JPH02286980A - 弁付マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１上辺上皿分！ 本発明は、弁に関し、特に、穴あけ加工だけによって金
属の一部ブロックに形成することができる弁付マニホー
ルドの構造に関する。この弁付マニホールドの各マニホ
ールド孔には半導体産業において使用されるタイプの超
高純度ガス流制御弁を挿設することができる。

良米五弦藷 第１図は、上述した超高純度ガス流の制御に使用される
従来の典型的なＹ型弁を示す、第１図にみられるように
、従来のこの種の高純度ガス流制御弁（以下、単に「弁
」とも称する）の構造においては、入口ボートと出口ボ
ートの間に弁座が存在し、それが流路の一部を塞いでい
る。第１図に示されたちの以外の従来のこの種の弁にお
いても、その構造の必然的な結果として、弁座の存在が
、流路の一部を狭窄する構成となっている。即ち弁座の
一部が流路内へ突出し、流れを妨害又は狭窄する障害突
部又は狭窄突部を形成する。

このような障害突部又は狭窄突部は、乱流領域を発生さ
せ、従って、弁を通しての流れ係数を低下させることと
なる。又、障害突部又は狭窄突部は、流れの停滞領域を
も生じさせる。もちろん、流れの停滞は、弁が浸蝕性又
は腐食性のガス流の制御に使用される場合、特に望まし
くない。

従来の大抵の型式の弁に構造上必然的に随伴する障害突
部又は狭窄突部の存在は、流れを妨害するばかりでなく
、一体の金属ブロックにマニホールドを構成するための
複数の分岐孔を形成することを不可能にではなくとも、
極めて困難にする。

最低限の要件として、複雑な鋳造加工を必要とするのが
普通である。

超高純度ガス流制御弁においては、弁の内面を鏡面状に
研摩しなければならないが、そのような鏡面仕上げ研摩
作業が、障害突部や、不規則な形状の表面の存在によっ
て極めて困難にされる。

従って、従来周知の大抵の型式の弁の構造は、一体の金
属ブロックに複数の分岐孔又はマニホールド孔（「弁孔
」とも称する）を形成する構成のブロック型マニホール
ドに利用するのには不適当であり、望ましくない。

神野及び火見両氏は、１９８８年の環境科学協会第９回
Ｉ　ＣＣＣＥ議事録に掲載されたｒＵＬＳ■製造のため
の汚染物のないガス成分及び超清浄ガスの供給装置の開
発」と題する技術論文において、ダイアフラム弁を使用
するブロック型マニホールドの開発を開示している。し
かしながら、そのような弁においても、入口ボートと出
口ボートの間に障害物のない直線状の孔が存在せず、や
はり、従来技術の上述した欠点を有している。

が　　　しよ　　と　　る　　　　　び　　　の本発明
は、従来技術の上述した欠点を克服することを企図した
ものであり、流れを妨害又は狭窄する障害突部又は狭窄
突部が存在せず、穴あけ加工だけによって製造すること
ができる一体ブロック型弁付マニホールドを提供するこ
とである。

−゛　る−め 上記の課題を解決するための本発明の最も顕著な特徴は
、多弁の入口ボートから出口ボートまで障害物のない直
線状の孔が延在し、弁を前回したとき弁を通る障害のな
い流路を画定することである。この構成は、又、孔あけ
加工だけによって（研摩作業を必要とせず）一体の金属
ブロックからマニホールドを形成することを可能にする
。複雑な鋳造作業も必要としない。

本発明の弁付マニホールドにおいては、従来のＹ型弁に
みられた狭窄又は障害突部が排除され、その結果、流れ
特性を著しく改善する。即ち、第１図に示された従来の
Ｙ型弁に比べて、本発明のマニホールドに使用さえるＹ
型弁は、約１．８〜２．５倍もの流れ係、数を有するこ
とが認められた。

更に、障害物のない直線状の孔を有する本発明のマニホ
ールドの構造は、マニホールドの製造に当って、例えば
各弁孔即ちマニホールド孔を予備研摩するために弁孔に
中実物体を自由に通すことを可能にする。

本発明のマニホールドに挿入する多弁は、数年前からカ
リフォルニア州、サン・ルイ・オビスボの本出願の会社
によって販売されている超高純度ガス用直線孔型弁と同
じ設計のものとすることができる。この直線孔型弁は、
１９８６年３月２４日付けで出願された「直線孔を有す
る超高純度ガス弁」と題する米国意匠出願第８４５，７
６８号に開示されている。この弁自体の構造は本発明の
対象ではないが、そのような弁を弁付マニホールドに使
用することの利点を認識し、そのような弁の使用によっ
て利用可能とされる本発明の一部ブロック型弁付マニホ
ールドは、そのような直線孔型弁の基本的構造を越えた
技術的進歩をもたらしたものということができる。

第４図は、本発明の弁付マニホールドに使用される多弁
の弁孔を構成する孔を示す、弁本体は剛性材料、好まし
くは３１６Ｌ型ステンレス鋼のブロックで形成する。

弁部材受容キャビティ又は弁部材受容孔は、円筒形の孔
と、円筒形の孔の内端からから内方に延長した切頭円錐
形の延長部とから成る特定形状の孔であり、切頭円錐形
の延長部は、該キャビティの軸線に対してほぼ横断方向
の平面に終端し、その平面がキャビティの底部平面を画
定する。

ガスの流路を構成する孔は、円筒形であって、ブロック
の全幅を貫通し、上記弁部材受容キャビティの底部の横
断平面を貫通して延長するが、弁座の役割を果たす上記
切頭円錐形の延長部の面とは交差しない。

本発明の好ましい実施例によれば、３１６Ｌ型ステンレ
ス鋼の中実ブロックにその全長を貫通するガス供給孔（
以下、単に「供、絵札」とも称する）を穿孔する１次い
で、該供給孔を横断方向に貫通しブロックの全幅を貫通
する分岐孔を穿孔し、該供給孔から両側に延長するマニ
ホールド孔即ち弁孔を形成する。供給孔の一方の側だけ
にマニホールド孔を形成したい場合は、分岐孔を供給孔
のところで終端させればよい（第３図参照）。

次いで、上記弁部材受容孔又はキャビティをブロックに
穿孔し、上記各対応するマニホールド孔に交差させる。

各弁部材受容孔は、先に述べたように弁座として機能す
る切頭円錐形部分を有する。

作」じ丸歯 このように、本発明によれば、一体の金属ブロックから
あけ加工だけによって弁付マニホールドを形成すること
ができ、該ブロックは、供給管及び分岐管即ちマニホー
ルド管を構成するとともに、複数の弁の弁本体を構成す
る。

罠麿１ 第１図は、従来技術の典型的なＹ型弁の概略図である。

この弁は、入口ボート２と、出口ボート６を有し、両ボ
ートの間に弁座の一部を構成する突部８を有する。先に
述べたように、この突部８は、弁の流路を狭窄するのみ
ならず、弁の製造加工を困難にするという点でも望まし
くない障害突部である。

本発明は、このような従来の弁の欠点を第４．５図に明
示される構造によって克服するものである。

第２図は、本発明の好ましい実施例によるブロック型弁
対マニホールド（又は「ブロック型マニホールド弁」と
も称する）の透視図である。このマニホールド弁の弁本
体は、３１６型ステンレス鋼の一部ブロック１０である
。このブロック１゜にガス供給管（以下、単に「供給管
」とも称する）１２及びマニホールド管（第２図には１
つのマニホールド管だけに参照符合１４が付されている
）を溶接により連結することができる。各マニホールド
管１４を通るガス流の流れは、後述するそれぞれの弁部
材受容キャビティ又は弁部材受容孔２８．４２（第４図
参照）に挿入した弁部材（図示せず）を弁操作ハンドル
１６を介して進退させることによって制御される。

マニホールド弁は、通常、第２図に示されるように供給
管１２及びマニホールド管１４を取付けた形で顧客に供
給されるが、供給管１２及びマニホールド管１４自体は
本発明の一部を構成するものではないく、本発明はブロ
ック１０の孔構造だけに係る。

本発明によれば、供給孔１８をブロック１０の全長を貫
通して穿孔し、次いで、ブロックの幅方向にこの供給孔
１８に交差するようにして共通の分岐孔軸線２２に沿っ
て共通の分岐孔２０を穿孔する。かくして、１回の穿孔
作業により、供給孔１８から両方向に延長する第１マニ
ホールド孔２４と第２マニホールド孔２６が形成される
。

第４図を参照して説明すると、次ぎに、第１マニホール
ド孔２４に対応する第１弁部材受容キャビティ又は弁部
材受容孔（以下、単に「第１キヤビテイ」とも称する）
２８を穿孔する。第１キヤビテイ２８は、第１キヤビテ
イ軸線３０を中心とする回転図形であり、第１円筒形孔
３２と、その内端から内方へ延長した第１切頭円錐形延
長部３４を有する。切頭円錐形延長部３４は、連続した
（切れ目や穴のない）壁面を有し、円筒形孔３２に連接
した開放大径端３６と、開放小径端３８を有する。

第２及び４図は、第１マニホールド孔２４が第１切頭円
錐形延長部３４の小径端３８の全面積を占めるようにし
た本発明の好ましい実施例を示す。別の実施例として、
小径端３８を架け渡す壁面（平面状又は円弧状）の壁面
の全面ではなく、壁面の一部分を貫通して第１マニホー
ルド孔２４を形成するようにすることができる。その場
合、第１マニホールド孔２４が第１切頭円錐形延長部３
４の小径端３８を架け渡す壁面の全面積ではなく一部を
貫通ずるので、小径端３８の外周円と第１マニホールド
孔２４の外周円との間を架橋する壁面が残される。

再び第４図を参照して説明すると、第２マニホールド孔
２６に対応する第２弁部材受容キャビティ又は弁部材受
容孔（以下、単に「第１キヤビテイ」とも称する）４２
を穿孔する。第２キヤビテイ４２は、第２キヤビテイ軸
線４４を中心とする回転図形であり、第２円筒形孔４６
と、その内端から内方へ延長した第２切頭円錐形延長部
４８を有する。切頭円錐形延長部４８は、連続した（切
れ目や穴のない）壁面を有し、円筒形孔４６に連接した
開放大径端５０と、開放小径端５２を有する。第２キヤ
ビテイ４２は、必ずしも、供給孔１８から第１キヤビテ
イ２８と同じ距離だけ離れた位置に配置する必要はない
。

一般的な実施例においては、小径端５２を架け渡す壁面
（平面状又は円弧状）を貫通して第２７二ホールド孔２
６を形成し、小径端５２の外周円と第２マニホールド孔
２６の外周円との間を架橋する壁面が残されるようする
。しかし、第４図の好ましい実施例においては、小径端
３８を架け渡す壁面の全面を貫通して第１マニホールド
孔２４を形成する。即ち、第２マニホールド孔２６を穿
孔することによって小径端３８を架け渡す壁面の全面を
除去する。

本発明によれば、マニホールド孔２４．２６は、それぞ
れの対応する切頭円錐形延長部３４．４８の小径端３８
．５２、及び大径端３６．５０の両方を貫通する。共通
分岐孔２０は、ブロック１０の全幅を直線状に、貫通し
、障害突部が存在しない。

及朋」ば１１炊盟 斜上のように、本発明複数のここの弁を受容するための
弁本体として機能し、かつ、多弁を通して障害突部のな
い流路を形成するブロック型弁付マニホールドを提供す
る０本発明のマニホールドは、製造が容易で、穴あけ加
工だけで形成することができ、形成された孔を研摩する
のも容易である。好ましい実施例では、供給孔に交差す
る共通の分岐孔を穿孔し、共通の分岐孔の両側に延長す
る第１マニホールド孔と第２マニホールド孔を形成する
。それらの両方のマニホールド孔にガス流を制御するた
めの弁部材を挿設することができる。

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は
、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定されるも
のではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更
及び改変を加えることができることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術のＹ型弁の断面図である。 第２図は、本発明の一部ブロック型弁付マニホールドの
透視図である。 第３図は、第２図の矢印３−３の方向に切ってみた断面
図である。 第４図は、第２図の矢印４−４の方向に切ってみた断面
図である。 第５図は、第４図の矢印４−４の方向にみた弁部材受容
孔の切頭円錐形延長部の図である。 １０ニ一体ブロック １８：供給孔 ２０：共通の分岐孔 ２４．２６：第１、第２マニホールド孔２８：第１弁部
材受容キャビティ又は孔３２：第１円筒形孔 ３４：第１切頭円錐形孔 ３６；大径端 ３８：小径端 ４２：第２弁部材受容キャビティ又は孔４６：第２円筒
形孔 ４８二第２切頭円錐形孔 ５０：大径端 ５２：小径端

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブロックと、 該ブロック内に穿設された供給孔と、 該ブロックを貫通し、前記供給孔と交差 して該供給孔を貫通し、該供給孔の両側に共通の分岐孔
   軸線に沿って第１方向と第２方向に延長するマニホール
   ド孔を形成する直線状の、障害突部のない共通の分岐孔
   と、 前記共通の分岐孔軸線に交差する第１弁 部材受容キャビティ軸線に沿って延長し前記第１マニホ
   ールド孔に交差する第１弁部材受容キャビティと、 前記共通の分岐孔軸線に交差する第２弁 部材受容キャビティ軸線に沿って延長し前記第２マニホ
   ールド孔に交差する第２弁部材受容キャビティと、から
   成り、 前記第１弁部材受容キャビティは、第１ 弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして前記ブロ
   ック内へ延長した第１円筒形孔と、該第１円筒形孔から
   第１弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして延長
   し、第１円筒形孔に連接した大径端と、小径端を有する
   第１切頭円錐形延長部と、第１切頭円錐形延長部の小径
   端を架け渡し、第１弁部材受容キャビティの底面を画定
   する第１壁面とを含み、前記第１マニホールド孔は、第
   １切頭円錐形延長部とは交差することなく、該第１壁面
   を貫通して延長しており、 前記第２弁部材受容キャビティは、第２ 弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして前記ブロ
   ック内へ延長した第２円筒形孔と、該第２円筒形孔から
   第１弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして延長
   し、第２円筒形孔に連接した大径端と、小径端を有する
   第２切頭円錐形延長部と、第２切頭円錐形延長部の小径
   端を架け渡し、第２弁部材受容キャビティの底面を画定
   する第２壁面とを含み、前記第２マニホールド孔は、第
   ２切頭円錐形延長部とは交差することなく、該第２壁面
   を貫通して延長していおることを特徴とする弁付マニホ
   ールド。 ２、ブロックと、 該ブロック内に穿設された供給孔と、 マニホールド孔軸線に沿って前記ブロッ ク内へ延長し、前記供給孔と交差する直線状の、障害突
   部のないマニホールド孔と、 前記マニホールド孔軸線に交差する弁部 材受容キャビティ軸線に沿って延長し前記マニホールド
   孔に交差する弁部材受容キャビティと、から成り、 該弁部材受容キャビティは、弁部材受容 キャビティ軸線と同軸関係をなして前記ブロック内へ延
   長した円筒形孔と、該円筒形孔から弁部材受容キャビテ
   ィ軸線と同軸関係をなして延長し、該円筒形孔に連接し
   た大径端と、小径端を有する切頭円錐形延長部と、該切
   頭円錐形延長部の小径端を架け渡し、該弁部材受容キャ
   ビティの底面を画定する壁面とを含み、該マニホールド
   孔は、切頭円錐形延長部とは交差することなく、該壁面
   を貫通して延長していることを特徴とする弁付マニホー
   ルド。 ３、ブロックと、 該ブロック内に穿設された供給孔と、 該ブロックを貫通し、前記供給孔と交差 して該供給孔を貫通し、該供給孔の両側に共通の分岐孔
   軸線に沿って第１方向と第２方向に延長するマニホール
   ド孔を形成する直線状の、障害突部のない共通の分岐孔
   と、 前記共通の分岐孔軸線に交差する第１弁 部材受容キャビティ軸線に沿って延長し前記第１マニホ
   ールド孔に交差する第１弁部材受容キャビティと、 前記共通の分岐孔軸線に交差する第２弁 部材受容キャビティ軸線に沿って延長し前記第２マニホ
   ールド孔に交差する第２弁部材受容キャビティと、から
   成り、 前記第１弁部材受容キャビティは、第１ 弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして前記ブロ
   ック内へ延長した第１円筒形孔と、該第１円筒形孔から
   第１弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして延長
   し、第１円筒形孔に連接した大径端と、小径端を有する
   第１切頭円錐形延長部と、第１切頭円錐形延長部の小径
   端を架け渡し、第１弁部材受容キャビティの底面を画定
   する第１壁面とを含み、前記第１マニホールド孔は、第
   １切頭円錐形延長部の大径端と小径端の両方を貫通して
   延長しており、 前記第２弁部材受容キャビティは、第２ 弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして前記ブロ
   ック内へ延長した第２円筒形孔と、該第２円筒形孔から
   第１弁部材受容キャビティ軸線と同軸関係をなして延長
   し、第２円筒形孔に連接した大径端と、小径端を有する
   第２切頭円錐形延長部と、第２切頭円錐形延長部の小径
   端を架け渡し、第２弁部材受容キャビティの底面を画定
   する第２壁面とを含み、前記第２マニホールド孔は、第
   ２切頭円錐形延長部の大径端と小径端の両方を貫通して
   延長していおることを特徴とする弁付マニホールド。 ４、ブロックと、 該ブロック内に穿設された供給孔と、 マニホールド孔軸線に沿って前記ブロッ ク内へ延長し、前記供給孔と交差する直線状の、障害突
   部のないマニホールド孔と、 前記マニホールド孔軸線に交差する弁部 材受容キャビティ軸線に沿って延長し前記マニホールド
   孔に交差する弁部材受容キャビティと、から成り、 該弁部材受容キャビティは、弁部材受容 キャビティ軸線と同軸関係をなして前記ブロック内へ延
   長した円筒形孔と、該円筒形孔から弁部材受容キャビテ
   ィ軸線と同軸関係をなして延長し、該円筒形孔に連接し
   た大径端と、小径端を有する切頭円錐形延長部と、該切
   頭円錐形延長部の小径端を架け渡し、該弁部材受容キャ
   ビティの底面を画定する壁面とを含み、該マニホールド
   孔は、切頭円錐形延長部の大径端と小径端の両方を貫通
   して延長していることを特徴とする弁付マニホールド。