JP6939155B2

JP6939155B2 - 密閉装置

Info

Publication number: JP6939155B2
Application number: JP2017133067A
Authority: JP
Inventors: 浩介石井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: JP2019015338A

Description

本開示は、密閉装置に関する。

従来、第１の空間と第２の空間とを区画する壁に形成された貫通孔を密閉するために、シール部材としてＯリングを備えた密閉装置が利用されている。Ｏリングを備えた従来の密閉装置は、貫通孔より大径のＯリングと、Ｏリングを壁に押し当てる板部材と、板部材を壁に固定する複数のボルトを含んで構成されていた（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１２１０６８号公報

Ｏリングを備えた従来の密閉装置は、貫通孔の周囲に形成された溝にＯリングを載置したり、板部材を付勢しつつボルトを螺合したりと、取り付けに手間がかかるという問題がある。

本開示は、このような課題に鑑み、容易に密閉することが可能な密閉装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る密閉装置は、一端から他端に向かうに従って径が漸減する円筒形状の本体部、および、貫通部材が貫通され、前記本体部の他端を閉塞する閉塞部を有する、弾性体で構成されたシール部材と、前記シール部材の本体部の内側に設けられ、前記本体部を径方向外方に付勢する付勢部材と、を備える。

また、前記付勢部材は、弾性体で構成され、前記シール部材の本体部の前記一端の内径より外径が大きい一端から前記本体部の一端の内径より外径が小さい他端に向かうに従って径が漸減する円筒形状の円筒部を有してもよい。

また、前記付勢部材は、前記貫通部材が挿通される挿通孔が形成され、前記円筒部の他端を閉塞する底面部をさらに有してもよい。

また、前記付勢部材は、前記挿通孔から前記一端の縁部に亘って切れ込みが形成されてもよい。

容易に密閉することが可能となる。

密閉装置の斜視図である。図２（ａ）はシール部材の平面図である。図２（ｂ）は付勢部材の平面図である。図３（ａ）は、連通孔に嵌め込まれたシール部材を説明する断面図である。図３（ｂ）は、連通孔を密閉した密閉装置を説明する断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

（密閉装置１００）
図１は、密閉装置１００の斜視図である。図２は、密閉装置１００の平面図である。具体的には、図２（ａ）はシール部材１１０の平面図であり、図２（ｂ）は付勢部材１２０の平面図である。

図１に示すように、密閉装置１００は、第１領域１０と、第２領域１２とを区画する壁２０に形成された連通孔３０を密閉する。壁２０は、連通孔３０が封止されることで、第１領域１０および第２領域１２の一方または両方を密閉する。

第１領域１０と、第２領域１２とは、収容される流体（気体、液体を含む）の組成が異なったり、圧力が異なったりする。例えば、第１領域１０に収容されるガスと、第２領域１２に収容されるガスとの組成が異なったり、第１領域１０と第２領域１２との圧力が異なったりする。また、例えば、第１領域１０に液体が収容され、第２領域１２に気体が収容される。また、例えば、第１領域１０は無菌領域であり、第２領域１２は開放領域である。

また、密閉装置１００は、連通孔３０の密閉状態を維持したまま、第１領域１０から第２領域１２に亘って、少なくとも連通孔３０を貫通する貫通部材５０を配置する。例えば、第１領域１０が無菌状態のアイソレータであり、第２領域１２が開放状態のインキュベータである場合、貫通部材５０は、細胞が通過するチューブ５２と、チューブ５２の一端を封止する無菌コネクタ５４とを含んで構成される。

密閉装置１００は、シール部材１１０と、付勢部材１２０とを含んで構成される。シール部材１１０および付勢部材１２０は、弾性体、例えば、シリコンゴム、塩化ビニル等のエラストマーで構成される。また、本実施形態において、シール部材１１０と、付勢部材１２０とは実質的に等しい形状、大きさであり、実質的に等しい材質で構成される。

図１、図２（ａ）に示すように、シール部材１１０は、本体部１１２と、閉塞部１１４とを含んで構成される。本体部１１２は、一端から他端に向かうに従って径が漸減する円筒形状である。本実施形態において、本体部１１２は、本体部１１２の一端と他端とを最短距離で結んだ仮想線と、連通孔３０の軸方向となす角（以下、「テーパ角」と称する）が４５°以下となるように構成される。

本体部１１２の一端の外径は連通孔３０より大きく、他端の外径は連通孔３０より小さい。閉塞部１１４は、本体部１１２の他端に連続しており、他端を閉塞する。閉塞部１１４には、貫通孔１１４ａが形成されている。貫通孔１１４ａには、貫通部材５０（チューブ５２）が貫通される。貫通部材５０は、第１領域１０に無菌コネクタ５４が配されるように、貫通孔１１４ａに貫通される。つまり、貫通部材５０は、一端が第１領域１０に配され、他端が第２領域１２に配されるように、貫通孔１１４ａに貫通される。貫通孔１１４ａと、貫通部材５０との間の空隙は、接着剤で封止（コーキング）される。

図１、図２（ｂ）に示すように、付勢部材１２０は、円筒部１２２と、底面部１２４とを含んで構成される。円筒部１２２は、一端から他端に向かうに従って径が漸減する円筒形状である。本実施形態において、円筒部１２２は、円筒部１２２の一端と他端とを最短距離で結んだ仮想線と、連通孔３０の軸方向となす角（以下、「テーパ角」と称する）が４５°以下となるように構成される。

円筒部１２２の一端の外径は、本体部１１２の一端の内径より大きく、他端の外径は本体部１１２の一端の内径より小さい。底面部１２４は、円筒部１２２の他端に連続しており、他端を閉塞する。底面部１２４には、挿通孔１２４ａが形成されている。また、付勢部材１２０は、挿通孔１２４ａから円筒部１２２の一端の縁部に亘って切れ込み１２４ｂが形成されている。これにより、挿通孔１２４ａに貫通部材５０を着脱自在に挿通することができる。なお、挿通孔１２４ａは、貫通孔１１４ａに対応する位置に形成される。

図３は、密閉装置１００による連通孔３０の密閉方法を説明する図である。具体的には、図３（ａ）は、連通孔３０に嵌め込まれたシール部材１１０を説明する断面図である。図３（ｂ）は、連通孔３０を密閉した密閉装置１００を説明する断面図である。

図３（ａ）に示すように、まず、貫通部材５０が貫通されたシール部材１１０は、他端（閉塞部１１４）側から連通孔３０内に挿入される。シール部材１１０は、本体部１１２の外周面が連通孔３０を押圧する（付勢する）まで押し込まれる。これにより、シール部材１１０の本体部１１２の外周面と連通孔３０とが密着し、連通孔３０が密閉される。

続いて、付勢部材１２０の底面部１２４に形成された挿通孔１２４ａに、切れ込み１２４ｂを通じて貫通部材５０を挿通させる。なお、付勢部材１２０の底面部１２４がシール部材１１０の閉塞部１１４に対向するように、挿通孔１２４ａに貫通部材５０を挿通させる。すなわち、後述するように、シール部材１１０の本体部１１２内に付勢部材１２０が挿入された際に、貫通孔１１４ａと挿通孔１２４ａとが、連通孔３０の軸方向に重なる位置関係にある。

そして、付勢部材１２０をシール部材１１０の方向に移動させ、付勢部材１２０をシール部材１１０内に挿入する。付勢部材１２０は、円筒部１２２の外周面が本体部１１２の内周面に当接し、かつ、底面部１２４が可能な限り閉塞部１１４に近づく距離まで、シール部材１１０内に押し込まれる。

上記したように、付勢部材１２０は、弾性体で構成される。このため、付勢部材１２０がシール部材１１０に挿入されることで、付勢部材１２０の復元力により、シール部材１１０の本体部１１２が径方向外方に付勢される。つまり、付勢部材１２０によって本体部１１２が連通孔３０を押圧する。これにより、シール部材１１０の外周面と連通孔３０とが密着し、シール部材１１０によって連通孔３０を密閉することができる。

以上説明したように、本実施形態の密閉装置１００は、弾性体で構成されたシール部材１１０と、シール部材１１０を径方向外方に付勢する付勢部材１２０とを備える構成により、シール部材１１０および付勢部材１２０を連通孔３０に挿入するだけといった容易な操作で連通孔３０を密閉することができる。

また、シール部材１１０のテーパ角および付勢部材１２０のテーパ角が４５°以下であるため、シール部材１１０を連通孔３０に押し込むだけで、径方向外方の付勢力を連通孔３０に与えることができる。

さらに、密閉装置１００は、従来のＯリングを備えた密閉装置と比較して、板部材を付勢しながらボルトを螺合させるといった両手を使って同時に行う作業が不要である。つまり、密閉装置１００は、片手のみを使って取り付けても連通孔３０を密閉することが可能となる。

また、従来のＯリングを備えた密閉装置と比較して、部品点数が少ない。これにより、低コストで密閉装置１００を製造することができる。

さらに、従来のＯリングを備えた密閉装置と比較して、位置決めが不要となるため、容易に設置することが可能となる。

また、シール部材１１０と、付勢部材１２０とを、実質的に等しい形状、大きさとし、実質的に等しい材質で構成することで、低コストで密閉装置１００を製造することができる。

さらに、付勢部材１２０が切れ込み１２４ｂを備えることにより、付勢部材１２０に貫通部材５０を着脱自在に挿通させることができる。したがって、付勢部材１２０を再利用（繰り返し利用）することが可能となる。

また、付勢部材１２０が底面部１２４を備えることにより、シール部材１１０に与える付勢力を増加させることができる。したがって、シール部材１１０による連通孔３０の密閉を安定して行うことが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態において、付勢部材１２０が円筒部１２２と底面部１２４とを有する構成を例に挙げて説明した。しかし、底面部１２４は必須の構成ではない。この場合、付勢部材１２０は、両端に開口が形成されることになる。

また、上記実施形態において、付勢部材１２０に切れ込み１２４ｂが形成される構成を例に挙げて説明した。しかし、切れ込み１２４ｂは必須の構成ではない。

また、上記実施形態において、シール部材１１０と付勢部材１２０とが実質的に等しい形状、および、大きさである場合を例に挙げて説明した。しかし、シール部材１１０と付勢部材１２０とは形状や大きさが異なってもよい。付勢部材１２０は、少なくとも、弾性体で構成され、シール部材１１０の本体１１２部の一端の内径より外径が大きい一端から本体部１１２の一端の内径より外径が小さい他端に向かうに従って径が漸減する円筒形状の円筒部１２２を有していればよい。

また、上記実施形態において、シール部材１１０と付勢部材１２０とが実質的に等しい材質で構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、付勢部材１２０は、少なくともシール部材１１０以上に硬い弾性体で構成されればよい。

また、上記実施形態において、付勢部材１２０がエラストマーで構成される場合について説明した。しかし、付勢部材は、少なくともシール部材１１０の本体部１１２の内側に設けられ、本体部１１２を径方向外方に付勢することができれば構成に限定はない。例えば、付勢部材を、バネで構成してもよい。

また、上記実施形態において、貫通部材５０がチューブ５２と、無菌コネクタ５４とで構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、貫通部材５０に限定はない。貫通部材５０として、例えば、電線をシール部材１１０に貫通させてもよい。

本開示は、密閉装置に利用することができる。

１０第１領域
１２第２領域
３０連通孔
５０貫通部材
１００密閉装置
１１０シール部材
１１２本体部
１１４閉塞部
１１４ａ貫通孔
１２０付勢部材
１２２円筒部
１２４底面部
１２４ａ挿通孔
１２４ｂ切れ込み

Claims

一端から他端に向かうに従って径が漸減する円筒形状の本体部、および、貫通部材が貫通され、前記本体部の他端を閉塞する閉塞部を有する、弾性体で構成されたシール部材と、
前記シール部材の本体部の内側に設けられ、前記本体部を径方向外方に付勢する付勢部材と、
を備える密閉装置。
前記付勢部材は、弾性体で構成され、前記シール部材の本体部の前記一端の内径より外径が大きい一端から前記本体部の一端の内径より外径が小さい他端に向かうに従って径が漸減する円筒形状の円筒部を有する請求項１に記載の密閉装置。
前記付勢部材は、前記貫通部材が挿通される挿通孔が形成され、前記円筒部の他端を閉塞する底面部をさらに有する請求項２に記載の密閉装置。
前記付勢部材は、前記挿通孔から前記一端の縁部に亘って切れ込みが形成される請求項３に記載の密閉装置。