(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結流路によって連通された主流路側弁室と副流路側弁室とを有し、さらに主流路側弁室の底部中央に設けられた主流路側連通口と連通された主流路と、前記主流路側弁室と連通された分岐流路と、前記副流路側弁室の底部中央に設けられた副流路側連通口と連通された副流路とを有し、前記主流路側弁室および前記副流路側弁室の内周面上部にそれぞれ段差部が設けられた本体と、
前記主流路側連通口と前記副流路側連通口のそれぞれを開閉する弁体を有する駆動部とを具備し、
前記駆動部は、前記主流路側弁室および前記副流路側弁室の上方にそれぞれ設けられ、
前記各駆動部の各々は、
前記シリンダ部を内部に有するとともに、前記弁室に挿入される円柱状の突部を下部に有し、前記シリンダ部の底面中央に前記突部を貫通する貫通穴が設けられたシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿され、下面中央に前記貫通穴を摺動自在に貫通するロッド部が突設され、該ロッド部の先端部に前記弁体が設けられるピストンと、
前記弁室の内周面と前記シリンダ本体の突部の外周面とにより挟持される円筒状膜部と、該円筒状膜部の上端部外周に設けられ、前記弁室の段差部に嵌挿されて、前記弁室の内周面と前記シリンダ本体の突部の外周面とにより挟持される環状突部と、前記円筒状膜部の下端部から前記弁体の上端部にかけて形成される膜部とを有するダイヤフラムとを備え、
前記分岐流路、前記主流路側弁室、前記連結流路及び前記副流路側弁室の各底面が面一に形成されていることを特徴とするマニホールドバルブ。
【請求項２】
分岐流路と連結流路が主流路に対して直交する方向に設けられており、且つ副流路が分岐流路と平行に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のマニホールドバルブ。
【請求項３】
分岐流路と連結流路が主流路に対して直交する方向に設けられており、且つ副流路が主流路と平行に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のマニホールドバルブ。
【請求項４】
主流路が本体の片側、または本体を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマニホールドバルブ。
【請求項５】
副流路が本体の片側、または本体を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマニホールドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の属する技術分野】
本発明は、主流路と副流路と分岐流路を有するマニホールドバルブに関するものであり、さらに詳しくは、流体の滞留部を極力少なくし、かつ優れた洗浄効果が得られるマニホールドバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体産業におけるスラリーラインや各種化学薬液ラインで流体を主流路から分岐して供給するラインにおいて、スラリーの凝集・固着や結晶の析出等のトラブルを防ぐ目的として、分岐ラインを洗浄するためのラインを設けることがあった。一般的には図９に示すように二方弁２台とチーズ２個とを組み合わせる方法や図１０に示すように三方弁と二方弁及びチーズを組み合わせる方法等が採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法では図９においてチーズ５３から二方弁５５までの流路に薬液が滞留するという問題や、洗浄の際に二方弁５５からチーズ５４までの流路が十分に洗浄されないという問題があった。また後者の方法でも同様に三方弁６５からチーズ６０までの流路が十分に洗浄されず問題となっていた。
【０００４】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、流体の滞留部を極力少なくし、かつ優れた洗浄効果が得られるマニホールドバルブを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の構成を、本発明の実施態様を示す図１を参照して説明すると、連結流路１１によって連通された主流路側弁室１４と副流路側弁室１５とを有し、さらに主流路側弁室１４の底部中央に設けられた主流路側連通口１２と連通された主流路８と、主流路側弁室１４と連通された分岐流路１０と、副流路側弁室１５の底部中央に設けられた副流路側連通口１３と連通された副流路９とを有し、主流路側弁室１４および副流路側弁室１５の内周面上部にそれぞれ段差部３０が設けられた本体１と、主流路側連通口１２と副流路側連通口１３のそれぞれを開閉する弁体２２，３６を有する駆動部２，３とを具備し、駆動部２，３は、主流路側弁室１４および副流路側弁室１５の上方にそれぞれ設けられ、各駆動部２，３の各々は、シリンダ部１６を内部に有するとともに、弁室に挿入される円柱状の突部１７を下部に有し、シリンダ部１６の底面中央に突部１７を貫通する貫通穴１８が設けられたシリンダ本体４と、シリンダ本体４のシリンダ部１６に摺動自在に嵌挿され、下面中央に貫通穴１８を摺動自在に貫通するロッド部２０が突設され、該ロッド部２０の先端部に弁体２２が設けられるピストン６と、弁室の内周面とシリンダ本体４の突部１７の外周面とにより挟持される円筒状膜部２３と、該円筒状膜部２３の上端部外周に設けられ、弁室の段差部３０に嵌挿されて、弁室の内周面とシリンダ本体４の突部１７の外周面とにより挟持される環状突部２４と、円筒状膜部２３の下端部から弁体２２の上端部にかけて形成される膜部とを有するダイヤフラム７とを備え、分岐流路１０、主流路側弁室１４、連結流路１１及び副流路側弁室１５の各底面が面一に形成されていることを第一の特徴とするものである。
【０００６】
また、上記マニホールドバルブにおいて、分岐流路１０と連結流路１１とが主流路８に対して直交する方向に設けられており、且つ副流路９が分岐流路１０と平行に設けられたことを第二の特徴とする。
【０００７】
また、上記マニホールドバルブにおいて、分岐流路１０と連結流路１１とが主流路８に対して直交する方向に設けられており、且つ副流路９が主流路８と平行に設けられたことを第三の特徴とする。
【０００８】
また、上記マニホールドバルブにおいて、主流路８が本体１の片側、または本体１を貫通して設けられていることを第四の特徴とするものである。
【０００９】
また、上記マニホールドバルブにおいて、副流路９が本体１の片側、または本体１を貫通して設けられていることを第五の特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様について図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定されないことは言うまでもない。
【００１１】
図１は本発明のマニホールドバルブの主流路側が開、且つ副流路側が閉の状態を示す縦断面図である。図２は図１のマニホールドバルブの主流路側が閉、且つ副流路側が開の状態を示す縦断面図である。図３は図１の本体の立体斜視図である。図４は図３における本体の平面図である。図５は本発明のマニホールドバルブの第二の実施態様における本体の平面図である。図６は本発明のマニホールドバルブの第三の実施態様における本体の平面図である。図７は本発明のマニホールドバルブの第四の実施態様における本体の平面図である。
【００１２】
図において、１は本体であり、本体１の上部には連結流路１１によって連通されている円筒状の主流路側弁室１４と、副流路側弁室１５が設けられている。８は主流路であり、主流路側弁室１４の底部中央に設けられた主流路側連通口１２にのみ連通している。すなわち図３に示されているごとく本体１の片側のみに設けられている。９は副流路であり、副流路側弁室１５の底部中央に設けられた副流路側連通口１３と直角方向に連通している。１０は主流路側弁室１４と連通されている分岐流路であり、副流路９とは本体１の反対側に位置している。連結流路１１はその底部が両弁室１４と１５の底部と面一になるように設けられており、また、分岐流路１０の底部も主流路側弁室１４の底部と面一になるように設けられている。従って、流体の滞留部分が生じないような構造になっている。図１乃至図３からもわかるごとく、主流路８は副流路９と分岐流路１０及び連結流路１１のそれぞれに対して直交する方向に設けられている。すなわち、副流路９と分岐流路１０及び連結流路１１は平行となる方向に設けられている。また、主流路側連通口１２と副流路側連通口１３のそれぞれの開口部の縁、又は周縁部は後記駆動部２，３の弁体２２，３６が圧接、離間される弁座部２５，３７となっている。主流路側弁室１４の直径は、主流路側連通口１２及び弁体２２の直径より大きく設けられており、同様に副流路側弁室１５も副流路側連通口１３及び弁体３６の直径より大きく設けられている。
【００１３】
本実施態様においては、本体１の側面に継手部４２，４３が一体的に突出して形成され、副流路９及び分岐流路１０がその内部にそれぞれ延長して形成されている。主流路８についても同様の状態で形成されている（図３参照）。継手部４２に配管チューブ４８を接続するには、まず継手部４２の先端部４５に配管チューブ４８を嵌合させ、継手部４２の外周に設けられた雄ねじ部４４にキャップナット４６の雌ねじ部４７を螺着させ配管チューブ４８の端部を挟持固定する方法で行なわれる。主流路８及び分岐流路１０の部分についても同様の方法で配管チューブが接続される。尚、本体１と配管チューブ４８の接続構造については、本実施態様に限定されず、他の一般的な接続構造を採用しても構わない。
【００１４】
駆動部２と３は本体１の上部に通しボルト、ナット（図示せず）で固定されている。両者とも構造は同一であるため、駆動部２を代表させて説明する。
【００１５】
４はシリンダ本体であり、内部に円筒状のシリンダ部１６と下面に円柱状の突部１７を有し、シリンダ部１６の底面中央から突部１７を貫通するように貫通穴１８が設けられている。貫通穴１８の内周面にはＯ−リング３２が嵌挿されている。更にシリンダ本体４の側面にはシリンダ部１６の上方及び下方にそれぞれ連通された一対の作動流体供給口２８，２９が設けられている。
【００１６】
５はシリンダ蓋であり、底面にＯ−リング３３が嵌挿された円柱状突部１９を有し、円柱状突部１９をシリンダ部１６の上部にＯ−リング３３を介して嵌挿することによりシリンダ本体４に接合されている。本実施態様においては本体１、シリンダ本体４及びシリンダ蓋５の三者が通しボルト、ナット（図示せず）で一体化固定されている。
【００１７】
６はピストンであり、外周面にＯ−リング３１が嵌挿されており、シリンダ本体４のシリンダ部１６にＯ−リング３１を介して上下に摺動自在に嵌挿されている。下端面中央にはシリンダ本体４の貫通穴１８を摺動自在に貫通突出するようにロッド部２０が一体に設けられており、ロッド部２０の先端部にはダイヤフラム７の弁体２２が接合される接合部２１が設けられている。また、ピストン６の上面とシリンダ部１６の内周面とシリンダ蓋５の下面とによって上部空隙２６が形成され、ピストン６の下面及びロッド部２０の外周面とシリンダ部１６の内周面及び底面とによって下部空隙２７が形成されている。
【００１８】
７はダイヤフラムであり、中央下面に本体１に設けられた弁座部２５、すなわち主流路側連通口１２の開口部縁に圧接・離間される弁体２２が一体的に設けられており、この弁体２２はピストン６のロッド部２０の先端部に螺合にて接合されている。ダイヤフラム７の外周縁部には円筒状膜部２３が設けられており、さらに円筒状膜部２３の上端部外周には環状突部２４が設けられている。円筒状膜部２３は本体１の主流路側弁室１４の内周面とシリンダ本体４の突部１７の外周面とによって挟持されており、さらに環状突部２４は、主流路側弁室１４の内周面上部に設けられた段差部３０に嵌挿されるとともに、本体１の主流路側弁室１４の内周面と、シリンダ本体４の突部１７の外周面とによって挟持固定されている。このダイヤフラム７の形状は本実施態様に限定されるものではなく、本体１とシリンダ部１６によって挟持された膜部を有するものであればいずれでもよく、ベローズ型などの形状でもよい。
【００１９】
尚、駆動部の構造については、主流路側連通口と副流路側連通口のそれぞれを開閉する弁体を有するものであれば、内部にスプリングなどを備えた構造であってもよく、本実施態様に特に限定されるものではない、また、これらの弁体を有した駆動部は、主流路側、副流路側のそれぞれ別個に設けられるのが好ましいが、両者を一体的に設けてもよく、特に限定されるものではない。
【００２０】
尚、本発明において本体等の部材は、耐薬品性に優れ不純物の溶出も少ないことから、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥという）やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下ＰＦＡという）などのフッ素樹脂が好適に使用されるが、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等のその他のプラスチックあるいは金属でも良く特に限定されるものではない。また、ダイヤフラムの材質はＰＴＦＥ，ＰＦＡ等のフッ素樹脂が好適に使用されるが、ゴム及び金属でもよく特に限定されない。
【００２１】
次に本実施態様のマニホールドバルブの作動について説明する。
【００２２】
図１は主流路側連通口１２が開、副流路側連通口１３が閉の状態になっている。この状態では主流路８の流体は分岐流路１０、連結流路１１、及び副流路側弁室１５へ流れている。この状態で駆動部２の作動流体供給口２８から上部空隙２６に外部より作動流体（例えば圧縮された空気等）が注入されると、該作動流体の圧力でピストン６が押し下げられるため、これと接合されているロッド部２０は下方へ引き下げられ、ロッド部２０の下端部に接合された弁体２２は弁座部２５へ押圧され、主流路側連通口１２は閉状態となる。一方、逆に駆動部３の作動流体供給口４１から下部空隙３９に作動流体が注入されると、該作動流体の圧力でピストン３４が押し上げられるため、これと接合されているロッド部３５は上方へ引き上げられ、ロッド部３５の下端部に接合された弁体３６は弁座部３７から離間し、副流路側連通口１３は開状態になる。（図２の状態）
【００２３】
図２は主流路側連通口１２が閉、副流路側連通口１３が開の状態になっている。この状態では副流路９の流体は副流路側弁室１５、連結流路１１、主流路側弁室１４、及び分岐流路１０へ流れている。この状態で駆動部３の作動流体供給口４０から上部空隙３８に外部より作動流体（例えば圧縮された空気等）が注入されると、該作動流体の圧力でピストン３４が押し下げられるため、これと接合されているロッド部３５は下方へ引き下げられ、ロッド部３５の下端部に接合された弁体３６は弁座部３７へ押圧され、副流路側連通口１３は閉状態となる。一方、逆に駆動部２の作動流体供給口２９から下部空隙２７に作動流体が注入されると、該作動流体の圧力でピストン６が押し上げられるため、これと接合されているロッド部２０は上方へ引き上げられ、ロッド部２０の下端部に接合された弁体２２は弁座部２５から離間し、主流路側連通口１２は開状態になる。（図１の状態）
【００２４】
例えば本実施態様のバルブが、主流路８側よりスラリーを、また副流路９側より洗浄液を供給し、分岐流路１０より排出を行なうようなラインに使用された場合、図１の状態では主流路側弁室１４を通過して分岐流路１０よりスラリーが排出されるが、連結流路１１、及び副流路側弁室１５にはスラリーが滞留している。しかし、この状態で主流路側連通口１２を閉じ、副流路側連通口１３を開けて（図２の状態）、副流路９側から洗浄液を流すと、該滞留したスラリーは分岐流路１０から排出されバルブ内の洗浄が行なわれる。本実施態様においては分岐流路１０、主流路側弁室１４、連結流路１１、及び副流路側弁室１５の底面が前記したごとく面一に設計されているため、滞留部容積が極力少なくなっており、かつ各流路が直線状に形成されているため圧力損失が少なく、優れた洗浄効果が得られる。
【００２５】
図４は参考までに示した図３の平面図である。
【００２６】
図５は本発明の第二の実施態様を示した本体１のみの平面図である。前記第一の実施態様と異なる点は、副流路９が主流路８と平行に、本体１の同じ側面に設けられている点である。作動については、副流路９を流れる流体の流れ方向が連結流路１１に対し直角方向に変わるだけであり、第一の実施態様と同様であるため説明は省略する。
【００２７】
図６は本発明の第三の実施態様を示した本体１のみの平面図である。前記第一の実施態様と異なる点は、主流路８が本体１を貫通して設けられている点である。主流路側連通口１２を閉じた状態においても主流路８側の流体は絶えず流れ、或いは循環しているため、主流路８にスラリーなどの沈降性の高い流体を流してもスラリーが沈降しする心配は少ない。その他の状態における作動については第一の実施態様と同様であるため説明は省略する。
【００２８】
前記した従来の技術において、本発明の第三の実施態様を用いたときの薬液分岐供給ラインの外観図を図８に示す。図でもわかるとおり、図９や図１０に示した従来のラインと比較すると、バルブやチーズの数を減少させることができ、すなわち本実施態様一つで対応することができる。したがって配管ラインを簡単にすることができ、配管スペースも小さくなり、且つ施工も容易に行なえるようになる。
【００２９】
図７は本発明の第四の実施態様を示した本体１のみの平面図である。本実施態様は図６の実施態様において、副流路９が主流路８に平行して本体１を貫通して設けられた構造のものである。以下、本実施態様の作動について説明する。今、主流路側連通口１２が開状態、副流路側連通口１３が閉状態にある場合は、主流路８を流れる流体は主流路８の他に主流路側弁室１４を通過し、分岐流路１０側へ流出していく。また、主流路側連通口１２を閉状態、副流路側連通口１３を開状態にすると、主流路８中の流体は主流路８のみを流れる。この状態で副流路９に例えば洗浄液等を流すと、洗浄液は副流路９を貫通して流出すると共に副流路側弁室１３、連結流路１１、主流路側弁室１４を通過して分岐流路１０より排出される。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような構造をしており、これを使用することにより以下の優れた効果が得られる。
（１）主流路側の弁が閉、且つ副流路側の弁が開の状態において副流路より洗浄液等を流した場合には、副流路側弁室と連結流路と主流路側弁室と分岐流路を、略直線状かつ各々の底部を面一に形成されていると、弁室内に残った薬液を効果的に洗浄、排出することができ、その結果バルブ内の流路の洗浄時間を大幅に短縮することができる。
（２）主流路や副流路を、本体を貫通して設けた場合、主流路側連通口と副流路側連通口を閉状態にした場合にも、それぞれ流体を流し、或いは循環させておくことができ、スラリーなどの沈降性の高い流体にも使用可能である。
（３）バルブの構造がコンパクトであるため、配管ラインにおいて従来と比較してバルブやチーズの数を減少させることができ、したがって配管ラインを簡単にすることができ、配管スペースも小さくなり、且つ施工も容易になる。
（４）本体及びダイヤフラムの素材としてＰＴＦＥ，ＰＦＡ等のフッ素樹脂を使用すると耐薬品性が高くなり、また流体への不純物の溶出も少ないため、半導体産業における超純水ラインや各種化学薬液ラインにも好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施態様を示す断面図である。
【図２】図１における主流路側連通口が閉、且つ副流路側連通口が開の状態を示す縦断面図である。
【図３】図１における本体の斜視図である。
【図４】図３における本体の平面図である。
【図５】本発明の第二の実施態様を示す本体のみの平面図である。
【図６】本発明の第三の実施態様を示す本体のみの平面図である。
【図７】本発明の第四の実施態様を示す本体のみの平面図である。
【図８】本発明の第三の実施態様を用いた薬液分岐供給ラインを示す外観図である。
【図９】二方弁を用いた薬液分岐供給ラインを示す外観図である。
【図１０】三方弁を用いた薬液分岐供給ラインを示す外観図である。
【符号の説明】
１…本体
２…駆動部
３…駆動部
４…シリンダ本体
５…シリンダ蓋
６…ピストン
７…ダイヤフラム
８…主流路
９…副流路
１０…分岐流路
１１…連結流路
１２…主流路側連通口
１３…副流路側連通口
１４…主流路側弁室
１５…副流路側弁室
２０…ロッド部
２２…弁体
２３…円筒状膜部
２４…環状突部
２５…弁座部
２６…上部空隙
２７…下部空隙
２８…作動流体供給口
２９…作動流体供給口
３４…ピストン
３５…ロッド部
３６…弁体
３７…弁座部
３８…上部空隙
３９…下部空隙
４０…作動流体供給口
４１…作動流体供給口
４２…継手部
４３…継手部
４６…キャップナット
４８…配管チューブ
【図１】
0004902911.tif 000002
【図２】
0004902911.tif 000003
【図３】
0004902911.tif 000004
【図４】
0004902911.tif 000005
【図５】
0004902911.tif 000006
【図６】
0004902911.tif 000007
【図７】
0004902911.tif 000008
【図８】
0004902911.tif 000009
【図９】
0004902911.tif 000010
【図１０】
0004902911.tif 000011