JPH09225240A - モータと軸受装置と送風機と圧力制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファンフィルタユニットのファンモータ内で
発生したガス状不純物等をクリーンルーム内の空気に拡
散させないようにする。 【解決手段】 送風機１２のファンモータ２０のモータ
ケーシング２１に吸引枝管２８を接続し、吸引枝管２８
に接続した真空ポンプでモータケーシング２１内を所定
の負圧度に保つ。これによってモータケーシング２１と
シャフト２４や軸受２５との隙間を通って、モータケー
シング２１の外から内へと空気の流れを生じせしめる。
ファンモータ２０の運転により軸受２５，２６のベアリ
ンググリースがガス状不純物となっても、これは吸引枝
管２８を通って系外に排出されるので、クリーンルーム
の空気中に拡散することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルームに
使用するのに好適なモータと軸受装置と送風機と圧力制
御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、クリーンルームにおいては、特開
平７−６００４４号公報や特開平７−２６３１７２号公
報に開示されているように、塵埃粒子の除去に加えて微
量のガス状不純物を除去する必要が出てきている。

【０００３】そのため、クリーンルームを構成するパー
ティション、塗料、ガスケット材等については適切な材
料を選定することによってガス状不純物の発生を極力抑
制する対策が施されている。

【０００４】このクリーンルームには送風機によって清
浄な空気が供給されるが、送風機を駆動するモータに対
してはガス状不純物の発生を抑制する対策が何ら施され
ていない。

【０００５】ところが、このモータの内部には、巻線の
絶縁材料としてのワニスや軸受の潤滑剤としてのベアリ
ンググリースが使用されており、これらは運転に伴うモ
ータ内の温度上昇や摩耗等によって塵埃粒子やガス状不
純物となってクリーンルームの空気中に拡散する虞れが
ある。

【０００６】この送風機のモータからの塵埃粒子やガス
状不純物の発生量は極めて微量であり、現状のクリーン
ルームに求められている清浄度では問題にならない。し
かしながら、今後はクリーンルーム内の空気に更に高い
清浄度が必要とされており、その時には見逃すことがで
きない問題となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、送風機の下
流にはＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）
フィルタ等の精密フィルタが設置されているが、ＨＥＰ
Ａフィルタはガス状不純物を除去できないため、モータ
で生じたガス状不純物を含んだ空気がＨＥＰＡフィルタ
を透過してクリーンルームに供給され、クリーンルーム
内で製造されている半導体ウエハや液晶のガラス基板に
付着する虞れがある。

【０００８】これを防止するために、送風機のモータに
全閉構造のものを用いたとしても、モータは出力軸とし
ての回転シャフトがモータケーシングから突出している
ため完全な密閉構造にはできず、微量ではあるがモータ
ケーシングとシャフト及び軸受との隙間等からモータ内
部で発生した塵埃粒子やガス状不純物が漏出する虞れが
ある。

【０００９】又、活性炭を用いてガス状不純物を吸着す
るケミカルフィルタを送風機の下流に設置することも考
えられるが、ケミカルフィルタでは１０％程度の透過が
あり完全な対策にはならず、又、前記したガス状不純物
の吸着は間断なく行われるのでケミカルフィルタの寿命
が短く、ランニングコストが高いという問題もある。

【００１０】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、内部でガス状不純物が発生
してもこれをクリーンルーム等の内部に拡散させないよ
うにしたモータと軸受装置と送風機と圧力制御システム
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明は、モータ
ケーシングを吸引管を介して負圧源に接続し、モータケ
ーシングの内部を吸引して負圧状態に保持することを特
徴とするモータである（請求項１に対応）。

【００１２】このモータでは、回転部の回転に起因して
モータケーシング内でガス状不純物や塵埃粒子が発生し
ても、モータケーシング内が外部よりも低圧であるの
で、ガス状不純物等はモータケーシングの外部に漏洩す
ることがない。

【００１３】又、本発明は、軸受とこの軸受を包囲する
軸受カバーとを備え、軸受カバーを吸引管を介して負圧
源に接続し、軸受カバーの内部を吸引して負圧状態に保
持することを特徴とする軸受装置である（請求項２に対
応）。

【００１４】この軸受装置では、回転部の回転に起因し
て軸受カバー内でガス状不純物や塵埃粒子が発生して
も、軸受カバー内が外部よりも低圧であるので、ガス状
不純物等は軸受カバーの外部に漏洩することがない。

【００１５】これらモータや軸受装置では、負圧源とし
て真空ポンプやブロワーを用いることができる。

【００１６】又、本発明は、ファンモータでファンラン
ナを回転して空気をフィルタに通し、該フィルタを透過
した清浄空気をクリーンルームに送風する送風機におい
て、前記ファンモータのモータケーシングを吸引管を介
して負圧源に接続し、モータケーシングの内部を吸引し
て負圧状態に保持することを特徴とする送風機である
（請求項３に対応）。

【００１７】ファンモータに使用されている絶縁材料と
してのワニスや潤滑剤としてのベアリンググリースがモ
ータケーシング内で塵埃粒子やガス状不純物となって
も、モータケーシング内が外部よりも低圧であるので、
塵埃粒子やガス状不純物等はモータケーシングの外部に
漏洩することがなく、これによってクリーンルームの空
気中に拡散されるのを防止することができる。

【００１８】又、本発明は、前記送風機の吸引管に圧力
検出手段を設け、この圧力検出手段の検出値に基いて前
記送風機の負圧源を制御し、モータケーシング内の負圧
度を一定にすることを特徴とする送風機の圧力制御シス
テムである（請求項４に対応）。

【００１９】このシステムを採用すると、モータケーシ
ング内で発生したガス状不純物等の漏洩を確実に阻止す
ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
から図５の図面に基いて説明する。

【００２１】〔第１の実施の形態〕図２は本発明の送風
機を内蔵したファンフィルタユニットが設置されたクリ
ーンルームの概略構成図である。クリーンルーム１の上
部には多数のファンフィルタユニット１０が設置されて
いる。

【００２２】ファンフィルタユニット１０はケーシング
１１を有し、このケーシング１１の下部にはＨＥＰＡフ
ィルタ１９がクリーンルーム１の給気口を塞ぐように設
けられており、ケーシング１１の上部には送風機１２が
設けられている。

【００２３】図１は送風機１２の拡大断面図である。送
風機１２はケーシング１１の上部に固定された筒状のフ
ァンケーシング１３を備え、ファンケーシング１３の上
部は吸気口１４として開口し、ファンケーシング１３の
外周部には吐出口（図示せず）が開口している。

【００２４】吸気口１４の中央には全閉型のファンモー
タ２０が配されており、サポート１５によってケーシン
グ１１に固定されている。ファンモータ２０のモータケ
ーシング２１は筒状の胴部２１ｃを下蓋２１ａと上蓋２
１ｂで挟み、これらをボルトナット２１ｄで締結した構
造になっている。

【００２５】このモータケーシング２１の内部には固定
子２２と回転子２３とシャフト２４とが収容され、シャ
フト２４は下蓋２１ａと上蓋２１ｂに固定された軸受２
５，２６によって支持され、シャフト２４の一端を下蓋
２１ａから突出させている。そして、このシャフト２４
の先端にファンランナー１６が固定されている。

【００２６】胴部２１ｃには配線貫通処理用のブッシュ
２７が固定され、上蓋２１ｂには吸気孔が設けられてお
り、この吸気孔に吸引枝管（吸引管）２８が連結されて
いる。尚、上蓋２１ｂへの吸引枝管２８の連結手段はね
じ込みであってもよいし、溶接あるいは上蓋２１ｂを製
作する時に接続用短管を一体で成型してもよい。

【００２７】各ファンフィルタユニット１０のファンモ
ータ２０の吸引枝管２８はコック弁２を介して吸引ヘッ
ダー管（吸引管）３に接続されている。吸引ヘッダー管
３の一端は閉塞しており、この閉塞端に圧力センサ（圧
力検出手段）４が設置されている。圧力センサ４により
検出した吸引ヘッダー管３内の圧力が所定の負圧度を外
れた場合には、制御盤８から警報が出るようになってい
る。

【００２８】吸引ヘッダー管３の他端側には真空ポンプ
（負圧源）５が連結されており、真空ポンプ５で吸引し
た空気は屋外６に排気されるようになっている。この真
空ポンプ５の駆動モータ（図示せず）はインバータ７に
よって回転数制御ができるようになっており、圧力セン
サ４によって吸引ヘッダー管３内の圧力を検出し、吸引
ヘッダー管３内の圧力が一定の負圧度になるように制御
盤８からインバータ７に制御信号が発せられて、真空ポ
ンプ５が制御される。

【００２９】このファンフィルタユニット１０のファン
モータ２０を回転すると、空気が吸気口１４からファン
ケーシング１３内に吸引され、更にファンケーシング１
３からケーシング１１に吹き出された空気はＨＥＰＡフ
ィルタ１９を通って清浄にされ、クリーンルーム１内に
供給される。図１及び図２において実線の矢印はこの空
気の流れを示している。

【００３０】このようにファンモータ２０を回転してい
る間、真空ポンプ５を運転して吸引ヘッダー管３の内部
を一定の負圧度に保ち、これにより各ファンモータ２０
のモータケーシング２１内を一定の負圧度に保持する。
その結果、ファンモータ２０において下蓋２１ａとシャ
フト２４及び軸受２５との隙間や、上蓋２１ｂ及び下蓋
２１ａとボルトナット２１ｄとの隙間や、胴部２１ｃと
ブッシュ２７との隙間などを通って、モータケーシング
２１の外から内へと空気の流れが生じる。図１において
破線の矢印はこの空気の流れを示している。

【００３１】したがって、ファンモータ２０の運転に伴
う温度上昇や摩耗等によってモータケーシング２１内で
ワニスやベアリンググリースが塵埃粒子やガス状不純物
となったとしても、これらは吸引枝管２８から吸引ヘッ
ダー管３を通って屋外６に排出されるので、クリーンル
ーム１内に供給されることがなく、クリーンルーム１内
の空気を高い清浄度に保持することができる。

【００３２】尚、モータケーシング２１内の負圧度は、
ファンモータ２０が設置された周囲空気の圧力（静圧）
と、ファンモータ２０の周囲を通過する気流の速度圧
（動圧）とを加算した圧力以下に設定する。例えば、静
圧が−１０ｍｍＡｑ程度で、動圧が２ｍｍＡｑ程度の場
合には、モータケーシング２１内の負圧度を−１２ｍｍ
Ａｑより負圧にする。

【００３３】この時の空気の吸引量はファンモータ２０
の密閉度により異なるが、全閉モータを使用した場合に
は数ｌ／ｍｉｎ程度である。そのため、真空ポンプの容
量は小さくて済み、ランニングコストも少なくて済む。

【００３４】又、従来のクリーンルーム設備に吸引配管
設備だけを追加するだけなのでイニシャルコストも少な
くて済む。尚、１台のファンモータ２０に１台の真空ポ
ンプ５を設置することもできるが、この実施の形態のよ
うに１本の吸引ヘッダー管３から多数の吸引枝管２８を
延ばし、各吸引枝管２８にそれぞれファンモータ２０を
接続することもできる。この場合、この実施の形態のよ
うに全閉型のファンモータ２０を用いると、モータケー
シング２１内を通過する気流の抵抗が大きいため、ファ
ンモータ２０の１台毎に流量を調整しなくても、各モー
タケーシング２１内の空気を均等に吸引することがで
き、各ファンモータ２０内の負圧度を容易に均等にする
ことができる。又、ファンモータ２０に全閉型を用いな
い場合には、吸引枝管２８の内径を吸引ヘッダー管３よ
りも十分に小径にすれば、同様の効果を得ることができ
る。

【００３５】各ファンモータ２０と吸引ヘッダー管３と
の間にそれぞれコック弁２を設けているので、１台のフ
ァンモータ２０を停止してメンテナンスしたり交換する
時にはこれに対応するコック弁２を閉弁することによ
り、他のファンフィルタユニット１０を運転しながら、
しかも運転中のファンフィルタユニット１０のファンモ
ータ２０の負圧度に影響を及ぼすことなく作業を行うこ
とができる。

【００３６】尚、吸引枝管２８とファンフィルタユニッ
ト１０の接続は、予めファンフィルタユニット１０のモ
ータケーシング２１にタッピングを取り付けたものを工
場製作しておき、ユニオン継手等を介して接続するのが
便宜である。

【００３７】制御盤８から発せられる吸引ヘッダー管３
内の圧力異常警報により、吸引配管系の異常や真空ポン
プの異常等を知ることができ、異常時に速やかな対応が
可能であり、信頼性を高めることができる。例えば、接
続部が外れた場合や吸引枝管２８との間に隙間が生じた
場合の異常が検知できる。ファンフィルタユニット１０
が複数台の場合、一部が停止した場合でも停止したファ
ンフィルタユニット１０の吸引は続行する。したがっ
て、所定の圧力値のみから警報を発することができる。

【００３８】又、吸引ヘッダー管３から排気される空気
中のグリース成分を定期的に検査することにより、ファ
ンモータ２０のグリース切れによる寿命を評価すること
ができる。

【００３９】又、吸引ヘッダー管３から排気される空気
と周囲温度の温度差を検知することによりファンモータ
２０の温度を推定することが可能であり、ファンモータ
２０の異常をも検知することができる。

【００４０】尚、送風機１２は循環空気用であってもよ
いし、外気等の一過性の空気を送風するものであっても
よい。この実施の形態では、ファンモータ２０から吸引
した空気を吸引ヘッダー管３の末端から屋外へ排気する
ようにしているが、一般の排気ダクトに排出するように
してもよいし、活性炭フィルタ等によって不純物ガスを
除去した後にクリーンルーム内に放出してもよい。

【００４１】〔第２の実施の形態〕図３は横置きタイプ
の送風機の一部を破断して示す正面図であり、図４は同
右側面図である。この送風機３０では、ファンモータ２
０がファンケーシング１３の外部に設置されており、フ
ァンモータ２０のシャフト２４が水平に延びファンケー
シング１３を貫通して、その先端が軸受装置４０に支持
されている。ファンケーシング１３内のシャフト２４に
ファンランナー１６が固定されている。

【００４２】図５に示すように、軸受装置４０はシャフ
ト２４を支持する軸受４１と軸受４１を包囲する軸受カ
バー４２とを備え、この軸受カバー４２は吸引管４３を
介して真空ポンプ（図示せず）に接続されていて、軸受
カバー４２内を所定の負圧度に保持し、吸引した空気を
外部に排出できるようになっている。

【００４３】したがって、この軸受４１に使用されてい
るベアリンググリースが軸受カバー４２内でガス状不純
物となったとしても、ガス状不純物は吸引管４３を通っ
て系外に排出されるので、クリーンルーム内に拡散する
ことはない。

【００４４】尚、この送風機３０においても、ファンモ
ータ２０のモータケーシング２１を第１の実施の形態と
同様に吸引枝管２８を介して真空ポンプに接続し、ファ
ンモータ２０で生じたガス状不純物等をクリーンルーム
内に拡散させないようにする。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータや軸受装置の内部で生じた塵埃粒子やガス状不純
物を周囲（例えば、クリーンルーム等）に拡散させない
ようにすることができるという優れた効果が奏される。

【００４６】又、本発明の送風機によれば、ファンモー
タの内部で生じた塵埃粒子やガス状不純物をクリーンル
ームに拡散させないようにすることができ、クリーンル
ーム内の空気の清浄度を高く保持することができるとい
う優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の送風機の縦断面図である。

【図２】 本発明の送風機を内蔵したファンフィルタユ
ニットを備えたクリーンルームの概略構成図である。

【図３】 本発明の軸受装置を備えた送風機の一部を破
断して示す正面図である。

【図４】 本発明の軸受装置を備えた送風機の右側面図
である。

【図５】 本発明の軸受装置の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ クリーンルーム ３ 吸引ヘッダー管（吸引管） ４ センサ（圧力検出手段） ５ 真空ポンプ（負圧源） １２ 送風機 １６ ファンランナー １９ フィルタ ２０ ファンモータ ２１ モータケーシング ２８ 吸引枝管（吸引管） ４０ 軸受装置 ４１ 軸受 ４２ 軸受カバー ４３ 吸引管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータケーシングを吸引管を介して負圧
   源に接続し、モータケーシングの内部を吸引して負圧状
   態に保持することを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 軸受とこの軸受を包囲する軸受カバーと
   を備え、軸受カバーを吸引管を介して負圧源に接続し、
   軸受カバーの内部を吸引して負圧状態に保持することを
   特徴とする軸受装置。
3. 【請求項３】 ファンモータでファンランナを回転して
   空気をフィルタに通し、該フィルタを透過した清浄空気
   をクリーンルームに送風する送風機において、前記ファ
   ンモータのモータケーシングを吸引管を介して負圧源に
   接続し、モータケーシングの内部を吸引して負圧状態に
   保持することを特徴とする送風機。
4. 【請求項４】 請求項３記載の送風機の吸引管に圧力検
   出手段を設け、この圧力検出手段の検出値に基いて前記
   送風機の負圧源を制御し、モータケーシング内の負圧度
   を一定にすることを特徴とする送風機の圧力制御システ
   ム。