JP2003214924A - レベル検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンクに収納された収納物の液面レベルを、
タンクの外側から精度良く検出することのできる簡易な
構成のレベル検出装置を提供する。 【解決手段】 タンク１の壁面にそれぞれ当接する下部
規制体１３および中央部規制体１４を備え、その上端が
タンクの上部に固定される長尺のブラケット１０に、予
め複数のセンサ２０をばね部材２３を介してそれぞれ取
り付けた構造を有する。そして下部規制体および中央部
規制体をタンクの壁面にそれぞれ当接させてブラケット
の取り付け姿勢を規制し、複数のセンサをばね部材によ
る弾性力にてタンクの壁面にそれぞれ押し付けること
で、複数のセンサを精度良く位置決めしながらタンクの
壁面に密着させて設ける。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、筒状のタンクに収
納された薬品類等の収納物の上面レベル（液面レベル）
を、タンクの外側から精度良く検出することのできるレ
ベル検出装置に関する。 【０００２】 【関連する背景技術】半導体製造設備等において用いら
れる各種の薬品類は、通常、筒状のタンクに収納（貯
留）され、タンクから所定の配管を介して供給される。
ちなみに薬品類の中には腐食性の強いものもあることか
ら、上記タンクは、専ら、フッ素系樹脂やテフロン（登
録商標）等の耐食性に強い素材にて構成される。 【０００３】ところでタンクに収納（貯留）された収納
物（薬品類）の収納量（貯留量）の管理は、専ら、タン
ク内における収納物の上面レベル（液面レベル）をモニ
タすることによってなされる。この際、薬品類に対する
耐食性等の問題から、超音波や光を用いてタンクの外部
よりその上面レベル（液面レベル）を検出することが種
々試みられている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、タンクに収納
された収納物（薬品類）の上面レベル（液面レベル）を
検出する為の超音波センサや光センサ等を該タンクの外
周面に直接取り付ける場合、特殊な構造のタンクが必要
となる等、その取り付け構造が複雑化することが否めな
い。しかも上記超音波センサや光センサ等のメンテナン
スや調整が困難となる等の不具合が生じ易い。また、例
えば締結バンドを用いて超音波センサや光センサ等をタ
ンクの外周面に装着することも試みられているが、取り
付け作業性が悪い上、センサの取り付け位置にずれが生
じ易いと言う問題がある。 【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、筒状のタンクに収納された薬品
類等の収納物の上面レベル（液面レベル）を、タンクの
外側から精度良く検出することができ、しかもその組み
付け作業性の良い簡易な構成のレベル検出装置を提供す
ることにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係るレベル検出装置は、薬品類等を収納す
る筒状のタンクの軸方向に延びる長尺形状を有し、その
上端部を前記タンクの上部に固定されて前記タンクの壁
面に沿って位置付けられるブラケットと、このブラケッ
トの下端側および中央部にそれぞれ設けられ、前記タン
クの壁面にそれぞれ当接して前記タンクへの前記ブラケ
ットの取り付け姿勢を規制する下部規制体および中央部
規制体と、前記ブラケットにそれぞればね部材を介して
取り付けられ、上記ばね部材により付勢偏倚されて前記
ブラケットが固定支持された前記タンクの壁面にそれぞ
れ押し付けられて、前記タンクとの当接高さ位置におけ
る前記タンク内の収容物の有無をそれぞれ検出する複数
のセンサとを備えたことを特徴としている。 【０００７】即ち、本発明に係るレベル検出装置は、タ
ンクの壁面にそれぞれ当接する下部規制体および中央部
規制体を備え、その上端が前記タンクの上部に固定され
る長尺のブラケットに、予め複数のセンサをばね部材を
介してそれぞれ取り付けた構造を有するものであって、
前記下部規制体および中央部規制体をタンクの壁面にそ
れぞれ当接させることでタンクに対するブラケットの取
り付け姿勢を規制し、この状態でその上端をタンクの上
部に固定する。そしてブラケットにばね部材を介して取
り付けた複数のセンサを上記ばね部材による弾性力にて
タンクの壁面にそれぞれ押し付けることで、複数のセン
サを精度良く位置決めしながらタンクの壁面に密着させ
て設けるようにしたことを特徴としている。 【０００８】本発明の好ましい態様は、前記ブラケット
の上端部は、前記タンクの上部に張り出すフランジをな
し、このフランジに穿たれた複数の透孔をそれぞれ介し
て前記タンクの上面にねじ止め固定される取り付け構造
を有するものとして実現される。また前記複数の透孔
は、前記ブラケットの取り付け方向に延びる長穴からな
り、前記タンクの壁面に対する前記ブラケットの取り付
け間隔を調整可能とする役割を担う。 【０００９】また前記複数のセンサは、前記ブラケット
に固定されるセンサホルダにそのセンサ面と交差する方
向に進退自在に保持され、該センサホルダとの間に介挿
された前記ばね部材により上記センサ面を突出させる向
きに弾性偏倚されたものとして実現される。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係るレベル検出装置について説明する。図１
はこの実施形態に係るレベル検出装置の概略構成を示す
分解斜視図であって、１はレベル検出対象とする液体を
収容する有底円筒状のタンクであり、２はタンク１の上
端開口部を密閉する蓋体である。このタンク１は、種々
の薬品類に対して耐食性の高いフッ素系樹脂やテフロン
等の半透明の素材からなり、例えば直径１００ｍｍ、長
さ３００ｍｍ程度の大きさを有する。 【００１１】尚、タンク１は、例えば蓋体２に固定され
るタンク取り付け用ブラケット３を介して図示しない壁
面等に鉛直に吊り下げた状態で取り付けられる。そして
タンク１の底部に図示しない液体供給管や液体排出管等
を連接して使用され、液体供給管を介して注入された一
定量の薬品類（液体）を収容（貯留）すると共に、液体
排出管を介して上記薬品類を半導体製造設備等（図示せ
ず）に所定量ずつ供給する役割を担う。 【００１２】さてこのようなタンク１に収容された収容
物である上記薬品類（液体）の量をその液面レベル（上
面レベル）から監視するレベル検出装置は、前記タンク
１の上部に、具体的には前記タンク取り付け用ブラケッ
ト３を介して固定されるセンサブラケット１０と、この
センサブラケット１０に取り付けられた複数のレベルセ
ンサ２０とからなる。センサブラケット１０は、タンク
１の軸方向に延びる全長３００ｍｍ程度の長尺の板状部
材からなる本体部１１と、この本体部１１の上端および
下端をそれぞれ内側に折り曲げて前記タンク取り付け用
ブラケット３への固定部をなす上部フランジ１２と、下
部規制体をなす下部フランジ１３とを形成した形状を有
する。またこのセンサブラケット１０における本体部１
１の中央部には、その一部に略コ字形の切り込みを入れ
て切り起こした中央部規制体をなす中央部フランジ１４
が形成されている。 【００１３】下部フランジ（下部規制体）１３および中
央部フランジ（中央部規制体）１４は、その先端を前記
タンク１の壁面にそれぞれ当接させることで、タンク１
へのセンサブラケット１０の取り付け姿勢を規制する役
割を担う。具体的には下部フランジ１３および中央部フ
ランジ１４は、例えばタンク１の壁面形状に応じてその
本体部１１を該タンク１の壁面に沿って鉛直に位置付け
るように、その張り出し長（突出長）がそれぞれ設定さ
れている。そしてセンサブラケット１０は、上記下部フ
ランジ１３および中央部フランジ１４をタンク１の壁面
にそれぞれ当接させた状態にて、その上端の上部フラン
ジ１２を前記タンク取り付け用ブラケット３の上面にね
じ止め固定されてタンク１に取り付けられるものとなっ
ている。 【００１４】尚、上部フランジ１２には、その張り出し
方向に延びる２つの長穴１５,１５が、その幅方向に並
べて設けられている。センサブラケット１０の前記タン
ク取り付け用ブラケット３への取り付けは、上記各長穴
１５,１５をそれぞれ挿通させたねじ１７,１７を、タン
ク取り付け用ブラケット３の縁部に設けられたねじ穴
４,４にそれぞれ螺合することによって行われる。特に
長穴１５,１５にそれぞれ挿通するねじ１７,１７を緩め
ることでセンサブラケット１０を長穴１５,１５に沿っ
て移動させ、これによって前記下部フランジ（下部規制
体）１３および中央部フランジ（中央部規制体）１４の
先端を前記タンク１の壁面にそれぞれ確実に当接させ
て、その取り付け姿勢を精度良く設定し得るように工夫
されている。 【００１５】一方、前記ブラケット１０の本体部１１
に、縦方向（鉛直方向）に並べて取り付けられる複数
（３個）のレベルセンサ２０は、例えば図２にその概略
的な構造を分解して示すように、概略直方体形状をなす
センサ本体２１と、このセンサ本体２１を進退自在に保
持する箱形のケース２２と、このケース２２の底部とセ
ンサ本体２１の裏面との間に介挿されて上記センサ本体
２１をケース２２からその前面側に突出させるべく付勢
偏倚するる２つのコイルばね（ばね部材）２３,２３と
を備える。 【００１６】このような構造をなすレベルセンサ２０
は、図１に示すようにブラケット１０の本体部１１の内
側面（タンク１の壁面と対向する面）に、その取り付け
高さ位置を異ならせてそれぞれ取り付けられる。特に各
レベルセンサ２０は、そのケース２２の底部側を前記ブ
ラケット１０の本体部１１に密着させ、センサ本体２１
の前面（センサ面）が表側となるように取り付けられ
る。そしてブラケット１０を前述したようにその取り付
け姿勢を規制してタンク１に取り付けたとき、コイルば
ね２３,２３の弾性力によりセンサ本体２１がタンク１
の壁面にそれぞれ押し付けられ、その前面（センサ面）
がタンク１の壁面に当接することで、タンク１に対する
取り付け位置がそれぞれ決定されるようになっている。 【００１７】尚、レベルセンサ２０は、例えば図３にそ
の断面構造を示すように、発光ダイオードアレイ３１か
らそれぞれ発せられる光を柱状のロッドレンズ３２を介
して集光し、プリズム３３を介してその前面（センサ
面）に照射し、またその反射光を柱状のロッドレンズ３
４を介してフォトダイオードアレイ３５にてそれぞれ受
光するように構成されている。発光ダイオードアレイ３
１は、タンク１に収納された薬品類（液体）の液面レベ
ルを検出するべく、高さ方向に所定の幅を有するスリッ
ト状のセンシング光を照射するものである。またフォト
ダイオードアレイ３５は上記センシング光のタンク１内
における上記薬品類（液体）により生じる反射光を検出
するものである。即ち、レベルセンサ２０は、上記セン
シング光の照射位置に薬品類（液体）が存在するときに
は反射光が生じ、薬品類（液体）の液面レベルが下がっ
て上記センシング光の照射位置が空間をなすとき、反射
光が生じないことを利用して、その液面レベルを検出す
るものとなっている。 【００１８】かくしてこのような構造の複数のレベルセ
ンサ２０を、その高さ位置を異ならせてセンサブラケッ
ト１０に取り付けたレベル検出装置によれば、図４(ａ)
にタンク１への取り付け構造を示すように、タンク１の
壁面に下部フランジ１３および中央部フランジ１４の先
端をそれぞれ当接させてセンサブラケット１０の取り付
け姿勢を規制し、この状態で上部フランジ１２をタンク
１の上部（タンク取り付け用ブラケット３）にねじ止め
固定すれば、これによって複数のレベルセンサ２０の各
センサ面がタンク１の壁面にそれぞれ押し付けられて密
着する。同時にこれらのレベルセンサ２０のタンク１に
対する取り付け位置が、センサブラケット１０によりそ
れぞれ精度良く位置決めされる。特に下部フランジ１３
および中央部フランジ１４により、センサブラケット１
０の取り付け姿勢を正確に規制して複数のレベルセンサ
２０をタンク１の壁面にそれぞれ精度良く取り付けるこ
とができる。従ってその取り付け構造が簡単である上、
取り付け作業性の簡略化を図ることができる。 【００１９】また前記センサブラケット１０をタンク１
の上部（タンク取り付け用ブラケット３）にねじ止め固
定する為の固定部が長穴１５,１５となっているので、
その組み付け作業性が非常に良好である。ちなみに上記
長穴１５,１５の幅（長径方向の長さ）は、前記コイル
ばね（ばね部材）２３,２３により付勢偏倚されて進退
自在に設けられたレベルセンサ２０が、前記下部フラン
ジ（下部規制体）１３および中央部フランジ（中央部規
制体）１４の先端から突出可能な長さ程度に設定され
る。 【００２０】このような形状の長穴１５,１５とするこ
とで、仮に長穴１５,１５を挿通するねじが緩んだ場合
であっても、レベルセンサ２０のタンク１の壁面への密
着が保証されようになっている。また長穴１５,１５や
タンク取り付け用ブラケット３の縁部に設けられたねじ
穴４,４の位置に製造誤差があっても、或いはセンサブ
ラケット１０自体に歪み等の寸法的誤差が生じても、前
記下部フランジ（下部規制体）１３および中央部フラン
ジ（中央部規制体）１４の先端を前記タンク１の壁面に
それぞれ確実に当接させてセンサブラケット１０を取り
付けることができる。従ってセンサブラケット１０に取
り付けられている複数のレベルセンサ２０を、前記コイ
ルばね（ばね部材）２３,２３による付勢偏倚作用と相
俟って、それぞれ確実に前記タンク１の壁面に密着させ
ることが可能となる。 【００２１】尚、前記長穴１５,１５をセンサブラケッ
ト１０の取り付け位置調整範囲よりも長めに設けてお
き、この長穴１５,１５に沿ってセンサブラケット１０
を大きくスライド可能な構成としておけば、例えば図４
(ｂ)に示すようにタンク１の壁面と複数のレベルセンサ
２０との間に容易に隙間（距離ｄ＞０）を作ることがで
きる。このような長穴１５,１５を備えればセンサブラ
ケット１０をタンク１から取り外すことなしに、複数の
レベルセンサ２０のメンテナンスや調整を簡単に行うこ
とができる。しかもこのようなメンテナンスを行って
も、センサブラケット１０を長穴１５,１５に沿って移
動させ、図４(ａ)に示すように下部フランジ１３および
中央部フランジ１４の先端をタンク１の壁面に当接させ
るだけで、その取り付け姿勢を規制することができるの
で、複数のレベルセンサ２０のタンク１に対する取り付
け位置の再現性に優れている。従って常に安定に精度良
く、タンク１に収納された薬品類（液体）の液面レベル
を検出することが可能となる。 【００２２】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。ここではレベルセンサ２０として光セ
ンサを用いたものについて示したが、超音波センサを用
いる場合にも同様に適用することができる。特に超音波
センサの場合には、そのセンサ面とタンク１の壁面との
密着性がそのレベル検出精度を左右するので、前述した
構造による利点が大きい。 【００２３】またセンサブラケット１０については、タ
ンク１の上部やその蓋体２等に直接固定するものであっ
ても良く、センサブラケット１０に取り付けるレベルセ
ンサ２０の数や、その取り付け高さ位置も特に限定され
ない。また液体の液面レベルを検出することのみなら
ず、タンク１内に収納される粉体や顆粒体等の上面レベ
ルを検出するレベル検出装置にも同様に適用することが
できる。 【００２４】更には板状のセンサブラケット１０におけ
る主体部１１の側辺部をＬ字形状に曲げ加工しておき、
その曲げ強度を高めて主体部１１の平面性（直線性）を
確保するような工夫を施すことも好ましい。また下部規
制体および中央部規制体として、センサブラケット１０
の主体部１１に別の高さ位置規制部材を取り付けるよう
にしても良い。更にはばね部材としてコイルばね２３に
代えて板ばね等を用いても良いことは言うまでもない。
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、取
り付け構造の簡素化を図ると共に、レベルセンサの取り
付け位置を常に安定に精度良く設定することのできるレ
ベル検出装置を提供することができ、その実用的利点が
多大である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態に係るレベル検出装置の概
略構成を示す分解斜視図。 【図２】図１に示すレベル検出装置に組み込まれるレベ
ルセンサの概略構造を示す分解斜視図。 【図３】図２に示すレベルセンサの概略構造を示す断面
図。 【図４】図１に示すレベル検出装置のタンクへの取り付
け構造を示す図。 【符号の説明】 １ タンク ３ タンク取り付け用ブラケット １０ センサブラケット １１ 主体部 １２ 上部フランジ（タンクへの取付部） １３ 下部フランジ（下部規制体） １４ 中央部フランジ（中央部規制体） ２０ レベルセンサ ２１ センサ本体 ２２ ケース ２３ コイルばね（ばね部材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 筒状のタンク内に収容された収容物の上
   面レベルを該タンクの外側から検出するレベル検出装置
   であって、 前記タンクの軸方向に延びる長尺形状を有し、その上端
   部を前記タンクの上部に固定支持されて前記タンクの壁
   面に沿って位置付けられるブラケットと、 このブラケットの下端側および中央部にそれぞれ設けら
   れ、前記タンクの壁面にそれぞれ当接して前記タンクへ
   の前記ブラケットの取り付け姿勢を規制する下部規制体
   および中央部規制体と、 前記ブラケットにそれぞればね部材を介して取り付けら
   れ、上記ばね部材により付勢偏倚されて前記ブラケット
   が固定支持された前記タンクの壁面にそれぞれ押し付け
   られて、前記タンクとの当接高さ位置における前記タン
   ク内の収容物の有無をそれぞれ検出する複数のセンサと
   を具備したことを特徴とするレベル検出装置。