JP2002248379A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構造でロータの振動を確実に吸
収することができ、また装置の高さを低くでき、小型
化、コスト低減を可能にする。 【解決手段】 軸受３１，３２によって回転自在に軸支
された剛性の高い中空軸２７と、この中空軸２７に所要
の隙間を保って挿入され下端側が中空軸２７内に固定さ
れた弾性を有する中心軸２８とで駆動モータ１３の駆動
軸１７を構成し、中心軸２８の上端部２８ｂにロータ３
５を取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心力を利用して
血液等の液体試料を分離する遠心分離機に関し、特に駆
動モータの駆動軸の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、病院、研究所などで広く用いられ
ている小型の遠心分離機は、駆動モータの回転をロータ
に直接伝えてロータを高速回転させることにより、遠心
力を利用して液体試料をその密度の差にしたがって分離
する構造を採っている。遠心分離に際しては、通常バラ
ンスのとれたロータを駆動するが、完全にバランスの取
れているロータを駆動した場合でも、ロータを高速回転
させると駆動軸に振動が起こり、ロータや駆動モータ自
体が振動してしまう。また、ロータの重心が駆動軸の軸
線上に位置していない場合には、ロータが偏心して回転
するため、振動が一層大きくなる。そして、この振動が
遠心分離機の筐体にそのまま伝わると大きな騒音が発生
することになる。また、振動により駆動軸が撓んだり、
駆動軸を軸支している軸受にラジアル方向の不均一な側
圧が加わるため、駆動軸が破損したり軸受が偏摩耗し易
く、この摩耗が進むとモータ内部の固定子と回転子とが
接触して駆動軸の円滑な回転が得られず、振動や騒音が
発生し、さらには軸受自体が早期に破損する原因ともな
る。

【０００３】そこで、従来は駆動モータを筐体に対して
コイルスプリングや防振ゴム等の緩衝材を介在させて取
付けることにより弾性支持し、ロータの振動に伴って駆
動モータを変位させることにより、駆動軸に加わる負荷
を吸収し駆動軸の撓みを軽減させるようにしている
（例：実開平７−２４４５０号公報、特開２０００−７
９３５５号公報、特開平１０−１８０１４７号公報、特
開平１１−０４２４４３号公報等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
は駆動モータをスプリングや防振ゴム等の緩衝材によっ
て弾性支持することにより、振動を吸収、軽減する構造
を採用しているが、このような防振構造だけでは各種の
ロータの回転時の振動を抑制しきれず、防振対策として
は未だ不十分であった。

【０００５】このような問題を解決するための手段とし
て、例えば特公昭５１−３４１３７号公報に記載された
遠心分離機が知られている。この遠心分離機は、図３に
示すようにロータ１の振動を吸収するための手段として
比較的細長い弾性を有する軸２を採用し、これを保護管
３によって保護するようにしたものである。しかしなが
ら、この遠心分離機は、駆動軸４の先端に細長い軸２を
単に延設した構造を採用しているため、以下に列記する
ような問題があり、未だ改善の余地があった。細長い
弾性を有する軸２が駆動軸４の上方に延在しているた
め、駆動モータ５からロータ１までの距離が長くなる。
その結果として、装置自体の高さも必然的に高くなり、
重心バランスが崩れるおそれがある。特に、卓上型遠
心分離機では装置自体の高さが高くなると、使用者がロ
ータ１に対して試料容器を脱着する際の作業が行い難く
なり作業性が低下する。装置自体が大型化するため、
製造コストが高くなる。

【０００６】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、比較的
簡単な構造でロータの振動を吸収することができ、また
装置の高さを相対的に低くでき、小型化とコストの低減
を可能にした遠心分離機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、駆動モータの駆動軸にロータを取付けた遠
心分離機において、前記駆動軸を、軸受によって回転自
在に軸支された剛性の高い中空軸と、この中空軸に所要
の隙間を保って挿入され下端側が前記中空軸内に固定さ
れた弾性を有する中心軸とで構成し、この中心軸の前記
中空軸から突出する上端部に前記ロータを取付けたもの
である。この発明において、中心軸はロータの振動によ
って撓むことによりロータの振動を吸収し、中空軸への
振動の伝達を遮断する。中心軸は、撓み変形部の大部分
が中空軸に収納されることにより、中空軸から突出する
上端部の突出寸法を短くすることができる。これによ
り、駆動モータからロータまでの距離を短くすることが
できる。また、軸受からロータの重心位置までの距離も
短くなるので、軸受に加わる負荷を小さく抑えることが
できる。中空軸と中心軸との間の隙間は、中心軸の撓み
変形を制限する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る遠
心分離機の駆動モータとロータの取付構造を示す断面
図、図２は、駆動軸の拡大断面図である。これらの図に
おいて、全体を符号１０で示す遠心分離機は、筐体１２
内に弾性支持されて配設された駆動モータ１３を有して
いる。

【０００９】前記駆動モータ１３は誘導モータからな
り、ハウジング１４と、このハウジング１４内に配設さ
れた固定子１５、回転子１６および駆動軸１７等で構成
されている。前記ハウジング１４は、筒体１８と、この
筒体１８の両端開口部を覆う上カバー１９および下カバ
ー２０とで構成され、上カバー１９のフランジ１９ａが
前記筐体１２内に設けたモータ取付板２１に防振ゴム等
の防振材２２を介して固定されており、これにより駆動
モータ１３を弾性的に支持している。

【００１０】前記固定子１５はコイル２３を有し、前記
筒体１８の内面に固定されている。

【００１１】前記回転子１６は、前記固定子１５と僅か
な磁気ギャップを保って対向するように前記駆動軸１７
の外周に固定されている。

【００１２】前記駆動軸１７は、十分な剛性を有する中
空軸２７と、この中空軸２７に適宜な隙間を保って挿入
された弾性を有する中心軸２８とで構成されている。

【００１３】前記中空軸２７は、上下端部が前記上カバ
ー１９と下カバー２０の内面中央に設けた軸受３１，３
２によって回転自在に軸支され、前記中心軸２８の下端
部２８ａを固定している。中空軸２７の下端部２７Ａ
（図２）は、内径が中心軸２８の外径と略等しく設定さ
れ、中心軸２８の固定部を構成している。

【００１４】前記中心軸２８は、ばね鋼等によって形成
されることにより適度なばね性（弾性）を有するととも
に、前記中空軸２７の固定部２７Ａの内径と略同一の外
径を有し、下端部２８ａが前記固定部２７Ａに嵌合さ
れ、かつ止めねじ３３によって固定されている。このた
め、中心軸２８の下端部２８ａの周面には、止めねじ３
３の先端部が係入する凹部３４が形成されている。中空
軸２７に対する中心軸２８の固定方法としては、止めね
じ３３に限らず、焼きばめ、接着剤等による固定も可能
である。

【００１５】前記中心軸２８の上端部２８ｂは、中空軸
２７の上方に突出し、ロータ３５がハブ３６を介して取
付けられている。つまり、上端部２８ｂは、ロータ３５
の取付部を構成している。上端部２８ｂの長さＬ1 は、
ロータ３５の取付けのために必要な長さとされるため、
使用する駆動モータ１３によって駆動軸１７の長さＬが
多少異なっても、略一定の長さに設定される。中心軸２
８のばね定数に相当する特性は、撓み変形可能な部分２
８ｃの長さＬ2 を調整することにより変化させることが
できる。調整の仕方としては、図２に示すようにカラー
３８を中空軸２７の内部に嵌合し、前記部分２８ｃの長
さＬ2 を調整すればよい。カラー３８としては、所要の
長さＬ3 を有する１つのカラーで構成してもよいが、適
当な長さのものを複数個用いて長さＬ3 のカラーとして
もよい。なお、中空軸２７と中心軸２８は常に一体に回
転するので、カラー３８をこれらの軸に対して固定する
必要がない。

【００１６】前記ロータ３５は、上面側外周部に複数の
不貫通な収納孔４０が周方向に略等間隔をおいて、かつ
ロータ３５の軸線に対して内側に所要角度傾斜するよう
に形成されており、これらの孔４０に遠心分離される液
体試料４１を収容する試料管４２が差し込まれるように
なっている。

【００１７】前記ハブ３６は、前記中心軸２８の上端部
２８ｂに嵌合され、前記ロータ３５はハブ３６に形成し
たねじ孔にワッシャ４３を介してねじ込まれる止めねじ
４４によって固定されており、ハブ３６は中心軸２８の
回転を前記ロータ３５に伝達する複数のドライブピン４
５を有している。

【００１８】このような構造からなる遠心分離機１０に
おいて、コイル２３に通電して磁界を発生させロータア
ッセンブリ１６を回転させると、中空軸２７が回転し、
その回転が中心軸２８を介してロータ３５に伝達され
る。このため、ロータ３５は高速回転（例：１２，００
０ｒｐｍ）して液体試料４１に遠心力を与え、密度が高
い試料をロータ３５の半径方向外側に、密度の低い試料
を半径方向内側に移動させて分離する。

【００１９】液体試料４１の遠心分離において、ロータ
３５は高速回転されると必然的に振動する。ロータ３５
が振動すると、中心軸２８は撓み変形可能な部分２８ｃ
が図２に二点鎖線で示すように撓むことによりロータ３
５の振動を吸収し、中空軸２７への振動伝達を軽減また
は遮断する。したがって、中空軸２７は大きな曲げ荷重
を受けず、撓んで破損したりするおそれがない。また、
中空軸２７の撓みが少なければ、駆動軸１７を軸支して
いる軸受３１，３２に加わるラジアル方向の不均一な側
圧も小さく、軸受３１，３２の偏摩耗、振動、騒音の発
生等を軽減することができ、駆動モータ１３の耐久性を
向上させるとともに、モータの特性を長期間にわたって
安定した状態で維持することができる。

【００２０】また、中心軸２８は、その大部分が中空軸
２７に挿入されており、ロータ３５が固定される上端部
２８ｂのみが上方に突出しているだけであるため、駆動
モータ１３からロータ３５までの距離が短く、遠心分離
機１０の高さを低くすることができる。また、ロータ３
５の重心位置が低くなれば、駆動軸１７に対する曲げモ
ーメントおよび軸受３１に加わる側圧を小さく抑えるこ
とができる。

【００２１】なお、上記した実施の形態においては、駆
動モータ１３として誘導モータを用いたが、本発明はこ
れに何等限定されるものではなく、同期モータを用いる
ことも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る遠心分
離機は、ロータの振動を中心軸の撓み変形によって確実
に吸収することができ、高速回転時における振動、騒音
の発生を軽減することができる。また、装置自体の高さ
を抑えることができるので、特に卓上型では試料やロー
タの着脱操作が容易である。また、装置をコンパクトに
製作することができるため、製造コストを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る遠心分離機の駆動モータとロー
タの取付構造を示す断面図である。

【図２】 駆動軸の拡大断面図である。

【図３】 従来の遠心分離機の要部の断面図である。

【符号の説明】

１０…遠心分離機、１２…筐体、１３…駆動モータ、１
４…ハウジング、１５…固定子、１６…回転子、１７…
駆動軸、２７…中空軸、２８…中心軸、３１，３２…軸
受、３５…ロータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータの駆動軸にロータを取付けた
   遠心分離機において、 前記駆動軸を、軸受によって回転自在に軸支された剛性
   の高い中空軸と、この中空軸に所要の隙間を保って挿入
   され下端側が前記中空軸内に固定された弾性を有する中
   心軸とで構成し、この中心軸の前記中空軸から突出する
   上端部に前記ロータを取付けたことを特徴とする遠心分
   離機。