JPH1026227A - 異種材料部材の接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適度の締付圧で接続すること。 【解決手段】 ステンレス製真空容器１に一体突設した
フランジ１ａとアルミ合金製部品２に一体突設したフラ
ンジ２ａとをガスケット１３を介してボルト・ナット４
ａからなる接続具４により接続する異種材料部材の接続
装置であって、前記ガスケット１３は、互いに一体接合
した一対のガスケット部材１３ａ，１３ｂからなり、ス
テンレス製フランジ１ａに接するガスケット部材１３ａ
はステンレスよりも軟質でアルミ合金よりも硬質の無酸
素銅により形成され、アルミ合金製フランジ２ａに接す
るガスケット部材１３ｂはアルミ合金よりも軟質の純ア
ルミにより形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加速器、半
導体製造装置、真空乾燥装置などの真空を利用した装置
において、アルミ合金製真空容器にステンレス製のバル
ブや覗き窓を取り付けたり、ステンレス製真空容器にア
ルミ合金製部品を取り付けるための異種材料部材の接続
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の接続装置の一例として図
７に示すものがある。これは、ステンレス製真空容器
（硬質部材）１に一体突設したフランジ（硬質フラン
ジ）１ａとアルミ合金製部品（軟質部材）２に一体突設
したフランジ（軟質フランジ）２ａとをガスケット３を
介してボルト・ナット４ａからなる接続具４により真空
封止状態で接続したものである。

【０００３】前記ガスケット３の材料としては、ステン
レス製フランジどうしを接続する場合に用いる無酸素銅
（ＪＩＳ Ｃ１０２０−１／２Ｈ）やアルミ合金製フラ
ンジどうしを接続する場合に用いる純アルミ（ＪＩＳ
Ａ１０５０−Ｈ２４など）が考えられるが、硬度がステ
ンレス＞無酸素銅＞アルミ合金＞純アルミの順になって
いるので、アルミ合金製フランジ２ａよりも軟質の純ア
ルミが用いられている。

【０００４】前記ボルト・ナット４ａの材料としては、
純アルミ製ガスケット３が無酸素銅製ガスケットに比べ
て締付圧が小さいので、締め付け過ぎないように、アル
ミ合金が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
純アルミ製ガスケット３とアルミ合金製ボルト・ナット
４ａとを用いているため、室温下では問題なく真空封止
することができるが、ベーキング（真空内壁面からの放
出ガス量を低減するために、その壁面を焼きだすこと）
によってフランジ１ａ，２ａを加熱したときに、アルミ
の方がステンレスに比べて線膨張係数が大きいので（ス
テンレス＝０．００００１７／Ｃ°、アルミ＝０．００
００２３／Ｃ°）、ボルト・ナット４ａが伸びてガスケ
ット３の締付圧が下がりリークをおこすことがある。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、適度の締付
圧で接続することができる異種材料部材の接続装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、硬質部材に一体突設した硬
質フランジと軟質部材に一体突設した軟質フランジとを
ガスケットを介して接続具により接続する異種材料部材
の接続装置であって、前記ガスケットは互いに一体接合
した一対のガスケット部材からなり、該両ガスケット部
材のうち、前記硬質フランジに接するガスケット部材が
該硬質フランジよりも軟質で前記軟質フランジよりも硬
質の材料により形成され、前記軟質フランジに接するガ
スケット部材が該軟質フランジよりも軟質の材料により
形成されていることを特徴としている。

【０００８】上記構成において、硬質部材と軟質部材と
を接続する場合には、硬質部材に一体突設した硬質フラ
ンジと軟質部材に一体突設した軟質フランジとの間に、
互いに一体接合した一対のガスケット部材からなるガス
ケットを挿入し、前記両フランジを接続具により接続す
ればよい。

【０００９】この場合、硬質フランジに接するガスケッ
ト部材が該硬質フランジよりも軟質で軟質フランジより
も硬質の材料により形成されると共に、軟質フランジに
接するガスケット部材が該軟質フランジよりも軟質の材
料により形成されているから、接続具によりガスケット
を締め付け過ぎることがなく、トルク管理が容易であ
る。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記各ガスケット部材が横断面矩形状に形
成され、その両ガスケット部材を一体接合することによ
り横断面矩形状のガスケットが形成されており、前記硬
質フランジ及び軟質フランジの内側面に突設したナイフ
エッジを前記各ガスケット部材に食い込ませるようにし
たことを特徴としている。

【００１１】上記構成によれば、硬質フランジ及び軟質
フランジの内側面に突設したナイフエッジを各ガスケッ
ト部材に食い込ませることにより、シール性を一層高め
ることができる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記各ガスケット部材が横断面略Ｌ字状に
形成され、その両ガスケット部材を一体接合することに
より横断面略Ｔ字状のガスケットが形成されており、該
ガスケットのウェブが前記硬質フランジと軟質フランジ
との間に挿入されると共に、そのガスケットのフランジ
が前記硬質フランジ及び軟質フランジの外周面に当接さ
れていることを特徴としている。

【００１３】上記構成によれば、ガスケットのウェブと
フランジとにより硬質フランジと軟質フランジとの間を
二重にシールしているので、シール性を一層高めること
ができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の発明において、前記接続具が前記硬質
部材とほぼ同じ硬質の材料により形成されていることを
特徴としている。

【００１５】上記構成によれば、ベーキングによって硬
質フランジ及び軟質フランジを加熱したときでも、接続
具が必要以上に伸びることがなく、所定の締付圧を確実
に維持してリークが生じないようにすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の実施の一形
態である異種材料部材の接続装置を示すものであって、
ステンレス製真空容器（硬質部材）１に一体突設したフ
ランジ（硬質フランジ）１ａとアルミ合金製部品（軟質
部材）２に一体突設したフランジ（軟質フランジ）２ａ
とをガスケット１３を介してボルト・ナット４ａからな
る接続具４により真空封止状態で接続している。

【００１７】前記ガスケット１３は、横断面矩形状であ
って、互いに一体接合した一対の横断面矩形状のガスケ
ット部材１３ａ，１３ｂからなり、ステンレス製フラン
ジ１ａに接するガスケット部材１３ａはステンレスより
も軟質でアルミ合金よりも硬質の無酸素銅により形成さ
れ、アルミ合金製フランジ２ａに接するガスケット部材
１３ｂはアルミ合金よりも軟質の純アルミにより形成さ
れており、その両ガスケット部材１３ａ，１３ｂにより
各フランジ１ａ，２ａが損傷されないようにしている。

【００１８】前記両ガスケット部材１３ａ，１３ｂの接
合方法としては、爆着、ＨＩＰ（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａ
ｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）法あるいは摩擦接合法があ
る。接合に要求される仕様としては、機械的強度だけで
なくヘリウムリーク性能（例えば０．０００００００１
あるいは０．００００００００１Ｔｏｒｒｌ／ｓ以下）
が重要であるが、いずれの方法も問題ないことを確認し
ている。

【００１９】前記各フランジ１ａ，２ａの内側面に横断
面略三角形状のナイフエッジ１ｂ，２ｂが一体突設され
ており、その各ナイフエッジ１ｂ，２ｂを各ガスケット
部材１３ａ，１３ｂに食い込ませることにより、シール
性を一層高めている。

【００２０】上記構成において、ステンレス製真空容器
１とアルミ合金製部品２とを接続する場合には、ステン
レス製真空容器１に一体突設したフランジ１ａとアルミ
合金製部品２に一体突設したフランジ２ａとの間に一対
のガスケット部材１３ａ，１３ｂからなるガスケット１
３を挿入し、両フランジ１ａ，２ａを接続具４により接
続すればよい。

【００２１】この場合、ステンレス製フランジ１ａに接
するガスケット部材１３ａが該ステンレス製フランジ１
ａよりも軟質で前記アルミ合金製フランジ２ａよりも硬
質の無酸素銅により形成され、アルミ合金製フランジ２
ａに接するガスケット部材１３ｂが該アルミ合金製フラ
ンジ２ａよりも軟質の純アルミにより形成されているか
ら、接続具４によりガスケット１３を締め付け過ぎるこ
とがなく、トルク管理が容易である。

【００２２】前記ボルト・ナット４ａはステンレスによ
り形成されており、これによって、ベーキングによって
フランジ１ａ，２ａを加熱したときでも、そのボルト・
ナット４ａが必要以上に伸びることがなく、所定の締付
圧を確実に維持してリークが生じないようにすることが
できる。

【００２３】図４〜図６は本発明の実施の他の形態であ
る異種材料部材の接続装置を示すものであって、横断面
略Ｌ字状の無酸素銅製ガスケット部材１３ａと純アルミ
製ガスケット部材１３ｂとを一体接合することにより横
断面略Ｔ字状のガスケット１３が形成され、該ガスケッ
ト１３のウェブ１３Ａがステンレス製フランジ１ａとア
ルミ合金製フランジ２ａとの間に挿入されると共に、そ
のガスケット１３のフランジ１３Ｂがステンレス製フラ
ンジ１ａ及びアルミ合金製フランジ２ａの外周面に当接
されている。また、接続具４は、ステンレス製フランジ
１ａ及びアルミ合金製フランジ２ａに外嵌する一対の横
断面略コ字状のステンレス製クランプ部材４ｂと、該両
クランプ部材４ｂの端部どうしを一体連結するステンレ
ス製連結具４ｃとからなっている。

【００２４】上記構成のその他の作用効果は、図１〜図
３に示す異種材料部材の接続装置とほぼ同じであるか
ら、同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
上記実施の形態では、ステンレス製真空容器１にアルミ
合金製部品２を接続する場合を例にあげて説明したが、
これに限定されるわけではなく、例えばアルミ合金製真
空容器にステンレス製のバルブや覗き窓を接続する場合
にも適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、硬質フラ
ンジに接するガスケット部材が該硬質フランジよりも軟
質で軟質フランジよりも硬質の材料により形成されると
共に、軟質フランジに接するガスケット部材が該軟質フ
ランジよりも軟質の材料により形成されているから、接
続具によりガスケットを締め付け過ぎることがなく、ト
ルク管理が容易である。

【００２６】請求項２記載の発明によれば、硬質フラン
ジ及び軟質フランジの内側面に突設したナイフエッジを
各ガスケット部材に食い込ませることにより、シール性
を一層高めることができる。

【００２７】請求項３記載の発明によれば、ガスケット
のウェブとフランジとにより硬質フランジと軟質フラン
ジとの間を二重にシールしているので、シール性を一層
高めることができる。

【００２８】請求項４記載の発明によれば、接続具が硬
質部材とほぼ同じ硬質の材料により形成されているか
ら、ベーキングによって硬質フランジ及び軟質フランジ
を加熱したときでも、接続具が必要以上に伸びることが
なく、所定の締付圧を確実に維持してリークが生じない
ようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である異種材料部材の接
続装置の横断面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】同接続装置に用いられるガスケットの一部切り
欠き斜視図である。

【図４】本発明の実施の他の形態である異種材料部材の
接続装置の横断面図である。

【図５】同側面図である。

【図６】同接続装置に用いられるガスケットの一部切り
欠き斜視図である。

【図７】従来例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ ステンレス製真空容器（硬質部材） １ａ ステンレス製フランジ（硬質フランジ） ２ アルミ合金製部品（軟質部材） ２ａ アルミ合金製フランジ（軟質フランジ） ４ 接続具 １３ ガスケット １３ａ 無酸素銅製ガスケット部材 １３ｂ 純アルミ製ガスケット部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬質部材に一体突設した硬質フランジと
   軟質部材に一体突設した軟質フランジとをガスケットを
   介して接続具により接続する異種材料部材の接続装置で
   あって、前記ガスケットは互いに一体接合した一対のガ
   スケット部材からなり、該両ガスケット部材のうち、前
   記硬質フランジに接するガスケット部材が該硬質フラン
   ジよりも軟質で前記軟質フランジよりも硬質の材料によ
   り形成され、前記軟質フランジに接するガスケット部材
   が該軟質フランジよりも軟質の材料により形成されてい
   ることを特徴とする異種材料部材の接続装置。
2. 【請求項２】 前記各ガスケット部材が横断面矩形状に
   形成され、その両ガスケット部材を一体接合することに
   より横断面矩形状のガスケットが形成されており、前記
   硬質フランジ及び軟質フランジの内側面に突設したナイ
   フエッジを前記各ガスケット部材に食い込ませるように
   したことを特徴とする請求項１記載の異種材料部材の接
   続装置。
3. 【請求項３】 前記各ガスケット部材が横断面略Ｌ字状
   に形成され、その両ガスケット部材を一体接合すること
   により横断面略Ｔ字状のガスケットが形成されており、
   該ガスケットのウェブが前記硬質フランジと軟質フラン
   ジとの間に挿入されると共に、そのガスケットのフラン
   ジが前記硬質フランジ及び軟質フランジの外周面に当接
   されていることを特徴とする請求項１記載の異種材料部
   材の接続装置。
4. 【請求項４】 前記接続具が前記硬質部材とほぼ同じ硬
   質の材料により形成されていることを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の異種材料部材の接続装置。