TWI422768B - 液體控制用接頭及使用其之流體控制裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關在半導體製造裝置等使用之流體控制裝置用接頭及使用此種接頭之流體控制裝置。
一種流體控制裝置,係配置於排成一列之複數個裝置構成構件的裝置設置側,用以使相鄰之裝置構成構件其中之一的裝置構成構件的流體通路出口與另一裝置構成構件的流體通路入口連通,或是使外部導入管與流體控制裝置一端之裝置構成構件的流體通路入口連通,抑或使外部排出管與流體控制裝置另一端的裝置構成構件之流體通路出口相連通之不銹鋼製長方體狀接頭,被揭示於下述專利文獻1。
專利文獻1:日本專利特開2003-322127號公報
流體控制裝置,以前雖配置在地板的水平面,但近來為了有效利用地板面,故而逐漸配置在房間的垂直壁面。可是,因為流通接頭之連通路的流體一般均為強腐蝕性,故長方體接頭使用具有耐蝕性的不銹鋼為主。但,不銹鋼因為重量大,不僅搬運不便,並且以1或2個工人將流體控制裝置朝垂直壁面執行配置的作業性不良。
本發明之目的係提供搬運方便,而且將流體控制裝置朝垂直壁面配置時其作業性可大幅提高之重量輕的流體控制裝置用接頭及使用此種接頭之流體控制裝置。
本發明為了達成上述目的而提供一種流體控制裝置用接頭,係配置於排成一列之複數個裝置構成構件的裝置設置側,用以使相鄰之裝置構成構件其中之一的裝置構成構件的流體通路出口與另一裝置構成構件的流體通路入口連通,或是使其他設備的流體通路出口或從流體源所配設的外部導入管與流體控制裝置一端之裝置構成構件的流體通路入口連通,抑或使朝向控制流體必要設備配設的外部排出管與流體控制裝置另一端的裝置構成構件的流體通路出口相連通,其特徵在於:係由中央設置凹槽且藉由裝置構成構件安裝用陽螺紋構件而使裝置構成構件固定的連接構件,以及存在於凹槽內且形成有連通路之連通構件所構成;連通構件係由具有耐腐蝕性原料所形成,而連接構件係由比重小於連通構件的原料所形成。
在上述連接構件中埋設著裝置構成構件安裝用陽螺紋構件可螺鎖的陰螺紋零件,陰螺紋零件及連通構件的原料為不銹鋼或不銹合金,而連接構件的原料為鋁,整體係由熔融鍛造法所鑄造。
不銹合金之中理想上應包含英高涅(INGONEL®
)及哈斯特羅伊金(HASTELLOY®
)。又,鋁包含純鋁及鋁合金。
比重小於連通構件之連接構件的原料,除了鋁之外有合成樹脂。合成樹脂具體上適於使用聚醯胺6、聚醯胺66等工程塑膠。
根據本發明之流體控制裝置用接頭時,其接頭之大部分係使用比以前之接頭所使用的不銹鋼更輕的原料,結果此接頭比整體用不銹鋼製成的可大幅減重。因此,不論流體控制裝置配置於地板的水平面或垂直壁面,為了裝置組合而搬運接頭不僅輕鬆,欲將使用此接頭的流體控制裝置朝垂直壁面配置時其作業性可大幅提高。而且,具備強腐蝕性流體通過之連通路的連通構件,因具有耐蝕性所以在腐蝕性方面與整體由不銹鋼而成之習知的接頭並無差異。
本發明之實施形態,參考以下圖面加以說明。在以下說明第1圖之左為前,同圖之右為後,同圖之上為上,同圖之下稱為下。
第1圖係顯示使用本發明之接頭的半導體製造裝置用流體控制裝置(E)收納在箱子(B),而將其長度方向垂直配置於垂直壁面(W)的狀態。圖示雖省略,複數個同樣流體控制裝置(E)使其長度方向作成垂直且配置成並列的形狀。此流體控制裝置(E),係從質量流動控制器下的流體通路入口側之上依序成一列地具備:2埠開關閥(2)、3埠開關閥(3)、壓力計(4)、壓力調整器(5)、過濾器(6)及手動閥(7),在上面同一裝置的流體通路出口側具備2埠開關閥(8)(以下該等只稱裝置構成構件(1)~(8))。在裝置構成構件(1)的流體通路入口側與流體通路出口側,長方體狀突出部(1a)(1b)與其他裝置構成構件(2)~(8)的各後端,分別設置正方形凸緣部(2a)(3a)(4a)(5a)(6a)(7a)(8a),在其等之後面均為同一平面。各裝置構成構件(1)~(8)分別具有流體通路,其等之入口(9)及出口(10)在流體控制裝置(E)的長度方向即氣體狀流體的流動方向之從下至上之方向排列。
藉由在內部形成U字狀(在第1圖雖係橫向U字狀,但會隨著看的方向而會變化,所以只稱「U字狀」)連通路(12),將相鄰之2個裝置構成構件(7)(6)、(6)(5)、(6)(5)、(5)(4)、(4)(3)、(3)(2)、(2)(1)及(1)(8)之一方的裝置構成構件的流體通路出口(10)與另一方之裝置構成構件的流體通路入口(9),分別經由不銹鋼製密封材(圖示省略)而連接之第1長方體狀接頭(13)(14)(15)、及於內部形成之L字狀(在第1圖雖係倒L字狀,但L字狀由於看的方向而會變化,所以只稱「L字狀」)連通路(16),與外部導入管(圖示省略)及流體控制裝置(E)之下端的裝置構成構件(7)的流體通路入口(9),和流體控制裝置(E)之上端的裝置構成構件(8)的流體通路出口(10)及外部排出管(圖示省略),分別透過不銹鋼製密封材(圖示省略)而連接之第2長方體狀接頭(17),係與第1長方體狀接頭(13)(14)(15)一起,其前面都成為同一平面而插入於固定於安裝在垂直壁面(W)之箱(B)的底壁之基板(11)、與隔著間隔排成一列之8個裝置構成構件(1)~(8)之間。
使用於上述流體控制裝置之本發明第3種類的第1長方體狀接頭(13)(14)(15)之中的1個第1長方體狀接頭(13)的詳細,係顯示於第2至第6圖。
第1長方體狀接頭(13)整體分割為以下二部分:凹字狀連接構件,係在流體的流動方向即向垂直方向延伸之凹槽(18)橫向穿越地設置於長度的中央,而且在凹槽(18)的兩側將接頭(13)安裝於基板(11)之附有六角孔頭的安裝用螺栓(21),分別依設置有以不使接頭(13)安裝用螺栓頭從接頭突出方式予以收納之附有階梯部(20a)的螺栓插通孔(20)及裝置構成構件安裝用陽螺紋構件(19)可螺鎖的陰螺紋部(22);及扁平長方體狀連通構件(24),係嵌入連接構件(23)的凹槽(18)且僅具有連通路(12),又,連通構件(24)係由不銹鋼,而連接構件(23)係由比重小於不銹鋼的原料聚醯胺6所構成。尚且,陽螺紋構件(19)亦具有附六角孔頭。
螺栓插通孔(20)係透過凹槽(18)的長度中央部分位於其兩側凹槽(18)的附近。1對陰螺紋部(22)係透過U字狀連通路(12)的入口(25),另1對陰螺紋部(22)係透過U字狀連通路(12)的出口(26)而分別存在,後者的各陰螺紋部(22)分別存在於連接構件(23)的隅角,相對於此,前者的各陰螺紋部(22)分別從連接構件(23)的隅角離開而靠近凹槽(18)。如此在兩者有間隔的差異,是因為安裝於第1長方體狀接頭(13)之連通路(12)的入口(25)側之裝置構成構件的寬度,與連通路(12)側的出口(26)側之裝置構成構件的寬度有差異所致。因此,第1長方體狀接頭(13)兩側之裝置構成構件的寬度與此情況相反時,需使第1長方體狀接頭(13)的上下倒過來使用。
連接構件(23)係如上述由聚醯胺6所構成,所以不能設置
陰螺紋。因此,如第4圖及5圖所示,陰螺紋部(22)係藉由埋設於連接構件(23)之不銹鋼製陰螺紋零件(27)所形成。即,陰螺紋零件(27)係具備有陰螺紋(28)之不銹鋼製圓柱體狀者,且具有附槽(29)的頭(30),緊密地嵌入於挖在連接構件(23)前後方向附有收納頭之階梯部(31a)的貫通孔(31)。而且,藉由在使頭(30)從連接構件(23)的上面、左側面或右側面貫通之有底孔(32)中打進固定銷(33),使陰螺紋零件(27)固定於連接構件(23),而可防止與陽螺紋構件(19)一起旋轉。頭(30)之槽(29),係為了使頭(30)的孔與連接構件(23)的孔一致而使螺絲起子的前端卡合,以轉動調整陰螺紋零件(27)者。
嵌合於連接構件(23)之連通構件(24),係形成不偏離於凹槽(18)的長度方向。即,連接構件(23)之凹槽(18)的兩側面各自設置成凸圓弧狀,以使第1定位用凸部(34)包含螺栓插通孔(20)階梯部(20a)之一部分,而在連通構件(24)之兩側面各自使第1定位用凹部(35)設置成凹圓弧狀,並使兩者相互嵌合。又,在連接構件(23)之凹槽(18)的底面設置第2定位用凸部(36),而在連通構件(24)之底面設置第2定位用凹部(37)並使兩者相互嵌合。又,第2定位用凸部(36)及第2定位用凹部(37),係在無第1定位用凸部(34)及第1定位用凹部(35)時雖有必要,但此種情況並不一定需要。
第1長方體狀接頭(13)與接頭寬度及U字狀連通路(12)之入口(25)側的1對陰螺紋部(22)僅位置相異,其他與此並無差別之另一第1長方體狀接頭(14)的詳細如第7及8圖所示。後者之第1長方體狀接頭(14)的寬度,大於前者之第1長方體狀接頭(14)的寬度,而U字狀連通路(12)之入口(25)側的各陰螺紋部(22)的位置,係與同一出口(26)側的1對陰螺紋部(22)的位置同樣在連接構件(23)之隅角之點與前者之第1長方體狀接頭(13)相異。後者之第1長方體狀接頭(14)與安裝在此連通路(12)之入口(25)側的裝置構成構件的寬度與連通路(12)的出口(26)側之裝置構成構件的寬度相同,且用於連接比安裝在前者之第1長方體狀接頭(13)的兩側裝置構成構件之寬度更大的裝置構成構件。
又,另一第1長方體狀接頭(15)的詳細圖示雖省略,但其係較上述第1長方體狀接頭(14)的寬度更狹窄而已,其他與該第1長方體狀接頭(14)並無相異。
總而言之,藉由形成於內部之U字狀連通路,使相鄰2個裝置構成構件一方之裝置構成構件的流體通路出口與另一方之裝置構成構件的流體通路入口連接之第1長方體狀接頭的寬度,在2個裝置構成構件的寬度有寬窄時,可決定對應於寬度較寬的一方,而U字狀連通路之流體通路入口側的1對陰螺紋部的間隔,與連接此部分之一方之裝置構成構件的寬度相對應,而同一通路之流體通路出口側的1對陰螺紋部的間隔,係相對應於與連接此部分之另一方裝置構成構件的寬度。
使用於上述流體控制裝置(E)之本發明第2長方體狀接頭(17)的詳細,係顯示於第9圖及10圖。
顯示於圖中之第2長方體狀接頭(17),係分別與流體控制裝置(E)之下端的裝置構成構件(7)的流體通路入口(9)及外部導入管連接,而在連通構件(24)的下面設置有與外部導入管連接用之突出短筒狀入口(38)。第2長方體狀接頭(17)與第1長方體狀接頭(13)對照,其他相異之點,係螺栓插通孔(20)透過靠近凹槽(18)的下端部分而位於靠近其兩側之點,及僅有1對陰螺紋部(22)透過L字狀連通路(16)的出口(39)而存在,各陰螺紋部(22)分別位於連接構件(23)的隅角之點。
藉由L字狀連通路(16)與外部排出管及流體控制裝置(E)之上端的裝置構成構件(8)的流體通路入口(10)連接時,圖示之第2長方體狀接頭(17)的上下成為相反。如此,則螺栓插通孔(20)透過靠近凹槽(18)的上端部分而位於接近其兩側,1對陰螺紋部(22)透過L字狀連通路(16)的入口(40)而存在,於連通構件(24)的上面設置有與外部排出管連接用之突出短筒狀出口(41)(參考第1圖)。
在作為3埠開關閥的裝置構成構件(3),既被上下的第1長方體狀接頭(13)夾住,又具有與並列配置之相鄰的流體控制裝置連接且具有L字狀連通路(42)之長方體狀接頭(43),藉由左右2個陽螺紋構件(44)與裝置構成構件(3)的凸緣部(3a)相連接。此長方體狀接頭(43)僅可確保L字狀連通路(42)的狹窄寬度者,因此,與習知者同樣整體為不銹鋼製而非本發明之對象。將螺合陽螺紋構件(44)之陰螺紋,依不達到不銹鋼製長方體狀接頭(43)之L字狀連通路(42)的方式直接設置。
在上述實施形態,陰螺紋零件(27)係具備有陰螺紋(28)之不銹鋼製圓柱體狀者,而與圓形貫通孔緊密的嵌合,但若陰螺紋零件係作成四角或六角等角柱狀,並將其與角形貫通孔緊密的嵌合時,可防止其與陽螺紋構件一起旋轉,而可不需要固定銷。
第11圖所示之第1長方體接頭(51),係第7圖及8圖所示之第1長方體狀接頭(14)的變形例。
此第1長方體接頭(51),係由鋁製連接構件(54)與不銹鋼製連通構件(56)所構成,其中連接構件(54)係在長度的中央設置凹槽(52)且在凹槽(52)之2側的偶角各設置可將裝置構成構件安裝用陽螺紋構件(21)螺合的陰螺紋部(53);而連通構件(56)係整體存在凹槽(52)且形成U字狀連通路(55),在連接構件(54)之凹槽(52)的兩側,跨越連接構件(54)與連通構件(56)地挖設2個附有階梯部之螺栓插通孔(57)(挖在第11圖的2點虛線部分),陰螺紋部(53)係埋設在連接構件(54)由不銹鋼製圓柱狀陰螺紋零件(58)所形成。
上述第1長方體接頭(51),係藉由熔融金屬鍛造法如下鑄造。即,在平板構件放置1根與連通構件(56)的垂直剖面為同一截面惟高度稍高的橫長角棒狀不銹鋼,透過其而在其兩側與陰螺紋零件(58)同一水平剖面惟高度稍高的數根圓柱狀不銹鋼隔著規定間隔各配置成1列,同時以小螺絲固定於平板構件。
其次,在平板構件的周圍嵌入方形框狀的鑄模後,以角棒狀不銹鋼與圓柱狀不銹鋼作為熔填金屬而將鋁熔漿流入
鑄模內,加上壓力而成形為鑄件。之後,除去鑄模在複數處將此切斷成適合連通構件(56)大小的1個扁平長方體及含有4個圓柱體之第1長方體接頭(51)的相當大小,同時從有小螺絲之部分的上方位置將下部分與平板構件一起以車地板等切斷除去,獲得複數個規定的長方體狀鑄塊。將各長方體狀鑄塊顛倒過來,在扁平長方體部分既加工形成U字狀連通路(55)成為不銹鋼製連通構件(56),又在各圓柱體部分加工形成陰螺紋(53)而成為埋設有不銹鋼製圓柱狀陰螺紋零件(58)之鋁製連接構件(54)。而在連接構件(54)的中央兩側,藉由跨越形成一體之連接構件(54)及連通構件(56)地而挖設2個附有階梯部的螺栓插通孔(57),以獲得第1長方體接頭(51)。
第1長方體接頭(51),雖係第7及8圖所示之第1長方體狀接頭(14)的變形例,但與此相同要領,可在第2至6圖所示之第1長方體狀接頭(13)、或僅寬度比第1長方體狀接頭(14)狹窄之第1長方體狀接頭(15)及第9及10圖所示之第2長方體狀接頭(17)的各變形例,可藉由熔融鍛造法而獲得。
在上述實施形態,連通路(12)(55)雖係U字狀,但此亦可為V字狀。
上述實施形態,雖係使用本發明之接頭的半導體製造裝置用流體控制裝置,在垂直壁面使其長度方向作成,垂直而配置者,但是半導體製造裝置用流體控制裝置,亦可在垂直壁面將其長度方向配置成水平者,視情況而定,有時亦可將此配置於地板的水平面。
上述實施形態的流體控制裝置(E),雖為半導體製造裝置用者,但亦可用於半導體製造裝置以外。
本發明之接頭,可用於半導體製造裝置用流體控制裝置。
1~8...裝置構成構件
9‧‧‧裝置構成構件之流體通路出口
10‧‧‧裝置構成構件之流體通路入口
11‧‧‧基板
12,16,55‧‧‧連通路
13,14,15,17,51‧‧‧接頭
18,52‧‧‧凹槽
21‧‧‧接頭安裝用螺栓
20,57‧‧‧螺栓插通孔
20a‧‧‧螺栓插通孔的階梯部
19‧‧‧裝置構成構件安裝用陽螺絲構件
22,53‧‧‧陰螺紋部
23,54‧‧‧連接構件
24,56‧‧‧連通構件
27,58‧‧‧陰螺紋零件
34,36‧‧‧定位用凸部
35,37‧‧‧決定用凹部
E‧‧‧流體控制裝置
W‧‧‧垂直壁面
第1圖係使用本發明之接頭的半導體製造裝置用流體控制裝置,將其長度方向垂直配置於垂直壁面之狀態切開一部份的側視圖。
第2圖係本發明之1實施形態的第1長方體接頭之放大詳細正視圖。
第3圖係沿著第2圖之Ⅲ-Ⅲ線的剖視圖。
第4圖係第2圖之第1長方體接頭的背視圖。
第5圖係沿著第4圖之V-V線的剖視圖。
第6圖係第2圖之第1長方體接頭的放大分解立體圖。
第7圖係本發明之其他實施形態的第1長方體接頭之放大詳細正視圖。
第8圖係沿著第7圖之Ⅷ-Ⅷ線的剖視圖。
第9圖係本發明之另1實施形態的第2長方體接頭之放大詳細正視圖。
第10圖係沿著第9圖之X-X線的剖視圖。
第11圖係第7圖及第8圖之第1長方體接頭的變形例立體圖。
12...連通路
13...接頭
18...凹槽
20...螺栓插通孔
20a...螺栓插通孔之階梯部
22...陰螺紋部
23...連接構件
24...連通構件
25...連通路入口
26...連通路出口
27...陰螺紋零件
28...陰螺紋
34...第1定位用凸部
35...第1定位用凹部
36...第2定位用凸部
37...第2定位用凹部
Claims (8)
- 一種流體控制裝置用接頭,係配置於排成一列之複數個裝置構成構件的裝置設置側,用以使相鄰之裝置構成構件其中之一的裝置構成構件的流體通路出口與另一裝置構成構件的流體通路入口連通,或是使其他設備的流體通路出口或從流體源所配設的外部導入管與流體控制裝置一端的裝置構成構件的流體通路入口連通,抑或使朝向控制流體必要設備配設的外部排出管與流體控制裝置另一端的裝置構成構件的流體通路出口相連通,其特徵在於:係由中央設置凹槽且藉由裝置構成構件安裝用陽螺紋構件而使裝置構成構件固定的連接構件、以及存在於凹槽內且形成有連通路之連通構件所構成;連通構件係由具有耐腐蝕性之原料所形成,而連接構件係由比重小於連通構件的原料所形成。
- 如申請專利範圍第1項之流體控制裝置用接頭,其中在該連接構件埋設著裝置構成構件安裝用陽螺紋構件可螺合的陰螺紋零件,陰螺紋零件及連通構件的原料為不銹鋼或不銹鋼合金,而連接構件的原料為鋁,整體係由熔融金屬鍛造法所鑄造。
- 如申請專利範圍第2項之流體控制裝置用接頭,其中更在連接構件的兩側,挖設跨越連接構件與連通構件之附有階梯部的螺栓插通孔。
- 一種流體控制裝置用接頭,係長方體狀接頭,其在配置於垂直壁面的流體控制裝置中,介設於基板與具備同時 排列有朝向基板側之流體通路入口及流體通路出口的流體通路且排成一列之必要數量的裝置構成構件之間,藉由內部所形成的連通路,使各相鄰之2個裝置構成構件其中之一的裝置構成構件的流體通路出口與另一裝置構成構件的流體通路入口相連接,或使其他設備的流體通路出口或從流體源所配設之外部導入管與流體控制裝置一端的裝置構成構件的流體通路入口相連接,抑或使朝向控制流體必要設備配設之外部排出管與流體控制裝置另一端的裝置構成構件的流體通路出口相連接,其特徵在於整體分割為下述二部分:凹字狀連接構件,係中央設有凹槽,且在凹槽的兩側分別設置有以不使接頭安裝用螺栓頭從接頭突出的方式而收納之附有階梯部的螺栓插通孔及裝置構成構件安裝用陽螺紋構件可螺合的陰螺紋部;以及扁平長方體狀連通構件,係嵌入連接構件的凹槽且僅具有連通路;連通構件係由不銹鋼或不銹鋼合金構成,而連接構件則是由比重小於連通構件的原料所形成,在被嵌合之連接構件與連通構件所對向的3組對向面中之至少1組對向面中之任一的面上設置定位用凹部,而在另一面上設置定位用凸部,並使其相互嵌合。
- 如申請專利範圍第4項之流體控制裝置用接頭,其中,定位用凸部,係在連接構件凹槽的兩側面各自以包含螺栓插通孔階梯部之一部分的方式設置成凸圓弧狀,而定 位用凹部,係在連通構件的兩側面各自設置成凹圓弧狀者。
- 如申請專利範圍第4或5項之流體控制裝置用接頭,其中陰螺紋部,係由埋設在連接構件之不銹鋼或不銹鋼合金而成的陰螺紋零件所形成。
- 如申請專利範圍第4或5項之流體控制裝置用接頭,其中比重小於連通構件之連接構件的原料是合成樹脂或鋁。
- 一種流體控制裝置,係使用如申請專利範圍第1至第7項中任一項之流體控制裝置用接頭。
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