JP6629646B2 - 継手 - Google Patents

Description

本発明は、工業用ガスに含まれる金属不純物を捕集することの可能な継手に関する。

半導体分野で使用されているシランガスやアルシンガス等の工業用ガスでは、ガスの高純度化が進展している。
このような工業用ガスには、パーティクル状の微量な金属不純物が含まれているが、金属不純物が多く含まれていると製品デバイスの品質に悪影響を及ぼしてしまう。
このため、工業用ガスに含まれる金属不純物の濃度を分析し、工業用ガスに含まれる金属不純物の濃度をモニターすることは、製品デバイスの品質保証を行う上で重要である。

工業用ガス中に含まれる微量な金属不純物の濃度を分析装置で分析するためには、金属不純物を捕集する必要がある。従来、様々な捕集に関する技術が報告されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

特許文献１には、酸溶液を予め封入したポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂をサンプリング地点に持ち込み、工業用ガスを通気させて、工業用ガス中の微量な金属不純物を酸溶液中に溶解させて捕集する技術が開示されている。

特許文献２には、半導体製造プロセスガス中の微小パーティクル（金属不純物）を捕集する濾過部材が開示されている。
また、特許文献２には、濾過部材がニッケルやニッケル合金等の金属製であって、微細金属繊維を切断した金属短繊維を焼結させることにより製作することも開示されている。
さらに、特許文献２には、焼結して作製された濾過部材が、配管内に収納されることを前提とした筒状の形状であることが開示されている。
使用する配管が小径の場合、筒状の濾過部材の長さは、濾過面積の減少を補うために、長くする必要がある。

特開平７−１５１６５３号公報 特開平８−５５８０９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、工業用ガスに含まれる微量の金属不純物を捕集するための捕集器、ポンプ等の吸引装置、及び排気装置が必修の構成となるため、装置が大型化してしまうという問題があった。
また、特許文献１に開示された技術では、酸溶液と、バブルリングによる気泡との接触効率が悪く、その結果、金属不純物を短時間で効率良く捕集することが困難であった。

特許文献２に開示された技術では、濾過部材の形状が筒状であり、不純物金属が捕集される面積が大きいため、捕集後に該濾過部材を取り外した際の衝撃により、作業環境内に濾過部材で捕集した金属が飛散しやすいという問題があった。
このため、実際に工業用ガスに含まれていた金属不純物の濃度を精度良く把握することが困難であった。

そこで、本発明は、工業用ガスに含まれる金属不純物を効率良く捕集することが可能で、かつ捕集した金属不純物の飛散を抑制して、工業用ガスに含まれていた金属不純物の濃度を精度良く把握することの可能な継手に関する。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、工業用ガスの供給側と接続される一方の端部、及び他方の端部を構成するおねじ部を含み、前記一方の端部から前記他方の端部に向かう方向に前記工業用ガスが流れる第１の管状継手部材と、前記おねじ部と対向配置される一方の端部、及び前記工業用ガスの使用先側と接続された他方の端部を含み、前記第１の管状継手部材の内部を流れる前記工業用ガスを前記使用先側に供給する第２の管状継手部材と、前記工業用ガスに含まれる金属不純物を捕集する捕集面を含む膜状のフィルタと、一方の面が前記第１の管状継手部材の他方の端部に当接され、かつ他方の面が前記第２の管状継手部材の一方の端部に当接されるように、前記第１の管状継手部材と前記第２の管状継手部材との間に挟まれており、前記第１の管状継手部材の他方の端部側に前記捕集面が配置されるように、内部に前記フィルタを収容し、前記捕集面を露出する第１の開口部、及び該第１の開口部の反対側に配置され、前記第１の開口部及び前記フィルタを経由した前記工業用ガスを通過させる第２の開口部を含むフィルタ収容部材と、を有するフィルタユニットと、前記フィルタユニットを収容するフィルタユニット収容部、及び該フィルタユニット収容部に設けられためねじ部を含み、前記おねじ部に前記めねじ部を螺合することで、前記フィルタユニットを介して、前記第１の管状継手部材と前記第２の管状継手部材とを連結するナットと、を含み、前記フィルタ収容部材は、前記第１の開口部が設けられた第１の部材と、前記第２の開口部が設けられた第２の部材と、を有するとともに、前記第１及び第２の部材のうち、一方の部材は、他方の部材と当接する、平面視した際にリング状の第１面を有し、前記第１面には、平面視した際に前記第１面の中心から半径方向に向かう直線上であって前記第１面の内周から外周にわたる直線を第１中心線とし、前記第１中心線と平行かつ前記第１面の内周から外周にわたる２つの長辺を有する係合用溝が、前記第１面の周方向に所定の間隔を空けて２つ以上設けられ、前記他方の部材は、前記第１面に当接する、平面視した際にリング状の第２面を有し、前記第２面には、平面視した際に前記第２面の中心から半径方向に向かう直線上であって前記第２面の内周から外周にわたる直線を第２中心線とし、前記第２中心線と平行かつ前記第２面の内周から外周にわたる２つの長辺を有し、前記第２面に対して直交するように突出し、前記第１面に対する前記第２面の周方向における位置ずれを抑制するように前記係合用溝に係合する係合用突出部が、前記第２面の周方向に所定の間隔を空けて２つ以上設けられることを特徴とする継手が提供される。

また、請求項２に係る発明によれば、前記第１及び第２の部材のうち、一方の部材は、前記フィルタを収容する凹部を有しており、他方の部材は、前記凹部に係合される凸部を有することを特徴とする請求項１記載の継手が提供される。

また、請求項３に係る発明によれば、前記フィルタ及び前記フィルタ収容部材の材質は、フッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の継手が提供される。

また、請求項４に係る発明によれば、前記フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレンのうち、少なくとも１種よりなることを特徴とする請求項３記載の継手が提供される。

また、請求項５に係る発明によれば、前記第１の管状継手部材は、該第１の管状継手部材の他方の端部の端に設けられ、前記フィルタ収容部材の一方の面に当接されるリング状の第１の金属製押さえ部を含み、前記第２の管状継手部材は、該第２の管状継手部材の一方の端部の端に設けられ、前記フィルタ収容部材の他方の面に当接されるリング状の第２の金属製押さえ部を含むことを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の継手が提供される。

また、請求項６に係る発明によれば、前記フィルタ収容部材の一方の面に当接される前記第１の金属製押さえ部の先端の形状、及び前記フィルタ収容部材の他方の面に当接される前記第２の金属製押さえ部の先端の形状は、丸みを帯びた形状であることを特徴とする請求項５記載の継手が提供される。

また、請求項７に係る発明によれば、前記フィルタ、前記第１の部材、及び前記第２の部材は、前記フィルタと前記第１の部材との間の摩擦係数、前記フィルタと前記第２の部材との間の摩擦係数、及び前記第１の部材と前記第２の部材との静止摩擦係数が０．０４以上となるように、異なる材質で構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載の継手が提供される。

本発明によれば、工業用ガスに含まれる金属不純物を効率良く捕集することができ、かつ捕集した金属不純物の飛散を抑制して、工業用ガスに含まれていた金属不純物の濃度を精度良く把握することができる。

本発明の実施の形態に係る継手の概略構成を示す部分断面図である。 図１に示す継手を構成する第１の管状継手部材、第２の管状継手部材、及びフィルタユニットを分離させた状態を模式的に示す継手の部分断面図である。 図１及び図２に示すナットの断面図である。 図２に示すフィルタユニットを右に９０度回転させた状態で拡大した断面図である。 図１及び図２に示すフィルタユニットを構成する第１の部材の平面図である。 図５に示す第１の部材をＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図５に示す第１の部材をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 図１及び図２に示すフィルタユニットを構成する第２の部材の平面図である。 図８に示す第２の部材をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。 図８に示す第２の部材をＤ−Ｄ線で切断した断面図である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の継手の寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る継手の概略構成を示す部分断面図である。図１では、説明の便宜上、ナット１４のみを断面で図示し、継手１０の他の構成要素については、側面視した状態で図示する。図１において、Ｘ方向は工業用ガスが流れる方向、Ｙ方向はＸ方向に対して直交する方向をそれぞれ示している。
図２は、図１に示す継手を構成する第１の管状継手部材、第２の管状継手部材、及びフィルタユニットを分離させた状態を模式的に示す継手の部分断面図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
また、図２では、説明の便宜上、フィルタユニット１５のみを断面で図示し、継手１０の他の構成要素については、側面視した状態で図示する。

図１及び図２を参照するに、本実施の形態の継手１０は、第１の管状継手部材１１と、第２の管状継手部材１２と、ナット１４と、フィルタユニット１５と、を含む。

第１の管状継手部材１１は、Ｘ方向に延在しており、その内部に工業用ガスが流れるガス経路（図示せず）を有する。第１の管状継手部材１１は、一方の端部１１−１と、他方の端部１１−２と、突出部２１と、第１の金属製押さえ部２３と、を含む。
一方の端部１１−１は、工業用ガスの供給側に設けられためねじ部（図示せず）に螺合される部分であり、おねじが設けられている。一方の端部１１−１は、おねじ部２５として機能する。
工業用ガスとしては、例えば、半導体分野で使用されているシランガスやアルシンガス等のガスを例示することができる。

他方の端部１１−２は、一方の端部１１−１の反対側に配置されている。他方の端部１１−２は、ナット１４が螺合される部分であり、おねじが設けられている。他方の端部１１−２は、おねじ部２６として機能する。

突出部２１は、一方の端部１１−１と他方の端部１１−２との間で、かつナット１４から離間した位置に設けられている。突出部２１は、突出部２１の周方向において、端部１１−１，１１−２よりもＹ方向に突出している。

第１の金属製押さえ部２３は、リング形状とされた突起部であり、他方の端部１１−２の端の外周部分に設けられている。第１の金属製押さえ部２３は、工業用ガスが流れるガス経路（図示せず）の外側に配置されている。
ナット１４がおねじ部２６に螺合され、かつナット１４内にフィルタユニット１５が収容された状態（図１に示す状態）において、第１の金属製押さえ部２３の先端は、フィルタユニット１５の一方の面１５ａ（具体的には、フィルタユニット１５を構成する第１の部材４１）に当接されている。

このように、他方の端部１１−２の端に第１の金属製押さえ部２３を設け、第１の金属製押さえ部２３の端を一方の面１５ａ（具体的には、第１の部材４１）に当接することで、第１の部材４１の材質がフッ素系樹脂の場合には、フィルタ収容部材４０のうち、第１の金属製押さえ部３１の先端が当接された部分を僅か凹ませることが可能となる。
これにより、他方の端部１１−２の端とフィルタユニット１５の一方の面１５ａとの間から工業用ガスが漏れを抑制可能となるので、第１の管状継手部材１１と第１の部材４１との間の気密性を高めることができる。

なお、第１の金属製押さえ部２３の先端の形状は、例えば、丸みを帯びた形状（ラウンド形状）が好ましい。
このような形状とすることで、第１の金属製押さえ部２３の当接による第１の部材４１の損傷を抑制することができる。

上述した第１の管状継手部材１１の材質は、例えば、真空二重溶解法により製造されたステンレス鋼材（例えば、ＳＵＳ３１６）を用いることが好ましい。
また、上記ステンレス鋼材よりなる第１の管状継手部材１１の内面処理としては、電解研磨処理と、超純水による洗浄処理と、を組み合わせることが好ましい。

このような内面処理を行った第１の管状継手部材１１は、表面の加工変質層や加工硬化層等が除去され、表面に不導体化膜が形成されるため、高純度とされた金属表面（例えば、表面粗さＲａが０．７μｍ程度）を有する。
したがって、上述した製造方法により製造されたステンレス鋼を用いるとともに、上述した内面処理を行うことで、第１の管状継手部材１１に起因する微粉（パーティクル）を極力低減することができる。

第２の管状継手部材１２は、Ｘ方向に延在しており、その内部に工業用ガスが流れるガス経路（図示せず）を有する。第２の管状継手部材１２は、一方の端部１２−１と、他方の端部１２−２を構成する配管接続用ナット２８と、配管部２９と、第２の金属製押さえ部３１と、を含む。

一方の端部１２−１は、フィルタユニット１５を介して、おねじ部２６と対向配置されている。一方の端部１２−１は、配管部２９よりも拡径されている。
ナット１４がおねじ部２６に螺合された状態（図１に示す状態）において、一方の端部１２−１は、ナット１４内に収容されている。

配管接続用ナット２８は、一方の端部１２−１の反対側に設けられている。配管接続用ナット２８は、配管部２９の外側に配置されている。配管接続用ナット２８は、工業用ガスの使用先（図示せず）と接続された配管（図示せず）と配管部２９とを接続している。
配管部２９は、Ｘ方向に延在する配管である。配管部２９は、一方の端部１２−１と接続されており、工業用ガスの使用先（図示せず）と接続された配管（図示せず）に工業用ガスを供給する。配管部２９のうち、一方の端部１２−１側に位置する端部は、ナット１４内に収容されている。

第２の金属製押さえ部３１は、リング形状とされた突起部であり、一方の端部１２−１の端の外周部分に設けられている。第２の金属製押さえ部３１は、工業用ガスが流れるガス経路（図示せず）の外側に配置されている。
ナット１４がおねじ部２６に螺合され、かつナット１４内にフィルタユニット１５が収容された状態（図１に示す状態）において、第２の金属製押さえ部３１の先端は、フィルタユニット１５の他方の面１５ｂ（具体的には、フィルタユニット１５を構成する第２の部材４２）に当接されている。

このように、一方の端部１２−１の端に第２の金属製押さえ部３１を設け、第２の金属製押さえ部３１の先端を他方の面１５ｂ（具体的には、第２の部材４２）に当接することで、第２の部材４２の材質がフッ素系樹脂の場合には、第２の部材４２のうち、第２の金属製押さえ部３１の先端が当接された部分を僅か凹ませることが可能となる。
これにより、一方の端部１２−１の端とフィルタユニット１５の他方の面１５ｂとの間から工業用ガスが漏れを抑制可能となるので、第２の管状継手部材１２と第２の部材４２との間の気密性を高めることができる。

なお、第２の金属製押さえ部３１の先端の形状は、例えば、丸みを帯びた形状（ラウンド形状）が好ましい。
このような形状とすることで、第２の金属製押さえ部３１の当接による第２の部材４２の損傷を抑制することができる。

上述したように、第１の金属製押さえ部２３を第１の部材４１に当接させるとともに、第２の金属製押さえ部３１を第２の部材４２に当接させることで、フィルタユニット１５を構成するフィルタ３９と第１及び第２の金属製押さえ部２３，３１とが直接接触することがないため、第１及び第２の金属製押さえ部２３，３１を構成する金属がフィルタ３９に付着することを抑制できる。

上述した第２の管状継手部材１２の材質は、例えば、先に説明した第１の管状継手部材１２と同様な材質（ステンレス鋼材）を用いることが可能である。

図３は、図１及び図２に示すナットの断面図である。図３において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

ナット１４は、配管部２９が挿入された状態で、配管部２９の外側に配置されている。ナット１４は、配管部２９に対してＸ方向にスライド可能な構成とされている。
ナット１４は、ナット本体３４と、フィルタユニット収容部３５と、配管部挿入穴３６と、めねじ部３７と、を含む。

フィルタユニット収容部３５は、Ｘ方向に延在するように、ナット本体３４に設けられている。フィルタユニット収容部３５は、第１の管状継手部材１１側が開放端とされた凹部である。
フィルタユニット収容部３５は、第１の管状継手部材１１の他方の端部１１−２、フィルタユニット１５、及び第２の管状継手部材１２の一方の端部１２−１を収容可能な形状とされている。

配管部挿入穴３６は、フィルタユニット収容部３５と連通するように設けられている。配管部挿入穴３６は、配管部２９を挿入するための穴である。配管部挿入穴３６の径は、フィルタユニット収容部３５の径よりも縮径されている。

めねじ部３７は、ナット本体３４のうち、フィルタユニット収容部３５を区画する部分に設けられている。めねじ部３７は、おねじ部２６に螺合される部分である。
上記構成とされたナット１４は、めねじ部３７がおねじ部２６に螺合されることで、フィルタユニット１５を介して、第１の管状継手部材１１と第２の管状継手部材１２とを連結する。

図４は、図２に示すフィルタユニットを右に９０度回転させた状態で拡大した断面図である。図４において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１、図２、及び図４を参照するに、フィルタユニット１５は、工業用ガスに含まれる微量の金属不純物を捕集するためのユニットであり、フィルタ３９と、フィルタ収容部材４０と、を有する。
ここでの「微量」とは、工業用ガスに含まれる金属不純物の濃度が０．１μｇ／ｍ^３以下の場合のことをいう。
フィルタ３９は、工業用ガスに含まれる金属不純物を捕集する捕集面３９ａを有する。フィルタ３９は、捕集面３９ａが他方の端部１１−２側に配置されるように、フィルタ収容部材４０内に収容されている。

フィルタ３９は、膜状のフィルタであり、例えば、メンブレンフィルタを用いることができる。フィルタ３９の形状は、例えば、円形にすることができる。フィルタ３９は、フィルタ収容部材４０を構成する後述する凹部５３のフィルタ配置面５３ａに配置されている。
また、フィルタ３９の厚さは、フィルタ収容部材４０を構成する凹部５３の深さよりも浅くなるように構成されている。
このように、フィルタ３９として、膜状のフィルタを用いることで、フィルタ３９を小型化することが可能となるので、継手１０の小型化を図ることができる。

フィルタ３９として、メンブレンフィルタを用いる場合、ポアサイズは、例えば、０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲内で適宜設定することが好ましい。
フィルタ３９のポアサイズが０．１μｍよりも小さいと、工業用ガスの圧力損失が顕著になる恐れがある。このような場合、フィルタ３９が大きな負荷を受ける可能性があるため好ましくない。
一方、フィルタ３９のポアサイズが５μｍよりも大きいと、捕集したい微量な金属不純物（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ等）がフィルタ３９をすり抜ける恐れがあるため好ましくない。
したがって、フィルタ３９のポアサイズを０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲内とすることで、工業用ガスの圧力損失に起因する大きな負荷をフィルタ３９が受けることを抑制した上で、捕集対象である微量な金属不純物を効率良く捕集することができる。

フィルタ３９の厚さは、例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で設定することができる。
フィルタ３９の厚さが３０μｍよりも薄いと、捕集したい微量な金属不純物（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ等）がフィルタ３９をすり抜ける恐れがあるため、好ましくない。
一方、フィルタ３９の厚さが１００μｍよりも厚いと、工業用ガスの圧力損失が顕著になり、フィルタ３９が大きな負荷を受ける恐れがあるため好ましくない。
したがって、フィルタ３９の厚さを３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で設定することで、工業用ガスの圧力損失に起因する大きな負荷をフィルタ３９が受けることを抑制した上で、捕集対象である微量な金属不純物を効率良く捕集することができる。

フィルタ３９の材質としては、例えば、フィルタ３９の捕集面３９ａに捕集された金属不純物を分析する前に、捕集した金属不純物を溶解させる酸性溶液に溶解しないフッ素系樹脂を用いることが好ましい。
このように、フィルタ３９の捕集面３９ａに捕集された金属不純物を溶解させる際に使用する酸性溶液に溶解しないフッ素系樹脂をフィルタ３９の材質として用いることで、金属不純物を捕集したフィルタ３９をそのまま上記酸性溶液に浸漬させて、フィルタ３９で捕集した微量の金属不純物を酸性溶液中に溶解させることができる。

上記酸性溶液としては、例えば、塩酸、硫酸、王酸、硝酸、フッ酸等の一般的な無機酸を含む溶液を用いることが可能であるが、塩酸が好ましい。塩酸を用いる場合、酸性溶液の塩酸の濃度は、例えば、５重量％以上２０重量％以下であることが好ましい。

上記フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化樹脂、ＰＴＦＥ)、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（ＦＥＰ）、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（２フッ化樹脂、ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化樹脂、ＰＣＴＦＥ）のうち、少なくとも１種よりなるものを用いるとよい。

フィルタ収容部材４０は、第１の部材４１と、第２の部材４２と、を有する。

図５は、図１及び図２に示すフィルタユニットを構成する第１の部材の平面図である。図５において、図４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図６は、図５に示す第１の部材をＡ−Ａ線で切断した断面図である。図６において、図４及び図５に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図７は、図５に示す第１の部材をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図７において、図４〜図６に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図４〜図７を参照するに、第１の部材４１は、一方の面１５ａと、板部４５と、凸部４６と、第１の開口部４８と、複数の係合用突出部４９と、を有する。
板部４５は、円形とされた板部である。板部４５は、凸部４６が配置される側に第２の部材４２に当接される面４５ａを有する。板部４５の外径が１９ｍｍの場合、板部４５の厚さは、例えば、１ｍｍとすることができる。

凸部４６は、板部４５の中央部から面４５ａに対して直交する方向に突出している。凸部４６は、板部４５と一体に構成されている。平面視した状態において、凸部４６の外形は、円形状とされている。
凸部４６は、フィルタ３９の捕集面３９ａの外周部に当接される突出面４６ａを有する。突出面４６ａは、平面とされている。
面４５ａを基準としたときの凸部４６の突出量は、例えば、１．５ｍｍとすることができる。また、凸部４６の外径は、例えば、１４ｍｍとすることができる。

第１の開口部４８は、板部４５及び凸部４６の中央部を貫通するように設けられている。第１の開口部４８の形状は、例えば、円柱形状とすることができる。第１の開口部４８は、フィルタ３９の捕集面３９ａの中央部を露出している。第１の開口部４８の開口径は、例えば、６ｍｍとすることができる。
第１の開口部４８は、フィルタ収容部材４０内に収容されたフィルタ３９の捕集面３９ａに工業用ガスを供給するための開口部である。
第１の管状継手部材１１内を通過した工業用ガスは、第１の開口部４８を介して、フィルタ３９の捕集面３９ａの中央部を通過する（図１参照）。

複数の係合用突出部４９は、板部４５の面４５ａの一部に所定の間隔を空けた状態で設けられている。係合用突出部４９は、面４５ａに対して直交する方向に突出している。
係合用突出部４９の突出量は、例えば、凸部４６の突出量以下の大きさにすることができる。

図８は、図１及び図２に示すフィルタユニットを構成する第２の部材の平面図である。図８において、図４に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図９は、図８に示す第２の部材をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図９において、図４及び図８に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図１０は、図８に示す第２の部材をＤ−Ｄ線で切断した断面図である。図１０において、図４、図８、及び図９に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図４、及び図８〜図１０を参照するに、第２の部材４２は、板部５１と、リング状突出部５２と、凹部５３と、複数の第２の開口部５５と、複数の係合用溝５７と、を有する。
板部５１は、先に説明した板部４５よりも厚さが厚いこと以外は、板部４５と同様な形状とされている。板部４５の厚さが１ｍｍの場合、板部５１の厚さは、例えば、２．５ｍｍとすることができる。

リング状突出部５２は、他方の面１５ｂの反対側に位置する板部５１の外周部に設けられている。リング状突出部５２は、板部５１に対して直交する方向に突出している。
リング状突出部５２は、面４５ａに対して当接される平面である突出面５２ａを有する。リング状突出部５２の突出量は、例えば、１．５ｍｍとすることができる。

凹部５３は、板部５１及びリング状突出部５２で区画された領域である。凹部５３は、フィルタ３９、及び第１の部材４１の凸部４６を収容可能な形状とされている。凹部５３の形状は、例えば、円柱形状にすることができる。
凹部５３は、フィルタ３９が配置される底面であるフィルタ配置面５３ａを有する。フィルタ配置面５３ａは、捕集面３９ａの反対側に位置するフィルタ３９の面と接触している。
凹部５３の深さは、フィルタ３９の厚さと、凸部４６の突出量と、を合計した値にすることができる。

複数の第２の開口部５５は、凹部５３のフィルタ配置面５３ａの中央部に位置する板部５１を貫通するように設けられている。複数の第２の開口部５５は、開口径が第１の開口部４８よりも小さくなるように構成されている。第１の開口部４８の径が６ｍｍの場合、複数の第２の開口部５５の径は、例えば、２ｍｍとすることができる。
複数の第２の開口部５５は、フィルタ３９を介して、第１の開口部４８と対向するように配置されている。

このように、フィルタ３９を介して、第１の開口部４８と対向するように複数の第２の開口部５５を設けることで、第１の開口部４８及びフィルタ３９を通過した工業用ガスを第２の管状継手部材１２内に導入させることができる。
また、第１の開口部４８と対向するように、第１の開口部４８よりも開口径の小さい第２の開口部５５を複数設けることで、複数の第２の開口部５５間に配置された板部５１により、フィルタ３９の捕集面３９ａの反対側の面を支持することが可能となるので、工業用ガスの流速が速い場合でもフィルタ３９が損傷することを抑制できる。

複数の係合用溝５７は、所定の間隔を空けて、リング状突出部５２に設けられている。係合用溝５７は、第１の部材４１に設けられた係合用突出部４９と係合可能な位置に配置されている。係合用溝５７の形状は、係合用突出部４９と係合可能な形状とされている。
このように、第１の部材４１に係合用突出部４９を設けるとともに、第２の部材４２に係合用突出部４９と係合可能な係合用溝５７を設けることで、第１の部材４１に対する第２の部材４２の位置ずれ（例えば、周方向における位置ずれ）を抑制することが可能となる。
すなわち、第１の部材４１に対する第２の部材４２の位置ずれが抑制されることで、図１に示されるごとく、ナット１４とおねじ部２６の螺合の際に、フィルタ収納部材４０の内部に収納されたフィルタ３９の捩れや破れ等を抑制することができる。

これにより、通常の工業用ガスの圧力（例えば、０．５ＭＰａ）よりも工業用ガスの圧力が高い場合（例えば、圧力が０．６〜１．０ＭＰａの場合）においても、第１の部材４１と第２の部材４２との間に収容されたフィルタの位置ずれやよじれ等を抑制することが可能となるので、フィルタ３９の捕集面３９ａにおいて、微量の不純物金属を精度良く捕集することができる。

なお、工業用ガスの圧力が０．６ＭＰａよりも小さい場合でも、上述した係合用突出部４９及び係合用溝５７を設けることで、フィルタの位置ずれやよじれ等を抑制する効果を得られることは言うまでもない。

上述した第１及び第２の部材４１，４２（フィルタ収容部材４０）の材質としては、例えば、フッ素系樹脂を用いるとよい。
第１及び第２の部材４１，４２の材料となるフッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化樹脂、ＰＴＦＥ)、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（ＦＥＰ）、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（２フッ化樹脂、ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化樹脂、ＰＣＴＦＥ）のうち、少なくとも１種よりなるものを用いるとよい。

上述したように、フィルタ３９及びフィルタ収容部材４０の材質（フィルタユニット１５の材質）として、フィルタ３９の捕集面３９ａに捕集された金属不純物を分析する際に使用する酸性溶液（例えば、塩酸、硫酸、王酸、硝酸、フッ酸等）に対して不溶性を有するフッ素系樹脂を用いることで、フィルタ３９の捕集面３９ａに金属不純物を捕集後、フィルタ３９を取り出すことなく、フィルタユニット１５を上記酸性溶液に浸漬させることが可能となるので、工業用ガスに含まれる金属不純物を分析するための準備を簡便に行うことができるとともに、フィルタ３９に捕集された金属不純物が飛散することを抑制可能となるので、工業用ガスに含まれていた微量な金属不純物の濃度分析を精度良く行うことができる。

また、フィルタ３９、第１の部材４１、及び第２の部材４２は、例えば、フィルタ３９と第１の部材４１との間の摩擦係数、フィルタ３９と第２の部材４２との間の摩擦係数、及び第１の部材４１と第２の部材４２との静止摩擦係数が０．０４以上となるように、異なる材質で構成されていてもよい。
例えば、フィルタ３９の材質としてポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化樹脂、ＰＣＴＦＥ）を用い、第１の部材４１の材質としてポリテトラフルオロエチレン(４フッ化樹脂、ＰＴＦＥ)を用い、第２の部材４２としてポリテトラフルオロエチレン(４フッ化樹脂、ＰＴＦＥ)を用いることで、上述した静止摩擦係数を満たすことができる。

このように、フィルタ３９と第１の部材４１との間の摩擦係数、フィルタ３９と第２の部材４２との間の摩擦係数、及び第１の部材４１と第２の部材４２との静止摩擦係数が０．０４以上となるように、フィルタ３９、第１の部材４１、及び第２の部材４２を異なる材質で構成することで、上記３つの部材の位置が変位しにくくなるので、フィルタ３９の位置ずれやよじれ等を抑制することが可能となる。これにより、フィルタ３９の捕集面３９ａにおいて、微量の不純物金属を精度良く捕集することができる。
特に、工業用ガスの圧力が高い場合（例えば、圧力が０．６〜１．０ＭＰａ程度の場合）に有効である。

なお、工業用ガスの圧力が０．６ＭＰａよりも小さい場合でも、上述した係合用突出部４９及び係合用溝５７を設けることで、フィルタの位置ずれやよじれ等を抑制する効果を得られることは言うまでもない。

ここで、図１、図２、及び図４を参照して、継手１０を用いた場合の工業用ガスに含まれる微量な金属不純物の捕集方法、及び捕集した金属不純物を分析するための前処理について説明する。

初めに、図１に示すように、第１の管状継手部材１１と第２の管状継手部材１２との間にフィルタユニット１５が挟まれた状態で、工業用ガスを所定の時間供給して、フィルタ３９を通過させる。
これにより、フィルタ３９の捕集面３９ａに、工業用ガスに含まれる微量な金属不純物が捕集される。
次いで、工業用ガスの供給を停止した後、工業用ガスの使用先（図示せず）と接続された配管（図示せず）、及び一方の端部１１−１の接続先から継手１０を取り外す。

次いで、クリーンルーム等の清浄な環境下において、図２に示すように、ナット１４を緩めて、第１の管状継手部材１１と第２の管状継手部材１２との間から、フィルタユニット１５を回収する。
このとき、フィルタ３９の捕集面３９ａが第１の開口部４８を区画する第１の部材４１で囲まれているため（保護されているため）、フィルタ３９が捕集した微量な金属不純物が作業環境下に飛散することを抑制できる。

次いで、予め、内面が洗浄された耐酸性樹脂容器内に、フィルタユニット１５を入れた後、所定の温度（例えば、１２０℃以上の温度）に加熱された酸性溶液を加えて、酸性溶液にフィルタユニット１５を浸漬させる。酸性溶液としては、例えば、先に説明した酸性溶液を用いることができる。

次いで、酸性溶液内で、第１の部材４１と、第２の部材４２と、フィルタ３０と、に分解する。フィルタ３９により捕集された微量な金属不純物は、酸性溶液中に溶解する。
なお、上記耐酸性樹脂容器としては、酸によって溶解しない材質のものであればよく、好ましくは、例えば、フッ素樹脂製容器であることが好ましい。

次いで、微量の金属不純物が溶解した酸性溶液を、例えば、高周波誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）等の分析装置を用いて分析することにより、工業用ガスに含まれる微量の金属不純物の種類及び濃度を分析する。
これにより、工業用ガスに含まれる微量な金属不純物の種類及び濃度を精度良く把握することができる。

本実施の形態の継手によれば、工業用ガスに含まれる金属不純物を捕集する捕集面３９ａを含む膜状のフィルタ３９と、一方の面１５ａが第１の管状継手部材１１の他方の端部１１−２に当接され、かつ他方の面１５ｂが第２の管状継手部材１２の一方の端部１２−１に当接されるように、第１の管状継手部材１１と第２の管状継手部材１２との間に挟まれており、第１の管状継手部材１１の他方の端部１１−２側に捕集面３９ａが配置されるように、内部にフィルタ３９を収容し、捕集面３９ａを露出する第１の開口部４８、及び第１の開口部４８の反対側に配置され、第１の開口部４８及びフィルタ３９を経由した工業用ガスを通過させる第２の開口部５５を含むフィルタ収容部材４０と、を有するフィルタユニット１５を含むことで、工業用ガスの経路の途中にフィルタ３９が配置されるため、工業用ガスに含まれる微量な金属不純物を効率良く捕集することができる。

また、フィルタ３９がフィルタ収容部材４０内に収容され、かつ捕集面３９ａが第１の開口部４８を区画する第１の部材４１で囲まれているため、捕集した金属不純物の飛散を抑制することが可能となる。したがって、工業用ガスに含まれていた微量な金属不純物の濃度を精度良く把握することができる。

なお、本実施の形態では、凸部４６を第１の部材４１に設け、凹部５３を第２の部材４２に設けた場合を例に挙げた場合を例に挙げて説明したが、第１の部材４１に凹部５３を設け、第２の部材４２に凸部４６を設けてもよい。
この場合、係合用突出部４９を第２の部材４２に設け、係合用溝５７を第１の部材４１に設けるとよい。

また、本実施の形態では、４つの係合用突出部４９、及び４つの係合用溝５７を設けた場合を例に挙げて説明したが、係合用突出部４９及び係合用溝５７の数は、２つ以上であればよく、４つに限定されない。

また、本実施の形態では、平面視した第１及び第２の開口部４８，５５の形状の一例として、円形の場合を例に挙げて説明したが、例えば、六角形等の多角形でもよく、円形に限定されない。
さらに、本実施の形態では、４つの第２の開口部５５を設けた場合を例に挙げて説明したが、第２の開口部５５の数は、複数であればよく、４つに限定されない。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

以下、実施例１、２について説明するが、本発明は、下記実施例に限定されない。

（実施例１）
実施例１では、図１及び図２に示す継手１０を用いた。第１及び第２の管状継手部材１１，１２の材質として、ＳＵＳ３１６の真空二重溶解材を用いた。第１及び第２の管状継手部材１１，１２の工業用ガスが流れる経路の内径は、４．３ｍｍとした。
フィルタ３９の材質として、４フッ化樹脂であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を用いた。フィルタ３９の直径（外径）は、１３ｍｍとした。また、フィルタ３９の厚さは、６０μｍとした。
第１及び第２の部材４１，４２の材質として、ＰＴＦＥを用いた。

初めに、クリーンルーム内において、ナット１４をおねじ部２６に対して強固に締め込むことで、第１の管状継手部材１１と第２の管状継手部材１２との間にフィルタユニット１５を挟み込むことで、図１に示す継手１０を準備した。
その後、継手１０を工業用ガスの供給側、及び工業用ガスの使用先（図示せず）と接続された配管（図示せず）に接続し、工業用ガスとして、圧力が０．５ＭＰａとされたシランガスを継手１０に供給し、フィルタ３９により、工業用ガスに含まれる微量の金属不純物を捕集した。

次いで、１０分間、シランガスを通気後、シランガスの供給を停止した。その後、工業用ガスの供給側、及び工業用ガスの使用先（図示せず）と接続された配管（図示せず）から継手１０を取り外した。
次いで、クリーンルーム等の清浄な環境下へ、継手１０を運搬し、清浄な環境下において、継手１０からフィルタユニット１５を取り出した。

その後、リオン社製のパーティクルカウンターであるＫＳ−９３（型番）を用いて、フィルタユニット１５に捕集されたパーティクル（金属不純物）の数をカウントした。

上述した条件と同じ条件（圧力や通気時間等の条件）で、同種のシランガスを別のフィルタユニット１５に通気させた。
次いで、クリーンルーム等の清浄な環境下へ、継手１０を運搬し、清浄な環境下において、継手１０からフィルタユニット１５を取り出した。

次いで、内面が洗浄された耐酸性樹脂容器内に、フィルタユニット１５を入れた後、１２０℃の温度に加熱され、かつ塩酸の濃度が５重量％とされた酸性溶液を加えて、酸性溶液にフィルタユニット１５を浸漬させた。これにより、酸性溶液中に、フィルタ３９が捕集した不純物金属を溶解させた。

次いで、微量の金属不純物が溶解した酸性溶液を、高周波誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて、Ｆｅ及びＮｉの濃度の分析を行った。

（比較例）
比較例として、特開平８−５５８０９に開示されたフィルタを用いた。比較例では、実施例１と同じ成分及び濃度の工業用ガス（シランガス）を、上述した実施例１と同じ条件でフィルタに通気させた。
次いで、ガスケットからフィルタを取り外し、取り外したフィルタを密閉容器内に移した。その後、リオン社製のパーティクルカウンターであるＫＳ−９３（型番）を用いて、フィルタに捕集されたパーティクル（この場合、金属不純物）の数をカウントした。

（実施例２）
実施例２では、第１及び第２の部材４１，４２の材質として、ポリビニリデンフルオライド（２フッ化樹脂、ＰＶＤＦ）を用い、シランの圧力を０．８ＭＰａにしたこと以外は、先に説明した実施例１と同様な実験を行った。
つまり、パーティクルの数のカウントと、Ｆｅ及びＮｉの濃度の分析と、を行った。

（評価結果のまとめ）
パーティクルのカウント数は、あきらかに比較例の方が、実施例１，２よりも少ない結果となった。この結果から、比較例のフィルタでは、ガスケットからフィルタを着脱する際に、フィルタが捕集したパーティクルが飛散していることが推測できた。
実施例１，２の分析結果には、大差がなく、良好な分析結果が得られた。この結果から、シランの圧力が０．５ＭＰａと０．８ＭＰａとの間では、ガスの圧力による影響がほとんどないことが確認できた。

本発明は、工業用ガスに含まれる金属不純物を捕集することの可能な継手に関する。

１０…継手、１１…第１の管状継手部材、１１−１，１２−１…一方の端部、１１−２，１２−２…他方の端部、１２…第２の管状継手部材、１４…ナット、１５…フィルタユニット、１５ａ…一方の面、１５ｂ…他方の面、２１…突出部、２３…第１の金属製押さえ部、２５，２６…おねじ部、２８…配管接続用ナット、２９…配管部、３１…第２の金属製押さえ部、３４…ナット本体、３５…フィルタユニット収容部、３６…配管部挿入穴、３７…めねじ部、３９…フィルタ、４０…フィルタ収容部材、４１…第１の部材、４２…第２の部材、４５，５１…板部、４５ａ…面、４６…凸部、４６ａ…突出面、４８…第１の開口部、４９…係合用突出部、５２…リング状突出部、５２ａ…突出面、５３…凹部、５３ａ…フィルタ配置面、５５…第２の開口部、５７…係合用溝

Claims (7)

1. 工業用ガスの供給側と接続される一方の端部、及び他方の端部を構成するおねじ部を含み、前記一方の端部から前記他方の端部に向かう方向に前記工業用ガスが流れる第１の管状継手部材と、
   前記おねじ部と対向配置される一方の端部、及び前記工業用ガスの使用先側と接続された他方の端部を含み、前記第１の管状継手部材の内部を流れる前記工業用ガスを前記使用先側に供給する第２の管状継手部材と、
   前記工業用ガスに含まれる金属不純物を捕集する捕集面を含む膜状のフィルタと、一方の面が前記第１の管状継手部材の他方の端部に当接され、かつ他方の面が前記第２の管状継手部材の一方の端部に当接されるように、前記第１の管状継手部材と前記第２の管状継手部材との間に挟まれており、前記第１の管状継手部材の他方の端部側に前記捕集面が配置されるように、内部に前記フィルタを収容し、前記捕集面を露出する第１の開口部、及び該第１の開口部の反対側に配置され、前記第１の開口部及び前記フィルタを経由した前記工業用ガスを通過させる第２の開口部を含むフィルタ収容部材と、を有するフィルタユニットと、
   前記フィルタユニットを収容するフィルタユニット収容部、及び該フィルタユニット収容部に設けられためねじ部を含み、前記おねじ部に前記めねじ部を螺合することで、前記フィルタユニットを介して、前記第１の管状継手部材と前記第２の管状継手部材とを連結するナットと、を含み、
   前記フィルタ収容部材は、前記第１の開口部が設けられた第１の部材と、前記第２の開口部が設けられた第２の部材と、を有するとともに、
   前記第１及び第２の部材のうち、
   一方の部材は、他方の部材と当接する、平面視した際にリング状の第１面を有し、
   前記第１面には、平面視した際に前記第１面の中心から半径方向に向かう直線上であって前記第１面の内周から外周にわたる直線を第１中心線とし、前記第１中心線と平行かつ前記第１面の内周から外周にわたる２つの長辺を有する係合用溝が、前記第１面の周方向に所定の間隔を空けて２つ以上設けられ、
   前記他方の部材は、前記第１面に当接する、平面視した際にリング状の第２面を有し、
   前記第２面には、平面視した際に前記第２面の中心から半径方向に向かう直線上であって前記第２面の内周から外周にわたる直線を第２中心線とし、前記第２中心線と平行かつ前記第２面の内周から外周にわたる２つの長辺を有し、前記第２面に対して直交するように突出し、前記第１面に対する前記第２面の周方向における位置ずれを抑制するように前記係合用溝に係合する係合用突出部が、前記第２面の周方向に所定の間隔を空けて２つ以上設けられることを特徴とする継手。
2. 前記第１及び第２の部材のうち、一方の部材は、前記フィルタを収容する凹部を有しており、他方の部材は、前記凹部に係合される凸部を有することを特徴とする請求項１記載の継手。
3. 前記フィルタ及び前記フィルタ収容部材の材質は、フッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の継手。
4. 前記フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレンのうち、少なくとも１種よりなることを特徴とする請求項３記載の継手。
5. 前記第１の管状継手部材は、該第１の管状継手部材の他方の端部の端に設けられ、前記フィルタ収容部材の一方の面に当接されるリング状の第１の金属製押さえ部を含み、
   前記第２の管状継手部材は、該第２の管状継手部材の一方の端部の端に設けられ、前記フィルタ収容部材の他方の面に当接されるリング状の第２の金属製押さえ部を含むことを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の継手。
6. 前記フィルタ収容部材の一方の面に当接される前記第１の金属製押さえ部の先端の形状、及び前記フィルタ収容部材の他方の面に当接される前記第２の金属製押さえ部の先端の形状は、丸みを帯びた形状であることを特徴とする請求項５記載の継手。
7. 前記フィルタ、前記第１の部材、及び前記第２の部材は、前記フィルタと前記第１の部材との間の摩擦係数、前記フィルタと前記第２の部材との間の摩擦係数、及び前記第１の部材と前記第２の部材との静止摩擦係数が０．０４以上となるように、異なる材質で構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載の継手。

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