JP6186271B2 - 下段部材の固定装置およびこれを備えた流体制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、支持部材上に複数の継手（ブロック継手）を固定し、これらの継手にまたがるように流体制御機器を固定していくことにより組み立てられる流体制御装置において用いられる、支持部材と流体制御機器（上段部材）との間に配置されるブロック継手（下段部材）を支持部材に固定する固定装置に関し、また、この固定装置を備えた流体制御装置に関する。
特許文献１には、この発明が対象とする下段部材の固定装置および流体制御装置として、図５に示すものが開示されている。
流体制御装置(1) は、半導体製造装置等において用いられるもので、上方に開口した流体通路が設けられた複数のブロック継手（下段部材）(2)(3)と、ブロック継手(2)(3)の流体通路に通じている下方に開口した流体通路が設けられた複数の流体制御機器（上段部材）(4)(5)(6)(7)と、ブロック継手(2)(3)の流体通路と流体制御機器(4)(5)(6)(7)の本体(4a)(5a)(6a)(7a)に設けられた流体通路との突き合わせ面に介在されている複数のシール部（図示略）と、複数のブロック継手(2)(3)を支持する支持部材(51)と、各ブロック継手(2)(3)を支持部材(51)に取り付ける複数の継手部材固定ボルト(52)と、各流体制御機器(4)(5)(6)(7)をブロック継手(2)(3)に取り付ける複数の流体制御機器固定ボルト(8)とを備えている。
ブロック継手(2)(3)には、ボルト挿通用の貫通孔(11)が設けられており、貫通孔(11)に円筒状スペーサ(12)が嵌め入れられており、スペーサ(12)のフランジの下面に、ブロック継手(2)(3)を下方に（支持部材(51)に向かって）付勢する環状の弾性部材(13)が配置されている。
下段部材の固定装置(9)は、支持部材(51)と上段部材(4)(5)(6)(7)との間に配置されるブロック継手(2)(3)（すなわち貫通孔(11)付き下段部材(2)(3)）を支持部材(51)に固定する装置であって、支持部材(51)に設けられたねじ孔(51a)、ボルト(52)、スペーサ(12)、弾性部材(13)などからなる。
特許第３７７４８００号公報
上記特許文献１の下段部材の固定装置では、ボルト（継手固定ボルト(52)）により固定するものであることから、ボルト締付けの工具が必要であり、また、ボルトの締付けに要する手間も大きいという問題があった。
この発明の目的は、固定のための工具を不要とするとともに、固定の手間を削減した下段部材の固定装置およびこれを備えた流体制御装置を提供することにある。
この発明による下段部材の固定装置は、貫通孔付き下段部材を固定部材により支持部材に固定する装置であって、下段部材の貫通孔は、上面に開口する大径部と、大径部の下側に連なり下面に開口する小径部とからなり、固定部材は、貫通孔の小径部内に挿入される軸部と、貫通孔の大径部内に挿入される頭部と、軸部の下端に設けられた磁石部とからなり、支持部材は、磁性体製とされており、固定部材の磁石部と支持部材との間に作用する磁力によって、下段部材の支持部材からの離脱が防止されていることを特徴とするものである。
固定部材の磁石部が磁力によって支持部材に固定され、下段部材は、支持部材に固定された固定部材の頭部によって上方への移動が防止され、これにより、下段部材の支持部材からの離脱が防止される。すなわち、ボルトを使用することなく、下段部材を支持部材に固定することができる。したがって、レンチなどの固定のための工具が不要であり、固定の手間を削減することができる。
固定部材の軸部と頭部とは、一体に形成されることが好ましい。軸部は、その下端部が例えば圧入により磁石部に固定されるものとされるが、これに限定されるものではない。
支持部材の上面に、固定部材の磁石部が嵌め入れられる凹所が形成されていることが好ましい。このようにすると、固定部材の軸方向と直交する方向の力に対し、嵌め入れに伴う抗力が得られるので、下段部材の固定がより強固に行われる。
磁石部の下面は、例えば、半球面状とされ、これに対応して、支持部材の凹所も半球面状とされることが好ましい。このようにすると、磁石部の下面と支持部材の凹所との接触面積が大きいものとなり、より大きな磁力を得ることができる。
下段部材の固定装置は、貫通孔の小径部内に挿入される円筒状スペーサをさらに備えていることがある。下段部材の固定装置は、下段部材を下方に付勢する環状の弾性部材をさらに備えていることがある。
円筒状スペーサおよび環状の弾性部材は、いずれも、従来から使用されているもので、これらを使用することで、下段部材の位置決め（平行出し）が容易となる。
弾性部材は、変形することで下段部材の上方への移動を可能とするもので、ゴムまたは合成樹脂からなる環状体とされていることが好ましい。弾性部材により、下段部材の上面同士を面一にするレベリング作業を容易とすることができ、また、弾性部材が弾性変形することで振動を吸収することもできる。
スペーサは、フランジ無し（円筒体）とされることがあり、上端部にフランジが設けられていることがある。スペーサがフランジ無しの場合には、弾性体は、固定部材の頭部下面と段差との間に配置され、スペーサがフランジ有りの場合には、弾性体は、スペーサのフランジの下面と段差との間に配置される。後者の構成がより好ましい。
磁石部の径は、貫通孔の小径部の径よりも大きくなされており、頭部および軸部がいずれも円筒状とされて、頭部および軸部に、頭部の外径を小さくすることを可能とする少なくとも１つのスリットが設けられていることが好ましい。
すなわち、磁石部の径が貫通孔の小径部の径よりも小さくなされていて、固定部材を下段部材の上側から貫通孔内に挿入するものであってもよいが、磁石部の径が貫通孔の小径部の径よりも大きくなされて、固定部材を下段部材の下側から貫通孔内に挿入するものとすることがより好ましい。このようにすることで、下段部材からの固定部材の上方への抜けが防止されるとともに、磁石部の径を貫通孔の小径部の径に制約されることなく大きくすることができ、必要な大きさの磁力を容易に得ることができる。
この場合、頭部を貫通孔の小径部内に挿入する必要があり、これを可能とするために、頭部および軸部がいずれも円筒状とされて、頭部および軸部に少なくとも１つのスリットが設けられているものとされる。スリットは、頭部上面から軸部の下端近くまでのびるように、かつ周方向に複数設けられていることが好ましい。
この発明による流体制御装置は、上方に開口した流体通路が設けられた複数のブロック継手と、ブロック継手の流体通路に通じている下方に開口した流体通路が設けられた複数の流体制御機器と、ブロック継手の流体通路と流体制御機器の流体通路との突き合わせ面に介在されている複数のシール部と、複数のブロック継手を支持する支持部材と、各流体制御機器をブロック継手に取り付ける複数のボルトとを備えている流体制御装置において、ブロック継手が下段部材とされて、これが上記に記載のいずれかの下段部材の固定装置によって支持部材に取り付けられていることを特徴とするものである。
複数のブロック継手の全てが、上記の下段部材の固定装置によって支持部材に取り付けられていてもよく、複数のブロック継手のうちの一部が、上記の下段部材の固定装置によって支持部材に取り付けられていてもよい。後者の場合、複数のブロック継手のうちの残部は、例えば、ボルトを使用した下段部材の固定装置によって取り付けられる。
なお、この明細書において、上下は図５の上下をいうものとするが、この上下は便宜的なものであり、固定装置および流体制御装置は、図に示した状態で水平面に設置されるほか、垂直面に設置されることもある。
流体制御装置は、典型的には、垂直面に設置されるものとされ、この場合、磁力と凹所底面から磁石部に作用する垂直抗力とを合わせた力によって、下段部材およびこれに支持された流体制御機器の自重が支持される。この際、支持部材に流体制御機器の自重支持用の凸部を設けることで、磁力による支持の負担を軽減するようにしてもよい。または、固定装置の一部を、従来のボルトを用いた固定構造とするようにしてもよい。
この発明の下段部材の固定装置によると、固定部材の磁石部が磁力によって支持部材に固定され、下段部材は、支持部材に固定された固定部材の頭部によって上方への移動が防止され、これにより、下段部材の支持部材からの離脱が防止される。すなわち、ボルトを使用することなく、下段部材を支持部材に固定することができる。したがって、レンチなどの固定のための工具が不要であり、固定の手間を削減することができる。
図１は、この発明による下段部材の固定装置の１実施形態を示す断面図である。 図２は、支持部材および下段部材を示す斜視図である。 図３は、支持部材を示す斜視図である。 図４は、固定部材を示す斜視図である。 従来の下段部材の固定装置およびこれを備えた流体制御装置を示す一部を切り欠いた側面図である。
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１の上下をいうものとする。
図１から図４までは、この発明の下段部材の固定装置の１実施形態を示している。
下段部材の固定装置(10)は、下段部材(2)を固定部材(14)により支持部材(15)に固定する装置であって、図５に示した流体制御装置(1)において、ボルト(52)を後述する固定部材(14)に変更したものとなっている。この変更に伴う他の変更点として、支持部材(51)に設けられていたねじ孔(51a)が凹所(16)に変更されている。スペーサ(12)および弾性部材(13)は図５に示したものと同じものが使用されている。
下段部材(2)は、図５に示したブロック継手(2)と同じものであり、ボルト(52)が挿入されていた貫通孔(11)を有している。貫通孔(11)は、上面に開口する大径部(11a)と、大径部(11a)の下側に連なり下面に開口する小径部(11b)とからなる。
下段部材（ブロック継手）(2)には、図２に示すように、上方に開口する２つの開口を有するＶ字状の流体通路(2a)と、流体通路(2a)の各開口縁部に設けられたシール部収納凹所(2b)と、流体制御機器固定ボルト（図５の(8)）がねじ合わされるめねじ部(2c)とがさらに設けられている。なお、図１において、流体通路(2a)は、図示省略している。
固定部材(14)は、図４にも示すように、貫通孔(11)の小径部(11b)内に挿入される軸部(21)と、貫通孔(11)の大径部(11a)内に挿入される頭部(22)と、軸部(21)の先端部に設けられた磁石部(23)とからなる。
磁石部(23)は、半球面状とされており、半球面状の外周面(23a)と半球面状の内周面(23b)とを有している。
磁石部(23)の径は、貫通孔(11)の小径部(11b)の径よりも大きくなされており、頭部(22)および軸部(21)には、頭部(22)の上面から軸方向に平行にのびる４本のスリット(24)が周方向に等間隔で設けられている。各スリット(24)は、軸部(21)の下端部近傍までのびており、これにより、軸部(21)の外径を小さくすることで、頭部(22)の外径を小さくすることができるようになっている。
頭部(22)と軸部(21)とは一体で形成されており、頭部(22)は相対的に短くて径が大きい円筒状とされ、軸部(21)は相対的に長くて径が小さい円筒状とされている。軸部(21)の下端部が磁石部(23)の内周面(23b)に圧入固定されることで、軸部(21)と磁石部(23)とが固定されている。
頭部(22)および軸部(21)は、鋼等の適宜な金属製とされる。頭部(22)および軸部(21)は、磁性体であってもよく、磁性体でなくてもよい。軸部(21)と磁石部(23)との固定は、圧入以外の方法によって行ってもよい。
支持部材(15)は、板厚が２ｍｍ程度の鋼板の塗装品、すなわち、磁性体製とされている。支持部材(15)の上面に、固定部材(14)の磁石部(23)が嵌め入れられる凹所(16)が設けられている。この凹所(16)は、磁石部(23)の半球面状の外周面(23a)に対応して、磁石部(23)の外周面(23a)がちょうど嵌め入れ可能な半球面状とされている。凹所(16)の加工は、切削加工ではなくダボ加工によって行われており、凹所(16)の底面(16a)が支持部材(15)の下面から下方に突出させられている。
貫通孔(11)の小径部(11b)に、下端が支持部材(15)に受け止められ上端が大径部(11a)内にあって固定部材(14)の頭部(22)を受け止めるフランジ(12a)付き円筒状スペーサ(12)が嵌め入れられている。スペーサ(12)のフランジ(12a)の下面と貫通孔(11)の大径部(11a)の底面（大径部(11a)と小径部(11b)との間の段部）との間に、下段部材(2)を下方に（支持部材(15)に向かって）付勢する環状の弾性部材(13)が介在させられている。なお、スペーサ(12)は、従来のものをそのまま使用するようになされているが、スペーサ(12)は省略してもよく、また、フランジ(12a)がないものとして、弾性部材(13)が固定部材(14)の頭部(22)の下面と貫通孔(11)の大径部(11a)の底面との間に介在させられるようにしてもよい。
弾性部材(13)は、ゴムまたは合成樹脂からなる環状体とされている。弾性部材(13)は、その外周面の上下部に切欠きが設けられていることにより、弾性曲げ変形が可能とされていてもよい。
図１において、固定部材(14)はスペーサ(12)を支持部材(15)に固定しており、支持部材(15)に対して、固定部材(14)およびスペーサ(12)は、移動不可能となっている。そして、下段部材(2)は、スペーサ(12)から弾性部材(13)を介して下向きの力を受けることで、その下面が支持部材(15)に当接して、移動不可能となっている。ゴム製の弾性部材(13)の弾性力は、手の力に比べて小さいので、この弾性力に抗して下段部材(2)に上向きの力を作用させることで、下段部材(2)を手で上方に持ち上げることができる。したがって、ある下段部材(2)の上面が低い場合には、この下段部材(2)を弾性部材(13)の弾性力に抗して上方に移動させることで、下段部材(2)の上面位置の微調整すなわちレベリングを行うことができる。
磁石部(23)の径が貫通孔(11)の小径部(11b)の径よりも大きくなされているので、固定部材(14)は、上方から下段部材(2)に挿入することはできないようになっており、下方から下段部材(2)に挿入される。ここで、頭部(22)の径は、貫通孔(11)の小径部(11b)の径よりも大きくなされているので、そのままでは頭部(22)を貫通孔(11)内に挿入できないが、スリット(24)が設けられていることから、スリット(24)の幅が狭くなるように軸部(21)の径を小さくすることで、頭部(22)の径を小さくすることができる。スリット(24)の幅は、頭部(22)を貫通孔(11)の小径部(11b)内に挿入可能なように設けられており、頭部(22)の径を小さくすることで、固定部材(14)を下側から貫通孔(11)内に挿入することができる。磁石部(23)の径が貫通孔(11)の小径部(11b)よりも大きいことから、磁石部(23)が小径部(11b)の下端開口縁部に当接することで、固定部材(14)はこれ以上移動できないものとなり、この際には、頭部(22)が大径部(11a)内において、元の大きさに広がり、これにより、固定部材(14)は、下側にも上側にも抜けない状態で、貫通孔(11)内に挿入される。
上記のようにして固定部材(14)が取り付けられた状態となった下段部材(2)を支持部材(15)に取り付けるようにし、この際、固定部材(14)の磁石部(23)と支持部材(15)の凹所(16)とを位置合わせすることで、固定部材(14)の磁石部(23)と支持部材(15)との間に作用する磁力によって、下段部材(2)の支持部材(15)からの離脱が防止される。
ここで、磁石部(23)の径は、貫通孔(11)の径に制約されることなく大きくすることができ、必要な大きさの磁力を容易に得ることができる。
こうして、この実施形態の下段部材の固定装置(10)によると、ボルトを使用することなく、下段部材(2)を支持部材(15)に固定することができる。固定部材(14)の貫通孔(11)内への挿入には、レンチなどの工具が不要であり、ボルトを使用した従来の下段部材の固定装置に対して、固定の手間を大幅に削減することができる。
なお、図１から図４までに示したこの発明の下段部材の固定装置(10)は、図５に示した流体制御装置(1)の全てのブロック継手(2)(3)の固定に適用されてももちろんよいが、一部のブロック継手(2)(3)は、従来のボルト(52)を使用した下段部材の固定装置により固定して、残りについて、この発明の下段部材の固定装置(10)を使用するようにしてもよい。
(2)(3)：ブロック継手（下段部材）、(4)(5)(6)(7)：流体制御機器（上段部材）、(11)：貫通孔、(11a)：大径部、(11b)：小径部、(12)：スペーサ、(13)：弾性部材、(14)：固定部材、(15)：支持部材、(16)：凹所、(21)：軸部、(22)：頭部、(23)：磁石部、(24)：スリット

Claims (5)

  1. 貫通孔付き下段部材を固定部材により支持部材に固定する装置であって、
    下段部材の貫通孔は、上面に開口する大径部と、大径部の下側に連なり下面に開口する小径部とからなり、
    固定部材は、貫通孔の小径部内に挿入される軸部と、貫通孔の大径部内に挿入される頭部と、軸部の下端に設けられた磁石部とからなり、
    支持部材は、磁性体製とされており、
    固定部材の磁石部と支持部材との間に作用する磁力によって、下段部材の支持部材からの離脱が防止されていることを特徴とする下段部材の固定装置。
  2. 支持部材の上面に、固定部材の磁石部が嵌め入れられる凹所が形成されていることを特徴とする請求項１の下段部材の固定装置。
  3. 磁石部の下面が半球面状とされるとともに、支持部材の凹所が半球面状とされていることを特徴とする請求項１または２の下段部材の固定装置。
  4. 磁石部の径は、貫通孔の小径部の径よりも大きくなされており、頭部および軸部がいずれも円筒状とされて、頭部および軸部に、頭部の外径を小さくすることを可能とする少なくとも１つのスリットが設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の下段部材の固定装置。
  5. 上方に開口した流体通路が設けられた複数のブロック継手と、ブロック継手の流体通路に通じている下方に開口した流体通路が設けられた複数の流体制御機器と、ブロック継手の流体通路と流体制御機器の流体通路との突き合わせ面に介在されている複数のシール部と、複数のブロック継手を支持する支持部材と、各流体制御機器をブロック継手に取り付ける複数のボルトとを備えている流体制御装置において、ブロック継手が下段部材とされて、これが請求項１から４までのいずれかに記載の下段部材の固定装置によって支持部材に取り付けられていることを特徴とする流体制御装置。
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