特開 2024-18355 配管接続機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024018355

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】配管接続機構

(51)【国際特許分類】

   H01J 49/24 20060101AFI20240201BHJP

   H01J 49/42 20060101ALI20240201BHJP

   H01J 49/00 20060101ALI20240201BHJP

   G01N 27/62 20210101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

H01J49/24

H01J49/42 150

H01J49/00 500

G01N27/62 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022121645

(22)【出願日】2022-07-29

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】弁理士法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奈良 亮佑

【テーマコード（参考）】

2G041

【Ｆターム（参考）】

2G041GA03

2G041GA09

(57)【要約】

【課題】第１の配管の一端を第２の配管の端部に差し込んで接続する機構において、前記第１の配管を容易に抜き差し可能とする。
【解決手段】第１配管１３１が挿通される第１筒部１４２と第１筒部の軸に直交する面である第１対向面１４８とを備えた第１接続部材１４０と、第１配管の外径よりも大きな内径を有する第２配管１２４の一端が挿入される第２筒部１５２と第２筒部の軸に直交する面である第２対向面１５７とを備えた第２接続部材１５０と、を有し、第１配管の一端が第２配管の前記一端に差し込まれた状態において第１対向面と第２対向面とが互いに対向するものであって、第１配管の外周面と第１筒部の内周面との間を封止する第１シール部材１６１と、第２配管の外周面と第２筒部の内周面との間を封止する第２シール部材１６２と、第１対向面と第２対向面との間で狭圧される第３シール部材１６３と、を有する配管接続機構。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１配管と、該第１配管の外径よりも大きな内径を有する第２配管とを接続する機構であって、
前記第１配管が挿通される第１筒部と、該第１筒部の軸に直交する面である第１対向面と、を備えた第１接続部材と、
前記第２配管の一端が挿入される第２筒部と、該第２筒部の軸に直交する面である第２対向面と、を備えた第２接続部材と、
を有し、前記第１配管の一端が前記第２配管の前記一端に差し込まれた状態において、前記第１対向面と前記第２対向面とが互いに対向するものであって、
前記第１配管の外周面と前記第１筒部の内周面との間を封止するリング状の第１シール部材と、
前記第２配管の外周面と前記第２筒部の内周面との間を封止するリング状の第２シール部材と、
前記第１対向面と前記第２対向面との間で狭圧されるリング状の第３シール部材と、
を有する配管接続機構。

【請求項2】

前記第１接続部材が、更に、
前記第１筒部の外周に設けられたフランジと、
前記第１筒部の前記一端側の領域であって、前記第２筒部の内径よりも小さな外径を有する第１配管被覆部と、
を備え、
前記第１対向面が前記フランジの一面であり、
前記第１配管被覆部が、前記第１配管の前記一端と共に前記第２配管の前記一端に差し込まれるものである、請求項１に記載の配管接続機構。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の配管接続機構を備えた構造体であって、
第１筐体と、前記第１配管とを有し、前記第１筐体から前記第１配管が突出している第１ユニットと、
第２筐体と、前記第２配管とを有し、前記第２筐体から前記第２配管が突出している第２ユニットと、
前記第２筒部が嵌め込まれる貫通孔を有し、前記第２接続部材を支持する板状部品と、
を有し、
前記第１ユニットと前記第２ユニットが前記板状部品を挟んで対向配置されている構造体。

【請求項4】

請求項３に記載の構造体を備えた質量分析装置であって、
前記第２ユニットがイオンを解離させるコリジョンセルであり、
前記第１ユニットが前記コリジョンセルにラジカルを供給するラジカル供給部であり、
前記板状部品が、前記コリジョンセルを収容した真空チャンバの外壁の一部である、
質量分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配管の一端を別の配管の端部に差し込んで液密又は気密に接続する配管接続機構に関する。

【背景技術】

【0002】

質量分析の１つの手法として、特定の質量電荷比（厳密にはm/z）を有するイオンを解離させ、これにより生成されるプロダクトイオンの質量分析を行うＭＳ／ＭＳ分析という手法が知られている。ＭＳ／ＭＳ分析を実施するための質量分析装置としては種々の構成のものがあるが、構造が比較的簡単で廉価なタンデム四重極型（三連四重極型とも呼ばれる）質量分析装置が広く利用されている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載のタンデム四重極型質量分析装置は、前段四重極マスフィルタ、コリジョンセル（衝突室）、後段四重極マスフィルタ、イオン検出器、及びこれらを収容する真空チャンバと、真空チャンバの外部に配設されたラジカル供給部とを備えている。前段四重極マスフィルタは、目的化合物由来の各種イオンのうち所定のm/zを有するイオンのみを選択的に通過させ、該前段四重極マスフィルタを通過したイオンはプリカーサイオンとしてコリジョンセルに導入される。コリジョンセルに導入されたプリカーサイオンは、ラジカル供給部からコリジョンセル内に導入された水素ラジカル等のラジカルと衝突して解離され、複数のプロダクトイオンを生じる。後段四重極マスフィルタは、前記プロダクトイオンのうち所定のm/zを有するイオンのみを選択的に通過させ、該後段四重極マスフィルタを通過したイオンがイオン検出器によって検出される。

【0004】

上記のような、タンデム四重極型質量分析装置における、コリジョンセルとラジカル供給部との一般的な接続機構について、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。ラジカル供給部１０は、筐体１１と、筐体１１の内部からコリジョンセル２０の内部へと供給されるラジカルが通過する配管である第１配管１２とを備えている。第１配管１２は、ガラス製の細管であって、筐体１１の外壁を貫通しており、その一端は筐体１１の外部に突出している。コリジョンセル２０は、筐体２１と、筐体２１の周壁から突出する配管である第２配管２２とを備えている。第２配管２２は、第１配管１２の外径よりも僅かに大きい内径を有する円筒形の金属管であって、その内部空間はコリジョンセル２０の内部空間と連通している。図１０に示すように、コリジョンセル２０とラジカル供給部１０との間には、真空チャンバの壁面３０が存在しており、ラジカル供給部１０の第１配管１２は、真空チャンバの壁面３０に設けられた貫通孔３１を介してコリジョンセル２０の第２配管２２に挿入される。図１１に示すように、第２配管２２の内周面には、その軸方向に間隔を開けて複数のＯリング２３が配設されており、これらのＯリング２３によって第１配管１２の外周面と第２配管２２の内周面との間が封止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第2020/240908号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような構成を有するタンデム四重極型質量分析装置において、コリジョンセル２０又はラジカル供給部１０のメンテナンス作業を行う際には、第１配管１２と第２配管２２との接続を解除してラジカル供給部１０をコリジョンセル２０から取り外す必要がある。しかしながら、上記の通り、第１配管１２と第２配管２２との間にはＯリング２３による軸シール（すなわち筒体又は管体の周面間のシール）が設けられているため、第１配管１２を第２配管２２に対して抜き差しする際には、第１配管１２の外周面とＯリング２３との間の摩擦によって第１配管１２が破損しないように、第１配管１２をその軸方向に正確に、また、注意深く動かす必要があった。そのため、第１配管１２と第２配管２２との接続の解除作業及び再接続作業に時間と手間が掛かるという問題があった。

【0007】

なお、上記では第１配管１２がガラス製である場合を例に挙げたが、第１配管１２がガラス以外の素材（例えば金属又はセラミック）から成る場合であっても、第１配管１２を第２配管２２に対して抜き差しする際には、第１配管１２をその軸方向に正確に動かさないと第１配管１２が曲がったり破損したりするおそれがある。そのため、上記同様に、第１配管１２と第２配管２２の接続作業及び接続解除作業に時間と手間が掛かるという問題があった。更に、こうした問題は、上記のようなタンデム四重極質量分析装置におけるラジカル供給部１０の第１配管１２とコリジョンセル２０の第２配管２２との接続に限らず、気体又は液体等の流体が流通する配管を接続するものであって、配管の一端を別の配管の端部に差し込んで液密又は気密に接続する配管接続機構において共通に存在するものである。

【0008】

本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、配管の一端を別の配管の端部に差し込んで液密又は気密に接続する配管接続機構において、前記配管を前記別の配管に対して容易に抜き差し可能にすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために成された本発明に係る配管接続機構は、
第１配管と、該第１配管の外径よりも大きな内径を有する第２配管とを接続する機構であって、
前記第１配管が挿通される第１筒部と、該第１筒部の軸に直交する面である第１対向面と、を備えた第１接続部材と、
前記第２配管の一端が挿入される第２筒部と、該第２筒部の軸に直交する面である第２対向面と、を備えた第２接続部材と、
を有し、前記第１配管の一端が前記第２配管の前記一端に差し込まれた状態において、前記第１対向面と前記第２対向面とが互いに対向するものであって、
前記第１配管の外周面と前記第１筒部の内周面との間を封止するリング状の第１シール部材と、
前記第２配管の外周面と前記第２筒部の内周面との間を封止するリング状の第２シール部材と、
前記第１対向面と前記第２対向面との間で狭圧されるリング状の第３シール部材と、
を有するものである。

【発明の効果】

【0010】

上記構成を有する本発明に係る配管接続機構によれば、第１配管を第２配管に対して容易に抜き差しすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る配管接続機構を備えたタンデム四重極型質量分析装置の要部構成を示す模式図。

【図2】同実施形態におけるコリジョンセル、真空チャンバの扉、及びラジカル供給部の構成を示す分解斜視断面図。

【図3】同実施形態における第１接続部材の構成を示す断面図。

【図4】同実施形態における第２接続部材の構成を示す断面図。

【図5】同実施形態における真空チャンバの扉の構成を示す断面図。

【図6】同実施形態においてコリジョンセルをラジカル供給部に接続する前の状態を示す拡大断面図。

【図7】同実施形態においてコリジョンセルをラジカル供給部に接続した状態を示す拡大断面図。

【図8】本発明に係る配管接続機構の別の構成例を示す拡大断面図。

【図9】本発明に係る配管接続機構の更に別の構成例を示す拡大断面図。

【図10】従来のタンデム四重極型質量分析装置におけるコリジョンセル、真空チャンバの壁面、及びラジカル供給部の構成を示す斜視図。

【図11】前記従来のタンデム四重極型質量分析装置における一般的な配管接続機構を示す拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。

【0013】

図１は本実施形態に係る配管接続機構を備えたタンデム四重極型質量分析装置（以下単に「質量分析装置」とよぶ）の要部構成を示す模式図である。本実施形態に係る質量分析装置は、図示しない真空ポンプにより真空排気される真空チャンバ１１０を有しており、真空チャンバ１１０の内部には、試料中の化合物をイオン化するイオン源１７１と、特定のm/zを有するイオンをプリカーサイオンとして選択的に通過させる前段四重極マスフィルタ１７２と、その内部でプリカーサイオンをラジカルと衝突させて解離させることにより各種プロダクトイオンを生成するコリジョンセル１２０（本発明における第２ユニットに相当）と、プロダクトイオンの中で特定のm/zを有するイオンを選択的に通過させる後段四重極マスフィルタ１７３と、後段四重極マスフィルタ１７３を通過したイオンを検出する検出器１７４と、が配置されている。なお、イオン源１７１は真空チャンバ１１０の外部に設けられる場合もある。

【0014】

コリジョンセル１２０は、比較的密閉性の高い中空の構造体であって、その内部には、イオンを収束させつつ輸送する四重極（又はそれ以上の多重極）型のイオンガイド１２１が配置されている。コリジョンセル１２０には、ラジカル（すなわち不対電子を有する原子、分子、又はイオン）を生成してコリジョンセル１２０に供給するためのラジカル供給部１３０（本発明における第１ユニットに相当）が付設されている。ラジカル供給部１３０は、真空チャンバ１１０の外部に配設され、真空チャンバ１１０の壁面を貫通する配管によってコリジョンセル１２０に接続されている。

【0015】

前記配管は、ラジカル供給部１３０から水素ラジカル又はヒドロキシラジカル等のラジカルを導出するためのガラス管１３１（本発明における第１配管に相当）と、コリジョンセル１２０に設けられた管状のガラス管挿入部１２４（本発明における第２配管に相当）とを含んでいる。以下、ラジカル供給部１３０及びコリジョンセル１２０の構成、並びにガラス管１３１とガラス管挿入部１２４との接続機構について、図２～図７を参照しつつ説明する。

【0016】

図２は、ラジカル供給部１３０と、コリジョンセル１２０と、両者の間に位置する真空チャンバ１１０の外壁の一部、本実施形態では真空チャンバ１１０の扉（以下、真空チャンバ扉１１１とよぶ）を、ラジカル供給部１３０に設けられたガラス管１３１の中心軸Ａを含む面で切断した状態を示す分解斜視図である。なお、本実施形態においては、真空チャンバ扉１１１が本発明における板状部品に相当する。コリジョンセル１２０の内部には、上述の通りイオンガイド１２１が配設されているが、図２では簡略化のため図示を省略している。図３は、後述する第１接続部材１４０の構成を示す断面図であり、図４は後述する第２接続部材１５０の構成を示す断面図である。図５は真空チャンバ扉１１１の構成を示す断面図である。図６は、ラジカル供給部１３０とコリジョンセル１２０を接続する前の状態（又は両者の接続を解除した状態）を示す拡大断面図であり、図７は、両者を接続した状態を示す拡大断面図である。

【0017】

ラジカル供給部１３０は、高周波プラズマを用いて所定の種類の原料ガスからラジカルを生成してコリジョンセル１２０に供給するものである。ラジカル供給部１３０は、内部にラジカル生成室（図示略）が形成された中空円筒状の筐体（以下、ラジカル供給部筐体１３２とよぶ）と、ラジカル生成室を排気する真空ポンプ（図示略）と、ラジカル生成室内に原料ガスを導入する原料ガス供給源（図示略）と、ラジカル生成室内で真空放電を生じさせるためのマイクロ波を供給する高周波プラズマ源（図示略）と、ラジカル生成室内で生成されたラジカルを外部に導出するガラス管１３１と、を備えている。ラジカル供給部筐体１３２は、少なくとも一端が開放された円筒状の本体部１３３と、本体部１３３の前記一端から径方向外側に延出する取付フランジ１３４とを備えており、本体部１３３の前記一端の開口部には第１接続部材１４０が取り付けられている。

【0018】

第１接続部材１４０は、ガラス管１３１が挿通される第１筒部１４２と、第１筒部１４２の外周に設けられた第１フランジ１４１とを備えている。第１筒部１４２は、その一端が第１フランジ１４１の一方の面から突出し、その他端が第１フランジ１４１の他方の面から突出している。第１接続部材１４０は、第１フランジ１４１を本体部１３３の前記一端の開口部に嵌め込むことによって本体部１３３に取り付けられている。すなわち、本実施形態においては第１接続部材１４０の第１フランジ１４１がラジカル供給部筐体１３２の一部を兼ねている。第１フランジ１４１は、溶接又はねじ留め等によって本体部１３３に接合される。以下、第１筒部１４２のうち、ラジカル供給部筐体１３２の外方に突出する領域を「先端側領域１４４」とよび、ラジカル供給部筐体１３２の内部に位置する領域を「基端側領域１４３」とよぶ。先端側領域１４４は、更に、外径が相対的に大きい第２筒部挿入部１４５と、外径が相対的に小さいガラス管被覆部１４６（本発明における第１配管被覆部に相当）とを備えている。第２筒部挿入部１４５は、先端側領域１４４の基端側（第１フランジ１４１に近い側）に位置しており、後述する第２筒部１５２の内径よりも小さく且つガラス管挿入部１２４の内径よりも大きい外径を有している。ガラス管被覆部１４６は、先端側領域１４４の先端側（第１フランジ１４１から遠い側）に位置しており、ガラス管挿入部１２４の内径よりも僅かに小さい外径を有している。

【0019】

ガラス管１３１は、その一端を所定の長さに亘ってラジカル供給部筐体１３２から（すなわち第１フランジ１４１から）突出させるようにして第１接続部材１４０の第１筒部１４２に挿通されており、その突出している領域の半分以上（望ましくは２／３以上）が第１接続部材１４０のガラス管被覆部１４６によって被覆されている。第１筒部１４２の基端側領域１４３の内周面には環状の第１溝部１４７が形成されている。第１溝部１４７には、環状の第１シール部材１６１が収容されており、この第１シール部材１６１によって、ガラス管１３１の外周面と第１筒部１４２の内周面との間がシールされている。

【0020】

コリジョンセル１２０は、中空円筒状の筐体（以下、コリジョンセル筐体１２２とよぶ）と、コリジョンセル筐体１２２の周面から外方に突出した円筒状のガラス管挿入部１２４とを備えている。コリジョンセル筐体１２２の周面にはガラス管挿入部１２４に対応する位置に貫通孔１２３が設けられており、ガラス管挿入部１２４の内部空間は貫通孔１２３を介してコリジョンセル筐体１２２の内部空間と連通している。ガラス管挿入部１２４は、第１接続部材１４０の第１筒部１４２の外径よりも僅かに大きい内径を有する円筒状の管体１２５と、管体１２５の一端に設けられた取付フランジ１２６とを備えており、取付フランジ１２６をコリジョンセル筐体１２２の周壁にねじ留め等で固定することによってコリジョンセル筐体１２２に取り付けられている。

【0021】

ラジカル供給部１３０とコリジョンセル１２０との間に位置する真空チャンバ扉１１１には、ラジカル供給部１３０と対向する側の面（すなわち外面）に平面視で円形の凹部１１２が形成され、その中央には貫通孔である配管挿通孔１１３が穿設されている。凹部１１２には、平面視で円形の第２接続部材１５０が嵌め込まれる。

【0022】

第２接続部材１５０は、円筒形の第２筒部１５２と、第２筒部１５２の長さ方向（軸方向）の中間部から外方に延出する円環状の第２フランジ１５１とを備えている。第２筒部１５２は、ガラス管挿入部１２４の外径よりも僅かに大きい内径を有している。第２筒部１５２の外径は、第２フランジ１５１を挟んで一方の側で相対的に大きく、他方の側で相対的に小さくなっている。以下、第２筒部１５２のうち、外径が相対的に大きい領域を大径部１５３とよび、外径が相対的に小さい領域を小径部１５４とよぶ。第２フランジ１５１の外径は、配管挿通孔１１３の内径よりも大きく且つ凹部１１２の内径よりも小さくなっており、小径部１５４の外径は、配管挿通孔１１３の内径よりも僅かに小さくなっている。

【0023】

小径部１５４の内周面には環状の第２溝部１５５が形成されており、ここに環状の第２シール部材１６２が収容される。大径部１５３の端面には環状の第３溝部１５６が形成されており、ここに環状の第３シール部材１６３が収容される。また、真空チャンバ扉１１１に設けられた凹部１１２の底面には、配管挿通孔１１３を囲むように環状の第４溝部１１４が形成されており、ここに環状の第４シール部材１６４が収容される。

【0024】

ガラス管１３１としては、例えば、パイレックス（登録商標）ガラス等のホウケイ酸ガラス、又は石英ガラス等から成るものを用いることができる。第１シール部材１６１、第２シール部材１６２、第３シール部材１６３、及び第４シール部材１６４としては、例えば、ニトリルゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のエラストマーから成るＯリングを好適に用いることができる。また、図２に示す構成要素のうち、ガラス管１３１、第１シール部材１６１、第２シール部材１６２、第３シール部材１６３、及び第４シール部材１６４以外のもの、例えば、第１接続部材１４０、第２接続部材１５０、及びガラス管挿入部１２４等は、典型的にはステンレス等の金属から成るものとすることができるが、その他の素材、例えばセラミックス又は硬質の樹脂等から成るものとすることもできる。

【0025】

ガラス管１３１は、常に、第１筒部１４２に挿通された状態で第１接続部材１４０に取り付けられており、ラジカル供給部１３０が組み立てられた後は、原則的に第１接続部材１４０に対して抜き差しされることはない。また、ガラス管挿入部１２４も、コリジョンセル筐体１２２に常時固定された状態となっている。この状態（すなわち図２に示す状態）から、コリジョンセル１２０及びラジカル供給部１３０を真空チャンバ１１０に組み付ける際の手順について説明する。

【0026】

まず、真空チャンバ扉１１１の内面（すなわち真空チャンバ１１０の内部を臨む面）側から、配管挿通孔１１３へとガラス管挿入部１２４の先端を差し入れると共に、真空チャンバ扉１１１の外面側から、第２接続部材１５０の第２筒部１５２の小径部１５４を配管挿通孔１１３に差し入れる。なお、第２溝部１５５、第３溝部１５６、及び第４溝部１１４には、それぞれ予め第２シール部材１６２、第３シール部材１６３、及び第４シール部材１６４を取り付けておく。

【0027】

以上により、第２接続部材１５０の小径部１５４が配管挿通孔１１３に収容され、第２フランジ１５１及び大径部１５３が真空チャンバ扉１１１の凹部１１２に収容された状態となると共に、第２接続部材１５０の第２筒部１５２内にガラス管挿入部１２４の先端が挿入された状態となる。これにより、第２接続部材１５０の第２溝部１５５に取り付けられた第２シール部材１６２によって、ガラス管挿入部１２４の外周面と第２接続部材１５０の第２筒部１５２の内周面との間が封止されると共に、コリジョンセル１２０が真空チャンバ１１０に固定された状態となる（図６）。

【0028】

続いて、ガラス管１３１の先端を真空チャンバ扉１１１の外面に向けた状態で、ラジカル供給部１３０を真空チャンバ扉１１１に接近させることにより、ガラス管１３１と第１接続部材１４０のガラス管被覆部１４６とをガラス管挿入部１２４に挿入する（図７）。このとき、第１接続部材１４０の第２筒部挿入部１４５が、第２接続部材１５０に設けられた第２筒部１５２の上端に嵌め込まれた状態となる。そして、ラジカル供給部筐体１３２の取付フランジ１３４に設けられたネジ穴１３５及び真空チャンバ扉１１１に設けられたネジ穴１１５にネジ１６５を螺入することにより、取付フランジ１３４を真空チャンバ扉１１１に固定する。

【0029】

以上のようにラジカル供給部１３０の取付フランジ１３４を真空チャンバ扉１１１に締結することにより、第１接続部材１４０の第１フランジ１４１の一方の面１４８（本発明における第１対向面に相当）が第２接続部材１５０の大径部１５３の端面１５７（本発明における第２対向面に相当）に押しつけられると共に、第２接続部材１５０の第２フランジ１５１が真空チャンバ扉１１１の凹部１１２の底面に押しつけられた状態となる。その結果、第１接続部材１４０の第１フランジ１４１と第２接続部材１５０の大径部１５３の端面１５７との間で第３シール部材１６３が狭圧されて両者の間が封止されると共に、第２接続部材１５０の第２フランジ１５１と真空チャンバ扉１１１の凹部１１２の底面との間で第４シール部材１６４が狭圧されて両者の間が封止される。また、上述の通り、ガラス管１３１の外周面と第１接続部材１４０の第１筒部１４２の内周面との間は第１シール部材１６１によってシールされ、ガラス管挿入部１２４の外周面と第２接続部材１５０の第２筒部１５２の内周面との間は第２シール部材１６２によってシールされている。したがって、以上のような接続機構によれば、ラジカルの漏れ出しや、真空チャンバ１１０の真空度悪化などを生じることなく、ラジカル供給部１３０を真空チャンバ１１０内のコリジョンセル１２０に接続することができる。

【0030】

なお、質量分析装置のメンテナンスを行う際などに、真空チャンバ１１０からラジカル供給部１３０及びコリジョンセル１２０を取り外す際には、上記とは逆の手順で作業を行う。

【0031】

上記の通り、本実施形態に係る質量分析装置では、ガラス管１３１をガラス管挿入部１２４に対して抜き差しする際に相対移動する面同士の間は、面シール（平面間のシール）である第３シール部材１６３によってシールされており、従来のようなガラス管１３１の外周面とガラス管挿入部１２４の内周面との間を封止する軸シール（筒又は管の周面同士の間のシール）は設けられていない。そのため、ガラス管挿入部１２４に対してガラス管１３１を抜き差しする際に、軸シールとの摩擦によってガラス管１３１が破損するおそれがない。また、前記のような摩擦が生じないため、抜き差しの際にガラス管１３１を正確にその軸方向に動かす必要がなく、ガラス管１３１とガラス管挿入部１２４との接続の解除作用及び再接続作業を容易に行えるようになる。更に、ガラス管１３１のうち、ガラス管挿入部１２４に挿入される領域の大部分が第１接続部材１４０のガラス管被覆部１４６によって保護されているため、ガラス管１３１を抜き差しする際などに、ガラス管１３１の外周面に衝撃が加わってガラス管１３１が破損するのを防ぐこともできる。

【0032】

以上、本発明を実施するための形態について具体例を挙げて説明を行ったが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。

【0033】

例えば、上記実施形態では、第３シール部材１６３を第２接続部材１５０に取り付ける構成としたが、これに代えて第３シール部材１６３を第１接続部材１４０に取り付ける構成としてもよい。その場合、第１フランジ１４１の、第２接続部材１５０と対向する側の面（図６における下側の面）に円環状の溝を設けて該溝に第３シール部材１６３を嵌め込むものとする。

【0034】

また、上記実施形態では、第１接続部材１４０にガラス管被覆部１４６を設ける構成としたが、ガラス管被覆部１４６は必ずしも設けなくてもよい。ガラス管被覆部１４６を設けない場合の構成例を図８に示す。なお、同図において、図２～図７に示したものと同一又は対応する構成要素については下二桁が共通する符号を付している。

【0035】

また、上記実施形態では、ガラス管１３１が本発明における第１配管に相当するものとしたが、本発明における第１配管は、必ずしもガラスから成るものでなくてもよく、その他の素材、例えば金属又はセラミックス等から成るものであってもよい。

【0036】

また、本発明に係る配管接続機構の適用対象は、上記のようなタンデム四重極型質量分析装置におけるコリジョンセル１２０とラジカル供給部１３０との接続部に限定されるものではなく、配管（第１配管）の一端を別の配管（第２配管）の端部に差し込んで液密又は気密に接続する部分であれば、いかなる構造体のいかなる接続部に適用してもよい。

【0037】

また、上記実施形態では、第２接続部材１５０を、板状の部材（具体的には真空チャンバ扉１１１）に設けられた凹部１１２に嵌め込んで支持すると共に、第１接続部材１４０が固定されたラジカル供給部筐体１３２を前記板状の部材にねじ留めすることによって、第１接続部材１４０と第２接続部材１５０の互いに対向する面の間で第３シール部材１６３を狭圧する構成としたが、本発明に係る配管接続機構は、必ずしも前記板状の部材を備えなくてもよい。板状の部材を設けない場合の構成例を図９に示す。なお、同図において、図２～図７に示したものと対応する構成要素については下二桁が共通する符号を付している。同図の例では、第１配管３３１が挿通される第１接続部材３４０、及び第２配管３２４が挿通される第２接続部材３５０が、それぞれ上述のような第１フランジ１４１及び第２フランジ１５１を備えておらず、第１筒部３４２の一端面（本発明における第１対向面に相当）と第２筒部３５２の一端面（本発明における第２対向面に相当）との間に第３シール部材３６３が挟持されている。また、第１接続部材３４０と第２接続部材３５０は、ねじ３６６等の着脱自在な固定手段によって相互に固定されている。なお、着脱自在な固定手段としては、ねじ３６６のほか、所定の係合手段による係合、又は所定の嵌合手段による嵌合などを用いてもよい。

【0038】

［態様］
上述した例示的な実施形態が以下の態様の具体例であることは、当業者には明らかである。

【0039】

（第１項）本発明の一態様に係る配管接続機構は、第１配管と、該第１配管の外径よりも大きな内径を有する第２配管とを接続する機構であって、
前記第１配管が挿通される第１筒部と、該第１筒部の軸に直交する面である第１対向面と、を備えた第１接続部材と、
前記第２配管の一端が挿入される第２筒部と、該第２筒部の軸に直交する面である第２対向面と、を備えた第２接続部材と、
を有し、前記第１配管の一端が前記第２配管の前記一端に差し込まれた状態において、前記第１対向面と前記第２対向面とが互いに対向するものであって、
前記第１配管の外周面と前記第１筒部の内周面との間を封止するリング状の第１シール部材と、
前記第２配管の外周面と前記第２筒部の内周面との間を封止するリング状の第２シール部材と、
前記第１対向面と前記第２対向面との間で狭圧されるリング状の第３シール部材と、
を有するものである。

【0040】

第１項に係る配管接続機構によれば第１配管を第２配管に対して抜き差しする際に、第１配管の外周面に軸シールによる摩擦が加わることがない。これにより、第１配管と第２配管の接続作業及び該接続の解除作業が容易となると共に、第１配管の破損を防止することができる。

【0041】

（第２項）第２項に係る配管接続機構は、第１項に係る配管接続機構において、
前記第１接続部材が、更に、
前記第１筒部の外周に設けられたフランジと、
前記第１筒部の前記一端側の領域であって、前記第２筒部の内径よりも小さな外径を有する第１配管被覆部と、
を備え、
前記第１対向面が前記フランジの一面であり、
前記第１配管被覆部が、前記第１配管の前記一端と共に前記第２配管の前記一端に差し込まれるものである。

【0042】

第２項に係る配管接続機構によれば、第１配管のうち、第２配管に挿入される領域の少なくとも一部が第１配管被覆部によって保護されるため、第２配管に対して第１配管を抜き差しする際などに、第１配管の外周面に衝撃が加わって第１配管が破損するのを防ぐことができる。

【0043】

（第３項）第３項に係る構造体は、第１項又は第２項に記載の配管接続機構を備えた構造体であって、
第１筐体と、前記第１配管とを有し、前記第１筐体から前記第１配管が突出している第１ユニットと、
第２筐体と、前記第２配管とを有し、前記第２筐体から前記第２配管が突出している第２ユニットと、
前記第２筒部が嵌め込まれる貫通孔を有し、前記第２接続部材を支持する板状部品と、
を有し、
前記第１ユニットと前記第２ユニットが前記板状部品を挟んで対向配置されているものである。

【0044】

第３項に係る構造体によれば、前記板状部品によって支持された第２接続部材を介して、前記第１ユニット及び前記第２ユニットを相互に接続することができる。

【0045】

（第４項）第４項に係る質量分析装置は、第３項に記載の構造体を備えた質量分析装置であって、
前記第２ユニットがイオンを解離させるコリジョンセルであり、
前記第１ユニットが前記コリジョンセルにラジカルを供給するラジカル供給部であり、
前記板状部品が、前記コリジョンセルを収容した真空チャンバの外壁の一部である。

【0046】

第４項に係る質量分析装置によれば、ラジカルの漏れ出しや、真空チャンバの真空度悪化などを生じることなく、ラジカル供給部を、真空チャンバ内のコリジョンセルに接続することができると共に、装置メンテナンスの際などに、第１配管と第２配管の接続作業及び該接続の解除作業を容易に行うことが可能となる。

【符号の説明】

【0047】

１１０…真空チャンバ
１１１…真空チャンバ扉
１１２…凹部
１１３…配管挿通孔
１２０…コリジョンセル
１２２…コリジョンセル筐体
１２４…ガラス管挿入部
１３０…ラジカル供給部
１３１…ガラス管
１３２…ラジカル供給部筐体
１３３…本体部
１３４…取付フランジ
１４０…第１接続部材
１４１…第１フランジ
１４２…第１筒部
１４３…基端側領域
１４４…先端側領域
１４５…第２筒部挿入部
１４６…ガラス管被覆部
１５０…第２接続部材
１５１…第２フランジ
１５２…第２筒部
１５３…大径部
１５４…小径部
１６１…第１シール部材
１６２…第２シール部材
１６３…第３シール部材
１６４…第４シール部材
１６５…ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】