JPS60211315A - クリ−ンル−ムの検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、クリーンルームにおけるエアーフィルタの
リーク検査や清浄度検査をほぼ自動的に行なうための検
査装置に関する。

クリーンルームの天井面あるいはＮ［１に設けられたエ
アーフィルタ（ＨＥ　ＰＡフィルタ）については、一般
に次のようなリーク検査を行なう。フィルタ面からフィ
ルタ材を通過しない漏れ空気が出ているか否か、あるい
はフィルタ取付枠の周辺部分の継目から空気が漏れてい
ないかどうがなどの検査である。従来この検査は人手に
よって行なっている。つまり、塵埃計のエアーサンプリ
ング用プローブ〈エアー吸引口）を適当な作業棒の先端
に取り付け、このプローブを）（Ｅ　Ｐ　Ａフィルタ面
から２．５ｃｍ以内の間隔を保つように保持し、プロー
１をゆっくりとフィルタ面に沿って動かし、フィルタ全
面をくまな（走査する。また、プローブをフィルタの周
辺部分に対応させ、継目部分をくまなく走査する。この
検査中のプローブ走査速度は毎秒５ｃｍ以下で行なわな
ければならない。

このような検査作業は、作業者に長時間同一姿勢を強制
することになり、苦痛を伴う作業となる。

またプローブを人手で保持しているので、プローブがふ
らついたり振動したりし、正しい検査条件を保てないと
ともに、プローブをフィルタ面へぶつけてしまい、フィ
ルタを損傷することもある。

またＦ記プローブを用いてクリーンルーム内の空気をサ
ンプリングする清浄度検査も行なうが、この場合作業者
自身からの発塵も少くなく、正確な測定が行なえないと
ともに、クリーン度維持にも悪影響がある。

またクリーンルーム内におけるクリーントンネルやクリ
ーンベンチ等の設備では、その天井部分に設誼されたエ
アーフィルタの直下に作業者が入れず、そのため作業者
は作業棒を少し離れたところから斜めに保持し、上述の
ような走査を行なわなければならない。この作業は非常
に大変であるし、また正確に測定走査を行うのが難しか
った。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、無人走行車両を使ってクリーンルー
ムのリーク検査や清浄度検査を自動的に高精度に行える
ようにしたクリーンルームの検査装置を提供することに
ある。またこの発明の他の目的は、無人走行車両をエア
ーフィルタの直下に進入させることができないようなり
リーントンネルやクリーンベンチ等の設備でも、少し離
れた場所からプローブを伸ばして、リーク検査を自動的
かつ高精度に行えるようにした検査装置を提供すること
にある。

上記の目的を達成するために、この発明の検査装置は、
無人走行車両と、この走行車両の走行位置を自動制御す
る走行制御手段と、上記走行車両上に搭載され垂直方向
に変位する昇降機構と、この昇降機構の可動部を垂直軸
を中心に回動変位させる回動機構と、上記昇ｎｍｍおよ
び上記回動機構の位置決めを行なう位置決め制御手段と
、上記昇降機構の可動部上に水平姿勢で搭載され、水平
面内で２次元変位するＸＹテーブルと、このＸＹテーブ
ルを制御する走査制御手段と、上記ＸＹテーブルの可動
部に取り付けられた水平方向に伸縮する水平アームと、
この水平アームの先端に取り付けられた垂直方向に伸縮
する垂直アームと、この垂直アームの先端に取り付けら
れたエアーリンプリング用プローブと、上記水平アーム
および上記垂直アームを制御する。アーム制御手段と、
上記プローブと接続された塵埃計とを備えたことを特徴
とする。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による検査装置の外観を示
し、第２図はこの検査装置の電気的な構成を示すブロッ
ク図である。なお第２図ではリモートコント［１−ル装
置側の構成も同時に示している。

第１図に示すように、この検査装置の構造的な主体は無
人走行車両１である。この走行車両上に垂直方向に変位
する昇降機構２が搭載され、この昇降機１Ｍ２にはその
可動部を回動変位させる回動機構が付設され、その可動
部に水平な姿勢でＸＹテーブル３が取り付けられている
。このＸＹテーブル３の可動部４は水平面内において２
次元変位するが、この可動部４に水平方向に伸縮する水
平アーム７０が取り付けられ、ざらにこの水平アーム７
０の先端に垂直方向に伸縮する垂直アーム７１が取り付
けられている。そして、この垂直アーム７１の上端部に
塵埃計６のエアーリンプリング用プローブ５が垂直姿勢
で取り付けられている。

また走行車両１には、コンビコータ７を中心とする制御
装置や、上記塵埃計６およびその出力を記録するデータ
レコーダ８や、これら全体を駆動する直流電源ユニット
９などが搭載されている。

コンピュータ７は第２図に示すように、ＣＰＵ１０、Ｒ
ＯＭ１１．ＲＡＭ１２．クロック発生器１３、割込コン
トローラ１４．１０ボート１５などから構成される。

第３図Ａ、Ｂは上記車両１の走行部の２つの構成例を示
している。同図Ａはキャタピラ式で、車両１を前後方向
に駆動する一対のキャタピラ１６゜１６と、車両１を左
右方向に駆動する一対のキャタビラ１７．１７とを備え
ている。キャタピラ１６はモータ１８で駆動され、この
駆動系にはブレーキ、クラッチ、位置センサーなどが付
加されている。キャタピラ１７はモータ１９で駆動され
、その駆動系には上記と同様にブレーキ、クラッチ。

位置センサーなどが付加されている。ここで位置センサ
°−とはキャタピラの駆動軸の回転位置、変位量を静的
および動的に検出するロータリーエンコーダなどである
。同図８の車輪式のものでは、２つの動力伝達車輪２０
．２１と２つの操舵用車輪２２．２３を有する。動力伝
達車輪２０．２１はそれぞれモータ２４．２５で駆動さ
れ、操舵車輪２２．２３はモータ２６で駆動される。そ
れぞれの駆動系にはブレーキ、クラッチ、位置センサー
などが付加されでいる。

第２図のブロック図は第３図Ｂの走行部の構成に対応し
ている。上記走行駆動用モータ２４，２５はドライブコ
ントローラ２７を介して、また操舵用モータ２６はドラ
イブコントローラ２８を介してそれぞれコンピュータ７
によって制御される。

コンピュータ７でこれらモータ２４．２５．２６をサー
ボ制御ａｌｌ（上記位置センサーの出力に基づくフィー
ドバック制御）することにより、車両１を任意の走行軌
跡に従って走行さゼ、任意の位置で停止させることがで
きる。この走行制御には、車両１の走行床面にガイドラ
インを設けておぎ、このガイドラインをセンサーで検出
しながら車両位置をガイドラインに沿って走行させる誘
導方式と、ガイドラインはなく、コンピュータ７内に予
め走行軌跡を登録しておいて、その軌跡通りに車両を走
行させる軌跡プログラム方式とがあり、このいずれを採
用してもよい。前者の誘導方式では、光学的なガイドラ
インを用いるものや、電磁誘導式ガイドラインを用いる
ものなど、いずれの方式を採用してもよい。この場合、
車両１側にガイドラインを検出するガイド１？ンザーが
設けられる。このセンサーの出力に基づいて、コンピュ
ータ７が車両１の走行制御を行なう。

後者の軌跡プログラム方式では、ティーチングプレイバ
ック式に走行軌跡をプログラムする方式と、図面上から
走行軌跡をプログラムする方式などがある。ディーチン
グプレイバック方式では、車両１を手で押して所望の軌
跡通りに走行させ、そのときの走行軌跡を走行位置セン
サー２９（第２図）などで検出し、その検出ｆ−夕に基
づいて走行軌跡をＲＡＭ１２などにプログラムする。そ
して自動走行時には、車両１を所定の基準位置に止めて
おき、そこから走行位置センサー２９で走行方向、速度
１位置を検出しながら、設定した軌跡プログラム通りに
車両１を走行させる。図面上から走行軌跡をプログラム
する場合、第２図のリモー１−コントロール装置側の２
次元デジタイザ３０で図面」二の所望の走行軌跡をトレ
ースし、そのデータをコンピュータ３１に入力する。コ
ンピュータ３１はそのトレースデータに基づいて走行軌
跡プログラムを作り、それを送受信５Ｉ１３２から車両
１側の送受信部３３に無線伝送する。車両側では、受信
した軌跡プログラムをＰンビュータ７のＲＡＭ１２など
に記憶する。なおコンピュータ３１は、第２図に示すよ
うにＣＰＵ３４．ＲＯＭ３５、ＲＡＭ３６．りＯツク発
生回路３フ９このコンピュータ３１にはキーボード４０
が接続され、これの直流電源ユニット４１は交流電源を
整流し一充電する充電回路４２も備えている。また車両
１側のコンピュータ７にもキーボード４３が接続されて
おり、これでコンビコータ７に各種の指令信号やデータ
を入力することができる。

以上の構成により走行車両１は予め設定された軌跡通り
に走行し、また停止する。また走行中に障害物との衝突
を回避するために、車両１には各種のセンサーが設けら
れている。第１図に示すように、車両１の所要個所に障
害物が近付いたことを検出する超音波センサー４４が複
数個設けられ、また車両１の下部周囲には障害物との接
触を機械的に検出するテープスイッチ４５が設けられて
いる。この超音波センサー４４やテープスイッチ４５の
出力はコンピュータ７に入力され、コンピュータ７はこ
れらの検出信号に基づいて、走行車両が障害物と衝突す
るのを防止するために、走行車両１を非常停止させる。

また車両１には、障害物の検知時や測定結果の異常やそ
の他の異常を知らせるためのブザー４６と、車両１の走
行状態などを光学的に報知する表示器４７が設けられて
いる。

第４図は上記昇降機構２１回動機構４８．ＸＹテーブル
３．水平アーム７０．垂直アーム７１の構成を示してい
る。昇降機Ｉｓ２はテレスコープ型の可動アームからな
り、その上端の可動部５０がモータ５１により歯車機４
Ｎ５３を介して垂直方向に変位駆動される。このモータ
５１の駆動系にはブレーキ５２および可動部５０の位置
を検出するための位置センサー（ロータリーエンコーダ
やリニアエンコーダなどからなる）５４が付加されてい
る。また昇１ｉＩＩＩ構２の可動部５０には回動機構４
８が付加されている。この回動機構４８は駆動モータ４
９を有し、これの回転により可動部５０を垂直軸を中心
に回動変位させる。この駆動系にもブレーキや位置セン
サーが付加されている。

ＸＹテーブル３は水平保持機構５５を介して上記昇降Ｉ
Ｊ＃Ｉ２の可動部５ｏに取り付けられている。

水平保持機ＩＩ！ｔ５５は、ＸＹテーブル３の傾ぎを検
出するセンサーと、ＸＹテーブル３の傾きを修正するた
めのモータ５６（第２図）を有している。

またＸＹテーブル３は、可動８１１４をＸ方向に駆動す
るＸ軸モータ５７と、Ｙ軸方向に駆動するＹ軸モータ５
８とを有する。

また、水平アーム７０と垂直アーム７１はそれぞれテレ
スコープ型の伸縮１１１１がらなり、水平アーム７０は
モータ７２で伸縮駆動され、垂直アーム７１はモータ７
３で伸縮駆動される。これらの駆動系にもブレーキや位
置センサーが付加されている。水平アーム７ｏと垂直ア
ーム７１は、第５図に示すようにＬ字形に組み合され、
独立したユニット構成となっている。水平アーム７ｏの
基端には取付部７４が設けられており、この取付部７４
により上記ＸＹテーブル３の可動部４に＠脱自在に取り
付けられる。検査しようとするエアーフィルタの直下に
走行車両１が進入できる場合は、水平アーム７０と垂直
アーム７１は不要であり、後述するようにこれらをＸＹ
テーブル３の可動部４から取り外し、この可動部４にプ
ローブ５を取り付ける。検査対象フィルタの直下に車両
１が進入できない場合、ＸＹテーブル３の可動部４に水
平アーム７０と垂直アーム７１およびプローブ５からな
るユニットを第４図のように取り付ける。

第２図に示すように、回動機構４８の駆動モータ４９は
ドライブコントローラ５９によって制御され、昇舒機槙
２の駆動モータ５１はドライブコントローラ６０によっ
て駆動され、水平保持機構５５の駆動モータ５６はドラ
イブコントローラ６１で駆動され、ＸＹテーブル３の駆
動モータ５７゜５８はドライブコントローラ６２で制御
され、水平アーム７０．垂直アーム７１の駆動モータ７
２゜７３はドライブコントローラ７５で制御される。

これら各機構の位置決めサーボ制御はすべてコンピュー
タ７によってなされる。

ＸＹテーブル３の外形は前述したＨ　Ｅ　Ｐ　Ａフィル
タの取付枠の外形とほぼ等しくなっている。このＸＹテ
ーブル３の外枠の相対向する２つの角部にはイメージセ
ンサ−６３，６３が取り付けられている。このイメージ
センサ−６３は上方を撮像し、後述するようにＸＹテー
ブル３の外形とＨＥＰＡフィルタの外形との位置合せを
行なうための画像情報を得る１、イメージセンｇ−６３
の出力はコンピュータ７に導入される。

次に、上記のように構成されたクリーンルームの検査装
置の動作を説明する。前述した自動走行制御機能により
走行車両１を所定の軌跡で走行させ、所定の位置で停止
させる。第６図は、前述した水平アーム７０と垂直アー
ム７１からなるユニットを用い、走行重両１が直下に進
入することができないクリーントンネル７６のフィルタ
６４を検査する際の状態を示している。昇降８Ｎ４１１
１２．水平アーム７０．＠直アーム７１を縮めた状態で
車両１を走行させ、クリーントンネル７６の側方の所定
位置で停止させる。その状態で、昇降機構２を予めプロ
グラムされた量だけ上昇させ、また水平アーム７０を予
めプログラムされた量だけ伸長させ、さらに垂直アーム
７１を予めプログラムされた替だけ上背させる。すると
、水平アーム７０の先端部分がクリーントンネル７６側
へ進入し、検査しようとするフィルタ６４の直下にプロ
ーブ５が位置する。また、このときプローブ５はフィル
タ６４の下方に所定の間隔（２，５ｃ＋＋＋以内）を保
って対向する。次に、ＸＹテーブル３のモータ５７．５
８をチめプログラムされた内容に従って駆動し、これの
可動部４に取り付けられた水平アーム７０を平１ｌｉｉ
的に移動させる。この動きによりプローブ５が第６図の
矢印で示すように、テレビジョンのラスクー走査の如く
往復で面走査し、フィルタ６４のリーク検査をくまな（
行なう。同様にしてフィルタ６４の取付枠の継ぎ目部分
にもプローブ５を走査させる。このようにプローブ５を
走査し、そのときプローブ５から吸入されるエアーにつ
いてＩ！埃計６で測定を行ない、その結果を　−データ
レコーダ８に記録する。また同時に、その測定結果をコ
ンピュータ７で分析し、異常が検出された場合は、表示
器４７やブザー４６でこれを報知したり、送受信部３３
によってリモートコントロール装置側へその異常を無線
で通知する。

上記の検査が終了したならば、昇ｖｔ機構２．水平アー
ム７０．垂直アーム７１を再び縮め、次の測定点に向か
って走行車両１を走行させる。この動作を繰り返し、ク
リーンルーム内の多数の測定点について順次自動的にリ
ーク検査を行うことができる。

第７図は、走行車両１が検査しようとするフィルタ６４
の直下に進入できる場合の検査状態を示している。この
場合は、水平アーム７０と垂直アーム７１からなるユニ
ットは取り外され、プローブ５がＸＹテーブル３の可動
部４に垂直姿勢で取り付けられる。走行車両１はフィル
タ６４の直下に進入して停止卜する。このとき、車両１
の走行軌跡プログラムによって、ＸＹテーブル３の外形
の四角とフィルタ６４の外形の四角がほぼ一致するが、
僅かな誤差が残る惧れがある。この位置誤差を修正する
ために、前述したイメージセン＋Ｊ−６３が利用される
。昇降機構２を予めプログラムされた量だけ上梓させ、
プローブ５とフィルタ６４が所定の間隔を保って対向す
る状態にし、かつそのときイメージセンサ−６３でフィ
ルタ６４を撮像し、その撮像エリア内の所定位置にフィ
ルタ６４の角部が存在するかどうかをコンピュータ７で
分析する。そして、フィルタ６４に対するＸＹテーブル
３の位Ｉｌｆ誤差（回動方向）を検出し、その誤差を修
正するために回動機１／Ｊ４４８のモータ４９を駆動す
る。これでＸＹテーブル３を回動方向に微小変位させ、
ＸＹテーブル３の四角とフィルタ６４の四角とを完全に
一致させる。次に、ＸＹテーブル３モータ５７．５８を
予めプログラムされた内容に従って駆動し、これの可動
部に取り付けられたプローブ５を平面的に走査し、フィ
ルタ６４の全面をくまなく検査する。

第８図は走行車両１の走行パターンの２つの例を示して
いる。第７図へでは、走行車両１を基準点Ｓからスター
トさせ、「１」の位置まで走行させてここで上述した検
査を行ない、その検査が終了したならば「２」の位置ま
で車両位置を走行させ、ここで停止して再び検査を行な
う。同様にして「３」→１゛４」と検査を行ない、最終
的には再び基準点Ｓに戻る。第７図Ｂは天井面に全面的
にフィルタ６４が配設されているクリーンルームについ
ての検査時の走行パターンである。この場合は走行車両
１をフィルタ６４の１枚分づつ走行させては停止し、そ
の１枚のフィルタ６４について検査を行ない、次にその
隣りのフィルタ６４の真下まで移動して停止し、それの
検査を行なう、というように走行車両１の移動とＸＹテ
ーブル３によるプローブ５の走査とを組合せ１フィルタ
配設面の全域にわたってムラなく検査を行なう。ｔｌお
、ある測定点で測定を終了し、次の測定点へ移動すると
きには、昇降機構２を下降させてから車両１を移動させ
る。こうすることによりプローブ５やＸＹテーブル３が
天井側の槙築物と衝突するのを防止することができる。

なお上絵の実施例では、ＸＹテーブル３とフィルタ６４
の正確な位置合せをコンピュータ７によって行なうよう
にしたが、例えばイメージセンサ−６３の出力をリモー
トコントロール装ＨｆＲのコンビコータ３１に伝送し、
このコンピュータ３１からコンピュータ７への位置調整
指令によって回動機構４８のモータ４９を１ＩｌｊＩＩ
ｌシ、上記の位置合せを行なうようにしてもよい。

また、装置の各種異常については、次のような自己診断
機能を設けるのが好ましい。機器の姿勢異常については
、傾斜セン勺−を設けてこれを検出する。また装置各部
からの異常音については、マイクロフォンと音声認識回
路などによりこれを検出する。モータなどの過負荷につ
いては電流・電圧監視によりこれを検出する。また装置
の周辺状況については、テレビカメラを設けてその映像
をクリーンルーム外で再生して監視する。装置各部の温
度異常については、サーモセンサーを設けてこれを検出
する。

以上詳細に説明したように、この発明に係るクリーンル
ームの検査装置によれば、クリーンルーム内に所定の軌
跡で走行車両を自動走行させ、この車両に設けた変位機
構によって塵埃計のプローブを自動走査させることによ
り、クリーンルームに配設されているｌ（Ｅ’　Ｐ　Ａ
フィルタのリーク検査を予め設定された検査条件通りに
正確に行うことができる。このため、従来人手作業で行
なっていたこの種の検査をほぼ自動化することができ、
しかも検査精度が大幅に向上する。特にこの発明の装置
では、車両が検査対像とするフィルタの直下に進入でき
なくても、水平アームと垂直アームを伸ばすことにより
、車両の側部上方に位置するフィルタのリーク検査も自
動的かつ高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による検査装置の外観図、
第２図は同上装置の電気的構成を示すブロック図、第３
図は同上装置の車両走行部の構成を示す斜視図、第４図
は同上装置における機械的変位機構の構成を示す斜視図
、第５図は同上装置における水平アームと垂直アームで
構成される着脱ユニットを示す斜視図、第６図は車両が
め下に進入できない場合の同士装置による検査状況を示
す斜視図、第７図は車両が直下に進入することができる
場合の同上装置による検査状況を示す斜視図、第８図ク
リーンルーム内における同上装置の走行パターン例を示
す平面説明図である。 １・・・・・・・・・無人走行車両　２・・・・・・・
・・昇降＊ｍ３・・・・・・・・・ＸＹテーブル ４・・・・・・・・・×Ｙテーブルの可動部５・・・・
・・・・・プローブ　６・・・・・・・・・塵埃計７・
・・・・・・・・コンピュータ　４８・・・・・・回動
ｍ構５０・・・・・・昇降機構の可動部 ７０・・・・・・水平アーム　７１・・・垂直アーム特
許出願人　株式会社　大　林　組 代　理　人　弁理士　−色健輔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）無人走行車両と、この走行車両の走行位置を自動
   制御する走行制御手段と、上記走行車両上に搭載され垂
   直方向に変位する昇降機構−と、この昇降機構の可動部
   を垂直軸を中心に回動変位させる回動機構と７、上記昇
   降機構および上記回動機構の位置決めを行なう位置決め
   制御手段と、上記昇降機構の可動部上に水平姿勢で搭載
   され、水平面内で２次元変位するＸＹテーブルと、この
   ＸＹテーブルを制御する走査制御手段と、上記ＸＹテー
   ブルの可動部に取り付けられた水平方向に伸縮する水平
   アームと、この水平アームの先端に取り付けられた垂直
   方向に伸縮する垂直アームと、この垂直アームの先端に
   取り付けられたエアーサンプリング用プローブと、上記
   水平アームおよび上記垂直アームを制御するアーム制御
   手段と、上記プローブと接続された塵埃計とを備えたク
   リーンルームの検査装置。