JPH02296092A

JPH02296092A - 流体配管用結合管

Info

Publication number: JPH02296092A
Application number: JP2095212A
Authority: JP
Inventors: Andre Sabatier; アンドレ　サバティエ; Raymond Depraetere; レイモン　ドゥプラエテール
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1990-12-06
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: EP0392901A1; DE69000126T2; JP2772990B2; FR2645940B1; CA2014383C; DE69000126D1; CA2014383A1; IL94066A0; FR2645940A1; US5011196A; DK0392901T3; ES2031723T3; EP0392901B1; IL94066A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、流体配管の結合に関する。本発明は、特に拡
散工程の際に、非常に高純度のガスを用いることが必要
とされるマイクロエレクトロニクス部品の製造に好都合
に適用されるが、それのみに限定されるわけではない。

［従来の技術］上記のような適用を目的とする場合、高純度ガスの搬送
用配管の結合部域においては、その漏洩を防ぐとともに
、搬送されるガスとの相互作用によって、例えば配管の
酸化などを引き起こすおそれのある、外部の化学物質が
配管に侵入することをも防ぐために、非常に高度な密封
状態を確保することが必要とされる。そのような酸化は
、長期的には、部品の生産性を損なうことがある。

また、配管結合の機械的操作の際には、物質の微細な侵
食が生じる可能性があり、これを可能な限り回避するこ
とも必要である。

さらに、結合管が、ある特定分野、特に重量が決定的要
因となる航空宇宙関係の用途に用いられる場合は、その
ような結合管の質量を、最小限に削減することも望まし
い。

現在公知の結合管が有する問題点は、上記の制約条件の
組合わせが、部分的にしか考慮されていないことである
。さらに、このような配慮が、たとえ部分的になされた
としても、製品の複雑化を招くのが一般的であり、組立
てが煩瑣となり、その重量が増加するため、製造原価に
否定的影響を及ぼす可能性がある。

［発明が解決しようとする課題］本発明の第１の目的は、上記の問題点に対する解決策を
提供することにある。

本発明の第２の目的は、結合部域に、非常に高度の密封
状態が確保される流体配管用の結合管を提供することで
ある。

本発明の第３の目的は、正しい意味でのシーリングガス
ケットを用いることのない、組立てを簡易化するような
結合管を提供することである。

本発明の第４の目的は、組立てを更に簡単化し、かつ製
造原価を削減するために、おす部材およびめす部材のい
ずれをも用いない結合管を提供することである。

本発明の第５の目的は、対する正しい意味での機械的結
合操作によって、いかなる微細侵食をも惹起することの
ない結合管を提供することでもある。

本発明の第６の目的は、軽量であり、かつ廉価に製造で
きる結合管を提供するとこである。

［課題を解決するための手段］本発明は、各配管の少なくとも一方に固着するための一
端を、それぞれが有する２個の末端取付物と自由結合面
とを、その自由結合面を介して相互に締めつける手段を
備える形態の流体配管用結合管に関するものである。

本発明の一般的な特徴によれば、各末端取付物は、直径
が配管のそれと連続的であるボアを内部に有し、かつ、
固着末端から始まるその外部が、円筒形の軸受は表面に
向かって広がる円錐形の軸受は表面をなしている同軸の
金属製の体部を備えており、前記内部ボアが開口する環
状かつ放射状の研磨された断面に終端する中心部の円筒
形の部分に向かって陥入する少なくとも１個の平坦な肩
が、前記円筒形の軸受は表面に連なっている。

各末端取付物はさらに、外形が円筒形をなし、前記中心
部円筒形部分に密着して取り付けられて、前記平坦な肩
に隣接することができる可塑性合成材料を用いて作成さ
れるワッシャも備えており、この円筒形のワッシャは、
前記中心部円筒形部分の研磨された断面とともに前記末
端取付物の自由結合面を形成する、環状かつ放射状の側
面を有している。

また、内部が２個の前記ワッシャと、対面するよう配置
された前記末端取付物の２個の円筒形軸受は表面の少な
くともそれぞれの一部との密着取り付けに適応する、金
属製の細長い円筒形のリングが設けられており、前記２
カ所の自由結合面を互いに対向させることができるよう
になっている。

さらに、相互に締めつけるための手段は、２個の金属製
の体部のそれぞれの円錐形の軸受は表面に類似した２個
の円錐形の軸受は表面をそれぞれ有する２個の半球形の
シェルからなり、これら２個の半球形シェルの締めつけ
によって、この流体配管の結合が確保される。

末端取付物の幾何学的特徴性は、２個の半球形シェルの
締めつけの際に、まず、可塑性合成材料を用いて作成さ
れた２個のワッシャが圧縮され、次いで、２個の環状の
研磨された断面同士の密着が可能なように選択されてい
る。

好適実施例の１形態によれば、このような圧縮を実現す
るために、結合前は、各末端取付物の環状かつ放射状の
研磨された断面の平面が、対応するワッシャの環状側面
の平面に対して、わずかに陥入するように位置している
。

特に機械的結合操作の際の物質の侵食を防ぐために、各
ワッシャの合成材料は、細長いリングの材料よりも小さ
な摩擦係数を有するのが好都合である。

本発明の変化形態においては、各末端取付物の円筒形軸
受は表面に、前記中心部の円筒形の部分に向かって陥入
する連続的な少なくとも２カ所の平坦な肩が連なってい
る。

［実施例］以下、添付の図面を参照して、実施例を詳細に説明する
ことによって、本発明のその他の利点、および特徴とを
明らかにする。

基本的には、これらの図面は、明確な物性を有する幾何
学的部材で構成されている。これに基づき、各図面は、
下記の説明の不可欠な部分を形成し、したがって、それ
に対してより充分な理解をもたらすことができ、かつ、
必要とあらば、本発明の定義にも資することができるの
である。

第１図に示した通り、この結合管は、同一の２個の同軸
配管の末端取付物（１ａ）　（ｌｂ）と、細長い金属製
のリング（３）と、さらに、２個の金属製の締めつけ用
事球形シェル（４）とからなっている。

末端取付物（１ａ）を構成する部材には、ａの文字が続
く符号が付され、末端取付物（ｌｂ）のそれらには、ｂ
の文字が続く符号が付されている。繁雑を避けるため、
末端取付物（１ａ）のみについて説明することとし、第
２図についても同様とする。

末端取付物（Ｉａ）は、数ｍｍから数十ｍｍの長さであ
って、流体配管（図示せず）との固着末端（１１ａ）を
備えている。「長さ」なる用語は、これ以降は、対称軸
に平行に測定された寸法を指すものとする。

固着末端（１１ａ）は、円筒形の末端部分（１１０ａ）
からなり、より大きな直径の別の円筒形の部分（１１１
ａ）へと連なっている。この末端取付物は、流体配管を
これに固着させた場合に、その直径と連続するポア（１
２ａ）を内部の中心部に有している。

固着末端（１１ａ）は、やはり同軸の金属製の体部（１
０ａ）内に伸長している。この体部の外部は、円筒形の
部分（１１１ａ）から始まり、直径が約１２ｍｍであり
、長さがほぼ１．８ｍｍの、円筒形の軸受は表面（ｌｏ
１ａ）に向かって広がる円錐形の軸受は表面（１００ａ
）となっている。

この円筒形の軸受は表面（１０１ａ）は、中間に存在す
る直径が約９　、７ｍｍで、長さがほぼ１．５ｍｍの円
筒形の軸受は表面（１０３ａ）に結合させる、陥入した
環状かつ放射状の第１の平坦な肩（１０２ａ）へと連な
っている。この後者の軸受は表面もまた、それを、直径
が約６　、５ｍｍで、長さがほぼ１ｍｍの中心部の円筒
形の部分（１０５ａ）に結合させる、陥入した環状かつ
放射状の第２の平坦な肩（１０４ａ）へと連なっている
。

この中心部円筒形部分（１０５ａ）は、環状かつ放射状
の研磨された断面（１０６ａ）に終端し、ここで、前記
内部ボア（１２ａ）は開口している。

末端取付物を構成する主要な部材としては、他にワッシ
ャ（２ａ）があるが、これは、可塑性の合成材料、例え
ば「テフロン」なる商品名のちとに市販されているポリ
テトラフルオロエチレンを用いて作成されている。

このワッシャの外被（２１ａ）は、前記金属製の体部の
円筒形の軸受は表面（１０１ａ）のそれと実質的に等し
い外径の円筒であって、この金属製の体部の第１の平坦
な肩（１０２ａ）と隣接する平坦かつ環状の後面（２Ｚ
ａ）を有している。また、このワッシャは、金属製の体
部の第２の平坦かつ環状の肩（１０４ａ）に隣接する、
前記後面（２２ａ）より小さい直径の平坦かつ環状の後
面（２３ａ）をも備えている。

このワッシャの外側側面（２１ａ）の長さは、はぼ２　
、５ｍｍである。したがって、このワッシャを、末端取
付物の中心部の円筒形部分（１０５ａ）　、および中間
部の円筒形の軸受は表面（１０３ａ）に密着させて取り
付けた場合、その平坦な環状かつ放射状の前面（２０ａ
）の平面は、はぼ５／１００ｍｍに等しいｄなる距離だ
け、末端取付物の環状の研磨された断面（ｌＯ６ａ）か
ら突出する。換言すれば、この環状の研磨された断面は
、ワッシャの環状の壁面（２０ａ）に対して、わずかに
陥入するように位置する。

上記の構成の末端取付物は、さらに、金属製の体部の放
射状の研磨された断面（１０６ａ）と、テフロン製ワッ
シャ（２ａ）の自由壁面（２０ａ）とからなる自由結合
面を備えている。

正しい意味での結合を進めるために、外径約１２．６ｍ
ｍ、肉厚約０．３ｍｍ、長さがほぼ７ｍｍの細長い円筒
形の金属製リング（３）が設けられている。したがって
、このリングの内径は、各ワッシャ（２）の外面（２１
）の直径のみならず、金属製の体部のそれぞれの円筒形
軸受は表面（１０１）のそれとも、実質的に等しい。

正しい意味での結合操作を実行する場合には、２個の末
端取付物を、その自由な結合面が互いに対向するよ゛う
に位置させ、細長い円筒形のリングを後者の周囲に滑動
させて、２個のテフロン製ワッシャ、および金属製の体
部の各円筒形軸受は表面（１０１ａ）（１０１ｂ）の一
部分の密着した取り付けに、内部的に適応するようにす
る。

したがって、この細長いリング（３）の第１の機能は、
２個の末端取付物の非常に精密な心合わせを確実に実現
させて、その内部ボアの中心を、可能な限り完全に一致
させることである。このリング（３）を定位する場合、
リングに対するテフロンの摩擦係数が低いために、リン
グは、ワッシャ（２）の部域とリング（３）の部域との
双方における物質のいかなる微細侵食もなく滑動するこ
とができる。

したがって、技術の習熟者は、ワッシャ（２）の構成材
料に関して顧慮すべき第１の前提条件は、一般に、その
摩擦係数がリング（３）の材料のそれよりも小さくなけ
ればならないことであることに注目するものと思われる
。

リング（３）を用いて２個の末端取付物の心合わせを行
った後は、それぞれの内面が２分された円錐形の軸受は
表面（４０１ｓａ）　（４０１ｓｂ）および（４０１ｉ
ａ）（４０１ｉｂ）となっている、２個の半球形のシェ
ル（４０ｓ）　（４００を、リング、および２個の末端
取付物を囲む位置に取り付ける。その結果、これら４個
の２分された円錐形の軸受は表面は、末端取付物の２個
の円錐形軸受は表面（１００ａ）　（１００ｂ）と協働
する２個の円錐形軸受は表面（４０１ａ）　（４０１ｂ
）を規定することになる。

２個の半球形シェルの締めつけは、これに配置されたボ
ルト孔（４００ｓ）　（４００ｉ）と協働する２個のボ
ルト（図示せず）を用いて行なう。

締めつけ操作の際は、２個の半球形シェルの円錐形軸受
は表面と、末端取付物の円錐形軸受は表面との協働によ
って、まず第１に、２個のテフロン製ワッシャ（２ａ）
の軸方向への圧縮が、次いで、２カ所の研磨された断面
（１０６ａ）　（１０６ｂ）の密着が可能となる。これ
は、一方では、各ワッシャの自由側面が、金属製の体部
の研磨された断面からｄなる距離をもって隔てられてい
るため、他方では、テフロンの性質が可塑的であるため
に、実現されるのである。

この可塑的な性質は、さらに、ワッシャ（２ａ）（２ｂ
）の構成材料が、一般に満足すべき第２の前提条件とな
る。この目的のためには、結合管を構成するステンレス
鋼（例えば３１６Ｌ）よりも軟らかい材料が使われるこ
とになる。適当な材料としては、ポリテトラフルオロエ
チレン以外には、その誘導体、例えばＫＥＬ−Ｆなる名
称で公知のフッ素含有エラストマーその他の、ガスに対
する結合技術に用いられる合成材料がある。

このようにして構成された結合管は、一方では２個のワ
ッシャ（２）の接続部により、他方では２カ所の研磨さ
れた断面（１０６）の接続部によって構成される単一の
平坦な密封平面を備えている。したがって、一方ではワ
ッシャの部域に、他方では研磨された断面の部域に、正
しい意味でのシーリングガスケットを介在させることな
く、二重の密封状態が実現する。その上、一体部して作
成された、選択された長さおよび肉厚のリング（３）の
幾何学的特徴性によって、２個の末端取付物に対する正
確な案内を、圧縮の当初から確保し、それらの心合わせ
を維持することが可能となる。

試験の際に測定されたこのような結合管の密着度は、結
合管の内部ボアと外側との間の単位密封表面１　ｃｍ”
あたりの圧力差１気圧につき、ヘリウムの洩れが１０−
９ｃｍ”７秒を下回る。

したがって、本発明の結合管によって、特に、正しい意
味でのシーリングガスケットを用いることなく、最小限
度の部品を用いて非常に高度の密封状態を得ることが可
能となる。さらに、このような同一の末端取付物からな
る結合管は、おす部材およびめす部材のいずれの製造を
も必要とせず、その組み立てを簡易化し、かつ大量生産
の原価を削減する。

このような形態の結合管は、ガスの配管、なかんずく高
純度のガス、例えば水素、アルゴン、酸素、無水塩化水
素、および、半導体の製造に適したその他のガス、例え
ば塩化ホスホリル（ＰＯＣＩ　、）、三臭化ホウ素（Ｂ
Ｂｒｇ）　、）’リクロロエチレン、アルシン（ＡＳＨ
Ｉ）　、シラン（ＳｉＢ６）の配管の結合に特に良く適
している。また、これを、医薬品製造のための結合技術
に用いることもできる。

このような結合管はまた、数百バールに及ぶ高圧に耐え
ることが可能であり、ワッシャ（２）を構成する材料を
酸の侵食に耐性を有するように選定することもできる。

第４図および第５図は、本発明の結合管の別の好適実施
例を示すものであって、直径がほぼ９．５ｍｍ　（３７
８インチ）の流体配管の結合に更に適している。　第１
図乃至第３図の示したものと類似の、あるいはその機能
が類似する部材には、第１図乃至第３図のそれと同一で
あって、後にＶなる接尾辞が続く符号を付しである。好
適実施例の相違点のみを、次に説明する。

固着末端（１１ａ−ｖ）は、金属製の体部（１０ａ−ｖ
）の円錐形の軸受は表面（１００ａ−ｖ）に結合された
円筒形の末端部分（１１０ａ−ｖ）のみからなっている
。金属製の体部の円筒形軸受は表面（１０１ａ−ｖ）は
、中心部の円筒形の部分（１０５ａ−ｖ）へと陥入する
単一の平坦な肩（１０２ａ−ｖ）のみに連なっている。

テフロン製ワッシャ（２ａ−ｖ）は、外径が約１２ｍｍ
。

内径が約９．７ｍｍの単一の円筒のみによって構成され
る。これは、環状の肩（１０２ａ−ｖ）に隣接し、その
環状かつ放射状の壁（２０ａ−Ｖ）は、金属製の体部の
環状の研磨された断面（１０６ａ−ｖ）の平面から、５
７１００ｍｍ突出している。

細長いリング（３−ｖ）　、ならびに締めつけ手段（４
−ｖ）の幾何学的特徴性は、この結合管の上記の寸法を
考慮して調整される。

本発明は、上記好適実施例の形態に限定されるものでは
なく、それらの変化形のすべて、なかんずく、次の事項
を包含する。

■　２個の同一の末端取付物については上記に記載した
。同一でなければならないのは、金属製の体部およびそ
の可塑性合成材料によるワッシャのみであることは認識
可能であると思われる。

固着末端は、各種の形態の配管に結合され、極端な場合
は、同時に数本の配管に、あるいは流体用部品、例えば
弁またはフィルタの一部を形成するために結合されるよ
うに、屈曲その他の各種の形状とすることができる。お
す部品およびめす部品の不在によって、結合は著しく簡
易化される。

■　各末端取付物の円筒形軸受は表面と、中心部の円筒
形の部分との間に位置する陥入した平坦な肩の数が無制
限であることは当然である。

１あるいは２個の肩に関する信頼度は、各種の直径、例
えば２〜６ｍｍ、６〜１０ｍｍ、および１０〜１５ｍｍ
の配管用に、ある程度の幅を有する結合管の作成を許し
、その幅の各部分は、同一の大まかな形態を用いている
、すなわち、同一直径の円筒形軸受は表面（１０１）、
および類似の円錐形軸受は表面（１００）を備えており
、すべての範囲に対して類似のリング、および締めつけ
用シェルを用いることが可能となっている。

上記の手段の幾つかは、変化形においては、有効な用途
がない場合に、当然省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の結合管の好適実施例の第１の形態の
、組立て前の状態における斜視図である。第２図は、結合前の第１図の結合管の末端取付物の中央
縦断面図である。第３図は、結合後の第１図の結合管の中央縦断面図であ
る。第４図は、本発明の結合管の末端取付物形成部分の好適
実施例の第２の形態の、結合前の状態を示す中央縦断面
図である。第５図は、第４図の好適実施例の形態の、結合後の状態
を示す中央縦断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各配管の少なくとも一方に固着されるための一端
（１１ａ）（１１ｂ）を、それぞれが有する２個の末端
取付物（１ａ）（１ｂ）と自由結合面とを、前記自由結
合面を介して、前記２個の末端取付物を相互に締めつけ
る手段（４）を備える流体配管用結合管であって、各末
端取付物（１ａ）が、直径が前記配管のそれと連続的であるボア（１２ａ）を
内部に有し、かつ、固着末端（１１ａ）から始まるその
外部が、前記内部ボア（１２ａ）が開口する環状かつ放
射状の研磨された断面（１０６ａ）に終端する中心部の
円筒形の部分（１０５ａ）に向かって陥入する、少なく
とも１個の平坦な肩（１０２ａ）へと連なる円筒形の軸
受け表面（１０１ａ）に向かって広がる円錐形の軸受け
表面（１００ａ）をなしている同軸の金属製の体部（１
０ａ）と、外形が円筒形をなし、前記中心部円筒形部分（１０５ａ
）に密着して取り付けられて、前記平坦な肩（１０２ａ
）に隣接することができる可塑性合成材料を用いて作成
され、かつ前記研磨された断面（１０６ａ）とともに自
由結合面を形成する環状かつ放射状の側面（２０ａ）を
有するワッシャ（２ａ）とからなり、内部が２個の前記
ワッシャ（２ａ）（２ｂ）と、対面するよう配置された
前記末端取付物の２個の円筒形軸受け表面（１０１ａ）
（１０１ｂ）の少なくともそれぞれの一部との密着取り
付けに適応することができる金属製の細長い円筒形のリ
ング（３）が設けられていて、前記２カ所の自由結合面
を互いに対向させることが可能であり、かつ相互に締めつけるための手段（４）が、２個の金属製の
同軸の体部（１０ａ）のそれぞれの円錐形の軸受け表面
（１００ａ）（１００ｂ）と類似する２個の円錐形の軸
受け表面（４０１ｓａ）（４０１ｓｂ）（４０１ｉａ）
（４０１ｉｂ）をそれぞれ有する２個の半球形のシェル
（４０ｓ）（４０ｉ）からなり、前記２個の半球形シェルの締めつけによって、前記流体
配管の結合が確保されるようになっていることを特徴と
する流体配管用結合管。
（２）結合管内外の単位密封表面１ｃｍ＾２あたりの圧
力差１気圧につき、ヘリウムの洩れが、１０＾−＾９ｃ
ｍ＾３／秒またはそれ以下である密着度を有することを
特徴とする請求項（１）記載の流体配管用結合管。
（３）末端取付物の幾何学的特性が、２個の半球形シェ
ルの締めつけの際に、可塑性合成材料を用いて作成され
た２個のワッシャが圧縮され、次いで、２個の環状の研
磨された断面同士の密着が可能なように選択されている
ことを特徴とする請求項（１）または（２）記載の流体
配管用結合管。
（４）結合前は、各末端取付物（１ａ）の環状かつ放射
状の研磨された断面（１０６ａ）の平面が、対応するワ
ッシャ（２ａ）の環状かつ放射状の平坦な壁（２０ａ）
の平面に対して、わずかに陥入するように位置している
ことを特徴とする請求項（３）記載の流体配管用結合管
。
（５）各ワッシャ（２ａ）（２ｂ）の可塑性合成材料が
、細長いリング（３）の材料よりも小さな摩擦係数を有
することを特徴とする請求項（１）〜（４）のいずれか
に記載の流体配管用結合管。
（６）各ワッシャの合成材料が、ポリテトラフルオロエ
チレン、およびその誘導体よりなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項（１）〜（５）のいずれかに記載
の流体配管用結合管。
（７）各末端取付物（１ａ）の円筒形軸受け表面（１０
１ａ）に、中心部の円筒形の部分（１０５ａ）に向かっ
て陥入する少なくとも２カ所の平坦な環状の肩（１０２
ａ）（１０４ａ）が連なっていることを特徴とする請求
項（１）〜（６）のいずれかに記載の流体配管用結合管
。
（８）細長い金属製リング（３）が、一体化して作成さ
れており、可塑性合成材料を用いて作成されたワッシャ
、および２個の末端取付物の円筒形軸受け表面のそれと
等しい内径を有し、かつ前記リングの長さおよび肉厚が
、前記２個の取付物との正確な心合わせが確保されるよ
うに選択されていることを特徴とする請求項（１）〜（
７）のいずれかに記載の流体配管用結合管。
（９）流体として、ガスが用いられることを特徴とする
請求項（１）〜（８）のいずれかに記載の流体配管用結
合管。
（１０）搬送されるガスが、高純度のガスであることを
特徴とする請求項（９）記載の流体配管用結合管。
（１１）搬送されるガスが、水素、アルゴン、酸素、無
水塩化水素、塩化ホスホリル、三臭化ホウ素、トリクロ
ロエチレン、アルシン、シランからなる群に属すること
を特徴とする請求項（９）または（１０）に記載の流体
配管用結合管。
（１２）２個の末端取付物が、同一物であることを特徴
とする請求項（１）〜（１１）のいずれかに記載の流体
配管用結合管。