JP2015124863A - シール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材を単体で扱う際、異物がシール部材のシール部に進入せず、高いシール性を確保するシール部材を提供することを目的とする。
【解決手段】第１部品に嵌合する第１環状凹条が一面に設けられ、第２部品に嵌合する第２環状凹条が他面に設けられ、前記第１及び第２環状凹条に第１及び第２圧入代を備えるシール部材において、前記シール部材を単体で扱うときに、前記第１圧入代に挿入する第１環状凸条が設けられた第１保護キャップと、前記第２圧入代に挿入する第２環状凸条が設けられた第２保護キャップとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１部品に嵌合する第１環状凹条が一面に設けられ、第２部品に嵌合する第２環状凹条が他面に設けられ、第１及び第２環状凹条に第１及び第２圧入代を備えるシール部材に関するものである。

従来、半導体製造工程や液晶製造工程などの薬液制御には、流量制御弁や開閉弁などのバルブ類や、フィルタ、圧力センサや流量センサなどのセンサ類、継手ブロックや流路ブロックなどの配管ブロック類など、流体機器が使用される。近年、装置のコンパクト化のため、これらの流体機器の接続部同士を、シール部材を用いて直接連結し、ユニット化することが行われている。

本出願人は、シール部材の一例として、いわゆるＨ型シールを提案している。半導体、液晶製造装置等の薬液を扱う流体機器では、フッ酸等の浸透性の高い薬液なども扱う。そのため、流体機器の接続のために用いられるシール部材は、外部に薬液が漏れないよう、高いシール性を確保する必要がある。Ｈ型シールの接続構造は、図８に示すように、突起を溝に圧入してシールする構造である。Ｈ型シールのシール部材１は、図６及び図７に示すように、本体部１０と把持部１２と張出部１３とを備える。本体部１０は、図７に示すように、第１部品１００Ａの環状突起１０１Ａに嵌合する第１環状溝１１Ａが一面に形成され、第２部品１００Ｂの環状突起１０１Ｂに嵌合する第２環状溝１１Ｂが他面に形成されている。

半導体製造装置のメンテナンスの際、バルブ等の流体機器を交換し、再度装置に組み付けるときには、新しいシール部材を使用することが望ましい。そこで、流体機器の接続部に使用するシール部材１を製造した後、シール部材１を単体で扱う場合、シール部材１のシール部に異物が進入しないよう、細心の注意を払わなければならない。シール部に異物が進入すると、浸透性の高い薬液を使用する流体機器では、薬液が漏れる恐れがあるからである。
特許文献１には、図９に示すように、配管前に継手本体２００（特に先端部）に傷等が付くのを防止するために、継手本体２００に装着する保護キャップ２０１が開示されている。また、特許文献２には、図１０に示すように、ガスケット３００のシール面を保護するため、ガスケット３００に組み付けられたリテーナ３０１が開示されている。

特開平７−２８０１６５号公報 特開２０００−１５４８９２号公報

本出願人が提案するシール部材１では、本体部１０よりも外周に把持部１２が形成されている。そのため、シール部材１を作業台の上などに置いても、本体部１０のシール部が作業台に触れることはなく、誤って手で触れてもシール部を傷付けたりすることはない。しかし、シール部材１を製造した後、シール部材１を単体で取り扱うとき、特許文献１及び２に記載の発明のような継手先端の外周部にはめ合わせる保護キャップでは、ごみなどの異物がシール部材１のシール部に進入する恐れがある。いったんシール部材１のシール部に異物が入り込むと、それを除去することは困難であり、シール部に異物が入ったままシール部材１を圧入すると、シール部に連続的な傷が発生してしまう。シール部のその連続的な傷により、漏れが生じる恐れがある。
特に、半導体、液晶製造装置等の薬液を扱う流体機器では、フッ酸等の浸透性の高い薬液なども扱うため、高いシール性を確保することが大きな課題である。

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、シール部材を単体で取り扱う際、異物がシール部材のシール部に進入せず、高いシール性を確保するシール部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のシール部材は、次のような構成を有している。
（１）第１部品に嵌合する第１環状凹条が一面に設けられ、第２部品に嵌合する第２環状凹条が他面に設けられ、前記第１及び第２環状凹条に第１及び第２圧入代を備えるシール部材において、前記シール部材を単体で扱う際に、前記第１圧入代に挿入する第１環状凸条が設けられた第１保護キャップと、前記第２圧入代に挿入する第２環状凸条が設けられた第２保護キャップとを備えること、を特徴とする。

（２）（１）に記載のシール部材において、前記第１及び第２保護キャップには、空気を抜くための空気抜穴が形成されていること、が好ましい。

（３）（２）に記載のシール部材において、前記空気抜穴は、前記第１及び第２保護キャップの中央部に形成された中央空気抜穴、及び前記第１及び第２保護キャップの前記第１及び第２環状凸条に形成された溝部空気抜穴であること、が好ましい。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のシール部材において、前記第１及び第２保護キャップは、前記シール部材の外周に設けられた引掛部により前記シール部材に係止されること、が好ましい。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載のシール部材において、前記第１及び第２保護キャップには、前記シール部材から取り外すため把持部が形成され、前記把持部は、前記シール部材の外径より張り出していること、が好ましい。

上記態様により、シール部材を単体で扱う際、保護キャップの環状凸条がシール部材の圧入代及び環状凹条に挿入して嵌合するため、流体機器の接続部のシール部にごみなどの異物が進入することがない。よって、シール部材を圧入するときに、シール部に連続的な傷を発生させる恐れがなく、シール部材の高いシール性を確保することができる。
上記態様により、保護キャップには、空気を抜くための空気抜穴が形成されているので、保護キャップをシール部材に挿入する際、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップをシール部材に容易に取り付けることができる。特に、保護キャップの中央部に中央空気抜穴、環状凸条に溝部空気抜穴が形成されているため、シール部材の内部や環状凹条に閉じ込められた空気が排出され、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップをシール部材に容易に取り付けることができる。
上記態様により、保護キャップとシール部材が係止されるので、シール部材を輸送する際に保護キャップが外れたり、ずれたりすることがなく、異物が進入することはない。
上記態様により、保護キャップに、シール部材の外径より張り出している把持部が設けられているため、把持部に力を加えることにより、容易に保護キャップをシール部材から取り外すことができる。

保護キャップを取り付ける手順を示したシール部材及び保護キャップのＸ−Ｘ断面図である。 保護キャップを取り付けた状態のシール部材の正面図である。 保護キャップを取り付ける手順を示したシール部材及び保護キャップのＹ−Ｙ断面図である。 保護キャップの正面図である。 シール部材の正面図である。 シール部材の断面図である。 シール部材を流体機器の接続部に組み付ける状態の一部断面図である。 シール部材を流体機器の接続部に組み付けた状態の一部断面図である。 特許文献１に記載の継手部材保護キャップの断面図である。 特許文献２に記載の管継手の断面図である。

本発明のシール部材１の実施形態について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。図２は、保護キャップ２を取り付けた状態のシール部材１の正面図を示している。図１は、保護キャップ２を取り付ける時系列を示した図２のＸ−Ｘ断面図で、図３は、同様に、図２のＹ−Ｙ断面図を示している。図４は、保護キャップ２の正面図を示し、図５は、シール部材１の正面図、図６は、シール部材１の断面図を示している。また、図７は、シール部材1を流体機器の接続部に組み付ける状態の一部断面図を示し、図８は、シール部材１を流体機器の接続部に組み付けた状態の一部断面図を示している。

（シール部材の構成）
シール部材１は、図６に示すように、本体部１０と把持部１２と張出部１３とを備える。本体部１０は円筒形状に形成されている。また、本体部１０は、図７に示すように、第１部品１００Ａの環状突起１０１Ａに嵌合する第１環状溝１１Ａ（環状凹条の一例）が一面に形成され、第２部品１００Ｂの環状突起１０１Ｂに嵌合する第２環状溝１１Ｂが他面に形成されている。
シール部材１の断面は、Ｈ型をなし、図６において、左右方向の中心線Ｍに対して線対称形状に、上下方向の中心線Ｎに対して線対称形状になっている。そのため、第１部品１００Ａ側のシール部材１の形状と第２部品１００Ｂ側のシール部材１の形状は同じである。よって、以下の説明において、第１部品１００Ａ側のシール部材１の形状の説明をすることで、第２部品１００Ｂ側のシール部材の形状の説明を割愛する。この際、「Ａ」、「Ｂ」の符号は、説明文が煩雑になるため、適宜省略する。

シール部材１の環状溝１１には、図６に示すように、開口部より奥側の内側内壁と外側内壁に、圧入代１１ｂ、１１ｂがそれぞれ設けられている。また、圧入代１１ｂ、１１ｂの幅Ｗ１は、図７に示す環状突起１０１の肉厚方向幅Ｗ３より僅かに小さく形成されている（Ｗ１＜Ｗ３）。環状溝１１の内側開口部と外側開口部には、環状突起１０１をガイドするためのガイド部１１ａ、１１ａがそれぞれ設けられている。ガイド部１１ａ、１１ａの間の幅Ｗ２は、図７に示す環状突起１０１の肉厚方向幅Ｗ３より僅かに大きく形成されている（Ｗ３＜Ｗ２）。
本体部１０は、内周面と外周面に、図７に示すシール溝の底部に設けた傾斜１０３と対応するように傾斜１０ａ、１０ｂが設けられている。環状溝１１に部品１００の環状突起１０１を挿入すると、環状突起１０１は、圧入代１１ｂ、１１ｂの幅Ｗ１を拡大させながら圧入される。

本体部１０の外周面には、張出部１３が外向きに突設されている。本体部１０の外周面に沿って環状に形成されている。張出部１３の外縁部には、複数の把持部１２が所定間隔を空けて一体的に形成されている。把持部１２は、張出部１３の端部から両側に、張出部１３に対して直交する方向に延びるように設けられている。把持部１２の両端部には、図７に示す部品１００の凸部１０２に引っ掛けて係合する引掛部１２ａが、本体部１０側に内向きに突き出して設けられている。引掛部１２ａが部品１００の凸部１０２に係止されると、部品１００に設けた環状突起１０１の先端部が環状溝１１のガイド部１１ａ、１１ａに仮挿入され、環状突起１０１と環状溝１１を適正に位置決めする。

次に図示しない治具を用いて、第１及び第２部品１００Ａ、１００Ｂを引き寄せる。シール部材１の圧入代１１ｂ、１１ｂに、第１及び第２部品１００Ａ、１００Ｂの環状突起１０１を圧入する。これにより、圧入代１１ｂ、１１ｂは僅かに塑性変形を起こす。この圧入部分において所定のシール力を維持することができる。

ここで、半導体、液晶製造装置等の薬液を扱う流体機器では、フッ酸等の浸透性の高い薬液なども扱う。そこで、治具により部品１００とシール部材１を接続する際、ごみなどの異物が環状溝１１に進入していると、シール部に連続的な傷を発生させる。ここに、フッ酸等の浸透性の高い薬液を使用すると、そのシール部の連続的な傷の部分から薬液が漏れる恐れがある。そのため、シール部材１のシール部には、どんな微粒子のごみであっても進入を防ぐ必要がある。

（保護キャップの構成）
保護キャップ２は、異物などを発生させない形状で、バリや欠陥のない仕上がりとし、樹脂を材質とする。シール部材１を単体で扱うとき、シール部材１の両面にそれぞれ第１保護キャップ２Ａと第２保護キャップ２Ｂを取り付けるが、第１保護キャップ２Ａと第２保護キャップ２Ｂは同一形状であるため、第１保護キャップ２Ａを説明することで第２保護キャップ２Ｂの説明を割愛する。なお、「Ａ」、「Ｂ」の符合は、説明文が煩雑となるため、適宜省略する。
図１に示すように、保護キャップ２は、本体部２１と環状突起２２（環状凸条の一例）とを備える。環状突起２２の肉厚方向幅Ｗ４は、シール部材１の圧入代１１ｂ、１１ｂの幅Ｗ１より大きく形成され、部品１００の環状突起１０１の肉厚方向幅Ｗ３より小さく形成されている（Ｗ１＜Ｗ４＜Ｗ３）。
なお、本実施形態では、Ｗ４は、Ｗ１より大きく、Ｗ３より小さく形成されているが（Ｗ１＜Ｗ４＜Ｗ３）、Ｗ４は、Ｗ３と同等の幅を含んでも良い（Ｗ１＜Ｗ４≦Ｗ３）。

また、図４に示すように、本体部２１の中央には、中央部に溜まる空気を抜くための中央空気抜穴２３が形成されている。中央空気抜穴２３の外周にある環状突起２２には、環状溝１１に溜まる空気を抜くための溝部空気抜穴２６が形成されている。また、図３（Ａ）及び図４に示すように、本体部２１の外周には、係止部２４が形成されている。係止部２４が、シール部材１の外周に設けられた引掛部１２ａに係止されることにより、保護キャップ２はシール部材１に固定される。

保護キャップ２には、係止部２４の外縁部に、シール部材１の外径より張り出している２つの把持部２５が形成されている。把持部２５により、保護キャップ２に直接力を加えることが容易になるため、シール部材１の引掛部１２ａから保護キャップ２の係止部２４を取り外すことができる。

（保護キャップを備えるシール部材の構成）
保護キャップ２をシール部材１に取り付ける手順について説明する。
図１の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、保護キャップ２の環状突起２２の先端をガイド部１１ａ、１１ａに挿入することにより、環状突起２２は圧入代１１ｂ、１１ｂと平行に位置決めされる。次に、図１の（Ｃ）に示すように、環状突起２２を圧入代１１ｂ、１１ｂまで圧入する。このとき、環状突起２２の肉厚方向幅Ｗ４は、部品１００の環状突起１０１の肉厚方向幅Ｗ３より小さいが、シール部材１の圧入代１１ｂ、１１ｂの幅Ｗ１より大きい（Ｗ１＜Ｗ４＜Ｗ３）。そのため、環状突起２２と圧入代１１ｂ、１１ｂとは、密着して異物が進入できなくしている。
このとき、シール部材１の内部（中央の空洞）に閉じ込められた空気は、中央空気抜穴２３から排出される。また、環状溝１１に閉じ込められた空気は、図３に示すように、環状突起２２に形成された溝部空気抜穴２６から排出される。これにより、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップ２をシール部材１に容易に取り付けることができる。図１（Ｃ）及び図３（Ｃ）は、保護キャップ２をシール部材１に取り付けた状態を示している。

ここで、図１（Ｂ）、及び図３（Ｂ）に示すように、環状突起２２を圧入代１１ｂ、１１ｂに挿入するとき、圧入代１１ｂ、１１ｂの幅Ｗ１は環状突起２２の肉厚方向幅Ｗ４よりも小さい（Ｗ１＜Ｗ４）。そのため、環状突起２２の圧入により僅かに圧入代１１ｂ、１１ｂは塑性変形を引き起こす。この塑性変形は、環状突起２２、圧入代１１ｂ、１１ｂが共に樹脂であり、弾性があるため、小さい塑性変形である。そのため、保護キャップ２を取り外してシール部材１を部品１００に取り付けるとき、ある程度圧入代１１ｂ、１１ｂは塑性変形をしている。そのため、簡便な治具を用いるだけで、部品１００の環状突起１０１を圧入代１１ｂ、１１ｂに容易に圧入することができる。または、メンテナンスなどで流体機器を再度組み付けするため、手で部品１００の環状突起１０１を圧入代１１ｂ、１１ｂに押し込む場合には、ガイド部１１ａ、１１ａによりガイドされるため、平行に圧入することができる。

シール部材１を製造し、流体機器の接続部に組み付けるため、シール部材１を単体で扱うとき、シール部材１に保護キャップ２を取り付ける。保護キャップ２の環状突起２２とシール部材１の圧入代１１ｂ、１１ｂは、圧入によりシールされているため、輸送の際、ごみなどの異物が圧入代１１ｂ、１１ｂに付着することはない。そのため、いったん外気にさらすことになったとしても、圧入代１１ｂ、１１ｂに異物が付着する恐れがなく、組付の際に傷つくことがない。よって、第１及び第２部品１００Ａ、１００Ｂを接続した後、フッ酸等の浸透性の高い薬液を流しても、接続部から流体が漏れる恐れがなく、高いシール性を確保することができる。
また、シール部材１から保護キャップ２を取り外す際、保護キャップ２には、シール部材１の外径より張り出している把持部１２が設けられているため、把持部１２に力を加えることにより、容易に保護キャップ２をシール部材から取り外すことができる。

以上、説明したように、本発明のシール部材１によれば、
（１）第１部品１００Ａに嵌合する第１環状溝１１Ａが一面に設けられ、第２部品１００Ｂに嵌合する第２環状溝１１Ｂが他面に設けられ、第１及び第２環状溝１１Ａ、１１Ｂに第１及び第２圧入代１１ｂ、１１ｂを備えるシール部材１において、シール部材１を単体で扱う際に、第１圧入代１１ｂＡに挿入する第１環状突起２２Ａが設けられた第１保護キャップ２Ａと、第２圧入代１１ｂＢに挿入する第２環状突起２２Ｂが設けられた第２保護キャップ２Ｂとを備えること、を特徴とするので、シール部材１を単体で扱う際、保護キャップ２の環状突起２２がシール部材１の環状溝１１に挿入するため、シール部材１のシール部にごみなどの異物が進入することがない。よって、シール部材１を圧入するときに、シール部に連続的な傷を発生させる恐れがなく、シール部材１の高いシール性を確保することができる。

（２）（１）に記載のシール部材１において、第１及び第２保護キャップ２Ａ、２Ｂには、空気を抜くための空気抜穴が形成されていること、を特徴とし、（３）（２）に記載のシール部材１において、空気抜穴は、第１及び第２保護キャップ２Ａ、２Ｂの中央部に形成された中央空気抜穴２３、及び第１及び第２環状突起２２に形成された溝部空気抜穴
２６であること、を特徴とするので、保護キャップ２をシール部材１に挿入する際、空気
の圧縮による反発がなく、保護キャップ２をシール部材１に容易に取り付けることができる。特に、保護キャップ２の中央部に中央空気抜穴２３、環状突起２２に溝部空気抜穴２６が形成されているため、シール部材１の内部や環状溝１１に閉じ込められた空気が排出され、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップ２をシール部材１に容易に取り付けることができる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のシール部材１において、第１及び第２保護キャップ２は、シール部材１の外周に設けられた引掛部１２ａによりシール部材１に係止されること、を特徴とするので、シール部材１を輸送する際、保護キャップ２が外れたり、ずれたりすることがなく、異物が進入することはない。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載のシール部材１において、第１及び第２保護キャップ２には、シール部材１から取り外すため把持部２５が形成され、把持部２５は、シール部材１の外径より張り出していること、を特徴とするので、保護キャップ２に、把持部２５に力を加えることにより、容易に保護キャップ２をシール部材１から取り外すことができる。

なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。

１ シール部材
２ 保護キャップ
１０ 本体部
１１ 環状溝（環状凹条）
１１ａ ガイド部
１１ｂ 圧入代
１２ 把持部
１２ａ 引掛部
２１ 本体部
２２ 環状突起（環状凸条）
２３ 中央空気抜穴
２４ 係止部
２５ 把持部
２６ 溝部空気抜穴

Claims (5)

1. 第１部品に嵌合する第１環状凹条が一面に設けられ、第２部品に嵌合する第２環状凹条が他面に設けられ、前記第１及び第２環状凹条に第１及び第２圧入代を備えるシール部材において、
   前記シール部材を単体で扱う際に、前記第１圧入代に挿入する第１環状凸条が設けられた第１保護キャップと、前記第２圧入代に挿入する第２環状凸条が設けられた第２保護キャップとを備えること、
   を特徴とするシール部材。
2. 請求項１に記載のシール部材において、
   前記第１及び第２保護キャップには、空気を抜くための空気抜穴が形成されていること、
   を特徴とするシール部材。
3. 請求項２に記載のシール部材において、
   前記空気抜穴は、前記第１及び第２保護キャップの中央部に形成された中央空気抜穴、及び前記第１及び第２環状凸条に形成された溝部空気抜穴であること、
   を特徴とするシール部材。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のシール部材において、
   前記第１及び第２保護キャップは、前記シール部材の外周に設けられた引掛部により前記シール部材に係止されること、
   を特徴とするシール部材。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のシール部材において、
   前記第１及び第２保護キャップには、前記シール部材から取り外すため把持部が形成され、
   前記把持部は、前記シール部材の外径より張り出していること、
   を特徴とするシール部材。

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