TW201917315A - 手動閥裝置及流體控制裝置 - Google Patents

Abstract

[課題]提供適合於被小型化、集成化的流體控制裝置的手動閥裝置。
[解決手段]手動閥裝置，具有：內藏驅動機構(50)之筒狀的外殼(70)、用以使驅動機構(50)動作的操作構件(110)、將作用於該操作構件(110)的力變換成該驅動機構之驅動力的凸輪部(80)，還具有設在外殼(70)的上端側且覆蓋操作構件(110)之至少一部分的保護罩(100)，操作構件(110)，具有可拆卸地安裝輔助工具(600)的安裝部(110a)，該輔助工具(600)是用於將驅動機構(50)之動作所必要的力作用於操作構件(110)，保護罩(100)，是形成為可使工具(600)對操作構件(110)的安裝部(110a)進行接觸。

Description

手動閥裝置及流體控制裝置

本發明是關於手動閥裝置以及使含有該閥裝置的流體機器集成化的流體控制裝置。

例如，為了對半導體製造裝置等的腔室供給各種製程氣體而使用的流體控制裝置，已知有下述引用文獻1等所揭示者。
如上述般之流體控制裝置的領域，因為製程氣體的供給控制而要求著較高的反應性，因此盡可能地發展使流體控制裝置小型化、集成化。
[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2002-206700號公報

[發明所欲解決的課題]

但是，上述般的流體控制裝置，含有平常雖沒有使用，但在緊急時或實施裝置的全停止之際會使用的手動閥。這種手動閥，由於具備手動操作用的握柄或拉桿，該等零件，若配合其他自動閥裝置等之流體機器的小型化而小型化的話，手動操作會變得困難，故有著難以小型化的問題。
且，為了防止不小心操作手動閥的情況，對手動操作用的握柄或拉桿設置保護殼、蓋、罩等，亦有必要設置顯示開閉狀態的指示器，故小型化會變得更加困難。

本發明的一個目的，是提供適合於被小型化、集成化的流體控制裝置的手動閥裝置。
本發明的其他目的，是提供含有上述手動閥裝置之被小型化、集成化的流體控制裝置。

[用以解決課題的手段]

為了達成上述目的之本第1發明的手動閥裝置，具有：塊狀的閥塊，其界定出相對向的底面及上面並界定出流體流路；閥體，其設置成可開閉前述閥塊的流路；驅動機構，是將前述閥體往開閉方向驅動；筒狀的外殼，其連接於前述閥塊而從該閥塊的上面朝向上方延伸，並將前述驅動機構予以內藏；操作構件，其用來使前述驅動機構動作；以及凸輪部，其將作用於該操作構件的力變換成該驅動機構的驅動力，其特徵為，
還具有：設在前述外殼的上端側，覆蓋前述操作構件之至少一部分的保護罩，
前述操作構件，具有可拆卸地安裝輔助工具的安裝部，該輔助工具是用於將前述驅動機構之動作所必要的力作用於該操作構件，
前述保護罩，是形成為可使前述工具對前述操作構件的安裝部進行接觸及操作。

較佳可採用以下構造：前述操作構件及保護罩，在俯視時，形成為收斂在前述外殼的外形內。更佳可採用以下構造：前述安裝部，是形成為凹狀。

較佳可採用以下構造：前述操作構件，是被保持成可以前述外殼的中心軸線為中心來旋轉，
前述保護罩，是覆蓋前述操作構件的外周，
前述安裝部，是形成在前述操作構件的上端面。

更佳為可採用以下構造：前述驅動機構，具有：可動桿，其被保持成可使前述閥體往開閉的方向移動；以及
滾動構件，其可在形成於前述凸輪部的凸輪面上移動，且，在前述可動桿被保持成可旋轉，
前述凸輪面，具有卡止部，其使前述滾動構件卡止而將前述操作構件保持在開放位置與封閉位置。

較佳可採用以下構造：前述操作構件，是當前述流路開放或封閉時，維持在使前述操作構件之上端部的一部分從前述保護構件突出的狀態，當前述流路從開放或封閉狀態進行封閉或開放時，維持在使該操作構件的全體收容在前述保護構件之內部的狀態。

且，為了達成上述目的之本第2發明的手動閥裝置，具有：塊狀的閥塊，其界定出相對向的底面及上面並界定出流體流路；閥體，其設置成可開閉前述閥塊的流路；驅動機構，是將前述閥體往開閉方向驅動；筒狀的外殼，其連接於前述閥塊而從該閥塊的上面朝向上方延伸；操作構件，其用來使前述驅動機構動作；以及凸輪部，其將作用於該操作構件的傾斜動力變換成該驅動機構的驅動力，其特徵為，
還具有：設在前述外殼的上端側，覆蓋前述操作構件之至少一部分的保護罩，
前述操作構件，具有可拆卸地安裝輔助拉桿的安裝部，該輔助拉桿是用於將前述驅動機構之動作所必要的傾斜動力作用於該操作構件，
前述保護罩，是形成為可使前述輔助拉桿對前述操作構件的安裝部進行接觸。

較佳可採用以下構造：前述安裝部，是形成為凹狀。

較佳可採用以下構造：前述驅動機構，具有可動桿，其被保持成可使前述閥體往開閉的方向移動，
前述操作構件，是在前述可動桿連結成可以既定軸線為中心來傾斜移動，
前述凸輪部，具有：形成在前述操作構件的凸輪面、與該凸輪面卡合而承受作用於前述操作構件之傾斜動力的承受面。

更佳可採用以下構造：具有前述承受面的承受構件，是具有供前述可動桿貫通的貫通孔，且在前述保護罩內被保持在前述外殼。且，可採用以下構造：具有前述承受面的承受構件，是具有供前述可動桿貫通的貫通孔，且在前述保護罩內被保持在前述外殼。

本發明的流體控制裝置，是具有複數個流體機器的流體控制裝置，其特徵為，
於前述流體機器含有上述構造的手動閥裝置。

根據本發明，可得到適合於被小型化、集成化的流體控制裝置的手動閥裝置，可確實地防止不小心操作手動閥裝置的情況。

以下，針對本第1發明及第2發明的實施形態參照圖式進行說明。
首先，參照圖17，說明適用有本發明的流體控制裝置之一例。
圖17所示的流體控制裝置，在金屬製的基板BS上，設有沿著寬度方向W1、W2配列且往長度方向G1、G2延伸的5條導軌構件500。又，W1是表示正面側、W2是表示背面側、G1是表示上游側、G2是表示下游側的方向。於各導軌構件500，透過複數個流路塊200而設置有各種流體機器210A～210E，藉由複數個流路塊200，而分別形成有使流體從上游側朝向下游側流通之未圖示的流路。
在此，所謂的「流體機器」，是在控制流體之流動的流體控制裝置所使用的機器，具備界定流體流路的塊體，且具有在該塊體的表面開口的至少2個流路口。具體來說，是含有：開閉閥(2向閥)210A、調節器210B、壓力計210C、開閉閥(3向閥)210D、質量流量計210E等，但並不限定於此。又，導入管310，是連接於上述未圖示之流路之上游側的流路口。
當流體機器逐漸小型化、集成化時，由圖17可得知，整體形成為細長，且在寬度方向W1、W2之相鄰的流體機器間幾乎不會存在有間隙。
本發明的手動閥裝置，例如可適用於開閉閥210A的位置。

＜實施形態1＞
接著，參照圖1A～圖7，針對本第1發明之一實施形態的手動閥裝置進行說明。又，在圖中，箭頭A1、A2是表示上下方向，A1表示上方向，A2表示下方向。
手動閥裝置1，具有：閥塊20、作為閥體的隔膜40、驅動機構50、內藏有驅動機構50的外殼70、保護罩100、操作構件110。

閥塊20，是界定相對向的上面20a及底面20b，於底面20b界定出具有開口部21a、22a的氣體等之流路21、22。流路21、22是透過其他的流路構件與未圖示的密封構件而連接。於閥塊20，形成有貫通上面20a與底面20b的貫通孔23、24。該等之貫通孔23、24，是將閥塊20固定於上述流路塊200用之締結螺栓用的孔。

閥片30，是設在閥塊20之流路21的周圍。閥片30，是以PFA、PTFE等的樹脂來形成為可彈性變形。
隔膜40，是作為閥體來發揮功能，具有比閥片30還大的直徑，以不銹鋼、NiCo系合金等的金屬或氟系樹脂來形成為可彈性變形的球殼狀。隔膜40，是透過按壓用接合器42來由外殼構件71的下端面朝向閥塊20按壓推動，藉此可對於閥片30抵接或分離地被支撐在閥塊20。在圖1A中，隔膜40是被隔膜按壓件51按壓而彈性變形，成為被按壓至閥片30的狀態。若開放隔膜按壓件51所致之按壓的話，會復原至球殼狀。在隔膜40對閥片30按壓著的狀態，會使流路21封閉。如圖2所示般，若隔膜40從閥片30分離的話，流路21會開放，而與流路22連通。

外殼70，是由形成圓筒狀且互相連接的外殼構件71、72所成，使外殼構件71的下端部螺合於閥塊20的上側，藉此固定於閥塊20。
驅動機構50，具有隔膜按壓件51、可動桿52及線圈彈簧54。隔膜按壓件51及可動桿52是在外殼70內保持成可往上下方向A1、A2移動，可動桿52，是使形成在中途的鍔部52b抵接於外殼構件71的上端面，藉此限制往下方向A2的移動。
線圈彈簧54，是中介在可動桿52的鍔部52b與外殼構件72之間，隨時藉由復原力朝向下方向A2來彈推可動桿52。手動閥裝置1，是經常使流路21被隔膜40封閉的常閉閥。
如圖1A及圖2所示般，於可動桿52的上端部，形成有往對可動桿52的中心軸線正交的方向來貫通的銷孔52a，於該銷孔52a插入有銷81，於銷81的兩端部嵌入有滾動構件82。

如圖5所示般，於外殼構件72的上端，形成有凸輪面80，該凸輪面80與上述的滾動構件82是構成凸輪部(圖4B參照)，該凸輪部是使作用於操作構件110的力變換成驅動機構50的驅動力。於凸輪面80，具有：可使滾動構件82卡止的第1卡止部80a、在上下方向A1、A2中形成在比第1卡止部80a還低的位置的第2卡止部80b。第1卡止部80a及第2卡止部80b，各自形成在對稱的2處，第1卡止部80a與第2卡止部80b，是對於外殼構件72的中心軸線形成在互相分開90度的位置。亦即，手動閥裝置1，是使操作構件110往正反方向旋轉90度，藉此開閉流路21。

如圖6A及圖6B所示般，操作構件110，是上端部封閉的圓筒狀構件，在圓筒部分的對稱的位置形成有供上述的滾動構件82的一部分插入的插入孔110b。於上端側的中心部，形成有供如圖8所示般的輔助工具之扭力扳手600的前端部600a裝卸自如地嵌入的安裝凹部110a。
保護罩100，是如圖7所示般，為圓筒狀構件，是連接於外殼構件72的上端部而以螺絲構件來固定。保護罩100之上端側的開口100a，是形成為可供操作構件110之上端側的圓柱部分插入的直徑。

在此，圖1B是手動閥裝置1的俯視，圖中B1、B2是閥塊20的長度方向(流體的流通方向)，C1、C2為寬度方向。由圖1B可得知，保護罩100及操作構件110，是收斂在外殼70的外形內，且，收斂在閥塊20之上面20a的外形內。因此，如圖17所示般，可將手動閥裝置1適用於流體機器被小型化、集成化的流體控制裝置。

被保持在銷81之兩端部的滾動構件82，是如圖2所示般，一部分插入至操作構件110的插入孔110b，藉此可傳達操作構件110與可動桿52之間的力。且，於操作構件110的外周，設有保護罩100，藉由該保護罩100的內周面來限制滾動構件82對銷81之軸線方向的移動，而使滾動構件82不會從銷81脫落。

在圖1A所示的封閉狀態，滾動構件82，是被定位在位於凸輪面80之低位側的第2卡止部80b。且，如圖3A及圖3B所示般，操作構件110的全體，是被收容在保護罩100內的狀態。
為了從該狀態成為圖2所示的開放狀態，是將扭力扳手600安裝於操作構件110的安裝凹部110a，以外殼70的中心軸線為中心來使操作構件110旋轉。滾動構件82是承受從凸輪面80往上方向A1側移動的凸輪作用，而使可動桿52抵抗線圈彈簧54的彈推力往上方向A1移動。如圖4A及圖4B所示般，藉由使操作構件110旋轉90度，滾動構件82，是被定位在位於高位側的第1卡止部80a而卡止。伴隨著滾動構件82的動作，操作構件110，是如圖4A及圖4B所示般，往上方向A1移動，而成為使上端部的一部分從保護罩100的上端面突出的狀態。
如上述般，可從操作構件110對保護罩100的位置，來判別手動閥裝置1的開閉狀態。

＜實施形態2＞
接著，參照圖9A～圖16B，針對本第2發明之一實施形態(實施形態2)的手動閥裝置進行說明。又，對於與實施形態1的手動閥相同的構造，省略說明。

實施形態2的手動閥，是如圖13所示般，於可動桿52的上端部，形成有往對可動桿52的中心軸線正交的方向來貫通的銷孔52a，於該銷孔52a，插入有圖9A及圖10A所示的銷90。
且，如圖16A及圖16B所示般，操作構件210，是形成有安裝凹部210a，該安裝凹部210a可拆卸地安裝有圖9A、10A中以虛線所示之圓棒狀之輔助拉桿700的前端，且具有從上端側朝向下方平行地延伸的對向壁部210b。對向壁部210b之各自的下端面側是成為傾斜及彎曲的凸輪面210f，且，於對向壁部210b形成有與壁面垂直的銷孔210h。於2個銷孔210h插入有上述的銷90。
在操作構件210的2個對向壁部210b之間插入有可動桿52的上端部，若銷90插入至銷孔52a及銷孔210h的話，操作構件210是以銷90為中心而對於可動桿52保持成傾斜動作自如。又，銷90，是將形成圓筒狀的保護罩400，插入固定於圖14所示的外殼構件73之上端部，藉此以保護罩400的內周面來限制移動，而不會從銷孔52a及銷孔210h脫落。
且，如圖16B所示般，在操作構件210之凸輪面210f的一端側形成有彎曲成凸狀的卡止凸部210g，使該卡止凸部210g嵌入至後述之承受構件180的卡止凹部180t，藉此可鎖定住操作構件210的動作。

承受構件180，是如圖15所示般，具有：供可動桿52的上端部插入的貫通孔180h、夾住可動桿52來形成的2個突出部180a、形成在2個突出部180a的兩側且供操作構件210的凸輪面210f卡合的承受面180f。於承受面180f，形成有供操作構件210的一部分卡止的卡止凹部180t。2個突出部180a的對向面，是彎曲成可供可動桿52通過的彎曲面180b。

保護罩400，是上述般之圓筒狀的構件，在上端部具備互相對向的保護壁部200b。操作構件210，其大部分都被配置成夾在保護壁部200b之間，保護壁部200b，是防止物體等不小心碰撞至操作構件210的情況。
在此，圖9B及圖10B，是手動閥裝置1B的俯視，圖中B1、B2是閥塊20的長度方向(流體的流通方向)，C1、C2為寬度方向。由圖9B及圖10B可得知，保護罩400及操作構件210，是收斂在閥塊20之上面20a的外形內。因此，如圖9A、圖9B所示般，可將手動閥裝置1B適用於流體機器被小型化、集成化的流體控制裝置。

在圖9A及圖11B所示的封閉狀態，操作構件210的凸輪面210f是成為從承受構件180的承受面180f分離的狀態。從該狀態，使用輔助拉桿700，來如圖10A及圖12B所示般，使操作構件210抵抗線圈彈簧54的彈推力來傾斜動作的話，藉由凸輪面210f的凸輪作用，使連結於操作構件210的可動桿52往上方向A1移動，而使閥成為開放的狀態。此時，如圖10A及圖12B所示般，使操作構件210的卡止凸部210g嵌入至形成在承受構件180的卡止凹部180t，藉此保持操作構件210的姿勢，而使閥維持在開放的狀態。

在本實施形態，可藉由操作構件210的姿勢來判別閥的開閉狀態，但藉由在承受構件180之突出部180a的表面記載用以顯示開閉的指示器，而可提升閥之開閉狀態的能見度。

在上述實施形態，雖示例出將凸輪部的凸輪面形成在操作構件，且將承受面形成在承受構件的情況，但亦可將凸輪面形成在承受構件側，且將承受面形成在操作構件側。

如以上所述，根據本發明，可得到手動閥裝置，其良好地適用於流體機器被小型化、集成化的流體控制裝置。

在上述本發明的實施形態1～2，雖示例出常閉類型的手動閥裝置，但本發明並不限定於此，亦可適用於常開類型的手動閥裝置。

1、1B‧‧‧手動閥裝置

20‧‧‧閥塊

20a‧‧‧上面

20b‧‧‧底面

21‧‧‧流路

21a‧‧‧開口部

22‧‧‧流路

22a‧‧‧開口部

23、24‧‧‧貫通孔

30‧‧‧閥片

40‧‧‧隔膜

42‧‧‧按壓用接合器

50‧‧‧驅動機構

51‧‧‧隔膜按壓件

52‧‧‧可動桿

52a‧‧‧銷孔

52b‧‧‧鍔部

54‧‧‧線圈彈簧

70‧‧‧外殼

71、72、73‧‧‧外殼構件

80‧‧‧凸輪面

80a‧‧‧第1卡止部

80b‧‧‧第2卡止部

81‧‧‧銷

82‧‧‧滾動構件

90‧‧‧銷

100‧‧‧保護罩

100a‧‧‧開口

110‧‧‧操作構件

110a‧‧‧安裝凹部

110b‧‧‧插入孔

180‧‧‧承受構件

180a‧‧‧突出部

180b‧‧‧彎曲面

180f‧‧‧承受面

180h‧‧‧貫通孔

180t‧‧‧卡止凹部

200‧‧‧流路塊

200b‧‧‧保護壁部

210‧‧‧操作構件

210A‧‧‧開閉閥

210B‧‧‧調節器

210C‧‧‧壓力計

210D‧‧‧流體機器

210E‧‧‧質量流量計

210a‧‧‧安裝凹部

210b‧‧‧對向壁部

210f‧‧‧凸輪面

210g‧‧‧卡止凸部

210h‧‧‧銷孔

310‧‧‧導入管

400‧‧‧保護罩

500‧‧‧導軌構件

600‧‧‧扭力扳手

600a‧‧‧前端部

700‧‧‧輔助拉桿

A1‧‧‧上方向

A2‧‧‧下方向

BS‧‧‧基板

G1‧‧‧長度方向

G2‧‧‧長度方向

W1‧‧‧寬度方向

W2‧‧‧寬度方向

圖1A為本發明之一實施形態之手動閥裝置的剖面圖，是表示閥封閉狀態的圖。

圖1B為圖1A之手動閥裝置的俯視圖。

圖2為圖1A之手動閥裝置的剖面圖，是表示閥開放狀態的圖。

圖3A為圖1A之手動閥裝置的重要部外觀立體圖，是表示閥封閉狀態的圖。

圖3B表示圖3A之手動閥裝置的內部構造，是部分含有剖面的立體圖。

圖4A為圖2之手動閥裝置的重要部外觀立體圖，是表示閥開放狀態的圖。

圖4B表示圖4A之手動閥裝置的內部構造，是部分含有剖面的立體圖。

圖5為外殼構件的外觀立體圖。

圖6A為操作構件的立體圖。

圖6B為操作構件的縱剖面圖。

圖7為保護罩的立體圖。

圖8為作為輔助工具之扭力扳手的前視圖。

圖9A為本發明之一實施形態之手動閥裝置的剖面圖。

圖9B為圖9A之手動閥裝置的俯視圖。

圖10A為圖9A之手動閥裝置的剖面圖，是表示閥開放狀態的圖。

圖10B為圖10A之手動閥裝置的俯視圖。

圖11A為圖9A之手動閥裝置的重要部外觀立體圖，是表示閥封閉狀態的圖。

圖11B表示圖11A之手動閥裝置的內部構造，是部分含有剖面的立體圖。

圖12A為圖10A之手動閥裝置的重要部外觀立體圖，是表示閥開放狀態的圖。

圖12B表示圖12A之手動閥裝置的內部構造，是部分含有剖面的立體圖。

圖13為可動桿的外觀立體圖。

圖14為外殼構件的外觀立體圖。

圖15為承受構件的外觀立體圖。

圖16A為操作構件的外觀立體圖。

圖16B為操作構件的側視圖。

圖17為表示適用有本發明之手動閥的流體控制裝置之一例的立體圖。

Claims (12)

1. 一種手動閥裝置，具有：塊狀的閥塊，其界定出相對向的底面及上面並界定出流體流路；閥體，其設置成可開閉前述閥塊的前述流體流路；驅動機構，是將前述閥體往開閉方向驅動；筒狀的外殼，其連接於前述閥塊而從該閥塊的前述上面朝向上方延伸，並將前述驅動機構予以內藏；操作構件，其用來使前述驅動機構動作；以及凸輪部，其將作用於該操作構件的力變換成該驅動機構的驅動力，其特徵為， 還具有：設在前述外殼的上端側，覆蓋前述操作構件之至少一部分的保護罩， 前述操作構件，具有可拆卸地安裝輔助工具的安裝部，該輔助工具是用於將前述驅動機構之動作所必要的力作用於該操作構件， 前述保護罩，是形成為可使前述輔助工具對前述操作構件的安裝部進行接觸。
2. 如請求項1所述之手動閥裝置，其中，前述操作構件及前述保護罩，在俯視時，形成為收斂在前述外殼的外形內。
3. 如請求項1或2所述之手動閥裝置，其中，前述安裝部，形成為凹狀。
4. 如請求項2或3所述之手動閥裝置，其中， 前述操作構件，是被保持成可以前述外殼的中心軸線為中心來旋轉， 前述保護罩，是覆蓋前述操作構件的外周， 前述安裝部，形成在前述操作構件的上端面。
5. 如請求項4所述之手動閥裝置，其中， 前述驅動機構，具有：可動桿，其被保持成可使前述閥體往開閉的方向移動；以及 滾動構件，其可在形成於前述凸輪部的凸輪面上移動，且，保持成可在前述可動桿旋轉， 前述凸輪面，具有卡止部，其使前述滾動構件卡止而將前述操作構件保持在開放位置與封閉位置。
6. 如請求項4或5所述之手動閥裝置，其中，前述操作構件，若前述流路被封閉的話，則維持在使前述操作構件之上端部的全體收容在前述保護構件之內部的狀態，若前述流路從封閉狀態開放的話，則維持在該操作構件的一部分從前述保護構件突出的狀態。
7. 一種手動閥裝置，具有：塊狀的閥塊，其界定出相對向的底面及上面並界定出流體流路；閥體，其設置成可開閉前述閥塊的前述流體流路；驅動機構，是將前述閥體往開閉方向驅動；筒狀的外殼，其連接於前述閥塊而從該閥塊的前述上面朝向上方延伸；操作構件，其用來使前述驅動機構動作；以及凸輪部，其將作用於該操作構件的傾斜動力變換成該驅動機構的驅動力，其特徵為， 還具有：設在前述外殼的上端側，覆蓋前述操作構件之至少一部分的保護罩， 前述操作構件，具有可拆卸地安裝輔助拉桿的安裝部，該輔助拉桿是用於將前述驅動機構之動作所必要的傾斜動力作用於該操作構件， 前述保護罩，是形成為可使前述輔助拉桿對前述操作構件的安裝部進行接觸。
8. 如請求項7所述之手動閥裝置，其中，前述安裝部，形成為凹狀。
9. 如請求項7或8所述之手動閥裝置，其中， 前述驅動機構，具有：可動桿，其被保持成可使前述閥體往開閉的方向移動， 前述操作構件，是在前述可動桿連結成可以既定軸線為中心來傾斜移動， 前述凸輪部，具有：形成在前述操作構件的凸輪面、與該凸輪面卡合而承受作用於前述操作構件之傾斜動力的承受面。
10. 如請求項9所述之手動閥裝置，其中，具有前述承受面的承受構件，是具有供前述可動桿貫通的貫通孔，且在前述保護罩內被保持在前述外殼。
11. 如請求項10所述之手動閥裝置，其中，前述承受構件，是進一步具有卡止部，其供前述操作構件的一部分卡合，而將該操作構件維持在開放狀態或封閉狀態。
12. 一種流體控制裝置，具有複數個流體機器，其特徵為， 在前述流體機器含有請求項1至11中任一項所述的手動閥裝置。