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JP2016508200A - 連結システムおよび連結方法 - Google Patents

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JP2016508200A
JP2016508200A JP2015534805A JP2015534805A JP2016508200A JP 2016508200 A JP2016508200 A JP 2016508200A JP 2015534805 A JP2015534805 A JP 2015534805A JP 2015534805 A JP2015534805 A JP 2015534805A JP 2016508200 A JP2016508200 A JP 2016508200A
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Abstract

本開示は、流体連結用の連結システムに関する。さらにより詳細には、いくつかの実施形態は、半導体製造流体と共に使用するための流体連結に関する。連結システムは、ナット(110)の多条ねじを利用することにより連結ナットの360度未満の回転によって流体継手(112、114)を封止する連結ナット(110)を使用する。一実施形態によれば、連結ナットは、360度未満の回転により少なくとも360度にわたる螺合をもたらす。実施形態は、複数のポートを同時に封止し得る連結システムをさらに提供する。

Description

関連出願
本出願は、2012年10月1日に出願された「Modular Filter With Tension Members」と題する米国特許仮出願第61/708,470号、2013年3月8日に出願された「Modular Filter With Tension Members and Manifold for Modular Filters」と題する米国特許仮出願第61/775,051号、2013年4月19日に出願された「Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems」と題する米国特許仮出願第61/813,983号、2013年5月23日に出願された「Modular Filter with Tension Members」と題する米国特許仮出願第61/826,880号、および2013年6月17日に出願された「Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems」と題する米国特許仮出願第61/835,884号に基づく優先権を主張する。これらはいずれも、参照により事実上全てが本明細書に組み込まれる。
本開示は、流体連結用の連結システムに関する。さらにより詳細には、本開示のいくつかの実施形態は、変形可能材料用の連結システムに関する。さらにより詳細には、いくつかの実施形態は、半導体製造流体と共に使用するための流体連結に関する。
半導体製造プロセスは、汚染の影響を非常に被りやすい。したがって、プロセス流体に接触する材料は、プロセス流体と反応しないポリマーからしばしば形成される。しかし、多くの場合、これらの材料は、比較的変形可能であり、より高温にて著しいクリープを呈する場合がある。その結果、漏れを生じない流体連結の実現が困難となる。
いくつかのろ過システムは、ねじ連結に依存する。これらのシステムでは、他方の継手は、継手外ねじを備える一方で、他方の継手は、内ねじを有するねじキャップを備える。ねじキャップは、継手同士が共に封止し合うようにフィルタに螺着される。しかし、温度逸脱に続く継手の緩みが、半導体産業における一般的な問題となっている。
この問題は、継手がパーフルオロアルコキシポリマー(PFA)などの変形可能な材料から作製される場合に特に課題となる。既存のPFA継手は、比較的細目のV字型ねじ山(ユニファイねじまたはメートルねじなど)を典型的に使用する。これらのねじ山は、ねじキャップの複数回の回転により、ねじキャップとフィルタ継手との間に十分な接触量を生じさせるように設計される。鋸歯ねじ等は回避される。なぜならば、かかるねじ山は、同一の相対サイズおよび相対ピッチを有するユニファイねじまたはメートルねじ(例えば)と比較して、より小さな表面接触を有し、したがってより緩みやすいからである。
従来のねじ継手は、複数の他の欠点を有する。一例としては、従来のねじ継手は、複数のポートを同時に封止するためのクイックコネクト機構を実現しない。各継手は、個別に連結されなければならない。これにより、ユーザが個々の継手を操作するのに十分な余裕を有さなければならないという別の問題が生じる。もう1つの欠点は、かかる継手がOリングをしばしば使用し、そのため汚染の可能性が上昇する点である。もう1つの欠点は、ロボットにより継手を容易に操作できない点である。
半導体製造用途を含む様々な用途で使用し得る連結システムの実施形態が説明される。一実施形態は、連結ハウジング、第1の継手、および連結ナットを備える連結システムを提供する。連結ハウジングは、第1のセットの連結ハウジング内ねじを有する第1の連結ハウジング開口を画定し得る。連結ナットは第1の連結ハウジング開口内に配設され、第1の継手の周囲で回転可能であり得る。
連結ナットは、第1の連結ナット外ねじのセットおよび第1の連結ナット内ねじのセットを備え得る。第1の連結ナット内ねじのセットは、第2の継手上の第2の継手外ねじのセットに係合するように構成された多条ねじである。連結ナット内ねじは、360度未満の回転により第1の継手と第2の継手との間にシールを形成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、360度未満の回転により結果として少なくとも360度以上の螺合が得られ、他の実施形態では、結果として360度未満の螺合が得られ得る。この螺合は、外周部軸方向封止力(例えば少なくとも360度の軸方向封止力、またはいくつかの例では360度未満の軸方向封止力)をもたらし得る。
第1の連結ナット外ねじのセットは、第1のセットの連結ハウジング内ねじに係合する。第1の連結ナット外ねじのセットおよび第1のセットの連結ハウジング内ねじは、軸方向封止力下における第1の連結ナットの逆回転を防止する摩擦力を生じさせるように構成された一条ねじであってもよい。別の実施形態によれば、連結ナットは、ナット外ねじを備えないが、依然として回転可能でありつつも軸方向に移動しないように連結ハウジング内に保持される。一実施形態においては、連結ナット内ねじおよび第2の継手外ねじは、多条ねじであり、連結ナット外ねじは、より細目のピッチを有する一条ねじである。
一実施形態によれば、第1の連結ナット内ねじのセットは、多条ねじを備え得る。例えば、一実施形態では、多条ねじは、第1の起始点から120〜180度にわたり延在する第1のねじ山と、第2の起始点から120〜180度にわたり延在する第2のねじ山と、第3の起始点から120〜180度にわたり延在する第3のねじ山とを備え得る。他の実施形態は、他の個数の起始点を備えてもよく、ねじ山は120度未満および180度超にわたり延在してもよい。一実施形態によれば、多条ねじは、鋸歯ねじである。一実施形態によれば、連結ナット内ねじは、0〜5度の荷重フランク角と、25〜35度の逃げフランク角とを有する。
連結システムおよび継手は、継手外ねじおよび連結ナット内ねじが適切に位置合わせされるのを確保するのを補助するための位置合わせ特徴を備えてもよい。一実施形態では、継手の位置合わせ特徴は、位置合わせリブを備えてもよい。歯車アームまたは他の回転部材が、このリブを受けるためのスロットを備えてもよい。位置合わせリブおよびスロットは、位置合わせリブがスロットに進入することが可能となる前に、回転部材が特定の角度(例えばねじ山同士が位置合わせされる位置に相当する)まで回転されなければならないように構成されてもよい。位置合わせリブおよびスロットは、らせん状であってもよい。
連結ナットおよびポート継手は、連結ナットとポート継手との間の適切な係合を確保するための特徴を備えることが可能である。連結ナットは、第1のセットの位置合わせ特徴を備えることが可能であり、ポート継手は、相補的位置合わせ特徴のセットを備えることが可能である。第1のセットの位置合わせ特徴は、第1のセットの位置合わせ特徴が継手の対応する位置合わせ特徴に噛み合う(およびいくつかの例では、連結ナットが回転し得るように通過する)までは、連結ナット内ねじのセットが継手外ねじに係合不能となるような距離だけ、連結ナット内ねじのセットの起始点から離間され得る。
一実施形態によれば、例えば、連結ナットが、連結ナット内ねじの起始点から離間された内方突出部のセットを備えてもよく、ポート継手が、切欠部のセットを備えるポート継手外ねじから離間されたポートリブを備えることが可能である。内方突出部およびポートリブは、内方突出部が位置合わせ切欠部を通過するまでは、ナット内ねじがポート継手外ねじに係合不能となるように離間され得る。いくつかの例では、位置合わせ特徴は、特定のカセットのみが特定のマニホルドに(またはマニホルド内の特定の位置に)嵌入するように構成され得る(例えば適切なカセットが特定の用途に対して使用されるのを確保するために)。例えば、切欠部セットおよび内方突出部は、種々の継手/連結ナットごとに幾何学的形状、間隔、または他の側面で変更され得る。
連結システムは、第3の継手流路を画成する第3の継手と、外ねじのセットを備え第3の継手の周囲にて回転可能な第2の連結ナットとをさらに備え得る。第2の連結ナットは、第2の連結ナット内ねじのセットを備えることが可能であり、第2の連結ナット内ねじのセットは、第4の継手上の第4の継手外ねじのセットに係合することにより、360度未満の回転により第4の継手に対する360度にわたる軸方向封止力を生じさせて、第3の継手に対して第4の継手を封着し、連続流路を形成するように構成された多条ねじである。第2の連結ナットは、第1の連結ナットと同一の連結ハウジング中に、または第2の連結ハウジング中に配設され得る。また、第2の連結ナットは、内方突出部などの位置合わせ特徴のセットを備えてもよい。
連結システムは、第1の連結ナットおよび第2の連結ナットが同時に回転するように、第2の連結ナットに第1の連結ナットを動作的に結合する歯車アセンブリを備えることが可能である。回転部材は、回転部材の回転により第1の連結ナットおよび第2の連結ナットが回転されるように、歯車アセンブリに動作的に結合され得る。一実施形態では、回転部材は、歯車歯を有する歯車アームを備える。歯車アームは、1つまたは複数の歯車により第1の連結ナットおよび第2の連結ナットに動作的に結合されてもよい。一実施形態においては、歯車アームは、第1の連結ナットに直接的に結合され、第2の連結ナットに動作的に結合される。歯車アームは、前方に延在する主要アーム部分をさらに備えてもよい。このアーム部分は、アーム部分が回転すると第1のポート継手から延在する径方向リブを受けるように位置決めされたスロットを備えることが可能である。スロットおよびリブは、らせん状であってもよい。
駆動シャフトは、歯車アームの駆動シャフト通路内に受けられ得る。駆動シャフトは、駆動シャフト通路内で完全引込み位置から完全挿入位置まで並進可能であることが可能である。駆動シャフトは、枢支点を中心としてある角度位置範囲にわたり回転可能であってもよい。一実施形態においては、第1のセットの選択された角度位置では、駆動シャフトは完全挿入位置まで並進不能であり、ある選択された角度位置では、駆動シャフトは完全挿入位置まで並進されて、歯車アームの回転をロックし得る。第1のセットの角度位置では、駆動シャフトの第1の端部が、連結ハウジングの前方表面に重畳し、選択された角度位置では、駆動シャフトの第1の端部は、駆動シャフトの第1の端部が挿入され得る特徴に位置合わせされ得る。
第1の流体継手および第2の流体継手を連結するための方法は、第2の流体継手の継手外ねじに連結ナットの連結ナット多条内ねじを位置合わせするステップであって、連結ナットが連結ハウジング中で第1の流体継手の周囲にて回転可能であり、連結ハウジング内ねじに係合する連結ナット外ねじを有する、ステップと、連結ナットを360度未満(いくつかの例では135度未満を含め180度未満)回転させることにより、第2の流体継手に第1の流体継手を封着するステップとを含むことが可能である。360度未満の回転(およびいくつかの例では180度未満の回転)により、結果として少なくとも360度にわたる螺合を得ることが可能である。他の実施形態においては、螺合量は、360度未満であってもよく、その一方で十分な封止力が依然として印加される。この方法は、複数の連結ナットを同時に回転させて複数のシールを形成するステップをさらに含んでもよい。
連結システムおよび継手は、継手外ねじおよび連結ナット内ねじが適切に位置合わせされるのを確保するのを補助するための位置合わせ特徴を備えてもよい。一実施形態においては、継手の位置合わせ特徴は、位置合わせリブを備えてもよい。歯車アームまたは他の回転部材は、リブを受けるためのスロットを備えてもよい。位置合わせリブおよびスロットは、位置合わせリブがスロットに進入し得る前に、回転部材が特定の角度(例えばねじ山同士が位置合わせされる位置に対応する)まで回転されなければならないように構成され得る。位置合わせリブおよびスロットは、らせん状であってもよい。
連結ナットは、位置合わせ特徴を備えてもよい。一実施形態においては、連結ナットは、第1のセットの位置合わせ特徴を備えてもよく、継手が、第2のセットの位置合わせ特徴を備えてもよい。第2の流体継手の継手外ねじに連結ナットの連結ナット内ねじを位置合わせすることが、第1のセットの位置合わせ特徴および第2のセットの位置合わせ特徴を位置合わせすることを含んでもよい。一実施形態によれば、第1のセットの位置合わせ特徴は、内方突出部のセットを備えることが可能であり、第2のセットの位置合わせ特徴は、内方突出部に位置合わせされる切欠部のセットを備えることが可能である。第2のセットの位置合わせ特徴は、位置合わせリブ上に配設されてもよい。
いくつかの例では、位置合わせ特徴は、特定の継手のみが特定の連結システムと嵌着し得るように(例えば、適切なカセットが特定の用途に対して使用されるのを確実にするために)構成され得る。例えば、切欠部セットおよび内方突出部は、種々の継手/連結ナットごとに幾何学的形状、間隔、または他の側面で変更され得る。
実施形態は、流体継手用のクイックコネクト機構を、およびいくつかの実施形態においては複数の継手を同時に封止し得るクイックコネクトシステムを提供し得る。いくつかの例では、クイックコネクトシステムにより、ユーザは、ポートがユーザから離れた浄化カセットの後部に配置される場合でも、ポートを封止することが可能となり得る。さらに、クイック連結は、Oリング不要であることが可能であり、これにより汚染管理が向上し、より高信頼性のより高温の動作が可能となる。
本明細書に添付されその一部を構成する図面は、本発明の実施形態のいくつかの態様を図示するために含まれる。本発明の、ならびに本発明により実現されるシステムの構成要素および動作のより明確なイメージが、例示およびしたがって図面に示される非限定的な実施形態の参照によりさらに容易に明らかになろう。同一の参照数字は、同一の構成要素を指す。図面に示される特徴は、必ずしも縮尺どおりではない点に留意されたい。
非係合状態にある連結システムの一実施形態の概略図である。 係合状態にある連結システムの一実施形態の概略図である。 連結システムの別の実施形態の概略図である。 連結ナットの一実施形態の概略図である。 連結ナットの一実施形態の概略図である。 連結ナットおよび継手の一実施形態の概略図である。 連結システムの別の実施形態の概略図である。 連結システムの別の実施形態の概略図である。 連結ハウジングの一実施形態の概略図である。 駆動システムの一実施形態の概略図である。 駆動システムの一実施形態の概略図である。 継手を有する端部キャップの一実施形態の概略図である。 継手を有する端部キャップの一実施形態の概略図である。 継手を有する端部キャップの一実施形態の概略図である。 位置合わせ開口の一実施形態の概略図である。 駆動システムの別の実施形態の概略図である。 駆動システムの別の実施形態の概略図である。 駆動システムの別の実施形態の概略図である。 継手を有するカセットの一実施形態の概略図である。 継手を有するカセットの一実施形態の概略図である。 連結システムの一実施形態の概略図である。 連結システムおよび端部キャップの一実施形態の概略図である。 独立型継手を有する連結システムの一実施形態の概略図である。 独立型継手を有する連結システムの一実施形態の概略図である。 独立型継手を有する連結システムの一実施形態の概略図である。 独立型継手を有する連結システムの一実施形態の概略図である。
連結システムならびにその様々な特徴および利点詳細が、添付の図面に示され以下の説明で詳述される非限定的な実施形態を参照としてさらに十分に説明される。周知の開始材料、処理技術、構成要素、および設備の説明は、本発明の細部を不必要に分かりにくくするのを避けるために省略される。しかし、詳細な説明および具体的な例は、好ましい実施形態を示すものの、専ら例示としておよび非限定的なものとして提示される点を理解されたい。本開示により、基本コンセプトの趣旨および/または範囲内における様々な代用、変更、追加、および/または再構成が当業者には自明となろう。
本明細書では、「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」という語、またはそれらの任意の他の変異形は、非排他的包含に対応するように意図される。例えば、一連の要素を含むプロセス、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されず、明示されないまたはかかるプロセス、物品、または装置に固有の他の要素を含み得る。さらに、逆のことが明示されない限り、「または」は、包含的な「または」を示し、排他的な「または」を示さない。例えば、AまたはBという条件は、以下のいずれか、すなわちAが真であり(または存在し)Bが偽である(または存在しない)、Aが偽であり(または存在せず)Bが真である(または存在しない)、ならびにAおよびBが真である(または存在する)の中のいずれか1つにより満たされる。
さらに、本明細書に提示されるいずれの例または図も、それらと共に用いられる語に制約を課すもの、限定を与えるもの、または明確な定義を与えるものとして決して見なされるべきではない。むしろ、これらの例または図は、ある特定の実施形態に関連して説明されるものとして、および単なる例示として見なされるべきである。これらの例または図と共に使用される語は、それらを用いておよび本明細書の他の箇所で提示される場合があるまたはない他の実施形態を包含し、全てのかかる実施形態は、その語の範囲内に含まれるように意図される点が、当業者には理解されよう。かかる非限定的な例および図を指定する表現には、「例えば(for example, for instance, e.g.,)」、「一実施形態においては」が含まれるが、それらに限定されない。さらに、いくつかのアイテムが、「第1の」、「第2の」、「第3の」、「第4の」等と呼ばれる場合があるが(例えば第1の側壁部、第2の側壁部)、かかる語は説明を目的として使用され、複数のかかるアイテムの中の任意のものを「第1の」、「第2の」等と見なし得る点が理解されよう。
より高い圧力に耐え得る多数の継手は、シールを完成させるためには複数回にわたり回転させなければならない。かかる連結具は、特にクランプ固定空間では使用が困難であり、ロボットによるフィルタ交換が容易にならない。したがって、新しい流体連結が必要とされる。そのため、本明細書において説明される実施形態は、半導体製造システムを含む様々な用途で使用され得るクイックコネクト連結を提供する。クイックコネクト連結は、Oリング不要の封止を実現し得る。このOリング不要設計により、汚染が軽減され、より信頼性の高い高温動作が実現され得る。さらに、クイックコネクト連結は、挿入エラーまたは不正確な着座を防止するための特徴を提供し得る。
図1Aおよび図1Bは、一例の連結システム100の一実施形態の概略図である。連結システム100は、ナット受けエリアを画定する連結ハウジング102と、ナット受けエリア内に配設された連結ナット110と、ナットにより少なくとも部分的に受けられる第1の継手112と、第2の継手114とを備える。第1の継手112は、連結ナット110の近位の第1の継手112の端部に開口した流体流路を形成し、第2の継手114は、連結ナット110の近位の第2の継手114の端部に開口した流体流路を形成する。第1の継手112および第2の継手114は、流路が連続流路を形成するように連結され得るように、結合または当接するように構成され得る。好ましくは、継手は、Primelock(登録商標)継手、FlareMount(商標)継手、または当技術において既知のもしくは開発された他の継手などの、軸方向力下でシールを形成するように構成された相補継手である。継手112が雌継手として図示され、継手114が雄継手として図示されるが、他の実施形態においては、継手112が雄継手であり、継手114が雌継手であることが可能である。継手の一方は、カセットの端部キャップ(例えば図11Aに示すような)、圧力変換機の継手、液体流制御装置の継手、または他のデバイスの一部であることが可能である。
連結ナット110は、連結ナット110の一次軸に沿って第1の側部115から第2の側部116まで延在する開口を備える。ナットは、継手の一方の端部部分を囲み、流路と同軸で継手を中心として回転可能である。ナットを貫通する開口は、より小さな直径のエリア120およびより大きな直径のエリア122を含む種々の直径のエリアを有し得る。一実施形態によれば、ナットの開口は、連結ナット110を貫通する開口の第1の端部により幅狭の直径を、および連結ナット110を貫通する開口の第2の端部により大きな直径を有する(段状ショルダを形成する)。
一実施形態によれば、継手の一方は、継手の第1の部分が連結ナット110のより幅狭の直径のエリアを通過し、第2の部分がより幅狭の直径のエリアよりも大きな直径(または他形状のフットプリント)を有するように、形状設定され得る。図示するように、例えば、第1の継手112の端部部分は、ナットの左端部を貫通する第1のセクション130と、大きすぎるためにより幅狭の直径エリア120を貫通できない第2のセクション132とを有する。この実施形態においては、連結ナット110および第1の継手は、使用時に当接するように形状設定および位置決めされる相補的径方向ショルダ140を形成する(例えば連結ナット110の内側ショルダが、継手112の外側ショルダに当接する)。第2の継手114は、ナット開口の第2の端部を通して受けられる端部部分142を備え得る。第2の継手114の受けられる部分は、外ねじ144を備え得る。
連結ナット内ねじ146のセットは、連結ナット110の第2の端部の近位に配設され、継手外ねじ144に係合するように設計され得る。また、連結ナット110は、ハウジング102の内部に配設されたハウジングねじ山152に係合する連結ナット110の外方側の少なくとも一部分に配設された外ねじ150を備え得る。
動作時に、第1の継手112および第2の継手114の端部は、一体的になされ得る。第2の継手114の端部が適切な位置にある場合に、連結ナット110は、継手外ねじ144にナット内ねじ146を係合させるように回転され得る。継手外ねじ144および継手112のショルダ140に対する力は、第1の継手112および第2の継手114を共に押し付け合って、図1Bに示すようなシールを形成する。
連結システム100は、特に軸方向力によりシールが形成または助長される継手について、シールの維持を補助するために使用され得る。一実施形態によれば、ナット内ねじ146は、連結ナット110が360度回転する必要を伴うことなく、第2の継手114の周囲360度にわたり軸方向力(第1の継手112に向かって第2の継手114を押す力)を発生させる。すなわち、ナット内ねじ146は、連結ナット110を360度回転させる必要性を伴わずに継手の周囲360度にわたって継手外ねじ144を係合させて、360度の係合をもたらすことが可能となる。このために、ナット内ねじ146および継手外ねじ144は、二条ねじ、三条ねじ等の多条ねじであることが可能である。二条ねじ、三条ねじ、または他の多条ねじは、約半回転以下で完全封止連結の周囲360度にわたり軸方向荷重を印加し得る。ナット内ねじ146および継手外ねじ144は、高い軸方向荷重を受けるねじ山であり得る。これらのねじ山は1〜12UNFねじ、鋸歯ねじ、アクメねじ、または他のねじを含むがそれらに限定されない、様々な標準的なねじプロファイルを備え得る。さらに、特注のまたは専売のねじが使用され得る。
一実施形態においては、ナット内ねじ146および継手外ねじ144は、各ねじ山の起始点が約180度だけオフセットされ、ねじ山が各起始点から少なくとも180度にわたり延在する、二条ねじであり得る。この例では、連結ナット110は、二条ねじに係合するように回転され得る。ナットを180度回転させることにより、二条ねじは、外方継手の周囲360度にわたり係合される。より具体的には、一条ねじの起始点を基準として使用すると、第1の起始点から始まるナット内ねじ146の第1のねじ山は、0〜180度にわたり継手外ねじ144に接触し、第2の起始点から始まるナット内ねじ146の第2のねじ山は、180〜360度にわたり継手外ねじ144に接触し、これにより継手の周囲360度にわたり継手114に対して軸方向力が加わり得る。一例として180度を使用したが、他の実施形態は、他の長さにわたり延在する二条ねじを備えてもよい。
三条ねじの例を使用すると、各起始点は、約120度だけオフセットされ、ねじ山は、各起始点から約135度にわたり延在し得る。この例では、約135度にわたり連結ナット110を回転させることにより、360度の係合が形成される。この例では、第1の起始点から始まるナット内ねじ146の第1のねじ山は、0〜135度にわたり継手外ねじ144に接触し、第2の起始点から始まるナット内ねじ146の第2のねじ山は、120〜255度にわたり継手外ねじ144に接触し、第3の起始点から始まる第3のねじ山は、240〜15度にわたり継手外ねじ144に接触し、それにより継手の周囲360度にわたり継手114に対して軸方向力が加わり得る。一例として135度を使用したが、他の実施形態は、他の長さにわたり延在する三条ねじを備えてもよい。
したがって、多条ねじ構成は、360度未満およびいくつかの例では180度未満の連結ナット110の回転により、完全封止連結の周囲360度にわたり軸方向荷重を印加するために使用され得る。他の実施形態においては、軸方向荷重は、360度未満の螺合により印加されるが、シールの形成には十分なものに留まり得る。例えば、シールがこれらの間隙と共に依然として維持され得る場合(例えば螺合が存在しない角度範囲が存在する場合など)には、小さな間隙が荷重プロファイル中に存在してもよい。提示されるねじ山の例は例として挙げられるものであり、他の構成の多条ねじが使用されてもよい点が、当業者には理解されよう。
連結システム100は、連結ナット110が軸方向荷重下で逆回転(回転して封止解除)しないように十分な力を生じさせるために、逆回転防止特徴を備え得る。一実施形態によれば、逆回転防止特徴は、摩擦嵌めであってもよい。摩擦嵌めは、ハウジング内ねじ152とナット外ねじ150との間の摩擦により実現され得る。ナット外ねじ150およびハウジング内ねじ152は、これらのねじ山間に十分な表面積の接触を生じさせることにより、連結ナット110と連結ハウジング102との間に有効な摩擦量をもたらして、円筒軸方向荷重を含む予期される軸方向荷重下で連結ナット110が逆回転するのを防止するように選択された、より細目のねじ山であり得る。しかし、有効な摩擦量は、十分な外部回転力が連結ナット110に印加される場合に、連結ナット110が逆回転し得るのに十分な低さであってもよく、これにより、継手の係合解除が可能となる。この例では、ナット外ねじ150は、連結ナット110の位置を保持し、ナット内ねじ146は、軸方向荷重を受ける。逆回転防止ねじ山は、十分な摩擦をもたらすユニファイねじまたは特注ねじを含む任意の標準的なねじ山を含み得る。また、鋸歯ねじを含むがそれに限定されない他のねじ山設計が使用されてもよい。一実施形態によれば、ナット外ねじ150およびハウジング内ねじ152は、一条ねじである。
また、ロック機構(例えば継手の回転部材上の戻り止めおよび/またはくぼみ、スナップ嵌め、または他の特徴など)が、予期しないナット150の逆回転を防止するために設けられてもよい。いくつかの例では、ロック機構は、ナットからの外れを防止するためにより高摩擦のナット外ねじ150に加えてまたはその代わりに(ナット外ねじを依然として含みつつまたはナット外ねじを含まずに)使用されてもよい。いくつかの実施形態では、連結ナット110が、外ねじを有さず、ナット110が、代替的な保持機構により軸方向において定位置に保持される。
連結システムは、ナットを所要の角度範囲(例えばねじ山上のストッパなど)に保持することによりある点を越えてナットが回転するのを防止するための特徴を備え得る。特に、ナットの回転は、第1の角度位置と第2の角度位置との間の範囲に限定され得る。ここで、第1の角度位置は、完全係合に対応し、第2の角度位置は、完全脱係合に対応する。第2の角度位置では、内ねじの起始点は、既知の位置にあり、これによりナット内ねじと継手外ねじとの適切な位置合わせの確保が補助される。
連結システムは、種々のポートサイズに適合され得る。内ねじおよび外ねじは、孔径、軸方向移動要件、荷重要件、および封止性能要件に基づき変更され得る。構成要素は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂(PTFE、FEPなど、しかしそれらに限定されない)、PFA、PVDF、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、PP、PE、PEEK、金属、または他の材料などのポリマー材料を含むがそれらに限定されない、様々な材料から作製され得る。一実施形態においては、連結システムは、半導体産業用の超清浄PFA、クイックコネクト封止連結具を実現するためにPFAから主に形成され得る。
連結システムは、独立型継手、ストレートユニオン継手、エルボ継手、または他の継手を用いたものを含め、様々な用途で使用され、他のデバイスに組み込まれ得る。上記に示した継手はFlareMount(商標)封止機構を特徴とするが、他のタイプの継手が使用されてもよい。継手は、パイプまたは管材に溶接された、または一端部もしくは両端部にて管材連結具と共に成形された、Purebond(登録商標)であってもよい。また、継手は、管材のフレア状端部に挿入され得る。また、継手の一方が、浄化デバイスハウジングに溶接または成形されてもよい(例えばChemlineもしくはChemlock(登録商標)のフィルタハウジングまたは他のフィルタハウジングなど)。また、連結システムは、管封止タイプの連結を代わりに構成するために使用されてもよい。
図2は、変更されたねじ山設計を使用した連結システムの一実施形態の概略図である。図示する連結システムの部分は、連結ハウジング内ねじ204を有する連結ハウジング202と、ナット内ねじ212およびナット外ねじ214を有する連結ナット210と、外ねじ222を有する流体継手220とを備える。また、別の継手224の一部分が図示される。
ナット内ねじ212および継手外ねじ222は、変更された鋸歯ねじであることが可能である。米国規格の鋸歯ねじは、垂直軸に対する7度の荷重フランク角と、垂直軸の反対側に対する45度の逃げフランク角とを有し、結果として52度のねじ山角度(荷重フランクと隣接する逃げフランクとの間の角度)を有する。ナット内ねじ212および継手外ねじ222の実施形態は、45度未満の逃げフランク角を有してもよい。一実施形態によれば、逃げフランク角は、15〜40度の間であるが、それ未満であってもよい。荷重フランク角は、0〜15度の間であってもよく、逃げフランク角とは垂直軸の同一側または反対側に対するものであってもよい。一実施形態においては、例えば、逃げフランク角は、約30度であり、荷重フランク角は、約3度であって、33度のねじ山角度を形成する。一実施形態においては、荷重フランクは、ねじ山角度が逃げフランク角未満になるように角度設定され得る。換言すれば、荷重フランクおよび逃げフランクは、逃げフランクとは垂直軸の同一側に対して角度をつけられてもよい。
さらに、いくつかの実施形態においては、継手外ねじ222の荷重フランク角は、ナット内ねじ212の荷重フランク角とは異なることにより、干渉を増大させてもよい。例えば、図示するように、継手外ねじの荷重フランク角は、約0度であってもよく、連結ナット内ねじの荷重フランクは、継手ねじ山荷重フランクに対して数度に角度設定される。
さらに、ハウジング内ねじ204およびナット外ねじ214は、干渉を増大させるように構成され得る。一実施形態によれば、例えば、ハウジング内ねじ204およびナット外ねじ214の荷重フランク角は、異なってもよい。いくつかの実施形態においては、連結ナット210は、外ねじを有さず、ハウジング内において軸方向に保持される一方で、別の機構が、連結ナット210の逆回転防止のために使用される。
連結ナットは、任意の適切な形状計数を有してもよく、別の構成要素の一部分として一体化されてもよい。図3は、連結ナット外ねじ214および連結ナット内ねじ212を有する連結ナット210の一実施形態の概略図である。いくつかの実施形態においては、連結ナットは、ユーザがねじり荷重をナットに印加することにより継手との係合または係合解除を行い得るように翼状部が位置決めされた蝶ナットタイプの設計を特徴とし得る。他の実施形態においては、ユーザがナットにトルクをより容易に印加し得る、別の形状の回転部材が用意されてもよい。一実施形態においては、連結ナットは、1つまたは複数の連結ナットを回転させる歯車アセンブリまたは他のドライブトレインに結合され得る。ドライブトレインは、任意に複雑なものであってもよく、一斉に複数の連結ナットを回転させて複数のシールを同時に形成し得る。
図4Aは、連結ナット400の一実施形態の概略図である。連結ナット400は、外ねじ401および内ねじ402を備える。内ねじ402は、360度未満の回転およびいくつかの例では180度未満の回転により、少なくとも360度にわたる(およびいくつかの実施形態ではそれ未満の)螺合がもたらされるように構成され得る。外ねじ401は、連結ナット400が外れるのを防止するように構成され得る。他の実施形態では、連結ナット400は、外ねじを備えない。連結ナット400は、ハウジング中に軸方向に保持され、別の機構が、逆回転の防止のために使用されてもよい。
また、連結ナット400は、ナット開口の径方向内方表面から内方に突出する突出部404を備え得る。突出部404は、継手上の特徴と位置合わせされ得る。図8Bを参照すると、例えば、突出部404は、リブ814の切欠部816に嵌め通され得る。突出部404は、突出部404が対応する切欠部を通過するまでは、内ねじ402が固定具外ねじ(例えば図8Bのねじ山812)に係合不能になるように、内ねじ402の起始点から離間され得る。突出部404は、連結ナット400が端部キャップまたは他の継手ねじ山に対して特定の配向に位置する場合にのみ、内ねじ402が固定具外ねじに係合し得るように配置され得る。
連結ナット400は、一方の側から延在する弾性フィンガ406をさらに備え得る。弾性フィンガ406は、歯車アームまたは歯車により捕獲され得る。弾性フィンガ406の端部の特徴408は、歯車または歯車アームの表面に当接し得るショルダ409を形成し得る。
図4Bは、連結ナット400および流体継手412の一実施形態の概略図である。連結ナット400を貫通する開口は、より大きな直径のエリアおよびより小さな直径のエリアを備え、それにより連結ナットショルダ415を形成し得る。連結ナット400に受けられる流体継手412の部分は、より小さな直径を有する部分およびより大きな直径を有する部分を有し、それによりショルダ415に当接する流体継手ショルダ414を形成し得る。連結ナットショルダ415は、流体継手ショルダ414に対して押すことにより、浄化装置カセットまたは他の構成要素のポートに流体継手412を封着するのに十分な軸方向力をもたらし得る。
図5Aおよび図5Bは、連結システム500の一実施形態の概略図である。連結システム500は、連結ハウジング502と、第1の流体継手512の周囲で回転可能な第1の連結ナット510と、第2の流体継手522の周囲で回転可能な第2の連結ナット520と、駆動システムとを備える。連結ハウジング502は、ハウジング502の第1の側部からハウジング502の第2の側部までハウジング502を貫通するねじ付き開口を備える。これらのねじ山は、連結ナット510および520のナット外ねじに係合するように構成され得る。駆動システムは、第1の連結ナット510および第2の連結ナット520に動作的に結合されて、ハウジング502内で第1の連結ナット510および第2の連結ナット520を同時に回転させる。2つの連結ナットと共に図示されるが、実施形態は、1つまたは複数のねじ付き開口および対応する連結ナットを有する連結ハウジングと、流体継手とを備え得る。
歯車アーム530の第1の端部のナット結合部材534は、ハウジング502の第1の側部まで延在する。駆動アーム532は、ナット結合部材534からハウジング502の第2の側部を所望の距離にわたり越えて延在する。連結ナット結合部材534は、第1のナット510に結合され、歯車歯536を有する外方表面を備える。歯車アーム530は、第2の連結ナット520に結合された第2の歯車540を駆動する。歯車アーム530は、歯車アーム530の回転により第1の連結ナット510および第2の連結ナット520が同時に回転されて、第1の流体継手512と浄化カセット上の継手(または他の継手)との間および第2の流体継手522と浄化カセット上の第2の継手(または他の継手)との間にシールを形成するように、回転部材として機能する。
歯車アーム530が回転されると、より小型の歯車540もまた逆方向に回転されて、より大きなポートと同時により小さなポートに係合する。この機構により、歯車アーム4430に対する単一の回転動作による2つのポートの封止が可能となる。図示する実施形態では、これらの歯車は、より小型の連結ナット520がより大型の連結ナット510よりも多く回転されるように、1.6:1のギア比を有する(しかし、任意の適切なギア比が利用可能である)。連結ナット510が、三条内ねじを有して構成されて、165度の回転により結果として360度(またはそれ以上)にわたる螺合が実現される場合には、連結ナット520は、264度の回転により結果として360度(またはそれ以上)にわたる螺合が得られるように、三条内ねじまたは他の多条内ねじを有して構成され得る。連結ナットが回転すると、連結ナットは浄化カセット端部キャップ(または他の継手)に向かって並進し得る点に気付かれよう。したがって、歯車アーム530および歯車540もまた並進し得る。他の実施形態においては、連結ナットは、360度未満の螺合(および360度未満の外周部軸方向シール力)をもたらすが、継手を封止するのに十分な力を依然として生じさせる。
より小型の連結ナット520の内ねじおよび外ねじは、歯車アーム530が回転されるにつれて、浄化カセットおよびナットが軸方向に同距離にわたって移動するように、連結ナット510の内ねじおよび外ねじに対して調整されたピッチを有し得る。ギア比およびピッチ高さは、所要の孔径および軸方向移動距離の選択に基づき変更され得る。さらに、歯車は、さらなる連結ナットを回転させてさらなるポートに封止を行うために設けることが可能であり、連結システムは、全ての連結ナットが同一方向に回転するように伝動され得る。
駆動ハンドル550は、人間ユーザまたはロボットユーザによる容易な操作のために設けられ得る。駆動シャフト552は、ハンドル550からハウジング502に向かって延在し、歯車アーム530の駆動シャフト通路内に受けられ得る。駆動シャフト552および駆動シャフト通路は、通路内での駆動シャフト552の並進を可能にするようにスプライン結合されるかまたは他の方法で構成され得る。位置合わせポスト554は、駆動シャフト552に対して平行に延在し得る。位置合わせポスト554は、端部キャップの相補開口(例えば図8Bの開口830)または他の構成要素に受けられ得る。位置合わせポスト554は、駆動シャフト枢動軸を画定する。
歯車アーム530の回転は、特定の回転範囲に限定されてもよく、歯車アーム530の角度位置をロックするための特徴が、設けられてもよい。このために、歯車アーム530の第1の端部付近の連結ハウジングにより近位の駆動シャフト通路の部分が、駆動シャフト552の外方表面を露出させるように開いていてもよい。駆動シャフト552は、駆動シャフト552がその枢支点を中心として回転される際に、連結ハウジング502に最も近い端部駆動シャフト552が表面560を超えて通過し得るように引き込まれ得る。すなわち駆動シャフト通路およびハウジング502は、駆動シャフト552の端部が重畳するように構成され、駆動シャフト枢軸を中心とする角度位置範囲においてハウジング502の表面560から離れるように離間され得る。いくつかの位置では、駆動シャフト552の端部は、表面560の開口内に受けられ得るが、ハウジングの側部の切欠部もしくは溝564または歯車アーム530をロックするための他の特徴は、所望の角度位置に位置し得る。したがって、例えば、駆動シャフト552の端部は、位置565から切欠部564にかけて表面560を通過し得る。駆動シャフト552が切欠部564と位置合わせされると、駆動シャフト552は、駆動シャフト552の一部分が切欠部564に受けられて(係合位置)歯車アーム530の回転を防止するように、並進され得る。
他の機構が、歯車アーム530の回転を阻止するために使用されてもよい。別の例としては、ハウジング502の表面562およびナット結合部材534の対面する表面が、かさ歯車の歯または他の特徴を備えてもよく、これにより歯車アーム530の角度位置が、維持されてもよい。また、戻り止めおよびくぼみ、ロックピン、クリップなどの他のロック機構が使用されてもよい。
いくつかの実施形態においては、回転端点が、点線および矢印または他の視覚的標識により印をつけられてもよい。点線および矢印は、係合および係合解除を確認するために使用される視覚的標識の一例をさらに提供する。さらに別の実施形態においては、回転部材が適切な位置にある場合に点灯するLEDまたは他のライトを使用して、適切な係合/係合解除をやはり示すことが可能である。
図6は、内ねじを有する第1の連結ナット開口602および内ねじを有する第2の連結ナット開口604の一実施形態を示す連結ハウジング502の一実施形態の概略図である。2つの連結ナット開口と共に図示されるが、実施形態は、1つまたは複数のねじ付き開口ならびに対応する連結ナットおよび流体継手を有する連結ハウジングを備え得る。他の実施形態においては、ハウジングは、ねじ山を用いずに連結ナットを軸方向に保持してもよい。さらに、図6は、駆動シャフト552の一部分を捕獲するように構成されたハウジング502の側壁部に配設された切欠部564を示す。
連結ハウジング502は、連結ハウジング502がマニホルドプレートに取り付けられ得るように形状設定され得るスロット606を有するブラケットを備え得る。固定具開口608により、ねじ、ピン、または他の部材は、マニホルドプレートに連結ハウジング502を結合するために使用され得る。ねじ穴610により、位置決め特徴は、連結ハウジング502に結合され得る。
図7Aは、駆動システムの一実施形態の概略図である。歯車アーム530は、第1の連結ナットを受けるための開口を有するナット結合部材534と、第2の連結ナットを受けるための開口を有する歯車540とを備え得る。特徴702および704は、各連結ナットの弾性フィンガが通過し得るチャネルを形成し得る。弾性フィンガの端部の特徴(図4Aの特徴408)は、歯車アームまたは歯車開口に連結ナットを固定する役割を果たし得る。歯車アームおよび歯車が回転すると、特徴702および704は、弾性アームの側部エッジを押すことにより各連結ナットに径方向力を印加して、連結ナットを回転させ得る。
図7Aは、駆動シャフト552および位置合わせポスト554を有する駆動ハンドルの一実施形態をさらに示す。駆動シャフト552は、歯車アーム530の通路に挿入され得る。駆動シャフト552および通路の全てまたは一部が、スプライン結合され得る。一実施形態によれば、駆動シャフト通路スプラインは、歯車アーム530の端部内へのインサート706により形成され得る。位置合わせポスト554は、端部キャップ開口のチャネルに嵌入する1つまたは複数の径方向突出部708を備え得る。チャネルおよび突出部708は、協働して駆動ハンドル550の移動を案内することにより以下に論じるように適切なシールを確保するのを補助し得る。位置合わせポスト554の端部は、環状溝およびリップを有する圧縮性リング709を備え得る。リップは、以下でさらに論じるように端部キャップの一部分により捕獲され得る。
図7Bは、図7Aに示す駆動システムの実施形態の概略断面図である。歯車アーム530は、駆動シャフト552を受ける駆動シャフト通路720を備える。通路720の端部部分は、駆動シャフト552の一部分(部分710で示される)を露出させるように開いている。
駆動シャフト552は、駆動シャフト先端部722が押し込まれ引き込まれ得るように、駆動シャフト通路720内に並進可能であってもよい。駆動シャフト552を引き込ませる方向への並進は、インサート706により制限され得る。インサート706は、内方に押す駆動シャフト552と同軸の弾性フィンガ730のセットを備え得る。駆動シャフト552がある距離だけ引き込まれると、弾性フィンガ730は、環状溝732内へと内方に押して、その方向へのさらなる並進を阻止する。インサート706は、位置合わせポスト554が端部キャップ位置合わせ開口へと前方に押し込まれるまでは、駆動ハンドル550が駆動シャフト552の軸を中心として回転し得るように、通路720内で回転可能であってもよく、これにより、スプラインがスロットに位置合わせされ、これらのスロットにより、駆動ハンドル550は、さらに押し込まれて、これらの2つのパーツを共に回転的にロックすることが可能となる。
図8A〜図8Cは、カセットまたは他のデバイス用のポート継手を形成する端部キャップ800の別の実施形態の概略図である。端部キャップ800は、ベース802、第1のポート継手810、および第2のポート継手820を備える。2つのポート継手が示されるが、両ポートに1つのポート継手をまたは3つ以上のポート継手を有するデバイスが使用されてもよい。ポート継手は、図示するようにねじ山812および822により外側にねじを付けられてもよい。ポート継手は、同一方向または逆方向にねじを付けられてもよい。
ポート継手は、連結ナットの対応する位置合わせ特徴と協働して、ポート継手の連結ナットとの位置合わせを容易にする位置合わせ特徴を備えてもよい。これらの位置合わせ特徴は、継手および連結ナットの対応する特徴が位置合わせされるまたは噛み合わされるまでは、ねじ山812の起始部が連結システムの対応するねじ山に係合不能であるように構成されてもよい。
一実施形態によれば、例えば、位置合わせ特徴のセットは、連結ナットの内方突出部(例えば図4の連結ナット400の内方突出部404)と位置合わせされる切欠部を備えてもよい。このために、図示する実施形態では、環状位置合わせリブが、ポートリブ814および824により示されるように各ポート継手から径方向に外方に延在する。各位置合わせリブは、リブの外周部に離間された位置合わせ切欠部を備え得る。例えば、リブ814は、離間された切欠部816を備え、リブ824は、離間された切欠部826を備える。離間された位置合わせ切欠部は、ねじ山812および822が連結システムのねじ山に適切に位置合わせされた場合にのみ、連結システムの位置合わせ特徴がこれらの切欠部を通過し得るように構成され得る。例えば、切欠部は、連結ナットがある特定の角度位置にある場合に、連結ナットの内方突出部(例えば、図4Aの突出部404)に位置合わせされるように構成され得る。さらに、図示する実施形態では、連結ナットは、突出部が切欠部を通過するまでは回転不能となる。したがって、継手および連結システムの(この例では連結ナット上の)位置合わせ特徴は、ねじ山が相互に対して適切に位置合わせされるまでは連結ナットの回転を防止し得る。
ポートリブ814は、位置合わせ特徴が位置合わせ切欠部816を通過するまでは、ねじ山812の起始部が連結システムの対応するねじ山に係合不能になるように選択された距離だけ、ポート継手外ねじ812の起始部から後退され得る。同様に、ポートリブ824は、位置合わせ特徴が切欠部826を通過するまでは、ねじ山822の起始部が連結システムの対応するねじ山に係合不能になるように選択された距離だけ、ポート継手外ねじ822の起始部から後退され得る。対応し合う突出部および切欠部の例が使用されるが、任意の適切な位置合わせ特徴が使用され得る。
端部キャップ800は、駆動ハンドル位置合わせポスト554(図5A)を受けるための位置合わせ開口830を有し得る。位置合わせ開口830は、ポート810と軸方向に位置合わせされてもよく、または他の方法で配置されてもよい。位置合わせ開口830は、ハンドルが所望の配向でのみ位置合わせ開口830に嵌入し得るように、キー穴を形成し得る。
図9は、端部キャップまたは他の構成要素に配設されて位置合わせポスト554を受ける位置合わせ開口900の一実施形態の概略図である。複数のリブまたは他の特徴が、一連の軸方向チャネルおよび径方向チャネルを画定するために位置合わせ開口900の内側に画定され得る。一実施形態によれば、これらの特徴は、進入チャネル902、第1の径方向チャネル904、第2の径方向チャネル906、および第2の軸方向チャネル906に第1の径方向チャネルを連結する第2の軸方向チャネル908(その中の1つが図示される)を画定する。一実施形態においては、これらのチャネルは、端部キャップ開口に挿入されるインサート950に画定され得る。
図5〜図9を参照すると、位置合わせポスト554が開口900に挿入されると、突出部708は進入チャネル902に受けられる。これにより、駆動システムは、位置合わせポスト554が挿入され得る前に、正確な配向に置かれなければならないことになる。この配向は、連結ナット510および連結ナット520の内ねじが端部キャップ、または他の固定具上の外ねじと的確に位置合わせされる配向と一致し得る。駆動ハンドル550は、並進されて、通路720内で駆動シャフト552を並進させ得る。しかし、第2の軸方向チャネル908は、駆動ハンドル550のさらなる並進を制限するように、進入チャネル902と位置合わせされない(例えばリブ910が進入チャネル902に重畳しストッパとして機能する)。駆動ハンドル550は、突出部708が軸方向チャネル908と位置合わせされるまでは回転され得る。この位置は、駆動シャフト552がハウジング502の切欠部564と位置合わせされ、連結ナット510および連結ナット520が回転されて360度にわたるシールを形成する位置に対応し得る。次いで、駆動ハンドル550は、駆動シャフト552が切欠部564に受けられるように、さらに押し込まれ得る。圧縮リング709の環状リップは、リッジ912が圧縮リング709の溝内に捕獲されるように、リッジ912を越えて通過し得る。圧縮リング709およびリッジ912は、駆動シャフト552が切欠部564に完全に係合された場合に触覚フィードバックを与えるスナップ嵌めを形成し得る。さらに、圧縮リング709およびリッジ912は、駆動シャフト552が意図せずに引き込まれるのを防止するための機構を形成する。
したがって、位置合わせ開口900は、駆動シャフト552が第1の角度位置に位置する場合に、駆動シャフト552が制限された第1の距離だけ押し込まれ得るように構成された、キー特徴を提供し得る。次いで、駆動シャフト552は、駆動ハンドル530を回転させることにより第2の角度位置まで回転され得る。この第2の回転位置は、封止連結に対応する。駆動シャフト552は、駆動シャフト552がさらなる角回転を防止するための保持ピンとして機能する最終的な完全挿入位置まで押し込まれ得る。
図10Aは、連結システム500と同様の連結システム1000の一部分の一実施形態の概略図である。連結システム1000は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の相補的な位置合わせ特徴に係合する位置合わせ特徴を備え得る。
この例では、歯車アーム1030の径方向移動方向に対して垂直な(すなわち枢動軸に対して平行な側部に)進入部を有するスロット1032を有する回転部材(例えば歯車アーム1030)。スロット1032は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の径方向に延在するリブ1034(例えば図1のリブ130)を受け得る。これらの噛合い特徴は、ポートの軸の周囲に部分的に囲む。一実施形態によれば、スロット1032およびリブ1034は、連結ナット内ねじおよび端部キャップ、継手、または他の取付具の外ねじが正確に位置決めされて適切な係合を可能にする場合に、リブ1034の端部およびスロット1032の進入部が位置合わせされるように構成される。したがって、連結システム位置合わせ特徴および相補的な端部キャップ、継手、または他の取付具の位置合わせ特徴は、歯車アームが回転される前に、ねじ山が適切な位置および配向に置かれるように構成される。
図示する実施形態では、回転部材(例えば歯車アーム1030)は、歯車アーム1030の径方向移動方向に対して垂直な(すなわち枢動軸に対して平行な側部に)進入部を有するスロット1032を有する。スロット1032は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の径方向に延在するリブ1034を受け得る。これらの噛合い特徴は、ポートの軸の周囲に部分的に囲む。スロット1032およびリブ1034は、リブ1034が径方向に外方に延在することによりリブ1034の断面がより大きいことに起因して、リブ1034が歯車アーム1030のスロット1032内に保持されるように係合する。また、スロット1032は、スロットが径方向に延出するため、より幅広であってもよい。この機構は、端部キャップに対する歯車アーム1030の位置を保持するのを補助するために使用され、また歯車アーム1030がポート軸を中心として回転される際に端部キャップと流体継手との間により大きな軸方向荷重を発生させ得る(例えば締り嵌めにより)。連結ハウジング1002の他方の側に対する荷重は、スロット1032とリブ1034の壁部間の係合の締り嵌めにより発生する荷重とほぼ同等であり得る。これは、平滑な回転および封止係合を確保するために回転機構の両側に荷重を分配するのを補助し得る。リブ1034およびスロット1032は、(例えばより大きな連結ナットの)連結ナット内ねじのピッチとほぼ等しいピッチを有し得る。一実施形態によれば、リブ1034およびスロット1032は、らせん状であってもよい。
駆動シャフトは、継手のリブ1034上に位置する溝1040に係合するように設計されたボスまたは他の特徴を特徴とし得る。継手が、フィルタが流体封止された後に前方に押されると、ボスは、リブ1034上の溝1040に押し込まれる。これにより、回転防止特徴が継手の近くに設けられる。この特徴は、駆動シャフトが適切な配向にない場合には係合せず、それにより駆動ハンドルが正確な配向に回転されず、シールが完成されないことをユーザに警告する。図10Bは、リブ10934の断面の一実施形態を示す。図10Cは、ボス1054を有する駆動シャフト1052を有する駆動ハンドル1050の一実施形態の概略図である。
図11Aおよび図11Bは、ポート継手(例えば第1のポート継手1108、第2のポート継手1110、第3のポート継手1112、および第4のポート継手1114の中の1つまたは複数)を形成する第1の端部キャップ1104および第2の端部キャップ1106を有する浄化カセット1100の一実施形態の概略図である。浄化カセット1100の構成によっては、1つまたは複数のポートのいずれかが、入口ポート、出口ポート、通気ポート、排水ポート、または他のタイプのポートとして機能し得る。いくつかの例では、ポートは、浄化装置カセットを反転させ得るように配置されてもよい。
図11Aに示すように、ポート継手は、マニホルドまたは他の構成要素のねじ山に係合するポート継手外ねじを備えてもよい。さらに、ポート継手は、端部キャップの表面から延在し各ポート開口から後退した径方向突出ポートリブ(例えば径方向リブ1130および径方向位置合わせリブ1132)を備えてもよい。径方向リブ1130および径方向リブ1132は、上記で論じるように、位置合わせ特徴として使用され、封止連結を確保するのを補助し得る。例えば、径方向リブは、回転アーム中のスロットに進入し得るように位置決めされ得る。しかし、径方向リブ1130および径方向リブ1132は、他の構成を有してもよい。
端部キャップは、マニホルドアセンブリ上の相補特徴と係合することにより浄化装置カセットまたは他のデバイスの適切な配置の確保を補助するための、位置合わせ穴、レール、またはガイドチャネル等の特徴を備えてもよい。図11Aの実施形態においては、端部キャップ1104は、位置合わせ穴1134を備え、端部キャップ1106は、マニホルドのガイドピン(例えば連結ハウジング502と組み合わされる位置合わせノブなど)を受けるためにカセット1100の前方に開口した位置合わせ穴1136を備える。位置合わせ穴1134/1136は、カセット1100を垂直方向に位置決めおよび保持するために、マニホルドの対応するガイドを受け得る。さらに、端部キャップ1104は、位置合わせ開口1140を備えてもよく、端部キャップ1106は、位置合わせ開口1142を備えてもよい。一実施形態によれば、位置合わせ開口1140は、ポート継手1108の開口と軸方向に位置合わせされ、位置合わせ開口1142は、ポート継手112の開口と軸方向に位置合わせされる。位置合わせ開口1140および位置合わせ開口1142は、上記で論じるように駆動ハンドル550の位置合わせポスト554を受け得る。
図12は、端部キャップまたは他の継手に連結するための連結システム1200の別の実施形態を示す。連結システム1200は、連結ハウジング1212上に配設された連結ナット1210を備え得る。連結ナット1210は、端部キャップ1216上の継手にエルボ継手1214を連結する。回転部材1220は、ナット1210の回転を容易にする。一実施形態によれば、回転部材1220は、ナット1210を貫通する開口からある径方向距離を置いてナット1210に結合されるアーム1222を備える。アーム1222は、ナット1210の端部面から延在し得る。アーム1222は、端部キャップ継手と同軸であるエルボ継手1214の第1の部分よりも長いことが可能である。また、回転部材1220は、外方面がナット1210の端部面に対して平行になるようにアーム1222に対して垂直に延在するプラットフォーム1224を備え得る。プラットフォーム1224は、回転工具用ビット(例えば六角ドライバ、フィリップスビット、フラットヘッドビット、スタービット、または他の工具など)を回転部材に係合させ得る工具界面1226を備え得る。回転部材1220を回転させることにより、ナット1210が回転される。いくつかの実施形態においては、回転部材1220を360度未満にわたり回転させることにより(180度未満およびいくつかの例では135度未満を含む)、端部キャップ1216の外ねじとのナットの内ねじの少なくとも360度にわたる係合が引き起こされ得る。他の実施形態においては、360度未満の螺合がもたらされるが、外周部軸方向封止力はシールの維持に十分なものとなる。
回転部材1220の回転範囲は、ナット1210が既知の位置にて回転を停止するように制限され得る。これは、ナット1210のねじ山が完全係合位置に適切に位置合わせされるのを確実にするのを補助し得る。いくつかの実施形態においては、回転端点が、点線および矢印または他の視覚的標識により印をつけられてもよい。点線および矢印は、係合および係合解除を確認するために使用される視覚的標識の一例をさらに提供する。さらに別の実施形態においては、回転部材が適切な位置にある場合に点灯するLEDまたは他のライトを使用して、適切な係合/係合解除をやはり示してもよい。
図13は、連結システム1200の一実施形態の断面の概略図である。図13に示すように、連結ナット1210は、端部キャップ1216のポート継手上の外ねじ1311に係合するナット内ねじ1302と、連結ハウジング1212の内ねじに係合するナット外ねじ1304とを備え得る。上記で説明したように、ねじ山は、ナット1210が360度未満の回転により継手1214と端部キャップ1216との間に360度にわたるシールを形成し、予期される荷重下で外れないように構成され得る。
また、ロック機構(例えば、継手の回転部材上の戻り止めおよび/またはくぼみ、回転部材と継手もしくは他の構成要素との間のスナップ嵌め、または他の特徴など)が、回転部材の予期せぬ回転を防止するために設けられてもよい。いくつかの例においては、ロック機構は、ナットからの外れを防止するために、より高摩擦のナット外ねじに加えてまたはその代わりに(ナット外ねじを依然として備えるかまたはナット外ねじを全く備えずに)使用され得る。いくつかの実施形態では、連結ナットが、外ねじを有さず、代替的な保持機構により軸方向において定位置に保持される。
図14は、独立型継手を結合するための連結システム1400の一実施形態の概略図である。図15は、連結システム1400および継手1420の概略断面図である。図14の実施形態では、連結システムは、第1の継手1402と、連結ハウジング1406内で第1の継手の周囲にて回転可能な連結ナット1404とを備える。連結ナット1404は、より容易な回転を可能にするためにハウジング1406を越えて延在する部分(例えば、蝶ナット翼状部、工具に接続し得る特徴、または他の特徴などの特徴1412)を備えてもよい。第2の継手1420は、連結ナット内ねじ1410に係合するように構成された継手外ねじ1422を備えることが可能である。連結ナット1404は、上記で論じたように360度未満の回転により第1の継手1402に第2の継手1420を封着することが可能である。連結ナット1404は、連結ハウジング内ねじ1432に係合することにより連結ナット1404の逆回転を防止する連結ナット外ねじ1430のセットを備えることが可能である。
ハウジング1406は、ナットが既知の完全係合解除位置にて停止するように特徴を備え得る。ハウジング1406は、継手間の適切な位置合わせを確保するための特徴をさらに備え得る。図14の例では、ハウジングは、第2の継手の周囲のカラー1424の開口1426に受けられる、ハウジング1406の面から延在するポスト1408を備える。既知の係合解除位置にナットが位置する状態で、ナット内ねじおよび継手外ねじの位置合わせが、継手の位置合わせ特徴により確保される。また、連結ナット1404上の内方突出部および継手1420上の噛合い切欠部(例えば図4Aおよび図4Bの突出部404ならびに図8A〜図8Cの切欠部816など)を含むがそれらに限定されない、他の対応する位置合わせ特徴が使用されてもよい。
図16は、連結システム1600の別の実施形態の概略図であり、図17は、連結システム1600の概略断面図である。連結システム1600は、第1の継手1602と、連結ハウジング1604と、第1の継手1602の周囲にて連結ハウジング内で回転可能な連結ナット1606とを備える。一実施形態によれば、第1の継手1602は、エルボ継手を備え得る。連結ナット1606は、連結ナット内ねじ(ねじ山1704)および連結ナット外ねじ(ねじ山1706)のセットを備え、上記で論じたように360度未満の回転により第1の継手1602に第2の継手1620を封着することが可能である。連結ハウジング1604は、連結ナット1606および継手1620が係合前に定位置から外れないように、所要の角度範囲へとナットを保持し得る。さらに、位置合わせ特徴が、継手1620が適切に位置合わせされるのを確保してもよい。例えば、連結ハウジング1604から突出するポストまたは他の特徴は、カラー1622に受けられて位置合わせを実現してもよい。
回転部材1630により、ナット1606の回転が容易になる。一実施形態によれば、回転部材1630は、ナット1606の開口からある径方向距離を置いてナット1606に結合されたアーム1632を備える。アーム1632は、ナット1606の端部面から延在し得る。アーム1632は、連結ナットと同軸であるエルボ継手1602の第1の部分よりも長いことが可能である。また、回転部材1630は、外方面がナット1606の端部面に対して平行になるようにアーム1632に対して垂直に延在するプラットフォーム1634を備えることが可能である。プラットフォーム1634は、回転工具用ビット(例えば、六角ドライバ、フィリップスビット、フラットヘッドビット、スタービット、または他の工具など)を回転部材に係合させ得る工具接合部1636を備えることが可能である。回転部材1630を回転させることにより、ナット1606が回転される。いくつかの実施形態においては、回転部材1630を360度未満にわたり回転させることにより(180度未満およびいくつかの例では135度未満を含む)、継手1620の外ねじとのナットの内ねじの360度にわたる係合が引き起こされ得る。
上記で論じた連結具は、半導体製造で使用するための要件を満たす、PVDF、FEP、PP、PFA、およびPTFE、ポリマー、金属、または他の材料を含む組成物を含むがそれらに限定されない任意の適切な材料から形成され得る。いくつかの例では、高温が予期される場合には、より低いクリープを呈する材料を使用することが望ましい場合がある。したがって、例えば、用途が摂氏100度を超える場合には、連結ナットおよび継手にPFAを使用することが好ましい場合がある。なぜならば、PTFEは、これらの温度にてより大きなクリープを呈するからである。いずれの場合も、連結システムは、半導体製造用継手の適性を上回ることが可能であり、室温またはそれ以上の温度にて5分間の245psi(1.69MPa)に耐え得る(例えば室温にて5分間の535psi(3.7MPa))。例えば、PFAおよびPTFEから形成された図43の連結システムは、圧力が5分間にわたり室温で印加された場合に、415psi超の漏れ圧力を有し得る(214lbs.の軸方向封止力)(2.87MPaおよび952ニュートンの封止力)。継手の漏れ圧力は、室温にて500psi(3.4MPa)超であってもよく、さらには950psi(6.6MPa)超であってもよい。したがって、例えばPFAから形成されたナットおよび継手を有する連結システムは、ある安全率を伴いつつFlareMount(商標)連結具に指定された所要の150lbs.(667ニュートン)の力を印加し得る(例えば、連結システムは1インチ(2.54センチメートル)の継手に対して210lbs.(934ニュートン)を超過する軸方向力を印加し得る)。
具体的な実施形態を説明したが、これらの実施形態は、単なる例示であり、本発明を限定するものではない。要約および概要での説明を含む、本発明の図示される実施形態の本明細書における説明は、包括的なものとしては意図されず、または本明細書において開示される厳密な形態に本発明を限定するようには意図されない(および、特に、要約または概要に含まれる任意の特定の実施形態、特徴、または機能の包含は、かかる実施形態、特徴、または機能に本発明が限定されるように意図するもものではない)。むしろ、この説明は、要約または概要に記載される任意のかかる実施形態、特徴、または機能を含む任意の特定の記載される実施形態、特徴、または機能に本発明を限定することなく、本発明を理解するためのコンテクストを当業者に提示するために、例示の実施形態、特徴、および機能を説明することを意図される。本発明の具体的な実施形態および例が、専ら例示を目的として本明細書に記載されるが、当業者には認識および理解されるように、様々な均等な修正が、本発明の趣旨および範囲内において可能である。示唆されるように、これらの修正は、本発明の示される実施形態の前述の説明に鑑みて本発明になし得るものであり、本発明の趣旨および範囲に含まれるものとなる。したがって、本発明をその特定の実施形態を参照として本明細書で説明したが、一定範囲の修正、様々な変更、および代替が、前述の開示に含まれるように意図され、いくつかの例では、本発明の実施形態のいくつかの特徴が、前述の本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく他の特徴の対応する使用を伴わずに使用されることが理解されよう。したがって、多数の修正が、特定の状況または材料を本発明の本質的範囲および趣旨に適合化させるためになされてもよい。
本明細書全体における「一実施形態(one embodiment)」、「一実施形態(an embdiment)」もしくは「具体的な一実施形態(a specific embodiemnt)」または同様の用語への言及は、その実施形態との関連で説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれるが、全ての実施形態には必ずしも存在しなくてもよいことを意味する。したがって、「一実施形態において(in one embodiment)」、「一実施形態において(in an embodiment)」もしくは「具体的な一実施形態において」という語句または同様の用語がそれぞれ本明細書全体にわたり様々な箇所で使用される場合には、それらは、同一の実施形態を必ずしも参照とはしない。さらに、任意の特定の実施形態の特定の特徴、構造、または特性は、1つまたは複数の他の実施形態と任意の適切な方法で組み合わされてもよい。本明細書において説明され示される実施形態の他の変更および修正が、本明細書の教示に鑑みて可能であり、本発明の趣旨および範囲の一部として見なされるべきである点を理解されたい。
本明細書の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を促すために、構成要素および/または方法の例などの多数の具体的詳細が提示される。しかし、実施形態は、具体的詳細の1つまたは複数を伴わずに、あるいは他の装置、システム、アセンブリ、方法、構成要素、材料、および/またはパーツ等を伴って実施され得る場合がある点が当業者には理解されよう。他の例では、周知の構造、構成要素、システム、材料、または動作が、本発明の実施形態の態様を曖昧にすることを避けるために、具体的に示されないまたは詳細には説明されない。本発明は、特定の実施形態を用いることにより示される場合があるが、これは、本発明を任意の特定の実施形態に限定するものではなく、さらなる実施形態が容易に理解可能であり、本発明の一部であることが、当業者には理解されよう。
また、図面に示す要素の中の1つまたは複数は、さらに分離されたもしくは一体化された状態で実装することも可能であり、またはさらにはいくつかの例では、ある特定の用途では通常であるように動作不能なものとして除去または提供されることも可能である点が理解されよう。さらに、図面の任意の矢印記号は、他のことが特に明示されない限り、専ら例示として、非限定的なものとして見なされるべきである。
具体的な実施形態に関連して、利益、他の利点、および問題に対する解決策を説明した。しかし、利益、利点、問題に対する解決策、ならびに任意の利益、利点、および解決策をもたらし得るまたはより顕著なものにし得る任意の構成要素は、必須の、所要の、または本質的な特徴または構成要素として見なされるべきではない。
100 連結システム
102 連結ハウジング
110 連結ナット
112 第1の継手
114 第2の継手
115 第1の側部
116 第2の側部
120 エリア
122 エリア
130 第1のセクション
132 第2のセクション
140 相補的径方向ショルダ
142 端部部分
144 外ねじ
146 連結ナット内ねじ
150 外ねじ
152 ハウジングねじ山、ハウジング内ねじ
202 連結ハウジング
204 連結ハウジング内ねじ
210 連結ナット
212 ナット内ねじ
214 ナット外ねじ
220 流体継手
222 外ねじ
224 継手
400 連結ナット
401 外ねじ
402 内ねじ
404 突出部
406 弾性フィンガ
408 特徴
409 ショルダ
412 流体継手
414 流体継手ショルダ
415 連結ナットショルダ
500 連結システム
502 連結ハウジング
510 第1の連結ナット
512 第1の流体継手
520 第2の連結ナット
522 第2の流体継手
530 歯車アーム
532 駆動アーム
534 第1の端部のナット結合部材
536 歯車歯
540 第2の歯車
550 駆動ハンドル
552 駆動シャフト
554 位置合わせポスト
560 表面
562 表面
564 切欠部
565 位置
602 第1の連結ナット開口
604 第2の連結ナット開口
606 スロット
608 固定具開口
610 ねじ穴
702 特徴
704 特徴
706 インサート
708 突出部
709 圧縮性リング
710 部分
720 駆動シャフト通路
722 駆動シャフト先端部
730 弾性フィンガ
732 環状溝
800 端部キャップ
802 ベース
810 第1のポート継手
812 ねじ山
814 ポートリブ
816 切欠部
820 第2のポート継手
822 ねじ山
824 ポートリブ
826 切欠部
830 開口
900 位置合わせ開口
902 進入チャネル
904 第1の径方向チャネル
906 第2の径方向チャネル
908 第2の軸方向チャネル
910 リブ
912 リッジ
950 インサート
1000 連結システム
1002 連結ハウジング
1030 歯車アーム
1032 スロット
1034 リブ
1040 溝
1050 駆動ハンドル
1052 駆動シャフト
1054 ボス
1100 浄化カセット
1104 第1の端部キャップ
1106 第2の端部キャップ
1108 第1のポート継手
1110 第2のポート継手
1112 第3のポート継手
1114 第4のポート継手
1130 径方向リブ
1132 径方向リブ
1134 位置合わせ穴
1136 位置合わせ穴
1140 位置合わせ開口
1142 位置合わせ開口
1200 連結システム
1210 連結ナット
1211 外ねじ
1212 連結ハウジング
1214 エルボ継手
1216 端部キャップ
1220 回転部材
1222 アーム
1224 プラットフォーム
1226 工具界面
1302 ナット内ねじ
1304 ナット外ねじ
1311 外ねじ
1400 連結システム
1402 第1の継手
1404 連結ナット
1406 ハウジング
1408 ポスト
1410 連結ナット内ねじ
1412 特徴
1420 継手
1422 継手外ねじ
1424 カラー
1426 開口
1430 連結ナット外ねじ
1432 連結ハウジング内ねじ
1600 連結システム
1602 第1の継手
1604 連結ハウジング
1606 連結ナット
1620 継手
1622 カラー
1630 回転部材
1632 アーム
1634 プラットフォーム
1704 ねじ山
1706 ねじ山
いくつかのろ過システムは、ねじ連結に依存する。これらのシステムでは、一方の継手は、継手外ねじを備える一方で、他方の継手は、内ねじを有するねじキャップを備える。ねじキャップは、継手同士が共に封止し合うようにフィルタに螺着される。しかし、温度逸脱に続く継手の緩みが、半導体産業における一般的な問題となっている。
また、ロック機構(例えば継手の回転部材上の戻り止めおよび/またはくぼみ、スナップ嵌め、または他の特徴など)が、予期しないナット110の逆回転を防止するために設けられてもよい。いくつかの例では、ロック機構は、ナットからの外れを防止するためにより高摩擦のナット外ねじ150に加えてまたはその代わりに(ナット外ねじを依然として含みつつまたはナット外ねじを含まずに)使用されてもよい。いくつかの実施形態では、連結ナット110が、外ねじを有さず、ナット110が、代替的な保持機構により軸方向において定位置に保持される。
連結システムは、種々のポートサイズに適合され得る。内ねじおよび外ねじは、孔径、軸方向移動要件、荷重要件、および封止性能要件に基づき変更され得る。構成要素は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂(PTFE、FEP、PFAなど、しかしそれらに限定されない)、PVDF、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、PP、PE、PEEK、金属、または他の材料などのポリマー材料を含むがそれらに限定されない、様々な材料から作製され得る。一実施形態においては、連結システムは、半導体産業用の超清浄PFA、クイックコネクト封止連結具を実現するためにPFAから主に形成され得る。
図8A〜図8Cは、カセットまたは他のデバイス用のポート継手を形成する端部キャップ800の別の実施形態の概略図である。端部キャップ800は、ベース802、第1のポート継手810、および第2のポート継手820を備える。2つのポート継手が示されるが、1つのポート継手をまたは3つ以上のポート継手を有するデバイスが使用されてもよい。ポート継手は、図示するようにねじ山812および822により外側にねじを付けられてもよい。ポート継手は、同一方向または逆方向にねじを付けられてもよい。
ポート継手は、連結ナットの対応する位置合わせ特徴と協働して、ポート継手の連結ナットとの位置合わせを容易にする位置合わせ特徴を備えてもよい。これらの位置合わせ特徴は、継手および連結ナットの対応する特徴が位置合わせされるまたは噛み合わされるまでは、ねじ山812および813の起始部が連結システムの対応するねじ山に係合不能であるように構成されてもよい。
したがって、位置合わせ開口900は、駆動シャフト552が第1の角度位置に位置する場合に、駆動シャフト552が制限された第1の距離だけ押し込まれ得るように構成された、キー特徴を提供し得る。次いで、駆動シャフト552は、駆動ハンドル550を回転させることにより第2の角度位置まで回転され得る。この第2の回転位置は、封止連結に対応する。駆動シャフト552は、駆動シャフト552がさらなる角回転を防止するための保持ピンとして機能する最終的な完全挿入位置まで押し込まれ得る。
この例では、回転部材(例えば歯車アーム1030)は、歯車アーム1030の径方向移動方向に対して垂直な(すなわち枢動軸に対して平行な側部に)進入部を有するスロット1032を有する。スロット1032は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の径方向に延在するリブ1034(例えば図11のリブ1130)を受け得る。これらの噛合い特徴は、ポートの軸の周囲に部分的に囲む。一実施形態によれば、スロット1032およびリブ1034は、連結ナット内ねじおよび端部キャップ、継手、または他の取付具の外ねじが正確に位置決めされて適切な係合を可能にする場合に、リブ1034の端部およびスロット1032の進入部が位置合わせされるように構成される。したがって、連結システム位置合わせ特徴および相補的な端部キャップ、継手、または他の取付具の位置合わせ特徴は、歯車アームが回転される前に、ねじ山が適切な位置および配向に置かれるように構成される。
端部キャップは、マニホルドアセンブリ上の相補特徴と係合することにより浄化装置カセットまたは他のデバイスの適切な配置の確保を補助するための、位置合わせ穴、レール、またはガイドチャネル等の特徴を備えてもよい。図11Aの実施形態においては、端部キャップ1104は、位置合わせ穴1134を備え、端部キャップ1106は、マニホルドのガイドピン(例えば連結ハウジング502と組み合わされる位置合わせノブなど)を受けるためにカセット1100の前方に開口した位置合わせ穴1136を備える。位置合わせ穴1134/1136は、カセット1100を垂直方向に位置決めおよび保持するために、マニホルドの対応するガイドを受け得る。さらに、端部キャップ1104は、位置合わせ開口1140を備えてもよく、端部キャップ1106は、位置合わせ開口1142を備えてもよい。一実施形態によれば、位置合わせ開口1140は、ポート継手1108の開口と軸方向に位置合わせされ、位置合わせ開口1142は、ポート継手1112の開口と軸方向に位置合わせされる。位置合わせ開口1140および位置合わせ開口1142は、上記で論じるように駆動ハンドル550の位置合わせポスト554を受け得る。
図12は、端部キャップまたは他の継手に連結するための連結システム1200の別の実施形態を示す。連結システム1200は、連結ハウジング1212上に配設された連結ナット1210を備え得る。連結ナット1210は、端部キャップ1216上の継手にエルボ継手1214を連結する。回転部材1220は、ナット1210の回転を容易にする。一実施形態によれば、回転部材1220は、ナット1210を貫通する開口からある径方向距離を置いてナット1210に結合されるアーム1222を備える。アーム1222は、ナット1210の端部面から延在し得る。アーム1222は、端部キャップ継手と同軸であるエルボ継手1214の第1の部分よりも長いことが可能である。また、回転部材1220は、外方面がナット1210の端部面に対して平行になるようにアーム1222に対して垂直に延在するプラットフォーム1224を備え得る。プラットフォーム1224は、回転工具用ビット(例えば六角ドライバ、フィリップスビット、フラットヘッドビット、スタービット)、または他の工具を回転部材に係合させ得る工具界面1226を備え得る。回転部材1220を回転させることにより、ナット1210が回転される。いくつかの実施形態においては、回転部材1220を360度未満にわたり回転させることにより(180度未満およびいくつかの例では135度未満を含む)、端部キャップ1216の外ねじとのナットの内ねじの少なくとも360度にわたる係合が引き起こされ得る。他の実施形態においては、360度未満の螺合がもたらされるが、外周部軸方向封止力はシールの維持に十分なものとなる。
回転部材1630により、ナット1606の回転が容易になる。一実施形態によれば、回転部材1630は、ナット1606の開口からある径方向距離を置いてナット1606に結合されたアーム1632を備える。アーム1632は、ナット1606の端部面から延在し得る。アーム1632は、連結ナットと同軸であるエルボ継手1602の第1の部分よりも長いことが可能である。また、回転部材1630は、外方面がナット1606の端部面に対して平行になるようにアーム1632に対して垂直に延在するプラットフォーム1634を備えることが可能である。プラットフォーム1634は、回転工具用ビット(例えば、六角ドライバ、フィリップスビット、フラットヘッドビット、スタービット)、または他の工具を回転部材に係合させ得る工具接合部1636を備えることが可能である。回転部材1630を回転させることにより、ナット1606が回転される。いくつかの実施形態においては、回転部材1630を360度未満にわたり回転させることにより(180度未満およびいくつかの例では135度未満を含む)、継手1620の外ねじとのナットの内ねじの360度にわたる係合が引き起こされ得る。
上記で論じた連結具は、半導体製造で使用するための要件を満たす、PVDF、FEP、PP、PFA、およびPTFE、ポリマー、金属、または他の材料を含む組成物を含むがそれらに限定されない任意の適切な材料から形成され得る。いくつかの例では、高温が予期される場合には、より低いクリープを呈する材料を使用することが望ましい場合がある。したがって、例えば、用途が摂氏100度を超える場合には、連結ナットおよび継手にPFAを使用することが好ましい場合がある。なぜならば、PTFEは、これらの温度にてより大きなクリープを呈するからである。いずれの場合も、連結システムは、半導体製造用継手の適性を上回ることが可能であり、室温またはそれ以上の温度にて5分間の245psi(1.69MPa)に耐え得る(例えば室温にて5分間の535psi(3.7MPa))。例えば、PFAおよびPTFEから形成された図2の連結システムは、圧力が5分間にわたり室温で印加された場合に、415psi超の漏れ圧力を有し得る(214lbs.の軸方向封止力)(2.87MPaおよび952ニュートンの封止力)。継手の漏れ圧力は、室温にて500psi(3.4MPa)超であってもよく、さらには950psi(6.6MPa)超であってもよい。したがって、例えばPFAから形成されたナットおよび継手を有する連結システムは、ある安全率を伴いつつFlareMount(商標)連結具に指定された所要の150lbs.(667ニュートン)の力を印加し得る(例えば、連結システムは1インチ(2.54センチメートル)の継手に対して210lbs.(934ニュートン)を超過する軸方向力を印加し得る)。

Claims (24)

  1. 第1の連結ハウジング開口を画定する連結ハウジングと、
    第1の継手流路を画成する第1の継手と、
    前記第1の連結ハウジング開口内に配設され、前記第1の継手の周囲を回転可能である第1の連結ナットであって、前記第1の連結ナットは、第1の連結ナット内ねじのセットを備え、第1の連結ナット内ねじの前記セットは、第2の継手上の第2の継手外ねじのセットに係合することにより、前記第1の連結ナットの360度未満の回転によって前記第2の継手に前記第1の継手を封着するように構成された多条ねじである、第1の連結ナットと
    を備える、連結システム。
  2. 第1の連結ナット内ねじの前記セットは、前記第2の継手上の第2の継手外ねじの前記セットに係合することにより、前記第1の連結ナットの360度未満の回転によって少なくとも360度にわたる螺合をもたらすように構成された多条ねじである、請求項1に記載の連結システム。
  3. 前記第1の連結ナットは、第1の連結ナット外ねじのセットを備え、前記連結ハウジングは、第1のセットの連結ハウジング内ねじを画定する、請求項1または2に記載の連結システム。
  4. 第1の連結ナット外ねじの前記セットおよび前記第1のセットの連結ハウジング内ねじは、軸方向封止力下において前記第1の連結ナットの逆回転を防止する摩擦力を生じさせるように構成される、請求項3に記載の連結システム。
  5. 第1の連結ナット内ねじの前記セットは、鋸歯ねじである、請求項1から4のいずれか一項に記載の連結システム。
  6. 前記連結ナットおよび前記第2の継手は、パーフルオロアルコキシポリマーから形成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の連結システム。
  7. 第1の連結ナット内ねじの前記セットは、0〜5度の荷重フランク角と、25〜35度の逃げフランク角とを有する、請求項1から4または請求項6のいずれか一項に記載の連結システム。
  8. 第2の継手外ねじの前記セットは、前記第1の連結ナット内ねじの荷重フランク角とは異なる荷重フランク角を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の連結システム。
  9. 前記第1の連結ナット内ねじは、
    第1の起始点から120〜180度にわたり延在する第1のねじ山と、
    第2のねじ山起始点から120〜180度以下にわたり延在する第2のねじ山と
    を備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の連結システム。
  10. 第1の連結ナット内ねじの前記セットは、第3のねじ山起始点から120〜180度以下にわたり延在する第3のねじ山をさらに備える、請求項9に記載の連結システム。
  11. 前記連結システムは、前記第2の継手の対応する位置合わせ特徴に位置合わせされるように構成された第1の位置合わせ特徴を備える、請求項1から10のいずれか一項に記載の連結システム。
  12. 前記第1の位置合わせ特徴は、前記第1の位置合わせ特徴が前記第2の継手の前記対応する位置合わせ特徴に噛み合うまでは、第1の連結ナット内ねじの前記セットが前記第2の継手外ねじに係合不能となるような距離を置いて、前記第1の連結ナット内ねじの前記セットの起始点から離間される、請求項11に記載の連結システム。
  13. 前記第1の位置合わせ特徴は、内方突出部のセットを備え、前記対応する位置合わせ特徴は、前記第2の継手に画定された切欠部を備える、請求項12に記載の連結システム。
  14. 前記第1の位置合わせ特徴は、回転部材中のスロットを備え、前記対応する位置合わせ特徴は、位置合わせリブを備える、請求項11に記載の連結システム。
  15. 第3の継手流路を画成する第3の継手と、
    前記第3の継手の周囲にて回転可能な第2の連結ナットであって、前記第2の連結ナットは、第2の連結ナット内ねじのセットを備え、第2の連結ナット内ねじの前記セットは、第4の継手外ねじのセットに係合することにより、前記第2の連結ナットの360度未満の回転により前記第3の継手と第4の継手との間にシールを形成するように構成された多条ねじである、第2の連結ナットと
    をさらに備える、請求項1から14のいずれか一項に記載の連結システム。
  16. 前記第1の連結ナットおよび前記第2の連結ナットが同時に回転するように、前記第2の連結ナットに前記第1の連結ナットを動作的に結合する歯車アセンブリをさらに備える、請求項15に記載の連結システム。
  17. 前記回転部材の回転により前記第1の連結ナットおよび前記第2の連結ナットが回転されるように、前記歯車アセンブリに動作的に結合された回転部材をさらに備える、請求項16に記載の連結システム。
  18. 前記回転部材は、前記第1の連結ナットに結合された歯車アームを備え、前記歯車アームは、前記第2の連結ナットに動作的に結合された歯車に係合する歯車歯を備える、請求項17に記載の連結システム。
  19. 前記歯車アームの駆動シャフト通路内に受けられる駆動シャフトであって、前記駆動シャフト通路内で完全引込み位置から完全挿入位置まで並進可能である駆動シャフトをさらに備える、請求項18に記載の連結システム。
  20. 前記駆動シャフトは、枢支点を中心としてある角度位置範囲にわたり回転可能であり、第1のセットの選択された角度位置では、前記駆動シャフトは前記完全挿入位置まで並進不能であり、ある選択された角度位置では、前記駆動シャフトは前記完全挿入位置まで並進されて、前記歯車アームの回転をロックし得る、請求項19に記載の連結システム。
  21. 前記第1のセットの角度位置では、前記駆動シャフトの第1の端部が、前記連結ハウジングの前方表面に重畳し、前記選択された角度位置では、前記駆動シャフトの前記第1の端部は、前記駆動シャフトの前記第1の端部が挿入され得る特徴に位置合わせされる、請求項20に記載の連結システム。
  22. 前記第2の連結ナットは、前記第1の連結ナットと同一の連結ハウジング中に、または別の連結ハウジング中に配設される、請求項15に記載の連結システム。
  23. 第1の連結ナット内ねじの前記セットは、180度未満の回転により第2の継手外ねじの前記セットとの間に少なくとも360度にわたる螺合をもたらすように構成される、請求項1から22のいずれか一項に記載の連結システム。
  24. 前記第1の連結ナットに結合された回転部材をさらに備える、請求項1から16のいずれか一項に記載の連結システム。
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