(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6043714
(24)【登録日】2016年11月18日
(45)【発行日】2016年12月14日
(54)【発明の名称】シール部材
(51)【国際特許分類】
F16J 15/00 20060101AFI20161206BHJP
F16J 15/06 20060101ALI20161206BHJP
【FI】
F16J15/00 C
F16J15/06 L
【請求項の数】5
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2013-271456(P2013-271456)
(22)【出願日】2013年12月27日
(65)【公開番号】特開2015-124863(P2015-124863A)
(43)【公開日】2015年7月6日
【審査請求日】2015年7月14日
(73)【特許権者】
【識別番号】000106760
【氏名又は名称】CKD株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】菅田 和広
(72)【発明者】
【氏名】竹田 秀行
(72)【発明者】
【氏名】石原 哲哉
【審査官】
佐々木 佳祐
(56)【参考文献】
【文献】
特開2009−121569(JP,A)
【文献】
特開2013−167326(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16J 15/00−15/52
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1部品に嵌合する第1環状凹条が一面に設けられ、第2部品に嵌合する第2環状凹条が他面に設けられ、前記第1及び第2環状凹条に第1及び第2圧入代を備えるシール部材において、
前記シール部材を単体で扱う際に、前記第1環状凹条に挿入する第1環状凸条が設けられ、前記第1環状凸条は、前記第1環状凹条に挿入する際、前記第1環状凹条の溝の幅を拡大させる第1保護キャップと、前記第2環状凹条に挿入する第2環状凸条が設けられ、前記第2環状凸条は、前記第2環状凹条に挿入する際、前記第2環状凹条の溝の幅を拡大させる第2保護キャップとを備えること、
を特徴とするシール部材。
【請求項2】
第1部品に嵌合する第1環状凹条が一面に設けられ、第2部品に嵌合する第2環状凹条が他面に設けられ、前記第1及び第2環状凹条に第1及び第2圧入代を備えるシール部材において、
前記シール部材を単体で扱う際に、前記第1圧入代に挿入する第1環状凸条が設けられた第1保護キャップと、前記第2圧入代に挿入する第2環状凸条が設けられた第2保護キャップとを備えること、
前記第1及び第2保護キャップには、空気を抜くための空気抜穴が形成されていること、
を特徴とするシール部材。
【請求項3】
請求項2に記載のシール部材において、
前記空気抜穴は、前記第1及び第2保護キャップの中央部に形成された中央空気抜穴、及び前記第1及び第2環状凸条に形成された溝部空気抜穴であること、
を特徴とするシール部材。
【請求項4】
第1部品に嵌合する第1環状凹条が一面に設けられ、第2部品に嵌合する第2環状凹条が他面に設けられ、前記第1及び第2環状凹条に第1及び第2圧入代を備えるシール部材において、
前記シール部材を単体で扱う際に、前記第1圧入代に挿入する第1環状凸条が設けられた第1保護キャップと、前記第2圧入代に挿入する第2環状凸条が設けられた第2保護キャップとを備えること、
前記第1及び第2保護キャップは、前記シール部材の外周に設けられた引掛部により前記シール部材に係止されること、
を特徴とするシール部材。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のシール部材において、
前記第1及び第2保護キャップには、前記シール部材から取り外すため把持部が形成され、
前記把持部は、前記シール部材の外径より張り出していること、
を特徴とするシール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1部品に嵌合する第1環状凹条が一面に設けられ、第2部品に嵌合する第2環状凹条が他面に設けられ、第1及び第2環状凹条に第1及び第2圧入代を備えるシール部材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体製造工程や液晶製造工程などの薬液制御には、流量制御弁や開閉弁などのバルブ類や、フィルタ、圧力センサや流量センサなどのセンサ類、継手ブロックや流路ブロックなどの配管ブロック類など、流体機器が使用される。近年、装置のコンパクト化のため、これらの流体機器の接続部同士を、シール部材を用いて直接連結し、ユニット化することが行われている。
【0003】
本出願人は、シール部材の一例として、いわゆるH型シールを提案している。半導体、液晶製造装置等の薬液を扱う流体機器では、フッ酸等の浸透性の高い薬液なども扱う。そのため、流体機器の接続のために用いられるシール部材は、外部に薬液が漏れないよう、高いシール性を確保する必要がある。H型シールの接続構造は、
図8に示すように、突起を溝に圧入してシールする構造である。H型シールのシール部材1は、
図6及び
図7に示すように、本体部10と把持部12と張出部13とを備える。本体部10は、
図7に示すように、第1部品100Aの環状突起101Aに嵌合する第1環状溝11Aが一面に形成され、第2部品100Bの環状突起101Bに嵌合する第2環状溝11Bが他面に形成されている。
【0004】
半導体製造装置のメンテナンスの際、バルブ等の流体機器を交換し、再度装置に組み付けるときには、新しいシール部材を使用することが望ましい。そこで、流体機器の接続部に使用するシール部材1を製造した後、シール部材1を単体で扱う場合、シール部材1のシール部に異物が進入しないよう、細心の注意を払わなければならない。シール部に異物が進入すると、浸透性の高い薬液を使用する流体機器では、薬液が漏れる恐れがあるからである。
特許文献1には、
図9に示すように、配管前に継手本体200(特に先端部)に傷等が付くのを防止するために、継手本体200に装着する保護キャップ201が開示されている。また、特許文献2には、
図10に示すように、ガスケット300のシール面を保護するため、ガスケット300に組み付けられたリテーナ301が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−280165号公報
【特許文献2】特開2000−154892号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本出願人が提案するシール部材1では、本体部10よりも外周に把持部12が形成されている。そのため、シール部材1を作業台の上などに置いても、本体部10のシール部が作業台に触れることはなく、誤って手で触れてもシール部を傷付けたりすることはない。しかし、シール部材1を製造した後、シール部材1を単体で取り扱うとき、特許文献1及び2に記載の発明のような継手先端の外周部にはめ合わせる保護キャップでは、ごみなどの異物がシール部材1のシール部に進入する恐れがある。いったんシール部材1のシール部に異物が入り込むと、それを除去することは困難であり、シール部に異物が入ったままシール部材1を圧入すると、シール部に連続的な傷が発生してしまう。シール部のその連続的な傷により、漏れが生じる恐れがある。
特に、半導体、液晶製造装置等の薬液を扱う流体機器では、フッ酸等の浸透性の高い薬液なども扱うため、高いシール性を確保することが大きな課題である。
【0007】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、シール部材を単体で取り扱う際、異物がシール部材のシール部に進入せず、高いシール性を確保する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】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明のシール部材は、次のような構成を有している。
(1)第1部品に嵌合する第1環状凹条が一面に設けられ、第2部品に嵌合する第2環状凹条が他面に設けられ、前記第1及び第2環状凹条に第1及び第2圧入代を備えるシール部材において、前記シール部材を単体で扱う際に、前記
第1環状凹条に挿入する第1環状凸条が設けられ
、前記第1環状凸条は、前記第1環状凹条に挿入する際、前記第1環状凹条の溝の幅を拡大させる第1保護キャップと、前記
第2環状凹条に挿入する第2環状凸条が設けられ
、前記第2環状凸条は、前記第2環状凹条に挿入する際、前記第2環状凹条の溝の幅を拡大させる第2保護キャップとを備えること、を特徴とする。
【0009】
(2)
第1部品に嵌合する第1環状凹条が一面に設けられ、第2部品に嵌合する第2環状凹条が他面に設けられ、前記第1及び第2環状凹条に第1及び第2圧入代を備えるシール部材において、前記シール部材を単体で扱う際に、前記第1圧入代に挿入する第1環状凸条が設けられた第1保護キャップと、前記第2圧入代に挿入する第2環状凸条が設けられた第2保護キャップとを備えること、前記第1及び第2保護キャップには、空気を抜くための空気抜穴が形成されていること、が好ましい。
【0010】
(3)(2)に記載のシール部材において、前記空気抜穴は、前記第1及び第2保護キャップの中央部に形成された中央空気抜穴、及び前記第1及び第2保護キャップの前記第1及び第2環状凸条に形成された溝部空気抜穴であること、が好ましい。
【0011】
(4)
第1部品に嵌合する第1環状凹条が一面に設けられ、第2部品に嵌合する第2環状凹条が他面に設けられ、前記第1及び第2環状凹条に第1及び第2圧入代を備えるシール部材において、前記シール部材を単体で扱う際に、前記第1圧入代に挿入する第1環状凸条が設けられた第1保護キャップと、前記第2圧入代に挿入する第2環状凸条が設けられた第2保護キャップとを備えること、前記第1及び第2保護キャップは、前記シール部材の外周に設けられた引掛部により前記シール部材に係止されること、が好ましい。
【0012】
(5)(1)乃至(4)のいずれか1つに記載のシール部材において、前記第1及び第2保護キャップには、前記シール部材から取り外すため把持部が形成され、前記把持部は、前記シール部材の外径より張り出していること、が好ましい。
【発明の効果】
【0013】
上記態様により、シール部材を単体で扱う際、保護キャップの環状凸条がシール部材の圧入代及び環状凹条に挿入して嵌合するため、流体機器の接続部のシール部にごみなどの異物が進入することがない。よって、シール部材を圧入するときに、シール部に連続的な傷を発生させる恐れがなく、シール部材の高いシール性を確保することができる。
上記態様により、保護キャップには、空気を抜くための空気抜穴が形成されているので、保護キャップをシール部材に挿入する際、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップをシール部材に容易に取り付けることができる。特に、保護キャップの中央部に中央空気抜穴、環状凸条に溝部空気抜穴が形成されているため、シール部材の内部や環状凹条に閉じ込められた空気が排出され、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップをシール部材に容易に取り付けることができる。
上記態様により、保護キャップとシール部材が係止されるので、シール部材を輸送する際に保護キャップが外れたり、ずれたりすることがなく、異物が進入することはない。
上記態様により、保護キャップに、シール部材の外径より張り出している把持部が設けられているため、把持部に力を加えることにより、容易に保護キャップをシール部材から取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】保護キャップを取り付ける手順を示したシール部材及び保護キャップのX−X断面図である。
【
図2】保護キャップを取り付けた状態のシール部材の正面図である。
【
図3】保護キャップを取り付ける手順を示したシール部材及び保護キャップのY−Y断面図である。
【
図7】シール部材を流体機器の接続部に組み付ける状態の一部断面図である。
【
図8】シール部材を流体機器の接続部に組み付けた状態の一部断面図である。
【
図9】特許文献1に記載の継手部材保護キャップの断面図である。
【
図10】特許文献2に記載の管継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明のシール部材1の実施形態について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図2は、保護キャップ2を取り付けた状態のシール部材1の正面図を示している。
図1は、保護キャップ2を取り付ける時系列を示した
図2のX−X断面図で、
図3は、同様に、
図2のY−Y断面図を示している。
図4は、保護キャップ2の正面図を示し、
図5は、シール部材1の正面図、
図6は、シール部材1の断面図を示している。また、
図7は、シール部材1を流体機器の接続部に組み付ける状態の一部断面図を示し、
図8は、シール部材1を流体機器の接続部に組み付けた状態の一部断面図を示している。
【0016】
(シール部材の構成)
シール部材1は、
図6に示すように、本体部10と把持部12と張出部13とを備える。本体部10は円筒形状に形成されている。また、本体部10は、
図7に示すように、第1部品100Aの環状突起101Aに嵌合する第1環状溝11A(環状凹条の一例)が一面に形成され、第2部品100Bの環状突起101Bに嵌合する第2環状溝11Bが他面に形成されている。
シール部材1の断面は、H型をなし、
図6において、左右方向の中心線Mに対して線対称形状に、上下方向の中心線Nに対して線対称形状になっている。そのため、第1部品100A側のシール部材1の形状と第2部品100B側のシール部材1の形状は同じである。よって、以下の説明において、第1部品100A側のシール部材1の形状の説明をすることで、第2部品100B側のシール部材の形状の説明を割愛する。この際、「A」、「B」の符号は、説明文が煩雑になるため、適宜省略する。
【0017】
シール部材1の環状溝11には、
図6に示すように、開口部より奥側の内側内壁と外側内壁に、圧入代11b、11bがそれぞれ設けられている。また、圧入代11b、11bの幅W1は、
図7に示す環状突起101の肉厚方向幅W3より僅かに小さく形成されている(W1<W3)。環状溝11の内側開口部と外側開口部には、環状突起101をガイドするためのガイド部11a、11aがそれぞれ設けられている。ガイド部11a、11aの間の幅W2は、
図7に示す環状突起101の肉厚方向幅W3より僅かに大きく形成されている(W3<W2)。
本体部10は、内周面と外周面に、
図7に示すシール溝の底部に設けた傾斜103と対応するように傾斜10a、10bが設けられている。環状溝11に部品100の環状突起101を挿入すると、環状突起101は、圧入代11b、11bの幅W1を拡大させながら圧入される。
【0018】
本体部10の外周面には、張出部13が外向きに突設されている。本体部10の外周面に沿って環状に形成されている。張出部13の外縁部には、複数の把持部12が所定間隔を空けて一体的に形成されている。把持部12は、張出部13の端部から両側に、張出部13に対して直交する方向に延びるように設けられている。把持部12の両端部には、
図7に示す部品100の凸部102に引っ掛けて係合する引掛部12aが、本体部10側に内向きに突き出して設けられている。引掛部12aが部品100の凸部102に係止されると、部品100に設けた環状突起101の先端部が環状溝11のガイド部11a、11aに仮挿入され、環状突起101と環状溝11を適正に位置決めする。
【0019】
次に図示しない治具を用いて、第1及び第2部品100A、100Bを引き寄せる。シール部材1の圧入代11b、11bに、第1及び第2部品100A、100Bの環状突起101を圧入する。これにより、圧入代11b、11bは僅かに塑性変形を起こす。この圧入部分において所定のシール力を維持することができる。
【0020】
ここで、半導体、液晶製造装置等の薬液を扱う流体機器では、フッ酸等の浸透性の高い薬液なども扱う。そこで、治具により部品100とシール部材1を接続する際、ごみなどの異物が環状溝11に進入していると、シール部に連続的な傷を発生させる。ここに、フッ酸等の浸透性の高い薬液を使用すると、そのシール部の連続的な傷の部分から薬液が漏れる恐れがある。そのため、シール部材1のシール部には、どんな微粒子のごみであっても進入を防ぐ必要がある。
【0021】
(保護キャップの構成)
保護キャップ2は、異物などを発生させない形状で、バリや欠陥のない仕上がりとし、樹脂を材質とする。シール部材1を単体で扱うとき、シール部材1の両面にそれぞれ第1保護キャップ2Aと第2保護キャップ2Bを取り付けるが、第1保護キャップ2Aと第2保護キャップ2Bは同一形状であるため、第1保護キャップ2Aを説明することで第2保護キャップ2Bの説明を割愛する。なお、「A」、「B」の符合は、説明文が煩雑となるため、適宜省略する。
図1に示すように、保護キャップ2は、本体部21と環状突起22(環状凸条の一例)とを備える。環状突起22の肉厚方向幅W4は、シール部材1の圧入代11b、11bの幅W1より大きく形成され、部品100の環状突起101の肉厚方向幅W3より小さく形成されている(W1<W4<W3)。
なお、本実施形態では、W4は、W1より大きく、W3より小さく形成されているが(W1<W4<W3)、W4は、W3と同等の幅を含んでも良い(W1<W4≦W3)。
【0022】
また、
図4に示すように、本体部21の中央には、中央部に溜まる空気を抜くための中央空気抜穴23が形成されている。中央空気抜穴23の外周にある環状突起22には、環状溝11に溜まる空気を抜くための溝部空気抜穴26が形成されている。また、
図3(A)及び
図4に示すように、本体部21の外周には、係止部24が形成されている。係止部24が、シール部材1の外周に設けられた引掛部12aに係止されることにより、保護キャップ2はシール部材1に固定される。
【0023】
保護キャップ2には、係止部24の外縁部に、シール部材1の外径より張り出している2つの把持部25が形成されている。把持部25により、保護キャップ2に直接力を加えることが容易になるため、シール部材1の引掛部12aから保護キャップ2の係止部24を取り外すことができる。
【0024】
(保護キャップを備えるシール部材の構成)
保護キャップ2をシール部材1に取り付ける手順について説明する。
図1の(A)、(B)に示すように、保護キャップ2の環状突起22の先端をガイド部11a、11aに挿入することにより、環状突起22は圧入代11b、11bと平行に位置決めされる。次に、
図1の(C)に示すように、環状突起22を圧入代11b、11bまで圧入する。このとき、環状突起22の肉厚方向幅W4は、部品100の環状突起101の肉厚方向幅W3より小さいが、シール部材1の圧入代11b、11bの幅W1より大きい(W1<W4<W3)。そのため、環状突起22と圧入代11b、11bとは、密着して異物が進入できなくしている。
このとき、シール部材1の内部(中央の空洞)に閉じ込められた空気は、中央空気抜穴23から排出される。また、環状溝11に閉じ込められた空気は、
図3に示すように、環状突起22に形成された溝部空気抜穴26から排出される。これにより、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップ2をシール部材1に容易に取り付けることができる。
図1(C)及び
図3(C)は、保護キャップ2をシール部材1に取り付けた状態を示している。
【0025】
ここで、
図1(B)、及び
図3(B)に示すように、環状突起22を圧入代11b、11bに挿入するとき、圧入代11b、11bの幅W1は環状突起22の肉厚方向幅W4よりも小さい(W1<W4)。そのため、環状突起22の圧入により僅かに圧入代11b、11bは塑性変形を引き起こす。この塑性変形は、環状突起22、圧入代11b、11bが共に樹脂であり、弾性があるため、小さい塑性変形である。そのため、保護キャップ2を取り外してシール部材1を部品100に取り付けるとき、ある程度圧入代11b、11bは塑性変形をしている。そのため、簡便な治具を用いるだけで、部品100の環状突起101を圧入代11b、11bに容易に圧入することができる。または、メンテナンスなどで流体機器を再度組み付けするため、手で部品100の環状突起101を圧入代11b、11bに押し込む場合には、ガイド部11a、11aによりガイドされるため、平行に圧入することができる。
【0026】
シール部材1を製造し、流体機器の接続部に組み付けるため、シール部材1を単体で扱うとき、シール部材1に保護キャップ2を取り付ける。保護キャップ2の環状突起22とシール部材1の圧入代11b、11bは、圧入によりシールされているため、輸送の際、ごみなどの異物が圧入代11b、11bに付着することはない。そのため、いったん外気にさらすことになったとしても、圧入代11b、11bに異物が付着する恐れがなく、組付の際に傷つくことがない。よって、第1及び第2部品100A、100Bを接続した後、フッ酸等の浸透性の高い薬液を流しても、接続部から流体が漏れる恐れがなく、高いシール性を確保することができる。
また、シール部材1から保護キャップ2を取り外す際、保護キャップ2には、シール部材1の外径より張り出している把持部12が設けられているため、把持部12に力を加えることにより、容易に保護キャップ2をシール部材から取り外すことができる。
【0027】
以上、説明したように、本発明のシール部材1によれば、
(1)第1部品100Aに嵌合する第1環状溝11Aが一面に設けられ、第2部品100Bに嵌合する第2環状溝11Bが他面に設けられ、第1及び第2環状溝11A、11Bに第1及び第2圧入代11b、11bを備えるシール部材1において、シール部材1を単体で扱う際に、第1圧入代11bAに挿入する第1環状突起22Aが設けられた第1保護キャップ2Aと、第2圧入代11bBに挿入する第2環状突起22Bが設けられた第2保護キャップ2Bとを備えること、を特徴とするので、シール部材1を単体で扱う際、保護キャップ2の環状突起22がシール部材1の環状溝11に挿入するため、シール部材1のシール部にごみなどの異物が進入することがない。よって、シール部材1を圧入するときに、シール部に連続的な傷を発生させる恐れがなく、シール部材1の高いシール性を確保することができる。
【0028】
(2)(1)に記載のシール部材1において、第1及び第2保護キャップ2A、2Bには、空気を抜くための空気抜穴が形成されていること、を特徴とし、(3)(2)に記載のシール部材1において、空気抜穴は、第1及び第2保護キャップ2A、2Bの中央部に形成された中央空気抜穴23、及び第1及び第2環状突起22に形成された溝部空気抜穴
26であること、を特徴とするので、保護キャップ2をシール部材1に挿入する際、空気
の圧縮による反発がなく、保護キャップ2をシール部材1に容易に取り付けることができる。特に、保護キャップ2の中央部に中央空気抜穴23、環状突起22に溝部空気抜穴26が形成されているため、シール部材1の内部や環状溝11に閉じ込められた空気が排出され、空気の圧縮による反発がなく、保護キャップ2をシール部材1に容易に取り付けることができる。
【0029】
(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載のシール部材1において、第1及び第2保護キャップ2は、シール部材1の外周に設けられた引掛部12aによりシール部材1に係止されること、を特徴とするので、シール部材1を輸送する際、保護キャップ2が外れたり、ずれたりすることがなく、異物が進入することはない。
【0030】
(5)(1)乃至(4)のいずれか1つに記載のシール部材1において、第1及び第2保護キャップ2には、シール部材1から取り外すため把持部25が形成され、把持部25は、シール部材1の外径より張り出していること、を特徴とするので、保護キャップ2に、把持部25に力を加えることにより、容易に保護キャップ2をシール部材1から取り外すことができる。
【0031】
なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
【符号の説明】
【0032】
1 シール部材
2 保護キャップ
10 本体部
11 環状溝(環状凹条)
11a ガイド部
11b 圧入代
12 把持部
12a 引掛部
21 本体部
22 環状突起(環状凸条)
23 中央空気抜穴
24 係止部
25 把持部
26 溝部空気抜穴