JPWO2016194843A1 - 管継手方法、管継手用部品、該部品を備える管継手、流体制御器、流体制御装置、及び半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
第１管部材(４)、第２管部材(６)、筐体(８)内に収容され、第２管部材(６)の第２フランジ部(18)を第１管部材(４)の第１フランジ部(16)に向けて押圧する押圧部材(10)、第１開口(22)、第２開口(24)、第３開口(26)、フランジ収容空間(１)(32)と該フランジ収容空間(１)(32)に連通し押圧部材(10)を収容する収容空間(２)(28)とを備えている筐体(８)とを用意し、第１管部材(４)を第２開口(24)から第１開口(22)に向けて挿通することで第１フランジ部(16)をフランジ収容空間(１)(32)に係止し、第２管部材(６)を第２フランジ部(18)から第２開口(24)に挿通することで第２フランジ部(18)を第１フランジ部(16)に当接させた状態を形成し、押圧部材(10)を第３開口(26)から挿入して収容空間(２)(28)に収容することで第２フランジ部(18)を第１フランジ部(16)に向けて押圧して第１フランジ部(16)と第２フランジ部(18)をシールするシール部を形成する管継手の継手方法。
Description
本発明は、管継手方法、管継手用部品、該部品を備える管継手、流体制御器、流体制御装置、及び半導体製造装置に関する。
半導体製造装置では、超純水やプロセスガスなどの流体が頻繁に使用される。製造装置本体には、流量制御弁、流量計測機器、流量制御機器などの流体を扱う機器（以後、「流体用機器」ということもある）が管継手と言われる継手構造を形成して数多く装着されている。装置本体に装着された流体用機器は、定期的点検時や本体の他の部分のトラブル時に本体より取り外されて再点検され、その後再び装置本体に前記継手構造を形成して装着される。流体用機器は、この他、製造過程において、種々の点検・検査や洗浄を受ける際に他の機器に継手部品を介在して装脱着される機会が多くある。
そのために、流体用機器は、装置本体に、出来るだけ簡便な作業で装脱着出来、且つ装着の際は流体の漏洩がないように確実にシール出来る事が望まれている。そのような管状継手として、特許文献１に記載の流体継手がある。
特許文献１に記載の流体継手は、確かに上記の要望に適うものであり、大径ウエハを使用して同じ種類の半導体デバイスを大量生産するための近年の半導体製造装置や製造ラインに置いて数多く使用されている。一方で、最近、実用化も間近であるミニマルファブ（Minimal fab）という半導体製造装置・製造ラインが提案されている。
特許文献１に記載の流体継手は、確かに上記の要望に適うものであり、大径ウエハを使用して同じ種類の半導体デバイスを大量生産するための近年の半導体製造装置や製造ラインに置いて数多く使用されている。一方で、最近、実用化も間近であるミニマルファブ（Minimal fab）という半導体製造装置・製造ラインが提案されている。
ミニマルファブは、ハーフインチウェーハを製造基板単位とする多品種・少量生産向けとして開発されているもので、極小規模で半導体製造装置・製造ラインを構成する。製造設備投資額を従来の1/1000に縮小することもできると言うことで、その実用の早期化が大いに期待されている。
しかしながら、特許文献１に記載の継手では、そのままでは上記のミニマルファブの半導体製造装置・製造ラインへの適用が難しい。
ミニマルファブの半導体製造装置・製造ラインにおいては、その個々の製造装置は幅294 mm×奥行き450 mm×高さ1440 mmというコンパクトな外形寸法に外観デザインを含めて規格統一が目指されており、操作画面などのユーザーインターフェース部も規格化され全装置で統一が図られている。そのため、ミニマルファブの半導体製造装置内の機器設置空間は極めて狭く、設置される機器は可能な限りのコンパクト化が要求され、且つ継手装着作業スペースは、十分確保できないという制約がある。そのため、確実なシール性を確保して小型化と狭い作業空間での作業性の更なる改良が望まれる。
ミニマルファブの半導体製造装置・製造ラインにおいては、その個々の製造装置は幅294 mm×奥行き450 mm×高さ1440 mmというコンパクトな外形寸法に外観デザインを含めて規格統一が目指されており、操作画面などのユーザーインターフェース部も規格化され全装置で統一が図られている。そのため、ミニマルファブの半導体製造装置内の機器設置空間は極めて狭く、設置される機器は可能な限りのコンパクト化が要求され、且つ継手装着作業スペースは、十分確保できないという制約がある。そのため、確実なシール性を確保して小型化と狭い作業空間での作業性の更なる改良が望まれる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、確実なシ−ル性を確保できる上に、従来に比べ、小型化・狭い作業空間での作業性が飛躍的に改善された管継手用の部品を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、施工性及びシール性の双方に優れ、ミニマルファブ用の製造装置への適用に優れた管継手用の部品を提供することである。
本発明の更に別の目的は、上記菅継手部品を備えた流体制御器、流体制御装置、及び半導体製造装置を提供することにある。
本発明のもう一つ別な目的は、上記継手を使用して流体用機器を装置本体に付設する流体用機器の付設方法を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、施工性及びシール性の双方に優れ、ミニマルファブ用の製造装置への適用に優れた管継手用の部品を提供することである。
本発明の更に別の目的は、上記菅継手部品を備えた流体制御器、流体制御装置、及び半導体製造装置を提供することにある。
本発明のもう一つ別な目的は、上記継手を使用して流体用機器を装置本体に付設する流体用機器の付設方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の管継手の製造方法は、
第１フランジ部を有する中空の第１管部材と、
第２フランジ部を有する中空の第２管部材と、
前記第１管部材と前記第２管部材とを前記第１、２のフランジ部によりシール部を形成して接続するための筐体と、
を備えた管継手の継手方法において、
前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に向けて押圧するための板状の押圧部材と、
第１開口を有する第１端壁、該第１端壁と対向するとともに第２開口を有する第２端壁、及び前記第１端壁と前記第２端壁の間にあり第３開口を有する第１側壁を有し、内部に前記第１開口と前記第２開口とに連通するフランジ収容空間（１）と該フランジ収容空間に連通し前記押圧部材を収容する収容空間（２）とを備え、前記第１管部材が前記第２開口から前記第１開口に向けて挿通することで前記第１フランジ部を前記フランジ空間に係止されている筐体と、
を用意し、
前記第２管部材を前記第２フランジ部から前記第２開口に挿通することで前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に当接させた状態を形成し、
前記押圧部材を前記第３開口から挿入して前記空間（２）に収容することで前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に向けて押圧して前記第１フランジ部と前記第２フランジ部をシールするシール部を形成する継手方法で形成される。
第１フランジ部を有する中空の第１管部材と、
第２フランジ部を有する中空の第２管部材と、
前記第１管部材と前記第２管部材とを前記第１、２のフランジ部によりシール部を形成して接続するための筐体と、
を備えた管継手の継手方法において、
前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に向けて押圧するための板状の押圧部材と、
第１開口を有する第１端壁、該第１端壁と対向するとともに第２開口を有する第２端壁、及び前記第１端壁と前記第２端壁の間にあり第３開口を有する第１側壁を有し、内部に前記第１開口と前記第２開口とに連通するフランジ収容空間（１）と該フランジ収容空間に連通し前記押圧部材を収容する収容空間（２）とを備え、前記第１管部材が前記第２開口から前記第１開口に向けて挿通することで前記第１フランジ部を前記フランジ空間に係止されている筐体と、
を用意し、
前記第２管部材を前記第２フランジ部から前記第２開口に挿通することで前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に当接させた状態を形成し、
前記押圧部材を前記第３開口から挿入して前記空間（２）に収容することで前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に向けて押圧して前記第１フランジ部と前記第２フランジ部をシールするシール部を形成する継手方法で形成される。
また、上記目的を達成するための本発明の管継手用の部品は、
一端に第１フランジ部を有する第１管部材と、
一端に第２フランジ部を有する第２管部材と、
前記第１管部材と前記第２管部材とを前記第１、２のフランジ部によりシール部を形成して接続するための筐体と押圧部材と、
を備えた管継手に使用される管継手用の部品であって、
前記筐体が、第１開口を有する第１端壁、該第１端壁と対向するとともに第２開口を有する第２端壁、及び前記第１端壁と前記第２端壁の間にあり第３開口を有する第１側壁を有し、内部に前記第１開口と前記第２開口とに連通するフランジ収容空間（１）と該フランジ収容空間に連通し前記押圧部材を収容する収容空間（２）とを備えており、
前記押圧部材が板状で弾性を備えており、
前記第１管部材は、前記第２開口から前記第１開口に向けて挿通されると前記第１フランジ部を前記フランジ収容空間に係止され、
前記第２管部材は、前記第２フランジ部から前記第２開口に挿通されると前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に当接させた状態が形成されるとともに、前記押圧部材が前記第３開口から挿入されて前記空間（２）に収容されると、前記第２フランジ部は前記第１フランジ部に向けて押圧されて前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間をシールするシール部が形成される。
一端に第１フランジ部を有する第１管部材と、
一端に第２フランジ部を有する第２管部材と、
前記第１管部材と前記第２管部材とを前記第１、２のフランジ部によりシール部を形成して接続するための筐体と押圧部材と、
を備えた管継手に使用される管継手用の部品であって、
前記筐体が、第１開口を有する第１端壁、該第１端壁と対向するとともに第２開口を有する第２端壁、及び前記第１端壁と前記第２端壁の間にあり第３開口を有する第１側壁を有し、内部に前記第１開口と前記第２開口とに連通するフランジ収容空間（１）と該フランジ収容空間に連通し前記押圧部材を収容する収容空間（２）とを備えており、
前記押圧部材が板状で弾性を備えており、
前記第１管部材は、前記第２開口から前記第１開口に向けて挿通されると前記第１フランジ部を前記フランジ収容空間に係止され、
前記第２管部材は、前記第２フランジ部から前記第２開口に挿通されると前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に当接させた状態が形成されるとともに、前記押圧部材が前記第３開口から挿入されて前記空間（２）に収容されると、前記第２フランジ部は前記第１フランジ部に向けて押圧されて前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間をシールするシール部が形成される。
本発明によれば、確実なシ−ル性を確保できる上に、従来に比べ、小型化・狭い作業空間での作業性が飛躍的に改善された管継手用の部品を提供することができる。
また、施工性及びシール性の双方に優れ、ミニマルファブ用の製造装置への適用に優れた管継手用の部品を提供することができる。
また、上記菅継手部品を備えた流体制御器、流体制御装置、及び半導体製造装置を提供することができる。
また、施工性及びシール性の双方に優れ、ミニマルファブ用の製造装置への適用に優れた管継手用の部品を提供することができる。
また、上記菅継手部品を備えた流体制御器、流体制御装置、及び半導体製造装置を提供することができる。
また、上記継手を使用して流体用機器を装置本体に付設する流体用機器の付設方法を提供することができる。
以下、図面に基づき本発明の一実施形態に係る管継手について説明する。
図１に示すように、管継手１は、流体通路２を形成する第１管部材４及び第２管部材６と、第１及び第２管部材４、６を収容して結合するための筐体８とを有している。第１及び第２管部材４、６、及び筐体８は何れも金属製である。第１及び第２管部材４、６は、それぞれ管継手１における外端（他端）４ａ、６ａを形成している。
図１に示すように、管継手１は、流体通路２を形成する第１管部材４及び第２管部材６と、第１及び第２管部材４、６を収容して結合するための筐体８とを有している。第１及び第２管部材４、６、及び筐体８は何れも金属製である。第１及び第２管部材４、６は、それぞれ管継手１における外端（他端）４ａ、６ａを形成している。
図２は、管継手１が使用される流体制御器１００、流体制御器１００を備える流体制御装置１０２、流体制御装置１０２を備える半導体製造装置１０４の概略図である。半導体製造装置１０４は、例えばＣＶＤ装置であり、ガス供給手段である流体制御装置１０２、真空チャンバ１０６、排気手段１０８などを有し、後述するウエハ１２０上に不動態膜（酸化膜）を形成する。
本実施形態においては、以後、流体制御器１００は、圧力計１１２、開閉弁１１４、１１６、１１８、１３０、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）１〜４等、半導体制御装置１０４を構成する機器であり流体の制御に関連する機器の総称、或いは個々の機器の上位の意味で使用されることがある。
流体制御装置１０２は、ガス供給源１１０から供給されたガスを、流量等を調整して真空チャンバ１０６へ供給する装置であり、圧力計１１２、開閉弁１１４、１１６、ＭＦＣ１〜４などを備えている。流体制御装置１０２と真空チャンバ１０６との間には開閉弁１１８が設けられている。真空チャンバ１０６は、ウエハ１２０が載置される載置台１２２、ウエハ１２０上に薄膜を形成する電極１２４を備えている。真空チャンバ１０６には商用電源１２６が電気的に接続されている。排気手段１０８は、排気配管１２８、開閉弁１３０、集塵機１３２、真空ポンプ１０９を備えている。
流体制御装置１０２は、ガス供給源１１０から供給されたガスを、流量等を調整して真空チャンバ１０６へ供給する装置であり、圧力計１１２、開閉弁１１４、１１６、ＭＦＣ１〜４などを備えている。流体制御装置１０２と真空チャンバ１０６との間には開閉弁１１８が設けられている。真空チャンバ１０６は、ウエハ１２０が載置される載置台１２２、ウエハ１２０上に薄膜を形成する電極１２４を備えている。真空チャンバ１０６には商用電源１２６が電気的に接続されている。排気手段１０８は、排気配管１２８、開閉弁１３０、集塵機１３２、真空ポンプ１０９を備えている。
ウエハ１２０上に薄膜を形成するときには、開閉弁１１４、１１６の開閉、ＭＦＣ１〜４、及び開閉弁１１８の開閉により、真空チャンバ１０６へのガスの供給が制御される。また、ウエハ１２０上に薄膜を形成した際に発生する副生成物である粉粒体を除去するときには、開閉弁１３０が開状態とされ、粉粒体は排気配管１２８を介して集塵機１３２に流入して除去される。
各流体制御機器１００には、その入口と出口に第１管部材４又は第２管部材６が構成される。例えば、ある流体制御機器１００の構成要素である第１管部材４と他の流体制御機器１００の構成要素である第２管部材６が接続することで、管継手１が構成される。
また、各流体制御機器１００間に、配管が介在する場合には該配管の各端部に、第１管部材４又は第２管部材６が構成される。
また、各流体制御機器１００間に、配管が介在する場合には該配管の各端部に、第１管部材４又は第２管部材６が構成される。
流体制御機器１００に第１管部材４又は第２管部材６を構成するには、流体制御機器１００の入口又は出口に、第１管部材４の外端４ａ又は第２管部材６の外端６ａが溶接される場合や、ねじ込みされる場合、他の継手構造を使用して接続される場合等がある。
配管の各端部に第１管部材４又は第２管部材６を構成するには、配管の各端部に第１管部材４の外端４ａ又は第２管部材６の外端６ａが溶接される場合や、他の継手構造を使用して接続される場合等がある。
配管の各端部に第１管部材４又は第２管部材６を構成するには、配管の各端部に第１管部材４の外端４ａ又は第２管部材６の外端６ａが溶接される場合や、他の継手構造を使用して接続される場合等がある。
流体制御装置１０２や半導体制御装置１０４の流体制御機器１００を交換する場合や、新たに流体制御機器１００を設置する場合、既に流体制御装置１０２や半導体制御装置１０４内に構成されている第１管部材４又は第２管部材６に、設置する流体制御機器１００の第１管部材４又は第２管部材６を接続することで、管継手１が構成される。
管継手１及び開閉弁１１４、１１６、１１８、１３０は小型化が図られているため、各流体制御器１００や配管が、管継手１を構成して接続されることにより、流体制御装置１０２の小型化を実現することができる。
管継手１及び開閉弁１１４、１１６、１１８、１３０は小型化が図られているため、各流体制御器１００や配管が、管継手１を構成して接続されることにより、流体制御装置１０２の小型化を実現することができる。
この小型化された流体制御装置１０２は、小型化が要求される半導体製造装置１０４において使用するのに好適であり、小径ウエハを試験・研究用に試作するための小型の半導体製造装置である、いわゆるミニマルファブ装置を実現することができる。このようなミニマルファブ装置を使用することにより、クリーンルーム内の装置の設置面積が小さくなり、クリーンルームのランニングコストを低減することができるとともに、種々の半導体を製造するための試作ウエハを安価に得ることができる。
図３に示すように、管継手１は、筐体８内に収容された板状で弾性を備えた押圧部材１０及び座金１２と、筐体８に取り付けられたブッシュ１４とを更に有している。押圧部材１０、座金１２、及びブッシュ１４は何れも金属製である。
図４に示すように、第１管部材４には、管継手１における内端（一端）４ｂに第１フランジ部１６が形成されている。第１フランジ部１６には流体通路２の開口縁に凹テーパ面１６ａが凹設されている。
図４に示すように、第１管部材４には、管継手１における内端（一端）４ｂに第１フランジ部１６が形成されている。第１フランジ部１６には流体通路２の開口縁に凹テーパ面１６ａが凹設されている。
図５に示すように、第２管部材６には、管継手１における内端（一端）６ｂに第１フランジ部１６と同径若しくは実質的に同径か略同径の第２フランジ部１８が形成されている。
第２フランジ部１８には流体通路２の開口縁に凸テーパ面１８ａが凸設されている。
図６に示すように、筐体８は、第１端壁８ａ、第１端壁８ａと対向する第２端壁８ｂ、第１側壁８ｃ、第１側壁８ｃと対向する第２側壁８ｄを備えた直方体状の小型の外形（例えば、図６で見たときの管径方向Ｙの長さ：約１２ｍｍ、管長方向Ｘの長さ：約１５ｍｍ、幅方向Ｚの長さ：約１０ｍｍ）を有し、筐体８内には円柱状の空洞が形成されている。
第２フランジ部１８には流体通路２の開口縁に凸テーパ面１８ａが凸設されている。
図６に示すように、筐体８は、第１端壁８ａ、第１端壁８ａと対向する第２端壁８ｂ、第１側壁８ｃ、第１側壁８ｃと対向する第２側壁８ｄを備えた直方体状の小型の外形（例えば、図６で見たときの管径方向Ｙの長さ：約１２ｍｍ、管長方向Ｘの長さ：約１５ｍｍ、幅方向Ｚの長さ：約１０ｍｍ）を有し、筐体８内には円柱状の空洞が形成されている。
第１端壁８ａには、第１管部材４の外端４ａが突出する第１開口２２が形成されている。第１開口２２は、第１及び第２フランジ部１６、１８よりも小径の円形をなしている。一方、筐体８の第２端壁８ｂには、第２管部材６の外端６ａが突出する第２開口２４が形成されている。
第２開口２４は、第１及び第２フランジ部１６、１８の径よりも若干大径の円形をなし、第１及び第２フランジ部１６、１８が挿通可能である。
また、筐体８の第１側壁８ｃには、押圧部材１０が挿入される第３開口２６が形成されており、第１フランジ部１６が第１端壁８ａに係止され且つ第２フランジ部１８の凸テーパ面１８ａが第１フランジ部１６の凹テーパ面１６ａに突き当てられて当接した状態で、押圧部材１０が筐体８内に挿入されることで、押圧部材１０が第２フランジ部１８を押圧する。
また、筐体８の第１側壁８ｃには、押圧部材１０が挿入される第３開口２６が形成されており、第１フランジ部１６が第１端壁８ａに係止され且つ第２フランジ部１８の凸テーパ面１８ａが第１フランジ部１６の凹テーパ面１６ａに突き当てられて当接した状態で、押圧部材１０が筐体８内に挿入されることで、押圧部材１０が第２フランジ部１８を押圧する。
図７に示すように、筐体８における押圧部材１０の収容空間（２）２８は、第１内端面２８ａ、第２内端面２８ｂ、及び一対の内側面２８ｃ、２８ｄで囲まれた空間である。第１内端面２８ａは、第３開口２６から筐体８内の管径方向（管長方向の直交方向）Ｙに延び、第２開口２４が開口されている。また、第２内端面２８ｂは、第３開口２６から筐体８内の管径方向Ｙに延び、第１内端面２８ａに対向している。また、一対の内側面２８ｃ、２８ｄは第１及び第２内端面２８ａ、２８ｂから連なって形成されている。また、図７に示すように、筐体８の第２側壁８ｄには、第３開口２６の対向位置に、収容空間（２）２８に連通する第４開口３０が形成されている。
また、図８に示すように、一対の内側面２８ｃ、２８ｄには、第１内端面２８ａ側と第２内端面２８ｂ側とで管長方向Ｘにそれぞれ段差部２８ｅが形成されている。各段差部２８ｅにより、第１内端面２８ａの方が第２内端面２８ｂよりも幅方向Ｚの幅が小さくなる。また、筐体８内の押圧部材１０の収容空間（２）２８の第１開口２２側には、第１及び第２フランジ部１６、１８のフランジ収容空間（１）３２が確保されている。フランジ収容空間（１）３２は第１及び第２フランジ部１６、１８よりも若干大きな内径を有する。また、収容空間（２）２８の第２開口２４側にはブッシュ１４の収容空間３４が確保されている。収容空間３４はフランジ収容空間（１）３２と略同内径を有する。
図９に示すように、押圧部材１０は、位置決め部１０ａ、押圧部１０ｂ、及び折曲部１０ｃを有している。押圧部材１０は、収容空間（２）２８に収容され、第２フランジ部１８を第１フランジ部１６に向けて押圧し、第１及び第２管部材４、６の間に後述するシール部３６を形成する。詳しくは、位置決め部１０ａは、第１内端面２８ａに当接され、押圧部材１０を収容空間（２）２８内で位置決めする。押圧部１０ｂは、第２内端面２８ｂ側で第２フランジ部１８を押圧する。また、折曲部１０ｃは、位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂから連なり、押圧部材１０は、折曲部１０ｃの撓みによって押圧部１０ｂに所定の押圧力を付与する。
位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂには、これらの対向する先端１０ａ１、１０ｂ１を管径方向Ｙに第２管部材６の管径よりも大となる範囲でＵ字状に切り欠いた切り欠き１０ａ２、１０ｂ２がそれぞれ形成されている。
押圧部１０ｂは、その先端１０ｂ１から折曲部１０ｃにかけて、対向する位置決め部１０ａとは反対側に凸に屈曲され、押圧部１０ｂの幅方向に延びる屈曲線１０ｂ３が形成されている。
押圧部１０ｂは、その先端１０ｂ１から折曲部１０ｃにかけて、対向する位置決め部１０ａとは反対側に凸に屈曲され、押圧部１０ｂの幅方向に延びる屈曲線１０ｂ３が形成されている。
また、押圧部材１０は、本実施形態では、位置決め部１０ａが押圧部１０ｂよりも管径方向Ｙに長く形成されている。
図１０に示すように、押圧部材１０は、収容空間（２）２８に収容されたとき、位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂの幅方向Ｚの幅が各段差部２８ｅを補完する形状を有する。即ち、第１内端面２８ａに当接する位置決め部１０ａの方が第２内端面２８ｂ側に位置する押圧部１０ｂよりも幅方向Ｚの幅が小さくなる。
図１０に示すように、押圧部材１０は、収容空間（２）２８に収容されたとき、位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂの幅方向Ｚの幅が各段差部２８ｅを補完する形状を有する。即ち、第１内端面２８ａに当接する位置決め部１０ａの方が第２内端面２８ｂ側に位置する押圧部１０ｂよりも幅方向Ｚの幅が小さくなる。
図１１に示すように、座金１２は、環状の平板形状をなし、押圧部材１０と第２フランジ部１８との間に設けられるとともに第２管部材６に外嵌される。また、座金１２は、各収容空間３２、３４の内径よりも若干小さな外径（例えば約７ｍｍ）を有している。また、座金１２は、焼き入れ等の硬化処理が施されており、これにより、押圧部材１０の装着時、押圧部材１０が第２管部材６に傷を付けるのを防止することができる。
図１２に示すように、ブッシュ１４は、段付きの円筒形状をなし、一端１４ａが第２開口２４に係合されるとともに第２管部材６に外嵌される。また、ブッシュ１４は、各収容空間３２、３４の内径よりも若干小さな外径（例えば約７ｍｍ）を有している。
以下、図１３から図１８を参照して管継手１の組み立て手順について詳しく説明する。
先ず、図１３に示すように、管継手１の各構成部品を並べて配置する。このとき例えば、流体制御装置１０２内に、既に第１管部材４と筐体８が施工されている場合は、第２管部材６、座金１２、ブッシュ１４、押圧部材１０を用意すれば良く、流体制御装置１０２内に、第２管部材６、座金１２、ブッシュ１４が既に施工されている場合は、第１管部材４、筐体８、押圧部材１０を用意すれば良い。
先ず、図１３に示すように、管継手１の各構成部品を並べて配置する。このとき例えば、流体制御装置１０２内に、既に第１管部材４と筐体８が施工されている場合は、第２管部材６、座金１２、ブッシュ１４、押圧部材１０を用意すれば良く、流体制御装置１０２内に、第２管部材６、座金１２、ブッシュ１４が既に施工されている場合は、第１管部材４、筐体８、押圧部材１０を用意すれば良い。
次に、図１４に示すように第１管部材４を筐体８に挿入する。このとき、筐体８では、第１管部材４を外端４ａから第２開口２４を経て第１開口２２に挿通することで、第１フランジ部１６が第１端壁８ａのフランジ収容空間（１）３２側に係止される。
次に、図１５に示すように、座金１２を第２管部材６に外嵌し、第２フランジ部１８に当接させる。次に、図１６に示すように、ブッシュ１４を第２管部材６に外嵌する。
次に、図１５に示すように、座金１２を第２管部材６に外嵌し、第２フランジ部１８に当接させる。次に、図１６に示すように、ブッシュ１４を第２管部材６に外嵌する。
次に、図１７に示すように、第２管部材６を第２フランジ部１８から第２開口２４に挿通し、筐体８のフランジ収容空間（１）３２内で第２フランジ部１８が第１フランジ部１６に突き当てられる。このとき、座金１２は収容空間（２）２８の第２内端面２８ｂ側に位置付けられるとともに、ブッシュ１４の一端１４ａは第２開口２４に係合、装着される。
最後に、図１８に示すように、押圧部１０ｂを位置決め部１０ａに近接させるべくプライヤー又は専用治具等で押し込むことで、押圧部材１０を第３開口２６から収容空間（２）２８に収容して筐体８に装着する。これより第２フランジ部１８が第１フランジ部１６に押圧部材１０で押圧されてシール部３６が形成される。即ち、第３開口２６は、第１フランジ部１６が第１端壁８ａに係止され且つ第２フランジ部１８が第１フランジ部１６に当接した状態で、押圧部材１０を筐体８内に収容可能な大きさを有している。こうして、管継手１の組み立てが終了する。
押圧部材１０の収容空間（２）２８への押し込みを確実で容易とするために、押圧部材１０の先端１０ａ１や他の先端１０ｂ１に、丸みや角度を付けて、第３開口２６へ挿入し易くしても良い。
図１９に示すように、上述の手順で組み立てて完成した管継手１では、位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂの各切り欠き１０ａ２、１０ｂ２のＵ字状の底が第２管部材６に近接又は当接した状態で、位置決め部１０ａの先端１０ａ１が第４開口３０から突出している。
本実施形態では、押圧部材１０を第３開口２６から収容空間（２）２８に収容したが、第４開口３０から収容しても良い。この場合、位置決め部１０ａの先端１０ａ１は、第３開口２６から突出することになる。
図１９に示すように、上述の手順で組み立てて完成した管継手１では、位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂの各切り欠き１０ａ２、１０ｂ２のＵ字状の底が第２管部材６に近接又は当接した状態で、位置決め部１０ａの先端１０ａ１が第４開口３０から突出している。
本実施形態では、押圧部材１０を第３開口２６から収容空間（２）２８に収容したが、第４開口３０から収容しても良い。この場合、位置決め部１０ａの先端１０ａ１は、第３開口２６から突出することになる。
また、座金１２が収容空間（２）２８の第２内端面２８ｂ側に位置付けられるため、押圧部材１０の押圧部１０ｂは第１内端面２８ａではなく座金１２、ひいては第２フランジ部１８を確実に押圧する。
また、図２０に示すように、第２フランジ部１８の凸テーパ面１８ａの管径方向Ｙを基準としたときの鋭角側の傾斜角αは、第１フランジ部１６の凹テーパ面１６ａの管径方向Ｙを基準としたときの鋭角側の傾斜角βよりも大となっている。
また、図２０に示すように、第２フランジ部１８の凸テーパ面１８ａの管径方向Ｙを基準としたときの鋭角側の傾斜角αは、第１フランジ部１６の凹テーパ面１６ａの管径方向Ｙを基準としたときの鋭角側の傾斜角βよりも大となっている。
例えば、傾斜角αは約６０〜８０°の範囲に設定する場合、傾斜角βは傾斜角αよりも小さい５０〜７０°の範囲に設定される。そして、凹テーパ面１６ａに対し凸テーパ面１８ａの角が線接触することにより、第１及び第２管部材４、６間のシール部３６は環状のシール線３８により形成される。
尚、ここで言う線接触とは、純粋な幾何学的な線接触のみならず、弾性変形や塑性変形に伴うやや幅を持った接触も含む。
尚、ここで言う線接触とは、純粋な幾何学的な線接触のみならず、弾性変形や塑性変形に伴うやや幅を持った接触も含む。
また、図２１及び図２２に示すように、押圧部材１０の押圧部１０ｂに屈曲線１０ｂ３が形成されることにより、座金１２は押圧部材１０により２箇所の直線状の押圧線４０により押圧される。
以上のように本実施形態によれば、施工性及びシール性の双方に優れ、ミニマルファブ装置への使用に好適であり、生産性及び信頼性の高い管継手１、この管継手１を用いた流体制御器、この流体制御器を用いた流体制御装置、及びこの流体制御装置を用いた半導体製造装置を提供することができる。
以上のように本実施形態によれば、施工性及びシール性の双方に優れ、ミニマルファブ装置への使用に好適であり、生産性及び信頼性の高い管継手１、この管継手１を用いた流体制御器、この流体制御器を用いた流体制御装置、及びこの流体制御装置を用いた半導体製造装置を提供することができる。
具体的には、筐体８の第１側壁８ｃは、第１フランジ部１６が第１端壁８ａに係止され且つ第２フランジ部１８が第１フランジ部１６に突き当てられた状態で、押圧部材１０を筐体８内に収容可能な第３開口２６を有している。これにより、ミニマルファブ装置等の小型装置内の施工スペースが狭い場合、スパナ等の回転工具を用いなくとも、第１及び第２フランジ部１６、１８、座金１２、ブッシュ１４を筐体８に収容した状態で、押圧部材１０を第１側壁８ｃの第３開口２６から筐体８に収容、装着するだけの簡単な作業で、管継手１における第１及び第２管部材４、６間のシール部３６を形成することができ、管継手１の結合に係る施工性を大幅に高めることができる。
しかも、シール部材が不要となるため、管継手１の部品点数を削減することができるとともに、極小のシール部材の管継手１に取り付ける作業や、作業時におけるシール部材の紛失の懸念が排除され、生産性及び信頼性の高い管継手１が実現可能となる。
また、シール部３６は、凹テーパ面１６ａに対し凸テーパ面１８ａが線接触した環状のシール線３８により形成される。
また、シール部３６は、凹テーパ面１６ａに対し凸テーパ面１８ａが線接触した環状のシール線３８により形成される。
従って、凹凸テーパ面１６ａ、１８ａを面接触させてシールする場合に比して、押圧部材１０による押圧力がさほど大きくない場合であっても、シール部３６におけるシール力を高めることができ、管継手１におけるシール性を効果的に高めることができる。また、図示しない薄板材を位置決め部１０ａと第１内端面２８ａとの間に挿入することで、押圧部材１０の押圧力を高め、管継手１におけるシール性を更に高めることも可能である。
また、押圧部材１０の押圧部１０ｂに屈曲線１０ｂ３が形成されることにより、座金１２は押圧部材１０により２箇所の直線状の押圧線４０により押圧される。これにより、押圧部材１０により座金１２の中央部分を確実に押圧可能となるため、押圧部材１０による押圧力によってシール部３６におけるシール力、ひいては管継手１におけるシール性を更に効果的に高めることができる。
また、筐体８には、第１側壁８ｃの第３開口２６の対向位置に、収容空間（２）２８に連通する第４開口３０が第２側壁８ｄに形成され、位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂの各切り欠き１０ａ２、１０ｂ２のＵ字状の底が第２管部材６に近接又は当接した状態で、位置決め部１０ａの先端１０ａ１が第４開口３０から突出している。これにより、第４開口３０から突出した位置決め部１０ａの先端１０ａ１を押すことで、押圧部材１０を筐体８から容易に取り外すことができる。従って、押圧部材１０の交換や管継手１の分解等を容易に行うことができ、管継手１のメンテナンス性を高めることができる。
また、筐体８における押圧部材１０の収容空間（２）２８の内側面２８ｃ、２８ｄに段差部２８ｅが形成され、押圧部材１０は、収容空間（２）２８に収容されたとき、位置決め部１０ａ及び押圧部１０ｂの幅方向Ｚの幅が各段差部２８ｅを補完する形状を有する。これにより、第１内端面２８ａに押圧部１０ｂを当接させて装着するといった筐体８の収容空間（２）２８に対する押圧部材１０の誤組み付けを防止することができる。従って、押圧部材１０による座金１２の押圧を確実に線接触で行うことができ、管継手１における生産性及びシール性を更に高めることができる。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、第１フランジ部１６に凹テーパ面１６ａを形成し、第２フランジ部１８に凸テーパ面１８ａを形成している。しかし、これに限らず、シール線３８が形成されれば良く、例えば、第１フランジ部１６に凸テーパ面を形成し、第２フランジ部１８に凹テーパ面を形成しても良い。
例えば、上記実施形態では、第１フランジ部１６に凹テーパ面１６ａを形成し、第２フランジ部１８に凸テーパ面１８ａを形成している。しかし、これに限らず、シール線３８が形成されれば良く、例えば、第１フランジ部１６に凸テーパ面を形成し、第２フランジ部１８に凹テーパ面を形成しても良い。
また、上記実施形態では、位置決め部１０ａの先端１０ａ１は第２側壁８ｄの第４開口３０から突出している。しかし、これに限らず、押圧部１０ｂの先端１０ｂ１を第４開口３０から突出させても良いし、先端１０ａ１、１０ｂ１の双方を第４開口３０から突出させても良い。
また、筐体８は上記実施形態の形状に限られない。例えば、図２３に示すように、筐体８の第３側壁８ｅと第４側壁８ｆに収容空間（２）２８に連通する切り欠き８ｅ１及び８ｆ１をそれぞれ設けることで、収容空間（２）２８に収容された押圧部材１０を専用治具等を使用してつかむことが可能であり、押圧部材１０を挿入した面と同一の面から押圧部材１０の取り外し作業ができ、作業性が向上する。
また、筐体８は上記実施形態の形状に限られない。例えば、図２３に示すように、筐体８の第３側壁８ｅと第４側壁８ｆに収容空間（２）２８に連通する切り欠き８ｅ１及び８ｆ１をそれぞれ設けることで、収容空間（２）２８に収容された押圧部材１０を専用治具等を使用してつかむことが可能であり、押圧部材１０を挿入した面と同一の面から押圧部材１０の取り外し作業ができ、作業性が向上する。
また、押圧部材１０は、好ましくは板ばねであるが、上記実施形態の形状に限られない。
また、座金１２やブッシュ１４を備えない管継手１にも適用可能である。
また、図２では、半導体製造装置１０４がＣＶＤ装置である場合について説明したが、半導体製造装置１０４はスパッタリング装置又はエッチング装置であっても良い。エッチング装置（ドライエッチング装置）は、処理室、ガス供給手段（流体制御装置）、排気手段から構成され、反応性の気体による腐食作用によって材料表面などを加工する装置である。
また、座金１２やブッシュ１４を備えない管継手１にも適用可能である。
また、図２では、半導体製造装置１０４がＣＶＤ装置である場合について説明したが、半導体製造装置１０４はスパッタリング装置又はエッチング装置であっても良い。エッチング装置（ドライエッチング装置）は、処理室、ガス供給手段（流体制御装置）、排気手段から構成され、反応性の気体による腐食作用によって材料表面などを加工する装置である。
また、スパッタリング装置は、ターゲット、真空チャンバ、ガス供給手段（流体制御装置）、排気手段から構成され、材料表面を成膜する装置である。このように、エッチング装置及びスパッタリング装置も、ガス供給手段としての流体制御装置を備えているため、小型化された管継手１ひいては流体制御器１００を用いることにより、これら装置を小型化することができる。
また、管継手１を開閉弁１１４、１１６、１１８、１３０などに接続した流体制御器１００は、種々の流体回路を構成する流体制御装置１０２に限らない流体制御装置に適用可能であり、流体制御器１００を用いた流体制御装置１０２は、半導体製造装置１０４に限らない種々の製造装置に適用可能である。
１ 管継手
４ 第１管部材
４ａ 外端（他端）
４ｂ 内端（一端）
６ 第２管部材
６ａ 外端（他端）
８ 筐体
８ａ 第１端壁
８ｂ 第２端壁
８ｃ 第１側壁
８ｄ 第２側壁
１０ 押圧部材
１０ａ 位置決め部
１０ａ１ 先端
１０ａ２ 切り欠き
１０ｂ 押圧部
１０ｂ１ 先端
１０ｂ２ 切り欠き
１０ｂ３ 屈曲線
１０ｃ 折曲部
１２ 座金
１４ ブッシュ
１４ａ 一端
１６ 第１フランジ部
１６ａ 凹テーパ面
１８ 第２フランジ部
１８ａ 凸テーパ面
２２ 第１開口
２４ 第２開口
２６ 第３開口
２８ 収容空間（２）
２８ａ 第１内端面
２８ｂ 第２内端面
２８ｃ、２８ｄ 内側面
２８ｅ 段差部
３０ 第４開口
３２ フランジ収容空間（１）
３６ シール部
１００ 流体制御器
１０２ 流体制御装置
１０４ 半導体製造装置
４ 第１管部材
４ａ 外端（他端）
４ｂ 内端（一端）
６ 第２管部材
６ａ 外端（他端）
８ 筐体
８ａ 第１端壁
８ｂ 第２端壁
８ｃ 第１側壁
８ｄ 第２側壁
１０ 押圧部材
１０ａ 位置決め部
１０ａ１ 先端
１０ａ２ 切り欠き
１０ｂ 押圧部
１０ｂ１ 先端
１０ｂ２ 切り欠き
１０ｂ３ 屈曲線
１０ｃ 折曲部
１２ 座金
１４ ブッシュ
１４ａ 一端
１６ 第１フランジ部
１６ａ 凹テーパ面
１８ 第２フランジ部
１８ａ 凸テーパ面
２２ 第１開口
２４ 第２開口
２６ 第３開口
２８ 収容空間（２）
２８ａ 第１内端面
２８ｂ 第２内端面
２８ｃ、２８ｄ 内側面
２８ｅ 段差部
３０ 第４開口
３２ フランジ収容空間（１）
３６ シール部
１００ 流体制御器
１０２ 流体制御装置
１０４ 半導体製造装置
Claims (19)
- 第１フランジ部を有する中空の第１管部材と、
第２フランジ部を有する中空の第２管部材と、
前記第１管部材と前記第２管部材とを前記第１、２のフランジ部によりシール部を形成して接続するための筐体と、
を備えた管継手の継手方法において、
前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に向けて押圧するための板状の押圧部材と、
第１開口を有する第１端壁、該第１端壁と対向するとともに第２開口を有する第２端壁、及び前記第１端壁と前記第２端壁の間にあり第３開口を有する第１側壁を有し、内部に前記第１開口と前記第２開口とに連通するフランジ収容空間（１）と該フランジ収容空間に連通し前記押圧部材を収容する収容空間（２）とを備え、前記第１管部材が前記第２開口から前記第１開口に向けて挿通することで前記第１フランジ部を前記フランジ空間に係止されている筐体と、
を用意し、
前記第２管部材を前記第２フランジ部から前記第２開口に挿通することで前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に当接させた状態を形成し、
前記押圧部材を前記第３開口から挿入して前記空間（２）に収容することで前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に向けて押圧して前記第１フランジ部と前記第２フランジ部をシールするシール部を形成する、
ことを特徴とする管継手の継手方法。 - 前記シール部は、
前記第１及び第２フランジ部の一方に凹設した凹テーパ面と、
前記第１及び第２フランジ部の他方に凸設し、前記第１及び第２管部材の管径方向を基準とした傾斜角が前記凹テーパ面よりも大となる凸テーパ面と
を含み、前記凹テーパ面と前記凸テーパ面とは線接触する、請求項１に記載の管継手の継手方法。 - 前記収容空間（２）は、
前記第３開口から前記管径方向に延び、前記第２開口が開口される第１内端面と、前記第３開口から前記管径方向に延び、前記第１内端面に対向する第２内端面と、前記第１及び第２内端面から連なる一対の内側面とで囲まれる、請求項２に記載の管継手の継手方法。 - 前記押圧部材は、
前記第１内端面に当接され、前記押圧部材を前記収容空間（２）内で位置決めするための位置決め部と、
前記位置決め部に対向し、前記第２内端面側で前記第２フランジ部を押圧する押圧部と、
前記位置決め部及び前記押圧部から連なり、前記押圧部に押圧力を付与する折曲部と
を含む、請求項３に記載の管継手の継手方法。 - 前記押圧部は、その先端から前記折曲部にかけて、対向する前記位置決め部とは反対側に凸に屈曲されるとともに、前記押圧部の幅方向に延びる屈曲線を有する、請求項４に記載の管継手の継手方法。
- 前記位置決め部及び前記押圧部は、
対向する先端と、
前記各先端を前記管径方向に前記第２管部材の管径よりも大となる範囲でＵ字状に切り欠いた切り欠きと、を有する、請求項５に記載の管継手の継手方法。 - 一端に第１フランジ部を有する第１管部材と、
一端に第２フランジ部を有する第２管部材と、
前記第１管部材と前記第２管部材とを前記第１、２のフランジ部によりシール部を形成して接続するための筐体と押圧部材と、
を備えた管継手に使用される管継手用の部品であって、
前記筐体が、
第１開口を有する第１端壁、該第１端壁と対向するとともに第２開口を有する第２端壁、及び前記第１端壁と前記第２端壁の間にあり第３開口を有する第１側壁を有し、内部に前記第１開口と前記第２開口とに連通するフランジ収容空間（１）と該フランジ収容空間に連通し前記押圧部材を収容する収容空間（２）とを備えており、
前記押圧部材が板状で弾性を備えており、
前記第１管部材は、前記第２開口から前記第１開口に向けて挿通されると前記第１フランジ部を前記フランジ収容空間に係止され、
前記第２管部材は、前記第２フランジ部から前記第２開口に挿通されると前記第２フランジ部を前記第１フランジ部に当接させた状態が形成されるとともに、前記押圧部材が前記第３開口から挿入されて前記空間（２）に収容されると、前記第２フランジ部は前記第１フランジ部に向けて押圧されて前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間をシールするシール部が形成される、
ことを特徴とする管継手用の部品。 - 前記シール部は、
前記第１及び第２フランジ部の一方に凹設した凹テーパ面と、
前記第１及び第２フランジ部の他方に凸設し、前記第１及び第２管部材の管径方向を基準とした傾斜角が前記凹テーパ面よりも大となる凸テーパ面と
を有し、前記凹テーパ面と前記凸テーパ面とが線接触することで形成される請求項７に記載の管継手用の部品。 - 前記収容空間（２）は、
前記第３開口から前記管径方向に延び、前記第２開口が開口される第１内端面と、前記第３開口から前記管径方向に延び、前記第１内端面に対向する第２内端面と、前記第１及び第２内端面から連なる一対の内側面とで囲まれる請求項７に記載の管継手用の部品。 - 前記押圧部材は、
前記第１内端面に当接され、前記収容空間（２）内で位置決めするための位置決め部と、
前記位置決め部に対向し、前記第２内端面側で前記第２フランジ部を押圧する押圧部と、 前記位置決め部及び前記押圧部から連なり、前記押圧部に押圧力を付与する折曲部とを含む、請求項７に記載の管継手用の部品。 - 前記押圧部は、その先端から前記折曲部にかけて、対向する前記位置決め部とは反対側に凸に屈曲されるとともに、前記押圧部の幅方向に延びる屈曲線を有する請求項１０に記載の管継手用の部品。
- 前記位置決め部及び前記押圧部は、
対向する先端と、
前記各先端を前記管径方向に前記第２管部材の管径よりも大となる範囲でＵ字状に切り欠いた切り欠きと
をそれぞれ有する、請求項１０に記載の管継手用の部品。 - 前記筐体は、前記第１側壁の対向位置に第２側壁を有し、
前記第２側壁は、前記収容空間に連通する第４開口を有する、請求項７に記載の管継手用の部品。 - 前記押圧部材は、前記位置決め部及び前記押圧部の各切り欠きのＵ字状の底が前記第２管部材に近接又は当接した状態で、前記位置決め部及び前記押圧部の各先端の少なくとも一方が前記第４開口から突出した形状を有する、請求項１０に記載の管継手用の部品。
- 請求項７乃至請求項１４に記載の管継手用の部品いずれかを構成部品として備えることを特徴とする管継手。
- 請求項１５に記載の管継手を備えたことを特徴とする流体制御器。
- 流体の入口及び出口を有し、前記入口及び出口の少なくとも何れか一方に前記第１及び第２管部材の何れか一方の他端が接続された弁を含む、請求項１６に記載の流体制御器。
- 請求項１６及び請求項１７の何れかに記載の流体制御器を備えたことを特徴とする流体制御装置。
- 請求項１８に記載の流体制御装置を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
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