JP2001336958A - 流量検出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より簡単に製造することができるとともに、
コストダウンおよびコンパクト化が図れ、また、個々の
組立後の状態にバラツキが生じにくく、ひいては測定精
度の向上を図ることができる流量検出機構を提供する。 【解決手段】 流体Ｆをセンサ流路１とバイパス流路２
とに分流して、前記流体Ｆの分流比とセンサ流路１を流
れる流体Ｆの流量検出情報とに基づいて導入流体の全量
を検出するようにした流量検出機構Ｄであって、前記バ
イパス流路２内に挿入される抵抗物６が、複数のエッチ
ングプレート８，８…を、ロウ接合または拡散接合によ
って積層状態としてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の質量流量を
計測するマスフローメータや、流体の質量流量を計測し
流体流量を制御するマスフローコントローラに備えられ
る流量検出機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体をセンサ流路とバイパス流路とに分
流して、この流体の分流比とセンサ流路を流れる流体の
流量検出情報とに基づいて導入流体の全量を検出するよ
うにした流量検出機構では、前記バイパス流路内に圧力
損失を得るための部材である抵抗物が挿入され、完成さ
れたものをバイパスとしている。

【０００３】そして、前記抵抗物として、従来、ステン
レス製で平面視がほぼ円形の薄板状をしており、さら
に、中央部に網状部分を有する同一形状のエッチングプ
レートを複数枚同一方向に重ね、各エッチングプレート
に形成されているピン挿通用の挿通孔にピンを挿通させ
てそのピンをかしめ止めし、このように固定された複数
枚のエッチングプレートをホルダに保持させることで作
成されたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構成からなる従来の抵抗物は、ピンやホルダなどの部品
が必要であり、部品点数が比較的多いものであった。こ
のことは、費用の上昇や、組立工数の増加を招くととも
に、抵抗物のコンパクト化を図ることを難しくしてい
た。また、前記抵抗物の作成を機械的に行うことができ
ず、手作業によって行っていたことから、抵抗物を作成
する作業者の熟練度の違い等により、前記エッチングプ
レートの積層状態に大きなバラツキが生じるという問題
があった。

【０００５】そして、上記のような欠点を有する抵抗物
を用いていた従来の流量検出機構自体が、製造に時間・
手間がかかるとともにコストも高くつき、また、コンパ
クト化を図ることが難しく、さらには個々の測定精度に
大きなバラツキのあるものとなっていた。

【０００６】この発明は上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的は、より簡単に製造することができる
とともに、コストダウンおよびコンパクト化が図れ、ま
た、個々の組立後の状態にバラツキが生じにくく、ひい
ては測定精度の向上を図ることができる流量検出機構を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の流量検出機構は、流体をセンサ流路とバイ
パス流路とに分流して、前記流体の分流比とセンサ流路
を流れる流体の流量検出情報とに基づいて導入流体の全
量を検出するようにした流量検出機構であって、前記バ
イパス流路内に挿入される抵抗物が、複数のエッチング
プレートを、ロウ接合または拡散接合によって積層状態
としてなる（請求項１）。

【０００８】上記の構成により、より簡単に製造するこ
とができるとともに、コストダウンおよびコンパクト化
が図れ、また、個々の組立後の状態にバラツキが生じに
くく、ひいては測定精度の向上を図ることができる流量
検出機構を提供することが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を、図を
参照しながら説明する。図１は、本発明の第一実施例に
係る流量検出機構Ｄの構成を概略的に示す縦断端面図で
ある。流量検出機構Ｄは、センサ流路１と、バイパス流
路２と、前記センサ流路１およびバイパス流路２に流体
Ｆを導入するための導入口３と、前記センサ流路１およ
びバイパス流路２からの流体Ｆが導出される導出口４と
を有しており、流体Ｆをセンサ流路１とバイパス流路２
とに分流して、前記流体Ｆの分流比とセンサ流路１を流
れる流体Ｆの流量検出情報とに基づいて導入した流体Ｆ
の全量を検出するようにしたものである。

【００１０】前記流体Ｆは、たとえば半導体の製造に用
いられるフッ化水素（ＨＦ）などである。

【００１１】前記センサ流路１には、一対の発熱抵抗体
５，５からなる熱式流量センサが設けられており、前記
発熱抵抗体５，５によって流体Ｆの瞬時流量が検出され
る。

【００１２】前記バイパス流路２の内部には、外形の断
面形状が円形の抵抗物６が挿入されており、保持部材
（たとえばＯリング）７によって保持されている。

【００１３】図２（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それ
ぞれ前記抵抗物６の作成方法を概略的に示す斜視図であ
る。前記抵抗物６は、複数枚のエッチングプレート８，
８…を、ロウ接合または拡散接合によって積層状態とす
ることで形成される。

【００１４】前記エッチングプレート８は、たとえばス
テンレスからなる平面視がほぼ円形状で薄板状（たとえ
ば厚さが０．１ｍｍ）の部材であり、使用用途等に応じ
てその大きさを種々選択することができる。また、エッ
チングプレート８の中央部には、多数の貫通孔１０，１
０…が規則正しく並んだ網状部分９が形成されている。
この網状部分９としては、たとえば、図３に示すよう
に、前記貫通孔１０が正六角形状をしているハニカム構
造が採用できる。なお、エッチングプレート８の表裏両
面は、それぞれ、前記貫通孔１０，１０…を除いた部分
が、同一平面上にあるように、すなわち全面にわたって
一定の厚さを有するように形成されている。

【００１５】そして、前記エッチングプレート８，８…
を積層状態にするに際しては、全てのエッチングプレー
ト８の貫通孔１０同士が互いに連通するように全てのエ
ッチングプレート８，８…を位置合わせした状態で重ね
合わせる必要があるが、この位置合わせ作業を簡単に行
えるように、各エッチングプレート８にはガイドプレー
ト１１が連設されている。

【００１６】前記ガイドプレート１１は、内壁および外
壁の平面視がともに矩形状に形成されている枠形の部材
であり、エッチングプレート８の大きさに応じて、縦横
がそれぞれ、たとえば２〜１５ｍｍとして形成される。
そして、このガイドプレート１１は、一端がガイドプレ
ート１１の内壁に連設され、他端がエッチングプレート
８の周縁部に連設される四つのブリッジ１２，１２…を
介して、エッチングプレート８に連設されている。ここ
で、前記ガイドプレート１１およびブリッジ１２は、エ
ッチングプレート８と同じ材料（すなわち本実施例では
ステンレス）からなり、また、それぞれの厚さもエッチ
ングプレート８の厚さと同じとなるように形成されてい
る。なお、前記ブリッジ１２の数は、四つに限るもので
はない。

【００１７】上記の構成からなるガイドプレート１１
は、周縁に四つの角を有しており、この角同士が重なり
合うように全てのガイドプレート１１を重ね合わせてい
くと、全てのエッチングプレート８，８…の貫通孔同士
が互いに連通するように構成されている。

【００１８】なお、前記ガイドプレート１１は、内壁お
よび外壁の平面視がともに矩形状に形成されている枠形
状に限るものではなく、全てのエッチングプレート８，
８…の貫通孔同士が互いに連通するようにエッチングプ
レート８同士を位置合わせするという作業を簡便化でき
る形状であればよい。

【００１９】次に、前記抵抗物６の作成方法について説
明する。前記抵抗物６の作成は、エッチングプレート８
と、このエッチングプレート８にブリッジ１２を介して
連設されたガイドプレート１１とからなる基本プレート
１３を、ロウ接合または拡散接合によって積層状態とし
た後、エッチングプレート８以外の部分、すなわちガイ
ドプレート１１とブリッジ１２とを切除することによっ
て行われる。以下に、その方法について詳述する。

【００２０】まず、前記基本プレート１３（図２（Ａ）
参照）を所望の枚数（たとえば５０枚〜１００枚）だけ
重ね合わせるのであるが、この重ね合わせのときに、少
なくとも各エッチングプレート８の表裏のいずれか一面
に、ロウ接合に用いる接合材料を塗布するという作業を
行う。なお、エッチングプレート８の片面だけでなく、
ブリッジ１２の片面にも接合材料を塗布しておくことが
望ましい。なお、前記エッチングプレート８，８…同士
の接合に用いられる手段は、ロウ接合に限るものではな
く、たとえば、エッチングプレート８，８…を重ねた状
態で接合する拡散接合などでもよい。

【００２１】このように所望の枚数の基本プレート１３
を積層状態とした後（図２（Ｂ）参照）、前記ブリッジ
１２をたとえばワイヤーカットすることで、図２（Ｃ）
に示すように、抵抗物６が作成されることとなる。な
お、前記ブリッジ１２の切断方法は、ワイヤーカットに
限るものではなく、その他公知の切断方法を用いてもよ
い。

【００２２】なお、前記ブリッジ１２の幅は、ガイドプ
レート１１によるエッチングプレート８の保持に支障を
来さない程度の大きさ（たとえば１ｍｍ）があればよ
く、ブリッジ１２の長さは、前記ワイヤーカットに支障
を来さない程度の大きさ（たとえば１ｍｍ）があればよ
い。

【００２３】また、前記ブリッジ１２の幅は、一定であ
ってもよいが、図４に示すように、エッチングプレート
８側ほど細くなるように形成してもよい。このように形
成した場合には、ワイヤーカットによって前記ブリッジ
１２を切断した後にエッチングプレート８側に形成され
るブリッジ１２の切り残し部分をより小さくすることが
でき、また、作業の短時間化を図ることも可能となる。

【００２４】さらに、前記基本プレート１３では、四つ
のブリッジ１２，１２…が、前記エッチングプレート８
の四方に連設されているが、このような構成に限るもの
ではなく、たとえば三つのブリッジ１２，１２，１２が
前記エッチングプレート８の三方に連設されていてもよ
く、また、二つのブリッジ１２，１２が前記エッチング
プレート８の二方に連設されていてもよく、さらに、一
つのブリッジ１２のみが前記エッチングプレート８に連
設されていてもよく、その他、五つ以上のブリッジ１
２，１２…が前記エッチングプレート８に連設されてい
てもよい。

【００２５】上記の構成からなる抵抗物６は、手作業に
よることなく、機械的に作成することができるため、エ
ッチングプレート８の積層状態にバラツキがほとんど生
じず、量産も可能となり、ひいてはコストダウンを図る
ことができる。

【００２６】また、上記の構成からなる抵抗物６は、ピ
ンやホルダなどを必要としないことから、部品点数や組
立工数を少なくすることができ、このことからもさらな
るコストダウンを図ることが可能となる。特にホルダを
必要としないことから、ホルダによって遮られていた分
だけ多くの流量を得ることができ、コンパクト化を図る
ことも可能となる。

【００２７】さらに、上記の構成からなる抵抗物６で
は、各エッチングプレート８の周縁部同士ががしっかり
と接合されていることから、その側面（エッチングプレ
ート８，８…の間）から流体Ｆが内外に流通することを
防止できる。すなわち、エッチングプレート８，８…間
から流量の漏れが生じると、バイパスとしての差圧が変
化することになるが、上記の構成からなる抵抗物６で
は、そのようなことがない。

【００２８】そのため、たとえば、図１に示すように、
センサ流路１とバイパス流路２との合流点を抵抗物６の
側面にもってきても、流体Ｆが抵抗物６の側面からその
内部へ流れ込むことがなく、流量検出に支障を来たすこ
とがない。そして、ひいては、流量検出機構Ｄのコンパ
クト化を図るために、センサ流路１とバイパス流路２と
の合流点を抵抗物６の側面にもってくる必要が生じる場
合があるが、上記の構成からなる抵抗物６では、そのよ
うな要望にも応じることが可能となる。

【００２９】図５は、前記基本プレート１３の他の例で
ある基本プレート１４の構成を概略的に示す平面図であ
る。図５に示す基本プレート１４は、前記エッチングプ
レート８と、このエッチングプレート８に対して前記ブ
リッジ１２を介して連設されるガイドプレート１５とか
らなる。

【００３０】前記ガイドプレート１５は、基本プレート
１３に用いられている平面視が枠形形状である前記ガイ
ドプレート１１に比して、平面視が矩形状となっている
点で異なり、また、前記ガイドプレート１１では、一つ
のガイドプレート１１に対して一つのエッチングプレー
ト８のみが連設されていたのに対し、ガイドプレート１
５では、一つのガイドプレート１３の一側に対して複数
のエッチングプレート８，８…が、それぞれブリッジ１
２を介して連設されている点で異なる。

【００３１】そして、上記の構成からなるガイドプレー
ト１５が連設されたエッチングプレート８，８…を用い
て抵抗物６を作成する際の手順は、前記ガイドプレート
１１が連設されたエッチングプレート８，８…を用いて
抵抗物６を作成する際の手順と同じであることから、そ
の説明を省略する。

【００３２】なお、前記ブリッジ１２の幅は、ガイドプ
レート１５によるエッチングプレート８の保持に支障を
来さない程度の大きさ（たとえば１ｍｍ）があればよ
く、ブリッジ１２の長さは、前記ワイヤーカットに支障
を来さない程度の大きさ（たとえば１ｍｍ）があればよ
い。

【００３３】また、上記の構成からなる基本プレート１
４では、一つのブリッジ１２のみを介してエッチングプ
レート８がガイドプレート１５に連設されているが、二
つ以上のブリッジ１２を介してエッチングプレート８が
ガイドプレート１５に連設されていてもよい。

【００３４】さらに、上記の構成からなる基本プレート
１４では、複数のエッチングプレート８，８…は、ガイ
ドプレート１５の一側のみに連設されているが、このよ
うな構成に限るものではなく、複数のエッチングプレー
ト８，８…が、ガイドプレート１５の二側以上に連設さ
れていてもよい。

【００３５】図５に示す基本プレート１５を用いた場合
には、一度に複数個の抵抗物６，６…を作成することが
できるというメリットがある。

【００３６】図６は、前記基本プレート１３のさらに他
の例である基本プレート１７の構成を概略的に示す平面
図である。図６に示す基本プレート１７は、前記エッチ
ングプレート８，８…と、複数のエッチングプレート８
に対して前記ブリッジ１２を介して連設されるガイドプ
レート１６とからなる。

【００３７】前記ガイドプレート１６は、基本プレート
１３に用いられている平面視が枠形形状である前記ガイ
ドプレート１１を拡大した形状をしており、また、前記
ガイドプレート１１では、一つのガイドプレート１１に
対して一つのエッチングプレート８のみが連設されてい
たのに対し、ガイドプレート１６では、一つのガイドプ
レート１６の内側に、複数のエッチングプレート８，８
…が、ブリッジ１２を介して直接的または間接的に連設
されている点で異なる。

【００３８】すなわち、基本プレート１７における複数
のエッチングプレート８，８…は、行列状（たとえば６
行×６列）に配置されており、かつ隣り合うエッチング
プレート８同士が前記ブリッジ１２を介して連設されて
いる。そして、このように配置されている複数のエッチ
ングプレート８，８…が、複数のブリッジ１２，１２…
を介して前記ガイドプレート１６の内壁に連設されてい
るのである。

【００３９】そして、上記の構成からなるガイドプレー
ト１６が連設されたエッチングプレート８，８…を用い
て抵抗物６を作成する際の手順は、前記ガイドプレート
１１が連設されたエッチングプレート８，８…を用いて
抵抗物６を作成する際の手順と同じであることから、そ
の説明を省略する。

【００４０】なお、前記ブリッジ１２の幅は、ガイドプ
レート１６によるエッチングプレート８の保持に支障を
来さない程度の大きさ（たとえば１ｍｍ）があればよ
く、ブリッジ１２の長さは、前記ワイヤーカットに支障
を来さない程度の大きさ（たとえば１ｍｍ）があればよ
い。

【００４１】図６に示す基本プレート１７を用いた場合
には、一度に複数個の抵抗物６，６…を作成することが
できるというメリットがある。

【００４２】上記の構成からなり、上述した方法によっ
て作成することができる抵抗物６を流量検出機構Ｄに用
いた場合には、流量検出機構Ｄをより簡単に製造するこ
とができるとともに、コストダウンおよびコンパクト化
が図れ、また、個々の組立後の状態にバラツキが生じに
くく、ひいては測定精度の向上を図ることができるとい
う効果を得ることができる。

【００４３】

【発明の効果】上記の構成からなる本発明によれば、よ
り簡単に製造することができるとともに、コストダウン
およびコンパクト化が図れ、また、個々の組立後の状態
にバラツキが生じにくく、ひいては測定精度の向上を図
ることができる流量検出機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る流量検出機構の構成
を概略的に示す説明図である。

【図２】（Ａ）は、上記実施例における基本プレートの
構成を概略的に示す斜視図であり、（Ｂ）は、前記基本
プレートを積層状態としたときの構成を概略的に示す斜
視図であり、（Ｃ）は、上記実施例における抵抗物の構
成を概略的に示す斜視図である。

【図３】上記実施例におけるエッチングプレートの構成
を概略的に示す説明図である。

【図４】上記実施例におけるエッチングプレートの他の
例の構成を概略的に示す平面図である。

【図５】上記実施例における基本プレートの他の例の構
成を概略的に示す説明図である。

【図６】上記実施例における基本プレートのさらに他の
例の構成を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

１…センサ流路、２…バイパス流路、６…抵抗物、８…
エッチングプレート、Ｄ…流量検出機構、Ｆ…流体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体をセンサ流路とバイパス流路とに分
   流して、前記流体の分流比とセンサ流路を流れる流体の
   流量検出情報とに基づいて導入流体の全量を検出するよ
   うにした流量検出機構であって、前記バイパス流路内に
   挿入される抵抗物が、複数のエッチングプレートを、ロ
   ウ接合または拡散接合によって積層状態としてなること
   を特徴とする流量検出機構。