JP2018024037A - グローブポート栓およびグローブ交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 グローブボックスのグローブ交換を簡単に且つ短時間で行うことのできるグローブ交換用のグローブポート栓およびグローブ交換方法を提供すること。
【解決手段】 グローブポート栓１は、グローブボックス本体内のガスをグローブボックス本体の内側から外側に導くための連通路10と、当該グローブボックス本体に設置されたグローブポート90の開口部を閉鎖するための栓本体20と、前記連通路10を開閉するための開閉手段40と、で構成され、前記栓本体20の側周面に凹凸構造21が設けられている。凹凸構造21は、凹状構造22及び／又は凸状構造23が栓本体の周方向に形成されたものとすることができ、前記凹状構造22及び／又は凸状構造23は、栓本体の軸方向に複数形成されたものとすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、グローブボックスのグローブ交換を簡単に且つ短時間で行うことのできるグローブ交換用のグローブポート栓およびグローブ交換方法に関するものである。

従来、大気中において不安定な物質等を扱うために、グローブボックスが用いられている。グローブボックスは、不活性ガス等の雰囲気ガスを充填した気密室を有しており、当該気密室内の作業は、グローブボックスの外部からゴム製のグローブを介して行われる。

グローブは、グローブボックスの壁面に設けられた円筒状のグローブポートに外嵌して、グローブボックス内の気密状態を保持するように取り付けられており、経年劣化による破損防止等のために定期的な交換を要する。

そこで従来、グローブボックス内の雰囲気を壊さずにグローブ交換を行うための方法が開発されている。例えば、グローブポートの開口部をグローブボックスの内側から蓋で閉鎖してからグローブ交換を行い、続いて、交換後のグローブと当該蓋とに挟まれた空間のガスを排出してから当該蓋を開くグローブ交換方法が開示されている（例えば、特許文献１）。また、前述のグローブ交換方法において、交換後のグローブと前記蓋とに挟まれた空間の空気を排出した後に、当該空間に、グローブボックス外から雰囲気ガスを導いて供給することを特徴とするグローブ交換方法が開示されている（例えば、特許文献２）。

しかし、従来のグローブ交換方法は、交換後のグローブとグローブポートの開口部を閉塞する蓋とに挟まれた空間に供給する雰囲気ガスとして、グローブボックス外のガス精製装置で精製されたガスを直接用いていた。そのため、ガス精製装置から前記空間にガスを供給するための通気管を設ける必要があり、グローブボックス外に設置される配管等が複雑になるという問題があった。

また、従来の方法では、交換後の新たなグローブとグローブポートの開口部を閉鎖する蓋とに挟まれた空間からガスを排出するための通気管と、当該空間にガスを供給する通気管とは共通のものであった。そのため、ガスの排出時には真空ポンプに接続させ、ガスの供給時にはガス精製装置に接続させるように、バルブを設けてこれを制御する必要があった。これにより、グローブ交換時の操作が煩雑で時間がかかるという問題が生じていた。

特開平８−２２９８８０ 特開２０１３−２１５８１９

そこで本出願人は、交換後の新たなグローブとグローブポートの開口部を閉鎖する蓋とに挟まれた空間への雰囲気ガスの供給を簡単に且つ短時間で行うことのできるグローブ交換用のグローブポート栓およびグローブ交換方法を提案している（特願２０１６−１０９７８８）。

しかしながら、上記提案したグローブポート栓は、グローブポートの内側に嵌め込むように形成されるものである場合、栓の開閉に多大な力を要するか、栓が外れ易いという問題があった。

そこで本発明は、グローブポート栓の開閉作業をスムーズに行うことのできる、グローブ交換用のグローブポート栓および当該グローブポート栓を用いたグローブ交換方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のグローブポート栓は、グローブボックス本体内のガスをグローブボックス本体の内側から外側に導くための連通路を有すると共に、当該グローブボックス本体に設置されたグローブポートの開口部を閉鎖するための栓本体と、前記連通路を開閉するための開閉手段と、を具備するグローブポート栓において、前記栓本体の側周面に凹凸構造が設けられていることを特徴とする。

この場合、前記凹凸構造は、凹状構造及び／又は凸状構造が栓本体の周方向に形成されたものとすることができ、前記凹状構造及び／又は凸状構造は、栓本体の軸方向に複数形成されたものとすることができる。

また、前記開閉手段は、前記連通路を塞ぐための閉鎖部と、前記閉鎖部に連結され、当該閉鎖部の位置を操作するための操作部と、で構成することができる。

この場合、前記操作部は、側面に通気孔を有する管状構造を備えるように構成すれば良い。また、前記閉鎖部は、フランジ状に形成されると良い。

また、本発明のグローブ交換方法は、グローブポートの開口部を交換前のグローブを用いてグローブボックス本体の内側からグローブポート栓で閉鎖する閉鎖工程と、前記グローブを新たなグローブと交換するグローブ交換工程と、前記グローブポート栓を介して交換後グローブ内の雰囲気をグローブボックス本体内のガスで置換する置換工程と、前記グローブポート栓を前記交換後のグローブを用いてグローブポートの開口部から取り外す開放工程と、を有するグローブ交換方法において、前述に記載のいずれかのグローブポート栓を用いることを特徴とする。

この場合、前記置換工程は、グローブポートの外周壁と前記交換後のグローブとの間に挿入した通気管を用いてグローブ内のガスの排気を行うことが好ましい。

本発明のグローブポート栓は、栓本体の側周面に凹凸構造を有している。そのため、従来のものよりも、栓本体の側周面の剛性が小さくなり、弾性変形し易くなる。また、栓本体の側周面とグローブポートの開口部の内周壁との接触部の面積が減少し、当該接触部に生じる摩擦抵抗が小さくなる。これらにより、グローブポート栓の開閉作業をスムーズに行うことが可能となる。

本発明のグローブポート栓の側面図である。 （ａ）本発明のグローブポート栓（連通路を開放した状態）を示す部分断面図および（ｂ）Ａ−Ａ’線拡大断面図である。 本発明のグローブポート栓（連通路を閉塞した状態）を示す部分断面図である。 （ａ）本発明のグローブポート栓（連通路を開放した状態）を示す部分断面図および（ｂ）Ｂ−Ｂ’線拡大断面図である。 本発明のグローブポート栓の正面図である。 本発明のグローブポート栓の背面図である。 本発明のグローブポート栓（連通路を開放した状態）をグローブポートに取り付けた状態を示す部分断面図である。 本発明に係るグローブポート栓の栓本体を示す断面図である。

まず、本発明のグローブポート栓について説明する。

本発明のグローブポート栓１は、図１〜図８に示すように、グローブボックス本体内のガスをグローブボックス本体の内側から外側に導くための連通路10と、当該グローブボックス本体に設置されたグローブポート90の開口部を閉鎖するための栓本体20と、前記連通路10を開閉するための開閉手段40と、で構成され、前記栓本体20の側周面に凹凸構造21が設けられているものである。

栓本体20は、図７に示すように、グローブボックス本体に設置されたグローブポート90の開口部を閉鎖する機能を有し、グローブポートの内側に嵌め込むように形成される。例えば、所定の厚みを有し、一端側がグローブポート90の開口部よりも小さい径、他端側がグローブポート90の開口部よりも大きい径を有するように側面にテーパーを設けた略円錐台の形状とすれば良い。なお、栓本体20には、グローブポート栓１の取り扱いを容易にするための取手部30が設けられていても良い。

栓本体20は、栓本体の側周面のうち、少なくともグローブポート90の内周壁92と接する部分について、ゴム等の弾性材料を用いて形成すれば良い。これにより、栓本体20とグローブポート90の内周壁92との密着性を高めることができる。また、当該形成した栓本体の側周面をシリコーン系樹脂材等の樹脂で被覆しても良い。これにより、栓本体20とグローブポート90の内周壁92との滑り性を改善することができる。

栓本体20は、その側周面に凹凸構造21が設けられる。凹凸構造21の深さや高さ、幅等は、栓本体20でグローブポートの開口部を閉じる際に、凹凸構造21が弾性変形して開口部に挿入できると共に、当該開口部に密着できる大きさに形成すれば良い。これにより、栓本体の側周面の剛性が小さくなり、弾性変形し易くなる。また、栓本体の側周面とグローブポートの開口部の内周壁との接触部の面積が減少し、当該接触部に生じる摩擦抵抗が小さくなる。これらにより、グローブポート栓の開閉作業をスムーズに行うことが可能となる。当該凹凸構造21は、特に限定されるものではないが、例えば、栓本体の周方向に形成された凹状構造22及び／又は凸状構造23とすることができる。当該凹状構造22及び／又は凸状構造23は、例えば、図１〜８に示すように、略直線状であって、当該形状が一周連なって形成されたものとすることができる。なお、凸状構造23の頂面23aは、例えば、曲面形状にすることができる。

また、栓本体の周方向に形成された凹状構造22及び／又は凸状構造23は、栓本体の軸方向に複数形成されたものとすることができる。このとき、軸方向への形成は、特に限定されるものではないが、例えば、図１〜８に示すように、軸方向に等間隔に形成されたものとすることができる。また、これら複数の凹状構造22及び／又は凸状構造23は、周方向に結合したものであっても良い。

栓本体20に凹凸構造21を設ける方法としては、栓本体20の一部を切削や研削により削り出す方法、栓本体20に凹凸構造21を有する部材を溶着する方法、凹凸構造21を有する型を用いて射出成形により形成する方法、３Dプリンターにより凹凸構造21を有する栓本体20を作成する方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

連通路10は、グローブボックス本体内のガスをグローブボックス本体の内側から外側に導くためのものである。当該連通路10は、グローブポート栓１でグローブポートの開口部を閉鎖した際に、グローブボックスの内側と外側が連通するように形成された構造であれば良く、例えば、グローブボックス本体の内外方向に栓本体20を貫通する構造とすれば良い。これにより、グローブボックス本体内のガスを、交換後のグローブ97とグローブポート栓１とに挟まれた空間94に供給することが可能となる。

なお、本発明における連通路10は、連通路10自体が直接的にガスを導く構成だけでなく、連通路10の内部に設けられる他の構造（例えば、後述する操作部44）を介して間接的にガスを導く構成としても良い。

開閉手段40は、連通路10を開閉するためのものであり、連通路10を塞ぐための閉鎖部42と、閉鎖部42に連結されて閉鎖部42の位置の操作を可能にする操作部44とにより構成される。

閉鎖部42は、連通路10を塞ぐ機能を有するように形成される。例えば、グローブボックス本体の内側に面する通気口（連通路通気口12ｂ）の内側に嵌め込むように形成されたものや、連通路通気口12ｂを覆うように形成されたものとすれば良い。具体的には、閉鎖部42はフランジ状に形成することができる。これにより、閉鎖部42が連通路通気口12ｂを塞ぐように設置された場合に、グローブボックス本体内のガス圧に押されて固定されるため、閉鎖部42が連通路10を移動するのを防ぐことができる。なお、閉鎖部42は、連通路10を確実に塞ぐために、栓本体20に密着可能なシール部材を備えている方が好ましい。

操作部44は、閉鎖部42の位置を操作するためのものであり、当該閉鎖部42に連結して形成される。例えば、連通路10の内部をスライド可能な管状構造や棒状構造を有し、連通路10よりも長い形状のものとすれば良い。

操作部44を管状構造に形成する場合には、その側面に通気孔46が設けられた形状とすることができる。これにより、通気孔46を介して管状構造の内部のみでガスを導くような構造とすれば、交換後のグローブ97とグローブポート90の開口部を閉鎖する栓本体20とに挟まれた空間94に供給するガスの量のコントロールが容易となる。例えば、通気孔46を有する管状構造の外径を、連通路10内をスライド移動させるのに必要且つ最大の径となるように形成すれば良い。

また、操作部44を棒状構造に形成する場合には、連通路で棒状構造を支持するための支持部を設ける方が好ましい。例えば、連通路の径に合わせた羽根状の支持部45を複数枚（図４（ｂ）では断面が十字状となる４枚）形成することができる。

なお、閉鎖部42が連結されていない側の操作部44の一端には、操作がしやすいように把持部48を設けてもよい。このとき、把持部48は、連通路10の径を覆うフランジ状に形成されることが好ましい。これにより、操作部44が連通路10を移動して栓本体20から外れてしまうのを防ぐことができる。

次に、本発明のグローブ交換方法について説明する。

本発明のグローブ交換方法は、
グローブポート90の開口部を交換前のグローブ96を用いてグローブボックス本体の内側からグローブポート栓１で閉じる閉鎖工程と、前記グローブ26を新たなグローブ27と交換するグローブ交換工程と、前記グローブポート栓１を介して前記新たなグローブ27内の雰囲気をグローブボックス内のガスで置換する置換工程と、前記グローブポート栓１を前記新たなグローブ27を用いてグローブポート90の開口部から取り外す開放工程と、を有するグローブ交換方法において、前述に記載のいずれかのグローブポート栓を用いるものである。

閉鎖工程は、グローブポート90の開口部を交換前のグローブ96を用いてグローブボックス本体の内側からグローブポート栓１で閉じる工程であり、他の工程に先んじて行われる。

グローブポート栓１は、グローブボックス本体内のガスをグローブボックス本体の内側から外側に導き、交換後のグローブ97に当該ガスを供給できるように形成されたものが用いられる。これにより、グローブボックス本体内の雰囲気を壊すことなくグローブを交換できると共に、グローブボックス本体外のガスを利用する従来の方法に比べて、非常に簡単にかつ短時間でグローブを交換することが可能となる。

グローブポート栓１は、例えば、前述したように、グローブボックス本体内のガスをグローブボックス本体の内側から外側に導くための連通路10を有すると共に、当該グローブボックス本体に設置されたグローブポート90の開口部を閉鎖するための栓本体20と、前記連通路10を開閉するための開閉手段40と、を具備するものとすることができる。このとき、連通路10は、連通路通気口12ａが、グローブポート90の内周壁92に囲まれた空間に接するように設けられることが好ましい。また、前記開閉手段は、前記連通路10を塞ぐための閉鎖部42と、前記閉鎖部42に連結されて当該閉鎖部42の位置を操作するための操作部44と、で構成することができ、前記操作部44は、側面に通気孔46を有する管状構造を備えるように構成することができ、前記閉鎖部42は、フランジ状に形成されたものとすることができる。

グローブポート90の開口部を交換前のグローブ96を用いてグローブボックス本体の内側からグローブポート栓１で閉じる方法については、特に限定されるものではない。ただし、グローブボックス本体内のガスが、交換前のグローブ96内に導かれないようにしておくことが望ましい。例えば、グローブポート栓１に設けられた連通路10を閉鎖しておくことが望ましい。例えば、グローブボックス本体内の有害な雰囲気ガスが、グローブ交換時に大気中に放出されることを防ぐためである。

グローブ交換工程は、古いグローブ（交換前のグローブ96）を新たなグローブ（交換後のグローブ97）に交換する工程であり、前記閉鎖工程に続いて行われる。グローブポートから交換前のグローブ96を取り外して交換後のグローブ97を取り付ける方法については、特に限定されるものではない。ただし、前述した理由により、交換後のグローブ97が取り付けられるまでは、グローブボックス本体内のガスがグローブボックス本体外に導かれないようにしておくことが望ましい。

置換工程は、グローブポート栓１を介して交換後のグローブ97内の雰囲気をグローブボックス内のガスで置換する工程であり、前記グローブ交換工程に続いて行われる。当該ガスの置換は、グローブボックス本体内のガスをグローブポート栓１を介してグローブボックス本体外に導くようにすればよい。例えば、閉鎖されていたグローブポート栓１に設けられた連通路10を開放すればよい。これにより、グローブボックス本体内のガスが、交換後のグローブ97とグローブポート栓１とに囲まれた空間94に供給される。

また、前記置換工程は、グローブポートの外周壁98と交換後のグローブ97との間に通気管99を挿入し、当該通気管99を介して交換後のグローブ97内のガスを排気した後に、前記連通路10の開放を行うことが好ましい。これにより、交換後のグローブ97とグローブポート栓１とに挟まれた空間94をグローブボックス本体内のガスで満たすことができ、大気中の成分がグローブボックス本体内に入り込むことを防ぐことができる。通気管99としては、弾性チューブを用いれば良く、例えば、テフロン（登録商標）チューブを用いることができる。

１ グローブポート栓
10 連通路
12ａ 連通路通気口
12ｂ 連通路通気口
20 栓本体
21 凹凸構造
22 凹状構造
23 凸状構造
23ａ 頂面
30 取手部
40 開閉手段
42 閉鎖部
44 操作部
45 支持部
46 通気孔
48 把持部
90 グローブポート
92 内周壁
94 空間
96 交換前のグローブ
97 交換後のグローブ
98 外周壁
99 通気管

Claims (8)

1. グローブボックス本体内のガスをグローブボックスの内側から外側に導くための連通路を有すると共に、当該グローブボックスのグローブポートの開口部を閉鎖するための栓本体と、
   前記連通路を開閉するための開閉手段と、
   を具備するグローブポート栓であって、
   前記栓本体の側周面に凹凸構造が設けられていることを特徴とするグローブポート栓。
2. 前記凹凸構造は、凹状構造及び／又は凸状構造が栓本体の周方向に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のグローブポート栓。
3. 前記凹状構造及び／又は凸状構造は、栓本体の軸方向に複数形成されたものであることを特徴とする請求項２記載のグローブポート栓。
4. 前記開閉手段は、
   前記連通路を塞ぐための閉鎖部と、
   前記閉鎖部に連結され、当該閉鎖部の位置を操作するための操作部と、
   からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のグローブポート栓。
5. 前記操作部は、側面に通気孔を有する管状構造を備えることを特徴とする請求項４記載のグローブポート栓。
6. 前記閉鎖部は、フランジ状に形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のグローブポート栓。
7. グローブポートの開口部を交換前のグローブを用いてグローブボックス本体の内側からグローブポート栓で閉鎖する閉鎖工程と、
   前記グローブを新たなグローブと交換するグローブ交換工程と、
   前記グローブポート栓を介して、交換後のグローブ内の雰囲気をグローブボックス本体内のガスで置換する置換工程と、
   前記グローブポート栓を前記交換後のグローブを用いてグローブポートの開口部から取り外す開放工程と、
   を有するグローブボックスのグローブを交換するためのグローブ交換方法であって、
   前記グローブポート栓は、請求項１ないし６のいずれかに記載のグローブポート栓であることを特徴とするグローブボックスのグローブ交換方法。
8. 前記置換工程は、グローブポートの外周壁と前記交換後のグローブとの間に挿入した通気管を用いて前記交換後のグローブ内のガスの排気を行うことを特徴とする請求項７記載のグローブ交換方法。

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