(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気口を備えたチャンバ内に手袋を突き出し、この手袋を介して前記チャンバ内での作業を行うものであって、次の構成要素を含むことを特徴とするアイソレータ：
（ａ）前記換気口に外部から連結し、前記チャンバ内に向けて空気出入口を露出させた、着脱可能なフィルタカートリッジ
（ｂ）前記チャンバ内に配備され、前記フィルタカートリッジの交換時、前記空気出入口を塞ぐのに用いられるプラグ
（ｃ）前記チャンバ内に配備され、前記フィルタカートリッジの交換時、前記換気口を内側から塞ぐのに用いられる蓋。
【請求項２】
前記プラグを前記チャンバ内に補充するためのロックを前記チャンバに設けたことを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ。
【請求項３】
請求項１に記載のアイソレータにおいて、次のステップを含むことを特徴とするフィルタ交換方法：
（ａ）使用済みのフィルタカートリッジの空気出入口を、前記チャンバの内側より前記プラグで塞ぐステップ
（ｂ）前記換気口を、前記蓋で前記チャンバの内側より塞ぐステップ
（ｃ）前記使用済みのフィルタカートリッジを前記換気口から取り外すステップ
（ｄ）新しいフィルタカートリッジを前記換気口に取り付けるステップ
（ｅ）前記蓋による換気口閉塞を解除するステップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種作業を行うための隔離空間を提供するアイソレータと、その手袋交換方法及びフィルタ交換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外界から隔離した空間を要する作業、例えば薬品の試験、バイオ実験等には、アイソレータという装置が使用される。これはチャンバと呼ばれる密閉空間をつくり、物品や試料の出し入れは専用の出し入れ口（ロック）から行い、チャンバ内での物品や試料の取り扱いはチャンバ内に突き出した手袋を介して行うようにしたものである。ロックはチャンバと外界との直接的な連通を防ぐために中間的な空間を用意するものであって、外界に面したハッチを開いて物を入れた後、このハッチを閉じ、それからチャンバ側のハッチを開いて物をチャンバに移す、といった使い方をする。チャンバから物を出すときは逆の手順を踏む。必要に応じ、ロック内で物のクリーニングや滅菌等の処置を行う。チャンバ内に空気を供給する必要があるとき、またチャンバから排気する必要があるとき、それぞれフィルタにより空気を濾過する。給気濾過はチャンバ内に塵埃や汚染物質を入り込ませないため、排気濾過はチャンバから有害物質を排出しないためである。このようなアイソレータの例を特開平１−１２３６１３号公報や特開平４−２２７２５４号公報に見ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなアイソレータのフィルタは、時間が経てば目詰まりして空気通過量が減少するので、アイソレータの機能に支障が生じる前に新しいものと交換する必要がある。
【０００４】
そこで本発明は、チャンバ内の隔離環境を破壊しないで安全にフィルタを交換できるアイソレータの構造とフィルタ交換方法を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、換気口を備えたチャンバ内に手袋を突き出し、この手袋を介して前記チャンバ内での作業を行うものであって、次の構成要素を含むものとした。
（ａ）前記換気口に外部から連結し、前記チャンバ内に向けて空気出入口を露出させた、着脱可能なフィルタカートリッジ
（ｂ）前記チャンバ内に配備され、前記フィルタカートリッジの交換時、前記空気出入口を塞ぐのに用いられるプラグ
（ｃ）前記チャンバ内に配備され、前記フィルタカートリッジの交換時、前記換気口を内側から塞ぐのに用いられる蓋。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のアイソレータにおいて、前記プラグを前記チャンバ内に補充するためのロックを前記チャンバに設けた。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のアイソレータにおいて、次のステップの実行によりフィルタを交換するものとした。
（ａ）使用済みのフィルタカートリッジの空気出入口を、前記チャンバの内側より前記プラグで塞ぐステップ
（ｂ）前記換気口を、前記蓋で前記チャンバの内側より塞ぐステップ
（ｃ）前記使用済みのフィルタカートリッジを前記換気口から取り外すステップ
（ｄ）新しいフィルタカートリッジを前記換気口に取り付けるステップ
（ｅ）前記蓋による換気口閉塞を解除するステップ。
【００１４】
上記アイソレータでは、フィルタを交換する際、使用済みのフィルタカートリッジの空気出入口をチャンバの内側よりプラグで塞ぎ、チャンバの換気口を内側から蓋で塞いだ状態で使用済みのフィルタカートリッジを取り外し、新しいフィルタカートリッジが換気口に取り付けられてから蓋による換気口閉塞を解除するものであるから、チャンバ内の隔離環境を保ったままフィルタ交換作業を行える。フィルタカートリッジの空気出入口をプラグで塞いだので、濾過した物質が空気出入口から漏洩することはない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示すのは本発明を実施したアイソレータの一例である。アイソレータ１はチャンバ２を構成する箱状の構造物を台脚部３で支持した構造であり、台脚部３のキャスタ４により移動可能である。
【００１６】
チャンバ２の側壁は基本的には金属板で構成するが、正面側には強化ガラスまたはプラスチック製の透明板５をはめ込み、内部を観察できるようにする。背面側の側壁も、半分ほどは透明板とする。
【００１７】
チャンバ２の側壁には複数個（少なくとも１対）の手袋取付部６を設ける。図１においては、手袋そのものは図示していない。手袋取付部６の構造は後で詳述する。７は背面側の側壁に設けたロックで、図にはそのチャンバ側のハッチが示されている。８はチャンバ２の上面に取り付けた給気フィルタ部、９はチャンバ２の側面に取り付けた排気フィルタ部、１０は排気フィルタ部９に連結し排気フィルタ部９を介してチャンバ２から空気を排出する排気装置である。
【００１８】
手袋取付部６の主部をなす筒状のポート２０を図２に示す。ポート２０は図４に示すようにチャンバ２の側壁の開口２１に固定され、側壁から外に向かって突き出している。ポート２０の内側は手袋挿入開口２２となっていて、ここからチャンバ２内にゴムまたはプラスチック製の手袋２３が突き出す。なおポート２０の正面形状は、図２に示すものでは円形であるが、これに限定されない。図３に示すポート２０は、腕の上下方向の動きが楽になるよう、縦長の長円形となっている。
【００１９】
ポート２０の、チャンバ２の側壁から突き出した部分の外周部には、手袋２３の付け根部２４を嵌合するための嵌合部が設けられる。図４の実施形態では、嵌合部はポート２０の外周部に彫り込んだ溝であり、ポート２０の先端部寄りに第１の嵌合部２５が設けられ、ポート２０の根元寄りに第２の嵌合部２６が設けられている。なお嵌合部は溝でなく凸条の形にすることもできる。
【００２０】
３０は手袋２３の付け根部２４を第２の嵌合部２６に固定するクランプリングである。クランプリング３０の構造を図１０に示す。これは、一部を切り開いたリング状の金属バンド３１の両端にトグルキャッチレバー３２とキャッチ金具３３を取り付けたものであって、トグルキャッチレバー３２から延び出した引っ掛けばね３４を、キャッチ金具３３に設けた複数の溝３５のどれかに引っ掛け、トグルキャッチレバー３２を回動させることにより、締め上げが行われる仕組みとなっている。金属バンド３１は、湾曲断面を有する金属板３６に金属線３７を溶接したものである（図１１参照）。図４及び図６〜図においては、クランプリング３０は単なる円でもって表す。
【００２１】
図４ないし図９に基づき、手袋２３の交換方法を説明する。図４は、ポート２０に古い手袋２３が取り付けられた状態を示す。古い手袋２３の付け根部２４は第２の嵌合部２６に嵌合しており、クランプリング３０によりその状態を維持されている。ここでまずクランプリング３０を外し、古い手袋２３の付け根部２４を第１の嵌合部２５に嵌め替える（図５参照）。ポート２０の、第２の嵌合部２６と第１の嵌合部２５との間の部分は、チャンバ２の内部と空間的には連通していた。従って、もしこの部分に何か好ましからざる物質が付着している、あるいはその恐れがある場合は、この部分の清掃ないし消毒を行う。
【００２２】
続いて図６のように、裏返しにした新しい手袋２３を、古い手袋２３の付け根部２４を包むようにポート２０にかぶせ、その付け根部２４を第２の嵌合部２６に嵌合し、クランプリング３０で固定する。こうしておいて図７のように、新しい手袋２３の外側から古い手袋２３の付け根部２４を、指先でつまんだり、もんだり、かき寄せたりして、第１の嵌合部２５から外す。
【００２３】
古い手袋２３の付け根部２４が概ね第１の嵌合部２５から外れたら、他の手袋取付部６に取り付けた手袋２３に腕を突っ込み、この手袋を介して古い手袋２３を、図８に示すようにチャンバ２の内側へと引き抜く。その後図９に示すように新しい手袋２３を、これまで裏返しだったものを正規の表裏関係に反転しつつチャンバ２の内側へと押し込み、交換を完了する。チャンバ２内に引き抜いた古い手袋２３はロック７から取り出し、廃棄する。
【００２４】
新しい手袋２３は、第２の嵌合部２６に取り付けた状態で使用を開始する。第２の嵌合部２６を通常の手袋取付位置としたのは、こちらの方が手袋が外れにくいからであるが、第１の嵌合部２５を通常の手袋取付位置とすることもできる。
【００２５】
次にフィルタの交換につき説明する。給気フィルタ部８と排気フィルタ部９は各々、図１２に示すようなフィルタカートリッジ４０を内蔵する。フィルタカートリッジ４０は円筒形ケース４１の中にＨＥＰＡ（high efficiency particulate air）フィルタ４２を入れたものである。ケース４１の両端中心部からは空気出入口４３、４４が突出する。空気出入口４３、４４もまた円筒形であって、空気出入口４３は外面に雄ねじ部４５、内面に雌ねじ部４６を有し、空気出入口４４は内面に雌ねじ部４７を有する。雄ねじ部４５を雌ねじ部４７にねじ込めば、フィルタカートリッジ４０同士を連結することができる。図１２に示すフィルタカートリッジ４０の２個連結状態において、空気は矢印の経路、またはその逆の経路をたどって流れる。
【００２６】
チャンバ２の側壁には、給気フィルタ部８と排気フィルタ部９にあたる箇所に換気口５０を設ける（図１３参照）。換気口５０は雌ねじ部を有し、これにフィルタカートリッジ４０の雄ねじ部４５をねじ込むことにより、フィルタカートリッジの取付が行われる仕組みになっている。
【００２７】
続いて図１３から図２１に従い、フィルタ交換の手順を説明する。図１３に示すのは排気フィルタ部９であるが、この排気フィルタ部９は、チャンバ２の側壁に固定された円筒形の固定ケース１１と、この固定ケース１１にクランプリング１３で連結される有底円筒形の分離ケース１２とを有し、その中に２個連結状態のフィルタカートリッジ４０を入れる構造になっている。図１３の状態では一方のフィルタカートリッジ４０の雄ねじ部４５が換気口５０に外部から連結し、チャンバ２の内部に向けて空気出入口４３を露出させている。１４は排気装置１０への配管接続口である。
【００２８】
フィルタカートリッジ４０の性能が落ちたときは、図１４のようにプラグ５１で空気出入口４３を塞ぐ。この作業はチャンバ２の中から、手袋２３を介して行う。プラグ５１は、ロック７を通じ前もってチャンバ２内に配備する。プラグ５１は雌ねじ部４６にねじ込まれる雄ねじ形式のものであるが、雄ねじ部をなくし、弾性的に密栓する形式とすることもできる。この場合、空気出入口４３も雌ねじ部４６をなくすことができる。
【００２９】
続いて図１５のように、換気口５０をチャンバ２の内側から蓋５２で塞ぐ。蓋５２も、プラグと同じくロック７を通じ前もってチャンバ２内に配備されている。蓋５２と換気口５０との連結方式は、弾性嵌合でもねじでも何でも良い。換気口５０が隙間なく閉塞されるものでありさえすれば良い。
【００３０】
このようにして換気口５０からの物質漏洩の道を閉ざした後、クランプリング１３によるクランプを解除し、図１６のように分離ケース１２を外す。
【００３１】
次に、図１７のように２個連結のフィルタカートリッジ４０からの空気出口となっていた空気出入口４４をプラグ５３で塞ぐ。プラグ５３はプラグ５１と同様の構造のものであるが、寸法は空気出入口４４の大きさに見合うものとなっている。
【００３２】
続いて図１８のようにフィルタカートリッジ４０を回転させ、プラグ５１で空気出入口４３を塞ぎ、またプラグ５３で空気出入口４４を塞いだ状態のまま、換気口５０の雌ねじ部から抜き取る。ちなみに、プラグ５１は換気口５０を楽に通り抜けられる外形寸法である。プラグ５１があるので、濾過した物質が空気出入口４３から漏洩することはない。また空気出口となっていた空気出入口４４もプラグ５３で塞いであるので、ＨＥＰＡフィルタ４２の外側に濾過物質が漏れ出ることはない。
【００３３】
続いて図１９のように、新しいフィルタカートリッジ４０を換気口５０にねじ込んで取り付ける。
【００３４】
それから図２０のように分離ケース１２をかぶせる。
【００３５】
さらに、図２１のようにクランプリング１３で分離ケース１２を固定ケース１１に連結する。こうしておいて蓋５２をとり、換気口５０の閉塞を解除する。
【００３６】
これで、図２２に示すフィルタ使用再開可能状態になる。取り去った蓋５２は、ロック７から外に出しても良いが、邪魔にならなければチャンバ２の中にそのまま残しておけば良い。
【００３７】
換気口５０から取り外した使用済みフィルタカートリッジ４０は廃棄する。焼却処分できるよう、燃えても有害物質を出さない材料でフィルタカートリッジ４０を構成しておくのが良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のアイソレータ及びそのフィルタ交換方法によれば、次のような効果がもたらされる。すなわち、フィルタの交換時、チャンバの換気口を内側から蓋で塞いだ状態で使用済みのフィルタカートリッジを取り外し、新しいフィルタカートリッジが換気口に取り付けられてから蓋による換気口閉塞を解除するものであるから、チャンバ内の隔離環境を保ったままフィルタ交換作業を行える。このとき、使用済みフィルタカートリッジの空気出入口をプラグで塞いでから取り外すので、濾過した物質を漏洩させることなく、使用済みフィルタカートリッジを処分できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  アイソレータの外観斜視図
【図２】  手袋取付ポートの第１態様の正面図
【図３】  手袋取付ポートの第２態様の正面図
【図４】  手袋取付部の断面図
【図５】  手袋交換作業の第１説明図
【図６】  手袋交換作業の第２説明図
【図７】  手袋交換作業の第３説明図
【図８】  手袋交換作業の第４説明図
【図９】  手袋交換作業の第５説明図
【図１０】  手袋を固定するクランプリングの正面図
【図１１】  同上クランプリングの部分断面図
【図１２】  フィルタカートリッジの断面図
【図１３】  フィルタカートリッジ交換作業の第１説明図
【図１４】  フィルタカートリッジ交換作業の第２説明図
【図１５】  フィルタカートリッジ交換作業の第３説明図
【図１６】  フィルタカートリッジ交換作業の第４説明図
【図１７】  フィルタカートリッジ交換作業の第５説明図
【図１８】  フィルタカートリッジ交換作業の第６説明図
【図１９】  フィルタカートリッジ交換作業の第７説明図
【図２０】  フィルタカートリッジ交換作業の第８説明図
【図２１】  フィルタカートリッジ交換作業の第９説明図
【図２２】  フィルタカートリッジ交換作業の第１０説明図
【符号の説明】
１    アイソレータ
２    チャンバ
６    手袋取付部
７    ロック
８    給気フィルタ部
９    排気フィルタ部
２０  ポート
２２  手袋挿入開口
２３  手袋
２４  付け根部
２５  第１の嵌合部
２６  第２の嵌合部
３０  クランプリング
４０  フィルタカートリッジ
４３  空気出入口
５０  換気口
５１  プラグ
５２  蓋
５３  プラグ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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