JP2004324661A - 手動弁 - Google Patents

Abstract

【課題】取扱性を向上させることができる手動弁を提供すること。
【解決手段】入力ポート６と出力ポート７とを連通する弁座８を備えるボディ２につまみ１２Ａが螺合接続されており、つまみ１２Ａを回転させることにより弁開度を調整する手動弁１Ａであって、つまみ１２Ａの開口部に内向きの凸部１６を設けるとともに、ボディ２とつまみ１２Ａとの間でＯリング１５を狭持しており、つまみ１２Ａをボディ２から取り外すときに、Ｏリング１５の弾性変形量が変化するようにする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、つまみを手動で回転させることにより弁開度を調整する手動弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、手動弁は、半導体製造装置の流体制御機器の１つとして用いられている。手動弁は、薬液供給ユニットへの薬液の供給又は遮断を行う時、又、薬液のサンプリングを行う時などに操作する必要がある。そのため、図５に示すように、手動弁１００は、つまみ１０１がボディ１０２に対して着脱可能に設けられ、つまみ１０１を取り外したボディ１０２をパネルマウントＰの貫通孔Ｐ１に貫き通した後、ボディ１０２につまみ１０１をとりつけられるよう構成されている。
【０００３】
手動弁１００は、広く一般に知られているため、敢えて先行技術文献情報を開示しないが、念のためにその構造を図６及び図７に図示して説明する。ボディ１０２は、弁本体１０３、ダイアフラム押さえ１０４、シリンダ１０５などを連結したものである。弁本体１０３には、入力ポート１０６と出力ポート１０７が形成され、それらを連通する弁座１０８が設けられている。ダイアフラム弁体１０９は、周縁部が弁本体１０３とダイアフラム押さえ１０４との間で狭持され、中央部に弁軸１１０が螺設されている。弁軸１１０は、スプリング１１１により常に上向きの力が作用している。弁軸１１０の上端部は、袋状のつまみ１０１が当接している。つまみ１０１の内周面には、シリンダ１０５の外周面に形成された雄ネジに螺合する雌ネジが形成され、つまみ１０１を回転させることにより弁軸１１０を上下動させて弁開度を調整できるようになっている。調整した弁開度は、ロックナット１１２をつまみ１０１に固定することにより維持できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手動弁１００は、以下の問題があった。
（１）手動弁１００は、ロックナット１１２を弛めて、つまみ１０１を開方向に螺進させれば、つまみ１０１をボディ１０２から簡単に取り外すことができるものの、作業者は、つまみ１０１をどの程度回転させればボディ１０２から取り外すことができるか認識することができなかった。そのため、作業者は、つまみ１０１をボディ１０２から取り外すときに、つまみ１０１を回転させる勢いで手が滑り、つまみ１０１を床などに落としたり、紛失したりすることがあった。この場合、落としたつまみ１０１を探して拾い上げたり、ストックするつまみ１０１を保管場所までとりにいく必要があるため、作業性が低下する問題があった。こうした不具合を回避するため、作業者は、つまみ１０１を落下させないように注意して回転させる必要があり、手動弁１００の取扱性が悪かった。特に、コンパクトな手動弁は、上記問題が顕著になる。
【０００５】
（２）また、例えば、手動弁１００をマニホールドで使用する場合、作業者の指を差し入れる隙間が狭かった。そのため、作業者は、ロックナット１１２を弛めた後につまみ１０１を所定量回転させ、その後にロックナット１１２でつまみ１０１を固定して弁開度を維持する作業を行うのが困難であり、最悪の場合には、ロックナット１１２でつまみ１０１を固定するときに、つまみ１０１がロックナット１１２と一緒に回転して弁開度が変わる不具合があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、取扱性を向上させることができる手動弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る手動弁は、次のような構成を有している。
（１）入力ポートと出力ポートとを連通する弁座を備えるボディにつまみが螺合接続されており、つまみを回転させることにより弁開度を調整する手動弁において、つまみの開口部に内向きの凸部を設けるとともに、ボディとつまみとの間で弾性部材を狭持しており、つまみをボディから取り外すときに、弾性部材の弾性変形量が変化すること、を特徴とする。
【０００８】
上記構成を有する発明では、つまみがボディに螺合接続している間、弾性部材は、つまみとボディとの間で押し潰されて弾性変形している。つまみは、弾性部材の反力が内周面に作用して回り止めされているため、弾性部材の反力に抗してつまみを回転させれば、弁開度を調整することができる。つまみを所定量回転させて弁開度を調整した後は、つまみが弾性部材の反力により回り止めされ、調整した弁開度を維持する。よって、弁開度を調整するときに、ロックナットを弛めてつまみから外したり、つまみに固定する必要がない。
【０００９】
一方、つまみをボディから取り外す場合には、つまみを所定方向に回転させて取外方向に螺進させる。つまみは、ボディと螺合している間、弾性部材の反力が内周面に作用しているため、一定の回転抵抗が作用する。つまみを所定方向に回転させ続けていると、やがて、つまみの凸部が弾性部材にひっかかり、その後さらにつまみを所定方向に回転させると、つまみが取外方向に螺進して、凸部を弾性部材から外す。これにより、つまみをボディから取り外すことができるようになる。ここで、つまみは、凸部を弾性部材から外すときに、弾性部材の弾性変形量を大きくするため、回転抵抗が凸部を弾性部材に引っかける前より増加する。また、つまみは、凸部が弾性部材に引っかかっている間は、ボディから外れない。よって、つまみの回転抵抗の増加により、つまみがボディから外れる時期を認識することが可能であり、つまみの安易な脱落を防止する。
【００１０】
尚、取り外したつまみは、ボディ５に被せて所定方向と反対方向に回転させれば、ボディに取り付けることができる。
【００１１】
従って、本発明によれば、ロックナットでつまみを固定しなくても弾性部材でつまみを回り止めすることができるとともに、つまみの取り外し可能な時期を認識することができるので、取扱性を向上させることができる。
【００１２】
（２）（１）に記載の発明において、凸部が弾性部材に接触する前に、つまみがボディに対して空回りすること、を特徴とする。
上記構成を有する発明では、つまみを所定方向に回転させて取外方向に螺進させていくと、つまみの凸部が弾性部材にひっかかって接触する前につまみが空回りする。この場合、つまみをいくら回転させても、取外方向の力がつまみに作用しない。一方、つまみは、凸部が弾性部材に引っかかって、ボディから外れない。よって、意図的につまみを取外方向に引っ張らないかぎり、つまみをボディから取り外すことができない。従って、本発明によれば、無意識につまみを取り外すことを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る手動弁の第１実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、閉弁時の手動弁１Ａの断面図である。図２は、開弁時の手動弁１Ａの断面図である。
本実施の形態の手動弁１Ａも、従来技術の欄で説明した手動弁１００と同様に、半導体製造装置の流体制御機器の一つとして用いられる。そのため、パネルマウントＰ（図５参照）を取り付けられるように、つまみ１２がボディ２に対して着脱できるよう構成されている。
【００１４】
手動弁１Ａのボディ２は、弁本体３、ダイアフラム押さえ４、シリンダ５などを連結したものである。弁本体３には、入力ポート６と出力ポート７が形成され、それらを連通する弁座８が設けられている。ダイアフラム弁体９は、周縁部が弁本体３とダイアフラム押さえ４との間で狭持され、中央部に弁軸１０が螺設されている。弁軸１０は、スプリング１１により常に上向きの力が作用している。弁軸１１の上端部には、つまみ１２が当接している。つまみ１２Ａは、シリンダ５に螺合接続し、つまみ１２を回転させることにより弁軸１０を上下動させて弁開度を調整できるようになっている。
【００１５】
シリンダ５は、上端部外周面に雄ネジ１３が形成され、雄ネジ１３の下方に環状溝１４が断面長方形状に形成されている。環状溝１４には、フッ素ゴムなどの弾性材料を材質とするＯリング（「弾性部材」に相当するもの。）１５が装着されている。Ｏリング１５には、シリンダ５に螺合接続するつまみ１２Ａを固定するものであり、約５〜２０％のつぶししろが設けられている。
【００１６】
つまみ１２Ａは、一方に開口する袋形状をなし、環状の凸部１６が開口部内周面から内向きに突き出すように設けられている。つまみ１２Ａの内周面には、凸部１６側から順に摺接面１７Ａと雌ネジ１８Ａが形成されている。摺接面１７Ａは、シリンダ５の環状溝１４に装着されたＯリング１５に摺接するものであり、シリンダ５の雄ネジ１３を形成する長さＬ１と同程度又は短い長さＬ２で形成されている。雌ネジ１８Ａは、シリンダ５に形成した雄ネジ１３に螺合するものであり、シリンダ５の雄ネジ１３の長さＬ１と同程度又は長い長さＬ３で形成されている。
【００１７】
このような手動弁１Ａは、つまみ１２Ａを所定方向に回転させて図中上方向に螺進させると、弁軸１０がスプリング１１の付勢力で押し上げられ、ダイアフラム弁体９を弁座８から所定量離間させる。これにより、制御流体が入力ポート６から弁座８を介して出力ポート７に供給される。
一方、つまみ１２Ａを所定方向と反対方向に回転させて図中下方向に螺進させると、弁軸１０がスプリング１１の付勢力に抗してつまみ１２Ａに押し下げられ、ダイアフラム弁体９を弁座８に当接させる。これにより、制御流体が入力ポート６から出力ポート７に供給されなくなる。
【００１８】
このようにしてつまみ１２Ａがボディ２のシリンダ５に螺合接続している間、Ｏリング１５は、つまみ１２Ａの摺動面１６Ａとシリンダ５の環状溝１４との間で押し潰されて弾性変形している。つまみ１２Ａは、Ｏリング１５の反力が摺動面１６Ａに作用して回り止めされているため、Ｏリング１５の反力に抗してつまみ１２Ａを回転させれば、弁開度を調整することができる。つまみ１２Ａを所定量回転させて弁開度を調整した後は、つまみ１２ＡがＯリング１５の反力により回り止めされ、調整した弁開度を維持する。よって、弁開度を調整するときに、ロックナットを弛めてつまみ１２Ａから外したり、ロックナットをつまみ１２Ａに固定する必要がない。このことは、隣り合う手動弁１Ａ同士が近接するときに、有益である。
【００１９】
一方、つまみ１２Ａをボディ２のシリンダ５から取り外す場合には、つまみ１２Ａを所定方向に回転させて図中上方向に螺進させる。つまみ１２Ａは、ボディ２のシリンダ５と螺合している間、Ｏリング１５の反力が摺動面１６Ａに作用しているため、一定の回転抵抗が作用する。つまみ１２Ａを所定方向に回転させ続けていると、やがて、つまみ１２Ａの凸部１６がＯリング１５にひっかかり、その後さらにつまみ１２Ａを所定方向に回転させると、つまみ１２Ａが雌ネジ１８Ａと雄ネジ１３とのネジ送りによって図中上方向に螺進して、凸部１６をＯリング１５から外す。これにより、つまみ１２Ａをボディ２のシリンダ５から取り外すことができるようになる。
【００２０】
ここで、つまみ１２Ａは、凸部１６をＯリング１５から外すときに、Ｏリング１５の弾性変形量を大きくするため、回転抵抗が凸部１６をＯリング１５に引っかける前より増加する。また、つまみ１２Ａは、凸部１６がＯリング１５に引っかかっている間は、ボディ２のシリンダ５から外れない。よって、つまみ１２Ａの回転抵抗の増加により、つまみ１２Ａがボディ２のシリンダ５から外れる時期を認識することが可能であり、つまみ１２Ａの安易な脱落を防止する。このことは、コンパクトで操作しにくいものに、特に有益である。
【００２１】
尚、取り外したつまみ１２Ａは、ボディ２のシリンダ５に被せて所定方向と反対方向に回転させれば、ボディ２のシリンダ５に取り付けることができる。
【００２２】
従って、本発明の手動弁１Ａよれば、入力ポート６と出力ポート７とを連通する弁座８を備えるボディ２に袋状のつまみ１２Ａが螺合接続されており、つまみ１２Ａを回転させることにより弁開度を調整するものであって、つまみ１２Ａの開口部に内向きの凸部１６を設けるとともに、ボディ２とつまみ１２Ａとの間でＯリング１５を狭持しており、つまみ１２Ａをボディ２から取り外すときに、Ｏリング１５の弾性変形量が変化するので、ロックナットでつまみ１２Ａを固定しなくてもＯリング１５でつまみ１２Ａを回り止めすることができるとともに、つまみ１２Ａの取り外し可能な時期を回認識することができるようになり、取扱性を向上させることができる。
【００２３】
こうした第１実施の形態の手動弁１Ａは、つまみ１２Ａの凸部１６がＯリング１５に引っかかった後、つまみ１２Ａを引っ張り上げなくても、つまみ１２Ａを所定方向に回転させれば、雌ネジ１８Ａと雄ネジ１３のネジ送りによってつまみ１２Ａの凸部１６をＯリング１５から簡単に外すことができる。
【００２４】
ところが、このような手動弁１Ａは、作業者が何かの拍子でつまみ１２Ａを回転させ過ぎたときでも、つまみ１２Ａがネジ送りで図中上方向に螺進し、凸部１６をＯリング１５から外してしまう。この場合、作業者が、つまみ１２Ａから手を滑らせ、つまみ１２Ａを落下又は紛失させることも考えられる。この不具合を解消するために、第２実施の形態の手動弁１Ｂは、以下の工夫をしている。
【００２５】
図３は、閉弁時の手動弁１Ｂの断面図である。図４は、開弁時の手動弁１Ｂの断面図である。
第２実施の形態の手動弁１Ｂは つまみ１２Ｂが第１実施の形態のつまみ１２Ａと相違し、その他の構成は第１実施の形態の手動弁１Ａと同様である。よって、ここでは、第１実施の形態の手動弁１Ａと相違する点について説明し、同様の部分については説明を省略する。尚、第１実施の形態の手動弁１Ａと同様の構成については図面に同一符号を付している。
【００２６】
つまみ１２Ｂは、一方に開口する袋形状をなし、環状の凸部１６が開口部内周面から内向きに突き出すように設けられている。つまみ１２Ｂの内周面には、凸部１６側から順に摺接面１７Ｂと雌ネジ１８Ｂが形成されている。摺接面１７Ｂは、シリンダ５の環状溝１４に装着されたＯリング１５に摺接するものであり、シリンダ５の雄ネジ１３を形成する長さＬ１より長い長さＬ４で形成されている。雌ネジ１８Ｂは、シリンダ５に形成した雄ネジ１３に螺合するものであり、シリンダ５の雄ネジ１３の長さＬ１より短い長さＬ５で形成されている。従って、摺接面１７Ａは、雌ネジ１８Ｂより長く形成され、凸部１６がＯリング１５に接触する前に、つまみ１２Ａがボディ２のシリンダ５に対して空回りする。
【００２７】
このような手動弁１Ｂは、つまみ１２Ｂを所定方向に回転させて図中上方向に螺進させていくと、つまみ１２Ｂの凸部１６がＯリング１５にひっかかって接触する前に、つまみ１２Ｂの雌ネジ１８Ｂとシリンダ５の雄ネジ１３との螺合が解除され、つまみ１２Ｂがシリンダ５に対してが空回りする。この場合、つまみ１２Ｂをいくら回転させても、ネジ送りによる図中上方向の力がつまみ１２Ｂに作用しない。一方、つまみ１２Ｂは、凸部１６がＯリング１５に引っかかって、ボディ２のシリンダ５から外れない。よって、意図的につまみ１２Ｂを図中上方向に引っ張り上げないかぎり、つまみ１２Ｂをシリンダ５から取り外すことができない。
【００２８】
従って、本実施の形態の手動弁１Ｂは、つまみ１２Ｂの凸部１６がＯリング１５に接触する前に、つまみ１２Ｂがボディ２のシリンダ５に対して空回りするので、無意識につまみ１２Ｂを取り外すことを防止することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、パネルマウントを取り付ける手動弁１Ａ，１Ｂについて説明したが、パネルマウントを取り付けない手動弁であってもよい。
例えば、上記実施の形態では、流量調整可能な手動弁について説明したが、流体を供給又は遮断のみする手動式開閉弁であってもよい。
例えば、上記実施の形態では、半導体製造工程で用いられる手動弁について説明したが、手動弁の用途は、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、袋状のつまみ１２Ａ，１２Ｂを設けたが、円筒内壁に弁軸１０に当接するよう鍔を設けた形状等のつまみを用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の手動弁によれば、入力ポートと出力ポートとを連通する弁座を備えるボディにつまみが螺合接続されており、つまみを回転させることにより弁開度を調整するものであって、つまみの開口部に内向きの凸部を設けるとともに、ボディとつまみとの間で弾性部材を狭持しており、つまみをボディから取り外すときに、弾性部材の弾性変形量が変化するので、ロックナットでつまみを固定しなくても弾性部材でつまみを回り止めすることができるとともに、つまみの取り外し可能な時期を認識することができるようになり、取扱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係り、閉弁時の手動弁の断面図である。
【図２】同じく、開弁時の手動弁の断面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係り、閉弁時の手動弁の断面図である。
【図４】同じく、開弁時の手動弁の断面図である。
【図５】パネルマウントを取り付けられた手動弁を示す図である。
【図６】従来の手動弁の断面図であって、閉弁時を示す図である。
【図７】従来の手動弁の断面図であって、開弁時を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ 手動弁
２ ボディ
６ 入力ポート
７ 出力ポート
８ 弁座
９ ダイアフラム弁体
１２Ａ，１２Ｂ つまみ
１５ Ｏリング
１６ 凸部

Claims (2)

1. 入力ポートと出力ポートとを連通する弁座を備えるボディにつまみが螺合接続されており、前記つまみを回転させることにより弁開度を調整する手動弁において、
   前記つまみの開口部に内向きの凸部を設けるとともに、
   前記ボディと前記つまみとの間で弾性部材を狭持しており、
   前記つまみを前記ボディから取り外すときに、前記弾性部材の弾性変形量が変化すること、を特徴とする手動弁。
2. 請求項１に記載する手動弁において、
   前記凸部が前記弾性部材に接触する前に、前記つまみが前記ボディに対して空回りすること、を特徴とする手動弁。

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