JPH09178028A - ボンベ元弁作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はチャックをボンベ元弁に装着する際
に元弁ハンドルに対する位置合わせに手間がかかるとい
った問題を解決するものである。 【解決手段】 ボンベ収納ボックス２内に収納されたボ
ンベ１は、ボンベ収納ボックス２の上面に設置されたア
クチュエータボックス５の駆動力により元弁４が開閉さ
れる。空気シリンダ６の出力軸１１の回転は、スプライ
ン軸１５、連結軸１７、結合位置調整機構１８など介し
てチャック２２に伝達される。連結軸１７と１９との間
には、結合位置調整機構１８が設けられているので、結
合位置調整機構１８の操作軸を回動操作することによ
り、連結軸１９のみを回動させてハンドル４ａの凹部４
ｂに対するチャック２２の各係合ピン２２ａの相対位置
を弁開方向又は弁閉方向に調整することができるので、
チャック２２の各係合ピン２２ａがハンドル４ａの凹部
４ｂに係合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボンベ元弁作動装置
に係り、特にボンベの元弁をボンベ上方に固定されたア
クチュエータにより作動させるよう構成したボンベ元弁
作動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体製造工程で使用される半導
体用材料ガスが充填されたボンベは、排気ダクトを備え
たボンベ収納ボックス内に収納されており、ボンベ上部
には元弁が取付けられている。そして、ボンベの元弁を
開閉するためのボンベ元弁作動装置では、アクチュエー
タの駆動力をボンベ元弁のハンドルに伝達して元弁を弁
開又は弁閉させてガス供給を制御している。

【０００３】この種のボンベ元弁作動装置では、一端が
アクチュエータの出力軸に連結され、他端がチャックに
連結された連結部材（自在継手等よりなる）を介して元
弁のハンドルを駆動する構成となっており、チャックを
元弁のハンドルに結合させる際にはアクチュエータの作
動位置と元弁のハンドルの作動位置とが一致するように
元弁のハンドルに対するチャックの周方向結合位置を調
整する必要がある。

【０００４】従来のものとしては、例えば実公平５−
２３９２０号公報にみられるようにチャックの内周にゴ
ム等の弾性体を設け、弾性体がハンドルの外周に食い込
むように変形させてチャックを元弁のハンドルに結合さ
せるものと、実公平５−５３６０号公報にみられるよ
うに元弁のハンドルの外周凹部にチャックから突出した
複数のピンを係合させてチャックをハンドルに結合させ
るものと、特開平６−１１７５７２号公報にみられる
ように元弁のハンドルの外周凹部にチャックから突出し
た複数のピンを係合させると共に、Ｊ字状に曲げられた
一対のフックをハンドルの外周及び下部に係合させてチ
ャックをハンドルに結合させるもの等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のボ
ンベ元弁作動装置では、チャックの内周に設けられたゴ
ム等の弾性体をハンドルの外周に密着させて結合させる
ため、例えば過大な締め付けトルクがチャックに作用し
た場合、あるいは弾性体の経年変化により弾性体が破損
した場合には弾性体が変形してチャックが元弁のハンド
ルの外周を滑ってしまうため、締め付けトルクを元弁の
ハンドルに確実に伝達することができない場合があっ
た。

【０００６】このようなの問題を解消するため、上記
のボンベ元弁作動装置が提案された。しかしながら、
こののボンベ元弁作動装置では、チャックに設けられ
た複数のピンがハンドルの外周凹部に係合するように位
置合わせを行う必要があり、ボンベ交換時等のときにチ
ャック取付作業に手間がかかるといった問題があった。

【０００７】さらに、の装置では、アクチュエータの
駆動力をスプライン軸を介してチャックに連結された連
結軸に伝達する構成であるので、アクチュエータのピス
トン作動位置とハンドルの開閉位置とが一致するように
チャックをハンドルに係合させる際の微調整は、アクチ
ュエータの出力軸からスプライン軸を引き抜いてスプラ
イン軸の嵌合位置をずらすことによりスプライン軸に連
結されたチャックの周方向の位置を調整するようにして
いた。そのため、チャック取付時の微調整が面倒であっ
た。

【０００８】また、スプライン軸の溝数によりチャック
の調整角度が決められてしまうため、任意の角度にチャ
ックの取付位置を調整することができなかった。しか
も、上記のような位置合わせを行ってチャックをハンド
ルに結合させた後にアクチュエータのピストン作動位置
と元弁の開閉位置とを合わせるため、元弁のハンドルに
対するチャックの結合位置を周方向にずらす場合、チャ
ック取付位置として設定する角度範囲を大きくとる必要
があり、その分元弁の開度が少なくなってしまうおそれ
がある。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解決したボン
ベ元弁作動装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。本発明は、ガ
スが封入されたボンベと、該ボンベに取付けられた元弁
と、該元弁のハンドルに結合されたチャックと、前記ボ
ンベ上方の固定部所に設置されたアクチュエータと、一
端が前記チャックに連結され、他端が前記アクチュエー
タの出力軸に連結され、前記アクチュエータの駆動力を
前記チャックに伝達する連結部材とからなるボンベ元弁
作動装置において、前記元弁のハンドルに対する前記チ
ャックの周方向の結合位置を調整する結合位置調整機構
を設けたことを特徴とするものである。

【００１１】本発明によれば、元弁のハンドルに対する
チャックの周方向の結合位置を調整する結合位置調整機
構を設けたため、アクチュエータの作動位置に合わせて
チャックを元弁のハンドルに結合させることができ、チ
ャックを元弁のハンドルに結合させる際の位置合わせの
微調整を簡単に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の一実施
例について説明する。尚、図１は本発明になるボンベ元
弁作動装置の一実施例の構成を示す斜視図、図２はアク
チュエータ内部の構成及び駆動力伝達機構の構成図であ
る。

【００１３】ボンベ１は内部に半導体用材料ガスが充填
され、箱状のボンベ収納ボックス２内に収納されてい
る。また、ボンベ１はボンベ収納ボックス２内において
ボンベ固定金具３により垂直状態に保持されている。ボ
ンベ１の上部には元弁４が取り付けられている。この元
弁４はハンドル４ａの回動により開閉する。

【００１４】５はアクチュエータボックス（アクチュエ
ータ）で、図２に示すような空気シリンダ６を有し、元
弁４の上方に位置するボンベ収納ボックス２内の天板
（固定部所）２ａにＬ字状のブラケット２ｂを介して固
定されている。空気シリンダ６は、開弁用ピストン７と
閉弁用ピストン８とを一体にしたピストン９と、開弁用
ピストン７と閉弁用ピストン８とが摺動するシリンダ本
体１０とよりなる。シリンダ本体１０には開弁用ピスト
ン７により画成された左室１０ａと閉弁用ピストン８に
より画成された右室１０ｂとを有する。尚、開弁用ピス
トン７及び閉弁用ピストン８の外周にはＯリング７ａ，
８ａが嵌合し、シリンダ本体１０の内壁と開弁用ピスト
ン７及び閉弁用ピストン８の外周との間はシールされて
いる。

【００１５】開弁用ピストン７と閉弁用ピストン８との
間にはラック９ａが軸方向に延在するように操架されて
おり、このラック９ａには軸方向に貫通する中空状の出
力軸１１の外周に設けられたピニオン１１ａが噛合す
る。出力軸１１はシリンダ本体１０の上，下部分に埋設
された一対の軸受１２ａ，１２ｂにより回動自在に軸承
されている。

【００１６】出力軸１１は軸方向に貫通する中空孔１１
ｂを有し、この中空孔１１ｂには丸棒状の連結軸１５が
挿入されており、嵌合部が形成されている。出力軸１１
の中空孔１１ｂの下端には、スプライン溝１１ｃが設け
られている。また、スプライン溝１１ｃには、スプライ
ン軸１５が挿入されている。スプライン軸１５の外周に
は、スプライン溝１１ｃに嵌合する三角形状の凹凸が設
けられており、スプライン軸１５はスプライン溝１１ｃ
に対して軸方向に相対的に摺動可能に嵌合すると共に、
スプライン溝１１ｃと一体的に回転する。

【００１７】また、スプライン軸１５の下端は第１の自
在継手１６の上端１６ａと結合されており、自在継手１
６の下端１６ｂには連結軸（連結部材）１７の上端が結
合されている。さらに、連結軸１７の下端は結合位置調
整機構１８に結合されている。

【００１８】また、結合位置調整機構１８の下端に結合
された連結軸１９は、第２の自在継手２０の上端２０ａ
と結合され、自在継手２０の下端２０ｂには第３の自在
継手２１の連結ピン２１ａが連結されている。そして、
第３の自在継手２１の連結ピン２１ａと直交する連結ピ
ン２１ｂは、元弁４のハンドル４ａにチャッキングされ
るチャック２２の軸に貫通されている。チャック２２
は、下面に４本の係合ピン２２ａが突出しており、各係
合ピン２２ａがハンドル４ａの外周に形成された凹部に
係合するように係合位置を調整されてチャッキングされ
る。

【００１９】空気シリンダ６内を往復動するピストン９
の駆動力は、上記ラック９ａ、ピニオン１１ａを介して
出力軸１１に伝達され、さらにスプライン軸１５、第１
の自在継手１６、連結軸１７、結合位置調整機構１８、
連結軸１９、第２の自在継手２０、第３の自在継手２１
よりなる駆動力伝達機構２３に伝達される。そして、元
弁４はこの駆動力伝達機構２３を介してチャック２２が
駆動されて元弁４のハンドル４ａに伝達されることによ
り開又は閉弁する。

【００２０】２４はコントロールボックスで、ボンベ収
納ボックス２より離れた場所に設けられ、前面に弁開ス
イッチ釦２４ａ、弁閉スイッチ釦２４ｂ等が設けられて
いる。尚、ボンベ収納ボックス２内に設けられたアクチ
ュエータボックス５には、空気配管２５，２６より空気
信号が供給されるため、ボンベ収納ボックス２は電気信
号が使用されず防爆対応構造となっている。

【００２１】ここで、コントロールボックス２４の弁開
スイッチ釦２４ａがオンに操作されると、空気配管２５
を介して開弁用ピストン７に画成された上記シリンダ１
０の左室１０ａに圧縮空気が供給されてピストン９がＸ
₁ 方向に摺動する。これにより、ピストン９のラック９
ａに歯合するピニオン１１ａが弁開方向に回転する。

【００２２】そのため、出力軸１１回転駆動力は、スプ
ライン溝１１ｃの嵌合するスプライン軸１５を介して上
記第１の自在継手１６、連結軸１７、結合位置調整機構
１８、連結軸１９、第２の自在継手２０、第３の自在継
手２１、チャック２２を介して元弁４のハンドル４ａに
伝達される。これにより、元弁４は開弁する。

【００２３】上記とは逆に、コントロールボックス２４
の弁閉スイッチ釦２４ｂがオンに操作されると、空気配
管２６を介して閉弁用ピストン８に画成された上記シリ
ンダ１０の右室１０ｂに圧縮空気が供給されてピストン
９がＸ₂ 方向に摺動する。これにより、ピストン９のラ
ック９ａに歯合するピニオン１１ａが弁閉方向に回転す
る。

【００２４】そして、出力軸１１の回転駆動力は、スプ
ライン溝１１ｃに嵌合するスプライン軸１５を介して上
記第１の自在継手１６、連結軸１７、結合位置調整機構
１８、連結軸１９、第２の自在継手２０、第３の自在継
手２１、チャック２２を介して元弁４のハンドル４ａに
伝達されるため、元弁４は閉弁する。

【００２５】ここで、上記結合位置調整機構１８の構成
について説明する。図３は結合位置調整機構１８の取付
状態を示す図、図４は結合位置調整機構１８を拡大して
示す縦断面、図５は結合位置調整機構１８を拡大して示
す平面図である。

【００２６】結合位置調整機構１８は、上ハウジング２
７と下ハウジング２８を取付ボルト２９ａの締め付けに
より一体化されたハウジング２９の内部にウォームギヤ
３０が設けられている。ウォームギヤ３０は、上ハウジ
ング２７と下ハウジング２８との間で水平方向に延在す
るウォーム３１と、ウォーム３１のギヤ３１ａに歯合す
るウォームホイール３２とよりなる。

【００２７】ウォーム３１の中空孔３１ｂには、操作軸
３３が挿通されている。この操作軸３３の両端部３３ａ
はハウジング２９の前後面から突出しており、操作レバ
ー３４が装着可能に設けられている。本実施例では、操
作軸３３の両端部３３ａには、一対の面取り加工が施さ
れているため、操作軸３３の両端部３３ａは軸方向から
みると小判形になっている。そして、操作レバー３４に
は、操作軸３３の端部３３ａが嵌合できるように小判形
の係合孔３４ａが設けられている。従って、操作レバー
３４の係合孔３４ａを操作軸３３の端部３３ａに嵌合さ
せることにより操作軸３３を回動操作することができ
る。

【００２８】尚、操作軸３３の両端部分は、筒状の軸受
３５，３６により回動自在に軸承されており、各軸受３
５，３６は上ハウジング２７及び下ハウジング２８の半
円状の凹部２７ａ，２８ａに保持されている。また、操
作軸３３は、半径方向に貫通するロックピン３７により
ウォーム３１と一体的に結合されており、ウォーム３１
と共に回動することができる。

【００２９】ウォームホイール３２は、円盤状に形成さ
れ、その外周にはウォーム３１のギヤ３１ａに歯合する
ギヤ部３２ａが設けられている。また、ウォームホイー
ル３２を上下方向に貫通する貫通孔３２ｂには、連結軸
１９が挿通されている。そして、連結軸１９は水平方向
から貫通するロックピン３８によりウォームホイール３
２と一体的に結合されており、ウォームホイール３２と
共に回動することができる。

【００３０】連結軸１９はウォームホイール３２の上下
に配された筒状の軸受３９，４０により回動自在に軸承
されており、各軸受３９，４０は上ハウジング２７，下
ハウジング２８の孔２７ｂ，２８ｂに保持されている。
さらに、上ハウジング２７の孔２７ｂの上方には、連結
軸１７の下端が挿入される挿入孔２７ｃが設けられてい
る。この挿入孔２７ｃは、上記孔２７ｂ，２８ｂと同一
線上に位置するように設けられている。

【００３１】そのため、連結軸１７は、連結軸１９及び
ウォームホイール３２と同軸的に結合されている。ま
た、連結軸１７は、挿入孔２７ｃを半径方向に貫通する
ロックピン４１により上ハウジング２７と一体的に結合
されている。従って、連結軸１７の回転駆動力は、ハウ
ジング２９、操作軸３３、ウォーム３１、ウォームホイ
ール３２を介して連結軸１９に伝達される。そして、元
弁４のハンドル４ａに結合されたチャック２２に伝達さ
れる。

【００３２】しかしながら、操作レバー３４を使用して
操作軸３３を回動させた場合、操作軸３３の回転は、ウ
ォーム３１、ウォームホイール３２を介して連結軸１９
に伝達されるため、元弁４のハンドル４ａに対するチャ
ック２２の結合位置を周方向に調整することができる。
尚、ウォームギヤ３０は、連結軸１９を回動させようと
する力が作用してもウォームホイール３２がウォーム３
１との噛合により回動規制されているため、操作軸３３
を回動させない限りウォームホイール３２を回動させる
ことはできない。

【００３３】図６は元弁４のハンドル４ａにチャック２
２を装着した状態を示す底面図である。従って、ハンド
ル４ａの外周に形成された凹部４ｂにチャック２２の各
係合ピン２２ａが係合する状態に取り付けられていれ
ば、ピストン９の駆動により伝達された回転は、確実に
ハンドル４ａに伝達することができる。ところが、ボン
ベ交換時に新しいボンベ１をボンベ収納ボックス２内に
ボンベ固定金具３で垂直状態に固定した後、チャック２
２をハンドル４ａに取り付ける際、チャック２２の各係
合ピン２２ａがハンドル４ａの凹部４ｂと一致していな
いことがある。

【００３４】その場合、従来は出力軸１１のスプライン
溝１１ｃに嵌合するスプライン軸１５を一旦抜いて所定
角度回動させてから再度スプライン軸１５を出力軸１１
のスプライン溝１１ｃに挿入させてチャック２２の各係
合ピン２２ａをハンドル４ａの凹部４ｂに係合させてい
たが、かなりの労力と時間を要していた。

【００３５】しかしながら、本実施例では、連結軸１７
と１９との間に結合位置調整機構１８が設けられている
ので、上記操作レバー３４の係合孔３４ａを操作軸３３
の端部に嵌合させて操作軸３３を回動操作することによ
り、連結軸１９のみを回動させてハンドル４ａの凹部４
ｂに対するチャック２２の各係合ピン２２ａの相対位置
を弁開方向又は弁閉方向に調整することができる。その
ため、チャック２２の各係合ピン２２ａがハンドル４ａ
の凹部４ｂに係合することができるように簡単に調整で
きる。

【００３６】尚、上記実施例では、結合位置調整機構１
８にウォームギヤ３０を使用したが成としたが、これに
限らず、他の機構を使用する構成としても良いのは勿論
である。

【００３７】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、元弁のハ
ンドルに対するチャックの周方向の結合位置を調整する
結合位置調整機構を設けたため、アクチュエータの作動
位置に合わせてチャックを元弁のハンドルに結合させる
ことができる。そのため、チャックを元弁のハンドルに
結合させる際の位置合わせの微調整を簡単に行うことが
できるので、ボンベ交換時でも短時間でチャックの結合
位置を元弁のハンドルに合うように調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるボンベ元弁作動装置の一実施例の
構成を示す斜視図である。

【図２】アクチュエータ内部の構成及び駆動力伝達機構
の構成図である。

【図３】結合位置調整機構の取付状態を示す図である。

【図４】結合位置調整機構を拡大して示す縦断面であ
る。

【図５】結合位置調整機構を拡大して示す平面図であ
る。

【図６】元弁ハンドルにチャックを装着した状態を示す
底面図である。

【符号の説明】

１ ボンベ ２ ボンベ収納ボックス ４ 元弁 ４ａ ハンドル ５ アクチュエータボックス ６ 空気シリンダ ９ ピストン １０ シリンダ本体 １１ 出力軸 １５ スプライン軸 １８ 結合位置調整機構 ２２ チャック ２２ａ 係合ピン ２９ ハウジング ３０ ウォームギヤ ３１ ウォーム ３２ ウォームホイール ３３ 操作軸 ３４ 操作レバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスが封入されたボンベと、 該ボンベに取付けられた元弁と、 該元弁のハンドルに結合されたチャックと、 前記ボンベ上方の固定部所に設置されたアクチュエータ
   と、 一端が前記チャックに連結され、他端が前記アクチュエ
   ータの出力軸に連結され、前記アクチュエータの駆動力
   を前記チャックに伝達する連結部材とからなるボンベ元
   弁作動装置において、 前記元弁のハンドルに対する前記チャックの周方向の結
   合位置を調整する結合位置調整機構を設けたことを特徴
   とするボンベ元弁作動装置。