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遠心容器ユニット
説明

遠心容器ユニット

【課題】遠心分離機への着脱を容易に行う。
【解決手段】遠心分離機3に着脱可能に取り付けられる遠心容器ユニット1であって、保持部5にそれぞれ保持される遠心容器6と、遠心容器6に接続され液体を供給または排出させる配管系とを備え、配管系が、遠心分離機3の外部に固定される固定部2と、アーム4に取り外し可能に固定されアーム4とともに回転させられる可動部7と、可動部7と固定部2との間に配置され、両者を流体的に接続するロータリジョイント8とを備え、ロータリジョイント8とアーム4の回転軸9とに、ロータリジョイント8をアーム4の回転軸9端に軸線A方向に移動可能に嵌合する嵌合部12,15が設けられ、嵌合部12,15に、アーム4の回転中に、回転軸9に対してロータリジョイント8が軸線A方向に移動しないように係止する係止手段14,18が設けられている遠心容器ユニット1を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遠心容器ユニットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、細胞懸濁液を収容した遠心分離容器を遠心分離機に取り付けて、遠心分離容器に接続された配管を介して洗浄液の供給や、上清の排液を行いながら細胞を濃縮する細胞濃縮装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この細胞濃縮装置においては、遠心分離機の回転軸に設けたロータリジョイントによって固定側から回転側に液体の流路を接続し、遠心容器の回転中においても洗浄液の供給や上清の排液が行えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2008/133874号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1の細胞濃縮装置においては、細胞の濃縮処理後においては、細胞や体液等によって遠心容器内のみならず配管およびロータリジョイント内の流路が汚れるため、他の細胞の濃縮のために再利用することができず、基本的には、細胞懸濁液が接触する部分は全てディスポーザブル部品にしなければならない。
この場合に、ディスポーザブル部品の着脱は、濃縮処理の都度に行われるので、操作性を向上するために、着脱を簡易に行うことが要求される。
【0005】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、遠心分離機への着脱を容易に行うことができる遠心容器ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、軸線回りに回転させられるアームの両端に保持部を有する遠心分離機に着脱可能に取り付けられる遠心容器ユニットであって、前記保持部にそれぞれ保持される遠心容器と、該遠心容器に接続され、該遠心容器内に液体を供給または該遠心容器内から液体を排出させる配管系とを備え、該配管系が、前記遠心分離機の外部に固定される固定部と、前記アームに取り外し可能に固定され前記アームとともに回転させられる可動部と、該可動部と前記固定部との間に配置され、両者を流体的に接続するロータリジョイントとを備え、該ロータリジョイントと前記アームの回転軸とに、前記ロータリジョイントを前記アームの回転軸端に軸線方向に移動可能に嵌合する嵌合部が設けられ、該嵌合部に、前記アームの回転中に、前記回転軸に対して前記ロータリジョイントが前記軸線方向に移動しないように係止する係止手段が設けられている遠心容器ユニットを提供する。
【0007】
本発明によれば、遠心容器をアームの両端に設けられた保持部にそれぞれ保持させ、配管系の可動部をアームに固定して、アームを回転させることにより、アームの両端に取り付けた遠心容器内の被分離物に遠心力が作用し、被分離物が比重の大きい順に半径方向外方から配列されるように分離される。アームに固定された可動部は、アームとともに回転するが、回転中においても固定部からロータリジョイントを介して可動部に接続された遠心容器内に流体を供給し、または、遠心容器内から逆方向に流体を排出することができる。
【0008】
この場合において、ロータリジョイントを嵌合部によりアームの回転軸に、軸線方向に移動可能に嵌合すると、アームの回転中には係止手段によってロータリジョイントが回転軸に対して軸線方向に移動しないように係止されることにより、回転中に嵌合が外れてしまうことを防止できる。すなわち、アームへの取付時にはロータリジョイントをアームの回転軸に嵌合させるだけで済み、着脱を容易に行って交換作業にかかる時間を短縮することができる。
【0009】
上記発明においては、前記嵌合部が、前記回転軸または前記ロータリジョイントの一方に前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔が設けられるとともに、他方に該嵌合孔に嵌合させられるシャフトが設けられ、前記係止手段が、前記シャフトに設けられ、遠心力により、前記シャフトの外面から半径方向外方に突出させられる突出部材と、前記嵌合孔の内面に設けられ前記突出部材を収容して前記軸線方向に係合する凹部とを備えていてもよい。
【0010】
このようにすることで、遠心容器ユニットを遠心分離機に取り付けるときには、ロータリジョイントまたは回転軸の一方に設けられた嵌合孔に、他方に設けられたシャフトを軸線方向に嵌合させるだけで済む。遠心容器ユニットを遠心分離機のアームに取り付けて、遠心分離機を作動させると、遠心力によって、シャフトに設けられた突出部材が半径方向外方に突出し、嵌合孔の内面に設けられた凹部に収容される。これにより、突出部材と凹部とが軸線方向に係合し、シャフトが嵌合孔から軸線方向に抜けないように係止される。
【0011】
また、上記発明においては、前記アームの停止時に、前記突出部材を前記シャフトの外面より半径方向内方に配置させる付勢手段を備えていてもよい。
このようにすることで、アームが回転させられているときには、突出部材は、遠心力によって付勢手段の付勢力に抗して半径方向外方に移動させられて嵌合孔の凹部に係合する。一方、アームの回転が停止したときには、遠心力が消滅するので、突出部材は付勢手段の付勢力によって半径方向内方に引っ込められる。これにより、アームの停止時には、突出部材と凹部との係合状態が解除され、ロータリジョイントを回転軸から軸線方向に簡易に取り外すことができる。
【0012】
また、上記発明においては、前記軸線が鉛直方向に配置され、前記付勢手段が、前記突出部材を出没可能に収容する収容孔を前記シャフトに半径方向内方に向かって下降するように傾斜させて設けることにより構成されていてもよい。
このようにすることで、アームが回転させられているときには、突出部材は、遠心力によって、収容孔内を上昇しながら半径方向外方に移動させられて、嵌合孔の凹部に係合する。一方、アームの回転が停止したときには、遠心力が消滅するので、突出部材は収容孔の傾斜によって下降しながら半径方向内方に引っ込められる。これにより、アームの停止時には、突出部材と凹部との係合状態が解除され、ロータリジョイントを回転軸から軸線方向に簡易に取り外すことができる。
【0013】
また、前記付勢手段が、前記突出部材を半径方向内方に常時付勢するスプリングであってもよい。
このようにすることで、簡易な構成で、着脱容易性の向上を図りながら、アームの回転時の抜け止めを確実に図ることができる。
【0014】
また、上記発明においては、前記アームまたは前記可動部の一方に前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔が設けられるとともに、他方に該嵌合孔に嵌合させられるシャフトが設けられ、前記係止手段が、前記嵌合孔の内面または前記シャフトの外面のいずれか一方に設けられ、半径方向に出没可能なボールおよび該ボールを半径方向に突出するように付勢するスプリングと、前記内面または前記外面のいずれか他方に設けられ、半径方向に突出させられた前記ボールを係合させる凹部とを備えていてもよい。
【0015】
このようにすることで、シャフトと嵌合孔とを軸線方向に嵌合させると、嵌合孔の内面またはシャフトの外面のいずれかによってボールが半径方向外方または内方にスプリングの付勢力に抗して押されてスムーズな嵌合が可能となり、嵌合が進行していくと、ボールが凹部に嵌合して、シャフトと嵌合孔との軸線方向に沿う移動が制限される。また、シャフトと嵌合孔との嵌合を取り外すときには、所定以上の軸線方向の力を両者に加えることにより、ボールを引っ込めて凹部との嵌合を外し、スムーズな取り外しを容易にすることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、遠心分離機への着脱を容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態に係る遠心容器ユニットを遠心分離機から取り外した状態を示す図である。
【図2】図1の遠心容器ユニットを遠心分離機に取り付けた状態を示す図である。
【図3】図1の遠心容器ユニットのシャフトと嵌合孔との嵌合状態を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図4】図1の遠心容器ユニットの回転状態において、ピンと凹部とが係合している状態を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図5】図1の遠心容器ユニットの変形例を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図6】図5の遠心容器ユニットの回転状態において、ピンと凹部とが係合している状態を示す部分的な拡大縦断面図である。
【図7】図1の遠心容器ユニットの他の変形例を示す部分的な拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の一実施形態に係る遠心容器ユニット1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心容器ユニット1は、図1に示されるように、図示しない各種容器、例えば、脂肪組織を消化処理して脂肪由来細胞を含む細胞懸濁液を生成する消化処理容器、洗浄液を収容する洗浄液容器、廃液を収容するための廃液容器等に接続される固定配管2と、遠心分離機3のアーム4に揺動可能に取り付けられたバケット(保持部)5に保持される2つの遠心容器6と、該遠心容器6にそれぞれ接続された可動配管7と、アーム4の回転時においても可動配管7と固定配管2とを流体的に接続するロータリジョイント8とを備えている。
【0019】
遠心分離機3は、図1に示されるように、鉛直方向に配される回転軸9に固定され略水平に配置されるアーム4と、該アーム4の両端に水平軸線10回りに揺動可能に取り付けられたバケット5と、回転軸9をその回転軸線回りに回転駆動するモータ11とを備えている。回転軸9の上端には、上方に開口し回転軸線Aに沿って延びる嵌合孔12が設けられている。嵌合孔12の内面には、回転軸線A方向に沿う直線状の溝13が設けられているとともに、回転軸線A方向の途中位置に、半径方向外方に窪む凹部14が設けられている。
【0020】
本実施形態に係る遠心容器ユニット1には、ロータリジョイント8に、遠心分離機3の回転軸9端部の嵌合孔12に嵌合させられるシャフト15が設けられている。ロータリジョイント8は、遠心分離機3の回転軸9に固定されて回転軸9およびアーム4とともに回転させられる可動部8aと、該可動部8aの回転に拘わらず静止状態に維持される固定部8bとを備え、両者が図示しない軸受によって相対回転可能に取り付けられている。
【0021】
シャフト15は、ロータリジョイント8の可動部8aに設けられている。また、可動配管7も可動部8aに接続されている。固定配管2は、ロータリジョイント8の固定部8bに接続されている。
【0022】
ロータリジョイント8のシャフト15には、半径方向外方に突出していて、シャフト15が嵌合孔12に嵌合されるときに溝13内に配置される回り止め突起16が設けられている。
また、ロータリジョイント8のシャフト15には、半径方向外方に向かって漸次シャフト15の先端から離れる方向に傾斜する収容孔17が設けられ、該収容孔17内に半径方向に移動可能なピン(突出部材)18が収容されている。
【0023】
シャフト15が嵌合孔12に嵌合された状態で、ピン18が半径方向外方に移動してシャフト15の外面から突出すると、その先端が嵌合孔12の内面に設けられた凹部14内に収容されるようになっている。この状態では、シャフト15を嵌合孔12から引き抜く方向に力が作用しても、ピン18が凹部14に係合してシャフト15が嵌合孔12から抜けないように係止されるようになっている。
【0024】
このように構成された本実施形態に係る遠心容器ユニット1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る遠心容器ユニット1によれば、遠心容器6を遠心分離機3のアーム4に設けられたバケット5にそれぞれ収容し、ロータリジョイント8に固定されたシャフト15を、遠心分離機3の回転軸9に設けられた嵌合孔12に嵌合させる。この際に、遠心分離機3の嵌合孔12は、鉛直方向に配されており、上方に開口しているので、ロータリジョイント8のシャフト15は先端を下向きにするとともに、回り止め突起16を嵌合孔12の溝13に位置合わせして嵌合孔12に嵌合させる。
【0025】
シャフト15の先端を下向きにすることにより、シャフト15の収容孔17内においてピン18が半径方向内方に向かって下降するように移動し、ピン18の先端がシャフト15の外面から引っ込む位置に配置される。これにより、シャフト15を嵌合孔12内にスムーズに嵌合させ、図2のように組み付けることができる。
【0026】
この状態で、モータ11を作動させ、回転軸9の回転軸線A回りにアーム4を回転させると、アーム4の先端に配置された遠心容器6が遠心力によって揺動させられて、その底面6aを半径方向外方に向けて回転軸線A回りに回転させられる。その結果、遠心容器6内に細胞懸濁液が存在する場合には、細胞懸濁液内に存在する細胞がその比重によって遠心容器6の底面6a側に移動し、他の比重の小さい成分(上清)から分離される。
【0027】
この場合において、ロータリジョイント8のシャフト15に設けられた回り止め突起16が回転軸9の嵌合孔12内の溝13に配置されているので、回転軸9の回転とともにシャフト15も回転させられる。シャフト15はロータリジョイント8の可動部8aに設けられているので、可動部8aも回転させられる。一方、固定部8bは、ベアリングを介して可動部8aに対して相対回転可能に構成されているので、可動部8aの回転に拘わらず静止状態に維持される。
【0028】
可動部8aと遠心容器6との間は可動配管7によって接続されているので、アーム4の回転中においても、固定配管2から供給されてきた洗浄液は、ロータリジョイント8の固定部8bから可動部8aへ、そして、可動部8aから可動配管7を介して遠心容器6へと供給される。一方、遠心容器6内に細胞から分離された分離された上清は、可動配管7を介してロータリジョイント8の可動部8aから固定部8bへ、そして固定部8bから固定配管2を介して外部に排出される。
【0029】
アーム4の回転による細胞懸濁液内の細胞の遠心分離、上清の排出および洗浄液の供給による再懸濁を繰り返すことにより、清浄な細胞が濃縮分離される。
そして、この場合において、本実施形態に係る遠心容器ユニット1によれば、ロータリジョイント8に設けられたシャフト15が、回転軸9の嵌合孔12に嵌合して回転軸9とともに回転させられると、シャフト15の収容孔17内に収容されているピン18にも遠心力が作用する。
【0030】
ピン18は、遠心力が小さい状態では、図3に示されるように、半径方向内方に向かって下向きに形成された収容孔17内で、重力により下向きに、すなわち半径方向内方に移動させられているが、遠心力が大きくなっていくと、図4に示されるように、重力に抗して上方に、すなわち半径方向外方に移動させられて、シャフト15の外面から突出させられる。
【0031】
シャフト15が嵌合している嵌合孔12の内面には凹部14が設けられているので、シャフト15の外面から突出したピン18は凹部14内に配置される。その結果、アーム4の回転中に、ロータリジョイント8に対して回転軸線Aに沿う方向にシャフト15を嵌合孔12から抜き出す力が作用した場合においても、シャフト15の外面から突出したピン18が凹部14に係合して回転軸線Aに沿う方向に係止される。
【0032】
また、細胞の濃縮分離が終了した時点で、モータ11を停止してアーム4の回転を停止すると、シャフト15の収容孔17内においてピン18が重力により半径方向内方に移動することで収容孔17内に引っ込む。これにより、ピン18と凹部14との係合が解除されるので、回転軸9の嵌合孔12からシャフト15を回転軸線A方向に容易に抜き出すことができる。
【0033】
このように、本実施形態に係る遠心容器ユニット1によれば、遠心容器ユニット1を遠心分離機3に対して着脱する際には、回転軸9の嵌合孔12にロータリジョイント8のシャフト15を嵌合させるだけで済む。すなわち、ロータリジョイント8の回転軸9への固定は、回転中にピン18と凹部14との係合により自動的に行われるので、着脱作業時に行う必要がない。その結果、着脱作業を容易にして、着脱にかかる時間を大幅に削減することができる。そして、遠心容器ユニット1をディスポーザブルな部品として患者毎に交換することも容易に行うことができるという利点がある。
【0034】
なお、本実施形態においては、ロータリジョイント8にシャフト15を設け、回転軸9に嵌合孔12を設けたが、これに代えて、ロータリジョイント8に嵌合孔12を設け回転軸9にシャフト15を設けてもよい。この場合には、回転軸9に設けたシャフト15に、収容孔17とピン18とを設け、ロータリジョイント8の嵌合孔12にピン18に係合する凹部14を設けることにしてもよい。
【0035】
また、本実施形態においては、収容孔17を傾斜させることで、回転時に遠心力でピン18を突出させ、停止時に重力でピン18を引っ込ませることとしたが、これに代えて、図5および図6に示されるように、半径方向に形成された収容孔17内のピン18を半径方向内方に常時付勢するスプリング19の付勢力によって、同様の効果を発揮させることとしてもよい。
すなわち、回転時には、図6に示されるように、遠心力によってスプリング19の付勢力に抗してピン18が半径方向外方に移動させられ、停止時には、図5に示されるように、スプリング19の付勢力によってピン18が半径方向内方に移動させられるようにすればよい。
【0036】
また、遠心力と重力あるいは遠心力と付勢力とのバランスによって、シャフトの外面からピンを出没させる方式に代えて、図7に示されるように、収容孔17内を移動可能なボール20と、該ボール20を半径方向外方に常時付勢するスプリング21とを備えるボールプランジャ方式の機構を採用してもよい。ボール20は、収容孔17の開口部17aを狭く形成することによって、収容孔17内から離脱しないように保持されている。
【0037】
このようにすることで、シャフト15の嵌合孔12への嵌合途中においては、ボール20は嵌合孔12の内面に押されて半径方向内方に引っ込んでいるが、嵌合終了時に、嵌合孔12の内面に形成されている凹部14に一致すると、スプリング21の付勢力によって半径方向外方に突出させられて、凹部14と係合する。これにより、シャフト15と嵌合孔12との回転軸線方向の移動が係止される。
【0038】
また、シャフト15の嵌合孔12からの抜き出し時には、所定以上の抜き出し力を加えることで、ボール20を収容孔17内に引っ込めて、シャフト15を嵌合孔12から容易に抜き出すことができる。
このボールプランジャ方式の場合、ボール20、スプリング21および収容孔17は、シャフト15側に設けられていても嵌合孔12側に設けられていてもよく、その反対側に凹部14が設けられていればよい。
【符号の説明】
【0039】
A 回転軸線(軸線)
1 遠心容器ユニット
2 固定配管(固定部、配管系)
3 遠心分離機
4 アーム
5 バケット(保持部)
6 遠心容器
7 可動配管(可動部、配管系)
8 ロータリジョイント
9 回転軸
12 嵌合孔(嵌合部)
14 凹部(係止手段)
15 シャフト(嵌合部)
17 収容孔(付勢手段)
18 ピン(突出部材、係止手段)
19 スプリング(付勢手段)
20 ボール(係止手段)
21 スプリング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線回りに回転させられるアームの両端に保持部を有する遠心分離機に着脱可能に取り付けられる遠心容器ユニットであって、
前記保持部にそれぞれ保持される遠心容器と、
該遠心容器に接続され、該遠心容器内に液体を供給または該遠心容器内から液体を排出させる配管系とを備え、
該配管系が、前記遠心分離機の外部に固定される固定部と、前記アームに取り外し可能に固定され前記アームとともに回転させられる可動部と、該可動部と前記固定部との間に配置され、両者を流体的に接続するロータリジョイントとを備え、
該ロータリジョイントと前記アームの回転軸とに、前記ロータリジョイントを前記アームの回転軸端に軸線方向に移動可能に嵌合する嵌合部が設けられ、
該嵌合部に、前記アームの回転中に、前記回転軸に対して前記ロータリジョイントが前記軸線方向に移動しないように係止する係止手段が設けられている遠心容器ユニット。
【請求項2】
前記嵌合部が、前記回転軸または前記ロータリジョイントの一方に設けられた前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔と、他方に設けられ該嵌合孔に嵌合させられるシャフトとを備え、
前記係止手段が、前記シャフトに設けられ、遠心力により、前記シャフトの外面から半径方向外方に突出させられる突出部材と、前記嵌合孔の内面に設けられ前記突出部材を収容して前記軸線方向に係合する凹部とを備える請求項1に記載の遠心容器ユニット。
【請求項3】
前記アームの停止時に、前記突出部材を前記シャフトの外面より半径方向内方に配置させる付勢手段を備える請求項3に記載の遠心容器ユニット。
【請求項4】
前記軸線が鉛直方向に配置され、
前記付勢手段が、前記突出部材を出没可能に収容する収容孔を前記シャフトに半径方向内方に向かって下降するように傾斜させて設けることにより構成されている請求項3に記載の遠心容器ユニット。
【請求項5】
前記付勢手段が、前記突出部材を半径方向内方に常時付勢するスプリングである請求項3に記載の遠心容器ユニット。
【請求項6】
前記アームまたは前記可動部の一方に前記軸線方向に沿って延びる嵌合孔が設けられるとともに、他方に該嵌合孔に嵌合させられるシャフトが設けられ、
前記係止手段が、前記嵌合孔の内面または前記シャフトの外面のいずれか一方に設けられ、半径方向に出没可能なボールおよび該ボールを半径方向に突出するように付勢するスプリングと、前記内面または前記外面のいずれか他方に設けられ、半径方向に突出させられた前記ボールを係合させる凹部とを備える請求項1に記載の遠心容器ユニット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−81384(P2012−81384A)
【公開日】平成24年4月26日(2012.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−227772(P2010−227772)
【出願日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】