JP2017080836A - 封止容器及び加工ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】既設装置の一部が挿入される封止容器において、既設装置に対する位置合わせを容易とする。【解決手段】既設装置が挿入される接続開口を有する封止容器であって、上記接続開口を有する差込部と、上記接続開口の内面に設けられるシール部と、上記既設装置の被挿入領域を収容する筐体部と、上記筐体部と差込部との間を封止しかつ上記差込部を移動可能に支持する可撓性支持部とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、封止容器及び加工ユニットに関するものである。

医療分野等における研究開発においては、大気と隔てた状態で物体を管理または加工するために封止容器が用いられている。例えば、特許文献１には、配管が挿通された状態で内部を密閉するグローブボックスが開示されている。このようなグローブボックスは、配管の全てをグローブボックスの内部に収容することなく、配管の加工を可能としている。

特開２００１−２７６９０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、固定された配管を、外側から封止容器に挿通する場合に、封止容器全体を動かして接続開口に配管を挿通しなければならない。このため、封止容器に設けられた接続開口と配管との位置合わせが難しい。なお、配管に限られず、既設装置の一部を封止容器に挿入しようとした場合には、同様の問題が生じる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、既設装置の一部が挿入される封止容器において、既設装置に対する位置合わせを容易とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、封止容器に係る第１の解決手段として、 既設装置が挿入される接続開口を有する封止容器であって、上記接続開口を有する差込部と、上記接続開口の内面に設けられるシール部と、上記既設装置の被挿入領域を収容する筐体部と、上記筐体部と差込部との間を封止しかつ上記差込部を移動可能に支持する可撓性支持部とを備える、という手段を採用する。

本発明では、封止容器に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、上記可撓性支持部は、上記接続開口の径方向に凹凸が繰り返されてなる蛇腹部である、という手段を採用する。

本発明では、封止容器に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、上記筐体部は、筐体本体と、上記筐体本体に脱着可能なパネルと、上記パネルを上記筐体本体に固定する固定部とを備える、という手段を採用する。

本発明では、封止容器に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、上記固定部は、上記パネルを上記筐体本体に押し当てて固定する押し当て部と、上記押し当て部に接続されたトグル機構と、上記トグル機構を操作するレバーとを有するトグルクランプである、という手段を採用する。

本発明では、封止容器に係る第５の解決手段として、上記第３または第４の解決手段において、上記パネルの少なくとも一部は、透明である、という手段を採用する。

本発明は、封止容器に係る第６の解決手段として、上記第３〜第５のいずれかの解決手段において、上記筐体部は、上記パネルに気密に取り付けられたグローブを備える、という手段を採用する。

本発明では、加工ユニットに係る第１の解決手段において、上記第１〜６のいずれかの解決手段に係る封止容器と、上記封止容器の筐体内部に設置される加工機とを有する、という手段を採用する。

本発明によれば、既設装置の一部が挿入される封止容器は、接続開口を有する差込部と、接続開口の内面に設けられるシール部と、筐体部と差込部との間を封止しかつ差込部を移動可能に支持する可撓性支持部を備える。これにより、既設装置に合わせて封止容器全体を動かさずに、差込部のみを移動させて位置合わせを行うことが可能となる。したがって、既設装置に対する位置合わせが容易となる。

本発明の一実施形態に係る加工ユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る加工ユニットが備えるグローブボックスの（ａ）が上面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が差込部側の側面図である。 本発明の一実施形態に係る加工ユニットが備えるグローブパネルの正面図である。 本発明の一実施形態に係る加工ユニットのトグルクランプの拡大図である。 （ａ）が本発明の一実施形態に係る加工ユニットの配管挿入部の正面図であり、（ｂ）が配管を挿入したときの配管挿入部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る加工ユニットの配管挿入部の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る加工ユニットの配管挿入部を含む拡大斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る加工ユニット及び封止容器の一実施形態について説明する。以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態に係る加工ユニットＡの斜視図である。図２は（ａ）が本実施形態に係る加工ユニットＡが備えるグローブボックスＢの上面図であり、（ｂ）が正面図であり、（ｃ）が後述する差込部２０側の側面図である。また、図３は、本実施形態に係る加工ユニットＡが備えるグローブパネル１１の正面図である。

図１に示すように、加工ユニットＡは、グローブボックスＢ（封止容器）と、切断機Ｃ（加工機）とを有している。グローブボックスＢは、図１及び図２に示すように、筐体部１と、配管挿入部２と、外部接続用パネル（不図示）とを有している。

筐体部１は、図１及び図２に示すように、筐体本体１０と、グローブパネル１１（パネル）と、グローブ１２と、グローブパネル差込部１３と、グローブパネル１１を筐体本体１０に固定するためのトグルクランプ１４（固定部）とを有している。この筐体部１は、配管Ｘの被挿入領域である先端領域Ｘ１を内部に収容する。

筐体本体１０は、中空の略直方体形状の金属製の容器である。この筐体本体１０は、既設装置の一部である配管Ｘの軸芯方向に沿う方向に長く、この軸芯方向と直交する水平方向に短い直方体形状とされている。また、筐体本体１０は、上記軸芯方向と直交する水平方向に配列されかつ対向する２つの側壁のうち一方側が広く開口されており、この開口が切断機Ｃ等を筐体本体１０の内部に対して出し入れするための搬出入ポート１０ａとされている。

このような搬出入ポート１０ａは、１つの側壁に対して水平方向に配列して２つ形成されている。また、搬出入ポート１０ａが形成された側壁（すなわち搬出入ポート１０ａを囲う枠形状の面）の表面は、グローブパネル１１の取付面（以下、パネル取付面１０ｂ）とされている。また、搬出入ポート１０ａが形成された側壁と直交する２つの側壁のうち一方（以下、側壁１０Ａ）には、配管Ｘを筐体本体１０の内部に招き入れるための配管挿入開口１０ｃが形成されている。この配管挿入開口１０ｃは、側壁１０Ａの下部に形成されている。なお、筐体本体１０は、加圧または減圧に対する耐久性を向上させるため、内側に不図示のリブが形成されている。

グローブパネル１１は、図３に示すように、パネル部１１ａと、パネル部１１ａを囲うパネルフレーム部１１ｂと、取手１１ｃとを有している。パネル部１１ａは、パネルフレーム部１１ｂに嵌合された板部材であり、筐体本体１０の内部が目視可能となるように透明とされている。例えば、このようなパネル部１１ａは、アクリルによって形成されている。このようなパネル部１１ａによってグローブパネル１１の一部が透明とされている。また、パネル部１１ａは、中央部にグローブポート１１ｄを有している。グローブポート１１ｄは、作業者がグローブボックスＢ内に腕を差し入れて作業するための開口である。

パネルフレーム部１１ｂは、パネル部１１ａの周囲を補強すると共にパネル部１１ａを支持する金属製の枠部材である。このパネルフレーム部１１ｂは、外側に向けて突出する複数の被固定板１１ｅを有している。この被固定板１１ｅは、図３に示すように、パネルフレーム部１１ｂの上辺部と側片部とに複数形成されている。このような被固定板１１ｅは、グローブパネル１１が筐体本体１０に装着されている場合に、トグルクランプ１４の押し当て部１４ａとパネル取付面１０ｂとによって挟持される。

取手１１ｃは、パネル部１１ａを囲うように、パネルフレーム部１１ｂの上辺部と側片部と下辺部とに設けられている。これらの取手１１ｃは、グローブパネル１１を筐体本体１０に取り付け、または、筐体本体１０から取り外しを行うときに、グローブパネル１１の運搬を容易にするための持ち手である。

本実施形態におけるグローブボックスＢにおいては、図１及び図２に示すように、このようなグローブパネル１１が２枚設けられている。各々のグローブパネル１１は、下端部がグローブパネル差込部１３で支持され、被固定板１１ｅがトグルクランプ１４の押し当て部１４ａとパネル取付面１０ｂとによって挟持されることによって、グローブパネル１１が筐体本体１０に固定される。また、各々のグローブパネル１１は、トグルクランプ１４を操作することによって、筐体本体１０に対して着脱可能とされている。なお、グローブパネル１１のパネルフレーム部１１ｂには、筐体本体１０と接触する部位に不図示のパッキンが設けられている。これにより、筐体本体１０に取り付けられたグローブパネル１１と、筐体本体１０との間の気密性が確保される。

グローブ１２は、各々のグローブポート１１ｄを囲ようにパネル部１１ａに取り付けられた作業者用の手袋である。このグローブ１２は、パネル部１１ａに対して隙間なく接続されている。これによって、グローブ１２とパネル部１１ａとの間の気密性が保たれている。このようなグローブ１２は、グローブボックスＢ内に挿入された配管Ｘを、手作業で加工または移動させる際などに、グローブボックスＢの中に作業者が手を入れるために設けられる。

グローブパネル差込部１３は、図２に示すように、パネル取付面１０ｂの下辺部に取り付けられている。このグローブパネル差込部１３は、パネル取付面１０ｂから前方に向けて突出するように設けられており、グローブパネル１１の下辺部を収容する断面Ｌ型のポケット状の部材である。このようなグローブパネル差込部１３は、グローブパネル１１が上側から差し込まれ、グローブパネル１１を下方から支持する。また、パネル取付面１０ｂとグローブパネル１１とが接触する全周にわたって甲山シールが設けられている。このような甲山シールは、グローブパネル差込部１３に差し込まれたグローブパネル１１を下端面と密着し、グローブパネル１１とグローブパネル差込部１３との隙間を封止している。

図４は、トグルクランプ１４の拡大図である。トグルクランプ１４は、パネル取付面１０ｂに複数取り付けられており、図４に示すように、押し当て部１４ａと、トグル機構１４ｂと、レバー１４ｃとを有している。押し当て部１４ａは、被固定板１１ｅに押し当てられる押さえ板１４ｄを先端に有している。トグル機構１４ｂは、押し当て部１４ａと、レバー１４ｃとを接続している。レバー１４ｃは、押し当て部１４ａを操作するための部品である。

このようなトグルクランプ１４は、レバー１４ｃの姿勢により押し当て部１４ａの位置が変化する。すなわち、レバー１４ｃが図４の実線で示す固定姿勢（レバー１４ｃがパネル取付面１０ｂと平行とされた姿勢）である場合には、押し当て部１４ａがパネル取付面１０ｂに近づいて被固定板１１ｅに当接する位置に移動される。また、レバー１４ｃが図４の仮想線で示す開放姿勢（レバー１４ｃがパネル取付面１０ｂに対して立直とされた姿勢）である場合には、押し当て部１４ａがパネル取付面１０ｂに対して離間すると共に垂直姿勢となる位置に移動される。

図５は、（ａ）が配管挿入部２を正面から見た部分拡大図であり、（ｂ）が配管を挿入した状態を示す配管挿入部２を含む断面拡大図である。図６は、配管挿入部２を含む拡大斜視図である。図７は、シール部２２を含む断面拡大図である。配管挿入部２は、図５に示すように、筐体本体１０の側壁１０Ａに取り付けられており、差込部２０と、蛇腹部２１（可撓性支持部）と、シール部２２とを有している。

差込部２０は、配管Ｘが筐体部１の外部から挿入される接続開口２００を有する円環状の部品である。また、差込部２０は、図７に示すように、複数のボルト穴を有する基礎部２０ａと、蛇腹部押さえ板２０ｂと、シール部押さえ板２０ｃとを備えている。差込部２０は、基礎部２０ａと蛇腹部押さえ板２０ｂとが蛇腹部２１を挟んでボルト２０ｄによって締結されることで、蛇腹部２１と接続されている。また、差込部２０は、基礎部２０ａとシール部押さえ板２０ｃとがシール部２２を挟んでボルト２０ｅによって締結されることで、シール部２２と接続されている。

蛇腹部２１は、図５及び図６に示すように、差込部２０の外側を囲み、かつ接続開口２００の径方向に向けて凹凸が繰り返されて形成されることで、差込部２０を三次元的に移動可能に支持している。このような蛇腹部２１は、樹脂製であり、複数のボルト２０ｆにより差込部２０に接続されると共に側壁１０Ａに接続されている。これにより、蛇腹部２１は、差込部２０と筐体部１との間を封止している。

シール部２２は、差込部２０と、配管Ｘとの間を封止するために、差込部２０（接続開口２００）の内面に設けられている円環状のゴム製部材である。このシール部２２は、図７に示すように、筐体部１の内側（図７における左側）に向かって縮径しながら突出している。また、シール部２２は、複数のボルト２０ｅによって差込部２０に接続されている。このようなシール部２２の内縁部は、差込部２０の接続開口２００に挿入された配管Ｘの周面に当接する。これによって、配管Ｘの筐体部１への挿入が容易となるとともに、配管Ｘと差込部２０との間が密閉される。

外部接続用パネル（不図示）は、側壁１０Ａの対向する側壁に設置されており、グローブボックスＢ内を加圧または減圧するための機器に接続されたエアホースや、切断機Ｃ用の電源端子等が接続されている。また、切断機Ｃは、グローブボックスＢに挿入された配管Ｘを切断する加工機である。このような切断機Ｃは、筐体部１の内部に設置されている。また、切断機Ｃは、不図示のケーブルが外部接続端子と接続しており、外部から電源が供給されている。

上記のような本実施形態における加工ユニットＡは、コンプレッサ等が接続されており、コンプレッサにより、配管Ｘ内の気圧に応じて筐体部１の内部を加圧または減圧することが可能である。

続いて、加工ユニットＡを配管Ｘに設置するときの手順について説明する。

切断機Ｃを、搬出入ポート１０ａから搬入し、筐体本体１０の中の配管Ｘを加工するのに適当な所定位置に配置する。トグルクランプ１４を全て開放された状態にし、トグルクランプ１４の押し当て部１４ａと被固定板１１ｅとの位置を合わせ、グローブパネル差込部１３のポケットにグローブパネル１１を押し込む。これにより、グローブパネル差込部１３の底面の甲山シールがグローブパネル１１に圧迫されて変形し、グローブパネル差込部１３と、グローブパネル１１との間は封止される。

グローブパネル１１が確実にグローブパネル差込部１３に差し込まれたことを確認し、トグルクランプ１４のレバー１４ｃを押す。このとき、レバー１４ｃは、パネル取付面１０ｂに向かって垂直方向に押し付けるように力を加えられることで、パネル取付面１０ｂ方向に倒れる。これに伴い、押し当て部１４ａは、パネル取付面１０ｂ方向に倒れることで、押さえ板１４ｄが被固定板１１ｅをパネル取付面１０ｂに押し付けた状態で固定される。全てのトグルクランプ１４が固定されると、グローブパネル１１の内側のパッキンは、パネル取付面１０ｂに密着する。これにより、筐体本体１０とグローブパネル１１とが完全に密着して固定される。

このような加工ユニットＡを、既設装置の配管Ｘの設置された場所まで運搬し、配管Ｘと配管挿入部２の大まかな位置を合わせる。差込部２０が蛇腹部２１に接続されていることで、上下左右に動かすことが可能であり、配管Ｘの位置に合わせて位置を微調整することができる。シール部２２は、配管Ｘが配管挿入部２に挿入されると、図５（ｂ）に示すように、配管Ｘによって拡径され、配管Ｘの周面に当接して筐体部１を封止する。配管Ｘは、切断機Ｃが加工可能な位置まで差し込まれる。

このような本実施形態のグローブボックスＢによれば、差込部２０と筐体部１との間を封止する蛇腹部２１と、差込部２０の内面に設けられるシール部２２とを備えている。これにより、差込部２０を移動させて、配管Ｘとの位置の微調整を行うことが可能となる。これにより、グローブボックスＢと配管Ｘとの位置合わせが容易となる。

また、本実施形態のグローブボックスＢによれば、筐体部１は、筐体本体１０と、筐体本体１０に脱着可能なグローブパネル１１を備えている。したがって、搬出入ポート１０ａを大きくすることができ、従来のバグポートから物品を搬入する場合と比較して、大型の物品、あるいは機器類を搬入することが可能である。

また、本実施形態のグローブボックスＢによれば、グローブパネル１１は、複数のトグルクランプ１４により、筐体本体１０に固定されている。これにより、トグルクランプ１４のレバー１４ｃを押すだけで、グローブパネル１１を固定することが可能となる。したがって、グローブボックスＢの組立が容易となる。

さらに、トグルクランプ１４でグローブパネル１１を固定することにより、固定するトルクを一定にすることができる。したがって、組立作業者による人為的ミスや、締結トルクにムラが出ることを防止することができ、より確実に筐体部１を封止状態にすることができる。

また、本実施形態のグローブボックスＢによれば、グローブパネル１１のパネル部１１ａは、透明なアクリル製である。したがって、筐体部１の内部を目視で確認することが可能である。

また、本実施形態のグローブボックスＢによれば、グローブパネル１１には、グローブ１２が気密に取り付けられている。これにより、手を使うことが可能となる。したがって、グローブボックスＢの内部で、配管Ｘに対して手作業による加工や実験を行うことが可能である。

また、本実施形態の加工ユニットＡによれば、グローブボックスＢの内部に切断機Ｃを備えている。したがって、配管Ｘを大気から遮断した状態で機械加工することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、グローブポート１１ｄ及びグローブ１２を有するグローブボックスＢとしたが、本発明はこれに限定されない。グローブポート１１ｄ及びグローブ１２を備えず、封止状態を維持するチャンバとしてもよい。

（２）上記実施形態では、可撓性支持部として、蛇腹部２１を有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。グローブボックスＢは、筐体部１と差込部２０との間を封止するゴム製の支持部を有するものとしてもよい。可撓性支持部をゴム製とすると、蛇腹加工が不要となる。

（３）上記実施形態では、加工ユニットＡは切断機Ｃを有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。加工ユニットＡは、ドリル、研磨機または溶接機を備えるものとしてもよい。また、複数の加工機を備えるものとしてもよい。

（４）上記実施形態では、配管Ｘが挿入される加工ユニットＡとしたが、本発明はこれに限定されない。差込口の形状または大きさを変更することで、配管以外の形状の部品を挿入することも可能である。

１ 筐体部
１０ 筐体本体
１０Ａ 側壁
１０ａ 搬出入ポート
１０ｂ パネル取付面
１０ｃ 配管挿入開口
１１ グローブパネル（パネル）
１１ａ パネル部
１１ｂ パネルフレーム部
１１ｃ 取手
１１ｄ グローブポート
１１ｅ 被固定板
１２ グローブ
１３ グローブパネル差込部
１４ トグルクランプ（固定部）
１４ａ 押し当て部
１４ｂ トグル機構
１４ｃ レバー
１４ｄ 押さえ板
２ 配管挿入部
２０ 差込部
２０ａ 基礎部
２０ｂ 蛇腹部押さえ板
２０ｃ シール部押さえ板
２１ 蛇腹部（可撓性支持部）
２２ シール部
Ａ 加工ユニット
Ｂ グローブボックス（封止容器）
Ｃ 切断機（加工機）
Ｘ 配管

Claims (7)

1. 既設装置が挿入される接続開口を有する封止容器であって、
   前記接続開口を有する差込部と、
   前記接続開口の内面に設けられるシール部と、
   前記既設装置の被挿入領域を収容する筐体部と、
   前記筐体部と差込部との間を封止しかつ前記差込部を移動可能に支持する可撓性支持部と
   を備えることを特徴とする封止容器。
2. 前記可撓性支持部は、前記接続開口の径方向に凹凸が繰り返されてなる蛇腹部であることを特徴とする請求項１記載の封止容器。
3. 前記筐体部は、筐体本体と、前記筐体本体に脱着可能なパネルと、前記パネルを前記筐体本体に固定する固定部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の封止容器。
4. 前記固定部は、前記パネルを前記筐体本体に押し当てて固定する押し当て部と、前記押し当て部に接続されたトグル機構と、前記トグル機構を操作するレバーとを有するトグルクランプであることを特徴とする請求項３に記載の封止容器。
5. 前記パネルの少なくとも一部は、透明であることを特徴とする請求項３または４に記載の封止容器。
6. 前記筐体部は、前記パネルに気密に取り付けられたグローブを備えることを特徴とした請求項３〜５のいずれか一項に記載の封止容器。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の封止容器と、
   前記封止容器の筐体内部に設置される加工機と
   を有する加工ユニット。

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