JP2019002544A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】極めて高いシール性を備えながら、着脱の際に、流路内部を外気に全く連通させることがなく、しかも、流体の外部への漏れを確実に防止することができ、もってパージ効率の大幅な向上など、原料容器等のメンテナンスコストの大幅な抑制と作業時間の著しい短縮化を可能とした管継手を提供することにある。
【解決手段】筒状の第１ボデーと第２ボデーとの接合端面に配置したガスケットと、第１ボデーと第２ボデーの外周に設けた外筒体と、第１ボデーと第２ボデーと外筒体とを固定及び離脱するための固定手段とを有する継手本体であり、ガスケットを締め付けたとき、ガスケットの外周囲と外筒体の内周との間に、真空排気やガスパージが可能なシール空間部を備えた管継手である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、管継手に関し、特に、半導体製造装置における原料容器用管継手として好適な管継手に関する。

半導体製造装置や、液晶製造装置、フォトレジスト工程、ドライ又はウェットエッチング工程など、表面処理・薄膜形成プロセスを含む基材製造装置、或は、各種の精密分析装置、医療用薬剤、食品・飲料の供給・製造装置等における原料は、一般のガスと同様に取り扱い可能とするため、ベーキングシステムとして、反応炉の前段階設備等の原料容器に充填されている。この原料容器にはガス供給系等が接続されており、原料容器内へガス供給系から混入されるキャリアガスと共に吐出系を介してガス状の原料流体として反応炉内へと移送される。例えば、半導体製造装置ではリアクタに原料ガスが供給されて成膜プロセス（ＭＯＣＶＤやＡＬＤ等）が行われる。

このような容器系を構成する管継手やバルブ類・配管等は、流体の固化物の除去や高度なコンタミネーションコントロールなどのため、定期的な分解整備等のメンテナンス、或は原料容器や部品の交換等が必要であり、この際は、原料容器と配管との間を接続する管継手を着脱することになる。通常、管継手の着脱の前後には、適宜遮断弁を閉じる等によりこの管継手を含む所定範囲内の流路内部を流体から隔離し、この隔離範囲内に対して予め設けられた所定のパージラインを介して真空排気や不活性ガス置換など、所定のパージ処理が行われる。例えば原料容器を交換する際、使用流体はリンやヒ素等を含む毒性の高い薬剤の場合が多く、これが外部へ漏洩・拡散することを防ぐためにも、管継手を離脱させる前には、配管側に隣設された遮断弁を閉じた後、所定のパージ処理を施して残存した流体成分等を流路内から確実に除去する必要があり、さらに、管継手を接合した後にも、予め確保されていた隔離範囲に対してパージ処理を施して大気成分等を流路内から確実に排除する必要がある。

図９は、このような原料容器に用いられる従来の管継手の構造の一例を示している。同図の継手本体１００において、接合筒体１０１、１０２の端面１０３、１０４にはそれぞれ環状の突設部１０３ａ、１０４ａが形成され、これらの間に金属製のシール部材１０５が配置され、雌ナット体１０６は、接合筒体１０１、１０２の外周に設けられており、一方、接合筒体１０１、１０２及び雌ナット体１０６を固定・離脱可能とするため、雌ナット体１０６のメスネジ部１０７に、接合筒体１０２を軸心方向に移動可能なオスネジ部１０８ａを有する雄ナット体１０８をネジ結合させている。特に、端面１０３、１０４の外径よりも縮径して形成された突設部１０３ａ、１０４ａは、シール部材１０５を強く締め切ることで接合筒体１０１と１０２との間の高いシール性を確保するためである。

また、接合筒体１０１と１０２とを接合する際は、予めシール部材１０５を接合筒体１０１の端面１０３にセットし、このシール部材１０５に向けて接合筒体１０２の端面１０４を雌ナット体１０６内に挿入して対向させ、雄ナット体１０８のオスネジ部１０８ａをメスネジ部１０７に噛み合せてネジ結合させていくと、雄ナット体１０８の先端面１０８ｂが回転しながら接合筒体１０２の鍔部１０２ａを押動していく。これに伴い、接合筒体１０２はシール部材１０５を介して接合筒体１０１を奥側に押し込んでいくが、鍔部１０１ａが雌ナット体１０６の段部１０６ａに係止されるので、シール部材１０５は所定の押圧力で両側から突設部１０３ａ、１０４ａにより締め付けられて接合が完了する。

しかしながら、上記のように、この管継手の着脱の際には従来、所定範囲の流路を隔離する作業又は隔離を解除する作業に加え、この範囲内のライン系に対しパージ処理を施して流体の漏洩防止や流路の清浄化を図っていたが、パージ範囲が広い場合や流路内では流体が液化し易い場合もあり、特に管継手の離脱前のパージ処理においては、所定レベルまで濃度が下がるまでに要されるパージ時間がかなりの長時間となることがあり、一方で、パージに無駄やムラが生じる場合もあり、このため、容器交換やメンテナンス等全体に要する時間や手間が嵩み、作業性や製品のコスト性等に少なからず悪影響を及ぼしていた。特に近年は配管系統が益々複雑化し、これに伴い流路内にはパージのデッドスペースが生じ易くなっていると共に、製品（成膜）にも極めて高い品質、即ち原料の極めて高い清浄度が要求され、これに伴い流路内も極めて高いクリーン性を確保する必要があり、このような傾向は益々高まっている。よって、十分なレベルまで流路内を清浄化するためには、膨大なパージ時間・エネルギーを要することがもはや通常である。

特に、図９に示した継手本体１００の場合は、雄ナット体１０８を緩めて接合筒体１０１と１０２とを離脱させると、流路１１１、１１２を含む所定範囲の配管内が外気に曝されることになるが、この流路内が外気に曝された配管等が再び使用される場合もある。この場合、離脱前のパージ乾燥が不十分であると流路内から残留物の除去も不十分となるが、たとえこれが僅かであっても外気と反応して副生物が発生して流路内に残存し、これにより原料ガスが汚染され、最終的には製品に要求される品質が確保できなくなるおそれが生じる。使用流体が高純度で分解性或は変質し易い薬剤の場合は特にその傾向が大きい。

上記問題に対し、特に管継手を離脱させた後流路内が外気に曝されないようにする点に関しては、従来から接合時に両側の流路が解放されると共に非接合時には閉塞される管継手構造が提案されており、このような管継手として例えば特許文献１、２が存在する。特許文献１の液垂れ防止管継手は、雄継手および雌継手を有し各継手にはその内部に摺動可能に配置されて自由状態で流路を閉鎖するとともに両継手を連結したときに相互に押圧されることにより流路を開く弁体が設けられている。特許文献２の管継手は、雌側継手と雄側継手との組み合わせからなり、両継手は、それぞれ継手本体内部にバネによる自閉式バルブ機構を具備し、継手接続時に、前記自閉式バルブ機構がそのバネの弾発力に抗して開放されて流路を連絡するものである。このようなタイプの管継手を用いれば、管継手を離脱させた際の流路内の外気への暴露を防止できる。

特開平５−１４１５７９号公報 特開平８−２００５８３号公報

しかしながら、以下のように、特許文献１、２は、何れも半導体製造装置の原料容器用管継手として用いられるものとは異なり、しかもこれに適用することも極めて困難である。同文献１の管継手は、接続が外されたときに内部の流体が外部に垂れないようにするため、吸引ポンプに接続された管路は、例えばケーシングの後退に伴って第１と第２の排液穴の位置が一致することで小空間と連通する構造が採られる等、管継手全体としての構造は極めて複雑に構成せざるを得ず、また、流体シール性や特殊な薬剤に対する耐食性等への配慮も全く不十分であり、特に図９に示した継手本体１００のような構造とも全く異なっている。

同文献２の管継手も、原子力関連分野において汚染された冷却水やガス等を主な使用流体としていると共に、遠隔監視による漏洩の検出や漏洩時に流体の外部への放出防止をするため、例えば接続状態における流体シールに関しては、中間加圧空間に外部から導入孔を介して加圧流体を適宜導入することによる特殊なシール手段が採られる等、極めて特殊な管継手であり、また、管継手全体としても極めて複雑に構成されており、さらに、図９に示した継手本体１００のような基本構造とも全く異なっている。よって、同文献１、２に開示の管継手によっては、上記問題を解決することはできない。

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、極めて高いシール性を備えながら、着脱の際に、流路内部を外気に全く連通させることがなく、しかも、流体の外部への漏れを確実に防止することができ、もってパージ効率の大幅な向上など、原料容器等のメンテナンスコストを大幅に抑制し、作業時間の著しい短縮化を可能とした管継手を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、筒状の第１ボデーと第２ボデーとの接合端面に配置したガスケットと、第１ボデーと第２ボデーの外周に設けた外筒体と、第１ボデーと第２ボデーと外筒体とを固定及び離脱するための固定手段とを有する継手本体であり、ガスケットを締め付けたとき、ガスケットの外周囲と外筒体の内周との間に、真空排気やガスパージが可能なシール空間部を備えた管継手である。

請求項２に係る発明は、第１ボデーと第２ボデーの流路内に、両者の接合又は離脱時に自動開閉する自動開閉バルブを内蔵させ、この自動開閉バルブが閉止された状態で、シール空間部と自動開閉バルブの双方の弁座部の対向空間とを真空排気やガスパージが可能なパージ領域部とした管継手である。

請求項３に係る発明は、自動開閉バルブは、弁座シートを有するポペットバルブを弾発シールするためのスプリングと、ポペットバルブの中央部に第１ボデーと第２ボデーの端面よりそれぞれ突出させた押し棒を設けた管継手である。

請求項４に係る発明は、第１ボデーと第２ボデーの外周と外筒体の内周との間にＯリングを装着し、このＯリングとガスケットで二重シール構造のシール空間部とした管継手である。

請求項５に係る発明は、固定手段は、外筒体のメスネジ部に第２ボデーを軸心方向に移動可能なオスナットをネジ結合させて第１ボデーと第２ボデーとの接合時に締付固定し、非接合時には、オスナットをメスネジ部より緩み方向に移動させた管継手である。

請求項６に係る発明は、固定手段は、外筒体のオネジと螺着結合する取付筒と、この取付筒の内周のメネジ部に螺合させるオスナットから成る管継手である。

請求項７に係る発明は、外筒体の外周にＯリングを介して回動自在に設けたリング体に連通管を設け、この連通管をシール空間部に連通させた管継手である。

請求項８に係る発明は、メスネジ部とオスナットの緩み方向の移動をパージ領域部のシールが破壊しない位置で、かつ自動開閉バルブが閉止する位置でネジの緩みを止めるためのストッパーを継手本体に備えた管継手である。

請求項９に係る発明は、自動開閉バルブが開き始める位置をネジ締付トルクが増大する位置で検知するためにスプリングの荷重を５０Ｎ以上とした管継手である。

請求項１０に係る発明は、取付筒の内周下部にオスナットの突部が係合するストッパーを設けた管継手である。

請求項１１に係る発明は、第１ボデーと第２ボデーは、外筒体の軸心方向に向けて移動可能に構成した管継手である。

請求項１２に係る発明は、管継手であって、この管継手をプロセスガスの配管内部を大気に曝されないで着脱できる原料容器の接続継手に用いられる原料容器用管継手である。

請求項１に係る発明によると、筒状の第１ボデーと第２ボデーとの接合端面に配置したガスケットと、第１ボデーと第２ボデーの外周に設けた外筒体と、第１ボデーと第２ボデーと外筒体とを固定及び離脱するための固定手段とを有する継手本体であり、ガスケットの外周囲と外筒体の内周との間に、ガスケットを締め付けたときに真空排気やガスパージが可能なシール空間部を備えているので、固定手段を介してガスケットを締め付けることによって、高精度に密封されたシール空間部が構成され、配管内部が大気に曝されることが全くなく、更に、シール空間部に流体が残存してもシール空間部に真空排気やガスパージを行うことにより、例えば継手を外して洗浄又はバルブや配管などの交換をする作業・処理が従来に比して著しく短時間にて可能となると共に、パージをすることにより流体ライン内に外気を混入させないで管継手を接合できる。

請求項２に係る発明によると、さらに、第１ボデーと第２ボデーの流路内に両者の接合又は離脱時に自動開閉する自動開閉バルブを内蔵させ、この自動開閉バルブが閉止された状態で、シール空間部と自動開閉バルブの双方の弁座部の対向空間とを真空排気やガスパージが可能なパージ領域部としたから、ガスケットの締付状態が解除される際に、自動開閉バルブで流路内は確実に密封された状態を維持しているため、継手の接合又は離脱時に流路内を大気に暴露することが全くなく、しかも、仮にシール空間部と端面空間を構成するパージ領域内に流体が漏れて残存していても、真空排気やガスパージを行うことにより、例えば継手を外して洗浄又はバルブや配管などの交換をする作業・処理が従来に比して著しく短時間にて可能となる。

請求項３に係る発明によると、自動開閉バルブは、スプリングで弾発シールするようにした弁座シートを有するポペットバルブであり、このポペットバルブの中央部には第１ボデーと第２ボデーの端面よりそれぞれ突出させた押し棒を設けたから、本発明の管継手を、簡易構造でありながら均等で確実なシール性及び迅速で良好な開閉動作性を備えた両路開閉型カップリングとして構成できる。また、押し棒同士の当接と離間により継手両側の流路を開閉するようにしているから、圧損が小さく、しかも弁座シートを小さく形成することができ、よって、管継手をコンパクトに構成した場合であっても、高い流量を確保することができる。

請求項４に係る発明によると、第１ボデーと第２ボデーの外周と外筒体の内周との間にＯリングを装着し、このＯリングとガスケットで二重シールのシール空間部としたから、簡素な周面シール構造でありながら、高いシール性と容易な脱着性、メンテナンス性を備えた管継手を提供できる。

請求項５に係る発明によると、固定手段は、外筒体のメスネジ部に第２ボデーを軸心方向に移動可能なオスナットをネジ結合させて第１ボデーと第２ボデーとの接合時に締付固定し、非接合時には、オスナットをメスネジ部より緩み方向に移動させるので、この固定手段により、ネジ結合によって締め込み又は離脱させて第１ボデーと第２ボデーとを高精度に軸心方向に移動させながら接合又は離脱できる。よって、シール空間部或はパージ領域部の密封度が確実に維持され、ガスケットの締付シール状態も有効に発揮されると共に、自動開閉バルブの開閉も確実に作動できるので、流路内の流体が大気に曝される恐れが無く、短時間に、且つ高精度にパージ処理が可能となる。

請求項６に係る発明によると、固定手段は、外筒体のオネジと螺着結合する取付筒と、この取付筒の内周のメネジ部に螺合させるオスナットから成るから、ネジ結合によって締め込み又は離脱させて第１ボデーと第２ボデーとを高精度に軸心方向に移動させながら接合又は離脱できる。よって、シール空間部或はパージ領域部の密封度が確実に維持され、ガスケットの締付シール状態も有効に発揮されると共に、自動開閉バルブの開閉も確実に作動できるので、流路内の流体が大気に曝される恐れが無く、短時間に、且つ高精度にパージ処理が可能となる。

しかも、取付筒とオスナットとの組み合わせによる固定手段であるから、取付筒を外筒体との結合に用いると共に、オスナットを取付筒に螺合することによって、ガスケットの締め付け機能とオスナットの緩み時にオスナットのストッパ機能とが発揮されるため、ストッパ機能等別体として装着する必要がなく、管継手をコンパクトに製造できるばかりでなく、その操作性も頗る良好である。

請求項７に係る発明によると、外筒体にＯリングを介して回動自在に設けたリング体に連通管を設け、この連通管をシール空間部に連通させているから、連通管を介してシール空間部内の流体を確実に管継手からパージすることができ、また、回動させることにより管継手に対する連通管の位置変更も容易にできると共に、リング体から流体がリークするおそれもない。

請求項８に係る発明によると、メスネジ部とオスナットの緩み方向の移動をパージ領域部のシールが破壊されない位置で、かつ自動開閉バルブが閉止する位置で、ネジの緩みを止めるためのストッパーを継手本体に備えたから、オスナットのネジを緩めながら第２ボデーを離脱移動させていく際に、パージ領域部のシールが外気に開放される前に、ストッパーにより第２ボデーの離脱が確実に係止されることになる。よって、ネジを緩めてオスナットがストッパーに当たったところでパージ領域部に対してパージし、安全を確認した後に、管継手からストッパーを外す等、流路内を確実に保護しながら安全性の高い離脱作業を、極めて簡単な構成で実現できる。

請求項９に係る発明によると、自動開閉バルブが開き始める位置をネジ締付トルクが増大する位置で検知するためにスプリングの荷重を５０Ｎ以上としたことにより、ネジ締付トルクに対してスプリング荷重が適度に大きく設定されるから、オスナットの操作でネジの締付が行われる際、自動開閉バルブが開き始める最初の位置で、十分に知覚・検知可能なレベルでトルクが明瞭に変化することになる。このトルク変化を介して、管継手に内蔵された自動開閉バルブが開き始めたことが容易に判別できる。逆に、ネジを緩める際にも、トルク変化を介して自動開閉バルブが閉じたことが、容易に判別できる。よって、管継手の流路が解放状態にあるか否かを、外部からネジのトルクのみで容易に判別することが可能となり、管継手を取り扱う過程において、流路が外気に曝されることを確実に防止できると共に、作業の安全性を高めることができる。

請求項１０に係る発明によると、取付筒の内周下部にオスナットの突部が係合するストッパーを設けたから、ストッパーとして別部材を要することなく、管継手の通常の離脱動作において確実に係止させることができ、さらに固定手段としても兼用可能な構造である。よって、簡素な構造でありながら、確実な着脱操作性と高い安全性を両立させた管継手の提供が可能となる。

請求項１１に係る発明によると、第１ボデーと第２ボデーは、外筒体の軸心方向に向けて移動可能に構成したから、内部に設けられた第１ボデーと第２ボデーを外筒体から容易に離脱でき、極めて容易に管継手を離脱分解可能となる。特に、ガスケットが第１ボデーと第２ボデーとの間で強固に固着していても、容易にこのガスケットを外部に取り出せると共に、新たなガスケットの装着も容易にできる。同様に、管継手の組み立ても極めて容易となる。よって、管継手の取扱性・メンテナンス性が大幅に向上する。

請求項１２に係る発明によると、本発明の管継手を、プロセスガスの配管内部を大気に曝されないで着脱できる原料容器の接続継手に用いられるので、製造装置において通常最もメンテナンス或は交換頻度の高い部材の一つである原料容器の配管の着脱を極めて安全かつ容易に実現でき、その利用価値は極めて高いものとなる。

本発明の第１実施形態に係る管継手の縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る管継手の外観斜視図である。 図１において、外筒体から第１ボデーと第２ボデーを離脱した状態を示した要部拡大縦断面図である。 （ａ）は本例の管継手にストッパーを用いた縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における底面図である。 本発明の第２実施形態に係る管継手の縦断面図である。 図５において、継手を接合した状態を示した縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る管継手の外観斜視図である。 本発明の管継手を、半導体製造装置における原料容器に用いた構成の一例を示したブロック図である。 従来の管継手の縦断面図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る管継手（本例）の構造を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本例の縦断面図であり、図２は、図１の外観斜視図である。図１において、本例の管継手の継手本体１は、筒状の第１ボデー２と第２ボデー３、及びこれらの外周に設けた外筒体４を有している。

図１において、第１ボデー２は、高い耐食性・耐久性を備えるため、ＳＵＳ３１６Ｌを材質として、内部の接ガス面は、ＥＰ仕様の場合はＲｚ０．７μｍ以下に電解研磨を施し、或は、ＳＴＤ仕様の場合はＲｚ３．２μｍ以下に機械研磨を施すなど、仕様・用途に応じて形成されている。このような点は第２ボデー３も同様である。

第１ボデー２は、略筒状に形成され、内部には略円柱状空間の流路５ａが形成されており、後述のように、この流路５ａの内周面に嵌合・摺動自在なポペット弁体６ａが収容されている。先端側（図１下側）は流路５ａを流路５ｂに接合させるための接合端面となっており、この接合端面には、後述のガスケット２１を強く締め切るため、環状の突起部７が形成されていると共に、鍔部８の外周には装着溝にＯリング９ａが装着されており、また、後述のように、突起部７側に開口した連通路１０が開口している。一方で、後端側（図１上側）の外周にも装着溝にＯリング１１が装着され外筒体４内周面との間をシールしており、また後端部には、チューブのエンド部材１２ａが溶接により固着されている。

第２ボデー３も、材質や基本構造は、上記第１ボデー２と共通しており、内部には略円柱状空間の流路５ｂが形成されており、後述のように、この流路５ｂの内周面に嵌合・摺動自在なポペット弁体６ｂが収容されている。先端側（図１上側）は流路５ｂを流路５ａに接合させるための接合端面となっており、この接合端面にも、後述のガスケット２１を強く締め切るため、環状の突起部１５が形成されていると共に、鍔部１６の外周には装着溝にＯリング９ｂが装着されている。一方で、後端側（図１下側）の端部には、チューブのエンド部材１２ｂが、上記同様に溶接固着されている。また、第２ボデー３は、後述のオスナット１４により外筒体４に固定される。

外筒体４は、ＳＵＳ３１６を材質として略筒状に形成され、接合端面同士を対向させた状態の第１ボデー２及び第２ボデー３を共に外包可能な形状、サイズに構成される。本例では、図１下側はやや肉厚に形成され、外筒体４に第１ボデー２と第２ボデー３とを挿入した組み立て状態においては、その内部において接合端面同士が対向し、これらの間に後述のシール空間部１７が配置される。一方、やや薄肉に形成された同図上側には、連通孔１８が設けられ、外周囲には、後述のように止め輪１９を介してリング体２０が固定されており、このリング体２０を固定した状態で、継手本体１が全体として略同径となり、スリムでコンパクトな外形状となるように構成される。

図１において、継手本体１には、第１ボデー２と第２ボデー３との各突起部７、１５の間に、ガスケット２１が配置されている。ガスケット２１は、実施に応じて適宜選択可能であるが、本例では、純Ｎｉを材質として電解研磨処理された高耐食性であり、締め付け変形により圧潰された状態で高いシール性が発揮される。また、形状は、本例では接合端面の外周囲に形成された環状溝の形状に適合して嵌合保持可能なリテーナ状に形成されているが、シンプルなディスク状などでもよく、適宜選択できる。このように、本例の継手本体１は、メカニカル式メタルガスケット面シール継手構造となっている。

図１において、継手本体１は、第１ボデー２と第２ボデー３と外筒体４とを固定及び離脱するための固定手段を有している。本発明の管継手における固定手段は、このような機能を有していれば特に制限されず、例えば、従来技術に見られるように、第２ボデー３の先端側を外筒体４に挿入した際、外筒体４内周面側に適宜設けられた図示しないボールに第２ボデー３の外周面側を係合させることによるボールロック式のほか、第２ボデー３外周面側と外筒体４内周面側とをシール部材を介して直接ネジ結合するネジ締結式のほか、リングジョイント方式や、別途に適宜設けたクランプ治具を用いたクランプ式による固定手段、或はその他の固定機構など、実施に応じて任意に選択可能である。

本例の固定手段は、オスナット１４を用いたネジ締結による固定方式を採っている。すなわち、外筒体４のメスネジ部２２に第２ボデー３を軸心方向に移動可能なオスナット１４をネジ結合させて、第１ボデー２と第２ボデー３との接合時に締付固定し、非接合時には、オスナット１４をメスネジ部２２より緩み方向に移動させるようにしている。

オスナット１４は、メスネジ部２２と螺合可能なオスネジ部２３とナット部２４を有し、材質はＳＵＳ３０４（又はＳＵＳ３１６Ｌ）にて一体形成されている。メスネジ部２２には、所定のグリース塗布により、ネジ潤滑性を確保している。また本例のナット部２４の径は、第２ボデー３の後端部の径より小さく設けられており、後述のように、ナット部２４に工具を掛けて締め込むことで、第２ボデー３を固定した際にも、継手本体１がコンパクトな外形に保たれる。オスナット１４による固定手段を用いることで、極めて簡素かつ高耐久な構造と、確実な締め付け力が確保され、継手本体１の生産性・コスト性・メンテナンス性などの観点から好適である。

図１に示すように、継手本体１は、ガスケット２１を締め付けたとき、ガスケット２１の外周囲２１ａと外筒体４の内周２５との間に、真空排気やガスパージ（窒素パージ）が可能なシール空間部１７を備えている。図９に示した継手本体１００のように、外筒体に共通して外包された構造の継手の雄側部材と雌側部材とが対向して当接・圧着する接合端面同士には、極めて高いシール性を確保する為にガスケットを強く挟持する必要があることから、接合端面から縮径して突設しているような突形状を設ける必要がある。このため、ガスケット外周囲と外筒体内周面との間には、所定の空間領域が形成される。このような空間領域は、継手本体の使用に伴い、ガスケットからリークする流体が溜まる滞留箇所となる。よって、この空間領域は、所定のシール構造にて流体密を確保すると共に、真空排気やパージ処理を可能とすれば、継手の接合端面からリークし得る流体を外部に逃がすことがなく確実に内部に捉え、かつ排除することが可能となり、継手本体１の確実な流体シール性と取扱性・安全性を同時に担保できる。

この空間領域のシール構造は、使用流体・条件などに応じた流体シール性が確保できる構造であれば特に制限なく実施に応じて任意に選択できるが、本例のシール空間部１７のシール構造は、第１ボデー２と第２ボデー３の外周と、外筒体４の内周２５との間に両側をシール可能な２つのＯリング９を装着し、この２つのＯリング９とガスケット２１で、流路５内の流体を、二重シール可能なシール空間部に構成している。

Ｏリング９ａ、９ｂは、材質がＦＫＭ製でリング状に形成され、それぞれ第１ボデー２、第２ボデー３において、接合端面から所定の位置となる外周面に形成された断面略コ字状の装着溝に嵌合されており、後述のように、第１ボデー２、第２ボデー３が外筒体４の内周２５の面上に対して移動する際、この内周２５の面上に対し、高いシール性を保ちながら滑らかに摺動可能となっている。この構成により、継手本体１を接合して締め付けた状態において、流路５ａ、５ｂ内の流体は、外部に対しガスケット２１が１次シールとなり、２つのＯリング９ａ，９ｂがそれぞれ２次シールとなり、よってシール空間部１７は二重シール構造となる。

図１において、第１ボデー２と第２ボデー３の流路５ａ、５ｂに、両者の接合又は離脱時に自動開閉する自動開閉バルブを内蔵させている。第１ボデー２と第２ボデー３とが接合又は離脱する動作に伴って、これらの内部流路５ａ、５ｂが自動的に開閉される所謂両路開閉タイプの継手とすることにより、継手の非接合時には流路５ａ、５ｂ内部を外気から隔離し、継手の接合の際には自動的に流路５ａ、５ｂを連通させることができ、よって、簡単な操作でありながら流路５ａ、５ｂ内部を外気から確実に保護できる。このような両路開閉構造であれば、実施に応じて任意の構造を選択可能であり、例えば、継手接合時には両側の流路開口部に設けられた弁体同士が付勢力に抗して互いに押し合ってバルブが開いた状態となり、一方で、継手離脱時にはこれらの弁体に備えられている付勢力によりバルブが閉じた状態となるような構造などでもよい。

本例の自動開閉バルブは、ポペットバルブを用いたものである。すなわち、弁座シート２６ａ、２６ｂを有するポペットバルブを弾発シールするためのスプリング２７ａ、２７ｂと、ポペットバルブの中央部に第１ボデー２と第２ボデー３の接合端面よりそれぞれ突出させた押し棒２８ａ、２８ｂを設けている。

図１に示すように、具体的には、ポペットバルブは、押し棒２８ａ、２８ｂ及び弁座シート２６ａ、２６ｂを有するポペット弁体６ａ、６ｂと、弁座シート２６ａ、２６ｂが着座するボデー内部の弁座部２９ａ、２９ｂを有しており、後述するように、ポペット弁体６ａ、６ｂがそれぞれスプリング２７ａ、２７ｂに弾発付勢されることでバルブを閉じ、一方、押し棒２８ａ、２８ｂの先端部同士が突き当たることでバルブが開くようになっている。

同図に示すように、ポペット弁体６ａ、６ｂは、材質はＳＵＳ３１６Ｌ製であり、第１ボデー２、第２ボデー３にそれぞれ収容された状態においては、筒状部３０ａ、３０ｂが流路５ａ、５ｂにそれぞれ嵌り込むと共に、押し棒２８ａ、２８ｂは、それぞれ接合端面から突出した状態となる。また、内部にスプリング２７ａ、２７ｂが収容された円筒状の筒状部３０ａ、３０ｂと、筒状部３０ａ、３０ｂに対して縮径して内部が筒状部３０ａ、３０ｂ内部と連通している筒状の頸部３１ａ、３１ｂと、頸部３１ａ、３１ｂに延設された頭部３２ａ、３２ｂを有し、頭部３２ａ、３２ｂには、弁座シート２６ａ、２６ｂが設けられていると共に、押し棒２８ａ、２８ｂが一体形成されている。

筒状部３０ａ、３０ｂの外径は、流路５ａ、５ｂの内径とほぼ同径に形成され、流路５ａ、５ｂ内周面に対しほぼ抵抗なく摺動可能に設けられており、これらの内部にはスプリング２７ａ、２７ｂが収容されている。この筒状部３０ａ、３０ｂには頸部３１ａ、３１ｂが一体形成されて繋がっており、略９０度間隔で円形の穴部３３ａ、３３ｂがそれぞれ４箇所ずつ形成されており、また、後述のように筒状部３０ａ、３０ｂ内部へと流入した流体は、頸部３１ａ、３１ｂの穴部３３ａ、３３ｂを通過していくことになる。

頭部３２ａ、３２ｂには、ポペット弁体６ａ、６ｂの軸心方向に向け、かつ軸対称となるように、細径の円柱状に押し棒２８ａ、２８ｂが一体に形成されている。これら押し棒２８ａ、２８ｂは、後述のように、本発明の管継手の接合動作に伴って互いに先端部が突き当たることでポペットバルブの弁体を持ち上げて弁開状態としていく機能を有するから、このような機能が発揮できれば特に制限なく設けることができ、例えば長いほど管継手の接合状態でバルブの弁口が大きくなり流量を大きくとれる一方で、接合時により長く締め付ける必要があるためトルク量が増大する。また、径に関しては、ポペット弁体６ａ、６ｂの作動性や押し棒２８ａ、２８ｂの強度などが許容する限り、できるだけ細くしておくことで、流体の圧損を小さくできると共に、弁座シート２６ａ、２６ｂの径も小径化でき、管継手をコンパクトに形成しながら流量を多くとることができるため好適である。

弁座シート２６ａ、２６ｂは、ＰＦＡやＰＣＴＦＥなどの耐食性と脱ガス性、さらに使用に応じて１５０度などの耐高温性を有する樹脂材から成り、環状（ディスク状）に形成され、押し棒２８ａ、２８ｂの付根部を堀状に包囲するように、頭部３２ａ、３２ｂに所定のカシメ治具を用いてカシメ固定されている。後述のように、ポペット弁体６ａ、６ｂがスプリング２７ａ、２７ｂに付勢されることで、弁座部２９ａ、２９ｂに着座できる。この着座面は、フラット形状や３０度のコニカル形状等実施に応じて適宜に形成される。

スプリング２７ａ、２７ｂは、エンド部材１２ａ、１２ｂとポペット弁体６ａ、６ｂとを常時離間させる方向に弾発力を発揮できれば、特に制限なく実施に応じて任意に設定可能であるが、流路５ａ、５ｂに内設されて常時流体に接すると共に、管継手の着脱に伴って適切にポペット弁体６ａ、６ｂを締め切る機能が要されるので、その材質や荷重設定が重要となる。特に、継手の非接合時には継手材料と同等以上の耐食性を発揮して自動開閉バルブを適切に締め切ることができなければならない。また、スプリング２７ａ、２７ｂのコンパクト化は、管継手のコンパクト化に必須条件である。

例えば、作動回数が１０００〜１００００回程度と少ない場合は、高耐久性への配慮を抑え、必要シール荷重を下げるように設定したり、或は、安価、高荷重、高耐食の観点から材料を選定してもよい。例えば、高耐食性が必須条件の場合、ＳＵＳ３１６ＷＰＡ材を塑性加工して硬度、強度を上げて荷重を確保し、許容応力以上で使用したりする他、ＳＵＳ３１６Ｌ製に電解研磨を施したものを用いたり、コバルト基ばね材（ＮＡＳ ６０４ＰＨ）を用いて高強度性と高耐食性を確保したり、ハステロイ、インコネル材を用いてもよい。

図１、２において、外筒体４の外周にＯリング３４ａ、３４ｂを介して回動自在に設けたリング体２０に連通管３５を設け、この連通管３５をシール空間部１７に連通させている。連通管３５がシール空間部１７に連通しているから、この連通管３５を介して、シール空間部１７内部のリーク流体などを外部に確実に排除可能となる。このように、本発明の管継手は、自動開閉バルブを備えた両路開閉型であると共に、ガスケット２１の外周囲２１ａのシール空間部１７に対して、適宜真空排気やガスパージ処理などが可能となっている。

このため、従来は、例えば原料容器に直結している管継手の場合、原料容器の交換などの際にこの継手を離脱させる前には、所定範囲の流路を隔離すると共にこの範囲に対して所定のパージ処理を施す一方、管継手を接合した直後にも、流体を流す前に、外気に曝された隔離範囲内に対して、再び所定の真空排気やパージ処理を施して清浄化を行う工程が必要であったが、本発明の管継手においては、このような継手着脱の前後に行われていたライン系に対する大規模な真空排気やパージ処理を、シール空間部１７（或は後述のパージ領域部５３）に対して行う極めて小規模な処理のみで済ませることも可能となる。よって、管継手の着脱工程が極めて簡略化され、作業工程の大幅な削減となり、もって製品の生産性も極めて向上する。また、本発明の管継手の接合状態においても、必要に応じて真空排気やパージ処理を適切に行うことができることは勿論である。

シール空間部１７と連通管３５との連通構造は、特に制限なく実施に応じて任意に選択可能であるが、本例の具体的な連通構造では、第１ボデー２に連通路１０を設け、この連通路１０を凹部３６、３７に包囲される閉領域（空間部）と連通孔１８、さらにリング体２０に設けた穴部２０ａを介して、連通管３５内部へと領域を連通させている。

図１において、連通路１０は、第１ボデー２の接合端面側にシール空間部１７に向けて開口しており、第１ボデー２の軸心に軸対称に２箇所又は４箇所設けられており、これら連通路１０は、第１ボデー２の外周を周回するように断面コ字状に切り欠き形成された環状溝部１０ａに繋がることにより、第１ボデー２外周面側へ連通している。また、第１ボデー２の外周後端側には、外周を周回するように浅く帯状に凹部３７が切欠形成されており、一方で、外筒体４の内周面にも、管継手の組み立て状態において、この凹部３７の位置に応じた位置に、内周を周回するように浅く帯状に凹部３６が切欠形成されている。このため、凹部３６、３７同士の位置が一致して薄い帯状に形成された環状の空間部が確保される。この空間部に連通路１０が連通しており、さらに、凹部３６には、連通孔１８が、適宜箇所に設けられており、また、この連通孔１８の位置の外周側を周回するように浅く帯状に凹部３８が切欠形成されている。

図１、２において、リング体２０は、材質はＳＵＳ３１６Ｌ製で環状に形成されており、１か所の穴部２０ａと、内周面側の上下側の装着溝に２箇所のＯリング３４ａ、３４ｂが備えられている。また、管継手にはＣ形止め輪１９（ＳＵＳ３０４製）により固定され、この状態で、連通路１０、空間部（凹部３６、３７）、連通孔１８、穴部２０ａ、及び連通管３５の各内部領域は外気に対して密封された連通領域となり、シール空間部１７に対してパージなどの処理が可能な流路が形成される。この流路は、連通管３５内の流路４５に直接繋がって連通している。また、この固定状態では、上側と下側のＯリング３４ａ、３４ｂが凹部３８の上下両側に位置して流路内をシールすると共に、Ｏリング３４ａ、３４ｂは外筒体４の外周面に対して摺動可能なので、リング体２０は、外筒体４外周面に対して密封状態を保ちながら回動自在となる。この回動に伴い、連通管３５を回動できるので、管継手の位置・姿勢に応じて連通管３５の方向を自由に調整することができる。

連通管３５は、内部に流路４５を有し、材質がＳＵＳ３１６Ｌ製で断面略Ｌ字状に形成されており、一端部が１か所の穴部２０ａに流路４５を繋げるようにリング体２０の外周に固着されている。また、他端部には、前述の接合端面と同形状に形成された端面３９が設けられると共に、この端面３９には、メスナット部材４０が備えられ、別の継手や配管等を高シール状態で接続可能となっている。なお、この部位に設けられる継手（パージ配管継手）はメスナット部材４０と一体で上下するため、通常フレキシブル配管が必要である。また、連通管３５の形状やサイズは実施に応じて任意に選択可能であることは勿論である。

次に、本例の管継手にストッパー４１を用いた場合の管継手構造（他例）を説明する。図４（ａ）は、継手本体１の縦断面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）を図面下側から見た底面図である。

図４に示すように、この継手本体１では、メスネジ部２２とオスナット１４の緩み方向の移動を、所定の位置でネジの緩みを止めるためのストッパー４１を継手本体１に備えたものである。図示するように、この他例の継手本体１の構造は、上記本例の構造とほぼ同様であるが、ストッパー４１を外筒体４の肩部４ａに係合させるため、本例に対してリング体２０の幅をやや小さく形成している。

図４（ａ）において、ストッパー４１は、材質はＡＣ４Ｃ製であり、断面略Ｌ字状に形成された２枚の略板状部材から構成されており、係合部４２ａを有する固定部材４２と、係合部４３ａを有する係止部材４３とが、ヒンジ部４４を介して枢着されている。同図（ｂ）に示すように、係止部材４３下部に形成された係合部４３ａは、２又状に形成されエンド部材１２ｂの円弧状の外周面に係合可能となっており、これと同様にして、固定部材４２も、外筒体４の肩部４ａに係合可能となっている。同図（ａ）には、固定部材４２を外筒体４の胴部に噛み合せるように肩部４ａに係合固定した状態で、係止部材４３を回動して係合部４３ａを係合する動作が示されている。後述のように、ストッパー４１の上下を係合した状態においては、オスナット１４の緩み方向移動は、係止部材４３の係合部４３ａによって係止できる。

続いて、本発明の第２実施形態に係る管継手（別例）の構造を説明する。図６は、別例の管継手を接合した状態の縦断面図であり、図５は、図６において、取付筒５４の溝部５５（ストッパー）とオスナット５６の突部５７とが係合し、別例が上記したパージ状態となった一例を示した縦断面図であり、図７は、この別例の外観斜視図である。なお、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図５〜７における別例に備えられた固定手段は、外筒体４のオネジ５８と螺着結合する取付筒５４と、この取付筒５４の内周のメネジ部５９に螺合させるオスナット５６との２部材から成る。なお、図１に示した外筒体４と異なり、この別例の外筒体４の下部外周には、オネジ５８と、このオネジ５８の上部に鍔部４ｂが形成されている。

図５〜７において、取付筒５４は、筒状に外筒体４と同じ材質で一体形成されており、その上部内周には、上端面５４ａ側に開口したメネジ６０が設けられ、このメネジ６０の奥側には環状の溝部６１が切り欠かれている。このメネジ６０は、外筒体４のオネジ５８と螺着結合できる。溝部６１のさらに奥側には、メネジ部５９が設けられ、メネジ部５９に続いて凹状の溝部５５（ストッパー）が切り欠かれている。後述のように、この溝部５５には、回動して下降する雄ナット５６の突部５７と係合して係止可能なストッパーとして設けられている。また、取付筒５４の下部外周は、ナット部６２が形成されている。

図５〜７において、オスナット５６は、筒状に取付筒５４と同じ材質で一体形成されており、筒状の内周面は第２ボデー３の筒状の外周面の形状に適合して遊嵌状に嵌合している。外周側には突部５７が形成され、また、下部にはナット部６３が形成されている。

続いて、図１に示した本例において、継手本体１を分解された状態から組み付けて接合していく際の作用を説明する。上記のように、図１が、継手本体１が接合されて流路５ａ、５ｂが連通した状態であるのに対し、図３は、第１ボデー２及び第２ボデー３が、外筒体４から離脱した分解状態の一例を示した要部拡大縦断面図である。なお同図において、通常はエンド部材１２ａに延設されている流路の図示は省略してある。

図３においては、第１ボデー２及び第２ボデー３が、外筒体４から分離しており、この状態から図１に示した組み立て状態とする際には、この姿勢で第１ボデー２を外筒体４内部へと挿入して鍔部８を段部２５ａに突き当てて係止させる。この際、Ｏリング９ａが内周２５の面上に密嵌状態で摺動する。次いで、第２ボデー３も、この姿勢で外筒体４内部へと挿入する。この際も、Ｏリング９ｂが内周２５の面上に密嵌状態で摺動する。なお、接合端面１５には、所定の状態で予めガスケット２１をセットしておく。

この時点で、管継手は図４（ａ）に示した状態（パージ状態）となる。同図では、鍔部１６が内周２５に嵌り込んだことで、Ｏリング９ａ、９ｂが何れも内周２５の面上に密封状に嵌合してシールしていると共に、ポペット弁体６ａ、６ｂは何れも全閉状態であるから、自動開閉バルブが閉止された状態における、パージ領域部５３が形成された状態の一例を示している。このパージ領域部５３は、上記シール空間部１７を形成していた領域（ガスケット２１又は接合端面の外周囲と外筒体４の内周２５との間の領域）と、自動開閉バルブの双方の弁座部２９ａ、２９ｂの対向空間５３ａ（接合端面同士が対向する間の空間に形成される領域や、押し棒２８ａ、２８ｂが配されて進退移動する流路空間も含む）とから成る空間領域である（なお、図中１０は連通路である。）

このパージ状態において、パージ領域部５３に対して連通路１０（流路４５）により真空引きやガスパージ等の処理を施すことで、パージ領域部５３内に残存した大気成分を排除し、パージ領域部５３内部を流体が接することができる程度（流路５ａ、５ｂと同程度）まで清浄化させ、パージ領域部５３内部を清浄化させることができる。

上記パージ状態において、第２ボデー３に遊嵌しているオスナット１４のオスネジ部２３の先端部をメスネジ部２２の先端部に到達させてネジ係合させ、ナット部２４を回動させてオスナット１４を締め込んでいく。この締め込みに伴い、オスナット１４の先端面２３ａが第２ボデー３の鍔部１６を押動させていくことで第２ボデー３を移動（ネジ締付移動）させ、この移動が所定位置となったとき、押し棒２８ａ、２８ｂの先端部同士が当接することになる。

さらにネジ締付移動させると、押し棒２８ａ、２８ｂは先端部同士の当接により移動が係止される一方で、第２ボデー３はさらに第１ボデー２に対して接近できるから、当接している先端部同士を起点として押し棒２８ａ、２８ｂを介してポペット弁体６ａ、６ｂに対して等しい抗力が反作用し、この抗力により、ポペット弁体６ａ、６ｂは弁座部２９ａ、２９ｂから持ち上げられて離座していき、これによりポペットバルブは弁開していく。この際、ポペットバルブ同士は互いにほぼ同じ構成であるから、この抗力が作用する両弁体は、ほぼ同じ弁開動作をすることが担保されている。

このようにポペットバルブが開いている間は、パージ領域部５３内部へ流体が一部流出することになるが、上記のようにパージ領域部５３はＯリング９ａ、９ｂで外部に対して確実にシールされた密封領域であるから、外部に漏洩することなく、また、流体も外気に暴露することなく、管継手の内部に確実に捕捉でき、また、このパージ領域部５３にパージをすれば、流体ライン内に外気を混入させることなく管継手の接合が可能となる。

さらにオスナット１４を締め付けてネジ締付移動させ、所定位置となった際には、互いに接近していた接合端面同士が干渉して係止し、これらの間に備えられたガスケット２１が突起部７、１５同士に上下から押圧される。その後、さらに所定のトルクでオスナット１４を締め付けることで、ガスケット２１を圧潰させて突起部７、１５の間をシールさせて、継手本体１の接合が完了する。

また、ガスケット２１を締め付けた接合状態で形成されるシール空間部１７には、上記のように接合の際にポペットバルブが開いている間に流出した流体が残存しているので、必要に応じて、連通路１０（流路４５）を介してシール空間部１７に対して真空引きやガスパージを施すことで、管継手を清浄化できる。なお、このシール空間部１７に対するパージなどの処理は、例えば管継手を所定時間・回数使用した所定のタイミングで適宜行ってもよい。

この接合状態においては、エンド部材１２ｂを介して第１ボデー２の流路５ｂ内に流入した流体は、ほぼ全量が筒状部３０ｂ内側へ流入してスプリング２７ｂに接しながら頸部３１ｂ内へ進み、穴部３３ｂを通過して接合端面１５側へ流路５ｂ内を進み、ガスケット２１の中央に開けられた孔を通過して第１ボデー２内へと流入する。以降は、第２ボデー３内の上記経路と逆に進んで、エンド部材１２ａを介して継手本体１から流出する。

逆に、継手本体１（第１ボデー２と第２ボデー３、及び外筒体４）を離脱或は分解する際は、オスナット１４を緩めて第２ボデー３を離脱させていき、上記と逆の手順を行うことになる。この際にも、上記と同様に、接合端面同士を離間させる前（使用状態）やパージ状態等、第２ボデー３を外筒体４から離脱する前に、適宜のタイミングでシール空間部１７或はパージ領域部５３に対し、真空排気やガスパージなどの処理を適宜施すことができる。

また、本例の管継手においては、自動開閉バルブが開き始める位置をネジ締付トルクが増大する位置で検知できるようにするため、継手本体１の構成に応じて、スプリング２７ａ、２７ｂの荷重を、所定値以上に調整するようにしている。

すなわち、本発明のような両路開閉型継手の場合、ポペットバルブは継手本体１に完全に内蔵されているから、ネジ締付移動の最中において、その開閉状態を知覚・検知することが困難である一方で、上記のように、継手を接合させていく際の作用において、ネジ締付移動に伴って押し棒２８ａ、２８ｂの先端部同士が当接した時点で、以降の接合作用にはポペット弁体６ａ、６ｂの押し上げ動作が伴うことから、これ以降のネジ締付移動における移動荷重は、不連続的に増加することになる。これは継手を離脱させる際も同様であり、第２ボデー３の離間移動に伴い押し棒２８ａ、２８ｂの先端部同士が離れた時点で、以降ネジを緩める移動をさせるための移動荷重は不連続的に減少することになる。このため、ネジを締め付け又は緩め移動させるためのオスナット１４を締め付け又は緩めるトルクも、この時点で不連続的に変化（増加又は減少）することになる。

よって、このように不連続的に変化するオスナット１４のトルクを知覚・検知することにより、極めて簡単に、少なくとも内臓バルブの開閉状態の有無を知ることができる。基本的には、トルクの変化が大きいほど知覚・検知し易いことから、ポペット弁体６ａ、６ｂを付勢するスプリング２７ａ、２７ｂの荷重をなるべく大きく設定しておくほど、知覚・検知し易くなると共に、流体のシール性も向上する。

さらに、上記のように、本例の管継手においては、第１ボデー２と第２ボデー３は、外筒体４の軸心方向に向けて移動可能に構成されている。具体的には、図３に示したように、第１ボデー２及び第２ボデー３は、共に外筒体４の内周面に対して、その軸心方向に向けて分離又は組立できる。このため、継手本体１の組み立て及び分解が容易に可能となり、本発明の管継手の使用性や管理が極めて良好となる。特に、接合端面（突起部７、１５）を容易に外部に露出でき、また、外筒体４内部へと収納できるから、この部位にセットされるガスケット２１の交換が極めて容易となり、高シール性が担保されるべき管継手として極めてメンテナンス性が良好となる。

次に、他例の作用を説明する。他例ではストッパー４１を用いており、上記のように継手本体１に備えられたストッパー４１により、パージ領域部５３のシールが破壊しない位置で、かつ自動開閉バルブが閉止する位置で、オスナット１４のネジの緩み移動が係止されるようになっている。その他の作用は上記本例の作用と同様である。

このように構成されていることで、流路内部にパージ処理等を施すことなく本発明の管継手を離脱させる際、オスナット１４を緩めて第２ボデー３を外筒体４から分離させていくが、この分離がストッパー４１により適切に係止されることで、先ず、不意にオスナット１４を緩め過ぎてしまい、自動開閉バルブが完全に閉じる前に継手（第２ボデー３）が外れてしまい、流路内部が外気に暴露して汚染されるといった事故が起きるおそれがなくなる。同様に、不意に継手を開放してしまい、パージ領域部５３のシールが破壊されて内部の物質が外気に飛散してしまうといった事故が起きる前に、ストッパー４１により第２ボデー３の離脱が確実に係止される。よって、本発明の管継手の取扱う際の高い安全性が担保されると共に、事故を未然に防止して作業性も向上する。このため、例えば、継手本体１を離脱する際、オスナット１４を緩めていってストッパー４１に係止させ、次いで、シール空間部１７に対してパージし、安全を確認してからストッパー４１を継手本体１から外すといった、極めて安全性及び確実性の高い作業を容易に行うことも可能となる。

なお、具体的には、本例（他例）の管継手においては、次の構造により上記作用を担保できる。先ず、図４（ａ）に示すように、継手を離脱する際、ポペットバルブが確実に閉じた後にシール空間部１７のシールが外気に開放されるようにする（シールが破壊される）ために、次の条件が必要である。すなわち、外筒体４内部において、段部２５ａの位置を起点として、この起点から、略円柱状の内周２５の面がメスネジ部２２の末端部（不完全ネジ部）の位置までの縦方向の距離をＡとし、一方、同起点に対して、同図に示した状態において、第２ボデー３を外筒体４に挿入していった際に、押し棒２８ａ、２８ｂの先端部同士が互いに抗力無く当接する状態における第２ボデー３のＯリング９ｂの位置までの距離をＢとすると、Ａ＞Ｂであることが必要である。

次いで、第２ボデー３のＯリング９ｂの位置が、略円柱状の内周２５の面上における終端部（メスネジ部２２の末端部の隣接位置）位置、すなわち、上記距離Ａの範囲内における終端位置にあり、この状態において、段部２５ａの位置から、先端面２３ａが鍔部１６に当接した状態におけるオスナット１４後端面の位置までの距離をＣとする。なお、図４（ａ）には、概ねこの状態が示されている。また、ストッパー４１を継手本体１に係合させた状態における縦方向の長さをＬとする。このとき、Ｌ≦Ａ＋Ｃであれば、オスナット１４を緩み方向に移動させていった際、シール空間部１７のシールが破壊される前、又はポペットバルブが完全に閉止する前に、ストッパー４１の係合部４３ａによってオスナット１４後端面が確実に係止されるから、不意に第２ボデー３が外筒体４から外れてしまうおそれがない。

続いて、本発明の第２実施形態に係る管継手（別例）において、継手本体１が分解された状態から、組み付けて接合（使用）状態となるまでの作用を説明する。この別例の作用も、上述した本例の作用と同様であるが、以下の点が異なる。先ず、図示していないが、第１ボデー３が外筒体４から分離された状態（本例における図３の状態に対応する）においては、ガスケット２１を接合端面にセットすると共に、オスナット５６の突部５７が溝部５５に係合するように、オスナット５６を取付筒５４に対して予め最後まで締め切って接合させておく。また、図３の場合と同様に、第１ボデー２の鍔部８を外筒体４の段部２５ａに当ててセットしておく。この状態で、第２ボデー３の鍔部１６を外筒体４内部へと挿入させつつ、取付筒５４のメネジ６０を外筒体４のオネジ５８に噛み合わせ、ネジが係合した後、ナット部６２を回動させて、外筒体４に対して取付筒５４を締め付けて両者を螺着結合させる。なお、この螺着結合は、上端面５４ａが鍔部４ｂに係止されるようにしてもよい。

次いで、図５は、このオネジ５８とメネジ６０との螺着結合が完了した状態を示している。同図に示す状態は、上述した図４（ａ）の状態と同様に、パージ領域部５３が形成されたパージ状態となっている。この状態で、本例の場合と同様に、連通路１０（流路４５）を用いて、パージ領域部５３に対して真空引きやパージ処理を施して大気成分を除去して管継手を清浄化する。なお、オネジ５８とメネジ６０の螺着結合が完了し、突部５７が溝部５５に係合した状態が同図に示すパージ状態となるように、第２ボデー３、外筒体４、オスナット５６の各寸法形状が調整されている。

最後に、図６は、別例の管継手の接合が完了して流路５ａ、５ｂが連通した使用状態を示している。図５に示したパージ状態では、取付筒５４と外筒体４とが螺着して固定されているので、ナット部６３を回動させてオスナット５６を取付筒５４に対して締め付けることで、突部５７とメネジ部５９との螺合運動に伴い先端面５６ａが第２ボデー３の鍔部１６を押し動かし、以後は上述した本例の作用と同様に、ポペット弁体６ａ、６ｂが開くと共に突起部７、１５がガスケット２１を所定のトルクで締付けることで、図６に示した接合完了の状態に至る。なお、パージ領域部５３やシール空間部１７に対する処理などは、上述した本例の場合の作用と同様に行える。

また、この別例においても、上述した他例の場合と同様に、パージ領域部５３のシールが破壊しない位置で、かつ自動開閉バルブが閉止する位置で、オスナット５６のネジの緩み移動が係止されるようになっている。具体的には、オスナット５６の螺着（突部５７とメネジ部５９との螺着）を、第２ボデー３がガスケット２１を締め付ける接合力が緩む方向に回転をさせることで、図６の接合状態からパージ状態へと接合を解除していくと、図５に示すように、このパージ状態が保たれたまま（シールが破壊されず、かつポペット弁体６ａ、６ｂが閉じている状態で）、突部５７はこの螺合回転のストッパーとして機能する溝部５５に確実に係止される。一方、取付筒５４は外筒体４に固着しているから、第２ボデー３はこれ以上第１ボデー２から分離されることはない。よって、別例の管継手を分離する際も、容易に高い安全性及びクリーン性を確保した管継手の取扱いが可能となる。

続いて、本発明の管継手を、半導体製造装置などにおいて、プロセスガスの配管内部を大気に曝されないで着脱できる原料容器の接続継手に用いられる原料容器用管継手とした例を説明する。図８は、本発明の管継手５０を原料容器４６（前駆体容器）に直結させた場合の半導体製造装置の一例を模式的なブロック図で示している。４７は原料容器４６の容器系（の一部）を構成する配管・バルブ類であり、４８ａは原料５２を容器に充填する原料補充用ラインであり、４８ｂはキャリアガスを容器に供給する供給用ラインであり、４９は原料５２を容器外系のリアクタなどに繋がるマニホールドへ供給する吐出ラインであり、５０は原料容器４６に溶接などで容器管に直結固定された本発明の管継手であり、また、５１は、管継手５０に設けられたパージなどの処理が可能な流路（前述の流路４５に対応）を示している。

容器系４７は、配管及び各種のバルブから成る回路であり、例えばＨ型の配管に複数の多ポートバルブを配して設けられる。容器系４７においては、各流路の開閉により、原料５２やキャリアガスの供給ラインや吐出ライン、或はパージラインなどへラインを切り替えたり、流路の流量調整などが可能であり、例えば、ブロック状に集積化された自動制御可能なバルブユニット（ブロックバルブ）などとして構成される。供給ラインから原料容器４６へは、水素ガス、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等から成るキャリアガスが供給され、原料をガス化用材料として気化又は昇華してリアクタなどへ圧送される。

原料容器４６に充填される原料５２としては、例えばＣＶＤやＡＬＤプロセスに使用される珪素化合物、リン化合物、ホウ素化合物、金属化合物や、これらの混合物及び溶液などからなる、液体や固体状の半導体製造原料（薬剤）である。

図８に示した本発明の管継手５０の使用例としては、容器４６の原料５２が尽きる等した際に、これを交換する作業が代表的である。原料容器４６を交換する際は通常、接続継手を含む流路配管の所定隔離範囲内に対し、パージラインを介して所定の真空排気と窒素パージが施される必要があるが、同図の本発明の管継手５０の場合は通常不要であり、パージ流路を介してシール空間部１７に対して極めて小規模で簡易な処理を施すのみで、管継手５０の離脱が可能となる。また、離脱させる際も、両路開閉型で自動開閉バルブを内蔵するから、流路内部の密封状態を維持したまま容易に離脱させることができる。その後、使用後の原料容器４６の交換や廃棄を行い、原料が充填された新たな原料容器４６に接合させる。接合の際にも、容易かつ安全性の高い締め込み作業のみで極めて高シールかつ高い漏洩防止性を確保した接合が可能となると共に、再度のパージ処理などは省略可能となる。よって、本発明の管継手は、このような原料容器の接続継手として、極めて利用価値が高い。

以下、本発明の管継手の実施例を説明する。この実施例は、所謂１／４インチ継手（重量約２８０ｇ）であり、エンド部材１２ａ、１２ｂの流路内径をΦ４．３ｍｍ、これらの末端部間の距離（面継手間寸法）は約８０ｍｍとし、外筒体４の最大外径を幅２７ｍｍ、オスナット１４のナット部２４外径を幅２４ｍｍとした。また、連通管３５のピッチ（継手本体１の軸心位置からメスナット部材４０の軸心位置までの距離）を３８ｍｍ、第１ボデー２の連通路１０（パージポート）の内径をΦ１．８ｍｍとした。さらに、押し棒２８ａ、２８ｂの外径を細径の２ｍｍに設定すると、所謂１／２インチ継手の外径と同等に、コンパクトな外形を保ちながらＣｖ値は０．３程度と大きく確保することが可能となる。

また、本実施例では、スプリング２７ａ、２７ｂの荷重を５０Ｎ以上に設定している。この設定により、上記したように、ポペットバルブの良好なシール性と併せてオスナット１４のトルク変化を明瞭に得ることができバルブの開閉を良好に知覚・検知可能となる。

なお、本発明の管継手を接合する際には、通常、次のような３段階の締め込みが行われる。先ず、オスナット１４をある程度手締めにより軽く締め込み、次いで、押し棒２８ａ、２８ｂ先端部同士が突き当たってトルクが重くなったことを知覚した後、更に手締めにより突起部７、１５同士がガスケット２１に当接して挟持する状態まで強く締め込み、最後に、工具（スパナ）を用いてナット部２４を所定トルクで確実に締め切って接合完了となる。

一方で、継手が部材（原料容器等）に対して溶接配管された状態で接合する場合、継手の位置が固定されているから、継手両側のスリーブを寄せた状態で接合していると、配管を介して継手にも負荷トルクが作用することがある。このような場合は、オスナット１４の回動トルクに余計な重さが荷重されることになり、この余計な重さにより、押し棒２８ａ、２８ｂ先端部同士が当たった場合におけるトルク変化が判り難くなる場合が有る。

このようなトルク変化が判別しにくい場合は、スプリング２７ａ、２７ｂの荷重をさらに適切に増加させておけば好適であり、例えば本実施例の構造においては１２０Ｎに設定しておけば、操作性等を損なわない範囲でトルク変化の明瞭な判別性を確保でき、しかもバルブのシール性も高くなるため好適である。

更に、本発明は、前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。

１ 継手本体
２ 第１ボデー
３ 第２ボデー
４ 外筒体
５ａ ５ｂ 流路
６ａ ６ｂ ポペット弁体
７ １５ 突起部
９ａ ９ｂ Ｏリング
１４ オスナット
１７ シール空間部
２０ リング体
２１ ガスケット
２１ａ 外周囲
２２ メスネジ部
２５ 内周
２６ａ ２６ｂ 弁座シート
２７ａ ２７ｂ スプリング
２８ａ ２８ｂ 押し棒
２９ａ ２９ｂ 弁座部
３４ａ ３４ｂ Ｏリング
３５ 連通管
４１ ストッパー
４６ 原料容器
５０ 管継手
５３ パージ領域部
５３ａ 対向空間
５４ 取付筒
５５ 溝部（ストッパー）
５６ オスナット
５７ 突部
５８ オネジ
５９ メネジ部

Claims (12)

1. 筒状の第１ボデーと第２ボデーとの接合端面に配置したガスケットと、前記第１ボデーと第２ボデーの外周に設けた外筒体と、前記第１ボデーと第２ボデーと前記外筒体とを固定及び離脱するための固定手段とを有する継手本体であり、前記ガスケットを締め付けたとき、前記ガスケットの外周囲と前記外筒体の内周との間に、真空排気やガスパージが可能なシール空間部を備えたことを特徴とする管継手。
2. 前記第１ボデーと第２ボデーの流路内に、両者の接合又は離脱時に自動開閉する自動開閉バルブを内蔵させ、この自動開閉バルブが閉止された状態で、前記シール空間部と前記自動開閉バルブの双方の弁座部の対向空間とを真空排気やガスパージが可能なパージ領域部とした請求項１に記載の管継手。
3. 前記自動開閉バルブは、弁座シートを有するポペットバルブを弾発シールするためのスプリングと、前記ポペットバルブの中央部に第１ボデーと第２ボデーの端面よりそれぞれ突出させた押し棒を設けた請求項２に記載の管継手。
4. 前記第１ボデーと第２ボデーの外周と前記外筒体の内周との間にＯリングを装着し、このＯリングと前記ガスケットで二重シール構造のシール空間部とした請求項１乃至３の何れか１項に記載の管継手。
5. 前記固定手段は、前記外筒体のメスネジ部に第２ボデーを軸心方向に移動可能なオスナットをネジ結合させて第１ボデーと第２ボデーとの接合時に締付固定し、非接合時には、オスナットをメスネジ部より緩み方向に移動させた請求項１に記載の管継手。
6. 前記固定手段は、前記外筒体のオネジと螺着結合する取付筒と、この取付筒の内周のメネジ部に螺合させるオスナットから成る請求項１に記載の管継手。
7. 前記外筒体の外周にＯリングを介して回動自在に設けたリング体に連通管を設け、この連通管を前記シール空間部に連通させた請求項１乃至６の何れか１項に記載の管継手。
8. 前記メスネジ部とオスナットの緩み方向の移動を前記パージ領域部のシールが破壊しない位置で、かつ前記自動開閉バルブが閉止する位置でネジの緩みを止めるためのストッパーを前記継手本体に備えた請求項１乃至７の何れか１項に記載の管継手。
9. 前記自動開閉バルブが開き始める位置をネジ締付トルクが増大する位置で検知するために前記スプリングの荷重を５０Ｎ以上とした請求項１乃至８の何れか１項に記載の管継手。
10. 前記取付筒の内周下部に前記オスナットの突部が係合するストッパーを設けた請求項６に記載の管継手。
11. 前記第１ボデーと第２ボデーは、前記外筒体の軸心方向に向けて移動可能に構成した請求項１乃至１０の何れか１項に記載の管継手。
12. 請求項１乃至１１における管継手であって、この管継手をプロセスガスの配管内部を大気に曝されないで着脱できる原料容器の接続継手に用いられる原料容器用管継手。

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