JP5254948B2 - 流体機器固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造装置に用いられる流体装置等を構成するものであって、より詳しくは、配管接続される複数の流体機器を固定するための流体機器固定装置に関するものである。

従来、半導体製造装置に用いられる流体装置は、複数の流体機器等を直列接続して形成した流体機器群を、並列状に複数配置し、隣接する流体機器群間を接続手段等によって接続することによって構成されている。この時、各流体機器を、下段部材を介して基板等に固定する方法がある。

この方法を用いた装置として、特許文献１に示すように、細長い副基板の上に、複数の下段部材が直列状にねじで取り付けられ、これらの下段部材の上に、複数の流体機器が直列状にねじで取り付けられて、流体機器群が副基板に形成され、流体機器群がそれぞれ形成された複数の副基板が１つの主基板に取り付けられて構成された装置が知られている。

特開２００１−２４５９００号公報

しかしながら、上述の構成では、各流体機器を固定するために、各流体機器等をねじで１つ１つ取り付ける必要があるので、部品数及び工数が多くなり、手間が掛かる。一方、各流体機器を取り外す際も同様に、各流体機器等のねじ止めを１つ１つ取り外す必要があり、やはり手間が掛かる。さらに、各流体機器等の固定及び取り外しが煩雑であるので、流体機器群の追加や変更もまた煩雑となってしまう。

また、各流体機器を基板等に固定するだけでなく、さらに、流体機器間の配管を接続する必要がある。しかしながら、下段部材を介して固定された流体機器は移動させることができず、流体機器の配管接続のために、流体機器の位置を調整することが困難となってしまう。

そこで、本発明は、上記の問題を解決すべく、流体機器を簡単に着脱でき、流体機器群を簡単に変更及び追加できるとともに、配管接続のために流体機器の位置を調整できる流体機器固定装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち、本発明に係る流体機器固定装置は、配管接続される複数の流体機器をベース上に固定するための流体機器固定装置であって、首部材及びその下方に設けた台座本体からなり、前記流体機器の底面の下方に取り付けられた台座部材と、前記ベース上に配置されるとともに、上下に貫通する貫通溝が形成されたレール部材と、前記レール部材又は前記台座部材を上下方向に付勢する付勢機構とを具備し、前記首部材を前記貫通溝に挿通させるとともに前記台座本体を前記レール部材と前記ベースとの間に挿入した状態において、前記付勢機構を動作させると前記レール部材と前記台座本体とが押し付けられて当該台座部材が固定される一方、前記付勢機構の動作を解除すると当該台座部材が前記貫通溝に沿って移動できるように構成したことを特徴とする。なお、ここで上下方向とは便宜的にベースと垂直な方向を言い、流体機器からベースに向かう方向を下方とするものであり、使用状態においては上下方向を逆にしたり、左右方向にしたり、斜めにしたりして用いてもよい。

このようなものであれば、付勢機構の動作を解除すると、台座部材が貫通溝に沿って移動できるので、個々の流体機器又は配管接続された複数の流体機器全体のいずれであっても、貫通溝に沿って移動させることができ、配管接続のために流体機器の位置を調整することができる。
また、付勢機構を動作させると台座部材を固定できるので、各流体機器等を１つ１つねじで取り付けることなく、流体機器を簡単に取り付けることができる。一方、付勢機構の動作を解除すると台座部材を移動できるので、各流体機器等のねじ止めを１つ１つ取り外したりすることなく、流体機器を移動させて簡単に取り外すことができる。従って、流体機器を簡単に変更したり、追加したりすることができる。

前記レール部材が上下動可能に設けられており、前記付勢機構が前記レール部材をベースに向かって付勢すると、前記台座本体が前記レール部材と前記ベースとの間で挟圧されるものであってもよい。

前記レール部材の複数箇所に、前記台座本体を上下に挿通させることができる大きさの挿通孔を設け、該挿通孔を前記貫通溝に連続させているものであってもよい。このようなものであれば、挿通孔から台座本体を挿通させることができるので、変更しない流体機器を取り付けたままの状態で、変更する流体機器だけを着脱できる。

より移動させやすくするためには、前記台座本体がベース上で転動する転動体を具備したものが望ましい。

固定時にずれにくくするためには、前記ベースの表面が弾性変形可能に構成されているものが望ましい。

このように構成した本発明によれば、流体機器を簡単に着脱でき、流体機器群を簡単に変更及び追加できるとともに、個々の流体機器又は配管接続された複数の流体機器全体のいずれであっても、配管接続のために流体機器の位置を調整できる。

本発明の実施形態における流体機器固定装置を示す側面図。 同実施形態における流体機器固定装置を用いて流体機器を固定する手順を示す図。 同実施形態における流体機器固定装置を用いて流体機器を交換及び追加する手順を示す図。 他の実施形態における流体機器固定装置を用いて流体機器を固定する手順を示す図。 他の実施形態における流体機器固定装置を用いて流体機器を固定する手順を示す図。 さらに他の実施形態における流体機器固定装置を示す図。 さらに他の実施形態における流体機器固定装置を示す図。 実施形態で用いられる配管継ぎ手を平面方向から視たときの構成図。 同実施形態における位置決めリング等を示す分解斜視図。 同実施形態における結合リングを軸方向から視たときの構成図。 同実施形態における配管継ぎ手の縦断面図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る流体機器固定装置１００は、例えば半導体製造装置に材料ガス等を供給すべく、複数の流体機器５を平面的に接続して形成したいわゆるガスパネル装置に用いられるものであり、図１（ａ）等に示すように、各流体機器５の底面に取り付けた台座部材１と、この台座部材１を平板状のベース２２との間で挟み込むためのレール部材２と、このレール部材２を下方に付勢して前記台座部材１をベース２２に向かって押し付ける力を付与する付勢機構３とを具備している。なお、ここでの流体機器５とは、例えば、圧力センサ、マスフローコントローラ、バルブ等のことである。

各部を説明すると、台座部材１は、図１（ａ）等に示すように、流体機器５の底面に取り付けるためのブラケット部材１０と、このブラケット部材１０の下面から垂下させた首部材１１と、この首部材１１の下方に連続して設けたボディ１３と、このボディ１３の下面に水平旋回自在に取り付けた転動体たるキャスタ１４とを具備したものである。なお、ボディ１３及びキャスタ１４が請求項における台座本体１２を構成する。

首部材１１は、柱状をなすものであり、ボディ１３はそれよりも大きい径の円柱状をなすものである。つまり、上から見てボディ１３はその外輪郭が首部材１１よりも外方に突出し、その突出した上面部分が、後述する被押圧面１３ａとしてレール部材２の下面２ａで押されるように構成してある。
レール部材２は、図１及び図２（ａ）等に示すように、ベース２２上に上下動可能に配置された等厚平板状をなすものであり、この実施形態では、長手方向に沿って延びる、等幅直線状の貫通溝２０が平行に複数（ここでは３つ）形成してある。このレール部材２にはさらに、円形状の挿通孔２１が貫通溝２０に連続して複数個所（ここでは各貫通溝２０に５箇所ずつ、合計１５箇所）設けられている。貫通溝２０の幅はボディ１３の直径よりも小さく、首部材１１の太さよりも大きく設定される一方、挿通孔２１の直径はボディ１３及びキャスタ１４を上下に挿通させることができる大きさである。

付勢機構３は、図１（ａ）（ｂ）等に示すように、例えば、レール部材２の端部を貫通させたボルト３０を、ベース２２に設けたねじ穴（図示しない）に螺合させたものであり、ボルト３０を締めることによって、前述したように、レール部材２を下方に付勢するものである。さらに、ばね２３が、ボルト３０に巻きつくように外嵌している。なお、付勢機構３はボルト３０及びねじ穴のような締結部材に限られるものではなく、ばね等の弾性体等を用いてレール部材２を下方に付勢するようにしてもよい。

なお、この実施形態では、ベース２２の表面２２ａを弾性板で形成している。

次に、本実施形態の流体機器固定装置１００を用いて、流体機器５を固定する手順を説明する。まず、付勢機構３の動作が解除された状態、すなわちボルト３０を緩め、ばね２３の力によってレール部材２が上方に持ち上げられた状態にしておく。（図２（ａ））

そして、流体機器５の底部に取り付けられた台座部材１を、当該流体機器５に対応する挿通孔２１に上から挿入する。キャスタ１４がベース２２に接した状態では、台座本体１２がレール部材２とベース２２との間に位置し、首部材１１が挿通孔２１に挿通している状態となる。そして、図２（ｂ）に示すように、それら流体機器５を配管継ぎ手４を用いて配管で接続する。

配管及び配管継ぎ手４の一例について説明しておく。配管は、特に図８に示すように、各流体機器５のインレットポートやアウトレットポートに予め基端が接続してあるもので、組み立て前の状態ではその先端部には後述するフランジ部６１が設けられている。また、ここでは各配管に全て同一径のものを用いている。

配管継ぎ手４は、図８〜図１１に示すように、前記配管４の先端部外周に溶接等によって一体に形成したフランジ部６１と、配管同士を接続すべく対向させた前記フランジ部６１間に介在するガスケット６２と、前記フランジ部６１同士の軸合わせをする位置決めリング６３と、これらフランジ部６１を圧接結合する結合部材たる結合リング２４とを具備したものである。

フランジ部６１は、図９等に示すように、円環板状をなすもので、その先端面（以下対向面とも言う）には閉じた円環状の突条６１ａが設けてある。また、その裏面には先端ほど径が拡がる向きの傾斜面６１ｂが形成してあり、その外周面における先端部分６１ｃには、段を形成してこの先端部分６１ｃの外径が他の部分よりも小さくなるように構成してある。

ガスケット６２は、図９等に示すように、その内径が配管の内径と一致し、外径が前記フランジ部先端部分６１ｃの外径と一致する薄い等厚円環板状をなすものである。

位置決めリング６３は、図９等に示すように、円筒状をなすものであり、弾性変形可能な金属を用いて構成してある。そして、前記フランジ部先端部分６１ｃにガタ無く外嵌するように、この位置決めリング６３の内径を前記先端部分６１ｃの外径と一致させてある。

結合リング２４は、図１０等に示すように、隣り合うもの同士が互いに回転可能に連結された一連のリングパーツ２４１と、両端のリングパーツ２４１同士を結合して環状とするための締結具２４２とを具備したものである。各リングパーツ２４１（ここでは３つ）の内周面には、周方向に延びる有底嵌合溝２４ａが設けてある。そして、この嵌合溝２４ａの側面には前記フランジ部６１の裏面に形成した傾斜面６１ｂに対応する傾斜面２４ａ１が形成してある。

かかる配管継ぎ手４によって前記配管同士を接続する際には、まず接続すべき一方の配管に設けたフランジ部先端部分６１ｃに前記位置決めリング６３の一端部を外嵌する。次に位置決めリング６３の他端部にガスケット６２と他方の配管に設けたフランジ部先端部分６１ｃとをこの順で軸方向から嵌め込む。その結果、各フランジ部６１及びガスケット６２、ひいては各配管が中心軸を一致させて保持される。

その後、対向近接した一対のフランジ部６１に、端部リングパーツ２４１同士が連結されていないオープン状態とした結合リング２４を回し込み、その嵌合溝２４ａをフランジ部６１の外周縁部に嵌め込む。そして、この結合リング２４の端部リングパーツ２４１同士を、前記締結具２４２によって結合し締め付ける。このことによって、結合リング２４の内径が縮小し、嵌合溝２４ａの側面傾斜面２４ａ１が各フランジ部６１の裏面傾斜面６１ｂを径方向に押圧する。その際、前記傾斜面６１ｂによって各フランジ部６１を軸方向に相寄る向きに移動させる分力が発生し、この分力によって、フランジ部６１同士が、その円環突条６１ａをガスケット６２に食い込ませながら圧着され、配管同士が気密に接続される。

なお、この実施形態では、流体機器５の間隔に合わせて挿通孔２１の間隔が設定されているので、先に流体機器５を配管接続してラインを形成しておき、互いに接続されたそれら流体機器５の台座部材１を、一挙に挿通孔２１に挿入しても構わない。

しかしてこの状態では、台座本体１２が挿通孔２１の直下にあるので、このままでは上方に抜けてしまう。そこで、図２（ｃ）及び図１（ａ）に示すように、台座本体１２が貫通溝２０の下方に位置するように、キャスタ１４を転動させながら、流体機器５を貫通溝２０に沿って移動させる。この時、全ての台座本体１２が貫通溝２０の下方に位置する必要はなく、少なくとも１つの台座部材１が貫通溝２０の下方に位置するものであればよい。

この状態でボルト３０を締め込み、付勢機構３を動作させる。そうすると、ばね２３の力にさからってレール部材２が下方に移動し、貫通溝２０近傍の下面２ａが台座本体１２の上面である被押圧面１３ａを下方に押し付ける。このことによって、台座本体１２は、レール部材２とベース２２の間に挟まれて固定される。（図１（ｂ））
このとき、ベース２２の表面２２ａは弾性板で形成されているので、台座本体１２の下部が弾性板にくい込み、台座部材１がずれないように固定される。

流体機器５を取り外すときは、逆の手順で行う。

かかる構成の流体機器固定装置１００によれば、流体機器５を簡単に着脱でき、流体機器５群を簡単に変更及び追加できるとともに、個々の流体機器５又は配管接続された複数の流体機器５全体のいずれであっても、配管接続のために流体機器５の位置を調整できる。
さらに、流体機器５の間隔に合わせて挿通孔２１の間隔が設定されているので、配管接続された複数の流体機器５の台座部材１を、一挙に挿通孔２１に挿入して、流体機器５を取り付けることも可能である。

また、1つの流体機器５を交換するときも容易にできる。ボルト３０を緩めてレール部材２を持ち上げ、流体機器５が貫通溝２０の延伸方向に移動可能な状態にしておいて、交換したい流体機器５の配管継ぎ手４を取り外す。その後、図３（ａ）に示すように、その両隣の流体機器５を若干外側に移動させ、交換したい流体機器５を挿通孔２１から引き抜く。

次に別の流体機器５を当該挿通孔２１から挿入し、両隣の流体機器５を引き寄せて配管接続する。その後、図３（ｂ）に示すように、台座本体１２が貫通溝２０の下方に位置するように、流体機器５を貫通溝２０に沿って移動させて、ボルト３０を締め込み、台座本体１２を固定する。

更に、図３（ｃ）に示すように、流体機器５を追加することも同様に容易にできる。

なお、本発明は前記実施形態に限られない。例えば、図４（ａ）に示すように、挿通孔２１は必ずしも流体機器５の数だけ必要なわけではなく、また、流体機器５の接続間隔に合わせる必要もない。挿通孔２１が流体機器５より少ない場合の取り付け、取り外し方法については、次の通りである。すなわち、まず、ボルト３０を緩め、レール部材２が上方に持ち上げられた状態で、図４（ｂ）に示すように、流体機器５の底部に取り付けられた台座部材１を、挿通孔２１に上から挿入し、貫通溝２０に沿って移動させる。次に、図５（ａ）に示すように、他の流体機器５を順次挿通孔２１に挿入し、隣り合う流体機器５を引き寄せて、それぞれ配管接続する。その後、図５（ｂ）に示すように、台座本体１２が貫通溝２０の下方に位置するように流体機器５を移動させ、ボルト３０を締め込むと、台座部材１が固定される。

また、挿通孔２１は設けなくともよい。その場合、図６に一例を示すように、貫通溝２０をレール部材２の端面にまで延伸させる必要がある。
加えていえば、貫通溝２０は互いに平行な複数の直方体形状である必要はなく、複数の貫通溝２０が連続するように直交又は交差して設けられたり、貫通溝２０がコの字型形状、Ｌ字型形状、十字型形状に設けられたりしてもよい。

レール部材は上下方向に移動するものとしたが、斜め下方向、斜め上方向等に移動するものとしてもよい。要は、少なくとも上下方向に移動するものであればよい。

さらに、キャスタは必ずしも必要ないし、台座本体は直方体形状の部材等であってもよい。

全ての流体機器の底面に台座部材を取り付ける必要はなく、複数の流体機器の少なくとも１つに台座部材が取り付けられているものであればよい。また、台座部材を流体機器に１つ又は複数設けるものとしてもよい。

加えて言えば、流体機器の接続間隔がそれぞれ異なる場合、１つの接続間隔を基準接続間隔として、各流体機器に対して、基準接続間隔ごとに１つ又は複数の台座部材を設けるようにしてもよい。さらに、挿通孔を基準接続間隔毎に等間隔に設けるものとしてもよい。このようなものであれば、各流体機器と対応する挿通孔からでなくとも、互いに接続された複数の流体機器の台座部材を一挙に挿通孔に挿入したり、抜き去ったりすることができる。

本実施形態では台座部材は流体機器の各面のうち、ベースと対向する面である底面に取り付けられたものとしたが、流体機器の側面や天面等の各面に取り付けたブラケット部材等を介して取り付けるものとしてもよい。

レール部材を上下に動かないものとし、台座本体が伸縮してベースとレール部材との間に挟まれて固定されるようにしたものでも構わない。また、図７に示すように、レール部材２’を上下方向に動かないものとし、付勢部材３１及びばね３２を備える付勢機構３’が台座部材１のブラケット部材１０を上方に付勢することで、台座本体１２とレール部材２’が押し付けられて台座部材１が固定されるようにしたものでも構わない。

その他、本発明は各構成を組み合わせてもよく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１００・・・流体装置固定装置
１・・・台座部材
１０・・・ブラケット部材
１１・・・首部材
１２・・・台座本体
１３・・・ボディ
１３ａ・・・被押圧面
１４・・・キャスタ
２・・・レール部材
２ａ・・・レール部材の下面
２０・・・貫通溝
２１・・・挿通孔
２２・・・ベース
２２ａ・・・ベースの表面
２３・・・ばね
３・・・付勢機構
３０・・・ボルト
４・・・配管継ぎ手
５・・・流体機器

Claims (7)

1. 配管接続される複数の流体機器をベース上に固定するための流体機器固定装置であって、
   首部材及びその下方に設けた台座本体からなり、前記流体機器の底面の下方に取り付けられた台座部材と、
   前記ベース上に配置されるとともに、上下に貫通する貫通溝が形成されたレール部材と、
   前記レール部材又は前記台座部材を上下方向に付勢する付勢機構とを具備し、
   前記首部材を前記貫通溝に挿通させるとともに前記台座本体を前記レール部材と前記ベースとの間に挿入した状態において、前記付勢機構を動作させると前記レール部材と前記台座本体とが押し付けられて当該台座部材が固定される一方、前記付勢機構の動作を解除すると当該台座部材が前記貫通溝に沿って移動できるように構成したことを特徴とする流体機器固定装置。
2. 前記レール部材が上下動可能に設けられており、
   前記付勢機構が前記レール部材をベースに向かって付勢すると、前記台座本体が前記レール部材と前記ベースとの間で挟圧されることを特徴とする流体機器固定装置。
3. 前記レール部材の複数箇所に、前記台座本体を上下に挿通させることができる大きさの挿通孔を設け、該挿通孔を前記貫通溝に連続させていることを特徴とする請求項１又は２記載の流体機器固定装置。
4. 前記台座本体がベース上で転動する転動体を具備したものであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の流体機器固定装置。
5. 前記ベースの表面が弾性変形可能に構成されている請求項１乃至４いずれか記載の流体機器固定装置。
6. 配管接続される複数の流体機器をベース上に固定すべく、首部材及びその下方に設けた台座本体からなり、前記流体機器の底面の下方に取り付けられた台座部材とともに用いられるものであって、
   前記ベース上に上下動可能に配置されるとともに、上下に貫通する貫通溝が形成されており、前記首部材を前記貫通溝に挿通させるとともに、前記台座本体を前記ベースとの間に挿入した状態において、前記上下方向の付勢力を付与することによって前記台座本体が押し付けられて固定される一方、前記付勢力を解除することによって前記台座部材が貫通溝に沿ってベース上を移動できるように構成したものであることを特徴とするレール部材。
7. 配管接続される複数の流体機器をベース上に固定すべく、前記ベース上に上下動可能に配置されるとともに上下に貫通する貫通溝が形成されたレール部材と、上下方向の付勢力を付与する付勢機構とともに用いられるものであって、
   首部材及びその下方に設けた台座本体とを具備するとともに、前記流体機器の底面の下方に取り付けられており、
   前記首部材を前記貫通溝に挿通させるとともに前記台座本体を前記レール部材と前記ベースとの間に挿入した状態において、前記付勢機構を動作させると前記台座本体と前記レール部材とが押し付けられて固定される一方、前記付勢機構の動作を解除すると前記台座本体が貫通溝に沿ってベース上を移動できるように構成したことを特徴とする台座部材。