以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る清浄度監視装置10を示す。図1、図2A及び図2Bを参照すると、清浄度監視装置10は、センサユニット20、及びセンサユニット20とは別体のモニタユニット50を備え、モニタユニット50に対してセンサユニット20を着脱可能である。
センサユニット20は、モニタユニット50への取り付けによって、モニタユニット50に対して電気的に接続される。これにより、モニタユニット50からセンサユニット20に電力が供給され、センサユニット20とモニタユニット50の間での信号の送受信が可能となる。また、本実施形態のセンサユニット20は、モニタユニット50とは異なる監視装置(図示せず)にも電気的に接続可能である。
センサユニット20は、設置した監視対象領域の空気を吸引し、空気に含まれる多数の埃を検出する。また、センサユニット20は、検出した埃それぞれの粒子径を判断し、その判断結果を記憶するとともに、定められた粒子径毎(例えば0.3μmと5.0μm)に検出結果(累積した記憶情報)を出力する。
モニタユニット50は、センサユニット20に電力を供給するとともに、センサユニット20から入力された検出結果から得られる監視対象領域の空気清浄度を表示する。具体的には、センサユニット20から入力された定められた粒子径(例えば0.3μm)の検出結果と定められた閾値とに基づいて、空気清浄度を段階的に表示する。なお、センサユニット20による検出結果は、モニタユニット50が記憶管理してもよい。
監視装置には、例えばパーソナルコンピュータが用いられる。監視装置には、異なる監視対象領域にそれぞれ配置された複数のセンサユニット20が電気的に接続される。監視装置は、複数のセンサユニット20から入力された検出結果を集中管理し、クリーンルーム全体の空気清浄度や個々の監視対象領域の空気清浄度を表示する。
次に、センサユニット20とモニタユニット50の構成について具体的に説明する。
以下の説明では、センサユニット20の厚さ方向をX方向、センサユニット20の幅方向をY方向、センサユニット20の高さ方向をZ方向ということがある。モニタユニット50へのセンサユニット20の取付状態では、モニタユニット50の厚さ方向、幅方向及び高さ方向は、センサユニット20の厚さ方向、幅方向及び高さ方向とそれぞれ同じである。
(センサユニットの構成)
図3及び図4を参照すると、センサユニット20は、外装体21と、外装体21に収容されたセンサ基板25とを備える。センサユニット20は、全体として直方体形状であり、X方向寸法の厚みが薄いシンプルなデザインである。
外装体21は、X方向前側に配置される前ケース22と、X方向後側に配置される後ケース23とを備える。前ケース22と後ケース23はネジによって連結されている。ネジはセンサ基板25を貫通し、外装体21に対してセンサ基板25も位置決めしている。
図1及び図4を参照すると、前ケース22は、前壁22aと、前壁22aの外周縁からX方向後向きに突出した外周壁22bとを備える。前壁22aは、YZ平面に沿って延び、モニタユニット50への取付方向(X方向)前側に位置する。外周壁22bは、前壁22aのZ方向上端に連なる上壁部22c、前壁22aのZ方向下端に連なる下壁部22d、前壁22aのY方向左側に連なる側壁部22e、及び前壁22aのY方向右側に連なる側壁部22fを備える。
後ケース23は、後壁23aと、後壁23aの外周縁からX方向前向きに突出した外周壁23bとを備える。後壁23aは、YZ平面に沿って延び、前ケース22の前壁22aと前後(X方向)に対向する。外周壁23bは、後壁23aのZ方向上端に連なる上壁部23c、後壁23aのZ方向下端に連なる下壁部23d、後壁23aのY方向左側に連なる側壁部23e、及び後壁23aのY方向右側に連なる側壁部23fを備える。
前ケース22の外周壁22bの開口部と後ケース23の外周壁23bの開口部とは、凹凸嵌合状態で組み付けられる。前ケース22の外周壁22bと後ケース23の外周壁23bとによって、外装体21(センサユニット20)の外周部21aが構成される。
外装体21の外周部21aには、外気を吸い込むための吸気口23gと、吸気口23gを通して吸い込んだ外気を排出するための排気口22gとが設けられている。
吸気口23gは、後ケース23の上壁部23cに設けられている。本実施形態の吸気口23gは、外装体21の内部と外部を連通させる円筒状のダクト23hの上端からなる。ダクト23hは、後ケース23の上壁部23cに一体に設けられ、Z方向に延びている。
排気口22gは、前ケース22の側壁部22fに設けられている。排気口22gは、吸気口23gよりも下側に位置するように、X方向前向きに切り欠いた四角形状の切欠部からなる。
外装体21の外周部21aには、モニタユニット50への取付状態を維持するための係止凹部22hが設けられている。係止凹部22hは、前ケース22の側壁部22e,22fにそれぞれ設けられている。一対の係止凹部22hはそれぞれ、Y方向内向きに窪み、X方向に延びる凹溝からなる。係止凹部22hのX方向前端は、YZ平面に沿って延びる当接面である。
外装体21には、後述する第1コネクタ36を露出させる露出孔22iと、後述する第2コネクタ37を露出させる露出孔23iとが設けられている。露出孔22iは、前ケース22の前壁22aの中央に設けられた四角形状の孔からなる。露出孔22iの内側には四角筒状のリブが設けられている。露出孔23iは、排気口22gとは反対側に位置するように、後ケース23の側壁部23eに設けられた四角形状の切り欠きからなる。
外装体21には更に、後述するLED38を露出させる露出孔23jと、センサ基板25に実装されたディップスイッチ34を露出させる露出孔23kとが設けられている。露出孔23jは、後ケース23の後壁23aに設けられ、X方向に貫通する円形状の孔からなる。露出孔23kは、後ケース23の上壁部23cに設けられ、X方向後向きに切り欠いた四角形状の切欠部からなる。
外装体21には更に、一対の壁掛凹部22jが設けられている。壁掛凹部22jは、監視対象領域の壁にセンサユニット20を単独で設置するために設けられている。壁掛凹部22jは、LED38とは反対側に位置するように、前ケース22の前壁22aに設けられている。壁掛凹部22jは、X方向後向きに窪む凹部からなり、前ケース22の前壁22aにY方向に間隔をあけて設けられている。
センサ基板25は、絶縁性を有する基板上に銅箔等からなる導電性を有する導電部(図示せず)を所定パターンで敷設した構成である。図5A及び図5Bを参照すると、センサ基板25には、検出部26、送風部35、第1コネクタ36、第2コネクタ37、LED38、ディップスイッチ34及びマイコン39が実装されている。そのうち、送風部35、第1コネクタ36、及びマイコン39がセンサ基板25の正面側に配置され、検出部26、第2コネクタ37、LED38及びディップスイッチ34がセンサ基板25の背面側に配置されている。
図4及び図5Bを参照すると、検出部26は、ハウジング27、発光素子31、及び受光素子33を備え、吸気口23gから吸い込んだ外気中に含まれる埃を検出する。
ハウジング27は、後ケース23側を開口して前ケース22側を閉塞した一端開口のハウジング本体と、ハウジング本体の開口を覆うカバーとを備え、これによって通気路27a、発光路27b及び受光路27cを画定した暗箱である。
通気路27aは、吸気口23g(ダクト23h)のZ方向下側に位置する開口部27dを備え、この開口部27dから概ねZ方向に延びている。通気路27aの下端側には、通気路27aと送風部35を空間的に連続させる円形状の貫通孔27eが設けられている。
発光路27bは、通気路27aと交差するようにY方向に延びている。図5Bにおいて右側に位置する発光路27bの一端は、通気路27aに対して空間的に連続している。図5Bにおいて左側に位置する発光路27bの他端は閉塞されている。
受光路27cは、通気路27aと発光路27bが交差した部分(照明領域)に形成されている。受光路27cは、ハウジング27のうちセンサ基板25側の壁をX方向に貫通する孔からなる。
図5Bを参照すると、発光素子31は、半導体レーザーからなり、Y方向における発光路27bの閉塞端側に配置され、センサ基板25に電気的に接続されている。発光路27bのうち発光素子31と通気路27aの間には、1個の照射光レンズ(図示せず)が取り付けられている。照射光レンズは、通気路27a内の受光路27c上(照明領域)で、発光素子31の照射光を絞り込む。なお、照射光レンズは、必要に応じて2個以上配置してもよい。
受光素子33は、フォトダイオードからなり、受光路27cのX方向前端に配置され、センサ基板25に電気的に接続されている。つまり、受光素子33は、センサ基板25とハウジング27の間に取り付けられている。
図5Aを参照すると、送風部35は、空気を吸気口23gから吸い込み、通気路27aを通して排気口22gから排出する手段であり、通気路27aの下端側に配置されている。本実施形態の送風部35は、シロッコファンからなり、ハウジング27の貫通孔27eのX方向前側に取り付けられている。送風部35のケーシングには、排気口22gの内側に位置する開口部35aが設けられている。なお、送風部35は、シロッコファンに限られず、通気路27aを通した送風を実現できる手段であればいずれでも適用できる。
図1及び図5Aを参照すると、第1コネクタ36は、モニタユニット50に電気的に接続するための第1接続部である。第1コネクタ36は、センサ基板25の中央領域に配置され、センサ基板25に電気的に接続されている。第1コネクタ36は、外装体21へのセンサ基板25の収容状態で、露出孔22iの内側に位置し、露出孔22iを通して前壁22aから外部に露出する。第1コネクタ36には、モニタユニット50の後述するコネクタ74が嵌合(接続)される。つまり、第1コネクタ36を露出させる前壁22aは、モニタユニット50の後述する取付部54に対向させるべき部分である。
図5Bを参照すると、第2コネクタ37は、監視装置に電気的に接続するための接続部である。第2コネクタ37は、センサ基板25のY方向の左側かつZ方向の中央領域に配置され、センサ基板25に電気的に接続されている。図6を参照すると、第2コネクタ37は、外装体21のへのセンサ基板25の収容状態で、露出孔23iの内側に位置し、露出孔23iを通して外部に露出する。第2コネクタ37には、監視装置に接続されたサブコネクタ40が嵌合(接続)される。なお、サブコネクタ40にはコード(図示せず)が接続されており、コードの他端側が監視装置に接続されている。また、一端にサブコネクタ40を接続したコードの他端側に第1コネクタ36を接続した接続コードを用いて、センサユニット20の第2コネクタ37をモニタユニット50のコネクタ74に電気的に接続することもできる。
図5Bを参照すると、LED38は、センサユニット20の駆動状態を表示するために設けられている。LED38は、第2コネクタ37の左側に配置され、センサ基板25に電気的に接続されている。LED38は、外装体21へのセンサ基板25の収容状態で、露出孔23jの内側に位置し、露出孔23jを通して外部に露出する。
ディップスイッチ34は、通信用のアドレス設定を行うために用いられており、図5Bにおいて右上の角部に配置されている。
マイコン39は、LED38を制御し、センサユニット20がオン状態の場合にはLED38を点灯させ、センサユニット20がオフ状態の場合にはLED38を消灯させる。また、マイコン39は、発光素子31を制御し、受光素子33から得られる検出結果を出力する。
具体的には、マイコン39は、発光素子31を駆動し、通気路27aの受光路27c上(照明領域)を照射させる。また、マイコン39は、受光素子33を駆動し、受光路27c上を通過する埃の粒子を検出させる。さらに、マイコン39は、通電によって駆動される送風部35の回転数を監視し、送風部35の回転数に基づいて送風部35の異常を検出する。なお、マイコン39は、受光路27c上を流れる空気量が一定になるように、送風部35の回転数を一定に維持するように送風部35をフィードバック制御してもよい。
照明領域を埃の粒子が通過すると、粒子サイズに応じた強度の散乱光が発生する。受光素子33は、受光した散乱光の強度に応じた散乱光信号を出力する。マイコン39は、受光素子33から入力された散乱光信号に基づいて埃の粒子数及び粒子径を判断し、接続されたモニタユニット50又は監視装置に検出結果を出力する。
(モニタユニットの構成)
図3及び図7を参照すると、モニタユニット50は、外装体51と、外装体51に収容されたモニタ基板73とを備える。
外装体51は、ケース本体52と、ケース本体52のX方向前側を塞ぐ前カバー53とを備える。ケース本体52と前カバー53はネジによって連結されている。ネジはモニタ基板73を貫通し、外装体51に対してモニタ基板73も位置決めしている。
図2B及び図7を参照すると、ケース本体52は、後壁52aと、後壁52aの外周縁からX方向前向きに突出した外周壁52bとを備える。後壁52aは、YZ平面に沿って延び、センサユニット20の取付状態で、センサユニット20の後壁23aと面一に位置する。外周壁52bは、後壁52aのZ方向上端に連なる上壁部52c、後壁52aのZ方向下端に連なる下壁部52d、後壁52aのY方向左側に連なる側壁部52e、及び後壁52aのY方向右側に連なる側壁部52fを備える。
図2A及び図7を参照すると、前カバー53は、前壁53aと、前壁53aの外周縁からX方向後向きに突出した外周壁53bとを備える。前壁53aは、YZ平面に沿って延び、ケース本体52の後壁52aとX方向に対向する。外周壁53bは、前壁53aのZ方向上端に連なる上壁部53c、前壁53aのZ方向下端に連なる下壁部53d、前壁53aのY方向左側に連なる側壁部53e、及び前壁53aのY方向右側に連なる側壁部53fを備える。
ケース本体52の外周壁52bの開口部と前カバー53の外周壁53bの開口部とは、凹凸嵌合状態で組み付けられる。ケース本体52の外周壁52bと前カバー53の外周壁53bとによって、外装体51(モニタユニット50)の外周部51aが構成される。
図2B及び図3を参照すると、外装体51には、センサユニット20を着脱可能な取付部54が形成されている。取付部54は、ケース本体52のY方向中央かつZ方向上側に設けられている。図3及び図7を参照すると、取付部54は、ケース本体52のうち、後述する表示部67a~67dとは反対側(後壁52a側)に設けられ、表示部67a~67dが形成された前カバー53の前壁53aに向かって窪む凹部からなる。取付部54は、モニタユニット50の外周壁54aと端壁54iによって画定されている。
図3、図7及び図8を参照すると、取付部54を画定する外周壁54aは、上壁部54b、下壁部54c、及び側壁部54d,54eを備える。上壁部54bは、ケース本体52の上壁部52cの一部からなる。下壁部54cは、ケース本体52の下壁部52dのZ方向上側に間隔をあけて設けられた下内壁部54f、下壁部52d及び後壁52aによって構成されており、Z方向に所定の厚みを有する。側壁部54dは、ケース本体52の側壁部52eのY方向内側に間隔をあけて設けられた左内壁部54g、側壁部52e及び後壁52aによって構成されており、Y方向に所定の厚みを有する。側壁部54eは、ケース本体52の側壁部52fのY方向内側に間隔をあけて設けられた右内壁部54h側壁部52f及び後壁52aによって構成されており、Y方向に所定の厚みを有する。X方向から見て、外周壁54aの内面形状は、センサユニット20の外面形状よりも大きい。
端壁54iは、外周壁54aのX方向前端に連なっている。端壁54iは、YZ平面に沿って延び、ケース本体52の後壁52aに対してX方向に間隔をあけて位置する。外周壁54aのX方向後端から端壁54iまでのX方向寸法、つまり取付部54の深さは、センサユニット20のX方向寸法である厚み(例えば22.7mm)よりも大きい。
外装体51には、センサユニット20の吸気口23gに対応する開口部55と、センサユニット20の排気口22gに対応する開口部56とが設けられている。
開口部55は、取付部54の上壁部54b(ケース本体52の上壁部52c)に設けられている。開口部55は、上壁部54bをX方向の後端(後壁52aの外面)から前側(前壁53a側)に向けて切り欠いた切欠部からなる。
開口部56は、取付部54の側壁部54eに設けられている。開口部56は、側壁部54eをX方向の後端(後壁52a)から前側(前壁53a側)に向けて切り欠いた切欠部からなる。より具体的には、前述のように側壁部54eは、右内壁部54h、側壁部52f及び後壁52aによって構成されている。開口部56は、取付部54の右内壁部54hからケース本体52の側壁部52fにかけてY方向に貫通している。開口部56のうち、右内壁部54hと側壁部52fとの間は、溝壁56aによって塞がれている。
開口部56は、外装体51の一側をY方向に貫通し、取付部54内に連通している。開口部56のZ方向の寸法は、一般成人の指の太さよりも大きい。このように形成された開口部56は、センサユニット20を分離する際の操作部として用いることができる。
Y方向における取付部54の開口部56とは反対側には、取外操作用の操作凹部57が設けられている。操作凹部57は、取付部54の一部を画定する側壁部54dに設けられ、前カバー53側へ窪んでいる。操作凹部57を構成する凹みは、側壁部52eには形成されていない。このように形成された操作凹部57内は、Y方向において取付部54内に連通し、操作凹部57のY方向外側は側壁部52eによって塞がれている。操作凹部57のZ方向の寸法は、開口部56のZ方向の寸法と同じである。
ここで、モニタユニット50の操作凹部57が形成された左側は、センサユニット20においてサブコネクタ40が取り付けられる方と同じである。図8を参照すると、操作凹部57の形成位置とセンサユニット20に対するサブコネクタ40の取付位置とは、Z方向に異なっている。これにより、センサユニット20にサブコネクタ40を接続した状態で、モニタユニット50の取付部54にセンサユニット20が取り付けられることを防止している。
図3及び図8を参照すると、取付部54の内壁部54g,54hには、センサユニット20の係止凹部22hに係止する係止爪58がそれぞれ設けられている。係止爪58は、端壁54iから内壁部54g及び54hにかけて設けられたU字状の溝59内に形成されている。係止爪58は、Y方向へ弾性的に変形可能な板状の弾性片58aと、Y方向内向きに突出した爪部58bとを備える。弾性片58aのZ方向の幅は、振動によりセンサユニット20に負荷が加わってもZ方向には弾性的に変形することなく、センサユニット20の移動を阻止できる剛性を確保できる寸法に設定されている。なお、センサユニット20に係止爪を設け、モニタユニット50の取付部54に係止凹部を設けてもよい。
取付部54には、センサユニット20を位置決めする位置決めリブ60aと、センサユニット20を定められた取付位置にガイドするガイドリブ60bとが設けられている。
位置決めリブ60aは、取付部54に対するセンサユニット20の過度の挿入を防止するために設けられている。位置決めリブ60aは、取付部54におけるY方向の中央領域に設けられ、Z方向に間隔をあけて複数(本実施形態では3箇所)設けられている。個々の位置決めリブ60aは、取付部54の端壁54iからX方向後向きに所定の厚みで突出し、Y方向に延びる帯状を呈する。つまり、位置決めリブ60aは、凹部からなる取付部54の底面である、取付部54の端壁54iの内面から突出している。
ガイドリブ60bは、センサユニット20を取付部54のZ方向中央に案内するために設けられている。ガイドリブ60bは、上壁部54b及び下壁部54cのY方向両側にそれぞれ設けられている。個々のガイドリブ60bは、壁部54b,54cから取付部54内へZ方向に突出し、X方向に延びている。
図3及び図8を参照すると、外装体51には、後述するコネクタ74を露出させる露出孔54jが設けられている。露出孔54jは、取付部54の端壁54iの中央に設けられた四角形状の孔からなる。
外装体51には、後述するコネクタ75A~75Dを配置する凹部61と露出孔61b~61eが設けられている。凹部61は、ケース本体52の下端に設けられ、後壁52aからX方向前側へ窪んでいる。凹部61は、取付部54の端壁54jと面一に延在する端壁61aを備える。露出孔61b~61eは、それぞれ四角形状の孔からなり、端壁61aに対してY方向に間隔をあけて設けられている。
図2B及び図7を参照すると、外装体51には、ネット回線接続用のモジュラジャック76を露出させる露出孔62と、ACアダプタ接続用の電源ジャック77を露出させる露出孔63とが設けられている。露出孔62,63は、ケース本体52の側壁部52e及び前カバー53の側壁部53eにそれぞれ設けた切り欠きからなる。
外装体51には、一対の壁掛凹部64が設けられている。壁掛凹部64は、監視対象領域の壁にモニタユニット50を設置するために設けられている。壁掛凹部64は、X方向前向きに窪む凹部からなり、ケース本体52の後壁52aにY方向に間隔をあけて設けられている。
図2A、図7及び図9Aを参照すると、モニタユニット50の前壁53aには、表示パネル部65と操作パネル部69が設けられている。これらのパネル部65,69のうち、後述するスライドスイッチ81の貫通部70aを除く部分は、所定の文字やマークが施されたラミネートによって覆われている。
表示パネル部65は、電源表示部66、第1表示部67a~67d、及び第2表示部68を備える。
電源表示部66は、モニタユニット50がオン状態であるかオフ状態であるかを表示するために設けられている。電源表示部66は、前カバー53の前壁53aにX方向へ貫通した円筒状の貫通部66aを備え、貫通部66aを通してLED79の光を透過可能である。
第1表示部67a~67dは、定められた粒子径(例えば0.3μm)に関する空気清浄度(汚染状況)を段階的に表示するために設けられている。第1表示部67a~67dはそれぞれ、前カバー53の前壁53aにX方向へ貫通した四角筒状の貫通部67eを備え、貫通部67eを通して後述する二色LED78の光を透過可能である。
第2表示部68は、定められた粒子径(例えば5.0μm)が閾値を越えたことを表示するために設けられている。第2表示部68は、前カバー53の前壁53aにX方向へ貫通した貫通孔68aを備え、貫通孔68aを通してLED80の光を透過可能である。
操作パネル部69は、電源操作部70と、一対の設定操作部71A,71Bを備える。
電源操作部70は、モニタユニット50の電源をオン操作又はオフ操作するために設けられている。電源操作部70は、前カバー53の前壁53aにX方向へ貫通した四角筒状の貫通部70aを備え、貫通部70aを通してスライドスイッチ81の一部を外部に突出させる。
設定操作部71A,71Bは、モニタユニット50の設定を変更するために設けられている。設定操作部71A,71Bはそれぞれ、前カバー53の前壁53aにX方向へ貫通した貫通孔71aを備え、貫通孔71a内にプッシュスイッチ82の操作部がそれぞれ配置される。
モニタ基板73は、絶縁性を有する基板上に銅箔等からなる導電性を有する導電部(図示せず)を所定パターンで敷設した構成である。モニタ基板73は電源回路を備え、供給された電力をセンサユニット20に給電可能である。
図9A及び図9Bを参照すると、モニタ基板73には、コネクタ74、4個のコネクタ75A~75D、モジュラジャック76、電源ジャック77、4個の二色LED78、単色のLED79,80、スライドスイッチ81、2個のプッシュスイッチ82、及びマイコン83が実装されている。そのうち、LED78~80及びスイッチ81,82がモニタ基板73の正面側に配置され、コネクタ74,75A~75D、ジャック76,77、及びマイコン83がモニタ基板73の背面側に配置されている。
図3、図8及び図9Bを参照すると、コネクタ74は、センサユニット20を電気的に接続するための第2接続部である。コネクタ74は、モニタ基板73の中央領域に配置され、モニタ基板73に電気的に接続されている。コネクタ74は、外装体51へのモニタ基板73の収容状態で、露出孔54jを通して外部に露出する。本実施形態では、露出孔54jを貫通したコネクタ74の先端が取付部54内へ突出している。これにより、センサユニット20をモニタユニット50に取り付けることで、コネクタ74にセンサユニット20の第1コネクタ36が嵌合し、センサユニット20とモニタユニット50が電気的に接続される。
コネクタ75A~75Dはそれぞれ、モニタユニット50を外部機器に接続するための接続部である。具体的には、コネクタ75Aには直流電源が接続され、コネクタ75Bには環境センサ(湿度センサやCO2センサが接続され、コネクタ75C,75Dには光や音を出力する警報機器が接続される。コネクタ75A~75Dは、モニタ基板73のZ方向下側に、Y方向へ間隔をあけて配置され、それぞれモニタ基板73に電気的に接続されている。コネクタ75A~75Dは、外装体51へのモニタ基板73の収容状態で、露出孔61b~61eを通して外部に露出する。
図2B及び図9Bを参照すると、モジュラジャック76は、モニタユニット50をネット回線に接続する接続部である。モジュラジャック76は、モニタ基板73の左側部に配置され、モニタ基板73に電気的に接続されている。モジュラジャック76は、外装体51へのモニタ基板73の収容状態で、露出孔62を通して外部に露出する。
電源ジャック77は、交流電源に接続されたACアダプタ(図示せず)を接続するための接続部である。ACアダプタは、交流から直流に変換した電力をモニタユニット50に供給する。電源ジャック77は、モジュラジャック76の下側に配置され、モニタ基板73に電気的に接続されている。電源ジャック77は、外装体51へのモニタ基板73の収容状態で、露出孔63を通して外部に露出する。なお、電源ジャック77とコネクタ75Aの両方から電力が供給される場合、コネクタ75Aからの電力が遮断され、電源ジャック77からの電力が入力される。
図2、図7及び図9Aを参照すると、二色LED78は、空気清浄度を段階的に表示するために設けられている。4個の二色LED78は、前カバー53の貫通部67eと対応するようにY方向に間隔をあけて配置され、それぞれモニタ基板73に電気的に接続されている。個々の二色LED78が発した光は、対応する貫通部67e及びラミネートシートを通して外部から視認可能である。
LED79は、モニタユニット50がオン状態であるかオフ状態であるかを表示するために設けられている。LED80は、二色LED78で表示する粒子径とは異なる粒子径の累計が閾値を越えたことを表示するために設けられている。これらのLED79,80は、二色LED78の下側に配置され、モニタ基板73に電気的に接続されている。LED79が発した光は、貫通部66a及びラミネートシートを通して外部から視認可能であり、LED80が発した光は、貫通孔68a及びラミネートシートを通して外部から視認可能である。
スライドスイッチ81は、モニタユニット50の電源をオン操作又はオフ操作するために設けられている。スライドスイッチ81は、LED79の下側に配置され、モニタ基板73に電気的に接続されている。スライドスイッチ81の操作部は、前カバー53の貫通部70aを通して外部に突出している。
プッシュスイッチ82は、モニタユニット50の設定を変更するために設けられている。2個のプッシュスイッチ82は、LED80の下側にY方向へ間隔をあけて配置され、それぞれモニタ基板73に電気的に接続されている。プッシュスイッチ82の操作部は貫通孔71a内に配置され、ラミネートシートを介して外部からプッシュ操作可能である。
マイコン83は、スライドスイッチ81がオン操作されることで起動し、センサユニット20に電力を供給する。また、マイコン83は、センサユニット20から入力された検出結果に基づいて、表示部67a~67d,68の表示状態を変更する。以下に表示部67a~67d,68の表示の一例を説明する。
マイコン83には、0.3μmの埃の検出状況を段階的に表示するために、それぞれ異なる4つの閾値が記憶されるとともに、5.0μmの埃の検出状況を表示するために、1つの閾値が記憶されている。
マイコン83は、0.3μmの埃の検出状況に応じて、第1表示部67a~67dに対応する二色LED78の色を変更する。0.3μmの埃の累計が第1閾値未満の場合、マイコン83は、全ての第1表示部67a~67dを緑色に切り換える。累計が第1閾値以上第2閾値未満になると、マイコン83は、第1表示部67aを赤色、第1表示部67b~67dを緑色に切り換える。累計が第2閾値以上第3閾値未満になると、マイコン83は、第1表示部67a,67bを赤色、第1表示部67c,67dを緑色に切り換える。累計が第3閾値以上第4閾値未満になると、マイコン83は、第1表示部67a~67cを赤色、第1表示部67dを緑色に切り換える。累計が第4閾値以上になると、マイコン83は、全ての第1表示部67a~67dを赤色に切り換える。
マイコン83は、5.0μmの埃の検出状況に応じて第2表示部68の表示状態を切り換える。具体的には、5.0μmの埃の累計が閾値未満の場合、マイコン83は、第2表示部68を消灯状態に切り換える。5.0μmの埃の累計が閾値以上になると、マイコン83は、第2表示部68を消灯状態から点灯状態又は点滅状態に切り換える。
(コネクタの取付構造)
次に、図10を参照して、センサ基板25に対するコネクタ36の取付構造、及びモニタ基板73に対するコネクタ74の取付構造を説明する。
第1コネクタ36は、センサ基板25に対して移動不可能に取り付けられ、コネクタ74は、モニタ基板73の表面に沿って移動可能に取り付けられている。より具体的には、コネクタ74には可動式コネクタが用いられており、コネクタ74が備えるコネクタ本体75Aが、モニタ基板73の表面に沿って移動可能である。但し、コネクタ74は、モニタ基板73の表面に沿って全体が移動可能な可動式としてもよい。また、コネクタ74と同様に、第1コネクタ36もセンサ基板25の表面に沿って移動可能な可動式としてもよい。また、その他のコネクタ37,75A~75Dについても、対応する基板25,73の表面に沿って移動可能な可動式としてもよい。
前述のように、センサ基板25及びモニタ基板73には、導電性を有する箔状の導電部が敷設されている。導電部は、コネクタ36,74を配置する面上に露出している。
第1コネクタ36は、センサ基板25と対向する端から突出する多数の接続端子36aを備える。接続端子36aは、センサ基板25に沿って延び、対応する導電部に半田付けによって電気的に接続されている。第1コネクタ36には、金属製で一対のブラケット部36bが設けられている。ブラケット部36bはそれぞれ、半田付けによってセンサ基板25に固着されている。これにより、第1コネクタ36は、センサ基板25に対して移動不可能に取り付けられる。
コネクタ74は、コネクタ本体74Aと、コネクタ本体74Aを移動可能に保持する保持枠74Bとを備える。
コネクタ本体74Aは、第1コネクタ36と電気的に接続するための多数の接続端子74aを備える。接続端子74aは、弾性を有し、コネクタ本体74Aの外周部から突出した後、保持枠74Bの後述する支持部74bを通してモニタ基板73と対向する端から突出している。また、接続端子74aは、モニタ基板73に沿って延び、対応する導電部に半田付けによって電気的に接続されている。
保持枠74Bは、所定の隙間をあけてコネクタ本体74Aを取り囲む大きさの四角筒状の部材である。保持枠74Bの内周部には、接続端子74aを挿通して移動不可能に支持する支持部74bが設けられている。保持枠74Bには、金属製で一対のブラケット部74cが設けられている。ブラケット部74cはそれぞれ、半田付けによってモニタ基板73に固着される。これにより、保持枠74Bは、モニタ基板73に対して移動不可能に取り付けられている。
このように構成されたコネクタ74では、コネクタ本体74Aと保持枠74Bの間に所定の隙間を有し、コネクタ本体74Aから突出した弾性を有する接続端子74aが保持枠74Bに支持されている。よって、モニタ基板73に沿った方向の外力がコネクタ本体74Aに加わると、多数の接続端子74aが弾性的に撓むことで、保持枠74B内でのコネクタ本体74Aの移動が許容される。つまり、モニタ基板73の表面に沿ってコネクタ本体74Aが移動可能である。外力が無くなると、多数の接続端子74aが弾性的に復元することで、コネクタ本体74Aが保持枠74Bの中央(中立位置)に戻る。
(清浄度監視装置の使用方法)
次に、清浄度監視装置10の使用方法について説明する。
モニタユニット50のX方向寸法である厚み(例えば46mm)よりも広い監視対象領域の空気清浄度を監視する場合、図2A及び図2Bに示すように、モニタユニット50にセンサユニット20を取り付けた状態とする。但し、モニタユニット50を配置できる広い監視対象領域であっても、後述するように分離したセンサユニット20を単独で配置してもよい。
具体的には、図1及び図3に示すように、センサユニット20をモニタユニット50の背面側に配置し、センサユニット20を前壁22a側からモニタユニット50の取付部54にX方向前向きに嵌め込む。これにより、ガイドリブ60bによってセンサユニット20が取付部54の中央に誘導され、センサユニット20の第1コネクタ36がモニタユニット50のコネクタ74に嵌合する。続いて、モニタユニット50の係止爪58がセンサユニット20の係止凹部22hに係止した後、モニタユニット50の位置決めリブ60aにセンサユニット20の前壁22aが当接する。
以上の操作により、図2A及び図2Bに示すように、検出部26を有するセンサユニット20と、表示部67a~67d,68を備えるモニタユニット50とが、機械的に一体化されるとともに通信可能に接続される。この状態で、監視対象領域の所定位置にモニタユニット50を載置、又は壁掛凹部64を用いて監視対象領域の壁にモニタユニット50を配置する。これにより、センサユニット20によって監視対象領域の空気に含まれる埃を検出し、モニタユニット50によってセンサユニット20の検出結果から得られる監視対象領域の空気清浄度を表示部67a~67d,68に表示できる。
なお、モニタユニット50のモジュラジャック76にネットケーブルを接続し、センサユニット20が記憶した埃情報を、モニタユニット50及びネット回線を経由して監視装置に送信してもよい。
モニタユニット50の厚みよりも狭い監視対象領域の空気清浄度を監視する場合、図1及び図3に示すように、センサユニット20をモニタユニット50に取り付けることなく、センサユニット20のみを監視対象領域に配置する。
モニタユニット50からセンサユニット20を取り外す場合、開口部56と操作凹部57に指を差し込み、センサユニット20の両側部を挟み持ち、X方向後向きに引っ張る。これにより、係止凹部22hと係止爪58の係止を解除するとともに、コネクタ36,74の嵌合を解除し、モニタユニット50からセンサユニット20を取り外す。なお、センサユニット20のY方向寸法である幅は、一般成人が片手で挟み持つことが可能な寸法(例えば75mm)である。この分離状態で、監視対象領域の所定位置にセンサユニット20を単独で載置、又は壁掛凹部22jを用いて監視対象領域の壁にセンサユニット20を単独で配置する。
続いて、コードの一端に第1コネクタ36を接続するとともにコードの他端にサブコネクタ40を接続した接続コード、又はコードの一端に第1コネクタ36を接続するとともにコードの他端にコネクタ74を接続した接続コードを用意し、接続コードによってセンサユニット20とモニタユニット50を通信可能に接続する。これにより、センサユニット20の検出結果から得られる監視対象領域の空気清浄度を、モニタユニット50によって表示できる。
又は、コードの一端が監視装置に接続され、コードの他端にサブコネクタ40が接続された接続コードを用い、第2コネクタ37にサブコネクタ40を嵌合させることで、センサユニット20を監視装置に通信可能に接続する。これにより、センサユニット20によって監視対象領域の空気に含まれる埃を検出し、センサユニット20の検出結果から得られる監視対象領域の空気清浄度を監視装置によって表示できる。
このように構成した清浄度監視装置10は、以下の特徴を有する。
検出部26を備えるセンサユニット20が、表示部67a~67dを有するモニタユニット50から分離可能である。表示部67a~67dが無いセンサユニット20は、表示部67a~67dを一体に備える清浄度監視装置よりも小型であるため、狭い監視対象領域であっても設置できる。
広い監視対象領域の場合、センサユニット20をモニタユニット50の取付部54に取り付けることで、これらを一体化して設置できる。センサユニットは第1接続部(第1コネクタ36)を備え、モニタユニット50は、取付部54へのセンサユニット20の取り付けによって、センサユニット20の第1コネクタ36に通信可能に接続する第2接続部(コネクタ74)を備える。よって、センサユニット20が検出した埃の検出結果をモニタユニット50に出力することで、検出結果から得られる空気清浄度をモニタユニット50が第1表示部67a~67dに表示できる。
このように、モニタユニット50に対してセンサユニット20が着脱可能なため、監視対象領域の広狭に拘わらず使用できる。よって、クリーンルーム等の清浄度監視に関する利便性を向上できる。
センサユニット20とモニタユニット50は、セットで販売するのではなく、個別販売も可能である。この場合、センサユニット20とモニタユニット50は、いずれも従来の一体型清浄度監視装置と比較して安価に販売できる。よって、センサユニット20を予め複数用意しておけば、センサユニット20に修理や校正が必要になった場合、清浄度監視を中断する必要はない。この点においても、クリーンルーム等の清浄度監視に関する利便性を向上できる。また、センサユニット20は、半導体加工設備等に組み込んで浮遊粒子の抑制制御を行う装置に搭載して、単独で使用することもできる。
センサユニット20の外周部21aに吸気口23gと排気口22gが設けられ、これらと対応する一対の開口部55,56がモニタユニット50の取付部54の外周壁54aに設けられている。そのため、モニタユニット50に取り付けたセンサユニット20の吸気口23g及び排気口22gがモニタユニット50の外周壁54aで塞がれることはない。また、モニタユニット50の後壁52aを監視対象領域の壁に沿って配置した場合にも、センサユニット20の吸気口23g及び排気口22gが監視対象領域の壁で塞がれることはない。よって、センサユニット20の使用状態に拘わらず、監視対象領域の空気清浄度を確実に検出できる。
モニタユニット50が備える開口部56は、取付部54の外周壁54aに設けられた切欠部によって構成されている。そのため、開口部56を通してセンサユニット20に指を当て、後壁52a側へ引っ張ることで、モニタユニット50からセンサユニット20を分離できる。つまり、センサユニット20を分離する際の操作部として、開口部56を用いることができる。よって、開口部56と操作部を個別に設けることに伴うモニタユニット50の剛性低下を抑制できる。
センサユニット20のうち取付部54に対向させるべき部分(前壁22a)とモニタユニット50の取付部54とに、それぞれコネクタ36,74が配置されている。よって、センサユニット20をモニタユニット50に取り付けると同時に、両者が備えるコネクタ36,74を嵌合させて通信可能に接続できるため、接続に関する利便性を向上できる。
モニタユニット50のコネクタ74は、対応するモニタ基板73の表面に沿って移動可能な可動式である。よって、センサユニット20又はモニタユニット50に加わった振動をコネクタ74で吸収できるため、振動に伴う導通不良を防止できる。
モニタユニット50の取付部54に位置決めリブ60aが設けられている。よって、モニタユニット50へのセンサユニット20の過度の押し込みを防止できる。また、センサユニット20及びモニタユニット50のうち、一方に係止凹部22hが設けられて他方に係止爪58が設けられている。そのため、モニタユニット50にセンサユニット20を取り付けた状態では、係止爪58の幅方向(Z方向)へのセンサユニット20の移動を抑制できる。よって、センサユニット20の移動に伴う導通不良を防止できる。
センサユニット20は、監視装置又はモニタユニット50に接続するための第2コネクタ37を備え、第2コネクタ37が外周部21aに設けられている。よって、センサユニット20を単独で設置した際、監視装置又はモニタユニット50に対してセンサユニット20を簡単かつ確実に接続できる。しかも、クリーンルーム内に複数のセンサユニット20を配置し、1つの監視装置に接続することで、一体型清浄度監視装置を用いる場合と比較して、安価に多点監視システムを構築できる。
センサユニット20の第2コネクタ37とモニタユニット50の操作凹部57とが、Z方向の異なる位置に設けられている。これにより、センサユニット20にサブコネクタ40を接続した状態では、モニタユニット50の取付部54の外周壁54aにサブコネクタ40が干渉するため、取付部54にセンサユニット20を取り付けることはできない。よって、センサユニット20に対して、モニタユニット50と監視装置の両方から給電されることを防止できるため、過給電によるセンサ基板25の故障を防止できる。
モニタユニット50は、異なる粒子径の清浄度を表示する第1表示部67a~67dと第2表示部68を備える。よって、清浄度監視に関する利便性を向上できる。
なお、本発明の清浄度監視装置10は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、モニタユニット50に凹部からなる取付部54を設けることなく、モニタユニット50の後壁52aによって取付部54を構成し、後壁52aにセンサユニット20を直接取付可能としてもよい。
モニタユニット50の取付部54は、表示部67a~67dとは反対側に設けてあればよい。言い換えれば、表示部67a~67dは、取付部54の反対側であれば、前カバー53の前壁53aに限られず、前カバー53の上壁部53c及び側壁部54d,54eのうちのいずれかに設けられていてもよい。
開口部55を含む吸気口23g、及び開口部56を含む排気口22gは、外周部21a,51aに設けられれば、その形成位置は必要に応じて変更可能である。また、開口部55,56は、前後方向に延びる溝状に限られず、貫通して孔によって構成されてもよい。