JP7303158B2 - 接続部シール構造、及び、シール部材 - Google Patents

Description

本発明は、第１接続部と第２接続部とをシール部材を介して接続する接続部シール構造、及び、シール部材に関する。

従来、半導体製造装置では、配管や流体制御機器などを構成する部品の接続部分にシール部材を配置し、流体が外部に漏れることを防いでいる。例えば、特許文献１に記載される接続部シール構造では、第１接続部と第２接続部が、それぞれ、流路開口部の径方向外側に環状突起が設けられている。シール部材は、環状に形成されている。シール部材の両端面には、それぞれ、環状突起が圧入される環状溝が形成され、環状溝の径方向内側に環状壁部が設けられている。第１接続部と第２接続部は、環状突起の径方向内側に支持片が設けられている。支持片は、環状突起を環状溝に圧入したときに、環状壁部を支持し、シール部材が流路側に変形することを抑制する。

特許第６４１６１７９号公報

特許文献１では、シール部材を介して接続部同士の接続を行った場合に、支持片が環状壁部を支持することにより、接続部の内壁が流路側に出っ張るように変形することを抑制していたので、接続部同士を接続する際に流路面積が縮小すると考えられていなかった。ところが、近年、半導体製造装置の小型化が進み、流路の直径が小さくなると、流路側に僅かな変形を生じた場合でも、流路面積が縮小する縮小率が大きくなって、流体制御に影響するようになった。よって、従来の接続部シール構造には、改善の余地があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、第１接続部と第２接続部とをシール部材を介して接続する接続部シール構造において、接続の際、流路面積が縮小することを抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、次のような構成を有している。（１）第１接続部と第２接続部とをシール部材を介して接続する接続部シール構造において、前記第１接続部と前記第２接続部の両方または一方が、流路を形成する流路壁と、前記流路壁の径方向外側に前記流路壁の軸線方向に沿って突設された環状突起と、前記環状突起の径方向内側に前記流路壁に沿って環状に設けられた支持片と、前記環状突起と前記支持片との間に設けられた装着溝と、を有し、前記シール部材は、環状に形成され、両端面又は一方の端面に環状に形成され、前記環状突起が圧入される環状溝と、前記環状溝の径方向内側に環状に設けられ、前記装着溝に装着される環状壁部と、を有し、前記環状壁部は、前記シール部材の内周面より径方向外側となる位置に設けられ、前記支持片に圧接される圧接面と、前記圧接面と前記内周面との間に、前記圧接面より径方向内側で、かつ、前記内周面より径方向外側となる位置に設けられ、前記圧接面から前記内周面に向かって徐々に径が小さくなる連接部と、を有すること、を特徴とする。

上記構成の接続部シール構造では、シール部材が、圧接面と内周面との間であって、圧接面より径方向内側で、かつ、内周面より径方向外側となる位置に、連接部が圧接面から内周面に向かって徐々に径を小さくするように設けられている。その連接部により、流路壁と内周面との間には、径方向外側に凹む凹所が形成される。シール部材は、その凹所周辺で環状壁部が径方向内側に変形することで、環状壁部が流路側に出っ張る量が抑制される。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、流路面積がシール部材の変形によって縮小することを抑制できる。

(２)(１)に記載の構成において、前記連接部は、前記圧接面と仮想面との交点を起点として、前記起点から内周面に向かって形成されており、前記仮想面は、前記環状壁部を前記装着溝に非装着の状態で、直径が前記内周面の直径より０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲で大きく設定され、前記内周面の軸芯を中心に仮想的に形成されており、前記連接部の軸方向長さは、前記環状壁部を前記装着溝に非装着の状態で、前記起点から０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で設定されていること、を特徴とする。

上記構成の接続部シール構造によれば、連接部によって形成される凹所の最大凹み量が、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であり、凹所の軸方向長さが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。このように、凹所が内周面から径方向外側に僅かに凹むように形成されるので、流体が凹所を淀みなく通過し、凹所に滞留部や乱流部が発生しにくい。

（３）（１）又は（２）に記載の構成において、前記流路の直径が、０．３ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であること、が好ましい。

上記構成の接続部シール構造によれば、流路の直径が０．３ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることで、第１接続部と第２接続部とをシール部材を介して接続する際に、流路面積が縮小することを抑制する効果が顕著になる。

（４）（１）から（３）の何れか１つに記載の構成において、前記連接部は、前記内周面に対して５度以上１５度以下の範囲内で傾斜する傾斜面により形成されていること、が好ましい。

上記構成の接続部シール構造によれば、連接部が内周面に対して５度以上１５度以下の範囲内で傾斜する傾斜面により形成されることで、流体制御に影響を与えないように、流路壁より径方向外向きに凹む凹所を緩やかに形成することができる。

（５）（１）から（４）の何れか１つに記載する接続部シール構造において、前記支持片は、径方向の肉厚が、前記環状突起の基端部側に位置する部分の方が前記環状突起の先端部側に位置する部分よりも大きくするように、前記支持片の環状突起側に位置する面に突起側テーパ部が設けられており、前記圧接面は、前記環状壁部の基端部側から前記環状壁部の先端部側に向かって径方向に広がるテーパにより形成されていること、が好ましい。

上記構成の接続部シール構造では、支持片の突起側テーパ部が環状壁部の圧接面を押圧する際に、環状壁部が、突起側テーパに沿って径方向外側へ変形しやすいため、圧接面が流路内に出っ張る量が抑制される。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、流路面積の縮小を抑制することができる。

（６）（１）から（５）の何れか１つに記載する接続部シール構造において、前記支持片は、流路側に位置する面に、前記支持片の軸方向端面から前記流路壁に向かって徐々に径が小さくなる流路側テーパ部が設けられていること、が好ましい。

上記構成の接続部シール構造では、支持片の流路面側に位置する面に流路側テーパ部を設けることで、支持片の流路側に、流路壁より径外方向に凹む凹所を、流体制御に与える影響を小さくするように緩やかに形成することができる。支持片は、凹所を介して流路側に変形することで、流路側に出っ張る量が抑制される。

（７）（１）から（６）の何れか１つに記載する接続部シール構造において、前記シール部材は、前記環状溝より径方向外側の肉厚部の径方向肉厚が、前記環状壁部の径方向肉厚より大きいこと、が好ましい。

上記構成の接続部シール構造では、環状溝の径方向外側に、環状壁部の径方向の肉厚より肉厚な肉厚部を円筒状に設けることで、シール部材は、環状溝の径方向外側における剛性が高められる。これにより、上記構成の接続部シール構造は、シンプルな構成によりシール力を維持でき、コンパクトな構造にすることができる。

（８）（７）のに記載する接続部シール構造において、前記シール部材が前記環状突起から受ける径方向内向きの反発力を前記支持片を用いて支持する一方、前記シール部材が前記環状突起から受ける径方向外向きの反発力を支持しない状態で、前記第１接続部と前記第２接続部が前記シール部材を介して接続されていること、が好ましい。

上記構成の接続部シール構造では、環状突起を環状溝に圧入した場合に、シール部材は、環状突起から径方向内向きの反発力を支持片を用いて支持され、流路側への変形を抑制される。この場合に、シール部材は、環状突起から径方向外向きの反発力を支持されていないが請求項７の肉厚部によりその反発力を受け止めているため、別途支持片を設ける必要がなく、シール性を維持しながら径方向の寸法をコンパクトにできる。
また、支持片や環状壁部を変形させるような力が環状壁部に作用した場合に、その力を環状溝より外側に逃がすことができる。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、支持片や環状壁部が流路側に変形することで流路面積を縮小させることを抑制できる。

本発明の別態様は、上記（１）から（８）の何れか１つに記載する接続部シール構造に用いられることを特徴とするシール部材である。

よって、本発明は、第１接続部と第２接続部とをシール部材を介して接続する接続部シール構造において、接続の際、流路面積が変形によって縮小することを抑制する技術を実現することができる。

本発明の実施形態に係る接続部シール構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る接続部シール構造を分解した断面図である。 本発明の実施形態に係る接続部シール構造の分解状態の部分拡大断面図である。 図３のＣ部拡大図である。 図３のＤ部拡大図である。 本発明の実施形態に係るシールリングの変形を説明する図である。 比較例の接続部シール構造を示す断面図である。 比較例の接続部シール構造の分解状態の部分拡大断面図である。 比較例のシールリングの変形を説明する図である。 比較例の圧入量最小時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。 比較例の圧入量最大時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。 実施例の圧入量最小時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。 実施例の圧入量最大時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。 流路の直径と流路面積の縮小率との関係を示すグラフである。 圧接面の変形例を示す図である。 圧接面の変形例を示す図である。 連接部の変形例を示す図である。 連接部の変形例を示す図である。 支持片の変形例を示す図である。 支持片の変形例を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る接続部シール構造、及び、シール部材ついて図面を参照して説明する。本実施形態では、例えば、半導体製造装置に使用する腐食性のある薬液が流れる第１配管と第２配管との接続部分に、接続部シール構造を適用している。

＜接続部シール構造の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る接続部シール構造１を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る接続部シール構造を分解した断面図である。接続部シール構造１は、第１配管Ｌ１の第１接続部２と第２配管Ｌ２の第２接続部３とをシールリング５を介して突き合わせて接続することにより、第１流路２１と第２流路３１とを接続している。シールリング５は、環状をなす。シールリング５の内周面５１の内径は、第１流路２１と第２流路３１の直径と同じである。シールリング５は、第１流路２１の第１流路壁２１ａと第２流路３１の第２流路壁３１ａとの間に内周面５１を介在させ、流路の一部を形成する。シールリング５は「シール部材」の一例である。

図１に示すように、第１接続部２の第１流路壁２１ａとシールリング５の内周面５１との間、及び、第２接続部３の第２流路壁３１ａとシールリング５の内周面５１との間に、それぞれ、凹所Ｓが形成されている。この凹所Ｓにより、第１接続部２と第２接続部３とを接続する際に流路側への変形によって流路面積が縮小されることが抑制される。凹所Ｓについては、後述する。

クランプ部材４は、第１接続部２と第２接続部３の外周に図中上下方向から装着されている。クランプ部材４は、第１接続部２と第２接続部３とがシールリング５の反発力によって離間する方向に移動するのを規制し、シール力を維持する。

第１接続部２と第２接続部３とシールリング５とクランプ部材４は、比較的に線膨張率が近い樹脂で形成されている。例えば、２００℃を超える高温の薬液と、常温の洗浄液とが交互に流通する場合等に、第１接続部２と第２接続部３とシールリング５とクランプ部材４とで発生する膨張、収縮を同程度にして、シール性能を維持するためである。

第１接続部２と第２接続部３は、例えばＰＴＦＥなどのように、耐腐食性と強度に優れたフッ素樹脂で形成されている。第１接続部２と第２接続部３は、異なる材料で形成してもよい。シールリング５は、例えばＰＦＡなどのように、耐腐食性に優れたフッ素樹脂で形成されている。一方、クランプ部材４は、シールリング５の反発力に抗して第１接続部２と第２接続部３の接続状態を維持するために、第１接続部２及び第２接続部３より強度があって、耐腐食性のあるフッ素樹脂で形成されている。

＜第１及び第２接続部の構成＞
図１及び図２に示すように、第１接続部２は、第１流路２１と、第１環状突起２２と、第１装着溝２３と、第１支持片２６と、第１平坦面２７と、第１クランプ溝２８と、第１係止凸部２９とを備える。第２接続部３は、第２流路３１と、第２環状突起３２と、第２装着溝３３と、第２支持片３６と、第２平坦面３７と、第２クランプ溝３８と、第２係止凸部３９とを備える。第１接続部２と第２接続部３は、同一形状に設けられている。以下では第１接続部２について説明し、第２接続部３については説明を省略する。なお、第１流路２１と第２流路３１は「流路」の一例である。第１環状突起２２と第２環状突起３２は「環状突起」の一例である。第１支持片２６と第２支持片３６は「支持片」の一例である。第１流路２１の第１流路壁２１ａと第２流路３１の第２流路壁３１ａは「流路壁」の一例である。

第１クランプ溝２８は、第１接続部２の外周面に沿って環状に形成されている。そのため、第１接続部２は、フランジ形状に設けられている。第１係止凸部２９は、第１接続部２の外周面端部に径方向外向きに突設されている。

第１接続部２は、図中左右方向に沿って第１流路２１が形成されている。第１流路２１は、図中右側に位置する第１接続端面に開口している。第１流路２１は、図中左右方向の軸線に対して直交する断面において、第１流路壁２１ａが円形状に設けられている。第１環状突起２２と第１支持片２６と第１装着溝２６は、第１接続部２の第１接続端面に、第１流路壁２１ａと同心円状に設けられている。

第１環状突起２２は、第１流路壁２１ａの径方向外側に第１流路２１の図中左右軸線方向に沿って突設されている。第１支持片２６は、第１流路壁２１ａに連続して設けられている。第１支持片２６は、第１環状突起２２の径方向内側に第１流路壁２１ａに沿って環状に設けられている。第１装着溝２３は、第１環状突起２２と第１支持片２６との間に設けられている。

図３は、本発明の実施形態に係る接続部シール構造１の分解状態の部分拡大断面図である。図５は図３のＤ部拡大図である。図３及び図５に示すように、第１支持片２６は、第１環状突起２２側に位置する面に第１突起側テーパ部２６ａが設けられ、第１流路２１側に位置する面に第１流路側テーパ部２６ｄが設けられている。第１支持片２６は、第１環状突起２２の基端部２２ｄ側（図中左側）に位置する部分２６ｂの径方向肉厚の方が、第１環状突起２２の先端部２２ｅ側（図中右側）に位置する部分２６ｃの径方向肉厚より大きくされている。つまり、第１支持片２６は、第１流路２１の図中左右軸線方向に沿って切断した断面の形状が、第１流路２１の開口端部側（図中右側の第１接続端面側）に向かって先細りする三角形状となるように、設けられている。

第１流路側テーパ部２６ｄは、第１支持片２６の先端面２６ｇと仮想面Ｕとの交点を起点２６ｅとして、起点２６ｅから第１流路壁２１ａに向かって、徐々に径が小さくなるように設けられている。仮想面Ｕは、第１環状壁部５３を第１装着溝２３に非装着の状態で、直径が第１流路壁２１ａの直径より０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲で大きく設定され、第１流路壁２１ａの軸芯を中心に仮想的に形成することが望ましい。つまり、起点２６ｅは、第１流路壁２１ａから０．０２５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲Ｖ1で、第１流路壁２１ａより径方向外側となる位置に設けることが望ましい。起点２６ｅが０．０２５ｍｍよりも径方向内側に位置する（第１流路壁２１ａに近づく）と、凹所Ｓのスペースが不十分となり１流路側テーパ部２６ｄ変形を吸収しきれない場合があるからである。一方、起点２６ｅが、第１流路壁２１ａより０．１５ｍｍを超えて径方向外側に位置する（第１流路壁２１ａから遠くなる）と、凹所Ｓのスペースが大きくなり、流体が滞留して劣化し易くなるからである。

第１流路側テーパ部２６ｄの軸方向長さＶ２、すなわち、起点２６ｅから、第１流路側テーパ部２６ｄと第１流路壁２１ａとの交点となる終点２６ｆまでの長さＶ２は、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で設定されることが望ましい。軸方向長さＶ２が０．３ｍｍよりも短いと、凹所Ｓのスペースが不十分となり、第１流路側テーパ部２６ｄ変形を吸収しきれない場合があるからである。また、軸方向長さＶ２が１．０ｍｍよりも大きいと、凹所Ｓのスペースが大きくなることで、流体が凹所Ｓに滞留して劣化し易くなるからである。

図３に示すように、第１接続部２は、第１環状突起２２の径方向外側に、第１平坦面２７が設けられている。第１平坦面２７は、第１流路２１の図中左右軸線方向に対して直交するように（第１環状突起２２の径方向外側に位置する外周面２２ｂに対して垂直に）設けられている。第１平坦面２７は、第１環状突起２２の圧入量を確保しつつ、第１環状突起２２が圧入時に径方向外側に倒れにくくするために、第１支持片２６の径方向外側となる領域Ａ内に、設けられている。つまり、第１接続部２は、第１環状突起２２の径方向外側に、第１装着溝２３のようにシールリング５が装着される外側装着溝が形成されていない。

＜シールリングの構成＞
図１及び図２に示すように、シールリング５は、径方向に所定の肉厚で設けられた筒形状をなす。シールリング５は、図中左右両端面が対称形状をなす。シールリング５は、図中左端面に、第１環状溝５２と、第１環状壁部５３と、第１肉厚部５７と、第１把持部５８とが、内周面５１と同心円状に設けられている。シールリング５は、図中右端面に、第２環状溝６２と、第２環状壁部６３と、第２肉厚部６７と、第２把持部６８とが、内周面５１と同心円状に形成されている。以下では、第１環状溝５２側を中心にシールリング５の構成を説明し、第２環状溝６２側のシールリング５の構成については説明を省略する。

図３に示すように、第１環状溝５２は、シールリング５の図中左端面に、環状に形成されている。第１環状溝５２は、内周面５１の図中左右軸線方向に沿って形成されている。第１環状溝５２は、径方向の溝幅（径方向内側の内側内壁５２ａと径方向外側の外側内壁５２ｂとの間隔）が第１環状突起２２の径方向肉厚（第１環状突起２２の径方向内側の内周面２２ａと径方向外側の外周面２２ｂとの間隔）より小さく、第１環状突起２２が圧入される。

第１環状壁部５３は、第１環状溝５２の径方向内側にシールリング５の図中左右軸線方向に沿って環状の筒形状に設けられ、第１接続部２の第１装着溝２３に装着される。第１環状壁部５３は、内周面５１の径方向外側となる位置に、第１支持片２６の第１突起側テーパ部２６ａに圧接される第１圧接面５３ａが設けられている。そして、第１環状壁部５３は、第１圧接面５３ａと内周面５１との間に、第１連接部５３ｂが設けられている。

図４は、図３のＣ部拡大図である。第１連接部５３ｂは、第１流路壁２１ａより径方向外側に凹む凹所Ｓ（図１参照）を形成するために、第１圧接面５３ａより径方向内側で、かつ、内周面５１より径方向外側となる位置に設けられている。第１連接部５３ｂは、起点５３ｅから内周面５１に向かって、徐々に径が小さくなるように設けられている。

第１連接部５３ｂは、第１圧接面５３ａと仮想面Ｍとの交点を起点５３ｅとして、内周面５１に向かって形成されている。仮想面Ｍは、第１環状壁部５３を第１装着溝２３に非装着の状態で、直径が内周面５１の直径より０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲で大きく設定され、内周面５１の軸芯を中心に仮想的に形成することが望ましい。つまり、起点５３ｅは、内周面５１から０．０２５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲Ｎ１で、内周面５１より径方向外側となる位置に設けることが望ましい。起点５３ｅが０．０２５ｍｍよりも径方向内側に位置する（内周面５１に近づく）と、凹所Ｓのスペースが不十分となり第１連接部５３ｂ変形を吸収しきれない場合があるからである。一方、起点５３ｅが、内周面５１より０．１５ｍｍを超えて径方向外側に位置する（内周面５１から遠くなる）と、凹所Ｓのスペースが大きくなり、流体が滞留して劣化し易くなるからである。

第１連接部５３ｂの軸方向長さＮ２、すなわち、起点５３ｅから、第１連接部５３ｂと内周面５１との交点となる終点５３ｆまでの長さＮ２は、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で設定されることが望ましい。軸方向長さＮ２が０．３ｍｍよりも短いと、凹所Ｓのスペースが不十分となり、第１連接部５３ｂ変形を吸収しきれない場合があるからである。また、軸方向長さＮ２が１．０ｍｍよりも大きいと、凹所Ｓのスペースが大きくなることで、流体が凹所Ｓに滞留して劣化し易くなるからである。

第１圧接面５３ａと第１連接部５３ｂは、傾斜面により凹所Ｓ（図１参照）を形成するために、第１連接部５３ｂが内周面５１に対して傾斜する第２傾斜角度θ１２は、第１圧接面５３ａが内周面５１に対して傾斜する第１傾斜角度θ１１より小さくされている。第２傾斜角度θ１２は、５度以上１５度以下の範囲とすることが望ましい。５度以下では凹所Ｓのスペースが不足となり第１流路２１側への変形を吸収しきれない場合があり、１５度以上では、凹所Ｓのスペースが大きくなり過ぎて、液溜まりや乱流を発生させてしまう場合がある。凹所Ｓを狭すぎず緩やかに形成するためである。

なお、第１傾斜角度θ１１は、第１突起側テーパ部２６ａが第１流路壁２１ａに対して傾斜する角度θ２１より小さくされている。これにより、第１圧接面５３ａと第１突起側テーパ部２６ａとが圧接してシールするシール部は、第１支持片２６の肉厚な部分２６ｂの方が第１支持片２６の薄肉な部分２６ｃより大きくなる。そのため、第１支持片２６は、第１圧接面５３ａから第１突起側テーパ部２６ａに作用する径方向内向きの力によって、第１流路２１側に変形しにくくなる。

また、図５に示すように、第１流路側テーパ部２６ｄは、第１支持片２６の軸方向端面（図中右側の端面）から第１流路壁２１ａに向かって徐々に径が小さくなるように設けられている。図４に示す第２傾斜角度θ１２は、第１流路側テーパ部２６ｄが第１流路壁２１ａに対して傾斜する角度θ２３（図５参照）と同程度にされている。これにより、図１に示すように、第１流路壁２１ａと内周面５１との間に形成される凹所Ｓ（図１参照）が緩やかな山形状になり、第１流路壁２１ａから内周面５１へ薬液が円滑に流れるようになる。

図３に示すように、第１環状溝５２の開口部には、第１環状突起２２を第１環状溝５２に対して軸線方向に案内して位置決めする第１位置決め部５３ｃがテーパ状に形成されている。第１位置決め部５３ｃの入口は、径方向幅寸法を第１環状突起２２の径方向幅寸法より大きく形成されることによって、第１大径部５３ｄが設けられている。この第１大径部５３ｄにより、図６に示すように、第１環状壁部５３と第１装着溝２３と第１環状突起２２の基端部２２ｄとの間に隙間Ｓ１を環状に形成する。隙間Ｓ１は、第１接続部２と第２接続部３を引き寄せている間及び引き寄せた後に、第１環状壁部５３が第１環状突起２２側へ変形することを許容し、第１環状壁部５３の反発力を吸収する。なお、第１環状突起２２の先端部２２ｅと第１環状溝５２の底部との間にも隙間Ｓ２が形成され、この隙間Ｓ２によっても、第１環状壁部５３の反発力が吸収される。

シールリング５は、第１環境溝５２の径方向外側に、第１肉厚部５７が円筒状に設けられている。第１肉厚部５７の径方向肉厚Ｗ１は、第１環状壁部５３の径方向肉厚Ｗ２より大きい。径方向肉厚Ｗ１は径方向肉厚Ｗ２の１．５倍以上３．５倍以下であることが望ましい。１．５倍未満の場合、第１肉厚部５７の剛性力が低下し、第１シール部Ｐ１および第２シール部Ｐ２（図６参照）の減少によりシール力が不足することがある。一方、３．５倍以上の場合、剛性力が高すぎるため、第１シール部Ｐ１および第２シール部Ｐ２（図６参照）の増加によりシールリング５の内径側への変形を増加させることがある。なお、図６に示すように、第１シール部Ｐ１は、第１環状突起２２の径方向内側に位置する内周面２２ａと、第１装着溝５２の径方向内側に位置する内側内壁５２ａとが圧接してシールする部分をいう。第２シール部Ｐ２は、第１環状突起２２の径方向外側に位置する外周面２２ｂと、第１装着溝５２の径方向外側に位置する外側内壁５２ｂとが圧接してシールする部分をいう。

図３に戻り、第１肉厚部５７の図中左側に位置する第１規制面５７ａは、内周面５１（第１環状溝５２）の図中左右軸線方向に対して直交するように設けられている。第１規制面５７ａは、第１環状壁部５３の先端部からの距離Ｂが、第１圧接面５３ａの図中左右方向の長さより長く、第１圧接面５３ａより奥側（図中右側）、つまり、第１連接部５３ｂの径方向外側となる位置に設けられている。これにより、第１環状突起２２を第１環状溝５２に圧入したときに、第１圧接面５３ａの全体を第１突起側テーパ部２６ａに当接させることができる。

また、距離Ｂは領域Ａの軸線方向の長さより短くされている。これにより、第１環状突起２２を第１環状溝５２に圧入したときに、第１規制面５７ａと第１平坦面２７との間に隙間Ｔ（図１参照）が形成され、第１接続部２やシールリング５の熱膨張変形等を許容できる。

第１把持部５８は、第１規制面５７ａの外周面端部からシールリング５の図中左右軸線方向に延設されている。第１把持部５８は、先端部内周面に、第１接続部２の第１係止凸部２９に係止される第１係止爪５９が設けられている。

＜第１接続部と第２接続部との接続方法について＞
続いて、第１接続部２と第２接続部３との接続方法について説明する。まず、例えば、第１接続部２の第１係止凸部２９にシールリング５の第１係止爪５９を係止させ、第２接続部３の第２係止凸部３９に第２係止爪６９を係止させることにより、シールリング５を第１接続部２と第２接続部３に脱落しないように仮止めする。この状態では、第１環状突起２２と第２環状突起３２は、第１環状溝５２と第２環状溝６２に未到達であるが、第１環状溝５２と第２環状溝６２に対して同軸上に配置される。

この状態から、第１接続部２の第１引寄溝Ｇ１と第２接続部３の第２引寄溝Ｇ２に図示しない治具を係合させ、第１接続部２と第２接続部３を引き寄せる。これにより、図１に示すように、第１環状突起２２と第２環状突起３２が、それぞれ、第１環状溝５２と第２環状溝６２に圧入されてシールする。シールリング５は、第２環状溝６２側が第１環状溝５２側と同様にシールするため、以下では、図６を参照しながら、第１環状溝５２側のシールについて説明し、第２環状溝６２側のシールについては説明を省略する。

図６は、本発明の実施形態に係るシールリング５の変形を説明する図であるシールリング５は、第１シール部Ｐ１と第２シール部Ｐ２にて第１環状突起２２に圧接してシールする。

シールリング５は、第１環状突起２２を第１環状溝５２に圧入すると、第１環状壁部５３の先端部が第１装着溝２３に挿入される。これにより、第１環状壁部５３の第１圧接面５３ａが、第１支持片２６の第１突起側テーパ部２６ａに圧接してシールする。このシール部分を「第３シール部Ｐ３」とする。

第１環状突起２２を第１環状溝５２に圧入する際、第１シール部Ｐ１には、第１環状突起２２の反発力Ｆ１が径方向内向きに作用し、第１環状壁部５３が先端部を第１流路２１側に倒すように変形しようとする。しかし、第１環状壁部５３は、第１圧接面５３ａを第１突起側テーパ部２６ａに当接させる。第１圧接面５３ａと第１突起側テーパ部２６ａが傾斜面で形成されているため、第３シール部Ｐ３には、第１環状突起２２の先端部２２ｅ側に向かって、押圧力Ｆ３が発生する。このとき、第１支持片２６は、第１環状壁部５３により内径側に押し出されるように変形する。しかし、シールリング５は、第１環状突起２１から第１環状突起５３に径方向内向きの反発力Ｆ１が作用しても、第１環状壁部５３が第１支持片２６の反発力Ｆ３に支持され、隙間Ｓ１側に向かって変形することで第１流路２１側に変形しにくい。

しかし、シールリング５をその軸方向に沿って第１接続部２にさらに圧接させると、第３シール部Ｐ３の領域が広がるため、反発力Ｆ３が大きくなる。第１接続部２と第２接続部３との間に配置されるシールリング５は、左右両側から加圧されている。そのため、第１環状壁部５３には、軸方向（図中左右方向）に圧縮する力が大きく働くようになり、その圧縮変形により第１連接部５３ｂ付近が径方向に膨らみ、内径側に押し出されるように変形する。

第１接続部２とシールリング５との間には、第１支持片２６に形成した第１流路側テーパ部２６ｄと第１環状壁部５３に形成した第１連接部５３ｂにより、第１流路壁２１ａを延長した仮想線Ｉより径外方向に凹む凹所Ｓが第１支持片２６の先端部に沿って形成されている。このため、第１支持片２６の内径側への変形及び第１環状壁部５３の内径側への変形は、その凹所Ｓに吸収され、変形時に第１流路２１側に出っ張る量が抑制される。つまり、流路面積が縮小されにくい。

本実施形態において、第１流路２１の直径と内周面５１の内径は、０．３ｍｍ以上３．５ｍｍ以下に設定されている。０．３ｍｍより細くなると、流路抵抗が高くなりすぎて流体制御し難くなる。３．５ｍｍは、内径収縮の影響が特に大きくなり始める内径である。このように第１流路２１と内周面５１が細く、流路面積が小さい場合でも、シールリング５が、変形時に、凹所Ｓによって第１流路２１側に出っ張る量が抑制されるので、流路面積を縮小させる縮小率を抑制し、シールリング５の変形が流体制御に与える影響を小さくできる。

また、シールリング５は、第１肉厚部５７の第１規制面５７ａと第１接続部２の第１平坦面２７との間に隙間Ｔを形成した状態で、第１環状突起２２が第１環状溝５２に圧入される。シールリング５は、第１環状突起２２の径方向外向きの反発力Ｆ２が第２シール部Ｐ２に作用する。シールリング５は、第２シール部Ｐ２により径方向外側の位置で、反発力Ｆ２に対抗する径方向内向きの力を受けていない。しかし、シールリング５は、第１肉厚部５７の径方向肉厚Ｗ１が第１環状壁部５３の径方向肉厚Ｗ２より大きく、反発力Ｆ２に対する剛性が高くされている。そのため、シールリング５は、第１肉厚部５７が反発力Ｆ２によって変形しにくく、第２シール部Ｐ２のシール力を維持できる。

このようにして、シールリング５を介して接続された第１接続部２と第２接続部３を図示しない治具を用いて接続したら、図１に示すように、第１クランプ溝２８と第２クランプ溝３８にクランプ部材４を装着する。第１接続部２と第２接続部３は、第１～第３シール部Ｐ１～Ｐ３に作用するシールリング５の反発力により、図中左右方向に離間しようとする。しかし、クランプ部材４が、第１接続部２の第１クランプ溝２８と第２クランプ溝３８に係合して第１接続部２と第２接続部３の移動を規制する。よって、シールリング５によるシール力が維持される。

＜流体の流れについて＞
例えば、接続部シール構造１には、図１に示す第１流路２１からシールリング５を介して第２流路３１へ、２００℃以上の高温の薬液と、常温の洗浄液が流れる。シールリング５は、第１～第３シール部Ｐ１～Ｐ３にて第１接続部２にシールしている。これと同様に、シールリング５は第２接続部３にシールしている。よって、薬液や洗浄液が第１接続部２と第２接続部３との接続部分から漏れない。

例えば、第１接続部２や第２接続部３やシールリング５は、高温の薬液と常温の洗浄液が流れることで、熱膨張と熱収縮を繰り返す。その変形に伴って、シールリング５は、第１圧接面５３ａを第１突起側テーパ部２６ａに対してずらすように第１流路２１側へ変形することがある。しかし、シールリング５は、凹所Ｓによってその変形を吸収されるので、変形時に第１流路２１側へ出っ張る量が抑制される。これにより、接続部シール構造１は、流路面積の縮小が抑制され、薬液や洗浄液を安定した流量で流通させることができる。

薬液と洗浄液は、第１流路２１から第２流路３１へ流れる際に、凹所Ｓを通過する。凹所Ｓは、例えば、第１流路側テーパ部２６ｄと第１連接部５３ｂとで形成されている。本実施形態では、第１流路側テーパ部２６ｄが第１流路壁２１ａにして傾斜する角度θ２３と、第１連接部５３ｂが内周面５１に対して傾斜する第２傾斜角度θ１２は、５度以上１５度以下に設定されている。よって、凹所Ｓは、第１支持片２６の先端部を中心とする緩やかな山形状に形成される。これにより、薬液や洗浄液は、滞留や乱流を発生させることなく、凹所Ｓを通過できる。

シールリング５は、第１肉厚部５７の剛性により変形を抑制している。しかし、第１肉厚部５７は、径方向内向きに支持されておらず、しかも、第１平坦面５７との間に隙間Ｔが形成されている。そのため、シールリング５は、径方向外向きへ変形することが可能である。よって、シールリング５は、例えば、熱膨張によって第１環状壁部５３の圧縮変形度合いを高められた場合でも、その変形を径方向外向きに逃がすことができる。これにより、第１環状壁部５３が第１流路２１側に変形することを抑制できる。

以上説明したように、本実施形態の接続部シール構造１では、シールリング５が、第１圧接面５３ａと内周面５１との間であって、第１圧接面５３ａより径方向内側で、かつ、内周面５１より径方向外側となる位置に、第１連接部５３ｂが第１圧接面５３ａから内周面５１に向かって徐々に径を小さくするように設けられている。その第１連接部５３ｂにより、第１流路壁２１ａと内周面５１との間には、径方向外側に凹む凹所Ｓが形成される。シールリング５は、その凹所Ｓ周辺で第１環状壁部５３が径方向内側に変形することで、第１環状壁部５３が第１流路２１内に出っ張る量が抑制される。よって、本実施形態の接続部シール構造１によれば、流路面積がシールリング５の変形によって縮小することを抑制できる。

＜実施例と比較例との比較＞
発明者らは、接続部シール構造のシールリングに発生する面圧を解析するシミュレーションを行った。シミュレーション対象は、図１～図６に示す本実施形態の接続部シール構造１を適用した実施例と、図７～図８に示す従来の接続部シール構造１００を適用した比較例である。

まず、比較例について説明する。図７は、比較例の接続部シール構造１００を示す断面図である。図８は、比較例の接続部シール構造１００の分解状態の部分拡大断面図である。図９は、比較例のシールリング１５０の変形を説明する図である。

図７に示すように、比較例の接続部シール構造１００は、第１接続部１２０と第２接続部１３０とをシールリング１５０を介して接続し、その接続状態をクランプ部材１４０により維持している。第１接続部１２０と第２接続部１３０は、それぞれ、第１環状突起１２２と第２環状突起１３２の径方向外側に、第１外側装着溝１２４と第２外側装着溝１３４を環状に形成され、第１環状突起１２２と第２環状突起１３２の径方向内側に第１装着溝１２３と第２装着溝１３３を形成されている。また、第１接続部１２０と第２接続部１３０の外周面には、それぞれ、クランプ溝１２８、１３８と、係止凸部１２９，１３９が設けられている。

そして、図８に示すように、第１接続部１２０は、第１支持片１２６の流路側に位置する面が、第１流路側テーパ部２６ｄを形成されず、第１流路壁１２１ａの延長線Ｉｘ上に設けられている。そして、シールリング１５０は、第１環状溝１５２の径方向内側に第１装着溝１２３に装着される第１環状壁部１５３が設けられている。第１環状壁部１５３は、第１圧接面１５３ａと内周面１５１とを直接接続している。よって、比較例の接続部シール構造１００は、図７に示すように、延長線Ｉｘより径方向外向きに凹む凹所Ｓが形成されていない。図７に示すように、第２接続部１３０の第２支持片１３６とシールリング１５０の第２環状壁部１６３も、第１支持片１２６と第１環状壁部１５３と同様に構成され、シールリング５と第２接続部１３０との接続部分に凹所Ｓが形成されていない。

また、図８に示すように、シールリング１５０は、第１環状溝１５２の径方向外側に、第１外側装着溝１２４に装着される第１外側環状壁部１５４が設けられている。また、図７に示すように、シールリング１５０は、第２環状溝１６２の径方向外側に、第２外側装着溝１３４に装着される第２外側環状壁部１６４が設けられている。

図７に示すように、シールリング５は、外縁部に沿って把持部１５８が設けられ、把持部１５８の一端に係止凸部１６９が設けられている。シールリング１５０は、第１外側環状壁部１５４と把持部１５８との間に、第１接続部１２０の外環状部１２７が遊嵌される遊嵌溝１５５が形成されている。また、シールリング１５０は、第２外側環状壁部１６４と把持部１５８との間に、第２接続部１３０の外環状部１３７が遊嵌される遊嵌溝１６５が形成されている。

図８に示すように、シールリング１５０は、第１環状溝５２の径方向外側の肉厚Ｗ１０１が第１環状溝１５２の径方向内側の肉厚Ｗ１０２と同程度である。さらに、シールリング１５０は、第１外側環状溝１２４の第１外側テーパ部１２４ａに圧接する第１外圧接テーパ部１５４ｂが、第１外側環状壁部１５４に設けられている。

図９に示すように、シールリング１５０は、第１環状突起１２２が第１装着溝１５２に圧入されると、第１環状突起１２２の反発力Ｆ１が第１シール部Ｐ１０１に径方向内向きに発生し、第１環状突起１２２の反発力Ｆ１０２が第２シール部Ｐ１０２に径方向外向きに発生する。しかし、第１環状壁部１５３は、第１支持片１２６の押圧力Ｆ１０３が第３シール部Ｐ１０３に対して径方向外向きに作用し、隙間Ｓ１０１側に変形することにより、内径側への変形が抑制される。

ただし、同時に、押圧力Ｆ１０３は第１環状壁部１５３を軸方向に圧縮する方向にも作用していた。比較例は、第１環状突起１２２の径方向内側にある隙間Ｓ１０１と、第１環状突起１２２の先端部側にある隙間Ｓ１０２とで、第１環状壁部１５３の変形を吸収する。しかし、それでは不十分で、第１環状壁部１５３が内径方向に膨らむように圧縮変形することがあった。比較例は、実施例のような第１連接部５３ｂが無い。そのために、シールリング１５０は、第１圧接面１５３ａと内周面１５１とが接続する接続部分１５３ｇ付近が第１流路１２１内に突き出し、流路面積を縮小させる。従来、この接続部分１５３ｇ付近が内径側に突き出るように変形し、流量が絞られていることは分かっていなかった。また、特に小口径流路ではその悪影響は大きい。大口径流路においても影響度は小さいが問題となることがある。

なお、シールリング１５０の第１外側環状壁部１５４は、第１環状突起１２２の反発力Ｆ１０２が第２シール部Ｐ１０２に作用し、先端部を径方向外向きに移動させるように変形しようとする。しかし、第１外側環状壁部１５４は、第１外圧接テーパ部１５４ａを第１外側装着溝１２４の第１外テーパ部１２４ａに圧接させてシールする。このシール部分を「第４シール部Ｐ１０４」とする。第１外側環状壁部１５４は、径方向内向きの押圧力Ｆ１０４が第４シール部Ｐ１０４に作用することで、径方向外向きの変形が阻止される。また、第１環状突起１２２と第２装着溝１２４の内壁との間に形成される隙間Ｓ１０４，Ｓ１０５により、シールリング１５０の径方向外向きの変形を吸収している。

＜面圧・歪解析について＞
続いて、実施例のシールリング５と比較例におけるシールリング１５０に発生する面圧と歪のシミュレーションについて説明する。実施例と比較例について、第１接続部２，１２０の材質をＰＴＦＥ、シールリング５、１５０の材質をＰＦＡとし、第１環状突起２２を第１環状溝５２に圧入する圧入量を最小にした場合と、最大にした場合について、それぞれ、面圧と歪をシミュレーションした。

図１０は、比較例の圧入量最小時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。シールリング１５０は、第１～第３シール部Ｐ１０１～Ｐ１０３に面圧Ｙ１１１，Ｙ１１２，Ｙ１１３が発生し、第４シール部Ｐ１０４に面圧が発生していない。つまり、シールリング１５０は、第１環状溝１５２の径方向外側にて、径方向内向きの力が作用していなくても、第１～第３シール部Ｐ１０１～Ｐ１０３に適切なシール力を発生させることができる。

第１接続部１２０とシールリング１５０は、第１支持片１２６が、第１流路壁１２１ａを延長した仮想線Ｉｘを超えて、第１流路１２１側に張り出すように変形し、第１環状壁部１５３は流路面積を僅かに縮小させているだけである。

図１１は、比較例の圧入量最大時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。シールリング１５０は、第１～第３シール部Ｐ１０１～Ｐ１０３に面圧Ｙ１２１，Ｙ１２２，Ｙ１２３が発生し、さらに第４シール部Ｐ１０４に面圧Ｙ１２４が発生している。シールリング１５０は、第１外側環状壁部１５４の外周面１５４ｃが第１外側装着溝１２４の径方向外側に位置する外周面１２４ｃに圧接され、面圧Ｙ１２５が発生している。なお、第１環状突起１２２は、左右軸線方向に沿って配置され、径方向外側に変形していない。

第１接続部１２０とシールリング１５０は、第１支持片１２６と第１環状壁部１５３が、仮想線Ｉｘを大きく超えて、第１流路１２１側に張り出すように大きく変形し、第１流路１２１の流路面積を縮小させている。従来は、第１圧接面１５３ａが第１支持片１２６に当接すると、第１圧接面１５３ａは第１突起側テーパ部１２６ａに沿って隙間Ｓ１０１側に進み隙間Ｓ１０１を埋めるように径方向外側へ変形し、その反力により第１支持片１２６が径方向内側へ変形する、と考えられていた。しかし、このシミュレーションの結果（特に図１１）から、圧入量が大きい場合は、第１環状壁部１５３が軸方向に圧縮され径方向に膨らみ、第１流路１２１に張り出すように変形し、第１流路１２１の流路面積を縮小させることが明らかとなった。

図１２は、実施例の圧入量最小時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。シールリング５は、第１～第３シール部Ｐ１～Ｐ３に面圧Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３が発生している。シールリング５の第１環状壁部５３は、仮想線Ｉを超えて、第１流路２１側に張り出すように変形していない。つまり、シールリング５は、第１流路２１の流路面積を縮小させていない。

図１３は、実施例の圧入量最大時の面圧と歪のシミュレーション結果を示す図である。シールリング５は、第１～第３シール部Ｐ１～Ｐ３に面圧Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３が発生している。シールリング５は、比較例のような第１外側環状壁部を備えず、第２シール部Ｐ２より外側にて第１接続部２に装着されていない。つまり、シールリング５は、第２シール部Ｐ２に作用する反発力Ｆ２に対抗するように第１接続部２に支持されていない。しかし、シールリング５は、第２シール部Ｐ２に面圧Ｙ２２が発生している。

シールリング５は、第１支持片２６と第１環状壁部５３が仮想線Ｉを超えて変形しているが、その出っ張る量は比較例のシールリング１５０より小さい。つまり、シールリング５は、シールリング１５０と比べ、第１流路２１の流路面積を縮小させる縮小率が小さい。

上記シミュレーションより、実施例は、比較例より、流路面積の縮小を抑制できることを確認できた。

すなわち、比較例は、第１圧接面１５３ａと内周面１５１が直接接続されている。そのため、第１圧接面１５３ａが変形すると、第１圧接面１５３ａと内周面１５１との接続部分１５３ｇが直ちに流路側に出っ張り、流路面積を縮小させた。

これに対して、実施例は、第１流路側テーパ部２６ｄと第１連接部５３ｂにより、仮想線Ｉより径方向外側に凹む凹所Ｓが、第１支持片２６の先端部に沿って形成されている。シールリング５は、第１圧接面５３ａや連接部５３ｂが内径側に変形しても、第１圧接面５３ａや第１連接部５３ｂやその接続部分（起点５３ｅ）が凹所Ｓ内に留まる。またはシールリング５は、凹所Ｓを超えて変形したとしても、その変形が凹所Ｓにより相殺され、僅かな出っ張りに収めることができる。

よって、実施例のように、第１連接部５３ｂや第１流路側テーパ部２６ｄをシールリング５に設けることで、シールリング５が変形時に流路側に出っ張る量を抑制し、流路面積を縮小させる縮小率を低減できる。

上記シミュレーションにより、実施例は、比較例の第１外側装着溝１２４と第１外側環状壁部１５４を備えず、第１接続部２やシールリング５を比較例の第１接続部１２０やシールリング１５０より小さくして、接続部シール構造１を小型化しても、第１～第３シール部Ｐ１～Ｐ３のシール力を確保できた。

これは、シールリング５は、第１肉厚部５７により剛性が高められ、第２シール部Ｐ２に径方向外向きの反発力Ｆ２が作用しても、第１肉厚部５７が変形しにくいためと考えられる。

なお、実施例のように、比較例の第１外側環状壁部１５４と第１外側装着溝１２４を省略することで、第１環状壁部５３の変形を抑制し、流路面積を縮小させにくくなる。

すなわち、比較例のように、第１外側環状壁部１５４を第１外側装着溝１２４に装着し、第１外側環状壁部１５４の径方向外向きの変形を抑制すると、第１環状突起１２２と第１支持片１２６との間で発生した力は、径方向内向きにしか作用しない。よって、シールリング１５０は、第１環状壁部１５３に径方向内向きに作用する力によって、第１環状壁部１５３を流路側にダイレクトに変形させ、流路面積を縮小させる。

これに対して、実施例は、シールリング５の第１肉厚部５７が第１接続部２によって径方向内向きに支持されていない。そのため、第１環状突起２２と第１支持片２６との間で発生した力は、径方向外向きにも作用する。よって、シールリング５は、第１環状壁部５３に作用する力を径方向外向きに分散させ、第１環状壁部１５３を流路側に変形させる変形量を緩和することで、流路面積を縮小させにくくなる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。上記実施形態の接続部シール構造１は、半導体製造装置以外の装置に適用してもよい。また。環状突起、支持片、装着溝等は、第１接続部２と第２接続部３の両方でなく、何れか一方だけに設けてもよい。この場合、シールリング５は、環状溝、環状壁部、圧接面、連接部等を両端面でなく、一方の端面にのみ、設けてもよい。

第１接続部２と第２接続部３は、第１配管Ｌ１と第２配管Ｌ２以外のデバイスに設けられていてもよい。また、第１接続部２と第２接続部３は、異なる種類のデバイスに設けられてもよい。例えば、第１接続部２は配管に設けられ、第２接続部３はバルブのポート開口部に設けられてもよい。

第１流路２１と第２流路３１の直径は、３．５ｍｍと異なっても差し支えない。第１流路２１と第２流路３１の直径は、０．３ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることが望ましい。図１４は、流路の直径と流路面積の縮小率との関係を示すグラフである。図１４のグラフＫ１は、接続部同士の接続時に、流路側に０．４ｍｍの変形を生じた場合における流路の直径と流路面積の縮小率との関係を示すグラフである。また、図１４のグラフＫ２は、接続部同士の接続時に、流路側に０．２ｍｍの変形を生じた場合における流路の直径と流路面積の縮小率との関係を示すグラフである。変形量を０．２ｍｍと０．４ｍｍとした理由は、比較例のシミュレーションの結果より変形量は０．２ｍｍ付近から多くなり、最大では０．４ｍｍ程度となるためで、製品の多くがグラフＫ１とグラフＫ２との間の領域Ｊ付近に含まれるからである。

図中Ｉ１１、Ｉ２１に示すように、流路の直径が３．５ｍｍである付近から、流路面積の縮小率が約１０％～２３％と高くなる。図中Ｉ１２、Ｉ２２に示すように、流路の直径が３．０ｍｍとなる付近ではさらに、流路面積の縮小率が約１３％～２５％と大きくなり、流路側への変形の影響度合いが高くなる。さらに、図中Ｉ１３、Ｉ２３に示すように、流路の直径が２．５ｍｍ以上では、流路面積の縮小率が約１５％～３０％と高くなり、特に流路側への変形の影響度合いが顕著になる。よって、流路の直径の上限値は、３．５ｍｍであることが望ましい。また、流路の直径の上限値は、３．０ｍｍとしてもよい。更に、流路の直径は、２．５ｍｍとしてもよい。流路の直径が小さいほど、流路面積が変形の影響を受ける度合いが高くなるので、凹所Ｓを設ける効果が顕著になる。また流路の直径の最小値は、流体の流れを確保するために、０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。また、流路の直径の最小値は、０．５ｍｍや１．０ｍｍとして流路抵抗を減らしてもよい。

図１５に示す第１環状壁部２５３に示すように、第１圧接面２５３ａは、曲率半径が０．８ｍｍ以上の円弧状の凸面であってもよい。また、第１圧接面５３ａは、緩やかな山形状の凸面であってもよい。また、図１６に示す第１環状壁部３５３に示すように、第１圧接面３５３ａは、曲率半径が１．５ｍｍ以上の円弧状の凹面等であってもよい。把持部５８，６８はなくてもよい。

また、図１７の第１環状壁部４５３に示すように、第１連接部５３ｂは、内周面５１に対して、５度以上１５度以下の範囲内の直線状に傾斜する傾斜面に限らず、この角度の範囲内であれば曲面を含んでもよい。またその範囲は８度～１２度であれば、大きな効果が得られる。又、図１７に示す第１環状壁部４５３に示すように、第１連接部４５３ｂは、内径方向に凸状に湾曲する凸面であっても良い。その凸面の曲率半径は、４ｍｍまたは５ｍｍ以上であっても良い。曲率半径が５ｍｍ以下では凹所Ｓのスペースが不足する恐れがあり、曲率半径が４ｍｍ以下ではさらに不足する恐れがある。また、図１５に示す第１環状壁部２５３に示すように、第１連接部２５３ｂは、径方向内向きに緩やかな山形状に突出する凸状面により形成してもよい。

又は、図１８に示す第１環状壁部５５３に示すように、第１連接部５５３ｂは、径外方向に凹状に湾曲する凹面であってもよい。その凹面の曲率半径は、２．５ｍｍ又は３ｍｍ以上であってもよい。曲率半径が３ｍｍ以下では凹所Ｓのスペースが大きくなり過ぎ、流体の滞留が起こりやすくなり、曲率半径が２．５ｍｍ以下ではさらにその傾向が強くなる。第１連接部５３ｂが、以上の範囲にある凸面あるいは凹面であることで、流体制御に影響を与えないように、第１流路壁２１ａより径方向外向きに凹む凹所Ｓを緩やかに形成することができる。なお、第１連接部５３ｂは、径方向外向きに緩やかな山形状となる凹状面により形成してもよい。

仮想面Ｍは、第１環状壁部５３を第１装着溝２３に非装着の状態で、直径が内周面５１の直径より０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲で設定されてもよい。つまり、起点５３ｅは、内周面５１から０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の範囲Ｎ１で、内周面５１より径方向外側となる位置に設けてもよい。範囲Ｎ１は、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下とすれば、０．０２５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下とする場合よりも、さらに出っ張り防止と滞留防止のそれぞれの効果が得られる。

また、第１連接部５３ｂの軸方向の長さＮ２は、上記実施形態の０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲外であってもよい。軸方向の長さＮ２は、０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であれば、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の場合より、さらに出っ張り防止と滞留防止のバランスがより保たれて効果が得られる。

仮想面Ｕは、第１環状壁部５３を第１装着溝２３に非装着の状態で、直径が第１流路壁２１ａの直径より０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲で設定されてもよい。つまり、起点２６ｅは、第１流路壁２１ａから０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の範囲Ｖ1で、第１流路壁２１ａより径方向外側となる位置に設けてもよい。範囲Ｖ１は０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下とすれば、０．０２５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下とする場合よりも、さらに出っ張り防止と滞留防止のそれぞれの効果が得られる。

また、第１流路側テーパ部２６ｄの軸方向長さＶ２は、上記実施形態の０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲外であってもよい。一方、軸方向長さＶ２は、０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲で設定されてもよい。この範囲Ｖ２であれば、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とする場合より、さらに出っ張り防止と滞留防止のバランスがより保たれて効果が得られる。

第１流路側テーパ部２６ｄを省略し、第１支持片２６の流路側に位置する面を第１流路壁２１ａと同じ内径で設けてもよい。また、第１流路側テーパ部２６ｄが第１流路壁２１ａに対して傾斜する角度θ２３は、５度以上１５度以下でなくてもよい。また、図１９に示す第１支持片２２６に示すように、第１流路側テーパ部２２６ｄは、径方向内向きに凸状に湾曲する凸面により形成してもよい。また、図２０に示す第１支持片３２６に示すように、第１流路側テーパ部３２６は、径方向外向きに湾曲する凹面により形成してもよい。但し、上記実施形態のように、第１流路側テーパ部２６ｄを第１流路壁２１ａに対して角度θ２３で傾斜するように設けることで、第１支持片２６の流路側に、流体制御に与える影響を小さくするように凹所Ｓを緩やかに形成できる。そして、第１支持片２６は、凹所Ｓを介して変形することで、第１流路２１側に出っ張る量が抑制される。

シールリング５は、第１接続部２の第１環状突起２２と第２接続部３の第２環状突起３２の外側に、比較例のような外側装着溝を形成し、シールリング５の第１環状溝５２と第２環状溝６２の径方向外側に比較例のような外側装着壁部を設けてもよい。また、第１接続部２と第２接続部３とをシールリング５を介して接続した場合に、シールリング５が第１環状突起２２から径方向外向きに受ける反発力を支持する外側支持部を、第１接続部２に設けてもよい。但し、上記実施形態のシールリング５のように、第１環状溝５２と第２環状溝６２の径方向外側に、第１環状壁部５３と第２環状壁部６３の径方向の肉厚Ｗ２より径方向の肉厚Ｗ１が大きい第１肉厚部５７と第２肉厚部６７を円筒状に設けることで、外側装着溝や外側環状壁部を省略してシールリング５を径方向外側から支持しない場合でも、第２シール部Ｐ２のシール力を維持でき、接続部シール構造１をコンパクトにすることができる。

第１平坦面２７と第１肉厚部５７は、非接触であれば、対向する面が平坦でなくてもよい。

第１接続部２、第２接続部３はＰＦＡ、シールリング５は、ＰＴＦＥであってもよい。又はその他のフッ素樹脂又はフッ素以外の樹脂でもよい。

１ 接続部シール構造
２ 第１接続部
３ 第２接続部
５ シールリング
２１ 第１流路
２１ａ 第１流路壁
２２ 第１環状突起
２６ 第１支持片
５１ 内周面
５２ 第１環状溝
５３ 第１環状壁部
５３ａ 圧接面
５３ｂ 連接部

Claims (7)

1. 第１接続部と第２接続部とをシール部材を介して接続する接続部シール構造において、
   前記第１接続部と前記第２接続部の両方または一方が、
   流路を形成する流路壁と、
   前記流路壁の径方向外側に前記流路壁の軸線方向に沿って突設された環状突起と、
   前記環状突起の径方向内側に前記流路壁に沿って環状に設けられた支持片と、
   前記環状突起と前記支持片との間に設けられた装着溝と、
   を有し、
   前記支持片は、径方向の肉厚が、前記環状突起の基端部側に位置する部分の方が前記環状突起の先端部側に位置する部分よりも大きくするように、前記支持片の環状突起側に位置する面に突起側テーパ部が設けられており、
   前記シール部材は、
   環状に形成され、
   両端面又は一方の端面に環状に形成され、前記環状突起が圧入される環状溝と、
   前記環状溝の径方向内側に環状に設けられ、前記装着溝に装着される環状壁部と、
   を有し、
   前記第１接続部と前記第２接続部との両方または一方に前記シール部材を装着した際、前記環状壁部と前記装着溝との間の前記環状突起の基端部側に環状に形成された隙間を有し、
   前記環状壁部は、
   前記シール部材の内周面より径方向外側となる位置に設けられ、前記環状壁部の基端部側から前記環状壁部の先端部側に向かって径方向に広がるテーパであって、前記突起側テーパ部に圧接される圧接面と、
   前記圧接面と前記内周面との間に、前記圧接面より径方向内側で、かつ、前記内周面より径方向外側となる位置に設けられ、前記圧接面から前記内周面に向かって徐々に径が小さくなる連接部と、
   を有し、
   前記流路の直径が、０．３ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であること、
   を特徴とする接続部シール構造。
2. 請求項１に記載する接続部シール構造において、
   前記連接部は、前記圧接面と仮想面との交点を起点として、前記起点から内周面に向かって形成されており、
   前記仮想面は、前記環状壁部を前記装着溝に非装着の状態で、直径が前記内周面の直径より０．０５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の範囲で大きく設定され、前記内周面の軸芯を中心に仮想的に形成されており、
   前記連接部の軸方向長さは、前記環状壁部を前記装着溝に非装着の状態で、前記起点から０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で設定されていること、
   を特徴とする接続部シール構造。
3. 請求項１または請求項２に記載する接続部シール構造において、
   前記連接部は、前記内周面に対して５度以上１５度以下の範囲内で傾斜する傾斜面により形成されていること、
   を特徴とする接続部シール構造。
4. 請求項１から請求項３の何れか１つに記載する接続部シール構造において、
   前記支持片は、流路側に位置する面に、前記支持片の軸方向端面から前記流路壁に向かって徐々に径が小さくなる流路側テーパ部が設けられていること、
   を特徴とする接続部シール構造。
5. 請求項１から請求項４の何れか１つに記載する接続部シール構造において、
   前記シール部材は、前記環状溝より径方向外側の肉厚部の径方向肉厚が、前記環状壁部の径方向肉厚より大きいこと、
   を特徴とする接続部シール構造。
6. 請求項５に記載する接続部シール構造において、
   前記シール部材が前記環状突起から受ける径方向内向きの反発力を前記支持片を用いて支持する一方、前記シール部材が前記環状突起から受ける径方向外向きの反発力を支持しない状態で、前記第１接続部と前記第２接続部が前記シール部材を介して接続されていること、
   を特徴とする接続部シール構造。
7. 請求項１から請求項６の何れか１つに記載する接続部シール構造に用いられることを特徴とするシール部材。

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