JP7458608B2 - ポートキャップ及びグローブボックス - Google Patents

Description

本発明は、グローブボックスのＩ型またはＩＩ型のグローブポートの先端に装着されるポートキャップに関する。

従来より、グローブボックス本体の内部に手を入れて作業するためのグローブを、ＧＢ本体の側面に取り付けるためのグローブポートが知られている。また、グローブポートの先端には、キャップが装着されることがある（例えば、特許文献１、２を参照）。

さらに、グローブポートは、側面パネルの外側に突出した筒体の外周面にグローブを固定するＩ型またはＩＩ型と、筒体の内周面の側面パネルに近い位置にグローブを固定するＩＩＩ型とに大別される。

特開平０８－０５０１９７号公報 特開２００４－２８６６７４号公報

Ｉ型またはＩＩ型のグローブポートは、ポート本体とグローブとの間に生じる隙間に、異物が侵入する可能性がある。そして、この隙間に異物が侵入した状態でグローブ作業を行うと、異物に摺接したグローブが損傷する可能性がある。しかしながら、特許文献１、２に開示されたキャップでは、ポート本体とグローブとの間に隙間が生じるのを適切に防止することはできない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、Ｉ型またはＩＩ型のグローブポートに装着されることによって、ポート本体とグローブとを間に隙間が生じるのを適切に防止できるポートキャップを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係るグローブボックスの側面パネルに形成された取付開口に取り付けられるフランジ形状の取付部、及び前記取付部の内周面から前記グローブボックスの外側に向けて突出する筒体を有するポート本体と、先端部が前記筒体を通じて前記グローブボックスの内部空間に進入し、基端部が前記筒体の外周面側に折り返されたグローブと、折り返された前記グローブの基端部と前記筒体の外周面との間を封止するＯリングと、前記Ｏリングより前記側面パネルに近い位置において、折り返された前記グローブの基端部と前記筒体の外周面との間を封止するクランプリングとを備えるグローブポートに取り付けられるポートキャップであって、前記グローブの内側から前記筒体に圧入される内筒と、前記筒体の外側を覆う外筒と、前記内筒及び前記外筒の端部同士を接続するフランジとを備え、前記内筒の外周面側の先端は、Ｒ面取りされ、前記外筒の肉厚は、前記内筒の肉厚より薄いことを特徴とする。

本発明によれば、Ｉ型またはＩＩ型のグローブポートに装着されることによって、ポート本体とグローブとを間に隙間が生じるのを適切に防止できる。

グローブボックスの概略図である。 グローブポートのグローブパネルに直交する断面図である。 ポートキャップを前面側から見た斜視図である。 ポートキャップの背面側から見た斜視図である。 ポートキャップをグローブポートに装着した状態の断面図である。

以下、図面を参照して、グローブボックス１を説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本発明は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。図１において、グローブパネル６（側面パネル）が設けられている側を「前方」と定義し、前方側からグローブボックス１を前方側から見て左右方向を定義するものとする。

図１は、グローブボックス１の概略図である。グローブボックス１は、汚染物質（例えば、放射性物質、化学物質、細菌、ウィルスなど）を外部に漏洩させることなく、当該汚染物質に対する作業（例えば、検査、実験など）を行うための装置である。図１に示すように、グローブボックス１は、ＧＢ本体２（グローブボックス本体）と、土台３と、吸気フィルタ４と、排気フィルタ５とを主に備える。

ＧＢ本体２は、内部空間を有する箱型である。本実施形態に係るＧＢ本体２は、直方体形状の外形を呈する。また、ＧＢ本体２は、土台３に支持されている。さらに、ＧＢ本体２には、吸気フィルタ４を通じて空気が流入し、排気フィルタ５を通じて汚染物質が除去された空気が流出する。

また、ＧＢ本体２の側壁には、グローブパネル６ａ、６ｂ、６ｃ（以下、これらを総称して、「グローブパネル６」と表記する。）と、搬出入ポート７とが設けられている。なお、ＧＢ本体２に設けられるグローブパネル６の数は特に限定されない。

グローブパネル６は、ＧＢ本体２から汚染物質を漏洩させることなく、ＧＢ本体２内の汚染物質に対する作業を可能にするものである。具体的には、グローブパネル６には、厚み方向に貫通する取付開口８（図２参照）が形成されている。そして、取付開口８には、グローブポート１０が取り付けられている。グローブパネル６に形成される取付開口８の数は特に限定されないが、一般的には１つのグローブパネル６に複数の取付開口８が設けられている。グローブポート１０の詳細は、図２を参照して後述する。

搬出入ポート７は、ＧＢ本体２から汚染物質を漏洩させることなく、ＧＢ本体２に物品（例えば、汚染物質、検査装置など）を搬入し、ＧＢ本体２から物品を搬出するためのポートである。

図２は、グローブポート１０のグローブパネル６に直交する断面図である。グローブポート１０は、取付開口８からＧＢ本体２の内部空間に向けて延びるグローブ１２を、グローブパネル６に固定するものである。

図２に示すように、グローブポート１０は、ポート本体１１と、グローブ１２と、Ｏリング１３ａ、１３ｂと、クランプリング１４とを主に備える。なお、図２に示すグローブポート１０は、Ｏリング１３ａ、１３ｂが二重の所謂「ＩＩ型」である。但し、本発明は、Ｏリングが一重の所謂「Ｉ型」にも適用することができる。

ポート本体１１は、フランジ形状の取付部１５と、円筒形状の筒体１６と、取付リング１７とで構成される。取付部１５は、筒体１６の後端から径方向外側に突出する。筒体１６は、取付部１５の内周面から取付部１５の厚み方向に突出する。取付リング１７は、筒体１６に外挿されて、パッキン１５を挟んで取付部１５と対面する。

取付部１５には、周方向に連続するパッキン１５ａが形成されている。ＧＢ本体２の内部空間から取付開口８を通じて筒体１６を突出させると、取付開口８を画定するグローブパネル６の壁面がパッキン１５ａに進入する。ＧＢ本体２の外側から取付リング１７を筒体１６に外挿すると、グローブパネル６を挟んで取付部１５及び取付リング１７が対面する。そして、取付部１５及び取付リング１７をボルト（図示省略）で締結することによって、ポート本体１１がグローブパネル６に固定される。このとき、筒体１６は、ＧＢ本体２の外側（前方）に向けて突出する。

また、図２に示す取付部１５の断面（すなわち、グローブパネル６に直交する断面）は、筒体１６の内周面に連なる直線部分１５ｂと、ＧＢ本体２の内部空間に露出され且つグローブパネル６に平行な平行部分１５ｃと、直線部分１５ｂ及び平行部分１５ｃの間において、Ｒ面取りされたＲ部分１５ｄとで構成される。

取付部１５を三次元的に見ると、直線部分１５ｂは筒体１６の内径寸法と同じ円筒形状であり、平行部分１５ｃは円板形状であり、Ｒ部分１５ｄはＧＢ本体２の内部に向かって徐々に直径が大きくなる部分である。そして、取付部１５の内面は、互いに直交する直線部分１５ｂ及び平行部分１５ｃを、円弧形状のＲ部分１５ｄで接続した形状である。

筒体１６は、円筒形状の外形を呈する。筒体１６は、ポート本体１１がグローブパネル６に取り付けられたときに、ＧＢ本体２の外側に向けて突出する。また、筒体１６の外周面には、周方向に連続する円周溝１６ａ、１６ｂが形成されている。円周溝１６ａ、１６ｂは、筒体１６の突出方向に離間した位置に形成されている。円周溝１６ａ、１６ｂには、Ｏリング１３ａ、１３ｂが嵌め込まれる。

グローブ１２は、作業員が手を入れてＧＢ本体２内で作業をするためのものである。グローブ１２は、先端部が５本の指の形で閉塞され、基端部が開口している。そして、グローブ１２の先端部は、筒体１６を通じてＧＢ本体２の内部空間に進入する。また、グローブ１２の基端部は、筒体１６の前端で外周面側に折り返される。すなわち、折り返されたグローブ１２の基端部は、筒体１６の外周面を覆っている。

Ｏリング１３ａ、１３ｂは、リング形状の部材である。Ｏリング１３ａ、１３ｂは、ゴムなどの弾性拡径が可能な材料で形成されている。自然状態のＯリング１３ａ、１３ｂの直径は、円周溝１６ａ、１６ｂの直径より僅かに小さい。Ｏリング１３ａ、１３ｂは、弾性拡径された状態で、筒体１６の外周面側に折り返されたグローブ１２の上から円周溝１６ａ、１６ｂに嵌め込まれる。これにより、折り返されたグローブ１２の基端部と筒体１６の外周面との間が封止される。

クランプリング１４は、帯状のベルト１４ａと、リング状にされたベルト１４ａを締め付ける締付金具１４ｂとで構成される。ベルト１４ａは、Ｏリング１３ａ、１３ｂよりグローブパネル６に近い位置において、折り返されたグローブ１２の上から筒体１６の外周面に巻回される。そして、筒体１６の外周面に沿ってリング状になったベルト１４ａを締付金具１４ｂで締め付けることによって、折り返されたグローブ１２の基端部と筒体１６の外周面との間が封止される。

クランプリング１４が筒体１６の外周面に取り付けられたとき、締付金具１４ｂは、ベルト１４ａより径方向外側に突出する。すなわち、筒体１６の外周面に取り付けられたクランプリング１４は、周方向において、締付金具１４ｂの位置のみが選択的に径方向外側に突出している。

上記構成のグローブポート１０によれば、図２に示すように、ポート本体１１とグローブ１２との間に隙間Ｇが形成される。そのため、ＧＢ本体２の内部に存在する異物が、この隙間Ｇに侵入する可能性がある。そして、隙間Ｇに異物が侵入した状態で、グローブ１２に手を入れて作業を継続すると、異物に摺接したグローブ１２が損傷する可能性がある。さらに、異物が汚染物資である場合、損傷したグローブ１２を通じて汚染物質がグローブボックス１外に漏洩する可能性がある。

そこで、本実施形態では、グローブポート１０にポートキャップ２０を装着する。図３は、ポートキャップ２０を前面側から見た斜視図である。図４は、ポートキャップ２０の背面側から見た斜視図である。図５は、ポートキャップ２０をグローブポート１０に装着した状態の断面図である。

図３及び図４に示すように、ポートキャップ２０は、内筒２１と、外筒２２と、フランジ２３とで構成されている。ポートキャップ２０は、ゴムなどの弾性変形能を有する材料で一体成形される。ポートキャップ２０は、例えば、グローブ１２と同じ材料で形成される。

内筒２１は、円筒形状の外形を呈する。内筒２１の外形寸法は、筒体１６の内径寸法と同一か僅かに大きく設定される。図５に示すように、内筒２１は、グローブ１２の内側から筒体１６に圧入される。すなわち、ポートキャップ２０がグローブポート１０に取り付けられたとき、内筒２１は、グローブ１２をポート本体１１の内周面に圧接する。

また、グローブボックス１の前後方向（筒体１６の突出方向）において、内筒２１の先端（フランジ２３との接続部分と反対側の端部）は、直線部分１５ｂ及びＲ部分１５ｄの境界と、平行部分１５ｃとの間に位置している。より詳細には、内筒２１の先端は、直線部分１５ｂ及びＲ部分１５ｄの境界と一致するのが望ましい。すなわち、内筒２１は、筒体１６の内周面及び取付部１５の直線部分１５ｂの全域に亘って、グローブ１２をポート本体１１に圧接する。

また、内筒２１の外周面側の先端は、Ｒ面取りされたＲ面２１ａとなっている。Ｒ面２１ａは、周方向に連続して形成されている。さらに、内筒２１の内周面は、平滑な円筒形状である。「平滑」とは、内筒２１の突出方向において、内周面の直径が同一の状態を指す。すなわち、内筒２１の内周面には、突起や凹部が形成されていない。なお、顕微鏡で観察しなければ視認できない程度の微小な凹凸は、前述の突起や凹部に含まれない。

外筒２２は、円筒形状の外形を呈する。外筒２２の内径寸法は、内筒２１の外形寸法より大きい。また、内筒２１及び外筒２２は、同心円状に配置されている。そして、ポートキャップ２０がグローブポート１０に取り付けられたとき、外筒２２は、内筒２１を覆うように配置される。

図５に示すように、ポートキャップ２０がグローブポート１０に取り付けられたとき、外筒２２は、折り返されたグローブ１２、Ｏリング１３ａ、１３ｂ、及びクランプリング１４が取り付けられた筒体１６の外周面を覆う。すなわち、内筒２１は筒体１６に内挿され、外筒２２は筒体１６に外挿される。

このとき、外筒２２の内周面は、径方向において、円周溝１６ａ、１６ｂに取り付けられたＯリング１３ａ、１３ｂから離間している。換言すれば、外筒２２の内径寸法Ｗ_１は、円周溝１６ａ、１６ｂに取り付けられたＯリング１３ａ、１３ｂの直径Ｗ_２より大きい。すなわち、グローブポート１０に対してポートキャップ２０を着脱するとき、外筒２２は、Ｏリング１３ａ、１３ｂに接触せずに、筒体１６に対して挿抜される。

また、外筒２２は、内筒２１より突出量が少ない。換言すれば、外筒２２の先端は、内筒２１の先端よりフランジ２３に近い側に位置している。そして、グローブポート１０にポートキャップ２０が取り付けられたとき、外筒２２は、Ｏリング１３ａ、１３ｂ及びクランプリング１４のベルト１４ａを、径方向の外側から覆う。

一方、外筒２２の先端には、周方向の一部に切り欠き２２ａが形成されている。グローブポート１０にポートキャップ２０が取り付けられたとき、切り欠き２２ａは、クランプリング１４の締付金具１４ｂに対応する位置に配置される。すなわち、締付金具１４ｂが切り欠き２２ａに進入することによって、締付金具１４ｂが外筒２２に干渉しない。

さらに、外筒２２の肉厚は、内筒２１の肉厚より薄い。換言すれば、外筒２２の剛性は、内筒２１の剛性より低い。そのため、グローブポート１０にポートキャップ２０を取り付ける際に、外筒２２が弾性変形することによって、筒体１６の内側に内筒２１をスムーズに圧入することができる。

フランジ２３は、中央に貫通孔が形成された円板形状の外形を呈する。フランジ２３は、内筒２１の基端と、外筒２２の基端とを接続する。換言すれば、内周面が内筒２１の基端に接続され、外周面が外筒２２の基端に接続されている。そして、ローブポート１０にポートキャップ２０が取り付けられたとき、フランジ２３は、筒体１６の前端に当接する。また、フランジ２３の肉厚は、内筒２１の肉厚より薄く、外筒２２の肉厚と同じである。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

図５に示すように、グローブポート１０にポートキャップ２０を取り付けた場合、ポート本体１１とグローブ１２との間に隙間Ｇ’は、図２に示す隙間Ｇより小さくなる。その結果、隙間Ｇ’への異物の侵入を有効に防止することができる。また、グローブ１２の内側に内筒２１が配置されるので、作業員の腕がグローブ１２に直接触れることがない。その結果、仮にグローブ１２が損傷したとしても、汚染物質が作業員の腕に触れるのを防止できる。

そして、上記の実施形態によれば、内筒２１の外周面側の先端をＲ面２１ａにすることによって、作業中にグローブ１２が内筒２１の先端に接触しても、グローブ１２に局所的な応力が発生するのを防止できる。その結果、グローブ１２の破損を防止できる。

また、上記の実施形態によれば、外筒２２の肉厚を内筒２１より薄くした。これにより、ポート本体１１に強固に固定される必要がある内筒２１の剛性を高めることができる。一方、筒体１６の外側を覆うことを目的とする外筒２２の肉厚を薄くして剛性を下げることによって、筒体１６に内筒２１を圧入する作業が容易になる。

また、上記の実施形態によれば、内筒２１の内周面に大きな凹凸が存在しないので、グローブ１２に挿抜される手が、内筒２１の内周面に摺接することによるクロスコンタミネーションを防止することができる。

また、ＩＩ型のグローブポート１０は、筒体１６の外周面側にＯリング１３ａ、１３ｂが露出している。そこで上記の実施形態によれば、外筒２２とＯリング１３ａ、１３ｂとの間に隙間を設けることによって、ポートキャップ２０の着脱時にＯリング１３ａ、１３ｂが外れて、汚染物質が漏洩するのを防止できる。

また、上記の実施形態によれば、取付部１５の直線部分１５ｂ及びＲ部分１５ｄの境界まで内筒２１を延設することによって、ポート本体１１とグローブ１２との間の隙間Ｇ’への異物の進入を防止することができる。

但し、内筒２１の突出長さが長すぎると、ポート本体１１から突出した内筒２１の外面に異物が付着する可能性がある。そのため、内筒２１の先端は、取付部１５の直線部分１５ｂ及びＲ部分１５ｄの境界と、取付部１５の平行部分１５ｃとの間に位置するのが望ましく、境界部分に一致しているのが最も望ましい。

そして、内筒２１の基端にフランジ２３を設けることによって、フランジ２３が筒体１６に当接する位置までしか内筒２１を挿入することができない。その結果、内筒２１の挿入しすぎを防止することができる。

また、上記の実施形態によれば、Ｏリング１３ａ、１３ｂ及びクランプリング１４のベルト１４ａを外筒２２で覆うことによって、外部からの衝撃（例えば、物がぶつかる等）からＯリング１３ａ、１３ｂ及びクランプリング１４を保護することができる。

一方、外筒２２の突出量が大き過ぎると、グローブポート１０からポートキャップ２０を取り外した際に、内筒２１及び外筒２２の間の汚染検査がしにくくなる。そのため、外筒２２の突出長さは、Ｏリング１３ａ、１３ｂ及びクランプリング１４のベルト１４ａを覆うことができる最小長さとするのが望ましい。

さらに、上記の実施形態によれば、外筒２２の締付金具１４ｂに対応する位置に切り欠き２２ａを設けた。これにより、ポートキャップ２０の左右方向のズレ（回転）を防止することができるので、内筒２１とグローブ１２とが摺接して、グローブ１２が破損するのを防止することができる。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

１…グローブボックス、２…ＧＢ本体、３…土台、４…吸気フィルタ、５…排気フィルタ、６ａ，６ｂ，６ｃ…グローブパネル、７…搬出入ポート、８…取付開口、１０…グローブポート、１１…ポート本体、１２…グローブ、１３ａ，１３ｂ…Ｏリング、１４…クランプリング、１４ａ…ベルト、１４ｂ…締付金具、１５…取付部、１５ａ…パッキン、１６ａ，１６ｂ…円周溝、１５ｂ…直線部分、１５ｃ…平行部分、１５ｄ…Ｒ部分、１６…筒体、１７…取付リング、２０…ポートキャップ、２１…内筒、２１ａ…Ｒ面、２２…外筒、２２ａ…切り欠き、２３…フランジ

Claims (6)

1. グローブボックスの側面パネルに形成された取付開口に取り付けられるフランジ形状の取付部、及び前記取付部の内周面から前記グローブボックスの外側に向けて突出する筒体を有するポート本体と、
   先端部が前記筒体を通じて前記グローブボックスの内部空間に進入し、基端部が前記筒体の外周面側に折り返されたグローブと、
   折り返された前記グローブの基端部と前記筒体の外周面との間を封止するＯリングと、
   前記Ｏリングより前記側面パネルに近い位置において、折り返された前記グローブの基端部と前記筒体の外周面との間を封止するクランプリングとを備えるグローブポートに取り付けられるポートキャップであって、
   前記グローブの内側から前記筒体に圧入される内筒と、
   前記筒体の外側を覆う外筒と、
   前記内筒及び前記外筒の端部同士を接続するフランジとを備え、
   前記内筒の外周面側の先端は、Ｒ面取りされ、
   前記外筒の肉厚は、前記内筒の肉厚より薄いことを特徴とするポートキャップ。
2. 請求項１に記載のポートキャップにおいて、
   前記内筒の内周面は、平滑な円筒形状であることを特徴とするポートキャップ。
3. 内部空間を有する箱型のグローブボックス本体と、
   前記グローブボックス本体の側面を構成する側面パネルに取り付けられたグローブポートと、
   前記グローブポートに取り付けられたポートキャップとを備えるグローブボックスにおいて、
   前記グローブポートは、
   前記側面パネルに形成された取付開口に取り付けられるフランジ形状の取付部、及び前記取付部の内周面から前記グローブボックスの外側に向けて突出する筒体を有するポート本体と、
   先端部が前記筒体を通じて前記グローブボックスの内部空間に進入し、基端部が前記筒体の外周面側に折り返されたグローブと、
   折り返された前記グローブの基端部と前記筒体の外周面との間を封止するＯリングと、
   前記Ｏリングより前記側面パネルに近い位置において、折り返された前記グローブの基端部と前記筒体の外周面との間を封止するクランプリングとを備え、
   前記ポートキャップは、
   前記グローブの内側から前記筒体に圧入される内筒と、
   前記筒体の外側を覆う外筒と、
   前記内筒及び前記外筒の端部同士を接続するフランジとを備え、
   前記内筒の外周面側の先端は、Ｒ面取りされ、
   前記取付部の前記側面パネルに直交する断面は、
   前記筒体の内周面に連なる直線部分と、
   前記グローブボックスの内部空間に露出され且つ前記側面パネルと平行な平行部分と、
   前記直線部分及び前記平行部分の間において、Ｒ面取りされたＲ部分とで構成され、
   前記内筒の先端は、前記直線部分及び前記Ｒ部分の境界と、前記平行部分との間に位置していることを特徴とするグローブボックス。
4. 請求項３に記載のグローブボックスにおいて、
   前記外筒の内径寸法は、前記筒体に取り付けられた前記Ｏリングの直径より大きいことを特徴とするグローブボックス。
5. 請求項３または４に記載のグローブボックスにおいて、
   前記クランプリングは、帯状のベルトと、前記筒体の外周面に巻回された前記ベルトを締め付ける締付金具とで構成され、
   前記外筒は、前記ベルトを覆う位置まで延設されていることを特徴とするグローブボックス。
6. 請求項５に記載のグローブボックスにおいて、
   前記外筒には、前記締付金具に対応する位置に切り欠きが形成されていることを特徴とするグローブボックス。

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