(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温流体を移送するための低温流体用バイヨネット継ぎ手であって、
前記低温流体を移送可能である、第１の断熱パイプおよびこの第１の断熱パイプに対して嵌合した第２の断熱パイプと、
これら第１の断熱パイプおよび第２の断熱パイプの間をシールするシール部材と、
このシール部材に塗布した潤滑用のグリースと、
このシール部材の部分に設けたグリース溜まり空間と、
を有するとともに、
前記グリース溜まり空間は、前記シール部材の低温側に位置してこれを設けたことを特徴とする低温流体用バイヨネット継ぎ手。
【請求項２】
低温流体を移送するための低温流体用バイヨネット継ぎ手であって、
前記低温流体を移送可能である、第１の断熱パイプおよびこの第１の断熱パイプに対して嵌合した第２の断熱パイプと、
これら第１の断熱パイプおよび第２の断熱パイプの間をシールするシール部材と、
このシール部材に塗布した潤滑用のグリースと、
このシール部材の部分に設けたグリース溜まり空間と、
を有するとともに、
前記グリース溜まり空間は、前記シール部材の内周側に位置してこれを設けたことを特徴とする低温流体用バイヨネット継ぎ手。
【請求項３】
低温流体を移送するための低温流体用バイヨネット継ぎ手であって、
前記低温流体を移送可能である、第１の断熱パイプおよびこの第１の断熱パイプに対して嵌合した第２の断熱パイプと、
これら第１の断熱パイプおよび第２の断熱パイプの間をシールするシール部材と、
このシール部材に塗布した潤滑用のグリースと、
このシール部材の部分に設けたグリース溜まり空間と、
を有するとともに、
前記グリース溜まり空間は、前記第１の断熱パイプおよび前記第２の断熱パイプの間における前記グリースの漏れ移動行程を延長するように、前記第１の断熱パイプと前記第２の断熱パイプとの間に位置してこれを設けたことを特徴とする低温流体用バイヨネット継ぎ手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低温流体用バイヨネット継ぎ手にかかるもので、とくに半導体の製造にあたってシリコンウェハーなどに各種のイオンを注入するイオン注入装置におけるシリコンウェハーの冷却操作、あるいはプラズマ表面処理装置などにおけるコーティング時の冷却操作などにあたって液体窒素や液体ヘリウムなどの低温流体移送用として用いられる冷却媒体移送用配管、さらに、その他の配管において低温流体の移送用として応用することができる低温流体用バイヨネット継ぎ手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバイヨネット継ぎ手は、一対のパイプを互いに差し込んで構成するというその構造上、外部からの侵入熱を低く押さえることができるため、たとえば液体窒素や液体ヘリウムなどの低温流体を移送する配管継ぎ手としてよく使われている。
しかしながら、従来の低温流体用バイヨネット継ぎ手は、固定式の配管であり、低温流体移送用としてこれを接続しても、相対的に運動することはほとんどできない。しかも、バイヨネット継ぎ手を組み込んだリンク配管は、長期間にわたって使用され、耐久性が要求されている。
【０００３】
低温流体を冷却媒体として採用し、被冷却物にこれを移送して冷却する冷却媒体移送用配管などにおいては、一対のパイプがそれぞれの軸心のまわりに互いに回転可能であるなど可動式のバイヨネット継ぎ手が要請されており、少しでも動かすことができる低温流体用バイヨネット継ぎ手として提案されているものを図３にもとづき概説する。
【０００４】
図３は、提案されている低温流体用バイヨネット継ぎ手１の断面図であって、低温流体用バイヨネット継ぎ手１は、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３を組み合わせたもので、さらにＯリング４（シール部材）および袋ナット５を有する。
第１の断熱パイプ２は、二重管構造であって、その内部を第１の断熱真空部６としてある。第２の断熱パイプ３も、二重管構造であって、その内部を第２の断熱真空部７としてある。
第１の断熱パイプ２の端部は、これを凹部として、この内部に第２の断熱パイプ３の凸部とした端部を所定長さ（差込み部８）にわたって挿入し、回転継ぎ手部９とするとともに、この嵌合部分のわずかな間隙部を付属断熱部１０としてある。
【０００５】
この付属断熱部１０の最奥部（室温側）に、上記Ｏリング４と、差込み部８が抜けてしまうことを防止可能な脱落防止用ストッパー１１および脱落防止用フランジ１２と、上記袋ナット５と、を設けてある。
したがって、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３は、軸方向には一体で相対的に移動することはなく、わずかな隙間（付属断熱部１０）があるため回転継ぎ手部９（差込み部８）において相対的に回転可能となっている。
【０００６】
Ｏリング４部分、さらに脱落防止用ストッパー１１および脱落防止用フランジ１２部分にはグリース１３を塗布することにより、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３の回転を保障するように潤滑を行う。
なお、第１の断熱パイプ２あるいは第２の断熱パイプ３の回転操作を行う場合には、袋ナット５をゆるめればよい。
【０００７】
第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３により低温流体流路１４を形成し、低温流体流路１４内を低温流体たとえば液体窒素ＬＮを一方向に供給可能であるとともに、被冷却物（図示せず）を冷却可能で、被冷却物との熱的接触によりガス化した窒素ガスＧＮと混相状態で供給帰還させることができる。
もちろん、この低温流体流路１４内中央部に流体供給管（図示せず）を配置することにより、この流体供給管内を供給通路とし、流体供給管と第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３との間を帰還通路とすることもできる。
【０００８】
なお、付属断熱部１０の部分から窒素ガスＧＮが外方に漏れ出る可能性はあるが、Ｏリング４によりシールしてあるとともに、付属断熱部１０はわずかな隙間しかないので、この間に進入した窒素ガスＧＮは多少の温度差があっても対流することはほとんどできず、低温の窒素ガスＧＮの存在により、断熱作用を呈することができる。また、Ｏリング４部分は、室温程度となっているので、Ｏリング４が凍ることはないし、上述のようにグリース１３などで潤滑することができる。
さらに、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３は、薄肉のステンレス鋼材料によりこれを構成すれば、この部分を伝わって低温部に入る侵入熱はこれを非常に少なくすることができる。
【０００９】
液体窒素ＬＮあるいは窒素ガスＧＮに圧力がかかっている場合であっても、脱落防止用ストッパー１１および脱落防止用フランジ１２が互いに係合しているとともに袋ナット５で固定しているため、この圧力のために差込み部８が飛び出たり、抜け出ることは防止されている。
【００１０】
こうした低温流体用バイヨネット継ぎ手１を利用することにより、たとえば直線状にこれを設ける場合はもちろん、第１の断熱パイプ２あるいは第２の断熱パイプ３のいずれか一方を途中から任意の角度（たとえば直角）に折り曲げ、さらに多数本の低温流体用バイヨネット継ぎ手１を組み合わせて多節リンクとすれば、三次元内での低温流体（冷却媒体）の移送配管の構築が可能である。すなわち、回転継ぎ手部９における回転が可能であるため、任意の範囲にわたって、被冷却物の動きに追随して冷却媒体を移送可能である。
【００１１】
しかしながら、潤滑のために塗布されているグリース１３は、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３の相対運動にともない、第１の断熱パイプ２と第２の断熱パイプ３との間の狭い隙間（付属断熱部１０）に漏れ込む。
低温配管に使用された低温流体用バイヨネット継ぎ手１では、第２の断熱パイプ３の先端部（第１の断熱パイプ２の奥の方）に行くにしたがって、低温となるので、低温流体流路１４に極低温の流体を流している場合、付属断熱部１０におけるある部位より先（低温側）では、グリース１３が凍ってしまうという問題がある。
凍ったグリース１３は、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３を傷つけたり、甚だしい場合には、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３のふたつの管を固着させてしまうという問題がある。
【００１２】
上述の諸問題を解消するために、潤滑に使用するグリース１３の量を極力少なくするようにすることもできるが、あまり量を少なくするとＯリング４の潤滑がうまく行かず、油切れを起こし、低温流体の漏れを生じたり、駆動力の増大をもたらすという別の問題がある。さらに、Ｏリング４の摩耗量も増大して、シール性能の低下とともに短寿命のもととなるという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、回転継ぎ手部部分において低温側に流れるグリースの量を極力少なくすることができる低温流体用バイヨネット継ぎ手を提供することを課題とする。
【００１４】
また本発明は、とくにグリースによる潤滑を行う可動部分を有する低温装置において、グリースの消耗によるシール性能低下を防止可能な低温流体用バイヨネット継ぎ手を提供することを課題とする。
【００１５】
また本発明は、グリースの凍結による可動性の低下を防止可能な低温流体用バイヨネット継ぎ手を提供することを課題とする。
【００１６】
また本発明は、Ｏリングなどのシール部材によるシール部分を設けた低温装置において、シール部材の潤滑を保障可能な低温流体用バイヨネット継ぎ手を提供することを課題とする。
【００１７】
また本発明は、第１の断熱パイプおよび第２の断熱パイプの可動性を保障することができる低温流体用バイヨネット継ぎ手を提供することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、第１の断熱パイプおよび第２の断熱パイプの間のシール部材部分にグリース溜まり空間を設けることに着目したもので、低温流体を移送するための低温流体用バイヨネット継ぎ手であって、上記低温流体を移送可能である、第１の断熱パイプおよびこの第１の断熱パイプに対して嵌合した第２の断熱パイプと、これら第１の断熱パイプおよび第２の断熱パイプの間をシールするシール部材と、このシール部材に塗布した潤滑用のグリースと、このシール部材の部分に設けたグリース溜まり空間と、を有することを特徴とする低温流体用バイヨネット継ぎ手である。
【００１９】
上記グリース溜まり空間は、上記シール部材の低温側に位置してこれを設けることができる。
【００２０】
上記グリース溜まり空間は、上記シール部材の内周側に位置してこれを設けることができる。
【００２１】
上記グリース溜まり空間は、上記第１の断熱パイプおよび上記第２の断熱パイプの間における上記グリースの漏れ移動行程を延長するように、上記第１の断熱パイプと上記第２の断熱パイプとの間に位置してこれを設けることができる。
【００２２】
本発明による低温流体用バイヨネット継ぎ手においては、第１の断熱パイプおよび第２の断熱パイプの間のＯリングなどによるシール部材の部分にグリース溜まり空間を設けたので、回転継ぎ手部において低温側に漏れ移動してゆくグリースの凍結を防止して可動性を保障することができる。
したがって、潤滑用としてのグリースを必要量だけ十分に塗布しておくことができ、潤滑性能の維持とともに、グリースの消耗を避けてシール部材のシール性能を維持することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の第１の実施の形態による低温流体用バイヨネット継ぎ手２０を図１にもとづき説明する。ただし、図３と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、低温流体用バイヨネット継ぎ手２０の断面図であって、低温流体用バイヨネット継ぎ手２０においては、前記第１の断熱パイプ２と前記第２の断熱パイプ３との間のＯリング４の低温側（第１の断熱パイプ２の入口側より前記付属断熱部１０に沿った低温側）に環状のグリース溜まり空間２１を形成してある。
【００２４】
このグリース溜まり空間２１は、Ｏリング４の部分から付属断熱部１０に至る隣にこれを形成するもので、さらにその中央部に全周突起２２を設けることによってグリース溜まり空間２１を二分割し、主溜まり空間２３および副溜まり空間２４とし、グリース１３のさらなる低温側への進行を防止している。
すなわち、グリース溜まり空間２１は、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３の間におけるグリース１３の漏れ移動行程を延長するように、第１の断熱パイプ２と第２の断熱パイプ３との間の付属断熱部１０に位置してこれを設けてある。
【００２５】
こうした構成の低温流体用バイヨネット継ぎ手２０において、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３の間に凍結防止用のグリース溜まり空間２１を設けることにより、回転継ぎ手部９（Ｏリング４およびグリース１３部分）から低温側へのグリース１３の移動をグリース溜まり空間２１の部分で阻止し、グリース１３の凍結を防止することができる。
したがって、比較的多量のグリース１３を使用しても、既述のような不具合を回避可能である結果、Ｏリング４部分の油切れを防止し、シール性能の向上、Ｏリング４の摩耗防止、さらに駆動力の低減化が可能となり、高い信頼性と耐久性を有することができる。
【００２６】
つぎに図２は、本発明の第２の実施の形態による低温流体用バイヨネット継ぎ手３０の断面図であって、低温流体用バイヨネット継ぎ手３０においては、グリース溜まり空間２１に相当するグリース溜まり空間３１を、Ｏリング４によるシール部の内周側に形成してある。
【００２７】
すなわち、第１の断熱パイプ２の外径を大きくすることによってＯリング４によるシール部の直径を大きくし、第１の断熱パイプ２の内壁面３２を第２の断熱パイプ３の方向に突出させ、Ｏリング４およびグリース溜まり空間３１部分のパイプ軸方向の全長を短くしている。ただし、グリース溜まり空間３１をＯリング４によるシール部の内周側に形成することにより、第１の断熱パイプ２および第２の断熱パイプ３の間におけるグリース１３の漏れ移動行程を延長するようになっている。
つまり、図１に示した低温流体用バイヨネット継ぎ手２０の場合には、グリース溜まり空間２１の分だけ、低温流体用バイヨネット継ぎ手２０の全長が長くなり、したがって長さの制限が大きく、低温流体用バイヨネット継ぎ手２０の長さを短く作らなければならない場合には、外部からの侵入熱が大きくなる問題があるが、Ｏリング４の内周側にグリース溜まり空間３１を形成すれば、こうした問題を回避可能である。
【００２８】
こうした構成の低温流体用バイヨネット継ぎ手３０においても、Ｏリング４によるシール部のすぐ内周側にグリース溜まり空間３１を設けるあるため、低温流体用バイヨネット継ぎ手３０の回転あるいは揺動によってＯリング４部分から漏れ出るグリース１３がこのグリース溜まり空間３１に溜まり、低温側すなわち付属断熱部１０の入口側には進行することがなく、グリース１３の凍結を防止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１の断熱パイプと第２の断熱パイプとの間に凍結防止用のグリース溜まり空間を設けることにより、回転継ぎ手部において低温側へのグリースの進行を防止し、グリースの凍結を防止し、回転継ぎ手部の可動性およびシール性を保障して、低温配管を正常に機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による低温流体用バイヨネット継ぎ手２０の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による低温流体用バイヨネット継ぎ手３０の断面図である。
【図３】提案されている低温流体用バイヨネット継ぎ手１の断面図である。
【符号の説明】
１  低温流体用バイヨネット継ぎ手（図３）
２  第１の断熱パイプ
３  第２の断熱パイプ
４  Ｏリング（シール部材）
５  袋ナット
６  第１の断熱パイプ２の第１の断熱真空部
７  第２の断熱パイプ３の第２の断熱真空部
８  差込み部
９  回転継ぎ手部
１０  付属断熱部
１１  脱落防止用ストッパー
１２  脱落防止用フランジ
１３  グリース
１４  低温流体流路
２０  低温流体用バイヨネット継ぎ手（第１の実施の形態、図１）
２１  グリース溜まり空間
２２  全周突起
２３  グリース溜まり空間２１の主溜まり空間
２４  グリース溜まり空間２１の副溜まり空間
３０  低温流体用バイヨネット継ぎ手（第２の実施の形態、図２）
３１  グリース溜まり空間
３２  第１の断熱パイプ２の内壁面
ＬＮ  液体窒素
ＧＮ  窒素ガス
【図１】
0003629677.tif 000002
【図２】
0003629677.tif 000003
【図３】
0003629677.tif 000004