JPH07243682A - ファンフィルタユニット及びクリーンルーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーンルームの天井部などに使用される個
々のファンフィルタユニットのモータの状態を常時監視
し、異常があった場合には直ちに外部に知らせるシステ
ムを容易に構築する。 【構成】 ファンを駆動させるファンモータ１５に振動
加速度センサ４１を設ける。この振動加速度センサ４１
の信号は適宜演算処理され、所定の値を越えた場合に
は、直ちにターミナルユニット３２から、遠隔の制御監
視装置へと警報信号が出力される。警報信号を伝達する
には、既設の制御系の信号伝達経路を用いることがで
き、別途専用の配線工事を外部に施工する必要はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファンフィルタユニッ
ト及び当該ファンフィルタユニットを使用したクリーン
ルームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既に本出願人は、特公平４−５４１４０
「クリーンルーム構築システム」や実開平１−１０２６
４０「清浄室装置」において、ケーシングの上部に吸込
口、下部に吹出し口を有し、モータによって駆動される
ファンの作用により、前記吸込口から吸い込まれた空気
をフィルタを介して前記吹出し口から供給する如く構成
されたファンフィルタユニット及び、このファンフィル
タユニットを用いたクリーンルームを提案している。こ
れら先行技術によれば、クリーンルームの天井部に複数
のファンフィルタユニットを配設し、適宜稼働ユニット
を切り替えることにより、クリーンルームにおける意図
した特定ゾーンのみを清浄化することが可能であり、余
分なエネルギー消費を抑え、全体として効率よくクリー
ンルーム内を清浄化することが可能となっている。

【０００３】ところでこの種のファンフィルタユニット
においては、使用される機器、部材の故障がクリーンル
ームに対して与える影響は大きく、そのため特にファン
を駆動させるモータについては、その異常を発見した
り、寿命を判断することは重要である。この点に関し従
来は、かかるモータの異常発見、監視システム等がな
く、そのため設置されているファンフィルタユニット全
てを、例えば定期点検の際に個々に人員が点検する必要
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらそのよう
に、人員が個々のファンフィルタユニットを点検するの
では、極めて多大な労力、時間を必要とする。またその
ようにモータの点検に多大の時間を要していると、それ
に伴ってシステム全体を停止しなければならない時間も
長くなり、その結果稼働時間の減少に伴う生産効率の低
下も招いてしまい、問題である。さらに定期点検の際に
しかモータの異常を発見したり、あるいは寿命を判断す
ることができないので、稼働中に突発的に事故、故障が
発生する危険があり、事前の対策が行えず、事故による
被害を大きする結果となっていた。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、モータの異常を振動系から常時監視して、これを
外部に知らせることのできるファンフィルタユニット、
及び当該ファンフィルタユニット用いたクリーンルーム
を提供して、前記問題の解決を図ることを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１は、例えばケーシングの上部又は側部に吸
込口、下部に吹出し口を有したり、あるいは対向する側
部相互に吸込口と吹出し口を有するなど、吸込口と吹出
し口を有し、モータによって駆動されるファンの作用に
より、前記吸込口から吸い込まれた空気をフィルタを介
して前記吹出し口から供給する如く構成されたファンフ
ィルタユニットにおいて、前記モータに、モータの振動
を検出する振動加速度センサを設け、さらにこのモータ
を遠隔から制御や監視するために遠隔に配置された制御
装置と、前記モータとを結ぶ信号伝達系によって、振動
加速度センサからの検出信号が搬送される如く構成した
ことを特徴とするものである。

【０００７】ここでいうところのモータの制御や監視す
るために遠隔に配置された制御装置と前記モータとを結
ぶ信号伝達系とは、有線、無線を問わず、例えばモータ
の発停、回転数などの駆動系を指令するための信号電送
経路や、モニタ上にファンフィルタユニットの運転状況
を表示するための信号電送経路等が挙げられる。

【０００８】かかる場合の信号伝達系は、請求項２に記
載したように、モータに設けられた温度センサと、前記
制御装置とを結ぶ信号伝達系であってもよい。

【０００９】さらに請求項３によれば、振動加速度信号
を振動速度信号に変換する演算回路と、警報信号発信回
路とを予めファンフィルタユニットに設け、振動加速度
センサからの検出信号をこの演算回路によって振動速度
に変換し、変換後の速度信号が６mm／ｓを越えたとき
に、前記信号伝達系を介して警報信号発生回路から警報
信号が発するように構成したファンフィルタユニットが
提供される。

【００１０】そして請求項４によれば、天井部に形成さ
れた天井チャンバを給気チャンバとし、前記請求項１、
２又は３に記載のファンフィルタユニットを、その吸込
口を前記天井チャンバ側にして当該天井部に複数配設
し、前記天井チャンバ内の空調空気をこれらファンフィ
ルタユニットの吹出し口から室内に供給する如く構成し
たことを特徴とする、クリーンルームが提供される。

【００１１】

【作用】振動加速度センサとは、モータの振動を電気信
号として発するものであり、その検出信号を例えばスキ
ャニング装置で時分割して周波数分析計にかけ、所定の
周波数範囲内の振動加速度強度を検出してその平均値
と、予め設定した値（例えば初期値）とを比較すること
により、当該モータの軸やベアリング等の異常を常時監
視でき、破壊予知ができるようになっている。そして請
求項１によれば、この振動加速度センサからの検出信号
は、遠隔に配置されている制御装置と前記モータとを結
ぶ信号伝達系によって搬送されるようになっているか
ら、ファンフィルタユニットが稼働中も、遠隔にて振動
系からモータの異常、特にベアリングの異常が検知でき
るものである。

【００１２】また前記したような制御装置を採用するシ
ステムにおいては、ファンフィルタユニット側にそのア
ドレスを送信する回路が組み込まれているから、これを
利用してそのまま既設の信号伝達系によって検出信号を
搬送することができる。従って、別途かかる振動加速度
センサからの検出信号のための信号伝達系を構築する必
要はない。

【００１３】請求項２によれば、振動加速度センサから
の検出信号を搬送するための信号伝達系を、モータに設
けられた温度センサと、前記制御装置とを結ぶ信号伝達
系と共用することになり、かかる振動加速度センサから
の検出信号のための信号伝達系を別途構築する必要はな
い。しかも温度センサからの検出信号と組み合わせるこ
とにより、ファンフィルタユニットのモータに対する総
合的な診断をくだすことも可能になる。

【００１４】さらに請求項３によれば、振動加速度信号
を振動速度信号に変換する演算回路と、警報信号発信回
路とを予めファンフィルタユニットに設け、振動加速度
センサからの検出信号をこの演算回路によって振動速度
に変換し、変換後の速度信号が６mm／ｓを越えたとき
に、前記信号伝達系を介して警報信号発生回路から警報
信号が発するように構成されているから、予め比較すべ
き標準値や異常域にあることを示す振動加速度値がなく
とも、自動的にモータに異常あるとの判断がなされる。

【００１５】なおこの速度信号が６mm／ｓというのは、
一般の回転機器における振動系からの絶対判定基準値で
あり、ＪＩＳ８３３０によれば、６mm／ｓを越える振動
速度が観測されれば、当該回転機器には何らかの異常、
劣化が発生していると判断される。

【００１６】そして請求項４によれば、天井部に形成さ
れた天井チャンバ内の空調空気が、複数の前記した構成
を有するファンフィルタユニットによって室内に給気さ
れるので、各ファンフィルタユニットにおけるモータの
異常、寿命等が遠隔にて常時監視できる。また別途専用
の配線工事等は不要である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
すれば、図１、図２、図３は夫々本実施例にかかるファ
ンフィルタユニット１の概観、平面、縦断面を示してお
り、このファンフィルタユニット１は、下面の開口部を
吹出し口２とする略直方体のケーシング３内下部に、前
記吹出し口２を閉塞するように水平方向に収納されたＵ
ＬＰＡフィルタ４を有している。

【００１８】ケーシング３の上部には天板５が設けられ
ており、この天板５のほぼ中央部には、円形に開口され
た吸込口６が形成されている。またケーシング３内の上
部空間内には、２つの吐出口１１、１２を有するファン
１３が設けられており、このファン１３のファンランナ
１４を駆動させるファンモータ１５は、前記吸込口６の
中心に位置するように、４つの支持片１６によって天板
５に支持されている。

【００１９】ケーシング３の内部には、さらに前記ファ
ン１３を囲むファンケーシング２１が設けられており、
さらにこのファンケーシング２１の底部と前出ＵＬＰＡ
フィルタ４との間の空間には、気流の流路を形成するガ
イド板２２が水平に設けられている。なおこのガイド板
２２、及びケーシング３内の側壁の表面には、吸音材２
３が設けられている。そして前記流路の吹出し側には、
拡散板２４が設けられている。

【００２０】前出天板５の一側上面には、補助端子台３
１及びターミナルユニット３２が設けられ、他端部上面
には、足場台３３が設けられており、前出ファンモータ
１５への電力の供給は、この補助端子台３１から給電リ
ード３４を介して行われるようになっている。

【００２１】一方前記ターミナルユニット３２内には、
アドレスを設定、保持するための回路やファンモータ１
５の発停を実施するための回路等が収納されている。そ
して振動加速度センサ４１は、ファンモータ１５の頂上
部に、その軸方向と平行になるように取り付けられてい
る。そのようにファンモータ１５の頂上部に取り付ける
ことにより、吸込口６からの吸気に全く影響を与えな
い。

【００２２】この振動加速度センサ４１は、ファンモー
タ１５の振動を検知してこれを電気信号として出力する
ように構成されており、出力される信号は、振動加速度
センサ４１に内蔵された増幅器、例えばチャージアンプ
によって増幅されて、信号リード４２によって前記ター
ミナルユニット３２へと入力される。もちろんこの種の
アンプは、別途ターミナルユニット３２内に設置しても
よい。なお前出給電リード３４もそうであるが、この信
号リード４２を支持片１６に沿わしめたり、支持片１６
内を挿通させることにより、吸込口６からの吸気抵抗の
軽減が図れ、またリード外周の絶縁部材の劣化等を防止
することができる。

【００２３】またこのターミナルユニット３２内には、
図４に示したように、振動加速度センサ４１からの振動
加速度信号を速度信号へと変換する演算回路４３、演算
回路４３からの出力を所定の設定値と比較する比較演算
回路４４、比較演算回路４４からの出力を受けて振動に
関する警報信号を発する警報信号発生回路４５が設けら
れている。本実施例においては、前記所定値を６mm／ｓ
に設定してあり、演算回路４３を経た出力が６mm／ｓを
越える場合に、警報信号発生回路４５から警報信号が発
生されるようになっている。

【００２４】さらにファンモータ１５には、モータの温
度（コイルや軸受の温度）を検出する温度センサ５１が
設けられている。またターミナルユニット３２内には、
この温度センサ５１からの検出信号を増幅する増幅回路
５２、増幅回路５２からの出力を所定の設定値と比較す
る比較演算回路５３、比較演算回路５３からの出力を受
けて温度に関する警報信号を発する警報信号発生回路５
４が設けられている。そしてモータの温度が設定値を越
えた場合には、前記警報信号発生回路５４から警報信号
が発せられるようになっている。

【００２５】本実施例においては、設定値としてコイル
の温度を１３０゜Ｃ±１０゜Ｃとし、この温度を越えた
場合に警報信号が発せられるように構成している。もち
ろんこのような設定値は、モータ等の機器によって適宜
変更し、例えば１３５゜Ｃ±５゜Ｃ、１２５゜Ｃ±５゜
Ｃのように設定してもよい。さらにまたコイルのみなら
ず、軸受の温度も別途独立して、あるいはコイルと併用
して警戒温度の設定値を設定して、温度センサによって
検出するように構成してもよい。なお前記２つの警報信
号は、夫々ターミナルユニット３２の相応する出力端子
５５へと出力される構成となっている。

【００２６】ファンフィルタユニット１は、以上のよう
に構成されており、次にこのファンフィルタユニット１
を用いて構築したクリーンルームについて図５、図６に
基づいて説明すると、図５はこのクリーンルーム６１の
概略構成、並びにその空気の流れを模式的に示し、また
図６はこのクリーンルーム６１の天井部に多数配設され
たファンフィルタユニット１の概観を示している。

【００２７】このクリーンルーム６１内には、例えば生
産設備、製品等が置かれている空間領域や生産設備を操
作する領域などによって構成される作業領域６１ａと、
作業者の通行する領域や装置の背後からメンテナンスを
行う非作業領域６１ｂとが存在している。

【００２８】クリーンルーム６１の天井部には、例えば
縦、横に渡した梁材や枠材によって構成されるファンフ
ィルタユニット１設置用の設置枠が多数形成されてお
り、ファンフィルタユニット１は、この設置枠の開口部
を覆うようにして、この設置枠に着脱自在に設けられ
る。

【００２９】他方クリーンルーム６１の床面は、格子板
やパンチング板などによって構成された気流を通過させ
る床板６２によって構成されている。床板６２下面の空
間は、還気チャンバ６３を形成し、この還気チャンバ６
３の空気は、下面に設けられた排気口６４から、ダクト
６５を通じて、一部は別室に設置されている空調機６６
へと還気され、他の一部はバイパスダクト６７へと送ら
れる。

【００３０】空調機６６は、前記還気と一部の導入外気
とを所定の温湿度に調和した後、これを空調空気とし
て、ダクト６８を通じてクリーンルーム６１の天井部上
面に形成された給気口６９から、天井裏空間に形成され
た給気チャンバ７０へと供給されるようになっている。
そして給気チャンバ７０内の空調空気は、ファンフィル
タユニット１によってクリーンルーム６１の室内へと供
給されるのである。

【００３１】このように構成されるクリーンルーム６１
の制御、監視系は別設の制御監視装置７１によってなさ
れる。この制御監視装置７１は、所定の温湿度を維持す
るように、空調機６６の発停、風量調整、温湿度調整は
信号伝達系７２を介して行い、さらにクリーンルーム６
１内の作業領域６１ａと、非作業領域６１ｂとに対応さ
せて、その上部にある個々のファンフィルタユニット１
の発停等の制御は信号伝達系７３を通じて行うように構
成されている。このように、より高い清浄度が要求され
る作業領域６１ａと、それより低い清浄度でも構わない
非作業領域６１ｂの各ゾーンの垂直層流を形成するファ
ンフィルタユニット１を個々に制御できるので、極めて
効率がよく、しかもエネルギーロスの少ないクリーンル
ーム６１となっている。そしてそのように個々のファン
フィルタユニット１の発停の制御を行うために、各ファ
ンフィルタユニット１においては、固有のアドレスを保
有している。

【００３２】而して各ファンフィルタユニット１の各タ
ーミナルユニット３２における、２つの警報信号の出力
は、前出出力端子５５から、図６に示したように、前記
信号伝達系７３を通じて制御監視装置７１へと出力され
る構成となっている。

【００３３】本実施例にかかるファンフィルタユニット
１、クリーンルーム６１は以上のように構成されてお
り、ファンフィルタユニット１稼働中に、例えばあるフ
ァンフィルタユニット１におけるファンモータ１５のベ
アリングが、油切れ、摩耗、傷等によって異常が発生し
て振動速度が６mm／ｓを越えた場合、直ちに当該異常の
あったファンフィルタユニット１から、警報信号が発せ
られ、そのことを制御監視装置７１にて確認することが
できる。この場合具体的には、例えばランプやＬＥＤに
よって視覚的に知覚させたり、ブザーなど音によって報
知させるようにしてもよい。

【００３４】また本実施例では、そのように振動速度が
６mm／ｓを越えると、警報信号が発せられるように設定
してあるので、ファンフィルタユニット１におけるファ
ンモータ１５に重大な事故が発生する前に、モータの異
常を検知することができる。従ってファンモータ１５の
突発的な事故を未然に防止することができる。

【００３５】そのうえそのことを検出する振動速度セン
サ４１は、常時作動しているので、ファンフィルタユニ
ット１の稼働中は、常にこれを監視することが可能であ
り、モータの振動系の異常を点検するための定期点検は
不要である。またその分クリーンルーム６１の稼働時間
を従来よりも多くすることができるので、結果的に、当
該クリーンルーム６１を使用しての生産効率、作業効率
が向上する。

【００３６】しかも本実施例では、ファンモータ１５の
温度を温度センサ５１が常時検出しており、その温度が
正常運転域を越えた場合、即ちコイルの温度が１３０゜
Ｃ±１０゜Ｃを越えた場合にも、直ちに温度に関する警
報信号が発せられ、異常のあったファンフィルタユニッ
ト１が、遠隔の制御監視装置７１において確認すること
ができる。従って、各ファンフィルタユニット１におけ
る各ファンモータ１５に対して、振動系、温度系の両方
からこれを総合的に監視することが可能となっている。

【００３７】なおそのように各警報信号があった場合
に、直ちに当該異常のあったファンフィルタユニット１
のファンモータ１５を停止するように制御することも容
易であり、かかる停止信号は信号伝達系７３を通じて、
制御監視装置７１によって自動的に行うように構成する
ことも容易である。

【００３８】以上のように、本実施例にかかるクリーン
ルーム６１においては、各ファンフィルタユニット１に
おけるファンモータ１５に対して、振動系、温度系から
その状態を常時監視しており、予め設定した異常域にな
った場合に、直ちに警報信号が自動的に発生られるの
で、重大な事故、故障等を未然に防止できる。しかもか
かる警報信号は、クリーンルーム６１内の特定ゾーンの
層流を制御するために設定されたアドレス及び信号伝達
系７３を通じてなされるので、このような警報システム
を構築する際に格別な外部の配線は不要である。

【００３９】なお前記実施例においては、ファンモータ
の振動速度に関して警報信号を発するしきい値をＪＩＳ
８３３０に基づいて６mm／ｓに設定したが、例えば振動
速度の検出値が４．５mm／ｓを越えた場合には、ＩＳＯ
規格に基づく演算処理をしたうえでＩＳＯ規格の基準
（例えばＩＳＯ規格２３７２−１９８４）に基づいて劣
化の判断を行うようにしてもよい。

【００４０】また前記実施例におけるファンフィルタユ
ニット１は、フィルタとしてＵＬＰＡフィルタを用いた
が、もちろんこれに限らずＨＥＰＡフィルタを使用して
もよい。さらにファンをシロッコファンとして側方から
還気を吸い込む構成としてもよく、この場合には、振動
加速度センサをモータ軸に対して水平に設けることが好
適である。ファン自体もターボファンであってもよい。
その他、ファンフィルタユニットの両方向吹出し方式を
片吹出し方式にしたり、ファンフィルタユニットの上部
にチャッキダンパを取り付けてもよい。

【００４１】なお前記実施例においては、天井部にファ
ンフィルタユニットを配設し、気流を通過させる形態の
床板に向けて空調空気を吹き出させて、クリーンルーム
内に垂直層流を形成する構成としたが、例えばクリーン
ルーム空間を形成する一側壁の裏側に給気チャンバを形
成し、この一側壁と対向する他側壁に気流を通過させる
孔や排気口を設け、吸込口を前記給気チャンバに向けか
つ吹出し口を前記他側壁に向けるようにして、本発明に
かかるファンフィルタユニットを前記一側壁に複数配設
すれば、クリーンルーム内に水平層流を形成させること
ができ、かかる場合でも前記実施例と同様、各ファンフ
ィルタユニットにおけるモータの異常、寿命等が遠隔に
て監視できるクリーンルームとすることができる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に記載のファンフィルタユニッ
トによれば、遠隔にて振動系からのモータの異常、特に
ベアリングの異常が常時監視できるので、モータに対す
る定期点検を施す必要がなく、稼働効率を向上させるこ
とが可能である。また常時監視できるので、事前の対策
も可能となり、不測の事態による被害を防止することが
できる。さらに振動加速度センサからの検出信号のため
の専用の信号伝達系を、ファンフィルタユニット外部に
別途構築する必要はなく、既存の装置に対しても適用可
能である。

【００４３】請求項２によれば、振動系の検出信号と温
度センサからの検出信号との搬送系を共用できるだけで
なく、さらにファンフィルタユニットのモータに対する
総合的な診断をくだすことも可能になる。

【００４４】さらに請求項３によれば、モータに異常が
あることを自動的にかつ即座に知ることが可能である。

【００４５】そして請求項４に記載のクリーンルームに
よれば、天井部に形成された天井チャンバ内の空調空気
が、記した構成を有するファンフィルタユニットによっ
て室内に給気されるので、各ファンフィルタユニットに
おけるモータの異常、寿命等が遠隔にて常時監視でき、
モータのための格別の定期点検が不要であり、稼働時
間、効率が向上したクリーンルームとなっている。また
各ファンフィルタユニット外部における専用の配線工事
は不要であり、既存のクリーンルームに対しても容易に
適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるファンフィルタユニッ
トの概観を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施例にかかるファンフィルタユニッ
トの平面図である。

【図３】本発明の実施例にかかるファンフィルタユニッ
トの縦断面図である。

【図４】図１のファンフィルタユニットにおける警報信
号発生系のブロック図である。

【図５】図１のファンフィルタユニットを用いて構築し
たクリーンルームを模式的に示した説明図である。

【図６】図５クリーンルームの天井部に配設されたファ
ンフィルタユニットの様子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ファンフィルタユニット ２ 吹出し口 ３ ケーシング ４ ＵＬＰＡフィルタ １３ ファン １５ ファンモータ ３２ ターミナルユニット ４１ 振動加速度センサ ６１ クリーンルーム ７０ 給気チャンバ ７１ 制御監視装置 ７３ 信号伝達系

フロントページの続き (72)発明者 吉田 隆紀 神奈川県座間市立野台639−２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込口と吹出し口を有し、モータによっ
   て駆動されるファンの作用により、前記吸込口から吸い
   込まれた空気をフィルタを介して前記吹出し口から供給
   する如く構成されたファンフィルタユニットにおいて、 前記モータに、モータの振動を検出する振動加速度セン
   サを設け、さらにモータを遠隔から制御や監視するため
   に遠隔に配置された制御装置と、前記制御装置と前記モ
   ータとを結ぶ信号伝達系によって、振動加速度センサか
   らの検出信号が搬送される如く構成したことを特徴とす
   る、ファンフィルタユニット。
2. 【請求項２】 前記信号伝達系は、モータに設けられた
   温度センサと、モータの発停を遠隔から制御や監視する
   ために遠隔に位置した制御装置とを結ぶ信号伝達系であ
   ることを特徴とする、請求項１に記載のファンフィルタ
   ユニット。
3. 【請求項３】 振動加速度信号を振動速度信号に変換す
   る演算回路と、警報信号発信回路とを有し、振動加速度
   センサからの検出信号を前記演算回路によって振動速度
   に変換し、変換後の速度信号が６mm／ｓを越えたとき
   に、前記信号伝達系を介して警報信号発生回路から警報
   信号が発せられる如く構成したことを特徴とする、請求
   項１又は２に記載のファンフィルタユニット。
4. 【請求項４】 天井部に形成された天井チャンバを給気
   チャンバとし、前記請求項１、２又は３に記載のファン
   フィルタユニットを、その吸込口を前記天井チャンバ側
   にして当該天井部に複数配設し、前記天井チャンバ内の
   空調空気をこれらファンフィルタユニットの吹出し口か
   ら室内に供給する如く構成したことを特徴とする、クリ
   ーンルーム。