JP2024032559A - グローブボックス及びグローブボックスの作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本体ボックス内に充填された雰囲気ガスを容易に空気に置換すること。【解決手段】グローブボックス１００は、気密状の作業空間を有する本体ボックス１と、本体ボックス１内の雰囲気ガスを空気に置き換える大気置換装置３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、グローブボックス及びグローブボックスの作動方法に関する。

特許文献１には、従来のグローブボックスの一態様が開示されている。この種のグローブボックスは、不安定な固体、粉体、放射性物質、大気中で毒性の強い物質や、空気中の酸素と反応する物質等を扱うために用いられる。

グローブボックスは、装置を施設内に設置した後、本体チャンバー内の空気を、雰囲気ガスに置換する必要がある。本体チャンバーには、内部の空気を雰囲気ガスに置換するための真空ポンプがパイプを介して接続されている。グローブボックスは、真空ポンプによって、本体チャンバー内の空気を排出し、雰囲気ガスを供給することで、本体チャンバー内の空気を雰囲気ガスに置換することができる。

特開２００５－８１４５２号公報

ところで、グローブボックスの本体チャンバー内は雰囲気ガスで満たされており、酸素がほぼ存在しない。このため、本体チャンバー内のメンテナンスを行う際には、雰囲気ガスを空気に置き換える必要があるが、本体チャンバー内の雰囲気ガスを空気に置換する装置は存在しない。

本発明の目的は、本体ボックス内に充填された雰囲気ガスを、容易に空気に置換することができるグローブボックス及びグローブボックスの作動方法を提供することである。

本発明に係る一態様のグローブボックスは、気密状の作業空間を有する本体ボックスと、前記本体ボックス内の雰囲気ガスを空気に置き換える大気置換装置と、を備える。

本発明に係る一態様のグローブボックスの作動方法は、雰囲気ガスが充填される気密状の作業空間を有するグローブボックスの作動方法であって、前記作業空間に対して空気を供給し、前記雰囲気ガスの排出流路を開放することで、前記作業空間に充填された前記雰囲気ガスを空気に置き換える。

また、本発明に係る一態様のグローブボックスの作動方法は、雰囲気ガスが充填される気密状の作業空間を有するグローブボックスの作動方法であって、前記作業空間内に充填された前記雰囲気ガスを排出し、空気の供給流路を開放することで、前記作業空間に空気を取り込み、前記作業空間に充填された前記雰囲気ガスを空気に置き換える。

本発明に係る上記態様のグローブボックス及びグローブボックスの作動方法は、本体ボックス内の雰囲気ガスを、容易に大気に置換することができる、という利点がある。

本発明の実施形態に係るグローブボックスの模式図である。 実施形態に係るグローブボックスのブロック図である。 変形例１に係るグローブボックスのブロック図である。 変形例２に係るグローブボックスの斜視模式図である。 変形例３に係るグローブボックスのブロック図である。 変形例４に係るグローブボックスのブロック図である。

＜実施形態＞
以下、本実施形態に係るグローブボックス１００について、添付図面に基づいて説明する。本実施形態に係るグローブボックス１００は、外気と遮断された密閉容器からなる本体ボックス１を有しており、本体ボックス１内で、手袋によって作業できるように構成されている。グローブボックス１００としては、真空式と、ガス置換式（パージ式）とが挙げられるが、本実施形態では、図１に示すように、真空式のグローブボックス１０Ａを一例に挙げて説明する。

グローブボックス１０Ａは、図２に示すように、上述の本体ボックス１と、サイドボックス１４（図１）と、雰囲気ガス供給路１５と、大気置換装置３と、を備える。本体ボックス１は、複数のフレームで構成された架台２によって、設置面上に支持されている。

（本体ボックス１）
本体ボックス１は、内部に作業空間を有する気密容器であり、作業空間を気密状に区画する。本体ボックス１の形状は、内部に作業空間を有していれば特に制限はなく、例えば、直方体状、立方体状、側面視台形状、円筒状等が挙げられる。

本体ボックス１は、図１に示すように、窓部１１を有する。作業者は、窓部１１を通して、本体ボックス１内を視認することができる。窓部１１は、本体ボックス１の前面の一部に形成されている。窓部１１は透明である。窓部１１の材質としては、例えば、強化ガラス、合わせガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。

本体ボックス１の窓部１１以外の部分の材質としては、特に制限はなく、例えば、ステンレス、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの複合材料等が挙げられる。本実施形態に係る本体ボックス１は、作業空間を真空状態にしても、耐え得るような強度を有する。

グローブボックス１０Ａは、図２に示すように、本体ボックス１内の圧力（すなわち、作業空間の圧力）を測定する圧力センサ１６を備える。圧力センサ１６は、感圧素子を有していればよく、例えば、半導体ピエゾ抵抗拡散圧力センサ、静電容量型圧力センサ等が挙げられる。圧力センサ１６は、感圧素子が表示器と一体となった表示器一体型センサであってもよいし、感圧素子が表示器と分離した表示器分離型センサであってもよい。

また、本体ボックス１には、圧力計、水分計、酸素計、真空計等の種々の計器や、電流導入端子（Ｄ－ＳＵＢ、ＬＡＮ、ＵＳＢ等）、電源コンセント等が設けられるが、ここでは図示及び説明を省略する。

本体ボックス１は、図１に示すように、手袋（不図示）が取り付けられる複数のアームホール１２を有する。アームホール１２は、本体ボックス１の窓部１１の下方に配置されている。アームホール１２は、本体ボックス１の内外を貫通する。本実施形態に係るアームホール１２は、２つであるが、３つ以上であってもよいし、１つであってもよい。

手袋は、アームホール１２を塞ぐようにして取り付けられ、本体ボックス１内の気密性を保つ。手袋は、使用時には、アームホール１２から本体ボックス１内に挿し入れられ、不使用時にはアームホール１２から外部に出され得る。

手袋の材料としては、特に制限はないが、例えば、バイトン（登録商標）、ブチル、ネオプレン（登録商標）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ;Chlorosulfonated polyethylene）、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ;Nitrile butadiene rubber）、シリコーン、クロロプレン、ポリウレタン等が挙げられる。このなかでも、耐薬品性、耐油性の観点から、アクリロニトリルブタジエンゴムが用いられることが好ましく、あるいは、耐ガス透過性の観点から、ブチルゴムが用いられることが好ましい。本実施形態では、ブチルゴムが用いられる。

各アームホール１２は、本体ボックス１の不使用時において、蓋１３によって閉じられる。蓋１３は、アームホール１２に対して取外し可能に取り付けられている。

（サイドボックス１４）
サイドボックス１４は、スライドテーブルを有しており、本体ボックス１に対し、処理物や容器等の作業対象物の出し入れを行う。サイドボックス１４は、本体ボックス１の側面に取り付けられている。サイドボックス１４は、左右方向を中心軸とする角筒状に形成されており、中心軸方向の両端面に開口面を有する。サイドボックス１４の中心軸方向の一方の開口面は、サイドボックス１４の側面を貫通する貫通穴（不図示）に対向しており、サイドボックス１４は、貫通穴を通して本体ボックス１の内部に通じている。サイドボックス１４の中心軸方向の一方の開口面は、内側ハッチ扉（不図示）によって開閉可能に閉じられる。また、サイドボックス１４の中心軸方向の他方の開口面は、ハッチ扉１４１によって開閉可能に閉じられている。

（雰囲気ガス供給路１５）
雰囲気ガス供給路１５は、図２に示すように、本体ボックス１内に雰囲気ガスを供給する流路である。雰囲気ガス供給路１５は、例えば、金属配管、樹脂配管、チューブ、ホース等により実現される。雰囲気ガス供給路１５は、雰囲気ガスの供給源Ｓ１に接続される。雰囲気ガスとしては、例えば、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス、ドライエアー等が挙げられる。なお、ドライエアーには酸素が含まれているが、作業空間での作業によって、毒性を有するガスが発生することがあるため、ドライエアーであっても大気との置換が必要となる場合がある。雰囲気ガス供給路１５は、本体ボックス１内に雰囲気ガスを供給することができれば、本体ボックス１に接続されてもよいし、サイドボックス１４に接続されてもよい。

雰囲気ガス供給路１５には、開閉弁１５１が設けられている。開閉弁１５１は、電力によって駆動する電気的駆動弁であってもよいし、手動操作により開閉する手動弁であってもよいし、空気（圧縮空気、ドライエアー）で駆動する空圧弁であってもよい。電気的駆動弁としては、例えば、電磁弁、電動弁等が挙げられる。本実施形態において、雰囲気ガス供給路１５に設けられた開閉弁１５１は、電磁弁である。この開閉弁１５１は、後述の制御装置５によって、開閉制御が行われる。なお、雰囲気ガス供給路１５に設けられる開閉弁１５１は、雰囲気ガス供給路１５の途中に設けられなくてもよく、本体ボックス１に取り付けられてもよいし、雰囲気ガスの供給源Ｓ１に設けられてもよい。

（大気置換装置３）
大気置換装置３は、本体ボックス１内の雰囲気ガスを空気に置き換える装置である。本実施形態に係る大気置換装置３は、図２に示すように、空気流路３１と、排気流路３２と、複数の開閉弁３３，３５と、フィルタ３４と、排出装置６と、制御装置５と、を備える。

空気流路３１は、本体ボックス１の内部と大気とを通じさせる流路である。空気流路３１は、下流側の端部が本体ボックス１に接続され、上流側の端部が大気に開放している。空気流路３１は、例えば、金属配管、樹脂配管、チューブ、ホース等により実現される。空気流路３１は、本体ボックス１の内部と大気とを通じさせることができれば、本体ボックス１に接続されてもよいし、サイドボックス１４に接続されてもよい。

空気流路３１には、フィルタ３４が設けられている。フィルタ３４は、空気流路３１を流れる空気内に含まれる浮遊物（例えば、埃、塵等）を捕捉する。フィルタ３４としては、集塵フィルタが好ましく用いられる。集塵フィルタとしては、例えば、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、超ＵＬＰＡフィルタ等が挙げられる。

空気流路３１には、開閉弁３３が設けられる。開閉弁３３は、開位置と、閉位置とに切り替えられる。ここで、「開位置」は、気体が流路を通るのを許容する弁の位置を意味する。「閉位置」は、気体が流路を通るのを妨げる弁の位置を意味する。空気流路３１に設けられる開閉弁３３としては、例えば、電磁弁、電動弁、ボールバルブ、グローブバルブ、ゲートバルブ、ニードルバルブ、逆止弁、ダイヤフラムバルブ等が挙げられるが、本実施形態では、制御装置５によって制御可能な電気的駆動弁としての電磁弁３３１が用いられる。開閉弁３３が閉位置に切り替えられることによって、本体ボックス１の作業空間が気密状に保たれる。一方、開閉弁３３が開位置に切り替えられることによって、本体ボックス１に対して空気を供給可能な状態にすることができる。

排気流路３２は、本体ボックス１の内部の気体を排出する流路である。排気流路３２は、上流側の端部が本体ボックス１に接続され、下流側の端部がダクトＤ１に接続される。排気流路３２は、例えば、金属配管、樹脂配管、チューブ、ホース等により実現される。排気流路３２は、本体ボックス１の内部の気体を排出することができれば、本体ボックス１に接続されてもよいし、サイドボックス１４に接続されてもよい。

ダクトＤ１は、グローブボックス１０Ａが設置される施設内に設けられており、処理装置に通じている。

排気流路３２には、開閉弁３５が設けられる。開閉弁３５は、開位置と、閉位置とに切り替えられる。排気流路３２に設けられる開閉弁３５としては、例えば、電磁弁、電動弁、ボールバルブ、グローブバルブ、ゲートバルブ、ニードルバルブ、逆止弁、ダイヤフラムバルブ等が挙げられるが、本実施形態では、制御装置５によって制御可能な電気的駆動弁としての電磁弁３５２が用いられる。開閉弁３５が閉位置に切り替えられることによって、本体ボックス１の作業空間が気密状に保たれる。一方、開閉弁３５が開位置に切り替えられることによって、本体ボックス１内の雰囲気ガスを排出可能な状態にすることができる。

排出装置６は、排気流路３２において、開閉弁３５の下流側に設けられる。排出装置６は、本体ボックス１内の雰囲気ガスを吸い込んで、ダクトＤ１に送り込むことができる。すなわち、排出装置６によれば、本体ボックス１内を負圧にすることができる。

本実施形態に係る排出装置６は、真空ポンプ６１である。真空ポンプ６１は、逆止弁６１１と、本体ボックス１内の気体をダクトＤ１に送るポンプ６２と、を備える。逆止弁６１１は、排気流路３２において、ダクトＤ１に向かう気体の流れは許容するが、本体ボックス１に向かう流れは妨げるように構成されている。逆止弁６１１は、ポンプ６２の駆動に応じて作動する電磁弁であってもよい。

空気流路３１に設けられた開閉弁３３が閉位置で、かつ排気流路３２に設けられた開閉弁３５が開位置にある状態で排出装置６が作動すると、排出装置６は、本体ボックス１内に充填された雰囲気ガスをダクトＤ１に送る。すると、本体ボックス１は負圧又は真空になる。このとき、空気流路３１に設けられた開閉弁３３が開位置に切り替えられることで、本体ボックス１内に空気が取り込まれる。これを所定の時間継続することにより、大気置換装置３は、本体ボックス１に充填された雰囲気ガスを空気に置き換えることができる。

ここにおいて、本明細書でいう「本体ボックス１内の雰囲気ガスを空気に置き換える」とは、雰囲気ガスが不活性ガスである場合、本体ボックス１内に空気を供給した結果、本体ボックス１内の酸素濃度が１８％以上になることを意味する。また、雰囲気ガスに毒性ガスが含まれる場合、本体ボックス１内に空気を供給した結果、雰囲気ガスに含まれる毒性ガスの濃度が、所定の許容濃度値以下になることを意味する。「所定の許容濃度値」は、ＡＣＧＩＨ（アメリカ合衆国産業衛生専門官会議）により公表された作業環境中の化学物質濃度値（２０２２年度版）を意味する。

空気流路３１に設けられた開閉弁３３は、本体ボックス１が負圧又は真空の状態で開位置に切り替えられることが好ましい。これにより、本体ボックス１に充填された雰囲気ガスが、空気流路３１から外に出るのを防ぐことができる。ただし、本発明では、空気流路３１に設けられた開閉弁３３の開位置へ切り替えられるタイミングは、これに限らず、排出装置６，７に作動と同時に切り替えられてもよい。

（制御装置５）
制御装置５は、空気流路３１に設けられた開閉弁３３、及び排出装置６を制御する。また、本実施形態に係る制御装置５は、グローブボックス１０Ａの各種機器の動作を制御する制御器も兼ねている。ただし、本発明では、大気置換装置３の制御装置５と、グローブボックス１０Ａの各機器を制御する制御器とが別個に設けられてもよい。

制御装置５は、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。メモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、制御装置５の機能が実現される。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。

制御装置５は、大気置換モードを実行することができる。本実施形態に係る大気置換モードは、本体ボックス１の作業空間内に充填された雰囲気ガスを排出し、空気流路３１を開放することで、作業空間に空気を取り込み、作業空間に充填された雰囲気ガスを空気に置き換えるモードである。

ユーザは、タッチパネルディスプレイを含む操作部５１によって、制御装置５に動作指令をすることができる。操作部５１から動作指令を受け取った制御装置５は、動作指令に応じて、各機器に制御信号を出力する。ここでは、操作部５１の操作により、大気置換モードが実行されたときの動作を説明する。

大気置換モードが実行されると、制御装置５は、開閉弁３５を開位置に切り替え、排出装置６を駆動する。本体ボックス１内の雰囲気ガスが排出され、圧力センサ１６により検知された圧力値が大気圧よりも小さくなると、制御装置５は、空気流路３１に設けられた開閉弁３３を開位置に切り替える。すると、空気流路３１を通して、本体ボックス１内に空気が供給される。

本体ボックス１に酸素濃度計測センサが設けられている場合、制御装置５は、酸素濃度計測センサからの信号を受け取り、本体ボックス１内の酸素濃度が１８％以上になるまで、排出装置６を駆動するように制御する。又は、毒性ガスに感度をもつガスセンサが本体ボックス１に設けられている場合、制御装置５は、ガスセンサからの信号を受け取り、本体ボックス１内のガス濃度が所定の許容濃度値以下になるまで、排出装置６を駆動するように制御する。

一方、本体ボックス１に酸素濃度計測センサが設けられていない場合、制御装置５は、例えば、次のようにして、排出装置６を制御する。すなわち、本体ボックス１の容積を、Ｍ［Ｌ］とした場合において、制御装置５は、４×Ｍ［Ｌ］以上の空気を本体ボックス１に供給するように、すなわち、４×Ｍ［Ｌ］以上の雰囲気ガスを排出するように、排出装置６をタイマーで制御する。

これは、次の考えによる。空気の酸素濃度を２０％とすると、酸素濃度０％の本体ボックス１に対して供給する空気が１×Ｍ［Ｌ］の場合、供給後の本体ボックス１の酸素濃度は約１０％になる。供給する空気が２×Ｍ［Ｌ］だと、本体ボックス１の酸素濃度が約１５％となり、供給する空気が３×Ｍ［Ｌ］だと、本体ボックス１の酸素濃度が約１７．５％となり、供給する空気が４×Ｍ［Ｌ］だと、本体ボックス１の酸素濃度が約１８．７５％となる。このことから、制御装置５は、排出装置６が、少なくとも４×Ｍ［Ｌ］の気体を排出するように、排出装置６をタイマーで制御すればよい。

このように、制御装置５は、大気置換モードを実行することで、自動的に、本体ボックス１内の雰囲気ガスを空気に置き換えることができる。

本実施形態では、大気置換モードが実行されると、本体ボックス１内の雰囲気ガスが排出され、圧力センサ１６により検知された圧力値が大気圧よりも小さくなると、空気流路３１に設けられた開閉弁３３が開位置に切り替えられたが、本発明では、本体ボックス１内を真空にし、その後、開閉弁３３が開位置に切り替えられてもよい。これにより、本体ボックス１内の雰囲気ガスの排出と、開閉弁３３の開位置への切り替えとを繰り返す必要がなく、制御が容易となる。

（効果）
以上説明したように、本実施形態に係るグローブボックス１００は、大気置換装置３を備えるため、本体ボックス１内に充填された雰囲気ガスを、容易に空気に置換することができる。このため、本実施形態に係るグローブボックス１００によれば、本体ボックス１内のメンテナンス作業を行う際の準備が容易である。

なお、本実施形態では開閉弁３５を備えるが、開閉弁３５を設けることなく、開閉弁３５の代わりに、真空ポンプ６１の逆止弁６１１を利用してもよい。この場合、新たに、開閉弁３５を設けることなく、大気置換装置３を構成することが可能であり、コストダウンを図ることができる利点がある。

＜変形例＞
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

（変形例１）
上記実施形態に係る大気置換装置３は、本体ボックス１内に生じさせた負圧を利用して、空気を本体ボックス１内に取り込んだが、図３に示すように、空気流路３１に空気供給装置４を設け、空気を本体ボックス１内に送り込んでもよい。

大気置換装置３は、図３に示すように、空気供給装置４、フィルタ３４、開閉弁３３、開閉弁３５、排出装置６、制御装置５、空気流路３１及び排気流路３２を備える。フィルタ３４、開閉弁３３，３５、排出装置６、制御装置５、空気流路３１及び排気流路３２は、実施形態と同じであるため、異なる点のみ説明し、共通の部分については説明を省略する。

空気供給装置４は、空気流路３１を通して本体ボックス１に空気を送る。空気供給装置４としては、例えば、コンプレッサ、送風機（送風ファン）、高圧ボンベ、ドライエアー等が挙げられる。本変形例に係る空気供給装置４はコンプレッサ４１である。

空気流路３１において、空気供給装置４と本体ボックス１との間には、開閉弁３３が設けられる。開閉弁３３は、実施形態と同様、電磁弁３３１であるが、他の開閉弁であってもよい。また、空気供給装置４と開閉弁３３との間にはフィルタ３４が設けられている。ただし、フィルタ３４は、空気流路３１において、空気供給装置４の下流側に設けられてもよい。

本変形例では、大気置換モードは、本体ボックス１の作業空間に対して空気を供給し、雰囲気ガスの排出流路の開閉弁３５を開位置に切り替えることで、作業空間に充填された雰囲気ガスを空気に置き換える。大気置換モードが実行されると、制御装置５は、空気流路３１に設けられた開閉弁３３を開位置に切り替えると共にコンプレッサ４１を作動させる。その後又はそれと同時に、制御装置５は、開閉弁３５を開位置に切り替えると共に真空ポンプ６１（排出装置６）も作動させる。制御装置５は、圧力センサ１６によって検知される本体ボックス１内の圧力が、一定の範囲に収まるように、空気流路３１の開閉弁３３と排出装置６とを制御することが好ましい。

なお、本変形例において、空気供給装置４により、本体ボックス１内が正圧になった後、真空ポンプ６１を動作させることなく、開閉弁３５を開位置に切り替えてもよい。この場合、真空ポンプ６１を駆動しなくても、本体ボックス１内の雰囲気ガスは、逆止弁６１１を通して、ダクトＤ１に流れる。

（変形例２）
上記実施形態に係るグローブボックス１００は、真空式のグローブボックス１０Ａであったが、図４に示すように、パージ式のグローブボックス１０Ｂが用いられてもよい。

パージ式のグローブボックス１０Ｂは、図４に示すように、本体ボックス１と、サイドボックス１４と、雰囲気ガス供給路１５（図５）と、大気置換装置３（図５）と、を備える。サイドボックス１４と、雰囲気ガス供給路１５は、上記実施形態と同じであるため説明を省略する。

本体ボックス１は、内部に、気密状の作業空間を有する。本体ボックス１は、正面板全体が透明板で構成されており、正面板が窓部１１である。本体ボックス１の材質としては、例えば、強化ガラス、合わせガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。なお、本変形例では、正面板だけが透明板であるが、本体ボックス１の全体が透明板で構成されてもよい。

本体ボックス１は、実施形態と同様、アームホール１２及び手袋１７を有する。これについては、説明を省略する。

大気置換装置３は、図５に示すように、空気供給装置４、フィルタ３４、開閉弁３３、開閉弁３５、制御装置５、空気流路３１及び排気流路３２を備える。空気供給装置４、フィルタ３４、開閉弁３３、開閉弁３５、制御装置５、空気流路３１及び排気流路３２は、変形例１と同じであるため、説明を省略する。

排気流路３２には、開閉弁３５のみが設けられており、上記実施形態で説明した排出装置６は設けられていない。開閉弁３５は、空気流路３１に設けられた開閉弁３３と同様、例えば、電磁弁、電動弁、ボールバルブ、グローブバルブ、ゲートバルブ、ニードルバルブ、逆止弁、ダイヤフラムバルブ等が挙げられるが、本変形例では、制御装置５によって制御可能な電気的駆動弁としての電磁弁３５２が用いられる。

大気置換モードが実行されると、制御装置５は、排気流路３２に設けられた開閉弁３５を開位置に切り替えると共に、空気流路３１に設けられた開閉弁３３を開位置に切り替える。そして、制御装置５は、空気供給装置４を作動し、本体ボックス１内に空気を送り込む。これにより、本体ボックス１内に空気が供給されると共に雰囲気ガスが排出され、本体ボックス１内が所定の酸素濃度になるため、本体ボックス１内の雰囲気ガスが空気に置き換わる。

なお、本変形例では、開閉弁３５とダクトＤ１との間に排出装置６（真空ポンプ６１）が設けられていないが、本変形例のグローブボックス１０Ｂに対して、開閉弁３５とダクトＤ１との間に、排出装置６（真空ポンプ６１）が追加されてもよい。

（変形例３）
変形例３を図６に示す。本変形例は、変形例２の更なる変形例である。本変形例では、パージ式のグローブボックス１０Ｂが用いられる。本変形例に係る大気置換装置３は、空気流路３１にフィルタ３４及び開閉弁３３が設けられている。また、排気流路３２には、開閉弁３５及び排出装置７が設けられている。

本変形例に係る排出装置７は、フィルタ７１と、送風ファン７２と、を備える。フィルタ７１は、排気流路３２を通る雰囲気ガスに含まれる物質を捕捉する。フィルタ７１としては、例えば、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、超ＵＬＰＡフィルタ等が挙げられる。

本変形例に係るグローブボックス１０Ｂでは、送風ファン７２を有する排出装置７を新たに設けるだけで、本体ボックス１内の雰囲気ガスを空気に置き換える大気置換装置３を実現できる。なお、開閉弁３３，３５については、既設のものを用いてもよいが、新設してもよい。

大気置換モードが実行されると、制御装置５は、排気流路３２に設けられた開閉弁３５を開位置に切り替え、排出装置７を駆動するように制御する。圧力センサ１６により検知された圧力値が大気圧よりも小さくなると、制御装置５は、空気流路３１に設けられた開閉弁３３を開位置に切り替える。その後、制御装置５は、排気流路３２を通る気体量の合計が所定量以上となるように、送風ファンをタイマーで制御する。これによって、本体ボックス１内の雰囲気ガスは、空気に置き換わる。

なお、本変形例では、パージ式のグローブボックス１０Ｂが用いられたが、パージ式のグローブボックス１０Ｂの本体ボックス１に代えて、真空式のグローブボックス１０Ａの本体ボックス１を用いることもできる。

（その他の変形例）
上記実施形態及び変形例では、グローブボックス１０Ａに予め備わる真空ポンプや、別途排出装置６，７を設けることを説明したが、本発明では、排出装置６，７に含まれる送風ファンとして、ガス循環精製ユニット又はガス循環精製装置に含まれる送風ファンを利用してもよい。

ガス循環精製ユニット及びガス循環精製装置は、本体ボックス１内の雰囲気ガス、及び本体ボックス１内で発生する水分、酸素、有機溶媒、ダスト等を循環精製する装置である。ガス循環精製ユニットは、本体ボックス１の架台２内に組み込まれている。ガス循環精製装置は、グローブボックス１００とは別の場所に設置される。ガス循環精製ユニット及びガス循環精製装置は、真空式のグローブボックス１０Ａとパージ式のグローブボックス１０Ｂとのいずれにも用いることができる。

上記実施形態及び変形例１では、真空式のグローブボックス１０Ａが用いられると共に、排出装置６に真空ポンプ６１が用いられたが、真空式のグローブボックス１０Ａに対して、真空ポンプ６１を設けることなく、変形例２，３の排気流路３２と開閉弁３５又は排出装置６，７が設けられてもよい。

また、変形例２，３のパージ式のグローブボックス１０Ｂに対しても、制御装置５は、圧力センサ１６の値を一定の範囲内に保ったまま、本体ボックス１内に充填された雰囲気ガスを空気に置換するように、開閉弁３３，３５、排出装置６等を制御してもよい。

変形例３では、排気流路３２に設けられた排出装置７に送風ファン７２が備えらえたが、例えば、空気流路３１に送風ファンを設けてもよい。送風ファンは、空気流路３１において開閉弁３３の上流側に設けられればよく、フィルタ３４と開閉弁３３との間に設けられてもよいし、フィルタ３４の上流側に設けられてもよい。この場合、排気流路３２の送風ファン７２はあってもよいし、なくてもよい。

変形例２，３のパージ式のグローブボックス１０Ｂでは、真空ポンプ６１が用いられていないが、変形例２，３のパージ式のグローブボックス１０Ｂに対して、実施形態と同様の排出装置６（真空ポンプ６１）を追加し、本体ボックス１を負圧にする大気置換モードを実行することもできる。この場合、空気供給装置４はあってもよいし、なくてもよい。

＜まとめ＞
以上説明したように、第１の態様に係るグローブボックス１００は、気密状の作業空間を有する本体ボックス１と、本体ボックス１内の雰囲気ガスを空気に置き換える大気置換装置３と、を備える。

この態様によれば、本体ボックス１内に充填された雰囲気ガスを、容易に空気に置換することができる。このため、本実施形態に係るグローブボックス１００によれば、本体ボックス１内のメンテナンス作業を行う際の準備が容易である。

第２の態様に係るグローブボックス１００では、第１の態様において、大気置換装置３は、本体ボックス１の内部の気体を排出する排気流路３２と、本体ボックス１の内部と大気とを通じさせる空気流路３１と、排気流路３２及び空気流路３１の各々に設けられた複数の開閉弁３３，３５と、排気流路３２に設けられ、排気流路３２の気体を排出方向へ送る排出装置６，７と、を有する。

この態様によれば、排出装置６，７よる本体ボックス１内の負圧により、空気を本体ボックス１内に取り込むことができる。

第３の態様に係るグローブボックス１００では、第２の態様において、排気流路３２に設けられた排出装置６，７が真空ポンプ６１である。

この態様によれば、排出装置６，７を別途設けることなく、グローブボックス１００が予め備える真空ポンプを利用することができ、コストダウンを図ることができる。

第４の態様に係るグローブボックス１００では、第２の態様において、排出装置６，７が、送風ファン７２を含む。

この態様によれば、簡略化した構成で、排出装置６，７を実現することができる。

第５の態様に係るグローブボックス１００では、第１の態様において、大気置換装置３は、本体ボックス１の内部の気体を排出する排気流路３２と、本体ボックス１の内部と大気とを通じさせる空気流路３１と、排気流路３２及び空気流路３１の各々に設けられた複数の開閉弁３３，３５と、空気流路３１における開閉弁３３よりも大気側に設けられ、空気流路３１を通して本体ボックス１に空気を送る空気供給装置４と、を有する。

この態様によれば、空気供給装置４から本体ボックス１内に送り込まれた空気により、本体ボックス１内の雰囲気ガスを排出することができるため、本体ボックス１内に充填された雰囲気ガスを、容易に大気に置換することができる。

第６の態様に係るグローブボックス１００では、第５の態様において、空気供給装置４が、コンプレッサ４１を含む。

この態様によれば、簡略化した構成で、大気置換装置３を実現することができる。

第７の態様に係るグローブボックス１００では、第５の態様において、空気供給装置４が送風ファンを含む。

この態様によれば、簡略化した構成で、大気置換装置３を実現することができる。

第８の態様に係るグローブボックス１００では、第２～７のいずれか１つの態様において、本体ボックス１内の圧力を測定する圧力センサ１６を更に備える。大気置換装置３は、圧力センサ１６からの電気信号に応じて複数の開閉弁３３，３５を制御する制御装置５を有する。制御装置５は、圧力センサ１６の値を一定の範囲内に保ったまま、本体ボックス１内に充填された雰囲気ガスを空気に置換するように、開閉弁３３，３５を制御する。

この態様によれば、本体ボックス１に対し、圧力による負担をできる限り減らすことができるため、真空式のグローブボックス１００（１０Ａ）だけでなく、パージ式のグローブボックス１００（１０Ｂ）も使用することができる。

第９の態様に係るグローブボックス１００の作動方法は、雰囲気ガスが充填される気密状の作業空間を有するグローブボックス１００の作動方法である。作動方法は、作業空間に対して空気を供給し、雰囲気ガスの排出流路（排気流路３２）を開放することで、作業空間内の雰囲気ガスを空気に置き換える。

この態様によれば、本体ボックス１内に充填された雰囲気ガスを、容易に大気に置換することができる。このため、本実施形態に係るグローブボックス１００によれば、本体ボックス１内のメンテナンス作業を行う際の準備が容易である。

第１０の態様に係るグローブボックス１００の作動方法は、雰囲気ガスが充填される気密状の作業空間を有するグローブボックス１００の作動方法である。作動方法は、作業空間内の雰囲気ガスを排出し、空気の供給流路（空気流路３１）を開放することで、作業空間に空気を取り込み、作業空間に充填された雰囲気ガスを空気に置き換える。

この態様によれば、本体ボックス１内の雰囲気ガスを、容易に大気に置換することができる。このため、本実施形態に係るグローブボックス１００によれば、本体ボックス１内のメンテナンス作業を行う際の準備が容易である。

１００ グローブボックス
１ 本体ボックス
１６ 圧力センサ
３ 大気置換装置
３１ 空気流路
３２ 排気流路
３３、３５ 開閉弁
３３１ 電磁弁
３５１ 逆止弁
３５２ 電磁弁
４ 空気供給装置
４１ コンプレッサ
５ 制御装置
６、７ 排出装置
６１ 真空ポンプ
６２ ポンプ

Claims (10)

1. 気密状の作業空間を有する本体ボックスと、
   前記本体ボックス内の雰囲気ガスを空気に置き換える大気置換装置と、
   を備える、
   グローブボックス。
2. 前記大気置換装置は、
   前記本体ボックスの内部の気体を排出する排気流路と、
   前記本体ボックスの内部と大気とを通じさせる空気流路と、
   前記排気流路及び前記空気流路の各々に設けられた複数の開閉弁と、
   前記排気流路に設けられ、前記排気流路の気体を排出方向へ送る排出装置と、
   を有する、
   請求項１に記載のグローブボックス。
3. 前記排気流路に設けられた前記排出装置が真空ポンプである、
   請求項２に記載のグローブボックス。
4. 前記排出装置が送風ファンを含む、
   請求項２に記載のグローブボックス。
5. 前記大気置換装置は、
   前記本体ボックスの内部の気体を排出する排気流路と、
   前記本体ボックスの内部と大気とを通じさせる空気流路と、
   前記排気流路及び前記空気流路の各々に設けられた複数の開閉弁と、
   前記空気流路における前記開閉弁よりも大気側に設けられ、前記空気流路を通して前記本体ボックスに空気を送る空気供給装置と、
   を有する、
   請求項１に記載のグローブボックス。
6. 前記空気供給装置がコンプレッサを含む、
   請求項５に記載のグローブボックス。
7. 前記空気供給装置が送風ファンを含む、
   請求項５に記載のグローブボックス。
8. 前記本体ボックス内の圧力を測定する圧力センサを更に備え、
   前記大気置換装置は、前記圧力センサからの電気信号に応じて前記複数の開閉弁を制御する制御装置を有し、
   前記制御装置は、前記圧力センサの値を一定の範囲内に保ったまま、前記本体ボックス内の雰囲気ガスを空気に置換するように、前記開閉弁を制御する、
   請求項２から７のいずれか一項に記載のグローブボックス。
9. 雰囲気ガスが充填される気密状の作業空間を有するグローブボックスの作動方法であって、
   前記作業空間に対して空気を供給し、前記雰囲気ガスの排出流路を開放することで、前記作業空間内の前記雰囲気ガスを空気に置き換える、
   グローブボックスの作動方法。
10. 雰囲気ガスが充填される気密状の作業空間を有するグローブボックスの作動方法であって、
    前記作業空間内の前記雰囲気ガスを排出し、空気の供給流路を開放することで、前記作業空間に空気を取り込み、前記作業空間に充填された前記雰囲気ガスを空気に置き換える、
    グローブボックスの作動方法。

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