(57)【要約】【課題】  装置全体を小型化して、特に占有面積を大幅に削減することが可能な質量流量制御装置を提供する。【解決手段】  質量流量を制御する質量流量制御装置において、上下方向に延びて内部が中空になされたケーシング本体４２と、流体出口に２次側空間を介して連通された弁口に着座可能になされた弁体を有する流量制御弁１０と、弁体を押圧するためのアクチュエータ機構２６と、アクチュエータ機構と並列に上下方向に配列されたバイパス流路１２と、入口ヘッダ空間と流体入口とを連通する流体導入路７４と、入口ヘッダ空間と出口ヘッダ空間との間に連通されると共に、アクチュエータ機構に沿って上方へ向かって延びた後に下方向へ屈曲されるようにして設けられたセンサ管１４と、出口ヘッダ空間と流量制御弁の１次側空間とを連通する連通路４８と、検出された質量流量が外部より入力される設定流量に一致するようにアクチュエータ機構を駆動するためにアクチュエータ機構の上方に設けられた制御回路部１６と、を備える。【選択図】  図１
2006018599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の質量流量を検出して該検出した流量が外部より入力された設定流量に一致するように質量流量を制御する質量流量制御装置において、
上下方向に延びて内部が中空になされると共に、底部に流体入口と流体出口とが設けられたケーシング本体と、
前記ケーシング本体内の底部に設けられると共に、前記流体出口に２次側空間を介して連通された弁口に着座可能になされた弁体を有する流量制御弁と、
前記弁体を押圧するために上下方向に沿って設けられるアクチュエータ機構と、
前記アクチュエータ機構と並列に上下方向に配列されると共に、上部の入口側に入口ヘッダ空間が形成され、下部の出口側に出口ヘッダ空間が形成されたバイパス流路と、
前記入口ヘッダ空間と前記流体入口とを連通する流体導入路と、
前記入口ヘッダ空間と前記出口ヘッダ空間との間に連通されると共に、前記アクチュエータ機構に沿って上方へ向かって延びた後に下方向へ屈曲されるようにして設けられたセンサ管と、
前記出口ヘッダ空間と前記流量制御弁の１次側空間とを連通する連通路と、
前記センサ管を介して検出された質量流量が外部より入力される設定流量に一致するように前記アクチュエータ機構を駆動するために前記アクチュエータ機構の上方に設けられた制御回路部と、
を備えたことを特徴とする質量流量制御装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ機構は、積層圧電素子と、前記弁体の上面に接する押圧部材と、前記積層圧電素子と前記押圧部材とを連結する連結部材とにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の質量流量制御装置。
【請求項３】
前記バイパス流路は、前記連結部材と前記積層圧電素子の周囲を囲むようにしてリング状に配列されていることを特徴とする請求項１または２記載の質量流量制御装置。
【請求項４】
前記バイパス流路は、前記連結部材の周囲を囲むようにしてリング状に配列されていることを特徴とする請求項１または２記載の質量流量制御装置。
【請求項５】
前記連通路は、前記弁体に形成された貫通孔であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の質量流量制御装置。
【請求項６】
前記連通路は、前記ケーシング本体の底部の内周面に沿って形成されたリング状の流路であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の質量流量制御装置。
【請求項７】
前記弁体は、弾性的に屈曲可能になされたダイヤフラムよりなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の質量流量制御装置。
【請求項８】
流体の質量流量を検出して該検出した流量が外部より入力された設定流量に一致するように質量流量を制御する質量流量制御装置において、
上下方向に延びて内部が中空になされると共に、底部に流体入口と流体出口とが設けられたケーシング本体と、
前記ケーシング本体内に上下方向に沿って配列されると共に、下部の入口側に前記流体入口に連通される入口ヘッダ空間が形成され、上部の出口側に出口ヘッダ空間が形成されたバイパス流路と、
前記バイパス流路の上方に設けられると共に、前記出口ヘッダ空間に１次側空間を介して連通される弁口に着座可能になされた弁体を有する流量制御弁と、
前記弁体を押圧するために上下方向に沿って設けられるアクチュエータ機構と、
前記入口ヘッダ空間と前記出口ヘッダ空間との間に連通されると共に、前記アクチュエータ機構に沿って上方へ向かって延びた後に下方向へ屈曲されるようにして設けられたセンサ管と、
前記流量制御弁の２次側空間と前記流体出口とを連通する流体排出路と、
前記センサ管を介して検出された質量流量が外部より入力される設定流量に一致するように前記アクチュエータ機構を駆動するために前記アクチュエータ機構の上方に設けられた制御回路部と、
を備えたことを特徴とする質量流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス等の比較的小流量の流体の質量流量を制御する質量流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路等の半導体製品等を製造するためには、半導体ウエハ等に対して例えばＣＶＤ成膜やエッチング操作等が種々の半導体製造装置において繰り返し行われるが、この場合に微量の処理ガスの供給量を精度良く制御する必要から例えばマスフローコントローラのような質量流量制御装置が用いられている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等）。
この種の質量流量制御装置は、弁体として屈曲可能になされたダイヤフラム等を有する流量制御弁と、流れるガス等の質量流量を検出するために一定の比率で流量が分岐されるようになされたセンサ管とパイパス流路とを有する質量流量検出部とを備えている。そして、上記センサ管には、ブリッジ回路を形成する４つの抵抗線の内の直列接続された２つの抵抗線が流体の流れ方向に沿って順次巻き付けられており、流体が流れることによって上流側から下流側へ運ばれる熱量を、上記ブリッジ回路を平衡させるための電圧変化として把え、これにより流れる流体の質量流量を検出するようになっている。そして、この検出された質量流量の値が、外部より入力される設定流量と一致するように、コンピュータ等よりなる制御回路部が上記流量制御弁の弁開度を制御することになる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８４１２７号公報
【特許文献２】特開平２−１３８５８２号公報
【特許文献３】米国特許第６５４３４６６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体製造技術等の分野においては、ウエハ基板のサイズが益々大口径化しているのに対して、クリーンルームの単位床面積は非常に高価であることから、成膜装置やスパッタ装置等の半導体製造装置に関して益々その小型化が求められている。このような状況下において、半導体製造装置を構成する各部材の更なる小型化も要請されており、半導体製造装置に多用されている質量流量制御装置もその例外ではない。
しかしながら、前述した各特許文献１〜３に開示されている各質量流量制御装置は、上記したような小型化の設計思想では作製されてはいないことから、装置全体が比較的大きく、特に、占有面積（フットスペース）がかなり大きくなってしまっている、という問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、装置全体を小型化して、特に占有面積を大幅に削減することが可能な質量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】
【０００５】
請求項１に係る発明は、流体の質量流量を検出して該検出した流量が外部より入力された設定流量に一致するように質量流量を制御する質量流量制御装置において、上下方向に延びて内部が中空になされると共に、底部に流体入口と流体出口とが設けられたケーシング本体と、前記ケーシング本体内の底部に設けられると共に、前記流体出口に２次側空間を介して連通された弁口に着座可能になされた弁体を有する流量制御弁と、前記弁体を押圧するために上下方向に沿って設けられるアクチュエータ機構と、前記アクチュエータ機構と並列に上下方向に配列されると共に、上部の入口側に入口ヘッダ空間が形成され、下部の出口側に出口ヘッダ空間が形成されたバイパス流路と、前記入口ヘッダ空間と前記流体入口とを連通する流体導入路と、前記入口ヘッダ空間と前記出口ヘッダ空間との間に連通されると共に、前記アクチュエータ機構に沿って上方へ向かって延びた後に下方向へ屈曲されるようにして設けられたセンサ管と、前記出口ヘッダ空間と前記流量制御弁の１次側空間とを連通する連通路と、前記センサ管を介して検出された質量流量が外部より入力される設定流量に一致するように前記アクチュエータ機構を駆動するために前記アクチュエータ機構の上方に設けられた制御回路部と、を備えたことを特徴とする質量流量制御装置である。
【０００６】
このように、比較的大きな占有スペースをとることになるパイパス流路をアクチュエータ機構の長さ方向と同じ上下方向に沿って設置し、且つセンサ管もアクチュエータ機構の長さ方向に沿って屈曲させて配置するようにしたので、装置全体を小型化して、特に占有面積を大幅に削減することができる。
【０００７】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記アクチュエータ機構は、積層圧電素子と、前記弁体の上面に接する押圧部材と、前記積層圧電素子と前記押圧部材とを連結する連結部材とにより構成されている。
また例えば請求項３に規定するように、前記パイパス流路は、前記連結部材と前記積層圧電素子の周囲を囲むようにしてリング状に配列されている。
また例えば請求項４に規定するように、前記パイパス流路は、前記連結部材の周囲を囲むようにしてリング状に配列されている。
【０００８】
また例えば請求項５に規定するように、前記連通路は、前記弁体に形成された貫通孔である。
また例えば請求項６に規定するように、前記連通路は、前記ケーシング本体の底部の内周面に沿って形成されたリング状の流路である。
また例えば請求項７に規定するように、前記弁体は、弾性的に屈曲可能になされたダイヤフラムよりなる。
【０００９】
請求項８に係る発明は、流体の質量流量を検出して該検出した流量が外部より入力された設定流量に一致するように質量流量を制御する質量流量制御装置において、上下方向に延びて内部が中空になされると共に、底部に流体入口と流体出口とが設けられたケーシング本体と、前記ケーシング本体内に上下方向に沿って配列されると共に、下部の入口側に前記流体入口に連通される入口ヘッダ空間が形成され、上部の出口側に出口ヘッダ空間が形成されたパイパス流路と、前記パイパス流路の上方に設けられると共に、前記出口ヘッダ空間に１次側空間を介して連通される弁口に着座可能になされた弁体を有する流量制御弁と、前記弁体を押圧するために上下方向に沿って設けられるアクチュエータ機構と、前記入口ヘッダ空間と前記出口ヘッダ空間との間に連通されると共に、前記アクチュエータ機構に沿って上方へ向かって延びた後に下方向へ屈曲されるようにして設けられたセンサ管と、前記流量制御弁の２次側空間と前記流体出口とを連通する流体排出路と、前記センサ管を介して検出された質量流量が外部より入力される設定流量に一致するように前記アクチュエータ機構を駆動するために前記アクチュエータ機構の上方に設けられた制御回路部と、を備えたことを特徴とする質量流量制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の質量流量制御装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
比較的大きな占有スペースをとることになるパイパス流路をアクチュエータ機構の長さ方向と同じ上下方向に沿って設置し、且つセンサ管もアクチュエータ機構の長さ方向に沿って屈曲させて配置するようにしたので、装置全体を小型化して、特に占有面積を大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る質量流量制御装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
まず、本発明の第１実施例について説明する。
図１は本発明の質量流量制御装置の第１実施例を示す断面構成図、図２は弁体であるダイヤフラムを示す平面図、図３は図１中のＡ−Ａ線矢視断面図、図４は一般的な質量流量制御装置の原理を説明するための原理説明図、図５はセンサ部の原理を説明するための原理説明図である。
【００１２】
まず、本発明装置を説明するに先立って、図４及び図５を参照して一般的な質量流量制御装置の原理について説明する。
図示するように、この質量流量制御装置２は、液体や気体等の流体を流す流体通路、例えばガス管４の途中に介設されて、この質量流量を制御するようになっている。尚、このガス管４の一端に接続される半導体製造装置内は例えば真空引きされている。この質量流量制御装置２は、例えばステンレススチール等により成形された流路６を有しており、この流路６の最上流が流体入口６Ａとなり、最下流が流体出口６Ｂとなっている。そして、この流路６の両端が上記ガス管４に接続される。この質量流量制御装置２は流路６の前段側に位置するセンサ部８と後段側に位置する流量制御弁１０とを有している。
【００１３】
まず、上記センサ部８は、上記流路６のガス流体の流れ方向の上流側に設けられて複数のバイパス管を束ねてなるパイパス流路１２を有している。上記パイパス流路１２の両端側には、これを迂回するようにセンサ管１４が接続されており、これにパイパス流路１２と比較して小量のガス流体を一定の比率で流し得るようになっている。すなわち、このセンサ管１４には全ガス流量に対して一定の比率の一部のガスを常に流すようになっている。このセンサ管１４には直列に接続された制御用の一対の抵抗線Ｒ１、Ｒ４が巻回されており、この抵抗線Ｒ１、Ｒ４は制御回路部１６のセンサ回路１８に接続され、このセンサ回路１８により質量流量値を示す流量信号Ｓ１を出力するようになっている。
【００１４】
この流量信号Ｓ１は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御部２０へ導入されて、上記流量信号Ｓ１に基づいて現在流れているガスの質量流量が求められると共に、その質量流量が外部より入力される流量設定信号Ｓ０で表される設定流量に一致するように、上記流量制御弁１０を制御することになる。この流量制御弁１０はガス流体の質量流量を直接的に制御するための弁体として例えば金属板製の弾性的に屈曲可能になされたダイヤフラム２２を有している。
【００１５】
そして、このダイヤフラム２２を弁口２４に向けて適宜屈曲変形させて移動させることによって、上記弁口２４の弁開度を任意に制御し得るようになっている。そして、このダイヤフラム２２の上面は、例えば積層圧電素子（ピエゾ素子）を含むアクチュエータ機構２６の下端部に接続されており、これにより、その弁開度が上記したように調整できるようになっている。このアクチュエータ機構２６は、上記制御部２０からの駆動信号を受けてバルブ駆動回路２８が出力するバルブ駆動電圧Ｓ２により動作する。尚、上記アクチュエータ機構２６として積層圧電素子に替えて電磁式のアクチュエータを用いる場合もある。
【００１６】
上記抵抗線Ｒ１、Ｒ４とセンサ回路１６との関係は、図５に示されている。すなわち、上記抵抗線Ｒ１、Ｒ４の直列接続に対して、２つの基準抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列接続回路が並列に接続されて、いわゆるブリッジ回路を形成している。そして、このブリッジ回路に、一定の電流を流すための定電流源３０が接続されている。また、上記抵抗線Ｒ１、Ｒ４同士の接続点と上記基準抵抗Ｒ２、Ｒ３同士の接続点とを入力側に接続して差動回路３２が設けられており、上記両接続点の電位差を求めて、この電位差を流量信号Ｓ１として出力するようになっている。
ここで、上記抵抗線Ｒ１、Ｒ４は、温度に応じてその抵抗値が変化する素材よりなっており、ガスの流れ方向の上流側に抵抗線Ｒ１が巻回され、下流側に抵抗線Ｒ４が巻回されている。また、基準抵抗Ｒ２、Ｒ３は略一定の温度に維持されているものとする。
【００１７】
このように構成された質量流量制御装置２において、センサ管１４にガス流体が流れていない場合には、両抵抗線Ｒ１、Ｒ４の温度は同じになっていることから、ブリッジ回路は平衡して差動回路３２の検出値である電位差は、例えばゼロである。
ここで、センサ管１４にガス流体が質量流量Ｑで流れると仮定すると、このガス流体は上流側に位置する抵抗線Ｒ１の発熱によって温められてその状態で下流側の抵抗線Ｒ４が巻回されている位置まで流れることになり、この結果、熱の移動が生じて抵抗線Ｒ１、Ｒ４間に温度差、すなわち両抵抗線Ｒ１、Ｒ４間の抵抗値に差が生じて、この時発生する電位差はガスの質量流量に略比例することになる。従って、この流量信号Ｓ１に所定のゲインをかけることによってその時に流れているガスの質量流量を求めることができる。また、この検出されたガスの質量流量が、流量設定信号Ｓ０（実際は電圧値）で表される質量流量と一致するように、上記流量制御弁１０の弁開度が制御されることになる。ここで上記制御回路部１６には、電気系の回路、すなわちセンサ回路１８、制御部２０及びバルブ駆動回路２８が含まれている。
【００１８】
さて、次に上記したような原理図を参照しつつ本発明装置の第１実施例について説明する。尚、図４及び図５に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
本発明の特徴は、パイパス流路をアクチュエータ機構の長さ方向（上下方向）に沿って設け、且つセンサ管もアクチュエータ機構の長さ方向へ屈曲させて設けることにより、占有面積を大幅に削除するようにした点である。図１に示すように、この第１実施例の質量流量制御装置４０は、上下方向に延びて内部が中空になされたケーシング本体４２を有している。このケーシング本体４２は、上方が開放されて、底部に先に説明した流体入口６Ａと流体出口６Ｂとが設けられている。またこのケーシング本体４２は例えばステンレススチール等により成形されており、断面が略正方形状になされている。
【００１９】
そして上記流体入口６Ａに、ガス管４（図４参照）の上流側が接続され、上記流体出口６Ｂにガス管４の下流側が接続されることになる。このケーシング本体４２内の底部には、ガス（流体）の流量を制御するための流量制御弁１０が設けられている。具体的には、この流量制御弁１０は、円形リング状の弁口２４と、これに着座可能になされた弁体としてのダイヤフラム２２とを有している。この弁口２４は、流体の出口側である２次側空間４４を介して上記流体出口６Ｂに連通されている。上記ダイヤフラム２２は、薄い金属板よりなり、その周縁部が上記ケーシング本体４２の内周面側に固定されると共に、図２にも示すようにリング状にコルゲ−ション４５が形成されており、上記弁口２４の方向に屈曲可能になされて弁口２４に着座するようになっている。
【００２０】
このダイヤフラム２２の周辺部下方の空間が、上記弁口２４の入口側である１次側空間４６として形成される。そして、上記ダイヤフラム２２には、上記１次側空間４６と、この上方の空間である後述する出口ヘッダ空間とを連通する連通路として複数の貫通孔４８（図２参照）が形成されており、ガスが流れるようになっている。
そして、このダイヤフラム２２の上方に、上下方向に沿って起立させて、上記ダイヤフラム２２を押圧するためのアクチュエータ機構２６が設けられている。具体的には、このアクチュエータ機構２６は、ピエゾ素子のような積層圧電素子５０を有しており、この下方に連結部材５２を介して上記ダイヤフラム２２の上面と接する押圧部材５４に連結されている。
【００２１】
上記積層圧電素子５０は、上記ケーシング本体４２内に配置された円筒体状の素子収容ケース５６に収容されており、この素子収容ケース５６の底部の中央が開口されている。この素子収容ケース５６の中央部外周にはリング状の支持フランジ５８が形成されており、この支持フランジ５８を、上記ケーシング本体４２の上部の内側段部に支持させることにより、アクチュエータ機構２６の全体を支持している。そして、このケーシング本体４２の上端部には、円形リング状の固定ネジ６０が螺合されて締め付けられており、上記支持フランジ５８をその上方より固定している。また上記円筒体状の素子収容ケース５６は、中央部のネジ結合６２によって上部ケース５６Ａと下部ケース５６Ｂとに上下に２分割可能になされており、これらを分離することにより積層圧電素子５０を出し入れできるようになっている。
【００２２】
そして、積層圧電素子５０の下端には、下方への押圧力を均一分布させるための例えば半球状の剛球６４と、これを受ける受け部材６６とが設けられている。更に、この受け部材６６の下面には、周縁部を素子収容ケース５６の底部の周辺部に支持させた皿バネ６８を設けるようにしている。この皿バネ６８は、断面逆八の字状に設けられており、この皿バネ６８の中央部の下面に前記連結部材５２が連結されている。従って、上記積層圧電素子５０に駆動信号を全く流さない時には、上記皿バネ６８がダイヤフラム２２を下方向へ押圧しているので弁口２４が閉じられ、駆動信号を流すと積層圧電素子５０が下方に延びて皿バネ６８の周縁部を下方向へ押す結果、皿バネ６８の中央部が上方に移動してこれに連れてダイヤフラム２２も上方に上がって弁口２４が開くように動作する。これにより、いわゆるノーマリークローズの動作を実現できるようになっている。
【００２３】
また上記素子収容ケース５６の下面と上記押圧部材５４との間には、円筒状の伸縮可能になされたベローズ７０が介設されており、その内側と外側の空間を気密にシールするようになっている。そして、上記素子収容ケース５６の下面の外周面と、上記ケーシング本体４２の内周面との間の空間に、アクチュエータ機構２６と並列となるように、且つその外周部に長さ方向である上下方向に沿ってバイパス流路１２が配列させて設けられている。このパイパス流路１２はアクチュエータ機構２６の外周を囲むようにして、上下方向に沿ってリング状に配列させて設けられていることが望ましい。尚、このバイパス流路１２は上記のようにリング状に形成するのではなく、単にアクチュエータ機構２６と並列となるようにその外周に上下方向に沿って配列させて設けるようにしてもよい。このパイパス流路１２の上部の入口側がガスが流入してくる入口ヘッダ空間７２Ａとして形成され、下部の出口側がガスが流出する出口ヘッダ空間７２Ｂとして形成される。そして、上記入口ヘッダ空間７２Ａと上記ケーシング本体４２の底部に設けた流体入口６Ａとの間を連通するようにして流体導入路７４が形成されている。
【００２４】
そして、上記入口ヘッダ空間７２Ａと上記出口ヘッダ空間７２Ｂとの間を連通するようにしてセンサ管１４が設けられている。具体的には、このセンサ管１４は、上記入口ヘッダ空間７２Ａからアクチュエータ機構２６に沿って上方へ向かって延びた後にＵ字状に下方向へ屈曲し（図３も参照）、更に下方に延びて上記支持フランジ５８を貫通して、その先端が上記出口ヘッダ空間７２Ｂに位置されている。そして、このセンサ管１４の途中に抵抗線Ｒ１、Ｒ４が巻回されている。また、この装置全体の制御等を行う制御回路部１６は、このアクチュエータ機構２６の上方に設置されており、この装置の上方全体は、外側ケーシング７６により覆われることになる。
【００２５】
次に上記第１実施例の動作について説明する。
まず、流体としてのガスは流体入口６Ａから入った後に流体導入路７４を上昇してリング状の入口ヘッダ空間７２Ａに至り、ここで一部のガスはセンサ管１４を通ってリング状の出口ヘッダ空間７２Ｂに至る。また入口ヘッダ空間７２Ａ内の大部分のガスはパイパス流路１２を通って出口ヘッダ空間７２Ｂに至る。この出口ヘッダ空間７２Ｂ内のガスは、図２に示したようにダイヤフラム２２に形成した連通孔４８を通って、このダイヤフラム２２の下方の１次側空間４６に流れ込み、このガスは更に、上記ダイヤフラム２２の上下移動によってその弁開度が制御されている弁口２４を通って流量制御されつつ２次側空間に流れ込み、最終的に流体出口６Ｂより流出して行くことになる。
【００２６】
当然のこととして、上記センサ管１４内にガスが流れることによってその質量流量が検出され、制御回路部１６はこの検出された質量流量が、外部より入力される設定流量（流量設定信号Ｓ０）に一致するように、上記アクチュエータ機構２６を駆動し、流量制御弁１０の弁開度を制御することになる。
このように、比較的大きな占有スペースをとることになるパイパス流路をアクチュエータ機構の長さ方向と同じ上下方向に沿って設置し、且つセンサ管もアクチュエータ機構の長さ方向に沿って屈曲させて配置するようにしたので、装置全体を小型化して、特に占有面積を大幅に削減することができる。実際、従来の質量流量制御装置では、占有面積が１０５ｍｍ×２８．６ｍｍの大きさであったが、同じ性能の本発明の第１実施例の場合には、２８．６ｍｍ×２８．６ｍｍの大きさであり、占有面積を大幅に削除できることが確認できた。
【００２７】
＜第２実施例＞
次に本発明の第２実施例について説明する。
図６は本発明の質量流量制御装置の第２実施例を示す断面図、図７は図６中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。尚、図１及び図２に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
この第２実施例では、第１実施例の場合よりも大流量の流体の制御を行うために、積層圧電素子５０側と、弁体であるダイヤフラム２２の上面の押圧部材５４とを連結する連結部材５２を半径の小さなロッド状にして長く成形し、これによりパイパス流路１２の収容断面積を大きく設定して、パイパス流路１２の断面積が大きくなるように設定している。また図７に示すように、センサ管１４は積層圧電素子５０の長さ方向の途中でその周方向に沿って半円状に屈曲させている。またここでは、第１実施例における固定ネジ６０と上部ケース５６Ａとを一体化し、上部ケース５６Ａの上部に蓋ケース５６Ｃを螺合させている。この場合にも、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００２８】
＜第３実施例＞
次に本発明の第３実施例について説明する。
図８は本発明の質量流量制御装置の第３実施例を示す断面構成図、図９はダイヤフラムを示す平面図である。尚、図１及び図２に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
前記第１実施例では、ダイヤフラム２２をケーシング本体４２側に固定し、このダイヤフラム２２に連通路として貫通孔４８（図２参照）を形成していたが、この第３実施例ではダイヤフラム２２を素子収容ケース５６の下部ケース５６Ｂ側に固定している。
【００３０】
すなわち、図８に示すように、この第３実施例では素子収容ケース５６の下部ケース５６Ｂを下方まで長く延ばし、この下部ケース５６Ｂの下端部に、円形リング状の取り付け金具８０を螺合させてダイヤフラム２２を締め付け固定するようにしている。そして、パイパス流路１２の出口側の出口ヘッダ空間７２Ｂと、上記ダイヤフラム２２の下面の１次側空間４６とを連通する連通路８２は、ケーシング本体４２の底部の内周面に沿って、この内周面と上記取り付け金具８０の外周面との間に形成されるリング状の空間により構成されることになる。従って、図９に示すようにダイヤフラム２２には、図２において設けた連通孔４８は設けられていない。この場合にも、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００３１】
＜第４実施例＞
次に本発明の第４実施例について説明する。
図１０は本発明の質量流量制御装置の第４実施例を示す正面断面構成図であり、図１１は側面断面構成図である。尚、図１及び図２に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
この第４実施例では、第１実施例における流量制御弁１０とパイパス流路１２の配列位置を上下逆に設けている。すなわち、図１０及び図１１に示すように、パイパス流路１２は、中心に１つに束ねられており、この下部の入口側の入口ヘッダ空間７２Ａは、直下の流体入口６Ａに連通されている。
【００３２】
またパイパス流路１２の上方には、貫通孔の設けられていないダイヤフラム２２（図９参照）を有する流量制御弁１０が設けられており、このダイヤフラム２２の中央部の下方である流体の入口側には１次側空間４６が形成されて、この１次側空間４６は上記パイパス流路１２の上部の出口側の出口ヘッダ空間７２Ｂに連通されている。そして、この出口ヘッダ空間７２Ｂと上記ケーシング本体４２の下部に設けた流体出口６Ｂとが流体排出路８６により連通されている。そして、上記流量制御弁１０の上方には、積層圧電素子５０を有するアクチュエータ機構２６が上方へ起立させて設けられており、上記ダイヤフラム２２の弁開度を制御できるようになっている。
【００３３】
そして、上記パイパス流路１２の上記入口ヘッダ空間７２Ａと上記出口ヘッダ空間７２Ｂとを連通するようにしてセンサ管１４が設けられている。このセンサ管１４は、先の第２実施例と同様にアクチュエータ機構２６に沿って上方へ向かって延びた後に、アクチュエータ機構２６の途中でその周方向に沿って半円状に曲げられ、そして、下方向へ屈曲されるようにして設けられている。この場合にも、第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の質量流量制御装置の第１実施例を示す断面構成図である。
【図２】弁体であるダイヤフラムを示す平面図である。
【図３】図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】一般的な質量流量制御装置の原理を説明するための原理説明図である。
【図５】センサ部の原理を説明するための原理説明図である。
【図６】本発明の質量流量制御装置の第２実施例を示す断面図である。
【図７】図６中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図８】本発明の質量流量制御装置の第３実施例を示す断面構成図である。
【図９】ダイヤフラムを示す平面図である。
【図１０】本発明の質量流量制御装置の第４実施例を示す正面断面構成図である。
【図１１】本発明の質量流量制御装置の第４実施例を示す側面断面構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
６Ａ  流体入口
６Ｂ  流体出口
８  センサ部
１０  流量制御弁
１２  パイパス流路
１４  センサ管
１６  制御回路部
２２  弁体（ダイヤフラム）
２４  弁口
２６  アクチュエータ機構
４０  質量流量制御装置
４２  ケーシング本体
４４  ２次側空間
４６  １次側空間
４８  連通孔（連通路）
５０  積層圧電素子
５２  連結部材
５４  押圧部材
５６  素子収容ケース
７２Ａ  入口ヘッダ空間
７２Ｂ  出口ヘッダ空間
７４  流体導入路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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