(57)【要約】【課題】  半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易であり、配管接続による圧力損失を低減し、各モジュールの配置変更を容易に行なうもので、また流体に腐食性流体を使用しても腐食が起こることがなく、流入する流体が脈動していても流量の制御が可能な流体制御装置を提供する。【解決手段】  本発明の流体制御装置は、超音波を流体中に発信する超音波振動子１２と超音波振動子１２からの超音波を受信し信号を流量計アンプ部６４に出力する超音波振動子１３とを有する流量計センサ部４と、流体の圧力を制御する圧力制御弁５とを有し、流量計センサ部４と圧力制御弁５とが、流体流入口３と流体流出口６とを有するケーシング２内に設置されてなることを特徴とする。【選択図】      図１
2006072460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を流体中に発信する超音波振動子（１２）と超音波振動子（１２）から発信した超音波を受信し信号を流量計アンプ部（６４）に出力する超音波振動子（１３）とを有する流量計センサ部（４）と、操作圧により流体の圧力を制御する圧力制御弁（５）とを具備し、少なくとも流量計センサ部（４）と圧力制御弁（５）とが、流体流入口（３）と流体流出口（６）とを有する１つのケーシング（２）内に接続されて設置されてなる、
ことを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
前記流量計センサ部（４）と圧力制御弁（５）とが１つのケーシング（２）に設置されてなるバルブモジュール（１）と、
流量計センサ部（４）の信号によって流量を演算する流量計アンプ部（６４）と、圧力制御弁（５）の操作圧を調整する電空変換器（６６）と、流量計アンプ部（６４）で演算された流量値に基づいて操作圧を調整しフィードバック制御するための制御部（６５）とが１つのケーシング（６３）内に設置してなる電装モジュール（６２）とを備え、
前記バルブモジュール（１）と前記電装モジュール（６２）とが別体で構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
前記圧力制御弁（５）は、
下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙（２２）と、第二の空隙（２２）に連通する入口流路（２４）と、上部に上面が開放して設けられ第二の空隙（２２）の径よりも大きい径を有する第一の空隙（２３）と、第一の空隙（２３）に連通する出口流路（２５）と、第一の空隙（２３）と第二の空隙（２２）とを連通し第一の空隙（２３）の径よりも小さい径を有する連通孔（２６）とを有し、第二の空隙（２２）の上面が弁座（２７）とされた本体（１４）と、
円筒状の空隙（２８）を内部に有し、下端内周面に段差部（２９）が設けられたボンネット（１５）と、
ボンネット（１５）の側面あるいは上面に設けられた、上記円筒状の空隙（２８）内に加圧された気体を供給する給気孔（３０）と、
ボンネット（１５）の段差部（２９）に嵌挿され中央部に貫通孔（３２）を有するバネ受け（１６）と、
下端部にバネ受け（１６）の貫通孔（３２）よりも小径の第一接合部（３７）を有し、上部に鍔部（３５）が設けられボンネット（１５）の空隙（２８）内部に上下動可能に嵌挿されたピストン（１７）と、
ピストン（１７）の鍔部（３５）の下端面とバネ受け（１６）の上端面で挟持支承されているバネ（１８）と、
周縁部が本体（１４）とバネ受け（１６）との間で挟持固定され、本体（１４）の第一の空隙（２３）に蓋する形で第一の弁室（４４）を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラム（４０）と、上面中央にピストン（１７）の第一接合部（３７）にバネ受け（１６）の貫通孔（３２）を貫通して接合固定される第二接合部（４２）と、下面中央に本体（１４）の連通孔（２６）を貫通して設けられた第三接合部（４３）とを有する第一弁機構体（１９）と、
本体（１４）の第二の空隙（２２）内部に位置し本体（１４）の連通孔（２６）よりも大径に設けられた弁体（４５）と、弁体（４５）上端面に突出して設けられ第一弁機構体（１９）の第三接合部（４３）と接合固定される第四接合部（４７）と、弁体（４５）下端面より突出して設けられたロッド（４８）と、ロッド（４８）下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラム（５０）とを有する第二弁機構体（２０）と、
本体（１４）の下方に位置し、第二弁機構体（２０）の第二ダイヤフラム（５０）周縁部を本体（１４）との間で挟持固定する突出部（５２）を上部中央に有し、突出部（５２）の上端部に切欠凹部（５３）が設けられると共に切欠凹部（５３）に連通する呼吸孔（５４）が設けられているベースプレート（２１）とを具備し、
ピストン（１７）の上下動に伴って第二弁機構体（２０）の弁体（４５）と本体（１４）の弁座（２７）とによって形成される流体制御部（５５）の開口面積が変化するように構成された、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記バルブモジュール（１）の流量計センサ部（４）と電装モジュール（６２）の流量計アンプ部（６４）とを接続するケーブル（７０、７１）が、コネクタ（５９、６０、６７、６８）を介して流量計センサ部（４）及び／または流量計アンプ部（６４）と脱着可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
【請求項５】
前記圧力制御弁（５）のボンネット（１５）の側面あるいは上面に、上記円筒状の空隙（２８）内から気体を排出する排出孔（３１）が設けられ、
該排出孔（３１）が前記バルブモジュール（１）のケーシング（２）に設けられたコネクタボックス（５６）の吸気孔（５７）に連通され、コネクタボックス（５６）にケーシング（２）の外部と連通する排気孔（５８）が設けられている、
ことを特徴とする請求項４に記載の流体制御装置。
【請求項６】
前記流量計センサ部（４）は、流体流入口（３）に連通する入口流路（７）と、入口流路（７）から垂設された第一立上り流路（８）と、第一立上り流路（８）に連通し入口流路（７）の軸線に略平行に設けられた直線流路（９）と、直線流路（９）から垂設された第二立上り流路（１０）と、第二立上り流路（１０）に連通し入口流路（７）の軸線に略平行に設けられ圧力制御弁（５）の入口流路（２４）に連通する出口流路（１１）とが連続して設けられ、第一、第二立上り流路（８、１０）の側壁の直線流路（９）の軸線と交わる位置に、超音波振動子（１２、１３）が互いに対向して配置された流量計センサ部（４）であり、
前記流量計アンプ部（６４）は、超音波振動子（１２、１３）がケーブル（７０、７１）を介して接続される流量計アンプ部（６４）であり、
前記流量計センサ部（４）と前記流量計アンプ部（６４）とが、超音波振動子（１２、１３）の送受信を交互に切り替えて超音波振動子（１２、１３）間の超音波伝搬時間差を測定することにより直線流路（９）を流れる流体の流量を演算する超音波流量計を構成する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
【請求項７】
前記流量計センサ部（７４）は、流体流入口（３）に連通する入口流路（７７）と、入口流路（７７）内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体（７８）と、出口流路（７９）とを備える直線流路（８０）とが連続して設けられ、直線流路（８０）の渦発生体（７８）の下流側の側壁に、各超音波振動子（８１、８２）が流路軸線方向に直交する位置に互いに対向して配置された流量計センサ部（７４）であり、
前記流量計アンプ部（８６）は、各超音波振動子（８１、８２）がケーブル（９２、９３）を介して接続される流量計アンプ部（８６）であり、
前記流量計センサ部（７４）と前記流量計アンプ部（８６）とが、渦発生体（７８）の下流に発生するカルマン渦の発生周波数を超音波振動子（８１）が送信した信号と超音波振動子（８２）が受信した信号との位相差によって流量を演算する超音波式渦流量計を構成する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
【請求項８】
前記電装モジュール（６２）のケーシング（６３）は、ケーシング（６３）内に充填された気体を排出するために設けられた排出口（７３）が形成されている、
ことを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体の制御が必要とされる流体輸送配管に使用される流体制御装置に関するものである。さらに詳しくは、主として半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易であり、流体に腐食性流体を使用しても腐食が起こる心配のない流体制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程の一工程として、フッ酸等の薬液を純水で希釈した洗浄水を用いてウェハ表面をエッチングする湿式エッチングが用いられている。これら湿式エッチングの洗浄水の濃度は高い精度をもって管理する必要があるとされている。近年では、洗浄水の濃度を、純水と薬液の流量比で管理する方法が主流となってきており、そのために、純水や薬液の流量を高い精度をもって管理する流体制御装置が適用されている。
【０００３】
流体制御装置として種々提案されているが、図５に示されるような純水温度を可変とした場合の流量制御を行う純水流量の制御装置１０１があった（例えば、特許文献１参照）。その構成は、純水流量を調整するために操作圧の作用を受けて開度調節される流量調整弁１０２と、流量調整弁１０２に供給される操作圧を調整するための操作圧調整弁１０３と、流量調整弁１０２から出力される純水流量を計測するための流量計測器１０４と、流量計測器１０４を通った純水の流れを許容又は遮断するための開閉弁１０５とを備え、操作圧調整弁１０３により調整される操作圧と、流量調整弁１０２における純水の出力圧力とを均衡させることにより、流量調整弁１０２から出力される純水流量を一定に制御するようにした制御装置１０１であって、流量計測器１０４による計測値が一定となるように、その計測値に基づいて操作圧調整弁１０３から流量調整弁１０２に供給される操作圧をフィードバック制御するための制御回路を設けたことを特徴とするものであった。その効果は、純水の温度変化に伴って流量調整弁１０２における出力圧力が変化したとしても、その変化分に対応して操作圧がリアルタイムに調整されることで、流量調整弁１０２から出力される純水流量が調整されるため、純水流量を高精度に一定値に保つことができるものであった。
【０００４】
また、流体制御を行うモジュールとして、図６に示されるような流体を移送する流体回路にインライン接続される流体制御モジュール１０６があった（例えば、特許文献２参照）。その構成は、化学的に不活性な流路を有するハウジング１０７と、流路に接続された調節可能な制御弁１０８と、流路に接続された圧力センサ１０９と、流路内に位置する絞り部１１０とを備え、制御弁１０８と圧力センサ１０９とがハウジング１０７内に収容され、さらに制御弁１０８の駆動を行う機械的、電気的、または空気的な構成を有するドライバ１１１と、制御弁１０８及び圧力センサ１０９に電気的に接続されるコントローラ１１２とがハウジング１０７内に収容されているものであった。その効果は、流体回路内で測定された圧力差と絞り部１１０の直径とから流路内の流量を測定し、測定した流量に基いて制御弁１０８をフィードバック制御で駆動することで、流路内の流量を高精度に決定することができるものであった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６１３４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２４２９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の純水流量の制御装置１０１は、構成要素が多く分かれているため、半導体製造装置内などに設置する際に、各構成要素の配管接続作業、電気配線やエア配管作業をそれぞれ行なわなくてはならず、作業が複雑で時間を要するとともに、配管や配線が煩わしくミスが起こる恐れがあるという問題があった。また、配管接続時にチューブや継手などを介して接続されるため接続部分による圧力損失が生じてしまい、この圧力損失が流量計側に影響して流量の測定誤差が大きくなり、正確な流量による制御が困難になるという問題があった。さらに、流量計測器１０４内にはその構成上腐食される恐れのある部品が使用されるため流体に腐食性流体を使用した場合、腐食性ガスの透過により流量計測器１０４内の部品が腐食する問題があった。
【０００７】
また、前記従来の流量制御モジュール１０６は、流体に腐食性流体を使用した場合、透過した腐食性ガスが流量制御モジュール１０６内に充満すると、コントローラ１１２やドライバ１１１を腐食してしまい、流量計測や流量制御の作動に影響して正確な流量制御ができなくなったり、最悪の場合では破損したりする恐れがあった。このとき、モジュールの故障原因がコントローラ１１２やドライバ１１１の腐食によるものであっても、各部品が一体となることを前提として設計された流量制御モジュール１０６は部品ごとに修理や交換するのは困難であるため、モジュール自体を交換することになり破損修理に対するコストが高くなってしまうという問題があった。また、流体制御装置に流入する流体が圧力変動周期の速い脈動した流れであった場合、制御弁１０８は脈動した流体に対して流量を制御しようと作動するが、ハンチングを起こし流量制御ができなくなる問題があり、このまま続けるとドライバ１１１や制御弁１０８が破損してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易であり、配管接続による圧力損失を低減し、各モジュールの配置変更を容易に行なうもので、また流体に腐食性流体を使用しても腐食が起こることがなく、流入する流体が脈動していても流量の制御が可能な流体制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の流体制御装置の構成を図１、図２に基づいて説明すると、
超音波を流体中に発信する超音波振動子１２と超音波振動子１２から発信した超音波を受信し信号を流量計アンプ部６４に出力する超音波振動子１３とを有する流量計センサ部４と、操作圧により流体の圧力を制御する圧力制御弁５とを具備し、流量計センサ部４と圧力制御弁５とが、流体流入口３と流体流出口６とを有する１つのケーシング２内に接続されて設置されてなることを第１の特徴とする。
【００１０】
流量計センサ部４と圧力制御弁５とが１つのケーシング（２）に設置されてなるバルブモジュール１と、
流量計センサ部４の信号によって流量を演算する流量計アンプ部６４と、圧力制御弁５の操作圧を調整する電空変換器６６と、流量計アンプ部６４で演算された流量値に基づいて操作圧を調整しフィードバック制御するための制御部６５とが１つのケーシング６３内に設置してなる電装モジュール６２とを備え、
前記バルブモジュール１と前記電装モジュール６２とが別体で構成される、例えば、それぞれが独立したケーシングで構成されることを第２の特徴とする。
【００１１】
また、圧力制御弁５が、
下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙２２と、第二の空隙２２に連通する入口流路２４と、上部に上面が開放して設けられ第二の空隙２２の径よりも大きい径を有する第一の空隙２３と、第一の空隙２３に連通する出口流路２５と、第一の空隙２３と第二の空隙２２とを連通し第一の空隙２３の径よりも小さい径を有する連通孔２６とを有し、第二の空隙２２の上面が弁座２７とされた本体１４と、
側面あるいは上面に設けられた給気孔３０と排出孔３１とに連通した円筒状の空隙２８を内部に有し、下端内周面に段差部２９が設けられたボンネット１５と、
ボンネット１５の段差部２９に嵌挿され中央部に貫通孔３２を有するバネ受け１６と、  下端部にバネ受け１６の貫通孔３２よりも小径の第一接合部３７を有し、上部に鍔部３５が設けられボンネット１５の空隙２８内部に上下動可能に嵌挿されたピストン１７と、
ピストン１７の鍔部３５の下端面とバネ受け１６の上端面で挟持支承されているバネ１８と、
周縁部が本体１４とバネ受け１６との間で挟持固定され、本体１４の第一の空隙２３に蓋する形で第一の弁室４４を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラム４０と、上面中央にピストン１７の第一接合部３７にバネ受け１６の貫通孔３２を貫通して接合固定される第二接合部４２と、下面中央に本体１４の連通孔２６と貫通して設けられた第三接合部４３とを有する第一弁機構体１９と、
本体１４の第二の空隙２２内部に位置し本体１４の連通孔２６よりも大径に設けられた弁体４５と、弁体４５上端面に突出して設けられ第一弁機構体１９の第三接合部４３と接合固定される第四接合部４７と、弁体４５下端面より突出して設けられたロッド４８と、ロッド４８下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラム５０とを有する第二弁機構体２０と、
本体１４の下方に位置し第二弁機構体２０の第二ダイヤフラム５０周縁部を本体１４との間で挟持固定する突出部５２を上部中央に有し、突出部５２の上端部に切欠凹部５３が設けられると共に切欠凹部５３に連通する呼吸孔５４が設けられているベースプレート２１とを具備し、
ピストン１７の上下動に伴って第二弁機構体２０の弁体４５と本体１４の弁座２７とによって形成される流体制御部５５の開口面積が変化するように構成されたことを第３の特徴とする。
【００１２】
また、バルブモジュール１の流量計センサ部４と前記電装モジュール６２の流量計アンプ部６４とを接続するケーブル７０、７１が、コネクタ５９、６０、６７、６８を介して流量計センサ部４及び／または流量計アンプ部６４と脱着可能に設けられていることを第４の特徴とする。
【００１３】
また、バルブモジュール１のケーシング２にコネクタボックス５６が設けられ、コネクタボックス５６に圧力制御弁５の排出孔３１と連通する吸気孔５７と、ケーシング２の外部と連通する排気孔５８とが設けられていることを第５の特徴とする。
【００１４】
また、流量計センサ部４は、流体流入口３に連通する入口流路７と、入口流路７から垂設された第一立上り流路８と、第一立上り流路８に連通し入口流路７の軸線に略平行に設けられた直線流路９と、直線流路９から垂設された第二立上り流路１０と、第二立上り流路１０に連通し入口流路７の軸線に略平行に設けられ圧力制御弁５の入口流路２４に連通する出口流路１１とが連続して設けられ、第一、第二立上り流路８、１０の側壁の直線流路９の軸線と交わる位置に、超音波振動子１２、１３が互いに対向して配置された流量計センサ部４であり、
流量計アンプ部６４は、超音波振動子１２、１３がケーブル７０、７１を介して接続される流量計アンプ部６４であり、
前記流量計センサ部４と前記流量計アンプ部６４とが流量計測器を構成し、
前記流量計測器が、超音波振動子１２、１３の送受信を交互に切り替えて超音波振動子１２、１３間の超音波伝搬時間差を測定することにより直線流路９を流れる流体の流量を演算するように構成された超音波流量計であることを第６の特徴とする。
【００１５】
また、流量計センサ部７４は、流体流入口３に連通する入口流路７７と、入口流路７７内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体７８と、出口流路７９とを備える直線流路８０とが連続して設けられ、直線流路８０の渦発生体７８の下流側の側壁に、超音波振動子８１、８２が流路軸線方向に直交する位置に互いに対向して配置された流量計センサ部７４であり、
流量計アンプ部８６は、超音波振動子８１、８２がケーブル９２、９３を介して接続される流量計アンプ部８６であり、
前記流量計センサ部７４と前記流量計アンプ部８６とが流量計測器を構成し、
前記流量計測器が、渦発生体７８の下流に発生するカルマン渦の発生周波数を超音波振動子８１が送信した信号と超音波振動子８２が受信した信号との位相差によって流量を演算するように構成された超音波式渦流量計であることを第７の特徴とする。
【００１６】
さらに、電装モジュール６２のケーシング６３は、ケーシング６３内に充填された気体を排出するために設けられた排出口７３が形成されていることを第８の特徴とする。
【００１７】
本発明においては、少なくとも流量計センサ部４と、圧力制御弁５とが１つのケーシング２内に接続されてなる構成であれば良い。これは流量計センサ部４と圧力制御弁５とが一体化されることで流量制御装置をコンパクトに設けることができ、配管接続が容易となるとともに、継手などによる接続部分が減少されるので接続部分による圧力損失を低減することができる。また、圧力制御弁は流体を一定圧に制御することができるため、流入する流体が圧力変動周期の速い脈動した流れであったとしても、ハンチングを起こすことなく安定した圧力制御を行なうことができ、流量計センサ部４との組み合わせにより、圧力制御弁５から流出する流体の流量は、圧力制御弁５で調圧された圧力と、圧力制御弁５以降の圧力損失との関係で決定され、流量を設定流量で一定値となるよう圧力制御弁５で制御されるため好適である。
【００１８】
本発明において圧力制御弁５は、操作圧により圧力制御ができるものであれば特に限定されるものではないが、本発明の圧力制御弁５の構成を有しているものが好ましい。これはボンネット１５の空隙２８内部に給気孔３０から圧縮空気が常時供給され、排出孔３１から常に排出されているため、流体に腐食性流体を使用した場合、空隙２８内部に腐食性ガスが透過したとしても、給気孔３０から排出孔３１への空気の流れに乗って排出されていくことになり、空隙２８内部にたまりにくい。そのため、圧力制御弁５の部品のうち腐食の可能性があるバネ１８の腐食が防止され、腐食を防止用のコーティングなどを行う必要がなく安価に製造することができる。加えて、コーティングによるバネ定数の変化も起こらないため、個体差を小さく保つことができ歩留まりを向上させることができる。さらにコンパクトな構造であり、安定した流体圧力制御が得られるため好適である。
【００１９】
また、本発明においてバルブモジュール１の流量計センサ部４と電装モジュール６２の流量計アンプ部６４とはケーブル７０、７１で直接接続してもよいが、流量計センサ部４に繋がったコネクタ５９、６０および流量計アンプ部６４に繋がったコネクタ６７、６８を介して流量計センサ部４と流量計アンプ部６４とをケーブル７０、７１で接続することが好ましい。このときコネクタは流量計センサ部４に繋がったコネクタ５９、６０のみ設けてもよく、流量計アンプ部６４に繋がったコネクタ６７、６８のみ設けてもよく、両方設けてもかまわない。コネクタを介して接続することにより、流体制御装置の配線接続がコネクタを接続するのみになり容易にかつ短時間で行なうことができるとともに、脱着可能なので配線接続を外すことも容易となるため各モジュールの配置を容易に変更できるため好適である。
【００２０】
また、本発明のバルブモジュール１のケーシング２にはコネクタボックス５６を設けてもよい。圧力制御弁５の排出孔３１から排出される不活性ガスや空気がコネクタボックス５６の吸気孔５７からコネクタボックス５６内に供給され、排気孔５８から排出されることで、流体に腐食性流体を使用した場合に腐食性ガスがコネクタボックス５６内に透過したとしても、吸気孔５７から排気孔５８への空気の流れに乗って排出されていくことになり、コネクタボックス５６内部にたまりにくい。これにより、腐食の可能性のあるコネクタ５９、６０の腐食が防止されるため好適である。
【００２１】
また、本発明の流量計センサ部４と流量計アンプ部６４とで構成される流量計測器は、計測した流量を電気信号に変換して制御部６５に出力されるものなら特に限定されないが、超音波流量計、超音波式渦流量計であることが好ましく、特に本発明の超音波流量計、超音波式渦流量計の構成を有しているものがより好ましい。本発明の超音波流量計の場合、微小流量に対して精度良く流量測定ができるため、微小流量の流体制御に好適である。また本発明の超音波式渦流量計の場合、大流量に対して精度良く流量測定ができるため、大流量の流体制御に好適である。このように、流体の流量に応じて超音波流量計と超音波式渦流量計を使い分けることで精度の良い流体制御を行うことができる。
【００２２】
また、本発明のケーシング２、流体流入口３、超音波振動子１２、１３を除いた流量計センサ部４、圧力制御弁５の各部品、流体流出口６、電装モジュール６２のケーシング６３の材質は、樹脂製であれば塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどいずれでも良いが、特に流体に腐食性流体を用いる場合はポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）、ポリビニリデンフルオロライド（以下、ＰＶＤＦと記す）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（以下、ＰＦＡと記す）などのフッ素樹脂であることが好ましく、フッ素樹脂製であれば腐食性ガスが透過しても各部品の腐食の心配がない。
【００２３】
また、本発明のバルブモジュール１は、流体流入口３、流量計センサ部４、圧力制御弁５、流体流出口６が設置されているが、腐食の恐れのない構成のものであれば開閉弁、温度計など他の配管部材を設けてもかまわない。また電装モジュール６２も、流量計アンプ部６４、制御部６５、電空変換器６６が設置されているが、他の電装部品を設けてもかまわない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は以上のような構造を有しており、以下の優れた効果が得られる。
（１）流量計センサ部と圧力制御弁とが１つのケーシング内に接続されているため、流量制御装置をコンパクトに設けることができ、配管接続が容易となるとともに、継手などによる接続部分が減少されるので接続部分による圧力損失を低減することができ、流入する流体が圧力変動周期の速い脈動した流れであったとしても、ハンチングを起こすことなく安定した圧力制御を行うことができる。
（２）バルブモジュールと電装モジュールとが２つに分かれて構成されていることにより、流体に腐食性流体を使用した場合に腐食性ガスが透過したとしても、腐食の恐れのある部品を有する電装モジュールは、腐食性流体が流れるバルブモジュールから隔離できるため腐食することがない。
（３）流体制御を行なう各部品が、バルブモジュールと電装モジュールとにそれぞれ設置されて２つに分かれて構成され、コネクタを介して脱着可能に配線接続されることにより、半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易で短時間に行なうことができるとともに、外すことも容易であり、各モジュールの配置の変更も容易に行なえる。
（４）本発明の構成の圧力制御弁を用いることにより、コンパクトな構造で安定した流体圧力制御ができるとともに、空隙内部の圧縮空気を常に排出しているため、透過した腐食性ガスによりバネが腐食されることなく、バネのコーティングなどの対策が不要となり安価に製造することができる。
（５）本発明の構成の超音波流量計を用いることにより、微小流量の流体が流れているときに正確で安定した流体制御を行なうことができる。
（６）本発明の構成の超音波式渦流量計を用いることにより、大きな流量の流体が流れているときに正確で安定した流体制御を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施形態を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。図１は本発明の第一の実施形態を示す流体制御装置の縦断面図である。図２は図１の圧力制御弁の要部拡大図である。図３は本発明の第二の実施形態を示す流体制御装置の縦断面図である。図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
【００２６】
以下、図１、図２に基づいて本発明の第一の実施形態である流体制御装置について説明する。
【００２７】
１はバルブモジュールである。バルブモジュール１は、ケーシング２、流体流入口３、流量計センサ部４、圧力制御弁５、流体流出口６から形成され、その各々の構成は以下の通りである。
【００２８】
２はＰＶＤＦ製のケーシングである。ケーシング２内には、ケーシング２の底面に流量計センサ部４と圧力制御弁５とがボルト、ナット（図示せず）にて固定されており、流体流入口３、流量計センサ部４、圧力制御弁５、流体流出口６の順で連続して接続された状態で設置されている。また、ケーシング２には後記コネクタボックス５６が設けられており、コネクタボックス５６は、吸気孔５７からの不活性ガスや空気が供給され、排気孔５８から排気されるように形成されている。なお、流量計センサ部４と圧力制御弁５とは順を逆にしてもかまわない。
【００２９】
３はＰＴＦＥ製の流体流入口である。流体流入口３は後記流量計センサ部４の入口流路７に連通している。
【００３０】
４は流体の流量を計測する流量計センサ部である。流量計センサ部４は、流体流入口３に連通する入口流路７と、入口流路７から垂設された第一立上り流路８と、第一立上り流路８に連通し入口流路７の軸線に略平行に設けられた直線流路９と、直線流路９から垂設された第二立上り流路１０と、第二立上り流路１０に連通し入口流路７の軸線に略平行に設けられた出口流路１１とを有し、第一、第二立上り流路８、１０の側壁の直線流路９の軸線と交わる位置に、超音波振動子１２、１３が互いに対向して配置されている。超音波振動子１２、１３はフッ素樹脂で覆われており、該振動子１２、１３から伸びた配線は後記コネクタボックス５６内のコネクタ５９、６０に繋がっている。なお、流量計センサ部４の超音波振動子１２、１３以外はＰＦＡ製である。
【００３１】
５は操作圧に応じて流体圧力を制御する圧力制御弁である。圧力制御弁５は本体１４、ボンネット１５、バネ受け１６、ピストン１７、バネ１８、第一弁機構体１９、第二弁機構体２０、ベースプレート２１で形成される。
【００３２】
１４はＰＴＦＥ製の本体であり、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙２２と、上部に上面開放して設けられた第二の空隙２２の径よりも大きい径を有する第一の空隙２３とを有し、側面には第二の空隙２２と連通している入口流路２４と、入口流路２４と対向する面に第一の空隙２３と連通している出口流路２５とを有し、さらに、第一の空隙２３と第二の空隙２２とを連通し第一の空隙２３の径よりも小さい径を有する連通孔２６とが設けられている。第二の空隙２２の上面部は弁座２７とされている。また、入口流路２４は前記流量計センサ部４の出口流路１１に連通し、出口流路２５は後記流体流出口６に連通している。
【００３３】
１５はＰＶＤＦ製のボンネットであり、内部に円筒状の空隙２８と下端内周面に空隙２８よりも拡径された段差部２９が設けられ、側面には空隙２８内部に圧縮された不活性ガスや空気を供給するために空隙２８と外部とを連通する給気孔３０および給気孔３０より導入された不活性ガスや空気を微量に排出するための微孔の排出孔３１が設けられている。
【００３４】
１６はＰＶＤＦ製で平面円形状のバネ受けであり、中央部に貫通孔３２を有し、略上半分がボンネット１５の段差部２９に嵌挿されている。バネ受け１６の側面部には環状溝３３が設けられ、Ｏ−リング３４を装着することにより、ボンネット１５の排出孔３１からの不活性ガスや空気の排出を除く、ボンネット１５からの外部への不活性ガスや空気の流出を防いでいる。
【００３５】
１７はＰＶＤＦ製のピストンであり、上部に円盤状の鍔部３５と、鍔部３５の中央下部より円柱状に突出して設けられたピストン軸３６と、ピストン軸３６の下端に設けられた雌ネジ部からなる第一接合部３７とを有する。ピストン軸３６はバネ受け１６の貫通孔３２よりも小径に設けられており、第一接合部３７は後記第一弁機構体１９の第二接合部４２と螺合により接合されている。
【００３６】
１８はＳＵＳ製のバネであり、ピストン１７の鍔部３５の下端面とバネ受け１６の上端面とで挟持されている。ピストン１７の上下動にともなってバネ１８も伸縮するが、そのときの荷重の変化が少ないよう、自由長の長いものが好適に使用される。
【００３７】
１９はＰＴＦＥ製の第一弁機構体であり、外周縁部より上方に突出して設けられた筒状部３８を有した膜部３９と肉厚部を中央部に有する第一ダイヤフラム４０と、第一ダイヤフラム４０の中央上面より突出して設けられた軸部４１の上端部に設けられた小径の雄ネジからなる第二接合部４２、および同中央下面より突出して設けられ下端部に形成された雌ネジ部からなる後記第二弁機構体２０の第四接合部４７と螺合される第三接合部４３を有する。第一ダイヤフラム４０の筒状部３８が、本体１４とバネ受け１６との間で挟持固定されることで、第一ダイヤフラム４０の下面に形成される第一の弁室４４は、本体１４の入口流路２４からの流体が第一の弁室４４からボンネット１５の空隙２８へ流出することがないように形成されている。また、Ｏーリング３４によりボンネット１５の空隙２８に供給される圧縮された不活性ガスや空気は第一の弁室４４へ流出することはなく、第一ダイヤフラム４０の上面、ボンネット１５の空隙２８は、ボンネット１５の給気孔３０より供給される圧縮された不活性ガスや空気が充満している気室を形成している。
【００３８】
２０はＰＴＦＥ製の第二弁機構体であり、本体１４の第二の空隙２２内部に配設され連通孔２６よりも大径に設けられた弁体４５と、弁体４５の上端面から突出して設けられた軸部４６と、その上端に設けられた第三接合部４３と螺合により接合固定される雄ネジ部からなる第四接合部４７と、弁体４５の下端面より突出して設けられたロッド４８と、ロッド４８の下端面より径方向に延出して設けられ周縁部より下方に突出して設けられた筒状突部４９を有する第二ダイヤフラム５０とから構成されている。第二ダイヤフラム５０の筒状突部４９が後記ベースプレート２１の突出部５２と本体１４との間で挟持固定されることにより、本体１４の第二の空隙２２と第二ダイヤフラム５０とで形成される第二弁室５１は、本体１４の入口流路２４からの流体が第二弁室５１からベースプレート２１の切欠凹部５３へ流出することがないように形成されている。
【００３９】
２１はＰＶＤＦ製のベースプレートであり、上部中央に第二弁機構体２０の第二ダイヤフラム５０の筒状突部４９を本体１４との間で挟持固定する突出部５２を有し、突出部５２の上端部に切欠凹部５３が設けられると共に、側面に切欠凹部５３に連通する呼吸孔５４が設けられており、ボンネット１５との間で本体１４を通しボルト、ナット（図示せず）にて挟持固定している。
【００４０】
６はＰＴＦＥ製の流体流出口である。
【００４１】
５６はケーシング２に設けられたＰＶＤＦ製のコネクタボックスである。コネクタボックス５６は、ケーシング２内に連通する吸気孔５７と、ケーシング２外に連通する排気孔５８が設けられ、吸気孔５７はチューブを介して前記圧力制御弁５の排出孔３１と接続されている。コネクタボックス５６は、吸気孔５７からの圧縮された不活性ガスや空気が供給され、排気孔５８から排気されるように形成されている。コネクタボックス５６内には超音波振動子１２、１３から伸びた配線に繋がったコネクタ５９、６０が配置され、コネクタ５９、６０は後記電装モジュール６２の流量計アンプ部６４から伸びた配線と接続されたケーブル７０、７１のコネクタにそれぞれ脱着可能に接続されている。
【００４２】
また、ケーシング２には、圧力制御弁５の給気孔３０に伸びる配管に繋がったエアコネクタ６１が、接続部分がケーシング２外表面から突出するように固着されている。
【００４３】
６２は電装モジュールである。電装モジュール６２は、ケーシング６３、流量計アンプ部６４、制御部６５、電空変換器６６から形成され、その各々の構成は以下の通りである。
【００４４】
６３はＰＶＤＦ製のケーシングである。ケーシング６３内に流量計アンプ部６４、制御部６５、電空変換器６６が設置されている。また、ケーシング６３は外部から不活性ガスや空気が電空変換器６６へ供給されており、ケーシング６３に排出口７３が設けられ、電空変換器６６からケーシング６３内に圧縮空気が供給されている。ケーシング６３は、電空変換器６６からケーシング６３内に供給された圧縮空気が排出口７３から排出されるように形成されている。
【００４５】
６４は流量計アンプ部である。流量計アンプ部６４は前記流量計センサ部４から出力された信号から流量を演算する演算部を有している。演算部には、送信側の超音波振動子１２に一定周期の超音波振動を出力する発信回路と、受信側の超音波振動子１３からの超音波振動を受信する受信回路と、各超音波振動の伝搬時間を比較する比較回路と、比較回路から出力された伝搬時間差から流量を演算する演算回路とを備えている。
【００４６】
６５は制御部である。制御部６５は流量計アンプ部６４から出力された流量に対して、設定された流量になるようにフィードバック制御して、後記電空変換器６６の操作圧を制御する制御回路を有している。
【００４７】
６６は不活性ガスや空気の操作圧を調整する電空変換器である。電空変換器６６は操作圧を比例的に調整するために電気的に駆動する電磁弁から構成され、前記制御部６５からの制御信号に応じて圧力制御弁５の操作圧を調整する。
【００４８】
また、ケーシング６３には、流量計アンプ部６４から伸びた配線に繋がったコネクタ６７、６８が、接続部分がケーシング６３外表面から突出するように固着されている。同様に、電空変換器６６から伸びた配管に繋がったエアコネクタ６９が、接続部分がケーシング６３外表面から突出するように固着されている。
【００４９】
バルブモジュール１と電装モジュール６２とは、ケーブル７０、７１のコネクタを各モジュール１、６２の各々のコネクタ５９、６０、６７、６８にそれぞれ脱着可能に接続させ、チューブ７２を各モジュール１、６２の各々のエアコネクタ６１、６９に脱着可能に接続させることで、２つに分かれて構成される。なお、本発明のケーブルは２本であるが１本にまとめてもよく、この場合コネクタも各モジュール１、６２に１個ずつ設けられる。
【００５０】
次に、本発明の第一の実施形態である流体制御装置の作動について説明する。
【００５１】
バルブモジュール１の流体流入口３から流入した流体は、まず流量計センサ部４に流入する。
流量計センサ部４に流入した流体は、直線流路９で流量が計測される。流体の流れに対して上流側に位置する超音波振動子１２から下流側に位置する超音波振動子１３に向かって超音波振動を伝搬させる。超音波振動子１３で受信された超音波振動は電気信号に変換され、流量計アンプ部６４の演算部へ出力される。超音波振動が上流側の超音波振動子１２から下流側の超音波振動子１３へ伝搬して受信されると、瞬時に演算部内で送受信が切換えられて、下流側に位置する超音波振動子１３から上流側に位置する超音波振動子１２に向かって超音波振動を伝搬させる。超音波振動子１２で受信された超音波振動は、電気信号に変換され、流量計アンプ部６４の演算部へ出力される。このとき、超音波振動は直線流路９内の流体の流れに逆らって伝搬していくので、上流側から下流側へ超音波振動を伝搬させるときに比べて流体中での超音波振動の伝搬速度が遅れ、伝搬時間が長くなる。出力された相互の電気信号は流量計アンプ部６４の演算部内で伝搬時間が各々計測され、伝搬時間差から流量が演算される。流量計アンプ部６４で演算された流量は電気信号に変換されて制御部６５に出力される。
【００５２】
次に流量計センサ部４を通過した流体は圧力制御弁５に流入する。制御部６５では任意の設定流量に対して、リアルタイムに計測された流量との偏差から、偏差をゼロにするように信号を電空変換器６６に出力し、電空変換器６６はそれに応じた操作圧を圧力制御弁５に供給し駆動させる。圧力制御弁５から流出する流体の流量は、圧力制御弁５で調圧された圧力と、圧力制御弁５以降の圧力損失との関係で決定されており、調圧された圧力が高いほど流量は大きくなり、逆に圧力が低いほど流量は小さくなる。このため流体は、流量を設定流量で一定値となるように、つまり設定流量と計測された流量の偏差がゼロに収束されるように圧力制御弁５で制御される。
【００５３】
ここで、電空変換器６６から供給される操作圧に対する圧力制御弁５の作動について説明する。第二弁機構体２０の弁体４５は、ピストン１７の鍔部３５とバネ受け１６とに挟持されているバネ１８の反発力と、第一弁機構体１９の第一ダイヤフラム４０下面の流体圧力により上方に付勢する力が働き、第一ダイヤフラム４０上面の操作圧の圧力により下方に付勢する力が働いている。さらに厳密には、弁体４５下面と第二弁機構体２０の第二ダイヤフラム５０上面が流体圧力を受けているが、それらの受圧面積はほぼ同等とされているため力はほぼ相殺されている。したがって、第二弁機構体２０の弁体４５は、前述の３つの力が釣り合う位置にて静止していることとなる。
【００５４】
ここで、電空変換機６６から供給される操作圧力を増加させると第一ダイヤフラム４０を押し下げる力が増加することにより、第二弁機構体２０の弁体４５と弁座２７との間で形成される流体制御部５５の開口面積が増加するため、第一の弁室４４の圧力を増加させることができる。逆に、操作圧力を減少させると流体制御部５５の開口面積は減少し圧力も減少する。そのため、操作圧力を調整することで任意の圧力に設定することができる。
【００５５】
この状態で、上流側の流体圧力が増加した場合、瞬間的に第一の弁室４４内の圧力も増加する。すると、第一ダイヤフラム４０の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力よりも、第一ダイヤフラム４０の下面が流体から受ける力のほうが大きくなり、第一ダイヤフラム４０は上方へと移動する。それにともなって、弁体４５の位置も上方へ移動するため、弁座２７との間で形成される流体制御部５５の開口面積が減少し、第一の弁室４４内の圧力を減少させる。最終的に、弁体４５の位置が前記３つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。このときバネ１８の荷重が大きく変わらなければ、空隙２８内部の圧力、つまり、第一ダイヤフラム４０上面が受ける力は一定であるため、第一ダイヤフラム４０下面が受ける圧力はほぼ一定となる。したがって、第一ダイヤフラム４０下面の流体圧力、すなわち、第一の弁室４４内の圧力は、上流側の圧力が増加する前とほぼもとの圧力と同じになっている。
【００５６】
上流側の流体圧力が減少した場合、瞬間的に第一の弁室４４内の圧力も減少する。すると、第一ダイヤフラム４０の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力よりも、第一ダイヤフラム４０の下面が流体から受ける力のほうが小さくなり、第一ダイヤフラム４０は下方へと移動する。それにともなって、弁体４５の位置も下方へ移動するため、弁座２７との間で形成される流体制御部５５の開口面積が増加し、第一の弁室４４の流体圧力を増加させる。最終的に、弁体４５の位置が前記３つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。したがって、上流側圧力が増加した場合と同様に、第一の弁室４４内の流体圧力はほぼもとの圧力と同じになっている。
【００５７】
以上の作動により、バルブモジュール１の流体流入口３に流入する流体は、設定流量で一定になるように制御され、流体流出口６から流出される。この流量計センサ部４および流量計アンプ部６４からなる超音波流量計は、流体の流れ方向に対する伝搬時間差から流量を計測するため微小流量でも正確に流量を計測でき、また圧力制御弁５は上記構成によりコンパクトで安定した流体圧力制御が得られるため、微小流量の流体制御に優れた効果を発揮する。さらに、バルブモジュール１の流体流入口３に流入する流体の上流側圧力が変動しても圧力制御弁５の作動により流量は自立的に一定に保たれるためポンプの脈動など瞬間的な圧力変動が発生しても安定して流量を制御することができる。また、バルブモジュール１の各部品は、ケーシング内で一体的に設けられているため、接続部分の圧力損失が最低限に抑えられ、より誤差の少ない流量計測が可能である。
【００５８】
次に本発明の第一の実施形態である流体制御装置の流体が腐食性流体の場合、バルブモジュール内に腐食性ガスが透過した時の作用を説明する。
【００５９】
本発明の流体制御装置は、バルブモジュール１と電装モジュール６２との2つに分かれて構成されている。バルブモジュール１内の各部品は、腐食に強いフッ素樹脂製であるため腐食の心配がなく、超音波振動子１２、１３もフッ素樹脂で覆われているので腐食を防止することができる。また、バルブモジュール１内で腐食の可能性がある部分は圧力制御弁５のバネ１８とコネクタ５９、６０であるが、バネ１８が設けられている圧力制御弁５の空隙２８内部は、給気孔３０から供給される圧縮空気が排出孔３１から常に排出しており、さらにコネクタ５９、６０が配置されているコネクタボックス５６内部は、排出孔３１から排出され吸気孔５７から供給される圧縮空気が排気孔５８から常にケーシング２の外へ排出しているため、透過した腐食性ガスは空気の流れに乗って排出されることになり、空隙２８やコネクタボックス５６内に溜まりにくくなり、腐食を防止することができる。
【００６０】
一方、電装モジュール６２は腐食すると流量計測や流体制御に影響する部品が配置されているが、バルブモジュール１と分かれて構成されているため、腐食性ガスが影響してこない位置に設置することで電装モジュール６２内の部品の腐食を防止することができる。さらに、電装モジュール６２のケーシング６３内部は、電空変換器６６からケーシング６３内に供給される圧縮空気が排出口７３から常に排出させることにより電装モジュール６２が腐食性ガスの影響を受ける位置に設置されたとしても、透過した腐食性ガスは空気の流れに乗って排出されることになり、ケーシング６３内に溜まりにくくなり、電装モジュール６２の各部品の腐食を防止することができる。
【００６１】
次に、本発明の第一の実施形態である流体制御装置を半導体製造装置内に設置する手順について説明する。
【００６２】
まずバルブモジュール１を半導体製造装置内の管路の所定位置に配置し、流体流入口３、流体流出口６を管路の配管と接続させ、バルブモジュール１を半導体製造装置内に固定する。そして電装モジュール６２を半導体製造装置内の管路から離れた所定の位置に設置する。次にケーブル７０、７１の一方のコネクタをバルブモジュール１のコネクタボックス５６内に入れてコネクタ５９、６０接続し、ケーブル７０、７１のもう一方のコネクタを電装モジュール６２のコネクタ６７、６８に接続する。続いてチューブ７２の一方をバルブモジュール１のエアコネクタ６１に差し込んで接続し、チューブ７２のもう一方を電装モジュール６２のエアコネクタ６９に差し込んで接続する。以上の手順により、半導体製造装置内への設置が非常に容易に行なうことができ、配線とエア配管の接続もコネクタを接続するのみとなり容易にかつ短時間で行なうことができる。また本発明の構成であれば、流体制御装置の一部が破損した場合でも交換作業が容易である。さらに、複数の流体制御装置を設置する場合、コントロールボックス内に各電装モジュールをまとめて設置することにより、本発明の流体制御装置の一括管理も可能となる。
【００６３】
以下、図３、図４に基づいて本発明の第二の実施形態である流体制御装置について説明する。
【００６４】
７４はバルブモジュール７５のケーシング７６内に設置された流量計センサ部である。流量計センサ部７４は、入口流路７７と、入口流路７７内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体７８と、出口流路７９とを備える直線流路８０を有し、直線流路８０の渦発生体７８の下流側の側壁に、超音波振動子８１、８２が流路軸線方向に直交する位置に互いに対向して配置されている。超音波振動子８１、８２はフッ素樹脂で覆われており、該振動子８１、８２から伸びた配線は、コネクタボックス８３内のコネクタ８４、８５に繋がっている。第一の実施形態と同様に、コネクタボックス８３は、自身の吸気孔からの圧縮された不活性ガスや空気が供給され、排気孔から排気されるように形成されている。流量計センサ部７４の超音波振動子８１、８２以外はＰＴＦＥ製である。
【００６５】
８６は電装モジュール８８のケーシング８９内に配置された流量計アンプ部である。流量計アンプ部８６は、カルマン渦の発生周期（周波数）から流路を流れる流体の流速を求め、流体の流量を演算する演算部が設けられている。演算部は、送信側の超音波振動子８１に一定周期の超音波振動を出力する発信回路と、受信側の超音波振動子８２からの超音波振動を受信する受信回路と、各超音波振動の位相を比較する比較回路と、比較回路から出力されたカルマン渦検出信号を積算して流量を演算する演算回路とを有する。また、ケーシング８９には、流量計アンプ部８６から伸びた配線に繋がったコネクタ９０、９１が、接続部分がケーシング８９の外表面から突出するように固着されている。
【００６６】
バルブモジュール７５と電装モジュール８８は、ケーブル９２、９３のコネクタを各モジュール７５、８８の各々のコネクタ８４、８５、９０、９１にそれぞれ脱着可能に接続させることで、２つに分かれて構成される。第二の実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
次に、本発明の第二の実施形態である流体制御装置の作動について説明する。
【００６８】
バルブモジュール７５に流入した流体は、まず流量計センサ部７４に流入する。流量計センサ部７４に流入した流体は、直線流路８０で流量が計測される。直線流路８０内を流れる流体に対して超音波振動子８１から超音波振動子８２に向かって超音波振動を伝搬させる。渦発生体７８の下流に発生するカルマン渦は、流体の流速に比例した周期で発生し、渦巻き方向が異なるカルマン渦が交互に発生するため、超音波振動はカルマン渦の渦巻き方向によってカルマン渦を通過する際に進行方向に加速、または減速される。そのため、超音波振動子８２で受信される超音波振動は、カルマン渦によって周波数（周期）が変動する。超音波振動子８１、８２で送受信された超音波振動は、電気信号に変換され、流量計アンプ部８６の演算部へ出力される。流量計アンプ部８６の演算部では、送信側の超音波振動子８１から出力された超音波振動と受信側の超音波振動子８２から出力された超音波振動との位相差から得られたカルマン渦の周波数に基づいて直線流路８０を流れる流体の流量が演算される。流量計アンプ部８６で演算された流量は電気信号に変換されて制御部８７に出力される。第二の実施形態の他の部分の作動は、第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６９】
また、第二の実施形態に使用した流体が腐食性流体の場合のバルブモジュール内に腐食性ガスが透過した時の作用と、第二の実施形態の流体制御装置を半導体製造装置内に設置する手順については、第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。この流量計センサ部７４および流量計アンプ部８６からなる超音波式渦流量計は、流量が大きいほどカルマン渦は発生するため大流量でも正確に流量を計測でき、大流量の流体制御に優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す流体制御装置の縦断面図である。
【図２】図1の圧力制御弁の要部拡大図である。
【図３】本発明の第二の実施形態を示す流体制御装置の縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】従来の純水流量の制御装置を示す概念構成図である。
【図６】従来の流体制御モジュールを示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    バルブモジュール
２    ケーシング
３    流体流入口
４    流量計センサ部
５    圧力制御弁
６    流体流出口
７    入口流路
８    第一立上り流路
９    直線流路
１０    第二立上り流路
１１    出口流路
１２    超音波振動子
１３    超音波振動子
１４    本体
１５    ボンネット
１６    バネ受け
１７    ピストン
１８    バネ
１９    第一弁機構体
２０    第二弁機構体
２１    ベースプレート
３０    給気孔
３１    排出孔
５６    コネクタボックス
５７    吸気孔
５８    排気孔
５９    コネクタ
６０    コネクタ
６１    エアコネクタ
６２    電装モジュール
６３    ケーシング
６４    流量計アンプ部
６５    制御部
６６    電空変換器
６７    コネクタ
６８    コネクタ
６９    エアコネクタ
７０    ケーブル
７１    ケーブル
７２    チューブ
７３    排出口
７４    流量計センサ部
７５    バルブモジュール
７６    ケーシング
７７    入口流路
７８    渦発生体
７９    出口流路
８０    直線流路
８１    超音波振動子
８２    超音波振動子
８３    コネクタボックス
８４    コネクタ
８５    コネクタ
８６    流量計アンプ部
８７    制御部
８８    電装モジュール
８９    ケーシング
９０    コネクタ
９１    コネクタ
９２    ケーブル
９３    ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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