JPH02154198A - グローブボックスの窓枠用ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば直接触手不可能なプルトニウムなど
の放射性物質を取り扱うグローブボックス、或いは病人
などの人体を一般の空気中とは隔離して完全無菌空気中
で治療するために病院などで使用されているアイソレー
タ（以下、これらをグローブボックスと称する。）の窓
枠に窓材を気密に固定させる際に用いられるグローブボ
ックスにおける窓枠用ガスケットに関わるものである。

（従来の技術） −Ｉ’ＩＱにプルトニウムなと゛の放射性物質を取り扱
うグローブボックスは、第８図に符号１によって示すよ
うな構造と成っている。つまり、２個の小型グローブボ
ックス本体２及び３相互をボルトナツトなどの締結手段
で締結一体化されていて、それらは鋼製の架台４の上に
載置されている。

これら小型グローブボックス本体２，３は、ステンレス
鋼製であって、その任意の側壁、例えば図面に示すよう
に正面壁及び背面壁に窓が形成され、さらに隣接する側
壁各々に貫通口が形成され両ボックス本体２．３相互が
貫通しあう状態としてある。また、小型グローブボック
ス本体２の外側側壁には、物品出し入れ用のバックボー
ト５及び６などが設けられ、底壁には、給気用フィルタ
７がボックス本体２の内部雰囲気と通ずる状態に付帯し
である。さらに、グローブボックス本体３の上面壁には
、空気中で非常に浮遊し易い性質を持った酸化プルトニ
ウムなどの放射性物質の浮遊による外部への飛散を防止
する目的で、当該グローブボックス本体２，３内を常時
負圧（−３０ｍａｌｌ□０）に保持する排気設備として
排気用フィルタｌ５１５やバイパスダンパ１６が当ｊ亥
ボックス１３内と通じた状態で付帯しである。

しかして、ボックス本体２（３）の正面壁及び背面壁に
設定される窓は、第９図に拡大して分かり易く示したよ
うに、矩形状にくり抜いて開口を形成する窓枠９を設定
しており、この部分の外面に窓枠の開口幅よりも少しく
大きな幅寸法で矩形状の透明アクリル板からなる窓材８
がそれ自身の周縁に装着されたガスケラ）１１を介して
あてがわれ、さらに窓枠９の外面に植設されたスタッド
ポル＋−１０に通された押さえ枠１２をガスケット１１
の外側にあてがい、当該ボルト１０に螺挿されたナン）
１３の締付けによってかかる押さえ枠１２がガスケット
１１を押圧し、それによって窓材８が窓枠９に気密に取
り付けられるようになっている。

そのようにして取り付けられる窓材８には、操作者がグ
ローブボックス本体２の外部からその内部を覗いて直接
操作可能にする目的でグローブボート１４が設けられて
いる。

さて、以上のようにして構成されているグローブボック
スｌの窓枠部の気密構造についてさらに具体的に見てみ
ると、例えば第９図に示されて分かるように、横断面口
字形のガスケット１１を、それ自身の内周何回／ｓ３６
に窓材８の側縁を嵌入させて組付け、そして外側からの
押さえ枠の圧接によって、該枠Ｉ２とガスケット１１、
ガスケラ）ＩＩと窓材８、ガスケット１１と窓枠９各々
の面間が密着することにより、気密構造が構成されてい
た。

第１０図は、当該気密構造の変形例であって、横断面口
字形のガスケラ）１７の上部片の外側に横断面三角形の
凸条部１８を２条隆起形成しており、該凸条部１８の尖
頭部分を窓枠８の外面に当接した状態で上述した締付手
段により圧締するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかして、第９図に示したような、横断面口字形のガス
ケット１１では、窓枠８の外面に当接する片の外面が平
滑でその全面をシール面とすることから、所定の面圧を
得るためにかなり大きな締付は力を必要とし、完全なシ
ール効果を得るのが困難であった。

一方、第１０図に示したような、外面に三角形の凸条部
１８を有するガスケット１７では、締付時に三角形の凸
条部１８の尖頭部分が押圧変形されるが、その変形部分
が時間の経過とともに生ずる疲労に伴って変形したまま
の状態となって、初期の締付力が低下し、ナツト１３に
緩みが生じたりして長期的な気密構造の確立を果たし得
ない恐れがあった。また、かかる尖頭部分の屈曲変形に
よって、三角形の凸条部１８の付は根部分で亀裂が発生
する恐れがあり、ナンドの再締付けによりシール圧を保
持したとしても所定の気密性能が果たせなくなる可能性
があった。

このように、従来のガスケットは、気密性及び長朋信顛
性に問題があり、人体に有害な放射性物質を扱うグロー
ブボックスにおける気密構造の安全性を確保する面で改
善が強く望まれていた。

本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、気密性及び長期寿命の面において高い性
能を有する、グローブボックスにおける窓枠のためのガ
スケットの提供を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕 本発明によれば、内周面に凹溝が形成されて成りその凹
溝に窓材の周縁を嵌入させる横断面口字形のリング状ゴ
ムガスケット本体において、互いに相対する上下部のう
ちの少ムくとも一方の外側に横断面台形の凸条部を形成
して成るものである。

〔作用〕

上記のような形状とした本発明の窓枠用ガスケントによ
れば、グローブボックスに設定された窓枠の外面に対す
る接触面が、台形の天面部分となるため、片の全面を圧
接させるときのような大きな締付力を必要とせずに小さ
な締付力で所定の圧力を保持するシール面を形成できる
。また、締付時に加わるガスケットへの圧縮応力は、台
形の凸条部の天面部分から作用するため、三角形の凸条
部に見られるような尖頭部分の屈曲変形の恐れは無くな
り、ガスケットとしての気密性能を長期にわたって安定
に維持することが可能である。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本発明により具現されたグローブ
ボックスの窓枠用のガスケットの一実施例を示したもの
である。

ゴム製のガスケット１９の基本形状は、第２図或いは第
３図に示したガスケット占同様に、横断面コ字形にして
内周側に凹ｌｌｌｌ３６を有するもので、矩形状の窓枠
に対応して矩形状のリング状とじである。しかして、改
良されたガスケット１９は、第２図に分かり易く示した
ように、上下相対する片２０．２１のうち上部２０の外
面において横断面台形の凸条部２２．２３が隆起形成さ
れていることに最大の特徴がある。凸条部２２．２３を
凸段する上部片２０における凸条部の先端部名の嵩高つ
まり最大厚みは、側部片２４や下部片２１の厚みより大
きくしてあり、これによって片２０の基底部厚みを当該
他の片２１．２４の厚みに相応するものとしている。

かかるガスケット１９の材質としては、例えば天然ゴム
（ＮＲ）、スチレンブタジェンゴム（ＳＢＲ）、アクリ
ルニトリルゴム（ＮＢＲ）　、クロロブレンゴム（ＣＲ
）　、或いはクロロプレンゴム（ＣＲ）とスチレンブタ
ジェンゴム（ＳＢＲ）との混合物などが採用でき、特に
老化防止剤を０〜１．０重量％程度含んだＣＲ或いはＣ
ＲとＳＢＲとの混合物が適している。

因ニ、上記各種ゴム材のオゾン−亀裂発生時間特性は第
３図に示すように成っている。図中、ＡはＮＲのオゾン
−亀裂発生時間特性を表すグラフであり、ＢはＳＢＲの
同グラフ、ＣはＮＢＲの同グラフ、ＤはＣＲとＳＢＲと
の混合物の同グラフ、ＥはＣＲの同グラフ、Ｆは老化防
止剤０．５重量％含んだＣＲの同グラフである。

なお、上記オゾン−亀裂発生時間特性は、各種のゴム材
について、ＪＩＳＫ６３０１の試験法に準拠した試験片
を用意し、各試験片を温度４０℃のオゾン雰囲気下で２
０％の伸びを与えた状態での当該オゾン濃度（単位：　
ｐｐｈｍ）に対する当該試験片における亀裂発生時間（
単位：　ｈｒ）を見たものである。

それによれば、老化防止剤を０．５重量％含んだＣＲは
、平均オゾン濃度２ρｐｈｍの戸外で約３０年以上の寿
命を有することが推定できる。

次に、前記したゴム材のうち、ＮＢＲ，ＣＲとＳＢＲと
の混合物、及び老化防止剤を０．５重量％含んだＣＲの
伸び一亀裂発生時間特性を第４図に示す。図中、ＣはＮ
ＢＲの伸び一亀裂発生時間特性を表すグラフであり、ま
たＤはＣＲとＳＢＲとの混合物の同グラフ、Ｆは老化防
止剤を０．　５重量％含んだＣＲの同グラフである。

この伸び一亀裂発生時間特性は、各種ゴム材について、
ＪＩＳＫ６３０１の試験法に準拠した試験片を用意し、
各試験片を温度４０℃及びオゾン４度８０ｐｐｈｍの雰
囲気下において当該伸び（単位：％）に対する当該試験
片の亀裂発生時間（単位：　ｈｒ）を見たものである。

以上のオゾン−亀裂発生時間特性（第３図）及び伸び一
亀裂発生時間特性（第４図）からも分かるように、老化
防止剤を０．５重量％含んだＣＲは、他のゴム材に比し
て耐亀裂性に優れており、この点からもグローブボック
スの窓枠における気密保持用ガスケット１９の材料とし
ては、かかるＣＲが最適である。

なお、ここでは、老化防止剤を０，５重量％含んだＣＲ
について述べたが、本発明者等によれば別の試験におい
て、ＣＲに含ませる老化防止剤が０．２〜ｌ、Ｏ重量％
程度の範囲であることが好ましいことを確認している。

かかる材質形状から成る窓枠用ガスケラ）１９が取り付
けられて所定の気密構造を与えたグローブボックスにお
ける窓を第５図に示す。

この図をみて分かるように、ガスケット１９は窓材８の
周縁に嵌合装着して台形の凸条部２２２３をグローブボ
ックス２に設定された窓枠９の外面に当接させる状態で
窓材８が窓枠９にあてがわせる体勢を作り出し、そして
グローブボックス２の外面に植設されたスタッドボルト
ｌＯに被挿された押さえ枠１２をガスケラ）１９のもう
一方の片の外面にあてがい、ボルトｌＯに螺挿されたナ
ツト１３の締付けにより当該押さえ枠１２をガスケット
Ｉ９に外側から圧締することで、その押さえ枠１２とガ
スケット１９、ガスケット１９と窓材８との相互が面接
触してシールされるとともに、台形の凸条部２２．２３
の天面部分が窓枠９の外面に面接触状態で圧締し、もっ
て窓枠９に対する窓材８の完全密着取り付けが行われる
のである。

なお、２５は、並列する凸条部２２．２３の間の凹条部
分である。

上記したようなガスケット及びそれによる気密構造によ
れば、ガスケット１９のグローブボックス２（３）に対
する接触面を台形の凸条部２２２３の天面部分に求めて
いるため、第９図に示したガスケントＩＩのように大き
な締付力を加えることなく比較的小さい締付力で所定の
シール圧を確保した気密構造を得ることができる。

また、ナツト１３の締付力による圧縮応力は台形の凸条
部２２．２３に作用し而もその台形の天面部分が窓枠９
に対して面接触状態を作りだすので凸条部２２．２３が
屈曲変形する恐れが無くなる。

このため、ガスケントとしてのシール性能を十分に果た
すことが可能となる上にこれを長期にわたって維持する
ことができる。

発明者等は、かかるガスケットの気密性能を確認するた
めに、第６図に示すように、グローブボックス１の窓枠
部分を想定した構造のガス透過量測定試験装置２６を用
い、これに第１０図に示した従来のガスケット１７及び
第１図（第２図）に示した本発明によるガスケット１９
を適用して、これらのシール部分のヘリウムガス（Ｈｅ
）の透過量を測定してみた。

第７図に、かかる試験装置２６によって測定された時間
（ｈｒ）　　Ｓ過量（ａｔｍ　　・ｃｃ／５ｅｃ）特性
を示した。

なお、試験装置２６は、タンク２７内に固定された鉄板
２８の貫通孔２９上に、第１０図或いは第１図（第２図
）に示すものと同様の窓枠用ガスケント３０及びアクリ
ル板３１が押さえ枠３２、ボルトナツト３３により固定
されたものとしており、そして、貫通孔２９の部分はこ
れに連結された配管３４を通じて外部のへりうム検出器
３５に連絡し、ガスケット３０におけるシール部分のヘ
リウムガスの透過量を当該検出器３５によって測定でき
るものとしである。

第７図において、！７ａ、１７ｂ及び１７ｃはシール面
をサンドペーパーにて１００メツシユ、１８０メツシユ
及び４００メツシユの粗さにした鉄板２８に従来のガス
ケット１７をセットした場合の時間（ｈｒ）−透過量（
ａｔｍ　−ｃｃ／５ｅｃ）特性を表すグラフであり、ま
た、＋９ａ、１９ｂ並びに１９ｃは、上記と同様の方法
でシール面を１００メノシエ、１８０メソシユ及び４０
０メツシユの粗さにした鉄板２８に本発明による窓枠用
ガスケット１９をセットした場合の同グラフである。

それによれば、本発明による窓枠用ガスケット１９と各
様相さの鉄板とを用いて構成した気密構造では、１９ａ
、＋９ｂ並びに１９Ｃグラフから明らかなようにガスリ
ークは見られず、完全なシール性能が得られていること
が確認された。

一方、従来の窓枠用ガスケット１７と１００メソシユ及
び１８０メツシユの粗さにした鉄板とを用いて構成した
気密構造では、１７ａ、１７ｂのグラフから明らかなよ
うにガスリークが直ちに見られ、同様のガスケットを４
００メツシユの粗さにした鉄板を適用して気密構造を構
成した場合には、約２時間でガスリークが確認された。

なお、本発明によるガスケット１９を採用した場合のガ
ス透１ｆｆｔは、１９ａ、＋９ｂ及び１．９ｃのグラフ
に表されるように、所定の時間を経過するとＩ　Ｘ　１
０−’ａｔ陽　・ｃｃ／ｓｅｃ程度まで立ち上がってい
るが、これはガスケットを構成するゴム材が多孔質であ
るため、ゴム材自身を透過するガスによるものであり、
その程度のガス透過量は、一般にリークとは言わないも
のである。

また、第７図に示す従来のガスケソ）１７における１７
ａ、１７ｂ及び１７ｃの場合、透過量がＩ　Ｘ　１０−
’ａｔａｉ−ｃｃ／ｓｅｅを越え、Ｉ　Ｘ　１０−’ａ
ｔｍ・ＣＣ／ｓｅｃ近辺に達しているが、この程度でも
例えばグローブボックスを取り扱う操作者などの周囲環
境への害を与えるリークとはならないことは言うまでも
無い。

本発明は、そのようなガスリークの程度をより−ｍ抑え
るだめのものである。

上記のように定常状Ｂ（Ｉ　Ｘ　１０−’ａｔｍ　　−
ｃｃ／５ｅｅ）になるまでの立ち上がりに時間差が生ず
るのは、鉄板に対する仕上がり粗さ及び及び接触面積が
影響するものであり、この現象は一般的である。

第７図において、Ａ点とＢ点とはヘリウムガス透過量の
立ち上がり（時間）を示す。

一般に、グローブボックスは、工場で製作された後、気
密テストを行い、その後窓材であるアクリル板及び窓枠
用ガスケットなどを解体して使用施設へ搬入した後、こ
れらを再度組み立てて、再び気密テストを行うようにし
ている。

上記の点を考慮して、第６図に示す試験装置２６を用い
て、窓枠用ガスケット１９を何度か取り付け、取り外し
を行った後、ガス透過量試験を行った所、ガス透過量は
当初の場合と同程度の値であることが確認された。この
結果からも本発明による窓枠用ガスケット１９及びそれ
を用いたグローブボックスは、気密性能の高いものであ
ることが判断できる。

なお、本発明の窓枠用ガスケット１９は、それ自身の表
面にテフロンなどのｔΩ水処理剤を施せば、上記ガスケ
ットがグローブボックス内部の硝酸雰囲気及び薬品など
によって侵されることが防止されると言う効果が期待で
きる。

また、前述した窓枠用ガスケット１９では、２条の凸条
部２２．２３を形成した例について述べたが、凸条部の
条数についてはそれのみに限定されず、任意の数とする
ことが可能である。

さらに、前述した窓枠用ガスケット１９においては、窓
材８の周縁を嵌合させる程度の凹溝３６があれば良いた
めに、経済性を考慮して凸条部２２２３を有する上部片
２０の厚みだけを大きくした例について述べたが、その
例は飽くまでも最適な実施例であって、これに限定され
るものでは無い。

〔発明の効果〕

以上説明して来たｉｌす、この発明のグローブボックス
窓枠用ガスケットによれば、ガスケット自身を特異な形
状のものとして、大きな締付力を要せずして而も締付時
に屈曲変形してそれがそのままとなったり亀裂が入った
りするという不具合を防止したものであることから、長
門シール性や長期寿命を成就させると言う所期の目的は
十二分に果たせることができ、人体に影響の大きい放射
性物質などを汲うグローブボックスにおいて安定性に優
れた気密構造を捉供することができ、その工業的価値は
蓋し大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明にかかるグローブボックス窓
枠用ガスケットの一実施例を示す平面図及び同上図のＢ
−Ｂ綿に沿う拡大断面図、第３図は当該ガスケットに関
してのオヅンー亀裂発生時間特性図、第４図は当該ガス
ケットに関しての伸び一亀裂発生時間特性図、第５図は
当該ガスケットのグローブボックス窓枠への適用状況を
示す断面説明図、第６図はグローブボックスの窓枠部分
のガス透過量測定試ＷＪ、装置の説明図、第７図は当該
ガス透過量試験′！装置に関しての時間−ガス透過量特
性図、第８図は一般的なグローブボックスの例を示す斜
視説明図、第９図は同上図のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図
、第１０図は同Ａ−Ａ線に沿う部分で他のガスケットを
保用した例を示す拡大端面図である。 図中、１はグローブボックス、２，３は小型のグローブ
ボックス本体、４は架台、５，６はハノクボート、７は
給気フィルタ、８，３１は窓材、９は窓枠、１０はスタ
ッドボルト、１１．１？。 １９．３０は窓枠用ガスケット、１２．３２は押さえ枠
、１３はナツト、１４はグローブボート、１５は排気用
フィルタ、１６はバイパスダンパ、１８．２２．２３は
凸条部、２０は上部片、２１は下部片、２４は側部片、
２５は溝部、２６はがずｉ３過量試験装置、２７はタン
ク、２８は鉄板、２９は貫通孔、３３はボルト・ナンド
、３４は配管、３５はヘリウム検出器、３６は凹溝であ
るゆオゾン濃度（ＰＰ配慣） ひ：（７６〕 間　（にト）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内周面に凹溝が形成されて成りその凹溝に窓材の周
   縁を嵌入させる横断面コ字形のリンダ状ゴムガスケット
   本体から成り、そのゴムガスケット本体の相対する上下
   部のうちの少なくとも一方の外側に横断面台形の凸条部
   が形成されて成ることを特徴とするグローブボックスの
   窓枠用ガスケット。 ２、横断面台形の凸条部が形成されている部分の厚みが
   、凸条部のない他の部分より厚く形成されている請求項
   第１項記載のグローブボックスの窓枠用ガスケット。 ３、窓枠用ガスケットの表面にテフロンなどの撥水処理
   剤を施した請求項第１項記載のグローブボックスの窓枠
   用ガスケット。