JP6920458B2 - マルチピース貫流コネクタ - Google Patents

Description

本出願は、米国特許法第１１９条に基づき２０１６年１２月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／４３３，６６３号の優先権の利益を主張するものであり、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる。

開示される実施例は、マルチピース貫流コネクタに関する。

通常、高圧液体クロマトグラフィ及び関連する生体化学分野は、材料が集積し得る角部又は隙間のない不断の流れ経路内のプロセス圧力を計測する。この流れ経路は、気体、液体、及び／若しくは計測される他の物質に対して不活性である材料で作られるか、又はライニングを施されるかのいずれかである。例えば、イオン・クロマトグラフィなどの用途では、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの管材でライニングを施された不活性の流れ経路、並びに非金属の不活性材料で作られた圧力計測センサを使用する。

１つの実施例において、マルチピース貫流コネクタはセラミックボディを含む。セラミックボディは、セラミックボディ及びセラミックボディに装着された少なくとも１つの非セラミックボディを貫通して延びる流れ経路を含む。少なくとも１つの非セラミックボディは、そこに形成された１つ又は複数の装着特徴部（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅ）を含み、流れ経路は、この少なくとも１つの非セラミックボディを貫通して延びる。

別の実施例において、マルチピース貫流コネクタを製造する方法が：セラミックボディを通して延びる流れ経路を含むセラミックボディを形成することと；少なくとも１つの非セラミックボディを通して延びる流れ経路、及び非セラミックボディに形成された１つ又は複数の装着特徴部（アタッチメントフィーチャ）を含む少なくとも１つの非セラミックボディを形成することと；セラミックボディを少なくとも１つの非セラミックボディに装着することと、を含み、セラミックボディの流れ経路は、少なくとも１つの非セラミックボディの流れ経路と整列（又は整合）される。

さらに別の実施例において、コネクタを通る不断の流れ経路を形成する方法が：セラミックボディを通して延びる第１の流れ経路を含むセラミックボディを、１つ又は複数の装着特徴部及び第１の流れ経路と整列された第２の流れ経路を含む少なくとも１つの非セラミックボディと結合することと；カップリングを少なくとも１つの非セラミックボディの１つ又は複数の装着特徴部に装着して、気体源又は流体源のうちの少なくとも１つを第１の流れ経路に流体連結し、カップリングをセラミックボディのシール面に押圧することと、を含む。

さらに別の実施例において、貫流コネクタは、セラミックボディ及びセラミックボディを通して延びる流れ経路を含む。流れ経路の少なくとも一部は、実質的に連続した平滑な表面を含む。コネクタは、セラミックボディに形成された圧力窓も含む。圧力窓は、流れ経路内の圧力によって変形する。追加として、圧力センサが圧力窓に配設される。

前述のコンセプト、及び以下で説明する追加のコンセプトは、本開示をこの点で制限することなく、任意の好適な組合せで計画されてよいことを理解されたい。さらに、添付の図面と共に考慮すると、本開示の他の利点及び新しい特徴が、様々な非限定の実施例の以下の詳細な説明から明白となろう。

添付の図面は、縮尺に則るようには意図されていない。図面において、様々な図面に図示される、同一又はほぼ同一の各構成要素は、同様の番号で表わされ得る。明確にするため、全ての構成要素が全ての図面に明示されるものではない。

セラミックボディと、セラミックボディの両端部に取り付けられた２つの非セラミックボディとを含む１つの実施例によるコネクタの正面右側の斜視図である。 図１のセラミックボディの底部右側の斜視図である。 セラミックボディの横断面図である。 図１の非セラミックボディのうちの１つの正面右側の斜視図である。 非セラミックボディの横断面図である。 図１のクリップの底部左側の斜視図である。 実質的に均一の壁厚を含む１つの実施例によるセラミックボディの上面図である。 実質的に均一の壁厚を含むセラミックボディの横断面図である。 セラミックボディと、ろう付け接合を用いてセラミックボディの両端部に取り付けられた２つの非セラミックボディとを含む１つの実施例によるコネクタの上面図である。 非セラミックボディ内に配設された１つの実施例によるセラミックボディの上面図である。 図１０のセラミックボディ及び非セラミックボディの横断面図である。

上述のように、プロセス圧力を計測するための業界標準は、非金属の不活性材料挿入物を含む、金属製の貫流接続部である。本発明者は、いくつかのアプリケーションにおいて、別個の非金属の挿入物を必要としない不活性材料でライニングを施された所望の貫流経路と、接続部を形成することが望ましいことを確認している。しかし、接続部全体を、ジルコニア、石英、ホット・アイソスタティック・プレスした正方晶系ジルコニア多結晶体（ＨＩＰ ＴＺＰ）、正方晶系ジルコニア多結晶体、シリコン、及びアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの不活性セラミック材料から加工するのは、費用が高すぎる。具体的には、セラミックは主に研削によって加工され、これは、雌ねじなどの複雑な形状を形成するには非現実的である。さらに、最適なねじ部の精度を実現することも、困難且つ高価である。

上記の観点において、本発明者は、流れ経路を伴うセラミックボディを含む、マルチピース貫流コネクタに関連付けられた利益を確認している。流れ経路は、セラミックボディ、及びセラミックボディに装着された少なくとも１つの別個の非セラミックボディを貫通して延びる。非セラミックボディは、貫流コネクタを流体源又は気体源に接続するためのねじ部など、所望の装着特徴部を含み得る。したがって、マルチピースコネクタは、セラミックボディの不活性材料に形成される流れ経路を含んでよく、その一方で装着特徴部は、容易に加工、鋳造、又は成形し得る金属若しくはプラスチックなどの材料から作られる非セラミックボディに形成される。不活性の流れ経路を含むことに加えて、いくつかの実施例において、流れ経路を含むセラミックボディは、流れ経路内に含まれる液体又は気体の圧力を計測可能な１つ又は複数の圧力センサも含み得る。

本明細書で説明するマルチピース貫流コネクタは、複数の利益を提供し得る。形成するのがより困難な接続特徴部が、金属及びプラスチックなどの、より容易に形成及び加工される材料で形成され得るので、これらの利益は、より容易且つ安価でコネクタを製造することを含み得る。

マルチピースコネクタの、別個のセラミックボディ及び非セラミックボディは、任意の適切な方法で互いに装着され得る。例えば特定の実施例によると、ボディは、ねじ式接続部、分離ねじ締結部、ラッチ、クラスプ、クリップ、フランジ、機械式かみ合い部（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）、スライド継手、クランプ、スナップ嵌め部、ろう付け接合部、並びに／又はボディを使用中に互いに対して所望の位置及び／若しくは向きに維持することが可能な任意の他の特徴部若しくは方法を使用して、互いに装着され得る。いくつかの実施例において、別個のセラミックボディ及び非セラミックボディは可動で装着され得る。

特定の実施例によると、任意の数の異なるタイプの装着特徴部が、流体源又は気体源をマルチピース貫流コネクタに接続するために使用され得る。装着特徴部の適切なタイプとして、限定ではないが、ねじ式接続部、機械式かみ合い特徴部、締り嵌め部、クランプ、又は本開示を制限することなく、任意の他の適切なタイプの接続が挙げられる。

セラミックボディは、特定の用途のための任意の適切な不活性セラミック材料から作られてよい。例えば、特定の実施例によると、適切な耐腐食材料として、限定ではないが、ジルコニア、石英、ホット・アイソスタティック・プレスした正方晶系ジルコニア多結晶体（ＨＩＰ ＴＺＰ）、正方晶系ジルコニア多結晶体、シリコン、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３、又は時としてサファイアとも称される）、並びにこれらの組合せが挙げることができる。イオン・クロマトグラフィなど、いくつかの用途において、セラミック構成要素を貫通する流れ経路は、高い腐食性、及び／又は高い反応性の物質に露出され得る。したがって、いくつかの用途において、選択されたセラミック材料が、相対的に高い耐腐食性を呈して、流れ経路及び／又はセラミックボディへの損傷を防止することは、利益となり得る。任意の上述のセラミック材料が、１つのこのような実施例に使用され得る一方で、セラミックボディは、様々な構成要素が作られ得る他のセラミック材料と比較して高い耐腐食性であるアルミナから作られてもよい。当然ながら、セラミックボディは、本開示を制限することなく、所望のプロセスに適応した任意の適切な材料から作られてよいことを、理解されたい。

製造プロセスを補助するため、セラミックボディは、成形によって、及び／又は「未焼結」すなわち焼かれていないセラミックボディの加工によって、形成され得る。加工は、特徴部をフライス、研削、及び／又は切断して、未焼結セラミックボディに加工することを含み得る。所望の構造特徴部に形成した後、未焼結セラミックボディは焼かれて、コネクタに使用する最終的なセラミックボディを形成し得る。焼くプロセス中の収縮のために、より厚いセラミックボディを製造することは、均一さで劣る横断面及び流れ経路をもたらし得る。したがって、以下でさらに詳細に説明するように、いくつかの実施例において、焼く間の部分的な収縮による寸法のばらつきを軽減するために、未焼結部を、その伸張に沿った相対的に均一な厚さを伴う、より薄い壁部で形成することが望ましいことがある。最終形状のセラミックボディを焼くことが可能であり得る一方で、セラミックボディの少なくともある程度の加工を、焼いた後に実施する実施例も企図されることを理解されたい。

上記の実施例は、焼結したセラミック粉末から作られた多結晶成分である。しかし本開示は、多結晶材料の使用のみに限定されるものではない。例えば理論に縛られることなく、材料内の粒子の境界が、構成要素の全体の耐腐食性を低下させる欠陥として作用し得る。したがっていくつかの実施例において、貫通して形成される流れ経路を含むセラミック構成要素など、貫流コネクタの１つ又は複数の構成要素が、単結晶材料から作られて構成要素の耐腐食性を向上させることが望ましいことがある。このような実施例において、構成要素は単結晶材料から加工され、次に所望の貫流コネクタを形成するために他の構成要素と組み立てられてもよい。１つの特定の実施例において、構成要素は、他の材料と比較して相対的に高い耐腐食性であるという理由から、時としてサファイアとも称される単結晶のアルミナから作られてよい。しかし、限定ではないが、単結晶のジルコニア、石英、シリコン、及び／又は任意の他の適切な単結晶材料を含む、他の適切な単結晶材料が、本開示を制限することなく使用され得る。

上記の観点において、本明細書で説明した様々な構成要素は、本開示をこの方法に制限することなく、単結晶材料、及び／又は多結晶材料のいずれかから作られてよいことを理解されたい。

本明細書で説明される、マルチピースコネクタに使用される非セラミックボディは、任意の適切な製造方法及び／又は任意の適切な材料を使用して形成され得る。適切な製造方法として、限定ではないが、鋳造、射出成形、真空成形、加工、又は本開示を制限することなく、任意の他の適切な製造方法が挙げられる。追加として、適切な材料として、限定ではないが：ステンレス鋼、チタニウム、及び鋳造亜鉛などの金属；ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）、又は任意の他の適切な材料などのプラスチック、を挙げることができる。

流体源又は気体源を、マルチピース貫流コネクタに流体連結することに加えて、コネクタは、流体源又は気体源に対するシール接続を提供する１つ又は複数のタイプのシール部も含み得る。適切なシール部として、限定ではないが、フェルール及び対応する円錐形のシール面、押し嵌め継手、フランジ継手、クリンプ継手、又は、管、パイプ、毛細管を封止可能な任意の他の適切なタイプのシール部、若しくは、本開示を制限することなく、流体源若しくは気体源をコネクタに流体連結可能な他のカップリングを挙げることができる。

マルチピース貫流コネクタ内のシール部は、コネクタを貫通して流れる流体及び／又は気体と接触し得るので、いくつかの実施例において、流体及び／又は気体に対して不活性である材料から様々なシール部分を形成することが望ましいことがある。適切な材料は：ジルコニア、石英、ホット・アイソスタティック・プレスした正方晶系ジルコニア多結晶体（ＨＩＰ ＴＺＰ）、正方晶系ジルコニア多結晶体、シリコン、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミック；ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマー、及び／又はコネクタが関連付けられたプロセスと適合されながらシール部の少なくとも一部を形成可能な、任意の他の適切な材料を使用して形成される部品の組合せを含み得る。例えば、円錐形のシール面はセラミック材料から形成してよく、対応するプラスチックのフェルールは、円錐形のシール面に対して押し付けられ、それらの間のシール部を形成し得る。

通常の圧力感知装置は、タップ、すなわちコネクタを貫通する流れ経路の伸張に沿った穿孔を含み得る。しかし、このような構造を含むことによって、コネクタ内に存在するデッド・ボリュームを増加させ、流れ経路内に物質を閉じ込めることがある。さらに、いくつかの適用において、イオン・クロマトグラフィなどの試験に利用できる物質の量が制限され得る。このような場合、貫流経路内の不使用空間又はデッド空間をより小さくすることで、作動中に使用可能な物質の最小体積を、有利に減少させ得る。したがって、いくつかの実施例において、セラミックボディを貫通する流れ経路は、流れ経路の延長に沿ってデッド・ボリュームが僅か又は存在しないよう、実質的に連続した面を有し得る。追加として、コネクタを貫通する物質の流れへの、攪乱の導入及びデッド・ボリュームを防止するのを助けるために、コネクタのセラミックボディを貫通する流れ経路の表面の少なくとも一部分、及びいくつかの例においては全長が、コネクタを貫通する流れ経路が接続される１つ又は複数の選択的に接続可能な流れ経路と連続面を形成するように構築及び配置され得る。例えば、コネクタのセラミックボディを貫通する流れ経路は、角部、隙間、鋭角部、タップ、不連続部、及び／又は流れ経路の延長に沿った方向における任意の変化部を有さなくてよい。したがって、流れ経路の表面は、平滑な連続面であってよい。多くの利益が、このような配置に関連付けられてよい。例えば、このような構造は、より一定且つ均一な流れを流れ経路に提供し、流れ経路内のデッド・ボリュームが僅か又は存在せず、流れ経路内の使用しない体積を低減させ得る。

デッド・ボリュームの存在、及びコネクタを貫通する流れの分断を軽減させるため、いくつかの実施例において、コネクタを貫通する流れ経路と、１つ又は複数の選択的に接続可能な流れ経路、すなわちコネクタを介して流れ経路に接続される分離管若しくは分離チャネルとの間に、平滑な連続移行部を提供することが望ましいことがある。１つのこのような実施例において、コネクタを貫通する流れ経路の少なくとも一部は、実質的に同じ径であるか、又は他の適切な内径としての横断寸法、若しくは関連して選択的に接続可能な流れ経路の横断寸法であってよい。したがって、関連する流れ経路の内面は、いかなる唐突な移行部、角部、又はコネクタの延長に沿った他の分断もないように、平滑な連続面を形成し得る。例えば、コネクタを貫通する流れ経路は、接続された管の内面と実質的に同じ径であってよく、それによって、この管がセラミックボディに接続されるときに、コネクタの流れ経路の内面及び管の内面が、流れ経路間にデッド・ボリュームを形成するか、又は流れを分断し得る不連続部、鋭角部、突起部、若しくは隙間のない、平滑な連続移行部を形成するように互いに隣接して位置付けられ得る。いくつかの実施例において、コネクタを貫通する流れ経路は、関連して選択的に接続可能な流れ経路と実質的に同じ径であってよいが、本開示を制限することなく、不連続及び／又は平滑ではない異なる径、並びに移行部を伴う流れ経路を含む、任意の好適な配置が使用され得る。

上述のように、いくつかの実施例において、コネクタの流れ経路の内面は、セラミックボディの流れ経路に平滑に移行してよく、それによって２つの流れ経路間の平滑な連続面が、接続された構成で形成される。しかし本開示は、異なる流れ経路に対して実質的に同じ内径であることを含む、上記で説明した実施例のみに限定されるものではないことに留意されたい。例えば、いくつかの実施例において、コネクタを貫通する流れ経路、及び選択的に接続された１つ又は複数の流れ経路は、異なる径であるが、コネクタ内でデッド・ボリューム又は流れの分断をもたらし得る、唐突な移行部、角部、又は他の不連続部がないよう、異なる流れ経路間で平滑な連続移行部を有し得る。例えば、コネクタの流れ経路は移行領域を有し得る。この移行領域は、第１の径から第２の径に変化する。第２の径は、やはりコネクタを貫通する流れ経路全体に沿った平滑な連続移行部を提供し得る１つ又は複数の選択的に接続可能な流れ経路の対応する径に適応する。

いくつかの例において、所望の試験を実行するために利用可能な物質の量は、生成の困難さ又は費用によって制限され得る。これらの場合、小さい容積の流れ経路は、イオン・クロマトグラフィなどの特定の試験を、少ない量の利用可能な試験物質で実行できるので、有利となることがある。したがって、いくつかの実施例において、上述の実施例に加えて、コネクタを貫通する流れ経路も小さい容積を有し、相対的に小さいサンプル・サイズを処理するのに役立ち得る。例えば、いくつかの実施例において、コネクタを貫通する流れ経路の容積は、１μＬ以上、５μＬ以上、１０μＬ以上であるか、又は任意の他の適切な容積であってよい。それに対応して、コネクタを貫通する流れ経路の容積は、２５μＬ以下、２０μＬ以下、１５μＬ以下であるか、又は任意の他の適切な容積であってよい。上記の組合せは、コネクタを貫通する流れ経路の容積、例えば１μＬ〜２５μＬを含むことが企図される。しかし、上述したよりも大きい容積及び小さい容積の両方、並びに記載した範囲の異なる組合せも、本開示を制限することなく、企図される。

次に図面について、いくつかの非限定の実施例が、さらに詳細に説明される。しかし、本開示はこれらの特定の実施例のみに限定されるものではないことを、理解されたい。その代わりに、異なる実施例の様々な特徴が、本開示を制限することなく、個々に、及び／又は任意の適切な組合せのいずれかで使用され得る。

明瞭にするため、別途記載しない限り、本説明のために本明細書の様々な構成要素を説明するときに、外側に向けた方向は、対応するセラミックボディの中心から離れる向きの方向に相応してよく、内側方向は、セラミックボディの中心へ向かう方向に相応してよい。

図１〜図６は、マルチピース貫流コネクタの１つの実施例を示す。図において、貫流コネクタは、円筒形のセラミックボディ１、及びセラミックボディ１の２つの両端部に配設された２つの円筒形の非セラミックボディ５を含む。セラミックボディ及び非セラミックボディは、組み立てたときに互いに接触するよう位置付けられた両端の平坦面を有し得る。以下でさらに説明するように、これらのボディは、スロット９と係合する対応したクリップ７を使用して互いに保持され、コネクタを貫通して流れ経路１１が延びる。追加として、円筒形の構造が示されているが、本開示が構成要素の任意の特定の形状に限定されることなく、任意の適切な形状がこれらの構成要素に使用され得ることを、理解されたい。

示した実施例において、流れ経路１１は、セラミックボディ１及び両端の非セラミックボディ５を、各ボディに形成された別個の流れ経路が互いに整合されるよう、貫通して延びてよい。示した実施例において、流れ経路は、ボディの各々を軸方向に貫通して通る貫通穴に対応する。いくつかの実施例において、セラミックボディ内に位置された流れ経路の一部は、セラミックボディの第１の中間部分１３において均一の横断面を有し得る。この実施例において、流れ経路の中間部分は、デッド・ボリューム、流れの分断、又は物質の集積を生じさせ得る、角部、隙間、又は他の分断が流れ経路の伸張に沿って存在しないように、実質的に平滑な連続面であってよい。流れ経路における、この中間部分の両側から延び出る流れ経路は、次にセラミックボディの両端部に向けて広がって、流れ経路の第２の部分１５及び第３の部分１７に管及びシール部（シール）をそれぞれ収容し得る。具体的には、図３で最も良好に判るように、セラミックボディ内の流れ経路１１は、流れ経路１１の第１の中間部分１３におけるセラミックボディ１の延長に沿って延びる、均一の第１の径を含む。次に流れ経路１１は第２の部分１５において、より大きい均一の第２の径まで広がり、その後、セラミックボディ１内の流れ経路の第３の部分１７において、円錐形のシール面を形成するよう広がる。さらに、セラミックボディ１を貫通して延びる流れ経路の部分は、非セラミックボディに位置された流れ経路１１の一部と流体連通し得る。さらに、非セラミックボディ内に位置された流れ経路の部分は、セラミックボディ内に位置された流れ経路の部分と、軸方向に整合され得る。例えば、いくつかの実施例において、流れ経路は実質的に直線であってよい。しかし、流れ経路が湾曲している、及び／又はベンドを含む実施例も、企図される。

上述したように、コネクタ内のデッド・ボリューム及び流れの分断を軽減するために、コネクタを貫通する平滑で連続した流れ経路を提供することが望ましいことがある。したがって、いくつかの実施例において、１つ若しくは複数の管、チャネル、又は図示していない他の適切な選択的に接続可能な流れ経路が、コネクタを貫通して流れ経路１３の第１の部分に接続され得る。また、ここが、コネクタを貫通する物質の流れに対して露出される、コネクタを貫通する流れ経路の部分である。１つ又は複数の選択的に接続可能な流れ経路は、これらの流れ経路が互いに隣接して位置付けられるときに、選択的に接続可能な流れ経路の内面及びコネクタを貫通する流れ経路１３の中間部分が、それらの境界にわたって平滑な連続面を形成するよう、サイズ及び形状を決めてよい。例えば、接続可能な流れ経路の内径又は横断寸法は、貫通して流れる物質に露出される流れ経路の第１の部分の内径又は横断寸法と、実質的に同じであってよい。したがって、互いに当接する場合、流れ経路の形状及び／又はサイズにおいて移行部がなく、平滑で連続した流れ経路をもたらす。境界にわたる平滑な連続移行部に加えて、いくつかの実施例において、コネクタを貫通する流れ経路の径、及び１つ又は複数の選択的に接続可能な流れ経路の径は、コネクタの延長内で実質的に一定であってよい。しかし、一定ではない径が用いられる実施例も、企図される。また、上述の実施例は、コネクタ内の、流れの分断及びデッド空間を作り出すのを軽減させるのに役立ち得る。

操作中、セラミックボディ１の一部は、流れ経路１１内の加圧された流体及び気体のために、変形し得る。セラミックボディ１のこの変形は、流れ経路１１内の圧力を感知するために使用され得る。具体的には、流れ経路１１内の圧力は、公知の物理特性を有する流れ経路１１の一部内の歪み又は変形を計測することによって、及び計測した歪み又は変形を圧力と相関させることによって、計測され得る。例えば、セラミックボディ１の変形可能な部分に装着した圧力センサは、歪みゲージ、リニア電圧変位トランスデューサ、光学及び／又はレーザに基づいた距離計測技法、並びにセラミックボディの表面の変形を計測するための任意の他の適切な方法を含み得る。圧力センサからの信号は、コネクタ内の圧力を判定するために関連するコンピュータに出力され得る。

上記の観点で、いくつかの実施例において、セラミックボディ１は、セラミックボディ１の周囲の部分よりも薄いセラミックボディ１の断面に対応する、圧力感知窓３を含み得る。この窓は、湾曲、平坦、又は、圧力感知窓内に配設されるか若しくはセラミックボディ１の表面に装着される、歪みゲージなどの圧力センサ３ａを収容するような任意の他の適切な形状であってよい。示した窓は、流れ経路１１の延長の一部に沿って位置され得る。さらに、図３で最も良好に判るように、圧力感知窓３は、中間部分１３の伸張の少なくとも一部に沿って、又はセラミックボディ１内の流れ経路１１における他の適切な部分に沿って延びてよい。追加として、流れ経路のこの部分は、コネクタ内で、加圧した流体及び／又は気体からの一定の力を、窓の伸張に沿って窓に加えるのを容易にするために、均一の径であってよい。示した実施例において、圧力感知窓３は流れ経路の中に延びず、したがって流れ経路の均一の径を分断しない。これは操作中に、流れ経路内のデッド・ボリューム、流れの分断、及び／又は物質の集積を軽減するのに役立つことがある。これは、タップ又は他の特徴部が、流れ経路自体に開いているか、又は流れ経路自体の中に物理的に侵入する、より通常の圧力感知システムとは対照的である。

上述のように、マルチピース貫流コネクタ内の異なるボディの位置付け及び向きを維持する、多くの方法が用いられ得る。しかし、図１、図２、図４、及び図６に示す実施例において、１つ又は複数のクリップ７が、セラミックボディ１を、１つ又は複数の対応する非セラミックボディ５にかみ合わせる（結合する）ために使用され得る。具体的には、クリップ１は、セラミックボディ及び非セラミックボディに形成された対応するスロット９と係合し、且つスロット９に保持され、セラミックボディ及び非セラミックボディを、互いに対して所望の位置及び向きに維持する。スロットは、図に示すようにボディの各々の両側部に形成された一対のスロットに対応し得る。さらに、ボディに形成されたスロットは、ボディがかみ合わされたとき、又は互いに装着されたときに、互いに隣接し得る。図に示すように、スロットは、セラミックボディの部分及び関連する非セラミックボディの部分に形成された、矩形の切り取り部であってよい。スロットは、ボディを通過する流れ経路の方向に対して、実質的に垂直に向けられてもよい。スロットの特定の形状、位置、及び向きが図に示されているが、スロットは任意の適切な形状及び／又はサイズであってよく、本開示を制限することなく、ボディの異なる部分に位置させてもよいことを理解されたい。

図６は、セラミックボディ１及び非セラミックボディを共に保持するために使用され得る、クリップ７の１つの実施例の拡大図を示す。示した実施例において、クリップは、バックスパン部７ａの両端部から外側に延びる２本の脚部７ｂを伴う、Ｕ型又は同様の外形を有する。これらの脚部は、組み立てられたときに、セラミックボディ及び非セラミックボディに面する内側に向けられた脚部の表面の伸張に沿って延びる一対の対向する隆起部２１を含み得る。隆起部は、ボディを互いに係合して維持するために、上述のように非セラミックボディ及びセラミックボディ１の関連する部分に形成されたスロット９に係合するよう、サイズ及び形状を決めてよい。当然ながら、他の実施例において、セラミックボディ及び非セラミックボディは、限定ではないが、分離ねじ締結部、ラッチ、クラスプ、フランジ、機械式かみ合い部、スライド継手、クランプ、スナップ嵌め部、ろう付け接合部、並びに／又はボディを使用中に互いに対して所望の位置及び／若しくは向きに維持することが可能な任意の他の特徴部若しくは方法を含む他の方法を使用して、接続され得ることを理解されたい。

セラミックボディ１とセラミックボディ１を通過する流れ経路１１の一部との間の流体及び／又は気体密封を形成するために、ボディはシール部を形成するための１つ又は複数の特徴部を含み得る。図１〜図３に示す実施例において、セラミックボディ１は、セラミックボディ１の両端部分に形成されるシール面１７ａを含む。本実施例におけるシール面は、セラミックボディの中間に向けて内側に延びる、セラミックボディ１の両端部に形成された円錐面である。このような実施例において、対応するフェルール（図示せず）は、非セラミックボディ５を貫通して挿入されてセラミックボディに係合される管と接続される。完全に組み立てられたとき、管は、流れ経路１３の均一径の中間部に隣接する、流れ経路１５の第２の部分の中に延びる。同時に、フェルールはシール面に押圧され、セラミックボディとのシール部を形成する。

関連する管及びシール部を所定の位置に保持するため、並びに圧縮力をシール部に加えるために、いくつかの実施例において、セラミックボディに関連付けられた１つ又は複数の非セラミックボディは、図５の非セラミックボディの内面に形成されたねじ部１９などの装着特徴部を含んでよく、組み立てたときに、セラミックボディの反対側に位置された非セラミックボディの外面に向けて外側にテーパーが付いた開口部も含み得る。ねじ部１７は、加工又は成形されてよく、１−７２から１／４−２８の範囲のサイズ、又は、本開示を制限することなく、上述のサイズよりも大きいサイズ及び小さいサイズを含む、任意の他の適切なサイズであってよい。１つの実施例において、非セラミックボディの外部分は外側に向けて広がり、フェルール又は他のねじ式接続部が非セラミックボディと係合するのを容易にするのに役立つ。このような実施例において、フェルール又はナットなどの他の適切な構成要素は、非セラミックボディの中にねじ止めされ得る。したがって、フェルール又はナットを使用して、フェルールの対応する円錐面を、セラミックボディの円錐形のシール面１７ａに対して押し付けてよい。シール面に対するフェルールのこの圧縮力は、セラミックボディとフェルールとの間の流体密封を形成する。示した実施例において、ねじ部は、非セラミックボディを貫通する流れ経路を形成する貫通穴の内面の一部に位置される。しかし、ねじ部又は他の装着特徴部が、非セラミックボディの外面にも位置され得ることを理解されたい。

図１〜図６の実施例において示したクリップ７には、フェルール及び／又はナットが非セラミックボディの中にねじ止めされるまで力がかからないことに留意されたい。接続されたとき、フェルール及び／又はナットのねじ部は、非セラミックボディ５がセラミックボディ１からの力Ｆ１によって外側へ押されるように、非セラミックボディ５のねじ部に対して力を加える。この力は、使用中に非セラミックボディ及びセラミックボディを共に保持するよう、反対方向に力Ｆ２を加えるクリップ７によって、反対に作用される。

図７及び図８は、マルチピース貫流コネクタにおけるセラミックボディ１の別の実施例を例示する。前の実施例と同様、セラミックボディは、圧力感知窓３、並びにセラミックボディの両側部及びセラミックボディの２つの反対側の端部分に形成された２対のスロットを含む。セラミックボディは、上述のような貫通して延びる流れ経路も有し、１つ又は複数の非セラミックボディとも関連付けられ得る。しかし、上記のように、不均一でより大きい厚さをその伸張に沿って有するセラミックボディは、焼いた後の最終的なセラミックボディにおいて、より大きい寸法的なばらつきを呈し得る。例えば、より厚い断面は、より薄い断面よりも、焼く間に収縮する傾向がある。追加として、より小さい収縮は、流れ経路に沿って発生する不均一性の可能性を軽減し、それによって圧力感知能力を向上させ得る。したがって、いくつかの実施例において、セラミックボディにおける寸法的なばらつきを軽減させるのに役立つよう、セラミックボディはその伸張に沿って実質的に均一な厚さを有し得る。例えば、流れ経路の径がセラミックボディの伸張に沿って変化するために、セラミックボディは、セラミックボディの第１の部分の伸張に沿った第１の外径、及びセラミックボディの第２の部分の伸張に沿った、第１の外径よりも大きい第２の外径を有し得る。例えば、セラミックボディの中間部分は、非セラミックボディと接続されるセラミックボディの両端部の径よりも小さい外径を有し得る。

図９は、マルチピース貫流コネクタの別の実施例を示す。また、前の実施例と同様に、コネクタはセラミックボディ１及び２つの反対側の非セラミックボディ５を含む。しかし、異なるボディを装着させるためにクリップを使用する代わりに、セラミックボディ及び非セラミックボディは、ろう付け接合２３を使用して装着される。ろう付け接合を形成するために、非セラミックボディの関連する表面に面するセラミックボディの表面は、少なくとも部分的に金属化するか、又は表面に金属を適用させてよい。次にこれらの金属化した表面は、非セラミックボディの対応する表面にろう付けされ得る。ろう付け接合は、フェルールなどのコネクタが非セラミックボディにねじ止めされるときに、加える力を補助するために構築され得る。

図１０及び図１０Ａは、マルチピース貫流コネクタの別の実施例を示す。示した実施例において、円筒形のセラミックボディ１０１は、管形状の外側の非セラミックボディ１０９内に配設される。セラミックボディ及び非セラミックボディは、セラミックボディ１０１と管１０９との間に滑り嵌め部又は締り嵌め部を形成し得るように、適切にサイズ及び形状を決められてよい。このような実施例において、外側の非セラミックボディ１０９は、前述のように圧力センサの使用を可能にするよう、セラミックボディに形成された圧力感知窓１０３に整合された、切り取り部も含み得る。前の実施例と同様に、セラミックボディは１つ又は複数の円錐形のシール面１１７を含み得る。対応する流体源又は気体源をコネクタに装着可能にするため、管の両端部分は、内側及び／又は外側ねじ部１１３などの１つ又は複数の装着特徴部を含み得る。これらのねじ部は、ねじ式キャップ１０５、ナット、又は、管１０７若しくはコネクタと係合する他の流体カップリングを保持するために使用される他のねじ式構成要素など、任意の適切なコネクタに形成された対応するねじ部によって係合され得る。キャップは、コネクタを流体源又は気体源に連結するために使用する、関連の管１０７の通過を可能にするための貫通穴に対応する開口部を有し得る。上記の実施例と同様に、セラミックボディと流体密封を形成するために、フェルール１１１などのカップリングが、セラミックボディ、及び外側の非セラミックボディ１０９の一方又は両方の端部の中に挿入され得る。次にフェルールは、管に形成されたねじ部にねじ止めされ、且つ係合されるねじ式キャップ１０５によって、円錐形のシール面に対して押し付けられる。しかし、他の適切な装着特徴部も使用され得る。セラミックボディ及び非セラミックボディの両側部にフェルール及びキャップを使用することにより、セラミックボディは、組み立てた状態にある２つの対応するフェルール及びキャップの間で押し付けられてよい。

図１０Ａに示す実施例において、管１０７の内面及びセラミックボディ１０１の流れ経路は、実質的に同じ径であってよく、それによって平滑な連続面が、セラミックボディを貫通する流れ経路と、管１０７の内面との間の境界部分にわたって形成される。このような配置によって、デッド・ボリュームを増加させ得るか、又はセラミックボディ１０１を貫通する流れを分断させ得る、不連続部、鋭角部、湾曲部、突起部、及び／又は隙間の存在を減少又は排除し得る。管１０７の内面と流れ経路とを適切に整合させるために、カップリング１１１（ここではフェルールとして示す）は、流体密封を作り出すために、セラミックボディ１０１に対して押し付けられるよう、セラミックボディの流れ経路の軸及び管１０７の内面の軸を中央に合わせるよう配置させてよい。示した実施例において、この中央合わせは円錐形のシール面１１７によって実現される。円錐形のシール面１１７は、カップリング１１１を流れ経路の軸周りに中央に合わせ、それによって実質的に平滑で連続した一定の径の表面が、管１０７の内面と流れ経路との間の境界部分にわたって形成される。

本教示を、様々な実施例及び実例と共に説明したが、本教示を、これらの実施例又は実例に限定することは意図されない。反対に、本教示は、当業者には理解されるように、様々な代替、変更、及び同等物を含包する。したがって、前述の説明及び図面は、例のみのものである。

Claims (7)

1. セラミックボディであって、前記セラミックボディは、該セラミックボディを通して延びる流れ経路を含み、また該セラミックボディに形成された圧力窓を含み、前記圧力窓は、前記セラミックボディの周囲の部分よりも薄い前記セラミックボディの断面によって規定され、また前記圧力窓に圧力センサが配設されている、セラミックボディと、
   前記セラミックボディに装着された少なくとも１つの非セラミックボディであって、前記非セラミックボディに形成された１つ又は複数の装着特徴部を含み、前記流れ経路は前記少なくとも１つの非セラミックボディを通して延びている、少なくとも１つの非セラミックボディと
   を有する、マルチピース貫流コネクタ。
2. 前記圧力センサは、前記流れ経路内の圧力により変形する前記セラミックボディの一部に関連付けられる、請求項１に記載のマルチピース貫流コネクタ。
3. 前記１つ又は複数の装着特徴部は、ねじ式接続部、機械式かみ合い特徴部、及び締り嵌め部のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載のマルチピース貫流コネクタ。
4. 前記セラミックボディは、該セラミックボディに形成された少なくとも１つのスロットを含み、前記少なくとも１つの非セラミックボディは、該非セラミックボディに形成された少なくとも１つのスロットを含む、請求項１に記載のマルチピース貫流コネクタ。
5. 前記少なくとも１つの非セラミックボディに対する前記セラミックボディの向き及び位置を維持するために、前記セラミックボディに形成された少なくとも１つのスロット、及び前記少なくとも１つの非セラミックボディに形成された少なくとも１つのスロットに係合される少なくとも１つのクリップをさらに有する、請求項１に記載のマルチピース貫流コネクタ。
6. 前記少なくとも１つのクリップは、バックスパン部と、前記バックスパン部の両端部から延び出た２本の脚部とを有し、各脚部に形成された一対の隆起部が、前記セラミックボディ及び前記少なくとも１つの非セラミックボディに形成された対応するスロットに係合する、請求項５に記載のマルチピース貫流コネクタ。
7. セラミックボディと、
   前記セラミックボディを通して延びる流れ経路であって、前記流れ経路の少なくとも一部が、実質的に連続した平滑な表面を含む、流れ経路と、
   前記流れ経路内の圧力により変形する、前記セラミックボディに形成された圧力窓であって、前記セラミックボディの周囲の部分よりも薄い前記セラミックボディの断面によって規定される圧力窓と、
   前記圧力窓に配設された圧力センサと
   を有し、
   前記流れ経路は、前記セラミックボディに装着された非セラミックボディを通して延びている、貫流コネクタ。

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