(57)【要約】【課題】流路の変形を抑えつつ、高いシール性能を持つ接続部シール構造及びシール部材を提供すること。【解決手段】シール本体部３１に設けられた第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈ，３１ｉのテーパ角θ１１，θ１２を第１及び第２接続部１１，２１に設けられた第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａのテーパ角θ１，θ２より小さくすることにより、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２の圧接力が、第１及び第２環状突起１７，２７の基端部１７ａ，２７ａに近づくほど大きくなるようにする。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール部材を介して第１接続部と第２接続部を接続するものであって、
前記第１接続部の接続端面と前記第２接続部の接続端面の両方または一方が、
前記接続端面に開口する流路壁と、
前記流路壁の外周に沿って環状に形成され、前記流路壁の軸線方向に沿って突設された環状突起と、
前記環状突起の径方向内側に設けられた内装着溝とを備え、
前記シール部材が、
環状に形成され、
両端面又は一方の端面に、前記環状突起が圧入される環状溝を備える
接続部シール構造において、
前記内装着溝は、
前記環状突起の基端部の径方向内側に前記環状突起に対して鋭角に設けられ、前記流路壁に接続する内テーパ部を有すること、
前記シール部材の内周面は、
前記環状溝が開口する端面側に位置する端部に沿って形成され、前記内テーパ部に対応して傾斜する内圧接テーパ部を有すること、
前記内圧接テーパ部のテーパ角が、前記内テーパ部のテーパ角より小さいこと、
を特徴とする接続部シール構造。
【請求項２】
請求項１に記載する接続部シール構造において、
前記内装着溝を備える前記接続端面は、
前記環状突起の径方向外側に設けられた外装着溝を有すること、
前記シール部材は、
前記外装着溝の内壁に対して径方向外向きに圧接する外側圧接代を有すること、
前記外側圧接代は、前記内圧接テーパ部が前記内テーパ部に圧接する内側テーパ圧接代よりも小さいこと、
を特徴とする接続部シール構造。
【請求項３】
請求項２に記載する接続部シール構造において
前記外側圧接代の位置は、前記環状溝の内壁と前記環状突起とが圧接するシール圧接代よりも、前記環状突起の基端部側であること、
を特徴とする接続部シール構造。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載する接続部シール構造において、
前記外装着溝は、
前記環状突起の基端部の径方向外側に前記環状突起に対して鋭角に設けられた外テーパ部を有すること、
を特徴とする接続部シール構造。
【請求項５】
請求項２及至請求項４のいずれか一つに記載する接続部シール構造において、
前記シール部材の外周面は、
前記環状溝が開口する端面側に位置する端部に沿って形成された外圧接テーパ部を有すること
を特徴とする接続部シール構造。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか一つに記載する接続部シール構造において、
前記シール部材は、径方向外側に位置する外周面が、前記外装着溝の前記軸線方向に沿った面に近接する面を含んでいること
を特徴とする接続部シール構造。
【請求項７】
請求項１及至請求項６のいずれか一つに記載する接続部シール構造において、
前記シール部材を介した状態で前記第１接続部と前記第２接続部を固定するクランプ部材を有すること、
前記第１接続部と前記第２接続部は、前記クランプ部材を装着されるクランプ溝を形成されてフランジ形状であること、
前記第１接続部に設けられた第１接続端面の形状と、前記第２接続部に設けられた第２接続端面の形状が同一であること、
前記シール部材は、前記両端面の形状が同一であること、
を特徴とする接続部シール構造。
【請求項８】
請求項１及至請求項７のいずれか一つに記載する接続部シール構造で使用される
ことを特徴とするシール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材を介して第１接続部と第２接続部を接続する接続部シール構造及びシール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置では、配管や流体制御機器などを構成する部品の接続部分に、シール部材を配置し、流体が外部に漏れることを防いでいる。例えば、特許文献１及び特許文献２記載の接続部シール構造は、配管の接続端面に環状突起とテーパ面を形成する一方、シール部材に環状溝とテーパ面を形成し、環状突起を環状溝に圧入し、テーパ面同士を圧接することで構成されている。また、特許文献１記載の接続部シール構造は、接続端面に設けたテーパ面のテーパ角よりもシール部材に設けたテーパ面のテーパ角の方が大きくなっており、テーパ面同士の圧接代が環状突起の基端部から離れた流路壁面に近い位置で大きくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４６５２５４号公報
【特許文献２】特許第５１３４５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２記載の接続部シール構造には、以下の問題があった。特許文献１記載の接続部シール構造では、テーパ面同士の圧接代が、環状突起の基端部から離れた流路壁面に近い位置で大きくなっていた。そのため、特許文献１記載の接続部シール構造では、接続端面の肉厚の薄い流路壁付近に大きな圧接力が加わり、流路壁面が流路中心側へ撓むことがあった。この場合、特許文献１記載の接続部シール構造は、流路を狭めたり、テーパ面同士のシール力を撓みにより減少させたりする恐れがあった。また、特許文献２には、環状突起を環状溝に圧入しテーパ面同士を接触させることの記載はあるが、そのテーパ形状や問題点について明記されていない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、流路の変形を抑えつつ、高いシール性能を持つ接続部シール構造及びシール部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、次のような構成を有する。（１）シール部材を介して第１接続部と第２接続部を接続するものであって、前記第１接続部の接続端面と前記第２接続部の接続端面の両方または一方が、前記接続端面に開口する流路壁と、前記流路壁の外周に沿って環状に形成され、前記流路壁の軸線方向に沿って突設された環状突起と、前記環状突起の径方向内側に設けられた内装着溝とを備え、前記シール部材が、環状に形成され、両端面又は一方の端面に、前記環状突起が圧入される環状溝を備える接続部シール構造において、前記内装着溝は、前記環状突起の基端部の径方向内側に前記環状突起に対して鋭角に設けられ、前記流路壁に接続する内テーパ部を有すること、前記シール部材の内周面は、前記環状溝が開口する端面側に位置する端部に沿って形成され、前記内テーパ部に対応して傾斜する内圧接テーパ部を有すること、前記内圧接テーパ部のテーパ角が、前記内テーパ部のテーパ角より小さいこと、を特徴とする。
【０００７】
このような構成の接続部シール構造は、シール部材に設けられた内圧接テーパ部のテーパ角を、接続部に設けられた内テーパ部のテーパ角より小さくしたことによって、内圧接テーパ部と内テーパ部とが圧接してシールする部分の圧接力が、環状突起側で大きく流路側で小さくなる。つまり、内圧接テーパ部と内テーパ部とが圧接してシールする部分の圧接力は、接続部の肉厚が厚い部分において大きくなり、肉厚が薄い部分において小さくなる。これにより、シール部材を介して第１接続部と第２接続部を接続する場合に、接続部は、内テーパ部と流路壁との間に設けられた鋭角部分の撓み量が小さくなる。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、接続部がシール部材の反発力によって流路壁を径方向内向きに大きく膨らませないため、流路の狭窄を防止又は抑制できる。しかも、内テーパ部が内圧接テーパ部に与える面圧が、環状突起と環状溝の圧接代とのシール部分に向かって発生する。そのため、内テーパ部と内圧接テーパ部とが圧接する内側テーパ圧接代、及び、環状突起と環状溝の内壁とがシールするシール圧接代に発生するシール力が上昇する。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、流体の漏れを確実に防ぎ、高いシール性能を持つことができる。
【０００８】
（２）（１）に記載の構成において、前記内装着溝を備える前記接続端面は、前記環状突起の径方向外側に設けられた外装着溝を有すること、前記シール部材は、前記外装着溝の内壁に対して径方向外向きに圧接する外側圧接代を有すること、前記外側圧接代は、前記内圧接テーパ部が前記内テーパ部に圧接する内側テーパ圧接代よりも小さいことが好ましい。
【０００９】
このような構成の接続部シール構造は、外側圧接代を内側テーパ圧接代より小さくしたことによって、例えば外側圧接代と内側テーパ圧接代とを同一に設けた場合よりもシール部材の反発力が低減する。よって、上記接続部シール構造によれば、第１接続部と第２接続部とをシール部材を介して接続した場合に、第１接続部と第２接続部がシール部材の反発力によって変形することが抑制され、シール力の低下を防止できる。
【００１０】
（３）（２）に記載の構成において、前記外側圧接代の位置は、前記環状溝の内壁と前記環状突起とが圧接するシール圧接代よりも、前記環状突起の基端部側であることが好ましい。
【００１１】
このような構成の接続部シール構造は、外側圧接代へ外装着溝の内壁から受ける面圧が、環状突起と環状溝の内壁とが圧接するシール圧接代に向かって発生する。そのため、シール力が上昇する。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、流体の漏れを確実に防ぎ、高いシール性能を持つことができる。
【００１２】
（４）（２）又は（３）に記載の構成において、前記外装着溝は、前記環状突起の基端部の径方向外側に前記環状突起に対して鋭角に設けられた外テーパ部を有することが好ましい。
【００１３】
このような構成の接続部シール構造は、外テーパ部により、外側圧接代が環状突起の基端部側に倒れこみやすくなる。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、シール圧接代に発生する面圧が上昇するので、外側圧接代を内側テーパ圧接代より小さくしても、シール力が上昇し、流体漏れを確実に防ぐことができる。
【００１４】
（５）（２）乃至（４）の何れか一つに記載の構成において、前記シール部材の外周面は、前記環状溝が開口する端面側に位置する端部に沿って形成された外圧接テーパ部を有することが好ましい。
【００１５】
このような構成の接続部シール構造は、外圧接テーパ部により、外側圧接代が環状突起の基端部側に更に倒れこみやすくなる。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、シール圧接代に発生する面圧が上昇するので、外側圧接代を内側テーパ圧接代より小さくしても、シール力が上昇し、流体漏れを確実に防ぐことができる。
【００１６】
（６）（２）乃至（５）の何れか一つに記載する接続部シール構造において、前記シール部材は、径方向外側に位置する外周面が、前記外装着溝の前記軸線方向に沿った面に近接する面を含んでいることが好ましい。
【００１７】
このような構成の接続部シール構造は、例えば、環状溝と環状突起との過多な脱着を繰り返したり、第１及び第２接続部とシール部材が異常な温度変化にさらされたとする。この場合に、外側圧接代の圧接力が低下したとしても、シール部材の外周面と外装着溝の軸線方向に沿った面とが当接し、シール部材の変形が抑制される。このとき、外側圧接代が環状突起側に加圧されるのを助けるので、上記構成の接続部シール構造は、初期状態や正常時の温度変化時と同様にシール力を確保できる。
【００１８】
（７）（１）乃至（６）の何れか一つに記載の構成において、前記シール部材を介した状態で前記第１接続部と前記第２接続部を固定するクランプ部材を有すること、前記第１接続部と前記第２接続部は、前記クランプ部材を装着されるクランプ溝を形成されてフランジ形状であること、前記第１接続部に設けられた第１接続端面の形状と、前記第２接続部に設けられた第２接続端面の形状が同一であること、前記シール部材は、前記両端面の形状が同一であることが好ましい。
【００１９】
このような構成の接続部シール構造は、第１及び第２接続部が、クランプ溝を形成されることによってフランジ形状をなし、剛性が低い。しかし、シール部材の反発力が低減されている。そのため、第１接続部と第２接続部は、シール部材を介して接続された場合に、反り返るように変形することが抑制される。よって、上記構成の接続部シール構造は、第１及び第２接続部やクランプ部材の肉厚を厚くして剛性を高める必要がなく、コンパクトになる。
【００２０】
（８）（１）乃至（７）の何れか一つに記載の接続部シール構造に使用されるシール部材であることを特徴とする。このような構成のシール部材によれば、第１及び第２接続部の間に配置された場合の反発力が抑制されるので、第１及び第２接続部に形成された流路の変形を抑えつつ、高いシール性能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００２１】
従って、本発明によれば、流路の変形を抑えつつ、高いシール性能を持つ接続部シール構造及びシール部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る接続部シール構造の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシールリングの正面側斜視図である。
【図４】図３に示すシールリングのシール本体部周辺の拡大断面図である。
【図５】第１及び第２接続部の接続方法を説明する図であって、仮止め位置を示す。
【図６】第１及び第２接続部の接続方法を説明する図であって、圧入開始時を示す。
【図７】第１及び第２接続部の接続方法を説明する図であって、圧入完了時を示す。
【図８】シール本体部の各圧接代に発生する力関係を説明する図である。
【図９】図１に示す接続部シール構造の面圧解析結果を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る接続部シール構造を示す断面図である。
【図１１】第２実施形態のシールリングのシール本体部周辺の拡大断面図である。
【図１２】第１及び第２環状突起を第１及び第２環状溝に圧入する作業を完了した状態を示す。
【図１３】図１０に示す接続部シール構造におけるシール部の力関係を説明する図である。
【図１４】図１０に示す接続部シール構造の面圧解析結果を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る接続部シール構造であって、シール本体部周辺の拡大断面図である。
【図１６】第３実施形態のシールリングの正面図である。
【図１７】第３実施形態のシールリングの平面図である。
【図１８】第３実施形態のシールリングの背面図である。
【図１９】第３実施形態のシールリングの右側面図である。
【図２０】図１６のＢＢ断面図である。
【図２１】図１６のＣＣ断面図である。
【図２２】図１６のＤＤ断面図である。
【図２３】第３実施形態のシールリングの正面側斜視図である。
【図２４】シール本体部の第１変形例である。
【図２５】シール本体部の第２変形例である。
【図２６】シール本体部の第３変形例である。
【図２７】シールリングの変形例の正面図である。
【図２８】図２７に示すシールリングの平面図である。
【図２９】図２７に示すシールリングの背面図である。
【図３０】図２７に示すシールリングの右側面図である。
【図３１】図２７のＪＪ断面図である。
【図３２】図２７のＫＫ断面図である。
【図３３】図２７のＬＬ断面図である。
【図３４】図２７に示すシールリングの正面側斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る接続部シール構造及びシール部材の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
＜接続部シール構造の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る接続部シール構造１の断面図である。図２は、図１のＡ部拡大図である。なお、図２に記載する第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２と、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４と、第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６と、第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８は、実際には押し潰されている。
【００２５】
図１に示すように、接続部シール構造１は、例えば、半導体製造装置に使用されるガスが流れる第１配管１０と第２配管２０の接続部分に使用される。第１配管１０と第２配管２０は、第１接続部１１の第１接続端面１２と第２接続部２１の第２接続端面２２がシールリング３０を介して突き合わされ、第１及び第２接続部１１，２１の外周にクランプ部材４０が装着されることによって接続状態が維持される。
【００２６】
第１及び第２配管１０，２０とシールリング３０とクランプ部材４０は、線膨張率が近い樹脂で形成されている。例えば、第１及び第２配管１０，２０に２００℃を超える高温の薬液と、常温の洗浄液を切り換えて流す場合等に、第１及び第２接続部１１，２１とシールリング３０とクランプ部材４０で発生する膨張、収縮を同程度にして、シール性能を維持するためである。第１及び第２配管１０，２０は、例えばＰＴＦＥなどのように、耐腐食性と強度に優れたフッ素樹脂で形成されている。第１及び第２配管１０，２０の樹脂は、同じでも、異なっても良い。シールリング３０は、例えばＰＦＡなどのように、耐腐食性に優れたフッ素樹脂で形成されている。一方、クランプ部材４０は、シールリング３０の反発力に抗して第１及び第２接続部１１，２１の接続状態を維持するために、第１及び第２接続部１１，２１より強度があって、耐腐食性のあるフッ素樹脂で形成されている。
【００２７】
＜第１及び第２接続部の構成＞
図１に示すように、第１接続部１１と第２接続部２１は、同一形状に設けられている。第１及び第２接続部１１，２１は、クランプ部材４０を装着するための第１及び第２クランプ溝１３，２３が外周面に沿って環状に形成されている。そのため、第１及び第２接続部１１，２１は、フランジ形状に設けられている。つまり、第１及び第２接続部１１，２１の外縁部では、第１及び第２接続端面１２，２２と第１及び第２クランプ溝１３，２３との間の肉厚が薄くなっている。
【００２８】
図２に示すように、第１接続端面１２は、第１流路１６の第１流路壁１６ａが開口している。第１接続端面１２は、第１流路壁１６ａの外周に沿って第１装着溝１４が環状に形成されている。第１装着溝１４の底壁には、第１環状突起１７が第１流路壁１６ａの外周に沿って環状に形成されている。第１環状突起１７は、第１流路壁１６ａの軸線方向に沿って突設されている。よって、第１装着溝１４は、第１環状突起１７の径方向内側に設けられた第１内装着溝１４ｃと、第１環状突起１７の径方向外側に設けられた第１外装着溝１４ｄとを備えている。
【００２９】
第１内装着溝１４ｃは、第１環状突起１７の基端部１７ａの径方向内側に、第１内テーパ部１４ａを有する。第１内テーパ部１４ａは、第１環状突起１７に対して鋭角に設けられ、シールリング３０のシール本体部３１を第１環状突起１７に向かって押圧する面圧Ｆ１（図８参照）を発生する。第１内テーパ部１４ａは、第１流路壁１６ａに接続する。そのため、第１接続部１１は、第１流路壁１６ａに沿って、シールリング３０のシール本体部３１を支持する第１支持片１８が設けられている。第１支持片１８は、軸線方向断面形状が三角形をなし、第１環状突起１７の基端部１７ａ側に位置する部分の肉厚が第１環状突起１７の先端部１７ｂ側に位置する部分の肉厚より大きくなっている。
【００３０】
第１外装着溝１４ｄは、第１環状突起１７の基端部１７ａの径方向外側に、第１外テーパ部１４ｂを有する。すなわち、第１外テーパ部１４ｂは、第１外装着溝１４ｄの径方向外側に位置する流路壁軸線方向の壁面１９であって、第１装着溝１４の開口部と反対側に位置する奥側の部分に、設けられている。第１外テーパ部１４ｂは、第１環状突起１７に対して鋭角に設けられ、シールリング３０のシール本体部３１を第１環状突起１７に向かって押圧する面圧Ｆ２（図８参照）を発生する。
【００３１】
第２接続端面２２は、第２流路壁２６ａ、第２装着溝２４、第２内テーパ部２４ａ、第２外テーパ部２４ｂ、第２内装着溝２４ｃ、第２外装着溝２４ｄ、第２環状突起２７、第２支持片２８が、第１接続端面１２に設けられた第１流路壁１６ａ、第１装着溝１４、第１内テーパ部１４ａ、第１外テーパ部１４ｂ、第１内装着溝１４ｃ、第１外装着溝１４ｄ、第１環状突起１７、第１支持片１８と同様に設けられている。このように、第２接続端面２２は、第１接続端面１２と同一の形状であるので、説明を割愛する。
【００３２】
＜シール部材の構成＞
図３は、本発明の実施形態に係るシールリング３０の正面側斜視図である。図４は、図３に示すシールリング３０のシール本体部３１周辺の拡大断面図である。なお、図４は、図面を見やすくするために、断面部分の形状のみを記載し、ハッチングの記載は省略している。
【００３３】
図３に記載したシールリング３０は、射出成形により成形されている。シールリング３０は、リング形状のシール本体部３１と、シール本体部３１の外周面から径外方向に張り出すように設けられた張出部３２と、張出部３２の外周縁に沿って形成された把持部３３とを備える。シール本体部３１は、シール部材の一例になる。
【００３４】
把持部３３は、図５に示すように、第１及び第２接続部１１，２１の外側に配置されている。図３に示すように、把持部３３は、図５に記載された第１及び第２接続部１１，２１の突部１５，２５に係止される係止部３３ｃ，３３ｄが、延設部３３ａ，３３ｂに設けられている。
【００３５】
シールリング３０は、図２に示すように、内径寸法が第１及び第２流路壁１６ａ，２６ａの内径寸法と概ね同一になるように設計され、内周面３１ｇが第１及び第２流路壁１６ａ，２６ａと共に流路を形成する。
【００３６】
図２及び図４に示すように、シール本体部３１は、第１及び第２接続部１１，２１の第１及び第２装着溝１４，２４に装着される。シール本体部３１は、軸線方向断面形状がＨ形状をなす。すなわち、シール本体部３１は、軸線方向の一方の端面に、第１環状溝３１ａが形成され、軸線方向の他方の端面に、第２環状溝３１ｂが形成されている。そのため、シール本体部３１は、第１環状溝３１ａの径方向内側に第１内側環状壁３１ｖが設けられ、第１環状溝３１ａの径方向外側に第１外側環状壁３１ｍが設けられている。また、シール本体部３１は、第２環状溝３１ｂの径方向内側に第２内側環状壁３１ｗが設けられ、第２環状溝３１ｂの径方向外側に第２外側環状壁３１ｎが設けられている。
【００３７】
図２に示すように、第１環状溝３１ａは、径方向幅寸法Ｗ２１が第１環状突起１７の径方向幅寸法Ｗ１１より小さくされている。これによって、第１環状溝３１ａは、径方向内側に位置する内周面に第１内側シール圧接代Ｐ５が設けられ、径方向外側に位置する内周面に第１外側シール圧接代Ｐ７が設けられている。また、第２環状溝３１ｂは、径方向幅寸法Ｗ２２が第２環状突起２７の径方向幅寸法Ｗ１２より小さくされている。これによって、第２環状溝３１ｂは、径方向内側に位置する内周面に第２内側シール圧接代Ｐ６が設けられ、径方向外側に位置する内周面に第２外側シール圧接代Ｐ８が設けられている。つまり、シール本体部３１は、第１及び第２内側環状壁３１ｖ，３１ｗと第１及び第２環状突起１７，２７とを圧接させてシールを行う第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６と、第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎと第１及び第２環状突起１７，２７とを圧接させてシールを行う第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８とを備える。
【００３８】
図２及び図４に示すように、第１環状溝３１ａの開口部には、第１環状突起１７を第１環状溝３１ａに対して軸線方向に案内して位置決めする第１位置決め部３１ｃがテーパ状に形成されている。第１位置決め部３１ｃの入口は、径方向幅寸法を第１環状突起１７の径方向幅寸法より大きく形成されることによって、第１大径部３１ｅが設けられている。この第１大径部３１ｅにより、図２に示すように、シール本体部３１は、第１内側環状壁３１ｖと第１環状突起１７の基端部１７ａとの間に隙間Ｓ１を環状に形成し、第１外側環状壁３１ｍと第１環状突起１７の基端部１７ａとの間に隙間Ｓ５を環状に形成する。隙間Ｓ１，Ｓ５は、第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せている間及び引き寄せた後に、第１内側環状壁３１ｖと第１外側環状壁３１ｍが第１及び第２環状突起１７，２７側へ変形することを許容し、シール本体部３１の反発力を吸収する。
【００３９】
また、図２及び図４に示すように、第２環状溝３１ｂの開口部には、第１環状溝３１ａの第１位置決め部３１ｃと第１大径部３１ｅと同様に、第２位置決め部３１ｄと第２大径部３１ｆが形成されている。第２大径部３１ｆにより、図２に示すように、シール本体部３１は、第２内側環状壁３１ｗと第２環状突起２７の基端部２７ａとの間に隙間Ｓ２を環状に形成し、第２外側環状壁３１ｎと第２環状突起２７の基端部２７ａとの間に隙間Ｓ６を環状に形成し、第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せている間及び引き寄せた後に発生する反発力が隙間Ｓ２，Ｓ６によって吸収される。
【００４０】
シール本体部３１の内周面３１ｇは、第１環状溝３１ａが開口する端面側に位置する端部に沿って、第１内圧接テーパ部３１ｈが形成されている。また、内周面３１ｇは、第２環状溝３１ｂが開口する端面側に位置する端部に沿って、第２内圧接テーパ部３１ｉが形成されている。
【００４１】
図２及び図４に示すように、第１内圧接テーパ部３１ｈは、第１内テーパ部１４ａに対応する傾斜を備え、第１内テーパ部１４ａに圧接される。図２に示すように、第１内圧接テーパ部３１ｈは、そのテーパ角θ１１が第１内テーパ部１４ａのテーパ角θ１より小さくされている。ここで、テーパ角θ１１は、第１大径部３１ｅの径方向内側に位置する内周面と第１内圧接テーパ部３１ｈとがなす角度をいい、テーパ角θ１は、第１環状突起１７の径方向内側に位置する内周面と第１内テーパ部１４ａとがなす角度をいう。つまり、第１内圧接テーパ部３１ｈが第１内テーパ部１４ａに圧接する第１内側テーパ圧接代Ｐ１は、第１内側環状壁３１ｖの先端側に位置する部分Ｐ１ａの方が、第１内側環状壁３１ｖの基端側に位置する部分Ｐ１ｂより大きく設けられている。つまり、第１内側テーパ圧接代Ｐ１の圧接力Ｆ５（図８参照）は、第１環状突起１７の基端部１７ａ側にいくほど大きくなる。第１支持片１８は、基端部１７ａ側の肉厚が厚く、剛性が高い。そのため、第１支持片１８の強度がある部分と第１内側テーパ圧接代Ｐ１の圧接力Ｆ５が大きくなる部分とが対応し、第１支持片１８が圧接力Ｆ５によって変形しにくい。
【００４２】
一方、図２及び図４に示すように、第２内圧接テーパ部３１ｉは、第２内テーパ部２４ａに対応する傾斜を備え、第２内テーパ部２４ａに圧接される。図２に示すように、第２内圧接テーパ部３１ｉは、そのテーパ角θ１２が第２内テーパ部２４ａのテーパ角θ２より小さくされている。ここで、テーパ角θ１２は、第２大径部３１ｆの径方向内側に位置する内周面と第２内圧接テーパ部３１ｉとがなす角度をいい、テーパ角θ２は、第２環状突起２７の径方向内側に位置する内周面と第２内テーパ部２４ａとがなす角度をいう。つまり、第２内圧接テーパ部３１ｉが第２内テーパ部２４ａに圧接する第２内側テーパ圧接代Ｐ２は、第２内側環状壁３１ｗの先端側に位置する部分Ｐ２ａの方が、第２内側環状壁３１ｗの基端側に位置する部分Ｐ２ｂより大きく設けられている。つまり、第２内側テーパ圧接代Ｐ２の圧接力Ｆ６（図８参照）は、第２環状突起２７の基端部２７ａ側にいくほど大きくなる。第２支持片２８は、基端部２７ａ側の肉厚が厚く、剛性が高い。そのため、第２支持片２８の強度がある部分と第２内側テーパ圧接代Ｐ２の圧接力Ｆ５が大きくなる部分とが対応し、第２支持片２８が圧接力Ｆ５によって変形しにくい。
【００４３】
一方、シール本体部３１の外周面３１ｊは、第１環状溝３１ａが開口する端面側に位置する端部に沿って、第１外圧接テーパ部３１ｐが形成されている。また、外周面３１ｊは、第２環状溝３１ｂが開口する端面側に位置する端部に沿って、第２外圧接テーパ部３１ｑが形成されている。
【００４４】
図２及び図４に示すように、第１外圧接テーパ部３１ｐには、第１接続部１１に設けられた第１外装着溝１４ｄの径方向外側に位置する外周面に対して径方向外向きに圧接する第１外側圧接代Ｐ３が設けられている。第１外圧接テーパ部３１ｐのテーパ角θ１３は、第１外テーパ部１４ｂのテーパ角θ３より小さい。ここで、テーパ角θ１３は、第１大径部３１ｅの径方向外側に位置する外側内壁と第１外圧接テーパ部３１ｐとがなす角度をいい、テーパ角θ３は、第１環状突起１７の径方向外側に位置する外周面と第１外テーパ部１４ｂとがなす角度をいう。そのため、第１外側圧接代Ｐ３の圧接力Ｆ６（図８参照）は、第１環状突起１７の基端部１７ａに近いほど大きくなる。第１接続部１１は、基端部１７ａ付近に空隙がなく、強度が高い。そのため、第１接続部１１の強度がある部分と第１外側圧接代Ｐ３の圧接力Ｆ６が大きくなる部分とが対応する。しかも、第１外側環状壁３１ｍは、先端部を径方向外側に倒すように変形しようとする。よって、シール本体部３１は、圧接力Ｆ６を小さくしつつ、シール力を維持できる。
【００４５】
第１外圧接テーパ部３１ｐのテーパ角θ１３は、第１内圧接テーパ部３１ｈのテーパ角θ１１より小さくされている。これにより、第１外圧接テーパ部３１ｐと第１外テーパ部１４ｂとの間には、第１外側環状壁３１ｍの変形を吸収するための隙間Ｓ３が形成されている。また、第１外側環状壁３１ｍの先端面３１ｔが第１内側環状壁３１ｖの先端面３１ｒより低く設けられている。よって、シール本体部３１は、第１外圧接テーパ部３１ｐと第１外テーパ部１４ｂとの接触面積が、第１内圧接テーパ部３１ｈと第１内テーパ部１４ａとの接触面積より狭くなり、第１外側圧接代Ｐ３の圧接力Ｆ６が第１内側テーパ圧接代Ｐ１の圧接力Ｆ５より小さくなる。
【００４６】
第１外圧接テーパ部３１ｐと外周面３１ｊは、第１傾斜部３１ｋを介して接続されている。第１傾斜部３１ｋは、第１外圧接テーパ部３１ｐのテーパ角θ１３より大きいテーパ角θ１５で設けられ、第１外側環状壁３１ｍの剛性を高めている。
【００４７】
図２及び図４に示すように、第２外圧接テーパ部３１ｑには、第２接続部２１に設けられた第２外装着溝２４ｄの径方向外側に位置する外周面に対して径方向外向きに圧接する第２外側圧接代Ｐ４が設けられている。第２外圧接テーパ部３１ｑのテーパ角θ１４は、第２外テーパ部２４ｂのテーパ角θ４より小さい。ここで、テーパ角θ１４は、第２大径部３１ｆの径方向外側に位置する外側内壁と第２外圧接テーパ部３１ｑとがなす角度をいい、テーパ角θ４は、第２環状突起２７の径方向外側に位置する外周面と第２外テーパ部２４ｂとがなす角度をいう。そのため、第２外側圧接代Ｐ４の圧接力Ｆ６（図８参照）は、第２環状突起２７の基端部２７ａに近いほど大きくなる。第２接続部２１は、基端部２７ａ付近に空隙がなく、強度が高い。そのため、第２接続部２１の強度がある部分と第２外側圧接代Ｐ４の圧接力Ｆ６が大きくなる部分とが対応する。しかも、第２外側環状壁３１ｎは、先端部を径方向外側に倒すように変形しようとする。よって、シール本体部３１は、圧接力Ｆ６を小さくしつつ、シール力を維持できる。
【００４８】
第２外圧接テーパ部３１ｑのテーパ角θ１４は、第２内圧接テーパ部３１ｉのテーパ角θ１２より小さくされている。これにより、第２外圧接テーパ部３１ｑと第２外テーパ部２４ｂとの間には、第２外側環状壁３１ｎの変形を吸収するための隙間Ｓ４が形成されている。また、第２外側環状壁３１ｎの先端面３１ｕが第２内側環状壁３１ｗの先端面３１ｓより低く設けられている。よって、シール本体部３１は、第２外圧接テーパ部３１ｑと第２外テーパ部２４ｂとの接触面積が、第２内圧接テーパ部３１ｉと第２内テーパ部２４ａとの接触面積より狭くなり、第２外側圧接代Ｐ４の圧接力Ｆ６が第２内側テーパ圧接代Ｐ２の圧接力Ｆ５より小さくなる。
【００４９】
第２外圧接テーパ部３１ｑと外周面３１ｊは、第２傾斜部３１ｌを介して接続されている。第２傾斜部３１ｌは、第２外圧接テーパ部３１ｑのテーパ角θ１４より大きいテーパ角θ１６で設けられ、第２外側環状壁３１ｎの剛性を高めている。
【００５０】
＜第１及び第２接続部の接続方法＞
続いて、第１接続部１１と第２接続部２１との接続方法について説明する。図５と図６と図７は、接続部の接続方法を説明する図である。図８は、シール本体部３１の各圧接代Ｐ１〜Ｐ８に発生する力関係を説明する図である。尚、図５〜図８では、図面を見やすくするために、断面部分の形状のみを記載している。また、図８では、ハッチングが省略されている。
【００５１】
図５に示すように、シールリング３０は、第１接続部１１の突部１５に係止部３３ｃを係止させ、第２接続部２１の突部２５に係止部３３ｄを係止させることにより、第１及び第２接続部１１，２１に脱落しないように仮止めされる。この状態では、第１及び第２環状突起１７，２７が第１及び第２位置決め部３１ｃ，３１ｄに未到達である。
【００５２】
そこで、例えば、第１及び第２クランプ溝１３，２３に図示しない治具を係合させ、第１及び第２接続端面１２，２２を近づける方向の引寄荷重を第１及び第２接続部１１，２１に加える。すると、第１及び第２環状突起１７，２７が、第１及び第２位置決め部３１ｃ，３１ｄによって第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂに軸線に沿って案内され、図６に示すように、先端部１７ｂ，２７ｂがシール本体部３１の第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６と第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８に圧入され始める。シールリング３０は、第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂが第１及び第２環状突起１７，２７によって押し広げられ、第１及び第２内側環状壁３１ｖ，３１ｗと第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎが第１及び第２環状突起１７，２７と反対側に倒れるように変形しようとする。
【００５３】
図示しない治具により第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せ続けると、シール本体部３１は、第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａと第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈ，３１ｉとを摺接させ、第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂと第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐ，３１ｑとを摺接させる。すると、第１及び第２内側環状壁３１ｖ，３１ｗと第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎは、第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａと第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂから受ける面圧によって、変形が抑制される。
【００５４】
図７に示すように、圧入が完了すると、シールリング３０は、第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂの内壁が第１及び第２環状突起１７，２７にシールし、第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈ，３１ｉが第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａにシールし、第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐ，３１ｑが第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂにシールすることにより、第１及び第２接続部１１，２１の間から流体が漏れることを防止する。
【００５５】
すなわち、図８に示すように、シールリング３０は、第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６が、第１及び第２環状突起１７，２７の内周面に押し付けられて密着し、第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８が、第１及び第２環状突起１７，２７の外周面に押し付けられて密着することによって、シール荷重Ｆ３，Ｆ４が発生する。そして、シールリング３０は、第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈ，３１ｉの各圧接力Ｆ５に対して、第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａからの面圧Ｆ１をそれぞれ受けることによって、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２を押し潰してシールを行うとともに、シール荷重Ｆ３の増加に寄与している。また、シールリング３０は、第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐ，３１ｑの各圧接力Ｆ６に対して、第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂからの面圧Ｆ２をそれぞれ受けることによって、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４を押し潰してシール荷重Ｆ４の増加に寄与している。
【００５６】
この場合において、第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈ，３１ｉのテーパ角θ１１，θ１２が、第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａのテーパ角θ１，θ２より小さいため、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２の各圧接力Ｆ５と第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４の各圧接力Ｆ６は、第１及び第２環状突起１７，２７の基端部１７ａ，２７ａに近いほど大きくなっている。第１及び第２接続部１１，２１は、基端部１７ａ，２７ａ付近の肉厚が厚く、強度が大きいため、変形しにくい。よって、接続部シール構造１は、第１及び第２接続部１１，２１がシール本体部３１の圧接力Ｆ５，Ｆ６によって変形しにくい。
【００５７】
特に、シール本体部３１の内周面３１ｇを支持する第１及び第２支持片１８，２８は、軸線方向断面形状が三角形状で強度が小さい。しかし、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２は、第１及び第２支持片１８，２８の肉厚の厚い部分において、圧接力Ｆ５が大きくなる。そのため、接続部シール構造１は、第１及び第２支持片１８，２８が圧接力Ｆ５によって第１及び第２流路１６，２６側へ膨らむように変形しにくい。よって、本形態の接続部シール構造１によれば、第１及び第２支持片１８，２８の変形によって、シール力が低下したり、流路が狭められたりすることを回避又は抑制できる。
【００５８】
しかも、シール本体部３１は、最も変形しやすい第１及び第２内側環状壁３１ｖ，３１ｗの先端部と第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎの先端部において面圧Ｆ１，Ｆ２が最大になる。そして、その面圧は、第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６と第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８に向かって作用する。つまり、その面圧は、第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６と第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８の中でも第１及び第２流路１６，２６に近い部分、すなわち、第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂと第１及び第２位置決め部３１ｃ，３１ｄとの接続位置付近に向かって作用し、シール荷重Ｆ３，Ｆ４を維持若しくは上昇させる。
【００５９】
また、シール本体部３１は、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２を第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６より基端部１７ａ，２７ａ側に設け、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４を第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８より基端部１７ａ，２７ａ側に設けることによって、面圧Ｆ１，Ｆ２が作用する方向をより確実に第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６と第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８に向けることが可能である。
【００６０】
よって、接続部シール構造１は、第１及び第２支持片１８，２８の変形を抑制できる程度に圧接力Ｆ５を小さくしても、第１及び第２環状突起１７，２７の内周側に作用するシール荷重Ｆ３を維持若しくは上昇させることが可能になる。また、圧接力Ｆ６を小さくしても、第１及び第２環状突起１７，２７の外周側に作用するシール荷重を維持若しくは向上させることが可能になる。
【００６１】
従って、本形態の接続部シール構造１によれば、流体も漏れを確実に防ぎ、高いシール性能を持つことができる。
【００６２】
第１及び第２接続部１１，２１は、図示しない治具によりシール本体部３１を介して第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せた状態を維持するために、図１に示すように、第１及び第２クランプ溝１３，２３にクランプ部材４０が装着される。
【００６３】
図８に示すように、第１及び第２接続部１１，２１には、第１及び第２環状突起１７，２７の径方向内側よりも、第１及び第２環状突起１７，２７の径方向外側の方に、第１及び第２接続端面１２，２２に沿って鍔状部がある。そのため、第１及び第２接続部１１，２１では、第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐ，３１ｑから第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂに対して径方向外向きに作用する圧接力Ｆ６により発生した歪みが鍔状部の形状に現れやすい。よって、第１及び第２外側圧接代が、例えば、第１及び第２内側テーパ圧接代と同一の大きさである場合、第１及び第２接続端面１２，２２が外周面側で反るように変形する恐れがある。
【００６４】
これに対して、本形態の接続部シール構造１は、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４が第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２より小さくされ、圧接力Ｆ６が圧接力Ｆ５より小さくなっている。流体漏れは、第１及び第２環状突起１７，２７の内周面と第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂの内壁とのシール部分によって主に防止される。そのため、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４は、第１及び第２内テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２と同程度の大きさまで必要としない。つまり、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４は、第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎの変形を抑制して所定のシール荷重Ｆ４を維持できる程度まで、小さくすることが可能である。
【００６５】
このように第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４を最小限の大きさにすることにより、本形態の接続部シール構造１は、シール本体部３１の弾性力に抗して第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せる引寄荷重が低減する。つまり、シール本体部３１を介して第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せた場合に、シール本体部３１が発生する反発力が低減する。よって、本形態の接続部シール構造１によれば、第１及び第２接続端面１２，２２がシール本体部３１の反発力により変形したり、シール力を低下させたりすることを防止できる。
【００６６】
また、第１及び第２接続端面１２，２２の反りが抑制されることにより、第１及び第２接続部１１，２１は、図７に示すように、引き寄せ後における第１クランプ溝１３と第２クランプ溝２３との間の距離Ｗ１が、クランプ部材４０の内径寸法Ｗ２と同程度になる。そのため、接続部シール構造１は、シール本体部３１を介して接続される第１及び第２接続部１１，２１に、クランプ部材４０を装着しやすくなる。また、第１及び第２接続端面１２，２２の反りを戻すように、クランプ部材４０の強度を向上させる必要がなくなるため、クランプ部材４０や第１及び第２接続部１１，２１の肉厚を小さくして、接続部シール構造１をコンパクトにできる。
【００６７】
これに加え、本形態の接続部シール構造１は、隙間Ｓ１〜Ｓ４によって、第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎの変形を許容し、隙間Ｓ５，Ｓ６によって、第１及び第２内側環状壁３１ｖ，３１ｗの変形を許容するので、シール本体部３１を介して第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せる際にシール本体部３１が発生する反発力を低減できる。このように反発力が低減することによって、第１及び第２接続部１１，２１は、シール本体部３１を介して接続された場合に、第１及び第２接続端面１２，２２を変形させることが抑制される。よって、この点においても、クランプ部材４０や第１及び第２接続部１１，２１の肉厚を小さくして、接続部シール構造１をコンパクトにすることができる。
【００６８】
また、本形態の接続部シール構造１は、第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂと第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐ，３１ｑが第１及び第２環状突起１７，２７の基端部１７ａ，２７ａに対して鋭角に傾斜しているので、第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎが第１及び第２環状突起１７，２７の基端部１７ａ，２７ａ側に倒れこみやすい。よって、本形態の接続部シール構造１によれば、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４にそれぞれ発生する倒れ込みにより、効率良くシール荷重Ｆ４を上昇させるので、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４を第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１，Ｐ２より小さくしても、シール荷重Ｆ３，Ｆ４が高くなり、流体漏れを確実に防ぐことができる。
【００６９】
＜面圧解析について＞
発明者らは、本形態の接続部シール構造１について、シール本体部３１に発生する面圧を解析するシミュレーションを行った。第１及び第２接続部１１，２１の第１及び第２接続端面１２，２２が同一形状であり、シール本体部３１の両端面が同一形状であるため、シミュレーションは、第１接続端面１２の第１環状突起１７とシール本体部３１の第１環状溝３１ａ側についてのみ行った。この面圧解析結果を図９に示す。図９では、面圧の向きと強さを棒グラフで表し、更に面圧の大きさはグラデーションでも表している。つまり、棒グラフの長さが長く、グラデーションが濃いほど、面圧が大きいことを意味する。
【００７０】
図９に示すように、第１内側テーパ圧接代Ｐ１のうち第１内側環状壁３１ｖの先端側に位置する部分Ｐ１ａでは、強い面圧Ｚ３が発生することがわかる。また、その面圧Ｚ３は、第１環状溝３１ａと第１位置決め部３１ｃとの接続位置付近である図中Ｉ１部分に向かって発生している。これにより、第１内側シール圧接代Ｐ５の第１環状溝３１ａと第１位置決め部３１ｃとの接続位置付近の面圧が上昇していることが分かる。このように高い面圧を局所的に生じさせることは、流体漏れ防止に有力なシール力となる。このことから、第１接続部１１の撓みを減少させるために、第１内側テーパ圧接代Ｐ１のうち、第１内側環状壁３１ｖの先端より奥側に位置する部分Ｐ１ｂを、先端側に位置する部分Ｐ１ａより小さくしても、第１内側シール圧接代Ｐ５のシール力を高く維持できることがわかる。
【００７１】
また、第１外側圧接代Ｐ３で発生する面圧Ｚ４は、第１環状溝３１ａと第１位置決め部３１ｃとの接続位置付近にある図中Ｉ２部分に向かって発生している。これにより、第１外側シール圧接代Ｐ７の第１環状溝３１ａと第１位置決め部３１ｃとの接続位置付近に発生する面圧が上昇していることが分かる。そして、第１内側シール圧接代Ｐ５と第１外側シール圧接代Ｐ７では、第１環状突起１７の先端部が第１環状溝３１ａを押し広げて圧入されていることにより、面圧Ｚ１ａ，Ｚ１ｂが局所的に発生している。これにより、第１内側シール圧接代Ｐ５と第１外側シール圧接代Ｐ７では、４カ所に高い面圧が発生し、その各々に強いシール力があるため、流体漏れを防止できる。
【００７２】
そして、第１内側シール圧接代Ｐ５に発生する面圧Ｚ１ａ，Ｚ２ａと第１外側シール圧接代Ｐ７に発生する面圧Ｚ１ｂ，Ｚ２ｂが径方向内向きと外向きにほぼ同じ大きさで対称的に発生している。また、第１内側テーパ圧接代Ｐ１に発生する面圧Ｚ３と第１外側圧接代Ｐ３に発生する面圧Ｚ４が、それぞれ、第１内側シール圧接代Ｐ５と第１外側シール圧接代Ｐ７に向かって、ほぼ同じ大きさで対称的に発生している。つまり、第１及び第２接続部１１，２１とシール本体部３１との間に生じるシール力が、径方向内向きと径方向外向きにバランス良く作用している。よって、接続部シール構造１では、第１接続部１１のクランプ部材４０を装着する部分が反るように変形しにくく、シール力も一定以上保つことができることが分かる。
【００７３】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る接続部シール構造１ｘを示す断面図である。図１１は、図１０に示すシールリング３０ｘのシール本体部３１ｘ周辺の拡大断面図である。尚、図１１は、断面部分の形状だけを記載し、ハッチングを省略している。
【００７４】
＜接続部シール構造の概略構成＞
第２実施形態の接続部シール構造１ｘは、シールリング３０ｘのシール本体部３１ｘを除き、第１実施形態と同様に構成されている。ここでは、シール本体部３１ｘを中心に説明する。尚、第１実施形態と共通する構成については、図面と説明において第１実施形態と同じ符号を使用し、適宜説明を省略する。
【００７５】
図１０及び図１１に示すシール本体部３１ｘは、主に、第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈｘ，３１ｉｘと、第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘと、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘと、第１及び第２外側圧接代Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘとが、第１及び第２環状突起１７，２７に対して対称形である点が、第１実施形態のシール本体部３１と相違している。
【００７６】
第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈｘ，３１ｉｘは、径方向肉厚が第１実施形態の第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈ，３１ｉより少し大きく設けられている。つまり、第１及び第２内側環状壁３１ｖｘ，３１ｗｘの先端面３１ｒｘ，３１ｓｘが、第１実施形態の第１及び第２内側環状壁３１ｖ，３１ｗの先端面３１ｒ，３１ｓより径方向に幅広に設けられている。
【００７７】
第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈｘ，３１ｉｘのテーパ角θ１１ｘ，θ１２ｘは、第１実施形態のテーパ角θ１１，θ１２と同一に設けられている。そのため、第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈｘ，３１ｉｘの第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘは、図１０に示すように、先端面３１ｒｘ，３１ｓｘに近い部分Ｐ１ａｘ，Ｐ２ａｘの方が、先端面３１ｒｘ，３１ｓｘから遠い部分Ｐ１ｂｘ，Ｐ２ｂｘよりも大きく設けられている。つまり、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘは、基端部１７ａ，２７ａに近いほど大きくなっている。
【００７８】
図１０及び図１１に示す第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘは、テーパ角θ１３ｘ，θ１４ｘが第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂのテーパ角θ３，θ４より小さく設けられている。そのため、第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘの第１及び第２外側圧接代Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘは、第１及び第２外側環状壁３１ｍｘ，３１ｎｘの先端面３１ｔｘ，３１ｕｘに近い部分Ｐ３ａｘ，Ｐ４ａｘの方が、第１及び第２外側環状壁３１ｍｘ，３１ｎｘの先端面３１ｔｘ，３１ｕｘから遠い部分Ｐ３ｂｘ，Ｐ４ｂｘよりも、大きく設けられている。つまり、第１及び第２外側圧接代Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘは、基端部１７ａ，２７ａに近いほど大きくなっている。
【００７９】
第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘのテーパ角θ１３ｘ，θ１４ｘは、第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈｘ，３１ｉｘのテーパ角θ１１ｘ，θ１２ｘと同一に設けられている。そのため、図１０に示すように、第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘの第１及び第２外側圧接代Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘは、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘと同程度の大きさに設けられている。第１及び第２内側環状壁３１ｖｘ，３１ｗｘの先端面３１ｒｘ，３１ｓｘと第１及び第２外側環状壁３１ｍｘ，３１ｎｘの先端面３１ｔｘ，３１ｕｘは、同じ高さに設けられ、第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂと第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘとの間には隙間が形成されていない。
【００８０】
図１０に示すように、第１及び第２大径部３１ｅｘ，３１ｆｘは、径方向幅寸法が、第１及び第２環状突起１７，２７の径方向幅寸法より同程度に設けられている。そのため、隙間Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘ，Ｓ５ｘ，Ｓ６ｘは、第１実施形態の隙間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６より小さい。
【００８１】
＜接続部シール構造における力関係について＞
図１２は、第１及び第２環状突起１７，２７を第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂに圧入する作業を完了した状態を示す。図１３は、図１０に示す接続部シール構造１ｘにおけるシール部の力関係を説明する図である。尚、図１２及び図１３は、図面を見やすくするために、断面部分の形状だけを記載している。
【００８２】
図１２に示すように、本形態の接続部シール構造１ｘでは、第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂに第１及び第２環状突起１７，２７を圧入すると、第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈｘ，３１ｉｘが第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａに圧接され、第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘが第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂに圧接される。これにより、シール本体部３１ｘは、第１及び第２内側環状壁３１ｖｘ，３１ｗｘと、第１及び第２外側環状壁３１ｍｘ，３１ｎｘの変形が抑制される。
【００８３】
図１３に示すように、シール本体部３１ｘは、第１及び第２環状突起１７，２７の基端部１７ａ，２７ａに近いほど、また、第１及び第２支持片１８，２８の径方向肉厚が大きくなる部分に近いほど、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘが大きくなる。そのため、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘが、第１及び第２支持片１８，２８の強度が強い部分で圧接力Ｆ１５を大きくする。これにより、第１及び第２支持片１８，２８は、シール本体部３１ｘの反発力が作用しても流路を狭めるように変形しにくく、シール力を維持できる。
【００８４】
第１及び第２外側圧接代Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘは、第１及び第２内側テーパ圧接代Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘと同程度の大きさに設けられ、第１及び第２接続部１１，２１に対して圧接力Ｆ１５，Ｆ１６が同程度に作用している。そのため、接続部シール構造１ｘでは、面圧Ｆ１２が面圧Ｆ１１より大きくなり、図１２に示すように第１及び第２接続端面１２，２２が反るように変形しやすい。
【００８５】
しかし、本形態の接続部シール構造１は、テーパ角θ１３ｘ，θ１４ｘがテーパ角θ３，θ４より小さい。そのため、シール本体部３１ｘは、最も変形が大きくなる第１及び第２外側環状壁３１ｍｘ，３１ｎｘの先端側において、第１及び第２外側圧接代Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘの圧接力Ｆ１６が高くなる。圧接力Ｆ１６が高くなる部分は、第１及び第２環状突起１７，２７の基端部１７ａ，２７ａに当たり、第１及び第２接続部１１，２１の中でも強度が大きい部分になる。よって、第１及び第２接続部１１，２１は、第１及び第２接続端面１２，２２の変形が抑制される。これにより、図１２に示すように、第１及び第２接続端面１２，２２を変形させる変形荷重Ｆ３１，Ｆ３２が小さくなる。よって、第１及び第２クランプ溝１３，２３の距離Ｗ１ｘをクランプ部材４０の内径寸法Ｗ２に一致させるように、第１及び第２接続部１１，２１を引き寄せる荷重を極力小さくできる。
【００８６】
また、第１及び第２内テーパ部１４ａ，２４ａが第１及び第２内圧接テーパ部３１ｈｘ，３１ｉｘに付与する各面圧Ｆ１１と、第１及び第２外テーパ部１４ｂ，２４ｂが第１及び第２外圧接テーパ部３１ｐｘ，３１ｑｘに付与する各面圧Ｆ１２は、第１及び第２内側シール圧接代Ｐ５，Ｐ６と第１及び第２外側シール圧接代Ｐ７，Ｐ８に向かって作用し、第１環状溝３１ａと第１位置決め部３１ｃとの接続位置付近でシール荷重Ｆ３，Ｆ４を増加させる。そのため、接続部シール構造１ｘでは、最低限の圧接力Ｆ１５，Ｆ１６で、シール力を維持若しくは上昇させることができる。
【００８７】
＜面圧解析について＞
発明者らは、本形態の接続部シール構造１ｘについてシール部に発生する面圧を解析するシミュレーションを行った。本シミュレーションも、第１実施形態と同様、第１接続端面１２の第１環状突起１７とシール本体部３１ｘの第１環状溝３１ａ側についてのみ行った。この面圧解析結果を図１４に示す。図１４では、面圧の向きと強さを棒グラフで表し、更に面圧の大きさはグラデーションでも表している。つまり、棒グラフの長さが長く、グラデーションが濃いほど、面圧が大きいことを意味する。
【００８８】
接続部シール構造１ｘは、第１内側テーパ圧接代Ｐ１ｘと第１外側圧接代Ｐ３ｘのうち、第１環状突起１７の基端部１７ａに近い部分Ｐ１ａｘ，Ｐ３ａｘの面圧Ｚ３ｘ、Ｚ４ｘが、高くなっている。そして、その高い面圧Ｚ３ｘ，Ｚ４ｘが、第１環状溝３１ａと第１位置決め部３１ｃとの接続位置付近である図中Ｉ１ｘ部分と図中Ｉ２ｘ部分に向かって発生している。これにより、第１内側シール圧接代Ｐ５に発生する面圧が上昇することが分かる。このことから、第１接続部１１の撓みを減少させるために、第１内側テーパ圧接代Ｐ１ｘのうち第１内側環状壁３１ｖｘの先端より奥側に位置する部分Ｐ１ｂｘを、先端側に位置する部分Ｐ１ａｘより小さくしても、第１内側シール圧接代Ｐ５のシール荷重Ｆ３を維持させることができることが分かる。また、第１外側圧接代Ｐ３ｘが第１内側テーパ圧接代Ｐ１ｘと同程度でも、面圧Ｚ４ｘが第１外側シール圧接代Ｐ７に向かって発生していることがわかる。これにより、テーパ角θ１３ｘをテーパ角θ３より小さくすることによって、第１外側圧接代Ｐ３ｘが基端部１７ａに近いほど大きくなるようにしたことにより、第１接続端面１２が反るように変形することを抑制してシール力の低下を低減できることがわかる。
【００８９】
（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態について説明する。図１５は、本発明の第３実施形態に係る接続部シール構造１ｙであって、シール本体部３１ｙ周辺の拡大断面図である。図１６は、シールリング３０ｙの正面図である。図１７は、シールリング３０ｙの平面図である。図１８は、シールリング３０ｙの背面図である。図１９は、シールリング３０ｙの右側面図である。図２０は、図１６のＢＢ断面図である。図２１は、図１６のＣＣ断面図である。図２２は、図１６のＤＤ断面図である。図２３は、シールリング３０ｙの正面側斜視図である。なお、シールリング３０ｙの底面図は図２８に示す平面図と、左側面図は図３０に示す右側面図と、それぞれ対称に表れるため省略する。
【００９０】
＜接続部シール構造の概略構成＞
第３実施形態の接続部シール構造１ｙは、シール本体部３１ｙを除き、第１実施形態と同様に構成されている。ここでは、シール本体部３１ｙを中心に説明する。尚、第１実施形態と共通する構成については、図面と説明において第１実施形態と同じ符号を使用し、適宜説明を省略する。
【００９１】
図１５に示すシール本体部３１ｙは、第１および第２外装着溝１４ｄ，２４ｄの流路壁軸線方向の壁面１９，２９と、シール本体部３０ｙの外周面３１ｊｙにおける流路壁軸線方向の壁面が、近接していることが、第１実施形態のシール本体部３１と相違する。つまり、シール本体部３１ｙは、第１及び第２外側環状壁３１ｍｙ，３１ｎｙの径方向肉厚が、第１実施形態の第１及び第２外側環状壁３１ｍ，３１ｎの径方向肉厚より大きい。
【００９２】
＜接続部シール構造における力関係について＞
第３実施形態の接続部シール構造１ｙでは、第１及び第２装着溝１４，２４の流路壁の軸線方向の壁面１９，２９と、シール本体部３１ｙの外周面３１ｊｙにおける流路壁軸線方向の壁面が近接しているため、第１及び第２環状突起１７，２７を第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂの各シール側圧接代Ｐ５〜Ｐ７に圧入した場合に、第１及び第２外側環状壁３１ｍｙ，３１ｎｙが第１及び第２環状突起１７，２７により径方向外側に押されて、外周面３１ｊｙを壁面１９，２９に当接させる。これにより、第１及び第２外側環状壁３１ｍｙ，３１ｎｙと壁面１９，２９との接触部分に、第１及び第２環状突起１７，２７に向かって面圧が発生する。そのため、第１及び第２外側環状壁３１ｍｙ、３１ｎｙは、第１及び第２環状突起１７，２７側に押し出される。
【００９３】
例えば、第１及び第２環状溝３１ａ，３１ｂと第１及び第２環状突起１７，２７との脱着を過多に繰り返したり、第１及び第２接続部１１，２１とシールリング３０ｙが異常な温度変化にさらされた場合、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４の各圧接力Ｆ６が減少する可能性がある。かかるときでも、本形態の接続部シール構造１ｙは、外周面３１ｊｙが壁面１９，２９に当接することにより、第１及び第２外側環状壁３１ｍｙ，３１ｎｙを第１及び第２環状突起１７，２７側に十分押し出してシール本体部３１ｙの変形を抑制し、シール荷重Ｆ４と圧接力Ｆ６を維持できる。そのため、本形態によれば、初期状態や正常時の温度変化時と同様にシール力を確保できる。
【００９４】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【００９５】
例えば、接続部シール構造１は、例えばバルブの駆動部とバルブボディとの間にシールリング３０を配置する場合に適用しても良い。
【００９６】
例えば、接続部シール構造１は、半導体製造装置以外に適用される配管や流体制御機器に適用しても良い。
【００９７】
例えば、シール本体部３１は、第１及び第２大径部３１ｅ，３１ｆを省いても良い。また例えば、シール本体部３１は、図２４に示すように、第１外圧接テーパ部３１ｐを外周面３１ｊに直接接続し、第１及び第２傾斜部３１ｋ，３１ｌを省略しても良い。
【００９８】
例えば、第１及び第２接続部１１，２１がＰＦＡ、シールリング３０がＰＴＦＥであっても良い。また例えば、第１及び第２接続部１１，２１とシールリング３０を、ＰＦＡ又はＰＴＦＥなどの同じ材質で形成しても良い。
【００９９】
例えば、第１及び第２接続部１１，２１の第１及び第２接続端面１２，２２は同一形状でなくても良い。また、シール本体部３１は、両端面が同一形状でなくても良い。例えば、第１接続端面１２と第２接続端面２２の何れか一方に内テーパ部や外テーパ部等を設け、シール本体部３１の一方の端面のみに、内圧接テーパ部や外圧接テーパ部などを設けても良い。
【０１００】
例えば、第１及び第２外側圧接代Ｐ３，Ｐ４，Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘは、装着時に発生するシール本体部３１，３１ｘの歪により発生する部分を含んでも良い。例えば、図２５に示すように、シール本体部３１は、径方向内側に向かって断面円弧状に凹むように第１外圧接テーパ部３１ｐｙを設けても良い。また例えば、図２６に示すように、シール本体部３１は、径方向外方向に向かって断面円弧状に突出するように第１外圧接テーパ部３１ｐｚを設けても良い。また、例えば、これらと逆に、シール本体部３１の第１外圧接テーパ部をテーパ面により形成し、第１接続部１１が、その第１外圧接テーパ部に対応する位置に、断面円弧状に突出するように第１外テーパ部を設けてもよいし、断面円弧状に凹むように第１外テーパ部を設けても良い。つまり、第１外テーパ部の形状により、外側圧接代が基端部に近いほど大きくなるようにしても良い。
【０１０１】
例えば、テーパ角θ１，θ２，θ３，θ４は、テーパ角θ１１，θ１２，θ１３，θ１４，θ１１ｘ，θ１２ｘ，θ１３ｘ，θ１４ｘよりも大きく、テーパ角θ１，θ２，θ３，θ４は３０°〜６０°、テーパ角θ１１，θ１２，θ１３，θ１４，θ１１ｘ，θ１２ｘ，θ１３ｘ，θ１４ｘは、１０°〜５０°であっても良い。テーパ角が小さすぎると、各部材の肉厚が薄くなり、強度不足となり易く、また、テーパ角が大きすぎると、そこで発生する面圧は、流路壁１６ａ，２６ａの軸線方向に向き、第１及び第２環状突起１７，２７側には向かないため、シール荷重Ｆ３，Ｆ４の維持や増強ができくい場合があるからである。
【０１０２】
例えば、上記形態のシールリング３０，３０ｘ，３０ｙは、取付先の寸法に応じて、シール本体部３１，３１ｘ，３１ｙや張出部３２、把持部３３の厚みや径方向寸法等を適宜変更できることは言うまでもない。例えば、シールリング３０は、図２７〜図３４に示すシールリング３０ｚのように、厚みや径方向寸法等を変更しても良い。尚、図２７は、シールリング３０ｚの正面図である。図２９は、シールリング３０ｚの背面図である。図２８は、シールリング３０ｚの平面図である。図３０は、シールリング３０ｚの右側面図である。図３１は、図２７のＪＪ断面図である。図３２は、図２７のＫＫ断面図である。図３３は、図２７のＬＬ断面図である。図３４は、シールリング３０ｚの正面側斜視図である。なお、シールリング３０ｚの底面図は図２８に示す平面図と、左側面図は図３０に示す右側面図と、それぞれ対称に表れるため省略する。
【０１０３】
例えば、上記実施形態及び図２７〜図３４に示す変形例では、シール本体部３１，３１ｘ，３１ｙに張出部３２と把持部３３を一体に設けたが、張出部３２と把持部３３を省略してもよい。つまり、シールリング３０，３０ｘ，３０ｙ，３０ｚは、張出部３２及び把持部３３が無くても良い。また例えば、シールリング３０，３０ｘ，３０ｙ，３０ｚは、把持部３３が無くても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１，１ｘ，１ｙ  接続部シール構造
１１，２１  第１及び第２接続部
１２，２２  第１及び第２接続端面
１４，２４  第１及び第２装着溝
１４ａ，２４ａ  第１及び第２内テーパ部
１４ｂ，２４ｂ  第１及び第２外テーパ部
１６，２６  第１及び第２流路
１６ａ，２６ａ  第１及び第２流路壁
１７，２７  第１及び第２環状突起
３１，３１ｘ，３１ｙ  シール本体部
３１ａ，３１ｂ  第１及び第２環状溝
３１ｈ，３１ｉ  第１及び第２内圧接テーパ部
３１ｐ，３１ｑ  第１及び第２外圧接テーパ部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘ  第１及び第２内側テーパ圧接代
Ｐ３，Ｐ４，Ｐ３ｘ，Ｐ４ｘ  第１及び第２外側圧接代
θ１〜θ４、θ１１〜θ１４，θ１１ｘ〜θ１４ｘ  テーパ角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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