JP2015086973A - Seal ring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシールリングに関する。 The present invention relates to a seal ring.
片側の第一内側面のみが溝内側へ倒れるように傾斜した蟻溝に装着されるシールリングが知られている(特許文献1)。このシールリングは、蟻溝内への挿入部に、第一内側面に密接される側部凸面と、蟻溝の溝底に密接可能であって溝肩間の溝幅よりも幅が小さい底面と、第一内側面と反対側の第二内側面に密接可能であって底面側が張り出すように傾斜した側部仰斜面が形成されている。
また、開口部の口径よりも底部が拡径された通常の蟻溝に装着される断面異形のシールリングが知られている(特許文献2〜4)。
There is known a seal ring that is attached to a dovetail groove that is inclined so that only the first inner surface on one side falls to the inside of the groove (Patent Document 1). This seal ring has an insertion portion into the dovetail groove, a side convex surface that is in close contact with the first inner surface, and a bottom surface that can be in close contact with the groove bottom of the dovetail groove and is smaller than the groove width between the groove shoulders In addition, a side elevation surface that is close to the second inner surface opposite to the first inner surface and is inclined so that the bottom surface protrudes is formed.
In addition, there is known a seal ring with a deformed cross section that is attached to a normal dovetail groove whose bottom is expanded from the diameter of the opening (
蟻溝の断面形状の一部に相似する断面形状を有することで、蟻溝内に密接可能な部分を設けるシールリングは、特許文献1〜4に示すように知られているが、断面形状が異なる蟻溝に適用できないという問題がある。例えば特許文献1に記載のシールリングを一辺が開口した直方形、いわゆる断面コの字型のシールリング取付溝に適用すると、有効に抜け止めされたり、溝肩との接触部での応力集中を防止したりすることができるとの効果も得られない。
A seal ring having a cross-sectional shape similar to a part of the cross-sectional shape of the dovetail and providing a close-contactable portion in the dovetail is known as shown in
断面コの字型のシールリング取付溝には、従来断面真円形のシールリングであるオーリングが使用される場合が多くなるが、このオーリングはシールリング取付溝への挿入時、または使用時に印加される応力により捻りが発生しやすくなる。また捻りが発生してもオーリングの外観からは見分けられないという問題がある。 O-rings, which are conventional round seal rings, are often used for U-shaped seal ring mounting grooves, but this O-ring is inserted into or used in the seal ring mounting groove. Twist is likely to occur due to the applied stress. In addition, there is a problem that even if twisting occurs, it cannot be distinguished from the appearance of the O-ring.
また、シールリングの用途が拡大するにつれ、円柱や円筒など、円形部品の外周面にシールリングを装着する場合がある。この場合、シールリングを拡径させて円形部品の外周面に設けられたシールリング取付溝に嵌めることが多く、取り付け時にシールリングに捻りが発生しやすく、また捻りの発生が発見し難いという問題がある。 Further, as the use of the seal ring expands, the seal ring may be attached to the outer peripheral surface of a circular part such as a cylinder or a cylinder. In this case, the diameter of the seal ring is expanded and is often fitted in the seal ring mounting groove provided on the outer peripheral surface of the circular part, so that the seal ring is likely to be twisted during mounting, and the occurrence of twist is difficult to detect. There is.
特に、半導体デバイスや液晶表示装置の製造過程で使用されるドライエッチング装置に使用されるシールリングでは、この捻りがシールリングの劣化を促進する結果、ドライエッチング装置の補修期間を短くするという問題がある。 In particular, in a seal ring used in a dry etching apparatus used in the manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, this twisting promotes deterioration of the seal ring, resulting in a problem that the repair period of the dry etching apparatus is shortened. is there.
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、装置への装着時および使用時に捻りが発生しないシールリングの提供を目的とする。 The present invention has been made to cope with such problems, and an object of the present invention is to provide a seal ring that does not cause twisting when mounted on and used in the apparatus.
本発明のシールリングはゴム弾性体からなる。このシールリングの径方向断面形状は、二つの線分を接続して得られる二つの直線辺と、この二つの直線辺の先端点同士を円弧状に結合する円弧部分とからなることを特徴とする。
特に、上記二つの直線辺が同一長さであることを特徴とする。また、上記二つの直線辺の内角が90°であり、上記円弧部分が上記直線辺の長さを半径とする円周の3/4の長さの円弧であることを特徴とする。
The seal ring of the present invention is made of a rubber elastic body. The radial cross-sectional shape of this seal ring is characterized by comprising two straight sides obtained by connecting two line segments and an arc portion that joins the end points of the two straight sides in an arc shape. To do.
In particular, the two straight sides have the same length. Further, the inner angle of the two straight sides is 90 °, and the arc portion is an arc having a length of 3/4 of a circumference with the length of the straight side as a radius.
本発明のシールリングは二つの直線辺と円弧状に結合された円弧部分とからなるので、シールリング取付溝内の平面部分にシールリングの直線辺で構成される平面が密に接触することができる。そのため、シールリング使用時の捻れが防止され、シールリングの封着性が向上する。また、捻れによる内部応力の不均一性が緩和されるのでシールリングの使用寿命が向上する。そのため、ドライエッチング装置の点検補修の時期を向上させることができる。 Since the seal ring of the present invention is composed of two straight sides and an arc portion joined in an arc shape, the plane constituted by the straight sides of the seal ring may be in close contact with the plane portion in the seal ring mounting groove. it can. Therefore, the twist at the time of use of a seal ring is prevented, and the sealing property of a seal ring improves. Further, since the non-uniformity of internal stress due to twisting is alleviated, the service life of the seal ring is improved. Therefore, the time for inspection and repair of the dry etching apparatus can be improved.
本発明のシールリングの一例を図1により説明する。図1(a)はシールリングの平面図、図1(b)はA−A断面図をそれぞれ示す。
シールリング1は、図1(a)に示すように、ゴム弾性体が環状に成形されている。
シールリング1の径方向断面形状は、図1(b)に示すように、線分2と線分3とが交点4で接続されてL字型を形成する二つの直線辺がシールリング1の外周の一部を構成している。交点4における内角αは90°である。また、線分2の先端点2aと線分3の先端点3aとを円弧部分5の両端点としてシールリング1の全外周を形成している。線分2および線分3の長さがそれぞれ円弧部分5の半径に該当する。すなわち、円弧部分5は、線分2および線分3の長さを半径とする円周の長さの3/4の長さを有する円弧である。
An example of the seal ring of the present invention will be described with reference to FIG. 1A is a plan view of the seal ring, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA.
As shown in FIG. 1A, the
As shown in FIG. 1 (b), the radial cross-sectional shape of the
図1(a)に示すシールリングは、線分2および線分3が90°の内角αにて交点4で接続されている二つの直線辺を有しているので、シールリング取付溝に装着するとき直線辺が溝の内側面および底面に接触することにより密接性が向上すると共に、シールリング自体の捻りが発生しなくなる。また、シールリングを拡径させて円形部品の外周面に設けられたシールリング取付溝に装着する場合であっても、取り付け時にシールリングに捻りが発生しなくなる。
The seal ring shown in FIG. 1 (a) has two straight sides connected at the
断面コの字形のシールリング取付溝に装着する場合、直線辺の少なくとも1つが溝の底面に密接するように二つの直線辺を構成する。また円筒形の内面に溝が形成されている場合はシールリングの外周面に直線辺が設けられるようにする。 When mounting in a U-shaped seal ring mounting groove, the two straight sides are configured such that at least one of the straight sides is in close contact with the bottom surface of the groove. Further, when a groove is formed on the cylindrical inner surface, a straight side is provided on the outer peripheral surface of the seal ring.
二つの線分を接続して得られる二つの直線辺と円弧部分とを有する断面形状としては、図1(b)に示す形状以外に、例えば図2(a)〜(c)に示す形状が挙げられる。
図2(a)に示す断面形状は、線分2および線分3の長さが円弧部分5を形成する円周の半径をこえる長さの場合である。直線辺が長くなることで、シールリング取付溝への密接がより容易になる。
図2(b)に示す断面形状は、線分2および線分3の長さが異なる長さの場合である。シールリング取付溝が溝浅である場合など、溝の形状に合わせて使用できる。
図2(c)に示す断面形状は、内角αが90°をこえる場合である。シールリング取付溝の形状が楔形の場合に適応でき、この内角αは溝の形状に依存して90°未満とすることができる。
As a cross-sectional shape having two straight sides and an arc portion obtained by connecting two line segments, for example, the shapes shown in FIGS. 2A to 2C other than the shape shown in FIG. Can be mentioned.
The cross-sectional shape shown in FIG. 2A is a case where the lengths of the
The cross-sectional shape shown in FIG. 2B is a case where the lengths of the
The cross-sectional shape shown in FIG. 2C is a case where the internal angle α exceeds 90 °. This can be applied when the shape of the seal ring mounting groove is a wedge shape, and the inner angle α can be less than 90 ° depending on the shape of the groove.
図1(a)に示すシールリングをシールリング取付溝に装着する方法について、図3および図4により説明する。図3はシールリングが装着された溝の断面図である。図4は円形部品の外周面に設けられた溝にシールリングが装着された断面図である。
図3に示すように、本発明のシールリング1は、従来の断面が真円形状のオーリングと同様に断面コの字形のシールリング取付溝6に装着できる。装着されたシールリング1は線分2の部分でシールリング取付溝6の底面部分6aと、線分3の部分でシールリング取付溝6の側面部分6bと密接する。シールリング1が溝6に装着された部品7は、他の部品8を押圧することにより、シールリング1の円弧部分5と他の部品8とが密接して、部品7と他の部品8とは封止される。シールリング1は押圧力が印加されてもシールリング取付溝6の底面および側面部分で密接しているので、捻れることがない。
A method of mounting the seal ring shown in FIG. 1A in the seal ring mounting groove will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a sectional view of the groove in which the seal ring is mounted. FIG. 4 is a cross-sectional view in which a seal ring is mounted in a groove provided on the outer peripheral surface of a circular component.
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、円形部品の外周面に断面コの字形のシールリング取付溝が設けられた円形部品9であっても、本発明のシールリング1は、二つの直線辺と一つの円弧部分とから構成されているので、捻れることなく容易に装着できる。シールリング1は線分3の部分でシールリング取付溝6の底面部分6aと、線分2の部分でシールリング取付溝6の側面部分6bと密接する。線分2と線分3との長さが同じであることにより、図3に示すシールリング取付溝であっても、図4に示すシールリング取付溝であっても同一のシールリング1で対応できる。
As shown in FIG. 4, the
図1(a)に示すシールリング1は、円弧部分が全円周部分の長さの3/4の長さを占めており、円周部分が大部分であるので、断面真円形のオーリングとして使用できる。例えば、断面コの字形のシールリング取付溝以外にも、蟻溝、真空フランジ用溝、三角溝に使用できる。断面が特殊形状のシールリング取付溝であっても、少なくとも溝の底面部分が平面であれば使用できる。
In the
本発明のシールリングはゴム組成物を成形して得られるゴム弾性体である。
使用できるゴム組成物は、ニトリルゴム(NBR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム(VMQ)、フッ素ゴム(FKM)、エチレン・プロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、アクリルゴム(ACM)、水素化NBR(HNBR)、パーフルオロエラストマー(FFKM)等のゴム原料に、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、カーボンブラック、有機または無機充填材等を配合して得られる。ゴム原料は単独でもブレンドゴムとしても使用できる。
ニトリルゴム(NBR)としては、極高ニトリルゴム、高ニトリルゴム、中高ニトリルゴム、中ニトリルゴム、低ニトリルゴムのいずれも使用できる。好ましくは31〜35%のニトリル含量である中高ニトリルゴム以上のニトリル含量ニトリルゴム(NBR)が好ましい。
ドライエッチング、CVDなど半導体、液晶製造工程用途向けの材料となるパーフルオロエラストマー(FFKM)は、パーフルオロオレフィンと、パーフルオロアルキルビニルエーテルと、よう素および/または臭素含有ビニルモノマーとの共重合体である。
The seal ring of the present invention is a rubber elastic body obtained by molding a rubber composition.
Usable rubber compositions are nitrile rubber (NBR), styrene / butadiene rubber (SBR), silicone rubber (VMQ), fluoro rubber (FKM), ethylene / propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR). ), Acrylic rubber (ACM), hydrogenated NBR (HNBR), perfluoroelastomer (FFKM) and other rubber raw materials, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, anti-aging agent, carbon black, organic or inorganic filler, etc. It is obtained by blending. The rubber raw material can be used alone or as a blend rubber.
As the nitrile rubber (NBR), any of extremely high nitrile rubber, high nitrile rubber, medium / high nitrile rubber, medium nitrile rubber, and low nitrile rubber can be used. A nitrile content nitrile rubber (NBR) having a nitrile content of 31 to 35% is preferred.
Perfluoroelastomer (FFKM), a material for semiconductor and liquid crystal manufacturing processes such as dry etching and CVD, is a copolymer of perfluoroolefin, perfluoroalkyl vinyl ether, and iodine and / or bromine-containing vinyl monomers. is there.
ゴム原料に配合される配合剤は、それぞれのゴム原料に応じて選択、配合される。例えば、パーフルオロエラストマー(FFKM)に対しては、加硫剤として過酸化物を、加硫助剤として多価アリル化合物を、充填材としてポリテトラフルオロエチレン粉末、酸化ケイ素粉末等が配合される。 The compounding agent blended with the rubber raw material is selected and blended according to each rubber raw material. For example, for perfluoroelastomer (FFKM), a peroxide as a vulcanizing agent, a polyvalent allyl compound as a vulcanization aid, and a polytetrafluoroethylene powder, a silicon oxide powder or the like as a filler are blended. .
ゴム組成物は、シールリング形状の金型内で加硫されることにより、ゴム弾性体からなるシールリングが製造される。
加硫条件はゴム組成物に最適な条件が選択される。例えば、上記パーフルオロエラストマー(FFKM)組成物の場合、加硫条件としては、一次加硫が150〜170℃の加硫温度で5〜30分の加硫時間、二次加硫が170〜250℃の加硫温度で4〜48時間の加硫時間が好適である。特に省エネルギーの観点では、170〜200℃の加硫温度で2〜5時間が好ましい。
The rubber composition is vulcanized in a seal ring-shaped mold to produce a seal ring made of a rubber elastic body.
As the vulcanization conditions, optimum conditions for the rubber composition are selected. For example, in the case of the perfluoroelastomer (FFKM) composition, the vulcanization conditions include primary vulcanization at a vulcanization temperature of 150 to 170 ° C., vulcanization time of 5 to 30 minutes, and secondary vulcanization of 170 to 250. A vulcanization time of 4 to 48 hours at a vulcanization temperature of ° C is preferred. In particular, from the viewpoint of energy saving, 2 to 5 hours are preferable at a vulcanization temperature of 170 to 200 ° C.
本発明のシールリングは、日本工業(JIS)規格、ISO規格、JASO規格等に規定されているオーリングの代替として使用できる。
また、特に捻りが発生しないので、ドライエッチング、CVDなど半導体、液晶製造工程用途向けの捻りが発生し易いパーフルオロエラストマー(FFKM)系シールリングに好適である。
ドライエッチング装置としては、プラズマエッチング装置、反応性イオンエッチング装置、反応性イオンビームエッチング装置、スパッタエッチング装置、イオンビームエッチング装置などに好適に使用することができる。
The seal ring of the present invention can be used as an alternative to the O-ring defined in Japan Industrial (JIS) standard, ISO standard, JASO standard and the like.
In addition, since no twist is generated, it is suitable for a perfluoroelastomer (FFKM) seal ring that easily generates twist for semiconductor and liquid crystal manufacturing processes such as dry etching and CVD.
The dry etching apparatus can be suitably used for a plasma etching apparatus, a reactive ion etching apparatus, a reactive ion beam etching apparatus, a sputter etching apparatus, an ion beam etching apparatus, and the like.
本発明のシールリングは、従来のオーリングに比較して捻りが発生しないシールリングとしてオーリングの代替品となる。 The seal ring of the present invention is an alternative to the O-ring as a seal ring that does not twist as compared with the conventional O-ring.
1 シールリング
2 線分
3 線分
4 交点
5 円弧部分
6 シールリング取付溝
7 部品
8 他の部品
9 シールリング取付溝が設けられた円形部品
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該シールリングの径方向断面形状は、二つの線分を接続して得られる二つの直線辺と、この二つの直線辺の先端点同士を円弧状に結合する円弧部分とからなることを特徴とするシールリング。 A seal ring made of a rubber elastic body,
The radial cross-sectional shape of the seal ring includes two straight sides obtained by connecting two line segments, and an arc portion that joins the end points of the two straight sides in an arc shape. Seal ring.
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