JP3358969B2 - ドラフトチャンバー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学の実験等に使
用されるドラフトチャンバー（ヒュームカップ）の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドラフトチャンバーは、一般に、作業空
間の前面に昇降式の扉を設けると共に、作業空間内の有
害ガスを排気管から排気する構造になっており、扉の開
度（換言すると作業空間の開口面積）に応じて排気量
（或いは吸引量）を増減制御するように構成されてい
る。

【０００３】この場合、扉は手動によって昇降させるタ
イプ（例えば実公昭和60-34348号公報参照) と、モータ
で昇降させる動力駆動タイプ（例えば実公平3-9792号公
報や実公平5-25706 号公報参照）とがある。

【０００４】他方、扉の開度に応じて気量を調節する手
段としては、作業空間の内面に風速センサーを設けて、
この風速センサーの計測値が所定の範囲になるように排
気量を制御したり、或いは、扉の昇降量と排気風速とが
所定の関係にあることを利用して、扉の昇降動によって
回転するロータリーエンコーダを本体に設け、このロー
タリーエンコーダで検知した扉の高さ位置に基づいて排
気量を制御したりしている（例えば特開平8-294637号、
同8-294638号公報参照) 。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】扉を動力によって昇降
させると作業者の負担が著しく軽減され、特に大型のド
ラフトチャンバーでは必須の構造と言える。他方、扉の
開度に応じて排気量を調節することも、安全の確保及び
経済的な運転のために必須のことである。

【０００６】しかるに従来は、扉の昇降機構とは別にロ
ータリーエンコーダ等の扉高さ検出手段を設けているた
め、制御系統の配線構造が複雑化して配線作業が面倒で
あると言う問題があった。更に、扉には下限位置を検知
するためのセンサーや風速センサーを設けることがある
が、この場合も、扉の昇降機能を損なわない状態でケー
ブルを配線をしなければならないため、配線作業が面倒
であった。

【０００７】本発明は、これらの問題を解消したドラフ
トチャンバーを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前面
が開口した作業空間を設けた本体と、前記作業空間の上
部に接続された排気管と、前記作業空間の前面を開閉す
る昇降式の扉と、動力伝導手段を介して扉を昇降させる
ようにした動力式昇降手段と、前記の動力伝導手段を介
して扉の高さ位置を検出する検知手段とを備えたドラフ
トチャンバーにおいて、前記動力伝導手段は、モータで
駆動されるギアに噛合した絶縁体製のタイミングベルト
から成っており、このタイミングベルトに、その長手方
向に延びる導電芯を、長手方向に沿って断続的に露出す
るように埋設している一方、前記検知手段は、プローブ
を導電芯に接触させて導電回数をカウントすることによ
って扉の高さ位置を検知するようになっており、この検
知手段からの信号に基づいて、排気管からの排気量制御
を行うように設定されている。

【０００９】請求項２の発明は、前面が開口した作業空
間を設けた本体と、前記作業空間の上部に接続された排
気管と、前記作業空間の前面を開閉する昇降式の扉と、
動力伝導手段を介して扉を昇降させるようにした動力式
昇降手段とを備えたドラフトチャンバーにおいて、前記
扉には、当該扉の下限位置を検知するセンサーや風速セ
ンサーのようなセンサーを設けている一方、前記動力伝
導手段は、モータで駆 動されるギアに噛合する絶縁体製
のタイミングベルトから成っており、このタイミングベ
ルトに、その長手方向に延びる導電芯を埋設し、この導
電芯と前記センサーとを接続している。

【００１０】

【発明の奏する効果】請求項１のように、タイミングベ
ルトに埋設した導電芯を利用して扉の高さ位置を検出す
る構成にすると、扉に近接した部位に配線を施す必要が
なく、配線のためのスペースが制約を受けることはない
から、配線作業を簡単に行うことができ、しかも、扉で
直接にロータリーエンコーダを回転させる必要はないか
ら、前記した特開平8-294637号公報や特開平8-294637号
公報の構成に比べて、本体の構造も簡単になる。

【００１１】また、扉昇降用のタイミングベルトを信号
ケーブルに兼用するものであるため、従来使用していた
ケーブルを廃止することができて、配線構造をより簡単
化できる。

【００１２】また、請求項２のように構成すると、扉に
設けたセンサーからの信号は扉昇降用のタイミングベル
トを介して伝達されるから、換言すると、扉昇降用のタ
イミングベルトが、扉に設けたセンサーの信号を伝える
ケーブルの役割を兼用するから、請求項１の場合と同様
に、従来に比べてケーブルを少なくして配線構造をすっ
きりできると共に配線作業も簡単になる。

【００１３】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１〜図９は第１実施形態であり、こ
のうち図１はドラフトチャンバー１の斜視図、図２は左
側断面図である。

【００１４】両図に示すように、ドラフトチャンバー１
は前面開口の作業空間２を有する本体３を備えており、
前記作業空間２の前面は昇降式の扉４が配置されてい
る。扉４は縦枠５と上下横枠6,7 とを備えており、上横
枠６と下横枠７との間にガラス製の２枚の引き戸８を装
着している。引き戸８には摘み９を取り付けている。

【００１５】本体３のうち作業空間２の下方の部位は収
納部になっており、これには図１で一点鎖線で示すよう
にキャビネット10を収納しても良い。

【００１６】本体３のうち扉４の上方の箇所にはガラス
窓11を固定している。また、本体３の上面には排気管12
が突出している。なお、排気管12は真空源に接続されて
おり、排気管12に内蔵したダンパー（図示せず）をモー
タ等のアクチェータ（図示せず）で回動操作することに
より、排気量（吸引量）を調節できる。

【００１７】図２に示すように、本体３における作業空
間２の背面には、スペーサ13を介して隔壁14を取り付け
て、隔壁14の下端と上端との箇所から空気を吸引すると
共に、水道の蛇口15やガス吐出口16、或いは排水ユニッ
ト17などの装置類を配置している。

【００１８】図３のうち(A) は図２の III−III 視図、
(B) は (A)の B-B視断面図、(C) は(A)の C-C視断面
図、(D) は (A)の C-D視断面図であり、これらの図に示
すように、蛇口15やガス吐出口16、或いは排水ユニット
17などの装置類を取付けるにおいて、それら装置類の取
り付け箇所に隔壁14をくり抜いて、そのくり抜き穴18の
箇所に、装置類を取り付けたプレート19を、スペーサ13
及びねじ20で取り付けている。また、くり抜き穴18の内
周面とプレート19との間にスリット21が空くように設定
している。

【００１９】このように構成すると、隔壁14を取り外す
ことなく蛇口15やガス吐出口16等の装置類を取り付け・
取り外しできるため、それら装置類の交換や変更の作業
が簡単であり、また、スリット21からも空気を高速で吸
引できるため、作業空間２内の有害ガスを効率的に排気
できる利点がある。

【００２０】本体３の上部内には、照明具23を設けてい
る。また、図３に示すように、前記排気管12の吸引口12
ａは、本体３の間口方向に長く広がる形態に形成されて
いる。このように形成すると、作業空間２内の空気の吸
引効率が良い。

【００２１】図４は〜図６扉４及びガラス窓11の箇所の
右側断面図、図５は図４の V-V視断面図、図６は図４の
VI−VI視断面図であり、これらの図に示すように、扉４
における縦枠体５の左右両側面にはローラ24を取り付け
ており、このローラ24を、本体３の内側面に形成したガ
イド溝25に転動自在に嵌め込むことにより、扉４をスム
ースに上下動させることができる。また、ガラス窓11の
縦枠体26は、本体３の内側面に形成した上下長手の溝条
27に嵌合している。

【００２２】図４に示すように、扉４の下横枠７には、
当該下横枠７と略同じ長さの引手用バー28を取り付けて
いる。この場合、引手バー28の左右両端を、ブラケット
部28ａ（図６参照）を介して下横枠７に固定することに
より、引手バー28と下横枠７との間に吸引用下隙間30が
空くように設定すると共に、下横枠７の外面7aを外向き
凸の円弧状に形成し、引手バー28の内面28ｂは内向き凹
の円弧状に形成することにより、空気が引手バー28と下
横枠７との間の下隙間30から抵抗なくスムースに作業空
間２内に吸い込まれるように設定している。

【００２３】更に、引手バー28の外面28ｃを外向き凸の
円弧状に形成して、空気が抵抗なく作業空間２内に吸い
込まれるように設定している。図４の状態が扉４を最下
端まで下降させた状態であり、この状態で、作業空間２
の底面と下横枠７との間には隙間31が空いている。これ
は、常に空気を作業空間２に流入させて、排気流を形成
するためのである。

【００２４】扉４はガラス窓11よりも外側に位置してお
り、扉４を最下端まで下降させた状態で、扉４の上横枠
６とガラス窓11の下横枠32との間に空気流入用の上隙間
33が空くように設定している。また、空気の流れ抵抗を
低減して空気をスムースに作業空間２内に引き込むた
め、扉４の上横枠６とガラス窓11の下横枠32との相対向
する面6a,32aを円弧状に形成している。

【００２５】図７は扉４の昇降機構を示す概念図であ
る。この図及び図２、図４に示すように、扉４の左右縦
枠５にタイミングベルト35の一端がねじ止め等の適宜手
段で固定されている。両タイミングベルト35には、本体
３の上端部で且つ手前寄りの部位に配置したアイドルギ
ア36と、本体３の上端部で且つ奥部に配置した駆動ギア
37を噛合させている。

【００２６】更に、両タイミングベルト35の他端は本体
３の裏側に垂れており、この他端にバランス用の重り38
を取り付けている。左右タイミングベルト35の他端は連
結棒39で連結されている。

【００２７】左右のアイドルギア36は連動軸40て一体に
連結され、左右駆動ギア37は駆動軸41で連結されてい
る。駆動軸42に駆動用タイミングベルトやチェーン等の
無端帯42を介してモータ43から動力が伝達される。な
お、ギアを介して駆動しても良い。

【００２８】図７に示すように、扉４の下端には、セン
サーの一例として、扉４の最下端位置及び上端位置を検
出するためのセンサー44を設けている。

【００２９】図８は前記タイミングベルト35の断面図、
図９は図８の IX-IX視断面図であり、これらの図に示す
ように、タイミングベルト35には、その全長にわたって
延びる複数本（３本）の導電層（導電芯）45が埋設され
ている。これら導電層45は、タイミングベルト35の各歯
35ａの間の各谷の箇所に形成した穴46から外部に露出し
ている。且つ、各導電層45の他端と制御装置47とは導通
ケーブル48で接続されている。

【００３０】更に、本体３には、タイミングベルト35の
噛合面に接触する方向にばね49で押され勝手になってい
るシーソー式のプローブ50を各導電層45に対応して設
け、各タイミングベルト35が駆動されると、各プローブ
50の先端が穴46を介して導電層45に間欠的に接触するよ
うに設定している。プローブ50は本体３とは絶縁されて
おり、制御装置47に接続されている。なお、タイミング
ベルト35はゴム等の絶縁体製であることは言うまでもな
い。また、導電層45の本数は必要に応じて設定したら良
い。

【００３１】扉４に取付けたセンサー44は、タイミング
ベルト35に埋設した導電層45に接続されており、センサ
ー44からの信号は、導電層45を介して制御装置47に送ら
れる。これにより、センサー44のためのケーブルをタイ
ミングベルト35に沿って配線する煩わしさから解放され
る。扉４に風速センサー等の他のセンサー類やスイッチ
類を設けて、これをタイミングベルト35の導電層45に接
続しても良い。

【００３２】また、導電層45にプローブ50が接触する回
数を制御装置47でカウントすることにより、扉４がどの
高さにあるかを検出できるから、この検出値に基づい
て、予め設定された数式に従って排気量を調節しても良
い。この場合も、扉４の昇降動で直接的にロータリーエ
ンコーダを回転させるようにした従来の検知手段に比べ
て、配線構造及び本体３のシール構造が非常に簡単にな
る。

【００３３】扉４が下降し切った位置と上昇し切った位
置でだけプローブ50が導電層45に導通するように設定し
て、プローブ50が導電層45に導通したら扉４の下降又は
上昇を停止するようにモータ43を制御するような使用形
態も採用できる。

【００３４】図１に示すように、本体３の前面の上端に
は熱線感知式や赤外線式等の人感知センサー51を設けて
おり、この人感知センサー51で人の存在を所定の時間以
上検出しない場合は、扉４が自動的に下降するように設
定している。これにより、実験器具を長時間放置するこ
とによる有害ガスの漏洩と言った不測の事態を防止でき
ると共に、排気量を少なくして運転コストを節約でき
る。

【００３５】なお、扉４は手動でも昇降できる。図10及
び図11では、二つの扉４を同時に昇降させるようにした
第２実施形態を示している。この実施形態では、床面近
傍まで下降する第１扉4aと、中途高さまで下降する第２
扉4bとを備えている。二つの扉4a,4b は、昇降は同時に
開始して同時に終了し、上昇し切った状態では図11(B)
に一点鎖線で示すように同じ高さになる。

【００３６】この実施形態では、第１扉4aを昇降させる
ための第１ギア（第１駆動輪）58と第２扉4bを昇降させ
るための第２ギア（第２駆動輪）59を同軸に一体に形成
すると共に、第１ギア58の直径（正確には歯数）D1と第
２ギア49の直径D2との比率を、第１扉４の昇降ストロー
クH1と第２扉４の昇降ストロークH2との比率と同じにし
ている。

【００３７】従って、一つのモータ（図示せず）で両ギ
ア58,59 を一体に回転させると、両扉4a,4b は異なった
速度で昇降し、これにより、両扉4a,4b は同時に上昇し
初めて同じ高さ位置に上昇し切ったり、同時に下降し初
めて同時に下限位置に到達したりする。

【００３８】このように構成すると、二つの扉4a,4b を
一つのモータで昇降できるので、昇降機構が簡単になる
（複数の扉を別々に駆動すると、モータが複数必要にな
ると共に軸受け等の部材も多数必要になり、構造及び制
御機構が著しく複雑化する問題がある）。なお、３つ以
上の扉を一つのモータで同時に昇降させることができる
ことは言うまでもない。

【００３９】第２実施形態のドラフトチャンバー１は、
扉4a,4b が複数存在する点が第１実施形態と異なるのみ
で、他の部位の構造は第１実施形態と同じである（すな
わち図２〜図６と同じ構造である）。

【００４０】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は更に種々の形態に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るドラフトチャンバーの斜視
図である。

【図２】図１のドラフトチャンバーの側断面図である。

【図３】(A) は図２のIII-III 視図、(B) は(A) のB-B
視断面図、(C) は(A)のC-C 視断面図、(D) は(A) のD-D
視断面図である。

【図４】扉の拡大側断面図である。

【図５】図４の V-V視断面図である。

【図６】図４のVI−VI視断面図である。

【図７】扉の昇降駆動機構を示す図である。

【図８】タイミングベルトの構造を示す断面図である。

【図９】図８の IX-IX視断面図である。

【図１０】第２実施形態の斜視図である。

【図１１】 (A)は扉の昇降駆動機構を示す斜視図、(B)
は要部側断面図である。

【符号の説明】

１ ドラフトチャンバー ２ 作業空間 ３ 本体 ４ 扉 24 ガイド用のローラ 25 ガイド溝 35 タイミングベルト 36,37 ギア 43 モータ 44 センサー 45 導電層（導電芯） 50 プローブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−1632（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−109645（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−141740（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 7/04 - 7/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面が開口した作業空間を設けた本体と、
   前記作業空間の上部に接続された排気管と、前記作業空
   間の前面を開閉する昇降式の扉と、動力伝導手段を介し
   て扉を昇降させるようにした動力式昇降手段と、前記動
   力伝導手段を介して扉の高さ位置を検出する検知手段と
   を備えており、 前記動力伝導手段は、モータで駆動されるギアに噛合し
   た絶縁体製のタイミングベルトから成っており、このタ
   イミングベルトに、その長手方向に延びる導電芯を、長
   手方向に沿って断続的に露出するように埋設している一
   方、 前記検知手段は、プローブを導電層の露出部に接触させ
   て導電回数をカウントすることによって扉の高さ位置を
   検知するようになっており、この検知手段からの信号に
   基づいて排気管からの排気量制御を行うように設定され
   ている、 ドラフトチャンバー。
2. 【請求項２】前面が開口した作業空間を設けた本体と、
   前記作業空間の上部に接続された排気管と、前記作業空
   間の前面を開閉する昇降式の扉と、動力伝導手段を介し
   て扉を昇降させるようにした動力式昇降手段とを備えて
   おり、 前記扉には、当該扉の下限位置を検知するセンサーや風
   速センサーのようなセンサーを設けている一方、 前記動力伝導手段は、モータで駆動されるギアに噛合す
   る絶縁体製のタイミングベルトから成っており、このタ
   イミングベルトに、その長手方向に延びる導電芯を埋設
   し、この導電 芯と前記センサーとを接続している、ドラ
   フトチャンバー。
3. 【請求項３】前面が開口した作業空間を設けた本体と、
   前記作業空間の上部に接続された排気管と、前記作業空
   間の前面を開閉する昇降式の扉と、動力伝導手段を介し
   て扉を昇降させるようにした動力式昇降手段とを備えて
   おり、 前記動力伝導手段は、モータで駆動されるギアに噛合す
   る絶縁体製のタイミングベルトから成っており、このタ
   イミングベルトに、その長手方向に延びる導電芯を埋設
   している、 ドラフトチャンバー。