KR102502198B1 - 동작 해석 시스템 - Google Patents

Abstract

[과제] 복수의 유체 제어 기기에 의해 구성되는 유체 공급 라인 또는 유체 제어 장치 전체를 정밀하게 감시한다.
[해결수단] 유체 제어 기기(A)를 복수 집적시킨 유체 제어 장치(G)로서, 유체 제어 기기(A)는, 기기 내의 동작 정보를 취득하는 동작 정보 취득 기구와, 자기 식별 정보를 기억하는 식별 정보 기억부(71)와, 식별 정보 기억부(71)에 기억되어 있는 자기 식별 정보와 함께, 동작 정보 취득 기구에 의해 취득한 동작 정보를 유체 제어 기기(A)마다 다른 타이밍에 외부 단말에 송신하는 통신 처리부(72)를 가지고 있다.

Description

동작 해석 시스템

본 발명은, 복수의 유체 제어 기기를 갖는 유체 공급 라인 전체를 정밀하게 감시하는 기술에 관한 것이다.

반도체 제조 프로세스에 이용되는 프로세스 유체를 공급하는 유체 공급 라인에는, 자동 밸브 등의 유체 제어 기기가 이용된다.

최근에, ALD(Atomic Layer Deposition) 등, 반도체 제조 프로세스가 고도화되어, 종래 이상으로 프로세스 유체를 미세하게 제어 가능한 유체 공급 라인이 요구되고 있다. 그리고, 고도화된 반도체 제조 프로세스의 요구를 만족시키기 위해, 예를 들어 밸브의 상태를 보다 정밀하게 감시 가능한 유체 제어 기기가 제안되어 있다.

이 점에서, 특허문헌 1에서는, 제1 유로 및 제2 유로가 형성된 보디와, 제1 유로와 제2 유로의 사이를 연통 또는 차단하는 밸브체를 구비한 밸브로서, 보디는 밸브체 측에 위치하는 제1면과, 제1면의 반대측에 위치하는 제2면을 갖는 베이스부와, 제2면과 단차부를 형성하는 제3면을 갖는 제1 연결부와, 제1면과 단차부를 형성하는 제4면을 갖는 제2 연결부를 가지며, 제1 유로는 제1-1 유로와 제1-2 유로를 가지며, 제1-1 유로의 제1-1 포트는 제3면에 개구되고, 제1-2 유로의 제1-3 포트는 제1-1 유로의 제1-2 포트에 연통하고, 또한 밸브체를 향하여 개구되며, 제1-2 유로의 제1-4 포트는 제4면에 개구되고, 제1-3 포트를 개재하여 제1 유로와 상기 제2 유로가 연통 가능하며, 제1 연결부는 다른 밸브의 보디에서의 제2 연결부에 상당하는 부분에 대해 연결되고, 제1-1 유로와 다른 밸브의 보디에서의 제1-2 유로에 상당하는 유로가 연통하는 밸브가 제안되어 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 2016-223533호 공보

그러나, 복수의 유체 제어 기기에 의해 구성되는 유체 공급 라인에서는, 각 유체 제어 기기는 다른 유체 제어 기기의 개폐 동작이나 유량 변화 등에 의한 영향을 받는다. 그 때문에, 각 유체 제어 기기를 단독으로 제어하거나 감시하거나 하는 것만으로는 최근의 고도화된 반도체 제조 프로세스의 요구를 만족시킬 수 없다.

그래서, 본 발명은, 복수의 유체 제어 기기에 의해 구성되는 유체 공급 라인 전체를 정밀하게 감시하는 것을 목적의 하나로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 관점에 관한 유체 제어 장치는, 유체 제어 기기를 복수 집적시킨 유체 제어 장치로서, 상기 유체 제어 기기는, 기기 내의 동작 정보를 취득하는 동작 정보 취득 기구와, 자기(自己) 식별 정보를 기억하는 식별 정보 기억 수단과, 상기 자기 식별 정보와 함께, 상기 동작 정보를 상기 유체 제어 기기마다 다른 타이밍에 외부 단말에 송신하는 통신 처리 수단을 가진다.

또한, 상기 유체 제어 기기는, 상기 동작 정보에 기초하여, 상기 유체 제어 기기의 이상(異常)을 판별하는 판별 처리 수단을 더 가지며, 상기 통신 처리 수단은, 자기 식별 정보와 함께, 상기 유체 제어 기기의 이상의 판별 결과를 상기 유체 제어 기기마다 다른 타이밍에 외부 단말에 송신하는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 통신 처리 수단은 추가로, 소정의 정보 처리 장치에 대해, 상기 유체 제어 기기의 동작 정보 또는 이상의 판별 결과를 소정의 주기로 송신하는 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 다른 관점에 관한 유체 제어 기기는, 복수 집적하여 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기로서, 기기 내의 동작 정보를 취득하는 동작 정보 취득 기구와, 자기 식별 정보를 기억하는 식별 정보 기억 수단과, 상기 자기 식별 정보와 함께, 상기 동작 정보를 상기 유체 제어 기기마다 다른 타이밍에 외부 단말에 송신하는 통신 처리 수단을 가진다.

또한, 본 발명의 또 다른 관점에 관한 동작 해석 시스템은, 복수의 유체 제어 기기에 의해 구성되는 유체 공급 라인, 또는 복수의 유체 공급 라인에 의해 구성되는 유체 제어 장치마다 동작을 해석하는 동작 해석 시스템으로서, 동일한 유체 공급 라인 또는 동일한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기의 자기 식별 정보를 서로 관련지어 기억하는 기기 정보 기억 수단과, 상기 유체 제어 기기로부터, 상기 자기 식별 정보와 함께 동작 정보를 취득하는 동작 정보 취득 수단과, 상기 자기 식별 정보에 기초하여, 상기 관련지음 정보 기억 수단을 참조하여, 동일한 유체 공급 라인 또는 동일한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기를 특정함과 아울러, 그 동일한 유체 공급 라인 또는 동일한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기의 동작 정보에 기초하여, 상기 유체 공급 라인 전체 또는 상기 유체 제어 장치 전체의 동작으로부터 각 유체 제어 기기의 동작 또는 상태를 해석하는 해석 처리 수단을 가진다.

본 발명에 의하면, 복수의 유체 제어 기기에 의해 구성되는 유체 공급 라인 전체를 정밀하게 감시할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 유체 제어 장치의 접속을 나타낸 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기를 나타낸 (a) 외관 사시도, (b) 평면도이다.
도 3은, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기의 내부 구조를 나타낸 A-A 단면도로서, (a) 밸브 폐쇄 상태, (b) 밸브 개방 상태를 나타낸다.
도 4는, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기의 내부 구조를 나타낸 B-B 단면도로서, (a) 밸브 폐쇄 상태, (b) 밸브 개방 상태를 나타낸다.
도 5는, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기 및 외부 단말이 구비하는 기능을 나타낸 기능 블록도이다.
도 9는, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기 및 외부 단말이 구비하는 기능을 나타낸 기능 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관한 유체 제어 장치 및 동작 해석 시스템에 대해 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유체 제어 장치(G)는, 본 실시형태에 관한 3개의 유체 공급 라인(L1, L2, L3)을 구비하고 있다.

여기서, 「유체 공급 라인(L1, L2, L3)」이란, 가스 유닛이라고도 부르는 유체 제어 장치(G)의 구성단위 중 하나로서, 프로세스 유체가 유통하는 경로와, 이 경로 상에 배치된 1군의 유체 제어 기기에 의해 구성되고, 프로세스 유체를 제어하여, 독립적으로 피처리체를 처리하는 것이 가능한 최소의 구성단위이다. 유체 제어 장치는, 통상적으로 이러한 유체 공급 라인을 복수 병설시켜 구성되어 있다.

또한, 이하의 설명에서 언급하는 「외부」 또는 「라인 밖」이란, 유체 제어 장치나 유체 공급 라인을 구성하지 않는 부분 또는 기구로서, 외부 또는 라인 밖의 기구에는, 유체 제어 장치의 구동에 필요한 전력을 공급하는 전력 공급원이나 구동압을 공급하는 구동압 공급원, 유체 제어 장치와 통신 가능하게 구성된 단말이나 장치 등이 포함된다.

유체 공급 라인(L1, L2, L3)은 각각, 복수의 유체 제어 기기를 유체밀(流體密)하게 연통시킨 것이고, 유체 제어 기기는, 밸브(V11~V14, V21~V24, V31~V34)나 유량 제어 장치(F1~F3)에 의해 구성된다.

또, 이하의 설명에서는, 밸브(V11~V14, V21~V24, V31~V34)를 밸브(V), 유량 제어 장치(F1~F3)를 유량 제어 장치(F)라고 통칭하는 경우가 있다. 또한, 밸브(V)와 유량 제어 장치(F)를, 유체를 제어하는 기기라는 상위 개념적으로 파악하여, 유체 제어 기기(A)라고 통칭하는 경우가 있다.

●밸브(V)

밸브(V)는, 다이어프램 밸브 등, 유체 제어 장치(G)의 가스 라인에서 사용되는 밸브로서, 복수 집적하여 다른 유체 제어 기기(A)와 함께 유체 제어 장치(G)를 구성한다.

이 밸브(V)에는, 밸브(V)의 동작 정보를 취득하는 동작 정보 취득 기구로서, 소정의 개소에 압력 센서(P)(도 3 등에서 후술)나 자기(磁氣) 센서 등이 장착되어 있고, 센서에 의해 검출된 데이터는, 밸브(V)에 접속되어 있는 외부 단말(6)에 송신할 수 있다.

이러한 밸브(V)의 일례를 도 2에 나타낸다. 밸브(V)는, 에어 작동식의 다이렉트 다이어프램 밸브로서, 도 3~도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 보디(1), 보닛부(2), 커버부(3), 액추에이터부(4)를 구비한다.

밸브 보디(1)는 도 3~도 5에 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 밸브(V)에 의해 유닛화된 유체 제어 장치(G)를 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 유입로(111)와 유체가 유출되는 유출로(113), 및 이 유입로(111)와 유출로(113)에 연통하는 밸브실(112)이 형성되어 있다. 유입로(111), 유출로(113), 및 밸브실(112)은, 유체가 유통하는 유로를 일체적으로 구성하고 있다.

보닛부(2)는 도 3~도 6에 도시된 바와 같이, 밸브 보디(1)의 오목부(12a) 내에 수용한 상태로 배치된다. 이 보닛부(2)는, 시트(21), 다이어프램(22), 다이어프램 프레서(23), 보닛(24), 보닛 월(25)을 구비한다.

환상의 시트(21)는, 밸브실(112)에서의 유입로(111)의 개구부 주연(周緣)에 마련되어 있다. 시트(21)에 다이어프램(22)을 접촉 이반시킴으로써 유입로(111)로부터 유출로(113)로 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 3(b) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 시트(21)로부터 이반되어 있고, 유입로(111)와 유출로(113)가 연통한 상태가 된다. 한편, 다이어프램 프레서(23)에 의해 압압된 상태에서는, 도 3(a) 및 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 다이어프램(22)의 중앙부가 변형되어 시트(21)에 접촉되어 있고, 유입로(111)와 유출로(113)가 차단된 상태가 된다.

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 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.

보닛(24)은, 대략 원통형으로 이루어지고, 밸브 보디(1)의 오목부(12a) 내에 수용된다.

다이어프램(22)은 보닛(24)의 하단부와 밸브 보디(1)의 사이에 끼움지지되어 있고, 이 부분에서 다이어프램(22)과 밸브 보디(1)의 사이의 밀봉(seal)이 형성된다.

보닛(24)의 내부에는, 다이어프램 프레서(23)가 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 O링(O2)이 장착되어 있다. 이에 의해, 구획부(241), 다이어프램(22), 및 다이어프램 프레서(23)에 의해 획정되는 폐공간(S2)의 기밀성이 확보되어 있다.

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 상태로 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 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.

커버부(3)는 도 2 및 도 7에 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 밸브(V)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 상태로 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 상태로 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 상태로 플레이트(32) 및 커버(31)에 나사 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 이루어지는 바, 커버부(3)는 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 커넥터(53)를 직사각형상의 베이스 받침부(11)의 대각선 방향을 향하게 하여 밸브(V)에 고정하고 있다. 이러한 방향으로 커넥터(53)를 고정하는 것은 이하의 이유에 의한다. 즉, 복수의 밸브(V)에 의해 유닛화된 유체 제어 장치(G)를 구성하는 경우에는, 집적화의 요청으로부터, 인접하는 직사각형상의 베이스 받침부(11)의 방향을 맞추어 가능한 한 간극을 없애고, 기반 혹은 매니폴드 블록 상에 밸브(V)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 밸브(V) 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 밸브(V)에 닿아 밸브(V)의 동작에 이상을 초래한다는 결함을 막을 수도 있다.

액추에이터부(4)는, 보닛부(2) 상에 배치된다.

이 액추에이터부(4)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 액추에이터 보디(41), 액추에이터 캡(42), 피스톤(43), 스프링(44)을 구비한다. 또, 도 5에서는, 액추에이터부(4)의 내부 구조를 생략하고 있지만, 내부 구조는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다.

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

이 액추에이터 보디(41)는 도 5에 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 3 및 도 4에 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.

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 있어, 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, 그 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.

밸브(V)는, 기기 내의 동작 정보를 취득하는 동작 정보 취득 기구를 구성하는 센서로서, 압력 센서(P)와, 자석(M1)과 자성체(M2)로 이루어지는 자기 센서를 구비하고 있다.

압력 센서(P)는 도 4에 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 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(62)(도 8을 참조하여 후술함)가 참조하는 문턱값이 설정되면 된다.

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, 자기 센서는 평면 코일, 발진 회로, 및 적산 회로를 가지고 있고, 대향하는 위치에 있는 자석(M1)과의 거리 변화에 따라 발진 주파수가 변화한다. 그리고, 이 주파수를 적산 회로에서 변환하여 적산값을 구함으로써, 밸브(V)의 개폐 상태뿐만 아니라, 밸브 개방시의 개방도를 계측할 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, 밸브(V1)의 외측에 마련된 회로 기판(52)에 접속되어 있다. 본 예에서, 회로 기판(52)에는, 정보의 송수신을 실행하는 처리 모듈(7)(도 8을 참조하여 후술함)이 구성되어 있고, 이에 의해, 커넥터(53)에 접속된 외부 단말(6)에 대해, 압력 센서(P)나 자기 센서로부터 취득한 동작 정보를 송신할 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 밸브(V1) 자체를 소형화할 수 있다.

또한, 처리 모듈(7)은 회로 기판(52)과는 별도로, 밸브(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.

또한, 상술한 압력 센서(P)나 자기 센서에 의해 실현되는 동작 정보 취득 기구로서는, 그 밖에 구동압을 검출하는 구동압 센서, 유로 내의 온도를 측정하는 온도 센서, 피스톤(43) 혹은 다이어프램 프레서(23)의 거동을 검지하는 리미트 스위치 등을 이용하여 실현할 수도 있다.

●동작 해석 시스템

이어서, 본 실시형태에 관한 유체 제어 장치(G)의 동작 해석 시스템에 대해 설명한다.

본 실시형태에 있어서, 유체 제어 장치(G)를 구성하는 복수의 유체 제어 기기(A)는, 외부 단말(6)에 병렬로 접속한 버스형 접속 구조를 취하고 있다. 외부 단말(6)은, 배하(配下)의 유체 제어 기기(A)로부터 공급되는 동작 정보를 집약하고 있고, 밸브(V)나 유량 제어 장치(F)의 개개의 동작을 감시하고 있다. 나아가 각 유체 제어 기기(A)가 어떤 유체 공급 라인(L1, L2, L3) 혹은 유체 제어 장치(G)를 구성하는지를 식별함으로써, 각 유체 공급 라인(L1, L2, L3), 혹은 유체 제어 장치(G)를 단위로 하여 동작을 해석하거나, 이상을 검지하거나 할 수도 있다.

각 유체 공급 라인(L1, L2, L3) 혹은 유체 제어 장치(G)를 단위로 한 이상의 검지 수단에서는 예를 들어, 통상의 동작과는 별도로 진단 모드를 마련하고, 각 유체 제어 기기(A)의 개폐를 적절히 제어하여, 소정 위치에서의 압력을 측정한다. 이 압력의 측정값으로부터, 소정의 유체 제어 기기(A)를 폐쇄하고 있으면 검출되지 않아야 할 압력을 검출하거나, 소정의 유체 제어 기기(A)를 개방하고 있으면 검출되어야 할 압력을 검출할 수 없거나 함으로써, 유체 제어 기기(A)의 이상을 진단할 수 있다. 또한, 유체 제어 기기(A)의 개폐 상태의 전환에 따른 소정 위치에서의 압력 강하 특성을, 정상적인 상태에서의 압력 강하 특성과 대비함으로써, 시트 누출 등의 유체 제어 기기(A)의 결함을 진단할 수도 있다.

도 8은, 각 유체 공급 라인(L1, L2, L3)의 동작 정보를 외부 단말(6)에 집약시킴과 아울러, 이 외부 단말(6)에서 유체 제어 기기(A)의 이상의 유무를 검지 가능하게 하는 경우의 기능 구성의 일례를 나타내고 있다. 이에 의해, 동작 해석의 처리의 일례로서, 유체 제어 기기(A) 및 이 유체 제어 기기(A)와 통신 가능하게 접속된 외부 단말(6)에 의해 이상 검지 처리를 실행하는 경우에 대해 설명한다.

본 예에서, 유체 제어 기기(A)가 구비하는 처리 모듈(7)은, 식별 정보 기억부(71)와 통신 처리부(72)를 구비한다. 또, 밸브(V)의 경우, 처리 모듈(7)은 예를 들어, 회로 기판(52) 상에 마련된 연산 회로나 메모리에 의해 구성된다.

식별 정보 기억부(71)는, 유체 제어 기기(A) 또는 처리 모듈(7)마다 발행된 자기 식별 정보를 기억한 기억부이다.

자기 식별 정보는, 유체 제어 기기(A) 또는 처리 모듈(7)마다 특유의 정보이며, 이를 참조함으로써, 복수의 유체 제어 기기(A)로부터 특정의 유체 제어 기기(A)를 식별할 수 있다.

통신 처리부(72)는, 커넥터(53)를 개재하여 접속된 외부 단말(6)에 대해, 데이터를 송신하는 처리를 실행하기 위한 기능부이다. 밸브(V)의 경우, 처리 모듈(7)은, 플렉시블 케이블(51)에 의해 동작 정보 취득 기구인 압력 센서(P)나 자기 센서와 제휴 가능하게 구성되어 있고, 이러한 압력 센서(P)나 자기 센서로부터 유체 제어 기기(A)의 동작 정보를 취득하면, 통신 처리부(72)에 의해, 그 취득한 동작 정보를 자기 식별 정보와 함께 외부 단말(6)에 대해 송신할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 밸브(V)에서는, 외부 단말(6)은 커넥터(53)를 개재한 유선 접속에 의해 밸브(V)와 데이터의 송수신을 실행하고 있지만, 무선 LAN, Bluetooth(등록상표), 적외선 통신, 혹은 Zigbee(등록상표) 등으로 구성하고, 무선 통신에 의해 데이터의 송수신을 실행할 수도 있다. 또한, 유량 제어 장치(F)에 대해서도 마찬가지로, 유선 또는 무선의 어떤 통신 수단을 구비시키는 것으로 할 수 있다.

또한, 통신 처리부(72)는, 동작 정보를 1시간이나 1일 등의 임의로 설정된 소정의 주기로 송신할 수 있다.

이로부터, 밸브(V)의 동작 정보에 기초한 이상 검지에 있어서, 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, 통신 처리부(72)는, 유체 제어 기기(A)마다 다른 타이밍에, 자기 식별 정보와 동작 정보를 외부 단말(6)에 대해 송신할 수 있다. 유체 제어 기기(A)마다 다른 타이밍으로 하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 외부 단말(6)로부터 각 유체 제어 기기(A)에 대해, 미리 설정해 둔 시간 간격 및 순서로 자기 식별 정보와 동작 정보의 취득을 요구함으로써 실현할 수 있다. 또한, 소정의 계산식에 기초하여 발생시킨 난수로부터 랜덤의 순서를 결정한 후, 이 순서에 따라 소정의 유체 제어 기기(A)에 자기 식별 정보와 동작 정보의 취득을 요구하고, 이러한 소정의 유체 제어 기기(A)로부터 자기 식별 정보와 동작 정보를 취득하는 것을 기다리고 다음의 유체 제어 기기(A)에 자기 식별 정보와 동작 정보의 취득을 요구하도록 해도 된다. 또한, 유체 제어 기기(A) 자체가, 미리 설정된 일정 기간 중에서 랜덤으로 소정의 일시를 결정하고, 그 소정의 일시에 외부 단말(6)에 자기 식별 정보와 동작 정보를 송신하도록 해도 된다.

이에 의해, 패킷 충돌의 문제를 회피할 수 있고, 일제히 송신되는 경우에 비해 일시적인 처리의 과부하를 막을 수도 있다. 나아가 무선에 의해 통신이 확립되는 경우에는, 일제히 송신되는 경우와 달리, 데이터 송신에 이용되는 무선의 채널을 유체 제어 기기(A)마다 바꿀 필요가 없기 때문에, 많은 채널을 마련할 필요가 없다. 또한, 유체 제어 기기(A)와 외부 단말(6)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(A)를 이용할 수 있다.

또, 자기 식별 정보와 동작 정보의 송신의 타이밍은, 유체 제어 기기(A)마다 행할 수 있는 것 외에, 유체 공급 라인(L1, L2, L3)마다나, 유체 제어 장치(G)마다 행할 수도 있다.

외부 단말(6)은 본 실시형태에 있어서, 유체 제어 기기(A)로부터 동작 정보를 취득함과 아울러, 이 동작 정보에 기초하여 유체 제어 기기(A)의 이상을 검지하는 이상 검지 장치를 구성한다. 구체적으로 밸브(V)의 경우에서 말하면, 특히 유로로부터 폐공간(S2)으로의 유체의 누출 등에 기인한 이상을 검지하는 이상 검지 장치를 구성한다.

이 외부 단말(6)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 구성되고, 이에 의해 기기 정보 기억부(61), 판별 처리부(62), 보정 처리부(63), 통신 처리부(64)로 이루어지는 기능부를 구비한다.

기기 정보 기억부(61)는, 각 유체 제어 기기(A)의 자기 식별 정보를 기억한 기억부이다. 기기 정보 기억부(61)에 있어서, 각 유체 제어 기기(A)의 자기 식별 정보는, 동일한 유체 공급 라인(L1, L2, L3)이나 유체 제어 장치(G)를 구성하는 다른 유체 제어 기기(A)의 것과 관련지어져 있다. 이에 의해, 하나의 유체 제어 기기(A)를 다른 유체 제어 기기(A)와 식별할 수 있음과 아울러, 이 하나의 유체 제어 기기(A)와 동일한 유체 공급 라인(L1, L2, L3)이나 유체 제어 장치(G)를 구성하는 유체 제어 기기(A)를 식별할 수 있다.

판별 처리부(62)는, 유체 제어 기기(A)로부터 가져온 동작 정보에 기초하여, 유체 제어 기기(A)의 동작 이상의 유무를 판별한다. 구체적으로는, 참조용 테이블 등에 보유된 소정의 문턱값과 동작 정보를 비교한다. 밸브(V)이면, 참조용 테이블 등에 보유된 소정의 문턱값과, 압력 센서(P)에 의해 검출된 압력의 검출값을 비교함으로써, 폐공간(S2)으로의 유체의 누출 등에 기인한 밸브(V)의 이상을 판별하는 처리를 실행한다. 즉, 통상 사용시에 있어서, 밸브(V)의 개폐로 상정되는 폐공간(S2) 내의 압력의 한계값을 소정의 문턱값으로 해 둔다. 그리고, 폐공간(S2) 내의 압력의 검출값이 이 문턱값을 초과한 경우에, 밸브(V)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.

또, 본 예에서, 판별 처리부(62)는, 보정 처리부(63)와 함께, 유체 제어 기기(A)의 동작을 해석하는 해석 처리부를 구성한다.

보정 처리부(63)는, 동작 정보 취득 기구에 의해 검출된 에어의 압력이나 외부 온도 등에 따라, 판별 처리부(62)가 폐공간(S2)으로의 유체의 누출을 판별하기 위해 참조하는 소정의 문턱값을 보정한다.

즉, 밸브(V)의 경우이면, 밸브(V)를 개폐시키기 위해 에어의 압력이 변화되면, 피스톤(43)의 상하 이동에 의해 폐공간(S2) 내의 압력이 변화한다. 그 때문에 보정 처리부(63)는, 판별 처리부(62)가 이 에어의 압력에 의한 폐공간(S2) 내의 압력의 변화와, 밸브(V)의 이상에 의해 야기된 폐공간(S2) 내의 압력의 변화를 구별하여, 밸브(V)의 이상을 판별할 수 있도록, 소정의 문턱값을 보정한다. 구체적으로는, 에어가 도입된 경우에는 폐공간(S2) 내의 압력이 감소하기 때문에 문턱값을 낮은 값으로 보정하고, 에어가 배출된 경우에는 폐공간(S2) 내의 압력이 상승하기 때문에 문턱값을 높은 값으로 보정한다. 이 결과, 판별 처리부(62)는, 에어의 압력 변화에 따른 폐공간(S2) 내의 압력 변화에 관계없이, 유체의 누출 등의 밸브(V)의 이상에 의해 야기된 폐공간(S2) 내의 압력의 변화를 판별할 수 있다.

여기서, 동작 정보 취득 기구로서 구동압 센서를 이용하면, 밸브(V)의 개폐 동작 중이어도, 유체의 누출 등에 기인한 폐공간(S2) 내의 압력 변화를 판별할 수 있다. 즉, 구동압으로부터 필요한 보정값으로 변환하는 적당한 전달 함수를 실험적으로 구함으로써, 피스톤(43)이 이동하고 있는 순간의 폐공간(S2) 내의 과도적인 압력 변화를 보정할 수도 있다.

동시에, 구동압 센서의 검출값으로부터 폐공간(S2) 내의 압력 상승이 예기됨에도 불구하고, 압력 센서(P)의 검출값이 상승하지 않은 경우에는, 피스톤(43) 혹은 압력 센서(P)의 고장을 판단할 수 있다.

또한, 외부 온도에 따라서도 폐공간(S2) 내의 압력은 변화한다. 그 때문에 보정 처리부(63)는, 판별 처리부(62)가 이 외부 온도에 의한 폐공간(S2) 내의 압력의 변화와, 밸브(V)의 이상에 의해 야기된 폐공간(S2) 내의 압력의 변화를 구별하여, 밸브(V)의 이상을 판별할 수 있도록, 소정의 문턱값을 보정한다. 구체적으로는, 외부 온도의 상승에 따라 문턱값을 높은 값으로 보정함과 아울러, 외부 온도의 하강에 따라 문턱값을 낮은 값으로 보정한다. 이 결과, 판별 처리부(62)는, 외부 온도의 변화에 따른 폐공간(S2) 내의 압력 변화에 관계없이, 유체의 누출 등의 밸브(V)의 이상에 의해 야기된 폐공간(S2) 내의 압력의 변화를 판별할 수 있다.

통신 처리부(64)는, 유체 제어 기기(A)와 데이터의 송수신을 실행하는 기능부이다. 통신 방법은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에 관한 밸브(V)와는 커넥터(53)를 개재하여 접속하고, 이 접속된 밸브(V)로부터 동작 정보를 수신한다.

또, 외부 단말(6)이 유체 제어 기기(A)로부터 수신한 정보는 적절히, 유체 제어 기기(A)의 관리자 혹은 감시자 등이 이용하는 단말로부터의 요구에 따라, 이러한 감시자 등이 이용하는 단말에 제공된다.

또, 본 실시형태에서는, 외부 단말(6)은 유체 제어 기기(A)와 직접 데이터 통신을 행하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 데이터의 송수신을 중계하는 중계 장치를 적절히 개재시켜 통신을 행하도록 할 수도 있다.

이상의 동작 해석 시스템에 의하면, 각 유체 제어 기기(A)가 자기 식별 정보를 갖는 결과, 다수의 유체 제어 기기(A)가 밀(密)하게 집적된 유체 제어 장치(G)에 있어서, 유체 제어 기기(A)를 라인으로부터 분리하거나 하지 않고, 개별적으로 식별하여 그 동작 상태를 진단할 수 있다. 또한, 유체 제어 기기(A)마다 동작 정보를 해석할 뿐만 아니라, 라인 전체를 정밀하게 감시하는 것이 가능하다.

또한, 유체 제어 기기(A)의 동작 정보가 외부 단말(6)에 집약되기 때문에, 유체 제어 기기(A)의 감시자 등은, 유체 제어 기기(A)의 동작 상황을 부담없이 감시할 수 있다.

나아가 밸브(V)에 대해서는, 폐공간(S2) 내의 압력을 검출한 후, 소정의 문턱값과 검출값을 비교함으로써 이상을 검지하기 때문에, 폐공간(S2) 내가 부압(負壓)이 되는 이상을 초래한 경우에도, 이를 검지할 수 있다.

또, 라인 전체의 동작의 해석이 유체 공급 라인(L1, L2, L3)의 정밀한 감시에 도움이 되는 것은 예를 들어, 유체 공급 라인(L1)을 구성하는 복수의 유체 제어 기기(A)에 대해, 일부의 유체 제어 기기(A)에 대해 개폐 동작이 실행되고, 남은 유체 제어 기기(A)에 대해서는 개폐 동작이 실행되지 않은 경우에도, 남은 유체 제어 기기(A)는 그 일부의 유체 제어 기기(A)에 의한 개폐 동작의 영향을 받기 때문이다.

또한, 이러한 라인 전체의 동작 정보의 해석 결과는 예를 들어, 데이터 마이닝을 행하여 유체 공급 라인(L1, L2, L3)의 이상의 유무의 판별이나 이상의 예기 등에 이용할 수 있다. 구체적으로는, 라인 전체에서의 유체 제어 기기(A)의 동작시간, 소정의 유체 제어 기기(A)가 실제로 개폐 동작을 행한 횟수와 다른 유체 제어 기기(A)의 개폐 동작의 영향을 받은 시간 등을 파악할 수 있기 때문에, 라인 전체에서의 동작시간에 기초하여 유지보수나 부품 교환의 시기를 판정하거나, 동일 라인 상의 유체 제어 기기(A)마다의 개폐 속도를 비교하여 이상을 검지하거나 할 수 있다.

또한, 다른 예에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 유체 제어 기기(A)에 이상의 검지를 실행시키고, 외부 단말(6)에 이상 판별의 결과를 집약시켜, 결과에 기초한 동작 해석을 행하게 하도록 해도 된다.

즉, 유체 제어 기기(A)가 구비하는 처리 모듈(8)은, 식별 정보 기억부(81), 판별 처리부(82), 보정 처리부(83), 및 통신 처리부(84)로 이루어지는 기능부를 가지며, 각각, 상술한 식별 정보 기억부(71), 판별 처리부(62), 보정 처리부(63), 통신 처리부(74)와 마찬가지의 기능을 갖는 기능부이다.

한편, 외부 단말(6)은, 기기 정보 기억부(61), 통신 처리부(64), 및 해석 처리부(65)를 가지고 있다.

판별 처리부(82), 보정 처리부(83)는, 상술한 판별 처리부(62)와 보정 처리부(63)와 마찬가지로, 동작 정보 취득 기구에 의해 취득된 동작 정보에 기초하여, 이상의 유무를 판별하고, 자기 식별 정보와 함께 판별 결과를 외부 단말(6)에 송신한다. 또, 유체 제어 기기(A)는 이상의 판별 결과뿐만 아니라, 동작 정보도 아울러 외부 단말(6)에 송신할 수도 있다.

이를 수신한 외부 단말(6)은, 자기 식별 정보에 기초하여, 유체 제어 기기(A)를 식별하여 이상의 유무의 판별 결과를 파악할 수 있다. 또한, 해석 처리부(65)에 의해, 각 유체 제어 기기(A)로부터 수신한 이상의 판별 결과나 동작 정보에 기초하여, 기기 정보 기억부(61)에 기억되어 있는 각 유체 제어 기기(A)의 자기 식별 정보를 참조하여, 유체 공급 라인(L1, L2, L3)마다, 혹은 유체 제어 장치(G)를 단위로 하여 동작을 해석할 수도 있다.

또, 이상의 본 실시형태에 있어서, 유체 제어 기기(A)에는, 유체 제어 기기(A)에 이상이 있는 것으로 판별되었을 때에, 그 취지의 경고를 발하기 위한 수단이 마련되어 있어도 된다. 구체적으로는 예를 들어, 시인(視認) 가능한 램프 등에 의해 구성할 수 있다. 이 점은 후술하는 다른 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.

또한, 동작 정보 취득 기구로서는 그 밖에, 온도 센서(도시생략), 리미트 스위치(도시생략) 등도 장착해 둘 수 있다. 온도 센서는 예를 들어, 유체의 온도를 측정하는 센서로서, 유로의 근방에 설치하여 그 개소의 온도를 측정함으로써, 그 설치 개소의 온도를, 유로 내를 유통하는 유체의 온도로 간주할 수 있다. 또한, 밸브(V)의 경우, 리미트 스위치는 예를 들어, 피스톤(43)의 근방에 고정되고, 피스톤(43)의 상하 이동에 따라 스위치가 전환된다. 이에 의해, 밸브(V)의 개폐 횟수나 개폐 빈도, 개폐 속도 등을 검지할 수 있다.

또한, 동작 정보 취득 기구의 장착 위치는 제한되지 않고, 그 기능을 감안하여 구동압 공급로 상이나 전기 배선 상 등의 유체 제어 기기(A) 밖에 장착되는 경우가 있다.

또한, 이상의 본 실시형태에 있어서, 동일한 유체 공급 라인(L1, L2, L3)을 구성하는 밸브(V), 유량 제어 장치(F)를 접속하여 정보의 송수신을 가능하게 한 후, 그 동일한 유체 공급 라인(L1, L2, L3)을 구성하는 밸브(V) 내의 동작 정보 취득 기구에 의해 취득된 정보를 유량 제어 장치(F)에 집약하고, 유량 제어 장치(F)의 동작 정보와 아울러 라인 밖에 마련된 소정의 정보 처리 장치에 송신할 수도 있다.

또한, 외부 단말(6)은, 센서나 연산 장치와 접속되어 유량 제어 장치(F)의 동작 정보를 수집할 뿐만 아니라, 소정의 지시 신호를 능동적으로 발하여 각 유체 제어 기기(A)를 제어하도록 해도 된다.

또, 상술한 본 실시형태에 있어서, 유체 제어 장치(G)는 3개의 유체 공급 라인(L1, L2, L3)에 의해 구성되는 것으로 하였지만, 본 발명의 적용이 라인의 수에 의해 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시형태는 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 당업자이면, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서, 구성, 수단, 혹은 기능의 변경이나 추가 등이 여러 가지 가능하다.

1 밸브 보디
11 베이스 받침부
12 원통부
2 보닛부
21 시트
22 다이어프램
23 다이어프램 프레서
24 보닛
25 보닛 월
3 커버부
31 커버
32 플레이트
33 플레이트
4 액추에이터부
41 액추에이터 보디
42 액추에이터 캡
43 피스톤
44 스프링
51 플렉시블 케이블
52 회로 기판
53 커넥터
6 외부 단말
61 기기 정보 기억부
62 판별 처리부
63 보정 처리부
64 통신 처리부
65 해석 처리부
7 처리 모듈
71 식별 정보 기억부
72 통신 처리부
8 처리 모듈
81 식별 정보 기억부
82 판별 처리부
83 보정 처리부
84 통신 처리부
A 유체 제어 기기
F(F1, F2, F3) 유량 제어 장치
G 유체 제어 장치
L1, L2, L3 유체 공급 라인
V(V11~V14, V21~24, V31~34) 밸브

Claims (5)

1. 복수의 유체 제어 기기에 의해 구성되는 유체 공급 라인, 또는 복수의 유체 공급 라인에 의해 구성되는 유체 제어 장치마다 동작을 해석하는 동작 해석 시스템으로서,
   상기 유체 제어 기기 내의 동작 정보를 취득하는 동작 정보 취득 기구와,
   동일한 유체 공급 라인 또는 동일한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기의 자기 식별 정보를 서로 관련지어 기억하는 기기 정보 기억 수단과,
   상기 자기 식별 정보와 함께 상기 동작 정보를 상기 유체 제어 기기마다 다른 타이밍에 외부 단말에 송신하는 통신 처리 수단과,
   상기 자기 식별 정보에 기초하여, 상기 기기 정보 기억 수단을 참조하여, 동일한 유체 공급 라인 또는 동일한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기를 특정함과 아울러, 그 동일한 유체 공급 라인 또는 동일한 유체 제어 장치를 구성하는 유체 제어 기기의 동작 정보에 기초하여, 상기 유체 공급 라인 또는 상기 유체 제어 장치를 단위로 하여 동작 또는 상태를 해석하는 해석 처리 수단을 가지며,
   상기 유체 공급 라인 또는 상기 유체 제어 장치는, 프로세스 유체가 유통하는 경로 상에 배치된 1군의 상기 유체 제어 기기에 의해 구성되고, 상기 프로세스 유체를 제어하여, 독립적으로 피처리체를 처리하는 것이 가능한 구성단위로 이루어지는, 동작 해석 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 동작 정보에 기초하여, 상기 유체 제어 기기의 이상을 판별하는 판별 처리 수단을 더 가지며,
   상기 통신 처리 수단은, 자기 식별 정보와 함께, 상기 유체 제어 기기의 이상의 판별 결과를 상기 유체 제어 기기마다 다른 타이밍에 외부 단말에 송신하는, 동작 해석 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 통신 처리 수단은 추가로, 소정의 정보 처리 장치에 대해, 상기 유체 제어 기기의 동작 정보 또는 이상의 판별 결과를 소정의 주기로 송신하는, 동작 해석 시스템.
4. 삭제
5. 삭제

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