JP4130518B2

JP4130518B2 - 気密装置

Info

Publication number: JP4130518B2
Application number: JP32774299A
Authority: JP
Inventors: 雅史山田; 直也江沢; 信義藤本; 敏之天野
Original assignee: Hitachi Ltd; Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP2001141058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気密装置の改良に係わり、特に内部機器が、気密ケースに着脱自在に固定され、開閉扉を介して交換されるように形成されている気密装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に採用されているこの種の気密装置は、内部に例えば計測機器などの内部機器が配置された気密ケースを備え、これらの内部機器を気密ケースの側壁に設けられているグローブを介して操作あるいは作業をするようにしているが、このように形成されている気密装置は、グローブおよびグローブ取付け部の気密性を永年保つことが難しく、またグローブを介しての作業あるいは操作にはその自由度に限界があり、操作性に制限がある嫌いがある。
【０００３】
これに対して、これらの点が改良された気密装置として気密ケースの外部から信号を送り、制御するようにしたものがある。すなわち、気密ケースにこのケース壁を密封貫通して電力線や信号線を設けておくとともに、気密ケースの内部には機器とともに、機器を駆動あるいは制御する装置を設けておき、そして機器の制御は、これらの信号線を介して外部から行うようにするのである。
【０００４】
また、これらいずれの気密装置においても、この気密ケースの側壁に開閉扉が設けられており、この開閉扉を介して前記内部機器の交換あるいは補修が行われるように形成されているのが普通である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように形成されている気密装置，すなわち機器の制御を信号線を介して外部から行うようにした気密装置では、運転中においては、特に問題になることはないのであるが、しかし、この気密装置でも、前述したように内部機器の交換は開閉扉を開放し、その開口部を介して行なわれることから、比較的狭い空間を介しての内部機器の移動および所定位置の取付け固定あるいは取外し作業が難しくこれらの作業に多くの時間が費やされる嫌いがあった。
【０００６】
本発明はこれに鑑みなされたもので、その目的とするところは、ケース内部に配置されている内部機器の交換，すなわち内部機器の着脱が、短時間にかつ特殊な操作をすることなく容易にすることができるこの種の気密装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、開閉扉を有する気密ケースと、この気密ケースの内部に配置され、かつ外部より制御される機器とを備え、前記機器が、前記気密ケースの内壁に着脱自在に固定されるとともに、前記開閉扉を介して交換されるように形成されている気密装置において、前記気密ケースの内壁面に、この内壁面と所定の間隔をもって配置されたレール状ガイドを設けるとともに、前記内部機器に、前記レール状ガイドと気密ケースの内壁間に嵌合される突堤を設け、前記内部機器の突堤部を、前記ガイドとケースの内壁面との間隙に沿って挿入させ、前記内部機器が所定位置に案内係止されるようにし所期の目的を達成するようにしたものである。
【０００８】
また本発明は、開閉扉を有する気密ケースと、この気密ケースの内部に配置され、かつ外部より電気的に制御される機器とを備え、前記機器が、前記気密ケースに着脱自在に固定されるとともに、前記開閉扉を介して交換されるように形成されている気密装置において、前記気密ケースの底壁面に、前記開閉扉側からケースの奥方向にのび、かつ底壁面と所定の間隔をもって配置されたレール状ガイドを設けるとともに、気密ケースの奥側の壁面に、電力供給または信号授受が行われる電気コネクタを設け、かつ前記内部機器に前記レール状ガイドと気密ケースの内壁面に嵌合される突堤を設けるとともに、内部機器の側部に、前記ケース壁面の電気コネクタと嵌め合わせられる電気コネクタを設け、前記内部機器の突堤部を、前記ガイドとケースの内壁面との間隙に沿って挿入させ、内部機器が所定位置に案内係止されるとともに、前記電気コネクタの嵌め合いが同時に行われるように形成したものである。
【０００９】
また、この場合、前記レール状ガイドの内部機器が挿入される側の端部を、その端部に向かう程、ガイドとケースの内壁面との間隙が次第に拡大するように形成したものである。また、前記内部機器側に設けられている電気コネクタを、多少上下左右に自由に移動可能に形成したものである。また、前記内部機器が、光源装置を備えた顕微鏡であり、かつレンズの切換が外部からの信号により制御されるものに適用するようにしたものである。また、前記光源装置を、前記気密ケースの側壁を貫通して設けるとともに、光源装置の光源を冷却する冷却水装置を、気密ケース外部となる位置に配置するようにしたものである。
【００１０】
すなわちこのように形成された気密装置であると、気密ケースの内壁面に、この内壁面と所定の間隔をもって配置されたレール状ガイドが設けられ、また内部機器側には前記レール状ガイドと気密ケースの内壁面間の隙間嵌合される突堤が設けられ、そしてこの内部機器の突堤部を、前記ガイドとケースの内壁面との間隙に沿って装出入させることにより、内部機器は所定位置に案内され、かつ係止されるので、この内部機器をガイドに合わせて移動するだけで、内部機器は周囲のケース壁に擦る恐れもなく所定の位置に配置、あるいは所定の位置から気密ケース外部に取り出すことができ、内部機器の交換を、短時間にかつ容易に行うことができるのである。それも、特殊な工具や特殊な操作をすることなく行うことができるのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１にはその気密装置が断面で示されている。１００が気密ケースであり、２００が顕微鏡，すなわち内部機器、３００が制御装置、４００が通信装置である。気密ケース１００は、その側壁部に開閉可能な開閉扉（気密扉）１１０を有している。この気密扉１１０はシール１１１を介して気密ケース１００に取付けられているため、閉めた状態では気密ケース内部は気密に保たれる。
【００１２】
また、気密ケース１００の内部には、ガイドレール１２０が設けられており、顕微鏡２００をガイドし、所定の位置に位置決めすることができる。すなわち、詳細は後述するが、顕微鏡２００に、前記ガイドレールと気密ケースの内壁間に嵌合される突堤が設けられ、この突堤部を、ガイドレールとケースの内壁面との間隙に沿って挿入させ、前記内部機器が所定位置に案内係止されるのである。
【００１３】
顕微鏡２００は、実験サンプル２２０を観察するための内部機器であり、この顕微鏡２００は実験サンプル２２０を固定し、所望の位置に移動可能なＸＺテーブル２１０、このテーブルを駆動するためのアクチュエータ２１１を備え、ステージ２１０には実験サンプル２２０の温度計測のための温度センサ２１２が取付けられている。この温度センサを使い、顕微鏡ステージの温度制御を行うことにより、環境温度に敏感な実験サンプル（例えば生体試料）を適切な温度に維持しながら実験、観察が可能となる。
【００１４】
また、顕微鏡２００には、実験サンプル２２０の画像を取り込むための対物レンズ２６１、この対物レンズが取付けられ、所望の倍率に対応する対物レンズを回転して選択できるリボルバ２６０、このリボルバを回転させるためのアクチュエータ２６２、対物レンズからの画像を撮像するためのカメラ２６３を備えている。この画像信号は信号ライン２６４を経て電気コネクタ２４０に導かれる。また、顕微鏡には操作スイッチ２５０が設けられており、先に述べたＸＺステージ２１０の操作やリボルバ２６０の回転、カメラ２６３の画像の操作等を行うことができる。
【００１５】
なお、この操作信号２４２は電気コネクタ２４０および１４０を介して、外部に設置された制御装置３００に接続されている。なお、電気コネクタ１４０には位置決めピン１４１が設けてあり、顕微鏡２００をガイドレール１２０に沿って挿入した時点で、ガイドピン１４１の先端が相手方の電気コネクタ２４０に設けられたガイド穴（本図では図示省略）に挿入され、さらに顕微鏡を挿入することにより、電気コネクタ２４０および１４０はガイドピン１４１により位適切に置決めされ、コネクタの接続が完了する。
【００１６】
なお、電気コネクタ１４０は気密ケース１００に固定されているが、電気コネクタ２４０は顕微鏡２００に対して適切なガタを持たせて取付けられている。すなわち、電気コネクタが、多少上下左右に自由に移動可能に形成されている。このため、顕微鏡２００をガイドレール１２０に沿って位置決めした際に発生する位置決め誤差は吸収され、円滑なコネクタ結合を実現することができる。
【００１７】
さらに顕微鏡２００には、光源装置が気密ケースの側壁を貫通して設けられている。すなわち外部から光を取り込むための受光口２３０が備えられており、顕微鏡２００をガイドレール１２０に沿って挿入し、位置決めすることにより、受光口２３０は気密ケース１００の奥に設置された光源口１３５に嵌合し、外部光源から発せられた光を顕微鏡２００に導くことができる。
【００１８】
光源１３０にはランプ１３３およびこのランプに電源を供給するための電源配線１３４が接続されている。また、光源にはランプ１３３の発熱による過熱を防ぐため、水冷ジャケット１３１および水配管１３２が設けられている。ここで冷却ジャケットを気密ケース１００の外部に設置することにより、気密ケース内への冷却水の漏洩を防止できる。また、光源からの発熱により、温度的にデリケートな実験サンプル２２０（例えば、生体試料）を好ましい飼育環境に保つことができる。
【００１９】
制御装置３００には顕微鏡を操作するための外部スイッチ３１０が設けられており、顕微鏡２００の操作を気密ケース１００の外から行うことができる。気密ケース１００は通常、実験サンプル２２０の操作や顕微鏡２００の操作のため、外部から人間がグローブ（図示省略）を介して行うが、操作スイッチを外部に設けることで、グローブを介すことなく、外部から容易に顕微鏡を操作することが可能となる。
【００２０】
さらに制御装置３００を信号ライン３２０を介して通信装置４００に接続することにより、気密ケース内の顕微鏡を、遠隔操作することが可能となる。例えば、気密ケース１００を宇宙ステーションに設置し、地上から軌道上の顕微鏡を操作することが可能となる。
【００２１】
次に図２および図３を用いて顕微鏡２００を気密ケース１００に位置決めする方法について説明する。図２に示されているように、顕微鏡２００には突堤２０８が設けられており、この突堤のＹ１面２０１は顕微鏡２００のＹ方向（奥行き方向、座標系を図２中に示す）の位置基準となる、底面２０２は顕微鏡２００のであり顕微鏡のＺ方向（高さ方向）の基準面である。また、Ｚ１面２０３は顕微鏡２００の浮き上がりを防止するためのストッパの役目を果たし、Ｘ１面２０４は、顕微鏡をＸ方向（横方向）に位置決めするための役目を果たす。
【００２２】
次に図３において、ガイドレール１２０は気密ケース１００に設けられ、顕微鏡２００を案内し、位置決めするための機構である。ガイドレール１２０は開口部ｈ３を有し、テーパ面１２３を経て高さｈ２のＺ２面１２２に連なる。ここで図２で説明した顕微鏡２００をガイドレール１２０の開口部から挿入すると、顕微鏡底面２０２は気密ケース底面１０１の上を滑りながら挿入される。
【００２３】
このとき、顕微鏡のＺ１面２０３はガイドレールのＺ２面１２３に案内され、次いでＺ２面１２２にガイドされ、顕微鏡のＹ１面がガイドレール１２０のＹ２面１２１に当たり、Ｙ方向の位置決めが完了し、これと同時にＺ方向の位置決めも完了する。また、この過程で、顕微鏡のＸ１面２０４はガイドレールのＸ２面１２４にガイドされながら挿入されるため、Ｘ方向の位置決めもなされる。以上の原理により、顕微鏡２００はＸＺの３方向について、気密ケース１００に位置決めされる。
【００２４】
次に、図４を用いて電気接続の方法を説明する。この図において、１００は気密ケース、２００は顕微鏡であり、前述の方法により、顕微鏡を挿入している途中の状態を示している。ここで顕微鏡２００は電気コネクタ２４０を有しており、これはバネ２４４により弾性的に顕微鏡２００に取付けられている。コネクタ２４０には電気接点のオスに当たるピン２４３を有している。ピン２４３は顕微鏡２００内の機器に信号ライン２４２で接続されている。
【００２５】
一方、気密ケースには電気コネクタ１４０が取付けられており、コネクタ１４０は位置決めピン１４１、電気接点のメスに当たるソケット１４３を有している。ここで、顕微鏡２００をさらに挿入すると、位置決めピン１４１が位置決め穴２４１に挿入され、電気コネクタ２４０および１４０の相対位置を合せ、さらに挿入することによりピン２４３がソケット１４３に挿入され電気的接続が完了する。ここで、コネクタ同志を正しく位置決めするために、気密ケース１００側は、Ｚ方向の位置基準面１０１からコネクタ１４０の位置決めピン１４１までの高さＨ２と、顕微鏡側の位置決め基準面２０２から電気コネクタ２４０の位置決め穴２４１までの高さＨ１を等しく設定することにより、Ｚ方向のコネクタ同志の位置を合せることができる。
【００２６】
また、これと同様に図示は省略するが、Ｘ方向についても気密ケース１００、顕微鏡２００の各々の基準面とそれぞれの電気コネクタの位置決めピン及び位置決め穴までの寸法を等しくすることにより、位置決めが可能である。なお、Ｙ方向については、顕微鏡２００のＹ１面が気密ケースのＹ２面に当たり、Ｙ方向の位置決めが完了した時点で、電気コネクタ１４０と２４０の勘合が完了する位置関係となるよう、コネクタを設置すれば良い。
【００２７】
以上説明してきたようにこのように形成された内部機器の交換機能および制御機能を有する気密装置であると、次のような効果がある。
【００２８】
（１）気密装置内に内部機器を短時間に、かつ特殊な操作をすることなく容易に着脱自在に設置することができる。
【００２９】
（２）内部機器に必要なリソースを気密装置外部から供給でき、内部機器の運転に必要な付属機器を気密装置の外部に設置できるため、高機能な内部機器、例えば位相差・蛍光顕微鏡等の高機能装置を気密装置に収納して運転することができる。
【００３０】
（３）内部機器の運転に必要な付属機器を気密ケースの外部に設置できるため、気密ケースを小型化できる。
【００３１】
（４）同様に内部機器の運転に必要な付属機器を気密ケースの外部に設置できるため、気密装置内での電源ノイズ、光源を冷却するための冷却水の漏洩の心配がなくなり、気密装置内の汚染、実験試料への悪影響を防ぐことができる。
【００３２】
（５）内部機器の操作が気密装置内部だけでなく、気密装置の外部または遠隔地からでも操作可能となるため操作性が向上するのである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、ケース内部に配置されている内部機器の交換，すなわち内部機器の着脱が、短時間にかつ特殊な操作をすることなく容易にすることができるこの種の気密装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気密装置の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の気密装置の内部機器を示す側面および正面図である。
【図３】本発明の気密装置のガイドレール形状の一例を示す側面および正面図である。
【図４】本発明の気密装置の他の実施例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１００…気密ケース、１２０…ガイドレール、１３０…光源（光源装置）、１３２…水配管、１３５…光源口、１４０…電気コネクタ、２００…顕微鏡、２０８…突堤、２３０…受光口、２４０…電気コネクタ、３００…制御装置、４００…通信装置。

Claims

開閉扉を有する気密ケースと、該気密ケースの内部に配置され、かつ外部より制御される機器とを備え、前記機器が、前記気密ケースの内壁に着脱自在に固定されるとともに、前記開閉扉を介して交換されるように形成されている気密装置において、
前記気密ケースの内壁面に、該内壁面と所定の間隔をもって配置されたレール状ガイドを設けるとともに、前記内部機器に、前記レール状ガイドと気密ケースの内壁間に嵌合される突堤を設け、前記内部機器の突堤部を、前記ガイドとケースの内壁面との間隙に沿って挿入させ、前記内部機器が所定位置に案内係止されるようにしたことを特徴とする気密装置。
開閉扉を有する気密ケースと、該気密ケースの内部に配置され、かつ外部より電気的に制御される機器とを備え、前記機器が、前記気密ケースに着脱自在に固定されるとともに、前記開閉扉を介して交換されるように形成されている気密装置において、
前記気密ケースの底壁面に、前記開閉扉側からケースの奥方向にのび、かつ底壁面と所定の間隔をもって配置されたレール状ガイドを設けるとともに、気密ケースの奥側の壁面に、電力供給または信号授受が行われる電気コネクタを設け、かつ前記内部機器に前記レール状ガイドと気密ケースの内壁面に嵌合される突堤を設けるとともに、内部機器の側部に、前記ケース壁面の電気コネクタと嵌め合わせられる電気コネクタを設け、前記内部機器の突堤部を、前記ガイドとケースの内壁面との間隙に沿って挿入させ、内部機器が所定位置に案内係止されるとともに、前記電気コネクタの嵌め合いが同時に行われるように形成したことを特徴とする気密装置。
前記レール状ガイドの内部機器が挿入される側の端部が、その端部に向かう程、ガイドとケースの内壁面との間隙が次第に拡大するように形成されたものである請求項１または２記載の気密装置。
前記ケース側に設けられている電気コネクタが、多少上下左右に自由に移動可能に形成されたものである請求項１または２記載の気密装置。
前記内部機器が、光源装置を備えた顕微鏡であり、かつレンズの切換が外部からの信号により制御されるものである請求項１，２または３記載の気密装置。
前記光源装置が、前記気密ケースの側壁を貫通して設けられるとともに、光源装置の光源を冷却する冷却水装置が、気密ケース外部となる位置に配置されたものである請求項５記載の気密装置。