JPS63319073A - 混成遠心分離機ロ−タおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の細な説明］ （発明の技術分野） 本発明は、超高速遠心分離に使用する、超遠心分離機ロ
ータに関し、特に、−の材料からなる中央コアが他の材
料からなるリングにより取り囲まれている混成材料製の
ロータに関する。

（従来技術） 超遠心分離機ロータは、ますます高い速度が、新しくか
つますます複雑な科学的実験のために該ロータの適用が
必要である際に、過激な応力に遭遇する。高能力、高速
度のロータは一般に大きな固定角を有し、爪直管ロータ
は高い運動エネルギを有する。高応力は、高速、高エネ
ルギロータに生じ、設計上、材料の選択をきわどくする
。このため、チタニウムが、高速、大容量ロータの設計
に最もしばしば選択される等方性材料である。

高速作動が可能の従来の高い運動エネルギロータは、代
表的には、約０．１６１ｂ／ｉｎ３の密度を有する等方
性のチタニウムから造られる。チタニウムは堅い金属で
あり、その密度攻に加工し難く、また、非常に高価であ
る。さらに、増大する速度は、増大する強度を必要とす
るので、チタニウムのロータが耐える運動エネルギは、
その密度およびロータが駆動される回転速度の２乗に比
例して増大し、金属材料の強度は、ロータの寸法、直径
または厚さを増すことによっては、効果的に改善するこ
とはできない。

これまで、遠心分離機ロータは、低速に適用するために
は、＋＋１層した繊維樹脂殻体から造られ、これが他の
全金属設計のものより信頼のおけるものとされてきた。

ディツェルに対する米国特許第３．９９３，２４３号は
、金属製の底部および円形の金属板からなる頂部を有し
、！ａ維と樹脂との積層材から造られる遠心分離ドラム
殻体の代表的な例である。金属板は、これを締付けねじ
により遠心分離機ドラム殻体に取り付けるフランジを有
する。前記ドラム殻体は、軸線方向に伸びるワイヤおよ
び広いメツシュの裏当ストレーナの使用を含む数層の横
断面形状を有する。ファスナーを含むこの構成は、低速
には適しているが、超高速により生じる応力には耐えな
い。

同様に、鋼被覆樹脂プラスチック材料製の層状材ロータ
ーは、ドラムに対する米国特許第３．９９７，１０６号
に開示されている。この特許発明の１実施例は、鋳造プ
ラスチック樹脂材料製の内側本体を覆う穿孔鋼帯を取り
囲むピアノ線の使用を開示している。この構成は、低速
液体分離に使用される遠心分離機ロータに有用であるが
、高速の応力に耐えない。

リングレンに対する米国特許第４，１６０゜５１２号は
、遠心分離機、羽根屯、ジェネレータおよびフライホイ
ールに使用する繊維補強ロータの製造を開示している。

ロータ殻体は、プラスチック樹脂またはアルミニウムの
中間スリーブに巻かれた繊維巻付はフィラメントから造
られた外層からなる。この外層は、内部の中間スリーブ
にプレストレスを（ｊえるファイバー・ラミネート部材
を形成１−る。前記外層は、内部スリーブへの外層の圧
力付与下の巻付けにより内部の中間スリーブに固定され
る。この圧力付与下での巻付けは、内部のスリーブにプ
レストレスを与え、該スリーブの直径をわずかに減する
。内部スリーブに対し機械的にプレストレスを与える結
果として、補強ロータは、金属製のスリーブのみのロー
タであればそわが高速に達する面に変形または破壊して
しまうような速度で作動できることを、この特許は教え
ている。従来技術の考察において、この米国特許は、外
部の繊維積層スリーブが金属部材に付与される間に内部
の金属部材に低温を維持する、温度「収縮嵌合Ｊ　ｓｔ
＋ｒ　ｉｎｋａｇｅ　ｆ　ｉ　Ｌに言及している。この
米国特許は、温度の限られた低減のみが得られ、また、
繊維補強スリーブと金属部材との間の高い血圧は内部の
部材が室温に戻るときに得られる、としている。この米
国特許は、温度「収縮嵌合」に対抗することを教えてい
る。この米国特許は、Ｊ１常に低い７：ｎ！度を便用し
ての効果的な収縮の可能性の認識することを欠いている
。

かくして、米国時１プ「第４，１６０，５１２号は、ロ
ータ本体の異る材料層間の収縮からｍｔ、ｔｌ、収縮嵌
合か達成しうるとは考えていないので、内部本体」二で
合成スリーブにプレストレスを′了える概念に向かうこ
とを教えている。

カーリ−に対する米国特許第４，４６８，２６９号およ
びロイに対する米国特許第３，９１３゜８２８号の双方
が、金属ロータ本体の筒状の壁を取り囲んでいるフィラ
メント巻付けＪ曽からなる複数の「入れ予成」リングを
含んでいる超遠心分離機ロータの構成を開示している。

前記リングは、該リングのそれぞれの間の薄いエポキシ
被覆により相互に入れ予成となる。前記リングは、異な
る直径を有する心棒に巻くことにより造られ、前記直径
は、各リング部分が１０から１５層の範囲内の均−Ｊ！
％のフィラメントで造られる。薄い部分て前記リングを
組み立て、次ぎに、前記リングを相互に入れ予成にする
ことにより、前記リングの外側のフィラメント密度が前
記リングの内側の密度と等しいロータ構造を実現するこ
とが可能である。入れ予成に嵌合されたポリマーのリン
グは、被覆壁にエポキシ樹脂で接着され、軸線方向に及
ぼされる小さな圧力を使用して１ｎ記壁に押圧される。

最終的な構造体が熱養生される。前記構造体は、中央の
壁構造を補強するために熱養生されたエポキシ層を有し
、前記壁はチタニウム、アルミニュウムまたは熱処理さ
れた鋼鉄から選択される。

従来の混成ロータの構成のいずれもが、単−殻体に向け
られてなく、補強構造が簡素化されていない。

従来技術は、超遠心分離機への適用のために複数の材料
のロータを設計することを望むとき、静菌１「および動
荷重の双方が分析・され、考慮されなければならないと
いう基本的な問題を処理していない。

リングレンの米国特許第４，１６０，５１２号およびカ
ーリ−の米国特許第４，４６８，２６９号は静的負荷の
問題に向けられているが、それぞれの構成に対する動的
負荷の問題に向けられていない。静的負荷は、ロータが
停＋Ｌ　ｔ、ているときのコア本体と外側リングとの間
の応力である。この静荷重は、混成ロータ組立体を停止
時に一体に保持するためにｆ丘要である。しかし、ロー
タに回転か起こるとき、接線方向外向きの応力か生しる
。

米国特許第４，１６０，５１２壮および米国特許第４，
４６８，２６９号の構成のコア本体は、外側リングより
遅い速度で膨張し、その結果、外側リングは動的なロー
タ運転中にコア本体に与えられた応力をとどめない。動
的負荷の間、コア本体が外側リングより遅い速度で膨張
するため、リングはコア本体から外れ、本体にプレスト
レス荷重を維持しない。

従来、アルミニウムおよびチタニウムが、等方性材ロー
タを構成するために選択された材料である。アルミニウ
ムのみが、液体試料で充たされたロータにより士しる応
力かアルミニウム本体の応力破１１′Ｊ点の応力より相
当に小さい場合にのみ、高速用として使用される。高能
力ロータかより速い速度を要求する場合、ロータは、従
来、同等寸法て高能力のアルミニウム製のロータより高
い応力および試料液体の高容量に耐えることのできる、
゛　　高密度材料であるチタンを使用して設計された。

従来、チタンのみが、高速度、高容（辻の遠心分離機の
動的応力に耐えられた。アルミニウムおよび合成材から
なるリングのような低密度の構成は、チタニウム製のロ
ータが受けると同し動荷重に耐えることがてきなければ
ならない。

要求されるのは、前記したように、複数の材料の構成で
、静荷重および動荷重の双方の特性に向けられる必要＋
＋１を考慮しているｊＱ成ロータの構成である。リング
レンの米国特許第４．１６０，５１２号に示されている
ような外側繊維補強殻体は、静止状態中にコアにプレス
トレスを与える一方、このプレストレスすなわち内方へ
の応力が、回転状態中に過度の不測の不均一応力をコア
本体に生じさせる。

要求されるのは、超高速用ロータの祠料としてのチタニ
ウムの必要を枡除し、より軽くて機械加工に適した金属
を補強されたロータコアに使用スｊ−る、中純化された
補強ロータである。

（発明の構成） 本発明の混成遠心分離機ロータは、２つの主要な部分、
すなわち、ロータコア本体および補強リングからなる。

前記ロータコア本体は、アルミニウムのような等方性材
料である。前記ロータコア本体を取り囲む補強リングは
、グラファイト繊維およびエポキシ樹脂フィラメント巻
付は材料のような異方性の材料からなる。くこの明細書
で使用される用語「異方性の材料」は、体積弾性係数、
強度および硬さのような特性を特定の方向へ有する材料
を意味する。）補強リングの樹脂は、熱可ｇ２　＋１ま
たは熱砂化性である。フィラメント巻付はリングの繊維
は、ガラスまたはデュポン社製の有機樹脂繊維材料ケブ
ラー（商品名）のような材料であってもよい。

混成遠心分離機ロータの等方性ロータコア本体は、フィ
ラメント巻付けの異方性補強リング゛にプレストレスを
４える。ロータコア本体は、当初、補強リングより大き
い直径であるように構成される。次ぎに、ロータコア本
体は低温環境中で均等に温度収縮され、補強リング内に
入れ子式に嵌合されるロータの最終組立ての際、補強リ
ング内に位置するように嵌め合わされ、その結果、ロー
タコア本体は補強リングにプレストレスを与える。

ロータコア本体は、該ロータコア本体か低温環境からの
取出し後に環境温度すなわち室温に戻る際に、補強リン
グにプレストレスを与える。このプレストレスは、ロー
タコア本体がその当初の寸法を回復しようとする際に生
じる。低温環境は、液体窒素浴に等方性のロータコア本
体を浸すことによって達成される。ロータコア本体は、
最大限、式δ＝αＬΔＴ（但し、δは収縮量、αは熱膨
張係数、Ｌは金属ロータコア本体の直径、６丁は大気温
度と低温環境との間の温度差）に従フて計算された値ま
で均等に収縮される。次きに、ロータコア本体は、上記
式により規定された計算範囲内でコア本体の収縮が生じ
るように最適時間、低温環境に浸される。ロータコア本
体は、次いで、均一な速度で補強リング内に配置さねて
入れ子式に１に合された後、室温で膨弓長する。

ロータコア本体を取り巻く異方性の補強リングは、繊維
巻きの方向がロータコア本体の基部に対して下行な水平
面から０度である従来の周方向に巻か打たフィラメント
である。これに代えて、フィラメントは、補強リングを
きらに強化するために、水平面に対しである角度で交差
するように巻くことができる。

混成遠心分離機ロータを製造する方法は、ロータコア本
体の寸法を均一に収縮させる液体窒素のような低温環境
に等方性金属材料のロータコア本体を置くこと、ロータ
コア本体が補強リングにより取り囲まれ、該補強リング
に嵌まりむように、収縮したロータコア本体の周りに異
方性材料の補強リングを嵌合すること、補強リングに組
込まれたロータコア本体を室温に戻し、ロータコア本体
をその原寸法に戻し、補強リングに対して締まりばめを
引き起こさせることを含む。製造方法の−・工程として
、ロータコア本体の均一収縮Ａｊ法は、低温環境で本体
を均一・に収縮させることについて既に述べた前記式に
より決定される。補強リングは、低温で処理されたロー
タコア本体の周りに置かわることが好ましいが、この例
に代えて、ロータコア本体をリング内に配置してもよい
。

補強リングにプレストレスを与えることにより、ロータ
コア本体および補強リングの締まりばめのために、強い
静荷重が達成される。外方へ膨張するロータコア本体は
、Ｍ強すングに対してロータコア本体の高い静荷重を達
成することにより、補強リングにプレストレスを与える
。回転および動荷重状態の間、補強リングが示す高い引
・Ｊ長強度ｈｊｇｈ　ｍｏｄｕｌｕｓが、遠心分離力が
コア本体内で増大しようとする際、コア本体を包もうと
する。

このようにして、静荷重および動荷重の双方を補償する
混成ロータか得られる。

（実施例） 本発明の混成ロータは、二つの主要な構成要素、すなわ
ち、等方性のロータコアおよびｙ・ｊ方性の補強リング
を含む。第１図に、／１１！成遠心分離機ロータの好ま
しい実施例の縦断面図か示されている。等方性のロータ
コア本体１２は、アルミニウムから造られることか好ま
しく、約０　、　１１１ｂ／　ｉｎ３の密度を打する。

金属製ロータコア本体１２は、約０　、　１６　ｌｂ／
　ｉｎ’の密度をｂつ、チタニウムから造られる従来の
中休ロータより実質的に小さい密度を打する。

異方性の補強リング１４かロータコア本体の周りを取り
囲んでいる。補強リング１４は、クラファイト繊維およ
びエポキシ樹脂フィラメントを巻き付けた筒状のリング
である。合成材フィラメント巻付けの補強リング１４の
密度は、約０　、０６１ｂ／　ｉｎ”である。したかっ
て、第１図に示される垂直管ロータ本体に関して、好ま
しい実施例の全ロータ組立体の密度は、失Ｔ′「的に従
来のチタニウム製のロータより低い。第１［２１には、
ロータコア本体１２に形成された垂直試験管キャビティ
１６か示されている。第１図には、また、駆動軸（図示
せず）を受は入れるための駆動軸穴１８か示されている
。

高速運転される大容量遠心分離機ロータの構成は、種々
の規準を満足しなければならない。こわらの規準中には
、ロータの密度や重量がある。低密度であれば、不足の
事態において、所定の速度で生じる運動エネルギーは低
い。ここに記載されているような軽−１？ｔロータは加
速および減速の時間を実質的に短くし、また、ロータコ
ア本体のためのアルミニウムの選択は従来のチタニウム
製ロータに比較して製造原価を実質的に減少させる。従
来、原価トの不利および加工の困難性にもかかわらず、
高密度であるチタニウムは、該チタニウムのみが種々の
有機物質の生物学上の分離研究への適用および実行か希
望される場合に非常に高い速度に耐えられるため、高エ
ネルギー遠心分離機ロータの材料として選択された。チ
タニウム製ロータは高強度を打するが、その高密度は、
ロータ速度が増加するとき高運動エネルギーを生じ、ロ
ータ損傷のとき、高回転エネルギーロータを収容するた
めに必要とされるバリアリングの強度および重量の対応
的な増大が要求される。本発明の混成ロータは、従来の
チタニウム製ロータより軽晴かつ低密度であり、従って
、従来のチタニウム製ロータより低い運動エネルギーで
あり、バリアリングの変更を要せず、また、７１シ成ロ
一タコア本体に過度の応力を生じさせることなく高速度
に耐えることができる。

本発明の混成ロータは、ロータコア本体と補強リングと
のインターフェイスによる低密度遠心分離機ロータ組立
体を提供１）−る。従来の多層材料からなる遠心分離機
ロータ本体コアの構成のインターフェイスは、ロータコ
ア本体のプレストレスに頼っていた。従来、外側のリン
グは、強いインターフェイスが得られるようなプレスト
レスをロータコア本体に法えるように設計された。しか
し、従来の圧力１／〈合法によりロータコア本体にプレ
ストレスをｌｊえることは、ロータコア本体１２に破損
、亀裂および歪みを生じさせ、モータ駆動により得られ
る超高速において、ロータコア本体の破壊およびｑｌ’
を存する１１工攻を引き起こす。

本発明は、補強リングにプレストレスを′ｊえる。これ
は、補強リング１４とロータコア本体１２との間に５０
，０ＯＯｐｓｉの静的負荷を超える外方への応力をもた
らず締まりばめにより成し遂げられる。（この明細占で
使用される用語「締まりばめＪ　１ｎＬｃｒｆｅｒｅｎ
ｃｃ　ｆｉｔは、ロータコア本体１２および補強リング
１４のように、二つの部品が一つの組立体を形成すべく
嵌り合う場合、二つの部品の一つくこの場合コア本体）
かその正常の７１−法より小さい空間を占めるように強
制され、その結果、第一の部品の内部応力がこの部品を
他の部品に対して均一の応力を及ぼさせることを意味す
る。）ロータコア本体１２は、当初、補強リング１４の
内径より幾分大きい直径を有するように設計されている
。ロータコア本体１２は次いて低温環境に置かれ、そこ
では、ロータコア本体１２の直径が補強リング１４の内
径よりわずかに小さいように均一に温度収縮され、その
結果、補強リング１４はロータコア本体１２を取り囲み
、ロータコア本体工２は補強リング１４内に人ゎ了一式
に１俣合される。ロータは、これに代えて、補強リング
１４内にコア本体１２を置くことにより組〜γられても
よい。好ましい実施例において、ロータコア本体１２は
、ｏ、２５時間、−２９０°　Ｆの液体窒素浴に浸され
る。ロータコア本体１２を液体窒素浴に浸すことによっ
て、均一な収縮がｊＩＩられる。可能な最大収縮１［」
は、式δ＝α・ＬΔＴに従って計算される。ここで、δ
は収縮量（インチ測定）、αは熱膨張係数（’　Ｆに対
するインチ測定）、Ｌはインチ測定された金属コア本体
の直径、ΔＴは低温環境液体窒素浴（約−２９０°Ｆ）
と約＋７７°Ｆの室温との温度差をそれぞれ示す。

好ましい実施例において、八Ｔは約−３６７°Ｆである
。この場合、δすなわち収縮量は、負（−）のインチで
測定される。

最大収縮量が計算された後、収縮量対時間の実験計画が
、計算範囲内の所望の収縮量を得るためにロータコア本
体１２を液体窒素に浸す時間の最適長さを見い出すため
に、企てられる。

ロータコア本体１２が最適時間液体窒素の低温環境に浸
された後、補強リングはロータコア本体を取り囲むよう
に組立られる。ロータコア本体１２と補強リング１４と
の間の中間筒２２に沿った嵌合を生しる。ロータコア本
体と補強リングとの間の前記中間面嵌合は、補強リング
１４内にロータコア本体１２を嵌合させるべくこれを機
械的に強１＋Ｊするより、むしろ補強リング１４かコア
本体を取り囲むだけの小直径にロータコア本体を熱的に
収縮嵌合させることにより、達成される。

１１１ｊ記中間面嵌合は、補強リングの熱膨張率に比較
して高い熱膨張率をイｆする金属製コアの利点を生かし
て達成される。低温処理されたロータコア本体かリング
内の嵌合位置に置かれると、まず非常に低／１′ｌＸの
ロータコア本体か室／品の補強リング１４に及ぼず残留
熱効果のために、補強リングはロータコア本体によって
急速に冷却されるが、前記補強リングは、その低膨張率
のためロータコア本体よりゆっくり膨張する。換１１す
れば、低温環境は、補強リングのいかなる残留熱効果よ
り、一層急速にロータコア本体１２を収縮させる。した
がって、組立時、ロータコア本体１２が室Ｕに戻される
とき、ロータコア本体１２は、こわに過度の応力を生じ
させることなしに、外方への圧力を及ぼし、補強リング
１４にプレストレスを′ｊえる。

これは、ロータコア本体１２が外方へ均一・に拡Ｊｌｔ
するので、ロータコア本体１２に生じる応力は、こわが
該コア本体の全体に分散される結末、亀裂および損傷を
発生させるほどには大きくないからである。

補強リング１４は、グラファイト繊維およびエポキシ樹
脂のフィラメント巻付は合成材として造られる。好まし
い実／ｉｈ例において、リング１４を形成するために使
用されるグラファイト繊維は、ロータ本体１２の基部の
水下面に対して０°の角度で巻かれている。この構造は
、ロータコア本体１２の外方への応力に釣合いかつ対抗
するフープ応力を補強リング内に引き起こす。ロータコ
ア本体１２およびリング１４は、締まりばめによる中開
面２２により相互に堅く保持される。補強リング１４は
、その均一巻付けのため、遠心分間［機組立体が所定の
方向へ回転しているときに生じる応力に適合する異方性
材料であり、単体構造のアルミニウム製ロータコア本体
が耐え１うＩる速度を超える速度においてアルミニウム
製コア本体１２を一体に保持するために、補強リング１
４に生じる単一方向の応力を利用する。一つの連続的な
筒状のフィラメント巻付はリングである補強リング１４
を有することにより、本発明は、ロータコアに生じる応
力を減少するため、金属ロータコア本体１２と補強リン
グ１４との熱膨張率の相対的なＩを利用できる。補強リ
ング１４は、ロータコア本体に実質的な付加的応力を生
じさせることなく、ロータコア本体１２の強度を補強す
る作用をなすが、これは、ロータコア本体が、該本体１
２と補強リング１４との中間面２２に沿って、応力が補
強リングに対して作用し、ロータコア本体に作用しない
ように、補強リング１４を外方へ押圧するためである。

補強リング１４を構成−・ｊ−るために他の代替制料が
使用されてもよい。クラファイトに代えて、カラスまた
はデュポン社製の打機樹脂ケブラー（商品名）の繊維か
らなるフィラメント巻付はリングを選択してもよい。エ
ポキシ樹脂に代えて、従来使用されている熱可う！性ま
たは熱映化十′１樹脂を使用してｂよい。

第２図は、第１図の（Ｒ直管ロータを組み）′ｆてる方
法に従って混成遠心分離機ロータとして組へ７られた、
一定角のロータを示す。第２図に、Ｔ＜シたロータは、
截頭円錐形の補強リング２４に取り囲まれ、中央のテー
バ状のロータコア札体２０をイ１する。補強リング２４
は、補強リング１４を作るための１）η記した規準に従
って製作される。

ロータコア本体２０内に試験管挿入部２６を備える構造
とすることができ、これは、ロータコア本体２０が液体
浴に浸されるとき、詠本体の直径にイイ）った収縮は複
数の水゛ド面のそれそ：ｈに沿つ゛（線形、すなわち、
直径収縮とロータコア本体２０の熱膨張率との関係は線
形て、ロータコア本体２０を経る水゛ト面に沿って均一
であるからである。従来の圧力または機械的嵌合がテー
バ状のロータコア本体２０を截頭円錐形の補強リング２
４に組み込もうとすれば、このようにはならない。

混成材料製の遠心分離機ロータの製造に際して、締まり
ばめによることが重要である。時間対低温環境における
収縮量の実験経験は、０．２５時間が金属ロータコア本
体１２または２０を液体窒素浴に浸す最適時間であるこ
とを示している。

好ましい実施例において、金属製のロータコア本体１２
は１５分後に窒素浴で釣合に達１ｊ−るのて、０．２５
時間を超えた浸漬は、それ以上の収縮を生じない。しか
し、収縮の式および時間と収縮との経験的に得られた関
係は、収縮規準か好ましい実施例と異なるとき、最適な
低温浸漬状態を得る上で有用である。ロータコア本体１
２を液体窒素浴から取り出した後、補強リング１４がロ
ータコア本体１２の周りに置かれてから３ないし４時間
が、締まりばめのト分な効果のために必要である。室温
に達すると、ロータコア本体１２は、その原直径に戻ろ
うとして、補強リング１４の内径により中間面２２に対
して、５００．０００ｐｓｉ以上の圧力を外方へ及ぼず
。

ロータコア本体１２による補強リング１４に村する外方
への均一応力を生じさせる１１７ｆ記締まりばめは、静
荷重および動荷重に苅する設計規べ（に適合する。異方
性の補強リングに取り囲まれた等方性のコア本体を有す
るように設計された混成ロータは、全アルミニウム製の
ロータより大きな静荷重強度を有している−・方、それ
は、締まりばめによりすぐれた動荷重特性を打する。リ
ングにプレストレスを与えるロータコア本体を有するこ
とにより、ロータコア本体に応力を生しさせる外側リン
グを有する従来の構成よりむしろ、超遠心分離中に生じ
る動的な接線方向の遠心力を処理する効果のある荷重特
性か生じる。ロータコアの外方への静荷重に対抗する、
本発明の補強リングに生しるフープ応力は、また、リン
グか回転中にロークコア本体に固定されているように動
的な接線力自力を含む。ロータコア本体よりむしろ補強
リングに主たる砕前１■および動荷重をかけることによ
り、ロータ駆動軸受の負荷を少なくするのと同じように
、従来の等方性のチタニウム製ロータにより達成できる
速度に等しいかまたはそれ以上の回転速度に耐える本発
明の混成ロータ能力が、締まりばめで説明できる。

本発明に従って造られ、完全に組ケられだ大容量の混成
遠心分離機ロータは、低い最大速度を打＝３−る従来の
太古ＩＪｉｋアルミニウム単体構造ロータをしの〈従来
のチタニウムロータに等しくまたはそれを越えた上限速
度に安全にアルミニウムコアロータを到達させることが
できる。混成構造は、補強リング１４にプレストレスを
与えることにより、高い遠心分離速度が混成ロータ本体
により達成されるように補強リング１４をロータ本体コ
アの表面に対して確実に固定する。補強リング１４は、
アルミニウム本体ロータの従来の上限より高速度で所定
位置にロータコア本体１２を確実に保持−１−る。アル
ミニウムのコア本体応力は設泪規べ１内てあり、アルミ
ニウムは機械加上か容易であるため、１１直管ロータに
ついて人容部を打するコア本体は、第１図のように造ら
れる。この容１ｉＬは従来の８つのキャビディーチタニ
ウムロータの容！１′Ｌより大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の混成遠心分離機ロータの断面図であっ
て、本発明に従って製造された屯直管ロータ本体の直径
に沿って得た横断面図である。 第２図は混成遠心分離機ロータとして製造された一定角
ロータの、直径に沿って得た縦断面図である。 １２．２０・・・ロータコア本体、 １４．２４・・・補強リング、 １６・・・試験管キャビティ、 １８・・・駆動軸穴、 ２６・・・試験管挿入部２６゜

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロータコア本体と、該ロータコア本体を取り囲む
   、異方性材料から造られた補強リングとを含み、前記補
   強リングは、前記ロータコア本体と前記補強リングとの
   間の締まりばめによって前記ロータコア本体によりプレ
   ストレスを与えられている、混成遠心分離機ロータ。
2. （２）前記ロータコア本体は軽量アルミニウム材からな
   る、特許請求の範囲第（１）項に記載の混成遠心分離機
   ロータ。
3. （３）前記補強リングは、グラファイト繊維およびエポ
   キシ樹脂のフィラメントを巻き付けた筒状のリングから
   なる、特許請求の範囲第（１）項に記載の混成遠心分離
   機ロータ。
4. （４）前記樹脂は熱可塑性である、特許請求の範囲第（
   ３）項に記載の混成遠心分離機ロータ。
5. （５）前記樹脂は熱硬化性である、特許請求の範囲第（
   ３）項に記載の混成遠心分離機ロータ。
6. （６）前記フィラメント巻付けリングの前記繊維は有機
   樹脂材料からなる、特許請求の範囲第（３）項に記載の
   混成遠心分離機ロータ。
7. （７）等方性コア本体と、該コア本体を取り囲みかつ該
   コア本体によりプレストレスを与えられるフィラメント
   巻付け異方性補強リングとを有する、混成遠心分離機ロ
   ータであって、前記コア本体の直径を収縮させるべく前
   記コア本体を冷却する工程と、前記コア本体に前記リン
   グを嵌合する工程と、前記コア本体が前記リングに対し
   て膨張して前記リングに均等に圧力を及ぼずように、前
   記コア本体を室温にする工程とにより製造された、混成
   遠心分離機ロータ。
8. （８）前記コア本体を冷却する工程は、所望の直径収縮
   を達成するために経験的に導かれた最適時間、低温環境
   に前記コア本体を浸すことを含む、特許請求の範囲第（
   ７）項に記載の混成遠心分離機ロータ。
9. （９）前記コア本体を取り囲む前記異方性の補強リング
   は、前記コア本体の水平面から０度に等しい方向角で周
   方向に巻かれたフィラメントからなる、特許請求の範囲
   第（１）項、第（７）項または第（８）項に記載の混成
   遠心分離機ロータ。
10. （１０）前記フィラメントは、前記水平面から０度以外
    の角度で交差するように巻かれている、特許請求の範囲
    第（９）項に記載の混成遠心分離機ロータ。
11. （１１）低温環境中に等方性材料のロータコア本体を置
    き、前記ロータコア本体の寸法を収縮させる工程と、前
    記ロータコア本体が前記補強リング中に入れ子式に嵌ま
    り込むように、前記ロータコア本体の周りに異方性材料
    の補強リングを嵌合する工程と、前記ロータコア本体が
    締まりばめを形成すべく前記リングに対して膨張するよ
    うに、前記補強リングに組込まれた前記ロータコア本体
    を室温に戻させる工程とを含む、混成遠心分離機ロータ
    の製造方法。
12. （１２）前記ロータコア本体は、前記低温環境中で均等
    にしかも予め定められた量の寸法収縮がされ、前記コア
    本体の直径が経験的に得られた時間対収縮図に従って均
    等に収縮し、これにより前記ロータコア本体を前記低温
    環境にさらす最適時間が、前記ロータコア本体の所望の
    収縮を達成するために選択される、特許請求の範囲第（
    １１）に記載の混成遠心分離機ロータの製造方法。