JPH09324272A - シール装置 - Google Patents
シール装置Info
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- JPH09324272A JPH09324272A JP9049490A JP4949097A JPH09324272A JP H09324272 A JPH09324272 A JP H09324272A JP 9049490 A JP9049490 A JP 9049490A JP 4949097 A JP4949097 A JP 4949097A JP H09324272 A JPH09324272 A JP H09324272A
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- JP
- Japan
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- alloy
- sealing device
- seal
- flange
- base material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4409—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber characterised by sealing means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
- F16J15/0806—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing characterised by material or surface treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/16—Vessels
- H01J2237/166—Sealing means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/935—Seal made of a particular material
- Y10S277/939—Containing metal
- Y10S277/941—Aluminum or copper
Abstract
(57)【要約】
【課題】 繰り返し使用してもシール部におけるシール
性に著しく優れ、かつ、シール性のばらつきが少ないた
めリークが極めて少なシール装置を提供する。 【解決手段】 本発明のシール装置は、内外で圧力差が
ある隔成部材６のシール部におけるシール部材受部に、
該隔成部材の母材よりも硬い材料からなる別部材１１が
埋設され、かつ、別部材１１と母材６との側部界面にお
いて局部的に融着されていることを特徴とする。
性に著しく優れ、かつ、シール性のばらつきが少ないた
めリークが極めて少なシール装置を提供する。 【解決手段】 本発明のシール装置は、内外で圧力差が
ある隔成部材６のシール部におけるシール部材受部に、
該隔成部材の母材よりも硬い材料からなる別部材１１が
埋設され、かつ、別部材１１と母材６との側部界面にお
いて局部的に融着されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シール装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】シール装置として真空装置を例にとり従
来技術を説明する。例えば半導体装置を製造するための
プラズマＣＶＤ装置等の真空装置は、図５に示すように
複数のチャンバー部材（ハウジング部材３、蓋部材２，
真空系部材４、フランジ５）をＯリング０１，０２，０
３を介してシールすることにより組み立てられている。
来技術を説明する。例えば半導体装置を製造するための
プラズマＣＶＤ装置等の真空装置は、図５に示すように
複数のチャンバー部材（ハウジング部材３、蓋部材２，
真空系部材４、フランジ５）をＯリング０１，０２，０
３を介してシールすることにより組み立てられている。
【０００３】図５に示す例では３箇所のシール部Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３を有している。すなわち、ハウジング部材３
と蓋部材２とはＯリング０１を介してシール部Ｓ１にお
いてシールされ、ハウジング部材３と真空系部材４とは
シール部Ｓ３においてＯリングＯ３を介してシールさ
れ、蓋部材２とフランジ５とはＯリングＯ２を介してシ
ール部Ｓ２においてシールされている。もちろん真空装
置の種類に応じ、また各種目的に応じてより多くのチャ
ンバー部材を用いて真空装置を組み立てることがあり、
その場合にはシール部の数も変化する。
Ｓ２，Ｓ３を有している。すなわち、ハウジング部材３
と蓋部材２とはＯリング０１を介してシール部Ｓ１にお
いてシールされ、ハウジング部材３と真空系部材４とは
シール部Ｓ３においてＯリングＯ３を介してシールさ
れ、蓋部材２とフランジ５とはＯリングＯ２を介してシ
ール部Ｓ２においてシールされている。もちろん真空装
置の種類に応じ、また各種目的に応じてより多くのチャ
ンバー部材を用いて真空装置を組み立てることがあり、
その場合にはシール部の数も変化する。
【０００４】なお、図５においてＷは基板、ＥＬは下部
電極、ＥＵはシャワーボックスを有する上部電極であ
る。また、ＭＦＣはマスフローコントローラ、Ｍ／Ｂは
マッチングボックス、ＴＭＰはターボ分子ポンプ、ＲＦ
は高周波電源である。
電極、ＥＵはシャワーボックスを有する上部電極であ
る。また、ＭＦＣはマスフローコントローラ、Ｍ／Ｂは
マッチングボックス、ＴＭＰはターボ分子ポンプ、ＲＦ
は高周波電源である。
【０００５】ところで、従来、チャンバー部材としては
ステンレス製が一般的であったが、近時は装置の軽量化
を目的として、あるいは均熱性の向上その他を目的とし
てチャンバー部材にはアルミニウム合金が使用されるに
いたっている。
ステンレス製が一般的であったが、近時は装置の軽量化
を目的として、あるいは均熱性の向上その他を目的とし
てチャンバー部材にはアルミニウム合金が使用されるに
いたっている。
【０００６】しかるに、アルミニウム合金はステンレス
とは異なり硬さが低いため、繰り返し使用するとＯリン
グが当接するＯリング受部にへこみ跡が残ってしまう。
特にアルミニウム合金としてＪＩＳＡ５０５２のような
比較的硬度が低い合金を用いた場合この傾向は顕著であ
る。かかるへこみ跡はリークの源となり真空装置のリー
クレートは大きくなってしまう。
とは異なり硬さが低いため、繰り返し使用するとＯリン
グが当接するＯリング受部にへこみ跡が残ってしまう。
特にアルミニウム合金としてＪＩＳＡ５０５２のような
比較的硬度が低い合金を用いた場合この傾向は顕著であ
る。かかるへこみ跡はリークの源となり真空装置のリー
クレートは大きくなってしまう。
【０００７】かかるへこみの発生を防止し、真空装置の
リークレートを低減すべくＯリングへの改良が試みられ
ている。すなわち、ＳＵＳ３０４（Ｈｖ：２００〜３０
０）からなるＯリングの母材表面に純アルミニウム（Ｈ
ｖ：３０）をコーティングした技術である。かかるＯリ
ングを用いるとへこみが生じるまでの繰り返し数は多少
増加するものの完全には上記へこみは防止できない。
リークレートを低減すべくＯリングへの改良が試みられ
ている。すなわち、ＳＵＳ３０４（Ｈｖ：２００〜３０
０）からなるＯリングの母材表面に純アルミニウム（Ｈ
ｖ：３０）をコーティングした技術である。かかるＯリ
ングを用いるとへこみが生じるまでの繰り返し数は多少
増加するものの完全には上記へこみは防止できない。
【０００８】そこで、チャンバー部材の表面を硬くする
次の技術が試みられている。
次の技術が試みられている。
【０００９】Ｏリング受部にＴｉＮ膜を数１０μｍ程
度の厚さにコーティンを行うことにより表面硬さを高く
する技術である。
度の厚さにコーティンを行うことにより表面硬さを高く
する技術である。
【００１０】しかし、この技術は、下地が軟らかいまま
のため繰り返し使用をすると下地がへこみ、そのへこみ
が表面にもあらわれてしまうためやはりリークは避けら
れない。特に下地としてＪＩＳＡ５０５２（Ｈｖ：６０
〜７０）のような材料を用いた場合にはリークは顕著で
ある。
のため繰り返し使用をすると下地がへこみ、そのへこみ
が表面にもあらわれてしまうためやはりリークは避けら
れない。特に下地としてＪＩＳＡ５０５２（Ｈｖ：６０
〜７０）のような材料を用いた場合にはリークは顕著で
ある。
【００１１】また、ＴｉＮ膜の形成は２００〜２５０℃
の温度において行われる。そのためアルミニウム合金と
して、時効硬化により硬度を高くする合金、例えばＪＩ
Ｓ：Ａ２２１９−Ｔ８７（Ｈｖ：１３０）を下地に用い
た場合には軟化を起こしてしまい（Ｈｖ：５０〜６
０）、上述したＪＩＳＡ５０５２の場合と同様のへこみ
が生じてしまいやはりリークの発生は避けられない。
の温度において行われる。そのためアルミニウム合金と
して、時効硬化により硬度を高くする合金、例えばＪＩ
Ｓ：Ａ２２１９−Ｔ８７（Ｈｖ：１３０）を下地に用い
た場合には軟化を起こしてしまい（Ｈｖ：５０〜６
０）、上述したＪＩＳＡ５０５２の場合と同様のへこみ
が生じてしまいやはりリークの発生は避けられない。
【００１２】また、図７に示すように、Ｏリングの当
接部７に凹部８を形成し（図７（ｂ））、その凹部８内
にＮｉワイヤ９等をおいておき（図７（ｃ））、このＮ
ｉワイヤ９全部を溶接により母材に溶かしこみＡｌ−Ｎ
ｉ合金（Ｈｖ：１００〜２００）からなる溶接部１０を
形成し（図７（ｄ））、表面を平坦にすべく機械加工に
より表面仕上げを行う（図７（ｅ））技術がある。
接部７に凹部８を形成し（図７（ｂ））、その凹部８内
にＮｉワイヤ９等をおいておき（図７（ｃ））、このＮ
ｉワイヤ９全部を溶接により母材に溶かしこみＡｌ−Ｎ
ｉ合金（Ｈｖ：１００〜２００）からなる溶接部１０を
形成し（図７（ｄ））、表面を平坦にすべく機械加工に
より表面仕上げを行う（図７（ｅ））技術がある。
【００１３】しかし、この技術も、表面仕上げ後におけ
る表面を子細に点検してみると小さな凹部が存在する場
合があることを見いだした。かかる凹部は次のような理
由から生じるものと考えられる。すなわち、アルミニウ
ム合金表面に酸化物として存在していたＯ（酸素）が溶
接により酸素の気泡となり、合金中に残存し、表面仕上
げ時にこの気泡は母材から脱離し、気泡の脱離跡が凹部
として残ったものと考えられる。かかる表面の凹部はリ
ーク源となってしまう。気泡の脱離跡は、チャンバー部
材によって存在したり存在しなかったりするが、例えば
真空装置は複数のシール部は有するとともに１ケ所でも
リークがあると全体として真空度が悪くなるためかかる
技術では多数のシール部を有する装置用としては不適で
ある。
る表面を子細に点検してみると小さな凹部が存在する場
合があることを見いだした。かかる凹部は次のような理
由から生じるものと考えられる。すなわち、アルミニウ
ム合金表面に酸化物として存在していたＯ（酸素）が溶
接により酸素の気泡となり、合金中に残存し、表面仕上
げ時にこの気泡は母材から脱離し、気泡の脱離跡が凹部
として残ったものと考えられる。かかる表面の凹部はリ
ーク源となってしまう。気泡の脱離跡は、チャンバー部
材によって存在したり存在しなかったりするが、例えば
真空装置は複数のシール部は有するとともに１ケ所でも
リークがあると全体として真空度が悪くなるためかかる
技術では多数のシール部を有する装置用としては不適で
ある。
【００１４】また、溶接後における溶接部１０の硬度分
布を調べてみたところ、硬度は不均一であり、硬度の不
均一に起因すると考えられる微細なクラックが認められ
た。かかるクラックはやはりリーク源となってしまう。
布を調べてみたところ、硬度は不均一であり、硬度の不
均一に起因すると考えられる微細なクラックが認められ
た。かかるクラックはやはりリーク源となってしまう。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、繰り返し使
用後においてもシール部におけるシール性に著しく優
れ、かつ、シール性のばらつきが少ないシール装置を提
供することを目的とする。
用後においてもシール部におけるシール性に著しく優
れ、かつ、シール性のばらつきが少ないシール装置を提
供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明のシール装置は、
内外で圧力差がある隔成部材のシール部におけるシール
部材受部に、該隔成部材の母材よりも硬い材料からなる
別部材が埋設され、かつ、該別部材と前記母材との側部
界面において局部的に融着されていることを特徴とす
る。
内外で圧力差がある隔成部材のシール部におけるシール
部材受部に、該隔成部材の母材よりも硬い材料からなる
別部材が埋設され、かつ、該別部材と前記母材との側部
界面において局部的に融着されていることを特徴とす
る。
【００１７】本発明では、隔成部材のシール部材（例え
ばＯリング）の受部が母材よりも硬い材料により構成さ
れているため繰り返し使用してもへこみ等が発生せず、
シール性が向上する。また、母材と別部材とは、全体を
溶融するのではなく、側部界面においてのみ局所的に融
着している。従って、シール部材の受部には気泡が存在
することがなく、良好なシール性がたえず保証され、複
数のシール部におけるシール性のばらつきが極めて少な
い。また、融着部に気泡跡が発生したとしてもそこはシ
ール部材との当接部となるわけではないから、シール性
は悪化せず、この部分からリークは生じない。
ばＯリング）の受部が母材よりも硬い材料により構成さ
れているため繰り返し使用してもへこみ等が発生せず、
シール性が向上する。また、母材と別部材とは、全体を
溶融するのではなく、側部界面においてのみ局所的に融
着している。従って、シール部材の受部には気泡が存在
することがなく、良好なシール性がたえず保証され、複
数のシール部におけるシール性のばらつきが極めて少な
い。また、融着部に気泡跡が発生したとしてもそこはシ
ール部材との当接部となるわけではないから、シール性
は悪化せず、この部分からリークは生じない。
【００１８】本発明におけるシール装置としては例えば
真空装置、内燃機関その他のシールを必要とする装置が
あげられる。真空装置にあっては、従来より高い真空度
を確実に実現することができる。また、内燃機関にあっ
ては従来より高い圧縮比ひいては高出力を確実に実現す
ることができる。
真空装置、内燃機関その他のシールを必要とする装置が
あげられる。真空装置にあっては、従来より高い真空度
を確実に実現することができる。また、内燃機関にあっ
ては従来より高い圧縮比ひいては高出力を確実に実現す
ることができる。
【００１９】本発明において、隔成部材の母材はアルミ
ニウム合金が好ましく、特に、耐食性、耐プラズマ性に
優れたＡｌ−Ｍｇ系合金が好ましい。より詳細には、例
えば、ＪＩＳＡ５０５２、ＭＸ５３４（商標：三菱マテ
リアル（株））、ＭＸ５３３（商標：三菱マテリアル
（株））が好適に用いられる。
ニウム合金が好ましく、特に、耐食性、耐プラズマ性に
優れたＡｌ−Ｍｇ系合金が好ましい。より詳細には、例
えば、ＪＩＳＡ５０５２、ＭＸ５３４（商標：三菱マテ
リアル（株））、ＭＸ５３３（商標：三菱マテリアル
（株））が好適に用いられる。
【００２０】これらＡｌ−Ｍｇ系合金は、軽量の上、耐
食性に優れるとともに耐プラズマ性にも優れるため真空
装置特にプラズマ処理装置用のチャンバー部材（隔成部
材）に好適に用いられる。また、Ａｌ−Ｍｇ系合金はＨ
ｖが６０〜７０程度であり本発明の効果が顕著に現れ
る。
食性に優れるとともに耐プラズマ性にも優れるため真空
装置特にプラズマ処理装置用のチャンバー部材（隔成部
材）に好適に用いられる。また、Ａｌ−Ｍｇ系合金はＨ
ｖが６０〜７０程度であり本発明の効果が顕著に現れ
る。
【００２１】また、内燃機関などのような高い耐熱性、
高い機械的強度が要求される場合には、例えば、Ａｌ−
Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚ
ｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｆｅ系合金が好適に用い
られる。
高い機械的強度が要求される場合には、例えば、Ａｌ−
Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚ
ｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｆｅ系合金が好適に用い
られる。
【００２２】本発明における別部材としては、隔成部材
よりも硬い材料であればよい。Ｈｖが１００以上のもの
が好ましい。軽量化の点からアルミニウム合金が好まし
い。かかるアルミニウム合金としては、具体的には、Ｊ
ＩＳＡ２２１９、ＪＩＳＡ２０１７等のＡｌ−Ｃｕ系合
金やＪＩＳＡ６０６１等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等の
析出硬化型合金が好ましい。別部材として、Ａｌ−Ｃｕ
系合金又はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金を用いた場合には、
軽量化を図れるととともに、Ｈｖ１００以上という高い
硬さが達成でき、シール性のより良好なシール装置が得
られる。隔成部材がＪＩＳＡ５０５２の場合には、ＪＩ
ＳＡ２２１９が好ましい。この組み合わせの場合溶接性
に優れる。
よりも硬い材料であればよい。Ｈｖが１００以上のもの
が好ましい。軽量化の点からアルミニウム合金が好まし
い。かかるアルミニウム合金としては、具体的には、Ｊ
ＩＳＡ２２１９、ＪＩＳＡ２０１７等のＡｌ−Ｃｕ系合
金やＪＩＳＡ６０６１等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等の
析出硬化型合金が好ましい。別部材として、Ａｌ−Ｃｕ
系合金又はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金を用いた場合には、
軽量化を図れるととともに、Ｈｖ１００以上という高い
硬さが達成でき、シール性のより良好なシール装置が得
られる。隔成部材がＪＩＳＡ５０５２の場合には、ＪＩ
ＳＡ２２１９が好ましい。この組み合わせの場合溶接性
に優れる。
【００２３】また、機械的強度の高いＡｌ−Ｃｕ系合金
などを隔成部材の母材に用いた場合には、それよりの硬
度の高いアルミニウム合金以外の合金を別部材に用いれ
ばよい。また、溶接性を考慮して母材と同じ材料を別部
材に用いたい場合には、析出硬化の度合いを母材より別
部材を高め母材より別部材の硬度を高くして用いればよ
い。
などを隔成部材の母材に用いた場合には、それよりの硬
度の高いアルミニウム合金以外の合金を別部材に用いれ
ばよい。また、溶接性を考慮して母材と同じ材料を別部
材に用いたい場合には、析出硬化の度合いを母材より別
部材を高め母材より別部材の硬度を高くして用いればよ
い。
【００２４】なお、別部材には、Ａｌ合金以外に、例え
ば、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金なども好適に用いられる。
ば、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金なども好適に用いられる。
【００２５】本発明では、別部材と母材との側部界面が
局所的に融着されている。かかる融着を行うためには電
子ビーム溶接が特に好ましい。
局所的に融着されている。かかる融着を行うためには電
子ビーム溶接が特に好ましい。
【００２６】すなわち、隔成部材と別部材との融着を電
子ビーム溶接により行えば、熱影響部を極力減らすこと
ができる。すなわち、別部材に析出硬化型の合金例えば
Ａｌ−Ｃｕ系合金（例えば、ＪＩＳＡ２２１９）を用い
た場合には溶接時の熱影響により析出物の固溶を起こし
たりして硬度の低下を招いてしまい繰り返し使用により
へこみを生じる場合もあるが、電子ビーム溶接によれば
かかる硬度の低下を防止することができる。
子ビーム溶接により行えば、熱影響部を極力減らすこと
ができる。すなわち、別部材に析出硬化型の合金例えば
Ａｌ−Ｃｕ系合金（例えば、ＪＩＳＡ２２１９）を用い
た場合には溶接時の熱影響により析出物の固溶を起こし
たりして硬度の低下を招いてしまい繰り返し使用により
へこみを生じる場合もあるが、電子ビーム溶接によれば
かかる硬度の低下を防止することができる。
【００２７】次に製造手順を図１に基づき説明する。図
１（ａ）に示す隔成部材６におけるシール部材受部に凹
部８を形成し（図１（ｂ））、その凹部８内に別部材１
１を埋設する。
１（ａ）に示す隔成部材６におけるシール部材受部に凹
部８を形成し（図１（ｂ））、その凹部８内に別部材１
１を埋設する。
【００２８】別部材１１を埋設後（図１１（ｃ））、母
材と別部材１１との側部境界のみに例えば電子ビームを
照射して境界部分のみ局所的に融着する。
材と別部材１１との側部境界のみに例えば電子ビームを
照射して境界部分のみ局所的に融着する。
【００２９】融着を行ったとしても冷却時におけるいわ
ゆる引けは発生しないため平坦度は確保される。従っ
て、後工程として平坦化は行わなくともよい。ただ、よ
り高い表面粗度を必要とする場合は平坦化を行ってもよ
い。
ゆる引けは発生しないため平坦度は確保される。従っ
て、後工程として平坦化は行わなくともよい。ただ、よ
り高い表面粗度を必要とする場合は平坦化を行ってもよ
い。
【００３０】
（実施例１）図２に基づいて実施例１を説明する。図２
（ａ）は隔成部材のシール性を測定するための装置の全
体図であり、図２（ｂ）は隔成材におけるシール部材の
受部の拡大図である。
（ａ）は隔成部材のシール性を測定するための装置の全
体図であり、図２（ｂ）は隔成材におけるシール部材の
受部の拡大図である。
【００３１】本実施例では、厚さ１５ｍｍ、外径１０５
ｍｍの溝付きフランジＶＧ２２と溝なしフランジＶＦ２
１とを一対用意した。材質は両方ともにＪＩＳＡ５０５
２のＨ１１２処理材を用いた。
ｍｍの溝付きフランジＶＧ２２と溝なしフランジＶＦ２
１とを一対用意した。材質は両方ともにＪＩＳＡ５０５
２のＨ１１２処理材を用いた。
【００３２】まず、溝なしフランジＶＦ２１について
は、シール部材であるＯリングの受部に深さ５ｍｍ，幅
１５ｍｍの溝を形成し、その溝の中に、ＪＩＳＡ２２１
９のＴ８５１処理材からなる、厚さ５ｍｍ、幅１５ｍｍ
の別部材３０を埋設した。
は、シール部材であるＯリングの受部に深さ５ｍｍ，幅
１５ｍｍの溝を形成し、その溝の中に、ＪＩＳＡ２２１
９のＴ８５１処理材からなる、厚さ５ｍｍ、幅１５ｍｍ
の別部材３０を埋設した。
【００３３】次いで、母材と別部材３０との側部界面、
境界を電子ビームにより融着した。なお、溶接は条件は
次のとおりとした。
境界を電子ビームにより融着した。なお、溶接は条件は
次のとおりとした。
【００３４】真空度：１０-4Ｔｏｒｒ 加速電圧：１２０ＫｅＶ 引き出し電流：５０ｍＡ ビーム径：１ｍｍφ ビーム送り速度：１ｃｍ／ｓｅｃ 溶接ビード深さ：１５〜２０ｍｍ
【００３５】一方、溝付きフランジＶＧ２２について
は、その溝中に、深さ３ｍｍ、幅１０ｍｍの溝を有す
る、厚さ８ｍｍ、幅１５ｍｍの別部材３１を埋設した。
別部材３１の材質はＡ２２１９（Ｔ８５１）とした。埋
設後、別部材３１と母材とを溝なしフランジＶＦ２１の
上記した融着条件で両者の側部界面のみを局所的に融着
した。
は、その溝中に、深さ３ｍｍ、幅１０ｍｍの溝を有す
る、厚さ８ｍｍ、幅１５ｍｍの別部材３１を埋設した。
別部材３１の材質はＡ２２１９（Ｔ８５１）とした。埋
設後、別部材３１と母材とを溝なしフランジＶＦ２１の
上記した融着条件で両者の側部界面のみを局所的に融着
した。
【００３６】以上のようにして作成した溝なしフランジ
ＶＦ２１と溝付きフランジＶＧ２２との一対のフランジ
について図２に示す装置を用いてリーク特性を測定し
た。
ＶＦ２１と溝付きフランジＶＧ２２との一対のフランジ
について図２に示す装置を用いてリーク特性を測定し
た。
【００３７】（１）一対のフランジ２１，２２の間にＯ
リング２０を介在せしめ、両フランジ２１，２２をアル
ミニウム合金製のボルト及びナット２３，２４を用いて
Ｏリング２０を介して配置した。
リング２０を介在せしめ、両フランジ２１，２２をアル
ミニウム合金製のボルト及びナット２３，２４を用いて
Ｏリング２０を介して配置した。
【００３８】すなわち、Ｏリング用の溝付きフランジＶ
Ｇ２２と溝なしフランジＶＦ２１との間にＯリング２０
を介在せしめて張り合わせ、アルミニウムボルト２３と
アルミニウムナット２４を用いた締め付けることにより
シールを行った。締め付けトルクは１７０ｋｇｆ・ｃｍ
とした。なお、Ｏリング２０にはＵタイトシール（臼井
国際産業製）を用いた。
Ｇ２２と溝なしフランジＶＦ２１との間にＯリング２０
を介在せしめて張り合わせ、アルミニウムボルト２３と
アルミニウムナット２４を用いた締め付けることにより
シールを行った。締め付けトルクは１７０ｋｇｆ・ｃｍ
とした。なお、Ｏリング２０にはＵタイトシール（臼井
国際産業製）を用いた。
【００３９】（２）フランジＶＦ２１をフランジＮＷ４
０（ＩＳＯ規格）２６を介し、フレキシブルホース２５
を用いてでＨｅリークディテクタにつないだ。
０（ＩＳＯ規格）２６を介し、フレキシブルホース２５
を用いてでＨｅリークディテクタにつないだ。
【００４０】（３）ＨｅリークディテクタでフランジＶ
Ｆ２１とフランジＶＧ２２とで形成される空間の内部を
１０-6ｍｂａｒに真空引きした。（４）外側からＨｅを
吹きかけリークレートを測定した。
Ｆ２１とフランジＶＧ２２とで形成される空間の内部を
１０-6ｍｂａｒに真空引きした。（４）外側からＨｅを
吹きかけリークレートを測定した。
【００４１】次に、ボルト締めをはずしてＯリング２０
の交換を行い、再度上記（１）〜（４）の手順を行っ
た。
の交換を行い、再度上記（１）〜（４）の手順を行っ
た。
【００４２】以上のように、脱着を繰り返すごとにリー
クレートを測定し、脱着の回数とリークレートとの関係
を求めた。その結果を図３に○印で示す。
クレートを測定し、脱着の回数とリークレートとの関係
を求めた。その結果を図３に○印で示す。
【００４３】（従来例１）また、従来の技術の欄でと
して述べたＴｉＮ膜のコーティング材についても同様の
試験を行った。なお、ＴｉＮ膜の厚さは５０μｍとし
た。フランジの材質、寸法は実施例１と同様である。そ
の結果を図３に●印で併せて示す。
して述べたＴｉＮ膜のコーティング材についても同様の
試験を行った。なお、ＴｉＮ膜の厚さは５０μｍとし
た。フランジの材質、寸法は実施例１と同様である。そ
の結果を図３に●印で併せて示す。
【００４４】図３に示す結果から明らかなように実施例
１は５０回の繰り返し後においてもリーク量は１０-10
ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃと極めて低い。一方、従来例１は
２０回頃からリークレートが増大し始めた。
１は５０回の繰り返し後においてもリーク量は１０-10
ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃと極めて低い。一方、従来例１は
２０回頃からリークレートが増大し始めた。
【００４５】（実施例２）本例では、実施例１と同様の
フランジ対を５対作製した。
フランジ対を５対作製した。
【００４６】この５対のフランジについて順次実施例１
で述べた（１）〜（４）の手順による測定によりリーク
レートを測定した。
で述べた（１）〜（４）の手順による測定によりリーク
レートを測定した。
【００４７】各フランジについてリークレートの平均
値、最大値、最小値の測定を行った。その結果を図４に
示す。なお、○印は平均値である。
値、最大値、最小値の測定を行った。その結果を図４に
示す。なお、○印は平均値である。
【００４８】（従来例２）また、図７に示す工程により
従来の技術の欄でとして述べたＡｌ−Ｎｉの溶接部を
有するフランジを作製した。
従来の技術の欄でとして述べたＡｌ−Ｎｉの溶接部を
有するフランジを作製した。
【００４９】なお、溝付きフランジについては図７
（ｄ）に示す状態から切削加工により溶接部内に凹部溝
を形成した。
（ｄ）に示す状態から切削加工により溶接部内に凹部溝
を形成した。
【００５０】かかる溝付きフランジと溝なしフランジと
を５対用意し、実施例２と同様のリークレートの測定を
行った。その結果を図４に示す。なお、●印は平均値を
示す。
を５対用意し、実施例２と同様のリークレートの測定を
行った。その結果を図４に示す。なお、●印は平均値を
示す。
【００５１】図４から明らかなように、実施例２の場合
は５対のフランジ全てがリークレートは１０-10ａｔｍ
・ｃｃ／ｓｅｃであった。また、同一のフランジＮｏに
おいてリークレートの最大値と最小値とは同じであり、
ばらつきはなかった。
は５対のフランジ全てがリークレートは１０-10ａｔｍ
・ｃｃ／ｓｅｃであった。また、同一のフランジＮｏに
おいてリークレートの最大値と最小値とは同じであり、
ばらつきはなかった。
【００５２】一方、従来例２の場合は、フランジＮｏ間
でリークレートのばらつきがあり、平均値で、１０-10
ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃという実施例２と同様に極めて低
いリークレートを示すフランジ対（Ｎｏ．４）がある一
方で、６×１０-8ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃという大きなリ
ークレートを示すフランジ対（Ｎｏ．５）もあった。す
なわち、フンラジＮｏ間におけるばらつきが大きかっ
た。
でリークレートのばらつきがあり、平均値で、１０-10
ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃという実施例２と同様に極めて低
いリークレートを示すフランジ対（Ｎｏ．４）がある一
方で、６×１０-8ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃという大きなリ
ークレートを示すフランジ対（Ｎｏ．５）もあった。す
なわち、フンラジＮｏ間におけるばらつきが大きかっ
た。
【００５３】また、同一のフランジＮｏ．においても最
大値と最小値との間に大きな違いがあるものもあり、同
一のフランジにおいてもリークレートがばらついた。
大値と最小値との間に大きな違いがあるものもあり、同
一のフランジにおいてもリークレートがばらついた。
【００５４】（実施例３）本例では図５に示す真空装置
に本発明を適用した。本例では、チャンバー部材（隔成
部材）を構成する蓋部材２、ハウジング部材３、真空系
部材４、フランジ５にＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金
を用いた。
に本発明を適用した。本例では、チャンバー部材（隔成
部材）を構成する蓋部材２、ハウジング部材３、真空系
部材４、フランジ５にＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金
を用いた。
【００５５】シール部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３におけるＯリン
グＯ１，Ｏ２，Ｏ３の受部に別部材を埋設した。別部材
には、ＪＩＳＡ２２１９のＴ８５１処理材を用い、別部
材と母材との側部界面を融着した。
グＯ１，Ｏ２，Ｏ３の受部に別部材を埋設した。別部材
には、ＪＩＳＡ２２１９のＴ８５１処理材を用い、別部
材と母材との側部界面を融着した。
【００５６】このようにして作製した真空装置は、従来
の真空装置よりもリーク量が少なく高真空が達成され
た。また、この真空装置でアルミニウムの成膜を行った
ところヒロックの少ないアルミニウム膜が得られた。
の真空装置よりもリーク量が少なく高真空が達成され
た。また、この真空装置でアルミニウムの成膜を行った
ところヒロックの少ないアルミニウム膜が得られた。
【００５７】（実施例４）図６に実施例４を示す。本例
はシール装置が内燃機関の場合である。
はシール装置が内燃機関の場合である。
【００５８】本例では、シリンダー５０とシリンダーヘ
ッド５５とが隔成部材を構成しており、シリンダー５０
とシリンダー５５とのシール部におけるシリンダー５０
側のシール部材２０の受部に別部材１１を埋設した。な
お、図６において４５はピストンである。
ッド５５とが隔成部材を構成しており、シリンダー５０
とシリンダー５５とのシール部におけるシリンダー５０
側のシール部材２０の受部に別部材１１を埋設した。な
お、図６において４５はピストンである。
【００５９】本例では、シリンダー５０の母材にはＡｌ
−Ｃｕ系合金を用い、別部材にはステンレス系合金を用
いた。
−Ｃｕ系合金を用い、別部材にはステンレス系合金を用
いた。
【００６０】別部材１１を埋設したシリンダー５０とシ
リンダーヘッド５５とをシール部材２０を介してシール
し内燃機関を組み立てた。
リンダーヘッド５５とをシール部材２０を介してシール
し内燃機関を組み立てた。
【００６１】一方、別部材を埋設していないシリンダー
とシリンダーヘッドとをシール部材を介してシールし内
燃機関を組立比較例とした。
とシリンダーヘッドとをシール部材を介してシールし内
燃機関を組立比較例とした。
【００６２】両内燃機関の出力試験を行ったところ、比
較例に係る内燃機関より本実施例に係る内燃機関のほう
が高い出力を示した。
較例に係る内燃機関より本実施例に係る内燃機関のほう
が高い出力を示した。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、繰り返し使用してもシ
ール部におけるシール性に著しく優れ、かつ、シール性
のばらつきが少ないシール装置が得られる。
ール部におけるシール性に著しく優れ、かつ、シール性
のばらつきが少ないシール装置が得られる。
【図１】本発明における隔成部材の製造例を示す工程図
である。
である。
【図２】（ａ）は隔成部材のシール性を測定するための
装置の全体図であり、（ｂ）は隔成材におけるシール部
材の受部の拡大図である。
装置の全体図であり、（ｂ）は隔成材におけるシール部
材の受部の拡大図である。
【図３】実施例１と従来例１におけるリークレート測定
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図４】実施例２と従来例２におけるリークレート測定
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図５】真空装置を概念的に示す断面図である。
【図６】内燃機関の断面図である。
【図７】従来における隔成部材の製造工程を示す隔成部
材の断面図である。
材の断面図である。
１ 真空装置、２ 隔成部材：チャンバー部材（蓋部
材） ３ 隔成部材：チャンバー部材（ハウジング部材）、 ４ 隔成部材：チャンバー部材（真空系部材）、 ５ 隔成部材：チャンバー部材（フランジ）、 ８ 凹部、 ９ Ｎｉワイヤ、 １０ 溶接部、 １１ 別部材、 １２ 融着部、 ２０ シール部材（Ｏリング）、 ２１ フランジＶＦ、 ２２ フランジＶＧ、 ２３ ボルト、 ２４ ナット、 ２５ フラキシブルホース、 ２６ フランジＮＷ４０、 ４５ ピストン、 ５０ シリンダー、 ５５ シリンダーヘッド、 Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３ Ｏリング、 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ シール部、 Ｗ 基板、 ＥＬ 下部電極、 ＥＵ 上部電極、 ＭＦＣ マスフローコントローラ、 Ｍ／Ｂ マッチングボックス、 ＴＭＰ ターボ分子ポンプ、 ＲＦ 高周波電源。
材） ３ 隔成部材：チャンバー部材（ハウジング部材）、 ４ 隔成部材：チャンバー部材（真空系部材）、 ５ 隔成部材：チャンバー部材（フランジ）、 ８ 凹部、 ９ Ｎｉワイヤ、 １０ 溶接部、 １１ 別部材、 １２ 融着部、 ２０ シール部材（Ｏリング）、 ２１ フランジＶＦ、 ２２ フランジＶＧ、 ２３ ボルト、 ２４ ナット、 ２５ フラキシブルホース、 ２６ フランジＮＷ４０、 ４５ ピストン、 ５０ シリンダー、 ５５ シリンダーヘッド、 Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３ Ｏリング、 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ シール部、 Ｗ 基板、 ＥＬ 下部電極、 ＥＵ 上部電極、 ＭＦＣ マスフローコントローラ、 Ｍ／Ｂ マッチングボックス、 ＴＭＰ ターボ分子ポンプ、 ＲＦ 高周波電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｚ 21/205 21/205 21/3065 21/302 Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】 内外で圧力差がある隔成部材のシール部
におけるシール部材受部に、該隔成部材の母材よりも硬
い材料からなる別部材が埋設され、かつ、該別部材と前
記母材との側部界面において局部的に融着されているこ
とを特徴とするシール装置。 - 【請求項２】 前記シール装置が真空装置であることを
特徴とする請求項１記載のシール装置。 - 【請求項３】 前記シール装置が内燃機関であることを
特徴とする請求項１記載のシール装置。 - 【請求項４】 前記隔成部材の母材がアルミニウム合金
からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
１項記載のシール装置。 - 【請求項５】 前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ系合
金であることを特徴とする請求項４記載のシール装置。 - 【請求項６】 前記別部材は、Ａｌ−Ｃｕ系合金又はＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなることを特徴とする請求項
４記載のシール装置。 - 【請求項７】 前記融着は電子ビーム溶接により行われ
たものであることを特徴とする請求項１ないし６のいず
れか１項記載のシール装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9049490A JPH09324272A (ja) | 1996-03-31 | 1997-03-04 | シール装置 |
| US08/829,455 US5921559A (en) | 1996-03-31 | 1997-03-28 | Sealing structure for an airtight chamber |
| KR1019970011626A KR100255587B1 (ko) | 1996-03-31 | 1997-03-31 | 씰장치 |
| CN97103745A CN1061386C (zh) | 1996-03-31 | 1997-03-31 | 密封装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10198296 | 1996-03-31 | ||
| JP8-101982 | 1996-03-31 | ||
| JP9049490A JPH09324272A (ja) | 1996-03-31 | 1997-03-04 | シール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09324272A true JPH09324272A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=26389891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9049490A Pending JPH09324272A (ja) | 1996-03-31 | 1997-03-04 | シール装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5921559A (ja) |
| JP (1) | JPH09324272A (ja) |
| KR (1) | KR100255587B1 (ja) |
| CN (1) | CN1061386C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8844288B2 (en) | 2012-07-02 | 2014-09-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam turbine facility |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6719848B2 (en) * | 2001-08-16 | 2004-04-13 | First Solar, Llc | Chemical vapor deposition system |
| DE602006017963D1 (de) * | 2006-03-29 | 2010-12-16 | Hochdruckkraftstoffpumpe mit Dichtring | |
| JP5308679B2 (ja) * | 2008-01-22 | 2013-10-09 | 東京エレクトロン株式会社 | シール機構、シール溝、シール部材及び基板処理装置 |
| US8870186B2 (en) * | 2012-08-28 | 2014-10-28 | Vetco Gray Inc. | Seal assembly for a casing hanger |
| WO2014143903A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Hemlock Semiconductor Corporation | Manufacturing apparatus for depositing a material and a gasket for use therein |
| CN104595488A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-06 | 江苏安德信超导加速器科技有限公司 | 一种超低温、超真空铝镁合金密封圈 |
| JP6742074B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2020-08-19 | 住友重機械工業株式会社 | 静圧気体軸受 |
| CN109268500A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-01-25 | 清华大学 | 一种平板结构密封圈及密封结构 |
| CN114101887A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-01 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种相变冷板异种体系铝合金电子束焊接封堵方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4039296A (en) * | 1975-12-12 | 1977-08-02 | General Electric Company | Clearance control through a Ni-graphite/NiCr-base alloy powder mixture |
| JPS6272456A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-03 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 無限軌道式連続鋳造装置 |
| JPS6272458A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-03 | Toshiba Corp | 電磁撹拌方法 |
| JPS6272457A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-03 | Hitachi Zosen Corp | 非晶質金属テ−プ製造用ノズル |
| JPS62150014A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Toyota Motor Corp | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド |
| JPS6324256A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-02-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | ハロゲン化銀カラ−写真感光材料 |
| JPH04183849A (ja) * | 1990-11-19 | 1992-06-30 | Sumitomo Cement Co Ltd | 真空用フランジ |
| JPH0557579A (ja) * | 1991-09-03 | 1993-03-09 | Brother Ind Ltd | 搬送管理装置 |
| JPH05302161A (ja) * | 1991-12-06 | 1993-11-16 | Sumitomo Cement Co Ltd | 真空用フランジ |
| JPH06122950A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-06 | Masamichi Tanaka | アルミニウム製品におけるボルト座の強化処理法 |
| JPH06145924A (ja) * | 1992-11-02 | 1994-05-27 | Masamichi Tanaka | アルミニウム製プーリーの製造方法 |
| JPH079085A (ja) * | 1993-06-22 | 1995-01-13 | Masamichi Tanaka | 部分改質したアルミニウム製鋳造用中子の製造法 |
| JPH07113459A (ja) * | 1993-10-19 | 1995-05-02 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 鉄道車両用歯車装置の歯車箱及びそれの軸受蓋 |
| US5660639A (en) * | 1995-10-17 | 1997-08-26 | Ford Motor Company | Method and apparatus for plasma treating an article |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP9049490A patent/JPH09324272A/ja active Pending
- 1997-03-28 US US08/829,455 patent/US5921559A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-31 CN CN97103745A patent/CN1061386C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-31 KR KR1019970011626A patent/KR100255587B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8844288B2 (en) | 2012-07-02 | 2014-09-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam turbine facility |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1061386C (zh) | 2001-01-31 |
| CN1166535A (zh) | 1997-12-03 |
| US5921559A (en) | 1999-07-13 |
| KR100255587B1 (ko) | 2000-05-01 |
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