JPH11276931A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理物を受け入れるバケットに正確且つ確
実に水平姿勢をとらせることができる遠心分離機を提供
する。 【解決手段】 遠心分離機は、揺動自在なバケット１８
８の下面から下方に突出した位置決めプレート１９３
と、位置決めプレート１９３に形成された位置決め孔１
９４と、位置決め孔１９４に嵌合可能な先細状の位置決
めピン２０３とを備えており、位置決めピンは位置決め
１９４に強制的に嵌合されることで、バケット１８８を
水平姿勢に強制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬や化学等の研
究において、試料の成分分析に先立つ前処理の１つとし
て、試液の遠心分離処理を実施する遠心分離機に関す
る。

【０００２】

【関連する背景技術】例えば特開平4-27457号公報に開
示されているように、この種の遠心分離機は、ロータに
揺動自在にして取り付けられた複数のバケットを備え、
これらバケットに被処理物が装着可能となっている。ロ
ータが回転されると、バケット内の被処理物に遠心力が
与えられ、この遠心力は被処理物、即ち、試液を遠心分
離する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の遠心
分離機にあっても、バケットに対する被処理物のローデ
ィング及びアンローディングを自動化するための工夫、
即ち、所定の旋回角位置にてバスケットを水平姿勢に位
置決めする位置決め装置が採用されているものと認めら
れる。

【０００４】しかしながら、位置決め装置は、バスケッ
トの底面にプレートを下方から押し当てるものであるた
め、バケットの水平姿勢からの傾きが大きいと、プレー
トがバケットの底面に片当たりしたままととなり、バケ
ットを水平姿勢に確実にして矯正できない場合がある。
本発明は上述の事情にもとづいてなされたもので、その
目的とするところは簡単な構成にして、バケットの確実
な水平姿勢の確保を可能とした遠心分離機を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の遠心分離機（請
求項１）は、バケットの外底面から下方に突出する突出
部材と、この突出部材に形成され、ロータの径方向に向
けられた円形の凹みと、バケットが所定の旋回角位置に
あるとき、そのバケットの下方にて水平な移動軸線上を
進退し、前記凹みに嵌合可能な先細状の嵌合ピンとを備
えている。

【０００６】遠心分離機が上述の姿勢規制手段を備えて
いれば、バケットが水平姿勢から傾いていも、嵌合ピン
が突出部材の円形の凹みに嵌合することで、バケットは
その揺動軸線の回りに揺動し、水平姿勢に強制的に矯正
される。好ましくは、突出部材はバケットが水平姿勢に
あるとき、バケットの揺動中心を含む鉛直面内に配置さ
れている（請求項２）。この場合、嵌合ピンの嵌合によ
るバケットの姿勢矯正、即ち、バケットの揺動を円滑に
する。

【０００７】更に、嵌合ピンの移動軸線、即ち、凹みの
軸線はロータの軸線に直交しているのが好ましく（請求
項３）、この場合、ロータの周方向でみてバケットが所
定の旋回角位置から僅かにずれていても、このずれもま
た凹み内への嵌合ピンの嵌合により矯正される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１参照すると、遠心分離機は箱
状のハウジング１６０を備えており、ハウジング１６０
は上壁１６１を有している。上壁１６１には矩形の入出
口１６２が形成されており、入出口１６２はスライド扉
１６３により開閉可能となっている。より詳しくは、上
壁１６１上にはＵ字壁１６４が形成されており、Ｕ字壁
１６４における閉塞端側の部分は入出口１６２の一辺を
除き、入出口１６２を囲んでいしる。Ｕ字壁１６４の一
対の内側面にはガイド溝１６５が形成されており、これ
らガイド溝１６５にスライド扉１６３の両側縁が摺動自
在にして嵌合されている。Ｕ字壁１６４の閉塞側内端面
には嵌合溝１６６が形成されており、嵌合溝１６６の両
端はガイド溝１６５に連なっている。スライド扉１６３
がガイド溝１６５に案内されながら入出口１６２に向け
て摺動し、入出口１６２の上方に到達すると、スライド
扉１６３の前縁はＵ字壁１６４の嵌合溝１６６に嵌合す
る。更に、上壁１６１上には入出口１６２の前記一辺に
沿ってシール壁１６７が設けられており、シール壁１６
７はＵ字壁１６４の両側面を接続し、その上面はスライ
ド扉１６３の下面に摺接可能となっている。従って、ス
ライド扉１６３が入出口１６２の上方に移動されたと
き、スライド扉１６３はその下面がシール壁１６７に接
触した状態にて、シール壁１６７、Ｕ字壁１６４及び嵌
合溝１６６と協働して入出口１６２を閉じる。

【０００９】スライド扉１６３を往復動させるため、ス
ライド扉１６３の直上にはエアシリンダ１６８が配置さ
れており、エアシリンダ１６８はその外筒の両端が脚部
材１６９，１７０を介してハウジング１６０の上壁１６
１に支持されている。図１から明らかなように脚部材１
７０はＵ字壁１６４を跨ぐ門形をなしている。エアシリ
ンダ１６８のピストンロッド１７１はその先端が連結部
材１７２を介してスライド扉１６３の前縁に連結されて
いる。従って、エアシリンダ１６８におけるピストンロ
ッド１７１の伸縮作動により、スライダ扉１６３は入出
口１６２を開閉する。

【００１０】入出口１６２は試験管スタンド（以下、単
にスタンドと称する）Ｓの通過を十分に許容する大きさ
を有しており、スタンドＳは図２に具体的に示されてい
る。スタンドＳは１０本の共栓付試験管Ｔを２列にして
保持可能であり、その底面には一対の位置決め孔Ｈが形
成されている。これら位置決め孔Ｈは、スタンドＳにお
ける底壁の長手軸線上に配置されている。一方、共栓付
試験管Ｔは試験管ｔとプラグｐからなり、そして、各共
栓付試験管Ｔ内には遠心分離処理すべき試液が既に注入
されている。更に、スタンドＳはその両側面に把持部Ｇ
を有し、これら把持部ＧはスタンドＳの移送に利用され
る。スタンドＳの移送は例えば直交３軸ロボット（図示
しない）によりなされ、このロボットはスタンドＳを把
持するハンドを有し、このハンドは水平面内にて回転可
能である。

【００１１】図３に示されているようにハウジング１６
０内には中間フレーム枠１７３が設けられており、中間
フレーム枠１７３はハウジング１６０内を上側のロータ
室１７４と、下側のモータ室１７５とに区画している。
ロータ室１７４にはロータ軸１７６が上下に延びてお
り、ロータ軸１７６の上端は上壁１６１を貫通し、上壁
１６１に対し軸受１７７を介して回転自在に支持されて
いる。一方、ロータ軸１７６の下端部は、ロータ室１７
４から軸受ユニット１７８を回転自在に貫通してモータ
室１７５に延出している。軸受ユニット１７８は二重軸
受１７９を内蔵し、上側サポートプレート１８０に固定
されている。上側サポートプレート１８０は前述した中
間フレーム枠１７３に取り付けられている。

【００１２】上側サポートプレート１８０からは複数の
ロッド１８１が垂下されており、これらロッド１８１の
下端に下側サポートプレート１８２が連結されている。
下側サポートプレート１８２は上側サポートプレート１
８０と平行に配置され、その下面には高速モータ１８３
が取り付けられている。高速モータ１８３は下側サポー
トプレート１８２を貫通する出力軸を有し、この出力軸
はカップリング１８４を介してロータ軸１７６の下端に
連結されている。従って、高速モータ１８３の駆動によ
りロータ軸１７６は一方向に回転される。

【００１３】ロータ室１７４内にて、ロータ軸１７６の
中間部にはキーを介して矩形のロータヘッド１８５が取
り付けられており、ロータヘッド１８５にはロータとし
ての一対のロータアーム１８６が水平に取り付けられて
いる。これらロータアーム１８６はロータ軸１７６の両
側に延びている。図４に示されているように一対のロー
タアーム１８６は２枚の平行なプレート部材１８７から
なり、これらプレート部材１８７はその中央部がロータ
ヘッド１８５の対応する端面に連結されている。

【００１４】各ロータアーム１８６の先端部にはバケッ
ト１８８がそれぞれ取り付けられている。図４から明ら
かなようにバケット１８８はプレート部材１８７間に挟
まれ、これらプレート部材１８７にピボット軸１８９を
介して支持されている。従って、各バケット１８８はそ
のピボット軸１８９を中心として回動することができる
が、通常は水平姿勢をとるべくバランスしている。

【００１５】バケット１８８は上面が開口した矩形の箱
であり、前述した共栓付試験管ＴをそのスタンドＳ毎受
け入れることができる。バケット１８８の内底面にはス
タンドＳの位置決め孔Ｈに対応した一対の位置決めピン
１９０が突出しており、これら位置決めピン１９０の先
端は円錐形状をなしている。従って、バケット１８８内
にスタンドＳが受け取られたとき、各位置決めピン１９
０はスタンドＳの対応する位置決め孔Ｈに嵌合し、バケ
ット１８８内にてスタンドＳを位置決めした状態で保持
することができる。

【００１６】図３からより明らかなようにバケット１８
８は、その上縁に前述したピボット軸１８９により支持
される一対の耳部１９１を有している。一方、ロータア
ーム１８６内、即ち、両方のプレート部材１８７の内面
には、耳部１９１よりもロータヘッド１８５側に位置し
て揺動規制片１９２がそれぞれ取り付けられおり、これ
ら揺動規制片１９２は水平な下端面を有している。前述
したようにバケット１８８が水平姿勢にあるとき、バケ
ット１８８の上縁は揺動規制片１９２の下端面に面接触
した状態にある。

【００１７】更に、バケット１８８の外底面中央からは
取り付け板を介し、突出部材としての位置決めプレート
１９３が垂下されている。より詳しくは、図５に示され
るように位置決めプレート１９３は、バケット１８８の
ピボット軸１８９の軸線を含む鉛直面内にあって、バケ
ット１８８の外底面と直交し、且つ、その幅方向がバケ
ット１８８の幅方向に一致すべく配置されている。位置
決めプレート１９３の下端部には凹みとしての位置決め
孔１９４が形成されており、位置決め孔１９４の軸線は
ロータ軸１７６の軸線を直交する関係にある。

【００１８】図３に示されているように上側サポートプ
レート１８０の下方には、前述した入出口１６２と対向
する位置関係を存してエアシリンダ１９５が垂直にして
配置されており、エアシリンダ１９５はブラケット１９
６を介して上側サポートプレート１８０に取り付けられ
ている。エアシリンダ１９５のピストンロッド１９７は
上方に向けて突出し、その先端には前述した位置決めプ
レート１９３と協働する位置決めロッカー１９８が取り
付けられている。位置決めロッカー１９８は断面が略Ｕ
字形をなした溝部材１９９を備えており、溝部材１９９
の一対の溝壁２００，２０１はロータ軸１７６の径方向
に離間し、そして、その径方向内側に位置する一方の溝
壁２００は他方の溝壁２０１よりも僅かに高く設定され
ている。他方の溝壁２０１の外面にはエアシリンダ２０
２が水平に取り付けられており、エアシリンダ２０２の
ピストンロッドは溝壁２０１を貫通して溝部材１１９内
に臨み、その先端には嵌合ピンとしての位置決めピン２
０３が取り付けられている。位置決めピン２０３の先端
は円錐形状をなし、その最大径は位置決めプレート１９
３における位置決め孔１９４の直径よりも大である。そ
して、位置決めピン２０３の軸線はロータ軸１７６の軸
線と直交する位置関係にある。

【００１９】一方、下側サポートプレート１８２上には
前述したカップリング１８４の側方に、軸受を内蔵した
軸受ユニット２０４が固定されており、軸受ユニット２
０４内にはシャフト２０５が回転自在に上下に貫通して
取り付けられている。シャフト２０５の下端部は下側サ
ポートプレート１８２の下方に突出し、その下端には雌
クラッチディスク２０６が取り付けられている。雌クラ
ッチディスク２０６の下方には同軸上に雄クラッチディ
スク２０７が離間して配置されており、雄クラッチディ
スク２０７は低速モータ２０８の出力軸２０９に連結さ
れている。低速モータ２０８は連結部材２１０を介して
垂直なエアシリンダ２１１のピストンロッド先端に連結
されている。エアシリンダ２１１はブラケット２１２を
介して下側サポートプレート１８２に支持されている。

【００２０】図６に示されているように雌クラッチディ
スク２０６の外周面にはその周方向に隣接する円弧状の
歯溝２１３を有しており、一方、図７に示されているよ
うに雄クランチディスク２０７の上面からは一対のクラ
ッチピン２１４が突出されており、これらクラッチピン
２１４はその先端部が円錐状をなし、その基部は歯溝２
１３における曲率半径の２倍となる直径を有している。
クラッチピン２１４は、雄クラッチディスク２０７の直
径方向に離間し、そして、雌クラッチディスク２０６の
ピッチ円と同一の直径の円周上に配置されている。従っ
て、前述したエアシリンダ２１１のピストンロッドが伸
張され、低速モータ２０８の回転を伴い雄クラッチディ
スク２０７が上昇されると、図８に示されるように雄ク
ラッチディスク２０８の一対のクラッチピン２１４は雌
クラッチディスク２０６の歯溝２１３に合致する。この
時点で、低速モータ２０８の駆動力は雄雌のクラッチデ
ィスク２０７，２０６を介してシャフト２０５に伝達さ
れ、シャフト２０５は一方向に回転する。

【００２１】再度、図３を参照すると、シャフト２０５
の上端部にはタイミングプーリ２１５が取り付けられて
おり、一方、ロータ軸１７６の下端部にもタイミングプ
ーリ２１６が取り付けられている。これらタイミングプ
ーリ２１５，２１６にはタイミングベルト２１７が掛け
回されており、このタイミングベルト２１７はシャフト
２０５の回転力をロータ軸１７６に伝達することができ
る。即ち、ロータ軸１７６は前述した高速モータ１８３
に加えて、低速モータ２０８の駆動によっても回転可能
である。

【００２２】逆に、雄雌のクラッチディスク２０７，２
０６間の係合が解除されているとき、ロータ軸１７６の
回転はタイミングプーリ２１５，２１６及びタイミング
ベルト２１７を介してシャフト２０５に伝達され、シャ
フト２０５はロータ軸１７６と連動して回転する。な
お、タイミングプーリ及びタイミングベルトに代えて、
スプロケット及びチェーンを使用することもできる。

【００２３】更に、シャフト２０５の上端には被検出デ
ィスク２１８が水平に取り付けられており、被検出ディ
スク２１８の外周部には等間隔を存して複数の開孔２１
９が形成されている。被検出ディスク２１８にはその外
周部を挟むようにして、透過型の光電センサ２２０，２
２１がそれぞれ配置されている。これら光電センサ２２
０，２２１は被検出ディスク２１８の直径方向に離間
し、ブラケットを介して上側サポートプレート１８０に
取り付けられている。光電センサ２２０，２２１は被検
出ディスク２１８の回転に伴い開孔２１９の通過を検出
することができ、これら光電センサ２２０，２２１から
の検出信号に基づき、被検出ディスク２１８の回転角、
即ち、ロータアーム１８６におけるバケット１８８の旋
回角が検出されるようになっている。

【００２４】なお、図３では、タイミングプーリ２１
５，２１６の径が異なっているが、これらタイミングプ
ーリ２１５，２１６は同一の径であってもよい。この場
合、被検出ディスク２１８に代えて、ロータアーム１８
６に対応した被検出アームを使用することができ、光電
センサ２２０，２２１は被検出アーム、即ち、ロータア
ーム１８６の回転角を検出する。また、被検出ディスク
２１８又は被検出アームはロータ軸１７６に直接に取り
付けることもできる。

【００２５】次に、遠心分離機へのスタンドＳのローデ
ィングからアンローディングまでについて説明する。先
ず、前述したように低速モータ２０８の回転及びエアシ
リンダ２１１の作動により雌雄のクラッチディスク２０
６，２９７が係合されると、低速モータ２０８からシャ
フト２０５を介してロータ軸１７６に回転力が伝達さ
れ、一対のロータアーム１８６が緩やかに回転される。
ロータアーム１８６の低速回転中、バケット１８８の旋
回角が光電センサ２２０，２２１からの検出信号に基づ
いて検出され、そして、一方のバケット１８８が入出口
１６２の下方位置、即ち、基準旋回角位置に到達したと
き、低速モータ２１１の駆動が停止される。

【００２６】この状態で、エアシリンダ１９５は、位置
決めロッカー１９８を所定位置まで上昇させ、バケット
１８８の直下に位置付ける。このとき、バケット１８８
が基準旋回角位置に正確に位置付けられ、且つ、バケッ
ト１８８が水平姿勢にあれば、位置決めロッカー１９８
の位置決めピン２０３とバケット１１８における位置決
めプレート１９３の位置決め孔１９４とは同軸上に位置
付けられる。

【００２７】しかしながら、バケット１８８はロータア
ーム１８６にピボット軸１８９を介して取り付けられて
いるため、図９に誇張して示すように水平姿勢から傾い
ていることがある。しかしながら、このようにバケット
１８８が僅かに傾いている状態にあっても、位置決めロ
ッカー１９８の位置決めピン２０３がエアシリンダ２０
２により前進されると、図１０に示されているように位
置決めピン２０３は位置決めプレート１９３の位置決め
孔１９４に強制的に押し入れられる。この際、バケット
１８８は水平姿勢に矯正され、バケット１８８の上縁は
揺動規制片１９２の下端面に面接触する。また、位置決
めピン２０３はバケット１８８の傾きを矯正するばかり
でなく、そのバケット１８８が基準旋回角位置から旋回
方向に僅かにずれていても、そのずれもまた矯正され
る。更に、位置決めプレート１９３はバケット１８８の
ピボット軸１８９の軸線を含む鉛直面内に配置されてい
るので、位置決め孔１９４内に位置決めピン２０３が強
制的に進入する際、バケット１８８は円滑に揺動して水
平姿勢をとる。

【００２８】なお、バケット１８８の傾きが大きい場合
にあっては、位置決めロッカー１９８の上昇時、その溝
部材１９９の一方の溝壁２００がバケット１８８の底
面、即ち、その位置決めプレート１９３の取り付け板に
当接し、バケット１８８の傾きを或る程度矯正し、これ
により、位置決め孔１９４への位置決めピン２０３の押
し込みは確実に確保される。

【００２９】一方、上述したバケット１８８の位置決め
中、スライド扉１６３はエアシリンダ１６８の作動を受
けて、ハウジング１６０の入出口１６２を開く。この状
態にて、前述したロボットはそのハンドにより、共栓付
試験管Ｔを保持したスタンドＳを入出口１６２の上方に
移送し、この後、スタンドＳを入出口１６２を通じて下
降させてバケット１８８内に位置決めして装着する。こ
の際、前述したようにバケット１８８は基準旋回角位置
に正確に位置決めされているので、ロボットは、バケッ
ト１８８へのスタンドＳのローディングを確実に実施す
ることができる。

【００３０】スタンドＳの装着後、位置決めロッカー１
９８の位置決めピン２０３はバケット１８８側の位置決
めプレート１９３の位置決め孔１９４から抜き出され、
位置決めロッカー１９８はバケット１８８の旋回と干渉
しない位置まで下降する。この後、低速モータ２１１が
駆動され、他方のバケット１８８が基準旋回角位置に同
様にして正確に位置決めされ、そのバケット１８８にも
ロボットによりスタンドＳが装着される。

【００３１】このようにして２つのバケット１８８にス
タンドＳがそれぞれ装着されると、位置決めロッカー１
９８は元の下降位置に戻り、そして、雌雄のクラッチデ
ィスク２０６，２０７間の係合が解除されるとともに、
スライド扉１６３はハウジング１６０の入出口１６２を
閉じる。この状態にて、高速モータ１８３が駆動される
と、一対のバケット１８８はロータアーム１８６を介し
て高速で旋回し、スタンドＳの各共栓付試験管Ｔ内の試
液は遠心分離作用を受ける。バケット１８８の旋回中、
バケット１８８はそのピボット軸１８９を中心として、
旋回方向外側に向けて傾いた状態にある。

【００３２】なお、遠心分離中、ハウジング１６０内の
空気を加熱又は冷却した不活性ガスにより置換するよう
にしてもよい。遠心分離処理が完了すると、高速モータ
１８３の駆動が停止され、バケット１８８は或る旋回位
置にて停止する。この後、スライド扉１６３はハウジン
グ１６０の入出口１６２を開き、そして、基準旋回角位
置にバケット１８８が同様にして位置決めされ、そのバ
ケット１８８内のスタンドＳはロボットを介して取り出
され、次工程に向けて順次移送される。

【００３３】本発明は上述の実施例に制約されるもので
はない。例えば、遠心分離機のロータアームの数、つま
り、バケット数は２個に限らず、３個以上であってもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の遠心分離
機（請求項１）によれば、所定の旋回角位置にて、バケ
ットは水平姿勢に正確且つ確実に位置決めされるので、
バケットに対する被処理物のローディング及びアンロー
ディングを容易に自動化することができる。

【００３５】姿勢規制手段の突出部材がバケットの揺動
中心を含む鉛直面内に配置されていれば（請求項２）、
バケットの姿勢矯正時、バケットの揺動を円滑に行うこ
とができる。姿勢規制手段の嵌合ピンの移動軸線がロー
タの軸線に対して直交していれば（請求項３）、嵌合ピ
ンはバケットを水平姿勢に矯正するばかりでなく、ロー
タの周方向に関し、バケットが所定の旋回角位置から僅
かにずれていても、そのずれを矯正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の遠心分離機の平面図である。

【図２】共栓付試験管及びその試験管スタンドを示した
図である。

【図３】遠心分離機の内部構造を示した図である。

【図４】ロータアームを示した平面図である。

【図５】バスケットの横断面図である。

【図６】雌クラッチディスクの平面図である。

【図７】雌雄のクラッチディスクが非係合の状態にある
拡大断面図である。

【図８】図７の状態からクラッチディスクが係合した状
態を示す図である。

【図９】バケットが位置決めロッカーにより位置決めさ
れる直前の状態を示した図である。

【図１０】バケットが位置決めロッカーにより位置決め
された状態を示す図である。

【符号の説明】 １６０ ハウジング １６２ 入出口 １７６ ロータ軸 １８６ ロータアーム（ロータ） １８８ バケット １９３ 位置決めプレート（突出部材） １９４ 位置決め孔（凹み） １９８ 位置決めロッカー ２０３ 位置決めピン（嵌合ピン）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 前記ハウジング内に水平面内にて回転可能に設けられた
   ロータと、 前記ロータに上下方向に揺動自在にして設けられ、被処
   理物を受取り可能であるとともに前記ロータの回転に伴
   って旋回する複数のバケットと、 前記バケットが所定の旋回角位置にあるとき、前記バケ
   ットを水平姿勢に規制する姿勢規制手段とを具備し、 前記規制手段は、 前記バケットの外底面から下方に突出する突出部材と、 前記突出部材に形成され、前記ロータの径方向に向けら
   れた円形の凹みと、 前記バケットの下方にて水平な移動軸線上を進退し、前
   記凹みに嵌合可能な先細状の嵌合ピンとを含むことを特
   徴とする遠心分離機。
2. 【請求項２】 前記突出部材は、前記バケットが水平姿
   勢にあるとき、前記バケットの揺動中心を含む鉛直面内
   に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の遠
   心分離機。
3. 【請求項３】 前記嵌合ピンの移動軸線は、前記ロータ
   の軸線に対して直交することを特徴とする請求項１に記
   載の遠心分離機。