(57)【要約】【課題】接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、脱気エレメントと接続部材との接続、および／または、真空（減圧）チャンバーと接続部材との接合を実現した脱気装置を提供する。【解決手段】被脱気液体が流通する流通口２を有する減圧チャンバー３と、減圧チャンバー３内に収容された脱気エレメント４と、流通口２において減圧チャンバー３と接合され、脱気エレメント４を減圧チャンバーに固定する接続部材５とを備えた脱気装置であって、接続部材５と流通口２との間にフェルール１６が配置され、接続部材５は第１のテーパー部１４を有し、流通口２は第２のテーパー部１５を有し、フェルール１６は第３、第４のテーパー部１７、１８を有し、第１のテーパー部１４と第３のテーパー部１７とが当接し、かつ、第２のテーパー部１５と第４のテーパー部１８とが当接している。【選択図】図６
2011050964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被脱気液体が流通する流通口を有する減圧チャンバーと、
前記減圧チャンバー内に収容され、前記被脱気液体が通過する脱気エレメントと、
前記流通口において前記減圧チャンバーと接合され、前記脱気エレメントを前記減圧チャンバーに固定する接続部材と、を備えた脱気装置であって、
前記接続部材と前記流通口との間にフェルールが配置され、
前記接続部材は、前記フェルールとともに前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部を外周面の少なくとも一部に有し、
前記流通口は、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部を内周面の少なくとも一部に有し、
前記フェルールは、前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第３および第４のテーパー部を、それぞれ、内周面および外周面の少なくとも一部に有し、
前記第１のテーパー部と前記第３のテーパー部とが当接し、かつ、前記第２のテーパー部と前記第４のテーパー部とが当接した状態で、前記接続部材が前記フェルールを介して前記減圧チャンバーと接合されている脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれる気体を脱気する脱気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体中の溶存ガスは、液体が流通する管体の腐食、気泡の発生による圧力や熱交換率の低下、発生した気泡による液体の塗布ムラなどの原因となる。このため、液体の使用方法や使用目的によっては、脱気が必要である。例えば、半導体素子の製造工程においてウェハー等の洗浄に用いる液体には、その使用前に十分な脱気が望まれる。
【０００３】
液体（被脱気液体）の脱気には、例えば、特許文献１に開示されている脱気装置（図１１を参照）を用いることができる。図１１に示す脱気装置１０１は、真空チャンバー１０２の内部に脱気エレメント１０３が配置され、かつ、脱気エレメント１０３の端部を接続部材１０４により真空チャンバー１０２に固定した構造を有する。脱気エレメント１０３は、２以上の気体透過性チューブが束ねられたチューブ束１０５の端部に接合部材１０６が嵌め合わされた構造を有する。接続部材１０４と脱気エレメント１０３とは、脱気エレメント１０３の端部を接合部材１０６とともに接続部材１０４の内部に挿入し、固定用フェルール１０７を併用して、接続部材１０４と螺合する固定手段１０８を締め込むことにより接続される。接続部材１０４と真空チャンバー１０２とは、接続部材１０４を真空チャンバー１０２の開口部に挿入し、真空チャンバー１０２の内壁と接続部材１０４との間にＯ−リング１０９を配置しながら、接続部材１０４と螺合する固定手段１１０を締め込むことにより接合される。Ｏ−リング１０９は、真空チャンバー１０２内部の気密性を向上させる役割も担っている。
【０００４】
また例えば、被脱気液体の脱気に、特許文献２に開示されている脱気装置を用いることができる。当該脱気装置は、上述した脱気装置１０１と同様に、真空チャンバーの内部に脱気エレメントが配置された構造を有するが、真空チャンバーへの脱気エレメントの固定方法が脱気装置１０１とは異なっている。特許文献２の脱気装置における脱気エレメントの固定方法を図１２を参照して説明する。図１２に示す脱気装置１２１は、脱気エレメント１２３の端部を接続部材１２４により真空チャンバー１２２に固定した構造を有する。脱気エレメント１２３は、２以上の気体透過性チューブが束ねられたチューブ束１２５をフッ素樹脂からなる外套チューブ１２６に挿入し、チューブ束１２５と外套チューブ１２６とを気密的に融着した構造を有する。接続部材１２４と脱気エレメント１２３とは、脱気エレメント１２３の端部を筒状の接続部材１２４の内部に挿入し、当該端部を、テーパー状の先端部を有するパイプ１２７と突き合わせた後、接続部材１２４と螺合する固定手段１３０を締め込んで、外套チューブ１２６を接続部材１２４の内周面に押しつけることにより接続される。接続部材１２４と真空チャンバー１２２とは、接続部材１２４の外周面に形成された雄ネジ部１２８と、真空チャンバー１２２の開口部の内周面に形成された雌ネジ部１２９とを螺合することにより接合される。
【０００５】
特許文献１、２に開示の脱気装置では、接続部材と螺合する固定手段の締め込みによるカシメ構造により、脱気エレメントと接続部材との接続、あるいは、真空チャンバーと接続部材との接合がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−５７００９号公報
【特許文献２】特開平９−１８７６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このようなカシメ構造を実現するためには、接続部材、固定手段、接合部材および固定用フェルールなど、上記接続および接合のために用いられる各部材に高い寸法精度が要求されるため、上記カシメ構造は、脱気装置の製造コストが高くなる原因となっていた。
【０００８】
また、固定手段の締め込みによるカシメ構造では、経時的に締め込み力（トルク）が減少し、上記接続および接合が不完全となって、真空チャンバーの気密性が低下したり、接続部材と脱気エレメントとの接続部分から被脱気液体が漏れ出たりすることがある。固定手段を締め込む力を大きくすることで、上記接続および接合をより確実に保持することが可能であるが、締め込む力を過度に大きくすると、接続部材や固定手段が破損することがあり、上記力の増大量にも限度がある。
【０００９】
さらに、上述した半導体素子の製造工程への使用など、脱気装置の使用目的によっては、被脱気液体中へのイオン成分の混入を抑制するために、フッ素樹脂等の樹脂からなる接続部材や固定手段が用いられることがある。このような場合、上記各部材が金属からなるときよりも、上記経時的な締め込み力の減少が起きやすく、また、締め込む力を増大させた時にも接続部材や固定手段の破損が生じやすい。
【００１０】
そこで本発明は、接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、脱気エレメントと接続部材との接続、および／または、真空（減圧）チャンバーと接続部材との接合を実現した脱気装置の提供、特に、接続部材および／または減圧チャンバーがフッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂などの樹脂からなる脱気装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の脱気装置（第１の脱気装置）は、被脱気液体が流通する流通口を有する減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に収容され、前記被脱気液体が通過する脱気エレメントと、前記流通口において前記減圧チャンバーと接合された管状の接続部材とを備える。前記脱気エレメントは、前記被脱気液体が内部を通過する気体透過性チューブと、前記気体透過性チューブの端部を被覆する管状の接合片とを備える。第１の脱気装置は、前記接続部材と前記接合片との熱融着により、前記脱気エレメントが前記減圧チャンバーに固定された構造を有する。
【００１２】
第１の脱気装置の１つの形態における接続部材と減圧チャンバーとの接合構造に着目すると、本発明の脱気装置は以下のようにも記述できる（第２の脱気装置）：第２の脱気装置は、被脱気液体が流通する流通口を有する減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に収容され、前記被脱気液体が通過する脱気エレメントと、前記流通口において前記減圧チャンバーと接合され、前記脱気エレメントを前記減圧チャンバーに固定する接続部材とを備える。前記接続部材は、前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部を外周面の少なくとも一部に有する。前記流通口は、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部を内周面の少なくとも一部に有する。第２の脱気装置では、前記第１のテーパー部と前記第２のテーパー部とが当接した状態で、前記接続部材が前記減圧チャンバーと接合されている。
【００１３】
第１の脱気装置の別の形態における接続部材と減圧チャンバーとの接合構造に着目すると、本発明の脱気装置は、以下のようにも記述できる（第３の脱気装置）：第３の脱気装置は、被脱気液体が流通する流通口を有する減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に収容され、前記被脱気液体が通過する脱気エレメントと、前記流通口において前記減圧チャンバーと接合され、前記脱気エレメントを前記減圧チャンバーに固定する接続部材とを備える。第３の脱気装置では、前記接続部材と前記流通口との間にフェルールが配置され、前記接続部材は、前記フェルールとともに前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部を外周面の少なくとも一部に有する。前記流通口は、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部を内周面の少なくとも一部に有する。前記フェルールは、前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第３および第４のテーパー部を、それぞれ、内周面および外周面の少なくとも一部に有する。第３の脱気装置では、前記第１のテーパー部と前記第３のテーパー部とが当接し、かつ、前記第２のテーパー部と前記第４のテーパー部とが当接した状態で、前記接続部材が前記フェルールを介して前記減圧チャンバーと接合されている。
【発明の効果】
【００１４】
第１の脱気装置では、従来の脱気装置のように接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、脱気エレメントと接続部材との接続を実現できる。また、第１の脱気装置では、その構成を選択することにより、上記カシメ構造を用いることなく、減圧チャンバーと接続部材との接合を実現できる。
【００１５】
第２、第３の脱気装置では、従来の脱気装置のように接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、減圧チャンバーと接続部材との接合を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の脱気装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の脱気装置の脱気エレメントの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の脱気装置の接続部材の一例における部分を示す部分切り取り図である。
【図４】本発明の脱気装置の接続部材の別の一例を示す断面図である。
【図５】図１に示す脱気装置における接続部材と脱気エレメントとの接続構造を示す断面図である。
【図６】本発明の脱気装置の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】図６に示す脱気装置における接続部材と脱気エレメントとの接続構造を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の脱気装置のフェルールの一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すフェルールの断面Ａ−Ａを示す図である。
【図９】本発明の脱気装置のまた別の一例を模式的に示す断面図である。
【図１０】接続部材と脱気エレメントとの接続方法の一例を示す模式図である。
【図１１】従来の脱気装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図１２】従来の脱気装置における気体透過性チューブと接続部材との接続構造の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、同一の部材に同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
【００１８】
図１に本発明の脱気装置（第１の脱気装置）の一例を示す。図１に示す脱気装置１は、被脱気液体が流通する流通口２として、被脱気液体が流入する流入口２ａと、被脱気液体が流出する流出口２ｂとを有する減圧チャンバー３を備える。減圧チャンバー３内には、被脱気液体が通過する脱気エレメント４が収容されており、脱気エレメント４は、管状の接続部材５を介して減圧チャンバー３に固定されている。接続部材５は、流入口２ａおよび流出口２ｂにおいて減圧チャンバー３と接合されている。減圧チャンバー３は、筒状体である容器３ａと、当該筒状体端部の開口部を封止する一対の蓋体３ｂとを備えている。容器３ａと蓋体３ｂとは、減圧チャンバー３内の気密が保持されるように互いに接合されており、流通口２（流入口２ａおよび流出口２ｂ）は、一方の蓋体３ｂに形成されている。以下、流通口２が形成されている蓋体３ｂを上蓋３ｂと称し、流通口２が形成されていない蓋体３ｂを下蓋３ｂと称することがある。
【００１９】
脱気装置１では、脱気エレメント４は、被脱気液体が内部を通過する気体透過性チューブ７と、気体透過性チューブ７の端部を被覆する管状の接合片８とを備える。接続部材５および接合片８は熱可塑性樹脂からなり、接続部材５と接合片８との熱融着により、脱気エレメント４は接続部材５に接続され、減圧チャンバー３に固定されている。なお、図１および以降の図における黒く塗りつぶされた部分（例えば、図１の「Ａ」）は、脱気装置１を構成する部材同士が熱融着されることにより生じた「バリ」を示す。ただし、実際の脱気装置１において、このようなバリは観察されるとは限らない。
【００２０】
脱気装置１では、上蓋３ｂに形成された接続口９に減圧装置を接続し、減圧チャンバー３内を減圧した状態で、気体透過性チューブ７内に被脱気液体を流通させることにより、被脱気液体を脱気できる。
【００２１】
また、脱気装置１では、脱気エレメント４と接続部材５とを熱融着により接続しており、従来の脱気装置のように接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いなくてもよい。このような熱融着による接続構造では、接続構造を構成する各部材に対して、上記固定手段による接続構造の時のような高い寸法精度は必ずしも要求されず、脱気装置の製造コストを低減できる。また、接続部材が樹脂からなる場合にも、上述した経時的なクリープが生じないため、接続部材と脱気エレメントとの接続をより確実に保持でき、より信頼性に優れる脱気装置とすることができる。
【００２２】
図１に示す脱気装置１は一対の接続部材５を備えており、一方の接続部材（第１の接続部材）５ａは、流入口２ａにおいて減圧チャンバー３と接合され、他方の接続部材（第２の接続部材）５ｂは、流出口２ｂにおいて減圧チャンバー３と接合されている。脱気エレメント４の一方の端部（被脱気液体の流入側の端部）は、当該端部に配置された接合片８ａと接続部材５ａとの熱融着により接続部材５ａに接続されており、脱気エレメント４の他方の端部（被脱気液体の流出側の端部）は、当該端部に配置された接合片８ｂと接続部材５ｂとの熱融着により、接続部材５ｂに接続されている。
【００２３】
本発明の脱気装置では、熱融着による接続部材と脱気エレメントとの接続構造が少なくとも１つ形成されていればよいが、図１に示す例のように、接続部材５と脱気エレメント４との接続構造の全てが、接合片８と接続部材５との熱融着によることが好ましい。
【００２４】
換言すれば、本発明の脱気装置では、脱気エレメントにおける被脱気液体の流入側および流出側の端部の少なくとも一方に、熱融着による接続部材との接続構造が形成されていればよく、上記端部の双方に、熱融着による接続部材との接続構造が形成されていることが好ましい。
【００２５】
脱気エレメント４は、接合片８と、少なくとも１本の気体透過性チューブ７を備えていればよいが、図１に示すように、２以上の気体透過性チューブ７を備え、当該２以上の気体透過性チューブ７は各々の端部が互いに束ねられることでチューブ束１０を形成しており、接合片８が当該チューブ束１０の端部を被覆する構造を有することが好ましい。この場合、脱気エレメント４の単位容積あたりの膜面積（脱気面積）を大きくできる。チューブ束１０における気体透過性チューブ７の本数は、脱気装置１の用途により異なるが、通常、数本〜数百本程度の範囲である。
【００２６】
２以上の気体透過性チューブ７を束ねる方法は、公知の方法に従えばよく、例えば、熱融着性を有するフッ素樹脂などの熱可塑性樹脂により、各々の気体透過性チューブ７の端部を互いに結着すればよい。このようなフッ素樹脂としては特に限定されず、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などを用いてもよい。このとき、気体透過性チューブ７またはチューブ束１０と接合片８とを、当該熱可塑性樹脂によりさらに結着してもよく、この場合、接合片８による気体透過性チューブ７（チューブ束１０）の支持がより確実となる。
【００２７】
接合片８は、気体透過性チューブ７の端部を被覆でき、かつ、接続部材５と熱融着できる限り、その構造、構成などは特に限定されない。接合片８の形状は特に限定されず、例えば、図１、２に示すように円筒状であればよい。なお、図２は、図１に示す脱気エレメント４の端部の拡大図である。
【００２８】
図１に示す脱気装置１では、接合片８は熱可塑性樹脂からなるが、気体透過性チューブ７を被覆でき、かつ、接続部材５との熱融着による接続構造を形成できる限り、熱可塑性樹脂以外の材料を含んでいてもよい。例えば、接続部材５との接続構造を形成する部分が熱可塑性樹脂からなればよく、より具体的な例としては、接合片８がその端部（例えば、図２に示す端面１１）において接続部材５と熱融着される場合、当該端面１１が熱可塑性樹脂からなればよい。
【００２９】
熱可塑性樹脂からなる接合片８とすることにより、脱気装置の構造上、接合片８と被脱気液体とが接触する場合においても、当該被脱気液体へのイオン混入を低減できる。
【００３０】
接合片８を構成する樹脂の種類は特に限定されず、例えば、フッ素樹脂であればよい。フッ素樹脂は化学的に安定であり、接合片８と被脱気液体とが接触する場合においても、脱気エレメント４を通過する被脱気液体へのイオン混入をより低減できる。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレンなどを用いればよく、熱収縮性を有するために気体透過性チューブ７（チューブ束１０）の被覆が容易であり、かつ、気体透過性チューブ７（チューブ束１０）の支持をより確実にできることから、ＰＦＡであることが好ましい。
【００３１】
接合片８における接続部材５と熱融着される部分は特に限定されず、例えば、その端部（例えば、図２に示す端面１１）であればよい。図１に示す例では、接合片８の端部と接続部材５の端部とが（接合片８の端面と接続部材５の端面とが）熱融着されているが、このような接続構造は、実施例に後述する突き当てによる熱融着で形成可能であるため、生産性に優れる脱気装置とすることができる。
【００３２】
気体透過性チューブ７には、脱気装置として一般的なチューブを用いればよい。具体的には、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレンなどのフッ素樹脂からなるチューブ、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類からなるチューブであればよい。気体透過性チューブ７の径は、通常、内径にして数十μｍ〜数ｍｍ程度の範囲である。
【００３３】
接続部材５は、流通口２において減圧チャンバー３と接合でき、かつ、脱気エレメント４を減圧チャンバー３に固定できる限り、その構造、構成などは特に限定されない。
【００３４】
接続部材５の形状は特に限定されず、例えば、図１、３に示す形状であってもよいし、図４に示す形状であってもよい。図１、３に示す形状を有する接続部材５と、図４に示す形状を有する接続部材５とでは、後述するように、減圧チャンバー３への接合方法が異なっている。図３は、図１に示す脱気装置１における接続部材５のみを示す図である。
【００３５】
図１に示す脱気装置１では、接続部材５は熱可塑性樹脂からなるが、熱融着による接合片８との接続構造を形成できる限り、熱可塑性樹脂以外の材料を含んでいてもよい。例えば、接合片８との接続構造を形成する部分が熱可塑性樹脂からなればよく、より具体的な例としては、接続部材５がその端部（例えば、図３に示す端面１３）において接合片８と熱融着される場合、当該端部１２が熱可塑性樹脂からなればよい。
【００３６】
接続部材５が熱可塑性樹脂からなる場合、図１、３、４に示す接続部材５のように被脱気液体の流路６が形成されている場合においても、被脱気液体へのイオン混入を低減できる。
【００３７】
接続部材５を構成する樹脂の種類は特に限定されず、上述した接合片８を構成する樹脂と同様であればよい。接続部材５がフッ素樹脂からなる場合、被脱気液体６の流路が形成されている場合においても、被脱気液体へのイオン混入をより低減できる。当該フッ素樹脂としては、ＰＦＡであることが好ましい。
【００３８】
即ち、接続部材５を構成する樹脂、および、接合片８を構成する樹脂から選ばれる少なくとも１つが、フッ素樹脂（好ましくはＰＦＡ）であることが好ましく、その双方がフッ素樹脂（好ましくはＰＦＡ）であることがより好ましい。
【００３９】
また、接続部材５を構成する樹脂と、接合片８を構成する樹脂とは、同一であっても異なっていてもよく、熱融着による両者の接続構造をより確実なものとするためには、同一であることが好ましい。
【００４０】
接続部材５における接合片８と熱融着される部分は特に限定されず、例えば、その端部（一例として図３、図４に示す端面１３）であればよい。
【００４１】
減圧チャンバー３の構造および構成は、脱気エレメント４を内部に収容でき、被脱気液体を流通させる流通口２と、減圧装置を接続する接続口９とが形成されており、減圧時にチャンバー内部と外部環境との間の気圧差に耐えられる限り特に限定されない。図１に示す減圧チャンバー３は、筒状体である容器３ａと、当該容器３ａの開口部を封止する一対の蓋体３ｂとを備えるが、例えば、有底筒状体である容器３ａの開口部を１つの蓋体３ｂにより封止した減圧チャンバー３であってもよい。
【００４２】
容器３ａと蓋体３ｂとの接合方法は特に限定されず、一般的な脱気装置と同様であればよい。図１に示す減圧チャンバー３では、下蓋３ｂと容器３ａと、上蓋３ｂと容器３ａとを互いに嵌め込んで接合されている。特に、上蓋３ｂと容器３ａとは、上蓋３ｂの外周面に形成されたテーパー部と、容器３ａの開口部の内周面に形成されたテーパー部とを当接した状態で接合されており、このような接合構造とすることにより、両者の接合をより確実に保持することができる。なお、図１に示す減圧チャンバー３では、上蓋３ｂと容器３ａとがさらに熱融着されており、両者の接合をさらに確実に保持できる。
【００４３】
流通口２および接続口９は、容器３ａおよび蓋体３ｂから選ばれる少なくとも１つに形成されていればよいが、脱気装置１としての強度をより高くできることから、筒状体である容器３ａよりも、板状である蓋体３ｂに形成されていることが好ましい。
【００４４】
図１に示す脱気装置１では、減圧チャンバー３は熱可塑性樹脂からなるが、流通口２において接続部材５と接合できる限り、熱可塑性樹脂以外の材料、例えば、ステンレスなどの金属やガラスなどを含んでいてもよい。容器３ａと蓋体３ｂとの材質が異なっていてもよく、例えば、金属からなる容器３ａと熱可塑性樹脂からなる蓋体３ｂとを備えていてもよい。
【００４５】
減圧チャンバー３を構成する熱可塑性樹脂は特に限定されず、例えば、上述した各フッ素樹脂や、ポリプロピレンなどのポリオレフィンを用いればよい。
【００４６】
第１の脱気装置では、接続部材５と減圧チャンバー３との接合方法（接合構造）は特に限定されない。図１に示す脱気装置１は、図５に拡大図を示すように、以下のような接合構造を有する：接続部材５は、流通口２に挿入された状態で、減圧チャンバー３の内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部１４をその外周面に有する。流通口２は、減圧チャンバー３の内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部１５をその内周面に有する。接続部材５は、第１のテーパー部１４と第２のテーパー部１５とが互いに当接した状態で、減圧チャンバー３と接合されている。
【００４７】
このような接合構造では、減圧チャンバー３内を減圧した際に、接続部材５が減圧チャンバー３の内部に向かって押しつけられるとともに、第１のテーパー部１４と第２のテーパー部１５とをより密着させる方向へ力が働く。このため、従来の脱気装置のように、接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、減圧チャンバー３と接続部材５との接合を実現できる。また、このような接続構造は、接続部材が樹脂からなる場合にも、上述した経時的なクリープが生じないため、接続部材と減圧チャンバーとの接合をより確実に保持できる。
【００４８】
第１のテーパー部１４は、接続部材５の外周面の少なくとも一部に形成されていればよく、第２のテーパー部１５は、流通口２の内周面の少なくとも一部に形成されていればよい。第１のテーパー部１４および第２のテーパー部１５の形状は、双方のテーパー部が互いに当接できる限り、特に限定されない。
【００４９】
図１に示す脱気装置１では、流通口２において、接続部材５と減圧チャンバー３とが熱融着されている。この場合、接続部材５と減圧チャンバー３との接合をより確実に保持できる。接続部材５および減圧チャンバー３が、熱可塑性樹脂以外の材料を含む場合、例えば、接続部材５の熱可塑性樹脂部と、減圧チャンバー３の熱可塑性樹脂部とを熱融着すればよい。
【００５０】
図６に、本発明の脱気装置（第１の脱気装置）の別の一例を示す。図６に示す脱気装置１は、接続部材５と減圧チャンバー３との接合構造を除き、図１に示す脱気装置１と同様の構成を有する。
【００５１】
図６に示す脱気装置１では、接続部材５は、接続部材５と流通口２との間に配置されたフェルール１６を介して減圧チャンバー３に接合されている。より具体的には、図６に示す脱気装置１は、図７に拡大図を示すように、以下のような接合構造を有する：接続部材５は、フェルール１６とともに流通口２に挿入された状態で、減圧チャンバー３の内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部１４をその外周面に有する。流通口２は、減圧チャンバー３の内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部１５をその内周面に有する。フェルール１６は、流通口２に挿入された状態で、減圧チャンバー３の内部側に進むにつれて径が小さくなる第３のテーパー部１７をその内周面に有し、減圧チャンバー３の内部側に進むにつれて径が小さくなる第４のテーパー部１８をその外周面に有する。接続部材５は、第１のテーパー部１４と第３のテーパー部１７とが当接し、第２のテーパー部１５と第４のテーパー部１８とが当接した状態で、フェルール１６を介して減圧チャンバー３と接合されている。
【００５２】
このような接合構造では、減圧チャンバー３内を減圧した際に、接続部材５が減圧チャンバー３の内部に向かって押しつけられるとともに、第１のテーパー部１４と第３のテーパー部１７と、ならびに、第２のテーパー部１５と第４のテーパー部１８とをより密着させる方向へ力が働く。このとき、フェルール１６がテーパー部の構造に追従するように変形するため、図１に示す脱気装置１に比べて気密性をより向上でき、減圧チャンバー３と接続部材５との接合をより確実に保持できる。
【００５３】
フェルール１６の構造、構成は、接続部材５と減圧チャンバー３とを接合できる限り特に限定されない。フェルール１６の形状は、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、円錐台（円錐台Ａ）から、当該円錐台Ａと底面の中心が一致し、かつ、当該円錐台Ａよりも底面の直径が小さい円錐台（円錐台Ｂ）を取り除いた形状であればよい。円錐台Ａの側面が第４のテーパー部１８に、円錐台Ｂの側面が第３のテーパー部１７に相当する。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すフェルール１６の断面Ａ−Ａを示す図である。
【００５４】
第３のテーパー部１７は、フェルール１６の内周面の少なくとも一部に形成されていればよく、第３のテーパー部１７の形状は、第１のテーパー部１４と当接できる限り特に限定されない。第４のテーパー部１８は、フェルール１６の外周面の少なくとも一部に形成されていればよく、第４のテーパー部１８の形状は、第２のテーパー部１５と当接できる限り特に限定されない。
【００５５】
フェルール１６を構成する材料は特に限定されないが、接続部材５および／または減圧チャンバー３との熱融着が可能であることから、熱可塑性樹脂からなるフェルール１６が好ましい。
【００５６】
フェルール１６を構成する熱可塑性樹脂は特に限定されず、上述した接続部材５および減圧チャンバー３を構成する樹脂と同様であればよい。
【００５７】
図６に示す脱気装置１では、接続部材５とフェルール１６とが熱融着されている。図６に示す脱気装置１では、また、流通口２において、減圧チャンバー３とフェルール１６とが熱融着されている。これらの場合、接続部材と減圧チャンバーとの接合をより確実に保持できる。接続部材５、減圧チャンバー３およびフェルール１６が、熱可塑性樹脂以外の材料を含む場合、例えば、各々の部材の熱可塑性樹脂部同士を熱融着すればよい。
【００５８】
図９に本発明の脱気装置（第１の脱気装置）のまた別の一例を示す。図９に示す脱気装置１は、接続部材５と減圧チャンバー３との接合構造を除き、図１に示す脱気装置１と同様の構成を有する。
【００５９】
図９に示す脱気装置１における接続部材５は、図４に示す構成を有する。当該接続部材５と減圧チャンバー３とは、接続部材５を、減圧チャンバー３の内部から、突き当て部２１が上蓋３ｂの内面に突き当たるように流通口２に挿入した後に、接続部材５の外周面に形成され、かつ、減圧チャンバー３の外部に突き出た雄ネジ部１９に、雌ネジ部２０が内周面に形成された固定部材２２を螺合して締め込むことにより接合されている。このような脱気装置においても、従来の脱気装置のように接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、脱気エレメント４と接続部材５との接続を実現でき、より信頼性に優れる脱気装置とすることができる。
【００６０】
図１および図６に示す脱気装置１では、接続部材５の流路６と連通するように、被脱気液体を脱気装置１に供給、または、被脱気液体を脱気装置１から排出するための供給排出路１２が配置されている。供給排出路１２は、必要に応じて配置すればよい。
【００６１】
供給排出路１２の構造、構成、材質などは特に限定されず、任意に設定すればよい。例えば、図１、６に示すように、熱可塑性樹脂からなる直管状の供給排出路１２であればよい。
【００６２】
供給排出路１２と接続部材５との接続方法は特に限定されないが、供給排出路１２および接続部材５が熱可塑性樹脂からなる場合などには、図１、６に示すような熱融着による接続が簡便である。
【００６３】
本発明の脱気装置の製造方法は特に限定されず、基本的に、公知の方法を応用すればよい。接続部材５と、脱気エレメント４の接合片８との熱融着は、例えば、後述の実施例に記載の方法に従えばよい。
【００６４】
図１に示す脱気装置１について、接続部材５と減圧チャンバー３との接合構造に着目すると、本発明の脱気装置（第２の脱気装置）は、被脱気液体が流通する流通口を有する減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に収容され、前記被脱気液体が通過する脱気エレメントと、前記流通口において前記減圧チャンバーと接合され、前記脱気エレメントを前記減圧チャンバーに固定する接続部材とを備えた脱気装置であって、前記接続部材は、前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部を外周面の少なくとも一部に有し、前記流通口は、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部を内周面の少なくとも一部に有し、前記第１のテーパー部と前記第２のテーパー部とが当接した状態で、前記接続部材が前記減圧チャンバーと接合されている脱気装置である、ともいえる。
【００６５】
図６に示す脱気装置１について、接続部材５と減圧チャンバー３との接合構造に着目すると、本発明の脱気装置（第３の脱気装置）は、被脱気液体が流通する流通口を有する減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に収容され、前記被脱気液体が通過する脱気エレメントと、前記流通口において前記減圧チャンバーと接合され、前記脱気エレメントを前記減圧チャンバーに固定する接続部材とを備えた脱気装置であって、前記接続部材と前記流通口との間にフェルールが配置され、前記接続部材は、前記フェルールとともに前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部を外周面の少なくとも一部に有し、前記流通口は、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部を内周面の少なくとも一部に有し、前記フェルールは、前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第３および第４のテーパー部を、それぞれ、内周面および外周面の少なくとも一部に有し、前記第１のテーパー部と前記第３のテーパー部とが当接し、かつ、前記第２のテーパー部と前記第４のテーパー部とが当接した状態で、前記接続部材が前記フェルールを介して前記減圧チャンバーと接合されている脱気装置である、ともいえる。
【００６６】
これら第２、第３の脱気装置では、従来の脱気装置のように接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、減圧チャンバーと接続部材との接合を実現できる。このような接合構造は、上記固定手段による接合構造に比べて、接続部材が樹脂からなる場合であっても、上述した経時的なクリープが生じないため、接続部材と減圧チャンバーとの接合をより確実に保持でき、より信頼性に優れる脱気装置とすることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
【００６８】
（実施例１）
実施例１では、図１に示す構造を有する脱気装置１を作製し、被脱気液体の脱気を行った。
【００６９】
（脱気装置１の作製）
最初に、円棒状のポリプロピレンを切削加工して、円筒状の容器３ａ（肉厚５ｍｍ、内径１０ｃｍ）と、円板状の上蓋３ｂおよび下蓋３ｂ（肉厚５ｍｍ）とを形成した。上蓋３ｂおよび下蓋３ｂの外周面には、円板の主面に対して８５°の角度を有するテーパー部を形成し、容器３ａの開口部の内周面には、上記蓋体３ｂのテーパー部と当接する形状を有するテーパー部を形成した。次に、上蓋３ｂに、円形状の断面を有する３つの貫通孔を形成し、それぞれ流入口２ａ、流出口２ｂおよび接続口９とした。なお、流入口２ａおよび流出口２ｂの内周面は、上蓋３ｂの主面に対して８５°の角度を有する第２のテーパー部１５とした。
【００７０】
これら容器３ａ、上蓋３ｂおよび下蓋３ｂの作製とは別に、図３に示す形状を有する接合部材５を、ＰＦＡを用いて、切削加工により作製した。作製した接合部材５における第１のテーパー部１４の角度θ1（図３参照）は８５°とした。
【００７１】
これら各部材の作製とは別に、内径０．９５ｍｍ、膜厚０．１１ｍｍ、長さ３００ｍｍのＰＴＦＥからなる気体透過性チューブ７を１２５本束ね、束ねた気体透過性チューブ７の両端部をＰＦＡ粉末により互いに熱融着して、チューブ束１０を作製した。熱融着は、束ねた気体透過性チューブ７の両端部にＰＦＡ粉末を塗布した後に、３７０℃で１０分間加熱（加圧を併用）することにより行った。次に、接合片８として、熱収縮性を有する円筒状のＰＦＡパイプを２本準備し、当該パイプを上記作製したチューブ束１０の双方の端部にかぶせた後に加熱して、接合片８によって、チューブ束１０の端部が被覆され、かつ、支持された脱気エレメント４を作製した。
【００７２】
このようにして作製した脱気エレメント４の端部と、接続部材５の端部とを、以下のように熱融着して、両者を接続した：最初に、上蓋３ｂにおける流入口２ａおよび流出口２ｂのそれぞれに、接続部材５の第１のテーパー部１４と流入口２ａ（流出口２ｂ）の第２のテーパー部１５とが当接するように、接続部材５を挿入した。次に、図１０に示すように、３８０℃に保持したプレート型の遠赤外線ヒータ２４により、脱気エレメント４の接合片８の端面１１と、接続部材５の端面１３とを２分間加熱し、赤外線ヒータ２４を除去した後、端面１１と端面１３とを突き当てた。次に、双方の端面を突き当てたまま全体を室温まで冷却して、脱気エレメント４と接続部材５とを、端面１１と端面１３とを熱融着し、接続した。なお、遠赤外線ヒータ２４により端面１１および端面１３を加熱する際には、双方の端面以外の部分へ熱が伝わりにくいように、冷却板２３を併用した。
【００７３】
次に、容器３ａの一方の開口部に、下蓋３ｂを、容器３ａのテーパー部と下蓋３ｂのテーパー部とを当接させながら嵌め合わせた。次に、容器３ａの他方の開口部に、脱気エレメント４が接続された接続部材５が流入口２ａおよび流出口２ｂに挿入された上蓋３ｂを、脱気エレメント４が容器３ａ内に収容されるように、容器３ａのテーパー部と上蓋３ｂのテーパー部とを当接させながら嵌め合わせた。
【００７４】
次に、上蓋３ｂに形成された接続口９に減圧装置を接続し、容器３ａの内部を減圧しながら、容器３ａと下蓋３ｂと、容器３ａと上蓋３ｂと、ならびに、上蓋３ｂと接続部材５とを熱融着し、接合させた。
【００７５】
最後に、ＰＦＡからなるチューブ状の供給排出路１２を、接続部材５の流路６と連通するように熱融着により接続部材５に接合して、脱気装置１とした。
【００７６】
（脱気実験）
このようにして作製した脱気装置１の減圧チャンバー３内を、接続口９に接続した減圧装置により圧力４ｋＰａまで減圧した状態で、供給排出路１２から流入口２ａに水圧０．３ＭＰａで水を１０秒間供給した後に、水の供給を６０秒間停止するサイクルを１０万回繰り返したところ、減圧チャンバー３内には水漏れが見られず、脱気エレメント４と接続部材５との接続状態は良好であった。また、上記１０万回のサイクルの後、減圧装置を停止した場合にも、減圧チャンバー３内の減圧度はほぼ変化せず、接続部材５と減圧チャンバー３との接合状態は良好であった。
【００７７】
（実施例２）
実施例２では、図６に示す構造を有する脱気装置１を作製し、被脱気液体の脱気を行った。
【００７８】
（脱気装置１の作製）
実施例１と同様に、容器３ａ、上蓋３ｂ、下蓋３ｂ、脱気エレメント４および接続部材５を作製した。
【００７９】
上記各部材の作製とは別に、図８に示すフェルール１６を作製した。作製したフェルール１６はポリプロピレンからなり、第３のテーパー部１７および第４のテーパー部１８の角度θ2（図８参照）は８５°とした。
【００８０】
次に、脱気エレメント４の端部と接続部材５の端部とを、以下のように熱融着して、両者を接続した：最初に、上蓋３ｂにおける流入口２ａおよび流出口２ｂのそれぞれにフェルール１６を挿入し、挿入したフェルール１６に接続部材５をさらに挿入して、接続部材５の第１のテーパー部１４とフェルール１６の第３のテーパー部１７と、ならびに、フェルール１６の第４のテーパー部１８と流入口２ａ（流出口２ｂ）の第２のテーパー部１５とを、互いに当接させた。
【００８１】
次に、実施例１と同様にして、脱気エレメント４と接続部材５とを接続した。
【００８２】
次に、容器３ａの一方の開口部に、下蓋３ｂを、容器３ａのテーパー部と下蓋３ｂのテーパー部とを当接させながら嵌め合わせた。次に、容器３ａの他方の開口部に、接続部材５およびフェルール１６が流入口２ａおよび流出口２ｂに挿入された上蓋３ｂを、脱気エレメント４が容器３ａ内に収容されるように、容器３ａのテーパー部と上蓋３ｂのテーパー部とを当接させながら嵌め合わせた。
【００８３】
次に、上蓋３ｂに形成された接続口９に減圧装置を接続し、容器２ａの内部を減圧しながら、容器３ａと下蓋３ｂと、容器３ａと上蓋３ｂと、上蓋３ｂとフェルール１６と、ならびに、フェルール１６と接続部材５とを、熱融着し、接合させた。
【００８４】
最後に、ＰＦＡからなるチューブ状の供給排出路１２を、接続部材５の流路６と連通するように熱融着により接続部材５に接合して、脱気装置１とした。
【００８５】
（脱気実験）
このようにして作製した脱気装置１の減圧チャンバー３内を、接続口９に接続した減圧装置により圧力４ｋＰａまで減圧した状態で、供給排出路１２から流入口２ａに水圧０．３ＭＰａで水を１０秒間供給した後に、水の供給を６０秒間停止するサイクルを１０万回繰り返したところ、減圧チャンバー３内には水漏れが見られず、脱気エレメント４と接続部材５との接続状態は良好であった。また、上記１０万回のサイクルの後、減圧装置を停止した場合にも、減圧チャンバー３内の減圧度はほぼ変化せず、接続部材５とフェルール１６と、ならびに、フェルール１６と減圧チャンバー３との接合状態は良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明によれば、従来の脱気装置のように、接続部材と螺合する固定手段によるカシメ構造を用いることなく、脱気エレメントと接続部材との接続、および／または、真空（減圧）チャンバーと接続部材との接合を実現した脱気装置を提供できる。
【符号の説明】
【００８７】
１  脱気装置
２  流通口
２ａ  流入口
２ｂ  流出口
３  減圧チャンバー
３ａ  容器
３ｂ  蓋体（上蓋、下蓋）
４  脱気エレメント
５、５ａ、５ｂ  接続部材
６  流路
７  気体透過性チューブ
８、８ａ、８ｂ  接合片
９  接続口
１０  チューブ束
１１  （接合片の）端面
１２  供給排出路
１３  （接続部材の）端面
１４  第１のテーパー部
１５  第２のテーパー部
１６  フェルール
１７  第３のテーパー部
１８  第４のテーパー部
１９  雄ネジ部
２０  雌ネジ部
２１  突き当て部
２２  固定部材
２３  冷却板
２４  遠赤外線ヒータ
１０１  脱気装置
１０２  減圧チャンバー
１０３  脱気エレメント
１０４  接続部材
１０５  チューブ束
１０６  接合部材
１０７  固定用フェルール
１０８  固定手段
１０９  Ｏ−リング
１１０  固定手段
１２１  脱気装置
１２２  真空チャンバー
１２３  脱気エレメント
１２４  接続部材
１２５  チューブ束
１２６  外套チューブ
１２７  パイプ
１２８  雄ネジ部
１２９  雌ネジ部
【図１】
2011050964.tif 000003
【図２】
2011050964.tif 000004
【図３】
2011050964.tif 000005
【図４】
2011050964.tif 000006
【図５】
2011050964.tif 000007
【図６】
2011050964.tif 000008
【図７】
2011050964.tif 000009
【図８】
2011050964.tif 000010
【図９】
2011050964.tif 000011
【図１０】
2011050964.tif 000012
【図１１】
2011050964.tif 000013
【図１２】
2011050964.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月17日(2011.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被脱気液体が流通する流通口を有する減圧チャンバーと、
前記減圧チャンバー内に収容され、前記被脱気液体が通過する脱気エレメントと、
前記流通口において前記減圧チャンバーと接合され、前記脱気エレメントを前記減圧チャンバーに固定する接続部材と、を備えた脱気装置であって、
前記接続部材と前記流通口との間にフェルールが配置され、
前記接続部材は、前記フェルールとともに前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第１のテーパー部を外周面の少なくとも一部に有し、
前記流通口は、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第２のテーパー部を内周面の少なくとも一部に有し、
前記フェルールは、前記流通口に挿入された状態で、前記減圧チャンバーの内部側に進むにつれて径が小さくなる第３および第４のテーパー部を、それぞれ、内周面および外周面の少なくとも一部に有し、
前記第１のテーパー部と前記第３のテーパー部とが当接し、かつ、前記第２のテーパー部と前記第４のテーパー部とが当接した状態で、前記接続部材と前記フェルールとが熱融着され、かつ、前記減圧チャンバーと前記フェルールとが熱融着されて、前記接続部材が前記フェルールを介して前記減圧チャンバーと接合されている脱気装置。
【請求項２】
前記接続部材が熱可塑性樹脂からなる請求項１に記載の脱気装置。
【請求項３】
前記接続部材を構成する樹脂が、フッ素樹脂である請求項２に記載の脱気装置。
【請求項４】
前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）である請求項３に記載の脱気装置。
【請求項５】
前記フェルールが熱可塑性樹脂からなる請求項１に記載の脱気装置。
【請求項６】
前記減圧チャンバーが、筒状体である容器と、前記筒状体端部の開口部を封止する蓋体とを備え、
前記流通口は、前記蓋体に形成されている請求項１に記載の脱気装置。
【請求項７】
前記蓋体が熱可塑性樹脂からなる請求項６に記載の脱気装置。
【請求項８】
前記フェルールが前記第１のテーパー部および前記第２のテーパー部の構造に追従するように変形した状態で、前記接続部材が前記フェルールを介して前記減圧チャンバーと接合されている請求項１に記載の脱気装置。