200839132 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於流體聯結器，尤其是關於利用墊圈變形 以確保密封性之流體聯結器。 【先前技術】 以往，如第1 2圖所示，一種流體聯結器60爲周知的， 其具備··第1及第2聯結器構件61，62，係具有相互連通之 流體通路 63，64 ;截面凸圓弧狀之環狀墊圈壓緊突起 ® 6 5，6 6，係形成於各聯結器構件6 1，6 2之對接端面；墊圈6 7， 係介於兩聯結器構件61，62之對接端面之間；及螺栓手段 - (省略圖示），係用以結合兩聯結器構件61，62，此流體聯結 器60係利用墊圈67之變形，以確保密封性。 作爲流體聯結器之更爲具體的構造，各聯結器構件係 塊狀，而螺栓手段係由插通於一方之聯結器構件上所設的 貫穿孔的螺栓、及設於另一方之聯結器構件上且旋入螺栓 φ 用之內螺紋部所構成者，此外，亦各聯結器構件係管狀， 於一方之聯結器構件上設置凸緣部，而螺栓手段係由另一 方之聯結器構件上所設的螺栓部、及以頂壁內面抵接於凸 緣部之方式嵌合於一方之聯結器構件且旋合於另一方之聯 結器構件上的螺栓部之蓋形螺母所構成者。 專利文獻1 :日本特開2003-322 1 27號公報 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 根據該習知之流體聯結器，不僅需要確保密封性，亦 200839132 、 需要減少設置空間，而不用增加設置空間卻又能提高密封 性，已成爲一大課題。例如，在連接塊狀之聯結器構件彼 此的情況，爲了獲得指定之栓緊力，需要將螺栓直徑作成 指定値以上，所以，聯結器構件之最小尺寸係依螺栓直徑 而定。 本發明之目的在於，提供一種流體聯結器，其可將作 爲螺栓手段之螺栓的直徑作成較小，藉此，可減小使用流 ' .體聯結器之裝置的設置空間。 ® (解決課題之手段） - 本發明之流體聯結器，係具備第1及第2聯結器構件， ' 具有相互連通之流體通路；墊圈，係介於兩聯結器構件之 間；及螺栓手段，係用以結合兩聯結器構件，利用形成於 各聯結器構件上之環狀墊圈壓緊突起而迫使墊圈變形，以 確保密封性，其特徵在於：環狀墊圈壓緊突起之截面形狀， 係具有至少2個凸部、及形成於該等之凸部間的凹部。 φ 墊圈壓緊突起係於聯結器構件之基準面朝軸方向外方 突出而設置者，例如，由2個截面圓弧狀之環狀凸部及形 成於此等凸部之間的截面圓弧狀之環狀凹部所構成者。凹 部係從基準面朝軸方向外方突出所形成，其密接於墊圈而 用以密封。2個凸部之前端位置係可相同亦可相異。在相 異之情況，以使處於徑向內方之凸部比處於徑向外方之凸 部更突出爲較佳。密接於墊圈而用以密封之凹部，不限於 一個，藉此，墊圈壓緊突起亦可爲由3或4個之凸部及分 200839132 . 別形成於2個凸部之間的2或3個凹部所構成者。環狀凸 部及環狀凹部之截面形狀，亦不限於圓弧狀。 聯結器構件可爲一個零件，亦可爲一個零件之一部 分。即在本說明書中，「聯結器構件」不僅僅是可作爲一個 零件而操作的通路塊體等，亦包含與閥等之流體控制器一 體化的塊狀本體等。 流體聯結器之構造並無特別之限定，例如，各聯結器 0 構件係可爲塊狀，而螺栓手段係由插通於一方之聯結器構 件上所設的貫穿孔的螺栓、及設於另一方之聯結器構件上 - 且旋入螺栓用之內螺紋部所構成，此外，各聯結器構件係 _ 亦可爲管狀，於一方之聯結器構件上設置凸緣部，而螺栓 手段係由另一方之聯結器構件上所設的螺栓部、及以頂壁 內面抵接於凸緣部之方式嵌合於一方之聯結器構件且旋合 於另一方之聯結器構件上的螺栓部之蓋形螺母所構成者。 前者之構成係較適合於應用在不使用管子而構成之被稱爲 • 積體化裝置的流體控制裝置上，而後者之構成係適合在配 管途中連接管子彼此時所使用。在後者之情況，螺栓部係 可一體地設於一方之聯結器構件的外周，亦可爲與聯結器 構件分別獨立之構件。 作爲螺栓手段之螺栓及蓋形螺母，係以不鏽鋼製 (SUS304，SUS316等）爲較佳，聯結器構件亦係以不鏽鋼製 (SUS3 04，SUS316等）爲較佳。墊圏係以由不鏽鋼、鎳合金等 形成爲圓環狀（開孔圓板狀）者爲較佳。 200839132
V 、 在各聯結器構件係塊狀，螺栓手段係螺栓的情況，以 於每一個由各聯結器構件之環狀墊圈壓緊突起及墊圈所構 成的密封部，使用一根螺栓爲較佳。 以往，一個密封部最少需使用2根螺栓，但藉由使用 上述之墊圈壓緊突起，以提高密封性，所以，可減少螺栓 之數量。 爲了於一個密封部附設1根螺栓，例如，在流體控制 0 機器與底座塊體之間，於前後相隔指定之間隔設置2個密 封部，螺栓係於各密封部之前後方向外側僅從上方各配置 - 一根。 ' (發明效果） 根據本發明之流體聯結器，墊圈壓緊突起之截面形 狀，係具有至少2個凸部及形成於此等凸部之間的凹部， 所以，利用將墊圈壓緊突起之2個凸部分別咬入墊圈之表 面以形成密封，並利用使被2個凸部所按壓之墊圈部分進 # 入凹部，在凹部與墊圈之間亦形成密封。藉此，可提高密 封性，可減小作爲螺栓手段之螺栓的直徑或減少螺栓數 量，可減小使用流體聯結器之裝置的設置空間。 【實施方式】 以下，參照圖面說明本發明之實施形態。 第11圖顯示使用本發明之流體連結器之一例的流體 控制裝置。此流體控制裝置1係在半導體製造裝置等中所 使用者，其具備：入口側之第1流體控制器2，係由下端 200839132
V 、 具有連接塊體部3之壓力調節器或壓力轉換器所構成；第 1支撐塊體4 ’係支撐第1流體控制器2 ;第1開閉閥5， 係相鄰地配置於第1流體控制器2之出口側且設於下方之 本體6被連接於第1支撐塊體4;第2開閉閥7，係相鄰 地配置於第1開閉閥5之出口側且設於下方之本體8被連 接於第1開閉閥5之本體6 ;第2支撐塊體9，係相鄰地配 置於第2開閉閥7之出口側且連接於第2開閉閥7之本體 I 8 ;第3支撐塊體10，係於第2支撐塊體9之出口側相隔 指之間隔而對向狀地配置；第2流體控制器11，係於入口 - 側及出口側具有連接塊體部12，13，且由第2支撐塊體9來 ’ 支撐入口側連接塊體部1 2，由第3支撐塊體1 0來支撐出口 側連接塊體部1 3，藉以跨渡狀地裝設於第2及第3支撐塊 體9，10上；及第3開閉閥14，係相鄰地配置於第2流體控 制器11之出口側且設於下方之本體15被連接於第3支撐 塊體1 0。 鲁 在上述中，各支撐塊體4，9,10、各開閉閥5,7,14之本 體6,8，15及流體控制器2，11之連接塊體部3，12，13,係相當 於本案發明之聯結器構件，此等之聯結器構件（以元件符號 3，4來說明），係藉由第1至第5圖所示之流體聯結器20所 連接。 第1及第2圖顯示手動栓緊之狀態的流體聯結器20 ’ 第3圖爲密封部之放大圖，第4及第5圖顯示以指定大小 之轉矩栓緊之狀態的流體聯結器20。 200839132
V 、 根據本發明之流體聯結器20，係由具有相互連通之流 體通路23，24的第1及第2聯結器構件3，4 ;介設於兩聯結 器構件3，4之間的開孔圓板狀之墊圈2 1 ;及作爲結合兩聯 結器構件3,4之螺栓手段的螺栓22所構成，在第1聯結器 構件3上設有插通螺栓22用的貫穿孔25，在第2聯結器構 件4上設有旋入螺栓22用的內螺紋部26。 在各聯結器構件 3,4上形成有環狀墊圈壓緊突起 $ 27,28。環狀墊圈壓緊突起27,28之截面形狀，如第3圖所 示，係由2個之圓弧狀凸部31，32及形成於此等之凸部31，32 ^ 之間的圓弧狀凹部3 3所構成。在圖示例中，徑向內側之凸 ^ 部3 1的前端位置與徑向外側之凸部3 2的前端位置係作成 .相同。 如第2圖所示，墊圈壓緊突起27,28係從基準面3b，4b 朝軸方向外方突出而設置，而此基準面3b，4b係自聯結器 構件3,4之對接端面3a，4a朝軸方向內方內凹之面。墊圈壓 φ 緊突起27，28之凹部33，係比凸部31，32之前端更位於軸 方向內側’但形成爲從基準面3 b，4 b朝軸方向外方突出。 聯結器構件3，4係不鏽鋼製，墊圈2丨係硬度比聯結器 構件3，4低之不繡鋼或鎳合金製，在栓緊螺栓2 2時，利用 墊圈壓緊突起27,28咬入墊圈21，以使墊圈21變形，以確 保密封性。 在第2圖所示之手動栓緊之狀態下，自各聯結器構件 3，4之各對接端面3a，4a至環狀墊圈壓緊突起27,28的前端 -10- ,200839132 ^ 的距離，係比墊圏2 1之厚度的一半略小，聯結器構件3，4 之對接端面3a，4a彼此，係相對向且間隔若干之間隙。 當自第1及第2圖所示之手動栓緊之狀態來栓緊此流 體聯結器20時，如第4及第5圖所示，聯結器構件3，4之 對接端面3a,4a彼此間的間隙消失，同時墊圈21發生塑性 變形’而形成流體密封級之密封。此時，墊圈壓緊突起2 7，2 8 之2個凸部31，32係分別咬入墊圈21之表面而形成密封， 另外，利用使被2個凸部31，32所按壓之部分進入凹部33， I 在凹部33與墊圈31之間亦形成密封。 ^ 第6圖爲顯示本發明之作用效果的曲線圖，在同圖 胃 中，在習知之流體聯結器，因爲栓緊轉矩與密封性能係爲 比例關係，所以，例如，以使用M4之螺栓的流體聯結器A 爲基準，在放大此流體聯精器之尺寸情況，利用相似地·放 大聯結器構件而作成使用M5之螺栓的流體聯結器B，可確 保所需之密封性。另一方面，在縮小尺寸之情況，雖相似 φ 地縮小聯結器構件而作成螺栓徑亦縮小爲Μ 3 . 5之流體聯 結器C，但在此情況時，因爲栓緊轉矩減少，所以無法獲 得充分之密封性。相對於此，根據本發明之流體聯結器D， 即使在螺栓徑縮小爲Μ 3 · 5之情況，亦可獲得與在習知流體 聯結器中使用Μ4之螺栓的流體聯結器Α相同等級的密封 性，藉此，使得在使用習知流體聯結器之情況不可能做到 之塊狀聯結器構件的狹窄化亦成爲可能。另外，與對一個 密封部至少需使用2根螺栓來進行栓緊的習知構成比較， -11- 200839132 , 僅使用一根之與習知構成相同直徑的螺栓，亦可獲得充分 之栓緊力。 第7圖顯示針對上述之流體連結器2 0及第1 2圖所示 之習知流體連結器60進行密封性比較之結果，第8圖顯示 密封性之評價裝置。 在第8圖中，流體連結器20係作成使2個塊狀聯結器 構件3,4透過2個密封部S來進行對接者，而對於2處之 0 密封部S係使用2.根螺栓22進行栓緊。本發明之流體連結 器20的密封部S係作成上述之構成，而習知之流體連結器 - 的密封部S係爲使用環狀墊圈壓緊突起65,66的構成，而 " 此墊圈壓緊突起係爲第12圖所示之截面凸圓弧狀且不具 有凹部。另外，螺栓22係Μ4之螺栓且被鍍銀。在透過管 接頭】將此流體連結器（本發明製品及習知製品）裝設於洩 漏試驗裝置（He檢漏器）上，將與流體連結器20連接之配管 內的氣體抽成真空，並從外部對流體連結器20注入He氣 • 體時，若有間隙的話，利用吸入He，並在處於被抽成真空 之配管的途中的檢查器使He反應，而查明洩氣量。第7圖 顯示漸漸提高栓緊轉矩時之洩氣量（leak量）。 根據第7圖所示之洩氣評價結果，在發明製品中，在 手動栓緊之階段，其洩氣量已比習知構成更爲減少’在栓 緊轉矩爲 0.6N/m之階段，則達到屬洩氣量之基準的 1(T"Pa · m3/sec。相對於此，在習知製品中，在栓緊轉矩爲 0.6N/m時，洩氣量仍爲He檢漏器之感度的界限之l(T6Pa . -12- 200839132 . m3/sec的程度’而爲了獲得屬拽氣量之基準的10."Ρ a. m3/sec的栓緊轉矩，需要爲ι·4〜l.6N/m (約爲2·5倍）。由 此可知’本發明之流體連結器20的密封性被大幅提高，藉 由此密封性提高之效果，可於2個密封部S附設2根螺栓 22、即於每一個密封部S各附設一根螺栓22，而可減少需 要之螺栓數量。 第9及第10圖例不·一個密封部s附設一根螺栓22之 構成。 參 第9圖顯示支撐具有作爲聯結器構件之連接塊體部3 ‘ 之減壓閥4 1的聯結器構件4、及支撐具有作爲聯結器構件 之連接塊體部3之壓力顯示器42的聯結器構件4，在各聯 結器構件4上分別前後並排地設置2個密封部S。並在各 聯結器構件4之前後端部的上面設有內螺紋部26，從上方 進行栓緊之螺栓22，係於各密封部S之前後方向外側各配 置一根。 φ 聯結器構件4彼此係由前後方向之螺栓4 3所結合，在 支撐減壓閥4 1的聯結器構件4的4個角部，交互地設置朝 前後方向延伸之貫穿孔44及朝前後方向延伸之內螺紋部 45 ’在支撐壓力顯示器42之聯結器構件4，朝前後方向延 伸之內螺紋部45，係設於對應於支撐減壓閥4 1的聯結器構 件4之貫穿孔44的位置。在各聯結器構件4之前後方向的 中央部，左右（寬度方向）並排地設置一對朝上下方向延伸 之螺孔48，此螺孔48係可插入從上方的螺栓，用以將各聯 -13- 200839132 , 結器構件4固定於由鋁板所構成之底座構件46上。 從上方進行栓緊之螺栓2 2，在以往係被配置於連接塊 體3之全部4個角部，但在第9圖中，僅在連接塊體3之 前後端部的左右中央部分別設置一根，如此一來，可使用 2根螺栓對2個之密封部S進行栓緊。 第1 〇圖爲屬流體控制器之一例的質量流量控制器i ：[ 及支撐此控制器之一對聯結器構件51，52的示意圖，各聯 0 結器構件5 1，52係透過密封部S而與質量流量控制器11之 突起通路塊體lla，llb對接。 各聯結器構件51，52係由抵接於突起通路塊體lla，llb 下面之大塊體部53、及以位於流量控制器1 1之下方的方式 而一體地設於大塊體部53之小塊體部54所構成。小塊體 部54係作成使下面與大塊體部53處於相同面且高度比其 低之形狀，在小塊體部54上形成有螺栓56之貫穿孔，用 以將各聯結器構件51，52裝設於由鋁板所構成之底座構件 φ 55上。各聯結器構件51，52係分別藉由2根之螺栓56而被 裝設於底座構件55上。 將各突起通路塊體lla，llb p設於對應之聯結器構件 51，52上用的螺栓22，係爲自上方插入之一根螺栓，其前 端部係旋入比聯結器構件5 1，52之密封部S設於更靠前後 方向外側的內螺紋部51b，5 2b內。如此一來，可僅使用一 根螺栓對一個之密封部S進行栓緊。 又，墊圈壓緊突起27，28之形狀，並不限於第3圖所 -14- 200839132 ^ 示者，例如，亦可將凸部之數量作成3個、或使徑向內側 之凸部與徑向外側之凸部的前端位置相異’若利用至7少2 個凸部分別咬入墊圈之表面，並利用使被此等凸部所按壓 之墊圈部分進入凹部，而由凸部及凹部之雙方來形成密封 的話，可採用各種之墊圈壓緊突起形狀。 (產業上之可利用性） 可將作爲螺栓手段之螺栓的直徑作成較小，藉此’可 $ 減小使用流體聯結器之裝置的設置空間，所以，可提高供 給各種之氣體的流體控制器等之性能。 【圖式簡單說明】 第1圖爲顯示本發明之流體連結器的一實施形態之縱 剖視圖，並顯示手動栓緊之狀態。 第2圖爲第1圖之要部放大圖。 第3圖爲顯示墊圈壓緊用突起形狀之部分放大縱剖視 圖。 # 第4圖爲顯示本發明之流體連結器的一實施形態之縱 剖視圖，並顯示以指定轉矩栓緊之狀態。 第5圖爲第4圖之要部放大圖。 第6圖爲顯示本發明之效果的曲線圖。 第7圖爲顯示針對本發明之流體連結器及習知流體連 結器進行密封性比較之結果的曲線圖。 第8圖爲密封性之評價裝置的示意圖，（a)爲俯視圖， (b)爲垂直剖視圖。 -15- 200839132 第9圖爲顯示一個密封部附一根螺栓之構成的一例的 * 立體圖。 第1 0圖爲顯示一個密封部附一根螺栓之構成的另一例 的立體圖。 第1 1圖爲顯示使用本發明之流體連結器之一例的流體 控制裝置的立體圖。 第1 2圖爲顯示習知流體連結器之一例的對應第5圖之 圖。 【主要元件符號說明】 3 第1聯結器構件 4 第2聯結器構件 20 流體聯結器 21 墊圏 22 螺栓（螺栓手段） 25 貫穿孔（螺栓手段） 26 內螺紋部（螺栓手段） 27,28 環狀墊圈壓緊突起 31,32 凸部 33 凹部 S 密封部 -16-