連続遠心分離機
【課題】細菌やウイルス等の被分離粒子の混入する液体試料を扱う大型連続遠心分離機において、ロータをチャンバに着脱するためのリフト装置の操作性を改良し、ロータの着脱時におけるロータまたはロータ回転軸の破損を防止する。
【解決手段】
リフト装置５０の水平リフト部５２および垂直リフト部５１の駆動源として電動シリンダ５１ｃおよび５２ｃを採用し、これらシリンダを構成する電動モータ５１ｄおよび５２ｄの負荷電流Ｆの検出手段を具備せしめ、リフト装置５０の操作によるロータ２０の台座ホルダ８２への着座時の過負荷電流、またはその他の障害物による過負荷電流を検知した場合に、リフト動作を即時、停止させる。
【解決手段】
リフト装置５０の水平リフト部５２および垂直リフト部５１の駆動源として電動シリンダ５１ｃおよび５２ｃを採用し、これらシリンダを構成する電動モータ５１ｄおよび５２ｄの負荷電流Ｆの検出手段を具備せしめ、リフト装置５０の操作によるロータ２０の台座ホルダ８２への着座時の過負荷電流、またはその他の障害物による過負荷電流を検知した場合に、リフト動作を即時、停止させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被分離粒子が混入している液体試料を連続的に流しながら液体試料中の微小粒子を遠心分離する円筒形ロータを有する連続遠心分離機に関し、特に、円筒形ロータをチャンバ内に着脱させるためのリフト装置を有する連続遠心分離機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、垂直状態に配置された円筒形ロータを使用し、該ロータに被分離粒子が混入している液体試料を連続的に注入、通過させながら回転させることによって、分離された微小粒子をロータ内に留め、残りの上澄液を連続的にロータ外に排出するための連続遠心分離機が知られている。例えば、下記特許文献１には、液体媒体中のウイルスを分離するための連続遠心分離機が開示されている。この連続遠心分離機では、ウイルスや培養菌体等を大量に分離してワクチンや医薬品に使用する原料を精製することから、大規模なロータおよびロータ駆動装置と、それらを垂直方向または水平方向に移動するためのリフト装置とを必要としている。
【０００３】
このリフト装置は、下記特許文献２に開示されているように、大規模なロータおよびロータ駆動装置を必要とすることから、チャンバ内に回転可能に収納されるロータを支持する水平リフトを有し、かつ該水平リフトを水平ガイドに沿って水平方向に前後動させる水平駆動用油圧シリンダを有する水平リフト装置と、上記水平リフトを支持し、かつ該水平リフトを垂直ガイドに沿って垂直方向に上下動させる垂直駆動用油圧シリンダを有する垂直リフト装置とを具備する。
【０００４】
従来、リフト装置の操作は、作業者が上記垂直リフトおよび水平リフトの移動位置を観測しながら、水平駆動用または垂直駆動用の油圧シリンダの操作スイッチを手動によりＯＮ・ＯＦＦ制御することにより行い、これにより、円筒形ロータをチャンバから引出し、作業台として機能するロータカートに移動させて、ロータから分離試料の取出しを行っていた。
【０００５】
連続遠心分離機で取り扱われる分離試料は、例えば、インフルエンザウイルス、日本脳炎ウイルス、百日咳ウイルス、エイズウイルス、肝炎ウイルス等であり、それらの出発原料は培養液や動物から採取された細胞や体液等の液体に浮遊させたものであり、連続遠心分離機を用いることによって、大量に分離、精製して、ワクチンまたは医薬品の原料として用いられる。試料を大量に扱うために円筒形ロータの大きさは、例えば、外径が約１６０ｍｍ、長さが約８００ｍｍで、チタン合金から製造され、その内部には、最大で約７．６ｋｇの略円柱状のコアと呼ばれるものが内蔵されており、さらに遠心分離するための試料を入れると全体の質量が約４０ｋｇを越える大型ロータとなる。これを毎分４０，０００回転程度の高速回転まで上昇させるため、モータ等の大出力の回転用駆動源が搭載された水平リフト装置を有している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２２０５４号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の連続遠心分離機において、作業者は、リフト装置の周辺に設置されたリフト操作スイッチによりリフト装置の操作を行うが、例えば、大形のロータが、作業台として機能するロータカートに着座したことを目視によって確認し、リフト操作スイッチから手を離し、リフト装置を停止状態（ＯＦＦ状態）とする。
【０００８】
しかしながら、作業者が、万が一、ロータのロータカートへの着座に気付かない状態で操作を継続した場合、もしくはその着座時点の判別を間違えた場合には、ロータ等の遠心分離機を構成する各部材に異常な過負荷を与えてしまい、それらの部材が破損に至るという問題を生ずる。
【０００９】
さらに、作業者が、上記垂直リフト装置の上下動の操作、または上記水平リフト装置の前後動の操作を行った場合、リフト動作の進行方向に障害物が有ることに気付かない状態でその操作を続けてしまう時にも、遠心分離機の各部材に異常な負荷を与えてしまい、損傷につながるという問題がある。
【００１０】
したがって、本発明の一つの目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、リフト装置の操作性に優れた連続遠心分離機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ロータの着脱時におけるロータおよびロータ回転軸の破損を防止することが可能な連続遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、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、次のとおりである。
【００１３】
本発明の一つの特徴によれば、チャンバ内に回転可能に収納されるロータと、前記ロータの着脱に際して該ロータを支持する水平リフトを有し、かつ該水平リフトを水平ガイドに沿って水平方向に前後動させる第１の駆動手段を有する水平リフト装置と、前記水平リフトを支持し、かつ該水平リフトを垂直ガイドに沿って垂直方向に上下動させる第２の駆動手段を有する垂直リフト装置と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御するための制御装置と、を具備する連続遠心分離機において、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段は、第１の電動シリンダおよび第２の電動シリンダによってそれぞれ構成し、前記制御装置は、第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの各負荷電流を検出する負荷検出手段を有し、該負荷検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの動作をそれぞれ制御する。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、前記制御装置は、前記負荷検出手段が前記第１の電動シリンダまたは前記第２の電動シリンダの過負荷状態を検出したとき、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の動作を停止させるように制御する。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記制御装置は、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の各動作方向の負荷押付開始時における過負荷状態を、過負荷検出しきい値として設定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記特徴によれば、制御装置が電動シリンダの駆動によるロータの着座を自動的に検知し、リフト装置の動作を自動的に停止させる機能を備えたので、作業者がロータの着座等を目視で判断する必要がなくなるので、リフト装置の過負荷動作を防止できる。これによって、ロータの着脱時におけるロータおよびロータ回転軸等の破損を防止することができる。また、作業者が、万が一リフト動作方向に障害物があることに気付かずに、リフト動作を続けた場合にも、リフト動作を自動的に停止できるので、遠心機本体のロータ、駆動部回転軸、リフト等の破損を防止することができる。
【００１７】
本発明の上記および他の目的、ならびに上記および他の特徴は、以下の本明細書の記述および添付図面から更に明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る連続遠心分離機について図面を参照して説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材または要素については同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態に係る連続遠心分離機の外観斜視図、図２は図１に示した連続遠心分離機においてリフト装置のフレームに組込まれた電動シリンダの配置図。図３は図１に示した連続遠心分離機においてロータの着脱作業を示す側面図、図４は図１に示した連続遠心分離機における電動シリンダの制御ブロック図をそれぞれ示す。
【００２０】
［連続遠心分離機１００の全体構成について］
最初に、連続遠心分離機の全体構成について図１を参照して説明する。
図１に示すように、ロータ回転装置部１０１は、円筒形ロータ２０と、駆動装置部３０と、チャンバ４１と、チャンバ４１を支持するベース４２と、垂直上下方向（ｙ方向）の垂直リフト部５１および水平前後方向（ｘ方向）の水平リフト部５２を有するリフト装置部５０とを具備する。このロータ回転装置部１０１は、ボルト４２ａによって、設置床に固定されている。
【００２１】
円筒形ロータ２０は、電動モータ３１を含む駆動装置部３０の管状の上側回転軸（アッパーシャフト）３２に固定ナット３２ａによって接続され、吊り下げ状態に保持される。円筒形ロータ２０の下端部には、管状の下側回転軸（ロアーシャフト）３３が固定ナット３３ａによって取り付けられている。円筒形ロータ２０は、水平リフト部５２によって駆動装置部３０とともに吊り下げられ、垂直リフト部５１によって垂直方向において上下動され、円筒形ロータ２０の運転前の準備段階または運転終了後には、図１に示すように、吊り下げ状態となる。また、ロータ２０の運転時には、ロータ回転装置部１０１の中空形状体から成るチャンバ４１内に収納され、ロータ２０の下側回転軸３３がベース４２に取り付けられた下部軸受部４３に挿入され支承される。ロータ２０がチャンバ４１内に収納された後、アッパープレート４５が、チャンバ４１の上端部に嵌合され、上蓋部として作用してチャンバ４１内を気密に封じる。
【００２２】
図３には、ロータ２０がチャンバ４１内に収納された時のロータ回転装置部１０１の一部断面図が示されている。チャンバ４１内（ロータ室４１ａ）に円筒形ロータ２０が設置され、アッパープレート４５がチャンバ４１内を気密に封じる。チャンバ４１内にロータ２０を設置する技術は、本願出願人より先に出願された特開２００４−３２２０５４号公報（上記特許文献１）に詳細に開示され、この技術を本発明に採用することができる。
【００２３】
リフト装置部５０は、垂直上下方向（ｙ方向）の垂直リフト部５１と水平前後方向（ｘ方向）の水平リフト部５２とを有する。運転準備の段階または運転後において、縦長の円筒形ロータ２０を駆動装置部３０の回転出力軸３２に着脱するために、リフト装置部５０は、円筒形ロータ２０を吊り下げる駆動装置部３０が搭載されたアッパープレート４５を垂直上昇、水平前進、垂直下降させるように構成されている。このリフト装置部５０の上昇、前進、下降の移動により、円筒形ロータ２０は、駆動装置部３０に対して着脱が可能となる。
【００２４】
制御装置部６０は、筐体６２を有し、駆動装置部３０を含むロータ回転装置部１０１およびリフト装置部５０の運転を制御するための制御装置で、運転に必要な電源や電気信号を制御するための制御回路（コントローラ）６３を内蔵している。また、遠心分離機の運転条件である回転速度、回転時間、温度等を設定し、運転状態を表示し、運転のスタートまたはストップを指示するスイッチを有するコントロールパネル６１を有している。制御装置部６０から駆動装置部３０へ駆動電源および制御回路の配線７１が設けられ、さらに、駆動装置部３０や下部軸受部４３を冷却するための冷却水、リフト装置部５０への配線、円筒形ロータ２０を冷却するためにチャンバ４１内に設けられた冷却コイルへの冷媒等の配管７２が設けられている。
【００２５】
このような大規模な連続遠心分離機１００では、ロータ２０の運転準備中または運転終了後の段階において、駆動装置部３０は、リフト装置部５０により垂直上方向へ移動されるので、駆動装置部３０を運転するために必要な駆動電源および制御回路等の配線７１、ならびに冷却水の配管７２は、制御装置部６０からロータ回転装置部１０１につながれており、さらに、配管７２の一部の冷却水や潤滑油の配管は、チャンバ４１の上端部に固定されたコネクタ装置（配線コネクタおよび配管コネクタを含む）７３へ接続される。これによって、制御装置部６０からの配線７１および配管７２は、ロータ２０の運転時には、コネクタ装置７３を介して駆動装置部３０の接続配管７４および接続配線７５に接続可能とし、ロータ２０の運転準備の段階または運転終了後の段階では、リフト装置部５０によって駆動装置部３０を垂直上下方向（ｙ方向）および前後水平方向（ｘ方向）へ移動できるように、駆動装置部３０の接続配管７４および接続配線７５を一時的にコネクタ装置７３から切り離すことを可能にするものである。
【００２６】
このような連続遠心分離機１００では、液体試料が、図示されていないポンプ等の送液手段によって駆動装置部３０を含むロータ回転装置部１０１の試料流通用コネクタ部３４または４４の一方から供給され、管状上側回転軸３２および管状下側回転軸３３を介して円筒形ロータ２０に導入される。その液体試料は円筒形ロータ２０内で強大な遠心力を受けて遠心分離され、その上澄液は回転軸３２または３３の一方の回転軸を介して試料流通用コネクタ部３４または４４の一方を経て排出される。
【００２７】
また、連続遠心分離機１００で取り扱われる分離試料は、例えば、インフルエンザウイルス、日本脳炎ウイルス、百日咳ウイルス、エイズウイルス、肝炎ウイルス等であり、それらの出発原料は培養液や動物から採取された細胞や体液等の液体に浮遊させたものである。それらの試料は、連続遠心分離機１００を用いることによって、大量に分離、精製して、ワクチンまたは医薬品の原料として用いられる。試料を大量に扱うためにロータ２０の一例は、外径が約１６０ｍｍ、長さが約８００ｍｍで、チタン合金から製造され、その内部には、最大で約７．６ｋｇの略円柱状のコア（図示なし）と呼ばれるものが内蔵され、さらに遠心分離するための試料を入れると全体の質量が約４０ｋｇである。これを、例えば、毎分４０，０００回転程度の高速回転まで回転させる。
【００２８】
［リフト装置部５０の構成について］
図２は、垂直リフト部５１および水平リフト部５２から成るリフト装置部５０の構成図を示す。
垂直リフト部５１は、水平リフト部５２が上下に動くときのガイドとなる上下リフトスライドガイド（垂直ガイド）５１ａと、該垂直ガイド５１ａに沿って上下に可動する上下可動スライダ５１ｂと、該上下可動スライダ５１ｂを駆動するための上下用電動シリンダ５１ｃとから構成される。電動シリンダ５１ｃは、電動モータ５１ｄと、電動モータ５１ｄの駆動力に基づいて水平リフト部５２を搭載する上記可動スライダ５１ｂを上下方向に移動させるためのロッド５１ｅとから構成されている。
【００２９】
水平リフト部５２は、水平リフト部５２が水平に動くときのガイドとなる水平リフトスライドガイド（水平ガイド）５２ａと、該水平ガイド５２ａに沿って前後に可動する前後可動スライダ５２ｂと、該前後可動スライダ５２ｂを駆動するための水平用電動シリンダ５２ｃとから構成される。電動シリンダ５２ｃは、電動モータ５２ｄと、電動モータ５２ｄの駆動力に基づいて駆動装置部３０を搭載する上記可動スライダ５２ｂを水平方向に移動させるためのロッド５２ｅとから構成されている。上記電動モータ５１ｄおよび５２ｄは、例えば、ＤＣモータまたはステッピングモータにより構成されている。
【００３０】
なお、後述する図３に示されるように（図２には図示なし）、上下リフトスライドガイドを形成する垂直ガイド５１ａには、リフト操作スイッチ６５が取付けられている。このリフト操作スイッチ６５は、水平リフト部５２を垂直方向（ｙ方向）に上昇させるための垂直リフト部５１の上昇スイッチ６６と、水平リフト部５２をｙ方向に下降させるための垂直リフト部５１の下降スイッチ６７と、水平リフト部５２を水平方向（ｘ方向）に前進させるための前進スイッチ６８と、水平リフト部５２をｘ方向に後退させるための後退スイッチ６９とから構成されている。
【００３１】
ここで、上昇スイッチ６６および下降スイッチ６７は、垂直駆動用電動シリンダ５１ｃにおける電動モータ５１ｄの電流の方向を制御するように付加され、前進スイッチ６８および後退スイッチ６９は、水平駆動用電動シリンダ５２ｃにおける電動モータ５２ｄの電流の方向を制御するように付加されている。
【００３２】
また、リフト操作スイッチ６５の各種スイッチ６６〜６９は、それらを押している間だけ水平リフト部５２の前後動および垂直リフト部５１（水平リフト部５２）の上下動が可能となるように構成されている。さらに、垂直ガイド５１ａの上下には、水平リフト部５２の上方への移動限界を検出するための上限限界スイッチ（ストッパ）５１ｆと、下方への移動限界を検知するための下限限界スイッチ（ストッパ）５１ｇとがそれぞれ設けられている。一方、水平リフト部５２には、ロータ２０を含む駆動装置部３０の前方への移動限界を検知するための前方限界スイッチ５２ｆと、後方への移動限界を検知するための後方限界スイッチ（ストッパ）５２ｇとがそれぞれ設けられている。
【００３３】
［リフト装置部５０によるロータ２０の着脱作業例について］
図３は、リフト装置５０を用いてロータ２０をチャンバ４１からロータカート８０へ引き出す場合のリフト装置部５０の移動状態を示す側面図である。
【００３４】
図３に示されるように、ロータ２０の着脱時に使用されるロータカート８０は、カートフレーム８１と、着座時にロータ２０の下部を保持する台座ホルダ８２と、ロータ２０の周側面を保持する背負ホルダ８３と、ロータ２０がカート８０から外れて落下することを防止するための締付けベルト８４ａおよび８４ｂと、着座動作が終わった際にロータ２０を横置き状態にさせるための回転部８５と、ロータカート８０を移動させるためのキャスタ８６とから構成される。
【００３５】
試料の遠心分離がなされた後は、ロータ２０がチャンバ４１から取り出されて洗浄され、あるいは必要に応じて滅菌処理された後、チャンバ４１内に再びロータ２０が組み込まれる。この場合、ロータ２０は、高重量により人手では取り付け、および取り外しが困難であるため、そのチャンバ４１に対する着脱は、垂直用電動シリンダ５１ｃおよび水平用電動シリンダ５２ｃによって動作する垂直リフト部５１および水平リフト部５２によって次のように操作される。
【００３６】
試料の遠心分離が終了すると、リフト操作スイッチ６５（図３参照）の上昇スイッチ６６を押して水平リフト部５２を垂直ガイド５１ａに沿って上昇させる。すると、水平リフト部５２およびその先端部に取り付けられたアッパープレート４５が駆動装置部３０およびロータ２０と共に上昇し、ロータ２０がチャンバ４１内から取り出されて図３の位置Ａに示す位置に達するように上昇スイッチ６６を押し続ける。位置Ａの停止位置は、ロータ２０がチャンバ４１から完全に上方向へ引き出された状態で、ロータ２０が前方または後方に移動してもチャンバ４１に衝突しない場所である。
【００３７】
次に、リフト操作スイッチ６５の前進スイッチ６８を押して水平リフト部５２をロータ２０等と共に、水平方向（ｘ方向）において前進させて位置Ｂで停止させる。その後、リフト操作スイッチ６５の下降スイッチ６７を押し、水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２の先端部に吊り下げられたロータ２０の下部がロータカート８０の台座ホルダ８２に着座するような位置Ｃで下降スイッチ６７をＯＦＦにする。ロータ２０の下部をロータカート８０の台座ホルダ８２に載せた後、ロータ２０をベルト８４ａおよび８４ｂにより背負ホルダ８３に固定し、固定ナット３２ａを緩めてロータ２０を上側回転軸３２から取り外す。
【００３８】
以上のようにしてロータ２０を取り外した後、チャンバ４１内にゴミや塵が入らないようにチャンバ４１の上端開口部をアッパープレート４５で閉じるが、その作業は以下の手順に沿ってなされる。
【００３９】
すなわち、リフト操作スイッチ６５の上昇スイッチ６６を押し、垂直用電動シリンダ５１ｃを駆動して水平リフト部５２を垂直ガイド５１ａに沿って上昇させ、該水平リフト部５２とアッパープレート４５および駆動装置部３０を、図３の位置Ｂまで移動させる。次に、後退スイッチ６９を押して水平リフト部５２とアッパープレート４５および駆動装置部３０を後退させてアッパープレート４５と駆動装置部３０を位置Ａまで移動させる。その後、下降スイッチ６７を押して水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２の先端部に取り付けられたアッパープレート４５でチャンバ４１の上端開口部を塞ぐ。
【００４０】
次に、洗浄および滅菌処理がなされたロータ２０は、以上とは逆の手順でチャンバ４１内に組み込まれて、再び遠心分離に供される。
【００４１】
すなわち、リフト操作スイッチ６５の上昇スイッチ６６を押して水平リフト部５２を垂直ガイド５１ａに沿って上昇させ、該水平リフト部５２をアッパープレート４５および駆動装置部３０と共に、位置Ａまで上昇させる。
【００４２】
しかる後、前進スイッチ６８を押してこれらを位置Ｂに移動させる。続いて、下降スイッチ６７を押して水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２をアッパープレート４５および駆動装置部３０と共に位置Ｃまで移動させ、ロータカート８０に載せられたロータ２０を固定ナット３２ａによって上側回転軸３２に取り付ける。その後、ロータ２０をベルト８４ａ、８４ｂから外して、水平リフト部５２の先端部に吊り下げる。
【００４３】
ロータ２０が水平リフト部５２の先端部に吊り下げられると、リフト操作スイッチ６５の上昇スイッチ６６を押し、水平リフト部５２を上昇させてロータ２０等を位置Ｂまで移動させる。次に、後退スイッチ３４を押して水平リフト部５２をロータ２０等と共に位置Ａまで後退させる。
【００４４】
その後、下降スイッチ６７を押して水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２の先端部に吊り下げられたロータ２０をチャンバ４１内に上方から挿入してこれをセットし、最後に、チャンバ４１の上端開口部をアッパープレート４５で塞ぐことによって一連の作業が終了する。
【００４５】
以上のようなロータ着脱作業において、遠心分離が終わった後において、リフト装置部５０によってチャンバ４１からロータ２０を引き出してロータカート８０に乗せる際、ロータ２０の下部が台座ホルダ８２に着座した後も、操作ミスによりリフト動作が続くようにリフト操作スイッチ６５を押し続けた場合には、駆動装置部３０の上側回転軸３２やリフト装置部５０、さらにロータカート８０に大きな負荷が加わり、それらが破損する恐れがある。
【００４６】
［リフト装置部５０の過負荷防止構成について］
上述したように、作業者が、作業ミスによりロータ２０をロータカート８０に着座させた後も、リフト操作スイッチ６５を押し続けたり、また、垂直リフト部５１または水平リフト部５２のリフト移動方向に何等かの障害物（負荷）があることに気付かない場合、駆動装置部３０の上側回転軸３２、垂直ガイド５１ａまたは水平ガイド５２ａを構成するリフト支柱（フレーム）、またはロータカート８０等に大きな負荷が加わり、それらを破損する恐れがある。
【００４７】
本発明によれば、そのような操作ミス等による危険性を防止するために、上述したようにリフト装置部５０の駆動源として電動シリンダ５１ｃおよび５２ｃを採用して、それらを構成する電動モータ５１ｄ、５２ｄの過負荷状態を検出する制御回路６３（図４参照）によって過負荷時におけるリフト装置部５０の出力を停止させている。
【００４８】
図４は、電動シリンダ５１ｃ、５２ｃを制御するための制御回路６３の機能ブロック図である。制御回路６３は、電動シリンダの電動モータ５１ｄまたは５２ｄを駆動するためのモータ駆動回路６３ａと、モータ駆動回路６３ａを制御するための駆動制御回路６３ｂと、モータ電流を検出するための負荷電流検出回路（駆動電流検出回路）６３ｃと、モータ駆動回路６３ａへ駆動電源を供給するための電源回路６３ｄとを具備する。
【００４９】
駆動制御回路６３ｂは、上記リフト操作スイッチ６５のスイッチ信号および上記限界スイッチ５１ｆ、５１ｇ、５２ｆ、５２ｇのスイッチ信号に基づいて、モータ駆動回路６３ａの起動、停止を制御する。また、負荷電流検出回路６３ｃによって検出される負荷電流が所定のしきい値電流以上である場合、モータ駆動回路６３ａを停止させる。次に、制御回路６３の制御フローチャートについて図５を参照して説明する。
【００５０】
ステップＳ１０においてリフト操作スイッチ６５のいずれか一つが押されてＯＮ状態となるとリフト装置５０の垂直リフト部５１または水平リフト部５２の垂直電動モータ５１ｄまたは水平電動モータ５２ｄが起動し、リフトが移動する。
【００５１】
リフト操作スイッチ６５がＯＮされている時、ステップＳ１１で、駆動電流検出回路６３ｃ（図４参照）により、垂直電動モータ５１ｄまたは水平電動モータ５２ｄの負荷電流（Ｆ）を、常時、監視する。
【００５２】
そして、ステップＳ１２において、負荷電流（Ｆ）が、過負荷の判定値（ｘ）を超えていないか否かを判断する。負荷電流（Ｆ）が判定値（ｘ）を超えていない場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１３へ進み、モータ駆動回路６３ａは通常動作を継続し、リフト装置５０は通常のリフト動作を行う。
【００５３】
ステップＳ１２において、もし負荷電流（Ｆ）が判定値（ｘ）を超えている場合（ＮＯの場合）、リフト装置５０は異常状態であると判断し、ステップＳ１４へ進み、駆動電流検出回路６３ｃから駆動制御回路６３ｂへ制御信号を出力し、モータ駆動回路６３ａの動作を停止して、リフト装置５０のリフト動作を停止させる。
【００５４】
以上の実施形態の説明から明らかにされるように、本発明によれば、リフト装置の駆動源として電動シリンダを採用することにより、リフト装置を構成する電動シリンダの負荷状態を検出するように構成したので、自動的にリフト装置の異常動作状態を検出し、さらに異常状態におけるリフト装置の運転を停止させることができる。これにより、遠心機本体のロータ、駆動部回転軸、リフト等の破損を防止することができる。
【００５５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る連続遠心分離機全体を示す外観斜視図。
【図２】図１に示した連続遠心分離機に使用されるリウト装置部の構成図。
【図３】図１に示した連続遠心分離機においてロータの着脱作業を示す側面図。
【図４】図１に示した連続遠心分離機における電動シリンダの制御回路図。
【図５】図４に示した制御回路による電動シリンダの制御フローチャート。
【符号の説明】
【００５７】
２０：円筒形ロータ ３０：駆動装置部 ３１：電動モータ
３２：上側回転軸 ３２ａ、３３ａ：固定ナット ３３：下側回転軸
３４：試料流通用コネクタ部 ４１：チャンバ ４１ａ：ロータ室
４２：ベース ４２ａ：ボルト ４３：下部軸受部
４４：下部試料流通用コネクタ部 ４５：アッパープレート
５０：リフト装置部 ５１：垂直リフト部 ５１ａ：垂直ガイド
５１ｂ：上下可動スライダ ５１ｃ：上下用電動シリンダ ５１ｄ：電動モータ
５１ｅ：ロッド ５１ｆ：上限限界スイッチ ５１ｇ：下限限界スイッチ
５２：水平リフト部 ５２ａ：水平ガイド ５２ｂ：前後可動スライダ
５２ｃ：前後用電動シリンダ ５２ｄ：電動モータ ５２ｅ：ロッド
５２ｆ：前方限界スイッチ ５２ｇ：後方限界スイッチ
６０：制御装置部 ６１：コントロールパネル ６２：筐体
６３：制御回路 ６３ａ：モータ駆動回路 ６３ｂ：駆動制御回路
６３ｃ：負荷電流検出回路 ６３ｄ：電源回路 ６５：リフト操作スイッチ
６６：上昇スイッチ ６７：下降スイッチ ６８：前進スイッチ
６９：後退スイッチ ７０：配管・配線 ７１：接続配線
７２：接続配管 ７３：配管・配線コネクタ装置 ７４：接続配管
７５：接続配線 ８０：ロータカート ８１：カートフレーム
８２：台座ホルダ ８３：背負ホルダ ８４ａ、８４ｂ：バンド
８５：回転部 １００：連続遠心分離機 １０１：ロータ回転装置部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被分離粒子が混入している液体試料を連続的に流しながら液体試料中の微小粒子を遠心分離する円筒形ロータを有する連続遠心分離機に関し、特に、円筒形ロータをチャンバ内に着脱させるためのリフト装置を有する連続遠心分離機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、垂直状態に配置された円筒形ロータを使用し、該ロータに被分離粒子が混入している液体試料を連続的に注入、通過させながら回転させることによって、分離された微小粒子をロータ内に留め、残りの上澄液を連続的にロータ外に排出するための連続遠心分離機が知られている。例えば、下記特許文献１には、液体媒体中のウイルスを分離するための連続遠心分離機が開示されている。この連続遠心分離機では、ウイルスや培養菌体等を大量に分離してワクチンや医薬品に使用する原料を精製することから、大規模なロータおよびロータ駆動装置と、それらを垂直方向または水平方向に移動するためのリフト装置とを必要としている。
【０００３】
このリフト装置は、下記特許文献２に開示されているように、大規模なロータおよびロータ駆動装置を必要とすることから、チャンバ内に回転可能に収納されるロータを支持する水平リフトを有し、かつ該水平リフトを水平ガイドに沿って水平方向に前後動させる水平駆動用油圧シリンダを有する水平リフト装置と、上記水平リフトを支持し、かつ該水平リフトを垂直ガイドに沿って垂直方向に上下動させる垂直駆動用油圧シリンダを有する垂直リフト装置とを具備する。
【０００４】
従来、リフト装置の操作は、作業者が上記垂直リフトおよび水平リフトの移動位置を観測しながら、水平駆動用または垂直駆動用の油圧シリンダの操作スイッチを手動によりＯＮ・ＯＦＦ制御することにより行い、これにより、円筒形ロータをチャンバから引出し、作業台として機能するロータカートに移動させて、ロータから分離試料の取出しを行っていた。
【０００５】
連続遠心分離機で取り扱われる分離試料は、例えば、インフルエンザウイルス、日本脳炎ウイルス、百日咳ウイルス、エイズウイルス、肝炎ウイルス等であり、それらの出発原料は培養液や動物から採取された細胞や体液等の液体に浮遊させたものであり、連続遠心分離機を用いることによって、大量に分離、精製して、ワクチンまたは医薬品の原料として用いられる。試料を大量に扱うために円筒形ロータの大きさは、例えば、外径が約１６０ｍｍ、長さが約８００ｍｍで、チタン合金から製造され、その内部には、最大で約７．６ｋｇの略円柱状のコアと呼ばれるものが内蔵されており、さらに遠心分離するための試料を入れると全体の質量が約４０ｋｇを越える大型ロータとなる。これを毎分４０，０００回転程度の高速回転まで上昇させるため、モータ等の大出力の回転用駆動源が搭載された水平リフト装置を有している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２２０５４号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の連続遠心分離機において、作業者は、リフト装置の周辺に設置されたリフト操作スイッチによりリフト装置の操作を行うが、例えば、大形のロータが、作業台として機能するロータカートに着座したことを目視によって確認し、リフト操作スイッチから手を離し、リフト装置を停止状態（ＯＦＦ状態）とする。
【０００８】
しかしながら、作業者が、万が一、ロータのロータカートへの着座に気付かない状態で操作を継続した場合、もしくはその着座時点の判別を間違えた場合には、ロータ等の遠心分離機を構成する各部材に異常な過負荷を与えてしまい、それらの部材が破損に至るという問題を生ずる。
【０００９】
さらに、作業者が、上記垂直リフト装置の上下動の操作、または上記水平リフト装置の前後動の操作を行った場合、リフト動作の進行方向に障害物が有ることに気付かない状態でその操作を続けてしまう時にも、遠心分離機の各部材に異常な負荷を与えてしまい、損傷につながるという問題がある。
【００１０】
したがって、本発明の一つの目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、リフト装置の操作性に優れた連続遠心分離機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ロータの着脱時におけるロータおよびロータ回転軸の破損を防止することが可能な連続遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、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、次のとおりである。
【００１３】
本発明の一つの特徴によれば、チャンバ内に回転可能に収納されるロータと、前記ロータの着脱に際して該ロータを支持する水平リフトを有し、かつ該水平リフトを水平ガイドに沿って水平方向に前後動させる第１の駆動手段を有する水平リフト装置と、前記水平リフトを支持し、かつ該水平リフトを垂直ガイドに沿って垂直方向に上下動させる第２の駆動手段を有する垂直リフト装置と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御するための制御装置と、を具備する連続遠心分離機において、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段は、第１の電動シリンダおよび第２の電動シリンダによってそれぞれ構成し、前記制御装置は、第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの各負荷電流を検出する負荷検出手段を有し、該負荷検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの動作をそれぞれ制御する。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、前記制御装置は、前記負荷検出手段が前記第１の電動シリンダまたは前記第２の電動シリンダの過負荷状態を検出したとき、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の動作を停止させるように制御する。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記制御装置は、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の各動作方向の負荷押付開始時における過負荷状態を、過負荷検出しきい値として設定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記特徴によれば、制御装置が電動シリンダの駆動によるロータの着座を自動的に検知し、リフト装置の動作を自動的に停止させる機能を備えたので、作業者がロータの着座等を目視で判断する必要がなくなるので、リフト装置の過負荷動作を防止できる。これによって、ロータの着脱時におけるロータおよびロータ回転軸等の破損を防止することができる。また、作業者が、万が一リフト動作方向に障害物があることに気付かずに、リフト動作を続けた場合にも、リフト動作を自動的に停止できるので、遠心機本体のロータ、駆動部回転軸、リフト等の破損を防止することができる。
【００１７】
本発明の上記および他の目的、ならびに上記および他の特徴は、以下の本明細書の記述および添付図面から更に明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る連続遠心分離機について図面を参照して説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材または要素については同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態に係る連続遠心分離機の外観斜視図、図２は図１に示した連続遠心分離機においてリフト装置のフレームに組込まれた電動シリンダの配置図。図３は図１に示した連続遠心分離機においてロータの着脱作業を示す側面図、図４は図１に示した連続遠心分離機における電動シリンダの制御ブロック図をそれぞれ示す。
【００２０】
［連続遠心分離機１００の全体構成について］
最初に、連続遠心分離機の全体構成について図１を参照して説明する。
図１に示すように、ロータ回転装置部１０１は、円筒形ロータ２０と、駆動装置部３０と、チャンバ４１と、チャンバ４１を支持するベース４２と、垂直上下方向（ｙ方向）の垂直リフト部５１および水平前後方向（ｘ方向）の水平リフト部５２を有するリフト装置部５０とを具備する。このロータ回転装置部１０１は、ボルト４２ａによって、設置床に固定されている。
【００２１】
円筒形ロータ２０は、電動モータ３１を含む駆動装置部３０の管状の上側回転軸（アッパーシャフト）３２に固定ナット３２ａによって接続され、吊り下げ状態に保持される。円筒形ロータ２０の下端部には、管状の下側回転軸（ロアーシャフト）３３が固定ナット３３ａによって取り付けられている。円筒形ロータ２０は、水平リフト部５２によって駆動装置部３０とともに吊り下げられ、垂直リフト部５１によって垂直方向において上下動され、円筒形ロータ２０の運転前の準備段階または運転終了後には、図１に示すように、吊り下げ状態となる。また、ロータ２０の運転時には、ロータ回転装置部１０１の中空形状体から成るチャンバ４１内に収納され、ロータ２０の下側回転軸３３がベース４２に取り付けられた下部軸受部４３に挿入され支承される。ロータ２０がチャンバ４１内に収納された後、アッパープレート４５が、チャンバ４１の上端部に嵌合され、上蓋部として作用してチャンバ４１内を気密に封じる。
【００２２】
図３には、ロータ２０がチャンバ４１内に収納された時のロータ回転装置部１０１の一部断面図が示されている。チャンバ４１内（ロータ室４１ａ）に円筒形ロータ２０が設置され、アッパープレート４５がチャンバ４１内を気密に封じる。チャンバ４１内にロータ２０を設置する技術は、本願出願人より先に出願された特開２００４−３２２０５４号公報（上記特許文献１）に詳細に開示され、この技術を本発明に採用することができる。
【００２３】
リフト装置部５０は、垂直上下方向（ｙ方向）の垂直リフト部５１と水平前後方向（ｘ方向）の水平リフト部５２とを有する。運転準備の段階または運転後において、縦長の円筒形ロータ２０を駆動装置部３０の回転出力軸３２に着脱するために、リフト装置部５０は、円筒形ロータ２０を吊り下げる駆動装置部３０が搭載されたアッパープレート４５を垂直上昇、水平前進、垂直下降させるように構成されている。このリフト装置部５０の上昇、前進、下降の移動により、円筒形ロータ２０は、駆動装置部３０に対して着脱が可能となる。
【００２４】
制御装置部６０は、筐体６２を有し、駆動装置部３０を含むロータ回転装置部１０１およびリフト装置部５０の運転を制御するための制御装置で、運転に必要な電源や電気信号を制御するための制御回路（コントローラ）６３を内蔵している。また、遠心分離機の運転条件である回転速度、回転時間、温度等を設定し、運転状態を表示し、運転のスタートまたはストップを指示するスイッチを有するコントロールパネル６１を有している。制御装置部６０から駆動装置部３０へ駆動電源および制御回路の配線７１が設けられ、さらに、駆動装置部３０や下部軸受部４３を冷却するための冷却水、リフト装置部５０への配線、円筒形ロータ２０を冷却するためにチャンバ４１内に設けられた冷却コイルへの冷媒等の配管７２が設けられている。
【００２５】
このような大規模な連続遠心分離機１００では、ロータ２０の運転準備中または運転終了後の段階において、駆動装置部３０は、リフト装置部５０により垂直上方向へ移動されるので、駆動装置部３０を運転するために必要な駆動電源および制御回路等の配線７１、ならびに冷却水の配管７２は、制御装置部６０からロータ回転装置部１０１につながれており、さらに、配管７２の一部の冷却水や潤滑油の配管は、チャンバ４１の上端部に固定されたコネクタ装置（配線コネクタおよび配管コネクタを含む）７３へ接続される。これによって、制御装置部６０からの配線７１および配管７２は、ロータ２０の運転時には、コネクタ装置７３を介して駆動装置部３０の接続配管７４および接続配線７５に接続可能とし、ロータ２０の運転準備の段階または運転終了後の段階では、リフト装置部５０によって駆動装置部３０を垂直上下方向（ｙ方向）および前後水平方向（ｘ方向）へ移動できるように、駆動装置部３０の接続配管７４および接続配線７５を一時的にコネクタ装置７３から切り離すことを可能にするものである。
【００２６】
このような連続遠心分離機１００では、液体試料が、図示されていないポンプ等の送液手段によって駆動装置部３０を含むロータ回転装置部１０１の試料流通用コネクタ部３４または４４の一方から供給され、管状上側回転軸３２および管状下側回転軸３３を介して円筒形ロータ２０に導入される。その液体試料は円筒形ロータ２０内で強大な遠心力を受けて遠心分離され、その上澄液は回転軸３２または３３の一方の回転軸を介して試料流通用コネクタ部３４または４４の一方を経て排出される。
【００２７】
また、連続遠心分離機１００で取り扱われる分離試料は、例えば、インフルエンザウイルス、日本脳炎ウイルス、百日咳ウイルス、エイズウイルス、肝炎ウイルス等であり、それらの出発原料は培養液や動物から採取された細胞や体液等の液体に浮遊させたものである。それらの試料は、連続遠心分離機１００を用いることによって、大量に分離、精製して、ワクチンまたは医薬品の原料として用いられる。試料を大量に扱うためにロータ２０の一例は、外径が約１６０ｍｍ、長さが約８００ｍｍで、チタン合金から製造され、その内部には、最大で約７．６ｋｇの略円柱状のコア（図示なし）と呼ばれるものが内蔵され、さらに遠心分離するための試料を入れると全体の質量が約４０ｋｇである。これを、例えば、毎分４０，０００回転程度の高速回転まで回転させる。
【００２８】
［リフト装置部５０の構成について］
図２は、垂直リフト部５１および水平リフト部５２から成るリフト装置部５０の構成図を示す。
垂直リフト部５１は、水平リフト部５２が上下に動くときのガイドとなる上下リフトスライドガイド（垂直ガイド）５１ａと、該垂直ガイド５１ａに沿って上下に可動する上下可動スライダ５１ｂと、該上下可動スライダ５１ｂを駆動するための上下用電動シリンダ５１ｃとから構成される。電動シリンダ５１ｃは、電動モータ５１ｄと、電動モータ５１ｄの駆動力に基づいて水平リフト部５２を搭載する上記可動スライダ５１ｂを上下方向に移動させるためのロッド５１ｅとから構成されている。
【００２９】
水平リフト部５２は、水平リフト部５２が水平に動くときのガイドとなる水平リフトスライドガイド（水平ガイド）５２ａと、該水平ガイド５２ａに沿って前後に可動する前後可動スライダ５２ｂと、該前後可動スライダ５２ｂを駆動するための水平用電動シリンダ５２ｃとから構成される。電動シリンダ５２ｃは、電動モータ５２ｄと、電動モータ５２ｄの駆動力に基づいて駆動装置部３０を搭載する上記可動スライダ５２ｂを水平方向に移動させるためのロッド５２ｅとから構成されている。上記電動モータ５１ｄおよび５２ｄは、例えば、ＤＣモータまたはステッピングモータにより構成されている。
【００３０】
なお、後述する図３に示されるように（図２には図示なし）、上下リフトスライドガイドを形成する垂直ガイド５１ａには、リフト操作スイッチ６５が取付けられている。このリフト操作スイッチ６５は、水平リフト部５２を垂直方向（ｙ方向）に上昇させるための垂直リフト部５１の上昇スイッチ６６と、水平リフト部５２をｙ方向に下降させるための垂直リフト部５１の下降スイッチ６７と、水平リフト部５２を水平方向（ｘ方向）に前進させるための前進スイッチ６８と、水平リフト部５２をｘ方向に後退させるための後退スイッチ６９とから構成されている。
【００３１】
ここで、上昇スイッチ６６および下降スイッチ６７は、垂直駆動用電動シリンダ５１ｃにおける電動モータ５１ｄの電流の方向を制御するように付加され、前進スイッチ６８および後退スイッチ６９は、水平駆動用電動シリンダ５２ｃにおける電動モータ５２ｄの電流の方向を制御するように付加されている。
【００３２】
また、リフト操作スイッチ６５の各種スイッチ６６〜６９は、それらを押している間だけ水平リフト部５２の前後動および垂直リフト部５１（水平リフト部５２）の上下動が可能となるように構成されている。さらに、垂直ガイド５１ａの上下には、水平リフト部５２の上方への移動限界を検出するための上限限界スイッチ（ストッパ）５１ｆと、下方への移動限界を検知するための下限限界スイッチ（ストッパ）５１ｇとがそれぞれ設けられている。一方、水平リフト部５２には、ロータ２０を含む駆動装置部３０の前方への移動限界を検知するための前方限界スイッチ５２ｆと、後方への移動限界を検知するための後方限界スイッチ（ストッパ）５２ｇとがそれぞれ設けられている。
【００３３】
［リフト装置部５０によるロータ２０の着脱作業例について］
図３は、リフト装置５０を用いてロータ２０をチャンバ４１からロータカート８０へ引き出す場合のリフト装置部５０の移動状態を示す側面図である。
【００３４】
図３に示されるように、ロータ２０の着脱時に使用されるロータカート８０は、カートフレーム８１と、着座時にロータ２０の下部を保持する台座ホルダ８２と、ロータ２０の周側面を保持する背負ホルダ８３と、ロータ２０がカート８０から外れて落下することを防止するための締付けベルト８４ａおよび８４ｂと、着座動作が終わった際にロータ２０を横置き状態にさせるための回転部８５と、ロータカート８０を移動させるためのキャスタ８６とから構成される。
【００３５】
試料の遠心分離がなされた後は、ロータ２０がチャンバ４１から取り出されて洗浄され、あるいは必要に応じて滅菌処理された後、チャンバ４１内に再びロータ２０が組み込まれる。この場合、ロータ２０は、高重量により人手では取り付け、および取り外しが困難であるため、そのチャンバ４１に対する着脱は、垂直用電動シリンダ５１ｃおよび水平用電動シリンダ５２ｃによって動作する垂直リフト部５１および水平リフト部５２によって次のように操作される。
【００３６】
試料の遠心分離が終了すると、リフト操作スイッチ６５（図３参照）の上昇スイッチ６６を押して水平リフト部５２を垂直ガイド５１ａに沿って上昇させる。すると、水平リフト部５２およびその先端部に取り付けられたアッパープレート４５が駆動装置部３０およびロータ２０と共に上昇し、ロータ２０がチャンバ４１内から取り出されて図３の位置Ａに示す位置に達するように上昇スイッチ６６を押し続ける。位置Ａの停止位置は、ロータ２０がチャンバ４１から完全に上方向へ引き出された状態で、ロータ２０が前方または後方に移動してもチャンバ４１に衝突しない場所である。
【００３７】
次に、リフト操作スイッチ６５の前進スイッチ６８を押して水平リフト部５２をロータ２０等と共に、水平方向（ｘ方向）において前進させて位置Ｂで停止させる。その後、リフト操作スイッチ６５の下降スイッチ６７を押し、水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２の先端部に吊り下げられたロータ２０の下部がロータカート８０の台座ホルダ８２に着座するような位置Ｃで下降スイッチ６７をＯＦＦにする。ロータ２０の下部をロータカート８０の台座ホルダ８２に載せた後、ロータ２０をベルト８４ａおよび８４ｂにより背負ホルダ８３に固定し、固定ナット３２ａを緩めてロータ２０を上側回転軸３２から取り外す。
【００３８】
以上のようにしてロータ２０を取り外した後、チャンバ４１内にゴミや塵が入らないようにチャンバ４１の上端開口部をアッパープレート４５で閉じるが、その作業は以下の手順に沿ってなされる。
【００３９】
すなわち、リフト操作スイッチ６５の上昇スイッチ６６を押し、垂直用電動シリンダ５１ｃを駆動して水平リフト部５２を垂直ガイド５１ａに沿って上昇させ、該水平リフト部５２とアッパープレート４５および駆動装置部３０を、図３の位置Ｂまで移動させる。次に、後退スイッチ６９を押して水平リフト部５２とアッパープレート４５および駆動装置部３０を後退させてアッパープレート４５と駆動装置部３０を位置Ａまで移動させる。その後、下降スイッチ６７を押して水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２の先端部に取り付けられたアッパープレート４５でチャンバ４１の上端開口部を塞ぐ。
【００４０】
次に、洗浄および滅菌処理がなされたロータ２０は、以上とは逆の手順でチャンバ４１内に組み込まれて、再び遠心分離に供される。
【００４１】
すなわち、リフト操作スイッチ６５の上昇スイッチ６６を押して水平リフト部５２を垂直ガイド５１ａに沿って上昇させ、該水平リフト部５２をアッパープレート４５および駆動装置部３０と共に、位置Ａまで上昇させる。
【００４２】
しかる後、前進スイッチ６８を押してこれらを位置Ｂに移動させる。続いて、下降スイッチ６７を押して水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２をアッパープレート４５および駆動装置部３０と共に位置Ｃまで移動させ、ロータカート８０に載せられたロータ２０を固定ナット３２ａによって上側回転軸３２に取り付ける。その後、ロータ２０をベルト８４ａ、８４ｂから外して、水平リフト部５２の先端部に吊り下げる。
【００４３】
ロータ２０が水平リフト部５２の先端部に吊り下げられると、リフト操作スイッチ６５の上昇スイッチ６６を押し、水平リフト部５２を上昇させてロータ２０等を位置Ｂまで移動させる。次に、後退スイッチ３４を押して水平リフト部５２をロータ２０等と共に位置Ａまで後退させる。
【００４４】
その後、下降スイッチ６７を押して水平リフト部５２を下降させ、該水平リフト部５２の先端部に吊り下げられたロータ２０をチャンバ４１内に上方から挿入してこれをセットし、最後に、チャンバ４１の上端開口部をアッパープレート４５で塞ぐことによって一連の作業が終了する。
【００４５】
以上のようなロータ着脱作業において、遠心分離が終わった後において、リフト装置部５０によってチャンバ４１からロータ２０を引き出してロータカート８０に乗せる際、ロータ２０の下部が台座ホルダ８２に着座した後も、操作ミスによりリフト動作が続くようにリフト操作スイッチ６５を押し続けた場合には、駆動装置部３０の上側回転軸３２やリフト装置部５０、さらにロータカート８０に大きな負荷が加わり、それらが破損する恐れがある。
【００４６】
［リフト装置部５０の過負荷防止構成について］
上述したように、作業者が、作業ミスによりロータ２０をロータカート８０に着座させた後も、リフト操作スイッチ６５を押し続けたり、また、垂直リフト部５１または水平リフト部５２のリフト移動方向に何等かの障害物（負荷）があることに気付かない場合、駆動装置部３０の上側回転軸３２、垂直ガイド５１ａまたは水平ガイド５２ａを構成するリフト支柱（フレーム）、またはロータカート８０等に大きな負荷が加わり、それらを破損する恐れがある。
【００４７】
本発明によれば、そのような操作ミス等による危険性を防止するために、上述したようにリフト装置部５０の駆動源として電動シリンダ５１ｃおよび５２ｃを採用して、それらを構成する電動モータ５１ｄ、５２ｄの過負荷状態を検出する制御回路６３（図４参照）によって過負荷時におけるリフト装置部５０の出力を停止させている。
【００４８】
図４は、電動シリンダ５１ｃ、５２ｃを制御するための制御回路６３の機能ブロック図である。制御回路６３は、電動シリンダの電動モータ５１ｄまたは５２ｄを駆動するためのモータ駆動回路６３ａと、モータ駆動回路６３ａを制御するための駆動制御回路６３ｂと、モータ電流を検出するための負荷電流検出回路（駆動電流検出回路）６３ｃと、モータ駆動回路６３ａへ駆動電源を供給するための電源回路６３ｄとを具備する。
【００４９】
駆動制御回路６３ｂは、上記リフト操作スイッチ６５のスイッチ信号および上記限界スイッチ５１ｆ、５１ｇ、５２ｆ、５２ｇのスイッチ信号に基づいて、モータ駆動回路６３ａの起動、停止を制御する。また、負荷電流検出回路６３ｃによって検出される負荷電流が所定のしきい値電流以上である場合、モータ駆動回路６３ａを停止させる。次に、制御回路６３の制御フローチャートについて図５を参照して説明する。
【００５０】
ステップＳ１０においてリフト操作スイッチ６５のいずれか一つが押されてＯＮ状態となるとリフト装置５０の垂直リフト部５１または水平リフト部５２の垂直電動モータ５１ｄまたは水平電動モータ５２ｄが起動し、リフトが移動する。
【００５１】
リフト操作スイッチ６５がＯＮされている時、ステップＳ１１で、駆動電流検出回路６３ｃ（図４参照）により、垂直電動モータ５１ｄまたは水平電動モータ５２ｄの負荷電流（Ｆ）を、常時、監視する。
【００５２】
そして、ステップＳ１２において、負荷電流（Ｆ）が、過負荷の判定値（ｘ）を超えていないか否かを判断する。負荷電流（Ｆ）が判定値（ｘ）を超えていない場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１３へ進み、モータ駆動回路６３ａは通常動作を継続し、リフト装置５０は通常のリフト動作を行う。
【００５３】
ステップＳ１２において、もし負荷電流（Ｆ）が判定値（ｘ）を超えている場合（ＮＯの場合）、リフト装置５０は異常状態であると判断し、ステップＳ１４へ進み、駆動電流検出回路６３ｃから駆動制御回路６３ｂへ制御信号を出力し、モータ駆動回路６３ａの動作を停止して、リフト装置５０のリフト動作を停止させる。
【００５４】
以上の実施形態の説明から明らかにされるように、本発明によれば、リフト装置の駆動源として電動シリンダを採用することにより、リフト装置を構成する電動シリンダの負荷状態を検出するように構成したので、自動的にリフト装置の異常動作状態を検出し、さらに異常状態におけるリフト装置の運転を停止させることができる。これにより、遠心機本体のロータ、駆動部回転軸、リフト等の破損を防止することができる。
【００５５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る連続遠心分離機全体を示す外観斜視図。
【図２】図１に示した連続遠心分離機に使用されるリウト装置部の構成図。
【図３】図１に示した連続遠心分離機においてロータの着脱作業を示す側面図。
【図４】図１に示した連続遠心分離機における電動シリンダの制御回路図。
【図５】図４に示した制御回路による電動シリンダの制御フローチャート。
【符号の説明】
【００５７】
２０：円筒形ロータ ３０：駆動装置部 ３１：電動モータ
３２：上側回転軸 ３２ａ、３３ａ：固定ナット ３３：下側回転軸
３４：試料流通用コネクタ部 ４１：チャンバ ４１ａ：ロータ室
４２：ベース ４２ａ：ボルト ４３：下部軸受部
４４：下部試料流通用コネクタ部 ４５：アッパープレート
５０：リフト装置部 ５１：垂直リフト部 ５１ａ：垂直ガイド
５１ｂ：上下可動スライダ ５１ｃ：上下用電動シリンダ ５１ｄ：電動モータ
５１ｅ：ロッド ５１ｆ：上限限界スイッチ ５１ｇ：下限限界スイッチ
５２：水平リフト部 ５２ａ：水平ガイド ５２ｂ：前後可動スライダ
５２ｃ：前後用電動シリンダ ５２ｄ：電動モータ ５２ｅ：ロッド
５２ｆ：前方限界スイッチ ５２ｇ：後方限界スイッチ
６０：制御装置部 ６１：コントロールパネル ６２：筐体
６３：制御回路 ６３ａ：モータ駆動回路 ６３ｂ：駆動制御回路
６３ｃ：負荷電流検出回路 ６３ｄ：電源回路 ６５：リフト操作スイッチ
６６：上昇スイッチ ６７：下降スイッチ ６８：前進スイッチ
６９：後退スイッチ ７０：配管・配線 ７１：接続配線
７２：接続配管 ７３：配管・配線コネクタ装置 ７４：接続配管
７５：接続配線 ８０：ロータカート ８１：カートフレーム
８２：台座ホルダ ８３：背負ホルダ ８４ａ、８４ｂ：バンド
８５：回転部 １００：連続遠心分離機 １０１：ロータ回転装置部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に回転可能に収納されるロータと、前記ロータの着脱に際して該ロータを支持する水平リフトを有し、かつ該水平リフトを水平ガイドに沿って水平方向に前後動させる第１の駆動手段を有する水平リフト装置と、前記水平リフトを支持し、かつ該水平リフトを垂直ガイドに沿って垂直方向に上下動させる第２の駆動手段を有する垂直リフト装置と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御するための制御装置と、を具備する連続遠心分離機において、
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段は、第１の電動シリンダおよび第２の電動シリンダによってそれぞれ構成し、
前記制御装置は、第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの各負荷電流を検出する負荷検出手段を有し、該負荷検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの動作をそれぞれ制御することを特徴とする連続遠心分離機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記負荷検出手段が前記第１の電動シリンダまたは前記第２の電動シリンダの過負荷状態を検出したとき、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載された連続遠心分離機。
【請求項３】
前記制御装置は、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の各動作方向の負荷押付開始時における過負荷状態を、過負荷検出しきい値として設定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載された連続遠心分離機。
【請求項１】
チャンバ内に回転可能に収納されるロータと、前記ロータの着脱に際して該ロータを支持する水平リフトを有し、かつ該水平リフトを水平ガイドに沿って水平方向に前後動させる第１の駆動手段を有する水平リフト装置と、前記水平リフトを支持し、かつ該水平リフトを垂直ガイドに沿って垂直方向に上下動させる第２の駆動手段を有する垂直リフト装置と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御するための制御装置と、を具備する連続遠心分離機において、
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段は、第１の電動シリンダおよび第２の電動シリンダによってそれぞれ構成し、
前記制御装置は、第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの各負荷電流を検出する負荷検出手段を有し、該負荷検出手段の検出信号に基づいて、前記第１の電動シリンダおよび前記第２の電動シリンダの動作をそれぞれ制御することを特徴とする連続遠心分離機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記負荷検出手段が前記第１の電動シリンダまたは前記第２の電動シリンダの過負荷状態を検出したとき、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載された連続遠心分離機。
【請求項３】
前記制御装置は、前記水平リフト装置または前記垂直リフト装置の各動作方向の負荷押付開始時における過負荷状態を、過負荷検出しきい値として設定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載された連続遠心分離機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１２５３７４（Ｐ２０１０−１２５３７４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０１８０１（Ｐ２００８−３０１８０１）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【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２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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