JP6470941B2 - チャンバ装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業空間に例えば一定の制御空気を導いて安定した環境制御を行いながら、大気中に浮遊する粒子状物質のうちでも粒子の小さい２．５μｍ以下の微小粒子状物質ＰＭ（パーティクルマター、ＰＭ２．５）等の物質の精密な秤量を行うことができるチャンバ装置に関する。

我が国では、人の健康を保護する観点から、大気汚染に関する環境基準が定められている。粒子状物質については、空気動力学径が１０μｍよりも大きい粒子状物質を、１００％カットしたものを浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）と定義して、環境基準に沿って常時監視を行っている。

粒子状物質の中でも、粒径の小さい微小粒子状物質（いわゆるＰＭ２．５）による健康への影響が懸念されていて、世界保健機構（ＷＨＯ）では、ＰＭ２．５に係る大気質ガイドラインが設定され、ＰＭ２．５に係る環境基準の設定やモニタリング体制の整備、対策の検討等が行われている。

ＰＭ２．５の測定法としては、米国では「ろ過捕集―重量測定法（以下、フィルタ法という）」が標準測定法として採用されている。我が国では、平成１２年度（２０００年度）に「大気中微小粒子状物質（ＰＭ２．５）測定方法暫定マニュアル」を作成し、その後、採取装置や自動測定機、測定分析手法等の技術の進展を踏まえ、平成１９年度（２００７年度）にこのマニュアルを改訂している。そして、平成２３年には、環境省が新たにＰＭ２．５の成分分析ガイドラインを策定している。

チャンバ装置は、環境制御を行いながら、大気中に浮遊する粒子状物質のうちでも粒子の小さい２．５μｍ以下の微小粒子物質等の精密な秤量を行うことができる。この種のチャンバ装置は、天秤を載せた天秤台を有するチャンバ本体を備えており、天秤台とチャンバ本体は一体構造になっている。

一方、特許文献１には、食品加工用テーブル装置が開示されている。この食品加工用テーブル装置は、本体と、この本体内に収納された冷却装置と、本体に取り付けられたまな板と、秤と、冷却装置からの冷気をまな板の上方から供給する冷気供給手段と、まな板の周囲から冷気を本体内に吸引する冷気吸込手段を備える。

特開平１１−２１１３４１号公報

上述したチャンバ装置では、天秤台とチャンバ本体は一体構造であるので、チャンバ本体内において天秤を用いて微小粒子状物質の精密な秤量を行おうとしても、チャンバ本体側から伝わる振動が大きく影響して、精密な秤量を行うことができない。

また、特許文献１の食品加工用テーブル装置では、本体と冷却装置とまな板と、秤と、冷気供給手段と冷気吸込手段とが、一体化されている構造である。このため、秤を用いて材料の秤量をする際に、秤は、本体と冷却装置とまな板と、冷気供給手段と冷気吸込手段からのそれぞれの振動を受け易いので、精密な秤量を行うことができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、天秤に振動を伝えないようにして、天秤による精密な秤量を行うことができるチャンバ装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、請求項１に記載のチャンバ装置は、作業空間において物質の秤量を行うチャンバ装置であって、前記作業空間を有するチャンバ本体と、前記チャンバ本体内に配置されて、前記作業空間内で前記物質の秤量を行う天秤を載せる天秤台と、を備え、前記天秤台は、前記チャンバ本体から離間して配置されていることを特徴とする。

請求項１に記載のチャンバ装置では、作業空間内で物質の秤量を行う天秤を載せる天秤台は、チャンバ本体から離間して配置されているので、チャンバ本体側で生じた振動を天秤台上の天秤に振動を伝えないようにして、天秤による精密な秤量を行うことができる。

請求項２に記載のチャンバ装置は、制御空気を前記作業空間内に供給して前記作業空間内の環境を制御する環境制御装置を備え、前記環境制御装置は、前記チャンバ本体と前記天秤台とは別体になっており、前記環境制御装置が前記チャンバ本体に、フレキシブルパイプを介して接続されていることを特徴とする。

請求項２に記載のチャンバ装置では、環境制御装置は、チャンバ本体と天秤台とは別体になっており、環境制御装置がチャンバ本体に、フレキシブルパイプを介して接続されている環境制御装置が制御空気を発生する際に生じる振動は、フレキシブルパイプにより吸収される。このため、この振動はチャンバ本体と天秤台には伝わらず、天秤による精密な秤量を行うことができる。

請求項３に記載のチャンバ装置は、前記環境制御装置が発生する前記制御空気は、前記チャンバ本体の前記作業空間に配置されている通気性を有する筒状のダクトに供給されることを特徴とする。

請求項３に記載のチャンバ装置では、制御空気を、通気性を有する筒状のダクトから作業空間内に供給するので、制御空気を低風量でしかも低風速で安定して作業空間内に供給でき、天秤による精密な秤量を行うことができる。

請求項４に記載のチャンバ装置は、前記通気性を有する筒状のダクトは、前記作業空間の後部であってしかも上部に配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載のチャンバ装置では、通気性を有する筒状のダクトは、天秤による秤量作業に邪魔にならない作業空間の後部でしかも上部から、制御空気を低風量でしかも低風速で安定して作業空間内に供給できる。

請求項５に記載のチャンバ装置は、前記通気性を有する筒状のダクトから前記作業空間に吹き出される前記制御空気の吹き出し圧力の最適値は、１立方メートル／分であることを特徴とする。

請求項５に記載のチャンバ装置では、通気性を有する筒状のダクトから作業空間に吹き出される制御空気の吹き出し圧力を、１立方メートル／分とすることで、天秤は、作業空間において安定して精密な秤量を行うことができる。

請求項６に記載のチャンバ装置は、前記チャンバ本体の前面部には、作業者の手を挿入して前記作業空間内で作業を行うための挿肢口が設けられており、前記挿肢口は、左右方向と上下方向に移動可能な構成であることを特徴とする。

請求項６に記載のチャンバ装置では、挿肢口は、左右方向と上下方向に移動可能であるので、作業者の手の位置を、秤量作業に応じて自由に移動することができるので、天秤による精密な秤量作業が容易に行える。

請求項７に記載のチャンバ装置は、前記天秤台の甲板は、重量物で作られていることを特徴とする。

請求項７に記載のチャンバ装置では、天秤台の甲板が重量物であるので、甲板には振動を伝え難くすることができ、天秤を載せた状態で、天秤による秤量作業を安定して行える。

請求項８に記載のチャンバ装置は、前記チャンバ本体は、前記作業空間に供給された前記制御空気を、下方に吸い込んで前記環境制御装置に戻す下方吸込み部を有することを特徴とする。

請求項８に記載のチャンバ装置では、作業空間に供給された制御空気は、作業空間から下方に吸込んで、環境制御装置側に戻すことができる。

請求項９に記載のチャンバ装置は、前記ダクトの長さに応じて前記ダクトを支持する支持レールを有し、前記支持レールは、前記作業空間を形成している天井部分に設けられていることを特徴とする。

請求項９に記載のチャンバ装置では、支持レールは、ダクトの大きさのサイズに応じて支持でき、ダクトを作業空間の天井部分に配置できるので、ダクトが作業空間における作業の邪魔にならないようにすることができる。

請求項１０に記載のチャンバ装置では、前記ダクトは、前記支持レールに移動可能に取り付けられた支持具に対して、着脱可能に吊り下げられていることを特徴とする。

請求項１０に記載のチャンバ装置では、作業者は、使用したダクトを新しいダクトに交換する場合に、使用したダクトを支持具から取り外して、新しいダクトを取り付けて吊り下げることができ、ダクトの交換が簡単に行える。

請求項１１に記載のチャンバ装置では、前記ダクトは、閉じた先端部と、開口部を有する基部と、を有し、前記基部は、前記フレキシブルダクトの給気接続口に対して着脱可能に接続されていることを特徴とする
請求項１１に記載のチャンバ装置では、使用したダクトを新しいダクトに交換する場合に、使用したダクトの基部をフレキシブルダクトの給気接続口から取り外して、新しいダクトの基部をフレキシブルダクトの給気接続口に接続すればよいので、ダクトの交換が簡単に行える。

本発明によれば、天秤に振動を伝えないようにして、天秤による精密な秤量を行うことができるチャンバ装置を提供できる。

本発明の好ましい第１実施形態のチャンバ装置の構成を示す正面図である。 図１に示すチャンバ装置のチャンバ本体と天秤台を示す側面図である。 図１に示すチャンバ装置のチャンバ本体と天秤台を示す平面図である。 図１に示すチャンバ装置において、チャンバ本体の前面部の図示を簡略化し、天秤台の図示を省略して示す正面図である。 作業空間内における通気性を有する筒状のダクトの取付け例を示す図である。 チャンバ本体の下方吸込み部付近を示す平面図である。 図７（Ａ）は、天秤台の正面図であり、図７（Ｂ）は、天秤台の平面図である。図７（Ｃ）は、天秤台の右側面図である。 チャンバ装置の使用例を示す図である。 チャンバ装置の具体的な使用例を示す斜視図である。 図１０（Ａ）は、一定の制御空気が作業空間内に供給される様子を示す正面図であり、図１０（Ｂ）は、一定の制御空気が作業空間内に供給される様子を示す側面図である。 本発明の第２実施形態を示す斜視図である。 ダクトの基部が、着脱可能に取り付けられている構造例を示す斜視図である。 図１２に示すダクトの基部の取り付け構造例を示す断面図である。 図１１に示す支持具とダクトの支持部分の付近を示す図である。 図１１に示す支持具とダクトの支持部分の付近を示す図である。 図１１に示す支持具とダクトの支持部分の付近を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の好ましいチャンバ装置の構成を示す正面図である。図２は、図１に示すチャンバ装置のチャンバ本体と天秤台を示す側面図である。

図３は、図１に示すチャンバ装置のチャンバ本体と天秤台を示す平面図である。図４は、図１に示すチャンバ装置において、チャンバ本体の前面部の図示を簡略化し、天秤台の図示を省略して示す正面図である。

図１に示すチャンバ装置１は、秤量しようとする物質、例えば微小粒子物質ＰＭ２．５を精密に測定するために用いられる恒温恒湿チャンバ装置である。このチャンバ装置１は、環境制御型のチャンバ本体１０と、天秤台１１と、環境制御装置１２を有している。チャンバ装置１は、低露点チャンバ装置とも呼ぶこともある。

まず、図１から図４を参照して、チャンバ本体１０の構造例を説明する。

図１から図３に示すチャンバ本体１０は、チャンバ本体１０の内部が外部に対して閉じたクローズドチャンバであり、例えば陽極酸化塗装複合被膜により被覆されたアルミニウムにより作られているが、特に限定されない。

図１と図２に示すように、チャンバ本体１０は、前面側から見ると縦長の長方形になっている。図１と図２に示すように、チャンバ本体１０は、上ケース部１９と、架台部２５を有する。上ケース部１９は、架台部２５と一体化されて構造になっており、架台部２５の上に配置されている。

図２に示すように、チャンバ本体１０の上ケース部１９は、傾斜した前面部２０と、上面部２１と、背面部２２と、左右の側面部２３，２４を有している。図１から図３に示すように、架台部２５は、縦方向の枠部材２５Ａ，２５Ｂと横方向の枠部材２５Ｃ，２５Ｄ等を連結することにより作られており、架台部２５の内部は、天秤台１１を収納する収納空間Ｇになっている。

図１と図２に示すように、架台部２５の縦方向の枠部材２５Ａ，２５Ｂには、例えば上下２段の固定棚２５Ｅが取り付けられている。固定棚２５Ｅの下には、排水タンク２５Ｇが配置されている。架台部２５の下端部の四隅には、高さ調整具としてのアジャスタ２６が取り付けられており、各アジャスタ２６を回転させることで、床面ＦＷ上において架台部２５を水平に保持することができる。

図２に示すように、前面部２０は、水平線ＨＬに対して角度θだけ傾いており、図１と図２に示すように前面開口３０を有している。図２に示すように、この前面開口３０は、縦方向の最大開口幅ＯＰを有している。図１に示すように、前面開口３０には、上下可動ガラス板３１が配置されており、この上下可動ガラス板３１は、左右の案内レール３２，３３に沿って斜め上下方向に移動可能である。

図１に示すように、上下可動ガラス板３１には、窓枠３４，３５が配置されており、窓枠３４，３５の間には、窓ガラス３６，３７が配置されている。これらの窓ガラス３６，３７には、グローブポート３８，３９が設けられている。グローブポート３８，３９は、それぞれ作業者の手を挿入して作業空間ＳＰ内で作業を行うための挿肢口である。窓ガラス３６には、２つの取手４０が設けられている。作業者が２つの取手４０を把持して上下可動ガラス板３１を上下させる。

図１と図２に示すように、グローブポート３８，３９は、袖の長いゴム手袋４１が取り付けられている。このため、作業者は、両手をグローブポート３８，３９のゴム手袋４１に入れることにより、作業者の両手は、図２に示す上ケース部１９内の作業空間ＳＰ内にゴム手袋４１に覆われたままで入れて、作業を行うことができる。

グローブポート３８，３９は、図１の矢印で示すように、左右方向に移動可能であり、上下方向にも移動可能である。また、図２には、上下可動ガラス板３１を上下することで、グローブポート３８，３９が上下方向に移動する際の最上点ＵＰと最下点ＬＰを示している。また、上下可動ガラス板３１と窓枠３４，３５は、図２に示すように、矢印ＲＲ方向に跳ね上げることができる、跳ね上げ式の扉になっている。

なお、上述した上ケース部１９の前面部２０におけるグローブポート３８，３９の左右方向と上下方向への手動式の移動構造は、例えば特開２０１３−２３０４２３号公報に記載されているものを採用できる。

図１に示すように、上ケース部１９の上には、ＬＥＤ照明１９Ａと、ＬＥＤ照明スイッチ１９Ｂと、配電盤１９Ｃが配置されている。ＬＥＤ照明１９Ａは、上ケース部１９の内部の作業空間ＳＰを照明する。図１と図２に示すように、作業空間ＳＰ内には、温湿度センサＳＳが配置されている。

図５は、作業空間内ＳＰにおける通気性を有する筒状のダクト４３の取付け例を示している。

図１と図２に示すように、上ケース部１９の作業空間ＳＰの天井部分には、通気性を有する筒状のダクト４３が、作業空間ＳＰ内の左右方向に沿って配置されている。通気性を有する筒状のダクト４３は、ソックスダクトともいい、空気を通すことができる材料、例えば不織布により作られている。図５に示すように、通気性を有する筒状のダクト４３の先端部４３Ｍは閉じた袋形状になっている。通気性を有する筒状のダクト４３の基部４３Ｎは、開口部を有している。通気性を有する筒状のダクト４３は、上ケース部１９の上面部２１の内面の天井部分には固定された支持レール４３Ｒに対して、複数の支持具４３Ｔにより支持されている。これにより、通気性を有する筒状のダクト４３に空気が供給されて膨張している時であっても、空気が供給されておらずに縮んでいる場合でも、通気性を有する筒状のダクト４３には負荷を掛けないようにして、通気性を有する筒状のダクト４３を支持レール４３Ｒにより保持できる。

図１に戻ると、左側の側面部２３には、給気接続口４４が配置されている。給気接続口４４には、通気性を有する筒状のダクト４３の開口された基部４３Ｎが着脱可能に接続されている。

図２と図３に示すように、チャンバ本体１０の架台部２５の後部には、下方排気ボックス４５が配置されている。この下方排気ボックス４５は、作業空間ＳＰ内の空気を排気する部分であり、下方吸込み部４６と排気接続口４７を有している。下方吸込み部４６は、排気接続口４７に繋がっており、例えばステンレスダンパダクトである。

なお、図２に示すチャンバ本体１０の上ケース部１９を構成している上面部２１と、左右の側面部２３，２４と、背面部２２の内部には、発泡断熱材が充填あるいは成型断熱材が配設されていることにより、上ケース部１９の断熱性能を上げている。

次に、チャンバ本体１０の下方吸込み部４６付近の構造例を説明する。

図６は、チャンバ本体１０の下方吸込み部４６付近を示す平面図である。図６では、図面の簡単化のために、チャンバ本体１０の下方吸込み部４６の左側半分を示しているが、下方吸込み部４６は左右対称形状を有している。

図６に示すように、下方吸込み部４６は、作業空間ＳＰにおいて、天秤台１１の作業面５０の後方の位置に配置されている。図２に示すように、下方吸込み部４６は、通気性を有する筒状のダクト４３のほぼ下部の位置に配置されている。

下方吸込み部４６は、左右の側面部２３，２４の内面２３Ｎ，２４Ｎと、背面部２２の内面２２Ｎに密着して配置され、しかもネジ５０Ａを用いて着脱可能に固定されている。下方吸込み部４６は、多数の孔を有する例えばパンチングメタルであるが、特に限定されない。

次に、図１と図２に示す天秤台１１について、図７を参照して説明する。

図７（Ａ）は、天秤台１１の正面図であり、図７（Ｂ）は、天秤台１１の平面図である。図７（Ｃ）は、天秤台１１の右側面図である。

図７に示すように、天秤台１１は、甲板５１と、左右の側面部５２，５３と、背面板５４と、両開き扉５５，５６と、底部の四隅位置に配置された高さの調整具であるアジャスタ５７を有している。左右の側面部５２，５３と、背面板５４と、両開き扉５５，５６は、例えば冷間圧延鋼板により作られている。甲板５１の上面は、長方形状の作業面５０となっており、水平に保持されている作業面５０の上には、後で説明する天秤１２０等（図８と図９を参照）を載せて、物質である例えば２．５μｍ以下の微小粒子状物質ＰＭ（パーティクルマター）の精密な秤量作業を行うことができるようになっている。

この甲板５１は、金属板等に比べて重く寸法精度の高い材料、例えば人造研ぎ出しコンクリートにより作られた板状の部材である。しかも甲板５１の裏面と、左右の側面部５２，５３と、背面板５４の間には、制振材として例えばフィルト材５８が貼り付けられている。これにより、甲板５１が重量物であることと、フェルト材５８が貼りけられているので、天秤台１１の作業面５０における制振性能を確保することができる。フェルト５８を配置することで、甲板５１の裏面は、左右の側面部５２，５３の上端部と、背面板５４等の上端部との間で、制振性能を確保することができる。

図７（Ａ）と図７（Ｃ）に示すように、左右の側面部５２，５３の底部の四隅位置には、アジャスタ５７が取り付けられており、各アジャスタ５７を回転させることで、床面ＦＷ上において天秤台１１を水平に保持することができる。

図７に示す天秤台１１は、図１と図２に示すように、チャンバ本体１０の架台部２５内の収納空間Ｇに配置されている。

この天秤台１１は、図３に示すように、チャンバ本体１０の架台部２５内の収納空間Ｇにおいて、架台部２５に対して、距離を離して（離間して）接触しないように配置されている。すなわち、チャンバ本体１０と天秤台１１は、別構造体になっており、しかも天秤台１１のどの部分も、チャンバ本体１０に対しては全く接触していない状態になっている。

天秤台１１がチャンバ本体１０の架台部２５内の収納空間Ｇにおいて、架台部２５に対して離間している構造例を、さらに詳しく説明する。

図６に示すように、天秤台１１において最もサイズの大きい長方形状の甲板５１の左右の側部５１Ａ，５１Ｂは、左右の側面２３，２４の内面２３Ｎ、２４Ｎから、所定の間隔Ｄをおいて離してあり、甲板５１の後部５１Ｃは、下方吸込み部４６の内面４６Ｎから、所定の隙間Ｄをおいて離してある。この隙間Ｄは、例えば２．５ｍｍあるいは３．０ｍｍであるが、特に限定されない。甲板５１の前部５１Ｄも、チャンバ本体１０の架台部２５から所定の隙間だけ離してある。つまり、天秤台１１の甲板５１の四方の側部は、チャンバ本体１０から離れていて、接触しないようになっている。

これにより、天秤台１１は、チャンバ本体１０側からは完全に離間されており、天秤台１１にはチャンバ本体１０側から振動が伝わらないようになっている。作業者がチャンバ本体１０の扉を開閉する時や、作業者がグローブポート３８，３９に手と腕を入れて操作する際に生じる振動を、天秤台１１と天秤台１１上に配置された天秤等には伝えないように、振動について縁切りした状態にすることができる。

特に、作業者がグローブポート３８，３９に手と腕を入れて操作する際には、挿肢口であるグローブポート３８，３９に腕を載せることで、手と腕とゴム手袋４１が天秤台１１には直接触れることが無い。このため、天秤は精密な秤量が可能になる。つまり、チャンバ本体１０が、作業者の腕を支えており振動が発生するが、この振動は、チャンバ本体１０から天秤台１１側には全く伝わらないようになっている。

次に、図１と図４に示す環境制御装置１２について説明する。

図１と図４に示す環境制御装置１２は、チャンバ本体１０内に、恒温恒湿の空気を送るための恒温恒湿装置である。図１に示すように、環境制御装置１２は、制御空気吐出口１２Ｐと吸放熱空気吐出口１２Ｒを有する。この環境制御装置１２の上部の制御空気吐出口１２Ｐと、チャンバ本体１０の給気接続口４４の間には、給気側のフレキシブルダクト６０が着脱可能に接続されている。また、環境制御装置１２の側部と、排気接続口４７の間には、排気側のフレキシブルダクト６１が着脱可能に接続されている。

このように、環境制御装置１２とチャンバ本体１０の間の接続は、例えば柔軟性に優れる蛇腹状のフレキシブルパイプによって構成される、給気側のフレキシブルダクト６０と排気側のフレキシブルダクト６１を用いることにより、環境制御装置１２が動作時に発生する振動を、給気側のフレキシブルダクト６０と排気側のフレキシブルダクト６１により吸収させることができる。これにより、環境制御装置１２が動作時に発生する振動を、チャンバ本体１０側に伝えないようにすることができる。

図１に示す環境制御装置１２が動作すると、例えば一定の空気（制御空気）を、給気側のフレキシブルダクト６０を介して、チャンバ本体１０の通気性を有する筒状のダクト４３に供給することができる。通気性を有する筒状のダクト４３から放出される一定に制御された空気（制御空気）は、例えば−６０℃以下の露点空気を発生し、−３０℃以下の露点空気として、チャンバ本体１０の作業空間ＳＰ内に供給される。これにより作業空間ＳＰ内の作業環境が一定に制御される。

その後、制御空気は、作業空間ＳＰ内から、図６に示す下方吸込み部４６と排気接続口４７と排気側のフレキシブルダクト６１を経て、環境制御装置１２に戻されるようになっている。

次に、図８と図９は、上述した構成のチャンバ装置１の具体的な使用例を示している。

図８と図９に示すように、天秤台１１の甲板５１の作業面５０の上には、捕集体保持具１１０と、天秤１２０等が載っている。

この天秤１２０は、秤量部１０３と、表示部１１３に分かれている。秤量部１０３だけでなく表示部１１３を、作業空間ＳＰに設置しているのは、表示部１１３のサイド部に非接触式センサが設けられており、作業者が、この非接触センサに手をかざすことで、秤量部１０３の開閉扉１０４の開閉動作を自動的に行うことができるようにしているためである。なお、表示部１１３は、ほとんど電気を消費しないので、熱源や対流源にはなり得ない。

図８に示すように、例えば、制御部２００は、表示部１１３から秤量値のデータを得るとともに、温湿度センサＳＳから作業空間ＳＰ内の温度と湿度のデータを得る。また、制御部２００は、環境制御装置１２の動作開始と停止の指令を行うこともできる。制御部２００は、配電盤１９Ｃに電源供給を行う。

次に、上述したチャンバ装置１の使用例を説明する。

図１０（Ａ）は、制御空気が作業空間内に供給される様子を示す正面図であり、図１０（Ｂ）は、制御空気が作業空間内に供給される様子を示す側面図である。

近年、粉体は微粒子化され、ナノメートルサイズ化された粉体は、揮発性液体と同様に拡散し易くなっている。このような粉体のサンプルの秤量や分注作業では、マイクログラムオーダーの精密な秤量の要求が増えている。粉体のサンプルを秤量や小分けをする場合には、粉体が飛散したり拡散するのを防がなければならない。

また、微粉体や揮発性液体の一部には、吸湿性の高いものがある。吸湿性の高い微粉体や揮発性液体の秤量や小分け作業では、作業空間ＳＰ内を低露点の環境にする必要がある。しかも、サンプルを精密に秤量する場合に、天秤１２０が安定的に動作する必要がある。

そこで、天秤１２０を安定的に使用できるようにするためには、作業者がチャンバ本体１０のグローブポート３８，３９に手と腕を入れて作業空間ＳＰ内で作業を行う場合に生じる振動や、環境発生装置１２が発生する振動や、制御空気を作業空間ＳＰ内に供給する際の風の影響を除く必要がある。

チャンバ本体１０の作業空間ＳＰ内は、微陽圧にする必要があるが、このような微陽圧にするための調整は、制御空気の給気量と排気量（リターン量）をおおよそ合わせることで可能である。

このため、作業空間ＳＰ内の圧力調整等は特に必要ではない。作業環境ＳＰ内での露点空気は−３０℃以下が多く望まれるものであるので、これに対応するために、環境発生装置１２が発生する制御空気は−６０℃以下の露点空気であることが望ましい。

図１と図８に示すように、天秤台１１は、図３に示すように、チャンバ本体１０の架台部２５内の収納空間Ｇにおいて、架台部２５に対して、距離を離して接触しないように配置されている。すなわち、チャンバ本体１０と天秤台１１は、別構造体になっており、しかも天秤台１１のどの部分も、チャンバ本体１０に対しては全く接触していない状態になっている。

図１に示すように、環境制御装置１２の上部とチャンバ本体１０の給気接続口４４の間には、給気側のフレキシブルダクト６０が接続され、環境制御装置１２の側部と排気接続口４７の間には、排気側のフレキシブルダクト６１が接続されている。

環境制御装置１２が作動すると、例えば−６０℃以下の露点空気を発生する。環境制御装置１２が、低露点の制御空気を給気側のフレキシブルダクト６０を介して、チャンバ本体１０内の通気性を有する筒状のダクト４３に供給する。

これにより、通気性を有する筒状のダクト４３は、図１０に例示するように、低露点の制御空気（露点空気）ＡＲの吹き出し圧力が１立方メートル／分であるように、制御空気ＡＲを矢印で示すように作業空間ＳＰ内で周囲に均一に吹き出すことで、作業空間ＳＰ内の環境制御を行うことができる。これにより、天秤１２０は、作業空間ＳＰにおいて安定して精密な秤量を行うことができる。

制御空気として通気性を有する筒状のダクト４３に供給して吹き出された低露点の制御空気ＡＲは、図２に示す下方排気ボックス４５の下方吸込み部４６と排気接続口４７と、排気側のフレキシブルダクト６１を経て、図１に示す環境制御装置１２に戻すことで、作業空間ＳＰ内は、例えばわずかに陽圧（微陽圧）の状態にすることができる。

ただし、この低露点の制御空気ＡＲの吹き出し圧力の最適値は１立方メートル／分であるが、０．５〜２．０立方メートル／分の範囲で選択することができる。

このように作業空間ＳＰ内の環境が一定になるように環境制御を行っており、しかも振動が無いようにした状態で、例えば次に示すようなＰＭ２．５の精密な秤量を行うことができる。

例えば、図９に示すように、天秤１２０の秤量部１０３は、第１フィルタ収納部１１１からフィルタＦを１枚ずつ取り出した後にこのフィルタＦを収容して、フィルタＦによるＰＭ２．５の採取前とフィルタＦによるＰＭ２．５の採取後の重量差を求めて、その重量差の値を、試料大気の吸引量で除することによって、ＰＭ２．５の質量濃度を算定する。

具体的には、図９に示すように、作業者は、例えば捕集体保持具１１０の第１フィルタ収納部１１１内から、矢印Ｐ１で示すように、１枚のフィルタＦをピンセットで掴んで、フィルタＦを縦方向にしたまま取出して、その後矢印Ｐ２で示すように、このフィルタＦを水平状態にする。そして、天秤１０３の開閉扉１０４を開けて、この水平状態になっているフィルタＦを、矢印Ｐ３で示すように、天秤１０３の秤量室１０３Ａに入れる。

これにより、フィルタＦによるＰＭ２．５の採取前とフィルタＦによるＰＭ２．５の採取後の重量差を求めて、その重量差の値を、試料大気の吸引量で除することによって、ＰＭ２．５の質量濃度を算定する。

図９に示すように、ＰＭ２．５の質量濃度を算定後、フィルタＦは、矢印Ｐ４で示すように、ピンセットで挟んで秤量室１０３Ａから水平状態のまま取り出して、矢印Ｐ５で示すように、再びフィルタＦを縦方向に向ける。そして、縦方向にしたフィルタＦは、矢印Ｐ６で示すように、第２フィルタ収納部１１２内に戻すようになっている。

これにより、第１フィルタ収納部１１１内から取り出したフィルタＦの表面Ｈと裏面Ｂが反転してしまわないように、第２フィルタ収納部１１２内に戻すことができるようになっている。従って、フィルタＦの表面Ｈと裏面Ｂが反転されてしまうことを完全に防ぐことができる。フィルタＦの表面Ｈ側を必ず上に向けて天秤１０３の秤量室１０３Ａ内に設置できる。

このように天秤１２０を用いて精密な秤量を行う場合に、図１に示す環境制御装置１２が発生する振動が、チャンバ本体１０に伝わらないようにして、環境制御された低露点の作業空間ＳＰ内で、精密な秤量等の作業を行うことができる。

しかも、天秤台１１は、図３に示すように、チャンバ本体１０の架台部２５内の収納空間Ｇにおいて、架台部２５に対して、隙間を設けて、すなわち離間して、接触しないように配置されている。すなわち、チャンバ本体１０と天秤台１１は、別構造体になっており、しかも天秤台１１のどの部分も、チャンバ本体１０に対しては全く接触していない状態になっている。つまり、天秤台１１は、防振機能を有して、精密な天秤１２０を載せて精密な秤量を行うことができる作業台である。

これにより、天秤台１１にはチャンバ本体１０側から振動が伝わらない。作業者がチャンバ本体１０の前面部の扉を開閉する時や、作業者がグローブポート３８，３９に手と腕を入れて操作する際に生じる振動を、天秤台１１上に配置された天秤１２０等には伝えないように、振動について縁切りをすることができる。

特に、作業者がグローブポート３８，３９に手と腕を入れて操作する際には、挿肢口であるグローブポート３８，３９に腕を載せることで、天秤台１１には直接触れることなく、精密な秤量が可能になる。つまり、チャンバ本体１０が、作業者の腕を支えており振動が発生するが、この振動は、チャンバ本体１０から天秤台１１側には伝わらない。

図１に示すように、環境制御装置１２とチャンバ本体１０は、給気側のフレキシブルダクト６０と給気接続口４４と、排気側のフレキシブルダクト６１と排気接続口４７を介して接続されている。これにより、環境制御装置１２が発生する振動を、給気側のフレキシブルダクト６０と排気側のフレキシブルダクト６１により吸収するので、チャンバ本体１０に伝わるのを防げることができる。

チャンバ本体１０、天秤台１１、そして環境制御装置１２が設置される床面ＦＷには、防振マットを配置すれば、さらに防振効果が上がる。

（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態を示す斜視図である。

図１１に示す本発明の第２実施形態では、通気性を有する筒状のダクト１４３が、作業空間ＳＰ内において、上部ケース部１９に取り付けられている。

すでに説明したように、図５に示す第１実施形態の筒状のダクト４３は、閉じた先端部４３Ｍと、開口部を有する基部４３Ｎを有している。このダクト４３は、上部ケース部１９の上面部２１の内面の天井部分に固定されている支持レール４３Ｒに対して、３つの支持具４３Ｔにより、吊り下げるようにして支持されている。

これに対して、図１１に示す通気性を有するダクト１４３は、閉じた先端部１４３Ｍと、基部１４３Ｎを有している。この基部１４３Ｎは、開口部１４３Ｐを有している。支持レール１５０は、２つの支持具１６０，１６１を用いて、ダクト１４３を水平状態で吊り下げるようにして支持している。支持レール１５０は、直線移動方向ＬＬに沿って、上部ケース部１９の上面部２１の内面の天井部分に固定されている。

図１１に示すように、ダクト１４３は、低露点の制御空気（露点空気）ＡＲを吹き出すための通気性を有する筒状の吹出し部１７０と、支持部分１７１を有している。この吹出し部１７０は、ダクト１４３の直線移動方向ＬＬに沿って、先端部１４３Ｍから基部１４３Ｎに至るまで、筒状に形成されている。

ダクト１４３の材質は、低露点の制御空気（露点空気）ＡＲを吹き出すための通気性を有する、例えば不織布である。

図１に示すチャンバ本体１０の幅（間口）は、客先の要望に応じて、適宜変更されるが、その場合には、ダクト１４３の長さは同じものを使うことができる。しかし、ダクト１４３の長さは、チャンバ本体１０の幅に応じて選択して最適化しても良い。

具体的な寸法例を挙げれば、例えば、チャンバ本体１０の間口が１５００ｍｍである場合に用いられるダクトの長さは、基本的には標準（チャンバ本体１０の間口が１０００ｍｍ）の場合に用いられるダクトの長さと同様とすることができる。

支持部分１７１は、吹出し部１７０から連続して形成されており、２つの支持具１６０，１６１により支持するための部分であって、先端部１４３Ｍから基部１４３Ｎに至るまで、筒状にならない形状である。

この支持部分１７１は、例えばダクト１４３に対して、直線移動方向ＬＬに縫い目１５５を入れることで、吹出し部１７０とは区別するようにして形成されており、この支持部分１７１には、低露点の制御空気（露点空気）ＡＲは通らない。

次に、図１２と図１３を参照して、ダクト１４３の基部１４３Ｎの取り付け構造例を説明する。

図１２は、ダクト１４３の基部１４３Ｎが、着脱可能に取り付けられている構造例を示す斜視図であり、図１３は、図１２に示す基部１４３Ｎの取り付け構造例を示す断面図である。

図１２と図１３を参照すると、上ケース部１９の左の側面部２３には、例えば円形状の孔２３Ｈが形成されている。この側面部２３の孔２３Ｈ内には、低露点の制御空気（露点空気）ＡＲを供給する給気接続口４４の端部が配置されている。

ダクト１４３の基部１４３Ｎは、給気接続口４４に対して、給気接続口４４の外周面に被せてあり、この基部１４３Ｎは、金属製あるいはプラスチック製の締結バンド１８０を用いて着脱可能に固定されている。これにより、作業者は、使用したダクト１４３を、締結バンド１８０を取り外して容易に取り除くことができ、使用したダクト１４３は、新しいダクト１４３と交換することができる。

図１４は、図１１に示す支持具１６０とダクト１４３の支持部分１７１の付近を示している。

図１４に示すように、支持レール１５０は、支持具１６０の直線ガイド部１６５を有している。支持具１６０は、この直線ガイド部１６５により吊り下げられており、支持具１６０は、直線移動方向ＬＬに移動して位置決め可能である。

この支持具１６０は、金属製あるいはプラスチック製であり、基部１６０Ａと、連結部材１６０Ｂを有している。基部１６０Ａは、支持レール１５０の直線ガイド部１６５にから直接吊り下げられている。連結部材１６０Ｂの一端部１６０Ｃは、基部１６０Ａに対して固定されている。連結部材１６０Ｂの他端部１６０Ｄは、ダクト１４３の支持部分１７１に設けられた取付け孔部１７２にはめ込んで固定されている。

取付け孔部１７２は、ダクト１４３の支持部分１７１の長手方向のほぼ中間位置に配置されている。連結部材１６０Ｂは、取付け孔部１７２から取り外すことができるようになっている。これにより、ダクト１４３の中間部分１４３Ｒは、支持具１６０を用いて、支持レール１５０に対して交換可能に吊り下げられている。

図１５は、図１１に示す支持具１６０，１６１とダクト１４３の支持部分１７１の付近を示している。図１６は、図１１に示す支持具１６１とダクト１４３の支持部分１７１の付近を示している。

図１５に示すように、支持レール１５０は、支持具１６０の直線ガイド部１６５を有している。支持具１６０は、この直線ガイド部１６５により吊り下げられており、支持具１６０は、直線移動方向ＬＬに移動して位置決め可能である。

一方、図１６に示すように、支持具１６１は、キャップ部材１９０と、連結部材１９１を有している。キャップ部材１９０は、支持レール１５０の第２レール部２０２の端部にはめ込まれて固定されており、金属あるいはプラスチック製の部材である。キャップ部材１９０は、取付け孔１９２を有している。連結部材１９１の一端部１９３は、取付け孔１９２に連結され、連結部材１９１の他端部１９４は、ダクト１４３の支持部分１７１に設けられた取付け孔部１９５にはめ込んで固定されている。

連結部材１９１は、取付け孔部１９５から取り外すことができるようになっている。これにより、ダクト１４３の先端部１４３Ｍは、支持具１６１を用いて、支持レール１５０の第２レール部２０２に対して交換可能に吊り下げられている。

上述したダクト１４３を使用する場合には、図１３に示す給気接続口４４から、通気性を有するダクト１４３の筒状の吹出し部１７０に、低露点の制御空気ＡＲが供給されて膨張している時であっても、低露点の制御空気ＡＲが供給されておらず縮んでいる時でも、ダクト１４３自体に負荷を与えないようにして、ダクト１４３は、支持レール１５０により自由状態でつり下げて支持できる。

ところで、図１５と図１６に示すように、支持レール１５０は、第１レール部２０１と第２レール部２０２により構成されている。この第１レール部２０１は、中空部材であり、第２レール部２０２は、第１レール部２０１内に収納することができる。図１６に示すように、キャップ部材１９０は、第２レール部２０２の先端部に固定されている。

このような収納構造を採用することで、支持レール１５０の直線移動方向ＬＬの長さは、ダクト１４３の先端部１４３Ｍから基部１４３Ｎまでの長さの大小に応じて、調整することができる。従って、必要とするダクト１４３の長さに合わせて、支持レール１５０の全長を調整することができるので、支持レール１５０は、ダクト１４３のサイズが異なっても、使用するダクト１４３の各サイズに対応して、容易にダクト１４３を吊るした状態で保持することができる。

図１に示す環境制御装置１２が作動すると、例えば−６０℃以下の露点空気を発生し、この低露点の制御空気は、給気側のフレキシブルダクト６０の給気接続口４４を介して、図１３に示すように、チャンバ本体１０内の作業空間ＳＰにあるダクト１４３内に供給することができる。

これにより、ダクト１４３の吹出し部１７０は、図１０に例示するのと同様にして、低露点の制御空気ＡＲを矢印で示すように作業空間ＳＰ内で均一に吹き出すことで、作業空間ＳＰ内の環境制御を行うことができる。これにより、図８に示す天秤１２０は、作業空間ＳＰにおいて安定して精密な秤量をすることができる。

ダクト１４３の吹出し部１７０から吹き出された低露点の制御空気ＡＲは、図１に示す下方排気ボックス４５の下方吸込み部４６と排気接続口４７と、排気側のフレキシブルダクト６１を経て、環境制御装置１２に戻ることで、作業空間ＳＰ内は、例えばわずかに陽圧（微陽圧）の状態にすることができる。この際の低露点の制御空気ＡＲの吹き出し風量の最適値は、１立方メートル／分であるが、０．５〜３．０立方メートル／分の範囲で選択することができる。

ところで、ダクトの構造や支持レールの構造は、図５に示す第１実施形態や図１１から図１６に示す第２実施形態のものに限らない。例えば、ダクト４３，１４３の形状や、支持レール４３Ｒ、１５０の形状、支持具１６０，１６１の形状や数等は、任意に選択することができる。

本発明の実施形態のチャンバ装置１は、作業空間において物質の秤量を行うチャンバ装置であって、作業空間を有するチャンバ本体と、チャンバ本体内に配置されて、作業空間内で物質の秤量を行う天秤を載せる天秤台と、を備え、天秤台は、チャンバ本体から離間して配置されている。これにより、作業空間内で物質の秤量を行う天秤を載せる天秤台は、チャンバ本体から離間して配置されているので、チャンバ本体側で生じた振動を天秤台上の天秤に振動を伝えないようにして、天秤による精密な秤量を行うことができる。

チャンバ装置１は、制御空気を作業空間内に供給して作業空間内の環境を制御する環境制御装置１２を備え、環境制御装置１２は、チャンバ本体１０と天秤台１１とは別体になっており、環境制御装置１２がチャンバ本体１０に、フレキシブルダクト６０，６１を介して接続されている。これにより、環境制御装置は、チャンバ本体と天秤台とは別体になっており、環境制御装置がチャンバ本体に、フレキシブルダクトを介して接続されている環境制御装置が制御空気を発生する際に生じる振動は、フレキシブルダクトにより吸収される。このため、この振動はチャンバ本体と天秤台には伝わらず、天秤による精密な秤量を行うことができる。

環境制御装置が発生する制御空気は、チャンバ本体１０の作業空間ＳＰに配置されている通気性を有する筒状のダクトに供給される。これにより、制御空気を、通気性を有する筒状のダクトから作業空間内に供給するので、制御空気を低風量でしかも低風速で安定して作業空間内に供給でき、天秤による精密な秤量を行うことができる。

通気性を有する筒状のダクト４３は、作業空間の後部であってしかも上部に配置されている。これにより、通気性を有する筒状のダクトは、天秤による秤量作業に邪魔にならない作業空間の後部でしかも上部から、制御空気を低風量でしかも低風速で安定して作業空間内に供給できる。

通気性を有する筒状のダクトから作業空間ＳＰに吹き出される制御空気の吹き出し風量の最適値は、１立方メートル／分である。これにより、通気性を有する筒状のダクトから作業空間に吹き出される制御空気の吹き出し圧力を、１立方メートル／分とすることで、天秤は、作業空間において安定して精密な秤量を行うことができる。

チャンバ本体の前面部には、作業者の手を挿入して作業空間内で作業を行うための挿肢口が設けられており、挿肢口は、左右方向と上下方向に移動可能である。これにより、挿肢口は、左右方向と上下方向に移動可能であるので、作業者の手の位置を、秤量作業に応じて自由に移動することができるので、天秤による精密な秤量作業が容易に行える。

天秤台の甲板は、重量物で作られている。これにより、天秤台の甲板が重量物であるので、甲板には振動を伝え難くすることができ、天秤を載せた状態で、天秤による精密な秤量作業を安定して行える。

チャンバ本体１０は、作業空間に供給された制御空気を、下方に吸い込んで環境制御装置に戻す下方吸込み部を備える。これにより、作業空間に供給された制御空気は、作業空間から下方に吸込んで、環境制御装置側に戻すことができる。

本発明の実施形態のチャンバ装置１は、ダクト１４３の長さに応じてダクト１４３を支持する支持レール１５０を有し、この支持レール１５０は、作業空間ＳＰを形成している天井部分に設けられている。このため、支持レール１５０は、ダクト１４３の大きさのサイズに応じて確実に支持でき、ダクト１４３を作業空間ＳＰの天井部分に配置できるので、ダクト１４３が作業空間ＳＰにおける作業の邪魔にならないようにすることができる。

ダクト１４３は、支持レール１５０に移動可能に取り付けられた支持具１６０，１６１に対して、着脱可能に吊り下げられている。このため、作業者は、使用したダクト１４３を新しいダクト１４３に交換する場合に、使用したダクト１４３を支持具１６０，１６１から取り外して、新しいダクト１４３を取り付けて吊り下げることができ、ダクト１４３の交換が簡単に行える。

ダクト１４３は、閉じた先端部１４３Ｍと、開口部１４３Ｐを有する基部１４３Ｎと、を有し、基部１４３Ｎは、フレキシブルダクトの給気接続口４４に対して着脱可能に接続されている。このため、使用したダクトを新しいダクトに交換する場合に、使用したダクトの基部をフレキシブルダクトの給気接続口から取り外して、新しいダクトの基部をフレキシブルダクトの給気接続口に接続すればよいので、ダクトの交換が簡単に行える。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、各実施形態は一例であり、特許請求の範囲に記載される発明の範囲は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更できるものである。

環境制御装置１２が発生する制御空気としては、チャンバ本体１０の作業空間ＳＰの環境を制御するために供給される一定の制御空気としては、例えば２１．５℃プラスマイナス１．５℃で、３５％プラスマイナス５％の温湿度の空気で、天秤１２０は、作業空間ＳＰにおいて安定して秤量を行うことができる。

１ チャンバ装置
１０ チャンバ本体
１１ 天秤台
１２ 環境制御装置
３９，３９ 挿肢口であるグローブポート
４６ 下方吸込み部
５０ 天秤台の作業面
５１ 天秤台の甲板
６０ 給気側のフレキシブルダクト
６１ 排気側のフレキシブルダクト
１２０ 天秤
１４３ ダクト
１５０ 支持レール
１６０，１６１ 支持具
ＡＲ 制御空気（低露点の空気）
ＳＰ チャンバ本体の作業空間

Claims (11)

1. 作業空間において物質の秤量を行うチャンバ装置であって、
   前記作業空間を有し、内部が外部に対して閉じたクローズドチャンバであるチャンバ本体と、
   前記チャンバ本体内に配置されて、前記作業空間内で前記物質の秤量を行う天秤を載せる天秤台と、を備え、
   前記チャンバ本体の前面部には、作業者の手を挿入して前記作業空間内で作業を行うための挿肢口が設けられており、前記挿肢口は、左右方向と上下方向に移動可能な構成であり、
   前記天秤台は、前記チャンバ本体から離間して配置されていることを特徴とするチャンバ装置。
2. 前記チャンバ本体内に、前記作業空間内の空気を排気する下方排気ボックスが前記天秤台から離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ装置。
3. 制御空気を前記作業空間内に供給して前記作業空間内の環境を制御する環境制御装置を備え、前記環境制御装置は、前記チャンバ本体と前記天秤台とは別体になっており、前記環境制御装置が前記チャンバ本体に、フレキシブルダクトを介して接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のチャンバ装置。
4. 前記環境制御装置が発生する前記制御空気は、前記チャンバ本体の前記作業空間に配置されている通気性を有する筒状のダクトに供給されることを特徴とする請求項３に記載のチャンバ装置。
5. 前記通気性を有する筒状のダクトは、前記作業空間の後部であってしかも上部に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のチャンバ装置。
6. 前記通気性を有する筒状のダクトから前記作業空間に吹き出される前記制御空気の吹き出し圧力の最適値は、１立方メートル／分であることを特徴とする請求項４又は５に記載のチャンバ装置。
7. 前記天秤台の甲板は、重量物で作られていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のチャンバ装置。
8. 前記チャンバ本体は、前記作業空間に供給された前記制御空気を、下方に吸い込んで前記環境制御装置に戻す下方吸込み部を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のチャンバ装置。
9. 前記ダクトの長さに応じて前記ダクトを支持する支持レールを有し、前記支持レールは、前記作業空間を形成している天井部分に設けられていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のチャンバ装置。
10. 前記ダクトは、前記支持レールに移動可能に取り付けられた支持具に対して、着脱可能に吊り下げられていることを特徴とする請求項９に記載のチャンバ装置。
11. 前記ダクトは、閉じた先端部と、開口部を有する基部と、を有し、前記基部は、前記フレキシブルダクトの給気接続口に対して着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のチャンバ装置。
    

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