JP2004279135A - グローブポート用ガスケットとそれを備えたグローブ装着用リング及びグローブポート用栓 - Google Patents

Abstract

【課題】グローブポートに挿入する挿入体とグローブポートの内周面との間の気密性を安定化させること。
【解決手段】グローブボックスに備えられ円筒内面を有するグローブポート１５の内部に着脱可能に挿入される円周外面を有する挿入体（３８）の外周面に形成される断面矩形の環状溝４８に装着され、グローブポート１５の内周面と気密に当接されるガスケット４６であって、該ガスケット４６は、弾性材料で形成され、環状溝４８の底面に当接され径方向断面が矩形の基部６０と、環状溝４８の側面に対向する部分に環状方向全周に渡って形成される少なくとも一条の凹溝６６とを備えることにより、弾力性が増加され、気密性が安定する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器類等を密閉した状態で取り扱うグローブボックスに係り、特にグローブポートに気密に挿入されるグローブ装着用リング等の外周面に設けられるガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、放射性物質等の汚染物質を取り扱う場合、作業員の安全性を確保するために、密閉された負圧のグローブボックスの内部で汚染物質を取り扱うようにしている。このグローブボックスは、例えばステンレス製の筐体の一側面に透明のアクリル製パネルを取り付け、そのパネルに円形の貫通孔を形成し、その貫通孔に円筒内面を有するグローブポートを貫通孔から外側に突き出して設けて構成される。
【０００３】
グローブポート内には、グローブボックス内の機器類等を操作するグローブの基部が装着されるリングが挿入され、グローブの先端部がグローブポートを通してグローブボックス内に挿入されている。この場合、リングの外周面には断面円形のオーリング等が装着され、リングとグローブポートの内周面との隙間が気密にシールされている。また、グローブが挿入されていないグローブポートは、グローブポート内に円周外面を有する栓が挿入され、栓の外周面には上記のリングと同様、オーリング等が装着され、栓とグローブポートの内周面との隙間がシールされている。
【０００４】
ところが、このようなグローブやオーリング等は、合成ゴム等で形成されているため、消耗等による経時劣化により、劣化した部分から汚染物質が漏洩するおそれがある。このため、例えばリングが装着されるグローブは、リングごと定期的に交換されるようになっている。
【０００５】
リングを交換する方法としては、既設のリングの後方から新規のグローブが装着されたリングをグローブポート内に挿入し、既設のリングを前方に押し込んでグローブボックス内に落下させることにより、グローブを交換する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６１−３４９５８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなリングをグローブポート内に挿入する場合、オーリングの摩擦力により、リングの摺動性が悪くなる場合がある。そこで、例えば、テフロン（登録商標）等の摩擦係数の小さい材料をグローブポート内周面にシート状（例えばシート厚１ｍｍ）で貼り付けるようにしているが、シートの貼り付け状態によっては、巣などの発生によりシート裏面に凹みが形成され、気密性が低下するおそれがある。
【０００８】
また、一般に、オーリングがグローブポートの内周面を押し付ける押圧力は、オーリングの変形量によって変わるから、その変形量が変化すると、気密性が低下する場合がある。
【０００９】
このような問題に鑑み、本発明は、グローブポートに挿入する挿入体とグローブポートの内周面との間の気密性を安定化させることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、グローブポートの内部に脱着可能に挿入される円周外面を有する挿入体の外周面に形成される断面矩形の環状溝に弾性材料からなるガスケットを装着し、グローブポートの内周面と気密に当接するようにする。このガスケットは、環状溝の底面に当接され径方向断面が矩形の基部と、環状溝の側面に対向する部分に環状方向全周に渡って形成される少なくとも一条の凹溝とを備えてなることを特徴としている。
【００１１】
即ち、ガスケットにこのような構成の凹溝を備えることにより、ガスケットの弾力性が増加されるから、押圧力の変化が吸収され、気密性を安定化させることができる。この場合、ガスケットの凹溝は、ガスケットの径方向断面に対象に形成され、凹溝の深さ方向に凹溝幅が減少するように形成することが好ましい。
【００１２】
さらに、上記のガスケットは、少なくともグローブポートの内周面と当接する部分にオルガノシロキサンポリマーを被覆することが好ましい。これにより、挿入体の摺動性が向上されることに加えて、被覆膜の凹み等に伴う気密性の低下を抑制できる。
【００１３】
本発明のガスケットは、グローブ装着用リング及びグローブポート用栓の外周面に形成される環状溝に装着して使用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。先ず、本発明の実施形態に係るガスケットが装着されるグローブポート用栓がグローブポート内に装着される構成について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るグローブポート用栓がグローブポート内に挿入される構成を示す縦断面図である。図１に示すように、グローブボックス１０の一側面のパネル１３に形成される円形の貫通孔２２には、グローブポート１５が装着されている。グローブポート１５は、一端部側が鍔状に形成されており、この鍔状に形成される端部がパネル１３にグローブポート１５を気密に取り付けるためのフランジ１６となっている。グローブポート１５のフランジ１６と反対側には、円筒状の円筒部２４が形成され、その端部は、作業者がグローブに腕を挿入するための挿入口部２６となる。フランジ１６の円筒部２４側には、フランジ１６と円筒部２４との間の外径を有する段付部２８が形成されている。グローブポート１５は、円筒部２４が貫通孔２２に挿入され、フランジ１６がパネル１３の内側、つまりグローブボックスの内側に当接された状態で、貫通孔２２内に内在する段付部２８がパネル１３の外側面とほぼ面一高さに形成されている。
【００１６】
この状態で、円筒部２４の外径より大きい内径と、貫通孔２２の孔径より大きい外径とを有する円環状の固定リング２０が円筒部２４を内包するように挿入口部２６側から挿入され、貫通孔２２の周縁部及び段付部２８に当接されている。固定リング２０の挿入口部２６側の面には、周方向に複数のビス孔３０が形成され、このビス孔３０に挿入されるビス３２が段付部２８に形成される雌ネジ孔３４に締付けられることにより、グローブポート１５がパネル１３に固定されるようになっている。なお、図１では、パネル１３の貫通孔２２の周縁部にコ字状の断面を有するシール材３６を設置しているが、シール材はパネル１３とグローブポート１５の対向する面のうち、少なくとも一面でシールできればよいため、例えば、平たい円環状のものを用いることもできる。
【００１７】
グローブポート１５内には、挿入口部２６側から円筒状のグローブポート用栓３８が挿入されている。グローブポート用栓３８には、前方、つまりグローブボックスの内側に円筒内部を気密に閉塞する閉塞板４２と、後方の内周面に形成される環状の内周係止溝４４と、外周面にほぼ等間隔で３条形成されガスケット４６が装着される環状のガスケット溝４８とが設けられている。内周係止溝４４には、コ字状の断面を有する環状の固定治具５０の内周端部が係止される一方、外周端部は、円筒部２４の外周面の挿入口部２６側に形成される環状の外周係止溝５２に係止され、グローブポート用栓３８が減圧状態のグローブボックス内に吸い込まれないように、グローブポート１５に固定するようになっている。ガスケット溝４８に装着されるガスケット４６は、合成ゴムなどの弾性材料で形成され、グローブポート１５の内周面と当接して、グローブポート用栓３８の外周面とグローブポート１５の内周面との隙間を気密にシールするようになっている。なお、図１では、３条のガスケット溝４８がグローブポート用栓３８の外周面に形成されているが、そのうち、閉塞板４２に最も近い部分のガスケット溝４８には、例えば、断面が略三角形状のスクラバー用ガスケットを装着してもよい。
【００１８】
ここで、本発明の特徴であるガスケットの一実施形態を図２に基づいて詳細に説明する。図２は、図１のガスケット４６がカスケット溝４８に装着されてなる構成を示す径方向の断面図である。なお、図２では、ガスケット４６の構成を明確にするためにグローブポート１５の内周面を重ねて示している。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態のガスケット４６は、ガスケット溝４８の溝底に当接され径方向断面が矩形の基部６０と、ガスケット溝４８から突き出して形成されグローブポート１５の内周面に当接する断面半円状の先端部６２と、先端部６２の裾に配置されガスケット溝４８の両側面に対向して形成される断面矩形の凸部６４と、凸部６４の下方に配置されガスケット溝４８に対向する部分に形成される断面Ｖ字状の凹溝６６とから構成される。
【００２０】
凹溝６６は、ガスケット４６の径方向断面において左右対象に二条ずつ形成され、一側面の二つの凹溝６６に挟まれる部分には、ガスケット溝４８の両側面に対向して突出する突起部６８が形成されている。凸部６４と基部６０の全幅は一致しており、突起部６８の全幅より大きく形成される一方、ガスケット溝４８の溝幅よりやや小さく形成されている。なお、凹溝６６の溝底及び突起部６８の頂部はいずれもＲ形状に加工されているが、これに限定されるものではない。また、先端部６２の断面形状及び凹溝６６の溝形状についても、これに限定されるものではないが、特に、凹溝６６は、溝深さ方向に断面溝幅が減少するのが好ましい。
【００２１】
このような構成のガスケット４６の表面は、オルガノシロキサンポリマーで被覆されている。その被覆方法としては、ガスケット４６を液状のオルガノシロキサンポリマー（又はオリゴマー）と硬化剤とを含む被覆処理液中に浸漬又は塗布し、重合させた後、乾燥させるようにする。市販の処理液として、例えば、チッソ社製「サイラプレーンＦＭ−２２４１」、東芝シリコーン社製「反応性シロキサンオリゴマーＴＳＬ９９８６」、信越化学社製「変性シリコーンオイルＸ−２２−１６４」などが挙げられる。ガスケット４６に被覆する範囲としては、少なくともグローブポート１５の内周面と当接する先端部６２を被覆する必要がある。
【００２２】
次に、グローブボックスの全体構成を説明する。図３は、グローブボックス１０の概略構成を示す斜視図である。図３に示すように、グローブボックス１０の一側面には、例えばアクリル製の透明なパネル１３が形成され、パネル１３を貫通する貫通孔２２にグローブポート１５が装着されている。必要な位置のグローブポート１５には、図示されていないが、例えばクロロスルフォン化ポリエチレンなどのゴム製のグローブ２５が装着されるグローブ装着用リングが挿入されている。一方、グローブが取り付けられていないグローブポート１５には、グローブポート用栓３８が挿入され、気密に閉塞されている。グローブ２５は、使用しないとき、グローブボックス１０の外側に引き出された状態で両手を結束する等して固定され、使用するとき、グローブポート１５の挿入口部２６側からグローブボックス１０内に挿入される状態とされ、作業者がグローブポート１５の挿入口部２６からグローブ２５に腕を入れてグローブボックス１０内での作業が行われる。
【００２３】
次に、本実施形態の動作を説明する。ガスケット４６が装着されるグローブポート用栓３８をグローブポート１５内に挿入すると、ガスケット４６は、先端部６２がグローブポート１５の内周面に当接し、径方向（図２の縦方向）に縮んで弾性変形する。ここで、ガスケット４６は、凹溝６６が形成されることにより、弾力性が向上されるから、グローブポート１５の内周面を押し付ける押圧力の変化が吸収される。即ち、ガスケット４６の変形量の変化にともない押圧力が低下すると気密性が低下する場合があるが、本実施形態によれば、一定以上の押圧力を与える弾性領域が増加されるから、気密性を向上させることができる。
【００２４】
一方、弾力性の向上に伴い、過剰な押圧力の発生が抑制され、グローブポート用栓３８の摺動性を向上させることができる。また、グローブポート内にグローブポート用栓３８が挿入される場合、ガスケット４６は、その摺動方向と反対方向に先端部６２が傾いて変形する（摺動方向と反対側の凹溝６６の断面溝幅が縮まる）から、挿入時の抵抗を減少させることができる。
【００２５】
更に、摺動性を確保するために、従来では、グローブポート１５の内周面にテフロン（登録商標）等の低摩擦係数の樹脂をコーティングしていたが、これに代えてガスケット４６をテフロン（登録商標）同様に低摩擦係数を示し、かつ、ゴムに強固な処理層を形成するオルガノシロキサンポリマーで被覆することで、ガスケット自体の摺動性を向上させることができる。また、従来のコーティング裏面の未接着部等の問題がないため、気密性を維持することができる。
【００２６】
また、従来のグローブポート１５内周面にコーティングをする場合、立ち上げ時などに、気密性評価試験等をする必要があるが、本実施形態のガスケット４６を用いれば、このような試験を行なう必要がないことに加え、被覆作業の効率化が図れるため、経済的である。
【００２７】
なお、本実施形態では、グローブポート１５内にグローブポート用栓３８が挿入される例を示しているが、グローブポート用栓３８に代えて、グローブ２５の裾部分が装着され、外周面のガスケット溝にガスケット４６が装着されてなるグローブ装着用リングをグローブポート１５内に挿入するように使用しても、同様の効果が得られる。
【００２８】
次に、図４に示す評価試験機を用いて、本実施形態に係るガスケット４６が装着されるグローブポート用栓３８の摺動性の効果に係る実験結果を実施例１及び比較例１、２を用いて説明する。
【００２９】
先ず、図４の評価試験機について説明する。図４は、インストロン型引張圧縮試験機（５００ｋｇｆ用）の全体構成図である。図４に示すように、本試験機は、テーブル上に垂直に設けられる複数のガイドポストに高さ方向の調整可能な支持プレート７０が固定され、この支持プレート７０には、ロードセル７２が装着されている。ロードセル７２のほぼ真下のテーブル上には、グローブポート用栓３８が挿入されたアクリル樹脂製のグローブポート１５が挿入口部２６を上にして配置され、ロードセル７２に連結される圧縮用円柱７４の下端がアルミ盤７６を介してグローブポート用栓３８の閉塞板４２に当接され、後述する条件の元で、これを押圧するようになっている。なお、本実施例の閉塞板４２に最も近いガスケット溝には、スクレバー用ガスケットが装着されている。
【００３０】
試験条件は、フルスケール２５０ｋｇｆ、下降速度５ｍｍ／ｍｉｎ、チャート速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、常温雰囲気とし、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）から形成されるガスケット（本実施形態の凹溝形状又はオーリング）の表面をテフロン（登録商標）処理したものを装着して、グローブポート用栓３８の静的荷重及び動的荷重を測定した。この場合の静的荷重とは、グローブポート用栓３８が動き出す際のピーク荷重を示し、動的荷重とは、下方のガスケット４６が外れる際のピーク荷重を示す。実施例１及び比較例１、２の静的荷重及び動的荷重の測定結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】

実施例１：表面にオルガノシロキサンポリマーで被覆を施し、断面形状が本実施形態の凹溝形状であるガスケットを装着して測定した結果、静的荷重は４４ｋｇｆ、動的荷重は４３ｋｇｆと良好であった。
【００３２】
比較例１：表面に被覆を施さず、断面形状が本実施形態の凹溝形状であるガスケットを装着して測定した結果、静的荷重は１４６ｋｇｆ、動的荷重は１８１ｋｇｆが得られた。
【００３３】
比較例２：表面にオルガノシロキサンポリマーで被覆を施し、断面形状が丸型のオーリングであるガスケットを装着して測定した結果、静的荷重は２４１ｋｇｆ、動的荷重は２５６ｋｇｆが得られた。
【００３４】
表１の結果から明らかなように、ガスケット断面形状に凹溝を形成し、オルガノシロキサンポリマーで被覆することにより、摺動性が大幅に向上されることが判明した。特に、本実施形態のガスケット断面形状の凹溝においては、良好な効果が確認された。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、グローブポートに挿入する挿入体とグローブポートの内周面との間の気密性を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るグローブポート用栓がグローブポート内に挿入されてなる構成の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係るガスケットの一実施形態を示す径方向の断面図である。
【図３】本発明に係るグローブボックスの一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に使用されるインストロン型引張圧縮試験機の全体構成図である。
【符号の説明】
１５ グローブポート
２５ グローブ
３８ グローブポート用栓
４６ ガスケット
４８ ガスケット溝
６０ 基部
６６ 凹溝

Claims (5)

1. グローブボックスに備えられ円筒内面を有するグローブポートの内部に着脱可能に挿入される円周外面を有する挿入体の外周面に形成される断面矩形の環状溝に装着され、前記グローブポートの内周面と気密に当接するガスケットであって、該ガスケットは、弾性材料で形成され、前記環状溝の底面に当接され径方向断面が矩形の基部と、前記環状溝の側面に対向する部分に環状方向全周に渡って形成される少なくとも一条の凹溝とを備えてなることを特徴とするグローブポート用ガスケット。
2. 前記凹溝は、径方向断面に対象に形成され、前記凹溝の深さ方向に凹溝幅が減少してなることを特徴とする請求項１に記載のグローブポート用ガスケット。
3. 前記ガスケットは、少なくとも前記グローブポートの内周面と当接する部分がオルガノシロキサンポリマーで被覆されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のグローブポート。
4. グローブボックスに備えられ円筒内面を有するグローブポートの内部に着脱可能に挿入され、前記グローブボックスの内部に挿入されるグローブの基端部が装着されてなるグローブ装着用リングであって、該グローブ装着用リングの外周面に形成される環状溝に請求項１乃至３に記載のガスケットが装着されてなるグローブ装着用リング。
5. グローブボックスに備えられ円筒内面を有するグローブポートの内部に着脱可能に挿入され、前記グローブポートの内部を密封するグローブポート用栓であって、該栓の外周面に形成される環状溝に請求項１乃至３に記載のガスケットが装着されてなるグローブポート用栓。

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