KR100589920B1 - 하단부재의고정장치및이를구비한유체제어장치 - Google Patents
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Abstract
하단 부재의 볼트 삽입 관통 구멍이 볼트 머리부의 직경보다 큰 직경을 갖는 대경부 및 이 대경부의 하측에 단부를 통해 이어지는 동시에 볼트 머리부의 직경과 볼트 축부 직경의 중간 직경을 갖는 소경부로 이루어진다. 볼트 삽입 관통 구멍의 소경부에, 볼트 축부의 직경보다 큰 내경을 갖는 동시에 하단이 지지 부재에 받쳐지고 상단은 대경부 내에 있는 원통형 스페이서가 끼워 넣어져 있다. 볼트 머리부와 단부 사이에 하단 부재를 지지 부재를 향해서 가압하는 원통형 탄성 부재가 개재되어 있다.
Description
본 발명은 예컨대, 기판 위에 복수의 커플링을 고정하고, 이들 커플링에 걸치도록 개폐 밸브를 고정해 나감으로써 조립되는 유체 제어 장치에서 사용되는 기판(지지 부재)과 개폐 밸브(상단 부재)사이에 배치되는 커플링(하단 부재)을 기판(지지 부재)에 고정하는 고정 장치와, 이 고정 장치를 구비한 유체 제어 장치에 관한 것이다.
본 명세서에 있어서, 상하는 각 도면의 상하를 말하는 것으로 하지만, 이 상하는 편의적인 것으로, 고정 장치 및 유체 제어 장치는 도면에 도시한 상태로 수평면에 설치되는 것 이외에, 상하가 반대로 되어 수평면에 설치되거나 수직면에 설치되는 경우가 있다.
예컨대, 반도체 제조 등에 이용되는 유체 제어 장치에 있어서는 하단 부재를 볼트 삽입 관통 구멍이 형성된 커플링 부재로 하며, 상단 부재를 개폐 밸브로 하고, 지지 부재와 상단 부재 사이에 배치되는 하단 부재를 볼트에 의해 지지 부재에 고정하는 것이 행해지고 있다. 이 경우, 하단 부재와 상단 부재를 유밀식(流密式)으로 연결하기 위해서, 각 하단 부재와 상단 부재 사이에 각각 밀봉부가 설치된다.
종래의 유체 제어 장치에서는 하단 부재를 지지 부재에 고정했을 때, 하단 부재의 상면이 일치하게 되어 있지 않은 경우가 있어, 하단 부재에 상단 부재를 장착하기 어렵다고 하는 문제가 있었다. 또한, 하단 부재의 상면끼리 면이 일치되어 있지 않은 상태로 상단 부재를 장착한 경우에는 걸리는 압력이 밀봉부에 의해 다른 것으로 되어, 밀봉성이 불충분한 밀봉부가 생긴다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 하단 부재에 상단 부재를 장착하기 쉽게 하는 하단 부재의 고정 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하단 부재에 상단 부재를 장착하기 쉽게 하는 하단 부재의 고정 장치를 구비한 유체 제어 장치, 특히 하단 부재와 상단 부재 사이에 밀봉부가 설치된 경우에, 각 밀봉부에 균일한 힘이 걸리는 유체 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 하단 부재의 고정 장치는 지지 부재와 상단 부재 사이에 배치되는 볼트 삽입 관통 구멍이 형성된 하단 부재를 볼트에 의해 지지 부재에 고정하는 장치로서, 하단 부재의 볼트 삽입 관통 구멍이 볼트 머리부의 직경보다 큰 직경을 갖는 대경부 및 이 대경부의 하측으로 단부를 통해 연결되는 동시에 볼트 머리부의 직경과 볼트 축부 직경의 중간 직경을 갖는 소경부로 이루어지고, 볼트 삽입 관통 구멍의 소경부에, 볼트 축부의 직경보다 큰 내경을 갖는 동시에 하단은 지지 부재에 받쳐지고 상단이 대경부 내에 있는 원통형 스페이서가 끼워 넣어져 있고, 볼트 머리부와 단부 사이에 하단 부재를 지지 부재를 향해서 가압하는 원통형 탄성 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
탄성 부재로서는, 고무 와셔가 바람직하지만, 고무 와셔와 동등한 탄성률을 갖는 압축 코일 스프링이어도 된다.
본 발명의 하단 부재의 고정 장치에 의하면, 볼트를 체결해 가면, 스페이서가 볼트 머리부와 지지 부재 사이에 유지되어 체결을 할 수 없게 된다. 이 때, 탄성 부재가 각 하단 부재를 지지 부재를 향해서 가압하므로, 각 하단 부재는 움직이지 않는다. 한편, 탄성 부재를 압축함으로써, 상면이 낮은 쪽의 하단 부재를 지지 부재로부터 멀어지는 방향으로 움직여, 하단 부재의 상면끼리 같은 면으로 할 수 있다. 이로써, 하단 부재로의 상단 부재의 장착이 용이해진다.
상기 하단 부재의 고정 장치는 예컨대, 하단 부재가 상측으로 개구된 유체 통로를 갖는 커플링이 되고, 상단 부재가 각 하단 부재의 유체 통로에 각각 통하고 있는 하측으로 개구된 2개의 유체 통로를 갖는 개폐 밸브가 됨으로써, 유체 제어 장치에 사용된다. 이와 같이 하면, 커플링으로부터 개폐 밸브을 거쳐 커플링으로 흐르는 유로가 형성되고, 이들 커플링, 개폐 밸브 및 다른 유체 제어기를 조합함으로써, 필요한 유체 제어 장치를 구성할 수 있다.
이러한 유체 제어 장치에 있어서는, 하단 부재의 유체 통로와 상단 부재의 유체 통로가 맞대어지는 면에 밀봉부가 개재되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 하단 부재와 상단 부재가 밀봉부에 의해 유밀식으로 연결되고, 또한, 하단 부재의 상면끼리 면이 일치되게 할 수 있기 때문에, 각 밀봉부에 균일한 힘이 걸리도록 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태를 이하 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 좌우는 도 1의 좌우를 말하는 것으로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 하단 부재의 고정 장치가 사용되는 유체 제어 장치의 일예를 도시하고 있다. 유체 제어 장치(4)는 반도체 제조 장치 등에서 사용되는 것으로, 매스플로우 컨트롤러(mass flow controller)(3)와, 매스플로우 컨트롤러(3)의 좌측 및 우측에 설치된 차단 개방기(1, 2)로 이루어진다.
좌측의 차단 개방기(1)는 좌측에 배치된 제1 개폐 밸브(6) 및 우측에 배치된 제2 개폐 밸브(7)와, 제1 개폐 밸브(6) 및 제2 개폐 밸브(7)가 장착되어 있는 제1 밸브 장착 기부(28)를 구비하고 있다. 제1 밸브 장착 기부(28)는 후술하는 복수의 커플링(80, 30, 31, 32, 33)에 의해 형성되어 있다. 좌측의 차단 개방기(1)의 좌측에는 제1 체크 밸브(5)가 설치되어 있다.
또한, 우측의 차단 개방기(2)는 좌측에 배치된 제3 개폐 밸브(8), 중간에 배치된 제4 개폐 밸브(9) 및 우측에 배치된 제5 개폐 밸브(10)와, 제3 개폐 밸브(8), 제4 개폐 밸브(9) 및 제5 개폐 밸브(10)가 장착되어 있는 제2 밸브 장착 기부(29)를 구비하고 있다. 제2 밸브 장착 기부(29)는 후술하는 복수의 커플링(34, 35, 36, 37, 38, 39, 79)으로 형성되어 있다. 우측의 차단 개방기(2)의 우측에는 제2 체크 밸브(11)가 설치되어 있다.
각 개폐 밸브(6, 7, 8, 9, 10)는 각각 밸브 본체(12, 14, 16, 18, 20) 및 이것에 상측으로부터 장착되어 밸브 본체(12, 14, 16, 18, 20)내의 통로를 적시에 차단 개방하는 액츄에이터(13, 15, 17, 19, 21)로 이루어진다. 제1 개폐 밸브(6) 및 제5 개폐 밸브(10)는 2포트 밸브이고, 제2 개폐 밸브(7), 제3 개폐 밸브(8) 및 제4 개폐 밸브(9)는 3포트 밸브이다. 각 개폐 밸브(6, 7, 8, 9, 10)의 밸브 본체(12, 14, 16, 18, 20)의 하단부에는 위쪽에서 보아 사각형의 플랜지부(12a, 14a, 16a, 18a, 20a)가 설치되어 있다.
각 체크 밸브(5, 11)는 각각 하면에 입구가 설치된 좌측 밸브 본체(22, 25)와, 좌측 밸브 본체(22, 25)와 볼트로 접속된 중앙 밸브 본체(23, 26)와, 중앙 밸브 본체(23, 26)와 볼트로 접속되는 동시에 하면에 출구가 설치된 우측 밸브 본체(24, 27)를 구비하고 있다.
매스플로우 컨트롤러(3)의 하단부 좌측면에는 하면에 입구가 설치된 직방체형 좌측 돌출부(49)가 설치되고, 동 우측면에는 하면에 출구가 설치된 직방체형 우측 돌출부(50)가 설치되어 있다.
매스플로우 컨트롤러(3)의 좌측에 있는 각 밸브 본체(22, 23, 24, 12, 14)의 하면 및 매스플로우 컨트롤러(3)의 좌측 돌출부(49)의 하면은 전부 면이 일치하게 이루어져 있고, 매스플로우 컨트롤러(3)의 우측 돌출부(50) 및 매스플로우 컨트롤러(3)의 우측에 있는 각 밸브 본체(16, 18, 20, 25, 26, 27)의 하면도 모두 면이 일치하게 이루어져 있다.
제1 체크 밸브(5)의 좌측 밸브 본체(22)의 입구에는 지지 부재(40) 및 이 지지 부재에 지지된 L자형 통로 형성 부재(41)로 이루어지고, 퍼지 가스(purge gas) 도입 라인에 접속되어 있는 퍼지 가스 도입용 커플링(80)이 설치되어 있다.
제1 체크 밸브(5)의 우측 밸브 본체(24)의 출구와 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(12)의 입구는 2개의 지지 부재(42, 44) 및 이들에 지지된 U자형 연통로 형성 부재(46)로 이루어지고, 좌측의 차단 개방기(1)에 유체를 도입하는 제1 유입 통로 형성용 커플링(30)에 의해 연통(連通)되어 있다. 연통로 형성 부재(46)는 2개의 L자형 통로 형성 부재(43, 45)끼리 접합됨으로써 형성되어 있다.
제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(12)의 우측으로 치우친 부분 하면과 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14)의 좌측으로 치우친 부분 하면에 걸쳐, 제1 개폐 밸브(6)의 출구와 제2 개폐 밸브(7)의 입구를 연통되는 V자형 통로(31a)를 구비하는 직방체형의 제1 연통로 형성용 블록 커플링(31)이 설치되어 있다.
제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14)의 부(副)출입구에는 지지 부재(47) 및 이것에 지지된 I형 통로 형성 부재(48)로 이루어지는 제1 부(副)통로 형성용 커플링(32)이 설치되어 있다. 제1 부통로 형성용 커플링(32)의 하단부에는 프로세스 가스(process gas) 도입 라인에 접속되어 있는 공지의 L자형 커플링(78)이 접합되어 있다.
제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14)의 우측으로 치우친 부분 하면과 매스플로우 컨트롤러(3)의 좌측 돌출부(49) 하면에 걸쳐, 제2 개폐 밸브(7)의 출구로부터 유체를 배출하여 매스플로우 컨트롤러(3)에 보내주는 V자형 통로(33a)를 구비하는 직방체형 제1 유출 통로 형성용 블록 커플링(33)이 설치되어 있다.
매스플로우 컨트롤러(3)의 우측 돌출부(50) 하면과 제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(16)의 좌측으로 치우친 부분 하면에 걸쳐, 매스플로우 컨트롤러(3)로부터 배출된 유체를 우측의 차단 개방기(2)에 도입하는 V자형 통로(34a)를 구비하는 직방체형 제2 유입 통로 형성용 블록 커플링(34)이 설치되어 있다.
제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(16)의 부출입구에는 지지 부재(51) 및 이것에 지지된 L자형 통로 형성 부재(52)로 이루어지고, 진공 흡인 라인에 접속되어 있는 제2 부통로 형성용 커플링(35)이 설치되어 있다.
제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(16)의 우측으로 치우친 부분 하면과 제4 개폐 밸브(9)의 밸브 본체(18)의 좌측으로 치우친 부분 하면에 걸쳐, 제3 개폐 밸브(8)의 출구와 제4 개폐 밸브(9)의 입구를 연통하는 V자형 통로(36a)를 구비하는 직방체형 제2 연통로 형성용 블록 커플링(36)이 설치되어 있다.
제4 개폐 밸브(9)의 밸브 본체(18)의 부출입구에는 지지 부재(53) 및 이것에 지지된 L자형 통로 형성 부재(54)로 이루어지고, 프로세스 가스 공급 라인에 접속되어 있는 제3 부통로 형성용 커플링(37)이 설치되어 있다.
제4 개폐 밸브(9)의 밸브 본체(18)의 출구와 제5 개폐 밸브(10)의 밸브 본체(20)의 입구는 2개의 지지 부재(55, 57) 및 이들에 지지된 연통로 형성 부재(59)로 이루어지는 제3 연통로 형성용 커플링(38)에 의해 연통되어 있다. 연통로 형성 부재(59)는 2개의 L자형 통로 형성 부재(56, 58)끼리 접합됨으로써 형성되어 있다.
제5 개폐 밸브(10)의 밸브 본체(20)의 우측으로 치우친 부분 하면과 제2 체크 밸브(11)의 좌측 밸브 본체(25)의 하면에 걸쳐, 제5 개폐 밸브(10)의 출구와 제2 체크 밸브(11)의 입구를 연통하는 V자형 통로(39a)를 구비하는 직방체형 제2 유출 통로 형성용 블록 커플링(39)이 설치되어 있다.
제2 체크 밸브(11)의 우측 밸브 본체(27)의 출구에는 지지 부재(60) 및 이 지지 부재에 지지된 L자형 통로 형성 부재(61)로 이루어지고, 퍼지 가스 배출 라인에 접속되어 있는 퍼지 가스 배출용 커플링(79)이 설치되어 있다.
매스플로우 컨트롤러(3)의 좌측에 있는 제1 유입 통로 형성용 커플링(30), 제1 연통로 형성용 커플링(31), 제1 부통로 형성용 커플링(32) 및 제1 유출 통로 형성용 커플링(33)에 의해, 좌측의 차단 개방기(1)의 밸브 장착 기부(28)가 형성되어 있다. 또한, 매스플로우 컨트롤러(3)의 우측에 있는 제2 유입 통로 형성용 커플링(34), 제2 부통로 형성용 커플링(35), 제2 연통로 형성용 커플링(36), 제3 부통로 형성용 커플링(37), 제3 연통로 형성용 커플링(38) 및 제2 유출 통로 형성용 커플링(39)에 의해, 우측의 차단 개방기(1)의 밸브 장착 기부(29)가 형성되어 있다.
이렇게 해서, 좌측의 차단 개방기(1)에는 체크 밸브(5)를 거쳐 도입된 퍼지 가스가 제1 유입 통로 형성용 커플링(30), 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(12), 제1 연통로 형성용 커플링(31), 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14) 및 제1 유출 통로 형성용 커플링(33)을 통해 배출되는 퍼지 가스용 통로와, 제1 부통로 형성용 커플링(32)의 하면으로부터 도입된 프로세스 가스가 제1 부통로 형성용 커플링(32), 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14) 및 제1 유출 통로 형성용 커플링(33)을 통해 배출되는 프로세스 가스용 통로가 형성되어 있다. 또한 우측의 차단 개방기(2)에는 매스플로우 컨트롤러(3)를 거쳐 도입된 퍼지 가스가 제2 유입 통로 형성용 커플링(34), 제2 연통로 형성용 커플링(36), 제3 연통로 형성용 커플링(38) 및 제2 유출 통로 형성용 커플링(39)을 통해 배출되는 퍼지 가스용 통로와, 매스플로우 컨트롤러(3)를 거쳐 도입된 프로세스 가스가 제2 유입 통로 형성용 커플링(34), 제2 연통로 형성용 커플링(36) 및 제3 부통로 형성용 커플링(37)을 통해 프로세스 챔버로 보내지는 프로세스 가스 통로와, 이들 통로내의 가스가 제2 부통로 형성용 커플링(36)으로부터 발출(拔出)되는 진공 흡인용 통로가 형성되어 있다.
도 2에 확대하여 도시하는 바와 같이, 제1 체크 밸브(5)는 모두 하향으로 개구된 유입 통로(77a) 및 유출 통로(77b)를 구비하고 있다. 또한, 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(12)에는 밸브 본체(12)의 하면 거의 중앙에 위치하는 입구(62)와, 우측으로 치우쳐 위치하는 출구(63)가 설치되어 있고, 밸브 본체(12) 내에 입구(62)로부터 밸브실(66)로 통해 있는 유입 통로(64)와, 출구(63)로부터 밸브실(66)로 통해 있는 유출 통로(65)가 형성되어 있다. 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 액츄에이터(13)는 다이어프램의 밸브 본체(67)를 작동시키는 것으로, 밸브 액츄에이터(13)의 조작에 의해, 유입 통로(64)가 밸브 본체(67)에 의해 차단 개방되도록 되어 있다. 또한, 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14)에는 밸브 본체(14) 하면의 좌측으로 치우쳐 위치하는 입구(68)와, 우측으로 치우쳐 위치하는 출구(69)와, 거의 중앙에 위치해 있고 다른 유체의 입구 또는 출구가 되는 부출입구(70)가 설치되어 있으며, 밸브 본체(14) 내에 입구(68)로부터 밸브실(74)로 통해 있는 유입 통로(71)와, 부출입구(70)로부터 밸브실(74)로 통해 있는 부통로(73)와, 출구(69)로부터 밸브실(74)로 통해 있는 유출 통로(72)가 형성되어 있다. 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 액츄에이터(15)는 다이어프램의 밸브체(75)를 작동시키는 것으로, 밸브 액츄에이터(15)의 조작에 의해 부통로(73)가 밸브체(75)에 의해 차단 개방되도록 이루어져 있다. 제2 개폐 밸브(7)의 입구(68)로 통하는 유입 통로(71)와 출구(69)로 통하는 유출 통로(72)는 밸브실(74)을 거쳐 항상 연통하도록 이루어져 있다.
각 밸브 본체(22, 23, 24, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 26, 27)와 이들에 맞대어져 있는 각 부재(41, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 61)사이에는 도 2에 도시한 바와 같은 밀봉부(76)가 각각 마련되어 있다. 또한, 체크 밸브(5, 11) 및 개폐 밸브(6, 7, 8, 9, 10)와 이것에 대응하는 커플링(80, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 79)은 전부 밸브 본체(22, 23, 24, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 26, 27)의 상측으로부터 체결된 볼트(113)(도 2 참조)에 의해 접속되어 있고, 이들 볼트(113)를 분리함으로써, 체크 밸브(5, 11) 및 개폐 밸브(6, 7, 8, 9, 10)를 상측으로 착탈할 수 있다. 또, 제2 체크 밸브(11)는 제1 체크 밸브(5)와 동일한 구성이고, 제5 개폐 밸브(10)는 제1 개폐 밸브(6)와 동일한 구성이며, 제3 개폐 밸브(8) 및 제4 개폐 밸브(9)는 제2 개폐 밸브(7)와 동일한 구성으로 되어 있다.
이 유체 제어 장치(4)에 의하면, 제1 개폐 밸브(6)를 닫고, 제2 개폐 밸브(7)를 열며, 제3 개폐 밸브(9)를 닫고, 제4 개폐 밸브(9)를 열며, 제5 개폐 밸브(10)를 닫아서, 좌측의 차단 개방기(1)의 제1 부통로 형성용 커플링(32)에 프로세스 가스를 도입하면, 프로세스 가스는 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14) 및 제1 유출 통로 형성용 커플링(33)을 통해 매스플로우 컨트롤러(3)에 이르고, 여기서 그 유량이 조정되어 우측의 차단 개방기(2)에 도입된다. 그리고, 제2 유입 통로 형성용 커플링(34), 제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(16), 제2 연통로 형성용 커플링(36), 제4 개폐 밸브(9)의 밸브 본체(18) 및 제3 부통로 형성용 커플링(37)을 통해 프로세스 챔버에 보내진다. 이후, 제1 개폐 밸브(6)를 열고, 제2 개폐 밸브(7)를 닫으며, 제3 개폐 밸브(8)를 닫고, 제4 개폐 밸브(9)를 닫으며, 제5 개폐 밸브(10)를 열어서, 제1 체크 밸브(5)로부터 퍼지 가스를 도입하면, 퍼지 가스는 제1 유입 통로 형성용 커플링(30), 제1 개폐 밸브(6)의 밸브 본체(12), 제1 연통로 형성용 커플링(31), 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14) 및 제1 유출 통로 형성용 커플링(33)을 통해 매스플로우 컨트롤러(3)에 도달하고, 더욱이, 제2 유입 통로 형성용 커플링(34), 제3 개폐 밸브(8)의 밸브 본체(16), 제2 연통로 형성용 커플링(36), 제4 개폐 밸브(9)의 밸브 본체(18), 제3 연통로 형성용 커플링(38), 제5 개폐 밸브(10)의 밸브 본체(20), 제2 유출 통로 형성용 커플링(39) 및 제2 체크 밸브(11)로 흘러서 배출된다. 이때, 퍼지 가스는 자신의 압력에 의해 제2 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14), 제1 유출 통로 형성용 커플링(33), 제2 유입 통로 형성용 커플링(34) 및 제2 연통로 형성용 커플링(36)에 남아 있는 프로세스 가스를 밀어내고, 이에 의해, 단시간에 퍼지 가스만이 흐르게 된다.
상기한 좌측 및 우측의 차단 개방기(1, 2)에 있어서, 제1 유입 통로 형성용 커플링(30) 및 제3 연통로 형성용 커플링(38)이 공통의 부재로 되고, 또한, 제1 연통로 형성용 블록 커플링(31), 제1 유출 통로 형성용 블록 커플링(33), 제2 유입 통로 형성용 블록 커플링(34), 제2 연통로 형성용 블록 커플링(36) 및 제2 유출 통로 형성용 블록 커플링(39)이 공통의 부재로 되고, 각 부통로 형성용 커플링(32, 35, 37)도 공통의 부재로 되어 있다. 즉, 좌측의 차단 개방기(1)에 3포트의 개폐 밸브를 1개 부가하는 동시에, 그 밸브 장착 기부(28)에 제1 연통로 형성용 커플링(31) 및 제1 부통로 형성용 커플링(32)과 동일한 것을 부가하는 것만으로 우측의 차단 개방기(2)가 얻어지고 있다. 여기서, 부가되는 개폐 밸브가 2포트인 것일 때는, 우측의 차단 개방기(2)의 제4 개폐 밸브(9)를 2포트의 밸브로 대체하는 동시에, 그 장착 기부(29)로부터 제3 부통로 형성용 커플링(37)을 제거하면 된다. 이와 같이, 상기한 좌측 및 우측의 차단 개방기(1, 2)는 여러가지 사양 변경에 대응하기 쉬운 것으로 되어 있다.
또, 도 1에 도시한 예에서는, 좌측의 차단 개방기(1)는 2개의 개폐 밸브(6, 7)를 구비하고, 우측의 차단 개방기(2)는 3개의 개폐 밸브(8, 9, 10)를 구비하고 있지만, 이들 개폐 밸브의 수는 적절히 변경할 수 있다. 그리고, 적당한 수의 개폐 밸브를 구비하는 차단 개방기가 매스플로우 컨트롤러의 좌측 및 우측에 설치되는 동시에, 이것이 또 병렬상으로 배치되어, 반도체 제조 장치용 유체 제어 장치가 구성된다. 그리고, 이 유체 제어 장치(4)는 기판에 커플링(80, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)을 볼트로 장착하고, 이들 커플링(80, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)에 체크 밸브(5, 11), 개폐 밸브(6, 7, 8, 9, 10) 및 매스플로우 컨트롤러(3) 등의 유체 제어기를 볼트로 장착하며, 기판(108)을 소정 위치에 고정함으로써 설치된다.
이어서, 도 3을 참조하여 본 발명의 하단 부재의 고정 창치에 대해서, 즉, 기판(지지 부재)과 유체 제어기(상단 부재) 사이에 배치되는 커플링 부재(하단 부재)를 볼트에 의해 기판에 고정하는 장치에 대해서 설명한다.
도 3에 있어서, 개폐 밸브(6, 7)가 장착되는 블록 커플링(31)이 2개 기판(108)에 장착되어 있다. 각 블록 커플링(31)의 상면에는 개폐 밸브 본체에의 장착용 나사 구멍(106)이 4구석 4지점에 형성되는 동시에, 블록 커플링(31)의 기판(108)으로의 장착시에, 커플링 고정 볼트(110)가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍(107)이 중앙부 근처의 2지점에 형성되어 있다. 기판(108)에는 블록 커플링(31)을 기판(108)에 장착할 때에 사용되는 나사 구멍(109)이 형성되어 있다.
블록 커플링(31)의 볼트 삽입 관통 구멍(107)은 커플링 고정 볼트(110)의 머리부(110a)의 직경보다 큰 직경을 갖는 대경부(107a)와, 이것에 단부(107c)를 사이에 두고 이어지는 동시에 볼트 머리부(110a)의 직경과 볼트 축부(110b)의 직경의 중간 직경을 갖는 소경부(107b)로 이루어진다.
볼트 삽입 관통 구멍(107)의 소경부(107b)에 하단이 기판(108)에 받쳐지고 상단이 대경부(107a) 내에 있는 원통형 스페이서(111)에 끼워 넣어져 있다. 스페이서(111)는 볼트 축부(110b)의 직경보다 큰 내경을 갖는 동시에 볼트 머리부(110a)의 직경보다 작은 외경을 가지고 있다. 이 스페이서(111)에 커플링 고정 볼트(110)의 축부(110b)가 끼워 넣어지고, 머리부(110a)가 스페이서(111)의 상단면에서 받쳐지고 있다. 스페이서(111)는 커플링 고정 볼트(110)의 체결량을 규정하는 것으로, 커플링 고정 볼트(110)를 볼트 삽입 관통 구멍(107)에 삽입 관통하여 기판(108)의 나사 구멍(109)에 조여 가면, 스페이서(111)가 커플링 고정 볼트(110)의 머리부(110a)와 기판(108)사이에 버티게 되어, 그 이상의 체결이 불가능하게 되어 있다.
스페이서(111)의 상단부에는 커플링 고정 볼트(110)의 머리부(110a)의 직경과 거의 동일한 외경의 둥근 고리형의 고무 와셔(112)가 끼워져 있다. 고무 와셔(112)는 커플링 고정 볼트(110)의 머리부(110a)와 볼트 삽입 관통 구멍(107)의 단부(107c)에 의해 사이에 끼워져 있다. 고무 와셔(112)의 상하 방향의 길이는 도 3에 도시하는 체결 완료 상태에 있어서, 고무 와셔(112)에 압축력이 걸리도록 설정되어 있다. 따라서, 양 커플링(31, 33)은 고무 와셔(112)에 의해 기판(108) 방향으로 가압되고 있다. 고무 와셔(112)는 탄성을 가지고 있으므로, 이것을 더욱 압축 변형시킬 수 있고, 양 커플링(31, 33)을 기판(108)으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 양 커플링(31, 33)의 상면이 일치하게 되어 있지 않는 상태라도, 이들 커플링(31, 33)에 개폐 밸브(7)를 커플링 고정 볼트(110)로 장착하여 가면, 커플링(31, 33)이 개폐 밸브(7)에 접근해가기 때문에, 커플링 고정 볼트(110)의 체결을 간단히 행할 수 있다. 이것에 의해, 모든 밀봉부(76)에 적정한 압압력을 걸 수 있어 밀봉성이 확보된다.
도 4는 2개의 블록 커플링(31, 33)에 개폐 밸브(7)를 본체 고정 볼트(113)로 장착할 때의 바람직한 구성을 나타내고 있다.
이 도면에 있어서, 개폐 밸브(7)의 밸브 본체(14)의 플랜지부(14a)에는 볼트 축부 삽입 관통 구멍(114)이 뚫려져 있지만, 이 볼트 축부 삽입 관통 구멍(114)에는 중간 정도 및 하단부 근처에 하단부가 가장 직경이 크게 되도록 단부(114a, 114b)가 형성되어 있다. 그리고, O링(O ring)(115)이 볼트 축부 삽입 관통 구멍(114)의 하단으로부터 끼워 넣어져 중간 정도의 단부(114a)에 받쳐져 있고, 더욱이, 직경이 큰 쪽에서부터 O링 탈출 저지용 부시(116)가 끼워 넣어져 있다. 이렇게 하여, 중간 정도의 단부(114a), 부시(116)의 상단면 및 볼트 축부 삽입 관통 구멍(114)의 둘레면에 의해, O링 삽입용 환형 오목부(118)가 형성되어 있다. 부시(116)의 하단부에는 하단 근처의 단부(114b)에 접촉하는 플랜지부(116a)가 설치되어 있다. 또한, 부시(116)의 중간부에는 이것이 끼워 넣어져 있는 볼트 축부 삽입 관통 구멍(114)의 직경보다 약간 큰 외경을 갖는 환형 돌기(117)가 형성되어 있다. 부시(116)를 강제로 볼트 축부 삽입 관통 구멍(114)의 직경이 큰 쪽에서부터 끼워 넣으면, 플랜지부(116a)가 하단 근처의 단부(114b)에 받쳐지고, 환형 돌기(117)가 찌부러져 부시(116)의 이탈 방지가 달성된다. 따라서, O링(115)이 빠져서 떨어지지 않는다. O링(115)의 내경은 본체 고정 볼트(113)의 축부의 외경보다 약간 작게 되어 있다. O링(115)은 탄성을 가지고 있기 때문에, 본체 고정 볼트(113)의 축부를 O링(115)에 강제로 삽입 관통하는 것은 극히 용이하다. 또한, 본체 고정 볼트(113)를 풀어 이것이 나사 구멍(106)으로부터 이탈되었을 때에는 O링(115)의 탄성력에 의해, 본체 고정 볼트(113)가 0링(115)으로부터 이탈되지 않는다. 따라서, 기판(108)이 수직 형태로 배치된 경우(도면의 상하와 좌우가 반대로 되는 경우)에도 본체 고정 볼트(113)의 체결 및 분리시에 볼트(113)가 낙하하여 분실되는 일이 없다.
본 발명 하단 부재의 고정 장치에 의하면, 볼트를 체결해 가면, 스페이서가 볼트 머리부와 지지 부재사이에 유지되어 체결을 할 수 없게 된다. 이 때, 탄성 부재가 각 하단 부재를 지지 부재를 향해서 가압하므로, 각 하단 부재는 움직이지 않는다. 한편, 탄성 부재를 압축함으로써, 상면이 낮은 쪽의 하단 부재를 지지 부재로부터 멀어지는 방향으로 움직여, 하단 부재의 상면끼리 면이 일치되게 할 수 있다. 이로써, 하단 부재로의 상단 부재의 장착이 용이해진다.
상기 하단 부재의 고정 장치는 예컨대, 하단 부재가 상측으로 개구된 유체 통로를 갖는 커플링이 되고, 상단 부재가 각 하단 부재의 유체 통로에 각각 통하고 있는 하측으로 개구된 2개의 유체 통로를 갖는 개폐 밸브가 됨으로써, 유체 제어 장치에 사용된다. 이와 같이 하면, 커플링으로부터 개폐 밸브을 거쳐 커플링으로 흐르는 유로가 형성되고, 이들 커플링, 개폐 밸브 및 다른 유체 제어기를 조합함으로써, 필요한 유체 제어 장치를 구성할 수 있다.
이러한 유체 제어 장치에 있어서는, 하단 부재의 유체 통로와 상단 부재의 유체 통로가 맞대어지는 면에 밀봉부가 개재되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 하단 부재와 상단 부재가 밀봉부에 의해 유밀식으로 연결되고, 또한, 하단 부재의 상면끼리 면이 일치되게 할 수 있기 때문에, 각 밀봉부에 균일한 힘이 걸리도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하단 부재의 고정 장치가 사용되는 유체 제어 장치의 일예를 나타내는 정면도.
도 2는 도 1의 유체 제어 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 일부 파단 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 하단 부재의 고정 장치를 나타내는 단면도.
도 4는 볼트 이탈 방지 장치를 나타내는 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
7 : 개폐 벨브(상단 부재)
31,33 : 블록 커플링(하단 부재)
31a,33a,71,72 : 유체 통로
76 : 밀봉부
107 : 볼트 삽입 관통 구멍
107a : 대경부
107b : 소경부
107c : 단부
108 : 기판(지지 부재)
110 : 볼트
110a : 볼트 머리부
110b : 볼트 축부
111 : 스페이서
112 : 탄성 부재
Claims (3)
- 지지 부재와 상단 부재사이에 배치되는 볼트 삽입 관통 구멍이 형성된 하단 부재를 볼트에 의해 지지 부재에 고정하는 장치로서, 상기 하단 부재의 볼트 삽입 관통 구멍은 볼트 머리부의 직경보다 큰 직경을 갖는 대경부 및 이 대경부의 하측으로 단부를 통해 연결되는 동시에 볼트 머리부의 직경과 볼트 축부 직경의 중간 직경을 갖는 소경부로 이루어지고, 볼트 삽입 관통 구멍의 소경부에, 볼트 축부의 직경보다 큰 내경을 갖는 동시에 하단은 지지 부재에 받쳐지고 상단은 대경부 내에 있어 볼트 머리부를 받치는 원통형 스페이서가 끼워 넣어져 있으며, 볼트 머리부와 단부 사이에 하단 부재를 지지 부재를 향해 가압하는 원통형 탄성 부재가 개재되어 있고, 상기 원통형 탄성 부재가 압축됨으로써 하단 부재를 지지 부재로부터 멀어지는 방향으로 움직일 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 하단 부재의 고정 장치.
- 지지 부재와 상단 부재 사이에 배치되는 볼트 삽입 관통 구멍이 형성된 하단 부재를 볼트에 의해 지지 부재에 고정하는 장치로서, 상기 하단 부재의 볼트 삽입 관통 구멍은 볼트 머리부의 직경보다 큰 직경을 갖는 대경부 및 이 대경부의 하측으로 단부를 통해 연결되는 동시에 볼트 머리부의 직경과 볼트 축부 직경의 중간 직경을 갖는 소경부로 이루어지고, 볼트 삽입 관통 구멍의 소경부에, 볼트 축부의 직경보다 큰 내경을 갖는 동시에 하단은 지지 부재에 받쳐지고 상단은 대경부 내에 있는 원통형 스페이서가 끼워 넣어져 있으며, 볼트 머리부와 단부 사이에 하단 부재를 지지 부재를 향해 가압하는 원통형 탄성 부재가 개재되어 있는 것인 하단 부재의 고정 장치와,상단 부재를 구비하고 있고, 상기 하단 부재에는 상측으로 개구된 유체 통로가 형성되어 있으며, 상기 상단 부재에는 각 하단 부재의 유체 통로로 각각 통해 있는 하측으로 개구된 2개의 유체 통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 하단 부재의 유체 통로와 상단 부재의 유체 통로가 맞대어지는 면에 밀봉부가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
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