(57)【要約】  実施例において、操作可能な流体器具（１４）は、相互に連結可能なフッ素重合体の本体部（２４）及びフッ素重合体の格納部（２２）を備え、連結されると最初に相互に対向し次いで相互に係合する２つの円錐台形面（４２，７４）による流体シール連結にてこれらは流体を含む。円錐台形面のうち１つは凸状であり、他方は凹状である。円錐台形面が係合するに先立って対向する場合に、これらの角度は不整合である。円錐台形面の最初のシール接触は、各円錐台形面の径方向内側の環状位置にて、内部の基端側にて行われ、接合部が一体的に接合されると、シール接触部は角度が不整合な２つの円錐台形面の少なくとも１つの大部分を含むべく径方向内側の環状位置から径方向外側に拡張される。円錐台形面から径方向外側の環状リング（７０）及び環状凹部を含む好適な環状構造体は、円錐台形面が係合するときに円錐台形面を径方向に拘束し、この環状構造体は付加的な環状の補助的なシールを形成する。
2011503449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体シール連結部にて相互に係合するポリマー本体部及びポリマー格納部を備える操作可能な流体器具であって、該本体部は一対の流体流導管と、流体を含むべく内部に少なくとも部分的に含まれ、本体部及び格納部によって形成され、共通軸を有する操作部とを含むことと、操作部は流体制御、流体調整、及び流体測定のうちいずれか１つを行うことと、該本体部は流体気密シールにて第１の円筒状壁面部と共に第１の円筒状内壁部を形成することと、該格納部は流体気密シールにおいて第２の円筒状内壁部及び第２の円筒状壁面部を形成することと、第１の円筒状内壁部及び第２の円筒状内壁部は流体と接触すべく位置されることと、該流体気密シールは、
該本体部と一体的な第１の接合部と、該格納部と一体的な第２の接合部とを含むことと、該第１の接合部は第１の内壁面に隣接する凹状の円錐台形シール面を有し、本体部から軸方向に離間して延びる第１の環状リングのチップに位置されることと、該第１の接合部は、本体部から軸方向に離間して延び第１の環状リングと平行に位置され空隙によって第１の環状リングから離間して設けられる第２の環状リングを更に備えることと、該第２の環状リングは丸みを帯びたチップを有し、第１の環状リングのチップと比較して本体部から更に軸方向に離間して延びることと、
該第２の接合部は第２の内壁面部に隣接する凸状の円錐台形シール面を有することと、同凸状の円錐台形シール面の径方向外側の端部は該格納部から離間して径方向に延びる第３の環状リングと隣接すること、同第３の環状リングは第１の接合部の空隙内に嵌入する寸法に形成されることと、同第３の環状リングはチップを有し、凸状の円錐台形シール面と比較して格納部から更に離間して突出することと、
前記格納部は本体部に圧力により連結可能であることと、
該円錐台形面は格納部が本体部に圧力により連結された場合にＯリングやガスケットを要することなく係合及びシールすべく位置されることと、該円錐台形面はそれぞれ共通軸により形成される鋭角を有し、同鋭角は円錐台形面が係合するに先立って異なり、これにより格納部が本体部に圧力により連結したときの円錐台形面間の最初の接触は内壁面部の少なくともいずれか１つに隣接することとを特徴とする操作可能な流体器具。
【請求項２】
前記円錐台形面はそれぞれ係合部にて内径を有し、凹状の円錐台形面は、凸状の円錐台形面の内径と等しいか３％以内の内径を有することを特徴とする請求項１に記載の操作可能な流体器具。
【請求項３】
前記操作部はフィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作可能な流体器具。
【請求項４】
前記操作部は弁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作可能な流体器具。
【請求項５】
前記円錐台形面の係合に先立って共通軸により形成される円錐台形面の鋭角の１つは４３°乃至４７°の範囲にあり、前記円錐台形面の係合に先立って共通軸により形成される円錐台形面の別の鋭角は４８°乃至５３°の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の操作可能な流体器具。
【請求項６】
前記本体部及び格納部はパーフルオロアルコキシ（perfluoroalkoxy ）及びポリテトラフルオロエチレンのうち少なくともいずれか一方から形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の操作可能な流体器具。
【請求項７】
操作可能な流体器具であって、相互に連結可能なポリマー本体部及びポリマー格納部と、該本体部及び格納部が流体を含むべく相互に連結された場合に本体部及び格納部によって形成される内部と、該器具の内部に少なくとも部分的に含まれる操作部とを備え、同操作部は流体制御、流体調整、及び流体測定のうちいずれか１つを行うことと、該本体部及び格納部はそれぞれ本体部及び格納部が連結された場合に一対の接合部にて相互に係合することと、該接合部はガスケットやＯリングが不要な流体シール連結部を形成することと、該流体シール連結部は、
連結するときに最初に相互に対向し続いて相互に係合する２つの円錐台形面を含むことと、円錐台形面のうち１つは凸状であり、他方は凹状であることと、該円錐台形面が係合するに先立って相互に対向する場合に角度が不整合であることと、円錐台形面の最初のシール接触は、各円錐台形面の径方向内側の環状位置にて、内部の基端側にて行われ、接合部が一体的に接合されると、シール接触部は角度が不整合な２つの円錐台形面の少なくとも１つの大部分を含むべく径方向内側の環状位置から径方向外側に拡張されることと、該各円錐台形面から径方向外側に位置され軸方向に延びる環状リングを有する接合部はそれぞれ各円錐台形面の前方に軸方向に延びることとを特徴とする操作可能な流体器具。
【請求項８】
前記接合部はそれぞれ別の接合部の環状の軸方向に突出する部分が嵌入する環状の軸方向に延びる凹部を含むことを特徴とする請求項７に記載の操作可能な流体器具。
【請求項９】
前記接合部はそれぞれ一体的であり、フッ素重合体本体部及びフッ素重合体格納部によりそれぞれ形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載の操作可能な流体器具。
【請求項１０】
流体シール連結部にて係合可能なポリマー本体部及びポリマー格納部を備える操作可能な流体器具であって、該本体部及び格納部は軸を有し、流体を格納する内部を形成し、同内部に少なくとも部分的に含まれる操作部を有することと、該操作部は流体制御、流体調整、及び流体測定のうちいずれか１つを行うことと、Ｏリングやガスケットを使用しない流体シール連結部は、
連結された場合に相互に対向する２つの円錐台形面を含むことと、同円錐台形面のうち一方は凸状であり、軸により形成される鋭角を有し、円錐台形面の他方は凹状であり、軸により形成される鋭角を有することと、該円錐台形面が相互に対向するときに該凸状の円錐台形面の鋭角は該凹状の円錐台形面の鋭角より小さいこととを特徴とする操作可能な流体器具。
【請求項１１】
前記最初のシール接触において円錐台形面が最初に係合する場合に、係合は各円錐台形面の径方向内側の環状位置にて行われ、接合部が一体的に接合すると、シール接触部は円錐台形面が角度の不整合な２つの円錐台形面の大部分を含むべく径方向外側に軸方向にセットされることに伴い径方向内側の環状の最初の係合位置から拡張することを特徴とする請求項１０に記載の流体シール連結部。
【請求項１２】
流体シール連結部を形成する方法であって、
フッ素重合体から形成される第１の接合部の凹状の円錐台形シール面を、フッ素重合体から形成される第２の接合部の、軸方向に位置された凸状の円錐台形面に対向させる工程において、該円錐台形シール面はそれぞれ操作可能な流体器具の一対の連結可能なハウジング要素と一体的であり、該円錐台形シール面はそれぞれ流体格納領域を包囲し、該円錐台形シール面は角度が不整合である対向工程と、
該円錐台形面を軸方向に延びる一対の環状リングを使用して径方向に拘束し、軸方向の位置を保持しつつ円錐台形シール面を圧力により軸方向にセットする工程において、該環状リングのうち一方は第１の接合部の凹状の円錐台形シール面と一体的であり、他方の環状リングは第２の接合部の凸状の円錐台形シール面と一体的であり、該環状リングはそれぞれ各円錐台形面の前方に軸方向に延びるセット工程とを含み、
前記円錐台形面は最初に各円錐台形面の径方向内側のシール係合部にて係合し、該円錐台形面の変形により該係合部は円錐台形シール面のうち少なくとも１つの大部分を含むべく径方向に拡張し、シール係合部を増加させることを特徴とする流体シール連結部を形成する方法。
【請求項１３】
前記一対のハウジング要素のうち一方と一体的に形成される付加的な一対のシール面を提供する工程を更に含み、同一対のシール面は２つの円錐台形面から径方向外側に離間して設けられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の付加的なシール面から径方向外側に離間して設けられる付加的な一対のシール面を提供する工程を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
流体シール接合点にて係合する一対のハウジング要素と、同一対のハウジング要素によって形成される内部に少なくとも部分的に含まれる、流体を含むための操作部とを備え、同操作部は流体制御、流体調整、及び流体測定のうちいずれか１つを行うことと、本体部及び格納部はそれぞれ流体シール接合点にて一対の円筒状内壁面部を形成することと、同一対の円筒状内壁面部は流体と接触するように位置されることと、同流体シール接合点は、
一対の接合部を含み、同一対の接合部はそれぞれ該２つのハウジング要素のうち１つと一体的に形成され、連結されたときに相互に対向し角度が不整合である２つの円錐台形面のうち１つをそれぞれ有することと、円錐台形面のうち一方は凸状であり、他方は凹状であることと、これにより、円錐台形面の最初のシール接触は、各円錐台形面の径方向内側の環状位置にて行われ、接合部が一体的に接合されると、シール接触部は角度が不整合な２つの円錐台形面の大部分を含むべく径方向内側の環状位置から径方向外側に拡張されることとを特徴とする操作可能な流体器具。
【請求項１６】
Ｏリングやガスケットが不要な流体シール連結部を形成する方法であって、
ポリマーから形成される凹状の円錐台形シール面を、軸方向に位置されたポリマーから形成される凸状の円錐台形シール面と対向させる工程において、該円錐台形シール面は対抗時において角度が不整合である対向工程と、
該円錐台形面を各円錐台形面の前方に軸方向に突出する複数の環状リングを使用して径方向に拘束し、軸方向の位置を保持しつつ円錐台形シール面を圧力により軸方向にセットする工程において、円錐台形シール面が圧力により軸方向にセットされると、該円錐台形面は最初に各円錐台形シール面の径方向内側のシール係合部にて係合し、該円錐台形面の変形により該係合部は円錐台形シール面のうち少なくとも１つの大部分を含むべく径方向に拡張し、シール係合部を増加させるセット工程とを含むことを特徴とする流体シール連結部を形成する方法。
【請求項１７】
該一対の円錐台形シール面から径方向外側に付加的な一対の環状シール面をシールにより係合させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
Ｏリングやガスケットが不要なポリマー流体シール連結部であって、
相互に直接係合可能な第１のポリマー接合部及び第２のポリマー接合部を備え、
第１の接合部は、流体路を形成する内側壁面部に隣接する凹状の円錐台形シール面を有することと、
第２の接合部は、流体路を更に形成する別の内側壁面部に隣接する凸状の円錐台形シール面を有することと、
第１の接合部は軸方向に延びる環状リングを有することと、
第２の接合部は軸方向に延びる別の環状リングを有することと、
第１の接合部が第２の接合部と係合する場合に、軸方向に延びるリングは円錐台形面が相互に対向するように円錐台形シール面を拘束することとを特徴とする流体シール連結部。
【請求項１９】
前記第１の接合部の軸方向に延びる環状リングは凹状の円錐台形シール面の前方に軸方向に延び、前記第２の接合部の軸方向に延びる環状リングは凸状の円錐台形シール面の前方に軸方向に延びることを特徴とする請求項１８に記載の流体シール連結部。
【請求項２０】
３つの連結部を有するフォトリソグラフィーフィルタであって、連結部のうち１つは入口用、１つは通気口用、且つ１つは出口用であり、３つの連結部はそれぞれ請求項１８又は１９に示すように構成されることを特徴とするフォトリソグラフィーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体シールに関する。より詳細には、本発明は液体濾過器具、弁、及び臨界流体管理に使用されるセンサ等の流体器具においてＯリングが不要である流体シール連結部に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な産業及び多数の応用において、金属管、接続金具、及び臨界流体流を処理及び制御するための様々なその他の「配管」要素が使用される。これらの要素は銅、ステンレス鋼や、鋼等の金属から形成される。公知の流体シールは弾性を備えたＯリングやガスケットを含む。このシールは比較的高価なものではなく、多くの場合においてシールに好適であるが、このシールは全ての環境において好適なものではない。セミコンダクタの処理等の所定の応用において、関連する流体は金属要素、公知のガスケットや弾性を備えたＯリングの使用により反応するか、汚染される。従って、上記産業において、配管要素はフッ素重合体等の極めて不活性な物質から形成される。
【０００３】
例として、マイクロエレクトロニクス処理流体の液体濾過において存在する厳しい化学環境において、化学的に耐性を備える材料（例、登録商標ＫＡＬＲＥＺ）から形成されるＯリングが通常使用される必要がある。しかしながら、これらのＯリングは高価であり、通常は頻繁な交換が要求される。
【０００４】
更に、処理流体が結晶化する傾向にある応用において、径方向又はシール面のＯリングの周囲の小容積のデッドスペースにより、処理流体の結晶化が生じ得るため、シールにおける漏洩やその他の望ましくない影響を処理流体に付与する。付加的に、Ｏリングシール面におけるバリ及びその他の表面の損傷により、器具間に付加的な漏洩点を生じ得る。
【０００５】
厳しい化学環境において、化学的に耐性を備える材料（例、登録商標ＫＡＬＲＥＺ）から形成されるガスケットが使用される必要がある。しかしながら、この設計は非常に大きな閉成力を要し、高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、マイクロエレクトロニクス処理流体における液体濾過器具と組み合わせた使用等の厳しい化学環境の流体システムにおいて使用され、上記課題に対処する、Ｏリングが不要な改良された流体シールに対する要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
厳しい化学環境における使用に対して好適にして、操作可能な流体器具にも好適な、Ｏリング不要の流体シールは、シールを実現するために操作可能な流体器具及び方法を含む。
【０００８】
実施例において、操作可能な流体器具は、相互に連結可能なフッ素重合体の本体部及びフッ素重合体の格納部を備え、連結されると最初に相互に対向し次いで相互に係合する２つの円錐台形面による流体シール連結にてこれらは流体を含む。円錐台形面のうち１つは凸状であり、他方は凹状である。円錐台形面が係合するに先立って対向する場合に、これらの角度は不整合である。円錐台形面の最初のシール接触は、各円錐台形面の径方向内側の環状位置にて、内部の基端側にて行われ、接合部が一体的に接合されると、シール接触部は角度が不整合な２つの円錐台形面の少なくとも１つの大部分を含むべく径方向内側の環状位置から径方向外側に拡張される。環状リング及び環状凹部を含む好適な環状構造体は、円錐台形面が係合するときに円錐台形面を径方向に拘束し、この環状構造体は付加的な環状の補助的なシールを形成する。
【０００９】
実施例において、流体気密シールを介して本体部に連結されるポリマー格納部は流体制御部、流体フィルタ部、及び流体測定部のうちいずれか１つを含む内部を形成する。本体部及びポリマー格納部は流体気密シールにて円筒状内壁部を形成し、共通軸を有する。
【００１０】
実施例において、第１の接合部及び第２の接合部がＯリング不要の流体シールを形成すべく連結されるときに、３つのシール面のうち２つ又は３つが変形され、屈折され、或いは各接合部に対してそのシールされない構造体により湾曲される。
【００１１】
実施例において、Ｏリング不要な流体連結部がマイクロエレクトロニクス処理流体システムにおける液体濾過器具を濾過ハウジングに連結させることに使用される。一実施例において、Ｏリング不要な１つの流体シールが連結部において形成される。別例において、２つのＯリング不要な流体シールが連結部に形成される。更なる別例において、３つのＯリング不要な流体シールが形成される。
【００１２】
実施例において、２つの要素をシール連結する、第１の接合部及び第２の接合部を備えるＯリング不要な流体気密シールが開示される。第１の接合部は第２の接合部を受容する基端部を有する。第１の接合部は要素のうち１つに操作自在に連結される先端部を更に有する。第１の接合部は第１のリム部、第２のリム部、並びに第１のリム部及び第２のリム部の間に位置される環状溝部を更に有する。第１のリム部は第１のシール面及び第２のシール面を有する。第２のリム部は第３のシール面を有する。第１の角度が第１のシール面及び円筒状内壁部によって、軸と平行な断面において画定され、第２の角度が第３のシール面及び環状溝によって、軸と平行な断面において画定される。
【００１３】
第２の接合部は第１の接合部を受容する基端部を有する。第２の接合部は別の要素に操作自在に取り付けられる先端部を有する。第２の接合部は第３のリム部、第１の接合シール面、及び第３の接合シール面を更に有する。第３のリム部は第２の接合シール面を有する。第３の角度が第１の接合シール面及び円筒状内壁部によって画定され、第４の角度が第３のシール面及び円筒状内壁部によって画定される。
【００１４】
第１の接合部及び第２の接合部は、第１の角度が第３の角度と等しくなく、第２の角度が第４の角度と等しくならないように構成される。
２つの接合部は一体的に組み立てられるように構成される。部分が組み立てられた場合に、これらに作用する軸方向の圧力を伴うことなく、環状リングは第３のリム部を受容し、第１のシール面は第１の接合シール面に対向し、第２のシール面は第２の接合シール面に径方向に隣接し、第３のシール面は第３の接合シール面に対向する。
【００１５】
圧力が第１の接合部を第２の接合部に対して軸方向に押圧すべく作用された場合に、第１のシール面が第１の接合シール面に押圧されるように、圧力が第１の接合部及び第２の接合部の両者を通じて伝達される。この圧力により第１のシール面及び第１の接合シール面のうち少なくとも一方が屈折される。
【００１６】
本発明の実施例において、圧力が第１の接合部を第２の接合部に対して軸方向に押圧すべく作用された場合に、第１のシール面及び第１の接合シール面のうち少なくとも１つが変形される。
【００１７】
本発明の実施例において、圧力が第１の接合部を第２の接合部に対して軸方向に押圧すべく作用された場合に、第２のシール面が第２の接合シール面に押圧されるように、圧力が第１の接合部及び第２の接合部の両者を通じて伝達される。この圧力により第２のシール面及び第２の接合シール面のうち少なくとも１つが屈折される。本発明の別例において、圧力により第３のシール面及び第３の接合シール面のうち少なくとも１つが更に屈折される。
【００１８】
本発明の実施例において、第１の角度は約４５°（２つの角度の範囲内）であり、第２の角度は約５５°（２つの角度の範囲内）であり、第３の角度は約４０°（２つの角度の範囲内）であり、第４の角度は約４５°（２つの角度の範囲内）である。
【００１９】
本発明の実施例において、器具の連結される一要素はマイクロエレクトロニクス処理流体の濾過に使用される液体濾過アセンブリであり、別の要素はフィルタハウジングである。
【００２０】
本発明の実施例において、第１の接合部はフッ素重合体から形成される。本発明の別例において、フッ素重合体はパーフルオロアルコキシ及びポリテトラフルオロエチレンから構成される一群から選択される。
【００２１】
本発明の実施例において、第２の接合部はフッ素重合体から形成される。本発明の別例において、フッ素重合体はパーフルオロアルコキシ及びポリテトラフルオロエチレンから構成される一群から選択される。
【００２２】
実施例におけるシール連結部の別の特徴及び効果はシールを一体的にすることに低い係合力のみを要することにある。
実施例におけるシール連結部の別の特徴及び効果はシール形成に低いシール力のみを要することにある。
【００２３】
本発明の実施例における別の特徴及び効果は、流体シールが非エラストマ、非エラストマ系材料であるが、流体制御器具のハウジングの堅固な材料に好適な堅固な材料から形成されることにある。
【００２４】
実施例におけるシール連結部の別の特徴及び効果は、流体室に隣接するシール面の圧力によるセットが径方向外側の方向において低減され、流体室に隣接して最適に堅固にシールすることにある。
【００２５】
実施例におけるシール連結部の更なる特徴及び効果は一体的なシールが低いクランプ力を使用して高い流体圧力にて使用可能であることにある。
実施例におけるシール連結部の更なる特徴及び効果は、略デッドスペースの無い正確に直線的な流体路が形成されることにある。
【００２６】
実施例における複数のシール連結部の構造体の特徴及び効果は、製造の耐性の改善が可能であることにある。
本発明に関する上記の概要は、本発明の開示された実施例や実施の全てについて記載している訳ではない。むしろ実施例は当業者が本発明の原理及び実施を評価及び理解できるように選択され開示される。以下の図面や詳細な説明において、実施例についてより詳細に例示される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例において、２つの要素を気密に連結するための、Ｏリングが不要な流体気密シールを備えた器具を示す断面図。
【図１Ａ】図１に示すＯリングが不要な流体気密シールの一接合部を詳細に示す断面図。
【図１Ｂ】図１に示すＯリングが不要な流体気密シールの別の接合部を詳細に示す断面図。
【図２】本発明の実施例において、器具、即ちフィルタハウジングに連結される液体濾過アセンブリを示す斜視図。
【図３】図１に示すＯリングが不要な流体気密シールが形成された場合において、Ｏリングが不要な流体気密シールの対応する接合部を詳細に示す断面図。
【図４Ａ】Ｏリングが不要なシールを形成する、図１に示すＯリングが不要な流体気密シールの対応する接合部を詳細に示す断面図。
【図４Ｂ】Ｏリングが不要なシールを２つ形成する、図１に示すＯリングが不要な流体気密シールの対応する接合部を詳細に示す断面図。
【図４Ｃ】Ｏリングが不要なシールを３つ形成する、図１に示すＯリングが不要な流体気密シールの対応する接合部を詳細に示す断面図。
【図５】本発明の実施例において、Ｏリングが不要な複数の流体気密シールが隣接して位置されるＯリングが不要な複数の流体気密シール構造体を示す斜視図。
【図６】本発明の実施例において、Ｏリングが不要な複数の流体気密シールが同軸上に構成される、Ｏリングが不要な複数の流体気密シール構造体を示す断面図。
【図７】図６に示すＯリングが不要な流体気密シール構造体の流体チャネルの連結を示す平面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施例は、添付の図面に関して以下の様々な実施形態についての詳細な説明を鑑みてより深く理解されるであろう。
本発明は、様々な変更物や代替物へ変更可能であるが、その詳細は図面において実施例として示されており、以下に詳述される。しかしながら、本発明は、記載された特定の実施例に限定されるものではない。本発明は、その趣旨および範囲内に含まれる全ての変更物や均等物や代替物を包含するものである。
【００２９】
本発明による装置はマイクロエレクトロニクス処理流体システムにおける液体濾過器具の濾過ハウジングへの連結等の様々な応用において使用可能である。
「流体制御」は測定、弁、保存、及び切り換えを含み、「流体調整」は流体の製剤設計や純度、或いは温度や圧力等の所定の状態の変更を含み、「流体測定」は流体の状態や特性の検知を含む。ここで使用される「一体的」は２つの要素や部分が一体として連続した物質として形成されることを示す。
【００３０】
図１に、本発明の実施例において流体を処理するために操作可能な流体器具１４を示す。流体器具１４は、通常流体シール連結部にて相互に係合するポリマー本体部２４及びポリマー格納部２２を含む。ポリマー本体部２４及びポリマー格納部２２が係合する場合に、Ｏリング不要な流体気密シールが流体シール連結部により形成される。
【００３１】
図１及び１Ｂに示すように、本発明の実施例において、ポリマー本体部２４は通常接合部２６、外側ネジ２８、内側部３０、円筒状内壁部１２８、流体気密シールにおける円筒状壁面部３８、軸ａ１、一対の流体流導管１２０，１２２を備え、基端部４８及び先端部５０を有する。円筒状内壁部１２８及び円筒状壁面部３８の両者は軸１２６を中心として略円形である。
【００３２】
ポリマー本体部２４と一体的である接合部２６は通常第１の環状リング３２、第２の環状リング３４、及び空隙、即ち環状溝３６を含む。第１の環状リング３２はチップ４０に位置される凹状の円錐台形シール面４２、及び隣接する円筒状壁面部３８を有する。鋭角θ１が第１の円錐台形シール面４２及び軸ａ１によって形成される。
【００３３】
図１Ｂに示すような断面にて示される場合に、第１の環状リング３２、第２の環状リング３４、及び空隙３６はそれぞれ軸ａ１と略平行である。第２の環状リング３４は本体部２４から軸方向に離間して延び、空隙３６によって第１の環状リング３２から隔離される。第２の環状リング３４はチップ５４を有し、第１の環状リング３２のチップ４０と比較して、本体部から更に軸方向に離間して突出する。半径面８６が空隙３６の先端部５０に位置される。
【００３４】
第２の環状リング３４は第３のシール面５６を有する。鋭角φ２が第３のシール面５６と、内側に面する面５２とも平行である共通軸ａ１とによって形成される。
図１及び１Ａに、本発明の実施例におけるポリマー格納部２２を示す。ポリマー格納部２２は通常接合部５８、ここではフィルタとして示される操作部６０、ハウジング６２、内側部６４、肩部９０、円筒状内壁部１３０、流体気密シールにおける円筒状壁面部８２、及び軸ａ１を備える。ポリマー格納部２２は先端部６６及び基端部６８を有する。円筒状内壁部１３０及び円筒状壁面部８２の両者は軸ａ１を中心として略円形である。
【００３５】
ポリマー格納部２２と一体的である接合部５８は通常第３の環状リング７０、及び凹状の円錐台形シール面７４を備える。鋭角θ３が凸状の円錐台形シール面７４と、凸状の円錐台形シール面７４に隣接する円筒状壁面部８２とも平行な共通の軸ａ１とによって形成される。鋭角φ４が第３のシール面７６と、外側に面する面８４とも平行な共通軸ａ１とによって形成される。
【００３６】
図１Ａに示すように、断面にて示される場合に、第３の環状リング７０の内側表面及び外側表面は軸ａ１に対して略平行である。
第２の環状リング３４は本体部２４から離間して軸方向に延び、空隙３６によって第１の環状リング３２から間隔をおいて設けられる。第２の環状リング３４はチップ５４を有し、第１の環状リング３２のチップ４０と比較して本体部から更に軸方向に離間して突出し、円錐台形シール面を保護する。
【００３７】
半径面８８が第３の環状リング７０の先端部５０に位置される。
本発明の実施例において、角度θ１は角度θ３と等しいものではない。一実施例において、角度θ１は約４５°であり、角度θ３は約４０°である。別例において、角度θ３は約３０°乃至６０°の範囲内にあり、角度θ１は角度θ３に約３乃至１５°加算した角度に等しい。
【００３８】
本発明の実施例において、角度φ２は角度φ４と等しいものではない。一実施例において、角度φ２は約５０°であり、角度φ４は約４５°である。別例において、角度φ４は約３０°乃至６０°の範囲内にあり、角度φ２は角度φ４に約４乃至８°、好適に約５°加算した角度に等しい。
【００３９】
本発明の実施例において、格納アセンブリ２２の接合部５８はパーフルオロアルコキシ（Perfluoroalkoxy ）ＰＦＡやポリテトラフルオロエチレンＰＴＦＥ等のフッ素重合体から形成される。本発明の実施例において、フィルタハウジング２４の接合部２６はＰＦＡやポリテトラフルオロエチレンＰＴＦＥ等のフッ素重合体から形成される。本発明の実施例において、格納部２２の接合部５８及び本体部２４の接合部２６は異なる材料から形成される。本発明の実施例において、格納部２２の接合部５８及び本体部２４の接合部２６は両者とも同じ材料から形成されてもよい。ＰＦＡ等のハウジングにおいて十分な剛性を備える材料は実際のシール面に使用される。
【００４０】
ナット９２は肩部９４及び内側ネジ９６を有する。肩部９４は格納部２２の肩部９０と協動する形状に形成される。内側ネジ９６は外側ネジ２８に対応して螺合するようにネジ山が形成される。
【００４１】
Ｏリング不要の流体気密シールは格納部２２及び本体部２４の連結により形成される。操作において、格納部２２及び本体部２４はナット９２の使用を介して連結される。操作者は肩部９４が肩部９０に接触するようにナット９２を格納部２２の基端部６８に向かって前進させる。図３に示すように、ナット９２及び格納部２２の両者は半径面８８の基端部６８が空隙３６の基端部４８内に挿入されるように前進される。操作者は内側ネジ９６が外側ネジと螺合するようにナット９２を回動し、接合部２６が接合部５８と係合して円錐台形面が最初に相互に接触し係合するまでナット９２を回動し続ける。
【００４２】
図３に示すように、本発明の実施例において、第１のシール面７４の基端部６８は第１のシール面４２の先端部５０と接触するが、角度θ１及び角度θ３の値が異なるため、くさび形空隙１００が凸状の円錐台形シール面７４及び凹状の円錐台形シール面４２の間に形成される。この時点において、空隙９８が第３のシール面７６及び第３のシール面５６の間に形成される。リム部７０の表面及び環状溝部３６の表面の間にも空隙が形成される。最初の係合は本体部によって形成される内部室、即ち流体室７１及び格納部によって生じる。
【００４３】
Ｏリング不要のシールは圧力が円錐台形シール面７４，４２に軸方向に作用するようにナット９２を付加的に回動することにより可能である。参照符号９８’及び１００’によって示すように、ナット９２は空隙９８，１００の断面領域が低減されるまで締められる。本発明の実施例におけるこの時点において、シール面７４が変形されるか屈折され、又はシ―ル面４２が変形されるか屈折され、或いはシール面７４及びシール面４２の両者が変形されるか屈折される。図４Ａに実施例においてシール面７４が変形されＯリング不要のシール１０２が形成される一例を示す。
【００４４】
本発明の実施例において、更なるＯリング不要なシールが軸方向の圧力を増加させるべくナット９２を付加的に回動することにより可能である。軸方向の圧力と、シール面４２及びシール面７４の角度をなす配置との相互作用により、第２のシール面４６及び第２のシール面７８は接触させられる。付加的なナット９２の回動により、軸方向の圧力は更に増加し、第２のシール面４６及び第２のシール面７８のうち少なくともいずれか一方の変形又は屈折が生じる。図４Ｂに実施例においてシ―ル面４６が変形され、Ｏリング不要なシール１０４が形成される一例を示す。この時点において、参照符号９８”及び１００”に示すように、空隙９８’及び１００’の断面領域は更に低減される。
【００４５】
本発明の実施例において、更なるＯリング不要なシールが軸方向の圧力を増加させるべくナット９２を付加的に回動することにより可能である。軸方向の圧力により、空隙９８”は更に低減され、第３のシール面７６の基端部６８は第３のシール面５６の先端部５０と接触するが、角度φ２及び角度φ４が異なるため、くさび形空隙１０６が第３のシール面７６及び第３のシール面５６の間になお形成される。更なるＯリング不要なシールが空隙１０６の断面領域を低減すべくナット９２を付加的に回動することにより可能である。この時点において、第３のシール面７６が変形されるか屈折され、又は第３のシ―ル面５６が変形されるか屈折され、或いは第３のシール面７６及び第３のシール面５６の両者が変形されるか屈折される。図４Ｃに実施例において第３のシール面７６が変形されＯリング不要のシール１０８が形成される一例を示す。軸方向の圧力、シール面４２及びシール面７４の角度をなす配置、並びに第３のシール面５６及び第３のシール面７６の角度をなす配置の相互作用により、第２のシール面４６及び第２のシール面７８のうち少なくともいずれか一方の変形又は屈折は更に促進される。
【００４６】
本発明の実施例において、接合部２６及び５８は複数の堅固な係止部により構成され、これらにより、接合部２６が接合部５８に対して所定の距離を超えて前進することが防止される。一実施例において、接合部２６及び５８は半径面８８が半径面８６と接触し、堅固な係止部を形成するように構成される。別例において、接合部２６及び５８は凹状の円錐台形シール面７４の先端部６６が凹状の円錐台形シール面４２の基端部４８と接触し、堅固な係止部を形成するように構成される。
【００４７】
ポリマー本体部２４はポリマー格納部２２と係合し、Ｏリング不要な流体シール連結部が形成される場合に、流体流導管１２０及び１２２はそれぞれ操作部６０に操作自在に連結される。
【００４８】
図５に、本発明の実施例の別の態様において、複数の接合部２００、２０２、及び２０４が密接して位置されることを示す。別例において、複数の接合部２０８、２１０、及び２１２は同軸上に位置される。図６に示すように、接合部２６や５８を同軸上に位置させるために、最も内側の連結部２０８は１つの接合部２６及び１つの接合部５８から組み立てられる必要がある。例えば連結部２１０及び２１２のように、第１の連結部の外側に同軸上に位置される連続した連結部のそれぞれのために、一対の接合部２６が一対の接合部５８と組み立てられ、Ｏリング不要なシールの「湿った」側にのみ接触する流体路を形成する必要がある。図６及び７に上記同軸上の配置による流体路２１４を示す。
【００４９】
フォトリソグラフィーフィルタ等の応用において、３つのＯリング不要な連結部が１つの型枠成型フィルタハウジング２０６において必要である（入口、出口、及び通気口のそれぞれに１つ）。型枠成型及び硬化工程における型枠成型部分の寸法の変更による効果により、図５及び６に示す配置は、線形配置による接合部の連結と比較して、より堅固な耐性を得られる。
【００５０】
所定の例がここで開示されたが、当業者はここで開示された例に代えて同じ課題を解決すべく計算された任意の配置が可能であることを認識するだろう。本発明は、上記主部の調整や変形を包含することを意図したものである。従って、本発明は添付の特許請求の範囲及びこれらの法的な均等物によって画定されることを意図される。例えば円錐台形面は僅かに曲線を描く外形を有する面を含み、完全に形状が「円錐」状でなくてもよい。所定の実施例において、複数の円錐台形面は異なる外径を有し、これにより、シール係合が完了すると複数の円錐台形面の１つが変形され内径から外径に係合し、その他のものはより限定した領域にて係合する。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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