JP3349132B2

JP3349132B2 - 低荷重シール

Info

Publication number: JP3349132B2
Application number: JP2000083907A
Authority: JP
Inventors: 恒雄石垣; 守福田; 泰幸西村; 和正西田
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: JP2000356267A; US6523833B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の密封に用い
られる低荷重シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の各種のシールの内で、蟻溝31内に
装着されるシールとしては、図９に示すようなＯリング
30が一般的であった。また、図10に示すような（実開平
3−127866号公報に記載の）シール35が公知であった。

【０００３】図９に示すＯリング30の場合、一方の部材
32に設けられた（横断面変形長円形状又は変形楕円形状
の）蟻溝31の深さよりもＯリング30の径が大きく設定さ
れており、蟻溝31の開口部からＯリング30の一部が外部
突出状とされている。また、蟻溝31の開口部の幅よりも
Ｏリング30の径が大きいことにより、同図（イ）に示す
如く、Ｏリング30が蟻溝31から脱落しないようになって
いる。なお、30ａはＯリング30の成形時に長手方向に形
成されたパーティングライン（バリ部）である。しかし
て、同図（ロ）に示すように、一方の部材32と他方の部
材33が相対的に接近し、同図（ハ）に示す如く、Ｏリン
グ30が他方の部材33の対向面34に押圧されてつぶされ、
所定のつぶし量（率）が与えられると共に、Ｏリング30
を境界にその内と外で流体が密封される。

【０００４】また、実開平 3−127866号公報に記載のシ
ール35は、図10（イ）に示すように、横断面台形蟻溝31
内に装着される大径弧状部36と、大径弧状部36から蟻溝
31の開口部側へ二股状に膨出形成した一対の膨出部37，
37と、一対の膨出部37，37の間に設けられた凹窪部38
と、から成る横断面形状に形成されており、一対の膨出
部37，37及び凹窪部38とによって吸盤部39を形成してい
る。そして、同図（ロ）に示すように、一方と他方の部
材32，33が相互に接近することにより吸盤部39が対向面
34に圧接され、吸着作用により吸盤部39が対向面34に吸
着して流体を密封するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９で
説明したＯリング30では、所定のつぶし量（率）を与え
るのに大きな圧縮荷重を要し、各部品（一方及び他方の
部材32，33及びＯリング30）に負荷がかかり、機器（例
えば半導体装置等）の寿命が短くなるという問題があっ
た。また、Ｏリング30の径は蟻溝31の開口部の幅よりも
大きいため装着が難しく、さらに装着時にＯリング30が
捩じれる可能性があり、Ｏリング30のパーティングライ
ン30ａがシール面となる───パーティングライン30ａ
が他方の部材33の対向面34と当接する───虞れがあ
り、密封性を損なう虞れがあった。

【０００６】さらに、例えば、一方の部材32がゲートで
あり、他方の部材33がバルブシートであるゲートバルブ
の場合、多数の部品点数で構成されるため個々の寸法公
差により、Ｏリング30の圧縮量に大きな差が生じ、荷重
が過大に変化し、その荷重に耐えるために機構部が過大
設計となってしまう。または、組みあがり状態で圧縮量
不足になりリークの原因となったり、Ｏリング30に過大
な荷重が作用し圧縮永久歪みの増加、発塵の増加、亀裂
発生等の問題が発生する。また、ゲートバルブの両面
が、大気対真空あるいは真空対真空の場合には、その圧
力差でゲートが機構の撓みで位置が変化し、Ｏリング30
の圧縮量が変化して適切な密封状態を得るのが困難であ
った。

【０００７】また、図10で説明したシール35では、同図
（ロ）のように、大径弧状部36の弾性によって吸盤部39
を対向面34に強く押し付けるようにしているため、大径
弧状部36を大きく弾性変形させる───大きいつぶし量
を与える───必要があり、従ってその際の大きな圧縮
荷重によって機器の寿命が短くなるという問題があっ
た。また、一対の膨出部37，37が一方と他方の部材32，
33にて強い力で挟み込まれるため損傷を受け易かった。

【０００８】ところで、図11に示す（特開平10−311430
号公報に記載の）シール40は、横断面コの字状の溝41に
嵌着されたものであって、溝41の底壁面側に浅い凹部42
を有すると共に、溝41の開口部側に半円弧状突部43を有
し、また、シール40の開口部側の幅は溝41の幅よりも大
きく設定され、溝41内に圧縮状として押し込まれて脱落
が免れている。このシール40の場合、半円弧状突部43が
他方の部材33の対向面34にて押圧されると、半円弧状突
部43の押し込み変形を凹部42で逃がすようにしている
が、溝41の幅寸法ｗに対する半円弧状突部43の幅寸法ｗ
₁ の比率が大きく、かつ、溝41の深さ寸法ｈに対する半
円弧状突部43の開口部からの突出寸法ｈ₁の比率が小さ
いため、所定のつぶし量（率）を与えるのに比較的大き
な圧縮荷重を要していた。

【０００９】本発明の目的は、このような問題点を解決
して、蟻溝への装着性に優れ、蟻溝内へ捩じれて装着さ
れることを防止すると共に、低荷重で良好な密封性能を
発揮して機器の寿命を延ばす低荷重シールを提供する点
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る低荷重シールは、開口部と、相互に
該開口部側に近づくにつれて接近する第１側壁面・第２
側壁面と、底壁面とを、有する環状の蟻溝内に装着され
る環状の低荷重シールであって、上記第１側壁面側に膨
出し底壁面に接触する外周側の第１弧状部と、上記第２
側壁面側に膨出し底壁面に接触する内周側の第２弧状部
と、上記底壁面に対応すると共に上記第１弧状部と第２
弧状部との間に設けられた凹窪部と、上記第１弧状部と
第２弧状部との間から上記開口部を通って外部へ突出す
ると共に先端弧状部を有する突出部と、から成る横断面
三叉形状を備えている。

【００１１】また、第１弧状部・第２弧状部の内で低圧
側に対応する側に於て、切欠溝を１個以上設け、第１弧
状部と凹窪部と第２弧状部及び蟻溝の底壁面とで形成さ
れた隙間部の流体を上記切欠溝から低圧側に逃がすよう
にしている。

【００１２】また、第１弧状部・第２弧状部の内で低圧
側に対応する側に於て、切欠溝を１個以上設け、第１弧
状部と蟻溝の第１側壁面とで形成された隙間部又は第２
弧状部と蟻溝の第２側壁面とで形成された隙間部の流体
を上記切欠溝から低圧側に逃がすようにしている。

【００１３】また、第１弧状部が第１側壁面に対応する
部位、及び、第２弧状部が第２側壁面に対応する部位
に、パーティングラインが形成されている。また、突出
部の肉厚寸法に対する凹窪部の幅寸法が60％〜 190％で
ある。

【００１４】また、突出部の肉厚寸法が、蟻溝の開口部
の幅寸法に対して30％〜60％に設定され、かつ、蟻溝の
開口部からの突出部の突出寸法が、蟻溝の深さ寸法に対
して40％〜90％に設定されている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。

【００１６】図１は、本発明の低荷重シールの実施の一
形態を示す。このシール１はゴム等の弾性体にて環状に
形成されており、開閉及び固定フランジ用───例え
ば、半導体製造装置のゲートバルブ用───のシールと
して使用され、図１に示す如く、シール取付部材２に設
けられた環状の横断面台形蟻溝３内に装着される。

【００１７】図１と図３に示すように、シール取付部材
２の蟻溝３は、開口部４と、相互に開口部４に近づくに
つれて接近する第１側壁面５・第２側壁面６と、底壁面
７とを有する横断面台形状である。

【００１８】次に、図１〜図４を参照しつつシール１の
断面形状を具体的に説明すると、このシール１は、蟻溝
３の装着状態に於て、第１側壁面５側に（接近又は接触
するように）膨出し底壁面７に接触する外周側の第１弧
状部８と、第２側壁面６側に（接近又は接触するよう
に）膨出し底壁面７に接触する内周側の第２弧状部９
と、底壁面７に対応すると共に第１弧状部８と第２弧状
部９との間に設けられた凹窪部10と、第１弧状部８と第
２弧状部９との間から開口部４を通って外部へ突出する
と共に先端弧状部11を有する突出部12と、から成る横断
面三叉形状（丸味のある略Ｙの字型横断面形状）であ
る。

【００１９】さらに詳しくは、第１弧状部８及び第２弧
状部９は、半径Ｒ₁ の大径部13と半径Ｒ₂ の小径部14か
ら成る。また、凹窪部10は半径Ｒ₃ の凹曲面に形成さ
れ、第１・第２弧状部８，９の各小径部14，14と連続状
とされる。また、突出部12は、半径Ｒ₅ の凹曲面に形成
されると共に第１・第２弧状部８，９の各大径部13，13
と連続状とされる隅部15，15と、半径Ｒ₄ の上記先端弧
状部11と、先端弧状部11と各隅部15，15とを連結する直
線状の連結部16，16とから成る。

【００２０】また、第１弧状部８・第２弧状部９の内で
低圧側Ｌに対応する側に於て、切欠溝17を１個以上設
け、第１弧状部８と凹窪部10と第２弧状部９及び蟻溝３
の底壁面７とで形成された隙間部18の流体を切欠溝17か
ら低圧側Ｌに逃がすようにしている。本実施の形態で
は、第１弧状部８に切欠溝17を設けた場合を例示してい
る。これによって、図４に示す如く、シール１が圧縮さ
れる際、隙間部18内の流体が切欠溝17を通って低圧側Ｌ
に抜ける。また、図例では、切欠溝17の底部は、横断面
に於て、底壁面７と平行な直線を呈する。

【００２１】また、第１弧状部８が蟻溝３の第１側壁面
５に対応する部位、及び、第２弧状部９が蟻溝３の第２
側壁面６に対応する部位に、シール長手方向のパーティ
ングライン19，19が形成されている。即ち、シール１を
蟻溝３に装着することによって、第１・第２弧状部８，
９の外側面に形成されたパーティングライン19，19（バ
リ部）を蟻溝３内に収めるようにしている（図３、図４
参照）。なお、第１弧状部８は装着状態又は密封状態の
どちらに於ても、第１側壁面５に接触しても良く、又
は、非接触でも良い。また、第２弧状部９は装着状態又
は密封状態のどちらに於ても、第２側壁面６に接触して
も良く、又は、非接触でも良い。

【００２２】しかして、図１に示すように、シール１の
幅寸法Ｗ₀ は、蟻溝３の開口部４の幅寸法Ｗよりも大き
く設定され、シール１が蟻溝３から脱落しないようにさ
れている。なお、シール１を蟻溝３に装着する際は、凹
窪部10が設けられることによってシール１の幅方向の弾
性変形が容易となり、第１・第２弧状部８，９を相互に
接近させて幅を小さくでき、スムースな装着が行い得
る。

【００２３】また、突出部12の肉厚寸法Ｔに対する凹窪
部10の幅寸法Ｗ₁ は、 100％〜 190％（好ましくは 100
％〜 150％）に設定されると共に、突出部12の肉厚寸法
Ｔは、蟻溝３の開口部４の幅寸法Ｗに対して30％〜60％
（好ましくは30％〜50％）に設定されている。また、シ
ール１の高さ寸法Ｈ₀ は蟻溝３の深さ寸法Ｈよりも大き
く、このとき、蟻溝３の開口部４からの突出部12の突出
寸法Ｈ₁ は、蟻溝３の深さ寸法Ｈに対して40％〜90％
（好ましくは40％〜70％）に設定されている。なお、上
記切欠溝17は、第１弧状部８の底壁面接触部位（小径部
14）から図３で説明したパーティングライン19までの切
欠深さ寸法Ｈ₂ とされている。

【００２４】しかして図３は、シール１が装着されたシ
ール取付部材２と相手部材21とが、相対的に接近して、
突出部12の先端弧状部11が相手部材21の相手面20に接触
した状態を示している。この場合、ゲートバルブとして
説明するために、シール取付部材２をゲート２′とし、
相手部材21をバルブシート21′とする。

【００２５】そして、図４に示すように、ゲート２′と
バルブシート21′とがさらに接近すると、シール１の突
出部12に圧縮荷重（圧縮方向の荷重＋曲げ方向の荷重）
が加わって先端弧状部11が蟻溝３の底壁面７側（矢印Ｐ
方向）に押しつぶされ、隙間部18が減少するように変形
し、かつ第１・第２弧状部８，９が変形して所定のつぶ
し量（率）が与えられる。

【００２６】このとき、荷重と変位の関係は、図５のグ
ラフ線Ａに示すように、点ａから点ｂの間のなだらかな
（直線的な）変位荷重特性として示される。なお、シー
ル１が図４の状態からさらに圧縮される場合は、グラフ
線Ａの点ｂから点ｃの間の急勾配の変位荷重特性を示
し、この特性はＯリング（図６参照）と類似したものと
なる。即ち、大きな圧縮荷重を必要とする。これは、ゲ
ート２′とバルブシート21′が接触しないよう規制され
ている場合であっても、さらに両者の接触を防止し、接
触による異物発生を防止するためである。

【００２７】ところで、図６は、グラフ線Ａで示す本発
明の低荷重シールの変位荷重特性と、グラフ線Ｂで示す
Ｏリングの変位荷重特性とを比較するグラフ図である。
Ｆを許容荷重（又は設計荷重）とした場合、Ｏリングの
許容変位はδＢとなり、本発明の許容変位はδＡとな
る。このとき、グラフ線ＢからＯリングの変位荷重特性
は、変位に対して荷重が急激に増大する２次曲線的であ
るのに対し、グラフ線Ａから本発明の変位荷重特性は、
変位に対して荷重が比例的に増大する直線的であるた
め、δＡはδＢよりも大幅に大きくなっていることが分
かる。即ち、所定のつぶし量を与えるのに、本発明はＯ
リングよりも小さな力（低荷重）で済むことを意味して
いる。

【００２８】しかして、図４に示すように、シール１の
先端弧状部11とバルブシート21′の相手面20とを境界
に、かつ、シール１の第２弧状部９とゲート２′の蟻溝
３とを境界に───具体的には、第２弧状部９の大径部
13と小径部14が、蟻溝３の第２側壁面６と底壁面７に夫
々密着して───、流体が密封される。このとき、シー
ル１は蟻溝３に装着されれば捩じれることがないので、
パーティングライン19が相手面20に接触することはな
い。また、突出部12が相手面20に接触して先端弧状部11
がつぶされる際、凹窪部10が変形（収縮）して応力を緩
和することにより（上述した如く）小さな圧縮荷重で所
定のつぶし量が得られる。また、第１・第２弧状部８，
９及び突出部12の先端弧状部11はＲ形状に形成されてい
るので、シール１がつぶされた状態で応力が集中し、密
封性が良好となる。

【００２９】なお、図１に於て、突出部12の肉厚寸法Ｔ
に対する凹窪部10の幅寸法Ｗ₁ は、100％〜 190％に設
定されると説明したが、 100％未満であると突出部12が
蟻溝３の底壁面７側につぶれ難くなり、突出部12の圧縮
方向の荷重が大きくなってしまい、また 190％を越える
と第１・第２弧状部８，９の肉厚が薄くなって密封性が
損なわれるという問題を生ずる。また、突出部12の肉厚
寸法Ｔは、蟻溝３の開口部４の幅寸法Ｗに対して30％〜
60％に設定されると説明したが、30％未満であると突出
部12の肉厚が薄くなって折れ曲がり易くなるため密封性
に問題を生じ、また60％を越えると突出部12に対する圧
縮荷重が過大となる。

【００３０】また、図１に於て、蟻溝３の開口部４から
の突出部12の突出寸法Ｈ₁ は、蟻溝３の深さ寸法Ｈに対
して40％〜90％に設定されると説明したが、40％未満で
あるとつぶし量が少なすぎて密封性能が低下し、また90
％を越えると突出部12が折れ曲がり易くなるため圧縮方
向の荷重がかかり難くなり、密封性能が低下するという
問題を生ずる。

【００３１】次に、図７は、本発明の低荷重シールの他
の実施の形態を示す。このシール１もゴム等の弾性体に
て環状に形成されており、開閉及び固定フランジ用──
─例えば、半導体製造装置のゲートバルブ用───のシ
ールとして使用され、シール取付部材２に設けられた環
状の横断面台形蟻溝３内に装着される。

【００３２】この実施の形態に於て、シール取付部材２
の蟻溝３は、開口部４と、相互に開口部４に近づくにつ
れて接近する第１側壁面５・第２側壁面６と、底壁面７
とを有する横断面変形長円形状又は変形楕円形状───
長円形又は楕円形の一長辺を開口部４に切欠いた形状─
──であって、第１側壁面５と第２側壁面６には、底壁
面７から開口部４の近傍まで曲面部が形成されている。
即ち、この蟻溝３はＯリングに適用されているものであ
る。このシール１は、Ｏリングに適用されている蟻溝３
に対応するものである。

【００３３】次に、図７と図８を参照しつつシール１の
断面形状を具体的に説明すると、このシール１は（図１
で説明したものと同様に）、蟻溝３の装着状態に於て、
第１側壁面５側に（接近又は接触するように）膨出し底
壁面７に接触する外周側の第１弧状部８と、第２側壁面
６側に（接近又は接触するように）膨出し底壁面７に接
触する内周側の第２弧状部９と、底壁面７に対応すると
共に第１弧状部８と第２弧状部９との間に設けられた凹
窪部10と、第１弧状部８と第２弧状部９との間から開口
部４を通って外部へ突出すると共に先端弧状部11を有す
る突出部12と、から成る横断面三叉形状（丸味のある略
Ｙの字型横断面形状）である。

【００３４】さらに詳しくは、第１弧状部８及び第２弧
状部９は、半径Ｒ₁ の大径部13と、半径Ｒ₂ の小径部14
と、大径部13と小径部14とを連結する直線状の連結部22
とから成る。また、凹窪部10は半径Ｒ₃ の凹曲面部24
と、第１・第２弧状部８，９の各小径部14，14と凹曲面
部24とを連結する直線状の連結部25，25とから成る。ま
た、突出部12は、半径Ｒ₅ の凹曲面に形成されると共に
第１・第２弧状部８，９の各大径部13，13と連続状とさ
れる隅部15，15と、半径Ｒ₄ の上記先端弧状部11と、先
端弧状部11と各隅部15，15とを連結する直線状の連結部
16，16とから成る。

【００３５】また、第１弧状部８・第２弧状部９の内で
低圧側Ｌに対応する側に於て、切欠溝17を１個以上設
け、第１弧状部８と蟻溝３の第１側壁面５とで形成され
た隙間部26又は第２弧状部８と蟻溝３の第２側壁面６と
で形成された隙間部26の流体を、切欠溝27から低圧側Ｌ
に逃がすようにしている。図例では、この切欠溝27の底
部は、横断面に於て、底壁面７と直交方向の直線を呈す
る。また、本実施の形態では、第１弧状部８に切欠溝17
を設けた場合を例示している。これによって、シール１
が圧縮される際、隙間部26内の流体が切欠溝27を通って
低圧側Ｌに抜ける。なお、この場合、シール取付部材２
の蟻溝３の底壁面７に少なくとも１個以上の（図示省略
の）貫孔が設けられており、シール１と蟻溝３との間の
隙間部18の空気を貫孔を通して外部に逃がすようにして
いる。

【００３６】また、第１弧状部８が蟻溝３の第１側壁面
５に対応する部位、及び、第２弧状部９が蟻溝３の第２
側壁面６に対応する部位に、シール長手方向のパーティ
ングライン19，19が形成されており、シール１を蟻溝３
に装着することによって、第１・第２弧状部８，９の外
側面に形成されたパーティングライン19，19（バリ部）
を蟻溝３内に収めるようにしている。なお、第１弧状部
８は装着状態又は密封状態のどちらに於ても、第１側壁
面５に接触しても良く、又は、非接触でも良い。また、
第２弧状部９は装着状態又は密封状態のどちらに於て
も、第２側壁面６に接触しても良く、又は、非接触でも
良い。

【００３７】しかして、図７に示すように、このシール
１の場合も、シール１の幅寸法Ｗ₀は、蟻溝３の開口部
４の幅寸法Ｗよりも大きく設定され、シール１が蟻溝３
から脱落しないようにされている。なお、シール１を蟻
溝３に装着する際は、凹窪部10が設けられることによっ
てシール１の幅方向の弾性変形が容易となり、第１・第
２弧状部８，９を相互に接近させて幅を小さくでき、ス
ムースな装着が行い得る。

【００３８】また、突出部12の肉厚寸法Ｔに対する凹窪
部10の幅寸法Ｗ₁ は、60％〜 100％（好ましくは80％〜
100％）に設定されると共に、突出部12の肉厚寸法Ｔ
は、蟻溝３の開口部４の幅寸法Ｗに対して30％〜60％
（好ましくは30％〜50％）に設定されている。また、シ
ール１の高さ寸法Ｈ₀ は蟻溝３の深さ寸法Ｈよりも大き
く、このとき、蟻溝３の開口部４からの突出部12の突出
寸法Ｈ₁ は、蟻溝３の深さ寸法Ｈに対して40％〜90％
（好ましくは40％〜70％）に設定されている。

【００３９】しかして、シール１が装着されたシール取
付部材２と相手部材21とが、相対的に接近し、シール１
の突出部12に圧縮荷重（圧縮方向の荷重＋曲げ方向の荷
重）が加わると、先端弧状部11が蟻溝３の底壁面７側に
押しつぶされ、第１・第２弧状部８，９と凹窪部10と蟻
溝３の底壁面７とで形成された隙間部18が減少するよう
に変形し、かつ第１・第２弧状部８，９が変形して所定
のつぶし量（率）が与えられる（図４参照）。このと
き、第１弧状部８と第２弧状部９の各小径部14，14が蟻
溝３の底壁面７に夫々密着して流体を密封する。

【００４０】なお、図７に於て、突出部12の肉厚寸法Ｔ
に対する凹窪部10の幅寸法Ｗ₁ は、60％〜 100％に設定
されると説明したが、60％未満であると突出部12が蟻溝
３の底壁面７側につぶれ難くなり、突出部12の圧縮方向
の荷重が大きくなってしまい、また 100％を越えると第
１・第２弧状部８，９の各小径部14，14が蟻溝３───
Ｏリングに適用されている蟻溝───の第１・第２側壁
面５，６の曲面部に当接する形状となり、シール１の蟻
溝３への装着状態によって高さ（突出部12の突出寸法Ｈ
₁ ）にバラツキが生じてしまう。また、突出部12の肉厚
寸法Ｔは、蟻溝３の開口部４の幅寸法Ｗに対して30％〜
60％に設定されていると説明したが、30％未満であると
突出部12の肉厚が薄くなって折れ曲がり易くなるため密
封性に問題を生じ、また50％を越えると突出部12に対す
る圧縮荷重が過大となる。

【００４１】また、図７に於て、蟻溝３の開口部４から
の突出部12の突出寸法Ｈ₁ は、蟻溝３の深さ寸法Ｈに対
して40％〜90％に設定されていると説明したが、40％未
満であるとつぶし量が少なすぎて密封性能が低下し、ま
た90％を越えると突出部12が折れ曲がり易くなるため圧
縮方向の荷重がかかり難くなり、密封性能が低下すると
いう問題を生ずる。

【００４２】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、例えば、シール１の第１・第２弧状部８，９の横
断面形状は、大径部13のみから成る円弧形状でも良く、
あるいは、半径Ｒ₁ を僅かに増減しつつ描いた３個以上
の円の組み合わせの形状とするなど自由である。また、
図１及び図７で説明したシール１では、外周側の第１弧
状部８に切欠溝17，27を設けた場合を説明したが、内周
側の第２弧状部９に切欠溝17，27を設ける場合もある。

【００４３】また、図１で説明した切欠溝17を図７で説
明したシール１に適用したり、その反対に図７で説明し
た切欠溝27を図１で説明したシール１に適用するも良
い。さらに、蟻溝３の底壁面７に平行な切欠溝17と底壁
面７に直交方向の切欠溝27とを連設したＬ字型の切欠溝
を設けるも良い。

【００４４】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されるので、次
に記載する効果を奏する。

【００４５】（請求項１又は２によれば）シール１
の大きな変位に対して荷重変動が減少し、圧縮量の変動
でもシール特性への影響が少なく、密封性に優れる。
適正荷重値が得られるので低荷重化が実現でき、バル
ブなどの機構の寿命が延び、かつ、軽量化を行うことが
でき、またそれによって全体を安価に製作することがで
きる。対向する被密封面相互間の平行度に、正確性
が過度に要求されず、製作が容易となる。圧縮荷重
が大となるとＯリング的な変位荷重特性を示すので、シ
ール取付部材２と相手部材21（例えばゲート２′とバル
ブシート21′）の双方の部材間接触を従来のＯリング同
様に防止できる。荷重変化が少ないため過大応力の
発生が無く、シール１自体の劣化を抑制することができ
る。蟻溝３への装着性が良いと共に、捩じれずに装
着できる。従来のＯリングに比べて弾性圧縮率が小
さいので、永久圧縮歪みが減少する。

【００４６】（請求項１によれば）シール圧縮時に隙間
部18内の流体が低圧側Ｌにスムースに抜けることができ
る。従って、隙間部18に部分的な流体溜まりが形成され
るようなことがなく均一に圧縮され、圧縮量不足による
リークが生じない。

【００４７】（請求項２によれば）シール圧縮時に於
て、第１弧状部８と蟻溝３の第１側壁面５とで形成され
た隙間部26又は第２弧状部９と蟻溝３の第２側壁面６と
で形成された隙間部26の流体を、切欠溝27から低圧側Ｌ
にスムースに逃がすことができる。

【００４８】（請求項３によれば）シール１は蟻溝３に
捩じれずに装着されるため、パーティングライン19がシ
ール面（相手面20）にくることが無く、密封性能が損な
われない。

【００４９】（請求項４によれば）密封性を維持しつつ
低荷重にて最適な圧縮量（つぶし量）を得ることができ
る。また、Ｏリング用の（図７に示す）横断面変形長円
形状又は変形楕円形状の蟻溝３に対応する低荷重シール
を得ることができ、既存の装置に設けられているＯリン
グ用の蟻溝３を作りかえなくとも本発明のシール１を使
用することができる。

【００５０】（請求項５によれば）突出部12の先端が曲
げに耐えられるので、Ｏリングのように擦れが生じずダ
スト発生を抑制することができ、かつ、シール１の密封
開始から終了までの距離が長く、荷重変化に直線性があ
るため密封時の衝撃が小さくなる。従って、ウエハー搬
送用のゲートバルブへの使用に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図である。

【図２】本発明に係る低荷重シールの横断面形状を説明
する構成図である。

【図３】シールが相手面に接触した状態を示す断面図で
ある。

【図４】密封状態を示す断面図である。

【図５】変位荷重特性を示すグラフ図である。

【図６】Ｏリングと比較したグラフ図である。

【図７】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。

【図８】低荷重シールの横断面形状を説明する構成図で
ある。

【図９】第１の従来例を示す説明図である。

【図10】第２の従来例を示す説明図である。

【図11】第３の従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１シール３蟻溝４開口部５第１側壁面６第２側壁面７底壁面８第１弧状部９第２弧状部 10 凹窪部 11 先端弧状部 12 突出部 17 切欠溝 18 隙間部 19 パーティングライン 26 隙間部 27 切欠溝Ｈ深さ寸法Ｈ₁ 突出寸法Ｌ低圧側Ｔ肉厚寸法Ｗ幅寸法Ｗ₁ 幅寸法

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田守茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２エスエムシー株式会社筑波技術センター内 (72)発明者西村泰幸和歌山県有田市箕島663番地三菱電線工業株式会社箕島製作所内 (72)発明者西田和正和歌山県有田市箕島663番地三菱電線工業株式会社箕島製作所内 (56)参考文献特開平10−318373（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−108661（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−124370（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−127866（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/10 F16K 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開口部と、相互に該開口部側に近づくに
つれて接近する第１側壁面・第２側壁面と、底壁面と
を、有する環状の蟻溝内に装着される環状の低荷重シー
ルであって、上記第１側壁面側に膨出し底壁面に接触す
る外周側の第１弧状部と、上記第２側壁面側に膨出し底
壁面に接触する内周側の第２弧状部と、上記底壁面に対
応すると共に上記第１弧状部と第２弧状部との間に設け
られた凹窪部と、上記第１弧状部と第２弧状部との間か
ら上記開口部を通って外部へ突出すると共に先端弧状部
を有する突出部と、から成る横断面三叉形状を備え、さ
らに、上記第１弧状部・第２弧状部の内で低圧側に対応
する側に於て、切欠溝を１個以上設け、第１弧状部と凹
窪部と第２弧状部及び蟻溝の底壁面とで形成された隙間
部の流体を上記切欠溝から低圧側に逃がすようにしたこ
とを特徴とする低荷重シール。
【請求項２】開口部と、相互に該開口部側に近づくに
つれて接近する第１側壁面・第２側壁面と、底壁面と
を、有する環状の蟻溝内に装着される環状の低荷重シー
ルであって、上記第１側壁面側に膨出し底壁面に接触す
る外周側の第１弧状部と、上記第２側壁面側に膨出し底
壁面に接触する内周側の第２弧状部と、上記底壁面に対
応すると共に上記第１弧状部と第２弧状部との間に設け
られた凹窪部と、上記第１弧状部と第２弧状部との間か
ら上記開口部を通って外部へ突出すると共に先端弧状部
を有する突出部と、から成る横断面三叉形状を備え、さ
らに、上記第１弧状部・第２弧状部の内で低圧側に対応
する側に於て、切欠溝を１個以上設け、第１弧状部と蟻
溝の第１側壁面とで形成された隙間部又は第２弧状部と
蟻溝の第２側壁面とで形成された隙間部の流体を上記切
欠溝から低圧側に逃がすようにしたことを特徴とする低
荷重シール。
【請求項３】第１弧状部が第１側壁面に対応する部
位、及び、第２弧状部が第２側壁面に対応する部位に、
パーティングラインが形成された請求項１又は２記載の
低荷重シール。
【請求項４】突出部の肉厚寸法に対する凹窪部の幅寸
法が60％〜 190％である請求項１、２又は３記載の低荷
重シール。
【請求項５】突出部の肉厚寸法が、蟻溝の開口部の幅
寸法に対して30 ％〜60％に設定され、かつ、蟻溝の開口
部からの突出部の突出寸法が、蟻溝の深さ寸法に対して
40％〜90％に設定された請求項１、２、３又は４記載の
低荷重シール。