特許 7432320 固定角度ロータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-07

(45)【発行日】2024-02-16

(54)【発明の名称】固定角度ロータ

(51)【国際特許分類】

   B04B 5/02 20060101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

B04B5/02 Z

【請求項の数】 17

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019148923

(22)【出願日】2019-08-14

(65)【公開番号】P2020062637

(43)【公開日】2020-04-23

【審査請求日】2022-04-08

(31)【優先権主張番号】10 2018 120 007.2

(32)【優先日】2018-08-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591121683

【氏名又は名称】エッペンドルフ エスイー

【氏名又は名称原語表記】Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎｗｅｇ １， ２２３３９ Ｈａｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シュテッフェン・クーネルト

【審査官】小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】独国特許発明第０４０１４４４０（ＤＥ，Ｃ１）

【文献】実開平０２－０６６２４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表平０７－５０１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０１１００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０４Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠心分離機（２００）のための固定角度ロータ（１０；１００）であって、ハブ（１８；１０８）とロータ軸（Ｒ；Ｒ’）とを有するロータ本体（１２；１０２）を有し、前記ハブ（１８；１０８）は前記ロータ軸（Ｒ；Ｒ’）のまわりに配置され、前記ロータ本体（１２；１０２）では、遠心分離される試料のための少なくとも２つのホルダー（２２；１０４）が前記ロータ軸（Ｒ；Ｒ’）のまわりに配置され、前記ロータ本体（１２；１０２）は、上側（２０；１２０）と、反対に配置された下側（３２；１０６）とを有し、前記ホルダー（２２；１０４）は前記上側（２０；１２０）に、前記試料を導入するための開口部を有し、
前記固定角度ロータは、前記ロータ本体（１２；１０２）がその下側（３２；１０６）に、少なくとも１つの補強リブ（３６、３８；１１４）を有し、
前記少なくとも１つの補強リブ（３６；１１４）のうちの少なくとも１つは、前記ロータ軸（Ｒ；Ｒ’）に対して径方向に延び、
前記少なくとも１つの補強リブ（３６；１１４）のうちの少なくとも１つは、前記ハブ（１８；１０８）から１つのホルダー（２２；１０４）まで延び、または、前記ハブ（１８；１０８）と前記ホルダー（２２；１０４）とに接続され、
前記少なくとも１つの補強リブ（３６；１１４）のうちの少なくとも１つは、前記ホルダー（２２；１０４）の中心軸（Ｚ；Ｚ’）の方向に延びることを特徴とする、固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項2】

前記少なくとも１つの補強リブのうちの少なくとも他の１つ（３８）は、前記ロータ軸（Ｒ；Ｒ’）に対して接線方向に、前記ロータ軸（Ｒ；Ｒ’）から離間して延びることを特徴とする、請求項１に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項3】

前記少なくとも１つの補強リブのうちの少なくとも他の１つ（３８）は、２つの前記ホルダー（２２；１０４）間に延び、または、２つの前記ホルダー（２２；１０４）と接続されることを特徴とする、請求項１または２に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項4】

前記少なくとも１つの補強リブのうちの少なくとも他の１つ（３８）は、それぞれの前記ホルダー（２２；１０４）のそれぞれの中心軸（Ｚ；Ｚ’）の方向に延びることを特徴とする、請求項３に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項5】

前記固定角度ロータ（１０；１００）は、前記ホルダー（２２；１０４）を封入する回転対称形のロータシェル（２８；１１２）を有することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項6】

前記ホルダー（２２；１０４）は、少なくとも数区域で前記ロータシェル（２８；１１２）に及ぶことを特徴とする、請求項５に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項7】

前記ロータ本体（１２；１０２）はその下側（３２；１０６）に、前記少なくとも１つの補強リブ（３６、３８；１１４）に加えて、前記ロータ軸（Ｒ；Ｒ’）に対して軸方向に延在する、材料を減少させるための少なくとも１つの空洞（４２、４４；１２２）を有することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項8】

前記空洞（４２、４４；１２２）は、前記ホルダー（２２；１０４）間に配置されることを特徴とする、請求項７に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項9】

前記空洞（４２、４４；１２２）は、前記ホルダー（２２；１０４）間の、ａ）ロータシェル（２８）と、隣り合う２つのホルダー（２２）の壁（２９）と、接線方向に延びる補強リブ（３８）との間、および／または、ｂ）接線方向に延びる補強リブ（３８）と、径方向に延びる隣り合う２つの補強リブ（３６）と、前記ハブ（１８）との間、および／または、ｃ）ロータシェル（１１２）と、隣り合う２つのホルダー（１０４）の壁（１２４）と、径方向に延びる隣り合う２つの補強リブ（１１４）と、前記ハブ（１８）との間、に配置されることを特徴とする、請求項８に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項10】

前記空洞（４２、４４；１２２）は、少なくとも数区域で、ロータシェル（２８；１１２）まで、および／または、前記ハブ（１８；１０８）まで、および／または、ホルダー（２２；１０４）まで、および／または、ロータ室（１６；１１６）を区切る前記ロータ本体の前記上側（２０；１２０）のカバー面（４０；１１８）まで延在することを特徴とする、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項11】

ロータシェル（２８；１１２）の厚さ、および／または、前記補強リブ（３６、３８；１１４）の厚さ、および／または、前記ホルダー（２２；１０４）の壁の厚さ、および／または、前記ロータ本体（１２；１０２）のその上側（２０；１２０）での厚さは、少なくとも数区域で、１ｃｍ未満または５ｍｍ未満または３ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項12】

ロータシェル（２８；１１２）の壁、前記少なくとも２つのホルダー（２２；１０４）の壁（２９；１２４）、および／または前記少なくとも１つの補強リブ（３６、３８；１１４）には、前記ロータ本体（１２；１０２）の材料厚さに対する勾配（５４；１３２）が少なくとも数区域で存在することを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項13】

ロータシェル（２８；１１２）の壁、前記少なくとも２つのホルダー（２２；１０４）の壁（２９；１２４）、前記少なくとも１つの補強リブ（３６、３８；１１４）、および／または、前記空洞（４２、４４；１２２）には、前記ロータ本体（１２；１０２）の材料厚さに対する勾配（５４；１３２）が少なくとも数区域で存在する、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項14】

前記勾配（５４；１３２）は前記ロータ軸（Ｒ；Ｒ’）に対して軸方向に配置され、前記勾配（５４；１３２）は階段状であることを特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項15】

前記勾配（５４；１３２）の段の幅および／または段の高さは、０．５ｍｍ～８ｍｍ、１ｍｍ～６ｍｍまたは２ｍｍ～５ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項16】

前記ロータ本体（１２；１０２）の前記下側（３２；１０６）は、前記補強リブ（３６、３８；１１４）および／または空洞（４２、４４；１２２）をカバーするカバー（５８；１３６）を有することを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【請求項17】

前記ホルダー（４２、４４；１２２）は、遠心分離される前記試料を挿入するための開口部以外は閉鎖されるように構成されることを特徴とする、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の固定角度ロータ（１０；１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、請求項１の前文に従った固定角度ロータに関する。

【背景技術】

【0002】

遠心分離機ロータは、遠心分離機、特に実験用遠心分離機で使用され、質量慣性を利用することによってそこで遠心分離された試料の成分を分離する。そうする際、速い分離速度を達成するために、ますますより速い回転速度が使用される。実験用遠心分離機とは、その遠心分離機ロータが、好ましくは少なくとも３，０００ｒｐｍ（毎分回転数）、好ましくは少なくとも１０，０００ｒｐｍ、特に少なくとも１５，０００ｒｐｍで動作する遠心分離機であり、通常、台の上に置かれる。それらを作業台に置くことを可能にするために、それらは特に１ｍ×１ｍ×１ｍ未満の形状因子を有し、このため、それらの設置空間は制限される。好ましくは、装置深さは最大７０ｃｍに制限される。しかしながら、据置型の遠心分離機（すなわち、それらは、それらを部屋の床に置くことを可能にするために、１ｍ～１．５ｍの範囲の高さを有する）として形成された実験用遠心分離機も、既知である。

【0003】

そのような遠心分離機は、医学、薬学、生物学、および化学の分野で使用される。
遠心分離される試料は試料容器に保管され、そのような試料容器は遠心分離機ロータによって回転される。遠心分離機ロータは典型的には、電気モータによって駆動される垂直駆動シャフトによって回転するよう設置される。遠心分離機ロータと駆動シャフトとの結合は典型的には、遠心分離機ロータのハブによってもたらされる。

【0004】

用途に応じて異なる遠心分離機ロータが使用される。試料容器は試料を直接含んでもよく、または、１つの試料容器内で多数の試料が同時に遠心分離され得るように、試料を含む個々の試料受けが試料容器に挿入される。一般に、固定角度ロータ、スイングアウトロータなどの形態の遠心分離機ロータが既知であり、この発明は、ロータ本体における試料用ホルダーが、典型的には傾斜したロータ軸に対して固定角度で配置されている固定角度ロータに基づいている。より正確には、傾斜はホルダーの開口部から外側に延びる。そのような固定角度ロータは、たとえばＤＥ ３８ ０６ ２８４ Ｃ１から既知である。

【0005】

問題は、固定角度ロータの自重により、所望のより速い速度がさらにより高いモータパワーを必要とし、安全上の理由でスチール、チタン、およびアルミニウムなどの高強度材料を使用しなければならない、ということである。

【0006】

繊維複合材料を使用することは、たとえばＤＥ １０２ ３３ ５３６ Ａ１からすでに既知であるが、それによって可能になる重量減少は少なく、ロータ重量は依然として非常に重いため、回転速度を著しく増加させることはできない。

【0007】

この問題を解決するために、多孔性金属からロータ本体を製造し、外部強化材を提供することが、ＤＥ １０ ２０１１ １０７ ６６７ Ａ１で提案された。これはロータ質量がさらに減少されることを可能にし、同じモータパワーで回転速度を向上させるが、強化材は、遠心分離機ロータの外半径上の質量、ひいては運動エネルギーを増加させ、万一衝突が発生した場合に高い衝突エネルギーをもたらし、それは、遠心分離機の遠心分離機容器を包囲する衝突防止を強化することによって補償されるべき安全上のリスクとなり得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】ＤＥ ３８ ０６ ２８４ Ｃ１

【文献】ＤＥ １０２ ３３ ５３６ Ａ１

【文献】ＤＥ １０ ２０１１ １０７ ６６７ Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって、この発明の目的は、そのような欠点を回避するために固定角度ロータを提案することである。好ましくは、その回転エネルギーは、安全性を高めるためにできるだけ少ないものであるべきであり、遠心分離機ロータを駆動するために必要とされる駆動力は、できるだけ少ないままであるべきである。特に、固定角度ロータは、長時間にわたって極度の負荷に耐え得るべきであり、低コストで製造されるべきである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この目的は、請求項１のような発明に従った固定角度ロータを用いて解決される。有利な追加の形態が、従属請求項および以下の説明において図面とともに示される。

【0011】

発明者は、少なくとも１つの補強リブがロータ本体の下側に配置されれば、この目的が驚くほど単純な方法で解決され得ると認識した。なぜなら、このことは、ロータ本体自体の材料がより少なければ、高速でもロータ本体の構造安定性を保証するためである。

【0012】

この発明の枠組みでは、「補強リブ」とは、ロータ本体の構造安定性を高めるよう機能する物理的なリブまたは棒である。これらのリブまたは棒は、少なくとも１つの長い側面と１つの狭い側面とを有し、それらの長い側面がロータ本体の２つの区域間に連続的に存在する状態で延びている。それらはまた、追加の側面が長い側面とロータ本体との間に存在する状態で延びていてもよいが、そうである必要はない。なぜなら、それらはまた、中空となるように形成されてもよいためである。

【0013】

遠心分離機、特に実験用遠心分離機のための、この発明に係る固定角度ロータは、ハブとロータ軸とを有するロータ本体を有し、ハブはロータ軸のまわりに配置され、ロータ本体内に、遠心分離される試料のための少なくとも２つのホルダーがロータ軸のまわりに配置され、ロータ本体は、上側と、反対に配置された下側とを有し、ホルダーは上側に、試料を導入するための開口部を有し、固定角度ロータは、ロータ本体がその下側に、少なくとも１つの補強リブを有することを特徴とする。

【0014】

１つの有利な追加の形態では、少なくとも１つの補強リブのうちの少なくとも１つは、ロータ軸に対して径方向に延び、有利にはホルダーの方向に延び、特にホルダーの中心軸の方向に延びる、ということが提供される。これは、遠心力が特に十分支持されることを可能にする。この文脈では、「中心軸」とは、遠心分離される試料が挿入される際に沿う仮想中心線である。

【0015】

１つの有利な追加の形態では、少なくとも１つの補強リブのうちの少なくとも１つは、１つのホルダーとハブとの間に延び、有利にはホルダーおよびハブと接続される、ということが提供される。この場合、とりわけ、ロータ本体の周囲に関するホルダーの区域に、その隣りよりも多くのロータ本体材料があるならば、遠心力に関して遠心分離機ロータの特別の構造安定性が存在する。

【0016】

１つの有利な追加の形態では、少なくとも１つの補強リブのうちの少なくとも１つは、ロータ軸に対して接線方向に、ロータ軸から離間して延びる、ということが提供される。これは、加速および減速中に力が特に十分支持されることを可能にする。

【0017】

１つの有利な追加の形態では、少なくとも１つの補強リブのうちの少なくとも１つは、２つのホルダー間に延び、有利には２つのホルダーと接続され、特にそれぞれのホルダーのそれぞれの中心軸の方向に延びる、ということが提供される。この場合、とりわけ、ロータ本体の周囲に関するホルダーの区域に、その隣りよりも多くのロータ本体材料があるならば、加速および減速中に作用する力に関して遠心分離機ロータの特別の構造安定性が存在する。

【0018】

１つの有利な追加の形態では、固定角度ロータは、ホルダーを封入する回転対称形のロータシェルを有する、ということが提供される。これは、遠心分離機ロータが空気力学的に封入され、周囲の流体に対する流れ抵抗をほとんど与えない、ということを意味する。

【0019】

１つの有利な追加の形態では、ホルダーは、少なくとも数区域でロータシェルに及ぶ、ということが提供される。この場合、ホルダーを包囲する材料が少なくても、ロータ本体は構造の点で非常に安定している。

【0020】

１つの有利な追加の形態では、ロータ本体はその下側に、少なくとも１つの補強リブに加えて、ロータ軸に対して軸方向に延在する、材料を減少させるための少なくとも１つの空洞を有する、ということが提供される。その結果、固定角度ロータはより少ない質量を有し、それにもかかわらず十分に高い構造安定性を有し、必要とされる駆動力がより少なくなっている。加えて、動作中に固定角度ロータに蓄えられる運動エネルギーは、より少ない。空洞は好ましくは、ホルダー間、特に、ａ）ロータシェルと、隣り合う２つのホルダーの壁と、接線方向に延びる補強リブとの間、または、ｂ）接線方向に延びる補強リブと、径方向に延びる隣り合う２つの補強リブと、ハブとの間、または、ｃ）ロータシェルと、隣り合う２つのホルダーの壁と、径方向に延びる隣り合う２つの補強リブと、ハブとの間、に配置される。

【0021】

１つの有利な追加の形態では、空洞は、少なくとも数区域で、ロータシェルまで、および／または、ハブまで、および／または、ホルダーまで、および／または、ロータ室を区切るロータ本体の上側のカバー面まで、特にそのような要素を突き破ることなく延在する、ということが提供される。

【0022】

１つの有利な追加の形態では、ロータシェルの厚さ、および／または、補強リブの厚さ、および／または、ホルダーの壁の厚さ、および／または、ロータ本体のその上側での厚さは、少なくとも数区域で、１ｃｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満、特に３ｍｍ未満、好ましくは１．５ｍｍである、ということが提供される。その結果、固定角度ロータは依然として、構造の点で特に安定しているが、非常に少ない質量を有する。

【0023】

１つの有利な追加の形態では、ロータシェルの壁、少なくとも２つのホルダーの壁、少なくとも１つの補強リブ、および／または、空洞には、ロータ本体の材料厚さに対する勾配が少なくとも数区域で存在し、これは好ましくはロータ軸に対して軸方向に配置され、勾配は特に階段状である、ということが提供される。この勾配は特に、ロータ軸に対して傾斜する少なくとも数区域で設けられる。これは、ロータ本体の特に安定した補強をもたらし、それが最高負荷にさえ耐え得るようになっている。

【0024】

１つの有利な追加の形態では、勾配の段の幅および／または段の高さは、０．５ｍｍ～８ｍｍの範囲、好ましくは１ｍｍ～６ｍｍの範囲、特に２ｍｍ～５ｍｍの範囲にある、ということが提供される。そのような段の寸法が小さくなるほど、固定角度ロータはより軽量になるが、補強効果もより小さくなる。そのような段の寸法が小さくなるほど、製造労力もより大きくなる。対照的に、段寸法が大きくなるほど、固定角度ロータの重量はより重くなる。特定された範囲については、安定性は十分高く、それにもかかわらず製造労力は少ない、十分な重量減少が存在する。

【0025】

１つの有利な追加の形態では、ロータ本体の下側は、補強リブおよび／または空洞をカバーするカバーを有し、それにより、固定角度ロータは、補強リブおよび／または空洞にもかかわらず、空気力学の点で非常に都合よく形成される、ということが提供される。これは風騒音を回避して風の抵抗を著しく減少させ、それは消費電力を減少させる。加えて、閉鎖された固定角度ロータがカバーによって生成され、それは触覚および清浄性を促進する。カバーは好ましくは、ロータ本体にクランプされ、および／またはねじ留めされる。

【0026】

１つの有利な追加の形態では、ホルダーは、遠心分離される試料を挿入するための開口部以外は閉鎖されるように構成される、ということが提供される。その結果、固定角度ロータは良好な清浄性および安定性を有する。

【0027】

この発明の特徴および追加の利点を、図面と関連する好ましい例示的な実施形態の説明に基づいて以下に説明する。それにより、以下の事項は単に概略的に示される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１の好ましい実施形態に従ったこの発明に係る固定角度ロータの、上からの斜視図である。

【図2】図１に従ったこの発明に係る固定角度ロータの、下からの斜視図である。

【図3】図１に従ったこの発明に係る固定角度ロータの、下からの平面図である。

【図4】図１に従ったこの発明に係る固定角度ロータの断面図である。

【図5】第２の好ましい実施形態に従ったこの発明に係る固定角度ロータの、上からの斜視図である。

【図6】図５に従ったこの発明に従った固定角度ロータの、下からの斜視図である。

【図7】図５に従ったこの発明に係る固定角度ロータの、下からの平面図である。

【図8】図５に従ったこの発明に係る固定角度ロータの断面図である。

【図9】この発明に係る固定角度ロータを装備した遠心分離機の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１～４は、第１の好ましい設計におけるこの発明に係る固定角度ロータ１０を示す。
固定角度ロータ１０はロータ本体１２とカバー１４とを有し、それらはそれらの間でロータ室１６を封入する、ということが見て分かる。ロータ本体１２はハブ１８を有し、それは、ロータ軸Ｒに沿って延在し、実験用遠心分離機の遠心分離機モータの駆動シャフトと通常の態様で結合するよう機能するため、より詳細に図示される必要はない。

【0030】

ロータ本体１２では、その上側２０にホルダー２２が配置され、そこに、遠心分離される試料を有する試料容器が通常の態様で挿入され、遠心分離され得る。試料容器はロータ室１６と対応している。ロータ本体１２とカバー１４との間にはシール２３が設けられる。それにより、カバー１４とロータ本体１２との間の防振が生じ、それは起こり得るガタつきを防止する。シール２３が好適に形成されれば、ロータ室１６を、固定角度ロータ１０の周囲区域２４に対して、浮遊粒子が中に入らない態様で密閉することも可能である。

【0031】

ロータ本体１２の外周２６に関し、ロータ本体１２はロータシェル２８によって区切られる。ロータシェル２８は回転対称となるように形成され、このため遠心分離機ロータを空気力学的に封入する。それにより、実験用遠心分離機における固定角度ロータ１０は、周囲の流体に対する流れ抵抗をほとんど与えない。

【0032】

ホルダー２２の壁２９が少なくとも数区域でロータシェル２８と併合し、よってロータシェル２８は、ロータシェル２８がホルダー２２と接線方向に接する区域３０で壁２９を直接形成することも、見て分かる。ホルダー２２の壁２９は、遠心分離される試料を挿入するための開口部以外は閉鎖されるように構成される。

【0033】

さらに、ロータ本体１２はその下側３２に多数の補強リブ３６、３８を有し、それはハブ１８とロータシェル２８の下縁３４との間に延在する。それにより、第１のタイプの補強リブ３６は、ホルダー２２とハブ１８との間でロータ軸Ｒに対して径方向に延びている。この補強リブ３６はハブ１８とホルダー２２とを接続し、ホルダー２２の中心軸Ｚの方向に延びる。第２のタイプの補強リブ３８は、隣り合うホルダー２２間でロータ軸Ｒに対して接線方向に、すなわちロータ軸Ｒから離間して延びる。第２のタイプの補強リブ３８は２つのホルダー２２の各々と接続され、それぞれのホルダー２２のそれぞれの中心軸Ｚの方向に延びる。双方の補強リブ３６、３８は、ロータ室１６を区切るロータ本体１２の下側３２からロータ本体１２の上側２０のカバー面４０まで延在する。

【0034】

加えて、ロータ本体１２はその下側３２に、材料を減少させるための多数の空洞４２、４４を有する。第１のタイプの空洞４２は、ロータシェル２８と、隣り合う２つのホルダー２２の壁２９と、第２のタイプの補強リブ３８との間に配置される。第２のタイプの空洞４４は、第２のタイプの補強リブ３８と、隣り合う２つの第１のタイプの補強リブ３６と、ハブ１８との間に配置される。双方のタイプの空洞は各々、ロータ室１６を区切るロータ本体１２の下側３２からロータ本体１２の上側２０のカバー面４０まで延在する。

【0035】

壁厚は、それらが概して、ロータシェル２８については１．７ｍｍ、第１のタイプの補強リブ３６については６ｍｍ、第２のタイプの補強リブ３８については５ｍｍになるように形成される。空洞４２、４４の区域におけるカバー面４０の壁厚は、５ｍｍ未満、好ましくは１．５ｍｍになる。

【0036】

材料を減少させるための空洞４２、４４を補強リブ３６、３８およびロータシェル２８と組合せることにより、固定角度ロータ１０は、非常に少ない質量を有するものの、構造の点で特に安定しており、必要とされる駆動力がより少ない。加えて、動作中に固定角度ロータ１０に蓄えられる運動エネルギーは、比較的少ない。

【0037】

そのような高い構造安定性は、ロータシェル２８の内壁４６、ホルダー２２の壁２９、およびホルダー２２の壁２９と補強リブ３６、３８との間の移行部４８、５０、ならびに空洞４２、４４に、ロータ軸Ｒに対して軸方向に配置された勾配５４が設けられるという事実によってさらに高められる。それにより、勾配５４は階段状になるように形成され、段の幅および段の高さは各々、５ｍｍになる。一方、ホルダー２２の下側５６には、そのような勾配５４が設けられていない。この勾配５４は、ロータ本体１２の特に安定した補強をもたらし、それが重量の節約にもかかわらず最高負荷に耐え得るようになっている。勾配５４はまた、階段状（非連続的）の代わりに連続的に形成されてもよい。

【0038】

加えて、固定角度ロータ１０は下部カバー５８を有する。下部カバー５８は、ハブ１８の継手６０によってロータ本体１２の下側３２に固定（クランプ）され、ロータシェル２８の突起６１上で横方向に支持される（よりよい理解のために、このカバー５８は図２および図３には示されていない）。そのようなカバー５８を与えられて、補強リブ３６、３８と空洞４２、４４とが設けられた固定角度ロータ１０は、それにもかかわらず空気力学の点で非常に都合よく形成され、以前の固定角度ロータよりも著しく少ない総重量を有する。

【0039】

図５～８は、この発明に係る固定角度ロータ１００の第２の好ましい設計を示す。第１の好ましい設計の固定角度ロータ１０との類似点がいくつかあり、相違点のみについて以下に述べる。

【0040】

この固定角度ロータ１００では、ロータ本体１０２は、６個だけではなく１０個のより小さい試料用ホルダー１０４を有する、ということが見て分かる。

【0041】

さらに、ロータ本体１０２はその下側１０６に多数の補強リブ１１４を有し、それはハブ１０８とロータシェル１１２の下縁１１０との間に延在する。しかしながら、補強リブ１１４のタイプは１つだけであり、それは、ホルダー１０４と中心ハブ１０８との間でロータ軸Ｒ’に対して径方向に延在し、ロータ室１１６を区切るロータ本体１０２の下側１０６から上側１２０のカバー面１１８まで軸方向に延在する。この補強リブ１１４はまた、ハブ１０８とホルダー１０４との間に延び、補強リブ１１４は各々、ハブ１０８およびホルダー１０４と接続され、それぞれのホルダー１０４の中心軸Ｚの方向に延びる。

【0042】

従って、ロータ本体１０２には、材料を減少させるための空洞１２２のタイプも１つだけある。そのような空洞１２２は、ロータシェル１１２と、隣り合う２つのホルダー１０４の壁１２４と、隣り合う補強リブ１１４と、ハブ１０８との間に配置され、ロータ室１１６を区切るロータ本体１０２の下側１０６からロータ本体１０２の上側１２０のカバー面１１８まで延在する。

【0043】

壁厚は、それらが概して、ロータシェル１１２については１．７ｍｍ、補強リブ１１４については７ｍｍ、空洞１２２の区域におけるカバー面１１８については５ｍｍ未満、好ましくは１．５ｍｍになるように形成される。

【0044】

この固定角度ロータ１００も、材料を減少させるための空洞１２２と補強リブ１１４およびロータシェル１１２との組合せにより、非常に少ない質量を有するが、それにもかかわらず構造の点で特に安定しており、必要とされる駆動力がより少ない。加えて、動作中に固定角度ロータ１００に蓄えられる運動エネルギーは、比較的少ない。

【0045】

この高い構造安定性は、ロータシェル１１２の壁１２６、ホルダー１０４の壁１２４、ホルダー１０４の壁１２４とロータシェル１１２との間の移行部１２８、および補強リブ１１４とハブ１０８との間の移行部１３０、ならびに空洞１２２に、ロータ軸Ｒ’に対して軸方向に配置された勾配１３２が設けられるという事実によってさらに高められる。それにより、勾配１３２は同様に階段状になるように形成され、段の幅および段の高さは各々、２ｍｍになる。一方、ホルダー１０２の下側１３４には、そのような勾配１３２が設けられていない。この勾配１３２は、ロータ本体１０２の特に安定した補強をもたらし、それが重量の節約にもかかわらず最高負荷に耐え得るようになっている。

【0046】

加えて、固定角度ロータ１００は下部カバー１３６を有する。下部カバー１３６は、ねじ接続（図示せず）によってロータ本体１０２の下側１０６に固定され、ロータシェル１１２の突起１３８上で横方向に支持される（よりよい理解のために、このカバー１３６は図６および図７には示されていない）。そのようなカバー１３６を与えられて、補強リブ１１４と空洞１２２とが設けられた固定角度ロータ１００は、それにもかかわらず空気力学の点で非常に都合よく形成され、以前の固定角度ロータよりも著しく少ない総重量を有する。

【0047】

双方の固定角度ロータ１０、１００では、ロータ本体１２、１０２は、たとえば、ＣＮＣ機械加工によってブランクから（たとえば、アルミニウムまたはスチール製の丸い材料または落とし鍛造部品から）ロータ本体１２、１０２をフライス加工し、旋削することにより、１つの部品として製造されてもよい。それに代えて、ハブ１８、１０８が独立して製造されてロータ本体１２、１０２に挿入される（たとえばねじ込まれる）複数部品製造もあってもよい。

【0048】

補強リブ３６、３８、１１４の各々が長い側面６２、１４０と狭い側面６４、１４２とを有する、ということが見て分かる。それらはまた、長い側面６２、１４０とロータ本体１２、１０２との間に連続的に延びる１つの追加の側面６６、１４４を有する。それに代えて、追加の側面６６、１４４が長い側面６２、１４０とロータ本体１２、１０２との間に連続的に形成されず、それにより、補強リブ３６、３８、１１４は中空となり、隣り合う空洞が互いに連通するものの、これも著しく減少した質量での構造安定性の向上をもたらすであろう、ということも提供されてもよい。

【0049】

図９は、この発明に係る固定角度ロータ１０を装備した実験用遠心分離機２００を示す。

【0050】

この実験用遠心分離機２００は通常の態様で形成されており、コントロールパネル２０６が前側２０４に配置されているハウジング２０２と、遠心分離機容器２１０を閉鎖するために設けられるカバー２０８とを含む、ということが見て分かる。遠心分離機モータのシャフト（双方とも図示せず）によって駆動され得る固定角度ロータ１０は、遠心分離機容器２１０に配置される。

【0051】

前述の説明から、この発明が、高速での動作中でも回転エネルギーが比較的少なく、それにより、固定角度ロータを装備した遠心分離機において強化された外装容器を必要とすることなく安全性が著しく高められる、遠心分離機２００のための固定角度ロータ１０、１００を提供する、ということが明らかになっている。同時に、固定角度ロータ１０、１００を駆動するために必要とされる駆動力は、少ないままである。固定角度ロータ１０、１００はまた、長時間にわたって極度の負荷に耐える。加えて、固定角度ロータ１０、１００は、追加の構成部品が必要ないため、コスト効率良く製造可能である。むしろ、ロータ本体１２、１０２の製造中に補強リブ３６、３８、１１４を製造することも可能である。最後に、非常に薄いロータシェル２８、１１２を使用することも可能であり、それは試料の温度制御を向上させる。なぜなら、固定角度ロータは、特に主負荷方向において非常に良好な構造安定性を有するためである。

【0052】

別段の指示がない限り、この発明の特徴はすべて、自由に組合されてもよい。また、図面の説明で説明された特徴は、別段の指示がない限り、この発明の特徴としての他の特徴と自由に組合されてもよい。例示的な実施形態の個々の特徴を、例示的な実施形態の他の特徴との組合せに限定することは明らかに、提供されていない。加えて、言い換えられた表現特徴はまた、手続特徴として使用されてもよく、言い換えられた手続特徴は、表現特徴として使用されてもよい。そのような改良も、このように自動的に開示される。

【符号の説明】

【0053】

参照符号のリスト
１０：第１の好ましい設計におけるこの発明に係る固定角度ロータ、１２：ロータ本体、１４：カバー、１６：ロータ室、１８：ハブ、２０：ロータ本体の上側、２２：ホルダー、２３：カバー１４とロータ本体１２との間のシール、２４：固定角度ロータ１０の周囲区域、２６：ロータ本体１２の外周、２８：ロータシェル、２９：ホルダー２２の壁、３０：ロータシェル２８がホルダー２２と接線方向に接するロータシェル２８の区域、３２：ロータ本体１２の下側、３４：ロータシェル２８の下縁、３６：第１のタイプの補強リブ、３８：第２のタイプの補強リブ、４０：ロータ室１６を区切る上側２０のカバー面、４２：ロータ本体１２における第１のタイプの空洞、４４：ロータ本体１２における第２のタイプの空洞、４６：ロータシェル２８の壁、４８：ホルダー２２の壁２９と補強リブ３６との間の移行部、５０：ホルダー２２の壁２９と補強リブ３８との間の移行部、５４：勾配、５６：ホルダー２２の下側、５８：下部カバー、６０：継手、６１：ロータシェル２８の突起、６２：補強リブ３６、３８の長い側面、６４：補強リブ３６、３８の狭い側面、６６：補強リブ３６、３８の追加の側面、１００：第２の好ましい設計におけるこの発明に係る固定角度ロータ１００、１０２：ロータ本体、１０４：ホルダー、１０６：ロータ本体の下側、１０８：ハブ、１１０：ロータシェル１１２の下縁、１１２：ロータシェル、１１４：補強リブ、１１６：ロータ室、１１８：上側１２０のカバー面、１２０：上側、１２２：ロータ本体１０２における空洞、１２４：ホルダー１０４の壁、１２６：ロータシェル１１２の壁、１２８：ホルダー１０４の壁１２４と補強リブ１１４との間の移行部、１３０：補強リブ１１４とハブ１０８との間の移行部、１３２：勾配、１３４：ホルダー１０２の下側、１３６：下部カバー、１３８：ロータシェル１１２の突起、１４０：補強リブ１１４の長い側面、１４２：補強リブ１１４の狭い側面、１４４：補強リブ１１４の追加の側面、２００：実験用遠心分離機、２０２：ハウジング、２０４：ハウジング２０２の前側、２０６：コントロールパネル、２０８：カバー、２１０：遠心分離機容器、Ｒ：ロータ軸、Ｒ’：ロータ軸、Ｚ：ホルダー２２の中心軸、Ｚ’：ホルダー１０４の中心軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】