JP2007010073A

JP2007010073A - 継手および継手の溶着方法

Info

Publication number: JP2007010073A
Application number: JP2005193454A
Authority: JP
Inventors: Isao Suzuki; 鈴木　　勲
Original assignee: Flowell Corp
Current assignee: Flowell Corp
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】流体が流通する装置を構成する装置構成部材に溶着して装置構成部材とチューブ材との接続が容易にできる継手を提供する。
【解決手段】継手２０は、熱可塑性樹脂から成る管状接続部３１，４１，５１を有する所定部材３０，４０，５０の管状接続部３１，４１，５１に溶着させる溶着管部１２と、チューブ材を接合するための接合部１１とを備え、所定部材３０，４０，５０とチューブ材とを接続して連通させる、熱可塑性樹脂からなる継手２０において、接合部１１は、チューブ材を外嵌させる先端側の被外嵌部１１ａと、被外嵌部１１ａに続いて、雄螺子が形成された螺子部１１ｂとを有し、溶着管部１２は、螺子部１１ｂを有さず、所定部材３０，４０，５０の管状接続部３１，４１，５１に直接に溶着可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定部材の有する熱可塑性樹脂から成る管状接続部に溶着させる溶着管部と、チューブ材を接合するための接合部とを備えて、所定部材とチューブ材とを接続して連通させる、熱可塑性樹脂からなる継手および該継手の溶着方法に関する。

半導体製造装置を構成する部材、例えば、バルブ、ポンプ、フィルター、ダンパー、ヒーター、流体計測機器など（以下、装置構成部材という。）への配管チューブの接続方法には、幾つかの方法がある。例えば図３に示すように第１の方法は、装置構成部材６０側に形成したチューブ出し部分６１および装置構成部材６０に接続する配管チューブ６２双方を継手施工して、それらを継手６３によって接続する方法である。

また、図４に示した第２の方法は、半導体製造装置内に設置した装置構成部材７０のチューブ出し部分７１と配管チューブ７２とを継手を介さずに直接に接続する方法である。この接続方法では、チューブ出し部分７１と配管チューブ７２とが溶着部７３で直接に溶着接続されている。

さらに、第３の方法としては、装置構成部材のチューブ出し部分に継手を一体成形しておき、その継手によって配管チューブと接続する方法がある。

しかしながら、第１の方法では、装置構成部材６０側のチューブ出し部分６１と配管チューブ６２との２ヶ所に継手施工を行うので、施工時間がかかる上に部品に無駄が生じるという問題点があった。

また、第２の方法では、装置構成部材７０を半導体製造装置内に設置した後に溶着配管しなければならない場合も多いので、作業が困難になることも多いという問題点がある。さらに、溶着機が半導体製造装置内部に入らない場合には、配管ができなくなる虞があるという問題点がある。

また、第３の方法では、装置構成部材に継手を形成したものの形状が複雑である場合には、装置構成部材との一体成形が困難なこともあるという問題点がある。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、流体が流通する装置を構成する装置構成部材に溶着して装置構成部材とチューブ材との接続が容易にできる継手および該継手の溶着方法を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］熱可塑性樹脂から成る管状接続部（３１，４１，５１）を有する所定部材（３０，４０，５０）の前記管状接続部（３１，４１，５１）に溶着させる溶着管部（１２）と、チューブ材を接合するための接合部（１１）とを備え、前記所定部材（３０，４０，５０）とチューブ材とを接続して連通させる、熱可塑性樹脂からなる継手（２０）において、
前記接合部（１１）は、前記チューブ材を外嵌させる先端側の被外嵌部（１１ａ）と、前記被外嵌部（１１ａ）に続いて、雄螺子が形成された螺子部（１１ｂ）とを有し、
前記溶着管部（１２）は、前記螺子部（１１ｂ）を有さず、前記所定部材（３０，４０，５０）の管状接続部（３１，４１，５１）に直接に溶着可能としたことを特徴とする継手（２０）。

［２］前記所定部材（３０，４０，５０）は、流体の流通する装置を構成し、本体から前記管状接続部（５１）が延びた装置構成部材（５０）であることを特徴とする［１］に記載の継手（２０）。

［３］チューブ材を接合するための接合部（１１）に雄螺子が形成された螺子部（１１ｂ）を有する熱可塑性樹脂からなる継手（１０）を、熱可塑性樹脂からなる管状接続部（３１，４１，５１）を有する所定部材（３０，４０，５０）の前記管状接続部（３１，４１，５１）に溶着する継手の溶着方法において、
前記継手（１０）の前記接合部（１１）から前記螺子部（１１ｂ）を取り除いて溶着管部（１２）を形成し、
前記溶着管部（１２）の先端と前記所定部材（３０，４０，５０）の管状接続部（３１，４１，５１）の先端とを直接に溶着して、前記所定部材（３０，４０，５０）と前記溶着管部（１２）を形成した継手（２０）とを一体にして連通させることを特徴とする継手の溶着方法。

［４］流体が流通する装置の配管に使用され、チューブ材を接合するための接合部（１１）に雄螺子が形成された螺子部（１１ｂ）を有する熱可塑性樹脂からなる継手（１０）を、前記装置を構成する装置構成部材（５０）に形成された配管のための管状接続部（５１）に溶着する継手の溶着方法において、
前記継手（１０）の前記接合部（１１）から前記螺子部（１１ｂ）を取り除いて、前記装置構成部材（５０）の管状接続部（５１）に溶着する溶着管部（１２）を形成し、
前記溶着管部（１２）の先端と前記装置構成部材（５０）の管状接続部（５１）の先端とを直接に溶着して、前記装置構成部材（５０）と前記溶着管部（１２）を形成した継手（２０）とを一体にして連通させることを特徴とする継手の溶着方法。

前記本発明は次のように作用する。
［１］の継手（２０）は、熱可塑性樹脂から成る管状接続部（３１，４１，５１）を有する所定部材（３０，４０，５０）とチューブ材とを接続して連通させるが、その接続は、溶着管部（１２）に前記所定部材（３０，４０，５０）の管状接続部（３１，４１，５１）を溶着し、接合部（１１）にはチューブ材を接合することによって行う。

接合部（１１）にチューブ材を接合するには、接合部（１１）の先端側の被外嵌部（１１ａ）にチューブ材を外嵌させる。

この状態で螺子部（１１ｂ）の雄螺子にナットを螺合させて締めることによりチューブ材は被外嵌部（１１ａ）とナットとの間に挟まれて固定される。このようにして、チューブ材を継手（２０）に接合することができる。

一方、溶着管部（１２）は、管端を所定部材（３０，４０，５０）の管状接続部（３１，４１，５１）の管端に当接させて溶着する。この溶着はバット溶着によって行う。この際、溶着管部（１２）には、接合部（１１）側のような螺子部（１１ｂ）を有していないので、溶着の作業等に邪魔にならない。

継手（２０）によってチューブ材に接続する所定部材（３０，４０，５０）は、チューブ材でも良いし、［２］に記載したように、流体の流通する装置を構成し、本体から前記管状接続部（５１）が延びた装置構成部材（５０）であってもよい。流体の流通する装置とは、例えば超純水を使用する半導体製造装置であり、装置構成部材（５０）は、超純水を流通させるための配管およびフィルター等の機器である。

［３］の継手の溶着方法は、熱可塑性樹脂からなる、チューブ材を接合するための接合部（１１）に螺子部（１１ｂ）が形成された一般的な継手（１０）を、熱可塑性樹脂からなる管状接続部（３１，４１，５１）を有する所定部材（３０，４０，５０）の管状接続部（３１，４１，５１）に溶着する方法であり、先ず、継手（１０）の接合部（１１）から螺子部（１１ｂ）を切削によって取り除いて、溶着管部（１２）を形成した継手（２０）に加工する。

次に、溶着管部（１２）の先端と所定部材（３０，４０，５０）の管状接続部（３１，４１，５１）の先端とを当接させて固定して、バット溶着によって加熱溶着する。これにより、所定部材（３０，４０，５０）と継手（２０）とを一体にして連通させることができる。

［４］の継手の溶着方法は、熱可塑性樹脂から成り、流体が流通する装置の配管に使用される継手で、チューブ材を接合するための接合部（１１）に螺子部（１１ｂ）を有する継手（１０）を加工して、前記装置を構成する装置構成部材（５０）に形成された配管のための管状接続部（５１）に溶着する方法である。この溶着方法は、［３］の溶着方法について説明したのと同様に、継手（１０）から螺子部（１１ｂ）を取り除いて、装置構成部材（５０）の管状接続部（５１）に溶着する溶着管部（１２）を形成した継手（２０）に加工する。

次に、溶着管部（１２）の先端を装置構成部材（５０）の管状接続部（５１）の先端に当接させて固定してから、バット溶着によって加熱溶着する。これにより、装置構成部材（５０）と継手（２０）とを一体にして連通させることができる。

本発明にかかる［１］の継手によれば、チューブ材を接合するための接合部にはチューブ材を外嵌させるための被外嵌部を有するので、チューブ材を被外嵌部に外嵌させてから、螺子部にナットを螺合させてチューブ材を被外嵌部に締め付けるようにして固定することができ、一方、溶着管部には螺子部を形成していないので、所定部材の管状接続部との溶着に邪魔なものがなく、溶着管部と管状接続部とを容易に溶着できる。これにより、所定部材とチューブ材との接続を容易にすることができる。

本発明にかかる［２］の継手によれば、溶着管部に溶着させる所定部材は、流体が流通する装置を構成する装置構成部材であるので、装置構成部材とチューブ材である配管チューブとの接続が容易にできる。

本発明にかかる［３］の継手の溶着方法によれば、継手からチューブ材を接合するための接合部から螺子部を取り除いて溶着管部とし、この溶着管部を所定部材の管状接続部に溶着させるので、管状接続部との溶着に邪魔なものがなく、継手と所定部材とを容易に一体に連通させることができる。

本発明にかかる［４］の継手の溶着方法によれば、継手からチューブ材を接合するための接合部から螺子部を取り除いて溶着管部とし、流体が流通する装置を構成する装置構成部材に形成された配管のための管状接続部に溶着させるので、管状接続部との溶着に邪魔なものがなく、継手と装置構成部材とを容易に一体に連通させることができ、流体が流通する装置の配管を容易にすることができる。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施の形態を説明する。
図１および図２は本発明の一実施の形態を示している。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる継手を製造して、それを溶着する手順を説明する図である。図２は、本発明の一実施の形態にかかる継手を溶着する一例を示す図である。

本実施の形態にかかる継手２０は熱可塑性樹脂を射出成形して製造されたものである。熱可塑性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などである。フッ素樹脂としては、耐薬品性に優れた特性を有する変性ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（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）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）などである。

図１には、熱可塑性樹脂によって製造された一般的なストレート継手１０を加工して本実施の形態にかかる継手２０を製造できることが示されている。

図１のＳ１に示したように、ストレート継手１０は、その両側にチューブ材を接合する接合部１１を有している。それぞれの接合部１１には、チューブ材（図示せず）を外嵌させる被外嵌部１１ａが形成されている。この被外嵌部１１ａよりも接合部１１の中央部寄りには、被外嵌部１１ａの外径よりも大きい外径を有する螺子部１１ｂが形成されている。この螺子部１１ｂは、チューブ材を固定するための部位であり、雄螺子が形成されている。チューブ材を被外嵌部１１ａに被せて雄螺子にナットを螺合させることにより、チューブ材はナットと被外嵌部１１ａとの間に挟まれるようにして固定される。

ストレート継手１０から、本実施の形態にかかる継手２０を製造するには、接合部１１から螺子部１１ｂを切削などにより、取り除けばよい。このようにして製造された継手２０は、Ｓ３に示したＴ字継手３０（所定部材）の管状接続部３１やエルボ継手４０（所定部材）の管状接続部４１に溶着させる溶着管部１２が形成されている。なお、継手２０は、始めから溶着を前提にして一方の接合部１１には螺子部１１ｂを有しない継手として成形してもよい。

Ｔ字継手３０の管状接続部３１やエルボ継手４０の管状接続部４１と、溶着管部１２との溶着は、それらを加熱溶融した状態で行う。

この溶着には、例えば、管状接続部３１，４１と溶着管部１２とのそれぞれの端部に高温に加熱した金属板等を接触させて溶融させてから両者を直ちに合わせて、冷却するまで互いを押圧させておく熱板溶着がある。
また、溶着すべき管状接続部３１，４１と溶着管部１２とのそれぞれの端部に圧力と超音波による振動とを加えて、その摩擦熱によってそれぞれの端部を溶融させてから当接させて溶着させる超音波溶着や、管状接続部３１，４１と溶着管部１２とのそれぞれの端部に圧力と往復運動による振動とを加えて、その摩擦熱によって切断部分を溶融させて溶着させる振動溶着でもよい。
さらに、レーザービームを吸収させることによって熱を発生させて切断部分を溶融させてから溶着させるレーザー溶着でもよい。

図１では、継手２０を使用して１つのＴ字継手３０と１つのエルボ継手４０とが一体に連通した複雑な形状の継手を製造する例を示したが、継手の種類はＴ字継手３０およびエルボ継手４０に限らず、また、個数も制限されることはない。したがって、一体成形できないような複雑な形状の継手でも、本実施の形態にかかる継手２０を使用することにより、製造することができる。

また、継手２０を溶着する溶着対象は継手に限られず、例えば、図２に示したように半導体製造装置を構成するフイルターのような熱可塑性樹脂からなる装置構成部材５０でもよく、この装置構成部材５０から延びた管状接続部５１に継手２０を溶着することができる。

このようにして、装置構成部材５０に継手が形成された、一体成形できないような複雑な形状のものでも容易に製造することができる。

また、予め装置構成部材５０に継手２０を溶着しておくことにより、装置構成部材５０を半導体製造装置内に設置した後の配管が容易になり、また、溶着機が半導体製造装置内部に入らない場合であっても配管することができる。なお、装置構成部材５０は、半導体製造装置を構成するものに限らず、流体の流通する装置の構成部材であっても継手２０を溶着することができる。この場合、少なくとも管状接続部５１が熱可塑性樹脂であれば、本体部分が他の素材で形成されたものであってもよい。

次に作用を説明する。
本実施の形態にかかる継手２０の溶着方法は、上記のように熱可塑性樹脂からなるストレート継手１０でその接合部１１にチューブ材を接合するための螺子部１１ｂが形成された一般的な継手を加工して用いることができる。その一般的な継手を熱可塑性樹脂からなる管状接続部３１を有するＴ字継手３０の管状接続部３１に溶着するには、Ｔ字継手３０から予め接合部１１に相当する部分を切除しておく。

図１に示すように先ず、ストレート継手１０の接合部１１から螺子部１１ｂを切削などによって取り除いて接合部１１の外径がほぼ同一となった溶着管部１２を有する継手２０に加工する（Ｓ２）。

ストレート継手１０の接合部１１から螺子部１１ｂを取り除いて溶着管部１２とする際は、ストレート継手１０が熱可塑性樹脂により作られているので、例えば切削によって容易に螺子部１１ｂを取り除くことができる。螺子部１１ｂを取り除いて外径の大きさがほぼ均一な溶着管部１２が形成された継手２０は、溶着管部１２の端面をＴ字継手３０の管状接続部３１の端面に当接させてから溶着するが、端面同士は単一の平坦面に限らず、互いに噛み合うような形状にしてもよい。

次に、この溶着管部１２の先端とＴ字継手３０の管状接続部３１の先端とを過熱して溶融させた後に当接させて加熱溶着する（Ｓ３）。溶着管部１２と管状接続部３１との溶着は、上記のバット溶着によって行う。

このようにＴ字継手３０に溶着した継手２０には、従来の継手と同様の接合部１１を残してあるので、従来の継手と同様にチューブ材を接合することができる。すなわち、チューブ材を被外嵌部１１ａに被せて、螺子部１１ｂの雄螺子にナットを螺合させて締めることにより、チューブ材を被外嵌部１１ａとナットとの間に締め付けるように挟んで固定することができる。

継手２０とエルボ継手４０との加熱溶着も上記と同様に行うことができる。
また、半導体製造装置を構成する装置構成部材５０に継手２０を溶着する場合には、図２に示すように装置構成部材５０に形成された配管のための管状接続部５１を必要に応じて短くしておき（Ｓ１１）、溶着管部１２の先端を管状接続部５１の先端に当接させて固定し（Ｓ１２）、その後、上記したように継手２０と加熱溶着することができる（Ｓ１３，Ｓ１４）。

以上のように、本発明の実施の形態にかかる継手およびその溶着方法によれば、一体成形ができないような複雑な形状の継手であっても、複数の継手を直接に溶着して容易に造ることができる。

また、流体が流通する装置を構成する装置構成部材に継手を直接に容易に溶着でき、装置構成部材とチューブ材との接続が容易になる。

さらに、溶着をバット溶着によって行うので、溶着装置が使用できない状況の下でも容易に本継手をチューブ材や他の継手や装置構成部材に溶着することができる。

本発明の一実施の形態にかかる継手を製造して、それを溶着する手順を説明する図である。本発明の一実施の形態にかかる継手を溶着する一例を示す図である。従来技術による、継手を使用した配管チューブの接続方法の一例を説明する図である。従来技術による、継手を使用しない配管チューブの接続方法の一例を説明する図である。

符号の説明

１０…ストレート継手
１１…接合部
１１ａ…被外嵌部
１１ｂ…螺子部
１２…溶着管部
２０…継手
３０…Ｔ字継手
３１…管状接続部
４０…エルボ継手
４１…管状接続部
５０…装置構成部材
５１…管状接続部

Claims

熱可塑性樹脂から成る管状接続部を有する所定部材の前記管状接続部に溶着させる溶着管部と、チューブ材を接合するための接合部とを備え、前記所定部材とチューブ材とを接続して連通させる、熱可塑性樹脂からなる継手において、
前記接合部は、前記チューブ材を外嵌させる先端側の被外嵌部と、前記被外嵌部に続いて、雄螺子が形成された螺子部とを有し、
前記溶着管部は、前記螺子部を有さず、前記所定部材の管状接続部に直接に溶着可能としたことを特徴とする継手。
前記所定部材は、流体の流通する装置を構成し、本体から前記管状接続部が延びた装置構成部材であることを特徴とする請求項１に記載の継手。
チューブ材を接合するための接合部に雄螺子が形成された螺子部を有する熱可塑性樹脂からなる継手を、熱可塑性樹脂からなる管状接続部を有する所定部材の前記管状接続部に溶着する、継手の溶着方法において、
前記継手の前記接合部から前記螺子部を取り除いて溶着管部を形成し、
前記溶着管部の先端と前記所定部材の管状接続部の先端とを直接に溶着して、前記所定部材と前記溶着管部を形成した継手とを一体にして連通させることを特徴とする継手の溶着方法。
流体が流通する装置の配管に使用され、チューブ材を接合するための接合部に雄螺子が形成された螺子部を有する熱可塑性樹脂からなる継手を、前記装置を構成する装置構成部材に形成された配管のための管状接続部に溶着する継手の溶着方法において、
前記継手の前記接合部から前記螺子部を取り除いて、前記装置構成部材の管状接続部に溶着する溶着管部を形成し、
前記溶着管部の先端と前記装置構成部材の管状接続部の先端とを直接に溶着して、前記装置構成部材と前記溶着管部を形成した継手とを一体にして連通させることを特徴とする継手の溶着方法。