(57)【要約】  硬度が配管の硬度より高く、継手の硬度以下である第１リングと、硬度が継手の硬度より高い第２リングとが配管に挿通される。配管は、締結部材に挿通され、配管の先端は、継手の第１凹部に挿入される。締結部材のねじ部を継手のねじ部に螺合することにより、継手の第１凹部に設けられる第１接触面と締結部材の第２凹部に設けられる第２接触面との間に挟持された第１リングおよび第２リングは、第１接触面に向けて押圧され、配管に食い込むことで配管を固定する。さらに、第１リングおよび第２リングに固定された配管は、押圧力により継手側に移動し、継手の設置面に設置されたオリフィスプレートを配管の先端により設置面側に押圧する。これにより、オリフィスプレートが配置される継手に配管を接続する場合に、オリフィスプレートを含む複数個所で、継手内の流路の密閉性を保持することができる。
2017073596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる第１貫通穴と、前記第１貫通穴に連通され、配管が挿入される第１凹部と、前記第１凹部の開口端に設けられる第１接触面と、前記第１凹部における前記第１貫通穴の開口端に設けられ、オリフィスプレートが設置される設置面とを有する継手と、
前記配管が挿通され、前記第１接触面に接触される第１リングと、
前記配管が挿通される第２リングと、
前記配管が挿通される第２貫通穴と、前記第２貫通穴に連通される第２凹部と、前記第２凹部における前記第２貫通穴の開口端に設けられ、前記第２リングが接触される第２接触面と、前記継手に設けられるねじ部に螺合されるねじ部とを有し、ねじ部の螺合により、前記第１接触面と前記第２接触面との間に挟持される前記第１リングおよび前記第２リングを、前記第１接触面に向けて押圧することで、前記第１リングおよび前記第２リングを前記配管に食い込ませて前記配管に固定するとともに、前記第１リングおよび前記第２リングに固定された前記配管を押圧力により前記継手側に移動させて、前記設置面に設置された前記オリフィスプレートを、前記配管の先端により前記設置面側に押圧する締結部材と
を備え、
前記第１リングの硬度は、前記配管の硬度より高く、前記継手の硬度以下であり、
前記第２リングの硬度は、前記継手の硬度より高いことを特徴とする配管接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載の配管接続構造において、
前記第２リングのビッカース硬度は、７００から９００の間に設定され、
前記第１リングのビッカース硬度は、２５０から３５０の間に設定され、
前記継手のビッカース硬度は、２５０から４００の間であって、かつ、前記第１リングのビッカース硬度以上に設定され、
前記配管のビッカース硬度は、１５０から２５０の間であって、かつ、前記第１リングのビッカース硬度より低く設定されることを特徴とする配管接続構造。
【請求項３】
請求項２に記載の配管接続構造において、
前記オリフィスプレートの硬度は、前記配管の硬度より低いことを特徴とする配管接続構造。
【請求項４】
請求項３に記載の配管接続構造において、
前記オリフィスプレートのビッカース硬度は、８０から２００の間であって、かつ、前記配管の硬度より低く設定されることを特徴とする配管接続構造。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の配管接続構造において、
前記第２リングにおいて、前記締結部材の前記継手への螺合時に前記第１リングに接触する接触部を含む領域は、浸炭処理により硬化された硬化部を備えることを特徴とする配管接続構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の配管接続構造において、
前記継手の前記第１接触面は、バニシング加工により平滑化された平滑部を備え、
前記平滑部の硬度は、前記第１リングの硬度より高いことを特徴とする配管接続構造。
【請求項７】
流体が流れる第１貫通穴と、前記第１貫通穴に連通され、配管が挿入される第１凹部と、前記第１凹部の開口端に設けられる第１接触面と、前記第１凹部における前記第１貫通穴の開口端に設けられ、オリフィスプレートが設置される設置面とを有する継手に、前記配管を接続する配管接続具において、
前記配管に挿通され、前記第１接触面に接触される第１リングと、
前記配管に挿通される第２リングと、
前記配管が挿通される第２貫通穴と、前記第２貫通穴に連通される第２凹部と、前記第２凹部における前記第２貫通穴の開口端に設けられ、前記第２リングが接触される第２接触面と、前記継手に設けられるねじ部に螺合されるねじ部とを有し、ねじ部の螺合により、前記第１接触面と前記第２接触面との間に挟持される前記第１リングおよび前記第２リングを、前記第１接触面に向けて押圧することで、前記第１リングおよび前記第２リングを前記配管に食い込ませて前記配管に固定するとともに、前記第１リングおよび前記第２リングに固定された前記配管を押圧力により前記継手側に移動させて、前記設置面に設置された前記オリフィスプレートを、前記配管の先端により前記設置面側に押圧する締結部材と
を備え、
前記第１リングの硬度は、前記配管の硬度より高く、前記継手の硬度以下であり、
前記第２リングの硬度は、前記継手の硬度より高いことを特徴とする配管接続具。
【請求項８】
硬度が、配管の硬度より高く、継手の硬度以下である第１リングと、
硬度が、前記継手の硬度より高い第２リングと、
前記配管が挿通される第２貫通穴と、前記第２貫通穴に連通される第２凹部と、前記第２凹部における前記第２貫通穴の開口端に設けられ、前記第２リングが接触される第２接触面と、ねじ部とを有する締結部材と
を備える配管接続具を使用して、前記配管をオリフィスプレートと共に、流体が流れる第１貫通穴と、前記第１貫通穴に連通され、開口端に第１接触面が設けられる第１凹部と、ねじ部とを有する前記継手に取り付ける配管の接続方法において、
前記オリフィスプレートを、前記第１凹部における前記第１貫通穴の開口端に設けられる設置面に配置し、
前記締結部材と前記第２リングと前記第１リングとを挿通した前記配管の先端を前記第１凹部に挿入し、
前記締結部材のねじ部を前記継手のねじ部に螺合することで、
前記第１接触面と前記第２接触面との間に挟持される前記第１リングおよび前記第２リングを、前記第１接触面に向けて押圧し、
前記第１リングおよび前記第２リングを前記配管に食い込ませて前記配管に固定するとともに、前記第１リングおよび前記第２リングに固定された前記配管を押圧力により前記継手側に移動させて、前記設置面に配置された前記オリフィスプレートを、前記配管の先端により前記設置面側に押圧すること
を特徴とする配管の接続方法。
【請求項９】
請求項８記載の配管の接続方法において、
前記配管を前記継手に取り付ける前に、
前記継手に螺合された前記締結部材を緩め、
前記締結部材を、前記第１リング及び前記第２リングが食い込んだ使用中の配管と共に前記継手から取り外し、
使用中のオリフィスプレートを前記第１凹部から取り外すこと
を特徴とする配管の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を管継手やバルブの継手等に接続する配管接続構造、配管接続具及び配管の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを製造する半導体製造プロセスでは、例えば、複数の処理チャンバにより複数のウェハを並行して処理するマルチチャンバ方式の半導体製造装置や、１つの処理チャンバで複数のプロセスを行うマルチプロセス方式の半導体製造装置が用いられる。半導体製造装置では、流体制御装置から処理チャンバ等に反応活性なガスを供給することで、成膜プロセスやエッチングプロセスが行われる。【０００３】
半導体製造装置に搭載される流体制御装置では、例えば、エアオペレートバルブ、流量調整バルブ、及びマスフローコントローラなどの機器が、配管及び管継手等を用いてベースブロックに連結されることで、複数の流路が形成される。例えば、複数の流路を有する集積型の流体制御装置が、半導体製造プロセスを行う半導体製造装置に搭載される。また、流体制御装置では、ボンベ等の供給元から供給される高圧で大流量のガスを、適切な流量に絞った後に流量調整バルブ等を含む流体制御機器に供給するために、オリフィス（開口）を有するオリフィスプレートが流体制御装置の流路内に設けられる場合がある。【０００４】
例えば、オリフィスの開口径は、オリフィスの上流側におけるガスの圧力Ｐ１と、オリフィスの下流側におけるガスの圧力Ｐ２との関係が臨界膨張条件（Ｐ１≧２Ｐ２）を満足するように設定される。オリフィスの上流側におけるガスの圧力Ｐ１と、オリフィスの下流側におけるガスの圧力Ｐ２との関係が臨界膨張条件を満足している場合、オリフィスの上流側におけるガスの圧力Ｐ１が大きく変化した場合であっても、オリフィスの下流側におけるガスの流速が一定で保持される。したがって、流体制御装置の流路内にオリフィスプレートを設けることで、流速が安定したガスを、流体制御機器に供給することができ、オリフィスの前後の圧力差に起因したガスの逆流を防止することができる。また、流路内に設けたオリフィスプレートにより、流体制御機器に供給されるガスの流量が抑えられるため、流体制御機器は、半導体製造装置の処理チャンバ等で使用されるガスの供給量を微調整することで、所定量のガスを処理チャンバ等に供給できる。その結果、流体制御機器の流量制御に掛かる負担が抑えられる。【０００５】
ところで、オリフィスプレートは、管継手等の内部に取り付けられ、あるいは、オリフィスプレートは、管継手等に接続される配管の先端に溶接される。オリフィスプレートを継手の内部に取り付ける場合、オリフィスプレートの外周部に形成された雄ねじが継手の流路上に形成された雌ねじに螺合され、あるいは、継手内に配置されたオリフィスプレートが配管とともに継手に固定される。【０００６】
一方、流体制御装置の流路に流れる反応活性なガスは、毒性及び腐食性を有する場合があり、大気中で発火する自然性を有する場合がある。このため、配管を接続する管継手等は、流路を流れるガスを外部に漏らさない密閉性の構造を有する必要がある。液体が流体制御装置の流路に流れる場合にも、流路を流れる液体を外部に漏らさない密閉性の構造を有する必要がある。【０００７】
例えば、オリフィスプレートが、継手に接続される配管の先端に溶接される場合、継手の開口部から挿入された配管を開口部に溶接することで、密閉性が保持される（特許文献２）。オリフィスプレートが継手に螺合される場合、ナット部材に挿通される配管にリング状のスリーブを嵌めた後、オリフィスプレートが螺合された継手内に配管を挿入し、ナット部材を継手に螺合し、スリーブを継手の内壁と配管とに押圧状態で接触させることで、密閉性が保持される（特許文献１）。継手内に配置されたオリフィスプレートが配管とともに継手に固定される場合、配管に設けられたねじ部を継手に設けられたねじ部に螺合し、継手内に挿入された配管の先端によりガスケットとオリフィスプレートとを継手に押圧することで、密閉性が保持される（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平１−１６９６９７号公報
【特許文献２】実開昭６３−３７８９６号公報
【特許文献３】特開２０１５−１２５０６１号公報
【特許文献４】特開２００４−４４６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２のように継手と配管との溶接により継手の密閉性を保持する場合、又は、特許文献１のようにリング状のスリーブにより継手の密閉性を保持する場合、配管及び継手の流路を流れる流体の一部は、継手に挿入された配管の先端から配管の外周部に入り込む。流体が腐食性を有するガスである場合、配管の外周部及びスリーブ等がガスにより汚染されるおそれがある。又、ガス中に含まれる水分が外周部で結露した場合、配管の外周部及びスリーブ等が腐食するおそれがある。流体が液体の場合にも、配管の外周部及びスリーブ等が腐食するおそれがある。【００１０】
さらに、従来、配管を継手に接続した場合の密閉性は、溶接部、スリーブ又はガスケット等を用いて、１個所で保持される。しかしながら、密閉性の信頼度を向上するためには、１個所だけでなく複数個所で継手と配管とを密閉することが望ましい。【００１１】
本発明は、オリフィスプレートが配置される継手に配管を接続する場合に、オリフィスプレートを含む複数個所で、継手内の流路の密閉性を保持することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様では、配管接続構造は、流体が流れる第１貫通穴と、前記第１貫通穴に連通され、配管が挿入される第１凹部と、前記第１凹部の開口端に設けられる第１接触面と、前記第１凹部における前記第１貫通穴の開口端に設けられ、オリフィスプレートが設置される設置面とを有する継手と、前記配管が挿通され、前記第１接触面に接触される第１リングと、前記配管が挿通される第２リングと、前記配管が挿通される第２貫通穴と、前記第２貫通穴に連通される第２凹部と、前記第２凹部における前記第２貫通穴の開口端に設けられ、前記第２リングが接触される第２接触面と、前記継手に設けられるねじ部に螺合されるねじ部とを有し、ねじ部の螺合により、前記第１接触面と前記第２接触面との間に挟持される前記第１リングおよび前記第２リングを、前記第１接触面に向けて押圧することで、前記第１リングおよび前記第２リングを前記配管に食い込ませて前記配管に固定するとともに、前記第１リングおよび前記第２リングに固定された前記配管を押圧力により前記継手側に移動させて、前記設置面に設置された前記オリフィスプレートを、前記配管の先端により前記設置面側に押圧する締結部材とを備え、前記第１リングの硬度は、前記配管の硬度より高く、前記継手の硬度以下であり、前記第２リングの硬度は、前記継手の硬度より高いことを特徴とする。【００１３】
前記第２リングのビッカース硬度は、７００から９００の間に設定されることが好ましく、前記第１リングのビッカース硬度は、２５０から３５０の間に設定されることが好ましく、前記継手のビッカース硬度は、２５０から４００の間であって、かつ、前記第１リングのビッカース硬度以上に設定されることが好ましく、前記配管のビッカース硬度は、１５０から２５０の間であって、かつ、前記第１リングのビッカース硬度より低く設定されることが好ましい。【００１４】
前記オリフィスプレートの硬度は、前記配管の硬度より低いことが好ましい。【００１５】
前記オリフィスプレートのビッカース硬度は、８０から２００の間であって、かつ、前記配管の硬度より低く設定されることが好ましい。【００１６】
前記第２リングにおいて、前記締結部材の前記継手への螺合時に前記第１リングに接触する接触部を含む領域は、浸炭処理により硬化された硬化部を備えることが好ましい。【００１７】
前記継手の前記第１接触面は、バニシング加工により平滑化された平滑部を備え、前記平滑部の硬度は、前記第１リングの硬度より高いことが好ましい。【００１８】
本発明の別の態様では、流体が流れる第１貫通穴と、前記第１貫通穴に連通され、配管が挿入される第１凹部と、前記第１凹部の開口端に設けられる第１接触面と、前記第１凹部における前記第１貫通穴の開口端に設けられ、オリフィスプレートが設置される設置面とを有する継手に、前記配管を接続する配管接続具において、前記配管に挿通され、前記第１接触面に接触される第１リングと、前記配管に挿通される第２リングと、前記配管が挿通される第２貫通穴と、前記第２貫通穴に連通される第２凹部と、前記第２凹部における前記第２貫通穴の開口端に設けられ、前記第２リングが接触される第２接触面と、前記継手に設けられるねじ部に螺合されるねじ部とを有し、ねじ部の螺合により、前記第１接触面と前記第２接触面との間に挟持される前記第１リングおよび前記第２リングを、前記第１接触面に向けて押圧することで、前記第１リングおよび前記第２リングを前記配管に食い込ませて前記配管に固定するとともに、前記第１リングおよび前記第２リングに固定された前記配管を押圧力により前記継手側に移動させて、前記設置面に設置された前記オリフィスプレートを、前記配管の先端により前記設置面側に押圧する締結部材とを備え、前記第１リングの硬度は、前記配管の硬度より高く、前記継手の硬度以下であり、前記第２リングの硬度は、前記継手の硬度より高いことを特徴とする。【００１９】
本発明の別の態様では、硬度が、配管の硬度より高く、継手の硬度以下である第１リングと、硬度が、前記継手の硬度より高い第２リングと、前記配管が挿通される第２貫通穴と、前記第２貫通穴に連通される第２凹部と、前記第２凹部における前記第２貫通穴の開口端に設けられ、前記第２リングが接触される第２接触面と、ねじ部とを有する締結部材とを備える配管接続具を使用して、前記配管をオリフィスプレートと共に、流体が流れる第１貫通穴と、前記第１貫通穴に連通され、開口端に第１接触面が設けられる第１凹部と、ねじ部とを有する前記継手に取り付ける配管の接続方法において、前記オリフィスプレートを、前記第１凹部における前記第１貫通穴の開口端に設けられる設置面に配置し、前記締結部材と前記第２リングと前記第１リングとを挿通した前記配管の先端を前記第１凹部に挿入し、前記締結部材のねじ部を前記継手のねじ部に螺合することで、前記第１接触面と前記第２接触面との間に挟持される前記第１リングおよび前記第２リングを、前記第１接触面に向けて押圧し、前記第１リングおよび前記第２リングを前記配管に食い込ませて前記配管に固定するとともに、前記第１リングおよび前記第２リングに固定された前記配管を押圧力により前記継手側に移動させて、前記設置面に配置された前記オリフィスプレートを、前記配管の先端により前記設置面側に押圧することを特徴とする。【００２０】
また、配管を前記継手に取り付ける前に、前記継手に螺合された前記締結部材を緩め、前記締結部材を、前記第１リング及び前記第２リングが食い込んだ使用中の配管と共に前記継手から取り外し、使用中のオリフィスプレートを前記第１凹部から取り外してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、締結部材を継手に螺合することにより、第１リングを継手の第１接触面に押圧するとともに、第１リング及び第２リングにより固定された配管の先端でオリフィスプレートを継手に押圧することができる。その結果、オリフィスプレートが配置される継手に配管を接続する場合に、オリフィスプレートを含む複数個所で、継手内の流路の密閉性を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】流体制御装置を構成する２つのエアオペレートバルブが、配管及び管継手により互いに接続される例を示す図である。
【図２】図１に示すエアオペレートバルブの一部断面図である。
【図３Ａ】図１に示す管継手の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す管継手のｘｙ平面における断面図である。
【図４】図１に示す配管、管継手及び配管接続具の斜視図である。
【図５】図４に示す配管、管継手及び配管接続具の断面図である。
【図６Ａ】図５に示す配管に配管接続具を取り付けた状態を示す断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す締結部材の雌ねじ部が管継手の雄ねじ部に螺合された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る配管接続構造、配管接続具及び配管の接続方法の実施形態について説明する。本発明の配管接続構造、配管接続具及び配管の接続方法は、一例として半導体製造装置等に供給するガスを制御する流体制御装置１００に適用される。なお、本発明の配管接続構造は、半導体製造装置等に供給する液体を制御する流体制御装置に適用されてもよい。
【００２４】
図１は、流体制御装置１００を構成する２つのエアオペレートバルブ１５，１６が、配管１８Ｂ，１８Ｃ及び管継手１７により互いに接続される例を示している。エアオペレートバルブ１５は、締結部材５１Ａにより配管１８Ａが接続された継手部３１Ａと、締結部材５１Ｂにより配管１８Ｂが接続された継手部３２Ａとを有する。エアオペレートバルブ１６は、締結部材５１Ｃにより配管１８Ｃが接続された継手部３１Ｂと、締結部材５１Ｄにより配管１８Ｄが接続された継手部３２Ｂとを有する。管継手１７及び継手部３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂは、継手の一例である。配管１８Ｂは、締結部材５１Ｅにより管継手１７に接続され、配管１８Ｃは、締結部材５１Ｆにより管継手１７に接続される。すなわち、２つのエアオペレートバルブ１５，１６は、管継手１７を介して接続された２つの配管１８Ｂ，１８Ｃにより相互に接続される。例えば、配管１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄは、円筒状であり、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料を用いて形成される。配管１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄのビッカース硬度は、例えば、２００に設定される。なお、配管１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄのビッカース硬度は、１５０から２５０の間であって、かつ、フロントリング５２のビッカース硬度より低く設定されることが好ましい。
【００２５】
図１に示す流体制御装置１００では、配管１８Ａから供給されるガスは、エアオペレートバルブ１５、配管１８Ｂ、管継手１７、配管１８Ｃ、エアオペレートバルブ１６を通って、配管１８Ｄから出力され、流体制御機器に供給される。配管１８Ｂと管継手１７とは、締結部材５１Ｅを含む配管接続具５０（詳細は図４及び図５に示す）により接続される。図１では、２つのエアオペレートバルブ１５，１６を互いに接続する例を示しているが、本発明の配管接続構造、配管接続具及び配管の接続方法は、互いに異なる種類の２つのバルブの接続、又は、バルブと流体制御機器との接続に適用可能である。
【００２６】
図２は、図１に示すエアオペレートバルブ１５の例を示す。エアオペレートバルブ１５，１６の構成は互いに同一であるため、図２ではエアオペレートバルブ１５の構成を説明し、エアオペレートバルブ１６の構成の説明は省略する。エアオペレートバルブ１６は、図２において、符号１５を符号１６に読み替え、符号３１Ａを符号３１Ｂに読み替え、符号３２Ａを符号３２Ｂに読み替えることで説明される。なお、図２では、エアオペレートバルブ１５のうち、バルブ本体２３は、断面で示される。
【００２７】
図２に示すエアオペレートバルブ１５は、ケーシング２４の内部に設けたピストン（図示省略）を、チューブ２９からの駆動エアの供給又は停止により駆動させて、流体が流れる通路である流路を開閉するバルブである。エアオペレートバルブ１５は、流体を流入する通路２１及び流体を流出する通路２２を有するバルブ本体２３と、バルブ本体２３の上方に設けたケーシング２４とを有する。ここで、通路２１，２２における軸方向に直交する断面の形状は、例えば、円形状である。エアオペレートバルブ１５は、バルブ本体２３とケーシング２４との接続部分に配置される環状弁座２５、ダイヤフラム（弁体）２６及びダイヤフラム押さえ２７を有する。環状弁座２５は、通路２１のケーシング２４側の末端の周囲に設けられる。ダイヤフラム２６は、ケーシング２４の内部に設けられたピストンの動きに応じて、ダイヤフラム押さえ２７とともに環状弁座２５から離れた場合に流路を開き、ダイヤフラム押さえ２７により環状弁座２５に押圧された場合に流路を閉じる。ケーシング２４におけるバルブ本体２３との接続部分との反対側には、駆動エアをケーシング２４の内部に導入するためのチューブ２９がワンタッチ継手２８を介して接続される。
【００２８】
バルブ本体２３は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いて形成される。バルブ本体２３は、図２に示すｘ方向における両端に突出する円筒状の継手部３１Ａ，３２Ａを有する。継手部３１Ａは、雄ねじ部３１ａ、テーパ部３１ｅ及び挿入部３１ｃを有する。雄ねじ部３１ａは、継手部３１Ａの外周に設けられる。テーパ部３１ｅは、継手部３１Ａの開口端３１ｂから内側に向けて内径が徐々に小さくなるテーパ面を有する。テーパ部３１ｅの一端には開口端３１ｂが形成され、そのテーパー部３１ｅの他端には、挿入部３１ｃが形成される。挿入部３１ｃのｙｚ平面における断面は円形状である。
【００２９】
テーパ部３１ｅの軸、挿入部３１ｃの軸及び通路２１の軸は、互いに一致する。挿入部３１ｃの内径は、通路２１の内径よりも大きく、挿入部３１ｃに挿入される配管１８Ａ（図１）の外径よりも若干大きい。したがって、挿入部３１ｃと通路２１とが連通する部分には、配管１８Ａの先端が接触することで配管１８Ａの移動を規制する段差面３１ｄが設けられる。また、挿入部３１ｃの内径と、テーパ部３１ｅの挿入部３１ｃ側の端部の内径とは一致する。
【００３０】
継手部３２Ａは、継手部３１Ａと同様に、雄ねじ部３２ａ、テーパ部３２ｅ及び挿入部３２ｃを有する。テーパ部３２ｅは、継手部３２Ａの開口端３２ｂから内側に向けて内径が徐々に小さくなるテーパ面を有する。テーパ部３２ｅのテーパ角は、テーパ部３１ｅのテーパ角と同じに設定される。ここで、テーパ角は、中心軸に対して互いに対向する２つの母線の角度であり、例えば、図２に示すテーパ部３１ｅの断面において、上側と下側に現れる２つ直線を延ばしたときに交わる点を頂点とする２つの直線の角度である。テーパ部３２ｅの一端には開口端３２ｂが形成され、そのテーパー部３２ｅの他端には、挿入部３２ｃが形成される。挿入部３２ｃのｙｚ平面における断面は円形状である。
【００３１】
テーパ部３２ｅの軸、挿入部３２ｃの軸及び通路２２の軸は、互いに一致する。挿入部３２ｃの内径は、通路２２の内径よりも大きく、挿入部３２ｃに挿入される配管１８Ｂ（図１）の外径よりも若干大きい。したがって、挿入部３２ｃと通路２２とが連通する部分には配管１８Ｂの先端が接触することで配管１８Ｂの移動を規制する段差面３２ｄが設けられる。また、挿入部３２ｃの内径と、テーパ部３２ｅの挿入部３２ｃ側の端部の内径とは一致する。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示す管継手１７の例を示す。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、継手の一形態である管継手１７は、略円筒状であり、ナット部４１、雄ねじ部４２，４３、流路４４及び挿入部４５，４６を有する。管継手１７は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いて形成される。流路４４は、第１貫通穴の一例であり、挿入部４５は第１凹部の一例である。ナット部４１は、管継手１７の外周面で且つ管継手１７の軸方向（図３Ａに示すｘ方向）における中央部分に設けられ、例えば、外周の横断面は六角形状である。雄ねじ部４２，４３は、管継手１７の外周面で且つ軸方向における両端側に設けられる。挿入部４５は、管継手１７の軸方向における一端側に設けられ、配管１８Ｂ（図１）の先端が挿入される。挿入部４６は、管継手１７の軸方向における他端側に設けられ、配管１８Ｃ（図１）の先端が挿入される。
【００３３】
流路４４は、挿入部４５，４６に連通し、管継手１７の軸方向に直交する断面が円形状である。流路４４の軸と挿入部４５，４６の軸とは一致する。挿入部４５の内径は、配管１８Ｂ，１８Ｃの外径よりも若干大きく、挿入部４５と流路４４とが連通される部分には段差面４５ａが設けられる。段差面４５ａは、設置面の一例である。挿入部４６の内径は、配管１８Ｃの外径よりも若干大きく、挿入部４６と流路４４とが連通される部分には段差面４６ａが設けられる。
【００３４】
挿入部４５における流路４４と反対側の端にはテーパ部４５ｂが設けられる。テーパ部４５ｂは、管継手１７の端面１７ａから流路４４に向けて内径が徐々に小さくなるテーパ面を有する。同様に、挿入部４６における流路４４と反対側の端にはテーパ部４６ｂが設けられる。テーパ部４６ｂは、管継手１７の端面１７ｂから流路４４に向けて内径が徐々に小さくなるテーパ面を有する。テーパ部４５ｂのテーパ面は、第１接触面の一例である。
【００３５】
テーパ部４５ｂの流路４４側の端部の内径は、挿入部４５の内径と一致し、テーパ部４６ｂの流路４４側の端部の内径は、挿入部４６の内径と一致する。テーパ部４５ｂのテーパ角とテーパ部４６ｂのテーパ角とは互いに同じであり、さらに、テーパ部４５ｂ，４６ｂのテーパ角は、図２に示すテーパ部３１ｅ、３２ｅのテーパ角と同じである。これにより、図４で説明する配管接続具５０を利用して、図１に示す配管１８Ａ，１８Ｂをエアオペレートバルブ１５にそれぞれ接続することができ、図１に示す配管１８Ｃ，１８Ｄをエアオペレートバルブ１６にそれぞれ接続することができる。
【００３６】
管継手１７のビッカース硬度は、例えば、３００に設定される。なお、管継手１７のビッカース硬度は、２５０から４００の間であって、かつ、フロントリング５２のビッカース硬度以上に設定されることが好ましい。また、テーパ部４５ｂ、４６ｂのテーパ面は、バニシング加工を施すことにより、表面が平滑化された平滑部を有してもよい。バニシング加工では、金属の表面部分が塑性変形するため、表面部分の硬度を高くすることができる。換言すれば、バニシング加工により、テーパ部４５ｂ、４６ｂのテーパ面を滑らかにするとともに、テーパ部４５ｂ、４６ｂのテーパ面の硬度を図４で説明するフロントリング５２の硬度に比べて高くすることができる。
【００３７】
図４及び図５は、図１に示す配管１８Ｂ、管継手１７及び配管接続具５０の例を示す。図４及び図５に示すように、配管接続具５０は、締結部材５１Ｅと、フロントリング５２と、バックリング５３とを有する。フロントリング５２及びバックリング５３は、配管１８Ｂを配管接続具５０内で固定する締付リングの機能を有する。フロントリング５２は、第１リングの一例であり、バックリング５３は第２リングの一例である。
【００３８】
なお、本実施形態では、フロントリング５２及びバックリング５３を有する配管接続具５０を用いて、配管１８Ｂをオリフィスプレート６０と共に管継手１７に接続する例を説明するが、フロントリング５２のみを有する配管接続具５０を用いて配管１８Ｂを管継手１７に接続してもよい。この場合、図５に示すフロントリング５２の端面５２ｃは、締結部材５１Ｅのテーパ部５８に対応する形状を有し、フロントリング５２にテーパ部５２ｄは形成されない。すなわち、フロントリング５２の端面５２ｃは、バックリング５３のテーパ部５３ｃと同じ形状に形成される。
【００３９】
締結部材５１Ｅは、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いて形成される。締結部材５１Ｅは、外周面に設けられた横断面が六角柱形状のナット部５５、挿入部５６、挿通穴５７及びテーパ部５８を有する。挿入部５６は、締結部材５１Ｅにおける軸方向の一端側の端面５１ａに開口する横断面が円形状の凹形状を有し、挿入部５６の内面は、端面５１ａから所定の深さまで形成された雌ねじ部５６ａを有する。挿通穴５７は、横断面が円形状であり、挿入部５６と同軸であり、締結部材５１Ｅにおける軸方向の他端側の端面５１ｂから挿入部５６に開口する。挿通穴５７の内径は、配管１８Ｂの外径よりも若干大きく、挿入部５６の内径よりも小さい。したがって、挿入部５６と挿通穴５７との連通部分に形成されるテーパ部５８は、挿入部５６から挿通穴５７に向けて内径が徐々に小さくなるテーパ面を有する。挿通穴５７は、第２貫通穴の一例であり、挿入部５６は、第２凹部の一例であり、テーパ部５８のテーパ面は、第２接触面の一例である。
【００４０】
フロントリング５２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料を用いて形成され、環形状を有する。フロントリング５２の外周部は、締結部材５１Ｅの挿入部５６に挿入される側の端面５２ｃから、端面５２ｃと反対側の端面５２ｅに向けて外径が徐々に小さくなるテーパ部５２ａを有する。フロントリング５２のテーパ部５２ａのテーパ角は、例えば、管継手１７に設けたテーパ部４５ｂのテーパ角よりも小さく設定される。すなわち、フロントリング５２のテーパ部５２ａのテーパ角は、図３Ｂに示す管継手１７に設けたテーパ部４５ｂのテーパ角、図２に示すエアオペレートバルブ１５のバルブ本体２３に設けた継手部３１Ａのテーパ部３１ｅのテーパ角及び継手部３２Ａのテーパ部３２ｅのテーパ角よりも小さい。また、フロントリング５２の端面５２ｃ側の最大外径は、締結部材５１Ｅの挿入部５６の内径よりも小さく設定される。このため、フロントリング５２は、挿入部５６に挿通自在に配置可能である。フロントリング５２のビッカース硬度は、例えば、３００に設定される。なお、フロントリング５２のビッカース硬度は、２５０から３５０の間に設定されることが好ましい。
【００４１】
フロントリング５２は、軸方向に貫通する横断面が円形状の挿通穴５２ｂを有する。挿通穴５２ｂは、内径が配管１８Ｂの外径よりも若干大きく設定される。挿通穴５２ｂにおける端面５２ｃ側には、端面５２ｃから挿通穴５２ｂの内部に向けて内径が徐々に小さくなるテーパ部５２ｄが形成される。テーパ部５２ａにおける端面５２ｅの外径は、挿通穴５２ｂの内径より大きいため、端面５２ｅには、環状の稜線５２ｆが形成される。
【００４２】
バックリング５３は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料を用いて形成され、環形状を有する。バックリング５３の外周部５３ａの最大外径は、締結部材５１Ｅの挿入部５６の内径よりも小さく設定される。このため、バックリング５３は、挿入部５６に挿通自在に配置可能である。バックリング５３は、端面５３ｂから端面５３ｄに貫通し、配管１８Ｂが挿通される挿通穴５３ｆを有する。バックリング５３の外周部５３ａは、挿入部５６に挿入される側の端面５３ｂ側に、外周部５３ａから端面５３ｂに向けて外径が徐々に小さくなるテーパ部５３ｃを有する。テーパ部５３ｃのテーパ角は、締結部材５１Ｅの挿入部５６に設けたテーパ部５８のテーパ角と等しい。
【００４３】
また、バックリング５３の外周部５３ａは、端面５３ｂと反対側の端面５３ｄ側に、端面５３ｄに向けて外径が徐々に小さくなるテーパ部５３ｅを有する。テーパ部５３ｅのテーパ角は、フロントリング５２に設けたテーパ部５２ｄのテーパ角よりも小さい。バックリング５３は、テーパ部５３ｅにおける端面５３ｄの外径は、挿通穴５３ｆの内径より大きいため、端面５３ｄには、環状の稜線５３ｇが形成される。なお、バックリング５３のテーパ部５３ｅのテーパ角は、フロントリング５２のテーパ部５２ａのテーパ角よりも大きい。
【００４４】
例えば、バックリング５３の端面５３ｄ側は、テーパ部５３ｅを含めて部分的に浸炭処理が実施されている。すなわち、図５及び図６で説明する締結部材５１Ｅの管継手１７への螺合時にフロントリング５２のテーパ部５２ｄに接触するテーパ部５３ｅを含む領域は、浸炭処理により硬化された硬化部として機能する。テーパ部５３ｅは、フロントリング５２に接触する接触部の一例である。ここで、浸炭処理は、金属の表面層に炭素を添加する工程と、炭素を添加した金属を焼き入れおよび焼き戻す工程とを含む。浸炭処理により、炭素を添加した表面層の硬度が高くなるが、耐食性は低下するおそれがある。なお、バックリング５３の耐食性が許容される範囲である場合、バックリング５３の全体の浸炭処理を実施してもよい。
【００４５】
部分的な浸炭処理により、バックリング５３の端面５３ｄ側のビッカース硬度は、例えば、端面５３ｂ側のビッカース硬度（例えば、３００）より高い８００に設定される。なお、バックリング５３の端面５３ｄ側のビッカース硬度は、７００から９００の間に設定されることが好ましい。以上を纏めると、フロントリング５２の硬度は、配管１８Ｂの硬度より高く、かつ、管継手１７の硬度以下であり、バックリング５３の硬度は、管継手１７の硬度より高い。
【００４６】
図１に示したように、配管１８Ｂ、１８Ｃと管継手１７とを介してエアオペレートバルブ１５，１６が互いに接続され、配管１８Ａから供給されるガスがエアオペレートバルブ１５，１６を経由して配管１８Ｄから出力される場合、例えば、配管１８Ｂが接続される管継手１７内にオリフィスプレート６０が配置される。
【００４７】
オリフィスプレート６０は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いて形成される。オリフィスプレート６０は、円板形状を有し、中央部にオリフィス６１（穴）を有する。オリフィス６１におけるオリフィスプレート６０の端面６０ａ側は、端面６０ａからオリフィス６１に向けて内径が徐々に小さくなるテーパ部６２を有する。なお、オリフィスプレート６０は、テーパ部６２を持たなくてもよく、この場合、オリフィス６１が、端面６０ａ、６０ｂ間を貫通する。例えば、オリフィスプレート６０は、焼き鈍し処理を実施され、オリフィスプレート６０の硬度は、材料のステンレス鋼の硬度に比べて低く設定される。例えば、オリフィスプレート６０のビッカース硬度は、１００に設定され、配管１８Ｂのビッカース硬度（例えば、２００）よりも低い。なお、オリフィスプレート６０のビッカース硬度は、８０から２００の間に設定されることが好ましい。
【００４８】
図６Ａ及び図６Ｂは、配管接続具５０を用いて、オリフィスプレート６０が設置される管継手１７に配管１８Ｂを接続する方法の例を示す。まず、オリフィスプレート６０が管継手１７の挿入部４５に挿入され、オリフィスプレート６０の端面６０ｂが段差面４５ａに当接される。
【００４９】
配管１８Ｂは、例えば、締結部材５１Ｅの端面５１ｂ側から締結部材５１Ｅの挿通穴５７に挿通され、配管１８Ｂの先端１８ａが締結部材５１Ｅの端面５１ａから突出される。次に、締結部材５１Ｅのテーパ部５８とバックリング５３のテーパ部５３ｃとを対向させて、バックリング５３の挿通穴５３ｆが配管１８Ｂに挿通される。次に、バックリング５３のテーパ部５３ｅとフロントリング５２のテーパ部５２ｄとを対向させて、フロントリング５２の挿通穴５２ｂが配管１８Ｂに挿通される。なお、バックリング５３及びフロントリング５２が挿通された配管１８Ｂが、締結部材５１Ｅの挿入部５６側から挿通穴５７に挿通されてもよい。
【００５０】
次に、配管１８Ｂの先端１８ａが管継手１７の挿入部４５に挿入される。配管１８Ｂの先端１８ａが挿入部４５内を方向Ａに移動中に、稜線５２ｆが管継手１７のテーパ部４５ｂに接触した場合、フロントリング５２の方向Ａへの移動は規制される。さらに、バックリング５３におけるテーパ部５３ｅの端面５３ｄに設けられた稜線５３ｇが、フロントリング５２のテーパ部５２ｄに接触した場合、バックリング５３の方向Ａへの移動は規制される。
【００５１】
そして、配管１８Ｂは、先端１８ａがオリフィスプレート６０の端面６０ａに接触するまで挿入部４５に挿入される。配管１８Ｂの先端１８ａが接触されたオリフィスプレート６０は、配管１８Ｂの先端１８ａと管継手１７に設けた段差面４５ａとの間により挟持された状態となる。締結部材５１Ｅが管継手１７に接触していない場合、締結部材５１Ｅは、雌ねじ部５６ａが管継手１７の雄ねじ部４２に螺合可能な位置まで方向Ａに移動される。締結部材５１Ｅの雌ねじ部５６ａが管継手１７の雄ねじ部４２に螺合可能な位置まで移動された状態で、バックリング５３及びフロントリング５２は、締結部材５１Ｅの挿入部５６の内部に収納されている。この状態では、バックリング５３及びフロントリング５２の各々は、挿入部５６内において、配管１８Ｂの軸方向（図６Ａに示すｘ方向）に移動可能である。
【００５２】
次に、締結部材５１Ｅのナット部５５が工具等を用いて締め付けられると、図６Ａ又は図６Ｂに示すｘ方向を回転軸として締結部材５１Ｅが回転し、締結部材５１Ｅの雌ねじ部５６ａが管継手１７の雄ねじ部４２に螺合されていく。締結部材５１Ｅは、配管１８Ｂの回転及び配管１８Ｂの抜けなどの不具合が発生しないとされる所定の回転数、管継手１７に螺合される。又は、締結部材５１Ｅは、締結部材５１Ｅのナット部５５と管継手１７のナット部４１との隙間が、上記不具合が発生しないとされる間隔となるまで管継手１７に螺合される。
【００５３】
締結部材５１Ｅの管継手１７への螺合により、締結部材５１Ｅは、管継手１７に対して方向Ａに移動する。そして、図６Ｂに示すように、締結部材５１Ｅが管継手１７に螺合される過程で、締結部材５１Ｅのテーパ部５８が、バックリング５３のテーパ部５３ｃのテーパ面に接触される。締結部材５１Ｅが管継手１７にさらに螺合されると、締結部材５１Ｅのテーパ部５８のテーパ面がバックリング５３のテーパ部５３ｅのテーパ面を方向Ａに押圧し、バックリング５３は、方向Ａに移動する。バックリング５３のテーパ部５３ｅがフロントリング５２のテーパ部５２ｄに接触した後、バックリング５３は、稜線５３ｇでフロントリング５２のテーパ部５２ｄを押圧し、フロントリング５２の稜線５２ｆが管継手１７のテーパ部４５ｂに接触するまで、フロントリング５２は、バックリング５３とともに方向Ａに移動する。
【００５４】
なお、フロントリング５２の稜線５２ｆが、管継手１７のテーパ部４５ｂに既に接触している場合、バックリング５３に押圧されたフロントリング５２は、稜線５２ｆで管継手１７のテーパ部４５ｂを押圧する。締結部材５１Ｅが工具によりさらに締め付けられると、以下に説明するように、締結部材５１Ｅから管継手１７に掛かる押圧力により、フロントリング５２およびバックリング５３は、塑性変形して配管１８Ｂに食い込んだ後、配管１８Ｂを管継手１７側に向けて押圧し、配管１８Ｂの先端１８ａによりオリフィスプレート６０を押圧する。
【００５５】
まず、バックリング５３に掛かる押圧力は、テーパ部５３ｅにより方向Ａへの押圧力と外周方向への押圧力とに分散される。同様に、フロントリング５２に掛かる押圧力は、テーパ部５２ａにより方向Ａへの押圧力と外周方向への押圧力とに分散される。バックリング５３のテーパ部５３ｅのテーパ角は、フロントリング５２のテーパ部５２ａのテーパ角よりも大きい。このため、バックリング５３によるフロントリング５２を方向Ａに押圧する力は、フロントリング５２による管継手１７を方向Ａに押圧する力に比べて大きい。また、フロントリング５２による管継手１７のテーパ部４５ｂを外周方向に押圧する力は、バックリング５３によるフロントリング５２のテーパ部５２ｄを外周方向に押圧する力に比べて大きい。
【００５６】
図６Ｂに示すように、バックリング５３のテーパ部５３ｅの軸長方向の長さは、フロントリング５２のテーパ部５２ａの軸長方向の長さに比べて短いため、バックリング５３のテーパ部５３ｅは、フロントリング５２のテーパ部５２ａに比べて剛性が高い。さらに、バックリング５３のテーパ部５３ｅの硬度が、浸炭処理により高くされている場合、フロントリング５２のテーパ部５２ａに比べて塑性変形し難い。
【００５７】
このため、まず、フロントリング５２のテーパ部５２ａが、管継手１７のテーパ部４５ｂを外周方向に押圧する反力により塑性変形し、フロントリング５２とテーパ部４５ｂとの接触状態が、稜線５２ｆによる接触からテーパ部５２ａのテーパ面による接触に変化する。これにより、フロントリング５２の環状の先端部（稜線５２ｆに近傍する部分）は、テーパ部４５ｂへの押圧力の反力により配管１８Ｂに向けて変形され、フロントリング５２は、管継手１７に対してさらに方向Ａに移動する。そして、テーパ部５２ａの先端部は、テーパ部４５ｂと配管１８Ｂとの隙間に入り込む。さらに、テーパ部５２ａの硬度は配管１８Ｂの硬度より高いため、テーパ部５２ａは配管１８Ｂに食い込む。フロントリング５２は、配管１８Ｂに固定され、配管１８Ｂと一体化される。フロントリング５２が配管１８Ｂと一体化された後、配管１８Ｂは、フロントリング５２の方向Ａへの移動とともに、方向Ａに移動する。
【００５８】
これにより、配管１８Ｂの外周とテーパ部５２ａ、４５ｂとが相互に密着し、流路４４の気密性が保持される。ここで、管継手１７の硬度は、フロントリング５２の硬度以上のため、管継手１７のテーパ部４５ｂを変形させることなく、フロントリング５２のテーパ部５２ａから管継手１７のテーパ部４５ｂに掛かる押圧力を、テーパ部５２ａを配管１８Ｂに向けて変形させる力として効率的に作用させることができる。さらに、テーパ部４５ｂのテーパ面にバニシング加工を施す場合、テーパ部４５ｂの表面が滑らかになるとともに、テーパ部４５ｂの硬度が高くなる。このため、フロントリング５２のテーパ部５２ａの先端部は、テーパ部４５ｂの表面を滑るようにして変形し、テーパ部４５ｂと配管１８Ｂとの隙間に入り込みやすくなる。その結果、配管１８Ｂの外周とテーパ部５２ａ、４５ｂとの密着性をさらに向上することができ、流路４４の気密性をさらに向上することができる。
【００５９】
一方、管継手１７の硬度がフロントリング５２の硬度より低い場合、フロントリング５２の押圧力により、管継手１７のテーパ部４５ｂが変形する可能性がある。この場合、管継手１７の硬度がフロントリング５２の硬度以上の場合に比べて、テーパ部４５ｂに掛かる押圧力を、テーパ部５２ａの先端部を配管１８Ｂに向けて変形させる力として十分に作用させることができず、配管１８Ｂの外周とテーパ部５２ａおよびテーパ部４５ｂとの密着性は低下する。
【００６０】
テーパ部５２ａの塑性変形により、フロントリング５２の方向Ａへの移動量が少なくなるのにしたがって、バックリング５３のテーパ部５３ｅによるフロントリング５２への押圧力が強くなり、テーパ部５３ｅが塑性変形を開始する。すなわち、バックリング５３とテーパ部５２ｄとの接触状態が、稜線５３ｇによる接触からテーパ部５３ｅのテーパ面による接触に変化する。これにより、バックリング５３の端面５３ｄ側の環状の先端部（稜線５３ｇに近傍する部分）は、テーパ部５２ｄへの押圧力の反力により配管１８Ｂに向けて変形され、バックリング５３は、フロントリング５２に対して方向Ａにさらに移動する。そして、テーパ部５３ｅは、テーパ部５２ｄと配管１８Ｂとの隙間に入り込み、配管１８Ｂの外周面の全周を押圧した状態で配管１８Ｂに密着される。
【００６１】
さらに、テーパ部５３ｅの硬度は配管１８Ｂの硬度より高いため、テーパ部５３ｅは配管１８Ｂに食い込む。バックリング５３は、配管１８Ｂに固定され、配管１８Ｂと一体化される。バックリング５３が配管１８Ｂと一体化された後、配管１８Ｂは、バックリング５３及びフロントリング５２の方向Ａへの移動とともに、方向Ａに移動する。なお、バックリング５３のテーパ部５３ｅがフロントリング５２のテーパ部５２ｄを押圧するときに、テーパ部５２ｄを外周方向に押し広げる力が発生し、押し広げる力の反力は、テーパ部５２ａの先端部をテーパ部４５ｂと配管１８Ｂとの隙間に入り込ませ、配管１８Ｂに食い込ませる力として作用する。
【００６２】
フロントリング５２とバックリング５３とが配管１８Ｂに固定された後、締結部材５１Ｅが工具によりさらに締め付けられると、締結部材５１Ｅによるバックリング５３への押圧力の大半は、配管１８Ｂの先端１８ａによるオリフィスプレート６０への押圧力として作用する。これにより、オリフィスプレート６０は塑性変形し、配管１８Ｂの先端１８ａとオリフィスプレート６０と管継手１７の段差面４５ａとが相互に密着する。したがって、流路４４の気密性を、フロントリング５２だけでなく、オリフィスプレート６０によっても保持することができる。すなわち、流路４４の気密性を、フロントリング５２とオリフィスプレート６０との２個所により保持することができ、気密性を１個所で保持する場合に比べて、配管接続構造の信頼度を向上することができる。また、締結部材５１Ｅを管継手１７に締め付けるだけで、フロントリング５２とオリフィスプレート６０との２個所で流路を密封することができる。その結果、配管接続構造の信頼度を向上しつつ、配管１８Ｂとオリフィスプレート６０との管継手１７への取り付け、及び、管継手１７に取り付けられた配管１８Ｂとオリフィスプレート６０との交換の作業性を向上することができる。なお、オリフィスプレート６０は、ガスケットとしての機能を有するため、オリフィスガスケットとも称される。
【００６３】
さらに、オリフィスプレート６０によって気密性を保持するため、流路４４を流れる流体が、配管１８Ｂの先端１８ａ側の外周部と管継手１７の挿入部４５との隙間に入り込むことを防止することができる。したがって、配管１８Ｂの先端１８ａ側の外周部と、管継手１７の挿入部４５の内壁と、フロントリング５２のテーパ部５２ａの先端とが、ガス等の流体により汚染されること、あるいは腐食することを防止することができる。その結果、配管１８Ｂの外周とテーパ部５２ａ、４５ｂとの密着性が、腐食等により低下することを防止することができ、配管接続構造の信頼度が低下することを防止することができる。
【００６４】
なお、オリフィスプレート６０の硬度を配管１８Ｂおよび管継手１７の硬度より低くする場合、配管１８Ｂの先端１８ａにより押圧されたオリフィスプレート６０は、塑性変形しやすくなる。このため、配管１８Ｂの先端１８ａとオリフィスプレート６０と管継手１７の段差面４５ａとの密着性をさらに向上することができ、流路４４の気密性をさらに向上することができる。
【００６５】
以上により、管継手１７と配管１８Ｂとの連結部分におけるガス漏れ等の流体の漏れが発生することを防止できる。また、配管１８Ｂは、締結部材５１Ｅの挿入部５６内に閉じこめられたバックリング５３及びフロントリング５２により固定されているため、配管１８Ｂが管継手１７に対して回転する不具合及び配管１８Ｂが管継手１７から抜ける不具合を防止することができる。
【００６６】
また、配管接続具５０を用いて配管１８Ｂを管継手１７に接続した状態では、オリフィスプレート６０は、配管１８Ｂの先端１８ａにより流路４４側に押圧された状態で管継手１７の内部に保持される。したがって、流体制御装置１００においては、図２に示すエアオペレートバルブ１５から供給されるガスの流量を、オリフィスプレート６０に設けたオリフィス６１により調整し、また、オリフィス６１を通過した後のガスの流量をほとんど変化させずに下流側のエアオペレートバルブ１６に安定に供給することができる。
【００６７】
図１に示す配管１８Ｃを管継手１７に接続する方法は、管継手１７における図１の右側に設けられる図示しない挿入部４５内にオリフィスプレート６０を装着しないことを除き、図６Ａ及び図６Ｂで説明した配管接続具５０を用いた手順と同様である。この場合、図６Ａ及び図６Ｂに示す配管１８Ｂは、配管１８Ｃに置き換えられる。また、図１に示す配管１８Ａ又は配管１８Ｂをエアオペレートバルブ１５に接続する方法は、図２に示すエアオペレートバルブ１５の挿入部３１ｃ又は挿入部３２ｃ内にオリフィスプレート６０を装着しないことを除き、図６Ａ及び図６Ｂで説明した配管接続具５０を用いた手順と同様である。さらに、図１に示す配管１８Ｃ又は配管１８Ｄをエアオペレートバルブ１６に接続する方法は、エアオペレートバルブ１６にオリフィスプレート６０を装着しないことを除き、エアオペレートバルブ１５に配管１８Ａまたは配管１８Ｂを接続する手順と同様である。
【００６８】
ここで、流体制御装置から半導体製造装置の処理チャンバ等に供給されるガスは、毒性及び腐食性を有し、大気中で発火する自然性ガスが用いられる場合がある。近年、流体制御装置において供給するガスの流量の大流量化及び高圧化が要求されている。ガスに混入する異物により流体制御装置の配管等の流路が傷付く確率は、ガスの流量と圧力が高いほど高い。また、流体制御装置の配管及びオリフィスプレートがガスにより腐食する確率は、ガスの流量と圧力が高いほど高い。
【００６９】
さらに、供給されるガスに異物が混入している場合には、半導体製造装置により処理されるウェハの表面を傷付けることで、ウェハの表面に形成される回路を短絡させるおそれがある。ガスと共に流体制御装置内に流れる異物は、配管等に付着した後、ガスの流れにより剥がれて、流体制御装置内に再び流れる場合がある。このため、流体制御装置においては、例えば、配管又はオリフィスプレートの腐食を防止し、あるいは、配管への異物の付着を防止し、流体制御装置に対する信頼性を確保するために、配管又はオリフィスプレート等を交換するメンテナンス作業が定期的に必要となる。
【００７０】
例えば、図４に示す配管接続具５０により管継手１７に接続される配管１８Ｂの交換を行う場合、まず、工具を用いて締結部材５１Ｅが緩められ、締結部材５１Ｅと管継手１７との接続が解除され、フロントリング５２及びバックリング５３が固定された使用中の配管１８Ｂが、締結部材５１Ｅとともに、管継手１７から取り外される。次に、フロントリング５２及びバックリング５３が固定された配管１８Ｂが締結部材５１Ｅから抜き取られた後、新たなフロントリング５２及びバックリング５３を用いて、新たな配管１８Ｂが管継手１７に接続される。
【００７１】
また、オリフィスプレート６０は、管継手１７に固定されることなく挿入部４５に配置されるため、オリフィスプレート６０を交換する場合には、配管１８Ｂを配管接続具５０とともに取り外すことで、使用中のオリフィスプレート６０を挿入部４５から取り外すことができる。そして、新たなオリフィスプレート６０が管継手１７の挿入部４５に挿入された後、図６Ａ及び図６Ｂの説明と同様の手順で、新たな配管１８Ｂ、新たなフロントリング５２及び新たなバックリング５３を使用して、新たな配管１８Ｂが管継手１７に接続される。
【００７２】
このように、配管１８Ｂまたはオリフィスプレート６０を交換するメンテナンス作業時には、締結部材５１Ｅを緩め、配管１８Ｂを配管接続具５０（締結部材５１Ｅ、フロントリング５２及びバックリング５３）と共に取り外し、新たな配管１８Ｂを新たなフロントリング５２及びバックリング５３を使用して取り付ければよい。このため、メンテナンス時の作業性を向上させ、メンテナンス作業におけるコストを抑えることができる。したがって、メンテナンスコストを増加させることなく、流体制御装置１００の信頼性を維持することができる。
【００７３】
以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００７４】
１５，１６…エアオペレートバルブ
１７…管継手
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ…配管
２３…バルブ本体
３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ…継手部
３１ａ，３２ａ，４２，４３…雄ねじ部
３１ｃ，３２ｃ，４５，４６…挿入部
３１ｅ，３２ｅ，４５ｂ，４６ｂ…テーパ部
５０…配管接続具
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ，５１Ｆ…締結部材
５２…フロントリング
５２ａ，５２ｄ…テーパ部
５３…バックリング
５３ｃ，５３ｅ…テーパ部
５５…ナット部
５８…テーパ部
６０…オリフィスプレート
６１…オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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