JP2006064030A - Seal member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール部材に関し、とくに半導体装置などにおいて好適に使用されるシール部材に関する。 The present invention relates to a seal member, and more particularly to a seal member suitably used in a semiconductor device or the like.
半導体、液晶表示装置などの製造過程では、クリーンな環境下、高い真空中で、イオンプレーティング、プラズマエッチングなどによるワークの加工、処理が行われている。ワークは一旦予備室に搬入され、予備室内を所定の真空度にした後、加工室、処理室などへ順次ワークを搬入して加工、処理などが行われる。 In the manufacturing process of semiconductors, liquid crystal display devices and the like, workpieces are processed and processed by ion plating, plasma etching, and the like in a clean environment and in a high vacuum. The workpiece is once carried into the spare chamber, and after the preliminary chamber is set to a predetermined degree of vacuum, the workpiece is sequentially carried into the processing chamber, the processing chamber, and the like for processing and processing.
これらの予備室、加工室、処理室などの間の搬出入口には密封性、気密性を有する真空用ゲート弁が設けられ、真空用ゲート弁には、例えば、フッ素系エラストマーのようなゴムの成形物からなるシール部材が使用されている。 A vacuum gate valve having hermeticity and airtightness is provided at the carry-in / out port between the preliminary chamber, the processing chamber, the processing chamber, etc., and the vacuum gate valve is made of, for example, rubber such as a fluorine-based elastomer. A seal member made of a molded product is used.
そして、ワークの加工、処理などのプロセスの途中では、真空用ゲート弁が閉止し、通常80〜150℃の雰囲気下にてシール部材がシール座面に圧接され、各室間を気密的に隔離している。 In the middle of processes such as workpiece processing and processing, the vacuum gate valve is closed, and the seal member is pressed against the seal seating surface in an atmosphere of 80 to 150 ° C. is doing.
このように高温化で圧縮固定されたシール部材はシール座面に固着してしまうことがあった。
さらに大型のゲート弁ではシール部材とシール座面との接触面積が広くなるので、シール部材の固着が起こり易い。
In this way, the sealing member that is compressed and fixed at a high temperature may adhere to the seal seat surface.
Furthermore, since a large gate valve has a large contact area between the seal member and the seal seat surface, the seal member is likely to stick.
このようにシール部材がシール座面に固着してしまうと、シール部材がシール溝から脱落するなどの不具合が生じる。また、固着しているシール部材をシール座面から無理に引き離そうとするとシール部材を傷付け、その後のシール性能が低下するという問題がある。 If the seal member adheres to the seal seat surface in this way, a problem such as the seal member dropping off from the seal groove occurs. Further, if the sticking seal member is forcibly separated from the seal seating surface, there is a problem that the seal member is damaged and the sealing performance thereafter is lowered.
一方、真空用ゲート弁に限らず、シール部材の固着はシール性能に大きな影響を及ぼすため、これを防止することが望まれている。
このため、シール部材の固着を防止する手段として、従来からシール部材の表面にブラストなどの表面研削処理、シボ、エンボスなどの表面加工処理を施すことにより、接触面積を減少させることが行われている。
On the other hand, not only the vacuum gate valve but also the sticking of the sealing member has a great influence on the sealing performance, and therefore it is desired to prevent this.
For this reason, as a means for preventing sticking of the seal member, the surface of the seal member has conventionally been subjected to surface grinding treatment such as blasting, surface treatment treatment such as embossing, embossing, etc. to reduce the contact area. Yes.
また、シール部材の材質を変化させることにより固着を防止する手段として、特許文献1(特開平5−148476号公報)には、アクリルゴムからなるガスケット本体の表面に、シリコーン樹脂の固着防止層を形成したシール部材が開示されている。また、特許文献2(特開平8−302045号公報)には、ゴム成形物の表面にオレフィン系炭化水素化合物からなる離型性皮膜を滲出させたシール部材が開示されている。
しかしながら、シール部材の表面にブラストなどの表面研削処理を施した場合、シール部材と相手部材とのシール接触面を貫く表面研削部分、いわゆる切削傷が生じ、これにより接触面圧が弱くなってリークパスが発生し、密閉性が不安定になるという問題があった
。
However, when surface grinding such as blasting is applied to the surface of the seal member, a surface grinding part that penetrates the seal contact surface between the seal member and the mating member, so-called cutting flaws, is generated, thereby reducing the contact surface pressure and leak path. Has occurred, and the sealing performance becomes unstable.
また、シボ、エンボスなどの表面加工処理を施した場合、加工工程の増加に伴い、生産コストが嵩んでしまうという問題があった。
一方、シール部材の材質を改良する場合には、固着防止のための化合物との関係で適用可能なゴムの材質が限られてしまう。
In addition, when surface processing such as embossing or embossing is performed, there is a problem that production costs increase with an increase in processing steps.
On the other hand, when the material of the seal member is improved, the applicable rubber material is limited in relation to the compound for preventing sticking.
本発明は、このような現状に鑑み、シール部材に接触面積減少用溝を形成することにより、相手部材との接触面積を少なくし、これにより相手部材との固着力を減少させるとともに、適用可能なゴムの材質に限定がなく、さらには密閉性が良好で且つ、生産コストが安価なシール部材を提供することを目的とする。 In view of such a current situation, the present invention reduces the contact area with the mating member by forming a groove for reducing the contact area in the seal member, thereby reducing the fixing force with the mating member and applicable. An object of the present invention is to provide a sealing member that has no limitation on the material of the rubber, has good sealing properties, and is inexpensive to produce.
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のシール部材は、
第1部材と第2部材の間のシール溝内に装着されるシール部材であって、
前記シール溝内に装着された状態で、少なくとも相手部材との間で押圧される外周部分に、接触面積減少用溝が形成されていることを特徴とする。
The present invention has been invented in order to achieve the above-described problems and objects in the prior art, and the sealing member of the present invention includes:
A seal member mounted in a seal groove between the first member and the second member,
A contact area reducing groove is formed in at least an outer peripheral portion pressed with the mating member in a state of being mounted in the seal groove.
このように構成することによって、第1部材と第2部材の間のシール溝内に装着されるシール部材は、第1の部材と第2の部材との間で押圧される際、接触面積減少用溝により接触面積が少ない状態で押圧されるので、これにより、固着力を減少させることができる。 By comprising in this way, when the sealing member mounted in the sealing groove between the first member and the second member is pressed between the first member and the second member, the contact area is reduced. Since the contact groove is pressed with a small contact area, the fixing force can be reduced.
また、本発明のシール部材は、前記接触面積減少用溝が、1本または複数本の溝から構成されていることが好ましい。
このように構成することによって、シール部材と相手部材との接触面積を、使用状況に応じて自由に調整することができる。
In the sealing member of the present invention, it is preferable that the contact area reducing groove is composed of one or a plurality of grooves.
By comprising in this way, the contact area of a sealing member and an other party member can be freely adjusted according to a use condition.
さらに、本発明のシール部材は、前記接触面積減少用溝が、前記シール溝内に装着された状態で少なくとも最初に相手部材と当接すべき最外方頂部を含む範囲に、形成されていることが好ましい。 Furthermore, the seal member of the present invention is formed in a range in which the groove for reducing the contact area includes at least the outermost top portion that should first contact the mating member in the state of being installed in the seal groove. It is preferable.
このように構成することによって、相手部材との固着力を一層効果的に低減することができる。
また、本発明に係るシール部材では、前記接触面積減少用溝の形成領域が、当該接触面積減少用溝が形成される前の面積に対して15〜50%の範囲であることが好ましい。
By comprising in this way, the adhering force with a counterpart member can be reduced more effectively.
In the sealing member according to the present invention, it is preferable that the contact area reducing groove forming region is in a range of 15 to 50% with respect to an area before the contact area reducing groove is formed.
このような範囲に接触面積減少用溝が形成されていれば、シール部材本来の機能である密閉性を維持しながら、固着力を低減することができる。 If the contact area reducing groove is formed in such a range, the adhering force can be reduced while maintaining the sealing property that is the original function of the seal member.
本発明によれば、接触面積減少用溝を形成することにより、密閉時におけるシール部材の接触面積を減らすことができる。これにより、密閉時におけるシール部材の固着力を減少させることができる。 According to the present invention, the contact area of the seal member during sealing can be reduced by forming the contact area reducing groove. Thereby, the adhering force of the seal member at the time of sealing can be reduced.
また、本発明では、外周部分に単に溝を形成するだけの構造であるので、生産コストが安価である。 Further, according to the present invention, the production cost is low because it has a structure in which grooves are simply formed in the outer peripheral portion.
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例に係るシール部材の一部破断斜視図である。図2は、図1の拡大断面図である。また、図3は、図1に示したシール部材の使用状態を示す断面図である。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially broken perspective view of a seal member according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a use state of the seal member shown in FIG.
このシール部材10は、いわゆるOリングと称されるもので、断面略円形に形成されている。
そして、図1および図2に示したように、Oリング10の外周面には、複数本の環状の溝11a、11b、11cが同心状に形成され、これらの溝11a、11b、11cにより接触面積減少用溝11が構成されている。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
このような接触面積減少用溝11が形成されたシール部材10は、図3(A)に示したように、例えば、シール部材10を取り付けるためのシール溝13が設けられた第1部材12と、シール座面15が設けられた第2部材14との間に装着される。
As shown in FIG. 3A, the
シール部材10は、第1部材12のシール溝13内に装着される際、3本の細溝からなる接触面積減少用溝11が外方に露出するように装着される。
このような姿勢で第1部材12にシール部材10が装着されたら、図3(B)に示したように、第2部材14を第1部材12に対向させ、第2の部材14を第1部材12側に当接させる。このとき、第2の部材14が最初に当接する、シール部材10の位置は、図2に示したように、最外方頂部Tである。
When the
When the
しかしながら、本実施例では、この最外方頂部Tを含む左右の幅狭の範囲には、溝11bが形成され、空所とされている。したがって、第2部材14は、この最外方頂部Tに当接することはなく、最外方頂部Tを挟んで両側の壁部16a、16bに当接する。
However, in this embodiment, a
図3(B)の状態、すなわち第2部材14が最外方頂部Tを挟んで両側の壁部16a、16bに当接した状態から、さらに第2部材14が第1部材12側に締め付けられると、図3(C)に示したように、シール部材10が第2部材14との間で完全に押しつぶされ、シール座面15に当接する。このとき、他の溝11a、11cも共に押圧され、圧縮変形される。
The
上記したように、本実施例では、最外方頂部Tを含む範囲に少なくとも一本の溝11aが形成され、その周辺領域に、溝11b、11cが形成されているため、シール部材10のシール座面15に対する接触面積は小さくされている。
As described above, in this embodiment, at least one
本実施例において、この接触面積減少用溝11を形成する範囲は、図2に示したように、シール部材10の最外方頂部Tを境にして、径内外方に略対称形に形成されていることが好ましい。また、接触面積減少用溝11を形成する範囲は、図2に示したように一部の弧状の範囲であることに限定されず、円の全周に亘って形成されていても良い。また、実際的に、この接触面積減少用溝11を形成する場合には、形成する前の面積に対して15〜50%の範囲、好ましくは、20〜30%の範囲であることが望ましい。このような範囲に接触面積減少用溝11が形成されていれば、どのような部材に使用されたとしても十分なシール性を発揮することができる。
In the present embodiment, the range in which the contact
また、接触面積減少用溝11は、単数あるいは複数個のどちらであっても良い。ただし、複数個の溝で構成する場合、例えば、図1に示したように、相隣り合う溝11a、11b、11cは、リークパスを起こさないために互いに重なり合うことのないように設ける必要がある。
Further, the contact
また、このようなシール部材10は、例えば半導体製造装置におけるシール部分に好ましく使用することができるが、本発明はこれに限定されず、例えば各種配管の継手部分、各種ガスを取り扱うガス処理装置の継手部分などにも適用可能である。
Further, such a
また、シール部材10の接触面積減少用溝11を構成する溝11a、11b、11cの形状としては、とくに限定されるものではなく、この実施例のように鋭角の三角形状の他、四角形状あるいは丸形状の溝などであっても良い。
Further, the shape of the
さらに、例えば、1つの溝形状が鋭角の三角形状である場合、図2に示したようにその深さdは、シール部材10の肉厚に対して2%〜30%、さらに好ましくは、5%〜20%程度である。
Further, for example, when one groove shape is an acute triangle, the depth d is 2% to 30% with respect to the thickness of the
また、少なくとも最外方頂部Tを含む範囲に位置する溝11aの形状が、例えば二等辺三角形のように、中心線を挟んで対称形であれば、締め付けられる際に、三角形状の鋭角部を形成する両壁部16a、16bが略均等に狭められるので、シール面圧にバラツキが発生することがなく、本来の目的である封止が損なわれることはない。
In addition, if the shape of the
さらに、このような溝11a、11b、11cを形成するには、シール部材10を成形するための金型に予め突起を設けて成形する方法、またシール部材10をレーザーでカットする方法などが挙げられる。あるいは刃物により切り込みを入れるだけでも良い。
Furthermore, in order to form
また、シール部材10に使用される材質としては、封止機能に要求される弾性変形が可能な材質であれば、天然あるいは合成のゴム成形物、弾性樹脂成形物などのいずれでも良く、例えば半導体分野では、ドライエッチングで多用されるプラズマに対しても耐性を有するフッ素系ゴム(FKM)が好適であり、とくには、パーフルオロエラストマー(FFKM)を用いることが好ましい。
The material used for the
さらに、上記実施例では、シール部材10の最外方頂部Tに溝11aを設け、この部分を空所としているが、この部分に溝が形成されていなくても良い。
図4は、本発明の他の実施例を示したものである。
Furthermore, in the said Example, although the groove |
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
この実施例によるシール部材20では、最外方頂部Tを中心として、左右対称に溝21a、21b、21c、21dから接触面積減少用溝21が構成されている。このように最外方頂部Tに溝が形成されていないシール部材20であっても、固着力を低下するシール材として有効に適用可能である。
In the
図5は、シール部材10の最外方頂部Tに溝を設けた場合と、溝を設けない場合との固着力の低下傾向の違いをグラフで示したものである。
ここで、最外方頂部Tに溝がある場合を「センタ切り込み有」とし、最外方頂部Tに溝がない場合を「センタ切り込み無」として示している。
FIG. 5 is a graph showing the difference in the tendency to decrease the fixing force between when the groove is provided at the outermost top portion T of the
Here, the case where there is a groove at the outermost top portion T is indicated as “with center cut”, and the case where there is no groove at the outermost top portion T is indicated as “without center cut”.
このグラフから明らかなように、シール部材10の接触面積の減少の割合と固着力の減少の割合との関係は、「センタ切り込み有」と「センタ切り込み無」のいずれも、接触面積減少用溝を形成しない無垢の状態から接触面積が85%(溝形成領域が15%)までの範囲であれば、固着力の低下はそれほど生じないことが確認された。
As is clear from this graph, the relationship between the reduction ratio of the contact area of the
一方、接触面積が全体の85%以下(溝形成領域が15%以上)となった時点では、いずれの場合も固着力の低下が急激に生じ始めた。しかし、両者を比べると、「センタ切り込み有り」の方が、特に、接触面積80%(溝形成領域が20%)から70%(溝形成領域が30%)の範囲において急激な固着力の低下を生じさせた。例えば、接触面積70%
(溝形成領域が30%)の場合には、「センタ切り込み無」の固着力が77%であるのに対し、「切り込み有」では、固着力が48%であり、大幅な低下が生じている。
On the other hand, when the contact area became 85% or less of the whole (groove formation region was 15% or more), in any case, a decrease in the fixing force started to occur rapidly. However, comparing the two, “with center cut” is a drastic decrease in fixing force especially in the contact area range of 80% (groove formation region is 20%) to 70% (groove formation region is 30%). Gave rise to For example,
In the case of (groove formation region is 30%), the fixing force of “without center cutting” is 77%, whereas in the case of “with cutting”, the fixing force is 48%, resulting in a significant decrease. Yes.
このように、「センタ切り込み有」の方が、固着力の著しい低下を生じさせることが判明した。なお、接着面積が45%程度であれば、シール性を確保することができ、シール部材本来の機能を果たすことができる。 Thus, it has been found that “with center cut” causes a significant decrease in the fixing force. If the adhesion area is about 45%, the sealing performance can be secured and the original function of the sealing member can be achieved.
このような結果から、最外方頂部Tを含む範囲に接触面積減少用溝11があることが好ましく、換言すれば、「センタ」に「切り込み」が有る場合に、固着力が効果的に低下することが明らかになった。また、接触面積減少用溝11の形成領域は、溝が形成される前の面積に対して15〜50%の範囲、好ましくは、20〜30%の範囲である。
From such a result, it is preferable that the contact
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、上記実施例では、断面円形で無端状のOリングを例にして説明しているが、本発
明は、断面円形のOリングに限定されるものではなく、断面X形、断面D形、同じくT形、U形、おにぎり形(甲山形・ハーティー形)など種々の断面形状でも良い。
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to this.
For example, in the above-described embodiment, an O-ring having a circular cross section and an endless shape is described as an example. However, the present invention is not limited to the O-ring having a circular cross section. Similarly, various cross-sectional shapes such as a T shape, a U shape, and a rice ball shape (Kouzan shape / Hartee shape) may be used.
さらに、無端状でない異形状の封止部材としては、長尺状、U字状などに適用可能である。 Furthermore, as an irregularly shaped sealing member that is not endless, it can be applied to a long shape, a U-shape or the like.
10 シール部材
11 接触面積減少用溝
11a 溝
11b 溝
11c 溝
12 第1部材
13 シール溝
14 第2部材
15 シール座面
16a 壁部
16b 壁部
T 最外方頂部
20 シール部材
21 接触面積減少用溝
21a 溝
21b 溝
21c 溝
21d 溝
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シール溝内に装着された状態で、少なくとも相手部材との間で押圧される外周部分に、接触面積減少用溝が形成されていることを特徴とするシール部材。 A seal member mounted in a seal groove between the first member and the second member,
A seal member, wherein a contact area reducing groove is formed at least in an outer peripheral portion pressed between the mating member and the outer periphery of the seal member when mounted in the seal groove.
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