(57)【要約】  真空ポンプは、２つのステータ部品と、この部品間に流体密封シールを与えるため該部品間に配置されたシールとを含む。シールは、環状補強部材を収容する環状プラスチックチューブを含み、このチューブは、FKMエラストマー及びFFKMエラストマーの１つから形成されたスリーブで少なくとも部分的に取り囲まれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に環状の補強部材を収容する環状プラスチックチューブを含むシールであって、前記チューブが、FKMエラストマー及びFFKMエラストマーの１つを含むカバーで少なくとも部分的に取り囲まれている、シール。
【請求項２】
前記カバーが、FKMエラストマー及びFFKMエラストマーの１つから形成されたスリーブを含む、請求項１に記載のシール。
【請求項３】
前記FKMエラストマーが、Viton(登録商標)型フルオロエラストマー及びAflas(登録商標)フルオロエラストマーの１つを含む、請求項１又は２に記載のシール。
【請求項４】
前記FFKMエラストマーが、Kalrez(登録商標)過フッ化エラストマー、Chemraz(登録商標)過フッ化エラストマー、Parofluor(商標)過フッ化エラストマー、Hifluor(商標)過フッ化エラストマー、Simriz(登録商標)過フッ化エラストマー、Isolast(登録商標)過フッ化エラストマー及びPerlast(登録商標)過フッ化エラストマーの１つを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシール。
【請求項５】
前記チューブが溶融処理可能フルオロプラスチックから形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシール。
【請求項６】
前記補強部材が金属コイルを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシール。
【請求項７】
２つのステータ部品と、この部品間にある請求項１〜６のいずれか１項に記載のシールとを含む真空ポンプであって、前記各部品が前記シールと接触して、前記部品間に流体密封シールを与えるように前記シールが配置されている、真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシールに関する。本シールは、排他的ではないが、真空ポンプでの用途がある。
【背景技術】
【０００２】
ポンピングチャンバーに油を使っていないので、半導体業界で見られるようなクリーンな製造環境で有用な真空ポンプが知られている。このようなドライ真空ポンプは一般的に各ポンピングステージで互いに噛み合うロータを用いる多段容積型ポンプである。ロータは各ステージで同型のプロフィルを有することもあり、或いはステージごとにプロフィルが変化することもある。
ルーツ(Roots)又はノーシー(Northey)（「クロー(claw)」）型ドライ真空ポンプでは、ステータはいくつかの別々のステータ部品で形成され、ステータ部品間に画定されるポンピングチャンバー内にロータが配置される。従って、ポンピングされた流体がポンプから漏れるのを防止するため及び周囲の空気がポンプに入るのを防止するため、ステータ部品間をシールする必要がある。典型的にはＯリングシールを備えて、このシール機能を果たす。
ドライ真空ポンプは、相当量のハロゲンガス及び溶媒などの酸化性及び／又は腐食性流体をポンピングする必要がある用途で配備されることが多い。このような物質はＯリングシールを攻撃し、結果としてシールが過剰に可塑性になるか又は非常にもろくなり、ステータ部品間に備えられたシールの完全性に悪い影響を及ぼしうる。シールに対する攻撃の強さは、ポンピングされる流体、Ｏリングの素材、及びポンプ温度などのいくつかの変量によって決まる。
【０００３】
いくつかのFKMエラストマー（又はフルオロエラストマー）、例えばViton(登録商標)A又はViton(登録商標)Bから形成されたシールは、特にフッ素ガス等の腐食性流体を140℃を超える温度でポンピングするときに攻撃を受けやすい。このような過酷なポンピング環境で使うための現存する代替シールはFFKMエラストマー（つまり過フッ化エラストマー）、例えばKalrez(登録商標)若しくはChemraz(登録商標)、又は他のFKMエラストマー、例えばViton(登録商標)Extreme若しくはAflas(登録商標)から形成されるが、これらは、Viton(登録商標)A及びViton(登録商標)Bよりかなり高価である。さらに、これらの代替シールは、Viton(登録商標)AなどのFKMエラストマーに比べて、相対的に高い圧縮永久歪みを有する。すなわち、一定期間、標準的な圧縮負荷を受けた後、相対的に大量の該材料はその元の厚さに戻れない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の少なくとも好ましい実施形態の目的は、この問題を解決しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、実質的に環状の補強部材を収容する環状プラスチックチューブを含むシールであって、前記チューブが、FKMエラストマー及びFFKMエラストマーの１つを含むカバーで少なくとも部分的に取り囲まれている、シールを提供する。
環状プラスチックチューブ内に補強部材が存在するため、シールに非常に低い圧縮永久歪み持たせうる。補強部材は、好ましくは圧縮永久歪み耐性であり、その結果として経時的にシールが高いシール応力を保持しうる。エラストマーのカバーは、良い漏れ密封性及び低いガス透過性と共に相対的に高い腐食耐性をシールに持たせうる。相対的に高価なFKM又はFFKMエラストマーのカバーのみを使用することは、該材料の環状体から排他的に形成されたシールに比べて有意にコストを削減することができる。
FKMエラストマーは、DuPont, Ausimont, Daikinから入手可能なViton(登録商標)フルオロエラストマー（Viton(登録商標)Extreme材料を含む）、及びAsahi Glass Ltdから入手可能なAflas(登録商標)フルオロエラストマーの１つを含みうる。
FFKMエラストマーは、DuPontから入手可能なKalrez(登録商標)過フッ化エラストマー、Greene, Tweed & Co, Inc.から入手可能なChemraz(登録商標)過フッ化エラストマー、Parker Hannifin Corp.から入手可能なParofluor(商標)過フッ化エラストマー及びHifluor(商標)過フッ化エラストマー、Freudenberg Simrit LPから入手可能なSimriz(登録商標)過フッ化エラストマー、並びにBusak and Shamban(Trelleborg)から入手可能なIsolast(登録商標)過フッ化エラストマーの１つを含みうる。
補強部材は、好ましくは金属コイルを含む。補強部材の代替形態として、多孔金属又はプラスチックチューブ、編組み金属線、編組みグラファイト繊維及び可撓性グラファイト管状プレフォームが挙げられる。
【０００６】
FKM、又はFFKMエラストマーのカバーは真空適合性なので、シールは真空ポンプで特定の用途を見出す。従って、別の態様では、本発明は、２つのステータ部品と、この部品間にある上記シールとを含む真空ポンプであって、前記各部品が前記シールと接触して、前記部品間に流体密封シールを与えるように前記シールが配置されている真空ポンプを提供する。
カバーは環状チューブの回りに伸長するスリーブの形態であってよく、かつFKMエラストマー及びFFKMエラストマーの１つから形成される。チューブの回りに型取るか又は他の方法でスリーブを形成してよく、スリーブはＣ形断面を有しうる。
以下、添付図面を参照して、例としてのみ、本発明の好ましい特徴について述べる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】真空ポンプのステータ部品の正面図である。
【図２】図１のシールの側断面図である。
【図３】図２のシールの外側チューブを一部除いた側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、典型的な多段ドライポンプのポンピングステージからのステータ部品12の表面10を示す。ポンプの組立て中に、第２ステータ部品の対応する表面14（図２参照）を部品12の表面10と接触させて、ステータ部品間にキャビティ16を形成する。このキャビティ16は、ポンプのロータ部品（図示せず）を収容するために設けられる。ルーツ及び／又はノーシー（「クロー」）型ロータは、典型的に数個の該ステージを含み、各ステージのキャビティ16が隣接する下流ステージとポート18を介して連絡している。
この型の従来ポンプのように、キャビティ16の周囲にシール20を設けて、ポンプ使用時にプロセス流体がキャビティ16から漏れるのを防止し、かつ周囲空気がキャビティ16に入るのを防止するように、隣接するステータ部品の表面10と14の間に流体密封シールを与える。
図２及び３は、本発明のシール20の一例を示す。シール20は、ステータ部品の１つの表面に形成されたグルーブ22内に配置されている。シール20は、実質的に環状の補強部材26を収容する環状プラスチックチューブ24を含む。チューブ24は、該シールを使用する予定の環境に適したいずれの材料から形成してもよい。比較的高温で使用するためには、溶融処理可能フルオロプラスチック材料、例えばフッ化エチレンプロピレン（FEP）、ペルフルオロアルコキシ（PFA）、ポリクロロトリフルオロエチレン（CTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、及びポリフッ化ビニル（PVF）の１つから環状体を形成することによって、熱安定性を与えることができる。環状補強部材26は、好ましくは圧縮永久歪み耐性コイルを備える。好ましくは金属材料、例えばステンレススチールからコイルを形成する。
補強部材26の長さが挿入される開口端を有する長さのプラスチックチューブ材料から環状プラスチックチューブ24を形成する。次に、チューブ材料及び補強部材の長さを必要な長さにカットし、補強部材とチューブ材料のそれぞれの端部を結合し、次いで環状プラスチックチューブ24の周りに環状補強部材26を形成する。例えば、溶接、接着などのいずれの適切な方法によっても端部を結合することができる。
FKMエラストマー及びFFKMエラストマーの１つを含むカバー28で環状チューブ24を少なくとも部分的に取り囲む。カバー28用エラストマーの選択は、使用中にシールがさらされる環境を含めたいくつかの因子に依存しうる。特に過酷な環境での使用にはFFKMエラストマーがより適するであろう。このFFKMエラストマーは、例えば、Kalrez(登録商標)過フッ化エラストマー、Chemraz(登録商標)過フッ化エラストマー、Parofluor(商標)過フッ化エラストマー、Hifluor(商標)過フッ化エラストマー、Simriz(登録商標)過フッ化エラストマー、Isolast(登録商標)過フッ化エラストマー及びPerlast(登録商標)過フッ化エラストマーの１つであってよい。カバー28にFFKMエラストマーの使用は不要と考えられるあまり過酷でない環境では、より安価なFKMエラストマーを用いてカバー28を形成してよい。このFKMエラストマーは、DuPont, Ausimont, Daikinから入手可能なViton(登録商標)型F及びViton(登録商標)Extreme、並びにAsahi Glass Ltdから入手可能なAflas(登録商標)フルオロエラストマーの１つであってよい。
カバー28は、チューブ24の回りに配置されたスリーブの形態であってよい。図２に示すように、スリーブはＣ形断面を有しうる。例えば射出成形法を用いて環状チューブ24の回りにカバー28を型取ることができる。或いは、スリーブを予め形成してチューブ24の周囲に手で配置してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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