JPH10185098A - エアチューブ接続状態検知装置 - Google Patents

エアチューブ接続状態検知装置

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JPH10185098A JP8350697A JP35069796A JPH10185098A JP H10185098 A JPH10185098 A JP H10185098A JP 8350697 A JP8350697 A JP 8350697A JP 35069796 A JP35069796 A JP 35069796A JP H10185098 A JPH10185098 A JP H10185098A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エア作動式バルブを閉止状態とすべくエアチ
ューブをバルブから取り外した場合に、その取り外した
状態を検知することのできる装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、ガス容器１２用のエア作動式
バルブ１６に圧縮空気を供給するためのエアチューブ５
６の先端部がバルブ１６に接続されているか否かを検知
するための装置１０に関し、バルブ１６から離れた所定
の位置に設けられ、エアチューブ５６の先端部が接続さ
れる被接続部材８２と、被接続部材８２にエアチューブ
５６の先端部が接続されていることを検知する検知手段
８６とを備えることを特徴としている。この構成におい
て、エアチューブ５６が被接続部材８２に接続されてい
ることが検知手段８６により検知された場合、エアチュ
ーブ５６がバルブ１６から取り外されていると認識でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス容器のエア作
動式バルブに関し、特に、空気圧を印加するためのエア
チューブがエア作動式バルブに接続されているか否かを
検知するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造等に用いられる特殊材料ガス
は、通常、ガスボンベないしはガスシリンダと称される
可搬型のガス容器に貯蔵された状態で使用される。かか
る半導体製造用の特殊材料ガスには、可燃性（爆発
性）、毒性、腐食性、支燃性等の危険性を有するものが
多く、その使用に際しては十分な安全上の配慮がなされ
なければならない。このため、従来、危険性のある特殊
材料ガスが封入されたガス容器は、排気ダクトを有する
シリンダキャビネットと呼ばれる箱体内に収容すること
とし、万が一のガス漏れに備えている。
【０００３】このようにガス容器をシリンダキャビネッ
ト内に収納した場合、ガス容器のバルブの開閉は、安全
上、遠隔操作により自動的に行われるのが望ましく、よ
って従来から種々の遠隔操作可能なバルブが用いられて
いる。従来一般の遠隔操作型のバルブとしては、空気圧
アクチュエータにより弁体を移動させ開閉を行うエア作
動式バルブがある。ガス容器用のエア作動式バルブは常
閉型であり、圧縮空気を空気圧アクチュエータに供給し
た場合にのみバルブが開放されるよう構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガス容器を
交換のためにプロセスラインから取り外す場合等には、
予めライン中の残留ガスをパージしておき、ラインから
特殊材料ガスが外部に漏出しないようにしている。この
パージ作業はガス容器のバルブを閉じた状態で行う必要
があり、エア作動式バルブにあっては、圧縮空気の供給
を停止することでバルブを閉じることとしている。しか
し、エア作動式バルブにエアチューブが接続されている
と、人為的な誤操作やエア制御回路の故障等により圧縮
空気がバルブに供給されるおそれがある。そこで、パー
ジ作業では、エアチューブをエア作動式バルブから予め
取り外しておくことが前提条件とされている。
【０００５】しかしながら、エアチューブの取外しは作
業員による人為的作業であるため、過誤等により、エア
チューブを取り外すのを忘れることがある。勿論、かか
る場合でも、パージ時には圧縮空気の供給は自動的に停
止されるようになっているので、なんら問題はないが、
万が一の事態に備えることはフェールセーフの多重化と
いう観点からは望ましい。
【０００６】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、エア作動式バルブを閉止状態とす
べくエアチューブをバルブから取り外した場合に、その
取り外した状態を検知することのできる装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ガス容器用のエア作動式バルブに圧縮空
気を供給するためのエアチューブの先端部がエア作動式
バルブに接続されているか否かを検知するための装置に
おいて、エア作動式バルブから離れた所定の位置に設け
られ、エアチューブの先端部が接続される被接続部材
と、被接続部材にエアチューブの先端部が接続されてい
ることを検知する検知手段とを備えることを特徴として
いる。
【０００８】この構成において、エアチューブが被接続
部材に接続されていることが検知手段により検知された
場合、エアチューブがエア作動式バルブから取り外され
ていると認識でき、また、その逆の場合には、エアチュ
ーブがバルブに接続されている可能性があると認識でき
る。
【０００９】検知手段は、エアチューブの先端部が被接
続部材に接続された時のみ該被接続部材を通してエアチ
ューブ内に空気を供給するエア供給手段と、このエア供
給手段から空気が供給されていることを検知する空気供
給検知手段とを備えるものが考えられる。また、検知手
段は光電センサを用いたものとしてもよい。
【００１０】更に、本発明のエアチューブ接続状態検知
装置は、前記検知手段により検知された結果に基づき、
ガス容器に関連するシステムを制御する制御手段を備え
てもよい。かかる構成により、エアチューブがエア作動
式バルブに接続されている可能性がある場合、例えばパ
ージ工程を実行できないようシステムを制御することが
可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
実施形態について説明する。図１は本発明によるエアチ
ューブ接続状態検知装置１０が適用されたガス供給シス
テムを示している。このガス供給システムは、ガス容器
１２内に貯蔵されているシラン系ガス等の半導体製造用
特殊材料ガスを所定の半導体製造装置（図示せず）に供
給するためのものである。より詳細に述べるならば、図
示実施形態のガス供給システムは、半導体製造装置にガ
スを供給するプロセスラインとしての配管１４を備えて
いる。この配管１４の一端は、ガス容器１２の口部に取
り付けられたバルブ１６の吐出口１８に継手２０により
取外し可能に接続される。また、配管１４中には、バル
ブ１６の側から、ガスを常温に昇温するための熱交換器
２２、開閉弁２４及び流量調節弁２６が設けられてい
る。更に、この配管１４には、熱交換器２２と開閉弁２
４との間に２本の配管２８，３０が接続されている。一
方の配管２８は窒素ガス等のパージガスをパージガス供
給源から供給するためのものであり、他方の配管３０は
パージガスを大気中にベントするためのものであり、そ
れぞれに開閉弁３２，３４が介設されている。勿論、配
管３０には特殊材料ガスを無害化する適当な排ガス処理
装置（図示せず）が設けられており、また、ガス容器１
２は安全のためにシリンダキャビネット（図示せず）内
に収容されている。
【００１２】ガス容器１２に取り付けられているバルブ
１６はエア作動式である。本発明を適用できるエア作動
式バルブ１６としてはベロー型、ダイアフラム型等、種
々あるが、この実施形態におけるバルブ１６は、図２に
明示するようなピストン型の空気圧アクチュエータ３６
を有している。すなわち、図示のエア作動式バルブ１６
は、空気圧アクチュエータ３６内のピストン３８を圧縮
空気により上下させ、ピストン３８に一体的に取り付け
られた弁体４０を弁座４２に対して係合・分離させるこ
とで、ガス容器１２内から流路４４，４６を経て吐出口
１８に流れるガス流を制御するよう構成されている。ピ
ストン３８は空気圧アクチュエータ３６の内部空間を上
下に仕切っており、上部空間４８にはピストン３８を下
方に押圧する圧縮ばね５０が配置されている。従って、
無負荷時（圧縮空気の供給停止時）において弁体４０は
弁座４２に圧縮ばね５０のばね力により押し付けられ、
バルブ１６は閉止状態に維持される。また、空気圧アク
チュエータ３６の下部空間５２に圧縮空気を供給する
と、ピストン３８が圧縮ばね５０のばね力に抗して上方
に移動し、弁体４０が弁座４２から分離してバルブ１６
は開放状態となる。
【００１３】バルブ１６の空気圧アクチュエータ３６へ
の圧縮空気の供給は、エア供給システム５４から延びる
エアチューブ５６を空気圧アクチュエータ３６に接続す
ることで可能となる。エアチューブ５６と空気圧アクチ
ュエータ３６との接続は急速継手５８により行われるこ
とが好ましい。図示の急速継手５８は、従来から用いら
れている型式のものであり、空気圧アクチュエータ３６
の下部側壁に設けられた貫通孔６０に気密に固着された
ソケット６２と、エアチューブ５６の先端に取り付けら
れたプラグ６４とから構成されている。ソケット６２
は、プラグ６４が挿入される略円筒形のソケット本体６
６と、プラグ６４が挿入された際にソケット本体６６か
ら脱落しないようプラグ６４をロックするロック機構
（図示せず）とを備えている。ロック機構によるロック
を解除する場合には、ソケット本体６６の外側に配置さ
れたロック解除スリーブ６８をスライドさせればよい。
また、このソケット６２の内部には弁機構（図示せず）
が設けられており、プラグ６４が挿入されていない状態
ではソケット６２内の流路を閉じ、プラグ６４が挿入さ
れロックされるとソケット６２内の流路を開放するよう
になっている。
【００１４】エア供給システム５４は、圧縮空気供給源
７０と、電磁式の方向制御弁７２とを備えている。方向
制御弁７２は３ポート２位置型であり、ソレノイド７４
に通電していない無負荷状態時には、圧縮空気供給源７
０に通ずる入口ポートＰが閉止され、エアチューブ５６
に接続された出口ポートＢが吐出しポートＲと連通され
るよう構成されている。また、方向制御弁７２のソレノ
イド７４を励磁すると、入口ポートＰは出口ポートＢと
連通し、吐出しポートＲは閉止される。従って、エアチ
ューブ５６をバルブ１６に接続した状態でソレノイド７
４を励磁すると、圧縮空気供給源７０から圧縮空気が方
向制御弁７２及びエアチューブ５６を通して空気圧アク
チュエータ３６の下部空間５２に供給され、前述したよ
うにバルブ１６は開放状態とされる。また、ソレノイド
７４への通電を停止すると、方向制御弁７２は無負荷状
態に戻り、空気圧アクチュエータ３６の内部はエアチュ
ーブ５６を介して大気に開放されるため、空気圧アクチ
ュエータ３６内の圧縮ばね５０の作用によりバルブ１６
は閉止状態となる。尚、吐出しポートＲに消音器７６を
接続することが好適である。
【００１５】上記構成において適用される本発明による
エアチューブ接続状態検知装置１０は、エア供給システ
ム５４の圧縮空気供給源７０と方向制御弁７２との間の
配管７８から分岐された分岐管８０を有している。この
分岐管８０の先端部には、前述したソケット６２と実質
的に同等のソケット（被接続部材）８２が取り付けられ
ている。このソケット８２は、バルブ１６のソケット６
２から取り外されたエアチューブ５６のプラグ６４を受
け入れ退避状態で保持するためのものであり、ガス容器
１２から僅かに離れたシリンダキャビネット内の適当な
位置に固定されている。
【００１６】また、分岐管８０には流量制限器（固定式
絞り弁）８４が設けられている。更に、ソケット８２と
流量制限器８４との間の分岐管８０には圧力スイッチ８
６が接続されている。圧力スイッチ８６は、当該部分の
分岐管８０内の圧力が所定値以下に減少した場合に切り
替わり、図示実施形態では、圧力減少時にオンとなるよ
う設定されている。
【００１７】圧力スイッチ８６の出力信号はマイクロコ
ンピュータ（制御手段）８８に入力される。マイクロコ
ンピュータ８８は、入力された圧力スイッチ８６の信号
に基づいてエアチューブ５６の接続状態を認識すること
ができる。尚、このマイクロコンピュータ８８は、ガス
供給システム全体を制御・管理する制御盤９０を構成す
るものであり、前記検知結果からシステムにおける機
器、例えば開閉弁２４，３２，３４や方向制御弁７２等
の開閉制御を行うためにも用いられている。
【００１８】次に、以上の構成において、本発明の作用
をガス容器交換作業を一例として、図３及び図４のフロ
ーチャートに沿って説明する。図３及び図４のフローチ
ャートは、マイクロコンピュータ８８において実行され
るプログラムを概略的に示したものである。
【００１９】作業開始前においては、特殊材料ガスがガ
ス容器１２から半導体製造装置（図示せず）に供給され
ているものとする。すなわち、エアチューブ５６のプラ
グ６４がエア作動式バルブ１６のソケット６２に接続さ
れロックされていると共に、エア供給システム５４にお
ける方向制御弁７２のソレノイド７４が励磁され、圧縮
空気が空気圧アクチュエータ３６に供給されてバルブ１
６は開放状態となっている。また、ガス供給システムの
配管１４中の開閉弁２４は開放され、配管中２８，３０
の開閉弁３２，３４は閉止されているものとする。
【００２０】ガス容器交換作業を開始すべく、作業員が
制御盤９０の入力装置、例えば交換作業開始スイッチ９
２を投入すると、マイクロコンピュータ８８はその入力
信号に基づき、まず、エア供給システム５４における方
向制御弁７２のソレノイド７４の励磁を解除し、圧縮空
気の供給を停止してエア作動式バルブ１６を閉止する。
そして、配管１４中の開閉弁２４を閉止する（ステップ
１００，１０２）。
【００２１】また、マイクロコンピュータ８８は、上述
の弁の開閉制御処理の実行と同時に、エアチューブ５６
のプラグ６４を退避位置のソケット８２に移し変える旨
のガイダンスを制御盤９０上の表示装置９４に表示させ
る（ステップ１０４）。この表示に従って、作業員はプ
ラグ６４をバルブ１６のソケット６２から引き抜き、退
避位置のソケット８２にセットする。
【００２２】ソケット８２にプラグ１６が接続される
と、ソケット８２の流路が開放されて分岐管８０とエア
チューブ５６とが連通状態となる。従って、圧縮空気は
供給源７０から分岐管８０、エアチューブ５６及び方向
制御弁７２を経て流れ、そして大気中に排出される。こ
の際、流通する圧縮空気の流量は流量制限器８４によっ
て微量とされる。また、ソケット８２内の流路が閉止状
態から開放状態となるので、分岐管８０内の圧力が減少
し、圧力スイッチ８６が切り替わってオン信号がマイク
ロコンピュータ８８に出力される。
【００２３】マイクロコンピュータ８８は、圧力スイッ
チ８６からの信号がオフからオンに切り替わったことか
ら、エアチューブ５６が退避位置のソケット８２に接続
されたことを認識する。この状態において、作業員が制
御盤９０のパージ開始スイッチ９６を投入すると、配管
２８，３０中の開閉弁３２，３４が開放される。これに
より、パージガスがパージガス供給源から配管２８を通
って流入し、バルブ１６と開閉弁２４との間の配管１４
に存在する特殊材料ガスがベント用の配管３０から大気
中に放逐される（ステップ１０６，１０８，１１０）。
一方、圧力スイッチ８６からの信号がオフのままである
場合には、エアチューブ５６のプラグ６４は未だ退避位
置のソケット８２に接続されていないこととなるので、
パージ開始スイッチ９６をオンとしても、処理は開始さ
れない（ステップ１１２，１１４）。
【００２４】一定時間、パージが行われたならば、或
は、ガス供給システムのライン中の濃度が一定値以下と
なったことが濃度計により検出されたならば、マイクロ
コンピュータ８８は、シリンダキャビネットのガス容器
交換用のドアのロックを解除する（ステップ１１６）。
これにより、ガス容器１２の交換が可能となる（ステッ
プ１１８）。
【００２５】ガス容器１２の交換が終了したならば、作
業員は、各ラインの接続部の気密チェックを行うべく気
密チェック開始スイッチ９８を投入する（ステップ１２
０）。この気密チェック工程は、従来であれば、気密チ
ェック開始スイッチ９８が投入されると自動的に開始さ
れる。しかし、本発明においては、スイッチ投入後、エ
アチューブ５６のプラグ６４が退避位置のソケット８２
に接続されているか否かを圧力スイッチ８６からの信号
により再度検知し、接続状態と判断されれば、シリンダ
キャビネットのドアをロックして気密チェック工程を開
始することになっている（ステップ１２２，１２４，１
２６）。また、非接続状態では、プラグ６４が何等かの
原因でバルブ１６に接続されている可能性があるので、
気密チェック工程は行われず、ステップ１２２に戻り、
プラグ６４が退避位置のソケット８２に接続されるのを
待つ（ステップ１２８）。
【００２６】気密チェック工程が完了したならば、マイ
クロコンピュータ８８は、エアチューブ５６を新規なガ
ス容器１２のエア作動式バルブ１６に接続する旨のガイ
ダンスを表示装置９４に表示させる（ステップ１３
０）。この表示に基づき、作業員は、退避位置のソケッ
ト８２からエアチューブ５６のプラグ６４を引き抜き、
バルブ１６のソケット６２に挿入して接続を行う。
【００２７】プラグ６４が退避位置のソケット８２から
取り外された場合には、ソケット８２内の弁機構により
ソケット８２の流路は閉止され、分岐管８０を流通する
空気の流れが停止する。これにより、分岐管８０内の圧
力が上昇し、圧力スイッチ８６が切り替わってオフ信号
がマイクロコンピュータ８８に出力される。マイクロコ
ンピュータ８８は、この圧力スイッチ８６からのオフ信
号により、プラグ６４がバルブ１６のソケット６２に接
続されたものとみなす（ステップ１３２）。ここで、再
度、作業員がパージ開始スイッチ９６を投入すると、配
管２８，３０中の開閉弁３２，３４が開放される（ステ
ップ１３４，１３６）。これにより、パージガスが流入
し、大気に開放された管内がパージガスにより洗浄され
る。一方、圧力スイッチ８６からオン信号が出力されて
いる場合には、エアチューブ５６はバルブ１６に接続さ
れていないこととなるため、スイッチ９６を押してもパ
ージは開始されない（ステップ１３８，１４０）。
【００２８】ガス容器交換後のパージ作業が完了したな
らば、マイクロコンピュータ８８は、開閉弁３２，３４
を閉止すると共に、開閉弁２４を開放する（ステップ１
４２）。この後、バルブ１６にエアチューブ５６を通し
て圧縮空気を供給すれば、ガス容器１２から特殊材料ガ
スを半導体製造装置に供給することが可能となる。
【００２９】以上、ガス容器交換作業について説明した
が、上記工程は一例であり、種々の変更が可能である。
例えば、エアチューブ５６の接続状態の認識結果を表示
装置９４に表示するようにしてもよい。また、ガス容器
交換作業以外の作業においても、エアチューブ５６が取
り外されることが条件となる場合には、そのチェックに
本発明の装置を使用できることは勿論である。ガス供給
システムも半導体製造装置に特殊材料ガスを供給するた
めのものに限定されない。
【００３０】更に、上記実施形態では、エアチューブ５
６とバルブ１６との接続は急速継手によっているが、他
の型式の接続手段が用いられてるシステムにおいても本
発明は適用可能である。また、エアチューブ５６の先端
部にソケットを取り付け、バルブ１６にプラグを配設す
るような形を採ることも可能である。この場合、退避位
置には同形のプラグが被接続部材として配置される。
【００３１】また、エアチューブ５６の先端部が退避位
置に退避されていることを検知する手段も、種々考えら
れる。例えば、上記実施形態においては、空気を圧縮空
気供給源７０から分岐管８０を経て供給しているが、エ
ア供給手段として専用の空気供給源を別個に設け、そこ
にエアチューブを接続するようにしてもよい。空気の流
通を検知する手段についても、圧力スイッチに限られ
ず、圧力センサ、流量センサ等を用いることができる。
【００３２】エアチューブの接続を検知する手段として
は、光電センサを用いるものも考えられる。例えば、ソ
ケット８２の内壁面に透過型の光電センサを設け、プラ
グ６４がソケットに接続され光電センサを横切った際の
検知信号の変化から、接続状態を検知するようにしても
よい。前述したように、エアチューブ５６の先端部にソ
ケットが取り付けられている場合には、ソケットに接続
されるプラグと同形の被接続部材を退避位置に設け、こ
の被接続部材の先端面に反射型光電センサの投光部と受
光部を形成することとしてもよい。これは、ソケットの
内部にはプラグの先端と接する金属製のプレートが存在
し、そのプレートは光を反射できる、という事実を利用
したものである。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、ガス容器のエア作動
式バルブを閉止すべくエアチューブをバルブから取り外
す場合に、本発明の検知装置を用いれば、エアチューブ
とバルブとの接続状態を検知することができる。従っ
て、シラン系ガス等の特殊材料ガスを用いるシステムに
おいては、検知結果に基づきシステムの保守作業を行え
ば、バルブにエアチューブが接続されたままの状態での
作業を防止することができ、安全性が格段に向上するこ
ととなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略図である。
【図２】エア作動式バルブの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の装置におけるマイクロコンピュータで
実行されるプログラムの一部を示すフローチャートであ
る。
【図４】本発明の装置におけるマイクロコンピュータで
実行されるプログラムの一部を示すフローチャートであ
り、図３のフローチャートから続くものである。
【符号の説明】
１０…エアチューブ接続状態検知装置、１２…ガス容
器、１６…エア作動式バルブ、５４…エア供給システ
ム、５６…エアチューブ、５８…急速継手、６２…ソケ
ット、６４…プラグ、７０…圧縮空気供給源、８０…分
岐管、８２…ソケット（被接続部材）、８６…圧力スイ
ッチ、８８…マイクロコンピュータ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガス容器用のエア作動式バルブに圧縮空
    気を供給するためのエアチューブの先端部が前記エア作
    動式バルブに接続されているか否かを検知するための装
    置であって、 前記エア作動式バルブから離れた所定の位置に設けら
    れ、前記エアチューブの前記先端部が接続される被接続
    部材と、 前記被接続部材に前記エアチューブの前記先端部が接続
    されていることを検知する検知手段と、を備えるエアチ
    ューブ接続状態検知装置。
  2. 【請求項２】 前記検知手段は、前記エアチューブの前
    記先端部が前記被接続部材に接続された時のみ該被接続
    部材を通して前記エアチューブ内に空気を供給するエア
    供給手段と、前記エア供給手段から空気が供給されてい
    ることを検知する空気供給検知手段とを備える請求項１
    に記載のエアチューブ接続状態検知装置。
  3. 【請求項３】 前記検知手段が光電センサである請求項
    １に記載のエアチューブ接続状態検知装置。
  4. 【請求項４】 前記検知手段により検知された結果に基
    づき、前記ガス容器に関連するシステムを制御する制御
    手段を更に備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の
    エアチューブ接続状態検知装置。
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