CN1774588A - 用于蚁槽的密封材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于蚁槽的密封材料，其特征在于，密封材料易于装配到蚁槽上，而且在密封位置打开时，几乎不会涉及密封材料会以保持着固定到相对构件上的形式从蚁槽滑出的不利现象，并且可以实现良好的密封作用。密封材料的剖面形状具有：置于蚁槽12的底面上的直底边34；与另一个构件20接触的拱形凸边31；伸出外部的第一凸出边33；凹的入口部分39；由伸出外部的直线35、36组成的第二凸出边；直斜边38；以及在从直底边34经由第二凸出边35、36到斜边38的范围内形成的至少一个角部37a－c。

Description

用于蚁槽的密封材料

技术领域

本发明涉及用于蚁槽的密封材料。详细地说，本发明所提供的是密封材料，该密封材料通过装配到需要较高的气密性的例如真空设备和管装置中的接合位置上来密封构件之间的接合位置。

背景技术

在已知技术中，具有梯形剖面形状的蚁槽(ant groove)在要求气密性的密封处用作密封结构。

蚁槽结构具有所装配的密封材料几乎不滑出的优点。假定蚁槽结构是适用于例如门阀的结构，其中该门阀会重复它们的打开和闭合。

提出了改善密封材料的形状或者结构的各种技术，从而提高使用蚁槽的上述密封结构例如气密性等方面的性能。

专利文件1主张一种用于蚁槽的密封材料，其中密封材料近似为泪珠的形状，这样，较大的拱形部分和较小的拱形部分通过直边连接在一起。通过将密封材料的第一较小的拱形部分挤压进入蚁槽来促使装配。在装配状态下，假定：一个直边与蚁槽底面接触，较小的拱形部分装配到蚁槽一侧处的内角中，另一个直边与蚁槽的内斜面接触，藉此将密封材料置于稳定的状态并且在其中几乎不产生扭转。

专利文件2涉及当前的专利申请的申请人此前所提出的专利申请，专利文件2公开了一种用于蚁槽的密封材料，其中该密封材料包括：沿三个方向伸出的圆弧形凸出部分；以及凹的入口部分，其中每个都位于凸出部分之间。当装配到蚁槽上时，通过将密封材料的相对的圆弧形凸出部分侧挤压进入蚁槽，可以相对很容易地使这种用于蚁槽的密封材料通过蚁槽的狭窄开口，其中在一个状态下密封材料的一个凹的入口部分作为基点，该状态为所述凹的入口部分置于蚁槽的开口边缘上。在密封材料装配到蚁槽上的状态下，放置成双侧对称形的一对圆弧形凸出部分与蚁槽底面接触，并且在中央处，剩下的一个圆弧形凸出部分与面对蚁槽的构件接触，藉此可以实现良好的弹性变形或者密封作用。

[专利文件1]

JP-A-510286/1997(Kohyo)

[专利文件2]

JP-A-130481/2002(Kokai)

上述的现有技术也存在如下的问题：难于执行向蚁槽上的装配或者往往会产生从蚁槽中滑出的问题。

在专利文件1的技术中，在用于蚁槽的泪珠形密封材料已经插入蚁槽中并且密封材料的较小的拱形部分朝下之后，较小的拱形部分必须以整个密封材料扭转的方式挤压进入蚁槽一侧处的内角。在狭窄的蚁槽中，整个用于蚁槽的密封材料进行适当的扭转运动是很困难的并且装配具有方向性。因此，往往导致不适当的装配。从蚁槽上方不能检查较小的拱形部分是否已经稳妥地置于一侧处的内角中。因此，会担心装配不够完善。另外，密封材料与蚁槽的占有比是如此之小，因此在重复压缩的情形下，密封材料会重复它与蚁槽内壁表面之间的接触，因此往往会由于摩擦而产生颗粒。

对于专利文件2的技术而言，它比专利文件1的泪珠形密封材料易于装配到蚁槽上。然而，将上述凹的入口部分作为基点，将相对的圆弧形凸出部分侧旋转挤压进入蚁槽需要很大的力。原因是，除非整个圆弧形凸出部分发生弹性变形，否则密封材料就不能通过蚁槽的开口。当释放用于蚁槽的密封材料形成的密封时，例如当进行门阀的打开运动时，会产生用于蚁槽的密封材料通过连接到相对构件上的形式滑出蚁槽的不利现象。这种固定现象是当密封材料施加到例如半导体生产设备的门阀上以及不能施加例如油脂或者涂层这类防止固定的装置的密封处上时，在密封材料(例如，橡胶)和金属构件之间极易产生的现象。置于关于在装配期间作为基点的凹的入口部分成双侧对称的适当位置上，凹的入口部分在装配作用下不起作用。因此，用于蚁槽的密封材料的弹性排斥力或者密封作用可能在与三个位置中存在的凹的入口部分相对应的地方受到损坏。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是提供一种用于蚁槽的密封材料，其特征在于，密封材料易于装配到蚁槽上，并且可以实现良好的密封作用，而且在密封位置打开时，几乎不涉及密封材料会以保持着固定到相对构件上的形式从蚁槽中滑出的不利现象。

发明概述

根据本发明的用于蚁槽的密封材料如下，该密封材料装配到在构件之间的接合位置内的任一构件的表面中形成的蚁槽中，并且与另一个构件的表面接触从而密封两个构件，该密封材料包括：可弹性变形的材料；具有如下的剖面形状：置于所述蚁槽的底面上的直底边；与面对所述蚁槽的所述另一构件的表面接触的拱形凸边；与所述底边一端连接并且伸出外部的第一凸出边；位于所述第一凸出边和所述拱形凸边之间的凹的入口部分；与所述直底边的另一端连接并且由伸出外部的直线组成的第二凸出边；直斜边，它的一端相对于所述第一凸出边与所述拱形凸边的相对端连接，另一端与所述第二凸出边连接；以及至少一个角部，它在从所述直底边经由所述第二凸出边至所述斜边的范围内形成。

附图说明

图1是用于蚁槽的密封材料在装配状态时的剖视图，其中显示了用于执行本发明的一种方式。

图2是显示了用于蚁槽的密封材料的剖面形状和尺寸的轮廓图。

图3是显示了用于蚁槽的密封材料的装配操作的运动说明图。

图4是不适当的装配状态下的剖视图。

图5是密封状态下的剖视图。

图6是在密封状态下接触面压力分配的图解视图。

图7是密封释放运动期间的剖视图。

图8是显示了剖面形状的改进模式的剖视图。

图9是装配到密封板期间的平面图。

图10是与如上所述相同的剖视图。

[符号解释]

10：在其中形成蚁槽的构件

12：蚁槽

20：相对的构件

30：用于蚁槽的密封材料

31：拱形凸边

32：垂直边

33：第一凸出边

34：直底边

35、36：第二凸出边(直边)

37a至37c：角部

38：斜边

39：凹的入口部分

本发明的详细说明

下文中，根据用于蚁槽的本发明对密封材料进行了详细说明。然而，本发明的范围并不限于这些说明。并且除了如下的说明之外，也可以在不脱离本发明的精神的范围内对如下的说明进行的适当的改进。

[接合位置]：

使用密封材料，是为了使接合位置可以密封起来并且维持较高的气密性，其中，不同的机器和设备中的一对构件在该接合位置处面对面地连接在一起。需要这种密封功能的结构部分并不具体限于构成接合位置的构件这样的结构或形状。

需要较高的气密性的接合位置的实例包括：腔室主体以及处理室内的打开和关闭盖子之间的接合位置，其中该处理室用于生产半导体和液晶体的处理；装配了门阀的部分，其中该门阀能够自由打开和闭合并且安装到上述处理室上；除此之外，还有打开和关闭的盖子或者连接装置装配到例如真空设备上的位置；以及管装置的接合位置。特别地，密封材料适合于如下的位置，即在该位置上密封材料通常会固定到金属构件上。特别地，密封材料适用于：其中防止固定的装置不能通过涂油或者涂层施加的地方；以及由于例如加热或者与气体接触而进行固定的地方。

任何情况下，一对构件在接合位置处朝向彼此，并且蚁槽形成在构件之一的表面中，密封材料装配到该蚁槽中。另一个构件的表面可以是纯粹的平面，或者可以是较浅的槽，或者在与蚁槽相对应的地方形成高度差。

[蚁槽]：

蚁槽的基本剖面结构近似为梯形的形状，其中内侧的宽度大于开口侧的宽度。

蚁槽的底面可以是平行于开口的平面。蚁槽的两个侧面可以是从底侧朝向开口侧向内倾斜的斜面。两个侧面的倾斜角度可以不同。侧面可以是曲面。侧面和底面彼此相交的角部或者开口的内缘可以提供圆弧形的R(圆度)或者倒圆角。

蚁槽布置成环形的形状，从而围住密封在上述接合位置处进行密封的区域。例如，蚁槽布置成环形的形状中，从而围住例如为真空空间或者流体通路的外圆周。对于蚁槽的配置形状而言，除圆形之外，也可以针对密封位置的形状适当地设置为正规的卵形、较长的卵形、矩形和多边形。

在接合位置中，任一对构件可以设置有蚁槽。例如，蚁槽可以在向上和向下打开和关闭的盖子的底面中形成。

[用于蚁槽的密封材料]：

可以采用用于蚁槽的传统的O形环和其它密封材料所共用的技术来构成用于蚁槽的密封材料的材料和基本结构。

天然或者合成橡胶材料以及弹性树脂材料可以用作密封材料的构成材料，如果它们是能够发生密封功能所需要的弹性变形的弹性材料的话。特定的实例包括氟橡胶、硅橡胶以及EPDM型橡胶。更具体地说，可以选择对于执行密封的环境下的条件(例如种类、温度和流体压力这类条件)适合的材料。例如，在半导体生产技术领域中的腐蚀环境(例如各种等离子情况)下，使用氟橡胶是有利的。在密封材料用于干燥腔室的打开和关闭盖子位置的情形下，优选使用EPDM型橡胶，因为它们在耐化学性和清洁特性方面很优良，而且成本低。

密封材料的基本结构是环形结构，即具有特定剖面形状的环形。密封材料的环直径和环形布置形状设置得符合密封材料所装配的蚁槽的环直径和配置形状。

密封材料的剖面形状具有直底边、拱形凸边、第一凸出边、凹的入口部分、第二凸出边、斜边和角部。整个的大概形状是在平面上置于倾斜状态下的心形(下文中可以被称作“斜置心形”)。

<直底边>：

当密封材料装配到蚁槽上时，直底边置于蚁槽的底面上。甚至在直底边没有与相对的构件接触并且因此挤压接触力没有施加到密封材料上的状态下，直底边表面也与蚁槽的底面具有面接触。

如果直底边的长度足够，那么蚁槽固定密封材料的力就大于密封释放运动期间密封材料和相对的构件之间的固定力，这样，就可以很好地防止密封材料从蚁槽中滑出。

虽然取决于所需要的密封作用和蚁槽以及密封材料的总体尺寸，但是直底边的长度L0可以设置在与密封材料的总体宽度Y成如下关系的LO/Y＝0.35-0.6的范围内。

<拱形凸边>：

拱形凸边同与蚁槽相对的另一个构件即相对的构件的表面接触。拱形凸边挤压相对构件因此发生弹性变形，从而执行适当的密封作用。

由术语“拱形”描绘的形状包括平滑弯曲的弧形，例如除圆弧形状之外的卵形弧的形状。例如，弹性变形能力、与相对构件的接触面积以及接触面的压力分布随着与相对构件接触处的曲率半径的不同而变化。可以采用与用于蚁槽的传统密封材料中，与相对构件接触处的曲率半径相同的曲率半径范围。当与相对构件接触处的拱形凸边的曲率半径由R1表示，并且密封材料的总体高度由H表示时，这些可以设置成满足Rl/H＝0.25-0.3，虽然这些取决于密封材料的总体尺寸以及所需的性能。

<第一凸出边>：

第一凸出边与直底边的一端连接并且第一凸出边从直底边的端部向外伸出。在装配到蚁槽上的状态下，第一凸出边坐在蚁槽内空间中，在蚁槽开口外部并且位于蚁槽的斜面下方。

第一凸出边的形状不受特别的限制，如果它的整个形状是凸形的话。它的特定实例包括：例如为圆弧形的曲线形状；包括一根以上的直线的折线形状；以及曲线形状和直线形状的组合。在第一凸出边是拱形的情形下，它的曲率半径R2可以设置在与拱形凸边的曲率半径Rl成如下关系的R1/R2＝0.95-1.05这个范围内。通常，R1＝R2即可。

第一凸出边很有效地将直底边固定在充分的长度上。即使存在密封材料在密封释放运动期间从蚁槽抽出的风险，第一凸出边与蚁槽的斜面接触从而施加了阻力因此在防止密封材料滑出这方面起到作用。

<凹的入口部分>：

凹的入口部分位于第一凸出边和上述拱形凸边之间。当密封材料装配到蚁槽上时，凹的入口部分置于蚁槽的开口边缘上因此在密封材料旋转挤压进蚁槽时用作基点。

凹的入口部分的形状不受特别的限制，如果可以执行这种功能的话。可以采用与蚁槽的开口边缘符合的形状。例如，在蚁槽的开口边缘具有R(圆度)的情形下，采用曲率半径略大于该R(圆度)的凹的圆弧形状。

<第二凸出边>：

第二凸出边与直底边的另一端连接并且由伸出外部的直线组成。它也是构成下文所提到的角部的结构。

第二凸出边可以是从直底边的上述端部向外倾斜地延伸的一个直边，或者是从直底边的上述端部顺次成折线的彼此连接的至少两个直边的组合。一对直边，换句话说是两个直边，可以通过中凸地弯折的形状即弯管形状组合在一起。还可以与长度不同的直边或者不同弯折角度的直边组合。另外，曲线部分可能部分地包括在这个范围内，而不会有损害到达的功能。

当密封材料装配到槽上时，第二凸出边置于蚁槽内，位于蚁槽的开口外部并且低于蚁槽的斜面。直底边的长度随第二凸出边以及上述第一凸出边的凸起量的变化而变化，因此增强了防止从蚁槽滑出的作用。

在包括在第二凸出边中的直边彼此相交的位置和第二凸出边与直底边和斜边相交的位置处构成的角部，起到了提高向蚁槽的安装性能或者提高蚁槽底面的固定力的作用。

在第二凸出边和直底边之间的相交位置内，第二凸出边向直底边的倾斜角度可以设置在θ1＝30-70°的范围内。

<斜边>：

斜边的一端与拱形凸边中与第一凸出边相对的端部连接，斜边的另一端与第二凸出边连接并且斜边是直的。

希望斜边与拱形凸边平滑地连接。

至于第二凸出边，期望斜边与它相交从而与之一起构成角部。当密封材料置于平面上时，斜边形成具有相对于垂直方向为θ2＝30-45°的范围内的倾斜角度。

斜边的存在使得可以将密封材料的厚度充分地固定在第二凸出边之上。因此，当拱形凸边挤压相对构件时，产生充分的排斥力从而提高接触面压力。在密封释放运动期间，范围从第二凸出边至斜边的部分与蚁槽开口外部的蚁槽斜面接触，这样，密封材料的斜边与蚁槽斜面在整个宽度上面接触。因此可以有力地阻止密封材料滑出。

<角部>：

角部在从直底边经由第二凸出边到斜边的范围内构成。角部只要存在于至少一个位置中那就足够。而可能的情形是它在一个以上的位置中构成。

角部设置的数目和位置随第二凸出边的形状而变化。如果第二凸出边的下端是直线，那么角部就在直底边和第二凸出边的直线部之间构成。在第二凸出边是一根以上的直线部分以弯折形状组合的情形下，在每个弯折位置构成角部。如果第二凸出边的上端是直线，那么角部就在第二凸出边的上端和斜边之间构成。

角部可以是直线彼此相交的几何装置中的相交处。因而通过在直线之间的相交处倒圆角而形成的具有较小的R(圆度)的形状也包括在角部的概念中。在工业生产密封材料的情形下，通常遵循的是它们的角部大体上具有上述的R(圆度)。R(圆度)可以设置在0.1至0.5毫米的范围内。

从角部到凹的入口部分的最大值X可以设置成与蚁槽的开口宽度B成X/B＝1.00-1.10的关系。较好的是，X/B＝1.01-1.06。

如果角部的数目是1，那么角部和凹的入口部分连接在一起所跨越的距离就是距离X。因此，角部和凹的入口部分连接在一起所跨越的距离，指的是在角部具有R(圆度)或者凹的入口部分是凹入的拱形的情形下，它们各自的形状由直线连接在一起时所跨越的最短距离。在存在一个以上的角部的情形中，角部与凹的入口部分连接所跨越的距离中进行比较所得的最长距离当作距离X。

当密封材料装配到槽上时，密封材料需要在密封材料收缩方向发生弹性变形，变形量为距离X和开口宽度B之间的差。因此，比率X/B越小，装配就可以满足越小的变形量并且因此装配变得更简单。然而，在比率X/B太小的情形下，仅仅很小的体积坐在蚁槽内和蚁槽开口外，所以直底边的长度不能充分固定，或者说是在密封释放运动期间存在密封材料从蚁槽滑出的趋势。

<垂直边>：

拱形凸边和凹的入口部分可以彼此直接连接。然而，密封材料也可以包括将拱形凸边和凹的入口部分连接在一起的垂直边。

垂直边是在密封材料的直底边固定在上述平面上的状态下，沿着与平面或者直底边成直角相交的垂直方向延伸的边缘。

在第一凸出边和凹的入口部分坐在蚁槽内的状态下，垂直边的存在使拱形凸边的顶部到直底边的距离即密封材料的总体高度增大。在密封状态下，可以增大密封材料高度这个方向上的压缩变形量从而增强接触面压力。另外，在使蚁槽开口内缘和密封材料之间获得足够的间隙这一方面，垂直边也起到了作用。由于它与蚁槽的开口边缘的接触，所以可以防止拱形凸边的侧面的耐久性损坏或者恶化。即使在密封部分打开和关闭运动时，在蚁槽侧面构件和相对构件沿水平方向稍微滑到彼此上的状态下，密封材料就会发生变形，就可以防止拱形凸边与蚁槽的开口边缘发生碰撞。

<周边长度>：

对于在与环形蚁槽相对应的环形中装配到上述环形蚁槽上的密封材料而言，希望第一凸出边和凹的入口部分位于环形外圆周侧，并且第二凸出边、直斜边和角部位于环形的内圆周侧。

如果调节具有这种配置结构的密封材料的周边长度，那么就可以更有效地实现密封材料的性能。

在用于真空的情形下，希望密封材料的周边长度比蚁槽的要短。在密封材料装配到蚁槽中的状态下，如果密封材料的内圆周部分即(构成第二凸出边的一部分的)斜边和角部与蚁槽的内圆周侧面接触，那么通向腔室内部空间的蚁槽内部空间就会减小，这样，密封材料就会变成适合用于真空的密封材料。对于根据本发明的密封材料而言，虽然一方面第二凸出边的结构易于装配，但是它也具有滑出的趋势。然而，如果密封材料的内径在装配状态下延长了，那么密封材料的夹持力就会增强。另外，在装配运动期间，密封材料装配在预定位置和姿势并且在通过蚁槽开口之后就立即处于朝向内径侧收缩的状态。因此，很少会发生不适当的装配。

另外，在密封材料的周边长度比蚁槽的要短时，密封材料进入延伸状态并产生弹性变形或者内应力，这样，就增大了将密封材料固定至蚁槽的固定力。凹的入口部分接触蚁槽的开口边缘使密封材料啮合，这样就在凹的入口部分上集中地产生应力。因此，就可以防止强度和耐久性方面产生的恶化问题。

与没有外力施加到密封材料上的自由状态相比，希望在密封材料装配到环形蚁槽的状态下，密封材料的周边长度延伸1-10％。有利的是，周边长度延伸4-6％。

具体实施方式

下文中，参照附图通过如下的一些优选实施例(用于执行本发明的方式)的实例更具体地对本发明进行说明。然而，本发明并不以任何方式限于它们。

如图1和2所示，用于蚁槽的近似为斜置心形的密封材料30总体上由可弹性变形的橡胶材料形成，并且在剖面图中是环形连续的，如图所示。硬度大约为60至70HA的氟橡胶、硅橡胶和EPDM型橡胶可以用作橡胶材料。

密封材料30装配到一对构件10和20密封的地方。在对应构件20的表面中形成环形的蚁槽12。蚁槽12是梯形，它的形状是从上端开口至下端变宽的锥形。蚁槽12具有右斜面和左斜面以及平底面。开口宽度由B表示。开口边缘设置有较小的R(圆度)。右斜面和左斜面以及底面彼此相交的内角部也设置有圆度。

[总体的装配方式]：

图9和10显示了如下的情形，即密封材料30已经作为密封材料30的总体装配方式包含进密封板10(它是用于半导体生产设备的门阀的密封件)中。

密封板10具有矩形板的形状。蚁槽12置于沿着一个面的外圆周的矩形环状中。用于蚁槽的密封材料30装配到这个蚁槽12上。通过将密封板10挤压在为门阀的开口外圆周配设的阀座面，来密封门阀的开口，其中门阀是要密封的相对的构件。通过门阀的打开和闭合运动，密封板10重复如下两个状态，即朝向阀座面挤压从而密封接合位置这个状态，以及与装配到蚁槽12上的密封材料30一起同阀座面分离这个状态。

密封材料30的周边长度形成得比蚁槽12的长度稍短。在装配到蚁槽12上的状态下，密封材料30处于它的周边长度延长并且挤压到蚁槽12的内圆周侧面上的状态下。

[用于蚁槽的密封材料的结构]：

下文中，基于与蚁槽12的底面相对应的水平线h和与以直角与水平线h相交的垂直线v来说明如图2所示的密封材料30的剖面轮廓形状。

直底边34沿着水平线h延伸，并且当装配到蚁槽12上时与蚁槽12的底面接触。直底边34的长度为L0。

在直底边34的右侧和左侧上，存在第一凸出边33和第二凸出边35、36。

第一凸出边33是具有曲率半径为R2的圆弧形状，并且从直底边34的端部向外凸出。第一凸出边33的上部与具有较小的凹圆弧形状的凹的入口部分39平滑地连接。凹的入口部分39的上部与包括平行于垂直线v的直线的垂直边32平滑地连接。垂直边32的上部与曲率半径为R1的圆弧形拱形凸边31平滑地连接。

第二凸出边35、36由两个直边35、36组成。直边35从直底边34的端部向外倾斜地延伸。在直底边34和直边35之间的相交处有角部37c。直边35与直底边34的倾斜角度是θ1。在执行本发明的这种方式的情形下，倾斜角度可以设置在θ1大约等于30至40°的范围内。比直边35具有更大的倾斜角度的下一个直边36与直边35上端连接。也在直边35和36之间的相交处的是角部37b。直边36的上端与向内倾斜的斜边38连接。也在直边36和斜边38之间的相交处的是角部37a。斜边38的上端与拱形凸边31平滑地连接。斜边38与垂直线v的倾斜角度是θ2。

密封材料30的总体宽度Y是(直边36和斜边38之间的)角部37a到第一凸出边33的外圆周端的距离。密封材料30的总体高度H是从直底边34到拱形凸边31的上端的距离。从角部37a、37b和37c到凹的入口部分39的距离的最大值X是从(直边35和36之间的)角部37b到凹的入口部分39的距离X。

[装配到蚁槽上的方式]：

上述剖面轮廓形状中每部分的尺寸设置成使接收装配的蚁槽12可以实现如图1所示的装配方式。特别地，直底边34与蚁槽12的底面接触。斜边38和直边36之间的角部37a与蚁槽12的内圆周侧的斜面接触。第二凸出边35和36整体在蚁槽12的开口外部伸出并且坐在蚁槽12的斜面下方。第一凸出边33也在蚁槽12的开口外部伸出并且坐在蚁槽12的斜面下方。凹的入口部分39放置得比蚁槽12的开口略低并且在它的内部一点点，并且凹的入口部分39和开口边缘之间存在很小的间隙。垂直边32从蚁槽12的开口边缘内部伸出一点点到达该开口边缘上方。拱形凸边31从构件10的表面伸出。拱形凸边31的上端面对相对构件20的表面。拱形凸边31在蚁槽12上方的凸起量与密封期间的紧固程度相对应。

如上所提到的，当装配到蚁槽12上时，密封材料30进入它的周边长度延长这个状态，这样，密封材料30在它的内圆周侧的角部37a进入挤压蚁槽12的内圆周侧斜面的状态，并且凹的入口部分39和垂直边32进入远离蚁槽12的外圆周侧斜面和开口边缘的状态。

[用于蚁槽的密封材料的装配]：

图3使用双点划线逐步显示了密封材料30的装配运动。

首先，密封材料30的凹的入口部分39位于蚁槽12的开口边缘上。如果密封材料30的垂直边32在与蚁槽12的开口边缘接触的状态下滑动，然后凹的入口部分39稳当地位于蚁槽12的开口边缘上。

如果使第二凸出边35、36绕着作为基点的凹的入口部分39向下旋转，那么第二凸出边35和36的一部分会碰上蚁槽12的开口边缘。特别地，角部37b附近的直边35会碰上蚁槽12的开口边缘。

使密封材料30进一步向下旋转从而挤压进入蚁槽12。在密封材料30在角部37b的周边内发生弹性变形的同时，角部37b通过上述蚁槽12的开口边缘。

如果密封材料30通过了上述蚁槽12的开口边缘，那么密封材料30就会自然向下移动。然后，如果密封材料30的直底边34与蚁槽12的底面接触，那么密封材料30就装配到蚁槽12上了。

在上述装配运动中，仅仅通过在将凹的入口部分39位于蚁槽12的开口边缘上之后使整个密封材料30旋转的方式将密封材料30挤压进入蚁槽12，而稳妥地获得了适当的装配状态。凹的入口部分39也可以通过视觉简单地确认，并且它的凹面甚至可以通过接触它的表面的感觉来确认。因此，在将凹的入口部分39置于蚁槽12的开口边缘上的运动中几乎不可能产生错误。如果凹的入口部分39用作基点，那么将密封材料30挤压进入蚁槽12的运动就可以很很容易地并且稳妥地执行。在密封材料30装配到蚁槽12上的期间密封材料30发生的弹性变形将会很有效，如果仅仅是角部37b的周边中的小部分产生变形的话。因此，通过仅仅施加相对较弱的力就可以实现将密封材料30挤压进入蚁槽12。如果角部37b通过了蚁槽12的开口边缘，那么密封材料30的直底边就与蚁槽12的底面自然接触，就如同没有扭曲密封材料30或者过多改变蚁槽12内部的姿势一样，这样，密封材料30就以预定位置和姿势装配。

通过这种方式，装配运动就比较简单。因此，具有如下的优点，即在密封材料30的生产期间就不需要非常严格地指定尺寸公差。即使密封材料30略大，将它挤压进入蚁槽12的运动也不可能很困难。即使密封材料30的尺寸略小，那么，在装配到蚁槽12上的状态下，第一凸出边33和第二凸出边35、36伸出到蚁槽12的开口外部，因此可以稳妥地防止密封材料30从蚁槽12中滑出。在装配到蚁槽12内部的状态下，直底边34与蚁槽12的底面跨越一宽区域接触，从而很好地防止例如翻转、姿势变化和位置的偏转等问题。

<不适当装配的检测>：

对于根据本发明的密封材料30而言，不需要任何特殊技术，就可以很容易地并且稳妥地获得适当的装配状态。然而，可能发生的情形是，例如由于在操作过程中的错误而造成不适当的装配。

例如，如图4所示的那样，可能的情形是，由于密封材料30的凹的入口部分39没有与蚁槽12的开口边缘精确接触的原因，而使凹的入口部分39在整个密封材料充分进入蚁槽12内部之前不利地落入蚁槽12中。由此第一凸出边33比直底边34更早地碰上蚁槽12的底面。然而，在这种状态下，不论多么有力地将密封材料30挤压进入蚁槽12，都不可能再进行挤压了。这里存在一个令人担忧的问题，即，在这个阶段中，当不可能将密封材料30挤压进入蚁槽12中时，可能会错误地认为装配已经彻底地完成了。

然而，在这种不适当的装配状态下，第二凸出边35和36中央的角部37b和斜边38以及第二凸出边的直边36之间的角部37a会暴露在蚁槽12上方。角部37a和37b可以通过视觉确认，它们是明显地不同于它们的圆周曲面和平面的棱线。即使例如密封材料30为黑色，因此处于很难辨别表面之间的差别的状态下，表面彼此相交的棱线也可以通过眼睛明显地确认。另外，如果手指沿着蚁槽12外部的表面接触密封材料30，那么棱线部分就会有明显不同于它们的周边的感觉。

通过外观或者感觉的这种差别，可以很容易地发现不适当的装配。因此，可以减小由于没有注意到不适当的装配而导致的例如令人不满意的密封或者对密封材料30的损坏。

[用于蚁槽的密封材料的密封作用]：

如图5所示，相对构件20与装配到蚁槽12上的密封材料30的上部接触。相对构件20与密封材料30的拱形凸边31的顶部接触，然后将它向下挤压。从拱形凸边31向下传递的挤压力使整个密封材料30发生弹性变形。弹性变形的密封材料30的排斥力使密封材料30和相对构件20之间的接触范围L2内产生较高的接触面压力，这样就密封了接触范围L2。因为密封材料30的直底边34也挤压蚁槽12的底面，所以在它们的接触范围LI内也产生较高的接触面压力，这样就形成了密封。

顺便提及一下，在蚁槽12内，密封材料30发生变形从而向左和右发生侧向的膨胀。因此，圆弧形的第一凸出边33变形从而与从蚁槽12的底面到斜面的范围接触。从拱形凸边31经由垂直边32至凹的入口部分39这个范围的形状也变形，从而向上和向下压缩并且向侧面膨胀。至于拱形凸边31，它的上端面变成扁平。然而，在垂直边32和蚁槽12的开口边缘之间维持一定程度的间隙。

第二凸出边的直边35、36和斜边38也从蚁槽12的底面沿着斜面发生变形。斜边38通过从上方的直边36较宽的范围与蚁槽12的斜面发生面接触。这种接触范围也有利于密封作用。下方的直边35的一部分成倾斜地横穿蚁槽12的内角部的形式放置。

当密封材料30和密封材料30上端侧上的相对构件20之间的接触范围L2的长度，与密封材料30和密封材料30的下端侧上的蚁槽12的底面之间的接触范围L1的长度进行比较时，满足L1＞L2。蚁槽12和密封材料30之间的固定力大于密封材料30和相对构件20之间的固定力。

<接触面压力>：

图6显示了作用在密封材料30上的接触面压力的分布曲线图。显示的是密封材料30和密封材料30底面侧上的蚁槽12的底面之间的接触范围L1内的接触面压力，以及密封材料30和密封材料30的顶面侧上的相对构件20的表面之间的接触范围L2内的接触面压力。

首先，下面对密封材料30的底面侧(蚁槽底面侧)给出了说明。

在图5中，曲线图的始点对应于密封材料30和蚁槽12底面之间的接触范围L1的左端。从这个始点接触面压力迅速地提高然后产生尖锐的峰值P1。这条上升线是由从密封材料30的第二凸出边35、36至斜边38的这部分的弹性排斥力产生的。峰值点P1是与直底边34和第二凸出边35之间的角部37c相对应的位置。可以推断出，在形状间歇地变化的这种位置上，由于应力集中的原因使接触面压力变成最大。

超过上述峰值P1之后，接触面压力就减小。然而，在略微降低之后，在对应于密封材料30的直底边34的范围内接触面压力不会有很大改变。

在从直底边34经由第一凸出边33至接触范围L1的端部的范围内也存在接触面压力上升的峰值P2。然而，在这个部分中的峰值P2是比上述峰值P1小的峰值，并且为缓和的(dull-pointed)且比较平缓。它的原因可以推断为如下：因为在从直底边34至第一凸出边33的范围内形状平滑地发生改变，所以应力不会急剧地集中，并且接触面压力相对比较缓和地发生改变。密封材料30的厚度与第一凸出边33上方的凹的入口部分39的存在相对应地减少，并且这也可以考虑为峰值P2的高度低于峰值P1的高度的原因。

在具有这种接触面压力分布的情形中，上述尖锐的峰值P1处的较高的接触面压力会大大增强密封材料30和蚁槽12的底面之间的密封作用。而且因为密封材料30进入有力地固定到蚁槽12的底面上的状态，所以增强了防止密封材料30在密封释放运动期间从蚁槽12浮起的作用。

接下来，对密封材料30的顶面侧(相对构件侧)给出了说明。

在图5中，曲线图的始点对应于密封材料30和相对构件20的表面之间的接触范围L1的左端。接触面压力画出了峰值处于拱形凸边31顶端的抛物线。接触面压力从这个峰值沿两个侧向连续地减小。

[用于蚁槽的密封材料的滑出的预防]：

如图7所示，例如当门阀打开时，相对构件20与具有蚁槽12的构件10分离。

在由较高的接触面压力彼此挤压的密封材料30和相对构件20之间，以及由较高的接触面压力彼此挤压的密封材料30和蚁槽12之间，产生了固定范围L2′和L1′，在两个范围中它们彼此分别被固定。

如果相对构件20在这个状态下分开，密封材料30就会发生变形，从而在固定至相对构件20的范围L2′之间和固定至蚁槽12的底面的范围L1′之间延伸。上方和下方的固定范围L2′和L1′中固定力较小的一个就会比另一个先脱离。

相对构件20和密封材料30之间的固定范围L2′正确地脱离，这样，密封材料30仍保持着装配到蚁槽12上，并且仅仅相对构件20离开。

然而，如果密封材料30和蚁槽12的底面之间的固定力较弱，那么就会存在密封材料30和蚁槽12的底面之间的固定范围L1′先脱离的问题，结果，密封材料30在连接到相对构件20上的状态下不利地滑离蚁槽12。

特别地，如果分开相对构件20的运动在倾斜状态或者以滑动的形式进行，那么可能的情形是，密封材料30和蚁槽12的底面先彼此脱离，尽管密封材料30和蚁槽12的底面之间的固定力要大一些。

如上所述，在用于执行本发明的上述方式中，蚁槽12的底面和密封材料30之间的固定范围L1′在这个固定范围的两端处都有接触面压力的峰值P1和P2。因此，密封材料30和蚁槽12之间的固定力较高从而就不能很容易地彼此分离。当然，由于密封材料30将从蚁槽12的底面脱离，所以必须从固定范围的两端到它的中央逐渐进行脱离。然而，因为接触面压力较高的峰值在两端出现，所以脱离不会朝着中央侧进行，除非施加比上述峰值点P1或者P2处的固定力更大的脱离力。

另一方面，在密封材料30和相对构件20之间的固定范围L2中，施加在密封材料30的拱形凸边31和相对构件20之间的接触面压力是抛物线状的。因此，对于固定力而言，它在拱形凸边31的顶部产生峰值并且在两侧变得较弱。脱离力作用在固定范围的两端处的较弱部分上，因此使密封材料30和相对构件20彼此脱离然后逐渐朝向中央作用，这样，整个固定范围就可以很容易地脱离。

由于上述的结果，密封材料30会涉及在上端侧固定至相对构件20上以及在下端侧固定至蚁槽12的底面上之间所存在的极大差别。因此，密封材料30和相对构件20很容易地彼此脱离，这样，密封材料30可以在蚁槽12内保持坐在适当的装配状态。

另外，在图7中，密封材料30的斜边38和蚁槽12的斜面沿着这个斜面跨越较宽的范围进行接触，并且由于这个接触施加的阻力也有效地执行防止密封材料30从蚁槽12滑出的作用。

[用于执行本发明的剖面形状不同的另一种方式]：

在图8中显示的用于执行本发明的用于蚁槽的密封材料30，在基本结构上与上述的用于执行本发明的方式相同，但是形状上有部分不同。下面主要说明不同之处。

仅仅提供一个直边35作为将直底边34和斜边38连接在一起的第二凸出边。角部37a和37c在直边35的两端构成。在用于执行本发明的这种方式中，直底边34和直边35之间的倾斜角度θ1设置得大于如图2所示的用于执行本发明的方式中的倾角，其中第二凸出边由两个直边35和36组成。凹的入口部分39和第二凸出边35连接在一起所跨越的距离的最大值X是从凹的入口部分39到角部37a或者37c的距离。当密封材料30装配到蚁槽12上时，在角部37c或者角部37a通过蚁槽12的开口时，在这个期间需要密封材料30发生弹性变形。在这两个周期，可以通过相对较小的力产生变形。在如图4所示的这种不适当的装配的情形下，角部37a仍然会导致保持着暴露在蚁槽12外部的结果，因此可以很容易地检测出不适当的装配。

第一凸出边33的整个形状是圆弧形的，并且具有直边33a作为与直底边34的端部连接的部分。因此，在直底边34和第一凸出边33之间的边界处也存在角部。在这种形状中，如图6所示的接触面压力分布会在直底边34的两端产生尖锐的高峰。结果，增强了密封材料30和蚁槽12的底面之间的密封作用，并且在其中的固定力也增大，并且可以很好地防止由于密封释放运动而使密封材料30从蚁槽12中滑出。

工业应用

通过使第二凸出边侧在密封材料的剖面形状中的凹的入口部分置于蚁槽的开口边缘上的方式将密封材料挤压进入蚁槽，可以使根据本发明的用于蚁槽的密封材料极其容易地以适当的姿势装配到蚁槽上。特别地，在第二凸出边侧处，如果仅仅角部附近局部地发生弹性变形，那么密封材料可以很容易地挤压进入蚁槽，甚至密封材料的较大范围都不需发生变形，所以装配操作变得非常容易。对于例如半导体设备的门阀的用途，该设备需要周期性地交换用于蚁槽的密封材料，装配操作的精简和装配的可靠性在实际价值中都极其有用。

另外，因为直底边与蚁槽的底面在跨越较宽的范围内接触，并且因为例如当斜边和第二凸出边的形状发生弹性变形时产生排斥力，所以可以在蚁槽的底面处产生强大的接触面压力。因此，可以增强密封作用，并且增大了将密封材料固定到蚁槽底面上的固定力。

特别地，在直底边和第二凸出边之间的角部附近，接触面压力产生极其高的峰值从而施加固定力，该固定力用作密封材料从蚁槽底面滑出的力的强大阻力。结果，在密封释放运动期间，通过保持固定至相对构件上的形式解决了密封材料从蚁槽中滑出的不利问题。

Claims (5)

1.一种用于蚁槽的密封材料，该密封材料装配到在构件之间的接合位置内的任一构件的表面中形成的蚁槽中，并且与另一个构件的表面接触从而密封两个构件，

该密封材料包括：

弹性变形的材料；并且

具有如下的剖面形状：置于所述蚁槽的底面上的直底边；与面对所述蚁槽的所述另一构件的表面接触的拱形凸边；与所述底边一端连接并且伸出外部的第一凸出边；位于所述第一凸出边和所述拱形凸边之间的凹的入口部分；与所述直底边的另一端连接并且由伸出外部的直线组成的第二凸出边；直斜边，它的一端相对于所述第一凸出边与所述拱形凸边的相对端连接，另一端与所述第二凸出边连接；以及至少一个角部，它在从所述直底边经由所述第二凸出边至所述斜边的范围内形成。

2.如权利要求1所述的用于蚁槽的密封材料，其特征在于，从所述角部至所述凹的入口部分的距离的最大值X与所述蚁槽的开口宽度B具有X/B＝1.00-1.10的关系。

3.用于蚁槽的如权利要求1或者2所述的密封材料，其特征在于，

通过将一对直边以中凸弯折的形状连接在一起来形成所述第二凸出边；并且

所述角部在下面的三个位置中形成：所述直底边和所述第二凸出边之间的位置；所述第二凸出边的弯折位置；以及所述第二凸出边和所述斜边之间的位置。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的用于蚁槽的密封材料，

还包括将所述拱形凸边和所述凹的入口部分连接在一起的垂直边；并且

当装配到所述蚁槽上时在所述垂直边和所述蚁槽的开口边缘之间形成间隙。

5.如权利要求1所述的用于蚁槽的密封材料，

在与环形蚁槽相对应的环形中装配到所述环形的蚁槽上；

具有使所述第一凸出边和所述凹的入口部分位于所述环形的外圆周侧这样的位置；

具有使所述第二凸出边、所述直斜边和所述角部位于所述环形的内圆周侧的位置；

在装配到所述环形蚁槽的状态下，与自由状态相比时，周边长度延长1-10％。

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