WO2005003692A1 - 流量検出装置および流量制御装置 - Google Patents

Abstract

　所定の流路（１１）を形成すると共に流路（１１）に流量センサ（１３）を組み付けた流路ブロック体（１０）と、電気回路を搭載した回路基板（４）とを直方体または立方体の筐体（１）に内蔵して構成される流路検出装置であって、特に筐体（１）を所定のパネルに取り付けたときに該パネルの前面に露出する筐体（１）の前面部に表示器（６）および操作スイッチ（７）を設ける。またコの字状の流路を形成して前記筐体（１）の背面部に流路（１１）の流入口（２）および流出口（３）をそれぞれ設けると共に、この筐体（１）の背面部に回路基板（４）の外部接続用端子部（５）を設ける。

Description

明 細 書

流量検出装置および流量制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、所定のパネルに取り付けて使用するに好適な流量検出装置および流量 制御装置に関する。

背景技術

[0002] 例えば半導体の製造工程においては各種のガスが用いられる。この種の製造工程 では、ガスの供給量を制御するため、一般的にガスの供給流路 (ガス配管）に流量検 出装置や流量制御装置を介挿し、その流量を調節している。ちなみに特開平 11一 1 32813号公報が開示する流量検出装置は、基本的にガス配管に介挿される流路を 形成したブロック体と、このブロック体に組み付けられて上記流路を通流するガス（流 体）の流量を検出する流量センサとを備えて構成される。また特開 2000-81914号 公報が開示する流量制御装置は、更に前記ブロック体に前記ガス（流体）の流量を 調節する流量調整弁を設けた構造を有する。

[0003] 尚、前記ブロック体が形成した流路の流体導入口側（流路の上流側）には、通常、 流量センサの上流に位置して、その流路に導入されるガス（流体）の流れの乱れを防 止するための整流器が設けられる。またこのような流量検出装置や流量制御装置に は、例えばその筐体の前面板に、上記流量センサを用いてこれらの装置が計測した 流量値等を表示する表示器や、流量調整弁機構に対する制御パラメータ等を設定 するための操作スィッチが設けられる。

[0004] ところでこのような流量検出装置や流量制御装置は、所定のパネルに取り付けて用 いる場合、通常、これらの装置は、上述した表示器や操作スィッチを設けた前面板を 上記パネルの表面側に露出させて取り付ける。そしてこれらの装置は、この装置が取 り付けられたパネルの裏面側にて流量検出装置や流量制御装置に対する配管の接 続や、電気的な信号線等の接続が行われる。

[0005] しかしながら上記の特許公報に示されるように、従来一般的な流量検出装置や流 量制御装置は、所定の配管の途中に介挿して用いるベぐその流体流入口と流体流 出口とが同一軸線上に揃うように互いに逆向きに設けた構造となっている。このため 、これら特許公報が示すような流量検出装置や流量制御装置が複数台並べて使用 される場合、上記流体流入口および流体流出口に対する配管スペースを確保する 必要がある。このため、これらの流量検出装置や流量制御装置は、互いに近接して 取り付けることができないと言う問題があった。

発明の開示

[0006] 本発明の目的は、流量検出装置および流量制御装置を複数台並べて用いる場合 であっても互いに近接して配置することができ、しかも流体流入口および流体流出口 に対する配管接続作業や電気的な信号線等の接続作業を容易に行うことのできる取 り扱い性に優れた流量検出装置および流量制御装置を提供することにある。

[0007] 上述した目的を達成するべく本発明に係る流量検出装置は、所定の流路を形成す ると共に該流路に流量センサを組み付けた流路ブロック体と、上記流量センサを介し て前記流路を通流する流体の流量を計測する電気回路を搭載した回路基板とを具 備している。そしてこの流量検出装置は、前記流路ブロック体および回路基板を直方 体または立方体の筐体に内蔵して構成される。

[0008] この流量検出装置は、前記筐体を所定のパネルに取り付けたときに該パネルの前 面に露出する前記筐体の前面部に表示器および操作スィッチを設けると共に、前記 筐体の背面部に前記流路の流入口および流出口をそれぞれ設け、更に前記筐体の 背面部に上記流入口および流出口と並べて前記回路基板の外部接続用端子部を 設けたことを特徴としている。

[0009] ちなみに前記流路ブロック体は、前記流路の流入口および流出口の向きを揃えて コの字状の流路を形成している。また前記回路基板は、上記コの字状の流路に沿つ た前記流路ブロック体の側面に略平行に取り付けられている。この回路基板は、前記 流路の流入口および流出口と並ぶ端部に外部接続用多極コネクタを設けたものとし て実現することが好ましい。

[0010] 更に本発明に係る流量制御装置は、上記構成の流量検出装置における前記流路 に、この流路を通流する流体の流量を調節する流量調整弁を設けたものとして実現 される。 [0011] また本発明に係る流量検出装置は、前記筐体の背面部に設けられた前記流路の 流入口および流出口の周囲に吸水シートを備えてレ、る。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明の一実施形態に係る流量制御装置の全体構成を示す分解斜視図、 [図 2]図 1に示す流量制御装置の裏面側の構成を示す図、

[図 3]流量制御装置における本体部の要部概略構成を示す分解斜視図、

[図 4A]図 3に示す本体部の構造を説明するための断面図、

[図 4B]図 3に示す本体部の構造を説明するための別の断面図、

[図 4C]図 3に示す本体部の構造を説明するための更に別の断面図、

[図 5A]図 1に示す流量制御装置の裏面側における工夫例を示す図、

[図 5B]図 3に示す工夫例を表す別の図、

[図 6]筐体の裏面に露出させて設けられる多極コネクタ（端子部）の構成を示す図で ある。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、図面を参照して本発明に係る流量制御装置について説明する。

[0014] 尚、流量検出装置については、実質的には以下に説明する流量制御装置から流 量調節弁機構を除いたものとして実現すれば良い。したがって、ここでは流量制御装 置を例示し、本発明に係る流量検出装置および流量制御装置の特徴的な構造につ いて説明する。

[0015] 図 1はこの実施形態に係る流量制御装置の全体的な概略構成を示す分解斜視図 で、 1は前面を開放した直方体形状の筐体である。この筐体 1は、例えば高さ 48mm 、横幅 48mm、奥行き長が 61mmの略直方体形状の強化プラスチック製のものから なる。後述するようにその内部にコの字状の流路を形成し、その流体導入口 2と流体 導出口 3とをその向きを揃えて上下に並べて設けた流路ブロック体 10は、その側部 にメイン回路基板 4を装着し、上記流体導入口 2と流体導出口 3とを後ろ側にして上 記メイン回路基板 4と共に前記筐体 1に、その前面側から組み込まれる。

[0016] ちなみに流路ブロック体 10は、後述するようにその流路に整流器 12、流量センサ 1 3、および流量調整弁機構 14をそれぞれ組み付けて構成される。そしてこの流路ブ ロック体 10の側部には、メイン回路基板 4が装着される。このメイン基板には、上記流 量センサ 13を介して上記流路を通流する流体の流量を検出する流量検出回路、ま た検出した流量に応じて前記流量調整弁機構 14の作動を制御する弁制御回路等 の電気回路が実装される。

[0017] またこのメイン回路基板 4の後端部には、該メイン回路基板 4を外部装置（図示せず )と電気的に接続するための多極コネクタからなる端子部 5が設けられる。この端子部 (多極コネクタ） 5は、前記流路ブロック体 10の側部にメイン回路基板 4を組み付けた とき、図 2に筐体 1の裏面側の構成を示すように該流路ブロック体 10の後ろ側に設け られた流体導入口 2と流体導出口 3と並べて配置される。

[0018] またメイン回路基板 4の前端部には、該メイン回路基板 4と直角にサブ回路基板 6が 固定される。このサブ回路基板 6は、セグメント表示用の複数の発光素子や操作スィ ツチ用の接点部材、およびその駆動回路等を実装したものである。このサブ回路基 板 6上の上記接点部材に対畤する位置には、導電性の弾性体からなる押圧スィッチ 部材 7が設けられる。またサブ回路基板 6上の上記発光素子に対向する位置には、 多数桁の数字表示用のセグメント窓を形成した前面板 8が組み付けられる。

[0019] 尚、図中 9は上記前面板 8を覆って設けられる化粧パネルである。前述した発光素 子の選択的な発光によるセグメント窓の照明は、上記化粧パネル 9を介することにより 視認性良く表示される。また導電性の弾性体からなる押圧スィッチ部材 7は、ォペレ ータにより化粧パネル 9を介して押圧操作されてその裏面側に位置付けられている接 点部材間を導通 (スィッチ動作)させる。

[0020] 即ち、箱形の筐体 1に組み込まれて構成される流量制御装置は、筐体 1の前面に 表示器および操作スィッチを備えた操作部を設け、筐体 1の背面板側に流体導入口 2および流体導出口 3と、電気接続用の端子部（多極コネクタ） 5を設けた構造となつ ている。この流量制御装置には、筐体 1の前側開口端に外側に向けて形成された所 定幅のフランジ laが設けられている。このフランジ laは、図示しないパネルの取付部 として、例えばパネルに穿いた 48mm X 48mmの矩形状の開口部に嵌め込まれて、 流量制御装置を固定する役割を担う。そうしてパネルに固定された流量制御は、そ の操作部を前面側に露出させて使用される。そして該流量制御装置に対する配管の 接続や信号線の電気的接続は、パネルの裏面側においてそれぞれ行われるように なっている。

[0021] ここで流量制御装置の本体部である前述した流路ブロック体 10の構造と、この流路 ブロック体 10に組み付けられる流量センサ 13等について説明する。

[0022] 図 3は流量制御装置の本体部の概略構成を示す分解斜視図で、図 4A 図 4Cは それぞれその要部断面構造を示す図である。尚、図 3および図 4A—図 4Cにおいて は、流体導入口 2および流体導出口 3を下側に向けた状態で表している。実際には 前述したように上記流体導入口 2および流体導出口 3は、それぞれ後ろ側に向けて 筐体 1に組み込まれる。

[0023] さてこの本体部は、コの字状の流路を形成した流路ブロック体 10と、この流路ブロッ ク体 10に形成された流路 11の上流側（流体流入側）に組み付けられる円筒状の整 流器 12と、上記流路 11の略中間位置に組み付けられる流量センサ 13と、前記流路 の下流側 (流体流出口側）に組み付けられる流量調整弁機構 14とを備える。尚、流 量調整弁機構 14は、図 4に示すようにソレノイド 14aと、このソレノイド 14aによって進 退駆動される流量調整弁 14bとを備えたものからなる。

[0024] 即ち、上記流路ブロック体 10は略直方体形状を有し、その長手方向の一端部から 中心部に向けて直線状の第 1の流路 11aを形成している。そしてこの第 1の流路 11a の開口端側に詳細は後述するが整流器 12を同軸に装着した後、その開口端を蓋体 15にて閉塞する構造となっている。尚、この円筒状の整流器 12が組み込まれる部位 (整流器収納部）は、図 4A,図 4Cにそれぞれ示すように該整流器 12の外径よりも大 きい内径を有する穴部からなっており、整流器 12の外周との間に所定の空間 Aを形 成するものとなっている。

[0025] また第 1の流路 11aに連なる流体制御装置の流体導入口 2は、図 4Aに示すように 前記空間との連通部（流路）を形成して前記流路ブロック体 10の下面（筐体 1への組 み付け時には後ろ側となる面） 10a側の方向に開口されている。そしてこの流体導入 口 2から導入される流体は、一旦、前記円筒状の整流器 12の外周面に形成された空 間 Aに導入される。その後、この流体は、空間 Aから該整流器 12と前記蓋体 15との 間に形成される後述する所定の隙間を介して整流器 12の内部へと導かれる。そして 上記流体はこの整流器 12を介して整流された後、第 1の流路 11a内へと導かれるよう になっている。

[0026] 一方、前記流路ブロック体 10の前面（筐体 1への組み付け時には横側となる面） 10 bには、前記第 1の流路 11aに連なる透孔 10cが形成されている。この透孔 10cは、 第 1の流路 11aに位置付けて流量センサ 13を取り付けるためのものである。つまり図 4Cに示すように予め流量センサ 13が装着されたセンサブラケット 13aが、前記ブロッ ク体 10の外側から上記透孔 10cを気密に閉塞して組み付けられるようになつている。 このようにして第 1の流路 11aに組み付けられた流量センサ 13によって、前述した整 流器 12により整流された流体の流量が計測される。

[0027] これに対して前記流路ブロック体 10の上面（筐体 1への組み付け時には前側となる 面） 10dには、流量センサ 13の下流側に位置するように前述した流量調整弁機構 14 が取り付けられるようになつている。

即ち、前記ブロック体 10には、前述したようにその長手方向に形成された第 1の流路 11aの端部から該ブロック体 10の上面 10dの方向に略直角に折り曲げられた第 2の 流路 l ibが形成される。

この第 2の流路 l ibの端部は流路ブロック体 10の上面 10dに開口されている。

[0028] またこの第 2の流路 l ibの側部には、該第 2の流路 l ibとその軸心位置がブロック 体 10の側面（筐体 1への組み付け時には上側となる面)側にずらされ、且つ該第 2の 流路 l ibと平行に第 3の流路 11cが形成されている。特にこの第 3の流路 1 1cは、ブ ロック体 10の上面 10dからその下面 10aの方向に該ブロック体 10が貫通して設けら れている。そしてブロック体 10の下面 10aに開口された第 3の流路 11cの端部は、流 量制御装置の流体導出口 3として設定されてレ、る。

[0029] ブロック体 10の上面（筐体 1への組み付け時には前側となる面） 10dは、上記第 2の 流路 1 lbの開口部（流体出口部）と第 3の流路 1 lcの開口部（流体入口部）とが並べ て設けられている。このブロック体 10の上面 10dには、これらの開口部を連通させる 流路が形成され、且つその流路の開口面積を調整する流量調整弁 14bが取り付けら れる。特にこの例においては、上記流量調整弁 14bは第 3の流路 11cの開口部（流 体入口部）を閉塞するように設けられており、ソレノイド 14aによってその弁開度が調 整されるようになっている。

そして流体は、前述した第 1の流路 11aから第 2の流路 l ibによって流量調整弁機構 14に導かれる。その後、流体は、流量調整弁 14bを介して流量調整された後、第 3 の流路 11cに導かれて流体導出口 17から導出されるようになっている。

[0030] このように流量制御装置の本体部は、ブロック体 10の互いに異なる面、具体的には その前面 10bと上面 10dとに流量センサ 13および流量調整弁機構 14をそれぞれ設 けている。このため流量制御装置の本体部は、流量センサ 13を取り付けるためのセ ンサブラケット 13aの径が大きぐまた流量調整弁機構 14の基台の径が大きい場合 であっても、これらを干渉させることなく流量センサ 13と流量調整弁機構 14とを近接 配置できる。その結果、流量制御装置の本体部は、ブロック体 10の第 1の流路 11a 方向の長さを短くすることができ、そのコンパクトを図ることができる。

[0031] また流量制御装置は、第 2の流路 l ibと第 3の流路 11cとの軸心をブロック体 10の 前面 10b側に位置付けて設定している。このため、第 1の流路 11aと第 3の流路 11c とが干渉することがない。したがって第 3の流路 11 cは、流体導入口 16側に近付けて 設けることができる。そしてその分、ブロック体 10の第 1の流路 11aの流体通流方向 の長さは、更に短くなる。この結果、前述した、いわゆる 48mm角の小型の筐体 1に 収納するのに十分な大きさのコンパクトな本体部が実現されている。

[0032] そして流量制御装置は、上記流路ブロック体 10の側部に前述したメイン回路基板 4 を固定し、更にこのメイン回路基板 4に電気接続用の多極コネクタ（端子部） 5を取り 付けている。また流量制御装置は、サブ回路基板 6を介して表示器や操作スィッチを 設けた前面板 8を取り付けている。したがって本発明に係る流量制御装置は、流量制 御装置の本体部をコンパクトィ匕できる。更に本発明に係る流量制御装置は、この本 体部を前述した筐体 1に、その前面側から揷入し、筐体 1の裏面側から本体部をねじ 止めするだけで、その組み立てを簡単に行うことができる等の効果が奏せられる。

[0033] 上記の如く構成された流量制御装置は、特に流体導入口 2および流体導出口 3が 筐体 1の裏面に設けられたものになっている。このため複数の流量制御装置をパネ ルに並べて設置する際であっても、流量制御装置の間に配管用スペースの確保は、 不要である。したがって本発明の流量制御装置は、互いに近接配置することができる 。そして流量制御装置には、流体導入口 2および流体導出口 3が筐体 1の裏面に設 けられている。また電気接続用の多極コネクタ（端子部） 5も筐体 1の裏面に設けられ ている。それ故、本発明の流量制御装置によれば、個々の流量制御装置に対して、 その筐体 1の裏面側において配管および信号線等の接続作業をそれぞれ簡易に実 行することができる等の効果が奏せられる。

[0034] 例えば流体導入口 2および流体導出口 3にそれぞれ配管を接続した後、その接続 部の気密性を確認 (検査）するべく石鹼水等の検查液を塗布或いは吹き付ける場合 力ある。しかしながら本発明に係る流量制御装置は、図 5A,図 5Bに示すように上記 吸水シート 20が筐体 1の裏面に貼付されている。このため、上記検査のとき、検查液 が余分に塗布或いは吹き付けられた場合であっても、余分な検查液が吸水シート 20 にて吸水される。つまり検查液が不本意に筐体 1の内部に侵入することがなくなる。し たがって本発明の流量制御装置は、筐体 1の内部に組み込まれたメイン回路基板 4 等を検査液から効果的に保護できる。

[0035] また電気接続用の多極コネクタ（端子部） 5は、図 6に示すようにその横側から信号 線を挿入した後、前面側に設けられたねじによって上記信号線を固定する構造の多 極コネクタを用いるとよい。例えば流量制御装置の取り付けを行う作業者は、この多 極コネクタ（端子部） 5に対して前述した流体導入口 2および流体導出口 3とは逆側か ら信号線 21を嵌め込み、筐体 1の裏面側からドライバ 22を用いることでねじ締め作業 ができる。このため作業者は、 自然な作業姿勢でその接続作業を容易に行うことが可 能となる。

[0036] 尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば筐体 1の大きさ は各種の仕様に応じたものであれば十分である。またこの流量制御装置による制御 対象（流体）は、空気、窒素、アルゴン、炭酸等の気体のみならず、水やアルコール 等の液体であっても良レ、。また前述したように流量調節弁機構を備えてレ、なレ、流量 検出装置についても同様に適用可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しな い範囲で種々変形して実施することができる。

[0037] 以上説明したように本発明に係る流量検出装置および流量制御装置は、その本体 内部の流路をコの字状に形成し、その流体導入口および流体導出口を箱形の筐体 の裏面方向に揃えて配置している。また、本発明に係る流量検出装置および流量制 御装置は、上記流体導入口および流体導出口に並べて電気的な信号線等の接続 端子部を上記筐体の裏面に設けて構成している。このため本発明は、所定のパネル に複数の流量制御装置を並べて設ける場合であっても、これらの流量制御装置を互 いに近接配置することができる。し力、も本発明によれば、各流量制御装置に対する配 管等の接続作業が容易になる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

Claims

請求の範囲

[1] 所定の流路を形成すると共に該流路に流量センサを組み付けた流路ブロック体と、 上記流量センサを介して前記流路を通流する流体の流量を計測する電気回路を搭 載した回路基板とを具備し、前記流路ブロック体および回路基板を直方体または立 方体の筐体に内蔵して構成される流量検出装置は、

前記筐体を所定のパネルに取り付けたときに該パネルの前面に露出する前記筐体 の前面部に表示器および操作スィッチを設けると共に、前記筐体の背面部に前記流 路の流入口および流出口をそれぞれ設け、更に前記筐体の背面部に前記回路基板 の外部接続用端子部を具備する。

[2] 請求項 1に記載の流量検出装置において、

前記流路ブロック体は、前記流路の流入口および流出口の向きを揃えてコの字状 の流路を形成したものであって、

前記回路基板は、上記コの字状の流路に沿った前記流路ブロック体の側面に略平 行に取り付けられて、前記流路の流入口および流出口と並ぶ端部に外部接続用多 極コネクタを備える。

[3] 請求項 1または 2に記載の流量検出装置は、

前記流路に、該流路を通流する流体の流量を調節する流量調整弁を備える。

[4] 請求項 1から 3のいずれかに記載の流量検出装置は、

前記筐体の背面部に設けられた前記流路の流入口および流出口の周囲に吸水シ ートを備える。