(57)【要約】【課題】  作業者に、作業における空気の流れを理解できるようにする安全キャビネットを提供することにある。【解決手段】  安全キャビネットは、作業を行う作業ステージと、作業者が作業をする作業空間と、作業空間の前面に配置した前面板と、作業空間と接続する作業開口と、作業開口から空気を吸い込み、作業空間の空気を、空気清浄手段を介して安全キャビネット外へ排気する排気手段と、作業空間の空気の流れを可視化する可視化手段とを有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業を行う作業ステージと、
作業者が作業をする作業空間と、
前記作業空間の前面に配置した前面板と、
前記作業空間と接続する作業開口と、
前記作業開口から空気を吸い込み、前記作業空間の空気を、空気清浄手段を介して安全キャビネット外へ排気する排気手段と、
前記作業空間の空気の流れを可視化する可視化手段とを有することを特徴とする安全キャビネット。
【請求項２】
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記可視化手段は、ミストを発生する手段であることを有することを特徴とする安全キャビネット。
【請求項３】
請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
前記ミストを発生するモードの選択を受付ける受付手段を有することを特徴とする安全キャビネット。
【請求項４】
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
ミストの流れの画像を取得する撮像部と制御部を有し、
前記撮像部が取得した前記画像に基づいて、前記制御部が、作業者の作業の適否を判断することを特徴とする安全キャビネット。
【請求項５】
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
表示部を有し、
制御部が、模範動作表示と、作業者の動作のオーバーレイ表示を前記表示部に表示させるようにすることを特徴とする安全キャビネット。
【請求項６】
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
ミストの流れの画像を取得する撮像部を有し、
前記安全キャビネットに接続した学習部が、前記撮像部が取得した作業状態とミストの流れの画像に基づいて、前記作業状態の適否を学習することを特徴とする安全キャビネット。
【請求項７】
請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
前記ミストは、前記作業空間の前面側の上部から下向きに発生することを特徴とする安全キャビネット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物・病原体などを取り扱うために、安全な作業環境を実現する設備である安全キャビネットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微生物・病原体などを取り扱う場合、内部清浄度を維持し、取り扱う微生物・病原体を人・環境から物理的に隔離して、安全に作業を行う安全キャビネットが用いられている。
安全キャビネットとしては特許文献１、２のような技術が知られている。
【０００３】
特許文献１は、開放式ダクト接続により室外に排気する安全キャビネットにおいて、室外排気ダクト系統に不具合が発生し、開放式ダクトの開口部から少量の揮発性有害物質を含む安全キャビネットの排気空気が実験室に漏れ出る可能性が生じた際に、警報を発生する安全キャビネットについて、開示している。
【０００４】
特許文献２は、作業者が安全キャビネットを使用して標準作業手順書や試料データを確認しながら作業を行うに際して、安全キャビネットに設けたモニター画面等の表示装置を、蛍光灯の光による乱反射や殺菌灯照射による劣化の影響を受けず、かつ気流経路の抵抗にならない位置に配置し、また除染作業からも保護し、併せて、表示に係わる部分に汚れが付着することを防止する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−７８５２７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１６５２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
安全キャビネットを使う場合には、開口部から、作業者が手を入れて作業すると、内部空気には乱れが生じる。この乱れを極力抑えるような動作、作業手順を、作業者が学習することが望ましい。
【０００７】
特許文献１および特許文献２には、作業者の作業が、空気の流れの乱れに、どのように影響を与えているかを、理解できるようにすることは、なんら開示されていない。
【０００８】
従来の安全キャビネットでは、作業者の動作などにより、外部から流れ込むような空気の流れや、作業空間の空気を流し出すような空気の流れを生じ、作業空間の清浄度を低下させたりしてしまうことを、作業者が、理解することは困難だった。
【０００９】
本発明の目的は、作業者に、作業における空気の流れを理解できるようにする安全キャビネットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の好ましい一例は、作業を行う作業ステージと、作業者が作業をする作業空間と、前記作業空間の前面に配置した前面板と、前記作業空間と接続する作業開口と、前記作業開口から空気を吸い込み、前記作業空間の空気を、空気清浄手段を介して安全キャビネット外へ排気する排気手段と、前記作業空間の空気の流れを可視化する可視化手段とを有する安全キャビネットである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、作業者に、作業における空気の流れを理解できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における安全キャビネットの概略正面図を示す図ある。
【図２】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３】空気の流れを矢印で示した安全キャビネットの概略側面図である。
【図４】実施例１を説明するための安全キャビネットの概略側面図である。
【図５】実施例２を説明するための安全キャビネットの概略正面図を示す。
【図６】実施例２を説明するための安全キャビネットの概略側面図である。
【図７】作業空間の複数のミストの流れを示した安全キャビネットの概略側面図である。
【図８】実施例３を説明するための安全キャビネットの概略正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例を、図１〜図８を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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１０１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１０１の上部に通じる背面流路１０８が設けられている。
【００１７】
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、モータで駆動されて回転する、送風手段であるファンと、微粒子を除去するフィルタ、例えば、空気清浄手段であるＨＥＰＡフィルタ１０９Aで構成されている。吹き出し側ＦＦＵ１０９により、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。
【００１８】
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１０１の下部、背面流路１０８、筐体１０１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。
【００１９】
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１０４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１０４へ流入すると、作業空間の清浄度が低下してしまう。
【００２０】
しかし、吹き出し側ＦＦＵ１０９から作業空間１０４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１０４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。
【００２１】
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。また、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。
【００２２】
図４は、実施例１を説明するための安全キャビネット１００の概略側面図である。実施例１では、前面板内側で、作業空間１０４の上部の前面板１０２側に、ミスト発生ノズル２０を設ける。ミスト発生ノズル２０は、ミストの流れが可視化できるように、ミストを発生させる。
【００２３】
これにより、図３に示した、作業空間１０４内の空気の流れ９２であるダウンフローとともにミストが下降する。ミストは、前面板１０２内側に沿い、符号２５に示したように、下方へ流れる。
【００２４】
清浄度が高い状態では、このミストは、そのまま、吸気口１０７で吸い込まれる直線状の流れとなる。ミストの種類は、水を超音波で微粒子化したものが好適である。いわゆる超音波加湿器で得られるミストである。また、ドライアイスの発生ガスを、配管で導入してもよい。
【００２５】
また、安全キャビネット１００が用いられる施設では、多種のガスが用いられる場合が多い。このうち、特に、液化窒素ボンベからの発生ガスを配管で導入し、それをミストガスとして用いてもよい。いずれも、ミストにより汚染が生じては本末転倒のため、微粒子の発生につながらないミストであることが必要である。
【００２６】
ミストを利用した空気の流れの可視化を実行するのは、実作業時ではなく、教育時、あるいは作業手順検討時に行うのがよい。ミストを発生させるか停止をするのは、筐体１０１に設けられた、ミスト発生モードの受付をする手段としての発生スイッチあるいはタッチパネルを使い、ミスト発生モードを作業者などの利用者が、選択することで実行される。また、ミスト発生モードの消し忘れの防止のため、一定時間でミストが停止するような、タイマー機構を設けてもよい。
【００２７】
実施例１によれば、作業者が、作業空間１０４における空気の流れを視覚的に観察でき、自らの作業による空気の乱れを知ることができるため、この乱れを極力抑えるような動作、作業手順を、作業者が学習できる。
【実施例２】
【００２８】
図５は、実施例２を説明するための安全キャビネットの概略正面図を示す。図６は、図５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。実施例１と重複する説明は、省略する。実施例２では、作業者による目視確認のみではなく、撮像手段としてのカメラ３０によりミストの流れを含めた画像を取得し、そのミストの流れる方向から、作業者の作業の適否を判定することができる。教育モードとして適否判定処理を設けることで、作業者が作業しながら、ほぼリアルタイムで、その作業の適否を理解できる。
【００２９】
この適否の判断の基準として、図７の作業空間１０４での空気の流れを使うことができる。図７は、特に、作業空間１０４の複数のミストの流れを示した安全キャビネットの概略側面図である。例えば、１台または複数台のカメラで、作業状態とミストの流れの画像を取得し、図７の作業空間１０４から作業開口１０３に向かうミストの流れ２６や、作業開口１０３から作業空間１０４に向かうミストの流れ２７が生じたことを検出した場合は、制御部（図示省略）が、作業者の作業や作業者の行動が不適切であるとして、作業状態の適否を自動判断できる。
【００３０】
作業状態の適否は、合否や点数等の表示で示すこともでき、音声、ランプ、あるいは、タッチパネルやディスプレイに表示してもよい。安全キャビネット１００と接続したネットワークを使い、作業状態と、その作業状態の適否や点数を合わせて外部の記憶装置に記憶することで、当該分野でより適した動作、作業の情報の蓄積が可能となり、作業者に依存しないばらつきの低い作業の実現につなげることができる。
【実施例３】
【００３１】
図８は、実施例３を説明するための安全キャビネットの概略正面図を示す。実施例３は、表示部であるディスプレイ４０を有する安全キャビンネットである。実施例１と重複する説明は、省略する。作業者が、作業しながら、見ることができる位置に、ディスプレイ４０を配置するのがよい。例えば、図８（ａ）に示したように、作業空間１０４の奥の背面流路１０８内、もしくは、背面流路１０８の外部に配置し、透明な前面板１０２を通して、作業者がディスプレイ４０を見られるようにしてもよい。また、図８（b）に示したように、前面板１０２の上部の筐体１０１の前面にディスプレイ４０を配置するようにしてもよい。
【００３２】
また、教育モードというモードを設定し、制御部が、模範動作表示と、自分の動作のオーバーレイ表示等で、ディスプレイ４０に表示させるようにすることで、どの動作が不適当であったのか、より視覚的に作業者が理解できる。また、安全キャビネット１００と接続した外部の人工知能を利用して、作業状態とミストの流れの画像に基づいて、作業などの適否を機械学習し、組織培養での作業の最適な作業や行動について、学習結果を作業者に知らせて、作業者が、最適な作業などを理解できるようにすることができる。
【符号の説明】
【００３３】
２０  ミスト発生ノズル、３０  カメラ、４０  ディスプレイ、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  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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019190723.tif 000009
【図８】
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