真空シール用の接続構造およびこの接続構造を備えた真空装置
【課題】真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、組立性および製造コストが従来例よりも改善できる真空シール用の接続構造を提供する。
【解決手段】真空シール用の接続構造１００Ｂは、真空装置を構成する導電性の部品２０、２１と、部品２０、２１間の気密性を確保できる環状のシール部１２と部品２０、２１間の間隔を固定できる環状のスペーサ部１１と、が一体に設けられた絶縁性のシール部材１０と、を備える。そして、シール部１２とスペーサ部１１との間において、環状の第１溝１３が、シール部材１０の主面に形成されている。更に、第１溝１３に連通する第２溝１４が、スペーサ部１１をスペーサ部１１の幅方向に貫通するよう、上記主面に形成されている。
【解決手段】真空シール用の接続構造１００Ｂは、真空装置を構成する導電性の部品２０、２１と、部品２０、２１間の気密性を確保できる環状のシール部１２と部品２０、２１間の間隔を固定できる環状のスペーサ部１１と、が一体に設けられた絶縁性のシール部材１０と、を備える。そして、シール部１２とスペーサ部１１との間において、環状の第１溝１３が、シール部材１０の主面に形成されている。更に、第１溝１３に連通する第２溝１４が、スペーサ部１１をスペーサ部１１の幅方向に貫通するよう、上記主面に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空シール用の接続構造およびこの接続構造を備えた真空装置に関する。特に、本発明は、真空装置を構成する部品間の気密性を確保できるシール部と、これらの部品間の間隔を固定できるスペーサ部と、が一体に設けられたシール部材の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性材料からなるシールと総称される部品や素材（以下、「シール部材」という）が、流体機械や真空装置の気密性の確保に幅広く使用されている。
【０００３】
このようなシール部材は、流体機械や真空装置の性能維持に重要な役割を果たすので、シール部材に関する様々な改良が従来から提案されている。
【０００４】
例えば、サニタリー配管用の中空円板状のガスケット（シール部材の一種）の両面において、シール部材の環状の凸部（シール部）が記載された従来例がある（特許文献１）。同様に、核融合装置の真空容器の絶縁シール用のＦＲＰガスケットの両面において、シール部材の環状の凸部（シール部）と、シール部材の板状の部分（スペーサ部）と、を一体化した構造を示した従来例がある（特許文献２）。
【０００５】
以上の特許文献１、２では、凸部が当たるフランジ部に凹部が形成されることが示されており、これにより、凸部での適切なシールが行われるとされている。
【０００６】
また、エンジンのシリンダヘッド用のガスケットにおいて、電子線照射による電子線架橋が行われ、ガスケットの硬度を変化できる技術を記載する従来例がある（特許文献３）。
【０００７】
また、２ピース式スリットバルブドアにおいて、シール部材の凸部（シール部）が押圧された場合の、凸部の弾性変形が行われる溝状の逃げ部が記載された従来例がある（特許文献４）。
【０００８】
ところで、蒸着装置やスパッタリング装置などの真空装置では、真空装置を構成する部品（例えば、電極および真空容器のフランジなど）間の真空シール、電気絶縁および間隔固定を同時に行えると便利な場合がある。
【０００９】
そこで、図６に、このような従来の接続構造を例示している。
【００１０】
図６（ａ）の真空装置２００では、絶縁フランジ２０１を用いるタイプの接続構造２００Ａが示されている。
【００１１】
図６（ａ）に示すように、導電性の電極２０２と導電性の真空容器のフランジ２０３との間には環状の絶縁フランジ２０１が挿入されている。これらの電極２０２および絶縁フランジ２０１が共に、ボルト２０４、および、ボルト２０４への通電防止用の絶縁カラー２０５を用いて真空容器のフランジ２０３の端面に締結されている。これにより、電極２０２と真空容器のフランジ２０３との間が、硬質の絶縁フランジ２０１によって好適な間隔を保って固定され、かつ、両者間の絶縁が行われる。
【００１２】
また、電極２０２の表面および真空容器のフランジ２０３の端面のそれぞれには、環状の溝加工が施されている。そして、Ｏリング２０６をこれらの環状溝に配することによって、接続構造２００Ａの真空シールが行われる。
【００１３】
一方、図６（ｂ）の真空装置３００では、絶縁スペーサ３０１と甲丸リング３０６とを組み合わせたタイプの接続構造３００Ａが示されている。
【００１４】
図６（ｂ）に示すように、導電性の電極３０２と導電性の真空容器のフランジ３０３との間には環状の絶縁スペーサ３０１が挿入されている。これらの電極３０２および絶縁スペーサ３０１が共に、ボルト３０４、および、ボルト３０４への通電防止用の絶縁カラー３０５を用いて真空容器のフランジ３０３の端面に締結されている。これにより、電極３０２と真空容器のフランジ３０３との間が、硬質の絶縁スペーサ３０１によって好適な間隔を保って固定され、かつ、両者間の絶縁が行われる。
【００１５】
また、真空容器のフランジ３０３の端面には、環状の溝加工が施されている。そして、甲丸リング３０６をこの環状溝に配することによって、接続構造３００Ａの真空シールが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平５−９９３４３号公報
【特許文献２】実開昭６１−３８５９２号公報
【特許文献３】特開２００３−２８３０６号公報
【特許文献４】特表２００１−５１２８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、従来例の接続構造２００Ａでは、Ｏリング２０６用の２つの環状溝加工、および、絶縁フランジ２０１の配設が必要となるので、接続構造２００Ａの組立性やコスト面において不都合があると考えられる。
【００１８】
また、従来例の接続構造３００Ａでも、甲丸リング３０６用の環状溝加工、および、絶縁スペーサ３０１の配設が必要となるので、接続構造３００Ａの組立性やコスト面において不都合があると考えられる。
【００１９】
そこで、部品間の気密性を確保できるシール部（例えば、図６（ａ）ではＯリング２０６、および、図６（ｂ）では甲丸リング３０６が相当）と、これらの部品間の間隔を固定できるスペーサ部（例えば、図６（ａ）では絶縁フランジ２０１、および、図６（ｂ）では絶縁カラー３０１が相当）と、を一体に構成できると、部品点数の削減によって従来例の接続構造２００Ａ、３００Ａに比較して接続構造の組立性やコスト面において有利となる可能性が高いので好都合である。
【００２０】
一方、上述のとおり、ガスケットのシール部およびスペーサ部が一体化された構造は、特許文献２においてすでに開示されている。しかし、この特許文献２に記載の接続構造では、ガスケットのシール部（環状の凸部）を嵌める溝（凹部）が、フランジに加工されているので、コスト面において未だ改善の余地がある。
【００２１】
また、仮にこのような凹部を加工しなくても、シールを行うことができるが、この場合、シール部以外の板状の部分が適切にフランジに当接できずに、両者間の隙間が生じて締結される。すると、ボルトの締め付け具合によってフランジの取り付け角度や取り付け位置が変わるという接続構造の組立性の問題が生じる。
【００２２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、組立性および製造コストが従来例よりも改善できる真空シール用の接続構造を提供することを目的とする。また、本発明は、このような接続構造を備えた真空装置を提供することも目的とする
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、本発明は、真空装置を構成する導電性の部品と、
前記部品間の気密性を確保できる環状のシール部と、前記部品間の間隔を固定できる環状のスペーサ部と、が一体に設けられた絶縁性のシール部材と、を備え、
前記シール部と前記スペーサ部との間において、環状の第１溝が、前記シール部材の主面に形成され、かつ、前記第１溝に連通する第２溝が、前記スペーサ部を前記スペーサ部の幅方向に貫通するよう、前記主面に形成されている真空シール用の接続構造を提供する。
【００２４】
以上の構成により、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、接続構造の組立性および製造コストが従来例よりも改善できる。
【００２５】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記シール部の潰し代部が、前記スペーサ部の主面を基準にして、前記シール部の厚み方向に突出してもよく、前記部品によって前記潰し代部が、その厚み方向に押圧された場合に、前記潰し代部の幅方向の弾性変形を前記第１溝において行ってもよい。
【００２６】
これにより、第１溝は、シール潰し代部を潰す際の逃げ部として機能できる。このため、本発明の真空シール用の接続構造では、スペーサ部の主面に上記部品を適切に当接でき（部品がスペーサ部の主面から浮き上がることを防止でき）、スペーサ部の主面と部品との間に隙間が生じ難い。よって、固定手段の締め付け具合によって部品の取り付け角度や取り付け位置が変わるという接続構造の組立性の問題が生じ難い。
【００２７】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記潰し代部の幅方向の弾性変形によって前記第１溝内から押し出される空気を、前記第２溝を用いて抜いてもよい。
【００２８】
これにより、シール潰し代部の弾性変形が第１溝において行われても、第１溝内から押し出される空気を、第２溝を通して外部（大気空間）にスムーズに抜くことができ、第１溝内の空気圧縮を防止できる。このように、第２溝は、第１溝の内圧上昇を抑制する圧抜き溝として機能できる。
【００２９】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記第２溝を前記スペーサ部の中心を通る中心線上において対をなして形成してもよく、前記第２溝の対の一方を用いて、前記第１溝内にリークチェックガスを送り、前記第２溝の対の他方を用いて、前記第１溝内のリークチェックガスを放出するように構成してもよい。
【００３０】
これにより、リークチェックガスを第１溝内のほぼ全域に亘ってスムーズに流せるので都合がよい。そして、シール部にリーク部位（例えば、糸くずの挟み込みなどによるリーク部位）が存在すると、リークチェックガスは、リーク部位を介して第１溝内から接続構造内の減圧空間に漏れる。このため、リークガスデテクターを接続構造の適所に配置することにより、シール部のリークチェックを簡易かつ適切に行うことができる。
【００３１】
以上のとおり、本発明の真空シール用の接続構造では、第２溝を用いて、第１溝の内圧上昇の抑制とともに、シール部のリークをチェックできるので、シール部のリーク問題に適切に対応できる。
【００３２】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記スペーサ部の硬度が、前記シール部の硬度よりも高くてもよい。
【００３３】
これにより、上記部品とシール部材との間の締結時のスペーサ部の弾性変形が適切に抑制され、その結果、真空装置を構成する部品間の精密な位置決めを行えるよう、当該部品間を好適な間隔に保つことができる。
【００３４】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記シール部から前記シール部の内側に突出する突起を更に備えてもよい。
【００３５】
これにより、接続構造の部品間の沿面距離は、以上の突起の存在により、突起を有しない接続構造のそれよりも長めになる。このため、本発明の真空シール用の接続構造では、突起を有しない接続構造に比べて、部品間の絶縁破壊の抑制の点で有利であると考えられる。
【００３６】
また、本発明は、以上のいずれかに記載の接続構造が組み込まれており、
前記接続構造の前記シール部材が、前記部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定に用いられている真空装置も提供する。
【００３７】
これにより、以上の接続構造を用いて、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、接続構造の組立性および製造コストが従来例よりも改善できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、組立性および製造コストが従来例よりも改善できる真空シール用の接続構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による真空装置を構成する部品間の接続構造の一構成例を示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【図３】図２のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【図４】本発明の第２実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【図５】図４のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【図６】真空装置を構成する部品間の従来の接続構造の一例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の第１実施形態および第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による真空装置を構成する部品間の接続構造の一構成例を示した断面図である。
【００４１】
このような真空装置１００の具体例として、例えば、真空容器内においてスパッタリングや蒸着などが行われる真空成膜装置を例示できるが、本実施形態の接続構造１００Ａ以外の真空成膜装置の構成は公知である。よって、このような公知の構成説明は、ここでは省略する。
【００４２】
本実施形態の接続構造１００Ａでは、図１に示すように、導電性の電極１０２と導電性の真空容器のフランジ１０３との間に、板状かつ円環状のシール部材１０（詳細は後述）が挿入されている。
【００４３】
この電極１０２が、シール部材１０のスペーサ部１１において、ボルト１０４、および、ボルト１０４への通電防止用の絶縁カラー１０５を用いて真空容器のフランジ１０３の端面に締結されている。これにより、電極１０２と真空容器のフランジ１０３との間が、硬質のスペーサ部１１によって好適な間隔を保って固定され、かつ、両者間の絶縁が行われる。
【００４４】
また、電極１０２および真空容器のフランジ１０３の間の真空シールは、シール部材１０の軟質のシール部１２によってなされている。
【００４５】
なお、以上のシール部１２やスペーサ部１１の硬度の調整は、例えば、上述の電子線架橋技術（特許文献３参照）を用いてシール部材１０の適所が適宜の剛性となるよう、設定するとよい。よって、シール部１２およびスペーサ部１１の硬度調整の詳細は、ここでは省略する。
【００４６】
次に、本発明の第１実施形態の特徴部であるシール部材１０の構成について、図面を参照しながら詳しく述べる。
【００４７】
図２は、本発明の第１実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【００４８】
図２（ａ）には、板状かつ円環状のシール部材１０の平面図が図示されている。
【００４９】
図２（ｂ）には、シール部材１０のＩＩｂ−ＩＩｂの部分の断面図が図示されている。
【００５０】
図２（ｃ）には、シール部材１０のＩＩｃ−ＩＩｃの部分の断面図が図示されている。
【００５１】
上述のシール部材１０は、絶縁性の弾性材料（例えば、合成ゴムや合成樹脂）からなる。そして、このシール部材１０では、図２に示すように、真空装置１００を構成する導電性の部品間の気密性を確保できる円環状の軟質のシール部１２と、このような部品間の間隔を固定できる円環状の硬質のスペーサ部１１と、が一体に設けられている。
【００５２】
図２（ａ）に示すように、シール部材１０の外周側の円周部分が、スペーサ部１１によって構成され、シール部材１０の内周側の円周部分が、シール部１２によって構成されている。そして、このようなシール部材１０の表面および裏面（以下、「主面」という）には、シール部１２およびスペーサ部１１の間を、シール部１２およびスペーサ部１１に沿って周方向に延びる円環溝１３（第１溝）が形成されている。
【００５３】
また、シール部材１０の主面には、スペーサ部１１の幅方向において、スペーサ部１１の動径方向に直線状に延びる直線溝１４（第２溝）が、スペーサ部１１を貫通するよう、シール部材１０の主面に形成されている。つまり、直線溝１４の長さは、スペーサ部１１の幅寸法Ｗとほぼ等しい。そして、これらの直線溝１４と円環溝１３と、が互いに直交するように連通している。図２（ｂ）に示すように、直線溝１４の深さは、円環溝１３の深さとほぼ同一となっている。
【００５４】
以上のシール部材１０では、図２（ａ）に示すように、直線溝１４は、スペーサ部１１の中心Ｓを通る仮想の中心線５０上において対をなしている。また、直線溝１４は、図２（ｂ）に示すように、スペーサ部１１の厚み方向においても対をなしている。
【００５５】
以上により、シール部材１０には、合計４個の直線溝１４が設けられている。
【００５６】
また、図２（ｃ）に示すように、スペーサ部１１の厚みＴが、真空装置を構成する部品間の好適な間隔となるように設定されており、シール部１２の厚みが、スペーサ部１１の厚みＴよりも厚くなっている。
【００５７】
詳しくは、シール部１２のシール潰し代部Ｐが、スペーサ部１１の主面を基準にして、シール部１２の厚み方向に突出している。
【００５８】
更に、図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、スペーサ部１１の周方向に適宜の間隔を隔てて配された複数（ここでは、６個）の貫通孔１５が、スペーサ部１１の厚み方向にスペーサ部１１を貫通しており、これにより、貫通孔１５にボルトなどの固定手段（図示せず）を通すことができる。
【００５９】
以上のシール部材１０を用いて、図３に例示する如く、真空装置の真空シール用の接続構造１００Ｂを構成すると、接続構造１００Ｂは、以下の様々な効果を奏する。
【００６０】
図３は、図２のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【００６１】
但し、図３では、図示を簡略化する趣旨から、真空装置１００を構成する部品の一例として、導電性の一対のフランジ２０、２１を例示しており、これらのフランジ２０、２１の固定に用いるボルトなどの固定手段の図示を省略している。
【００６２】
図３（ａ）には、図２のシール部材１０のＩＩｂ−ＩＩｂの部分が、ボルトなどの固定手段を用いてフランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００６３】
図３（ｂ）には、図２のシール部材１０のＩＩｂ−ＩＩｂの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後（つまり、挟持された後）の状態が図示されている。
【００６４】
図３（ｃ）には、図２のシール部材１０のＩＩｃ−ＩＩｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００６５】
図３（ｄ）には、図２のシール部材１０のＩＩｃ−ＩＩｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後の状態が図示されている。
【００６６】
まず、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、スペーサ部１１と、シール部１２とを一体に構成しているので、部品点数の削減や溝加工費の削減によって従来例の接続構造２００Ａ、３００Ａに比較して組立性やコスト面において有利になる。
【００６７】
また、貫通孔１５および一対のフランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａの貫通孔に、ボルトなどの固定手段を通すと、図３（ｄ）に示すように、このような固定手段の締結力（例えば、ボルトとナットによる締結力）を用いて、シール部材１０のシール部１２を、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａによって押圧できる。すると、シール部１２に比べて硬質の（つまり、シール部１２よりも硬度が高い）スペーサ部１１の両側の主面のそれぞれに、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａのそれぞれの端面が当接する。
【００６８】
これにより、フランジ２０、２１とシール部材１０との間の締結時のスペーサ部１１の弾性変形が適切に抑制され、その結果、フランジ２０、２１間の精密な位置決めを行えるよう、フランジ２０、２１間を好適な間隔に保つことができる。
【００６９】
また、固定手段の締結力を用いて、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａによって、シール潰し代部Ｐがその厚み方向に押圧された場合、図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すように、スペーサ部１１に比べて軟質の（つまり、スペーサ部１１よりも硬度が低い）シール潰し代部Ｐを適切に潰すことができる。すると、フランジ２０とシール部材１０との間の真空シール、および、フランジ２１とシール部材１０との間の真空シールが適切に行われ、ひいては、フランジ２０、２１間の気密性を確保できる。
【００７０】
また、本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｂでは、シール部１２とスペーサ部１１と、が、一体に構成されているので、フランジ２０、２１とシール部材１０との間の締結において、シール部１２は、スペーサ部１１を介して固定手段に固定されている。よって、この場合、フランジ２０、２１にシール部１２を嵌める溝を設けなくても、シール部１２の移動が起こらず、シール部材１０のシール性能の低下を招かない。
【００７１】
また、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、上述のとおり、シール部１２とスペーサ部１１との間に円環溝１３が形成されている。よって、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａの押圧に基づいた、シール潰し代部Ｐのその幅方向の弾性変形が、図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すように、円環溝１３において適切に行われる。
【００７２】
つまり、シール潰し代部Ｐの体積は、シール潰し代部Ｐの弾性変形の前後でほぼ一定となるので、円環溝１３は、シール潰し代部Ｐを潰す際の逃げ部として機能する。このため、本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｂでは、図３（ｄ）に示すように、スペーサ部１１の主面にフランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａを適切に当接でき（鍔部２０Ａ、２１Ａがスペーサ部１１の主面から浮き上がることを防止でき）、スペーサ部１１の主面と鍔部２０Ａ、２１Ａとの間に隙間が生じ難い。よって、固定手段の締め付け具合によってフランジ２０、２１の取り付け角度や取り付け位置が変わるという接続構造の組立性の問題が生じ難い。
【００７３】
また、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、上述のとおり、円環溝１３に連通する直線溝１４が、スペーサ部１１をスペーサ部１１の幅方向に貫通している。このため、シール潰し代部Ｐがその厚み方向に押圧された場合でも、図３（ｂ）に示すように、円環溝１３内は密閉されずに、円環溝１３内とその外部（大気空間）と、が、直線溝１４を介して互いに連通している。よって、シール潰し代部Ｐの弾性変形が円環溝１３において行われても、円環溝１３内から押し出される空気を、直線溝１４を通して外部（大気空間）にスムーズに抜くことができ、円環溝１３内の空気圧縮を防止できる。このように、直線溝１４は、円環溝１３の内圧上昇を抑制する圧抜き溝として機能する。
【００７４】
また、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、上述の直線溝１４を用いて、シール部１２のリークをチェックできる。
【００７５】
例えば、中心線５０（図２（ａ）参照）上における直線溝１４の対の一方からリークチェックガス（例えば、ヘリウムガス）を円環溝１３の内部に送り、直線溝１４の対の他方からリークチェックガスを放出させると、リークチェックガスを円環溝１３内のほぼ全域に亘ってスムーズに流せるので都合がよい。
【００７６】
そして、シール部１２にリーク部位が存在すると、リークチェックガスは、リーク部位を介して円環溝１３内から接続構造１００Ｂ内の減圧空間１６に漏れる。このため、リークガスデテクター（例えば、ヘリウムガスデテクター；図示せず）を接続構造１００Ｂの適所に配置することにより、シール部１２のリークチェックを簡易かつ適切に行うことができる。
【００７７】
以上のとおり、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、直線溝１４を用いて、円環溝１３の内圧上昇の抑制とともに、シール部１２のリークをチェックできるので、シール部１２のリーク問題に適切に対応できる。
【００７８】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【００７９】
図４（ａ）には、板状かつ円環状のシール部材３０の平面図が図示されている。
【００８０】
図４（ｂ）には、シール部材３０のＩＶｂ−ＩＶｂの部分の断面図が図示されている。
【００８１】
図４（ｃ）には、シール部材３０のＩＶｃ−ＩＶｃの部分の断面図が図示されている。
【００８２】
また、図５は、図４のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【００８３】
図５（ａ）には、図４のシール部材３０のＩＶｂ−ＩＶｂの部分が、ボルトなどの固定手段を用いてフランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００８４】
図５（ｂ）には、図４のシール部材３０のＩＶｂ−ＩＶｂの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後（つまり、挟持された後）の状態が図示されている。
【００８５】
図５（ｃ）には、図４のシール部材３０のＩＶｃ−ＩＶｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００８６】
図５（ｄ）には、図４のシール部材３０のＩＶｃ−ＩＶｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後の状態が図示されている。
【００８７】
但し、図５では、図示を簡略化する趣旨から、真空装置１００を構成する部品の一例として、導電性の一対のフランジ２０、２１を例示しており、これらのフランジ２０、２１の固定に用いるボルトなどの固定手段の図示を省略している。また、図４および図５のシール部材３０については、シール部１２から突出する突起３１が形成されている以外は、図２（第１実施形態）のシール部材１０の構成と同じである。よって、図面中の図示および以下の説明では、両者に共通する構成要素には、同一の符号で表し、第１実施形態で述べたシール部材１０の内容と重複する記載について省略する場合がある。
【００８８】
本実施形態の接続構造１００Ｃに用いるシール部材３０では、図４に示すように、突起３１が、シール部１２の厚み方向の略中央から鍔状に、シール部１２の内側に向かって突出するように形成されている。この突起３１は、シール部１２と一体に形成されている。
【００８９】
本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｃでは、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａの押圧に基づいたシール潰し代部Ｐのその幅方向の弾性変形が、図５（ｂ）および図５（ｄ）に示すように、円環溝１３、および、突起３１の上方および下方において適切に行われる。
【００９０】
ところで、真空中の電極間の放電では、絶縁物の表面に沿って起こる絶縁破壊（沿面放電）が、装置の高電圧特性を決定する場合が多いと考えられている。また、電極間距離（沿面距離）を長くすれば、絶縁破壊電圧を上げることができるという報告がある（例えば、R.Hawley: Vacuum, 18 (1968) 383 参照）。
【００９１】
そこで、図５（ｂ）および図５（ｄ）の接続構造１００Ｃと、図３（ｂ）および図３（ｄ）の接続構造１００Ｂとの比較から容易に理解できるとおり、接続構造１００Ｃのフランジ２０、２１間（正確には鍔部２０Ａ、２１Ａ間）の沿面距離は、以上の突起３１の存在により、接続構造１００Ｂのそれよりも長めになる。
【００９２】
よって、本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｃでは、第１実施形態の接続構造１００Ｂに比べて、フランジ２０、２１間の絶縁破壊の抑制の点で有利であると考えられる。
【００９３】
なお、第１実施形態で述べた接続構造１００Ｂによる様々な効果は、本実施形態の接続構造１００Ｃでも奏することができる。但し、各効果の詳細な説明は、ここでは省略する。
【００９４】
（第１変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、接続構造１００Ｂ、１００Ｃ内を減圧状態とし、接続構造１００Ｂ、１００Ｃの外部を大気状態とする例を述べたが、このような状態が逆であってもよい。つまり、接続構造内を大気状態とし、接続構造の外部を減圧状態としてもよい。
【００９５】
但し、この場合、シール部材の外周側の円周部分をシール部によって構成し、シール部材の内周側の円周部分をスペーサ部によって構成する方が好ましい。
【００９６】
これにより、第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃと同様に、スペーサ部１１の主面に形成された直線溝が、シール部のリークチェック用の溝として機能するので都合がよい。
【００９７】
（第２変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、スペーサ部１１の硬度が、シール部１２の硬度よりも高い例を述べたが、必ずしもこれに限らず、スペーサ部１１の硬度が、シール部１２の硬度を同じであってもよい。この場合、真空装置を構成する部品間の間隔固定は、必要な固定位置精度に基づいて、スペーサ部の形状の見直し（例えば、スペーサ部１１の幅寸法Ｗの見直し）や固定手段の締結力の制御などによって行うとよい。
【００９８】
（第３変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、電子線架橋技術を用いて、同一の弾性材料からなるスペーサ部１１とシール部１２とを、互いの硬度が異なるようにして一体に設ける例を述べたが、これに限らない。
【００９９】
例えば、硬質の弾性材料からなるスペーサ部と軟質の弾性材料からなるシール部とをそれぞれ、別個に準備して、これらの部材を適宜の接合手段（例えば、接着剤）によって接合すると、両者を一体に構成できる。また、軟質の弾性材料からなるシール潰し代部を２個、別個に準備して、このシール潰し代部をシール部に、適宜の接合手段（例えば、接着剤）を用いて貼り付けると、スペーサ部とシール部とを一体に構成できる。
【０１００】
以上の構成により、電子線架橋技術によるシール部材の硬度調整の必要性が無くなり、接続構造のシール部材の簡易な製造において有益な場合がある。
【０１０１】
（第４変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、板状かつ円環状のシール部材１０（シール部１２およびスペーサ部１１も円環状）を例示したが、これに限らない。
【０１０２】
以上のシール部材（シール部およびスペーサ部も同じ）は、円環状の他、例えば、矩形の環状（額縁状）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明によれば、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、組立性および製造コストが従来例よりも改善できる真空シール用の接続構造が得られる。よって、本発明は、絶縁状態で部品間の真空シールが行われる真空装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、３０ シール部材
１１ スペーサ部
１２ シール部
１３ 円環溝
１４ 直線溝
１５ 貫通孔
１６ 減圧空間
２０、２１ フランジ
２０Ａ、２１Ａ フランジの鍔部
３１ 突起
５０ 中心線
１００ 真空装置
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 接続構造
Ｐ シール潰し代部
Ｓ 中心
Ｔ スペーサの厚み
Ｗ スペーサの幅寸法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空シール用の接続構造およびこの接続構造を備えた真空装置に関する。特に、本発明は、真空装置を構成する部品間の気密性を確保できるシール部と、これらの部品間の間隔を固定できるスペーサ部と、が一体に設けられたシール部材の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性材料からなるシールと総称される部品や素材（以下、「シール部材」という）が、流体機械や真空装置の気密性の確保に幅広く使用されている。
【０００３】
このようなシール部材は、流体機械や真空装置の性能維持に重要な役割を果たすので、シール部材に関する様々な改良が従来から提案されている。
【０００４】
例えば、サニタリー配管用の中空円板状のガスケット（シール部材の一種）の両面において、シール部材の環状の凸部（シール部）が記載された従来例がある（特許文献１）。同様に、核融合装置の真空容器の絶縁シール用のＦＲＰガスケットの両面において、シール部材の環状の凸部（シール部）と、シール部材の板状の部分（スペーサ部）と、を一体化した構造を示した従来例がある（特許文献２）。
【０００５】
以上の特許文献１、２では、凸部が当たるフランジ部に凹部が形成されることが示されており、これにより、凸部での適切なシールが行われるとされている。
【０００６】
また、エンジンのシリンダヘッド用のガスケットにおいて、電子線照射による電子線架橋が行われ、ガスケットの硬度を変化できる技術を記載する従来例がある（特許文献３）。
【０００７】
また、２ピース式スリットバルブドアにおいて、シール部材の凸部（シール部）が押圧された場合の、凸部の弾性変形が行われる溝状の逃げ部が記載された従来例がある（特許文献４）。
【０００８】
ところで、蒸着装置やスパッタリング装置などの真空装置では、真空装置を構成する部品（例えば、電極および真空容器のフランジなど）間の真空シール、電気絶縁および間隔固定を同時に行えると便利な場合がある。
【０００９】
そこで、図６に、このような従来の接続構造を例示している。
【００１０】
図６（ａ）の真空装置２００では、絶縁フランジ２０１を用いるタイプの接続構造２００Ａが示されている。
【００１１】
図６（ａ）に示すように、導電性の電極２０２と導電性の真空容器のフランジ２０３との間には環状の絶縁フランジ２０１が挿入されている。これらの電極２０２および絶縁フランジ２０１が共に、ボルト２０４、および、ボルト２０４への通電防止用の絶縁カラー２０５を用いて真空容器のフランジ２０３の端面に締結されている。これにより、電極２０２と真空容器のフランジ２０３との間が、硬質の絶縁フランジ２０１によって好適な間隔を保って固定され、かつ、両者間の絶縁が行われる。
【００１２】
また、電極２０２の表面および真空容器のフランジ２０３の端面のそれぞれには、環状の溝加工が施されている。そして、Ｏリング２０６をこれらの環状溝に配することによって、接続構造２００Ａの真空シールが行われる。
【００１３】
一方、図６（ｂ）の真空装置３００では、絶縁スペーサ３０１と甲丸リング３０６とを組み合わせたタイプの接続構造３００Ａが示されている。
【００１４】
図６（ｂ）に示すように、導電性の電極３０２と導電性の真空容器のフランジ３０３との間には環状の絶縁スペーサ３０１が挿入されている。これらの電極３０２および絶縁スペーサ３０１が共に、ボルト３０４、および、ボルト３０４への通電防止用の絶縁カラー３０５を用いて真空容器のフランジ３０３の端面に締結されている。これにより、電極３０２と真空容器のフランジ３０３との間が、硬質の絶縁スペーサ３０１によって好適な間隔を保って固定され、かつ、両者間の絶縁が行われる。
【００１５】
また、真空容器のフランジ３０３の端面には、環状の溝加工が施されている。そして、甲丸リング３０６をこの環状溝に配することによって、接続構造３００Ａの真空シールが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平５−９９３４３号公報
【特許文献２】実開昭６１−３８５９２号公報
【特許文献３】特開２００３−２８３０６号公報
【特許文献４】特表２００１−５１２８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、従来例の接続構造２００Ａでは、Ｏリング２０６用の２つの環状溝加工、および、絶縁フランジ２０１の配設が必要となるので、接続構造２００Ａの組立性やコスト面において不都合があると考えられる。
【００１８】
また、従来例の接続構造３００Ａでも、甲丸リング３０６用の環状溝加工、および、絶縁スペーサ３０１の配設が必要となるので、接続構造３００Ａの組立性やコスト面において不都合があると考えられる。
【００１９】
そこで、部品間の気密性を確保できるシール部（例えば、図６（ａ）ではＯリング２０６、および、図６（ｂ）では甲丸リング３０６が相当）と、これらの部品間の間隔を固定できるスペーサ部（例えば、図６（ａ）では絶縁フランジ２０１、および、図６（ｂ）では絶縁カラー３０１が相当）と、を一体に構成できると、部品点数の削減によって従来例の接続構造２００Ａ、３００Ａに比較して接続構造の組立性やコスト面において有利となる可能性が高いので好都合である。
【００２０】
一方、上述のとおり、ガスケットのシール部およびスペーサ部が一体化された構造は、特許文献２においてすでに開示されている。しかし、この特許文献２に記載の接続構造では、ガスケットのシール部（環状の凸部）を嵌める溝（凹部）が、フランジに加工されているので、コスト面において未だ改善の余地がある。
【００２１】
また、仮にこのような凹部を加工しなくても、シールを行うことができるが、この場合、シール部以外の板状の部分が適切にフランジに当接できずに、両者間の隙間が生じて締結される。すると、ボルトの締め付け具合によってフランジの取り付け角度や取り付け位置が変わるという接続構造の組立性の問題が生じる。
【００２２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、組立性および製造コストが従来例よりも改善できる真空シール用の接続構造を提供することを目的とする。また、本発明は、このような接続構造を備えた真空装置を提供することも目的とする
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、本発明は、真空装置を構成する導電性の部品と、
前記部品間の気密性を確保できる環状のシール部と、前記部品間の間隔を固定できる環状のスペーサ部と、が一体に設けられた絶縁性のシール部材と、を備え、
前記シール部と前記スペーサ部との間において、環状の第１溝が、前記シール部材の主面に形成され、かつ、前記第１溝に連通する第２溝が、前記スペーサ部を前記スペーサ部の幅方向に貫通するよう、前記主面に形成されている真空シール用の接続構造を提供する。
【００２４】
以上の構成により、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、接続構造の組立性および製造コストが従来例よりも改善できる。
【００２５】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記シール部の潰し代部が、前記スペーサ部の主面を基準にして、前記シール部の厚み方向に突出してもよく、前記部品によって前記潰し代部が、その厚み方向に押圧された場合に、前記潰し代部の幅方向の弾性変形を前記第１溝において行ってもよい。
【００２６】
これにより、第１溝は、シール潰し代部を潰す際の逃げ部として機能できる。このため、本発明の真空シール用の接続構造では、スペーサ部の主面に上記部品を適切に当接でき（部品がスペーサ部の主面から浮き上がることを防止でき）、スペーサ部の主面と部品との間に隙間が生じ難い。よって、固定手段の締め付け具合によって部品の取り付け角度や取り付け位置が変わるという接続構造の組立性の問題が生じ難い。
【００２７】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記潰し代部の幅方向の弾性変形によって前記第１溝内から押し出される空気を、前記第２溝を用いて抜いてもよい。
【００２８】
これにより、シール潰し代部の弾性変形が第１溝において行われても、第１溝内から押し出される空気を、第２溝を通して外部（大気空間）にスムーズに抜くことができ、第１溝内の空気圧縮を防止できる。このように、第２溝は、第１溝の内圧上昇を抑制する圧抜き溝として機能できる。
【００２９】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記第２溝を前記スペーサ部の中心を通る中心線上において対をなして形成してもよく、前記第２溝の対の一方を用いて、前記第１溝内にリークチェックガスを送り、前記第２溝の対の他方を用いて、前記第１溝内のリークチェックガスを放出するように構成してもよい。
【００３０】
これにより、リークチェックガスを第１溝内のほぼ全域に亘ってスムーズに流せるので都合がよい。そして、シール部にリーク部位（例えば、糸くずの挟み込みなどによるリーク部位）が存在すると、リークチェックガスは、リーク部位を介して第１溝内から接続構造内の減圧空間に漏れる。このため、リークガスデテクターを接続構造の適所に配置することにより、シール部のリークチェックを簡易かつ適切に行うことができる。
【００３１】
以上のとおり、本発明の真空シール用の接続構造では、第２溝を用いて、第１溝の内圧上昇の抑制とともに、シール部のリークをチェックできるので、シール部のリーク問題に適切に対応できる。
【００３２】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記スペーサ部の硬度が、前記シール部の硬度よりも高くてもよい。
【００３３】
これにより、上記部品とシール部材との間の締結時のスペーサ部の弾性変形が適切に抑制され、その結果、真空装置を構成する部品間の精密な位置決めを行えるよう、当該部品間を好適な間隔に保つことができる。
【００３４】
また、本発明の真空シール用の接続構造では、前記シール部から前記シール部の内側に突出する突起を更に備えてもよい。
【００３５】
これにより、接続構造の部品間の沿面距離は、以上の突起の存在により、突起を有しない接続構造のそれよりも長めになる。このため、本発明の真空シール用の接続構造では、突起を有しない接続構造に比べて、部品間の絶縁破壊の抑制の点で有利であると考えられる。
【００３６】
また、本発明は、以上のいずれかに記載の接続構造が組み込まれており、
前記接続構造の前記シール部材が、前記部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定に用いられている真空装置も提供する。
【００３７】
これにより、以上の接続構造を用いて、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、接続構造の組立性および製造コストが従来例よりも改善できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、組立性および製造コストが従来例よりも改善できる真空シール用の接続構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による真空装置を構成する部品間の接続構造の一構成例を示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【図３】図２のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【図４】本発明の第２実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【図５】図４のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【図６】真空装置を構成する部品間の従来の接続構造の一例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の第１実施形態および第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による真空装置を構成する部品間の接続構造の一構成例を示した断面図である。
【００４１】
このような真空装置１００の具体例として、例えば、真空容器内においてスパッタリングや蒸着などが行われる真空成膜装置を例示できるが、本実施形態の接続構造１００Ａ以外の真空成膜装置の構成は公知である。よって、このような公知の構成説明は、ここでは省略する。
【００４２】
本実施形態の接続構造１００Ａでは、図１に示すように、導電性の電極１０２と導電性の真空容器のフランジ１０３との間に、板状かつ円環状のシール部材１０（詳細は後述）が挿入されている。
【００４３】
この電極１０２が、シール部材１０のスペーサ部１１において、ボルト１０４、および、ボルト１０４への通電防止用の絶縁カラー１０５を用いて真空容器のフランジ１０３の端面に締結されている。これにより、電極１０２と真空容器のフランジ１０３との間が、硬質のスペーサ部１１によって好適な間隔を保って固定され、かつ、両者間の絶縁が行われる。
【００４４】
また、電極１０２および真空容器のフランジ１０３の間の真空シールは、シール部材１０の軟質のシール部１２によってなされている。
【００４５】
なお、以上のシール部１２やスペーサ部１１の硬度の調整は、例えば、上述の電子線架橋技術（特許文献３参照）を用いてシール部材１０の適所が適宜の剛性となるよう、設定するとよい。よって、シール部１２およびスペーサ部１１の硬度調整の詳細は、ここでは省略する。
【００４６】
次に、本発明の第１実施形態の特徴部であるシール部材１０の構成について、図面を参照しながら詳しく述べる。
【００４７】
図２は、本発明の第１実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【００４８】
図２（ａ）には、板状かつ円環状のシール部材１０の平面図が図示されている。
【００４９】
図２（ｂ）には、シール部材１０のＩＩｂ−ＩＩｂの部分の断面図が図示されている。
【００５０】
図２（ｃ）には、シール部材１０のＩＩｃ−ＩＩｃの部分の断面図が図示されている。
【００５１】
上述のシール部材１０は、絶縁性の弾性材料（例えば、合成ゴムや合成樹脂）からなる。そして、このシール部材１０では、図２に示すように、真空装置１００を構成する導電性の部品間の気密性を確保できる円環状の軟質のシール部１２と、このような部品間の間隔を固定できる円環状の硬質のスペーサ部１１と、が一体に設けられている。
【００５２】
図２（ａ）に示すように、シール部材１０の外周側の円周部分が、スペーサ部１１によって構成され、シール部材１０の内周側の円周部分が、シール部１２によって構成されている。そして、このようなシール部材１０の表面および裏面（以下、「主面」という）には、シール部１２およびスペーサ部１１の間を、シール部１２およびスペーサ部１１に沿って周方向に延びる円環溝１３（第１溝）が形成されている。
【００５３】
また、シール部材１０の主面には、スペーサ部１１の幅方向において、スペーサ部１１の動径方向に直線状に延びる直線溝１４（第２溝）が、スペーサ部１１を貫通するよう、シール部材１０の主面に形成されている。つまり、直線溝１４の長さは、スペーサ部１１の幅寸法Ｗとほぼ等しい。そして、これらの直線溝１４と円環溝１３と、が互いに直交するように連通している。図２（ｂ）に示すように、直線溝１４の深さは、円環溝１３の深さとほぼ同一となっている。
【００５４】
以上のシール部材１０では、図２（ａ）に示すように、直線溝１４は、スペーサ部１１の中心Ｓを通る仮想の中心線５０上において対をなしている。また、直線溝１４は、図２（ｂ）に示すように、スペーサ部１１の厚み方向においても対をなしている。
【００５５】
以上により、シール部材１０には、合計４個の直線溝１４が設けられている。
【００５６】
また、図２（ｃ）に示すように、スペーサ部１１の厚みＴが、真空装置を構成する部品間の好適な間隔となるように設定されており、シール部１２の厚みが、スペーサ部１１の厚みＴよりも厚くなっている。
【００５７】
詳しくは、シール部１２のシール潰し代部Ｐが、スペーサ部１１の主面を基準にして、シール部１２の厚み方向に突出している。
【００５８】
更に、図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、スペーサ部１１の周方向に適宜の間隔を隔てて配された複数（ここでは、６個）の貫通孔１５が、スペーサ部１１の厚み方向にスペーサ部１１を貫通しており、これにより、貫通孔１５にボルトなどの固定手段（図示せず）を通すことができる。
【００５９】
以上のシール部材１０を用いて、図３に例示する如く、真空装置の真空シール用の接続構造１００Ｂを構成すると、接続構造１００Ｂは、以下の様々な効果を奏する。
【００６０】
図３は、図２のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【００６１】
但し、図３では、図示を簡略化する趣旨から、真空装置１００を構成する部品の一例として、導電性の一対のフランジ２０、２１を例示しており、これらのフランジ２０、２１の固定に用いるボルトなどの固定手段の図示を省略している。
【００６２】
図３（ａ）には、図２のシール部材１０のＩＩｂ−ＩＩｂの部分が、ボルトなどの固定手段を用いてフランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００６３】
図３（ｂ）には、図２のシール部材１０のＩＩｂ−ＩＩｂの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後（つまり、挟持された後）の状態が図示されている。
【００６４】
図３（ｃ）には、図２のシール部材１０のＩＩｃ−ＩＩｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００６５】
図３（ｄ）には、図２のシール部材１０のＩＩｃ−ＩＩｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後の状態が図示されている。
【００６６】
まず、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、スペーサ部１１と、シール部１２とを一体に構成しているので、部品点数の削減や溝加工費の削減によって従来例の接続構造２００Ａ、３００Ａに比較して組立性やコスト面において有利になる。
【００６７】
また、貫通孔１５および一対のフランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａの貫通孔に、ボルトなどの固定手段を通すと、図３（ｄ）に示すように、このような固定手段の締結力（例えば、ボルトとナットによる締結力）を用いて、シール部材１０のシール部１２を、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａによって押圧できる。すると、シール部１２に比べて硬質の（つまり、シール部１２よりも硬度が高い）スペーサ部１１の両側の主面のそれぞれに、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａのそれぞれの端面が当接する。
【００６８】
これにより、フランジ２０、２１とシール部材１０との間の締結時のスペーサ部１１の弾性変形が適切に抑制され、その結果、フランジ２０、２１間の精密な位置決めを行えるよう、フランジ２０、２１間を好適な間隔に保つことができる。
【００６９】
また、固定手段の締結力を用いて、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａによって、シール潰し代部Ｐがその厚み方向に押圧された場合、図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すように、スペーサ部１１に比べて軟質の（つまり、スペーサ部１１よりも硬度が低い）シール潰し代部Ｐを適切に潰すことができる。すると、フランジ２０とシール部材１０との間の真空シール、および、フランジ２１とシール部材１０との間の真空シールが適切に行われ、ひいては、フランジ２０、２１間の気密性を確保できる。
【００７０】
また、本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｂでは、シール部１２とスペーサ部１１と、が、一体に構成されているので、フランジ２０、２１とシール部材１０との間の締結において、シール部１２は、スペーサ部１１を介して固定手段に固定されている。よって、この場合、フランジ２０、２１にシール部１２を嵌める溝を設けなくても、シール部１２の移動が起こらず、シール部材１０のシール性能の低下を招かない。
【００７１】
また、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、上述のとおり、シール部１２とスペーサ部１１との間に円環溝１３が形成されている。よって、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａの押圧に基づいた、シール潰し代部Ｐのその幅方向の弾性変形が、図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すように、円環溝１３において適切に行われる。
【００７２】
つまり、シール潰し代部Ｐの体積は、シール潰し代部Ｐの弾性変形の前後でほぼ一定となるので、円環溝１３は、シール潰し代部Ｐを潰す際の逃げ部として機能する。このため、本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｂでは、図３（ｄ）に示すように、スペーサ部１１の主面にフランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａを適切に当接でき（鍔部２０Ａ、２１Ａがスペーサ部１１の主面から浮き上がることを防止でき）、スペーサ部１１の主面と鍔部２０Ａ、２１Ａとの間に隙間が生じ難い。よって、固定手段の締め付け具合によってフランジ２０、２１の取り付け角度や取り付け位置が変わるという接続構造の組立性の問題が生じ難い。
【００７３】
また、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、上述のとおり、円環溝１３に連通する直線溝１４が、スペーサ部１１をスペーサ部１１の幅方向に貫通している。このため、シール潰し代部Ｐがその厚み方向に押圧された場合でも、図３（ｂ）に示すように、円環溝１３内は密閉されずに、円環溝１３内とその外部（大気空間）と、が、直線溝１４を介して互いに連通している。よって、シール潰し代部Ｐの弾性変形が円環溝１３において行われても、円環溝１３内から押し出される空気を、直線溝１４を通して外部（大気空間）にスムーズに抜くことができ、円環溝１３内の空気圧縮を防止できる。このように、直線溝１４は、円環溝１３の内圧上昇を抑制する圧抜き溝として機能する。
【００７４】
また、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、上述の直線溝１４を用いて、シール部１２のリークをチェックできる。
【００７５】
例えば、中心線５０（図２（ａ）参照）上における直線溝１４の対の一方からリークチェックガス（例えば、ヘリウムガス）を円環溝１３の内部に送り、直線溝１４の対の他方からリークチェックガスを放出させると、リークチェックガスを円環溝１３内のほぼ全域に亘ってスムーズに流せるので都合がよい。
【００７６】
そして、シール部１２にリーク部位が存在すると、リークチェックガスは、リーク部位を介して円環溝１３内から接続構造１００Ｂ内の減圧空間１６に漏れる。このため、リークガスデテクター（例えば、ヘリウムガスデテクター；図示せず）を接続構造１００Ｂの適所に配置することにより、シール部１２のリークチェックを簡易かつ適切に行うことができる。
【００７７】
以上のとおり、本実施形態の接続構造１００Ｂでは、直線溝１４を用いて、円環溝１３の内圧上昇の抑制とともに、シール部１２のリークをチェックできるので、シール部１２のリーク問題に適切に対応できる。
【００７８】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態の真空シール用の接続構造に用いるシール部材の一構成例を示した図である。
【００７９】
図４（ａ）には、板状かつ円環状のシール部材３０の平面図が図示されている。
【００８０】
図４（ｂ）には、シール部材３０のＩＶｂ−ＩＶｂの部分の断面図が図示されている。
【００８１】
図４（ｃ）には、シール部材３０のＩＶｃ−ＩＶｃの部分の断面図が図示されている。
【００８２】
また、図５は、図４のシール部材を用いた接続構造の使用形態の一例を模式的に示した図である。
【００８３】
図５（ａ）には、図４のシール部材３０のＩＶｂ−ＩＶｂの部分が、ボルトなどの固定手段を用いてフランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００８４】
図５（ｂ）には、図４のシール部材３０のＩＶｂ−ＩＶｂの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後（つまり、挟持された後）の状態が図示されている。
【００８５】
図５（ｃ）には、図４のシール部材３０のＩＶｃ−ＩＶｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧される前の状態が図示されている。
【００８６】
図５（ｄ）には、図４のシール部材３０のＩＶｃ−ＩＶｃの部分が、フランジ２０、２１によって押圧された後の状態が図示されている。
【００８７】
但し、図５では、図示を簡略化する趣旨から、真空装置１００を構成する部品の一例として、導電性の一対のフランジ２０、２１を例示しており、これらのフランジ２０、２１の固定に用いるボルトなどの固定手段の図示を省略している。また、図４および図５のシール部材３０については、シール部１２から突出する突起３１が形成されている以外は、図２（第１実施形態）のシール部材１０の構成と同じである。よって、図面中の図示および以下の説明では、両者に共通する構成要素には、同一の符号で表し、第１実施形態で述べたシール部材１０の内容と重複する記載について省略する場合がある。
【００８８】
本実施形態の接続構造１００Ｃに用いるシール部材３０では、図４に示すように、突起３１が、シール部１２の厚み方向の略中央から鍔状に、シール部１２の内側に向かって突出するように形成されている。この突起３１は、シール部１２と一体に形成されている。
【００８９】
本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｃでは、フランジ２０、２１の鍔部２０Ａ、２１Ａの押圧に基づいたシール潰し代部Ｐのその幅方向の弾性変形が、図５（ｂ）および図５（ｄ）に示すように、円環溝１３、および、突起３１の上方および下方において適切に行われる。
【００９０】
ところで、真空中の電極間の放電では、絶縁物の表面に沿って起こる絶縁破壊（沿面放電）が、装置の高電圧特性を決定する場合が多いと考えられている。また、電極間距離（沿面距離）を長くすれば、絶縁破壊電圧を上げることができるという報告がある（例えば、R.Hawley: Vacuum, 18 (1968) 383 参照）。
【００９１】
そこで、図５（ｂ）および図５（ｄ）の接続構造１００Ｃと、図３（ｂ）および図３（ｄ）の接続構造１００Ｂとの比較から容易に理解できるとおり、接続構造１００Ｃのフランジ２０、２１間（正確には鍔部２０Ａ、２１Ａ間）の沿面距離は、以上の突起３１の存在により、接続構造１００Ｂのそれよりも長めになる。
【００９２】
よって、本実施形態の真空シール用の接続構造１００Ｃでは、第１実施形態の接続構造１００Ｂに比べて、フランジ２０、２１間の絶縁破壊の抑制の点で有利であると考えられる。
【００９３】
なお、第１実施形態で述べた接続構造１００Ｂによる様々な効果は、本実施形態の接続構造１００Ｃでも奏することができる。但し、各効果の詳細な説明は、ここでは省略する。
【００９４】
（第１変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、接続構造１００Ｂ、１００Ｃ内を減圧状態とし、接続構造１００Ｂ、１００Ｃの外部を大気状態とする例を述べたが、このような状態が逆であってもよい。つまり、接続構造内を大気状態とし、接続構造の外部を減圧状態としてもよい。
【００９５】
但し、この場合、シール部材の外周側の円周部分をシール部によって構成し、シール部材の内周側の円周部分をスペーサ部によって構成する方が好ましい。
【００９６】
これにより、第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃと同様に、スペーサ部１１の主面に形成された直線溝が、シール部のリークチェック用の溝として機能するので都合がよい。
【００９７】
（第２変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、スペーサ部１１の硬度が、シール部１２の硬度よりも高い例を述べたが、必ずしもこれに限らず、スペーサ部１１の硬度が、シール部１２の硬度を同じであってもよい。この場合、真空装置を構成する部品間の間隔固定は、必要な固定位置精度に基づいて、スペーサ部の形状の見直し（例えば、スペーサ部１１の幅寸法Ｗの見直し）や固定手段の締結力の制御などによって行うとよい。
【００９８】
（第３変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、電子線架橋技術を用いて、同一の弾性材料からなるスペーサ部１１とシール部１２とを、互いの硬度が異なるようにして一体に設ける例を述べたが、これに限らない。
【００９９】
例えば、硬質の弾性材料からなるスペーサ部と軟質の弾性材料からなるシール部とをそれぞれ、別個に準備して、これらの部材を適宜の接合手段（例えば、接着剤）によって接合すると、両者を一体に構成できる。また、軟質の弾性材料からなるシール潰し代部を２個、別個に準備して、このシール潰し代部をシール部に、適宜の接合手段（例えば、接着剤）を用いて貼り付けると、スペーサ部とシール部とを一体に構成できる。
【０１００】
以上の構成により、電子線架橋技術によるシール部材の硬度調整の必要性が無くなり、接続構造のシール部材の簡易な製造において有益な場合がある。
【０１０１】
（第４変形例）
第１実施形態の接続構造１００Ｂおよび第２実施形態の接続構造１００Ｃでは、板状かつ円環状のシール部材１０（シール部１２およびスペーサ部１１も円環状）を例示したが、これに限らない。
【０１０２】
以上のシール部材（シール部およびスペーサ部も同じ）は、円環状の他、例えば、矩形の環状（額縁状）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明によれば、真空装置を構成する部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定が同時に行われ、組立性および製造コストが従来例よりも改善できる真空シール用の接続構造が得られる。よって、本発明は、絶縁状態で部品間の真空シールが行われる真空装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、３０ シール部材
１１ スペーサ部
１２ シール部
１３ 円環溝
１４ 直線溝
１５ 貫通孔
１６ 減圧空間
２０、２１ フランジ
２０Ａ、２１Ａ フランジの鍔部
３１ 突起
５０ 中心線
１００ 真空装置
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 接続構造
Ｐ シール潰し代部
Ｓ 中心
Ｔ スペーサの厚み
Ｗ スペーサの幅寸法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空装置を構成する導電性の部品と、
前記部品間の気密性を確保できる環状のシール部と、前記部品間の間隔を固定できる環状のスペーサ部と、が一体に設けられた絶縁性のシール部材と、
を備え、
前記シール部と前記スペーサ部との間において、環状の第１溝が、前記シール部材の主面に形成され、かつ、前記第１溝に連通する第２溝が、前記スペーサ部を前記スペーサ部の幅方向に貫通するよう、前記主面に形成されている真空シール用の接続構造。
【請求項２】
前記シール部の潰し代部が、前記スペーサ部の主面を基準にして、前記シール部の厚み方向に突出しており、
前記部品によって前記潰し代部が、その厚み方向に押圧された場合に、前記潰し代部の幅方向の弾性変形が、前記第１溝において行われる請求項１に記載の接続構造。
【請求項３】
前記潰し代部の幅方向の弾性変形によって前記第１溝内から押し出される空気を、前記第２溝を用いて抜くことができる請求項２に記載の接続構造。
【請求項４】
前記第２溝は、前記スペーサ部の中心を通る中心線上において対をなして形成されており、
前記第２溝の対の一方を用いて、前記第１溝内にリークチェックガスを送り、前記第２溝の対の他方を用いて、前記第１溝内のリークチェックガスを放出している請求項１に記載の接続構造。
【請求項５】
前記スペーサ部の硬度が、前記シール部の硬度よりも高い請求項１に記載の接続構造。
【請求項６】
前記シール部から前記シール部の内側に突出する突起を更に備える請求項１に記載の接続構造。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の接続構造が組み込まれており、
前記接続構造の前記シール部材が、前記部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定に用いられている真空装置。
【請求項１】
真空装置を構成する導電性の部品と、
前記部品間の気密性を確保できる環状のシール部と、前記部品間の間隔を固定できる環状のスペーサ部と、が一体に設けられた絶縁性のシール部材と、
を備え、
前記シール部と前記スペーサ部との間において、環状の第１溝が、前記シール部材の主面に形成され、かつ、前記第１溝に連通する第２溝が、前記スペーサ部を前記スペーサ部の幅方向に貫通するよう、前記主面に形成されている真空シール用の接続構造。
【請求項２】
前記シール部の潰し代部が、前記スペーサ部の主面を基準にして、前記シール部の厚み方向に突出しており、
前記部品によって前記潰し代部が、その厚み方向に押圧された場合に、前記潰し代部の幅方向の弾性変形が、前記第１溝において行われる請求項１に記載の接続構造。
【請求項３】
前記潰し代部の幅方向の弾性変形によって前記第１溝内から押し出される空気を、前記第２溝を用いて抜くことができる請求項２に記載の接続構造。
【請求項４】
前記第２溝は、前記スペーサ部の中心を通る中心線上において対をなして形成されており、
前記第２溝の対の一方を用いて、前記第１溝内にリークチェックガスを送り、前記第２溝の対の他方を用いて、前記第１溝内のリークチェックガスを放出している請求項１に記載の接続構造。
【請求項５】
前記スペーサ部の硬度が、前記シール部の硬度よりも高い請求項１に記載の接続構造。
【請求項６】
前記シール部から前記シール部の内側に突出する突起を更に備える請求項１に記載の接続構造。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の接続構造が組み込まれており、
前記接続構造の前記シール部材が、前記部品間の真空シール、電気絶縁および間隔固定に用いられている真空装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６４２２２（Ｐ２０１１−６４２２２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３４９８（Ｐ２００９−２１３４９８）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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