JP2002130481A - Seal ring - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、封止リングに関
し、詳しくは、高い気密性を要求される配管機器などに
おいて部材同士の接合個所に装着されて接合個所の封止
を図る封止リングを対象にしている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealing ring, and more particularly, to a sealing ring which is mounted on a joint between members in a piping device or the like which requires high airtightness to seal the joint. It is targeted.
【0002】[0002]
【従来の技術】配管バルブのフランジ同士の接合個所に
は、Oリングなどの封止リングが装着されて、接合個所
における気密性を維持している。封止リングは、弾力性
に優れたゴムや合成樹脂で形成された環状体からなる。
接合個所の片側のフランジに環状の挿入溝を形成して、
この挿入溝に封止リングが挿入される。相手側のフラン
ジを封止リングに当接させて、フランジ同士を閉じれ
ば、封止リングが相手側フランジに当接し弾性的に変形
することで、封止機能を果たす。2. Description of the Related Art A sealing ring such as an O-ring is attached to a joint between flanges of a pipe valve to maintain airtightness at the joint. The sealing ring is made of an annular body formed of rubber or synthetic resin having excellent elasticity.
Form an annular insertion groove on one side of the flange at the joint,
The sealing ring is inserted into the insertion groove. When the flange on the other side is brought into contact with the sealing ring and the flanges are closed, the sealing ring comes into contact with the flange on the other side and is elastically deformed, thereby fulfilling the sealing function.
【0003】封止リングの挿入溝は、矩形溝が一般的で
あるが、蟻溝構造を有する挿入溝も知られている。蟻溝
とは、開口側よりも奥側が拡がった形の溝構造を意味し
ている。封止リングを蟻溝に挿入しておくと、封止リン
グが溝から外れ難く、使用時の封止機能にも優れている
とされている。特に、接合個所の開閉を繰り返す用途で
は、蟻溝を用いて封止リングを外れ難くしておくことが
有効である。封止リングの断面形状によって、封止機能
などの封止リングの性能が大きく影響される。前記した
Oリングは断面円形状をなし、製造が容易であるととも
に弾性的な変形性にも優れているとされている。The insertion groove of the sealing ring is generally a rectangular groove, but an insertion groove having a dovetail structure is also known. The dovetail groove means a groove structure in which the back side is wider than the opening side. It is said that when the sealing ring is inserted into the dovetail groove, the sealing ring does not easily come off from the groove and has an excellent sealing function during use. In particular, in applications where the joint is repeatedly opened and closed, it is effective to use a dovetail to prevent the sealing ring from coming off. The cross-sectional shape of the sealing ring greatly affects the performance of the sealing ring such as a sealing function. It is said that the above-mentioned O-ring has a circular cross section, is easy to manufacture, and has excellent elastic deformability.
【0004】前記した蟻溝に装着するのに適した封止リ
ングの具体例として、特開平10−318373号公報
には、断面ハート形の封止リングが開示されている。具
体的には、基本的な円形断面の円周の一部に凹状部を設
けており、凹状部の両側が脚状をなしている。この凹状
部と脚状部分とで構成される形状が、蟻溝の内形状に沿
って配置され、蟻溝の底に脚状部分が当接して密着した
状態になる。その結果、封止リングが蟻溝の内部で捩じ
れを生じたり転動したりすることなく安定した姿勢で全
長にわたって均一に装着できるとされている。凹状部を
有することで反発弾性力が良好に作用し、封止機能が高
まるともされている。As a specific example of a sealing ring suitable for mounting in the above-described dovetail groove, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-318373 discloses a sealing ring having a heart-shaped cross section. Specifically, a concave part is provided on a part of the circumference of the basic circular cross section, and both sides of the concave part are leg-shaped. The shape formed by the concave portion and the leg portion is arranged along the inner shape of the dovetail groove, and the leg portion comes into contact with and adheres to the bottom of the dovetail groove. As a result, it is said that the sealing ring can be mounted uniformly over the entire length in a stable posture without twisting or rolling inside the dovetail groove. It is also said that the presence of the concave portion allows the repulsion elastic force to act favorably and enhance the sealing function.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した断面
ハート形の封止リングは、蟻溝への装着作業に手間と技
術を要するとともに封止機能の点でも不十分である。ま
ず、断面ハート形の封止リングは、凹状部とその両側の
脚状部分とを、蟻溝の開口から内部へ挿入して、蟻溝の
底面に脚状部分が当接するように配置しなければならな
い。蟻溝の開口よりもかなり幅が広く左右に拡がった前
記脚状部分を、蟻溝の開口に引っ掛けることなく内部に
押し込むのは難しい。Oリングであれば、蟻溝の開口に
は円弧状の外周面の先端が当たるので、そのまま押し込
めばOリングは弾性的に変形して内部に押し込まれる。
しかし、断面ハート形の封止リングでは、前記脚状部分
を左右から強く挟み付けて幅を十分に狭くしてからでな
ければ、蟻溝の開口には入らない。この操作を手作業で
行うには、かなりの慣れと技術を必要とする。脚状部分
を指等で挟んで細くした状態のままで開口に差し込むの
は無理がある。However, the above-mentioned sealing ring having a heart-shaped cross section requires time and skill in the work of mounting it in the dovetail groove, and also has an insufficient sealing function. First, the sealing ring having a heart-shaped cross section must be inserted so that the concave portion and the leg portions on both sides are inserted into the inside of the dovetail groove from the opening and the leg portion contacts the bottom surface of the dovetail groove. Must. It is difficult to push the leg-shaped portion, which is considerably wider than the dovetail groove opening and spreads left and right, into the inside without being caught in the dovetail groove opening. In the case of an O-ring, the tip of the arc-shaped outer peripheral surface hits the opening of the dovetail groove. Therefore, if the O-ring is pushed as it is, the O-ring is elastically deformed and pushed inside.
However, in the case of a sealing ring having a heart-shaped cross section, the leg-like portion cannot be inserted into the opening of the dovetail groove unless the leg-like portion is strongly sandwiched from the left and right to make the width sufficiently small. Performing this operation manually requires considerable familiarity and skill. It is impossible to insert the leg-shaped portion into the opening while keeping the leg portion thin with fingers or the like.
【0006】小型のハート形封止リングは、凹状部とそ
の両側の脚状部分の位置や姿勢を、目で見て確認するの
が難しく、手探りで確認するのも面倒である。封止リン
グの姿勢が傾いてたり捩じれていたりすると、装着が困
難になるばかりでなく、使用時の封止機能も低下してし
まう。環状をなす封止リングの全周にわたって、正しい
姿勢で封止リングを蟻溝に挿入するのは非常に難しい。
ハート形封止リングの前記凹状部を深く形成して、左右
の脚状部分を内側に狭め易くし、開口を通過し易くする
ことが考えられる。しかし、凹状部が深くなると、使用
時に負荷が加わったときに、凹状部の底に過大な応力集
中が発生して、封止リングの耐久性が低下する。過大な
応力集中によって凹状部の表面に微細なクラックが発生
し、繰り返しの負荷によって微細な剥落片すなわちパー
ティクルが発生する。前記した半導体製造装置のよう
に、微細な異物の混入を嫌う用途では使用し難いものと
なる。また、封止リングにプラズマガスなどが接触する
環境では、微細なクラックにプラズマガスが作用して封
止リングの劣化を促進するという問題も起こる。In a small heart-shaped sealing ring, it is difficult to visually confirm the positions and postures of the concave portion and the leg portions on both sides thereof, and it is also troublesome to check by groping. If the posture of the sealing ring is tilted or twisted, not only mounting becomes difficult, but also the sealing function during use is reduced. It is very difficult to insert the sealing ring into the dovetail groove in the correct posture over the entire circumference of the annular sealing ring.
It is conceivable that the concave portion of the heart-shaped sealing ring is formed deeply so that the left and right leg-shaped portions can be easily narrowed inward, and can easily pass through the opening. However, when the concave portion is deepened, when a load is applied during use, excessive stress concentration occurs at the bottom of the concave portion, and the durability of the sealing ring decreases. Fine cracks are generated on the surface of the concave portion due to excessive stress concentration, and fine spalls, that is, particles are generated by repeated load. It is difficult to use in applications where fine foreign matter is not to be mixed as in the semiconductor manufacturing apparatus described above. Further, in an environment in which a plasma gas or the like comes into contact with the sealing ring, there is a problem that the plasma gas acts on fine cracks to accelerate the deterioration of the sealing ring.
【0007】ハート形の封止リングでは、左右の側壁は
傾斜面あるいは少し外側に反った湾曲面になっている。
断面台形状の蟻溝のテーパー状の内側壁とハート形封止
リングの側壁とは、蟻溝の開口で最も接近して配置され
る。そのため、装着作業時あるいは装着後に、封止リン
グの側壁が開口縁に擦れて傷が付いたり削り取られたり
し易い。また、使用時に負荷がかかって封止リングが左
右に膨れるように変形すると、余計に、封止リングの側
壁が開口縁と接触して前記のような問題が発生し易くな
る。封止リングの側壁が開口縁で擦られるとパーティク
ルが発生し、封止リングの耐久性も低下する。封止リン
グの側壁が、開口縁と相手側フランジとの間に挟み込ま
れて損傷したり、封止機能が十分に発揮できなくなった
りすることもある。[0007] In the heart-shaped sealing ring, the left and right side walls are inclined or slightly curved outward.
The tapered inner wall of the dovetail groove having a trapezoidal cross section and the side wall of the heart-shaped sealing ring are arranged closest to the opening of the dovetail groove. Therefore, during or after the mounting operation, the side wall of the sealing ring rubs against the opening edge and is easily scratched or scraped off. Further, if a load is applied during use and the sealing ring is deformed so as to expand left and right, the side wall of the sealing ring comes into contact with the opening edge, and the above-described problem is more likely to occur. When the side wall of the sealing ring is rubbed by the opening edge, particles are generated, and the durability of the sealing ring also decreases. The side wall of the sealing ring may be damaged by being pinched between the opening edge and the mating flange, or the sealing function may not be sufficiently exerted.
【0008】本発明の課題は、前記した従来技術の問題
点を解消し、蟻溝への装着が容易であるとともに封止機
能にも優れた封止リングを提供することである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a sealing ring which can be easily mounted in a dovetail groove and has an excellent sealing function.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明にかかる封止リン
グは、部材同士の接合個所で何れか一方の部材に設けら
れた蟻溝に装着され他方の部材と当接することで接合個
所を封止する封止リングであって、弾性変形可能な材料
からなり、環状をなし、断面形状において外周の3方向
に突出して配置された突出部と、各突出部の間にそれぞ
れ配置された凹入部とを備える。 〔接合個所〕封止リングは、各種の機械装置において、
一対の部材同士が対面して接合される個所において、接
合個所における気密性を高めるために使用される。この
ような気密性の向上すなわち封止機能を要求される構造
部分であれば、前記接合個所を構成する部材の構造や形
状などは特に限定されない。SUMMARY OF THE INVENTION A sealing ring according to the present invention is mounted on a dovetail groove provided on one of the members at a joint portion between the members, and seals the joint portion by contacting the other member. A sealing ring for stopping, which is made of an elastically deformable material, has an annular shape, and has a cross-sectional shape and protruding portions protruding in three directions on an outer periphery, and a concave portion disposed between each protruding portion. And [Joining location] Sealing rings are used in various types of machinery.
It is used at a place where a pair of members are joined face-to-face to increase the airtightness at the joined place. There is no particular limitation on the structure and shape of the members forming the joining portion as long as the structure is required to have such improved airtightness, that is, a sealing function.
【0010】高い気密性が要求される接合個所として、
半導体製造装置における各種配管の継手部分や処理空間
の外郭構造、開閉部分などが挙げられる。各種のガスを
取り扱う薄膜形成装置やガス処理装置なども挙げられ
る。プラズマガスなどの封止リングの材料を劣化させ易
い過酷な環境にも適用できる。具体例として、ドライエ
ッチング装置における、ドライエッチングチャンバーの
ゲートバルブ開閉部が挙げられる。何れの場合も、接合
個所では一対の部材が対面し、一方の部材には蟻溝が設
けられ、この蟻溝に封止リングが装着される。他方の部
材は単なる平坦面からなるものであってもよいし、蟻溝
と対応する個所に浅い溝や段差が設けられている場合も
ある。[0010] As a joining place where high airtightness is required,
Examples include joints of various pipes in a semiconductor manufacturing apparatus, an outer structure of a processing space, and an opening / closing part. Examples include a thin film forming apparatus and a gas processing apparatus that handle various gases. The present invention can also be applied to a severe environment in which the material of the sealing ring such as plasma gas is likely to deteriorate. A specific example is a gate valve opening / closing part of a dry etching chamber in a dry etching apparatus. In either case, a pair of members face each other at the joint, and one of the members is provided with a dovetail groove, and a sealing ring is mounted in the dovetail groove. The other member may be a simple flat surface, or a shallow groove or a step may be provided at a location corresponding to the dovetail groove.
【0011】〔蟻溝〕蟻溝の基本的な断面構造は、開口
よりも内部側の幅が広くなっていることである。蟻溝の
底面は開口と平行な平坦面であることができる。蟻溝の
両側面は、底側から開口側へと内向きに傾斜した傾斜面
であることができる。両側面で傾斜角度が違っていても
よい。側面が湾曲面であってもよい。側面と底面とが交
わる隅部、および、開口の内縁には、アール(丸み)や
面取りを施しておくことができる。[Dove groove] The basic sectional structure of the dove groove is that the width on the inner side is wider than the opening. The bottom surface of the dovetail can be a flat surface parallel to the opening. Both side surfaces of the dovetail groove may be inclined surfaces that are inclined inward from the bottom side to the opening side. The inclination angles may be different on both sides. The side surface may be a curved surface. The corner where the side surface and the bottom surface intersect, and the inner edge of the opening can be rounded or chamfered.
【0012】蟻溝は、前記した接合個所において、封止
しなければならない領域を囲む環状に配置される。例え
ば、流体通路の外周を囲む環状に配置される。蟻溝の配
置形状としては、円形のほか、楕円形や長円形、矩形
状、多角形状等、封止断面の形状に応じて適宜に設定す
ることができる。 〔封止リング〕封止リングの材料や基本的な構造は、通
常のOリングその他の封止リングと同様の技術が採用で
きる。封止リングの材料は、封止機能に要求される弾性
変形が可能な材料であれば、天然あるいは合成のゴム材
料、弾性樹脂材料が使用できる。具体的には、封止され
る環境の条件(流体の種類、温度、圧力などの条件)に
応じて適切な材料を選択することができる。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、ある程度の耐性を有するフッ素系ゴム(F
KM)が好適であり、特に、パーフルオロエラストマー
(FFKM)が好ましい材料として挙げられる。[0012] The dovetail groove is arranged in an annular shape surrounding the area to be sealed at the above-mentioned joint. For example, it is arranged in an annular shape surrounding the outer periphery of the fluid passage. The arrangement shape of the dovetail groove can be appropriately set according to the shape of the sealing cross section, such as an ellipse, an oval, a rectangle, a polygon, etc., in addition to a circle. [Sealing Ring] For the material and the basic structure of the sealing ring, the same technology as that of a normal O-ring and other sealing rings can be adopted. As the material of the sealing ring, a natural or synthetic rubber material or elastic resin material can be used as long as the material is capable of elastic deformation required for the sealing function. Specifically, an appropriate material can be selected according to the conditions of the environment to be sealed (conditions such as the type of fluid, temperature, and pressure). For example, in the field of semiconductors, a fluorine-based rubber (F) having a certain degree of resistance to plasma frequently used in dry etching.
KM) is suitable, and in particular, perfluoroelastomer (FFKM) is a preferred material.
【0013】封止リングの基本構造は、特定の断面形状
を有する環状体すなわちリングである。封止リングの環
径および環の配置形状は、装着する蟻溝の環径や配置形
状に合わせて設定される。封止リングの断面形状は、3
方向の突出部および凹入部を備えている。このような形
状を、三叉状あるいは三叉形状と呼ぶことがある。突出
部は、封止リングの外周に外向きに突出して配置され、
隣接する突出部の中間で突出部に比べて凹んでいる部分
が凹入部となる。突出部の先端は、円弧状などの滑らか
な曲線状をなすものが好ましい。滑らかな形状であれば
蟻溝の内縁などに引っ掛かって欠けたり傷ついたりし難
い。使用中に、微細な破片や粉が発生することも少なく
なる。過剰な応力集中の発生を防止することもできる。The basic structure of a sealing ring is an annular body or ring having a specific cross-sectional shape. The ring diameter of the sealing ring and the arrangement shape of the ring are set in accordance with the ring diameter and arrangement shape of the dovetail groove to be mounted. The cross-sectional shape of the sealing ring is 3
Directional projections and recesses are provided. Such a shape may be referred to as a trifurcated shape or a trifurcated shape. The protrusion is disposed so as to protrude outward on the outer periphery of the sealing ring,
A portion that is recessed in the middle of the adjacent protruding portion compared to the protruding portion is a recessed portion. The tip of the protruding portion preferably has a smooth curved shape such as an arc shape. If the shape is smooth, it is difficult for the inner edge of the dovetail groove to be caught or damaged. The generation of fine fragments and powder during use is also reduced. The occurrence of excessive stress concentration can also be prevented.
【0014】凹入部は、両側の突出部から滑らかにつな
がる円弧状などの曲線状をなすものが好ましい。突出部
と滑らかにつながっていれば、蟻溝への封止リングの挿
入操作の際に、凹入部を開口の内縁に当接させても、傷
が付いたり欠けたりし難く、凹入部から突出部へとスー
ムズに蟻溝の内部に入り込ませることができる。3方向
の突出部および凹入部は、全てが同じ寸法形状を有する
ものであってもよいし、寸法形状の異なるものを組み合
わせることもできる。例えば、3方向の突出部および凹
入部が同じ寸法形状で等間隔に配置されていれば、断面
形状は全体外形が概略正三角形の三叉状をなすことにな
る。その場合、蟻溝への装着時には、封止リングの姿勢
が何れの方向であっても全く同じ装着性および封止機能
を発揮し、取扱いが容易になる。It is preferable that the recessed portion has a curved shape such as an arc shape smoothly connected to the projecting portions on both sides. If it is smoothly connected to the protruding part, it is difficult for the recess to come into contact with the inner edge of the opening when the sealing ring is inserted into the dovetail groove. The Sooms can enter the inside of the dovetail groove into the part. The protrusions and recesses in the three directions may all have the same size and shape, or may have different sizes and shapes in combination. For example, if the protruding portions and the recessed portions in the three directions are arranged at equal intervals with the same dimensions and shapes, the cross-sectional shape will have a triangular shape with a substantially equilateral triangular overall shape. In this case, when the seal ring is mounted in the dovetail groove, the same mountability and sealing function can be exhibited even if the orientation of the sealing ring is in any direction, and handling becomes easy.
【0015】蟻溝の底側に配置される2方向の突出部に
比べて、前記蟻溝の開口側に配置される1方向の突出部
の高さを大きくしておけば、開口側の突出部が接合個所
の相手側部材に当接し易くなり、弾性的な変形量を大き
くして封止機能を高めることができる。蟻溝に装着した
ときに、蟻溝の底面側に配置される2方向の突出部を、
同じ寸法形状にしておけば、蟻溝に対して封止リングを
安定して配置しておける。装着姿勢において封止リング
の鉛直中心線を基準にして左右対象であれば、安定した
装着が可能であるとともに負荷時に左右均等に変形でき
封止機能にも偏りが生じ難い。If the height of the one-way protrusion disposed on the opening side of the dovetail groove is made larger than that of the two-direction protrusion portion disposed on the bottom side of the dovetail groove, the protrusion on the opening side can be obtained. The portion is more likely to come into contact with the mating member at the joint, and the sealing function can be enhanced by increasing the amount of elastic deformation. When attached to the dovetail groove, two-sided protrusions located on the bottom side of the dovetail groove
With the same size and shape, the sealing ring can be stably arranged in the dovetail groove. If the sealing ring is symmetrical with respect to the vertical center line of the sealing ring in the mounting posture, stable mounting is possible, and it is possible to uniformly deform the left and right when a load is applied, so that the sealing function is less likely to be biased.
【0016】蟻溝の左右側から加わる圧力の違いなどに
よって、封止リングの左右で封止機能に違いを付ける必
要がある場合には、左右非対象の断面形状を採用するこ
ともできる。3方向の突出部および凹入部が全て寸法形
状の異なるものであっても構わない。 〔蟻溝および封止リングの各部寸法〕蟻溝および封止リ
ングの各部の寸法を適切に設定することによって、封止
リングの性能を向上させることができる。蟻溝の寸法形
状としては、JIS−B2401やAS568Aなどの
規格で規定された条件が採用される。このようにして決
められた蟻溝の寸法形状に合わせて、封止リングの寸法
が設定される。When it is necessary to make a difference in the sealing function between the left and right sides of the sealing ring due to a difference in pressure applied from the left and right sides of the dovetail groove or the like, an asymmetrical cross-sectional shape can be adopted. The protrusions and recesses in the three directions may all have different dimensions and shapes. [Dimensions of Dovetail Groove and Sealing Ring] The performance of the sealing ring can be improved by appropriately setting the dimensions of each part of the dovetail groove and the sealing ring. As the size and shape of the dovetail groove, conditions specified by standards such as JIS-B2401 and AS568A are adopted. The size of the sealing ring is set according to the size and shape of the dovetail groove determined in this way.
【0017】例えば、蟻溝の開口幅g=1.71mmに
対して、封止リングの装着姿勢での高さH=1.89m
m±0.1mm、装着姿勢での幅W=2±0.1mmに
設定される。蟻溝の開口幅g=9.24mmに対して、
封止リングの装着姿勢での高さH=10mm±0.3m
m、装着姿勢での幅W=11±0.3mmなどと設定さ
れる。さらに、蟻溝と封止リングの寸法を以下の関係に
設定することができる。蟻溝に装着されたときに蟻溝の
底側に配置される2方向の突出部のうちの少なくとも1
方向の突出部の先端から、その他の2方向の突出部の間
に配置された凹入部の底までの距離Xが、蟻溝の開口幅
gに対して、X/g=1.2〜1.0であることができ
る。好ましくは、X/g=1.05〜1.10である。For example, for an opening width g of the dovetail groove of 1.71 mm, a height H in the mounting posture of the sealing ring is 1.89 m.
m ± 0.1 mm, and the width W in the mounting posture is set to 2 ± 0.1 mm. For an opening width g of the dovetail groove of 9.24 mm,
Height H in the mounting position of the sealing ring = 10 mm ± 0.3 m
m, the width W in the mounting posture is set to 11 ± 0.3 mm, and the like. Further, the dimensions of the dovetail groove and the sealing ring can be set in the following relationship. At least one of the bidirectional protrusions arranged on the bottom side of the dovetail groove when mounted in the dovetail groove
Is X / g = 1.2 to 1 with respect to the opening width g of the dovetail groove from the tip of the projecting portion in one direction to the bottom of the concave portion arranged between the projecting portions in the other two directions. .0. Preferably, X / g is 1.05 to 1.10.
【0018】X/gが大きすぎると、封止リングを蟻溝
に挿入するのに大きな力を必要として作業が難しくな
る。その結果、挿入時に封止リングが損傷し易くなる。
X/gが小さすぎると、挿入後に封止リングが蟻溝から
外れ易くなり、封止機能も低下する。蟻溝に装着された
ときに蟻溝の底側に配置される凹入部の深さDが、封止
リング全体の高さHに対して、D/H=0.15〜0.
05であることができる。D/Hが大きすぎると、使用
時の負荷によって凹入部の中央表面に過大な応力集中が
発生する。その結果、封止リングに微細なクラックが発
生して、微細な剥落片や摩耗粉すなわちパーティクルが
発生し易くなる。D/Hが小さすぎると、使用時にわず
かな荷重が加わるだけで凹入部が蟻溝の底面と接触して
しまう。封止個所に十分に大きな締付荷重が加わるまで
の段階、および、低締付荷重下における封止において有
効に機能する、2方向の突出部と蟻溝の底面との当接に
よる反発弾性力が作用し難くなる。低締付荷重下におけ
る封止機能が低下する。装着時に、封止リングが蟻溝の
底面に安定して配置されず、蟻溝内で封止リングが転動
したり傾いたりし易くなる。If X / g is too large, a large force is required to insert the sealing ring into the dovetail groove, making the operation difficult. As a result, the sealing ring is easily damaged during insertion.
If X / g is too small, the sealing ring tends to come off from the dovetail after insertion, and the sealing function also deteriorates. The depth D of the recessed portion arranged on the bottom side of the dovetail when mounted in the dovetail is D / H = 0.15-0.
05. If D / H is too large, excessive stress concentration occurs on the central surface of the recess due to the load during use. As a result, fine cracks are generated in the sealing ring, and fine flakes and abrasion powder, that is, particles are easily generated. If D / H is too small, the concave portion will come into contact with the bottom surface of the dovetail groove when a slight load is applied during use. Effectively works in the stage until a sufficiently large tightening load is applied to the sealing part and in sealing under a low tightening load. Will be less effective. The sealing function under a low tightening load is reduced. At the time of mounting, the sealing ring is not stably arranged on the bottom surface of the dovetail groove, and the sealing ring easily rolls or tilts in the dovetail groove.
【0019】突出部の先端が円弧状をなし、その円弧半
径Rが、前記蟻溝の開口幅gに対して、R/g=0.4
〜0.2であることができる。好ましくは、R/g=
0.35〜0.25である。R/gが大きすぎると、突
出部が大きくなるので蟻溝への挿入が行い難くなる。十
分な大きさの凹入部が配置し難くなる。R/gが小さす
ぎると、使用時に、突出部の先端に過大な応力が発生す
る。その結果、突出部の屈曲などが発生し易く、封止不
良を起こし易い。 〔封止リングの装着〕環状をなす蟻溝に沿って環状の封
止リングを順次挿入していく。但し、装着姿勢での封止
リングの全幅は、蟻溝の開口幅よりも大きいので、封止
リングを装着姿勢のままで蟻溝に挿入することは困難で
ある。The tip of the protrusion has an arc shape, and the radius R of the arc is R / g = 0.4 with respect to the opening width g of the dovetail groove.
0.20.2. Preferably, R / g =
0.35 to 0.25. If R / g is too large, the protruding portion becomes large, so that insertion into the dovetail groove becomes difficult. It becomes difficult to arrange a sufficiently large concave portion. If R / g is too small, excessive stress is generated at the tip of the protruding portion during use. As a result, the protruding portion is likely to bend and the sealing failure is likely to occur. [Installation of Sealing Ring] An annular sealing ring is sequentially inserted along an annular dovetail groove. However, since the entire width of the sealing ring in the mounting posture is larger than the opening width of the dovetail groove, it is difficult to insert the sealing ring into the dovetail groove in the mounting posture.
【0020】そこで、封止リングの底面側になる2方向
の突出部のうち、片方の突出部を先に蟻溝に挿入する。
封止リングは少し傾けた状態になる。蟻溝に挿入した突
出部の上方側で隣接する凹入部が蟻溝の開口縁に係止さ
れ、この凹入部と対向する位置の突出部が反対側の開口
縁の上部に当接する。開口縁の上部に当接した突出部を
下側に押して、蟻溝の開口縁に係止された凹入部を基点
にして封止リングの全体を蟻溝の内部へと旋回させるよ
うにして押し込むと、開口縁の上部に当接している突出
部が弾性的に変形して、封止リングの全体が比較的に小
さな力でスムーズに蟻溝の内部に挿入される。封止リン
グを、蟻溝の開口縁に無理やり擦り付けて押し込む必要
がないので、装着作業時におけるパーティクルの発生や
封止リングの損傷が防止でき、作業能率も向上する。Therefore, one of the two projections on the bottom side of the sealing ring is inserted into the dovetail first.
The sealing ring will be slightly tilted. A concave portion adjacent to the upper side of the protrusion inserted into the dovetail groove is engaged with the opening edge of the dovetail groove, and the protrusion at a position facing the concave portion contacts the upper portion of the opening edge on the opposite side. Push the protruding part in contact with the upper part of the opening edge downward, and push the entire sealing ring into the interior of the dovetail groove by turning the entire sealing ring from the recessed part locked at the opening edge of the dovetail groove. Then, the protruding portion in contact with the upper part of the opening edge is elastically deformed, and the whole sealing ring is smoothly inserted into the dovetail groove with a relatively small force. Since there is no need to force the sealing ring into the opening edge of the dovetail groove and push it in, the generation of particles and damage to the sealing ring during mounting work can be prevented, and work efficiency is improved.
【0021】蟻溝に挿入された封止リングは、底部側で
左右の2方向の突出部が蟻溝の底面に確実に当接し安定
した姿勢で配置される。封止リングが捩じれたり傾いた
りすることが防がれる。残りの1方向の突出部が、蟻溝
の開口よりも上方に突出して配置される。突出部の左右
に配置される凹入部が蟻溝の開口付近に配置されるの
で、蟻溝の開口縁と封止リングとの間には、十分な余裕
があり、封止リングが開口縁に擦り付けられて損傷する
ことが防止される。従来、封止リングとして一般的に使
用されていたOリングの場合、蟻溝に装着するときに捩
じれが生じ易い。しかも、円形断面のOリングは、捩じ
れが生じているか否かを確認することが難しい。本発明
の封止リングの場合、前記したように捩じれが生じ難い
構造であるとともに、捩じれが生じていれば、上方側の
突出部が傾いたり、突出部と凹入部とで構成される長さ
方向に延びる縞模様がずれたり捩じれたりするので、捩
じれの発生を目視によって確実に発見することができ
る。捩じれが確認できれば、蟻溝の内部で封止リングを
逆方向に捩じって捩じれを解消させることができる。こ
の捩じれを戻す作業も、上方側に突出した突出部を左右
に動かすことで比較的容易に行える。The sealing ring inserted into the dovetail groove is arranged in a stable posture, with the left and right protruding portions on the bottom side surely abutting against the bottom surface of the dovetail groove. The sealing ring is prevented from being twisted or tilted. The remaining one-way protruding portion is disposed so as to protrude above the opening of the dovetail groove. Since the recessed portions arranged on the left and right of the protruding portion are arranged near the opening of the dovetail groove, there is sufficient room between the opening edge of the dovetail groove and the sealing ring, and the sealing ring is Rubbing and damage are prevented. Conventionally, in the case of an O-ring that has been generally used as a sealing ring, twisting easily occurs when the O-ring is attached to a dovetail groove. Moreover, it is difficult to confirm whether or not the O-ring having a circular cross section is twisted. In the case of the sealing ring of the present invention, the structure is such that the twist is unlikely to occur as described above, and if the twist occurs, the length of the protrusion formed on the upper side is inclined or formed by the protrusion and the recess. Since the stripe pattern extending in the direction is displaced or twisted, occurrence of the twist can be surely found by visual observation. If the twist can be confirmed, the sealing ring can be twisted in the opposite direction inside the dovetail groove to eliminate the twist. The operation of returning the twist can be relatively easily performed by moving the projecting portion projecting upward to the left and right.
【0022】〔封止リングの封止機能〕封止リングが装
着された蟻溝の上部に、相手側の部材を配置して部材同
士を接合することで、封止リングを相手側部材の表面と
当接させて接合個所を封止する。部材同士の接合個所
で、蟻溝に装着された封止リングは、蟻溝の上方に突出
する突出部の先端が相手側部材の表面に当接する。突出
部の先端が弾性的に変形することで相手側部材の表面と
の間に封止機能を果たすための十分な大きさの面圧力が
発生する。[Sealing Function of Sealing Ring] A member on the mating side is arranged above the dovetail groove on which the sealing ring is mounted, and the members are joined to each other, so that the sealing ring is placed on the surface of the mating member. To seal the joint. At the joint between the members, the tip of the projecting portion of the sealing ring mounted on the dovetail groove projects above the dovetail groove abuts the surface of the mating member. When the tip of the protruding portion is elastically deformed, a sufficient surface pressure is generated between the protruding portion and the surface of the mating member to perform a sealing function.
【0023】突出部の弾性的変形に伴って、突出部の左
右に配置された凹入部が外側に拡がるように変形して
も、蟻溝の開口縁と凹入部との間には十分な余裕がある
ので、封止リングが開口縁と相手側部材との間に挟み込
まれたり、封止リングの表面が開口縁に引っ掛かったり
して、封止リングが損傷することが防止される。封止リ
ングに上方から加わる外力は、蟻溝の底面側に配置され
た2方向の突出部を経て蟻溝の底面で支持される。2方
向の突出部は弾性的に変形して蟻溝の底面に押し付けら
れる。上方の突出部から下方に伝達された圧縮応力は、
左右の突出部を押し広げるように作用し、封止に必要な
弾性反発力を確保する。比較的に低い締付荷重で封止す
るだけでよい場合には、この2方向の突出部の変形に伴
う弾性反発力で必要な封止機能が発揮できる。Even if the recesses disposed on the left and right sides of the protrusion are deformed so as to expand outward due to the elastic deformation of the protrusion, there is a sufficient margin between the opening edge of the dovetail groove and the recess. Accordingly, the sealing ring is prevented from being sandwiched between the opening edge and the counterpart member, and the sealing ring is prevented from being damaged by the surface of the sealing ring being hooked on the opening edge. External force applied to the sealing ring from above is supported on the bottom surface of the dovetail through two-way protrusions disposed on the bottom surface side of the dovetail. The protrusions in the two directions are elastically deformed and pressed against the bottom of the dovetail groove. The compressive stress transmitted downward from the upper protrusion is
Acts to push the left and right protrusions apart, ensuring the elastic repulsion required for sealing. In the case where it is only necessary to seal with a relatively low tightening load, the necessary sealing function can be exhibited by the elastic repulsive force accompanying the deformation of the projecting portion in the two directions.
【0024】大きな締付荷重を加えて封止する場合に
は、締め付け途中で底側の凹入部が消失して前記2方向
の突出部がつながるようになるまで変形させることがで
きる。底側の凹入部が実質的に消失してしまえば、それ
以上の圧縮応力が加えられても、左右の突出部が押し広
げられる拡形は進行しなくなる。拡形に伴って、突出部
の表面が蟻溝の内面に強く擦り付けられると、突出部の
一部が剥がれて、いわゆるパーティクルが発生するが、
拡形が進行しなければ、このようなパーティクルの発生
も抑えられる。本発明の封止リングは、前記した先行技
術であるハート形の封止リングに比べて、底側凹入部が
浅くても蟻溝への挿入は容易である。In the case of sealing by applying a large tightening load, it can be deformed until the concave portion on the bottom side disappears in the middle of the tightening and the protruding portions in the two directions are connected. When the bottom recessed portion has substantially disappeared, the expansion in which the left and right protruding portions are expanded does not progress even if a further compressive stress is applied. When the surface of the protruding part is strongly rubbed against the inner surface of the dovetail with the expansion, a part of the protruding part is peeled off, so-called particles are generated.
If the enlargement does not proceed, the generation of such particles can be suppressed. The sealing ring of the present invention can be easily inserted into the dovetail groove even if the bottom recess is shallower than the heart-shaped sealing ring of the prior art described above.
【0025】底側凹入部を浅くしておけば、前記した大
きな締付荷重が加わったときでも、底側の突出部が不必
要に変形して蟻溝底面との摩擦でパーティクルが発生す
る問題が生じ難くなる。さらに、底側凹入部に過度な応
力集中が発生しなくなるので、応力集中によるクラック
の発生が防止され、プラズマ環境下などにおいても長期
に安定した封止機能を発揮することができる。このよう
な機能は、頻繁に開閉が繰り返される弁などの封止に利
用した場合に特に有効である。If the bottom recess is made shallow, even when the above-mentioned large tightening load is applied, the protrusion on the bottom is unnecessarily deformed and particles are generated due to friction with the dovetail bottom. Is less likely to occur. Furthermore, since excessive stress concentration does not occur in the bottom recessed portion, cracks due to the stress concentration are prevented, and a stable sealing function can be exhibited for a long time even in a plasma environment or the like. Such a function is particularly effective when used for sealing a valve or the like that is frequently opened and closed repeatedly.
【0026】[0026]
【発明の実施形態】図1〜4に示す実施形態は、弾性樹
脂からなり全体が環状をなす封止リング10を表してい
る。 〔封止リングの構造〕図1(a) に示すように、封止リン
グ10の断面形状は、全体が概略正三角形の三叉状をな
し、中心から外周に向かって3方向に延びる同じ寸法形
状の突出部12a、12b、12cと、各突出部12a
…の間に配置された同じ寸法形状の凹入部14a、14
b、14cとを有している。周方向においては、3方向
の突出部12a…および3方向の凹入部14a…がそれ
ぞれ120°毎の等間隔で配置されている。封止リング
10の中心に対して120°毎の回転対象形になってい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiment shown in FIGS. 1 to 4 shows a sealing ring 10 made of an elastic resin and having a whole annular shape. [Structure of Sealing Ring] As shown in FIG. 1 (a), the cross-sectional shape of the sealing ring 10 is substantially triangular in shape of an equilateral triangle, and has the same dimensions and shape extending from the center to the outer periphery in three directions. Projections 12a, 12b, 12c and
... recesses 14a, 14 of the same size and shape arranged between
b, 14c. In the circumferential direction, protruding portions 12a in three directions and concave portions 14a in three directions are arranged at regular intervals of 120 °. It is symmetrical about the center of the sealing ring 10 every 120 °.
【0027】各突出部12a…の先端側は円弧状をなし
ている。各凹入部14a…も円弧状をなしていて、両側
の突出部12a…と滑らかに接続されている。 〔封止リングの各部寸法〕図1(b) には、封止リング1
0の各部の寸法の決め方を示している。各突出部12a
…の円弧形状の半径をそれぞれRa、Rb、Rcで表
す。Ra、Rb、Rcは全て同じ値である。凹入部14
bの深さDbは、両側の突出部12b、12cの頂点を
結ぶ線から凹入部14bの底までの距離である。図示し
ないが、凹入部14a、14cの深さDa、Dcについ
ても同様の基準で表す。The tip side of each of the protruding portions 12a has an arc shape. Each of the concave portions 14a is also formed in an arc shape, and is smoothly connected to the projecting portions 12a on both sides. [Dimensions of each part of the sealing ring] FIG.
0 shows how to determine the dimensions of each part. Each projection 12a
Are represented by Ra, Rb, and Rc, respectively. Ra, Rb, and Rc all have the same value. Recess 14
The depth Db of b is the distance from the line connecting the vertices of the protrusions 12b and 12c on both sides to the bottom of the recess 14b. Although not shown, the depths Da and Dc of the recessed portions 14a and 14c are represented by the same reference.
【0028】全体の高さHaは、下部に配置された2方
向の突出部12b、12cを結ぶ線すなわち底面から、
残りの1方向の上部に配置された突出部12aまでの距
離で表す。突出部12bまたは12cを上部に配置した
ときには、それぞれの場合の全体の高さHb、Hc(図
示省略)を、Haと同様の基準で表す。さらに、1方向
の突出部12cの先端から、残りの2方向の突出部12
a、12bの中間の凹入部14aの底までの距離Xcを
規定する。突出部12b、12aに対しても同様の距離
Xb、Xa(図示省略)が規定される。突出部12b、
12cを底部側に配置したときの封止リング10の全幅
Wbcを規定する。底部側に配置する突出部12a…の
組み合わせによって、全幅Wab、Wca(図示省略)
も規定される。The total height Ha is calculated from a line connecting the two protruding portions 12b and 12c arranged at the bottom, that is, from the bottom surface.
It is represented by the distance to the protruding portion 12a arranged at the top in the remaining one direction. When the protruding portion 12b or 12c is arranged on the upper portion, the overall heights Hb and Hc (not shown) in each case are represented by the same reference as Ha. Further, from the tip of the one-way projection 12c, the remaining two-direction projection 12
The distance Xc to the bottom of the middle recessed part 14a between the points a and 12b is defined. Similar distances Xb and Xa (not shown) are defined for the protruding portions 12b and 12a. Projecting portion 12b,
The total width Wbc of the sealing ring 10 when the sealing ring 12c is arranged on the bottom side is defined. The total width Wab, Wca (not shown) is determined by the combination of the protrusions 12a arranged on the bottom side.
Is also specified.
【0029】これら各部の寸法を適切に設定することに
よって、封止リング10の使用性能を向上させることが
できる。 〔封止リングの装着作業〕図2に示すように、封止リン
グ10は、バルブの開閉弁や配管継手のフランジなどの
接合部材20の接合面に、流体の通路を囲む円形や矩形
の環状に形成された蟻溝22に対して装着される。蟻溝
22の構造を図3を参照して説明する。蟻溝22の基本
的な構造は、開口24の幅gに比べて、蟻溝22の内幅
のほうが広くなった断面台形状をなしている。底面26
は平坦で、左右の側面28、28は、底面26側から開
口24側へと向かって内側に傾斜している。したがっ
て、底面26に向かうほど内幅は広くなっている。ま
た、開口24の縁部はアール(丸み)が付けられてい
る。底面26と傾斜側面28とで構成される隅部にもア
ールが付いている。By appropriately setting the dimensions of these parts, the performance of the sealing ring 10 can be improved. [Sealing Ring Mounting Work] As shown in FIG. 2, a sealing ring 10 is provided on a joining surface of a joining member 20 such as an on-off valve of a valve or a flange of a pipe joint. Is mounted in the dovetail groove 22 formed in the groove. The structure of the dovetail groove 22 will be described with reference to FIG. The basic structure of the dovetail groove 22 has a trapezoidal cross section in which the inner width of the dovetail groove 22 is larger than the width g of the opening 24. Bottom 26
Is flat, and the left and right side surfaces 28, 28 are inclined inward from the bottom surface 26 side toward the opening 24 side. Therefore, the inner width increases toward the bottom surface 26. The edge of the opening 24 is rounded. A corner formed by the bottom surface 26 and the inclined side surface 28 is also rounded.
【0030】封止リング10は、上記のような構造を有
する蟻溝22の中に装着されて使用される。前記したよ
うに、蟻溝22は、接合部材20の表面に円形や矩形の
環状に配置されているので、封止リング10も、蟻溝2
2の環状周長とほぼ同じ長さの環状に形成しておく。図
3に明らかなように、装着状態での封止リング10の全
幅Wbcは、蟻溝22の開口24の幅gよりも大きい。
封止リング10の高さHaは、蟻溝22の高さhよりも
高い。封止リング10を、装着したときの姿勢のまま
で、接合部材20の外から蟻溝22に挿入しようとする
と、封止リング10の全幅Wbcが、蟻溝22の開口幅
gよりも小さくなるように弾性的に変形させる必要があ
る。しかし、それには大きな力を加える必要があり手間
がかかる。The sealing ring 10 is mounted and used in the dovetail groove 22 having the above structure. As described above, since the dovetail groove 22 is arranged in a circular or rectangular ring shape on the surface of the joining member 20, the sealing ring 10 is also attached to the dovetail groove 2.
It is formed in an annular shape having substantially the same length as the annular circumferential length of No. 2. As is apparent from FIG. 3, the total width Wbc of the sealing ring 10 in the mounted state is larger than the width g of the opening 24 of the dovetail groove 22.
The height Ha of the sealing ring 10 is higher than the height h of the dovetail groove 22. If the sealing ring 10 is to be inserted into the dovetail groove 22 from the outside of the joining member 20 while keeping the posture at the time of attachment, the entire width Wbc of the sealing ring 10 becomes smaller than the opening width g of the dovetail groove 22. It is necessary to be elastically deformed. However, this requires a great deal of force and is time-consuming.
【0031】これに対し、図2に示す方法であれば、封
止リング10の挿入作業を容易に行うことができる。封
止リング10のうち、装着状態で底部側に配置される2
方向の突出部12b、12cのうち、片方の突出部12
bだけを蟻溝22の開口24に差し入れる。封止リング
10を少し傾けた状態にすればよい。1方向の突出部1
2bだけであれば蟻溝22の開口24に抵抗なく挿入さ
れる。封止リング10の凹入部14aが開口24の内縁
に配置され、突出部12cが開口24の上側に当接す
る。突出部12cから凹入部14aまでの距離Xcは、
前記した封止リング10の全幅Wbcよりは狭いが、開
口24の幅gよりも少し大きいので、封止リング10は
開口24の上面に当接した状態になる。On the other hand, according to the method shown in FIG. 2, the operation of inserting the sealing ring 10 can be easily performed. 2 of the sealing rings 10 arranged on the bottom side in the mounted state
One of the protrusions 12b and 12c
Only b is inserted into the opening 24 of the dovetail groove 22. The sealing ring 10 may be slightly inclined. Protruding part 1 in one direction
If it is only 2b, it is inserted into the opening 24 of the dovetail groove 22 without resistance. The recess 14 a of the sealing ring 10 is arranged on the inner edge of the opening 24, and the projection 12 c contacts the upper side of the opening 24. The distance Xc from the protrusion 12c to the recess 14a is:
The sealing ring 10 is narrower than the entire width Wbc of the sealing ring 10 but slightly larger than the width g of the opening 24, so that the sealing ring 10 comes into contact with the upper surface of the opening 24.
【0032】突出部12cを上から押さえ、封止リング
10を弾性的に変形せて開口24に押し込むようにする
と、図2に二点鎖線で段階的に示すように、封止リング
10が、弾性的に変形しながら、開口24の内縁に当接
した凹入部14aの位置を中心にして旋回するように移
動し、封止リング10の全体が開口24の下方の蟻溝2
2の内部に挿入される。このとき、凹入部14aと対向
する位置の突出部12cとその周辺部分が主に弾性的な
変形を行う。前記した突出部12cから凹入部14aま
での距離Xcは、開口幅gに対してそれほど大きな差が
ないので、前記した弾性的変形の量はそれほど大きくな
くても良い。また、開口22の内縁に係止された状態の
凹入部14aを起点にして旋回させるようにして押し込
むことで、押し込む力が効率的に封止リング10を弾性
変形させて下方側へと押し込む方向に作用する。その結
果、蟻溝22への封止リング10の挿入作業は、少ない
力で極めてスムーズに行える。封止リング10を少し傾
けた状態で蟻溝22の上方に配置すれば、凹入部14a
が自然に開口24の内縁に位置決めされるので、封止リ
ング10の姿勢や位置を厳密に合わせる必要はなく、特
別な熟練やコツを知らなくても、簡単かつ迅速に封止リ
ング10の挿入作業を行うことができる。When the projecting portion 12c is pressed from above and the sealing ring 10 is elastically deformed and pushed into the opening 24, the sealing ring 10 is stepped as shown by a two-dot chain line in FIG. While elastically deforming, it moves so as to pivot around the position of the recessed portion 14 a abutting on the inner edge of the opening 24, and the entirety of the sealing ring 10 is
2 is inserted inside. At this time, the projecting portion 12c at a position facing the recessed portion 14a and its peripheral portion mainly deform elastically. Since the distance Xc from the protrusion 12c to the recess 14a does not greatly differ from the opening width g, the amount of elastic deformation described above does not need to be so large. Further, by pushing in such a manner that the sealing ring 10 is swung starting from the recessed portion 14 a locked to the inner edge of the opening 22, the pushing force efficiently deforms the sealing ring 10 elastically and pushes the sealing ring 10 downward. Act on. As a result, the operation of inserting the sealing ring 10 into the dovetail groove 22 can be performed extremely smoothly with a small force. If the sealing ring 10 is arranged above the dovetail groove 22 with the sealing ring 10 slightly inclined, the recess 14 a
Is naturally positioned at the inner edge of the opening 24, so that the posture and position of the sealing ring 10 do not need to be strictly adjusted, and the sealing ring 10 can be easily and quickly inserted without knowing special skills and tips. Work can be done.
【0033】〔封止リングの封止機能〕前記した図2に
示された挿入作業を経て、封止リング10は図3に示す
状態で蟻溝22に装着される。蟻溝22の底面26に、
封止リング10の2方向の突出部12b、12cが当接
し、1方向の突出部12aの一部が蟻溝22の開口24
よりも上方に突出した状態になる。左右の突出部12
b、12cが蟻溝22の底面26に支持されるので、封
止リング10の姿勢は安定している。また、封止リング
10の概略三角形の外形が蟻溝22の側面28のテーパ
ーに沿って配置されるので、蟻溝22の内部で封止リン
グ10が過剰に移動して転動したり捩じれたりすること
はない。[Sealing Function of Sealing Ring] After the insertion operation shown in FIG. 2, the sealing ring 10 is mounted in the dovetail groove 22 in the state shown in FIG. On the bottom surface 26 of the dovetail groove 22,
The two-direction protrusions 12b and 12c of the sealing ring 10 abut, and a part of the one-way protrusion 12a is
It will be in a state of projecting upward. Left and right protrusions 12
Since b and 12c are supported by the bottom surface 26 of the dovetail groove 22, the posture of the sealing ring 10 is stable. Further, since the substantially triangular outer shape of the sealing ring 10 is arranged along the taper of the side surface 28 of the dovetail groove 22, the sealing ring 10 excessively moves inside the dovetail groove 22 to roll or twist. I will not do it.
【0034】但し、封止リング10の全幅Wbcは、蟻
溝22の内幅よりも少し小さいので、蟻溝22の内部で
封止リング10がある程度の範囲で左右に動いたり変形
したりすることは可能である。図4に示すように、蟻溝
22が設けられた接合部材20に、別の接合部材30を
当接させて接合個所を閉じる。相手側接合部材30の表
面が、蟻溝22の上方に突出している封止リング10の
突出部12aに当接し、突出部12aを下方側に押し縮
めるように弾性的に変形させる。突出部12aは下方に
押し縮められるとともに左右に拡がるように変形する。
突出部12aに加わる力によって、底部側の突出部12
b、12cも弾性的に変形する。突出部12b、12c
は上下方向に押し縮められるとともに左右に拡がるよう
に変形する。突出部12b、12cが蟻溝22の側面2
8に当接するまでは、突出部12b、12cは自由に拡
がることができる。底面側の凹入部14bは深さDbが
小さくなるように変形する。凹入部14bが実質的に無
くなる程度まで変形させても構わない。凹入部14bが
無くなれば、それ以上は突出部12b、12cが左右に
拡がることも無くなる。However, since the entire width Wbc of the sealing ring 10 is slightly smaller than the inner width of the dovetail groove 22, the sealing ring 10 may move left and right or deform within a certain range inside the dovetail groove 22. Is possible. As shown in FIG. 4, another joining member 30 is brought into contact with the joining member 20 provided with the dovetail groove 22 to close the joining portion. The surface of the mating joining member 30 comes into contact with the protruding portion 12a of the sealing ring 10 protruding above the dovetail groove 22, and is elastically deformed so as to compress the protruding portion 12a downward. The protruding portion 12a is deformed so as to be pushed and contracted downward and to expand right and left.
The force applied to the protrusion 12a causes the protrusion 12
b and 12c are also elastically deformed. Projections 12b, 12c
Is deformed so as to be compressed vertically and spread left and right. The protrusions 12b and 12c are on the side surface 2 of the dovetail groove 22.
Until abutting on 8, the projections 12b, 12c can expand freely. The concave portion 14b on the bottom side is deformed so that the depth Db becomes smaller. The deformation may be made to such an extent that the recess 14b is substantially eliminated. If the recessed portion 14b is eliminated, the protruding portions 12b and 12c will not spread left and right beyond that.
【0035】以上の結果、突出部12aと相手側接合部
材30との当接面には大きな圧力が発生し、強力な封止
機能が発揮される。底面側の2方向の突出部12b、1
2cが蟻溝22の底面26に押し付けられることで、両
者の間にも十分な当接力が生じて封止機能が発揮され
る。突出部12b、12cと蟻溝22の底面26との間
の圧接によって生じた反発力が、上部の突出部12aと
相手側接合部材30との間の圧接力を強めることにな
る。凹入部14bを挟んで左右に離れて配置された底面
側の突出部12b、12cの中央垂直上方に頂部側の突
出部12aが配置されているので、左右の突出部12
b、12cと蟻溝22の底面26との間で発生する反発
力が、確実に頂部側の突出部12aを相手側接合部材3
0に圧接する方向に作用し、より強力な封止機能が発揮
できることになる。As a result, a large pressure is generated on the contact surface between the projecting portion 12a and the mating joining member 30, and a strong sealing function is exhibited. Projections 12b in two directions on the bottom side, 1
When the 2c is pressed against the bottom surface 26 of the dovetail groove 22, a sufficient contact force is generated between the two and the sealing function is exhibited. The repulsive force generated by the pressure contact between the protrusions 12b and 12c and the bottom surface 26 of the dovetail groove 22 increases the pressure contact force between the upper protrusion 12a and the mating joining member 30. Since the top-side projection 12a is arranged vertically above the center of the bottom-side projections 12b and 12c which are arranged left and right with the recessed portion 14b interposed therebetween, the left and right projections 12b and 12c are arranged.
b, 12c and the bottom surface 26 of the dovetail groove 22 ensure that the top-side protruding portion 12a securely engages the mating joining member 3
It acts in the direction of pressing against 0, and can exert a stronger sealing function.
【0036】封止リング10の底面側の突出部12b、
12cと蟻溝22の底面26との間では、突出部12
b、12cが左右に拡がるように変形し、凹入部14b
が小さくなるように変形することで、封止リング10と
蟻溝22の底面26との接触面積が増大し、封止リング
10に発生する接触応力は小さくなる。また、凹入部1
4bが実質的に無くなるまで変形すれば、それ以上に大
きな荷重が加わっても、突出部12b、12cが左右に
拡がることはなくなり、突出部12b、12cが蟻溝2
2の底面26に強く擦り付けられて突出部12b、12
cの表面が剥がれパーティクルが発生するという問題が
防止できる。The protrusion 12b on the bottom side of the sealing ring 10
12c and the bottom surface 26 of the dovetail groove 22, the protrusion 12
b, 12c are deformed so as to expand to the left and right, and the concave portion 14b
, The contact area between the sealing ring 10 and the bottom surface 26 of the dovetail groove 22 increases, and the contact stress generated in the sealing ring 10 decreases. In addition, the concave portion 1
4b is substantially eliminated, the protruding portions 12b and 12c do not spread left and right even if a larger load is applied, and the protruding portions 12b and 12c
2 are strongly rubbed against the bottom surface 26 of the projections 12b, 12
The problem that the surface of c is peeled off and particles are generated can be prevented.
【0037】その結果、接合部材20、30の開閉動作
を繰り返しても、封止リング10と蟻溝22の底面26
との摩擦で封止リング10が損傷したりパーティクルが
発生したりすることが少なくなる。As a result, even when the opening and closing operations of the joining members 20 and 30 are repeated,
It is less likely that the sealing ring 10 will be damaged or particles will be generated due to the friction with the sealing ring 10.
【0038】[0038]
開口幅g=3.34mm 深さh=2.51mm 最大内幅(底部)=4.45mm 側面の傾斜角度=24° 〔封止リングの評価〕前記した寸法形状の封止リング1
0を、前記した寸法形状の蟻溝22に装着して装着性や
封止機能を測定評価した。Opening width g = 3.34 mm Depth h = 2.51 mm Maximum inner width (bottom) = 4.45 mm Side inclination angle = 24 ° [Evaluation of sealing ring] Sealing ring 1 having the dimensions and shape described above.
No. 0 was mounted in the dovetail groove 22 having the above-mentioned dimensions and shape, and the mountability and the sealing function were measured and evaluated.
【0039】<装着性>装着作業に必要な力を、前記し
た断面ハート形の封止リングと比較した。ハート形封止
リング(比較例)としては、特開平10−318373
号公報に記載された構造のハート形封止リングを用い
た。寸法は、幅4.1mm、高さ3.4mm、頂部の半
径4.1mmであった。装着時に蟻溝に押し込むのに必
要な荷重値を測定した。 以上の結果、実施例の封止リングは、比較例に比べて格
段に小さな力でも蟻溝に装着することが可能であること
が実証された。<Attachability> The force required for the attaching operation was compared with that of the above-mentioned sealing ring having a heart-shaped cross section. A heart-shaped sealing ring (comparative example) is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-318373.
A heart-shaped sealing ring having a structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209,837 was used. The dimensions were 4.1 mm in width, 3.4 mm in height, and 4.1 mm in radius at the top. The load value required for pushing into the dovetail groove at the time of mounting was measured. As a result, it was proved that the sealing ring of the example can be attached to the dovetail groove with a much smaller force than the comparative example.
【0040】<耐久性>部材同士の接合および接合解除
動作を繰り返したときの封止リングの耐久性を評価し
た。また、実施例の封止リングにおいて、底部側凹入部
の深さDbによる性能の違いを検証した。評価試験とし
て、封止リングを面圧2kgf/cm2 で1秒間押し付
ける動作を10万回繰り返した。その後、封止リングの
底部側凹入部の表面から試料を採取して顕微鏡で観察し
た。 <表2.凹入部深さと耐久性> ───────────────────────────── 凹入部深さ 観察結果 Db/Ha ───────────────────────────── 実施例(三叉形) 0.1 変化なし 0.15 変化なし 0.2 変化なし 0.3 わずかに微小クラック発生 ───────────────────────────── 比較例(ハート形) 0.2 微小クラック発生 ───────────────────────────── 以上の結果、繰り返し力が加わる用途において、実施例
の構造は比較例の構造に比べて、格段に耐久性が優れて
いることが実証された。<Durability> The durability of the sealing ring when the joining and releasing operations of the members were repeated was evaluated. Further, in the sealing ring of the example, a difference in performance due to the depth Db of the bottom-side concave portion was verified. As an evaluation test, an operation of pressing the sealing ring at a surface pressure of 2 kgf / cm 2 for 1 second was repeated 100,000 times. Thereafter, a sample was taken from the surface of the concave portion on the bottom side of the sealing ring and observed with a microscope. <Table 2. Recess depth and durability> Recess depth Observation result Db / Ha ──────────────────────── Example (trident) 0.1 No change 0.15 No change 0.2 No change 0.3 Slightly Micro crack generation ───────────────────────────── Comparative example (heart shape) 0.2 Micro crack generation ────── 、 As a result, in applications where repetitive force is applied, the structure of the example is much more durable than the structure of the comparative example. It was demonstrated that the property was excellent.
【0041】なお、比較例の構造でも、凹入部の深さを
小さくすれば微小クラックの発生が無くなる可能性はあ
るが、その場合には、蟻溝への装着作業にさらに大きな
力が必要になり、現実的には装着が不可能になる。ま
た、実施例の中では、凹入部の深さがあまり大きくなる
と耐久性が低下することが判った。 〔2等辺三角形状の封止リング〕図5に示す実施形態
は、前記実施形態と封止リングの断面構造が異なる。1
方向の突出部12aが、他の2方向の突出部12b、1
2cに比べて外周側に延びていて高くなっている。その
結果、封止リング10の全体形状は2等辺三角形を呈し
ている。Even in the structure of the comparative example, if the depth of the concave portion is reduced, the occurrence of minute cracks may be eliminated. In this case, however, a larger force is required for the work of mounting the dovetail groove. In practice, it becomes impossible to mount the camera. Further, in the examples, it was found that when the depth of the recessed portion was too large, the durability was reduced. [Isosceles Triangular Seal Ring] The embodiment shown in FIG. 5 is different from the above embodiment in the cross-sectional structure of the seal ring. 1
Direction protruding part 12a, other two direction protruding parts 12b, 1
It extends to the outer peripheral side and is higher than 2c. As a result, the overall shape of the sealing ring 10 has an isosceles triangle.
【0042】このような封止リング10を使用する場
合、蟻溝22に封止リング10を装着した状態で、上部
の突出部12aが、蟻溝22の上方に高く突き出すこと
になる。接合部材30を重ねて接合したときには、突出
部12aが大きく圧縮変形させられることになり、接合
面に強い封止力を発生させることができる。また、蟻溝
22が、内幅に比べて深さが大きいものの場合、封止リ
ング10の幅Wbcを増やすことなく高さHaを増やし
て、蟻溝22の上部に突出する量を十分に確保すること
ができる。但し、上記実施形態の封止リング10の場合
は、蟻溝22への装着時に、高く突出した突出部12a
が上向きになるように姿勢を考えて装着作業を行う必要
がある。When such a sealing ring 10 is used, the upper projecting portion 12 a protrudes above the dovetail groove 22 with the sealing ring 10 mounted in the dovetail groove 22. When the joining members 30 are overlapped and joined, the protruding portion 12a is largely compressed and deformed, so that a strong sealing force can be generated on the joining surface. If the dovetail groove 22 has a greater depth than the inner width, the height Ha is increased without increasing the width Wbc of the sealing ring 10 to secure a sufficient amount of protrusion in the upper part of the dovetail groove 22. can do. However, in the case of the sealing ring 10 of the above embodiment, the projection 12 a
It is necessary to carry out the mounting work in consideration of the posture so that the camera faces upward.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明にかかる封止リングは、前記した
3方向の突出部および凹入部を備えていることにより、
蟻溝への装着作業が簡単かつ確実に行えるとともに、使
用時の封止機能も極めて優れたものとなる。装着作業お
よび使用時に、微細なクラックやパーティクルの発生が
少なくなり、封止リングの耐久性を大幅に向上させるこ
とができる。その結果、高い封止機能を要求される半導
体製造装置や、封止リングが劣化し易い環境での使用な
ど、従来のOリングやハート形封止リングでは使用が困
難な用途においても実用的に十分な性能を発揮させるこ
とができ、封止リングの用途拡大や需要増大にも貢献す
ることができる。The sealing ring according to the present invention is provided with the above-described three-direction projecting portion and concave portion,
The mounting work in the dovetail groove can be performed easily and reliably, and the sealing function at the time of use is extremely excellent. The generation of fine cracks and particles during mounting and use is reduced, and the durability of the sealing ring can be significantly improved. As a result, it can be practically used in applications that are difficult to use with conventional O-rings or heart-shaped sealing rings, such as in semiconductor manufacturing equipment that requires a high sealing function or in environments where the sealing ring is easily degraded. Sufficient performance can be exhibited, and it can also contribute to expansion of use and demand of the sealing ring.
【図1】 本発明の実施形態を表す封止リングの断面図
および寸法指示図FIG. 1 is a sectional view and a dimension designation diagram of a sealing ring showing an embodiment of the present invention.
【図2】 封止リングの装着作業を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mounting operation of a sealing ring.
【図3】 装着状態を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a mounted state.
【図4】 使用状態を示す断面図FIG. 4 is a sectional view showing a use state.
【図5】 別の実施形態を表す断面図FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating another embodiment.
10 封止リング 12a、12b、12c 突出部 14a、14b、14c 凹入部 20 接合部材 22 蟻溝 24 開口 26 底面 28 側面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sealing ring 12a, 12b, 12c Projecting part 14a, 14b, 14c Depressed part 20 Joining member 22 Dovetail 24 Opening 26 Bottom surface 28 Side surface
フロントページの続き (72)発明者 山下 貴司 奈良県五條市住川町テクノパークなら工業 団地5−2 日本バルカー工業株式会社内 Fターム(参考) 3J040 AA17 BA01 EA01 EA16 FA05 HA03 Continued on the front page (72) Inventor Takashi Yamashita F-term (reference) 3J040 AA17 BA01 EA01 EA16 FA05 HA03 in Nippon Valqua Industry Co., Ltd.
Claims (6)
設けられた蟻溝に装着され他方の部材と当接することで
接合個所を封止する封止リングであって、 弾性変形可能な材料からなり、 環状をなし、 断面形状において外周の3方向に突出して配置された突
出部と、各突出部の間にそれぞれ配置された凹入部とを
備える封止リング。1. A sealing ring which is attached to a dovetail groove provided on one of the members at a joint portion between members and abuts on the other member to seal the joint portion, and is elastically deformable. A sealing ring, which is made of a material, has a ring shape, and has a projection portion projecting in three directions on an outer periphery in a cross-sectional shape, and a recessed portion arranged between the projection portions.
配置される2方向の突出部のうちの少なくとも1方向の
突出部の先端から、その他の2方向の突出部の間に配置
された凹入部の底までの距離Xが、前記蟻溝の開口幅g
に対して、X/g=1.2〜1.0である請求項1に記
載の封止リング。2. A distance between a tip of at least one of the two-direction protrusions disposed on the bottom side of the dovetail when mounted in the dovetail and another two-direction protrusion. The distance X to the bottom of the recessed portion arranged in the groove is the opening width g of the dovetail groove.
The sealing ring according to claim 1, wherein X / g is 1.2 to 1.0.
配置される凹入部の深さDが、封止リング全体の高さH
に対して、D/H=0.15〜0.05である請求項1
または2に記載の封止リング。3. The depth D of the recessed portion disposed on the bottom side of the dovetail when mounted in the dovetail is equal to the height H of the entire sealing ring.
D / H = 0.15 to 0.05 with respect to
Or the sealing ring according to 2.
円弧半径Rが、前記蟻溝の開口幅gに対して、R/g=
0.4〜0.2である請求項1〜3の何れかに記載の封
止リング。4. The tip of the projection has an arc shape, and the radius of the arc is R / g = R / g = the opening width g of the dovetail groove.
The sealing ring according to claim 1, wherein the number is 0.4 to 0.2.
れ同一寸法形状をなし周方向に等間隔で配置されている
請求項1〜4の何れかに記載の封止リング。5. The sealing ring according to claim 1, wherein said projecting portion and said recessed portion in said three directions have the same dimensions and shapes and are arranged at equal intervals in a circumferential direction.
側に配置される2方向の突出部に比べて、前記蟻溝の開
口側に配置される1方向の突出部の高さが大きい請求項
1〜4の何れかに記載の封止リング。6. A height of a one-way protrusion disposed on the opening side of the dovetail, as compared with a two-way protrusion disposed on the bottom side of the dovetail among the three-way protrusions. The sealing ring according to claim 1, wherein the sealing ring is large.
Priority Applications (1)
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JP2000325001A JP2002130481A (en) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | Seal ring |
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