JP2006144585A

JP2006144585A - ファン装置

Info

Publication number: JP2006144585A
Application number: JP2004332909A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kitamura; 敦北村; Kazunori Hiranuma; 一則平沼; Teruyuki Otsu; 輝之大津; Junichi Ishizaka; 純一石坂
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】筐体内部の空気を排気するために設けられるファン装置の排気風量の制御を、電気的ノイズを発生させず、かつ簡易に行なう。
【解決手段】筐体１の内部の空気を排気するために筐体１の内部空間に連通する排気ダクト４の流通経路上に設けられるファン装置５を、排気ダクト４の流通経路中に、排気空気の風量を制限するための絞り機構５１を備えて構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、筐体内部の空気を排気するために筐体内部に連通する排気ダクトの流通経路上に設けられるファン装置に関する。

半導体検査装置等の精密機器の動作には、クリーンかつ一定温度の動作環境を必要とするために、このような精密機器を収容して外界から遮蔽する筐体を使用する場合がある。図１にそのような精密機器を収納するための筐体の構成を示す。

筐体１は、半導体検査装置等の収容機器２をその内部に収容している。筐体１は、その上部に吸気用ダクト３を備え下部に排気用ダクト４を備える。吸気用ダクト３からは図示しないエアフィルタを経由した一定温度の空気が送風され、この空気を排気ダクト４の流通経路上に設けられるファン装置５により吸い出すことにより、装置筐体内部にダウンフローを生じさせる。これにより装置筐体内部は収容機器２が発生させる熱及びダストに関わらず、筐体１内部をクリーンかつ一定温度に維持することが可能である。

また、ファン装置５は、筐体１内部の空気を吸い出すことにより筐体１内部の気圧を収容機器２内部の気圧よりも僅かに下げ、筐体１内部にダストが存在したとしても、これが収容機器２に流入することをも防止する役割を果たしている。なお収容機器２には、筐体１の吸気用ダクト３とは別に空気流入経路２１が設けられており、図示しないエアフィルタを経由した空気が供給されている。

なお、本発明に関して記載すべき先行技術文献はない。出願人が知っている先行技術が文献公知発明に係るものではないからである。

かかる筐体１のファン装置５においては、その排気風量が少なすぎると、収容機器２が発生させる熱により筐体１内部を一定温度に維持することができなくなり、一方で多すぎると振動を発生させて収容機器２の動作に悪影響を与える。したがって、ファン装置５による排気風量は適正な風量に調整される必要がある。

しかしながら、収容機器２を使用する設置環境によって排気用ダクト４の長さは様々であり、その管内抵抗によって排気流量も変化する。このような排気用ダクト４の長さの変化に応じてファン装置５の風量を変えるために駆動モータの回転数を制御しようとすると、インバータ制御が必要となりその発生ノイズが収容機器２に悪影響を及ぼす。一方排気用ダクト４の長さの変化に応じて、様々な定格の駆動モータを用意してファン装置５に取り付けるのは煩雑である。

上記問題点を鑑みて、本発明は、筐体内部の空気を排気するために設けられるファン装置の排気風量の制御を、電気的ノイズを発生させず、かつ簡易に行なうことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るファン装置は、排気空気の流通経路中に、排気空気の風量を調節するための絞り機構を備える。
さらに、本発明に係るファン装置は、上記の絞り機構の開口径を変更する絞り量調節部を備える。このとき上記ファン装置は、筐体内部の温度を検出する温度センサを備え、上記絞り量調節部は、筐体内部の温度が所定の温度よりも高いとき、所定の温度よりも低いときよりも絞り機構の開口径を拡大する。

また、上記ファン装置は筐体内部の振動を検出する振動センサを備えることとしてよく、絞り量調節部は、筐体内部の所定周波数の振動が、所定の強度よりも強いとき、所定の強度よりも弱いときよりも絞り機構の開口径を縮小することとしてもよい。
さらにまた、上記ファン装置は筐体内部の気圧を検出する第１の圧力センサと、筐体に収容される装置の内部気圧を検出する第２の圧力センサと、を備えることとしてよく、絞り量調節部は、筐体内部の気圧が筐体に収容される装置の内部気圧よりも高いとき、筐体内部の気圧が筐体に収容される装置の内部気圧よりも低いときよりも絞り機構の開口径を拡大することとしてもよい。

上記絞り機構には、種々の可変式絞り機構を採用可能であり、例えばアイリス絞り機構を採用することとしてよい。

本発明によれば、排気空気の流通経路中に絞り機構を備えることにより、ファン装置のモータ回転数を制御することなく、排気流量を簡易に可変とすることが可能となる。これによりモータ回転制御により生じるノイズの発生を防止することが可能となる。

さらに、上記のように筐体内部やこれに収容される装置内部の温度、振動又は圧力に応じて絞り機構の開口径を変更することにより、排気風量をコントロールして筐体内部のコンディションを良好に維持することが可能となる。
また、上記絞り機構にアイリス絞りを採用することにより、絞り機構を薄く構成することが可能となり、ファン装置を小型にすることが可能となる。

以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図２は、本発明の実施例に係るファン装置を備える機器収容用筐体の構成図である。図示するとおり、筐体１は、半導体検査装置等の収容機器２をその内部に収容している。筐体１は、その上部に吸気用ダクト３を備え下部に排気用ダクト４を備える。吸気用ダクト３からは図示しないエアフィルタを経由した一定温度の空気が送風され、この空気は、排気ダクト４の流通経路上に設けられるファン装置５により吸い出される。

排気空気の流通経路である排気ダクト４の経路中には、排気空気の風量を調節するための絞り機構５１が設けられている。なお、絞り機構５１はファン装置５よりも排気空気の上流側の位置５１に設けてもよく、または下流側の位置５１’に設けてもよい。
さらに、ファン装置５には、筐体１内部の温度、振動及び気圧をそれぞれ検出する温度センサ７１、振動センサ７２及び圧力センサ７３と、筐体１内部に収容される収容機器２の内部の温度、振動及び気圧をそれぞれ検出する温度センサ７４、振動センサ７５及び圧力センサ７６と、これらセンサの検出値に基づいて、後述の通り絞り機構５１の開口径を変更する絞り量調節部５２と、を備えている。

図３は、図２のファン装置に設けられる絞り機構５１の構成図である。図３（Ａ）に示すように、絞り機構５１はいわゆるアイリス絞り機構を採用しており、絞り羽根５４と回転部材５３と、アクチュエータ５８とを備えている。
絞り羽根５４は、絞り機構５１の回転軸ピン５７に回転可能に固定されており、突起部５５が回転部材５３の切欠き部５６に係合している。そして、図３（Ｂ）に示すように、アクチュエータ５８が回転部材５３の突起部５９を移動させることにより、回転部材５３が回転するのに伴って絞り羽根５４も回転軸ピン５７を中心軸として回転し、この結果絞り機構５１の開口径が変更される。アクチュエータ５８は、上記の絞り量調節部５２からの制御信号によって、回転部材５３の突起部５９の回転位置（移動量）を変更することが可能である。

再び図２に戻り、絞り量調節部５２による絞り機構５１の開口径の制御方法を説明する。絞り量調節部５２は、温度センサ７１により筐体１の内部の温度Ｔ_ｄ１を検出する。そして、検出温度Ｔ_ｄ１が所定の閾値温度Ｔ_ｔｈよりも低い場合には、絞り機構の開口径を比較的小さいＤ_ｔ１に絞り、反対に所定の閾値温度Ｔ_ｔｈよりも高い場合には、絞り機構の開口径をＤ_ｔ１より大きいＤ_ｔ２に拡大する。なお温度センサ７１の代わりに、収容機器２の内部の温度を検出する温度センサ７４を用いて、同様の制御を行なうこととしてもよく、また絞り量調節部５２は、絞り機構５１の開口径を検出温度Ｔ_ｄ１に応じて、検出温度Ｔ_ｄ１が高いとき開口径を拡大するように無段階に調節してもよい。

あるいは、絞り量調節部５２は、排気風量が過多である際に生じる振動を抑制するために、筐体１内部における振動強度を振動センサ７２によって検出し、この検出強度に応じて絞り機構５１の開口径を制御することとしてもよい。すなわち、絞り量調節部５２は、振動センサ７２により筐体１の内部の所定の振動周波数の振動の強度Ｖ_ｄ１を検出する。そして、検出強度Ｖ_ｄ１が所定の閾値強度Ｖ_ｔｈよりも強い場合には、絞り機構の開口径を比較的小さいＤ_ｖ１にまで絞り、反対に所定の閾値強度Ｖ_ｔｈよりも弱い場合には、絞り機構の開口径をＤ_ｖ１より大きいＤ_ｖ２に拡大する。

ここで、排気により生じる振動の周波数が、ファン装置５のモータ回転数に依存することが分かっている場合には、振動センサ７２が検出対象とする振動周波数を、ファン装置５のモータの既知のモータ回転数に応じて予め定めることとしてよい。
また、振動センサ７２の代わりに、収容機器２の内部の温度を検出する振動センサ７５を用いて、同様の制御を行なうこととしてもよい。また絞り量調節部５２は、絞り機構５１の開口径を検出強度Ｖ_ｄ１に応じて、検出強度Ｖ_ｄ１が強いとき開口径を縮小するように無段階に調節してもよい。

さらに、絞り量調節部５２は、筐体１内部の空気を吸い出すことにより筐体１内部の気圧を収容機器２内部の気圧よりも僅かに下げ、筐体１内部にダストが存在したとしても、これが収容機器２に流入することを防止するために、筐体１内部における気圧と、収容機器２内部の気圧と、をそれぞれ圧力センサ７３及び７６によって検出し、この検出気圧の差に応じて絞り機構５１の開口径を制御することとしてもよい。

すなわち、絞り量調節部５２は、圧力センサ７３及び圧力センサ７６により、それぞれ筐体１の内部の気圧Ｐ_ｄ１及び収容機器２内部の気圧Ｐ_ｄ２を検出する。
そして、検出された筐体１の内部の気圧Ｐ_ｄ１が収容機器２の内部の気圧Ｐ_ｄ２よりも低い場合には、絞り機構の開口径を比較的小さいＤ_ｐ１にまで絞り、反対に筐体１の内部の気圧Ｐ_ｄ１が収容機器２の内部の気圧Ｐ_ｄ２よりも高い場合には、絞り機構の開口径をＤ_ｐ１より大きいＤ_ｐ２に拡大する。

なお、収容機器２には、図１と同様に、筐体１の吸気用ダクト３とは別に空気流入経路１２が設けられており、図示しないエアフィルタを経由した空気が供給されていることとしてよい。また絞り量調節部５２は、絞り機構５１の開口径を、筐体１の内部の気圧Ｐ_ｄ１及び収容機器２内部の気圧Ｐ_ｄ２の差圧に応じて、差圧（Ｐ_ｄ１−Ｐ_ｄ２）が大きいとき開口径を拡大するように無段階に調節してもよい。

本発明は、筐体内部の空気を排気するために筐体内部に連通する排気ダクトの流通経路上に設けられるファン装置に広く適用可能であるが、特に、半導体検査装置等の収容機器を一定温度かつクリーンな環境で動作させるために、この収容機器を収容して外界から遮蔽する筐体の排気用ファン装置に好適に適用可能である。

従来の機器収容用筐体の構成図である。本発明の実施例に係るファン装置を備える機器収容用筐体の構成図である。図２のファン装置に設けられる絞り機構の構成図である。

符号の説明

１筐体
２収容機器
３吸気ダクト
４排気ダクト
５ファン装置
５１絞り機構
５２絞り量調節部
７１、７４温度センサ
７２、７５振動センサ
７３、７６圧力センサ

Claims

筐体内部の空気を排気するために、前記筐体の内部空間に連通する排気ダクトの流通経路上に設けられるファン装置において、
排気空気の流通経路中に、該排気空気の風量を調節するための絞り機構を備えることを特徴とするファン装置。
さらに、前記絞り機構の開口径を変更する絞り量調節部を備えることを特徴とするファン装置。
さらに、前記筐体内部の温度を検出する温度センサを備え、
前記絞り量調節部は、前記筐体内部の温度が所定の温度よりも高いとき、所定の温度よりも低いときよりも前記絞り機構の開口径を拡大することを特徴とする請求項２に記載のファン装置。
さらに、前記筐体内部の振動を検出する振動センサを備え、
前記絞り量調節部は、前記筐体内部の所定周波数の振動が、所定の強度よりも強いとき、所定の強度よりも弱いときよりも前記絞り機構の開口径を縮小することを特徴とする請求項２に記載のファン装置。
さらに、前記筐体内部の気圧を検出する第１の圧力センサと、該筐体に収容される装置の内部気圧を検出する第２の圧力センサと、を備え、
前記絞り量調節部は、前記筐体内部の気圧が該筐体に収容される装置の内部気圧よりも高いとき、前記筐体内部の気圧が該筐体に収容される装置の内部気圧よりも低いときよりも前記絞り機構の開口径を拡大することを特徴とする請求項２に記載のファン装置。
前記絞り機構は、アイリス絞り機構であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のファン装置。