轉子及使用其的離心機的制作方法

文檔序號:18837610發布日期:2019-10-09 06:06
轉子及使用其的離心機的制作方法

本實用新型涉及一種在使收容有試樣的試樣用容器高速地旋轉來對試樣施加離心力的離心機中,以安裝有多個試樣用容器的狀態得到旋轉驅動的轉子的結構。或者,本實用新型涉及一種使用此轉子的離心機的結構。



背景技術:

為了通過高速旋轉時的離心力來將試樣(例如培養液、血液等)分離成密度不同的各物質、或者進行試樣的精制或分析,而使用離心機(離心分離機)。在離心機中,在安裝有試樣已被封入的試樣用容器的狀態下,金屬制的轉子以例如20000rpm左右的高速在沿著上下方向的中心軸(旋轉軸)的四周進行旋轉。因此,在轉子中設置用于插入試樣用容器來進行安裝的試樣用容器插入孔。此種轉子的結構例如在專利文獻1中有記載。

將此種轉子200的立體圖示于圖8中,將俯視圖示于圖9中,將沿著中心軸X的鉛垂方向的剖面圖示于圖10中。此處,表示在轉子200的內側,在作為安裝并收容試樣用容器的部分的試樣用容器收容部中分別安裝有各十根的大徑的試樣用容器51與小徑的試樣用容器52的狀態。實際上在離心分離處理時,在此狀態下轉子200的上部由蓋子密封,但省略蓋子的記載。另外,轉子200在成為經密封的空間的轉子室的內部,將中心軸X作為旋轉軸而得到旋轉驅動。

如圖9所示,從中心軸X來看,大型的試樣用容器51在外側安裝在試樣用容器插入孔61中,小型的試樣用容器52在比其更內側,安裝在試樣用容器插入孔(內側試樣用容器插入孔)62中,試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62在俯視下的各自的中心以沿著將中心軸X作為中心的圓周的方式排列。在圖10的左側表示存在試樣用容器插入孔61(試樣用容器51) 的部位中的剖面,在圖10的右側表示存在試樣用容器插入孔62(試樣用容器52)的部位中的剖面。如圖10所示,試樣用容器51分別包含安裝時的下側(一側)閉合的筒狀的試樣用容器本體511、及以密封其上側(另一側) 的開口的方式安裝的蓋部512,可將試樣收容并密封在試樣用容器本體511 中。試樣用容器52也同樣地包含試樣用容器本體521與蓋部522。

試樣用容器51、試樣用容器52分別從上側插入試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62中來進行安裝,所述試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62是設置在作為轉子本體60中的向上的面的轉子底面(底面)60A 上的孔部。如圖10所示,試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62以如下方式形成:相對于轉子底面60A,均被從中心軸X側朝向其外側并朝斜下側深挖,而分別可收容試樣用容器本體511、試樣用容器本體521。蓋部512、蓋部522分別被設為直徑比試樣用容器本體511、試樣用容器本體521大,在安裝試樣用容器51、試樣用容器52時,不被收容在試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62中,而位于比試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62更上側。另外,具備在中心軸X的四周包圍經安裝的試樣用容器51、試樣用容器52的上側的大致圓筒形狀的內周面70A的外壁部70設置在轉子本體60的上側。

因此,可在將試樣用容器51、試樣用容器52分別從上方安裝在試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62中的狀態下通過自重來穩定地保持試樣用容器51、試樣用容器52,且在此狀態下使轉子200在中心軸X的四周旋轉,由此可穩定地保持試樣用容器51、試樣用容器52并對內部的試樣施加離心力。此時,通過同時安裝多個試樣用容器51、試樣用容器52,可同時對大量的試樣進行離心分離處理。此時,在圖10中,被施加朝向外側的強離心力的試樣用容器本體511、試樣用容器本體521通過試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62的試樣用容器收容部的外側的部分(試樣用容器支撐區域61A、試樣用容器支撐區域62A),橫跨試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62的深度方向而得到機械支撐。因此,即便在被施加了強離心力的情況下,細長的試樣用容器51、試樣用容器52彎曲破損的情況也得到抑制。此時,由于在轉子底面60A、外壁部70經一體化的結構中形成試樣用容器支撐區域61A、試樣用容器支撐區域62A,因此可特別穩定地保持、保護試樣用容器51、試樣用容器52。

通過設為能夠以與試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62(試樣用容器51、試樣用容器52)相同的方式,在更多的圓周上安裝試樣用容器的結構,也可以將更多的數量的試樣用容器、或三種以上的大小的試樣用容器同時安裝在單一的轉子中。由此,可使用單一的轉子對大量的試樣同時進行離心分離處理。

在所述結構中,當轉子200靜止時,經安裝的各試樣用容器51、試樣用容器52變成通過自重而保持在試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62 中的狀態。因此,作業人員利用手指抓住位于試樣用容器51、試樣用容器52 的上端側的蓋部512、蓋部522,并沿著試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62將試樣用容器51、試樣用容器52朝斜上側拉上來,由此可從轉子 200中取出試樣用容器51、試樣用容器52。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利特開2012-35261號公報



技術實現要素:

實用新型所要解決的問題

此處,當不使轉子200大型化而確保可收容的試樣用容器51、試樣用容器52的數量時,必須使鄰接的試樣用容器51(試樣用容器插入孔61)彼此、或鄰接的試樣用容器52(試樣用容器插入孔62)彼此的間隔變窄。另外,外壁部70中的內周面70A與位于外側的試樣用容器51之間的間隔也變窄。在此情況下,難以確保在鄰接的試樣用容器51間、試樣用容器52間放入手指的空間,尤其在使用了大的蓋部512、蓋部522的情況下,難以確保所述空間。因此,當在已在圓周上排列有多個的所有試樣用容器插入孔61、試樣用容器插入孔62中安裝有試樣用容器51、試樣用容器52時,試樣用容器51、試樣用容器52的取出并不容易。

另一方面,當以鄰接的試樣用容器51間、試樣用容器52間的間隙擴大至可放入作業人員的手指的程度的方式,擴大了試樣用容器插入孔61間、試樣用容器插入孔62間的間隔時,轉子200大型化。為了對此種大型的轉子 200進行旋轉驅動,離心機整體也大型化,其消耗電力也變大。

另外,也明確例如若設為如在經安裝的試樣用容器51的上端側的周圍不存在與試樣用容器51接觸的構造物,在試樣用容器51的上端側的周圍將空間形成得大般的結構,則試樣用容器51的取出變得容易。但是,如所述般,為了支撐被施加了強離心力時的試樣用容器51,必須在試樣用容器51的外側設置從外側支撐試樣用容器51的試樣用容器支撐區域61A,當不從外側支撐試樣用容器51的上部時,存在試樣用容器51(試樣用容器本體511)因強離心力而彎曲破損的擔憂。在試樣用容器52的周圍也同樣如此。因此,就保持試樣用容器51、試樣用容器52的觀點而言,難以應用此種結構。

因此,在離心機中,需要一種可同時安裝多個試樣用容器、試樣用容器的取出容易且小型的轉子。

本實用新型是鑒于所述問題點而成者,其目的在于提供一種解決所述問題點的實用新型。

解決問題的技術手段

為了解決所述課題,將本實用新型設為以下所述的結構。本實用新型的轉子是載置在離心機中,在已將多個收容有試樣的試樣用容器安裝在試樣用容器收容部中的狀態下,在沿著上下方向的旋轉軸的四周得到旋轉驅動的轉子,所述試樣用容器收容部具有孔的中心以沿著所述旋轉軸的四周的第1圓周的方式排列的多個試樣用容器插入孔,在所述試樣用容器收容部中,在所述試樣用容器已被安裝在所述試樣用容器插入孔中時從所述旋轉軸來看的徑向外側的區域中,設置有與所述試樣用容器抵接的試樣用容器支撐區域,且在比所述第1圓周更靠近徑向外側的區域中,在鄰接的所述試樣用容器插入孔之間設置有局部的切口區域。本實用新型的轉子在俯視下,沿著所述旋轉軸的四周的圓周方向的所述切口區域的寬度比在所述第1圓周方向上鄰接的兩個所述試樣用容器插入孔中所安裝的兩個所述試樣用容器的間隔大。本實用新型的轉子的所述切口區域以作業人員可接觸所述試樣用容器的上端側面的方式形成。本實用新型的轉子的所述試樣用容器支撐區域與所述試樣用容器的所述上端側面抵接。本實用新型的轉子的所述切口區域在所述上下方向上,形成至存在所述試樣用容器支撐區域的高度。本實用新型的轉子的所述轉子在所述試樣用容器收容部的徑向外側及上側具有外壁部,所述切口區域從所述外壁部的內周面形成至存在所述試樣用容器支撐區域的高度為止。本實用新型的轉子的所述試樣用容器支撐區域與所述外壁部一體地形成。本實用新型的轉子在所述旋轉軸的四周的圓周方向上,在單一的所述試樣用容器插入孔的兩側分別設置有所述切口區域。本實用新型的轉子在所述旋轉軸的四周的圓周方向上,所述試樣用容器插入孔與所述切口區域交替地排列。本實用新型的轉子具有作為分別安裝多個所述試樣用容器的孔部的多個內側試樣用容器插入孔,所述多個內側試樣用容器插入孔的中心以沿著所述旋轉軸的四周的比所述第1圓周小的第2圓周的方式排列來設置。本實用新型的轉子的所述試樣用容器具備收容所述試樣且一側被密封的筒狀的試樣用容器本體、及安裝在所述試樣用容器本體的另一側且直徑比所述試樣用容器本體大的蓋部。本實用新型的離心機使用所述轉子,且被設為對安裝在所述轉子中的所述試樣用容器內的試樣施加離心力的結構。

實用新型的效果

由于本實用新型如以上般構成,因此在離心機中,可獲得一種可同時安裝多個試樣用容器、試樣用容器的取出容易且小型的轉子。

附圖說明

圖1是本實用新型的實施方式的轉子的未安裝試樣用容器的狀態下的立體圖。

圖2是本實用新型的實施方式的轉子的未安裝試樣用容器的狀態下的俯視圖。

圖3是本實用新型的實施方式的轉子的未安裝試樣用容器的狀態下的沿著旋轉軸的剖面圖。

圖4是本實用新型的實施方式的轉子的側面圖。

圖5是本實用新型的實施方式的轉子的安裝有試樣用容器的狀態下的立體圖。

圖6是本實用新型的實施方式的轉子的安裝有試樣用容器的狀態下的俯視圖。

圖7是本實用新型的實施方式的轉子的安裝有試樣用容器的狀態下的沿著旋轉軸的剖面圖。

圖8是現有的轉子的安裝有試樣用容器的狀態下的立體圖。

圖9是現有的轉子的安裝有試樣用容器的狀態下的俯視圖。

圖10是現有的轉子的安裝有試樣用容器的狀態下的沿著旋轉軸的剖面圖。

符號的說明

10、60:轉子本體

10A、60A:轉子底面(底面:試樣用容器收容部)

11、61:試樣用容器插入孔

11A、12A、61A、62A:試樣用容器支撐區域

12、62:試樣用容器插入孔(內側試樣用容器插入孔)

20、70:外壁部(試樣用容器收容部)

20A、70A:內周面

20B:切口區域

51、52:試樣用容器

100、200:轉子

511、521:試樣用容器本體

512、522:蓋部

X:中心軸(旋轉軸)

具體實施方式

對本實用新型的實施方式的轉子進行說明。此轉子用于離心機(離心分離機)中,與所述轉子200同樣地,安裝有收容了成為離心分離處理對象的試樣的多個試樣用容器,并用于對試樣施加離心力。將此轉子100的立體圖示于圖1中,將俯視圖示于圖2中,將沿著中心軸的鉛垂方向的剖面圖示于圖3中,將其側面圖示于圖4中。在圖1~圖3中表示未安裝試樣用容器的狀態。

在此轉子100中,也可以分別安裝大徑的試樣用容器51、小徑的試樣用容器52(在圖1~圖3中未圖示)。因此,在此轉子100中,在作為轉子本體 10中的上側的面的轉子底面(底面)10A上,也沿著將中心軸X作為中心的圓周而分別排列有試樣用容器插入孔11、試樣用容器插入孔(內側試樣用容器插入孔)12。此處,在為俯視的圖2中,試樣用容器插入孔11的中心沿著大的圓周(第1圓周)上而等間隔地排列,試樣用容器插入孔12的中心沿著比大的圓周更內側的小的圓周(第2圓周)上而等間隔地排列。另外,具備在俯視下在中心軸X的四周包圍試樣用容器51、試樣用容器52的大致圓筒形狀的內周面20A的外壁部20設置在轉子本體10的上側。因此,與所述轉子200同樣地,在此轉子100中,構成收容試樣用容器51、試樣用容器52 的內部的試樣用容器收容部也與轉子底面10A、外壁部20一體化而牢固地構成。在變成俯視的圖2中,內周面20A沿著比第1圓周大的圓周(第3圓周) 而形成。試樣用容器51、試樣用容器52安裝在轉子底面10A上。在圖3的左側表示存在試樣用容器插入孔11的部位中的剖面,在圖3的右側表示存在試樣用容器插入孔12的部位中的剖面。

另外,將在此轉子100中在所有試樣用容器插入孔11中安裝有試樣用容器51,在所有試樣用容器插入孔12中安裝有試樣用容器52時的立體圖示于圖5中,將俯視圖示于圖6中,將沿著中心軸X的鉛垂方向的剖面圖示于圖 7中。圖5~圖7分別對應于現有的轉子200中的圖8~圖10。

如圖1、圖2所示,在外壁部20的內周面20A上,于在圓周方向上鄰接的試樣用容器插入孔11之間的區域中,局部地設置有被朝外側深挖的切口區域20B。如圖5、圖6所示,在安裝試樣用容器51時,此切口區域20B存在于鄰接的試樣用容器51(蓋部512)之間的區域的外側。因此,在存在切口區域20B的部位中,鄰接的試樣用容器51(蓋部512)間的空間變大,即便在鄰接的試樣用容器51間的間隔窄的情況下,作業人員也可以將手指放入此空間內,當取出某一個試樣用容器51時,可將手指放入其兩側的存在切口區域20B的部位中來抓住試樣用容器51,而容易地取出試樣用容器51。尤其,如圖7所示,試樣用容器51在其上端側面的外側也由試樣用容器支撐區域 11A支撐,因此在從所述中心軸X來看的外側抓住試樣用容器51的上部并不容易,但通過設置切口區域20B,而變得容易抓住試樣用容器51的上端側面。

另外,如圖7所示,試樣用容器插入孔11對應于試樣用容器本體511的形狀來形成,在轉子100旋轉時,試樣用容器51由作為試樣用容器插入孔 11的外側的部分的試樣用容器支撐區域11A支撐,切口區域20B形成在外壁部20中的與試樣用容器51的支撐無關的部分上。因此,如圖5、圖7所示,雖然上下方向上的存在試樣用容器支撐區域11A的高度與存在切口區域20B 的高度重復,但不會因設置切口區域20B而導致支撐試樣用容器51的強度下降。

另外,在此轉子100中,在中心軸X的四周,在外側將十個試樣用容器插入孔11(試樣用容器51)等間隔地排列并設置在第1圓周上,在其內側將十個試樣用容器插入孔12(試樣用容器52)等間隔地排列并設置在第2圓周上。如所述般,外壁部20的內周面20A也構成中心軸X的四周的圓周(第3 圓周),在此內周面20A上,所述切口區域20B也在圓周方向上等間隔地形成。因此,轉子100中的中心軸X的四周的重量平衡得到保持。

此處,在中心軸X的附近被施加的離心力變小,因此通常不設為在中心軸X的附近安裝試樣用容器的結構。因此,在圖1、圖3中,在內側的試樣用容器插入孔12的更內側(靠近中心軸X之側)不存在構造物。另外,安裝試樣用容器52的試樣用容器插入孔12的內側的區域在被施加了離心力時不對支撐試樣用容器52作出貢獻,因此即便使試樣用容器插入孔12的內側的轉子底面10A朝向下側而薄壁化,也可以充分地進行旋轉時的試樣用容器 52的機械支撐,且可確保將手指放入此部分中的空間。另一方面,試樣用容器插入孔12的外側的區域與所述試樣用容器支撐區域11A同樣地,成為在使試樣用容器52旋轉時機械支撐試樣用容器52的試樣用容器支撐區域12A,而被要求高的機械強度。因此,不優選將試樣用容器插入孔12的外側的轉子底面10A薄壁化。

當如所述般在試樣用容器插入孔(內側試樣用容器插入孔)12的更內側將轉子底面10A薄壁化來確保空間時,即便在已將試樣用容器51、試樣用容器52分別安裝在所有試樣用容器插入孔11、試樣用容器插入孔12中的狀態下,不論有無切口區域20B,均可容易地卸下內側的試樣用容器52。通過卸下試樣用容器52,而在試樣用容器51的內側(靠近中心軸X之側)形成空間。但是,在試樣用容器插入孔12的外側且試樣用容器插入孔11的內側的轉子底面10A未經薄壁化的情況下,僅利用此內側的空間來取出外側的試樣用容器51并不容易。

在所述轉子100中,除此情況下的試樣用容器插入孔11的內側的空間以外,可使用形成在試樣用容器插入孔11的兩側的存在切口區域20B的部位中的空間,利用三根手指抓住試樣用容器51來取出。此時,可在已將試樣用容器支撐區域11A設置在試樣用容器51的外側的狀態下,設置切口區域20B,即便在使在圓周上鄰接的試樣用容器插入孔11(試樣用容器51)接近,且使外壁部20在試樣用容器51的外側接近的情況下,也可以將可放入手指的空間鄰接于試樣用容器51來設置。因此,即便增多可安裝的試樣用容器51的數量,也可以不使轉子100大型化,而容易地進行試樣用容器51的裝卸。

此處,為了確保手指進入的空間,優選使沿著外壁部20中的內周面20A 的圓周(第3圓周)上的切口區域20B的寬度變大,且優選使此寬度比鄰接的試樣用容器51(蓋部512)間的沿著圓周(第1圓周)的間隔大。在此情況下,即便在使試樣用容器51間的間隔充分地變窄來增加所安裝的試樣用容器51的數量的情況下,也可以擴大設置有切口區域20B的部位的空間,可將手指放入設置有切口區域20B的部位中而容易地取出試樣用容器51。

另外,切口區域20B在外壁部20(試樣用容器收容部)中以上下方向上的規定的寬度來形成,但只要從外壁部20的最上部形成至轉子底面10A或存在試樣用容器支撐區域11A的高度,則尤其可將手指從上側放入設置有切口區域20B的部位中來容易地取出試樣用容器51。另外,通過使切口區域與試樣用容器插入孔連結來形成在試樣用容器收容部中,而特別容易取出試樣用容器。在此情況下,無需使所有試樣用容器插入孔與切口區域連結,只要使至少一個試樣用容器插入孔與切口區域連結,便特別容易從此試樣用容器插入孔中取出試樣用容器。通過取出此試樣用容器,而可容易地進行其他試樣用容器的取出。

另外,在所述轉子100中,設為可安裝兩種試樣用容器51、52,但在更小型的轉子中,也可以僅將一種試樣用容器配置在單一的圓周上。在此情況下,當在俯視下沿著圓周設置有試樣用容器插入孔,且在試樣用容器的外側設置有外壁部時,與所述同樣地設置試樣用容器支撐區域與切口區域也有效。

相反地,在更大型的轉子中,也可以設為在比所述試樣用容器52更內側也能夠安裝試樣用容器,且可安裝三種以上的試樣用容器的結構。在此種情況下,也可以如所述般在最內側的試樣用容器的更內側,將轉子底面薄壁化,由此可容易地取出最內側的試樣用容器,通過從內側的試樣用容器起依次進行取出,并設置所述切口區域,最后可取出最難以取出的外側的試樣用容器。

另外,通過如所述般設置切口區域,也可以謀求轉子整體的輕量化。此時,雖然在位于最外側的試樣用容器的更外側被施加最強的離心力,但切口區域形成在鄰接的試樣用容器之間,在形成有切口區域的部位中未被施加大的力。因此,即便如所述般設置切口區域,轉子的耐受性也得到維持。即,可不損害耐受性而使轉子輕量化。

另外,在所述例子中,切口區域20B形成在內周面20A(外壁部20)上,但也可以將其設置在轉子底面上。例如,只要在內側的試樣用容器插入孔12 的外側且圓周方向上的兩側,設置將轉子底面朝下側切開而成的切口區域,則容易取出內側的試樣用容器52。此時,可確保支撐試樣用容器52的試樣用容器支撐區域12A或其強度也與所述同樣地明確。在此情況下,雖然在此切口區域中將外側的試樣用容器插入孔11(試樣用容器51)的內側的區域薄壁化,但旋轉時在此區域中未被施加大的力,因此不會對轉子的耐受性造成不良影響。如此,切口區域可對應于成為容易卸下的對象的試樣用容器、或轉子的結構,在轉子的內側形成在作為安裝并收容試樣用容器的部分的試樣用容器收容部(轉子底面或外壁部等)中。切口區域的形狀也可以對應于其而適宜設定。

另外,在所述結構中,使用了將直徑比試樣用容器本體大的蓋部安裝在上部的試樣用容器,但只要與所述同樣地可在安裝在試樣用容器插入孔中的狀態下對內部的試樣施加離心力,則試樣用容器的形態、結構任意。

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