JPH02154199A - グローブボックス相互接続用ガスケット - 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
などを一般の空気中から隔離して完全無菌中で治療する
際に使用されるアイソレータ（以下、これらをグローブ
ボックスと称する。）のボ・ノクス内相互をｉｌｌさせ
た状態で、而もそれら両者を気密に接続一体化させるた
めに使用される、グローブボックス相互接続用ガスケッ
トに関する。

〔従来の技術〕

一般に、プルトニウムなどの放射性物質を取り扱うグロ
ーブボックスは、第８図に符号ｌによって示すような構
造となっている。つまり、２個の小型グローブボックス
本体２及び３を接続一体化させ、こうして組上がったボ
ックスをして鋼製の架台４に載置されている。各々のグ
ローブボックス本体２．３は、ステンレス鋼製の筐体が
らなり、そしてそれらは、第８図のＡ−Ａ線に沿う断面
を示す第９図を見ても分かるように、隣接する側壁５．
６において、中央に矩形状に打ち抜かれた貫通口が形成
されて両ボックス２，３との内部同志が連通しあう状態
とされるとともに、貫通口の周縁部分におけるフランジ
７．８相互をガスケット２０を介してボルト９、ナソ）
１０で接続一体化させることにより、グローブボックス
本体２，３同志を気密に一体化させ、そうして一つの大
きなグローブボックスｌとして構成していた。

なお、一方のグローブボックス本体２には、その外側壁
に物品出し入れ用のバックボート１１゜１２が設けられ
、同ボックス本体の底壁に給気用フィルタ１３がグロー
ブボックス本体内の雰囲気と通じ合う状態で設けられて
いる。

また、各々のボックス本体２，３の正面壁と背面壁には
、中央を打ち抜いて窓を設定しており、その窓枠部にお
いて、窓の間口幅より大きな幅寸法の矩形状の透明アク
リル板からなる窓材１４が当該窓を塞ぐ状態にあてがわ
れ、その外側から窓枠部分に植設しであるスタッドボル
トに通された押さえ枠１５をあてがい、そしてナツト１
６で締め上げることにより、押さえ枠１５が窓材１４を
押さえ付けてこれをボックス本体の窓枠部分に圧締する
ことにより取り付けられている。かかる窓材の周縁には
特に図示していないが、窓枠用ガスケットを嵌合装着し
ており、これにより押さえ枠と窓材、窓材と窓枠それぞ
れの間を気密に保つようにしている。かかる窓材１４に
は、グローブポート１７が設けられ、透明な窓材を通し
てボックス本体内を覗きながら、内部ボックス本体内で
のグローブによる操作を可能にしている。

さらに、これらのグローブボックス本体２．３に関連し
て、空気中で非常に浮遊し易い性質の酸化プルトニウム
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
目的から、排気用フィルタ１８、バイパスダンバタ１９
などの排気設備が一方のボックス本体３内と通した状態
で設けられ、そして互いに連通しあうグローブボックス
本体２３を常時負圧（約−３Ｏｎｉ　８２０）に保持す
るようにしている。

ところで、上記のようにして互いに連通しあったグロー
ブボックス本体２，３の連結状況についてさらに具体的
にみると、第２図に示して明らかなように、ボックス本
体２，３の隣接するフランジ部８．９相互間に横断面平
型で両面に三角形の凸条部２１を有するガスケット２０
を介在し、フランジ８．９を貫通するボルト９とこれに
螺挿するナツト１０とでフランジ８．９間を締め上げる
ことにより、当該凸条部２Ｉが各々のフランジ８９の外
面に圧接し、もってボックス本体相互間の所定の気密構
造を得ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかして、グローブボックス本体２，３和互のフランジ
間を気密にする従来のガスケット２０は、フランジ８．
９各々に密着させるため横断面三角形の凸条部２１を隆
起形成しており、その凸条部２１の三角形の尖頭部分が
フランジ８，９に着座して所定のシール面とすることか
ら、シール面積が少なくてリークの恐れを有するととも
に、三角形の尖頭部分が圧縮されることで屈曲変形して
而もその変形状態が長時間維持され、そして元の三角形
の形状に復帰しなくなる永久変形が生ずる可能性があり
、その場合には、ボルト・ナツト９１０による締付力が
低下して、ナツト１０に緩みが生ずる結果となり、而も
締付圧縮によって凸条部２１の三角形における付は根部
分に亀裂が入る恐れがあり、放射性物質を密封遮蔽する
と言う重要な役割を果たせなくなる可能性があった。

本発明は、以上のような従来波ｆＪｉの問題点に鑑みて
なされたもので、グローブボックス本体相互間に介在す
る気密保持において、グローブボックスにおける気密性
及び長寿命化などの面で高い性能を有する、長期安定性
に優れたグローブボックスを形成するためのガスケット
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、横断面平型のリング状ゴムガスケット
本体において、それ自身のの両面に隆起形成する凸条部
を横断面台形としたものである。

〔作用〕

上記のような形状とした本発明のフランジ用ガスケット
によれば、グローブボックス本体間で対向するフランジ
への接触面が、凸条部における台形の天面部分となるた
め、三角形の凸条部に見られるような尖頭部分の接触に
よるときよりも大きな接触面積となってシール面積が十
分にとれ、また、締付時に加わるガスケットへの圧縮応
力は、台形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、本発明により具体化されたグロー
ブボックス相互接続用ガスケットの一実施例を示すもの
である。

ゴム製のガスケット２２の基本形状は、第９図に示した
ガスケット２０と同様に、横断面平型で隣接するボック
ス本体側壁の貫通口の輪郭に沿うように矩形枠のリング
状としている。

しかして、改良されたガスケット２２は、それ自身の両
面に隆起形成されている凸条部２３を、横断面台形とし
であることに最大の特徴を有する。

なお、２４はボルトを通すための貫通孔である。

また、２５は並列する凸条部２３．２３の間に形成され
る溝部である。

かかるガスケット２２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とスチレンブタジェンゴムとの
混合物などを用いることができるが、特に老化防止剤を
０〜１．０重量％程度含んだＣＲ或いはＣＲとＳＢＲと
の混合物が適している。

因に、上記各種ゴム材のオゾン−亀裂発生時間特性を第
３図に示す。図中、ＡはＮＲのオゾン−亀裂発生時間特
性を表すグラフ、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
　ｌ！　ＣＲの同グラフ、さらにＦは老化防止剤を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２０
％伸びを与えた状態での当該オゾン１度（単位：　ｐｐ
ｈｍ）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ｆｆｉ％含んだＣ
Ｒが、平均オゾン４度２ｐｐｈｍ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、ＮＢＲＳＣＲとＳＢＲとの混合物、及び老化防止
剤を０．５重量％含んだＣＲの伸び一亀裂発住時間特性
を第４図に示す。図中、ＣはＮＢＲの伸び一亀裂発生時
間特性を表すグラフ、ＤはＣＲとＳＢＲとの混合物の同
グラフ、そしてＦが老化防止剤を０．５重量％含んだＣ
Ｒ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を用意し、各
試験片を温度４０℃及びオゾン濃度８０ｐｐｈ■の雰囲
気下の状態で当該伸びく単位％）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が、他のゴム材に比べ
て耐亀裂性に優れており、この点からもグローブボック
ス本体相互接続用ガスケット２２材としては、当該ＣＲ
を使用することが最適であることが頷けるであろう。

なお、ここでは老化防止剤が０．５重世％含んだ例につ
いてｊホべたが、同一材質のＣＲについて老化防止剤が
０，２〜１．０重量％程度であることが好ましいことを
６Ｉ　ｉＨしている。

以上のような形状材質からなる本発明のガスケットをグ
ローブボックス本体相互の接続部に通用して所定の気密
構造を構成した例を第５図に示す。

この図を見て分かるように、ガスケット２２は接続すべ
きグローブボックス本体２，３の隣接する側壁５．６の
間に介在して、それぞれの側壁５６に設定された方形枠
状のフランジ部８８９に各々の凸条部２３．２３の台形
における天面部分を当接した状態とし、そしてフランジ
部８，９及びガスケット２２の中央貫通孔２４を貫通し
たポルト１０とこれに螺挿するナツト１１によって当該
フランジ部８．９間を締め上げることにより、ガスケッ
ト２２の凸条部２３における天面部分が各々のフランジ
部８゜９の対向面に面接触状態で圧接し、もってフラン
ジ部８．９相互間の気密構造を有した上での接続一体化
が行われている。

上記したようなガスケット２２及びそれにより構成され
た気密構造によれば、ガスケ°ット２２のフランジ部８
，９面に対する接触をそれ自身の両面に隆起形成した凸
条部２３における台形の天面部分により行わしめている
ことから、第９図に示したガスゲット２０の三角形の凸
条部２１における尖頭部分での接触手段よりも広い接触
面を与えることができ、十分なシール面を確保すること
が可能となる。また、ナラ）１１の締付けによる圧縮応
力は、台形の凸条部２３に作用し而も台形の天面部分が
フランジ８．９に対して接触するから、当該三角形の凸
条部２１において見られるような尖頭部分の屈曲変形の
恐れは全く無くなり、圧縮時の亀裂の心配も無くなるの
である。

従って、フランジ部間シール用ガスゲットとしての気密
性能を安定化させ且つこれを長期にわたって維持するこ
とができ、放射性＄１１１質を取り扱うグローブボック
ス相互の接続用ガスケットとして有効となる。

発明者等は、かかるガスケットの気密性能を確１２する
ため、第６図に示すように、グローブボックス１の貫通
口周りのフランジ部分を想定した構造のガス透過量測定
試験装置２６を用意し、これに第９図に示した従来のガ
スケント２ｏ及び第１図（第２図）に示した本発明のガ
スケット２２を適用して、これらガスケットによるシー
ル部分のヘリウムガス（Ｈｅ）の透過量を測定してみた
。

第７図は、当該試験装置によって得られた時間（ｈｒ）
−ガス透過量（ａｔａ＋　　−ｃｃ／５ｅｃ）特性を示
したものである。

なお、第６図における試験装置２６は、タンク２７内に
固定された鉄板２８上に可撓性鉄板２９がその片端を自
由端部となるようにして固定されており、同可撓性鉄板
２９の自由端部と鉄板２８との間に、第９図に示すガス
ケラ）２０、第１図（第２図）に示すガスケット２２を
介在し、ボルト・ナツト３０により圧締状態にして固定
してみた。そして、鉄板２８の貫通孔３１にはこの部分
に一端が連結された配管３２を通じてヘリウム検出器３
３が連絡配置されていて、ガスケットにょる可撓性鉄板
２９と鉄板２８との間をガスリークつまりガス透過量を
検出できるようにしている。

また、第７図！ニオイア　２０　ａ　、　２０　ｂ及び
２０ｃは、シール面をサンドペーパーで１００メツシユ
、１８０メソシユ及び４００メソシユの粗さにした鉄板
２８と可撓性鉄板２９との間に従来のガスケット２０を
セットした場合の時間（ｈｒ）　−ｍ過量（ａｔｍ　　
−ｃｃ／５ｅｃ）特性を表すグラフであり、また２２ａ
、２２ｂ及び２２ｃは、同様にシール面を１００メソシ
ユ、１８０メツシユ及び４００メソシユの粗さにした鉄
板２８と可撓性鉄板２９との間に本発明によるガスケッ
ト２２をセットした場合の同グラフである。

以上の結果によれば、本発明のガスケット２２と各様相
さの鉄板とを用いて形成した気密構造では、２２ａ、２
２ｂ及び２２ｃのグラフから明らかなようにガスリーク
は認められず、シール性能の高いことが確認された。

一方、従来のガスケット２ｏと、１ｏｏメソシユ及び１
８０メソ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、２０ａ及び２０ｂに示すように試験開始後直
ちにガスリークが認められ、４００メツシユの粗さにし
た鉄板に代えて構成した気密構造では、２０ｃに示すよ
うに試験開始後約２時間でガスリークが認められた。

なお、２２ａ、２２ｂ及び２２ｃの特性線図において、
所定の時間が経過した時にガス透過量が１×ｌＯ啼ａｔ
ｅ　　−ｃｃ／ｓｅｃ程度まで立ち上がっているが、こ
れはゴム材自身が多孔質のためそれ自身に透過するガス
によるものであって、この程度のガス透過量は一般にガ
スリークとしては扱われていない。また、従来のガスゲ
ットによる２０ａ、２０ｂ及び２０ｃの特性線図におい
て、ガス透過量がＩ　Ｘ　Ｉ　Ｏ−’ａｔｍ−ｃｃ／ｓ
ｅｅを越え、ｌＸｌ０−”ａＬｍ　　−ｃｃ／ｓｅｅ近
辺に達しているが、この程度の立ち上がりがあっても周
囲の環境、例えばグローブボックスを取り汲う操作者な
どに害を与える程のガスリークで無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程度をより一層抑える
ためのものである。

なおまた、定常状態（Ｉ　Ｘ　１０　”ａｔｍ　　・ｃ
ｃ／５ｅｃ）になるまでの立ち上がりに時間差が出るの
は、鉄板２８及び可撓性鉄板２９に対する表面仕上がり
粗さ及びガスケットの接触面積が影響するものであり、
この現象は一般的なものである。

さらに、Ａ点とＢ点は、ヘリウムガス透過量の立ち上が
り部（時間）を示している。

−Ｍ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、その後各小型のグローブボックス本体
相互間の接続部を個々に解体して使用施設搬入した後、
これらを再度組み立てて、再び気密テストを実施するよ
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、ガスケット２２を何度か取り付け、取り外しを行っ
た後、ガス透過量試験をした所、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
も本発明によるガスケット及びこれを適用して組み立て
たグローブボ。

クスは安定したシール性が確保されることが判断できる
。

なお、本発明のガスケット２２は、それ自身の表面にテ
フロンなどの撥水処理剤を施せば、上記ガスケットがグ
ローブボックス内部の硝酸雰囲気によって侵されること
を防止できると言う効果が期待できる。

なおまた、前述した実施例のガスケット２２では、凸条
部２３を各面に４条宛形成した例について示したが、そ
の例は飽くまでも最適なものとして挙げたまでであって
、これに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明して来た通り、この発明のグローブボックス相
互接続用ガスヶ１．、トによれば、ガスヶ。

ト自身を特異な形状として、一定の広いシール面を確保
し而も締付時に凸条部が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言う不具合を解消したもので
あることから、安定したンール性能を長期にわたり維持
すると言う所期の目的は十二分に達成することができ、
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
る安全性に大きく貢献するものとして、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相
互接続用ガスケットの一実施例を示す平面説明図及び同
上図のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面説明図、第３図はオゾン
濃度−亀裂発生時間特性線図、第４図は伸び一亀裂発生
時間特性線図、第５図は当該ガスケットを適用して構成
したグローブボックス相互接続部の拡大断面説明図、第
６図はグローブボックス接続部分のヘリウムガス透過量
測定試験装置を示す説明図、第７図は同試験装置により
得られた時間−ガス透過量特性線図、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線に沿う拡大断面説明図である。 図中、１はグローブボックス、２．３はグローブボック
ス本体、４は架台、５．６は隣接側壁、７．８はフラン
ジ部、９はボルト、１０．１６はナツト、１１．１２は
バックボード、１３は給気用フィルタ、１４は窓材（ア
クリル板）、１５は押さえ枠、１７はグローブボート、
１８は排気用フィルタ、１９はバイパスダンパ、２０．
２２はボックス本体相互接続部用のガスゲット、２１は
凸条部（三角形）、２２は凸条部（台形）、２４３１は
貫通孔、２５は溝部、２６はヘリウムガス透過量測定試
験装置、２７はタンク、２８は鉄板、２９は可撓性鉄板
、３０はボルト・ナツト、３２は配管、３３はヘリウム
検出器である。 第 ■ 第

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横断面平型のリング状ゴムガスケット本体からなり
   、そのゴムガスケット本体の両面に横断面台形の凸条部
   が複数列形成されていることを特徴とするグローブボッ
   クス相互接続用ガスケット。 ２、ガスケット本体が、それ自身の表面にテフロンなど
   の撥水処理剤が施されたクロロプレンゴムからなる請求
   項第１項記載のグローブボックス相互接続用ガスケット
   。