JP4053118B2 - トグル型手動弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置のガスラインに使用されるトグル型手動弁の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的に用いられているトグル型手動弁としては、図７、図８に示すような構成が知られている。その概略について説明すると、ケース１内に弁棒３が軸方向に移動可能に支持されている。弁棒３はケース１内に設けられたスプリング２により先方（図において下方）に付勢され、弁体押えピース４を介してダイヤフラム５を弁座シート９に対して押圧してボディ１０のガス流路を遮断することができるようになっている。弁棒３がスプリング２の弾性に抗し、図において上方へ後退することにより、ダイヤフラム５が自身の復元力により弁座シート９から離れ、ガス流路が連通されるようになっている。弁棒３はケース１の上端に設けられたカバー７の透孔８から外方へ突出され、この突出端部にレバー６の一端が回転可能に連結されている。
【０００３】
そして、図７に示すように、レバー６を倒すように回転させ、スプリング２の弾性と共に弁棒３を前進させることにより、前記のように弁体押えピース４を介してダイヤフラム５を閉じることができる。これとは逆に、図８に示すように、レバー６を起こすように回転させ、弁棒３をスプリング２の弾性に抗して後退させることにより、前記のようにダイヤフラム５が弁棒３により押圧力から解放され、自身の復元力により開くことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来例のトグル型手動弁は、弁棒３をケース１の上端のカバー７の透孔８より突出させ、弁棒３の突出端部にレバー６を回転可能に取り付けているため、弁全体が大きく、設置に大きなスペースを必要とする。従って、パネル状に集積化されたガスラインに使用するには不適である。また、レバー６がケース１外に設けられているため、不用意な接触により誤作動を起こすことがあり、信頼性に劣る。さらに、弁開閉のためにレバー６を回転させる際、レバー６の基端とカバー７の上面との間で摺動抵抗が生じると共に、弁棒３への曲げ応力が発生し、弁の開閉操作をスムーズに行うことができない。
【０００５】
本発明の目的は、弁全体を小型化し、設置に大きなスペースを必要とせず、パネル状に集積化するガスラインに使用するのに適応させることができ、また、不用意な接触による誤作動を防止して信頼性を向上させることができるようにしたトグル型手動弁を提供するにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、手動レバーを回転操作する際の摺動抵抗を減少させ、且つダイヤフラムの押えピース、弁棒、連接棒からなる操作部材への曲げ応力の発生をなくし、弁をスムーズに開閉できるようにしたトグル型手動弁を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のトグル型手動弁は、半導体製造装置のガスラインに接続されるガス流路を有するボディの内部に、前記ガス流路を連通、若しくは遮断するダイヤフラムを押えピースを介して弁棒で開閉可能に設けるトグル型手動弁において、前記ボディに接続されるケース側に形成した円弧面を有する穴に手動レバーの円弧面を呈する先端部を挿入し、両者の円弧面の摺動により手動レバーの先端部に設けた回転軸を介して前記穴に連結すると共に、前記弁棒の上端に連接棒の一端部をピンを介して回転可能に連結し、前記連接棒の他端部を前記手動レバーの回転軸の偏心位置に設けた軸に回転可能に連結し、前記ピンと前記回転軸の軸線は、前記弁棒の軸線上に位置するように配置され、この連接棒の先端に開弁用の切欠及び閉弁用の切欠を形成すると共に、前記手動レバーの軸方向内側にロックピンを移動可能に螺合し、又は、前記手動レバーの軸方向内側にロックピンを前記切欠側に付勢されたスプリングを介して移動可能に設け、このロックピンの軸方向の移動と前記手動レバーの回転に伴って、前記ロックピンを前記開弁用の切欠及び閉弁用の切欠に選択的に離脱可能で、しかも、前記ロックピンの軸心が前記軸の軸心より側方にずれた状態に係合するようにしたものである。
【０００８】
前記のように構成された本発明によれば、手動レバーの先端部をケースに挿入した状態で回転可能に支持しているので、弁全体を小型化し、設置に大きなスペースを必要としない。また、ダイヤフラムの開閉位置で弁軸、連接棒等をロック状態に保持することができるので、不用意な接触による誤作動を防止することができる。
【０００９】
また、手動レバーをケースに円弧面の摺動により回転させるように支持させ、しかも、偏心位置の軸の移動により弁軸や連接棒等を作動させることにより、手動レバーを回転操作する際の摺動抵抗を減少させ、かつダイヤフラムの弁軸や連接棒等への曲げ応力の発生をなくすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１の実施形態として集積化用ダイヤフラム弁に適用した場合について図１、図２を参照しながら説明する。
【００１０】
図１、図２において、１０は弁本体、１１は手動部である。弁本体１０について説明すると、ボディ１２が底部を有する筒状に形成され、ボディ１２の底部中心部にガス流入通路１３が垂直方向に形成され、ガス流入通路１３の側方にずらした位置でガス流出通路１４が垂直方向に形成されている。ガス流入通路１３の上端開口縁部には弁座シート１５がかしめ止めにて固定されている。ボディ１２の底部内側の周縁部に突起１９が形成され、この突起１９にダイヤフラム１６の周縁部がボンネット１８により押さえられ、ボンネット１８は後述する手動部１１の接続用の筒体２０がボディ１２へ螺着されることにより取り付けられている。ボンネット１８に押えピース１７が軸方向に移動可能に支持されている。そして、弁座シート１５に弁体であるダイヤフラム１６が押えピース１７の押圧により密着されることにより閉弁され（図２参照）、押えピース１７によるダイヤフラム１６に対する押圧力が解除され、ダイヤフラム１６が自身の復元力により弁座シート１５から離隔することにより、開弁されるようになっている（図１参照）。閉弁によりガス流入通路１３とガス流出通路１４とが遮断され、開弁によりガス流入通路１３とガス流出通路１４とが連通される。
【００１１】
ボディ１２の外周下端部には鍔２１が設けられ、この鍔２１の上側外周にナット２２が嵌合されている。ナット２２は上端部外周に鍔状突出部を有し、下部外周に外ねじを有している。そして、ボディ１２の下部が、二点鎖線で示す流路ブロック２３の凹部２４内に挿入された状態でナット２２が凹部２４の上部内に螺着されることにより、ボディ１２が流路ブロック２３に対して交換可能に取付けられるようになっている。
【００１２】
手動部１１について説明すると、前記のようにボディ１２に取り付けられた筒体２０と、この筒体２０の上部大径部に螺着により固定されたケース本体２６と、このケース本体２６の上端部に螺着により固定されたカバー３３と、カバー３３の穴に取付けられたホルダー３４とからケースが構成されている。筒体２０およびケース本体２６の内側には弁棒２５が軸方向に移動可能に支持され、この弁棒２５の前進、若しくは後退により押えピース１７、すなわち、ダイヤフラム１６を押圧し、若しくは解放することができる。ケース本体２６内にはスプリング２７が設けられ、このスプリング２７により弁棒２５がその上端大径部において押えピース１７およびダイヤフラム１６側へ加圧されている。弁棒２５の上端部には連接棒２８の下端部が同一軸線上でピン２９により回転可能に連結されている。
【００１３】
ホルダー３４は一方の対向面が円弧面となり、この円弧面を挟む対向面がほぼ平行な平面となる穴３４ａを有している。手動レバー３０は中空状に形成され、先端部の外側はホルダー３４の穴３４ａに対応し得るように曲面と平面とから成り、この先端部がホルダー３４の穴３４ａに回転可能に挿入されるとともに、回転中心部で平面側に突出された回転軸３２により回転可能に連結されている。回転軸３２はその軸心が、弁棒２５の軸線とピン２９の軸心を通る線上に位置するように配置されている。手動レバー３０の先端部内側に連接棒２８の上端部が挿入され、連接棒２８の上端部には手動レバー３０における先端部がその偏心位置で、しかも、手動レバー３０の軸線より側方へずらした位置で前記回転軸３２と軸心が平行となるように配置された軸３１により回転可能に連結されている。そして、トグル型の手動レバー３０が回転軸３２を中心として回転することにより、回転軸３２に対して軸３１が偏心移動し、この軸３１を介して連接棒２８、弁棒２５が短い距離で上下動し得るようになっている。この連接棒２８の下降により前記のように押えピース１７を介してダイヤフラム１６が加圧されて閉弁され、連接棒２８の上昇によりダイヤフラム１６および押えピース１７が押圧から解放されて開弁されるようになっている。連接棒２８を上方へ移動させ、若しくは下方へ移動させた状態で偏心位置の軸３１の軸心がピン２９と回転軸３２の軸心を結ぶ線よりいずれかの方向にずれて安定状態に保持されるようになっている。
【００１４】
手動レバー３０の基部側の内側にはねじが形成され、このねじに手動レバー３０、連接棒２８、弁棒２５をロックするためのピン３５が回転可能に、かつ軸方向に移動可能に螺入されている。連接棒２８の上端周縁部の２箇所に開弁用の切欠３６と閉弁用の切欠３７とが形成されている。そして、連接棒２８の上昇位置（開弁位置）でロックピン３５を前進させることにより、その先端部が連接棒２８の開弁用の切欠３６に係合され、ロックピン３５を後退させることにより、その先端部が開弁用の切欠３６から離脱されるようになっている。連接棒２８の下降位置（閉弁位置）でロックピン３５を前進させることにより、その先端部が連接棒２８の閉弁用の切欠３７に係合され、ロックピン３５を後退させることにより、その先端部が閉弁用の切欠３７から離脱されるようになっている。そして、ロックピン３５が開弁用の切欠３６、若しくは閉弁用の切欠３７に係合されることにより、ロックピン３５の軸心が軸３１の軸心より側方にずれているので、ダイヤフラム１６の開位置、若しくは閉位置で手動レバー３０、連接棒２８及び弁棒２５が作動しないようにロック状態に保持されるようになっている。
【００１５】
上記構成において、以下、その動作について説明する。図２に示す閉弁状態において、まず、ロックピン３５を回転させて上方へ後退させ、その先端部を連接棒２８の閉弁用の切欠３７から外す。次に、前記状態で図１に示すように、手動レバー３０を回転軸３２を中心としてホルダー３４に対して回転させる。図示例の場合、手動レバー３０を約６０度回転するように引き起こす。この手動レバー３０の回転に伴い、スプリング２７の弾性に抗して偏心位置の軸３１を介して連接棒２８及び弁棒２５を引き上げる（後退させる）。これによりダイヤフラム１６は押えピース１７の押圧力から解放され、自身の復元力により弁座シート１５から離れ、開弁される。この状態で軸３１の軸心がピン２９と回転軸３２の軸心を通る線上より僅に側方へずれることにより、手動レバー３０が一応安定状態に保持されるが、不用意な接触により作動するおそれがある。そこで、手動レバー３０の内側にロックピン３５をねじ込んで前進させ、この先端部を連接棒２８の開弁用の切欠３６に係合することにより、手動レバー３０、連接棒２８、弁棒２５を作動しないようにダイヤフラム１６の開位置でロックすることができる。従って、ガス流入通路１３とガス流出通路１４とを連通状態に保持することができる。
【００１６】
図１に示す開弁状態において、まず、手動レバー３０の内側のロックピン３５を逆方向に回転して上方へ後退させ、その先端部を連接棒２８の開弁用の切欠３６から外す。次に、手動レバー３０を図２に示すように、回転軸３２を中心としてホルダー３４に対して約６０度逆回転させて倒す。この手動レバー３０の回転に伴い、偏心位置の軸３１を介してスプリング２７の加圧力と共に連接棒２８及び弁棒２５を押し下げる。この弁棒２５の下降に伴い、ダイヤフラム１６は押えピース１７により押圧されて弁座シート１５に密着し、閉弁される。この状態で軸３１の軸心がピン２９と回転軸３２の軸心を通る線上より側方へずれることにより、手動レバー３０が一応安定状態に保持されるが、不用意な接触により作動するおそれがある。そこで、手動レバー３０の内側にロックピン３５をねじ込んで前進させ、その先端部を連接棒２８の閉弁用の切欠３７に係合することにより、手動レバー３０、連接棒２８、弁棒２５を作動しないようにダイヤフラム１６の閉位置でロックすることができる。従って、ガス流入通路１３とガス流出通路１４とを遮断状態に保持することができる。
【００１７】
次に、本発明の第２の実施形態として一般用のダイヤフラム弁に適用した場合について図３、図４を参照しながら説明する。この実施形態においては、弁本体１０が直接ガス配管に接続される為、図１、図２に示す上記第１の実施形態の場合のように流路ブロック２３に取付けるためのナット２２を備えていない。
【００１８】
以下、本実施形態においては、上記第１の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略し、主として異なる構成について説明する。上記第１の実施形態においては、ダイヤフラム１６を操作するための部材として押えピース１７と弁棒２５と連接棒２８とを用いているが、本実施形態においては、図３、図４に示すように、連接棒２８を廃止し、押えピース１７と弁棒２５とを用いている。そして、弁棒２５が上方に高く突出するように延長され、手動レバー３０の先端部の内側に挿入される突出部３８の上端部２箇所に開弁用の切欠３６と閉弁用の３７が形成されている。突出部３８の上端部に水平方向の長穴４４が形成され、この長穴４４に手動レバー３０の偏心位置の軸３１が回転可能に、且つ移動可能に連繋されている。また、上記第１の実施形態における手動レバー３０の内側のねじ込み構造のロックピン３５に代えた係合手段３９が用いられている。即ち、手動レバー３０の基部側の筒状部内に、下部に鍔４０を有するロックピン４１がスプリング４２を外装した状態で挿入され、ロックピン４１における手動レバー３０の上方突出端部にノブ４３が螺着等により一体的に設けられている。
【００１９】
上記構成において、以下、その動作について説明する。図４に示す閉弁状態において、まず、ロックピン４１をノブ４３の操作によりスプリング４２の弾性に抗して引き上げ（後退させ）、その先端部を弁棒２５の突出部３８の閉弁用切欠３７から外す。次に、前記状態を保って図３に示すように、手動レバー３０を回転軸３２を中心としてホルダー３４に対して回転させる。図示例の場合、手動レバー３０を約６０度回転するように引き起こす。この手動レバー３０の回転に伴い、スプリング２７の弾性に抗して偏心位置の軸３１を介して弁棒２５を引き上げる（後退させる）。これによりダイヤフラム１６は押えピース１７の押圧力から解放され、自身の復元力により弁座シート１５から離れ、開弁される。この状態で軸３１の軸心がピン２９と回転軸３２の軸心を通る線上より僅に側方へずれることにより、手動レバー３０が一応安定状態に保持されるが、不用意な接触により作動するそれがある。そこで、レバーロックピン４１を解放すると、スプリング４２に付勢されて弁棒２５の突出部３８の開弁用切欠３６に係合し、手動レバー３０、弁棒２５を作動しないようにダイヤフラム１６の開位置でロック状態に保持し、ガス流入通路１３とガス流出通路１４とを連通状態に保持することができる。
【００２０】
図３に示す開弁状態において、まず、ロックピン４１をスプリング４２の弾性に抗して引き上げ、その先端部を弁棒２５の突出部３８の開弁用切欠３６から外す。次に、前記状態を保って手動レバー３０を図４に示すように、回転軸３２を中心としてホルダー３４に対して約６０度逆回転させて倒す。この手動レバー３０の回転に伴い、偏心位置の軸３１を介して弁棒２５をスプリング２７の押圧力と共に押し下げる。これにより、ダイヤフラム１６は押えピース１７により押圧されて弁座シート１５に密着し、閉弁される。この状態で軸３１の軸心がピン２９と回転軸３２の軸心を通る線上より側方へずれることにより、手動レバー３０が一応安定状態に保持されるが、不用意な接触により作動するおそれがある。そこで、ロックピン４１を解放すると、ロックピン４１がスプリング４２に付勢されて弁棒２５の突出部３８の開弁用切欠３７に係合し、手動レバー３０、弁棒２５を作動しないようにダイヤフラム１６の閉位置でロック状態に保持し、ガス流入通路１３とガス流出通路１４とを遮断状態に保持することができる。
【００２１】
次に、本発明の第３の実施形態について図５、図６を参照しながら説明する。この実施形態においては、弁体の操作部材のロック手段に特徴を有するので、このロック手段についてのみ説明し、その他の構成については上記第１、若しくは第２の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００２２】
この実施形態においては、図５、図６に示すように、手動レバー３０が先端部３０ａとレバー本体部３０ｂとに分割され、先端部３０ａ側とレバー本体部３０ｂ側とに対応するように凹入穴４５と突起４６とが１箇所、若しくは複数箇所（図示例では２箇所）に形成されている。そして、突起４６が凹入穴４５に嵌合されることにより、レバー本体部３０ｂが先端部３０ａに連結され、突起４６が凹入穴４５から離脱されることにより、レバー本体部３０ｂが先端部３０ａから分離されるようになっている。
【００２３】
したがって、前記のように手動レバー３０の操作によって図５に示すように開弁状態にし、若しくは図６に示すように閉弁状態にし、その後、前記のようにレバー本体部３０ｂを先端部３０ａから外しておく（実線参照）。これにより先端部３０ａはケースのホルダー３４から突出している部分が短く、不用意な接触によって、かなり強く設定されているスプリング２７（図１ないし図４参照）の弾性に抗して作動するおそれはないので、開弁状態、若しくは閉弁状態で確実ロックした状態に保持することができる。また、前記のようにレバー本体部３０ｂを先端部３０ａに連結することにより（鎖線参照）、閉弁状態、若しくは開弁状態に作動させることができる。
【００２４】
上記第１、２の実施形態によれば、任意の人がロックピン３５、若しくは４１を操作することにより、ロック状態が解除されるおそれがあるが、この第３の実施形態によれば、レバー本体部３０ｂを先端部３０ａから外すことによりロック状態となるので、任意の人が開閉、若しくは閉弁の操作を行うおそれがなくなる。
【００２５】
以上説明したように本発明の各実施形態によれば、トグル構造の手動レバー３０の先端部をケースのカバー３３に取付けたホルダー３４に回転可能に保持させ、手動レバー３０がケース外へ突出する長さを短くしているので、弁全体を小型化し、設置に大きなスペースを必要とせず、パネル状に集積化したガスラインに使用するのに適する。また、手動レバー３０に設けたロックピン３５、若しくは４１と連接棒２８、若しくは弁棒２５の突出部３８に形成した開弁用切欠３６及び閉弁用切欠３７との選択的係合により、または手動レバー３０を分割型に構成して操作後にレバー本体部３０ｂを先端部３０ａから外すことにより、弁体の開位置、閉位置で弁棒２５等の操作部材をロック状態に保持することができるので、不用意な接触による誤作動がなく、信頼性を向上させることができる。さらに手動レバー３０はホルダー３４に対して円弧面の摺動により回転させるようにしているので、摺動抵抗が少なく、しかも偏心位置の軸３１により弁棒２５等の操作部材を上下させるので、操作部材に曲げ応力が発生せず、弁をスムーズに開閉できる。
【００２６】
なお、ダイヤフラム１６の操作部材、この操作部材のロック手段については上記各実施形態の構成に限定されるものではない。このほか、本発明は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で種々設計変更することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、弁開閉用の押えピース、弁軸、連接棒からなる操作部材に対してトグル構造で連結する手動レバーの先端部をケースに挿入した状態で回転可能に支持しているので、弁全体を小型化し、設置に大きなスペースを必要とせず、パネル状に集積化するガスラインに使用するのに適する。また、ダイヤフラムの開閉位置で前述の操作部材をロック状態に保持することができるので、不用意な接触による誤作動を防止して信頼性を向上させることができる。
【００２８】
また、手動レバーをケースに円弧面の摺動により回転させるように支持させ、しかも、偏心位置の軸の移動により操作部材を作動させることにより、手動レバーを回転操作する際の摺動抵抗を減少させ、かつダイヤフラムの操作部材への曲げ応力の発生をなくし、弁をスムーズに開閉することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態によるトグル型手動弁を示し、開弁状態の縦断面図である。
【図２】 同トグル型手動弁を示し、閉弁状態の縦断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態によるトグル型手動弁を示し、開弁状態の縦断面図である。
【図４】 同トグル型手動弁を示し、閉弁状態の縦断面図である。
【図５】 本発明の第３の実施形態によるトグル型手動弁を示し、開弁状態の一部正面図である。
【図６】 同トグル型手動弁を示し、閉弁状態の一部正面図である。
【図７】 従来のトグル型手動弁の閉弁状態を示す縦断面図である。
【図８】 従来のトグル型手動弁の開弁状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１６ ダイヤフラム
１７ 押えピース
２５ 弁棒
２６ ケース
２７ スプリング
２８ 連接棒
３０ 手動レバー
３１ 偏心位置の軸
３２ 回転軸
３３ ケースのカバー
３４ ホルダー
３５ ロックピン
３６ 開弁用の切欠
３７ 閉弁用の切欠
４１ ロックピン

Claims (1)

1. 半導体製造装置のガスラインに接続されるガス流路を有するボディの内部に、前記ガス流路を連通、若しくは遮断するダイヤフラムを押えピースを介して弁棒で開閉可能に設けるトグル型手動弁において、前記ボディに接続されるケース側に形成した円弧面を有する穴に手動レバーの円弧面を呈する先端部を挿入し、両者の円弧面の摺動により手動レバーの先端部に設けた回転軸を介して前記穴に連結すると共に、前記弁棒の上端に連接棒の一端部をピンを介して回転可能に連結し、前記連接棒の他端部を前記手動レバーの回転軸の偏心位置に設けた軸に回転可能に連結し、前記ピンと前記回転軸の軸線は、前記弁棒の軸線上に位置するように配置され、この連接棒の先端に開弁用の切欠及び閉弁用の切欠を形成すると共に、前記手動レバーの軸方向内側にロックピンを移動可能に螺合し、又は、前記手動レバーの軸方向内側にロックピンを前記切欠側に付勢されたスプリングを介して移動可能に設け、このロックピンの軸方向の移動と前記手動レバーの回転に伴って、前記ロックピンを前記開弁用の切欠及び閉弁用の切欠に選択的に離脱可能で、しかも、前記ロックピンの軸心が前記軸の軸心より側方にずれた状態に係合するようにしたことを特徴とするトグル型手動弁。

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