JP3262225B2 - 流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、流量制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造装置においては、各
種のガスが用いられるが、これらのガスの流量を制御す
るため、各ガスの供給流路には流量制御装置が介装され
ている。また、特開平６−３４１８８０号公報には、調
節弁の開度を制御して流量を制御する流量制御装置が開
示されている。

【０００３】図１８はかかる従来の流量制御装置の構成
を示すブロック図である。図１８において、１は流量制
御装置、２はセンサ、３はセンサ２と並列に設けられた
ガス流通路であるバイパス、４はバルブ、５はセンサ
管、６ａ，６ｂはサーモレジスタ、７はブリッジ回路、
８は増幅回路、９はガスの流量を設定するためのコント
ロール信号入力端子が備えられた設定器であり、例えば
可変抵抗器のつまみを目盛りにあわせて数値を設定する
ようになっている。１０は比較制御回路、１１は流量の
表示器、１２は電源である。

【０００４】次に動作について説明する。ガスの流量は
設定器９により設定される。ガスの流量を設定するに
は、設定器９のつまみを回して所定の目盛りに合わせ
る。この流量制御装置では、ガスの流量を所定の流量に
設定するだけでなく、全閉に設定することもできる。即
ち、設定値を０にすればバルブ４が全閉となり、所定の
流量に設定すれば、その設定値となるようにバルブ４を
制御するようになる。

【０００５】ガスがセンサ管５を通過したとき、そのガ
スの比熱により、サーモレジスタ６ａ，６ｂが冷却され
てその抵抗値が変化する。この２個のサーモレジスタ６
ａ，６ｂの抵抗値変化をブリッジ回路７より出力として
取り出し、その抵抗値の変化量をガスの流量に対応させ
て増幅回路８よりセンサ信号として電気的に出力する。
ガスはバイパス３により分流され、センサ流量との分流
比から総流量が検知される。前記増幅回路８からのセン
サ信号を比較制御回路１０で設定器９の設定信号と比較
して、該比較制御回路１０の出力に基づいて流量制御用
のバルブ４を制御して目的の流量になるように制御す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の流量制御装置は
以上のように構成されているので、バルブ４を全閉にし
たいときには、設定器９のつまみを回して調節しなけれ
ばならない。

【０００７】しかし、一旦バルブ４を全閉にしてから再
び元の設定値に戻して使用する場合、設定器９のつまみ
を回す操作が必要となり、また、一度設定した設定値を
忘れないようにするために元の設定値を記録しておく必
要がある等、作業が煩雑になるという問題があった。

【０００８】さらに、従来の流量制御装置を複数台使用
して例えば燃焼用バーナの燃料の制御を行う場合、燃焼
を停止するときは、燃料ガス用の流量制御装置を全閉と
し、空気用の流量制御装置を全開とすることで燃焼を停
止すると同時に、バーナ配管内に残っている未燃焼ガス
を完全に排出する必要があるが、設定器９の操作ではバ
ルブ４を強制的に全開にすることが出来ないという問題
があった。すなわち、設定器９を最大流量に設定したと
しても、流体供給側の圧力が高い場合にはバルブ４は全
開しない開度に保たれるため、必ずしも全開にはならな
いのである。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、所定の動作状態を容易に実現でき
る流量制御装置を得ることを目的とする。

【００１０】また、この発明は、動作モードの切り替え
を無電圧接点入力として、動作モード選択のための電圧
源を外部に設ける必要をなくすとともに、単一電源で動
作可能な配線作業が簡略化できる流量制御装置を得るこ
とを目的とする。

【００１１】また、この発明は、設定されている動作モ
ードが突然切り替えられるなどの危険性をなくすことが
可能な流量制御装置を得ることを目的とする。

【００１２】また、この発明は、無電圧接点により制御
モードが選択されている場合でも前記入力スイッチによ
る動作モードの設定が可能な流量制御装置を得ることを
目的とする。

【００１３】 また、この発明は、流量制御装置単独使用
の場合であても、所定の条件が成立すると、その条件に
応じて、予め設定された動作モードへ移行できる流量制
御装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】１．この発明に係る流量
制御装置は、被測定流体は燃焼用の気体であり、前記流
量検出手段によって検出された被測定流体の流量が所定
流量となるように調節弁の開度を制御する制御モードお
よび前記調節弁を全閉する全閉モードおよび前記調節弁
を全開する全開モードを少なくとも含む複数種類の動作
モードの中から、いずれかの動作モードを選択する動作
モード選択手段を備えると共に、前記制御モードにあっ
て前記全閉モードが選択されたときにはその他のモード
を経ることなく前記全閉モードヘ直接移行するものであ
り、さらに前記制御モードにあっ て前記全開モードを選
択するには、他のモードを選択する操作とは異なる操作
を必要とするものである。

【００１５】 ２．この発明に係る流量制御装置は、流量
検出手段によって検出された被測定流体の流量が所定流
量となるように調節弁の開度を制御する制御モードおよ
び前記調節弁を全閉する全閉モードを少なくとも含む複
数種類の動作モードの中から、いずれかの動作モードを
選択する動作モード選択手段を備えると共に、前記制御
モードにあって前記全閉モードが選択されたときにはそ
の他のモードを経ることなく前記全閉モードヘ直接移行
するものであり、前記動作モードのうちのいずれかが選
択されてから新たなモードヘの切替えが行われず所定の
時間が経過したときに、この動作モードを記憶する不揮
発性メモリを設けたものである。

【００１６】 ３．この発明に係る流量制御装置は、動作
モード選択手段により３つのモードのうちのいずれかが
選択されたときに、点灯、消灯、点滅の３つの状態によ
って３つのモードを表示する動作モード表示手段を備え
たものである。

【００１７】 ４．この発明に係る流量制御装置は、動作
モードのうちのいずれかが選択されたときに、この動作
モードを記憶する不揮発性メモリを設けたものである。

【００１８】 ５ ．この発明に係る流量制御装置は、接地
電位の有無を外部から入力するための無電圧接点入力回
路を有する動作モード選択手段を備えたものである。

【００１９】 ６ ．この発明に係る流量制御装置は、動作
モードの選択が予め設定され、所定の条件をもとに前記
設定された動作モードへの移行を行うための設定動作モ
ード移行手段を備えているものである。。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１. 図１は本発明に係る流量制御装置の実施の形態１の構成
を示す図であり、図１において、２１は流量制御装置で
ある。この流量制御装置２１はソレノイド弁（調節弁）
を備え、動作モードに応じてこのソレノイド弁の開度を
調節するようにし、かつ、この動作モードと被測定流体
の流量とを表示できるようにしたものである。尚、動作
モードについては後述する。

【００２１】 ２２は流量制御装置２１の流路ブロック、
２３は入口配管接続用ブロック、２５は被測定流体が流
れる円形断面の流路である。また、３１は被測定流体の
流れを整えるステンレス製の整流用金網、３２はステン
レス製の整流用金網３１を挟持するリング状のスペー
サ、３３はスペーサ３２を係止するための段部、３４は
被測定流体の流量を検出するマイクロフローセンサ（流
量検出手段）である。なお、この実施の形態１の被測定
流体としては、例えば、空気、窒素、アルゴン、炭酸、
酸素などの気体を対象としているが、本発明の対象はこ
れに限らず、液体用の流量計であってもよい。

【００２２】 マイクロフローセンサ３４には、例えば、
本願出願人が特願平３−１０６５２８号に係る明細書等
において開示した半導体ダイアフラム構成のものを使用
することができる。すなわち、このマイクロフローセン
サ３４は、図示例を省略するが、発熱部とこの発熱部の
上流側および下流側に配設された２つの温度検出部を有
し、これら２つの温度検出部によって検出される温度の
差を一定に保つために必要な発熱部に対する供給電力か
ら流速に対応する流量を求めたり、あるいは一定電流ま
たは一定電力で発熱部を加熱し、２つの温度検出部によ
って検出される温度の差から流量を求めるたりすること
ができるように形成されている。そして、このマイクロ
フローセンサ３４は、熱絶縁されたきわめて薄いダイア
フラム構造を採用しているため、高速応答、低消費電力
という特長を備えている。また、当然ながらこれに限ら
ず従来から公知の流量測定手段のうちから最適なものを
用いればよい。３５〜３７は例えば合成ゴムからなるＯ
リングである。

【００２３】 ４１は被測定流体の流れを制御するソレノ
イド弁（調節弁）、４２は被測定流体が流れる流路４３
と流路４４とが形成された弁座、４５は流路４３と流路
４４とを連通する弁室、４６は弁室４５に収納されて流
路４４を開閉する弁体、４７は弁体４６に連結された磁
性体のプランジャ、４８は通電されてプランジャ４７を
上下させるソレノイドコイル、４９は流路ブロック２２
と弁座４２との間をシールするシールリングである。

【００２４】 ここで言う動作モードとは、この流量制御
装置の動作状態を規定する機能のことである。例えば、
‘制御モード’とはマイクロフローセンサ３４によって
検出された被測定流体の流量が設定流量となるようにソ
レノイド弁４１の開度を制御する動作状態を言い、‘全
閉モード’とは、流量設定値にもマイクロフローセンサ
３４の検出流量にもよらずにソレノイド弁４１を強制的
に全閉にする動作状態を言い、‘全開モード’とは流量
設定値にもマイクロフローセンサ３４の検出流量にもよ
らずにソレノイド弁４１を設定された最大開度（必ずし
も１００％開度とは限らない）に強制的にする動作状態
を言う。その他、‘試験モード’、‘自己診断モー
ド’、‘保守点検モード’など、必要に応じて数々の動
作状態を規定することが出来る。

【００２５】 ５１は制御部、５２はマイクロフローセン
サ３４からのセンサ信号を処理する信号処理回路、５３
はソレノイド弁４１を駆動する駆動回路、５４は制御部
５１に所定の指令信号を入力するための入力スイッチ
（操作スイッチ）、５５は現在の運転状態を表示するＬ
ＥＤ表示灯、５６は被測定流体の流量または動作モード
を文字表示する４桁の７セグメント表示器（動作モード
表示手段）、５７は信号処理回路５２によって処理され
た被測定流体の流量の検出値、入力スイッチ５４からの
指令信号を入力し、これらの信号に基づいて駆動回路５
３を制御するＣＰＵ（動作モード選択手段、動作モード
表示手段、操作スイッチ入力無効手段、出力手段、初期
状態復帰手段、設定動作モード移行手段）、５８はＣＰ
Ｕ５７に電圧、電流を供給するとともにＣＰＵ５７との
間で信号を入出力するためのコネクタ（出力手段）、５
９は設定操作や演算処理のためのアルゴリズム、制御プ
ログラムなどが予め書き込まれているＲＯＭ、６０はそ
の流量制御装置に応じたパラメータ、動作モード等を記
憶するＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）、６１は測定さ
れた流量データなどを随時保存するＲＡＭである。

【００２６】 次に入力スイッチ５４の各スイッチとＬＥ
Ｄ表示灯５５の各ランプの機能について説明する。５４
−１は後述するフローチャートに従って動作モードを切
り替えるときに押すＲＵＮスイッチ（動作モード選択手
段）であり、この切り替え動作については後述する。５
４−２は設定を行うときに押すＳＨＩＦＴスイッチ、５
４−３，５４−４は、それぞれ設定値を変更するときに
押すダウンスイッチ（▽）、アップスイッチ（△）、５
４−５は、アップスイッチ５４−４、ダウンスイッチ５
４−３により設定値を変更したとき、変更したその設定
値を確定させるときに押すＥＮＴスイッチであり、ＥＮ
Ｔスイッチ５４−５はアラーム、リセットや積算リセッ
ト等をするスイッチとしても使用される。５４−６は７
セグメント表示器５６の表示内容を切り替えるときに押
すＤＩＳＰスイッチであり、表示内容はＤＩＳＰスイッ
チ５４−６を押す毎に瞬時ＰＶ値（流量計測値）→瞬時
ＳＰ値（流量設定値）→積算ＰＶ値→瞬時ＰＶ値→…の
ように循環して切り替わる。

【００２７】 ５５−１は７セグメント表示器５６に表示
された内容がＳＰ表示のときに点灯するＳＰランプ、５
５−２は７セグメント表示器５６に表示された内容がＰ
Ｖ表示のときに点灯するＰＶランプ、５５−３は瞬時流
量が設定値に一致している時に点灯し、動作モードが全
開モードのときに点滅するＯＫランプ（動作モード表示
手段）、５５−４は異常検出時に点灯するＡＬＡＲＭラ
ンプ、５５−５は７セグメント表示器５６に表示された
内容が積算流量を示すときに点灯するＬランプ、５５−
６は７セグメント表示器５６に表示された内容が瞬時流
量を示すときに点灯するＬ／ｍｉｎランプである。

【００２８】 次に、図２のフローチャートに基づいて動
作について説明する。まず、入力スイッチ５４のＲＵＮ
スイッチ５４−１が押されたときは動作モードを切り替
えると判定してステップＳＴ１からステップＳＴ２に進
む。ステップＳＴ２では、ＲＵＮスイッチ５４−１が押
された時間が２秒未満か否かを判定する。

【００２９】 ＲＵＮスイッチ５４−１が押された時間が
２秒未満のときは、全閉モード又は制御モードの選択を
行うため、ステップＳＴ３に進み、前回のモードが全閉
モードであったか否かを判定する。前回のモードが全閉
モードではなかったと判定したとき、即ち、前回のモー
ドが制御モードであったと判定したときは、ステップＳ
Ｔ４に進み、全閉モードを選択する。ステップＳＴ５で
は、ＯＫランプ５５−３を消灯させて全閉モードである
ことを示す。このとき、７セグメント表示器５６にも
「ＯＦＦ」と表示する。

【００３０】 また、ステップＳＴ３において、前回のモ
ードが全閉モードであると判定したときは、ステップＳ
Ｔ６に進み、制御モードを選択する。そして、７セグメ
ント表示器５６には流量を表示し、流量が７セグメント
表示器５６に表示された値になるようにソレノイド弁４
１を制御する。流量が設定値に一致した時、ステップＳ
Ｔ７に進み、ＯＫランプ５５−３を点灯させて制御モー
ドになったことを表示する。

【００３１】 次に、ＲＵＮスイッチ５４−１が押された
時間が２秒以上のときは、ステップＳＴ２からステップ
ＳＴ８に進み、全開モードを選択する。ステップＳＴ９
では、ＯＫランプ５５−３を点滅させて全開モードであ
ることを表示する。また、７セグメント表示器５６にも
「ＦＵＬＬ」と表示する。尚、ステップＳＴ４、ステッ
プＳＴ６、ステップＳＴ８が動作モード選択手段に相当
し、ステップＳＴ５、ステップＳＴ７、ステップＳＴ９
が動作モード表示手段に相当する。そして、ステップＳ
Ｔ１０にて切り替えられた今回のモードをＥＥＰＲＯＭ
６０に記憶しておく。

【００３２】 以上のように、この実施の形態１によれ
ば、１つのＲＵＮスイッチ５４−１を操作するだけで、
簡単に動作モードの設定をすることができ、制御モード
に戻したときは元の設定値に戻るので、操作が容易とな
る効果が得られる。

【００３３】 また、スイッチの数も少なく、動作モード
を切り替えるための信号線の数も少なくなる。従って、
少ない部品点数で動作モードの切り替えを実現でき、製
品コストを抑えることができ、信号線も短くなってノイ
ズ等による誤動作のおそれも少なくなる。

【００３４】 また、前述したような燃焼用バーナの燃料
の制御に使用する場合は、燃焼中に燃料ガス用の流量制
御装置を誤って全開にしてしまうと火炎が必要以上に大
きくなり、また不完全燃焼の恐れもあり危険であるが、
２秒間ＲＵＮスイッチ５４−１を押さなければ全開モー
ドは選択されないので、誤って全開モードが選択される
のを防止することができる。

【００３５】 また、ＯＫランプ５５−３が点灯、消灯又
は点滅して、全閉モード、制御モード、全開モードの３
つのモードを表示するので、どのモードが選択されてい
るかを確認できるという効果がある。

【００３６】 さらに、動作モードがＥＥＰＲＯＭ６０に
記憶されるので、電源の再投入時に前回と同じモードに
復帰し、停電等があってもモードを設定し直す手間を省
くことができるという効果がある。

【００３７】 なお、動作モードを切り替えてから新たな
動作モードへの切り替えがなければ、所定時間経過後
に、この動作モードをＥＥＰＲＯＭ６０に記憶するよう
にしてもよい。このようにすれば、ＥＥＰＲＯＭ６０へ
の書き込み回数を減らすことができ、ＥＥＰＲＯＭの書
き込み寿命回数に達する時間が長くなる。

【００３８】 また、動作モード選択手段として、本実施
の形態１では押しボタン式のＲＵＮスイッチ５４−１を
用いたが、図３に示すように外部から所定の電圧信号を
加えてそれに応じた動作モードを選択するように構成し
ても良い。

【００３９】 また、図４に示すように、３つのモード表
示用ＬＥＤと３つのモーメンタリスイッチＳＷを流量制
御装置２１に接続した構成にしてもよい。

【００４０】 また、図５に示すように、モーメンタリス
イッチＳＷを操作するたびに、全閉→全開→制御と順次
切り替えられ、３つのモード表示用ＬＥＤと１つのモー
メンタリスイッチＳＷを流量制御装置２１に接続した構
成であってもよい。

【００４１】 また、動作モード表示手段として、実施の
形態１ではＯＫランプ５５−３を用いたが、７セグメン
ト表示器５６に動作モードを表示するようにしてもよい
し、液晶表示器を用いることもできる。さらに数字表示
ではなく棒グラフを表示するような表示器を用いて流量
を表示することもできる。このような表示器で動作モー
ドを表示するには、例えば各モードに応じた時間間隔で
棒グラフを点滅表示すればよい。

【００４２】 また、調節弁として、実施の形態１ではソ
レノイド型のものを用いたが、当然のことながらこれに
限らず、電動モータや空気プランジャをアクチュエータ
として用いたものや、ボール弁、バタフライ弁等を用い
たもの等、様々な応用例を採用することが可能である。
また、全開モードを選択した場合は流量制御装置として
ではなく、流量計として使用することも可能である。

【００４３】 また、前記実施の形態１の図３に示すよう
な動作モード選択手段を有した流量制御装置では、動作
モードとして制御モード／全開モード／全閉モードの３
種類あり、これらモードの切り替えは、図６に示すよう
に外部からの電圧入力（例えば、オープン／＋１５ｖ／
−１５ｖ）により行うものである。

【００４４】 また、このような流量制御装置を複数使用
して例えば燃焼用のバーナの燃料の制御を行う場合、い
ずれかの流量制御装置に異常が発生してアラームが出力
された場合には、燃料ガス用の流量制御装置を全閉、空
気用の流量制御装置を全開とすることで、燃焼を停止さ
せるとともに、バーナ配管内に未燃焼ガスが残っている
のを防ぐ必要がある。このための各流量制御装置の配線
接続構成は図７に示すような構成となる。

【００４５】 図７において、１０１は全開／全閉の状態
へ切り替える電圧入力のためのリレー回路、１０２はア
ラームリセット（警報が出力されていない状態に戻すこ
と）を行う際に各流量制御装置への電源を遮断するため
のアラームリセットスイッチ、ＭＦＣ１は燃料ガス用の
流量制御装置、ＭＦＣ２は空気用の流量制御装置、ＭＦ
Ｃ３は酸素用の流量制御装置である。このように、全開
／全閉の状態へ切り替えるためのリレー回路などの外部
回路やリセットスイッチを設ける必要がある。

【００４６】 また、図８は、この実施の形態１の流量制
御装置を単独使用する場合の電源供給回路（＋１５ｖ，
ＧＮＤ，−１５ｖ）と動作モード切替スイッチ１０３と
アラームランプ１０４を有した外部回路の構成を示す配
線回路図である。

【００４７】 また、図９は、この実施の形態１の流量制
御装置においてアラーム出力が発生したときにその流量
制御装置を全閉にするための回路構成の一例を示す回路
図である。図９において、１０５はフォトカプラであ
る。

【００４８】 実施の形態２． 上記のとおり、実施の形態１において図７の構成を採る
場合、リレー回路などの外部回路を設ける必要があって
システムの構成が複雑であるという難点が残されてい
た。また、アラームリセットを行う際に各流量制御装置
への電源を遮断するために電流容量の大きい高価なスイ
ッチを用いる必要があるという難点が残されていた。実
施の形態２は、これらについての改善を試みたものであ
る。また、この実施の形態２の流量制御装置の基本構成
は、図１に示した流量制御装置の構成と同様であるが、
図１０および図１１に示すように単一電源で動作する構
成を有している。

【００４９】 ここで、この単一電源で動作する流量制御
装置について説明する。図１０はこの単一電源で動作す
る流量制御装置を示す構成図、図１１はマイクロフロー
センサ３４（温度検出部Ｒ_Ｕ，Ｒ_Ｄのみ図示し、発熱部
は省略））とセンサ出力回路の構成を示す回路図であ
る。なお、図１０において図１と同一または相当の部分
については同一の符号を付し説明を省略する。図１０に
おいて、１４８は検出素子３４、信号処理回路５２、Ｃ
ＰＵ５７へ単一電源を供給するためのコネクタ、１４９
はＡＣアダプタ入力用のコネクタである。また、図１１
において、７０はマイクロフローセンサ３４用の電源、
７１は単一電源Ｂにより動作し、マイクロフローセンサ
３４の出力を処理する差動アンプ回路である。差動アン
プ回路７１は信号処理回路５２が備えている。

【００５０】 この実施の形態２は、動作モードの切り替
えを外部からの無電圧接点入力により行うとともに供給
される電源を単一電源とした流量制御装置を提供するも
のである。

【００５１】 また、前記動作モードを切り替える無電圧
接点入力のための無電圧接点入力回路とは別に設けられ
た動作モード選択のための入力スイッチ５４からの入力
操作を、前記無電圧接点入力により所定の動作モードが
選択されている場合に無効にすることが可能な流量制御
装置を提供するものである。

【００５２】 また、前記無電圧接点入力のための無電圧
接点入力回路とは別に設けられた動作モード選択のため
の入力スイッチ５４からの入力に対し、前記無電圧接点
入力により制御モードが選択されている場合には、一
度、制御モードに移行し、その後、前記入力スイッチ５
４による入力を優先するようにした流量制御装置を提供
するものである。

【００５３】 また、所定の条件が成立したときにアラー
ムやイベントなどを含む信号をコネクタ５８やＬＥＤ表
示灯５５へ出力できる流量制御装置を提供するものであ
る。

【００５４】 また、無電圧接点入力により制御モードが
選択されている場合には、一度、制御モードに移行する
とともに、前記アラームやイベントなどを含む信号を初
期状態に復帰可能な流量制御装置を提供するものであ
る。

【００５５】 図１２は、この実施の形態２の流量制御装
置の内部回路の構成を示す部分回路図であり、１１１は
電源（＋１５ｖ）供給端子、１１２は基準電源（ＧＮ
Ｄ）供給端子、１１３は無電圧接点による全開動作モー
ド選択信号の入力端子、１１４は無電圧接点による全閉
動作モード選択信号の入力端子、１１５はオープンコレ
クタ出力のアラーム出力端子（出力手段）である。

【００５６】 Ｑ１は入力端子１１３から全開動作モード
選択信号（接地電位）が入力されることでオフとなる全
開動作モード選択信号入力用トランジスタ、Ｑ２は入力
端子１１４から全閉動作モード選択信号（接地電位）が
入力されることでオフとなる全閉動作モード選択信号入
力用トランジスタ、Ｑ３はアラーム出力端子１１５のオ
ープンコレクタ出力用トランジスタ（出力手段）であ
る。

【００５７】 図１３は、前記動作モードを切り替えるた
めの無電圧接点を有した外部回路の構成を示す回路図で
あり、図１２の各端子に接続して用いるものである。図
１３において、１２１は例えば＋１５ｖの単一電源であ
る。１２２は前記無電圧接点を有した外部回路であり、
可動接点Ｎを固定接点Ａ側へ倒した場合、可動接点Ｎは
接地され、動作モードとして全閉動作モート゛が選択され
る。また、可動接点Ｎを固定接点Ｃ側へ倒した場合、可
動接点Ｎは接地され、動作モードとして全開動作モート゛
が選択される。また、可動接点Ｎを固定接点Ｂ側へ倒し
た場合、可動接点Ｎは浮いた状態になり、動作モードと
して制御モート゛が選択される。１２３はアラームランプ
回路である。

【００５８】 次に、動作について説明する。この実施の
形態２の流量制御装置は、図１０および図１１に示すよ
うに＋１５ｖの単一電源により動作し、入力回路は図１
２に示すように無電圧接点の入力が可能であり、流量制
御装置へ供給する電源の配線作業が容易になり、また、
動作モード設定のための電圧源を外部へ設ける必要がな
くなる。

【００５９】 次に、この実施の形態２の流量制御装置が
備えている、前記無電圧接点入力回路により所定の動作
モード（全閉動作モード、全開動作モード）が選択され
ている場合に前記無電圧接点入力回路とは別に設けられ
た動作モード選択のための入力スイッチ５４からの入力
操作を無効にする機能について説明する。

【００６０】 図１４は、この入力スイッチ５４からの入
力操作を無効にする機能についての動作を示すフローチ
ャートである。先ず、無電圧接点入力により設定されて
いる動作モードが全閉動作モードであるか判定し（ステ
ップＳＴ１１１）、この結果、全閉動作モードが設定さ
れていれば、入力スイッチ５４による入力を無効にする
（ステップＳＴ１１３）。一方、ステップＳＴ１１１に
おいて、全閉動作モードが設定されていなければ、次
に、無電圧接点により設定されている動作モードが全開
動作モードであるかを判定する（ステップＳＴ１１
２）。この結果、全開動作モードが設定されていれば、
入力スイッチ５４による入力を無効にする（ステップＳ
Ｔ１１３）。

【００６１】 従って、動作モードを切り替える外部回路
１２２の無電圧接点とは別に設けられた動作モード選択
のための入力スイッチ５４からの入力操作を、前記無電
圧接点により全閉動作モードまたは全開動作モードが選
択されている場合に無効にすることができ、特に、アラ
ーム発生時などで外部から無電圧接点により全閉動作モ
ードまたは全開動作モードに移行している状態で、操作
スイッチ５４により不用意に制御モードへ切り替えられ
てしまうのを防ぐことが出来る。

【００６２】 次に、この実施の形態２の流量制御装置が
備えている、動作モード選択のための入力スイッチ５４
からの入力に対し、前記無電圧接点入力により制御モー
ドが選択された場合、一度、制御モードに移行し、その
後、前記入力スイッチ５４による入力を優先する機能に
ついて説明する。

【００６３】 図１５は、この入力スイッチ５４による入
力を優先する機能についての動作を示すフローチャート
である。先ず、外部回路１２２の無電圧接点により制御
モードが選択されているかどうかを判定する（ステップ
ＳＴ２１１）。この結果、制御モードが選択されていな
ければ、入力スイッチ優先フラグに０をセットして無電
圧接点により選択されている動作モードへ移行する（ス
テップＳＴ２１２）。一方、ステップＳＴ２１１におい
て制御モードが選択されていれば、入力スイッチ優先フ
ラグの状態をチェックし（ステップＳＴ２１３）、フラ
グが０（入力スイッチ非優先）ならば、フラグに１をセ
ットして一度、制御モードへ移行する。これにより次回
ステップＳＴ２１３においてフラグが１（入力スイッチ
優先）となり、入力スイッチから動作モード選択入力が
あるかどうかチェックし（ステップＳＴ２１５）、入力
があれば、入力スイッチにより選択された動作モードへ
移行する（ステップＳＴ２１６）。

【００６４】 従って、入力スイッチ５４からの入力に対
し、外部回路１２２の無電圧接点により制御モードが選
択されている場合、一度、制御モードに移行し、その
後、前記入力スイッチ５４による入力を優先することが
でき、前記無電圧接点により制御モードが選択されてい
る場合には前記入力スイッチによる動作モードの設定が
可能になる。

【００６５】 次に、この実施の形態２の流量制御装置が
備えている、所定の条件が成立したときにアラームやイ
ベントなどを含む信号をコネクタ５８やＬＥＤ表示灯５
５へ出力する機能について説明する。なお、以下の説明
では、前記機能を、アラームをオープンコレクタ出力と
してアラーム出力端子１１５から外部出力する機能とし
て説明する。

【００６６】 図１６は、このアラームやイベントなどを
含む信号をコネクタ５８やＬＥＤ表示灯５５へ出力する
機能を利用し、流量制御装置のアラーム出力状態に応じ
各流量制御装置でさまざまな動作モードを強制設定する
ことを可能にするための回路配線図である。ＭＦＣ１，
ＭＦＣ２，ＭＦＣ３は図７で説明したように流量制御装
置である。１３１はアラームリセットスイッチ、Ｌは各
流量制御装置のアラーム出力端子１１５が共通接続され
る共通接続線である。

【００６７】 次に、動作について説明する。各流量制御
装置のいずれかでアラーム出力が発生した場合に、それ
ぞれの流量制御装置で所定の動作モードへ強制的に移行
するように、図１２に示す各流量制御装置のアラーム出
力端子１１５は共通接続線Ｌへ共通接続される。そし
て、その共通接続線Ｌと各流量制御装置で強制的に移行
すべき動作モードの入力端子１１３または入力端子１１
４とがアラームリセットスイッチ１３１を介して接続さ
れる。

【００６８】 すなわち、流量制御装置ＭＦＣ１では、各
流量制御装置のいずれかでアラーム出力が発生した場
合、強制的に全閉動作モードに移行するように、流量制
御装置ＭＦＣ１の入力端子１１４が前記アラーム出力端
子１１５の共通接続線Ｌへアラームリセットスイッチ１
３１を介して接続される。

【００６９】 また、流量制御装置ＭＦＣ２では、各流量
制御装置のいずれかでアラーム出力が発生した場合、強
制的に全開動作モードに移行するように、流量制御装置
ＭＦＣ２の入力端子１１３が前記アラーム出力端子１１
５の共通接続線Ｌへアラームリセットスイッチ１３１を
介して接続される。

【００７０】 また、流量制御装置ＭＦＣ３では、各流量
制御装置のいずれかでアラーム出力が発生した場合、強
制的に全閉動作モードに移行するように、流量制御装置
ＭＦＣ３の入力端子１１４が前記アラーム出力端子１１
５の共通接続線Ｌへアラームリセットスイッチ１３１を
介して接続される。

【００７１】 なお、アラームリセットスイッチ１３１を
押下した場合、各流量制御装置の動作モードの入力端子
１１３または入力端子１１４は、アラーム出力によりグ
ランドレベルになっている共通接続線Ｌと切り離される
ことから、各流量制御装置では動作モードとして制御モ
ードが選択される。そして、それ以降は図１５に示すフ
ローチャートに従い、入力スイッチ５４により入力され
た動作モードが優先される。

【００７２】 次に、この実施の形態２の流量制御装置が
備えている、無電圧接点により制御モードが選択されて
いる場合、一度、制御モードに移行するとともに、アラ
ーム出力端子１１５から出力されているアラームやイベ
ントなどの信号を初期状態に復帰する機能について説明
する。

【００７３】 図１７は、アラームやイベントなどの信号
を初期状態に復帰する機能についての動作を示すフロー
チャートである。先ず、無電圧接点入力により制御モー
ドが選択されたか否かを判定する（ステップＳＴ３２
１）。この判定は、入力端子１１３と入力端子１１４い
ずれもグランドレベルへ接続されない状態、すなわち全
開動作モード選択信号入力用トランジスタＱ１と全閉動
作モード選択信号入力用トランジスタＱ２の両方が共に
オンになったのを検出することで、制御モードが選択さ
たと判定する。

【００７４】 制御モードが選択されると、制御モードへ
移行し（ステップＳＴ３２２）、次いで、出力信号のリ
セット、例えばアラーム出力端子１１５からアラーム出
力が発生していれば、そのアラーム出力をリセットし、
初期状態へ復帰する（ステップＳＴ３２３）。

【００７５】 従って、図７で行なっていた流量制御装置
の電源リセットによる出力信号のリセットを行わなくて
も、無電圧接点入力による制御モードの選択により出力
信号のリセットを行うことが出来るため、電源リセット
によるリセットに必要であった電流容量の大きなリセッ
トスイッチを使用しなくても出力信号のリセットを行う
ことが出来る。また、図７で使用していたリレー等の外
部部品は使用する必要がなくなる。

【００７６】 実施の形態３． 前記実施の形態２では、複数の流量制御装置を使用する
場合、各流量制御装置がアラームやイベントなどを含む
信号をコネクタ５８やＬＥＤ表示灯５５へ出力する機能
を利用し、外部での配線接続により、いずれかの流量制
御装置のアラーム出力状態に応じ各流量制御装置でさま
ざまな動作モードを強制設定することが可能であった。

【００７７】 この実施の形態３の流量制御装置は、流量
制御装置においてアラームやイベントなどを出力する状
態になると、この状態に応じ当該流量制御装置で単独で
内部的にさまざまな動作モードへ移行することが出来る
ものである。

【００７８】 図１２は、この流量制御装置の構成を示す
入力回路図である。図１２については、前記実施の形態
２において既に説明した部分については説明を省略す
る。図１２においてＳ１はアラームやイベントなどの出
力状態に応じて移行する動作モードの設定スイッチ（設
定動作モード移行手段）である。この設定スイッチＳ１
の可動接点と接続されたニュートラル端子は流量制御装
置内部でアラーム出力端子１１５と接続されている。ま
た設定スイッチＳ１の固定接点１と接続された端子は全
閉動作モードの入力端子１１４と接続され、また設定ス
イッチＳ１の固定接点３と接続された端子は全開動作モ
ードの入力端子１１３と接続されている。

【００７９】 すなわち、設定スイッチＳ１の可動接点を
固定接点１側へ切り替えておくと、アラーム出力が発生
すると、その流量制御装置では全閉動作モードへ移行す
る。また設定スイッチＳ１の可動接点を固定接点３側へ
切り替えておくと、アラーム出力が発生すると、その流
量制御装置では全開動作モードへ移行する。

【００８０】 従って、この実施の形態３によれば、流量
制御装置を単独で使用する場合に図９のような外部回路
を使用しなくてもその流量制御装置においてアラームや
イベントなどを出力する状態になると、この状態に応じ
てその流量制御装置内部でさまざまな動作モードへ移行
することが出来る。

【００８１】 なお、以上、電子回路の動作として説明し
た機能は、予めＲＯＭ５９等に記憶させたソフトウェア
プログラムによって、ＣＰＵ５７で演算処理を行うよう
にしても実現できることは言うまでもない。

【００８２】

【発明の効果】１．以上のように、この発明によれば、
被測定流体は燃焼用の気体であり、前記流量検出手段に
よって検出された被測定流体の流量が所定流量となるよ
うに調節弁の開度を制御する制御モードおよび前記調節
弁を全閉する全閉モードおよび前記調節弁を全開する全
開モードを少なくとも含む複数種類の動作モードの中か
ら、いずれかの動作モードを選択する動作モード選択手
段を備えると共に、前記制御モードにあって前記全閉モ
ードが選択されたときにはその他のモードを経ることな
く前記全閉モードヘ直接移行するものであり、さらに前
記制御モードにあって前記全開モードを選択するには、
他のモードを選択する操作とは異なる操作を必要とする
ように構成したので、誤って全開モードにすることがな
く安全であり、複数種類の動作モードの中から選択した
新たな動作モードへ速やかに移行することができ、モー
ドを選択するための操作が容易になる効果がある。

【００８３】 ２．この発明によれば、流量検出手段によ
って検出された被測定流体の流量が所定流量となるよう
に調節弁の開度を制御する制御モードおよび前記調節弁
を全閉する全閉モードを少なくとも含む複数種類の動作
モードの中から、いずれかの動作モードを選択する動作
モード選択手段を備えると共に、前記制御モードにあっ
て前記全閉モードが選択されたときにはその他のモード
を経ることなく前記全 閉モードヘ直接移行するものであ
り、前記動作モードのうちのいずれかが選択されてから
新たなモードヘの切替えが行われず所定の時間が経過し
たときに、この動作モードを記憶する不揮発性メモリを
設けて構成したので、所定時間よりも短い間隔でモード
を切り替えるときには不揮発性メモリに新たなモードが
記憶されなくなり、不揮発性メモリの書き込み回数を減
らすことができる。従って書き込み寿命回数に達する時
間を長くすることが出来る効果がある。

【００８４】 ３．この発明によれば、動作モード選択手
段により３つのモードのうちのいずれかが選択されたと
きに、点灯、消灯、点滅の３つの状態によって３つのモ
ードを表示する動作モード表示手段を備えるように構成
したので、どのモードが選択されているかを容易に確認
できる効果がある。

【００８５】 ４．この発明によれば、３つのモードのう
ちのいずれかが選択されたときに、この動作モードを記
憶する不揮発性メモリを備えるように構成したので、電
源の再投入時に前回と同じモードに復帰でき、停電等が
あってもモードを設定し直す手間を省くことが出来る効
果がある。

【００８６】 ５ ．この発明によれば、接地電位の有無を
外部から入力するための無電圧接点入力回路を動作モー
ド選択手段が備えるように構成したので、動作モード選
択のための電圧源を外部に設ける必要がなくなる効果が
ある。

【００８７】 ６ ．この発明によれば、動作モードの選択
が予め設定され、所定の条件をもとに前記設定された動
作モードへの移行を行うための設定動作モード移行手段
を備えるように構成したので、流量制御装置単独使用の
場合に外部回路を使用しなくても、前記所定の条件が成
立すると、その条件に応じて、前記設定された動作モー
ドへ移行できる機能を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の流量制御装置の実施の形態１を示す
構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１の流量制御装置の動作
を示すフローチャートである。

【図３】この発明の実施の形態１の流量制御装置におけ
る動作モード選択手段の別の構成を示す回路ブロック図
である。

【図４】この発明の実施の形態１の流量制御装置におけ
る動作モード選択手段の別の構成を示す回路ブロック図
である。

【図５】この発明の実施の形態１の流量制御装置におけ
る動作モード選択手段の別の構成を示す回路ブロック図
である。

【図６】この発明の実施の形態１の流量制御装置におけ
る電源、動作モードおよびアラーム出力などの内部回路
の構成を示す部分構成図である。

【図７】この発明の実施の形態２の流量制御装置を複数
用いた場合の配線構成図である。

【図８】この発明の実施の形態１の流量制御装置を単独
使用する場合の電源供給回路と動作モード切替スイッチ
とアラームランプを有した外部回路の構成を示す回路図
である。

【図９】この発明の実施の形態１の流量制御装置におい
てアラーム出力が発生したときに動作モードを全閉にす
るための回路構成の一例を示す回路図である。

【図１０】この発明の実施の形態２の単一電源で動作す
る流量制御装置を示す構成図である。

【図１１】この発明の実施の形態２の単一電源で動作す
る流量制御装置におけるマイクロフローセンサとセンサ
出力回路の構成を示す回路図である。

【図１２】この発明の実施の形態２の流量制御装置の内
部回路の構成を示す部分回路図である。

【図１３】この発明の実施の形態２の流量制御装置にお
ける動作モード切替のための無電圧接点を有した外部回
路の構成を示す回路図である。

【図１４】この発明の実施の形態２の流量制御装置にお
ける入力スイッチからの入力操作を無効にする機能につ
いての動作を示すフローチャートである。

【図１５】この発明の実施の形態２の流量制御装置にお
ける入力スイッチによる入力を優先する機能についての
動作を示すフローチャートである。

【図１６】この発明の実施の形態２の流量制御装置にお
けるアラーム出力状態に応じて様々な動作モードを強制
設定することを可能にするための回路配線図である。

【図１７】この発明の実施の形態２の流量制御装置にお
けるアラームやイベントなどの信号を初期状態に復帰す
る機能についての動作を示すフローチャートである。

【図１８】従来の流量制御装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

２１，ＭＦＣ１，ＭＦＣ２，ＭＦＣ３ 流量制御装置 ２５ 流路 ３４ マイクロフローセンサ（流量検出手段） ４１ ソレノイド弁（調節弁） ５４ 入力スイッチ（操作スイッチ） ５４−１ ＲＵＮスイッチ（動作モード選択手段） ５５−３ ＯＫランプ（動作モード表示手段） ５６ セグメント表示器（動作モード表示手段） ５７ ＣＰＵ（動作モード選択手段、動作モード表示手
段、操作スイッチ入力無効手段、出力手段、初期状態復
帰手段、設定動作モード移行手段） ５８ コネクタ（出力手段） ６０ ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ） Ｑ３ オープンコレクタ出力用トランジスタ（出力手
段） １１５ アラーム出力端子（出力手段） Ｓ１ 設定スイッチ（設定動作モード移行手段） １２２ 外部回路（無電圧接点） １４８，１４９ コネクタ（電源端子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 11/36 ５０１ Ｇ０５Ｂ 11/36 ５０１Ｈ 15/02 15/02 Ａ (56)参考文献 特開 平５−250044（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−250742（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−230614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−131918（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 7/06 F16K 21/00 F16K 31/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体が流れる流路と、この被測定
   流体の流量を調節する調節弁と、前記被測定流体の流量
   を検出する流量検出手段とを備えた流量制御装置におい
   て、前記被測定流体は燃焼用の気体であり、前記流量検
   出手段によって検出された被測定流体の流量が所定流量
   となるように調節弁の開度を制御する制御モードおよび
   前記調節弁を全閉する全閉モードおよび前記調節弁を全
   開する全開モードを少なくとも含む複数種類の動作モー
   ドの中から、いずれかの動作モードを選択する動作モー
   ド選択手段を備えると共に、前記制御モードにあって前
   記全閉モードが選択されたときにはその他のモードを経
   ることなく前記全閉モードヘ直接移行するものであり、
   さらに前記制御モードにあって前記全開モードを選択す
   るには、他のモードを選択する操作とは異なる操作を必
   要とするものであることを特徴とする流量制御装置。
2. 【請求項２】 被測定流体が流れる流路と、この被測定
   流体の流量を調節する調節弁と、前記被測定流体の流量
   を検出する流量検出手段とを備えた流量制御装置におい
   て、前記流量検出手段によって検出された被測定流体の
   流量が所定流量となるように調節弁の開度を制御する制
   御モードおよび前記調節弁を全閉する全閉モードを少な
   くとも含む複数種類の動作モードの中から、いずれかの
   動作モードを選択する動作モード選択手段を備えると共
   に、前記制御モードにあって前記全閉モードが選択され
   たときにはその他のモードを経ることなく前記全閉モー
   ドヘ直接移行するものであり、前記動作モードのうちの
   いずれかが選択されてから新たなモードヘの切替えが行
   われず所定の時間が経過したときに、この動作モードを
   記憶する不揮発性メモリを設けたことを特徴とする流量
   制御装置。
3. 【請求項３】 動作モード選択手段により３つのモード
   のうちのいずれかが選択されたときに、点灯、消灯、点
   滅の３つの状態によって３つのモードを表示する動作モ
   ード表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の流量制御装置。
4. 【請求項４】 動作モードのうちのいずれかが選択され
   たときに、この動作モードを記憶する不揮発性メモリを
   設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの
   いずれか１項記載の流量制御装置。
5. 【請求項５】 動作モード選択手段は、接地電位の有無
   を外部から入力するための無電圧接点入力回路を有する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれ
   か１項記載の流量制御装置。
6. 【請求項６】 動作モードの選択が予め設定され、所定
   の条件をもとに前記設定された動作モードへの移行を行
   うための設定動作モード移行手段を備えていることを特
   徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記
   載の流量制御装置。