JP5081665B2 - 流体制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置に関し、特に、複数の流体制御機器が集積化されて形成される流体制御装置に関する。

半導体製造装置で使用される流体制御装置においては、複数の流体制御機器が直列状に配されてパイプや継手を介さずに接続されることによって形成された複数のラインをベース部材上に並列状に設置するという集積化が進んでいる。特許文献１には、そのような流体制御装置として、ベース部材が、入口側レール、出口側レールおよび両レール同士を連結する連結部材によって枠状に形成されており、１つのライン全体が予め取り付けられたライン支持部材としてのレールがベース部材に摺動可能に取り付けられているものが開示されている。

特許文献１の流体制御装置におけるライン増設方法を図５に示す。図５において、流体制御装置は、下段に配置された複数の継手部材(10)および上段に配置された複数の流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)が可動レール(1)に支持されることによって１つのライン(A)を構成し、複数のライン(A)の各可動レール(1)が１対の固定レール(11)(12)に摺動自在に取り付けられることで装置全体が構成されている。そして、ライン(B)を増設する際には、各固定レール(11)(12)の適当な位置に増設用摺動部材(13)を嵌め入れるとともに、増設ライン(B)を構成する流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)および複数の継手部材(10)が組み込まれた可動レール(1)に設けられたボルト挿通孔(1b)から摺動部材(13)に設けられためねじ部に座金(22)(23)を介してボルト(21)をねじ込むことで、増設ライン(B)となる流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)が組み込まれた可動レール(1)を仮止めし、この後、流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)が組み込まれた可動レール(1)を既設ライン(A)に接する所定位置まで摺動させるようになっている。

この種の流体制御装置は、筐体内に垂直状態で設置されることが多く、この場合、ラインの増設作業は、狭隘なスペースでかつ照度も十分得られない筐体内で行う必要がある。
特開２００２−２０６７００号公報

上記図５に示した流体制御装置におけるライン増設方法によると、増設ライン(B)となる流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)が組み込まれた可動レール(1)を予め作成しておくことで、筐体内の作業としては、可動レール(1)を固定レール(11)に取り付けるだけでよく、ラインの増設（変更を含む）が容易に行えるという利点を有している。

しかしながら、ラインの増設作業に際しては、狭隘なスペースでかつ照度も十分得られない筐体内において、ボルト(21)を摺動部材(13)に設けられためねじ部に合わせる作業を一方の手で増設用可動レール（５ｋｇ程度）(1)を持ったまま行う必要があり、うまくねじ合わされているかどうかが目視でははっきりと分からないために、ねじの締結を感覚に頼って行うという不便さがあった。また、工具を使用しての締付けに際しては、一方の手で増設用可動レール(1)を保持しておいて、他方の手で工具を操作する作業が必要であり、流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)が組み込まれた増設用可動レール(1)の重量が作業者の負担となって、連続作業が難しいという問題もあった。しかも、流体制御装置は、多くのシール部を有していることから、増設に際して適正な固定ができない場合には、シール性に悪影響を及ぼす可能性がある。

この発明の目的は、組立て作業効率のより一層の向上が図られた流体制御装置を提供することにある。

この発明による流体制御装置は、複数の流体制御機器が１つの可動レールに取り付けられることで形成されたラインを複数有しており、複数のラインの各可動レールがこれらと直交する方向を向いた固定レールに摺動可能に取り付けられている流体制御装置において、固定レールに設けられた案内溝に沿って摺動可能とされた摺動部材にめねじ部が設けられており、このめねじ部におねじ部材の下部がねじ込まれて、おねじ部材の上部が固定レール上面から突出させられており、可動レールに設けられたボルト挿通孔がおねじ部材の突出部に嵌め合わされて、おねじ部材の上端部にめねじ部材がねじ合わされていることにより、可動レールが固定レールに取り付けられており、可動レールは、おねじ部材の上端部にめねじ部材が軽くねじ合わされた状態およびおねじ部材の上端部からめねじ部材が取り外された状態のいずれにおいても、おねじ部材および摺動部材と一体で摺動可能とされていることを特徴とするものである。

この発明による流体制御装置におけるライン増設方法は、上記の流体制御装置においてラインを増設する方法であって、固定レールの案内溝内に嵌め入れられた増設用摺動部材におねじ部材をねじ合わせるステップと、流体制御機器が組み込まれた増設用可動レールのボルト挿通孔をおねじ部材に嵌め合わすステップと、増設用摺動部材を固定レールに沿って摺動させて増設用可動レールを所定位置まで移動させるステップと、めねじ部材をおねじ部材にねじ合わせることによって所定位置に移動させた増設用可動レールを固定レールに固定するステップとを含んでいることを特徴とするものである。

この明細書において、上下は図４の上下をいうものとし、すなわち、固定レールが取り付けられている面を下といい、可動レールおよび各流体制御機器は、その上に配置されているものとする。この上下は便宜的なもので、この発明の流体制御装置は、水平および垂直のいずれでの使用も可能であり、特に、図１から図３までに示すように、固定レールの下面が垂直面となる使用に適したものとなっている。

固定レールは、例えば、入口側および出口側にそれぞれ１つずつ互いに平行となるように配置された１対のものとされ、可動レールの入口側および出口側端部には、それぞれおねじ部材を挿通するためのボルト挿通孔が設けられる。

固定レールと可動レールとは、異なる形状であってももちろんよいが、好ましくは、部品共通化のために、同じ形状のものとされる。この場合、各レールは、１対の案内溝（いわゆる内部拡大溝）を有しているものとされ、１つの可動レールを固定レールに取り付けるに際し、可動レールの入口側および出口側においてそれぞれ２カ所で固定される。

流体制御機器としては、開閉弁（流体通路の遮断・開放を行う弁）、減圧弁、圧力表示機、流量調整機（マスフローコントローラ）などが使用される。

１つのラインは、例えば、下段層となる複数のブロック状継手部材がおねじ部材によって可動レールに取り付けられ、隣り合う継手部材にまたがるように上段層となる複数の流体制御機器が上方からのおねじ部材によって継手部材に取り付けられる。このようにすると、上方からのおねじ部材を外すことにより、上段層の流体制御機器を単独で上方に取り出すことができる。１つのラインの構成は、下段層と上段層とからなるものに限られるものではなく、種々の構成を採用することができる。

めねじ部が設けられた摺動部材としては、従来と同じものを使用することができる。また、可動レールに設けられるボルト挿通孔も、従来と同じものとすることができる。したがって、既設のラインは、可動レールに設けられたボルト挿通孔から摺動部材に設けられためねじ部にボルト（六角孔が形成された頭付きのボルト）がねじ込まれることで固定されており、増設ラインだけがこの発明の取付けとされているようにしてもよい。

おねじ部材は、好ましくは、頭無しボルトで、その頂部（上端部）に、工具係合用孔（例えば、六角レンチ用六角孔）が形成されたものとされる。めねじ部材としては、外周面に工具係合部（例えば、六角柱部）が形成されているナットまたは袋ナットも使用可能であるが、好ましくは、頂壁を有しかつ外周が円筒面とされ、頂壁に工具係合用孔（例えば、六角レンチ用六角孔）が形成されたものとされる。このようにすることで、可動レールの各端部の狭いスペースにおいてそれぞれ２カ所での固定が容易となるだけでなく、おねじ部材を締め付けるのと同じ工具（孔径は異なっていてももちろん可）を使用して、めねじ部材の締付けを行うことができる。

この発明の流体制御装置によると、筐体内に垂直状態で設置された流体制御装置のラインの増設に際し、増設用可動レールを手で持って行う作業は、増設用可動レールのボルト挿通孔をおねじ部材に嵌め合わす作業だけであり、ねじの締付けに際しては、おねじ部材にめねじ部材を締め付ける作業となるので、作業者への重量の負担が軽減されるとともに、作業の手間や作業時間も軽減され、狭隘なスペースでかつ照度も十分得られない筐体内で行う作用の作業性を大幅に向上させることができる。この結果、流体制御装置に多数設けられているシール部が増設に際してそのシール性を低下させられることがなく、流体制御装置の信頼性も向上する。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

図１から図３までは、この発明の流体制御装置の組立て順序（増設時のステップ）を示し、図４は、可動レールと固定レールとの結合部分の断面を示している。

この流体制御装置(1)は、半導体製造装置等において用いられるもので、複数のライン(A)(B)を有している。

各ライン(A)(B)は、下段層となる複数のブロック状継手部材(10)がおねじ部材（図には表れず）によって可動レール(1)に取り付けられ、隣り合う継手部材(10)にまたがるように上段層となる複数の流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)が上方からのおねじ部材(24)によって継手部材(10)に取り付けられていることで形成されている。

複数のライン(A)(B)の各可動レール(1)は、可動レール(1)に対して直交するように入口側および出口側（図の上下）に配置された１対の固定レール(11)(12)間に摺動可能に支持されている。

各可動レール(1)と各固定レール(11)(12)とは、同じ形状のものが使用されており、各レール(1)(11)(12)は、摺動部材(13)が摺動可能に嵌め入れられる２列の案内溝(1a)(11a)(12a)を有している。各可動レール(1)の入口側および出口側端部には、ボルト挿通孔(1b)が設けられている。また、可動レール(1)の入口側および出口側の端部と固定レール(11)(12)との間には、板状のクッション材(14)が介在されている。

この流体制御装置において、増設などでライン(B)を新たに追加するには、まず、図１に示すように、固定レール(11)(12)の案内溝(11a)(12a)内に嵌め入れられた摺動部材(13)のめねじ部(13a)に頭無しボルト（おねじ部材）(15)をねじ合わせ、次いで、図２に示すように、流体制御機器(2)(3)(4)(5)(6)(7)および複数の継手部材(10)が組み込まれた増設ライン(B)用の可動レール(1)のボルト挿通孔(1b)を摺動部材(13)にねじ合わされた頭無しボルト(15)に嵌め合わせ、次いで、図３に示すように、増設ライン(B)用の可動レール(1)を摺動させて増設位置まで移動させ、円筒状キャップナット（めねじ部材）(18)を平座金(16)およびばね座金(17)を介して頭無しボルト(15)にねじ合わせることによって可動レール(1)を固定レール(11)(12)に固定すればよい。キャップナット(18)の締付けトルクには規定値が設定されており、この規定値まで締め付けることで増設ライン(B)のシール性が保証される。

頭無しボルト(15)の上端部には、六角孔(15a)が設けられており、これにより、図１に示す作業は、六角レンチを使って行うことができる。図１に示す作業において、頭無しボルト(15)を摺動部材(13)にねじ合わせる作業を先に行っておいて、ボルト(15)付きの摺動部材(13)を固定レール(11)(12)の案内溝(11a)(12a)に嵌め合わせるようにしてもよい。キャップナット(18)の上端部には、六角孔(18a)が設けられており、図３に示す作業も、六角レンチを使って行うことができる。

図４に示すように、固定レール(11)の案内溝(11a)は、内部拡大溝とされており、その断面形状は、上底が下底よりも長い台形状でかつ上底よりも短い上向き開口部を有している。可動レール(1)のボルト挿通孔(1b)は、案内溝(11a)の底部を貫通するように設けられている。摺動部材(13)は、固定レール(11)の案内溝(11a)の断面形状に対応して、上底が下底よりも長い台形状部および上底よりも短い上向き突出部を有している。摺動部材(13)の上面は、固定レール(11)の上面よりも下に位置させられている。

めねじ部材(18)は、頂壁を有する円筒状で、下部内周にめねじ部(18a)を有しており、その外周面がスムーズな円筒面とされて、レンチ等の工具を係合する係合部は、頂壁に設けられた六角レンチ係合用の六角孔(18b)とされている。したがって、市販の六角柱状のナットを使用する場合には、ナットの外径よりも大きい外径のスパナまたはレンチでの作業が必要となって、筐体内に可動レール(1)同士が並列状に配置された状況での作業が困難となるのに対し、めねじ部材(18)の外径よりも小さい外径の六角レンチでの作業が可能となり、可動レール(1)の各端部の狭いスペースにおける締付けを容易に行うことができ、締付けの信頼性も高めることができる。

頭無しボルト(15)の長さは、これの下部を摺動部材(13)にねじ込んだ状態で、頭無しボルト(15)の上部が固定レール(11)上面から突出して可動レール(1)の上面とほぼ同じ高さに達する長さとされており、固定レール(11)上面から突出した部分には、クッション材(14)のボルト挿通孔(14a)および可動レール(1)のボルト挿通孔(1b)が嵌め合わされる。この状態で、頭無しボルト(15)の上端部は、可動レール(1)の案内溝(1a)の底壁を貫通しており、この結果、頭無しボルト(15)の上端部が可動レール(1)のボルト挿通孔(1b)に係合し、可動レール(1)の落下が防止される。

したがって、図２の状態の後に図３の状態まで可動レール(1)を摺動させるに際し、キャップナット(18)を頭無しボルト(15)にねじ合わせておく必要はない。もちろん、図２の状態において、キャップナット(18)を頭無しボルト(15)に軽くねじ合わせておいてもよい。

こうして、図１から図３までに示すような順序で増設ライン(B)を設けることにより、筐体内に垂直状態で設置された流体制御装置のライン増設に際し、増設用可動レール(1)を手で持って行う作業は、図２において増設用可動レール(1)のボルト挿通孔(1b)を頭無しボルト(15)に嵌め合わす作業だけであり、図３におけるキャップナット(18)の締付けに際しては、増設用可動レール(1)は、頭無しボルト(15)に支持されているので、手で軽く押さえる程度でよく、作業者への重量の負担が大幅に軽減され、作業の手間や作業時間も軽減される。この結果、流体制御装置に多数設けられているシール部が増設に際してそのシール性を低下させられる可能性も減り、流体制御装置の信頼性も向上する。

図１は、この発明による流体制御装置の実施形態を示す図であって、増設の第１ステップを示す斜視図である。 図２は、この発明による流体制御装置の実施形態を示す図であって、増設の第２ステップを示す斜視図である。 図３は、この発明による流体制御装置の実施形態を示す図であって、増設の第３ステップを示す斜視図である。 図４は、この発明による流体制御装置の実施形態の要部を示す縦断面図である。 図５は、従来の流体制御装置の実施形態を示す図であって、増設の第１ステップを示す斜視図である。

符号の説明

(1) 可動レール
(1b) ボルト挿通孔
(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9) 流体制御機器
(10) 継手部材
(11)(12) 固定レール
(11a)(12a) 案内溝
(13) 摺動部材
(13a) めねじ部
(15) 頭無しボルト（おねじ部材）
(18) キャップナット（めねじ部材）
(A)(B) ライン

Claims (3)

1. 複数の流体制御機器が１つの可動レールに取り付けられることで形成されたラインを複数有しており、複数のラインの各可動レールがこれらと直交する方向を向いた固定レールに摺動可能に取り付けられている流体制御装置において、
   固定レールに設けられた案内溝に沿って摺動可能とされた摺動部材にめねじ部が設けられており、このめねじ部におねじ部材の下部がねじ込まれて、おねじ部材の上部が固定レール上面から突出させられており、可動レールに設けられたボルト挿通孔がおねじ部材の突出部に嵌め合わされて、おねじ部材の上端部にめねじ部材がねじ合わされていることにより、可動レールが固定レールに取り付けられており、可動レールは、おねじ部材の上端部にめねじ部材が軽くねじ合わされた状態およびおねじ部材の上端部からめねじ部材が取り外された状態のいずれにおいても、おねじ部材および摺動部材と一体で摺動可能とされていることを特徴とする流体制御装置。
2. おねじ部材は、頭無しボルトで、その上端部に、工具係合用孔が形成されたものとされ、めねじ部材は、頂壁を有し、頂壁に工具係合用孔が形成されたものとされていることを特徴とする請求項１の流体制御装置。
3. 請求項１または２の流体制御装置においてラインを増設する方法であって、固定レールの案内溝内に嵌め入れられた増設用摺動部材におねじ部材をねじ合わせるステップと、流体制御機器が組み込まれた増設用可動レールのボルト挿通孔をおねじ部材に嵌め合わすステップと、増設用摺動部材を固定レールに沿って摺動させて増設用可動レールを所定位置まで移動させるステップと、めねじ部材をおねじ部材にねじ合わせることによって所定位置に移動させた増設用可動レールを固定レールに固定するステップとを含んでいることを特徴とする流体制御装置におけるライン増設方法。

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