JP7138334B2 - 作業フード - Google Patents

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Description

本発明は、空気清浄度が要求される環境での作業に使用され、作業者を当該環境から隔離するための作業フードに関するものである。
医薬品などの製造段階或いは研究開発段階の作業においては、無菌室、無塵室など空気清浄度の高い環境が要求される。また、医薬品を無菌容器に充填する作業などは、手作業によって行われることも多く、作業者による作業環境の汚染を防止するために、無菌状態或いは無塵状態に管理された作業ボックスが採用される。これとは逆に、人体に有害な物質等を取り扱う作業においては、作業者を保護するために封じ込め状態に管理された作業ボックスが採用される。これらの作業ボックスにおいては、作業者が作業ボックスの外部からグローブを介して作業を行うグローブボックス方式、或いは、作業者がハーフスーツなどの作業フードを介して上半身を作業ボックス内に突出させて作業を行う作業フード方式が採用される。
グローブボックス方式による作業は、作業ボックスの一部の壁部を透明なガラスパネルとし、この透明壁部にグローブを装着することにより、作業者は、作業ボックスの外部から透明壁部を通して作業ボックス内を視認しながらグローブを介して作業ボックス内での作業を行うことができる。しかし、このグローブボックス方式による作業では、作業範囲が限定されるとともに、グローブの位置が固定されているので作業者の腕の動きが規制され作業性が十分ではない。
これに対して、ハーフスーツなどの作業フード方式による作業においては、作業者は、作業ボックス外からハーフスーツを着用する。このハーフスーツを着用した作業者は、上半身を作業ボックス内に突出させた状態で作業することができるので、グローブを介して行う作業に比べ、作業性が一段と向上する。
このようなハーフスーツを介して作業を行う作業ボックスとしては、例えば、下記特許文献１において、非通気性及び柔軟性を有する材料から形成されたハーフスーツを無菌室内に突出するようにして備えた無菌充填包装装置が提案されている。
ここで、上記ハーフスーツは、柔軟性の材料、例えば、ゴム材、塩化ビニル樹脂などで形成されており、グローブボックス方式に比べ作業性が大きく向上する。しかしながら、このような柔軟性の材料で形成された作業フードにおいても、例えば、身体を前後・左右に傾斜させる場合にはある程度の自由度を有するが、身体を回転させる場合の自由度は低く、更なる作業効率の向上が望まれていた。
そこで、例えば、下記特許文献２においては、作業ボックス内のハーフスーツ全体を自在に回転できる作業フードが提案されている。この作業フードは、主に原子力発電所などにおいて軽度の放射線に汚染された廃棄物を手作業で仕分する作業などに使用される。そのため、回転するハーフスーツと作業ボックスとの境界にはシール部材が取り付けられ、作業ボックス内の汚染物質から作業者を保護している。
特開平１１－２０８６２３号公報 特開２００１－０７４８８３号公報
一方、医薬品を無菌容器に充填する作業などに採用される作業ボックス（主にアイソレーター）は、内部の無菌、無塵環境を厳密に維持するために頻繁に作業ボックス内部の殺菌、除菌或いは除塵などの除染作業を行う必要がある。しかし、通常の除染作業においては、ハーフスーツと作業ボックスとの境界にあるシール部材の当接部分（回転するハーフスーツと作業ボックス底壁部との当接部分）の除染が十分に確保できないという問題があった。そのため、これまで無菌環境の作業ボックスには回転するハーフスーツの採用がなされてこなかった。
そこで、本発明は、上記の諸問題に対処して、作業ボックス内で自在に回転できるので作業領域が広く、且つ、作業フードと作業ボックスとの境界にあるシール部分の除染作業を簡単に行うことのできる作業フードを提供することを目的とする。
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、ハーフスーツと作業ボックスとの境界にあるシール部材の外部環境側（作業ボックス内と反対の作業者がいる領域）に小空間を設け、この小空間を利用してシール部材への除染ガスの吐出・吸引を併用した。このことにより、シール部材の清浄度を十分に維持でき、本発明の目的を達成できることを見出し本発明の完成に至った。
すなわち、本発明に係る作業フードは、請求項１の記載によれば、
作業ボックス（１２）の一部に形成された開口部（１３ａ）の周囲に連結されると共に、当該作業ボックスの内部に突出する中空状のハーフスーツ（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）を備えた作業フード（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）であって、
前記開口部の周囲とハーフスーツの裾部（２１ａ、１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、４２１a）との連結部分には、当該ハーフスーツ全体を回転自在に支持する円環状の回転支持体（３０、１３０、２３０、３３０、４３０）が設けられ、
前記回転支持体は、基盤部（３１、１３１、２３１、３３１、４３１）と回転部（３２、１３２、２３２、３３２、４３２）とベアリング部（３３、１３３、２３３、３３３、４３３）とシール部材（３４、１３４、２３４、３３４、４３４）と連通孔（３５、１３５、２３５、３３５、４３５）とを有し、
前記基盤部は、前記開口部の周囲に気密的且つ円環状に設けられ、
前記回転部は、前記ハーフスーツの裾部を全周囲に亘って気密的に固定すると共に前記基盤部の周囲に沿って前記ベアリング部を介して当該基盤部に相対するように回転自在に円環状に設けられ、
前記シール部材は、前記基盤部と前記回転部とが形成する円環状の間隙（３８、１３８、２３８、３３８、４３８）に、前記作業ボックスと外部環境とを区分けするように前記回転支持体の全周囲に亘って円環状に設けられ、
前記連通孔は、前記シール部材が前記基盤部、前記回転部、及び前記ベアリング部とで形成する円環状の小空間（３９、１３９、２３９、３３９、４３９）に、当該小空間側から外部環境側に開口するように設けられており、
当該連通孔の開口部には、前記小空間の内部に清浄空気、除染ガス又は除染ミストを供給する供給手段（４１）、及び／又は、前記小空間の内部から清浄空気、除染ガス又は除染ミストを吸引する吸引手段（４２）が連結していることを特徴とする。
また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の作業フードであって、
前記ベアリング部は、１つのベアリングを有し、
前記ベアリングの回転軸が前記開口部の開口面と直交するように当該ベアリングの内輪（３３ａ、１３３ａ、２３３ａ）が前記基盤部の外周に固定されると共に、当該ベアリングの外輪（３３ｂ、１３３ｂ、２３３ｂ）が前記回転部の内周に固定されていることにより、前記回転部が前記基盤部に相対して回転することを特徴とする。
また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１に記載の作業フードであって、
前記ベアリング部は、複数のベアリング（３３３ａ）を有し、
前記複数のベアリングは、前記基盤部の外周に円環状に配されると共に、それぞれの軸部を円環中心に向けて設置され、
前記回転部の円環状の周囲が各ベアリングの外輪（３３３ｂ）に当接することにより、前記回転部が前記基盤部に相対して回転することを特徴とする。
また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項１～３のいずれか１つに記載の作業フードであって、
前記シール部材（４３４）は、前記円環状の間隙を形成する前記基盤部又は前記回転部の壁面（４３１ｃ、４３２ｃ）のいずれか一方に突設されると共に、当該シール部材の突出部分の高さを変化させる調節機構（４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃ）を具備し、
前記調節機構の作動により、前記シール部材の突出先端部が相対する前記回転部又は前記基盤部の壁面に当接可能に移動することを特徴とする。
また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項１～４のいずれか１つに記載の作業フードであって、
前記ハーフスーツを固定した前記回転部を前記基盤部に相対して回転するための駆動装置（５０）を備え、
前記駆動装置は、前記基盤部の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有する固定円盤部（５１）と、前記回転部の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有する回転円盤部（５２）と、当該固定円盤部と回転円盤部との中心軸を貫通する支軸部（５３）と、前記回転円盤部を前記固定円盤部に相対して同心軸上で回転させる駆動部（５４）と、前記ハーフスーツを膨らませるための圧縮空気供給部（５５）とを有し、
前記固定円盤部は、円盤状の外周面が前記基盤部の円環状の内周面に当接して固定されるように、その外周面に円環状の第１の膨張パッキン（５１ｂ）を具備し、
前記回転円盤部は、円盤状の外周面が前記回転部の円環状の内周面に当接して固定されるように、その外周面に円環状の第２の膨張パッキン（５２ｂ）を具備し、
前記支軸部は二重管からなり、第１の管（５３ａ）が前記固定円盤部を支持し、第２の管が前記回転円盤部を支持すると共に、当該第２の管（５３ｂ）が前記駆動部に連動して前記回転円盤部を回転させ、
前記圧縮空気供給部は、外部環境にある圧縮空気供給源から前記支軸部を貫通する供給配管（５５ａ）を介して、前記回転部と前記回転円盤部とで密閉された前記ハーフスーツの内部に圧縮空気を供給することを特徴とする。
上記構成によれば、本発明に係る作業フードには、作業ボックスの一部に形成された開口部の周囲とハーフスーツの裾部との連結部分に円環状の回転支持体が設けられている。この回転支持体は、基盤部と回転部とベアリング部とシール部材と連通孔とを有している。基盤部は、開口部の周囲に気密的且つ円環状に設けられている。一方、回転部は、基盤部の周囲に沿ってベアリング部を介して回転自在に円環状に設けられている。また、回転部には、ハーフスーツの裾部が全周囲に亘って気密的に固定されている。これらのことにより、回転支持体がハーフスーツ全体を回転自在に支持することができるので、ハーフスーツを着用した作業者の作業領域が広くなる。
シール部材は、基盤部と回転部とが形成する円環状の間隙に、作業ボックスと外部環境とを区分けするように回転支持体の全周囲に亘って円環状に設けられている。連通孔は、シール部材が基盤部、回転部、及びベアリング部とで形成する円環状の小空間に、当該小空間側から外部環境側に開口するように設けられている。この連通孔の開口部には、小空間の内部に清浄空気、除染ガス又は除染ミストを供給する供給手段と連結することができる。このことにより、除染作業において、作業ボックス内に除染ガスや除染ミストを供給すると共に、これに並行して小空間内にも除染ガスや除染ミストを供給することができ、シール部材を作業ボックス側と外部環境側の両方から除染することができる。よって、作業フードと作業ボックスとの境界にあるシール部材の除染作業を簡単且つ完全に行うことができる。
また、連通孔の開口部には、小空間の内部から清浄空気、除染ガス又は除染ミストを吸引する吸引手段と連結することができる。このことにより、除染作業における除染ガスや除染ミストの除去やエアレーションを容易に行うことができる。よって、作業フードと作業ボックスとの境界にあるシール部材の除染作業を簡単且つ完全に行うことができる。更に、作業ボックスを無菌状態で運転する際にも、吸引手段により作業ボックス内の清浄空気をシール部材及び小空間を介して常に吸引できるので、作業ボックスの内部の清浄環境を良好に維持することができる。
また、上記構成によれば、回転支持体のベアリング部は、１つのベアリングを有していてもよい。この場合、ベアリングの回転軸が前記開口部の開口面と直交するよう当該ベアリングの内輪が基盤部の外周に固定されると共に、当該ベアリングの外輪が回転部の内周に固定されている。このことにより、回転部が基盤部に相対して回転することができる。よって、回転支持体がハーフスーツ全体を回転自在に支持することができるので、ハーフスーツを着用した作業者の作業領域が広くなる。
また、上記構成によれば、回転支持体のベアリング部は、複数のベアリングを有していてもよい。この場合、複数のベアリングは、基盤部の外周に円環状に配されると共に、それぞれの軸部を円環中心に向けて設置され、回転部の円環状の周囲が各ベアリングの外輪に当接する。このことにより、回転部が基盤部に相対して回転することができる。よって、回転支持体がハーフスーツ全体を回転自在に支持することができるので、ハーフスーツを着用した作業者の作業領域が広くなる。
また、上記構成によれば、基盤部と回転部とが形成する円環状の間隙に設けられているシール部材は、基盤部又は回転部の壁面のいずれか一方に突設されている。このシール部材は、当該シール部材の突出部分の高さを変化させる調節機構を具備していてもよい。この調節機構が作動することにより、シール部材の高さが変化して突出先端部が相対する回転部又は基盤部の壁面に当接可能に移動することができる。
シール部材の突出先端部を相対する壁面に当接させた場合には、基盤部と回転部とが形成する円環状の間隙を作業ボックス側と外部環境側に気密的に隔絶することができる。このことにより、作業ボックスの内部の清浄環境を良好に維持することができる。一方、シール部材の突出先端部を相対する壁面に当接させずに僅かに隙間を残した場合には、回転部が基盤部に相対して容易に回転すると共に、作業フードと作業ボックスとの境界にあるシール部材の除染作業を簡単且つ完全に行うことができる。
また、上記構成によれば、本発明に係る作業フードは、ハーフスーツを固定した回転部を基盤部に相対して回転するための駆動装置を備えていてもよい。この駆動装置は、固定円盤部と回転円盤部と支軸部と駆動部と圧縮空気供給部とを有している。固定円盤部は、基盤部の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有しており、円盤状の外周面が基盤部の円環状の内周面に当接して固定されるように、その外周面に円環状の第１の膨張パッキンを具備している。回転円盤部は、回転部の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有しており、円盤状の外周面が回転部の円環状の内周面に当接して固定されるように、その外周面に円環状の第２の膨張パッキンを具備している。
支軸部は、固定円盤部と回転円盤部との中心軸を貫通する二重管からなり、第１の管が固定円盤部を支持し、第２の管が回転円盤部を支持している。また、第２の管は、駆動部に連動して回転円盤部を固定円盤部に相対して同心軸上で回転させる。圧縮空気供給部は、外部環境にある圧縮空気供給源から支軸部を貫通する供給配管を介して、回転部と回転円盤部とで密閉されたハーフスーツの内部に圧縮空気を供給してハーフスーツを膨らませる。
これらのことにより、除染作業において、シール部材が基盤部、回転部、及びベアリング部とで形成する円環状の小空間の隅々まで清浄空気、除染ガス又は除染ミストを行き渡らせることができる。また、作業フードと作業ボックスとの境界にあるシール部材を回転させながら除染することができる。よって、シール部材の除染作業を簡単且つ完全に行うことができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
作業フードを配備したアイソレーターを正面から見た断面概要図である。 図１のアイソレーターを上面から見た断面概要図（図１のＡ－Ａ断面図）である。 第１実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。 無菌環境での作業時の作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。 除染作業時の作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。 図５と異なる除染作業時の作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。 第２実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。 第２実施形態において、小空間と連通孔との関係を上面から見た断面概要図である。 第３実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。 第４実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。 第５実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。 第６実施形態において、駆動装置を装着した作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。
以下、本発明に係る作業フードを各実施形態により説明する。なお、本発明は、下記の各実施形態にのみ限定されるものではない。
＜第１実施形態＞
本発明に係る作業フードの第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、作業フードを配備したアイソレーター装置を正面から見た断面概要図である。図２は、当該アイソレーター装置を上面から見た断面概要図（図１のＡ－Ａ断面図）である。図１及び図２において、アイソレーター装置１０は、床面上に載置される脚部１１と、この脚部１１の上に乗載される作業ボックス（チャンバー）１２と、このチャンバー１２の内部の底壁部１３に形成された円形の開口部１３ａに連結され、チャンバー１２の内部に突出する中空状のハーフスーツ２１を備えた作業フード２０とにより構成されている。図２において、作業フード２０は、水平方向に任意の角度或いは３６０度に回転自在である。
次に、作業フード２０の回転を可能とする回転支持体の構成について説明する。図３は、作業フード２０が有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。図３において、作業フード２０は、円環状の回転支持体３０によってチャンバー１２の内部の底壁部１３に形成された円形の開口部１３ａの周囲に連結されている。この回転支持体３０は、基盤部３１と回転部３２とベアリング部３３とシール部材３４と連通孔３５とを有している。
基盤部３１は、円筒部分３１ａとその一端から法線方向外側に張り出した円環板部分３１ｂとからなるＬ字状断面を有する環状構造物である。円環板部分３１ｂは、その内周が円形であり、チャンバー１２の円形の開口部１３ａの内周に重なるように、チャンバー１２の底壁部１３にボルト３６ａで全周に亘って気密的に固定されている。内筒部分３１ａの内周部は、作業者が上半身を挿入する作業フード２０の開口部を形成する。一方、円筒部分３１ａの外周には、ベアリング部３３の内輪３３ａが固定されている。なお、本第１実施形態においては、１つの大型ボールベアリングがベアリング部３３を構成する。
回転部３２は、円筒部分３２ａとその一端から法線方向内側に張り出した円環板部分３２ｂとからなる逆Ｌ字状断面を有する環状構造物である。円筒部分３２ａは、基盤部３１の円筒部分３１ａの外側に同心軸となるように配置され、その内周には、ベアリング部３３の外輪３３ｂが固定されている。一方、円環板部分３２ｂは、その内周が円形であり、基盤部３１の円筒部分３１ａの内周に重なるように、円筒部分３２ａの上面にボルト３６ｂで全周に亘って気密的に固定されている。また、円筒部分３２ａと円環板部分３２ｂとが構成する回転部３２の外周側面（回転部３２の外周側面）には、柔軟性の材料からなるハーフスーツ２１（図１参照）の基端部２１ａが２本のオーリング２２で気密的に固定されている。
このように、本第１実施形態においては、回転支持体３０の基盤部３１と回転部３２とがベアリング部３３（大型ボールベアリング）を介して固定されている。このことにより、回転支持体３０は、チャンバー１２の底壁部１３に固定された基盤部３１に相対して、ハーフスーツ２１を固定した回転部３２が任意の角度から３６０度まで自在に回転することができる。
ここで、ベアリング部３３を構成する大型ボールベアリングには、気密性のあるものを使用してもよく、或いは気密性のないものを使用してもよい。気密性のない大型ボールベアリングを使用する場合には、基盤部３１の円筒部分３１ａと回転部３２の円環板部分３２ｂとの円環状の間隙３７（図３参照）にパッキンを使用するようにしてもよい。なお、本第１実施形態においては、ベアリング部３３に気密性のある大型ボールベアリングを採用した。
また回転部３２の円筒部分３２ａの下端面３２ｃと、基盤部３１の円環板部分３１ｂの上面３１ｃとが形成する円環状の間隙３８には、シール部材（リップシール）３４が円筒部分３２ａの下端面３２ｃに円環状に突設されている。なお、リップシール３４は、合成ゴムなどの弾性体から形成されている。このリップシール３４の先端部は、円環板部分３１ｂの上面３１ｃと僅かに当接していてもよいが、より好ましくは僅かな隙間を有していることがよい。このことにより、リップシール３４の先端部への除染ガスの供給が容易となり、シール部分の除染効果がより確実になる。
図３において、リップシール３４は、基盤部３１、回転部３２、及びベアリング部３３（大型ボールベアリング）とで囲まれた円環状の小空間３９を形成する。また、この小空間３９からは、外部環境に開口する連通孔３５が設けられている。この連通孔３５は、小空間３９に対して１ヶ所だけ設けてもよく、或いは円環状の複数個所に設けるようにしてもよい。また、小空間３９が形成される方向は、外部環境に解放されていればよく垂直方向、水平方向など、どのような方向であってもよい。なお、本第１実施形態においては、１つの連通孔３５を垂直方向に設けている。この連通孔３５は、外部環境に配置した除染ガス供給装置、圧縮空気供給装置、及び真空吸引装置などと配管を介して連結されている（後述する）。
ここで、チャンバー１２の内部の無菌環境での作業及び除染作業について説明する。本第１実施形態においては、チャンバー１２の内部に回転自在の作業フード２０を配備している。従って、作業フード２０の回転部分、特にリップシール３４及び小空間３９の部分の構造が複雑であり、この部分の清浄化の維持及び除染の精度が求められる。
まず、無菌環境での作業について説明する。図４は、無菌環境での作業時の作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。図４においては、除染されたチャンバー１２の内部は、外部環境に比べ陽圧に制御されている。図４では、陽圧状態を（＋）の記号で示す。なお、チャンバー１２の内部への清浄空気の供給装置及び陽圧制御装置は図示していない。
また、連通孔３５の外部環境側の開口部には、除染ガス供給装置４１と減圧吸引装置４２とが配管４３で連結されている。配管４３には、除染ガス供給装置４１と減圧吸引装置４２との連通を変更する三方弁４４が設けられている。本第１実施形態においては、除染ガスとして過酸化水素ガスを採用した。また、配管４３の減圧吸引装置４２と三方弁４４との間には、ＨＥＰＡフィルター４５と過酸化水素分解用の触媒装置４６とが設けられている。
このように配管された連通孔３５の作用について説明する。無菌環境での作業時には、三方弁４４を切り替えて連通孔３５と減圧吸引装置４２とが配管４３で連通している。減圧吸引装置４２を作動することにより、チャンバー１２の内部の清浄空気は、回転支持体３０の基盤部３１と回転部３２との間隙を通って、リップシール３４の隙間及び小空間３９を経て配管４３から減圧吸引装置４２に吸引される（図では矢印で示す）。この間、チャンバー１２の内部の陽圧状態は、清浄空気の供給装置及び陽圧制御装置（いずれも図示せず）によって制御されている。このことにより、作業者（図示せず）が作業フード２０を回転させて作業を行っても、チャンバー１２の内部の無菌環境は維持されている。
次に、除染作業について説明する。図５は、除染作業時の作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。図５において、チャンバー１２の内部には、除染ガス（過酸化水素ガス）が供給されている。図５では、除染ガスを（Ｈ２Ｏ２）の記号で示す。なお、チャンバー１２の内部への除染ガスの供給装置及び除染ガス濃度制御装置は図示していない。また、連通孔３５の外部環境側の開口部には、上述の除染ガス供給装置４１、減圧吸引装置４２、配管４３、三方弁４４、ＨＥＰＡフィルター４５、及び触媒装置４６が連結されている。
このように配管された連通孔３５の作用について説明する。除染作業時には、三方弁４４を切り替えて連通孔３５と除染ガス供給装置４１とが配管４３で連通している。除染ガス供給装置４１を作動することにより、除染ガス（Ｈ２Ｏ２）は、配管４３と連通孔３５から小空間３９とリップシール３４に供給され、リップシール３４の隙間を経て回転支持体３０の基盤部３１と回転部３２との間隙を通ってチャンバー１２の内部に導入される（図では矢印で示す）。なお、本第１実施形態においては、除染ガス供給装置４１の供給圧をチャンバー１２の内部圧よりも高く制御している。
また、除染ガス（Ｈ２Ｏ２）による除染後のエアレーションの際には、上述の陽圧制御の場合と同様の経路を経て、チャンバー１２の内部の除染ガス（Ｈ２Ｏ２）の除去及び清浄空気による正常化を減圧吸引装置４２で行うようにする。このとき、吸引される除染ガス（Ｈ２Ｏ２）は、配管中の触媒装置４６により分解される。これらのことにより、構造が複雑なリップシール３４及び小空間３９の部分の除染の精度が達成される。なお、エアレーションの際には、減圧吸引装置４２によりチャンバー１２の内部の清浄空気の吸引を行う代わりに、除染ガス供給装置４１を清浄な圧縮空気供給装置（図示しない）に代えて除染の際と同様の経路でチャンバー１２の内部に清浄空気を供給するようにしてもよい。
次に、上述の除染作業とは異なる除染作業について説明する。図６は、図５と異なる除染作業時の作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。図６において、チャンバー１２の内部には、除染ガス（過酸化水素ガス）が供給されている。図６では、除染ガスを（Ｈ２Ｏ２）の記号で示す。なお、チャンバー１２の内部への除染ガスの供給装置及び除染ガス濃度制御装置は図示していない。また、連通孔３５の外部環境側の開口部には、上述の除染ガス供給装置４１、減圧吸引装置４２、配管４３、三方弁４４、ＨＥＰＡフィルター４５、及び触媒装置４６が連結されている。
このように配管された連通孔３５の作用について説明する。除染作業時には、三方弁４４を切り替えて連通孔３５と減圧吸引装置４２とが配管４３で連通している。減圧吸引装置４２を作動することにより、チャンバー１２の内部の除染ガス（Ｈ２Ｏ２）は、回転支持体３０の基盤部３１と回転部３２との間隙を通って、リップシール３４の隙間及び小空間３９を経て配管４３から減圧吸引装置４２に吸引される（図では矢印で示す）。この間、チャンバー１２の内部の除染ガス（Ｈ２Ｏ２）の濃度は、除染ガスの供給装置及び除染ガス濃度制御装置（いずれも図示せず）によって制御されている。
このとき、吸引される除染ガス（Ｈ２Ｏ２）は、配管中の触媒装置４６により分解される。また、除染ガス（Ｈ２Ｏ２）による除染後のエアレーションの際には、除染の場合と同様の経路を経て、チャンバー１２の内部の除染ガス（Ｈ２Ｏ２）の除去及び清浄空気による正常化を減圧吸引装置４２で行うようにする。このときも、配管中の触媒装置４６により吸引される除染ガス（Ｈ２Ｏ２）の分解がなされる。これらのことにより、構造が複雑なリップシール３４及び小空間３９の部分の除染の精度が達成される。
＜第２実施形態＞
本発明に係る作業フードの第２実施形態を図面に基づいて説明する。本第２実施形態においては、小空間から外部環境に開口する連通孔の位置と個数が上記第１実施形態と異なっている。図７は、第２実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。また、図８は、第２実施形態において、小空間と連通孔との関係を上面から見た断面概要図である。
図７において、作業フード１２０は、円環状の回転支持体１３０によってチャンバー１２の内部の底壁部１３に形成された円形の開口部１３ａの周囲に連結されている。この回転支持体１３０は、基盤部１３１と回転部１３２とベアリング部１３３とリップシール１３４と連通孔１３５とを有している。なお、基盤部１３１、回転部１３２、ベアリング部１３３、及びリップシール１３４の構成については、上記第１実施形態と同様である。
図７及び図８において、リップシール１３４は、基盤部１３１、回転部１３２、及びベアリング部１３３（大型ボールベアリング）とで囲まれた円環状の小空間１３９を形成する。また、この小空間１３９には、外部環境に開口する連通孔１３５が設けられている。本第２実施形態においては、円環状の小空間１３９に等間隔で設けられた４つの連通孔１３５を水平方向に設けている。なお、４つの連通孔１３５は、いずれも小空間１３９の円環中心方向から所定の角度をもって設けられている（図８参照）。また、４つの連通孔１３５は、いずれも外部環境に配置した除染ガス供給装置、圧縮空気供給装置、及び真空吸引装置などと配管を介して連結されている。なお、本第２実施形態においては、チャンバー１２の内部の無菌環境での作業及び除染作業の操作は上記第１実施形態と同様である。
ここで、連通孔１３５を水平方向に４つ設けると共に、これらの連通孔１３５を小空間１３９の円環中心方向から所定の角度をもって設ける理由について説明する。除染作業において、４つの連通孔１３５から小空間１３９に流入する除染ガス（Ｈ２Ｏ２）は、小空間１３９の内部を一定方向に流れる（図８において時計回り）。このようにして、小空間１３９に流入した除染ガスは、小空間１３９の各壁面に流動しながら接触し、リップシール１３４を介してチャンバー１２の内部に導入される、このことにより、構造が複雑なリップシール１３４及び小空間１３９の部分の除染がより精度よく達成される。
なお、小空間１３９を構成する回転部１３２の円筒部分１３２ａに複数の抵抗板を設けるようにしてもよい（図８には図示していない）。これらの抵抗板に４つの連通孔１３５から小空間１３９に一定方向に流入する除染ガスが当たることにより、回転支持体１３０の回転部１３２が基盤部１３１に相対して僅かに回転するようになる。このことにより、構造が複雑なリップシール１３４及び小空間１３９の部分の除染が更に精度よく達成される。
＜第３実施形態＞
本発明に係る作業フードの第３実施形態を図面に基づいて説明する。本第３実施形態においては、回転支持体の回転部の構造が上記第１実施形態と異なっている。図９は、第３実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。
図９において、作業フード２２０は、円環状の回転支持体２３０によってチャンバー１２の内部の底壁部１３に形成された円形の開口部１３ａの周囲に連結されている。この回転支持体２３０は、基盤部２３１と回転部２３２とベアリング部２３３とリップシール２３４と連通孔２３５とを有している。なお、基盤部２３１、ベアリング部２３３、リップシール２３４、及び連通孔２３５の構成については、上記第１実施形態と同様である。
図９において、回転部２３２は、円筒部分２３２ａとその外周端から円筒軸方向上側に張り出した円環板部分２３２ｂとからなるＬ字状断面を有する環状構造物である。円筒部分２３２ａは、基盤部２３１の円筒部分２３１ａの外側に同心軸となるように配置され、その内周には、ベアリング部２３３の外輪２３３ｂが固定されている。一方、円環板部分２３２ｂは、その外周が円筒形であり、円筒部分２３２ａの外周に重なるように、円筒部分２３２ａの上面にボルト２３６ｂで全周に亘って気密的に固定されている。また、円環板部分２３２ｂの外周側面には、柔軟性の材料からなるハーフスーツ２２１の基端部２２１ａの内面と外面に２本の平バンド２２３で気密的に固定されている。
このように、本第３実施形態においては、回転支持体２３０の基盤部２３１と回転部２３２とがベアリング部２３３（大型ボールベアリング）を介して固定されている。このことにより、回転支持体２３０は、チャンバー１２の底壁部１３に固定された基盤部２３１に相対して、ハーフスーツ２２１を固定した回転部２３２が任意の角度から３６０度まで自在に回転することができる。
なお、連通孔１３５は、外部環境に配置した除染ガス供給装置、圧縮空気供給装置、及び真空吸引装置などと配管を介して連結されている。なお、本第３実施形態においては、チャンバー１２の内部の無菌環境での作業及び除染作業の操作は上記第１実施形態と同様である。このことにより、構造が複雑なリップシール２３４及び小空間２３９の部分の除染が精度よく達成される。
＜第４実施形態＞
本発明に係る作業フードの第４実施形態を図面に基づいて説明する。本第４実施形態においては、ベアリング部の構造が上記第３実施形態と異なっている。図１０は、第４実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。
図１０において、作業フード３２０は、円環状の回転支持体３３０によってチャンバー１２の内部の底壁部１３に形成された円形の開口部１３ａの周囲に連結されている。この回転支持体３３０は、基盤部３３１と回転部３３２とベアリング部３３３とリップシール３３４と連通孔３３５とを有している。なお、基盤部３３１、回転部３３２、リップシール３３４、及び連通孔３３５の構成については、上記第３実施形態と同様である。
図１０において、基盤部３３１は、円筒部分３３１ａとその一端から法線方向外側に張り出した円環板部分３３１ｂとからなるＬ字状断面を有する環状構造物である。円環板部分３３１ｂは、その内周が円形であり、チャンバー１２の円形の開口部１３ａの内周に重なるように、チャンバー１２の底壁部１３にボルト３３６ａで全周に亘って気密的に固定されている。内筒部分３３１ａの内周部は、作業者が上半身を挿入する作業フード２０の開口部を形成する。
一方、円筒部分３３１ａの外周には、ベアリング部３３３が固定されている。なお、本第４実施形態においては、複数の小型ボールベアリング３３３ａがベアリング部３３３を構成する。これらの小型ボールベアリング３３３ａは、基盤部３３１の円筒部分３３１ａの外周に円環状に配されると共に、各軸部３３３ｃを円環中心に向けて等間隔に固定されている。
図１０において、回転部３３２は、円筒部分３３２ａとその外周端から円筒軸方向上側に張り出した円環板部分３３２ｂとからなるＬ字状断面を有する環状構造物である。円筒部分３３２ａは、基盤部３３１の円筒部分３３１ａの外側に同心軸となるように配置されている。また、円筒部分３３２ａの内周上部には、庇部分３３２ｃが全周に亘って形成されている。この庇部分３３２ｃは、基盤部３３１の円筒部分３３１ａの外周に等間隔に固定された複数の小型ボールベアリング３３３ａの外輪３３３ｂの上部に当接するように配されている。
なお、本第４実施形態においては、ベアリング部３３３に複数の小型ボールベアリング３３３ａを使用するので、基盤部３３１の円筒部分３３１ａの外周と回転部３３２の円筒部分３３２ａの内周上部の庇部分３３２ｃとの円環状の間隙３３７にパッキンを使用するようにしてもよい。
一方、円環板部分３３２ｂは、その外周が円筒形であり、円筒部分３３２ａの外周に重なるように、円筒部分３３２ａの上面にボルト３３６ｂで全周に亘って気密的に固定されている。また、円環板部分３３２ｂの外周側面には、柔軟性の材料からなるハーフスーツ３２１の基端部２１ａの内面と外面に２本の平バンド３２３で気密的に固定されている。
このように、本第４実施形態においては、回転支持体３３０の基盤部３３１と回転部３３２とがベアリング部３３３（複数の小型ボールベアリング３３３ａ）を介して当接している。このことにより、回転支持体３３０は、チャンバー１２の底壁部１３に固定された基盤部３３１に相対して、ハーフスーツ３２１を固定した回転部３３２が任意の角度から３６０度まで自在に回転することができる。
なお、連通孔３３５は、外部環境に配置した除染ガス供給装置、圧縮空気供給装置、及び真空吸引装置などと配管を介して連結されている。なお、本第４実施形態においては、チャンバー１２の内部の無菌環境での作業及び除染作業の操作は上記第１実施形態と同様である。このことにより、構造が複雑なリップシール３３４の当接部分及び小空間３３９の部分の除染が精度よく達成される。
＜第５実施形態＞
本発明に係る作業フードの第５実施形態を図面に基づいて説明する。本第５実施形態においては、シール部材（リップシール）の突設位置及び機能が上記第１実施形態と異なっている。図１１は、第５実施形態において、作業フードが有する回転支持体の構成を示す断面図（図１のＢ部分を見た図２のＣ－Ｃ断面図）である。
図１１において、回転支持体４３０の回転部４３２の円筒部分４３２ａの下端面４３２ｃと、基盤部４３１の円環板部分３１ｂの上面３１ｃとが形成する円環状の間隙４３８には、シール部材（リップシール）４３４が円環板部分４３１ｂの上面４３１ｃに円環状に突設されている。リップシール４３４は、合成ゴムなどの弾性体から形成されている。なお、基盤部４３１、回転部４３２、ベアリング部４３３、及び連通孔４３５の構成については、上記第１実施形態と同様である。
本第５実施形態に係るリップシール４３４は、上述のように、その機能が上記第１実施形態と異なっている。本第５実施形態に係るリップシール４３４の機能は、円環板部分３１ｂの上面３１ｃから突出するリップシール４３４の突出部分の高さを変化させるものである。そのため、リップシール４３４は、円環板部分３１ｂから上下方向に摺動可能に埋設されると共に、突出部分の高さを制御する調節機構４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃを具備している。
調節機構は、リップシール４３４の基端部（円環板部分３１ｂの内部に埋没されている部分）に密閉された空気室４３４ａを有している。この空気室４３４ａは、配管４３４ｂを介して外部環境にあるポンプ４３４ｃと連通している。ポンプ４３４ｃを作動し、空気室４３４ａに空気を供給した場合には、空気室４３４ａが膨張してリップシール４３４を円環板部分３１ｂの上面３１ｃから上方に押し上げる。一方、ポンプ４３４ｃを切り替えて作動し、空気室４３４ａの空気を排気した場合には、空気室４３４ａが収縮してリップシール４３４を円環板部分３１ｂの上面３１ｃから下方に押し下げる。
これらのことにより、チャンバー１２の内部の無菌環境での作業、又は除染作業の各操作に合わせてリップシール４３４の突出部分の高さを調節することができる。具体的には、リップシール４３４の突出先端部と、これに相対する壁面（回転部４３２の円筒部分４３２ａの下端面４３２ｃ）との距離を制御し、或いは突出先端部と壁面とを当接させることができる。
例えば、チャンバー１２の内部の無菌環境での作業の際には、リップシール４３４の突出先端部と壁面との間に僅かな隙間を開けるか、僅かに当接させることにより、無菌状態の維持と作業フードの回転が容易になる。一方、除染作業において除染ガスの供給やエアレーションの際には、リップシール４３４の突出先端部と壁面との間に隙間を開けて除染ガスやエアレーションの清浄空気が通り易くなり、シール部分の除染効果がより確実になる。
なお、本第５実施形態においては、リップシール４３４の突設位置は、基盤部４３１の円環板部分３１ｂの上面３１ｃとするが、これに限るものではなく、上記第１実施形態と同様に回転部４３２の円筒部分４３２ａの下端面４３２ｃに突設するようにしてもよい。また、本第５実施形態においては、調節機構４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃの作用によりリップシール４３４を上下するものであるが、これに限るものではなく、シール部材として空気圧などによる膨張パッキンなどを使用し、膨張パッキン内の空気圧を調節することにより、膨張パッキンと相対する壁面との距離を調節するようにしてもよい。
＜第６実施形態＞
本発明に係る作業フードの第６実施形態を図面に基づいて説明する。本第６実施形態においては、チャンバー１２の内部の除染作業においてハーフスーツを自動的に回転させる駆動装置を装着したものである。なお、駆動装置以外の部分の構成は、上記第１実施形態と同様である。図１２は、第６実施形態において、駆動装置を装着した作業フードの回転支持体を正面から見た断面概要図である。
図１２において、駆動装置５０は、チャンバー１２の内部の底壁部１３に形成された円形の開口部１３ａに設けられた回転支持体３０の内周部に当接して固定されている。この駆動装置５０は、固定円盤部５１と回転円盤部５２と支軸部５３と駆動モーター５４と圧縮空気供給装置５５とを有している。
固定円盤部５１は、回転支持体３０の基盤部３１の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有する円盤５１ａと、その外周面に円環状の膨張パッキン５１ｂとを具備している。図１２においては、膨張パッキン５１ｂが膨張して基盤部３１の円環状の内周面に当接して気密的に固定されている。また、回転円盤部５２は、回転支持体３０の回転部３２の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有する円盤５２ａと、その外周面に円環状の膨張パッキン５２ｂとを具備している。図１２においては、膨張パッキン５２ｂが膨張して回転部３２の円環状の内周面に当接して気密的に固定されている。
支軸部５３は二重管５３ａ、５３ｂからなり、固定円盤部５１と回転円盤部５２との中心軸を貫通すると共に、外部管５３ａが固定円盤部５１を支持し、内部管５３ｂが回転円盤部５２を支持している。また、内部管５３ｂは、固定円盤部５１の下面に設置された駆動モーター５４に連動して回転円盤部５２を固定円盤部５１に相対して回転させる。また、圧縮空気供給装置５５は、外部環境にあって支軸部５３の内部を貫通する供給配管５５ａを介して、回転円盤部５２に固定されたハーフスーツ２１の内部に圧縮空気を供給して当該ハーフスーツ２１を膨らませる。
このように、本第６実施形態においては、回転支持体３０の内周に駆動装置５０が固定されている。このことにより、回転支持体３０の回転部３２に固定されたハーフスーツ２１は、膨らんだ状態で駆動モーター５４の駆動によりチャンバー１２の底壁部１３に固定された基盤部３１に相対して回転することができる。
なお、連通孔３５は、外部環境に配置した除染ガス供給装置、圧縮空気供給装置、及び真空吸引装置などと配管を介して連結されている。なお、本第６実施形態においては、チャンバー１２の内部の除染作業の操作は上記第１実施形態と同様である。このことにより、構造が複雑なリップシール３４及び小空間３９の部分の除染がより精度よく達成される。
よって、上記各実施形態においては、作業ボックス内で自在に回転できるので作業領域が広く、且つ、作業フードと作業ボックスとの境界にあるシール部分の除染作業を簡単に行うことのできる作業フードを提供することができる。
１０…アイソレーター装置、１１…脚部、１２…作業ボックス（チャンバー）、１３…底壁部、１３ａ…開口部、２０、１２０、２２０、３２０、４２０…作業フード、２１、１２１、２２１、３２１、４２１…ハーフスーツ、２２、１２２、４２２…オーリング、２２３、３２３…平バンド、３０、１３０、２３０、３３０、４３０…回転支持体、３１、１３１、２３１、３３１、４３１…基盤部、３１ａ、１３１ａ、２３１ａ、３３１ａ、４３１ａ…円筒部分、３１ｂ、１３１ｂ、２３１ｂ、３３１ｂ、４３１ｂ…円環板部分、３２、１３２、２３２、３３２、４３２…回転部、３２ａ、１３２ａ、２３２ａ、３３２ａ、４３２ａ…円筒部分、３２ｂ、１３２ｂ、２３２ｂ、３３２ｂ、４３２ｂ…円環板部分、３３、１３３、２３３、３３３、４３３…ベアリング部、３３３ａ…小型ベアリング、３３ａ、１３３ａ、２３３ａ、４３３ａ…内輪、３３ｂ、１３３ｂ、２３３ｂ、３３３ｂ、４３３ｂ…外輪、３３３ｃ…軸部、３４、１３４、２３４、３３４、４３４…シール部材（リップシール）、４３４ａ…空気室、４３４ｂ…配管、４３４ｃ…ポンプ、３５、１３５、２３５、３３５、４３５…連通孔、３６、１３６、２３６、３３６、４３６…ボルト、３７、３８、１３７、１３８、２３７、２３８、３３７、３３８、４３７、４３８…間隙、３９、１３９、２３９、３３９、４３９…小空間、４１…除染ガス供給装置、４２…減圧吸引装置、４３…配管、４４…三方弁、４５…ＨＥＰＡフィルター、４６…触媒装置、５０…駆動装置、５１…固定円盤部、５２…回転円盤部、５１ａ、５２ａ…円盤、５１ｂ、５２ｂ…膨張パッキン、５３…支軸部、５３ａ…外部管、５３ｂ…内部管、５４…駆動モーター、５５…圧縮空気供給装置、５５ａ…供給配管。

Claims (5)

  1. 作業ボックスの一部に形成された開口部の周囲に連結されると共に、当該作業ボックスの内部に突出する中空状のハーフスーツを備えた作業フードであって、
    前記開口部の周囲とハーフスーツの裾部との連結部分には、当該ハーフスーツ全体を回転自在に支持する円環状の回転支持体が設けられ、
    前記回転支持体は、基盤部と回転部とベアリング部とシール部材と連通孔とを有し、
    前記基盤部は、前記開口部の周囲に気密的且つ円環状に設けられ、
    前記回転部は、前記ハーフスーツの裾部を全周囲に亘って気密的に固定すると共に前記基盤部の周囲に沿って前記ベアリング部を介して当該基盤部に相対するように回転自在に円環状に設けられ、
    前記シール部材は、前記基盤部と前記回転部とが形成する円環状の間隙に、前記作業ボックスと外部環境とを区分けするように前記回転支持体の全周囲に亘って円環状に設けられ、
    前記連通孔は、前記シール部材が前記基盤部、前記回転部、及び前記ベアリング部とで形成する円環状の小空間に、当該小空間側から外部環境側に開口するように設けられており、
    当該連通孔の開口部には、前記小空間の内部に清浄空気、除染ガス又は除染ミストを供給する供給手段、及び／又は、前記小空間の内部から清浄空気、除染ガス又は除染ミストを吸引する吸引手段が連結していることを特徴とする作業フード。
  2. 前記ベアリング部は、１つのベアリングを有し、
    前記ベアリングの回転軸が前記開口部の開口面と直交するように当該ベアリングの内輪が前記基盤部の外周に固定されると共に、当該ベアリングの外輪が前記回転部の内周に固定されていることにより、前記回転部が前記基盤部に相対して回転することを特徴とする請求項１に記載の作業フード。
  3. 前記ベアリング部は、複数のベアリングを有し、
    前記複数のベアリングは、前記基盤部の外周に円環状に配されると共に、それぞれの軸部を円環中心に向けて設置され、
    前記回転部の円環状の周囲が各ベアリングの外輪に当接することにより、前記回転部が前記基盤部に相対して回転することを特徴とする請求項１に記載の作業フード。
  4. 前記シール部材は、前記円環状の間隙を形成する前記基盤部又は前記回転部の壁面のいずれか一方に突設されると共に、当該シール部材の突出部分の高さを変化させる調節機構を具備し、
    前記調節機構の作動により、前記シール部材の突出先端部が相対する前記回転部又は前記基盤部の壁面に当接可能に移動することを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の作業フード。
  5. 前記ハーフスーツを固定した前記回転部を前記基盤部に相対して回転するための駆動装置を備え、
    前記駆動装置は、前記基盤部の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有する固定円盤部と、前記回転部の円環状の内周面に嵌入可能な直径を有する回転円盤部と、当該固定円盤部と回転円盤部との中心軸を貫通する支軸部と、前記回転円盤部を前記固定円盤部に相対して同心軸上で回転させる駆動部と、前記ハーフスーツを膨らませるための圧縮空気供給部とを有し、
    前記固定円盤部は、円盤状の外周面が前記基盤部の円環状の内周面に当接して固定されるように、その外周面に円環状の第１の膨張パッキンを具備し、
    前記回転円盤部は、円盤状の外周面が前記回転部の円環状の内周面に当接して固定されるように、その外周面に円環状の第２の膨張パッキンを具備し、
    前記支軸部は二重管からなり、第１の管が前記固定円盤部を支持し、第２の管が前記回転円盤部を支持すると共に、当該第２の管が前記駆動部に連動して前記回転円盤部を回転させ、
    前記圧縮空気供給部は、外部環境にある圧縮空気供給源から前記支軸部を貫通する供給配管を介して、前記回転部と前記回転円盤部とで密閉された前記ハーフスーツの内部に圧縮空気を供給することを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の作業フード。
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