JP6539159B2 - グローブボックス用蓋 - Google Patents

Description

本発明は、グローブボックスのグローブ装着用の開口部に取り付けられるグローブボックス用蓋に関する。

従来、大気中とは異なる環境で部品の製造や実験などを行う道具として、グローブボックスが開発されている。
図８Ａ及び図８Ｂは、グローブボックスの概略構成を示す図である。グローブボックス１００は、透明なアクリル板などで形成された筐体であり、内部の気密性が保たれる構成になっている。グローブボックス１００の内部には、例えば工作機械１９０が配置される。工作機械１９０の例としては、半導体チップを接合する接合装置等が挙げられる。グローブボックス１００の内部に窒素ガスなどの不活性ガスを充填させた上で、接合装置を用いて接合作業を行うことで、接合作業中の半導体チップの酸化を防ぐことができる。

グローブボックス１００には、柔軟性を有する樹脂よりなるグローブ１７０，１８０が取り付けられている。すなわち、図８Ａに示すように、グローブボックス１００の側面には、直径２０cm程度の円形の穴が設けられた開口部１１０，１２０を設ける。そして、図８Ｂに示すように、その開口部１１０，１２０の円筒状の壁部１１１，１２１に、柔軟性を有する樹脂製のグローブ（手袋）１７０，１８０を取り付ける。壁部１１１，１２１の先端にはフランジ部１１２，１２２が形成され、壁部１１１，１２１に取り付けられたグローブ１７０，１８０が外れるのを防ぐようにしている。なお、壁部１１１，１２１にグローブ１７０，１８０を取り付ける際には、Ｏリング（不図示）などを使用して壁部１１１，１２１とグローブ１７０，１８０との間に隙間が生じないようにする。

図８Ｂでは、手の形状をしたグローブ１７０，１８０の先端部１７１，１８１が外側に伸びた状態を示す。この状態から、図８Ｂに仮想線で示すように、グローブ１７０，１８０を反転させて、開口部１１０，１２０からグローブボックス１００の内部に挿入した状態とする。この状態で、作業者は、左右の手をグローブ１７０，１８０に挿入することで、工作機械１９０などに触れることができる。したがって、作業者は、工作機械１９０の調整作業などを手作業で行うことができる。

特許文献１には、グローブボックスの一例が記載されている。

特許第２８０２２４０号公報

グローブボックス１００の内部には窒素ガスなどの不活性ガスが充填されているため、グローブ１７０，１８０の内側は不活性ガスと常時触れた状態である。このため、グローブボックス１００に取り付けられたグローブ１７０，１８０は、不活性ガスの影響で劣化が激しいという問題がある。

グローブ１７０，１８０の劣化を防ぐためには、開口部１１０，１２０に蓋をすることが考えられる。例えば、特許文献１に記載されたグローブボックスでは、グローブが装着される開口部に、内側から蓋を取り付ける例が記載されている。この例では、開口部の内側に蓋が取り付けられることで、グローブボックス１００に不活性ガスが充填された状態を維持したままで、開口部からグローブを取り外して交換することが可能になる。また、開口部に蓋が取り付けられることで、不活性ガスによるグローブの劣化を防ぐことができる。

ところが、図８Ａに示すようなグローブボックス１００の開口部１１０，１２０に内側から蓋を取り付ける作業は、非常に作業性が悪いという問題がある。すなわち、グローブ１７０，１８０の内側に蓋を取り付ける作業は、作業者がグローブ１７０，１８０に挿入した手で行うため、片手での作業となり、かつグローブ１７０が介在するために細かい操作ができないという問題があった。

また、従来のグローブボックス用の蓋は、開口部の内側から嵌めるように取り付けるものであるため、予めグローブボックス１００の内部に蓋を配置しておく必要がある。従来、開口部１１０を使用して蓋をグローブボックス１００の外側に取り出すことはできず、メンテナンスなどのために蓋をグローブボックスから取り出すためには、グローブ用の開口部とは別の作業用の取り出し口を設ける必要があった。このため、グローブボックス１００の構成が複雑化するという問題があった。

本発明は、グローブが取り付けられた状態で蓋をすることが容易にできると共に、グローブボックスの外側に取り出すことが容易にできるグローブボックス用蓋を提供することを目的とする。

本発明のグローブボックス用蓋は、グローブボックスに設けられた、グローブが装着されるための所定の径の開口部に取り付けられるグローブボックス用蓋である。
そして、本発明のグローブボックス用蓋は、以下の各部材を備える。
すなわち、開口部の所定の径よりも若干小さな径の第１蓋部材と、第１蓋部材の中心に取り付けられネジ山が形成されたネジ部材と、ネジ部材のネジ山に嵌るネジ孔を中心に有し第１蓋部材と同じ径の第２蓋部材と、第１蓋部材と第２蓋部材との間の周縁部に第１蓋部材と第２蓋部材とで挟まった状態で配置される所定の厚さのパッキンと、ネジ部材に取り付けられたハンドルとを備える。
そして、ハンドルの回転により軸部材が回転することで、第１蓋部材と第２蓋部材との間の隙間が変化してパッキンの厚さが変化することで、第１蓋部材と第２蓋部材との間の周縁部からのパッキンの外側への突出量が変化し、開口部の壁面との間の隙間が塞がるようにしたものである。

本発明によれば、グローブボックス用蓋を開口部に配置した状態で、ハンドルを回転させる操作を行うことで、パッキンの外側への突出量を変化させるだけで、グローブボックス用蓋と開口部との間の隙間を塞ぐことができるようになる。したがって、作業者がグローブに挿入した片方の手だけを使用して、簡単に蓋を開閉させる操作ができるようになる。
また、本発明によれば、第１蓋部材と第２蓋部材との間の隙間が大きい状態のときには、グローブボックス用蓋の外形サイズが、開口部の直径よりも小さくなる。このため、グローブボックス用蓋が開口部を通過できるサイズにすることができ、グローブボックス用蓋の取り外しや交換が、グローブ用の開口部を使用して簡単にできるようになる。

本発明の一実施の形態例によるグローブボックス用蓋の構成例を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、第１蓋部材と第２蓋部材との間隔を広くした状態を示す。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、第１蓋部材と第２蓋部材との間隔を狭めた状態を示す。 本発明の一実施の形態例によるグローブボックス用蓋を開口部に装着した状態の例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態例によるグローブボックス用蓋を開口部に装着した状態で、第１蓋部材と第２蓋部材との間隔を広くした場合の例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態例によるグローブボックス用蓋を開口部に装着した状態で、第１蓋部材と第２蓋部材との間隔を狭くした場合の例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態例によるグローブボックス用蓋を開口部から取り出す際の例を示す斜視図である。 グローブボックス全体の概略構成例を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施の形態例のグローブボックス用蓋を説明する。

［１．グローブボックス用蓋の構成例］
図１は、グローブボックス用蓋２００の構成例を示す斜視図である。また、図２及び図３は、グローブボックス用蓋２００の断面を示す。図２と図３は、グローブボックス用蓋２００の同じ位置の断面を示すが、２枚の蓋部材（後述する第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０）の間隔が図２と図３とで相違する。
グローブボックス用蓋２００は、図８で説明したグローブボックス１００のグローブ取り付け用の開口部１１０，１２０に装着されるものである。以下の説明では、一方のグローブ取り付け用の開口部１１０にグローブボックス用蓋２００が取り付けられる状態を説明するが、他方のグローブ取り付け用の開口部１２０についても、同じ形状のグローブボックス用蓋２００が取り付けられる。

この例では、開口部１１０，１２０は、例えば直径２０cmから３０cm程度の片手が入る程度のサイズである。
グローブボックス用蓋２００は、２枚の円形の蓋部材２１０，２２０を重ねた形状である。すなわち、グローブボックス用蓋２００は、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０とを備える。第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０は同じサイズの円形形状であり、開口部１１０，１２０よりも若干小さなサイズである。例えば、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０の直径は、開口部１１０，１２０の直径よりも数mm程度小さく形成される。第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０は、例えばアルミやステンレスなどの金属板で構成される。

第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０は、ハンドル２４０が取り付けられたネジ部材２４１で連結される。すなわち、図２及び図３に断面で示すように、第１蓋部材２１０の一方の面の中央のネジ取り付け部２１１に、ネジ山が形成されたネジ部材２４１が回転可能に取り付けられる。そして、第２蓋部材２２０の中央にはネジ孔２２１が形成され、第２蓋部材２２０のネジ孔２２１が、第１蓋部材２１０に取り付けられたネジ部材２４１に挿通される。
ネジ部材２４１の先端にはハンドル２４０が取り付けられる。このハンドル２４０を回転させることで、ネジ部材２４１が回転し、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間の間隔（図２でのＨ１，図３でのＨ２）が変化する。

第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間の周縁部には、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０とで挟まった状態で、パッキン２３０が配置される。パッキン２３０は、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間の周縁部全体に環状で隙間なく配置される。パッキン２３０は、例えば中空形状のゴムで形成される。中空形状とするのは一例であり、パッキン２３０として中空でないゴムを使用してもよい。

図２及び図３に示すように、第１蓋部材２１０の一方の面（第２蓋部材２２０と対向した面）の縁から若干内側の位置には、突条部２１２が形成される。同様に、第２蓋部材２２０の一方の面（第１蓋部材２１０と対向した面）の縁から若干内側の位置には、突条部２２２が形成される。
これら突条部２１２，２２２が形成されることで、パッキン２３０が第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間の周縁部に保持される。ここで、パッキン２３０は、比較的厚さが厚いゴムで形成され、図２及び図３に示すように、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０の縁から幅Ｗ１，Ｗ２だけ外側に突出するように配置される。

パッキン２３０の突出幅Ｗ１，Ｗ２は、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔Ｈ１，Ｈ２により変化する。すなわち、図２に示すように、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔Ｈ１が比較的大きい場合には、パッキン２３０が弱い力で挟まった状態であり、突出幅Ｗ１が小さい。一方、図３に示すように、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔Ｈ２が比較的狭い場合には、パッキン２３０が強い力で挟まって、パッキン２３０が潰れた状態であり、突出幅Ｗ２が大きい。

この図２に示す突出幅Ｗ１が小さい状態と図３に示す突出幅Ｗ２が大きい状態は、ハンドル２４０を回転させることで、簡単に切り替えることができる。すなわち、ハンドル２４０が回転することで、ハンドル２４０に固定されたネジ部材２４１が回転し、ネジ部材２４１にネジ孔２２１が挿通された第２蓋部材２２０と、第１蓋部材２１０との間隔Ｈ１，Ｈ２が変化する。

なお、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔が変化可能な範囲は、何らかの規制部材で制限するようにしてもよい。すなわち、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔が最も広い状態を、図２に示す間隔Ｈ１に規制し、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔が最も狭い状態を、図３に示す間隔Ｈ２に規制する部材を、第１蓋部材２１０又は第２蓋部材２２０に配置するようにしてもよい。

また、図１に示すように、第１蓋部材２１０の外側に露出した面（第２蓋部材２２０と対向していない面）には、３箇所にほぼ等間隔で板状の突起部材２３１，２３２，２３３を取り付ける。この突起部材２３１，２３２，２３３は、第１蓋部材２１０の縁から１cm程度だけ突出させる。

［２．グローブボックス用蓋を開口部に取り付けた状態］
図４は、グローブボックス用蓋２００をグローブボックス１００の開口部１１０に取り付けた状態を示す斜視図である。図４は、開口部１１０にグローブ１７０が未装着の状態を示す。
図４の例では、グローブボックス１００は、開口部１１０を構成する部材を含めて全て透明な材質で構成されている。したがって、グローブボックス用蓋２００の開口部１１０と重なる箇所についても、外側から見える状態になっている。

また、図５及び図６は、グローブボックス用蓋２００をグローブボックス１００の開口部１１０に取り付けた状態の断面図である。図５は、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔を広くした状態（すなわち図２と同じ状態）であり、図６は、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔を狭くした状態（すなわち図３と同じ状態）である。図５及び図６は、開口部１１０にグローブ１７０が装着された状態を示す。

グローブボックス用蓋２００は、通常、グローブボックス１００の内部に用意しておく。例えば、開口部１１０の近傍のグローブボックス１００内に、グローブボックス用蓋２００が配置される。グローブボックス１００の内部にグローブボックス用蓋２００が用意された状態では、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔は、広い状態（すなわち図２に示す状態）に設定しておく。
そして、開口部１１０をグローブボックス用蓋２００で塞ぐ際には、グローブ１７０（図８）を開口部１１０からグローブボックス１００の内部に入れた状態とし、グローブ１７０に挿入させた作業員の手で、グローブボックス用蓋２００を掴む。このとき作業員は、例えばハンドル２４０を掴む。

そして作業員は、ハンドル２４０を掴んだ状態で、開口部１１０に内側からグローブボックス用蓋２００を配置する。図５はこのときの様子を断面で示す。開口部１１０に内側からグローブボックス用蓋２００を配置した状態では、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔が広いため、パッキン２３０の突出幅Ｗ１が小さい状態（図２の状態）となり、開口部１１０の内壁１１１ｂとパッキン２３０との間に隙間が生じている。
なお、図４に示すように、グローブボックス用蓋２００の外側（図４での下側）には突起部材２３１，２３２，２３３が取り付けてあり、この突起部材２３１，２３２，２３３が開口部１１０の内側の縁と接触する。したがって、グローブボックス用蓋２００は、開口部１１０の最も奥側に位置するようになる。

このように図５に示す状態にグローブボックス用蓋２００が配置された後、作業者は、ハンドル２４０を回転させて、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔を狭くさせ、パッキン２３０の突出幅Ｗ２が大きい状態（図３の状態）に設定する。
このようにパッキン２３０の突出幅Ｗ２が大きい状態になることで、図５に示すように、開口部１１０の内壁１１１ｂとパッキン２３０との間が、隙間がない状態になり、グローブボックス用蓋２００が開口部１１０を完全に塞いだ状態になる。

このようにグローブボックス用蓋２００を使用してグローブボックス１００の開口部１１０を塞ぐことで、簡単な操作でグローブボックス１００の開口部１１０を塞ぐことができる。すなわち、図８に示すように開口部１１０にはグローブ１７０が取り付けられた状態であり、１つの開口部１１０には、グローブ１７０を介して片手だけしか入れられない。このため、片手で塞ぐ操作を行う必要があるが、具体的な操作としては、手でハンドル２４０を掴んで、開口部１１０の内側まで移動させると共に、ハンドル２４０を回転させるだけでよい。したがって、片手で簡単に開口部１１０を塞ぐ操作ができるようになる。
また、グローブボックス用蓋２００が開口部１１０を覆った状態から取り外す際には、取り付け時とは逆の手順でハンドル２４０を回転させてグローブボックス用蓋２００を外して、グローブボックス１００の内部に収めるようにすれば良く、取り外し時にも片手で簡単に作業ができる。

このように簡単に開口部１１０を塞ぐことができることで、グローブ１７０，１８０を使用した作業を行わないとき、蓋２００で塞がれない状態で放置されることを阻止できる。したがって、不活性ガスの影響でゴム製のグローブが劣化することを極力防止できるようになる。

［３．グローブボックス用蓋を開口部から取り出す例］
図７は、グローブボックス用蓋２００を取り外す際の状態を示す図である。
既に説明したように、グローブボックス用蓋２００の第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔が広い状態のときには、図５に示すように、開口部１１０の内壁１１１ｂとパッキン２３０との間に隙間が生じる。
したがって、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０との間隔が広い状態のときには、図７に示すように、開口部１１０を塞ぐ際の位置からほぼ９０°向きを変えて、グローブボックス用蓋２００をほぼ水平な状態にする。このような配置状態とすることで、開口部１１０の内壁１１１ｂと接触させずに、グローブボックス用蓋２００を外側に取り出すことができる。

なお、第１蓋部材２１０には、３箇所に突起部材２３１，２３２，２３３が取り付けられているが、突起部材２３１，２３２，２３３の配置位置と突出量を適切に設定することで、突起部材２３１，２３２，２３３が開口部１１０と接触することなく、グローブボックス用蓋２００を外側に取り出すことができる。例えば、図７に示すように、突起部材２３１が手前のほぼ中央になるように設定することで、他の２つの突起部材２３２，３３３も開口部１１０の内壁１１１ｂと接触しない状態で、グローブボックス用蓋２００を外側に取り出すことができる。

このように開口部１１０を使って、グローブボックス用蓋２００を外側に取り出せるので、グローブボックス１００には、グローブが取り付けられる開口部１１０とは別に、蓋の取り出し口を設ける必要がなく、それだけグローブボックス１００の構成を簡単にすることができる。

［４．変形例］
なお、上述した実施の形態例では、パッキン２３０として、第１蓋部材２１０と第２蓋部材２２０の間の縁部に環状に配置した。これに対して、例えばパッキン２３０として、第１蓋部材２１０や第２蓋部材２２０と同様の円形形状で所定の厚さのシート状の部材としてもよい。円形のシート状のパッキンの場合には、中央にネジ部材２４１を通過させる孔を設ける。
このようなシート状のパッキンとした場合には、第１蓋部材２１０や第２蓋部材２２０に、突条部２１２，２２２を設ける必要がない。

また、上述した実施の形態例で、グローブボックス用蓋２００の３箇所に突起部材２３１，２３２，２３３を配置するのは一例であり、３箇所以外の複数箇所に同様の突起部材を配置するようにしてもよい。例えば第１蓋部材２１０の周縁の１８０°対向した２箇所にだけ、突起部材を配置するようにしてもよい。あるいは、図７に示すようにグローブボックス用蓋２００を開口部１１０から外側に取り出す必要がない場合には、同様の突起部材を第１蓋部材２１０に４箇所以上配置してもよい。
あるいはまた、第１蓋部材２１０に突起部材を設けないようにしてもよい。
また、図１など示したハンドル２４０の形状についても一例を示すものであり、グローブ１７０を装着した手で回すことが可能なハンドルに相当する部材であれば、その他の形状でもよい。

また、図８に示したグローブボックス１００は、本発明が適用されるグローブボックスの概略構成を示したものであり、本発明のグローブボックス用蓋は、様々な用途や形態のグローブボックスに適用が可能である。グローブボックスの内部に窒素ガスを充填させる点についてもグローブボックスの使用態様の一例であり、その他のガスを充填させて、グローブボックス内で作業や実験などを行うものに本発明を適用してもよい。

１００…グローブボックス、１１０，１２０…開口部、１１１，１２１…壁部、１１１ａ…端面、１１１ｂ…内壁、１１２，１２２…フランジ部、１７０，１８０…グローブ、１７１，１８１…先端部、１７１Ｒ，１８１Ｒ…反転した先端部、１９０…工作機械、２００…グローブボックス用蓋、２１０…第１蓋部材、２１１…ネジ取り付け部、２１２…突条部、２２０…第２蓋部材、２２１…ネジ孔、２２２…突条部、２３０…パッキン、２３１，２３２，２３３…突起部材、２４０…ハンドル、２４１…ネジ部材

Claims (3)

1. グローブボックスに設けられた、グローブが装着されるための所定の径の円形の開口部に取り付けられるグローブボックス用蓋であって、
   前記開口部の所定の径よりも若干小さな径の第１蓋部材と、
   前記第１蓋部材の中心に取り付けられ、ネジ山が形成されたネジ部材と、
   前記ネジ部材のネジ山に嵌るネジ孔を中心に有し、前記第１蓋部材と同じ径の第２蓋部材と、
   前記第１蓋部材と前記第２蓋部材との間の周縁部に、前記第１蓋部材と前記第２蓋部材とで挟まった状態で配置された所定の厚さのパッキンと、
   前記ネジ部材に取り付けられたハンドルとを備え、
   前記ハンドルの回転により前記ネジ部材が回転することで、前記第１蓋部材と前記第２蓋部材との間の隙間が変化して前記パッキンの厚さが変化することで、前記第１蓋部材と前記第２蓋部材との間の周縁部からの前記パッキンの外側への突出量が変化し、前記開口部の壁面との間の隙間が塞がるようにした
   グローブボックス用蓋。
2. 前記第１蓋部材の前記第２蓋部材と対向した面とは反対側の面の２箇所又は３箇所に、前記開口部の内側の縁と接触する突起部材を設けた
   請求項１に記載のグローブボックス用蓋。
3. ２箇所又は３箇所に設けた前記突起部材は、前記第１蓋部材と前記第２蓋部材との間の隙間を大きくして、周縁部からの前記パッキンの外側への突出量を小さくした状態で、前記開口部の蓋をした状態からほぼ９０°向きを変えることで、前記第１蓋部材及び前記第２蓋部材を開口部から外側に取り出すことができるサイズ及び配置とした
   請求項２に記載のグローブボックス用蓋。
   

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