JP2013040679A - 耐腐食性複合シール構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】相互に平行な対応平面11,12間に介装され、受圧凹溝7を形成する密封用リップ部13,13を有する弾性シール6と、この弾性シール6が押込まれる密封用リップ部15,15を有する耐腐食性シール3とを、具備する。
【選択図】 図5
Description
図11と図12に例示した従来の酸素プラズマ環境又は耐酸素ラジカル環境の真空配管用継手31では、被接続パイプ32,33が一体に連結される一対の金属製カップリング34,35、及び、シール材36等から成り、特に、このシール材36は、弧状凹部37を外周面に有する金属製センターリング38と、弧状凹部37に嵌着されたOリング39と、から構成されている。
しかしながら、FFKMは高価であるという欠点、及び、(FKMに比較して)真空保持性が劣り、高真空環境には不向きであるという欠点があった。
また、断面形状に於て、上記くさび形突隆部は第1空間部側へしだいに幅寸法が減少するテーパ状に形成され、かつ、上記耐腐食性シールの上記一対の密封用リップ部にて形成されるくさび受け用凹溝は、第2空間部側へしだいに幅寸法が増加するテーパ状に形成されている。
また、第1空間部寄りに金属製センターリングを配設し、かつ、該センターリングの第2空間部側には、溝底小凹部を有するV字状溝が凹設され、上記耐腐食性シールには、上記V字状溝に嵌着される頂部小突出子付の三角突部が形成されている。
また、断面矩形状シール溝に装着されるように構成され、相互に平行な上記対応平面の内の一つは、上記シール溝の溝底面が該当し、さらに、上記耐腐食性シールは、溝底肉部の肉厚寸法の大きい断面略U字型であって、溝底肉部が上記シール溝の第1空間部側の溝側面に、当接するよう装着されている。
また、上記耐腐食性シールはシリコーンゴム、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、四フッ化エチレン樹脂、又は、パーフロロエラストマーから成り、さらに、上記弾性シールは、フッ素ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、又は、水素添加ニトリルゴム、若しくは、フッ化ビニリデン系(FKM)ゴムから成る。
また、弾性シールの上記密封用リップ部が上記対応平面に圧接するべき部位の自由状態下の幅寸法が、圧縮使用状態下の上記対応平面の間隔寸法よりも大きく設定されている。
また、上記弾性シールの一対のリップ部の外面先端部に、上記対応平面に接触して弾性圧縮変形する局部面圧上昇のための小突出部を有する。
弾性シールは、腐食気体によって劣化することがなくなるので、真空保持性等の密封性を長期にわたって発揮できる。
図1〜図6に示す第1の実施の形態に於て、本発明に係る耐腐食性複合シール構造Sは、相互に平行な対応平面11,12間に介装され、しかも、酸素プラズマ、酸素ラジカル等の腐食気体(ガス)が存在する第1空間部1と、この第1空間部1の圧力よりも高い圧力の非腐食気体が存在する第2空間部2とを、遮断して密封するシール構成である。
具体的には、図1に於て、クランプ形配管継手シール構造を例示し、被接続パイプ32,33が一体に連結される一対の金属製カップリング4,5の外鍔部の(軸心直交状の)端面4A,5Aが、前述の相互に平行な対応平面11,12に相当する。
第1空間部1は、筒状のカップリング4,5の内部と、センターリング8の内部によって形成され、酸素プラズマ、酸素ラジカル等の腐食気体が流れる。第2空間部2とは、例えば大気であり、第1空間部1は大気よりも圧力が低い、いわゆる真空圧である。
さらに、この弾性シール6は、ラジアル内方向───第1空間部1側───へ突出するくさび形突隆部14を、一体に有する。
なお、図7に示した第2の実施形態では、この小突出部24を省略して、リップ部13,13の外面先端部23を、勾配ストレート状に形成した場合を示している。対応平面11,12に圧接したときのシール面圧が確保可能な場合は、この図7に示すような形状とするも自由である。なお、図7は、図5と、それ以外はほとんど同様の構成であるので、説明を省略する(同一符号は同様の構成である)。
即ち、断面矩形状シール溝25に、耐腐食性シール3と弾性シール6、及び、(前述したセンターリング8に代わる)断面略コの字状受け金具28とを、嵌着する。相互に平行な、上述の実施形態の対応平面11,12の内の一つは、シール溝25の溝底面25Aが該当し、対応平面11,12の内の他方は相手部材27の平坦面が該当している。
この受け金具28は、第2空間部2側に、溝底小凹部10を有するV字状溝9が凹設されている(即ち、既述の第1・第2の実施形態のセンターリング8と同様の構成を一部分に備えている)。
この三角突部18の形状、及び、V字状溝9の形状等は、図1〜図7と同様である。
図9と図10に示した第4の実施形態のものは、図8に示した第3の実施形態に於ける受け金具28を、耐腐食性シール3と同一材質として、両者を完全に一体化した形状であると言うこともできる。
即ち、角部42を含み、外面先端部23の幅寸法W23が、上記間隔寸法Goよりも大きく設定して、密封用リップ部13によるシール面圧にプラスして、角部42の弾性的圧縮変形により、一層、シール面圧を増加できる。
あるいは、真空用に限らずに、第1空間部1よりも第2空間部2の圧力が高ければ、適用自由である。また、センターリング8(図1参照)や受け金具28(図8参照)の断面形状も図示以外に種々変形可能である。また、耐腐食性シール3と弾性シール6と受け金具28(図8参照)等の全体形状は、円環状に限らず、矩形等の多角形や楕円等の環状とするも自由である。
このように、両シール3,6は各々異なる作用・機能を発揮して、各々は高価な前記FFKMのような材料のものを使用せずに、確実にシール性(密封性)及び耐久性を発揮できる。
繰り返して言えば、耐腐食性シール3は、酸素プラズマ、酸素ラジカル等の腐食気体が弾性シール6へ流れることを抑止でき、弾性シール6は腐食気体によって劣化しないので、真空保持性等の密封性能を長期間にわたって維持でき、かつそのような劣化による弾性シール6の発塵をも防止して、半導体製造装置やFPD製造装置に於ける製品に不純物が付着することがなくなる。
2 第2空間部
3 耐腐食性シール
6 弾性シール
7 受圧凹溝
8 センターリング
9 V字状溝
10 小凹部
11,12 対応平面
13 密封用リップ部
14 くさび形突隆部
15 密封用リップ部
15A 先端部
16 凹溝
17 頂部小突出子
18 三角突部
19 外面基端部
20 外面先端部
22 シール接触面
23 外面先端部
24 小突出部
25 シール溝
25A 溝底面
25B 溝側面
28 受け金具
29 溝底肉部
49 断面円弧状凹溝
50 円弧状突部
T29 肉厚寸法
W14,W16,W23 幅寸法
W20 相互幅寸法
W22 腐食気体遮断幅
W13,W15 外端幅寸法
Go 間隔寸法
Claims (11)
- 相互に平行な対応平面(11)(12)間に介装されて、腐食気体が存在する第1空間部(1)と、該第1空間部(1)の圧力よりも高い圧力の非腐食気体が存在する第2空間部(2)とを遮断して密封する耐腐食性複合シール構造に於て、
上記第2空間部(2)側に開口する受圧凹溝(7)を形成するように開脚する一対の密封用リップ部(13)(13)と、上記第1空間部(1)側へ突出するくさび形突隆部(14)とを、一体に有する弾性シール(6)と、
上記第2空間部(2)側に開口すると共に上記くさび形突隆部(14)が押込まれて開脚方向への力を受けて上記対応平面(11)(12)に密接する一対の密封用リップ部(15)(15)を有する耐腐食性シール(3)と、
を具備することを特徴とする耐腐食性複合シール構造。 - 自由状態に於て、耐腐食性シール(3)の一対の上記リップ部(15)(15)の外端幅寸法(W15)よりも、弾性シール(6)の一対の上記リップ部(13)(13)の外端幅寸法(W13)を大きく設定した請求項1記載の耐腐食性複合シール構造。
- 断面形状に於て、上記くさび形突隆部(14)は第1空間部(1)側へしだいに幅寸法(W14)が減少するテーパ状に形成され、かつ、上記耐腐食性シール(3)の上記一対の密封用リップ部(15)(15)にて形成されるくさび受け用凹溝(16)は、第2空間部(2)側へしだいに幅寸法(W16)が増加するテーパ状に形成されている請求項1又は2記載の耐腐食性複合シール構造。
- 自由状態に於て、上記耐腐食性シール(3)の上記一対の密封用リップ部(15)(15)の外面先端部(20)(20)の相互幅寸法(W20)は、第2空間部(2)側へしだいに増加するようにストレート勾配状に形成して、圧縮使用状態に於て、上記対応平面(11)(12)に接触するシール接触面(22)を、腐食気体遮断幅(W22)の大きい平面とした請求項1,2又は3記載の耐腐食性複合シール構造。
- 第1空間部(1)寄りに金属製センターリング(8)を配設し、かつ、該センターリング(8)の第2空間部(2)側には、溝底小凹部(10)を有するV字状溝(9)が凹設され、上記耐腐食性シール(3)には、上記V字状溝(9)に嵌着される頂部小突出子(17)付の三角突部(18)が形成されている請求項1,2,3又は4記載の耐腐食性複合シール構造。
- 断面矩形状シール溝(25)に装着されるように構成され、相互に平行な上記対応平面(11)(12)の内の一つは、上記シール溝(25)の溝底面(25A)が該当し、さらに、該シール溝(25)の第1空間部(1)側に上記耐腐食性シール(3)を受ける受け金具(28)を嵌着すると共に、該受け金具(28)の第2空間部(2)側には、溝底小凹部(10)を有するV字状溝(9)が凹設され、上記耐腐食性シール(3)には、上記V字状溝(9)に嵌着される頂部小突出子(17)付の三角突部(18)が形成されている請求項1,2,3又は4記載の耐腐食性複合シール構造。
- 断面矩形状シール溝(25)に装着されるように構成され、相互に平行な上記対応平面(11)(12)の内の一つは、上記シール溝(25)の溝底面(25A)が該当し、さらに、上記耐腐食性シール(3)は、溝底肉部(29)の肉厚寸法(T29)の大きい断面略U字型であって、溝底肉部(29)が上記シール溝(25)の第1空間部(1)側の溝側面(25B)に、当接するよう装着されている請求項1,2,3又は4記載の耐腐食性複合シール構造。
- 第1空間部(1)寄りに金属製センターリング(8)を配設し、該センターリング(8)が第2空間部2側に断面円弧状凹溝(49)を有するJIS B 8365のセンターリングであって、上記耐腐食性シール(3)には、上記断面円弧状凹溝(49)に嵌着される円弧状突部(50)が形成されている請求項1,2,3又は4記載の耐腐食性複合シール構造。
- 上記耐腐食性シール(3)はシリコーンゴム、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、四フッ化エチレン樹脂、又は、パーフロロエラストマーから成り、さらに、上記弾性シール(6)は、フッ素ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、又は、水素添加ニトリルゴム、若しくは、フッ化ビニリデン系(FKM)ゴムから成る請求項1,2,3,4,5,6,7又は8記載の耐腐食性複合シール構造。
- 弾性シール(6)の上記密封用リップ部(13)(13)が上記対応平面(11)(12)に圧接するべき部位の自由状態下の幅寸法(W23)が、圧縮使用状態下の上記対応平面(11)(12)の間隔寸法(Go)よりも大きく設定されている請求項1,2,3,4,5,6,7,8又は9記載の耐腐食性複合シール構造。
- 上記弾性シール(6)の一対のリップ部(13)(13)の外面先端部(23)に、上記対応平面(11)(12)に接触して弾性圧縮変形する局部面圧上昇のための小突出部(24)を有する請求項1,2,3,4,5,6,7,8又は9記載の耐腐食性複合シール構造。
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