JP2002505949A - 支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、遠心分離機の遠心ロータを保持しており、フレーム部材内に軸受部材を用いて回転軸の周りに回転できるように設けられているスピンドル用の支持装置（６）に関する。支持装置（６）は、遠心ロータとフレーム部材との間の相対移動を吸収するように配置され、それぞれが、軸受部材とフレーム部材との間に設けられ、回転軸に対して外側に延びている長手方向軸（ｓ）を有している少なくとも３つの支持部材（８）を有している。各支持部材（８）は、基本的にらせん状の経路内に、ワイヤの隣接する巻き間に空間が形成されるように延びるワイヤを有するコイルばね部材（１０）を有している。支持部材（８）の剛性を高め、相対移動の減衰作用を与えるために、各支持部材（８）は、少なくとも前述の空間内に設けられたゴム部材（１２）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景および従来の技術） 本発明は、遠心分離機の遠心ロータを保持しており、フレーム部材内に軸受部
材を用いて回転軸の周りに回転できるように設けられているスピンドル用の支持
装置であって、遠心ロータとフレーム部材との間の相対移動を吸収するように構
成されており、それぞれが軸受部材とフレーム部材との間に設けられており、回
転軸に対して外側に延びている長手方向軸を有する少なくとも３つの支持部材を
有しており、各支持部材が、基本的にらせん状の経路内に、ワイヤの隣接する巻
き間に間隔を置くように延びるワイヤを有するコイルばね部材を有している支持
装置に関する。

【０００２】 遠心分離機用の従来の支持装置には、主として２つの異なる種類、すなわちコ
イルばねが、振動を減衰する摩擦緩衝器に力を加える支持装置と、減衰効果を内
側の摩擦によって生じさせる弾性ゴム部材で構成された支持装置とがある。

【０００３】 このような公知の支持装置は、それを複雑にかつ高価にする多数の構成部材を
有している。摩擦緩衝器の減衰特性、および同様にゴム要素の減衰特性は算出す
るのが困難である。摩擦減衰表面上にはコーティング（コークス）が形成され、
それによって減衰特性が変化し、動作停止を起こす危険性が高くなる。摩擦緩衝
器内には磨耗粒子が形成され、それによって支持装置の寿命が短くなる。ゴムは
低い熱伝導率を有しており、摩擦緩衝器の摩擦表面の熱伝導が悪化するので、こ
れらの公知の支持装置では熱の伝導が不十分である。

【０００４】 ＰＣＴ第８９／１０７９４号には、軸受部材を用いてフレーム部材内で回転可
能になっている遠心ロータを有する遠心分離機用の、このような公知の支持装置
の例が開示されている。この支持装置は、軸受部材から半径方向外側に延びてお
り、各々がコイルばね部材を囲んでいる複数の支持部材を有している。したがっ
て、これらの支持部材は、遠心ロータとフレーム部材との間の半径方向の相対的
な移動を、フレーム部材のそれぞれの空間内で圧縮されることによって可能にす
るように構成されている。それによって、コイルばね部材は、この空間内で移動
することができ、軸受ハウジングの外壁に当接しているピストンに作用する。コ
イルばね部材のばね定数を用いて、たとえばロータスピンドルの弾性と共に遠心
ロータの臨界回転数を決める、公知の支持装置の特定の剛性が得られる。遠心分
離機では、この種のコイルばねは、遠心分離機が受けるしばしば非常に高くなる
応力と疲労の危険性に対して寸法を調整する必要がある。半径方向の移動の減衰
は、ピストンとその接触表面、特に軸受ハウジングの外壁との間に生じる摩擦に
よって得られる。生じた摩擦は、相対移動の減衰に加えて、熱の発生ももたらす
。このような熱の発生は望ましいものではなく、軸受を比較的高い温度で動かさ
ざるを得なくなり、それによって軸受の寿命が短くなる。他の問題は、可動ピス
トンの配置にかなりの空間が必要なことである。このような空間を、遠心分離機
内、特にいわゆるネクテ（necte）軸受の外側に、支持装置用に設けることは困 難である。加えて、これらの公知の支持装置はかなり複雑な構造を有しており、
そのため、当然のことながら製造および取付けに手間およびコストがかかる。加
えて、熱を軸受部材から放熱させることが困難である。

【０００５】 （発明の概要） 本発明の目的は、構造の観点から従来の支持装置よりも簡素であり、かつ前述
の問題を解消することができる支持装置を提供することにある。特に、本発明は
、最適な剛性を与え、同時に遠心ロータとフレーム部材との間の相対移動を最適
に減衰させることができる支持装置を提供しようとするものである。

【０００６】 この目的は、各支持部材が、少なくとも前述の空間内に設けられ、支持部材の
剛性を高め同時に支持部材の減衰作用を与えるように構成されたゴム部材を有す
ることを特徴とする、最初に規定された支持装置によって得られる。このような
支持部材によって、ゴム部材の硬度の設計および選定と共にコイルばね部材の寸
法を調整することにより所望の剛性を得ることができる。この剛性が遠心ロータ
の臨界回転数を決めるので、支持装置のこの設計によって所望の臨界回転数を得
ることができる。相対移動の適切な程度の減衰は、コイルばね部材のワイヤの巻
き間のゴム部材の寸法を調整することによって得ることができ、すなわち、本発
明によれば、ゴム部材は、前述の相対移動に対する減衰効果を有するように構成
される。それによって、この非圧縮性ゴム部材は、圧縮または伸長され、その間
に、コイルばね部材およびゴム部材のずれまたは湾曲による不均一な負荷を受け
る。ゴム部材をこのようにコイルばね部材の空間内に設けることにより、高い剛
性を、過負荷および／または疲労の何らの危険性もなく、比較的小さなコイルば
ねを用いて得ることができる。振動運動を減衰させる内側の摩擦によって、コイ
ルばね部材によって一様に分散されて伝導される熱が発生する。公知の同様な支
持装置と比べて、このように構成された支持装置によって空間が節約される。

【０００７】 本発明によれば、所望の減衰を、単にワイヤの巻き間の空間内にゴム部材を設
けることによって得ることができる。しかし、本発明の実施態様によれば、ワイ
ヤは少なくとも部分的にゴム部材内に埋め込まれる。このようにして、ゴム部材
の減衰効果を高めることができ、他の実施態様によれば、この減衰効果を、ワイ
ヤをゴム部材内に実質的に埋め込むことによってさらに高めることができる。

【０００８】 本発明の他の実施態様によれば、ワイヤはばね材料で製造され、ばね材料はゴ
ム部材に固定的に接続される。このようにして、ゴム部材はコイルばね部材の移
動に従わされ、すなわち、ゴム部材の減衰が連続的に作用する。したがって、ば
ね材料を加硫によってゴム部材に固定的に接続することが有利である。

【０００９】 本発明の他の実施態様によれば、コイルばね部材にそれぞれの長手方向軸の方
向に予備張力をかけることができるようにする手段が配置される。さらに、各支
持部材は、閉鎖部材によって範囲を定められている空間内に設けることができ、
閉鎖部材は、コイルばね部材の可変な予備張力を得るために長手方向軸に沿って
様々な位置に位置決めすることができる。

【００１０】 （様々な実施形態の詳細な説明） 次に、本発明について、例として記載される様々な実施形態により、添付の図
面を参照して説明する。

【００１１】 図１は、下側軸受２および上側軸受３内に支持されている垂直スピンドル１を
有する遠心分離機の一部を概略的に示している。下側軸受２は、主としてスピン
ドル１に作用する軸方向の力を吸収するように配置されており、上側軸受３は、
主としてスピンドル１に作用する半径方向の力を吸収するように配置されている
。スピンドル１は、その、上側軸受３の上方の上端に遠心ロータ４を保持してい
る。スピンドル１および遠心ロータ４は、回転軸ｘの周りに回転することができ
、開示された例ではねじ歯車５を介して駆動されるが、もちろんベルト駆動され
てもよい。

【００１２】 開示された例では、上側軸受３は、実質的に静止しているフレーム部材７に固
定的に接続されており、反作用するが、スピンドル１とフレーム部材７との間の
限られた相対移動を許容する、スピンドル１の周りに一様に配列されている６つ
の支持部材８を有している（図２も参照）支持装置６によって支持されている。
特に、支持装置６は、スピンドル１と、遠心ロータ４のような、スピンドル１に
接続された部材と、上側軸受３の、フレーム部材７に対する制限されたピボット
運動を可能にするように構成されている。支持装置６が、６つよりも多い、また
は少ない支持部材８を有していてもよい。

【００１３】 各支持部材８は、回転軸ｘに対して実質的に半径方向に延びている長手方向軸
ｓを有している。各支持部材８は、図２および図３に示されているように、回転
軸ｘに対して長手方向軸ｓと基本的に同じ半径方向に延びている実質的に円い円
筒状の穴の形状を有する、支持装置６の空間９内に設けられている。さらに、各
支持部材８は、基本的にらせん状の経路内に、長手方向軸ｓと一致する回転軸を
有する回転体を形成するように延びているワイヤで形成されたコイルばね部材１
０を有している。さらに、ワイヤはワイヤの隣接する巻き間に空間１１を形成し
ている（図４〜１０参照）。ワイヤは、しなやかな復元性のある材料、好ましく
はばね鋼で製造される。

【００１４】 本発明によれば、各支持部材８は、少なくとも空間１１内に延びているゴム部
材１２を有している。図４〜１０は、ゴム部材１２をコイルばね部材１０に対し
てどのように設けることができるかをより厳密に示している。

【００１５】 図６に示されている実施形態では、ゴム部材１２は実質的に、コイルばね部材
１０のワイヤの隣接する巻き間の空間１１のみに設けられており、すなわち、ゴ
ム部材は、ワイヤの厚みと実質的に等しい壁厚を有する管体を形成している。図
５と図８による実施形態では、ワイヤは少なくとも部分的にゴム部材１２内に埋
め込まれている。図５では、ゴム部材１２が、コイルばね部材１０で形成された
回転体の外側境界面まで延びており、図８では、ゴム部材１２が、コイルばね部
材１０で形成された回転体の内側境界面まで延びている。図４と図７に示されて
いる実施形態では、コイルばね部材１０のワイヤが完全にゴム部材１２内に埋め
込まれている。

【００１６】 したがって、図４と図７による実施形態では、ゴム部材１２は、基本的に円い
円筒形状を有し、コイルばね部材１０が中に完全に埋め込まれている、または囲
まれている、基本的に完全な最大限の胴を形成している。図６〜８による実施形
態では、ゴム部材は、本体を貫通して長手方向軸ｓの方向に延びている基本的に
円い円筒状の穴１３を有する対応する胴を形成している。

【００１７】 図９と図１０による実施形態では、ゴム部材１２は、基本的に円い円筒形状を
有し、図９では、一方の端面に円形のくぼみ１４を備え、図１０では、各端面に
円形のくぼみ１４を備えている最大限の胴を同様に形成している。

【００１８】 図４〜１０によるすべての実施形態において、ワイヤの弾性材料が、好ましく
は加硫工程を経て、ゴム部材１２に固定的に接続されている。

【００１９】 図２から分かるように、各支持部材８は、空間９のねじ山内にねじ込まれたね
じ部材１５という形の閉鎖部材を用いて前述の空間９の１つの中に納められてい
る。支持部材８は、その半径方向外側表面の近くでねじ部材１５に、そしてその
半径方向内側表面の近くで、上側軸受３を保持している軸受ハウジング１６に当
接している。特に、支持部材８の半径方向内側端部は、軸受ハウジング１６のく
ぼみ１７内に設けられている。ねじ部材１５を用いて、支持部材８のコイルばね
部材１０に所望の程度の予備張力で長手方向軸ｓの方向に予備張力をかけること
が可能である。

【００２０】 図３に示されている実施形態では、各支持部材８の半径方向内側端部が、くぼ
み９内で長手方向軸ｓの方向に変位可能なピストン部材１８内に設けられている
。ピストン部材１８は、軸受ハウジング１６の周囲表面部２０に当接するように
配置された前面１９を有している。前述の相対移動中に、前面１９は、対向する
表面部２０上でスライドし、生じた摩擦が、相対移動をさらに減衰するのに寄与
する。

【００２１】 図２と図３から分かるように、コイルばね部材１０の両方の端部の巻きは、そ
れぞれ支持部材８の軸受ハウジング１６と閉鎖部材１５に少なくとも部分的に、
熱を伝導する金属で接触しており、それによって支持部材８からの熱の伝導が促
進されていることが分かる。

【００２２】 本発明は、開示された実施形態に制限されず、特許請求の範囲内で変更および
修正をすることができる。

【００２３】 図示されている例では、コイルばねのワイヤのすべての巻き間の空間がゴム部
材で完全に満たされている。しかし、所望の剛性および所望の減衰特性を得るた
めに、コイルばねのワイヤの一部の巻き間の空間のみを充填することが、本発明
の範囲内で可能であり、かつ／または空間の一部のみがゴム部材で充填されてい
てもよい。

【００２４】 コイルばね部材１０は、円い円筒状のコイルばねの形で開示されているが、こ
れらのばねを円錐形のコイルばねとして構成することが本発明の範囲内で可能で
あることが分かる。ばねが、円形から逸脱した断面形状を有してもよい。さらに
、図４〜１０に示されているばね部材１０のワイヤの断面寸法は概略的な寸法に
過ぎない。

【００２５】 開示された実施形態では、すべての支持部材８の長手方向軸ｓが共通の半径方
向平面内で延びている。しかし、支持部材８を、軸ｓが、異なる平面、たとえば
２つの平行な半径方向平面内で延び、１つおきの支持部材８が一方の平面に結び
付けられ、１つおきの支持部材８が他方の平面に結び付けられるように設けるこ
とも可能である。このようにして、さらなる空間を得ることができ、図２および
図３に示されている支持部材よりも多数の支持部材８、たとえば１２個の支持部
材８を設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による支持装置を有する遠心分離機の一部の模式的側面図である。

【図２】 本発明の第１の実施形態による支持装置に沿った半径方向断面図である。

【図３】 本発明の第２の実施形態による支持装置に沿った半径方向断面図である。

【図４】 本発明による支持装置の支持部材の変形例の断面図である。

【図５】 本発明による支持装置の支持部材の変形例の断面図である。

【図６】 本発明による支持装置の支持部材の変形例の断面図である。

【図７】 本発明による支持装置の支持部材の変形例の断面図である。

【図８】 本発明による支持装置の支持部材の変形例の断面図である。

【図９】 本発明による支持装置の支持部材の変形例の断面図である。

【図１０】 本発明による支持装置の支持部材の変形例の断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セッテルベルイ、 ヤン スウェーデン国 エス−141 41 ヒュー ディンゲ ヘッレベルイスヴェーガン 26 Ｆターム(参考） 3J012 AB07 AB11 BB01 CB04 DB07 DB08 DB13 FB10 GB10 HB02 HB04 3J059 AA08 AB11 AC03 AD05 AE04 AE05 BA01 BA54 BB06 BC02 BC06 BD04 CA02 CB15 EA02 EA04 EA20 4D057 AD01 AE02 AF01 BA04 BA28

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠心分離機の遠心ロータ（４）を保持しており、フレーム部
   材（７）内に軸受部材（３）を用いて回転軸（ｘ）の周りに回転できるように設
   けられているスピンドル（１）用の支持装置（６）であって、前記遠心ロータ（
   ４）と前記フレーム部材（７）との間の相対移動を吸収するように構成されてお
   り、それぞれが、前記軸受部材（３）と前記フレーム部材（７）との間に設けら
   れており、前記回転軸（ｘ）に対して外側に延びている長手方向軸（ｓ）を有し
   ている少なくとも３つの支持部材（８）を有しており、各前記支持部材（８）が
   、基本的にらせん状の経路内に、空間（１１）がワイヤの隣接する巻き間に形成
   されるように延びるワイヤを有するコイルばね部材（１０）を有する支持装置に
   おいて、 各支持部材（８）が、少なくとも前記空間（１１）内に設けられ、前記支持部
   材（８）の剛性を高め、同時に前記支持部材（８）の減衰作用を与えるように構
   成されたゴム部材（１２）を有することを特徴とする支持装置。
2. 【請求項２】 前記ゴム部材（１２）が、前記相対移動に対する減衰効果を
   与えるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の支持装置。
3. 【請求項３】 前記ワイヤが、少なくとも部分的に前記ゴム部材（１２）内
   に埋め込まれていることを特徴とする、請求項１または２に記載の支持装置。
4. 【請求項４】 前記ワイヤが、前記ゴム部材（１２）内に実質的に埋め込ま
   れていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の支持装置。
5. 【請求項５】 前記ワイヤがばね材料で製造されており、該ばね材料が前記
   ゴム部材（１２）に固定的に接続されていることを特徴とする、請求項１から４
   のいずれか１項に記載の支持装置。
6. 【請求項６】 前記ばね材料が加硫によって前記ゴム部材（１２）に固定的
   に接続されていることを特徴とする、請求項５に記載の支持装置。
7. 【請求項７】 前記支持部材（８）の前記長手方向軸（ｓ）が、前記回転軸
   （ｘ）に対して実質的に半径方向に延びていることを特徴とする、請求項１から
   ６のいずれか１項に記載の支持装置。
8. 【請求項８】 前記コイルばね部材（１０）にそれぞれの前記長手方向軸（
   ｓ）の方向に予備張力をかけることができるように構成された手段（１５）を特
   徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の支持装置。
9. 【請求項９】 各支持部材（８）が、閉鎖部材（１５）によって範囲を定め
   られた空間（９）に設けられていることを特徴とする、請求項１から８のいずれ
   か１項に記載の支持装置。
10. 【請求項１０】 前記閉鎖部材（１５）が、前記長手方向軸（ｓ）に沿った
    様々な位置に位置決めできることを特徴とする、請求項９に記載の支持装置。