KR102395620B1 - 유체 제어 기기 - Google Patents

Abstract

[과제] 유체 제어 기기에 있어서, 유체의 누출이 적은 경우에도 정밀도 높게 누출을 검지 가능한 것을 제공한다.
[해결수단] 유체 제어 기기(V1)는, 유로가 형성된 밸브 보디(1)와, 폐공간(S2)을 유로로부터 격리하는 다이어프램(22)과, 다이어프램(22)과의 사이에 폐공간(S2)을 형성함과 아울러, 폐공간(S2)에 연통하여, 다이어프램 프레서(23)가 상하 이동 가능하게 관통 삽입되는 관통 삽입 구멍(241a)이 마련된 보닛(24)과, 관통 삽입 구멍(241a) 내를 상하 이동하여 다이어프램(22)을 압압함과 아울러, 관통 삽입 구멍(241a)으로부터 빠져나감 불가능하게 하는 직경 확대부(232)가 마련된 다이어프램 프레서(23)와, 폐공간(S2) 내의 압력을 검출하는 압력 센서(P)와, 폐공간(S2) 내에서, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 사이에 개재되고, 다이어프램 프레서(23)의 상하 이동에 따라 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 사이에서 탄성적으로 팽창/압축되는 탄성체(6)를 가진다.

Description

유체 제어 기기

본 발명은, 유체 제어 장치에서 유체의 누출을 검지하는 기술에 관한 것이다.

종래, 반도체 웨이퍼의 표면에 박막을 형성하는 성막 처리에서는 막두께의 미세한 제어가 요구되고, 최근에는 원자 레벨이나 분자 레벨의 두께로 박막을 형성하는 ALD(Atomic Layer Deposition)라는 성막 방법이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 성막 처리는 성막 장치에 유체를 공급하는 유체 제어 기기에 지금까지 이상의 고빈도의 개폐 동작을 요구하고 있고, 그 부하에 의해 유체의 누출 등을 야기하기 쉬워지는 경우가 있다. 그 때문에, 유체 제어 기기에서의 유체의 누출을 용이하게 검지할 수 있는 기술에 대한 요구가 높아지고 있다.

또한, 반도체 제조 프로세스에서는 반응성이 높고 매우 독성이 높은 가스가 사용되기 때문에, 누출이 매우 작을 때에도, 또한 원격적으로 누출을 검지할 수 있는 것이 중요하다.

이 점에서, 특허문헌 1에서는, 유체의 유량을 제어하는 제어기의 외면에 형성된 구멍과 이 구멍에 장착되는 누출 검지 부재로 이루어지는 실링부 파손 검지 기구로서, 상기 구멍은 제어기 내의 공극에 연통하고, 상기 누출 검지 부재는 상기 구멍에 장착되는 통형체와 이 통형체에 마련된 가동 부재로 이루어지며, 이 가동 부재는 제어기 내의 상기 공극 내에 가득 찬 누출 유체의 압력에 의해 상기 통형체의 외방으로 가동이 되어 이루어지는 것이 제안되어 있다.

또한, 특허문헌 2에서는, 유체의 유량을 제어하는 제어기의 외면에 형성된 구멍과 이 구멍에 장착되는 누설 검지 부재로 이루어지는 실링부 파손 검지 기구가 부착된 제어기로서, 상기 구멍은 제어기 내의 공극에 연통하고, 상기 누설 검지 부재는 특정 유체의 존재에 따라 감응하는 것이 제안되어 있다.

또한, 특허문헌 3에서는, 유체의 누출을 검출하는 누출 검출 장치로서, 센서 보유지지체와, 누출 검출 대상 부재에 마련되어 누출 검출 대상 부재 내의 밀봉(seal) 부분과 외부를 연통하는 리크 포트에 대향하도록 센서 보유지지체에 보유지지된 초음파 센서와, 초음파 센서의 센서면과 리크 포트의 사이에 마련된 초음파 통로와, 초음파 센서에서 얻어진 초음파를 처리하는 처리 회로를 구비하고 있는 것이 제안되어 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 평04-093736호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 평05-126669호 공보 특허문헌 3: 일본공개특허 2014-21029호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 실링부 파손 검지 기구에서는, 제어기 내의 공극의 가압은 판별할 수 있지만, 부압(負壓)을 판별할 수 없고, 유체의 누출이 적은 경우에는, 가동 부재가 충분히 가동하지 않아 누출을 검지할 수 없을 우려가 있다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 실링부 파손 검지 기구가 부착된 제어기에서는, 유체의 누출이 적은 경우에는, 퍼지 가스로 희석화되어 누설 검지 부재가 감응하지 않을 우려가 있고, 또한 누설 검지 부재가 소정의 유체에 대해서는 감응하지 않을 우려도 있다.

나아가 특허문헌 3에 기재된 누출 검출 장치에서는, 유체의 누출이 적은 경우에는, 초음파가 미약하여 누출을 검지할 수 없을 우려가 있다.

그래서, 본 발명은, 유체 제어 기기에 있어서, 유체의 누출이 적은 경우에도 정밀도 높게 누출을 검지 가능한 것을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 관점에 관한 유체 제어 기기는, 유로와 격리된 폐공간 내의 압력을 검지하는 유체 제어 기기로서, 상기 유로가 형성된 밸브 보디와, 상기 유로에서의 유체의 유통을 허용 또는 차단함과 아울러, 상기 폐공간을 상기 유로로부터 격리하는 격리 부재와, 상기 밸브 보디 상에 배치되어 상기 격리 부재와의 사이에 상기 폐공간을 형성함과 아울러, 상기 폐공간에 연통하여, 다이어프램 프레서가 상하 이동 가능하게 관통 삽입되는 관통 삽입 구멍이 마련된 보닛과, 상기 관통 삽입 구멍 내를 상하 이동하여 상기 격리 부재를 압압함과 아울러, 상기 관통 삽입 구멍으로부터 빠져나감 불가능하게 하는 직경 확대부가 마련된 상기 다이어프램 프레서와, 상기 폐공간 내의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 폐공간 내에서, 상기 다이어프램 프레서의 직경 확대부와 상기 보닛의 사이에 개재되고, 상기 다이어프램 프레서의 상하 이동에 따라 상기 다이어프램 프레서의 직경 확대부와 상기 보닛의 사이에서 탄성적으로 팽창/압축되는 탄성체를 가진다.

또한, 상기 보닛에는, 상기 폐공간 측으로 개구되어, 상기 탄성체를 수용하는 수용부가 마련되어 있고, 상기 탄성체는, 상기 다이어프램 프레서의 상하 이동에 따라 팽창/압축됨과 아울러, 압축시에는 탄성 변형되어 상기 수용부에 수용되는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 수용부는, 상기 관통 삽입 구멍 중, 상기 폐공간의 근방에서 직경 확대된 부분으로서 구성되고, 상기 탄성체는, 상기 관통 삽입 구멍의 내주면과 상기 다이어프램 프레서의 사이를 밀봉하는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 탄성체는, 자연 상태에서, 상기 폐공간과는 반대측에 공극을 형성하여 상기 수용부에 수용되어 있는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 폐공간 내에서 상하 이동하는 상기 다이어프램 프레서의 직경 확대부의 위치가, 상기 다이어프램 프레서에 연동하는 피스톤의 상사점을 규정하는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 폐공간의 근방에서, 상기 관통 삽입 구멍의 내주면과 상기 다이어프램 프레서의 사이를 밀봉하는 실링 부재를 더 갖는 것으로 해도 된다.

본 발명에 의하면, 유체 제어 기기에 있어서, 유체의 누출이 적은 경우에도 정밀도 높게 누출을 검지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기를 나타낸 (a) 외관 사시도, (b) 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기의 내부 구조를 나타낸 A-A 단면도로서, (a) 밸브 폐쇄 상태, (b) 밸브 개방 상태를 나타낸다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기가 구비하는 기능의 일례를 나타낸 기능 블록도이다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 유체 제어 기기의 내부 구조를 나타낸 A-A 단면도로서, (a) 밸브 폐쇄 상태, (b) 밸브 개방 상태를 나타낸다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 유체 제어 기기를 나타낸 분해 사시도이다.

실시예 1

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

또, 이하의 설명에서는, 편의적으로 도면상에서의 방향에 따라 부재 등의 방향을 상하좌우로 지칭하는 경우가 있는데, 이들은 본 발명의 실시 혹은 사용시의 부재 등의 방향을 한정하는 것은 아니다.

도 1에 도시된 본 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V1)는, 내장하는 센서에 의해 내부 동작을 검출 가능한 기기로서, 검출한 정보에 기초하여 유체 제어 기기(V1)의 이상(異常), 특히 유체 제어 기기(V1) 내에서의 유체의 누출을 검지할 수 있다. 또한, 이 유체 제어 기기(V1)는, 외부 단말에 접속되고, 이 외부 단말에 대해 유체 제어 기기(V1)의 이상에 관한 정보나 센서에 의해 검출한 정보를 제공할 수 있다.

또, 유체 제어 기기(V1)의 실제적인 사용 장면에서는, 복수의 유체 제어 기기(V1)는 다른 유량 제어 기기 등과 함께 집적되어 유체 제어 장치(가스 박스)를 구성한다.

본 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V1)는, 에어 작동식의 다이렉트 다이어프램 밸브로서, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 보디(1), 보닛부(2), 커버부(3), 액추에이터부(4)를 구비한다.

●밸브 보디(1)

밸브 보디(1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유로가 형성된 베이스 받침부(11)와, 베이스 받침부(11) 상에 마련된 대략 원통 형상의 원통부(12)로 이루어진다.

베이스 받침부(11)는 평면에서 볼 때 직사각형상으로 이루어지고, 복수의 유체 제어 기기(V1)에 의해 유닛화된 유체 제어 장치를 구성하는 경우에는, 기반 혹은 매니폴드 블록 상에 설치되는 부분이 된다.

원통부(12)는, 보닛부(2)가 배치되는 측의 단면(端面)이 개구된 중공 형상으로 이루어지고, 중공의 내부는 보닛부(2)가 수용되는 오목부(12a)를 구성한다.

이 원통부(12)에는, 축심 방향으로 길이를 가지며, 보닛부(2)가 배치되는 측으로서 베이스 받침부(11)와는 반대측의 일단이 개구됨과 아울러, 외측으로부터 오목부(12a) 측으로 관통한 슬릿(12b)이 마련되어 있다. 이 슬릿(12b)을 통해, 보닛 월(25)로부터 연장된 플렉시블 케이블(51)이 내측으로부터 외측으로 도출된다.

오목부(12a)의 하방 및 베이스 받침부(11) 내에는, 유체가 유입되는 유입로와 유체가 유출되는 유출로, 및 이 유입로와 유출로에 연통하는 밸브실(112)이 형성되어 있다. 유입로, 유출로, 및 밸브실(112)은, 유체가 유통하는 유로를 일체적으로 구성하고 있다.

●보닛부(2)

보닛부(2)는 도 2~도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 보디(1)의 오목부(12a) 내에 수용한 상태에서 배치된다.

이 보닛부(2)는, 시트(21), 다이어프램(22), 다이어프램 프레서(23), 보닛(24), 보닛 월(25)을 구비하는 것 외에, 유체의 누출에 따른 압력 변화의 검출 정밀도를 높이기 위한 탄성체(6)를 가지고 있다.

환상의 시트(21)는, 밸브실(112)에서의 유입로의 개구 주연(周緣)에 마련되어 있다. 시트(21)에 다이어프램(22)을 접촉 이반시킴으로써 유입로로부터 유출로로 유체를 유통시키거나, 유통을 차단시키거나 할 수 있다.

다이어프램(22)은, 스테인리스, Ni-Co계 합금 등의 금속으로 이루어짐과 아울러, 중심부가 볼록 형상으로 팽출한 구각상(球殼狀)의 부재로서, 유로와 액추에이터부(4)가 동작하는 공간을 격리하고 있다. 이 다이어프램(22)은, 다이어프램 프레서(23)에 의해 압압되지 않은 상태에서는, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 시트(21)로부터 이반되어 있고, 유입로와 유출로를 연통시켜, 유체의 유통을 허용한다. 한편, 다이어프램 프레서(23)에 의해 압압된 상태에서는, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 다이어프램(22)의 중앙부가 변형되어 시트(21)에 접촉되어 있고, 유입로와 유출로를 차단시켜, 유체의 유통을 차단한다.

다이어프램 프레서(23)는, 다이어프램(22)의 상측에 마련되고, 피스톤(43)의 상하 이동에 연동하여 다이어프램(22)의 중앙부를 압압한다.

이 다이어프램 프레서(23)는, 대략 원기둥형상의 베이스부(231)와, 다이어프램(22)에 접촉하는 측의 일단측에서 직경 확대된 직경 확대부(232)로 이루어진다.

베이스부(231)에는, 축심 방향으로 길이를 가지며, 직경 확대부(232)와는 반대측의 일단이 개구된 바닥이 있는 줄기홈(231a)이 형성되어 있다. 이 줄기홈(231a)에는, 보닛 월(25)의 나사 구멍(25c)에 체결된 나사(25d)의 샤프트 로드 부분이 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤된다. 줄기홈(231a)과 나사(25d)는, 다이어프램 프레서(23)의 둘레방향의 회동을 규제하는 회동 규제 수단을 구성하고, 이에 의해 다이어프램 프레서(23)는, 피스톤(43)에 연동하여 상하 이동하면서도, 둘레방향의 회동이 규제된다.

또한, 베이스부(231)에는, 자기(磁氣) 센서를 구성하는 자석(M1)이 장착되어 있다. 이 자석(M1)은, 보닛 월(25)에 장착된 자성체(M2)와 함께 후술하는 자기 센서를 구성한다. 또, 본 실시예에서는, 자석(M1)은, 베이스부(231)의 줄기홈(231a)의 반대측에 장착되어 있지만, 자성체(M2)와 자기 센서를 구성하는 데에 지장이 없는 한, 베이스부(231) 상의 다른 위치에 장착할 수도 있다.

직경 확대부(232)는, 보닛(24)의 관통 삽입 구멍(241a)의 직경보다 큰 직경을 갖는 대략 원반상의 부분으로서, 폐공간(S2) 내에 위치하여 다이어프램 프레서(23)를 관통 삽입 구멍(241a)으로부터 빠져나감 불가능하게 하고 있다.

또한, 이 직경 확대부(232)는, 피스톤(43)에 연동한 다이어프램 프레서(23)의 상하 이동에 따라, 보닛(24)의 구획부(241)와의 사이에서 탄성체(6)를 클램핑한다.

여기서, 직경 확대부(232)의 폭은, 다이어프램 프레서(23)를 관통 삽입 구멍(241a)으로부터 빠져나감 불가능하게 함과 아울러, 탄성체(6)를 보닛(24)의 구획부(241)와의 사이에 클램핑할 수 있는 최소한의 폭으로 하는 것이 바람직하다. 직경 확대부(232)의 폭을 이러한 폭으로 함과 아울러, 보닛(24)의 구획부(241)의 하면측에 마련되는 폐공간(S2)의 폭 또는 직경을, 직경 확대부(232)의 폭 또는 직경에 입각하여 작게 하면, 폐공간(S2)의 체적을 줄일 수 있다.

이러한 구성으로 이루어지는 다이어프램 프레서(23)는, 유체 제어 기기(V1)의 개폐에 따라 상하 이동하는 피스톤(43)의 상사점을 규정하고 있다. 즉, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)의 상면은 밸브 개방시, 보닛(24)의 구획부(241)와의 사이에서 탄성체(6)를 클램핑시키는 바, 구동압에 의해 최대한 탄성체(6)를 압축시켰을 때의 위치가 상사점을 구성한다.

이에 의해, 다른 위치를 피스톤(43)의 상하 이동의 상사점으로 하는 경우와 달리, 밸브 개방시에 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)가 도달하는 위치에 여유를 갖게 할 필요가 없어, 폐공간(S2)의 부피를 최소한으로 억제할 수 있다.

보닛(24)은, 대략 원통형으로 이루어지고, 밸브 보디(1) 상에 배치되며, 다이어프램(22)과의 사이에 폐공간을 형성한다.

이 보닛(24)은, 하단부에서 밸브 보디(1)와의 사이에 다이어프램(22)을 끼움지지하고 있고, 이 부분에서 다이어프램(22)과 밸브 보디(1)의 사이가 밀봉된다.

또한, 보닛(24)의 내부에는, 다이어프램 프레서(23)가 상하 이동 가능하게 관통 삽입되는 관통 삽입 구멍(241a)이 중심부에 형성된 대략 원반상의 구획부(241)가 마련되어 있다.

구획부(241)의 상방 내지는, 액추에이터부(4)가 배치되는 측에 형성되는 오목부(24a)에는, 보닛 월(25)이 수용된다. 구획부(241)와 보닛 월(25)에는 각각, 서로 대응하는 위치에 나사 구멍(241b)과 관통공(25e)이 마련되어 있고, 보닛(24)에 보닛 월(25)이 볼트(25f)에 의해 나사결합된다.

보닛(24)의 구획부(241)는, 일정한 두께를 가지고 있고, 구획부(241)에 형성되어 있는 관통 삽입 구멍(241a)의 내주면과 다이어프램 프레서(23)의 사이에는, 실링 부재로서의 O링(O2)이 장착되어 있다. 이에 의해, 구획부(241), 다이어프램(22), 및 다이어프램 프레서(23)에 의해 획정되는 폐공간(S2)의 기밀성이 확보되어 있다.

여기서, 폐공간(S2)의 기밀성을 확보하기 위한 O링(O2)은, 상하 이동하는 다이어프램 프레서(23)의 동작 방향 중, 폐공간(S2)의 근방에 마련되어 있다. 이에 의해, 관통 삽입 구멍(241a)의 폐공간(S2) 측의 개구부로부터 O링(O2)까지의 간극을 줄여, 폐공간(S2)의 부피를 작게 한다.

또, 여기서 말하는 폐공간(S2)의 근방이란 적어도, 상하 이동하는 다이어프램 프레서(23)의 동작 방향에 있어서, 다이어프램 프레서(23)와 피스톤(43)이 접촉하는 측보다 폐공간(S2) 측으로 치우친 위치를 말하고, 더욱 바람직하게는, O링(O2)과 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)가 접하지 않고 격리되는 최소한의 거리를 유지할 수 있는 위치를 말한다.

또한, 보닛(24)의 구획부(241)에는, 보닛 월(25)에 장착되어 있는 압력 센서(P)에 연통하는 연통공(241d)이 마련되어 있다. 연통공(241d)을 개재하여 압력 센서(P)가 마련되어 있음으로써, 구획부(241), 다이어프램(22), 및 다이어프램 프레서(23)에 의해 획정된 폐공간(S2) 내의 압력을 측정할 수 있다.

또한, 보닛(24)의 측면에는, 내측에 수용한 보닛 월(25)로부터 도출된 플렉시블 케이블(51)을 외측으로 도출시키기 위한 관통공(241c)이 마련되어 있다.

보닛 월(25)은, 보닛(24) 내에 배치되는 부재이다. 이 보닛 월(25)은 두께가 두꺼운 대략 원반상의 부재를 평면에서 볼 때 대략 C자 형상으로 도려낸 형상으로 이루어진다. 이 보닛 월(25)의 중심에는, 다이어프램 프레서(23)의 베이스부(231)를 관통 삽입시키는 관통 삽입 구멍(25a)이 마련되어 있다. 또한, 관통 삽입 구멍(25a)을 보닛 월(25)의 반경 방향 외측을 향하여 개구시키는 개구부(25b)가 마련되어 있다.

보닛 월(25)의 두께 부분의 소정의 개소에는, 관통 삽입 구멍(25a)으로부터 반경 방향 외측을 향하여 나사 가공된 나사 구멍(25c)이 형성되어 있다. 이 나사 구멍(25c)에는 외측으로부터 나사(25d)가 나사맞춤되고, 나사맞춤된 나사(25d)의 축심 부분은, 관통 삽입 구멍(25a) 측으로 빠져나가, 관통 삽입 구멍(25a)에 관통 삽입된 다이어프램 프레서(23)의 줄기홈(231a)에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤된다.

보닛 월(25)에는, 보닛(24)의 나사 구멍(241b)에 대응하는 위치에 관통공(25e)이 마련되어 있다. 나사 구멍(241b)과 관통공(25e)에는, 보닛(24)의 구획부(241) 상에 보닛 월(25)이 배치된 상태에서 볼트(25f)가 나사맞춤되고, 이에 의해 보닛(24)에 보닛 월(25)이 고정된다.

보닛 월(25)의 외주면 중, 개구부(25b) 근방에는, 개구부(25b)를 막도록 걸쳐져 고정된 평판 형상의 자성체(M2)가 장착되어 있다. 이 자성체(M2)는, 다이어프램 프레서(23)에 장착된 자석(M1)과 함께 후술하는 자기 센서를 구성한다.

●탄성체(6)

탄성체(6)는, 외력에 따라 탄성적으로 팽창/압축되는 부재로서, 외면이 비다공질 재료로 코팅된 다공질의 연성 수지 등으로 이루어진다. 또한, 본 예에서는 일정한 두께를 갖는 링형상으로 구성되고, 중앙에는 다이어프램 프레서(23)의 베이스부(231)가 관통 삽입되는 관통 삽입 구멍(6a)이 마련되어 있다.

이 탄성체(6)는, 관통 삽입 구멍(6a) 내에 다이어프램 프레서(23)의 베이스부(231)를 관통 삽입시킨 상태에서, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)의 사이에 개재되고, 다이어프램 프레서(23)의 상하 이동에 따라 탄성적으로 팽창/압축된다. 즉, 유체 제어 기기(V1)의 밸브 개방시, 다이어프램 프레서(23)가 다이어프램(22)으로부터 이반되면, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)의 사이에서 클램핑된다. 한편, 유체 제어 기기(V1)의 밸브 폐쇄시, 다이어프램 프레서(23)가 다이어프램(22)에 접촉하고, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)가 이간되면, 압축 상태에서부터 해방되어 팽창하여, 압축 전의 자연 상태에서 되돌아간다.

이에 의해, 유체 제어 기기(V1)의 탄성체(6)만큼 폐공간(S2)에 차지하는 기체의 용적을 줄일 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 탄성체(6)는 링형상으로 구성되고, 관통 삽입 구멍(6a)에 다이어프램 프레서(23)를 관통 삽입시키도록 되어 있지만, 이에 관계없이, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)의 사이에 개재되어 탄성적으로 팽창/압축되는 한, 다른 형상으로 이루어지는 것으로 해도 된다. 예를 들어, 외형이 직사각형상이어도 되고, 복수의 탄성 부재의 집합체로서 구성되어 있어도 된다.

●커버부(3)

커버부(3)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 액추에이터 보디(41)와 밸브 보디(1)를 클램핑하여 일체적으로 보유지지함과 아울러, 회로 기판(52) 및 회로 기판(52)에 마련된 커넥터(53)를 유체 제어 기기(V1)에 고정하는 고정 수단을 구성한다.

이 커버부(3)는, 커버(31)와 평판 형상의 플레이트(32, 33)를 구비한다.

커버(31)는, 대략 U자 형상으로 이루어지고, 그 내측에는 액추에이터 보디(41)와 밸브 보디(1)의 단부가 끼워넣어진다.

커버(31)의 양 측면에는, 액추에이터 보디(41)가 끼워넣어지는 위치에 대응하여 나사 구멍(31a)이 마련되어 있다. 이에 의해, 밸브 보디(1)가 내측에 끼워넣어진 상태에서 나사 구멍(31a)에 나사(31b)를 체결하여, 나사(31b)의 선단을 밸브 보디(1)에 압접시키면, 밸브 보디(1)를 커버(31)의 내측에 끼움지지할 수 있다.

또한, 커버(31)의 두께 부분에는, 나사 구멍(31c)이 마련되어 있다. 이 나사 구멍(31c)에, 나사(31d)가 플레이트(32, 33)의 관통공(32b, 33b)을 개재하여 나사맞춤됨으로써, 커버(31)에 플레이트(32, 33)가 장착된다.

플레이트(32, 33)는, 커버(31)의 내측에 액추에이터 보디(41)와 밸브 보디(1)의 단부를 끼운 상태에서 커버(31)에 나사 고정되고, 고정된 상태에서는, 커버(31)와의 사이에 액추에이터 보디(41)와 밸브 보디(1)를 클램핑 지지한다.

이 플레이트(32)의 하방에는, 설편(舌片) 형상으로 잘라낸 노치부(32a)가 형성되어 있고, 플렉시블 케이블(51)은 이 노치부(32a)를 개재하여, 커넥터(53)가 마련된 회로 기판(52)으로 도출된다.

플레이트(33)는, 플레이트(32)와의 사이에 회로 기판(52)을 장착시킨 상태에서 플레이트(32) 및 커버(31)에 나사 멈춤 고정되고, 플레이트(32)와의 사이에 회로 기판(52)을 클램핑 지지한다.

이 플레이트(33)에는, 중앙부에 대략 직사각형상의 관통공(33a)이 마련되어 있고, 회로 기판(52)에 마련된 커넥터(53)는 이 관통공(33a)으로부터 외측으로 빠져나온다.

여기서, 베이스 받침부(11)가 평면에서 볼 때 직사각형상으로 이루어지며, 커버부(3)는 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 커넥터(53)를 직사각형상의 베이스 받침부(11)의 대각선 방향을 향하게 하여 유체 제어 기기(V1)에 고정하고 있다. 이러한 방향으로 커넥터(53)를 고정하는 것은 이하의 이유에 의한다. 즉, 복수의 유체 제어 기기(V1)에 의해 유닛화된 유체 제어 장치(가스 박스)를 구성하는 경우에는, 집적화의 요청으로부터, 인접하는 직사각형상의 베이스 받침부(11)의 방향을 맞추어 가능한 한 간극을 없애고, 기반 혹은 매니폴드 블록 상에 유체 제어 기기(V1)를 배치하는 것이 바람직하다. 한편, 이와 같이 배치하여 집적시킨 경우에는, 커넥터(53)에 단자 등을 접속하기 어려워진다. 그 때문에, 커넥터(53)를 베이스 받침부(11)의 대각선 방향을 향하게 함으로써, 바로 옆에 배치되어 있는 유체 제어 기기(V1) 쪽을 향하게 하는 경우에 비해, 접속하는 공간을 넓게 취할 수 있다. 그 결과, 커넥터(53)에 단자 등을 접속하는 것이 용이하고, 단자 등의 접힘이나 비틀림에 의한 단선 등의 결함을 막거나, 단자 등이 유체 제어 기기(V1)에 닿아 유체 제어 기기(V1)의 동작에 이상을 초래한다는 결함을 막을 수도 있다.

●액추에이터부(4)

액추에이터부(4)는, 보닛부(2) 상에 배치된다.

이 액추에이터부(4)는 도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터 보디(41), 액추에이터 캡(42), 피스톤(43), 스프링(44)을 구비한다. 또, 도 3에서는, 액추에이터부(4)의 내부 구조를 생략하고 있지만, 내부 구조는 도 2에 도시된 바와 같다.

액추에이터 보디(41)는, 피스톤(43)과 보닛(24)의 사이에 장착된다.

이 액추에이터 보디(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 대략 원기둥 형상으로 이루어지고, 중심부에는, 피스톤(43)과 다이어프램 프레서(23)가 관통 삽입되는 관통 삽입 구멍(41a)이 길이 방향을 따라 마련되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 관통 삽입 구멍(41a) 내에서는 피스톤(43)과 다이어프램 프레서(23)가 접촉되어 있고, 다이어프램 프레서(23)는 피스톤(43)의 상하 이동에 연동하여 상하 이동한다.

액추에이터 보디(41)의 피스톤(43)이 배치되는 측의 상단면에는, 환상의 돌출줄기로 이루어지는 둘레벽(411)이 형성되어 있고, 둘레벽(411)의 내측의 평탄한 수평면과 피스톤(43)의 직경 확대부(431)의 하단면의 사이에는, 구동압이 도입되는 구동압 도입실(S1)이 형성된다.

또한, 액추에이터 보디(41)의 피스톤(43)이 배치되는 측의 외주면 상에는, 수나사가 형성되어 있고, 액추에이터 캡(42)의 내주면에 형성된 암나사와 나사맞춤됨으로써, 액추에이터 보디(41)는 액추에이터 캡(42)의 일단에 장착된다.

액추에이터 보디(41)의 길이 방향의 중심부는, 단면에서 볼 때 대략 육각 형상으로 형성되어 있고, 이 단면에서 볼 때 육각 형상의 부분과 밸브 보디(1)의 상단 부분은, 커버(31)에 의해 일체적으로 클램핑된다.

액추에이터 캡(42)은, 하단부가 개구된 캡형상의 부재로서, 내부에 피스톤(43)과 스프링(44)을 수용하고 있다.

액추에이터 캡(42)의 상단면에는, 피스톤(43)의 구동압 도입로(432)에 연통하는 개구부(42a)가 마련되어 있다.

액추에이터 캡(42)의 하단부는, 액추에이터 보디(41)의 상부가 나사맞춤되어 폐지(閉止)되어 있다.

피스톤(43)은, 구동압의 공급과 정지에 따라 상하 이동하여, 다이어프램 프레서(23)를 개재하여 다이어프램(22)을 시트(21)에 접촉 이반시킨다.

이 피스톤(43)의 축심 방향 대략 중앙은 원반상으로 직경 확대되어 있고, 이 개소는 직경 확대부(431)를 구성하고 있다. 피스톤(43)은, 직경 확대부(431)의 상면측에서 스프링(44)의 바이어스력을 받는다. 또한, 직경 확대부(431)의 하단측에는, 구동압이 공급되는 구동압 도입실(S1)이 형성된다.

또한, 피스톤(43)의 내부에는, 상단면에 형성된 개구부(43a)와, 직경 확대부(431)의 하단측에 형성되는 구동압 도입실(S1)을 연통시키기 위한 구동압 도입로(432)가 마련되어 있다. 피스톤(43)의 개구부(43a)는 액추에이터 캡(42)의 개구부(42a)까지 연통되어 있고, 외부로부터 구동압을 도입하기 위한 도입관이 개구부(42a)에 접속되며, 이에 의해 구동압 도입실(S1)에 구동압이 공급된다.

피스톤(43)의 직경 확대부(431)의 외주면 상에는, O링(O41)이 장착되어 있고, 이 O링(O41)은 피스톤(43)의 직경 확대부(431)의 외주면과 액추에이터 보디(41)의 둘레벽(411)의 사이를 밀봉하고 있다. 또한, 피스톤(43)의 하단측에도 O링(O42)이 장착되어 있고, 이 O링(O42)은 피스톤(43)의 외주면과 액추에이터 보디(41)의 관통 삽입 구멍(41a)의 내주면의 사이를 밀봉하고 있다. 이들 O링(O41, O42)에 의해, 피스톤(43) 내의 구동압 도입로(432)에 연통하는 구동압 도입실(S1)이 형성됨과 아울러, 이 구동압 도입실(S1)의 기밀성이 확보되어 있다.

스프링(44)은, 피스톤(43)의 외주면 상에 감겨 있고, 피스톤(43)의 직경 확대부(431)의 상면에 접촉하여 피스톤(43)을 하방, 즉 다이어프램(22)을 눌러 내리는 방향으로 바이어스시키고 있다.

여기서, 구동압의 공급과 정지에 따른 밸브의 개폐 동작에 대해 언급한다. 개구부(42a)에 접속된 도입관(도시생략)으로부터 에어가 공급되면, 에어는 피스톤(43) 내의 구동압 도입로(432)를 통해 구동압 도입실(S1)에 도입된다. 이에 따라, 피스톤(43)은 스프링(44)의 바이어스력에 저항하여 상방으로 밀어올려진다. 이에 의해, 다이어프램(22)이 시트(21)로부터 이반되어 밸브 개방된 상태가 되고, 유체가 유통된다.

한편, 구동압 도입실(S1)에 에어가 도입되지 않게 되면, 피스톤(43)이 스프링(44)의 바이어스력에 따라 하방으로 눌려내려간다. 이에 의해, 다이어프램(22)이 시트(21)에 접촉하여 밸브 폐쇄된 상태가 되어, 유체의 유통이 차단된다.

●센서

유체 제어 기기(V1)는, 기기 내의 동작을 검출하기 위한 센서로서, 압력 센서(P)와, 자석(M1)과 자성체(M2)로 이루어지는 자기 센서를 구비하고 있다.

압력 센서(P)는 도 2에 도시된 바와 같이, 보닛 월(25)의 하면 내지는 유로측에 장착되어 있고, 연통공(241d)을 개재하여, 다이어프램(22), 보닛(24)의 구획부(241), 및 다이어프램 프레서(23)에 의해 획정된 폐공간(S2)에 연통되어 있다. 이 압력 센서(P)는, 압력 변화를 검출하는 감압(感壓) 소자나, 감압 소자에 의해 검출된 압력의 검출값을 전기 신호로 변환하는 변환 소자 등에 의해 구성된다. 이에 의해 압력 센서(P)는, 다이어프램(22), 보닛(24)의 구획부(241), 및 다이어프램 프레서(23)에 의해 획정된 폐공간(S2) 내의 압력을 검출할 수 있다.

또, 압력 센서(P)가 연통공(241d)에 통하는 개소에는 패킹(26)이 장착되어 있고, 기밀 상태가 담보되어 있다.

또, 압력 센서(P)는, 게이지압 혹은 대기압 중 어느 것을 검출하는 것이어도 되고, 각각의 경우에 따라, 판별 처리부(71)(도 7을 참조하여 후술)가 참조하는 문턱값이 설정되면 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 폐공간(S2) 내의 압력 변화를 압력 센서(P)에 의해 검출함으로써, 유체의 누출 등에 기인한 유체 제어 기기(V1)의 이상을 검지하는데, 컨덴서형 마이크로폰 유닛을 압력 센서(P)로서 이용하는 것이 가능하다. 즉, 컨덴서형 마이크로폰 유닛은, 음파를 받아 진동하는 진동판과, 진동판에 대향하여 배치된 대향 전극을 가지며, 진동판과 대향 전극의 사이의 정전 용량의 변화를 전압의 변화로 변환하여 음성 신호로 할 수 있다. 그리고, 이 컨덴서형 마이크로폰 유닛은, 진동판의 배면측에 마련되는 공기실을 막음으로써 무지향성(전지향성)이 된다. 무지향성의 경우, 컨덴서형 마이크로폰 유닛은 모든 방향으로부터의 음파에 의한 음압의 변화를 포착하여 동작하기 때문에, 압력 센서로서 이용하는 것이 가능해진다.

보닛 월(25)의 개구부(25b)에는 자성체(M2)가 장착되어 있고, 이 자성체(M2)는, 다이어프램 프레서(23)에 장착된 자석(M1)과 함께 자기 센서를 구성한다.

이 자기 센서에 의해 이하와 같이 밸브의 개폐 동작을 검지할 수 있다. 즉, 자석(M1)이 다이어프램 프레서(23)의 상하 이동에 따라 상하 이동하는 것에 반해, 자성체(M2)는 보닛 월(25) 및 보닛(24)과 함께 밸브 보디(1) 내에 고정되어 있다. 이 결과, 다이어프램 프레서(23)의 상하 이동에 따라 상하 이동하는 자석(M1)과, 위치가 고정되어 있는 자성체(M2)의 사이에 발생하는 자계의 변화에 기초하여, 다이어프램 프레서(23)의 동작, 나아가서는 밸브의 개폐 동작을 검지할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 자기 센서를 이용하였지만, 이에 한정하지 않고, 다른 실시형태에서는, 광학식의 위치 센서 등, 다른 종류의 센서를 이용할 수도 있다.

압력 센서(P)와 자기 센서에는 각각, 가요성을 갖는 통신용의 플렉시블 케이블(51)의 일단이 접속되어 있고(자기 센서에 대해서는, 상세하게는 자성체(M2)에 접속되어 있음), 플렉시블 케이블(51)의 타단은, 유체 제어 기기(V1)의 외측에 마련된 회로 기판(52)에 접속되어 있다.

본 예에서, 회로 기판(52)에는, 소정의 정보 처리를 실행하는 처리 모듈(7)(도 7을 참조하여 후술)이 구성되어 있다. 처리 모듈(7)은, 압력 센서(P)나 자기 센서로부터 취득한 정보에 기초하여, 유체 제어 기기(V1)의 이상을 검지하는 처리를 실행한다. 그리고, 회로 기판(52)에는 외부 단자 접속용의 대략 직사각형상의 커넥터(53)가 마련되어 있고, 이에 의해, 압력 센서(P)와 자기 센서에 의해 측정된 데이터를 추출하거나, 처리 모듈(7)에 의해 실행된 이상 판별 처리의 처리 결과에 관한 데이터를 추출하거나 할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 플렉시블 케이블(51)과 회로 기판(52)으로는 플렉시블 기판(FPC)이 이용되고, 플렉시블 케이블(51), 회로 기판(52), 및 커넥터(53)는 일체적으로 구성되어 있다. 플렉시블 케이블(51)과 회로 기판(52)에 플렉시블 기판을 이용함으로써, 배선 경로로서 부재 사이의 간극을 이용하는 것이 가능해지고, 그 결과, 피복선을 이용하는 경우에 비해 유체 제어 기기(V1) 자체를 소형화할 수 있다.

또한, 처리 모듈(7)은 회로 기판(52)과는 별도로, 유체 제어 기기(V1) 내에 저장되어 있어도 되고, 압력 센서(P) 또는 자기 센서의 일부로서 구성되어 있어도 된다.

또한, 커넥터(53)의 종류나 형상은, 각종 규격에 따라 적절히 설계할 수 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 유체 제어 기기(V1)는, 탄성체(6)만큼 폐공간(S2) 내의 용적을 줄일 수 있기 때문에, 폐공간(S2) 내의 압력 변화를 정밀도 높게 검출할 수 있다. 그 결과, 유로로부터 폐공간(S2)으로의 유체의 적은 누출 등, 다이어프램(22)의 파손 등에 기인한 이상을 검지할 수 있다.

●소프트웨어 구성예

이상의 구성으로 이루어지는 유체 제어 기기(V1)에 있어서, 폐공간(S2) 내의 압력 변화에 기초하여 유체 제어 기기(V1)의 이상을 판별하는 처리의 일례를 서술한다.

처리 모듈(7)은, 회로 기판(52) 상에 마련된 연산 회로나 메모리에 의해 구성되고, 이에 의해 도 6에 도시된 바와 같이, 판별 처리부(71)와 통신 처리부(72)로 이루어지는 기능 블록을 구비한다. 이 처리 모듈(7)은, 플렉시블 케이블(51)에 의해 압력 센서(P)나 자기 센서와 제휴 가능하게 구성되어 있고, 이러한 압력 센서(P)나 자기 센서로부터 데이터의 공급을 받을 수 있게 되어 있다.

판별 처리부(71)는, 참조용 테이블 등에 보유된 소정의 문턱값과, 압력 센서(P)에 의해 검출된 압력의 검출값을 비교함으로써, 폐공간(S2)으로의 유체의 누출 등에 기인한 유체 제어 기기(V1)의 이상을 판별하는 처리를 실행한다. 즉, 통상 사용시에 있어서, 유체 제어 기기(V1)의 밸브의 개폐로 상정되는 폐공간(S2) 내의 압력의 한계값을 소정의 문턱값으로 해 둔다. 그리고, 폐공간(S2) 내의 압력의 검출값이 이러한 문턱값을 초과한 경우에, 유체 제어 기기(V1)에 이상이 발생한 것으로 판별한다. 이러한 판별의 합리성은, 다이어프램(22)의 파손 등에 의해 폐공간(S2)으로 유체가 누출되어 폐공간(S2) 내의 압력이 상승한 결과로서, 혹은 유로 내의 감압에 의해 폐공간(S2) 내의 압력이 감소한 결과로서 폐공간(S2) 내의 압력의 검출값이 문턱값을 초과하였다고 간주할 수 있는 것에 의한다.

통신 처리부(72)는, 커넥터(53)를 개재하여 접속된 외부 단말(8)에 대해, 판별 처리부(71)에 의한 판별 결과를 송신하는 처리를 실행하기 위한 기능부이다.

또, 본 실시형태에서는, 판별 처리부(71)에 의한 처리 결과는, 커넥터(53)를 개재하여 외부 단말(8)에 송신시키는 것으로 하고 있지만, 통신 처리부(72)를 예를 들어, 무선 LAN, Bluetooth(등록상표), 적외선 통신, 혹은 Zigbee(등록상표) 등으로 구성하고, 무선 통신에 의해 송신하는 것으로 할 수도 있다.

또한, 커넥터(53)에 다른 단말이 항상 접속되어 있는 경우, 통신 처리부(72)는, 판별 처리부(71)에 의한 판별 결과를 1시간이나 1일 등의 임의로 설정된 소정의 주기로 송신할 수 있다. 이로부터, 유체의 미량의 누출은 그 순간을 검지하기 어렵지만, 며칠 정도이면 승압하기 때문에 검지 가능해진다. 한편, 폐공간(S2)은 기밀한 공간이기 때문에, 미소한 누출이 발생해도 바로 문제가 되기 어렵다. 그 때문에, 소정의 주기에 의한 송신이어도 지장이 없다. 나아가 이와 같이 소정의 주기로 정보의 송신을 행하는 경우에는, 소비전력을 억제할 수 있다.

또한, 유체 제어 기기(V1)가 복수 집적되어 유체 제어 장치를 구성하는 경우, 각 유체 제어 기기(V1)의 통신 처리부(72)는, 외부 단말(8)에 대해 자기(自己)를 식별 가능한 자기 식별 정보와 함께, 판별 처리부(71)에 의한 판별 결과를 유체 제어 기기(V1)마다 다른 타이밍에 송신할 수 있다.

외부 단말(8)에 대해, 유체 제어 기기(V1)를 개별로 식별 가능한 자기 식별 정보가 송신됨으로써, 유체 제어 장치를 구성하는 복수의 유체 제어 기기(V1) 중 어느 것이 이상을 초래하였는지를 판별할 수 있다.

또한, 외부 단말(8)에 대해, 유체 제어 기기(V1)마다 다른 타이밍에 판별 결과가 송신됨으로써, 패킷 충돌의 문제를 회피할 수 있고, 일제히 송신되는 경우에 비해 일시적인 처리의 과부하를 막을 수도 있다. 나아가 일제히 송신되는 경우와 달리, 데이터 송신에 이용되는 무선 채널을 유체 제어 기기(V1)마다 바꿀 필요가 없기 때문에, 많은 채널을 마련할 필요가 없다. 유체 제어 기기(V1)와 외부 단말(8)의 접속 수단을 Bluetooth(등록상표)에 의해 실현하는 경우에는, 동시 접속 대수가 한정되기 때문에(통상 7대), 송신의 타이밍을 바꿈으로써 동시 접속 대수를 초과하는 수의 유체 제어 기기(V1)를 이용할 수 있다.

외부 단말(8)은, 이른바 퍼스널 컴퓨터나 서버, 데이터의 송수신이나 처리가 가능한 가반형 단말 등으로서, CPU, CPU가 실행하는 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 프로그램이나 소정의 데이터를 기억하는 RAM(Random Access Memory)이나 ROM(Read Only Memory), 및 하드 디스크 드라이브 등의 외부 기억 장치 등의 하드웨어 자원에 의해 구성된다.

이 외부 단말(8)은, 유체 제어 기기(V1)의 폐공간(S2)으로의 유체의 누출의 판별 결과를 수신하기 위한 통신 처리부를 가지고 있다. 외부 단말(8)이 유체 제어 기기(V1)로부터 수신한 정보는 적절히, 유체 제어 기기(V1)의 관리자 혹은 감시자 등이 이용하는 단말로부터의 요구에 따라, 그 감시자 등이 이용하는 단말에 제공된다.

이상의 구성으로 이루어지는 유체 제어 기기(V1)에 의해, 압력 센서(P)에 의해 검출된 폐공간(S2) 내의 압력과 소정의 문턱값의 비교에 기초하여, 폐공간(S2)으로의 유체의 누출 등에 기인한 유체 제어 기기(V1)의 이상을 검지할 수 있다.

또한, 유체 제어 기기(V1)의 이상에 관한 정보가 외부 단말(8)에 집약되기 때문에, 유체 제어 기기(V1)의 감시자 등은, 유체 제어 기기(V1)의 동작 상황을 부담없이 감시할 수 있다.

나아가 유체 제어 기기(V1)는, 폐공간(S2) 내의 압력을 검출한 후, 소정의 문턱값과 검출값을 비교함으로써 이상을 검지하기 때문에, 폐공간(S2) 내가 부압이 되는 이상을 초래한 경우에도, 이를 검지할 수 있다.

또, 이러한 기능 구성은 일례로서, 판별 처리부(71)를 외부 단말(8)에 구비시키고, 압력 센서(P)에 의한 검출값 등, 유체 제어 기기(V1)의 동작 정보를 외부 단말(8)에 송신하는 것으로 해도 되며, 각종 기구 구성이 가능하다.

실시예 2

다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 유체 제어 기기에 대해 설명한다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V2)는, 보닛(24)에 탄성체(9)를 수용하는 수용부(24b)를 구비한 것이다.

또, 본 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V2)의 설명에서는, 상술한 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V1)의 변형예로서 유체 제어 기기(V2)에 언급하는 것으로 하고, 동일한 기능이나 구성을 갖는 부재에 대해서는 유체 제어 기기(V1)와 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 것으로 한다.

본 실시형태에서의 보닛(24)에는, 폐공간(S2) 측을 향하여 개구되고, 개구부로부터 탄성체(9)를 수용하는 대략 오목 형상의 수용부(24b)가 마련되어 있다. 특히 본 실시형태에서는, 수용부(24b)는 보닛(24)의 구획부(241)에 마련된 관통 삽입 구멍(241a)의 일부를 이루고 있고, 관통 삽입 구멍(241a)의 다른 부분보다 직경 확대되며, 다이어프램 프레서(23)의 베이스부(231)의 직경보다 큰 직경을 가지고 있다.

또, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 본 실시형태에서도, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)가 유체 제어 기기(V1)의 개폐에 따라 상하 이동하는 피스톤(43)의 상사점을 규정하는 것으로 하는 것이 바람직하다.

●탄성체(9)

탄성체(9)는 상술한 탄성체(6)와 마찬가지로, 외력에 따라 탄성적으로 팽창/압축되는 부재로서, 외면이 비다공질 재료로 코팅된 다공질의 연성 수지 등으로 이루어진다. 또한, 본 예에서도 대략 링형상으로 구성되고, 중앙에는 다이어프램 프레서(23)의 베이스부(231)가 관통 삽입되는 관통 삽입 구멍(9a)이 마련되어 있다.

한편, 본 예에서의 탄성체(9)는, 자연 상태에서 수용부(24b)에 수용되는 실링부(91)와, 수용부(24b)로부터 밀려나와, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)의 사이에서 탄성적으로 팽창/압축되는 팽창/압축부(92)로 이루어진다.

실링부(91)는, 수용부(24b)의 형상에 입각한 대략 링형상으로 이루어진다. 이 실링부(91)는, 수용부(24b)에 수용된 상태에서 다이어프램 프레서(23)와 보닛(24)의 사이를 밀봉하여 폐공간(S2)의 기밀성을 확보하고 있고, 상술한 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V1)를 구성하는 O링(O2)의 기능을 하고 있다.

이에 의해 본 예에서는, 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V1)가 가진 O링(O2)을 마련하지 않아도 된다. 단, 이는 O링(O2)을 별도로 마련하는 것을 방해하는 것은 아니며, 제1 실시형태와 마찬가지로 O링(O2)을 마련해도 된다.

팽창/압축부(92)는, 실링부(91)와 마찬가지로 대략 링형상으로 이루어지지만, 수용부(24b) 및 실링부(91)의 직경에 비해 큰 직경으로 이루어진다. 이 팽창/압축부(92)는, 관통 삽입 구멍(9a) 내에 다이어프램 프레서(23)의 베이스부(231)를 관통 삽입시킨 상태에서, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)의 사이에 개재되고, 다이어프램 프레서(23)의 상하 이동에 따라 탄성적으로 팽창/압축된다. 즉, 유체 제어 기기(V2)의 밸브 개방시, 다이어프램 프레서(23)가 다이어프램(22)으로부터 이반되면, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)의 사이에서 클램핑된다. 한편, 유체 제어 기기(V2)의 밸브 폐쇄시, 다이어프램 프레서(23)가 다이어프램(22)에 접촉하고, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)와 보닛(24)의 구획부(241)가 이간되면, 압축 상태에서부터 해방되어 팽창하여, 압축 전의 자연 상태에서 되돌아간다.

또, 본 실시형태에 있어서, 탄성체(9)는 대략 링형상으로 구성되고, 관통 삽입 구멍(9a)에 다이어프램 프레서(23)를 관통 삽입시키도록 되어 있지만, 이에 관계없이, 팽창/압축부(92)가 수용부(24b)로부터 밀려나와, 다이어프램 프레서(23)의 직경 확대부(232)로부터의 압압력에 따라 탄성적으로 팽창/압축되는 한, 다른 형상으로 이루어지는 것으로 해도 된다. 예를 들어, 외형이 직사각형상이어도 되고, 복수의 탄성 부재의 집합체로서 구성되어 있어도 된다. 또한, 팽창/압축부(92)가 수용부(24b)나 실링부(91)와 동일한 직경으로 이루어지고, 실링부(91)와 팽창/압축부(92)의 외주면이 동일한 면 상에 있도록 구성해도 된다.

또한, 이러한 수용부(24b), 및 실링부(91)와 팽창/압축부(92)로 이루어지는 탄성체(9)의 구성은, 팽창/압축부(92)의 일부 또는 전체가 수용부(24b)에 수용되는 구성을 제외하는 것은 아니다. 따라서, 유체 제어 기기(V2)의 밸브 개방시, 다이어프램 프레서(23)로부터의 압압력에 의해 탄성체(9)의 팽창/압축부(92)의 일부 또는 전부가 탄성적으로 변형되어, 수용부(24b)에 수용되도록 되어 있어도 된다.

또한, 상술한 제1 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V1)가 구비한 O링(O2)을 구비하는 것으로 하면, 실링부(91)를 마련하지 않고, 탄성체(9)를 팽창/압축부(92)만으로 이루어지는 것으로 할 수도 있다. 이 경우, 유체 제어 기기(V2)의 밸브 개방시, 다이어프램 프레서(23)로부터의 압압력에 의해, 탄성체(9)의 일부 또는 전부가 수용부(24b)에 수용된다.

또한, 탄성체(9)는 수용부(24b)에 수용되지만, 밸브 폐쇄시의 자연 상태에서, 폐공간(S2)과는 반대측(수용부(24b)의 안쪽)에 공극을 형성하여 수용부(24b)에 수용되도록 해도 된다. 이에 의해, 밸브 개방시에는 탄성체(9)가 이 공극을 채우면서 수용부(24b)에 수용되는 반면, 밸브 폐쇄시에는 탄성체(9)가 폐공간(S)으로 크게 밀려나와, 폐공간(S2)의 부피를 작게 할 수 있다.

본 실시형태에 관한 유체 제어 기기(V2)에 의하면, 다이어프램 프레서(23)와 보닛(24)의 사이를 밀봉하면서, 탄성체(9)만큼 폐공간(S2)에 차지하는 기체의 용적을 줄일 수 있다.

1 밸브 보디
2 보닛부
21 시트
22 다이어프램
23 다이어프램 프레서
231 베이스부
232 직경 확대부
24 보닛
24a 오목부
24b 수용부
241 구획부
241a 관통 삽입 구멍
25 보닛 월
3 커버부
4 액추에이터부
51 플렉시블 케이블
52 회로 기판
53 커넥터
6 탄성체
6a 관통 삽입 구멍
7 처리 모듈
8 외부 단말
9 탄성체
9a 관통 삽입 구멍
91 실링부
92 팽창/압축부
M1 자석
M2 자성체
O1, O2 O링
P 압력 센서
S1 구동압 도입실
S2 폐공간
V1, V2 유체 제어 기기

Claims (6)

1. 유로와 격리된 폐공간 내의 압력을 검지하는 유체 제어 기기로서,
   상기 유로가 형성된 밸브 보디와,
   상기 유로에서의 유체의 유통을 허용 또는 차단함과 아울러, 상기 폐공간을 상기 유로로부터 격리하는 격리 부재와,
   상기 밸브 보디 상에 배치되어 상기 격리 부재와의 사이에 상기 폐공간을 형성함과 아울러, 상기 폐공간에 연통하여, 다이어프램 프레서가 상하 이동 가능하게 관통 삽입되는 관통 삽입 구멍이 마련된 보닛과,
   상기 관통 삽입 구멍 내를 상하 이동하여 상기 격리 부재를 압압함과 아울러, 상기 관통 삽입 구멍으로부터 빠져나감 불가능하게 하는 직경 확대부가 마련된 상기 다이어프램 프레서와,
   상기 폐공간 내의 압력을 검출하는 압력 센서와,
   상기 폐공간에 차지하는 기체의 용적을 줄이도록, 상기 폐공간 내에서, 상기 다이어프램 프레서의 직경 확대부와 상기 보닛의 사이에 개재되고, 상기 다이어프램 프레서의 상하 이동에 따라 상기 다이어프램 프레서의 직경 확대부와 상기 보닛의 사이에서 탄성적으로 팽창/압축되는 탄성체를 갖는, 유체 제어 기기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보닛에는, 상기 폐공간 측으로 개구되어, 상기 탄성체를 수용하는 수용부가 마련되어 있고,
   상기 탄성체는, 상기 다이어프램 프레서의 상하 이동에 따라 팽창/압축됨과 아울러, 압축시에는 탄성 변형되어 상기 수용부에 수용되는, 유체 제어 기기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 수용부는, 상기 관통 삽입 구멍 중, 상기 폐공간의 근방에서 직경 확대된 부분으로서 구성되고,
   상기 탄성체는, 상기 관통 삽입 구멍의 내주면과 상기 다이어프램 프레서의 사이를 밀봉하는, 유체 제어 기기.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 탄성체는, 자연 상태에서, 상기 폐공간과는 반대측에 공극을 형성하여 상기 수용부에 수용되어 있는, 유체 제어 기기.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폐공간 내에서 상하 이동하는 상기 다이어프램 프레서의 직경 확대부의 위치가, 상기 다이어프램 프레서에 연동하는 피스톤의 상사점을 규정하는, 유체 제어 기기.
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폐공간의 근방에서, 상기 관통 삽입 구멍의 내주면과 상기 다이어프램 프레서의 사이를 밀봉하는 실링 부재를 더 갖는, 유체 제어 기기.

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