JPH08312846A

JPH08312846A - 管状部材用シールリング保持壁とシール方法、及びその保持壁を持つ流体部品、並びにその流体部品を持つ流体装置

Info

Publication number: JPH08312846A
Application number: JP7152129A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Otani; 健大谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】接続部に滞留部分を形成しない管状部材用シー
ルリング保持壁とシール方法を提案する。滞留部分をな
くすことにより、微生物や粒子による流体の汚染を防止
する。【構成】管状部材２の軸に対して直角に設けた端面３
に、Ｏリング１ａを内側から保持する保持壁４を設け
る。保持壁４のＯリング１ａ側の表面は、Ｏリング１ａ
の表面の形状に一致して、円弧を描きながら、管の内面
５に達する。二つの管状部材２を、Ｏリング１ａを介し
て向き合わせる。次に、二つの管状部材２を相互に近づ
けて、端面３と保持壁４でＯリング１ａを圧する。保持
壁４のＯリング１ａ側の表面は、Ｏリング１ａの表面と
密着するので、管の内面５との境界のエッジ６が、シー
ル地点になる。最先端に位置するエッジ６がシール地点
になるので、滞留部分は形成しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体経路を構成する管
状部材の、端面に設けた、シールリング用保持壁と、シ
ール方法、及びその保持壁を持つ流体部品、並びにその
流体部品を持つ流体装置に関する。本発明に係わる保持
壁、シール方法、流体部品及び流体装置は、汚染源とな
る滞留部分をなくすことができるので、清浄な流体を取
り扱う半導体や医薬品の製造分野での利用に適する。

【０００２】

【従来の技術】従来、管状部材２の接続部のシール方法
として、例えば、図９に示すようなフランジ７を用いた
方法がある。この方法では、片方のフランジ７の端面３
に矩形状のＯリング溝８を設ける。この溝８にＯリング
１ａを入れ、２つのフランジ７を合わせ、ボルト９とナ
ット１０で締めて接続が完了する。この際、弾性体のＯ
リング１ａは、溝８の中で圧迫されて変形するが、もと
の形に戻ろうとして応力が働く。この応力により、Ｏリ
ング１ａは微少な隙間を埋め、シールがなされる。

【０００３】次に、二番目の例を図１０に示す。この方
法では、シール方法は最初の例と同じだが、固定手段が
異なる。この方法では、管状部材２の固定に管用平行お
ねじ１１と管用平行めねじ１２を用いる。管用平行おね
じ１１の六角部１３の片面には、矩形状のＯリング溝８
を設ける。この溝８にＯリング１ａを入れ、六角部１３
の片面が管用平行めねじ１２側の座面１４に当たるま
で、管用平行おねじ１１を管用平行めねじ１２に締め
る。この際、弾性体のＯリング１ａは、溝８の中で圧迫
されて変形するが、もとの形に戻ろうとして応力が働
く。この応力により、Ｏリング１ａは微少な隙間を埋
め、シールがなされる。

【０００４】さらに三番目の例を図１１に示す。この方
法では、管状部材２の固定に管用テーパおねじ１５と管
用テーパめねじ１６を用いる。シールをするには、接続
前の管用テーパおねじ１５の表面にＰＴＦＥ（ｐｏｌｙ
ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）製のシール
用テープ１７を巻く。テープ１７は、切断され異物とし
て流体側に混入するのを防止するために、ねじ先１８か
ら１〜２個ねじ山を残して、巻く。管用テーパおねじ１
５を管用テーパめねじ１６に締め込むと、テープ１７が
両ねじの間で圧迫されて微少な隙間を埋め、シールがな
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の例に示した管状
部材２の接続部では、Ｏリング１ａやテープ１７が、あ
る範囲を持つ面でシールする。このシール面のうち、管
に対して最も内側の地点をシール地点とよぶことにす
る。従来の三つの例では、シール地点が、管の内面５よ
りも奥まった場所にあるので、滞留部分が形成した。

【０００６】各例で詳しく説明すると、最初の例では、
Ｏリング溝８とＯリング１ａで囲まれ空間と、二つのフ
ランジ７の端面３で囲まれた微少間隔の空間が滞留部分
となった。第２の例では、Ｏリング溝８とＯリング１ａ
で囲まれた空間、おねじ１１とめねじ１２で囲まれた空
間、及びねじ先１８とねじ底１９で囲まれた空間が滞留
部分となった。第３の例では、おねじ１５とめねじ１６
で囲まれた空間と、ねじ先１８とねじ底１９で囲まれた
空間が滞留部分となった。

【０００７】滞留部分は、管の内部を通過する流体と接
触する。しかし間隔が狭く形状が複雑なので、流体の流
通性が極めて悪い。このため、滞留部分は、微生物の発
生源になりやすい。また、ひとたび粒子などの汚染物質
が、滞留部分に入り込むと、汚染物質が滞留して容易に
は除去できない。これは、滞留部分が、粒子の汚染源と
して永続的にはたらくことを意味する。従って、従来の
シール方法を、半導体製造装置の流体部品に用いると、
粒子汚染や微生物汚染により、歩留まりを下げる影響が
あった。

【０００８】この原因は、従来技術による管状部材のシ
ール方法では、滞留部分の形成が、構造上、避けられな
いからである。本発明では、滞留部分を形成しないため
には、管状部材の構造とシール方法をどのようにすれば
よいか検討した。本発明で解決しようとする課題は、滞
留部分を形成しない、管状部材の構造とシール方法を提
供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる管状部材
用シールリング保持壁とシール方法、及びその保持壁を
持つ流体部品、並びにその流体部品を持つ流体装置は、
上記の課題を解決したものであって、次のようなもので
ある。まず、管状部材用シールリング保持壁４は、シー
ルリング１を内側から保持するように、管状部材２の端
面３に設ける。そして、保持壁４のシールリング１と接
触する側の表面が、シールリング１の表面と一致する形
状を保ちながら、管の内面５に達するようにする。

【００１０】保持壁は、シールリング１の内側だけでな
く、外側にも設けることができる。外側に設ける保持壁
４ａは、シールリング１と接触する側の表面が、シール
リング１の表面と一致する形状を保ちながら、端面３ａ
に達するようにする。シールリング１が弾性体の場合
は、シールリング１と管状部材２が分離した状態で、シ
ールリング１の表面形状が保持壁４及び４ａの表面形状
と一致してなくてもよい場合がある。すなわち、シール
リング１を保持壁４及び４ａに押しつけることにより、
弾性体のシールリング１が変形し、結果的に、シールリ
ング１と保持壁４及び４ａの表面形状が一致すればよ
い。

【００１１】管状部材２の材質は、機械的な強度が必要
な場合は、ステンレスなどの金属にする。機械的な強度
がそれほど必要でない場合は、塩化ビニル樹脂や、ポリ
プロピレンなどの樹脂でもよい。耐熱性が必要な場合
は、ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−ｅｔｈｅｒｋｅｔ
ｏｎｅ）がよいし、耐薬品性が必要な場合は、ＰＴＦＥ
などのフッ素樹脂がよい。シールリング１は、通常、断
面が円形のＯリング１ａにする。ただし、シールリング
１の断面の幅が、シールリング１の中心に向かって狭ま
る形状を持つものであれば、Ｏリング１ａでなくてもよ
い。シールリング１の材質は、通常、弾性体のゴムにす
る。耐薬品性が必要な場合は、ＰＴＦＥなどのフッ素樹
脂にする。耐薬品性と弾性がともに必要な場合は、ゴム
製のリングの表面をＰＴＦＥなどのフッ素樹脂で被覆し
たものにする。

【００１２】シール方法は、保持壁４を持つ二つの管状
部材２の端面３を、シールリング１を介して向き合わせ
る。次に、二つの管状部材２を相互に近づけて、シール
リング１を圧することによりシールする。あるいは他の
シール方法としては、内側の保持壁４だけでなく外側の
保持壁４ａも持つ二つの管状部材２の端面３及び３ａ
を、シールリング１を介して向き合わせる。次に、二つ
の管状部材２を相互に近づけて、シールリング１を圧す
ることによりシールする。二つの管状部材２の固定方法
は、フランジ７を合わせてボルト９とナット１０で締め
るか、フランジ７の外周をクランプで固定する方法があ
る。その他、管用平行おねじ１１を管用平行めねじ１２
に締める方法がある。

【００１３】流体部品は、その接続部２５の管状端面
に、保持壁４あるいは保持壁４及び４ａを持つものであ
る。流体部品の例としては、フィルター２２、継手２
４、弁２７、ポンプ２１、レギュレーター、流量計、容
器、槽２０、圧力計及び伝導度計セルなどがある。流体
装置は、保持壁４あるいは保持壁４及び４ａを持つ流体
部品を、構成部品として持つものである。流体装置は、
半導体産業を例にとれば、純水製造装置、純水供給装
置、薬品浄化装置、薬品供給装置、洗浄装置、及び脱気
装置などがある。その他、医薬品の製造やバイオテクノ
ロジーなど、粒子汚染や微生物汚染が悪影響を及ぼす産
業分野で用いる装置類があげられる。

【００１４】

【作用】保持壁４を持つ二つの管状部材２を、シールリ
ング１を介して、接続する。シールリング１は二つの管
状部材２に圧せられて、シールがなされる。この際、保
持壁４のシールリング１側の表面は、シールリング１の
表面と密着するので、管の内面５との境界のエッジ６
が、シール地点になる。最先端に位置するエッジ６がシ
ール地点になるので、滞留部分は形成しない。

【００１５】次に、シールリング１を内側から保持する
保持壁４と外側から保持する保持壁４ａを持つ二つの管
状部材２を、シールリング１を介して、接続する。この
際、上述と同様の作用により滞留部分が形成しない。そ
ればかりか、管の内部の流体に高い圧力がかかる場合で
も、保持壁４ａのシールリング１側の表面は、シールリ
ング１と密着するので、シールリング１が外側に向かっ
て変形する隙間がない。このためシールリング１の変形
が防止される。よって、高圧下においても、滞留部分が
形成しない。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例１を図１、２及び３に基づ
いて説明する。図１（Ａ）は、実施例１のシール前の構
造を、また図１（Ｂ）は、実施例１のシール後の作用を
示す断面図である。１は、シールリングであり、ここで
は断面が円形のＯリング１ａを用いている。管状部材２
の、軸に対して直角に設けた端面３には、Ｏリング１ａ
を内側から保持する保持壁４を設けている。保持壁４の
Ｏリング１ａ側の表面は、Ｏリング１ａの表面の形状に
一致して、円弧を描きながら、管の内面５に達する。

【００１７】図１（Ａ）に示すように、二つの管状部材
２を、Ｏリング１ａを介して向き合わせる。次に、二つ
の管状部材２を、矢印ｋで示す方向に相互に近づけて、
端面３と保持壁４でＯリング１ａを圧する。保持壁４の
Ｏリング１ａ側の表面は、Ｏリング１ａの表面と密着す
るので、管の内面５との境界のエッジ６が、シール地点
になる。最先端に位置するエッジ６がシール地点になる
ので、滞留部分は形成しない。

【００１８】図２は、実施例１の一態様を示すもので、
二つの管状部材２の固定方式として、フランジ７をボル
ト９とナット１０で締める方式を用いている。図２にお
いて、ボルト９とナット１０で固定する代わりに、フラ
ンジ７の外周にクランプを巻いて固定してもよい。図３
も、実施例１の一態様を示すもので、二つの管状部材２
の固定手段として、管用平行おねじ１１と管用平行めね
じ１２を用いている。

【００１９】（実施例２）実施例２を図４に基づいて説
明する。図４（Ａ）は、実施例２のシール前の構造を、
また図４（Ｂ）は、実施例２のシール後の作用を示す断
面図である。１は、シールリングである。シールリング
１の断面は、六角形をしており、シールリング１の幅
が、シールリング１の中心に向かって狭まる形状をして
いる。保持壁４のシールリング１側の表面は、シールリ
ング１の表面の形状に一致して、直線を描きながら、管
の内面５に達する。

【００２０】（実施例３）実施例３を図５に基づいて説
明する。図５（Ａ）は、実施例３のシール前の構造を、
また図５（Ｂ）は、実施例３のシール後の作用を示す断
面図である。１ａは、Ｏリングである。保持壁４のＯリ
ング１ａ側の表面は、Ｏリング１ａの表面の形状と一致
せず、直線を描きながら管の内面５に達する。ただし、
ここでは、Ｏリング１ａに弾性体のゴム材を用いる。弾
性体の性質を利用して、矢印ｋで示す方向に二つの管状
部材２を動かして、Ｏリング１ａを強く圧して変形させ
る。シール後には、Ｏリング１ａの表面と保持壁４の表
面が密着する。結果的にエッジ６がシール地点になる。

【００２１】（実施例４）実施例４を図６に基づいて説
明する。図６（Ａ）は、実施例４のシール前の構造を、
また図６（Ｂ）は、実施例４のシール後の作用を示す断
面図である。１ａは、Ｏリングである。管状部材２の軸
に対して直角に設けた端面３には、Ｏリング１ａを内側
から保持する保持壁４と外側から保持する保持壁４ａを
設ける。保持壁４のＯリング１ａ側の表面は、Ｏリング
１ａの表面の形状に一致して、円弧を描きながら、管の
内面５に達する。保持壁４ａのＯリング１ａ側の表面
は、０リング１ａの表面の形状に一致して、円弧を描き
ながら、もう一つの端面３ａに達する。

【００２２】図６（Ａ）に示すように、二つの管状部材
２を、Ｏリング１ａを介して向き合わせる。次に、二つ
の管状部材２を、矢印ｋで示す方向に相互に近づけて、
端面３と保持壁４及び４ａでＯリング１ａを圧する。保
持壁４のＯリング１ａ側の表面は、Ｏリング１ａの表面
と密着するので、管の内面５との境界のエッジ６が、シ
ール地点になる。最先端に位置するエッジ６がシール地
点になるので、滞留部分は形成しない。以上の作用は、
実施例１と同様である。

【００２３】次に、実施例１になく、実施例４に特有な
作用を述べる。実施例１では、Ｏリング１ａの外側に、
Ｏリング１ａの表面と一致する形状を持つ保持壁４ａが
ない。従って、シール後の状態では、Ｏリング１ａの外
側に隙間が形成する。Ｏリング１ａに弾性体のゴム材を
用い、流体に高い圧力がかかる場合には、Ｏリング１ａ
は、外側の隙間を埋めようとして変形する。変形した度
合いに応じて、Ｏリング１ａの内側の表面と保持壁４と
の間に、隙間が形成する。この隙間は、滞留部分にな
る。

【００２４】他方、実施例４では、Ｏリング１ａの外側
に、Ｏリング１ａと密着する保持壁４ａがある。従っ
て、シール後の状態では、Ｏリング１ａの外側に隙間が
形成しない。Ｏリング１ａに弾性体のゴム材を用い、流
体に高い圧力がかかる場合でも、Ｏリング１ａの変形
は、保持壁４ａにより防止される。この作用により、高
圧下ですら、滞留部分が形成しない。

【００２５】（流体部品と流体装置への本発明の実施
例）まず、流体部品への本発明の実施例を述べる。実施
例１、２、３及び４において、管状部材２の、波線で省
略されている部分には、フィルター２２、継手２４、弁
２７、ポンプ２１、レギュレーター、流量計、容器、槽
２０、圧力計及び伝導度計セルなどの流体部品の本体部
が設けられる。すなわち本発明の保持壁４、あるいは保
持壁４及び４ａを持つ管状部材２の端面部分は、これら
流体部品の接続部を構成する。

【００２６】次に、流体装置への本発明の実施例を述べ
る。図７は、洗浄装置の流体回路を示す。半導体の製造
工程におけるウェハーの洗浄では、薬液槽と水槽を交互
に複数並べた多槽式の洗浄装置を用いるが、発明を説明
する上で本質的な点は変わらないので、ここでは簡略し
て一槽式とする。流体回路を構成する主要な流体部品
は、洗浄用液体２６を満たす槽２０、洗浄用液体２６を
循環させるポンプ２１、及び洗浄用液体２６中の粒子を
ろ過するフィルター２２である。各流体部品は、チュー
ブ２３、継手２４、及び各流体部品の接続部２５を介し
て、配管され、接続される。

【００２７】図８は、純水供給装置の末端配管部の流体
回路を示す。サブシステム２８は複数の工程を行なう水
の浄化装置で、前処理装置、逆浸透装置、イオン交換装
置、脱気装置、紫外線殺菌装置、及びろ過装置などから
なる。サブシステム２８から、ループ配管２９を通じ
て、浄化された水が循環する。ループ配管２９中には、
一個以上の分岐点がある。分岐点からは、チューブ２
３、継手２４、流体部品の接続部２５、及び弁２７を介
してユースポイント３０へ配管する。

【００２８】図７及び図８において、流体部品の接続部
２５に、本発明のシール方法を採用する。すると、接続
部２５に滞留部分をなくすことができ、従来のシール方
法を採用したときと比べて微生物汚染や粒子汚染の影響
を軽減できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係わる保持壁４を持つ管状部材
２を用いるときは、滞留部分が形成せず、微生物の発生
や粒子汚染が抑制される。また、本発明に係わる保持壁
４及び４ａを持つ管状部材２を用いるときは、管の内部
の流体に高い圧力がかかる場合でも、同様の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の構造と作用を示す断面図である。（Ａ）シール前の各部の構造を示す断面図である。（Ｂ）シール後の各部の作用を示す断面図である。

【図２】実施例１で、管状部材の固定手段として、フラ
ンジをボルトとナットで締める方式を用いた場合の断面
図である。

【図３】実施例１で、管状部材の固定手段として、管用
平行おねじと管用平行めねじを用いた場合の断面図であ
る。

【図４】実施例２の構造と作用を示す断面図である。（Ａ）シール前の各部の構造を示す断面図である。（Ｂ）シール後の各部の作用を示す断面図である。

【図５】実施例３の構造と作用を示す断面図である。（Ａ）シール前の各部の構造を示す断面図である。（Ｂ）シール後の各部の作用を示す断面図である。

【図６】実施例４の構造と作用を示す断面図である。（Ａ）シール前の各部の構造を示す断面図である。（Ｂ）シール後の各部の作用を示す断面図である。

【図７】洗浄装置への本発明の実施例を示す流体回路図
である。

【図８】純水供給装置への本発明の実施例を示す流体回
路図である。

【図９】従来の管状部材の接続部の構造を示す断面図で
ある。

【図１０】従来の管状部材の接続部の構造を示す断面図
である。

【図１１】従来の管状部材の接続部の構造を示す断面図
である。

【符号の説明】

１シールリング１ａＯリング２管状部材３、３ａ端面４、４ａ保持壁５管の内面６エッジ７フランジ８Ｏリング溝９ボルト１０ナット１１管用平行おねじ１２管用平行めねじ１３六角部１４座面１５管用テーパおねじ１６管用テーパめねじ１７テープ１８ねじ先１９ねじ底２０槽２１ポンプ２２フィルター２３チューブ２４継手２５流体部品の接続部２６洗浄用液体２７弁２８サブシステム２９ループ配管３０ユースポイント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管状部材（２）の端面（３）に設けた、シ
ールリング（１）を内側から保持する保持壁（４）にお
いて、保持壁（４）のシールリング（１）と接触する側
の表面が、シールリング（１）の表面と一致する形状を
保ちながら、管の内面（５）に達することを特徴とする
保持壁（４）。
【請求項２】請求項１記載の保持壁（４）を持つ二つ
の管状部材（２）の端面（３）を、シールリング（１）
を介して向き合わせ、二つの管状部材（２）を相互に近
づけて、シールリング（１）を圧することによるシール
方法。
【請求項３】請求項１記載の保持壁（４）を持つ流体部
品。
【請求項４】請求項３記載の流体部品を持つ流体装置。
【請求項５】管状部材（２）の端面（３）に設けた、シ
ールリング（１）を内側から保持する保持壁（４）と、
シールリング（１）を外側から保持する保持壁（４ａ）
において、保持壁（４）のシールリング（１）と接触す
る側の表面が、シールリング（１）の表面と一致する形
状を保ちながら、管の内面（５）に達するとともに、保
持壁（４ａ）のシールリング（１）と接触する側の表面
が、シールリング（１）の表面と一致する形状を保ちな
がら、端面（３ａ）に達することを特徴とする保持壁
（４）及び（４ａ）。
【請求項６】請求項５記載の保持壁（４）及び（４ａ）
を持つ二つの管状部材（２）の端面（３）及び（３ａ）
を、シールリング（１）を介して向き合わせ、二つの管
状部材（２）を相互に近づけて、シールリング（１）を
圧することによるシール方法。
【請求項７】請求項５記載の保持壁（４）及び（４ａ）
を持つ流体部品。
【請求項８】請求項７記載の流体部品を持つ流体装置。