(57)【要約】【課題】流体制御機器において、流体の漏出が僅かな場合でも漏出を検知可能とする。また、流体の漏出異常を流体制御機器の動作に伴う変化と識別して、高い精度で流体の漏出を検知する【解決手段】流路と、ダイヤフラム２２により流路と隔離された閉空間Ｓ２とが設けられ、異常を検知可能な流体制御機器Ｖ１であって、閉空間Ｓ１内の圧力を検出する圧力センサＰと、所定の情報処理を実行する処理モジュールと、流体制御機器Ｖ１の動作を検知する動作検知機構とを有し、処理モジュールは、圧力センサＰにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、流体制御機器Ｖ１の異常を判別する判別処理と、流体制御機器Ｖ１の動作に応じて、所定の閾値を補正する補正処理とを実行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられ、異常を検知可能な流体制御機器であって、
前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、
所定の情報処理を実行する処理モジュールと、
前記流体制御機器の動作を検知する動作検知機構と、を有し、
前記処理モジュールは、
前記圧力センサにより検出された検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する判別処理と、
前記動作検知機構により検知された動作に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理と、を実行する、
流体制御機器。
【請求項２】
前記動作検知機構は、前記流体制御機器の駆動圧を検出する駆動圧センサ、であり、
前記補正処理は、検出された前記流体制御機器の駆動圧に応じて、前記所定の閾値を補正する、
請求項１に記載の流体制御機器。
【請求項３】
前記動作検知機構は、前記流体制御機器の開閉動作を検知する開閉検知機構、であり、
前記補正処理は、検知された前記流体制御機器の開閉動作に応じて、前記所定の閾値を補正する、
請求項１に記載の流体制御機器。
【請求項４】
前記動作検知機構は、前記検出値の変動パターンと開閉動作との相関関係に基づくパターン分析により、開閉動作を識別する自動学習手段、を有する、
請求項１に記載の流体制御機器。
【請求項５】
外部温度を測定する温度センサ、をさらに有し、
前記補正処理は、前記流体制御機器の動作と前記外部温度に応じて、前記所定の閾値を補正する、
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】
前記流体制御機器は、
前記隔離部材がダイヤフラムであり、前記流路に設けられたシートに前記ダイヤフラムが当接離反することで流路を開閉する弁機構を有する、
請求項１乃至５いずれかの項に記載の流体制御機器。
【請求項７】
流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられた流体制御機器の異常を検知する方法であって、
前記閉空間内の圧力を圧力センサにより検出する工程と、
前記流体制御機器の動作を検知する工程と、
前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する工程と、
前記流体制御機器の動作に応じて、前記所定の閾値を補正する工程と、を含む、
流体制御機器の異常検知方法。
【請求項８】
流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられた流体制御機器の異常を検知する装置であって、
前記閉空間の圧力の検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する判別処理部と、
前記流体制御機器の動作に係る情報に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理部と、を有する、
流体制御機器の異常検知装置。
【請求項９】
流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられた流体制御機器の異常を検知するシステムであって、
前記流体制御機器に備えられた通信モジュールと、外部端末と、が通信可能に構成され、
前記流体制御機器は、
前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、
前記流体制御機器の動作を検知する動作検知機構と、
前記外部端末に対し、前記圧力センサにより検出した検出値と、前記動作検知機構により検知した前記流体制御機器の動作に係る情報を送信する通信モジュールと、を有し、
前記外部端末は、
前記流体制御機器から受信した前記閉空間内の圧力の検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する処理と、
前記流体制御機器から受信した前記流体制御機器の動作に係る情報に応じて、前記所定の閾値を補正する処理と、を実行する、
流体制御機器の異常検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御装置において流体の漏出を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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膜厚の細かな制御が求められ、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、そのような成膜処理は成膜装置に流体を供給する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惹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、半導体製造プロセスにおいては反応性が高く極めて毒性の高いガスが使われるため、漏出が微小なうちに、かつ遠隔的に漏出を検知できることが重要である。【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り付けられる漏れ検知部材とからなるシール部破損検知機構であって、前記孔は制御器内の空隙に連通し、前記漏れ検知部材は前記孔に取り付けられる筒状体とこの筒状体に設けられた可動部材とからなり、この可動部材は制御器内の前記空隙内に充満した漏出流体の圧力によって前記筒状体の外方へ可動とされてなるものが提案されている。
また、特許文献２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ものが提案されている。
また、特許文献３では、流体の漏れを検出する漏れ検出装置であって、センサ保持体と、漏れ検出対象部材に設けられて漏れ検出対象部材内の密封部分と外部とを連通するリークポートに対向するようにセンサ保持体に保持された超音波センサと、超音波センサのセンサ面とリークポートとの間に設けられた超音波通路と、超音波センサで得られた超音波を処理する処理回路とを備えているものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−０９３７３６号公報
【特許文献２】特開平０５−１２６６６９号公報
【特許文献３】特開２０１４−２１０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１記載のシール部破損検知機構では、制御器内の空隙の加圧は判別することができるが、負圧を判別することができず、流体の漏出が僅かである場合には、可動部材が十分に可動せず、漏出を検知できないおそれがある。
また、特許文献２記載のシール部破損検知機構付制御器では、流体の漏出が僅かである場合には、パージガスで希釈化されて漏洩検知部材が感応しないおそれがあり、また、漏洩検知部材が所定の流体に対しては感応しないおそれもある。
さらに、特許文献３記載の漏れ検出装置では、流体の漏出が僅かである場合には、超音波が微弱で漏出を検知できないおそれがある。
他の特許文献記載の技術においても同様に、流体の微小な漏出に対する検知能力に改善の余地がある。また、流体の漏出異常を流体制御機器の動作に伴う変化と識別できなければ、高い精度で流体の漏出を検知することは難しい。【０００６】
そこで本発明は、流体制御機器において、流体の漏出が僅かな場合でも漏出を検知可能なものを提供することを目的の一つとする。また、流体の漏出異常を流体制御機器の動作に伴う変化と識別して、高い精度で流体の漏出を検知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、本発明の一の観点に係る流体制御機器は、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられ、異常を検知可能な流体制御機器であって、前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、所定の情報処理を実行する処理モジュールと、前記流体制御機器の動作を検知する動作検知機構と、を有し、前記処理モジュールは、前記圧力センサにより検出された検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する判別処理と、前記動作検知機構により検知された動作に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理と、を実行する。【０００８】
また、前記動作検知機構は、前記流体制御機器の駆動圧を検出する駆動圧センサ、であり、前記補正処理は、検出された前記流体制御機器の駆動圧に応じて、前記所定の閾値を補正するものとしてもよい。【０００９】
また、前記動作検知機構は、前記流体制御機器の開閉動作を検知する開閉検知機構、であり、前記補正処理は、検知された前記流体制御機器の開閉動作に応じて、前記所定の閾値を補正するものとしてもよい。【００１０】
また、前記動作検知機構は、前記検出値の変動パターンと開閉動作との相関関係に基づくパターン分析により、開閉動作を識別する自動学習手段を有するものとしてもよい。【００１１】
また、外部温度を測定する温度センサ、をさらに有し、前記補正処理は、前記流体制御機器の動作と前記外部温度に応じて、前記所定の閾値を補正するものとしてもよい。【００１２】
また、前記流体制御機器は、前記隔離部材がダイヤフラムであり、前記流路に設けられたシートに前記ダイヤフラムが当接離反することで流路を開閉する弁機構を有するものとしてもよい。【００１３】
また、本発明の別の観点に係る流体制御機器の異常検知方法は、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられた流体制御機器の異常を検知する方法であって、前記閉空間内の圧力を圧力センサにより検出する工程と、前記流体制御機器の動作を検知する工程と、前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する工程と、前記流体制御機器の動作に応じて、前記所定の閾値を補正する工程と、を含む。【００１４】
また、本発明の別の観点に係る流体制御機器の異常検知装置は、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられた流体制御機器の異常を検知する装置であって、前記閉空間の圧力の検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する判別処理部と、前記流体制御機器の動作に係る情報に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理部と、を有する。【００１５】
また、本発明の別の観点に係る流体制御機器の異常検知システムは、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、が設けられた流体制御機器の異常を検知するシステムであって、前記流体制御機器に備えられた通信モジュールと、外部端末と、が通信可能に構成され、前記流体制御機器は、前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、前記流体制御機器の動作を検知する動作検知機構と、前記外部端末に対し、前記圧力センサにより検出した検出値と、前記動作検知機構により検知した前記流体制御機器の動作に係る情報を送信する通信モジュールと、を有し、前記外部端末は、前記流体制御機器から受信した前記閉空間内の圧力の検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する処理と、前記流体制御機器から受信した前記流体制御機器の動作に係る情報に応じて、前記所定の閾値を補正する処理と、を実行する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、流体制御機器において、流体の漏出が僅かな場合でも漏出を検知することができる。また、流体の漏出異常を流体制御機器の動作に伴う変化と識別して、高い精度で流体の漏出を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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。
【図７】本実施形態に係る流体制御機器が備える機能を示した機能ブロック図である。
【図８】本発明の第二の実施形態に係る流体制御機器が備える機能を示した機能ブロック図である。
【図９】本発明の第三の実施形態に係る流体制御機器の異常検知システムが備える機能を示した機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態に係る流体制御機器の異常検知システムが備える機能を示した機能ブロック図である。
【図１１】流体制御機器の開閉にかかる時間を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の第一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に示す本実施形態に係る流体制御機器Ｖ１は、内蔵するセンサによって内部動作を検出可能な機器であって、検出した情報に基づいて流体制御機器Ｖ１の異常、特に流体制御機器Ｖ１内における流体の漏出を検知することができる。
また、この流体制御機器Ｖ１は後述する図７に示されるように、外部端末６１に接続し、当該外部端末６１に対して流体制御機器Ｖ１の異常に関する情報やセンサによって検出した情報を提供することができる。
なお、流体制御機器Ｖ１の実際的な使用場面においては、複数の流体制御機器Ｖ１は他の流量制御機器等と共に集積して流体制御装置（ガスボックス）を構成する。【００１９】
まず、本実施形態に係る流体制御機器Ｖ１のハードウェア構成について説明する。
本実施形態に係る流体制御機器Ｖ１は、エア作動式のダイレクトダイヤフラムバルブであり、図１〜図３に示されるように、バルブボディ１、ボンネット部２、カバー部３、アクチュエータ部４を備える。【００２０】
●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Ｖ１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。【００２１】
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。【００２２】
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。【００２３】
●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。【００２４】
環状のシート２１は、弁室１１２における流入路１１１の開口周縁に設けられている。シート２１にダイヤフラム２２を当接離反させ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ことができる。【００２５】
ダイヤフラム２２は、ステンレス、Ni-Co系合金等の金属からなると共に、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、ダイヤフラム押え２３により押圧されていない状態では、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示されるように、シート２１から離反しており、流入路１１１と流出路１１３とが連通した状態となる。一方、ダイヤフラム押え２３により押圧された状態では、図２（ａ）及び図３（ａ）に示されるように、ダイヤフラム２２の中央部が変形してシート２１に当接しており、流入路１１１と流出路１１３が遮断された状態となる。【００２６】
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、ピストン４３の上下動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。【００２７】
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、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。【００２８】
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。【００２９】
ボンネット２４は、略円筒状からなり、バルブボディ１の凹部１２ａ内に収容される。
ダイヤフラム２２はボンネット２４の下端部とバルブボディ１の間に挟持されており、この部分でダイヤフラム２２とバルブボディ１との間のシールが形成される。
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。【００３０】
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、ダイヤフラム２２、及びダイヤフラム押え２３によって画定される閉空間Ｓ２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、ダイヤフラム２２、及びダイヤフラム押え２３によって画定された閉空間Ｓ２内の圧力を測定することができる。【００３１】
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。【００３２】
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。【００３３】
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。【００３４】
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。【００３５】
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。【００３６】
●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Ｖ１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。【００３７】
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。【００３８】
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。【００３９】
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。【００４０】
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。【００４１】
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Ｖ１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Ｖ１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Ｖ１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Ｖ１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Ｖ１に当たって流体制御機器Ｖ１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。【００４２】
●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。【００４３】
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５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。【００４４】
アクチュエータボディ４１のピストン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Ｓ１が形成される。【００４５】
また、アクチュエータボディ４１のピストン４３が配設される側の外周面上には、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。【００４６】
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。【００４７】
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。【００４８】
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Ｓ１が形成される。【００４９】
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Ｓ１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Ｓ１に駆動圧が供給される。【００５０】
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Ｓ１が形成されると共に、この駆動圧導入室Ｓ１の気密性が確保されている。【００５１】
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。【００５２】
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Ｓ１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Ｓ１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。【００５３】
●センサ
流体制御機器Ｖ１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おり、連通孔２４１ｄを介して、ダイヤフラム２２、ボンネット２４の仕切部２４１、及びダイヤフラム押え２３によって画定された閉空間Ｓ２に連通している。この圧力センサＰは、圧力変化を検出する感圧素子や、感圧素子によって検出された圧力の検出値を電気信号に変換する変換素子等によって構成される。これにより圧力センサＰは、ダイヤフラム２２、ボンネット２４の仕切部２４１、及びダイヤフラム押え２３によって画定された閉空間Ｓ２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。【００５４】
なお、圧力センサＰは、ゲージ圧あるいは大気圧のいずれを検出するものでもよく、それぞれの場合に応じて、判別処理部７１１（図７を参照して後述する）が参照する閾値が設定されればよい。
また、本実施形態では、閉空間Ｓ２内の圧力変化を圧力センサＰによって検出することにより、流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ１の異常を検知するが、コンデンサ型マイクロホンユニットを圧力センサＰとして用いることが可能である。即ち、コンデンサ型マイクロホンユニットは、音波を受けて振動する振動板と、振動板に対向して配置された対向電極を有し、振動板と対向電極との間の静電容量の変化を電圧の変化に変換して音声信号とすることができる。そして、このコンデンサ型マイクロホンユニットは、振動板の背面側に設けられる空気室を塞ぐことで無指向性（全指向性）となる。無指向性の場合、コンデンサ型マイクロホンユニットはあらゆる方向からの音波による音圧の変化をとらえて動作するため、圧力センサとして利用することが可能となる。【００５５】
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の上下動に応じて上下動するのに対し、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。【００５６】
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Ｖ１の外側に設けられた回路基板５２に接続している。
本例において、回路基板５２には、所定の情報処理を実行する処理モジュール７１（図７を参照して後述する）が構成されている。処理モジュール７１は、圧力センサＰや磁気センサから取得した情報に基づき、流体制御機器Ｖ１の異常を検知する処理を実行する。そして、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したり、処理モジュール７１によって実行された異常判別処理の処理結果に係るデータを抽出したりすることができる。【００５７】
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Ｖ１自体を小型化することができる。
また、処理モジュール７１は回路基板５２とは別に、流体制御機器Ｖ１内に格納されていてもよいし、圧力センサＰ又は磁気センサの一部として構成されていてもよい。
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。【００５８】
以上の構成からなる流体制御機器Ｖ１は、閉空間Ｓ２内の圧力を検出することにより、流路から閉空間Ｓ２への流体の漏出等を検知して、ダイヤフラム２２の破損等、流体制御機器Ｖ１の異常を検知することができる。【００５９】
●ソフトウェア構成
続いて、流体制御機器Ｖ１のソフトウェア構成について説明する。
処理モジュール７１は、回路基板５２上に設けられた演算回路やメモリによって構成され、これにより図７に示されるように、判別処理部７１１と通信処理部７１２からなる機能ブロックを備える。この処理モジュール７１は、フレキシブルケーブル５１によって圧力センサＰや磁気センサと連携可能に構成されており、当該圧力センサＰや磁気センサからデータの供給を受けることができるようになっている。【００６０】
判別処理部７１１は、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサＰによって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓ２への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ１の異常を判別する処理を実行する。即ち、通常使用時において、流体制御機器Ｖ１の弁の開閉で想定される閉空間Ｓ２内の圧力の限界値を所定の閾値としておく。そして、閉空間Ｓ２内の圧力の検出値が当該閾値を超えた場合に、流体制御機器Ｖ１に異常が生じたものと判別する。このような判別の合理性は、ダイヤフラム２２の破損等によって閉空間Ｓ２へ流体が漏出して閉空間Ｓ２内の圧力が上昇した結果として、あるいは流路内の減圧によって閉空間Ｓ２内の圧力が減少した結果として閉空間Ｓ２内の圧力の検出値が閾値を超えたとみなせることによる。【００６１】
通信処理部７１２は、コネクタ５３を介して接続された外部端末６１に対し、判別処理部７１１による判別結果を送信する処理を実行するための機能部である。【００６２】
なお、本実施形態では、判別処理部７１１による処理結果は、コネクタ５３を介して外部端末６１に送信させるものとしているが、通信処理部７１２を例えば、無線ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信、あるいはZigbee（登録商標）等で構成し、無線通信によって送信するものとすることもできる。【００６３】
また、コネクタ５３に他の端末が常時接続されている場合、通信処理部７１２は、判別処理部７１１による判別結果を１時間や１日等の任意に設定された所定の周期で送信することができる。この点、流体の微量な漏出はその瞬間を検知するのが難しいが、数日程度であれば昇圧するため検知可能となる。一方、閉空間Ｓ２は気密な空間であるため、微小な漏出が発生しても直ちに問題となりにくい。そのため、所定の周期による送信であっても支障がない。さらに、このように所定の周期で情報の送信を行う場合には、消費電力を抑えることができる。【００６４】
また、流体制御機器Ｖ１が複数、集積されて流体制御装置を構成する場合、各流体制御機器Ｖ１の通信処理部７１２は、外部端末６１に対して自己を識別可能な自己識別情報と共に、判別処理部７１１による判別結果を流体制御機器Ｖ１ごとに異なるタイミングで送信することができる。【００６５】
外部端末６１に対して、流体制御機器Ｖ１を個々に識別可能な自己識別情報が送信されることで、流体制御装置を構成する複数の流体制御機器Ｖ１のうちのいずれが異常を来しているのかを判別することができる。
また、外部端末６１に対して、流体制御機器Ｖ１ごとに異なるタイミングで判別結果が送信されることで、パケット衝突の問題を回避することができるし、一斉に送信される場合と比べて一時的な処理の過負荷を防ぐこともできる。さらに、一斉に送信される場合と違い、データ送信に利用される無線のチャンネルを流体制御機器Ｖ１ごとに変える必要がないため、多くのチャンネルを用意する必要がない。流体制御機器Ｖ１と外部端末６１の接続手段をBluetooth（登録商標）によって実現する場合には、同時接続台数が限られるため（通常７台）、送信のタイミングを変えることで同時接続台数を超える数の流体制御機器Ｖ１を用いることができる。【００６６】
外部端末６１は、所謂パーソナルコンピュータやサーバ、データの送受信や処理が可能な可搬型端末等であって、CPU（、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAM（Random Access Memory）やROM（Read Only Memory）、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成される。
この外部端末６１は、流体制御機器Ｖ１の閉空間Ｓ２への流体の漏出の判別結果を受信するための通信処理部を有している。外部端末６１が流体制御機器Ｖ１から受信した情報は適宜、流体制御機器Ｖ１の管理者あるいは監視者等が利用する端末からの求めに応じて、当該監視者等が利用する端末に提供される。【００６７】
なお、本実施形態では、外部端末６１は流体制御機器Ｖ１と直接、データ通信を行っているが、これに限らず、データの送受信を中継する中継装置を適宜に解させて、通信を行うようにすることもできる。【００６８】
以上の構成からなる流体制御機器Ｖ１により、圧力センサＰによって検出された閉空間Ｓ２内の圧力と所定の閾値との比較に基づき、閉空間Ｓ２への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ１の異常を検知することができる。
また、流体制御機器Ｖ１の異常に関する情報が外部端末６１に集約されるため、流体制御機器Ｖ１の監視者等は、流体制御機器Ｖ１の動作状況を負担なく監視することができる。
さらに、流体制御機器Ｖ１は、閉空間Ｓ２内の圧力を検出した上、所定の閾値と検出値とを比較することによって異常を検知するため、閉空間Ｓ２内が負圧となる異常を来した場合でも、これを検知することができる。【００６９】
なお、以上の本実施形態において、流体制御機器Ｖ１には、流体制御機器Ｖ１に異常があったものと判別された際に、その旨の警告を発するための手段が設けられていてもよい。具体的には例えば、視認可能なランプ等によって構成することができる。この点は後述する他の実施形態についても同様である。【００７０】
また、本実施形態では、ダイヤフラム２２とダイヤフラム押え２３、ボンネット２４によって仕切られた空間を閉空間Ｓ２として、その内部の圧力を検出することによって流体制御機器Ｖ１の異常を検知したが、ダイヤフラム２２を挟んで流路とは反対の側において、ダイヤフラム２２によって隔てられた密閉空間であれば、当該密閉空間を閉空間Ｓ２として圧力を検出することで、ダイヤフラム２２の破損等の流体制御機器Ｖ１の異常を検知することができる。
【実施例２】
【００７１】
次に、本発明の第二の実施形態に係る流体制御機器について説明する。
図８に示されるように、本実施形態に係る流体制御機器Ｖ２は上述の第一の実施形態に係る流体制御機器Ｖ１が備えた圧力センサＰや磁気センサに加え、流体制御機器Ｖ２の駆動圧を検出する駆動圧センサ８１や外部温度を測定する温度センサ８２を有する。また、本実施形態に係る流体制御機器Ｖ２が備える処理モジュール７２は、判別処理部７２１、補正処理部７２２、及び通信処理部７２３からなる機能ブロックを構成する。【００７２】
なお、本実施形態における処理モジュール７２は、所定の筐体や配線等によって、駆動圧センサ８１や温度センサ８２とも連携可能に構成されており、当該駆動圧センサ８１や温度センサ８２からデータの供給を受けることができるようになっている。【００７３】
また、駆動圧センサ８１や温度センサ８２を備える以外、本実施形態に係る流体制御機器Ｖ２のハードウェア構成ないしは構造は上述の第一の実施形態におけるのと同様である。
また、特段の言及がない限り、本実施形態の説明において、第一の実施形態と同じ番号（符号）の付された部材や機能部等は、上述の部材や機能部等と同じ機能を保持あるいは処理を実行するものであるため、説明を省略する。【００７４】
駆動圧センサ８１は、流体制御機器Ｖ２の駆動圧を検出するセンサであって、流体制御機器Ｖ２の動作を検知する動作検知機構を構成する。
この駆動圧センサ８１は例えば、流体制御機器Ｖ２の開口部４２ａに取り付けられ、流体制御機器Ｖ２内に導入される駆動圧としてのエアの圧力を検出する。検出されたエアの圧力に係る情報は補正処理部７２２に供給される。【００７５】
温度センサ８２は、流体制御機器Ｖ２が設置されている環境における外部温度を測定する。測定された外部温度に係る情報は補正処理部７２２に供給される。【００７６】
判別処理部７２１は、第一の実施形態における判別処理部７１１と同様、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサＰによって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓ２への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ２の異常を判別する処理を実行する。一方、本実施形態では、当該所定の閾値が補正処理部５３２によって補正されるところ、補正がなされた際には、判別処理部５３１は補正後の閾値と、圧力センサＰによって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓ２への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ２の異常を判別する処理を実行する。【００７７】
補正処理部７２２は、駆動圧センサ８１によって検出されたエアの圧力や温度センサ８２によって測定された外部温度に応じて、判別処理部７２１が閉空間Ｓ２への流体の漏出を判別するべく参照する所定の閾値を補正する。【００７８】
即ち、流体制御機器Ｖ２を開閉させるべくエアの圧力が変化させられると、ピストン４３の上下動によって閉空間Ｓ２内の圧力が変化する。そのため補正処理部７２２は、判別処理部７２１がこのエアの圧力による閉空間Ｓ２内の圧力の変化と、流体制御機器Ｖ２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ２内の圧力の変化とを区別して、流体制御機器Ｖ２の異常を判別できるよう、所定の閾値を補正する。具体的には、エアが導入された場合には閉空間Ｓ２内の圧力が減少するため閾値を低い値に補正し、エアが排出された場合には閉空間Ｓ２内の圧力が上昇するため閾値を高い値に補正する。この結果、判別処理部７２１は、エアの圧力変化に伴う閉空間Ｓ２内の圧力変化に関わらず、流体の漏出等の流体制御機器Ｖ２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ２内の圧力の変化を判別することができる。【００７９】
ここで、本実施形態では駆動圧センサ８１を用いたため、流体制御機器Ｖ２の開閉動作中であっても、流体の漏出等に起因した閉空間Ｓ２内の圧力変化を判別することができる。即ち、駆動圧から必要な補正値へと変換する適当な伝達関数を実験的に求めることで、ピストン４３が移動している瞬間の閉空間Ｓ２内の過渡的な圧力変化を補正することもできる。
同時に、駆動圧センサ８１の検出値から閉空間Ｓ２内の圧力上昇が予期されるにも関わらず、圧力センサＰの検出値が上昇しない場合には、ピストン４３若しくは圧力センサＰの故障を判断することができる。【００８０】
また、外部温度によっても閉空間Ｓ２内の圧力は変化する。そのため補正処理部７２２は、判別処理部７２１がこの外部温度による閉空間Ｓ２内の圧力の変化と、流体制御機器Ｖ２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ２内の圧力の変化とを区別して、流体制御機器Ｖ２の異常を判別できるよう、所定の閾値を補正する。具体的には、外部温度の上昇に応じて閾値を高い値に補正すると共に、外部温度の下降に応じて閾値を低い値に補正する。この結果、判別処理部７２１は、外部温度の変化に伴う閉空間Ｓ２内の圧力変化に関わらず、流体の漏出等の流体制御機器Ｖ２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ２内の圧力の変化を判別することができる。【００８１】
通信処理部７２３は、上述の第一の実施形態における通信処理部７１２と同様、判別処理部７２１による判別結果を外部端末６１に送信する処理を実行するための機能部である。【００８２】
以上の構成からなる本実施形態に係る流体制御機器Ｖ２によれば、駆動圧としてのエアや外部温度に起因して閉空間Ｓ２内の圧力が変化しても、これと流体の漏出等の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ２内の圧力の変化とを識別して、流体制御機器Ｖ２の異常を検知することができる。
【実施例３】
【００８３】
本発明の第三の実施形態に係る流体制御機器の異常検知システムについて説明する。
図９に示されるように、本実施形態に係る異常検知システム９１は、流体制御機器Ｖ３と外部端末６２によって構成される。この異常検知システム９１では、上述の第一の実施形態に係る流体制御機器Ｖ１が備えた判別処理部７１１と同様の機能部を外部端末６２が備えており、外部端末６２側で閉空間Ｓ２内への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ３の異常が判別される。【００８４】
本実施形態に係る流体制御機器Ｖ３は、上述の第一の実施形態に係る流体制御機器Ｖ１と同様に圧力センサＰを有する一方、処理モジュール７１に代えて、データ通信のみを実行する通信モジュール７３を有する。【００８５】
通信モジュール７３は、上述した第一の実施形態の処理モジュール７１と同様、回路基板５２上に構成されると共に、フレキシブルケーブル５１によって圧力センサＰや磁気センサと連携可能に構成され、当該圧力センサＰや磁気センサからデータの供給を受けることができるようになっている。
そして、この通信モジュール７３が備える通信処理部７３１は、外部端末６２に対し、圧力センサＰによって検出された閉空間Ｓ２内の圧力の検出値を送信する処理を実行する。【００８６】
なお、本実施形態に係る流体制御機器Ｖ３のハードウェア構成ないしは構造は上述の第一の実施形態と同様である。また、特段の言及がない限り、本実施形態の説明において、第一の実施形態と同じ番号（符号）の付された部材や機能部等は、上述の部材や機能部等と同じ機能を保持あるいは処理を実行するものであるため、説明を省略する。【００８７】
外部端末６２は、所謂パーソナルコンピュータやサーバ、データの送受信や処理が可能な可搬型端末等であって、CPU、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAMやROM、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成され、判別処理部６２１と通信処理部６２２からなる機能部を構成する。
なお、本実施形態において、外部端末６２は流体制御機器Ｖ３の異常を判別する処理を担う異常検知装置を構成している。【００８８】
判別処理部６２１は、第一の実施形態における判別処理部７１１と同様、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサＰによって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓ２への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ３の異常を判別する処理を実行する。ここで、本実施形態においては、圧力センサＰによって検出された圧力の検出値は、通信処理部６２２により流体制御機器Ｖ３から取得されたものである。【００８９】
通信処理部６２２は、コネクタ５３を介して接続された流体制御機器Ｖ３から、圧力センサＰによる閉空間Ｓ２内の圧力の検出値に係る情報を受信する。【００９０】
本実施形態においては、流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ３の異常の判別が外部端末６２側で実行されるが、第一の実施形態と同様、外部端末６２において判別された流体制御機器Ｖ３の異常の判別結果は適宜、流体制御機器Ｖ３の監視者等が利用する端末からの求めに応じて、当該監視者等が利用する端末に提供される。【００９１】
以上の本実施形態に係る異常検知システム９１に係る構成によっても、第一の実施形態と同様、流体制御機器Ｖ３における流体の漏出等に起因した異常を検知することができる。また、本実施形態によれば、流体制御機器Ｖ３の異常の判別処理が外部端末６２側で実行される結果、流体制御機器Ｖ３側のソフトウェア構成をシンプルにすることができ、判別処理部６２１が実行するプログラムのデバッグ等、保守も容易になる。
【実施例４】
【００９２】
本発明の第四の実施形態に係る流体制御機器の異常検知システムについて説明する。
図１０に示されるように、本実施形態に係る異常検知システム９２は、上述の第三の実施形態に係る異常検知システム９１と同様、流体制御機器Ｖ４、外部端末６３によって構成される一方、流体制御機器Ｖ４が駆動圧センサ８１と温度センサ８２を有すると共に、外部端末６３が補正処理部６３２を有する例である。【００９３】
駆動圧センサ８１と温度センサ８２は夫々、上述した第二の実施形態における駆動圧センサ８１と温度センサ８２と同様の構成及び機能からなるものであって、それぞれ流体制御機器Ｖ４の駆動圧と外部温度を検出する。【００９４】
通信モジュール７４は、上述した第一の実施形態の処理モジュール７１と同様、回路基板５２上に構成されると共に、フレキシブルケーブル５１によって圧力センサＰと連携可能に構成される。一方、本実施形態ではこれに加えて、駆動圧センサ８１及び温度センサ８２とも連携可能に構成されている。そして、圧力センサＰ、駆動圧センサ８１、及び温度センサ８２によって検出された閉空間Ｓ２内の圧力の検出値、駆動圧、及び外部温度に係る情報は、通信モジュール７４が備える通信処理部７４１により、外部端末６３に送信される。【００９５】
なお、本実施形態に係る流体制御機器Ｖ４のハードウェア構成ないしは構造は、駆動圧センサ８１や温度センサ８２を備える以外、上述の第一の実施形態と同様である。また、特段の言及がない限り、本実施形態の説明において、第一の実施形態と同じ番号（符号）の付された部材や機能部等は、上述の部材や機能部等と同じ機能を保持あるいは処理を実行するものであるため、説明を省略する。【００９６】
外部端末６３は、CPU、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAMやROM、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成され、判別処理部６３１、補正処理部６３２、及び通信処理部６３３からなる機能部を構成する。
なお、本実施形態において、外部端末６３は流体制御機器Ｖ４の異常を判別する処理を担う異常検知装置を構成している。【００９７】
判別処理部６３１は、第二の実施形態における判別処理部７２１と同様、所定の閾値と、圧力センサＰによって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓ２への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ４の異常を判別する一方、流体制御機器Ｖ４の異常の判別処理の基準となる所定の閾値が補正処理部６３２によって補正された際には、補正後の閾値を基準として流体制御機器Ｖ４の異常を判別する処理を実行する。【００９８】
補正処理部６３２は、第二の実施形態における補正処理部７２２と同様、駆動圧センサ８１によって検出されたエアの圧力や温度センサ８２によって測定された外部温度に応じて、判別処理部６３１が流体制御機器Ｖ４の異常を判別するべく参照する所定の閾値を補正する。ただし、本実施形態では第二の実施形態と異なり、エアの圧力や外部温度に係る情報は、流体制御機器Ｖ４から外部端末６３に供給されたものである。【００９９】
通信処理部６３３は、コネクタ５３によって接続された流体制御機器Ｖ４から圧力センサＰによる閉空間Ｓ２内の圧力の検出値、駆動圧センサ８１による駆動圧、及び温度センサ８２による外部温度に係る情報を受信する。【０１００】
以上の構成からなる本実施形態に係る異常検知システム９２によっても、第二の実施形態と同様、駆動圧としてのエアや外部温度に起因して閉空間Ｓ２内の圧力が変化した場合でも、これと流体の漏出による閉空間Ｓ２内の圧力の変化とを識別して、閉空間Ｓ２への流体の漏出等に起因した流体制御機器Ｖ４の異常を検知することができる。また、本実施形態によれば、流体制御機器Ｖ４の異常の判別処理が外部端末６３側で実行される結果、流体制御機器Ｖ４のソフトウェア構成をシンプルにすることができるし、判別処理部６３１や補正処理部６３２が実行するプログラムのデバッグ等、保守も容易になる。【０１０１】
なお、上述した第二及び第四の実施形態に係る流体制御機器Ｖ２、Ｖ４では、開閉動作によって駆動圧としてのエアの圧力が変化し、これにより閉空間Ｓ２内の圧力変化が引き起こされる点に着目し、動作検知機構として駆動圧センサを用いた。この点、流体制御機器Ｖ２の開閉動作を検知することができれば、駆動圧センサ以外の動作検知機構によっても、流体制御機器Ｖ２の開閉による閉空間Ｓ２内の圧力の変化と、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ２内の圧力の変化とを区別して、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の異常を判別することができる。【０１０２】
このような流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の動作検知機構の他の一例として、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の開閉動作を機械的に検知する開閉動作検知機構を採用し得る。即ち、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４のスイッチ操作等による開閉動作を検知する機構や、開閉動作に伴う機器内部の部材の動作を検知する機構によって実現できる。具体的に、開閉動作に伴う機器内部の部材の動作を検知する機構は例えば、ダイヤフラム押え２３に設けられた磁気センサや、アクチュエータボディ４１やアクチュエータキャップ４２等に取り付けたリミットスイッチによって実現できる。このリミットスイッチが、開閉動作に伴うピストン４３の上下動に応じて押下されるように設けられていれば、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の開閉動作を検知することができる。【０１０３】
また、動作検知機構は他に、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の開閉動作によって変化し得る圧力等の検出値に基づき、開閉動作を識別する開閉識別手段によって構成することもできる。具体的に、このような開閉識別手段は例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence）によって実現し得る。即ち、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４にＡＩを組み込むと共に、ＡＩが備える自動学習手段により、圧力センサＰや磁気センサ、あるいはリミットスイッチによる検出値の変動パターンと開閉動作の相関関係を学習させることで、パターン分析から開閉動作を識別することができる。【０１０４】
ここで、図１１は、流体制御機器２、Ｖ４の動作情報データのうち、圧力センサＰやリミットスイッチの変化から検出される、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の開閉状態の切り替わる前、及び後の所定時間におけるデータを切り出したものである。なお、所定時間は、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の開閉にかかる時間（駆動圧を導入し始めてから、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４が完全開になるまでの時間、と定義する。図１１の２本の点線の間の時間がこの時間に相当する）である。
これを学習済みデータとして入力し、圧力センサＰ等による実際の検出値の傾きと比較することで圧力変動を発生させた原因が開閉動作によるものか他によるものか識別することができる。具体的には、当該検出値の傾きを学習済データと比較して、急であればダイヤフラム２２の破断等によるリークであると推測できる。また、緩やかであれば、巣漏れ等の微小リークの発生やＯリングＯ２の破断等による閉空間Ｓ２のリークが発生していると推測できる。
なお、この例に限らず、開閉動作を識別するための基礎となる検出値は、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の開閉動作に応じて変化するものであればよく、機器内の所定の空間の圧力、開閉動作に応じて磁界が変化するように取り付けられた磁気センサが取得する当該磁界の変化の値など、各種のものを用いることができる。【０１０５】
流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の動作を検知する動作検知機構として、駆動圧を検出する駆動圧センサ８１に代えて、リミットスイッチやＡＩ等の自動学習手段によって構成された開閉検知機構を設けることでも、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の開閉による閉空間Ｓ２内の圧力の変化と、流体制御機器Ｖ２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ２内の圧力の変化とを区別して、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４の異常を判別することができる。
なお、上述のように動作検知機構をＡＩで実現する場合、ＡＩの機能部は外部端末６２、６３に設けることもできるし、流体制御機器Ｖ２、Ｖ４に組み込むこともできる。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４    流体制御機器
１    バルブボディ
１１    基台部
１２    円筒部
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
２４    ボンネット
２５    ボンネットウォール
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
４２    アクチュエータキャップ
４３    ピストン
４４    バネ
５１    フレキシブルケーブル
５２    回路基板
５３    コネクタ
６１、６２、６３    外部端末
６２１、６３１    判別処理部
６３２    補正処理部
６２２、６３３    通信処理部
７１、７２    処理モジュール
７１１、７２１    判別処理部
７２２    補正処理部
７１２、７２３    通信処理部
７２２    補正処理部
７３、７４    通信モジュール
７３１、７４１    通信処理部
８１    駆動圧センサ
８２    温度センサ
９１、９２    異常検知システム
Ｍ１    磁石
Ｍ２    磁性体
Ｐ    圧力センサ
Ｓ１    駆動圧導入室
Ｓ２    閉空間
【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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【国際調査報告】
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