KR101260574B1 - 실재 - Google Patents

Abstract

[과제] 본 발명은 예를 들면, 실재가, 고온·고압하에서 장시간 사용되었다고 해도, 양호한 실링성을 확보하면서 그 실재를 실링면으로부터 용이하게 떼어낼 수 있는 실재를 제공하는 것을 과제로 한다.
[해결수단] 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실재는, 제1 부재(10)에 형성된 실 홈(2) 내에 실재 본체(4a)가 장착되고, 이 제1 부재(10)에 제2 부재(12)가 압접(壓接)됨으로써 실링부가 형성되는 실재로서, 제2 부재(12)에 전면 접촉하는 실링부가, 상기 실부재의 외주면의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 동시에, 실 홈(2)의 저면측에 접근할수록 실링부의 접촉면적이 작아지는 단부(step portion)(6)가, 상기 실부재의 외주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

실재{Seal}

본 발명은 실재에 관한 것이다.

고무 실재는 낮은 체부력(締付力)으로 간단히 실링성을 확보할 수 있는 일반적인 실재(seal material)로서 널리 사용되고 있고, 예를 들면, 반도체 제조장치나 액정 제조장치의 진공용 게이트 밸브의 실재에 사용되고 있다.

고무 실재의 형상은 매우 일반적인 O링이나 립 패킹(lip packing) 등 외에, 예를 들면, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 개시되어 있는 바와 같은 단면 이형품도 다수 사용되고 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 평10-318373호 공보

특허문헌 2: 일본국 특허 제3050919호 공보

특허문헌 3: 일본국 특허공개 제2004-316724호 공보

그런데, 예를 들면, 반도체 제조장치 등에 있어서는 고온처리 등을 행하는 경우도 있어, 그때 실재와 상대 실링면 사이에 고착(固着)을 발생시키는 문제가 있다. 여기서 고착이란, 고무 실재와 금속 등의 상대 실링면이, 고온·고압하에서 장시간 접촉한 경우에, 실재와 상대 실링면이 물리적 및 화학적으로 결합하여, 실재를 떼어내는데 필요한 힘(고착력)이 증대되는 현상을 말한다. 이 고착의 문제를 피하기 위해 금속제 실재를 사용하면, 실재의 체부(締付)에 다대한 하중이 필요해져, 장치를 대형화해야만 하기 때문에, 고무 등으로 되는 실재를 사용하면서 고착의 영향을 억제하는 것이 요망되고 있다.

본 발명은, 이와 같은 실상에 비추어 이루어진 것으로, 예를 들면, 실재가 고온·고압하에서 장시간 사용되었다고 해도, 상대 실링면으로부터 실재를 용이하게 떼어낼 수 있는 실재를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

제1 부재에 형성된 실 홈(seal groove) 내에 실재 본체가 장착되고, 이 제1 부재에 제2 부재가 압접(壓接)됨으로써 실링부가 형성되는 실재로서,

상기 제2 부재에 전면 접촉하는 실링부가, 상기 실재의 외주면의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 동시에, 상기 실 홈의 저면측에 접근할수록, 상기 실링부의 접촉면적이 작아지는 단부(step portion)가, 상기 실재의 외주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성이면, 실링부의 접촉면적이 작은 부분을 기점으로, 제2 부재(즉, 상대 실링면)로부터 실재를 용이하게 떼어낼 수 있다.

또한, 상기 단부는 실재 본체로부터 바깥쪽으로 경사자세로 연출(延出)된 립부(lip part)의 선단측 표면에 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 본 발명은, 립 실링(lip sealing)에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 단부가 형성된 립부의 선단측 표면에 있어서, 실링부의 접촉면적이 작아지는 단부가 형성됨으로써, 이 부분을 기점으로 하여, 제2 단부로부터 실재를 용이하게 떼어낼 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 단부는 정면에서 봤을 때에 물결형상의 곡선을 그리듯이 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 단부가 물결형상의 곡선에 의해 형성되어 있으면, 실링을 해제할 때의 제2 단부에 대한 실링부의 접촉면적이 대략 등간격으로 대략 균일적으로 변화되기 때문에, 마찬가지로 고착력도 대략 균일적으로 변화되어, 제2 부재로부터 실재를 확실히 떼어낼 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 단부는 별도 부재를 첩착(貼着)함으로써 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 별도 부재를 실재에 첩착하여 단부를 형성하는 경우에는, 필요에 따라, 별도 부재로서, 예를 들면 불소 수지 등의 내약품성, 내부식가스성 등이 우수한 재료의 것을 사용함으로써, 내약품성, 내부식가스성 등을 향상시킨 실재를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 실재의 높이가 둘레방향으로 불균일해지도록 형성되어 있어도 된다.

이와 같이 실재의 높이를 둘레방향으로 불균일하게 형성함으로써, 제2 부재와 실재의 압접 정도가 둘레방향으로 변화되고, 따라서, 고착력도 둘레방향으로 변화되기 때문에, 둘레방향으로 고착력이 작은 개소를 기점으로 하여, 제2 부재로부터 실재를 한층 용이하게 떼어낼 수 있다.

본 발명의 실재에 의하면, 실재가 체부된 상태에는 실링성을 양호하게 유지할 수 있다.

또한, 체부력을 해제하면, 실재와 제2 부재의 접착면적은, 실 홈의 저면측에 접근할수록 작아지고 있고, 따라서, 고착력도 실 홈의 저면측에 접근할수록 작기 때문에, 이 실링부의 접촉면적이 작은 부분을 기점으로 하여, 제2 부재로부터 실재를 용이하게 떼어낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 실재의 설명용 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 실재가 장착된 편 도브테일 홈(partial dovetail groove)의 편단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 실재를 편 도브테일 홈에 장착하여 압축했을 때의 초기상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 실재를 편 도브테일 홈에 장착하여 실링상태로 했을 때의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 실재의 편단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 단부의 선(S)을 나타낸 것이다.
도 7(A), (B)는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 단부의 곡선(S)을 각각 나타낸 것이다.
도 8(A), (B)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 실재의 형상을 둘레방향으로 균일하게 하지 않고, 전체의 높이를 상이하도록 불균일하게 한 예의 단면도이다.
부호의 설명
2 편 도브테일 홈(partial dovetail groove)
2a 실 홈 저면
2b 직경 내방측 벽면
4 실재 본체
6 단부(step portion)
8 별도 부재
10 제1 부재
12 제2 부재
S 곡선

이하, 본 발명의 실재에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 실재(4)를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 실재(4)가 장착된 실 홈으로서 특히, 편 도브테일 홈(2)의 단면을 나타낸 것이다.

또한, 이 편 도브테일 홈(2)은, 예를 들면, 드라이 에칭장치나 플라즈마 CVD장치 등의 반도체 제조장치의 이음매부분에 형성된 것으로, 그 실 홈 저면(2a)측의 폭이, 편 도브테일 홈(2)의 개구부측의 폭보다 넓게 되어 있다. 또한, 편 도브테일 홈(2)의 직경 내방측 벽면(2b)은 수직면으로 되고, 편 도브테일 홈(2)의 직경 외방측 벽면(2c)은 경사면으로 되어 있다.

한편, 실재(4)는 폐환(閉環)형상의 실재로서, 편 도브테일 홈(2) 내에 장착되는 실재 본체(4a)와, 이 실재 본체(4a)로부터 상기 편 도브테일 홈(2)의 바깥쪽으로 경사자세로 연출되는 립부(4b)로부터, 단면이 대략 L자형상으로 형성되어 있다. 또한, 이 실재 본체(4a)의 두께(D)는 립부(4b)의 두께(d)보다 두껍다.

또한, 실재(4)의 립부(4b)의 선단측(先端側) 외표면과 기단측(基端側) 외표면 사이에는, 실재 본체(4a)측이 립부(4b)측보다도 낮아지는 단부(6)가 형성되어 있다. 이 단부(6)는, 실재(4)의 둘레방향으로 연속해서 형성된 것으로, 정면에서 봤을 때에 부분적으로 보면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 립부(4b)의 선단부를 A, 립부(4b)의 하단측 선단부를 B, 실재 본체(4a)의 저면(4c)을 C로 했을 때, A-B 사이에 있어서, 단부(6)를 형성하는 곡선은, 좌우로 넓어지는 곡선(S)으로서 시인된다. 이와 같이 곡선(S)에 따른 단부(6)는, 예를 들면 방전가공함으로써 형성되고 있다. 또한, 단부(6)는 절삭가공에 의해 형성해도 되고, 또는 틀성형시에 부형해도 된다.

또한 상기 실재(4)는 탄성변형 가능한 재료이면 되고, 재질에 대해서는 특별히 한정되지 않으나, 천연고무, 불소고무 등의 합성고무로부터 구성되어 있는 것이 바람직하다.

본 실시예의 실재(4)는 상기와 같이 구성되어 있으나, 이하에, 그 작용에 대해 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다.

지금, 실재(4)는, 실링하고자 하는 제1 부재(10)와 제2 부재(12) 사이의 편 도브테일 홈(2) 내에 장착되어 있다. 또한, 도 3 및 도 4는 편 도브테일 홈(2)의 죄측의 단면을 나타낸 것으로, 실재(4)의 중심은 도 3, 4에 있어서 오른쪽에 위치하고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이 실재(4)를 편 도브테일 홈(2) 내에 장착한 상태에 있어서, 제1 부재(10)에 제2 부재(12)를 압접하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 실재(4)가 체부되어, 립부(4b)의 선단측 표면이 제2 부재(12)에 압접된다.

이때, 제1 부재(10)와 제2 부재(12) 사이는, 도 1에 나타낸 립부(4b)에 있어서, 직선(A)과 곡선(S)으로 둘러싸인 영역(도 1의 사선부분)이 실링부가 되고, 여기서 실링됨으로써 실링성이 확보된다.

즉, 실재(4)를 제1 부재(10)와 제2 부재(12) 사이에서 압축하면, 립부(4b)의 A-D 영역에서는, 전체 둘레에 걸쳐 둘레방향의 접촉이 유지된 채로 쓰러져간다.

그리고, 립부(4b)가 도 4에 나타낸 바와 같이, 완전히 쓰러진 상태(사용시)에서는, 립부(4b)의 A-D 영역이 전체 둘레에 걸쳐 전면 접촉이기 때문에, 실링성이 확보된다.

한편, 도 1에 나타낸 물결모양의 단부(6)가 존재하고 있는 D-B 영역에서는, 실재(4)는 상대측의 제2 부재(12)에 대해, 전체 둘레에 걸쳐 접촉하고 있지는 않다. 즉, 직선(E)으로 나타낸 바와 같이, 제2 부재(12)에 접하는 부분과 접촉하지 않는 부분이 번갈아 나타난다. 또한, 그 접촉면적은, 립부(4b)의 하단측 선단부 B점에 접근함에 따라 적어지고 있다.

그리고, 립부(4b)의 하단측 선단부(B)에서는, 제2 부재(12)에 대한 접촉면적은 가장 작아지기 때문에, 실재(4)가 체부된 상태여도 그 부분은 고착이 가장 발생하기 어려워져 있다.

이하, 실재의 체부력을 해제하는 경우에 대해 설명한다.

제1 부재(10)와 제2 부재(12)의 체부력을 해제하면, 실재(4)는 립부(4b)의 하단측 선단부(B)로부터 떼어져간다. 이때, 립부(4b)의 하단측 선단부(B)는, 제2 부재(12)와의 접촉면적이 가장 작기 때문에, 이 립부(4b)의 하단측 선단부(B)를 기점으로 하여, 실재(4)를 용이하게 떼어낼 수 있다. 또한, 도 1에 나타내는 직선(D)에 접근함에 따라 서서히 접촉면적이 늘어가기 때문에, 실재(4)를 확실하게 떼어낼 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 전혀 한정되지 않는다.

예를 들면, 상기 실시예에서는, 실재 본체(4a)와 립부(4b)를 동일 재료로 하고, 또한 일체물로 형성하고 있으나, 이 대신에, 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 립부(4b)에 정면에서 봤을 때에 곡선(S)이 되는 홈(7)을 전체 둘레에 걸쳐 형성하고, 이 홈(7) 내에 별도 부재(8)를 접착해도 된다. 또한, 이 별도 부재(8)는, 고리형상(무단(無端)형상)이어도 되고, 또는 띠형상(유단(有段)형상)의 것을 고리형상으로 둘러쳐도 된다. 또한, 별도 부재(8)는, 실재 본체(4a) 또는 립부(4b)와 동일한 재료여도 되나, 별도 부재(8)를 다른 재료로 형성해도 된다. 예를 들면, 전체의 소지(素地)가 되는 부분을 탄성이 풍부한 고무로 형성하고, 별도 부재(8)를 불소고무로 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이, 별도 부재(8)로서 불소고무를 사용함으로써, 립부(4b)에 내약품성, 내플라즈마가스성 등을 부여할 수 있다.

불소고무로서는, 플루오르화 비닐리덴/헥사플루오로프로필렌계 공중합체, 플루오르화 비닐리덴/트리플루오로클로로에틸렌계 공중합체, 플루오르화 비닐리덴/펜타플루오로프로필렌계 공중합체 등의 2원계의 플루오르화 비닐리덴계 고무, 플루오르화 비닐리덴/테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌계 공중합체, 플루오르화 비닐리덴/테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬비닐에테르계 공중합체, 플루오르화 비닐리덴/테트라플루오로에틸렌/프로필렌계 공중합체 등의 3원계의 플루오르화 비닐리덴계 고무나 테트라플루오로에틸렌/프로필렌계 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬비닐에테르계 공중합체, 열가소성 불소고무 등이 사용 가능하다.

이와 같이 립부(4b)의 표면이, 불소고무로 형성되어 있으면, 부식성 가스, 플라즈마에 접촉했다고 해도, 부식성 가스, 플라즈마 등으로의 내구성이 양호하다.

또한, 상기 실시예에서는, 단부(6)는 물결형상의 곡선(S)을 그리듯이 형성하였으나, 이것에 한정되지 않고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 산모양의 직선(S)에 의해 형성해도 된다.

또한, 도 7(A)에 나타낸 바와 같이, 큰 원호(14)와 작은 원호(16)의 조합에 의한 물결형상의 곡선(S)에 의해, 단부(6)를 형성해도 된다.

또한, 도 7(B)에 나타낸 바와 같이, 큰 원호(18)의 선단에 볼록부(20)를 구비한 곡선(S)에 의해, 단부(6)를 형성해도 된다. 이와 같이 단부(6)를 형성하는 선은, 제2 부재(12)와 실재(4)의 립부의 접촉면적이 실 홈의 저면측에 접근할수록 작아지는 선이라면, 어떤 선이어도 된다. 또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 단부(6)의 상측에서 구성되는 립부(4b)의 높이(H1, H2)를 부분적으로 불균일하게 해도 된다.

도 8의 예에서는, 일방측에서 낮게 타방측에서 높게 하고 있으나, 이와 같은 고저차를 둘레방향으로 다수 형성해도 된다. 즉, 실재(4)의 높이가 둘레방향 전체로서 불균일하게 형성되어 있으면, 제2 부재(12)와 실재(4)의 압접 정도가 둘레방향으로 변화되고, 따라서, 실재(4)의 고착력도 둘레방향으로 불균일하게 할 수 있기 때문에, 실재(4)의 고착력을 조정할 수 있다. 즉, 둘레방향으로 고착력이 작은 개소를 임의로 형성할 수 있기 때문에, 이 둘레방향으로 고착력이 작은 개소를 기점으로 하여, 실재(4)를 한층 용이하게 떼어내는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시예에서는, 편 도브테일 홈(2) 내에 장착되는 실재(4)를 설명하였으나, 본 발명의 실 홈은 편 도브테일 홈(2)에 한정되지 않는다.

또한, 실재(4)는 립부(4b)가 제공된 립 실링에 한정되지 않고, 단면이 원형인 O링에도 적용 가능하다.

또한, 이형품의 실재에도 적용 가능하다.

Claims (5)

1. 제1 부재에 형성된 실 홈(seal groove) 내에 장착되고, 상기 제1 부재에 제2 부재가 압접됨으로써 상기 제1 부재와 제2 부재의 사이를 실링하는 실재(seal material)로서,
   상기 실재가 장착되는 실 홈은, 상기 실 홈의 저면측의 폭이 개구부측의 폭보다도 넓은 편 도브테일 홈(partial dovetail groove)이며,
   상기 편 도브테일 홈의 직경 내방측 벽면은 수직면으로 됨과 동시에 직경 외방측 벽면은 경사면으로 되어 있으며,
   상기 실재는,
   상기 편 도브테일 홈의 저면에 장착되는 실재 본체와,
   상기 실재 본체로부터 상기 편 도브테일 홈의 바깥쪽으로 향하여 경사자세로 연출(延出)되고, 상기 편 도브테일 홈의 직경 외방측 벽면측을 따르도록 구성된 립부
   로 되는 단면이 L자형상이며,
   상기 립부의 상기 편 도브테일 홈내로부터 돌출된 선단측 표면에는,
   상기 실재를 상기 편 도브테일 홈내에 장착하고, 상기 제1 부재에 제2 부재를 압접한 때에, 상기 제2 부재와 전면 접촉상태로 압접되며, 상기 편 도브테일 홈의 저면측에 접근할수록 상기 제2 부재와의 접촉면의 면적이 작아지는 실링부가 형성되며,
   상기 실링부와, 상기 실링부를 제외한 상기 립부의 선단측 표면과의 사이에는, 단부(step portion)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실재.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 단부는 정면에서 봤을 때에 물결형상의 곡선을 그리듯이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실재.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 단부는 별도 부재를 첩착(貼着)함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실재.
5. 제4항에 있어서,
   실재의 높이가 둘레방향으로 불균일해지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실재.

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