CN108351062B - 配管连接构造、配管连接工具及配管的连接方法 - Google Patents
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Abstract
将硬度比配管的硬度高且是接头的硬度以下的第1环和硬度比接头的硬度高的第2环被配管插通。配管被插通到紧固部件中，配管的前端被插入到接头的第1凹部中。通过将紧固部件的螺纹部与接头的螺纹部螺合，被夹持在设置于接头的第1凹部上的第1接触面与设置在紧固部件的第2凹部上的第2接触面之间的第1环及第2环被朝向第1接触面推压，通过咬入到配管中而将配管固定。进而，被第1环及第2环固定的配管在推压力下向接头侧移动，将设置在接头的设置面上的节流孔板用配管的前端向设置面侧推压。由此，在将配管与配置节流孔板的接头连接的情况下，能够在包括节流孔板的多个部位保持接头内的流路的密闭性。
Description
技术领域
本发明涉及将配管向管接头或阀的接头连接的配管连接构造、配管连接工具及配管的连接方法。
背景技术
在制造半导体设备的半导体制造工艺中，例如使用通过多个处理腔室将多个晶片并行处理的多腔室方式的半导体制造装置、或在1个处理腔室中进行多个工艺的多工艺方式的半导体制造装置。在半导体制造装置中，通过从流体控制装置向处理腔室等供给反应活性的气体，进行成膜工艺或蚀刻工艺。
在搭载到半导体制造装置中的流体控制装置中，例如通过将气动阀、流量调整阀及质量流控制器等的设备使用配管及管接头等连结在基座上而形成多个流路。例如，将具有多个流路的集成型的流体控制装置搭载到进行半导体制造工艺的半导体制造装置中。此外，在流体控制装置中，为了将从储罐等的供给源供给的高压且大流量的气体缩减为适当的流量后向包括流量调整阀等的流体控制设备供给，有在流体控制装置的流路内设置具有节流孔(开口)的节流孔板的情况。
例如，设定节流孔的开口径，以使节流孔的上游侧的气体的压力P1与节流孔的下游侧的气体的压力P2的关系满足临界膨胀条件(P1≧2P2)。在节流孔的上游侧的气体的压力P1与节流孔的下游侧的气体的压力P2的关系满足临界膨胀条件的情况下，即使是节流孔的上游侧的气体的压力P1较大地变化的情况，节流孔的下游侧的气体的流速也被保持为一定。因而，通过在流体控制装置的流路内设置节流孔板，能够将流速稳定的气体向流体控制设备供给，能够防止起因于节流孔的前后的压力差的气体的倒流。此外，由于由设置在流路内的节流孔板抑制了向流体控制设备供给的气体的流量，所以流体控制设备通过将在半导体制造装置的处理腔室等中使用的气体的供给量微调，能够将规定量的气体向处理腔室等供给。结果，抑制了在流体控制设备的流量控制中花费的负担。
顺便说一下，节流孔板被安装在管接头等的内部中，或者，节流孔板被焊接到连接在管接头等上的配管的前端上。在将节流孔板安装到接头的内部中的情况下，将形成在节流孔板的外周部上的阳螺纹螺合到形成在接头的流路上的阴螺纹上，或者将配置在接头内的节流孔板与配管一起固定到接头上。
另一方面，有流到流体控制装置的流路中的反应活性的气体具有毒性及腐蚀性的情况，有具有在大气中着火的自燃性的情况。因此，将配管连接的管接头等需要具有使得在流路中流动的气体不泄漏到外部的密闭性的构造。需要具有在液体流到流体控制装置的流路中的情况下、使在流路中流动的液体也不泄漏到外部的密闭性的构造。
例如，在将节流孔板焊接到连接在接头上的配管的前端上的情况下，通过将从接头的开口部插入的配管焊接到开口部上而保持密闭性(专利文献2)。在将节流孔板螺合到接头上的情况下，在将环状的套筒嵌到插通在螺母部件中的配管上之后，通过将配管插入到螺合着节流孔板的接头内、将螺母部件螺合到接头上、使套筒以推压状态接触在接头的内壁和配管上，来保持密闭性(专利文献1)。在将配置在接头内的节流孔板与配管一起固定到接头上的情况下，通过将设置在配管上的螺纹部与设置在接头上的螺纹部螺合、用插入在接头内的配管的前端将垫圈和节流孔板推压在接头上，来保持密闭性(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平1－169697号公报
专利文献2：日本实开昭63－37896号公报
专利文献3：日本特开2015－125061号公报
专利文献4：日本特开2004－44633号公报
发明内容
发明要解决的课题
在如专利文献2那样通过接头与配管的焊接保持接头的密闭性的情况下、或者在如专利文献1那样通过环状的套筒保持接头的密闭性的情况下，在配管及接头的流路中流动的流体的一部分从插入在接头中的配管的前端进入到配管的外周部。在流体是具有腐蚀性的气体的情况下，配管的外周部及套筒等有可能被气体污染。此外，在气体中含有的水分在外周部结露的情况下，配管的外周部及套筒等有可能腐蚀。在流体是液体的情况下，配管的外周部及套筒等也有可能腐蚀。
进而，以往使用焊接部、套筒或垫圈等，在1个部位保持将配管连接在接头上的情况下的密闭性。但是，为了提高密闭性的可靠度，希望不仅在1个部位、而在多个部位将接头与配管密闭。
本发明目的之一是在将配管与配置节流孔板的接头连接的情况下、在包括节流孔板的多个部位保持接头内的流路的密闭性。
用来解决课题的手段
为了解决上述课题，在本发明的一技术方案中，配管连接构造的特征在于，具备：接头，具有流体流动的第1贯通孔、连通到上述第1贯通孔且被配管插入的第1凹部、设置在上述第1凹部的开口端上的第1接触面、和设置在上述第1凹部的上述第1贯通孔的开口端上、设置节流孔板的设置面；第1环，被插通上述配管，与上述第1接触面接触；第2环，被插通上述配管；和紧固部件，具有被上述配管插通的第2贯通孔、被插通到上述第2贯通孔中的第2凹部、设置在上述第2凹部的上述第2贯通孔的开口端上、与上述第2环接触的第2接触面、和与设置在上述接头上的螺纹部螺合的螺纹部，通过由螺纹部的螺合、将被夹持在上述第1接触面与上述第2接触面之间的上述第1环及上述第2环朝向上述第1接触面推压，使上述第1环及上述第2环咬入到上述配管中而固定到上述配管上，并且通过推压力使固定在上述第1环及上述第2环上的上述配管向上述接头侧移动，将设置在上述设置面上的上述节流孔板用上述配管的前端向上述设置面侧推压；上述第1环的硬度比上述配管的硬度高，是上述接头的硬度以下；上述第2环的硬度比上述接头的硬度高。
上述第2环的维式硬度优选的是被设定在700至900之间；上述第1环的维式硬度优选的是被设定在250至350之间；上述接头的维式硬度优选的是被设定为250至400之间、并且上述第1环的维式硬度以上；上述配管的维式硬度优选的是被设定为150至250之间、并且比上述第1环的维式硬度低。
上述节流孔板的硬度优选的是比上述配管的硬度低。
上述节流孔板的维式硬度优选的是被设定为80至200之间、并且比上述配管的硬度低。
优选的是，在上述第2环中，包括在上述紧固部件向上述接头的螺合时与上述第1环接触的接触部的区域具备通过渗碳处理被硬化的硬化部。
优选的是，上述接头的上述第1接触面具备通过抛光加工被平滑化的平滑部；上述平滑部的硬度比上述第1环的硬度高。
在本发明的另一技术方案中，是一种配管连接工具，对于具有流体流动的第1贯通孔、连通到上述第1贯通孔且被插入配管的第1凹部、设置在上述第1凹部的开口端上的第1接触面、和设置在上述第1凹部的上述第1贯通孔的开口端上、设置节流孔板的设置面的接头，连接上述配管，其特征在于，具备：第1环，被插通到上述配管上，与上述第1接触面接触；第2环，被插通到上述配管上；和紧固部件，具有被插通上述配管的第2贯通孔、被连通到上述第2贯通孔中的第2凹部、设置在上述第2凹部的上述第2贯通孔的开口端上、与上述第2环接触的第2接触面、和与设置在上述接头上的螺纹部螺合的螺纹部，通过由螺纹部的螺合、将被夹持在上述第1接触面与上述第2接触面之间的上述第1环及上述第2环朝向上述第1接触面推压，使上述第1环及上述第2环咬入到上述配管中而固定到上述配管上，并且通过推压力使固定在上述第1环及上述第2环上的上述配管向上述接头侧移动，将设置在上述设置面上的上述节流孔板用上述配管的前端向上述设置面侧推压；上述第1环的硬度比上述配管的硬度高，是上述接头的硬度以下；上述第2环的硬度比上述接头的硬度高。
在本发明的另一技术方案中，是一种配管的连接方法，使用配管连接工具将配管与节流孔板一起向接头安装；所述配管连接工具具备：第1环，硬度比配管的硬度高，是接头的硬度以下；第2环，硬度比上述接头的硬度高；和紧固部件，具有被上述配管插通的第2贯通孔、连通到上述第2贯通孔的第2凹部、设置在上述第2凹部的上述第2贯通孔的开口端上、上述第2环接触的第2接触面、和螺纹部；所述接头具有流体流动的第1贯通孔、连通到上述第1贯通孔且在开口端设有第1接触面的第1凹部、和螺纹部；其特征在于，将上述节流孔板配置到设置在上述第1凹部的上述第1贯通孔的开口端上的设置面上；将插通上述紧固部件、上述第2环和上述第1环的上述配管的前端向上述第1凹部插入；通过将上述紧固部件的螺纹部与上述接头的螺纹部螺合，将被夹持在上述第1接触面与上述第2接触面之间的上述第1环及上述第2环朝向上述第1接触面推压；使上述第1环及上述第2环咬入到上述配管中而固定到上述配管上，并且通过推压力使固定在上述第1环及上述第2环上的上述配管向上述接头侧移动，将配置在上述设置面上的上述节流孔板用上述配管的前端向上述设置面侧推压。
此外，也可以是，在将上述配管向上述接头安装之前，将螺合在上述接头上的上述紧固部件放松，将上述紧固部件与上述第1环及上述第2环咬入的使用中的配管一起从上述接头拆下，将使用中的节流孔板从上述第1凹部拆下。
发明效果
根据本发明，通过将紧固部件螺合到接头上，能够将第1环推压在接头的第1接触面上，并用被第1环及第2环固定的配管的前端将节流孔板推压在接头上。结果，在将配管与配置节流孔板的接头连接的情况下，能够在包括节流孔板的多个部位保持接头内的流路的密闭性。
附图说明
图1是表示构成流体控制装置的2个气动阀被用配管及管接头相互连接的例子的图。
图2是图1所示的气动阀的部分剖视图。
图3A是图1所示的管接头的立体图。
图3B是图3A所示的管接头的xy平面的剖视图。
图4是图1所示的配管、管接头及配管连接工具的立体图。
图5是图4所示的配管、管接头及配管连接工具的剖视图。
图6A是表示在图5所示的配管上安装着配管连接工具的状态的剖视图。
图6B是表示图6A所示的紧固部件的阴螺纹部被螺合在管接头的阳螺纹部上的状态的剖视图。
具体实施方式
以下，对有关本发明的配管连接构造、配管连接工具及配管的连接方法的实施方式进行说明。本发明的配管连接构造、配管连接工具及配管的连接方法作为一例被应用到控制向半导体制造装置等供给的气体的流体控制装置100中。另外，本发明的配管连接构造也能够应用到控制向半导体制造装置等供给的液体的流体控制装置。
图1表示构成流体控制装置100的2个气动阀15、16被用配管18B、18C及管接头17相互连接的例子。气动阀15具有由紧固部件51A连接着配管18A的接头部31A、和由紧固部件51B连接着配管18B的接头部32A。气动阀16具有由紧固部件51C连接着配管18C的接头部31B、和由紧固部件51D连接着配管18D的接头部32B。管接头17及接头部31A、31B、32A、32B是接头的一例。配管18B被用紧固部件51E连接在管接头17上，配管18C被用紧固部件51F连接在管接头17上。即，2个气动阀15、16被经由管接头17连接的2个配管18B、18C相互连接。例如，配管18A、18B、18C、18D是圆筒状，使用不锈钢(SUS)等的金属材料形成。配管18A、18B、18C、18D的维式硬度例如被设定为200。另外，配管18A、18B、18C、18D的维式硬度优选的是被设定为作为150至250之间、并且比前环52的维式硬度低。
在图1所示的流体控制装置100中，从配管18A供给的气体经过气动阀15、配管18B、管接头17、配管18C、气动阀16被从配管18D输出，被向流体控制设备供给。配管18B和管接头17被用包括紧固部件51E的配管连接工具50(详细情况在图4及图5中表示)连接。在图1中，表示了将2个气动阀15、16相互连接的例子，但本发明的配管连接构造，配管连接工具及配管的连接方法能够应用到相互不同的种类的2个阀的连接、或阀与流体控制设备的连接中。
图2表示图1所示的气动阀15的例子。由于气动阀15、16的结构相互相同，所以在图2中说明气动阀15的结构，气动阀16的结构的说明省略。气动阀16通过在图2中将标号15改称作标号16、将标号31A改称作标号31B、将标号32A改称作标号32B而进行说明。另外，在图2中，将气动阀15中的阀主体23用截面表示。
图2所示的气动阀15是通过来自管29的驱动空气的供给或停止而使设置在壳体24的内部中的活塞(图示省略)驱动、将作为流体流动的通路的流路开闭的阀。气动阀15具有有使流体流入的通路21及使流体流出的通路22的阀主体23、和设置在阀主体23的上方的壳体24。这里，通路21、22的与轴向正交的截面的形状例如是圆形状。气动阀15具有配置在阀主体23与壳体24的连接部分处的环状阀座25、隔膜(阀体)26及隔膜推压部27。环状阀座25被设置在通路21的壳体24侧的末端的周围。隔膜26对应于设置在壳体24的内部中的活塞的运动，在与隔膜推压部27一起从环状阀座25离开的情况下将流路打开，在被隔膜推压部27推压在环状阀座25上的情况下将流路关闭。在壳体24的和与阀主体23的连接部分的相反侧，经由单触接头28连接着用来将驱动空气向壳体24的内部导入的管29。
阀主体23例如使用不锈钢等的金属材料形成。阀主体23具有向图2所示的x方向上的两端突出的圆筒状的接头部31A、32A。接头部31A具有阳螺纹部31a、锥部31e及插入部31c。阳螺纹部31a被设置在接头部31A的外周上。锥部31e具有内径从接头部31A的开口端31b朝向内侧逐渐变小的锥面。在锥部31e的一端上形成有开口端31b，在该锥部31e的另一端上形成有插入部31c。插入部31c的yz平面上的截面是圆形状。
锥部31e的轴、插入部31c的轴及通路21的轴相互一致。插入部31c的内径比通路21的内径大，比被向插入部31c插入的配管18A(图1)的外径稍大。因而，在插入部31c与通路21连通的部分上，设置有通过配管18A的前端接触来限制配管18A的移动的阶差面31d。此外，插入部31c的内径与锥部31e的插入部31c侧的端部的内径一致。
接头部32A与接头部31A同样，具有阳螺纹部32a、锥部32e及插入部32c。锥部32e具有内径从接头部32A的开口端32b朝向内侧逐渐变小的锥面。锥部32e的锥角被设定为与锥部31e的锥角相同。这里，锥角是相对于中心轴相互对置的2个母线的角度，例如是在图2所示的锥部31e的截面中、以将显示在上侧和下侧的2个直线延长时相交的点为顶点的2个直线的角度。在锥部32e的一端上形成有开口端32b，在该锥部32e的另一端上形成有插入部32c。插入部32c的yz平面的截面是圆形状。
锥部32e的轴、插入部32c的轴及通路22的轴相互一致。插入部32c的内径比通路22的内径大，比向插入部32c插入的配管18B(图1)的外径稍大。因而，在插入部32c与通路22连通的部分处，设置有通过配管18B的前端接触来限制配管18B的移动的阶差面32d。此外，插入部32c的内径与锥部32e的插入部32c侧的端部的内径一致。
图3A及图3B表示图1所示的管接头17的例子。如图3A及图3B所示，作为接头的一形态的管接头17是大致圆筒状，具有螺母部41、阳螺纹部42、43、流路44及插入部45、46。管接头17例如使用不锈钢等的金属材料形成。流路44是第1贯通孔的一例，插入部45是第1凹部的一例。螺母部41被设置在管接头17的外周面且管接头17的轴向(图3A所示的x方向)上的中央部分，例如外周的横截面是六边形状。阳螺纹部42、43被设置在管接头17的外周面且轴向上的两端侧。插入部45被设置在管接头17的轴向上的一端侧，被插入配管18B(图1)的前端。插入部46被设置在管接头17的轴向上的另一端侧，被插入配管18C(图1)的前端。
流路44与插入部45、46连通，与管接头17的轴向正交的截面是圆形状。流路44的轴与插入部45、46的轴一致。插入部45的内径比配管18B、18C的外径稍大，在插入部45与流路44连通的部分处设置有阶差面45a。阶差面45a是设置面的一例。插入部46的内径比配管18C的外径稍大，在插入部46与流路44连通的部分处设置有阶差面46a。
在插入部45的与流路44相反侧的端部设置有锥部45b。锥部45b具有内径从管接头17的端面17a朝向流路44逐渐变小的锥面。同样，在插入部46的与流路44相反侧的端部设置有锥部46b。锥部46b具有内径从管接头17的端面17b朝向流路44逐渐变小的锥面。锥部45b的锥面是第1接触面的一例。
锥部45b的流路44侧的端部的内径与插入部45的内径一致，锥部46b的流路44侧的端部的内径与插入部46的内径一致。锥部45b的锥角与锥部46b的锥角相互相同，进而，锥部45b、46b的锥角与图2所示的锥部31e、32e的锥角相同。由此，能够利用在图4中说明的配管连接工具50，将图1所示的配管18A、18B分别连接到气动阀15上，能够将图1所示的配管18C、18D分别连接到气动阀16上。
管接头17的维式硬度例如被设定为300。另外，管接头17的维式硬度优选的是设定为从250到400之间、并且前环52的维式硬度以上。此外，锥部45b、46b的锥面也可以具有通过实施抛光加工而表面被平滑化的平滑部。在抛光加工中，由于金属的表面部分塑性变形，所以能够提高表面部分的硬度。换言之，通过抛光加工，能够使锥部45b、46b的锥面变平滑，并使锥部45b、46b的锥面的硬度比在图4中说明的前环52的硬度高。
图4及图5表示图1所示的配管18B、管接头17及配管连接工具50的例子。如图4及图5所示，配管连接工具50具有紧固部件51E、前环52和后环53。前环52及后环53具有将配管18B在配管连接工具50内固定的紧固环的功能。前环52是第1环的一例，后环53是第2环的一例。
另外，在本实施方式中，说明使用具有前环52及后环53的配管连接工具50将配管18B与节流孔板60一起连接到管接头17上的例子，但也可以使用仅具有前环52的配管连接工具50将配管18B连接到管接头17上。在此情况下，图5所示的前环52的端面52c具有与紧固部件51E的锥部58对应的形状，在前环52上没有形成锥部52d。即，前环52的端面52c被形成为与后环53的锥部53c相同的形状。
紧固部件51E例如使用不锈钢等的金属材料形成。紧固部件51E具有设置在外周面上的横截面是六角柱形状的螺母部55、插入部56、插通孔57及锥部58。插入部56具有在紧固部件51E的轴向的一端侧的端面51a上开口的横截面为圆形状的凹形状，插入部56的内表面具有从端面51a形成到规定的深度的阴螺纹部56a。插通孔57横截面是圆形状，与插入部56是同轴，从紧固部件51E的轴向的另一端侧的端面51b在插入部56上开口。插通孔57的内径比配管18B的外径稍大，比插入部56的内径小。因而，在插入部56与插通孔57的连通部分处形成的锥部58具有内径从插入部56朝向插通孔57逐渐变小的锥面。插通孔57是第2贯通孔的一例，插入部56是第2凹部的一例，锥部58的锥面是第2接触面的一例。
前环52例如使用不锈钢等的金属材料形成，具有环形状。前环52的外周部具有外径从被插入到紧固部件51E的插入部56中的一侧的端面52c朝向与端面52c相反侧的端面52e逐渐变小的锥部52a。前环52的锥部52a的锥角例如设定得比设置在管接头17上的锥部45b的锥角小。即，前环52的锥部52a的锥角比图3B所示的设置在管接头17上的锥部45b的锥角、图2所示的设置在气动阀15的阀主体23上的接头部31A的锥部31e的锥角及接头部32A的锥部32e的锥角小。此外，前环52的端面52c侧的最大外径被设定得比紧固部件51E的插入部56的内径小。因此，前环52能够插通自如地设置在插入部56上。前环52的维式硬度例如被设定为300。另外，前环52的维式硬度优选的是被设定在250至350之间。
前环52具有在轴向上贯通的横截面为圆形状的插通孔52b。插通孔52b其内径被设定为比配管18B的外径稍大。在插通孔52b的端面52c侧，形成有内径从端面52c朝向插通孔52b的内部逐渐变小的锥部52d。由于锥部52a的端面52e的外径比插通孔52b的内径大，所以在端面52e上形成环状的棱线52f。
后环53例如使用不锈钢等的金属材料形成，具有环形。后环53的外周部53a的最大外径被设定为比紧固部件51E的插入部56的内径小。因此，后环53能够插通自如地配置到插入部56上。后环53具有从端面53b贯通到端面53d、被插通配管18B的插通孔53f。后环53的外周部53a在被插入到插入部56中的一侧的端面53b侧，具有外径从外周部53a朝向端面53b逐渐变小的锥部53c。锥部53c的锥角与设置在紧固部件51E的插入部56上的锥部58的锥角相等。
此外，后环53的外周部53a在与端面53b相反侧的端面53d侧具有外径朝向端面53d逐渐变小的锥部53e。锥部53e的锥角比设置在前环52上的锥部52d的锥角小。后环53由于锥部53e的端面53d的外径比插通孔53f的内径大，所以在端面53d上形成环状的棱线53g。另外，后环53的锥部53e的锥角比前环52的锥部52a的锥角大。
例如，后环53的端面53d侧包括锥部53e而被部分地实施了渗碳处理。即，在图5及图6中说明的包括在紧固部件51E向管接头17的螺合时与前环52的锥部52d接触的锥部53e的区域作为通过渗碳处理被硬化的硬化部发挥功能。锥部53e是与前环52接触的接触部的一例。这里，渗碳处理包括对金属的表面层添加碳的工序、和将添加了碳的金属淬火及回火的工序。通过渗碳处理，添加了碳的表面层的硬度变高，但耐腐蚀性有可能下降。另外，在后环53的耐腐蚀性是容许的范围的情况下，也可以实施后环53的整体的渗碳处理。
通过部分性的渗碳处理，将后环53的端面53d侧的维式硬度设定为例如比端面53b侧的维式硬度(例如300)高的800。另外，后环53的端面53d侧的维式硬度优选的是设定在700至900之间。如果总结以上，则前环52的硬度比配管18B的硬度高，并且是管接头17的硬度以下，后环53的硬度比管接头17的硬度高。
如图1所示，经由配管18B、18C和管接头17将气动阀15、16相互连接，在从配管18A供给的气体经由气动阀15、16被从配管18D输出的情况下，例如在连接配管18B的管接头17内配置节流孔板60。
节流孔板60例如使用不锈钢等的金属材料形成。节流孔板60具有圆板形状，在中央部具有节流孔61(孔)。节流孔61的节流孔板60的端面60a侧具有内径从端面60a朝向节流孔61逐渐变小的锥部62。另外，节流孔板60也可以不拥有锥部62，在此情况下，节流孔61将端面60a、60b间贯通。例如，将节流孔板60实施退火处理，节流孔板60的硬度相比材料的不锈钢的硬度被设定得较低。例如，节流孔板60的维式硬度被设定为100，比配管18B的维式硬度(例如200)低。另外，优选的是将节流孔板60的维式硬度设定在从80到200之间。
图6A及图6B表示使用配管连接工具50将配管18B向设置节流孔板60的管接头17连接的方法的例子。首先，将节流孔板60向管接头17的插入部45插入，节流孔板60的端面60b抵接在阶差面45a上。
配管18B例如被从紧固部件51E的端面51b侧插通到紧固部件51E的插通孔57中，配管18B的前端18a从紧固部件51E的端面51a突出。接着，使紧固部件51E的锥部58与后环53的锥部53c对置，将后环53的插通孔53f插通到配管18B中。接着，使后环53的锥部53e与前环52的锥部52d对置，将前环52的插通孔52b插通到配管18B中。另外，也可以将插通着后环53及前环52的配管18B从紧固部件51E的插入部56侧插通到插通孔57中。
接着，将配管18B的前端18a向管接头17的插入部45插入。在配管18B的前端18a在插入部45内向方向A移动中、棱线52f接触在管接头17的锥部45b上的情况下，前环52的向方向A的移动被限制。进而，在设置在后环53的锥部53e的端面53d上的棱线53g接触在前环52的锥部52d上的情况下，后环53的向方向A的移动被限制。
并且，配管18B其前端18a被插入到插入部45中，直到与节流孔板60的端面60a接触。配管18B的前端18a接触的节流孔板60成为被配管18B的前端18a与设置在管接头17上的阶差面45a之间夹持的状态。在紧固部件51E没有接触在管接头17上的情况下，将紧固部件51E向方向A移动到阴螺纹部56a能够与管接头17的阳螺纹部42螺合的位置。在移动到了紧固部件51E的阴螺纹部56a能够与管接头17的阳螺纹部42螺合的位置的状态下，后环53及前环52被容纳在紧固部件51E的插入部56的内部中。在该状态下，后环53及前环52分别能够在插入部56内在配管18B的轴向(图6A所示的x方向)上移动。
接着，如果将紧固部件51E的螺母部55使用工具等拧紧，则紧固部件51E以图6A或图6B所示的x方向为旋转轴旋转，紧固部件51E的阴螺纹部56a被螺合到管接头17的阳螺纹部42上。将紧固部件51E以不发生配管18B的旋转及配管18B的脱落等的不良状况的规定的圈数螺合到管接头17上。或者，将紧固部件51E螺合到管接头17上，直到紧固部件51E的螺母部55与管接头17的螺母部41的间隙成为不发生上述不良状况的间隔。
通过紧固部件51E向管接头17的螺合，紧固部件51E相对于管接头17向方向A移动。并且，如图6B所示，在紧固部件51E被向管接头17螺合的过程中，紧固部件51E的锥部58与后环53的锥部53c的锥面接触。如果紧固部件51E被进一步与管接头17螺合，则紧固部件51E的锥部58的锥面将后环53的锥部53e的锥面向方向A推压，后环53向方向A移动。在后环53的锥部53e接触在前环52的锥部52d上之后，后环53用棱线53g将前环52的锥部52d推压，前环52与后环53一起向方向A移动，直到前环52的棱线52f接触在管接头17的锥部45b上。
另外，在前环52的棱线52f已经接触在管接头17的锥部45b上的情况下，被后环53推压的前环52用棱线52f将管接头17的锥部45b推压。如果紧固部件51E被工具进一步拧紧，则如以下说明，通过从紧固部件51E作用在管接头17上的推压力，前环52及后环53塑性变形而咬入到配管18B中之后，将配管18B朝向管接头17侧推压，由配管18B的前端18a将节流孔板60推压。
首先，作用在后环53上的推压力被锥部53e分散为向方向A的推压力和向外周方向的推压力。同样，作用在前环52上的推压力被锥部52a分散为向方向A的推压力和向外周方向的推压力。后环53的锥部53e的锥角比前环52的锥部52a的锥角大。因此，由后环53将前环52向方向A推压的力比由前环52将管接头17向方向A推压的力大。此外，由前环52将管接头17的锥部45b向外周方向推压的力比由后环53将前环52的锥部52d向外周方向推压的力大。
如图6B所示，由于后环53的锥部53e的轴长方向的长度比前环52的锥部52a的轴长方向的长度短，所以后环53的锥部53e与前环52的锥部52a相比刚性较高。进而，在通过渗碳处理提高了后环53的锥部53e的硬度的情况下，与前环52的锥部52a相比难以塑性变形。
因此，首先，前环52的锥部52a在将管接头17的锥部45b向外周方向推压的反作用力下塑性变形，前环52与锥部45b的接触状态从通过棱线52f的接触变化为通过锥部52a的锥面的接触。由此，前环52的环状的前端部(在棱线52f附近的部分)在向锥部45b的推压力的反作用力作用下朝向配管18B变形，前环52相对于管接头17进一步向方向A移动。并且，锥部52a的前端部进入到锥部45b与配管18B的间隙中。进而，由于锥部52a的硬度比配管18B的硬度高，所以锥部52a咬入到配管18B中。前环52被固定到配管18B上，被与配管18B一体化。在前环52被与配管18B一体化后，配管18B随着前环52向方向A的移动而向方向A移动。
由此，配管18B的外周与锥部52a、45b相互密接，流路44的气密性被保持。这里，由于管接头17的硬度是前环52的硬度以上，所以能够不使管接头17的锥部45b变形，而使从前环52的锥部52a作用在管接头17的锥部45b上的推压力作为使锥部52a朝向配管18B变形的力有效率地作用。进而，在对锥部45b的锥面实施抛光加工的情况下，锥部45b的表面变得平滑，并且锥部45b的硬度变高。因此，前环52的锥部52a的前端部在锥部45b的表面上滑动而变形，容易进入到锥部45b与配管18B的间隙中。结果，能够使配管18B的外周与锥部52a、45b的密接性进一步提高，能够使流路44的气密性进一步提高。
另一方面，在管接头17的硬度比前环52的硬度低的情况下，有可能通过前环52的推压力而管接头17的锥部45b变形。在此情况下，与管接头17的硬度是前环52的硬度以上的情况相比，不能使作用在锥部45b上的推压力作为使锥部52a的前端部朝向配管18B变形的力充分地作用，配管18B的外周与锥部52a及锥部45b的密接性下降。
通过锥部52a的塑性变形，随着前环52向方向A的移动量变少，由后环53的锥部53e向前环52的推压力变强，锥部53e开始塑性变形。即，后环53与锥部52d的接触状态从通过棱线53g的接触变化为通过锥部53e的锥面的接触。由此，后环53的端面53d侧的环状的前端部(在棱线53g附近的部分)在向锥部52d的推压力的反作用力下朝向配管18B变形，后环53相对于前环52向方向A进一步移动。并且，锥部53e进入到锥部52d与配管18B的间隙中，在将配管18B的外周面的整周推压的状态下与配管18B密接。
进而，由于锥部53e的硬度比配管18B的硬度高，所以锥部53e咬入到配管18B中。后环53被固定在配管18B上，被与配管18B一体化。在后环53被与配管18B一体化后，配管18B随着后环53及前环52向方向A的移动而向方向A移动。另外，当后环53的锥部53e将前环52的锥部52d推压时，发生将锥部52d向外周方向推扩的力，推扩的力的反作用力作为使锥部52a的前端部进入到锥部45b与配管18B的间隙中、向配管18B咬入的力作用。
在前环52和后环53被固定在配管18B上之后，如果将紧固部件51E用工具进一步拧紧，则由紧固部件51E向后环53的推压力的大半作为由配管18B的前端18a向节流孔板60的推压力作用。由此，节流孔板60塑性变形，配管18B的前端18a与节流孔板60和管接头17的阶差面45a相互密接。因而，能够不仅通过前环52、还通过节流孔板60保持流路44的气密性。即，能够将流路44的气密性通过前环52和节流孔板60的2个部位保持，与将气密性在1个部位保持的情况相比，能够提高配管连接构造的可靠度。此外，仅通过将紧固部件51E拧紧到管接头17上，就能够在前环52和节流孔板60的2个部位将流路密封。结果，能够在提高配管连接构造的可靠度的同时，提高配管18B和节流孔板60的向管接头17的安装、以及安装在管接头17上的配管18B和节流孔板60的更换的作业性。另外，节流孔板60由于具有作为垫圈的功能，所以也被称作节流孔垫圈。
进而，由于用节流孔板60保持气密性，所以能够防止在流路44中流动的流体进入到配管18B的前端18a侧的外周部与管接头17的插入部45的间隙中。因而，能够防止配管18B的前端18a侧的外周部、管接头17的插入部45的内壁和前环52的锥部52a的前端被气体等的流体污染或腐蚀。结果，能够防止配管18B的外周与锥部52a、45b的密接性因腐蚀等而下降，能够防止配管连接构造的可靠度下降。
另外，在使节流孔板60的硬度比配管18B及管接头17的硬度低的情况下，被配管18B的前端18a推压的节流孔板60容易塑性变形。因此，能够进一步提高配管18B的前端18a与节流孔板60和管接头17的阶差面45a的密接性，能够进一步提高流路44的气密性。
通过以上，能够防止发生管接头17与配管18B的连结部分处的气体泄漏等的流体的泄漏。此外，由于配管18B被封入在紧固部件51E的插入部56内的后环53及前环52固定，所以能够防止配管18B相对于管接头17旋转的不良状况及配管18B从管接头17脱落的不良状况。
此外，在使用配管连接工具50将配管18B连接在管接头17上的状态下，节流孔板60在被配管18B的前端18a向流路44侧推压的状态下被保持在管接头17的内部中。因而，在流体控制装置100中，能够将从图2所示的气动阀15供给的气体的流量用设置在节流孔板60上的节流孔61调整，此外几乎不使穿过节流孔61后的气体的流量变化而向下游侧的气动阀16稳定地供给。
将图1所示的配管18C向管接头17连接的方法，除了不在管接头17的设在图1的右侧的未图示的插入部45内装接节流孔板60以外，与在图6A及图6B中说明的使用配管连接工具50的次序是同样的。在此情况下，将图6A及图6B所示的配管18B替换为配管18C。此外，将图1所示的配管18A或配管18B向气动阀15连接的方法，除了不在图2所示的气动阀15的插入部31c或插入部32c内装接节流孔板60以外，与在图6A及图6B中说明的使用配管连接工具50的次序是同样的。进而，将图1所示的配管18C或配管18D向气动阀16连接的方法除了不在气动阀16上装接节流孔板60以外，与向气动阀15连接配管18A或配管18B的次序是同样的。
这里，从流体控制装置向半导体制造装置的处理腔室等供给的气体，有使用具有毒性及腐蚀性、在大气中着火的自燃性气体的情况。近年来，在流体控制装置中被要求供给的气体的流量的大流量化及高压化。气体的流量和压力越高，由混入到气体中的异物使流体控制装置的配管等的流路损伤的概率越高。此外，气体的流量和压力越高，流体控制装置的配管及节流孔板被气体腐蚀的概率越高。
进而，在被供给的气体中混入了异物的情况下，有可能通过使被半导体制造装置处理的晶片的表面损伤，而使形成在晶片的表面上的电路短路。与气体一起流到流体控制装置内的异物有在附着到配管等上之后被气体的流动剥离而再次流到流体控制装置内的情况。因此，在流体控制装置中，例如为了防止配管或节流孔板的腐蚀、或防止异物向配管的附着、确保对于流体控制装置的可靠性，定期地需要更换配管或节流孔板等的维护作业。
例如，在通过图4所示的配管连接工具50进行连接在管接头17上的配管18B的更换的情况下，首先，使用工具将紧固部件51E放松，将紧固部件51E与管接头17的连接解除，将固定着前环52及后环53的使用中的配管18B与紧固部件51E一起从管接头17拆下。接着，在将固定着前环52及后环53的配管18B从紧固部件51E拔掉后，使用新的前环52及后环53，将新的配管18B安装到管接头17上。
此外，由于节流孔板60没有被固定在管接头17上而是被配置在插入部45上，所以在将节流孔板60更换的情况下，通过将配管18B与配管连接工具50一起拆下，能够将使用中的节流孔板60从插入部45拆下。并且，在将新的节流孔板60插入到管接头17的插入部45中之后，以与图6A及图6B的说明同样的次序，使用新的配管18B、新的前环52及新的后环53，将新的配管18B连接到管接头17上。
这样，在将配管18B或节流孔板60更换的维护作业时，只要将紧固部件51E放松、将配管18B与配管连接工具50(紧固部件51E、前环52及后环53)一起拆下、将新的配管18B使用新的前环52及后环53安装就可以。因此，能够使维护时的作业性提高，抑制维护作业中的成本。因而，能够不使维护成本增加而维持流体控制装置100的可靠性。
以上，详细地说明了本发明，但上述的实施方式及其变形例不过是发明的一例，本发明并不限定于此。显然在不脱离本发明的范围能够变形。
标号说明
15、16 气动阀
17 管接头
18A、18B、18C、18D 配管
23 阀主体
31A、31B、32A、32B 接头部
31a、32a、42、43 阳螺纹部
31c、32c、45、46 插入部
31e、32e、45b、46b 锥部
50 配管连接工具
51A、51B、51C、51D、51E、51F 紧固部件
52 前环
52a、52d 锥部
53 后环
53c、53e 锥部
55 螺母部
58 锥部
60 节流孔板
61 节流孔
Claims (9)
1.一种配管连接构造，其特征在于，
具备：
接头，具有流体流动的第1贯通孔、连通到上述第1贯通孔且被配管插入的第1凹部、设置在上述第1凹部的开口端上的第1接触面、和设置在上述第1凹部的上述第1贯通孔的开口端上、设置节流孔板的设置面；
第1环，被上述配管插通，与上述第1接触面接触；
第2环，被上述配管插通；和
紧固部件，具有被上述配管插通的第2贯通孔、被连通到上述第2贯通孔中的第2凹部、设置在上述第2凹部的上述第2贯通孔的开口端上、与上述第2环接触的第2接触面、和与设置在上述接头上的螺纹部螺合的螺纹部，通过由螺纹部的螺合、将被夹持在上述第1接触面与上述第2接触面之间的上述第1环及上述第2环朝向上述第1接触面推压，使上述第1环及上述第2环咬入到上述配管中而固定到上述配管上，并且通过推压力使固定在上述第1环及上述第2环上的上述配管向上述接头侧移动，将设置在上述设置面上的上述节流孔板通过上述配管的前端向上述设置面侧推压；
上述第1环的硬度比上述配管的硬度高，是上述接头的硬度以下；
上述第2环的硬度比上述接头的硬度高。
2.如权利要求1所述的配管连接构造，其特征在于，
上述第2环的维式硬度被设定在700至900之间；
上述第1环的维式硬度被设定在250至350之间；
上述接头的维式硬度被设定为250至400之间、并且是上述第1环的维式硬度以上；
上述配管的维式硬度被设定为150至250之间、并且比上述第1环的维式硬度低。
3.如权利要求2所述的配管连接构造，其特征在于，
上述节流孔板的硬度比上述配管的硬度低。
4.如权利要求3所述的配管连接构造，其特征在于，
上述节流孔板的维式硬度被设定为80至200之间、并且比上述配管的硬度低。
5.如权利要求1～4中任一项所述的配管连接构造，其特征在于，
在上述第2环中，包括在上述紧固部件向上述接头的螺合时与上述第1环接触的接触部的区域具备通过渗碳处理被硬化的硬化部。
6.如权利要求1所述的配管连接构造，其特征在于，
上述接头的上述第1接触面具备通过抛光加工被平滑化的平滑部；
上述平滑部的硬度比上述第1环的硬度高。
7.一种配管连接工具，对于具有流体流动的第1贯通孔、连通到上述第1贯通孔且被配管插入的第1凹部、设置在上述第1凹部的开口端上的第1接触面、和设置在上述第1凹部的上述第1贯通孔的开口端上、设置节流孔板的设置面的接头，连接上述配管，其特征在于，
具备：
第1环，被上述配管插通，与上述第1接触面接触；
第2环，被上述配管插通；和
紧固部件，具有被上述配管插通的第2贯通孔、被连通到上述第2贯通孔中的第2凹部、设置在上述第2凹部的上述第2贯通孔的开口端上、与上述第2环接触的第2接触面、和与设置在上述接头上的螺纹部螺合的螺纹部，通过由螺纹部的螺合、将被夹持在上述第1接触面与上述第2接触面之间的上述第1环及上述第2环朝向上述第1接触面推压，使上述第1环及上述第2环咬入到上述配管中而固定到上述配管上，并且通过推压力使固定在上述第1环及上述第2环上的上述配管向上述接头侧移动，将设置在上述设置面上的上述节流孔板通过上述配管的前端向上述设置面侧推压；
上述第1环的硬度比上述配管的硬度高，是上述接头的硬度以下；
上述第2环的硬度比上述接头的硬度高。
8.一种配管的连接方法，使用配管连接工具将配管与节流孔板一起向接头安装；
上述配管连接工具具备：
第1环，硬度比上述配管的硬度高，是上述接头的硬度以下；
第2环，硬度比上述接头的硬度高；和
紧固部件，具有被上述配管插通的第2贯通孔、连通到上述第2贯通孔的第2凹部、设置在上述第2凹部的上述第2贯通孔的开口端上、与上述第2环接触的第2接触面、和螺纹部；
上述接头具有流体流动的第1贯通孔、连通到上述第1贯通孔且在开口端设有第1接触面的第1凹部、和螺纹部；
其特征在于，
将上述节流孔板配置到设置在上述第1凹部的上述第1贯通孔的开口端上的设置面上；
将插通上述紧固部件、上述第2环和上述第1环的上述配管的前端向上述第1凹部插入；
通过将上述紧固部件的螺纹部与上述接头的螺纹部螺合，
将被夹持在上述第1接触面与上述第2接触面之间的上述第1环及上述第2环朝向上述第1接触面推压；
使上述第1环及上述第2环咬入到上述配管中而固定到上述配管上，并且通过推压力使固定在上述第1环及上述第2环上的上述配管向上述接头侧移动，将配置在上述设置面上的上述节流孔板通过上述配管的前端向上述设置面侧推压。
9.如权利要求8所述的配管的连接方法，其特征在于，
在将上述配管向上述接头安装之前，
将螺合在上述接头上的上述紧固部件放松，
将上述紧固部件与在上述第1环及上述第2环咬入的使用中的配管一起从上述接头拆下，
将使用中的节流孔板从上述第1凹部拆下。
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