JPH01135550A - 遠心分離機用ロータ - 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】 〔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。

〔従来の技術〕

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。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

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。

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。

〔問題点を解決するための手段〕

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。

〔作用〕

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。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料装着用のチューブ挿入孔を有するロータボデ
   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。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記ロータボデ
   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。