JP2013215819A

JP2013215819A - グローブボックスのグローブ交換方法

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Publication number: JP2013215819A
Application number: JP2012086530A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Egashira; 哲也江頭; Shiro Wada; 史朗和田
Original assignee: MIWA SEISAKUSHO KK
Current assignee: MIWA SEISAKUSHO KK
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: JP5715984B2

Abstract

【課題】交換した新しいグローブに不具合や取りつけに不具合があり、グローブ若しくは取りつけ箇所からガス漏れがないことを容易に確認し、本体ボックス内部の雰囲気が破壊されることを防止する。
【解決手段】古いグローブを用いてグローブポートの開口部を本体ボックス内側から蓋で閉じた後、グローブポートから古いグローブを取り外した後に新しいグローブの口縁部をグローブポートの周壁に嵌めて、新しいグローブをグローブポートの周壁に固定してから、新しいグローブと周壁と蓋とによって密封された空間の気体を排出する減圧工程を行い、前記空間の真空度が所定値になると気体の排出を停止後、前記空間に雰囲気ガスを供給する加圧工程を行い、加圧工程を前記空間に対応する容積に基づき所定時間行い、所定時間経過後の前記空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定範囲内であればグローブ交換が正常に行われたとする。
【選択図】図２０

Description

この発明は、グローブボックスのグローブ交換方法に係り、特に、簡単に且つ確実にグローブを交換できるようにしたグローブボックスのグローブ交換方法に関するものである。

グローブボックスは大気中では不安定な固体、粉体、放射性物質、極めて毒性の強い物質や空気中の酸素と反応して爆発する物質などを乾燥雰囲気或いは不活性雰囲気中で取り扱う作業に用いられる。グローブボックスは、作業空間をドライエアー或いは、窒素、アルゴンなどの不活性ガスで置換して乾燥雰囲気或いは不活性雰囲気を本体ボックス内に形成するようにしている。

本体ボックスの前面、或いは前後両面には、作業者が手を本体ボックス内に入れて作業を行うために、本体ボックスに開口されたグローブポートが設けられ、このグローブポートを密封するようにグローブが取り付けられている。

グローブポートの周囲には、本体ボックスから外側に突出させた周壁が設けられ、この周壁の端部でグローブの口縁部を折り返し、周壁の外側に折り返されたグローブの口縁部をＯリングにより押さえつけることによりグローブがグローブポートの開口部を密封するようにしている。

また、特許文献１に記載されたグローブボックスにおいては、グローブを筒状のインナーリング本体に取りつけて、グローブポートにそのインナーリング本体を着脱可能取り付けるようにしたものが知られている。

上記特許文献１のものでは、グローブを交換する際には、新しいグローブを取り付けてある別のインナーリング本体を、グローブポートに取り付けてあるインナーリング本体に押し当て、交換する古いグローブの取り付けられたインナーリング本体を本体ボックス内に押し出し、新しいグローブの取り付けられたインナーリング本体をグローブポートに取り付けるものである。

しかし、上記構成のものでは、新しいグローブを取り付けたインナーリング本体をグローブポートに取り付けると、古いグローブとその古いグローブのついたインナーリング本体とは本体ボックス内に入り込む。このことから、使用しなくなったグローブがインナーリング本体とともに本体ボックス内に残ることになり、本体ボックスを開放するなどしない限り、グローブの交換とともに使用しなくなったグローブとインナーリング本体とを回収することはできなかった。

本体ボックス内の環境を壊すことなく、使用しなくなったグローブ等を本体ボックス内に残さずにグローブを交換する方法を本出願人は提案している（特許文献２参照）。

この特許文献２では、古いグローブを用いてグローブポートを本体ボックス内側から蓋で閉じた後、グローブポートの周壁に外嵌された古いグローブを固定するＯリングを外し、古いグローブをグローブポートから取り除いた後に新しいグローブの口縁部をグローブポートの周壁に外嵌し、更にＯリングを外嵌して新しいグローブを前記周壁の外周に固定してから、新しいグローブと周壁と蓋とによって密封された空間の空気を排出し、この後に新しいグローブを用いて、前記蓋を開くようにして、本体ボックス内の環境を壊すことなく、新しいグローブに交換するものである。

上記構成によれば、グローブポートを本体ボックス内側から蓋をすることにより、本体ボックス内部の雰囲気が破壊されることが確実に防止でき、この蓋の外側では単に古いグローブをグローブポートから取り外し、新しいグローブを取り付けるという簡単な作業で、短時間でグローブを交換することができる。

特開２０００-１９３７８８号公報特許２８０２２４０号公報

上記したグローブ交換方法では、交換するグローブに不具合があり、穴等が空いている場合には、交換した新しいグローブ等から外気が本体ボックス内に流入し、本体ボックス内の雰囲気を破壊する虞がある。また、本体ボックス内を外気より高圧に保持していた場合には、外気が本体ボックス内に流入することは防げるが、本体ボックス内のガスが外部に流出する。本体ボックス内に有機物など人体に危害を及ぼす虞がある気体がある場合には、外部への流出は避ける必要がある。

この発明の目的は、交換した新しいグローブに不具合や取りつけに不具合があり、グローブ若しくは取りつけ箇所からガス漏れがないことを容易に確認し、本体ボックス内部の雰囲気が破壊されることが確実に防止することができるグローブボックスのグローブ交換方法を提供することにある。

この発明は、古いグローブを用いてグローブポートの開口部を本体ボックス内側から蓋で閉じた後、グローブポートから古いグローブを取り外した後に新しいグローブの口縁部を前記グローブポートの周壁に嵌めて、新しいグローブを前記グローブポートの周壁に固定してから、新しいグローブと周壁と蓋とによって密封された空間の気体を排出する減圧工程を行い、前記空間の真空度が所定値になると気体の排出を停止し、その後、前記空間に雰囲気ガスを供給する加圧工程を行い、前記加圧工程を前記空間に対応する容積に基づき所定時間行い、所定時間経過後の前記空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定範囲内であればグローブ交換が正常に行われたとして、新しいグローブを用いて前記蓋を開くことを特徴とする。

さらに、前記減圧工程と加圧工程を複数回繰り返して、グローブ交換が正常に行われたかを判別するように構成するとよい。

又、この発明は、温度を測定する手段を備え、温度変化に対応して加圧工程の時間又は圧力測定の範囲を変更するように構成できる。

又、この発明は、グローブボックスは、作業空間を外部から気密状に区画する本体ボックス、一端を本体ボックス２に連通させ、他端を大気中に連通させたサイドボックスと、を備え、前記サイドボックス内部をガス置換するための真空ポンプと雰囲気ガス供給手段を有し、前記密封される空間と前記真空ポンプと雰囲気ガス供給手段とを通気管を介して接続し、前記グローブ交換の際の減圧工程又は加圧工程を記真空ポンプと雰囲気ガス供給手段を用いて行うように構成すればよい。

また、古いグローブを用いてグローブポートの開口部を本体ボックス内側から蓋で閉じた後、古いグローブと周壁と蓋とによって密封された空間の気体を排出する工程を行うように構成すればよい。

この発明によれば、新しいグローブを交換した際に、グローブ若しくは取りつけ箇所からガス漏れがないことを容易に確認することができ、本体ボックス内部の雰囲気が破壊されることが確実に防止することができる。

この発明が適用されるグローブボックスの正面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポート部分の縦断面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつける状態を示す縦断面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつける状態を示す縦断面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつけた状態を示す背面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつけた状態を示す背面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポートにグローブを取りつけた状態を示す縦断面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポートにグローブを取りつけて減圧する状態を示す縦断面図である。この発明の第１の実施形態におけるグローブポートにグローブを取りつけて減圧する状態を示す縦断面図である。この発明の第２の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつける状態を示す縦断面図である。この発明の第２の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつける状態を示す縦断面図である。この発明の第２の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつけた状態を示す背面図である。この発明の第２の実施形態におけるグローブポートに蓋装置を取りつけた状態を示す背面図である。この発明の第２の実施形態におけるグローブポートにグローブを取りつけた状態を示す縦断面図である。この発明の第２の実施形態におけるグローブポートにグローブを取りつけて減圧する状態を示す縦断面図である。この発明の第２の実施形態におけるグローブポートにグローブを取りつけて減圧する状態を示す縦断面図である。この発明が適用されるグローブボックスの真空及び加圧ユニットの構成を示し、減圧状態を示す概略図である。この発明が適用されるグローブボックスの真空及び加圧ユニットの構成を示し、加圧状態を示す概略図である。この発明のグローブ交換の前手順を示すフロー図である。この発明のグローブ交換の手順を示すフロー図である。この発明が適用されるグローブボックスにグローブ交換用の真空及び加圧ユニットを付加した構成を示す概略図である。

この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。

まず、グローブボックス１の概要について図１に基づいて説明する。グローブボックス１は、作業空間を外部から気密状に区画する本体ボックス２と、一端を本体ボックス２内に連通させ、他端を大気中に連通させたサイドボックス３と、このサイドボックス３の内部空間４を本体ボックス２内に連通させる内側開口部５を開閉する内側ハッチ６と、この内部空間４を大気中に連通させる外側ハッチ８とを備える。

本体ボックス２の前面の上部は斜め上向きに傾斜させた窓ガラス９で覆われ、下部には人の手を本体ボックス２内に入れるための一対のグローブポート１０が形成され、各グローブポート１０はグローブで気密状に覆われ、装置を使用しない時などは、取り外し可能な蓋１１で閉じられる。

また、本体ボックス２の下部には、本体ボックス２の内部を真空ポンプの吸い込み口に連通させる真空パイプ１２が図示しないバルブを介して接続されており、本体ボックス２の上部には、本体ボックス２内にドライエアー、不活性ガスなどの雰囲気ガスを供給するためのガス供給パイプ１３が図示しないバルブを介して接続されている。

更に、本体ボックス２の上部及び下部には、ガス置換用のパイプ１４を接続しており、このパイプ１４に分岐管１５を介してガス濃度計を分岐接続し、本体ボックス２内のガス濃度、圧力など雰囲気を確認できるようになっている。

サイドボックス３には、上記ガス供給パイプと真空ポンプとに切り替え接続されるとともに内部空間４に連通させた給排気管路１７が接続され、また、内部空間４の雰囲気を確認するためのガス濃度計が設けられている。

さらに、本体ボックス２のグローブポート１０には、後述するように、グローブ交換の際に、グローブポート１０部分を真空ポンプで吸い込むとともに給排気管路１７、１７ｂを介してガスを供給するための通気管３２がバルブ４１を介して接続されている。

図２の縦断側面図に示すように、上記グローブポート１０は、本体ボックス２の前壁１８から前方に突出する周壁１９を有し、この周壁１９の前端縁にはグローブ２０が傷つくのを防止するために、例えば、ゴムなどの弾性体からなるパッキン３４が被されている。

グローブ２０は、その口縁部２１を周壁の外側に折り返すように取り付けられ、その口縁部２１側から掛けられる２本のＯリング２２によって周壁１９に固定される。尚、周壁１９には、Ｏリング２２のずれを防止するために、２本の周溝２３が全周に亘って連続して形成されている。

グローブポート１０の周壁１９には、後述するように、グローブ交換の際に、蓋装置２９が取り付けられる。この蓋装置２９は、グローブポート１０の周壁１９の内周部にはめ込まれる帯板状の支持枠２５とこの支持枠２５に取り付けられ、グローブポート１０の本体ボックス２側の開口部を閉塞する蓋部２７とを有する。

グローブポート１０の周壁には、蓋装置２９の支持枠２５と係合する係合部２４が設けられる。この係合部２４は、上記周壁１９の内周部を後端面から前方に段付き状に凹入させることにより、周壁１９の内周面に形成された係合溝２４ａと、この係合溝２４ａの段付面２４ｂに固定され、係合溝２４ａを後側から覆う押さえリング２４ｃと、図６及び図７の背面図に示すように、この押さえリング２４ｃの互いに対向する２箇所に、係合溝２４ａを後方に開放するように形成された切欠２４ｄとからなる。また、これら切欠２４ｄの回転方向一方側の端部から適当な間隔を置いた位置に係合溝２４ａを埋めるストッパ２４ｅが設けられる。

更に、この発明装置の第１の実施形態においては、蓋装置２９は、上記切欠２４ｄを通して係合溝２４ａに挿入され、係合溝２４ａ内で両端部をストッパ２４ｅに受け止められるまで回転させることによりグローブポート１０の周壁１９に係着される帯板状の支持枠２５と、この支持枠２５の中央に板厚方向に螺進退可能に挿通されたねじ２６と、このねじ２６の後端に固定された蓋２７と、このねじ２６の前端に固定されたハンドル２８とからなる。

上記蓋２７はグローブポート１０の開口部よりも大径に形成され、その外周縁部の前面にＯリング３０を填め込むことにより、本体ボックス２の前壁１８に気密状に受け止められるようにしている。

又、グローブポート１０の周壁１９、これに装着されたグローブ２０、蓋２７により密封される空間３１には真空ポンプ及びガス供給パイプ１３に切替え接続される通気管３２が接続される。

なお、図５及び図６において、符号３５は本体ボックス２の前壁１８から内側に突設され、蓋２７を下側から受け止める蓋受けであり、この蓋受け３５に蓋装置２９を載せることにより蓋装置２９のグローブポート１０への着脱操作を容易に行えるようになる。

グローブ２０を交換する場合には、図３に示すように、例えば、その都度サイドボックス３を経て本体ボックス２内に蓋装置２９を持込まれ、或いは、予め本体ボックス２内の所定の位置に置かれた蓋装置２９のねじ２６を古いグローブ２０に手を入れて適当に締め込んだり、緩めたりして支持枠２５と蓋２７との間隔をほぼ本体ボックス２の前内面から係合溝２４との間隔に等しくなるように調整する。

この後、図４及び図５に示すように、支持枠２５の両端をグローブポート１０の周壁１９に形成した切欠２４ｄの位置に合わせて蓋装置２９を本体ボックス２の内側から外側に引き、これにより、支持枠２５の両端が切欠２４ｄを経て係合溝２４ａにはめ込まれる。

更に、この後、図６に示すように、蓋装置２９をねじ２６を中心にして、所定の方向に支持枠２５がストッパ２４ｅに受け止められるまで回転させて、支持枠２５をグローブポート１０の周壁１９に係着させる。引き続いて、ねじ２６を支持枠２５がストッパ２４ｅに受け止められる方向に回転させることにより、蓋２７を本体ボックス２の前壁１８に引き寄せて締め着ける。

これにより、蓋２７のＯリング３０が蓋２７と本体ボックス２の前壁１８との間を封止し、グローブポート１０の開口部が蓋２７によって密封される。古いグローブ２０は蓋２７の外側に位置しており、周壁１９のＯリング２２を取り外して外側に引っ張ることにより、簡単にグローブポート１０から取り外すことができる。又、図７に示すように、新しいグローブ２０はその口縁部２１をグローブポート１０に外側から被せ、Ｏリング２２を取り付けることにより、簡単にグローブポート１０に固定される。

このようにして、グローブ２０を付け替えた後、図８に示すように、通気管３２をバルブ４１、４２を制御して、真空ポンプに接続して減圧し、グローブ２０の内部、グローブポート１０の周壁１９及び蓋２７によって密封された空間３１の空気を排出する。この実施形態においては、後述するように、排出する時間とグローブ２０を含めた空間領域の圧力（真空度）を測定し、所定の時間を経過しても所定の圧力（真空度）に到達しない場合には、グローブ２０の不良又はグローブ２０の取りつけが不良と判断する。この不良は、グローブポート１０とグローブ２０の間から外部空気が流入している場合と、グローブ２０自体にピンホールなどの穴が空いている場合などである。

上記の真空ポンプによる空気の排出が所定時間経過した後に所定の圧力（真空度）に達すると真空ポンプからの排気を停止する。そして、図９に示すように、バルブ４１、４２を制御して、通気管３２をガス供給パイプ１３に接続切替えして加圧し、上記空間３１並びにグローブ２０内部に雰囲気ガスを充填する。

上記の減圧工程、すなわち、空気の排出による測定では、不良を確実には把握できないので、この実施形態では、グローブ２０内部に雰囲気ガスを充填して、グローブ２０を含めた空間の圧力を測定する。例えば、グローブ２０の容積に相当する分の雰囲気ガスを充填するのに要する時間を経過したときに、空間が所定圧力に達するか否かで不良の有無を判断する。グローブ２０の容積が１５〜２０リットルである場合、ガス供給が３０リットル／毎分で供給する場合、グローブ２０を除いた容積分のガスを供給した後、１分程度ガスを供給しても所定の圧力に達していない場合には、グローブ２０にピンホール等の不良があるか、取りつけに不具合があるかと判断する。

不良がある場合には、取りつけ状態を確認し、取りつけ状態に異常がない場合には、グローブ２０の不良として新しいグローブ２０に取り替え、上記の動作を繰り返す。また、Ｏリング２２の取りつけなどに不具合がある場合には、グローブ２０の取りつけを再度やり直し、上記の動作を繰り返す。

上記の動作により、不良のないグローブ２０が確実に取り付けられたことを確認すると、グローブ２０内の雰囲気ガスを抜いて、グローブ２０に手を入れることが可能な状態にする。

この後、新しいグローブ２０に手を入れて、ハンドル２８を回転させると、まず、ねじ２６が緩み、蓋２７及び支持枠２５が回転できるようになる。そして、更に、ハンドル２８を回転させて、支持枠２５の両端が切欠２４ｄの位置に位置すればハンドル２８を押し込むことにより、支持枠２５が係合溝２４ａから抜け出し、蓋装置２９が周壁１９から分離される。

周壁１９から分解された蓋装置２９は、本体ボックス２内からサイドボックス３を経て外部に取り出して保管してもよく、又、本体ボックス２内の所定の位置に保管してもよい。

蓋装置２９でグローブポート１０の開口部を閉じてから、蓋装置２９を周壁１９から分解するまでの間、グローブポート１０の開口部は蓋２７によって密封されたままになっているので、本体ボックス２内の雰囲気は全く変化しない。したがって、蓋２７を外してグローブポート１０を開くと同時に本体ボックス２内での作業が可能になるので、グローブボックス１の稼働率を著しく高めることができ、また、グローブ２０の交換が必要になった時には、本体ボックス２内での作業中であっても、その作業を中断してグローブ２０を交換できるようになり、工程プログラムを編成する上で融通性が高められる。

しかも、交換したグローブ２０は、取りつけ不良やグローブ自体の不良がないことを確認することができるので、グローブポート１０やグローブ２０から本体ボックス２内へ外部の空気が流入したり、本体ボックス２内からの雰囲気ガスの漏出することが確実に防止できる。

次に、この発明の第２の実施形態につき図１０〜図１５を参照して説明する。上記した実施形態は、グローブポート１０の周壁１９に係合部２４を設けている。これに対してこの実施形態は、グローブポート１０の周壁１９には、係合部２４を設けずに、蓋部２９に周壁１９の内部と密着するドラム３８を設けたものである。

この第２の実施形態においては、図１０に示すように、蓋装置２９は、周壁１９の内面に挿入されるドラム３８と、蓋２７とを備える。蓋２７に取り付けた軸２６ａにスポーク４０を介してドラム３８が固定されている。そして、このドラム３８の周面には、Ｏリング３９がはめ込まれ、ドラム３８をグローブポート１０の周壁１９内部に挿入した際に、周壁１９との間が気密状に密閉されるように構成されている。軸２６ａの前端には、ハンドル２８が設けられている。

上記蓋２７は第１の実施形態と同様に、グローブポート１０の開口部よりも大径に形成され、その外周縁部の前面にＯリング３０を填め込むことにより、本体ボックス２の前壁１８に気密状に受け止められるようにしている。

図１３に示すように、第１の実施形態と同様に、本体ボックス２の前壁１８から内側に蓋受け３５が突設され、蓋２７を下側から受け止める。この蓋受け３５に蓋装置２９を載せることにより蓋装置２９のグローブポート１０への着脱操作を容易に行えるようになる。又、ドラム３８は軸２６ａにスポーク４０により固定されており、このスポーク４０の間の空間からグローブ２０内の空気を吸い込み、またグローブ２０内に雰囲気ガスを供給する。

グローブ２０を交換する場合には、図１０、図１１に示すように、例えば、その都度サイドボックス３を経て本体ボックス２内に蓋装置２９を持込まれ、或いは、予め本体ボックス２内の所定の位置に置かれた蓋装置２９のハンドル２８を古いグローブ２０に手を入れてグローブポート１０の周壁１９まで移動させる。

この後、図１２及び図１３に示すように、グローブポート１０の周壁１９内に蓋装置２９のドラム３８をはめ込み、蓋２７が前壁１８に到達するまでハンドル２８を引いて蓋装置２９のドラム３８を周壁１９に滑らせて移動させる。ドラム３８の周面には、Ｏリング３９が設けられており、このＯリング３９が撓みながら移動する。

これにより、蓋２７のＯリング３０が蓋２７と本体ボックス２の前壁１８との間を封止し、グローブポート１０の開口部が蓋２７によって密封される。

続いて、通気管３２をバルブ４１、４２を制御して、真空ポンプに接続して減圧し、グローブ２０の内部、グローブポート１０の周壁１９及び蓋２７によって密封された空間３１の雰囲気ガスを排出する。雰囲気ガスを排出することにより、本体ボックス２とグローブポート１０との間に圧力差が生じ、蓋装置２９はグローブポート１０方向へ押しつけられ、蓋２９によりグローブポート１０の開口部がより確実に密封される。また、本体ボックス２内の雰囲気ガス等が外部に漏出すると困るような場合には、この排気動作により、グローブポート１０内の雰囲気ガスが排気され、グローブ２０を外しても本体ボックス２内の雰囲気ガスが外部に漏出する虞はなくなる。

この後、古いグローブを外し、図１４に示すように、新しいグローブを取り付ける。古いグローブ２０は蓋２７の外側に位置しており、周壁１９のＯリング２２を取り外して外側に引っ張ることにより、簡単にグローブポート１０から取り外すことができる。又、新しいグローブ２０はその口縁部２１をグローブポート１０に外側から被せ、Ｏリング２２を取り付けることにより、簡単にグローブポート１０に固定される。

このようにして、グローブ２０を付け替えた後、図１５に示すように、通気管３２をバルブ４１、４２を制御して、真空ポンプに接続して減圧し、グローブ２０の内部、グローブポート１０の周壁１９及び蓋２７によって密封された空間３１の空気を排出する。この実施形態においては、前述の第１の実施形態と同様に、排出する時間とグローブ２０を含めた真空ポンプによる空間の圧力（真空度）を測定し、所定の時間を経過しても所定の圧力（真空度）に到達しない場合には、グローブ２０の不良又はグローブ２０の取りつけが不良と判断する。この不良は、グローブポート１０とグローブ２０の間から外部空気が流入している場合と、グローブ２０自体にピンホールなどの穴が空いている場合などである。

上記の真空ポンプによる空気の排出が所定時間経過した後に所定の圧力（真空度）に達すると、バルブ４１、４２を制御して、通気管３２をガス供給パイプ１３に接続切替えして上記空間３１並びにグローブ２０内部に雰囲気ガスを充填する。

前述したように、上記の空気の排出による測定では、不良を確実には把握できないので、図１６に示すように、この実施形態では、グローブ２０内部に雰囲気ガスを充填して、グローブ２０を含めた空間の圧力を測定する。例えば、グローブ２０の容積に相当する分雰囲気ガスを充填するために所定時間を経過したときに、空間の所定圧力に達するか否かで不良の有無を判断する。グローブ２０の容積が１５〜２０リットルである場合、ガスを３０リットル／毎分で供給する場合、グローブ２０を除いた容積分のガスを供給した後、１分程度ガスを供給しても所定の圧力に達していない場合には、グローブ２０にピンホール等の不良があるか、取りつけに不具合があるかと判断する。

不良がある場合には、取りつけ状態を確認し、付状態に異常がない場合には、グローブ２０の不良として新しいグローブ２０に取り替え、上記の動作を繰り返す。また、Ｏリング２２の取りつけなどに不具合がある場合には、グローブ２０の取りつけを再度やり直し、上記の動作を繰り返す。

この後、新しいグローブ２０に手を入れて、ハンドル２８を押し込み、ドラム３８を周壁１９内から移動させる。ドラム３８が周壁１９より離れると蓋装置２９が周壁１９から分離される。

上記したように、この実施形態においても、蓋装置２９でグローブポート１０の開口部を閉じてから、蓋装置２９を周壁１９から分解するまでの間、グローブポート１０の開口部は蓋２７によって密封されたままになっているので、本体ボックス２内の雰囲気は全く変化しない。したがって、蓋２７を外してグローブポート１０を開くと同時に本体ボックス２内での作業が可能になるので、グローブボックス１の稼働率を著しく高めることができ、また、グローブ２０の交換が必要になった時には、本体ボックス２内での作業中であっても、その作業を中断してグローブ２０を交換できるようになり、工程プログラムを編成する上で融通性が高められる。

次に、上記した蓋装置２９により、グローブポート１０の開口部を閉塞した後、グローブ２０の交換作業につき、図１７、図１８及び図２０に従い更に詳細に説明する。

図１７及び図１８に示す実施形態は、グローブ、グローブポートに真空及び加圧するユニットを別途設けることなく、サイドボックス３に付属するガス置換用の真空ポンプ１８０、雰囲気ガス供給手段１７０を利用し、蓋により密封される空間とフレキシブルパイプなどで構成した通気管３２を接続し、グローブ交換の際の減圧又は加圧を行うものである。

窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）などの雰囲気ガスを供給するガス精製装置などからなるガス供給手段１７０は、ガス流量計４４、バルブ４３を介してガス供給パイプ１３に接続され、ガス供給パイプ１３からサイドボックス３に雰囲気ガスが供給される。又、サイドボックス３からバルブ４１を介して通気管３２に接続され、サイドボックス３を介して、グローブポート１０の蓋により密封される空間及びグローブ２０内に雰囲気ガスが供給される。

サイドボックス３は、バルブ４２を介して真空ポンプ１８０に接続され、真空ポンプ１８０により、サイドボックス３内が減圧される。また、通気管３２もバルブ４１を介して真空ポンプ１８０に接続され、サイドボックス３内とともにグローブポート１０の蓋により密封される空間及びグローブ２０内が減圧される。

サイドボックス３には、サイドボックス３内の圧力、温度を測定する測定装置１５０が設けられている。この測定装置１５０は、外気温の測定も行う。これら測定結果は、制御装置２００に与えられる。制御装置２００は、バルブ４１、４２、４３が電磁バルブを用いている場合にはこれらの開閉制御、並びにガス供給手段１７０、真空ポンプ１８０の駆動を制御する。

このように構成されたグローブボックス装置によるグローブ交換作業につき説明する。まず、使用するグローブの容積を予め算出する。このグローブの容積は、サイドボックス３のガス置換工程を複数回繰り返して算出する。この算出工程につき、図１７、図１８及び図１９のフロー図を参照して説明する。

このガス置換を行うために、グローブポート１０の開口部を前述した第１又は第２の実施形態に示す蓋装置２９を用いて密閉する。蓋により密封される空間を通気管３２を介してガス供給手段１７０と真空ポンプ１８０で接続する。この動作が完了するまで待機する（ステップＳ２１）。

続いて、図１７に示すように、減圧工程を行う。このため、バルブ４３を閉じ、バルブ４１、４２を開放する（ステップＳ２２）。そして、真空ポンプ１８０を駆動させ、真空引き工程を行い、置換作業を開始する（ステップＳ２３）。測定装置１５０により、所定の真空度に達するか否か判断し（ステップＳ２４）、所定の真空度に達するまで、真空引き工程を継続する。所定の真空度に達すると、バルブ４１、４２を閉じ（ステップＳ２５）、真空ポンプ１８０の駆動を停止する（ステップＳ２６）。そして、真空到達までの時間を制御装置２００が記憶する。

続いて、図１８に示すように、加圧工程を行う。このため、バルブ４２を閉じ、バルブ４３、バルブ４１を開き（ステップＳ２８）、ガス供給手段１７０から雰囲気ガスを供給する（ステップＳ２８）。そして、測定装置１５０により、所定の圧力に達するか否か判断し（ステップＳ２９）、所定の圧力に達するまで、加圧工程を継続する。所定の圧力に達すると、バルブ４１、４３を閉じ（ステップＳ３０）、ガス供給手段１７０からのガスの供給を停止する（ステップＳ３１）。流量計４４の流量とガス供給の稼働時間により、サイドボックス３とグローブ２０の合計の容積を算出する（ステップＳ３２）。サイドボックス３の容積は既知であるので、合計の容積からサイドボックス３の容積を減算することで、グローブ３の容積を求める。そして、算出した容積を制御装置２００が記憶する。その減圧と加圧工程の回数（ａ）が所定回数（ｎ）行ったか否か判断し（ステップＳ３３）、所定回数行っていない場合には、処理回数を１つインクリメントし（ステップＳ３４）、その後、ステップＳ２２に戻り、前述の動作を繰り返す。

減圧工程と加圧工程を所定回数（ｎ）繰り返し、真空到達時間及び加圧容積の変動が所定範囲内であるかを確認し（ステップＳ３５）、変動所定範囲である場合には、グローブ２０の容積を求め、この容積を制御装置２０に格納し（ステップＳ３６）、動作を終了する。変動が所定範囲を超える場合には、温度変化が大きい場合やグローブの取りつけ等に異常があると考えられるので、容積算出不良とし（ステップＳ３６）、そして、動作を終了する。この場合には、温度変化が大きい場合には温度変化が少なくなる状態にし、再度容積算出を行う。温度変化がない場合には、グローブの取りつけ状態やグローブの状態を確認し、グローブの交換などの対策を取り、再度容積の算出を行う。

次に、容積を確認されたグローブ２０と同じ種類のグローブ２０を用いてグローブを交換する動作を図２０のフロー図に従い説明する。

まず、グローブ２０を交換する場合には、蓋装置２９でグローブポート１０の開口部の密閉が完了し、古いグローブ２０を外し、新しいグローブ２０を取りつける作業を完了するまで待機する（ステップＳ１）。交換作業を行う作業者は、蓋装置２９を古いグローブ２０に手を入れて持ち、蓋２７を本体ボックス２の前壁１８に引き寄せて、グローブポート１０に固定し、グローブポート１０の開口部を密閉する。古いグローブ２０は蓋装置２９の蓋２７の外側に位置しており、グローブポート１０の周壁１９のＯリング２２を取り外して外側に引っ張ることにより、簡単にグローブポート１０から取り外すことができる。そして、新しいグローブ２０はその口縁部２１をグローブポート１０に外側から被せ、Ｏリング２２を取り付けることにより、グローブポート１０に固定する。このようにして、グローブ２０を付け替えた後、通気管３２とガス供給手段１７０及び真空ポンプ１８０と接続する。

ステップ１の処理が終わると、グローブ２０の取りつけ等に不良がないかを確認する動作に入る。この実施形態では、バルブ４１、４２、４３は電磁バルブで構成され、電磁バルブの開閉は制御装置２００により行われる。制御装置２００は、ステップＳ２において、バルブ４３は閉じたままでガス供給手段１７０からの雰囲気ガスの供給は停止されている。そして、バルブ４１、４２を開き、通気管３２と真空ポンプ１８０とを連通させる（ステップＳ２）。

続いて、ステップＳ３にて、制御装置２００は、真空ポンプ１８０を駆動させ、図１７に示す減圧工程に入る。真空ポンプ１８０の排気能力とサイドボックス３の容積、グローブ２０の容積を考慮して、真空ポンプ１８０の駆動時間が決められている。制御装置２００は、決められた駆動時間（所定時間）が経過するまで真空ポンプ１８０の駆動を継続し（ステップＳ４）、所定時間が経過すると、制御装置２００はバルブ４１、４２を閉じ（ステップＳ５）、真空ポンプ１８０を停止させる（ステップＳ６）。

続いて、制御装置２００は、測定装置１５０からの出力により、所定圧力（真空度）であるか否か判断する（ステップＳ７）。所定の圧力（真空度）に到達しない場合には、グローブ２０の不良又はグローブ２０の取りつけが不良と判断する（ステップＳ８）。この不良は、グローブポート１０とグローブ２０の間から外部空気が流入している場合と、グローブ２０自体にピンホールなどの穴が空いている場合などである。

不良がある場合には、取りつけ状態を確認し、取りつけ状態に異常がない場合には、グローブ２０の不良として新しいグローブ２０に取り替える。また、Ｏリング２２の取りつけなどに不具合がある場合には、グローブ２０の取りつけを再度やり直す。この動作が終了するのを待ち（ステップＳ９）、不良の修正処理が終了すると、ステップＳ２に戻り、上記の動作に戻る。

制御装置２００は、所定の圧力（真空度）と判断すると、ステップＳ１１進み、バルブ４１、４２を制御して、通気管３２をガス供給パイプ１３側に接続切替えする。そして、制御装置２００は、図１８に示すように、ガス供給手段１７０から雰囲気ガスを供給して加圧し、上記空間３１並びにグローブ２０内部に雰囲気ガスを充填する（ステップＳ１１）。

上記の減圧工程、すなわち、空気の排出による測定では、不良を確実には把握できないので、この実施形態では、グローブ２０内部に雰囲気ガスを充填して、グローブ２０を含めた空間の圧力を測定する。

流量計４４によるガス流量により、サイドボックス３内の容積とグローブ２０の容積に相当する量の雰囲気ガスを充填するために必要とする所定時間を算出し、その所定時間が経過するまでガスの供給を継続する（ステップＳ１２）。グローブ２０の容積が１５〜２０リットルである場合、ガス供給が３０リットル／毎分で供給する場合、グローブ２０を除いた容積分のガスを供給した後、１分程度ガスを供給し、圧力が１ｋＰａになるまで、雰囲気ガスを供給する。所定時間が経過すると、基本設定の温度に対して温度変化があったか否か判断する（ステップＳ１３）。例えば、温度が１０℃上昇すると、３ｋＰａ以上圧力が上昇し、１℃の温度変化で３００Ｐａ程度圧力が変化する。そこで、基本温度に対して温度変化があると、それに対応する圧力変化に応じて更に加圧するために所定時間ガスの供給を継続する（ステップＳ１４）。温度変化がない、又は追加のガス供給の時間が経過すると、制御装置２００は、バルブ４１、４３を閉じ（ステップＳ１５）、ガス供給手段１７０からのガス供給を停止する（ステップＳ１６）。

続いて、温度変化による圧力の変化を加味して、例えば１０分後の圧力降下を確認し、その圧力が所定圧力であれば良好として（ステップＳ１７）、その減圧と加圧工程の回数（ａ）が所定回数（ｎ）を超えたか否か判断し（ステップＳ１８）、超えていない場合には、処理回数（ａ）を１つインクリメントし（ステップＳ１９）、その後、ステップＳ２に戻り、前述の動作を繰り返す。

前述の動作が所定回数（ｎ）を超え、降下圧力が規定範囲内であれば、交換作業が合格であるとして制御装置２００は、ランプや表示装置により作業者に通知する（ステップ２０）。

上記の動作により、不良のないグローブ２０が確実に取り付けられたことを確認すると、グローブ２０内の雰囲気ガスを抜いて、グローブ２０に手を入れることが可能な状態にし、この後、新しいグローブ２０に手を入れて、蓋装置２９を周壁１９から分離する（ステップＳ２１）。

ステップＳ１７にて、所定の圧力でないと判断されると、不良としてステップＳ８に進み、不良がある場合には、取りつけ状態を確認し、取りつけ状態に異常がない場合には、グローブ２０の不良として新しいグローブ２０に取り替える。また、Ｏリング２２の取りつけなどに不具合がある場合には、グローブ２０の取りつけを再度やり直す。この動作が終了するのを待ち（ステップＳ９）、不良の修正処理が終了すると、ステップＳ２に戻り、上記の動作を繰り返す。

次に、この発明の異なる実施形態につき説明する。上記した図１７及び図１８に示す実施形態は、グローブ、グローブポートに真空及び加圧するユニットを別途設けることなく、サイドボックス３に付属する真空ポンプ１８０、雰囲気ガス供給手段１７０を利用したものである。これに対して、図２１に示す実施形態は、グローブ、グローブポートに交換作業のための真空及び加圧するユニットを別途設け、蓋により密封される空間とフレキシブルパイプなどで構成した通気管３２と接続するものである。

窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）などの雰囲気ガスを供給するガス精製装置などからなるガス供給手段１７０と、真空ポンプ１８０を用意する。ガス供給手段１７０は、ガス流量計４４、バルブ４３、バルブ４１を介して通気管３２と接続され、バルブ４３、バルブ４１を開き、通気管３２に接続からグローブポート１０の蓋により密封される空間及びグローブ２０内に雰囲気ガスが供給される。

通気管３２は、バルブ４１、バルブ４２を介して真空ポンプ１８０に接続され、真空ポンプ１８０により、グローブポート１０の蓋により密封される空間及びグローブ２０内が減圧される。

通気管３２には、圧力と温度を測定する測定装置１５０ａが設けられている。この測定装置１５０ａは、外気温の測定も行う。これら測定結果は、図示しない制御装置に与えられる。制御装置は、バルブ４１、４２、４３が電磁バルブを用いている場合にはこれらの開閉制御、並びにガス供給手段１７０、真空ポンプ１８０の駆動を制御する。

このように構成されたグローブボックス装置によるグローブ交換作業につき説明する。まず、使用するグローブの容積を予め算出する。このグローブの容積は、ガス置換工程を複数回繰り返して算出する。このガス置換を行うために、グローブポート１０の開口部を前述した第１又は第２の実施形態に示す蓋装置２９を用いて密閉する。蓋により密封される空間を通気管３２で接続する。

減圧工程を行う。このため、バルブ４３を閉じ、バルブ４１、４２を開放し、真空ポンプ１８０を駆動させ、真空引き工程を行い、置換作業を開始する。測定装置１５０ａにより、所定の真空度に達すると、バルブ４１、４２を閉じ、真空ポンプ１８０の駆動を停止する。

続いて、加圧工程を行う。このため、バルブ４３、バルブ４１を開き、ガス供給手段１７０から雰囲気ガスを供給して、測定装置１５０により、所定の圧力になると、バルブ４３、バルブ４１を閉じ、ガス供給手段１７０からのガスの供給を停止する。流量計４４の流量とガス供給の稼働時間により、グローブ２０の容積を算出することができる。

ところで、温度の変化があると、圧力が変動し容積の算出が変動する。このため、複数の温度範囲で容積を算出し、温度による容積をテーブルにして制御装置に格納し、グローブ交換の際の温度変化に対応すればよい。

図２１に示すものでは、グローブ、グローブポートに真空及び加圧するユニットを別途設ける必要があるが、サイドボックスを経由しない分ガス置換の時間を短縮することができる。

次に、容積を確認されたグローブ２０と同じ種類のグローブ２０を用いてグローブを交換する動作につき説明する。

まず、グローブ２０を交換する場合には、蓋装置２９でグローブポート１０の開口部の密閉が完了し、古いグローブ２０を外し、新しいグローブ２０を取りつける作業を行う。交換作業を行う作業者は、蓋装置２９を古いグローブ２０に手を入れて持ち、蓋２７を本体ボックス２の前壁１８に引き寄せて、グローブポート１０に固定し、グローブポート１０の開口部を密閉する。古いグローブ２０は蓋装置２９の蓋２７の外側に位置しており、グローブポート１０の周壁１９のＯリング２２を取り外して外側に引っ張ることにより、簡単にグローブポート１０から取り外すことができる。そして、新しいグローブ２０はその口縁部２１をグローブポート１０に外側から被せ、Ｏリング２２を取り付けることにより、グローブポート１０に固定する。このようにして、グローブ２０を付け替えた後、通気管３２に別途用意したガス供給手段１７０及び真空ポンプ１８０を接続する。

この実施形態では、バルブ４１、４２、４３は電磁バルブで構成され、電磁バルブの開閉は制御装置により行われる。制御装置は、バルブ４３は閉じたままでガス供給手段１７０からの雰囲気ガスの供給を停止している。そして、バルブ４１、４２を開き、通気管３２と真空ポンプ１８０とを連通させる。

続いて、制御装置２００は、真空ポンプ１８０を駆動させ、減圧工程に入る。真空ポンプ１８０の排気能力とグローブ２０の容積を考慮して、真空ポンプ１８０の駆動時間が決められている。制御装置は、決められた駆動時間（所定時間）が経過するまで真空ポンプ１８０の駆動を継続し、所定時間が経過すると、制御装置はバルブ４１、４２を閉じ、真空ポンプ１８０を停止させる。

続いて、制御装置は、測定装置１５０ａからの出力により、所定の圧力（真空度）に到達しない場合には、グローブ２０の不良又はグローブ２０の取りつけが不良と判断する。

不良がある場合には、取りつけ状態を確認し、取りつけ状態に異常がない場合には、グローブ２０の不良として新しいグローブ２０に取り替える。また、Ｏリング２２の取りつけなどに不具合がある場合には、グローブ２０の取りつけを再度やり直し、上記の動作を繰り返す。

所定の圧力（真空度）と判断すると、バルブ４１、４２を制御して、通気管３２をガス供給手段１７０に接続切替えする。そして、制御装置は、ガス供給手段１７０から雰囲気ガスを供給して加圧し、上記空間３１並びにグローブ２０内部に雰囲気ガスを充填する。

流量計４４によるガス流量により、グローブ２０の容積に相当する量の雰囲気ガスを充填するために必要とする所定時間を算出し、その所定時間が経過するまでガスの供給を継続する。グローブ２０の容積が１５〜２０リットルである場合、ガス供給が３０リットル／毎分で供給する場合、１分程度ガスを供給し、圧力が１ＫＰａになるまで、雰囲気ガスを供給する。

続いて、温度変化による圧力の変化を加味して、例えば１０分後の圧力降下を確認し、その圧力が所定圧力であれば良好として、所定回数前述の動作を繰り返し、降下圧力が規定範囲内であれば、交換作業が合格であるとする。

上記の動作により、不良のないグローブ２０が確実に取り付けられたことを確認すると、グローブ２０内の雰囲気ガスを抜いて、グローブ２０に手を入れることが可能な状態にし、この後、新しいグローブ２０に手を入れて、蓋装置２９を周壁１９から分離して、グローブの交換作業を終了する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２本体ボックス
１０グローブボート
１９周壁
２０グローブ
２７蓋
２９蓋装置
３２通気管
４１、４２、４３バルブ
４４流量計
１７０ガス供給手段
１８０真空ポンプ
２００制御装置

Claims

古いグローブを用いてグローブポートの開口部を本体ボックス内側から蓋で閉じた後、グローブポートから古いグローブを取り外した後に新しいグローブの口縁部を前記グローブポートの周壁に嵌めて、新しいグローブを前記グローブポートの周壁に固定してから、新しいグローブと周壁と蓋とによって密封された空間の気体を排出する減圧工程を行い、前記空間の真空度が所定値になると気体の排出を停止し、その後、前記空間に雰囲気ガスを供給する加圧工程を行い、前記加圧工程を前記空間に対応する容積に基づき所定時間行い、所定時間経過後の前記空間の圧力を測定し、測定した圧力が所定範囲内であればグローブ交換が正常に行われたとして、新しいグローブを用いて前記蓋を開くことを特徴とするグローブボックスの手袋交換方法。
前記減圧工程と加圧工程を複数回繰り返して、グローブ交換が正常に行われたかを判別することを特徴とする請求項１に記載のグローブボックスの手袋交換方法。
温度を測定する手段を備え、温度変化に対応して加圧工程の時間又は圧力測定の範囲を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のグローブボックスの手袋交換方法。
グローブボックスは、作業空間を外部から気密状に区画する本体ボックス、一端を本体ボックス２に連通させ、他端を大気中に連通させたサイドボックスと、を備え、前記サイドボックス内部をガス置換するための真空ポンプと雰囲気ガス供給手段を有し、前記密封される空間と前記真空ポンプと雰囲気ガス供給手段とを通気管を介して接続し、前記グローブ交換の際の減圧工程又は加圧工程を記真空ポンプと雰囲気ガス供給手段を用いて行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のグローブボックスの手袋交換方法。
古いグローブを用いてグローブポートの開口部を本体ボックス内側から蓋で閉じた後、古いグローブと周壁と蓋とによって密封された空間の気体を排出する工程を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のグローブボックスの手袋交換方法。