料の各々は、代表的な用途においては、好
適なキャッピング装置によシ閉ざされた容器内に収納さ
れる。このキャッピング装置は、試料が生物学的に有害
な物質である場合に試料が環境から適正に隔離されるこ
とを保証するために必要である。

試料が有害でない場合には、操作者がチューブを所定レ
ベルまでのみ充填しているかぎシは、キャッピング装置
を省略することができる。チューブがロータ内の傾斜し
たキャビティ内に収納されているので、チューブ内に充
填される液体の所定レベルがチューブのリムよりもある
距離下方になることを留意すべきである。チューブがロ
ータ内に挿入されかつその作動速度まで回転させたとき
に遠心力の作用によシ＃斜したチューブの内容物が該チ
ューブからとほれかつあふれ出る可能性に対して用心す
るために、チューブがこのレベルまでのみ充填されるこ
とを保証するように注意を払わなければならない。

容器自体は、破裂しやすい。したがって、たとえキャッ
ピング装置が使用されかったとえ操作者が適正量の液体
のみを容器内に導入するように注意金払ったとしても、
チューブ内の液体がロータ内にあふれ出る場合が依然と
してあシうる。

ロータからのあふれ出た液体の流出を阻止するためのさ
らに一つの予防措置として、ロータにカバーを設けるこ
とができる。このカバーは、田−夕の直立したリムに対
して着座する垂下したスカートを有している。スカート
およびリムは、所定位置に固定されたときに、協働して
液体をロータの内部に閉じ込める。このような構造の例
は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第３．８１９
ｊ　１１号（ロマノースカス氏その他）明細書に示され
た装置である。米国特許第４．２０２，４８７号（エド
ワーズ氏）および米国特許第４，３６０，１５１号（ツ
ーウェル氏その他）の各明細書には、遠心分離樋装置に
使用されるその他のロータカ・ζ−が記載されている。

カバーは、それ自体、該カバーの下側部に作用するあふ
れ出た液体の遠心力によシ惹き起ζされた力のためにロ
ータからはずれて移動することがある。あふれ出た液体
からカバーを隔離することによシこの現象の発生をなく
す構造の装置は、この技術において知られている。米国
特許第４，５７２，４８３号（ライト氏）明細書には、
チューブのキャビティの上方のロータ本体内に機械加工
された環状の液体封じ込めリップを有する遠心分離機ロ
ータが開示されている。このリップは、容器の破裂、キ
ャップの漏洩または不注意による過充填のために生じた
いかなる液体をも閉じ込める作用をする。この環状のリ
ップは、キャビティの一部分上に位置するように半径方
向に内方に延びてロータの本体内に放出されたいかなる
液体をも閉じ込める作用をする。

このリップは、液体がロータのカバーと接触して圧力を
作用することを阻止する。

上記の別の構造の装置の各々は、いかなるあふれ出た液
体をもロータの内部に適正に閉じ込めるように思われる
けれども、これらの装置のいずれもローラが停止状態ま
で減速するときにあふれ出た液体によるロータの汚染の
問題に対抗しまたはこの問題を解決していない。例えば
、もしもチューブが破裂して最後に述べた米国特許に示
された環状の液体封じ込め装置が意図された態様で機能
を発揮するとすれば、あふれ出た液体はロータの内部に
閉じ込められる。しかしながら、ロータが減速するとき
に、液体が液体を閉じ込めるリップの領域からキャビテ
ィ内に流れ落ちかつロータ内に担持されたその他の容器
上に流れ落ちる。流れ落ちる液体がおそらくはその他の
容器中に流入してこれらの容器の内容物を汚染すること
がある。また、流れ落ちる液体は、四−夕のその他の部
分も汚染して容器およびロータ自体のその後の操作員に
よる取扱いをさらに困難にしまたはさらに危険なものに
することがあシうる〇 上記に鑑み、流体のあふれ出た場合にその他のロータの
キャビティ、その他の容器またはロータの内部の汚染を
阻止する作用をする遠心分離機四−夕を提供することが
有利であると考えられる。

〔発明の要約〕

ロータ本体を有する遠心分離機四−夕は、そのなかに形
成されたキャビティの環状の列を備えている。各々のキ
ャビティは、ロータの回転軸腕に対して所定の角度に配
向されている。各各のキャビティは、液体の試料な担持
する容器を収納するサイズになっておシ、該容器は、破
裂し、液体を漏洩しまたは液体があふれ出る程度に充填
されることがあるので、液体が容器からあふれ出ること
があシうる。ロータを回転させるときに、いかなるあふ
れ出た液体も遠心力に応答してキャビティから半径方向
に外方に移動する。

本発明によれば、ロータ本体には、その中にみぞが形成
されている。このみそは、チューブのキャビティの半径
方向の外周を囲繞するように構成されており、それによ
シロータが減速するときにあふれ出た液体が該みそ内に
排出されて収納される。その結果、あふれ出た液体が四
−夕本体のキャビティ内に流入することが阻止される。

本発明の好ましい実施例においては、とのみぞはロータ
本体のまわりに連続して同局方向に配置されている。こ
のみそは、ロータ本体に機械加工された一対の共心状の
側壁部によシロータ本体内に形成されている。これらの
側壁部は、隣接した底壁部により結合されている。ロー
タの本体内には、各々が前記みぞと連絡する複数個の凹
部を自由選択により形成することができる。これらの凹
部は、前記みぞの有効容積能力を拡大している。

本発明の別の実施例においては、前記みぞは、複数個の
不連続のみぞセグメントにより形成することができる。

各々のみぞセグメントは、キャビティの１個金その半径
方向の外周において囲繞している。みぞセグメントの各
々には、所望されれば、凹部を設けることができる。

本発明は、本願の一部をなす添付図面について記載した
以下の絆細な説明からさらに十分に理解されよう。

以下の詳細な説明全体を通じて、同様な符号は、すべて
の図における同様な要素を示す。

第１図について述べると、本発明による遠心分離機ロー
タ１０の一部分全体を側面断面図で示しである。ロータ
１０は、高い強度を有する材料、例えば、チタンから形
成された比較的に大きく重い本体部分１２によシ形成さ
れている。

ロータ本体１２は、該ロータの開口頂部のまわシの周囲
に延びる平面状の上面１２Ｕを有している。ロータ１０
の本体の上面１２Ｕの半径方向の外周縁は、直立したリ
ム１２Ｒを形成している。

ロータ１０は、符号１４で概略示した好適な駆動連結に
よシ動力エネルギー源Ｍに連結されそれによシ勤カエネ
ルギーをり一部１０に与えてロータ１０を当業者によシ
理解される態様で回転軸線ＶＣＬのまわりに回転させる
ことができ一１ツー る。説明の目的のために、このａＡ細書に記載したロー
タは、代表的には毎分５０，０００回転を超える速度で
作動する超遠心分離機に使用されるように設計されてい
るが、本発明を任意の回転速度で作動可能なロータに使
用することができることを理解すべきである。

ロータ本体１２内には、複数個のキャビティ１８が実質
的に環状の列として形成されている。

キャビティ１８の各々は、本体１２内に機械加工され、
それによシ各々のキャビティ１８の軸＆１８Ａが回転軸
線■Ｌに対して所定の角度をなしている。キャビティ１
８の各々は、遠心力場の作用を受ける液体の試料を担持
する容器２０（第２図ないし第４図に示した）を収納す
るサイズおよび形状に形成されている。容器２０の各々
は、好適なキャッピング集成体（図示せず）を備えそれ
により容器２０の内賽物をその内部に収納することがで
きるようになっている。それにもかかわらず、容器２０
は、高速度でのロータの作動に付随して生ずる応力のた
めに破裂することがある。キャッピング集成体も、もし
も１個を設けておれば、同様に漏洩することがある。

本体１２には、直立したねじを切ったボス２４が形成さ
れている。ボス２４は、ねじを切ったコア２６を受は入
れることができる。コア２６のまわりには、漕状の円板
状のカバー２８が受は入れられる。カバー２８とコア２
６との間には、シール２７が捕捉されている。カバー２
８の周囲には、シール２９が延びている。座金３１を備
えたカバークランプ３０がコア２６にねじ込まれ、それ
によシ図示したようにカバー２８の端縁をリム１２Ｒと
係合させてカッニー２ｇ＠ロータの本体１２上の所定位
置に固定している。

カバー２８およびその装着装置の細部は、本発明の譲受
人に譲渡された米国特許第５，８１９，１１１号明細書
に開示されている。この米国特許は、参考のために、こ
の明細書に記載した。任意のその他の好適なカバー装置
も使用することができ、本発明の考慮事項の範囲内にあ
る。

前述したように、容器および／またはキャッピング集成
体（もしもこの集成体が設けられていれば）は、破裂し
または漏洩しやすい。その結果、遠心分離作動中に、ロ
ータの内部に液体が放出される可能性がある。この液体
は、予防措置をとらなければ、残シの容器および／また
はロータのキャビティを汚染することがある。

本発明によれば、■−タ１０の本体１２に、濫用した液
体を封じ込めるみぞ６８が配置されている。みぞ６８は
、好ましい実施例の場合には、上面１２Ｈに近い本体１
２の内側部のまわりにかつキャビティ１８の半径方向に
外方に延びる連続した環状のみそ状の領域である。みぞ
３８は、任意の便利な方法、例えば、機械加工によシ形
成される。みぞ３８は、１対の半径方向に隔置された外
壁部４０Ａおよび内壁部４０Ｂのそれぞれによシ形成さ
れている。外壁部４０Ａおよび内壁部４０Ｂの下縁は、
連続した底壁部４２によシ結合されている。外壁部４０
Ａおよび内壁部４０Ｂは、キャビティ１８と同様に、回
転軸線に対して同じ所定角度をなすように形成すること
ができる。

みぞ５８が共心の円形の形状に延びる必要がないことを
理解すべきである。したがって、みぞ３８は、連続して
いるけれども、キャビティ１８の半径方向の外周部分を
囲繞しているかぎシは、田−夕の本体の周囲のまわりに
白シくねって延びることができる。また、みぞ３８は、
ロータの内側部のまわりに連続して延びる必要はない。

例えば、第５図から理解されるように、ロータ１０内に
複数個のみぞセグメン）　３８”ｅ設ケて各々のみぞセ
グメント３８′がロータの各々のキャビティ１８の口部
の半径方向の外周部を囲繞するように構成することは、
本発明の考慮事項の範囲内にある。各々のみぞセグメン
ト３８′は、キャビティ１８の１個の口部の半径方向に
外方に配置されている。このような構造によシ、各々の
みぞセグメント３８′は、まわシに該みぞセグメントが
配置されたキャビティ１８の口部を防護しかつキャビテ
ィ１８の口部の中に液体が流入することを阻止する役目
をしている。

さらに、本発明の好ましい実施例によれば、ロータの本
体１２に補助的な四部４４の列をくりぬきそれによシ凹
部４４をみぞ３８と連絡す−２２＝ るように構成することができる。凹部４４は、ロータ１
０の本体１２のまわりに所定角度で隔置されている。み
ぞ６８は、以下にさらに詳細に説明する目的のために、
所定量の液体を収納するサイズに形成されている。自由
選択による凹部４４を設けることによシ、みぞ３８の有
効な容積能力をさらに拡大している。

操作にあた）、容器２０の各々は、ロータ１０の本体１
２内の組合わされるキャビティ１８内に挿入される。容
器２０は、前述したようにキャップをと９つけることが
できまたはロータ１０内にキャップをとυつけない状態
で単に挿入することもできる。後者の場合には、操作者
は、般大の遠心力が発生した状態で所定の容器２０内の
液体の上縁が容器２０の上縁を越えないようにするよう
に、容器２０内に所定量の液体のみを導入するように注
意しなければならない。

このような状態は、第２図に例示してあシ、ロータ１０
が静止しているときの適正な容積の液体の上側液位の位
置を実線で示し、一方、ロータが最高回転速度で回転し
ているときの虐正容積の液体の位置を点・ダッシュ組で
示しである。

しかしながら、ある場合には、操作者が容器２０を充填
するときにあやまち全犯すことがある。また、キャッピ
ング集成体（もしもこの集成体が設けられていれば）が
容器２０に不迩正な状態に固定され、その結果濯洩する
ことがある。また、容器２０自体が破裂することもあろ
う。どのような原因であるにせよ、液体がロータ内に放
出されることがありうる。このような場合には、液体は
遠心力によシ牛径方向に外方に押されて第３図に符号４
８で示すような位置を占める。液体は、カバー２８の作
用によシ、ロータ１０の内部に閉じ込められる。

ロータが減速するときに、液体に対する遠心力の作用が
減少する。液体は、みぞ３８内に流入しかつみぞ６８に
よシ収納される（第４図）。

この作用によシ、液体がロータ内の個々のキャビティ１
８内に戻ることを阻止してそれによシキャビテイ１８お
よび／またはその内部に担持された容器２０の汚染を阻
止する。みぞ６８を適当な形状に構成することによシ、
所定の容積のあふれ出た液体をみぞ３８によシ封じ込め
ることができる。その結果、残シの容器および／または
キャビティを汚染する有害な作用を回避することができ
る。

本発明は、第６図から理解されるように、封じ込めリッ
プ５２をロータのまわりに円周方向に設けた型式のロー
タと共に使用することができる。封じ込めリップ５２は
、カバー２８と同じ目的、すなわち、ロータの内部に放
出された液体を封じ込める役目をする。しかし、この目
的は、カバ−２８自体が液体に起因する圧力または負荷
の作用をうけないようにして、達成することができる。

しかしながら、いずれにせよ、みぞ３８の作用は同じで
ある。液体が排出されるときに、みぞ３８が液体全収集
してロータのキャビティ内への液体の侵入を阻止する。

本発明によるロータの構造は、連続した構造またはセグ
メントに分割された構造のいずれかの型式の好適なサイ
ズおよび形状に形成された浴出液体封じ込めみぞを提供
し、それによシ、いかなる原因にせよ、ロータ内に存在
するいかなる液体をも封じ込めてそれによシ有害な汚染
作用を阻止することができる。

当業者は、前述した本発明の教旨に基づいて、多数の変
更、変型を実施することができる。しかしながら、これ
らの変更、変型は、特許請求の範囲に記載した本発明の
考慮事項の範囲内にあると解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による浴出液封じ込めみそを有する遠心
分離機ロータを例示した全体を断面で示した部分側面図
、 第２図、第３図および第４図はチューブの内容物が濡出
したときに発生する事象の順序および本発明による液体
封じ込めみぞ含有するロータによシ行われる浴出液封じ
込め作用を例示した拡大図、 第５図は本発明の別の実施例を例示した第１図のロータ
の一部分の平面図、かつ 第６図は内部に機械加工された環状封じ込めリップを有
するロータにおける本発明による浴出液封じ込めみぞの
配船全例示した側面断面図である。 １０・・・遠心分離機ロータ、１２・・・本体部分、１
８・・・キャビティ、■ＣＬ・・・回転軸脚、２０・・
・容器、３８・・・浴出液封じ込めみぞ、３８′・・・
みぞセグメント、４０Ａ・・・外壁部、４０Ｂ・・・内
壁部、４２・・・底壁部、４４・・・凹部、５２・・・
液体封じ込めリップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１個のキャビティが形成されたロータ本
   体部分を有する遠心分離機ロータにおいて、前記キャビ
   ティは液体の試料を担持した容器を収納するサイズに形
   成され、前記本体はそのなかにみぞを有し、前記みぞが
   前記キャビティの半径方向に外方に向つて配置されかつ
   遠心分離機の作動中に前記容器から放出されたいかなる
   液体をもロータが停止状態まで減速するときに前記みぞ
   の中に排出するように構成されたことを特徴とする遠心
   分離機ロータ。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、前記ロータ本体はそのなかにキャビティの環状
   の列が形成され、前記みぞが該キャビティの半径方向に
   外方に配置されていることを特徴とする遠心分離機ロー
   タ。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、さらに、前記ロータの本体内に形成された凹部
   を備え、前記凹部が前記みぞと連絡していることを特徴
   とする遠心分離機ロータ。 ４）特許請求の範囲第２項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、さらに、前記ロータの本体内に形成された凹部
   を備え、前記凹部が前記みぞと連絡していることを特徴
   とする遠心分離機ロータ。 ５）特許請求の範囲第３項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、前記みぞが前記ロータの内側のまわりに環状に
   配置されたことを特徴とする遠心分離機ロータ。 ６）特許請求の範囲第４項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、前記みぞが前記ロータの内側のまわりに環状に
   配置されたことを特徴とする遠心分離機ロータ。 ７）特許請求の範囲第２項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、前記みぞが前記ロータの内側のまわりに配置さ
   れたことを特徴とする遠心分離機ロータ。 ８）特許請求の範囲第７項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、前記みぞが連続していることを特徴とする遠心
   分離機ロータ。 ９）特許請求の範囲第６項に記載の遠心分離機ロータに
   おいて、前記みぞが連続していることを特徴とする遠心
   分離機ロータ。 １０）特許請求の範囲第５項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが連続していることを特徴とする遠
   心分離機ロータ。 １１）特許請求の範囲第３項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが連続していることを特徴とする遠
   心分離機ロータ。 １２）特許請求の範囲第２項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが連続していることを特徴とする遠
   心分離機ロータ。 １３）特許請求の範囲第７項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが複数個の不連続のみぞセグメント
   を備えていることを特徴とする遠心分離機ロータ。 １４）特許請求の範囲第６項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが複数個の不連続のみぞセグメント
   を備えていることを特徴とする遠心分離機ロータ。 １５）特許請求の範囲第５項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが複数個の不連続のみぞセグメント
   を備えていることを特徴とする遠心分離機。 １６）特許請求の範囲第３項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが複数個の不連続のみぞセグメント
   を備えていることを特徴とする遠心分離機ロータ。 １７）特許請求の範囲第２項に記載の遠心分離機ロータ
   において、前記みぞが複数個の不連続のみぞセグメント
   を備えていることを特徴とする遠心分離機ロータ。 １８）その中にキャビティの環状の列が形成されたロー
   タ本体を有する遠心分離機ロータにおいて、各々のキャ
   ビティが液体の試料を担持した容器を収納するサイズに
   形成され、前記容器は破裂しやすくそれにより液体が該
   容器からあふれ出ることがあり、あふれ出た液体がロー
   タが回転するときに遠心力に応答して前記キャビティか
   ら半径方向に外方に移動し、前記ロータ本体はその中に
   みぞが形成されており、前記みぞが所定の容積を有しか
   つロータ本体内の所定位置に配置されそれによりロータ
   が減速するときにいかなるあふれ出た液体をも前記みぞ
   内に排出して前記みぞの内部に封じ込めてそれによりあ
   ふれ出た液体をロータの本体内のキャビティのいずれか
   に流入することを阻止することを特徴とする遠心分離機
   ロータ。 １９）特許請求の範囲第１８項に記載の遠心分離機ロー
   タにおいて、前記みぞが前記ロータの本体のまわりに環
   状に連続して延びていることを特徴とする遠心分離機ロ
   ータ。 ２０）特許請求の範囲第１８項に記載の遠心分離機ロー
   タにおいて、前記みぞが前記ロータの本体に配置された
   複数個の不連続のセグメントを備えていることを特徴と
   する遠心分離機ロータ。 ２１）特許請求の範囲第１８項に記載の遠心分離機ロー
   タにおいて、前記みぞが連続した底壁部により結合され
   た１対の半径方向に隔置された側壁部により形成され、
   前記底壁部が所定の角度を隔てて配置された凹部の列を
   有し、前記凹部の各々が前記みぞと連絡してそれにより
   前記みぞの容積能力を増大したことを特徴とする遠心分
   離機ロータ。 ２２）特許請求の範囲第１９項に記載の遠心分離機ロー
   タにおいて、前記みぞが連続した底壁部により結合され
   た１対の半径方向に隔置された側壁部により形成され、
   前記底壁部が所定の角度を隔てて配置された凹部の列を
   有し、前記凹部の各々が前記みぞと連絡してそれにより
   前記みぞの容積能力を増大したことを特徴とする遠心分
   離機ロータ。 ２３）特許請求の範囲第２０項に記載の遠心分離機にお
   いて、前記みぞセグメントが連続した底壁部により結合
   された１対の半径方向に隔置された側壁部により形成さ
   れ、各々のみぞセグメントの底壁部に少なくとも１個の
   凹部が形成され、前記凹部が前記みぞセグメントと連絡
   してそれにより該みぞセグメントの容積能力を増大した
   ことを特徴とする遠心分離機ロータ。