JPH0868470A - 三方切換制御器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体製造プラント等に使用されて高純度ガ
ス等を取扱う三方切換制御器に於て、切換時に切換側の
ラインどうしが繋がらない様にする。 【構成】 ボディ２、バルブ３，４、シリンダ５、連繋
機構６、遊動手段７とで構成し、とりわけ、シリンダ５
を一つにし、シリンダ５の作動に依り各バルブ３，４を
交互に開閉させる連繋機構６をシリンダ５と各バルブ
３，４との間に設け、シリンダ５の初動時には各バルブ
３，４を自由状態にする遊動手段７を連繋機構６の一部
に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造プラ
ント等に使用されて高純度ガス等を取扱う三方切換制御
器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の三方切換制御器として
は、例えば図６並びに図７に記載したものが知られてい
る。当該三方切換制御器５０は、基本的には、三つの開
口５１，５２，５３とこれらのうちの二つづつを連通す
る二つの通路５４，５５を備えた一つのボディ５６と、
これに設けられて各通路５４，５５を開閉すると共に自
由状態時には閉状態に保たれる二つのバルブ５７，５８
と、これらを開閉させる二つのシリンダ５９，６０と、
から構成されている。各開口５１（ａ），５２（ｂ），
５３（ｃ）には、図略しているが、半導体製造装置等の
負荷、第一ガスＡの供給源、第二ガスＢの供給源が夫々
接続されている。各シリンダ５９，６０は、単動型エア
シリンダにしてあり、図略しているが、夫々電磁弁を介
して圧縮空気源に接続してある。而して、この様なもの
は、両シリンダを交互に作動させる事に依り両バルブを
交互に開閉させる様になっている。つまり、一方のシリ
ンダを作動させて同方のバルブを開状態にした時には、
他方のシリンダを作動させないで同方のバルブが閉状態
にされると共に、一方のシリンダを作動させないで同方
のバルブを閉状態にした時には、他方のシリンダを作動
させて同方のバルブが開状態にされる様になっている。
ところが、この様なものは、両シリンダが同時に作動さ
れると、両バルブが開状態になってボディの両通路が連
通状態になってしまう。つまり、切換時に切換側のライ
ンどうしが繋がってしまう。この為、各シリンダを制御
する各電磁弁に依りタイミングをずらして両シリンダが
同時に作動されない様にする必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、叙上の問題
点に鑑み、これを解決する為に創案されたもので、その
目的とする処は、切換時に切換側のラインどうしが繋が
らない様にした三方切換制御器を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の三方切換制御器
は、基本的には、三つの開口とこれらのうちの二つづつ
を連通する二つの通路を備えた一つのボディと、ボディ
に設けられて各通路を開閉すると共に自由状態時には閉
状態に保たれる二つのバルブと、ボディに設けられた一
つのシリンダと、シリンダと各バルブとの間に介設され
てシリンダの作動に依り各バルブを交互に開閉させる連
繋機構と、連繋機構の一部に設けられてシリンダの初動
時には各バルブを自由状態にする遊動手段と、から構成
した事に特徴が存する。

【０００５】

【作用】シリンダが作動されると、連繋機構に依り各バ
ルブが交互に開閉される。つまり、一方のバルブが開状
態の時には、他方のバルブが閉状態にされると共に、一
方のバルブが閉状態の時には、他方のバルブが開状態に
される。シリンダが作動されると、その初動時には遊動
手段に依り各バルブが自由状態にされ、閉状態に保たれ
る。この為、ボディの両通路が連通される事がない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の第一実施例に係る三方切換制
御器を示す縦断正面図。図２は、図１の横断平面図。図
３は、図１の弁フロー図である。三方切換制御器１は、
ボディ２、バルブ３，４、シリンダ５、連繋機構６、遊
動手段７とからその主要部が構成されている。この例で
は、復動タイプ（操作圧力が無い時は両側が閉状態にな
るもの）にしてある。ボディ２は、三つの開口８，９，
１０とこれらのうちの二つづつを連通する二つの通路１
１，１２を備えた一つのもので、この例では、ステンレ
ス製で直方体状を呈して居り、前側（図２に於て下側）
には第一開口８（出口、ａ）が、左側（図１、図２に於
て左側）には第二開口９（第一入口、ｂ）が、右側には
第三開口１０（第二入口、ｃ）が、第一開口８と第二開
口９の間にはこれらを連通する第一通路１１が、第一開
口８と第三開口１０の間にはこれらを連通する第二通路
１２が夫々形成されている。各開口８，９，１０には、
第一乃至第三継手１３，１４，１５が接続されている。
これらは、ボディ２に溶接されたステンレス製のスリー
ブと、これに外嵌されたステンレス製のユニオンナット
と、これらの間に介設されたピュアリングとから成って
いる。各継手１３，１４，１５には、図略しているが、
半導体製造装置等の負荷、第一ガスＡの供給源、第二ガ
スＢの供給源が夫々接続されている。バルブ３，４は、
ボディ２に設けられて各通路１１，１２を開閉すると共
に自由状態時には閉状態に保たれる二つのもので、この
例では、ボディ２の上側に設けられて第一通路１１を開
閉する第一バルブ３と、ボディ２の下側に設けられて第
二通路１２を開閉する第二バルブ４とから成っている。
これらは、同様の構造を呈し、いずれもダイレクトダイ
ヤフラム式で常閉型にしてあり、ボディ２を挟んで上下
に一直線状に対向して配置してある。第一バルブ３は、
ボディ２の上側で第一通路１１の途中に形成されて上方
が開放された凹状の第一弁室１６と、これの底面に埋没
状態で設けられた合成樹脂製で環状の第一弁座１７と、
第一弁室１６内に配設されてこれの気密を保つと共にそ
の中央部が上下動して第一弁座１７に当離座するステン
レスやインコネル（商標名）等の金属薄板製の第一ダイ
ヤフラム１８と、第一弁室１６内に挿入されて第一ダイ
ヤフラム１８の外周部をボディ２との間で気密状態に挾
持する金属製で筒状の第一ボンネット１９と、これをボ
ディ２側へ押圧する第一ボンネット押え２０と、これを
ボディ２に取付ける複数のボルト（図示せず）と、第一
ボンネット１９に昇降可能に支持された金属製の第一ス
テム２１と、これの先端に設けられて第一ダイヤフラム
１８の中央部に当接する第一ダイヤフラム押え２２と、
第一ステム２１を下側へ付勢して第一ダイヤフラム１８
を第一弁座１７に当座させる第一スプリング２３とから
成っている。第一ボンネット押え２０の上側には、第一
バルブ３を大きく覆う第一カバー２４と、これを第一ボ
ンネット押え２０に取付ける複数のボルト（図示せず）
が設けられている。第二バルブ４は、ボディ２の下側で
第二通路１２の途中に形成されて下方が開放された凹状
の第二弁室２５と、これの底面に埋没状態で設けられた
合成樹脂製で環状の第二弁座２６と、第二弁室２５内に
配設されてこれの気密を保つと共にその中央部が上下動
して第二弁座２６に当離座するステンレスやインコネル
（商標名）等の金属薄板製の第二ダイヤフラム２７と、
第二弁室２５内に挿入されて第二ダイヤフラム２７の外
周部をボディ２との間で気密状態に挾持する金属製で筒
状の第二ボンネット２８と、これをボディ２側へ押圧す
る第二ボンネット押え２９と、これをボディ２に取付け
るボルト（図示せず）と、第二ボンネット２８に昇降可
能に支持された金属製の第二ステム３０と、これの先端
に設けられて第二ダイヤフラム２７の中央部に当接する
第二ダイヤフラム押え３１と、第二ステム３０を上側へ
付勢して第二ダイヤフラム２７を第二弁座２６に当座さ
せる第二スプリング３２とから成っている。第二ボンネ
ット押え２９の下側には、第二バルブ４を大きく覆う第
二カバー３３と、これを第二ボンネット押え２９に取付
ける複数のボルト（図示せず）が設けられている。シリ
ンダ５は、ボディ２に設けられた一つのもので、この例
では、短縮と中立と伸長の三つの状態を取り得る複動型
エアシリンダにしてあり、ボディ２の上側に第一カバー
２４を介して設けられてボディ２と第一バルブ３と第二
バルブ４と共に一直線状に配置され、第一カバー２４の
上側に設けられたシリンダ本体３４と、これの内部に上
下動可能に設けられたピストン３５と、これに上側が取
付けられて下側がシリンダ本体３４を貫通して下突する
ピストンロッド３６と、ピストン３５に依りシリンダ本
体３４内に形成された上下のシリンダ室３７と、これら
に連通された上下のポート３８とから成っている。両ポ
ート３８には、図略しているが、一つの電磁弁を介して
圧縮空気源が接続されている。連繋機構６は、シリンダ
５と各バルブ３，４との間に介設されてシリンダ５の作
動に依り各バルブ３，４を交互に開閉させるもので、こ
の例では、シリンダ５の中立時には両バルブ３，４が閉
状態、シリンダ５の短縮時には第一バルブ３が開状態で
第二バルブ４が閉状態、シリンダ５が伸長時には第一バ
ルブ３が閉状態で第二バルブ４が開状態にするものにし
てあり、ボディ２と第一ボンネット押え２０と第二ボン
ネット押え２９に上下動可能に貫通された左右のロッド
３９と、これらの上部どうしを連結して中程が第一ステ
ム２１の上部に上下動可能に嵌挿された第一プレート４
０と、両ロッド３９の下部どうしを連結して中程が第二
ステム３０の下部に固定された第二プレート４１と、第
一ステム２１の上部に形成された亀頭状の第一掛片４２
と、シリンダ５のピストンロッド３６の下部に設けられ
て上動時には第一掛片４２に当合して第一ステム２１を
上動させると共に下動時には第一プレート４０に当合し
てこれを下動させる冠状の第二掛片４３とから成ってい
る。遊動手段７は、連繋機構６の一部に設けられてシリ
ンダ５の初動時には各バルブ３，４を自由状態にするも
ので、この例では、シリンダ５が中立から短縮する時と
伸長する時に於てシリンダ５の初動を遊動させるものに
してあり、連繋機構６の第一掛片４２と第二掛片４３と
の間に形成された第一間隙４４と、連繋機構６の第二掛
片４３と第一プレート４０との間に形成された第二間隙
４５とから成っている。

【０００７】次に、この様な構成に基づいて作用を述解
する。図１は、シリンダ５が中立状態、各バルブ３，４
が閉状態になっている。図１の状態から、シリンダ５の
下側ポート３８に圧縮空気が供給されると、ピストン３
５並びにピストンロッド３６が上動され、所謂シリンダ
５が短縮される。シリンダ５が短縮されると、連繋機構
６の第一掛片４２と第二掛片４３が当合され、第一ステ
ム２１が第一スプリング２３に抗して上動され、第一ダ
イヤフラム１８が第一弁座１７から離座され、第一バル
ブ３が開状態にされる。第一バルブ３が開状態にされる
と、第一ガスＡが第二継手１４→第二開口９→第一通路
１１→第一開口８→第一継手１３と通流される。この
時、連繋機構６の第二掛片４３と第一プレート４０が離
間され、第二バルブ４がそのまま図１に示す閉状態に保
たれる。第二バルブ４が閉状態に保たれると、第二ガス
Ｂの第三継手１５から第一継手１３への通流が遮断され
る。図１の状態から、シリンダ５の上側ポート３８に圧
縮空気が供給されると、ピストン３５並びにピストンロ
ッド３６が下動され、所謂シリンダ５が伸長される。シ
リンダ５が伸長されると、連繋機構６の第二掛片４３と
第一プレート４０が当合され、ロッド３９と第二プレー
ト４１を介して第二ステム３０が第二スプリング３２に
抗して下動され、第二ダイヤフラム２７が第二弁座２６
から離座され、第二バルブ４が開状態にされる。第二バ
ルブ４が開状態にされると、第二ガスＢが第三継手１５
→第三開口１０→第二通路１２→第一開口８→第一継手
１３と通流される。この時、連繋機構６の第一掛片４２
と第二掛片４３が離間されて第一バルブ３がそのまま図
１に示す閉状態に保たれる。第一バルブ３が閉状態に保
たれると、第一ガスＡの第二継手１４から第一継手１３
への通流が遮断される。シリンダ５が伸縮作動される
と、その初動時には遊動手段７の第一間隙４４や第二間
隙４５に依り各バルブ３，４が自由状態にされ、閉状態
に保たれる。この為、ボディ２の両通路１１，１２が連
通される事がなく、第一ガスＡと第二ガスＢが混合され
て半導体製造装置等に送られる事がない。

【０００８】次に、本発明の第二実施例を図４並びに図
５に基づいて説明する。第二実施例は、シリンダ５を、
短縮と伸長の二状態を取り得てスプリング４６に依り常
時伸長状態に付勢された所謂単動型エアシリンダにした
点、連繋機構６を、シリンダ５の伸長時には第一バルブ
３を閉状態に、第二バルブ４を開状態にするものにした
点、遊動手段７を、第一掛片４２と第二掛片４３との間
に形成された第一間隙４４のみにした点、が第一実施例
と異なる。この様なものは、通常、図４に示す如く、シ
リンダ５が伸長状態、第一バルブ３が閉状態、第二バル
ブ４が開状態になっている。図４の状態から、シリンダ
５のポート３８に圧縮空気が供給されると、ピストン３
５並びにピストンロッド３６がスプリング４６に抗して
上動され、所謂シリンダ５が短縮される。シリンダ５が
短縮されると、連繋機構６の第一掛片４２と第二掛片４
３が当合され、第一ステム２１が第一スプリング２３に
抗して上動され、第一ダイヤフラム１８が第一弁座１７
から離座され、第一バルブ３が開状態にされる。第一バ
ルブ３が開状態にされると、第一ガスＡが第二継手１４
→第二開口９→第一通路１１→第一開口８→第一継手１
３と通流される。この時、第二バルブ４の第二スプリン
グ３２に依り第二ステム３０、第二プレート４１、ロッ
ド３９、第一プレート４０が上動され、第一プレート４
０が第二掛片４３に当合したまま追動し、第二バルブ４
が閉状態にされる。第二バルブ４が閉状態にされると、
第二ガスＢの第三継手１５から第一継手１３への通流が
遮断される。前記の状態から、シリンダ５のポート３８
への圧縮空気の供給が停止されると、ピストン３５並び
にピストンロッド３６がスプリング４６に依り下動さ
れ、所謂シリンダ５が伸長される。シリンダ５が伸長さ
れると、連繋機構６の第二掛片４３と第一プレート４０
が当合され、第一プレート４０、ロッド３９、第二プレ
ート４１、第二ステム３０が第二スプリング３２に抗し
て下動され、第二ダイヤフラム２７が第二弁座２６から
離座され、第二バルブ４が図４に示す如く、開状態にさ
れる。第二バルブ４が開状態にされると、第二ガスＢが
第三継手１５→第三開口１０→第二通路１２→第一開口
８→第一継手１３と通流される。この時、連繋機構６の
第一掛片４２と第二掛片４３が離間されて第一バルブ３
がそのまま図４に示す閉状態に保たれる。第一バルブ３
が閉状態に保たれると、第一ガスＡの第二継手１４から
第一継手１３への通流が遮断される。シリンダ５が伸縮
作動されると、その初動時には遊動手段７の第一間隙４
４に依り各バルブ３，４が自由状態にされ、閉状態に保
たれる。この為、ボディ２の両通路１１，１２が連通さ
れる事がなく、第一ガスＡと第二ガスＢが混合されて半
導体製造装置等に送られる事がない。この様なものは、
シリンダ５が単動型であるので、圧縮空気の配管が単一
で良く、制御系が簡素化される。

【０００９】尚、ボディ２は、先の実施例では、三つの
開口８，９，１０の内の二つを入口に一つを出口にした
が、これに限らず、例えば三つの開口８，９，１０の内
の一つを入口に二つを出口にしても良い。バルブ３，４
は、先の実施例では、ボディ２を挟んで対向して配設し
たが、これに限らず、例えば並設しても良い。連繋機構
６は、先の実施例では、ロッド３９、プレート４０，４
１、掛片４２，４３とで構成したが、これに限らず、適
宜変更しても良い。

【００１０】

【発明の効果】以上、既述した如く、本発明に依れば、
次の様な優れた効果を奏する事ができる。 （１） ボディ、バルブ、シリンダ、連繋機構、遊動手
段とで構成し、とりわけ、シリンダを一つにし、シリン
ダの作動に依り各バルブを交互に開閉させる連繋機構を
シリンダと各バルブとの間に設け、シリンダの初動時に
は各バルブを自由状態にする遊動手段を連繋機構の一部
に設けたので、切換時に切換側のラインどうしが繋がる
事がない。 （２） 連繋機構が設けてあるものの、シリンダを一つ
にしたので、全体をコンパクトにする事ができる。 （３） 連繋機構が設けてあるものの、シリンダを一つ
にしたので、シリンダの制御系が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る三方切換制御器を示
す縦断正面図。

【図２】図１の横断平面図。

【図３】図１の弁フロー図。

【図４】本発明の第二実施例に係る三方切換制御器を示
す縦断正面図。

【図５】図４の弁フロー図。

【図６】従来の三方切換制御器を示す縦断正面図。

【図７】図６の側面図。

【符号の説明】

１，５０…三方切換制御器、２，５６…ボディ、３，
４，５７，５８…バルブ、５，５９，６０…シリンダ、
６…連繋機構、７…遊動手段、８，９，１０，５１，５
２，５３…開口、１１，１２，５４，５５…通路、１
３，１４，１５…継手、１６，２５…弁室、１７，２６
…弁座、１８，２７…ダイヤフラム、１９，２８…ボン
ネット、２０，２９…ボンネット押え、２１，３０…ス
テム、２２，３１…ダイヤフラム押え、２３，３２…ス
プリング、２４，３３…カバー、３４…シリンダ本体、
３５…ピストン、３６…ピストンロッド、３７…シリン
ダ室、３８…ポート、３９…ロッド、４０，４１…プレ
ート、４２，４３…掛片、４４，４５…間隙、４６…ス
プリング、Ａ，Ｂ…ガス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三つの開口とこれらのうちの二つづつを
   連通する二つの通路を備えた一つのボディと、ボディに
   設けられて各通路を開閉すると共に自由状態時には閉状
   態に保たれる二つのバルブと、ボディに設けられた一つ
   のシリンダと、シリンダと各バルブとの間に介設されて
   シリンダの作動に依り各バルブを交互に開閉させる連繋
   機構と、連繋機構の一部に設けられてシリンダの初動時
   には各バルブを自由状態にする遊動手段と、から構成し
   た事を特徴とする三方切換制御器。