JP2023023715A - Fluid control device - Google Patents

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竜太郎 丹野
Ryutaro TANNO
裕也 鈴木
Hironari Suzuki
裕登 芝田
Yuto Shibata
知宏 中田
Tomohiro Nakada
健吾 辻野
Kengo Tsujino
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    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm

Abstract

To secure detection accuracy of a sensor incorporated in a fluid control device.SOLUTION: Fluid control device comprises: a diaphragm 22 which blocks and opens a flow channel by abutting on and disengaging from a sheet 13; a disk 23 which is vertically movable and pressurizes the diaphragm; a magnetic sensor M including a magnet M1 and a magnetic body M2; an annular magnet holder M10 which holds one of the magnet and the magnetic body, and through which the disk is inserted; a sensor holder 241 which is located outside in a radial direction, of the magnet holder, and holds another of the magnet and the magnetic body; and a lock nut 231 which fixes the magnet holder by threadedly engaging with the disk. The sensor holder has a positioning member projecting inwardly in a radial direction. A recessed portion with which the positioning member is engaged is formed on the outer periphery of the magnet holder.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、機器内にセンサを備えると共に、当該センサによって検出したデータを出力可能な流体制御装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid control device that includes a sensor inside a device and that can output data detected by the sensor.

半導体ウエハの表面に薄膜を形成する成膜処理においては薄膜の微細化が求められ、近年では原子レベルや分子レベルの厚さで薄膜を形成するALD (Atomic Layer Deposition)という成膜方法が使われている。
しかし、そのような薄膜の微細化は流体制御装置に今まで以上の高頻度な開閉動作を要求しており、その負荷により流体の漏出等を引き起こしやすくなる場合がある。そのため、流体制御装置における流体の漏出を容易に検知できる技術への要求が高まっている。
また、漏出を容易に検知するだけでなく、動作に伴うデータを収集することができれば、従来は考慮できていなかった流体制御装置の使用頻度や個体差などを把握し、流体制御装置をこれまで以上に精度よく制御することも可能と考えられる。
In the film deposition process that forms a thin film on the surface of a semiconductor wafer, miniaturization of the thin film is required, and in recent years, a film deposition method called ALD (Atomic Layer Deposition), which forms a thin film with a thickness of atomic level or molecular level, is used. ing.
However, such miniaturization of the thin film requires the fluid control device to perform opening and closing operations more frequently than before, and the resulting load may easily cause leakage of the fluid. Therefore, there is an increasing demand for technology that can easily detect fluid leakage in fluid control devices.
In addition to easily detecting leaks, if it is possible to collect data associated with operation, it will be possible to grasp the frequency of use and individual differences of fluid control devices, which could not be taken into account in the past. It is conceivable that more accurate control is possible.

また、近年、流体制御装置に流れる流体の温度管理が厳密になっており、測定精度の要求が高まっているが、流体制御装置に使われる機器が集積化されているので、各機器にセンサを外付けで搭載することができない。 In recent years, the temperature control of the fluid flowing through the fluid control device has become stricter, and the demand for measurement accuracy has increased. It cannot be mounted externally.

この点、特許文献1では、内部のセンサに接続された通信用のケーブルを外側へ導出させるスリットを有する流体制御装置が開示されている。 In this regard, Patent Document 1 discloses a fluid control device having a slit for leading out a communication cable connected to an internal sensor.

国際公開2020/012828号公報WO2020/012828

本発明は、流体制御装置に内蔵されるセンサの検出精度を担保することを目的の一つとする。 An object of the present invention is to ensure the detection accuracy of a sensor built into a fluid control device.

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る流体制御装置は、シートに当接離反することで流路を遮断開放するダイヤフラムと、上下動可能に設けられ前記ダイヤフラムを押圧するディスクと、磁石および磁性体を含む磁気センサと、前記磁石および前記磁性体の一方を保持し、前記ディスクが挿通される円環状のマグネットホルダと、前記マグネットホルダの半径方向外側に位置し、前記磁石および前記磁性体の他方を保持するセンサホルダと、前記ディスクに螺合して前記マグネットホルダを固定するロックナットと、を備え、前記センサホルダは、半径方向内側に突出する位置決め部材を有し、前記マグネットホルダの外周には、前記位置決め部材が係合する凹部が形成されている。 In order to achieve the above object, a fluid control device according to one aspect of the present invention includes a diaphragm that blocks and opens a flow path by coming into contact with and separating from a seat, and a disc that is vertically movable and presses the diaphragm. a magnetic sensor including a magnet and a magnetic body; an annular magnet holder that holds one of the magnet and the magnetic body and through which the disk is inserted; a sensor holder that holds the other magnetic body; and a lock nut that screws onto the disk to fix the magnet holder, wherein the sensor holder has a positioning member protruding radially inward, A recess with which the positioning member engages is formed on the outer circumference of the magnet holder.

前記センサホルダは非磁性体により形成されているものとしてもよい。 The sensor holder may be made of a non-magnetic material.

前記マグネットホルダは非磁性体により形成されているものとしてもよい。 The magnet holder may be made of a non-magnetic material.

前記マグネットホルダには前記磁石が保持され、前記センサホルダには前記磁性体が保持されているものとしてもよい。 The magnet holder may hold the magnet, and the sensor holder may hold the magnetic body.

本発明に係る流体制御装置によれば、流体制御装置に内蔵されるセンサの検出精度を担保することができる。 According to the fluid control device of the present invention, it is possible to ensure the detection accuracy of the sensor built into the fluid control device.

本発明の実施形態に係る流体制御装置を示した外観斜視図である。1 is an external perspective view showing a fluid control device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態に係る流体制御装置の内部構造を示した縦断面図であって、弁開状態を示す図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the internal structure of the fluid control device according to the present embodiment, showing a valve open state; 本実施形態に係る流体制御装置の内部構造を示した部分拡大縦断面図であって、(a)弁開状態、(b)弁閉状態を示す。2A and 2B are partial enlarged vertical cross-sectional views showing the internal structure of the fluid control device according to the present embodiment, showing (a) a valve open state and (b) a valve closed state; 本実施形態に係る流体制御装置が有するマグネットホルダの外観斜視図である。3 is an external perspective view of a magnet holder included in the fluid control device according to the embodiment; FIG. 本実施形態に係る流体制御装置が有するボンネットを示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a bonnet of the fluid control device according to the embodiment;

以下、本発明の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。
なお、以下の説明では、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の実施あるいは使用の際の部材等の方向を限定するものではない。
図1に示されるように、本実施形態に係る流体制御装置Vは、流体制御装置Vの内部動作を検出するセンサを内蔵し、他の端末等と有線による通信を実行するエア作動式のダイレクトダイヤフラムバルブである。
なお、ここにいう他の端末には、サーバ等の所謂コンピュータのほか、他の流体制御装置や流量制御装置などの機器や装置が含まれる。
A fluid control device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the following description, the directions of members, etc. may be referred to as up, down, left, and right depending on the direction on the drawing for convenience, but these are intended to limit the directions of members, etc. when implementing or using the present invention. isn't it.
As shown in FIG. 1, the fluid control device V according to the present embodiment incorporates a sensor that detects the internal operation of the fluid control device V, and is an air-operated direct control device that performs wired communication with other terminals and the like. It is a diaphragm valve.
Note that the other terminals referred to here include not only so-called computers such as servers, but also devices and devices such as other fluid control devices and flow rate control devices.

本実施形態に係る流体制御装置Vは内部動作に関するデータを取得可能な機器であって、図1および図2に示されるように、バルブボディ部1、第1ボンネット部2、第2ボンネット部4、アクチュエータ部5を備える。 A fluid control device V according to the present embodiment is a device capable of acquiring data on internal operations, and as shown in FIGS. , an actuator unit 5 .

●バルブボディ部1
図1および図2に示されるように、バルブボディ部1は、流路が形成された基台部11と、基台部11上に設けられた略円筒形状の円筒部12と、環状のシート13からなる。
基台部11内には、流体が流入する流入路111と流体が流出する流出路113、及び当該流入路111と流出路113に連通する弁室112が形成されている。弁室112には流入路111の開口、流出路113の開口が夫々形成されて、流入路111、流出路113、及び弁室112は流体が流通する流路を一体的に構成している。
基台部11は平面視矩形状からなり、複数の流体制御装置Vによってユニット化された流体制御装置を構成する場合には、基板あるいはマニホールドブロック上に設置される部分となる。
●Valve body part 1
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve body portion 1 includes a base portion 11 in which a flow path is formed, a substantially cylindrical cylindrical portion 12 provided on the base portion 11, and an annular seat. 13.
An inflow path 111 into which fluid flows, an outflow path 113 into which fluid flows out, and a valve chamber 112 communicating between the inflow path 111 and the outflow path 113 are formed in the base portion 11 . An opening of the inflow path 111 and an opening of the outflow path 113 are formed in the valve chamber 112, respectively.
The base portion 11 has a rectangular shape in a plan view, and when a plurality of fluid control devices V constitute a unitized fluid control device, the base portion 11 is a portion to be installed on a substrate or a manifold block.

円筒部12は、端面が開口した中空形状からなり、基台部11にねじ込み固定されている。中空の内部は第1ボンネット部2が収容される凹部12aを構成する。 The cylindrical portion 12 has a hollow shape with an open end surface and is screwed and fixed to the base portion 11 . The hollow interior forms a recess 12a in which the first bonnet portion 2 is accommodated.

環状のシート13は、弁室における流入路111の開口の周縁に設けられている。シート13上には、シート13に当接離反することによって流路の開閉、すなわち遮断開放を行うダイヤフラム22が設けられている。 An annular seat 13 is provided around the opening of the inflow passage 111 in the valve chamber. A diaphragm 22 is provided on the sheet 13 to open and close the flow path, that is, to open and close the flow path by coming into contact with and separating from the sheet 13 .

●第1ボンネット部2
図2に示されるように、第1ボンネット部2は、バルブボディ部1の凹部12a内に収容した状態に配設される。
この第1ボンネット部2は、ダイヤフラム22、ディスク23、センサボンネット24、ダイヤフラム押さえ25、および押さえアダプタ26を備える。
1st bonnet part 2
As shown in FIG. 2 , the first bonnet portion 2 is arranged in a state of being accommodated within the recessed portion 12 a of the valve body portion 1 .
This first bonnet part 2 comprises a diaphragm 22 , a disk 23 , a sensor bonnet 24 , a diaphragm retainer 25 and a retainer adapter 26 .

図3(a)および(b)に示すように、ダイヤフラム22は、ステンレス、Ni-Co系合金等の金属やフッ素系樹脂からなる、中央部221が凸状に膨出した球殻状の部材であり、弁室112と第2ボンネット部4が動作する空間とを隔離している。 As shown in FIGS. 3(a) and 3(b), the diaphragm 22 is a spherical shell-shaped member made of a metal such as stainless steel, a Ni--Co alloy, or a fluorine-based resin, and having a convex central portion 221. and separates the valve chamber 112 from the space in which the second bonnet portion 4 operates.

このダイヤフラム22は、駆動圧としての駆動流体の供給がされていない状態ではダイヤフラム22がダイヤフラム押さえ25により押圧されて弾性変形し、ダイヤフラム22の中央部221がシート13と当接し流路が遮断された状態となる。駆動圧としての駆動流体が供給されてダイヤフラム押さえ25による押圧から開放されるにつれ、自身の復元力や流路内の圧力によって中央部221がシート13から離反する方向に変位してシート13から離反し、流路が開放された状態となる。 The diaphragm 22 is elastically deformed by being pressed by the diaphragm retainer 25 in a state in which the driving fluid as the driving pressure is not supplied, and the central portion 221 of the diaphragm 22 comes into contact with the seat 13 to block the flow path. state. As the drive fluid as the drive pressure is supplied and released from the pressing force of the diaphragm presser 25, the central portion 221 is displaced in the direction away from the seat 13 by its own restoring force and the pressure in the flow path, and is separated from the seat 13. Then, the channel is opened.

すなわち、ダイヤフラム22の中央部221は、駆動流体の供給により変位する可動部となっており、周縁部222は、駆動流体が供給されても変位しない非可動部である。 That is, the central portion 221 of the diaphragm 22 is a movable portion that is displaced by the supply of the driving fluid, and the peripheral edge portion 222 is a non-movable portion that is not displaced by the supply of the driving fluid.

ダイヤフラム22の周縁部222は、後述する押さえアダプタ26と当接し、この押さえアダプタ26とバルブボディ部1の凹部12a内部に上向きに設けられている突起部121a(図3(a)および(b)参照)とに挟持されている。 A peripheral edge portion 222 of the diaphragm 22 abuts on a pressing adapter 26, which will be described later. See).

ディスク23は、ダイヤフラム22の上側に設けられた略円柱状の部材であり、センサボンネット24に対して上下動可能に配置されると共に、上下方向に摺動するステム43に連動してダイヤフラム22の中央部を押圧する。 The disc 23 is a substantially cylindrical member provided above the diaphragm 22, and is arranged so as to be vertically movable with respect to the sensor bonnet 24. The disc 23 moves the diaphragm 22 in conjunction with the stem 43 that slides in the vertical direction. Press the center.

ディスク23の外周面上にはOリングO1が取り付けられており、このOリングO1はディスク23とセンサボンネット24の内周面をシールしている。 An O-ring O1 is attached to the outer peripheral surface of the disk 23, and the O-ring O1 seals the inner peripheral surfaces of the disk 23 and the sensor bonnet 24. As shown in FIG.

ディスク23の上部は外径が小さくなっており、当該上部はマグネットホルダM10に挿通されている。図4に示すように、マグネットホルダM10は、一部が切り欠かれた略円環状の部材であり、この切欠部M11に磁石M1が取り付けられている。この磁石M1は、センサボンネット24の凹部にはめ込まれてなるセンサホルダ241に取り付けられた磁性体M2と共に、後述する磁気センサMを構成する。 The upper portion of the disc 23 has a smaller outer diameter and is inserted through the magnet holder M10. As shown in FIG. 4, the magnet holder M10 is a substantially annular member with a part notched, and the magnet M1 is attached to the notched portion M11. This magnet M1 constitutes a magnetic sensor M, which will be described later, together with a magnetic body M2 attached to a sensor holder 241 fitted in a recess of the sensor bonnet 24 .

図2に示すセンサホルダ241は、後述するセンサボンネット24の凹部にはめ込まれ、磁性体M2を保持する略円環状の部材である。センサホルダ241はマグネットホルダM10の半径方向外側に位置しており、センサホルダ241の内周面とマグネットホルダM10の外周面が対向している。また、センサホルダ241は、半径方向に貫通する貫通孔242を有し、この貫通孔242は、半径方向において磁性体M2の反対側に設けられている。 The sensor holder 241 shown in FIG. 2 is a substantially annular member that is fitted into a recess of the sensor bonnet 24, which will be described later, and holds the magnetic body M2. The sensor holder 241 is positioned radially outward of the magnet holder M10, and the inner peripheral surface of the sensor holder 241 faces the outer peripheral surface of the magnet holder M10. Further, the sensor holder 241 has a through hole 242 penetrating in the radial direction, and the through hole 242 is provided on the opposite side of the magnetic body M2 in the radial direction.

貫通孔242の半径は孔内に渡って略一定であるところ、外側端部の半径は孔内の半径より大きくなっている。図2においては、貫通孔242の外側端部はセンサホルダ241の外周にいくに従って次第に広がる形状をしている。この構成によれば、貫通孔242に挿通されるボルトの頭を孔内に収容できる。なお、貫通孔242は、図2の構成に代えて、外側端部が不連続に広がっていてもよく、例えば内部が段付きボルトに対応するような形状になっていてもよい。 The radius of through hole 242 is substantially constant throughout the hole, while the radius at the outer end is larger than the radius within the hole. In FIG. 2, the outer end of the through-hole 242 has a shape that gradually widens toward the outer circumference of the sensor holder 241 . According to this configuration, the head of the bolt inserted through the through hole 242 can be accommodated in the hole. 2, the through-hole 242 may have an outer end portion that widens discontinuously, and the inside thereof may have a shape corresponding to a stepped bolt, for example.

マグネットホルダM10は外周面に凹部M12を備える。本実施形態においては、凹部M12は、略直方体状に切り欠かれた形状であり、マグネットホルダM10の軸方向に渡って設けられている。また、凹部M12は、半径方向において切欠部M11の反対側に設けられている。凹部M12は、組立状態において、センサホルダ241の貫通孔242と対向している。センサホルダ241の貫通孔242にはボルト等の位置決め部材が挿通され、凹部M12に当接する。すなわち、位置決め部材が当該凹部M12と係合することで、マグネットホルダM10の位置ずれが防止される。なお、ディスクの上下動を阻害しないようにマグネットホルダM10とセンサホルダ241の円周方向の位置関係が規定されればよく、凹部M12および位置決め部材は本実施形態の形状に限られない。 The magnet holder M10 has a concave portion M12 on its outer peripheral surface. In the present embodiment, the concave portion M12 has a substantially rectangular parallelepiped notched shape, and is provided along the axial direction of the magnet holder M10. Further, the recess M12 is provided on the opposite side of the notch M11 in the radial direction. The recess M12 faces the through hole 242 of the sensor holder 241 in the assembled state. A positioning member such as a bolt is inserted through the through hole 242 of the sensor holder 241 and contacts the recess M12. That is, the positioning member is engaged with the concave portion M12 to prevent the magnet holder M10 from being displaced. Note that the positional relationship in the circumferential direction between the magnet holder M10 and the sensor holder 241 may be defined so as not to interfere with the vertical movement of the disc, and the shape of the concave portion M12 and the positioning member is not limited to that of this embodiment.

ディスク23上端部であってマグネットホルダM10の上方から突出した部分にはねじ切りがなされ、ロックナット231が螺合(図示なし)されている。ロックナット231はマグネットホルダM10に当接し下方に押圧することで、マグネットホルダM10とディスク23を固定している。なお、マグネットホルダM10の内周にねじ切りを行い、マグネットホルダM10とディスク23を螺合させることも可能である。この場合、ダブルナット構造により、マグネットホルダの上下方向位置を調整することも可能である。 The upper end portion of the disk 23, which protrudes from above the magnet holder M10, is threaded, and a lock nut 231 is screwed (not shown). The lock nut 231 abuts on the magnet holder M10 and presses it downward, thereby fixing the magnet holder M10 and the disk 23 . It is also possible to thread the inner periphery of the magnet holder M10 and screw the magnet holder M10 and the disk 23 together. In this case, it is also possible to adjust the vertical position of the magnet holder by the double nut structure.

このように、磁気センサMを構成する磁石M1がマグネットホルダM10に固定され、位置決め溝としての凹部M12と貫通孔242により磁性体M2との位置関係を規制しつつロックナット231で固定されている構成によれば、組み立て精度や機差によらず、容易に磁気センサMの検出精度を担保することができる。例えば、磁石をダイヤフラム押えに直接固定する構成では、磁石の位置を調整するためにはディスクの方向を変える必要があるところ、センサボンネットとディスクはOリングでシールされているため、ディスクを回転させることが出来ず、磁石位置の調整が困難であった。一方、本発明に係る構成によれば、磁石M1の位置の調整が容易である。 In this way, the magnet M1 that constitutes the magnetic sensor M is fixed to the magnet holder M10, and is fixed by the lock nut 231 while restricting the positional relationship between the magnet M2 and the magnetic body M2 by the recess M12 as the positioning groove and the through hole 242. According to the configuration, it is possible to easily secure the detection accuracy of the magnetic sensor M regardless of assembly accuracy or machine difference. For example, in a configuration in which the magnet is fixed directly to the diaphragm holder, it is necessary to change the direction of the disc to adjust the position of the magnet. It was difficult to adjust the magnet position. On the other hand, according to the configuration according to the present invention, it is easy to adjust the position of the magnet M1.

なお、本実施形態においては、マグネットホルダM10に磁石M1が保持され、センサホルダ241に磁性体M2が保持されているものとしたが、マグネットホルダM10に磁性体が保持され、センサホルダ241に磁石が保持されていてもよい。 In this embodiment, the magnet M1 is held by the magnet holder M10 and the magnetic body M2 is held by the sensor holder 241. However, the magnetic body is held by the magnet holder M10 and the magnet may be retained.

マグネットホルダM10およびセンサホルダ241は、非磁性体で形成されている。マグネットホルダM10およびセンサホルダ241は、例えばアルミ材で形成されている。この構成によれば、マグネットホルダM10およびセンサホルダ241が磁化しないため、磁気センサMの精度をより高くすることができる。 The magnet holder M10 and the sensor holder 241 are made of non-magnetic material. The magnet holder M10 and the sensor holder 241 are made of, for example, aluminum. According to this configuration, since the magnet holder M10 and the sensor holder 241 are not magnetized, the accuracy of the magnetic sensor M can be made higher.

ディスク23の下端にはダイヤフラム押さえ25が連結されている。ダイヤフラム押さえ25は、下面側が下に膨らんだ凸面となっていて、その下面側においてダイヤフラム22の中央部221に当接し、摺動するステム43に連動してダイヤフラム22を押圧する。 A diaphragm retainer 25 is connected to the lower end of the disc 23 . The diaphragm presser 25 has a convex surface with a downwardly bulging lower surface, and the lower surface of the diaphragm retainer 25 abuts against the central portion 221 of the diaphragm 22 and presses the diaphragm 22 in conjunction with the sliding stem 43 .

図3(a)および(b)に示されるように、ダイヤフラム押さえ25の下端は、弁開時および弁閉時のいずれにおいても、ダイヤフラム22の中央部221に当接している。 As shown in FIGS. 3(a) and 3(b), the lower end of the diaphragm retainer 25 is in contact with the central portion 221 of the diaphragm 22 both when the valve is open and when the valve is closed.

図2および図5に示されるように、センサボンネット24は、略円筒状からなり、バルブボディ部1の凹部12a内に収容される。
センサボンネット24の内部には、ディスク23が貫挿される貫挿孔241aが中心部に形成されている。
また、センサボンネット24には、圧力センサPおよび温度センサTに連通する連通孔241dが設けられている。連通孔241dを介して圧力センサPおよび温度センサTが設けられていることにより、ダイヤフラム22、ディスク23およびセンサボンネット24によって画定された空間内の圧力および温度を測定することができる。
なお、本実施形態では、温度センサTはセンサボンネット24内部に設けられているものとしたが、温度センサTはバルブボディ部1の内側にあればよく、特に、少なくとも温度センサTの温度の検出部分がバルブボディ部1の内側に載置されていればよい。この構成によれば、流体制御装置Vを設置するだけで、別途温度センサの設置作業等を行うことなく、当該流体制御装置V内の温度を正確に測定することができる。
As shown in FIGS. 2 and 5 , the sensor bonnet 24 has a substantially cylindrical shape and is accommodated within the recess 12 a of the valve body portion 1 .
Inside the sensor bonnet 24, a through-insertion hole 241a into which the disc 23 is inserted is formed in the center.
Further, the sensor bonnet 24 is provided with a communication hole 241d that communicates with the pressure sensor P and the temperature sensor T. As shown in FIG. By providing the pressure sensor P and the temperature sensor T through the communication hole 241d, the pressure and temperature in the space defined by the diaphragm 22, the disc 23 and the sensor bonnet 24 can be measured.
In this embodiment, the temperature sensor T is provided inside the sensor bonnet 24. However, the temperature sensor T may be provided inside the valve body portion 1. In particular, at least the temperature sensor T detects the temperature. It is sufficient if the portion is placed inside the valve body portion 1 . According to this configuration, the temperature inside the fluid control device V can be accurately measured only by installing the fluid control device V, without performing separate work such as installing a temperature sensor.

温度センサTによれば、流体制御装置V内の温度を測定するため、実際の流体に近い位置で測定することができる。したがって、設定温度と実際の流体温度に差が存在する場合にも、流体温度をより正確に測定することができる。また、ダイヤフラム22付近の温度が低下すると流体の液化の原因となるところ、温度センサTによれば、この液化のおそれを早期に検知することができる。 Since the temperature sensor T measures the temperature inside the fluid control device V, the temperature can be measured at a position close to the actual fluid. Therefore, even if there is a difference between the set temperature and the actual fluid temperature, the fluid temperature can be measured more accurately. Further, when the temperature in the vicinity of the diaphragm 22 drops, the fluid may liquefy, and the temperature sensor T can detect the possibility of liquefaction early.

また、センサボンネット24の側面から、センサボンネット24内部の圧力センサP、温度センサTおよび磁気センサMと接続されるフレキシブルケーブル60が外側へ伸び出ている。 A flexible cable 60 connected to the pressure sensor P, the temperature sensor T, and the magnetic sensor M inside the sensor bonnet 24 extends outward from the side surface of the sensor bonnet 24 .

センサボンネット24の内周面には、センサホルダ241に保持された磁性体M2が取り付けられていて、ディスク23に取り付けられた磁石と共に磁気センサMを構成する。 A magnetic body M2 held by a sensor holder 241 is attached to the inner peripheral surface of the sensor bonnet 24, and constitutes a magnetic sensor M together with the magnet attached to the disk 23. FIG.

センサボンネット24は、アルミ材から構成されている。アルミ材は、例えばSUS等に比べて熱伝導率が高いため、センサボンネット24内部の温度センサTに、流体温度をより正確に伝達することができる。また、アルミ材からなるセンサボンネット24によれば、磁化しないため、温度センサTおよび圧力センサPに対する磁気センサMの影響を小さくすることができる。 The sensor bonnet 24 is made of an aluminum material. Since the aluminum material has a higher thermal conductivity than, for example, SUS, the fluid temperature can be transmitted to the temperature sensor T inside the sensor bonnet 24 more accurately. Moreover, since the sensor bonnet 24 made of aluminum is not magnetized, the influence of the magnetic sensor M on the temperature sensor T and the pressure sensor P can be reduced.

押さえアダプタ26は、ダイヤフラム22の周縁部222と当接し、ダイヤフラム22をバルブボディ部1の凹部12a内の突起部121aとの間で挟持する。また、基台部11にねじ込まれた円筒部12により下方に押圧されることで周縁部222を上方から押さえつけ、流入路111および流出路113を流れる流体が、周縁部222近傍から外部に漏出するのを防止している。 The pressing adapter 26 abuts on the peripheral edge portion 222 of the diaphragm 22 and clamps the diaphragm 22 between it and the protrusion 121 a in the recess 12 a of the valve body portion 1 . In addition, the cylindrical portion 12 screwed into the base portion 11 presses downward to press the peripheral edge portion 222 from above, and the fluid flowing through the inflow path 111 and the outflow path 113 leaks to the outside from the vicinity of the peripheral edge portion 222. is prevented.

押さえアダプタ26は、ダイヤフラム22の弁開時および弁閉時のいずれにおいても、ダイヤフラム22の可動部分、言い換えれば中央部221に触れない。また、押さえアダプタ26とダイヤフラム22との接触面積は、弁開時および弁閉時で同一である。この構成によれば、弁開時と弁閉時とでダイヤフラム22の伝熱面積を一定にすることができる。ひいては、ダイヤフラム22からの伝導熱が一定になるため、弁の開閉状態に関わらず、後述する温度センサTによる正確な測温が可能である。 The pressing adapter 26 does not touch the movable portion of the diaphragm 22, in other words, the central portion 221, both when the valve of the diaphragm 22 is opened and when the valve is closed. Also, the contact area between the pressing adapter 26 and the diaphragm 22 is the same when the valve is open and when the valve is closed. With this configuration, the heat transfer area of the diaphragm 22 can be kept constant between when the valve is open and when the valve is closed. As a result, the conduction heat from the diaphragm 22 becomes constant, so regardless of the open/closed state of the valve, accurate temperature measurement by the temperature sensor T, which will be described later, is possible.

●第2ボンネット部4
第2ボンネット部4は、第1ボンネット部2上に配設される。
図2に示されるように、この第2ボンネット部4は、第2ボンネットボディ41、ステム43、バネ44を備える。
2nd bonnet part 4
The second bonnet portion 4 is arranged on the first bonnet portion 2 .
As shown in FIG. 2, the second bonnet portion 4 includes a second bonnet body 41, a stem 43, and a spring 44. As shown in FIG.

第2ボンネットボディ41は、円筒部12にねじ込み固定されており、センサボンネット24を上方から押圧することでセンサボンネット24はバルブボディ部1に対して固定される。
この第2ボンネットボディ41は略円柱形状からなり、中心部には、ステム43とディスク23が貫挿される貫挿孔41aが長さ方向に沿って設けられている。図2に示されるように、貫挿孔41a内ではステム43とディスク23が当接しており、ディスク23はステム43の上下動に連動して上下動する。第2ボンネットボディ41には、基台部11とは反対側の一端が開口すると共に、外側から凹部12a側へ貫通したスリット12bが設けられている。
The second bonnet body 41 is screwed and fixed to the cylindrical portion 12 , and the sensor bonnet 24 is fixed to the valve body portion 1 by pressing the sensor bonnet 24 from above.
The second bonnet body 41 has a substantially cylindrical shape, and is provided with a through-hole 41a in the center along the longitudinal direction, into which the stem 43 and the disk 23 are inserted. As shown in FIG. 2, the stem 43 and the disc 23 are in contact with each other in the insertion hole 41a, and the disc 23 moves up and down as the stem 43 moves up and down. The second bonnet body 41 is provided with a slit 12b that is open at one end opposite to the base portion 11 and penetrates from the outside toward the recess 12a.

ステム43は、駆動圧の供給と停止に応じて上下動し、ディスク23およびダイヤフラム押さえ25を介してダイヤフラム22をシート13に当接離反させる。
ステム43は、上面側においてバネ44の付勢力を受ける。
The stem 43 moves up and down according to the supply and stop of the drive pressure, and causes the diaphragm 22 to contact and separate from the seat 13 via the disk 23 and the diaphragm presser 25 .
The stem 43 receives the biasing force of the spring 44 on the upper surface side.

バネ44は、ステム43の外周面上に巻回されており、ステム43の上面に当接してステム43を下方、即ちダイヤフラム22を押下する方向に付勢している。 The spring 44 is wound around the outer peripheral surface of the stem 43 and contacts the upper surface of the stem 43 to urge the stem 43 downward, that is, in the direction of pushing down the diaphragm 22 .

●アクチュエータ部5
アクチュエータ部5は駆動流体が供給される開口部51を有する有底円筒形の部材である。アクチュエータ部5の内部空間には、内壁に沿って上下動可能な円盤状のピストン54が複数収容されていて、ピストン54の間は開口部51に連通する複数の駆動圧導入室52となっている。また、アクチュエータ部5の内部空間には、アクチュエータ部5外部と連通する駆動流体供給口LPが形成されている。開口部51は、ステム43の上端面に形成される開口部43aに接続されている。
Actuator 5
The actuator section 5 is a bottomed cylindrical member having an opening 51 to which driving fluid is supplied. A plurality of disc-shaped pistons 54 that can move up and down along the inner wall are accommodated in the inner space of the actuator section 5 , and a plurality of drive pressure introduction chambers 52 communicating with the opening 51 are formed between the pistons 54 . there is In addition, a driving fluid supply port LP communicating with the outside of the actuator section 5 is formed in the inner space of the actuator section 5 . The opening 51 is connected to an opening 43 a formed in the upper end surface of the stem 43 .

ここで、駆動圧の供給と停止に伴う弁の開閉動作について言及する。開口部42aに接続された導入管(図示省略)から駆動流体が供給されると、駆動流体はステム43内の駆動圧導入路432を介して駆動圧導入室52に導入される。これに応じて、ステム43はバネ44の付勢力に抗して上方に押し上げられる。これにより、ダイヤフラム22がシート13から離反して開弁した状態となり、流体が流路を流通する。
一方、駆動圧導入室52に駆動流体が導入されなくなると、ステム43がバネ44の付勢力に従って下方に押し下げられる。これにより、ダイヤフラム22がシート13に当接して閉弁した状態となって、流体の流通が遮断される。
Here, the opening and closing operations of the valve accompanying the supply and stop of the drive pressure will be referred to. When the drive fluid is supplied from an introduction pipe (not shown) connected to the opening 42a, the drive fluid is introduced into the drive pressure introduction chamber 52 through the drive pressure introduction path 432 in the stem 43. As shown in FIG. Accordingly, the stem 43 is pushed upward against the biasing force of the spring 44 . As a result, the diaphragm 22 is separated from the seat 13 to open the valve, and the fluid flows through the flow path.
On the other hand, when the drive fluid is no longer introduced into the drive pressure introduction chamber 52 , the stem 43 is pushed downward by the biasing force of the spring 44 . As a result, the diaphragm 22 comes into contact with the seat 13 and closes the valve, blocking the flow of fluid.

●センサ
流体制御装置Vは、機器内の動作を検出するためのセンサとして、センサボンネット24の内部に、圧力センサPと、温度センサTと、磁気センサMと、を備えている。各センサは、センサボンネット24の連通孔241dを介してセンサボンネット24の貫挿孔241aに面していて、ダイヤフラム22、ディスク23およびセンサボンネット24によって画定された空間に連通している。これにより圧力センサPは、当該空間内の圧力を検出することができる。
なお、圧力センサPが連通孔241dに通じる箇所にはパッキン等のシール部材が介装されており、気密状態が担保されている。
●Sensors The fluid control device V includes a pressure sensor P, a temperature sensor T, and a magnetic sensor M inside the sensor bonnet 24 as sensors for detecting the operation inside the device. Each sensor faces the through hole 241a of the sensor bonnet 24 via the communication hole 241d of the sensor bonnet 24 and communicates with the space defined by the diaphragm 22, the disk 23 and the sensor bonnet 24. Thereby, the pressure sensor P can detect the pressure in the space.
A seal member such as a packing is interposed in a portion where the pressure sensor P communicates with the communication hole 241d to ensure an airtight state.

温度センサTは、ダイヤフラム22、ディスク23およびセンサボンネット24によって画定された空間の温度を測定する。温度センサTを有する流体制御装置Vによれば、流体の制御と共に流体の温度を測定することができる。 Temperature sensor T measures the temperature of the space defined by diaphragm 22 , disc 23 and sensor bonnet 24 . According to the fluid control device V having the temperature sensor T, it is possible to control the fluid and measure the temperature of the fluid.

センサボンネット24の貫通孔241eには磁性体M2が取り付けられており、この磁性体M2は、マグネットホルダM10に取り付けられた磁石と共に磁気センサMを構成する。
この磁気センサMによって以下の通り、弁の開閉動作、及びステム43の移動量を検知することができる。即ち、マグネットホルダM10に保持される磁石M1がディスク23の上下動に応じて摺動するのに対し、磁性体M2はセンサボンネット24と共にバルブボディ部1内に固定されている。この結果、ディスク23の上下動に従って上下動するマグネットホルダM10に保持される磁石M1と、位置が固定されている磁性体M2との間に発生する磁界の変化に基づき、ディスク23およびダイヤフラム押さえ25の動作、ひいては弁の開閉動作、及びステム43の移動量を検知することができる。
なお、本実施形態では磁気センサMを用いたが、これに限らず、他の実施形態においては、光学式の位置センサ等、他の種類のセンサを用いることもできる。
A magnetic body M2 is attached to the through hole 241e of the sensor bonnet 24, and the magnetic body M2 constitutes the magnetic sensor M together with the magnet attached to the magnet holder M10.
The magnetic sensor M can detect the opening/closing operation of the valve and the amount of movement of the stem 43 as follows. That is, while the magnet M1 held by the magnet holder M10 slides according to the vertical movement of the disk 23, the magnetic body M2 is fixed inside the valve body portion 1 together with the sensor bonnet 24. FIG. As a result, the disc 23 and the diaphragm presser 25 are moved based on the change in magnetic field generated between the magnet M1 held by the magnet holder M10 which moves up and down according to the up and down movement of the disc 23 and the magnetic body M2 whose position is fixed. , the opening and closing operation of the valve, and the amount of movement of the stem 43 can be detected.
In addition, although the magnetic sensor M is used in this embodiment, it is not limited to this, and other types of sensors such as an optical position sensor can also be used in other embodiments.

圧力センサP、温度センサTと磁気センサMには夫々、可撓性を有する通信用のフレキシブルケーブル60の一端が接続しており(磁気センサMについては、詳細には磁性体M2に接続している)、フレキシブルケーブル60の他端は、流体制御装置Vの外側に設けられた回路基板に接続している。さらに、回路基板には外部端子接続用の略矩形状のコネクタが設けられており、これにより、圧力センサP、温度センサT、および磁気センサMによって測定されたデータを抽出することができる。コネクタの種類や形状は、各種の規格に応じて適宜に設計し得る。 One end of a flexible communication cable 60 is connected to each of the pressure sensor P, the temperature sensor T, and the magnetic sensor M (more specifically, the magnetic sensor M is connected to the magnetic body M2). ), and the other end of the flexible cable 60 is connected to a circuit board provided outside the fluid control device V. FIG. Furthermore, the circuit board is provided with a substantially rectangular connector for connecting external terminals, so that the data measured by the pressure sensor P, the temperature sensor T, and the magnetic sensor M can be extracted. The type and shape of the connector can be appropriately designed according to various standards.

このような構成からなる流体制御装置Vによれば、容易に磁気センサMの検出精度を担保することができる。また、圧力センサP、温度センサT及び磁気センサMによって検出されたデータを外部へ出力させることができる。そして、このようなデータは、弁の開閉動作、ダイヤフラム22の破損等によるリーク、流体制御装置Vの経年劣化や個体差などを把握するための情報となり得る。 According to the fluid control device V having such a configuration, the detection accuracy of the magnetic sensor M can be easily ensured. In addition, data detected by the pressure sensor P, the temperature sensor T, and the magnetic sensor M can be output to the outside. Such data can serve as information for understanding valve opening/closing operations, leaks due to breakage of the diaphragm 22, aging deterioration of the fluid control device V, individual differences, and the like.

1 バルブボディ部
11 基台部
12 円筒部
13 シート
2 ボンネット部
22 ダイヤフラム
23 ディスク
231 ロックナット
24 センサボンネット
241 センサホルダ
25 ダイヤフラム押さえ
26 押さえアダプタ
4 第2ボンネット部
41 第2ボンネットボディ
43 ステム
44 バネ
60 フレキシブルケーブル
M10 マグネットホルダ
M 磁気センサ
M1 磁石
M2 磁性体
Reference Signs List 1 valve body portion 11 base portion 12 cylindrical portion 13 seat 2 bonnet portion 22 diaphragm 23 disk 231 lock nut 24 sensor bonnet 241 sensor holder 25 diaphragm holder 26 holding adapter 4 second bonnet portion 41 second bonnet body 43 stem 44 spring 60 Flexible cable M10 Magnet holder M Magnetic sensor M1 Magnet M2 Magnetic body

Claims (4)

シートに当接離反することで流路を遮断開放するダイヤフラムと、
上下動可能に設けられ前記ダイヤフラムを押圧するディスクと、
磁石および磁性体を含む磁気センサと、
前記磁石および前記磁性体の一方を保持し、前記ディスクが挿通される円環状のマグネットホルダと、
前記マグネットホルダの半径方向外側に位置し、前記磁石および前記磁性体の他方を保持するセンサホルダと、
前記ディスクに螺合して前記マグネットホルダを固定するロックナットと、
を備え、
前記センサホルダは、半径方向内側に突出する位置決め部材を有し、
前記マグネットホルダの外周には、前記位置決め部材が係合する凹部が形成されている、
流体制御装置。
a diaphragm that blocks and opens the flow path by coming into contact with and separating from the sheet;
a disc that is vertically movable and presses the diaphragm;
a magnetic sensor including a magnet and a magnetic material;
an annular magnet holder that holds one of the magnet and the magnetic body and through which the disk is inserted;
a sensor holder positioned radially outward of the magnet holder and holding the other of the magnet and the magnetic body;
a lock nut that screws onto the disk to fix the magnet holder;
with
The sensor holder has a positioning member protruding radially inward,
An outer circumference of the magnet holder is formed with a concave portion that engages with the positioning member.
Fluid control device.
前記センサホルダは非磁性体により形成されている、
請求項1記載の流体制御装置。
The sensor holder is made of a non-magnetic material,
The fluid control device according to claim 1.
前記マグネットホルダは非磁性体により形成されている、
請求項1又は2記載の流体制御装置。
The magnet holder is made of a non-magnetic material,
3. The fluid control device according to claim 1 or 2.
前記マグネットホルダには前記磁石が保持され、前記センサホルダには前記磁性体が保持されている、
請求項1乃至3のいずれかに記載の流体制御装置。
The magnet holder holds the magnet, and the sensor holder holds the magnetic body,
The fluid control device according to any one of claims 1 to 3.
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