JPH0649159B2 - 遠心分離管のためのひだ寄せ可能なキヤツプ集成体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、遠心分離管に使用するための管キヤツプ集成
体に関し、そして特に、ひだ寄せにより変形可能な要素
を備えた管キヤツプ集成体に関する。

遠心分離中に、試験される物質の液体試料を担持する試
料容器は、重力により作用する力の数１０万倍に達する
範囲内の力をうける。従つて、この極端な操作環境に耐
えるために、試料容器閉栓装置の設計に際しては、最大
の注意を払わなければならない。

開口した試験管のような試料容器が使用される場合に
は、これらの試料容器の閉栓部材は、代表的には、試料
容器の口部の中に内方に突出する中央部分を備えてい
る。この中央部分は、試料容器の上端部に作用して該上
端部を外側キヤツプに対して圧縮接触させる。このキヤ
ツプ集成体は、さらに代表的には、超遠心分離機ロータ
の本体の中にねじ込みにより固定してこのようにして確
保された界面の完全なシールを維持することができる。
このような開口した試料容器閉栓装置の例は、米国特許
第3,635,370号、米国特許第4,166,573号、米国特許第4,
190,196号および米国特許第4,222,513号の各明細書に示
されている装置である。

開口したねじを切つたびんのための閉栓集成体は、ま
た、びんの内部に試験しようとする試料を閉じこめるた
めに使用されてきた。このような装置の例は、米国特許
第3,366,320号明細書に示された装置である。

従来技術は、また、試料容器のために別個の閉栓集成体
を必要としない装置を開示している。このような装置の
一例は、米国特許第4,301,963号明細書に開示されてい
るような試料容器である。このような容器は、米国特許
第4,291,964号明細書に開示されているようにヒートシ
ール可能である。

試料容器の閉鎖に関する上記の技術の各々は、ある既に
知られた不利点を有している。例えば、開口した試験管
のような容器に使用されるようになつた閉栓集成体は、
しばしば、比較的に複雑な構造になつており、かつ使用
するために多大な時間を必要とする。ねじを切つた閉栓
装置は漏洩しがちである。ヒートシール技術は、容器が
シールされるときに試験しようとする試料が熱の潜在的
に有害な作用をうけるという既知の不利点を有してい
る。

従つて、容器が一たんシールされると、超遠心分離に付
随する極めて高い力場の作用をうけるにもかかわらず、
このようにして確保されたシールの完全性を維持するよ
うな試料容器のための別個のキヤツプ集成体を提供する
ことが有利であると考えられる。そのうえ、熱溶融を使
用せずそれにより試験される試料が容器の溶融に必要な
熱の作用をうけることにより付随する潜在的に有害な作
用を回避したキヤツプ集成体を提供することが有利であ
ると考えられる。

本発明は、好適な所定のプラスチツクまたは熱可塑性材
料から形成された遠心分離試料管に使用するための別個
のキヤツプ集成体に関する。この試料管は、半球形底部
を有する実質的に円筒形の本体部分と、切頭円錐形遷移
部分を介して本体部分に接続された減少した直径を有す
る同軸方向に配置された首部とを備えている。首部は流
体ポートを形成している。この別個のキヤツプ集成体
は、一端部にフランジを備えたプラグ部分を有するスト
ツパーと、相補的なひだ寄せにより変形しうるスリーブ
とを備えている。このプラグは、試料管の首部に締り嵌
めされるためのサイズに形成されており、プラグのフラ
ンジは、プラグの首部中への挿入の度合を制限する好適
なストツパーを構成している。スリーブは、両端部が開
口しているかまたは所望されれば一端部が閉ざされた円
筒形の管状部材とすることができる。このスリーブは、
プラグに関して入れ子式に首部の外側に締り嵌め接触す
るように摺動可能に収納される。このスリーブは、それ
に作用した半径方向に内向きの力に応答してクリンプ変
形して管の首部の材料をプラグにシール係合するように
圧縮する。このようにして形成された環状シールは、管
の外部への流体の漏洩を阻止する。任意の好適なクリン
プ工具を使用することにより、複数の隔置された軸線方
向の位置に半径方向に内方に向いたクリンプ力を作用さ
せることができる。

本発明は、本願の一部分を構成する添付図面に関する以
下の詳細な説明からさらに充分に理解することができよ
う。

以下の詳細な説明全体を通じて、同様な符号は、すべて
の図面における同様な要素を示している。

第１図には、全体を符号１０で示した超遠心分離管を示
してあり、この超遠心分離管１０には、全体を符号１２
で示した本発明によるキヤツプ集成体を使用することが
できる。超遠心分離管１０は、好ましい場合には、一体
の半球形の底部１６を有する実質的に円筒形の主本体部
分１４と、切頭円錐台形遷移部分２０を介して主本体部
分１４に一体に接続された減少した直径を有する首部１
８とを備えている。超遠心分離管１０は、ポリアロマー
プラスチツク材料で形成された押出吹込成形された部材
であることが好ましい。勿論、超遠心分離管１０は、そ
の他の成形技術、例えば、射出吹込成形によりその他の
変形可能な材料で形成することができる。主本体部分１
４は、遠心分離のために内部に担持されるべき試料の容
積寸法の如何により任意の所定の容積の流体能力を規制
している。首部１８は、流体ポートを形成しており、こ
の流体ポートを通して試験しようとする液体試料を超遠
心分離管１０の中に導入することができる。

別個のキヤツプ集成体１２は、ストツパー２２と、相補
的な形状のスリーブ２４とを備えている。ストツパー２
２は、テーパーがついた端部２８を有する突出した細長
いプラグ部分２６と、一方の端部に配置されたフランジ
３０とを備えている。プラグ部分２６の外側の輪郭は、
超遠心分離管１０の首部１８の内部に締り嵌めされる形
状およびサイズに形成されている。フランジ３０は、ス
トツパー２２のプラグ部分２６が首部１８の中に入れら
れる範囲を制限する役目をする。フランジ３０の寸法
は、首部１８の外側寸法と同一の空間を占有することが
好ましい。

好ましい場合には、ストツパー２２はエラストマー材
料、例えば、1.０９の比重を有するブナＮゴムで圧縮成
形されている。ストツパー２２は、機能的には、遠心分
離中の変形を最小限にとどめるために充分に硬くかつ強
固で、しかも後述するように超遠心分離管のひだ寄せさ
れた外形に合致するように充分な弾性を有する材料で製
造すべきである。

スリーブ２４は、管状のスカート部分３４を備えてい
る。スカート部分３４は、好ましい場合には、符号３６
で示したように、一端部が閉ざされている。一端部が開
口した管状スリーブを使用することも、また、本発明で
の考慮事項の範囲内にある。スリーブ２４のスカート部
分３４の内側部は、超遠心分離管１０の首部１８の外側
部に締り嵌めするためのサイズおよび形状に形成されて
いる。スカート３４は、ストツパー２２が首部１８の内
部に受け入れられるときにプラグ２６の長さの所定部分
に共心状に入れ子式の関係にスリーブ２４を配置するた
めに充分な軸線方向の長さを有している。スリーブ２４
は、遠心分離中の変形を最小限にとどめるために充分な
強度を有するアルミニウムまたは任意のクリンプ変形可
能な材料で形成されている。

操作にあたり、試験しようとする物質の試料が超遠心分
離管１０の中に注入され、その後、ストツパー２２の挿
入がフランジ３０と管１０の首部１８の上側端部との衝
接によつて制限されるまでストツパー２２が首部１８の
中に挿入される。フランジ３０は、首部１８の外側寸法
と同一の空間を占有する直径方向寸法を有している。任
意のその他の好適な挿入を制限する手段、例えば、プラ
グ２６の円周全体のまわりに延在しない半径方向に突出
したピンのような突起部材もまた勿論使用することがで
き、そして本発明での考慮事項の範囲内にある。

ストツパー２２が超遠心分離管１０の首部１８の中にこ
のように挿入されたときに、スカート３４がストツパー
２２のプラグ部分２６の長さの一部分に同心状に重なり
合うように、スリーブ２４が首部１８の上に入れ子式に
挿入される。

ストツパー２２およびスリーブ２４が上記の組み合わさ
れた関係にあるときに、後述する工具を使用してスリー
ブ２４のスカート部分３４の外側のまわりに円周方向に
半径方向に内向きのクリンプ力を作用させる。スリーブ
２４のスカート部分３４は、クリンプ変形することによ
り半径方向の内向きのクリンプ力に応答してプラグ２６
とスカート部分３４との中間の超遠心分離管１０の首部
１８の材料を圧縮する。この半径方向の内向きのクリン
プ力は、首部１８に沿つた少くとも一つの位置、好まし
くは、複数の隔置された軸線方向の位置に作用せしめら
れる。半径方向の内向きの力を作用させた結果、プラグ
２２とスカート３４との間の首部１８の材料が圧縮され
るために、首部１８とプラグ２６との間のクリンプ力が
作用せしめられる各々の位置には、少くとも一つ、好ま
しくは、複数の円周方向に延びるシールされた界面３８
Ａ，３８Ｂが規制される。このようにして得られたシー
ルされた界面３８Ａおよび３８Ｂの各々は、超遠心分離
管１０の内部の液体の圧力に抵抗してそれにより遠心分
離中の液体の漏洩を阻止することができる。

上述した態様でクリンプシールを形成した後、シールさ
れた管は、遠心分離のために、垂直ロータVR（第３図）
の垂直凹部VCの中に、または定角遠心分離ロータＲ（第
４図）の凹部Ｃの中に挿入することができる。超遠心分
離管１０は、第３図および第４図にそれぞれ示した好適
なロータキヤツプ４０または４２を使用して支持され
る。

垂直ロータVRのために、第３図に示したようなねじを切
つたロータキヤツプ４０が使用される。ねじ４４がロー
タキヤツプ４０の外側部に形成され、そして超遠心分離
管１０を収納するロータVRの凹部VCの頭部に形成された
さら穴CBに形成されたねじ４６と係合する。ロータキヤ
ツプ４０のボス５２は、ねじこみを容易にする。ロータ
キヤツプ４０は、中央の穴５４を有する主本体部分５３
と、切頭円錐台形領域５６と、丸く形成されるかまたは
その他の平面状でない面６０に終端する環状フランジ５
８とを備えている。ロータキヤツプ４０は、面６０が肩
部Ｓと衝接するまでロータの中にねじ込まれる。肩部Ｓ
は、さら穴CBを規制し、従つて凹部VCの中に延びていな
い。この位置において、超遠心分離管１０のシールされ
た首部１８が穴５４の中に突出し、そいて遷移領域２０
が切頭円錐台形領域５６により支持される。

第４図に示したような定角ロータＲにおいては、ロータ
キヤツプ４２が必要である。ロータキヤツプ４２は、ロ
ータ凹部Ｃの上側端部に形成されたさら穴CB′の中に自
由に浮動する。このようなロータキヤツプ４２は、超遠
心分離管１０を支持し、そして遠心力に起因するねじり
を最小限にとどめ、そして遠心分離から生ずる管１０中
の液圧に耐える。この液圧は、それに抵抗する力を作用
しなければ、管１０を破壊する。ロータキヤツプ４２に
は、環状肩部６２形成されている。肩部６２は、ロータ
凹部Ｃのさら穴CB′の肩部Ｓ′上に着座する。ロータキ
ヤツプ４２の主本体部分５３′は、中央穴５４′と、ス
カート部分６４とを有している。スカート部分６４は、
丸く形成されているかまたは平面状でない面６０′に終
端している。スカート部分６４は、切頭円錐台形面５
６′を有している。スカート部分６４は、凹部Ｃの中に
延びてそれにより面５６′が超遠心分離管１０の遷移領
域２０を支持するようになつている。遷移領域２０の下
方の超遠心分離管１０のための円周方向の支持は、ロー
タＲの凹部Ｃの境界部分により与えられる。肩部６２と
肩部Ｓ′との衝接により、ロータキヤツプ４２が凹部Ｃ
の中に挿入されることが阻止される。

任意の好適な装置により半径方向の向きのクリンプ力を
作用させることができる。しかしながら、第５図は、好
ましいクリンプ工具６６の主な機能をはたす要素の断面
図を示している。工具６６は、装着されたテーブルとし
て示してあるが、好まれれば、手で保持する装置として
実施することができる。クリンプ工具のための動力は、
手操作、電気または空気圧による作動、またはその他の
態様により供給することができる。

第５図について述べると、シールしようとする管１０
は、好適なガイドレール装置７２を使用してクリンプ工
具６６の中に挿入される。ガイドレール装置７２は、以
下に述べるクリンプ要素に対してシールされる管１０の
所要の正確な位置決めを行なう。所定位置に一たん配置
されると、ハンドル７４が当初の位置から作動位置に移
動せしめられ、そして管１０をクリンプしかつ釈放する
ために円滑な連続作動行程にもどされる。

操作中、ハンドル７４を当初の位置からクリンプ位置に
矢印７６の方向に移動させるときに、カム従動子７８が
クリンプ工具６６の上部構造体に形成されたカム軌道８
２の内部を矢印８０の方向に移動する。ハンドル７４
は、クリンパーヨーク８８の耳部８６に符号８４で示し
たように枢着されている。ヨーク８８は、その各々の側
で、耳部８６に符号９０で示したように、好適に締めつ
けられている。第５図の断面図には、１個の耳部８６の
みを示してある。ヨーク８８は、さら穴が形成された中
央穴９２を有している。中央穴９２の内部には、４個の
分割された脚部９６Ｌ（２個のみを図示）を備えたコレ
ツト９６が収納されている。コレツト９６は、コレツト
ホルダー９８にねじ込みにより取りつけられる。コレツ
トホルダー９８は、クリンパーヨーク８８の頂部上に支
えられている。ばね負荷されたクリンプカラー９９も、
また、穴９２の内部に支持されている。

ハンドル７４をクリンプ位置に向かつて移動するとき、
ピボツト点８４が矢印１００の方向に下降せしめられ
る。クリンパーヨーク８８の垂直方向の運動は、ガイド
ブロツク１０６を貫通した直線穴１０２の内部に案内さ
れる。クリンパーヨーク８８の所定の行程にわたつて移
動した後、コレツトホルダー９８の下面がガイドブロツ
ク１０６の上面と接触してコレツトホルダー９８および
該コレツトホルダーに連結されたコレツト９６の運動を
制止する。そのとき、コレツト９６のリングが取りつけ
られた脚部９６Ｌがキヤツプを取りつけようとする管１
０のスリーブ３４を包囲する。

ハンドル７４を連続して移動すると、クリンパーヨーク
８８が下方に移動し、カラー９９をコレツト脚部９６Ｌ
の円錐形の外面に対して負荷し、最終的にカラー９９を
前記円錐形外面に押しつける。コレツト脚部９６Ｌの内
面には、形成しようとするひだ寄せされたシール３８の
数に合致した所定数のリング９６Ｒが設けられている。
コレツト脚部９６Ｌの各々の内面は、スリーブ３４と接
触してコレツト脚部９６Ｌのリング９６Ｒをスリーブ３
４の面と接触させてそれによりスリーブ３４の面に半径
方向の内向きのクリンプ力を作用させる。行程の最下端
において、コレツト９６Ｌの脚部は、スリーブ３４の全
長にわたる直径を僅かに減少する点まで閉じると共に、
前述したひだ寄せされたシール３８Ａ，３８Ｂを形成す
る。各々のシール３８Ａおよび３８Ｂが真円となること
を保証するために、コレツト９６は、脚部９６Ｌを規制
するように軸線方向に鋸歯状に切断されている。次い
で、コレツト９６の内径は、リング９６Ｒを規制するよ
うに仕上げられる。

行程の最下端に一たん到達すると、ハンドル７４が当初
の位置にもどされ、それによりクリンパーヨーク８８が
持ち上げられる。クリンパーヨーク８８の上面がコレツ
トホルダー９８と接触するまで、ばね負荷されたカラー
９９がコレツト９６を保持する。この時コレツト脚部９
６Ｌは充分に開かれそしてキヤツプされた管から離昇す
ることができる。ハンドル７４は、当初の位置に戻さ
れ、そしてもどり止めおよび空気圧ばねプランジヤ（図
示せず）によつてその位置にロツクすることができる。
その後、シールされた管１０が前進され、そしてクラン
パー装置から取り外され、新しい管１０が矢印１１０の
方向に移動され、そして所定位置に配置され、同じ工程
が繰り返される。

当業者は、遠心分離管のための別個のキヤツプ集成体が
提供され、そして熱シールを使用しないことにより、遠
心分離管の中の試料の中味を熱の潜在的に有害な作用に
さらさないで遠心分離管のためのシールされた界面を能
率的かつ迅速に提供することを容易に理解することがで
きよう。当業者は、前述した本発明の教旨に基づいて種
々の変更、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の本
発明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、本発明による遠心分離管および別個のキヤツ
プ集成体の分解透視図、第２図は、遠心分離管に対して
組み合わされかつシールされた関係にある管キヤツプ集
成体を部分的に断面で例示した拡大側面図、第３図およ
び第４図は、垂直ロータおよび定角ロータの凹部中にそ
れぞれ支持されたシールされた管を断面で示した側面
図、そして第５図は、本発明によるキヤツプ集成体を変
形させるためのクリンプ力を作用させるために有用な工
具を示した図である。 １０…超遠心分離管、１２…キヤツプ集成体、１４…主
本体部分、１６…底部、１８…首部、２０…遷移領域、
２２…ストツパー、２４…スリーブ、２６…プラグ部
分、３０…フランジ、３４…スカート部分、３８Ａ，３
８Ｂ…シールされた界面、VR…垂直ロータ、Ｒ…定角ロ
ータ、４０，４２…ロータキヤツプ、４４，４６…ね
じ、５２…ボス、５３，５３′…主本体部分、５４，５
４′…中央穴、５６…切頭円錐台形領域、５８…フラン
ジ、Ｓ，Ｓ′…肩部、CB,CB′…さら穴、Ｃ…凹部、VC
…凹部、６２…肩部、６４…スカート部分、６６…クリ
ンプ工具、７４…ハンドル、７８…カム従動子、８２…
カム軌道、８８…クリンパーヨーク、９２…中央穴、９
６…コレツト、９６Ｌ…コレツト脚部、９６Ｒ…リン
グ、９８…コレツトホルダー、９９…カラー、１０６…
ガイドブロツク。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変形可能な材料で形成された遠心分離管に
   使用するためのキヤツプ集成体であり、流体ポートを規
   制する首部を有し、前記首部が所定の内側部分および外
   側部分を有するキヤツプ集成体であつて、前記首部の内
   側に締り嵌め収納するためのサイズおよび形状に形成さ
   れたプラグ部分を有するストツパーと、前記プラグに対
   して同心状の入れ子式の関係に前記首部の外側に締り嵌
   め収納するためのサイズおよび形状に形成されたスリー
   ブとを備え、前記スリーブがクリンプ力に応答して前記
   プラグと前記スリーブとの中間の前記首部の材料を変形
   圧縮して、遠心分離管の内側から流体ポートを通しての
   流体の漏洩を阻止するための環状シールを形成すること
   を特徴とする遠心分離管に使用するためのキヤツプ集成
   体。
2. 【請求項２】さらに、遠心分離管の首部中へのストツパ
   ーの挿入度合を制限するために前記ストツパーに配置さ
   れたフランジを備えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のキヤツプ集成体。
3. 【請求項３】前記フランジが前記首部の外側寸法と同一
   空間を占有する外側寸法を有していることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載のキヤツプ集成体。
4. 【請求項４】前記スリーブの一端部が閉ざされているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のキヤツプ
   集成体。
5. 【請求項５】前記スリーブの一端部が閉ざされているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のキヤツプ
   集成体。
6. 【請求項６】(a)プラグを遠心分離管の首部の中に所定
   距離挿入し、(b)スリーブを前記プラグに対して同心状
   の入れ子式の関係に前記首部の外側に締り嵌めされる関
   係に配置し、次いで(c)前記スリーブにクリンプ力を作
   用させて前記プラグと前記スリーブとの中間の前記首部
   の材料を圧縮して遠心分離管の内部からの流体の漏洩を
   阻止するために充分な環状シールを前記プラグと前記ス
   リーブとの間に形成する諸工程を含むことを特徴とする
   変形可能な材料で形成された首部を有する遠心分離管を
   シールする方法。
7. 【請求項７】前記スリーブの軸線方向に隔置された第１
   位置および第２位置にクリンプ力を作用させることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項に記載の方法。
8. 【請求項８】前記スリーブの軸線方向に隔置された第１
   位置および第２位置の各々にクリンプ力を同時に作用さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の方
   法。