JPH0741158B2 - 真空容器の密封構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空容器の二つの合せ面間をパッキンを用
いて密封（気密）する密封構造に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来の密封構造を用いた真空容器の部分断面図
であり、第７図は第６図の線VII-VII方向に見た一例を
示す平面図であり、第８図は第６図のパッキン部分の拡
大断面図である。この例の真空容器２は、平面形状が矩
形（第７図参照）あるいは円形（図示省略）等をしてお
り、容器本体４に、その中に被処理物等を出し入れする
ために例えばヒンジ（図示省略）等で支持された開閉可
能な蓋板６が取り付けられている。真空容器２内は、被
処理物等を内部に入れて蓋をした後、真空ポンプ（図示
省略）で所定の真空に排気され、真空状態下において被
処理物等に対する例えばスパッタリング、薄膜形成等の
処理等が行われる。

そのため、容器本体４のフランジ部８と蓋板６のフラン
ジ部10の間には、図示のような密封構造が採用されてい
る。即ちこの例は、フランジ部８側（フランジ部10側の
場合もある）にパッキン溝12を設け、その中にパッキン
（例えばＯリング）14を収納し、当該パッキン14によっ
て真空容器２内外の気密を保つようにしている。

尚、パッキン溝12の形状は、第９図に示すような矩形断
面の場合もあるけれども、蓋体６の開閉時等に当該パッ
キン溝12からパッキン14が脱落するのを防止するため
に、例えば第８図のような両アリ溝、あるいは例えば第
10図のような片アリ溝である場合が多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

パッキン14は、その長手方向の仕上り長さのばらつき、
あるいは当該パッキン14装着時の気温による熱膨脹度合
等によって、その長さのばらつきは不可避である。その
ため、パッキン溝12にパッキン14を装着して蓋板６を閉
じた際に、当該パッキン14がパッキン溝12内で内側ある
いは外側に片寄りしたり、あるいは蛇行したりして、パ
ッキン溝12の底部隅に空気を補足したポケット部（小空
間）16a、16bを作る。このポケット部16a、16bは、一般
にパッキン14の長手方向に沿う細長い空間になるけれど
も、パッキン14の蛇行やパッキン14に付着していること
があるグリース等によって分断されて複数個のポケット
となる場合もある。

そして、真空容器２の使用時等の際の加熱や温度上昇あ
るいは冷却に伴って、容器本体４および蓋板６に熱膨脹
や熱収縮による微小な寸法変化が生じたり、更には片側
が真空に達することによるパッキン14自身の内部応力が
変化したりすること等によって、パッキン14がパッキン
溝12内で微小移動を起こし、真空容器内側のポケット部
16aの空気を真空容器２内に放出することがある。

その場合、ポケット部16aの容積は真空容器２の容積に
比べて微小ではあるけれども、真空容器２の内部が例え
ば10^-5〜10^-7Torr程度の高真空に達していた時点で当該
ポケット部16aから空気が真空側に放出された場合に
は、真空容器２内全体の真空度を例えば一桁以上低下さ
せるような影響力を有しており、このような真空度の低
下がひいては真空容器２内の被処理物の処理品質の低下
等をもたらすという問題がある。

また、上記パッキン溝12は、その平面形状が第７図のよ
うな矩形の場合では例えばエンドミル加工により、円形
の場合では例えば施削加工により形成されるけれども、
気密に特に重要である溝底面13（第８図参照）の高精度
加工、例えば研磨作業が行いにくいという問題もある。

そこでこの発明は、上記のような問題点を解決すること
ができる真空容器の密封構造を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の密封構造は、真空容器の二つの合せ面間をパ
ッキンを用いて密封する構造において、一方の合せ面側
に内側部材と外側部材とを互いに所定間隔を開けて沿わ
せて取付け、それによって両部材間に前記パッキンを収
納するパッキン溝を形成しており、かつ当該パッキン溝
を少なくとも真空容器内側へ通じさせる複数の通気部を
有していることを特徴とする。

〔作用〕

複数の通気部によってパッキン溝が真空容器内側に通じ
ているため、パッキン溝内に形成される真空容器内側の
パッキン部は、真空容器内と同程度の真空に排気され
る。従って、当該ポケット部からの気体放出による真空
容器内の真空度低下というような問題は起こらない。

また、合せ面におけるパッキン溝の底面になる部分は、
内側部材および外側部材を取り付ける前工程で加工する
ことができるため、容易に高精度仕上加工等を行うこと
ができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例に係る密封構造を用いた真
空容器の部分断面図であり、第２図は第１図の線II-II
方向に見た一例を示す部分平面図であり、第３図は第１
図の内側部材をＰ方向に見た一例を示す部分正面図であ
る。なお第６図ないし第10図と同一または同等部分には
同一符号を付してその説明を省略する。

この実施例は、従来例と同様に容器本体４のフランジ部
８の合せ面と蓋板６のフランジ部10の合せ面との間をパ
ッキン14を用いて密封するものであり、一方の合せ面、
この例ではフランジ部８の合せ面側に、真空容器内側に
位置する内側部材18と真空容器外側に位置する外側部材
20とを互いに所定間隔を開けて沿わせて取り付けてお
り、それによって両部材18、20間にパッキン14を収納す
る前述したようなパッキン溝12を形成している。

内側部材18および外側部材20をフランジ８に取り付ける
手段としては種々のものが採り得るけれども、この例で
は所々で点溶接（図中の点溶接部26参照）する手段を採
用している。点溶接によっても、パッキン14を介して内
側部材18に加わる外部圧力（例えば大気圧）に十分耐え
ることができる。しかも点溶接であれば、溶接熱によっ
てフランジ部８を歪ませたりその気密面９を劣化させた
りする恐れを無くすることができる。もちろん点溶接以
外に、例えば皿小ねじ等によって内側部材18および外側
部材20をフランジ部８にねじ止めする等の手段を採用し
ても良い。

また内側部材18および外側部材20は、必ずしも一体の枠
構造でなくても良く、それぞれ何個かに分割された部材
から構成されていても良い。第２図は、内側部材18およ
び外側部材20をそれぞれ４個の部材から構成した例を示
すものであり、同図中28は部材間の突合せ部である。こ
の場合、突合せ部28の隙間は敢えて溶接等の手段でつな
ぎ合わせる必要はない。

更に、この例では内側部材18および外側部材20の上下
（即ちフランジ部10側およびフランジ部８側）に、パッ
キン溝12を真空容器内側へ通じさせる複数の通気部22
a、22bと、パッキン溝12を真空容器外側（大気側）へ通
じさせる複数の通気部24a、24bとをそれぞれ設けてい
る。

各通気部22a、22b、24a、24bは、この例では、内側部材
18および外側部材20の上下側に当該部材を横切る小溝を
設けることによって形成している。但しそれ以外の手
段、例えば内側部材18および外側部材20に貫通孔を設け
たり、フランジ部８、10側に小溝を設けたりして形成し
ても良い。

上記のような密封構造においても、従来と同様に、真空
容器２内を真空状態にするべく蓋板６が閉じられパッキ
ン14がフランジ部８および10に接した際、パッキン溝12
の底部隅に前述したようなポケット部16a、16bが形成さ
れる場合がある。所が、パッキン溝12内の真空容器内側
の底部は通気部22bによって真空容器２内に通じている
ため、真空容器２内を排気すればポケット部16aも真空
容器２内と同じかほぼ同じ程度の真空度に排気される。
従って当該ポケット部16aからの気体（空気）放出によ
る真空容器２内の真空度低下というような問題は起こら
ない。つまり、たとえパッキン14がパッキン溝12内で微
小移動するようなことが起こっても、当該ポケット部16
aから真空容器２内に放出される気体は真空容器２内と
同程度の真空度のものであり、従って真空容器２内の真
空度を低下させることはない。

尚、従来の場合もそうであるけれども、フランジ部10の
フランジ面と内側部材18の上面（従来の場合はフランジ
部８のフランジ面）との金属接触によりシール効果が出
て、パッキン溝12の上部側にもポケット部16cが形成さ
れる場合が稀にではあるけれどもある。従ってそのよう
なことが懸念される場合は、この例のように内側部材18
の上部側にも通気部22aを設けておいても良く、そのよ
うにすれば通気部22bの場合と同様の作用によって、ポ
ケット部16cからの気体放出による真空容器２内の真空
度低下をより完全に防止することができる。もっとも、
上記のようなことを考慮する必要がなければ、通気部22
aを設けなくても良い。

更に、従来の場合もそうであるけれども、パッキン溝12
内の真空容器外側のポケット部16b（および場合によっ
てはポケット部16d）に閉じ込められた空気が温度変化
等によって膨脹あるいは収縮することによってパッキン
14に加わる力が変化する可能性があるため、この例のよ
うに外側部材20側にも通気部24b（および場合によって
は通気部24a）を設けておいても良く、そのようにすれ
ばポケット部16b、16dが常に大気圧になってパッキン14
に加わる力が安定化し、それによって密封機能をより安
定化することができる。もっとも、上記のようなことを
考慮する必要がなければ、通気部24a、24bを設けなくて
も良い。

尚、上記通気部22a、22b、24a、24bの互いの位置関係
は、必ずしも第１図ないし第３図に示すように上下左右
等に揃える必要はない。

一方、機械加工の点から見ると、フランジ部８、10のパ
ッキン14が接し気密に係わる面９、11は、一般に高精度
の気密面に加工する必要があり、その場合、気密面11側
は従来と同様であるけれども、この実施例においては気
密面９側も、内側部材18および外側部材20をフランジ部
８に取り付ける前の工程で加工することができるため、
容易に研磨等の高精度仕上加工を行うことができる。

また、フランジ部８、10、パッキン溝12等の形状は、第
２図に示すような矩形以外のもの、例えば第４図に示す
ような円形等であっても良い。パッキン溝12の断面形状
も、第１図に示すような梯形以外のもの、例えば第９図
に示したような矩形、あるいは第10図に示したような梯
形等であっても良い。用いるパッキン14も、必ずしも上
記のようなＯリングに限らず、他の断面形状をしたもの
でも良い。また上記のような内側部材18、外側部材20等
は、蓋板６のフランジ部10側に取り付けても良い。

更に、上記のような密封構造は、上述したようなフラン
ジ部以外の箇所、例えば第５図に示すように真空容器を
構成する二つの部材30a、30bの合せ面間の密封等にも広
く適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、パッキン溝部からの真
空容器内への気体放出が防止されるため、高性能で安定
した密封機能が得られる。またパッキン溝の底面になる
気密面の加工が容易に行えるため、当該密封構造の製作
費用も安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る密封構造を用いた
真空容器の部分断面図である。第２図は、第１図の線II
-II方向に見た一例を示す部分平面図である。第３図
は、第１図の内側部材をＰ方向に見た一例を示す部分正
面図である。第４図は、第１図のII-II方向に見た他の
例を示す部分平面図である。第５図は、この発明の他の
実施例に係る密封構造を示す部分断面図である。第６図
は、従来の密封構造を用いた真空容器の部分断面図であ
る。第７図は、第６図の線VII-VII方向に見た一例を示
す平面図である。第８図は、第６図のパッキン部分の拡
大断面図である。第９図および第10図は、それぞれ、パ
ッキン溝の断面形状の他の例を示す断面図である。 ２……真空容器、４……容器本体、６……蓋板、８、10
……フランジ部、12……パッキン溝、14……パッキン、
16a〜16d……ポケット部、18……内側部材、20……外側
部材、22a,22b,24a,24b……通気部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器の二つの合せ面間をパッキンを用
   いて密封する構造において、一方の合せ面側に内側部材
   と外側部材とを互いに所定間隔を開けて沿わせて取付
   け、それによって両部材間に前記パッキンを収納するパ
   ッキン溝を形成しており、かつ当該パッキン溝を少なく
   とも真空容器内側へ通じさせる複数の通気部を有してい
   ることを特徴とする真空容器の密封構造。