JP4950671B2 - パスボックス - Google Patents

Description

本発明は、環境が異なる複数の室の間で、物品を受け渡すパスボックスに関する。特に、物品に付着したダストや雰囲気中のダストによる汚染を嫌うクリーンルームに設置されるパスボックスに関する。

室内の清浄度が保たれている室（以下、クリーンルームと呼ぶ。）とクリーンルームより清浄度が低い一般室との間で、物品の受け渡しを行う場合、パスボックスが用いられている。このパスボックスは、一般室の低い清浄度の雰囲気を、クリーンルームヘ導入させないことによって、クリーンルーム内の雰囲気を汚染させることなく、物品のクリーンルームヘの受け渡しを可能としている。なお、ここで、汚染とは、清浄度の低下した状態を意味する。

例えば、特許文献１には、パスボックスおよび搬送システムについて開示されている。特許文献１記載のパスボックスは、複数の領域の境界に配置される箱体で、複数の領域に対応した複数の開口部が形成されたケースと、該ケースの内側の面に密接又は近接して配置され、複数の領域を隔てつつ該ケース内を移動可能とされた可動隔壁とを有してなり、該可動隔壁及びケースで囲まれた搬送物収容部が複数の開口部のうちの一の開口部を介して複数の領域のうちの一の領域に連通可能、且つ、可動隔壁が移動することにより、連通する一の領域が選択可能とされたことを特徴とするパスボックスである。また、搬送物を載置するためのテーブルがケース内に備えられ、且つ、該ターンテーブルは可動隔壁に結合されて、該可動壁と一体で移動することを特徴とするパスボックスである。
特開２００５−１８７１４１号公報

図７は従来例のパスボックスの上面から見た構造概略図である。
図７に示すパスボックスにおいては、第１の室３０１、第２の室３０２の２つの室の境界に配置される構造体で、第１の室３０１、第２の室３０２に対応する第１の開口部３０３、第２の開口部３０４の２つの開口部が形成されたケース３０５と、ケース３０５の内側の面に密接して配置され、ケース３０５内で第１の室３０１、第２の室３０２を隔てつつ、該ケース３０５内を移動可能とされた可動隔壁３１０（３０８＋３０９：３０８は仕切り部材、３０９は蓋材）と、受け渡す物品３１２とを有してなり、可動隔壁３１０及びケース３０５で囲まれた搬送物収容部３０６，３０７が第１の開口部３０３、第２の開口部３０４の内の１つの開口部を介して第１の室３０１、第２の室３０２の内の１つの室に連通可能、且つ、可動隔壁３１０が移動することにより、連通する一の室が選択可能とされたことを特徴とする。

しかしながら、図７におけるパスボックスでは、第１の室３０１から第２の室３０２へ物品を移動させる際に、第１の室３０１中の雰囲気内のダストが多い場合、第２の室３０２中の雰囲気ヘダストを持ち込んでしまう。または、受け渡す物品に付着しているダストを持ち込んでしまうという課題があった。

本発明の目的は、回転板を有したパスボックスにおいて、清浄度の高い室へのダストの持ち込み量を低減させるパスボックスを提供することである。

（１）
本発明に係るパスボックスは、第１の清浄度を有する室と第２の清浄度を有する室とを遮蔽し、且つ所定の厚さを有する壁の開口部に設けられたパスボックスであって、壁の厚さの中央部において、開口部の上面と下面との間に配設された軸と、軸の一端に固設され、かつ通気性を有する回転板と、軸に対して放射状に配設され、回転板上を複数の領域に仕切るとともに、第１の清浄度を有する室と第２の清浄度を有する室とを遮蔽可能な複数の扉および天板と、壁の開口部において、複数の領域のうちいずれか１つの領域に清浄な気体を送り込むことが可能な気体吐出装置と、壁の開口部において、１つの領域から気体を吸引することが可能な気体吸引装置と、軸を回転させることが可能な駆動装置と、駆動装置による回転、気体吐出装置および気体吸引装置の稼動を制御可能な制御装置とを含み、制御装置は、壁、回転板、扉および天板により、複数の領域のうちいずれか１つ密閉空間が形成された場合に、気体吐出装置および気体吸引装置を稼動させるように制御するものである。

本発明に係るパスボックスにおいては、第１の清浄度を有する室と第２の清浄度を有する室とを遮蔽する壁の開口部に設けられる。壁の開口部において軸が駆動装置により回転させられることにより複数の扉および天板が移動し、壁と、回転板、扉および天板により密閉空間が形成される。そして、密閉空間が形成された場合に、気体吐出装置および気体吸引装置が稼動され、回転板を通して密閉空間の気体の入れ替えが行われる。

このように、密閉空間の気体の入れ替えが行われるので、第１の清浄度を有する室と第２の清浄度を有する室との間において、互いに清浄度を維持しつつ、物の受け渡しを行うことが可能となる。すなわち、物に付着した塵埃を除去することができ、清浄度の低い室から清浄度の高い室に塵埃を持ち込むことを防止することができる。

（２）
制御装置は、タイマーを内蔵し、密閉空間が形成された場合に、駆動装置の回転をタイマーに基づいて、所定時間停止させることが可能なように形成されていてもよい。

この場合、制御装置は、タイマーに基づいて駆動装置による回転を制御することができるので、第１の清浄度の室と第２の清浄度の室との間の壁において、密閉空間が形成された場合に、気体の入れ替えを確実に行うことができる。

（３）
制御装置は、回転板および扉の位置を検出する検出装置をさらに備え、検出装置からの信号に基づいて、気体吐出装置および気体吸引装置を稼動させてもよい。

この場合、検出装置からの信号に基づいて気体吐出装置および気体吸引装置を稼動させることができる。したがって、密閉空間を形成する直前から気体吐出装置および気体吸引装置の少なくとも一方を稼動させることができるので、密閉空間における気体の入れ替えを容易に行うことができる。

（４）
第１の清浄度の室および第２の清浄度の室のうち、清浄度の高い方の室の圧力は、清浄度の低い室の圧力よりも高く設定されることが好ましい。

この場合、清浄度の高い室が、清浄度の低い室よりも高い圧力を有するので、塵埃等が清浄度の高い室に流れ込むことを防止することができる。

（５）
制御装置は、密閉領域における清浄度を計測可能な汚染粒子測定装置をさらに備え、汚染粒子測定装置からの清浄度に基づいて、気体吐出装置および気体吸引装置の稼動を制御
してもよい。

この場合、密閉領域における清浄度に応じて気体吐出装置および気体吸引装置の稼動を制御することができる。例えば、清浄度が高い場合には、気体吐出装置および気体吸引装置の稼動時間を短く設定することができ、清浄度が低い場合には、気体吐出装置および気体吸引装置の稼動時間を長く設定することができる。また、清浄度が高い場合には、気体吐出装置および気体吸引装置を強く稼働させることができ、清浄度が低い場合には、気体吐出装置および気体吸引装置を弱く稼動させることができる。

本発明に係るパスボックスでは、第１の清浄度を有する室と第２の清浄度を有する室との間において密閉空間が形成され、気体吐出装置と気体吸引装置とを稼働させることで、当該密閉空間における気体の入れ替えが行われるので、容易に清浄度の高い室へのダストの持ち込み量を低減させることができるとともに、清浄度を維持しつつ物の受け渡しを行うことができるという効果が得られる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るパスボックスの一例を示す外観概略図である。

図１に示すパスボックス１００は、第１の室１２０および第２の室１２１の間に設けられた壁１１２の開口部に形成されており、回転軸１１０、回転仕切り１１１、回転板１１３、清浄雰囲気導入口１１８および排気口１１９を含む。

第１の室１２０は、雰囲気清浄度が低い室であり、例えば、クラス１，０００，０００程度の一般室である。また、第２の室１２１は、雰囲気清浄度が高い室であり、例えば、クラス１０のクリーンルームである。なお、クラスとは、清浄度を示す指標であり、１立方フィートあたりの空気に、粒径０．５μｍの塵埃が、何個含まれているかを示すものである。

図１に示すように、壁１１２は、所定の厚さＷ１を有しており、厚さＷ１の中央部に回転軸１１０が配設される。また、回転軸１１０の下端に回転板１１３が配設される。回転板１１３は、後述するように、通気性を有する円形の板部材からなる。回転板１１３上でかつ回転軸１１０から放射状に回転仕切り１１１が配設される。図１においては、回転仕切り１１１が軸周り９０度刻みで４枚回転板１１３上に配設されている。

なお、本実施の形態においては、回転仕切り１１１を４枚使用することとしているが、厚さＷ１との関係から他の任意の枚数使用してもよい。すなわち、厚さＷ１よりも、回転仕切り１１１の先端部と、該回転仕切り１１１に隣接する回転仕切り１１１と先端部との距離Ｗ２が小さくなるように、回転仕切り１１１を設けることが好ましい。

また、壁１１２の開口部の近傍において下方に清浄雰囲気導入口１１８および排気口１１９が並設されている。

ここで、第１の室１２０側に位置する回転仕切り１１１と該回転仕切り１１１に隣接する回転仕切り１１１とに形成された開口部を第１の開口部１１４と称する。また、第２の室１２１側に位置する回転仕切り１１１と該回転仕切り１１１に隣接する回転仕切り１１１とに形成された開口部を第２の開口部１１５と称する。また、第１の開口部１１４と第２の開口部１１５との間に設けられた清浄雰囲気導入口１１８および排気口１１９が備えられた回転仕切り１１１と該回転仕切り１１１に隣接する回転仕切り１１１とに形成された領域をエアシャワー領域１１７と称する。

次に、図２は、図１に示したパスボックス１００の一例を示す構造概略図である。

図２に示すように、パスボックス１００は、回転軸駆動装置１３０、制御部１４０、清浄雰囲気導入装置１５０、排気装置１６０、検出装置１７０および汚染粒子測定装置１８０を含む。また、制御部１４０は、タイマー１４１を内蔵する。

図２の制御部１４０は、検出装置１７０、汚染粒子測定装置１８０および内蔵されたタイマー１４１から得られる信号に基づいて回転駆動装置１３０、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０に稼動指示を与える。なお、制御部１４０は、検出装置１７０、汚染粒子測定装置１８０および内蔵されたタイマー１４１のうち少なくとも一つの装置からの信号に基づいて回転駆動装置１３０、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０に稼動指示を与えてもよい。

図２の検出装置１７０は、光電センサー、位置センサー等からなり、回転仕切り１１１の動きを検出することができる。また、タイマー１４１は、所定の時間を計測することができる。汚染粒子測定装置１８０は、エアシャワー領域１１７から排気装置１６０により排気される気体の汚染度（清浄度）を測定し、汚染レベルを計測することができる。

次に、図３から図５を用いて図１および図２のパスボックス１００の動作について説明する。図３から図５は、パスボックス１００において物品１１６を第１の開口部１１４に載置し、第１の室１２０から第２の室１２１に受け渡す場合を説明するための模式的断面図である。

まず、図３に示すように、物品１１６が回転板１１３上に載置される。制御部１４０は、回転駆動装置１３０に稼動指示を与え、回転駆動装置１３０により回転軸１１０が矢印Ｒの方向へ回転する。なお、制御部１４０は、スイッチ（図示せず）の押下操作により回転駆動装置１３０に稼動指示を与えてもよく、また、物品１１６の有無を検出する装置を配設して当該装置からの信号に基づいて回転駆動装置１３０に稼動指示を与えてもよい。

次に、図４に示すように、回転軸１１０が矢印Ｒの方向へ回転し、回転板１１３が回転することにより、物品１１６がエアシャワー領域１１７に移動する。ここで、回転板１１３は、通気性を有する板、例えば、網目状の板部材、多数のコロを有する板部材または他の通気性を有する任意の板部材からなる。

図４に示すように、エアシャワー領域１１７は、回転板１１３、回転仕切り１１１、該回転仕切り１１１に隣接する回転仕切り１１１、壁１１２により密閉空間が形成される。

また、密閉空間を形成するためには、少なくとも回転仕切り１１１、該回転仕切り１１１に隣接する回転仕切り１１１の各先端の距離Ｗ２が壁１１２の厚さＷ１よりも同じか、または小さいことが必要となる。

制御部１４０は、図４に示すように密閉空間が形成された場合、回転駆動装置１３０に稼動停止指示を与え、回転駆動装置１３０は、回転軸１１０の回転を停止させる。続いて、制御部１４０は、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０に稼動指示を与え、清浄雰囲気導入口１１８から清浄な雰囲気を導入させ、排気口１１９からエアシャワー領域１１７の汚染された雰囲気を排出させる。

なお、制御部１４０は、検出装置１７０からの信号に応じて密閉領域が形成されたことを判定してもよく、回転駆動装置１３０の回転角度に応じて密閉領域が形成されたことを判定してもよい。

また、制御部１４０は、内蔵されたタイマー１４１により回転駆動装置１３０に稼動停止指示を与えた時から所定の時間が経過したか否かを判定し、所定の時間が経過した場合、回転駆動装置１３０に稼動指示を与える。それにより、所定時間エアシャワー領域１１７において雰囲気の清浄度を高めることができる。

また、制御部１４０は、汚染粒子測定装置１８０からの信号に基づいて内蔵されたタイマー１４１により計測される所定の時間を調整してもよく、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０の稼動を強弱調整してもよい。すなわち、制御部１４０は、汚染粒子測定装置１８０からの信号に基づいて汚染レベルが高いと判定した場合には、タイマー１４１の所定の時刻を長くし、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０の稼動を強く調整する。それにより、清浄度の高い雰囲気を形成することができる。

一方、制御部１４０は、汚染粒子測定装置１８０からの信号に基づいて汚染レベルが低いと判定した場合には、タイマー１４１の所定の時刻を短くし、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０の稼動を弱く調整する。それにより、低コストで清浄度の高い雰囲気を形成することができる。

また、本実施の形態においては、密閉空間が形成された場合に、制御部１４０が、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０に稼動指示を与えることとしたが、これに限定されず、密閉空間が形成される前から、清浄雰囲気導入装置１５０および排気装置１６０に稼動指示を与えてもよい。それにより、清浄度の高い雰囲気を短時間で形成することができる。

さらに本実施の形態においては、制御部１４０が密閉空間が形成された場合、回転駆動装置１３０に稼動停止指示を与えることとしたが、これに限定されず、回転駆動装置１３０の稼動を遅くする、または、厚さＷ１および距離Ｗ２の差が大きい場合には、回転駆動装置１３０に稼動停止指示を与えなくてもよい。

続いて、図５に示すように、回転軸１１６が矢印Ｒの方向へ回転することにより、物品１１６が第２の開口部１１５に移送される。それにより、物品１１６を取り出すことが可能になる。

以上のように、本発明に係るパスボックス１００は、清浄度が低い第１の室１２０と第２の室１２１との間に、回転板１１３および複数の回転仕切り１１１により複数の領域に区切られており、第１の開口部１１４および第２の開口部１１５に通じていない領域の場合に、清浄化された雰囲気が清浄雰囲気導入装置１５０により導入され、汚染された雰囲気が排気装置１６０により排出されるので、物品１１６とともに所定の領域における汚染された雰囲気、塵埃および物品に付着した塵埃を除去することが可能である。その結果、清浄度の高い第２の室１２１への塵埃の持ち込み量を低減させることができる。

また、圧力調整装置をさらに設けて、清浄度が低い第１の開口部１１４側より、清浄度の高い第２の開口部１１５の圧力を高く設定することによって、回転仕切り１１１の回転時や回転仕切り１１１の隙間から、第１の開口部１１４側の清浄度の低い雰囲気が第２の開口部１１５側に流れ込むことを防止してもよい。

（実施例）
次に、本発明に係るパスボックス１００を用いて効果の確認を行った。

まず、図１に示すパスボックス１００を形成した。パスボックス１００の大きさは、開口部の縦横が縦１００ｃｍ×横８５ｃｍであり、仕切り板１１１の縦横が縦９８ｃｍ×横７３ｃｍである。このパスボックス１００のエアシャワー領域１１７に対して清浄雰囲気導入装置１５０を稼動させて清浄雰囲気導入口１１８から３Ｌ／秒の清浄雰囲気を導入させるとともに、排気装置１６０を動作させて排気口１１９から排気を行った。

また、清浄雰囲気導入口１１８の直径および排気口１１９の直径は、１０ｃｍとした。なお、当該実施例について３回測定を行い、以下、１回目をＴ１と称し、２回目をＴ２と称し、３回目をＴ３と称し、清浄雰囲気の導入を行わない従来例をＴ９と称する。さらに、清浄雰囲気導入装置１５０を稼動させて清浄雰囲気導入口１１８から３Ｌ／秒の清浄雰囲気を導入させるとともに、排気装置１６０を動作させて排気口１１９から排気を行い、５秒単位に、汚染粒子測定装置１８０で、ダスト数を計測した。汚染粒子測定装置１８０は、オムロン株式会社製のエアパーティクルセンサ（ＺＮ−ＰＤ０３）を用いた。

図６は、パスボックス１００における実施例の結果を示すグラフである。図６の縦軸はダスト数（個数）を示し、横軸は時間（秒）を示す。ここで、ダスト数は、直径０．５μｍ以上の塵埃を対象とする。

また、図６の実線は、Ｔ１における効果を示し、点線はＴ２における効果を示し、破線はＴ３における効果を示し、細線はエアシャワー領域１１７で清浄雰囲気の導入を行わないＴ９の効果について示す。

図６におけるＴ１からＴ３の結果から、２０秒間、清浄雰囲気導入口１１８から清浄な雰囲気を導入させるとともに、排気口１１９から排気を行うことにより、初期状態における平均ダスト数５０３個を平均ダスト数３個まで低減できることがわかった。また、３回の実施で、２０秒排気後のダスト数の差はほとんどなかった。

一方、図６におけるＴ９の結果から、清浄雰囲気導入口１１８から清浄な雰囲気を導入させないで、排気口１１９から排気を行う場合は、雰囲気洗浄度が高い第２の室１２１から、回転仕切り１１１と壁１１２との隙間および回転板１１３と壁の開口部の下面との隙間から流入する雰囲気があるため徐々には低下するが、初期状態における平均ダスト数５０３個が平均個数３７０個までしか低減できないことがわかった。

以上のように、Ｔ９とＴ１からＴ３の結果を比較することにより、本発明におけるパスボックス１００に極めて優れた効果があることが立証された。なお、上記実施の形態においては、物品１１６の移送について説明したが、これに限定されず、人を移動させる場合についても利用することができる。

上記実施の形態においては、第１の室１２０が第１の清浄度を有する室に相当し、第２の室１２１が第２の清浄度を有する室に相当し、壁１１２が遮蔽する壁に相当し、パスボックス１００がパスボックスに相当し、回転軸１１０が軸に相当し、回転板１１３が回転板に相当し、回転仕切り１１１が複数の扉および天板に相当し、清浄雰囲気導入装置１５０が気体吐出装置に相当し、排気装置１６０が気体吸引装置に相当し、回転軸駆動装置１３０が駆動装置に相当し、制御部１４０が制御装置に相当し、タイマー１４１がタイマーに相当し、検出装置１７０が検出装置に相当し、汚染粒子測定装置１８０が汚染粒子測定装置に相当する。

本発明は、上記の好ましい一実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

本発明の一実施の形態に係るパスボックスの一例を示す外観概略図 図１に示したパスボックスの一例を示す構造概略図 パスボックスにおいて物品を受け渡す場合を説明するための模式的断面図 パスボックスにおいて物品を受け渡す場合を説明するための模式的断面図 パスボックスにおいて物品を受け渡す場合を説明するための模式的断面図 パスボックスにおける実施例の結果を示すグラフ 従来のパスボックスを説明するための模式図である。

符号の説明

１００ パスボックス
１１０ 回転軸
１１１ 回転仕切り
１１２ 壁
１１３ 回転板
１１４ 第１の開口部
１１５ 第２の開口部
１１６ 物品
１１７ エアシャワー領域
１１８ 清浄雰囲気導入口
１１９ 排気口
１２０ 第１の室(一般室)
１２１ 第２の室(クリーンルーム)
１３０ 回転軸駆動装置
１４０ 制御部
１４１ タイマー
１５０ 清浄雰囲気導入装置
１６０ 排気装置
１７０ 検出装置
１８０ 汚染粒子測定装置

Claims (5)

1. 第１の清浄度を有する室と第２の清浄度を有する室とを遮蔽し、且つ所定の厚さを有する壁の開口部に設けられたパスボックスであって、
   前記壁の厚さの中央部において、前記開口部の上面と下面との間に配設された軸と、
   前記軸の一端に固設され、かつ通気性を有する回転板と、
   前記軸に対して放射状に配設され、前記回転板上を複数の領域に仕切るとともに、前記第１の清浄度を有する室と前記第２の清浄度を有する室とを遮蔽可能な複数の扉および天板と、
   前記壁の開口部において、前記複数の領域のうちいずれか１つの領域に清浄な気体を送り込むことが可能な気体吐出装置と、
   前記壁の開口部において、前記１つの領域から気体を吸引することが可能な気体吸引装置と、
   前記軸を回転させることが可能な駆動装置と、
   前記駆動装置による回転、前記気体吐出装置および前記気体吸引装置の稼動を制御可能な制御装置とを含み、
   前記制御装置は、
   前記壁、前記回転板、前記扉および天板により、複数の領域のうちいずれか１つに密閉空間が形成された場合に、前記気体吐出装置および前記気体吸引装置を稼動させるように制御することを特徴とするパスボックス。
2. 前記制御装置は、タイマーを内蔵し、
   前記密閉空間が形成された場合に、前記駆動装置による回転を前記タイマーに基づいて、所定時間停止させることが可能なように形成されたことを特徴とする請求項１記載のパスボックス。
3. 前記制御装置は、前記回転板および前記扉の位置を検出する検出装置をさらに備え、
   前記検出装置からの信号に基づいて、前記気体吐出装置および前記気体吸引装置を稼動させることを特徴とする請求項１記載のパスボックス。
4. 前記第１の清浄度の室および前記第２の清浄度の室のうち、清浄度の高い方の室の圧力は、清浄度の低い室の圧力よりも高く設定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパスボックス。
5. 前記制御装置は、前記密閉領域における清浄度を計測可能な汚染粒子測定装置をさらに備え、
   前記汚染粒子測定装置からの清浄度に基づいて、前記気体吐出装置および前記気体吸引装置の稼動を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のパスボックス。

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