(57)【要約】【課題】  シール部材に接触面積減少用溝を形成することにより、相手部材との接触面積を少なくし、これにより相手部材との固着力を減少させるとともに、適用可能なゴムの材質に限定がなく、さらには密閉性が良好で且つ、生産コストが安価なシール部材を提供すること。【解決手段】  外周面などに溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃなどを形成することにより、シール部材１０とシール座面１５との接触面積を減らし、密閉する際の相手部材１４との固着力を減少させるようにしたことを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材の間のシール溝内に装着されるシール部材であって、
前記シール溝内に装着された状態で、少なくとも相手部材との間で押圧される外周部分に、接触面積減少用溝が形成されていることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
前記接触面積減少用溝が、１本または複数本の溝から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール部材。
【請求項３】
前記接触面積減少用溝が、前記シール溝内に装着された状態で少なくとも最初に相手部材と当接すべき最外方頂部を含む範囲に、形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール部材。
【請求項４】
前記接触面積減少用溝の形成領域が、当該接触面積減少用溝が形成される前の面積に対して１５〜５０％の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材に関し、とくに半導体装置などにおいて好適に使用されるシール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、液晶表示装置などの製造過程では、クリーンな環境下、高い真空中で、イオンプレーティング、プラズマエッチングなどによるワークの加工、処理が行われている。ワークは一旦予備室に搬入され、予備室内を所定の真空度にした後、加工室、処理室などへ順次ワークを搬入して加工、処理などが行われる。
【０００３】
これらの予備室、加工室、処理室などの間の搬出入口には密封性、気密性を有する真空用ゲート弁が設けられ、真空用ゲート弁には、例えば、フッ素系エラストマーのようなゴムの成形物からなるシール部材が使用されている。
【０００４】
そして、ワークの加工、処理などのプロセスの途中では、真空用ゲート弁が閉止し、通常８０〜１５０℃の雰囲気下にてシール部材がシール座面に圧接され、各室間を気密的に隔離している。
【０００５】
このように高温化で圧縮固定されたシール部材はシール座面に固着してしまうことがあった。
さらに大型のゲート弁ではシール部材とシール座面との接触面積が広くなるので、シール部材の固着が起こり易い。
【０００６】
このようにシール部材がシール座面に固着してしまうと、シール部材がシール溝から脱落するなどの不具合が生じる。また、固着しているシール部材をシール座面から無理に引き離そうとするとシール部材を傷付け、その後のシール性能が低下するという問題がある。
【０００７】
一方、真空用ゲート弁に限らず、シール部材の固着はシール性能に大きな影響を及ぼすため、これを防止することが望まれている。
このため、シール部材の固着を防止する手段として、従来からシール部材の表面にブラストなどの表面研削処理、シボ、エンボスなどの表面加工処理を施すことにより、接触面積を減少させることが行われている。
【０００８】
また、シール部材の材質を変化させることにより固着を防止する手段として、特許文献１（特開平５−１４８４７６号公報）には、アクリルゴムからなるガスケット本体の表面に、シリコーン樹脂の固着防止層を形成したシール部材が開示されている。また、特許文献２（特開平８−３０２０４５号公報）には、ゴム成形物の表面にオレフィン系炭化水素化合物からなる離型性皮膜を滲出させたシール部材が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１４８４７６号公報
【特許文献２】特開平８−３０２０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、シール部材の表面にブラストなどの表面研削処理を施した場合、シール部材と相手部材とのシール接触面を貫く表面研削部分、いわゆる切削傷が生じ、これにより接触面圧が弱くなってリークパスが発生し、密閉性が不安定になるという問題があった
。
【００１０】
また、シボ、エンボスなどの表面加工処理を施した場合、加工工程の増加に伴い、生産コストが嵩んでしまうという問題があった。
一方、シール部材の材質を改良する場合には、固着防止のための化合物との関係で適用可能なゴムの材質が限られてしまう。
【００１１】
本発明は、このような現状に鑑み、シール部材に接触面積減少用溝を形成することにより、相手部材との接触面積を少なくし、これにより相手部材との固着力を減少させるとともに、適用可能なゴムの材質に限定がなく、さらには密閉性が良好で且つ、生産コストが安価なシール部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のシール部材は、
第１部材と第２部材の間のシール溝内に装着されるシール部材であって、
前記シール溝内に装着された状態で、少なくとも相手部材との間で押圧される外周部分に、接触面積減少用溝が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成することによって、第１部材と第２部材の間のシール溝内に装着されるシール部材は、第１の部材と第２の部材との間で押圧される際、接触面積減少用溝により接触面積が少ない状態で押圧されるので、これにより、固着力を減少させることができる。
【００１４】
また、本発明のシール部材は、前記接触面積減少用溝が、１本または複数本の溝から構成されていることが好ましい。
このように構成することによって、シール部材と相手部材との接触面積を、使用状況に応じて自由に調整することができる。
【００１５】
さらに、本発明のシール部材は、前記接触面積減少用溝が、前記シール溝内に装着された状態で少なくとも最初に相手部材と当接すべき最外方頂部を含む範囲に、形成されていることが好ましい。
【００１６】
このように構成することによって、相手部材との固着力を一層効果的に低減することができる。
また、本発明に係るシール部材では、前記接触面積減少用溝の形成領域が、当該接触面積減少用溝が形成される前の面積に対して１５〜５０％の範囲であることが好ましい。
【００１７】
このような範囲に接触面積減少用溝が形成されていれば、シール部材本来の機能である密閉性を維持しながら、固着力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、接触面積減少用溝を形成することにより、密閉時におけるシール部材の接触面積を減らすことができる。これにより、密閉時におけるシール部材の固着力を減少させることができる。
【００１９】
また、本発明では、外周部分に単に溝を形成するだけの構造であるので、生産コストが安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るシール部材の一部破断斜視図である。図２は、図１の拡大断面図である。また、図３は、図１に示したシール部材の使用状態を示す断面図である。
【００２１】
このシール部材１０は、いわゆるＯリングと称されるもので、断面略円形に形成されている。
そして、図１および図２に示したように、Ｏリング１０の外周面には、複数本の環状の溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃが同心状に形成され、これらの溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃにより接触面積減少用溝１１が構成されている。
【００２２】
このような接触面積減少用溝１１が形成されたシール部材１０は、図３（Ａ）に示したように、例えば、シール部材１０を取り付けるためのシール溝１３が設けられた第１部材１２と、シール座面１５が設けられた第２部材１４との間に装着される。
【００２３】
シール部材１０は、第１部材１２のシール溝１３内に装着される際、３本の細溝からなる接触面積減少用溝１１が外方に露出するように装着される。
このような姿勢で第１部材１２にシール部材１０が装着されたら、図３（Ｂ）に示したように、第２部材１４を第１部材１２に対向させ、第２の部材１４を第１部材１２側に当接させる。このとき、第２の部材１４が最初に当接する、シール部材１０の位置は、図２に示したように、最外方頂部Ｔである。
【００２４】
しかしながら、本実施例では、この最外方頂部Ｔを含む左右の幅狭の範囲には、溝１１ｂが形成され、空所とされている。したがって、第２部材１４は、この最外方頂部Ｔに当接することはなく、最外方頂部Ｔを挟んで両側の壁部１６ａ、１６ｂに当接する。
【００２５】
図３（Ｂ）の状態、すなわち第２部材１４が最外方頂部Ｔを挟んで両側の壁部１６ａ、１６ｂに当接した状態から、さらに第２部材１４が第１部材１２側に締め付けられると、図３（Ｃ）に示したように、シール部材１０が第２部材１４との間で完全に押しつぶされ、シール座面１５に当接する。このとき、他の溝１１ａ、１１ｃも共に押圧され、圧縮変形される。
【００２６】
上記したように、本実施例では、最外方頂部Ｔを含む範囲に少なくとも一本の溝１１ａが形成され、その周辺領域に、溝１１ｂ、１１ｃが形成されているため、シール部材１０のシール座面１５に対する接触面積は小さくされている。
【００２７】
本実施例において、この接触面積減少用溝１１を形成する範囲は、図２に示したように、シール部材１０の最外方頂部Ｔを境にして、径内外方に略対称形に形成されていることが好ましい。また、接触面積減少用溝１１を形成する範囲は、図２に示したように一部の弧状の範囲であることに限定されず、円の全周に亘って形成されていても良い。また、実際的に、この接触面積減少用溝１１を形成する場合には、形成する前の面積に対して１５〜５０％の範囲、好ましくは、２０〜３０％の範囲であることが望ましい。このような範囲に接触面積減少用溝１１が形成されていれば、どのような部材に使用されたとしても十分なシール性を発揮することができる。
【００２８】
また、接触面積減少用溝１１は、単数あるいは複数個のどちらであっても良い。ただし、複数個の溝で構成する場合、例えば、図１に示したように、相隣り合う溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、リークパスを起こさないために互いに重なり合うことのないように設ける必要がある。
【００２９】
また、このようなシール部材１０は、例えば半導体製造装置におけるシール部分に好ましく使用することができるが、本発明はこれに限定されず、例えば各種配管の継手部分、各種ガスを取り扱うガス処理装置の継手部分などにも適用可能である。
【００３０】
また、シール部材１０の接触面積減少用溝１１を構成する溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃの形状としては、とくに限定されるものではなく、この実施例のように鋭角の三角形状の他、四角形状あるいは丸形状の溝などであっても良い。
【００３１】
さらに、例えば、１つの溝形状が鋭角の三角形状である場合、図２に示したようにその深さｄは、シール部材１０の肉厚に対して２％〜３０％、さらに好ましくは、５％〜２０％程度である。
【００３２】
また、少なくとも最外方頂部Ｔを含む範囲に位置する溝１１ａの形状が、例えば二等辺三角形のように、中心線を挟んで対称形であれば、締め付けられる際に、三角形状の鋭角部を形成する両壁部１６ａ、１６ｂが略均等に狭められるので、シール面圧にバラツキが発生することがなく、本来の目的である封止が損なわれることはない。
【００３３】
さらに、このような溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃを形成するには、シール部材１０を成形するための金型に予め突起を設けて成形する方法、またシール部材１０をレーザーでカットする方法などが挙げられる。あるいは刃物により切り込みを入れるだけでも良い。
【００３４】
また、シール部材１０に使用される材質としては、封止機能に要求される弾性変形が可能な材質であれば、天然あるいは合成のゴム成形物、弾性樹脂成形物などのいずれでも良く、例えば半導体分野では、ドライエッチングで多用されるプラズマに対しても耐性を有するフッ素系ゴム（ＦＫＭ）が好適であり、とくには、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）を用いることが好ましい。
【００３５】
さらに、上記実施例では、シール部材１０の最外方頂部Ｔに溝１１ａを設け、この部分を空所としているが、この部分に溝が形成されていなくても良い。
図４は、本発明の他の実施例を示したものである。
【００３６】
この実施例によるシール部材２０では、最外方頂部Ｔを中心として、左右対称に溝２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから接触面積減少用溝２１が構成されている。このように最外方頂部Ｔに溝が形成されていないシール部材２０であっても、固着力を低下するシール材として有効に適用可能である。
【００３７】
図５は、シール部材１０の最外方頂部Ｔに溝を設けた場合と、溝を設けない場合との固着力の低下傾向の違いをグラフで示したものである。
ここで、最外方頂部Ｔに溝がある場合を「センタ切り込み有」とし、最外方頂部Ｔに溝がない場合を「センタ切り込み無」として示している。
【００３８】
このグラフから明らかなように、シール部材１０の接触面積の減少の割合と固着力の減少の割合との関係は、「センタ切り込み有」と「センタ切り込み無」のいずれも、接触面積減少用溝を形成しない無垢の状態から接触面積が８５％（溝形成領域が１５％）までの範囲であれば、固着力の低下はそれほど生じないことが確認された。
【００３９】
一方、接触面積が全体の８５％以下（溝形成領域が１５％以上）となった時点では、いずれの場合も固着力の低下が急激に生じ始めた。しかし、両者を比べると、「センタ切り込み有り」の方が、特に、接触面積８０％（溝形成領域が２０％）から７０％（溝形成領域が３０％）の範囲において急激な固着力の低下を生じさせた。例えば、接触面積７０％
（溝形成領域が３０％）の場合には、「センタ切り込み無」の固着力が７７％であるのに対し、「切り込み有」では、固着力が４８％であり、大幅な低下が生じている。
【００４０】
このように、「センタ切り込み有」の方が、固着力の著しい低下を生じさせることが判明した。なお、接着面積が４５％程度であれば、シール性を確保することができ、シール部材本来の機能を果たすことができる。
【００４１】
このような結果から、最外方頂部Ｔを含む範囲に接触面積減少用溝１１があることが好ましく、換言すれば、「センタ」に「切り込み」が有る場合に、固着力が効果的に低下することが明らかになった。また、接触面積減少用溝１１の形成領域は、溝が形成される前の面積に対して１５〜５０％の範囲、好ましくは、２０〜３０％の範囲である。
【００４２】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、上記実施例では、断面円形で無端状のOリングを例にして説明しているが、本発
明は、断面円形のOリングに限定されるものではなく、断面Ｘ形、断面Ｄ形、同じくT形、Ｕ形、おにぎり形（甲山形・ハーティー形）など種々の断面形状でも良い。
【００４３】
さらに、無端状でない異形状の封止部材としては、長尺状、Ｕ字状などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るシール部材の一部破断斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したシール部材の部分拡大断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、図１に示したシール部材の使用状態を示す、締付け前の断面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態から第２部材を近づけて、最初にシール部材に当接した時の断面図、図３（Ｃ）は完全に締付けられた状態の断面図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施例によるシール部材の部分拡大断面図である。
【図５】図５は、図３に示した一実施例によるシール部材と、図４に示した他の実施例によるシール部材との接触面積の減少に伴う固着力の減少の関係を対比して示したグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０    シール部材
１１    接触面積減少用溝
１１ａ  溝
１１ｂ  溝
１１ｃ  溝
１２    第１部材
１３    シール溝
１４    第２部材
１５    シール座面
１６ａ  壁部
１６ｂ  壁部
Ｔ      最外方頂部
２０    シール部材
２１    接触面積減少用溝
２１ａ  溝
２１ｂ  溝
２１ｃ  溝
２１ｄ  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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