(57)【要約】【課題】メタルシール継手の溶接用スリーブを管状素材を用いて低コストで製造できる製造方法の提供。【解決手段】円筒状素材６０の外周部をチャック５１で掴んだ状態で、該外周部を旋盤により切削加工してスリーブの外周面を作成する第１のステップと、円筒状素材６０の外周部をチャック５１で掴んだ状態で、内周部を、周方向に一枚のみ切削刃を有する工具５７，５８で切削加工して、外周面と同軸のスリーブの内周面１６を作成する第２のステップと、円筒状素材６０の一端部側を切削加工してスリーブのシール部１４を形成する第３のステップと、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部にシール部とフランジ部を有し、他端部が溶接用端部である、管継手用スリーブを製造する方法であって、
円筒状素材の外周部をチャックで掴んだ状態で、該外周部を旋盤により切削加工してスリーブの外周面を作成する第１のステップと、
前記円筒状素材の外周部をチャックで掴んだ状態で、内周部を、周方向に一枚のみ切削刃を有する工具で切削加工して、前記外周面と同軸のスリーブの内周面を作成する第２のステップと、
前記円筒状素材の前記一端部側を切削加工してスリーブの前記シール部を形成する第３のステップと、
を含むことを特徴とする、スリーブの製造方法。
【請求項２】
前記一枚のみ切削刃を有する工具は、旋盤のバイトであり、前記第２のステップの切削は旋盤により行う、請求項１に記載のスリーブの製造方法。
【請求項３】
前記一枚のみ切削刃を有する工具は、一枚のみ切削刃を有するリーマであり、前記第２のステップの切削は旋盤により行う、請求項１に記載のスリーブの製造方法。
【請求項４】
前記第３のステップの後に内周部を電解研磨する第４のステップをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載のスリーブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管継手用スリーブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置等の高いクリーン度と耐薬品性、密封性が要求される各種バルブや配管等を接続する管継手として、図１に示す継手が知られている。この管継手は、一端部にフランジ部とシール部を有する管材である第１及び第２のスリーブ１０ａ，１０ｂの前記一端部（継手側端部）同士が、環状のガスケット２０を介して突き合わされ、第１のスリーブ１０ａのフランジ部に係合した雌ナット３０と、第２のスリーブ１０ｂのフランジ部に係合した雄ナット４０とが互いに螺合して、２つのスリーブを結合し、シールするようになっている（例えば、特許文献１）。
スリーブ１０の他端部（以下、「溶接用端部」ともいう）１５は、流体機器の円管状部分やステンレス配管等（以下、「チューブ」という）５０と溶接可能なものもある（特許文献２の図５等）。
【０００３】
このスリーブは、ステンレス鋼等で形成され、特に自動溶接（特許文献３参照）に対応したスリーブの溶接用端部側は、外形と内径の精度が要求される。また、スリーブの溶接用端部とチューブとの溶接後にその溶接部の内周面に段差があると、液だまりが生じてコンタミの原因になるので、外周と内周の同軸度も要求される。このため、スリーブは、ステンレス鋼の円柱状素材を、旋盤等で切削して制作している。
【０００４】
具体的には、図３に示すように、旋盤を用い、バーフィーダで繰り出された円柱状素材６１の根元の外周部をチャック５１で掴んで、外周部を工具５２で切削加工し（図３（ａ））、内周部をドリル状工具５３で穴開け加工し（図３（ｂ））、工具５４で根元を切断して（図３（ｃ））、小径部分１１と大径部分１２とフランジ部１３とからなるパイプ材（６１）を制作する。次に、このパイプ材（６１）をコレットチャック５５で掴み、端部を工具５６で切削加工してシール部１４を形成する（図３（ｄ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５１１９１９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１９４３１８号公報
【特許文献３】特開２０１６−８４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、スリーブを円柱状素材から切削加工により製作すると、外周部の切削加工のみならず、内周部も穴開け加工から行うため、切削量が多くなり、時間がかかる上に工具の摩耗も激しくなる。このため、コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、円柱状素材の代わりに、円筒状素材を用いることが考えられる。
しかし、ステンレス鋼の円筒状素材は、一般的に押し出し成型等により制作するので、外周と内周の同軸度が不十分で、チューブと外周同士を合わせて溶接すると、上記のように溶接部の内周面に段差が生ずる恐れがある。このため、同軸度を高めるための内周面の仕上げの切削加工が必要なる。しかし、穴の内周面の仕上げ加工で一般的に用いられるリーマ加工を行うと、リーマは周方向に多数の切削刃を有するため、切削時の径方向の反力が大きい。このため、既存の穴の内周面にガイドされて全周を均等に切削してしまうため、内周面の中心位置が動かず、同軸度を改善できないという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、このような課題を解決し、管継手用スリーブを、円筒状素材を用いて低コストで製造できる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の製造方法は、一端部にシール部とフランジ部を有し、他端部が溶接用端部である、管継手用スリーブを製造する方法であって、
円筒状素材の外周部をチャックで掴んだ状態で、該外周部を旋盤により切削加工してスリーブの外周面を作成する第１のステップと、
前記円筒状素材の外周部をチャックで掴んだ状態で、内周部を、周方向に一枚のみ切削刃を有する工具で切削加工して、前記外周面と同軸のスリーブの内周面を作成する第２のステップと、
前記円筒状素材の前記一端部側を切削加工してスリーブの前記シール部を形成する第３のステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
好適には、前記一枚のみ切削刃を有する工具は、旋盤のバイトであり、前記第２のステップの切削は旋盤により行う、構成を採用できる。
【００１１】
代替的には、前記一枚のみ切削刃を有する工具は、一枚のみ切削刃を有するリーマであり、前記第２のステップの切削は旋盤により行う、構成を採用できる。
【００１２】
好適には、前記第３のステップの後に内周部を電解研磨するステップをさらに含む構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、円筒状素材の外周部をチャックで掴んだ状態で、内周部を周方向に一枚のみ切削刃を有する工具で切削加工する第２のステップを採用したので、切削時の径方向の反力が小さく、工具の位置ずれが小さいため、内周面を適切に切削して偏心を修正でき、要求される内周面と外周の同軸度が実現できる。これにより、メタルシール継手の溶接用スリーブを、円筒状素材を用いて低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】管継手の一例を示す縦断面図。
【図２】スリーブの一例を示す縦断面図。
【図３】従来のスリーブの製造方法の一例を示す説明図であり、（ａ）は外周部切削工程、（ｂ）は内周部穴開け工程、（ｃ）は切断工程、（ｄ）はシール部切削工程を示す。
【図４】本発明の実施形態のスリーブの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は外周部切削工程（第１のステップ）、（ｂ）は内周部切削工程（第２のステップ）、（ｃ）は切断工程、（ｄ）はシール部切削工程（第３のステップ）を示す。
【図５】図４（ｂ）の工程に用いる工具の一例を示す説明図で、（a）は左側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】図４（ｂ）の工程に用いる工具の他の一例を示す説明図で、（a）は左側面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のスリーブ１０は、前記したように管継手用スリーブであって、ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼からなり、図２に示すように、チューブ５０（図１参照）に溶接される小径部分１１と、継手のナット（図１参照）３０，４０の内周が擦接する大径部分１２と、フランジ部１３と、端部から軸方向に環状に膨出しガスケット２０（図１参照）に当接するシール部１４とからなる。
【００１６】
本実施形態のスリーブ１０の製造方法を、図４（ａ）〜（ｄ）に示す。
まず、材料として、ＳＵＳ３１６Ｌの円筒状素材を用意する。外径はスリーブ１０のフランジ部１３の外径と略同一で、内径は、スリーブ１０の内径より切削代だけ小さいものである。切削代は、円筒状素材の内径と外径の同軸度の最大ずれ量と、内径の最大誤差量を加算した量とするのか望ましい。
製造装置としては、旋盤、特に工具を自動で交換でき、材料の円筒状素材を自動又は半自動で繰り出せるバーフィーダ付きＮＣ旋盤が望ましい。
【００１７】
このように選択した円筒状素材６０の外周をチャック５１で掴んで、外周部を旋盤により切削加工してスリーブ１０の円管状の小径部分１１と大径部分１２とフランジ部１３の外周面を形成する第１のステップを行う（図４（ａ））。
本製造方法では、外周側を基準として内周側を加工するので、外周の加工を先に行う必要があるからである。
本実施形態では、円筒状素材６０をバーフィーダ（図示省略）で、スリーブ１０の長さより切断代分長く繰り出し、根元の外周部をチャックで掴んで、この第１のステップを行う。
尚、スリーブ１０の長さへのカットは、次の第２のステップの後に行う。但し、この方法に限らず、円筒状素材を予めスリーブ１０の長さにカットしてから、第１のステップを行ってもよい。しかし、本実施形態のように後でカットする方が、生産効率の点で好ましい。
【００１８】
次いで、図４（ｂ）に示すように、円筒状素材６０の外周部のチャック５１による固定を維持した状態で、旋盤の工具を周方向に一枚のみ切削刃を有する工具５７又は５８に交換し、内周部を切削加工して、前記外周面と同軸のスリーブの内周面１６を形成する第２のステップを行う。
この「周方向に一枚のみ切削刃を有する工具」の一例として、図５（ａ）、（ｂ）に示す中ぐり用バイト５７が挙げられる。この例では、シャンク５７ｂに取り付けられたバイトチップ５７aの切削刃を、回転する円筒状素材６０の内周面１６に当てて、この内周面１６を切削する。
他の例としては、図６（ａ）、（ｂ）に示す切削刃を一枚のみにした特殊リーマ５８が挙げられる。この特殊リーマ５８は、軸部分５８ｂに１枚の切削刃５８aが形成されている、切削刃５８aは、軸に平行なストレートのものであるが、螺旋状のねじれを有するものでもよい。切削時の反力が小さくなるように、刃先の被切削物に対するすくい角は０°か正の角度がよい。特殊リーマは５８は、通常の機械リーマと同様に、加工穴径ごとに用意し、旋盤のセンタ軸上にセットして、円筒状素材６０の内周面１６を切削する。
【００１９】
このように、周方向に一枚のみの切削刃を有する工具を使用することにより、切削時に被切削面である内周面１６から受ける径方向の反力が小さい。このため、工具が既存の穴の内周にガイドされず、切削刃が一定位置に留まって内周面１６を切削できるので、内周面１６の偏心を修正でき、内周面１６を外周面と同軸にすることができる。
【００２０】
次いで、図４（ｃ）に示すように、円筒状素材６０の外周部のチャックによる固定を維持した状態で、旋盤の工具を切断用の工具５４に交換し、円筒状素材６０をスリーブ１０の長さにカットして、小径部分１１と大径部分１２とフランジ部１３とからなる円筒状素材６０を制作する。
【００２１】
次に、図４（ｄ）に示すように、前記カットした円筒状素材６０の大径部分１２を、コレットチャック５５を用いて掴み、旋盤で工具５６を用いて端部を切削加工して、シール部１４を形成する第３のステップを行う。
【００２２】
最後に、必要に応じて、エッジの面取りや、内周面の電解研磨等を行うことにより、スリーブ１０が完成する。
【００２３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
例えば、本実施形態では材料として、ＳＵＳ３１６Ｌを用いたが、用途によって適切な材料を用いてもよい。
また、本実施形態ではバーフィーダを用いて切断前の円筒状素材を供給して第１及び大２のステップを実施したが、先に円筒状素材をスリーブの長さにカットしてから、前記第１〜第３のステップを実施してもよい。
また、第２のステップは、旋盤を用いる代わりに、ボール盤等に、周方向に１枚のみの切削刃を有する工具を取り付けて行ってもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０      スリーブ
１０ａ    第１のスリーブ
１０ｂ    第２のスリーブ
１１      小径部分
１２      大径部分
１３      フランジ部
１４      シール部
１６      内周面
２０      ガスケット
３０      雌ナット（ナット）
４０      雄ナット（ナット）
５０      チューブ
５１      チャック
５２，５４，５６    工具
５３      ドリル状工具
５５      コレットチャック
５７      工具（中ぐり用バイト）
５７ａ    バイトチップ
５７ｂ    シャンク
５８      工具（特殊リーマ）
５８ａ    切削刃
５８ｂ    軸部分
６０      円筒状素材
６１      円柱状素材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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