JP3512759B2 - 流体移送パイプ接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は流体移送配管を対象
装置に連結させる為に使用される連結構造体に関する。
より詳しくは、本発明は、例えば、半導体製造分野，精
密化学分野又は医療分野等において、高純度のガス又は
液体を移送する際に使用される移送配管を、バルブ，タ
ンク又は流量計等の対象装置へ、所望の気密性又は液密
性で連結する為の連結構造体に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、一般的な半導体の製造工程にお
いては、化学物質又は超純水等の高純度流体を、製造シ
ステムにおける対象装置へ移送する必要がある。該製造
プロセスにおいては、前記流体を移送するテフロン（登
録商標）パイプ等の流体移送配管を、バルブ，タンク又
は流量計等の種々の流体制御装置に連結する必要があ
る。 【０００３】樹脂パイプを前記流体制御装置へ連結する
為、従来は、該樹脂パイプの先端部にテーパ内ネジ又は
平行内ネジを形成し、且つ、該樹脂パイプを対象装置に
連結する際に使用する連結部材には一端部に外ネジを形
成していた。そして、該連結部材の外ネジにテフロンテ
ープを巻き回した状態で、前記樹脂パイプの内ネジ部を
該連結部材の外ネジ部にしっかりと螺合させることによ
って、連結部材と樹脂パイプとのシール性を得ていた。 【０００４】しかしながら、斯かる従来の連結構造にお
いては十分なシール性を得ることができず、前記パイプ
と対象装置との間の接続部分から移送流体が外方へリー
クし、該リーク流体によって対象装置の周囲が汚染され
る恐れがある。 【０００５】特に、気相又は液相のフッ酸等の有害化学
物質が、移送パイプと対象装置との間の連結部分から漏
れ出し、不幸にも人間に触れた場合には、大変な問題と
なる。従って、特に、有害物質を移送する際には、移送
パイプと対象装置との間の接続部分からの移送流体のリ
ークを確実に防止する必要がある。 【０００６】さらに、従来の連結構造においては、前記
連結部材における外ネジとは反対側の他端部に、別途、
パイプロック手段を形成する必要がある。該パイプロッ
ク手段として、例えば、切削加工又は型成形によって、
前記連結部材の他端部内周面にエンボス部を形成するこ
とが提案されている。 【０００７】しかしながら、切削加工によって前記連結
部材にエンボス部を形成すると、連結部材の原材料損失
量が多くなり、結果的に連結部材のコスト高を招くこと
になる。又、型成形によって前記エンボス部を形成しよ
うとすると、複雑な金型が必要となり、該連結部材の製
造コストが高騰する。 【０００８】さらに、エンボス部を介してパイプを接続
する場合には、該エンボス部を形成する為の領域を確保
しなければならず、結果的に、該連結部材の大型化を招
くという問題もある。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点を解決するためのもので、移送用パイプを連
結部材を介して流体装置等の対象装置の連結部に連結す
る為の接続構造において、前記連結部材における移送パ
イプとの連結手段の占有面積を縮小化すると共に、簡単
に組み立てることができる安価な接続構造を提供するこ
とを、一の目的とする。又、本発明は、移送流体が安定
的に密封され、該移送流体の外部への漏洩を防止し得る
移送パイプ接続構造を提供することを、他の目的とす
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、流体移送パイプを流体装置のパイプ連結
部に接続する為の接続構造であって、拡径された前記パ
イプの先端部内に挿入される内部スリーブと、前記パイ
プの拡径先端部回りに長手方向移動自在に外挿される中
空ロックボルトとを備え、前記中空ロックボルトは、前
記パイプの拡径先端部回りに位置する外ネジ部と、該外
ネジ部の基端側に位置するヘッド部と、移送パイプが挿
通される中空部とを有し、前記中空部は、前記パイプの
拡径先端部を囲繞する大径部と、該パイプの非拡径部を
囲繞する小径部と、前記大径部と小径部との間に位置す
る環状段差部とを有しており、前記中空ロックボルトの
外ネジ部を前記流体装置のパイプ連結部における内ネジ
部に螺入すると、前記ロックボルトの環状段差部が前記
移送パイプの内周面を前記スリーブの基端部へ当接し、
該移送パイプと内部スリーブの基端部との当接部分がシ
ールされるように構成されており、前記内部スリープの
先端部は、前記流体装置の連結部に形成された開口縁と
線接触するように、先端へ行くに従って外径が小径とな
る傾斜面を有するように構成されている流体移送パイプ
接続構造を提供する。 【００１１】 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施
の形態に係るパイプ接続構造の分離斜視図、図２は本実
施の形態に係るパイプ接続構造を用いて前記パイプを流
体タンクに接続した状態の断面図、図３は図２のＡ部の
拡大断面図、図４は本実施の形態に係るパイプ接続構造
を用いてパイプを圧力ゲージのダイアフラム・ハウジン
グに接続した状態を示す部分断面図、図５は本実施の形
態に係るパイプ接続構造を用いてパイプをバルブ体の流
入口及び流出口にそれぞれ接続した状態を示す部分断面
図である。 【００１３】図１に示すように、本実施の形態に係るパ
イプ接続構造は、流体移送パイプ１０の先端部内に挿入
される内部スリーブ１１と、該移送パイプ１０における
内部スリーブ挿入部分より基端側において該移送パイプ
１０に外挿される中空のロックボルト１２とを備えてい
る。 【００１４】前記移送パイプ１０は、例えば、樹脂材料
等の可撓性を有する材料で形成されており、前記内部ス
リーブ１１は該移送パイプ１０の内径を拡径させた状態
で挿入されている。 【００１５】前記中空ロックボルト１２は、接続対象装
置である流体供給タンク２００の端部に設けられた内ネ
ジ付パイプ連結部２０に螺入されるようになっている。
つまり、該中空ロックボルト１２は、前記連結部２０に
形成された内ネジと螺合するように構成されている。 【００１６】より詳しくは、該中空ロックボルト１２
は、先端部に、所定長さの外ネジ部１２ａを有し、他
方、前記連結部２０は、図３に示すように、該ボルト１
２の外ネジ部１２ａに対応する内ネジを有している。該
中空ロックボルト１２の中空部は、前記外ネジ部１２ａ
と該外ネジ部１２ａの基端側に位置するヘッド部との移
行部分近傍において、環状段部１２ｂを介して拡径され
ている。即ち、該中空ロックボルト１２の中空部は、先
端側に位置し且つ内部スリーブ１１の外径より大径の内
径を有する大径部１２ｃと、基端側に位置し且つ内部ス
リーブ１１の外径より小径の内径を有する小径部１２ｄ
と、該大径部及び小径部の間に位置する環状段部１２ｂ
とを備えている。 【００１７】一方、前記連結部２０は、図３に示すよう
に、前記中空ロックボルト１２との対向端面に開く大開
口部２０ａと、該大開口部の開口端部とは反対側の端部
から径方向内方へ延在したフランジ部２０ｂとを備えて
いる。前記連結部２０の内ネジは、該大開口部２０ａの
内周面に形成されている。前記フランジ部２０ｂは、前
記内部スリーブ１１の内径よりも大きく且つ該内部スリ
ーブ１１の外径よりも小さい開口２０ｃを形成するよう
に構成されている。即ち、該フランジ部２０ｂの内径
は、前記スリーブの内径よりも大きく且つ該スリーブの
外径よりも小さくされている。さらに、前記内部スリー
ブ１１の先端部外周面及び基端部外周面は共に、外方へ
行くに従って外径が小さくなる第１傾斜面１１ａ及び第
２傾斜面１１ｂとされている。 【００１８】斯かる構成により、中空ロックボルト１２
の外ネジ部１２ａを連結部２０の内ネジ部へ螺入させて
行くと、内部スリーブ１１の第１傾斜面１１ａが連結部
２０のフランジ部最内端に当接された状態で、中空ロッ
クボルト１２の段差部１２ｂが移送パイプ１０を内部ス
リーブ１１へ向けて押圧する。 【００１９】前述のように、内部スリーブ１１の基端部
外周面は第２傾斜面１１ｂとされている。従って、移送
パイプ１０は、図３の“ａ”部において、内部スリーブ
１１の第２傾斜面１１ｂと面接触し、該“ａ”部におい
て、移送パイプ１０と内部スリーブ１１との間に所望の
シール効果が得られる。 【００２０】さらに、内部スリーブ１１の第１傾斜面１
１ａは、前記連結部２０のフランジ部２０ｂの最内端部
と周方向に亘って線接触する。従って、図３における
“ｂ”部において、内部スリーブ１１と連結部２０との
間のシール性を得ることができる。このように、本実施
の形態に係る接続構造を用いることによって、流体移送
用パイプを対象装置にシール性を維持しつつ確実に連結
することができる。 【００２１】ここで、本実施の形態に係る接続構造体の
適用例について説明する。図２は、本実施の形態に係る
接続構造体を用いて化学物質供給タンク２００に連結さ
れた２本の移送パイプ１０を示している。 【００２２】図２に示す化学物質供給タンク２００は、
２つのタンク部材２１，２２を組み立てて単一の構造体
とすることによって製造されている。前記２つのタンク
部材２１，２２は、型成形技術によって粉末テフロンか
ら形成されており、両者の間の連結部分を介して貯留化
学物質がリークしないように連結されて供給タンク２０
０を構成している。前記タンク部材２１，２２の連結部
分からのリークをより防止する為に、該連結部分回りに
はステンレス製の弓状フランジ２３，２４が配設されて
いる。該弓状フランジ２３，２４は、両者を挟むように
タンク部材２１，２２回りに配設された２つの環状フラ
ンジ２５，２６を締結することによって、しっかりと固
定される。該２つの環状フランジ２５，２６の締結は、
例えば、短い複数のロックボルト２７，２８を用いて行
われる。斯かる２つのタンク部材２１，２２の連結構造
は、本発明にとって重要ではない。従って、詳細な説明
は省略する。 【００２３】図４に、移送パイプ１０が本実施の形態に
係るパイプ接続構造を用いて圧力ゲージのダイヤフラム
室３００に連結された例を示す。又、図５に、２本の移
送パイプ１０が本実施の形態に係るパイプ接続構造を用
いてバルブ本体４００の流体入口及び流体出口にそれぞ
れ連結された例を示す。図４に示すダイヤフラム室３０
０及び図５に示すバルブ本体４００の構造は共に、本発
明の特徴部分に関連しない。従って、これらの詳細な説
明は省略する。 【００２４】以下において、本実施の形態に係るパイプ
接続構造を用いて、移送パイプを対象装置へ連結させる
方法を説明する。移送パイプ１０の先端部を拡径する前
に、該パイプ１０の先端部から前記ロックボルト１２を
外挿させる。その後、例えば、一般的なパイプ拡径装置
を用いて移送パイプ１１の先端部を拡径し、前記内部ス
リーブ１１を移送パイプ１０の拡径された先端部から挿
入させる。これにより、該内部スリーブ１１をパイプ１
０の先端部内に挿入する１次組立が完了する。 【００２５】１次組立完了後、ロックボルト１２を移送
パイプ１０に沿って移動させ、該ロックボルト１２を内
部スリーブ１１が内挿されている移送パイプ１０の拡径
部に位置させる。即ち、ロックボルト１２の段差部１２
ｂが内部スリーブ１１の基端部に当接する位置まで、該
ロックボルト１２を移動させる。この状態で、移送パイ
プ１０の先端部を連結部２０内へ挿入し、ロックボルト
１２を連結部２０に螺入させる。即ち、内部スリーブの
先端部（第１傾斜面１１ａ）が連結部２０の内部フラン
ジ２０ｂに当接するまで、ロックボルト１２の外ネジ部
１２ａを連結部２０の内ネジ部に螺入させる。 【００２６】このようにして、ロックボルト１２を対象
装置であるタンク２００の内ネジ付連結部２０にしっか
りと螺入させると、該ロックボルト１２の段部１２ｂに
よって内部スリーブ１１の基端部（第２傾斜面１１ｂ）
が移送パイプ１０の内周面と面接触する。一方、内部ス
リーブ１１の先端部（第１傾斜面１１ａ）は、連結部２
０における内部フランジ２０ｂの内端部と全周に亘って
線接触する。これにより、移送パイプ１０は対象装置に
気密又は液密に連結される。 【００２７】即ち、ロックボルト１２の外ネジ部１２ａ
を連結部２０の内ネジ部にしっかりと螺入させると、移
送パイプ１０の“ａ”領域は、ロックボルト１２の段差
部１２ｂによって、内部スリーブ１１の第２傾斜面１１
ｂと密接に面接触する。さらに、該内部スリーブ１１の
第１傾斜面１１ａは、ロックボルト１２によって、連結
部２０の内部フランジ２０ｂの内端部に押圧される。従
って、内部スリーブ１１の先端部は、“ｂ”領域におい
て、連結部２０の内部フランジ２０ｂと密接に線接触す
る。このようにして、移送パイプ１０と連結部２０との
間に所望のシール性を得ることができる。 【００２８】以上のように、樹脂パイプ等の可撓性を有
する移送パイプは、本実施の形態に係る連結構造によっ
て対象装置に対し、所望のシール性を得ながら、連結さ
れる。従って、移送パイプと対象装置との間の連結部分
において移送流体が確実にシールされ、有害物質が外部
環境を悪化させることも無い。 【００２９】供給タンク２００やダイヤフラムハウジン
グ３００等の対象装置から移送パイプ１０を取り外す際
には、ロックボルト１２を連結部から緩める。そして、
内部スリーブ１１が挿入されている移送パイプ１０の先
端部を、連結部２０から取り外す。このように、本実施
の形態に係る連結構造を用いた場合には、移送パイプ１
０を極めて容易に連結部２０に着脱することができる。 【００３０】従来の連結構造体においては、別体のパイ
プロック手段として使用されるエンボス部を、切削加工
又は型成形技術を用いて、連結構造体における雄ネジ部
とは反対側の端部に一体的に形成する必要がある。しか
しながら、エンボス部の形成は、連結構造体の材料消失
量の増加を招き、結果的に、連結構造体の製造コスト高
を招く。さらに、該エンボス部を形成する為の領域を連
結構造体に確保しなければならず、その為、該連結構造
体が大型化する。又、エンボス部を介して移送パイプを
連結構造体に連結する構成においては、移送パイプの外
径に応じたエンボス部を形成する必要がある。従って、
一の外径の移送パイプと他の外径の移送パイプとを共通
の連結構造体を用いて対象装置に接続する場合には、該
共通の連結構造体に一の外径に応じたエンボス部と他の
外径に応じたエンボス部とを形成しなければならず、連
結構造体の小型化を図ることができない。これに対し、
本実施の形態に係る接続構造においては、内部スリーブ
及びロックボルトのみを用いるだけで、移送パイプを対
象装置に対して気密又は液密に連結することができると
いう極めて簡単な構成である。従って、斯かる接続構造
においては、連結構造体の小型化を図ることができる。
又、異なる外径の移送パイプに対しても接続構造の大型
化を招くこと無く有効に適用され得る。 【００３１】さらに、該接続構造においては、簡単な構
成による低コスト化を図り得ると共に、材料損失量の削
減による低コスト化も図ることができる。斯かる接続構
造は、所望のシール性を得つつ、移送パイプを種々の技
術分野における対象装置に接続することができる。 【００３２】以上、本発明の好ましい実施の形態につい
てのみ説明したが、特許請求の範囲によって画される発
明の範囲から逸脱すること無く、種々の変形が可能であ
ることは、本開示から当業者にとって明らかであろう。
例えば、本実施の形態においては、樹脂パイプを対象装
置に連結する場合を説明したが、金属パイプにも適用す
ることができ、同様の効果を得ることができる。 【００３３】 【発明の効果】本発明に係る移送パイプ連結構造によれ
ば、移送流体のリークを確実に防止しつつ、省スペース
化及び低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係るパイプ接
続構造の分解斜視図である。 【図２】図２は、図１に示す接続構造によってパイプが
タンクに連結された状態を示す断面図である。 【図３】図３は、図２におけるＡ部拡大断面図である。 【図４】図４は、図１に示す接続構造体によってパイプ
が圧力ゲージのダイアフラム・ハウジングに連結された
状態を示す断面図である。 【図５】図５は、図１に示す接続構造体によって２本の
パイプがそれぞれバルブ体の流入口及び流出口に連結さ
れた状態を一部切り欠いて示す断面図である。 【符号の説明】 １０ 移送パイプ １１ 内部スリーブ １１ａ 第１傾斜面（先端側傾斜面） １１ｂ 第２傾斜面（基端側傾斜面） １２ 結合ボルト １２ａ 外ネジ部 １２ｂ 段差部 １２ｃ 大径部 １２ｄ 小径部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 17/00 - 21/08 F16L 29/00 - 35/00 F16L 41/08

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】流体移送パイプを流体装置のパイプ連結部
   に接続する為の接続構造であって、 拡径された前記パイプの先端部内に挿入される内部スリ
   ーブと、 前記パイプに長手方向移動自在に外挿される中空ロック
   ボルトとを備え、 前記中空ロックボルトは、前記パイプの拡径先端部回り
   に位置する外ネジ部と、該外ネジ部より基端側に位置す
   るヘッド部と、移送パイプが挿通される中空部とを有
   し、 前記中空部は、前記パイプの拡径先端部を囲繞する大径
   部と、該パイプの非拡径部を囲繞する小径部と、前記大
   径部と小径部との間に位置する環状段差部とを有してお
   り、 前記中空ロックボルトの外ネジ部を前記流体装置のパイ
   プ連結部における内ネジ部に螺入すると、前記ロックボ
   ルトの環状段差部が前記移送パイプの内周面を前記スリ
   ーブの基端部へ当接し、該移送パイプと内部スリーブの
   基端部との当接部分がシールされるように構成されてお
   り、 前記内部スリーブの先端部は、前記流体装置の連結部に
   形成された開口縁と線接触するように、先端へ行くに従
   って外径が小径となる傾斜面を有していることを特徴と
   する流体移送パイプ接続構造 。