(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-06
(45)【発行日】2022-12-14
(54)【発明の名称】流体制御機器
(51)【国際特許分類】
F16K 27/02 20060101AFI20221207BHJP
F16K 37/00 20060101ALI20221207BHJP
【ＦＩ】
F16K27/02
F16K37/00 D
F16K37/00 J
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020530034
(86)(22)【出願日】2019-06-04
(86)【国際出願番号】 JP2019022102
(87)【国際公開番号】W WO2020012828
(87)【国際公開日】2020-01-16
【審査請求日】2022-03-02
(31)【優先権主張番号】P 2018129671
(32)【優先日】2018-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】390033857
【氏名又は名称】株式会社フジキン
(74)【代理人】
【識別番号】100103872
【弁理士】
【氏名又は名称】粕川 敏夫
(74)【代理人】
【識別番号】100088856
【弁理士】
【氏名又は名称】石橋 佳之夫
(74)【代理人】
【識別番号】100149456
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 喜幹
(74)【代理人】
【識別番号】100194238
【弁理士】
【氏名又は名称】狩生 咲
(72)【発明者】
【氏名】丹野 竜太郎
(72)【発明者】
【氏名】篠原 努
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 裕也
(72)【発明者】
【氏名】木曽 秀則
【審査官】篠原 将之
(56)【参考文献】
【文献】特表２００７－５２５６２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－３０９０７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０７８００２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１７７３８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０８１５６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２０６３２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ２７／００ － ２７／１２
Ｆ１６Ｋ ７／１２ － ７／１７
Ｆ１６Ｋ ３７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部動作に関するデータを取得可能な流体制御機器であって、前記流体制御機器内の動作を検出するためのセンサとして、磁気センサが取り付けられたボンネット部と、
前記ボンネット部を内部に収容するバルブボディと、を有し、
前記ボンネット部は、
前記磁気センサを構成する磁石と、
前記磁気センサを構成し、前記磁石と離間して設けられた磁性体と、
前記磁石が取り付けられると共に、ダイヤフラムを押圧する円柱状のダイヤフラム押えと、
所定の貫挿孔内を摺動する前記ダイヤフラム押えについて、前記ダイヤフラム押えの周方向の回動を規制する回動規制手段と、を有する、
流体制御機器。
【請求項2】
前記ボンネット部には、前記センサの一つとして、ダイヤフラムによって隔離された空間の圧力を検出する圧力センサが取り付けられている、
請求項１記載の流体制御機器。
【請求項3】
前記センサに接続された通信用のケーブルの一端は、流体制御機器の外側に設けられたコネクタに接続しており、前記コネクタを前記流体制御機器に固定する固定手段、をさらに有する、
請求項１又は２記載の流体制御機器。
【請求項4】
前記バルブボディは、基台部が矩形状からなり、前記固定手段は、前記コネクタを前記バルブボディの基台部の対角線方向に向けて前記流体制御機器に固定する、
請求項３記載の流体制御機器。
【請求項5】
前記センサに接続された通信用のケーブルは、可撓性を有するフレキシブル基板である、請求項１乃至４いずれかの項に記載の流体制御機器。
【請求項6】
内部動作に関するデータを取得可能な流体制御機器であって、
前記流体制御機器内の動作を検出するためのセンサが取り付けられたボンネット部と、
前記ボンネット部を内部に収容するバルブボディと、
前記センサに接続された通信用のケーブルと、
前記通信用のケーブルの一端が接続すると共に、前記流体制御機器の外側に設けられたコネクタと、
前記コネクタを前記流体制御機器に固定する固定手段と、を有し、
前記バルブボディは、基台部が矩形状からなり、
前記固定手段は、前記コネクタを前記バルブボディの基台部の対角線方向に向けて前記流体制御機器に固定する、
流体制御機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機器内にセンサを備えると共に、当該センサによって検出したデータを出力可能な流体制御機器に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウエハの表面に薄膜を形成する成膜処理においては薄膜の微細化が求められ、近年では原子レベルや分子レベルの厚さで薄膜を形成するALD (Atomic Layer Deposition)という成膜方法が使われている。
しかし、そのような薄膜の微細化は流体制御機器に今まで以上の高頻度な開閉動作を要求しており、その負荷により流体の漏出等を引き起こしやすくなる場合がある。そのため、流体制御機器における流体の漏出を容易に検知できる技術への要求が高まっている。
また、漏出を容易に検知するだけでなく、動作に伴うデータを収集することができれば、従来は考慮できていなかった流体制御機器の使用頻度や個体差などを把握し、流体制御機器をこれまで以上に精度よく制御することも可能と考えられる。
しかし、そのような薄膜の微細化は流体制御機器に今まで以上の高頻度な開閉動作を要求しており、その負荷により流体の漏出等を引き起こしやすくなる場合がある。そのため、流体制御機器における流体の漏出を容易に検知できる技術への要求が高まっている。
また、漏出を容易に検知するだけでなく、動作に伴うデータを収集することができれば、従来は考慮できていなかった流体制御機器の使用頻度や個体差などを把握し、流体制御機器をこれまで以上に精度よく制御することも可能と考えられる。
【0003】
この点、特許文献１では、流体の流量を制御する制御器の外面に形成された孔とこの孔に取付けられて流体の漏洩を検知する漏洩検知部材とからなるシール部破損検知機構付制御器であって、前記孔は制御器内の空隙に連通し、前記漏洩検知部材は特定の流体の存在によって感応するとともに、前記孔は漏洩検知部材が取り付けられた状態で外部に連通してなることを特徴とするシール部破損検知機構付制御器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第３１４２３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１記載のシール部破損検知機構付制御器は、漏洩検知部材を備え、制御器外の信号発生装置と電気的に連通されている。一方で、リークの検知にとどまらず、平常時における機器の内部動作に関するデータを取得する流体制御機器はこれまで提供されていない。
【0006】
そこで、本発明は、機器の内部動作に関するデータを取得可能な流体制御機器を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明に係る流体制御機器は、内部動作に関するデータを取得可能な流体制御機器であって、前記流体制御機器内の動作を検出するための一又は複数のセンサが取り付けられたボンネット部と、前記ボンネット部を内部に収容するバルブボディと、を有し、前記バルブボディには、前記ボンネット部の少なくとも一部を収容するための凹部と、前記センサに接続された通信用のケーブルを外側へ導出させると共に、流路が形成されている基台部とは反対側の一端が開口し、外側から凹部側へ貫通したスリットが設けられている。
【0008】
また、前記センサの一つは、離間した磁石と磁性体の磁界の変化を検出する磁気センサであって、前記磁性体が取り付けられると共に、ダイヤフラムを押圧する円柱状のダイヤフラム押えと、前記ボンネット部に設けられている貫挿孔内に摺動可能に貫挿された前記ダイヤフラム押えについて、前記ダイヤフラム押えの周方向の回動を規制する回動規制手段と、をさらに有し、前記ボンネット部には、前記磁石が取り付けられると共に、前記ダイヤフラム押えを貫挿させる貫挿孔が設けられているものとしてもよい。
【0009】
また、前記センサの一つは、ダイヤフラムによって隔離された空間の圧力を検出する圧力センサであって、前記ボンネット部には、前記圧力センサが取り付けられているものとしてもよい。
【0010】
また、前記ケーブルの一端は、流体制御機器の外側に設けられたコネクタに接続しており、前記コネクタを前記流体制御機器に固定する固定手段、をさらに有するものとしてもよい。
【0011】
また、前記バルブボディは、基台部が矩形状からなり、前記固定手段は、前記コネクタを前記バルブボディの基台部の対角線方向に向けて前記流体制御機器に固定するものとしてもよい。
【0012】
また、前記センサに接続された通信用のケーブルは、可撓性を有するフレキシブル基板であるものとしてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る流体制御機器によれば、機器の内部動作に関するデータを取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る流体制御機器を示した（ａ）外観斜視図、（ｂ）平面図である。
【図2】本実施形態に係る流体制御機器の内部構造を示したＡ－Ａ断面図であって、（ａ）弁閉状態、（ｂ）弁開状態を示す。
【図3】本実施形態に係る流体制御機器の内部構造を示したＢ－Ｂ断面図であって、（ａ）弁閉状態、（ｂ）弁開状態を示す。
【図4】本実施形態に係る流体制御機器を示した分解斜視図である。
【図5】本実施形態に係る流体制御機器を示した分解斜視図である。
【図6】本実施形態に係る流体制御機器を示した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態に係る流体制御機器について、図を参照して説明する。
なお、以下の説明では、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の実施あるいは使用の際の部材等の方向を限定するものではない。
図１に示されるように、本実施形態に係る流体制御機器Ｖは、流体制御機器Ｖの内部動作を検出するセンサを内蔵し、他の端末等と有線による通信を実行するエア作動式のダイレクトダイヤフラムバルブである。
なお、ここにいう他の端末には、サーバ等の所謂コンピュータのほか、他の流体制御機器や流量制御装置などの機器や装置が含まれる。
なお、以下の説明では、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の実施あるいは使用の際の部材等の方向を限定するものではない。
図１に示されるように、本実施形態に係る流体制御機器Ｖは、流体制御機器Ｖの内部動作を検出するセンサを内蔵し、他の端末等と有線による通信を実行するエア作動式のダイレクトダイヤフラムバルブである。
なお、ここにいう他の端末には、サーバ等の所謂コンピュータのほか、他の流体制御機器や流量制御装置などの機器や装置が含まれる。
【0016】
【0017】
●バルブボディ１
バルブボディ１は図２～図４に示されるように、流路が形成された基台部１１と、基台部１１上に設けられた略円筒形状の円筒部１２とからなる。
基台部１１は平面視矩形状からなり、複数の流体制御機器Ｖによってユニット化された流体制御装置を構成する場合には、基板あるいはマニホールドブロック上に設置される部分となる。
バルブボディ１は図２～図４に示されるように、流路が形成された基台部１１と、基台部１１上に設けられた略円筒形状の円筒部１２とからなる。
基台部１１は平面視矩形状からなり、複数の流体制御機器Ｖによってユニット化された流体制御装置を構成する場合には、基板あるいはマニホールドブロック上に設置される部分となる。
【0018】
円筒部１２は、ボンネット部２が配設される側の端面が開口した中空形状からなり、中空の内部はボンネット部２が収容される凹部１２ａを構成する。
この円筒部１２には、軸心方向に長さを有し、ボンネット部２が配設される側であって基台部１１とは反対側の一端が開口すると共に、外側から凹部１２ａ側へ貫通したスリット１２ｂが設けられている。このスリット１２ｂを介して、ボンネットウォール２５から延び出したフレキシブルケーブル５１が内側から外側へ導出される。
この円筒部１２には、軸心方向に長さを有し、ボンネット部２が配設される側であって基台部１１とは反対側の一端が開口すると共に、外側から凹部１２ａ側へ貫通したスリット１２ｂが設けられている。このスリット１２ｂを介して、ボンネットウォール２５から延び出したフレキシブルケーブル５１が内側から外側へ導出される。
【0019】
凹部１２ａの下方及び基台部１１内には、流体が流入する流入路１１１と流体が流出する流出路１１３、及び当該流入路１１１と流出路１１３に連通する弁室１１２が形成されている。流入路１１１、流出路１１３、及び弁室１１２は、流体が流通する流路を一体的に構成している。
【0020】
●ボンネット部２
ボンネット部２は図２～図５に示されるように、バルブボディ１の凹部１２ａ内に収容した状態に配設される。
このボンネット部２は、シート２１、ダイヤフラム２２、ダイヤフラム押え２３、ボンネット２４、ボンネットウォール２５を備える。
ボンネット部２は図２～図５に示されるように、バルブボディ１の凹部１２ａ内に収容した状態に配設される。
このボンネット部２は、シート２１、ダイヤフラム２２、ダイヤフラム押え２３、ボンネット２４、ボンネットウォール２５を備える。
【0021】
環状のシート２１は、流入路１１１と流出路１１３とが連通する箇所の周縁に設けられている。シート２１上には、シート２１に当接離反することによって流入路１１１から流出路１１３へ流体を流通させたり、流通を遮断させたりするダイヤフラム２２が設けられている。
【0022】
ダイヤフラム２２は、ステンレス、Ni-Co系合金等の金属やフッ素系樹脂からなると共に、中心部が凸状に膨出した球殻状の部材であり、流路とアクチュエータ部４が動作する空間とを隔離している。このダイヤフラム２２は駆動圧としてのエアが供給されてダイヤフラム押え２３による押圧から開放されると、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示されるように、自身の復元力や流路内の圧力によって中央部がシート２１から離反する方向に変位してシート２１から離反する。その結果、弁室１１２が開放され、流入路１１１と流出路１１３とが連通した状態となる。一方、駆動圧としてのエアの供給が止まってダイヤフラム２２がダイヤフラム押え２３によって押圧されると、図２（ａ）及び図３（ａ）に示されるように、ダイヤフラム２２の中央部がシート２１に当接する方向に変位してシート２１に当接する。その結果、弁室１１２が遮断され、流入路１１１と流出路１１３が遮断された状態となる。
【0023】
ダイヤフラム押え２３は、ダイヤフラム２２の上側に設けられ、ボンネット２４により上下動可能に支持されると共に、摺動するピストン４３に連動してダイヤフラム２２の中央部を押圧する。
このダイヤフラム押え２３は、略円柱状の基体部２３１と、ダイヤフラム２２に当接する側の一端側において拡径した拡径部２３２からなる。
このダイヤフラム押え２３は、略円柱状の基体部２３１と、ダイヤフラム２２に当接する側の一端側において拡径した拡径部２３２からなる。
【0024】
基体部２３１には、軸心方向に長さを有し、拡径部２３２とは反対側の一端が開口した有底の条溝２３１ａが形成されている。この条溝２３１ａには、ボンネットウォール２５のネジ孔２５ｃにねじ込まれたネジ２５ｄの軸棒部分が摺動可能に嵌合する。条溝２３１ａとネジ２５ｄは、ダイヤフラム押え２３の周方向の回動を規制する回動規制手段を構成し、これによりダイヤフラム押え２３は、摺動するピストン４３に連動して上下動しつつも、周方向の回動を規制される。
【0025】
また、基体部２３１には、磁気センサを構成する磁石Ｍ１が取り付けられている。この磁石Ｍ１は、ボンネットウォール２５に取り付けられた磁性体Ｍ２と共に後述する磁気センサを構成する。なお、本実施例では、磁石Ｍ１は、基体部２３１の条溝２３１ａの反対側に取り付けられているが、磁性体Ｍ２と磁気センサを構成するのに支障がない限り、基体部２３１上の他の位置に取り付けることもできる。
【0026】
拡径部２３２は、その下面側においてダイヤフラム２２に当接し、摺動するピストン４３に連動してダイヤフラム２２を押圧する。
【0027】
ボンネット２４は、略円筒状からなり、弁室１１２を覆ってバルブボディ１の凹部１２ａ内に収容される。
ボンネット２４の内部には、ダイヤフラム押え２３が貫挿される貫挿孔２４１ａが中心部に形成された略円盤状の仕切部２４１が設けられている。
仕切部２４１の上方ないしは、アクチュエータ部４が配設される側に形成される凹部２４ａには、ボンネットウォール２５が収容される。仕切部２４１とボンネットウォール２５には夫々、互いに対応する位置にネジ穴２４１ｂと貫通孔２５ｅが設けられており、ボンネット２４にボンネットウォール２５がボルト２５ｆによって螺設される。
ボンネット２４の内部には、ダイヤフラム押え２３が貫挿される貫挿孔２４１ａが中心部に形成された略円盤状の仕切部２４１が設けられている。
仕切部２４１の上方ないしは、アクチュエータ部４が配設される側に形成される凹部２４ａには、ボンネットウォール２５が収容される。仕切部２４１とボンネットウォール２５には夫々、互いに対応する位置にネジ穴２４１ｂと貫通孔２５ｅが設けられており、ボンネット２４にボンネットウォール２５がボルト２５ｆによって螺設される。
【0028】
ボンネット２４の仕切部２４１は、一定の厚みを有しており、仕切部２４に形成されている貫挿孔２４１ａの内周面とダイヤフラム押え２３の間にはＯリングＯ２が介装されている。これにより、仕切部２４１とダイヤフラム２２によって画定される空間の気密性が確保されている。
また、ボンネット２４の仕切部２４１には、ボンネットウォール２５に取り付けられている圧力センサＰに連通する連通孔２４１ｄが設けられている。連通孔２４１ｄを介して圧力センサＰが設けられていることにより、仕切部２４１とダイヤフラム２２によって画定された空間内の圧力を測定することができる。
また、ボンネット２４の仕切部２４１には、ボンネットウォール２５に取り付けられている圧力センサＰに連通する連通孔２４１ｄが設けられている。連通孔２４１ｄを介して圧力センサＰが設けられていることにより、仕切部２４１とダイヤフラム２２によって画定された空間内の圧力を測定することができる。
【0029】
また、ボンネット２４の側面には、内側に収容したボンネットウォール２５から導出されたフレキシブルケーブル５１を外側へ導出させるための貫通孔２４１ｃが設けられている。
【0030】
ボンネットウォール２５は、ボンネット２４内に配設される部材である。このボンネットウォール２５は肉厚の略円盤状の部材を平面視略Ｃ字状に刳り貫いた形状からなる。このボンネットウォール２５の中心には、ダイヤフラム押え２３の基体部２３１を貫挿させる貫挿孔２５ａが設けられている。また、貫挿孔２５ａをボンネットウォール２５の半径方向外側に向かって開口させる開口部２５ｂが設けられている。
【0031】
ボンネットウォール２５の厚み部分の所定の箇所には、貫挿孔２５ａから半径方向外側に向かってねじ切られたネジ孔２５ｃが形成されている。このネジ孔２５ｃには外側からネジ２５ｄが螺合し、螺合したネジ２５ｄの軸心部分は、貫挿孔２５ａ側へ抜け出して、貫挿孔２５ａに貫挿されたダイヤフラム押え２３の条溝２３１ａに摺動可能に嵌合する。
【0032】
ボンネットウォール２５には、ボンネット２４のネジ穴２４１ｂに対応する位置に貫通孔２５ｅが設けられている。ネジ穴２４１ｂと貫通孔２５ｅには、ボンネット２４の仕切部２４１上にボンネットウォール２５が配設された状態でボルト２５ｆが螺合し、これによりボンネット２４にボンネットウォール２５が固定される。
【0033】
ボンネットウォール２５の外周面のうち、開口部２５ｂ近傍には、開口部２５ｂを塞ぐように掛け渡して固定された平板状の磁性体Ｍ２が取り付けられている。この磁性体Ｍ２は、ダイヤフラム押え２３に取り付けられた磁石Ｍ１と共に後述する磁気センサを構成する。
【0034】
●カバー部３
カバー部３は図１及び図６に示されるように、アクチュエータボディ４１とバルブボディ１を挟圧して一体的に保持すると共に、回路基板５２及び回路基板５２に設けられたコネクタ５３を流体制御機器Ｖに固定する固定手段を構成する。
このカバー部３は、カバー３１と平板状のプレート３２、３３を備える。
カバー部３は図１及び図６に示されるように、アクチュエータボディ４１とバルブボディ１を挟圧して一体的に保持すると共に、回路基板５２及び回路基板５２に設けられたコネクタ５３を流体制御機器Ｖに固定する固定手段を構成する。
このカバー部３は、カバー３１と平板状のプレート３２、３３を備える。
【0035】
カバー３１は、略Ｕ字状からなり、その内側にはアクチュエータボディ４１とバルブボディ１の端部が嵌め込まれる。
カバー３１の両側面には、アクチュエータボディ４１が嵌め込まれる位置に対応してネジ孔３１ａが設けられている。これにより、バルブボディ１が内側にはめ込まれた状態でネジ孔３１ａにネジ３１ｂを螺入させ、ネジ３１ｂの先端をバルブボディ１に圧接させると、バルブボディ１をカバー３１の内側に挟持することができる。
カバー３１の両側面には、アクチュエータボディ４１が嵌め込まれる位置に対応してネジ孔３１ａが設けられている。これにより、バルブボディ１が内側にはめ込まれた状態でネジ孔３１ａにネジ３１ｂを螺入させ、ネジ３１ｂの先端をバルブボディ１に圧接させると、バルブボディ１をカバー３１の内側に挟持することができる。
【0036】
また、カバー３１の厚み部分には、ネジ穴３１ｃが設けられている。このネジ穴３１ｃに、ネジ３１ｄがプレート３２、３３の貫通孔３２ｂ、３３ｂを介して螺合することで、カバー３１にプレート３２、３３が取り付けられる。
【0037】
プレート３２、３３は、カバー３１の内側にアクチュエータボディ４１とバルブボディ１の端部を嵌めた状態でカバー３１とネジ止め固定され、固定された状態においては、カバー３１との間にアクチュエータボディ４１とバルブボディ１を挟圧保持する。
このプレート３２の下方には、舌片状に切り欠いた切欠部３２ａが形成されており、フレキシブルケーブル５１はこの切欠部３２ａを介して、コネクタ５３が設けられた回路基板５２へ導出される。
このプレート３２の下方には、舌片状に切り欠いた切欠部３２ａが形成されており、フレキシブルケーブル５１はこの切欠部３２ａを介して、コネクタ５３が設けられた回路基板５２へ導出される。
【0038】
プレート３３は、プレート３２との間に回路基板５２を介装させた状態でプレート３２及びカバー３１にネジ止め固定され、プレート３２との間に回路基板５２を挟圧保持する。
このプレート３３には、中央部に略矩形状の貫通孔３３ａが設けられており、回路基板５２に設けられたコネクタ５３はこの貫通孔３３ａから外側へ抜け出る。
このプレート３３には、中央部に略矩形状の貫通孔３３ａが設けられており、回路基板５２に設けられたコネクタ５３はこの貫通孔３３ａから外側へ抜け出る。
【0039】
ここで、基台部１１が平面視矩形状からなるところ、カバー部３は図１（ｂ）に示されるように、コネクタ５３を矩形状の基台部１１の対角線方向に向けて流体制御機器Ｖに固定している。このような向きにコネクタ５３を固定するのは以下の理由による。即ち、複数の流体制御機器Ｖによってユニット化された流体制御装置（ガスボックス）を構成する場合には、集積化の要請から、隣り合う矩形状の基台部１１の向きを揃えてできる限り隙間をなくし、基盤あるいはマニホールドブロック上に流体制御機器Ｖを配設するのが好適である。他方、このように配設して集積させた場合には、コネクタ５３に端子等を接続しにくくなる。そのため、コネクタ５３を基台部１１の対角線方向に向けることで、真横に配設されている流体制御機器Ｖの方に向ける場合と比べ、接続するスペースを広く取ることができる。その結果、コネクタ５３に端子等を接続するのが容易であるし、端子等の折れや撚れによる断線等の不具合を防いだり、端子等が流体制御機器Ｖに当たって流体制御機器Ｖの動作に異常をもたらすといった不具合を防ぐこともできる。
【0040】
●アクチュエータ部４
アクチュエータ部４は、ボンネット部２上に配設される。
このアクチュエータ部４は図２及び図３に示されるように、アクチュエータボディ４１、アクチュエータキャップ４２、ピストン４３、バネ４４を備える。なお、図４においては、アクチュエータ部４の内部構造を省略しているが、内部構造は図２及び図３に示されるとおりである。
アクチュエータ部４は、ボンネット部２上に配設される。
このアクチュエータ部４は図２及び図３に示されるように、アクチュエータボディ４１、アクチュエータキャップ４２、ピストン４３、バネ４４を備える。なお、図４においては、アクチュエータ部４の内部構造を省略しているが、内部構造は図２及び図３に示されるとおりである。
【0041】
アクチュエータボディ４１は、ピストン４３とボンネット２４の間に介装される。
このアクチュエータボディ４１は図４に示されるように略円柱形状からなり、中心部には、ピストン４３とダイヤフラム押え２３が貫挿される貫挿孔４１ａが長さ方向に沿って設けられている。図２及び図３に示されるように、貫挿孔４１ａ内ではピストン４３とダイヤフラム押え２３が当接しており、ダイヤフラム押え２３はピストン４３の上下動に連動して上下動する。
このアクチュエータボディ４１は図４に示されるように略円柱形状からなり、中心部には、ピストン４３とダイヤフラム押え２３が貫挿される貫挿孔４１ａが長さ方向に沿って設けられている。図２及び図３に示されるように、貫挿孔４１ａ内ではピストン４３とダイヤフラム押え２３が当接しており、ダイヤフラム押え２３はピストン４３の上下動に連動して上下動する。
【0042】
ピストン４３が配設される側の上端面には、環状の突条からなる周壁４１１が形成されており、周壁４１１の内側の平坦な水平面とピストン４３の拡径部４３１の下端面との間には、駆動圧が導入される駆動圧導入室Ｓが形成される。
【0043】
また、アクチュエータボディ４１の一端側の外周面上には、雄ネジが切られており、アクチュエータキャップ４２の内周面に切られた雌ネジと螺合することにより、アクチュエータボディ４１はアクチュエータキャップ４２の一端に取り付けられる。
【0044】
アクチュエータボディ４１の長さ方向の中心部は、断面視略六角形状に形成されており、当該断面視六角形状の部分とバルブボディ１の上端部分は、カバー３１によって一体的に挟圧される。
【0045】
アクチュエータキャップ４２は、下端部が開口したキャップ状の部材であり、内部にピストン４３とバネ４４を収容している。
アクチュエータキャップ４２の上端面には、ピストン４３の駆動圧導入路４３２に連通する開口部４２ａが設けられている。
アクチュエータキャップ４２の下端部は、アクチュエータボディ４１の上部が螺合して閉止されている。
アクチュエータキャップ４２の上端面には、ピストン４３の駆動圧導入路４３２に連通する開口部４２ａが設けられている。
アクチュエータキャップ４２の下端部は、アクチュエータボディ４１の上部が螺合して閉止されている。
【0046】
ピストン４３は、駆動圧の供給と停止に応じて上下動し、ダイヤフラム押え２３を介してダイヤフラム２２をシート２１に当接離反させる。
このピストン４３の軸心方向略中央は円盤状に拡径しており、当該箇所は拡径部４３１を構成している。ピストン４３は、拡径部４３１の上面側においてバネ４４の付勢力を受ける。また、拡径部４３１の下端側には、駆動圧が供給される駆動圧導入室Ｓが形成される。
このピストン４３の軸心方向略中央は円盤状に拡径しており、当該箇所は拡径部４３１を構成している。ピストン４３は、拡径部４３１の上面側においてバネ４４の付勢力を受ける。また、拡径部４３１の下端側には、駆動圧が供給される駆動圧導入室Ｓが形成される。
【0047】
また、ピストン４３の内部には、上端面に形成された開口部４３ａと、拡径部４３１の下端側に形成される駆動圧導入室Ｓとを連通させるための駆動圧導入路４３２が設けられている。ピストン４３の開口部４３ａはアクチュエータキャップ４２の開口部４２ａまで連通しており、外部から駆動圧を導入するための導入管が開口部４２ａに接続され、これにより駆動圧導入室Ｓに駆動圧が供給される。
【0048】
ピストン４３の拡径部４３１の外周面上には、ＯリングＯ４１が取り付けられており、このＯリングＯ４１はピストン４３の拡径部４３１の外周面とアクチュエータボディ４１の周壁４１１の間をシールしている。また、ピストン４３の下端側にもＯリングＯ４２が取り付けられており、このＯリングＯ４２はピストン４３の外周面とアクチュエータボディ４１の貫挿孔４１ａの内周面の間をシールしている。これらのＯリングＯ４１、Ｏ４２により、ピストン４３内の駆動圧導入路４３２に連通する駆動圧導入室Ｓが形成されると共に、この駆動圧導入室Ｓの気密性が確保されている。
【0049】
バネ４４は、ピストン４３の外周面上に巻回されており、ピストン４３の拡径部４３１の上面に当接してピストン４３を下方、即ちダイヤフラム２２を押下する方向に付勢している。
【0050】
ここで、駆動圧の供給と停止に伴う弁の開閉動作について言及する。開口部４２ａに接続された導入管（図示省略）からエアが供給されると、エアはピストン４３内の駆動圧導入路４３２を介して駆動圧導入室Ｓに導入される。これに応じて、ピストン４３はバネ４４の付勢力に抗して上方に押し上げられる。これにより、ダイヤフラム２２がシート２１から離反して開弁した状態となり、流体が流通する。
一方、駆動圧導入室Ｓにエアが導入されなくなると、ピストン４３がバネ４４の付勢力に従って下方に押し下げられる。これにより、ダイヤフラム２２がシート２１に当接して閉弁した状態となって、流体の流通が遮断される。
一方、駆動圧導入室Ｓにエアが導入されなくなると、ピストン４３がバネ４４の付勢力に従って下方に押し下げられる。これにより、ダイヤフラム２２がシート２１に当接して閉弁した状態となって、流体の流通が遮断される。
【0051】
●センサ
流体制御機器Ｖは、機器内の動作を検出するためのセンサとして、圧力センサＰと、磁石Ｍ１と磁性体Ｍ２からなる磁気センサを備えている。
圧力センサＰは図３に示されるように、ボンネットウォール２５の下面、ないしは流路側に取り付けられている。この圧力センサＰは連通孔２４１ｄを介して、ダイヤフラム２２とボンネット２４の仕切部２４１によって画定された空間に連通している。これにより圧力センサＰは、ダイヤフラム２２とボンネットの仕切部２４１によって画定された空間内の圧力を検出することができる。
なお、圧力センサＰが連通孔２４１ｄに通じる箇所にはパッキン２６が介装されており、気密状態が担保されている。
流体制御機器Ｖは、機器内の動作を検出するためのセンサとして、圧力センサＰと、磁石Ｍ１と磁性体Ｍ２からなる磁気センサを備えている。
圧力センサＰは図３に示されるように、ボンネットウォール２５の下面、ないしは流路側に取り付けられている。この圧力センサＰは連通孔２４１ｄを介して、ダイヤフラム２２とボンネット２４の仕切部２４１によって画定された空間に連通している。これにより圧力センサＰは、ダイヤフラム２２とボンネットの仕切部２４１によって画定された空間内の圧力を検出することができる。
なお、圧力センサＰが連通孔２４１ｄに通じる箇所にはパッキン２６が介装されており、気密状態が担保されている。
【0052】
ボンネットウォール２５の開口部２５ｂには磁性体Ｍ２が取り付けられており、この磁性体Ｍ２は、ダイヤフラム押え２３に取り付けられた磁石Ｍ１と共に磁気センサを構成する。
この磁気センサによって以下の通り、弁の開閉動作を検知することができる。即ち、磁石Ｍ１がダイヤフラム押え２３の上下動に応じて摺動するのに対し、磁性体Ｍ２はボンネットウォール２５及びボンネット２４共にバルブボディ１内に固定されている。この結果、ダイヤフラム押え２３の上下動に従って上下動する磁石Ｍ１と、位置が固定されている磁性体Ｍ２との間に発生する磁界の変化に基づき、ダイヤフラム押え２３の動作、ひいては弁の開閉動作を検知することができる。
なお、本実施形態では磁気センサを用いたが、これに限らず、他の実施形態においては、光学式の位置センサ等、他の種類のセンサを用いることもできる。
この磁気センサによって以下の通り、弁の開閉動作を検知することができる。即ち、磁石Ｍ１がダイヤフラム押え２３の上下動に応じて摺動するのに対し、磁性体Ｍ２はボンネットウォール２５及びボンネット２４共にバルブボディ１内に固定されている。この結果、ダイヤフラム押え２３の上下動に従って上下動する磁石Ｍ１と、位置が固定されている磁性体Ｍ２との間に発生する磁界の変化に基づき、ダイヤフラム押え２３の動作、ひいては弁の開閉動作を検知することができる。
なお、本実施形態では磁気センサを用いたが、これに限らず、他の実施形態においては、光学式の位置センサ等、他の種類のセンサを用いることもできる。
【0053】
圧力センサＰと磁気センサには夫々、可撓性を有する通信用のフレキシブルケーブル５１の一端が接続しており（磁気センサについては、詳細には磁性体Ｍ２に接続している）、フレキシブルケーブル５１の他端は、流体制御機器Ｖの外側に設けられた回路基板５２に接続している。さらに、回路基板５２には外部端子接続用の略矩形状のコネクタ５３が設けられており、これにより、圧力センサＰと磁気センサによって測定されたデータを抽出することができる。
【0054】
なお、本実施形態において、フレキシブルケーブル５１と回路基板５２にはフレキシブル基板（ＦＰＣ）が用いられ、フレキシブルケーブル５１、回路基板５２、及びコネクタ５３は一体的に構成されている。フレキシブルケーブル５１と回路基板５２にフレキシブル基板を用いることにより、配線経路として部材間の隙間を利用することが可能になり、その結果、被覆線を用いる場合に比べて流体制御機器Ｖ自体を小型化することができる。
また、コネクタ５３の種類や形状は、各種の規格に応じて適宜に設計し得る。
また、コネクタ５３の種類や形状は、各種の規格に応じて適宜に設計し得る。
【0055】
このような構成からなる流体制御機器Ｖによれば、圧力センサＰ及び磁気センサによって検出されたデータを外部へ出力させることができる。そして、このようなデータは、弁の開閉動作、ダイヤフラム２２の破損等によるリーク、流体制御機器Ｖの経年劣化や個体差などを把握するための情報となり得る。
【0056】
●組立工程
続いて、本実施形態に係る流体制御機器Ｖを構成する各部材の組立工程について説明する。
まず、図５に示されるように、ボンネットウォール２５をボンネット２４に収容させる。このとき、ボンネットウォール２５の圧力センサＰ及び磁性体Ｍ２に一端が接続するフレキシブルケーブル５１の他端を貫通孔２４１ｃから外側へ導出させる。
ボンネットウォール２５に取り付けられた磁性体Ｍ２とダイヤフラム押え２３に取り付けられた磁石Ｍ１の位置や、ダイヤフラム押え２３に設けられている条溝２３１ａとネジ２５ｄの位置を対応させて、ボンネット２４の貫挿孔２４１ａとボンネットウォール２５の貫挿孔２５ａにダイヤフラム押え２３を貫挿させる。
続いて、本実施形態に係る流体制御機器Ｖを構成する各部材の組立工程について説明する。
まず、図５に示されるように、ボンネットウォール２５をボンネット２４に収容させる。このとき、ボンネットウォール２５の圧力センサＰ及び磁性体Ｍ２に一端が接続するフレキシブルケーブル５１の他端を貫通孔２４１ｃから外側へ導出させる。
ボンネットウォール２５に取り付けられた磁性体Ｍ２とダイヤフラム押え２３に取り付けられた磁石Ｍ１の位置や、ダイヤフラム押え２３に設けられている条溝２３１ａとネジ２５ｄの位置を対応させて、ボンネット２４の貫挿孔２４１ａとボンネットウォール２５の貫挿孔２５ａにダイヤフラム押え２３を貫挿させる。
【0057】
次に図４に示されるように、シート２１、ダイヤフラム２２、ボンネットウォール２５が取り付けられたボンネット２４の順でバルブボディ１の凹部１２ａ内にボンネット部２を収容し、さらにアクチュエータボディ４１を凹部１２ａ内に収容する。ここで、バルブボディ１には、基台部１１とは反対側の一端が開口すると共に、外側から凹部１２ａ側へ貫通したスリット１２ｂが設けられている。これにより、ボンネット部２を凹部１２ａ内に収容させる際には、貫通孔２４１ｃから導出されたフレキシブルケーブル５１の位置をスリット１２ｂの位置に合わせるだけで、スムーズにボンネット部２を凹部１２ａ内に収容することができる。即ち、バルブボディ１内からフレキシブルケーブル５１をわざわざ引き出したりするような手間がなく組立作業性が良い。
【0058】
バルブボディ１内にボンネット部２を収容した後は、ボンネット部２上にアクチュエータ部４を配設した上、カバー部３でバルブボディ１とアクチュエータ部４をカバーする。図１及び図６に示されるように、カバー部３でバルブボディ１とアクチュエータ部４をカバーする工程ではまず、カバー３１の内側にアクチュエータボディ４１とバルブボディ１の上端部を嵌め込み、ネジ孔３１ａにネジ３１ｂを螺入させてバルブボディ１にカバー３１を固定する。そして、プレート３２とプレート３３の間に回路基板５２を介装させてプレート３２、３３同士をネジ止め固定してプレート３２とプレート３３の間に回路基板５２を挟圧保持させ、これをカバー３１に取り付けてネジ３１ｄで固定する。
【0059】
以上の本実施形態に係る流体制御機器Ｖの組立においては、基台部１１とは反対側の一端が開口すると共に、外側から凹部１２ａ側へ貫通したスリット１２ｂが設けられていることにより、ボンネット部２をバルブボディ１の上端開口部から凹部１２ａ内へ収容させるだけで、フレキシブルケーブル５１をバルブボディ１の凹部１２ａから導出させた状態とすることができる。そのため、組み立てが容易であるし、フレキシブルケーブル５１を傷つけて断線等するおそれもない。
【0060】
また、流体制御機器Ｖからデータを取得する構造をフレキシブルケーブル５１による有線の構造としたことで、圧力センサＰや磁気センサ等のセンサの設置箇所から外部をステンレス等の金属部材が隔てる場合あっても通信可能である。また、有線にすることでセンサへの電源供給が可能になり、電池交換が不要であるため、作業者のアクセスが難しい半導体製造装置内で使用される流体制御機器Ｖには好適である。さらに、流体制御装置（ガスボックス）内、あるいは半導体製造装置内のように、機器が密集した空間であっても、電波障害が生じず、確実な通信が可能である。
【0061】
なお、以上の本実施形態に係る流体制御機器Ｖでは、圧力センサＰと、磁石Ｍ１と磁性体Ｍ２からなる磁気センサという複数のセンサを備えたが、これに限らず、いずれか一つのセンサのみを備えたものとすることもできる。
【符号の説明】
【0062】
１ バルブボディ
１１ 基台部
１２ 円筒部
１２ａ 凹部
１２ｂ スリット
２ ボンネット部
２１ シート
２２ ダイヤフラム
２３ ダイヤフラム押え
２３１ 基体部
２３１ａ 条溝
２３１ｂ ネジ
２３２ 拡径部
２４ ボンネット
２４１ 仕切部
２４１ａ 貫挿孔
２４１ｂ ネジ穴
２５ ボンネットウォール
２５ａ 貫挿孔
２５ｂ 開口部
３ カバー部
３１ カバー
３２ プレート
３３ プレート
４ アクチュエータ部
４１ アクチュエータボディ
４１ａ 貫挿孔
４１１ 周壁
４２ アクチュエータキャップ
４３ ピストン
４３ａ 開口部
４３１ 拡径部
４３２ 駆動圧導入路
４４ バネ
５１ フレキシブルケーブル
５２ 回路基板
５３ コネクタ
Ｐ 圧力センサ
Ｍ１ 磁石
Ｍ２ 磁性体
Ｓ 駆動圧導入室
１１ 基台部
１２ 円筒部
１２ａ 凹部
１２ｂ スリット
２ ボンネット部
２１ シート
２２ ダイヤフラム
２３ ダイヤフラム押え
２３１ 基体部
２３１ａ 条溝
２３１ｂ ネジ
２３２ 拡径部
２４ ボンネット
２４１ 仕切部
２４１ａ 貫挿孔
２４１ｂ ネジ穴
２５ ボンネットウォール
２５ａ 貫挿孔
２５ｂ 開口部
３ カバー部
３１ カバー
３２ プレート
３３ プレート
４ アクチュエータ部
４１ アクチュエータボディ
４１ａ 貫挿孔
４１１ 周壁
４２ アクチュエータキャップ
４３ ピストン
４３ａ 開口部
４３１ 拡径部
４３２ 駆動圧導入路
４４ バネ
５１ フレキシブルケーブル
５２ 回路基板
５３ コネクタ
Ｐ 圧力センサ
Ｍ１ 磁石
Ｍ２ 磁性体
Ｓ 駆動圧導入室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】