JPH05312283A

JPH05312283A - 流体継手

Info

Publication number: JPH05312283A
Application number: JP14664592A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Okumura; 勝弥奥村; Kenichi Goshima; 憲一五島
Original assignee: Toshiba Corp; CKD Corp
Current assignee: Toshiba Corp; CKD Corp
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1993-11-22
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2624924B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金属不純物やパーティカルの発生が少なく、
取付の容易な半導体製造工程等で使用される流体継手を
提供すること。【構成】本発明の流体継手は、内側に雌ネジが形成さ
れた袋ナット１と、袋ナットの内側端面に当接するスラ
スト軸受け３と、端面に鏡面仕上げ面を形成したパイプ
５と、パイプの外周に付設されスラスト軸受け３に当接
し袋ナット１のパイプ長手方向の推進力をパイプ５に伝
達するフェルール２と、パイプ５の端部に嵌合されパイ
プ端面の全周が当接するガスケット４と、端面に鏡面仕
上げ面を形成し、外周に雄ネジが形成されたボディ６と
を備え、ボディの端面６ｂがガスケット４のパイプ５が
当接する面の反対側の面に当接し、ボディの雄ネジ６ａ
と袋ナットの雌ネジ１ａとが所定のトルクで締結され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置等の
産業用製造装置で使用されるガス供給装置で使用される
流体継手に関し、さらに詳細には、毒性を有するガスを
供給する装置で使用される高度の気密性を有するガス継
手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体製造工程において、シ
リコンベースにシラン、アルシン、ホスフィン、ジボラ
ン等の超毒性ガスを不純物源として熱拡散することが行
われている。また、自然発火性ガスも使用されている。
例えば、アルシンの致死量は０．５ｐｐｍであり、少量
の漏れが人身事故につながるため、これらガスの配管
は、漏れを防止するため原則として溶接により接続され
ていた。

【０００３】一方、パイプ同士を溶接を使用せずに接続
する方法は、圧縮空気等の毒性のないガスの配管では図
５に示す継手が使用されていた。ボディ６の貫通孔の両
端にパイプ５，７が挿入される。ボディ６の外周には雄
ネジ６ａが形成され、雄ネジ６ａには袋ナット１の内側
に形成されている雌ネジ１ａが締結されている。

【０００４】ボディ６の貫通孔の入口には、各々大きな
面取りが形成されており、その面取り部に断面が楔形の
スリーブ１２が嵌合されている。スリーブ１２の中心に
は貫通孔が形成され、パイプ５，７と嵌合している。ス
リーブ１２の底面には共回り止め用の座がね１１が当接
している。座がね１１の反対側の端面は袋ナット１の内
側の端面に当接している。スリーブ１２の中心には貫通
孔が形成され、パイプ５，７と嵌合している。

【０００５】この様な構成を有する継手において、袋ナ
ット１をボディ６に対して所定のトルクでネジ込むと、
スリーブ１２がボディ６により内側に押圧されパイプ
５，７の外周と密着し、パイプ５，７を変形させる。こ
れにより、パイプ５，７の外周面とスリーブ１２の内面
との密着性及びスリーブ１２の外周面とボディ６の面取
り部内面との密着性が確保され継手の気密性が確保され
る。

【０００６】しかしながら、図５に示す継手には、以下
のような問題点があった。（１）気密性が十分でなく、有毒ガスの配管に使用する
には危険である。（２）取り外しをするときに、パイプ５，７をボディ６
から抜かないと外れないため、配管に余分な逃げ部を設
ける必要があり無駄であった。（３）一度締結すると、パイプが押しつぶされて変形す
るため、取り外して再組立したときに気密性が悪くなっ
てしまう。

【０００７】上記問題がありながら、バルブとの接続の
場合等どうしても継手を使用する必要があるため、図５
に示す継手は、毒性ガス等を扱う半導体の製造工程にお
いて、細心の注意を払いながら使用されている。しか
し、近年前記問題点を解決する手段として、高い気密性
を維持し得る特公平２−４６８３０号公報等で開示され
ている継手が使用されている。しかしながら、この継手
は、使用されるスリーブが特殊な形状をしているため、
スリーブと配管用のパイプとは溶接により接続されてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱拡散
に用いる不純物源として有毒ガスを使用する場合に、配
管を溶接で接続すると以下の問題があった。（１）溶接により浮遊元素が発生し、金属不純物として
ウエハに混入し、デバイスの信頼性を損なう。

【０００９】（２）不純物源としてのガスは腐食性を有
するものが多く、パイプは通常ＳＵＳ材が使用されてい
るが、溶接により溶接部の材質が変化し腐食されやすく
なる。そのため、パーティクルが発生し、パターンディ
フェクトによる不良品率が高くなる。

【００１０】（３）ＳＵＳパイプの溶接には、熟練した
技術が必要であり、半導体製造工程の建設等において、
熟練した溶接作業者を確保することが容易でなかった。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解決して、金属
不純物やパーティカルの発生が少なく、取付の容易な半
導体製造工程等で使用される流体継手を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の流体継手は、内側に雌ネジが形成された袋
ナットと、端面に鏡面仕上げ面を形成したパイプと、袋
ナットの内側端面に当接し袋ナットとパイプとの共回り
を防止する共回り防止手段と、パイプの外周に付設され
共回り防止手段に当接し袋ナットのパイプ長手方向の推
進力をパイプに伝達するフェルールと、パイプの端部に
嵌合されパイプ端面の全周が当接するガスケットと、端
面に鏡面仕上げ面を形成し、外周に雄ネジが形成された
ボディとを備え、ボディの端面がガスケットのパイプが
当接する面の反対側の面に当接し、ボディの雄ネジと袋
ナットの雌ネジとが所定のトルクで締結される。

【００１３】また、この目的を達成するために、本発明
の流体継手は、内側に雌ネジが形成された袋ナットと、
端面に鏡面仕上げ面を形成した第一パイプと、袋ナット
の内側端面に当接し袋ナットとパイプとの共回りを防止
する共回り防止手段と、第一パイプの外周に付設され第
一共回り防止手段に当接し袋ナットのパイプ長手方向の
推進力を第一パイプに伝達する第一フェルールと、外周
に雄ネジが形成されたボディと、端面に鏡面仕上げ面を
形成した第二パイプと、ボディの端面に当接し袋ナット
と第二パイプとの共回りを防止する共回り防止手段と、
第二パイプの外周に付設され第二共回り防止手段に当接
し袋ナットのパイプ長手方向の推進力を第二パイプに伝
達する第二フェルールと、第一パイプまたは第二パイプ
の端部に嵌合され第一パイプ端面および第二パイプ端面
の全周が両面から当接するガスケットとを備え、ボディ
の雄ネジと袋ナットの雌ネジとが所定のトルクで締結さ
れる。

【００１４】

【作用】上記の構成よりなる本発明の組み付け方法を説
明する。フェルールと、ガスケットとが装着された状態
でパイプを、スラスト軸受けが装着されている袋ナット
に挿入し、袋ナットをボディにネジ込む。ボディを回ら
ないように固定した状態で、袋ナットを所定のトルクに
達するまでねじ込んでいく。袋ナットをボディにねじ込
んでいくとき、その推力がフェルールによりパイプに伝
達される。

【００１５】このとき、パイプは袋ナットに対してフェ
ルールにより位置決めされているので、パイプの端面と
ボディの端面とが正確に位置合わせされる。ここで、パ
イプ端面およびボディ端面はローラバニッシング等によ
り鏡面仕上げされており、各々とガスケットとの密着性
が向上し、継手の気密性が高まる。

【００１６】また、ＳＵＳ素材のビッカース硬度は、約
１８０であるが、ローラバニッシング等により鏡面仕上
げすることにより、ビッカース硬度が約３００にでき
る。これにより、強い押圧力によりパイプ端面およびボ
ディ端面をガスケットに押し当てても、パイプ端面およ
びボディ端面が変形することがないため、繰り返し使用
することができる。ガスケットは、パイプの端面とボデ
ィ端面とにより両面から押圧される。ガスケットは、軟
金属製であり、硬度の高いパイプ端面とボディ端面とに
押圧され、各々がよく密着できる。

【００１７】袋ナットをボディにネジ込んだときに、共
回り防止手段としてスラスト軸受けが装着されているの
で、パイプが袋ナットと共回りすることが防止される。
また、袋ナットを外せば、パイプを横にスライドさせる
だけで容易に接続を解除できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例である流
体継手について図面を参照して説明する。図１にボディ
の両端にパイプを接続する一実施例の断面図を示す。ま
た、継手の主要部品の構成を図３に分解斜視図で示す。
内側に雌ネジ１ａが形成された袋ナット１の内側端面に
当接して共回り防止手段であるスラスト軸受け３が嵌合
されている。

【００１９】スラスト軸受け３の内側にパイプ５が取り
付けられている。パイプ５の端面部は、図４に示すよう
に、先端部が面取りされ、先端端面５ｂはロールバニッ
シングにより鏡面仕上げされている。また、パイプ５の
周面には、溝５ａが切設されている。溝５ａには、長手
方向に切割溝を有し、断面が楔形をしたスリーブ２ａが
嵌合されている。スリーブ２ａの楔形の傾斜と同じ傾斜
を内面に有するスリーブ２ｂがスリーブ２ａと嵌合され
ている。スリーブ２ａとスリーブ２ｂとが嵌合してフェ
ルールを構成している。

【００２０】パイプ５の端部に内面が嵌合し、パイプ端
面５ｂの全周に内側端面が当接してガスケット４が取り
付けられている。また、端面６ｂをロールバニッシング
仕上げし、外周に雄ネジ６ａが形成されたボディ６の雄
ネジ６ａが、袋ナット１の雌ネジ１ａに締結されてい
る。そして、ボディ６の端面６ｂが、ガスケット４のパ
イプ端面５ｂが当接する面の反対側の面に当接してい
る。反対側のパイプ７の取付構成は、パイプ５と同じな
ので説明を省略する。

【００２１】次に、上記構成を有する流体継手の作用に
ついて説明する。接続するパイプ５，７を実際に使用す
る長さに切断し、端面に面取りをした後でローラバニッ
シング加工を行う。ローラバニッシングにより鏡面仕上
げすることにより、パイプ端面５ｂとガスケット４との
密着性が向上し、継手の気密性が高まる。

【００２２】また、ＳＵＳ素材のビッカース硬度は、約
１８０であるが、ローラバニッシングすることにより、
ビッカース硬度が約３００にできる。これにより、強い
押圧力によりパイプ端面５ｂをガスケットに押し当てて
も、パイプ端面５ｂが変形することがないため、繰り返
し使用することができる。

【００２３】また、パイプ５の周面に図４に示す溝５ａ
を旋盤等の加工により形成する。パイプ５の溝５ａに、
切割溝を広げるようにしてスリーブ２ａを装着する。ス
リーブ２ａの外面の傾斜と嵌合するようにスリーブ２ｂ
を装着する。また、パイプ５の端部にガスケット４を嵌
合させる。スリーブ２ａとスリーブ２ｂとの組合せによ
り構成されるフェルール２と、ガスケット４とが装着さ
れた状態でパイプ５，７を、スラスト軸受け３が装着さ
れている袋ナット１に挿入し、袋ナット１をボディ６に
ネジ込む。

【００２４】ボディ６を回らないように固定した状態
で、袋ナット１を所定のトルクに達するまでねじ込んで
いく。袋ナット１をボディ６にねじ込んでいくときの推
進力がフェルール２を介してパイプ５，７に伝達され
る。フェルールを構成するスリーブ２ａは、パイプ外周
に形成された溝５ｂに勘合しているので、フェルール２
は強い推進力をパイプに伝達することができる。

【００２５】このとき、パイプ５は袋ナット１に対して
フェルール２により位置決めされているので、パイプの
端面５ｂとボディ６の端面６ｂとが正確に位置合わせさ
れる。ここで、ボディ端面６ｂはローラバニッシングに
より鏡面仕上げされており、ボディ端面６ｂとガスケッ
ト４との密着性が向上し、継手の気密性が高まる。

【００２６】また、ＳＵＳ素材のビッカース硬度は、約
１８０であるが、ローラバニッシングすることにより、
ビッカース硬度が約３００にできる。これにより、強い
押圧力によりボディ端面６ｂをガスケットに押し当てて
も、ボディ端面６ｂが変形することがないため、繰り返
し使用することができる。ガスケット４は、パイプの端
面５ｂとボディ６の端面６ｂとにより両面から押圧され
る。ガスケット４は、本実施例ではニッケル製であり、
硬度の高いパイプの端面５ｂとボディ６の端面６ｂとに
押圧され、各々がよく密着できる。

【００２７】袋ナット１をボディ６にネジ込んだとき
に、スラスト軸受け３が装着されているので、パイプが
袋ナット１と共回りすることが防止されるため、パイプ
端面５ｂとガスケット４との間またはガスケット４とボ
ディ端面６ｂとの間で擦れが発生せず、パーティカルが
発生することがない。

【００２８】上記構成の流体継手によれば、普通のパイ
プに簡単な追加工を行うだけで容易に、フェルール２を
装着することができるので、溶接をすることなく、パイ
プ同士を気密性が高い状態で接続することができる。ま
た、袋ナット１を外せば、パイプ５を横にスライドさせ
るだけで容易に接続を解除できるため、配管に余分な逃
げを設ける必要がなくコストを低くすることができる。

【００２９】パイプ端面５ｂとボディ端面６ｂとをロー
ラバニッシング加工で仕上げているので、ガスケット４
との密着性がよく、流体継手を高い気密性で構成でき
る。また、パイプ端面５ｂとボディ端面６ｂの硬度が高
いので、ガスケット４が変形するのみなため、ガスケッ
ト４を交換するだけで繰り返し使用することができる。

【００３０】次に、第二の実施例について図２を用いて
説明する。第二の実施例は、一組のパイプを接続するの
に一つの袋ナットを使用して行う流体継手である。内側
に雌ネジ１ａが形成された袋ナット１の内側端面に当接
して、第一の共回り防止手段である第一のスラスト軸受
け３ａが嵌合されている。

【００３１】スラスト軸受け３ａの内側に第一パイプで
あるパイプ５が取り付けられている。パイプ５の端面部
は、図４に示すように、先端部が面取りされ、先端端面
５ｂはロールバニッシングにより鏡面仕上げされてい
る。また、パイプ５の周面には、溝５ａが切設されてい
る。溝５ａには、長手方向に切割溝を有し、断面が楔形
をしたスリーブ２ａが嵌合されている。スリーブ２ａの
楔形の傾斜と同じ傾斜を内面に有するスリーブ２ｂがス
リーブ２ａと嵌合されている。スリーブ２ａとスリーブ
２ｂとが嵌合してフェルール２を構成している。

【００３２】パイプ５の端部に内面が嵌合し、パイプ端
面５ｂの全周に内側端面が当接してガスケット４が取り
付けられている。袋ナット１の内側には、端面にロール
バニッシング仕上げ面を形成した第二パイプであるパイ
プ７が取り付けられている。パイプ７の端面部は、パイ
プ端面５ｂと同様にロールバニッシングにより鏡面仕上
げされている。

【００３３】また、パイプ７の周面には、溝７ａが切設
されている。溝７ａには、長手方向に切割溝を有し、断
面が楔形をしたスリーブ２ａが嵌合されている。スリー
ブ２ａの楔形の傾斜と同じ傾斜を内面に有するスリーブ
２ｂがスリーブ２ａと嵌合されている。スリーブ２ａと
スリーブ２ｂとが嵌合してフェルール２を構成してい
る。フェルール２に当接して第二の共回り防止手段であ
る第二のスラスト軸受け３ｂが取り付けられている。ス
ラスト軸受け３ｂには、外周に雄ネジ８ａが形成された
ボディ８の端面が当接している。

【００３４】次に第二の実施例の作用について説明す
る。ボディ８を回らないように固定した状態で、袋ナッ
ト１を所定のトルクに達するまでねじ込んでいく。袋ナ
ット１をボディ６にねじ込んでいくときの推進力がフェ
ルール２を介してパイプ５，７に伝達される。フェルー
ルを構成するスリーブ２ａは、パイプ外周に形成された
溝５ｂに勘合しているので、フェルール２は強い推進力
をパイプに伝達することができる。

【００３５】このとき、パイプ５，７は袋ナット１に対
してフェルール２により位置決めされているので、第一
パイプの端面５ｂと第二パイプの端面７ｂとが正確に位
置合わせされる。また、一組のパイプ５，７がガスケッ
ト４を挟んで突き合わされ、押圧される。パイプ端面５
ｂ，７ｂは共にローラバニッシング加工されており、ニ
ッケル製のガスケット４が変形してパイプ端面５ｂ，７
ｂに密着するため、気密性がよくなる。

【００３６】以上の実施例によれば、気密性の高いの
で、毒性の強いガスを半導体製造工程で使用する場合で
も危険性が全くなくなる。また、袋ナットを外せば横に
スライドさせるだけでパイプを容易に取り外せるため、
メンテナンスが容易である。本実施例では、フェルール
をパイプに取り付ける方法としてパイプ外周に溝を形成
して取り付けているが、パイプに袋ナットの推進力が伝
達できるものであれば、他の方法でもよい。例えば、パ
イプに穴を開けてフェルールを取り付けてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の流体継手によれば、普通のパイプに簡単な追加工
を行うだけで容易に、フェルール２を装着することがで
きるので、溶接をすることなく、パイプ同士を気密性が
高い状態で接続することができるため、溶接により浮遊
元素が発生し、金属不純物としてウエハに混入し、デバ
イスの信頼性を損なうことがない。

【００３８】また、溶接による材質が変化がないため、
パーティクルの発生がなく、パターンディフェクトによ
る不良品率が低くなる。また、組立が容易であり、半導
体製造工程の建設等において、熟練した溶接作業者が不
要となり、効率よく建設を行うことができる。

【００３９】また、袋ナットを外せば、パイプを横にス
ライドさせるだけで容易に接続を解除できるため、配管
に余分な逃げを設ける必要がなくコストを低くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例である流体継手の構成を示
す断面図である。

【図２】本発明の第二の実施例である流体継手の構成を
示す断面図である。

【図３】第一の実施例の主要部分の構成を示す分解斜視
図である。

【図４】パイプ端部の断面図である。

【図５】従来の流体継手の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１袋ナット２フェルール３スラスト軸受け４ガスケット５，７パイプ６，８ボディ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側に雌ネジが形成された袋ナットと、端面に鏡面仕上げ面を形成したパイプと、前記袋ナットの内側端面に当接し前記袋ナットと前記パ
イプが共回りするのを防止する共回り防止手段と、前記パイプの外周に付設され、前記共回り防止手段に当
接し、袋ナットのパイプ長手方向の推進力をパイプに伝
達するフェルールと、前記パイプの端部に嵌合され、前記パイプ端面の全周が
当接するガスケットと、端面に鏡面仕上げ面を形成し、外周に雄ネジが形成され
たボディとを備え、前記ボディの端面が、前記ガスケットの前記パイプが当
接する面の反対側の面に当接し、前記ボディの雄ネジと
前記袋ナットの雌ネジとが所定のトルクで締結されるこ
とを特徴とする流体継手。
【請求項２】内側に雌ネジが形成された袋ナットと、端面に鏡面仕上げ面を形成した第一パイプと、前記袋ナットの内側端面に当接し前記袋ナットと前記第
一パイプが共回りするのを防止する第一共回り防止手段
と、前記第一パイプの外周に付設され、前記第一共回り防止
手段に当接し、袋ナットのパイプ長手方向の推進力を前
記第一パイプに伝達する第一フェルールと、外周に雄ネジが形成されたボディと、端面に鏡面仕上げ面を形成した第二パイプと、前記ボディの端面に当接し前記袋ナットと前記第二パイ
プが共回りするのを防止する第二共回り防止手段と、前記第二パイプの外周に付設され、前記第二共回り防止
手段に当接し、袋ナットのパイプ長手方向の推進力を前
記第二パイプに伝達する第二フェルールと、前記第一パイプまたは前記第二パイプの端部に嵌合さ
れ、前記第一パイプ端面および前記第二パイプ端面の全
周が両面から当接するガスケットとを備え、前記ボディの雄ネジと前記袋ナットの雌ネジとが所定の
トルクで締結されることを特徴とする流体継手。