特許 7530629 センサ支持具およびそれを備える流体制御装置

(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】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】センサ支持具およびそれを備える流体制御装置

(51)【国際特許分類】

   G01K 1/14 20210101AFI20240801BHJP

   F16K 37/00 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

G01K1/14 E

F16K37/00 H

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020134729

(22)【出願日】2020-08-07

(65)【公開番号】P2022030609

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-06-07

(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】100183380

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 裕司

(72)【発明者】

【氏名】張 兆宏

(72)【発明者】

【氏名】稲田 敏之

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１３６５５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０９－０９６５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－０６２９３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６３３４７０７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１８／１８０８８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】登録実用新案第３２１３６６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５８－０９７５３６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／１４

Ｆ１６Ｋ ２７／００

Ｆ１６Ｋ ３７／００－２７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体制御機器に装着され、熱電対を有する熱センサを支持するセンサ支持具であって、
円筒状をなし、軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部まで延びるスリットを有する本体部と、
前記本体部の径方向において前記スリットに対する反対側に設けられ、前記熱電対が挿通される挿通孔が形成された挿通部と、を備え、
前記本体部の前記一方の端部および／または前記他方の端部には、内方へ突出する突起が設けられているセンサ支持具。

【請求項2】

流体制御機器に装着され、熱電対を有する熱センサを支持するセンサ支持具であって、
円筒状をなし、軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部まで延びるスリットを有する本体部と、
前記本体部の径方向において前記スリットに対する反対側に設けられ、前記熱電対が挿通される挿通孔が形成された挿通部と、を備え、
前記挿通部の前記挿通孔には、環状の弾性部材が嵌入されているセンサ支持具。

【請求項3】

前記本体部は、前記スリットを形成する一対の端面を有し、
各端面から前記挿通部までの、前記本体部の周方向の距離は略等しく構成されている、請求項１または請求項２に記載のセンサ支持具。

【請求項4】

流体制御機器と、
熱電対を有する熱センサと、
前記流体制御機器に装着され、前記熱センサを支持する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセンサ支持具と、を備える流体制御装置。

【請求項5】

前記流体制御機器は、バルブであり、
前記バルブは、
流路が形成されたボディと、
円柱状のケーシングを有し、前記流路を開閉するアクチュエータと、を有し、
前記センサ支持具の前記本体部は、前記ケーシングに対し周方向に回動可能に装着される、請求項４に記載の流体制御装置。

【請求項6】

前記ボディには、前記熱電対の先端が挿入される挿入孔が形成され、
前記ケーシングの中心軸から前記挿入孔の中心軸までの距離と、前記ケーシングの中心軸から前記挿通孔の中心軸までの距離は異なるように構成されている、請求項５に記載の流体制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置で用いられるセンサ支持具およびそれを備える流体制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、複数のガスラインを備える流体制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の流体制御装置では、流体の温度を測定するために、支持部材を用いて、熱電対を開閉弁のアクチュエータのケーシングに固定している。

【0003】

支持部材は、スリットが設けられた環状の本体と、スリットを画定する一対の突出部とを備える。一対の突出部には、ねじ挿通孔が形成され、ねじを締め付けることで、スリットの幅が狭められ、支持部材がケーシングに固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６２４０６６１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の支持部材は、その構造が複雑であるためコストが高くなる。特許文献１の支持部材は、ケーシングに固定するためのねじ施工が必要であるため、作業効率がよくなかった。

【0006】

そこで本開示は、流体制御機器に容易に装着可能であり、かつ安価なセンサ支持具およびそれを備える流体制御装置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】

上記目的を解決するために、本開示の一態様であるセンサ支持具は、流量制御機器に装着され、熱電対を有する熱センサを支持するセンサ支持具であって、円筒状をなし、軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部まで延びるスリットを有する本体部と、前記本体部の径方向において前記スリットに対する反対側に設けられ、前記熱電対が挿通される挿通孔が形成された挿通部と、を備える。

【0008】

前記本体部は、前記スリットを形成する一対の端面を有し、各端面から前記挿通部までの、前記本体部の周方向の距離は略等しく構成されていてもよい。

【0009】

前記本体部の前記一方の端部および／または前記他方の端部には、内方へ突出する突起が設けられていてもよい。

【0010】

前記挿通部の前記挿通孔には、環状の弾性部材が嵌入されていてもよい。

【0011】

本開示の一態様である流体制御装置は、流体制御機器と、熱電対を有する熱センサと、前記流体制御機器に装着され、前記熱センサを支持する上記のセンサ支持具と、を備える。

【0012】

前記流体制御機器は、バルブであり、前記バルブは、流路が形成されたボディと、円柱状のケーシングを有し、前記流路を開閉するアクチュエータと、を有し、前記センサ支持具の前記本体部は、前記ケーシングに対し周方向に回動可能に装着されてもよい。

【0013】

前記ボディには、前記熱電対の先端が挿入される挿入孔が形成され、前記ケーシングの中心軸から前記挿入孔の中心軸までの距離と、前記ケーシングの中心軸から前記挿通孔の中心軸までの距離は異なるように構成されていてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、流体制御機器に容易に装着可能であり、かつ安価なセンサ支持具およびそれを備える流体制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態に係るセンサ支持具を備える流体制御装置の側面図を示す。

【図2】センサ支持具が装着されたバルブの斜視図である。

【図3】センサ支持具が装着されたバルブの上面図である。

【図4】センサ支持具が装着されたバルブの下面図である。

【図5】センサ支持具の上方斜視図である。

【図6】センサ支持具の下方斜視図である。

【図7】センサ支持具を挿通部側から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本開示の実施形態に係るセンサ支持具１を備える流体制御装置２０について、図面を参照して説明する。以下の説明における上下は、図１の上下とする。

【0017】

図１は、センサ保持具１を備える流体制御装置２０の側面図を示している。

【0018】

流体制御装置２０は、基盤２１と、複数（図１では一つのみ表示）のガスライン２２と、ガスアウトマニホールド２３と、パージマニホールド３３とを備える。各ガスライン２２は、複数の継手２４と、複数の流体制御機器２５～３１と、センサ保持具１と、熱センサ２とを備える。複数の継手２４は、基盤２１上に一列に並ぶように設けられ、図示せぬボルトにより基盤２１に固定されている。各継手２４には、図示せぬ流路が形成されている。

【0019】

複数の流体制御機器２５～３１は、バルブ（例えば流体駆動式の自動弁）２５～２８と、手動式のレギュレータ（減圧弁）２９と、フィルタ３０と、流量制御機器（例えば、マスフローコントローラ）３１とにより構成されている。各流体制御機器２５～３１は、ボルト３２（図の簡略化のため一つのボルト３２にのみ参照番号を付している。）により、継手２４、ガスアウトマニホールド２３、およびパージマニホールド３３に対しそれぞれ連結されている。

【0020】

そして、プロセスガスは、流体制御機器２５～３１、複数の継手２４、およびガスアウトマニホールド２３を通過して、図示せぬチャンバへ供給される。

【0021】

パージマニホールド３３は、三方弁であるバルブ２７の下側に設けられ、各ガスライン２２を横切るように配置され、各バルブ２７に対し連結されている。パージマニホールド３３には、ガスライン２２に対し直交するように延びる図示せぬ共通流路と、図示せぬ共通流路から各バルブ２７に向かって延びる流路とが形成されている。パージマニホールド３３を介して、各ガスライン２２にパージガスが供給される。

【0022】

次に、センサ支持具１および熱センサ２について図２～図４を参照して説明する。

【0023】

図２は、センサ支持具１が装着されたバルブ２７の斜視図である。
図３は、センサ支持具１が装着されたバルブ２７の上面図である。
図４は、センサ支持具１が装着されたバルブ２７の下面図である。

【0024】

バルブ２７は、ボディ２７Ａと、アクチュエータ２７Ｂとを備える。ボディ２７Ａには、ガス流入路２７ｃ、ガス流出路２７ｄ、パージガス流路２７ｅ、およびリークポート２７ｆが形成されている。ガス流入路２７ｃおよびガス流出路２７ｄは、プロセスガスおよびパージガスを流すための流路である。パージガス流路２７ｅは、パージガスを流すための流路である。リークポート２７ｆは、バルブ２７のガス漏れ試験で使用され、ボディ２７Ａの張出し部に上下方向に貫通するように形成されている。ボディ２７Ａには、図示せぬ弁室が形成され、弁室には弁体であるダイヤフラムが設けられている。

【0025】

アクチュエータ２７Ｂは、ケーシング２７Ｇと、図示せぬステムと、図示せぬ駆動部とを備える。ケーシング２７Ｇは、円柱状をなし、図示せぬステムおよび図示せぬ駆動部を内蔵している。図示せぬ駆動部を駆動させることにより、ガス流入路２７ｃおよびガス流出路２７ｄと、パージガス流路２７ｅとの間の連通または遮断が行われる。

【0026】

図５は、センサ支持具１の上方斜視図である。
図６は、センサ支持具１の下方斜視図である。
図７は、センサ支持具１を挿通部１１側から見た正面図である。

【0027】

センサ支持具１は、樹脂材料（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ））により構成され、本体部１０と、挿通部１１とを備える。本体部１０は、円筒状をなし、軸方向の上端部１０Ａから下端部１０Ｂまで延びるスリット１０ｃを有する。スリット１０ｃは、本体部１０の周方向の両端に位置する一対の端面１０Ｄにより画定されている。本実施形態では、上端部１０Ａは軸方向の一方の端部に相当し、下端部１０Ｂは軸方向の他方の端部に相当する。

【0028】

本体部１０の上端部１０Ａには、本体部１０の内方へ突出する上突起１０Ｅが設けられている。上突起１０Ｅは、上端部１０Ａのスリット１０ｃを除く全周に設けられている。本体部１０の下端部１０Ｂには、本体部１０の内方へ突出する下突起１０Ｆが設けられている。下突起１０Ｆは、下端部１０Ｂの周方向の両端部にのみ設けられている。本体部１０の内径は、ケーシング２７Ｇの外径よりも僅かに大きく構成されている。本体部１０の上突起１０Ｅと下突起１０Ｆとの距離は、ケーシング２７Ｇの軸方向の長さよりも僅かに長く構成されている。

【0029】

挿通部１１は、本体部１０の径方向においてスリット１０ｃに対する反対側に設けられている。本実施形態では、各端面１０Ｄから挿通部１１までの、本体部１０の周方向の距離は略等しく構成されている。挿通部１１には、軸方向に貫通する挿通孔１１ａが形成されている。挿通孔１１ａの上端はザグリ状をなし、当該ザグリ状の部分に環状のゴム部材１２が嵌入されている。ゴム部材１２の内径は、熱センサ２の熱電対２Ａの外径よりも小さく構成されている。ゴム部材１２を構成する材料としては、フッ素ゴムが挙げられる。

【0030】

センサ支持具１の本体部１０は、ケーシング２７Ｇに対し周方向に回動可能に装着される。ケーシング２７Ｇの中心軸からリークポート２７ｆの中心軸までの距離と、ケーシング２７Ｇの中心軸から挿通孔１１ａまでの距離は異なるように構成されている。本実施形態では、ケーシング２７Ｇの中心軸からリークポート２７ｆの中心軸までの距離は、ケーシング２７Ｇの中心軸から挿通孔１１ａまでの距離よりも短く構成されている。本実施形態では、例えば、ケーシング２７Ｇの中心軸からリークポート２７ｆの中心軸までの距離は、ケーシング２７Ｇの中心軸から挿通孔１１ａまでの距離よりも約２．６ｍｍ短く構成されている。熱電対２Ａの径およびリークポート２７ｆの内径は例えば約０．５ｍｍである。

【0031】

図２に示すように、熱センサ２の熱電対２Ａは、センサ支持具１の挿通部１１の挿通孔１１ａ（図５）に挿通されている。熱電対２Ａの先端部は、挿入孔であるリークポート２７ｆに挿入されている。

【0032】

熱電対２Ａが挿通部１１に挿通された状態で、センサ支持具１はケーシング２７Ｇに装着される。センサ支持具１をケーシング２７Ｇに装着する際には、センサ支持具１の下端部１０Ｂ側を径方向に少し広げ、ケーシング２７Ｇの上側から下側に向かってセンサ支持具１を移動させる。この時、熱電対２Ａの先端部がリークポート２７ｆに挿入するようにセンサ支持具１を移動させる。センサ支持具１の上突起１０Ｅがケーシング２７Ｇの上面に当接し、センサ支持具１の下突起１０Ｆがケーシング２７Ｇの下面に当接することにより、センサ支持具１のケーシング２７Ｇに対する装着が完了する。

【0033】

なお、センサ支持具１の下端部１０Ｂ側を径方向に少し広げ、ケーシング２７Ｇの下側から上側に向かってセンサ支持具１を移動させることにより、センサ支持具１をケーシング２７Ｇから外すことができる。

【0034】

上記のセンサ支持具１によれば、円筒状をなし、上端部１０Ａから下端部１０Ｂまで延びるスリット１０ｃを有する本体部１０と、本体部１０の径方向においてスリット１０ｃに対する反対側に設けられ、熱電対２Ａが挿通される挿通孔１１ａが形成された挿通部１１と、を備える。

【0035】

かかる構成によれば、センサ支持具１は単純な構成であるので、安価なセンサ支持具１を提供することができる。センサ支持具１の本体部１０を、スリット１０ｃを広げながら、円柱部であるケーシング２７Ｇに装着するだけで、センサ支持具１をバルブ２７に容易に装着することができる。挿通部１１は、本体部１０の径方向においてスリット１０ｃに対する反対側に設けられているので、センサ支持具１の装着時の挿通部１１の変位を抑制することができ、熱電対２Ａをリークポート２７ｆに容易に挿入することができる。

【0036】

各端面１０Ｄから挿通部１１までの、本体部１０の周方向の距離は略等しく構成されているので、センサ支持具１の装着時の挿通部１１の変位をより抑制することができ、熱電対２Ａをリークポート２７ｆにより容易に挿入することができる。センサ支持具１が熱膨張しても、挿通部１１とリークポート２７ｆとの位置ずれの影響を少なくすることができる。

【0037】

本体部１０の上端部１０Ａには、本体部１０の内方へ突出する上突起１０Ｅが設けられ、本体部１０の下端部１０Ｂには、本体部１０の内方へ突出する下突起１０Ｆが設けられている。これにより、センサ支持具１がケーシング２７Ｇから抜けるのを抑制することができる。

【0038】

挿通孔１１ａには環状のゴム部材１２が嵌入されているので、熱電対２Ａが挿通孔１１ａから抜けるのを抑制することができる。

【0039】

センサ支持具１の本体部１０は、ケーシング２７Ｇに対し周方向に回動可能に装着されているので、挿通部１１の挿通孔１１ａとリークポート２７ｆとの位置合わせを容易に行うことができる。

【0040】

ケーシング２７Ｇの中心軸からリークポート２７ｆの中心軸までの距離と、ケーシング２７Ｇの中心軸から挿通孔１１ａまでの距離は異なるように構成されている。これにより、熱電対２Ａは、挿通孔１１ａおよびリークポート２７ｆの軸に対して傾斜した状態で、挿通孔１１ａおよびリークポート２７ｆに挿入されるので、熱電対２Ａがリークポート２７ｆから抜けるのを抑制することができる。

【0041】

なお、本開示は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本開示の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

【0042】

例えば、上記の実施形態では、センサ支持具１の本体部１０に上突起１０Ｅおよび下突起１０Ｆを設けていたが、いずれか一方のみを設けた構成であってもよく、いずれも設けない構成であってもよい。上突起１０Ｅは、上端部１０Ａのスリット１０ｃを除く全周に設けられていたが、上端部１０Ａの一部に上突起１０Ｅを設けた構成であってもよい。下突起１０Ｆは、下端部１０Ｂの周方向の両端部にのみ設けられていたが、下突起１０Ｆを当該両端部以外の部分に設けてもよいし、下突起１０Ｆを下端部１０Ｂのスリット１０ｃを除く全周に設けてもよい。

【0043】

センサ支持具１は、バルブ２７のアクチュエータ２７Ｂのケーシング２７Ｇに装着したが、他の流体制御機器の円柱部に装着してもよい。熱電対２Ａは、バルブ２７のリークポート２７ｆに挿入したが、他の流体制御機器のリークポートに挿入してもよい。

【符号の説明】

【0044】

１：センサ保持具
２：熱センサ
２Ａ：熱電対
１０：本体部
１０Ａ：上端部
１０Ｂ：下端部
１０ｃ：スリット
１０Ｄ：端面
１０Ｅ：上突起
１０Ｆ：下突起
１１：挿通部
１１ａ：挿通孔
１２：ゴム部材
２０：流体制御装置
２７：バルブ
２７Ａ：ボディ
２７Ｂ：アクチュエータ
２７ｆ：リークポート
２７Ｇ：ケーシング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】