JPH0648054B2 - 極低温槽における気密シール方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、半導体材料や各種素子などの試料に対して
極低温で実験や測定を行なったり、あるいは各種物質を
極低温で保管しておくため等に使用する極低温槽におい
て、その槽本体のフランジ部と蓋体との間を気密にシー
ルするための方法に関するものである。

従来の技術 近年の低温科学の発展に伴ない、半導体等の各種材料や
素子の低温特性や低温挙動を調べるために、１５０Ｋ以
下の極低温での測定や極低温実験を行なう機会がますま
す増加するようになっている。このような極低温試験装
置では、液体窒素や液体ヘリウム等の低温液化ガスによ
って試料を極低温に冷却保持する必要があり、そのため
一般にはクライオスタットと称される極低温槽を用いて
いる。

ところでクライオスタット等の極低温槽では、内部の真
空、気密を保つために一般に槽本体の開口端周辺のフラ
ンジ部と蓋体（一般に上蓋）との間を気密にシールする
必要がある。この場合一般には第４図に示されるように
槽本体１のフランジ部２の上面に溝部３を形成してお
き、その溝部３内にシール部材５を配して、ボルト７を
締付けることにより蓋体４の下面の突条部８によりシー
ル部材５を押圧変形させることが行なわれている。

上述のような極低温での気密シールにおけるシール部材
としては、常温用の通常のゴム製のＯリングは硬化等の
問題から使用することができない。そこで一般には金属
製の特殊な低温用メタルＯリングを用いたり、商品名
“ヘリコフレックス”等で知られる特殊な複合型のＯリ
ング、すなわち金属パイプの周方向の一部を長手方向に
沿って切欠きかつ内側に金属スプリングを収納した特殊
Ｏリングを用いたり、さらにはテフロン系樹脂製の特殊
形状のＯリングを用いたり、またインジウム線や金線の
如く極低温でも軟質な金属線材を用いたりすることが行
なわれている。

発明が解決しようとする課題 前述のように従来の極低温気密シールにおいてシール部
材として使用されている低温用メタルＯリングや特殊Ｏ
リング、あるいはインジウム線や金線はいずれも極めて
高価であり、またこれらの特殊なシール部材によってシ
ールする際の作業も煩雑とならざるを得ないのが実情で
ある。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、極
低温槽における気密シールを従来よりも格段に低コスト
でかつ簡単に行なうことができるようにした方法を提供
することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明の方法は、極低温槽の槽本体のフランジ部とそ
れに接する蓋体との間を気密シールするにあたり、フラ
ンジ部の表面とそのフランジ部表面に接するべき蓋体の
面の粗度を最大粗さRmaxにして6.3μｍ以下としてお
き、フランジ部の表面と蓋体の前記面とのうち、少なく
とも一方にシリコングリースもしくはエポキシ系接着剤
をフランジ部の半径方向への幅が５mm以上となるように
周方向の全周にわたって環状に塗布した後、蓋体の表面
とフランジ部の前記面とを接触させ、蓋体とフランジ部
とをボルト締めにより締結することを特徴とするもので
ある。

作 用 この発明の方法では、槽本体のフランジ部の表面とその
フランジ部表面に接するべき蓋体の面は、いずれもその
粗度が最大粗さ（Rmax）6.3μｍ以下となるように平滑
な面としておく。このような平滑な面にシリコングリー
スもしくはエポキシ系接着剤を塗布幅５mm以上となるよ
うに塗布して、両面を接触させ、ボルト締めによりフラ
ンジ部と蓋体とを締結すれば、150Ｋ以下の極低温でも
充分な気密性を保つことができる。

従来一般にシリコングリースは、常温でのシールの際の
ゴム製Ｏリングによるシールの補助として用いることは
あったが、それ自体ではシール部材として使用されてお
らず、また極低温でのシールにも有効とは考えられてい
なかったが、シール部の接触面をある程度平滑にしてお
き、シリコングリースを一定以上の幅で接触面間に薄膜
状に介在させ、ボルト締め程度の加圧力を加えるだけで
極低温でも充分な気密シール性が得られることを本発明
者等ははじめて見出したのである。またエポキシ系接着
剤についても同様であり、エポキシ系接着剤を極低温で
の気密シールに用いることは従来は全く考えられていな
かったが、シリコングリースと同様な効果が得られるこ
とを本願発明者等がはじめて見出したのである。

前述のところから明らかなように、実際の気密シール作
業においては、単にシリコングリースもしくはエポキシ
系樹脂剤の塗布と、ボルトの締め付けだけで済むから、
シール作業は著しく簡単化される。

ここで、シールする接触面の粗度が最大粗さRmaxにして
6.3μｍを越える粗さとなれば、ボルト締めで加圧して
も面間に介在するシリコングリースもしくはエポキシ系
接着剤の膜厚が厚くなり、そのため気密シール性が悪化
してしまう。また塗布するシリコングリースもしくはエ
ポキシ系接着剤の幅が５mm未満でも充分な気密シール性
が得られないことがあり、したがって面の粗さはRmax6.
3μｍ以下、塗布幅は５mm以上とした。

実施例 この発明の方法の実施にあたっては、例えば第１図に示
す槽本体１のフランジ部２の表面２Ａと、蓋体４の下面
４Ａとを、その表面粗さが最大粗さRmaxにして6.3μｍ
以下となるように仕上げておく。なお第１図において、
１１，１２はボルト孔である。また１３は蓋体４に設け
られた挿通孔であって、この挿通孔１３は槽本体１内の
減圧を行なったり信号線を挿通させたりするものであ
り、実際の使用時においてはその挿通孔１３も気密にシ
ールされる。

そして第１図、第２図に示すように、フランジ部２の表
面２Ａに、５mm以上の幅Ｗで、フランジ部２の全周にわ
たり環状にシリコングリースもしくはエポキシ系接着剤
１０を指、ヘラ等の適宜の塗布手段によって塗布してお
く。その際、シリコングリースもしくはエポキシ系接着
剤１０の幅Ｗは、５mm以上となるようにする。

その後、第３図に示すように蓋体４を槽本体１上に載置
して蓋体４の下面４Ａとフランジ部２の表面２Ａとを接
せしめ、ボルト７を締付ければ良い。

なおエポキシ系接着剤を用いる場合には、そのエポキシ
系接着剤が流動性を失わないうちに蓋体４をボルト７に
よってフランジ部２に締付ける必要がある。

なおまた、前述の例ではシリコングリースもしくはエポ
キシ系接着剤をフランジ部の側に塗布することとした
が、逆に蓋体の側に塗布しても良いことは勿論であり、
さらには、両面に塗布しても良い。

そしてまた、前述の例ではナットを用いてボルトを締め
る構成としたが、場合によってはフランジ部に雌ネジ孔
を形成しておいて、その雌ネジ孔にボルトを締め込む構
成としても良い。

発明の効果 この発明の方法によれば、極低温槽において蓋体と槽本
体のフランジ部とを気密シールするにあたって、特殊か
つ高価な低温用のシール部材を用いることなく、安価な
シリコングリースもしくはエポキシ系接着剤を用いるだ
けで充分な気密シール性を得ることができ、そのため従
来よりも気密シールに要するコストを格段に低減するこ
とができ、またその気密シール作業としても単にシリコ
ングリースもしくはエポキシ系接着剤を塗布してボルト
締めを行なうだけで足りるため、作業が極めて簡単かつ
容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施するにあたってシリコン
グリースもしくはエポキシ系樹脂を槽本体のフランジ部
に塗布した状態における槽本体のフランジ部および蓋体
の例の縦断面図、第２図は第１図のフランジ部の斜視
図、第３図はこの発明の方法により気密シールを行なっ
た後のフランジ部と蓋体を示す縦断面図、第４図は従来
の一般的な極低温槽における気密シール方法を示す縦断
面図である。 １……槽本体、２……フランジ部、４……蓋体、７……
ボルト、１０……シリコングリースもしくはエポキシ系
接着剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】極低温槽の槽本体のフランジ部とそれに接
   する蓋体との間を気密シールするにあたり、フランジ部
   の表面とそのフランジ部表面に接するべき蓋体の面の粗
   度を最大粗さRmaxにして6.3μｍ以下としておき、フラ
   ンジ部の表面と蓋体の前記面とのうち、少なくとも一方
   にシリコングリースもしくはエポキシ系接着剤をフラン
   ジ部の半径方向への幅が５mm以上となるように周方向の
   全周にわたって環状に塗布した後、蓋体の表面とフラン
   ジ部の前記面とを接触させ、蓋体とフランジ部とをボル
   ト締めにより締結することを特徴とする極低温槽におけ
   る気密シール方法。