JP2859934B2

JP2859934B2 - ボンベ元弁緊急遮断装置

Info

Publication number: JP2859934B2
Application number: JP16187690A
Authority: JP
Inventors: 明生石井; 静夫金子
Original assignee: TOKIKO KK
Current assignee: TOKIKO KK
Priority date: 1990-06-20
Filing date: 1990-06-20
Publication date: 1999-02-24
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JPH0450562A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はボンベ元弁緊急遮断装置に係り、特に有害な
ガスを貯蔵するボンベの元弁を閉とするボンベ元弁緊急
遮断装置に関する。

従来の技術例えば半導体製造工程で使用される半導体用材料ガス
はガスの種類によって非常に毒性が強いもの、可燃性の
もの、自燃性のもの、支燃性のもの、あるいはこれらが
複合された性質のものがある。このため、これらの有害
なガスを貯蔵するボンベは排気ダクトを備えたボンベ収
納ボックス内に収納されており、ボンベ上部にボンベ内
のガスを外部に供給するためボンベを開閉する元弁が取
付けられていた。このため、上記のようなボンベを開閉
する元弁を遠隔操作により自動的に閉とするボンベ元弁
緊急遮断装置が開発されつつある。

このようにボンベの元弁を閉とする従来のボンベ元弁
緊急遮断装置は、ボンベの元弁の上方にアクチュエータ
を取付け、閉弁スイッチの操作によりアクチュエータに
操作信号を供給して元弁を閉弁操作する構成とされてい
た。また、アクチュエータの駆動軸には元弁の操作ハン
ドルの外周に結合されるチャックが設けられていた。

発明が解決しようとする課題上記構成になるボンベ元弁緊急遮断装置では、例えば
アクチュエータの作動位置が元弁の開閉状態に対応する
ようにアクチュエータの駆動軸に連結されたチャックを
元弁の操作ハンドルに結合させていた。ところが、操作
ハンドルに対するチャックの締付等がゆるんだ場合、チ
ャックが操作ハンドルの外周をスリップして伝達ロスが
生じる。このような場合、アクチュエータの作動に対し
て、元弁が正常に開閉せず、例えば元弁が閉弁していな
いのにアクチュエータが閉弁位置に作動すると、あたか
も元弁が閉弁したような閉弁位置が検出されてしまう。

そのため、従来は新しいボンベと交換する際の操作手
順として、ボンベ上部に取付けられた元弁のハンドルに
チャックを結合させた後、作業者がコントロールボック
スの開弁スイッチを押下して一旦元弁を開弁させ、それ
から閉弁スイッチを押下して元弁を開弁させることが決
められていた。

このように、従来はボンベ交換後のチャック取付確認
操作として元弁を通常開閉するための開、閉弁スイッチ
を操作して元弁を開弁した後閉弁させていた。

そして、元弁のハンドルに対するチャックの締付け不
充分なときは、元弁が閉弁した後チャックがハンドルの
外周を空回りしてしまう。又、チャックをハンドルに結
合させる際の位置合せがずれていると、アクチュエータ
の閉弁作動位置と元弁の閉弁位置とがずれてしまい、ア
クチュエータが閉弁作動位置になる前に元弁が閉弁した
り、あるいは元弁が閉弁しているのにアクチュエータが
動作途中で停止することになる。

ところが、従来のように元弁を開弁した後閉弁操作す
る場合、ボンベ内のガスが２次配管へ流出して無駄にな
るばかりか、ボンベを取付けた作業者が開、閉弁スイッ
チを夫々操作しなければならないのでチャック取付確認
の操作が面倒であり、しかも通常使用される開、閉弁ス
イッチが併用されるためボンベ交換後チャック取付確認
操作を忘れやすいといった課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決したボンベ元弁緊急
遮断装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、ガスが封入されたボンベの元弁のハンドル
にチャックを結合させ、閉弁スイッチの操作により該チ
ャックを該元弁の閉弁方向に駆動するアクチュエータを
有してなるボンベ元弁緊急遮断装置において、前記チャックを前記元弁のハンドルに結合させた後操
作されるチャック取付確認スイッチと、前記チャック取付確認スイッチからの信号により前記
アクチュエータを閉弁駆動し、前記アクチュエータの閉
弁作動位置が前記元弁の閉弁位置と一致することを確認
するチャック取付確認手段とを具備してなる。

作用ボンベ交換時、チャックを元弁のハンドルに結合させ
た後チャック取付状態を確認するためのチャック取付確
認スイッチを操作することにより、自動的にアクチュエ
ータが閉弁方向に駆動され、アクチュエータの閉弁動作
位置が元弁の閉弁位置と一致するかどうかを確認でき
る。

実施例第１図及び第２図に本発明になるボンベ元弁緊急遮断
装置の一実施例を示す。

両図中、例えばボンベ１には高濃度な半導体用材料ガ
スが封入されている。各ボンベ１は夫々所定間隔離間さ
せ垂直に立てた状態で保持されてボンベ収納ボックス２
内に収納されている。ボンベ１の上部には元弁３が取付
けられている。元弁３はその上部に開閉操作する操作ハ
ンドル3aを有する。従って、元弁３は操作ハンドル3aの
回動操作によりその弁開度を調整される。このため、元
弁３の弁開度に応じた流量のガスがボンベ１より流出し
元弁３に連通接続された配管４を介してボンベ収納ボッ
クス２の外部に供給される。

なお、元弁３の全開位置までの操作ハンドル3aの操作
角度の範囲は例えば160゜である。

５はアクチュエータで、ボンベ収納ボックス２は天板
2aの上面に配設されており、ボンベ１より離間した位置
にある。アクチュエータ５の駆動軸６は天板2aを挿通し
てボンベ収納ボックス２内に突出している。また、駆動
軸６は自在継手７に連結されている。

８はチャックで、元弁３の操作ハンドル3aの外周に結
合している。また、チャック８の上部に突出した軸8aは
自在継手７に連結されている。したがって、アクチュエ
ータ５の駆動軸６は自在継手７を介してチャック８に連
結されている。

９は操作器で、ボンベ収納ボックス２より離れた位置
に設けられており、アクチュエータ５に元弁３を開閉す
るための開閉信号を供給する開、閉弁スイッチ9a,9b及
び緊急遮断スイッチ9c,チャック取付確認スイッチ9dを
有する。10は空気配管で、アクチュエータ５の駆動軸６
を回転駆動するための圧縮空気をアクチュエータ５に供
給する。

第２図に示す如く、チャック８の内周にはゴム等の弾
性部材11が設けられている。また、後述するようにボン
ベ交換時に元弁３の操作ハンドル3aにチャック８を結合
させる際は、一対の可撓部8bをネジ12の締付けにより内
周側に変位させて弾性部材11を操作ハンドル3aの外周凹
部に食い込ませる。このとき、元弁３は閉弁状態であ
り、それに合わせてアクチュエータ５も閉弁作動してい
る。

アクチュエータ５の上部には駆動軸６の上端6aが突出
している。また、アクチュエータ５の上部には駆動軸６
の回転位置を検出する検出機構16が設けられている。駆
動軸６の上端6aには４枚のカム13a〜13dが設けてある。
また、アクチュエータ５の上部には４枚のカム13a〜13d
に対向するスイッチ14a〜14dが設けられている。駆動軸
６に設けられた各カム13a〜13dは元弁３を開閉する際元
弁３の開閉状態を検出するべく駆動軸６の回動位置に応
じて各スイッチ14a〜14dを閉成する。

従って、カム13a〜13dとスイッチ14a〜14dとにより検
出機構16が構成されている。

17は制御回路で、前記操作器９と接続されチャック取
付確認スイッチ9dの操作により後述するようにチャック
取付位置の確認動作を行なうチャック取付確認手段17A
を有する。18は警報器で、制御回路17に接続され、後述
するようにチャック取付不良であるとき警報を発する。

第３図に示す如く、各スイッチ14a〜14dは夫々中央管
理室及びアクチュエータ５等に配設された表示ランプ15
a〜15dに接続されている。従って、後述するようにスイ
ッチ14a〜14dが閉成すると表示ランプ15a〜15dが点灯し
て表示する。

第４図（Ａ）に示す如く、スイッチ14aは閉弁位置を
検出するスイッチである。カム13aはスイッチ14aに対向
しており、全開位置より160゜の位置から20゜の範囲で
突出するカム部13a₁を有している。このため、第５図の
線図Ｉに示す如く、駆動軸６が全開位置より160〜180゜
の位置に回動したときカム部13a₁が接片14a₁に当接し、
スイッチ14aを閉成する。

第４図（Ｂ）に示す如く、スイッチ14bはチャック８
を閉弁位置の操作ハンドル3aに取付ける際の結合適正位
置を検出するスイッチである。カム13bはスイッチ14bに
対向しており、全開位置より165゜の位置から５゜の範
囲で突出するカム部13b₁を有している。このため、第５
図中、線図IIに示す如く、駆動軸６が全開位置より165
〜170゜の位置に回動したときカム部13b₁が接片14b₁に
当接し、スイッチ14bを閉成する。

第４図（Ｃ）に示す如く、スイッチ14cは駆動軸６が
閉弁位置を超えて過剰に回転したことを検出するスイッ
チである。カム13cはスイッチ14cに対向しており、全開
位置より175゜の位置から５゜の範囲で突出するカム部1
3c₁を有している。このため、第５図中、線図IIIに示す
如く、駆動軸６が全開位置より175〜180゜の位置に回動
したときカム部13c₁が接片14c₁に当接しスイッチ14cを
閉成する。

第４図（Ｄ）に示す如く、スイッチ14dは元弁３が全
開していることを検出するスイッチである。カム13dは
スイッチ14dに対向しており、全開位置より５゜の範囲
で突出するカム部13d₁を有している。このため、第５図
中、線図IVに示す如く、駆動軸６が全開位置より０〜５
゜の位置に回動したときカム部13d₁が接片14d₁に当接
し、スイッチ14dを閉成する。

ここで、通常ボンベ１の元弁３を開閉する場合は、ま
ず操作器９の開、閉弁スイッチ9a,9bを操作してアクチ
ュエータ５に操作信号を供給する。これにより、空気配
管10に接続された電磁弁の開、閉弁用ソレノイド5a,5b
が作動する。そして、空気配管10からの圧縮空気がアク
チュエータ５のシリンダ部に導入されピストン（図示せ
ず）を変位させる。このようにアクチュエータ５が作動
して駆動軸６が駆動される。駆動軸６の回転駆動力は自
在継手７を介してチャック８に伝達される。即ち、元弁
３の操作ハンドル3aはアクチュエータ５に駆動されて回
動し元弁３を開閉する。

次に、元弁３が全開状態にあって、アクチュエータ５
を開弁位置より閉弁位置に作動させる場合につき説明す
る。操作器９の閉弁スイッチ9bを操作してアクチュエー
タ５に閉弁信号を供給すると、駆動軸６が閉弁方向に回
転駆動する。駆動軸６が全開位置より160゜回転したと
き、元弁３が閉弁すると共にカム13aが閉弁位置を検出
するスイッチ14aを閉成する。スイッチ14aの閉成により
閉弁位置の表示ランプ15aが点灯する。スイッチ14aが閉
成した後、所定時間が経過すると閉弁用のソレノイド5b
への通電が断たれアクチュエータ５は停止する。また、
アクチュエータ５が元弁３を閉弁した後適正位置（開弁
位置より165〜170゜の位置）まで作動したときは、前記
閉弁位置表示ランプ15aと共に結合適正位置検出スイッ
チ14bがカム13bにより閉成して表示ランプ15bが点灯す
る。従って、表示ランプ15a,15bの点灯によりアクチュ
エータ５が適正位置まで作動したことがわかる。

次に、ボンベ交換時のチャック取付位置の確認操作に
ついて説明する。

新しいボンベ１がボンベ収納ボックス２に取付けら
れ、元弁３の操作ハンドル3aにチャック８が前述の如く
結合される際、チャック８の可撓部8bの締付けが弱く結
合が不充分である場合やアクチュエータ５と元弁３との
作動位置が不一致のままチャック８を操作ハンドル3aに
結合させてしまうことがあるので、ボンベ交換後は必ず
チャック取付位置の確認を行う。

そこで、作業者はボンベ交換後操作器９のチャック取
付確認スイッチ9dを押下する。操作器９にはチャック取
付状態を確認するための専用のスイッチ9dがあるので、
作業者はチャック取付確認スイッチ9dを押下するだけで
あり、操作が簡略化されている。

このようにして、チャック取付確認スイッチ9dが押下
されると、制御回路17は第６図に示す処理を実行する。

第６図中、ステップS1（以下ステップを省略する）で
チャック取付確認スイッチ9dから操作信号が出力される
と、S2に移り閉弁位置検出用のスイッチ14aがオンにな
っていることを確認する。

チャック８が正しい取付方法により操作ハンドル3aに
結合されていると元弁３は閉弁状態となっており、アク
チュエータ５も閉弁作動状態となっている。その場合、
アクチュエータ５の上部に設けられた検出機構16のカム
13aのカム部13a₁がスイッチ14aの接片14a₁に当接し、ス
イッチ14aを閉成する。

続いて、チャック８の結合適正位置を検出するスイッ
チ14bがオンになっていることを確認する（S3）。これ
は元弁３のシート部に弁体のパッキンが充分当接してい
ることを確認できる。

尚、上記S2,S3におけるスイッチ14a,14bがカム13a,13
bにより閉成されると、表示ランプ15a,15bが点灯するた
め、作業者はアクチュエータ５の作動状態を確認でき
る。

次のS4では閉弁用ソレノイド5bを励磁してアクチュエ
ータ５を閉弁動作させる。即ち、アクチュエータ５は空
気配管10からの圧縮空気により駆動軸6,自在継手７を介
してチャック89に閉弁方向への回転駆動力を作用せしめ
る。このとき、チャック８が元弁３の操作ハンドル3aに
確実に結合されていると、操作ハンドル3aは閉弁方向に
回動できず、カム13cは過回転検出用のスイッチ14cに当
接しない。従って、チャック８が操作ハンドル3aに確実
に結合されているとアクチュエータ５の閉弁方向への回
転駆動力が作用してもチャック８は操作ハンドル3aを滑
ってしまうことがない。従って、開、閉操作時アクチュ
エータ５の駆動力は伝達ロスなく操作ハンドル3aに伝達
される。この場合、作業者は過回転を表示する表示ラン
プ15dが点灯せずに弁開位置表示用のランプ15aと結合適
正位置表示用の表示ランプ15bとが点灯しているので、
容易に確認できる。

ところが、チャック８を操作ハンドル3aに結合させる
とき、アクチュエータ５が閉弁状態になっておらずアク
チュエータ５のピストンが開弁位置と閉弁位置との途中
に位置していると元弁３を全開することができなくな
る。このような場合、S2において閉弁位置検出用のスイ
ッチ14aがオフ状態であるので、S6に移りチャック取付
不良であるとして警報器18より警報を発する。そのた
め、作業者はチャック８の取付に何らかの不具合がある
ことを知ることができ、閉弁位置表示用の表示ランプ15
aが消灯しているため、アクチュエータ５の動作位置が
元弁３と対応していないことがわかる。よって、作業者
はチャック８の取付作業をやり直してアクチュエータ５
を閉弁状態にしてチャック８を操作ハンドル3aに結合さ
せる。

又、S3において結合適正位置検出用のスイッチ14bが
オフ状態にあるときは、閉弁位置表示用の表示ランプ15
aが点灯していてもアクチュエータ５のピストンが少し
開弁側にずれている。この場合もS6,S7の処理が実行さ
れ、作業者は警報器18及び結合適正位置表示用の表示ラ
ンプ15bの消灯により確認できる。そのため、作業者は
直ちにチャック８の取付け作業をやり直す。

又、S5において、チャック８の可撓部8aを締付けるネ
ジ12がゆるんでいると、チャック８が充分に操作ハント
ル3aに結合していない状態となる。即ち、弾性部材11が
操作ハンドル3aの外周を滑ってしまい、駆動軸６からの
回転駆動力が操作ハンドル3aに充分伝達されず伝達ロス
が生ずる。

このため、アクチュエータ５は閉弁用ソレノイド5bか
らの空気供給により閉弁駆動している間にチャック８が
操作ハンドル3aの外周をスリップして、元弁３が閉弁し
ているにも拘わらず所定の閉弁位置を越えてさらに閉弁
駆動する。アクチュエータ５の駆動軸６がさらに閉弁駆
動され開弁位置より170゜の位置を越えると表示ランプ1
5bが消灯し表示ランプ15aのみが点灯する。

そして、アクチュエータ５が開弁位置より170〜175゜
の位置で停止しなかった場合には閉弁位置を表示する表
示ランプ15aと過回転したことを表示する表示ランプ15c
との双方が点灯する。即ち、駆動軸６が開弁位置より17
5〜180゜の位置まで回転すると、カム13cが過回転を検
出するスイッチ14cを閉成し、これを表示する表示ラン
プ15cが点灯する。

従って、S5で過回転検出用のスイッチ14cがオンであ
るときは、S6,S7の処理が実行され、警報を発する。そ
のため、作業者は警報及び過回転表示用の表示ランプ15
cの点灯によりアクチュエータ５が駆動軸６を過剰に回
転駆動していることがわかる。よって、作業者は表示ラ
ンプ15cの点灯によりその原因を速やかに判断して、チ
ャック８の取付をやり直す。

即ち、表示ランプ15cの点灯により装置が正常に作動
していないことを容易に知ることができる。このため、
何んらかの故障等が生じても即座にこれを検出すると共
に、これに対応して速やかに修理を行なうことができ
る。

このように、元弁３を開弁させることなくアクチュエ
ータ５の作動状態をチェックすることにより元弁３が正
常に開閉されることを確認することができるので、ボン
ベ１内のガスを流出させずに済み、安全管理の面で有利
であり、装置の信頼性をより高めることができる。

尚、上記実施例では作業者がチャック取付確認スイッ
チ9dを押下すると制御回路７が第６図に示すチャック取
付確認動作を行なうようにしたが、これに限らず、チャ
ック取付確認スイッチ9dを押下すると閉弁スイッチ9bを
押下したときと同様な回路動作によりアクチュエータ５
が閉弁動作するようにしても良い。

発明の効果上述の如く、本発明になるボンベ元弁緊急遮断装置
は、例えば新しいボンベと交換してチャックを元弁の操
作ハンドルに結合させた際、弁閉スイッチとは別に設け
られたチャック取付確認スイッチを操作するだけで、自
動的にアクチュエータが閉弁方向に駆動されてアクチュ
エータの作動状態をチェックできるので、ボンベ交換後
例えばチャックの取付作業が正しく行なわれたかどうか
を簡単に確認することができる。即ち、ボンベ交換後ア
クチュエータの駆動が過剰回転したときは、チャックが
ハンドルに対してスリップしたり、あるいはアクチュエ
ータの動作が元弁と対応していないことが分かり、その
場合原因を調べて速やかに取付作業のやり直し等の必要
な処置を講ずることができる。しかも、ボンベ交換後の
チャック取付確認動作は元弁を開弁せずに、アクチュエ
ータを閉弁駆動するだけなので、ボンベ内のガスが無駄
に流出することを防止できる。従って、有害なガスが封
入されたボンベを交換する際ガス漏れ事故発生のおそれ
がなく安全管理上有利である等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるボンベ元弁緊急遮断装置の一実施
例を説明するための概略構成図、第２図はアクチュエー
タの作動位置を検出する検出機構及びアクチュエータと
ボンベの元弁とを結合する部分を説明するための拡大
図、第３図は各スイッチ及び各表示ランプの回路図、第
４図（Ａ）は閉弁位置を検出するリミットスイッチとカ
ムの平面図、第４図（Ｂ）はアクチュエータの駆動軸が
元弁の操作ハンドルと結合される際適正な位置である検
出するリミットスイッチとカムの平面図、第４図（Ｃ）
は駆動軸が過回転したことを検出するリミットスイッチ
とカムの平面図、第４図（Ｄ）は開弁位置を検出するリ
ミットスイッチとカムの平面図、第５図は駆動軸の回転
角に応じた各リミットスイッチの作動を説明するための
線図、第６図は制御回路がボンベ交換後に実行する処理
を説明するためのフローチャートである。１……ボンベ、３……元弁、５……アクチュエータ、８
……チャック、９……操作器、9d……チャック取付確認
スイッチ、13a〜13d……カム、14a〜14d……スイッチ、
15a〜15d……表示ランプ、16……検出機構、17……制御
回路、17A……チャック取付確認手段、18……警報器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/05 F16K 31/44 - 31/62 F16K 37/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスが封入されたボンベの元弁のハンドル
にチャックを結合させ、閉弁スイッチの操作により該チ
ャックを該元弁の閉弁方向に駆動するアクチュエータを
有してなるボンベ元弁緊急遮断装置において、前記チャックを前記元弁のハンドルに結合させた後操作
されるチャック取付確認スイッチと、前記チャック取付確認スイッチからの信号により前記ア
クチュエータを閉弁駆動し、前記アクチュエータの閉弁
作動位置が前記元弁の閉弁位置と一致することを確認す
るチャック取付確認手段とを具備してなることを特徴と
するボンベ元弁緊急遮断装置。