压电致动器、流体控制阀和流体控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供压电致动器、流体控制阀和流体控制装置。即使发生了绝缘破坏，压电致动器动作也不会完全停止，还能够仅在被限制的可动范围内继续暂定的运转，为了提供该压电致动器，其包括：多个压电模块，将压电陶瓷层和电极层交替层叠而形成；以及驱动电路，与多个所述压电模块连接，多个所述压电模块分别沿伸缩方向排列设置，所述驱动电路包括：供给电流的电源部，与多个所述压电模块分别并联；以及多个限制电阻，相对于多个所述压电模块分别串联设置。

Piezoelectric actuator, fluid control valve and fluid control device

【技术实现步骤摘要】
压电致动器、流体控制阀和流体控制装置
本专利技术涉及一种例如用于流体控制阀的压电致动器。
技术介绍
在半导体制造工序中使用质量流量控制器，该质量流量控制器用于控制向室(chamber)内供给的各种气体的流量。这种质量流量控制器包括具备压电致动器的流体控制阀，通过控制压电致动器的伸缩量来调节流体控制阀的开度。其结果，实现所希望的流量。并且，用于流体控制阀的压电致动器为了使位移量变大，层叠形成有多个压电元件(参照专利文献1)。此外，相对于一个电源部例如并联各压电元件，并且分别施加相同的电压。在以上述方式构成的压电致动器中，如果在压电元件的一个中发生绝缘破坏，则该部分短路而不能向其他压电元件充分施加驱动所需要的电压。即，压电致动器仅因一个压电元件的故障而不能伸缩。由于压电元件的绝缘破坏突发性地发生，所以如果是质量流量控制器，则在工序中流量控制紧急停止。这种流量控制的紧急停止导致半导体制造工序中的严重问题，并且直到更换压电致动器为止不能再次开始质量流量控制器的流量控制。现有技术文献专利文献1：日本专利公开公报特开2010-190430号
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种压电致动器，即使发生了绝缘破坏，动作也不会完全停止，还能够仅在被限制的可动范围内继续暂定的运转。即，本专利技术提供一种压电致动器，其特征在于包括：多个压电模块，将压电陶瓷层和电极层交替层叠而形成；以及驱动电路，与多个所述压电模块连接，多个所述压电模块分别沿伸缩方向排列设置，所述驱动电路包括：电源部，与多个所述压电模块分别并联；以及多个限制电阻，相对于多个所述压电模块分别串联设置。按照这种方式，即使在多个所述压电模块中的任意一个中发生了绝缘破坏，也能够通过所述限制电阻来限制在发生了绝缘破坏的压电模块中流动的电流，防止向其他未发生绝缘破坏的压电模块供给的电压下降。因此，能够继续驱动未发生绝缘破坏的压电模块，并且即使限制了压电致动器的可动范围也能够暂定性地继续运转。因此，能够防止压电致动器因突发的绝缘破坏而紧急停止，并且能够在成为即使停止也没有问题的状态后停止并进行更换等。如上所述，按照本专利技术的压电致动器，例如能够满足在半导体制造工序中所需要的运转的持续性。为了即使在多个所述压电模块中的一个中发生了绝缘破坏，也能够可靠地继续驱动其他压电模块，可以是多个所述限制电阻的电阻值设定为在多个所述压电模块中发生了绝缘破坏时使在所述驱动电路中流动的电流值成为所述电源部的电流供给能力以下。本专利技术还提供一种流体控制阀，其包括：上述的压电致动器；以及阀体，由所述压电致动器驱动，相对于阀座离合，按照该流体控制阀，即使发生绝缘破坏，也能够继续流体的控制。本专利技术还提供一种流体控制装置，其包括：上述的流体控制阀；流体传感器，测量流体的压力或流量；以及阀控制部，控制所述电源部输出的电压，使由流体传感器测量的测量值成为预先设定的目标值，按照该流体控制装置，例如在半导体工序中，能够在进行成膜等的期间防止因绝缘破坏导致的紧急停止并以暂定的运转使工序继续。因此，能够直到成膜等完成为止持续进行气体的供给，并且能够在规定的计划更换时机等更换压电致动器，从而能够将对工序的影响抑制为最小限度。本专利技术的流体控制装置为了利用即使压电致动器发生了绝缘破坏、向正常的压电模块施加的电压也不会大幅度变化的特点，而能够自诊断各压电模块的故障的有无，其包括：基准关系存储部，存储基准关系，所述基准关系是多个所述压电模块正常时的流体的压力或流量与从所述电源部输出的电压的关系；电压监测器，检测所述电源部输出的电压；以及故障判断部，基于由所述流体传感器测量的测量值或设定于阀控制部的目标值、由所述电压监测器检测的电压、以及所述基准关系，判断多个所述压电模块中的故障的有无。为了即使在任意一个压电模块中发生了绝缘破坏，也尽可能地大幅度地保持压电致动器整体的可动范围，可以是多个所述压电模块各自的伸缩方向的长度尺寸相同。此外，通过增加构成一个压电致动器的压电模块的个数或增加压电模块的分割数，也能够得到同样的效果。例如为了能够使与各压电模块的伸缩相关的分辨率不同来进行精确的定位，或者按照压电模块使发生绝缘破坏时出现的变化不同，能够由所述故障判断部判断在哪一个压电模块中发生了故障，可以是多个所述压电模块的至少一个的伸缩方向的长度尺寸与其他所述压电模块不同。由此，按照本专利技术的压电致动器，由于相对于与电源部并联的各压电模块分别串联设置限制电阻，所以即使在任意一个压电模块中发生了绝缘破坏，也能够防止过大的电流在该部分中流动。因此，由于即使在发生绝缘破坏时也能够进行电源部的电流供给能力内的驱动，所以能够向其余的正常的压电模块施加足以进行驱动的电压，从而能够继续暂定的运转。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的压电致动器以及使用该压电致动器的流体控制阀和流体控制装置的示意图。图2是表示第一实施方式的压电致动器的电路构成的示意图。图3是表示第一实施方式的压电致动器的电路构成的电路图。图4是表示本专利技术第二实施方式的压电致动器以及使用该压电致动器的流体控制阀和流体控制装置的示意图。图5是表示本专利技术的另一种实施方式的流体控制阀的示意图。图6是表示本专利技术的又一种实施方式的流体控制装置的示意图。附图标记说明100···流体控制装置1···主体2···流量传感器3···流体控制阀4···箱体5···阀控制部61···阀座62···阀体7···压电致动器71···压电模块72···驱动电路PS···电源部R···限制电阻具体实施方式参照图1至图3，说明本专利技术第一实施方式的压电致动器7以及使用该压电致动器7的流体控制阀3和流体控制装置100。第一实施方式的流体控制装置100是所谓的质量流量控制器，例如用于控制向室内供给的气体的流量。另外，流体控制装置100不仅可以控制气体，还可以控制液体。如图1所示，流体控制装置100包括：在内部形成流道C的主体1、流量传感器2、流体控制阀3和掌管控制等的控制板B。流量传感器2和流体控制阀3安装在主体1的上表面，控制板和驱动电路72等收容在覆盖主体1的上表面的罩内。由此，流体控制装置100使流量控制所需要的传感器、控制器和致动器封装化。流量传感器2是热式流量传感器，由如下部件构成：设置于流道C的分流元件21；细管22，从分流元件21的上游分路并在该分流元件的下游合流；两个电热线圈23，缠绕于细管22，以分别保持为一定温度的方式被施加电压；检测电路24，检测向各电热线圈23施加的电压差；以及流量计算部25，基于检测电路24的输出来计算在流道C内流动的气体的流量。另外，在第一实施方式中使用热式流量传感器，但是也可以使用例如压力式流量传感器。流体控制阀3是根据施加的电压来控制其开度的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电致动器，其特征在于包括：/n多个压电模块，将压电陶瓷层和电极层交替层叠而形成；以及/n驱动电路，与多个所述压电模块连接，/n多个所述压电模块分别沿伸缩方向排列设置，/n所述驱动电路包括：/n电源部，与多个所述压电模块分别并联；以及/n多个限制电阻，相对于多个所述压电模块分别串联设置。/n

【技术特征摘要】
20181122 JP 2018-2194371.一种压电致动器，其特征在于包括：
多个压电模块，将压电陶瓷层和电极层交替层叠而形成；以及
驱动电路，与多个所述压电模块连接，
多个所述压电模块分别沿伸缩方向排列设置，
所述驱动电路包括：
电源部，与多个所述压电模块分别并联；以及
多个限制电阻，相对于多个所述压电模块分别串联设置。


2.根据权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，多个所述限制电阻的电阻值设定为在多个所述压电模块中发生了绝缘破坏时使在所述驱动电路中流动的电流值成为所述电源部的电流供给能力以下。


3.一种流体控制阀，其特征在于包括：
如权利要求1所述的压电致动器；以及
阀体，由所述压电致动器驱动，相对于阀座离合。


4.一种流体控制装置，其特征在于包括：
如...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本英显，
申请(专利权)人：株式会社堀场STEC，
类型：发明
国别省市：日本;JP