JPH08326943A - 流体制御装置 - Google Patents

流体制御装置

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JPH08326943A
JPH08326943A JP7133708A JP13370895A JPH08326943A JP H08326943 A JPH08326943 A JP H08326943A JP 7133708 A JP7133708 A JP 7133708A JP 13370895 A JP13370895 A JP 13370895A JP H08326943 A JPH08326943 A JP H08326943A
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regulator
gasket
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忠弘 大見
Michio Yamaji
道雄 山路
Yuji Karato
裕司 唐土
Shigeru Itoi
茂 糸井
Shinichi Ikeda
信一 池田
Tetsuya Kojima
徹哉 小島
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/003—Housing formed from a plurality of the same valve elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T137/8593—Systems
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 故障などのさいに、調整器単独での取外しが
可能な流体制御装置を提供する。 【構成】 流量を調整する調整器3 に、調整器3 に連通
する下向き開口通路51,54 を有する上側連結部10,11 が
設けられている。調整器3 に接続された開閉弁2,4 に、
開閉弁2,4 に連通する上向き開口通路49,52 を有する下
側連結部12,13 が設けられている。下向き開口通路51,5
4 と上向き開口通路49,52 とが連通するように下側連結
部12,13 の上に上側連結部10,11 が重ねられて、上側連
結部10,11と下側連結部12,13 とがねじ23により着脱自
在に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、流量を調整するマス
フローコントローラや圧力を調整するプレッシャーレギ
ュレータ等の調整器と開閉弁等とが組み合わされて構成
される流体制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、流量または圧力を調整する調整器
と開閉弁等とを備えている流体制御装置として、調整器
と開閉弁等とが側方からねじ込まれたねじにより連結さ
れているものが知られている（特開平５−１７２２６５
号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】流量を調整するマスフ
ローコントローラや圧力を調整するプレッシャーレギュ
レータ等の調整器は、故障のために交換が必要となるこ
とが多いが、上記従来の流体制御装置では、調整器と開
閉弁等とが側方からねじ込まれたねじにより連結されて
いるので、調整器を取り外すためには、装置全体を取り
外さなければならず、交換に時間がかりかつ面倒であ
り、装置の保守を行う上で不便であった。
【０００４】この発明の目的は、故障などのさいに、調
整器単独での取外しが可能な流体制御装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明による流体制御
装置は、流量または圧力を調整する調整器およびこれに
接続された接続部材を備えている流体制御装置におい
て、調整器に、調整器に連通する下向き開口通路を有す
る上側連結部が設けられ、開閉弁に、開閉弁に連通する
上向き開口通路を有する下側連結部が設けられており、
下向き開口通路と上向き開口通路とが連通するように下
側連結部の上に上側連結部が重ねられて、上側連結部と
下側連結部とが着脱自在に連結されているものである。
【０００６】接続部材としては、開閉弁、調整弁、逆止
弁、フィルター、流路が形成されたブロック等がある。
【０００７】
【作用】この発明による流体制御装置は、調整器に、調
整器に連通する下向き開口通路を有する上側連結部が設
けられ、開閉弁に、開閉弁に連通する上向き開口通路を
有する下側連結部が設けられており、下向き開口通路と
上向き開口通路とが連通するように下側連結部の上に上
側連結部が重ねられて、上側連結部と下側連結部とが着
脱自在に連結されているものであるから、上側連結部と
下側連結部との連結を外すことにより、調整器を単独で
取り外すことができる。
【０００８】
【実施例】この発明の実施例を、以下図面を参照して説
明する。この明細書において、上下・左右は、図１の上
下・左右をいうものとする。この上下は、便宜的なもの
であり、上下が逆になったり、横になったりすることも
ある。
【０００９】図１および図２は、半導体製造装置に設け
られる流体制御装置を示しており、左から順に、流体流
入部(1) 、第１開閉弁(2) 、マスフローコントローラ
（調整器）(3) 、第２開閉弁(4) および流体流出部(5)
を備えている。第１開閉弁(2)は、左向きに開口した流
入路(42)および右向きに開口した流出路(50)を有するブ
ロック状本体(6) と、両流路(42)(50)を開閉するアクチ
ュエータ(7) とよりなる。同様に、第２開閉弁(4) は、
左向きに開口した流入路(53)および右向きに開口した流
出路(48)を有するブロック状本体(8) と、両流路(53)(4
8)を開閉するアクチュエータ(9) よりなる。
【００１０】調整器(3) の左右側面の下端部には、左右
上側通路ブロック（左右上側連結部）(10)(11)が左右に
張り出して設けられている。左上側通路ブロック(10)に
は、調整器(3) の流入路（図示略）に連通しかつ下向き
に開口した流入路(51)が設けられており、右上側通路ブ
ロック(11)には、調整器(3) の流出路（図示略）に連通
しかつ下向きに開口した流出路(54)が設けられている。
調整器(3) と左右上側通路ブロック(11)とは、図示省略
したが、側方からねじ込まれたねじにより固定されてい
る。
【００１１】左右上側通路ブロック(10)(11)の下方に
は、それぞれ左右下側通路ブロック（左右下側連結部）
(12)(13)が設けられ、左下側通路ブロック(12)の左面に
第１開閉弁(2) の本体(6) の右面が、右下側通路ブロッ
ク(13)の右面に第２開閉弁(4)の本体(8) の左面がそれ
ぞれ当接させられている。
【００１２】左下側通路ブロック(12)には、第１開閉弁
(2) の右向きに開口した流出路(50)と左上側通路ブロッ
ク(10)の下向きに開口した流入路(51)とを連通する流入
路(49)が設けられ、右下側通路ブロック(13)には、右上
側通路ブロック(11)の下向きに開口した流出路(54)に連
通しかつ第２開閉弁(4) の左向きに開口した流入路(53)
に連通した流出路(52)が形成されている。
【００１３】第１開閉弁(2) の本体(6) と左下側通路ブ
ロック(12)とは、左下側通路ブロック(12)の右方よりね
じ込まれたねじ(22)により連結されている。同様に、第
２開閉弁(4) の本体(8) と右下側通路ブロック(13)と
は、右下側通路ブロック(13)の左方よりねじ込まれたね
じ(22)により連結されている。さらに、左右上側通路ブ
ロック(10)(11)と左右下側通路ブロック(12)(13)とは、
左右上側通路ブロック(10)(11)の上方よりねじ込まれた
ねじ(23)により連結されている。
【００１４】第１開閉弁(2) の本体(6) と左下側通路ブ
ロック(12)との間には、シール部(27)が設けられてい
る。このシール部(27)は、図３に詳しく示すように、第
１開閉弁(2) の本体(6) の流出路(50)と左下側通路ブロ
ック(12)の流入路(49)との突き合わせ端面間に設けられ
た円環状ガスケット(32)と、ガスケット(32)の外周を保
持する爪(34)を備えたリテーナ(33)とよりなる。第１開
閉弁(2) の本体(6) および左下側通路ブロック(12)の突
き合わせ端面には、ガスケット(32)の厚みの約半分の深
さのガスケット嵌め入れ凹所(36)(35)がそれぞれ設けら
れている。各ガスケット嵌め入れ凹所(36)(35)の底壁に
は、ガスケット(32)の内縁部に当接するガスケット押え
用環状突起(39)(38)が形成されている。第１開閉弁(2)
の本体(6)のガスケット嵌め入れ凹所(36)の外側には、
環状の凹所(37)が設けられており、リテーナ(33)は、こ
の凹所(37)の内周に保持されている。第１開閉弁(2) の
本体(6) の流出路(50)および左下側通路ブロック(12)の
流入路(49)の径と、円環状ガスケット(32)の内径とはほ
ぼ等しく、締付け完了時には、第１開閉弁(2) の本体
(6) および左下側通路ブロック(12)の内周とガスケット
(32)の内周とがほぼ面一となる。第２開閉弁(4) の本体
(8) と右下側通路ブロック(13)との間、左右上側通路ブ
ロック(10)(11)と左右下側通路ブロック(12)(13)との間
および調整器(3)と左右上側通路ブロック(10)(11)との
間にも、同じシール部(27)が設けられている。このシー
ル部(27)は、ガスケット(32)の位置決めがリテーナ(33)
によって確保されているので、繰り返し使用してもシー
ル性が悪化することはない。なお、調整器(3) と左右上
側通路ブロック(10)(11)とは、通常取り外されることは
ないので、これらの間のシールは、メタル中空リングで
もよい。
【００１５】上記において、左右上側通路ブロック(10)
(11)は、調整器(3) に一体的に形成されていてもよい
が、左右上側通路ブロック(10)(11)をねじにより調整器
(3) に固定することにより、公知の調整器(3) を使用し
て、本発明の流体制御装置を得ることができる。同様
に、左右下側通路ブロック(12)(13)は、第１開閉弁(2)
の本体(6) および第２開閉弁(4) の本体(8) にそれぞれ
一体的に形成されていてもよいが、左右下側通路ブロッ
ク(12)(13)をねじにより開閉弁(2)(4)の本体(6)(8)に固
定することにより、公知の開閉弁(2)(4)を使用して、本
発明の流体制御装置を得ることができる。
【００１６】なお、上記実施例では、調整器(3) の例と
して、マスフローコントローラを挙げ、これに接続され
る接続部材の例として開閉弁(2)(4)を挙げたが、調整器
としては、これ以外にプレッシャーレギュレータなどが
使用され、接続部材の例としては、逆止弁、調整弁、フ
ィルタ、流路が形成されたブロックなどが使用され、こ
れらが適宜組み合わされて流体制御装置が構成される。
【００１７】図１および図２に示した実施例では、調整
器(3) の入口側および出口側にそれぞれ１つずつ開閉弁
(2)(4)が設けられているが、１つの調整器(3) に対し
て、入口側に設けられる開閉弁の数および出口側に設け
られる開閉弁の数は適宜変更される。図４は、マスフロ
ーコントローラ（ＭＦＣ）前後の流体フローのパターン
を示すもので、図４（ａ）は、図１および図２に示した
実施例のものであって、マスフローコントローラの入口
側にメイン流体用開閉弁が、同出口側にプロセスチャン
バー（Ｐ／Ｃ）用開閉弁がそれぞれ設けられている。図
４（ｂ）のパターンは、マスフローコントローラの入口
側に、メイン流体用開閉弁およびパージ流体用開閉弁
が、同出口側に、プロセスチャンバー用開閉弁および排
気（ＶＥＮＴ）用開閉弁がそれぞれ設けられているもの
である。図４（ｃ）のパターンは、マスフローコントロ
ーラの入口側に、メイン流体用開閉弁およびパージ流体
用開閉弁が、同出口側に、プロセスチャンバー用開閉
弁、排気用開閉弁および真空吸引（Ｖａｃ）用開閉弁が
それぞれ設けられているものである。図４（ｄ）のパタ
ーンは、マスフローコントローラの入口側に、メイン流
体用開閉弁およびパージ流体用開閉弁が、同出口側に、
プロセスチャンバー用開閉弁および排気用開閉弁がそれ
ぞれ設けられ、さらに、入口側開閉弁と出口側開閉弁と
の間に、流路切換用開閉弁が設けられているものであ
る。図４（ｅ）のパターンは、マスフローコントローラ
の入口側に、メイン流体用開閉弁およびパージ流体用開
閉弁が、同出口側に、プロセスチャンバー用開閉弁、排
気用開閉弁および真空吸引用開閉弁がそれぞれ設けら
れ、さらに、入口側開閉弁と出口側開閉弁との間に、流
路切換用開閉弁が設けられているものである。
【００１８】図４（ｃ）のパターンの実施例を図５に示
す。同図に示すように、調整器(3)の入口側において
は、メイン流体用開閉弁(61)に、右向きに開口した流出
路(66)に直交するバイパス流路(67)が設けられ、パージ
流体用開閉弁(62)に、このバイパス流路(67)に連通する
流出路(68)が設けられている。また、調整器(3) の出口
側においては、メイン通路用開閉弁(63)に、左向きに開
口した流入路(69)に直交するバイパス流路(70)が設けら
れ、排気用開閉弁(64)に、メイン通路用開閉弁(63)のバ
イパス流路(70)に連通する流入路(71)とこの流入路(71)
に連通するバイパス流路(72)とが設けられ、真空吸引用
開閉弁(65)に、排気用開閉弁(64)のバイパス流路(72)に
連通する流入路(73)が設けられている。そして、入口側
開閉弁(61)(62)同士および出口側開閉弁(63)(64)(65)同
士は、それぞれ側方からねじ込まれたねじ(74)により連
結されており、また、隣り合う開閉弁(61)(62)(63)(64)
(65)間には、図３に示したものと同じシール部(27)が設
けられている。
【００１９】図示省略したが、図４（ｂ）（ｄ）（ｅ）
のパターンについても、図５に示したものと同様にし
て、各開閉弁同士をバイパス流路により連通させること
により、開閉弁の数に応じた流路が得られる。図４に示
した５つのパターンは、流体制御装置における流体フロ
ーのパターンのほぼすべてを示すもので、これらのパタ
ーンの内、流体の置換や供給が確実に行われ、半導体の
製造のプロセス上、最も優れたパターンが適宜選択され
る。
【００２０】図６および図７に、シール部の変形例を示
す。同図に示すシール部(27)においては、各突合わせ端
面におけるガスケット押え用環状突起(38)(39)の内側
に、軸方向に対してほぼ直角な内側平坦面(81)(82)が形
成され、ガスケット押え用環状突起(38)(39)の外側に、
軸方向に対してほぼ直角な外側平坦面(83)(84)が形成さ
れている。内側平坦面(81)(82)は、外側平坦面(83)(84)
よりも若干（０．０２ｍｍ程度）軸方向内方に突出させ
られている。
【００２１】ねじ(22)を締付けていくと、ガスケット押
え用環状突起(38)(39)の最突出端がガスケット(32)の端
面にまず当接するが、このときには第１開閉弁(2) の本
体(6) および左下側通路ブロック(12)の各内側平坦面(8
1)(82)とガスケット(32)の左右端面との間には、それぞ
れ隙間が存在しており、同各外側平坦面(83)(84)とガス
ケット(32)の左右端面との間には、これよりも大きい隙
間がそれぞれ存在している。また、第１開閉弁(2) の本
体(6) の上下両側面と左下側通路ブロック(12)の上下両
側面との間には、さらに大きい隙間が存在している。し
たがって、ねじ(22)を締付けていくと、ガスケット(32)
が変形し、まず、内側平坦面(81)(82)とガスケット(32)
の左右端面との間の隙間が０となり、次いで、外側平坦
面(83)(84)とガスケット(32)の左右端面との間の隙間も
０となって、締付け完了時には、第１開閉弁(2) の本体
(6) の上下両側面と左下側通路ブロック(12)の上下両側
面との間の隙間が０となる。このとき、各内側平坦面(8
1)(82)がガスケット(32)の左右端面の内縁部に密接し
て、第１開閉弁(2) の本体(6) の内周および左下側通路
ブロック(12)の内周とガスケット(32)の内周とがほぼ面
一となり、液だまりとなる凹所は存在しなくなる。
【００２２】図８は、図６および図７に示したシール部
(27)をねじ(22)により締め付けていくさいの締付トルク
とねじの回転角度との関係を示すグラフであり、同図に
示すように、締付トルクが７０ｋｇｆ・ｃｍ程度のとき
に締付トルクの傾きが変化しているが、これは、各内側
平坦面(81)(82)がガスケット(32)の左右端面の内縁部に
密接したことを示すもので、これにより適度な締付け感
が得られるとともに、増締め効果もあることがわかる。
【００２３】図９は、図６および図７に示したシール部
(27)のねじりリーク試験の結果を示すグラフであり、左
下側通路ブロック(12)に対して第１開閉弁(2) をシール
部(27)が緩む方向にねじってリークの発生を調べたもの
である。同図に示すように、ねじり角度が７０°となる
までは、全くリークが発生せず、シール性が非常に高い
ことがわかる。
【００２４】図１０は、図６および図７に示したシール
部(27)の他のねじりリーク試験の結果を示すグラフであ
り、ねじり角度を１０°として、左回転（Ｌ）と右回転
（Ｒ）とを順次繰返し与えてリークの発生を調べたもの
である。同図に示すように、１０回繰り返しても全くリ
ークが発生せず、繰返しねじりに対してもシール性が非
常に高いことがわかる。
【００２５】さらに、図６および図７に示したシール部
(27)について、極高真空試験装置を使用して、ビルドア
ップ方法により、外部リーク量を確認したが、外部リー
ク量は１０-14 ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃ以下であり、外部
リークについても極めて優れていることが確認された。
【００２６】図６および図７に示したシール部(27)で
は、ガスケット(32)の内縁部における変形は、図３に示
したようなガスケット押え用環状突起(39)(38)がガスケ
ット(32)の内縁部に当接するものに比べると、小さく、
ガスケット(32)の内周部にしわが生じることがないとい
う点で優れている。なお、上記実施例において、ガスケ
ット(32)および各ガスケット押え用環状突起(39)(38)の
寸法については、締付けを適正に行ったときにガスケッ
ト(32)と各内側平坦面(81)(82)および各外側平坦面(83)
(84)との隙間がなくなるように決定される。また、各ガ
スケット押え用環状突起(39)(38)の円弧面は部分的に直
線部分を含んでいてもよく、各円弧面の最突出端近くの
断面形状は円弧でなく直線であってもよい。さらにま
た、図６および図７では、第１開閉弁(2) の本体(6) お
よび左下側通路ブロック(12)の突き合わせ端部の内周面
は、それぞれ先端側に広がったテーパ面とされている
が、テーパをなくして、第１開閉弁(2) の本体(6) の内
周からガスケット(32)の内周を経て左下側通路ブロック
(12)の内周に至る面が完全にフラットになるようにして
ももちろんよい。
【００２７】
【発明の効果】この発明の流体制御装置によると、上側
連結部と下側連結部との連結を外すことにより、調整器
を単独で取り外すことができるので、調整器が故障した
さいには、速くかつ簡単に交換でき、装置の保守性が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による流体制御装置を示す縦断面図で
ある。
【図２】同平面図である。
【図３】シール部の拡大縦断面図である。
【図４】この発明による流体制御装置の流体フローの５
つのパターンを示す図である。
【図５】この発明による流体制御装置において開閉弁の
数を増加させるさいの１実施例を示す平面図である。
【図６】シール部の他の実施例を示す拡大縦断面図であ
る。
【図７】図６の要部拡大縦断面図である。
【図８】図６および図７に示したシール部をねじにより
締め付けていくさいの締付トルクとねじの回転角度との
関係を示すグラフである。
【図９】図６および図７に示したシール部のねじりリー
ク試験の結果を示すグラフである。
【図１０】図６および図７に示したシール部の他のねじ
りリーク試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
(2)(4) 開閉弁（接続部材） (3) 調整器 (10)(11) 上側通路ブロック（上側連結部） (12)(13) 下側通路ブロック（下側連結部） (23) ねじ (51)(54) 下向き開口通路 (49)(52) 上向き開口通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山路 道雄 大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会 社フジキン内 (72)発明者 唐土 裕司 大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会 社フジキン内 (72)発明者 糸井 茂 大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会 社フジキン内 (72)発明者 池田 信一 大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会 社フジキン内 (72)発明者 小島 徹哉 大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会 社フジキン内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流量または圧力を調整する調整器(3) お
    よびこれに接続された接続部材(2)(4)を備えている流体
    制御装置において、調整器(3) に、調整器(3) に連通す
    る下向き開口通路(51)(54)を有する上側連結部(10)(11)
    が設けられ、接続部材(2)(4)に、接続部材(2)(4)に連通
    する上向き開口通路(49)(52)を有する下側連結部(12)(1
    3)が設けられており、下向き開口通路(51)(54)と上向き
    開口通路(49)(52)とが連通するように下側連結部(12)(1
    3)の上に上側連結部(10)(11)が重ねられて、上側連結部
    (10)(11)と下側連結部(12)(13)とが着脱自在に連結され
    ていることを特徴とする流体制御装置。
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