JPH0721137U - 遠心分離機用アングルロータとチューブ保持板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チューブサイズや本数の変更が容易で、か
つ製作コストの安価な慣性モーメントの小さいロータを
得る。チューブサイズの変更時に使用するアダプタの
使い勝手を向上させる。 【構成】 このロータはロータ本体５０とロータ蓋６０
と底板７０とで構成される。ロータ本体５０は金属ブロ
ックを切削加工して作られるもので、回転軸部５２とチ
ューブ孔５５のあるテーパ付き鍔部５３とカバー部５４
とより成る。テーパ付き鍔部５３とカバー部５４と底板
７０とで囲まれたドーナツ状スペース５６に、チューブ
孔に挿入されたチューブが収納される。チューブサイズ
を変更する場合には、薄いすりばち状のチューブ保持板
がテーパ付き鍔部５３の内面に密着して取付けられる。
チューブ保持板には各チューブ孔５５と対向し、一般に
それより小さいチューブ孔（１または複数種類の大き
さ）が形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は遠心分離機用アングルロータとチューブ保持板に関し、特にロータ の慣性モーメントの低減に係わる。

【０００２】

【従来の技術】

従来の遠心分離機のロータにおいて１５０００rpm 位で使用されるアングルロ ータでは、図８Ａ（実公昭５６−１６２０４の第２図）に示されたロータや、図 ８Ｂ（実公昭５７−４０１１２の第２図）に示されたロータのように、一般にア ルミニウム合金などのブロックから切削加工により円錐台状の形状に削り出され 、回転軸心に対しある角度例えば４５度の傾斜をもってサンプルチューブを挿入 するためのサンプルチューブ穴が設けられている。

【０００３】 一般にマイクロチューブと呼ばれるサンプルを収容するチューブはロータのチ ューブ挿入用の穴の開口端で保持されるようになっている。サンプルチューブの 保持の方法には二通りあって、一つはロータのチューブ穴の底でチューブを支え る方法と、もう一つはロータの穴の開口端にチューブのリップ（つば）を引っか ける方法とがある。後者は直接チューブを引っかける場合と鍔付きのアダプタを 作ってその中にチューブを収容する場合とがある。

【０００４】 ところで最近、マイクロチューブはＤＮＡ，ＲＮＡなどの研究に多く使用され るようになり、沢山のサンプルを遠心処理するために、遠心機の加速、減速の短 時間化が要望されるようになってきた。特に酵素を用いた実験を行っているとき には酵素の活性が時間の経過と共に低下してしまうので、遠心操作が短時間でで きるか否かがその実験の成功を左右する条件になっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この要望に答えるには遠心分離機のモータを強力にするか、モータの負荷であ るロータの慣性モーメントを小さくする必要がある。 この課題を解決する手段の一つとして図９（特公平２−３８２６４の第１図） に示すようなプレス成形のロータが考案されている。これは板をプレス成形して いるために慣性モーメントは著しく小さい。しかしこのロータを製作するには高 価なプレス金型が必要になる。

【０００６】 また使用者がチューブのサイズを変えたり、一回の遠心操作で処理できる本数 を増やしたいといった要望を持ったとき、容易にロータの大きさを変更すること ができず、新たに金型を製作しなければならない欠点がある。 そこで、チューブサイズや本数の変更が容易にで、かつ製作コストの比較的安 価な慣性モーメントの小さいロータが要望されるに至った。

【０００７】 また、慣性モーメントの小さいロータを開発することはモータのパワーを小さ く押さえることにつながり、遠心分離機本体のコストを押さえるためにもまた消 費エネルギー低減のためにも追求されなければならない課題となっている。 もう一つの問題点は、マイクロチューブには数種類の容量、サイズがあり、使 用者は使用するチューブのサイズにあったロータを何個か用意するか、または孔 のサイズの一番大きいロータを準備しておき、それよりも小さいチューブは図８ Ｂに示すようにチューブごとにアダプタを付けて使用していた。チューブ専用の ロータを何種類も揃える事は使用者にとって経済的に負担となっているし、使用 する度にロータを交換しなければならない煩雑さと、煩雑さが度重なるとロータ の取付操作を誤ってロータを回転軸に固定し忘れ、その状態で回転させたときロ ータが外れて事故を起こすなど好ましくない状況であった。

【０００８】 またチューブ１個用のアダプタはコストは比較的安価であるが使用する度にロ ータの孔の数だけアダプタを抜き差ししなければならないため煩雑な作業であっ た。また多数個のアダプタになるため紛失する機会も多くなり、使用者は余分な 気を使わなければならなかった。 この考案の目的は、チューブサイズや本数の変更が容易でかつ製作コストの 比較的安価な慣性モーメントの小さいロータを提供すること、チューブサイズ の変更時に使用するアダプタの使い勝手を向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、マイクロチューブの遠心操作によって発生する荷重を支え保持する のはロータのチューブ穴の開口端であり、基本的にはこの部分があればチューブ を保持でき、それよりも下の部分はマイクロチューブを保持するには不要であり この部分が慣性モーメントを大きくする原因になっているので、この無駄な部分 を削除すれば良いことに着目し、チューブのリップから下の部分が挿入される空 間を切削加工で削り取ってしまう方法を考案した。

【００１０】 しかしそのままではマイクロチューブの下側が露出しておりロータが回転した ときマイクロチューブが空気摩擦を起こし風損が増大してしまうので風防のカバ ーが必要になるのでロータの外周を少し残して切削加工し、底部分は薄い板でお おえば良いことに着目した。 サイズの違うマイクロチューブに対応するためロータを付け替えないでその上 にチューブ孔を開けたチューブ保持板を載せることによってロータを交換する煩 雑さと危険性、チューブ１個用のアダプタを交換する煩わしさを解消した。

【００１１】

【実施例】

この考案のアングルロータ１００は、図１に示すようにロータ本体５０と、ロ ータ蓋６０と、底板７０とで構成される。 ロータ本体５０は、アルミニウム合金などの金属ブロックを切削加工して作ら れ、図２に示すように底面にモータシャフト挿入用の中心孔５１を有する回転軸 部５２と、回転軸部５２の周面に一体に突設された薄いすりばち状のテーパ付き 鍔部５３と、テーパ付き鍔部５３の突端より一体に延長されたロータの外周を囲 むカバー部５４とより成る。カバー部５４は風防壁を形成し、遠心力に耐える強 度の厚さで回転軸部５２と同心に削り残されている。カバー部５４の延長端（下 端）は底板６０の周縁と係合し、なめらかな突起のないロータの外周面を形成し ている。テーパ付き鍔部５３のテーパ面にほゞ直角に、大きさの等しい複数のチ ューブ孔５５が回転軸心に対してほゞ４５°の傾斜を持って、周方向に沿って貫 通形成されている。

【００１２】 カバー部５４のチューブ孔５５と対向する延長端に近い部分の曲がりは、強度 を増すためと、サンプルチューブ８０がパンクした時、サンプルがロータの底に 溜り、飛散しないための液溜りをつくる。 チューブが破れるとサンプルがロータの内側に飛散する。液溜りがないと、漏 れたサンプルがロータ室内にばらまかれ、蒸気になり、それは排気と一緒に遠心 機の外へ排出される。それは、使用者の作業環境を悪くし、バイオハザードの危 険性もある。液溜りはそれを防止することができる。

【００１３】 ロータ蓋６０は、図１に示すように、概ね薄い円板状に形成され、その中心に つまみ６１が取付けられる。 底板７０は、図１に示すようにリング状に、金属または合成樹脂の薄板で作ら れ、ロータ本体５０の底面側を塞ぐようにボルト７１でテーパ付き鍔部５３の底 面に取付けられる。底板７０の外周縁はカバー部５４の延長端に係合される。図 ３は底板の断面図である。図の例では、底板７０は円形の洋皿を裏返したような 形状でその軸心に、回転軸部５２の外形より大きい中心孔７２が形成され、中心 孔７２の内周縁の近くに、底板７０をボルトで取付けるための複数の取付孔７３ があけられている。

【００１４】 テーパ付き鍔部５３とカバー部５４と底板７０とで囲まれて、回転軸部５２と 同心のドーナツ状スペース５６が形成され、そのスペースに、チューブ孔５５に 挿入されたサンプルチューブ８０が収納される。 チューブ孔５５の内径より小さい外径のマイクロチューブを用いる場合には、 図４に示すようにテーパ付き鍔部５３の内面にチューブ保持板８２（図５，図６ ）を取付け、チューブ保持板８２のチューブ孔８３にサンプルチューブを挿入す る。

【００１５】 チューブ保持板８２は、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属板をへ ら絞りまたはプレス成形するか、または合成樹脂材で成形して作られるもので、 概ね円形の洋皿状に形成される。その軸心に中心孔８４が、周辺にリング状のテ ーパ部８５がそれぞれ形成される。テーパ部８５に、ロータ本体のチューブ孔５ ５に対応し、サンプルチューブを挿入、保持する複数のチューブ孔８３が周方向 に沿って形成される。

【００１６】 チューブ保持板８２は、サンプルチューブのサイズによって何種類かが準備さ れており、使用者はその一つを選択し、２つの小孔８６をテーパ付き鍔部５３に 植立てられた回転止め用のピン８７に係合させ、押さえリング８８でロータ（テ ーパ付き鍔部５３）の内面に取付けられる。中心孔８４は回転軸部５２の上面に 取付けられた押さえ金具９０の外周面に係合するようになっている。

【００１７】 回転軸部５２の上面の軸心に、中心孔５１に挿入されたモータシャフトにロー タ本体５０を取付けるためのロータ止めボルト８９が装着される。ロータ止めボ ルト８９の頭部の周りに、円筒状の押さえ金具９０が、回転軸部５２の上面に同 心にボルト９２で取付けられる。 押さえ金具９０の外周面のねじに押さえリング８８の内周面のねじを螺合させ て、チューブ保持板８２を回転軸部５２の上面に押さえつけ、固定することがで きる。押さえリング８８の底面にはリング状の溝が同心に形成され、その溝にＯ リング９３が取付けられる。

【００１８】 ロータ蓋６０は、必要に応じ、押さえ金具９０の内周面のねじに螺合させてロ ータ本体５０に取付けられる。 なお、ロータ止めボルト８９とロータ蓋のつまみ６１のねじ部の長さは、ロー タ本体のモータシャフトに対する取付けがゆるんでいたときのチェック機能も有 している（図７参照）。

【００１９】 ロータ本体がモータシャフトに正しく取付けられているときは、ロータの蓋の つまみ（取付ねじ）６１が押さえ金具９０の内周面のねじに螺合したとき、つま みの下端はロータ止めボルト８９との間に少しの隙間ができるかまたは対接する ようになっている。ところが、もし使用者がロータを清掃のためなどで取り外し 再度取付けたときに、このロータ止めボルト８９を十分に締めることを忘れた場 合には、つまみ６１の下端がロータ止めボルト８９にぶつかってロータ蓋６０が 正しく締まらないようになっている。使用者はロータ蓋６０が正しく締まらない で隙間９４があいていることからロータ止めボルト８９の締め付け誤りを知るこ とができるようになっている。

【００２０】 図５のチューブ保持板８２では、同じ大きさのチューブ孔８３が設けられてい るが、図６に示すように、例えば1.５ミリリットル用チューブ孔８３ａ，0.７５ ミリリットル用チューブ孔８３ｂ，0.４ミリリットル用チューブ孔８３ｃのよう な複数種類の大きさのチューブ孔（ロータ本体のチューブ孔５５に対応し、その 大きさを越えない）を設けてもよい。この場合には、各サイズごとの孔数は少な くなるが、チューブサイズがかわっても、いちいちチューブ保持板を交換する必 要がないので、使用するチューブ本数が多種類でそれぞれが少ない場合に便利で ある。

【００２１】

【考案の効果】

この考案によれば、 （１）ロータの穴と穴との間になった無駄な部分が削り取られているために高 速ロータとしての強度を保ちつつ慣性モーメントの小さい、かつ風損の小さいア ングルロータが実現できる。

【００２２】 （２）プレス成形のような高価な金型を使用しないで、切削加工により製作さ れるため製作費は比較的安価であり、また異なったサイズのロータが容易に製作 できる融通性がある。 （３）従来のアングルロータではサンプルチューブのサイズが変わったときは そのチューブのサイズに合わせた別のロータに交換し直さなければならなかった のに対して、この考案のロータでは、チューブ保持板を追加するだけで良いので 取扱いが簡単で、使い勝手が良く、またチューブ保持板はプレス成形やへら絞り 成形などで容易に製作できるので、製作コストが安価であり、使用者が何種類も のチューブ保持板を揃えても経済的な負担は微々たるものである。

【００２３】 （４）また本考案の別の効果として、従来のアングルロータを使用した場合に ロータのチューブ穴にチューブが挿入されていない部分があると高速回転させた ときにその穴が笛のようになって不快な笛音を発生することがあり、サンプルチ ューブ穴の底に穴を明けるか、ロータに蓋をかぶせて開口が高速回転による速い 空気の流れに接触しないようにする、などの対策を講じなければならなかった。

【００２４】 本考案の方法であればサンプルの挿入していない部分があっても、気柱となる べき穴が無いので笛音は発生しない。よってロータの蓋を使用しないでもロータ を使用できる。 この蓋を締めないでもロータを使用できるということは、使用者にとっては重 要なことで、騒音防止のためにいちいちロータの蓋を締めたり外したりしなけれ ばならないことは面倒な操作であり、ＤＮＡ，ＲＮＡなどの研究をしているサン プル数が多い実験者にとっては迅速な実験の妨げとなる。

【００２５】 （５）一枚のチューブ保持板に、複数種類の大きさのチューブ孔をそれぞれ複 数個設けた場合には、チューブサイズが変わっても、いちいちチューブ保持板を 変更する必要がないので、使用するチューブ本数が多種類でそれぞれが少ない場 合に便利である。 （６）平成５年５月３１日に出願した実用新案登録願平５−２８７５５号のア ングルロータでは、サンプルチューブが重くて遠心荷重が大きいときにはチュー ブ保持板８２の板厚を大きくしなければ荷重に耐えないで板が割れたり曲がって しまう恐れがあった。しかし、今回の考案であれば一回に遠心できるサンプル数 は決まってしまうが、ロータのチューブを保持する部分に強度を持たせられるの で重いサンプルも問題なく遠心処理できる。またサイズの小さいチューブを処理 するためのチューブ保持板も下側をロータで支えられているので薄い板厚で十分 である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のアングルロータの実施例を示す縦断
面図。

【図２】図１のロータ本体５０の断面図。

【図３】図１の底板６０の断面図。

【図４】チューブ保持板８２を付加した場合の図１のア
ングルロータの縦断面図。

【図５】この考案のチューブ保持板の実施例を示す図
で、Ａは平面図、Ｂは断面図。

【図６】この考案のチューブ保持板の他の実施例を示す
図で、Ａは平面図、Ｂは断面図。

【図７】図１のアングルロータにおいて、モータシャフ
トに対するロータ本体の取付不良のために、ロータ蓋が
締まらない状態を示すためのアングルロータの縦断面
図。

【図８】従来の切削加工で作られたアングルロータの断
面図。

【図９】従来のプレス成形で作られたアングルロータの
断面図。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ本体と、ロータ蓋と、底板とより
   成る遠心分離機用アングルロータであって、 前記ロータ本体は、金属ブロックを切削加工して作ら
   れ、底面にモータシャフト挿入用の中心孔を有する回転
   軸部と、その回転軸部の周面に一体に突設されたすりば
   ち状のテーパ付き鍔部と、そのテーパ付き鍔部の突端に
   一体に延長され、ロータの外周を囲むカバー部とを有
   し、前記テーパ付き鍔部のテーパ面にほゞ直角に、大き
   さの等しい複数のチューブ孔が周方向に沿って貫通形成
   されているものであり、 前記底板は、前記ロータ本体の底面側を塞ぐように取付
   けられるリング状の薄板であり、 前記テーパ付き鍔部と前記カバー部と前記底板とで囲ま
   れて、前記回転軸部と同心のドーナツ状スペースが形成
   され、そのスペースに前記チューブ孔に挿入されるサン
   プルチューブが収納されることを特徴とする、 遠心分離機用アングルロータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の遠心分離機用アングルロ
   ータにおいて、前記テーパ付き鍔部の前記複数のチュー
   ブ孔にそれぞれ対向する複数のチューブ孔が周方向に沿
   って形成されているチューブ保持板を、前記テーパ付き
   鍔部の内面に取付ける機構が設けられていることを特徴
   とする。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の遠心分離機用ア
   ングルロータにおいて、 前記回転軸部の上面の軸心に、前記中心孔に挿入された
   モータシャフトに前記ロータ本体を取付けるためのロー
   タ止めボルトが装着され、 そのロータ止めボルトの頭部の周りに、円筒状の押さえ
   金具が、前記回転軸部の上面に同心に取付けられ、 その押さえ金具の内周面に、前記ロータ蓋のつまみを螺
   合させて取付けるねじが形成され、 前記ロータ本体が前記ロータ止めボルトによりモータシ
   ャフトに正常に取付けられているとき、前記押さえ金具
   を介して前記ロータ本体に取付けられた前記ロータ蓋
   は、その外周部が前記テーパ付き鍔部の突端に係合する
   と同時に、前記つまみの底面が前記ロータ止めボルトの
   頂面に対接または近接対向するように構成されているこ
   とを特徴とする。
4. 【請求項４】 遠心分離機のアングルロータ本体の内面
   に密着して取付けられるチューブ保持板であって、 薄いすりばち状に形成され、そのテーパ付きの周辺部
   に、サンプルチューブを挿入保持する、大きさの等しい
   複数の孔（アングルロータ本体のチューブ孔と対応し、
   その大きさより小さい）が周方向に沿って形成されてい
   ることを特徴とするチューブ保持板。
5. 【請求項５】 遠心分離機のアングルロータ本体の内面
   に密着して取付けられるチューブ保持板であって、 薄いすりばち状に形成され、そのテーパ付きの周辺部
   に、サンプルチューブを挿入保持する複数種類の大きさ
   の孔（アングルロータ本体のチューブ孔と対応し、その
   大きさを越えない）が周方向に沿って形成されているこ
   とを特徴とするチューブ保持板。