JPH11201303A - ガス供給制御装置用複合化弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆止め弁と止め弁の機能を一体化させ、コン
パクト化、ガスの置換特性および流路抵抗の改善、組立
て作業能率の向上、ガスの高純度化等を図るようにした
ガス供給制御装置用複合化弁を提供する。 【解決手段】 第１のボディ１５に第２のボディ２８を
シール状態で接続し、第１のガス通路１８、３０同士、
第２のガス通路１９、３１同士を連通させる。第１のガ
ス通路１８、３０を弁体であるポペット３９と圧縮ばね
４３により逆止めする。第２のボディ２８の第１のガス
通路３０と第２のガス通路３１を弁体であるダイヤフラ
ム４８により開閉し得るようにする。ダイヤフラム４８
を開閉するための作動部材である押さえピース５０を駆
動手段であるエアシリング５１により駆動する。縦型に
構成した複合化弁３を流路ブロック２にシール状態に接
続して両者の第１のガス通路１８、７同士、第２のガス
通路１９、８同士を連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、液晶等の
製造装置において、高純度のガスを供給、制御するため
に用い、特に、ガスの供給制御、ガスの浄化等の所望の
用途で各種のガス制御機器がパネル状に集積化されたガ
ス供給制御装置において、安全対策のために設けられた
パージライン、排気ライン等に用いるのに適するガス供
給制御装置用複合化弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、半導体製造装置におい
て、高純度のガスを供給、制御するために用いる集積化
ガス供給制御装置は、ベースプレート上にガス制御ライ
ンが複数列に構成されている。上記各ガス制御ライン
は、ガスの上流側から下流側に向かって自動ダイヤフラ
ム弁等の種々のバルブ、フィルタ、レギュレータ、マス
フローコントローラ、マスフローメータ等の各種のガス
制御機器が配管、継手を介して順次接続された状態でベ
ースプレート上に取付けられている。または各種のガス
制御機器が流路ブロックに接続され、流路ブロック６同
士がガスケットを介して接続手段により直接的に接続さ
れるとともに、ベースプレート上に取付けられている。

【０００３】このような高純度ガス供給制御用の集積化
ガス供給制御装置において、安全対策のためにパージラ
イン、排気ライン等に逆止め弁と止め弁の二つの弁を組
合わせて使用するが、これらの二つの弁も他のガス制御
機器と同様に、配管、継手を介して接続された状態で、
または流路ブロックを介して接続された状態でベースプ
レート上に取付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のように、すべてのガス制御機器を配管、継手を介
して接続した状態でベースプレート上に取付けると、配
管、継手に要するスペースを含むため、装置のコンパク
ト化に自ら制約を受ける。また、配管、継手部等は流路
の無駄な部分（デッドスペース）となるため、ガスの置
換特性、流路抵抗の改善の妨げとなっている。また、逆
止め弁と止め弁を配管、継手を介して接続すると、組立
て作業に多くの手間と時間を要し、組立て作業能率に劣
る。一方、ガス制御機器を流路ブロックに接続し、流路
ブロック同士を直接的に接続することにより上記問題を
解消することはできるが、逆止め弁、止め弁を別々に使
用すると、流路ブロック同士のガスケット接続部が多く
なるため、リーク、パーティクルの発生のおそれがあ
り、ガスの高純度化に自ら制約を受ける。

【０００５】本発明の目的は、上記のような従来の問題
を解決するものであり、逆止め弁と止め弁の機能を一体
化させることにより、配管、継手に要するスペースを少
なくし、若しくは流路ブロックの小型化を図って全体の
コンパクト化を図ることができ、また、流路の無駄な部
分（デッドスペース）を少なくしてガスの置換特性、流
路抵抗の改善に貢献することができ、また、配管、継手
による接続部分を少なくして組立て作業を簡単に、かつ
迅速に行うことができて組立て作業能率を向上させるこ
とができ、更にはガスケット接続部を少なくし、リー
ク、パーティクルの発生を少なくしてガスの高純度化に
貢献することができるようにしたガス供給制御装置用複
合化弁を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のガス供給制御装置用複合化弁は、流路ブロッ
クの第１のガス通路および第２のガス通路にそれぞれ連
通し得る第１のガス通路および第２のガス通路を有する
第１のボディと、この第１のボディを上記流路ブロック
に第１のガス通路同士および第２のガス通路同士が連通
するシール状態で接続するシール手段および接続手段
と、上記第１のボディの第１のガス通路および第２のガ
ス通路にそれぞれ連通し得る第１のガス通路および第２
のガス通路を有する第２のボディと、この第２のボディ
を上記第１のボディに第１のガス通路同士および第２の
ガス通路同士が連通するシール状態で接続するシール手
段および接続手段と、上記第１のボディと上記第２のボ
ディのいずれか一方の第１のガス通路を逆止めし得るよ
うに設けられた弁体およびばねと、上記第２のボディの
第１のガス通路と第２のガス通路とを連通させ、若しく
は遮断し得るように開閉可能に設けられた弁体と、この
弁体を開閉するための作動部材と、この作動部材を駆動
する駆動手段とを備えたものである。

【０００７】上記第１のボディはその一部を上記流路ブ
ロックの上向き開口の取付け穴に挿入してシール手段お
よび接続手段によりシール状態で接続することができ、
上記第１のボディと上記流路ブロックとのシール手段と
して、これら第１のボディと流路ブロックとの接合面に
介在され、上記第１のボディと上記流路ブロックの第１
のガス通路同士および第２のガス通路同士をそれぞれ連
通させるガス穴を有する一枚の材料から成るメタルガス
ケットを備えることができ、上記第１のボディを上記流
路ブロックに接続する手段として、上記第１のボディに
おける上記流路ブロックからの外方突出部の外周に突設
されたフランジ部と、上記第１のボディの外周に上記フ
ランジ部と係合し得るように嵌合され、上記流路ブロッ
クにおける取付け穴の外周突出部に形成されたねじ部に
螺着されるユニオンナットとを備えることができる。

【０００８】上記逆止め用の弁体としてポペットを用
い、このポペットを上記第１のボディと上記第２のボデ
ィとの間に組み込まれたシートパッキンにばねにより付
勢するように構成することができる。

【０００９】上記第２のボディはその一部を上記第１の
ボディの上向き開口の取付け穴に挿入してシール手段お
よび接続手段によりシール状態で接続することができ、
上記第１のボディと上記第２のボディとのシール手段と
して、これら第１のボディと第２のボディの外周部に互
いの協力により形成された環状の嵌合用空所と、この嵌
合用空所内の外周部および内周部に配置され、中間部の
環状通路により上記第１のボディと上記第２のボディの
第２のガス通路同士を連通させる大径で環状のガスケッ
トおよび小径で環状のガスケットとを備えることがで
き、上記第２のボディを上記第１のボディに接続する手
段として、上記第１のボディの外周に形成されたねじ部
と、内周および外周にねじ部を有し、内周のねじ部が上
記第１のボディのねじ部に螺着され、基端の小径部が上
記第１のボディの端面に係合される接続筒と、上記第２
のボディにおける上記第１のボディおよび上記接続筒か
らの外周突出部の外周に突設されたフランジ部と、上記
第２のボディの外周に上記フランジ部と係合し得るよう
に嵌合され、上記接続筒の外周のねじ部に螺着されるユ
ニオンナットとを備えることができる。

【００１０】上記第２のボディの第１のガス通路と第２
のガス通路を連通させ、若しくは遮断する弁体として、
上記第２のボディにおける取付け穴の底部周縁部にボン
ネットにより固定され、上記第１のガス通路の外周に設
けられた弁座シートに対して密着、若しくは離隔可能な
ダイヤフラムを用い、このダイヤフラムの作動部材とし
て、上記取付け穴内に軸方向に移動可能に設けられた押
さえピースを用いることができる。

【００１１】上記駆動手段として、ピストンロッドの進
退により押さえピースを前進させ、若しくは後退可能に
解放するエアシリンダを用いることができる。

【００１２】上記のように構成された本発明によれば、
逆止め弁と止め弁の機能を一体化させている。したがっ
て、配管、継手に要するスペースを少なくし、若しくは
流路ブロックの小型化を図ることができ、また、流路の
デッドスペースを少なくすることができ、また、組立て
作業を簡単、かつ迅速に行うことができ、更にはガスケ
ット接続部を少なくし、リーク、パーティクルの発生を
少なくすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１の
実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施
形態によるガス供給制御装置用複合化弁であって、左半
部が止め弁機能の弁体を弁座シートから離隔させた状
態、右半部が止め弁機能の弁体を弁座シートに密着させ
た状態を示す縦断面図、図２は同ガス供給制御装置用複
合化弁を示し、第１のボディの底面図である。

【００１４】図１において、１はベースペレート、２は
ベースプレート１上にボルト（図示省略）等により取外
し可能に取付けられる流路ブロック、３は流路ブロック
２に離脱可能に接続される本発明の複合化弁である。ベ
ースプレート１には半導体製造装置において、高純度ガ
スを供給制御するために、本発明の複合化弁３を含む各
種のガス制御機器（図示省略）が流路ブロック２を介し
て取外し可能に取付けられる。

【００１５】流路ブロック２について説明すると、上部
に上向き開口の取付け穴４が形成され、取付け穴４の底
部において周縁部よりやや高くなる突出部５が形成さ
れ、突出部５の上面両側部には更にやや高く突出する受
面（図示省略）が形成され、受面間に溝状部６が形成さ
れている。流路ブロック２には水平方向で軸心方向に第
１のガス通路７および第２のガス通路８が形成され、ガ
ス通路７および８は内方で垂直方向に折れ曲がり、取付
け穴４の底部の溝状部６に開口されている。溝状部６に
はガス通路７、８の周縁部においてシーリングビード
９、１０が形成され、このシーリングビード９、１０は
上記受面より低くなるように設定されている。これによ
り取付け穴４に上方から硬い異物が誤って挿入された
際、この異物を受面により受けてシーリングビード９、
１０が損傷しないように保護されている。取付け穴４の
外周の筒状突出部１１の外周面にはねじ部１２が形成さ
れ、筒状突出部１１の上面には１８０度位相をずらせた
位置で大小の位置決め用突起１３、１４が形成されてい
る。隣接する流路ブロック２同士はガス通路７とガス通
路８とが連通された状態でメタルガスケット（図示省
略）を介して接続手段（図示省略）により離脱可能に接
続されるようになっている。

【００１６】本発明の複合化弁３について説明すると、
第１のボディ１５の上部に上向き開口の取付け穴１６が
形成され、取付け穴１６の中央部には凹部１７が形成さ
れている。第１のボディ１５の下部に第１のガス通路１
８と第２のガス通路１９が上下方向で貫通状態に形成さ
れている。第１のガス通路１８と第２のガス通路１９に
おける下端開口部は軸心に対して対称的に配置され、第
１のガス通路１８の上端開口部は中心部に配置され、第
２のガス通路１９の上端開口部は側方に配置されてい
る。特に、図２から明らかなように、第１のボディ１５
の下面に位置決め用凹部２０が形成され、位置決め用凹
部２０内で第１のガス通路１８と第２のガス通路１９の
周縁部にシーリングビード２１と２２が形成されてい
る。第１のボディ１５の中間部外周にはフランジ部２３
が突設され、第１のボディ１５におけるフランジ部２３
の下方が流路ブロック２の取付け穴４に挿入される。フ
ランジ部２３には流路ブロック２の大小の位置決め用突
起１３、１４に対応して大小の位置決め用切欠２４、２
５が形成されている。而して、上記のように第１のボデ
ィ１５の下部が流路ブロック２の取付け穴４に挿入され
た際に、ボディ１５の大小の位置決め用切欠２４、２５
が流路ブロック２の大小の位置決め用突起１３、１４に
係合されるとともに、フランジ部２３の下面が筒状突出
部１１の上面に当接され、ボディ１５の第１のガス通路
１８と第２のガス通路１９が流路ブロック２の第１のガ
ス通路７と第２のガス通路８に連通された状態に位置決
めされる。第１のボディ１５の上端部外周にはねじ部２
６が形成され、このねじ部２６には接続筒（ナット）３
７の内周のねじ部が螺着され、接続筒３７の基端（上
端）の小径部が第１のボディ１５の上端面に係合されて
いる。

【００１７】第１のボディ１５の外周にはユニオンナッ
ト２７が回転可能に嵌合され、ユニオンナット２７が流
路ブロック２の筒状突出部１１のねじ部１２に螺着され
ることにより、ユニオンナット２７の基部側の小径部が
第１のボディ１５のフランジ部２３の上面に係合される
ようになっている。

【００１８】第２のボディ２８の上部に上向き開口の取
付け穴２９が形成され、第２のボディ２８の下部に第１
のガス通路３０と第２のガス通路３１が上下方向で貫通
状態に形成されている。第１のガス通路３０は中心部に
配置され、下部側が大径に形成され、上部側が小径に形
成され、大径部と小径部との間に段部３２が形成されて
いる。第２のガス通路３１は１本、若しくは複数本、例
えば、４本形成され、これらのガス通路３１が軸心に対
して均等割り位置に配置されている。第２のボディ２８
の下部が第１のボディ１５の取付け穴１６に挿入される
ようになっており、第２のボディ２８の上部で第１のボ
ディ１５および接続筒３７からの外方突出部の外周には
フランジ部３３が突設されている。第２のボディ２８に
おけるフランジ部３３の下方が第１のボディ１５の取付
け穴１６に挿入された状態で中心部の第１のガス通路３
０が第１のボディ１５における中心に開口を有する第１
のガス通路１８に連通される。第１のボディ１５の取付
け穴１６の底部外周部と第２のボディ２８の底部外周部
とで協力して環状の嵌合用空所３４が形成され、この嵌
合用空所３４内の外周部と内周部には大径で環状のガス
ケット３５と小径で環状のガスケット３６が挿入されて
位置決め状態に保持されている。第２のガス通路１９の
上端開口部と各第２のガス通路３１の下端開口部とが大
小の環状のガスケット３５、３６間の環状通路に開放さ
れ、この環状通路を介して第２のガス通路１９と第２の
ガス通路３１とが連通される。

【００１９】第２のボディ２８の外周にはユニオンナッ
ト３８が回転可能に嵌合され、ユニオンナット３８が接
続筒（ナット）３７の外周のねじ部に共回りを防止され
て螺着されることにより、ユニオンナット３８の基部側
の小径部がフランジ部３３の上面に係合され、第２のボ
ディ２８が第１のボディ１５に接続されるとともに、ガ
スケット３５、３６が嵌合用空所３４内で圧接状態とな
り、第１のボディ１５と第２のボディ２８とがシール状
態で接続されている。

【００２０】第１のガス通路３０の大径部内に逆止め用
の弁体であるポペット３９が軸心方向に移動可能に支持
され、ポペット３９の下端部周囲の複数箇所に連通用穴
４０が形成されている。第１のボディ１５における取付
け穴１６の凹部１７にはシートパッキン４１が収めら
れ、このシートパッキン４１は第２のボディ２８におけ
る第１のガス通路３０の下端開放側の周縁部により抜止
め状態に固定されている。ポペット３９の中間部内周の
段部と第１のガス通路３０の段部３２との間に圧縮ばね
４３が介在され、圧縮ばね４３の弾性によりポペット３
９がシートパッキン４１側に付勢されている。これによ
りポペット３９の先端部外周の段部４４がシートパッキ
ン４１の内周縁部に圧接されて第２のボディ２８の第１
のガス通路３０と第１のボディ１５の第１のガス通路１
８とが遮断されている。而して、ポペット３９が圧縮ば
ね４３の弾性に抗して後退するように押し上げられるこ
とにより、ポペット３９の連通用穴４０を介して第１の
ガス通路１８、３０同士が連通されるようになってい
る。

【００２１】第２のボディ２８の取付け穴２９の底部に
は第１のガス通路３０の周縁部において環状溝４５が形
成され、環状溝４５に弁座シート４６の基部が挿入さ
れ、環状溝４５の外周縁のかしめ加工により弁座シート
４６が固定されている。取付け穴２９の底部周縁部に環
状の突出部４７が形成され、取付け穴２９に弁体である
ダイヤフラム４８とボンネット４９が順次挿入され、ダ
イヤフラム４８の周縁部が突出部４７に対してボンネッ
ト４９により押圧されて固定されている。ボンネット４
９の内側にはダイヤフラム４８を開閉するための押さえ
ピース５０が軸心方向（上下方向）に移動可能に支持さ
れている。而して、ダイヤフラム４８が押さえピース５
０により弁座シート４６に密着されることにより、第２
のボディ２８の第１のガス通路３０と第２のガス通路３
１とが遮断される（図１の右半部参照）。これとは逆
に、押さえピース５０によるダイヤフラム４８に対する
押圧力が解除され、ダイヤフラム４８が自身の復元力に
より弁座シート４６から離隔することにより、第１のガ
ス通路３０と第２のガス通路３１とが連通される（図１
の左半部参照）。

【００２２】押さえピース５０を作動させる駆動手段の
一例としてノーマルクローズタイプのエアシリンダ５１
が用いられている。具体的に説明すると、シリンダ５２
はシリンダ本体５３と、このシリンダ本体５３の下端部
内周に螺着された蓋体５４とから構成されている。シリ
ンダ本体５３の下端部内周の段部と蓋体５４の基端部と
の間に支持板５５の下端外周の突出部が挟持されて固定
され、支持板５５の外周の環状溝に挿入されたＯリング
５６がシリンダ本体５３の内周面に圧接されてシールさ
れている。シリンダ本体５３内における支持板５５の上
方にはピストン５７およびこのピストン５７と一体の軸
部５８が軸心方向に移動可能に支持され、ピストン５７
および軸部５８の外周の環状溝に挿入されたＯリング５
９および６０がシリンダ本体５３の内周面に圧接されて
シールされている。蓋体５４の基部内側と支持板５５の
内側にはピストン６１およびこのピストン６１と一体の
軸部６２が軸心方向に移動可能に支持されるとともに、
ピストン６１と一体のピストンロッド６３が蓋体５４の
筒状突出部６４内に軸心方向に移動可能に支持され、ピ
ストン６１、軸部６２およびピストンロッド６３の外周
の環状溝に挿入されたＯリング６５、６６および６７が
蓋体５４、支持板５５および筒状突出部６４の内周面に
圧接されてシールされている。ピストン５７とシリンダ
本体５３の上部内面との間に圧縮ばね６８が介在され、
この圧縮ばね６８の弾性により複式のピストン５７、６
１およびピストンロッド６３が下方へ付勢されている。
シリンダ本体５３の上面中央部にはエア供給穴６９が形
成され、エア供給穴６９が圧縮空気供給源（図示省略）
に接続されている。ピストン５７および軸部５８、ピス
トン６１および軸部６２には軸心方向に沿ってエア供給
穴６９に連通するエア通路７０、７１が形成され、エア
通路７１にはピストン５７と支持板５５との間、ピスト
ン６１と蓋体５４との間に開放されるエア通路７２、７
３が分岐して形成されている。

【００２３】而して、エア供給穴６９に対して圧縮空気
が供給されていない状態では、圧縮ばね６８の弾性によ
りピストン５７、６１、ピストンロッド６３等が常時下
方へ前進される。これとは逆に、エア供給穴６９に圧縮
空気が供給されると、この圧縮空気がエア通路７０、７
１、７２、７３を通ってピストン５７と支持板５５との
間、ピストン６１と蓋体５４との間に供給され、これに
よりピストン５７、６１、ピストンロッド６３等が圧縮
ばね６８の弾性に抗して上方へ後退されるようになって
いる。

【００２４】上記のように構成されたエアシリンダ５１
は蓋体５４の筒状突出部６４の先端部外周に形成された
ねじ部７４が第２のボディ２８の上部内周に形成された
ねじ部７５に螺着されている。このようにエアシリンダ
５１を第２のボディ２８に取付けることにより、筒状突
出部６４の先端部が上記ボンネット４９に係合され、ボ
ンネット４９が上記のようにダイヤフラム４８の周縁部
を固定状態に保持することができる。また、上記のよう
にピストンロッド６３が前進することにより、上記のよ
うに押さえピース５０を前進させてダイヤフラム４８を
弁座シート４６に密着させ、これとは逆に、ピストンロ
ッド６３が後退することにより、押さえピース５０のダ
イヤフラム４８に対する押圧力を解放することができ
る。

【００２５】上記のように縦型に構成された本発明の複
合化弁３における第１のボディ１５の下部が流路ブロッ
ク２の取付け穴４に挿入され、第１のボディ１５の位置
決め用凹所２０と流路ブロック２の溝状部６にステンレ
ス等から成るメタルガスケット７６がシーリングビード
２１、２２と９、１０との間で挿入されて位置決めされ
る。メタルガスケット７６は一枚の材料により、例え
ば、長円形に形成されてガス穴７７、７８を共に有し、
これらガス穴７７、７８が第１のガス通路７と１８、第
２のガス通路８と１９をそれぞれ連通させている。而し
て、複合化弁３のユニオンナット２７が流路ブロック２
のねじ部１２に螺着されることにより、複合化弁３が流
路ブロック２に接続されている。この接続状態でシーリ
ングビード２１、２２と９、１０がメタルガスケット７
６に食い込み、メタルガスケット７６が位置決め用凹所
２０と溝状部６とに面接触状態で圧接されている。した
がって、上記各接触面の精度が公差の範囲程度で誤差を
有していても、確実なシール状態を得ることができる。

【００２６】このように、複合化弁３の外周に設けた１
個のユニオンナット２７を流路ブロック２に螺着するこ
とにより、複合化弁３を流路ブロック２に接続すること
ができるので、その接続作業を簡単に、かつ迅速に行う
ことができ、また、複合化弁３の全体を偶力を発生させ
ずにバランス良く締め付けることができる。したがっ
て、組立て作業能率を向上させることができるととも
に、緊密なシール性を確保することができて信頼性を向
上させることができる。また、ユニオンナット２７を用
い、このユニオンナット２７を流路ブロック２の外周の
ねじ部１２に螺着することにより複合化弁３を流路ブロ
ック２に接続するので、複合化弁３を流路ブロック２に
対して着脱する際にねじ部から生じるパーティクルが流
路ブロック２の取付け穴４からガス流路に侵入すること
がなくなる。したがって、ガスの高純度化に貢献するこ
とができる。

【００２７】本実施形態においては、複合化弁３をパー
ジラインに使用しているので、図１に矢印で示すよう
に、第１のガス通路７、ガス穴７７、第１のガス通路１
８、３０がガス流入側となり、第２のガス通路３１、１
９、ガス穴７８、第２のガス通路８がガス流出側となる
ように設定されている。

【００２８】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。今、上記のようにエアシリンダ５１のエ
ア供給穴６９に圧縮空気が供給され、この圧縮空気がエ
ア通路７０、７１、７２、７３を通り、ピストン５７と
支持板５５との間、ピストン６１と蓋体５４との間に供
給されてピストン５７、６１、ピストンロッド６３等が
図１の左半部に示すように、圧縮ばね６８の弾性に抗し
て上方へ後退され、これにより押さえピース５０が解放
され、ダイヤフラム４８が自身の反撥弾性により押さえ
ピース５０を押上げて復元し、第２のボディ２８の第１
のガス通路３０を解放して第１のガス通路３０と第２の
ガス通路３１とを連通させているとする。

【００２９】この状態で流路ブロック２の第１のガス通
路７から流入したガスは、メタルガスケット７６のガス
穴７７を通り、第１のボディ１５の第１のガス通路１８
に流入し、ポペット３９を圧縮ばね４３の弾性に抗して
シートパッキン４１から離隔するように上昇させ、連通
用穴４０を通って第２のボディ２８の第１のガス通路３
０に流入する。上記のようにダイヤフラム４８が弾性復
元により第１のガス通路３０と第２のガス通路３１とを
連通させているので、第１のガス通路３０に流入したガ
スは、第２のガス通路３１、ガスケット３５、３６間の
環状通路、第１のボディ１５の第２のガス通路１９、メ
タルガスケット７６のガス穴７８を通り、流路ブロック
２の第２のガス通路８から流出する。

【００３０】ここで、何らかのトラブルによりガスが逆
流した場合、このガスは流路ブロック２の第２のガス通
路８、メタルガスケット７６のガス穴７８、第１のボデ
ィ１５の第２のガス通路１９、ガスケット３５、３６間
の環状通路、第２のボディ２８の第２のガス通路３１、
第１のガス通路３０に流入する。この第１のガス通路３
０に流入したガスの圧力と圧縮ばね４３の反撥弾性とに
よりポペット３９が下方へ前進してその段部４４がシー
トパッキン４１の内周縁部に圧接し、第２のボディ２８
の第１のガス通路３０と第１のボディ１５の第１のガス
通路１８とを閉塞する。これによりガスが第１のガス通
路１８、メタルガスケット７６のガス穴７７から流路ブ
ロック２の第１のガス通路７へ逆流するのを防止するこ
とができる。

【００３１】また、エアシリンダ５１に対する圧縮空気
の供給を停止して圧縮空気の流路を大気中に開放する
と、上記のように圧縮ばね６８の反撥弾性によりピスト
ン５７、６１、ピストンロッド６３等が図１の右半部に
示すように下方へ前進する。これに伴い、押さえピース
５０を前進させてダイヤフラム４８を弁座シート４６に
密着させ、第２のボディ２８における第１のガス通路３
０と第２のガス通路３１とを遮断する。これにより、流
路ブロック２の第１のガス通路７から流入したガスが上
記のようにポペット３９を圧縮ばね４３の弾性に抗して
上昇させて第２のボディ２８の第１のガス通路３０に流
入しても、この第１のガス通路３０を閉じているダイヤ
フラム４８により阻止される。したがって、ガスが流路
ブロック２の第２のガス通路８に流出しなくなる。

【００３２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図３は本発明の第２の実施形態によるガス供給
制御装置用複合化弁であって、左半部が止め弁機能の弁
体を弁座シートから離隔させた状態、右半部が止め弁機
能の弁体を弁座シートに密着させた状態を示す縦断面図
である。

【００３３】図１に示す上記第１の実施形態において
は、第１のガス通路７、ガス穴７７、第１のガス通路１
８、３０がガス流入側となり、第２のガス通路３１、１
９、ガス穴７８、第２のガス通路８がガス流出側となる
ように設定されているが、本実施形態においては、排気
ラインに使用されるので、上記第１の実施形態とは逆
に、第２のガス通路８、ガス穴７８、第２のガス通路１
９、３１がガス流入側となり、第１のガス通路３０、１
８、ガス穴７７、第１のガス通路７がガス流出側となる
ように構成された点に特徴を有し、本実施形態における
その他の構成については上記第１の実施形態と同様であ
るので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略
し、主として上記第１の実施形態と異なる構成について
説明する。

【００３４】図３に示すように、第１のボディ１５が上
下方向に長くなるように形成され、第２のボディ２８が
上下方向に短くなるように形成され、第１のボディ１５
の第１のガス通路１８は下部側が小径に形成され、上部
側が大径に形成され、大径部と小径部との間に段部８０
が形成されている。第２のボディ２８の中央部の第１の
ガス通路３０は小径部のみにより形成され、第２のボデ
ィ２８の底部中央部に上方へ凹入する凹部８１が形成さ
れている。第１のガス通路１８の大径部内に逆止め用の
弁体であるポペット３９が軸心方向に移動可能に支持さ
れている。第２のボディ２８の凹部８１にはシートパッ
キン４１が収められ、このシートパッキン４１は第１の
ボディ１５における第１のガス通路１８の上端開放部側
の周縁部により抜止め状態に固定されている。筒体８０
内に逆止め用の弁体であるポペット３９が軸方向に移動
可能に支持されている。ポペット３９の中間部内周の段
部と第１のボディ１５における第１のガス通路１８の段
部８０との間に圧縮ばね４３が介在され、圧縮ばね４３
の弾性によりポペット３９がシートパッキン４１側に付
勢されている。これによりポペット３９の先端部外周の
段部４４がシートパッキン４１の内周縁部に圧接されて
第１のボディ１５の第１のガス通路１８と第２のボディ
２８の第１のガス通路３０とが遮断されている。而し
て、ポペット３９が圧縮ばね４３の弾性に抗して後退す
るように押し下げられることにより、ポペット３９の連
通用穴４０を介して第１のガス通路３０、１８同士が連
通されるようになっている。

【００３５】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。今、上記のようにエアシリンダ５１のエ
ア供給穴６９に圧縮空気が供給され、この圧縮空気がエ
ア通路７０、７１、７２、７３を通り、ピストン５７と
支持板５５との間、ピストン６１と蓋体５４との間に供
給されてピストン５７、６１、ピストンロッド６３等が
図３の左半部に示すように、圧縮ばね６８の弾性に抗し
て上方へ後退され、これにより押さえピース５０が解放
され、ダイヤフラム４８が自身の反撥弾性により押さえ
ピース５０を押上げて復元し、第２のボディ２８の第１
のガス通路３０を解放して第１のガス通路３０と第２の
ガス通路３１とを連通させているとする。

【００３６】この状態で流路ブロック２の第２のガス通
路８から流入したガスは、メタルガスケット７６のガス
穴７８を通り、第１のボディ１５の第２のガス通路１
９、ガスケット３５、３６間の環状通路、第２のボディ
２８の第２のガス通路３１に流入する。上記のようにダ
イヤフラム４８が弾性復元により第２のガス通路３１と
第１のガス通路３０を連通させているので、第２のガス
通路３１に流入したガスは、第１のガス通路３０に流出
し、ポペット３９を圧縮ばね４３の弾性に抗してシート
パッキン４１から離隔するように下降させ、連通用穴４
０を通って第２のボディ２８の第１のガス通路３０から
第１のボディ１５の第１のガス通路１８に流出し、続い
て、メタルガスケット７６のガス穴７７を通り、流路ブ
ロック１の第１のガス通路７から流出する。

【００３７】ここで、何らかのトラブルによりガスが逆
流した場合、このガスは流路ブロック２の第１のガス通
路７、メタルガスケット７６のガス穴７７、第１のボデ
ィ１５の第１のガス通路１８に流入する。この第１のガ
ス通路１８に流入したガスの圧力と圧縮ばね４３の反撥
弾性とによりポペット３９が上方へ前進してその段部４
４がシートパッキン４１の内周縁部に圧接し、第１のボ
ディ１５の第１のガス通路１８と第２のボディ２８の第
１のガス通路３０とを閉塞する。これによりガスが第１
のガス通路３０、第２のガス通路３１、１９、メタルガ
スケット７６のガス穴７８から流路ブロック２の第２の
ガス通路８へ逆流するのを防止することができる。

【００３８】また、エアシリンダ５１に対する圧縮空気
の供給を停止して圧縮空気の流路を大気中に開放する
と、上記のように圧縮ばね６８の反撥弾性によりピスト
ン５７、６１、ピストンロッド６３等が図３の右半部に
示すように下方へ前進する。これに伴い、押さえピース
５０を前進させてダイヤフラム４８を弁座シート４６に
密着させ、第２のボディ２８における第２のガス通路３
１と第１のガス通路３０とを遮断する。これにより、流
路ブロック２の第２のガス通路８から流入したガスが上
記のように第２のボディ２８の第２のガス通路３１に流
入しても、第１のガス通路３０を閉じているダイヤフラ
ム４８により阻止される。したがって、ガスが流路ブロ
ック２の第１のガス通路７に流出しなくなる。

【００３９】次に、上記のように構成された本発明の各
実施形態の複合化弁３の使用例と従来の逆止め弁および
止め弁の組合わせ使用例とを比較して説明する。まず、
一般的な溶接配管を適用した例について説明すると、図
４（ａ）に示すように、逆止め弁１０１と止め弁１０２
を組み合わせて用いたシリーズ結合フローパターンの場
合には、従来例においては図４（ｂ）に示すように、逆
止め弁１０１と止め弁１０２を配管１０３、１０４、継
手１０５を用いて接続する。これに対し、本発明の複合
化弁３を用いることにより、図４（ｃ）に示すように、
上記従来例の配管１０３、１０４、継手１０５等が不要
となる。したがって、本発明の各実施形態の複合化弁３
を用いることにより、ガス制御ラインの長さを上記従来
例に比べて１／３以下に短縮化してコンパクト化を図る
ことができ、また、流路のデットスペースを少なくして
ガスの置換特性、流路抵抗の改善に貢献することがで
き、また、組立て作業を簡単に、かつ迅速に行うことが
できて組立て作業能率を向上させることができる。

【００４０】次に、流路ブロックを適用した例について
説明すると、図５（ａ）に示すように、逆止め弁１０１
と止め弁１０２を組合わせて用いたシリーズ接合フロー
パターンの場合には、従来例においては、図５（ｂ）に
示すように、逆止め弁１０１と止め弁１０２をそれぞれ
流路ブロック２に接続し、流路ブロック２同士をガスケ
ットの介在によるシール状態で接続手段１０６により接
続する。これに対し、本発明の複合化弁３を用いること
により、図５（ｃ）に示すように、上記従来例の接続手
段１０６等が不要となる。したがって、本発明の各実施
形態の複合化弁３を用いることにより、ガス制御ライン
を上記従来例に比べて短尺化してコンパクト化を図るこ
とができ、また、ガスケットを用いた接続箇所を減ら
し、リーク、パーティクルをの発生を少なくしてガスの
高純度化に貢献することができる。

【００４１】また、図６（ａ）に示すように、逆止め弁
１０１と止め弁１０２を組み合わせて用いたパージフロ
ーパターンの場合には、従来例においては、図６（ｂ）
に示すように、複数の逆止め弁１０１をそれぞれ流路ブ
ロック２に接続し、複数の止め弁１０２を流路ブロック
（マニホールド）２ａの複数箇所に接続し、各流路ブロ
ック２と流路ブロック２ａとをガスケットの介在による
シール状態で接続手段１０６により接続する。これに対
し、本発明の各実施形態の複合化弁３を用いることによ
り、図６（ｃ）に示すように、上記従来例の半数の止め
弁１０２をそれぞれ流路ブロック２に接続し、止め弁１
０２と同数の複合化弁３を流路ブロック（マニホール
ド）２ｂの複数箇所に接続し、各流路ブロック２と流路
ブロック２ｂとをガスケットの介在によるシール状態で
接続手段１０６により接続する。したがって、本発明の
各実施形態の複合化弁３を用いることにより、ガス制御
ライン幅を上記従来例に比べて１／２以下に狭くしてコ
ンパクト化を図ることができ、流路ブロック（マニホー
ルド）２ｂの低コスト化を図ることもできる。

【００４２】また、図７（ａ）に示すように、逆止め弁
１０１と止め弁１０２を組み合わせて用いたミキシング
フローパターンの場合には、従来例においては、図７
（ｂ）に示すように、複数の止め弁１０２を流路ブロッ
ク（マニホールド）２ｂの複数箇所に接続し、複数の止
め弁１０２を流路ブロック（マニホールド）２ｃの複数
箇所に接続し、逆止め弁１０１を流路ブロック２に接続
し、流路ブロック２ｂと流路ブロック２ｃとをガスケッ
トの介在によるシール状態で接続手段１０６により接続
し、流路ブロック２ｃと流路ブロック２とをガスケット
の介在によるシール状態で接続手段１０６により接続す
る。これに対し、本発明の複合化弁３を用いることによ
り、図７（ｃ）に示すように、上記従来例と同様に、複
数の止め弁１０２を流路ブロック（マニホールド）２ｂ
の複数箇所に接続し、止め弁１０２と複合化弁３を流路
ブロック（マニホールド）２ｃの複数箇所に接続し、流
路ブロック２ｂと流路ブロック２ｃをガスケットの介在
によるシール状態で接続手段１０６により接続する。し
たがって、本発明の各実施形態の複合化弁３を用いるこ
とにより、ガス制御ラインを上記従来例に比べて短尺化
してコンパクト化を図ることができ、また、ガスケット
を用いた接続箇所を減らし、リーク、パーティクルの発
生を少なくしてガスの高純度化に貢献することができ
る。

【００４３】なお、上記各実施形態においては、押さえ
ピース５０の駆動手段として、ノーマルクローズタイプ
のエアシリンダ５１を用いた場合について説明したが、
ノーマルオープンタイプのエアシリンダを用いてもよ
く、また、このような自動による駆動手段に限らず、手
動による駆動手段を用いてもよい。また、流路ブロック
２は上記接続方式に限定されるものではない。このほ
か、本発明は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で
種々設計変更することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、逆
止め弁と止め弁の機能を一体化させているので、配管、
継手に要するスペースを少なくし、若しくは流路ブロッ
クの小型化を図ることができ、したがって、全体のコン
パクト化を図ることができる。また、上記のよう配管、
継手が不要となるので、流路の無駄な部分（デッドスペ
ース）を少なくすることができ、したがって、ガスの置
換特性、流路抵抗の改善に貢献することができる。ま
た、配管、継手による接続部分を少なくして組立て作業
を簡単に、かつ迅速に行うことができ、したがって、組
立て作業能率を向上させることができる。更にはガスケ
ット接続部を少なくすることができ、したがって、リー
ク、パーティクルの発生を少なくしてガスの高純度化に
貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態におけるガス供給制御
装置用複合化弁であって、左半部が止め弁機能の弁体を
弁座シートから離隔させた状態、右半部が止め弁機能の
弁体を弁座シートに密着させた状態を示す縦断面図であ
る。

【図２】同ガス供給制御装置用複合化弁を示し、第１の
ボディの底面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態におけるガス供給制御
装置用複合化弁であって、左半部が止め弁機能の弁体を
弁座シートから離隔させた状態、右半部が止め弁機能の
弁体を弁座シートに密着させた状態を示す縦断面図であ
る。

【図４】（ａ）は一般的な溶接配管の適用例で、逆止め
弁と止め弁を組合わせたシリーズ結合フローパターンの
模式図、（ｂ）は同パターンに従来例を適用した概略構
成図、（ｃ）は同パターンに本発明の複合化弁を適用し
た概略構成図である。

【図５】（ａ）は流路ブロックの適用例で、逆止め弁と
止め弁を組合わせたシリーズ結合フローパターンの模式
図、（ｂ）は同パターンに従来例を適用した概略図、
（ｃ）は同パターンに本発明の複合化弁を適用した概略
図である。

【図６】（ａ）は流路ブロックの適用例で、逆止め弁と
止め弁を組合わせたパージフローパターンの模式図、
（ｂ）は同パターンに従来例を適用した概略図、（ｃ）
は同パターンに本発明の複合化弁を適用した概略図であ
る。

【図７】（ａ）は流路ブロックの適用例で、逆止め弁と
止め弁を組合わせたミキシングフローパターンの模式
図、（ｂ）は同パターンに従来例を適用した概略図、
（ｃ）は同パターンに本発明の複合化弁を適用した概略
図である。

【符号の説明】

２ 流路ブロック ３ 本発明のガス供給制御装置用複合化弁 ４ 取付け穴 ７ 第１のガス通路 ８ 第２のガス通路 １５ 第１のボディ １６ 取付け穴 １８ 第１のガス通路 １９ 第２のガス通路 ２７ ユニオンナット ２８ 第２のボディ ２９ 取付け穴 ３０ 第１のガス通路 ３１ 第２のガス通路 ３７ ナット ３８ ユニオンナット ３９ ポペット ４３ 圧縮ばね ４６ 弁座シート ４８ ダイヤフラム ５０ 押さえピース ５１ エアシリンダ ７６ メタルガスケット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路ブロックの第１のガス通路および第
   ２のガス通路にそれぞれ連通し得る第１のガス通路およ
   び第２のガス通路を有する第１のボディと、この第１の
   ボディを上記流路ブロックに第１のガス通路同士および
   第２のガス通路同士が連通するシール状態で接続するシ
   ール手段および接続手段と、上記第１のボディの第１の
   ガス通路および第２のガス通路にそれぞれ連通し得る第
   １のガス通路および第２のガス通路を有する第２のボデ
   ィと、この第２のボディを上記第１のボディに第１のガ
   ス通路同士および第２のガス通路同士が連通するシール
   状態で接続するシール手段および接続手段と、上記第１
   のボディと上記第２のボディのいずれか一方の第１のガ
   ス通路を逆止めし得るように設けられた弁体およびばね
   と、上記第２のボディの第１のガス通路と第２のガス通
   路とを連通させ、若しくは遮断し得るように開閉可能に
   設けられた弁体と、この弁体を開閉するための作動部材
   と、この作動部材を駆動する駆動手段とを備え、縦型に
   構成されたガス供給制御装置用複合化弁。
2. 【請求項２】 第１のボディの一部が流路ブロックの上
   向き開口の取付け穴に挿入されてシール手段および接続
   手段によりシール状態で接続され、上記第１のボディと
   上記流路ブロックとのシール手段が、これら第１のボデ
   ィと流路ブロックとの接合面に介在され、上記第１のボ
   ディと上記流路ブロックの第１のガス通路同士および第
   ２のガス通路同士をそれぞれ連通させるガス穴を有する
   一枚の材料から成るメタルガスケットを備え、上記第１
   のボディを上記流路ブロックに接続する手段が、上記第
   １のボディにおける上記流路ブロックからの外方突出部
   の外周に突設されたフランジ部と、上記第１のボディの
   外周に上記フランジ部と係合し得るように嵌合され、上
   記流路ブロックにおける取付け穴の外周突出部に形成さ
   れたねじ部に螺着されるユニオンナットとを備えた請求
   項１記載のガス供給制御装置用複合化弁。
3. 【請求項３】 逆止め用の弁体がポペットであり、この
   ポペットが第１のボディと第２のボディとの間に組み込
   まれたシートパッキンにばねにより付勢されるように構
   成された請求項１または２記載のガス供給制御装置用複
   合化弁。
4. 【請求項４】 第２のボディの一部が第１のボディの上
   向き開口の取付け穴に挿入されてシール手段および接続
   手段によりシール状態で接続され、上記第１のボディと
   上記第２のボディとのシール手段が、これら第１のボデ
   ィと第２のボディの外周部に互いの協力により形成され
   た環状の嵌合用空所と、この嵌合用空所内の外周部およ
   び内周部に配置され、中間部の環状通路により上記第１
   のボディと上記第２のボディの第２のガス通路同士を連
   通させる大径で環状のガスケットおよび小径で環状のガ
   スケットとを備え、上記第２のボディを上記第１のボデ
   ィに接続する手段が、上記第１のボディの外周に形成さ
   れたねじ部と、内周および外周にねじ部を有し、内周の
   ねじ部が上記第１のボディのねじ部に螺着され、基端の
   小径部が上記第１のボディの端面に嵌合される接続筒
   と、上記第２のボディにおける上記第１のボディおよび
   上記接続筒からの外周突出部の外周に突設されたフラン
   ジ部と、上記第２のボディの外周に上記フランジ部と係
   合し得るように嵌合され、上記接続筒の外周のねじ部に
   螺着されるユニオンナットとを備えた請求項１ないし３
   のいずれかに記載のガス供給制御装置用複合化弁。
5. 【請求項５】 第２のボディの第１のガス通路と第２の
   ガス通路を連通させ、若しくは遮断する弁体が、上記第
   ２のボディにおける取付け穴の底部周縁部にボンネット
   により固定され、上記第１のガス通路の外周に設けられ
   た弁座シートに対して密着、若しくは離隔可能なダイヤ
   フラムであり、このダイヤフラムの作動部材が上記取付
   け穴内に軸方向に移動可能に設けられた押さえピースで
   ある請求項１ないし４のいずれかに記載のガス供給制御
   装置用複合化弁。