特許 7514106 遠心機

(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】2024-07-02

(45)【発行日】2024-07-10

(54)【発明の名称】遠心機

(51)【国際特許分類】

   B04B 5/02 20060101AFI20240703BHJP

   B04B 9/08 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

B04B5/02 Z

B04B9/08

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020076851

(22)【出願日】2020-04-23

(65)【公開番号】P2021171693

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-03-06

(73)【特許権者】

【識別番号】597119172

【氏名又は名称】トミー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094547

【弁理士】

【氏名又は名称】岩根 正敏

(72)【発明者】

【氏名】岡田 照夫

【審査官】伊藤 真明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１３５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２１６６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２０１７５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－１８２２５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０４Ｂ １／００－１５／１２

Ｇ０１Ｎ ３３／４８－３３／９８

Ｇ０１Ｎ ３５／００－３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バネによって収納した遠沈管の軸心が鉛直方向に向く状態に付勢されたホルダーと、駆動軸の回転に伴う遠心力によって上記ホルダーの上端が下動しつつ下端が駆動軸に対して半径方向外方に移動されるガイドレールとを備えていることを特徴とする、遠心機。

【請求項2】

上記ガイドレールが、上記駆動軸に対して半径方向に延設され、上記ホルダーの下端が上記ガイドレールに摺動自在に連結され、上記ホルダーの上端がリンク竿を介して上記ガイドレールの半径方向中心側端に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の遠心機。

【請求項3】

上記駆動軸を駆動するモータが上記ホルダーの移動域外に配置され、上記駆動軸の下端と上記モータの出力軸の下端とにプーリがそれぞれ固設され、それらのプーリにベルトをかけ渡された動力伝達手段が構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の遠心機。

【請求項4】

上記バネが、上記リンク竿の連結軸に卷回され、上記リンク竿を鉛直方向に付勢する捩じりコイルバネであることを特徴とする、請求項２に記載の遠心機。

【請求項5】

上記駆動軸にターンテーブルが固設され、上記ターンテーブルに上記ガイドレールが配設されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の遠心機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遠心機に関するもので、詳しくはスイングロータ様式を採用した遠心機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

スイングロータ様式を採用した遠心機は、遠沈管を収容するホルダーの一端を、モータの出力軸に固着された回転体に揺動軸によって回転自在に連結し、モータの回転に伴って生じる遠心力で、ホルダー（遠沈管）の姿勢を水平方向に変位させている（特許文献１参照）。

【0003】

このような遠心機では、ロータが停止状態にあるとき、ホルダーに収容させた遠沈管の軸心が鉛直方向の姿勢、即ち遠沈管の開口が上方を向く姿勢を維持し、ロータが回転したとき、その遠心力で遠沈管の軸心が水平方向に変位する。

【0004】

上記のように、従来の遠心機では、遠心動作時においてホルダーが揺動軸を中心に回動され、ホルダーの底部が揺動軸の高さで水平に変位されるため、ホルダーの上記変位を許容する十分なスペースを確保しなければならず、遠心機が大型化していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－１８７７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑みなされたものであって、その目的は、コンパクトな遠心機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１の本発明に係る遠心機は、バネによって収納した遠沈管の軸心がほぼ鉛直方向に向く状態に付勢されたホルダーと、駆動軸の回転に伴う遠心力によって上記ホルダーの上端が下動しつつ下端が駆動軸に対して半径方向外方に移動されるガイドレールを備えていることを特徴とする。

【0008】

また、請求項２の本発明に係る遠心機は、請求項１に記載の遠心機であって、上記ガイドレールが、上記駆動軸に対して半径方向に延設され、上記ホルダーの下端が上記ガイドレールに摺動自在に連結され、上記ホルダーの上端がリンク竿を介して上記ガイドレールの半径方向中心側端に連結されていることを特徴とする。

【0009】

更に、請求項３の本発明に係る遠心機は、請求項１または２に記載の遠心機であって、上記駆動軸を駆動するモータが上記ホルダーの移動域外に配置され、上記駆動軸の下端と上記モータの出力軸の下端とにプーリがそれぞれ固設され、それらのプーリにベルトをかけ渡された動力伝達手段が構成されていることを特徴とする。

【0010】

更に、請求項４の本発明に係る遠心機は、請求項２または３に記載の遠心機であって、上記バネが、上記リンク竿の連結軸に卷回され、上記リンク竿を鉛直方向に付勢する捩じりコイルバネであることを特徴とする。

【0011】

更に、請求項５の本発明に係る遠心機は、請求項１～４のいずれかに記載の遠心機であって、上記駆動軸にターンテーブルが固設され、上記ターンテーブルに上記ガイドレールが配設されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

上記した請求項１の遠心機によれば、ホルダーが立ち上がった状態（初期状態）から遠心力が作用してホルダーが水平になった状態（作動状態）に変位するホルダーの軌跡は、ホルダーの下部をそのまま半径方向外方へ変位させながら、ホルダーの上部を下方に変位させるものとなる。
したがって、初期状態のホルダーより半径方向外方で、作動状態のホルダーの上方の空間が必要なくなり、それによってコンパクトな遠心機が実現できる。

【0013】

また、上記した請求項２の遠心機によれば、上記した効果に加え、ホルダーの下動をリンクによって行うため、ホルダーの摩擦抵抗をより小さくできる。

【0014】

更に、請求項３の遠心機によれば、上記した効果に加え、モータをホルダーの移動域外に設置し、ベルトによって駆動軸を回転させる、即ち駆動軸をモータに直結させるものではないため、遠心機の縦方向のコンパクト化が図れる。

【0015】

更に、請求項４の遠心機によれば、上記した効果に加え、バネとして捩じりコイルバネを採用し、それをリンク竿の軸に介装するため、さらなるコンパクト化が図れる。

【0016】

更に、請求項５の遠心機によれば、上記した効果に加え、ターンテーブルにガイドレールを設置するため、ガイドレールを安定して保持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る遠心機の一実施形態を概念的に示した図であって、（ａ）は蓋を閉めた状態を示した斜視図、（ｂ）は蓋を開けた状態を示した斜視図である。

【図2】本発明に係る遠心機の主部を概念的に示した図であって、（ａ）はターンテーブルが停止した状態を示した斜視図、（ｂ）はターンテーブルが回転した状態を示した斜視図である。

【図3】本発明に係る遠心機のホルダーをガイドレールに設置した状態の部分斜視図である。

【図4】本発明に係る遠心機の主部の作動を示した模式図であって、（ａ）はターンテーブルが停止した状態を示し、（ｂ）はターンテーブルが回転され、ホルダーが作動されている状態を示し、（ｃ）は遠心分離が行われているホルダーの状態を示している。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る遠心機を、図面に示した実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0019】

遠心機１のケース２は、図１（ａ），（ｂ）に示したように、水平断面が方形と円弧とによって形成される下部ケース２ａと、下部ケース２ａの円弧と同芯の透明な上部ケース２ｂとによって形成されている。そして、上部ケース２ｂの頂部には、開閉可能な蓋２ｃが設けられている。

【0020】

下部ケース２ａ内は、基板３によって上下が分割されている。基板３の上面における上部ケース２ｂの下方には、遠心機主部１０が設置されている。また、基板３の上面における方形の隅には、遠心機主部１０を作動するための動力伝達手段２０のモータ２０ａと、当該モータ２０ａを電子制御するコントローラ２１が配設されている。

【0021】

遠心機主部１ａは、２図（ａ），（ｂ）に示したように、ターンテーブル１１を備えている。このターンテーブル１１の軸心ｃは、上部ケース２ｂの軸心と合致している。このターンテーブル１１には、周方向に等間隔で半径方向に４つのガイドレール１２が設置されている。ガイドレール１２は、周方向断面がコ字状を成し、両側壁には半径方向にガイド溝１２ａが形成されている。

【0022】

また、遠心機主部１０は、遠沈管Ａを保持するためのホルダー１３を備えている。ホルダー１３は略直方体を成し、一端に開口１３ａを有する遠沈管収容空間が形成されている。ホルダー１３の他端部両側面には、図３に示したように、ピン１３ｂが立設されている。このピン１３ｂは、スペーサ１４を介してガイドレール１２のガイド溝１２ａに挿通されている。また、ホルダー１３の一端部両側面には、軸１３ｃが立設されている。この軸１３ｃには、リンク竿１５の一端が回転自在に連結され、リンク竿１５の他端は、ガイドレール１２における内側端部両側壁にピン１６によって回転自在に支持されている。

【0023】

そして、軸１３ｃには、捩じりコイルバネ１７が卷回され、その一端がホルダー１３に挿入され、他端がリンク竿１５の側面に係止されている。それにより、図２（ａ）に示すように、ホルダー１３が、収納した遠沈管Ａの軸心がほぼ鉛直方向に向く状態に付勢されている。

【0024】

ターンテーブル３の軸心ｃには、図４に示したように、駆動軸２０ｂが設けられ、該駆動軸２０ｂの上部にはブラケット１８が形成され、そのブラケット１８は上記したピン１６に篏合されている。また、駆動軸２０ｂは、基板３の下方に延伸され、そこにプーリ２０ｃが固設されている。一方、上記したモータ２０ａの出力軸２０ｄも基板３の下方に延伸され、そこにプーリ２０ｅが固設されている。そして、プーリ２０ｃ，２０ｅ間にタイミングベルト２０ｆが掛け渡されている。

【0025】

動力伝達手段２０は、上記したモータ２０ａの出力軸２０ｄ，プーリ２０ｅ，タイミングベルト２０ｆ，プーリ２０ｃ，駆動軸２０ｂによって構成され、その動力伝達手段２０によってターンテーブル１１が回転される。

【0026】

以下に、上記した遠心機１の動作を説明する。
ターンテーブル１１が停止している状態では、図４（ａ）に示したように、バネ１７の付勢力によって、ホルダー１３の開口１３ａが上方を向いた状態、即ちホルダー１３に収容した遠沈管Ａの軸心が鉛直に近づくような状態に維持される。

【0027】

ターンテーブル１１が回転されると、それによってホルダー１３に遠心力Ｆが生じる。すると、図４（ｂ）に示したように、バネ１７の付勢力に抗して、ホルダー１３の下部はガイド溝１２ａに沿って半径方向外方へ移動し、ホルダー１３の上部はリンク竿１５を介して降下する。

【0028】

そして、図４（ｃ）に示したように、ホルダー１３は、水平状態になる。この状態で、遠沈管Ａ内の液体が遠心分離される。

【0029】

所定時間が経過し、コントローラ２１からの信号によりモータ２０ａが停止されると、ターンテーブル１３の減速による遠心力の減少に伴い、ホルダー１３はバネ１７の付勢力によって、図４（ａ）に示したように、ホルダー１３の開口１３ａが上方を向いた状態に戻る。

【0030】

上記したように本実施形態の遠心機１では、ホルダー１３が立ち上がった状態の初期状態（図４（ａ））から遠心力が作用した遠心分離状態（図４（ｃ））に変位するホルダー１３の軌跡が、ホルダー１３の下部をそのまま半径方向外方へ変位し、ホルダー１３の上部を下方に変位するものとなる。それによって、初期状態のホルダーより半径方向外方で、作動状態のホルダーの上方の空間Ｂ（図４（ａ）参照）が必要なくなり、コンパクトな遠心機が実現できる。

【0031】

以上、本発明に係る遠心機の実施形態を説明したが、本発明は、既述の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々態様で実施し得ることは勿論である。

【0032】

例えば、上記実施形態では、ターンテーブル１１に４つのガイドレール１２を設置しているが、駆動軸２０ｂに直接ガイドレールを放射方向に向けて設置してもよく、またターンテーブルに替えてフレームによってガイドレールを支持する構成としてもよい。また、２つ，３つまたは５つ以上のガイドレールを支持する構成としてもよい。

【0033】

また、上記実施形態では、捩じりコイルバネ１７を軸１３ｃに卷回させているが、捩じりコイルバネ１７をピン１３ｂに卷回させることもできる。また、捩じりコイルバネ１７に換えて引張バネを採用し、それをリンク竿１５とブラケット１８間，ホルダー１３とブラケット１８間，ブラケット１８とホルダー１３間に張設することもでき、圧縮バネを採用し、それをホルダー１３の底部とガイドレール１２の端部に介在させることもできる。

【0034】

また、上記実施形態では、リンク竿１５によってホルダー１３の上部を下方に案内しているが、リンク竿１５に換えて、上下方向のガイド溝を形成し、そのガイド溝にホルダー１３の上部を摺動自在に支持させることもできる。このガイド溝は、ガイドレール１３のガイド溝１２ａとは別に形成することもでき、ガイド溝１２ａと連続的に形成することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0035】

以上、説明した本発明によれば、コンパクトな遠心機を実現できるので、スイングロータ様式を採用した遠心機として、理化学機械器具、医療用機械器具として広く利用することができる。

【符号の説明】

【0036】

１ 遠心機
２ ケース
２ａ 下部ケース
２ｂ 上部ケース
２ｃ 蓋
３ 基板
１０ 遠心機主部
１１ ターンテーブル
１２ ガイドレール
１２ａ ガイド溝
１３ ホルダー
１３ａ 開口
１３ｂ ピン
１３ｃ 軸
１４ スペーサ
１５ リンク竿
１６ ピン
１７ 捩じりコイルバネ
１８ ブラケット
２０ 動力伝達手段
２０ａ モータ
２０ｂ 駆動軸
２０ｃ プーリ
２０ｄ 出力軸
２０ｅ プーリ
２０ｆ タイミングベルト
２１ コントローラ
Ａ 遠沈管
Ｂ 空間
ｃ 回転中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】