JP6925299B2 - 安全キャビネット - Google Patents

Description

本発明は、エアバリアによって外部からの汚染リスクを排除する安全キャビネットに関する。

従来、医療、製薬などの産業分野において、バイオハザード対策として、安全キャビネットが用いられている。安全キャビネットは、エアバリアを設け、一部に開口部を有する仕切られた空間内で作業をすることで、外部の雑菌から試料を保護することのできる隔離性能を有している。

本技術分野の背景技術として、特許文献１および特許文献２がある。特許文献１には、安全キャビネットの排気口と接続する連結部と、前記連結部と異なる、空気が流入する開口部と、排気ダクトを有する開放式ダクトを備える安全キャビネットであって、開放式ダクトを配置する空間の圧力と、開放式ダクト内の圧力の差を検出する差圧センサと、前記差圧センサの値の絶対値が、所定の閾値以下となったときに検出信号を出力する検出手段を備えることを特徴とする安全キャビネットが開示されている。また、特許文献２には、安全キャビネットの作業空間の背面壁または側面壁の一部および当該背面壁または側面壁から循環流路を隔てた安全キャビネットの本体後面壁または本体側面壁の一部それぞれに、作業者が双方の壁を見通すための透視窓を設け、透視窓の外側部分に表示装置を設置し、作業者は、安全キャビネットの前面開口部から腕を挿入し、前面シャッターから作業空間内を見ながら作業を行なう点が開示されている。

特開２０１７−０７８５２７号公報 特開２０１６−１６５２４９号公報

特許文献１および特許文献２に示すような、内部清浄度を維持し安全に作業を行うための安全キャビネットにおいては、作業者は、作業空間内の作業ステージ上で作業を行う。しかし、一般的に作業ステージはステンレス素材であり、作業ステージ面の汚染は目視確認しにくいという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、作業ステージ面の汚染をより明確に観測することができる安全キャビネットを提供することを目的とする。

本発明は、上記背景技術及び課題に鑑み、その一例を挙げるならば、作業ステージを有する作業空間と、作業空間の前面に形成される前面板と、前面板の下部に設けられた作業開口と、作業ステージの前方側であって作業開口の近傍に設けられた下方に通じる吸気口と、吸気口から吸引された空気が作業空間の下部、背面、上部を通る空気循環路が設けられた安全キャビネットであって、作業ステージは透明な材質であり、作業ステージの作業空間と対抗する側から作業ステージを照らす光源を有した構成とした。

本発明によれば、作業ステージ面の汚染をより明確に観測することができる安全キャビネットを提供できる。

従来の安全キャビネットの概略正面図である。 図１のＡ−Ａ’断面を右方より見た安全キャビネットの概略側面図である。 図２における安全キャビネット動作時の空気の流れを示す図である。 実施例１における安全キャビネットの概略側面図である。 実施例２における安全キャビネットの概略側面図である。 実施例３における安全キャビネットの概略側面図である。 実施例４における安全キャビネットの概略側面図である。

以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。

まず、はじめに、本実施例の前提となる、従来の安全キャビネットについて説明する。

図１に、安全キャビネットの概略正面図を示す。また、図２に、図１のＡ−Ａ’断面を右方より見た安全キャビネットの概略側面図を示す。

安全キャビネット１００の筐体１０１の中央域に開口が設けられ、その奥に作業空間１０４が設けられている。作業空間１０４の前面側には、開口の上部を塞ぐように前面板１０２が設けられ、その下側には作業開口１０３が設けられ、作業者は作業開口１０３から作業空間１０４に手を入れて、作業を行う。前面板１０２は、ガラス等の透明な材料で形成されており、作業者は前面板を通して作業を目視することができる。

作業空間１０４の底面には略平坦な作業ステージ１０５が設けられ、作業者は作業ステージ上で作業を行う。作業ステージ１０５の前方側であって、作業開口１０３の近くには、下方に通じる吸気口１０７が設けられている。吸気口１０７は、例えば作業開口１０３に沿って筐体の左右方向に延びるスリットで形成されている。作業空間１０４の背面側には、吸気口１０７から筐体の上部に通じる背面流路１０８が設けられている。

作業空間１０４の上側には吹き出し側ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)１０９が設けられている。吹き出し側ＦＦＵ１０９はモータで回転するファンと、微粒子を除去するフィルタ、例えばＨＥＰＡフィルタ１０９Ａで構成されており、微粒子を除去した清浄な空気を作業空間１０４に吹き出す。筐体１０１の上部には、排気側ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)１１０が設けられており、空気の一部をフィルタ、例えばＨＥＰＡフィルタ１１０Ａを通して、微粒子を除去して装置の外部へ排出する。

図３に、安全キャビネット動作時の空気の流れを矢印で示す。作業ステージ１０５の前面側の吸気口１０７から吸引された空気９０は、符号９１で示すように筐体の下部、背面流路１０８、筐体の上部を通って、吹き出し側ＦＦＵ１０９から作業空間１０４へ送風される。作業空間１０４には、吹き出し側ＦＦＵ１０９のＨＥＰＡフィルタ１０９Ａで微粒子が除去された清浄な空気が送風されることにより、作業空間１０４は清浄な状態に維持される。このとき、符号９２で示す作業空間１０４への空気の流れのみでは、作業空間内の空気が外部へ漏出する恐れがある。そのため、排出側ＦＦＵ１１０を設け、ＨＥＰＡフィルタ１１０Ａを通して空気の一部を外部へ放出する。これにより、作業空間内の圧力が低下し、外部から前面板１０２の下方の作業開口１０３を通して内部へ導入されようとする空気の流れ９４を生じる。この空気の流れ９４がそのまま作業空間へ流入すると作業空間の清浄度が低下してしまう。しかし、吹き出し側ＦＦＵ１０９から作業空間へ吹き出す空気の流れ９２の風量と、排出側ＦＦＵ１１０から外部へ排出する空気の流れ９３の風量を適切に制御することにより、作業開口１０３から流入する空気９４の全てと、作業空間へ送られた空気９２の大半を吸気口１０７から吸い込むことで、作業空間１０４へ吹き出す空気の流れ９２により、作業開口１０３からの空気９４の作業空間１０４への流入を阻止する大気の壁(エアバリア)が形成される。これにより、外部からの空気が作業空間１０４を汚染することがなく、かつ、内部の清浄化前の空気が外部へ漏出することがないという均衡状態を実現することができる。

これにより、作業者が作業開口１０３を通して作業空間１０４に手を入れて作業を行っても、清浄度の維持と汚染防止を実現することができる。

ここで、一般的に作業ステージ１０５はステンレス素材であり、作業ステージ面の汚染は目視確認しにくいという課題があった。

そこで、この課題を解決するために、本実施例では、作業ステージ面を透明として、作業ステージ背面に多色光源を設ける構成とした。以下、その詳細について説明する。

図４は本実施例における安全キャビネットの概略側面図である。図４において、図２と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図４において、図２と異なる点は、作業ステージを透明とした作業ステージ１０５Ｔと、作業ステージ１０５Ｔの背面に配置した光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを設けた点である。光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの色を発光する光源である。

図４に示すように、作業ステージ１０５Ｔの背面、すなわち、作業ステージ１０５Ｔの作業空間１０４と対抗する側から、作業ステージ１０５Ｔを光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂにより照らすことで、作業ステージ１０５Ｔ上の汚染物を浮き上がらせ、作業ステージ１０５Ｔ上の汚染をより明確に観測することができる。なお、汚染物の種類によっては、照射された光源の波長により浮き上がり方が異なるので、光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを切り替えながら、作業ステージ面を照らす。

なお、作業ステージ１０５Ｔは、透明とするために、その素材はガラスが好適であるが、それに限定されるものではなく透明なアクリルやプラスチック等でもよい。また、光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂとしては単色が出せるのでＬＥＤが好適であるが、それに限定されるものではない。また、図４ではＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色の光源を別配置としているが、１つの光源が多色を発光するようにしてもよい。

また、光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、作業ステージ１０５Ｔ全体を照らすように配置すればよく、２次元的に点状光源をマトリクス上に複数個配置してもよいし、線状の光源を複数個並べて配置してもよいし、面状の光源としてもよい。

以上のように、本実施例によれば、作業ステージ面の汚染をより明確に観測することができる安全キャビネットを提供できる。

図５は本実施例における安全キャビネットの概略側面図である。図５において、図２、図３と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図５において、図２、図３と異なる点は、筐体１０１の下部に設けた空気循環路の下に透明板２１を配置し、透明板２１の下に光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを設けた点である。

図５において、作業ステージ１０５Ｔの下には、空気循環路としての空間が設けられている。このため、光源を当該領域に配置した場合、光源の大きさ等によっては、空気の流れを阻害する可能性がある。そのため、空気の循環路の下に透明板２１を配置し、その下に光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを配置する。これにより、光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂから透明板２１を介して作業ステージ１０５Ｔを照らすことになるが、光源が空気循環路での空気の流れを阻害することがないので、作業空間１０４の清浄度が維持できる。

図６は本実施例における安全キャビネットの概略側面図である。図６において、図４と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図６において、図４と異なる点は、光源として作業ステージ１０５Ｔの背面に平面ディスプレイ２２を設けた点である。

図６に示すように、光源として、液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（有機ＥＬ）ディスプレイのような、平面ディスプレイ２２を設けることで、作業ステージ面の汚染を観測するための検査用に平面ディスプレイ２２を光源として使用すると共に、通常の安全キャビネットでの作業状態で作業手順やチェックリスト等の情報を表示させるような機能を兼用することが可能となる。作業者は、作業手順やチェックリスト等の情報を平面ディスプレイ２２に表示させ、透明の作業ステージ１０５Ｔを介して、それらを確認することができる。

なお、本実施例は、実施例２と組合せて、筐体１０１の下部に設けた空気循環路の下に透明板２１を配置し、透明板２１の下に平面ディスプレイ２２を設けるようにしてもよい。

図７は本実施例における安全キャビネットの概略側面図である。図７において、図６と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図７において、図６と異なる点は、作業ステージ１０５Ｔと平面ディスプレイ２２の間に屈曲体２３を設けた点である。

図７に示すように、情報表示時に屈曲体２３の効果により、平面ディスプレイ２２に表示した情報を作業ステージ１０５Ｔを介して安全キャビネットの斜め前方（図の場合は作業空間１０４内の前方側）の空間上の表示領域３０に表示できる。屈曲体２３は、マイクロレンズアレーを用いることができる。また、微細な厚み方向のミラーパターンを１方向に延在して形成し、それを複数毎角度を変えて積層した媒体を用いることができる。また、屈曲体２３と平面ディスプレイ２２の間に透明板を設けてもよい。これにより、作業手順やチェックリスト等の情報を安全キャビネットの斜め前方に表示できるので、作業者の目線の近くに情報を表示することができ、表示内容が見やすいという効果がある。

また、空間上の表示に対して、モーションセンサを用いて、表示上のボタン操作や選択を行うようにしてもよい。これにより、直接手で触れることがないので、汚染防止に効果がある。

また、作業ステージ面の汚染を観測するための検査用として、平面ディスプレイ２２を光源として使用する場合は、平面ディスプレイ２２の角度を変える機構を備えることで、屈曲体２３による表示を作業ステージ１０５Ｔ上とすることで、効率よく作業ステージ面の汚染を観測することができる。

なお、本実施例は、実施例２と組合せてもよい。

以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ：光源、２１：透明板、２２：平面ディスプレイ、２３：屈曲体、３０：表示領域、１００：安全キャビネット、１０１：筐体、１０２：前面板、１０３：作業開口、１０４：作業空間、１０５、１０５Ｔ：作業ステージ、１０７：吸気口、１０８：背面流路、１０９：吹き出し側ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）、１０９Ａ：吹き出し側ＨＥＰＡフィルタ、１１０：排出側ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）、１１０Ａ：排出側ＨＥＰＡフィルタ

Claims (5)

1. 筐体内に作業空間を有する安全キャビネットであって、
   前記作業空間は、上面、低面、背面、左右側面、前面で仕切られた空間であって、前記前面の一部に開口部を有し、
   前記低面は、作業者が作業を行う略平坦な作業ステージであって、
   前記前面は、透明な材料で形成されており、
   前記低面に、前記開口部の近傍であって下方に通じる吸気口が設けられており、
   前記作業空間を形成する前記低面と前記背面とそれらを覆う前記筐体とから形成され、前記吸気口から吸引された空気が前記筐体の上部に通じる空気循環路が設けられており、
   前記作業ステージは透明な材質であり、
   前記作業空間の下部の前記空気循環路の下に透明板を配置し、
   前記透明板の下に光源を配置し、
   前記作業ステージの前記作業空間と対抗する側から前記光源で前記作業ステージを照らすことを特徴とする安全キャビネット。
2. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   前記光源はＲ、Ｇ、Ｂの単色光を発光し、前記作業ステージに色を切り替えながら光を照射することを特徴とする安全キャビネット。
3. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   前記光源は平面ディスプレイであって、該平面ディスプレイで前記作業ステージを照らす光源として作用すると共に、該平面ディスプレイで情報を表示することを特徴とする安全キャビネット。
4. 請求項３に記載の安全キャビネットであって、
   前記作業ステージと前記平面ディスプレイの間に屈曲体を設け、前記平面ディスプレイの情報表示を空間に表示することを特徴とする安全キャビネット。
5. 請求項４に記載の安全キャビネットであって、
   前記平面ディスプレイの角度を調整する機構を有し、前記屈曲体による表示を前記作業ステージ上とすることを特徴とする安全キャビネット。

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