(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＦ規格フランジに真空シールを行うためのシール部材であって、
前記ＣＦ規格フランジは、第１の円周に沿って形成されたナイフエッジと、前記第１の円周の外側に形成され且つ前記第１の円周と同心の第２の円周に沿って形成され且つ前記ナイフエッジに隣接して形成された溝とを有し、
前記シール部材は、前記第２の円周の直径より小さい直径を有する第３の円周に沿って形成された凸部と、前記第３の円周の内側に形成され且つ前記凸部の側面に接して配置されたリング状弾性体とを有し、
前記第２の円周はＣＦ規格によって定められており、
前記凸部の第３の円周は、前記溝の第２の円周と位置合わせするものであり、
前記凸部は、前記溝に挿入するものであり、
前記リング状弾性体は、前記ナイフエッジで潰されるものであることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＣＦ規格フランジにおける前記ナイフエッジの先端の高さと前記溝の深さの差はＣＦ規格によって定められていることを特徴とするシール部材。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記凸部を前記溝に挿入した際に、前記凸部における側面が、前記溝内における前記第２の円周の外側の側面と接することを特徴とするシール部材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記シール部材は、蓋または真空用配管の端部に形成されるものであることを特徴とするシール部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記ＣＦ規格フランジは、真空用配管の端部、真空容器の開口部および前記真空容器の内部空間と繋げられた配管の端部のいずれかに形成されるものであることを特徴とするシール部材。
【請求項６】
ＣＦ規格フランジとシール部材を備えた真空容器であって、
前記ＣＦ規格フランジは、前記真空容器の開口部または前記真空容器の内部空間と繋げられた真空用配管の端部に形成されており、
前記シール部材は、前記ＣＦ規格フランジに真空シールを行うものであり、
前記ＣＦ規格フランジは、第１の円周に沿って形成されたナイフエッジと、前記第１の円周の外側に形成され且つ前記第１の円周と同心の第２の円周に沿って形成され且つ前記ナイフエッジに隣接して形成された溝とを有し、
前記シール部材は、前記第２の円周の直径より小さい直径を有する第３の円周に沿って形成された凸部と、前記第３の円周の内側に形成され且つ前記凸部の側面に接して配置されたリング状弾性体とを有し、
前記第２の円周はＣＦ規格によって定められており、
前記凸部の第３の円周は、前記溝の第２の円周と位置合わせするものであり、
前記凸部は、前記溝に挿入するものであり、
前記リング状弾性体は、前記ナイフエッジで潰されるものであり、
前記ＣＦ規格フランジに前記シール部材で真空シールが行われていることを特徴とする真空容器。
【請求項７】
請求項６において、
前記ＣＦ規格フランジにおける前記ナイフエッジの先端の高さと前記溝の深さの差はＣＦ規格によって定められていることを特徴とする真空容器。
【請求項８】
請求項６または７において、
前記凸部を前記溝に挿入した際に、前記凸部における側面が、前記溝内における前記第２の円周の外側の側面と接することを特徴とする真空容器。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一項において、
前記シール部材は、前記真空容器の開口部または前記真空用配管の端部を塞ぐ蓋、および、前記真空容器の開口部または前記真空用配管の端部に接続される配管のいずれかに形成されていることを特徴とする真空容器。
【請求項１０】
ＣＦ規格フランジとシール部材を備えた真空用配管であって、
前記ＣＦ規格フランジは、前記真空用配管の端部に形成されており、
前記シール部材は、前記ＣＦ規格フランジに真空シールを行うものであり、
前記ＣＦ規格フランジは、第１の円周に沿って形成されたナイフエッジと、前記第１の円周の外側に形成され且つ前記第１の円周と同心の第２の円周に沿って形成され且つ前記ナイフエッジに隣接して形成された溝とを有し、
前記シール部材は、前記第２の円周の直径より小さい直径を有する第３の円周に沿って形成された凸部と、前記第３の円周の内側に形成され且つ前記凸部の側面に接して配置されたリング状弾性体とを有し、
前記第２の円周はＣＦ規格によって定められており、
前記凸部の第３の円周は、前記溝の第２の円周と位置合わせするものであり、
前記凸部は、前記溝に挿入するものであり、
前記リング状弾性体は、前記ナイフエッジで潰されるものであり、
前記ＣＦ規格フランジに前記シール部材で真空シールが行われていることを特徴とする真空用配管。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記ＣＦ規格フランジにおける前記ナイフエッジの先端の高さと前記溝の深さの差はＣＦ規格によって定められていることを特徴とする真空用配管。
【請求項１２】
請求項１０または１１において、
前記凸部を前記溝に挿入した際に、前記凸部における側面が、前記溝内における前記第２の円周の外側の側面と接することを特徴とする真空用配管。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか一項において、
前記シール部材は、前記真空用配管の端部を塞ぐ蓋または前記真空用配管の端部に接続される配管に形成されていることを特徴とする真空容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＦ(Con flat)規格フランジに真空シールを行うためのシール部材、真空容器および真空用配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空容器はその容器内でスパッタデポジションやＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)成膜やドライエッチングなどの製造プロセス、ＲＨＥＥＤ（反射高エネルギー電子回折）測定やＳＥＭ(Scanning Electron Microscope)、ＴＥＭ(Transmission Electron Microscope)といった電子顕微鏡などの分析を行うことに使用されている。【０００３】
真空容器に開口部が設けられている場合は、この開口部は、蓋状のフランジによって塞がれて真空シールされる。また、真空容器の開口部に配管を接続する場合は、この配管との接続部はフランジによって真空シールされる。【０００４】
フランジの規格は、主に、ＣＦ規格フランジ、ＪＩＳ規格フランジ、ＩＳＯフランジがあり、ＩＳＯフランジにはＩＳＯ−ＫＦフランジ、ＩＳＯ−ＭＦフランジ、ＩＳＯ−ＢＴフランジがある。このような規格フランジのうちで現在多く使用されているのはＣＦ規格フランジである。【０００５】
図３（Ａ）は、真空容器の開口部を塞いで真空シールするための蓋状のＣＦ規格フランジを示す平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ線に沿った断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示す囲まれた部分１Ｃを拡大した断面図である。【０００６】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、真空容器１０１の開口部１０１ａにはＣＦ規格フランジ１０２が形成されており、ＣＦ規格フランジ１０２は、接合面に形成された鋭く突き出したナイフエッジ１１と溝１２を有している。ナイフエッジ１１は、直径φＢの第１の円周１０８に沿って形成されている。溝１２は、第１の円周１０８の外側に形成され、第１の円周１０８と同心である直径φＡの第２の円周１０７に沿って形成され、ナイフエッジ１１に隣接して形成されている。溝１２の断面は、図３（Ｃ）に示すように三角形のような形状を有している。また、ＣＦ規格フランジ１０２は、図３（Ａ）に示すように複数の穴１０６を有している。
蓋１０３にも上記と同様のナイフエッジ１１と溝１２が形成されている。【０００７】
ＣＦ規格フランジの真空シールは次のようにして行う。
まず、ＣＦ規格フランジ１０２の第２の円周１０７の内側に銅製の角型リング状パッキン１０４を挿入する。角型リング状パッキン１０４は第２の円周１０７の内側に隙間無く挿入できるような大きさとなっているため、角型リング状パッキン１０４は第２の円周１０７の内側に容易に位置合わせして挿入することができる。次に、蓋１０３の第２の円周１０７の内側に角型リング状パッキン１０４が挿入されるように蓋１０３を真空容器１０１の開口部１０１ａに配置する。この際も角型リング状パッキン１０４と蓋１０３を容易に位置合わせできる。次に、蓋１０３とＣＦ規格フランジ１０２をボルト１０５ａとナット１０５ｂによって所定の力で締め付けることにより、銅製の角型リング状パッキン１０４をナイフエッジ１１で潰す。これにより、ＣＦ規格フランジ１０２および蓋１０３それぞれと角型リング状パッキン１０４によって真空シールを行うことができる。【０００８】
図３に示すＣＦ規格フランジ１０２では、真空シール材として銅製の角型リング状パッキン１０４を用い、接合面に形成された鋭く突き出したナイフエッジ１１を銅製の角型リング状パッキン１０４に食い込ませることで真空シールを行うため、一度真空シールした後にそのシールを緩め、その後に再度真空シールを行おうとすると銅製の角型リング状パッキン１０４の食い込み傷の部分からリークしてしまう。このため、ＣＦ規格フランジ１０２では、一度シールした後にフランジを取り外した場合は、銅製の角型リング状パッキン１０４を再使用することができない。従って、例えば試料を真空容器１０１に導入するための開口部１０１ａのように開け閉めを繰り返し行う場合には、銅製の角型リング状パッキン１０４をその都度取り替える必要があるため経済性が悪い。【０００９】
そこで、真空シール材として銅製の角型リング状パッキン１０４に替えてゴム製の角型リング状パッキンをＣＦ規格フランジに用いることも提案されている。ゴム製の角型リング状パッキンであれば再使用できるため経済性が良くなるからである。【００１０】
しかしながら、銅製の角型リング状パッキン１０４では、形状が変化しないため、作業者は銅製の角型リング状パッキン１０４とＣＦ規格フランジ１０２の第２の円周１０７との位置合わせ（即ち、銅製の角型リング状パッキン１０４の中心と第２の円周１０７の中心を合わせるというセンターリング）を容易に行うことができるけれど、ゴム製の角型リング状パッキンでは、形状が変化しやすいため、作業者がゴム製の角型リング状パッキンの中心と第２の円周１０７の中心を合わせるセンターリングを行うことは困難であり、センターリング作業に時間を要する。【００１１】
特に、ＣＦ規格フランジを傾けて取り付けなければならない場合は、作業者がゴム製の角型リング状パッキンの中心と第２の円周１０７の中心を合わせるセンターリングを行うことは極めて困難であり、センターリング作業に長時間を要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の一態様は、ＣＦ規格フランジの真空シール材を再使用可能なものとし、且つ作業者がセンターリングを容易に行えることを課題とする。【００１３】
一方、仮に、ＣＦ規格フランジと全く異なる構造でセンターリング作業が容易にできるようなフランジを新しく作製することは、当業者であれば簡単であるかもしれない。
しかし、本発明の一態様は、そのような新しく作製するフランジとは全くことなる技術思想である。【００１４】
つまり、既に世の中で真空容器等に多く使用されているフランジはＣＦ規格フランジであるため、本発明の一態様は、このＣＦ規格フランジにおいて真空シール材を再使用可能なものとし、且つ作業者がセンターリングを容易に行えるシール部材等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様は、ＣＦ規格フランジに真空シールを行うためのシール部材であって、
前記ＣＦ規格フランジは、第１の円周に沿って形成されたナイフエッジと、前記第１の円周の外側に形成され且つ前記第１の円周と同心の第２の円周に沿って形成され且つ前記ナイフエッジに隣接して形成された溝とを有し、
前記シール部材は、前記第２の円周の直径より小さい直径を有する第３の円周に沿って形成された凸部と、前記第３の円周の内側に形成され且つ前記凸部の側面に接して配置されたリング状弾性体とを有し、
前記凸部を前記溝に挿入して前記リング状弾性体を前記ナイフエッジで潰すことにより、前記ＣＦ規格フランジに前記シール部材で真空シールを行うことを特徴とするシール部材である。【００１６】
また、本発明の一態様において、
前記凸部を前記溝に挿入した際に、前記凸部における側面が、前記溝内における前記第２の円周の外側の側面と接することが好ましい。【００１７】
また、本発明の一態様において、
前記シール部材は、蓋または真空用配管の端部に形成されるものであるとよい。【００１８】
また、本発明の一態様において、
前記ＣＦ規格フランジは、真空用配管の端部、真空容器の開口部および前記真空容器の内部空間と繋げられた配管の端部のいずれかに形成されるものであるとよい。【００１９】
本発明の一態様は、ＣＦ規格フランジとシール部材を備えた真空容器であって、
前記ＣＦ規格フランジは、前記真空容器の開口部または前記真空容器の内部空間と繋げられた真空用配管の端部に形成されており、
前記シール部材は、前記ＣＦ規格フランジに真空シールを行うものであり、
前記ＣＦ規格フランジは、第１の円周に沿って形成されたナイフエッジと、前記第１の円周の外側に形成され且つ前記第１の円周と同心の第２の円周に沿って形成され且つ前記ナイフエッジに隣接して形成された溝とを有し、
前記シール部材は、前記第２の円周の直径より小さい直径を有する第３の円周に沿って形成された凸部と、前記第３の円周の内側に形成され且つ前記凸部の側面に接して配置されたリング状弾性体とを有し、
前記真空容器は、前記凸部を前記溝に挿入して前記リング状弾性体を前記ナイフエッジで潰すことにより、前記ＣＦ規格フランジに前記シール部材で真空シールを行うことを特徴とする真空容器である。【００２０】
また、本発明の一態様において、
前記凸部を前記溝に挿入した際に、前記凸部における側面が、前記溝内における前記第２の円周の外側の側面と接することが好ましい。【００２１】
また、本発明の一態様において、
前記シール部材は、前記真空容器の開口部または前記真空用配管の端部を塞ぐ蓋、および、前記真空容器の開口部または前記真空用配管の端部に接続される配管のいずれかに形成されているとよい。【００２２】
本発明の一態様は、ＣＦ規格フランジとシール部材を備えた真空用配管であって、
前記ＣＦ規格フランジは、前記真空用配管の端部に形成されており、
前記シール部材は、前記ＣＦ規格フランジに真空シールを行うものであり、
前記ＣＦ規格フランジは、第１の円周に沿って形成されたナイフエッジと、前記第１の円周の外側に形成され且つ前記第１の円周と同心の第２の円周に沿って形成され且つ前記ナイフエッジに隣接して形成された溝とを有し、
前記シール部材は、前記第２の円周の直径より小さい直径を有する第３の円周に沿って形成された凸部と、前記第３の円周の内側に形成され且つ前記凸部の側面に接して配置されたリング状弾性体とを有し、
前記真空用配管は、前記凸部を前記溝に挿入して前記リング状弾性体を前記ナイフエッジで潰すことにより、前記ＣＦ規格フランジに前記シール部材で真空シールを行うことを特徴とする真空用配管である。【００２３】
また、本発明の一態様において、
前記凸部を前記溝に挿入した際に、前記凸部における側面が、前記溝内における前記第２の円周の外側の側面と接することが好ましい。【００２４】
また、本発明の一態様において、
前記シール部材は、前記真空用配管の端部を塞ぐ蓋または前記真空用配管の端部に接続される配管に形成されているとよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様によれば、ＣＦ規格フランジの真空シール材を再使用可能なものとし、且つ作業者がセンターリングを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）は真空容器に設けられたＣＦ規格フランジを示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に示す囲まれた部分１Ｃを拡大した断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示すＣＦ規格フランジに、蓋に設けられたシール部材によって真空シールを行う様子を説明するための断面図である。
【図３】（Ａ）は真空容器を塞いで真空シールするための蓋状のＣＦ規格フランジを示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ線に沿った断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に示す囲まれた部分１Ｃを拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２８】
本発明の一態様について図１および図２を参照しつつ説明する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、真空容器１０１の開口部１０１ａにはＣＦ規格フランジ１０２が形成されており、ＣＦ規格フランジ１０２は、接合面に形成された鋭く突き出したナイフエッジ１１と溝１２を有している。ナイフエッジ１１は、直径φＢの第１の円周１０８に沿って形成されている。溝１２は、第１の円周１０８の外側に形成され、且つ第１の円周１０８と同心である直径φＡの第２の円周１０７に沿って形成され、且つナイフエッジ１１に隣接して形成されている。溝１２の断面は、図１（Ｃ）に示すように三角形のような形状を有している。また、ＣＦ規格フランジ１０２は、図１（Ａ）に示すように複数の穴１０６を有している。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、蓋１３の一方の面に形成されたシール部材は、凸部１４とリング状弾性体であるＯリング１５を有している。また、蓋１３の一方の面には溝１５ａが設けられており、この溝１５ａ内にＯリング１５が嵌め込まれている。溝１５ａは凸部１４に隣接して形成されている。
【００３０】
図２（Ａ）に示す凸部１４は、図１（Ｃ）に示す第２の円周１０７の直径φＡより小さい直径φＣを有する第３の円周１７に沿って蓋１３の一方の面に形成されている。Ｏリング１５は、第３の円周１７の内側に形成され、且つ凸部１４の側面１４ａに接して配置されている。また、蓋１３は、図２に示すように複数の穴１６を有している。
【００３１】
なお、本実施形態では、リング状弾性体としてＯリング１５を用いているが、種々のリング状弾性体を用いてもよく、例えば角型リングを用いてもよい。
【００３２】
次に、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照しつつ、真空容器１０１の開口部１０１ａをＣＦ規格フランジ１０２とシール部材を備えた蓋１３によって真空シールする手順について説明する。
【００３３】
まず、ＣＦ規格フランジ１０２の溝１２内に蓋１３の凸部１４を挿入して嵌合することにより、ＣＦ規格フランジ１０２のナイフエッジ１１のエッジ面に蓋１３のＯリング１５を当てることができる。この際、凸部１４における側面１４ｂが、第２の円周１０７の内側の側面１２ａと接するような大きさで凸部１４と溝１２が形成されているため、蓋１３の凸部１４とＣＦ規格フランジ１０２の溝１２のセンターリング（位置合わせ）を作業者が容易に行うことができる（図２（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００３４】
次いで、蓋１３を回転させることにより、蓋１３の穴１６とＣＦ規格フランジ１０２の穴１０６を位置合わせする。次いで、これらの穴１６，１０６に図示せぬボルトを挿入し、そのボルトをナットによって所定の力で締め付けることにより、Ｏリング１５をナイフエッジ１１のエッジ面で潰す。これにより、ＣＦ規格フランジ１０２にシール部材で真空シールを行うことができる（図２（Ｃ）参照）。
【００３５】
ＣＦ規格フランジ１０２は、ＣＦ規格フランジ１０２を製造した製造者によって図１（Ｃ）に示す直径φＡと直径φＢと寸法Ｃ以外の寸法は多少異なるが、直径φＡと直径φＢと寸法Ｃの寸法は、規格によって定められているため、製造者にかかわらず一定である。本実施形態では、φＡの寸法で溝１２と凸部１４のセンターリングを行うため、様々な製造者によって製造されたＣＦ規格フランジ１０２において溝１２と凸部１４のセンターリングを作業者が容易に行うことができる。そして、直径φＢと寸法Ｃが一定であることから、ナイフエッジ１１でＯリング１５を確実に潰すことができる。従って、様々な製造者によって製造されたＣＦ規格フランジ１０２にシール部材で真空シールを行うことが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態では、蓋１３の一方の面に溝１５ａを設けることにより、Ｏリング１５を溝１５ａに嵌め込むことができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、真空容器１０１の開口部１０１ａにＣＦ規格フランジ１０２を形成し、蓋１３にシール部材を形成し、ＣＦ規格フランジ１０２にシール部材によって真空シールを行うことで真空容器１０１の開口部１０１を蓋１３で真空シールしているが、次のように変更して実施してもよい。
【００３８】
(1)真空用配管の端部にＣＦ規格フランジ１０２を形成し、蓋１３にシール部材を形成し、ＣＦ規格フランジ１０２にシール部材によって真空シールを行うことで真空用配管の端部を蓋１３で真空シールしてもよい。
(2)真空容器１０１の内部空間と繋げられた配管の端部にＣＦ規格フランジ１０２を形成し、蓋１３にシール部材を形成し、ＣＦ規格フランジ１０２にシール部材によって真空シールを行うことで配管の端部を蓋１３で真空シールしてもよい。
(3)真空容器１０１の開口部１０１ａにＣＦ規格フランジ１０２を形成し、真空用配管にシール部材を形成し、ＣＦ規格フランジ１０２にシール部材によって真空シールを行うことで真空容器１０１の開口部１０１と真空用配管との接続を真空シールしてもよい。
(4)一方の真空用配管の端部にＣＦ規格フランジ１０２を形成し、他方の真空用配管の端部にシール部材を形成し、ＣＦ規格フランジ１０２にシール部材によって真空シールを行うことで一方の真空用配管と他方の真空用配管との接続を真空シールしてもよい。
(5)真空容器１０１の内部空間と繋げられた配管の端部にＣＦ規格フランジ１０２を形成し、真空用配管の端部にシール部材を形成し、ＣＦ規格フランジ１０２にシール部材によって真空シールを行うことで配管と真空用配管との接続を真空シールしてもよい。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態では、既に世の中で真空容器等に多く使用されているＣＦ規格フランジにおいて真空シール材を再使用可能なものとし、且つ作業者がセンターリングを容易に行えるシール部材等を提供することができる。従って、ＣＦ規格フランジを使用している多くの作業者の作業効率を飛躍的に高めることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１１…ナイフエッジ
１２，１０３…溝
１２ａ…溝内の側面
１３…蓋
１４…凸部
１４ａ，１４ｂ…凸部の側面
１５…Ｏリング
１５ａ…Ｏリングを嵌め込む溝
１６，１０６…穴
１７…第３の円周
１０１…真空容器
１０１ａ…開口部
１０２…ＣＦ規格フランジ
１０４…角型リング状パッキン
１０５ｂ…ボルト
１０５ａ…ナット
１０７…第２の円周
１０８…第１の円周
φＡ…溝の第２の円周の直径
φＢ…ナイフエッジの第１の円周の直径
【図１】
0005881712.tif 000002
【図２】
0005881712.tif 000003
【図３】
0005881712.tif 000004