JP2011069451A - クランプ式管継手の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】集積化ガスパネル装置における底部ブロックを不要にした管継手の構造を提供する。
【解決手段】クランプユニットＣＵは、押さえ駒１２と、ベース駒１０と、リンク部材１４を備え、一方、ベース駒と押さえ駒の右端部側には締結用のボルト１６が貫通している。ボルトの６角頭部１６ａは、レールＲの開口部Ｒａを介してレール内部Ｒｂに到っており、レール内部に配置された係止部材２２に係止される。ナット１８を回すことにより、６角頭部は係止部材を上方へ押圧し、それにより係止部材は、レールの上側内面と接触し、押さえ駒は下方へ付勢され、その結果、ベース駒の２箇所と合わせ、３点でフランジ部を支持固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は互いに対向する管端部のフランジ外周部を３箇所でクランプし締結固定するためのクランプユニットに係り、特に、半導体製造設備において、反応ガスなどの流体の供給を制御する装置として、複数の流体制御機器を一列に連結した集積化ガススティックや、この集積化ガススティックをベースプレート上に多数並設した集積化ガスパネルを形成するための配管に利用可能なクランプ式管継手の構造に関する。

管端部のフランジ外周部を覆ってクランプし締結固定するためのクランプユニットとして、例えば特許文献１には、環状の突起が設けられたフランジを端部に有する一対の接続管を接続する継手構造において、一対の接続管のフランジ同士が対向した状態で、各突起によって両側から圧接される、平らなリング状の金属製ガスケットと、金属製ガスケットの少なくとも一部に係合する係合部を有し、一方の接続管に保持されるホルダーと、一対の接続管のフランジ同士が金属製ガスケットを挟んで対向した状態で、両フランジの外周を取り囲むように装着可能なセンターリングと、一続きに並べられ、隣り合うもの同士が互いに揺動可能に連結されている複数のセグメントからなり、複数のセグメントのうち一端に位置するセグメントと他端に位置するセグメントとが締結部材によって互いに固定されると、全てのセグメントにより、金属製ガスケットを挟んで互いに対向するフランジの外周全体を覆って保持するリング形状を構成するクランプリングとを有し、各フランジは外周側に行くほど接続管の端面側に向かう傾斜面をそれぞれ有しており、クランプリングの各セグメントは、内周部に、各フランジの傾斜面にそれぞれ対応する対応傾斜面を有していることを特徴とするもので、クランプリングは、金属製ガスケットを挟んで互いに対向するフランジの外周全体を覆って保持するリング形状を構成している状態で、締結部材が一端のセグメントと他端のセグメントとをより近接させるほど、クランプリングの各セグメントは、各対応傾斜面が各フランジの各傾斜面に沿って摺動しながら半径方向内側に移動して、フランジ同士をより緊密に保持可能な管継手の構造が開示されている。

一方、半導体製造設備などにおいて、ガスなどの流体の供給や排出を制御する装置として、複数の流体制御機器を一列に連結した集積化ガススティックや、この集積化ガススティックをベースプレート上に多数並設した集積化ガスパネルなどが知られている。

例えば、特許文献２には、上面に装着穴および凹部を有し、一側面に凹部に連通するガス流入通路を、他側面に凹部に連通するガス流出通路を有する複数の流路ブロックを、隣接する流路ブロックのガス流出流路とガス流入通路とが連通するように一列に配置するとともに、これらを順次ターンバックル式ナットにより連結し、これをガス供給ラインに沿ってベースプレート上に固定した集積化ガスパネルが示されている。

また、特許文献３には、取付板上に複数の流体制御機器を一列に配列するとともに、流体制御機器と取付板との間に、隣接する流体制御機器間に跨って流路ブロックを配置し、この流路ブロックにより、隣接する流体制御機器に流体を流通させるようにした集積弁が示されている。
また、特許文献４には、複数の手動弁と、これらを一列に配列した状態で取り付けるとともに、内部にこれら手動弁に連通する流路を形成した流路ブロックとを備えた集積弁ユニットが示されている。

特開２００７−１４７０１１号公報 特開平１０−１６９８８１号公報 特開２００３−６５４６２号公報 特開２００５−２７３８６８号公報

上述した特許文献１に開示されたクランプ式管継手では、その図２に示されるように、３個のセグメントからなるクランプリングを利用するものであるが、各セグメントがリンク部の軸を介して内側にも外側にもほぼ１８０度回転可能な構造であるため、締結の完了した状態ではコンパクトであるが、締結の作業では、前記クランプリングを被締結部の外周部に取り付ける作業を遂行する場合、作業者は、両手を使ってクランプリングを被締結部の外周部に被せ、さらにクランプねじを回してクランプしなければならない。特に、特許文献２乃至４に開示された集積化ガスパネルへの適用では、それぞれの締結箇所が空間的に制約されているため取付け作業の効率が極端に低下し、したがって、専用の取付治具を用意して作業をしなければならないという問題がある。また、フランジ部外周はほぼ全周にわたり分割されたセグメントにより楔状に締結されるが、ネジの締め付け力が各セグメントへ均等に伝わることが必ずしも正確でなく、結果として配管中心の芯だしを正確に行えないという難点がある。特に、セグメントが２個の場合は、配管自体がいくらか扁平状に変形することがある。
また、特許文献２乃至４に示される集積化ガスパネルの構造は、いずれも底部に流路ブロックを有する構造をしており、このブロック内の流路の加工、組付けのための手間は非常に大きく、したがって、コストもかかる。また、ブロック内部に管継手を形成しているので、その該当箇所だけを簡単に取り外しできる構造ではなく、メンテナンス上での問題がある。また、底部のブロック構造ではＶ字状にまたはコの字状に流路が形成されるので流体の流路抵抗が大きい。

本発明者は上述したさまざまな問題点を解決するべく鋭意検討した結果、フランジ外周部の３箇所で締結するクランプ方式を採用し、且つ、弁などの各制御機器を搭載固定するレールを直接フロアに取り付けレール上面に管路を配置することにより、前記問題点が基本的に解決できることを見出した。

したがって、本発明の目的は、クランプ作業が容易な３点クランプ式であって、集積化ガスパネル装置における底部ブロックを不要にした管継手の構造を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明によるクランプ式管継手の構造は、
対向する一対の管路部材端部にそれぞれフランジ部が形成され、同各フランジ部外周面には前記対向側と反対方向に下り勾配の傾斜面を設けてなる前記一対の管路部材端部を締結する管継手の構造において、
前記下り勾配の傾斜面と同一勾配の対向した傾斜面を持ち断面が略V字状をしたV溝部の一対を隣接して所定角度に対向配置したベース駒と、
前記ベース駒と同じ対向した傾斜面を有し断面が略V字状をしたV溝部が形成された押さえ駒と、
前記ベース駒および押さえ駒の一端部側に回動可能に結合されたリンク片と、
前記ベース駒および押さえ駒の他端部側に形成された貫通孔に挿通される軸体を備え、予め前記ベース駒および押さえ駒の各V溝部に挿入配置された前記一対の管路部材端部を、前記軸体を介し前記押さえ駒をベース駒の方へ押付けることにより締結する締結手段、
とからなることを特徴とする。
その場合、前記締結手段は、前記軸体と、同軸体と前記ベース駒とを固定する手段とからなり、前記軸体の上部にはネジ部および同ネジ部に螺合するナットが設けられ、前記押付け駒は前記ナットの回転によりベース駒の方へ押付けられるよう攻勢することができる。
また、その場合、前記固定手段は、底部が取付面上に固定され上面中央部の長手方向に開口部を有する断面４角状のレールと、前記軸体の下端部をレール上部面の内側に係止させる係止部材と、を備え、前記ベース駒の底部は前記レール上面に配置され、同底部の軸体貫通孔近傍は前記開口部に嵌り込んでおり、前記開口部を介して前記軸体の下端部はレール内部に達し前記係止部材により係止されるよう構成することができる。

請求項１記載の本発明によるクランプ式管継手の構造は、
対向する一対の管路部材端部にそれぞれフランジ部が形成され、同各フランジ部外周面には前記対向側と反対方向に下り勾配の傾斜面を設けてなる前記一対の管路部材端部を締結する管継手の構造において、
前記下り勾配の傾斜面と同一勾配の対向した傾斜面を持ち断面が略V字状をしたV溝部の一対を隣接して所定角度に対向配置したベース駒と、
前記ベース駒と同じ対向した傾斜面を有し断面が略V字状をしたV溝部が形成された押さえ駒と、
前記ベース駒および押さえ駒の一端部側に回動可能に結合されたリンク片と、
前記ベース駒および押さえ駒の他端部側に形成された貫通孔に挿通される軸体を備え、予め前記ベース駒および押さえ駒の各V溝部に挿入配置された前記一対の管路部材端部を、前記軸体を介し前記押さえ駒をベース駒の方へ押付けることにより締結する締結手段、
とから構成されているので、
クランプ作業が確実、簡単である。

請求項２記載の本発明によるクランプ式管継手によれば、
前記締結手段は、前記軸体と、同軸体と前記ベース駒とを固定する手段とからなり、前記軸体の上部にはネジ部および同ネジ部に螺合するナットが設けられ、前記押付け駒は前記ナットの回転によりベース駒の方へ押付けられるので、簡単な構造で本発明を実施可能である。
請求項２記載の本発明によるクランプ式管継手によれば、
前記固定手段は、底部が取付面上に固定され上面中央部の長手方向に開口部を有する断面四角状のレールと、前記軸体の下端部をレール上部面の内側に係止させる係止部材と、を備え、前記ベース駒の底部は前記レール上面に配置され、同底部の軸体貫通孔近傍は前記開口部に嵌り込んでおり、前記開口部を介して前記軸体の下端部はレール内部に達し前記係止部材により係止されるので、従来の底部ブロックのようなものが不要であり配管のレイアウトが自在に変更でき、且つ集積化も容易であり、集積化ガスパネルのコストを大幅に低減することが可能である。

本発明によるクランプ式継手の構造を示すもので、（ａ）はフランジ部を有する一対の管路部材端部を締結した状態のクランプ式管継手の平面図、（ｂ）は一対の管路部材端部を締結した状態のクランプ式管継手の正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線矢視図であり、（ｄ）は（ｂ）の側面図である。 本発明を適用した集積化ガスパネルの配置を示しており、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、（ｃ）は（ａ）の配管の一部を取り出した平面図、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ線矢視図である。 図２において、各レールの代わりに、アルミ等の押出し成形により成形された一体型レールを用いた場合の図（ｂ）に対応する矢視図である。

以下、本発明の好適な実施例について図1乃至３により説明する。
図１は本発明によるクランプ式管継手の構造を示すもので、（ａ）はフランジ部を有する一対の管路部材端部を締結した状態のクランプ式管継手の平面図、（ｂ）は一対の管路部材端部を締結した状態のクランプ式管継手の正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線矢視図であり、（ｄ）は（ｂ）の側面図である。

図１（ａ）において、ボルト２０でフロア面ＦＬに固定されたレールＲ上には、クランプユニットＣＵが配置されており、レールＲの長手方向軸Ｌ１に平行な一対の配管Ｔ１、Ｔ２の端部を気密に接続固定するものである。レールＲの中央部には方向Ｌ１に沿う開口部Ｒａが形成されている。参照符号１２は、配管Ｔ１、Ｔ２の各端部に形成されているフランジ部の外周の上部を押さえる押さえ駒である。

図１（ｂ）、（ｄ）により詳細に示すように、一対の配管Ｔ１、Ｔ２端部には径太なフランジ部Ｔ１ｆ、Ｔ２ｆが形成され、対向している。各フランジ部の外周部には対向面と反対方向に下り勾配の傾斜面ＳＬが全周に形成されており、前記押さえ駒１２にはその各傾斜面に接するよう対向する略Ｖ字状の傾斜面が設けられ、両フランジ部に上方側から跨っている。

図（ｂ）に示されるように、参照符号１０はベース駒であって、前記押さえ駒１２と同様な略Ｖ字状傾斜面１０ａ、１０ｂの２箇所が隣接して対向配置されるよう形成されている。
参照符号１４は、リンク部材であって、ベース駒１０と押さえ駒１２の左端部側にピン１４ａをカシメて取り付けられる。一方、ベース駒１０と押さえ駒１２の右端部側にはボルト１６の６角頭部１６ａを下にして貫通させる貫通孔が設けられている。図示のように、ボルト１６の６角頭部１６ａは、レールＲの開口部Ｒａを介してレール内部Ｒｂに到っており、レール内部Ｒｂに配置された係止部材２２に係止される。すなわち、ボルト１６の６角頭部１６ａは、係止部材２２の中央部に６角頭部１６ａの辺と当接するよう形成した平行溝２２ａ内に配置される。ボルト１６の上端部にはネジ部が設けられ、ナット１８が螺着している。

したがって、ナット１８を回すことにより、６角頭部１６ａは係止部材２２を上方へ押し圧し、それにより係止部材２２は、レールＲの上側内面と接触し、その結果、ベース駒１０は止め輪１６ｂによりその貫通孔近傍が開口に嵌まり込んだ状態で固定される。
図（ｃ）に示されるように、係止部材２２は、レール内部Ｒｂで回転できないような長さになっておりレールにより回り止めされる。またその幅はレールＲの開口幅Ｗより小さくされているのでボルト１６の６角頭部１６ａとともにレール内部Ｒｂに挿入することができる。
また、ナット１８を回すことにより、押さえ駒１２は下方へ付勢され、その結果ベース駒１０の２箇所と合わせて、３点でフランジ部を支持固定する。

図２は、本発明を適用した集積化ガスパネルの配置を示しており、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、（ｃ）は（ａ）の配管の一部を取り出した平面図、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ線矢視図である。

同図（ａ）に示されるように、各レールＲ１〜Ｒ３上には配管Ｔの間にバルブユニットＶＵ１、ＶＵ２が配置されている。クランプユニットＣＵ１はレールと平行に配管Ｔがある場合、クランプユニットＣＵ２は、レールＲと直交する場合、さらにまた、クランプユニットＣＵ３は、レールＲの方向に対し傾斜している場合をそれぞれ示す。
図（ｂ）、（ｄ）に示すように、配管の高さは各クランプユニットの３点クランプの中心位置に統一して形成されており、従来のような底部ブロックを必要としないようになっている。各配管の間隔はピッチＰで示され、レール間隔は２Ｐで示される。
また、図（ｃ）に示されるように、一本のレールＲ２に２系列の集積化スティックを兼ねさせることができるものである。

図３は、レールＲの代わりに、アルミ等の押出し成形により成形された一体型レール５０を用いた場合の図（ｂ）に対応する集積化ガスパネルの矢視図である。
この場合では、フロア面への取り付けは、図１（ｂ）でボルト２０による取付作業が軽減される。

以上本発明の好適な実施例について図１乃至３を参照して説明したが、本発明はこれら図面に示したものに限定されない。当業者であれば、これら図面に開示された好適実施例を種々変形することができる。

１０ ベース駒
１２ 押さえ駒
１４ リンク部材
１６ ボルト
１６ａ ６角頭部
１６ｂ 止め輪
１８ ナット
２０ ボルト
２２ 係止部材
２２ａ 溝
５０ 一体型レール
ＣＵ、ＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３ クランプユニット
ＦＬ フロア面
Ｌ１ レール中心線
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ レール
Ｒａ レール開口部
Ｒｂ レール内部
ＳＬ 傾斜面
Ｔ，Ｔ１、Ｔ２ 配管
Ｔ１ｆ、Ｔ２ｆ フランジ部
ＶＵ１、ＶＵ２ バルブユニット
Ｗ レール開口部幅

Claims (3)

1. 対向する一対の管路部材端部にそれぞれフランジ部が形成され、同各フランジ部外周面には前記対向側と反対方向に下り勾配の傾斜面を設けてなる前記一対の管路部材端部を締結する管継手の構造において、
   前記下り勾配の傾斜面と同一勾配の対向した傾斜面を持ち断面が略V字状をしたV溝部の一対を隣接して所定角度に対向配置したベース駒と、
   前記ベース駒と同じ対向した傾斜面を有し断面が略V字状をしたV溝部が形成された押さえ駒と、
   前記ベース駒および押さえ駒の一端部側に回動可能に結合されたリンク片と、
   前記ベース駒および押さえ駒の他端部側に形成された貫通孔に挿通される軸体を備え、予め前記ベース駒および押さえ駒の各V溝部に挿入配置された前記一対の管路部材端部を、前記軸体を介し前記押さえ駒をベース駒の方へ押付けることにより締結する締結手段、
   とからなる管継手の構造。
2. 前記締結手段は、前記軸体と、同軸体と前記ベース駒とを固定する手段とからなり、前記軸体の上部にはネジ部および同ネジ部に螺合するナットが設けられ、前記押付け駒は前記ナットの回転によりベース駒の方へ押付けられることを特徴とする請求項1に記載された管継手の構造。
3. 前記固定手段は、底部が取付面上に固定され上面中央部の長手方向に開口部を有する断面四角状のレールと、前記軸体の下端部をレール上部面の内側に係止させる係止部材と、を備え、前記ベース駒の底部は前記レール上面に配置され、同底部の軸体貫通孔近傍は前記開口部に嵌り込んでおり、前記開口部を介して前記軸体の下端部はレール内部に達し前記係止部材により係止されることを特徴とする請求項２に記載された管継手の構造。

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