流量制御機器の取付構造
【課題】平面実装時に従来方式のように位置出しを必要とせず、流量制御装置を締結ボルトで取付けることにより、同時にかつ均一にシール接続を可能とし、殊に、構成部品が簡単であると共に流量制御機器の着脱作業が容易となり、もって、コンパクトな流量制御機器を提供すること。
【解決手段】流量制御機器３を平面実装方式で取付ける取付構造において、流量制御機器３のボデー１１に流体の入口１２と出口１３を設け、この入口１２と出口１３が位置する外側方のボデー１１両端部に平面実装用の締結ボルト１７を取付け、この締結ボルト１７で被取付体２０に流量制御機器３を固定した流量制御機器の取付構造である。
【解決手段】流量制御機器３を平面実装方式で取付ける取付構造において、流量制御機器３のボデー１１に流体の入口１２と出口１３を設け、この入口１２と出口１３が位置する外側方のボデー１１両端部に平面実装用の締結ボルト１７を取付け、この締結ボルト１７で被取付体２０に流量制御機器３を固定した流量制御機器の取付構造である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶等の半導体製造工程において用いられた処理ガス等を制御するために用いられる半導体集積弁装置に搭載される平面実装構造（サーフェスマウント方式）における流量制御機器（マスフローコントローラ）の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の集積弁装置に用いられるバルブやマスフローコントローラ等は、半導体の高集積化と高精度化に伴なって、コンパクト化の要請があり、特に、超小型の集積弁の開発の要請がある。一般には、この要請に対応するため、ブロックと各種機器には入口と出口の流路を設け、この接続部位は、ガスケットによるシール部を構成し、各種機器の上方からボルト等で締結する構造によりコンパクト化を実現している。
【０００３】
通常、現実に実施されている対応策としては、次のような手段が採用されている。
第一に、支柱とクランプ用ブロック、ボルトなどによってマスフローコントローラの取付け装置を構成し、この取付け装置によってマスフローコントローラをブロックに取付けるようにした集積化ガス制御装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
この集積化ガス制御装置は、各メタルガスケットを１本のボルトによって真上から締付けるようにしており、マスフローコントローラの両側部位を、いわゆる、センターロック構造によって取付けるようにしている。
【０００４】
また、第二の手段として、マスフローコントローラのボデーに横方向からブロックを２本のボルトで締付けて固定し、この一体化したマスフローコントローラの入口側と出口側を分離された別体の取付ブロックに対して上方から流路を跨ぐように２本のボルトで締付けたマスフローコントローラがある（例えば、特許文献２参照。）。このマスフローコントローラは、マスフローコントローラと側面に取付けるブロックの２本のボルトの間の流路にガスケットが装着され、また、このブロックと別の取付ブロックの２本のボルトの間の流路にガスケットが装着された状態で流路が構成されている。従って、マスフローコントローラの取付時には、マスフローコントローラとブロックの上下方向の位置出しと、このブロックと別の取付ブロックの左右方向の位置出しを行う必要があり、取付時には、この異なる方向の位置出しを行ってシール性を維持している。
【０００５】
前者の特許文献１は、ガスケットを１本のボルトの中心位置に配置し、後者の特許文献２は、ガスケットを２本の取付ボルトを跨ぐ中心位置に配置して個々のガスケットを締付け、締付け時のガスケットの傾きを防止する構造である。
【特許文献１】特開２００２−４８２９９号公報
【特許文献２】特許第２８６５６４４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、特許文献１におけるマスフローコントローラは、ガスケットをボルトのセンター位置で締付けるセンターロック構造であり、このセンターロック構造は、ガスケットの両サイドに支柱を立設し、ガスケットの真上に締付け用のボルトを装着しているが、マスフローコントローラを着脱しようとする場合には、締付け用の金具を外さなければならないため着脱が面倒であった。
特に、ブロックが本体と分割し、しかも、取付ブロックもマスフローコントローラの下方側にボルトで取付けているため、入口と出口の位置出しが必要になり、作業性の悪いものであった。
また、マスフローコントローラのボデーの流路が複雑になって構成部品が多くなり、分割式はコスト高になるという問題もあった。更に、センターロック用の金具や支柱の構造も複雑になってコストがかかるという問題もある。
【０００７】
一方、特許文献２のマスフローコントローラは、上下方向と左右方向の位置出しを行いながらガスケットの両側を２本のボルトでそれぞれ締付けて流体の入口と出口を別々にシールしなければならず、このシール構造によって機器内に流路を形成するのが難しくなり、マスフローコントローラのボデー本体と取付ブロックを分割構造にしたり、機器やブロック内の流路の穴径を細く形成する必要が生じるなどの問題があり、そのため、流路が複雑になり、コストも高くなる等の課題を有していた。
【０００８】
本発明は、従来の課題点に鑑みて開発に至ったものであり、その目的とするところは、平面実装時に従来方式のように位置出しを必要とせず、流量制御装置を締結ボルトで取付けることにより、同時にかつ均一にシール接続を可能とし、殊に、構成部品が簡単であると共に流量制御機器の着脱作業が容易となり、もって、コンパクトな流量制御機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、流量制御機器を平面実装方式で取付ける取付構造において、流量制御機器のボデーに流体の入口と出口を設け、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部に平面実装用の締結ボルトを取付け、この締結ボルトで被取付体に流量制御機器を固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、流量制御機器には、ボデーの底面に機器内を連通する入口と出口を一体に形成し、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部である突出部に締結ボルト用のボルト孔を形成した流量制御機器の取付構造である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、締結ボルトは、流量制御機器のボデー両端部の突出部をそれぞれ１本の締結ボルトで締付けて固定した流体制御機器の取付構造である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、被取付体は、入口と出口を一体に形成した流路ブロックであり、この流路ブロックは、その両端に流体の第１入口と第２出口を形成し、両端位置より内方上面に前記流量制御機器の入口と出口とを連通させる第１出口と第２入口を形成した流量制御機器の取付構造である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、流路ブロックの両端上面にネジブロックを着脱自在に取付け、流量制御機器の両端部に取付けた締結ボルトをネジブロックに螺子込むことにより流量制御機器を流路ブロックに締付け固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１４】
請求項６に係る発明は、ネジブロックは、流路ブロックと分割形成され、双方のネジブロックの両端部を２本の取付ボルトで流路ブロックに取付けた流量制御機器の取付構造である。
【００１５】
請求項７に係る発明は、流量制御機器の両端部のボルト孔から挿通させた締結ボルトを流路ブロックに螺子込んで締付け固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１６】
請求項８に係る発明は、流路ブロックの入口及び出口と流量制御機器のボデー入口及び出口との間にガスケットを介在させた流量制御機器の取付構造である。
【００１７】
請求項９に係る発明は、締結ボルトは、流量制御機器の流路やガスケットが位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、流路ブロックは、ベース体に固定ボルトで表面実装して固定した流量制御機器の取付構造である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によると、流量制御機器を例えば各１本の締結ボルトで締付けることによって、簡易な取付作業によって入口と出口のガスケットを同時にかつ均一にシール接続でき、しかも、簡単な構造にすることができるため、コンパクト化に寄与でき、もって超小型の集積弁にも適用することが可能な流量制御機器の取付構造を得ることができる。
【００２０】
請求項２に係る発明によると、流量制御機器の流体の入口と出口の流路は簡単な構造にできるため、その加工が容易であり、コンパクトに製作できる流量制御機器の取付構造である。
【００２１】
請求項３に係る発明によると、両端を２本の締結ボルトで締付け可能であるため、取付作業は簡単にかつ確実に行い得られる。
【００２２】
請求項４に係る発明によると、流路ブロックは一体に形成されているので、従来の流量制御機器の取付方式のような入口と出口の位置出しが必要ではなく、ベース体に固定した一体の流路ブロックに流量制御機器を取付けることによって、面倒な位置出しが必要なく、簡単にかつ確実に着脱作業を行うことができる。
【００２３】
請求項５に係る発明によると、各１本の締結ボルトで取付けが可能となり、特に、流路ブロックの高さを集積弁の前後に位置するブロックと同じく低く形成でき、高価な材料の節約が可能となり、シール部のバニシ加工による硬化処理が容易にできると共に、流量制御機器の全体の取付け高さを低くすることができる。
【００２４】
請求項６に係る発明によると、ネジブロックを流路ブロックに対して取付ボルトで固定できるので、流量制御機器は、流路ブロックに固定されているネジブロックに取付けすることができる。
【００２５】
請求項７に係る発明によると、各１本の締結ボルトで流量制御機器を締結することができ、取付けに際して入口と出口の位置出しが不要となり、取付作業が簡略化できる。
【００２６】
請求項８に係る発明によると、２本のボルトで入口と出口のガスケットを同時にかつ均一にシール接続することができ、特に、超小型の集積弁に好適な流量制御機器の取付構造である。
【００２７】
請求項９に係る発明によると、締結ボルトは流路の真上に取付けすることによって１本のボルトで締結できるため、簡単な取付作業であると共に、超小型の集積弁に好適であり、シール接続部位が確実に密封シールされる。
【００２８】
請求項１０に係る発明によると、一体の流路ブロックを、例えば、ベース体に固定できるため、流量制御機器は簡単にかつ正確に着脱することが可能となり、特に、超小型の集積弁に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明における流量制御機器の取付構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１ないし図３において、集積化ガス制御装置１は、窒素ガス、水素ガス、モノシラン、シジラン、水素希釈ホスフィン、Ｎ２Ｏ、三弗化クロライド等のプロセスガスなどの流体の圧力制御、流量制御、混合、パージガス等の供給時の制御などの供給制御を行うガス制御ライン２を構成し、このガス制御ライン２は、例えば、図示しない基盤状の部材に複数列に並設することで集積弁装置が構成される（本実施形態では集積弁装置の１列のみを示している）。
【００３０】
ガス制御ライン２には、流体を制御するための機器が流路を構成しながら搭載され、この機器の１つとして流量制御機器（マスフローコントローラ）３が搭載されている。更に、この機器には、流量制御機器３以外にも、例えば、ガス流路を開閉する自動ダイヤフラム弁４ａ、４ｂやパージガスの供給を行うパージ弁４ｃ、或は図示しないフィルターや各種のバルブや手動開閉弁などの各種の制御機器４が搭載され、これらにより１つのガス供給ラインが構成されている。
【００３１】
流量制御機器３は、他の制御機器４とともに平面実装方式からなる取付構造によって取付けられ、本実施形態における平面実装方式は、前記の基盤状の部材の上面に長尺状のベース体３５を固定し、このベース体３５の上に後述するネジブロック３０を介在させながら流路ブロック２０を表面実装によって固定し、この上から締結ボルト１７を用いて取付ける構造としている。流量制御機器３は、流体の質量や流量を、例えば、図１に示した流量センサー部１８によって高い精度で計測し、この計測結果に基づいてアクチュエータ部１９の図示しない弁の開閉動作により、流体流量を制御するようにしたものである。本例における流量制御機器３は、各種のマスフローコントローラを包含する。
【００３２】
図１、図３に示すように、本実施形態における流量制御機器３は、例えば、ボデー１１の上部に一体化した流量センサー部１８とアクチュエータ部１９を取付けて一体に構成した構造に設けている。この場合、ボデー１１を有する流量制御機器としてはこれ以外にも各種の構造があり、例えば、流量センサー部とアクチュエータ部を分割して設け、これらの各流量制御機器をそれぞれボデー１１に取付けるようにしてもよい。
流量制御機器３のボデー１１は、本実施形態においては図３に示すように一体に形成され、このボデーの底面１１ａには機器内の流量センサー部１８やアクチュエータ部１９とを連通する入口流路１２ａと出口流路１３ａの入口１２、出口１３をそれぞれ一体に形成してガス流体等の流体の入出口１２、１３を設けており、この入口１２、出口１３は、底面の同一面上に形成される。また、この入口１２、出口１３は、ボデー１１の長手方向において中心位置の同一線上に形成される。
【００３３】
流量制御機器３の長手方向には、それぞれ流路側に突出させてボデー１１の両端部に突出部１５、１５を形成している。この突出部１５、１５は、入口１２、出口１３よりも外側方に位置し、突出部１５、１５には平面実装用の締結ボルト１７、１７用のボルト孔１６、１６を形成している。したがって、各ボルト孔１６、１６は入口１２、出口１３よりも外側方に位置している。また、ボルト孔１６、１６は、入口１２、出口１３の形成位置と同一線上であるボデー１１の長手方向の中心位置に形成しており、このボデー１１の両端に一箇所ずつ形成したボルト孔１６、１６をそれぞれ１本の締結ボルト１７で締結できるようにし、締結ボルト１７によってボルト孔１６、１６を締結すると、両側に１本ずつ設けた締結ボルトによってボルト孔１６、１６と同一線上に並ぶ各ボルト孔１６、１６に均圧に力を加えることができるようにしている。
突出部１５、１５は、ボデー１１と別体に形成することもでき、この場合、ボデーを略直方体状に形成し、このボデーの側面に略直方体状に形成した突出部をボルト止め等の手段で側面方向から固着することでこれらを一体化できる。
【００３４】
入口１２、出口１３から連通している入口流路１２ａと出口流路１３ａは、ボデー１１の上部に搭載してこの流量制御機器３を機能させている前述の流量センサー部１８とアクチュエータ部１９に繋がっている。入口１２、出口１３と流量センサー部１８、アクチュエータ部１９との間にはガスケット３８を装着し、このガスケット３８により両者をシールしている。ガスケット３８の中央部には連通穴３８ａを形成しており、この連通穴３８ａにより一次側と二次側を連通可能に設けている。ガスケット３８は、ステンレス鋼等からなり、ボデー１１と流路ブロック２０との間に挟着されて押し潰された状態となり、メタルタッチによってシールしてガス漏れを防ぐ構造となっている。このガスケット３８の構造及び材質は、以降についても同様である。
【００３５】
入口流路１２ａ及び出口流路１３ａは適宜の角度によって形成できるが、本実施形態においては垂直方向に形成し、これによりこの入口流路１２ａ及び出口流路１３ａを最短距離で形成してガスをスムーズに流して滞留を防ぎ、また、ボデー１１内に容易に形成加工できるようにしている。
また、ボデー１１内部には、流量センサー部１８とアクチュエータ部１９を接続する適宜の形状の接続流路１４を形成加工しており、この接続流路１４と流量センサー部１８とアクチュエータ部１９の接続部位にも、ガスケット３８を装着して相互をシールしている。
【００３６】
流路ブロック２０は、流量制御機器３のボデー１１が取付けられる被取付体であり、本実施形態においては、図２、図３に示すように一体成形によってブロック状に形成している。この流路ブロック２０は内部流路２５、２６をそれぞれ有しており、この内部流路２５、２６の入口２１と出口２２を一体に形成している。
入口２１と出口２２について、流路ブロック２０の両端には流体の第１入口２１ａと第２出口２２ｂを形成し、この両端位置より内方上面に流量制御機器３の入口流路１２と出口流路１３を連通可能な第１出口２１ｂと第２入口２２ａを形成している。その他、流路ブロックを分離して構成し、これを一体化して構成することもできる。
【００３７】
第１出口２２ａと第２入口２１ｂは、流路ブロック２０の上面側に同一平面上になるように一体に形成し、かつ、流路ブロック２０の長手方向において中心位置の同一線上に設けている。この第１出口２２ａと第２入口２１ｂの間隔は、ボデー１１側の入口１２と出口１３の間隔と同じに形成しており、また、流路の口径も同じに形成している。第１出口２２ａ、第２入口２３ｂが入口１２、出口１３と間隔が同じであることによって、第１出口２２ａに対して入口１２、第２入口２１ｂに対して出口１３がそれぞれ連通可能となる。
【００３８】
また、第１入口２１ａと第１出口２２ａ、及び第２入口２１ｂと第２出口２２ｂの間には、嵌合溝２７、２７を凹状に形成しており、この嵌合溝２７の底部を平面状に形成している。各底部には、内部流路２５、２６を、流路を跨ぐ位置に２箇所のボルト穴２８、２８を形成している。このボルト穴２８に図２に示す取付ボルト２９を螺着することにより、この両端上面の嵌合溝２７に後述のネジブロック３０を着脱自在に取付できるようにしている。
本実施形態においては、第１入口２１ａと第２出口２２ｂを、第１出口２２ａと第２入口２１ｂと同一高さに形成しているが、この第１入口２１ａと第２出口２２ｂの高さは、流量制御機器３に隣接して接続される制御機器４の種類や形状、高さなどに応じて変えるようにしてもよい。
【００３９】
図２に示すように、流路ブロック２０の両端には、第１入口２１ａ、第２出口２２ｂを跨ぐように取付孔２０ａが形成され、この流路ブロック２０と流路ブロック２０に隣接する連通ブロック５に図１の制御機器４を載置した状態で、取付孔２０ａに図示しない固着ボルトを固着することでこの制御機器４を取付けて流路を接続できるようにしている。
【００４０】
流路ブロック２０側の入口２１ａ、２１ｂ及び出口２２ａ、２２ｂと、ボデー１１側の入口１２、出口１３には、ガスケット３８を介在できるように、環状凹部２３ａ、２３ｂ２４ａ、２４ｂと、環状凹部１２ｂ、１３ｂをそれぞれ設け、これらの間にガスケット３８を介在させて流路の接続部位をシールしている。
【００４１】
また、この流路ブロック２０において、ボデー１１と当接する上面側の適宜位置に、図示しない突設部を設け、一方、ボデー１１のおいてこの突設部を嵌め込み可能な図示しない凹状部を形成すれば、流量制御機器３を流路ブロック２０に載置したときに、この流量制御機器３を流路ブロック２０に対して位置決めすることもできる。
【００４２】
ネジブロック３０は、流路ブロック２０と分割して形成され、長手方向の長さをボデー１１の突出部１５と略同じ長さに形成している。また、この長さを嵌合溝２７に嵌合可能な長さとしており、これにより、ネジブロック３０を流路ブロック２０に載置したときに、このネジブロック３０が嵌合溝２７に嵌って長手方向の位置決めがされ、しかも、両側のネジブロック３０の位置にボデー１１の突出部１５の下面側が当接しながら載置するようにしている。
各ネジブロック３０の両端部には２本の取付ボルト２９が装着可能な貫通孔３１、３１を形成しており、各貫通孔３１の上部には取付ボルト２９の頭部２９ａを収納可能な座ぐり部３２を形成している。
【００４３】
ネジブロック３０を嵌合溝２７に嵌合させると、貫通孔３１がボルト穴２８と連通した状態となり、この上から取付ボルト２９を螺着することによってこのネジブロック３０を流路ブロック２０の両端上面に着脱自在に取付けている。このように、ネジブロック３０の両側を２本の取付ボルト２９、２９で取付けることで、流路ブロック２０の中央位置に形成した入口流路１２ａと出口流路１３ａを避けながら、この流路ブロック２０に対して正確な位置でネジブロック３０を取付け可能に設けている。
【００４４】
取付ボルト２９の取付け後には、頭部２９ａが座ぐり部３２内に収まり、ネジブロック３０の上面側から頭部２９が突出することなく、ネジブロック３０上面側の平面状態が維持される。
このため、このネジブロック３０の上に突出部１５を載置させたときには、確実にこのネジブロック３０の上面に突出部１５の下面が面接触し、高いシール状態で固着される。また、このときのネジブロック３０の高さは、ボデー１１の下面と流路ブロック２０の上面が面接触できる高さとしているため、入口１２、出口１３と第１出口２２ａ、第２入口２１ｂを高いシール状態にできる。
【００４５】
ネジブロック３０の２つの貫通孔３１、３１の中央位置には、このネジブロック３０に対してボデー１１を固着する締結ボルト１７が螺着可能な締結孔３３を設けており、ネジブロック３０の流路ブロック２０への取付け後にはこの締結孔３３が上部側に開口する。
締結孔３３は貫通孔３１と同心に配設しており、ネジブロック３０の上からボデー１１１を載置させてこの流量制御機器３を取付け、ボルト孔１６から挿通させた平面実装用の締結ボルト１７を流路ブロック２０に螺子込むことにより、流量制御機器３の流路やガスケット３８が位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定し、これにより、流路ブロック２０の長手方向の中心位置に押圧力を働かせることができるため、流路ブロック２０の上面側に対してボデー１１の下面側を均等な面圧力で接触させて、締結孔３３に挟まれて配設されている同一面上の第１出口２２ａ、第２入口２１ｂと入口１２、出口１３に均一な圧力を加えて連通させながら、流量制御機器３を流路ブロック２０に締付け固定できるようにしている。
【００４６】
流路ブロック２０やネジブロック３０は、流体中に不純物が混入しないようにするためにステンレス鋼や、或は、ステンレス鋼と同等の耐食性を有する材料を用いるのが望ましい。また、ネジブロック３０と流路ブロック２０、及びネジブロック３０とボデー１１、ボデー１１と流路ブロック２０の当接する面状部分は、鏡面加工などの高精度の加工によって加工するのがよい。
【００４７】
ベース体３５は、図２に示すように流路方向に長尺状に形成し、このベース体３５の上面側には、流路ブロック２０取付け用のめねじ３６を設けている。このめねじ３６は、流路ブロック２０の両端を固定する固定ボルト３７の固着穴２０ｂの間隔で設け、この固着穴２０ｂとめねじ３６を連通させた状態で固定ボルト３７を上から締付けることにより、ベース体３５に対して流路ブロック２０が表面実装によって取付けられる。
ベース体３５は流体と接触することがないため、例えば、アルミニウム等の軽量な材料を用いることができ、これにより、集積ガス制御装置１の軽量化を図ることができ、延いては、集積弁全体の軽量化を図ることができる。
【００４８】
このように、流量制御機器３は、ボデー１１に流体の入口流路１２と出口流路１３を設け、この入口流路１２と出口流路１３が位置する外側方のボデー１１両端部にボルト孔１６、１６を設け、このボルト孔１６、１６に平面実装用の締結ボルト１７、１７を取付け、この締結ボルト１７で被取付体である流路ブロック２０を固定した流量制御機器の取付構造であるので、流量制御機器３の上方から締結する構造であることによってコンパクト化を図りながら、締結ボルト１７を締結又は緩めることによって簡単にこの流量制御機器３をガス制御ライン２から着脱できるようにしている。
【００４９】
流量制御機器３の装着時には、この流量制御機器３を流路ブロック２０に取付けるだけでボデー１１側の入口流路１２、出口流路１３と流路ブロック２０側の第１出口２２、第２入口２３を位置出しした状態にしながら連通させることができるため、面倒な位置出し作業をわざわざ行う必要がなく取付けを行うことができ、作業性を向上させることができる。
【００５０】
また、流量制御機器３のボデー１１の流路ブロック２０への着脱部位を一体化できるため流路を簡素化でき、構成部品も削減できることにより低コストで製作することができる。また、締結ボルト１７の締結位置（ボルト孔１６）が入口流路１２、出口流路１３から外側方にずれていることによりこれらが重なることがないため、流量制御機器３や流路ブロック２０内の流路の穴径を細く形成する必要がなく、十分な流路を確保することができる。
【００５１】
ここでガス制御ライン２における流量制御装置３付近の流体の流れを説明すると、先ず、一次側の制御機器４ｃから第１入口２１ａに流体が入ると、この流体は内部流路２５を通って第１出口２２ａに到達する。この流体は、ボデー１１の入口１２から入口流路１２ａを通って流量センサー部１８、接続流路１４、アクチュエータ部１９を通って流量制御され、出口流路１３ａを通って出口１３から第２入口２１ｂに達する。第２入口２１ｂに達した流体は、内部流路２６を通って第２出口２２ｂまで達し、この第２出口２２ｂから二次側の制御機器４ｂに送られる。このとき、第１出口２２ａと入口１２、出口１３と第２入口２１ｂはガスケット３８を介した状態で高シールによって接続されているため、流体が外部に漏れることが無く高精度で流量制御を行うことができる。
【００５２】
次に、本発明の流量制御機器の取付構造の上記実施形態における作用を説明する。
流体制御機器３を実装する際には、先ず、あらかじめベース体３５に流路ブロック２０を取付ける。
流路ブロック２０は、ベース体３５のめねじ３６に固着穴２０ｂを合わせた状態で載置し、固着穴２０ｂの上から固着ボルト３７を螺着することにより流路ブロック２０がベース体３５に対して表面実装によって固定される。このとき、固着穴２０ｂの形成部位を最少に形成することで、流路ブロック２０の載置スペースを小さくできる。
【００５３】
流路ブロック２０の上面側には第１出口２２ａ、第２入口２１ｂが直接表面上に設けられているため、この第１出口２２ａ、第２入口２１ｂに対して流量制御機器３の入口１２、出口１３を直接接続させることができ、これにより、流量制御機器３にあらかじめ分割構造に設けた取付ブロックなどを接続する必要がなく、取付ブロックによる流路の構成を省略でき、作業の手間も省くことができる。
【００５４】
流路ブロック２０の両端上面には、この流路ブロック２０の嵌合溝２７に嵌合させるようにしてネジブロック３０を上方から載置し、この双方のネジブロック３０の両端部の貫通孔３１に２本の取付ボルト２９を上方から螺着してネジブロック３０を流路ブロック２０に取付ける。ネジブロック３０は、嵌合溝２７に嵌合しているため長手方向の移動が阻止され、２本の取付ボルト２９、２９によって正確に位置決めされた状態で固定される。
【００５５】
流量制御機器３は、ボデー１１両端部の突出部１５、１５をネジブロック３０、３０に載置するだけで、ボデー１１下部の一体型の平面部が、流路ブロック２０の一体型の平面部に置かれ、この平面状部位に形成した前記入口１２、出口１３と、第１出口２２ａ、第２入口２１ｂを確実に位置決めすることができる。
流量制御機器３のボルト孔１６、１６から締結ボルト１７、１７を締結孔３３、３３に螺子込むと、入口１２、出口１３と第１出口２２ａ、第２入口２１ｂの位置決めが成された状態で流路を接続することができるので、互いの流路を面倒な作業によって位置出ししながら取付ける必要が無く、容易に流路を形成できる。
【００５６】
しかも、締結ボルト１７は、ボデー１１の両端部の突出部１５、１５をそれぞれ１本のボルトで締付けて固定することにより、流量制御機器３の流路やガスケット３８が位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定でき、入口側と出口側のガスケット３８、３８の中心位置をこのガスケット３８、３８の外側位置から同時に締付けて入口１２、出口１３と第１出口２２ａ、第２入口２１ｂをシールすることができる。このとき、両側の締結ボルト１７、１７を均等に螺子込むだけで、簡単に自動的にボデー１１側と流路ブロック２０側の流路位置と押圧状態が調整されて接続することができる。よって、締結ボルト１７の締付け作業を簡単に行うことができる。
【００５７】
このように、流量制御機器３のボデー１１下面と流路ブロック２０の上面に流路を設け、これらの流路を接続するようにしているので、ボデー１１の側面に流路を形成してこの流路に分割した取付ブロックを接続する必要がなく、このため、取付ブロックを用いた場合のような上下方向と左右方向の異なる方向性の位置出しを行う必要がない。
また、締結ボルト１７の締結位置が流路と重なることがないため、機器やブロック内の流路の穴径を細く形成する必要が無く、流路を簡単に設けることができ、更に、この流路の簡単な構成やボルト本数を少なくできることなどから製作にかかるコストも削減することができる。
この締結ボルト１７による平面実装方式の取付けによって、省スペースでありながら高精度の取付け効果を発揮することができ、集積弁全体の超小型化に寄与させることができる流量制御機器の取付構造を設けることができる。
【００５８】
図４ないし図６においては、本発明における流量制御機器の取付構造の他の実施形態を示している。なお、他の実施形態において上記実施形態と同一箇所は同一符号によって表わし、その説明を省略する。
図に示したように、他の実施形態における流量制御機器６は、締結ボルト１７、１７の締結孔４６、４６を流路ブロック４５に設け、この流量制御機器６のボデー４１を流路ブロック４５に直接載置して、両端部のボルト孔４２、４２から挿通させた締結ボルト１７、１７を流路ブロック４５の締結孔４６に直接螺子込んで締付け固定できるようにしたものである。このように、締結ボルト１７を締結するネジナット部位を、一体に形成した流路ブロック４５に直接形成するようにしてもよい。
【００５９】
これにより、流量制御機器６の入口４３と出口４４の外側方のボデー４１両端部に取付けた各１本の締結ボルト１７のみによる締結が可能となる。また、ボデー４１を流路ブロック４５に載置したときには、この一体のボデー４１側の入口４３、出口４４と流路ブロック４５側の第１出口４８ａ、第２入口４７ｂの間に挟着されるガスケット３８によって位置決めがなされた状態となり、位置出し作業を行う必要がない。なお、第１出口４８ａ、第２入口４７ｂには、それぞれ内部流路４９、５０を介して第１入口４７ａ、第２出口４８ｂが連通している。
【００６０】
また、本発明における流量制御機器の取付構造は、締結ボルト１７の内側に流体の入口と出口が形成され、これを外側の締結ボルトで締付ける構造であれば、各端部側に締結する締結ボルト１の本数は２本以上であってもよく、ボルト本数を増やすことにより締付け力を増加させることもできる。
【００６１】
流路ブロックは、上記以外にもその構造を入口側と出口側を分割させて別体に形成することもできるが、この場合、ガスケット３８と締結ボルト１７の片締めを防ぐために、図示しない強固なベース体に各流路ブロックを取付けてから流量制御機器を取付ける必要がある。
【００６２】
更に、本発明の流量制御機器の取付構造は、流量制御機器以外の取付けにも応用することができ、この取付構造を利用して半導体集積弁装置等に平面実装された制御バルブ等の各種の制御機器を取付けることにより、さらに超小型の集積弁装置を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明における流量制御機器の取付構造の実施形態を示した正面図である。
【図２】図１の一部拡大分解斜視図である。
【図３】図１の一部拡大正面図である。
【図４】本発明における流量制御機器の取付構造の他の実施形態を示した正面図である。
【図５】図４の一部拡大分解斜視図である。
【図６】図４の一部拡大正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
３ 流量制御機器
１１ ボデー
１１ａ 底面
１２ 入口
１３ 出口
１５ 突出部
１６ ボルト孔
１７ 締結ボルト
２０ 流路ブロック（被取付体）
２１ 入口
２１ａ 第１入口
２１ｂ 第２入口
２２ 出口
２２ａ 第１出口
２２ｂ 第２出口
２７ 嵌合溝
２９ 取付ボルト
３０ ネジブロック
３５ ベース体
３７ 固定ボルト
３８ ガスケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶等の半導体製造工程において用いられた処理ガス等を制御するために用いられる半導体集積弁装置に搭載される平面実装構造（サーフェスマウント方式）における流量制御機器（マスフローコントローラ）の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の集積弁装置に用いられるバルブやマスフローコントローラ等は、半導体の高集積化と高精度化に伴なって、コンパクト化の要請があり、特に、超小型の集積弁の開発の要請がある。一般には、この要請に対応するため、ブロックと各種機器には入口と出口の流路を設け、この接続部位は、ガスケットによるシール部を構成し、各種機器の上方からボルト等で締結する構造によりコンパクト化を実現している。
【０００３】
通常、現実に実施されている対応策としては、次のような手段が採用されている。
第一に、支柱とクランプ用ブロック、ボルトなどによってマスフローコントローラの取付け装置を構成し、この取付け装置によってマスフローコントローラをブロックに取付けるようにした集積化ガス制御装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
この集積化ガス制御装置は、各メタルガスケットを１本のボルトによって真上から締付けるようにしており、マスフローコントローラの両側部位を、いわゆる、センターロック構造によって取付けるようにしている。
【０００４】
また、第二の手段として、マスフローコントローラのボデーに横方向からブロックを２本のボルトで締付けて固定し、この一体化したマスフローコントローラの入口側と出口側を分離された別体の取付ブロックに対して上方から流路を跨ぐように２本のボルトで締付けたマスフローコントローラがある（例えば、特許文献２参照。）。このマスフローコントローラは、マスフローコントローラと側面に取付けるブロックの２本のボルトの間の流路にガスケットが装着され、また、このブロックと別の取付ブロックの２本のボルトの間の流路にガスケットが装着された状態で流路が構成されている。従って、マスフローコントローラの取付時には、マスフローコントローラとブロックの上下方向の位置出しと、このブロックと別の取付ブロックの左右方向の位置出しを行う必要があり、取付時には、この異なる方向の位置出しを行ってシール性を維持している。
【０００５】
前者の特許文献１は、ガスケットを１本のボルトの中心位置に配置し、後者の特許文献２は、ガスケットを２本の取付ボルトを跨ぐ中心位置に配置して個々のガスケットを締付け、締付け時のガスケットの傾きを防止する構造である。
【特許文献１】特開２００２−４８２９９号公報
【特許文献２】特許第２８６５６４４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、特許文献１におけるマスフローコントローラは、ガスケットをボルトのセンター位置で締付けるセンターロック構造であり、このセンターロック構造は、ガスケットの両サイドに支柱を立設し、ガスケットの真上に締付け用のボルトを装着しているが、マスフローコントローラを着脱しようとする場合には、締付け用の金具を外さなければならないため着脱が面倒であった。
特に、ブロックが本体と分割し、しかも、取付ブロックもマスフローコントローラの下方側にボルトで取付けているため、入口と出口の位置出しが必要になり、作業性の悪いものであった。
また、マスフローコントローラのボデーの流路が複雑になって構成部品が多くなり、分割式はコスト高になるという問題もあった。更に、センターロック用の金具や支柱の構造も複雑になってコストがかかるという問題もある。
【０００７】
一方、特許文献２のマスフローコントローラは、上下方向と左右方向の位置出しを行いながらガスケットの両側を２本のボルトでそれぞれ締付けて流体の入口と出口を別々にシールしなければならず、このシール構造によって機器内に流路を形成するのが難しくなり、マスフローコントローラのボデー本体と取付ブロックを分割構造にしたり、機器やブロック内の流路の穴径を細く形成する必要が生じるなどの問題があり、そのため、流路が複雑になり、コストも高くなる等の課題を有していた。
【０００８】
本発明は、従来の課題点に鑑みて開発に至ったものであり、その目的とするところは、平面実装時に従来方式のように位置出しを必要とせず、流量制御装置を締結ボルトで取付けることにより、同時にかつ均一にシール接続を可能とし、殊に、構成部品が簡単であると共に流量制御機器の着脱作業が容易となり、もって、コンパクトな流量制御機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、流量制御機器を平面実装方式で取付ける取付構造において、流量制御機器のボデーに流体の入口と出口を設け、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部に平面実装用の締結ボルトを取付け、この締結ボルトで被取付体に流量制御機器を固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、流量制御機器には、ボデーの底面に機器内を連通する入口と出口を一体に形成し、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部である突出部に締結ボルト用のボルト孔を形成した流量制御機器の取付構造である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、締結ボルトは、流量制御機器のボデー両端部の突出部をそれぞれ１本の締結ボルトで締付けて固定した流体制御機器の取付構造である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、被取付体は、入口と出口を一体に形成した流路ブロックであり、この流路ブロックは、その両端に流体の第１入口と第２出口を形成し、両端位置より内方上面に前記流量制御機器の入口と出口とを連通させる第１出口と第２入口を形成した流量制御機器の取付構造である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、流路ブロックの両端上面にネジブロックを着脱自在に取付け、流量制御機器の両端部に取付けた締結ボルトをネジブロックに螺子込むことにより流量制御機器を流路ブロックに締付け固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１４】
請求項６に係る発明は、ネジブロックは、流路ブロックと分割形成され、双方のネジブロックの両端部を２本の取付ボルトで流路ブロックに取付けた流量制御機器の取付構造である。
【００１５】
請求項７に係る発明は、流量制御機器の両端部のボルト孔から挿通させた締結ボルトを流路ブロックに螺子込んで締付け固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１６】
請求項８に係る発明は、流路ブロックの入口及び出口と流量制御機器のボデー入口及び出口との間にガスケットを介在させた流量制御機器の取付構造である。
【００１７】
請求項９に係る発明は、締結ボルトは、流量制御機器の流路やガスケットが位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定した流量制御機器の取付構造である。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、流路ブロックは、ベース体に固定ボルトで表面実装して固定した流量制御機器の取付構造である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によると、流量制御機器を例えば各１本の締結ボルトで締付けることによって、簡易な取付作業によって入口と出口のガスケットを同時にかつ均一にシール接続でき、しかも、簡単な構造にすることができるため、コンパクト化に寄与でき、もって超小型の集積弁にも適用することが可能な流量制御機器の取付構造を得ることができる。
【００２０】
請求項２に係る発明によると、流量制御機器の流体の入口と出口の流路は簡単な構造にできるため、その加工が容易であり、コンパクトに製作できる流量制御機器の取付構造である。
【００２１】
請求項３に係る発明によると、両端を２本の締結ボルトで締付け可能であるため、取付作業は簡単にかつ確実に行い得られる。
【００２２】
請求項４に係る発明によると、流路ブロックは一体に形成されているので、従来の流量制御機器の取付方式のような入口と出口の位置出しが必要ではなく、ベース体に固定した一体の流路ブロックに流量制御機器を取付けることによって、面倒な位置出しが必要なく、簡単にかつ確実に着脱作業を行うことができる。
【００２３】
請求項５に係る発明によると、各１本の締結ボルトで取付けが可能となり、特に、流路ブロックの高さを集積弁の前後に位置するブロックと同じく低く形成でき、高価な材料の節約が可能となり、シール部のバニシ加工による硬化処理が容易にできると共に、流量制御機器の全体の取付け高さを低くすることができる。
【００２４】
請求項６に係る発明によると、ネジブロックを流路ブロックに対して取付ボルトで固定できるので、流量制御機器は、流路ブロックに固定されているネジブロックに取付けすることができる。
【００２５】
請求項７に係る発明によると、各１本の締結ボルトで流量制御機器を締結することができ、取付けに際して入口と出口の位置出しが不要となり、取付作業が簡略化できる。
【００２６】
請求項８に係る発明によると、２本のボルトで入口と出口のガスケットを同時にかつ均一にシール接続することができ、特に、超小型の集積弁に好適な流量制御機器の取付構造である。
【００２７】
請求項９に係る発明によると、締結ボルトは流路の真上に取付けすることによって１本のボルトで締結できるため、簡単な取付作業であると共に、超小型の集積弁に好適であり、シール接続部位が確実に密封シールされる。
【００２８】
請求項１０に係る発明によると、一体の流路ブロックを、例えば、ベース体に固定できるため、流量制御機器は簡単にかつ正確に着脱することが可能となり、特に、超小型の集積弁に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明における流量制御機器の取付構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１ないし図３において、集積化ガス制御装置１は、窒素ガス、水素ガス、モノシラン、シジラン、水素希釈ホスフィン、Ｎ２Ｏ、三弗化クロライド等のプロセスガスなどの流体の圧力制御、流量制御、混合、パージガス等の供給時の制御などの供給制御を行うガス制御ライン２を構成し、このガス制御ライン２は、例えば、図示しない基盤状の部材に複数列に並設することで集積弁装置が構成される（本実施形態では集積弁装置の１列のみを示している）。
【００３０】
ガス制御ライン２には、流体を制御するための機器が流路を構成しながら搭載され、この機器の１つとして流量制御機器（マスフローコントローラ）３が搭載されている。更に、この機器には、流量制御機器３以外にも、例えば、ガス流路を開閉する自動ダイヤフラム弁４ａ、４ｂやパージガスの供給を行うパージ弁４ｃ、或は図示しないフィルターや各種のバルブや手動開閉弁などの各種の制御機器４が搭載され、これらにより１つのガス供給ラインが構成されている。
【００３１】
流量制御機器３は、他の制御機器４とともに平面実装方式からなる取付構造によって取付けられ、本実施形態における平面実装方式は、前記の基盤状の部材の上面に長尺状のベース体３５を固定し、このベース体３５の上に後述するネジブロック３０を介在させながら流路ブロック２０を表面実装によって固定し、この上から締結ボルト１７を用いて取付ける構造としている。流量制御機器３は、流体の質量や流量を、例えば、図１に示した流量センサー部１８によって高い精度で計測し、この計測結果に基づいてアクチュエータ部１９の図示しない弁の開閉動作により、流体流量を制御するようにしたものである。本例における流量制御機器３は、各種のマスフローコントローラを包含する。
【００３２】
図１、図３に示すように、本実施形態における流量制御機器３は、例えば、ボデー１１の上部に一体化した流量センサー部１８とアクチュエータ部１９を取付けて一体に構成した構造に設けている。この場合、ボデー１１を有する流量制御機器としてはこれ以外にも各種の構造があり、例えば、流量センサー部とアクチュエータ部を分割して設け、これらの各流量制御機器をそれぞれボデー１１に取付けるようにしてもよい。
流量制御機器３のボデー１１は、本実施形態においては図３に示すように一体に形成され、このボデーの底面１１ａには機器内の流量センサー部１８やアクチュエータ部１９とを連通する入口流路１２ａと出口流路１３ａの入口１２、出口１３をそれぞれ一体に形成してガス流体等の流体の入出口１２、１３を設けており、この入口１２、出口１３は、底面の同一面上に形成される。また、この入口１２、出口１３は、ボデー１１の長手方向において中心位置の同一線上に形成される。
【００３３】
流量制御機器３の長手方向には、それぞれ流路側に突出させてボデー１１の両端部に突出部１５、１５を形成している。この突出部１５、１５は、入口１２、出口１３よりも外側方に位置し、突出部１５、１５には平面実装用の締結ボルト１７、１７用のボルト孔１６、１６を形成している。したがって、各ボルト孔１６、１６は入口１２、出口１３よりも外側方に位置している。また、ボルト孔１６、１６は、入口１２、出口１３の形成位置と同一線上であるボデー１１の長手方向の中心位置に形成しており、このボデー１１の両端に一箇所ずつ形成したボルト孔１６、１６をそれぞれ１本の締結ボルト１７で締結できるようにし、締結ボルト１７によってボルト孔１６、１６を締結すると、両側に１本ずつ設けた締結ボルトによってボルト孔１６、１６と同一線上に並ぶ各ボルト孔１６、１６に均圧に力を加えることができるようにしている。
突出部１５、１５は、ボデー１１と別体に形成することもでき、この場合、ボデーを略直方体状に形成し、このボデーの側面に略直方体状に形成した突出部をボルト止め等の手段で側面方向から固着することでこれらを一体化できる。
【００３４】
入口１２、出口１３から連通している入口流路１２ａと出口流路１３ａは、ボデー１１の上部に搭載してこの流量制御機器３を機能させている前述の流量センサー部１８とアクチュエータ部１９に繋がっている。入口１２、出口１３と流量センサー部１８、アクチュエータ部１９との間にはガスケット３８を装着し、このガスケット３８により両者をシールしている。ガスケット３８の中央部には連通穴３８ａを形成しており、この連通穴３８ａにより一次側と二次側を連通可能に設けている。ガスケット３８は、ステンレス鋼等からなり、ボデー１１と流路ブロック２０との間に挟着されて押し潰された状態となり、メタルタッチによってシールしてガス漏れを防ぐ構造となっている。このガスケット３８の構造及び材質は、以降についても同様である。
【００３５】
入口流路１２ａ及び出口流路１３ａは適宜の角度によって形成できるが、本実施形態においては垂直方向に形成し、これによりこの入口流路１２ａ及び出口流路１３ａを最短距離で形成してガスをスムーズに流して滞留を防ぎ、また、ボデー１１内に容易に形成加工できるようにしている。
また、ボデー１１内部には、流量センサー部１８とアクチュエータ部１９を接続する適宜の形状の接続流路１４を形成加工しており、この接続流路１４と流量センサー部１８とアクチュエータ部１９の接続部位にも、ガスケット３８を装着して相互をシールしている。
【００３６】
流路ブロック２０は、流量制御機器３のボデー１１が取付けられる被取付体であり、本実施形態においては、図２、図３に示すように一体成形によってブロック状に形成している。この流路ブロック２０は内部流路２５、２６をそれぞれ有しており、この内部流路２５、２６の入口２１と出口２２を一体に形成している。
入口２１と出口２２について、流路ブロック２０の両端には流体の第１入口２１ａと第２出口２２ｂを形成し、この両端位置より内方上面に流量制御機器３の入口流路１２と出口流路１３を連通可能な第１出口２１ｂと第２入口２２ａを形成している。その他、流路ブロックを分離して構成し、これを一体化して構成することもできる。
【００３７】
第１出口２２ａと第２入口２１ｂは、流路ブロック２０の上面側に同一平面上になるように一体に形成し、かつ、流路ブロック２０の長手方向において中心位置の同一線上に設けている。この第１出口２２ａと第２入口２１ｂの間隔は、ボデー１１側の入口１２と出口１３の間隔と同じに形成しており、また、流路の口径も同じに形成している。第１出口２２ａ、第２入口２３ｂが入口１２、出口１３と間隔が同じであることによって、第１出口２２ａに対して入口１２、第２入口２１ｂに対して出口１３がそれぞれ連通可能となる。
【００３８】
また、第１入口２１ａと第１出口２２ａ、及び第２入口２１ｂと第２出口２２ｂの間には、嵌合溝２７、２７を凹状に形成しており、この嵌合溝２７の底部を平面状に形成している。各底部には、内部流路２５、２６を、流路を跨ぐ位置に２箇所のボルト穴２８、２８を形成している。このボルト穴２８に図２に示す取付ボルト２９を螺着することにより、この両端上面の嵌合溝２７に後述のネジブロック３０を着脱自在に取付できるようにしている。
本実施形態においては、第１入口２１ａと第２出口２２ｂを、第１出口２２ａと第２入口２１ｂと同一高さに形成しているが、この第１入口２１ａと第２出口２２ｂの高さは、流量制御機器３に隣接して接続される制御機器４の種類や形状、高さなどに応じて変えるようにしてもよい。
【００３９】
図２に示すように、流路ブロック２０の両端には、第１入口２１ａ、第２出口２２ｂを跨ぐように取付孔２０ａが形成され、この流路ブロック２０と流路ブロック２０に隣接する連通ブロック５に図１の制御機器４を載置した状態で、取付孔２０ａに図示しない固着ボルトを固着することでこの制御機器４を取付けて流路を接続できるようにしている。
【００４０】
流路ブロック２０側の入口２１ａ、２１ｂ及び出口２２ａ、２２ｂと、ボデー１１側の入口１２、出口１３には、ガスケット３８を介在できるように、環状凹部２３ａ、２３ｂ２４ａ、２４ｂと、環状凹部１２ｂ、１３ｂをそれぞれ設け、これらの間にガスケット３８を介在させて流路の接続部位をシールしている。
【００４１】
また、この流路ブロック２０において、ボデー１１と当接する上面側の適宜位置に、図示しない突設部を設け、一方、ボデー１１のおいてこの突設部を嵌め込み可能な図示しない凹状部を形成すれば、流量制御機器３を流路ブロック２０に載置したときに、この流量制御機器３を流路ブロック２０に対して位置決めすることもできる。
【００４２】
ネジブロック３０は、流路ブロック２０と分割して形成され、長手方向の長さをボデー１１の突出部１５と略同じ長さに形成している。また、この長さを嵌合溝２７に嵌合可能な長さとしており、これにより、ネジブロック３０を流路ブロック２０に載置したときに、このネジブロック３０が嵌合溝２７に嵌って長手方向の位置決めがされ、しかも、両側のネジブロック３０の位置にボデー１１の突出部１５の下面側が当接しながら載置するようにしている。
各ネジブロック３０の両端部には２本の取付ボルト２９が装着可能な貫通孔３１、３１を形成しており、各貫通孔３１の上部には取付ボルト２９の頭部２９ａを収納可能な座ぐり部３２を形成している。
【００４３】
ネジブロック３０を嵌合溝２７に嵌合させると、貫通孔３１がボルト穴２８と連通した状態となり、この上から取付ボルト２９を螺着することによってこのネジブロック３０を流路ブロック２０の両端上面に着脱自在に取付けている。このように、ネジブロック３０の両側を２本の取付ボルト２９、２９で取付けることで、流路ブロック２０の中央位置に形成した入口流路１２ａと出口流路１３ａを避けながら、この流路ブロック２０に対して正確な位置でネジブロック３０を取付け可能に設けている。
【００４４】
取付ボルト２９の取付け後には、頭部２９ａが座ぐり部３２内に収まり、ネジブロック３０の上面側から頭部２９が突出することなく、ネジブロック３０上面側の平面状態が維持される。
このため、このネジブロック３０の上に突出部１５を載置させたときには、確実にこのネジブロック３０の上面に突出部１５の下面が面接触し、高いシール状態で固着される。また、このときのネジブロック３０の高さは、ボデー１１の下面と流路ブロック２０の上面が面接触できる高さとしているため、入口１２、出口１３と第１出口２２ａ、第２入口２１ｂを高いシール状態にできる。
【００４５】
ネジブロック３０の２つの貫通孔３１、３１の中央位置には、このネジブロック３０に対してボデー１１を固着する締結ボルト１７が螺着可能な締結孔３３を設けており、ネジブロック３０の流路ブロック２０への取付け後にはこの締結孔３３が上部側に開口する。
締結孔３３は貫通孔３１と同心に配設しており、ネジブロック３０の上からボデー１１１を載置させてこの流量制御機器３を取付け、ボルト孔１６から挿通させた平面実装用の締結ボルト１７を流路ブロック２０に螺子込むことにより、流量制御機器３の流路やガスケット３８が位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定し、これにより、流路ブロック２０の長手方向の中心位置に押圧力を働かせることができるため、流路ブロック２０の上面側に対してボデー１１の下面側を均等な面圧力で接触させて、締結孔３３に挟まれて配設されている同一面上の第１出口２２ａ、第２入口２１ｂと入口１２、出口１３に均一な圧力を加えて連通させながら、流量制御機器３を流路ブロック２０に締付け固定できるようにしている。
【００４６】
流路ブロック２０やネジブロック３０は、流体中に不純物が混入しないようにするためにステンレス鋼や、或は、ステンレス鋼と同等の耐食性を有する材料を用いるのが望ましい。また、ネジブロック３０と流路ブロック２０、及びネジブロック３０とボデー１１、ボデー１１と流路ブロック２０の当接する面状部分は、鏡面加工などの高精度の加工によって加工するのがよい。
【００４７】
ベース体３５は、図２に示すように流路方向に長尺状に形成し、このベース体３５の上面側には、流路ブロック２０取付け用のめねじ３６を設けている。このめねじ３６は、流路ブロック２０の両端を固定する固定ボルト３７の固着穴２０ｂの間隔で設け、この固着穴２０ｂとめねじ３６を連通させた状態で固定ボルト３７を上から締付けることにより、ベース体３５に対して流路ブロック２０が表面実装によって取付けられる。
ベース体３５は流体と接触することがないため、例えば、アルミニウム等の軽量な材料を用いることができ、これにより、集積ガス制御装置１の軽量化を図ることができ、延いては、集積弁全体の軽量化を図ることができる。
【００４８】
このように、流量制御機器３は、ボデー１１に流体の入口流路１２と出口流路１３を設け、この入口流路１２と出口流路１３が位置する外側方のボデー１１両端部にボルト孔１６、１６を設け、このボルト孔１６、１６に平面実装用の締結ボルト１７、１７を取付け、この締結ボルト１７で被取付体である流路ブロック２０を固定した流量制御機器の取付構造であるので、流量制御機器３の上方から締結する構造であることによってコンパクト化を図りながら、締結ボルト１７を締結又は緩めることによって簡単にこの流量制御機器３をガス制御ライン２から着脱できるようにしている。
【００４９】
流量制御機器３の装着時には、この流量制御機器３を流路ブロック２０に取付けるだけでボデー１１側の入口流路１２、出口流路１３と流路ブロック２０側の第１出口２２、第２入口２３を位置出しした状態にしながら連通させることができるため、面倒な位置出し作業をわざわざ行う必要がなく取付けを行うことができ、作業性を向上させることができる。
【００５０】
また、流量制御機器３のボデー１１の流路ブロック２０への着脱部位を一体化できるため流路を簡素化でき、構成部品も削減できることにより低コストで製作することができる。また、締結ボルト１７の締結位置（ボルト孔１６）が入口流路１２、出口流路１３から外側方にずれていることによりこれらが重なることがないため、流量制御機器３や流路ブロック２０内の流路の穴径を細く形成する必要がなく、十分な流路を確保することができる。
【００５１】
ここでガス制御ライン２における流量制御装置３付近の流体の流れを説明すると、先ず、一次側の制御機器４ｃから第１入口２１ａに流体が入ると、この流体は内部流路２５を通って第１出口２２ａに到達する。この流体は、ボデー１１の入口１２から入口流路１２ａを通って流量センサー部１８、接続流路１４、アクチュエータ部１９を通って流量制御され、出口流路１３ａを通って出口１３から第２入口２１ｂに達する。第２入口２１ｂに達した流体は、内部流路２６を通って第２出口２２ｂまで達し、この第２出口２２ｂから二次側の制御機器４ｂに送られる。このとき、第１出口２２ａと入口１２、出口１３と第２入口２１ｂはガスケット３８を介した状態で高シールによって接続されているため、流体が外部に漏れることが無く高精度で流量制御を行うことができる。
【００５２】
次に、本発明の流量制御機器の取付構造の上記実施形態における作用を説明する。
流体制御機器３を実装する際には、先ず、あらかじめベース体３５に流路ブロック２０を取付ける。
流路ブロック２０は、ベース体３５のめねじ３６に固着穴２０ｂを合わせた状態で載置し、固着穴２０ｂの上から固着ボルト３７を螺着することにより流路ブロック２０がベース体３５に対して表面実装によって固定される。このとき、固着穴２０ｂの形成部位を最少に形成することで、流路ブロック２０の載置スペースを小さくできる。
【００５３】
流路ブロック２０の上面側には第１出口２２ａ、第２入口２１ｂが直接表面上に設けられているため、この第１出口２２ａ、第２入口２１ｂに対して流量制御機器３の入口１２、出口１３を直接接続させることができ、これにより、流量制御機器３にあらかじめ分割構造に設けた取付ブロックなどを接続する必要がなく、取付ブロックによる流路の構成を省略でき、作業の手間も省くことができる。
【００５４】
流路ブロック２０の両端上面には、この流路ブロック２０の嵌合溝２７に嵌合させるようにしてネジブロック３０を上方から載置し、この双方のネジブロック３０の両端部の貫通孔３１に２本の取付ボルト２９を上方から螺着してネジブロック３０を流路ブロック２０に取付ける。ネジブロック３０は、嵌合溝２７に嵌合しているため長手方向の移動が阻止され、２本の取付ボルト２９、２９によって正確に位置決めされた状態で固定される。
【００５５】
流量制御機器３は、ボデー１１両端部の突出部１５、１５をネジブロック３０、３０に載置するだけで、ボデー１１下部の一体型の平面部が、流路ブロック２０の一体型の平面部に置かれ、この平面状部位に形成した前記入口１２、出口１３と、第１出口２２ａ、第２入口２１ｂを確実に位置決めすることができる。
流量制御機器３のボルト孔１６、１６から締結ボルト１７、１７を締結孔３３、３３に螺子込むと、入口１２、出口１３と第１出口２２ａ、第２入口２１ｂの位置決めが成された状態で流路を接続することができるので、互いの流路を面倒な作業によって位置出ししながら取付ける必要が無く、容易に流路を形成できる。
【００５６】
しかも、締結ボルト１７は、ボデー１１の両端部の突出部１５、１５をそれぞれ１本のボルトで締付けて固定することにより、流量制御機器３の流路やガスケット３８が位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定でき、入口側と出口側のガスケット３８、３８の中心位置をこのガスケット３８、３８の外側位置から同時に締付けて入口１２、出口１３と第１出口２２ａ、第２入口２１ｂをシールすることができる。このとき、両側の締結ボルト１７、１７を均等に螺子込むだけで、簡単に自動的にボデー１１側と流路ブロック２０側の流路位置と押圧状態が調整されて接続することができる。よって、締結ボルト１７の締付け作業を簡単に行うことができる。
【００５７】
このように、流量制御機器３のボデー１１下面と流路ブロック２０の上面に流路を設け、これらの流路を接続するようにしているので、ボデー１１の側面に流路を形成してこの流路に分割した取付ブロックを接続する必要がなく、このため、取付ブロックを用いた場合のような上下方向と左右方向の異なる方向性の位置出しを行う必要がない。
また、締結ボルト１７の締結位置が流路と重なることがないため、機器やブロック内の流路の穴径を細く形成する必要が無く、流路を簡単に設けることができ、更に、この流路の簡単な構成やボルト本数を少なくできることなどから製作にかかるコストも削減することができる。
この締結ボルト１７による平面実装方式の取付けによって、省スペースでありながら高精度の取付け効果を発揮することができ、集積弁全体の超小型化に寄与させることができる流量制御機器の取付構造を設けることができる。
【００５８】
図４ないし図６においては、本発明における流量制御機器の取付構造の他の実施形態を示している。なお、他の実施形態において上記実施形態と同一箇所は同一符号によって表わし、その説明を省略する。
図に示したように、他の実施形態における流量制御機器６は、締結ボルト１７、１７の締結孔４６、４６を流路ブロック４５に設け、この流量制御機器６のボデー４１を流路ブロック４５に直接載置して、両端部のボルト孔４２、４２から挿通させた締結ボルト１７、１７を流路ブロック４５の締結孔４６に直接螺子込んで締付け固定できるようにしたものである。このように、締結ボルト１７を締結するネジナット部位を、一体に形成した流路ブロック４５に直接形成するようにしてもよい。
【００５９】
これにより、流量制御機器６の入口４３と出口４４の外側方のボデー４１両端部に取付けた各１本の締結ボルト１７のみによる締結が可能となる。また、ボデー４１を流路ブロック４５に載置したときには、この一体のボデー４１側の入口４３、出口４４と流路ブロック４５側の第１出口４８ａ、第２入口４７ｂの間に挟着されるガスケット３８によって位置決めがなされた状態となり、位置出し作業を行う必要がない。なお、第１出口４８ａ、第２入口４７ｂには、それぞれ内部流路４９、５０を介して第１入口４７ａ、第２出口４８ｂが連通している。
【００６０】
また、本発明における流量制御機器の取付構造は、締結ボルト１７の内側に流体の入口と出口が形成され、これを外側の締結ボルトで締付ける構造であれば、各端部側に締結する締結ボルト１の本数は２本以上であってもよく、ボルト本数を増やすことにより締付け力を増加させることもできる。
【００６１】
流路ブロックは、上記以外にもその構造を入口側と出口側を分割させて別体に形成することもできるが、この場合、ガスケット３８と締結ボルト１７の片締めを防ぐために、図示しない強固なベース体に各流路ブロックを取付けてから流量制御機器を取付ける必要がある。
【００６２】
更に、本発明の流量制御機器の取付構造は、流量制御機器以外の取付けにも応用することができ、この取付構造を利用して半導体集積弁装置等に平面実装された制御バルブ等の各種の制御機器を取付けることにより、さらに超小型の集積弁装置を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明における流量制御機器の取付構造の実施形態を示した正面図である。
【図２】図１の一部拡大分解斜視図である。
【図３】図１の一部拡大正面図である。
【図４】本発明における流量制御機器の取付構造の他の実施形態を示した正面図である。
【図５】図４の一部拡大分解斜視図である。
【図６】図４の一部拡大正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
３ 流量制御機器
１１ ボデー
１１ａ 底面
１２ 入口
１３ 出口
１５ 突出部
１６ ボルト孔
１７ 締結ボルト
２０ 流路ブロック（被取付体）
２１ 入口
２１ａ 第１入口
２１ｂ 第２入口
２２ 出口
２２ａ 第１出口
２２ｂ 第２出口
２７ 嵌合溝
２９ 取付ボルト
３０ ネジブロック
３５ ベース体
３７ 固定ボルト
３８ ガスケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量制御機器を平面実装方式で取付ける取付構造において、前記流量制御機器のボデーに流体の入口と出口を設け、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部に平面実装用の締結ボルトを取付け、この締結ボルトで被取付体に前記流量制御機器を固定したことを特徴とする流量制御機器の取付構造。
【請求項２】
前記流量制御機器には、前記ボデーの底面に機器内を連通する入口と出口を一体に形成し、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部である突出部に締結ボルト用のボルト孔を形成した請求項１に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項３】
前記締結ボルトは、前記流量制御機器のボデー両端部の突出部をそれぞれ１本の締結ボルトで締付けて固定した請求項１又は２に記載の流体制御機器の取付構造。
【請求項４】
前記被取付体は、入口と出口を一体に形成した流路ブロックであり、この流路ブロックは、その両端に流体の第１入口と第２出口を形成し、前記両端位置より内方上面に前記流量制御機器の入口と出口とを連通させる第１出口と第２入口を形成した請求項１に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項５】
前記流路ブロックの両端上面にネジブロックを着脱自在に取付け、前記流量制御機器の両端部に取付けた締結ボルトを前記ネジブロックに螺子込むことにより前記流量制御機器を前記流路ブロックに締付け固定した請求項４に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項６】
前記ネジブロックは、前記流路ブロックと分割形成され、双方のネジブロックの両端部を２本の取付ボルトで流路ブロックに取付けた請求項５に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項７】
前記流量制御機器の両端部のボルト孔から挿通させた締結ボルトを前記流路ブロックに螺子込んで締付け固定した請求項４に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項８】
前記流路ブロックの入口及び出口と前記流量制御機器のボデー入口及び出口との間にガスケットを介在させた請求項１乃至７の何れか１項に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項９】
前記締結ボルトは、前記流量制御機器の流路やガスケットが位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定した請求項１乃至８の何れか１項に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項１０】
前記流路ブロックは、ベース体に固定ボルトで表面実装して固定した請求項４乃至９の何れか１項に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項１】
流量制御機器を平面実装方式で取付ける取付構造において、前記流量制御機器のボデーに流体の入口と出口を設け、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部に平面実装用の締結ボルトを取付け、この締結ボルトで被取付体に前記流量制御機器を固定したことを特徴とする流量制御機器の取付構造。
【請求項２】
前記流量制御機器には、前記ボデーの底面に機器内を連通する入口と出口を一体に形成し、この入口と出口が位置する外側方のボデー両端部である突出部に締結ボルト用のボルト孔を形成した請求項１に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項３】
前記締結ボルトは、前記流量制御機器のボデー両端部の突出部をそれぞれ１本の締結ボルトで締付けて固定した請求項１又は２に記載の流体制御機器の取付構造。
【請求項４】
前記被取付体は、入口と出口を一体に形成した流路ブロックであり、この流路ブロックは、その両端に流体の第１入口と第２出口を形成し、前記両端位置より内方上面に前記流量制御機器の入口と出口とを連通させる第１出口と第２入口を形成した請求項１に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項５】
前記流路ブロックの両端上面にネジブロックを着脱自在に取付け、前記流量制御機器の両端部に取付けた締結ボルトを前記ネジブロックに螺子込むことにより前記流量制御機器を前記流路ブロックに締付け固定した請求項４に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項６】
前記ネジブロックは、前記流路ブロックと分割形成され、双方のネジブロックの両端部を２本の取付ボルトで流路ブロックに取付けた請求項５に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項７】
前記流量制御機器の両端部のボルト孔から挿通させた締結ボルトを前記流路ブロックに螺子込んで締付け固定した請求項４に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項８】
前記流路ブロックの入口及び出口と前記流量制御機器のボデー入口及び出口との間にガスケットを介在させた請求項１乃至７の何れか１項に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項９】
前記締結ボルトは、前記流量制御機器の流路やガスケットが位置する当該機器の長手方向の中心位置に締付け固定した請求項１乃至８の何れか１項に記載の流量制御機器の取付構造。
【請求項１０】
前記流路ブロックは、ベース体に固定ボルトで表面実装して固定した請求項４乃至９の何れか１項に記載の流量制御機器の取付構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１７０４８４（Ｐ２００７−１７０４８４Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６６４６４（Ｐ２００５−３６６４６４）
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（５０１４１７９２９）株式会社キッツエスシーティー (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（５０１４１７９２９）株式会社キッツエスシーティー (22)
【Ｆターム（参考）】
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