あり溝用シール材およびあり溝用シール材が装着された真空用ゲート弁
【課題】あり溝からの脱落を生じないあり溝用シール材の提供。
【解決手段】互いに対面する一対の部材の接合箇所において、あり溝６０内に装着されるあり溝用シール材１０の断面形状において、あり溝の底面６２と接触するとともに、あり溝の開口の最狭幅Ｇよりも若干幅狭に左右の隅角部が位置する底面部１２と、底面部の隅角部１４ａ，１４ｂよりも幅方向に突出し、前記あり溝の内側の斜辺と当接するように設けられた側面突出部１６ａ，１６ｂと、側面突出部から連続して形成された張出肩部１８であって、その隅角部２０ａ，２０ｂが、前記あり溝の開口側端面の位置よりもあり溝底面側に位置するとともに、あり溝の最狭部の位置よりもあり溝の開口側に位置する張出肩部と、張出肩部から連続するとともに、あり溝の開口よりも上方に突出して設置され、他方の部材９０の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部２２とを備える。
【解決手段】互いに対面する一対の部材の接合箇所において、あり溝６０内に装着されるあり溝用シール材１０の断面形状において、あり溝の底面６２と接触するとともに、あり溝の開口の最狭幅Ｇよりも若干幅狭に左右の隅角部が位置する底面部１２と、底面部の隅角部１４ａ，１４ｂよりも幅方向に突出し、前記あり溝の内側の斜辺と当接するように設けられた側面突出部１６ａ，１６ｂと、側面突出部から連続して形成された張出肩部１８であって、その隅角部２０ａ，２０ｂが、前記あり溝の開口側端面の位置よりもあり溝底面側に位置するとともに、あり溝の最狭部の位置よりもあり溝の開口側に位置する張出肩部と、張出肩部から連続するとともに、あり溝の開口よりも上方に突出して設置され、他方の部材９０の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部２２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、あり溝用シール材およびあり溝用シール材が装着された真空用ゲート弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置などで使用されている真空用ゲート弁として、例えば、ワンアクションタイプの真空用ゲート弁が知られている。
図９は、ワンアクションタイプの真空用ゲート弁の分解斜視図を示したものである。
【０００３】
すなわち、この真空用ゲート弁１００は、弁板１０２がアクチュエータ１０４から加えられる力により単一方向の直線移動を行い、これにより略矩形状のゲート開口部１０６を封止する構造を有している。
【０００４】
このような真空用ゲート弁１００では、一般に、弁板１０２の外周面に装着されるシール材として、断面が円形状であるＯリング１０８が使用されている。
なお真空用ゲート弁１００は、半導体あるいはＦＰＤ製造装置などにおいて、基板を内外に受け渡すために減圧と大気開放が繰り返される、ロードロックチャンバに使用される場合がある。
【０００５】
ここで、真空用ゲート弁１００の弁体が閉じた状態でロードロックチャンバが大気に開放されると、弁体は１気圧の差圧を受け、閉じられた状態のままロードロックチャンバと反対方向に移動する。そして、ロードロックチャンバが再び減圧されると、弁体はロードロックチャンバ側へ再び移動する。このように、ロードロックチャンバに取付けられた真空用ゲート弁１００では、装置の構成上、弁体が頻繁に水平方向に移動することになる。
【０００６】
例えば、図１０に示したように、弁板１０２の矢印方向への移動が繰り返して行なわれると、Ｏリング１０８にシール荷重とスラスト荷重の合力が繰り返して作用するため、Ｏリング１０８の一部にねじれが発生し、シール不良が発生し易い。
【０００７】
また、断面円形のＯリング１０８は転動を起こし易い形状であるため、シール溝１１２からの脱落が発生し易い。このように、ねじれや脱落によるシール不良を発生し易いＯリング１０８を使用した真空用ゲート弁１００では、Ｏリング１０８を交換するためのメンテナンス作業が頻繁に必要になる。このようなメンテナンス作業は、生産ラインを一時的に停止することになるため、生産性に大きな損失を来たし、コスト高を招来する。
【０００８】
一方、Ｏリング１０８を使用した場合、被処理体であるシリコンウエハなどの大型化に伴い真空用ゲート弁１００が大型化されると、それに伴って、加工精度、組立誤差を許容する必要があるため、Ｏリング１０８の断面形状も大きくしなければならない。
【０００９】
したがって、真空用ゲート弁１００が大型化されると、Ｏリング１０８に対するつぶし代を得るための荷重も大きくなり、結果として、バルブケーシング１１０の剛性を上げたり、押付力を増すためにアクチュエータ１０４の出力を上げたりするなどの対応が必要で、コストアップの大きな要因となっている。
【００１０】
そこで、近年では、本出願人などにより、断面円形のＯリングに代えて、特殊な異形品のシール材が提供され、その異形品のシール材が、あり溝内に装着されるあり溝用シール材が提供されている。
【００１１】
図１１は、本出願人によって出願されたあり溝用シール材２００を示したものであり、このあり溝用シール材２００では、脱落と転動を防止するために断面円形のＯリングではない異形状が採用されている（特許文献１（特開２００３−１４１２６号公報））。
【００１２】
このようなあり溝用シール材２００は、断面形状が、あり溝２２０の底面２２２に配置される平坦な底辺２０２と、底辺２０２の両側から斜め外向きに立ち上がる左右の斜辺２０４、２０４と、左右の斜辺２０４、２０４のそれぞれ先端に設けられ、あり溝２２０の内部で開口２２４近くに配置される左右の張出部２０６、２０６と、左右の張出部２０６、２０６の中央に設けられ、あり溝２２０の開口２２４よりも上方に突出して配置される中央凸部２０８と、張出部２０６、２０６と中央凸部２０８との間に設けられ、張出部２０６、２０６と中央凸部２０８との接線よりも内側に凹んだ凹部２１０、２１０からなる形状を有している。
【００１３】
このようなあり溝用シール材２００は、対称断面のため、双方からのスラスト荷重に対して転動防止効果がある。
また、あり溝２２０にあり溝用シール材２００を装着する際においても、底辺２０２部分が分かり易い形状であるため、天地を誤ってあり溝２２０へ装着するおそれがない。
【特許文献１】特開２００３−１４１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、このような従来のあり溝用シール材２００では、中央凸部２０８の斜め方向から強い力が加わると一方の張出部２０６があり溝２２０の開口２２４より脱落する現象を完全に抑えることはできなかった。
【００１５】
また、あり溝用シール材２００が過度に圧縮されてしまうと、メタル同士のこすれによって、パーティクルが発生するおそれもある。
さらに、断面形状が異形状であるあり溝用シール材の場合には、あり溝内への装着性が困難になる場合が多い。
【００１６】
本発明は、このような現状に鑑み、特に半導体製造装置、液晶製造装置などに好適に使用されるあり溝用シール材において、あり溝用シール材の左右双方からシール荷重やスラスト荷重が加えられても転動やあり溝からの脱落を生ずることがなく、あり溝内への装着性が良好なあり溝用シール材を提供することを目的とする。
【００１７】
さらに、半導体製造装置、液晶製造装置などに使用される大型化された真空用ゲート弁であっても、低荷重で十分なシール力を得ることができる真空用ゲート弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前述したような従来技術における課題および目的を達成するために発明されたものであって、
本発明のあり溝用シール材は、
互いに対面する一対の部材の接合箇所において、いずれか一方の部材の表面に設けられたあり溝に装着され、他方の部材の表面と当接することによって両部材間を封止する閉環状のあり溝用シール材であって、
前記あり溝内に装着される前記あり溝用シール材の断面形状において、
前記あり溝の底面と接触するとともに、前記あり溝の開口の最狭幅よりも若干幅狭に左右の隅角部が位置する底面部と、
前記底面部から連続するとともに、前記底面部の隅角部よりも幅方向に突出し、前記あり溝の内側の斜辺と当接するように設けられた側面突出部と、
前記側面突出部から連続して形成された張出肩部であって、
前記張出肩部の隅角部が、
前記あり溝の開口側端面の位置よりもあり溝底面側に位置するとともに、前記あり溝の最狭部の位置よりもあり溝の開口側に位置する張出肩部と、
前記張出肩部から連続するとともに、前記あり溝の開口よりも上方に突出して設置され、前記他方の部材の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することによって、あり溝用シール材の転動を防止し、さらにあり溝よりあり溝用シール材が脱落することを防止することができる。
また、あり溝用シール材には、張出肩部が設けられているため、あり溝内でのあり溝用シール材の挙動を安定させ、高い転動防止効果を得ることができる。
【００２０】
さらに、あり溝用シール材を装着する際、張出肩部と側面突出部との境界部分が凹形状であるため、この一方の凹形状部分があり溝の最狭幅部分に当接し、それを基点にあり溝用シール材はあり溝の底面方向に回転するように挿入されるため、誰でも簡単にあり溝用シール材をあり溝に装着することができる。
【００２１】
また、あり溝の内側の斜辺と略円弧状の側面突出部が広範囲に当接するため、応力集中を低減し、あり溝用シール材の異常磨耗によるパーティクルの発生を防止することができる。
【００２２】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝用シール材の前記張出肩部の最広箇所の幅をＷ１、
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧとしたとき、
前記Ｗ１の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ１＜Ｇ
であることを特徴とする。
【００２３】
このような範囲に、張出肩部の最広箇所の幅を設定すれば、シール凸部の斜め方向から強い力が加わったとしても、張出肩部があり溝の開口縁の隅部に当接し、あり溝内でのあり溝用シール材の転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００２４】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記シール凸部の最頂箇所までの距離をＨ１としたとき、
前記Ｈ１の範囲が、１．２０Ｈ＜Ｈ１＜１．６０Ｈ
であることを特徴とする。
【００２５】
このような範囲に、シール凸部の最頂箇所を設定すれば、他方の部材の表面とシール凸部が当接した際に、一方の部材と他方の部材間の充分なシール性能を得ることができる。
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記側面突出部の、前記あり溝の開口側端面側の基端部までの距離をＨ２としたとき、
前記Ｈ２の範囲が、０．９０Ｈ＜Ｈ２＜０．９５Ｈ
であることを特徴とする。
【００２６】
このような範囲に、側面突出部のあり溝の開口側端面側の基端部の位置を設定すれば、
あり溝の内側斜辺開口の最狭箇所付近の内側斜辺と側面突出部が当接するため、必要以上に側面突出部を幅方向に突出させることがない。
【００２７】
このため、あり溝にあり溝用シール材を容易に装着することができるとともに、装着後はあり溝内でのあり溝用シール材の挙動を安定させ、高い転動防止効果を得ることができる。
【００２８】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧ、
前記底面部の最広箇所の幅をＷ２としたとき、
前記Ｗ２の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ２＜Ｇ
であることを特徴とする。
【００２９】
このような範囲に、底面部の最広箇所の幅を設定すれば、あり溝にあり溝用シール材を容易に装着できるとともに、あり溝の底面にあり溝用シール材の底面が安定した状態で配置され、安定したシール性能を発揮する。
【００３０】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記底面部に凹部が設けられていることを特徴とする。
このように構成することによって、一方の部材と他方の部材間の封止の際、凹部が十分に変形されるので、低荷重でシール力を得ることができる。
【００３１】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝用シール材が、
前記シール凸部の最頂箇所から前記底面部方向へ垂線を下ろした際、
前記垂線に対して線対称の形状であることを特徴とする。
【００３２】
このように構成することによって、左右双方からの転動に対して、充分な耐性が得られる。
また、本発明の真空用ゲート弁は、
上記のあり溝用シール材が、弁体に装着されていることを特徴とする。
【００３３】
このように構成することによって、あり溝用シール材の転動が防止され、あり溝への装着性も良好で、メタルタッチ、パーティクルの発生を防止することができ、さらにシール不良によるメンテナンスを少なくすることができる。
【００３４】
したがって、ロードロックチャンバなどに効果的に使用することができる。また、ウエハなどの生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のあり溝用シール材およびあり溝用シール材が装着された真空用ゲート弁によれば、特に半導体製造装置、液晶製造装置などに好適に使用され、あり溝用シール材の左右双方からシール荷重やスラスト荷重が加えられても転動やあり溝からの脱落を生ずることがなく、あり溝内への良好な装着性を得ることができる。
【００３６】
さらに、このようなあり溝用シール材が採用された真空用ゲート弁は、減圧と大気開放が繰り返し行われるロードロック室のロードロックチャンバに有効に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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あり溝用シール材１０を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は底面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。
【００３８】
図２は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０の装着状態示した断面図、図３は本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０を備えた真空用ゲート弁８０の概略を示した概略図である。
【００３９】
本発明のあり溝用シール材１０は、図１（ａ）から図１（ｃ）に示したように、閉環状のシール材であり、断面形状は図１（ｄ）に示したように、複数の凸部と凹部から成る形状を有している。
【００４０】
また、このあり溝用シール材１０は、図２に示したように、閉環状のあり溝６０が形成された一方の部材（例えば、弁板に相当）８５と、他方の部材（例えば、バルブケーシングに相当）９０との封止箇所に装着される。
【００４１】
一方の部材８５の表面に形成されたあり溝６０は、一方の部材８５の表面付近が最狭箇所となる開口６４を有し、開口６４の端縁からあり溝６０の底面６２にかけてテーパ−状に拡がる台形状をなし、一対の斜辺７０ａ、７０ｂと平坦な底面６２を有している。
【００４２】
また、あり溝６０の開口６４縁の隅部６８ａ、６８ｂと底面６２側の隅部６６ａ、６６ｂには、大きなアールが設けられている。
一方、あり溝用シール材１０は、まず、あり溝６０の底面６２と接触するとともに、あり溝６０の開口６４の最狭幅よりも若干幅狭に左右の隅角部１４ａ、１４ｂが位置する底面部１２が設けられている。なお、底面部１２には凹部２３を設けてもよい。凹部２３が設けられていれば、後述するように、一方の部材と他方の部材間の封止の際、凹部が設けられていない場合と比べて若干押圧力が弱くても同等のシール性能を得ることができる。
【００４３】
さらにこの底面部１２から連続して、底面部１２の隅角部１４ａ、１４ｂよりも幅方向に突出し、あり溝６０の内側の斜辺７０ａ、７０ｂと当接するように設けられた側面突出部１６ａ、１６ｂが設けられている。
【００４４】
そして側面突出部１６ａ、１６ｂの上方には連続して張出肩部１８が設けられている。
張出肩部１８は、左右の隅角部２０ａ、２０ｂが、あり溝６０の開口６４側端面の位置よりもあり溝６０の底面６２側に位置するとともに、あり溝６０の最狭部の位置７２よりもあり溝６０の開口６４側に位置している。いわゆる、Ｈ３の範囲内に左右の隅角部２０ａ、２０ｂが位置するように張出肩部１８が設けられている。
【００４５】
さらに張出肩部１８から連続して、あり溝６０の開口６４よりも上方に突出して設置され、他方の部材９０の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部２２が設けられている。
【００４６】
このようにして、あり溝用シール材１０が構成されている。
以下、本実施例によるあり溝用シール材１０の各部の望ましい設計条件について説明する。
【００４７】
図２に示したように、あり溝用シール材１０は、あり溝用シール材１０の張出肩部１８の最広箇所の幅をＷ１、あり溝６０の開口６４の最狭箇所の幅をＧとしたとき、
Ｗ１の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ１＜Ｇ であることが望ましい。
【００４８】
このような範囲に、張出肩部１８の最広箇所の幅を設定すれば、シール凸部２２の斜め方向から強い力が加わった際、張出肩部１８があり溝６０の開口６４縁の隅部６８ａ、６８ｂに当接し、あり溝６０内でのあり溝用シール材１０の転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００４９】
また、あり溝６０の底面６２からあり溝６０の開口側端面７４までの距離をＨ、あり溝６０の底面６２からシール凸部２２の最頂箇所までの距離をＨ１としたとき、
Ｈ１の範囲が、１．２０Ｈ＜Ｈ１＜１．６０Ｈ であることが望ましい。
【００５０】
このような範囲に、シール凸部２２の最頂箇所を設定すれば、他方の部材９０の表面とシール凸部２２が当接した際に、一方の部材８５と他方の部材９０間の充分なシール性能を得ることができる。
【００５１】
また、あり溝６０の底面６２からあり溝６０の開口側端面７４までの距離をＨ、あり溝６０の底面６２から側面突出部１６ａ、１６ｂの、あり溝６０の開口側端面７４側の基端部までの距離をＨ２としたとき、
Ｈ２の範囲が、０．９０Ｈ＜Ｈ２＜０．９５Ｈ であることが望ましい。
【００５２】
このような範囲に、側面突出部１６ａ、１６ｂのあり溝６０の開口側端面７４側の基端部の位置を設定すれば、あり溝６０の内側斜辺開口の最狭箇所付近の斜辺７０ａ、７０ｂと側面突出部１６ａ、１６ｂが当接するため、必要以上に側面突出部１６ａ、１６ｂを幅方向に突出させることがない。
【００５３】
このため、あり溝６０にあり溝用シール材１０を容易に装着することができるとともに、装着後はあり溝６０内でのあり溝用シール材１０の挙動を安定させ、高い転動防止効果を得ることができる。
【００５４】
また、あり溝６０の開口６４の最狭箇所の幅をＧ、底面部１２の最広箇所の幅をＷ２としたとき、
Ｗ２の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ２＜Ｇ であることが望ましい。
【００５５】
このような範囲に、底面部１２の最広箇所の幅を設定すれば、あり溝６０にあり溝用シール材１０を容易に装着できるとともに、あり溝６０の底面にあり溝用シール材１０の底面が安定した状態で配置され、安定したシール性能を発揮する。
【００５６】
よって、上記のような範囲に各部の寸法が設計されていることが望ましい。
このようなあり溝用シール材１０は、全体が弾性変形可能なゴム材料から形成されている。
【００５７】
ゴム材料としては、例えば、硬度６０〜７０ＨＡ程度のフッ素ゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ系ゴムなどが挙げられるが、特に、半導体製造装置や液晶製造装置の真空用ゲート弁などに使用される場合には、内部がプラズマ環境となる場合が多いことから、耐プラズマ性に優れたフッ素ゴムが好ましい。
【００５８】
このようなあり溝用シール材１０を、図３に示したように、例えば真空用ゲート弁８０の減圧と大気開放が繰り返し行われるロードロック室のロードロックチャンバに設ければ、あり溝用シール材１０の左右双方からシール荷重やスラスト荷重が加えられても転動やあり溝６０からの脱落を生ずることがなく、あり溝６０内への良好な装着性を得ることができる。
【００５９】
以下に、このようなあり溝用シール材１０のあり溝６０内への装着について、図４を参照しながら説明する。
なお、図４（ａ）から図４（ｃ）中の矢印は、力の作用する方向を示したものである。
【００６０】
先ず、図４（ａ）に示したように、あり溝６０内にあり溝用シール材１０の底面部１２から挿入する。
さらに図４（ｂ）に示したように、あり溝６０内にあり溝用シール材１０の一方の側面突出部１６ａと張出肩部１８の隅角部２０ａとの間の凹部２４ａが、あり溝６０の隅部６８ａに当接し、あり溝用シール材１０が傾く。
【００６１】
この状態で、さらにあり溝用シール材１０を押し込めば、凹部２４ａを基点にあり溝用シール材１０はあり溝６０の底面方向に回転するように挿入されるため、図４（ｃ）に示したように、側面突出部１６ｂがあり溝６０の開口縁の隅部６８ｂを完全に通過して、あり溝６０の底面６２に配置される。このとき、側面突出部１６ｂの近傍を若干圧縮するだけで、あり溝用シール材１０をあり溝６０の内方に収納することができる。
【００６２】
この際、底面部１２に凹部２３を有することであり溝用シール材１０の変形を容易にし、したがって大きな力を必要とせずにあり溝６０内にあり溝用シール材１０を装着することができる。
【００６３】
この状態から凹部２３があり溝６０の底面６２に位置するまで押し込めば、あり溝用シール材１０を完全にあり溝６０内に装着することができる。
また、あり溝用シール材１０は、側面突出部１６ａ、１６ｂの当接部２６ａ、２６ｂがあり溝６０の斜辺７０ａ、７０ｂと当接されるため、図４（ｃ）の状態では、あり溝用シール材１０は、あり溝６０の幅方向に移動することができず、しかも、あり溝６０の開口縁が狭まっていることから、外方に脱落することもない。また、側面突出部１６ａ、１６ｂの開口側の曲面である当接部２６ａ、２６ｂがあり溝６０の斜辺７０ａ、７０ｂと当接しているため、あり溝用シール材１０が上方に脱落することもない。
【００６４】
次に、一方の部材８５に装着されたあり溝用シール材１０を締め付ける場合の挙動について、図５（ａ）、図５（ｂ）を参照しながら説明する。
今、図５（ａ）に示したように、あり溝用シール材１０が一方の部材８５内に装着され、この部材８５に他方の部材９０が接近して、シール凸部２２の先端部に当接したとする。
【００６５】
この状態で押し込まれれば、図５（ｂ）に示したように、底面部１２の凹部２３を潰すようにしてシール凸部２２が、あり溝６０内に押し込まれる。
図５（ｂ）のシール状態では、押圧力がシール面に対して略垂直に作用しており、これにより、あり溝用シール材１０の転動が確実に防止されている。
【００６６】
このように、本実施例では、あり溝用シール材１０が装着された一方の部材８５は、他方の部材９０との締め付けにより、先にシール凸部２２が変形され、底面部１２の凹部２３が十分に変形されるので、低荷重でシール力を得ることができる。
【００６７】
また、このように締め付けられた状態であっても、側面突出部１６ａ、１６ｂの当接部２６ａ、２６ｂがあり溝６０の斜辺７０ａ、７０ｂとぴったりと当接するよう変形するので、転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００６８】
さらに、図５（ｂ）の状態からさらに、想定外の強い圧縮荷重を受けたとしても、張出
肩部１８の隅角部２０ａ、２０ｂが、あり溝６０の隅部６８ａ、６８ｂの最狭部の位置７２よりも上方に設定されているため、この隅角部２０ａ、２０ｂは、あり溝の隅部６８ａ、６８ｂにぶつけるのみで、それ以上の圧縮変形が抑制され、あり溝用シール材１０のあり溝６０内での転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００６９】
図６（ａ−１）から図６（ｂ−２）に示した図は、従来例であるシール材３００と、本実施例によるあり溝用シール材１０との装着性、圧縮性を対比して示した断面図である。
このような図６に示した本実施例におけるあり溝用シール材１０と従来のシール材３００のつぶし代ｔ分を、他方の部材９０を一方の部材８５方向に移動させることにより、圧縮する。
【００７０】
さらに、図７に示したグラフのように、つぶし代と圧縮荷重との関係を、実施例と従来例とを対比して示した。
図７のグラフから明らかなように、本実施例のあり溝用シール材１０は、つぶし代ｔを変形させるための荷重が従来のシール材３００に比べて小さくて良い。したがって、圧縮時に低荷重でシール性を得ることができることが明らかである。
【００７１】
一般に、シール部分では、上記したように、一定以上の応力があり溝用シール材１０、シール材３００に作用して所定のつぶし代ｔを変形させてシール機能を発揮するが、従来例であるシール材３００の場合には、つぶし代ｔが大きくなるに比例して、これに必要な圧縮荷重も大きくなっている。
【００７２】
これに対して本実施例のあり溝用シール材１０の場合には、従来例と同様につぶし代ｔが大きくなるに比例して、これに必要な圧縮荷重も大きくなっているが、
締付荷重は、従来のシール部材３００に比べて小さいことが確認された。
【００７３】
したがって、本実施例によれば、仮に、ウエハなどの被処理体が大型化するに伴って真空用ゲートバルブが大型化されたとしても、それに装着されるあり溝用シール材１０は、従来のシール材３００のように、圧縮荷重をそれ程大きくする必要はない。
【００７４】
以上、本発明によるあり溝用シール材１０の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、本実施例のあり溝用シール材１０は、底面部１２の側面部１３ａ、１３ｂがあり溝６０の底面６２に対して垂直となるようになっているが、図８（ａ）に示したように、側面部１３ａ、１３ｂに凹部２８ａ、２８ｂを設けたり、また図８（ｂ）に示したように、張出肩部１８の直線部分に凹部を設けてもよい。
【００７５】
さらに図８（ｃ）に示したように側面部１３ａ、１３ｂと張出肩部１８の直線部分の両方に凹部３０ａ、３０ｂも設けても良い。
すなわち、あり溝用シール材１０の底面部１２の最広箇所の幅（隅角部１４ａから隅角部１４ｂまでの距離）Ｗ２が、あり溝の開口の最狭箇所の幅Ｇよりも幅狭であり、張出肩部１８の隅角部２０ａ、２０ｂが最狭部の位置Ｈ３の範囲内であれば、あり溝用シール材１０の形状は適宜変更が可能である。
【００７６】
さらに、本実施例では略中央にシール凸部２２を設けているが、これについても、張出肩部の最広箇所の幅Ｗ１内で移動可能であり、さらに形状も、台形、矩形などのいずれの形状であっても良いものである。
【００７７】
また、上記実施例では、特に半導体製造装置、液晶製造装置において使用されるワンアクションタイプの真空用ゲート弁を例にして説明したが、使用箇所は、これに限定される
ものではない。あり溝６０が形成されたシール溝であれば、どのような部材にも有効に適用することができる。
【００７８】
以上、本発明によるあり溝用シール材の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、上記実施例では、特に、半導体製造装置、液晶製造装置において使用されるワンアクションタイプの真空用ゲート弁を例にして説明したが、使用箇所は、これに限定されるものではなく、いわゆるツーアクションタイプの真空用ゲート弁にも適用可能である。また、特に、半導体あるいはＦＰＤ製造装置において、減圧と大気開放とが繰り返されるロードロックチャンバの真空用ゲート弁として好ましく使用することができる。
【００７９】
さらに、あり溝６０が形成されたシール溝であれば、どのような部材にも有効に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は底面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０の装着状態示した断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０を備えた真空用ゲート弁８０の概略を示した概略図である。
【図４】図４は、本実施例によるシール材のあり溝内への装着の手順を示した概略図である。
【図５】図５は、本実施例によるシール材の締め付け時の変形の状態を示した概略断面図である。
【図６】図６は、本実施例のあり溝用シール材と従来例であるシール材とを対比して、装着状態と圧縮状態とを模式的に示した図である。
【図７】図７は、本実施例のあり溝用シール材と従来例であるシール材とを対比して、つぶし代と圧縮荷重との関係を、示したグラフである。
【図８】図８は本願発明のあり溝用シール材の他の実施例を示した概略断面図である。
【図９】図９は、従来のあり溝にシール部材が装着された例として示した真空用ゲート弁の斜視図である。
【図１０】図１０はＯリングが弁体に装着された場合にシール材に作用する力を示す従来例の断面図である。
【図１１】図１１は特開２００３−１４１２６号公報に開示されているあり溝用シール材の断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・溝用シール材
１２・・・底面部
１３ａ・・側面部
１３ｂ・・側面部
１４ａ・・隅角部
１４ｂ・・隅角部
１６ａ・・側面突出部
１６ｂ・・側面突出部
１８・・・張出肩部
２０ａ・・隅角部
２０ｂ・・隅角部
２２・・・シール凸部
２３・・・凹部
２４ａ・・凹部
２４ｂ・・凹部
２６ａ・・当接部
２６ｂ・・当接部
２８ａ・・凹部
２８ｂ・・凹部
３０ａ・・凹部
３０ｂ・・凹部
６０・・・あり溝
６２・・・底面
６４・・・開口
６６ａ・・隅部
６６ｂ・・隅部
６８ａ・・隅部
６８ｂ・・隅部
７０ａ・・斜辺
７０ｂ・・斜辺
７２・・・最狭部の位置
７４・・・開口側端面
８０・・・真空用ゲート弁
８５・・・一方の部材
９０・・・他方の部材
Ｈ１・・あり溝の底面からシール凸部の最頂箇所までの距離
Ｈ２・・あり溝の底面から側面突出部の、あり溝の開口側端面側の基端部までの距離
Ｈ３・・最狭部の位置
Ｗ１・・あり溝用シール材の張出肩部の最広箇所の幅
Ｗ２・・底面部の最広箇所の幅
Ｇ・・・あり溝の開口の最狭箇所の幅
ｔ・・・つぶし代
１００・・・真空用ゲート弁
１０２・・・弁板
１０４・・・アクチュエータ
１０６・・・ゲート開口部
１０８・・・リング
１１０・・・バルブケーシング
１１２・・・シール溝
２００・・・あり溝用シール材
２０２・・・底辺
２０４・・・斜辺
２０６・・・張出部
２０８・・・中央凸部
２１０・・・凹部
２２０・・・あり溝
２２２・・・底面
２２４・・・開口
３００・・・シール材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、あり溝用シール材およびあり溝用シール材が装着された真空用ゲート弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置などで使用されている真空用ゲート弁として、例えば、ワンアクションタイプの真空用ゲート弁が知られている。
図９は、ワンアクションタイプの真空用ゲート弁の分解斜視図を示したものである。
【０００３】
すなわち、この真空用ゲート弁１００は、弁板１０２がアクチュエータ１０４から加えられる力により単一方向の直線移動を行い、これにより略矩形状のゲート開口部１０６を封止する構造を有している。
【０００４】
このような真空用ゲート弁１００では、一般に、弁板１０２の外周面に装着されるシール材として、断面が円形状であるＯリング１０８が使用されている。
なお真空用ゲート弁１００は、半導体あるいはＦＰＤ製造装置などにおいて、基板を内外に受け渡すために減圧と大気開放が繰り返される、ロードロックチャンバに使用される場合がある。
【０００５】
ここで、真空用ゲート弁１００の弁体が閉じた状態でロードロックチャンバが大気に開放されると、弁体は１気圧の差圧を受け、閉じられた状態のままロードロックチャンバと反対方向に移動する。そして、ロードロックチャンバが再び減圧されると、弁体はロードロックチャンバ側へ再び移動する。このように、ロードロックチャンバに取付けられた真空用ゲート弁１００では、装置の構成上、弁体が頻繁に水平方向に移動することになる。
【０００６】
例えば、図１０に示したように、弁板１０２の矢印方向への移動が繰り返して行なわれると、Ｏリング１０８にシール荷重とスラスト荷重の合力が繰り返して作用するため、Ｏリング１０８の一部にねじれが発生し、シール不良が発生し易い。
【０００７】
また、断面円形のＯリング１０８は転動を起こし易い形状であるため、シール溝１１２からの脱落が発生し易い。このように、ねじれや脱落によるシール不良を発生し易いＯリング１０８を使用した真空用ゲート弁１００では、Ｏリング１０８を交換するためのメンテナンス作業が頻繁に必要になる。このようなメンテナンス作業は、生産ラインを一時的に停止することになるため、生産性に大きな損失を来たし、コスト高を招来する。
【０００８】
一方、Ｏリング１０８を使用した場合、被処理体であるシリコンウエハなどの大型化に伴い真空用ゲート弁１００が大型化されると、それに伴って、加工精度、組立誤差を許容する必要があるため、Ｏリング１０８の断面形状も大きくしなければならない。
【０００９】
したがって、真空用ゲート弁１００が大型化されると、Ｏリング１０８に対するつぶし代を得るための荷重も大きくなり、結果として、バルブケーシング１１０の剛性を上げたり、押付力を増すためにアクチュエータ１０４の出力を上げたりするなどの対応が必要で、コストアップの大きな要因となっている。
【００１０】
そこで、近年では、本出願人などにより、断面円形のＯリングに代えて、特殊な異形品のシール材が提供され、その異形品のシール材が、あり溝内に装着されるあり溝用シール材が提供されている。
【００１１】
図１１は、本出願人によって出願されたあり溝用シール材２００を示したものであり、このあり溝用シール材２００では、脱落と転動を防止するために断面円形のＯリングではない異形状が採用されている（特許文献１（特開２００３−１４１２６号公報））。
【００１２】
このようなあり溝用シール材２００は、断面形状が、あり溝２２０の底面２２２に配置される平坦な底辺２０２と、底辺２０２の両側から斜め外向きに立ち上がる左右の斜辺２０４、２０４と、左右の斜辺２０４、２０４のそれぞれ先端に設けられ、あり溝２２０の内部で開口２２４近くに配置される左右の張出部２０６、２０６と、左右の張出部２０６、２０６の中央に設けられ、あり溝２２０の開口２２４よりも上方に突出して配置される中央凸部２０８と、張出部２０６、２０６と中央凸部２０８との間に設けられ、張出部２０６、２０６と中央凸部２０８との接線よりも内側に凹んだ凹部２１０、２１０からなる形状を有している。
【００１３】
このようなあり溝用シール材２００は、対称断面のため、双方からのスラスト荷重に対して転動防止効果がある。
また、あり溝２２０にあり溝用シール材２００を装着する際においても、底辺２０２部分が分かり易い形状であるため、天地を誤ってあり溝２２０へ装着するおそれがない。
【特許文献１】特開２００３−１４１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、このような従来のあり溝用シール材２００では、中央凸部２０８の斜め方向から強い力が加わると一方の張出部２０６があり溝２２０の開口２２４より脱落する現象を完全に抑えることはできなかった。
【００１５】
また、あり溝用シール材２００が過度に圧縮されてしまうと、メタル同士のこすれによって、パーティクルが発生するおそれもある。
さらに、断面形状が異形状であるあり溝用シール材の場合には、あり溝内への装着性が困難になる場合が多い。
【００１６】
本発明は、このような現状に鑑み、特に半導体製造装置、液晶製造装置などに好適に使用されるあり溝用シール材において、あり溝用シール材の左右双方からシール荷重やスラスト荷重が加えられても転動やあり溝からの脱落を生ずることがなく、あり溝内への装着性が良好なあり溝用シール材を提供することを目的とする。
【００１７】
さらに、半導体製造装置、液晶製造装置などに使用される大型化された真空用ゲート弁であっても、低荷重で十分なシール力を得ることができる真空用ゲート弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前述したような従来技術における課題および目的を達成するために発明されたものであって、
本発明のあり溝用シール材は、
互いに対面する一対の部材の接合箇所において、いずれか一方の部材の表面に設けられたあり溝に装着され、他方の部材の表面と当接することによって両部材間を封止する閉環状のあり溝用シール材であって、
前記あり溝内に装着される前記あり溝用シール材の断面形状において、
前記あり溝の底面と接触するとともに、前記あり溝の開口の最狭幅よりも若干幅狭に左右の隅角部が位置する底面部と、
前記底面部から連続するとともに、前記底面部の隅角部よりも幅方向に突出し、前記あり溝の内側の斜辺と当接するように設けられた側面突出部と、
前記側面突出部から連続して形成された張出肩部であって、
前記張出肩部の隅角部が、
前記あり溝の開口側端面の位置よりもあり溝底面側に位置するとともに、前記あり溝の最狭部の位置よりもあり溝の開口側に位置する張出肩部と、
前記張出肩部から連続するとともに、前記あり溝の開口よりも上方に突出して設置され、前記他方の部材の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することによって、あり溝用シール材の転動を防止し、さらにあり溝よりあり溝用シール材が脱落することを防止することができる。
また、あり溝用シール材には、張出肩部が設けられているため、あり溝内でのあり溝用シール材の挙動を安定させ、高い転動防止効果を得ることができる。
【００２０】
さらに、あり溝用シール材を装着する際、張出肩部と側面突出部との境界部分が凹形状であるため、この一方の凹形状部分があり溝の最狭幅部分に当接し、それを基点にあり溝用シール材はあり溝の底面方向に回転するように挿入されるため、誰でも簡単にあり溝用シール材をあり溝に装着することができる。
【００２１】
また、あり溝の内側の斜辺と略円弧状の側面突出部が広範囲に当接するため、応力集中を低減し、あり溝用シール材の異常磨耗によるパーティクルの発生を防止することができる。
【００２２】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝用シール材の前記張出肩部の最広箇所の幅をＷ１、
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧとしたとき、
前記Ｗ１の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ１＜Ｇ
であることを特徴とする。
【００２３】
このような範囲に、張出肩部の最広箇所の幅を設定すれば、シール凸部の斜め方向から強い力が加わったとしても、張出肩部があり溝の開口縁の隅部に当接し、あり溝内でのあり溝用シール材の転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００２４】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記シール凸部の最頂箇所までの距離をＨ１としたとき、
前記Ｈ１の範囲が、１．２０Ｈ＜Ｈ１＜１．６０Ｈ
であることを特徴とする。
【００２５】
このような範囲に、シール凸部の最頂箇所を設定すれば、他方の部材の表面とシール凸部が当接した際に、一方の部材と他方の部材間の充分なシール性能を得ることができる。
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記側面突出部の、前記あり溝の開口側端面側の基端部までの距離をＨ２としたとき、
前記Ｈ２の範囲が、０．９０Ｈ＜Ｈ２＜０．９５Ｈ
であることを特徴とする。
【００２６】
このような範囲に、側面突出部のあり溝の開口側端面側の基端部の位置を設定すれば、
あり溝の内側斜辺開口の最狭箇所付近の内側斜辺と側面突出部が当接するため、必要以上に側面突出部を幅方向に突出させることがない。
【００２７】
このため、あり溝にあり溝用シール材を容易に装着することができるとともに、装着後はあり溝内でのあり溝用シール材の挙動を安定させ、高い転動防止効果を得ることができる。
【００２８】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧ、
前記底面部の最広箇所の幅をＷ２としたとき、
前記Ｗ２の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ２＜Ｇ
であることを特徴とする。
【００２９】
このような範囲に、底面部の最広箇所の幅を設定すれば、あり溝にあり溝用シール材を容易に装着できるとともに、あり溝の底面にあり溝用シール材の底面が安定した状態で配置され、安定したシール性能を発揮する。
【００３０】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記底面部に凹部が設けられていることを特徴とする。
このように構成することによって、一方の部材と他方の部材間の封止の際、凹部が十分に変形されるので、低荷重でシール力を得ることができる。
【００３１】
また、本発明のあり溝用シール材は、
前記あり溝用シール材が、
前記シール凸部の最頂箇所から前記底面部方向へ垂線を下ろした際、
前記垂線に対して線対称の形状であることを特徴とする。
【００３２】
このように構成することによって、左右双方からの転動に対して、充分な耐性が得られる。
また、本発明の真空用ゲート弁は、
上記のあり溝用シール材が、弁体に装着されていることを特徴とする。
【００３３】
このように構成することによって、あり溝用シール材の転動が防止され、あり溝への装着性も良好で、メタルタッチ、パーティクルの発生を防止することができ、さらにシール不良によるメンテナンスを少なくすることができる。
【００３４】
したがって、ロードロックチャンバなどに効果的に使用することができる。また、ウエハなどの生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のあり溝用シール材およびあり溝用シール材が装着された真空用ゲート弁によれば、特に半導体製造装置、液晶製造装置などに好適に使用され、あり溝用シール材の左右双方からシール荷重やスラスト荷重が加えられても転動やあり溝からの脱落を生ずることがなく、あり溝内への良好な装着性を得ることができる。
【００３６】
さらに、このようなあり溝用シール材が採用された真空用ゲート弁は、減圧と大気開放が繰り返し行われるロードロック室のロードロックチャンバに有効に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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あり溝用シール材１０を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は底面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。
【００３８】
図２は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０の装着状態示した断面図、図３は本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０を備えた真空用ゲート弁８０の概略を示した概略図である。
【００３９】
本発明のあり溝用シール材１０は、図１（ａ）から図１（ｃ）に示したように、閉環状のシール材であり、断面形状は図１（ｄ）に示したように、複数の凸部と凹部から成る形状を有している。
【００４０】
また、このあり溝用シール材１０は、図２に示したように、閉環状のあり溝６０が形成された一方の部材（例えば、弁板に相当）８５と、他方の部材（例えば、バルブケーシングに相当）９０との封止箇所に装着される。
【００４１】
一方の部材８５の表面に形成されたあり溝６０は、一方の部材８５の表面付近が最狭箇所となる開口６４を有し、開口６４の端縁からあり溝６０の底面６２にかけてテーパ−状に拡がる台形状をなし、一対の斜辺７０ａ、７０ｂと平坦な底面６２を有している。
【００４２】
また、あり溝６０の開口６４縁の隅部６８ａ、６８ｂと底面６２側の隅部６６ａ、６６ｂには、大きなアールが設けられている。
一方、あり溝用シール材１０は、まず、あり溝６０の底面６２と接触するとともに、あり溝６０の開口６４の最狭幅よりも若干幅狭に左右の隅角部１４ａ、１４ｂが位置する底面部１２が設けられている。なお、底面部１２には凹部２３を設けてもよい。凹部２３が設けられていれば、後述するように、一方の部材と他方の部材間の封止の際、凹部が設けられていない場合と比べて若干押圧力が弱くても同等のシール性能を得ることができる。
【００４３】
さらにこの底面部１２から連続して、底面部１２の隅角部１４ａ、１４ｂよりも幅方向に突出し、あり溝６０の内側の斜辺７０ａ、７０ｂと当接するように設けられた側面突出部１６ａ、１６ｂが設けられている。
【００４４】
そして側面突出部１６ａ、１６ｂの上方には連続して張出肩部１８が設けられている。
張出肩部１８は、左右の隅角部２０ａ、２０ｂが、あり溝６０の開口６４側端面の位置よりもあり溝６０の底面６２側に位置するとともに、あり溝６０の最狭部の位置７２よりもあり溝６０の開口６４側に位置している。いわゆる、Ｈ３の範囲内に左右の隅角部２０ａ、２０ｂが位置するように張出肩部１８が設けられている。
【００４５】
さらに張出肩部１８から連続して、あり溝６０の開口６４よりも上方に突出して設置され、他方の部材９０の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部２２が設けられている。
【００４６】
このようにして、あり溝用シール材１０が構成されている。
以下、本実施例によるあり溝用シール材１０の各部の望ましい設計条件について説明する。
【００４７】
図２に示したように、あり溝用シール材１０は、あり溝用シール材１０の張出肩部１８の最広箇所の幅をＷ１、あり溝６０の開口６４の最狭箇所の幅をＧとしたとき、
Ｗ１の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ１＜Ｇ であることが望ましい。
【００４８】
このような範囲に、張出肩部１８の最広箇所の幅を設定すれば、シール凸部２２の斜め方向から強い力が加わった際、張出肩部１８があり溝６０の開口６４縁の隅部６８ａ、６８ｂに当接し、あり溝６０内でのあり溝用シール材１０の転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００４９】
また、あり溝６０の底面６２からあり溝６０の開口側端面７４までの距離をＨ、あり溝６０の底面６２からシール凸部２２の最頂箇所までの距離をＨ１としたとき、
Ｈ１の範囲が、１．２０Ｈ＜Ｈ１＜１．６０Ｈ であることが望ましい。
【００５０】
このような範囲に、シール凸部２２の最頂箇所を設定すれば、他方の部材９０の表面とシール凸部２２が当接した際に、一方の部材８５と他方の部材９０間の充分なシール性能を得ることができる。
【００５１】
また、あり溝６０の底面６２からあり溝６０の開口側端面７４までの距離をＨ、あり溝６０の底面６２から側面突出部１６ａ、１６ｂの、あり溝６０の開口側端面７４側の基端部までの距離をＨ２としたとき、
Ｈ２の範囲が、０．９０Ｈ＜Ｈ２＜０．９５Ｈ であることが望ましい。
【００５２】
このような範囲に、側面突出部１６ａ、１６ｂのあり溝６０の開口側端面７４側の基端部の位置を設定すれば、あり溝６０の内側斜辺開口の最狭箇所付近の斜辺７０ａ、７０ｂと側面突出部１６ａ、１６ｂが当接するため、必要以上に側面突出部１６ａ、１６ｂを幅方向に突出させることがない。
【００５３】
このため、あり溝６０にあり溝用シール材１０を容易に装着することができるとともに、装着後はあり溝６０内でのあり溝用シール材１０の挙動を安定させ、高い転動防止効果を得ることができる。
【００５４】
また、あり溝６０の開口６４の最狭箇所の幅をＧ、底面部１２の最広箇所の幅をＷ２としたとき、
Ｗ２の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ２＜Ｇ であることが望ましい。
【００５５】
このような範囲に、底面部１２の最広箇所の幅を設定すれば、あり溝６０にあり溝用シール材１０を容易に装着できるとともに、あり溝６０の底面にあり溝用シール材１０の底面が安定した状態で配置され、安定したシール性能を発揮する。
【００５６】
よって、上記のような範囲に各部の寸法が設計されていることが望ましい。
このようなあり溝用シール材１０は、全体が弾性変形可能なゴム材料から形成されている。
【００５７】
ゴム材料としては、例えば、硬度６０〜７０ＨＡ程度のフッ素ゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ系ゴムなどが挙げられるが、特に、半導体製造装置や液晶製造装置の真空用ゲート弁などに使用される場合には、内部がプラズマ環境となる場合が多いことから、耐プラズマ性に優れたフッ素ゴムが好ましい。
【００５８】
このようなあり溝用シール材１０を、図３に示したように、例えば真空用ゲート弁８０の減圧と大気開放が繰り返し行われるロードロック室のロードロックチャンバに設ければ、あり溝用シール材１０の左右双方からシール荷重やスラスト荷重が加えられても転動やあり溝６０からの脱落を生ずることがなく、あり溝６０内への良好な装着性を得ることができる。
【００５９】
以下に、このようなあり溝用シール材１０のあり溝６０内への装着について、図４を参照しながら説明する。
なお、図４（ａ）から図４（ｃ）中の矢印は、力の作用する方向を示したものである。
【００６０】
先ず、図４（ａ）に示したように、あり溝６０内にあり溝用シール材１０の底面部１２から挿入する。
さらに図４（ｂ）に示したように、あり溝６０内にあり溝用シール材１０の一方の側面突出部１６ａと張出肩部１８の隅角部２０ａとの間の凹部２４ａが、あり溝６０の隅部６８ａに当接し、あり溝用シール材１０が傾く。
【００６１】
この状態で、さらにあり溝用シール材１０を押し込めば、凹部２４ａを基点にあり溝用シール材１０はあり溝６０の底面方向に回転するように挿入されるため、図４（ｃ）に示したように、側面突出部１６ｂがあり溝６０の開口縁の隅部６８ｂを完全に通過して、あり溝６０の底面６２に配置される。このとき、側面突出部１６ｂの近傍を若干圧縮するだけで、あり溝用シール材１０をあり溝６０の内方に収納することができる。
【００６２】
この際、底面部１２に凹部２３を有することであり溝用シール材１０の変形を容易にし、したがって大きな力を必要とせずにあり溝６０内にあり溝用シール材１０を装着することができる。
【００６３】
この状態から凹部２３があり溝６０の底面６２に位置するまで押し込めば、あり溝用シール材１０を完全にあり溝６０内に装着することができる。
また、あり溝用シール材１０は、側面突出部１６ａ、１６ｂの当接部２６ａ、２６ｂがあり溝６０の斜辺７０ａ、７０ｂと当接されるため、図４（ｃ）の状態では、あり溝用シール材１０は、あり溝６０の幅方向に移動することができず、しかも、あり溝６０の開口縁が狭まっていることから、外方に脱落することもない。また、側面突出部１６ａ、１６ｂの開口側の曲面である当接部２６ａ、２６ｂがあり溝６０の斜辺７０ａ、７０ｂと当接しているため、あり溝用シール材１０が上方に脱落することもない。
【００６４】
次に、一方の部材８５に装着されたあり溝用シール材１０を締め付ける場合の挙動について、図５（ａ）、図５（ｂ）を参照しながら説明する。
今、図５（ａ）に示したように、あり溝用シール材１０が一方の部材８５内に装着され、この部材８５に他方の部材９０が接近して、シール凸部２２の先端部に当接したとする。
【００６５】
この状態で押し込まれれば、図５（ｂ）に示したように、底面部１２の凹部２３を潰すようにしてシール凸部２２が、あり溝６０内に押し込まれる。
図５（ｂ）のシール状態では、押圧力がシール面に対して略垂直に作用しており、これにより、あり溝用シール材１０の転動が確実に防止されている。
【００６６】
このように、本実施例では、あり溝用シール材１０が装着された一方の部材８５は、他方の部材９０との締め付けにより、先にシール凸部２２が変形され、底面部１２の凹部２３が十分に変形されるので、低荷重でシール力を得ることができる。
【００６７】
また、このように締め付けられた状態であっても、側面突出部１６ａ、１６ｂの当接部２６ａ、２６ｂがあり溝６０の斜辺７０ａ、７０ｂとぴったりと当接するよう変形するので、転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００６８】
さらに、図５（ｂ）の状態からさらに、想定外の強い圧縮荷重を受けたとしても、張出
肩部１８の隅角部２０ａ、２０ｂが、あり溝６０の隅部６８ａ、６８ｂの最狭部の位置７２よりも上方に設定されているため、この隅角部２０ａ、２０ｂは、あり溝の隅部６８ａ、６８ｂにぶつけるのみで、それ以上の圧縮変形が抑制され、あり溝用シール材１０のあり溝６０内での転動や姿勢の崩れを確実に防止することができる。
【００６９】
図６（ａ−１）から図６（ｂ−２）に示した図は、従来例であるシール材３００と、本実施例によるあり溝用シール材１０との装着性、圧縮性を対比して示した断面図である。
このような図６に示した本実施例におけるあり溝用シール材１０と従来のシール材３００のつぶし代ｔ分を、他方の部材９０を一方の部材８５方向に移動させることにより、圧縮する。
【００７０】
さらに、図７に示したグラフのように、つぶし代と圧縮荷重との関係を、実施例と従来例とを対比して示した。
図７のグラフから明らかなように、本実施例のあり溝用シール材１０は、つぶし代ｔを変形させるための荷重が従来のシール材３００に比べて小さくて良い。したがって、圧縮時に低荷重でシール性を得ることができることが明らかである。
【００７１】
一般に、シール部分では、上記したように、一定以上の応力があり溝用シール材１０、シール材３００に作用して所定のつぶし代ｔを変形させてシール機能を発揮するが、従来例であるシール材３００の場合には、つぶし代ｔが大きくなるに比例して、これに必要な圧縮荷重も大きくなっている。
【００７２】
これに対して本実施例のあり溝用シール材１０の場合には、従来例と同様につぶし代ｔが大きくなるに比例して、これに必要な圧縮荷重も大きくなっているが、
締付荷重は、従来のシール部材３００に比べて小さいことが確認された。
【００７３】
したがって、本実施例によれば、仮に、ウエハなどの被処理体が大型化するに伴って真空用ゲートバルブが大型化されたとしても、それに装着されるあり溝用シール材１０は、従来のシール材３００のように、圧縮荷重をそれ程大きくする必要はない。
【００７４】
以上、本発明によるあり溝用シール材１０の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、本実施例のあり溝用シール材１０は、底面部１２の側面部１３ａ、１３ｂがあり溝６０の底面６２に対して垂直となるようになっているが、図８（ａ）に示したように、側面部１３ａ、１３ｂに凹部２８ａ、２８ｂを設けたり、また図８（ｂ）に示したように、張出肩部１８の直線部分に凹部を設けてもよい。
【００７５】
さらに図８（ｃ）に示したように側面部１３ａ、１３ｂと張出肩部１８の直線部分の両方に凹部３０ａ、３０ｂも設けても良い。
すなわち、あり溝用シール材１０の底面部１２の最広箇所の幅（隅角部１４ａから隅角部１４ｂまでの距離）Ｗ２が、あり溝の開口の最狭箇所の幅Ｇよりも幅狭であり、張出肩部１８の隅角部２０ａ、２０ｂが最狭部の位置Ｈ３の範囲内であれば、あり溝用シール材１０の形状は適宜変更が可能である。
【００７６】
さらに、本実施例では略中央にシール凸部２２を設けているが、これについても、張出肩部の最広箇所の幅Ｗ１内で移動可能であり、さらに形状も、台形、矩形などのいずれの形状であっても良いものである。
【００７７】
また、上記実施例では、特に半導体製造装置、液晶製造装置において使用されるワンアクションタイプの真空用ゲート弁を例にして説明したが、使用箇所は、これに限定される
ものではない。あり溝６０が形成されたシール溝であれば、どのような部材にも有効に適用することができる。
【００７８】
以上、本発明によるあり溝用シール材の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、上記実施例では、特に、半導体製造装置、液晶製造装置において使用されるワンアクションタイプの真空用ゲート弁を例にして説明したが、使用箇所は、これに限定されるものではなく、いわゆるツーアクションタイプの真空用ゲート弁にも適用可能である。また、特に、半導体あるいはＦＰＤ製造装置において、減圧と大気開放とが繰り返されるロードロックチャンバの真空用ゲート弁として好ましく使用することができる。
【００７９】
さらに、あり溝６０が形成されたシール溝であれば、どのような部材にも有効に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は底面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０の装着状態示した断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係るあり溝用シール材１０を備えた真空用ゲート弁８０の概略を示した概略図である。
【図４】図４は、本実施例によるシール材のあり溝内への装着の手順を示した概略図である。
【図５】図５は、本実施例によるシール材の締め付け時の変形の状態を示した概略断面図である。
【図６】図６は、本実施例のあり溝用シール材と従来例であるシール材とを対比して、装着状態と圧縮状態とを模式的に示した図である。
【図７】図７は、本実施例のあり溝用シール材と従来例であるシール材とを対比して、つぶし代と圧縮荷重との関係を、示したグラフである。
【図８】図８は本願発明のあり溝用シール材の他の実施例を示した概略断面図である。
【図９】図９は、従来のあり溝にシール部材が装着された例として示した真空用ゲート弁の斜視図である。
【図１０】図１０はＯリングが弁体に装着された場合にシール材に作用する力を示す従来例の断面図である。
【図１１】図１１は特開２００３−１４１２６号公報に開示されているあり溝用シール材の断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・溝用シール材
１２・・・底面部
１３ａ・・側面部
１３ｂ・・側面部
１４ａ・・隅角部
１４ｂ・・隅角部
１６ａ・・側面突出部
１６ｂ・・側面突出部
１８・・・張出肩部
２０ａ・・隅角部
２０ｂ・・隅角部
２２・・・シール凸部
２３・・・凹部
２４ａ・・凹部
２４ｂ・・凹部
２６ａ・・当接部
２６ｂ・・当接部
２８ａ・・凹部
２８ｂ・・凹部
３０ａ・・凹部
３０ｂ・・凹部
６０・・・あり溝
６２・・・底面
６４・・・開口
６６ａ・・隅部
６６ｂ・・隅部
６８ａ・・隅部
６８ｂ・・隅部
７０ａ・・斜辺
７０ｂ・・斜辺
７２・・・最狭部の位置
７４・・・開口側端面
８０・・・真空用ゲート弁
８５・・・一方の部材
９０・・・他方の部材
Ｈ１・・あり溝の底面からシール凸部の最頂箇所までの距離
Ｈ２・・あり溝の底面から側面突出部の、あり溝の開口側端面側の基端部までの距離
Ｈ３・・最狭部の位置
Ｗ１・・あり溝用シール材の張出肩部の最広箇所の幅
Ｗ２・・底面部の最広箇所の幅
Ｇ・・・あり溝の開口の最狭箇所の幅
ｔ・・・つぶし代
１００・・・真空用ゲート弁
１０２・・・弁板
１０４・・・アクチュエータ
１０６・・・ゲート開口部
１０８・・・リング
１１０・・・バルブケーシング
１１２・・・シール溝
２００・・・あり溝用シール材
２０２・・・底辺
２０４・・・斜辺
２０６・・・張出部
２０８・・・中央凸部
２１０・・・凹部
２２０・・・あり溝
２２２・・・底面
２２４・・・開口
３００・・・シール材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対面する一対の部材の接合箇所において、いずれか一方の部材の表面に設けられたあり溝に装着され、他方の部材の表面と当接することによって両部材間を封止する閉環状のあり溝用シール材であって、
前記あり溝内に装着される前記あり溝用シール材の断面形状において、
前記あり溝の底面と接触するとともに、前記あり溝の開口の最狭幅よりも若干幅狭に左右の隅角部が位置する底面部と、
前記底面部から連続するとともに、前記底面部の隅角部よりも幅方向に突出し、前記あり溝の内側の斜辺と当接するように設けられた側面突出部と、
前記側面突出部から連続して形成された張出肩部であって、
前記張出肩部の隅角部が、
前記あり溝の開口側端面の位置よりもあり溝底面側に位置するとともに、前記あり溝の最狭部の位置よりもあり溝の開口側に位置する張出肩部と、
前記張出肩部から連続するとともに、前記あり溝の開口よりも上方に突出して設置され、前記他方の部材の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部と、
を備えることを特徴とするあり溝用シール材。
【請求項２】
前記あり溝用シール材の前記張出肩部の最広箇所の幅をＷ１、
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧとしたとき、
前記Ｗ１の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ１＜Ｇ
であることを特徴とする請求項１に記載のあり溝用シール材。
【請求項３】
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記シール凸部の最頂箇所までの距離をＨ１としたとき、
前記Ｈ１の範囲が、１．２０Ｈ＜Ｈ１＜１．６０Ｈ
であることを特徴とする請求項１または２に記載のあり溝用シール材。
【請求項４】
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記側面突出部の、前記あり溝の開口側端面側の基端部までの距離をＨ２としたとき、
前記Ｈ２の範囲が、０．９０Ｈ＜Ｈ２＜０．９５Ｈ
であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項５】
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧ、
前記底面部の最広箇所の幅をＷ２としたとき、
前記Ｗ２の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ２＜Ｇ
であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項６】
前記底面部に凹部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項７】
前記あり溝用シール材が、
前記シール凸部の最頂箇所から前記底面部方向へ垂線を下ろした際、
前記垂線に対して線対称の形状であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載されたあり溝用シール材が、弁体に装着されていることを特徴とする真空用ゲート弁。
【請求項１】
互いに対面する一対の部材の接合箇所において、いずれか一方の部材の表面に設けられたあり溝に装着され、他方の部材の表面と当接することによって両部材間を封止する閉環状のあり溝用シール材であって、
前記あり溝内に装着される前記あり溝用シール材の断面形状において、
前記あり溝の底面と接触するとともに、前記あり溝の開口の最狭幅よりも若干幅狭に左右の隅角部が位置する底面部と、
前記底面部から連続するとともに、前記底面部の隅角部よりも幅方向に突出し、前記あり溝の内側の斜辺と当接するように設けられた側面突出部と、
前記側面突出部から連続して形成された張出肩部であって、
前記張出肩部の隅角部が、
前記あり溝の開口側端面の位置よりもあり溝底面側に位置するとともに、前記あり溝の最狭部の位置よりもあり溝の開口側に位置する張出肩部と、
前記張出肩部から連続するとともに、前記あり溝の開口よりも上方に突出して設置され、前記他方の部材の表面と当接される際には両部材間を封止するシール凸部と、
を備えることを特徴とするあり溝用シール材。
【請求項２】
前記あり溝用シール材の前記張出肩部の最広箇所の幅をＷ１、
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧとしたとき、
前記Ｗ１の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ１＜Ｇ
であることを特徴とする請求項１に記載のあり溝用シール材。
【請求項３】
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記シール凸部の最頂箇所までの距離をＨ１としたとき、
前記Ｈ１の範囲が、１．２０Ｈ＜Ｈ１＜１．６０Ｈ
であることを特徴とする請求項１または２に記載のあり溝用シール材。
【請求項４】
前記あり溝の底面から前記あり溝の開口側端面までの距離をＨ、
前記あり溝の底面から前記側面突出部の、前記あり溝の開口側端面側の基端部までの距離をＨ２としたとき、
前記Ｈ２の範囲が、０．９０Ｈ＜Ｈ２＜０．９５Ｈ
であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項５】
前記あり溝の開口の最狭箇所の幅をＧ、
前記底面部の最広箇所の幅をＷ２としたとき、
前記Ｗ２の範囲が、０．７５Ｇ＜Ｗ２＜Ｇ
であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項６】
前記底面部に凹部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項７】
前記あり溝用シール材が、
前記シール凸部の最頂箇所から前記底面部方向へ垂線を下ろした際、
前記垂線に対して線対称の形状であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のあり溝用シール材。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載されたあり溝用シール材が、弁体に装着されていることを特徴とする真空用ゲート弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２０５３８４（Ｐ２００７−２０５３８４Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２２３５（Ｐ２００６−２２２３５）
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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