(57)【要約】【課題】故障の要因の中でも割合が高い電食によるモータの異常音の発生時期を容易に把握することで、定期的な点検およびその事前計画を円滑に行うことできるファンフィルタユニットと提供する。【解決手段】装置外のファン１とモータ２とフィルタ３と制御部４を備えたファンフィルタユニット５の樹脂モールドされたモータ２は、ベアリング１２の外郭とシャフト１３の外郭間の電圧を測定する軸電圧検知部１６と軸電圧判別部１８を設け、故障の要因の中でも割合が高い電食によるモータの異常音の発生時期を容易に把握することができるファンフィルタユニットを得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置外の空気を装置内に送風する前記ファンと、ファンを駆動するモータと、空気清浄度を維持するフィルタと、前記モータを制御する制御部を備えたファンフィルタユニットであって、
前記モータは、樹脂モールドされており、前記モータのベアリング外郭とシャフト外郭と間の電圧を測定し、前記ベアリング外郭と前記シャフト外郭間との電圧に対応する信号を前記モータの入出力端子を介して前記制御部へ出力する軸電圧検知部を設けたことを特徴とするファンフィルタユニット。
【請求項２】
前記制御部に軸電圧判別部と中央演算装置と異常発報出力部とを設け、前記軸電圧判別部に前記軸電圧検知部が測定した電圧と比較する閾値を備え、前記軸電圧判別部が前記ベアリング外郭と前記シャフト外郭と間の電圧と前記閾値とを比較した結果を前記中央演算装置へ出力し、前記中央演算装置の信号を受けて前記異常発報出力部が異常を発報することを特徴とする請求項１記載のファンフィルタユニット。
【請求項３】
前記軸電圧検知部が測定した電圧を比較する閾値は、あらかじめ推定される前記モータの残り寿命に応じた閾値であって、
前記制御部には、操作スイッチを介して前記閾値を設定する設定部を備えたことを特徴とする請求項２記載のファンフィルタユニット。
【請求項４】
前記設定部は、閾値を段階的に設定できることを特徴とする請求項３に記載のファンフィルタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にクリーンルーム内に設置される半導体デバイスや液晶等を製造する製造装置、あるいはクリーンブースなど、清浄空間を必要とする箇所に設置されるファンフィルタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の半導体製造工場に設置されるファンフィルタユニット（ＦＦＵ）は、工場外の空気を工場内に送風するファンモータと、工場内の空気清浄度を向上するフィルタとを備えていた。
【０００３】
この種の工場では、製造を停止することがないため、ファンフィルタユニットを連続運転することが必須である。
【０００４】
そのため、ファンフィルタユニットの複数を一つのグループにして、グループ毎に運転と定期的な点検を行い、所定の空気清浄度を確保していた。
【０００５】
定期的な点検およびその事前計画を円滑に行うことが生産効率の向上に繋がるので、搭載したファンモータの寿命に係る予知情報を得るために、ファンモータ各部の電流、回転数、送風路の圧力、ファンモータの振動、設置環境の温度等の計測を日々実施していた。
【０００６】
そして、通常運転時のデータを蓄積して記憶させることで、異常時と比較して差異を見つけ出し寿命に係る予知情報としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２３７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来のファンフィルタユニットは、ファンモータ各部の電流、回転数、送風路の圧力、設置環境の温度等の計測データからファンモータの寿命に係る情報を得ていたが、モータ寿命を推定するには故障の要因が複数あり、故障に至る過程が複雑なため精度が悪かった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、故障の要因の中でも割合が高い電食によるモータの異常音の発生時期を容易に把握し、定期的な点検およびその事前計画を円滑に行うことできるファンフィルタユニットと提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、この目的を達成するために、本発明に係るファンフィルタユニットは、装置外の空気を装置内に送風するファンと、前記ファンを駆動するモータと、空気清浄度を維持するフィルタと、前記モータを制御する制御部を備えたファンフィルタユニットであって、前記モータは、樹脂モールドされており、前記モータのベアリング外郭と前記シャフト外郭と間との電圧を測定し、前記ベアリング外郭とシャフト外郭間の電圧に対応する信号を前記モータの入出力端子を介して前記制御部へ出力する軸電圧検知部を設けたことを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モータの寿命を容易に把握するという効果が得られるファンフィルタユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の構成図
【図２】本発明の実施の形態１のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１に係るファンフィルタユニットは、装置外の空気を装置内に送風するファンと、前記ファンを駆動するモータと、空気清浄度を維持するフィルタと、前記モータを制御する制御部を備えたファンフィルタユニットであって、前記モータは、樹脂モールドされており、前記モータのベアリング外郭とシャフト外郭との電圧を測定し、前記ベアリング外郭と前記シャフト外郭間の電圧に対応する信号を前記モータの入出力端子を介して前記制御部へ出力する軸電圧検知部を設けたものである。
【００１４】
これにより、軸電圧検知部がモータのベアリング外郭とシャフト外郭と間の電圧を測定し、ベアリング外郭とシャフト外郭と間の電圧に対応する信号を入出力端子を介して制御部へ出力するので、あらかじめベアリング外郭とシャフト外郭と間の電圧に対応する電食の発生頻度としてのモータ寿命を把握しておけば、制御部において寿命を判断することが可能となるので、故障の要因の中でも割合が高い電食によるモータの異常音の発生時期を容易に把握し、定期的な点検およびその事前計画を円滑に行うことできる。
【００１５】
また、請求項２に係るファンフィルタユニットは、前記制御部に軸電圧判別部と中央演算装置と異常発報出力部とを設け、前記軸電圧判別部に軸電圧検知部が測定した電圧と比較する閾値を備え、前記軸電圧判別部が前記ベアリング外郭と前記シャフト外郭と間の電圧と前記閾値とを比較した結果を前記中央演算装置へ出力し、前記中央演算装置の信号を受けて前記異常発報出力部が異常を発報するものである。
【００１６】
これにより、軸電圧検知部がモータのベアリング外郭とシャフト外郭と間の電圧を測定し、制御部の軸電圧判別部は、測定電圧に対する値を判断する閾値により、比較判断した信号を中央演算装置へ出力し、中央演算装置の信号を受けた異常発報出力部が、異常発報をお知らせすることで、交換時期を伝えることが可能となるので、メンテナンスの日程調整ができる。
【００１７】
また、請求項３に係るファンフィルタユニットは、前記軸電圧検知部が測定した電圧を比較する閾値は、あらかじめ推定される前記モータの残り寿命に応じた閾値であって、前記制御部には、操作スイッチを介して前記閾値を設定する設定部を備えたものである。
【００１８】
これにより、制御部の設定部は、閾値を顧客要望に応じて入力し、顧客要望の異常発報をお知らせすることで、要望に沿った交換時期となるため、メンテナンスの日程調整が容易にできる。
【００１９】
また、請求項４に係るファンフィルタユニットの前記設定部は、閾値を段階的に設定できるものである。
【００２０】
これにより、設定部は、操作スイッチからの入力情報から閾値を細分化して設定し、異常発報を段階的にお知らせして、顧客に精度を向上させた交換時期を伝えることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１から図３に示すように、本実施の形態におけるファンフィルタユニットの構成図、ブロック図を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に示すように、ファンフィルタユニット５は、半導体製造装置外の空気を装置内に送風するファン１と、ファン１を駆動するモータ２と、空気清浄度を維持するフィルタ３と、モータ２の回転数を制御する制御部４を備えている。ファンフィルタユニット５は、２４時間３６５日の稼動を要求される機器であり、ファンフィルタユニット５の停止は、年に数回のメンテナンス日しか予定されない機器である。
【００２３】
また、半導体製造装置の生産性の向上には、常時、空気清浄度の維持が必須であり、ファンフィルタユニット５の故障による空気清浄度の低下は、例えば半導体製造装置内のウエハを大量に破棄することに繋がるため、各社は、製造工程においてファンフィルタユニット５の運転を監視している。
【００２４】
そのため、ファンフィルタユニット５は、異常を発見すると、異常出力線９を介して、制御部４内の異常発報出力部７から半導体製造装置制御部６内の異常発報入力部８へ異常発報信号を発報する。
【００２５】
それにより、半導体製造装置側で原因を追究して異常を解決する。
【００２６】
図２に示すように、ファンフィルタユニット５内に搭載されているモータ２は、樹脂モールドされている。
【００２７】
モータ２の内部は、固定子巻線を有するステータ１０とファン１を永久磁石にて回転させるロータ１１で構成されている。
【００２８】
また、ロータ１１はシャフト１３が貫通しており、ロータ１１の両端にはベアリング１２で挟み込んでいる。
【００２９】
また、制御部４は、ステータ１０へ通電制御することで、ロータ１１が指定方向に指定回転数で回転する構成となっている。
【００３０】
そして、モールドモータの場合、ロータ１１を貫通しているシャフト１３は、アース（対地）に対して電気的に絶縁されている。
【００３１】
また、ロータ１１の軸受けであるベアリング１２は、内部にボールベアリング（図示せず）を備え、シャフト１３の外郭とベアリング１２の内郭とを接触させる構造を有している。
【００３２】
そして、ベアリング１２の外郭は、ボールベアリングのグリスにより絶縁されているため、シャフト１３の外郭（ベアリング１２の内郭）とベアリング１２の外郭は絶縁が保たれている。
【００３３】
そして、ベアリング１２の外殻も、アース（対地）に対して電気的に絶縁されている。
【００３４】
そのため、モールドモータのシャフト１３の外郭とベアリング１２の外郭間にあるボールベアリングは、高調波を発生する機器などが近くに設置してある場合、電磁ノイズによる影響でボールベアリングの表面に電流が流れ、放電することで球面に損傷が発生する現象が起こる場合がある。
【００３５】
この現象が電食であり、モールドモータでは起こり易く、異常音や振動などを発生し、寿命低下の要因の一つに上げられている。
【００３６】
また、ベアリング１２の外殻とシャフト１３の外殻は、ともにアースに対して電気的に絶縁されている電位であるため、電食を監視する方法として、ベアリング１２の外郭に、ベアリング外殻検知手段１４と、シャフト１３の外郭にシャフト外殻検知手段１５を備え、お互いの電位差を検知可能とする軸電圧検知部１６を設けている。
【００３７】
ベアリング外殻検知手段１４とシャフト外殻検知手段１５は、常時外殻部に接触して電位差を検知する特別の操作または動作は必要がない。
【００３８】
そして、所定の特定タイミングにおいて、ベアリング外殻検知手段１４とシャフト外殻検知手段１５で同時に電位を測定して、ベアリング１２とシャフト１３の両端間の電位差を検知する。
【００３９】
例えば、電位差の検知方法は差動方式が一般的である。
【００４０】
また、軸電圧検知部１６は、検出した電圧信号をモータ２の入出力端子１７を介して制御部４へ出力する。
【００４１】
そして、制御部４側で軸電圧判別部１８は、閾値を設け軸電圧検知部１６で検出した電圧信号と比較することで、検出した電圧信号に基づく軸電圧の発生度合いから電食の恐れがないかを判断することができる。例えば、軸電圧判別部１８は、電子部品の比較器を用い、基準電圧を分圧抵抗で行って閾値を設定する回路構成を組み、軸電圧検知部１６からの入力信号で比較判断してもよい。
【００４２】
また、閾値の設定として、例えば、両端間の電位差が５Ｖ以上の場合、電食の恐れありと判断し、軸電圧判別部１８は、即座に中央演算装置１９に異常発報の元になる出力信号を出力する。
【００４３】
そして、中央演算装置１９は、軸電圧判別部１８の出力信号に応じ、異常発報出力部７に異常出力信号を発報する。これにより半導体製造装置制御部６は、モータの寿命を容易に把握することができる。
【００４４】
図３に示すように、軸電圧検知部１６が検知した電圧を比較判断する閾値は、あらかじめ推定されるモータの残り寿命に対して、どのタイミングで発報するかを顧客要望に応じて設定できる閾値である。
【００４５】
また、制御部４は、操作スイッチ２０を介して閾値を設定する設定部２１を備えている。一例として、操作スイッチ２０は、表示部とスイッチ部を備えた構成であり、表示部を見ながら、スイッチ部のＵＰスイッチとＤＯＷＮスイッチを押すことで、設定を可能とするものである。
【００４６】
そして、操作スイッチ２０を介して、設定部２１に設定データが入力されることになる。
【００４７】
また、閾値を５．０Ｖで異常出力を発報するように設定していた場合、設定部２１により、閾値を下げた４．０Ｖに設定変更を可能とする。
【００４８】
そして、設定部２１で顧客が設定変更した閾値は、中央演算装置１９内の閾値記憶手段２２に記憶される。
【００４９】
また、記憶された閾値データは、軸電圧判別部１８が軸電圧検知部１６からの検出データを比較する毎に、中央演算装置１９の閾値記憶手段２２から閾値データを取得し、比較して顧客要望に応じた異常出力の発報を行う。
【００５０】
また、設定部２１は、閾値の設定方法を変更することにより、中央演算装置１９の異常出力信号を段階的に発報できる設定とする。一例として、５．０Ｖ以上で異常出力を発報していた場合、段階的に異常発報を出力可能とするため、４．０Ｖ以上で軽度な異常発報（６０日後にモータ停止予知）、４．５Ｖ以上で中度な異常発報（３０日後にモータ停止予知）、５．０Ｖ以上で重度な異常発報（すぐにでもモータ停止予知）などの異常出力設定を可能とする。
【００５１】
上記構成により、軸電圧検知部１６がモータ２のベアリング１２の外郭とシャフト１３の外郭と間の電圧を測定することで、電圧に対応するモータ２の寿命を把握しておけば、制御部４において寿命を判断することが可能となる。
【００５２】
また、軸電圧検知部１６が、モータ２のベアリング１２の外郭とシャフト１３の外郭と間の電圧を測定し、軸電圧判別部１８は測定電圧に対する値を判断する閾値により、異常発報をお知らせすることで、交換時期を伝えることが可能なため、メンテナンスの日程調整ができる。
【００５３】
また、制御部４の設定部２１は、閾値を設定できる入力手段により、閾値を顧客要望に応じて入力し、顧客要望に沿った異常発報をお知らせすることで、交換時期が明確となるため、メンテナンスの日程調整が容易にできる。
【００５４】
また、制御部４の設定部２１は、閾値を段階的に定できる入力手段により、閾値を細分化し、異常発報を段階的にお知らせできるため、顧客に中長期に渡る計画的で精度を向上させた交換時期を伝えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のファンフィルタユニットは、クリーンルーム内に設置される半導体デバイスや液晶等を製造する製造装置、あるいはクリーンブースなど、２４時間連続稼働で空気清浄度の維持を必要とする箇所に設置され、メンテナンスができる箇所に提供できる。
【符号の説明】
【００５６】
１    ファン
２    モータ
３    フィルタ
４    制御部
５    ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）
６    半導体製造装置制御部
７    異常発報出力部
８    異常発報入力部
９    異常出力線
１０    ステータ
１１    ロータ
１２    ベアリング
１３    シャフト
１４    ベアリング外殻検知手段
１５    シャフト外殻検知手段
１６    軸電圧検知部
１７    入出力端子
１８    軸電圧判別部
１９    中央演算装置
２０    操作スイッチ
２１    設定部
２２    閾値記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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