JPH0618154Y2 - ボンベ元弁作動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はボンベ元弁作動装置に係り、特に有害なガスを
貯蔵するボンベの元弁を開閉するボンベ元弁作動装置に
関する。

従来の技術 例えば半導体製造工程で使用される半導体用材料ガスは
ガスの種類によって非常に毒性が強いもの、可燃性のも
の、自然性のもの、支燃性のもの、あるいはこれらが複
合された性質のものがある。これらの有毒なガスを貯蔵
するボンベは、操作ハンドルの回動により元弁が開閉す
ることにより開状態または閉状態に切り換わり、かつ、
この元弁は全開から全閉への操作ハンドルの操作角度が
予め所定の回動角度に設定されている。

そして、このボンベは排気ダクトを備えたボンベ収納ボ
ックス内に収納されており、ボンベ上部にボンベ内のガ
スを外部に供給するためボンベを開閉する元弁が取付け
られていた。このため、上記のようなボンベを開閉する
元弁を遠隔操作により自動的に開閉するボンベ元弁作動
装置が開発されつつある。

このようにボンベの元弁を開閉する従来のボンベ元弁作
動装置は、ボンベの元弁の上方にボンベと一体的にアク
チュエータを取付け、このアクチュエータに操作信号を
供給して元弁を開閉操作する構成とされていた。また、
アクチュエータの駆動軸には元弁の操作ハンドルの外周
凹部に結合される結合部材が設けられていた。

更に、上記ボンベ元弁作動装置には、アクチュエータの
駆動軸の回動位置が前記ボンベの元弁の閉状態を示す範
囲内にあるのを検出する弁閉位置検出手段と、この弁閉
位置検出手段の検出に基づいてこれを表示する弁閉表示
部とが設けられている。このため、前記ボンベの元弁が
閉弁状態に有るのか開弁状態に有るのかは、この弁閉表
示部を目視することにより判断可能となっている。

また、この閉弁表示部でボンベの閉弁を確認してからボ
ンベを交換することにより、ボンベの元弁が開状態とな
ったままボンベが交換されて外部にボンベ内のガスが吐
出されるような危険を防止している。

考案が解決しようとする問題点 前記ボンベの操作ハンドルの回動操作によるボンベの元
弁が閉状態となる角度は所定の角度範囲を有しているた
め、上記従来のボンベ元弁作動装置では、上記所定の角
度範囲に前記アクチュエータの駆動軸の回動位置がある
場合には、弁閉表示部にボンベの元弁の弁閉状態を表示
するようになっている。また、前記アクチュエータの駆
動軸を駆動するためのピストンは、変位可能範囲を越え
て変位することは不可能であるので、アクチュエータの
駆動軸の回動可能角度範囲にも制限がある。

このため、ボンベの交換作業の際（以下の説明におい
て、ボンベ元弁作動装置に新たに取り付けられるボンベ
は、全て同程度閉弁されているものとする。）、作業者
が単に弁閉表示部によりボンベの元弁が閉弁しているの
を確認して、アクチュエータの駆動軸に連結された結合
部材を元弁の操作ハンドルに結合させると、アクチュエ
ータの作動位置と元弁の操作ハンドルの位置とが一致せ
ず、前記元弁を全開状態とすることができなくなってし
まったり、又、前記元弁を閉状態にするときに所定の力
で前記元弁を締めつけることができないという問題点が
あった。

以下に、上記問題点を具体的に説明する。

例えば、前記アクチュエータの駆動軸を少しずつ回転さ
せていき、弁閉表示部にボンベの元弁が閉弁されたのが
表示された時点で前記アクチュエータの駆動軸の回転を
停止させ、この状態でアクチュエータの駆動軸に連結さ
れた結合部材を元弁の操作ハンドルに結合させる。この
場合、該元弁を開弁操作すると、該元弁が完全に開弁
（全開状態）する前に前記ピストンの位置が前述の変位
可能範囲のうち開弁方向の限界位置に達してしまい、こ
の結果、該元弁を完全に開弁することができなくなって
しまうという問題点がある。

また、前記アクチュエータの駆動軸を閉弁方向に完全に
回転させた状態（全閉状態）でアクチュエータの駆動軸
に連結された結合部材を元弁の操作ハンドルに結合させ
る。この場合、該元弁を開弁操作したのちに閉弁操作す
ると、前記ピストンの位置が前述の変位可能範囲のうち
閉弁方向の限界位置に達したときに、該元弁が閉弁する
事になってしまうため、前記接合部材と前記元弁の操作
ハンドルとの間にガタつきがある場合には、前記元弁が
全閉状態となる前にアクチュエータのピストンが閉弁方
向の限界位置に達してしまい該元弁を完全に閉弁するこ
とができなくなってしまうという問題点があった。

このため、結合部材を操作ハンドルに結合する際、アク
チュエータが適正な位置に作動していることを確認でき
ることが要望されていた。

そこで、本考案は上記要望に応じたボンベ元弁作動装置
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本考案は、ガスが封入されたボンベと、 前記ボンベに取付けられ、操作部の回動操作により開状
態又は閉状態となり、当該ボンベ内のガスを外部に吐出
又は吐出停止する元弁と、 操作信号の供給により所定の変位可能範囲内で変位する
ピストンと、該ピストンの変位量に応じて所定角度回動
する駆動軸とを有するアクチュエータと、 一側が前記アクチュエータの駆動軸に連結され、他側が
前記元弁の操作部に着脱可能に結合される結合部材と、 前記アクチュエータの駆動軸の回動位置が前記元弁の閉
状態を示す範囲内にあるか否かを検出する弁閉検出手段
と、 前記弁閉検出手段による検出に基づいて前記元弁の閉状
態を表示する弁閉表示部と、 からなるボンベ元弁作動装置において、 前記アクチュエータの駆動軸の回動位置が、前記結合部
材を前記元弁の操作部に結合させる際の結合適正位置を
示す範囲内にあるか否かを検出する結合適正位置検出手
段と、 前記結合適正位置検出手段による検出に基づいて、前記
アクチュエータの駆動軸の回動位置が結合適正位置にな
っていることを表示する結合適正位置表示部と、 を設け、 前記結合適正位置を示す範囲は前記元弁の閉状態を示す
範囲内にあることを特徴とする。

作用 本考案では、ボンベ交換時、アクチュエータの駆動軸の
回動位置が結合適正位置にあることを結合適正位置表示
部により確認し、この状態で結合部材を新たなボンベの
元弁の操作部（但し、新たなボンベの元弁は全て同程度
閉弁されているものとする。）に結合するため、アクチ
ュエータの駆動軸の回動位置と元弁の作動位置とを一致
させ、アクチュエータの駆動軸の回動位置と元弁の作動
位置とを適正な状態で結合させることができる。従っ
て、結合部材を元弁の操作部に結合させる際にアクチュ
エータの駆動軸の回動位置をボンベの閉弁状態を示す範
囲内のいずれかの位置に単に合わせるのではなく、アク
チュエータの駆動軸の回動位置を閉弁範囲内の結合適正
位置に合わせてから元弁の操作部に結合することができ
る。

実施例 第１図及び第２図に本考案になるボンベ元弁作動装置の
一実施例を示す。

両図中、例えばボンベ１には高濃度な半導体用材料ガス
が封入されている。各ボンベ１は夫々所定間隔離間させ
垂直に立てた状態で保持されてボンベ収納ボックス２内
に収納されている。ボンベ１の上部には元弁３が取付け
られている。元弁３はその上部に開閉操作する操作ハン
ドル３ａを有する。

したがって、元弁３は操作ハンドル３ａの回動操作によ
りその弁開度を調整される。このため、元弁３の弁開度
に応じた流量のガスがボンベ１より流出し元弁３に連通
接続された配管４を介してボンベ収納ボックス２の外部
に供給される。

なお、元弁３の全開位置から全閉位置までの操作ハンド
ル３ａの操作角度の範囲は例えば160°である。

５は圧縮空気に供給により往復動するピストン（図示せ
ず）を有するアクチュエータで、ボンベ収納ボックス２
の天板２ａの上面に配設されており、ボンベ１より離間
した位置にある。アクチュエータ５の駆動軸６は天板２
ａを挿通してボンベ収納ボックス２内に突出している。
また、駆動軸６は自在継手７に連結されている。

８はチャック（結合部材）で、元弁３の操作ハンドル３
ａの外周に結合している。また、チャック８の上部に突
出した軸８ａは自在継手７に連結されている。したがっ
て、アクチュエータ５の駆動軸６は自在継手７を介して
チャック８に連結されている。

９は操作器で、ボンベ収納ボックス２より離れた位置に
設けられており、アクチュエータ５に元弁３を開閉する
ための開閉信号を供給する開，閉弁スイッチ９ａ，９ｂ
及び緊急遮断スイッチ９ｃを有する。

１０は空気配管で、アクチュエータ５の駆動軸６を回転
駆動するピストンを駆動させるための空気圧力をアクチ
ュエータ５に供給する。

第２図に示す如く、チャック８の内周にはゴム等の弾性
部材１１が設けられている。また、後述するようにボン
ベ交換時に元弁３の操作ハンドル３ａにチャック８を結
合させる際は、一対の可撓部８ａをネジ１２の締付けに
より内周側に変位させて弾性部材１１を操作ハンドル３
ａの外周凹部に食い込ませる。

なお、アクチュエータ５の側面にはチャック８を操作ハ
ンドル３ａに結合する際、アクチュエータ５が適正位置
に作動していることを表示する適正位置表示ランプ１５
ｂが設けてある。

アクチュエータ５の上部には駆動軸６の上端６ａが突出
している。また、アクチュエータ５の上部には駆動軸６
の回転位置を検出する検出機構１６が設けられている。
駆動軸６の上端６ａには４枚のカム１３ａ〜１３ｄが設
けてある。また、アクチュエータ５の上部には４枚のカ
ム１３ａ〜１３ｄに対向するスイッチ１４ａ〜１４ｄが
設けられている。

駆動軸６に設けられた各カム１３ａ〜１３ｄは元弁３を
開閉する際元弁３の開閉状態を検出するべく駆動軸６の
回動位置に応じて各スイッチ１４ａ〜１４ｄを閉成す
る。

したがって、カム１３ａ〜１３ｄとスイッチ１４ａ〜１
４ｄとにより検出機構１６が構成されている。

なお、第３図に示す如く、各スイッチ１４ａ〜１４ｄは
夫々中央管理室及びアクチュエータ５等に配設された表
示ランプ１５ａ〜１５ｄに接続されている。したがっ
て、後述するようにスイッチ１４ａ〜１４ｄが閉成する
と表示ランプ１５ａ〜１５ｄが点灯して表示する。

第４図（Ａ）に示す如く、スイッチ１４は元弁３の作動
範囲が開弁から閉弁状態に切り換わったことを検出する
スイッチである。カム１３ａはスイッチ１４ａに対向し
ており、全開位置より160°の位置から２０°の範囲で
突出するカム部１３ａ_１を有している。このため、第５
図の線図Ｉに示す如く、駆動軸６が全開位置より160〜1
80°の位置に回動したときカム部１３ａ_１が接片１４ａ
_１に当接し、スイッチ１４ａを閉成する。

第４図（Ｂ）に示す如く、スイッチ１４ｂはチャック８
の閉弁位置の操作ハンドル３ａに取付ける際の結合適正
位置を検出するスイッチである。カム１３ｂはスイッチ
１４ｂに対向しており、全開位置より165°の位置から
５°の範囲で突出するカム部１３ｂ_１を有している。こ
のため、第５図中、線図IIに示す如く、駆動軸６が全開
位置より165〜170°の位置に回動したときカム部１３ｂ
_１が接片１４ｂ_１に当接し、スイッチ１４ｂを閉成す
る。

第４図（Ｃ）に示す如く、スイッチ１４ｃは駆動軸６が
過剰に回転したことを検出するスイッチである。カム１
３ｃはスイッチ１４ｃに対向しており、全開位置より17
5°の位置から５°の範囲で突出するカム部１３ｃ_１を
有している。このため、第５図中、線図IIIに示す如
く、駆動軸６が全開位置より175〜180°の位置に回動し
たときカム部１３ｃ_１が接片１４ｃ_１に当接しスイッチ
１４ｃを閉成する。

第４図（Ｄ）に示す如く、スイッチ１４ｄは元弁３が全
開していることを検出するスイッチである。カム１３ｄ
はスイッチ１４ｄに対向しており、全開位置より５°の
範囲で突出するカム部１３ｄ_１を有している。このた
め、第５図中、線図IVに示す如く、駆動軸６が全開位置
より０〜５°の位置に回動したときカム部１３ｄ_１が接
片１４ｄ_１に当接し、スイッチ１４ｄを閉成する。

次にボンベ１を交換する際につき説明する。

まず、ネジ１２を弛めてチャック８を操作ハンドル３ａ
より外す。そして、使用済みのボンベ１をボンベ収納ボ
ックス２より運び出す。次に、新品のボンベ１をボンベ
収納ボックス２内に運搬して所定位置に設置する。

なお、元弁３の操作ハンドル３ａは閉弁位置（全閉状
態）に操作されている。ここで、チャック８を操作ハン
ドル３に結合する前にアクチュエータ５が適正位置に作
動していることを次のようにして確認する。

まず、操作器９の開，閉弁スイッチ９ａ，９ｂを操作し
てアクチュエータ５に操作信号を供給する。これによ
り、空気配管１０に接続された電磁弁の開，閉弁用ソレ
ノイド５ａ，５ｂが作動して空気配管１０からの空気圧
力がアクチュエータ５のシリンダ部に導入されピストン
（図示せず）を変位させる。このようにアクチュエータ
５が作動して駆動軸６が駆動される。

そして、駆動軸６が開弁位置より160°の位置に回転す
ると、カム１３ａはスイッチ１４ａを閉成させる。これ
により、閉弁位置表示ランプ１５ａが点灯する。

駆動軸６が開弁位置より165〜170°の位置に回動する
と、カム１３ｂにより結合適正位置を検出するスイッチ
１４ｂが閉成される。これにより、適正位置表示ランプ
１５ｂが点灯し、アクチュエータ５が適正位置に作動し
たことが表示される。

このようにして、先ず閉弁位置表示ランプ１５ａが点灯
してアクチュエータ５の駆動軸６が閉弁位置、つまり元
弁３の作動範囲が開弁から閉弁状態に切り換わったこと
が分かり、さらに適正位置表示ランプ１５ｂの点灯によ
りアクチュエータ５の駆動軸６が閉弁のための適正な位
置に回転したことが分かる。従って、上記表示ランプ１
５ａ，１５ｂの点灯によりアクチュエータ５の駆動軸６
が適正位置にあることを確認した後、第２図に示すよう
にチャック８を操作ハンドル３ａに結合させる。このた
め、チャック８はアクチュエータ５が閉弁位置に作動し
た状態で、閉弁位置の操作ハンドル３ａに結合させるこ
とができる。しかも、適正位置表示ランプ１５ｂの点灯
により容易に確認できるため、ボンベ交換時アクチュエ
ータ５の作動位置と元弁３の開閉位置とを容易に一致さ
せてチャック８を操作ハンドル３ａに結合させることが
できる。

さらに、元弁３が全開位置より閉弁するまでの回転角度
は160°であるが、適正位置を表示する結合適正位置検
出スイッチ１４ｂが閉成されるのは165〜170°である。
このため、結合適正位置を閉弁位置よりも５〜１０°遅
らせて設定できるのでスイッチ１４ａが閉成し、閉弁し
たことを検出した後、確実に元弁３を完全に閉弁させる
ことができる。

例えば、アクチュエータ５の駆動軸６を少しずつ回転さ
せていき、適正位置表示ランプ１５ｂが点灯した時点で
アクチュエータ５の駆動軸６の回転を停止させ、この状
態でアクチュエータ５の駆動軸６に連結されたチャック
８を元弁３の操作ハンドル３ａに結合させて元弁３を開
弁操作すると、元弁３が完全に開弁（全開状態）した後
にアクチュエータ５のピストン（図示せず）が変位可能
範囲のうち開弁方向の限界位置に達することになる。

又、アクチュエータ５の駆動軸６を閉弁方向に完全に回
転させた状態（全閉状態）でアクチュエータ５の駆動軸
６に連結されたチャック８を元弁３の操作ハンドル３ａ
荷結合させて元弁３を開弁操作したのちに閉弁操作する
と、アクチュエータ５のピストン（図示せず）の位置が
変位可能範囲のうち閉弁方向の限界位置に達する前に、
元弁３が閉弁する。

従って、ボンベ交換後操作器９の開，閉弁スイッチ９
ａ，９ｂを操作することにより、元弁３の操作ハンドル
３ａがアクチュエータ５によって正確に駆動され、例え
ば元弁３が開度不足となったり、あるいは閉弁信号が供
給される前に元弁３が全閉してしまうといった不都合が
無い。

考案の効果 上述の如く、本考案になるボンベ元弁作動装置によれ
ば、ボンベ交換時、アクチュエータの駆動軸の回動位置
が結合適正位置にあることを結合適正位置表示部により
確認し、この状態で結合部材を新たなボンベの元弁の操
作部に結合するため、アクチュエータの駆動軸が全開方
向の限界位置に作動する前に元弁が全開となり、あるい
はアクチュエータの駆動軸が全閉方向の限界位置に作動
する前に元弁が全閉となるようにアクチュエータのの駆
動軸が作動位置と元弁の作動位置とを適正な状態で結合
させることができる。したがって、ボンベ交換完了後ア
クチュエータを駆動させて元弁を開閉するときアクチュ
エータの駆動軸の作動位置を元弁の開閉弁位置に正確に
対応させることができ、例えばアクチュエータのピスト
ンが変位可能範囲のうち開弁方向の限界位置に達する前
に元弁を完全に開弁（全開状態）させることができ、あ
るいはアクチュエータのピストンが変位可能範囲のうち
閉弁方向の限界位置に達する前に元弁を完全に閉弁（全
閉状態）させることができるので、装置の信頼性の向上
を図ることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になるボンベ元弁作動装置の一実施例を
説明するための概略構成図、第２図はアクチュエータの
作動位置を検出する検出機構及びアクチュエータとボン
ベの元弁とを結合する部分を説明するための図、第３図
は各スイッチ及び各表示ランプの回路図、第４図（Ａ）
は閉弁位置を検出するリミットスイッチとカムの平面
図、第４図（Ｂ）はアクチュエータの駆動軸が元弁の操
作ハンドルと結合される際適正な位置である検出するリ
ミットスイッチとカムの平面図、第４図（Ｃ）は駆動軸
が過回転したことを検出するリミットスイッチとカムの
平面図、第４図（Ｄ）は開弁位置を検出するリミットス
イッチとカムの平面図、第５図は駆動軸の回転角に応じ
た各リミットスイッチの作動を説明する線図である。 １…ボンベ、３…元弁、５…アクチュエータ、６…駆動
軸、７…自在継手、８…チャック、９…操作器、９ａ…
開弁スイッチ、９ｂ…閉弁スイッチ、９ｃ…緊急遮断ス
イッチ、１３ａ〜１３ｄ…カム、１４ｂ…結合適正位置
検出スイッチ、１５ａ〜１５ｄ…表示ランプ、１６…検
出機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスが封入されたボンベと、 前記ボンベに取付けられ、操作部の回動操作により開状
   態又は閉状態となり、当該ボンベ内のガスを外部に吐出
   又は吐出停止する元弁と、 操作信号の供給により所定の変位可能範囲内で変位する
   ピストンと、該ピストンの変位量に応じて所定角度回動
   する駆動軸とを有するアクチュエータと、 一側が前記アクチュエータの駆動軸に連結され、他側が
   前記元弁の操作部に着脱可能に結合される結合部材と、 前記アクチュエータの駆動軸の回動位置が前記元弁の閉
   状態を示す範囲内にあるか否かを検出する弁閉検出手段
   と、 前記弁閉検出手段による検出に基づいて前記元弁の閉状
   態を表示する弁閉表示部と、 からなるボンベ元弁作動装置において、 前記アクチュエータの駆動軸の回動位置が、前記結合部
   材を前記元弁の操作部に結合させる際の結合適正位置を
   示す範囲内にあるか否かを検出する結合適正位置検出手
   段と、 前記結合適正位置検出手段による検出に基づいて、前記
   アクチュエータの駆動軸の回動位置が結合適正位置にな
   っていることを表示する結合適正位置表示部と、 を設け、 前記結合適正位置を示す範囲は前記元弁の閉状態を示す
   範囲内にあることを特徴とするボンベ元弁作動装置。