JP2003185039A - マニホールドバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで洗浄効果に優れたマニホールド
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、本体１
と弁の駆動部２，３，４，５とからなり、本体１は連結
流路１０によって連通された主流路側弁室１６と副流路
側弁室１８とを有し、主流路側弁室の底部中央に設けた
主流路側連通口１２に連通した主流路６と、主流路側弁
室に連通した分岐流路８と、副流路側弁室の底部中央に
設けた副流路側連通口１４に連通した副流路７とが設け
られ、さらに主流路と副流路の各々に一つ以上の主流路
側連通口１３と副流路側連通口１５とが設けられ、各連
通口１３，１５に対応して上記と同様の関係を有する主
流路側弁室１７と副流路側弁室１９と分岐流路９と連結
流路１１とが設けられ、主流路側連通口と副流路側連通
口には開閉弁体４１，４３，４２，４４が設けられてい
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、さらに詳しくはコンパクト且つ洗浄効果に優れたマ
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
給するラインにおいて、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。一般的な方法
としては図１１に示すように三方弁と二方弁及びチーズ
を組み合わせる方法や、図１２に示すように三方弁と四
方弁とを組み合わせる方法があった。

【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１１においてチーズ１１１，１１２から二方
弁１０９，１１０までの流路にスラリーが滞留するとい
う問題と三方弁１０７，１０８からチーズ１１１，１１
２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、後者の方法では図１２において分岐流路の数
が増加するのに伴いバルブの数が増加して配管スペース
が大きくなり、またコストアップにつながるといった問
題があった。

【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みな
されたもので、コンパクト且つ洗浄効果に優れたマニホ
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乃至
図５、を参照して説明すると、連結流路１０によって連
通された主流路側弁室１６と副流路側弁室１８とを有
し、主流路側弁室１６の底部中央に設けられた主流路側
連通口１２と連通された主流路６と、主流路側弁室１６
と連通された分岐流路８と、副流路側弁室１８の底部中
央に設けられた副流路側連通口１４と連通された副流路
７とが設けられ、さらに主流路６と副流路７のそれぞれ
に少なくとも一つ以上の主流路側連通口１３と副流路側
連通口１５とが設けられ、該各々の連通口１３，１５に
対応して上記と同様の関係を有する主流路側弁室１７と
副流路側弁室１９と分岐流路９と連結流路１１とが一体
的に設けられた本体１と、該本体１の複数の主流路側連
通口１２，１３と副流路側連通口１４，１５のそれぞれ
を開閉する弁体４１，４３及び４２，４４を有する駆動
部２，３，４，５とを備え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、
主流路６が本体１の片側、または本体１を貫通して設け
られている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、
副流路７が本体１の片側、または本体１を貫通して設け
られていることを第三の特徴とする。

【０００８】また、上記マニホールドバルブにおいて、
連結流路１０，１１と分岐流路８，９の底部が、主流路
側弁室１６，１７と副流路側弁室１８，１９のそれぞれ
の底部とほぼ面一になるように設けられていることを第
四の特徴とするものである。

【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５の本体に四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、
主流路側連通口１２が開、且つ副流路側連通口１４が閉
の状態を示す縦断面図である。図２は図５の本体に四つ
の駆動部が固定された場合のＢ−Ｂ断面図であり主流路
側連通口１２，１３が共に開の状態を示す縦断面図であ
る。図３は図５の本体に四つの駆動部が固定された場合
のＣ−Ｃ断面図であり、主流路側連通口１３が開、且つ
副流路側連通口１５が閉の状態を示す縦断面図である。
図４は駆動部２の縦断面図である。図５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６は図５の本
体の立体斜視図である。図７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立体斜視図であ
る。図８は本発明のマニホールドバルブの第三の実施態
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
部には連結流路１０によって連通されている円筒状の主
流路側弁室１６と、副流路側弁室１８が設けられてい
る。６は主流路であり、主流路側弁室１６の底部中央に
設けられた主流路側連通口１２に連通しており、図２及
び図５に示されているごとく本体１を貫通して設けられ
ている。７は副流路であり、副流路側弁室１８の底部中
央に設けられた副流路側連通口１４と直角方向に連通し
ており、図５に示されているごとく、主流路６と平行に
本体１を貫通して設けられている。８は主流路側弁室１
６と連通されている分岐流路であり、主流路６、副流路
７とは直角方向に設けられている。連結流路１０はその
底部が主流路側弁室１６と副流路側弁室１８のそれぞれ
の底部とほぼ面一になるように設けられており、また、
分岐流路８の底部も主流路側弁室１６の底部とほぼ面一
になるように設けられている。従って主流路側弁室１６
と副流路側弁室１８内に流体の滞留部分が生じないよう
な構造になっている。

【００１２】図１乃至図５からもわかるごとく、主流路
６と副流路７は分岐流路８及び連結流路１０のそれぞれ
に対して直交する方向に設けられている。すなわち、分
岐流路８及び連結流路１０は平行でかつ同一方向に設け
られている。

【００１３】また、主流路側連通口１２と副流路側連通
口１４のそれぞれの開口部の縁、又は周縁部は駆動部
２，３の弁体４１，４２が圧接、離間される弁座２０，
２１となっている。主流路側弁室１６の直径は、主流路
側連通口１２及び弁体４１の直径より大きく設けられて
おり、同様に副流路側弁室１８も副流路側連通口１４及
び弁体４２の直径より大きく設けられている。

【００１４】主流路６にはさらに主流路側連通口１２と
は別に主流路側連通口１３が設けられ（図２参照）、主
流路側連通口１３と上記と同様の関係を有する主流路側
弁室１７と分岐流路９と連結流路１１と副流路側弁室１
９と副流路側連通口１５と副流路７が一体的に設けられ
ている。すなわち本実施態様においては本体１には４つ
の弁室が設けられている（図５、図６参照）。

【００１５】尚、本実施態様においては主流路６には二
つの主流路側連通口１２，１３が設けられており、同様
に副流路７には二つの副流路側連通口１４，１５が設け
られているが、目的に応じ主流路６及び副流路７に三つ
以上の主流路側連通口を設け前記説明と同様の構造にし
て弁室を増やしてもよく、特に限定されるものではな
い。

【００１６】また、本実施態様の説明における図面で
は、主流路の口径に対する副流路、分岐流路、及び連結
流路の口径は同じとなっているが、目的に応じてその口
径の大きさを変更できることは言うまでもない。

【００１７】本実施態様においては、本体１の側面に継
手部２４乃至２９が一体的に突出して形成され、主流路
６、副流路７、分岐流路８，９がその内部にそれぞれ延
長して形成されている（図５参照）。継手部に配管チュ
ーブを接続する方法を、図２を参照して説明すると、ま
ず継手部２４の先端部３９に配管チューブ３４を嵌合さ
せ、継手部２４の外周に設けられた雄ねじ部３８にキャ
ップナット３０の雌ねじ部４０を螺着させ配管チューブ
３４の端部を挟持固定する方法で行なわれる。その他の
継手部２５乃至２９についても同様の方法で配管チュー
ブが接続される。尚、本体１と配管チューブとの接続構
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。

【００１８】駆動部２乃至５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。各々構造は
同一であるため、２を代表させて説明する（図４参
照）。

【００１９】図４において、４５はシリンダ本体であ
り、内部に円筒状のシリンダ部４９と下面に円柱状の突
部５０を有し、シリンダ部４９の底面中央から突部５０
を貫通するように貫通穴５１が設けられている。貫通穴
５１の内周面にはＯ−リング６４が嵌挿されている。更
にシリンダ本体４５の側面にはシリンダ部４９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５
９，６０が設けられている。

【００２０】４６はシリンダ蓋であり、底面にＯ−リン
グ６２が嵌挿された円柱状突部５２を有し、円柱状突部
５２をシリンダ部４９の上部にＯ−リング６２を介して
嵌挿することによりシリンダ本体４５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４５及
びシリンダ蓋４６の三者が通しボルト、ナット（図示せ
ず）で一体化固定されている。

【００２１】４７はピストンであり、外周面にＯ−リン
グ６３が嵌挿されており、シリンダ本体４５のシリンダ
部４９にＯ−リング６３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４５の貫通穴
５１を摺動自在に貫通突出するようにロッド部５３が一
体に設けられており、ロッド部５３の先端部にはダイヤ
フラム４８の弁体４１が接合される接合部５４が設けら
れている。また、ピストン４７の上面とシリンダ部４９
の内周面とシリンダ蓋４６の下面とによって上部空隙５
７が形成され、ピストン４７の下面及びロッド部５３の
外周面とシリンダ部４９の内周面及び底面とによって下
部空隙５８が形成されている。

【００２２】ダイヤフラム４８には、中央下面に本体１
に設けられた弁座２０、すなわち主流路側連通口１２の
開口部縁に圧接・離間される弁体４１が一体的に設けら
れており、この弁体４１はピストン４７のロッド部５３
の先端部に螺合にて接合されている。ダイヤフラム４８
の外周縁部には円筒状膜部５５が設けられており、さら
に円筒状膜部５５の上端部外周には環状突部５６が設け
られている。円筒状膜部５５は本体１の主流路側弁室１
６の内周面とシリンダ本体４５の突部５０の外周面とに
よって挟持されており、さらに、環状突部５６は、主流
路側弁室１６の内周面上部に設けられた段差部６１に嵌
挿されシリンダ本体４５との間にＯリング６５を挟持
し、本体１の主流路側弁室１６の内周面とシリンダ本体
の突部５０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４８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４５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。

【００２３】尚、駆動部の構造については、主流路側連
通口と副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
や、あるいは手動タイプの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、副流路側のそれぞれ別
個に設けられるのが好ましいが、両者を一体的に設けて
もよく、その設けかたは特に限定されるものではない。

【００２４】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。

【００２５】次に本発明のマニホールドバルブの作動に
ついて説明する。

【００２６】図１、図２は主流路側連通口１２が開、副
流路側連通口１４が閉の状態になっている。この状態で
は主流路６の流体は副流路側弁室１８、連結流路１０、
主流路側弁室１６、及び分岐流路８へ流れている。この
状態で、図４に示した駆動部２の作動流体供給口５９か
ら上部空隙５７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４
７が押し下げられるため、ロッド部５３の下端部に接合
された弁体４１は弁座２０へ押圧され、主流路側連通口
１２は閉状態となる。一方、逆に駆動部３の作動流体供
給口６０から下部空隙５８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４７が押し上げられるた
め、ロッド部５３の下端部に接合された弁体４２は弁座
２１から離間し、副流路側連通口１４は開状態になり、
副流路７内の流体が副流路側弁室１８、連結流路１０、
主流路側弁室１６、及び分岐流路８へ流れる。（駆動部
３の作動流体供給口、下部空隙、ピストン、及びロッド
部は駆動部２と共通するため駆動部２における番号を使
用。）また、図３に示す主流路側連通口１３、副流路側
連通口１５の開閉作動についても同様に行なわれる。

【００２７】例えば本実施態様のバルブが、主流路６側
よりスラリーを、また副流路７側より洗浄液を供給し、
分岐流路８，９より排出を行なうようなラインに使用さ
れた場合、図１乃至図３の状態では主流路６を流れるス
ラリーは主流路側弁室１６，１７を通過して分岐流路
８，９より排出されるが、連結流路１０，１１及び副流
路側弁室１８，１９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１２，１３を閉じ、副流
路側連通口１４，１５を開けて、副流路７側から洗浄液
を流すと、該滞留したスラリーは分岐流路８，９から排
出されバルブ内の洗浄が行なわれる。本実施態様におい
ては分岐流路８，９、主流路側弁室１６，１７、連結流
路１０，１１、及び副流路側弁室１８，１９の底面が前
記したごとくほぼ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。

【００２８】図７は本発明の第二の実施態様を示した本
体６６のみの立体斜視図である。前記第一の実施態様と
異なる点は、主流路６７と副流路６８のそれぞれに各三
つの主流路側連通口７５，７６，７７と副流路側連通口
７８，７９，８０とが設けられ、各連通口に対応して第
一の実施態様に示したものと同様の関係を有する、主流
路側弁室８１，８２，８３と副流路側弁室８４，８５，
８６と分岐流路６９，７０，７１と連結流路７２，７
３，７４とが一体的に設けられている点である。作動に
ついては、第一の実施態様と同様であるため説明は省略
する。

【００２９】図８は本発明の第三の実施態様を示した本
体８７のみの平面図である。前記第一の実施態様と異な
る点は、主流路８８と副流路８９が本体８７の片側のみ
に設けられている点である。作動については第一の実施
態様と同様であるため説明は省略する。

【００３０】図９は本発明の第一の実施態様を使用した
場合の、主流路に薬液、副流路に洗浄液をそれぞれ流し
たときの各連通口の開、閉の組み合わせによる代表的な
流体の流れを示したものである。本実施態様においては
駆動部２乃至５が各々独立して作動できるため、開閉の
組合せによってさまざまな使用方法が可能となることが
明らかであり、非常に有効なバルブとなっている。

【００３１】前記した従来の技術において、本発明の第
一の実施態様を用いたときの薬液分岐供給ラインの外観
図を図１０に示す。図でもわかるとおり、図１１、図１
２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、配管スペースも小さくなり、且つ施
工も容易に行なえるようになる。

【００３２】

【発明の効果】本発明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ほぼ面一に形成されていると、弁室
内に残った薬液を効率的に洗浄、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）副流路側から洗浄液を流した場合、本体に設けら
れた複数の副流路側連通口を開閉操作することによりバ
ルブ内を同時に、或いは所望のラインを選択的に洗浄す
ることが可能である。 （３）主流路及び副流路を本体を貫通して設けた場合、
主流路側連通口と副流路側連通口を閉状態にした場合に
も、それぞれ流体を流し、或いは循環させておくことが
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。 （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】本発明の一実施態様における、図５の本体に四
つの駆動部が固定された場合のＡ−Ａ縦断面図である。

【図２】同、図５の本体に四つの駆動部が固定された場
合のＢ−Ｂ縦断面図である。

【図３】同、図５の本体に四つの駆動部が固定された場
合のＣ−Ｃ縦断面図である。

【図４】駆動部２の縦断面図である。

【図５】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６】図５における本体の斜視図である。

【図７】本発明の第二の実施態様を示す本体のみの立体
斜視図である。

【図８】本発明の第三の実施態様を示す本体のみの平面
図である。

【図９】本発明の第一の実施態様を用いた、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１０】本発明の第一の実施態様を用いた場合の薬液
分岐供給ラインを示す外観図である。

【図１１】三方弁と二方弁とチーズを用いた薬液分岐供
給ラインを示す外観図である。

【図１２】三方弁と四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…駆動部 ６…主流路 ７…副流路 ８…分岐流路 ９…分岐流路 １０…連結流路 １１…連結流路 １２…主流路側連通口 １３…主流路側連通口 １４…副流路側連通口 １５…副流路側連通口 １６…主流路側弁室 １７…主流路側弁室 １８…副流路側弁室 １９…副流路側弁室 ２０…弁座 ２１…弁座 ２２…弁座 ２３…弁座 ４１…弁体 ４２…弁体 ４３…弁体 ４４…弁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H051 AA01 AA08 BB02 BB10 CC03 FF13 3H067 AA01 AA32 AA38 BB08 BB14 CC32 CC36 DD02 DD12 DD33 EA24 EA32 EA38 EB24 EC13 ED06 FF11 GG19 GG28

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連結流路によって連通された主流路側弁
   室と副流路側弁室とを有し、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連通された主流路と、主流
   路側弁室と連通された分岐流路と、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
   が設けられ、さらに主流路と副流路のそれぞれに少なく
   とも一つ以上の主流路側連通口と副流路側連通口とが設
   けられ、該各々の連通口に対応して上記と同様の関係を
   有する主流路側弁室と副流路側弁室と分岐流路と連結流
   路とが一体的に設けられた本体と、該本体の複数の主流
   路側連通口と副流路側連通口のそれぞれを開閉する弁体
   を有する駆動部とを備え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】 主流路が本体の片側、または本体を貫通
   して設けら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。
3. 【請求項３】 副流路が本体の片側、または本体を貫通
   して設けられていることを特徴とする請求項１乃至２に
   記載のマニホールドバルブ。
4. 【請求項４】 連結流路と分岐流路の底部が、主流路側
   弁室と副流路側弁室のそれぞれの底部とほぼ面一になる
   ように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載のマニホールドバルブ。