JP5467599B2 - 気密装置シャッタ開閉機構 - Google Patents

Description

本発明は、装置内部の気密性を確保・維持することが求められる気密装置の開口部をシャッタ板によって密閉するための気密装置シャッタ開閉機構に関する。

空気中では不安定な物質、放射性物質等の危険・有害な物質や薬品を取扱う場合等に、真空状態、不活性ガス注入状態で作業を行うことを可能とし、また、取扱者の安全を確保するためのグローブボックスが知られている。医薬品の試験や土壌分析、半導体等、様々な分野で活用されている。また、このようなグローブボックスに限らず、装置内部での目的物の洗浄等、その他様々な用途のため、装置を確実に密閉し、且つ、その密閉機能を長期に渡って維持することが求められる種々の密閉装置がある。
しかし、このような気密装置の開口部における隙間を確実に塞ぎ、且つ、そのような密閉機能を長期間維持することは、必ずしも容易ではない。

このような課題を解決するため、例えば、特許第３６２２８７３号のような手段が提供されている。この発明は、「ＩＣ試験用恒温槽」に関するものであり、搬入口を開閉するシャッタ板の先端部分にテーパ面を形成し、閉位置においてこのテーパ面に係合する係合子を設け、この係合子とテーパ面との係合によってシャッタ板を恒温槽の壁面に圧接させるとともに、シャッタ板を移動させる直線駆動手段との間に、シャッタ板を恒温槽の壁面と直交する方向に移動可能とする支持手段と、壁面から引き離す方向に偏倚力を与える偏倚手段とを設けたものである。
この発明によれば、シャッタ板は偏倚手段によって恒温槽の壁面から離れる方向に偏倚されるから、移動中は恒温槽の壁面に触れることはなく、閉位置に近い僅かな距離だけ、恒温槽の壁面に摺動し、摩耗の発生を極力少なくすることができる、また、閉位置に到達した状態でテーパ面が係合子と係合し、この係合によって恒温槽の壁面にシャッタ板を圧接させることができるとされている。

また、特許第２７５９８６７号の発明は、開口部にシール部材を装着し、ガイドレールの一方に駆動手段を設け、回転駆動軸、弾発手段等の多数の部材の連動により、シール部材を押圧して開口部を閉塞する、液槽のドア式気密閉塞装置を提供する。
同発明によれば、駆動手段の駆動力と、移動抑制手段の反力により閉塞蓋を強力に押圧して液槽の開口部を閉塞するようにしているから、液槽の開口部を効率的に閉塞することができ、また、移動時にシャッタ板がシール部材に接触しないようにしたので、シール部材の摩耗を防止することができ、寿命を延ばすことができるとされている。

特許第３６２２８７３号 特許第２７５９８６７号

しかし、特許文献１の発明においては、テーパ面が係合子に係合することにより、シャッタ板が徐々に壁面に圧接されるため、開閉時にやはり摺動摩耗を伴い、耐久性に乏しく、長期間に渡る気密性の維持を確保できない恐れがある。また、直線駆動手段とシャッタ板は、Ｌ字金具を介して一点で連結されているに過ぎないため、シャッタ板の開閉動作が不安定なものとなる。さらに、複数部材にテーパ加工を行えば、コストも嵩む。

また、特許文献２の発明においては、開口部を囲繞するシール部材を装着する必要があるから、そのためのコストや取付手間がかかる上、駆動手段が液槽の片側に取付けられているため、回転駆動軸をその両側において支持する部材その他多数の部材が必要となり、構造が複雑となる。さらに、閉塞蓋をシール部材から離反させる弾発手段が設けられてはいるが、閉塞蓋の取付方向が、天井取付け、傾斜取付け等になった場合、蓋のがたつきを抑える手段がない。

そこで、本発明は、簡易な構造且つ低コストで、シャッタ板と気密装置壁面との僅かな隙間も確実に密閉し、繰返しの開閉に伴うシャッタ板と壁面との摩耗を低減し、あらゆる取付方向に対応可能な、気密装置のシャッタ開閉機構を提供することを目的とする。

本発明は、気密装置の開口部をシャッタ板によって密閉する気密装置シャッタ開閉機構であって、
ベースプレートと、シャッタ板と、該シャッタ板の支持手段と、シャッタ板ガイドレールと、直線駆動手段と、前記シャッタ板と直線駆動手段とを連結する連結アームと、連結アームガイドローラ及び連結アームガイドローラ用レールと、前記ベースプレートの閉位置側に設けられたストッパとからなり、
前記支持手段は、前記シャッタ板の側部に少なくとも１つずつ配置され、一端部に前記シャッタ板ガイドレールに嵌挿される支持手段ガイドローラを具え、他端部にその一端が前記シャッタ板に対して固定された弾性部材が連結され、前記シャッタ板に設けられた支持台に揺動可能に設置されてなり、
前記連結アームは、前記直線駆動手段の先端部との第１連結部及び前記シャッタ板との第２連結部が回動可能に構成され、
前記連結アームガイドローラは、前記連結アームの第１連結部に取付けられ、前記ベースプレート上に固定された前記連結アームガイドローラ用レールに嵌挿され、
前記直線駆動手段は、前記連結アームが直立状態となった時に作動する駆動規制手段を具え、
前記シャッタ板が前記ストッパに当接すると、前記直線駆動手段の伸長により前記連結アームが直立状態となって、前記シャッタ板が前記ベースプレートに押圧されるとともに、前記支持手段の揺動により前記弾性部材が伸長した状態で、前記駆動規制手段の作動により前記直線駆動手段の動作が停止されて密閉状態となり、
前記直線駆動手段の再作動と前記弾性部材の伸長に伴う偏倚力により、前記シャッタ板と前記ベースプレート間の押圧が解かれて再び開状態となることを特徴とする気密装置シャッタ開閉機構によって、上記課題を解決した。

本発明によれば、シャッタ板は、連結アームが直線駆動手段の伸長に伴い回動して直立状態となる動作を利用して、シャッタ板とベースプレートとを密着させるため、テーパ加工を施したり、テーパ部材を用いる必要がない。また、テーパ面を徐々に密着させることがないから、密閉の前後に摺動、摩耗を生じることがなく、耐久性が向上する。
そして、シャッタ板の移動距離は連結アームの構成により自在に調整可能であり、僅かな隙間も密閉することができる。また、複数箇所でシャッタ板を支持しているため、シャッタ板の開閉を安定的且つスムーズに行うことができる。
さらに、連結アームによる押圧力と支持手段に連結された弾性部材の弾性力によって密閉状態が維持されるから、水平、垂直、天井取付等、あらゆる取付方向に対応可能であり、シャッタ板の振動・がたつきを抑えることができる。また、密閉状態において、弾性部材が伸張することにより、シャッタ板をベースプレートから引離す方向に偏倚力が働いているから、スムーズに開状態に移行することができる。
本発明は、簡易な構造且つ低コストで、上記効果を奏する気密装置シャッタ開閉機構を提供する。

本発明の気密装置シャッタ開閉機構１０の上面図。 図１の２−２線における横断面図。 本発明の気密装置シャッタ開閉機構の構造及び作用を示す側面図であり、（ａ）はシャッタ板が閉位置且つ開状態にある図、（ｂ）は密閉状態を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の気密装置シャッタ開閉機構１０の平面図、図２は、図１の２−２線における横断面図である。
本発明の気密装置シャッタ開閉機構１０は、ベースプレート２０、シャッタ板３０、シャッタ板ガイドレール４０、直線駆動手段５０、シャッタ板３０と直線駆動手段５０とを連結する連結アーム６０、ストッパ７０、連結アームガイドローラ８０、連結アームガイドローラ用レール８２とを有する。ベースプレート２０は、気密装置開口部の壁面であり、直線駆動手段５０は、さらに駆動規制手段５２を具えている。
連結アームガイドローラ用レール８２は、図１，２に示すように、シャッタ板先端側のベースプレート２０上に設けられたレール支持台８４と、シャッタ板ガイドレール４０上に固定された門形部材８６によって固定されている。

図３は、本発明の気密装置シャッタ開閉機構の構造及び作用を示す側面図であり、（ａ）ではシャッタ板は閉位置にあるものの開状態であり、（ｂ）は密閉状態を示している。
図３（ａ）から分かるように、開状態において、シャッタ板３０は、支持手段３２及びシャッタ板ガイドレール４０によって、ベースプレート２０との間に一定の隙間Δが形成されるように、また、直線駆動手段５０の駆動に伴い気密装置の開口面に沿って平行移動できるように支持されている。本実施形態において、直線駆動手段５０はボールねじを用いた直線作動機である。

図３において、支持手段３２は、く字型アームを有するカムフォロアであり、その一端部３２ａに支持手段ガイドローラ３４を具えている。この支持手段ガイドローラ３４は、シャッタ板ガイドレール４０の溝に嵌挿されており、これによって、シャッタ板３０が直線駆動手段５０の駆動に伴い、ベースプレート２０との間に一定の隙間Δを維持しながらベースプレート２０上を平行移動できるようになっている。
本実施形態において、支持手段３２は、シャッタ板３０の両側部に２箇所ずつ、計４箇所に設けられているが、少なくとも、両側部に１箇所ずつ、計２箇所に設けられていればよい。密閉状態を確実に実現・維持するためには、本実施形態のように、４箇所に設けることが好ましい。

支持手段３２のアームの他端部３２ｂには、弾性部材３６が連結されている。本実施形態において、弾性部材３６はコイルばねである。弾性部材３６の他端は、シャッタ板３０上に設けられたアーム支持台３８の側面に固定されている。これにより、支持手段３２は、シャッタ板の開閉に伴い、揺動可能となっている。
アーム支持台はシャッタ板と一体的に形成されてもよく、この場合弾性部材はシャッタ板の側面に固定される。いずれにせよ、弾性部材はシャッタ板に対して固定されていればよい。

また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、連結アーム６０は、シャッタ板３０の上面に固定された連結アーム取付台６２を介して、シャッタ板３０と駆動手段５０のパワーシリンダ先端部とを連結しており、揺動可能となっている。
すなわち、連結アーム６０は、駆動手段５０先端部との第１連結部６４、連結アーム取付台６２との第２連結部６６とを有し、それぞれが回動可能なように構成されている。第１連結部６４には連結アームガイドローラ８０が取付けられており、これが連結アームガイドローラ用レール８２に嵌挿されている。そして、連結アーム６０は、通常時は駆動手段５０側に傾斜した状態で、連結アームガイドローラ用レール８２に沿ってガイドされるが、シャッタ板３０がストッパ７０に当接し、シャッタ板の進行が停止すると、駆動手段５０のさらなる伸長に伴い、第２連結部６６を支点として回動し、直立状態となるように構成されている。
連結アーム６０には、カム機構を用いてもよい。

以下、本発明の気密装置シャッタ開閉機構１０の作用を説明する。
シャッタ板３０は、図１の破線で示す開位置から、駆動手段５０の伸長によってベースプレート２０上を平行移動させられる。閉位置に至ると、シャッタ板３０の先端部が、ストッパ７０に当接するが、駆動手段５０はさらに伸長しシャッタ板を前方に押し続ける。このため、連結アーム６０は、連結アーム取付台６２との第２連結部６６を支点として回動し、次第に直立状態となる。

支持手段３２の一端部３２ａは、支持手段ガイドローラ３４を介して、シャッタ板ガイドレール４０の溝に嵌挿されているから、シャッタ板３０の動きはその限度で規制されている。また、連結アーム６０も、連結アームガイドローラ８０を介して、連結アームガイドローラ用レール８２によってガイドされるように構成されているため、図３における鉛直方向の動きが規制されている。このため、連結アーム６０が直立状態となるにつれ、シャッタ板３０は気密装置の開口側に押され、最終的にベースプレート２０に押圧され、気密装置は密閉状態となる。
シャッタ板３０がベースプレート２０側に押圧されるのに伴い、支持手段３２の他端部３２ｂも、ベースプレート２０側に引っ張られ、弾性部材３６のコイルばねを伸長させる。

連結アーム６０が直立状態となると、駆動手段５０に取付けられた駆動規制手段５２が作動し、駆動手段５０の動作を停止させる。本実施形態において、駆動規制手段５２は、連結アーム６０が直立状態となった時に動作するように設定されたリミットスイッチである。このリミットスイッチが作動し、連結アーム６０が直立となった状態で駆動手段５０の動作が停止するから、連結アーム６０による押圧力と弾性部材３６の弾性力によって密閉状態が維持される。これにより、シャッタ板の振動・がたつきを防ぐことができる。
また、図３に示すように、シャッタ板３０のベースプレートとの当接面に、シール部材９０を取付けると、密閉状態を確実にし、流体の漏れを防ぐことができる。シール部材としては、Ｏリング等を用いることができる。

次に、この密閉状態から再び開状態とするには、駆動手段５０を作動させて、連結アーム６０の直立状態を解き、図３（ａ）の傾斜状態とする。
上記のとおり、連結アーム６０を直立させて密閉状態とする際、支持手段３２の他端部３２ｂは、ベースプレート２０側に引っ張られ、これに伴い弾性部材３６のコイルばねが伸長しているから、支持手段３２には、シャッタ板３０をベースプレート２０から引離す方向に偏倚力が働いている。従って、密閉状態実現のためにシャッタ板３０及びベースプレート２０にかけられていた圧力はスムーズに解かれ、気密装置は再び開状態となる。連結アーム６０が通常の傾斜状態となった後、駆動手段５０が伸長した距離を戻ると、シャッタ板３０は、再び図１に破線で示した開位置に至る。

上記に実施形態として示した支持手段３２、弾性部材３６、アーム支持台３８、駆動手段５０、駆動規制手段５２、レール支持台８４、門形部材８６等は一例であって、その他種々の構成を採ることができる。

なお、シャッタ板３０の動作を閉位置で規制するストッパ７０は、潤滑性のある樹脂材や表面処理材、軸受を具えた回動可能なものとすると、開状態・密閉状態間におけるシャッタ板３０の動作をさらにスムーズにすることができるため、好ましい。図示しているのは、軸受を具えた回動可能なストッパの一例である。
また、ベースプレート２０及び／又はシャッタ板３０の当接面に、シール部材を装着すると、密閉状態をさらに確実に実現・保持できるから、用途に応じて付加するとよい。本実施形態においては、シャッタ板３０がＯリングを具える構成を例示したが、これに限定されず、種々の構成を採ることができる。

１０：気密装置シャッタ開閉機構
２０：ベースプレート
３０：シャッタ板
３２：支持手段
３２ａ：支持手段一端部
３２ｂ：支持手段他端部
３４：支持手段ガイドローラ
３６：弾性部材
３８：支持台
４０：シャッタ板ガイドレール
５０：直線駆動手段
５２：駆動規制手段
６０：連結アーム
６２：連結アーム取付台
６４：第１連結部
６６：第２連結部
７０：ストッパ
８０：連結アームガイドローラ
８２：連結アームガイドローラ用レール

Claims (3)

1. 気密装置の開口部をシャッタ板によって密閉する気密装置シャッタ開閉機構であって、
   ベースプレートと、シャッタ板と、該シャッタ板の支持手段と、シャッタ板ガイドレールと、直線駆動手段と、前記シャッタ板と直線駆動手段とを連結する連結アームと、連結アーム用ガイドローラ及び連結アームガイドローラ用レールと、前記ベースプレートの閉位置側に設けられたストッパとからなり、
   前記支持手段は、前記シャッタ板の側部に少なくとも１つずつ配置され、一端部に前記シャッタ板ガイドレールに嵌挿される支持手段ガイドローラを具え、他端部にその一端が前記シャッタ板に対して固定された弾性部材が連結され、前記シャッタ板に設けられた支持台に揺動可能に設置されてなり、
   前記連結アームは、前記直線駆動手段の先端部との第１連結部及び前記シャッタ板との第２連結部が回動可能に構成され、
   前記連結アームガイドローラは、前記連結アームの第１連結部に取付けられ、前記ベースプレート上に固定された前記連結アームガイドローラ用レールに嵌挿され、
   前記直線駆動手段は、前記連結アームが直立状態となった時に作動する駆動規制手段を具え、
   前記シャッタ板が前記ストッパに当接すると、前記直線駆動手段の伸長により前記連結アームが直立状態となって、前記シャッタ板が前記ベースプレートに押圧されるとともに、前記支持手段の揺動により前記弾性部材が伸長した状態で、前記駆動規制手段の作動により前記直線駆動手段の動作が停止されて密閉状態となり、
   前記直線駆動手段の再作動と前記弾性部材の伸長に伴う偏倚力により、前記シャッタ板と前記ベースプレート間の押圧が解かれて再び開状態となることを特徴とする、
   気密装置シャッタ開閉機構。
2. 前記ベースプレート及び／又はシャッタ板の当接面に、シール部材が具えられている、請求項１の気密装置シャッタ開閉機構。
3. 前記ストッパが、軸、軸受、及び回動体からなる、請求項１又は２の気密装置シャッタ開閉機構。

Images