JP3586774B2 - ボルト抜止め装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボルトのおねじ部がめねじ部より外れた場合でもボルトがボルト軸部挿通孔から抜け落ちてしまわないようにするボルト抜止め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体製造などに用いられる流体制御装置においては、基板に継手部材がボルトにより固定され、継手部材に開閉弁がボルトにより固定されている。ボルトは、上からねじ込まれるとは限らず、横からまたは下からねじ込まれることも多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の流体制御装置では、基板が垂直である場合には、ボルトのおねじ部がめねじ部より外れたときに、ボルトがボルト軸部挿通孔から抜け落ちることがあるという問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、ボルトを横からまたは下からねじ込んで固定する場合において、ボルトねじ戻し時にボルトがボルト軸部挿通孔から抜け落ちてしまわないようにするボルト抜止め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および発明の効果】
この発明によるボルト抜止め装置は、ボルト軸部挿通孔付き被固定部材をねじ孔付き固定部材に固定するボルトがねじ戻し時にボルト軸部挿通孔から抜け落ちることを防止する装置であって、ボルト軸部挿通孔の中程に、これより先端側の部分が大径となるように段部が設けられ、円筒状のＯリング脱出阻止部材が段部との間に間隙を置くようにボルト軸部挿通孔に先端側から嵌め入れられることにより、ボルト軸部挿通孔周面の中間部分に環状凹所が形成されて、環状凹所に、ボルトの軸部の外径より小さい内径を有するＯリングが嵌め入れられており、ボルトがＯリングの弾性力によって保持されるようになされていることを特徴とするものである。
【０００６】
この発明のボルト抜止め装置によると、横からまたは下からねじ込まれたボルトをねじ戻していく場合に、ボルトがねじ孔から外れたときでも、ボルトがＯリングの弾性力により保持されるので、ボルトの抜けが防止される。
【０００７】
また、ボルト軸部挿通孔の中程に、これより先端側の部分が大径となるように段部が設けられ、円筒状のＯリング脱出阻止部材が段部との間に間隙を置くようにボルト軸部挿通孔に先端側から嵌め入れられることにより、環状凹所が形成されているので、Ｏリングを凹所に嵌め入れやすくかつＯリングの抜止めが確実に防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下は図の上下をいうものとする。
【００１１】
図１および図２は、この発明のボルト抜止め装置が使用される流体制御装置の一例を示している。流体制御装置(4)は、半導体製造装置等において用いられるもので、マスフローコントローラ(3)と、マスフローコントローラ(3)の左方および右方に設けられた遮断開放器(1)(2)とよりなる。
【００１２】
左方の遮断開放器(1)は、左方に配置された第１開閉弁(6)および右方に配置された第２開閉弁(7)と、第１開閉弁(6)および第２開閉弁(7)が取り付けられている第１弁取付基部(28)とを備えている。第１弁取付基部(28)は、後述する複数の継手(80)(30)(31)(32)(33)により形成されている。左方の遮断開放器(1)の左方には、第１逆止弁(5)が設けられている。
【００１３】
また、右方の遮断開放器(2)は、左方に配置された第３開閉弁(8)、中間に配置された第４開閉弁(9)および右方に配置された第５開閉弁(10)と、第３開閉弁(8)、第４開閉弁(9)および第５開閉弁(10)が取り付けられている第２弁取付基部(29)とを備えている。第２弁取付基部(29)は、後述する複数の継手(34)(35)(36)(37)(38)(39)(79)により形成されている。右方の遮断開放器(2)の右方には、第２逆止弁(11)が設けられている。
【００１４】
各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)は、それぞれ、弁本体(12)(14)(16)(18)(20)およびこれに上方から取り付けられて弁本体(12)(14)(16)(18)(20)内の通路を適宜遮断開放するアクチュエータ(13)(15)(17)(19)(21)よりなる。各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)の弁本体(12)(14)(16)(18)(20)の下端部には、上から見て方形のフランジ部(12a)(14a)(16a)(18a)(20a)が設けられている。
【００１５】
各逆止弁(5)(11)は、それぞれ、下面に入口が設けられた左側弁本体(22)(25)と、左側弁本体(22)(25)とボルトで接続された中央弁本体(23)(26)と、中央弁本体(23)(26)とボルトで接続されかつ下面に出口が設けられた右側弁本体(24)(27)とを備えている。
【００１６】
マスフローコントローラ(3)の下端部左面には、下面に入口が設けられた直方体状左方張出部(49)が設けられ、同右面には、下面に出口が設けられた直方体状右方張出部(50)が設けられている。
【００１７】
マスフローコントローラ(3)の左方にある各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)の下面およびマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)の下面は、すべて面一となされており、マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)およびマスフローコントローラ(3)の右方にある各弁本体(16)(18)(20)(25)(26)(27)の下面も、すべて面一となされている。
【００１８】
第１逆止弁(5)の左側弁本体(22)の入口には、保持部材(40)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(41)よりなり、パージガス導入ラインに接続されているパージガス導入用継手(80)が設けられている。
【００１９】
第１逆止弁(5)の右側弁本体(24)の出口と第１開閉弁(6)の弁本体(12)の入口とは、２つの保持部材(42)(44)およびこれらに保持されたＵ字状連通路形成部材(46)よりなり、左方の遮断開放器(1)に流体を導入する第１流入通路形成用継手(30)により連通されている。連通路形成部材(46)は、２つのＬ型通路形成部材(43)(45)同士が接合さることにより形成されている。
【００２０】
第１開閉弁(6)の弁本体(12)の右寄り部分下面と第２開閉弁(7)の弁本体(14)の左寄り部分下面とにまたがって、第１開閉弁(6)の出口と第２開閉弁(7)の入口とを連通するＶ字状通路(31a)を有する直方体状の第１連通路形成用ブロック継手(31)が設けられている。
【００２１】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の副出入口には、保持部材(47)およびこれに保持されたＩ型通路形成部材(48)よりなる第１副通路形成用継手(32)が設けられている。第１副通路形成用継手(32)の下端部には、プロセスガス導入ラインに接続されている公知のＬ型継手(78)が接合されている。
【００２２】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の右寄り部分下面とマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)下面とにまたがって、第２開閉弁(7)の出口から流体を排出してマスフローコントローラ(3)に送り込むＶ字状通路(33a)を有する直方体状第１流出通路形成用ブロック継手(33)が設けられている。
【００２３】
マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)下面と第３開閉弁(8)の弁本体(16)の左寄り部分下面とにまたがって、マスフローコントローラ(3)から排出された流体を右方の遮断開放器(2)に導入するＶ字状通路(34a)を有する直方体状第２流入通路形成用ブロック継手(34)が設けられている。
【００２４】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の副出入口には、保持部材(51)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(52)よりなり、真空引きラインに接続されている第２副通路形成用継手(35)が設けられている。
【００２５】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の右寄り部分下面と第４開閉弁(9)の弁本体(18)の左寄り部分下面とにまたがって、第３開閉弁(8)の出口と第４開閉弁(9)の入口とを連通するＶ字状通路(36a)を有する直方体状第２連通路形成用ブロック継手(36)が設けられている。
【００２６】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の副出入口には、保持部材(53)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(54)よりなり、プロセスガス送り込みラインに接続されている第３副通路形成用継手(37)が設けられている。
【００２７】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の出口と第５開閉弁(10)の弁本体(20)の入口とは、２つの保持部材(55)(57)およびこれらに保持された連通路形成部材(59)よりなる第３連通路形成用継手(38)により連通されている。連通路形成部材(59)は、２つのＬ型通路形成部材(56)(58)同士が接合されることにより形成されている。
【００２８】
第５開閉弁(10)の弁本体(20)の右寄り部分下面と第２逆止弁(11)の左側弁本体(25)の下面とにまたがって、第５開閉弁(10)の出口と第２逆止弁(11)の入口とを連通するＶ字状通路(39a)を有する直方体状第２流出通路形成用ブロック継手(39)が設けられている。
【００２９】
第２逆止弁(11)の右側弁本体(27)の出口には、保持部材(60)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(61)よりなり、パージガス排出ラインに接続されているパージガス排出用継手(79)が設けられている。
【００３０】
マスフローコントローラ(3)の左方にある第１流入通路形成用継手(30)、第１連通路形成用継手(31)、第１副通路形成用継手(32)および第１流出通路形成用継手(33)により、左方の遮断開放器(1)の第１弁取付基部(28)が形成されている。また、マスフローコントローラ(3)の右方にある第２流入通路形成用継手(34)、第２副通路形成用継手(35)、第２連通路形成用継手(36)、第３副通路形成用継手(37)、第３連通路形成用継手(38)および第２流出通路形成用継手(39)により、右方の遮断開放器(2)の弁取付基部(29)が形成されている。
【００３１】
こうして、左方の遮断開放器(1)には、逆止弁(5)を経て導入されたパージガスが、第１流入通路形成用継手(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成用継手(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通って排出されるパージガス用通路と、第１副通路形成用継手(32)の下面より導入されたプロセスガスが、第１副通路形成用継手(32)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通って排出されるプロセスガス用通路とが形成されている。また、右方の遮断開放器(2)には、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたパージガスが、第２流入通路形成用継手(34)、第２連通路形成用継手(36)、第３連通路形成用継手(38)および第２流出通路形成用継手(39)を通って排出されるパージガス用通路と、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたプロセスガスが、第２流入通路形成用継手(34)、第２連通路形成用継手(36)および第３副通路形成用継手(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれるプロセスガス通路と、これらの通路内のガスが第２副通路形成用継手(35)から抜き出される真空引き用通路とが形成されている。
【００３２】
図２に拡大して示すように、第１逆止弁(5)は、いずれも下向きに開口した流入通路(77a)および流出通路(77b)を有している。また、第１開閉弁(6)は、２ポート弁であり、これらの弁本体(12)には、弁本体(12)の下面のほぼ中央に位置する入口(62)と、同右寄りに位置する出口(63)とが設けられており、弁本体(12)内に、入口(62)から弁室(66)に通じている流入通路(64)と、出口(63)から弁室(66)に通じている流出通路(65)とが形成されている。第１開閉弁(6)の弁アクチュエータ(13)は、ダイヤフラムの弁体(67)を作動させるもので、弁アクチュエータ(13)の操作により、流入通路(64)が弁体(67)により遮断開放されるようになされている。また、第２開閉弁(7)は、３ポート弁であり、弁本体(14)には、弁本体(14)の下面の左寄りに位置する入口(68)と、同右寄りに位置する出口(69)と、同ほぼ中央に位置しており他の流体の入口または出口とされる副出入口(70)とが設けられており、弁本体(14)内に、入口(68)から弁室(74)に通じている流入通路(71)と、副出入口(70)から弁室(74)に通じている副通路(73)と、出口(69)から弁室(74)に通じている流出通路(72)とが形成されている。第２開閉弁(7)の弁アクチュエータ(15)は、ダイヤフラムの弁体(75)を作動させるもので、弁アクチュエータ(15)の操作により、副通路(73)が弁体(75)により遮断開放されるようになされている。第２開閉弁(7)の入口(68)に通じる流入通路(71)と出口(69)に通じる流出通路(72)とは、弁室(74)を介して常時連通するようになされている。
【００３３】
各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)(16)(18)(20)(25)(26)(27)とこれらに突き合わされている各部材(41)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)(61)との間には、図２に示すようなシール部(76)がそれぞれ設けられている。また、逆止弁(5)(11)および開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)とこれに対応する継手(80)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)(79)とは、すべて弁本体(22)(23)(24)(12)(14)(16)(18)(20)(25)(26)(27)の上方からねじ込まれたボルト(113)（図２参照）により接続されており、これらのボルト(113)を外すことにより、逆止弁(5)(11)および開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)を上方に取り外すことができる。なお、第２逆止弁(11)は第１逆止弁(5)と同じ構成であり、第５開閉弁(10)は第１開閉弁(6)と同じ構成であり、第３開閉弁(8)および第４開閉弁(9)は第２開閉弁(7)と同じ構成とされている。
【００３４】
この流体制御装置(4)によると、第１開閉弁(6)を閉、第２開閉弁(7)を開、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を開、第５開閉弁(10)を閉として、左方の遮断開放器(1)の第１副通路形成用継手(32)にプロセスガスを導入すると、プロセスガスは、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、ここでその流量を調整されて、右方の遮断開放器(2)に導入される。そして、第２流入通路形成用継手(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成用継手(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)および第３副通路形成用継手(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれる。この後、第１開閉弁(6)を開、第２開閉弁(7)を閉、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を閉、第５開閉弁(10)を開として、第１逆止弁(5)からパージガスを導入すると、パージガスは、第１流入通路形成用継手(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成用継手(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、さらに、第２流入通路形成用継手(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成用継手(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)、第３連通路形成用継手(38)、第５開閉弁(10)の弁本体(20)、第２流出通路形成用継手(39)および第２逆止弁(11)を流れて排出される。このとき、パージガスは、自身の圧力によって第２開閉弁(7)の弁本体(14)、第１流出通路形成用継手(33)、第２流入通路形成用継手(34)および第２連通路形成用継手(36)に残っているプロセスガスを追い出し、これにより、短時間でパージガスだけが流れるようになる。
【００３５】
上記の左方および右方の遮断開放器(1)(2)において、第１流入通路形成用継手(30)および第３連通路形成用継手(38)が共通の部材とされ、また、第１連通路形成用ブロック継手(31)、第１流出通路形成用ブロック継手(33)、第２流入通路形成用ブロック継手(34)、第２連通路形成用ブロック継手(36)および第２流出通路形成用ブロック継手(39)が共通の部材とされ、各副通路形成用継手(32)(35)(37)も共通の部材とされている。すなわち、左方の遮断開放器(1)に３ポートの開閉弁を１つ付加するとともに、その弁取付基部(28)に、第１連通路形成用継手(31)および第１副通路形成用継手(32)と同じものを付加するだけで、右方の遮断開放器(2)が得られている。ここで、付加する開閉弁が２ポートのものであるときは、右方の遮断開放器(2)の第４開閉弁(9)を２ポートの弁に置き換えるとともに、その取付基部(29)から第３副通路形成用継手(37)を除去すればよい。このように、上記の左方および右方の遮断開放器(1)(2)は、種々の仕様変更に対応しやすいものとなっている。
【００３６】
なお、図１で示した例では、左方の遮断開放器(1)は、２つの開閉弁(6)(7)を有し、右方の遮断開放器(2)は、３つの開閉弁(8)(9)(10)を有しているが、これらの開閉弁の数は適宜変更可能である。そして、適当な数の開閉弁を有する遮断開放器がマスフローコントローラの左方および右方に設けられるとともに、これがさらに並列状に配置されて、半導体製造装置用の流体制御装置が構成される。そして、この流体制御装置は、基板に継手(80)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)をボルトで取り付け、これらの継手(80)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)に、逆止弁(5)(11)、開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)およびマスフローコントローラ(3)等の流体制御器をボルトで取り付け、基板を所定位置に固定することにより設置される。
【００３７】
次いで、図３を参照して、基板と流体制御器との間に配置される継手部材をボルトにより基板に固定する装置について説明する。
【００３８】
図３において、２つのブロック継手(31)(33)が基板(108)に取り付けられ、両継手(31)(33)にまたがって開閉弁(7)が取り付けられている。各ブロック継手(31)(33)の上面には、第２開閉弁(7)の弁本体(14)への取付用ねじ孔(106)が４隅４か所に設けられるとともに、ブロック継手(31)の基板(108)への取付け時に、継手固定ボルト(110)が挿通されるボルト挿通孔(107)が中央部近くの２か所に設けられている。基板(108)には、両継手(31)(33)を基板(108)に取り付けるさいに使用されるねじ孔(109)があけられている。
【００３９】
各継手(31)(33)のボルト挿通孔(107)は、ボルト頭部(110a)の径より大きい径を有する大径部(107a)と、これに段部(107c)を介して連なりかつボルト頭部(110a)の径とボルト軸部(110b)の径との中間の径を有する小径部(107b)とよりなる。
【００４０】
ボルト挿通孔(107)の小径部(107b)に、下端が基板(108)に受け止められ上端が大径部(107a)内にある円筒状スペーサ(111)が嵌め入れられている。スペーサ(111)は、ボルト軸部(110b)の径より大きい内径を有しかつボルト頭部(110a)の径よりも小さい外径を有している。このスペーサ(111)に、継手固定ボルト(110)の軸部(110b)が嵌め入れられ、同頭部(110a)がスペーサ(111)の上端面で受け止められている。スペーサ(111)は、継手固定ボルト(110)の締付量を規定するもので、継手固定ボルト(110)をボルト挿通孔(107)に挿通して基板(108)のねじ孔(109)にねじ込んでいくと、スペーサ(111)が継手固定ボルト(110)の頭部(110a)と基板(108)との間に突っ張らせられ、それ以上の締付けができないようになっている。
【００４１】
スペーサ(111)の上端部には、継手固定ボルト(110)の頭部(110a)の径とほぼ等しい外径の円環状のゴムワッシャ(112)が嵌め被せられている。ゴムワッシャ(112)は、継手固定ボルト(110)の頭部(110a)とボルト挿通孔(107)の段部(107c)とにより挟まれている。ゴムワッシャ(112)の上下方向の長さは、図３に示す締付完了状態において、ゴムワッシャ(112)に圧縮力がかかるように設定されている。したがって、両継手(31)(33)はゴムワッシャ(112)によって基板(108)方向に付勢されている。ゴムワッシャ(112)は弾性を有しているので、これをさらに圧縮変形させることが可能であり、両継手(31)(33)を基板(108)から離れる方向に動かすことができる。したがって、両継手(31)(33)の上面が面一になっていない状態であっても、これらの継手(31)(33)に開閉弁(7)を継手固定ボルト(110)で取り付けていくと、継手(31)(33)が開閉弁(7)に接近していくので、継手固定ボルト(110)の締付けを簡単に行うことができる。これにより、すべてのシール部(76)に適正な押圧力を掛けることができ、シール性が確保される。
【００４２】
次いで、図４を参照して、上記２つの継手(31)(33)に開閉弁(7)を本体固定ボルト(113)で取り付けるさいの好ましい構成であるこの発明のボルト抜止め装置について説明する。
【００４３】
同図において、開閉弁(7)の弁本体(14)のフランジ部(14a)には、ボルト軸部挿通孔(114)があけられているが、このボルト軸部挿通孔(114)には、中程および下端部近くに、下端部が最も大径となるように段部(114a)(114b)が設けられている。そして、Ｏリング(115)がボルト軸部挿通孔(114)の下端から嵌め入れられて中程の段部(114a)に受け止められており、さらに、大径側からＯリング脱出阻止用のブッシュ(116)が嵌め入れられている。こうして、中程の段部(114a)、ブッシュ(116)の上端面およびボルト軸部挿通孔(114)の周面によって、Ｏリング嵌入用環状凹所(118)が形成されている。ブッシュ(116)の下端部には、下端近くの段部(114b)に当接するフランジ部(116a)が設けられている。また、ブッシュ(116)の中間部には、これが嵌め入れられているボルト軸部挿通孔(114)の径よりも若干大きい外径を有する環状突起(117)が設けられている。ブッシュ(116)を強制的にボルト軸部挿通孔(114)の大径側から嵌入すると、フランジ部(116a)が下端近くの段部(114b)に受け止められ、環状突起(117)が潰れてブッシュ(116)の抜止めが果たされる。したがって、Ｏリング(115)が抜け落ちることはない。Ｏリング(115)の内径は、本体固定ボルト(113)の軸部の外径よりも若干小さくされている。Ｏリング(115)は弾性を有しているので、本体固定ボルト(113)の軸部をＯリング(115)に強制的に挿通することは極めて容易である。また、本体固定ボルト(113)をねじ戻してこれがねじ孔(106)から外れたときには、Ｏリング(115)の弾性力により、本体固定ボルト(113)はＯリング(115)から外れることはない。したがって、基板(108)が垂直状に設置される場合（図の上下と左右が逆となる場合）でも、本体固定ボルト(113)の取付け取外し時にボルト(113)が落下して紛失することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるボルト抜止め装置が使用される流体制御装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１の流体制御装置の要部を拡大して示す一部切欠き分解斜視図である。
【図３】継手固定装置を示す断面図である。
【図４】この発明によるボルト抜止め装置を示す断面図である。
【符号の説明】
(7) 開閉弁（被固定部材）
(31) 継手（固定部材）
(106) ねじ孔
(113) ボルト
(114) ボルト軸部挿通孔
(114a) 段部（Ｏリング受け止め用）
(115) Ｏリング（弾性部材）
(116) ブッシュ（Ｏリング脱出阻止部材）
(118) 環状凹所
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボルトのおねじ部がめねじ部より外れた場合でもボルトがボルト軸部挿通孔から抜け落ちてしまわないようにするボルト抜止め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体製造などに用いられる流体制御装置においては、基板に継手部材がボルトにより固定され、継手部材に開閉弁がボルトにより固定されている。ボルトは、上からねじ込まれるとは限らず、横からまたは下からねじ込まれることも多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の流体制御装置では、基板が垂直である場合には、ボルトのおねじ部がめねじ部より外れたときに、ボルトがボルト軸部挿通孔から抜け落ちることがあるという問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、ボルトを横からまたは下からねじ込んで固定する場合において、ボルトねじ戻し時にボルトがボルト軸部挿通孔から抜け落ちてしまわないようにするボルト抜止め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および発明の効果】
この発明によるボルト抜止め装置は、ボルト軸部挿通孔付き被固定部材をねじ孔付き固定部材に固定するボルトがねじ戻し時にボルト軸部挿通孔から抜け落ちることを防止する装置であって、ボルト軸部挿通孔の中程に、これより先端側の部分が大径となるように段部が設けられ、円筒状のＯリング脱出阻止部材が段部との間に間隙を置くようにボルト軸部挿通孔に先端側から嵌め入れられることにより、ボルト軸部挿通孔周面の中間部分に環状凹所が形成されて、環状凹所に、ボルトの軸部の外径より小さい内径を有するＯリングが嵌め入れられており、ボルトがＯリングの弾性力によって保持されるようになされていることを特徴とするものである。
【０００６】
この発明のボルト抜止め装置によると、横からまたは下からねじ込まれたボルトをねじ戻していく場合に、ボルトがねじ孔から外れたときでも、ボルトがＯリングの弾性力により保持されるので、ボルトの抜けが防止される。
【０００７】
また、ボルト軸部挿通孔の中程に、これより先端側の部分が大径となるように段部が設けられ、円筒状のＯリング脱出阻止部材が段部との間に間隙を置くようにボルト軸部挿通孔に先端側から嵌め入れられることにより、環状凹所が形成されているので、Ｏリングを凹所に嵌め入れやすくかつＯリングの抜止めが確実に防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下は図の上下をいうものとする。
【００１１】
図１および図２は、この発明のボルト抜止め装置が使用される流体制御装置の一例を示している。流体制御装置(4)は、半導体製造装置等において用いられるもので、マスフローコントローラ(3)と、マスフローコントローラ(3)の左方および右方に設けられた遮断開放器(1)(2)とよりなる。
【００１２】
左方の遮断開放器(1)は、左方に配置された第１開閉弁(6)および右方に配置された第２開閉弁(7)と、第１開閉弁(6)および第２開閉弁(7)が取り付けられている第１弁取付基部(28)とを備えている。第１弁取付基部(28)は、後述する複数の継手(80)(30)(31)(32)(33)により形成されている。左方の遮断開放器(1)の左方には、第１逆止弁(5)が設けられている。
【００１３】
また、右方の遮断開放器(2)は、左方に配置された第３開閉弁(8)、中間に配置された第４開閉弁(9)および右方に配置された第５開閉弁(10)と、第３開閉弁(8)、第４開閉弁(9)および第５開閉弁(10)が取り付けられている第２弁取付基部(29)とを備えている。第２弁取付基部(29)は、後述する複数の継手(34)(35)(36)(37)(38)(39)(79)により形成されている。右方の遮断開放器(2)の右方には、第２逆止弁(11)が設けられている。
【００１４】
各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)は、それぞれ、弁本体(12)(14)(16)(18)(20)およびこれに上方から取り付けられて弁本体(12)(14)(16)(18)(20)内の通路を適宜遮断開放するアクチュエータ(13)(15)(17)(19)(21)よりなる。各開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)の弁本体(12)(14)(16)(18)(20)の下端部には、上から見て方形のフランジ部(12a)(14a)(16a)(18a)(20a)が設けられている。
【００１５】
各逆止弁(5)(11)は、それぞれ、下面に入口が設けられた左側弁本体(22)(25)と、左側弁本体(22)(25)とボルトで接続された中央弁本体(23)(26)と、中央弁本体(23)(26)とボルトで接続されかつ下面に出口が設けられた右側弁本体(24)(27)とを備えている。
【００１６】
マスフローコントローラ(3)の下端部左面には、下面に入口が設けられた直方体状左方張出部(49)が設けられ、同右面には、下面に出口が設けられた直方体状右方張出部(50)が設けられている。
【００１７】
マスフローコントローラ(3)の左方にある各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)の下面およびマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)の下面は、すべて面一となされており、マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)およびマスフローコントローラ(3)の右方にある各弁本体(16)(18)(20)(25)(26)(27)の下面も、すべて面一となされている。
【００１８】
第１逆止弁(5)の左側弁本体(22)の入口には、保持部材(40)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(41)よりなり、パージガス導入ラインに接続されているパージガス導入用継手(80)が設けられている。
【００１９】
第１逆止弁(5)の右側弁本体(24)の出口と第１開閉弁(6)の弁本体(12)の入口とは、２つの保持部材(42)(44)およびこれらに保持されたＵ字状連通路形成部材(46)よりなり、左方の遮断開放器(1)に流体を導入する第１流入通路形成用継手(30)により連通されている。連通路形成部材(46)は、２つのＬ型通路形成部材(43)(45)同士が接合さることにより形成されている。
【００２０】
第１開閉弁(6)の弁本体(12)の右寄り部分下面と第２開閉弁(7)の弁本体(14)の左寄り部分下面とにまたがって、第１開閉弁(6)の出口と第２開閉弁(7)の入口とを連通するＶ字状通路(31a)を有する直方体状の第１連通路形成用ブロック継手(31)が設けられている。
【００２１】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の副出入口には、保持部材(47)およびこれに保持されたＩ型通路形成部材(48)よりなる第１副通路形成用継手(32)が設けられている。第１副通路形成用継手(32)の下端部には、プロセスガス導入ラインに接続されている公知のＬ型継手(78)が接合されている。
【００２２】
第２開閉弁(7)の弁本体(14)の右寄り部分下面とマスフローコントローラ(3)の左方張出部(49)下面とにまたがって、第２開閉弁(7)の出口から流体を排出してマスフローコントローラ(3)に送り込むＶ字状通路(33a)を有する直方体状第１流出通路形成用ブロック継手(33)が設けられている。
【００２３】
マスフローコントローラ(3)の右方張出部(50)下面と第３開閉弁(8)の弁本体(16)の左寄り部分下面とにまたがって、マスフローコントローラ(3)から排出された流体を右方の遮断開放器(2)に導入するＶ字状通路(34a)を有する直方体状第２流入通路形成用ブロック継手(34)が設けられている。
【００２４】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の副出入口には、保持部材(51)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(52)よりなり、真空引きラインに接続されている第２副通路形成用継手(35)が設けられている。
【００２５】
第３開閉弁(8)の弁本体(16)の右寄り部分下面と第４開閉弁(9)の弁本体(18)の左寄り部分下面とにまたがって、第３開閉弁(8)の出口と第４開閉弁(9)の入口とを連通するＶ字状通路(36a)を有する直方体状第２連通路形成用ブロック継手(36)が設けられている。
【００２６】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の副出入口には、保持部材(53)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(54)よりなり、プロセスガス送り込みラインに接続されている第３副通路形成用継手(37)が設けられている。
【００２７】
第４開閉弁(9)の弁本体(18)の出口と第５開閉弁(10)の弁本体(20)の入口とは、２つの保持部材(55)(57)およびこれらに保持された連通路形成部材(59)よりなる第３連通路形成用継手(38)により連通されている。連通路形成部材(59)は、２つのＬ型通路形成部材(56)(58)同士が接合されることにより形成されている。
【００２８】
第５開閉弁(10)の弁本体(20)の右寄り部分下面と第２逆止弁(11)の左側弁本体(25)の下面とにまたがって、第５開閉弁(10)の出口と第２逆止弁(11)の入口とを連通するＶ字状通路(39a)を有する直方体状第２流出通路形成用ブロック継手(39)が設けられている。
【００２９】
第２逆止弁(11)の右側弁本体(27)の出口には、保持部材(60)およびこれに保持されたＬ型通路形成部材(61)よりなり、パージガス排出ラインに接続されているパージガス排出用継手(79)が設けられている。
【００３０】
マスフローコントローラ(3)の左方にある第１流入通路形成用継手(30)、第１連通路形成用継手(31)、第１副通路形成用継手(32)および第１流出通路形成用継手(33)により、左方の遮断開放器(1)の第１弁取付基部(28)が形成されている。また、マスフローコントローラ(3)の右方にある第２流入通路形成用継手(34)、第２副通路形成用継手(35)、第２連通路形成用継手(36)、第３副通路形成用継手(37)、第３連通路形成用継手(38)および第２流出通路形成用継手(39)により、右方の遮断開放器(2)の弁取付基部(29)が形成されている。
【００３１】
こうして、左方の遮断開放器(1)には、逆止弁(5)を経て導入されたパージガスが、第１流入通路形成用継手(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成用継手(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通って排出されるパージガス用通路と、第１副通路形成用継手(32)の下面より導入されたプロセスガスが、第１副通路形成用継手(32)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通って排出されるプロセスガス用通路とが形成されている。また、右方の遮断開放器(2)には、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたパージガスが、第２流入通路形成用継手(34)、第２連通路形成用継手(36)、第３連通路形成用継手(38)および第２流出通路形成用継手(39)を通って排出されるパージガス用通路と、マスフローコントローラ(3)を経て導入されたプロセスガスが、第２流入通路形成用継手(34)、第２連通路形成用継手(36)および第３副通路形成用継手(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれるプロセスガス通路と、これらの通路内のガスが第２副通路形成用継手(35)から抜き出される真空引き用通路とが形成されている。
【００３２】
図２に拡大して示すように、第１逆止弁(5)は、いずれも下向きに開口した流入通路(77a)および流出通路(77b)を有している。また、第１開閉弁(6)は、２ポート弁であり、これらの弁本体(12)には、弁本体(12)の下面のほぼ中央に位置する入口(62)と、同右寄りに位置する出口(63)とが設けられており、弁本体(12)内に、入口(62)から弁室(66)に通じている流入通路(64)と、出口(63)から弁室(66)に通じている流出通路(65)とが形成されている。第１開閉弁(6)の弁アクチュエータ(13)は、ダイヤフラムの弁体(67)を作動させるもので、弁アクチュエータ(13)の操作により、流入通路(64)が弁体(67)により遮断開放されるようになされている。また、第２開閉弁(7)は、３ポート弁であり、弁本体(14)には、弁本体(14)の下面の左寄りに位置する入口(68)と、同右寄りに位置する出口(69)と、同ほぼ中央に位置しており他の流体の入口または出口とされる副出入口(70)とが設けられており、弁本体(14)内に、入口(68)から弁室(74)に通じている流入通路(71)と、副出入口(70)から弁室(74)に通じている副通路(73)と、出口(69)から弁室(74)に通じている流出通路(72)とが形成されている。第２開閉弁(7)の弁アクチュエータ(15)は、ダイヤフラムの弁体(75)を作動させるもので、弁アクチュエータ(15)の操作により、副通路(73)が弁体(75)により遮断開放されるようになされている。第２開閉弁(7)の入口(68)に通じる流入通路(71)と出口(69)に通じる流出通路(72)とは、弁室(74)を介して常時連通するようになされている。
【００３３】
各弁本体(22)(23)(24)(12)(14)(16)(18)(20)(25)(26)(27)とこれらに突き合わされている各部材(41)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)(61)との間には、図２に示すようなシール部(76)がそれぞれ設けられている。また、逆止弁(5)(11)および開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)とこれに対応する継手(80)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)(79)とは、すべて弁本体(22)(23)(24)(12)(14)(16)(18)(20)(25)(26)(27)の上方からねじ込まれたボルト(113)（図２参照）により接続されており、これらのボルト(113)を外すことにより、逆止弁(5)(11)および開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)を上方に取り外すことができる。なお、第２逆止弁(11)は第１逆止弁(5)と同じ構成であり、第５開閉弁(10)は第１開閉弁(6)と同じ構成であり、第３開閉弁(8)および第４開閉弁(9)は第２開閉弁(7)と同じ構成とされている。
【００３４】
この流体制御装置(4)によると、第１開閉弁(6)を閉、第２開閉弁(7)を開、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を開、第５開閉弁(10)を閉として、左方の遮断開放器(1)の第１副通路形成用継手(32)にプロセスガスを導入すると、プロセスガスは、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、ここでその流量を調整されて、右方の遮断開放器(2)に導入される。そして、第２流入通路形成用継手(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成用継手(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)および第３副通路形成用継手(37)を通ってプロセスチャンバーに送り込まれる。この後、第１開閉弁(6)を開、第２開閉弁(7)を閉、第３開閉弁(8)を閉、第４開閉弁(9)を閉、第５開閉弁(10)を開として、第１逆止弁(5)からパージガスを導入すると、パージガスは、第１流入通路形成用継手(30)、第１開閉弁(6)の弁本体(12)、第１連通路形成用継手(31)、第２開閉弁(7)の弁本体(14)および第１流出通路形成用継手(33)を通ってマスフローコントローラ(3)に至り、さらに、第２流入通路形成用継手(34)、第３開閉弁(8)の弁本体(16)、第２連通路形成用継手(36)、第４開閉弁(9)の弁本体(18)、第３連通路形成用継手(38)、第５開閉弁(10)の弁本体(20)、第２流出通路形成用継手(39)および第２逆止弁(11)を流れて排出される。このとき、パージガスは、自身の圧力によって第２開閉弁(7)の弁本体(14)、第１流出通路形成用継手(33)、第２流入通路形成用継手(34)および第２連通路形成用継手(36)に残っているプロセスガスを追い出し、これにより、短時間でパージガスだけが流れるようになる。
【００３５】
上記の左方および右方の遮断開放器(1)(2)において、第１流入通路形成用継手(30)および第３連通路形成用継手(38)が共通の部材とされ、また、第１連通路形成用ブロック継手(31)、第１流出通路形成用ブロック継手(33)、第２流入通路形成用ブロック継手(34)、第２連通路形成用ブロック継手(36)および第２流出通路形成用ブロック継手(39)が共通の部材とされ、各副通路形成用継手(32)(35)(37)も共通の部材とされている。すなわち、左方の遮断開放器(1)に３ポートの開閉弁を１つ付加するとともに、その弁取付基部(28)に、第１連通路形成用継手(31)および第１副通路形成用継手(32)と同じものを付加するだけで、右方の遮断開放器(2)が得られている。ここで、付加する開閉弁が２ポートのものであるときは、右方の遮断開放器(2)の第４開閉弁(9)を２ポートの弁に置き換えるとともに、その取付基部(29)から第３副通路形成用継手(37)を除去すればよい。このように、上記の左方および右方の遮断開放器(1)(2)は、種々の仕様変更に対応しやすいものとなっている。
【００３６】
なお、図１で示した例では、左方の遮断開放器(1)は、２つの開閉弁(6)(7)を有し、右方の遮断開放器(2)は、３つの開閉弁(8)(9)(10)を有しているが、これらの開閉弁の数は適宜変更可能である。そして、適当な数の開閉弁を有する遮断開放器がマスフローコントローラの左方および右方に設けられるとともに、これがさらに並列状に配置されて、半導体製造装置用の流体制御装置が構成される。そして、この流体制御装置は、基板に継手(80)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)をボルトで取り付け、これらの継手(80)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)に、逆止弁(5)(11)、開閉弁(6)(7)(8)(9)(10)およびマスフローコントローラ(3)等の流体制御器をボルトで取り付け、基板を所定位置に固定することにより設置される。
【００３７】
次いで、図３を参照して、基板と流体制御器との間に配置される継手部材をボルトにより基板に固定する装置について説明する。
【００３８】
図３において、２つのブロック継手(31)(33)が基板(108)に取り付けられ、両継手(31)(33)にまたがって開閉弁(7)が取り付けられている。各ブロック継手(31)(33)の上面には、第２開閉弁(7)の弁本体(14)への取付用ねじ孔(106)が４隅４か所に設けられるとともに、ブロック継手(31)の基板(108)への取付け時に、継手固定ボルト(110)が挿通されるボルト挿通孔(107)が中央部近くの２か所に設けられている。基板(108)には、両継手(31)(33)を基板(108)に取り付けるさいに使用されるねじ孔(109)があけられている。
【００３９】
各継手(31)(33)のボルト挿通孔(107)は、ボルト頭部(110a)の径より大きい径を有する大径部(107a)と、これに段部(107c)を介して連なりかつボルト頭部(110a)の径とボルト軸部(110b)の径との中間の径を有する小径部(107b)とよりなる。
【００４０】
ボルト挿通孔(107)の小径部(107b)に、下端が基板(108)に受け止められ上端が大径部(107a)内にある円筒状スペーサ(111)が嵌め入れられている。スペーサ(111)は、ボルト軸部(110b)の径より大きい内径を有しかつボルト頭部(110a)の径よりも小さい外径を有している。このスペーサ(111)に、継手固定ボルト(110)の軸部(110b)が嵌め入れられ、同頭部(110a)がスペーサ(111)の上端面で受け止められている。スペーサ(111)は、継手固定ボルト(110)の締付量を規定するもので、継手固定ボルト(110)をボルト挿通孔(107)に挿通して基板(108)のねじ孔(109)にねじ込んでいくと、スペーサ(111)が継手固定ボルト(110)の頭部(110a)と基板(108)との間に突っ張らせられ、それ以上の締付けができないようになっている。
【００４１】
スペーサ(111)の上端部には、継手固定ボルト(110)の頭部(110a)の径とほぼ等しい外径の円環状のゴムワッシャ(112)が嵌め被せられている。ゴムワッシャ(112)は、継手固定ボルト(110)の頭部(110a)とボルト挿通孔(107)の段部(107c)とにより挟まれている。ゴムワッシャ(112)の上下方向の長さは、図３に示す締付完了状態において、ゴムワッシャ(112)に圧縮力がかかるように設定されている。したがって、両継手(31)(33)はゴムワッシャ(112)によって基板(108)方向に付勢されている。ゴムワッシャ(112)は弾性を有しているので、これをさらに圧縮変形させることが可能であり、両継手(31)(33)を基板(108)から離れる方向に動かすことができる。したがって、両継手(31)(33)の上面が面一になっていない状態であっても、これらの継手(31)(33)に開閉弁(7)を継手固定ボルト(110)で取り付けていくと、継手(31)(33)が開閉弁(7)に接近していくので、継手固定ボルト(110)の締付けを簡単に行うことができる。これにより、すべてのシール部(76)に適正な押圧力を掛けることができ、シール性が確保される。
【００４２】
次いで、図４を参照して、上記２つの継手(31)(33)に開閉弁(7)を本体固定ボルト(113)で取り付けるさいの好ましい構成であるこの発明のボルト抜止め装置について説明する。
【００４３】
同図において、開閉弁(7)の弁本体(14)のフランジ部(14a)には、ボルト軸部挿通孔(114)があけられているが、このボルト軸部挿通孔(114)には、中程および下端部近くに、下端部が最も大径となるように段部(114a)(114b)が設けられている。そして、Ｏリング(115)がボルト軸部挿通孔(114)の下端から嵌め入れられて中程の段部(114a)に受け止められており、さらに、大径側からＯリング脱出阻止用のブッシュ(116)が嵌め入れられている。こうして、中程の段部(114a)、ブッシュ(116)の上端面およびボルト軸部挿通孔(114)の周面によって、Ｏリング嵌入用環状凹所(118)が形成されている。ブッシュ(116)の下端部には、下端近くの段部(114b)に当接するフランジ部(116a)が設けられている。また、ブッシュ(116)の中間部には、これが嵌め入れられているボルト軸部挿通孔(114)の径よりも若干大きい外径を有する環状突起(117)が設けられている。ブッシュ(116)を強制的にボルト軸部挿通孔(114)の大径側から嵌入すると、フランジ部(116a)が下端近くの段部(114b)に受け止められ、環状突起(117)が潰れてブッシュ(116)の抜止めが果たされる。したがって、Ｏリング(115)が抜け落ちることはない。Ｏリング(115)の内径は、本体固定ボルト(113)の軸部の外径よりも若干小さくされている。Ｏリング(115)は弾性を有しているので、本体固定ボルト(113)の軸部をＯリング(115)に強制的に挿通することは極めて容易である。また、本体固定ボルト(113)をねじ戻してこれがねじ孔(106)から外れたときには、Ｏリング(115)の弾性力により、本体固定ボルト(113)はＯリング(115)から外れることはない。したがって、基板(108)が垂直状に設置される場合（図の上下と左右が逆となる場合）でも、本体固定ボルト(113)の取付け取外し時にボルト(113)が落下して紛失することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるボルト抜止め装置が使用される流体制御装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１の流体制御装置の要部を拡大して示す一部切欠き分解斜視図である。
【図３】継手固定装置を示す断面図である。
【図４】この発明によるボルト抜止め装置を示す断面図である。
【符号の説明】
(7) 開閉弁（被固定部材）
(31) 継手（固定部材）
(106) ねじ孔
(113) ボルト
(114) ボルト軸部挿通孔
(114a) 段部（Ｏリング受け止め用）
(115) Ｏリング（弾性部材）
(116) ブッシュ（Ｏリング脱出阻止部材）
(118) 環状凹所
Claims (1)
- ボルト軸部挿通孔(114)付き被固定部材(7)をねじ孔(106)付き固定部材(31)に固定するボルト(113)がねじ戻し時にボルト軸部挿通孔(114)から抜け落ちることを防止する装置であって、ボルト軸部挿通孔(114)の中程に、これより先端側の部分が大径となるように段部(114a)が設けられ、円筒状のＯリング脱出阻止部材(116)が段部(114a)との間に間隙を置くようにボルト軸部挿通孔(114)に先端側から嵌め入れられることにより、ボルト軸部挿通孔(114)周面の中間部分に環状凹所(118)が形成されて、環状凹所(118)に、ボルト(113)の軸部の外径より小さい内径を有するＯリング(115)が嵌め入れられており、ボルト(113)がＯリング(115)の弾性力によって保持されるようになされていることを特徴とするボルト抜止め装置。
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