WO2007100106A1 - 流体機器ユニット構造 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a fluid device unit structure in which fluid devices such as valves and pressure switches are integrated.
- Patent Document 1 JP 2000-120903 A (see Fig. 1)
- Patent Document 1 is an in-line type in which the flow path of the fluid device for chemical solution is connected linearly, or a plurality of valves are connected in parallel using a hold base.
- a hold base As a result, there was a limit to reducing the footprint.
- one in-line type is not suitable for integration because it has a linearly long structure.
- the other type that uses a hold base is a factor that increases the footprint of the hold base. Therefore, it is not preferable.
- the conventional check valve is an in-line type, so the overall length is long and the footprint is low. It is unsuitable for decreasing integration.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to integrate a plurality of fluid devices together so as to integrate the fluid devices, thereby effectively reducing the footprint. To provide a structure.
- the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
- Claim 1 of the present invention is a fluid device unit structure in which a plurality of fluid devices connected via a flow path are integrated and integrated on a base member, and the base member includes the fluid devices.
- a plurality of installation surfaces to be installed and an inclined flow path for connecting the installation surfaces inside the base member are provided.
- the base member includes a plurality of installation surfaces on which the fluid devices are installed, and an inclined flow path that connects the installation surfaces inside the base member. Therefore, since the fluid equipment installed on the installation surface is connected within the base member that does not use piping, the leak point to be sealed is reduced, and the connection between adjacent fluid equipment is inclined. Since it can be connected by roads, it is possible to reduce the footprint by reducing the device interval.
- the installation surface has a different height. This makes it possible to easily process an inclined flow path having a large inclination angle using a tool such as a drill. The interval can be minimized.
- Claim 3 of the present invention is a fluid device unit structure in which a plurality of fluid devices connected via a flow path are integrated on a base member, and a check valve is provided on the base member.
- the valve body storage portion is formed, and the fluid inlet and the fluid outlet communicating with the valve body storage portion are provided so as to intersect at a desired angle.
- the valve body storage portion of the check valve is formed in the base member, and the fluid inlet and the fluid outlet communicating with the valve body storage portion are crossed at a desired angle. Therefore, it is possible to install a check valve with a desired angle at the fluid inlet and the fluid outlet. In this case, it is preferable that the fluid flowing through the flow path flows through the lower end portion of the valve body storage portion, thereby preventing the fluid from staying in the valve body storage portion.
- the casing member of the fluid device is divided into a plurality of casing members in the joining direction with the base member, and the casing member disposed at a position in close contact with the base member. It is preferable to form a female thread portion penetrating in the joining direction in the base side member, and to clamp the base side member and screw in different bolts on both sides of the female thread portion, thereby tightening. Since the adjustment of the force is easy, each seal can be tightened evenly.
- a fluid device unit structure in which a plurality of fluid devices are integrated and integrated on the base member, and particularly effective in reducing the footprint can be provided.
- FIG. 1 A cross-sectional view of a principal part showing an embodiment of a fluid device unit structure according to the present invention (A in Fig. 5).
- FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a fluid device unit structure according to the present invention (BB cross section in FIG. 5).
- FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a fluid device unit structure according to the present invention (CC cross section in FIG. 5).
- FIG. 4 is an external perspective view showing an embodiment of a fluid device unit structure according to the present invention.
- FIG. 5 is a plan view of FIG.
- FIG. 6 is a system diagram showing a flow path configuration example of the fluid device unit shown in FIG.
- FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of a base member.
- FIG. 8 is a sectional view taken along the line DD in FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
- FIG. 10 is a sectional view taken along line FF in FIG.
- FIG. 11 is a sectional view taken along line GG in FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a specific example of a divided bolt structure.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing another specific example of the divided bolt structure.
- FIG. 14 is a cross-sectional view of the main part showing a first modified example of the valve body storage part of FIG. 2.
- FIG. 15 is a cross-sectional view of the main part showing a second modified example of the valve body storage part of FIG. 2.
- the structure of the fluid device unit 1 shown in FIGS. 4 and 5 is obtained by integrating a plurality of fluid devices connected through a flow path into a base member 10 and integrating them.
- the main part of the fluid equipment unit 1 is made of chemical-resistant fluorine resin, and three pneumatically operated valves 20A, 20B, 20C, pressure sensor 30 and check valve 40 are used as fluid equipment.
- these fluid devices are integrated on the base member 10 and integrated.
- reference numeral 5 is a base fixing plate
- 6 is a unit substrate.
- FIG. 6 shows the flow path (circuit) configuration of the fluid device unit 1.
- the chemical liquid flow path 2 is provided with a first pneumatic operation valve 20A and a pressure sensor 30.
- the pneumatic return valve 3 branching from the upstream side of the pneumatic control valve 20A is provided with a second pneumatic control valve 20B, and the pure water flow path 4 joining the downstream side of the first pneumatic control valve 20A is A third pneumatically operated valve 20C and a check valve 40 are provided.
- symbol 2a is a chemical solution inlet
- 2b is a chemical solution outlet
- 3a is a chemical solution return outlet
- 4a is a pure water inlet.
- the base member 10 includes a plurality of installation surfaces 11 having different heights provided for installing the fluid devices described above, and a base between the plurality of installation surfaces.
- An inclined channel 12 connected inside the member 10 is provided.
- the base member 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and on the upper surface thereof, there are four installation surfaces 11 arranged so that each center position draws a rectangle in order to install the fluid devices described above. .
- the installation surface on which the first pneumatic operation valve 20A is installed is the first installation surface 11A
- the installation surface on which the second pneumatic operation valve 20B is installed is the second installation surface 11B and the third installation surface.
- the installation surface on which the pneumatic control valve 20C is installed is the third installation surface 11C
- the installation surface on which the pressure sensor 30 is installed is the fourth installation surface 11D.
- the first installation surface 11A is a low-level installation surface formed by digging up the upper surface of the base member 10. Further, as shown in FIG. 2 for example, a cylindrical space 13 for accommodating the valve element 21 of the pneumatically operated valve 20A is formed below the first installation surface 11A. Further, below the cylindrical space 13, A vertical flow path portion 14 is formed so as to communicate with a tunnel-like chemical liquid flow path 2 that penetrates the inside of the storage portion base member 10 in the horizontal direction.
- Reference numeral 15 in the figure denotes a ring-shaped recess, and a projection formed on the diaphragm Df of the pneumatic operation valve 20A is inserted into the ring-shaped recess 15 to connect the base member 10 and the pneumatic operation valve 20A. A seal structure is formed.
- An actuator Ac for opening and closing the valve by air pressure is installed above the diaphragm Df.
- the pneumatic operation valve 20A is inserted and attached to the first installation surface 11A of the base member 10 formed in this way so that the upward force is also inserted. For example, as shown by an imaginary line in FIG.
- the connecting portion seal structure by fitting the ring-shaped recess 15 and the diaphragm Df is firmly held.
- the divided bolt structure described later may be adopted! /.
- the third installation surface 11C is a high-level installation surface formed so as to substantially coincide with the upper surface of the base member 10, as shown in FIG. That is, the third installation surface 11C is located higher than the first installation surface 11A described above. Further, below the third installation surface 11C, for example, as shown in FIG. 2, in order to house and install the valve body 41 of the check valve 40, a cylindrical valve body storage section 42 below the flow path space 16 is provided. A space is formed.
- Reference numeral 15 in the figure denotes a ring-shaped concave portion, and when the fluid device is attached, a ring-shaped convex portion provided on the bottom portion on the fluid device side is press-fitted as necessary to form a seal structure of the connecting portion.
- valve body 41 with the spring 43 interposed is incorporated into the valve body housing part 42 with respect to the third installation surface 11C of the base member 10 formed in this way, and then the pneumatic operation valve 20C is inserted from above. Inserted into and attached, and fixed with a bolt 17 having a divided bolt structure to be described later. In this case, the connecting portion is sealed by fitting the ring-shaped convex portion 22 and the ring-shaped concave portion 15.
- the check valve 40 shown in the figure has a fluid force that flows in from a fluid inlet 44 provided in the upper part so that the force flows obliquely downward from the fluid outlet 45 that opens in the side surface of the valve body storage part 42 to the inclined flow path 12. It is configured. That is, in the fluid device unit 1 in which fluid devices are integrated and integrated with the base member 10 described above, the valve body storage portion 42 of the check valve 40 is formed in the base member 10 and communicated with the valve body storage portion 42.
- the fluid inlet 44 and the fluid outlet 45 are provided so as to intersect at a desired angle, for example, flowing in from the upper part and flowing out in the horizontal direction.
- the fluid inlet 44 and the fluid outlet 45 communicating with the valve body housing portion 42 can be provided so as to intersect at a desired angle. Effective for downsizing. That is, unlike the conventional in-line type, the fluid inlet 44 and the fluid outlet 45 have desired angles, so that the installation area in plan view can be particularly reduced.
- the valve body storage portion 42 having the above-described configuration also has a space for storing the spring 43 at a position lower than the opening of the fluid outlet 45. For this reason, the fluid that has flowed into the valve body storage portion 42 stays in the space lower than the fluid outlet 45 with almost no replacement. Therefore, this space becomes the dead volume of the fluid, and the fluid that has deteriorated due to residence over a long period of time. There is also a concern that the contamination may adversely affect the purity.
- FIGS. a modified example in which the fluid flowing through the valve body storage section 42 is arranged such that the fluid flowing through the flow path flows through the lower end of the valve body storage section 42 is shown in FIGS. Will be described.
- symbol is attached
- the valve body storage portion 42 A formed in the base member 10 includes a connection space 46 extending downward from the spring 43. Since the bottom surface of the connection space 46 is the lowermost end portion of the valve body storage portion 42A, the fluid outlet 45A is provided to open to the side surface near the bottom surface.
- the fluid outlet 45A and the columnar space 13 in which the valve element 21 of the pneumatic operation valve 20A is accommodated are connected by an inclined channel 12A formed in the base member 10.
- the inclined flow path 12A is inclined upward from the connection space 46 to the cylindrical space 13.
- valve body storage portion 42B formed in the base member 10 is shallow enough to be stored below the spring 43.
- the valve body storage portion 42B includes a connection space 46A that is formed in the vicinity of the lower end portion of the spring 43 and is expanded on the cylindrical space 13 side.
- connection space 46A the bottom surface is the lowermost end portion of the valve body storage portion 42B, and a fluid outlet 45B is opened on the side surface near the bottom surface.
- the fluid outlet 45B and the columnar space 13 in which the valve element 21 of the pneumatic operation valve 20A is housed are connected by an inclined channel 12B formed in the base member 10.
- the inclined flow path 12B is inclined downward from the connection space 46A to the cylindrical space 13.
- the fluid since the flow direction is upward in the inclined flow path 12A, the fluid remains in the inclined flow path 12A and the connection space 46, and there is still a dead volume. If there is room in height, the flow of the channel without any dead volume can be formed by using the inclined channel 12B.
- the cylindrical space 13 of the first installation surface 11A and the flow path space 16 of the third installation surface 11C described above are connected by the inclined flow path 12 that is a part of the pure water flow path 4. Yes.
- the inclined flow path 12 is formed by inserting a tool such as a drill into the flow path space 16 as well as the third installation surface 11C force at a high position. The larger the step with the cylindrical space 13, the larger the inclination.
- the flow path 12 can be processed.
- the installation interval between the fluid devices attached to the installation surface 11 can be reduced and reduced. In this case, since the inclination angle of the inclined channel 12 increases as the level difference increases, the installation interval can be reduced.
- the height and step formed so as to substantially coincide with the upper surface of the base member 10 are formed. From the second installation surface 11B side to the lower fourth installation surface 11D side formed by digging down the upper surface of the base member 10, an inclined channel 12 serving as the chemical solution return channel 3 is formed. Yes.
- symbol 16 in a figure is the flow-path space formed under the 4th installation surface 11D.
- the air operation valve 20B is attached to the second installation surface 11B by inserting upward force
- the pressure sensor 30 is attached to the fourth installation surface 11D by inserting upward force.
- the connecting portion of the air operation valve 20B is sealed by the fitting of the ring-shaped convex portion 22 and the ring-shaped concave portion 15, and the connecting portion of the pressure sensor 30 is pressed with the O-ring 31 held therebetween. It's a scene.
- the pneumatic operation valve 20B has a seal part 63, which guarantees a seal of the liquid flowing inside the pneumatic operation valve 20B, in addition to the O-ring seal parts 60, 61, 62 for ensuring pneumatic operation. It is composed of a seal portion 64 that ensures a seal when the valve body opens and closes. It is very difficult and complicated to install these seals on the base member 10 and check the force of these seals. However, when there is a leak somewhere in the manga, it must be disassembled and dealt with, which is not preferable because the assembly process is complicated.
- the pneumatic operation valve 20B can be managed as a single unit. That is, by using the female thread portion 18 and the bolt 17, it becomes possible to assemble a manufacturing process for handling the pneumatic operation valve 20B as a single unit, and after confirming the sealing performance as a single unit, The base member 10 can be installed.
- the pneumatic operation valve 20B is installed on the first installation surface 11A of the base member 10, and the The integrated circuit of the fluid device can be completed by inserting the bolt 17 from under the base and screwing it into the female screw portion 18.
- the seal inspection of the fluid device unit 1 only the fitting portion between the ring-shaped convex portion 22 and the ring-shaped concave portion 15 which is the seal portion of the base member 10 needs to be inspected. The inspection of the line is simplified, and the cause can be easily identified during the leak inspection.
- FIG. 13 shows a pneumatic operation valve 20B ′ having an adjustment function, and an adjustment knob 70 is provided on the upper part.
- the base member 10 is provided with a step to form a plurality of installation surfaces 11 of the fluid device and are connected by the inclined flow path 12 inside the base member. Therefore, it is possible to integrate the fluid devices by narrowing the interval between adjacent fluid devices, and in particular, the fluid device unit structure is effective in reducing the footprint.
- the fluid device unit structure is effective in reducing the footprint.
- the fluid device unit 1 can be relatively easily accommodated even if the level difference of the installation surface is large in the vertical direction, the resulting footprint reduction effect is great.
- the above-described fluid device unit structure reduces the number of pipes and joints required for connection between fluid devices, so that the number of leak points is reduced and reliability is improved, and maintenance is facilitated. It will have an advantage.
- the fluid device unit structure described above is a close arrangement between fluid devices, The volume of the dead space in which the fluid accumulates is reduced. In particular, when an expensive chemical solution is handled, it can be used with little waste.
- the above-described fluid device unit structure can provide a check valve suitable for integrating and integrating fluid devices, the footprint of the fluid device unit structure can be further reduced.
- the fluid that flows through the check valve passes through the lower end of the valve body storage section, so that the fluid stays in the valve body storage section. The problem is solved.
- the base member 10 is provided with the four installation surfaces 11.
- the number and arrangement of the installation surfaces 11 are not particularly limited. It can be changed as appropriate.
- the connection structure between the installation surface 11 and the fluid device is a split bolt structure that uses the female threaded portion 18, the base member 10 can be shared in various combinations by storing similar fluid device parts. It is also possible to install fluid equipment. In addition, by stocking fluid equipment, it is possible to respond quickly to delivery times compared to starting assembly from scratch.
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Abstract
複数の流体機器類を集積させて一体化し、フットプリントの低減に有効な流体機器ユニット構造を提供する。流路を介して接続される複数の流体機器類をベース部材10に集積して一体化する流体機器ユニット構造において、ベース部材10が、流体機器類を設置する複数の設置面11と、該設置面11間をベース部材内部で連結する傾斜流路12とを備えている。
Description
明 細 書
流体機器ユニット構造
技術分野
[0001] 本発明は、バルブや圧力スィッチ等の流体機器類を一体ィ匕した流体機器ユニット 構造に関する。
背景技術
[0002] 従来より、薬品等の流体を取り扱う装置においては、構成要素となる各種の流体機 器類 (バルブ類、レギユレータ、圧力センサ等の各種センサ類及び圧力スィッチ等の 各種スィッチ類など)を配管で接続して一体ィ匕した構成とされる。
また、たとえば半導体製造装置のように複数の薬液用流体機器を使用する場合、 配管を用いることなく薬液用流体機器どうしの連結を可能とする構造が提案されてお り、配管が不要になるため装置全体のコンパクトィ匕が可能になるとされる。(たとえば、 特許文献 1参照)
特許文献 1 :特開 2000— 120903号公報(図 1参照)
発明の開示
[0003] ところで、近年においては、部品取付スペースが小さくなつて装置の小型化に有効 なフットプリント (平面視の投影面積)の低減、装置の信頼性やメンテナンスの簡略ィ匕 に有効なリークポイントの低減、及び流体の有効使用を可能にするデッドボリューム の低減等を目的とし、複数の流体機器類を集積させて一体化した流体機器ユニット 構造の開発が望まれている。
しかし、上述した特許文献 1の連結構造は、薬液用流体機器の流路を直線的に接 続するインラインタイプか、あるいは、マ-ホールドベースを用いて複数のバルブを並 列に接続するものであるから、フットプリントの低減には限界があった。すなわち、一 方のインラインタイプは、直線的に長くなる構造であるから集積ィ匕に不向きであり、他 方のマ-ホールドベースを使用するタイプは、マ-ホールドベースがフットプリントを 増す要因となるため好ましくない。
[0004] また、従来の逆止弁はインラインタイプであるため全長が長くなり、フットプリントを低
減する集積化には不向きである。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数 の流体機器類を集積させて一体ィ匕し、フットプリントの低減に有効な流体機器ュ-ッ ト構造を提供することにある。
さらに、流体機器類を集積させて一体化するのに適した逆止弁を開発し、流体機 器ユニット構造のフットプリントをより一層低減することにある。
[0005] 本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の請求項 1は、流路を介して接続される複数の流体機器類をベース部材に 集積して一体ィ匕する流体機器ユニット構造であって、前記ベース部材が、前記流体 機器類を設置する複数の設置面と、該設置面間をベース部材内部で連結する傾斜 流路とを備えて 、ることを特徴とするものである。
[0006] このような流体機器ユニット構造によれば、ベース部材が、流体機器類を設置する 複数の設置面と、該設置面間をベース部材内部で連結する傾斜流路とを備えて 、る ので、設置面に設置された流体機器類が配管を使用しないベース部材内で連結さ れるため、シール対象となるリークポイントが減少し、さら〖こ、隣接する流体機器類間 の連結が傾斜流路で連結可能となるため、機器間隔を小さくしてフットプリントの低減 が可能となる。
また、上記の発明においては、設置面の高さが異なるものが好ましぐこれにより、ド リル等の工具を使用して大きな傾斜角度の傾斜流路を容易に加工することができる ので、機器間隔を最小にすることができる。
[0007] 本発明の請求項 3は、流路を介して接続される複数の流体機器類をベース部材に 集積して一体ィ匕する流体機器ユニット構造であって、前記ベース部材に逆止弁の弁 体収納部を形成し、該弁体収納部に連通する流体入口及び流体出口を所望の角度 に交差させて設けたことを特徴とするものである。
[0008] このような流体機器ユニット構造によれば、ベース部材に逆止弁の弁体収納部を形 成し、該弁体収納部に連通する流体入口及び流体出口を所望の角度に交差させて 設けたので、流体入口及び流体出口に所望の角度を付けた逆止弁の設置が可能と なる。
この場合、前記流路を流れる流体は、前記弁体収納部の下端部を通過して流れる ことが好ましぐこれにより、流体が弁体収納部内に滞留することを防止できる。
[0009] 上記の流体機器ユニット構造においては、前記流体機器類のケーシング部材を前 記ベース部材との接合方向へ複数に分割し、前記ベース部材と密着する位置に配 置される前記ケーシング部材のベース側部材に、前記接合方向へ貫通する雌ねじ 部を形成するとともに、前記ベース側部材を挟持して前記雌ねじ部に両側カゝら各々 異なるボルトをねじ込んで締め付けることが好ましぐこれにより、締付力の調整が容 易になるため、各シール部を均等に締め付けることができる。
[0010] 上述した本発明の流体機器ユニット構造によれば、ベース部材に複数の流体機器 類を集積させて一体化し、特に、フットプリントの低減に有効な流体機器ユニット構造 を提供することができる。
また、流体機器類を集積させて一体ィ匕するのに適した逆止弁を得ることができるの で、上述した流体機器ユニット構造のフットプリントをより一層低減することができる。 図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明に係る流体機器ユ ット構造の一実施形態を示す要部断面図(図 5の A
A断面)である。
[図 2]本発明に係る流体機器ユニット構造の一実施形態を示す要部断面図(図 5の B B断面)である。
[図 3]本発明に係る流体機器ユニット構造の一実施形態を示す要部断面図(図 5の C C断面)である。
[図 4]本発明に係る流体機器ユニット構造の一実施形態を示す外観斜視図である。
[図 5]図 4の平面図である。
[図 6]図 4に示す流体機器ユニットの流路構成例を示す系統図である。
[図 7]ベース部材の構成例を示す平面図である。
[図 8]図 7の D— D断面図である。
[図 9]図 7の E— E断面図である。
[図 10]図 7の F—F断面図である。
[図 11]図 7の G— G断面図である。
[図 12]分割ボルト構造の具体例を示す断面図である。
[図 13]分割ボルト構造の他の具体例を示す断面図である。
[図 14]図 2の弁体収納部に係る第 1変形例を示す要部断面図である。
[図 15]図 2の弁体収納部に係る第 2変形例を示す要部断面図である。
符号の説明
[0012] 1 流体機器ユニット
10 ベース部材
11 設置面
11A 第 1設置面
11B 第 2設置面
11C 第 3設置面
11D 第 4設置面
12, 12A, 12B 傾斜流路
20A, 20B, 20C (第 1〜第 3の)空気圧操作弁
30 圧力センサ
40 逆止弁
42, 42A, 42B 弁体収納部
45, 45A, 45B 流体出口
46, 46A 連結用空間
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明に係る流体機器ユニット構造の一実施形態を図面に基づいて説明す る。
図 4及び図 5に示す流体機器ユニット 1の構造は、流路を介して接続される複数の 流体機器類をベース部材 10に集積して一体ィ匕したものである。図示の構成例では、 流体機器ユニット 1の主要部が耐薬品性のフッ素榭脂製とされ、流体機器類として三 つの空気圧操作弁 20A, 20B, 20C、圧力センサ 30及び逆止弁 40を使用し、これ らの流体機器類をベース部材 10に集積して一体ィ匕したものである。なお、図中の符 号 5はベース固定板、 6はユニット基板である。
また、図 6は流体機器ユニット 1の流路(回路)構成を示しており、この流路構成例で は、薬液流路 2に第 1の空気圧操作弁 20A及び圧力センサ 30が設けられ、第 1の空 気圧操作弁 20Aの上流側から分岐する薬液リターン流路 3には第 2の空気圧操作弁 20Bが設けられ、第 1の空気圧操作弁 20Aの下流側に合流する純水流路 4には第 3 の空気圧操作弁 20C及び逆止弁 40が設けられている。なお、図中の符号 2aは薬液 入口、 2bは薬液出口、 3aは薬液リターン出口、 4aは純水入口である。
[0014] ベース部材 10は、たとえば図 7から図 11に示すように、上述した流体機器類を設置 するために設けた高さの異なる複数の設置面 11と、これら複数の設置面間をベース 部材 10の内部で連結する傾斜流路 12とを備えている。
この場合、ベース部材 10は略直方体形状とされ、その上面には上述した流体機器 類を設置するため、各中心位置が矩形を描くように配置された 4つの設置面 11が設 けられている。なお、以下の説明では、第 1の空気圧操作弁 20Aを設置する設置面 を第 1設置面 11Aとし、第 2の空気圧操作弁 20Bを設置する設置面を第 2設置面 11 B、第 3の空気圧操作弁 20Cを設置する設置面を第 3設置面 11C、さらに、圧力セン サ 30を設置する設置面を第 4設置面 11Dとする。
[0015] 第 1設置面 11Aは、図 9に示すように、ベース部材 10の上面を掘り下げるようにして 形成された低い段の設置面である。また、第 1設置面 11Aの下方には、たとえば図 2 に示すように、空気圧操作弁 20Aの弁体 21を収納する円柱状空間 13が形成され、 さらに、円柱状空間 13の下方には、収納部ベース部材 10の内部を水平方向に貫通 するトンネル状の薬液流路 2と連通するように、垂直流路部 14が形成されている。 また、図中の符号 15はリング状凹部であり、空気圧操作弁 20Aのダイヤフラム Dfに 形成された凸部をリング状凹部 15に挿入することで、ベース部材 10と空気圧操作弁 20Aとの連結部シール構造が形成されている。なお、ダイヤフラム Dfの上方には、空 気圧により弁を開閉するためのァクチユエータ Acが設置されている。
このように形成されたベース部材 10の第 1設置面 11Aに対し、空気圧操作弁 20A を上方力も差し込むように挿入して取り付け、たとえば図 2に想像線で示すように、貫 通ボルト 50とナット 51とにより締め付けることで、リング状凹部 15とダイヤフラム Dfと の嵌合による連結部シール構造が強固に保持されている。なお、ここで採用した貫
通ボルト 50及びナット 51につ 、ては、後述する分割ボルト構造を採用してもよ!/、。
[0016] 第 3設置面 11Cは、図 9に示すように、ベース部材 10の上面と略一致するように形 成された高い段の設置面である。すなわち、第 3設置面 11Cは、上述した第 1設置面 11 Aより高い位置にある。また、第 3設置面 11Cの下方には、たとえば図 2に示すよう に、逆止弁 40の弁体 41を収納設置するため、流路空間 16の下方に円柱状とした弁 体収納部 42の空間が形成されている。なお、図中の符号 15はリング状凹部であり、 流体機器取付時には必要に応じて流体機器側の底部に設けたリング状凸部を圧入 し、連結部のシール構造を形成するものである。
このように形成されたベース部材 10の第 3設置面 11Cに対し、ばね 43を介在させ た弁体 41を上部力も弁体収納部 42に組み込んだ後、空気圧操作弁 20Cを上方か ら差し込むように挿入して取り付け、後述する分割ボルト構造のボルト 17で固定する 。この場合の連結部は、リング状凸部 22とリング状凹部 15との嵌合によりシールされ る。
[0017] 図示の逆止弁 40は、上部に設けた流体入口 44から流入した流体力 弁体収納部 42の側面に開口する流体出口 45から斜め下方へ向力 傾斜流路 12に流出するよう に構成されている。すなわち、上述したベース部材 10に流体機器類を集積して一体 化する流体機器ユニット 1において、ベース部材 10に逆止弁 40の弁体収納部 42を 形成し、この弁体収納部 42に連通する流体入口 44及び流体出口 45は、たとえば上 部から流入して水平方向へ流出するなど、所望の角度に交差して設けられている。 このような逆止弁 40を流体機器ユニット 1に採用すれば、弁体収納部 42に連通す る流体入口 44及び流体出口 45を所望の角度に交差させて設けることができるので、 ユニット全体の小型化に有効である。すなわち、従来のインラインタイプと異なり、流 体入口 44及び流体出口 45が所望の角度を有しているので、特に、平面視の設置面 積を小さくすることが可能になる。
[0018] 上述した構成の弁体収納部 42は、流体出口 45の開口部より低い位置にもばね 43 を収納する空間が存在している。このため、弁体収納部 42に流入した流体は、流体 出口 45より低い空間においてほとんど置換されることなく滞留する。従って、この空 間が流体のデッドボリュームとなり、さらに、長期間にわたる滞留により変質した流体
が混入することで純度に悪影響を及ぼすことも懸念される。
そこで、弁体収納部 42を通過して流れる流体の出入口について、流路を流れる流 体が弁体収納部 42の下端部を通過して流れるような配置となる変形例を図 14及び 図 15に示して説明する。なお、上述した実施形態と同様の部材には同じ符号を付し 、その詳細な説明は省略する。
[0019] 図 14に示す第 1変形例において、ベース部材 10に形成された弁体収納部 42Aは 、ばね 43より下方に延長した連結用空間 46を備えている。この連結空間 46は、底面 が弁体収納部 42Aの最下端部となるので、流体出口 45Aが底面近傍の側面に開口 して設けられている。
流体出口 45Aと空気圧操作弁 20Aの弁体 21を収納する円柱状空間 13との間は、 ベース部材 10内に形成された傾斜流路 12Aにより連結されている。この場合の傾斜 流路 12Aは、連結空間 46から円柱状空間 13へ上向きに傾斜している。
[0020] このような構成とすれば、流体が逆止弁 40を通過して流れる際には、弁体収納部 4 2Aで最も低い位置になる連結空間 46を必ず通過する。このため、逆止弁 40が閉じ て連結空間 46内に滞留した流体は、逆止弁 40が開いて流れが生じるたびに連通空 間 46から押し出されるように流出して置換される。従って、流体が置換されることなく 弁体収納部 42A内に長期間滞留することを防止できるようになり、連結空間 46が流 体のデッドボリュームとなることもない。このような第 1変形例の構成は、逆止弁 40を 設置する部分の高さを増すことなく滞留防止が可能となる。
[0021] 図 15に示す第 2変形例において、ベース部材 10に形成された弁体収納部 42Bは 、ばね 43の下方をわずかに収納可能な浅いものとされる。この弁体収納部 42Bは、 ばね 43の下端部付近に形成され、円柱状空間 13側に拡大された連結空間 46Aを 備えている。この連結空間 46Aは、底面が弁体収納部 42Bの最下端部となり、底面 近傍の側面には流体出口 45Bが開口して設けられている。
流体出口 45Bと空気圧操作弁 20Aの弁体 21を収納する円柱状空間 13との間は、 ベース部材 10内に形成された傾斜流路 12Bにより連結されている。この場合の傾斜 流路 12Bは、連結空間 46Aから円柱状空間 13へ下向きに傾斜している。
[0022] このような構成とすれば、流体が逆止弁 40を通過して流れる際には、弁体収納部 4
2Bで最も低い位置になる連結空間 46Aを必ず通過する。このため、逆止弁 40が閉 じて連結空間 46A内に滞留した流体は、逆止弁 40が開いて流れが生じるたびに連 通空間 46Aから押し出されるように流出して置換される。従って、流体が置換されるこ となく弁体収納部 42B内に長期間滞留することを防止できるので、連結空間 46Aが 流体のデッドボリュームとなることもない。このような構成は、逆止弁 40を設置した部 分の高さが増加するものの、高いところ力 低いところへ流れる流体の自然の法則に 従って流れるため、流体が淀むことなく流れる。
また、傾斜流路 12Aで流れ方向が上向きになっているため、流体が傾斜流路 12A 及び連結用空間 46に留まり、デッドボリュームとなることがまだある。高さに余裕があ れば、傾斜流路 12Bのようにすることで、デッドボリュームが全くない流路の流れを形 成することができる。
[0023] ところで、上述した第 1設置面 11Aの円柱状空間 13と第 3設置面 11Cの流路空間 16との間は、純水流路 4の一部となる傾斜流路 12により連結されている。この傾斜流 路 12は、高い位置にある第 3設置面 11C力も流路空間 16にドリル等の工具を挿入し て形成するものであり、円柱状空間 13との段差が大きいほど大きな傾斜の傾斜流路 12の加工が可能となる。
すなわち、隣接する設置面 11の段差を大きくすることにより、加工用の穴を設けなく ても傾斜角度の大きい傾斜流路 12を容易に形成することができるようになり、従って 、この傾斜流路 12により連結可能となる設置面 11間の間隔を狭めることができる。換 言すれば、ベース部材 10の隣接する設置面 11間に段差を設けて傾斜流路 12で連 結することにより、設置面 11に取り付ける流体機器間の設置間隔を狭めて小さくする ことができ、この場合、段差が大きいほど傾斜流路 12の傾斜角度も大きくなるので、 設置間隔を狭めることができる。
[0024] また、たとえば図 11に示すように、隣接する流体機器間を薬液流路 2のような水平 流路により連結して流体機器間の設置間隔を狭めることも可能ではあるが、このよう な水平流路の加工は、ベース部材 10の側面からドリル等の工具を用いて行う必要が ある。このため、ベース部材 10の外部と連結する場合は加工用の穴を利用可能とな る力 ベース部材 10の内部で流体機器間を連結する場合には、ベース部材 10の側
面に形成されたカ卩ェ用の穴を塞いでシールする必要が生じることとなる。
[0025] 同様に、第 2設置面 11Bと第 4設置面 11Dとの間についても、図 8に示すように、ベ 一ス部材 10の上面と略一致するように形成された高!、段の第 2設置面 11B側から、 ベース部材 10の上面を掘り下げるようにして形成された低い段の第 4設置面 11D側 に向けて、薬液リターン流路 3となる傾斜流路 12が形成されている。なお、図中の符 号 16は、第 4設置面 11Dの下方に形成された流路空間である。
第 2設置面 11Bには、たとえば図 1に示すように、空気操作弁 20Bが上方力も挿入 して取り付けられ、第 4設置面 11Dには、圧力センサ 30が上方力 挿入して取り付け られる。なお、空気操作弁 20Bの連結部は、リング状凸部 22とリング状凹部 15との嵌 合によりシールされ、圧力センサ 30の連結部は、 Oリング 31を挟持した状態で押圧 すること〖こよりシーノレされる。
[0026] ところで、上述した分割ボルト構造のボルト 17による締め付けは、たとえば図 3に示 すように、流体機器類のケーシング部材 23をベース部材 10との接合方向へ複数に 分割し、ベース部材 10と密着する位置に配置されるケーシング部材 23のベース側 部材 23cに、接合方向へ貫通する雌ねじ部 18を形成するとともに、ベース側部材 10 を挟持して雌ねじ部 18に両側カゝら各々異なるボルト 17, 17をねじ込んで締め付ける 。このようなボルト 17の締め付けは、たとえば矩形断面の四隅に分配するなど複数箇 所に分散させて均等配置することが好ましい。なお、上述した雌ねじ部 18は、たとえ ば両端部から中央部へ逆向きの雌ねじが形成された埋込ナット等により形成すれば よい。
この結果、各ボルト 17毎に締付力の調整が容易になり、ケーシング部材 23をべ一 ス部材 10に密着させる力の調整が可能となるので、複数あるシール部を均等に締め 付けて良好なシール性を得ることができる。
[0027] 以下、上述した分割ボルト構造について、具体例を示した図 12に基づいて詳細に 説明する。
上述したボルト 17と雌ねじ部 18による分割ボルト構造では、空気圧操作弁 20Bの ケーシング部 23をベース部材 10に設置する際、ベース部材 10と密着する位置に配 置されるベース側部材 (弁座ボディー) 23cのベース面に、接合方向へ貫通する雌ね
じ部 18を形成するとともに、ベース部材 10を挟持して雌ねじ部 18に両側カゝら各々異 なるボルト 17、 17をねじ込んで締め付けられている。本来であれば、図 2に示す 1本 の貫通ボルト 50を用い、空気圧操作弁 20Bをベース部材 10に固定する構成を採用 すればよいが、空気圧操作弁 20Bはァクチユエータが空気圧式の開閉弁であるため 、空気圧操作弁 20Bを単体で見るとシール部が多数存在しており、従って、全てのシ 一ル部を 1本の貫通ボルト 50で組み立てると、組立工程の複雑ィ匕ゃ検査工程の複 雑ィ匕を招くこととなり好ましくない。
[0028] つまり、空気圧操作弁 20Bは、空気圧動作を保障するための Oリングシール部 60、 61、 62にカロえて、空気圧操作弁 20Bの内部を流れる液体のシールを保障するシー ル部 63、弁体が開閉する際のシールを保障するシール部 64より構成されている。こ れらのシール箇所について、そのシール機能をベース部材 10に設置して力 確認 することは非常に困難で複雑な工程となる。し力も、まんがいちどこかに漏れがあった 際には、全てを分解して対応しなくてはならず、組立工程が複雑ィ匕して好ましくない。 また、上述した流体機器ユニット 1では、複数の流体機器が集積されているため、空 気圧操作弁 20Bのように単体として多数のシール部分を有する複数の流体機器が ベース部材 10に設置されることとなる。従って、流体機器の集積ィ匕が終了した後の 完成品には、シール機能を確認しなくてはならないシール部が多数存在しており、各 シール部毎の漏れ検査を実施する作業は非常に複雑ィ匕した工程となる。
また、まんがいち漏れがあった場合には、全てを分解してから組立をやり直す必要 が生じるだけでなぐ漏れの箇所を特定することも非常に難しいものとなる。従って、 組立工程内で再組み立てのリスク、検査の簡略ィ匕なども同様に要求される。
[0029] このため、図 2に示す貫通ボルト 51により組み立てることをしないで、雌ねじ部 18と ボルト 17とによる分割ボルト構造を採用すると、空気圧操作弁 20Bは単体として管理 することができる。すなわち、雌ねじ部 18とボルト 17とを使用することにより、空気圧 操作弁 20Bを単体として取り扱う製造工程を組むことができるようになり、また、単体と してそれぞれのシール性を確認してから、ベース部材 10に設置することができるよう になる。
[0030] 最終的には、ベース部材 10の第 1設置面 11Aに空気圧操作弁 20Bを設置し、ボ
ルト 17をベースの下より挿入して、雌ねじ部 18にねじ込むことにより、流体機器の集 積回路として完成させることができる。なお、流体機器ユニット 1のシール検査は、ベ 一ス部材 10のシール部分であるリング状凸部 22とリング状凹部 15との嵌合部のみを 検査すればよいことになり、従って、ユニット組立ラインの検査が簡略ィ匕されるとともに 、漏れ検査の際にも原因の特定が容易となる。
[0031] また、上述した流体機器ユニット 1を納期の面力も考えた際にも、空気圧操作弁 20 Bのような流体機器について、仕様や機能等が異なる類似品を多種類製造して適量 を在庫しておけば、顧客の要求に応じて適宜選択したものをベース部材 10に組み込 んだ後、リング状凸部 22とリング状凹部 15との嵌合部についてのみ漏れ検査を実施 して出荷することが可能となる。
上述した流体機器の類似品は、たとえばノーマルオープン及びノーマルクローズの ように開閉モードが異なるもの、流量調整機能の有無が異なるものなど多種多様であ り、ここに例示した機器類に限定されることはなぐ流体機器単体としてシール部分が 多数存在しているものを包含する。なお、図 13は調整機能付きの空気圧操作弁 20B ' を示しており、上部に調整ノブ 70が設けられている。
[0032] 上述したように、本発明の流体機器ユニット構造によれば、ベース部材 10に段差を 設けて流体機器の設置面 11を複数形成し、ベース部材内部の傾斜流路 12で連結 する構成としたので、隣接する流体機器間の間隔を狭めて流体機器類を集積させた 一体ィ匕が可能となり、特に、フットプリントの低減に有効な流体機器ユニット構造とな る。また、薬品等を取り扱う装置類においては、一般にフットプリントを小さくして設置 スペースを低減することが強く求められる反面、上部空間には比較的余裕がある。従 つて、流体機器ユニット 1が上下方向に設置面の段差程度大きくなつても比較的容易 に対応可能であるから、この結果得られるフットプリントの低減効果は大きなものとな る。
[0033] また、上述した流体機器ユニット構造は、流体機器間の連結に必要となる配管や継 手類が少なくなるので、リークポイントが少なくなつて信頼性が向上するとともに、メン テナンスが容易になると 、う利点を有して 、る。
また、上述した流体機器ユニット構造は、流体機器間が密着した配置となるので、
流体が溜まり込むデッドスペースの容積が減少し、特に、高価な薬液等を取り扱う場 合には無駄の少ない使用が可能となる。
さらに、上述した流体機器ユニット構造は、流体機器類を集積させて一体化するの に適した逆止弁が得られるので、流体機器ユニット構造のフットプリントをより一層低 減することができる。特に、逆止弁を設けた流体機器ユニット構造においては、逆止 弁を通過して流れる流体が弁体収納部の下端部を通過することにより、流体が弁体 収納部内に滞留する t 、う問題が解消される。
ところで、上述した実施形態においては、 4つの設置面 11を設けたベース部材 10と したが、設置面 11の数や配置等については特に限定されることはなぐユニットィ匕す る流体機器の数に応じて適宜変更可能である。また、設置面 11と流体機器との連結 構造を雌ねじ部 18を使用する分割ボルト構造としておけば、流体機器の類似品を在 庫しておくことにより、ベース部材 10を共用して種々の組合せとした流体機器類の設 置も可能になる。また、流体機器を在庫しておくことにより、ゼロから全て組み立てを 開始する場合と比較して、迅速な納期対応が可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸 脱しな 、範囲内にお 、て適宜変更することができる。
Claims
[1] 流路を介して接続される複数の流体機器類をベース部材に集積して一体ィ匕する流 体機器ユニット構造であって、
前記ベース部材が、前記流体機器類を設置する複数の設置面と、該設置面間をべ 一ス部材内部で連結する傾斜流路とを備えていることを特徴とする流体機器ユニット 構造。
[2] 前記設置面の高さが異なることを特徴とする請求項 1に記載の流体機器ユニット構 造。
[3] 流路を介して接続される複数の流体機器類をベース部材に集積して一体ィ匕する流 体機器ユニット構造であって、
前記ベース部材に逆止弁の弁体収納部を形成し、該弁体収納部に連通する流体 入口及び流体出口を所望の角度に交差させて設けたことを特徴とする流体機器ュニ ット構造。
[4] 前記流路を流れる流体が前記弁体収納部の下端部を通過することを特徴とする請 求項 3に記載の流体機器ユニット構造。
[5] 前記流体機器類のケーシング部材を前記ベース部材との接合方向へ複数に分割 し、前記ベース部材と密着する位置に配置される前記ケーシング部材のベース側部 材に、前記接合方向へ貫通する雌ねじ部を形成するとともに、前記ベース側部材を 挟持して前記雌ねじ部に両側力 各々異なるボルトをねじ込んで締め付けることを特 徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載の流体機器ユニット構造。
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