JP6630483B2

JP6630483B2 - センサ保持具および流体制御装置

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Publication number: JP6630483B2
Application number: JP2015070800A
Authority: JP
Inventors: 一中川; 献治相川; 隆司余湖; 隆博松田
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2016191404A

Description

本発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置で用いられるセンサ保持具およびそのセンサ保持具を備える流体制御装置に関する。

従来より、複数のガスラインを備える流体制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。各ガスラインは、複数の流体制御機器と、複数の継手とを有し、複数の継手の上面に複数の流体制御機器を装着することにより、複数の流体制御機器同士が接続され、流体が供給される。

特開２００２−３４９７９７号公報

ところで、半導体の製造プロセスが変更になり、常温で液化するガスを使用するために、既存のガスラインに対しヒーターを追加する改造を行うことがある。そして、ガスラインがヒーターにより適切に加温されているかを確認するために、熱電対等の温度センサおよび温度センサを保持するセンサ保持具も既存のガスラインに対し追加される。

しかし、ガスラインの集積化により、ガスライン間および流体制御機器間の距離が非常に短いため、センサ保持具および温度センサの既存のガスラインへの装着が非常に困難である。

そこで本発明は、既存のガスラインに対し、容易かつ確実に取り付け可能なセンサ保持具およびそれを備えた流体制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明の一態様であるセンサ保持具は、ガスラインの一部を構成する流体制御機器に装着され、センサ保持部材と、ブラケットと、締結手段とを備えるセンサ保持具であって、前記センサ保持部材は、前記流体制御機器に当接するための保持部材当接部と、前記ブラケットが取り付けられる取付部と、温度センサを保持するためのセンサ保持部と、を有し、前記ブラケットは、前記保持部材当接部から所定距離離間し、前記流体制御機器に当接するためのブラケット当接部と、前記ブラケット当接部から前記取付部に向かって延び前記取付部に連結される連結部と、を有し、前記センサ保持部材の前記取付部には、前記ガスラインに装着された状態において、前記ブラケット当接部から離間するにつれて前記ガスラインの継手に近づくように傾斜する締結孔が形成され、前記連結部の先端部は、前記締結孔が延びる方向に対し略直交する方向に延び、前記締結手段が、前記連結部の前記先端部に挿通されて前記締結孔に締結されることにより、前記ブラケットが前記センサ保持部材に取り付けられる。

また、前記流体制御機器は、隣り合う２つの流体制御装置により構成され、前記保持部材当接部は、前記２つの流体制御機器のうちの一方の流体制御機器に当接するための第１当接部と、前記２つの流体制御機器のうちの他方の流体制御機器に当接するための第２当接部と、を有し、前記取付部は、前記第１当接部と前記第２当接部との間に位置し、前記ブラケット当接部は、前記第１当接部から所定距離離間し、前記一方の流体制御機器に当接するための第３当接部と、前記第２当接部から所定距離離間し、前記他方の流体制御機器に当接するための第４当接部と、を有し、前記連結部は、前記第３当接部と前記第４当接部との間から前記取付部に向かって延びていても良い。

また、前記取付部は、前記ガスラインに装着された状態において、前記ブラケットに近づくにつれて前記ガスラインの継手に近づくように傾斜する傾斜面を有し、前記傾斜面に対し前記締結孔が形成されていても良い。

また、前記センサ保持部材は、第１側面と前記第１側面の反対側に位置する第２側面とを有するブロック状をなし、前記第１側面は、前記第１当接部に対応する箇所に位置し前記一方の流体制御機器に面当接可能な第１当接面と、前記第２当接部に対応する箇所に位置し前記他方の流体制御機器に面当接可能な第２当接面と、を有し、前記第２側面は、平面状をなし、前記ガスラインに設けられる面状ヒーターに面当接可能であっても良い。

また、前記センサ保持部材は、アルミニウム合金により構成されても良い。

また、前記ブラケットは、前記ガスラインに装着された状態において、前記第３当接部または前記第４当接部から前記ガスラインの継手側に対して反対側に延びる持ち手部を備えても良い。

また、前記締結手段は、ボルトであり、前記連結部の前記先端部には、その先端に開口する切欠きが形成され、前記切欠き内に前記ボルトの軸の一部が収まった状態で、前記ボルトが前記締結孔に締結されることにより、前記ブラケットが前記センサ保持部材に取り付けられても良い。

また、前記２つの流体制御機器は、それぞれ自動弁であり、前記ガスラインは、流量制御機器を有し、２つの前記自動弁は、前記流量制御機器に隣接し流体の流れの上流側に位置しても良い。

また、本発明の一態様である流体制御装置は、ガスラインの一部を構成する流体制御機器に装着される上記のセンサ保持具を備える。

本発明によれば、既存のガスラインに対し、容易かつ確実に取り付け可能なセンサ保持具およびそれを備えた流体制御装置を提供することができる。

本実施形態に係るセンサ保持具を備える流体制御装置の平面図を示す。ガスラインの斜視図を示す。ガスラインを図２とは異なる角度から見た斜視図を示す。図３に示したガスラインからヒーター支持板およびクリップを省略したガスラインの斜視図を示す。センサ保持具の斜視図を示す。センサ保持具の分解斜視図を示す。センサ保持具が自動弁のボディに装着された状態を示す図である。ボルトにより先端部が取付部に締結された状態を示す断面図である。

本発明の実施形態に係るセンサ保持具および流体制御装置について、図面を参照して説明する。以下の説明における上下は、図２〜４の上下とする。

図１は、本実施形態に係るセンサ保持具２０を備える流体制御装置１の平面図を示している。図２は、ガスライン２の斜視図を示している。図３は、ガスライン２を図２とは異なる角度から見た斜視図を示している。図４は、図３に示したガスライン２からヒーター支持板１２およびクリップ１３を省略したガスライン２の斜視図を示している。

図１に示すように、流体制御装置１は、複数（４ライン）のガスライン２を備えている。各ガスライン２の構成は同じであるので、以下では複数のガスライン２のうちの一つのガスライン２についてのみ説明を行う。

図１および図２に示すように、ガスライン２は、複数の継手３〜５と、複数の流体制御機器６〜１０と、ヒーター１１と、ヒーター支持板１２と、クリップ１３と、センサ保持具２０と、熱電対１４とを備える。

複数の継手３〜５は、図示せぬ基盤上に一列に並ぶように設けられ、流体の入口となる入口配管３と、流体の出口となる出口配管４と、入口配管３と出口配管４との間に配置される複数のブロック状の継手５とにより構成される。各継手３〜５には、ガスの流路が形成されている。

複数の流体制御機器６〜１０は、自動弁（例えば流体駆動式の自動弁）６〜８と、流量制御機器（例えば、マスフローコントローラ）９と、手動弁１０とにより構成され、ボルトにより、継手５に対しそれぞれ固定されている。

図４に示すように、ヒーター１１は、面状ヒーターであり、一列に並ぶ継手５および流体制御機器６〜１０の一方の側面を覆うように設けられている。ヒーター１１からの熱により、ガスが加温され、常温で液化するガスの液化が防止される。

図３に示すように、ヒーター１１の外側には、ヒーター支持板１２が設けられている。ヒーター支持板１２は、ヒーター１１を支持し、ヒーター１１を継手５および流体制御機器６〜１０に密着させる。また、ヒーター支持板１２は、熱電対１４に対向するように上方に延びる支持部１２Ａを有する。

各クリップ１３は、逆Ｕ字状をなし、継手５、マスフローコントローラ９、手動弁１０、ヒーター１１、およびヒーター支持板１２を挟持している。これにより、ヒーター１１およびヒーター支持板１２が、一列に並ぶ継手５および流体制御機器６〜１０に対し装着される。

センサ保持具２０は、三方弁である自動弁７のボディ７Ａおよび二方弁である自動弁８のボディ８Ａに対し装着されている。センサ保持具２０の詳細な構成については後述する。なお、自動弁７、８は、流量制御機器であるマスフローコントローラ９に隣接し、ガスの流れの上流側に位置している。

温度センサである熱電対１４は、センサ保持具２０に保持されている。熱電対１４の一部の構成は、ヒーター支持板１２の支持部１２Ａに支持されている。

次に、センサ保持具２０の詳細な構成について説明する。

図５は、センサ保持具２０の斜視図を示している。図６は、センサ保持具２０の分解斜視図を示している。図７は、センサ保持具２０が、自動弁７、８のボディ７Ａ、８Ａに装着された状態を示す図である。

図５、６に示すように、センサ保持具２０は、センサ保持部材２１と、ブラケット２２と、ボルト２３とを備える。

センサ保持部材２１は、例えばアルミニウム合金により構成され、複数の継手５が並ぶ方向に沿って延びる略直方体のブロック状をなしている。センサ保持部材２１は、第１当接部２１Ａと、第２当接部２１Ｂと、第１当接部２１Ａと第２当接部２１Ｂとの間に位置する取付部２１Ｃと、センサ保持部２１Ｄとを備える。第１当接部２１Ａおよび第２当接部２１Ｂは、保持部材当接部に相当する。

また、センサ保持部材２１は、上面２１ｅと、下面２１ｆと、第１側面２１ｇと、第２側面２１ｈとを有する。各面は、第１当接部２１Ａ、第２当接部２１Ｂ、取付部２１Ｃ、およびセンサ保持部２１Ｄの一部を構成する。第１側面２１ｇおよび第２側面２１ｈは、センサ保持部材２１の長手方向に沿って延び、第１側面２１ｇは自動弁７、８側に位置し、第２側面２１ｈは、ヒーター１１側に位置している。

センサ保持部材２１の取付部２１Ｃには、上面２１ｅおよび第１側面２１ｇを切り欠くように凹部２１ｉが形成されている。凹部２１ｉは、第２側面２１ｈ側から第１側面２１ｇ側に向かうにつれて下方に傾斜する取付面２１ｊを有する。換言すれば、取付面２１ｊは、ブラケット２２が位置する側に向かうにつれて、継手５に近づくように傾斜する。また、取付部２１Ｃには、取付面２１ｊに対し略直交する方向に延びる締結孔２１ｋが形成されている。すなわち、締結孔２１ｋは、センサ保持部材２１が自動弁７、８に装着された状態において、ブラケット２２の当接部２２Ａから離間するにつれて、継手５に近づくように傾斜している。

第１側面２１ｇは、第１当接部２１Ａに対応する箇所に位置する第１当接面２１ｍと、第２当接部２１Ｂに対応する箇所に位置する第２当接面２１ｎとを有する。第１当接面２１ｍと第２当接面２１ｎとは、自動弁７、８に対応して形成され、円筒状のボディ７Ａ、８Ａの外周形状の一部に沿って面当接可能な形状をなしている。

上面２１ｅのセンサ保持部２１Ｄに対応する位置には、センサ挿入孔２１ｏが形成されている。センサ挿入孔２１ｏに対し、熱電対１４の先端部が挿入され、測温が行われる。

第２側面２１ｈは、平面状をなし、全面がヒーター１１に面当接している。

ブラケット２２は、当接部２２Ａと、連結部２２Ｂと、持ち手部２２Ｃとを備える。当接部２２Ａは、ブラケット当接部に相当する。

当接部２２Ａは、板状をなし、複数の継手５が並ぶ方向に沿って延びている。すなわち、当接部２２Ａは、センサ保持部材２１に対し平行に延びている。当接部２２Ａは、第１当接部２１Ａから所定距離離間し自動弁７のボディ７Ａに当接する第３当接部２２Ｄと、第２当接部２１Ｂから所定距離離間し自動弁８のボディ８Ａに当接する第４当接部２２Ｅとを有する。

連結部２２Ｂは、板状をなし、延出部２２Ｆと先端部２２Ｇとを備える。延出部２２Ｆは、センサ保持部材２１および当接部２２Ａに対し直交するように、第３当接部２２Ｄと第４当接部２２Ｅとの間から取付部２１Ｃに向かって延びている。先端部２２Ｇは、延出部２２Ｆの端部から延び、先端に向かうにつれて上方に傾斜している。先端部２２Ｇは、取付面２１ｊと略平行をなしている。先端部２２Ｇは、取付面２１ｊ上に配置される。先端部２２Ｇの先端には、切欠き２２ｈが形成されている。切欠き２２ｈにより、先端部２２Ｇは、Ｕ字部２２Ｉを有する。

持ち手部２２Ｃは、第３当接部２２Ｄの端部から上方に向かって延びている。すなわち、持ち手部２２Ｃは、第３当接部２２Ｄの端部から継手５側に対して反対側に延びている。

締結手段であるボルト２３は、図８に示すように、その軸の一部が先端部２２Ｇの切欠き２２ｈに収まった状態で、締結孔２１ｋに締結されている。これにより、ブラケット２２が、センサ保持部材２１に取り付けられる。

次に、センサ保持具２０を自動弁７、８に装着する方法について説明する。

はじめに、センサ保持部材２１の締結孔２１ｋにボルト２３を少しだけ挿入（螺合）する。次に、ボルト２３が挿入されたセンサ保持部材２１を自動弁７、８のボディ７Ａ、８Ａの側面に当接させ、ブラケット２２の持ち手部２２Ｃを持って、ブラケット２２の連結部２２Ｂを自動弁７、８の間を上側から通過させて、センサ保持部材２１まで下降させる。

連結部２２Ｂをボルト２３に向かって、切欠き２２ｈ内にボルト２３の軸の一部が収まる位置まで移動させて、ボルト２３のヘッドと取付部２１Ｃとの間に連結部２２ＢのＵ字部２２Ｉを位置させる。この状態において、ドライバにより、上側からボルト２３を締めつけることにより、先端部２２ＧのＵ字部２２Ｉがボルト２３のヘッドと取付部２１Ｃとに狭圧され、ブラケット２２がセンサ保持部材２１に取り付けられる。

そして、締結孔２１ｋはブラケット２２の当接部２２Ａから離間するにつれて継手５に近づくように傾斜しているので、ボルト２３を締めることにより、連結部２２Ｂの先端部２２Ｇに対し、第１側面２１ｇ側から第２側面２１ｈ側へ向かう力が加わる。これにより、連結部２２Ｂの延出部２２Ｆに対しセンサ保持部材２１側へ向かう力が作用し、第３当接部２２Ｄおよび第４当接部２２Ｅに対してもセンサ保持部材２１側へ向かう力が作用する。その結果、第１当接部２１Ａと第３当接部２２Ｄとが自動弁７のボディ７Ａを狭圧し、第２当接部２１Ｂと第４当接部２２Ｅとが自動弁８のボディ８Ａを狭圧する。このようにして、センサ保持具２０は、自動弁７、８に対し装着される。

上記のようなセンサ保持具２０によれば、ガスライン間および流体制御機器間の距離が非常に短い流体制御装置に対して、上方からのアクセスのみで、センサ保持具２０を自動弁７、８に対して容易かつ確実に装着することができる。

また、センサ保持具２０の第１当接面２１ｍと第２当接面２１ｎとは、自動弁７、８の円筒状のボディ７Ａ、８Ａに面当接し、平面状の第２側面２１ｈは面状のヒーター１１に面当接する。これにより、ヒーター１１の熱を、自動弁７、８と熱電対１４とに対し効率よく伝えることができる。

さらに、センサ保持部材２１は、熱伝導性が良いアルミニウム合金により構成されているため、ヒーター１１の熱を、自動弁７、８と熱電対１４とに対しより効率よく伝えることができる。

また、ブラケット２２は、第３当接部２２Ｄの端部から上方に向かって延びる持ち手部２２Ｃを備えるので、センサ保持部材２１へのブラケット２２の取付けを容易に行うことができる。

また、連結部２２Ｂの先端部２２Ｇの切欠き２２ｈが形成されているので、センサ保持部材２１の締結孔２１ｋにボルト２３を少しだけ挿入させた状態であっても、先端部２２Ｇの切欠き２２ｈを介して、ブラケット２０をセンサ保持部材２１に取り付けることができる。よって、センサ保持具２０を自動弁７、８に対して容易かつ確実に装着することができる。

また、センサ保持具２０が装着される自動弁７、８は、流量制御機器であるマスフローコントローラ９に隣接し、ガスの流れの上流側に位置している。マスフローコントローラ９に隣接し上流側に位置する自動弁７、８の構成は、設計上変更されることがあまりないので、様々な流体制御装置に対応する汎用性のあるセンサ保持具２０を提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、上記の実施形態では、持ち手部２２Ｃは、第３当接部２２Ｄの端部から上方に向かって延びていたが、第４当接部２２Ｅの端部から延びても良いし、第３当接部２２Ｄおよび第４当接部２２Ｅの間から延びても良い。

また、上記の実施形態として、温度センサは熱電対１４であったが、測温抵抗体等であっても良い。また、センサ保持具２０を、自動弁７、８に取り付けたが、他の流体制御機器に取り付けても良い。また、ブラケット２２の連結部２２Ｂの先端部２２Ｇに切欠き２２ｈを形成したが、ボルト挿入孔を形成しても良い。また、センサ保持具２０は、２つの自動弁７、８に取り付ける構成であったが、センサ保持具２０は、自動弁７、８の一方のみに取り付ける構成であっても良い。

上記の実施形態では、流体制御装置１は、流体制御機器として自動弁、手動弁、およびマスフローコントローラを備えていたが、これらの他に、レギュレータ、フィルタ、圧力計等を備えていても良い。

１：流体制御装置
２：ガスライン
７、８：自動弁
９：マスフローコントローラ
２０：センサ保持具
２１：センサ保持部材
２１Ａ：第１当接部
２１Ｂ：第２当接部
２１Ｃ：取付部
２１Ｄ：センサ保持部
２１ｇ：第１側面
２１ｈ：第２側面
２１ｋ：締結孔
２１ｍ：第１当接面
２１ｎ：第２当接面
２２：ブラケット
２２Ａ：当接部
２２Ｂ：連結部
２２Ｃ：持ち手部
２２Ｄ：第３当接部
２２Ｅ：第４当接部
２２Ｇ：先端部
２２ｈ：切欠き
２３：ボルト

Claims

ガスラインの一部を構成する流体制御機器に装着され、センサ保持部材と、ブラケットと、締結手段とを備えるセンサ保持具であって、
前記センサ保持部材は、
前記流体制御機器に当接するための保持部材当接部と、
前記ブラケットが取り付けられる取付部と、
温度センサを保持するためのセンサ保持部と、を有し、
前記ブラケットは、
前記保持部材当接部との間に前記流体制御機器を挟むために前記保持部材当接部から所定距離離間し、前記流体制御機器に当接するためのブラケット当接部と、
前記ブラケット当接部から前記取付部に向かって延び前記取付部に連結される連結部と、を有し、
前記センサ保持部材の前記取付部には、前記ガスラインに装着された状態において、前記ブラケット当接部から離間するにつれて前記ガスラインの前記流体制御機器が固定された継手に近づくように傾斜する締結孔が形成され、
前記連結部の先端部は、前記締結孔が延びる方向に対し略直交する方向に延び、
前記締結手段が、前記連結部の前記先端部に挿通されて前記締結孔に締結されることにより、前記ブラケットが前記センサ保持部材に取り付けられるセンサ保持具。
前記流体制御機器は、隣り合う２つの流体制御機器により構成され、
前記保持部材当接部は、
前記２つの流体制御機器のうちの一方の流体制御機器に当接するための第１当接部と、
前記２つの流体制御機器のうちの他方の流体制御機器に当接するための第２当接部と、を有し、
前記取付部は、前記第１当接部と前記第２当接部との間に位置し、
前記ブラケット当接部は、
前記第１当接部から所定距離離間し、前記一方の流体制御機器に当接するための第３当接部と、
前記第２当接部から所定距離離間し、前記他方の流体制御機器に当接するための第４当接部と、を有し、
前記連結部は、前記第３当接部と前記第４当接部との間から前記取付部に向かって延びる請求項１に記載のセンサ保持具。
前記取付部は、前記ガスラインに装着された状態において、前記ブラケットに近づくにつれて前記ガスラインの前記流体制御機器が固定された継手に近づくように傾斜する傾斜面を有し、前記傾斜面に対し前記締結孔が形成されている請求項１または請求項２に記載のセンサ保持具。
前記センサ保持部材は、第１側面と前記第１側面の反対側に位置する第２側面とを有するブロック状をなし、
前記第１側面は、前記第１当接部に対応する箇所に位置し前記一方の流体制御機器に面当接可能な第１当接面と、前記第２当接部に対応する箇所に位置し前記他方の流体制御機器に面当接可能な第２当接面と、を有し、
前記第２側面は、平面状をなし、前記ガスラインに設けられる面状ヒーターに面当接可能である、請求項２に記載のセンサ保持具。
前記センサ保持部材は、アルミニウム合金により構成される請求項４に記載のセンサ保持具。
前記ブラケットは、前記ガスラインに装着された状態において、前記ブラケット当接部から前記ガスラインの前記流体制御機器が固定された継手側に対して反対側に延びる持ち手部を備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のセンサ保持具。
前記締結手段は、ボルトであり、
前記連結部の前記先端部には、その先端に開口する切欠きが形成され、
前記切欠き内に前記ボルトの軸の一部が収まった状態で、前記ボルトが前記締結孔に締結されることにより、前記ブラケットが前記センサ保持部材に取り付けられる、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のセンサ保持具。
前記２つの流体制御機器は、それぞれ自動弁であり、
前記ガスラインは、流量制御機器を有し、
２つの前記自動弁は、前記流量制御機器に隣接し流体の流れの上流側に位置する、請求項２、請求項４、および請求項５のいずれか一項に記載のセンサ保持具。
ガスラインの一部を構成する流体制御機器に装着される、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のセンサ保持具を備える流体制御装置。