(57)【要約】【課題】ソレノイドの発熱を抑えるようにして、精度よく流体の流量を制御できるようにする。【解決手段】弁１を駆動するソレノイド２をファン４によって冷却する。例えば、ソレノイド２の温度を検出する温度センサ７を設け、ファン制御部５２によって、温度センサ７によって検出されるソレノイド２の温度ｔｐｖと予め定められた温度ｔｓｐとが一致するように、ファン４の回転を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる流路に設けられた弁と、
前記弁を駆動するように構成されたソレノイドと、
前記ソレノイドへ供給する電流を調整することによって、前記弁の開度を調節し、前記流路を流れる流体の流量を制御するように構成された流量制御部と、
前記ソレノイドを冷却するように構成された冷却部と
を備えることを特徴とする流量制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された流量制御装置において、
前記ソレノイドの温度を検出するように構成された温度検出部と、
前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度に応じて前記冷却部を制御するように構成された制御部と
をさらに備えることを特徴とする流量制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された流量制御装置において、
前記制御部は、
前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度が予め定められた温度と一致するように前記冷却部を制御するように構成されている
ことを特徴とする流量制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ファンおよびペルチェ素子のいずれかである
ことを特徴とする流量制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ファンであり、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度に応じて前記ファンの回転を制御するように構成されている
ことを特徴とする流量制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ペルチェ素子であり、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度に応じて前記ペルチェ素子を流れる電流を制御するように構成されている
ことを特徴とする流量制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ヒートシンクを含む
ことを特徴とする流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量制御装置に関し、特にソレノイドにより弁を駆動することによって流体の流量を制御する流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体の流量を制御する流量制御装置として、マスフローコントローラと呼ばれる流体の流量を制御する装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このマスフローコントローラは、流体が流れる流路に設けられた弁と、この弁を駆動するソレノイドと、流路を流れる流体の流量を計測する流量計測部と、流量制御部とを備えている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
流量制御部は、流量計測部によって計測される流体の流量（実流量）と、設定器などによって設定される流体の流量（設定流量）とが一致するように、ソレノイドへ供給する電流を調整することによって、弁の開度を調節し、流路を流れる流体の流量を制御する。
【０００５】
なお、流量計測部としては、流体がセンサ管を通過したとき、その流体の比熱により、２つのサーモレジスタが冷却されてその抵抗値が変化することを利用した構成が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−５５４０４号公報
【特許文献２】特開２０００−８１９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のマスフローコントローラでは、流量制御部からの電流の供給を受けてソレノイドが発熱し、その熱が流路を流れる流体に伝わり、流量計測部での流量の計測精度が低下したり、発熱に伴ってソレノイドの電気抵抗が上昇し、出力荷重が減じられたりするなどして、精度よく流体の流量を制御することができなくなる、という問題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ソレノイドの発熱を抑えるようにして、精度よく流体の流量を制御することができる流量制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明に係る流量制御装置は、流体が流れる流路（Ｌ１）に設けられた弁（１）と、前記弁を駆動するように構成されたソレノイド（２）と、前記ソレノイドへ供給する電流を調整することによって、前記弁の開度を調節し、前記流路を流れる流体の流量を制御するように構成された流量制御部（５１）と、前記ソレノイドを冷却するように構成された冷却部（４）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、例えば、冷却部をファンとし、このファンから風を送るようにして、ソレノイドを冷却する。これにより、ソレノイドの発熱が抑えられる。
【００１１】
なお、本発明において、冷却部はファンに限られるものではなく、ペルチェ素子やヒートシンクなどを用いてもよい。また、ソレノイドの温度が予め定められた温度と一致するようにファンの回転を制御したり、ペルチェ素子を流れる電流を制御するようにしたりしてもよい。
【００１２】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、ソレノイドを冷却する冷却部を設けたので、ソレノイドの発熱を抑えるようにして、精度よく流体の流量を制御することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るマスフローコントローラの要部を示す図である。
【図２】図２は、ソレノイドの温度とは関係なくファンを回転し続けるようにした例を示す図である。
【図３】図３は、ソレノイドを冷却する冷却部としてペルチェ素子を設けた例を示す図である。
【図４】図４は、ソレノイドを冷却する冷却部としてヒートシンクを設けた例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るマスフローコントローラ１００の要部を示す図である。
【００１６】
このマスフローコントローラ１００は、使用される流体が流れる流路Ｌ１に設けられた弁１と、この弁１を駆動するソレノイド２と、流路Ｌ１につながる流路Ｌ２を流れる流体の流量を計測する流量計測部３と、ファン４と、制御部５とを備えている。
【００１７】
このマスフローコントローラ１００において、弁１とソレノイド２と流路Ｌ１とはソレノイドバルブ６の構成要素として設けられており、ファン４はソレノイドバルブ６に近接して設けられている。また、ソレノイドバルブ６には、ソレノイド２の温度を検出する温度センサ７が設けられている。
【００１８】
また、流量計測部３は、流体が流入・流出する管路部８内の流路を流路Ｌ２とし、この流路Ｌ２を流れる流体の流量を流路Ｌ１に流れる流体の流量（実流量）Ｑｐｖとして計測する。なお、図１では、ソレノイドバルブ６内の流路Ｌ１は断面で示しているが、管路部８内の流路Ｌ２は、管路部８を側面図として示している関係上、点線でその符号のみを引き出して示している。
【００１９】
また、流量計測部３としては、図示してはいないが、流体がセンサ管を通過したとき、その流体の比熱により、２つのサーモレジスタが冷却されてその抵抗値が変化することを利用した構成が用いられている。
【００２０】
このマスフローコントローラ１００において、制御部５は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、流量制御部５１とファン制御部５２とを備えている。
【００２１】
流量制御部５１は、流量計測部３によって計測される流路Ｌ２（流路Ｌ１）を流れる流体の実流量Ｑｐｖと、設定器などによって設定される流体の設定流量Ｑｓｐとを入力とし、実流量Ｑｐｖと設定流量Ｑｓｐとが一致するように、ソレノイド２へ供給する電流を調整する。ソレノイド２は、流量制御部５１から供給される電流に応じて、弁１の開度を調節し、流路Ｌ１を流れる流体の流量を制御する。
【００２２】
ファン制御部５２は、温度センサ７によって検出されるソレノイド２の温度（検出温度）ｔｐｖと、予め定められた温度（設定温度）ｔｓｐとを入力とし、検出温度ｔｐｖと設定温度ｔｓｐとが一致するように、ファン４の回転を制御する。ここで、設定温度ｔｓｐは、流体の流量制御に影響を及ぼさない温度として、実験などによって定められている。また、ファン制御部５２は、ファン４の回転を断続的に制御したり、ファンの回転数を制御したりして、検出温度ｔｐｖと設定温度ｔｓｐとを一致させる。
【００２３】
このようにして、本実施の形態では、ファン４から送られてくる風によって、ソレノイド２が冷却され、ソレノイド２の発熱が抑えられるものとなる。これにより、流量計測部３での流量の計測精度が低下したり、ソレノイド２の出力荷重が減じられたりすることがなく、精度よく流体の流量を制御することができるようになる。
【００２４】
なお、この実施の形態では、検出温度ｔｐｖが設定温度ｔｓｐと一致するようにファン４の回転を制御するようにしたが、図２に示すように、ソレノイド２の温度とは関係なく、ファン４を回転させ続けるようにしてもよい。
【００２５】
また、図３に示すように、ペルチェ素子９を用いてソレノイド２を冷却するようにしてもよい。ペルチェ素子９を用いる場合、ファン制御部５２に代えて、ペルチェ素子制御部５２’を設けるものとする。この場合、ペルチェ素子制御部５２’は、検出温度ｔｐｖと設定温度ｔｓｐとが一致するように、ペルチェ素子９を流れる電流を制御する。
【００２６】
また、ソレノイド２を冷却する冷却部として、例えば図４に示すように、ヒートシンク１０を設けるなどしてもよい。また、図１や図２に示した構成において、ヒートシンク１０を設けるようにしてもよい。
【００２７】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…弁、２…ソレノイド、３…流量計測部、４…ファン、５…制御部、６…ソレノイドバルブ、７…温度センサ、８…管路部、９…ペルチェ素子、１０…ヒートシンク、５１…流量制御部、５２…ファン制御部、５２’…ペルチェ素子制御部、Ｌ１，Ｌ２…流路、１００…マスフローコントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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