JPS61253517A - 流体流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、半導体、ＩＣ等の製造プロセスで
用いられる各種ガス等の流体の流１１　ｌ＋制御装置に
関し、更に詳しくは、ノーマリ−クローズタイプの流体
流量制御バルブを有する流体流量制御装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 斯種の質聞流但制ｍ装置１を第５図に示す。同図におい
て、２はガスの入口部を示し、３はガスの出口部を示す
。ガスは入口部２を入ると、バイパス部４とセンサ管５
とに分岐される。センサ管５には、ガス流の上流と下流
とに一対の抵抗発熱体（サーマルセンサ＞６Ａ、６Ｂが
巻回されている。抵抗発熱体６Ａ、６Ｂはブリッジ回路
７に接続されている。ガスがセンサ管５を通過するとき
に、抵抗発熱体６Ａ、６Ｂが熱を奪われる。このときに
、抵抗発熱体６Ａが抵抗発熱体６Ｂより温度低下し、こ
れによって生じる温度差をブリッジ回路７において抵抗
値変化として取出す。この抵抗値変化に基づき、センサ
？！５を流れるガスの質」流量を検出できる。一方、セ
ンサ管５とバイパス部４との分流比率が所定となってい
るため、センサ管５を流れるガスの質ｍ流量が、流れる
ガス全体の質ｍ流量を反映した値となる。８は、バイパ
ス部４に介装された金属メツシュを示し、この金属メツ
シュ８によりバイパス部４とセンサ管５とを流れるガス
の分流比を所定に保っている。また、９はセンサ部のケ
ーシングであり、このケーシング９により、抵抗発熱体
６Ａ、６Ｂが外部から影響されぬようにし、精度の良い
質讃流母の検出を可能にしている。

ブリッジ回路７の出力信号は、増幅回路１０により増幅
され、センサ出力端子１１から外部の図示せぬ表示器等
へ出力されると共に、比較回路１２へ出力される。比較
回路１２には、外部から所望の質ｍ流量に対応して設定
信号が設定信号人力喘子１３を介して与えられる。比較
回路１２は、増幅回路１０の出力信号と流量設定信号と
を比較して、その差に応じた信号を出力する。この信号
は、バルブ駆動部１４に与えられ、バルブ駆動部１４は
上記信号に基づきバルブヒータ１５へ駆動電圧を与える
。１６はバルブを示す。このバルブ１６はノーマリ−ク
ローズタイプ（１１圧無印加時に弁が閉状態であり、電
圧印加時に弁が開状態となる）である。金属ピン１７内
にバルブヒータ１５が入れられており、バルブヒータ１
５の発熱による金属ビン１７の膨張によって、金属ビン
１７の先端に固着された弁体１８がバネ１９に抗して下
降し、ガスの通路部に対するオリフィスを調整する。

このような質ｆｆｉ流斑流部制御装置おいては、比較回
路１２が増幅ｎ路１０より出力される実８！ｍ信月Ｖ、
と流ｆｆｉ設定信号ｖ１とを比較し、常ｋＶｉ−Ｖ、と
なるように信号を出力することにより、’Ｍ　切す質ｍ
　ｎ　ｆｆｉ　１ｂｌＪ　１０ｆｆｉなサレる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の如き質ｆｆｉ流ｆｆ１ｌｌｊ御装
置１においては、ガスの通路部にガスが無い状態で流ｆ
ｌＬＪｌ定信＠ｖｉが与えられると、比較回路１２はバ
ルブ１６に最大駆動電圧を印加するように動作する。こ
のため、バルブ１６はフルオーブン状態となる。このよ
うな状態が継続されると、バルブヒータ１５の温度１胃
によりバルブ１６の寿命が著しく短縮される。また、熱
膨張を利用しないタイプ（例えば電磁弁）のバルブにお
いても、劣化が早いばかりでなく、上記ガス無状態から
急にガス有状態になった場合には、ガスの流ｍが所要の
値に制御されるまでの間ガスのフローサージが発生する
。一般的に、半導体やＩＣの製造に用いられるガスは、
徐々に流量が多くされてゆくことが望ましく、フローサ
ージや流３のオーバシュートにより、半導体やＩＣにダ
メージが与えられることになった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記のような問題点を解決するために、流体
供給の有無を検出する検出手段と、この検出手段により
上記流体の供給が黒いことが検出されると流体流但制御
パルプを開成させるバルブ保護手段とを具備させて、ノ
ーマリ−クローズタイプの流体流量制御バルブを有する
流体流ｆｆｉ　ｌＩＩ　ＩＩＩ装置を構成したものであ
る。

［作用］ 上記構成の流体流り制御装置ににれば、流体の供給が無
いときにはバルブが閉成される（通常状態とされる）か
ら、これから弁が開くことによりフローサージや流ｍの
オーバーシュートをなくすることができる上、バルブの
寿命が短縮されたり、劣化が生じることがなくなる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

同図において、第５図と同一の構成賢察には同一の番号
を付してその説明を省略する。１００は、保護装置を示
す。保護装置１１００は、実流量に対応する信号をセン
サ出り端子１１へ出力し、また、これを後述のように処
理した信号を比較回路１２へ出力する。また、保Ａ！！
装置１００は、信号線１０１を介してバルブ駆動信号を
取込み、信＠ｌ！１０２を介してバルブ１６の保護のた
めにＩｔ流を流１ように制御を行う。保Ｉ装置ｉｏｏ　
＠具体化したｙＩＡ量流品制ｒａ装！１１Ａの回路ブロ
ック図を、第２図に示す。

１０３は、実流量出力部を示し、この実流量出力部１０
３は、抵抗発熱体６Ａ、６Ｂ、ブリッジ回路７、増幅回
路１０を含むものである。実８！量出力部１０３は実流
量信号■、をレベル選別口１１０４　、流体供給有無検
出回路１０５、センサ出力端子１１へ出力する。レベル
選別回路１０４はその出力Ｖｓｏを、第３図に示した特
性及び、次の（１）式で与えられる計算式に基づいて出
力する。

Ｖ　　＝Ｖ　　（Ｖ　　＞０．０２Ｖ　　　　）ｓｏ　
　　　　ｓ　　　　　　ｓ　　　　　　　　　　５ＨＡ
ＸＶ　　−０，０２Ｖ　　　　（Ｖ　　≦０．０２Ｖ　
　　　）　　（１）Ｓｏ　　　　　ＳＭＡＸ　　　Ｓ　
　　　　５ＨＡＸつまり、実流山信号Ｖ　がその最大値
ｖＳＨＡＸの２％以下となると、出力Ｖ、。をそれ以下
（０，０２ＶＳ　）ＩＡＸ以下）とせぬ回路である。こ
の２％という値は後述のように保護状態を解除とするた
めに必要な値である。また、流体供給有無検出回路１０
５は、実流量信＠Ｖ　が、その最大値■ｓ、Ａ×の２誤
差やより的確な保護を行うための値である。バルブ駆動
部１４を構成するバルブ駆動回路１０６の出力信号は、
レベル検知回路１０７に与えられている。レベル検知回
路１０７は、バルブ駆動回路１０６の出力がその最大値
となると、その出力をＬレベルからＨレベルへ遷移ざμ
る。流体供給有無検出回路１０５の出力１３号とレベル
検知回路１０７の出力信号とは、ナンドグー１−１０８
に入力され、ナントゲート１０８の出力信号はタイマ回
路１０９へ与えられる。タイマ回路１０９は、ナントゲ
ート１０８の出力信号が１」レベルからＬレベルへ遷移
すると、計時を開始し所定時間経過する（この値は回路
の応答性等を考慮して決定され、ここでは１０秒程度と
する）と、端子１０９への出力ｖｐのレベルをＨレベル
からＬレベルへ遷移さぼる。また、タイマ回路１０９は
、ナントゲート１０Ｂの出力信号がＬレベルからＨレベ
ルへ遷移すると、端″′Ｆ１０９への信号ｖ０のレベル
をＬレベルからＨレベルへ遷移させる。

バルブ駆動回路１０６の出力は、ベース抵抗１１０を介
してパルプ駆動部１４を構成するトランジスタ１１１の
ベースへ与えられるとともに保護用のダイオード１１２
及び信＠１ｉ１１０２を介してタイマ回路１０９の端子
１０９Ａへ与えられ得るようになっている。

トランジスタ１１１のコレクタにはバルブヒータ１５が
接続されていて、このバルブヒータ１５には電圧■が与
えられるように構成されている。またトランジスタ１１
１のエミッタは接地されている。

以上のように構成された質ｍｌ母制ｉ！Ｉｌ装置ｆ１Ａ
は、次のように動作する。

ガスの供給が無いときに、流ｆｆｉ設定信号Ｖｉが設定
されるとくただし、■・＞０．０２Ｖ　　　　）、＋　
　　　　　　　　　ｓ　　ＨＡＸ 実流量出力部１０３の出力は、Ｖ、−Ｏである。このた
め、レベル選別回路１０４はその出力をｖｓｏ””０．
０２Ｖ　　　　とする。従って、比較回路］２から　Ｈ
ＡＸ は、バルブ駆動回路１０６へ最大駆動電圧を出力すべく
出力信号が出力され、バルブ駆動回路１０Ｇからは最大
駆動電圧が出力される。これによって、流体供給有無検
出回路１０５の出力はＨレベルとなり、かつ、レベル検
知回路１０７の出力もＨレベルとなる。そこで、ナント
ゲート１０８からはＬレベルの信号が出力され、タイマ
回路１０９は計時を開始する。タイマ回路１０９が所定
時間の経時を終了すると、端子１０９＾の信号■、をＨ
レベルからししベルへ遷移させる。このときトランジス
タ１１１にはベース抵抗１１０を介して最大駆動電圧が
印加されており、トランジスタ１１１はオン状態で、バ
ルブヒータ１５に最大電流が流れている状態にある。

しかし、■。がＬレベルとなると、トランジスタ１１１
へ流入していた電流は、ダイオード１１２、信号線１０
２を介してタイマ回路１０９へ流れ、トランジスタ１１
１がオフ状態となる。これにより、バルブヒータ１５の
発熱が止んで、弁体１８はオリフィスを閉じた状態とす
る。

この状態で、ガスが急に到来しても、弁体１８がオリフ
ィスを閉じているので、フローサージが生じないのであ
る。

上記のような保護状態を解除する動作を説明する。外部
からの流１設定信＠ｖｉを下げてゼロとすると、比較回
路１２には、Ｖｉ　　（−０）より大きい出力信号ｖ、
ｏが与えられているから、その出力は、ゼロをとるよう
になり、バルブ駆動回路１０６の出力もゼロとなる。こ
れにより、レベル検知回路１０７の出力がＨレベルから
Ｌレベルへ遷移し、ナントゲート１０Ｂの出力がＬレベ
ルからＦ（レベルへ遷移する。この結果タイマ回路１０
９は端子１０９Ａの信号Ｖ、をＬレベルからＨレベルへ
遷移させ、これによって保護装置１００による保護状態
が解除となる。

このような本実施例によれば、ガスが無い状態で外部か
らの流ｆｆ１ＦＪ定信号ｖ１が与えられても、バルブヒ
ータ１５が継続して最大電流による加熱することがなく
なり、バルブヒータ１５の寿命が短くなったり、劣化し
たり、焼切れる等の不具合がなくなる。ガス無から突然
ガス有となっても、バルブ１６が開かないのでフローサ
ージがなく、しかも８！量設定信号Ｖｉを一度ゼロとし
て保護状態を解除できるので、ガス流ｍを徐々に増加的
に制御でき、ＩＣや半導体用ガスの流ｍ制御に最適であ
る。

第４図に、本発明の伯の実施例を示す。この質量流量制
御！ａ置１Ｂでは、センサ管５よりバルブ１６側のガス
の通路２０に、最大流量時の２％よりャヤ大のガス決勝
を検出するため、ガスが入る小室２１を形成したもので
ある。これによると、ガス供給熱の状態では例えば通路
２０が１気圧にあり、ガス供給有となって１気圧以上に
なると、最大流ｍ簡の２％よりやや大のガス流量に対応
する母のガスの移動が小室２１へ生じる（バルブ１６は
閉じられている）。このため流体供給イｊ無検出回路１
０５には、０．０２Ｖ　　　　以上のＶ、が与えら　Ｈ
ＡＸ れるので、その出力がＨレベルからＬレベルへ遷移する
。これによって、タイマ回路１０９へＨレベルの信号が
与えられ、保３状態を解除することができる。尚、流体
供給有無検出回路に、時定数１〜１０秒の微分回路を設
（ブ、Ｖ、の微少な立上りを検知増幅すれば、２％以下
のセンサー出力で流体供給の有無を判断させることも可
能である。

また、同様に、流体供給有無検出回路１０５の出力を使
用して、保護状態を解除する手法としては、ガスの圧力
を検出するセンサを入口部２付近および出口部３付近に
設け、この出力差を流体供給有無検出回路１０５へ導く
ようにすることも考えられる。この場合、実流量出力部
１０３の出力信号■。

を、流体供給有無検出回路１０５へ導く必要はない。

尚、以上の実施例では、ガスを対象としたがその他の流
体でも良く、また、バルブとしては熱膨張を用いるもの
でなくとも、例えば、電磁弁でも良い。この場合でも、
弁の劣化や、フローサージ等の問題点を除去できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、バルブの劣化を
防止することが可能となり、流体制御時のフローサージ
、オーバシュートを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の要部ブロック図、第３図は第２図のレベル選別回路
の特性を示す図、第４図は本発明の伯の実施例のブロッ
ク図、第５図は従来の貿８流思料ｍ＋装置のブロック図
である。 １Ａ、１Ｂ・・・１１ｍ流量制ｔｌＩｌ装冒１５・・・
バルブヒータ １６・・・バルブ １７・・・金属ピン １８・・・弁体 １９・・・バネ ２０・・・通路 ２１・・・小学 １０３・・・実流量出力部 ｉｏａ・・・レベル選別回路 １０５・・・流体供給有無検出回路 １０６・・・バルブ駆動回路 １０７・・・レベル検知回路 １１１・・・トランジスタ 代理人　弁理士　　本　１）　崇 第１図 ＋■ 第２図 ”１０　　　　　　　　　　　　　ｔｏｏ・Ｉ。 ■Ｓ 第３図 手ｆ−補正Ｓ 昭和６１年タ月θ日 特許庁民営　宇　買　道　部　Ｅ １、事件の表示 昭和６０年特許＠第０９５３７３月 ２、発明の名称　”ｊ孫砿Ｎ？ｔη抽に暑”３、補正を
する２ 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都杉並区西荻北３丁目３２番１０ｇ名称　日
本クイラン株式会社 代表取締役　　青　山　尚　乾 ４、代理人 住所　　東京都港区赤収１丁回１番１７Ｂ細川ビル 氏名　（７４１１り弁理士　本　１）　崇５、補正命令
の日付　　自発 明　　ａｍ １、発明の名称 流体流ｉｔ制卸装！ ２、特許請求の範囲 （１）ノーマリ−クローズタイプの流体流量制卸パルプ
を有する流体流量制！１装置において、前記流体の供給
の有無を検出する検出手段と、この検出手段により前記
流体の供給が無いことが検出されると前記流体流量制御
バルブを閉成ざＶるバルブ保護手段とを具Ｉ″ｆること
を特徴とする流体流量制御！ＩＩｌ装置。 （２）検出手段は、流体流量センサと、この流体流量セ
ンサの出力が所定値以下となると流体供給無と判定する
流体供給有無判定回路とを具備することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の流体流思料ｍ装置。 以下となると、流体供給無しと判断する流体供給有無判
定回路なＭｌｉすることを特徴とする特許謂求の範囲第
１項記載の流体流量制御装置。 （４）パルプ保護手段は、流体の流量が所定値以下のと
きに前記所定値を、外部からの設定流量データと実流量
データとを比較する比較回路へ出力するレベル選別回路
を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の流体流量制御装置。 （５）バルブ保護手段は、流体流量センサが流体の所定
量以上の流入を検出可能とするために、流体流路に設け
られた小室を含Ｉνでなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項記載の流体流量制御１装置。 （６）バルブ保護手段は、流体流量１仰バルブを駆動す
る駆動回路の出力の最大を検知するレベル検知回路と、
このレベル検知回路の出力と検出手段の出力とに基づい
て前記流体流量制御バルブの駆動信号を遮断する駆動信
号遮断部とを具備することを特徴とする特！′＋請求の
範囲第１項乃至第５項いずれかに記載の流体流量制御装
置。 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、半導体、ＩＣ等の製造プロセスで
用いられる各種ガス等の流体の流量制卸装置に関し、更
に詳しくは、ノーマリ−クローズタイプの流体流ｉ制御
バルブを有する流体流思料ｍ装置に関するものである。 ［従来の技術］ 斯種の質量流量制御装！！１を第５図に示す。同図にお
いて、２はガスの入口部を示し、３はガスの出口部を示
す。ガスは入口部２を入ると、バイパス部４とセンサ管
５とに分岐される。センサ管５には、ガス流の上流と下
流とに一対の抵抗発熱体くサーマルセンサ）６Ａ、６Ｂ
が轡回されている。抵抗発熱体６Ａ、６Ｂはブリッジ回
路７に接続されている。ガスがセンサ管５を通過すると
きに、抵抗発熱体６Ａ、６Ｂが熱を奪われる。このとぎ
に、抵抗発熱体６Ａが抵抗発熱体６Ｂより濃度低下し、
これによって生じる温度差をブリッジ回路７において抵
抗値変化として取出す。この抵抗値変化に基づき、セン
サ管５を流れるガスの質！流量を検出できる。一方、セ
ンサ管５とバイパス部４どの分流比率が所定となってい
るため、セン１ノ゛管５を流れるガスのｗｉｔ流量が、
流れるガス全体の質ｌ流量を反映した値となる。８は、
バイパス部４に介装された金属メツシュを示し、この金
属メツシュ８によりバイパス部４とセンサ管５とを流れ
るガスの分流比を所定に保っている。また、９はセンサ
部のケーシングであり、このケーシング９により、抵抗
発熱体６Ａ、６Ｂが外部から影響されぬようにし、精度
の良い質量流」の検出を可能にしている。 ブリッジ回路７の出力信号は、増幅回路１ｏにより増幅
され、センサ出力端子１１から外部の図示せぬ表示器等
へ出力されると共に、比較回路１２へ出力される。比較
回路１２には、外部から所望の質量流量に対応して設定
信号が設定信号入力端子１３を介して与えられる。比較
回路１２は、増幅回路１０の出力信号と流量設定信号と
を比較して、その差に応じた信号を出力する。この信号
は、パルプ駆動部１４に与えられ、パルプ駆動ａ！Ｓ１
４は上記信号に基づきバルブヒーター５へ駆動電圧を与
える。１６はバルブを示す。このバルブ１６はノーマリ
−クローズタイプ（′Ｉｔ１圧無印加時に弁が閉状態で
あり、電圧印加時に弁が閉状態となる）である。金属ピ
ン１７内にパルプヒーター５が入れられており、バルブ
ヒーター５の発熱による金属ピン１７の膨張によって、
金属ピン１７の先端に固着された弁体１８がバネ１９に
抗して下降し、ガスの通路部に対するオリフィスを調整
する。 このような質量流量制御１装置ｌｔ１においては、比較
回路１２が増幅回路１０より出力される実流量信号Ｖ　
と２！！設定信号Ｖｉとを比較し、常にＶｉ−Ｖ、とな
るように信号を出力することにより、適切な質ｌ流量制
御がなされる。 ［発明が解決しようとするＩ！！題点］しかしながら、
上記の如き質！流量制ｗＪ装貢１においでは、ガスの通
路部にガスが無い状態で流ｉ設定信＠ｖｉが与えられる
と、比較回路１２はバルブ１６に最大駆動電圧を印加す
るように動作する。このため、バルブ１６はフルオーブ
ン状態となる。このような状態が継続されると、バルブ
ヒータ１５の温度上昇によりバルブ１６の寿命力著しく
短縮される。また、熱膨張を利用しないタイプ（例えば
Ｎ磁弁）のバルブにおいても、劣仕が早いばかりでなく
、上記ガス無状態から急にカス有状態になった場合には
、ガスの流量が所要の値に制卸されるまでの間ガスのフ
ローサージが発生する。一般的に、半導体やＩＣの製造
に用いられるガスは、徐々に流量が多くされてゆくこと
が望ましく、フローサージや流量のオーバシュートによ
り、半導体やＩＣにダメージが与えられることになった
。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記のような問題点を解決するために、流体
供給の有無を検出する検出手段と、この検出手段により
上記流体の供給が無いことが検出されると流体５！愚制
御バルブを閉成させるバルブ保護手段と１！ｉ−具備さ
せて、ノーマリ−クローズタイプの流体流量制御バルブ
を有する流体流量制卸装置を構成したものである。 ′　　　Ｌ作用コ 上記構成の流体流旦制御ｖｉ装置によれば、流体の供給
が無いときにはバルブが閉成される（通常状、　　態と
される）から、これから弁が開くことによりフローサー
ジや流量のオーバーシュートをなくすることができる上
、バルブの寿命が短縮されたり、劣化が生じることがな
くなる。 Ｉ実施例］ 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。 同図において、第５図と同一の構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略する。１００は、保護装置を示
す。保ｒ！！装置１００は、実流量に対応する信号をセ
ンサ出力端子１１へ出力し、また、これを後述のように
処理した信号を比較回路１２へ出力する。また、保ｉｉ
！装置１１００は、信号線１０１を介してバルブ駆動信
号を取込み、信号線１０２を介してバルブ１６の保護の
ためにＮ流を流すように制御を行う。保ｒ！Ｉ装置１０
０を具体化したｊｆ量流量思料ｉ！装置１Ａの回路ブロ
ック図を、１２図に示す。 １０３は、実流量出力部を示し、この実流量出力部１０
３は、抵抗発熱体６Ａ、６Ｂ、ブソッジ回路７゜増＠回
路１ｏを含むものである。実流量出力部１０３は実流ｉ
ｌ信号Ｖ、をレベル選別回路１０４、流体供給有無検出
回路１０５、センサ出力端子１１へ出力する。レベル選
別回路１０４はその出力Ｖ、。を、第３図に示した特性
及び、次の（１）式で与えられる計算式に基づいて出力
する。 Ｖ　　−Ｖ　　（Ｖ　　１．０２ｘＶ　　　　）Ｓｏ　
　　Ｓ　　　　Ｓ’　　　　　　　ＳＭＡＸＶ　　−０
，０２ｘＶ３ＭＡＸ　（Ｖ、　≦０．０２ｘＶ　　　）
（１）ｓｏ　　　　　　　　　　　　　　　　ｓ　ＭＡ
Ｘつまり、実流量信８ｖ　がその最大値Ｖ　　　のＳ　
　　　　　　　　　　Ｓ　ＭＡＸ ２％以下となると、出力、。をそれ以下（０，０２ＸＶ
５工、以下）とせぬ回路でおる。この２％というＷｌは
後述のように保護状態を解除とするために必要な値であ
る。また、流体供給有無検出回路１０５は、実流」信＠
Ｖ　が、そノｆｆｌ大Ｕ！ｉＶｓ　ＭＡＸの２％より小
さくなると、その出力をＬレベルがらＨレベルへ遷移さ
せる。この２％という値は、検出誤差やより的確な保護
を行うための値である。 バルブ駆動部１４を構成するバルブ駆動回路１０６の出
力信号は、レベル検知回路１０７に与えられている。レ
ベル検知回路１０７は、バルブ駆動回路１０Ｂの出力が
その最大値となると、その出力をＬレベルからＨレベル
へ遷移させる。流体供給有無検出回路１０５の出カイ：
号とレベル検知回路１０７の出力Ｍ号とは、ナントゲー
ト１０８に入力され、ナントゲート１０８の出力信号は
タイマ回路１０９へ与えられる。タイマ回路１０９は、
ナントゲート１０８の出力信号がＨレベルからＬレベル
へ瀘移すると、計時を開始し所定時間杼道する（この値
は回路の応答性等′ＩＥ：考慮して決定され、ここでは
１０秒程度とする）と、端子１０９Ａの出力ｖｐのレベ
ルをＨレベルからＬレベルへ遷移させる。また、タイマ
回路１（＞９は、ナントゲート１０Ｂの出力イ二弓がＬ
レベルからＨレベルへ遷移すると、端子１０９Ａの信号
１１０ｔ−介してバルブ駆動！５１４を構成するトラン
ジスタ１１１のベースへ与えられるとともに保護用のダ
イオード１１２及び信号線１０２を介してタイマ回路１
０９の端子１０９Ａへ与えられ得るようになっている。 トランジスタ１１１のコレクタにはバルブヒータ１５が
接続されていて、このバルブヒータ１５には電圧Ｖが与
えられるように構成されている。またトランジスタ１１
１のエミッタは接地されている。 以上のように構成された質量流足利ｗＪ装置１Ａは、次
のように動作する。 ガスの供給が無いときに、流ｍ設定信号ｉが設定される
とくただし、■・＞０．０２ＸＶ　　　　）、Ｉ　　　
　　　Ｓ　ＭＡＸ 実流量出力部１０３の出力は、Ｖ、−Ｏである。このた
め、レベル選別回路１０４はその出力を■、。−〇、０
２ＸＶ　　　　とする。従って、比較回路１２か　ＭＡ
Ｘ らは、バルブ駆動回路１０６へ最大駆動電圧を出力すべ
く出力信号が出力され、バルブ駆動回路１０６からは最
大駆動電圧が出力される。これによって、流体供給有無
検出回路１０５の出力はトルベルとなり、かつ、レベル
検知回路１０７の出力もトルベルとなる。そこで、ナン
トゲート１０Ｂからはトルベルの信号が出力され、タイ
マ回路１０９は計時を開始する。タイマ回路１０９が所
定時間の引時を終了すると、端子１０９Ａの信号ＶＤを
トルベルから１−レベル八遷移させる。このときトラン
ジスタ１１１′にはベース抵抗１１０を介して最大駆動
電圧が印加されており、トランジスタ１１１はオン状態
で、バルブヒータ１５に最大ｉｉ流が流れている状態に
ある。 しかし、ｖｐがトルベルとなると、トランジスタ１１１
へ流入していた電流は、ダイオード１１２、信号線１０
２を介してタイマ回路１０９へ流れ、トランジスタ１１
１がオフ状態となる。これにより、バルブヒータ１５の
発熱が止んで、弁体１８はオリフィスを閉じた状態とす
る。 この状態で、ガスが急に到来しても、弁体１８がオリフ
ィスを閉じているので、フローサージが生じないのであ
る。 上記のような保護状態を解除する動作を説明する。外部
からの流量設定信号ｖ１を下げてゼロとすると、比較回
路１２には、Ｖｉ　　（−０）より大きい出力信号ｖ、
。が与えられているから、その出力は、ゼロをとるよう
になり、バルブ駆動回路１（）６の出力もゼロとなる。 これにより、レベル検知回路１０７の出力がトルベルか
らトルベルへ遷移し、ナントゲート１０８の出力がトル
ベルからトルベルへ遷移する。この結果タイマ回路１０
９は端子１０９Ａの信号ＶＤをトルベルからトルベルへ
遷移ざゼ、これによって保ｒ！！装＠１００による保護
状態が解除となる。 このような本実施例によれば、ガスが無い状態で外部か
らの流ＩＩ定信＠ｖｉが与えられても、バルブヒータ１
５が継続して最大′Ｒ流による加熱することがなくなり
、バルブヒータ１５の寿命が短くなったり、劣化したり
、焼切れる等の不具合がなくなる。ガス無から突然ガス
有となっても、バルブ１６が開かないのでフローサージ
がなく、しかも流ｌ設定信号Ｖｉを−・度ゼロとして保
護状態を解除できるので、ガス流量を徐々に増加的に制
御でき、ＩＣや半導体用ガスの流僅制御に最適である。 第４図に、本発明の他の実施例を示す。この貿１流量制
Ｗ装［１Ｂでは、センサ′ｇ５よりパルプ１６側のガス
の通路２０に、最大５！量時の２％よりやや大のガス流
量を検出するため、ガスが入る小室２１を形成したもの
である。これによると、ガス供給無の状態では例えば通
路２０が１気圧にあり、ガス供給有となって１気圧以上
になると、最大流ｆｉＦｔ１の２％よりやや大のガス流
量に対応する量のガスの移動が小室２１へ生じる（パル
プ１６は閉じられている）。このため流体供給有無検出
回路１０５　ｋ：ハ、０．０２ＸＶ　　　　以上のＶ、
が与え　ＭＡＸ られるので、その出力がトルベルからトルベルへ遷移す
る。これによって、タイマ回路１０９へトルベルの信号
が与えられ、保護状態を解除することができる。尚、流
体供給有無検出回路に、時定数１〜１０秒の微分回路を
設け、Ｖ、の微少な立上りを検知増幅すれば、２％以下
のセンサ出力で流体供給の有無を判断させることも可能
である。 また、同様に、流体供給有無検出回路１０５の出力を使
用して、保護状態を解除する手法としては、ガスの圧力
を検出するセンナを入口部２付近および出口部３付近に
設け、この出力差を流体供給有る。この場合、′！Ｊ流
量出力部１０３の出力信号■。 を、流体供給有無検出回路１０５へ導く必要はない。 尚、以上の実施例では、ガスを対象としたがその他の流
体でも良く、また、バルブとしては熱膨張を用いるもの
でなくとも、例えば、電磁弁でも良い。この場合でも、
弁の劣化や、フローサージ等の問題点を除去できる。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、バルブの劣化を
防止することが可能となり、流体制御時のフロー丈−ジ
、オーバシュートを防止できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の要部ブロック図、第３図は第２図のレベル選別回路
の特性を示す図、第４図は本発明の他の実施例のブロッ
ク図、第５図は従来の質量流ａ制ａｌｌ装置のブロック
図である。 １Ａ、１Ｂ・・・質ｆｆｌ流量流量制置装置・・・バル
ブヒータ １６・・・バルブ １７・・・金属ピン １８・・・弁体 １９・・・バネ ２０・・・通路 ２１・・・小室 ＩＣ）３・・・実流量出力部 ｉｏａ・・・レベル選別回路 １０５・・・流体供給有無検出回路 １０Ｂ・・・バルブ駆動回路 １０７・・・レベル検知回路 １１１・・・トランジスタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノーマリークローズタイプの流体流量制御バルブ
   を有する流体流量制御装置において、前記流体の供給の
   有無を検出する検出手段と、この検出手段により前記流
   体の供給が無いことが検出されると前記流体流量制御バ
   ルブを閉成させるバルブ保護手段とを具備することを特
   徴とする流体流量制御装置。
2. （２）検出手段は、流体流量センサと、この流体流量セ
   ンサの出力が所定値以下となると流体供給無と判定する
   流体供給有無判定回路とを具備することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の流体流量制御装置。
3. （３）検出手段は、ガス通路部バルブ上流及び下流に圧
   力センサーを設け、これらの圧力差が所定値以下となる
   と、流体供給無しと判断する液体供給有無判定回路を具
   備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流
   体流量制御装置。
4. （４）バルブ保護手段は、流体の流量が所定値以下のと
   きに前記所定値を、外部からの設定流量データと実流量
   データとを比較する比較回路へ出力するレベル選別回路
   を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の流体流量制御装置。
5. （５）バルブ保護手段は、流体流量センサが流体の所定
   量以上の流入を検出可能とするために、流体流路に設け
   られた小室を含んでなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の流体流量制御装置。
6. （６）バルブ保護手段は、流体流量制御バルブを駆動す
   る駆動回路の出力の最大を検知するレベル検知回路と、
   このレベル検知回路の出力と検出手段の出力とに基づい
   て前記流体流量制御バルブの駆動信号を遮断する駆動信
   号遮断部とを具備することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第５項いずれかに記載の流体流量制御装置。