JP2005205576A - アイソレータシステム - Google Patents

Abstract

【解決手段】 アイソレータ１の内部に設置されたロボット３の基部１１および作業アーム１２の各ケーシング１３、１４ａ、１４ｂ、１４ｃの内部は、相互に通気可能に連通しており、またアイソレータの外部に設けられた気体供給装置４の送気手段２１に接続された通気管２５の先端開口部２５ａは、上記ケーシングの内部を通ってケーシング１４ａの内部に開口し、また気体供給装置の吸引手段２３は基部に形成された基部開口部１３ａと連通している。
アイソレータの滅菌時には、アイソレータ内部の圧力をロボット内部の圧力よりも高くするとともに、上記気体供給装置を作動させて、ロボット内部にケーシング１４ａからケーシング１３に向かう気体の流れを発生させる。
【効果】 滅菌ガスによってロボットの内部が腐食するのを防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明はアイソレータシステムに関し、具体的には無菌作業室内に滅菌ガスを供給して滅菌を行うアイソレータシステムに関する。

従来より、生物学的試験や薬剤、薬液等の充填密封作業を行なう無菌作業室が知られ、このような無菌作業室では、作業の前後に内部を滅菌するようにしている。
上記滅菌方法として、無菌作業室内に過酸化水素蒸気などの腐食性の滅菌ガスを充満させて行うことが知られているが、無菌作業室内に各種の作業を行うロボットを設置している場合には、ロボットの関節や回転部分など摺動する隙間から滅菌ガスが侵入し、ロボットの内部に設けたモータ等の配線シールドを腐食してしまうという問題が生じていた。
このような腐食性雰囲気中に設置されるロボットに対し、その外面を覆うジャケットを装着し、ロボットの内部を加圧して正圧とするとともに，ロボット外面とジャケットの間を負圧とすることで内部に腐食性雰囲気が侵入しないようにした技術が知られている。（特許文献１）
登録第３０３０３９２号公報

しかしながら、この特許文献１の構成ではロボットの外面を覆うジャケットを装着しなければならず、ロボットの種類によってはこのジャケットによって動作が制限され、また必要に応じて装着する場合には、着脱作業が必要となり、しかもジャケットを装着することでコスト高となるものであった。
このような問題に鑑み、本発明はロボットを設置した無菌作業室を滅菌ガスで滅菌する場合に、ロボットの外面を覆うことなく、ロボット内部が滅菌ガスによって腐食されることを防止するようにしたアイソレータシステムを提供するものである。

すなわち、本発明によるアイソレータシステムは、内部が無菌状態に維持される無菌作業室と、この無菌作業室内に設けられて各種の作業を行なう作業アームを備えたロボットと、上記無菌作業室の内部に滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給手段とを備えたアイソレータシステムにおいて、
上記無菌作業室の外部からロボット内部に気体を供給する気体供給装置を設け、この気体供給装置は、上記作業アームの先端部側の内部で開口する先端開口部と、上記ロボットの基部側の内部で開口する基部開口部とを備えており、
上記無菌作業室を滅菌ガスで滅菌する際に、上記先端開口部と基部開口部とのいずれか一方の開口部からロボット内部に気体を供給するとともに、ロボット内部を流通した気体を他方の開口部からロボット外部に排出させ、かつ上記滅菌ガス供給手段から滅菌ガスが供給された無菌作業室内の圧力より、ロボット内部の圧力を低くすることを特徴としている。

本発明によれば、上記気体供給装置によりロボット内部に気体を供給して侵入した滅菌ガスの濃度を低下させ、これを外部に排出させるので、ロボット内部の腐食が防止される。また滅菌ガスが侵入する際に、ロボットの関節や回転部分の摺動する隙間を滅菌することができる。

以下図示実施例について説明すると、図１にはその内部を無菌状態が維持される無菌作業室として構成したアイソレータ１と、アイソレータ１の内部に滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給手段２と、アイソレータ１内部に設置されて所定の作業を行うロボット３と、ロボット３内部に気体を供給する気体供給装置４とが示され、これらは制御手段５によって制御されるようになっている。
上記アイソレータ１は上記ロボット３の作業中、図示しない無菌エア供給装置から供給される無菌空気によって内部が所定の陽圧に保たれるようになっており、これにより外気の流入が防止され、無菌状態を維持するようになっている。
また、このアイソレータ１の内部には、アイソレータ１内部の圧力を測定する圧力センサ６が設けられており、この圧力センサ６からのデータは上記制御手段５に送信されるようになっている。
上記滅菌ガス供給手段２は過酸化水素蒸気などの滅菌ガスをアイソレータ１内部に充満させてその内部の滅菌を行うものであり、作業開始前や作業終了後に作動させてアイソレータ１の内部やロボット３の外部の滅菌作業を行うようになっている。

ロボット３は従来公知の産業用ロボットであって、アイソレータ１の内部に設置された基部１１および実際に物品の搬送等を行う作業アーム１２とから構成され、基部１１と作業アーム１２とは互いに旋回自在に連結されている。
これら基部１１および作業アーム１２はそれぞれ図示しないモータや配線などのロボット３の動作に必要な内部構成物を収容した中空のケーシング１３，１４から構成され、外面側には上記滅菌ガスによって腐食されない材質が採用されている。
また基部１１内には、ロボット３内部の圧力を測定する圧力センサ１５が設けられ、この圧力センサ１５からのデータは上記制御手段５に送信されるようになっている。

本実施例のロボット３では、作業アーム１２を構成するケーシング１４はそれぞれ回転自在に連結された３つのケーシング１４ａ、１４ｂ、１４ｃからなり、先端側のケーシング１４ａには、開閉動作するハンド部１２Ａが取付けられ、基部１１側のケーシング１４ｃは基部１１を構成するケーシング１３に回転自在に連結されている。
図２において、ケーシング１４ｂの先端には円形の貫通孔１６が形成されており、当該貫通孔１６にはケーシング１４ａの断面コ字形の首部１７が嵌合している。また首部１７の中心には連通口１８が形成されており、この連通口１８によってケーシング１４ａとケーシング１４ｂとは互いに通気可能に連通されている。
さらに、ケーシング１４ａの首部１７におけるケーシング１４ｂ側に突出させた部分はギヤ１７ａとして形成されており、このギヤ１７ａをケーシング１４ｂ内に設けたモータ１９のギヤ１９ａに噛合させている。これにより、モータ１９を正逆に回転させることで、ケーシング１４ａをケーシング１４ｂに対して回転させることができる。
このような構成はケーシング１４ａ、１４ｂによる回転部分に限らず、上記作業アーム１２におけるケーシング１４ｂとケーシング１４ｃとの関節部分や、ケーシング１４ｃと基部１１のケーシング１３との関節部分でも共通であり、上記連通口１８によってロボット３の内部は先端側のケーシング１４ａから基部１１のケーシング１３まで連続的に通気可能な状態で連結されている。
上記モータ１９には配線２０が接続されており、この配線２０は上記ケーシング１４ｂ、１４ｃの内部を通り基部１１まで延びている。

気体供給装置４はアイソレータ１の外部に設けられ、外気を取り込んで送気する送気手段２１と、送気された気体を無菌化する無菌フィルタ２２と、ロボット３の内部気体を吸引する吸引手段２３と、吸引された過酸化水素成分を含む気体を浄化して外部に排出するための触媒２４とを備えている。
上記無菌フィルタ２２には第１電磁弁２６を介してフレキシブルチューブからなる通気管２５が接続されており、作業アーム１２のケーシング１４ｂ、１４ｃの内部を通ってケーシング１４ａの内部まで配設されている。このため送気手段２１からの気体は通気管２５の先端開口部２５ａからケーシング１４ａの内部で吹き出すようになっている。
また上記吸引手段２３は基部１１のケーシング１３に形成した基部開口部１３ａに第２電磁弁２８を介して接続されており、先端開口部２５ａより気体を吹き出して基部開口部１３ａより吸気することで、先端側となる作業アーム１２のケーシング１４ａから他端側となる基部１１にかけてロボット３内部に気流を生じさせることができる。
これにより、作業アーム１２の各回転部分、関節部分から侵入する滅菌ガスは、送気手段２１から供給された気体により腐食しない程度に濃度が低下され、作業アーム１２内部を通って外部へ排出される。
送気手段２１と吸引手段２３の作動は制御手段５により、送気量と吸気量とがほぼ等しくなるよう制御され、ロボット３内部の圧力が必要以上に高まったり低下しないようになっている。また、ロボット３内への気体の供給量は、滅菌ガスによる腐食作用が十分に低下される所定量を維持するように制御される。

以上のような構成からなるアイソレータシステムにおいて、アイソレータ１内部の滅菌を以下のように行っている。
滅菌ガス供給手段２から滅菌ガスをアイソレータ１内に供給するとともに、上記気体供給装置４を作動させ、第１電磁弁２６を開いて送気手段２１から通気管２５を介して先端開口部２５ａより作業アーム２１の先端となるケーシング１４ａ内に気体を供給し、吸引手段２３によって基部開口部１３ａから基部１１内部の気体を吸引し排出させる。
これにより、上記ケーシング１４ａ内へ吹き出された気体は連通口１８を介してケーシング１４ｂへと流れ、さらにケーシング１４ｃを通った後、基部１１のケーシング１３へと流通されるようになる。
この間、制御手段５が圧力センサ６、１５によってアイソレータ１内部の圧力およびロボット３内部の圧力を監視しており、必要に応じて送気手段２１による気体の供給量、吸引手段２３による気体の吸引量、および両者のバランスを制御し、上記アイソレータ１内部の圧力よりもロボット３内部の圧力が低くなるよう制御している。
具体的には、滅菌ガス供給手段２により過酸化水素蒸気からなる滅菌ガスを供給して、アイソレータ１内を外部圧（大気圧）よりも４０〜１００Ｐａ程度高い陽圧に維持し、ロボット３の内部圧はアイソレータ１の外部圧程度の大気圧となるよう調節する。
このようにロボット３の周囲の環境圧をロボット３の内部圧に対して３０Ｐａ程度高くすると、作業アーム１２の関節部分や回転部分の摺動する間隙から外部雰囲気が侵入し始め、滅菌ガスがロボット３内部へ浸透するため、これ以上の圧力差を維持することで、これら部分が滅菌される。
また上記ロボット３による作業中においても、ロボット３の内部の圧力をアイソレータ１の内部の圧力より低く維持することで、これら摺動部分から発生する粉塵等がアイソレータ１内に飛散することが防止される。

なお、本実施例においては、送気手段２１と吸気手段２３とを設けているが、ロボット３内部の圧力をアイソレータ１の圧力よりも低く維持できるのであれば、ロボット３内部の容積量等に応じて一方を省略することも可能である。
この場合、送気手段２１のみであれば、いずれか一方の開口部からロボット３内部へ気体を供給し、他方の開口部から触媒２４を介して外部大気中に流出させるようにする。
一方、吸引手段２３のみであれば、いずれか一方の開口部からロボット３外部へ気体を吸引排出させ、他方の開口部から無菌フィルタ２２を介して外部大気をロボット３内へ流入させるよう構成する。
また、上記実施例では作業アーム１２の先端側となるケーシング１４ａから他端側となる基部１１のケーシング１３に向けて気体を流通させていたが、その逆の向きに気体を流しても良い。
すなわち、上記基部開口部１３ａに送気手段２１及び無菌フィルタ２２を接続し、通気管２５に吸引手段２３を接続すれば、上記実施例とは逆向きの気体の流れを作ることができ、その効果も上記実施例と変わるところはない。
さらに、図１、図２では上記通気管２５はロボット３の内部を通って作業アーム１２のケーシング１４ａまで配管されているが、この通気管２５を滅菌ガスに腐食しない素材とし、当該通気管２５をロボット３の外側から先端開口部２５ａをケーシング１４ａ内部に連通させるようにしても良い。

本実施例の構成を示す側面図。 ロボットの作業アームの先端部を示す断面図。

符号の説明

１ アイソレータ ２ 滅菌ガス供給手段
３ ロボット ４ 気体供給装置
５ 制御手段 １１ 基部
１２ 作業アーム １３、１４ａ〜１４ｃ ケーシング
１３ａ 基部開口部 ２１ 送気手段
２３ 吸引手段 ２５ 通気管
２５ａ 先端開口部

Claims (3)

1. 内部が無菌状態に維持される無菌作業室と、この無菌作業室内に設けられて各種の作業を行なう作業アームを備えたロボットと、上記無菌作業室の内部に滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給手段とを備えたアイソレータシステムにおいて、
   上記無菌作業室の外部からロボット内部に気体を供給する気体供給装置を設け、この気体供給装置は、上記作業アームの先端部側の内部で開口する先端開口部と、上記ロボットの基部側の内部で開口する基部開口部とを備えており、
   上記無菌作業室を滅菌ガスで滅菌する際に、上記先端開口部と基部開口部とのいずれか一方の開口部からロボット内部に気体を供給するとともに、ロボット内部を流通した気体を他方の開口部からロボット外部に排出させ、かつ上記滅菌ガス供給手段から滅菌ガスが供給された無菌作業室内の圧力より、ロボット内部の圧力を低くすることを特徴とするアイソレータシステム。
2. 上記気体供給装置は気体を送気する送気手段を備え、一方の開口部からロボット内部に気体を供給することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータシステム。
3. 上記気体供給装置は吸引手段を備え、一方の開口部からロボット外部に気体を吸引排出させることにより、他方の開口部からロボット内部に気体を供給することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータシステム。

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