JP2015108468A - ファンフィルターユニットおよびファンフィルターユニット制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】故障診断モード運転を実施し、モータ２の性能劣化を把握することを目的とする。【解決手段】ファン１と、モータ２と、フィルター３とを備えたＦＦＵ４（ファンフィルターユニット）において、前記ＦＦＵ４は、前記モータ２の駆動制御を行うとともに前記モータ２の状態を監視する制御部７を備え、通常モード運転手段８と、遠隔運転モード運転手段９と、故障診断モード運転手段１０を有し、前記故障診断モード運転手段１０は、定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータ２を駆動する故障診断モードを起動し、そのときのモータ回転数、モータ電流などの情報から、モータの性能劣化の確認するものである。【選択図】図３

Description

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複数台のファンフィルターユニット（以下、ＦＦＵと呼ぶ）に、故障診断運転を搭載したファンフィルターユニット制御システム（ＦＦＵ制御システム）に関する。

ＦＦＵは、クリーンルーム内の空気の清浄度を維持し続けることが使命であり、モータの長寿命化が求められている。

その中で、いくつかある故障原因の１つとして、モータの突然停止によるものが多いことから、モータの理論寿命算出より、モータがまだ使用可能な状態にも関わらす、運転積算時間により、前もって交換することで、空気の清浄度の維持を図っていた。

一方、従来のファンモータには、故障の有無の自己診断機能が備えられている。

従来の自己診断機能を備えたファンモータは、固定子と回転子とホール素子と通電制御（駆動）回路と、巻線電流を検出する検出回路と電流信号処理回路と比較回路とマイコンと記憶素子を有する構成であった。そして、モータの固定子巻線の電流波形をマイコンが検出し、記憶装置に記憶されている定常波形と比較して、基準値を超える変化を検出したとき、通電制御（駆動）回路に信号を送りファンモータを停止させる構成となっていた。
（特許文献１参照）

特開２００３−２３７９２号公報

従来の故障有無の自己診断機能を備えたファンモータは、電流波形が判定基準値を超えるまでは、通常運転モードで運転している。しかし、半導体製造工程などにおいて、このような自己診断機能を備えたファンモータを搭載したＦＦＵを採用した場合、自己診断機能により、突然モータが停止すると、半導体製造装置内の空気の清浄度の維持が難しくなる。そのため、生産効率の低下を招くために、計画的にモータ交換ができるための手法の確立が課題であった。

また、モータの固定子巻線の電流波形は、突然、波形が乱れて基準値を超えるのではなく、時間経過とともに少しずつ波形が変化する。従って、モータを常時監視し、性能劣化のレベルを細かく把握することが求められていた。

また、モータの突然停止で、空気の清浄度が低下する中、監視者は残りの全ＦＦＵの風量調整を短い時間の間に１台ずつ手動で変更するため、監視者の能力に依存しない歩留まりが向上する仕組みの構築も課題であった。

そこで、本発明は、従来のこのような課題を解決するものであり、ＦＦＵのモータは、モータを常時監視することで、性能劣化を検出しながら、計画的なモータ交換をすることを可能とし、突然の停止を防止する。そして、モータの性能劣化のレベルを細かく把握することで、ＦＦＵのモータ交換時期が近づいていることを、事前に通知することを目的としている。

また、モータが停止した場合にも、監視者の手動による風量調整を廃止し、半導体製造装置内等の空気の清浄度を維持することを目的としている。

この目的を達成するために、本発明のファンフィルターユニットは、
箱型のチャンバー内にファンと、モータと、フィルターとを備えたファンフィルターユニット（以下、ＦＦＵ）において、
前記ＦＦＵは、前記モータの駆動制御を行うとともに前記モータの状態を監視する制御部を備え、
前記制御部は、
前記モータを所定の回転数で運転する、あるいは前記ファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、
外部機器から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、
所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モード運転手段を有し、
前記故障診断モード運転手段は、
定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、
前記故障診断モードで運転していることを通知する通知手段を有したものである。

また、本発明のファンフィルターユニット制御システムは、
箱型のチャンバー内にファンと、モータと、フィルターとを備えた複数台のファンフィルターユニット（ＦＦＵ）と、
これらの複数台のＦＦＵを通信接続して、その制御を行う中央監視装置とから構成するファンフィルターユニット制御システムであって、
前記ＦＦＵは、前記モータの駆動制御を行うとともに前記モータの状態を監視する制御部を備え、
前記制御部は、
前記モータを所定の回転数で運転する、あるいは前記ファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、
前記中央監視装置から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、
所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動するとともに、前記モータの監視情報から故障を判定する故障診断モード運転手段を有し、
前記故障診断モード運転手段は、
定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、
前記故障診断モードで運転していることを前記中央監視装置に通知し、
前記中央監視装置は、
前記ＦＦＵから故障診断モード運転中であることを受信すると、故障診断モード運転中を通知した前記ＦＦＵ以外の前記ＦＦＵに対して、遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、
全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように前記モータの運転回転数を指示する故障診断手段を有したものである。

また、本発明のファンフィルターユニット制御システムは、
ファンと、モータと、フィルターとをそれぞれに備えた複数台のファンフィルターユニット（ＦＦＵ）と、
この複数台のＦＦＵを通信接続して、その制御を行う中央監視装置とから構成するファンフィルターユニット制御システムであって、
前記ＦＦＵは、前記中央監視装置との通信を行うとともに、前記モータの駆動停止の指令とその状態を監視する制御部を備え、
この制御部は、
所定の通常回転数で運転する通常モード運転手段と、
前記中央監視装置から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、
前記通常回転数とは異なる故障診断用回転数で前記モータを駆動するとともに、前記モータの監視情報から故障を判定する故障診断モード運転手段を有し、
前記中央監視装置は、定期的あるいは監視者の指示に基づいて前記ＦＦＵの１台に対して故障診断モード運転を指示するとともに、
全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように残りの前記ＦＦＵに対して、前記遠隔運転モード運転手段に切り替えて、前記モータの運転回転数を指示する故障監視手段を有するものである。

これらの構成により所期の目的を達成するものである。

本発明のファンフィルターユニットによれば、
モータの駆動制御を行うとともにモータの状態を監視する制御部は、前記モータを所定の回転数で運転する、あるいはファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、外部機器から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モード運転手段を有し、
前記故障診断モード運転手段は、定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、前記故障診断モードで運転していることを通知する通知手段を有したものであるので、所定の故障診断用回転数で運転し、そのときのモータ回転数、モータ電流などの情報から、モータの性能劣化の確認を行うことができる。

そして、従来の単純な運転積算時間からのモータ交換に比べ、性能劣化の判断でモータ交換を実現できるため、突然のモータ停止を防止し、交換時期を事前に通知し、計画的なモータ交換が可能となり、半導体などの生産性が向上するという効果を有している。

また、ＦＦＵは、モータの駆動制御を行うとともにモータの状態を監視する制御部を備え、前記制御部は、前記モータを所定の回転数で運転する、あるいはファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、中央監視装置から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モード運転手段を有し、前記故障診断モード運転手段は、定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、前記故障診断モードで運転していることを前記中央監視装置に通知する通知手段を有し、前記中央監視装置は、前記ＦＦＵから故障診断モード運転中であることを受信すると、故障診断モード運転中を通知した前記ＦＦＵ以外の前記ＦＦＵに対して、遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように前記モータの運転回転数を指示する故障診断手段を有したものである。

この構成により、ＦＦＵの１台が故障診断用回転数で運転していることを中央監視装置に通知するので、中央監視装置は、残りのＦＦＵに対して、不足分の風量を補うよう、指令を発することができる。そして、ファンフィルターユニット制御システム全体として要求風量を満足しながら運転を継続するとともに、各ＦＦＵの故障診断を行うことができる。

本発明の実施の形態１のＦＦＵの内部構成図 本発明の実施の形態１のＦＦＵ制御システムの構成図 同システムブロック図 同システム構成図（グループ分けの例１） 同システム構成図（グループ分けの例２） 本発明の実施の形態１のシステムブロック図

請求項１記載の発明は、箱型のチャンバー内にファンと、モータと、フィルターとを備えたファンフィルターユニット（以下、ＦＦＵ）において、
前記ＦＦＵは、前記モータの駆動制御を行うとともに前記モータの状態を監視する制御部を備え、前記制御部は、前記モータを所定の回転数で運転する、あるいは前記ファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、外部機器から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モード運転手段を有し、前記故障診断モード運転手段は、定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、前記故障診断モードで運転していることを通知する通知手段を有したことにより、特性の予め判っている所定の故障診断用回転数で運転し、そのときのモータ回転数、モータ電流などの情報から、モータの性能劣化の確認を行うことができる。また、外部機器は、故障診断実施中であることを認識することができる。

また、前記故障診断モード運転手段は、監視情報としてモータ外郭に設けたサーミスタからの温度情報を元に故障を判定することにより、シャフトとベアリングのグリスの蒸発による潤滑油不足で発生する摩擦による温度上昇を確認することとなり、モータの温度破壊による熱暴走の観点で、故障診断が確認することができる。

また、前記故障診断モード運転手段は、監視情報としてモータ外郭に設けた振動センサーの検出信号を元に故障を判定することにより、シャフトとベアリングのグリスの蒸発で起こる磨耗によるキズがシャフトとファンのバランスを崩した時に発生する振動を確認することとなり、モータの振動によるバランス不良の観点で、故障診断が確認することができる。

また、前記故障診断モード運転手段は、監視情報としてモータ外郭に設けた音センサーの検出信号を元に故障を判定することにより、シャフトとベアリングのグリスの蒸発で起こる磨耗によるキズがシャフトとファンのバランスを崩した時に発生する音を確認することとなり、モータの音による不良の観点で、故障診断が確認することができる。

また、箱型のチャンバー内にファンと、モータと、フィルターとを備えた複数台のファンフィルターユニット（ＦＦＵ）と、これらの複数台のＦＦＵを通信接続して、その制御を行う中央監視装置とから構成するファンフィルターユニット制御システム（ＦＦＵ制御システム）であって、
前記ＦＦＵは、前記モータの駆動制御を行うとともに前記モータの状態を監視する制御部を備え、前記制御部は、前記モータを所定の回転数で運転する、あるいは前記ファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、前記中央監視装置から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動するとともに、前記モータの監視情報から故障を判定する故障診断モード運転手段を有し、前記故障診断モード運転手段は、定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、前記故障診断モードで運転していることを前記中央監視装置に通知し、前記中央監視装置は、前記ＦＦＵから故障診断モード運転中であることを受信すると、故障診断モード運転中を通知した前記ＦＦＵ以外の前記ＦＦＵに対して、遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように前記モータの運転回転数を指示する故障診断手段を有したものであるので、故障診断モード運転中の１台のＦＦＵは、故障診断用回転数で運転し、実際の回転数と実際のモータ電流を検出し、故障診断を行う。そして、中央監視装置に対して故障診断用回転数で運転していることを通知するので、残りのＦＦＵに対し、遠隔運転モード運転に切り替えて、全ＦＦＵの合計風量が要求風量を満足するように、残りのＦＦＵの運転回転数を指示する。従って、要求風量を満足しながら、ＦＦＵの故障診断運転モード運転手段によるモータの性能劣化が確認できる。そして、従来の単純な運転積算時間からのモータ交換に比べ、性能劣化の判断でモータ交換を実現できるため、突然のモータ停止を防止し、交換時期を事前に通知し、計画的なモータ交換が可能となり、半導体などの生産性を向上させることができる。

また、ファンと、モータと、フィルターとをそれぞれに備えた複数台のファンフィルターユニット（ＦＦＵ）と、この複数台のＦＦＵを通信接続して、その制御を行う中央監視装置とから構成するファンフィルターユニット制御システム（ＦＦＵ制御システム）であって、
前記ＦＦＵは、前記中央監視装置との通信を行うとともに、前記モータの駆動停止の指令とその状態を監視する制御部を備え、この制御部は、所定の通常回転数で運転する通常モード運転手段と、前記中央監視装置から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、前記通常回転数とは異なる故障診断用回転数で前記モータを駆動するとともに、前記モータの監視情報から故障を判定する故障診断モード運転手段を有し、前記中央監視装置は、定期的あるいは監視者の指示に基づいて前記ＦＦＵの１台に対して故障診断モード運転を指示するとともに、全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように残りの前記ＦＦＵに対して、前記遠隔運転モード運転手段に切り替えて、前記モータの運転回転数を指示する故障監視手段を有するものであるので、
中央監視装置は、計画的に管理する複数のＦＦＵに対して１台ずつ故障診断モード運転を指示して、故障診断を行うことができる。そして、故障診断中の１台のＦＦＵは、故障診断用回転数で運転し、実際の回転数と実際のモータ電流を検出し、故障診断を行う。さらに、中央監視装置は、残りのＦＦＵに対し、全ＦＦＵの合計風量が要求風量を満足するように、残りのＦＦＵの運転回転数を指示する。従って、要求風量を満足しながら、ＦＦＵの故障診断運転モード運転手段によるモータの性能劣化が確認できる。そして、従来の単純な運転積算時間からのモータ交換に比べ、性能劣化の判断でモータ交換を実現できるため、突然のモータ停止を防止し、交換時期を事前に通知し、計画的なモータ交換が可能となり、半導体などの生産性を向上させることができる。

また、１つの前記ＦＦＵの前記故障診断モード運転手段が故障を判定したとき、故障と判定した前記ＦＦＵを停止し、前記故障診断手段は、残りの前記ＦＦＵに対して、遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足する回転数で運転を指示することにより、故障診断モード運転で、故障と判定されたことで、故障監視手段が異常を検出して停止させるとともに、残りのＦＦＵは、遠隔運転モード運転手段に切り替わり、ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように、故障監視手段が回転数を指示する。このような構成により、１台のＦＦＵが故障しても、残りのＦＦＵがカバーするため、空気の清浄度を低下することなく、故障したＦＦＵをメンテナンス確認することができる。

また、前記中央監視装置は、複数の前記ＦＦＵを複数の小グループに分けて管理し、
この小グループごとに前記故障監視手段が遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足する回転数で運転を指示することにより、生産の工程毎に小グループ化することで、生産工程毎に細かく要求される風量を調整可能とし、故障監視手段の運転切り替えも小グループ単位で行うこととなり、小グループ化し、生産の稼動状況による風量の増減と生産工程毎による要求風量を故障監視ができるため、生産コスト削減と工程毎の異なる要求風量の確保をすることができる。

また、前記ＦＦＵは、前記小グループ毎に順送りに通信線で接続することにより、中央監視装置とＦＦＵ間の通信線の並列接続をなくし、通信線の引き回しを容易にすることとなり、小グループ化毎に順送りする直列接続することで、通信線の重複部分を削減し、通信線代のコストを削減することができる。

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。

（実施の形態１）
図１から図６に示すように、本実施の形態１におけるファンフィルターユニット（以下、ＦＦＵ）の内部構成図、ファンフィルターユニット制御システム（以下、ＦＦＵ制御システム）の構成図、ブロック図を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態１におけるＦＦＵの内部構成図である。

図１に示すように、ＦＦＵ４は、箱型のチャンバー２３の内部にファン１とモータ２とフィルター３を備え、モータ２の制御を行う制御部７を備えたものである。ＦＦＵ４のフィルター３外郭に風量計測手段１１を取り付けることで、実際のＦＦＵ４の１台の送風量を把握し、きめ細かな風量調整を実現し、クリーンルーム内の空気清浄度の設定を細分化する。

また、モータ２においては、制御部７にて回転数を変更可能なものであれば、ＡＣモータ、ＤＣモータどちらを用いてもよい。

また、モータ２の異常を監視するセンサー２２は、モータ２裏面の外郭に取り付けることで、モータ２自身の特性変化を継続的に監視できるため、経年変化による微妙な変化を検出する。

監視情報を得るセンサー２２としては、温度による変化を検出するサーミスタや、モータ２の回転による振動の変化を検出する振動センサーや、前記モータ２の回転による異音や騒音を検出する音センサーなどのうち、１つあるいは複数の組み合わせを用いる。

なお、後述する回転数検出手段１７で検出されるモータ２の回転数、電流検出手段１８で検出されるモータ２に流れるモータ電流も監視情報となる。

図２は、本実施の形態１におけるＦＦＵ制御システムの構成図である。

ＦＦＵ制御システム６は、複数台の前記ＦＦＵ４とその監視制御を行う中央監視装置５を通信接続したものである。中央監視装置５は、システム全体の情報管理を行う中央制御部１３と、監視者にシステム全体の運転情報を表示し、管理する表示手段１４から構成されている。

また、複数台の前記ＦＦＵ４は、通信接続されており、各ＦＦＵ４の運転情報が通信にて、中央監視装置５へ送信される。また、中央監視装置５は、全ＦＦＵ４の運転情報を把握するだけでなく、各ＦＦＵ４に個別運転指示または、全ＦＦＵ４に一括指示することで、システム全体の運転情報を管理する。

図３は、本実施の形態１におけるシステムブロック図である。

各ＦＦＵ４は、中央監視装置５との通信を行うとともに、モータ２の駆動停止の指令とその状態を監視する制御部７を備えている。この制御部７は、中央監視装置５との通信を行うＦＦＵ側通信回路手段１９とモータ２の駆動停止をさせる駆動回路手段１６とその両方の手段を制御するマイコン１５で構成されている。

各ＦＦＵ４には、駆動回路手段１６において、マイコン１５からの指示回転数でモータ２が回転していることを確認するために、回転数検出手段１７が設けられている。回転数検出手段１７は、指示回転数と実際の回転数との回転数差を常時監視している。

また、運転中のモータ２に流れる電流を電流検出手段１８にて常時検出し、モータ２異常による異常電流をマイコン１５に通知している。

マイコン１５は、通常モード運転手段８と遠隔運転モード運転手段９と故障診断モード運転手段１０を有している。モータ２を運転する際には、マイコン１５は、通常モード運転手段８、遠隔運転モード運転手段９、故障診断モード運転手段１０を切り替えることになる。

通常モード運転手段８は、モータ２に対して所定の通常回転数で運転を指令、あるいは、所定の風量になるような制御を行う。通常回転数は、中央監視装置５から指示されたものでもよいし、各ＦＦＵ４にて設定されたものでもよい。同様に、所定の風量は、中央監視装置５から指示されたものでもよいし、各ＦＦＵ４にて設定されたものでもよい。

遠隔運転モード運転手段９は、中央監視装置５から指示された回転数でモータ２を駆動する。

故障診断モード運転手段１０は、前記通常回転数とは異なる故障診断用回転数でモータ２を駆動し、回転数検出手段１７、電流検出手段１８、センサー２２から監視情報を得て故障を判定する。また、故障診断モード運転手段１０は、モータ２の運転積算時間を監視し、定期的に、あるいは、中央監視装置５からの指示を受けて故障診断モード運転の実行をマイコン１５に対して指示する。同時に、中央監視装置５に対して、故障診断モード運転を開始したことを通知する。

また、ＦＦＵ４の運転情報（運転停止情報、風量、センサー２２で得られた監視情報、回転数、モータ電流など）は、通信にて中央監視装置５へフィードバックされる。なお、中央監視装置５は、ＦＦＵ４の個別運転情報とＦＦＵ４全体の運転状況を管理している。

故障診断モード運転手段１０は、検出されたデータにもとづいて、故障の有無を判断する。センサー２２の監視情報としては、温度の観点で異常を監視するサーミスタと、モータ２の回転時に振動の観点で異常を監視する振動センサーと、モータ２の回転時の異常を異音や騒音の観点で異常を監視する音センサーから得るようになっている。これらのセンサー２２は必要に応じて選択し、場合によってはセンサー２２を設けなくてもよい。センサー２２を設けない場合、故障診断モード運転手段１０は、風量、回転数、モータ電流などに基づいて故障判断を行う。

故障診断モード運転手段１０は、内部に監視情報ごとの閾値を記憶しており、監視情報が閾値を越える、あるいは下回ったことを監視している。その結果、合格と判断された時、故障診断モード運転中のＦＦＵ４は、故障診断モード運転を終了し、通常運転モードに切り替える。

この時、マイコン１５は、中央監視装置５へ、故障診断の結果、「合格」の通知をする。該当のＦＦＵ４の診断合否（合格）を認識した故障監視手段１２は、中央演算処理装置２１に、その他のＦＦＵ４に対し、遠隔運転モード運転を終了し、通常運転モードに切り替える指示をする。

一方、故障診断モード運転中のＦＦＵ４の故障診断モード運転手段１０は、監視情報が閾値を超え、あるいは下回って不合格と判断された時、マイコン１５に対して、不合格を通知する。そして、マイコン１５は、駆動回路手段１６に、モータ２の停止を指示する。この時、マイコン１５は、中央監視装置５へ、故障診断の結果「不合格」の通知をする。

一方、中央監視装置５は、ＦＦＵ側通信回路手段１９と通信する中央側通信回路手段２０と各ＦＦＵ４の故障を監視する故障監視手段１２と各ＦＦＵ４の運転情報や監視情報（運転停止情報、風量、センサー２２で得られた監視情報、回転数、モータ電流など）を処理する中央演算処理装置２１で構成されている。

中央監視装置５は、監視対象のＦＦＵ４の１台が故障診断モード運転を開始したことを受信すると、故障監視手段１２が、残りのＦＦＵ４に対し、遠隔運転モード運転を指示する。

各ＦＦＵ４は、前記風量計測手段１１が検出した風量を、前記故障監視手段１２に通信にて、送信している。故障監視手段１２は、全ＦＦＵ４の合計風量を算出し、要求される風量を満足するか判断する。そして、風量の不足分を加味した運転回転数の指示を遠隔運転モード運転中のＦＦＵ４に行う。故障監視手段１２は、運転回転数の指示を行った後、各ＦＦＵ４が送信してくる風量の合計が要求風量を満足しているか確認し、要求風量と異なる場合、このような回転数指示を繰り返すことで、要求風量の確保を実現する。

また、前記故障監視手段１２は、ＦＦＵ４の故障診断結果「不合格」であることを監視者に通知するために、前記表示手段１４に表示する。

故障したＦＦＵ４は停止するので、風量はゼロになる。故障監視手段１２は、風量の変化を認識するので、残りのＦＦＵ４（遠隔運転モード運転中）に対し、風量の変更を指示することになる。この間に、監視者は、ＦＦＵ４の１台が故障したことを認識し、メンテ作業を行う。監視者が該当ＦＦＵ４のメンテ作業（モータ２の交換など）が完了すると、該当のＦＦＵ４は、通常運転モードに切り替わる。中央監視装置５の故障監視手段１２は、故障診断モード運転中のＦＦＵ４、および故障のＦＦＵ４がなくなったことを認識して、全ＦＦＵ４に対して通常運転モードに切り替えを指示する。

なお、故障監視手段１２は、監視情報をＦＦＵ４毎、運転積算時間毎に管理する。

さらに、前記中央監視装置５の故障監視手段１２には、故障診断運転モードを開始することと、各ＦＦＵ４において回転数検出手段１７が検出した回転数、電流検出手段１８が検出したモータ２に流れる電流とセンサー２２によって得られた監視情報が集められる。監視者は、表示手段１４に表示される監視情報を確認して、故障予測をすることもできる。

そして、中央監視装置５は、故障診断モード運転手段１０に記憶された定期的な時期だけでなく、監視者の指示に基づいてＦＦＵ４の１台に対して故障診断モード運転を指示することもできる。

なお、故障監視手段１２が、各ＦＦＵ４から送られた監視情報を元に故障診断を行ってもよい。この場合、故障監視手段１２は、１つのＦＦＵ４が故障であると判断したとき、該当のＦＦＵ４を停止させることになる。

図４は、本実施の形態１における小グループ化したシステム構成図である。

また、前記中央監視装置５は、複数の前記ＦＦＵ４を複数の小グループに分けて管理し、小グループ毎の個別風量管理と故障監視をする。

図５は、本実施の形態１における小グループ毎に順送りに通信線で接続されたシステム構成図である。

前記ＦＦＵ４は、中央監視装置５から前記小グループ毎に通信線を順送りに接続する。

図６は、マイコン１５の近傍にＥＥＰＲＯＭ２６を配置したシステムブロック図である。

ＥＥＰＲＯＭ２６は、積算時間毎の故障診断モード運転の回数を記憶しており、その増減を可能としている。中央監視装置５は、マイコン１５へＥＥＰＲＯＭ２６の内容書き換えを指示し、指示されたマイコン１５は、前記ＥＥＰＲＯＭ２６に記憶された故障診断モード運転の頻度回数を最新の指示データに上書きする。

また、書き換えられた前記ＥＥＰＲＯＭ２６は、変更された最新データで、故障診断モード運転を実施し、前記中央監視装置５は、その頻度の度に、その他のＦＦＵ４に対し、遠隔運転モード運転を実行させる。

また、前記制御部７の第２故障診断モード運転手段２７は、複数の閾値を備えている。

例えば、３つの閾値を備えた構成とすると、閾値レベル１（軽度）を超えると、故障診断モード運転の運転頻度を変更する。

また、閾値レベル２（中度）を超えると、運転回転数を最低回転数まで低下させて、そのモータ２電流や実際の回転数やセンサー２２による監視情報を再度、閾値が判断し、問題なければ、指示回転数をさらに上げて、合格するまで指示回転数を上げる。

また、閾値レベル２は、モータ２故障の中度の状況のため、前記故障監視手段１２に、中度の指示をし、監視者に、モータ２交換の必要性を伝えながら、できるだけ高い回転数を維持する。

また、閾値レベル３は、前記モータ２故障の重度の状況のため、前記第２故障診断モード運転手段２７より、前記マイコン１５に対して、不合格を指示する。

また、前記中央監視装置５は、故障診断モード運転を実行しているときに、前記表示手段１４に故障診断モード運転中であることを表示することとする。

上記構成により、ＦＦＵ４の故障診断モード運転中の１台のＦＦＵ４は、故障診断用回転数で運転し、実際の回転数と実際のモータ２電流を検出し、故障診断モード運転手段１０にセンサー２２による監視情報を送信する。

また、残りのＦＦＵ４は、通常モード運転から前記遠隔運転モード運転に切り替えて、風量計測手段１１が検出した全ＦＦＵ４の合計風量を満足するように、故障監視手段１２が回転数を指示する。このようにして、要求風量を満足しながら、ＦＦＵ４の故障診断モード運転手段１０によるモータ２の性能劣化が確認できる。そのため、従来の単純な運転積算時間からのモータ２交換に比べ、性能劣化の判断でモータ２交換を実現できるため、突然のモータ２の停止を防止し、交換時期を事前に通知することができる。そして、計画的なモータ交換が可能となり、半導体などの生産性が向上することとなる。

また、残りのＦＦＵ４は、遠隔運転モード運転手段９に切り替わり、ＦＦＵ４の合計風量が要求される風量を満足するように、故障監視手段１２が回転数を指示することで、１台のＦＦＵ４が故障しても、残りのＦＦＵ４がカバーするため、空気の清浄度を低下することなく、故障ＦＦＵ４を確認できることとなる。

また、生産の工程毎に小グループ化することで、生産工程毎に細かく要求される風量を調整可能とすることができる。そして、故障監視手段１２の運転切り替えも小グループ単位で行うことで、生産の稼動状況による風量の増減と生産工程毎による要求風量を故障監視ができるため、生産コスト削減と工程毎の異なる要求風量の確保ができることとなる。

また、小グループ毎に順送りすることで、中央監視装置５とＦＦＵ４間の通信線の並列接続をなくし、通信線の引き回しを容易にすることができる。そのため、小グループ化毎に順送りする直列接続することで、通信線の重複部分を削減し、通信線代のコストを削減することができることとなる。

また、故障監視手段１２から、該当ＦＦＵ４のＥＥＰＲＯＭ２６へ故障診断モード運転の実行回数の変更情報を送信し、ＥＥＰＲＯＭ２６のデータを変更することで、監視者の指示で、故障診断モード運転の確認を頻繁に行うことで、モータ２の長期使用が実現できることとなる。

また、複数の設定を可能とした閾値は、性能劣化のレベルに合わせ、故障監視手段１２が、故障診断モード運転の頻度回数の変更と軽度故障時の回転数を指示することができる。そのため、経年変化による性能劣化の確認を監視し、モータ２故障の精度向上と軽度及び中度故障時に自動的にＦＦＵ４へ指示をするため、監視が容易になることとなる。

また、ファン１の回転数やモータ２の電流値を表示手段１４に表示するだけでなく、該当ＦＦＵ４が故障診断モード運転中であることも表示することで、ＦＦＵ制御システム６のＦＦＵ４の１台単位の運転状況の詳細をリアルタイムに確認できることとなる。

また、ＦＦＵ４の空気清浄度と要求風量のみを表示させるために、小グループ内のＦＦＵ４の平均回転数と平均電流値表示することで、ＦＦＵ制御システム６のＦＦＵ４の１台単位の運転状況ではなく、小グループの運転状況をリアルタイムに確認できることとなる。

本発明のＦＦＵ制御システムは、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、清浄空間を必要とする箇所に複数台設置されるＦＦＵを同時に制御することができる安価でかつ構成が容易なＦＦＵ制御システムを提供できる。

１ ファン
２ モータ
３ フィルター
４ ＦＦＵ（ファンフィルターユニット）
５ 中央監視装置
６ ＦＦＵ制御システム
７ 制御部
８ 通常モード運転手段
９ 遠隔運転モード運転手段
１０ 故障診断モード運転手段
１１ 風量計測手段
１２ 故障監視手段
１３ 中央制御部
１４ 表示手段
１５ マイコン
１６ 駆動回路手段
１７ 回転数検出手段
１８ 電流検出手段
１９ ＦＦＵ側通信回路手段
２０ 中央側通信回路手段
２１ 中央演算処理装置
２２ センサー
２６ ＥＥＰＲＯＭ
２７ 第２故障診断モード運転手段

Claims (11)

1. 箱型のチャンバー内にファンと、モータと、フィルターとを備えたファンフィルターユニット（以下、ＦＦＵ）において、
   前記ＦＦＵは、前記モータの駆動制御を行うとともに前記モータの状態を監視する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記モータを所定の回転数で運転する、あるいは前記ファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、
   外部機器から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、
   所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モード運転手段を有し、
   前記故障診断モード運転手段は、
   定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、
   前記故障診断モードで運転していることを通知する通知手段を有したことを特徴とするファンフィルターユニット。
2. 前記故障診断モード運転手段は、監視情報としてモータ外郭に設けたサーミスタからの温度情報を元に故障を判定することを特徴とする請求項１記載のファンフィルターユニット。
3. 前記故障診断モード運転手段は、監視情報としてモータ外郭に設けた振動センサーの検出信号を元に故障を判定することを特徴とする請求項１記載のファンフィルターユニット。
4. 前記故障診断モード運転手段は、監視情報としてモータ外郭に設けた音センサーの検出信号を元に故障を判定することを特徴とする請求項１記載のファンフィルターユニット。
5. 箱型のチャンバー内にファンと、モータと、フィルターとを備えた複数台のファンフィルターユニット（ＦＦＵ）と、
   これらの複数台のＦＦＵを通信接続して、その制御を行う中央監視装置とから構成するファンフィルターユニット制御システム（ＦＦＵ制御システム）であって、
   前記ＦＦＵは、前記モータの駆動制御を行うとともに前記モータの状態を監視する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記モータを所定の回転数で運転する、あるいは前記ファンを所定の風量で運転する通常モード運転手段と、
   前記中央監視装置から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、
   所定の故障診断用回転数で前記モータを駆動するとともに、前記モータの監視情報から故障を判定する故障診断モード運転手段を有し、
   前記故障診断モード運転手段は、
   定期的あるいは外部機器からの指示により前記故障診断用回転数で前記モータを駆動する故障診断モードを起動するとともに、
   前記故障診断モードで運転していることを前記中央監視装置に通知し、
   前記中央監視装置は、
   前記ＦＦＵから故障診断モード運転中であることを受信すると、故障診断モード運転中を通知した前記ＦＦＵ以外の前記ＦＦＵに対して、遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、
   全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように前記モータの運転回転数を指示する故障診断手段を有したファンフィルターユニット制御システム。
6. ファンと、モータと、フィルターとをそれぞれに備えた複数台のファンフィルターユニット（ＦＦＵ）と、
   この複数台のＦＦＵを通信接続して、その制御を行う中央監視装置とから構成するファンフィルターユニット制御システム（ＦＦＵ制御システム）であって、
   前記ＦＦＵは、前記中央監視装置との通信を行うとともに、前記モータの駆動停止の指令とその状態を監視する制御部を備え、
   この制御部は、
   所定の通常回転数で運転する通常モード運転手段と、
   前記中央監視装置から指示された回転数で前記モータを駆動する遠隔運転モード運転手段と、
   前記通常回転数とは異なる故障診断用回転数で前記モータを駆動するとともに、前記モータの監視情報から故障を判定する故障診断モード運転手段を有し、
   前記中央監視装置は、
   定期的あるいは監視者の指示に基づいて前記ＦＦＵの１台に対して故障診断モード運転を指示するとともに、
   全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足するように残りの前記ＦＦＵに対して、前記遠隔運転モード運転手段に切り替えて、前記モータの運転回転数を指示する故障監視手段を有することを特徴とするファンフィルターユニット制御システム。
7. １つの前記ＦＦＵの前記故障診断モード運転手段が故障を判定したとき、故障と判定した前記ＦＦＵを停止し、前記故障診断手段は、残りの前記ＦＦＵに対して、遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足する回転数で運転を指示することを特徴とする請求項５または６記載のファンフィルターユニット制御システム。
8. 前記中央監視装置は、複数の前記ＦＦＵを複数の小グループに分けて管理し、この小グループごとに前記故障監視手段が遠隔運転モード運転手段に切り替えるよう指示し、全ＦＦＵの合計風量が要求される風量を満足する回転数で運転を指示することを特徴とする請求項５〜７いずれかひとつに記載のファンフィルターユニット制御システム。
9. 前記ＦＦＵは、前記小グループ毎に順送りに通信線で接続することを特徴とする請求項８記載のファンフィルターユニット制御システム。
10. 前記ＦＦＵにおいて、前記制御部のマイコンは、ＥＥＰＲＯＭを近傍に備えたことを特徴とする請求項５〜９いずれかひとつに記載のファンフィルターユニット制御システム。
11. 前記ＦＦＵにおいて、前記制御部は、複数の閾値を備えた第２故障診断モード運転手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載のファンフィルターユニット制御システム。

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