JP2007107830A - Control device of fan filter unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体、液晶、およびプラズマディスプレイパネルなどの清浄環境を必要とする製造装置で使用されるファンフィルタユニットにおける故障時のバックアップ機能に関する。 The present invention relates to a backup function in the event of a failure in a fan filter unit used in a manufacturing apparatus that requires a clean environment such as a semiconductor, a liquid crystal, and a plasma display panel.
従来、この種のファンフィルタユニットは、半導体などの製造装置に組み込まれて、またはクリーンルームの天井部などに設置されて運転され、一定の空間を清浄化している。このファンフィルタユニットが故障した場合、半導体製造装置やクリーンルームに与える影響は大きく、定期的に点検して異常の兆候があれば、事前に交換するなどして予防処置を施していた。または、センサーを用いてモーターの状態を監視し、異常の兆候を検出していた(例えば、特許文献1参照)。
このような従来のファンフィルタユニットでは、異常の兆候を検出するのは、センサーの性能に依存していたが、センサーで検出できない故障モードもあり、この場合は、モーターの故障に至ることがあった。また、ブラシレスDCモーターを搭載したファンフィルタユニットでは、モーター駆動部が故障することもあり、この場合は、センサーで検出するのは困難であった。 In such a conventional fan filter unit, the sign of abnormality depends on the performance of the sensor, but there are failure modes that cannot be detected by the sensor. In this case, a motor failure may occur. It was. Further, in a fan filter unit equipped with a brushless DC motor, the motor drive unit may break down, and in this case, it is difficult to detect with a sensor.
本発明は、このような従来のファンフィルタユニットの故障に関する課題を解決するものであり、ファンフィルタユニットが故障した場合でも、バックアップ機能を働かせることにより、清浄度を保つことを目的としている。 An object of the present invention is to solve the problem related to the failure of the conventional fan filter unit, and to maintain cleanliness by using a backup function even when the fan filter unit fails.
本発明のファンフィルタユニットの制御装置は、上記目的を達成するために、ファンフィルタユニットに複数のファンを装着し、これら複数のファンは、それぞれ、羽根とローター位置検出手段を内蔵したブラシレスDCモーターとモーター駆動手段とで構成され、これら複数のモーターを個別に運転・停止および回転数を可変させる制御手段と故障信号出力手段とを有し、通常運転時は、一つのファンの回転を停止させるようにしたものである。 In order to achieve the above object, the fan filter unit control device of the present invention has a plurality of fans mounted on the fan filter unit, and each of the plurality of fans includes a brushless DC motor having blades and rotor position detection means built therein. And a motor drive means, each of which has a control means and a failure signal output means for operating / stopping and varying the rotation speed of each of the motors, and during normal operation, the rotation of one fan is stopped. It is what I did.
また、他の手段は、前記構成のファンフィルタユニットで、通常運転時に停止させるファンをローテーションするようにしたものである。 Another means is the fan filter unit having the above-described configuration, wherein the fan to be stopped during normal operation is rotated.
また、他の手段は、ファンフィルタユニットに複数のファンを装着し、これら複数のファンは、それぞれ、羽根とローター位置検出手段を内蔵したブラシレスDCモーターとモーター駆動手段とで構成され、これら複数のモーターを個別に運転・停止および回転数を可変させる制御手段と故障信号出力手段とを有し、通常運転時は、個々のファンの最大回転数に対して所定の回転数だけ低い回転数で運転するようにしたものである。 Further, the other means attaches a plurality of fans to the fan filter unit, and each of the plurality of fans is composed of a brushless DC motor incorporating a blade and a rotor position detecting means and a motor driving means. It has a control means for individually operating / stopping the motor and changing the rotational speed, and a failure signal output means. During normal operation, it operates at a rotational speed that is lower than the maximum rotational speed of each fan by a predetermined rotational speed. It is what you do.
また、他の手段は、ファンフィルタユニットで、ファンは羽根とローター位置検出手段を内蔵したブラシレスDCモーターとモーター駆動手段とで構成され、他のファンフィルタユニットからの故障信号の入力手段と、モーターの運転・停止および回転数を可変する制御手段と、故障信号出力手段とを有した構成としたものである。 The other means is a fan filter unit, and the fan is composed of a brushless DC motor incorporating a blade and a rotor position detecting means, and a motor driving means, a failure signal input means from the other fan filter unit, a motor The control means for changing the operation / stop and the rotation speed of the motor and the failure signal output means are provided.
また、他の手段は、一つのブラシレスDCモーターに対して、そのモーター駆動手段を複数個有し、切換手段を介して切換えることができるようにしたものである。 The other means has a plurality of motor drive means for one brushless DC motor, and can be switched via the switching means.
本発明によれば、複数のファンを有する構成とし、通常運転時は、一つのファンの回転を停止させて所定の風量を維持できる構成としたので、一つのファンが故障しても、停止させていたファンを運転することにより、風量を落とすことなく運転を継続することができる。 According to the present invention, the configuration has a plurality of fans, and during normal operation, the configuration is such that the rotation of one fan can be stopped and the predetermined air volume can be maintained. By operating the fan, the operation can be continued without reducing the air volume.
また、前記構成で、通常運転時に停止させるファンをローテーションする構成としたので、一つのファンが故障しても風量を落とすことなく運転を継続できることに加えて、個々のファンの運転時間が短くなり、寿命を延ばすことができる。 In addition, with the above configuration, the fan that is stopped during normal operation is rotated, so that even if one fan fails, the operation can be continued without reducing the air flow, and the operation time of each individual fan is shortened. , Can extend the life.
また、複数のファンを有する構成とし、通常運転時は個々のファンの最大回転数に対して所定の回転数だけ低い回転数で運転する構成としたので、一つのファンが故障しても、正常なファンの回転数を高くすることにより風量を維持して運転を継続することができる。 In addition, it has a configuration with multiple fans, and during normal operation, it is configured to operate at a rotational speed that is lower than the maximum rotational speed of each fan by a predetermined rotational speed. By increasing the rotation speed of the fan, the air flow can be maintained and the operation can be continued.
また、他のファンフィルタユニットからの故障信号の入力手段を備えた構成としたので、複数のファンフィルタユニットでシステムを構成している場合は、一つのファンフィルタユニットが故障しても、その故障信号を入力して、正常なファンフィルタユニットのファン回転数を高くして、風量を維持することができる。 In addition, since it is configured to include a failure signal input means from other fan filter units, even if one fan filter unit fails, the failure may occur if the system consists of multiple fan filter units. By inputting a signal, the fan rotation speed of a normal fan filter unit can be increased to maintain the air volume.
また、一つのブラシレスDCモーターに対して、そのモーター駆動手段を複数個有し、切換手段を介して切換える構成としたので、モーター駆動部が故障した場合でも、正常な駆動手段に切換えて運転を継続することができる。 In addition, since there is a plurality of motor drive means for one brushless DC motor and switching is performed via the switching means, even if the motor drive unit fails, operation is switched to normal drive means. Can continue.
本発明の請求項1記載の発明は、複数のファンを有するファンフィルタユニットで、これら複数のファンは、それぞれ、羽根とローター位置検出手段を内蔵したブラシレスDCモーターとモーター駆動手段とで構成さ、これら複数のモーターを個別に運転・停止および回転数を可変させる制御手段と故障信号出力手段とを有し、通常運転時は、一つのファンの回転を停止させる構成にしたものであり、一つのファンが故障した場合、ローター位置検出手段で、モーターの回転が停止したことを検出し、通常停止しているファンを駆動することにより、ファンフィルタユニット全体としての風量を維持して運転を継続するという作用を有する。 The invention according to claim 1 of the present invention is a fan filter unit having a plurality of fans, each of the plurality of fans being constituted by a brushless DC motor incorporating a blade and a rotor position detecting means and a motor driving means. These motors have a control means and a failure signal output means for individually operating / stopping and changing the number of rotations, and are configured to stop the rotation of one fan during normal operation. When a fan breaks down, the rotor position detection means detects that the motor has stopped rotating, and drives the fan that is normally stopped to maintain the air flow of the entire fan filter unit and continue operation. It has the action.
本発明の請求項2記載の発明は、前記のファンフィルタユニットで、通常運転時に停止させるファンをローテーションするようにしたものであり、個々のファン運転時間が短くなるという作用を有する。
The invention according to
本発明の請求項3記載の発明は、複数のファンを有するファンフィルタユニットで、これら複数のファンは、それぞれ、羽根とローター位置検出手段を内蔵したブラシレスDCモーターとモーター駆動手段とで構成され、これら複数のモーターを個別に運転・停止および回転数を可変させる制御手段と故障信号出力手段とを有し、通常運転時は個々のファンの最大回転数に対して所定の回転数だけ低い回転数で運転する構成としたものであり、一つのファンが故障した場合、ローター位置検出手段で、モーターの回転が停止したことを検出し、正常なファンの回転数を上げてファンフィルタユニット全体としての風量を維持して運転を継続するという作用を有する。 The invention described in claim 3 of the present invention is a fan filter unit having a plurality of fans, each of the plurality of fans being constituted by a brushless DC motor incorporating a blade and a rotor position detecting means and a motor driving means, These multiple motors have control means for individually operating / stopping and changing the rotational speed and failure signal output means. During normal operation, the rotational speed is lower by a predetermined rotational speed than the maximum rotational speed of each fan. When one fan breaks down, the rotor position detection means detects that the motor has stopped rotating, and increases the number of normal fan rotations. It has the effect of maintaining the air volume and continuing operation.
本発明の請求項4記載の発明は、ファンフィルタユニットで、ファンは羽根とローター位置検出手段を内蔵したブラシレスDCモーターとモーター駆動手段とで構成され、他のファンフィルタユニットからの故障信号の入力手段と、モーターの運転・停止および回転数を可変する制御手段と、故障信号出力手段とを有する構成としたものであり、複数のファンフィルタユニットで一つのゾーンを清浄化している場合に、一つのファンフィルタユニットが故障した場合、その故障出力を受けて、モーターの回転数を上げることにより故障したファンフィルタユニットの風量をカバーするという作用を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fan filter unit, wherein the fan is composed of a brushless DC motor incorporating a blade and a rotor position detecting means and a motor driving means, and a failure signal input from another fan filter unit. Means, a control means for changing the operation / stop of the motor and the rotation speed, and a failure signal output means. When one zone is cleaned by a plurality of fan filter units, When one fan filter unit fails, the failure output is received and the air volume of the failed fan filter unit is covered by increasing the number of rotations of the motor.
本発明の請求項5記載の発明は、一つのブラシレスDCモーターに対して、そのモーター駆動手段を複数個有し、切換手段を介して切換える構成としたものであり、駆動手段が故障した場合、ローター位置検出手段で、モーターの回転が停止したことを検出し、正常な駆動手段に切換えて運転を継続するという作用を有する。 The invention according to claim 5 of the present invention has a configuration in which a plurality of motor driving means are provided for one brushless DC motor and are switched via the switching means. When the driving means fails, The rotor position detecting means detects that the rotation of the motor has stopped, and switches to normal driving means to continue operation.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に示すように、ファンフィルタユニット8は、複数のファン1a、1b、1c、‥‥を有し、これら複数のファン1a、1b、1c、‥‥は、それぞれ、羽根2a、2b、2c、‥‥とローター位置検出手段3a、3b、3c、‥‥を内蔵したブラシレスDCモーター4a、4b、4c、‥‥とモーター駆動手段5a、5b、5c、‥‥とで構成され、これら複数のブラシレスDCモーター4a、4b、4c、‥‥を個別に運転・停止および回転数可変をさせる制御手段6と故障信号出力手段7とを有した構成となっており、通常運転時は、一つのファンを停止させて運転している。図1ではファンが3台の場合を示しているが、たとえば、ファン1a、1bを運転させて、ファン1cを停止させるのが通常運転の状態である。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
上記構成において、例えば、ブラシレスDCモーター4aが故障してファン1aの回転が停止した場合、ローター位置検出手段3aの信号が出力されなくなる。制御手段6は、これを検出してブラシレスDCモーター4aの故障を認識する。この場合、制御手段6は、ブラシレスDCモーター4cを運転すると共に、故障信号出力手段7に故障信号を出力することで、ファンフィルタユニット8全体としては、通常の風量を維持して運転を継続することができる。また、外部に対しては、故障信号を出力してメンテナンスの必要性を警報することができる。
In the above configuration, for example, when the
(実施の形態2)
実施の形態1と同様の構成で、通常運転時に停止させるファンを、所定時間毎にローテーションする。例えば、上記の例では、ファン1cを停止させたが、例えば、1時間毎にローテーションする場合は、最初の1時間はファン1a、1bを運転し、ファン1cを停止させる。次の1時間はファン1b、1cを運転し、ファン1aを停止させる。さらに次の1時間はファン1c、1aを運転し、ファン1bを停止する。
(Embodiment 2)
With the same configuration as in the first embodiment, the fan that is stopped during normal operation is rotated every predetermined time. For example, in the above example, the
上記構成において、通常運転時に停止するファンをローテーションすることにより、ファンフィルタユニット8を1日24時間運転した場合は、それぞれのファン1a、1b、1cの運転時間は16時間となる。即ちモーターの寿命を1.5倍に延ばしたことと同等になる。
In the above configuration, when the
(実施の形態3)
図1に示すように、ファンフィルタユニット8は、複数のファン1a、1b、1c、‥‥を有し、これら複数のファン1a、1b、1c、‥‥は、それぞれ、羽根2a、2b、2c、‥‥とローター位置検出手段3a、3b、3c、‥‥を内蔵したブラシレスDCモーター4a、4b、4c、‥‥とモーター駆動手段5a、5b、5c、‥‥とで構成され、これら複数のブラシレスDCモーター4a、4b、4c、‥‥を個別に運転・停止および回転数可変をさせる制御手段6と故障信号出力手段7とを有した構成となっており、通常運転時は、ファン1a、1b、1c、‥‥の最大回転数に対して所定の回転数だけ低い回転数で運転する構成としている。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 1, the
上記構成において、例えば、ブラシレスDCモーター4aが故障してファン1aの回転が停止した場合、ローター位置検出手段3aの信号が出力されなくなる。制御手段6は、これを検出してブラシレスDCモーター4aの故障を認識する。この場合、制御手段6は、ファン1b、1cの回転数を上げてそれぞれの風量を増加させると共に、故障信号出力手段7に故障信号を出力することで、ファンフィルタユニット8全体としては、通常の風量を維持して運転を継続することができ、外部に対しては故障信号を出力してメンテナンスの必要性を警報することができる。
In the above configuration, for example, when the
(実施の形態4)
図2に示すように、ファンフィルタユニット8は、羽根2とローター位置検出手段3を内蔵したブラシレスDCモーター4a、4b、4cとモーター駆動手段5a、5b、5cとで構成されたファン1と、他のファンフィルタユニット8からの故障信号入力手段10と、モーターの運転・停止および回転数を可変する制御手段6と、故障信号出力手段7とで構成されている。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 2, the
上記構成において、このようなファンフィルタユニット8が複数台で、一つのゾーンを清浄している場合で、一つのファンフィルタユニット8が故障しても、その故障信号を入力手段に入力することで、正常なファンフィルタユニット8のファンの回転数を上げて、風量を増加することができる。これにより、そのゾーン全体の風量を維持して運転を継続することができる。
In the above configuration, when there are a plurality of such
(実施の形態5)
図3に示すように、一つのブラシレスDCモーター4に対して、複数個のモーター駆動手段5−1、5−2を有し、切換手段11で切換える構成としたものである。
(Embodiment 5)
As shown in FIG. 3, a single brushless DC motor 4 has a plurality of motor drive units 5-1 and 5-2 and is switched by a switching unit 11.
上記構成において、例えばモーター駆動手段5−1が故障してブラシレスDCモーター4の回転が停止した場合、ローター位置検出手段3の信号が出力されなくなる。制御手段6は、これを検出してモーター駆動手段5−1の故障を認識する。この場合、制御手段6は、モーター駆動手段5−2から切換手段11を介してブラシレスDCモーター4を運転すると共に、故障信号出力手段7に故障信号を出力することで、ファンフィルタユニット8全体としては、通常の風量を維持して運転を継続することができ、外部に対しては故障信号を出力してメンテナンスの必要性を警報することができる。
In the above configuration, for example, when the motor driving unit 5-1 fails and the rotation of the brushless DC motor 4 is stopped, the signal of the rotor position detecting unit 3 is not output. The control means 6 detects this and recognizes the failure of the motor drive means 5-1. In this case, the control means 6 operates the brushless DC motor 4 from the motor drive means 5-2 via the switching means 11 and outputs a failure signal to the failure signal output means 7, thereby making the
ファンが故障した場合に、送風風量を維持して運転を継続させなければ、被害拡大に至るような装置の用途にも適用できる。 If the fan breaks down and the operation is not continued while maintaining the air flow rate, the present invention can be applied to the use of the device that causes damage expansion.
1 ファン
1a、1b、1c ファン
2 羽根
2a、2b、2c 羽根
3 ローター位置検出手段
3a、3b、3c ローター位置検出手段
4 ブラシレスDCモーター
4a、4b、4c ブラシレスDCモーター
5−1 モーター駆動手段
5−2 モーター駆動手段
5a、5b、5c モーター駆動手段
6 制御手段
7 故障信号出力手段
8 ファンフィルタユニット
9 フィルタ
10 故障信号入力手段
11 切換手段
1
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