以下、図示の実施の形態に基づき本発明� ��詳説する。

 図1と図4の実施の一形態に於て、1は石英( 又はセラミック)から成る低線膨張係数の脆� �部材である。この脆性部材1の被密封用外縁� ��(フランジ部)1Aは、上記低線膨張係数よりも 大きい線膨張係数の第1金属平坦面部11と第2� �属平坦面部12にて、(間接的に)挾着保持され� ��いる。

 そして、図1は簡略要部断面図、図4は要部� �面図であって、本発明に於て、低線膨張係� �とは、0.5×10 ^-6 ~9.2×10 ^-6 と定義する。なお、石英の線膨張係数は0.5×1 0 ^-6 である。

 図1又は図4の上方から平面的に見た場合� �脆性部材1は円形、あるいは、矩形や正方形� ��六角形や楕円等、その形状はいろいろある� ��また、半導体製造装置や液晶製造装置に用� ��られる、負圧(又は正圧)の密封空間2を備え� ��。

 さらに、具体的には、ケーシング本体6と 、押え部材7と、締結用ボルト8と、を備え、� ��1では簡略化して倒立L字型横断面にて示す� �え部材7と、第1金属平坦面部11の間に凹周溝3 が形成され、全体が平板状脆性部材1が差込� �態で第1・第2金属平坦面部11,12間に挾着保持� ��れる。図4では、2枚のスペーサ4,5を介して� �板円環状押え部材7がボルト8にてケーシング 本体6に固着されている。

 10はメインシールであり、ケーシング本� �6の第1金属平坦面部11と、平板状脆性部材1の 外縁部1Aの一面(下面)13との間に、介設される 。このメインシール10は密封空間2を区画形成 するシールである。

 このメインシール10は、図3(A),(B)又は(C)に 例示するような金属を主材とした圧縮弾性変 形可能なメタルシールである。

 20は、押え部材7の第2金属平坦面部12と、� ��性部材1の外縁部1Aの他面(上面)14との間に、 介設される副シール(補助シール)であり、大� ��9側に配設されている。

 この副シール(補助シール)20は、図3(A),(B)� ��は(C)に例示するような金属を主材とした圧� ��弾性変形可能なメタルシールである。

 そして、図1と図4で明らかなように、脆� �部材1は、第1・第2金属平坦面部11,12から、(� �インシール10と副シール20の弾発的支持力に� ��って)弾発的遊離状態で、挾着保持されてい る。

 次に、図2は本発明の他の実施の形態を示 す。脆性部材1は容器型(椀型)や浅皿型であり 、被密封用外縁部(フランジ部)1Aは、外鍔状� �突出形成される。

 図2では、上方の(平板状の)金属部材15と� �脆性部材1の外縁部(フランジ部)1Aの上面との 間に、(前述の)メインシール10が介設され、� �のメインシール10は密封空間2を区画形成し� �いる。

 また、図2では横断面L字型の金属製保持� �材16と、上方の金属部材15によって凹周溝3が 形成され、この凹周溝3内に、外縁部1Aが差込 まれて保持される。

 第1金属平坦面部11は金属部材15の下面が� �当し、メインシール10は、この第1金属平坦� �部11と外縁部1Aの上面との間に介設(介装)さ� �、密封空間2を区画形成する。

 第2金属平坦面部12は、横断面L字型の金属 製保持部材16の内方突出片部16aの上面が相当� ��、副シール20は、この第2金属平坦面部12と� �外縁部1Aの下面との間に介設(介装)され、大� ��側に対応する。なお、一点鎖線にてボルト8 を示し、このボルト8の締結によって、金属� �材15と保持部材16は連結一体化される。

 図2で明らかなように、脆性部材1は、第1� ��第2金属平坦面部11,12から弾発的遊離状態で� ��挾着保持されている。

 図2に示したメインシール10と副シール20� �、金属を主材とした圧縮弾性変形可能なメ� �ルシールであり、例えば、図3(A)(B)(C)に例示� ��る。

 図3(A)では横断面U字状であって開口側の� �側の小突条17,17が、(図1,図2に示した)第1・第 2金属平坦面部11,12に接触して、矢印F,Fのよう に圧縮力を受け、この小突条17,17が密封作用� ��なす。図3(B)では、弯曲S字(Z字)型であり、(� ��1,図2に示した)第1・第2金属平坦面部11,12か� �矢印F,Fのような力を受けると、矢印Mのよう� ��撚り変形し、その反対方向の弾発付勢力を� ��じて、弯曲凸部18,18が弾発的に相手面に圧� �して、密封作用をなす。

 また、図3(C)では、横断面矩形状の基本部 から半円山型突部19,19が突出した形状である� ��第1・第2金属平坦面部11,12から矢印F,Fのよう な力を受けると矢印Mのように撚り変形し、� �の反対方向の弾発付勢力を生じて、上記突� �19,19が弾発的に相手面に圧接して、密封作用 をなす。

 ところで、密封空間2内は、負圧の場合と 、正圧の場合と、負圧・正圧の両方が生ずる 場合が、考えられる。図1では、メインシー� �10をその開口側を大気(外部)側に向けて装着� ��ているが、密封空間2が負圧の場合に好適で ある。また、副シール20は、メインシール10� �同じ断面形状でも、異なる断面形状でも、� �由である。つまり、例えば、図3(A)と(A)とを� ��み合わせる以外に、図3(A)と(B)とを組み合わ す等も自由である。但し、図3(A)の小突条17,� �3(B)の弯曲凸部18,又は、図3(C)の半円山型凸部 19の外形形状及び外形寸法を、メインシール1 0と副シール20において、同一乃至略同一とす るのが望ましい。(なお、略同一とは、図3に� ��すように各シール10,20の幅寸法W以内の寸法� ��であることを言うと定義する。)言い換える と、両シール10,20の平面的に見てシール線が� ��致するのが望ましい。また、副シール20は� �助用であるので密封性能は余り必要がなく� �特別な表面被覆や仕上げは省略できる。つ� �りメインシール10は、防触用、あるいは、な じみを与えるため等の表面被覆層として、銀 ,金,ニッケル,銅,インジウム等の各種メッキ� �を形成したり、PTFE等の樹脂被覆層をコーテ� ��ング形成しても良い。これに対し、副シー� ��20は、密封空間2内の流体に直接的に触れな� ��ので、これ等を省略するのが、コスト面等� ��ら好ましい。

 また、メインシール10,副シール20のベー� �金属材料としては、ステンレス鋼やニッケ� �合金や鉄合金(A286等)が、好適である。

 なお、図3に例示した以外に、金属Oリン� �や金属Cリングや金属板製波形リング等を用� ��るも好ましい場合もある。

 次に、図4と図6に示した本発明実施例と� �図5と図6に示した従来例のシール性能の比較 試験を行った。即ち、本発明実施例(図4)と従 来例(図5)の相違点は、副シール20を有するか� ��かである。シール10,20は図3(A)で述べたと同� ��形状のものであって、シール母材はSUS630と� ��、これに銀めっきを30~50μm施した。かつ、� �性部材1は平板状の石英材を用いて、スペー� ��5の厚みを変えて、従来例(図5)では押え部材 7が直接的に脆性部材40を押圧して固定してい る。

 図5の従来例のシール性能と、図4の本発明� �実施例(実施品)のシール性能を、比較して試 験したところ、従来は1×10 ^-9 ~1×10 ^-10 Pa・m ³ /sec程度のHeのリーク量であったが、本発明実 施品では、Heのリーク量は、1×10 ^-11 Pa・m ³ /secレベルに大きく改善できた。なお、密封� �間は真空(負圧)に保つと共に100℃のヒートサ イクル試験中に計測した値である。

 以上のように、図4と図5で大きなシール� �能に差が出た理由について考察すると、以� �の通りである。

 (i)押え部材7には元来の歪や形状寸法誤差 が存在し、その場合、従来例(図5)では、その 歪や形状寸法誤差が直接的に接触していると ころの板状脆性部材40に影響し、この板状脆� ��部材40に歪(変形)を発生させ、メインシール 10全周に不均等な当接を生じ、シール性能を� ��化させていた。これに対し、本発明実施品( 図4)では、押え部材7の元来持っている歪や形 状寸法誤差が副シール(補助シール)20によっ� �緩和(緩衝)され、メインシール10に対して全� ��に均等に脆性部材1が当接し、全体のシール 性能が優秀な結果を示したと考えられる。

 (ii)脆性部材1,40は、石英又はセラミック� �あり、その線膨張係数が第1・第2金属平坦面 部11,12に比べて、低い(小さい)ため、低温と� �温の温度変化(熱変化)に伴って、相対的に脆 性部材40と第1・第2金属平坦面部11,12の間に、 歪や(相対)変動を発生し、しかも、ボルト8の 対応位置とそこから離れた位置でも相対的に 変形量が相違して歪や変動を発生し、従来例 (図5)では、その歪や変動(形状寸法の変化)が� ��押え部材7と脆性部材40の間で相互に影響し� ��い、メインシール10と脆性部材40の一面40Aと の間で生じ、シール性能を悪化させていた。 これに対し、本発明実施品(図4)では、脆性部 材1と第2金属平坦面部12との間に生ずる相対� �歪や相対的形状寸法誤差が、巧妙に副シー� �(補助シール)20によって、緩和(緩衝)される� �これによって、メインシール10が全周にわた って両相手面に対して均等に当接(接触)して� ��全体のシール性能が優秀な結果を示したも� ��と考えられる。副シール(補助シール)20は、 いわば緩衝材の役目を果していると言うこと もできる。

 以上述べたように、本願発明に係る密封� ��造体は、低線膨張係数の脆性部材1の被密封 用外縁部1Aを、上記低線膨張係数よりも大き� ��線膨張係数の第1金属平坦面部11・第2金属平 坦面部12にて、挾着保持すると共に、密封空� ��2を区画形成する上記第1金属平坦面部11と上 記外縁部1Aの一面13の間に介設したメインシ� �ル10と、上記第2金属平坦面部12と上記外縁部 1Aの他面14の間に介設した副シール20とによっ て、上記脆性部材1を上記第1金属平坦面部11� �第2金属平坦面部12から弾発的遊離状態で挾� �保持するように構成したので、副シール20が 緩衝材の役目を果して、形状寸法誤差による 歪や、ヒートサイクル等による熱変形や熱歪 が、脆性部材1へは、直接的に伝わらず、脆� �部材1の割れを生じないと共に、高いシール� ��能を長時間にわたって維持できる。これに� ��って、半導体や液晶等の製造装置に用いら� ��ている石英やセラミック等の脆性部材1の密 封(シール)に、金属(メタル)シールの適用を� �現できた。

 また、石英又はセラミックから成る脆性� ��材1の被密封用外縁部1Aを、第1金属平坦面部 11・第2金属平坦面部12にて、挾着保持すると� ��に、密封空間2を区画形成する上記第1金属� �坦面部11と上記外縁部1Aの一面13の間に介設� �たメインシール10と、上記第2金属平坦面部12 と上記外縁部1Aの他面14の間に介設した副シ� �ル20とによって、上記脆性部材1を上記第1金� ��平坦面部11・第2金属平坦面部12から弾発的� �離状態で挾着保持するように構成したので� �副シール20が緩衝材の役目を果して、形状寸 法誤差による歪や、ヒートサイクル等による 熱変形や熱歪が、脆性部材1へは、直接的に� �わらず、脆性部材1の割れを生じないと共に� ��高いシール性能を長時間にわたって維持で� ��る。これに伴って、半導体や液晶等の製造� ��置に用いられている石英やセラミック等の� ��性部材1の密封(シール)に、金属(メタル)シ� �ルの適用を実現できた。

 また、上記メインシール10は表面被覆層� �有するメタルシールから成り、上記副シー� �20は表面被覆層の省略されたメタルシールか ら成るので、全体のコストダウンを図り、か つ、外部(大気)側の副シール20を過剰品質と� �ずに済む。

 また、上記メインシール10と上記副シー� �20の外形形状及び外形寸法を同一に設定した ので、脆性部材1の両面の外形が同一の位置� �て弾発的に保持されて、脆性部材1に曲げモ� ��メントが作用せず、脆性部材1の耐久性、及 び、メインシール10の耐久性に好影響を与え� ��。