JPH01135550A - Rotor for centrifuge - Google Patents
Rotor for centrifugeInfo
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- JPH01135550A JPH01135550A JP29459187A JP29459187A JPH01135550A JP H01135550 A JPH01135550 A JP H01135550A JP 29459187 A JP29459187 A JP 29459187A JP 29459187 A JP29459187 A JP 29459187A JP H01135550 A JPH01135550 A JP H01135550A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、遠心分離機用ロータに関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a rotor for a centrifuge.
遠心分離機は、例えば、医学、薬学、農学等の分野等に
おいて、細胞、細胞内物質、ウィルス等を分離する目的
で広く使用されている。Centrifuges are widely used, for example, in the fields of medicine, pharmacy, agriculture, etc., for the purpose of separating cells, intracellular substances, viruses, and the like.
この種の遠心分離機は、回転数が高い程遠心力が大きく
なり、分離効率が良くなる。高速化により遠心力を増大
するには、駆動装置の高速化とともに、高速化に耐え得
るため、遠心分離機用ロータの強度を向上させる必要が
ある。従来のロータは、比強度の大きいチタン合金やア
ルミニウム合金などの金属、および炭素繊維やガラス繊
維を使用した繊維強化プラスチックなどの材料が使用さ
れている。繊維強化プラスチックは、ロータ材料として
は新しく、繊維プリプレグなどのシート状補強繊維材料
を回転軸方向に積層し、加熱、加圧してプリプレグの樹
脂を硬化させて成形し、この繊維強化プラスチック積層
体を一体形のロータ材料として使用している。このよ°
うな繊維強化プラスチック製ロータは、比強度が高く、
チタン合金やアルミニウム合金製ロータに匹敵する性能
が得られる。しかし、一方では以下に述べる改善すべき
点を有している。In this type of centrifugal separator, the higher the rotation speed, the greater the centrifugal force, and the better the separation efficiency. In order to increase the centrifugal force by increasing the speed, it is necessary to increase the speed of the drive device and to improve the strength of the centrifuge rotor in order to withstand the increase in speed. Conventional rotors use materials such as metals with high specific strength, such as titanium alloys and aluminum alloys, and fiber-reinforced plastics using carbon fibers and glass fibers. Fiber-reinforced plastic is a new rotor material, and is made by laminating sheet-like reinforcing fiber materials such as fiber prepreg in the direction of the rotation axis, heating and pressurizing the resin to harden the prepreg resin, and forming this fiber-reinforced plastic laminate. It is used as an integral rotor material. This way
Eel fiber-reinforced plastic rotor has high specific strength.
Performance comparable to titanium alloy or aluminum alloy rotors can be obtained. However, on the other hand, it has the following points to be improved.
すなわち、前述の繊維強化プラスチック積層体（ロータ
）は、回転軸方向に繊維材料を積属しているため回転軸
に直角な方向は高い強度が得られるが、軸方向には繊維
材料とマトリックス樹脂の接着力しかなく強度は低い、
−例として、炭素繊維を使用した繊維強化プラスチック
積層体における強度比較をすると、回転軸方向引張強度
および積層方向に平行な方向のせん断強度は、回転軸に
直角な方向の引張強度に比べ、１／２０〜１／４０と非
常に低強度である。In other words, the fiber-reinforced plastic laminate (rotor) described above has high strength in the direction perpendicular to the rotation axis because the fiber material is stacked in the direction of the rotation axis, but in the axial direction, the fiber material and matrix resin are stacked together. Only adhesive strength and low strength.
- As an example, when comparing the strengths of fiber-reinforced plastic laminates using carbon fibers, the tensile strength in the rotational axis direction and the shear strength in the direction parallel to the lamination direction are 1 It has a very low strength of /20 to 1/40.
一方、ロータの形状は、分離用の試料チューブ挿入孔を
有するロータボディの一端に駆動軸に嵌合するボスを結
合してなる。そして、この種のロータとして繊維強化プ
ラスチック積層体で成形されたロータ材料を使用する場
合には、このロータ材料を用いて少なくともロータボデ
ィを構成する、このようにして成形されるロータは、ロ
ータボディとボスとの直径が大きく異っており、ロータ
ボディの直径はボス直径より相当大である。このような
形状では、ロータボディとボスでは、回転時の遠心力が
大きく異り、その遠心力の差が、両者の結合界面にせん
断応力および軸方向引張応力となって集中的に発生する
。しかるに、このような発生応力は、繊維強化プラスチ
ック形ロータの性能を左右する結果となる。すなわち、
前述したように、この種の繊維強化プラスチック形のロ
ータは、回転軸に直角方向の強度は十分であっても、積
層方向の引張強度および積層方向と平行な方向のせん断
強度が低いために、ロータボディとボスの界面で剥離破
損が起り易く、回転数を充分に上げられなかった。On the other hand, the shape of the rotor is such that a boss that fits on a drive shaft is coupled to one end of a rotor body having a separation sample tube insertion hole. When a rotor material molded from a fiber-reinforced plastic laminate is used as this kind of rotor, at least the rotor body is constructed using this rotor material. The diameters of the rotor body and the boss are significantly different, and the diameter of the rotor body is considerably larger than the diameter of the boss. In such a shape, the centrifugal force during rotation is significantly different between the rotor body and the boss, and the difference in centrifugal force generates concentrated shear stress and axial tensile stress at the bonding interface between the two. However, such generated stress affects the performance of the fiber-reinforced plastic rotor. That is,
As mentioned above, although this type of fiber-reinforced plastic rotor has sufficient strength in the direction perpendicular to the rotation axis, it has low tensile strength in the lamination direction and low shear strength in the direction parallel to the lamination direction. Separation damage was likely to occur at the interface between the rotor body and the boss, and the rotation speed could not be increased sufficiently.
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、この種の繊維強化プラスチック形ロ
ータのロータボディとボスとの界面の発生応力を充分に
小さくして、この界面に破損が生じるのを防正し、遠心
分離後月ロータの高速化を図ることにある。The present invention has been made in view of the above points, and its object is to sufficiently reduce the stress generated at the interface between the rotor body and the boss of this type of fiber-reinforced plastic rotor, and to reduce the stress generated at the interface between the rotor body and the boss. The objective is to prevent damage to the rotor and increase the speed of the rotor after centrifugation.
上記目的は、ロータボディとボスとを備えるロータで、
このロータのうち少なくとも前記ロータボディを繊維強
化プラスチック積層体で成形し、且つ前記ロータボディ
の直径を前記ボスの直径よりも大径としてなる遠心分離
機尾のロータにおいて、前記ボスを結合する側の前記ロ
ータボディの一端には、前記ボスとの結合部側に移行す
るにつれて小径となるテーパを形成してなることで達成
される。The above object is a rotor comprising a rotor body and a boss,
Among the rotors, at least the rotor body is molded from a fiber-reinforced plastic laminate, and the diameter of the rotor body is larger than the diameter of the boss, and the rotor is located on the side to which the boss is connected. This is achieved by forming a taper at one end of the rotor body, the diameter of which becomes smaller as it moves toward the connecting portion with the boss.
このような構成よりなる本発明によれば、ロータボディ
のボス結合側の一端に、ボスとの結合部側に移行するほ
ど小径となるテーパを形成したので、このテーパにより
、ロータボディとボスとの間の遠心力の差を漸次緩かに
減少させる。その結果、ロータボディとボスとの結合箇
所における界面での発生応力を充分に小さくすることが
できる、従って、遠心分離機尾のロータを高速回転させ
ても、ロータボディとボスとの界面に剥離破損が生じる
のを防止することができる。According to the present invention having such a configuration, a taper is formed at one end of the rotor body on the boss connection side, the diameter of which becomes smaller as it moves toward the connection side with the boss.This taper allows the rotor body to connect with the boss. Gradually and slowly reduce the centrifugal force difference between As a result, the stress generated at the interface between the rotor body and the boss can be sufficiently reduced. Therefore, even if the rotor at the tail of the centrifuge rotates at high speed, there will be no peeling at the interface between the rotor body and the boss. Damage can be prevented from occurring.
本発明の実施例を図面に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
第１図は本発明の第１実施例を示す平面図、第２図は第
１実施例の正面側の半裁断面図である。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a half-cut sectional view of the front side of the first embodiment.
図中、１は遠心分離機尾のロータで、ロータボディ２及
びボス５より構成される。′ボス５は、ロータボディ２
の一端（下端）に結合される。In the figure, 1 is a rotor at the tail of a centrifuge, and is composed of a rotor body 2 and a boss 5. 'Boss 5 is rotor body 2
is connected to one end (lower end) of the
本実施例では、ロータボディ２及びボス５を、双方共に
同一のロータ材料（Ｉ維強化プラスチック積層体）で一
体結合してなり、ロータ材料として、炭素繊維織物プリ
プレグを多数積層して、加熱、加圧した材料を使用して
おり、第２図にその積層方向状態を細幅間隔の細線で示
している。In this embodiment, the rotor body 2 and the boss 5 are both integrally bonded using the same rotor material (I-fiber reinforced plastic laminate), and a large number of carbon fiber fabric prepregs are laminated as the rotor material, heated, Pressurized materials are used, and the stacking direction is shown in FIG. 2 by thin lines at narrow intervals.
３は試料装着用のチューブ挿入穴３で、チューブ挿入穴
３は、ロータ１の軸心周りに等間隔で複数配設されてい
る。3 is a tube insertion hole 3 for mounting a sample, and a plurality of tube insertion holes 3 are arranged around the axis of the rotor 1 at equal intervals.
６はボス５に設けた駆動軸嵌合用の軸穴で、軸六６にロ
ータ１を回転させるための駆動軸７が嵌装される。Reference numeral 6 denotes a shaft hole for fitting a drive shaft provided in the boss 5, and a drive shaft 7 for rotating the rotor 1 is fitted into the shaft 66.
ロータボディ２とボス５とは、ロータボディ２側を大径
とし、ボス５側を小径とするもので、更に本実施例では
、ボス５を結合する側のロータボディ２の一端に、ボス
５との結合部８に移行するにつれて小径となるテーパ４
を形成している。The rotor body 2 and the boss 5 have a large diameter on the rotor body 2 side and a small diameter on the boss 5 side. Furthermore, in this embodiment, the boss 5 is attached to one end of the rotor body 2 on the side where the boss 5 is connected. The taper 4 becomes smaller in diameter as it moves to the joint part 8 with
is formed.
なお、テーパ４の角度αは、材料の歩留まり、製作の容
易さ及び強度的な性能よりすれば、５゜〜２０°の範囲
内で設定することが適当である。Note that the angle α of the taper 4 is appropriately set within the range of 5° to 20° in terms of material yield, ease of manufacture, and strength performance.
しかして、このようなロータ１は、「発明が解決しよう
とする問題点」の項でも述べたように。However, such a rotor 1 has problems as described in the "Problems to be Solved by the Invention" section.
ロータボディ２とボス５とは、両者の直径が異なること
から、ロータボディ２とボス５とでは１回転時の遠心力
が大きく異なり、その遠心力の差が、両者の結合部８界
面に集中的なせん断応力及び軸方向引張応力となって発
生する。しかしながら、本実施例では、ロータボディ２
のボス結合側の一端にテーパ４を形成しているので、ロ
ータボディ２とボス５との間の遠心力の差を漸次緩やか
に減少させることができる。そのため、ロータボディ２
とボス５との結合界面８での発生応力を充分に小さくす
ることができる。従って、ロータ材料として、ロータ軸
方向引張強度及び積層方向に平行なせん断強度が低いと
される繊維強化プラスチック積層体を使用した場合に、
ロータを高速回転させても、ロータボディ２とボス５と
の界面に剥離破損が生じるのを防止することができる。Since the rotor body 2 and the boss 5 have different diameters, the centrifugal force during one rotation is significantly different between the rotor body 2 and the boss 5, and the difference in centrifugal force is concentrated at the interface of the joint 8 between the two. This occurs as shear stress and axial tensile stress. However, in this embodiment, the rotor body 2
Since the taper 4 is formed at one end of the boss connecting side, the difference in centrifugal force between the rotor body 2 and the boss 5 can be gradually and gently reduced. Therefore, rotor body 2
The stress generated at the bonding interface 8 between the boss 5 and the boss 5 can be sufficiently reduced. Therefore, when a fiber-reinforced plastic laminate is used as the rotor material, which has low rotor axial tensile strength and low shear strength parallel to the lamination direction,
Even if the rotor is rotated at high speed, peeling damage at the interface between the rotor body 2 and the boss 5 can be prevented.
なお、本実施例では、ロータの性能として、最高回転数
８３．ＯＯＯｒｐｍ、最大遠心加速度５１０、ＯＯＯＸ
ｇに耐え得るロータが得られた第３図は本発明の第２実
施例を示すもので、既述した第１実施例と同一符号は、
同−或いは共通する要素を示すものである０本実施例に
おけるロータ１は、ロータボディ２とボス５とを異なる
部材で別個に成形してなるもので、ロータボディ２側を
第１実施例同様の繊維強化プラスチックＭＷＪ体で構成
してなる。そして、ロータボディ２側の下端に嵌合用の
突部２ａを形成し、この突部２ａにボス５の一端を嵌合
すると共に、ボルト９を介してボス５をロータボディ２
側に結合したものである。In addition, in this example, the maximum rotation speed is 83. OOOrpm, maximum centrifugal acceleration 510, OOOX
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, in which a rotor capable of withstanding the above-mentioned
The rotor 1 in this embodiment is formed by separately molding the rotor body 2 and the boss 5 from different materials, and the rotor body 2 side is the same as in the first embodiment. It is composed of a fiber-reinforced plastic MWJ body. Then, a fitting protrusion 2a is formed at the lower end of the rotor body 2 side, and one end of the boss 5 is fitted to this protrusion 2a, and the boss 5 is connected to the rotor body 2 via the bolt 9.
It is attached to the side.
このようなロータにおいても、ロータボディ２とボス５
との結合界面には、前述した遠心力の差に基づくせん断
応力、軸方向引張応力が発生し、ロータの高速化を阻害
するので、テーパ４をロータボディ２のボス結合側端部
に設けることで、第１実施例同様の効果を奏し、高速回
転に耐え得る遠心分は後月ロータを提供することができ
る。Even in such a rotor, the rotor body 2 and the boss 5
Shear stress and axial tensile stress occur at the connection interface with the rotor body 2 due to the difference in centrifugal force mentioned above, which hinders the speeding up of the rotor, so a taper 4 should be provided at the end of the rotor body 2 on the boss connection side. Therefore, it is possible to provide a centrifugal rotor that has the same effects as the first embodiment and can withstand high-speed rotation.
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、繊維強化プラスチック積
層体を用いたロータにおいても、ロータボディとボスと
の界面に生じるせん断応力、軸方向引張応力を充分に小
さくして、この界面にロータ高速回転によって破損が生
じるのを防止し、この種遠心分離後月ロータの高速化を
図ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even in a rotor using a fiber-reinforced plastic laminate, the shear stress and axial tensile stress generated at the interface between the rotor body and the boss can be sufficiently reduced. It is possible to prevent this interface from being damaged due to high-speed rotation of the rotor, and to increase the speed of the rotor after this type of centrifugation.
第１図は本発明の第１実施例を示す平面図、第２図は第
１実施例を正面側からみた半裁断面図。
第３図は本発明の第２実施例を正面側からみた半裁断面
図である。
１はロータ、２はロータボディ、３はチューブ挿入孔、
４はテーパ、５はボス、８は結合部。
特許出願人の名称 日立工機株式会社
茅１０
ＪＰ２図FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a half-cut sectional view of the first embodiment seen from the front side. FIG. 3 is a half-cut sectional view of the second embodiment of the present invention, viewed from the front side. 1 is the rotor, 2 is the rotor body, 3 is the tube insertion hole,
4 is a taper, 5 is a boss, and 8 is a joint. Patent applicant name Hitachi Koki Co., Ltd. Kaya 10 JP2 figure
Claims (2)
ィと、該ロータボディの一端に結合される駆動軸嵌合用
のボスとを備えるロータで、このロータのうち少なくと
も前記ロータボディを繊維強化プラスチック積層体で成
形し、且つ前記ロータボディの直径を前記ボスの直径よ
りも大径としてなる遠心分離機用ロータにおいて、前記
ボスを結合する側の前記ロータボディの一端には、前記
ボスとの結合部側に移行するにつれて小径となるテーパ
を形成してなることを特徴とする遠心分離機用ロータ。(1) A rotor comprising a rotor body having a tube insertion hole for mounting a sample and a boss for fitting a drive shaft coupled to one end of the rotor body, and at least the rotor body of the rotor is made of fiber-reinforced plastic laminate. In a rotor for a centrifugal separator, the rotor body has a diameter larger than that of the boss, and one end of the rotor body on the side to which the boss is connected has a connecting portion with the boss. A rotor for a centrifuge, characterized by forming a taper that becomes smaller in diameter as it moves toward the side.
ィと前記ボスとは、双方共に繊維強化プラスチック積層
体を材料として一体成形してなる遠心分離機用ロータ。(2) The rotor for a centrifuge according to claim 1, wherein the rotor body and the boss are both integrally molded from a fiber-reinforced plastic laminate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29459187A JPH01135550A (en) | 1987-11-21 | 1987-11-21 | Rotor for centrifuge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29459187A JPH01135550A (en) | 1987-11-21 | 1987-11-21 | Rotor for centrifuge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01135550A true JPH01135550A (en) | 1989-05-29 |
Family
ID=17809755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29459187A Pending JPH01135550A (en) | 1987-11-21 | 1987-11-21 | Rotor for centrifuge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01135550A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110111942A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Fixed angle centrifuge rotor with tubular cavities and related methods |
| US20120180941A1 (en) * | 2009-01-19 | 2012-07-19 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Composite swing bucket centrifuge rotor |
| US20120186731A1 (en) * | 2009-02-24 | 2012-07-26 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Fixed Angle Centrifuge Rotor With Helically Wound Reinforcement |
| US8328708B2 (en) | 2009-12-07 | 2012-12-11 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Fiber-reinforced swing bucket centrifuge rotor and related methods |
-
1987
- 1987-11-21 JP JP29459187A patent/JPH01135550A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120180941A1 (en) * | 2009-01-19 | 2012-07-19 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Composite swing bucket centrifuge rotor |
| US8282759B2 (en) * | 2009-01-19 | 2012-10-09 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Method of making a composite swing bucket centrifuge rotor |
| US20120186731A1 (en) * | 2009-02-24 | 2012-07-26 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Fixed Angle Centrifuge Rotor With Helically Wound Reinforcement |
| US8273202B2 (en) * | 2009-02-24 | 2012-09-25 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Method of making a fixed angle centrifuge rotor with helically wound reinforcement |
| US20110111942A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Fixed angle centrifuge rotor with tubular cavities and related methods |
| US8323169B2 (en) * | 2009-11-11 | 2012-12-04 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Fixed angle centrifuge rotor with tubular cavities and related methods |
| US8328708B2 (en) | 2009-12-07 | 2012-12-11 | Fiberlite Centrifuge, Llc | Fiber-reinforced swing bucket centrifuge rotor and related methods |
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