JP2624924C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本発明は、半導体製造装置等の産業用製造装置で使
用されるガス供給装置で使用される流体継手に関し、さらに詳細には、毒性を有
するガスを供給する装置で使用される高度の気密性を有するガス継手に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】 従来より、半導体製造工程において、シリコンベースにシラン、アルシン、ホ
スフィン、ジボラン等の超毒性ガスを不純物源として熱拡散することが行われて
いる。また、自然発火性ガスも使用されている。 例えば、アルシンの致死量は０．５ｐｐｍであり、少量の漏れが人身事故につ
ながるため、これらガスの配管は、漏れを防止するため原則として溶接により接
続されていた。 【０００３】 一方、パイプ同士を溶接を使用せずに接続する方法は、圧縮空気等の毒性のな
いガスの配管では図５に示す継手が使用されていた。 ボディ６の貫通孔の両端にパイプ５，７が挿入される。ボディ６の外周には雄
ネジ６ａが形成され、雄ネジ６ａには袋ナット１の内側に形成されている雌ネジ
１ａが締結されている。 【０００４】 ボディ６の貫通孔の入口には、各々大きな面取りが形成されており、その面取
り部に断面が楔形のスリーブ１２が嵌合されている。スリーブ１２の中心には貫
通孔が形成され、パイプ５，７と嵌合している。 スリーブ１２の底面には共回り止め用の座がね１１が当接している。座がね１
１の反対側の端面は袋ナット１の内側の端面に当接している。スリーブ１２の中
心には貫通孔が形成され、パイプ５，７と嵌合している。 【０００５】 この様な構成を有する継手において、袋ナット１をボディ６に対して所定のト
ルクでネジ込むと、スリーブ１２がボディ６により内側に押圧されパイプ５，７
の外周と密着し、パイプ５，７を変形させる。 これにより、パイプ５，７の外周面とスリーブ１２の内面との密着性及びスリ
ーブ１２の外周面とボディ６の面取り部内面との密着性が確保され継手の気密性
が確保される。 【０００６】 しかしながら、図５に示す継手には、以下のような問題点があった。 （１）気密性が十分でなく、有毒ガスの配管に使用するには危険である。 （２）取り外しをするときに、パイプ５，７をボディ６から抜かないと外れない
ため、配管に余分な逃げ部を設ける必要があり無駄であった。 （３）一度締結すると、パイプが押しつぶされて変形するため、取り外して再組
立したときに気密性が悪くなってしまう。 【０００７】 上記問題がありながら、バルブとの接続の場合等どうしても継手を使用する必
要があるため、図５に示す継手は、毒性ガス等を扱う半導体の製造工程において
、細心の注意を払いながら使用されている。 しかし、近年前記問題点を解決する手段として、高い気密性を維持し得る特公
平２−４６８３０号公報等で開示されている継手が使用されている。 しかしながら、この継手は、使用されるスリーブが特殊な形状をしているため
、スリーブと配管用のパイプとは溶接により接続されていた。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、熱拡散に用いる不純物源として有毒ガスを使用する場合に、配
管を溶接で接続すると以下の問題があった。 （１）溶接により浮遊元素が発生し、金属不純物としてウエハに混入し、デバイ
スの信頼性を損なう。 【０００９】 （２）不純物源としてのガスは腐食性を有するものが多く、パイプは通常ＳＵＳ
材が使用されているが、溶接により溶接部の材質が変化し腐食されやすくなる。
そのため、パーティクルが発生し、パターンディフェクトによる不良品率が高く
なる。 【００１０】 （３）ＳＵＳパイプの溶接には、熟練した技術が必要であり、半導体製造工程の
建設等において、熟練した溶接作業者を確保することが容易でなかった。 【００１１】 本発明は、上記の問題点を解決して、金属不純物やパーティカルの発生が少な
く、取付の容易な半導体製造工程等で使用される流体継手を提供することを目的
とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】 この目的を達成するために、本発明の流体継手は、内側に雌ネジが形成された
袋ナットと、端面に鏡面仕上げ面を形成したパイプと、袋ナットの内側端面に当
接し袋ナットとパイプとの共回りを防止する共回り防止手段と、パイプの外周に
付設され、外周に切割溝を有すると共に、断面が楔形であって面積の小さい端面
が共回り防止手段側に位置する第一フェルール部品と、断面が台形であって面積
の大きい端面が共回り防止手段に当接する第二フェルール部品とを備え、袋ナッ
トのパイプ長手方向の推進力をパイプに伝達するフェルールと、パイプの端部に
嵌合されパイプ端面の全周が当接するガスケットと、端面に鏡面仕上げ面を形成
し、外周に雄ネジが形成されたボディとを備え、ボディの端面がガスケットのパ イプが当接する面の反対側の面に当接し、ボディの雄ネジと袋ナットの雌ネジと
が所定のトルクで締結される。 【００１３】 また、この目的を達成するために、本発明の流体継手は、内側に雌ネジが形成
された袋ナットと、端面に鏡面仕上げ面を形成した第一パイプと、袋ナットの内
側端面に当接し袋ナットとパイプとの共回りを防止する共回り防止手段と、第一
パイプの外周に付設され、外周に切割溝を有すると共に、断面が楔形であって面
積の小さい端面が共回り防止手段側に位置する第一フェルール部品と、断面が台
形であって面積の大きい端面が第一共回り防止手段に当接する第二フェルール部
品とを備え、袋ナットのパイプ長手方向の推進力をパイプに伝達する第一フェル
ールと、外周に雄ネジが形成されたボディと、端面に鏡面仕上げ面を形成した第
二パイプと、ボディの端面に当接し袋ナットと第二パイプとの共回りを防止する
共回り防止手段と、第二パイプの外周に付設され、外周に切割溝を有すると共に
、断面が楔形であって面積の小さい端面が共回り防止手段側に位置する第一フェ
ルール部品と、断面が台形であって面積の大きい端面が第二共回り防止手段に当
接する第二フェルール部品とを備え、袋ナットのパイプ長手方向の推進力をパイ
プに伝達する第二フェルールと、第一パイプまたは第二パイプの端部に嵌合され
第一パイプ端面および第二パイプ端面の全周が両面から当接するガスケットとを
備え、ボディの雄ネジと袋ナットの雌ネジとが所定のトルクで締結される。 【００１４】 【作用】 上記の構成よりなる本発明の組み付け方法を説明する。 フェルールと、ガスケットとが装着された状態でパイプを、スラスト軸受けが
装着されている袋ナットに挿入し、袋ナットをボディにネジ込む。 ボディを回らないように固定した状態で、袋ナットを所定のトルクに達するま
でねじ込んでいく。 袋ナットをボディにねじ込んでいくとき、その推力がフェルールによりパイプ
に伝達される。 【００１５】 このとき、パイプは袋ナットに対してフェルールにより位置決めされているの
で、パイプの端面とボディの端面とが正確に位置合わせされる。 ここで、パイプ端面およびボディ端面はローラバニッシング等により鏡面仕上
げされており、各々とガスケットとの密着性が向上し、継手の気密性が高まる。 【００１６】 また、ＳＵＳ素材のビッカース硬度は、約１８０であるが、ローラバニッシン
グ等により鏡面仕上げすることにより、ビッカース硬度が約３００にできる。こ
れにより、強い押圧力によりパイプ端面およびボディ端面をガスケットに押し当
てても、パイプ端面およびボディ端面が変形することがないため、繰り返し使用
することができる。 ガスケットは、パイプの端面とボディ端面とにより両面から押圧される。ガス
ケットは、軟金属製であり、硬度の高いパイプ端面とボディ端面とに押圧され、
各々がよく密着できる。 【００１７】 袋ナットをボディにネジ込んだときに、共回り防止手段としてスラスト軸受け
が装着されているので、パイプが袋ナットと共回りすることが防止される。 また、袋ナットを外せば、パイプを横にスライドさせるだけで容易に接続を解
除できる。 【００１８】 【実施例】 以下、本発明を具体化した一実施例である流体継手について図面を参照して説
明する。 図１にボディの両端にパイプを接続する一実施例の断面図を示す。また、継手
の主要部品の構成を図３に分解斜視図で示す。 内側に雌ネジ１ａが形成された袋ナット１の内側端面に当接して共回り防止手
段であるスラスト軸受け３が嵌合されている。 【００１９】 スラスト軸受け３の内側にパイプ５が取り付けられている。パイプ５の端面部
は、図４に示すように、先端部が面取りされ、先端端面５ｂはロールバニッシン グにより鏡面仕上げされている。 また、パイプ５の周面には、溝５ａが切設されている。溝５ａには、長手方向
に切割溝を有し、断面が楔形をしたスリーブ２ａが嵌合されている。スリーブ２
ａの楔形の傾斜と同じ傾斜を内面に有するスリーブ２ｂがスリーブ２ａと嵌合さ
れている。スリーブ２ａとスリーブ２ｂとが嵌合してフェルールを構成している
。 【００２０】 パイプ５の端部に内面が嵌合し、パイプ端面５ｂの全周に内側端面が当接して
ガスケット４が取り付けられている。 また、端面６ｂをロールバニッシング仕上げし、外周に雄ネジ６ａが形成され
たボディ６の雄ネジ６ａが、袋ナット１の雌ネジ１ａに締結されている。 そして、ボディ６の端面６ｂが、ガスケット４のパイプ端面５ｂが当接する面
の反対側の面に当接している。 反対側のパイプ７の取付構成は、パイプ５と同じなので説明を省略する。 【００２１】 次に、上記構成を有する流体継手の作用について説明する。 接続するパイプ５，７を実際に使用する長さに切断し、端面に面取りをした後
でローラバニッシング加工を行う。ローラバニッシングにより鏡面仕上げするこ
とにより、パイプ端面５ｂとガスケット４との密着性が向上し、継手の気密性が
高まる。 【００２２】 また、ＳＵＳ素材のビッカース硬度は、約１８０であるが、ローラバニッシン
グすることにより、ビッカース硬度が約３００にできる。これにより、強い押圧
力によりパイプ端面５ｂをガスケットに押し当てても、パイプ端面５ｂが変形す
ることがないため、繰り返し使用することができる。 【００２３】 また、パイプ５の周面に図４に示す溝５ａを旋盤等の加工により形成する。パ
イプ５の溝５ａに、切割溝を広げるようにしてスリーブ２ａを装着する。スリー
ブ２ａの外面の傾斜と嵌合するようにスリーブ２ｂを装着する。また、パイプ５ の端部にガスケット４を嵌合させる。 スリーブ２ａとスリーブ２ｂとの組合せにより構成されるフェルール２と、ガ
スケット４とが装着された状態でパイプ５，７を、スラスト軸受け３が装着され
ている袋ナット１に挿入し、袋ナット１をボディ６にネジ込む。 【００２４】 ボディ６を回らないように固定した状態で、袋ナット１を所定のトルクに達す
るまでねじ込んでいく。 袋ナット１をボディ６にねじ込んでいくときの推進力がフェルール２を介して
パイプ５，７に伝達される。フェルールを構成するスリーブ２ａは、パイプ外周
に形成された溝５ｂに勘合しているので、フェルール２は強い推進力をパイプに
伝達することができる。 【００２５】 このとき、パイプ５は袋ナット１に対してフェルール２により位置決めされて
いるので、パイプの端面５ｂとボディ６の端面６ｂとが正確に位置合わせされる
。 ここで、ボディ端面６ｂはローラバニッシングにより鏡面仕上げされており、
ボディ端面６ｂとガスケット４との密着性が向上し、継手の気密性が高まる。 【００２６】 また、ＳＵＳ素材のビッカース硬度は、約１８０であるが、ローラバニッシン
グすることにより、ビッカース硬度が約３００にできる。これにより、強い押圧
力によりボディ端面６ｂをガスケットに押し当てても、ボディ端面６ｂが変形す
ることがないため、繰り返し使用することができる。 ガスケット４は、パイプの端面５ｂとボディ６の端面６ｂとにより両面から押
圧される。ガスケット４は、本実施例ではニッケル製であり、硬度の高いパイプ
の端面５ｂとボディ６の端面６ｂとに押圧され、各々がよく密着できる。 【００２７】 袋ナット１をボディ６にネジ込んだときに、スラスト軸受け３が装着されてい
るので、パイプが袋ナット１と共回りすることが防止されるため、パイプ端面５
ｂとガスケット４との間またはガスケット４とボディ端面６ｂとの間で擦れが発 生せず、パーティカルが発生することがない。 【００２８】 上記構成の流体継手によれば、普通のパイプに簡単な追加工を行うだけで容易
に、フェルール２を装着することができるので、溶接をすることなく、パイプ同
士を気密性が高い状態で接続することができる。 また、袋ナット１を外せば、パイプ５を横にスライドさせるだけで容易に接続
を解除できるため、配管に余分な逃げを設ける必要がなくコストを低くすること
ができる。 【００２９】 パイプ端面５ｂとボディ端面６ｂとをローラバニッシング加工で仕上げている
ので、ガスケット４との密着性がよく、流体継手を高い気密性で構成できる。 また、パイプ端面５ｂとボディ端面６ｂの硬度が高いので、ガスケット４が変
形するのみなため、ガスケット４を交換するだけで繰り返し使用することができ
る。 【００３０】 次に、第二の実施例について図２を用いて説明する。第二の実施例は、一組の
パイプを接続するのに一つの袋ナットを使用して行う流体継手である。 内側に雌ネジ１ａが形成された袋ナット１の内側端面に当接して、第一の共回
り防止手段である第一のスラスト軸受け３ａが嵌合されている。 【００３１】 スラスト軸受け３ａの内側に第一パイプであるパイプ５が取り付けられている
。パイプ５の端面部は、図４に示すように、先端部が面取りされ、先端端面５ｂ
はロールバニッシングにより鏡面仕上げされている。 また、パイプ５の周面には、溝５ａが切設されている。溝５ａには、長手方向
に切割溝を有し、断面が楔形をしたスリーブ２ａが嵌合されている。スリーブ２
ａの楔形の傾斜と同じ傾斜を内面に有するスリーブ２ｂがスリーブ２ａと嵌合さ
れている。スリーブ２ａとスリーブ２ｂとが嵌合してフェルール２を構成してい
る。 【００３２】 パイプ５の端部に内面が嵌合し、パイプ端面５ｂの全周に内側端面が当接して
ガスケット４が取り付けられている。 袋ナット１の内側には、端面にロールバニッシング仕上げ面を形成した第二パ
イプであるパイプ７が取り付けられている。 パイプ７の端面部は、パイプ端面５ｂと同様にロールバニッシングにより鏡面
仕上げされている。 【００３３】 また、パイプ７の周面には、溝７ａが切設されている。溝７ａには、長手方向
に切割溝を有し、断面が楔形をしたスリーブ２ａが嵌合されている。スリーブ２
ａの楔形の傾斜と同じ傾斜を内面に有するスリーブ２ｂがスリーブ２ａと嵌合さ
れている。スリーブ２ａとスリーブ２ｂとが嵌合してフェルール２を構成してい
る。 フェルール２に当接して第二の共回り防止手段である第二のスラスト軸受け３
ｂが取り付けられている。スラスト軸受け３ｂには、外周に雄ネジ８ａが形成さ
れたボディ８の端面が当接している。 【００３４】 次に第二の実施例の作用について説明する。 ボディ８を回らないように固定した状態で、袋ナット１を所定のトルクに達す
るまでねじ込んでいく。 袋ナット１をボディ６にねじ込んでいくときの推進力がフェルール２を介して
パイプ５，７に伝達される。フェルールを構成するスリーブ２ａは、パイプ外周
に形成された溝５ｂに勘合しているので、フェルール２は強い推進力をパイプに
伝達することができる。 【００３５】 このとき、パイプ５，７は袋ナット１に対してフェルール２により位置決めさ
れているので、第一パイプの端面５ｂと第二パイプの端面７ｂとが正確に位置合
わせされる。 また、一組のパイプ５，７がガスケット４を挟んで突き合わされ、押圧される
。パイプ端面５ｂ，７ｂは共にローラバニッシング加工されており、ニッケル製 のガスケット４が変形してパイプ端面５ｂ，７ｂに密着するため、気密性がよく
なる。 【００３６】 以上の実施例によれば、気密性の高いので、毒性の強いガスを半導体製造工程
で使用する場合でも危険性が全くなくなる。 また、袋ナットを外せば横にスライドさせるだけでパイプを容易に取り外せる
ため、メンテナンスが容易である。 本実施例では、フェルールをパイプに取り付ける方法としてパイプ外周に溝を
形成して取り付けているが、パイプに袋ナットの推進力が伝達できるものであれ
ば、他の方法でもよい。例えば、パイプに穴を開けてフェルールを取り付けても
よい。 【００３７】 【発明の効果】 以上説明したことから明かなように、本発明の流体継手によれば、普通のパイ
プに簡単な追加工を行うだけで容易に、フェルール２を装着することができるの
で、溶接をすることなく、パイプ同士を気密性が高い状態で接続することができ
るため、溶接により浮遊元素が発生し、金属不純物としてウエハに混入し、デバ
イスの信頼性を損なうことがない。 【００３８】 また、溶接による材質が変化がないため、パーティクルの発生がなく、パター
ンディフェクトによる不良品率が低くなる。 また、組立が容易であり、半導体製造工程の建設等において、熟練した溶接作
業者が不要となり、効率よく建設を行うことができる。 【００３９】 また、袋ナットを外せば、パイプを横にスライドさせるだけで容易に接続を解
除できるため、配管に余分な逃げを設ける必要がなくコストを低くすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の第一実施例である流体継手の構成を示す断面図である。 【図２】 本発明の第二の実施例である流体継手の構成を示す断面図である。 【図３】 第一の実施例の主要部分の構成を示す分解斜視図である。 【図４】 パイプ端部の断面図である。 【図５】 従来の流体継手の構成を示す断面図である。 【符号の説明】 １ 袋ナット ２ フェルール ３ スラスト軸受け ４ ガスケット ５，７ パイプ ６，８ ボディ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内側に雌ネジが形成された袋ナットと、 端面に鏡面仕上げ面を形成したパイプと、 前記袋ナットの内側端面に当接し前記袋ナットと前記パイプが共回りするのを
   防止する共回り防止手段と、 前記パイプの外周に付設され、外周に切割溝を有すると共に、断面が楔形であ
   って面積の小さい端面が前記共回り防止手段側に位置する第一フェルール部品と
   、断面が台形であって面積の大きい端面が前記共回り防止手段に当接する第二フ
   ェルール部品とを備え、前記袋ナットのパイプ長手方向の推進力をパイプに伝達
   するフェルールと、 前記パイプの端部に嵌合され、前記パイプ端面の全周が当接するガスケットと
   、 端面に鏡面仕上げ面を形成し、外周に雄ネジが形成されたボディとを備え、 前記ボディの端面が、前記ガスケットの前記パイプが当接する面の反対側の面
   に当接し、前記ボディの雄ネジと前記袋ナットの雌ネジとが所定のトルクで締結
   されることを特徴とする流体継手。 【請求項２】 内側に雌ネジが形成された袋ナットと、 端面に鏡面仕上げ面を形成した第一パイプと、 前記袋ナットの内側端面に当接し前記袋ナットと前記第一パイプが共回りする
   のを防止する第一共回り防止手段と、 前記第一パイプの外周に付設され、外周に切割溝を有すると共に、断面が楔形
   であって面積の小さい端面が前記共回り防止手段側に位置する第一フェルール部
   品と、断面が台形であって面積の大きい端面が前記第一共回り防止手段に当接す
   る第二フェルール部品とを備え、前記袋ナットのパイプ長手方向の推進力をパイ
   プに伝達する第一フェルールと、 外周に雄ネジが形成されたボディと、 端面に鏡面仕上げ面を形成した第二パイプと、 前記ボディの端面に当接し前記袋ナットと前記第二パイプが共回りするのを防 止する第二共回り防止手段と、 前記第二パイプの外周に付設され、外周に切割溝を有すると共に、断面が楔形
   であって面積の小さい端面が前記共回り防止手段側に位置する第一フエルール部
   品と、断面が台形であって面積の大きい端面が前記第二共回り防止手段に当接す
   る第二フェルール部品とを備え、前記袋ナットのパイプ長手方向の推進力をパイ
   プに伝達する第二フェルールと、 前記パイプの端部に嵌合され、前記パイプ端面の全周が当接するガスケットと
   、 前記ボディの雄ネジと前記袋ナットの雌ネジとが所定のトルクで締結されるこ
   とを特徴とする流体継手。