自動遠心機
【課題】
試料の自動搬出入のための開口部とドアの間の隙間に起因する風損の上昇を低減させた自動遠心機を提供する
【解決手段】
検体を保持するロータと、ロータを収容するロータ室と、ロータ室を冷却することで検体を冷却する冷却機と、ロータ室上面から検体の搬入および搬出を行うために形成されたロータの径よりも小さい形状の開口部２１と、開閉可能であって開口部を閉鎖するドア３１と、ドア３１を開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、ドア３１の外周辺２２は曲線状に形成され、ドア３１は開口部２１の形状とほぼ同形に形成した。ドア３１の下面３１ｂの形状は回転中の風の流れに逆らわないような扇状にし、外周辺２２に形成した角逃げ部２５により生ずる溝が風の抵抗にならないようし、風損の増大を抑えた。
試料の自動搬出入のための開口部とドアの間の隙間に起因する風損の上昇を低減させた自動遠心機を提供する
【解決手段】
検体を保持するロータと、ロータを収容するロータ室と、ロータ室を冷却することで検体を冷却する冷却機と、ロータ室上面から検体の搬入および搬出を行うために形成されたロータの径よりも小さい形状の開口部２１と、開閉可能であって開口部を閉鎖するドア３１と、ドア３１を開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、ドア３１の外周辺２２は曲線状に形成され、ドア３１は開口部２１の形状とほぼ同形に形成した。ドア３１の下面３１ｂの形状は回転中の風の流れに逆らわないような扇状にし、外周辺２２に形成した角逃げ部２５により生ずる溝が風の抵抗にならないようし、風損の増大を抑えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液などの検体試料をハンドリング装置を用いて人手を介さずに自動的にロータ室内に搬入及び搬出を行い、遠心分離運転を自動で行うことができる自動遠心機に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液などの検体を遠心分離する遠心分離機において、ハンドリング装置を用いて検体試料をロータ室内のロータに自動的に収容し、遠心分離運転後にハンドリング装置を用いて検体試料をロータから自動的に取り出す装置が知られている。このようにハンドリング装置を用いて検体試料の装着及び取り外しを自動で行う遠心分離機は、自動遠心機と呼ばれている。自動遠心機は、ロータ室の上部を覆う開閉カバー又はテーブルの一部に検体の搬入搬出を行うための小さな開口部を設け、この開口部を介してハンドリング装置がアダプタ等に搭載された検体試料を移動させる。開口部は開閉自在なドアによって閉鎖可能に構成される。このハンドリング装置の制御やドアの開閉操作を行う開閉機構の制御は、制御手段によって行われる。
【０００３】
自動遠心機に限らず通常の遠心機においては、遠心運転時にロータがロータ室内の空気を撹拌することにより空気による摩擦回転損失（以下「風損」と称する）が発生する。風損は遠心機において最も大きなエネルギー損失であり、摩擦熱はロータひいては検体の温度を上昇させる。そこで、検体の温度上昇を防ぐためにロータ室内は冷却機によって所定の温度に冷却される。
【０００４】
自動遠心機ではハンドリング機構など各種搬送機構により、ドアの開閉や検体の搬入搬出を人手を介さないで自動で行うように構成される。検体の搬入搬出の際には、ドアが開閉されるが、遠心機のドアは特許文献１に開示されているようにロータの破壊に対するために十分な強度を確保することが重要である。また、ロータ室内を冷却するので冷却効果を高めるために、ドア自体に断熱層を設ける等の考慮することが重要である。
【０００５】
ドアに対するこれらの要求を満たすと、ドアは必然的に厚く重たい物になってしまう傾向にあり、モータなどの動力により開閉させるためには、特許文献２の図２に記載されているようにロータ室上面を全開するのではなく検体を搬入搬出させるのに必要な最小限の開口部のみを塞ぐように構成するのが一般的である。また、ロータ室内では突起やへこみによる凹凸は風損増大の原因となるので避けなければならず、特許文献２ではスライド式ドアを水平、上下方向に可動可能な搬送手段にて押圧し、ドア裏部の凹凸を低減させるように構成されている。
【０００６】
しかし、特許文献２の技術ではハンドリング機構である搬送手段を使用してドアを押圧する方法をとっているので遠心運転している間、搬送手段はドアを押圧し続けなければならない。自動遠心機においてハンドリング機構は検体を移動、遠心機のロータに挿入するために、自由度の高い運動機能を有している場合が多い。近年、自動遠心機における検体処理速度アップのニーズの高まりから、ハンドリング機構は遠心運転中でも検体処理速度アップに寄与するための動作を行う必要性が出てきている。例えば遠心運転中に次の検体を整理してロータに挿入しやすく並べておくことが考えられる。しかしながら、特許文献２の技術では遠心運転中にハンドリング機構はドアを押圧し続けなければならないので、検体処理速度アップに寄与させることができない。
【０００７】
また、上述したようにドアはロータ室に面する下面の凹凸をなくし、風損の増大を抑えなければならない。このため特許文献２ではドアを横にスライドさせて、その後下方向に移動させてドアを閉める方式が発案されているが、この方式ではドアの開閉機構に少なくても２自由度を持つ機構が必要となり、ドアの開閉を行う機構が複雑になってしまう。
【０００８】
ドアの開閉を行う機構をシンプルにするために、ヒンジによる回転運動を用いてドアを開閉することが提案されている。この場合は、ヒンジを中心とした回転運動のみの１自由度しか持たない機構になるので構造が単純になる。しかしながら、この機構では開閉動作中にドアの回転軌道により開口部とドアの角部が接触し易くなってしまうという問題がある。この従来の自動遠心機を説明するのが図８〜図１１である。図８は、自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【０００９】
自動遠心機は、ロータ室７の内部で検体１を所定の回転速度で回転させる装置である。検体１は複数の保持穴を有するアダプタ２に挿入され、アダプタ２はロータボディ４にスイング可能に保持されるバケット３に装着される。ロータボディ４は電気モータ等の駆動手段５の駆動軸５ａに装着される。ロータボディ４は、保持する検体に応じて任意に交換可能である。ロータボディ４は、ボウル６によってその空間が画定されるロータ室７内に保持される。ボウル６の周囲には冷凍配管８が巻かれ、ロータ室７の温度を冷やすことによって検体１の温度上昇を防ぐように構成される。冷凍配管８には冷媒が供給され、冷凍配管８の内部で冷媒が蒸発することによりロータ室７の内部が冷却される。冷凍配管８には、冷媒を圧縮するための圧縮機（図示せず）と、圧縮されて温度上昇した冷媒を冷却ファン（図示せず）によって冷却する凝縮機（図示せず）が接続される。
【００１０】
冷凍配管８の周囲には、冷却効率を上げるための断熱材９が配置される。ボウル６の上部にはボウル６の径とほぼ同じ径を有する開口１１が形成され、開口１１の全体はテーブル１２０によって塞がれる。開口１１とテーブル１２０の間にはテーブルパッキン１２が介在され、ロータ室７内の密閉度を向上させて冷却効率を向上させている。テーブル１２０は蝶番（図示せず）を用いて自動遠心機の筐体１０に固定され、テーブル１２０は開閉可能であり、ロータボディ４の交換やメンテナンス、さらにロータ室の清掃等を行う際にはテーブル１２０が開閉される。テーブル１２０は一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面１２０ａと、合成樹脂製の下面１２０ｂと、これらの間に設けられた断熱材１２８を含んで構成される。テーブル１２０の一部には、検体１を搭載したアダプタ２の搬入及び搬出を行うための専用の開口部１２１が設けられる。
【００１１】
開口部１２１は、小型のドア１３１によって開閉される。ドア１３１は、一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面１３１ａと、合成樹脂製の下面１３１ｂと、これらの間に設けられた断熱材１３４を含んで構成される。開口部１２１の周囲には、ロータ室７の気密性をあげるためにドアパッキン１３６が設けられる。ドア１３１の内周側の端部には、ドアヒンジ１３５が設けられ、ドアヒンジ１３５はテーブル１２０の上面１２０ａに軸支される。ドア１３１は、開閉機構４８によって自動で開閉操作できるように構成される。開閉機構４８は、小プーリ４６に結合されたモータ（図示せず）の動力をタイミングベルト４５を介して大プーリ４４に伝え、大プーリ４４に固定されたプーリーバー４３が１／４回転程度回動することにより、プーリーバー４３に摺動可能に連結されたリンクバー４２及び接続バー４１を介してドア１３１をドアヒンジ１３５を中心に回動させることによって、ドア１３１を開閉させるように動作する。図示しない電気モータは、モータハウジング４７の内部に収容される。開閉機構４８の動作は、図示しない自動遠心機の制御手段によって制御される。
【００１２】
図９は、従来の自動遠心機のＣ−Ｃ断面からテーブル１２０の下面１２０ｂを見た図である。本図のテーブル１２０はロータ室７に接する側を示している。従来の自動遠心機においては、テーブル１２０の下面１２０ｂはロータ室７に生ずる空気の流れ（矢印１２７）を妨げないように平面状に形成していた。テーブル１２０には開口部１２１が設けられ、開口部１２１にはドア１３１の本体部分が位置することにより開口部１２１が閉鎖される。開口部１２１は、一つのバケット３（図５参照）をロータボディ４にセット可能にするために形成されたものであって、ドア１３１の下面１３１ｂの大きさ（径方向の長さ又は周方向の長さ）は、ロータ室７の直径の半分以下に形成され、アダプタ２を開口部１２１を介して取り付け及び取り外しをするのに必要十分な大きさとしている。
【００１３】
開口部１２１の位置は、ロータボディ４の回転中心１２６とテーブルパッキン１２が下面１２０ｂと接触する接触領域１２９にほぼ含まれる位置に設けられる。ドア１３１は上面１３１ａが開口部１２１よりも十分大きく形成される。開口部１２１及びドア１３１の上面１３１ａの形状は略四角形であり、これらの大きさは、冷却されるロータ室７の冷気を漏らさないために、図示しないハンドリング機構によってアダプタ２をバケット３に装着及び取り外しをするのに必要最小限の大きさとするのが好ましい。ドア１３１を固定するドアヒンジ１３５は、回転中心１２６を通る位置に配置され、開閉機構４８は回転中心１２６を隔ててドア１３１と反対側に配置される（尚、図中の開閉機構４８を示す点線位置には、駆動用のモータ（図示せず）の位置は含まれない）。
【００１４】
ロータ室７の内部でロータボディ４が回転すると矢印１２７に示す空気の流れが発生する。この空気の流れを極力乱さないために、開口部１２１とドア１３１の間の隙間は、すべての辺においてできるだけ小さくするように構成するのが好ましい。また、ドア１３１の下面１３１ｂ（ロータ室７に接する面：図８参照）とテーブル１２０の下面１２０ｂは共に平らで同じ高さに形成され、凹凸を極力抑えることにより風損を抑えるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−３０５４００号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した従来技術において、開口部１２１とドア１３１の間の隙間を小さくする場合に、ドア１３１の開閉方法によっては、隙間を小さくことが難しい場合がある。この状態を示すのが図１１である。図１１は、図８及び図９に示すドア１３１を採用する以前のタイプのドア２３１を示す図である。図８と同じ構成の部分は同じ参照符号を付しているので、繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
ドア２３１は上下方向に見て、下から開口部１２１を塞ぐ部分となる本体部２３１ｄと、本体部２３１ｄよりも横方向に十分な大きさを有し、開口部１２１と本体部２３１ｄの上面を覆うための覆い部２３１ｃを有して形成される。そして、覆い部２３１ｃの下側であって、テーブル１２０の上面１２０ａと対面する位置には、ドアパッキン１３６が設けられる。
【００１８】
図１１に示すようにドア２３１の一方は、ドアヒンジ１３５を軸点にして回動できるように構成される。ドア２３１の中央付近上部には接続バー４１が固定され、接続バー４１はリンクバー４２に軸支される。ドア２３１はドアヒンジ１３５を軸点に回動するので、ドアヒンジ１３５が開口部１２１よりも十分離れた位置に無い場合は、図１１の下側の図で示すように、ドア２３１を開閉する際に鎖線Ｅで示す部分がドア開閉時に接触してしまう。このような接触を防ぐためには、ドアヒンジ１３５の位置を図中右方向に開口部から十分遠ざけるようにすると角部はより垂直に近い方向に軌道するようになるので接触しにくい方向に行くが、ドア２３１の覆い部２３１ｃの大きさが大きくなり現実的でない。別の方法として、ドア２３１と開口部１２１との隙間を大きくとることが考えられるが、その場合は、隙間によってロータ室７の空気の流れが乱されることになる。
【００１９】
そこで、従来の自動遠心機では図１０に示すように、ドア１３１の形状を改良し、ドアヒンジ１３５から遠い角部を斜めに切り落としたような角逃げ部１２５を設けるようにした。角逃げ部１２５は、ドア１３１の開閉時に接触する本体部１３１ｄの形状を一部変更することにより、ドア１３１の下面１３１ｂの角が開口部１２１に接触しないようにしたものである。覆い部１３１ｃの形状は、図１１の覆い部２３１ｃと同様に四角形の形状である。このように構成することにより、図１０の下側の図の矢印Ｄで示すように開口部１２１に接触しないため、ドア１３１をスムーズに開閉させることが可能となる。しかしながら、この構成ではドア１３１が閉まった状態において、開口部１２１とドア１３１の間に、角逃げ部１２５を形成したことにより比較的大きめの溝１２５ａが発生してしまう。この溝１２５ａの存在により、ロータ室７の空間の境界領域に凹凸ができることになり、空気の流れが乱れ、風損が増大する。
【００２０】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、テーブルの一部に開口部を設けた自動遠心機において、試料の自動搬出入のための改良された開口形状及びドア形状を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、試料の自動搬出入のための開口部とドアの間に生ずる隙間による風損の上昇を低減させることができる自動遠心機を提供することにある。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、ロータ室の上面形状を改良することによりロータ室内の空気の流れをスムーズにするようにした自動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】
【００２３】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００２４】
本発明の一つの特徴によれば、検体を保持するロータと、ロータを収容するロータ室と、ロータ室を冷却することで検体を冷却する冷却機と、ロータ室上面から検体の搬入および搬出を行うために形成されたロータの径よりも小さい形状の開口部と、開閉可能であって開口部を閉鎖するドアと、ドアを開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、ドアの外周辺は曲線状に形成され、ドアは開口部の形状とほぼ同形に形成した。このドアは、開口部を塞ぐ本体部と本体部の上面を覆う覆い部を有し、ドアの本体部の内部に断熱部材を収容した。覆い部の一部にはヒンジが設けられて回動可能され、開閉機構は覆い部の一部を移動させることによりヒンジを中心にドアを開閉させるように構成した。
【００２５】
本発明の他の特徴によれば、開口部およびドアの本体部の外周辺は、ロータの回転中心と同心円の円弧状に形成した。外周辺の曲率半径Ｒ１は、内周辺の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように形成され、特に好ましくは、曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２の２倍以上になるように構成すると好ましい。外周辺の周方向幅Ｌ１は、内周辺の周方向幅Ｌ２よりも大きくなるように構成される。
【００２６】
本発明のさらに他の特徴によれば、ロータ室を画定する壁の上面に、開口部およびドアの下面の外周辺の間の隙間と円周方向に連続するように環状の溝を設けた。この環状の溝は、円周方向に連続して設けられる円環状の溝とすると好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明によれば、検体をロータへの取り付け及び取り出しを行うためのドアを自動で開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、ドアの外周辺は曲線状に形成され、ドアは開口部の形状とほぼ同形に形成したので、ドアの角逃げ部の形成によって形成される比較的大きな溝を回転方向に沿うように円弧形状にすることができ、ロータ室内の風損の増大を抑えることができる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、ドアは、開口部を塞ぐ本体部と本体部の上面を覆う覆い部を有し、ドアの本体部の内部に断熱部材を収容したので、ロータ室内の密閉性を向上させることができるとともに、断熱性を大幅に向上させることができる。また、ヒンジを使用した単純な機構により回転開閉するドアを採用でき、しかも風損増大を抑えることが可能となるので、自動遠心機の製造コストの上昇を大幅に抑えることが可能となる。
【００２９】
請求項３の発明によれば、覆い部の一部にヒンジを設けて回動可能とし、開閉機構は覆い部の一部を移動させることによりヒンジを中心にドアを開閉させるので、ヒンジを中心とした回転運動のみの１自由度しか持たない開閉機構にてドアの開閉を行うことが可能となる。
【００３０】
請求項４の発明によれば、開口部およびドアの本体部の外周辺は、ロータの回転中心と同心円の円弧状に形成されるので、空気の流れの多くは回転方向が支配的であるロータ室内において、風損増大に与える影響度を少なくすることができる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、開口部およびドアの本体部の内周辺は、円弧状に形成され、外周辺の曲率半径Ｒ１は、内周辺の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように形成されるので、開口部およびドアの本体部の隙間のうち、外周辺と内周辺の両方において、風損増大に与える影響度を軽減させることができる。
【００３２】
請求項６の発明によれば、外周辺の曲率半径Ｒ１は、内周辺の曲率半径Ｒ２の２倍以上であるので、ロータ室内に発生する支配的な空気の流れの方向に近い形で開口部およびドアの本体部の内周辺及び外周辺を形成でき、風損増大に与える影響度を効果的に軽減させることができる。
【００３３】
請求項７の発明によれば、外周辺の周方向幅Ｌ１は、内周辺の周方向幅Ｌ２よりも大きいので、開口部の側辺を回転方向に対してほぼ垂直方向に配置でき、開口部およびドアの本体部のわずかな隙間による風の乱れを最小に抑えることができる。
【００３４】
請求項８の発明によれば、ロータ室を画定する壁の上面に、開口部およびドアの下面の外周辺の間の隙間と円周方向に連続するように環状の溝を設けたので、ロータ室内の空気の流れを整流でき、風損増大に与える影響度を低減することができる。
【００３５】
請求項９の発明によれば、溝は、円周方向に連続して形成された円環状の溝であるので、風損増大に与える影響度をさらに低減させることが可能となる。
【００３６】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係る自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る自動遠心機のＡ−Ａ断面からテーブル２０を見た図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のＢ−Ｂ断面からテーブル７０を見た図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る自動遠心機のドアの下面と開口部の形状を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係る自動遠心機のドアの下面と開口部の形状を示す図である。
【図７】本発明の第５の実施例に係る自動遠心機のドアの下面と開口部の形状を示す図である。
【図８】従来の自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【図９】従来の自動遠心機のＣ−Ｃ断面からテーブル１２０を見た図である。
【図１０】従来の自動遠心機のドア開閉状態を説明するためのドア１３１の部分断面図である（その１）。
【図１１】従来の自動遠心機のドア開閉状態を説明するためのドア２３１の部分断面図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３８】
以下、本発明の実施例を図１及び図２に基づいて説明する。なお、以下の図において、図８〜図１１で説明した従来の技術と同一の部分には同一の符号を付しており繰り返しの説明を一部省略している。
【００３９】
自動遠心機は、ロータ室７の内部で検体１を所定の回転速度で回転させる装置である。検体１は複数の保持穴を有するアダプタ２に挿入され、アダプタ２はロータボディ４によってスイング可能に保持されるバケット３に装着される。アダプタ２は、図示しないハンドリング機構によって、検体の受け渡し場所とロータ室７の内部との間で搬送される。ロータボディ４は電気モータ等の駆動手段５の駆動軸５ａに装着される。ロータボディ４は交換可能であり、保持する検体に応じて任意に選択して装着できる。ロータボディ４は、ボウル６によって画定されるロータ室７内に回転可能なように保持される。
【００４０】
ボウル６の外周には冷凍配管８が巻かれ、冷凍配管８には冷媒が供給され冷凍配管８の内部で冷媒が蒸発することによりロータ室７の内部が冷却される。冷凍配管８の周囲には、冷却効率を上げるための断熱材９が設けられる。ボウル６の上部には開口１１が形成され、開口１１は、開口１１よりも十分大きいテーブル２０によって塞がれることによってロータ室７が密閉状態に保たれる。ロータ室７の内部は所定の温度に冷却されるため、開口１１とテーブル２０の間に、ゴム等で形成されたテーブルパッキン１２が介在される。テーブル２０は上から見て略四角形の形状であり、そのうちの一辺に蝶番（図示せず）が取り付けられ、筐体１０に開閉可能なように固定される。ロータボディ４の交換やメンテナンス、さらにロータ室の清掃等を行う際には、テーブル２０が開閉される。テーブル２０は一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面２０ａと、合成樹脂製の下面２０ｂと、これらの間に設けられた断熱材２８を含んで構成される。テーブル２０の一部には、検体１を搭載したアダプタ２の搬入及び搬出を行うための専用の開口部２１が設けられる。
【００４１】
開口部２１は、ドアパッキン３６を挟んで小型のドア３１によって閉鎖される。ドア３１は、一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面３１ａと、合成樹脂製の下面３１ｂと、これらの間に設けられた断熱材３４を含んで構成される。ドア３１の内周側の端部には、ドアヒンジ３５が設けられ、ドアヒンジ３５はテーブル２０の上面２０ａに軸支される。ドア３１は、開閉機構４８によって自動で開閉操作できるように構成される。開閉機構４８は、小プーリ４６に結合されたモータ（図示せず）の動力をタイミングベルト４５を介して大プーリ４４に伝え、大プーリ４４に固定されたプーリーバー４３が回動することにより、プーリーバー４３およびドア３１に摺動可能に連結されたリンクバー４２及び接続バー４１を介してドア３１をドアヒンジ３５中心に開閉させるように動作する。
【００４２】
本実施例においては、図１の断面図で見ると図８で示した従来の自動遠心機と構造上の差異がないように見える。しかしながら、本実施例では開口部２１の形状、及び、ドア３１の形状（特に本体部分の外郭形状）が図８で示した従来の自動遠心機と異なるものである。
【００４３】
図２は本発明の実施例に係る自動遠心機のＡ−Ａ断面からテーブル２０を見た図である。図２から明らかなように、本実施例におけるは開口部２１の形状及びドア３１の下面３１ｂの形状は、四角形状でなく略扇状に形成される。開口部２１にフィットするドア３１の下面３１ｂの形状は、円弧状の外周辺２２を有し、外周辺２２に接続される２つの側辺２４ａ、２４ｂが内周側から外周側にいくにつれてその間隔が広がるように配置される。さらに内周辺２３を円弧状に形成した。外周辺２２の曲率半径をＲ１、内周辺２３の曲率半径をＲ２とすると、曲率半径Ｒ１は曲率半径Ｒ２よりも大きくなるようにすると好ましく、特に曲率半径Ｒ１は曲率半径Ｒ２の２倍以上の関係となるように設定すると良い。また、曲率半径Ｒ１の中心及び／又は曲率半径Ｒ２の中心は、ロータボディ４の回転中心２６と一致するように同心円状に構成すると、角逃げ部２５の溝の配置が風の流れ２７に逆らわないような位置関係に形成されるので、風損の低減のために大きな効果がある。
【００４４】
ドア３１の上面３１ａの大きさは、図８のドア１３１の上面と同じサイズである。ドア３１は、ドアヒンジ３５を中心に回動されるが、ドアヒンジ３５の位置は図８で示した従来例の位置と同じである。従って、ドア３１を開閉するための開閉機構４８は従来例と同一のものを用いることができ、テーブル２０の上面２０ａであって、テーブルパッキン１２の接触領域２９の内周側に設けることができる。図２の例では、回転中心２６を隔てて一方側に開口部２１及びドア３１が配置され、他方側に開閉機構４８が配置されるので、自動遠心機の実現のための機構をテーブル２０の上面２０ａにすべて配置できるので、コンパクトな自動遠心機を実現できる。
【００４５】
図２では図示されないが、開口部２１の外側に沿ってドアパッキン３６がドア３１に配置される。開口部２１の大きさは、バケット３にアダプタ２をスムーズに出し入れできるように、バケット３よりもやや大きいサイズとすると好ましい。
【００４６】
風損の発生原因は上述したようにロータの回転によりロータ室７内の空気が撹拌され摩擦熱が発生することで起きる。よってロータ室７内に凹凸があるとそれらが抵抗になり風損は増大してしまう。通常、ロータ室７内部の空気流の多くは、回転方向が支配的であるので回転方向に対して抵抗となる凹凸が風損を増大させる原因となる。しかしながら、本実施例では角逃げ部２５が回転中心２６から同心円状に形成され、角逃げ部２５により凹凸が生ずる領域２５ａが円周方向に沿っているので、回転方向に対する抵抗増大が少なくて済み、風損の増大に与える影響度は図８及び図９で示す従来例の構成に比べて大幅に小さくすることができた。
【実施例２】
【００４７】
次に図３及び図４を用いて本発明の第２の実施例を説明する。図３は本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のロータ室７から上部の構造を示す断面図である。第２の実施例において第１の実施例と異なる点は、テーブル７０の形状であり、その他の構成要素は第１の実施例と同じであるので、同じ番号の参照符号を付与し繰り返しの説明は省略する。本実施例では、テーブル７０の下面７０ｂの形状に特徴がある。テーブル７０は角逃げ部７５の凹部に連続するように円周方向に連続する溝、即ち円周溝７８を設けた。
【００４８】
図４は、本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のＢ−Ｂ断面からテーブル７０を見た図である。この図から理解できるように、開口部７１（ドア３１の下面）の外周部の周方向幅Ｌ１は、内周部の周方向幅Ｌ２よりも大きくなるように形成される。円周溝７８は、角逃げ部７５の風上側７５ｂ及び風下側７５ｃに連続するように形成され、本実施例では円周方向に連続して環状に円周溝７８を形成する。この円周溝７８の回転半径は、テーブルパッキン１２の接触領域７９の内周側であって、開口部７１の外周辺７２の曲率半径Ｒ１と同じに形成すると好ましい。また、円周溝７８の回転中心は、ロータボディ４の回転中心と一致するように配置すると良い。円周溝７８の幅（径方向の距離）は、角逃げ部２５によって生ずる隙間の幅とほぼ同じであるように構成すると良い。
【００４９】
以上のように構成することにより、風の流れ７７に対して角逃げ部７５の抵抗を少なくすることが可能となる。これにより遠心分離運転時に角逃げ部７５に生ずる凹部（溝）による風損の増大を十分抑えることが可能となる。また、円周溝７８を形成するには、テーブル７０の下面７０ｂの形状を変えるだけで良いが、下面７０ｂはプラスチック等の合成樹脂で形成するようにすれば加工も容易であり、製造コストの上昇の影響を最小に抑えることが可能となる。
【実施例３】
【００５０】
次に図５〜図７を用いて第３から第５の実施例を説明する。これらの実施例では、小さいドアの上面の形状、ドアヒンジの位置、開閉機構４８は第１及び第２の実施例と同じであるものの、開口部及び小さいドアの下面の形状が異なる。第３の実施例において開口部８０の形状は、外周辺８２は曲率半径Ｒ１の円弧状に形成されるが、内周辺８３は直線状に形成される。内周辺８３と外周辺８２に接続される２つの側辺８４ａ、８４ｂは、内周側から外周側にいくにつれてその間隔が広がるように配置され、ロータの回転によりロータ室７内の風の流れに対して側辺８４ａ、８４ｂの配置が垂直に近くなるように構成される。
【００５１】
ドアの下面８１ｂの外周辺８２には、ドアの開閉時に開口部に接触しないように角逃げ部８５が形成される。このように角逃げ部８５を形成することにより、外周辺８２付近に生ずる角逃げ部８５の凹凸が風損の増大に与える影響を小さくすることができる。尚、図中の点線で示すのはバケット３の大きさであり、開口部８０を介してバケット３を十分に出し入れできることが理解できるであろう。
【００５２】
第３の実施例においては、第１及び第２の実施例に比べて内周辺の形状が単純であるので、開口部の製造及びドアの製造が容易であり、自動遠心機の製造コストを低下させることができる。特に、ドアの下面８１ｂに鋭角となるような角部が形成されないので製造しやすい。
【実施例４】
【００５３】
図６は第４の実施例に係る開口部８６及びドアの下面８６ｂの形状である。第４の実施例において開口部８６の形状は、外周辺８８は曲率半径Ｒ１よりも大きい円弧状に形成されるが、内周辺８９は直線状に形成される。第４の実施例では内周辺８９と外周辺８８に接続される２つの側辺９０ａ、９０ｂが平行になるように形成される。このように形成されることによって、図８で示した従来のドア１３１とほぼ同様の開口形状を有しながら角逃げ部９１の凹凸が風損の増大に与える影響を小さくすることができる。この開口形状は、従来の形状からさほど変更が無いので、開口形状とドアの形状の一部分を変更するだけで済み、コストアップの影響を最小に抑えつつ角逃げ部による空気流の影響をより小さく抑えることができる。
【実施例５】
【００５４】
図７は第５の実施例に係る開口部９２及びドアの下面９３ｂの形状である。第５の実施例において開口部９２の形状は、外周辺９４は図２に示した外周辺２２の曲率半径Ｒ１よりも大きい円弧状に形成される。また内周辺９５は、図２に示した内周辺２３の曲率半径Ｒ２よりも大きくされる。第５の実施例では内周辺９５と外周辺９４に接続される２つの側辺９６ａ、９６ｂが平行になるように形成される。このように第１の実施例ほど曲率を大きくしなくても、十分な効果を達成できる。特に、角逃げ部９８の凹凸が風損の増大に与える影響を小さくすることができる。
【００５５】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、開口部及びドアの下面の形状は、上述した形状だけでなくその他の任意の形状に形成しても良い。また、図３で示した溝の数は１本だけでなく複数本でも良い。さらに、テーブルやドアの構成は、上面が金属製、下面が樹脂製だけに限られずに、その他の材料によって製造するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１ 検体 ２ アダプタ ３ バケット ４ ロータボディ
５ 駆動手段 ５ａ 駆動軸 ６ ボウル ７ ロータ室
８ 冷凍配管 ９ 断熱材 １０ 筐体 １１ 開口
１２ テーブルパッキン １９ 断熱材 ２０ テーブル
２０ａ 上面 ２０ｂ 下面 ２１ 開口部 ２２ 外周辺
２３ 内周辺 ２４ａ、２４ｂ 側辺 ２５ 角逃げ部
２５ａ 領域 ２６ 回転中心 ２７ 風の流れ ２８ 断熱材
２９ （テーブルパッキンの）接触領域 ３１ ドア ３１ａ 上面
３１ｂ 下面 ３４ 断熱材 ３５ ドアヒンジ
３６ ドアパッキン ４１ 接続バー ４２ リンクバー
４３ プーリーバー ４４ 大プーリ ４５ タイミングベルト
４６ 小プーリ ４７ モータハウジング ４８ 開閉機構
７０ テーブル ７０ａ 上面 ７０ｂ 下面
７１ 開口部 ７２ 外周辺 ７５ 角逃げ部
７５ａ 領域 ７５ｂ （角逃げ部の）風上側
７５ｃ （角逃げ部の）風下側 ７７ 風の流れ
７８ 円周溝 ７９ 接触領域
８０、８６、９２ 開口部 ８２、８８、９４ 外周辺
８３、８９、９５ 内周辺
８４ａ、９０ａ、９６ａ （風上側の）側辺
８４ｂ、９０ｂ、９６ｂ （風下側の）側辺
８５、９１、９８ 角逃げ部 ８７ｂ、９３ｂ （ドアの）下面
１２０ テーブル １２０ａ 上面 １２０ｂ 下面
１２１ 開口部 １２１ｂ 下面 １２５ 角逃げ部
１２５ａ 溝 １２６ 回転中心 １２７ 矢印
１２８ 断熱材 １２９ 接触領域 １３１ ドア
１３１ａ 上面 １３１ｂ 下面 １３１ｃ 覆い部
１３１ｄ 本体部 １３４ 断熱材 １３５ ドアヒンジ
１３６ ドアパッキン ２３１ ドア ２３１ａ 上面
２３１ｂ 下面 ２３１ｃ 覆い部 ２３１ｄ 本体部
Ｒ１、Ｒ２ 曲率半径 Ｌ１、Ｌ２ 周方向幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液などの検体試料をハンドリング装置を用いて人手を介さずに自動的にロータ室内に搬入及び搬出を行い、遠心分離運転を自動で行うことができる自動遠心機に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液などの検体を遠心分離する遠心分離機において、ハンドリング装置を用いて検体試料をロータ室内のロータに自動的に収容し、遠心分離運転後にハンドリング装置を用いて検体試料をロータから自動的に取り出す装置が知られている。このようにハンドリング装置を用いて検体試料の装着及び取り外しを自動で行う遠心分離機は、自動遠心機と呼ばれている。自動遠心機は、ロータ室の上部を覆う開閉カバー又はテーブルの一部に検体の搬入搬出を行うための小さな開口部を設け、この開口部を介してハンドリング装置がアダプタ等に搭載された検体試料を移動させる。開口部は開閉自在なドアによって閉鎖可能に構成される。このハンドリング装置の制御やドアの開閉操作を行う開閉機構の制御は、制御手段によって行われる。
【０００３】
自動遠心機に限らず通常の遠心機においては、遠心運転時にロータがロータ室内の空気を撹拌することにより空気による摩擦回転損失（以下「風損」と称する）が発生する。風損は遠心機において最も大きなエネルギー損失であり、摩擦熱はロータひいては検体の温度を上昇させる。そこで、検体の温度上昇を防ぐためにロータ室内は冷却機によって所定の温度に冷却される。
【０００４】
自動遠心機ではハンドリング機構など各種搬送機構により、ドアの開閉や検体の搬入搬出を人手を介さないで自動で行うように構成される。検体の搬入搬出の際には、ドアが開閉されるが、遠心機のドアは特許文献１に開示されているようにロータの破壊に対するために十分な強度を確保することが重要である。また、ロータ室内を冷却するので冷却効果を高めるために、ドア自体に断熱層を設ける等の考慮することが重要である。
【０００５】
ドアに対するこれらの要求を満たすと、ドアは必然的に厚く重たい物になってしまう傾向にあり、モータなどの動力により開閉させるためには、特許文献２の図２に記載されているようにロータ室上面を全開するのではなく検体を搬入搬出させるのに必要な最小限の開口部のみを塞ぐように構成するのが一般的である。また、ロータ室内では突起やへこみによる凹凸は風損増大の原因となるので避けなければならず、特許文献２ではスライド式ドアを水平、上下方向に可動可能な搬送手段にて押圧し、ドア裏部の凹凸を低減させるように構成されている。
【０００６】
しかし、特許文献２の技術ではハンドリング機構である搬送手段を使用してドアを押圧する方法をとっているので遠心運転している間、搬送手段はドアを押圧し続けなければならない。自動遠心機においてハンドリング機構は検体を移動、遠心機のロータに挿入するために、自由度の高い運動機能を有している場合が多い。近年、自動遠心機における検体処理速度アップのニーズの高まりから、ハンドリング機構は遠心運転中でも検体処理速度アップに寄与するための動作を行う必要性が出てきている。例えば遠心運転中に次の検体を整理してロータに挿入しやすく並べておくことが考えられる。しかしながら、特許文献２の技術では遠心運転中にハンドリング機構はドアを押圧し続けなければならないので、検体処理速度アップに寄与させることができない。
【０００７】
また、上述したようにドアはロータ室に面する下面の凹凸をなくし、風損の増大を抑えなければならない。このため特許文献２ではドアを横にスライドさせて、その後下方向に移動させてドアを閉める方式が発案されているが、この方式ではドアの開閉機構に少なくても２自由度を持つ機構が必要となり、ドアの開閉を行う機構が複雑になってしまう。
【０００８】
ドアの開閉を行う機構をシンプルにするために、ヒンジによる回転運動を用いてドアを開閉することが提案されている。この場合は、ヒンジを中心とした回転運動のみの１自由度しか持たない機構になるので構造が単純になる。しかしながら、この機構では開閉動作中にドアの回転軌道により開口部とドアの角部が接触し易くなってしまうという問題がある。この従来の自動遠心機を説明するのが図８〜図１１である。図８は、自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【０００９】
自動遠心機は、ロータ室７の内部で検体１を所定の回転速度で回転させる装置である。検体１は複数の保持穴を有するアダプタ２に挿入され、アダプタ２はロータボディ４にスイング可能に保持されるバケット３に装着される。ロータボディ４は電気モータ等の駆動手段５の駆動軸５ａに装着される。ロータボディ４は、保持する検体に応じて任意に交換可能である。ロータボディ４は、ボウル６によってその空間が画定されるロータ室７内に保持される。ボウル６の周囲には冷凍配管８が巻かれ、ロータ室７の温度を冷やすことによって検体１の温度上昇を防ぐように構成される。冷凍配管８には冷媒が供給され、冷凍配管８の内部で冷媒が蒸発することによりロータ室７の内部が冷却される。冷凍配管８には、冷媒を圧縮するための圧縮機（図示せず）と、圧縮されて温度上昇した冷媒を冷却ファン（図示せず）によって冷却する凝縮機（図示せず）が接続される。
【００１０】
冷凍配管８の周囲には、冷却効率を上げるための断熱材９が配置される。ボウル６の上部にはボウル６の径とほぼ同じ径を有する開口１１が形成され、開口１１の全体はテーブル１２０によって塞がれる。開口１１とテーブル１２０の間にはテーブルパッキン１２が介在され、ロータ室７内の密閉度を向上させて冷却効率を向上させている。テーブル１２０は蝶番（図示せず）を用いて自動遠心機の筐体１０に固定され、テーブル１２０は開閉可能であり、ロータボディ４の交換やメンテナンス、さらにロータ室の清掃等を行う際にはテーブル１２０が開閉される。テーブル１２０は一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面１２０ａと、合成樹脂製の下面１２０ｂと、これらの間に設けられた断熱材１２８を含んで構成される。テーブル１２０の一部には、検体１を搭載したアダプタ２の搬入及び搬出を行うための専用の開口部１２１が設けられる。
【００１１】
開口部１２１は、小型のドア１３１によって開閉される。ドア１３１は、一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面１３１ａと、合成樹脂製の下面１３１ｂと、これらの間に設けられた断熱材１３４を含んで構成される。開口部１２１の周囲には、ロータ室７の気密性をあげるためにドアパッキン１３６が設けられる。ドア１３１の内周側の端部には、ドアヒンジ１３５が設けられ、ドアヒンジ１３５はテーブル１２０の上面１２０ａに軸支される。ドア１３１は、開閉機構４８によって自動で開閉操作できるように構成される。開閉機構４８は、小プーリ４６に結合されたモータ（図示せず）の動力をタイミングベルト４５を介して大プーリ４４に伝え、大プーリ４４に固定されたプーリーバー４３が１／４回転程度回動することにより、プーリーバー４３に摺動可能に連結されたリンクバー４２及び接続バー４１を介してドア１３１をドアヒンジ１３５を中心に回動させることによって、ドア１３１を開閉させるように動作する。図示しない電気モータは、モータハウジング４７の内部に収容される。開閉機構４８の動作は、図示しない自動遠心機の制御手段によって制御される。
【００１２】
図９は、従来の自動遠心機のＣ−Ｃ断面からテーブル１２０の下面１２０ｂを見た図である。本図のテーブル１２０はロータ室７に接する側を示している。従来の自動遠心機においては、テーブル１２０の下面１２０ｂはロータ室７に生ずる空気の流れ（矢印１２７）を妨げないように平面状に形成していた。テーブル１２０には開口部１２１が設けられ、開口部１２１にはドア１３１の本体部分が位置することにより開口部１２１が閉鎖される。開口部１２１は、一つのバケット３（図５参照）をロータボディ４にセット可能にするために形成されたものであって、ドア１３１の下面１３１ｂの大きさ（径方向の長さ又は周方向の長さ）は、ロータ室７の直径の半分以下に形成され、アダプタ２を開口部１２１を介して取り付け及び取り外しをするのに必要十分な大きさとしている。
【００１３】
開口部１２１の位置は、ロータボディ４の回転中心１２６とテーブルパッキン１２が下面１２０ｂと接触する接触領域１２９にほぼ含まれる位置に設けられる。ドア１３１は上面１３１ａが開口部１２１よりも十分大きく形成される。開口部１２１及びドア１３１の上面１３１ａの形状は略四角形であり、これらの大きさは、冷却されるロータ室７の冷気を漏らさないために、図示しないハンドリング機構によってアダプタ２をバケット３に装着及び取り外しをするのに必要最小限の大きさとするのが好ましい。ドア１３１を固定するドアヒンジ１３５は、回転中心１２６を通る位置に配置され、開閉機構４８は回転中心１２６を隔ててドア１３１と反対側に配置される（尚、図中の開閉機構４８を示す点線位置には、駆動用のモータ（図示せず）の位置は含まれない）。
【００１４】
ロータ室７の内部でロータボディ４が回転すると矢印１２７に示す空気の流れが発生する。この空気の流れを極力乱さないために、開口部１２１とドア１３１の間の隙間は、すべての辺においてできるだけ小さくするように構成するのが好ましい。また、ドア１３１の下面１３１ｂ（ロータ室７に接する面：図８参照）とテーブル１２０の下面１２０ｂは共に平らで同じ高さに形成され、凹凸を極力抑えることにより風損を抑えるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−３０５４００号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した従来技術において、開口部１２１とドア１３１の間の隙間を小さくする場合に、ドア１３１の開閉方法によっては、隙間を小さくことが難しい場合がある。この状態を示すのが図１１である。図１１は、図８及び図９に示すドア１３１を採用する以前のタイプのドア２３１を示す図である。図８と同じ構成の部分は同じ参照符号を付しているので、繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
ドア２３１は上下方向に見て、下から開口部１２１を塞ぐ部分となる本体部２３１ｄと、本体部２３１ｄよりも横方向に十分な大きさを有し、開口部１２１と本体部２３１ｄの上面を覆うための覆い部２３１ｃを有して形成される。そして、覆い部２３１ｃの下側であって、テーブル１２０の上面１２０ａと対面する位置には、ドアパッキン１３６が設けられる。
【００１８】
図１１に示すようにドア２３１の一方は、ドアヒンジ１３５を軸点にして回動できるように構成される。ドア２３１の中央付近上部には接続バー４１が固定され、接続バー４１はリンクバー４２に軸支される。ドア２３１はドアヒンジ１３５を軸点に回動するので、ドアヒンジ１３５が開口部１２１よりも十分離れた位置に無い場合は、図１１の下側の図で示すように、ドア２３１を開閉する際に鎖線Ｅで示す部分がドア開閉時に接触してしまう。このような接触を防ぐためには、ドアヒンジ１３５の位置を図中右方向に開口部から十分遠ざけるようにすると角部はより垂直に近い方向に軌道するようになるので接触しにくい方向に行くが、ドア２３１の覆い部２３１ｃの大きさが大きくなり現実的でない。別の方法として、ドア２３１と開口部１２１との隙間を大きくとることが考えられるが、その場合は、隙間によってロータ室７の空気の流れが乱されることになる。
【００１９】
そこで、従来の自動遠心機では図１０に示すように、ドア１３１の形状を改良し、ドアヒンジ１３５から遠い角部を斜めに切り落としたような角逃げ部１２５を設けるようにした。角逃げ部１２５は、ドア１３１の開閉時に接触する本体部１３１ｄの形状を一部変更することにより、ドア１３１の下面１３１ｂの角が開口部１２１に接触しないようにしたものである。覆い部１３１ｃの形状は、図１１の覆い部２３１ｃと同様に四角形の形状である。このように構成することにより、図１０の下側の図の矢印Ｄで示すように開口部１２１に接触しないため、ドア１３１をスムーズに開閉させることが可能となる。しかしながら、この構成ではドア１３１が閉まった状態において、開口部１２１とドア１３１の間に、角逃げ部１２５を形成したことにより比較的大きめの溝１２５ａが発生してしまう。この溝１２５ａの存在により、ロータ室７の空間の境界領域に凹凸ができることになり、空気の流れが乱れ、風損が増大する。
【００２０】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、テーブルの一部に開口部を設けた自動遠心機において、試料の自動搬出入のための改良された開口形状及びドア形状を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、試料の自動搬出入のための開口部とドアの間に生ずる隙間による風損の上昇を低減させることができる自動遠心機を提供することにある。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、ロータ室の上面形状を改良することによりロータ室内の空気の流れをスムーズにするようにした自動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】
【００２３】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００２４】
本発明の一つの特徴によれば、検体を保持するロータと、ロータを収容するロータ室と、ロータ室を冷却することで検体を冷却する冷却機と、ロータ室上面から検体の搬入および搬出を行うために形成されたロータの径よりも小さい形状の開口部と、開閉可能であって開口部を閉鎖するドアと、ドアを開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、ドアの外周辺は曲線状に形成され、ドアは開口部の形状とほぼ同形に形成した。このドアは、開口部を塞ぐ本体部と本体部の上面を覆う覆い部を有し、ドアの本体部の内部に断熱部材を収容した。覆い部の一部にはヒンジが設けられて回動可能され、開閉機構は覆い部の一部を移動させることによりヒンジを中心にドアを開閉させるように構成した。
【００２５】
本発明の他の特徴によれば、開口部およびドアの本体部の外周辺は、ロータの回転中心と同心円の円弧状に形成した。外周辺の曲率半径Ｒ１は、内周辺の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように形成され、特に好ましくは、曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２の２倍以上になるように構成すると好ましい。外周辺の周方向幅Ｌ１は、内周辺の周方向幅Ｌ２よりも大きくなるように構成される。
【００２６】
本発明のさらに他の特徴によれば、ロータ室を画定する壁の上面に、開口部およびドアの下面の外周辺の間の隙間と円周方向に連続するように環状の溝を設けた。この環状の溝は、円周方向に連続して設けられる円環状の溝とすると好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明によれば、検体をロータへの取り付け及び取り出しを行うためのドアを自動で開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、ドアの外周辺は曲線状に形成され、ドアは開口部の形状とほぼ同形に形成したので、ドアの角逃げ部の形成によって形成される比較的大きな溝を回転方向に沿うように円弧形状にすることができ、ロータ室内の風損の増大を抑えることができる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、ドアは、開口部を塞ぐ本体部と本体部の上面を覆う覆い部を有し、ドアの本体部の内部に断熱部材を収容したので、ロータ室内の密閉性を向上させることができるとともに、断熱性を大幅に向上させることができる。また、ヒンジを使用した単純な機構により回転開閉するドアを採用でき、しかも風損増大を抑えることが可能となるので、自動遠心機の製造コストの上昇を大幅に抑えることが可能となる。
【００２９】
請求項３の発明によれば、覆い部の一部にヒンジを設けて回動可能とし、開閉機構は覆い部の一部を移動させることによりヒンジを中心にドアを開閉させるので、ヒンジを中心とした回転運動のみの１自由度しか持たない開閉機構にてドアの開閉を行うことが可能となる。
【００３０】
請求項４の発明によれば、開口部およびドアの本体部の外周辺は、ロータの回転中心と同心円の円弧状に形成されるので、空気の流れの多くは回転方向が支配的であるロータ室内において、風損増大に与える影響度を少なくすることができる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、開口部およびドアの本体部の内周辺は、円弧状に形成され、外周辺の曲率半径Ｒ１は、内周辺の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように形成されるので、開口部およびドアの本体部の隙間のうち、外周辺と内周辺の両方において、風損増大に与える影響度を軽減させることができる。
【００３２】
請求項６の発明によれば、外周辺の曲率半径Ｒ１は、内周辺の曲率半径Ｒ２の２倍以上であるので、ロータ室内に発生する支配的な空気の流れの方向に近い形で開口部およびドアの本体部の内周辺及び外周辺を形成でき、風損増大に与える影響度を効果的に軽減させることができる。
【００３３】
請求項７の発明によれば、外周辺の周方向幅Ｌ１は、内周辺の周方向幅Ｌ２よりも大きいので、開口部の側辺を回転方向に対してほぼ垂直方向に配置でき、開口部およびドアの本体部のわずかな隙間による風の乱れを最小に抑えることができる。
【００３４】
請求項８の発明によれば、ロータ室を画定する壁の上面に、開口部およびドアの下面の外周辺の間の隙間と円周方向に連続するように環状の溝を設けたので、ロータ室内の空気の流れを整流でき、風損増大に与える影響度を低減することができる。
【００３５】
請求項９の発明によれば、溝は、円周方向に連続して形成された円環状の溝であるので、風損増大に与える影響度をさらに低減させることが可能となる。
【００３６】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係る自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る自動遠心機のＡ−Ａ断面からテーブル２０を見た図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のＢ−Ｂ断面からテーブル７０を見た図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る自動遠心機のドアの下面と開口部の形状を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係る自動遠心機のドアの下面と開口部の形状を示す図である。
【図７】本発明の第５の実施例に係る自動遠心機のドアの下面と開口部の形状を示す図である。
【図８】従来の自動遠心機のロータ室から上部の構造を示す断面図である。
【図９】従来の自動遠心機のＣ−Ｃ断面からテーブル１２０を見た図である。
【図１０】従来の自動遠心機のドア開閉状態を説明するためのドア１３１の部分断面図である（その１）。
【図１１】従来の自動遠心機のドア開閉状態を説明するためのドア２３１の部分断面図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３８】
以下、本発明の実施例を図１及び図２に基づいて説明する。なお、以下の図において、図８〜図１１で説明した従来の技術と同一の部分には同一の符号を付しており繰り返しの説明を一部省略している。
【００３９】
自動遠心機は、ロータ室７の内部で検体１を所定の回転速度で回転させる装置である。検体１は複数の保持穴を有するアダプタ２に挿入され、アダプタ２はロータボディ４によってスイング可能に保持されるバケット３に装着される。アダプタ２は、図示しないハンドリング機構によって、検体の受け渡し場所とロータ室７の内部との間で搬送される。ロータボディ４は電気モータ等の駆動手段５の駆動軸５ａに装着される。ロータボディ４は交換可能であり、保持する検体に応じて任意に選択して装着できる。ロータボディ４は、ボウル６によって画定されるロータ室７内に回転可能なように保持される。
【００４０】
ボウル６の外周には冷凍配管８が巻かれ、冷凍配管８には冷媒が供給され冷凍配管８の内部で冷媒が蒸発することによりロータ室７の内部が冷却される。冷凍配管８の周囲には、冷却効率を上げるための断熱材９が設けられる。ボウル６の上部には開口１１が形成され、開口１１は、開口１１よりも十分大きいテーブル２０によって塞がれることによってロータ室７が密閉状態に保たれる。ロータ室７の内部は所定の温度に冷却されるため、開口１１とテーブル２０の間に、ゴム等で形成されたテーブルパッキン１２が介在される。テーブル２０は上から見て略四角形の形状であり、そのうちの一辺に蝶番（図示せず）が取り付けられ、筐体１０に開閉可能なように固定される。ロータボディ４の交換やメンテナンス、さらにロータ室の清掃等を行う際には、テーブル２０が開閉される。テーブル２０は一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面２０ａと、合成樹脂製の下面２０ｂと、これらの間に設けられた断熱材２８を含んで構成される。テーブル２０の一部には、検体１を搭載したアダプタ２の搬入及び搬出を行うための専用の開口部２１が設けられる。
【００４１】
開口部２１は、ドアパッキン３６を挟んで小型のドア３１によって閉鎖される。ドア３１は、一定の厚さを有し、ステンレス等の金属製の上面３１ａと、合成樹脂製の下面３１ｂと、これらの間に設けられた断熱材３４を含んで構成される。ドア３１の内周側の端部には、ドアヒンジ３５が設けられ、ドアヒンジ３５はテーブル２０の上面２０ａに軸支される。ドア３１は、開閉機構４８によって自動で開閉操作できるように構成される。開閉機構４８は、小プーリ４６に結合されたモータ（図示せず）の動力をタイミングベルト４５を介して大プーリ４４に伝え、大プーリ４４に固定されたプーリーバー４３が回動することにより、プーリーバー４３およびドア３１に摺動可能に連結されたリンクバー４２及び接続バー４１を介してドア３１をドアヒンジ３５中心に開閉させるように動作する。
【００４２】
本実施例においては、図１の断面図で見ると図８で示した従来の自動遠心機と構造上の差異がないように見える。しかしながら、本実施例では開口部２１の形状、及び、ドア３１の形状（特に本体部分の外郭形状）が図８で示した従来の自動遠心機と異なるものである。
【００４３】
図２は本発明の実施例に係る自動遠心機のＡ−Ａ断面からテーブル２０を見た図である。図２から明らかなように、本実施例におけるは開口部２１の形状及びドア３１の下面３１ｂの形状は、四角形状でなく略扇状に形成される。開口部２１にフィットするドア３１の下面３１ｂの形状は、円弧状の外周辺２２を有し、外周辺２２に接続される２つの側辺２４ａ、２４ｂが内周側から外周側にいくにつれてその間隔が広がるように配置される。さらに内周辺２３を円弧状に形成した。外周辺２２の曲率半径をＲ１、内周辺２３の曲率半径をＲ２とすると、曲率半径Ｒ１は曲率半径Ｒ２よりも大きくなるようにすると好ましく、特に曲率半径Ｒ１は曲率半径Ｒ２の２倍以上の関係となるように設定すると良い。また、曲率半径Ｒ１の中心及び／又は曲率半径Ｒ２の中心は、ロータボディ４の回転中心２６と一致するように同心円状に構成すると、角逃げ部２５の溝の配置が風の流れ２７に逆らわないような位置関係に形成されるので、風損の低減のために大きな効果がある。
【００４４】
ドア３１の上面３１ａの大きさは、図８のドア１３１の上面と同じサイズである。ドア３１は、ドアヒンジ３５を中心に回動されるが、ドアヒンジ３５の位置は図８で示した従来例の位置と同じである。従って、ドア３１を開閉するための開閉機構４８は従来例と同一のものを用いることができ、テーブル２０の上面２０ａであって、テーブルパッキン１２の接触領域２９の内周側に設けることができる。図２の例では、回転中心２６を隔てて一方側に開口部２１及びドア３１が配置され、他方側に開閉機構４８が配置されるので、自動遠心機の実現のための機構をテーブル２０の上面２０ａにすべて配置できるので、コンパクトな自動遠心機を実現できる。
【００４５】
図２では図示されないが、開口部２１の外側に沿ってドアパッキン３６がドア３１に配置される。開口部２１の大きさは、バケット３にアダプタ２をスムーズに出し入れできるように、バケット３よりもやや大きいサイズとすると好ましい。
【００４６】
風損の発生原因は上述したようにロータの回転によりロータ室７内の空気が撹拌され摩擦熱が発生することで起きる。よってロータ室７内に凹凸があるとそれらが抵抗になり風損は増大してしまう。通常、ロータ室７内部の空気流の多くは、回転方向が支配的であるので回転方向に対して抵抗となる凹凸が風損を増大させる原因となる。しかしながら、本実施例では角逃げ部２５が回転中心２６から同心円状に形成され、角逃げ部２５により凹凸が生ずる領域２５ａが円周方向に沿っているので、回転方向に対する抵抗増大が少なくて済み、風損の増大に与える影響度は図８及び図９で示す従来例の構成に比べて大幅に小さくすることができた。
【実施例２】
【００４７】
次に図３及び図４を用いて本発明の第２の実施例を説明する。図３は本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のロータ室７から上部の構造を示す断面図である。第２の実施例において第１の実施例と異なる点は、テーブル７０の形状であり、その他の構成要素は第１の実施例と同じであるので、同じ番号の参照符号を付与し繰り返しの説明は省略する。本実施例では、テーブル７０の下面７０ｂの形状に特徴がある。テーブル７０は角逃げ部７５の凹部に連続するように円周方向に連続する溝、即ち円周溝７８を設けた。
【００４８】
図４は、本発明の第２の実施例に係る自動遠心機のＢ−Ｂ断面からテーブル７０を見た図である。この図から理解できるように、開口部７１（ドア３１の下面）の外周部の周方向幅Ｌ１は、内周部の周方向幅Ｌ２よりも大きくなるように形成される。円周溝７８は、角逃げ部７５の風上側７５ｂ及び風下側７５ｃに連続するように形成され、本実施例では円周方向に連続して環状に円周溝７８を形成する。この円周溝７８の回転半径は、テーブルパッキン１２の接触領域７９の内周側であって、開口部７１の外周辺７２の曲率半径Ｒ１と同じに形成すると好ましい。また、円周溝７８の回転中心は、ロータボディ４の回転中心と一致するように配置すると良い。円周溝７８の幅（径方向の距離）は、角逃げ部２５によって生ずる隙間の幅とほぼ同じであるように構成すると良い。
【００４９】
以上のように構成することにより、風の流れ７７に対して角逃げ部７５の抵抗を少なくすることが可能となる。これにより遠心分離運転時に角逃げ部７５に生ずる凹部（溝）による風損の増大を十分抑えることが可能となる。また、円周溝７８を形成するには、テーブル７０の下面７０ｂの形状を変えるだけで良いが、下面７０ｂはプラスチック等の合成樹脂で形成するようにすれば加工も容易であり、製造コストの上昇の影響を最小に抑えることが可能となる。
【実施例３】
【００５０】
次に図５〜図７を用いて第３から第５の実施例を説明する。これらの実施例では、小さいドアの上面の形状、ドアヒンジの位置、開閉機構４８は第１及び第２の実施例と同じであるものの、開口部及び小さいドアの下面の形状が異なる。第３の実施例において開口部８０の形状は、外周辺８２は曲率半径Ｒ１の円弧状に形成されるが、内周辺８３は直線状に形成される。内周辺８３と外周辺８２に接続される２つの側辺８４ａ、８４ｂは、内周側から外周側にいくにつれてその間隔が広がるように配置され、ロータの回転によりロータ室７内の風の流れに対して側辺８４ａ、８４ｂの配置が垂直に近くなるように構成される。
【００５１】
ドアの下面８１ｂの外周辺８２には、ドアの開閉時に開口部に接触しないように角逃げ部８５が形成される。このように角逃げ部８５を形成することにより、外周辺８２付近に生ずる角逃げ部８５の凹凸が風損の増大に与える影響を小さくすることができる。尚、図中の点線で示すのはバケット３の大きさであり、開口部８０を介してバケット３を十分に出し入れできることが理解できるであろう。
【００５２】
第３の実施例においては、第１及び第２の実施例に比べて内周辺の形状が単純であるので、開口部の製造及びドアの製造が容易であり、自動遠心機の製造コストを低下させることができる。特に、ドアの下面８１ｂに鋭角となるような角部が形成されないので製造しやすい。
【実施例４】
【００５３】
図６は第４の実施例に係る開口部８６及びドアの下面８６ｂの形状である。第４の実施例において開口部８６の形状は、外周辺８８は曲率半径Ｒ１よりも大きい円弧状に形成されるが、内周辺８９は直線状に形成される。第４の実施例では内周辺８９と外周辺８８に接続される２つの側辺９０ａ、９０ｂが平行になるように形成される。このように形成されることによって、図８で示した従来のドア１３１とほぼ同様の開口形状を有しながら角逃げ部９１の凹凸が風損の増大に与える影響を小さくすることができる。この開口形状は、従来の形状からさほど変更が無いので、開口形状とドアの形状の一部分を変更するだけで済み、コストアップの影響を最小に抑えつつ角逃げ部による空気流の影響をより小さく抑えることができる。
【実施例５】
【００５４】
図７は第５の実施例に係る開口部９２及びドアの下面９３ｂの形状である。第５の実施例において開口部９２の形状は、外周辺９４は図２に示した外周辺２２の曲率半径Ｒ１よりも大きい円弧状に形成される。また内周辺９５は、図２に示した内周辺２３の曲率半径Ｒ２よりも大きくされる。第５の実施例では内周辺９５と外周辺９４に接続される２つの側辺９６ａ、９６ｂが平行になるように形成される。このように第１の実施例ほど曲率を大きくしなくても、十分な効果を達成できる。特に、角逃げ部９８の凹凸が風損の増大に与える影響を小さくすることができる。
【００５５】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、開口部及びドアの下面の形状は、上述した形状だけでなくその他の任意の形状に形成しても良い。また、図３で示した溝の数は１本だけでなく複数本でも良い。さらに、テーブルやドアの構成は、上面が金属製、下面が樹脂製だけに限られずに、その他の材料によって製造するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１ 検体 ２ アダプタ ３ バケット ４ ロータボディ
５ 駆動手段 ５ａ 駆動軸 ６ ボウル ７ ロータ室
８ 冷凍配管 ９ 断熱材 １０ 筐体 １１ 開口
１２ テーブルパッキン １９ 断熱材 ２０ テーブル
２０ａ 上面 ２０ｂ 下面 ２１ 開口部 ２２ 外周辺
２３ 内周辺 ２４ａ、２４ｂ 側辺 ２５ 角逃げ部
２５ａ 領域 ２６ 回転中心 ２７ 風の流れ ２８ 断熱材
２９ （テーブルパッキンの）接触領域 ３１ ドア ３１ａ 上面
３１ｂ 下面 ３４ 断熱材 ３５ ドアヒンジ
３６ ドアパッキン ４１ 接続バー ４２ リンクバー
４３ プーリーバー ４４ 大プーリ ４５ タイミングベルト
４６ 小プーリ ４７ モータハウジング ４８ 開閉機構
７０ テーブル ７０ａ 上面 ７０ｂ 下面
７１ 開口部 ７２ 外周辺 ７５ 角逃げ部
７５ａ 領域 ７５ｂ （角逃げ部の）風上側
７５ｃ （角逃げ部の）風下側 ７７ 風の流れ
７８ 円周溝 ７９ 接触領域
８０、８６、９２ 開口部 ８２、８８、９４ 外周辺
８３、８９、９５ 内周辺
８４ａ、９０ａ、９６ａ （風上側の）側辺
８４ｂ、９０ｂ、９６ｂ （風下側の）側辺
８５、９１、９８ 角逃げ部 ８７ｂ、９３ｂ （ドアの）下面
１２０ テーブル １２０ａ 上面 １２０ｂ 下面
１２１ 開口部 １２１ｂ 下面 １２５ 角逃げ部
１２５ａ 溝 １２６ 回転中心 １２７ 矢印
１２８ 断熱材 １２９ 接触領域 １３１ ドア
１３１ａ 上面 １３１ｂ 下面 １３１ｃ 覆い部
１３１ｄ 本体部 １３４ 断熱材 １３５ ドアヒンジ
１３６ ドアパッキン ２３１ ドア ２３１ａ 上面
２３１ｂ 下面 ２３１ｃ 覆い部 ２３１ｄ 本体部
Ｒ１、Ｒ２ 曲率半径 Ｌ１、Ｌ２ 周方向幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を保持するロータと、
前記ロータを収容するロータ室と、
前記ロータ室を冷却することで前記検体を冷却する冷却機と、
前記ロータ室上面から検体の搬入および搬出を行うために形成された前記ロータの径よりも小さい形状の開口部と、
開閉可能であって前記開口部を閉鎖するドアと、
前記ドアを開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、
前記ドアの外周辺は曲線状に形成され、
前記ドアは前記開口部の形状とほぼ同形に形成されることを特徴とする自動遠心機。
【請求項２】
前記ドアは、前記開口部を塞ぐ本体部と該本体部の上面を覆う覆い部を有し、
前記ドアの本体部の内部に断熱部材を収容したことを特徴とする請求項１に記載の自動遠心機。
【請求項３】
前記覆い部の一部にヒンジを設けて回動可能とし、
前記開閉機構は前記覆い部の一部を移動させることにより前記ヒンジを中心に前記ドアを開閉させることを特徴とする請求項２に記載の自動遠心機。
【請求項４】
前記開口部および前記ドアの本体部の外周辺は、前記ロータの回転中心と同心円の円弧状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の自動遠心機。
【請求項５】
前記開口部および前記ドアの本体部の内周辺は、円弧状に形成され、
前記外周辺の曲率半径Ｒ１は、前記内周辺の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項４に記載の自動遠心機。
【請求項６】
前記外周辺の曲率半径Ｒ１は、前記内周辺の曲率半径Ｒ２の２倍以上であることを特徴とする請求項５に記載の自動遠心機。
【請求項７】
前記外周辺の周方向幅Ｌ１は、前記内周辺の周方向幅Ｌ２よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の自動遠心機。
【請求項８】
前記ロータ室を画定する壁の上面に、前記開口部および前記ドアの下面の外周辺の間の隙間と円周方向に連続するように環状の溝を設けたことを特徴とする請求項７に記載の自動遠心機。
【請求項９】
前記溝は、円周方向に連続して形成された円環状の溝であることを特徴とする請求項８の自動遠心機。
【請求項１】
検体を保持するロータと、
前記ロータを収容するロータ室と、
前記ロータ室を冷却することで前記検体を冷却する冷却機と、
前記ロータ室上面から検体の搬入および搬出を行うために形成された前記ロータの径よりも小さい形状の開口部と、
開閉可能であって前記開口部を閉鎖するドアと、
前記ドアを開閉させる開閉機構を有する自動遠心機において、
前記ドアの外周辺は曲線状に形成され、
前記ドアは前記開口部の形状とほぼ同形に形成されることを特徴とする自動遠心機。
【請求項２】
前記ドアは、前記開口部を塞ぐ本体部と該本体部の上面を覆う覆い部を有し、
前記ドアの本体部の内部に断熱部材を収容したことを特徴とする請求項１に記載の自動遠心機。
【請求項３】
前記覆い部の一部にヒンジを設けて回動可能とし、
前記開閉機構は前記覆い部の一部を移動させることにより前記ヒンジを中心に前記ドアを開閉させることを特徴とする請求項２に記載の自動遠心機。
【請求項４】
前記開口部および前記ドアの本体部の外周辺は、前記ロータの回転中心と同心円の円弧状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の自動遠心機。
【請求項５】
前記開口部および前記ドアの本体部の内周辺は、円弧状に形成され、
前記外周辺の曲率半径Ｒ１は、前記内周辺の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項４に記載の自動遠心機。
【請求項６】
前記外周辺の曲率半径Ｒ１は、前記内周辺の曲率半径Ｒ２の２倍以上であることを特徴とする請求項５に記載の自動遠心機。
【請求項７】
前記外周辺の周方向幅Ｌ１は、前記内周辺の周方向幅Ｌ２よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の自動遠心機。
【請求項８】
前記ロータ室を画定する壁の上面に、前記開口部および前記ドアの下面の外周辺の間の隙間と円周方向に連続するように環状の溝を設けたことを特徴とする請求項７に記載の自動遠心機。
【請求項９】
前記溝は、円周方向に連続して形成された円環状の溝であることを特徴とする請求項８の自動遠心機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−６１３９６（Ｐ２０１２−６１３９６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６１７３（Ｐ２０１０−２０６１７３）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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