(57)【要約】【課題】クリーン度に優れ、３ポートを同時に連通させてしまわずに３ポートの連通状態を切り替えることができるバルブユニットを提供すること。【解決手段】内部流路が形成された流路ブロック２に取り付けた第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂが同一のポペット構造をなし、第１手動弁３Ａのロッド３３Ａと、第２手動弁３Ｂのロッド３３Ｂに連結されており、第１手動弁３Ａを弁開状態にし、第２手動弁３Ｂを弁閉状態にする第１位置と、第１手動弁３Ａを弁閉状態にし、第２手動弁３Ｂを弁開状態にする第２位置との間で切り替えられるものであって、第１位置と第２位置との間で切り替えられるときに、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂとを同時に弁閉させた後、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態を切り替える切替部材を有することを特徴とする。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポートと第２ポートと第３ポートとを連通させる内部流路が形成された流路ブロックに、第１手動弁と第２手動弁を取り付けたものであり、
前記第１手動弁と前記第２手動弁は、ポペット弁に連結するロッドが外部に突出する同一構造をなし、
前記第１手動弁のロッドと、前記第２手動弁のロッドに連結されており、前記第１手動弁を弁開状態にし、前記第２手動弁を弁閉状態にする第１位置と、前記第１手動弁を弁閉状態にし、前記第２手動弁を弁開状態にする第２位置との間で切り替えられるものであって、前記第１位置と前記第２位置との間で切り替えられるときに、前記第１手動弁と前記第２手動弁とを同時に弁閉させた後、前記第１手動弁と前記第２手動弁の弁開閉状態を切り替える切替部材を有することを特徴とするバルブユニット。
【請求項２】
請求項１に記載するバルブユニットにおいて、
前記切替部材は、カムが一端に形成されたノブを、前記カムが正反対になるように前記第１手動弁のロッドと、前記第２手動弁のロッドにそれぞれ回転自在に取り付け、前記第１手動弁のロッドに軸支される第１ノブと、前記第２手動弁のロッドに軸支される第２ノブとを連結部材で連結したものであることを特徴とするバルブユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するバルブユニットにおいて、
前記切替部材は、前記第１手動弁又は前記第２手動弁を弁閉動作させるときに、初期抵抗を生じさせる抵抗部を有することを特徴とするバルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポートの連通状態を切り替えるバルブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造装置では、薬液やプロセスガス等の作動流体を装置内へ供給することをストップさせつつ、装置内の圧力を抜く場合がある。この場合には、作動流体を供給される装置の上流側に、流路を切り替えるバルブが配設されるが、そのバルブは、作動流体供給源に接続されて作動流体を入力する入力ポートと、装置に接続されて作動流体を装置に出力する出力ポートと、装置内の作動流体を排出する排出ポートとの３ポートを切り替えるように構成されている必要がある。
【０００３】
流路を切り替えるバルブとしては、例えば、特許文献１に記載される薬液弁のように、一対のダイアフラムを連結部材で連結することにより同期して動作させるようにしたものがあるが、全てのポートが連通する時間があり、作動流体を装置内へ供給することをストップさせつつ、装置内の圧力を抜くことができない。また、特許文献２に記載される薬液弁のように、ソレノイドの駆動力でダイアフラムを弁座に当接又は離間させる３ポート電磁弁を連設し、ポートを切り替えるものがあるが、停電等の非常時には、電磁弁が非通電にされて制御不能になり、ポートの連通状態が切り替わってしまうため、使用できない不具合がある。従って、装置の上流側に配置されるバルブは、多くても２ポートを連通させることが可能な手動弁であることが望ましい。
【０００４】
この点、特許文献３に記載されるトグル弁を２連に接続したバルブユニットであれば、各トグル弁を手動で操作し、多くても２ポートを連通させるように流路を切り替えることが可能である。
また、特許文献４に記載されるように、スプール弁を手動で操作するコントロールバルブであれば、多くても２ポートが連通するように、流路を切り替えることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８１５５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６８３７号公報
【特許文献３】実開平５−７７６７７号公報
【特許文献４】特開平４−９２１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載されるトグル弁を２連に接続したバルブユニットは、各トグル弁を個別に操作しなければならず、操作順序を間違えると、全ポートが連通する恐れがあった。
また、特許文献４に記載されるコントロールバルブは、特許文献３に記載されたトグル弁を２連に接続したバルブユニットのように操作を誤って全ポートが連通する不具合を回避できるものの、スプール弁の摺動部分からパーティクルが発生したり、スプール弁の摺動抵抗を小さくするためグリスを塗布されているため、半導体製造装置のようにクリーン度が要求される分野で使用することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、クリーン度に優れ、３ポートを同時に連通させてしまわずに３ポートの連通状態を切り替えることができるバルブユニットをを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るバルブユニットは、次のような構成を有している。
（１）第１ポートと第２ポートと第３ポートとを連通させる内部流路が形成された流路ブロックに、第１手動弁と第２手動弁を取り付けたものであり、前記第１手動弁と前記第２手動弁は、ポペット弁に連結するロッドが外部に突出する同一構造をなし、前記第１手動弁のロッドと、前記第２手動弁のロッドに連結されており、前記第１手動弁を弁開状態にし、前記第２手動弁を弁閉状態にする第１位置と、前記第１手動弁を弁閉状態にし、前記第２手動弁を弁開状態にする第２位置との間で切り替えられるものであって、前記第１位置と前記第２位置との間で切り替えられるときに、前記第１手動弁と前記第２手動弁とを同時に弁閉させた後、前記第１手動弁と前記第２手動弁の弁開閉状態を切り替える切替部材を有することを特徴とする。
（２）（１）に記載の発明において、前記切替部材は、カムが一端に形成されたノブを、前記カムが正反対になるように前記第１手動弁のロッドと、前記第２手動弁のロッドにそれぞれ回転自在に取り付け、前記第１手動弁のロッドに軸支される第１ノブと、前記第２手動弁のロッドに軸支される第２ノブとを連結部材で連結したものであることを特徴とする。
（３）（１）又は（２）に記載の発明において、前記切替部材は、前記第１手動弁又は前記第２手動弁を弁閉動作させるときに、初期抵抗を生じさせる抵抗部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成を有する本発明のバルブユニットによると、切替部材は、第１手動弁のロッドと第２手動弁のロッドに連結しており、第１手動弁を弁開状態にし、第２手動弁を弁閉状態にする第１位置と、第１手動弁を弁閉状態にし、第２手動弁を弁開状態にする第２位置との間で切り替えられるときに、第１手動弁のロッドと第２手動弁のロッドに推力を与えて第１手動弁と第２手動弁の弁開閉状態を切り替える。切替部材は、第１手動弁と第２手動弁とを同時に弁閉させた後に、第１手動弁と第２手動弁の弁開閉状態を切り替えるので、第１手動弁と第２手動弁とが同時に弁開して第１ポートと第２ポートと第３ポートとの３ポートを連通させることがない。よって、本発明のバルブユニットによれば、１個の切替部材を操作するだけで、３ポートを同時に連通させてしまわずに３ポートを切り替えることができる。また、第１手動弁と第２手動弁が、切替部材からロッドに与えられた推力でポペット弁を弁開閉動作させるため、流路内に摺動部分やグリス塗布部分がなく、クリーン度に優れている。尚、本明細書において「ポペット弁」とは、弁座に弁体を当接又は離間させて弁座を開閉するものをいい、弁体には円柱状の弁体の他、ダイアフラム弁体等を含む。
また、本発明のバルブユニットは、同一形状のノブを、カムが正反対になるように第１手動弁のロッドと第２手動弁のロッドに回転自在に取り付け、第１手動弁のロッドに回転自在に軸支される第１ノブと第２手動弁のロッドに回転自在に軸支される第２ノブを連結部材で連結することにより切替部材を構成しているので、第１手動弁と第２手動弁に正反対の動作を行わせ、第１手動弁と第２手動弁とを同時に弁閉させる遮蔽範囲を簡単に設けることができる。
また、本発明のバルブユニットは、切替部材が切り替え時に抵抗を生じるので、切替部材が誤って切り替えられることを防止し、第１手動弁と第２手動弁の弁開閉動作を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係るバルブユニットの一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るバルブユニット１の外観斜視図である。図２は、バルブユニット１の正面図である。
バルブユニット１は、従来技術同様、半導体製造装置に用いられ、残圧排気弁として使用される。バルブユニット１は、流路ブロック２に第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂが取付ネジ５により固定されている。第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂは、後述する第１ロッド３３Ａと第２ロッド３３Ｂがそれぞれ上方に突き出し、第１ロッド３３Ａと第２ロッド３３Ｂに切替部材４が連結されている。バルブユニット１は、切替部材４を用いて、第１継手１１の第１開口部（第１ポート）１１ａと第２継手１２の第２開口部（第２ポート）１２ａと第３継手１３の第３開口部（第３ポート）１３ａとが全ポートを連通させてしまわないように連通状態を切り替えられる。
【００１２】
図３は、図２に示す流路ブロック２の平面図である。
バルブユニット１の流路ブロック２は、耐熱性や耐薬品性を確保するために、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）などのフッ素樹脂をブロック状に成形したものである。流路ブロック２には、第１継手１１と第２継手１２と第３継手１３とが一体的に形成されている。
【００１３】
図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。図５は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
流路ブロック２の上面には、図４及び図５に示すように、第１手動弁３Ａを取り付けるための第１取付孔１８と、第２手動弁３Ｂを取り付けるための第２取付孔２１が有底円柱状に開設されている。
【００１４】
図４に示すように、第１取付孔１８の内壁には、円筒部１９が第１取付孔１８と同軸上に突設され、円筒部１９の先端部に第１弁座２０が第１弁孔１９ａに連通するように形成されている。流路ブロック２は、第１流路１４が、第１継手１１の第１開口部１１ａを第１弁座２０の外側において第１取付孔１８に連通させるように穿設されている。
【００１５】
また、図５に示すように、第２取付孔２１の内壁には、円筒部２２が第１取付孔２１と同軸上に突設され、円筒部２２の先端部に第２弁座２３が第２弁孔２２ａに連通するように形成されている。流路ブロック２は、第２流路１５が、第２継手１２の第２開口部１２ａを第１弁座２３の外側において第２取付孔２１に連通させるように穿設されている。
【００１６】
そして、図２に示すように、流路ブロック２は、連通路１６が第１弁孔１９ａと第２弁孔２２ａに連通するように第３継手１３から穿設されている。そのため、第３継手１３の開口部１３ａは、連通路１６、第１弁孔１９ａ、第１弁座２０、第１取付孔１８、第１連通路１４を介して第１継手１１の開口部１１ａに連通し、また、連通路１６、第２弁孔２２ａ、第２弁座２３、第２取付孔２１、第２流路１５を介して第２継手１２の開口部１２ａに連通する。よって、本実施形態の流路ブロック２は、第１流路１４、第２流路１５、連通路１６、第１取付孔１８、第１弁孔１９ａ、第２取付孔２１、第２弁孔２２ａにより「内部流路」が構成される。
【００１７】
図４及び図５に示すように、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂは、第１ダイアフラム３１Ａと第２ダイアフラム３１Ｂを第１弁座２０と第２弁座２３に当接又は離間させることにより第１弁座２０と第２弁座２３を開閉する同一のポペット構造をなす。第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂは、接液面の耐腐食性を確保するために、第１ダイアフラム３１Ａと第２ダイアフラム３１ＢがＰＴＦＥやＰＦＡなどのフッ素樹脂で形成されている。
【００１８】
すなわち、図４に示すように、第１手動弁３Ａは、第１取付孔１８の段差に載置された第１ダイアフラム３１Ａをボディ２と第１カバー３２Ａの下端部との間で狭持し、第１カバー３２Ａに摺動可能に挿通された第１ロッド３３Ａが第１ダイアフラム３１Ａに連結されて推力を与えるようになっている。第１カバー３２Ａと第１ロッド３３Ａと間には、第１圧縮バネ３４Ａが縮設され、第１ロッド３３Ａを介して第１ダイアフラム３１Ａに第１弁座２０方向の力を常時作用させている。
【００１９】
また、図５に示すように、第２手動弁３Ｂは、第２取付孔２１の段差に載置された第２ダイアフラム３１Ｂをボディ２と第２カバー３２Ｂの下端部との間で狭持し、第２カバー３２Ｂに摺動可能に挿通された第２ロッド３３Ｂが第２ダイアフラム３１Ｂに連結されて推力を与えるようになっている。第２カバー３２Ｂと第２ロッド３３Ｂとの間には、第２圧縮バネ３４Ｂが縮設され、第２ロッド３３Ｂを介して第２ダイアフラム３２Ｂに第２弁座２３方向の力を常時作用させている。
【００２０】
尚、本実施形態では、第１ダイアフラム３１Ａと第１弁座２０、及び、第２ダイアフラム３１Ｂと第２弁座２３によりそれぞれ「ポペット弁」が構成される。
【００２１】
図１に示すように、切替部材４は、第１手動弁３Ａの第１カバー３２Ａから外部に突出する第１ロッド３３Ａの上端部と、第２手動弁３Ｂの第２カバー３２Ｂから外部に突出する第２ロッド３３Ｂの上端部に連結されている。切替部材４は、第１手動弁３Ａを弁開状態にし、第２手動弁３Ｂを弁閉状態にする「第１位置」（図１、図４及び図５参照）と、第１手動弁３Ａを弁閉状態にし、第２手動弁３Ｂを弁開状態にする「第２位置」との間で回動されて、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態を切り替えるものであり、「第１位置」と「第２位置」との間で回動されるときに、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂを同時に弁閉させた後、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態を切り替えるように構成されている。
【００２２】
切替部材４は、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂをハンドル４２を介して連結したものであり、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂに回転可能に連結されている。第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂは、同一形状をなし、後述するカム５４Ａ，５４Ｂが正反対になるように第１ロッド３３Ａと第２ロッド３３Ｂに回転自在に取り付けられる。第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂは、ハンドル４２に形成された凹溝４３Ａ，４３Ｂに端部を挿入し、ハンドル４２、第１ノブ４１Ａ、第２ノブ４１Ｂに連結ピン４４を貫き通すことにより、ハンドル４２に回転自在に連結されている。切替部材４は、第１ノブ４１Ａが第１回転軸４５Ａを介して第１手動弁３Ａの第１ロッド３３Ａに回転可能に軸支され、第２ノブ４１Ｂが第２回転軸４５Ｂを介して第２手動弁３Ｂの第２ロッド３３Ｂに回転可能に軸支されており、ハンドル４２を介して第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂを同一方向に同じ角度ずつ一体的に回転させられるようになっている。
【００２３】
図４及び図５に示すように、第１ノブ４１Ａと連結ピン４４との間、及び、第２ノブ４１Ｂと連結ピン４４との間には、隙間が設けられている。この隙間は、第１回転軸４５Ａの中心と第２回転軸４５Ｂの中心が第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂの中心からずれているため、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂがハンドル４２を介して一体的に回転されるときにずれを生じ、そのずれを吸収して第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂを円滑に回転させるために設けられている。
尚、本実施形態では、ハンドル４２と連結ピン４４とにより「連結部材」が構成されている。
【００２４】
このような切替部材４は、「第１位置」と「第２位置」との間で回転されるときに、第１ノブ４１Ａのカム５４Ａと第２ノブ４１Ｂのカム５４Ｂの少なくとも一方を、第１手動弁３Ａ又は第２手動弁３Ｂに摺接させる。第１ノブ４１Ａのカム５４Ａが摺接する第１手動弁３Ａの第１カバー３２Ａと、第２ノブ４１Ｂのカム５４Ｂが摺接する第２手動弁３Ｂの第２カバー３２Ｂには、第１低摩擦シート４７Ａと第２低摩擦シート４７Ｂがそれぞれ装着され、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂが回転する際に生じる摩擦抵抗を減少させている。
【００２５】
図６は、第２ノブ４１Ｂ（第１ノブ４１Ａ）の側面図である。
第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂは、同一構造であるので、ここでは第２ノブ４１Ｂの構造について説明し、第１ノブ４１Ａの構造は説明を割愛する。
第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）は、略直方体形状に成形したものである。第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）は、連結ピン４４が貫き通される第１貫通孔５２Ｂ（５２Ａ）が一端近傍に設けられ、第２回転軸４５Ｂ（４５Ａ）が貫き通される第２貫通孔５３Ｂ（５３Ａ）が他端近傍に設けられている。第１貫通孔５２Ｂ（５２Ａ）は、第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）の中心線Ｌ上に形成されているのに対し、第２貫通孔５３Ｂ（５３Ａ）は、第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）の中心線Ｌよりずれた位置に形成されている。第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）は、第２貫通孔５３Ｂ（５３Ａ）が形成される端部側にカム５４Ｂ（５４Ａ）が形成されている。
【００２６】
また、第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）は、図５（図４）に示すように、凹部５１Ｂ（５１Ａ）が第２貫通孔５３Ｂ（５３Ａ）上に形成され、第２手動弁３Ｂ（３Ａ）の第２ロッド３３Ｂ（３３Ａ）を第２貫通孔５３Ｂ（５３Ａ）に対して位置合わせして第２回転軸４５Ｂ（４５Ａ）を第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）と第２ロッド３３Ｂ（３３Ａ）に貫き通することにより、第２ロッド３３Ｂ（３３Ａ）に連結されるようになっている。そのため、第２ノブ４１Ｂ（４１Ａ）は、設置スペースを拡げないでコンパクトに第２手動弁３Ｂ（３Ａ）に連結することができる。
【００２７】
図７は、ノブ角度とストロークとの関係を示す図であり、図中実線は第１ノブ４１Ａを示し、図中点線は第２ノブ４１Ｂを示す。
バルブユニット１は、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂが、図４及び図５に示すように、カム５４Ａとカム５４Ｂが図中上下正反対に配置されるように、第１手動弁３Ａの第１ロッド３３Ａと第２手動弁３Ｂの第２ロッド３３Ｂに取り付けられるため、弁閉状態から弁開状態へ変位する際のノブ角度とストロークとの関係、及び、弁開状態から弁閉状態へ変位する際のノブ角度とストロークとの関係が、同様の特性を有する。第１ノブ４１Ａのカム５４Ａと第２ノブ４１Ｂのカム５４Ｂは、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂを同時に弁閉状態にした後に、第１手動弁３Ａ又は第２手動弁３Ｂの何れかを弁開させて第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態を切り替えるように、形成されている。
【００２８】
カム５４Ａ，５４Ｂについて説明する。図８〜図１６は、各図（ａ）が第１ノブ４１Ａと基準面Ｑ１との位置関係を示す図であり、各図（ｂ）が第２ノブ４１Ｂと基準面Ｑ２との位置関係を示す図である。図８〜図１６中、各図（ａ）に示す「基準面Ｑ１」とは、第１手動弁３Ａの第１カバー３２に装着された第１低摩擦シート４７Ａの上面位置をいい、各図（ｂ）に示す「基準面Ｑ２」とは、第２手動弁３Ｂの第２カバー３２Ｂに装着された第２低摩擦シートの上面位置をいうものとする。また、図８〜図１６中、各図（ａ）に示す「初期回転軸の位置Ｐ１」とは、切替部材４が「第１位置」にあるときの第１回転軸４５Ａの位置をいい、各図（ｂ）に示す「初期回転軸の位置Ｐ２」とは、切替部材４が「第１位置」にあるときの第２回転軸４５Ｂの位置をいうものとする。更に、図中「α」、「β」、「γ」の関係は、０度＜γ＜β＜α≦９０度であるとする。
カム５４，５４Ｂは、同一形状を有するので、以下では、カム５４Ｂの構造を中心に説明し、カム５４Ａの構造については説明を割愛する。
【００２９】
図８（ｂ）に示すように、第２ノブ４１Ｂは、第２貫通孔５３Ｂが、第２ノブ４１Ｂと基準面Ｑ２との間に所定間隔Ｘの隙間を形成するように、中心線Ｌからずれた位置に形成されている。第２ノブ４１Ｂは、図中下側面から第２回転軸４５Ｂまでの距離が寸法Ｙに設定され、第２回転軸４５Ｂから図中上側面までの寸法が、所定間隔Ｘと寸法Ｙと第２手動弁３ＢのストロークＳｔとを加算した寸法Ｚに設定されている。従って、第２ノブ４１Ｂは、初期状態においては、第２回転軸４５Ｂを所定間隔Ｘと寸法Ｙを加算した距離ＨＢだけ基準面Ｑ２から持ち上げ、第２回転軸４５Ｂに連結する第２ロッド３３Ｂに全く力を作用させていない。
【００３０】
第２ノブ４１Ｂのカム５４Ｂには、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）に示す空回り用カム面と、図１４（ｂ）に示すストローク用カム面と、図１５（ｂ）に示す抵抗用カム面（抵抗部）とを備える。
【００３１】
空回り用カム面は、カム５４を基準面Ｑ２に接触させないように形成された面をいう。空回り用カム面は、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）に示すように、第２ノブ４１Ｂがノブ回転角度θ＝１８０−α度回転されるまで、カム５４Ｂが基準面Ｑ２に接しないように形成されている。
【００３２】
そのため、第２ノブ４１Ｂは、ノブ回転角度０度から１８０−α度の範囲で第２回転軸４５Ｂを介して第２ロッド３３Ｂに全く力を作用させず、図７に示すように、第２手動弁３Ｂは、第２圧縮バネ４１Ｂの弾圧力で第２ダイアフラム３１Ｂを第２弁座２３にシールさせて弁閉状態になる。
但し、１８０−α度≧９０度であるものとする。第１ノブ４１Ｂと第２ノブ４１Ｂが、９０度回転された時点で、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂを共に弁閉状態にするためである。
【００３３】
また、ストローク用カム面は、図１４（ｂ）に示すように、カム５４Ｂが基準面Ｑ２に摺接して第２回転軸４５Ｂを介して第２手動弁３Ｂの第２ロッド３３ＢをストロークＳｔ分だけ持ち上げるように形成された面をいう。ストローク用カム面は、第２回転軸４５Ｂからカム５４Ｂまでの距離が、図１３（ｂ）に示すように、カム５４Ｂが基準面Ｑ２に接触し始める位置から次第に大きくなるように形成され、図１４（ｂ）に示すように、第２ノブ４１Ｂがノブ回転角度θ＝１８０−β度回転された時点において、第２回転軸４５Ｂの中心からカム５４Ｂと基準面Ｑ２との接点までの距離が、所定間隔Ｘと寸法Ｙと第２ダイアフラム３１ＢのストロークＳｔとを加算した距離ＨＢ１になるように形成されている。
【００３４】
そのため、図７に示すように、第２ノブ４１Ｂは、ノブ回転角度１８０−α度から１８０−β度の範囲で、第２ロッド３３ＢをストロークＳｔだけ引き上げ、第２ダイアフラム３２Ｂを全開位置まで移動させる。
【００３５】
また、抵抗用カム面は、第２回転軸４５Ｂを所定間隔Ｘと寸法Ｙと第２ダイアフラム３１ＢのストロークＳｔとを加算した距離ＨＢ１を超えて基準面Ｑ１から引き上げ、第２ノブ４１Ｂが第２手動弁３Ｂに弁閉動作させるときに初期抵抗を生じさせるために形成した面をいう。抵抗用カム面は、第２回転軸４５Ｂの中心からカム５４Ｂまでの距離が、図１４（ｂ）に示すように、カム５４Ｂが第２回転軸４５Ｂを「初期回転軸の位置Ｐ２」からストロークＳｔ分だけ持ち上げる位置から、次第に大きくなるように形成されている。抵抗用カム面は、図１５（ｂ）に示すように、第２ノブ４１Ｂがノブ回転角度θ＝１８０−γ度回転された時点において、第２回転軸４５Ｂの中心からカム５４Ｂまでの距離が、所定間隔Ｘと寸法Ｙと第２ダイアフラム３１ＢのストロークＳｔとを加算した距離ＨＢ１を若干超える最大距離になるように形成されている。そして、抵抗用カム面は、図１６（ｂ）に示すように、第２ノブ４１Ｂがノブ回転角度θ＝１８０−γ度回転された時点においてカム５４Ｂが基準面Ｑ２に接する位置から、第２ノブ４１Ｂの側面と同一平面になる面を備える。
【００３６】
そのため、第２ノブ４１Ｂは、図７に示すように、ノブ回転角度１８０−β度から１８０−γ度の範囲で、全開位置の第２ダイアフラム３１Ｂを第２圧縮バネ３４Ｂに抗して更に引き上げ、その後、ノブ回転角度１８０−γ度から１８０度の範囲で、第２ダイアフラム３１Ｂを全開位置へ向かって下降させる。
【００３７】
尚、本実施形態では、カム５４Ａ，５４Ｂを機能によって空回り用カム面とストローク用カム面と抵抗用カム面に分けて呼称しているが、ストローク用カム面と抵抗用カム面は、同一の面に設けられている。
【００３８】
続いて、バルブユニット１の動作について説明する。
バルブユニット１は、流路ブロック２の下面に取り付けられた樹脂製の取付板７Ａ，７Ｂを介して半導体製造装置に取り付けられ、流路ブロック２に設けられた第１継手１１が図示しない加圧ガス供給源に接続され、第２継手１２が図示しない排気管に接続され、第３継手１３が図示しない加圧容器に接続される。図示しない加圧容器は、薬液を充填され、バルブユニット１から供給される加圧ガスによって液面を加圧されることにより、外部装置へ薬液を送り出すよう構成されている。
【００３９】
バルブユニット１は、加圧ガス供給時には、切替部材４を「第１位置」で保持する。切替部材４は、図８（ａ）に示すように、第１ノブ４１Ａの側面を基準面Ｑ１（第１手動弁３Ａの第１カバー３２Ａ）に当接させて、第１回転軸３３ＡをストロークＳｔ分持ち上げている。そのため、第１手動弁３Ａは、図４に示すように、第１ロッド３３Ａが第１回転軸４５Ａを介して第１ノブ４１Ａに引き上げられ、第１ダイアフラム３１Ａが第１弁座２０から離間して弁開状態にされる。また、切替部材４は、図８（ｂ）に示すように、第２ノブ４１Ｂの側面と基準面Ｑ２（第２手動弁３Ｂの第２カバー３２Ｂ）との間に所定間隔Ｘの隙間を設け、第２回転軸４５Ｂに全く力を作用させていない。そのため、第２手動弁３Ｂは、図５に示すように、第２ロッド３３Ｂが第２圧縮バネ３４Ｂの弾圧力で第２弁座２３側へ付勢され、第２ダイアフラム３１Ｂを第２弁座２３に当接させており、弁閉状態にされている。
【００４０】
バルブユニット１は、第１手動弁３Ａが弁開し、第２手動弁３Ｂが弁閉することにより、第３継手１３の開口部１３ａが第１継手１１の開口部１１ａに連通し、図示しない加圧ガス供給源から第１継手１１に供給された加圧ガスが、第１流路１４から第１取付孔１８、第１弁座２０、第１弁孔１９ａ、連通路１６を介して第３継手１３の開口部１３ａへ流れ、第３継手１３の開口部１３ａから図示しない加圧容器へ出力される。加圧ガスは、図示しない加圧容器の薬液を加圧し、薬液を外部装置へ送り出す。
【００４１】
バルブユニット１は、フッ素樹脂製の流路ブロック２に内部流路１４，１５，１６，１８，１９ａ，２１，２２ａを形成し、また、第１ダイアフラム３１Ａと第２ダイアフラム３１Ｂをフッ素樹脂で形成することにより、接液部を全てフッ素樹脂で構成しており、腐食性の高いガスを加圧ガスとして使用する場合でも、パーティクルが発生しにくい。
【００４２】
バルブユニット１や図示しない加圧容器、外部装置などをメンテナンスする場合には、バルブユニット１は、切替部材４を１８０度回転させて「第１位置」から「第２位置」に切り替え、図示しない加圧容器や流路内に残っている加圧ガスを排気する。
【００４３】
切替部材４は、回転動作開始時には、第１ノブ４１Ａのカム５４Ａに設けた抵抗用カム面の頂点を基点に、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂを起立させる方向へ回転される。第１ノブ４１Ａは、第１回転軸４５Ａからカム５４Ａまでの距離が、抵抗用カム面の頂点で最大距離になる。そのため、第１ノブ４１Ａは、図８（ａ）に示す初期状態から図９（ａ）に示すようにγ度回転されるまでの間、第１回転軸４５Ａを「初期回転軸の位置Ｐ１」より若干持ち上げる。このとき、第１手動弁３Ａは、第１ノブ４１Ａにより、第１ロッド３３Ａが第１圧縮バネ３４Ａに抗して上方へ引き上げられ、第１ダイアフラム３１Ａを全開位置から更に弁開方向へ引き上げる。よって、切替部材４の回転初期時には、第１ノブ４１Ａを起立させるための力と、第１圧縮バネ３４Ａの弾圧力に反発する力とが必要になり、これらの合力が切替部材４を「第１位置」から「第２位置」へ回転させ始める際の初期抵抗になる（図７参照）。
【００４４】
第１ノブ４１Ａは、図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すように、カム５４Ａの抵抗用カム面とストローク用カム面を順次基準面Ｑ１に摺接させながら、第１回転軸４５Ａを「初期回転軸の位置Ｐ１」からストロークＳｔ分だけ下降させる。このとき、第１回転軸４５Ａには、第１ロッド３３Ａを介して第１圧縮バネ３４Ａの弾圧力が弁閉方向（図中下向き）に作用し、カム５４Ｂが、第１回転軸４５Ａに作用する推力を回転力に変換して第１ノブ４１Ａに与えるため、切替部材４を楽に回転させられる。
【００４５】
第１ノブ４１Ａは、図１１（ａ）に示すように、切替部材４がα度回転された時点で、所定間隔Ｘと寸法Ｙを加算した距離ＨＡ１だけ第１回転軸４５Ａを基準面Ｑ１から持ち上げ、その後、図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）に示すように、カム５４Ａの空回り用カム面を基準面Ｑ１に対向させる。そのため、第１ノブ４１Ａのカム５４Ａが基準面Ｑ１に接触しなくなり、第１手動弁３Ａは、第１ロッド３３Ａが第１圧縮バネ３４Ａの弾圧力のみで押し下げられ、第１ダイアフラム３１Ａを第１弁座２３に所定のシール荷重で当接させて弁閉状態にされる。
【００４６】
一方、第２ノブ４１Ｂは、図８（ｂ）に示す初期状態から、図１３（ｂ）に示すように切替部材４が１８０−α度回転されるまでの間、カム５４Ｂの空回り用カム面が基準面Ｑ２に対向し、カム５４Ｂが基準面Ｑ２に接触しない。そのため、第２手動弁３Ｂは、切替部材４が０度から１８０−α度回転されるまで、第２回転軸４５Ｂを介して第２ロッド３３Ｂに全く力を作用させない。そのため、第２手動弁３Ｂは、第２ロッド３３Ｂが第２圧縮バネ３４Ｂの弾圧力によって押し下げられ、第２ダイアフラム３１Ｂを第２弁座２３に所定のシール荷重で当接させて弁閉状態にされる。
【００４７】
第２ノブ４１Ｂは、図１３（ｂ）に示すように、カム５４Ｂが基準面Ｑ２に接触した後、ストローク用カム面が基準面Ｑ２に摺接して、第２回転軸４５Ｂを「初期回転軸の位置Ｐ２」からストロークＳｔ分だけ（基準面Ｑ２から所定間隔Ｘと寸法ＹとストロークＳｔとを加算した距離ＨＢ１だけ）持ち上げる。第２手動弁３Ｂは、第２ロッド３３Ｂが第２圧縮バネ３４Ｂに抗して第２ノブ４１Ｂに引き上げられ、第２ダイアフラム３１Ａを第２弁座２３からストロークＳｔだけ離間させる。
【００４８】
第２ノブ４１Ｂは、図１５（ｂ）に示すように、カム５４Ｂに設けた抵抗用カム面の頂点が基準面Ｑ２に摺接すると、第２回転軸４５Ｂが、所定間隔Ｘと寸法ＹとストロークＳｔを加算した距離ＨＢ１より若干持ち上げられる。このとき、第２手動弁３Ｂは、第２ロッド３３Ｂが第２圧縮バネ３４Ｂに抗して上昇し、全開位置の第２ダイアフラム３１Ｂを更に開方向へ移動させる。
【００４９】
その後、第２ノブ４１Ｂは、図１５（ｂ）に示す抵抗用カム面の頂点を基準面Ｑ２に接触させる位置から、図１６（ｂ）に示すように横向きに倒す位置まで回転させると、第２回転軸４５Ｂが、「初期回転軸の位置Ｐ２」側に向かって下降し、最終的に「初期回転軸の位置Ｐ２」上で保持される。これにより、第２手動弁３Ｂは、第２ロッド３３Ｂが下降して、第２ダイアフラム３１Ｂを第２弁座２３からストロークＳｔだけ離間させる位置まで押し下げ、弁開状態にされる。
【００５０】
このように、バルブユニット１は、１個の切替部材４を「第１位置」から「第２位置」へ回転させることにより、第１手動弁３Ａを弁開状態から弁閉状態に切り替えるとともに、第２手動弁３Ｂを弁閉状態から弁開状態に切り替える。そのため、バルブユニット１は、第３継手１３の開口部１３ａが第２継手１２の開口部１２ａに連通するようになり、第１ダイアフラム３１Ａが第１弁座２０に当接して加圧ガスを供給しなくなる代わりに、第２ダイアフラム３１Ｂが第２弁座２３から離間して、図示しない加圧容器の加圧ガスを第３継手１３の開口部１３ａ、連通路１６、第２弁孔２２ａ、第２弁座２３、第２取付孔２１、第２流路１５を介して第２継手１２の開口部１２ａへ流し、第２継手１２の開口部１２ａから図示しない排気管へ排気する。これにより、図示しない加圧容器及び流路内の圧力が低下する。
【００５１】
ここで、バルブユニット１の切替部材４を「第１位置」から「第２位置」に回転させるときには、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂがハンドル４２を介して同一方向へ同一角度ずつ一体的に回転される。そのため、バルブユニット１は、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂの操作順序を間違えて全ての開口部１１ａ，１２ａ，１３ａを連通させる不具合を確実に回避できる。
【００５２】
具体的には、図７に示すように、切替部材４は、第１ノブ４１Ａが、０度からα度まで回転される間は、第１手動弁３Ａを弁開状態にするが、α度から１８０度まで回転される間は、第１手動弁３Ａを弁閉状態にする。また、切替部材４は、第２ノブ４１Ｂが、０度から１８０−α度回転される間は、第２手動弁３Ｂを弁閉状態にするが、１８０−α度から１８０度まで回転される間は、第２手動弁３Ｂを弁開状態にする。
【００５３】
そのため、バルブユニット１は、ハンドル４２を介して第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂを０度からα度まで回転させるまでは、第１手動弁３Ａのみが弁開し、その後、ハンドル４２を介して第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂを一体的にα度から１８０−α度回転させるまでは、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂが同時に弁閉状態にされ、更にその後、ハンドル４２を介して第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂを一体的に１８０−α度から１８０度まで回転させると、第２手動弁３Ｂが弁開状態にされる。よって、バルブユニット１は、第１継手１１の開口部１１ａと第２継手１２の開口部１２ａと第３継手１３の開口部１３ａの全てを連通させることなく、流路切り替えを行うことができる。
【００５４】
メンテナンス完了後、バルブユニット１は、切替部材４を「第２位置」から「第１位置」に回転させ、弁開閉状態を切り替える。バルブユニット１は、第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂが同一形状をなし、カム５４Ａとカム５４Ｂが正反対になるように、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂに連結されているため、切替部材４を「第２位置」から「第１位置」に回転させる場合には、上記と正反対の動作によって、図７に示すように、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂを同時に弁閉状態にした後、第１手動弁３Ａを弁開状態から弁開状態にする。よって、バルブユニット１は、切替部材４を「第２位置」から「第１位置」に移動させて第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態を切り替える場合にも、第１継手１１の開口部１１ａと第２継手１２の開口部１２ａと第３継手１３の開口部１３ａの全てを連通させることがない。
【００５５】
ところで、加圧ガス供給時や排気時に、停電等が発生することがある。このような非常時に、エアオペレートバルブや電磁弁を使用していると、エアや電力を供給されなくなり、バルブの弁開閉状態が勝手に切り替わる恐れがある。しかし、本実施形態のバルブユニット１は、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂを使用するため、非常時に第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態が勝手に切り替えられることがなく、非常時でも安定して使用することが可能である。
【００５６】
従って、本実施形態のバルブユニット１によれば、切替部材４は、第１手動弁３Ａの第１ロッド３３Ａと第２手動弁３Ｂの第２ロッド３３Ｂに連結しており、第１手動弁３Ａを弁開状態にし、第２手動弁３Ｂを弁閉状態にする「第１位置」と、第１手動弁３Ａを弁閉状態にし、第２手動弁３Ｂを弁開状態にする「第２位置」との間で切り替えられるときに、第１手動弁３Ａの第１ロッド３３Ａと第２手動弁３Ｂの第２ロッド３３Ｂに推力を与えて第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態を切り替える。切替部材４は、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂとを同時に弁閉させた後に、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉状態を切り替えるので（図７参照）、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂとが同時に弁開して第１継手１１の開口部１１ａと第２継手１２の開口部１２ａと第３継手１３の開口部１３ａを全て連通させることがない。
【００５７】
よって、本実施形態のバルブユニット１によれば、１個の切替部材４を操作するだけで、３ポートを同時に連通させてしまわずに第１継手１１の開口部１１ａと第２継手１２の開口部１２ａと第３継手１３の開口部１３ａの連通状態を切り替えることができる。また、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂが、切替部材４から第１ロッド３３Ａと第２出力ロッド３３Ｂに与えられた推力で第１ダイアフラム３１Ａと第２ダイアフラム３１Ｂを弁開閉動作させるため、流路内に摺動部分やグリス塗布部分がなく、クリーン度に優れている。
【００５８】
また、本実施形態のバルブユニット１は、同一形状の第１ノブ４１Ａと第２ノブ４１Ｂを、カム５４Ａ，５４Ｂが正反対になるように第１手動弁３Ａの第１ロッド３３Ａと第２手動弁３Ｂの第２ロッド３３Ｂに回転自在に取り付け、第１手動弁３Ａの第１ロッド３３Ａに回転自在に軸支される第１ノブ４１Ａと第２手動弁３Ｂの第２ロッド３３Ｂに回転自在に軸支される第２ノブ４１Ｂをハンドル４２に挿し通した連結ピン４４で連結することにより切替部材４を構成しているので、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂに正反対の動作を行わせ、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂとを同時に弁閉させる遮蔽範囲（図７のノブ回転角度＝α度から１８０−α度参照）を簡単に設けることができる。
【００５９】
また、本実施形態のバルブユニット１は、切替部材４が切り替え時に抵抗を生じるので、切替部材４が誤って切り替えられることを防止し、第１手動弁３Ａと第２手動弁３Ｂの弁開閉動作を安定して行うことができる。
【００６０】
尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【００６１】
（１）例えば、上記実施形態では、薬液を加圧するための加圧ガスを制御するためにバルブユニット１を使用したが、薬液等の液体を制御するために使用してもよいし、プロセスガスを制御するために使用してもよい。バルブユニット１は、接液部（接ガス部）がフッ素樹脂で構成されているので、腐食性の高い薬液（ガス）を制御する場合でも、流路内が腐食しない。また、例えば、上記実施形態では、図示しない加圧容器の上流側にバルブユニット１を配設し、バルブユニット１により図示しない加圧容器に供給する加圧ガスを制御して図示しない加圧容器から外部装置へ薬液を供給するようにしたが、バルブユニット１を外部装置に直接接続して、薬液やプロセスガス等の流体を外部装置に供給したり、外部装置の流体を外部に排出させて外部装置の圧力を抜くようにしてもよい。
【００６２】
（２）例えば、上記実施形態では、カム５４Ａ，５４Ｂの空回り用カム面を円弧状に形成したが、カム５４Ａ，５４Ｂが基準面Ｑ１，Ｑ２に接触しなければ、形状は円弧状に限定されない（例えば、傾斜面や切り欠き等）。また、上記実施の形態では、カム５４Ａ，５４Ｂのストローク用カム面を円弧状に形成したが、回転軸４５Ａ，４５Ｂを移動させられる形状であれば、形状は円弧状に限定されない（例えば、傾斜面等）。
【００６３】
（３）例えば、上記実施形態では、切替部材４が、流体制御時に第１手動弁３Ａをノーマルオープンタイプ、第２手動弁３Ｂをノーマルクローズタイプにするようにしたが、流体制御時に第１手動弁３Ａをノーマルクローズタイプ、第２手動弁３Ｂをノーマルオープンタイプとして使用してもよい。
【００６４】
（４）例えば、上記実施形態において、切替部材４に鍵などの保持部材を取り付け、切替部材４が「第１位置」又は「第２位置」から位置ずれすることを防止してもよい。
（５）例えば、上記実施形態では、第１，第２圧縮バネ３４Ａ，３４Ｂを除いて、構成部品の材質をフッ素樹脂にしたが、金属等を材質にしてもよい。この場合、剛性や耐熱性を向上させることが可能である。
（６）上記実施形態では、第１継手１１に加圧ガス供給源を接続し、第２継手１２に排気管を接続したが、第１継手１１に排気管を接続し、第２継手１２に加圧ガス供給源を接続してもよい。また、流路ブロック２の内部流路は、上記実施形態に限定されるものではなく、流路構成に合わせて継手に外部装置や外部配管を接続するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係るバルブユニットの外観斜視図である。
【図２】図１に示すバルブユニットの正面図である。
【図３】図２に示す流路ブロックの平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】ノブの側面図である。
【図７】ノブ角度とストロークとの関係を示す図であり、図中実線は第１ノブを示し、図中点線は第２ノブを示す。
【図８】初期回転時（ノブ回転角度θ＝０度）のノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図９】ノブ回転角度θ＝γ度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図１０】ノブ回転角度θ＝β度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図１１】ノブ回転角度θ＝α度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図１２】ノブ回転角度θ＝９０度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図１３】ノブ回転角度θ＝１８０−α度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図１４】ノブ回転角度θ＝１８０−β度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図１５】ノブ回転角度θ＝１８０−γ度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【図１６】ノブ回転角度θ＝１８０度だけ回転させたノブに設けたカムと基準面との関係を示す図であって、（ａ）に第１ノブを示し、（ｂ）に第２ノブを示す。
【符号の説明】
【００６６】
１  バルブユニット
２  流路ブロック
３Ａ  第１手動弁
３Ｂ  第２手動弁
４  切替部材
１１ａ  開口部（第１ポート）
１２ａ  開口部（第２ポート）
１３ａ  開口部（第３ポート）
２０  第１弁座
２３  第２弁座
３３Ａ  第１ロッド
３３Ｂ  第３ロッド
３１Ａ  第１ダイアフラム
３１Ｂ  第２ダイアフラム
４１Ａ  第１ノブ
４１Ｂ  第２ノブ
４２  ハンドル（連結部材）
４４  連結ピン（連結部材）
５４Ａ  カム（抵抗部）
５４Ｂ  カム（抵抗部）
【図１】
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【図２】
2007154996.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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