KR20210125912A - 유체 제어 장치 - Google Patents

Abstract

길이 방향을 따라서 소정 폭으로 연장되는 블록(B)과, 상기 블록(B) 내에 형성되고, 상기 길이 방향을 따라서 연장되는 내부 유로와, 상기 블록(B)에 장착된 제1 제어 밸브(V1)와, 상기 블록(B)에서 상기 제1 제어 밸브(V1)보다도 하류측에 장착된 제2 제어 밸브(V2)를 구비하며, 상기 내부 유로(B)가, 상기 제1 제어 밸브(V1) 또는 상기 제2 제어 밸브(V2)를 통과한 유체가 합류하여 흐르는 합류후 유로(CL)와, 상기 제1 제어 밸브(V1)로부터 유체가 유출되는 제1 유출구(12)와, 상기 합류후 유로(CL)와의 사이를 접속하는 제1 유출 유로(EL1)와, 상기 제2 제어 밸브(V2)로부터 유체가 유출되는 제2 유출구(22)와, 상기 합류후 유로(CL)와의 사이를 접속하는 제2 유출 유로(EL2)와, 상기 제2 제어 밸브(V2)에 유체가 유입되는 제2 유입구(21)에 접속되는 제2 유입 유로(SL2)를 구비하며, 상기 블록(B)을 폭 방향을 따라서 투시한 경우에, 상기 제1 유출 유로(EL1)와 상기 제2 유입 유로(SL2)가, 1점에서 겹치도록 배치했다.

Description

유체 제어 장치{FLUID CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 가스 등의 유체의 유량이나 압력을 제어하는 유체 제어 장치에 관한 것이다.

예를 들면 반도체 제조 프로세스에서 가스의 유량을 제어하기 위해서 매스 플로우 컨트롤러가 이용된다. 종래의 매스 플로우 컨트롤러에는, 내부 유로가 형성된 블록에 압력 센서나 제어 밸브 등의 유체 제어 기기가 장착된 것이 있다. 복수의 매스 플로우 컨트롤러를 컴팩트하게 병렬시키기 위해, 전술한 블록은 길이 방향으로 소정 폭으로 연장되는 가늘고 긴 직방체 형상을 이루고 있다(특허 문헌 1 참조).

보다 구체적으로는, 블록의 폭 치수는 규격에 의해서 예를 들면 10mm로 정해져 있다. 또, 블록의 길이 방향과 평행한 일면인 장착면에는, 이 블록의 폭 치수와 거의 동일한 폭 치수를 가지는 복수의 유체 제어 기기가 길이 방향으로 늘어놓아 장착된다.

그런데, 근래 매스 플로우 컨트롤러는 컴팩트하게 구성되어 있을 뿐만 아니라, 종래보다도 더 대유량을 흐르게 하는 것이 요구되고 있다. 매스 플로우 컨트롤러의 최대 유량은, 제어 밸브가 흐르게 할 수 있는 유량으로 거의 제한된다. 이 때문에, 예를 들면 특허 문헌 2에 나타내어지는 바와 같이 블록 내에 폭 방향에 대해서 병렬로 내부 유로를 2개 형성해 두고, 각각의 내부 유로에 제어 밸브를 마련하여 흐르게 하는 유량을 약 2배로 하는 것이 고려된다.

그렇지만, 상기와 같은 구성에서는 최대 유량은 크게 할 수 있지만, 블록의 폭 방향에 대해서 제어 밸브 등의 유체 제어 기기를 2개 늘어놓지 않으면 안되어, 매스 플로우 컨트롤러를 더 컴팩트하게 하는 것은 어려워진다.

특허 문헌 1 : WO 제2011/040270호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 제2014－32635호 공보

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 한꺼번에 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 폭 치수를 작게 유지하면서, 최대 유량을 종래보다도 크게 할 수 있는 유체 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명에 관한 유체 제어 장치는, 길이 방향을 따라서 소정 폭으로 연장되는 블록과, 상기 블록 내에 형성되고, 상기 길이 방향을 따라서 연장되는 내부 유로와, 상기 블록에 장착된 제1 제어 밸브와, 상기 블록에서 상기 제1 제어 밸브보다도 하류측에 장착된 제2 제어 밸브를 구비하며, 상기 내부 유로가, 상기 제1 제어 밸브로부터 유체가 유출되는 제1 유출구에 접속되는 제1 유출 유로와, 상기 제2 제어 밸브에 유체가 유입되는 제2 유입구에 접속되는 제2 유입 유로를 구비하며, 상기 블록을 폭 방향을 따라서 투시한 경우에, 상기 제1 유출 유로와 상기 제2 유입 유로가, 1점에서 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 것이면, 상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브를 길이 방향을 따라서 늘어놓아 배치하여, 상기 블록의 폭 치수를 작게 함과 아울러, 각 제어 밸브로부터 유출되는 유체를 합류시켜 흐르게 할 수 있다. 이 때문에, 유체 제어 장치의 폭 치수를 컴팩트하게 하면서, 2개의 제어 밸브를 이용함으로써 최대 유량은 종래의 약 2배로 할 수 있다.

상기 블록의 폭 치수가 작아도, 상기 제1 유출 유로와 상기 제2 유입 유로를 상기 블록 내에서 간섭하지 않도록 꼬임 위치에 배치하기 쉽게 하려면, 상기 블록이, 유체 제어 기기가 장착되는 장착면과, 상기 장착면에 대해서 소정 양만큼 돌출된 돌출부를 구비하며, 상기 제1 제어 밸브, 또는 상기 제2 제어 밸브 중 어느 일방이, 상기 장착면에 장착된 것이면 좋다.

상기 블록 내에 형성되는 내부 유로의 길이를 가능한 한 짧게 하여, 내부 용적을 작게 하고, 제어의 응답성을 좋게 하려면, 상기 제2 제어 밸브가, 상기 돌출부에 마련된 것이면 좋다. 이러한 것이면, 상기 블록의 단면(端面) 또는 장착면의 대면(對面)으로부터 유체가 도입되는 경우에, 상류측에 있는 상기 제1 제어 밸브에 유체를 유입시키기 위한 유로의 길이를 짧게 하기 쉽다.

상기 블록의 폭 치수를 작게 하면서, 상기 제1 유출 유로와 상기 제2 유입 유로를 꼬임 위치에 배치시키기 쉽게 하기 위한 다른 형태로서는, 상기 제1 제어 밸브가, 상기 블록의 표면에 대해서 접촉하는 제1 접촉면이 형성된 제1 밸브 블록을 구비하며, 상기 제1 밸브 블록에 유체가 유입되는 제1 유입구, 및 상기 제1 밸브 블록으로부터 유체가 유출되는 상기 제1 유출구가 상기 제1 접촉면에 개구되어 있고, 상기 제2 제어 밸브가, 상기 블록의 표면에 대해서 접촉하는 제2 접촉면이 형성된 제2 밸브 블록을 구비하며, 상기 제2 밸브 블록에 유체가 유입되는 상기 제2 유입구, 및 상기 제2 밸브 블록으로부터 유체가 유출되는 제2 유출구가 상기 제2 접촉면에 개구되는 것이면 좋다. 이러한 것이면, 각 제어 밸브의 전체를 상기 블록의 외측에 배치하여, 블록 내에 각 제어 밸브의 일부를 수용하기 위한 오목부 등을 형성하지 않아도 괜찮다. 이 결과, 상기 블록 내에 내부 유로를 형성하기 위한 스페이스를 확보하기 쉽게 되고, 상기 제1 유출 유로와 상기 제2 유입 유로의 배치의 자유도를 높일 수 있다.

상기 블록의 폭 치수를 가장 작게 해도, 컴팩트하면서 대유량을 실현할 수 있는 구체적인 구성예로서는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브가, 상기 블록과 동일한 폭 치수를 가지는 것을 들 수 있다.

상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 통과한 유체의 전체의 유량을 정확하게 소망의 값이 되도록 제어할 수 있도록 하려면, 상기 내부 유로가, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브를 통과한 유체가 합류하여 흐르는 합류후 유로와, 상기 제2 제어 밸브로부터 유체가 유출되는 제2 유출구와, 상기 합류후 유로와의 사이를 접속하는 제2 유출 유로를 더 구비하며, 상기 제1 유출 유로의 하류측이 상기 합류후 유로에 접속되어 있고, 상기 합류후 유로를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량 센서와, 상기 유량 센서가 측정하는 유량에 적어도 근거하여, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 적어도 일방을 제어하는 유체 제어기를 더 구비하면 좋다.

각 제어 밸브에 의해 전체로서 소망의 유량을 실현하기 위한 다른 형태로서는, 상기 내부 유로가, 상기 제1 제어 밸브에 유체가 유입되는 제1 유입구에 접속되는 제1 유입 유로와, 하류측이 상기 제1 유입 유로 및 상기 제2 유입 유로에 접속되는 분기전 유로를 더 구비하며, 상기 분기전 유로를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량 센서와, 상기 유량 센서가 측정하는 유량에 적어도 근거하여, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 적어도 일방을 제어하는 유체 제어기를 더 구비한 것을 들 수 있다.

상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브에 의한 유체의 제어가 서로 간섭하여 제어 성능이 저하되는 것을 막으면서, 소망의 대유량(大流量)을 정확하게 실현할 수 있도록 하려면, 상기 유체 제어기가, 설정 유량의 소정 배(倍)만큼 작은 분담 목표 유량이 흐르도록 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 어느 일방의 개도를 제어하는 개도 제어부와, 상기 설정 유량과, 상기 유량 센서가 측정하는 유량과의 편차가 작게 되도록, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 타방을 제어하는 유량 피드백 제어부를 구비한 것이면 좋다.

예를 들면 공급압의 변동이 있던 경우에도, 상기 개도 제어부의 제어에 의해 상기 분담 목표 유량에 가까운 유량이 일방의 제어 밸브에 의해 실현되고, 유량 피드백 제어되는 타방의 제어 밸브로의 부담을 저감할 수 있도록 하려면, 상기 개도 제어부가, 상기 제1 제어 밸브의 상류측의 압력에 근거하여, 분담 목표 유량에 상당하는 목표 개도를 산출하는 목표 개도 산출부와, 상기 목표 개도에 상당하는 전압을 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 타방에 인가하는 전압 제어부를 구비한 것이면 좋다.

상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브 쌍방에서 거의 동일한 유량이 실현되고, 결과로서 유체 제어 장치 전체에서는 종래의 2배 정도의 최대 유량을 가능하게 하려면, 상기 분담 목표 유량이 상기 설정 유량의 1/2배로 설정되어 있으면 좋다.

간단한 제어칙에 의해 각 제어 밸브에 의해 전체로서 소망의 유량이 얻어지도록 하려면, 상기 유체 제어기가, 상기 제1 제어 밸브의 개도와, 상기 제2 제어 밸브의 개도가 동기하도록 제어하는 동기 제어부를 구비한 것이면 좋다.

상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브 양쪽 모두가 동일하게 동작하도록 하여 제어칙을 간소화하면서, 외란(外亂)이 있어도 유체 제어 장치로부터 출력되는 유량이 설정 유량으로 유지되도록 하려면, 상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브가 동형(同型)의 것이며, 상기 동기 제어부가, 상기 유량 센서에서 측정되는 유량과의 편차가 작게 되도록, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브 각각에 동일한 전압을 인가하는 것이면 좋다.

통상시에는 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 어느 일방에 의한 유량 제어를 행하도록 해 두고, 유량 제어를 행하고 있는 제어 밸브에 이상(異常)이 발생한 경우에도 다른 제어 밸브로 유량 제어가 전환됨으로써 이상으로부터 자기 복귀할 수 있도록 하려면, 상기 유체 제어기가, 설정 유량과, 상기 유량 센서가 측정하는 유량과의 편차가 작게 되도록, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 어느 일방을 제어하는 유량 피드백 제어부와, 상기 제1 제어 밸브, 또는 상기 제2 제어 밸브에서의 이상을 검지하는 밸브 이상 검지부와, 상기 밸브 이상 검지부가, 상기 유량 피드백 제어부에 의해서 제어되고 있는 상기 제1 제어 밸브, 또는 상기 제2 제어 밸브의 이상을 검지한 경우에, 상기 유량 피드백 제어부의 제어 대상이 되는 제어 밸브를 전환시키는 제어 대상 전환부를 구비한 것이면 좋다.

이러한 것이면, 예를 들면 오퍼레이터가 특수한 복귀 조작이나 수복(修復) 조작 등을 행하지 않아도 유량 제어를 행하고 있는 제어 밸브에 이상이 발생한 경우에는 자동적으로 다른 제어 밸브로 전환되어, 유량 제어를 계속할 수 있다. 따라서, 이러한 유체 제어 장치이면 한쪽의 제어 밸브가 고장났다고 해도 자기 복귀, 자기 수복이 가능하게 되어, 유량 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 예를 들면 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브가 노멀 오픈 타입의 것이면, 최초로 유량 제어를 행하고 있던 제어 밸브에 고장났다고 해도, 그 제어 밸브는 전개(全開) 상태가 되어, 제어가 전환된 제어 밸브에 의한 유량 제어의 방해가 되기 어렵다.

각 제어 밸브에 고장 등이 생기지 않은 통상시에는, 상기 유량 센서에서 측정되는 측정점과, 제어 밸브에 의한 유량의 제어점과의 사이의 거리를 짧게 하여, 응답성을 좋게 하려면, 상기 유량 피드백 제어부가, 초기 상태에서는 상기 제2 제어 밸브를 제어하고 있고, 상기 밸브 이상 검지부가, 상기 제2 제어 밸브에 이상을 검지한 경우에, 상기 제어 대상 전환부는, 상기 유량 피드백 제어부의 제어 대상을 상기 제1 제어 밸브로 전환시키도록 구성된 것이면 좋다.

각 제어 밸브에서의 이상을 검지하기 위한 구체적인 구성예로서는, 상기 밸브 이상 검지부가, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브에 인가되고 있는 전압에 근거하여, 절연 상태의 이상을 검지하도록 구성된 것을 들 수 있다.

각 제어 밸브에서의 이상을 검지하기 위한 다른 구성예로서는, 상기 밸브 이상 검지부가, 상기 설정 유량과 상기 유량 센서에서 측정되는 유량과의 편차의 절대값에 근거하여, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브의 이상을 검지하도록 구성된 것을 들 수 있다.

이와 같이 본 발명에 관한 유체 제어 장치에 의하면, 상기 블록을 폭 방향을 따라서 투시한 경우에, 상기 제1 유출 유로와 상기 제2 유입 유로가, 1점에서 겹치도록 배치되어 있으므로, 상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브를 상기 블록의 길이 방향으로 늘어놓아 배치하고, 상기 블록의 폭 치수를 작게 하면서, 각 제어 밸브를 통과한 유체를 상기 합류후 유로에서 합류시킬 수 있다. 이 결과, 유체 제어 장치를 컴팩트하게 구성하면서, 종래보다도 최대 유량은 크게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에서의 유체 제어 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 제1 실시 형태에서의 유체 제어 장치의 유체 제어기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 제1 실시 형태에서의 유체 제어 장치의 모식적 유체 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에서의 유체 제어 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에서의 유체 제어 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에서의 유체 제어 장치의 모식적 유체 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에서의 통상시의 유체 제어 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에서의 이상 발생시의 유체 제어 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.

제1 실시 형태의 유체 제어 장치(100)에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.

이 유체 제어 장치(100)는, 예를 들면 반도체 제조 프로세스에서, 유체로서 각종 가스를 챔버에 소망의 설정 유량으로 공급하기 위해서 이용된다. 또, 복수의 유체 제어 장치(100)를 폭 방향으로 복수 병렬로 늘어놓아 가스 공급 시스템이 구성된다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 유체 제어 장치(100)는, 길이 방향을 가지며, 일단부로부터 타단부를 향하여 가스가 흐르는 내부 유로(L)가 형성된 블록(B)과, 블록(B)에 대해서 장착된 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)와, 제1 제어 밸브(V1) 또는 제2 제어 밸브(V2)를 통과하고, 합류한 후의 가스의 유량을 측정하는 압력식의 유량 센서(FM)와, 유량 센서(FM)의 측정값에 근거하여 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)를 제어하는 유체 제어기(CB)를 구비하고 있다. 각 부에 대해서 상술한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 블록(B)은, 가늘고 긴 직방체의 1개의 측면의 중앙부에 직방체 형상의 돌출부(B1)가 형성된 것이다. 이 돌출부(B1)가 있는 측면이 유체 제어 기기인 제1 제어 밸브(V1), 및, 유량 센서(FM)를 구성하는 제1 압력 센서(P1), 제2 압력 센서(P2)가 장착되는 장착면(AS)로서 설정해 둔다. 또, 돌출부(B1)에는 제2 제어 밸브(V2)가 마련된다. 즉, 내부 유로(L)에 대해서 상류측으로부터 순차적으로 제1 제어 밸브(V1), 제2 제어 밸브(V2), 제1 압력 센서(P1), 제2 압력 센서(P2)가 블록(B)에 대해서 장착되어 있다. 도 1의 (b)에 나타내어지는 바와 같이 블록(B)은 일정한 폭 치수를 가지고 있으며, 제1 제어 밸브(V1), 제2 제어 밸브(V2), 제1 압력 센서(P1), 제2 압력 센서(P2)도 블록(B)의 폭 치수와 대략 동일한 치수를 가지고 있다.

제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)는 동종, 동형의 예를 들면 피에조 밸브로서, 장착면(AS) 또는 돌출부(B1)에 형성된 중공 원통 모양의 오목부에, 밸브 시트 및 밸브체로 이루어지는 원통 모양의 밸브 구조체가 삽입되고, 밸브체를 구동하는 피에조 액추에이터는 그 외측으로 돌출되도록 마련된다. 밸브 구조체의 하면측에 형성되어 있는 유입구(流入口)로부터 가스가 제어 밸브 내로 유입되고, 밸브체와 밸브 시트와의 간극을 통과한 가스는 밸브 구조체의 측면에 형성되어 있는 유출구로부터 하류측으로 흐른다. 이하의 설명에서는, 제1 제어 밸브(V1)의 유입구 및 유출구는 제1 유입구(11) 및 제1 유출구(12)라고 호칭하고, 제2 제어 밸브(V2)의 유입구 및 유출구는 제2 유입구(21) 및 제2 유출구(22)라고 호칭한다.

제1 압력 센서(P1) 및 제2 압력 센서(P2)는, 동종, 동형의 것이며, 장착면(AS)에 장착되는 직방체 형상을 이루는 고정부와, 고정부의 상측에서 편평한 원반(圓盤) 모양을 이루는 본체부로 이루어진다. 본체부의 내부에는 압력의 감압면이 장착면(AS)에 대해서 수직이 되도록 마련되어 있다. 또, 제1 압력 센서(P1)는, 고정부의 하면에 의해서 장착면(AS)에 형성된 오목부 내에 수용된 유체 저항인 층류 소자(R)를 꽉 눌러 고정한다. 이 층류 소자는 미소 유로가 형성된 층류 소자판을 복수 적층한 것이며, 층류 소자판의 사이를 가스가 통과함으로써 층류 소자(R)의 전후에 차압(差壓)을 발생시킨다. 층류 소자(R)의 중앙부에 층류 소자판 사이를 통과하기 전의 가스를 제1 압력 센서(P1) 내로 안내하기 위한 관통 구멍이 마련되어 있고, 제1 압력 센서(P1)는 층류 소자(R)의 상류측의 압력을 측정한다. 또, 제2 압력 센서(P2)는 층류 소자(R)를 통과한 후의 가스의 압력을 측정한다.

또, 블록(B)에서 장착면(AS)의 대향면인 저면에는, 내부 유로(L)에 가스가 도입되는 도입 포트(CIP)와, 제1 제어 밸브(V1) 또는 제2 제어 밸브(V2)를 통과한 가스가 내부 유로(L)로부터 외부로 도출되는 도출 포트(COP)가 형성되어 있다.

내부 유로(L)에서 블록(B)의 일단측에 형성되어 있는 부분은 2개의 병렬인 유로로서 형성되어 있다. 병렬인 각 유로에는 각각 제1 제어 밸브(V1)와 제2 제어 밸브(V2)가 마련되어 있다. 또, 내부 유로(L)에서 블록(B)의 타단측에 형성되어 있는 부분은, 제1 제어 밸브(V1) 또는 제2 제어 밸브(V2)를 통과한 가스가 합류하는 1개의 합류후 유로(CL)로서 형성되어 있다.

즉, 1개의 블록(B)에 대해서 각 유체 제어 기기를 장착함으로써 도 3에 나타내는 바와 같은 유체 회로가 형성된다. 보다 구체적으로는 내부 유로(L)는, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 도입 포트(CIP)로부터 유체가 유입되는 분기전 유로(BBL)와, 분기전 유로(BBL)의 하류단에 있는 분기점(BP)으로부터 분기하고, 제1 제어 밸브(V1)의 제1 유입구(11)와의 사이를 접속하는 제1 유입 유로(SL1)와, 분기전 유로(BBL)의 하류단에 있는 분기점(BP)으로부터 분기하고, 제2 제어 밸브(V2)의 제2 유입구(21)에 종단부가 접속되는 제2 유입 유로(SL2)와, 제1 제어 밸브(V1)의 제1 유출구(12)와 합류후 유로(CL)의 상류단인 합류점(CP)과의 사이를 접속하는 제1 유출 유로(EL1)와, 제2 제어 밸브(V2)의 제2 유출구(22)와 합류후 유로(CL)의 상류단인 합류점(CP)과의 사이를 접속하는 제2 유출 유로(EL2)를 더 구비하고 있다. 여기서, 제2 유입 유로(SL2)와 제1 유출 유로(EL1)는 블록(B) 내에서 각각 꼬임 위치에 있다.

도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이 블록(B)을 폭 방향을 따라서 투시한 경우, 제2 유입 유로(SL2)와, 제1 유출 유로(EL1)는 1점에서 겹치도록 배치되어 있다. 즉, 제1 유출 유로(EL1)와 제2 유입 유로(SL2)의 일부는 폭 방향을 따라서 본 경우에, 십자를 이루도록 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 유입 유로(SL1)는 블록(B)에서 폭 방향의 중앙부에 형성되어 있지만, 제2 유입 유로(SL2)는 폭 방향의 중앙부로부터 지면 안쪽 방향으로 경사지게 진행하고 있다. 또, 제2 제어 밸브(V2)는 돌출부(B1) 상에 마련되어 있으므로, 제2 유입 유로(SL2)는 도 1의 (a)에서의 지면 안쪽 방향으로 진행하면서, 모두 블록(B)의 저면측으로부터 장착면(AS)측으로 진행하고 있다. 환언하면, 제2 유입 유로(SL2)의 흐름 방향은 블록(B) 내를 지면 경사 안쪽 방향으로 진행하고 있다.

또, 제1 유출 유로(EL1)는 블록(B)의 도 1의 (a)에서의 지면 바로 전측으로부터 폭 방향의 중앙부를 향해 진행함과 아울러, 장착면(AS)측으로부터 저면측으로진행하여 제2 유출 유로(EL2)와 함께 층류 소자(R)의 상류측에 있는 합류 유로의 선단부에 이른다.

다음으로 유체 제어기(CB)에 대해 도 2를 참조하면서 설명한다.

유체 제어기(CB)는, CPU, 메모리, I/O 채널, A/D 컨버터, D/A 컨버터, 그 외 아날로그 내지 디지털 회로로 구성된 제어 회로이다. 유체 제어기(CB)는 메모리에 격납되어 있는 프로그램이 CPU에 의해 실행되고, 각종 기기가 협업하는 것에 의해, 적어도 도 2에 나타내는 바와 같이 개도 제어부(2D), 유량 산출부(3), 유량 피드백 제어부(4)로서의 기능을 발휘한다. 본 실시 형태의 유체 제어기(CB)는, 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)에서 각각 동일한 정도의 유량이 통과하고, 합류후 유로(CL)에서 유저에 의해 설정되는 설정 유량과 거의 동일한 유량이 흐르도록 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)를 제어한다. 즉, 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)로부터 거의 동일한 양의 가스를 흐르게 함으로써, 1개의 제어 밸브밖에 없는 경우와 비교하여 약 2배의 최대 유량을 실현할 수 있도록 하고 있다. 이하에 각 부의 상세에 대하여 설명한다.

개도 제어부(2D)는, 설정 유량과, 유체 제어 장치(100)의 도입 포트(CIP)에 접속되어 있는 유로에 마련된 도시하지 않은 공급압 센서에서 측정되는 가스의 공급압에 근거하여, 제1 제어 밸브(V1)의 개도를 제어한다. 즉, 개도 제어부(2D)는, 제1 제어 밸브(V1)를 통과하는 가스의 유량이 설정 유량의 1/2배가 되도록 개도를 제어한다. 여기서, 개도 제어부(2D)에는 유량 센서(FM)에서 측정되는 합류후 유로(CL)를 흐르는 가스의 유량인 합류후 유량은 피드백되지 않는다.

보다 구체적으로는 개도 제어부(2D)는, 설정 유량과 공급압에 근거하여 제1 제어 밸브(V1)의 목표 개도를 산출하는 목표 개도 산출부(21D)와, 목표 개도 산출부(21D)에서 산출된 목표 개도에 상당하는 전압을 제1 제어 밸브(V1)에 인가하는 전압 제어부(22D)를 구비하고 있다.

목표 개도 산출부(21D)는, 제1 제어 밸브(V1)의 컨덕턴스에 관한 정보를 유지하고 있으며, 이 컨덕턴스로부터 현재의 공급압에서 설정 유량의 1/2의 유량을 실현할 수 있는 목표 개도를 산출한다.

전압 제어부(22D)는, 제1 제어 밸브(V1)의 전압-개도 특성에 관한 정보를 유지하고 있으며, 목표 개도에 대응하는 전압을 제1 제어 밸브(V1)에 인가한다.

이와 같이 제1 제어 밸브(V1)의 제어에서는, 제1 제어 밸브(V1)에 의해 실현되는 유량에 관한 정보는 피드백되어 있지 않고, 공급압과 설정 유량에 근거하여 유량에 대해서는 개방 루프 제어가 행해진다. 따라서, 제1 제어 밸브(V1)로부터 출력되는 가스의 유량은 설정 유량의 1/2에 가까운 값이 되지만, 유량 오차는 보정되지 않고 유지된 채로 된다.

유량 산출부(3)는, 제1 압력 센서(P1)에서 측정되는 제1 압력과, 제2 압력 센서(P2)에서 측정되는 제2 압력에 근거하여, 합류후 유로(CL)를 흐르는 가스의 유량인 합류후 유량을 산출한다. 유량 산출부(3)에서 사용되는 유량의 산출식은 예를 들면 제1 압력과 제2 압력의 차압이나, 제1 압력의 제곱과 제2 압력의 제곱의 차이에 근거하는 기지(旣知)의 것이 사용된다.

유량 피드백 제어부(4)는, 설정 유량과 유량 산출부(3)에서 산출되는 합류후 유량과의 편차가 작게 되도록 제2 제어 밸브(V2)의 개도를 유량 피드백 제어한다. 즉, 제1 제어 밸브(V1)에서 실현되는 유량의 오차와, 제2 제어 밸브(V2)에서 실현되는 유량의 오차 양쪽 모두를 제2 제어 밸브(V2)의 제어에 의해서 작게 되도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 유체 제어 장치(100)이면, 블록(B) 내에 형성되어 있는 제1 제어 밸브(V1)로부터 가스가 유출되는 제1 유출 유로(EL1)와 제2 제어 밸브(V2)에 가스를 유입시키는 제2 유입 유로(SL2)가 꼬임 위치에 배치되어 있음과 아울러, 폭 방향을 따라서 본 경우에 1점에서 겹치도록 배치되어 있으므로, 제1 유출 유로(EL1)와 제1 제어 밸브(V1)와 제2 제어 밸브(V2)를 길이 방향을 따라서 늘어놓아 배치하여, 상기 블록(B)의 폭 치수를 작게 하면서, 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)로부터 유출되는 유체를 합류후 유로(CL)로 흐르게 할 수 있다. 이 때문에, 유체 제어 장치(100)의 폭 치수를 컴팩트하게 하면서, 2개의 제어 밸브를 이용함으로써 최대 유량은 종래의 약 2배로 할 수 있다.

또, 유체 제어기(CB)에 의해서 제1 제어 밸브(V1)는 공급압에 근거하여 개도가 제어되어, 유량에 대해서는 개방 루프에 의해 제어된다. 또, 제2 제어 밸브(V2)는 유량 센서(FM)에서 측정되는 합류후 유량이 피드백되어, 유량에 대해 폐쇄 루프에 의해 제어된다. 이와 같이 제2 제어 밸브(V2)에만 유량 피드백 제어가 행해지므로 각 제어 밸브들의 제어가 서로 간섭하는 것을 막을 수 있다.

게다가, 제1 제어 밸브(V1)는 설정 유량의 1/2배에 상당하는 유량을 흘리도록 개도가 제어되므로, 제1 제어 밸브(V1)와 제2 제어 밸브(V2)를 통과하는 가스의 유량은 거의 동일한 값으로 할 수 있다. 따라서, 1개의 제어 밸브에 의해 가스의 유량을 제어하고 있는 경우와 비교하여, 최대 유량을 약 2배로 정확하게 제어하는 것이 가능해진다.

다음으로 본 발명의 제2 실시 형태에서의 유체 제어 장치(100)에 대해 도 4를 참조하면서 설명한다. 또, 제1 실시 형태에서 설명한 부재에 대응하는 부재에는 동일 부호를 붙이는 것으로 한다.

제2 실시 형태의 유체 제어 장치(100)는, 블록(B) 내에는 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)의 밸브체 및 밸브 시트 등이 삽입되어 있지 않고, 각각이 따로 따로 분리되는 구조로서 구성되어 있다.

구체적으로는, 제1 제어 밸브(V1)는 밸브체나 밸브 시트가 내부에 형성된 제1 밸브 블록(VB1)을 구비하고 있고, 이 제1 밸브 블록(VB1)의 하면이 블록(B)의 장착면(AS)에 대해서 장착되어, 내부 유로(L)와 연통하도록 구성되어 있다. 즉, 제1 밸브 블록(VB1)은, 하면에 형성된 접속면(CS)에, 내부에 유체인 가스가 유입되는 제1 유입구(11)와 내부로부터 가스가 유출되는 제1 유출구(12)가 개구되어 있다. 이 때문에, 장착면(AS)에 대해서 접속면(CS)을 접촉시키는 것에 의해, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 장착면(AS)에 개구되는 제1 유입 유로(SL1)의 하류단 개구와 제1 유입구(11)가 연통하고, 장착면(AS)에 개구되는 제1 유출 유로(EL1)의 상류단 개구와 제1 유출구(12)가 연통한다. 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이 제1 유출구(12)는, 제1 유입구(11)의 중심에 대해 폭 방향으로 어긋나 배치되어 있으며, 블록(B) 내를 경사지게 연장되는 제1 유출 유로(EL1)와 접속된다.

또, 제2 제어 밸브(V2)도 제1 제어 밸브(V1)와 동일한 구조를 가지고 있다. 제2 제어 밸브(V2)는, 밸브체나 밸브 시트가 내부에 형성된 제2 밸브 블록(VB2)을 구비하고 있으며, 이 제2 밸브 블록(VB2)의 하면이 블록(B)의 장착면(AS)에 대해서 장착되어, 내부 유로(L)와 연통하도록 구성되어 있다. 즉, 제2 밸브 블록(VB2)은, 하면에 형성된 접속면(CS)에, 내부에 유체인 가스가 유입되는 제2 유입구(21)와 내부로부터 가스가 유출되는 제2 유출구(22)가 개구되어 있다. 이 때문에, 장착면(AS)에 대해서 접속면(CS)을 접촉시키는 것에 의해, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 장착면(AS)에 개구되는 제2 유입 유로(SL2)의 하류단 개구와 제2 유입구(21)가 연통하고, 장착면(AS)에 개구되는 제2 유출 유로(EL2)의 상류단 개구와 제1 유출구(12)가 연통한다. 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이 제2 유출구(22)는, 제1 유출구(12)의 중심에 대해 폭 방향으로 중앙측으로 어긋나 배치되어 있다. 이 제2 유출구(22)에 접속되는 제2 유출 유로(EL2)는, 블록(B)의 높이 방향으로 연장되어 있고, 제1 유출 유로(EL1)에 대해서 교차하도록 형성되어 있다.

제2 유입 유로(SL2)는, 블록(B)의 중앙부로부터 폭 방향 안쪽으로 경사지게 연장되어 있으며, 폭 방향 바로 전측으로 경사지게 연장되는 제1 유출 유로(EL1)와 꼬임 위치에 배치되도록 되어 있다. 또, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 블록(B)을 폭 방향으로 투시한 경우에, 제1 유출 유로(EL1)와 제2 유입 유로(SL2)는 1점에서 겹치도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 제2 실시 형태의 유체 제어 장치(100)이면, 블록(B)의 장착면(AS)에 대해서 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)의 일부를 내부에 수용하기 위한 오목부를 형성할 필요가 없고, 각 제어 밸브(V1, V2) 전체를 블록(B)의 외측에 배치하고, 분리한 상태로 할 수 있다. 따라서, 블록(B) 내에서 제1 유입 유로(SL1), 제2 유입 유로(SL2), 제1 유출 유로(EL1), 제2 유출 유로(EL2)를 형성할 수 있는 공간을 크게 차지할 수 있다. 이 때문에, 심플한 형상이라도 제1 유출 유로(EL1)와 제2 유입 유로(SL2)를 꼬임 위치에 배치하기 쉽다.

다음으로 본 발명의 제3 실시 형태에서의 유체 제어 장치(100)에 대해 도 5를 참조하면서 설명한다. 또, 제1 실시 형태에서 설명한 부재에 대응하는 부재에는 동일 부호를 붙이는 것으로 한다.

제3 실시 형태의 유체 제어 장치(100)는, 유체 제어기(CB)의 구성이 제1 실시 형태와 다르다. 즉, 제1 실시 형태의 유체 제어기(CB)는 제1 제어 밸브(V1)와 제2 제어 밸브(V2)를 각각 다른 제어칙에 의해 독립적으로 제어하고 있었지만, 제3 실시 형태의 유체 제어기(CB)는, 제1 제어 밸브(V1)와 제2 제어 밸브(V2)의 개도를 동기시켜 변화시킨다.

구체적으로는 유체 제어기(CB)는, 제1 제어 밸브(V1)의 개도와, 제2 제어 밸브(V2)의 개도가 동기하도록 제어하는 동기 제어부(5)를 구비하고 있다.

동기 제어부(5)는, 유량 센서(FM)에서 측정되는 합류후 유량과의 편차가 작게 되도록, 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2) 각각에 동일한 전압을 인가한다. 여기서, 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)는 동종, 동형의 것이므로, 동일한 전압을 인가하면 거의 동일한 개도가 된다. 또, 동기 제어부(5)는 설정 유량과 측정되는 유량의 편차에 따라 각 제어 밸브(V1)에 인가하는 전압을 변화시키지만, 각 시각에서 인가되고 있는 전압의 값은 거의 동일한 값이 되도록 구성되어 있다. 즉, 동기 제어부(5)에 대해서 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)는 예를 들면 병렬로 접속되어 있으며, 각각에 인가되는 전압값은 항상 동일한 값이 되도록 구성되어 있다. 또, 동기 제어부(5)는 공급압에 따라 인가하는 전압의 크기에 대해서도 보정하도록 구성되어 있다.

이러한 제3 실시 형태의 유체 제어 장치(100)이면, 간단한 제어칙이면서, 각 제어 밸브(V1 및 V2)에 치우지 않고 가스를 흐르게 할 수 있어, 대유량을 정밀도 좋게 실현할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제4 실시 형태에서의 유체 제어 장치(100)에 대해 도 6을 참조하면서 설명한다. 또, 제1 실시 형태에서 설명한 부재에 대응하는 부재에는 동일 부호를 붙이는 것으로 한다.

제4 실시 형태의 유체 제어 장치(100)는, 각 제어 밸브(V1, V2)의 상류측에 있는 분기전 유로(BBL) 상에 유량 센서(FM)가 마련되어 있음과 아울러, 유량 센서(FM)가 압력식이 아니고, 열식의 유량 센서를 이용하고 있다. 이 유량 센서(FM)는, 분기전 유로(BBL)에 마련된 유체 저항인 분류 소자(RB)와, 분류 소자(RB)를 바이패스하는 U자 모양의 세관(細管)(TP)과, 세관(TP)의 외측에 권회된 제1 코일(C1)과, 제1 코일(C1)의 하류측에 마련되고, 세관(TP)의 외측에 권회된 제2 코일(C2)을 구비하고 있다. 유체 제어기(CB)는, 예를 들면 각 코일(C1, C2)의 온도가 일정하게 유지되도록 각각 전압을 인가하고, 각 코일(C1, C2)에 인가되고 있는 전압의 차이에 근거하여 유량이 산출된다.

이러한 제4 실시 형태의 유체 제어 장치(100)라도, 제1 실시 형태의 유체 제어 장치(100)와 거의 동일한 효과를 향수할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제5 실시 형태에서의 유체 제어 장치(100)에 대해 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 또, 제1 실시 형태에서 설명한 부재에 대응하는 부재에는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.

제5 실시 형태의 유체 제어 장치(100)는, 제1 제어 밸브(V1) 또는 제2 제어 밸브(V2) 중 어느 일방에 고장 등이 발생했다고 해도, 유량 제어가 자동적으로 계속되는 것이다. 즉, 이 유체 제어 장치(100)는 유량 제어에 관해서 자기 복귀, 자기 수복 기능을 가지는 것이다.

구체적으로는 이 유체 제어 장치(100)에서의 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)는 노멀 오픈 타입의 밸브로서 구성되어 있다. 환언하면, 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)는, 전압이 인가되어 있지 않은 경우나 피에조 액추에이터에서 절연 파괴가 발생한 경우에는 전개(全開)의 상태가 되도록 구성된 것이다. 게다가, 제1 제어 밸브(V1) 및 제2 제어 밸브(V2)는 동형의 제어 밸브이며, 거의 동일한 제어 특성을 가지고 있다.

또, 유체 제어기(CB)는 도 7에 나타내는 바와 같이 통상시에는 제2 제어 밸브(V2)만에 의해 유량 제어를 행함과 아울러, 도 8에 나타내는 바와 같이 이상 발생시에는 제1 제어 밸브(V1)만에 의한 유량 제어로 자동적으로 전환되도록 구성되어 있다. 즉, 통상시에는 제2 제어 밸브(V2)의 개도가 적절히 변경되는 것에 비하여, 제1 제어 밸브(V1)는 예를 들면 전개의 상태로 유지된다.

구체적으로는 유체 제어기(CB)는, 유량 산출부(3), 유량 피드백 제어부(4), 밸브 이상 검지부(6), 유량 제어 전환부(7)로서의 기능을 발휘하도록 구성되어 있다.

유량 산출부(3)는 제1 실시 형태와 동일한 구성이기 때문에 설명을 생략한다. 유량 피드백 제어부(4)는, 기본적인 제어칙은 제1 실시 형태와 동일하지만, 유량 제어 전환부(7)에 의해 제어 대상이 되는 제어 밸브가 전환된다. 또, 이 실시 형태에서는 유량 피드백 제어부(4)는, 통상시에는 제2 제어 밸브(V2)를 제어하고, 이상 발생시에는 제1 제어 밸브(V1)를 제어한다.

밸브 이상 검지부(6)는, 통상시에는 유량 피드백 제어부(4)에 의한 제어 대상이 되고 있는 제2 제어 밸브(V2)를 적어도 모니터링하고 있다. 즉, 밸브 이상 검지부(6)는, 제2 제어 밸브(V2)에 인가되고 있는 전압의 값을 모니터링함과 아울러, 유량 피드백 제어부(4)에서 산출되는 설정 유량과 합류후 유량과의 편차의 절대값에 대해서도 모니터링하고 있다. 밸브 이상 검지부(6)는, 예를 들면 제2 제어 밸브(V2)에 인가되고 있는 전압이 소정 값 이하가 된 경우에는, 피에조 액추에이터에 절연 파괴가 생기고 있다고 판정한다. 또, 밸브 이상 검지부(6)는, 전술한 편차의 절대값이 소정 값 이상이 되고, 그 상태가 소정 기간 유지된 경우에는, 제2 제어 밸브(V2)의 이상(異常)때문에 유량 제어를 행할 수 없다고 판정한다.

유량 제어 전환부(7)는, 밸브 이상 검지부(6)가 제2 제어 밸브(V2)의 이상을 검지한 경우에는, 도 8에 나타내는 바와 같이 제2 제어 밸브(V2)로부터 제1 제어 밸브(V1)에 의한 유량 제어로 전환한다. 즉, 유량 피드백 제어부(4)에 의해서 제1 제어 밸브(V1)에만 전압이 인가되고, 유량 제어가 계속된다. 또, 전압이 인가되지 않게 된 제2 제어 밸브(V2)는 노멀 오픈 타입이므로, 전개의 상태가 유지된다.

이와 같이 제5 실시 형태의 유체 제어 장치(100)이면, 제2 제어 밸브(V2) 단독에 의한 유량 제어 중에 해당 제2 제어 밸브(V2)에 이상이 검지된 경우에는, 자동적으로 제1 제어 밸브(V1)에서의 유량 제어로 전환할 수 있다. 따라서, 제2 제어 밸브(V2)의 이상에 의해서 유량 제어를 계속할 수 없게 되고, 설정 유량을 유지할 수 없게 되어도, 제1 제어 밸브(V1)에 의한 유량 제어가 개시되어 설정 유량으로 자기 복귀시킬 수 있다.

또, 제1 제어 밸브(V1)에 의한 유량 제어가 개시되고 나서는, 제2 제어 밸브(V2)는 전개 상태로 유지되므로, 제2 제어 밸브(V2) 자체에 의한 유로 저항은 최소화할 수 있다. 따라서, 제1 제어 밸브(V1)에 의한 유량 제어는, 제2 제어 밸브(V2)와 거의 동일한 조건으로 행할 수 있어, 유량 제어 정밀도 등을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.

그 외의 실시 형태에 대해 설명한다.

블록은 장착면에 대해서 돌출되는 돌출부를 구비하고 있지 않은 것이라도 괜찮다. 즉, 제1 제어 밸브와 제2 제어 밸브가 각각 동일 높이의 장착면 상에 장착되어 있어도 괜찮다. 이러한 경우에도 제1 유출 유로와 제2 유입 유로가 꼬임 위치가 되어, 폭 방향을 따라서 본 경우에 1점에서 교차하도록 배치하면 좋다.

또, 돌출부가 마련되는 위치는 상기 실시 형태에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 예를 들면 제1 제어 밸브가 마련되는 위치에 돌출부를 마련하여, 제2 제어 밸브보다도 제1 제어 밸브가 블록에서 높은 위치에 배치되도록 해도 괜찮다.

유량 센서에 대해서는 압력식의 유량 센서에 한정되는 것이 아니고, 열식이나 초음파식 등의 그 외의 측정 원리에 근거하는 것이라도 상관없다. 또, 내부 유로를 흐르는 유체는 가스 뿐만 아니라, 액체라도 상관없다.

개도 제어부가 제어 대상으로 하는 제어 밸브는 제1 제어 밸브에 한정되지 않고, 제2 제어 밸브라도 괜찮다. 이러한 경우에는, 유량 피드백 제어부가 제1 제어 밸브를 제어하도록 구성하면 좋다. 게다가, 개도 제어부에서 이용되는 압력은 공급압에 한정되지 않는다. 예를 들면 압력식의 유량 센서를 구성하는 제1 압력 센서에서 측정되는 제1 압력에 근거하여 개도 제어부가 제1 제어 밸브 또는 제2 제어 밸브의 개도를 제어하는 것이라도 괜찮다.

개도 제어부는, 설정 유량의 1/2배의 유량을 실현하도록 동작하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면 설정 유량의 소정 배만큼 작은 유량을 실현하도록 제1 제어 밸브 또는 제2 제어 밸브를 제어하는 것이라도 괜찮다.

유체 제어 장치는, 유량을 제어하는 것에 한정되지 않고, 압력을 제어하는 것이라도 좋다. 본 발명에 관한 유체 제어 장치이면 압력을 제어하는 경우에도 최대 유량을 종래보다도 크게 할 수 있다.

제2 유입 유로는 제1 유입 유로로부터 분기하는 것에 한정되지 않고, 도입 포트와 제2 유입구와의 사이를 접속하도록 형성되어도 괜찮다. 또, 도입 포트는 2개 마련되어 있고, 제1 유입 유로와 제2 유입 유로가 각각 다른 유체 공급원으로부터 유체의 공급을 받도록 해도 괜찮다.

제5 실시 형태에서는, 통상시에는 제2 제어 밸브만에 의해 유량 제어를 행하고, 이상이 검지되고 나서는 제1 제어 밸브만에 의해 유량 제어를 행하도록 구성되어 있었지만, 통상시에 제1 제어 밸브만에 의해 유량 제어를 행하고, 이상이 검지되고 나서는 제2 제어 밸브만에 의해 유량 제어를 행하도록 구성해도 괜찮다. 또, 통상시에 유량 제어를 행하고 있지 않은 제어 밸브에 대해서는, 전환후 곧바로 동작할 수 있도록 동작 유지 전압을 인가해도 괜찮다. 또, 통상시에 유량 제어를 행하고 있지 않은 제어 밸브에 대해서는 예를 들면 압력 제어를 행하게 해 두고, 이상이 검지되고 나서는 유량 제어를 행하도록 구성해도 괜찮다.

게다가, 제5 실시 형태의 유체 제어 장치는, 제1 제어 밸브 및 제2 제어 밸브 양쪽 모두가 노멀 오픈 타입으로서 구성된 것에 한정되지 않고, 제1 제어 밸브 및 제2 제어 밸브가, 전압이 인가되어 있지 않은 경우에는 전폐 상태로 유지되는 노멀 클로우즈 타입으로서 구성된 것이라도 괜찮다. 또, 제1 제어 밸브 또는 제2 제어 밸브 중 일방이 노멀 오픈 타입이고 타방이 노멀 클로우즈 타입으로서 구성해도 상관없다. 이들과 같이 구성된 경우에도, 유량 제어를 행하고 있던 제어 밸브에서 이상이 발생한 경우에는 자동적으로 다른 제어 밸브에서의 유량 제어를 계속할 수 있다. 따라서, 제5 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 유량 제어에 대해 자기 복귀, 자기 수복 기능을 실현할 수 있다.

그 외, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한 여러가지 실시 형태의 변형이나, 각 실시 형태의 일부끼리의 조합을 행해도 상관없다.

100 - 유체 제어 장치 V1 - 제1 제어 밸브
V2 - 제2 제어 밸브 SL1 - 제1 유입 유로
SL2 - 제2 유입 유로 EL1 - 제1 유출 유로
EL2 - 제2 유출 유로 FM - 유량 센서
CB - 유체 제어기 2D - 개도 제어부
21D - 목표 개도 산출부 22D - 전압 제어부
3 - 유량 산출부 4 - 유량 피드백 제어부
5 - 동기 제어부 6 - 밸브 이상 검지부
7 - 유량 제어 전환부

Claims (16)

1. 길이 방향을 따라서 소정 폭으로 연장되는 블록과,
   상기 블록 내에 형성되고, 상기 길이 방향을 따라서 연장되는 내부 유로와,
   상기 블록에 장착된 제1 제어 밸브와,
   상기 제1 제어 밸브보다도 하류측에 장착된 제2 제어 밸브를 구비하며,
   상기 내부 유로가,　
   상기 제1 제어 밸브로부터 유체가 유출되는 제1 유출구에 접속되는 제1 유출 유로와,
   상기 제2 제어 밸브에 유체가 유입되는 제2 유입구에 접속되는 제2 유입 유로를 구비하며,
   상기 블록을 폭 방향을 따라서 투시한 경우에, 상기 제1 유출 유로와 상기 제2 유입 유로가, 1점에서 겹치도록 배치되어 있는 유체 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 블록이,
   유체 제어 기기가 장착되는 장착면과,
   상기 장착면에 대해서 소정 양만큼 돌출된 돌출부를 구비하며,
   상기 제1 제어 밸브, 또는 상기 제2 제어 밸브 중 어느 일방이, 상기 장착면에 장착되는 유체 제어 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 제어 밸브가, 상기 돌출부에 마련된 유체 제어 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 제어 밸브가, 상기 블록의 표면에 대해서 접촉하는 제1 접촉면이 형성된 제1 밸브 블록을 구비하며, 상기 제1 밸브 블록에 유체가 유입되는 제1 유입구, 및 상기 제1 밸브 블록으로부터 유체가 유출되는 상기 제1 유출구가 상기 제1 접촉면에 개구되어 있으며,
   상기 제2 제어 밸브가, 상기 블록의 표면에 대해서 접촉하는 제2 접촉면이 형성된 제2 밸브 블록을 구비하며, 상기 제2 밸브 블록에 유체가 유입되는 상기 제2 유입구, 및 상기 제2 밸브 블록으로부터 유체가 유출되는 제2 유출구가 상기 제2 접촉면에 개구되는 유체 제어 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브가, 상기 블록과 동일한 폭 치수를 가지는 유체 제어 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 내부 유로가,
   상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브를 통과한 유체가 합류하여 흐르는 합류후 유로와,
   　　상기 제2 제어 밸브로부터 유체가 유출되는 제2 유출구와, 상기 합류후 유로와의 사이를 접속하는 제2 유출 유로를 더 구비하고, 상기 제1 유출 유로의 하류측이 상기 합류후 유로에 접속되어 있으며,
   상기 합류후 유로를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량 센서와,
   상기 유량 센서가 측정하는 유량에 적어도 근거하여, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 적어도 일방을 제어하는 유체 제어기를 더 구비한 유체 제어 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 내부 유로가,
   상기 제1 제어 밸브에 유체가 유입되는 제1 유입구에 접속되는 제1 유입 유로와,
   하류측이 상기 제1 유입 유로 및 상기 제2 유입 유로에 접속되는 분기전 유로를 더 구비하며,
   상기 분기전 유로를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량 센서와,
   상기 유량 센서가 측정하는 유량에 적어도 근거하여, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 적어도 일방을 제어하는 유체 제어기를 더 구비한 유체 제어 장치.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 유체 제어기가,
   설정 유량의 소정 배(倍)만큼 작은 분담 목표 유량이 흐르도록 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 어느 일방의 개도를 제어하는 개도 제어부와,
   상기 설정 유량과, 상기 유량 센서가 측정하는 유량과의 편차가 작게 되도록, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 타방을 제어하는 유량 피드백 제어부를 구비한 유체 제어 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 개도 제어부가,
   상기 제1 제어 밸브의 상류측의 압력에 근거하여, 상기 분담 목표 유량에 상당하는 목표 개도를 산출하는 목표 개도 산출부와,
   상기 목표 개도에 상당하는 전압을 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 타방에 인가하는 전압 제어부를 구비한 유체 제어 장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 분담 목표 유량이 상기 설정 유량의 1/2배로 설정되어 있는 유체 제어 장치.
11. 청구항 6에 있어서,
    상기 유체 제어기가,
    상기 제1 제어 밸브의 개도와, 상기 제2 제어 밸브의 개도가 동기(同期)하도록 제어하는 동기 제어부를 구비한 유체 제어 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브가 동형(同型)의 것이며,
    상기 동기 제어부가, 상기 유량 센서에서 측정되는 유량과의 편차가 작게 되도록, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브 각각에 동일한 전압을 인가하는 유체 제어 장치.
13. 청구항 6에 있어서,
    상기 유체 제어기가,
    설정 유량과, 상기 유량 센서가 측정하는 유량과의 편차가 작게 되도록, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브 중 어느 일방을 제어하는 유량 피드백 제어부와,
    상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브에서의 이상(異常)을 검지하는 밸브 이상 검지부와,
    상기 밸브 이상 검지부가, 상기 유량 피드백 제어부에 의해서 제어되고 있는 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브의 이상을 검지한 경우에, 상기 유량 피드백 제어부의 제어 대상이 되는 제어 밸브를 전환시키는 제어 대상 전환부를 구비한 유체 제어 장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 유량 피드백 제어부가, 초기 상태에서는 상기 제2 제어 밸브를 제어하고 있고,
    상기 밸브 이상 검지부가, 상기 제2 제어 밸브에 이상을 검지한 경우에, 상기 제어 대상 전환부는, 상기 유량 피드백 제어부의 제어 대상을 상기 제1 제어 밸브로 전환시키도록 구성된 유체 제어 장치.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 밸브 이상 검지부가, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브에 인가되고 있는 전압에 근거하여, 절연 상태의 이상을 검지하도록 구성된 유체 제어 장치.
16. 청구항 13에 있어서,
    상기 밸브 이상 검지부가, 상기 설정 유량과 상기 유량 센서에서 측정되는 유량과의 편차의 절대값에 근거하여, 상기 제1 제어 밸브 또는 상기 제2 제어 밸브의 이상을 검지하도록 구성된 유체 제어 장치.

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