JP2003021248A - マニホールドバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の滞留部をなくし洗浄効果が増しコンパ
クトな配管ラインが得られるマニホールドバルブを提供
する。 【解決手段】 本発明のマニホールドバルブは、主流路
側弁室１３と副流路側弁室１４と循環流路側弁室１５と
を有する本体１と、本体上部に固定された弁体駆動部
２，３，４とからなり、本体はさらに主流路側弁室と副
流路弁室とを連通する連結流路９と、主流路側弁室の底
部中央に設けた主流路側連通口１０と循環流路側弁室の
底部中央に設けた循環流路側連通口１２の両方に連通さ
れた主流路５と、主流路側弁室と連通された分岐流路７
と、副流路側弁室の底部中央に設けた副流路側連通口１
１と、循環流路側弁室と連通された循環流路８とを有
し、弁体駆動部は主流路側連通口と副流路側連通口と循
環流路側連通口とを開閉する弁体１６，１７，１８を有
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主流路と副流路と
分岐流路と循環流路とを有するマニホールドバルブに関
するものであり、さらに詳しくは流体の滞留部を極力少
なくし優れた洗浄効果が得られ、且つコンパクトな配管
ラインが得られるマニホールドバルブに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体産業におけるスラリーライ
ンや各種化学薬液ラインで流体を主流路から分岐して供
給し、且つ流体の循環を行なうようなラインにおいて、
スラリーの凝集・固着や結晶の析出等のトラブルを防ぐ
目的として、分岐ラインを洗浄するためのラインを設け
ることがあった。一般的には図９に示すように二方弁３
台とチーズ２個とを組み合わせる方法や図１０に示すよ
うに三方弁１台と二方弁２台及びチーズ１個を組み合わ
せる方法等が採用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では図９においてチーズ５３から二方弁５４までの
流路に薬液が滞留するという問題や、洗浄の際に二方弁
５４からチーズ５５までの流路が十分に洗浄されないと
いう問題があった。また後者の方法でも同様に図１０に
おいて三方弁６２からチーズ６３までの流路が十分に洗
浄されず問題となっていた。

【０００４】本発明は、以上のような従来技術の問題点
に鑑みなされたもので、流体の滞留部を極力少なくし優
れた洗浄効果が得られ、且つコンパクトな配管ラインが
得られるマニホールドバルブを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成を、本発明の実施態様を示す図１、図
２及び図４を参照して説明すると、主流路側弁室１３と
副流路側弁室１４と循環流路側弁室１５の三つの弁室を
有し、さらに主流路側弁室１３と副流路側弁室１４とを
連通する連結流路９と、主流路側弁室１３の底部中央に
設けられた主流路側連通口１０と循環流路側弁室１５の
底部中央に設けられた循環流路側連通口１２の両方とそ
れぞれ連通された主流路５と、主流路側弁室１３と連通
された分岐流路７と、副流路側弁室１４の底部中央に設
けられた副流路側連通口１１と連通された副流路６と、
循環流路側弁室１５と連通された循環流路８を有する本
体１と、本体１の上部に固定された主流路側連通口１０
と副流路側連通口１１と循環流路側連通口１２のそれぞ
れを開閉する弁体１６，１７，１８を有する駆動部２，
３，４とを具備していることを第一の特徴とするもので
ある。

【０００６】また、上記マニホールドバルブにおいて、
分岐流路７、連結流路９及び副流路６が主流路５に対し
て直交する方向に設けられたことを第二の特徴とする。

【０００７】また、上記マニホールドバルブにおいて、
分岐流路７と連結流路９が主流路５に対して直交する方
向に設けられており、且つ副流路６が主流路５と平行に
設けられたことを第三の特徴とする。

【０００８】さらに、分岐流路、主流路側弁室、連通流
路及び副流路側弁室の底面が面一に形成されまた循環流
路と循環流路側弁室との底面が面一に形成されているこ
とを第四の特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定
されないことは言うまでもない。

【００１０】図１は図４の本体に三つの駆動部が固定さ
れた場合の第一の実施態様を示すＡ−Ａ断面図であり、
本発明のマニホールドバルブの主流路側が開、且つ副流
路側が閉の状態を示す縦断面図である。図２は図４の本
体に三つの駆動部が固定された場合のＢ−Ｂ断面図であ
り、主流路側が開、且つ循環流路側が閉の状態を示す縦
断面図である。図３は駆動部２の断面図である。図４は
本発明のマニホールドバルブの本体の平面図である。図
５は図４の本体の立体斜視図である。図６は本発明のマ
ニホールドバルブの第二の実施態様における本体の平面
図である。

【００１１】図において、１は本体であり、本体１の上
部には円筒状の主流路側弁室１３と、副流路側弁室１４
と、循環流路側弁室１５が設けてあり、主流路側弁室１
３と副流路側弁室１４は連結流路９によって連通されて
いる。５は主流路であり、主流路側弁室１３の底部中央
に設けられた主流路側連通口１０と、循環流路側弁室１
５の底部中央に設けられた循環流路側連通口１２に連通
している。６は副流路であり、副流路側弁室１４の底部
中央に設けられた副流路側連通口１１と連通している。
７は主流路側弁室１３と連通されている分岐流路であ
り、副流路６とは本体１の相対した反対側に位置してい
る。８は循環流路側弁室１５と連通されている循環流路
であり、主流路５とは本体１の相対した反対側に位置し
ている。分岐流路７、主流路側弁室１３、連結流路９、
及び副流路側弁室１４の底面は略面一となるように設け
られており、同様に循環流路８と循環流路側弁室１５の
底面も略面一となるように設けられている。従って、流
体の滞留部分が生じないような構造になっている。図
１、図２及び図４からもわかるように、主流路５は副流
路６と分岐流路７及び連結流路９のそれぞれに対して直
交する方向に設けられており、循環流路８とは平行方向
に設けられている。すなわち、副流路６と分岐流路７及
び連結流路９は平行となる方向に設けられている。ま
た、主流路側連通口１０、副流路側連通口１１、及び循
環流路側連通口１２のそれぞれの開口部の縁、又は周縁
部は駆動部２，３，４の弁体１６，１７，１８が圧接、
離間される弁座部１９，２０，２１となっている。主流
路側弁室１３の直径は、主流路側連通口１０及び弁体１
６の直径より大きく設けられており、同様に副流路側弁
室１４の直径も副流路側連通口１１及び弁体１７の直径
より大きく設けられている。また、同様に循環流路側弁
室１５の直径も循環流路側連通口１２及び弁体１８の直
径より大きく設けられている。

【００１２】本実施態様においては、本体１の側面に継
手部４２が一体的に突出して形成され、主流路５、副流
路６、分岐流路７、及び循環流路８がその内部にそれぞ
れ延長して形成されている。副流路６を内部に有する継
手部４２に配管チューブ４７を接続するには、まず継手
部４２の先端部４４に配管チューブ４７を嵌合させ、継
手部４２の外周に設けられた雄ねじ部４３にキャップナ
ット４５の雌ねじ部４６を螺着させ配管チューブ４７の
端部を挟持固定する方法で行なわれる。主流路５、分岐
流路７及び循環流路８の部分についても同様の方法で配
管チューブ４７が接続される。尚、本体１と配管チュー
ブ４７の接続構造については、本実施態様に限定され
ず、他の一般的な接続構造を採用しても構わない。

【００１３】駆動部２，３、及び４は本体１の上部に通
しボルト、ナット（図示せず）で固定されている。三者
ともに構造は同一であるため、２を代表させて説明す
る。

【００１４】図３において、２２はシリンダ本体であ
り、内部に円筒状のシリンダ部２６と下面に円柱状の突
部２７を有し、シリンダ部２６の底面中央から突部２７
を貫通するように貫通穴２８が設けられている。貫通穴
２８の内周面にはＯ−リング４１が嵌挿されている。更
にシリンダ本体２２の側面にはシリンダ部２６内の上方
及び下方にそれぞれ連通された一対の作動流体供給口３
６，３７が設けられている。

【００１５】２３はシリンダ蓋であり、下部にＯ−リン
グ３９が周面に嵌挿された円柱状突部２９を有し、円柱
状突部２９をシリンダ部２６の上部にＯ−リング３９を
介して嵌挿することによりシリンダ本体２２に接合され
ている。本実施態様においては本体１、シリンダ本体２
２及びシリンダ蓋２３の三者が通しボルト、ナット（図
示せず）で固定されている。

【００１６】２４はピストンであり、外周面にＯ−リン
グ４０が嵌挿されており、シリンダ本体２２のシリンダ
部２６内にＯ−リング４０を介して上下に摺動自在に嵌
挿されている。下端面中央にはシリンダ本体２２の貫通
穴２８を摺動自在に貫通突出するようにロッド部３０が
一体に設けられており、ロッド部３０の先端部にはダイ
ヤフラム２５の弁体１６が接合される接合部３１が設け
られている。また、ピストン２４の上面とシリンダ部２
６の内周面とシリンダ蓋２３の下面とによって上部空隙
３４が形成され、ピストン２４の下面及びロッド部３０
の外周面とシリンダ部２６の内周面及び底面とによって
下部空隙３５が形成されている。

【００１７】２５はダイヤフラムであり、中央下面に本
体１に設けられた弁座部１９、すなわち主流路側連通口
１０の開口部縁に圧接・離間される弁体１６が一体的に
設けられており、この弁体１６はピストン２４のロッド
部３０の先端部に螺合にて接合されている。ダイヤフラ
ム２５の外周縁部には円筒状膜部３２が設けられてお
り、さらに円筒状膜部３２の上端部外周には環状突部３
３が設けられている。円筒状膜部３２は本体１の主流路
側弁室１３の内周面とシリンダ本体２２の突部２７の外
周面とによって挟持されており、さらに環状突部３３
は、主流路側弁室１３の内周面上部に設けられた段差部
３８に嵌挿されるとともに、本体１の主流路側弁室１３
の内周面と、シリンダ本体２２の突部２７の外周面とに
よって挟持固定されている。このダイヤフラム２５の形
状は本実施態様に限定されるものではなく、本体１とシ
リンダ本体２２によって挟持された膜部を有するもので
あればいずれでもよく、ベローズ型などの形状でもよ
い。

【００１８】尚、駆動部の構造については、主流路側連
通口、副流路側連通口、及び循環流路側連通口のそれぞ
れを開閉する弁体を有するものであれば、内部にスプリ
ングなどを備えた構造であってもよく、本実施態様に特
に限定されるものではない。また、これらの弁体を有し
た駆動部は、主流路側、副流路側、及び循環流路側のそ
れぞれ別個に設けられるのが好ましいが、三者を一体的
に設けてもよく、特に限定されるものではない。

【００１９】尚、本発明において本体等の部材は、耐薬
品性に優れ不純物の溶出も少ないことから、ポリテトラ
フルオロエチレン（以下ＰＴＦＥという）やテトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体（以下ＰＦＡという）などのフッ素樹脂が好適に
使用されるが、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等のそ
の他のプラスチックあるいは金属でも良く特に限定され
るものではない。また、ダイヤフラムの材質はＰＴＦ
Ｅ，ＰＦＡ等のフッ素樹脂が好適に使用されるが、ゴム
及び金属でもよく特に限定されない。

【００２０】次に本実施態様のマニホールドバルブの作
動について説明する。尚、駆動部２，３及び４の作動に
ついては三者ともに同一であるため、２を代表させて説
明する。

【００２１】いま、図１に示されているごとく主流路側
連通口１０が開の状態にある場合に、駆動部２の作動流
体供給口３６から上部空隙３４に外部より作動流体（例
えば圧縮された空気等）が注入されると、該作動流体の
圧力でピストン２４が押し下げられるため、これと接合
されているロッド部３０は下方へ引き下げられ、ロッド
部３０の下端部に接合された弁体１６は弁座部１９へ押
圧され、主流路側連通口１０は閉状態となる。この場合
は、図２との関連から主流路５を流れる流体は流れがス
トップされる。

【００２２】逆に、主流路側連通口１０が閉の状態にあ
る場合に、駆動部２の作動流体供給口３７から下部空隙
３５に作動流体が注入されると、該作動流体の圧力でピ
ストン２４が押し上げられるため、これと接合されてい
るロッド部３０は上方へ引き上げられ、ロッド部３０の
下端部に接合された弁体１６は弁座部１９から離間し、
主流路側連通口１０は開状態となる。すなわち、主流路
５を流れる流体は分岐流路７へと流出していく。

【００２３】例えば本実施態様のバルブが主流路５側よ
りスラリーを、また副流路６側より洗浄液を供給し、分
岐流路７より排出を行なうようなラインに使用され、主
流路５内の流体（ここではスラリー）を循環流路８側よ
り排出し循環或いは廃棄を行なう場合、図１及び図２の
状態ではスラリーは主流路側弁室１３を通過して分岐流
路７より排出されるが、連結流路９、及び副流路側弁室
１４にはスラリーが滞留している。しかし、この状態で
主流路側連通口１０を閉じ、副流路側連通口１１を開け
て、副流路６側から洗浄液を流すと、該滞留したスラリ
ーは分岐流路７から排出されバルブ内の洗浄が行なわれ
る。また、循環流路側連通口１２を開閉させることによ
って、主流路内の流体の循環や停止を行なうことができ
る。本実施態様においては分岐流路７、主流路側弁室１
３、連結流路９、及び副流路側弁室１４の底面が前記し
たごとく略面一に設計されており、同様に循環流路８と
循環流路側弁室１５の底面も略面一に設計されているた
め、滞留部容積が極力少なくなっており、かつ各流路が
直線状に形成されているため圧力損失が少なく、優れた
洗浄効果が得られる。

【００２４】図４は本発明のマニホールドバルブの本体
のみの平面図である。

【００２５】図５は参考までに示した図４の立体斜視図
である。

【００２６】図６は本発明の第二の実施態様を示した本
体１のみの平面図である。前記第一の実施態様と異なる
点は、副流路６が主流路５と平行に、かつ本体１の同じ
側面に設けられている点である。作動については、副流
路６を流れる流体の流れ方向が連結流路９に対し直角方
向に変わるだけであり、第一の実施態様と同様であるた
め説明は省略する。

【００２７】前記した従来のラインにおいて、本発明の
第一の実施態様のバルブを用いたときの流体分岐供給ラ
インの外観図を図７に示す。これは図１，２における主
流路側連通口が閉状態、副流路側連通口と循環流路側連
通口が開の場合の流体の流れ方向が示されている。図で
もわかるとおり、図９や図１０に示した従来のラインと
比較すると、バルブやチーズの数を減少させることがで
き、すなわち本実施態様のバルブ一つで対応することが
できる。したがって配管ラインを簡単にすることがで
き、配管スペースも大幅に小さくなり、且つ施工も容易
に行なえるようになる。

【００２８】図８は主流路の流体の流れを中心として考
えられる各連通口の開、閉の組み合わせ（上記の説明も
含め）による、流体の流れ方向を示したものである。必
要に応じ、流体の方向を変えて利用できることが明らか
であり、非常に有効なバルブとなっている。

【００２９】

【発明の効果】本発明のマニホールドバルブは以上説明
したような構造をしており、これを使用することにより
以下の優れた効果が得られる。 （１）主流路側の弁が閉、且つ副流路側の弁が開の状態
において副流路より洗浄液等を流した場合には、副流路
側弁室と連結流路と主流路側弁室と分岐流路を、略直線
状かつ各々の底部を面一に形成されていると、弁室内に
残った薬液等を効率的に洗浄、排出することができ、そ
の結果バルブ内の流路の洗浄時間を大幅に短縮すること
ができる。 （２）循環流路側の弁を設けてあるため、主流路内を流
れる流体を自在に循環、或いは停止させることができ、
スラリーなどの沈降性の高い流体にも使用可能である。 （３）三つの駆動部がそれぞれ独立して作動するため、
各連通口の開閉の組合せにより、いろいろな用途に応じ
た使用が可能である。 （４）バルブの構造がコンパクトであるため、配管ライ
ンにおいて従来と比較してバルブやチーズの数を減少さ
せることができ、したがって配管ラインを簡単にするこ
とができ、配管スペースも大幅に小さくなり、且つ施工
も容易になる。 （５）本体及びダイヤフラムの素材としてＰＴＦＥ，Ｐ
ＦＡ等のフッ素樹脂を使用すると耐薬品性が高くなり、
また流体への不純物の溶出も少ないため、半導体産業に
おける超純水ラインや各種化学薬液ラインにも好適に使
用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図４の本体に三つの駆動部が固定された場合の
Ａ−Ａ断面図であり、本発明のマニホールドバルブの主
流路側が開、且つ副流路側が閉の状態を示す縦断面図で
ある。

【図２】図４の本体に三つの駆動部が固定された場合の
Ｂ−Ｂ断面図であり、本発明のマニホールドバルブの主
流路側が開、且つ循環流路側が閉の状態を示す縦断面図
である。

【図３】駆動部２の縦断面図である。

【図４】本発明の第一の実施態様を示す本体のみの平面
図である。

【図５】図４における本体の斜視図である。

【図６】本発明の第二の実施態様を示す本体のみの平面
図である。

【図７】本発明の第一の実施態様を用いた流体分岐供給
ラインを示す外観図である。

【図８】本発明の第一の実施態様を用いた流体分岐供給
ラインにおける、各連通口の開閉の組合せによる流体の
流れを示した外観図である。

【図９】二方弁を用いた薬液分岐供給ラインを示す外観
図である。

【図１０】三方弁を用いた薬液分岐供給ラインを示す外
観図である。

【符号の説明】

１…本体 ２…駆動部 ３…駆動部 ４…駆動部 ５…主流路 ６…副流路 ７…分岐流路 ８…循環流路 ９…連結流路 １０…主流路側連通口 １１…副流路側連通口 １２…循環流路側連通口 １３…主流路側弁室 １４…副流路側弁室 １５…循環流路側弁室 １６…弁体 １７…弁体 １８…弁体 １９…弁座部 ２０…弁座部 ２１…弁座部 ２２…シリンダ本体 ２３…シリンダ蓋 ２４…ピストン ２５…ダイヤフラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H019 BA32 BC05 3H051 AA01 BB10 CC01 DD07 FF13 3H067 AA01 AA32 AA38 BB08 BB14 CC36 CC54 DD05 DD12 DD33 EA24 EA26 EB24 EB26 EC13 EC15 EC22 ED06 FF11 GG12 GG19 GG28

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主流路側弁室と副流路側弁室と循環流路
   側弁室の三つの弁室を有し、さらに主流路側弁室と副流
   路側弁室とを連通する連結流路と、前記主流路側弁室の
   底部中央に設けられた主流路側連通口と前記循環流路側
   弁室の底部中央に設けられた循環流路側連通口との両方
   にそれぞれ連通された主流路と、前記主流路側弁室と連
   通された分岐流路と、前記副流路側弁室の底部中央に設
   けられた副流路側連通口と連通された副流路と、前記循
   環流路側弁室と連通された循環流路とを有する本体と、
   前記本体上部に固定され、前記主流路側連通口と副流路
   側連通口と循環流路側連通口とのそれぞれを開閉する弁
   体を有する駆動部とを具備していることを特徴とするマ
   ニホールドバルブ。
2. 【請求項２】 分岐流路、連結流路、及び副流路が主流
   路に対して直交する方向に設けられたことを特徴とする
   請求項１に記載のマニホールドバルブ。
3. 【請求項３】 分岐流路と連結流路が主流路に対して直
   交する方向に設けられており、且つ副流路が主流路と平
   行に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のマニ
   ホールドバルブ。
4. 【請求項４】 分岐流路、主流路側弁室、連結流路及び
   副流路側弁室の底面が面一に形成されまた循環流路と循
   環流路側弁室との底面が面一に形成されていることを特
   徴とする請求項１に記載のマニホールドバルブ。