(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着溝に装着される基部と、前記基部から斜め方向に延在して形成され弾性変形可能なリップ部と、前記リップ部に形成され前記リップ部の前記装着溝の底面に対する傾斜角度を変更させる屈曲部と、を有するシール材であって、
前記屈曲部は、前記装着溝に装着された前記シール材が相手部材との隙間をシールしている状態において前記相手部材側に突出した第１突出部と、前記相手部材を基準として前記第１突出部が突出した側と反対側に突出した第２突出部と、を有し、
前記リップ部は、前記リップ部の先端側の第１リップ部と、前記基部に連続する第２リップ部と、を有し、
前記第１突出部と前記第２突出部との間は、前記第２リップ部から前記第１リップ部に向けて前記相手部材に対して遠ざかる方向に延出した弾性部で構成されることを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記第２リップ部の前記装着溝の底面に対する傾斜角度は、前記第１リップ部の前記装着溝の底面に対する傾斜角度と比較して大きいことを特徴とする請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記屈曲部は、前記リップ部に作用する前記相手部材からの反力を前記第１リップ部と前記第２リップ部との間で分断することを特徴とする請求項１又は２に記載のシール材。
【請求項４】
前記装着溝に装着された前記シール材が前記相手部材との隙間をシールしているときに、前記第１リップ部が前記相手部材に接触し、前記屈曲部及び前記第２リップ部が前記相手部材に対して非接触になることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシール材。
【請求項５】
前記第１リップ部は前記相手部材からの反力により前記第２リップ部に先立って弾性変形し、前記第２リップ部は前記第１リップ部が弾性変形の完了後に弾性変形を開始することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンな環境で処理され、製造されることが必要な部品などを製造拠点から他の製造拠点へ輸送するための輸送容器や各プロセス間を搬送するための搬送容器に用いられるシール材に関し、特に、半導体製造プロセスにおいて汚染を嫌うシリコンウエハなどをクリーンルームの外部へ持ち出すときに収容する輸送容器や、クリーンルーム内での各プロセス間の移動の際、汚染防止のために使用する搬送容器において用いられるシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造においては、回路の微細化の進展によって、極めて高い加工精度が要求されてきており、シリコンウエハの大口径化（３００ｍｍ）の流れから、各製造処理プロセスのみならず、シリコンウエハが置かれるあらゆる環境のクリーン性の向上が求められている。例えば、大口径化し、さらに汚染を受け易くなったシリコンウエハを輸送・転送する際に用いられる容器についても、容器の内部を高いクリーン度に維持することが必要である。そのため、輸送・転送容器には、樹脂やゴム材からなるシール材が組み込まれている。
【０００３】
一般的なゴムシール材として、断面略円形や矩形その他相手部材の形状等に合わせて設計された様々な断面形状をしたＯリングなどがある。これらは、荷重が加えられ、押し潰されることにより、その反力としての弾性力によりシール機能を発生させる。しかし、半導体製造に用いられるような輸送・搬送容器本体は材料強度（剛性）の高くない合成樹脂で作られており、このようなシール部材を用いた場合、シールに必要とされる反力を発生させるためには、大きな荷重を加えなければならず、そのため容器自体に撓みを生じさせてしまう。その結果、シール材の全周にわたって均一な潰し量を与えることができず、シール材に発生する反力にばらつきが生ずることとなり、潰し量の少ない領域ではシールの反力不足によりシール不良となる問題がある。
【０００４】
ここで、例えば、特開平９−４５７５９号公報に記載されたシール材（シール構造）が提案されている。すなわち、成形されたゴム又は熱可塑性樹脂のシール材をシール材装着溝に装着し、突起を形成した相手部材との組み合わせによるシール構造であり、相手部材の突起の作用により、容器の撓みを生じさせることのない低い荷重でシール性を実現しようとするものである。このシール構造の問題は、過度な応力集中により突起とシール材とが固着し易く、容器を開ける際に、シール材が装着溝から脱落し易いという問題がある。また、容器の寸法誤差が大きい場合、締め代（シール材の潰し量）が不足することが起り得るが、僅かな潰し量の減少が著しくシール材の反力を低下させ、全シール面における締め代のバラツキによりシール不良を起こし易いという問題がある。
【０００５】
また、図６に示すように、容器を撓ませない程度の荷重でシール性を発揮させるために、断面リップ形状としたシール材５０も提案されている。このシール材５０は、装着溝５２に装着された基部５０Ａから伸びたリップ部５０Ｂの先端部を相手部材５４と接触させ、リップ部５０Ｂの撓みに基づく反力により、低い荷重でも十分なシール性を可能とするものである。また、リップ部５０Ｂは、上述した断面円形や矩形等の通常のシール材に比較して、大きく撓ませることができるので、多少の容器の撓み、寸法誤差による締め代のバラツキを許容できるシール材として考え出されたものである。
【特許文献１】特開平９−４５７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この種のシール材のリップ部の撓み量（圧縮量）の変化とそれにより発生するシール応力との関係は図７に示すグラフのようになる。すなわち、このシール材は、その撓み（圧縮率）が少ない場合にはシール反力の増加は緩やかであるが、一定以上の撓み（圧縮率）から急激にシール反力が上昇するという性質を有している。このグラフの変局点の前後で、シール反力が大きく異なることは、容器やシール材の寸法誤差、加工精度に伴う締め代のバラツキを許容することが難しくシール性が不安定となってしまう問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、低い荷重でシール性を有するとともに、シール面全周領域における締め代のバラツキが生じても安定したシール性を発揮できるシール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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、装着溝に装着される基部と、前記基部から斜め方向に延在して形成され弾性変形可能なリップ部と、前記リップ部に形成され前記リップ部の前記装着溝の底面に対する傾斜角度を変更させる屈曲部と、を有するシール材であって、前記屈曲部は、前記装着溝に装着された前記シール材が相手部材との隙間をシールしている状態において前記相手部材側に突出した第１突出部と、前記相手部材を基準として前記第１突出部が突出した側と反対側に突出した第２突出部と、を有し、前記リップ部は、前記リップ部の先端側の第１リップ部と、前記基部に連続する第２リップ部と、を有し、前記第１突出部と前記第２突出部との間は、前記第２リップ部から前記第１リップ部に向けて前記相手部材に対して遠ざかる方向に延出した弾性部で構成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシール材において、前記第２リップ部の前記装着溝の底面に対する傾斜角度は、前記第１リップ部の前記装着溝の底面に対する傾斜角度と比較して大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のシール材において、前記屈曲部は、前記リップ部に作用する前記相手部材からの反力を前記第１リップ部と前記第２リップ部との間で分断することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシール材において、前記装着溝に装着された前記シール材が前記相手部材との隙間をシールしているときに、前記第１リップ部が前記相手部材に接触し、前記屈曲部及び前記第２リップ部が前記相手部材に対して非接触になることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール材において、前記第１リップ部は前記相手部材からの反力により前記第２リップ部に先立って弾性変形し、前記第２リップ部は前記第１リップ部が弾性変形の完了後に弾性変形を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低い荷重でシール性を有するとともに、シール面全周領域における締め代のバラツキが生じても安定したシール性を発揮できる。
また、リップ部にはリップ部の装着溝の底面に対する傾斜角度を変更させる屈曲部が形成されているため、相手部材からリップ部に反力が作用した場合でも、従来のシール材のように急激にシール反力が増加することがなく、リップ部の撓み量とシール反力とが略比例関係となる。この結果、搬送容器やシール材の寸法誤差、加工精度に伴い締め代が変化し、シール面全周にわたりシール材の圧縮量に多少のバラツキが生じても、リップ部の弾性変形によりこれを許容することができ、安定したシール性を発揮することができる。また、従来の断面円形や矩形のＯリングと比較して、接触面積の少ないリップ部によりシールすることにより、少ない締め付け荷重によりシールを実現することができ、例えばオープナー開閉装置による自動開閉作業が前提となる半導体ウエハ用の運送・搬送容器のシール材として好適なものとなる。
また、相手部材によるリップ部の圧縮量が小さな領域においては、主として屈曲部を支点として先端部側に位置する第１リップ部の撓みによりその圧縮量が吸収され、シール反力が発生する。このため、リップ部の初期圧縮領域においては、屈曲部により分断されることで従来のシール材のリップ部よりも短くなった第１リップ部により、従来のシール材のリップ部よりも高いシール反力を発生させることができる。また、第１リップ部は従来のシール材のリップ部と比較して弾性変形が困難な状態に至るまでの時間が早くなる。そして、第１リップ部が弾性変形困難な状態からさらに第１リップ部に圧縮力が作用されると、第１リップ部は高いシール反力を発生させようとするが、このシール反力が第２リップ部により吸収される。これにより、シール材のシール反力の急激な上昇を防止することができ、シール材により発生されるシール反力を、シール（密封）に必要な反力領域において圧縮量との関係で適度なもの（傾きの比較的穏やかな比例関係）にすることができる。
さらに、リップ部に屈曲部を複数形成することにより、リップ部の圧縮量（撓み量）に対するシール反力の傾きを小さくすることができるため、このシール材を、比較的低い反力領域で使用する低荷重シール材として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の第１実施形態に係るシール材について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施形態のシール材１０は、装着溝１２に装着されるゴム・エラストマー材で構成されている基部１４を備えている。この基部１４は、装着溝１２の一方の側壁１２Ａを押圧する基部本体１４Ａと、基部本体１４Ａと一体形成され装着溝１２の他方の側壁１２Ｂを押圧する押圧部１４Ｂと、で構成されている。
【００１７】
また、基部１４の上端部には、斜め方向に延在する弾性変形可能なリップ部１６が形成されている。このリップ部１６には、リップ部１６の装着溝１２の底面１２Ｃに対する傾斜角度を変更させる屈曲部１８が形成されている。具体的には、リップ部１６は、屈曲部１８からリップ部１６の先端部にわたる第１リップ部１６Ａと、基部１４から屈曲部１８にわたる第２リップ部１６Ｂと、で構成されている。そして、図１に示すように、第２リップ部１６Ｂの装着溝１２の底面１２Ｃに対する傾斜角度Ｙは、第１リップ部１６Ａの装着溝１２の底面１２Ｃに対する傾斜角度Ｘと比較して大きくなるように設定されている。
【００１８】
次に、本実施形態のシール材１０の作用について説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、リップ部１６には、リップ部１６の装着溝１２の底面１２Ｃに対する傾斜角度を変更させる屈曲部１８が形成されているため、相手部材２０からリップ部１６に反力が作用した場合でも、従来のシール材のように急激にシール反力が増加することがなく、リップ部１６の撓み量とシール反力とが略比例関係となる（図３参照）。この結果、搬送容器やシール材１０の寸法誤差、加工精度に伴い締め代が変化し、シール面全周にわたりシール材１０の圧縮量に多少のバラツキが生じても、リップ部１６の弾性変形によりこれを許容することができ、安定したシール性を発揮することができる。
【００２０】
また、従来の断面円形や矩形のＯリングと比較して、接触面積の少ないリップ部１６によりシールすることにより、少ない締め付け荷重によりシールを実現することができ、例えばオープナー開閉装置による自動開閉作業が前提となる半導体ウエハ用の運送・搬送容器のシール材として好適なものとなる。
【００２１】
具体的には、相手部材２０によるリップ部１６の圧縮量が小さな領域においては、主として屈曲部１８を支点として先端部側に位置する第１リップ部１６Ａの撓みによりその圧縮量が吸収され、シール反力が発生する。このため、リップ部１６の初期圧縮領域においては、屈曲部１８により分断されることで従来のシール材のリップ部よりも短くなった第１リップ部１６Ａにより、従来のシール材のリップ部よりも高いシール反力を発生させることができる。
【００２２】
また、第１リップ部１６Ａは従来のシール材のリップ部と比較して弾性変形が困難な状態に至るまでの時間が早くなる。そして、第１リップ部１６Ａが弾性変形困難な状態からさらに第１リップ部１６Ａに相手部材２０から圧縮力が作用されると、第１リップ部１６Ａは高いシール反力を発生させようとするが、このシール反力が第２リップ部１６Ｂにより吸収される。これにより、シール材１０のシール反力の急激な上昇を防止することができ、シール材１０により発生されるシール反力を、シール（密封）に必要な反力領域において圧縮量との関係で適度なもの（傾きの比較的穏やかな比例関係）にすることができる。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態に係るシール材について説明する。
【００２４】
図４に示すように、本実施形態のシール材３０のリップ部３２には、複数の屈曲部３４、３６が形成されている。具体的には、リップ部３２には２つの第１屈曲部３４と第２屈曲部３６がそれぞれ形成されており、第２屈曲部３６からリップ部３２の先端部にわたる第１リップ部３２Ａと、第１屈曲部３４から第２屈曲部３６にわたる第２リップ部３２Ｂと、基部１４から第１屈曲部３４にわたる第３リップ部３２Ｃと、で構成されている。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態に係るシール材３０の作用について説明する。
【００２６】
図４に示すように、リップ部３２に複数の屈曲部３４、３６を形成することにより、従来のシール材５０や第１実施形態のシール材１０と比較して、リップ部３２の圧縮量（撓み量）に対するシール反力の傾きを小さくすることができるため（図５参照）、このシール材３０を、比較的低い反力領域で使用する低荷重シール材として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態のシール材の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のシール材でシールした状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のシール材及び従来のシール材のシール反力と圧縮率との関係を示したグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態のシール材の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態のシール材及び従来のシール材のシール反力と圧縮率との関係を示したグラフである。
【図６】従来のシール材の断面図である。
【図７】従来のシール材のシール反力と圧縮率との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１０   シール材
１４   基部
１６   リップ部
１６Ａ 第１リップ部
１６Ｂ 第２リップ部
１８   屈曲部
３０   シール材
３４   屈曲部
３６   屈曲部
Ｘ     第１リップ部の傾斜角度
Ｙ     第２リップ部の傾斜角度
【図１】
0004829651.tif 000002
【図２】
0004829651.tif 000003
【図３】
0004829651.tif 000004
【図４】
0004829651.tif 000005
【図５】
0004829651.tif 000006
【図６】
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【図７】
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