(57)【要約】【課題】円筒状素材を用いて低コストで容易に制作でき、かつ溶接箇所の内径側の段差が生じにくい、管継手用スリーブの提供。【解決手段】一端部がシール部１４とフランジ部１３を有する継手側端部であり、他端部が溶接用端部１５である、管継手用スリーブ１０であって、前記溶接用端部１５から所定範囲の内周側に拡径部分１７が形成され、該拡径部分１７の内周面は、前記溶接用端部１５の外周面と同軸であり、少なくとも前記溶接用端部１５において所定の内径を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部がシール部とフランジ部を有する継手側端部であり、他端部が溶接用端部である、管継手用スリーブであって、
前記溶接用端部から所定範囲の内周側に拡径部分が形成され、該拡径部分の内周面は、前記溶接用端部の外周面と同軸であり、少なくとも前記溶接用端部において所定の内径を有し、円筒状素材から制作されることを特徴とする、管継手用スリーブ。
【請求項２】
前記拡径部分は、軸方向で一定の内径を有する部分である、請求項１に記載の管継手用スリーブ。
【請求項３】
前記拡径部分は、軸方向で一定の内径を有する部分であり、隅部にＲが形成されている、請求項１に記載の管継手用スリーブ。
【請求項４】
前記拡径部分は、溶接用端部の内周側を面取り加工した部分であり、略４５°のテーパ面を有する、請求項１に記載の管継手用スリーブ。
【請求項５】
前記拡径部分は、溶接用端部の内周側をテーパ加工した部分であり、４５°より小さいテーパ面を有する、請求項１に記載の管継手用スリーブ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの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形成する第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、前記溶接用端部から所定範囲を切削加工して、内周面が前記外周面と同軸で少なくとも前記溶接用端部において所定の内径を有する拡径部分を形成する第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、方法。
【請求項７】
環状のガスケットと、
一端部にフランジ部とシール部を有する管材であって、前記一端部同士が前記ガスケットを挟んで突き当てられた第１及び第２のスリーブと、
前記第１のスリーブに挿通され、一端部の内周面の縮径部分が前記第１のスリーブのフランジ部に係合するとともに他端部の内周面にねじ部を有する雌ナットと、
内周面が前記第２のスリーブに挿通され、内周面の一端部が該第１のスリーブのフランジ部に係合するとともに、外周面に前記雌ナットのねじ部と螺合するねじ部を有する雄ナットと、を含む管継手であって、
前記第１及び第２のスリーブの少なくとも一方が、請求項１〜５のいずれかの管継手用スリーブであることを特徴とする、管継手。
【請求項８】
一端部にフランジ部とシール部を有する管材であるスリーブと、
前記スリーブの前記一端部に当接された環状のガスケットと、
一端部にシール部を有すると共に外周面にねじ部を有し、前記一端部が前記ガスケットを挟んで前記スリーブの一端部に突き当てられた継手ボディと、
前記スリーブに挿通され、一端部の内周面の縮径部分が前記スリーブのフランジ部に係合するとともに、他端部の内周面に前記継手ボディのねじ部に螺合するねじ部を有する雌ナットと、を含む管継手であって、
前記スリーブが、請求項１〜５のいずれかの管継手用スリーブであることを特徴とする、管継手。
【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、スリーブの製造方法及び管継手に関する。
【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、例えば特許文献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のスリーブの前記一端部（継手側端部）同士が、環状のガスケットを介して突き合わされ、第１のスリーブのフランジ部に係合した雌ナットと、第２のスリーブのフランジ部に係合した雄ナット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。
スリーブの他端部（以下、「溶接用端部」ともいう）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）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、旋盤等で切削して形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかし、スリーブを円柱部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。
【０００６】
そこで、円柱部材の代わりに、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形成するので、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り、コストの大幅な改善ができないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、このような課題を解決し、円筒状素材を用いて低コストで容易に制作でき、かつ溶接箇所の内径側の段差が生じにくい、管継手用スリーブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスリーブは、一端部がシール部とフランジ部を有する継手側端部であり、他端部が溶接用端部である、管継手用スリーブであって、
前記溶接用端部から所定範囲の内周側に拡径部分が形成され、該拡径部分の内周面は、前記溶接用端部の外周面と同軸であり、少なくとも前記溶接用端部において所定の内径を有し、円筒状素材から制作されることを特徴とする。
この「所定の内径」とは、内径の呼び径であり、4.4mm、7.4mm、10.3mm、16.57mmなどである。
【０００９】
好適には、前記拡径部分は、軸方向で一定の内径を有する部分である、構成を採用できる。
【００１０】
好適には、前記拡径部分は、軸方向で一定の内径を有する部分であり、隅部にＲが形成されている構成を採用できる。
【００１１】
好適には、前記拡径部分は、溶接用端部の内周側を面取り加工した部分であり、略４５°のテーパ面を有する構成を採用できる。
【００１２】
好適には、前記拡径部分は、溶接用端部の内周側にテーパ加工した部分であり、４５°より小さいテーパ面を有する構成を採用できる。
【００１３】
本発明の管継手用スリーブの製造方法は、上記いずれかの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形成する第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、前記溶接用端部から所定範囲を切削加工して、内周面が前記外周面と同軸で少なくとも前記溶接用端部において所定の内径を有する拡径部分を形成する第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。
【００１４】
本発明の管継手は、環状のガスケットと、
一端部にフランジ部とシール部を有する管材であって、前記一端部同士が前記ガスケットを挟んで突き当てられた第１及び第２のスリーブと、
前記第１のスリーブに挿通され、一端部の内周面の縮径部分が前記第１のスリーブのフランジ部に係合するとともに他端部の内周面にねじ部を有する雌ナットと、
内周面が前記第２のスリーブに挿通され、内周面の一端部が該第１のスリーブのフランジ部に係合するとともに、外周面に前記雌ナットのねじ部と螺合するねじ部を有する雄ナットと、を含む管継手であって、
前記第１及び第２のスリーブの少なくとも一方が、前記いずれかの本発明のスリーブであることを特徴とする。
【００１５】
代替的には、本発明の管継手は、
一端部にフランジ部とシール部を有する管材であるスリーブと、
前記スリーブの前記一端部に当接された環状のガスケットと、
一端部にシール部を有すると共に外周面にねじ部を有し、前記一端部が前記ガスケットを挟んで前記スリーブの一端部に突き当てられた継手ボディと、
前記スリーブに挿通され、一端部の内周面の縮径部分が前記スリーブのフランジ部に係合するとともに、他端部の内周面に前記継手ボディのねじ部に螺合するねじ部を有する雌ナットと、を含む管継手であって、
前記スリーブが、前記いずれかの本発明のスリーブであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スリーブの内周側は、溶接用端部に該溶接用端部の外周側と同軸に形成した拡径部分１７を有する構成を採用したので、円筒状素材を用いてスリーブを形成する場合であっても、外周側と同軸にするための内径側の切削加工は溶接側端部付近のみで済むため、容易に低コストでスリーブを加工できる。
また、溶接用端面において、スリーブの内周と外周が同軸になるので、チューブとの溶接箇所の内周側に段差が生ずることがなく、クリーンな配管が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のスリーブの一例を示す縦断面図。
【図２】本発明のスリーブの溶接側端部を示す拡大断面図であり、（ａ）は内周側を所定長さ拡径した形態、（ｂ）は内周側を所定長さ拡径して隅部にＲをつけた形態、（ｃ）は内周側を面取り加工した形態、（ｄ）は内周側にテーパ加工した形態を示す。
【図３】本発明のスリーブの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は第１のステップ、（ｂ）は第２のステップ、（ｃ）は切断ステップ、（ｄ）は第３のステップを示す。
【図４】本発明の管継手の一例を示す縦断面図。
【図５】本発明の管継手の他の一例を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
図１は、本実施形態のスリーブを示す縦断面図である。
本実施形態のスリーブ１０は、管継手用スリーブで、ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼からなり、円筒状の小径部分１１と、円筒状の大径部分１２と、フランジ部１３と、端部から軸方向に環状に膨出したシール部１４とからなる。
【００１９】
小径部分１１は、溶接用端部１５を有し、後述する溶接するチューブ５０に合わせて様々な内径、外径を有するものが用意されている。
大径部分１２は、継手のナット３０の内周側が擦接する部分で、ナット３０の縮径部分の内径に合わせて規格化された外径を有する。
フランジ部１３は、ナット３０の内周側の縮径部分と係合して軸方向に引き寄せられる部分である。
シール部１４は、スリーブ１０の端部から軸方向に円環状に膨出した形状を有し、後述する継手のメタルガスケット２０に当接してシールする部分である。
【００２０】
ここで、本発明のスリーブ１０は、溶接用端部１５から所定範囲の内周側に拡径部分１７が形成され、該拡径部分では、内周面が外周側と同軸で、少なくとも溶接用端部において所定の内径を有する。本実施形態では、図２（ａ）に拡大して示すように、拡径部分１７は、軸方向で一定の内径を有し、拡径部分１７の内周面は、外周面と同軸で、かつ溶接するチューブ５０の内径と同一になっている。尚、拡径部分１７の終端部に生ずる段差は、面取り等により小さくされている。
これにより、たとえ非拡径部分（１６）の内周が外周に対して偏心していたとしても、スリーブ１０の溶接用端部１５をチューブ５０と外周同士を合わせて溶接すると、溶接用端面（１５）において、内周面同士が一致するので、チューブ５０との溶接箇所の内周側に段差が生ずることがない。
【００２１】
但し、この拡径部分１７の形態はこれに限られず、図２（ｂ）のように内径が一定で終端部の隅部にＲをつけた形態、図２（ｃ）のように内周側を面取り加工した形態、図２（ｄ）のように内周側にテーパ加工した形態、でもよい。
いずれの形態でも、少なくとも溶接用端部１５で外周側と同径・同軸になっていれば、チューブ５０との溶接箇所の内周側に段差が生ずるのを防ぐことができるからである。
【００２２】
次に、本実施形態のスリーブ１０の製造方法を、図３（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が望ましい。
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。
【００２３】
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の小径部分１１、大径部分１２及びフランジ部１３の外周面を形成する第１のステップを行う（図３（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５１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６０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。
【００２４】
次いで、図３（ｂ）に示すように、円筒状素材６０の取り付けを維持した状態で、旋盤の工具を内周切削用工具５３に交換し、内周部１６を溶接用端部１５から所定範囲だけ切削加工して、内周面が前記外周面と同軸で少なくとも前記溶接用端部１５において所定の内径を有する拡径部分１７を形成する第２のステップを行う。
【００２５】
次いで、図３（ｃ）に示すように、円筒状素材６０のチャック５１による取り付けを維持した状態で、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。
【００２６】
次に、図３（ｄ）に示すように、カットした円筒状部材６０の大径部分１２を、コレットチャック５５で掴み、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。
【００２７】
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。
【００２８】
本発明のスリーブは、円筒状素材を用いることができ、外周面との同軸化するために内周面をすべて切削する必要がないので、製作が容易で、工具の損耗も少なく、低コストで形成できる。
【００２９】
次に本発明のスリーブを用いた本発明の管継手について説明する。
図４は、本発明の管継手の一例を示す縦断面図で、２つのスリーブを結合した例である。
この管継手１００は、一端部にフランジ部１３とシール部１４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）１４同士が、環状のガスケット２０を介して突き合てられ、第１のスリーブ１０ａのフランジ部１３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２３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１０ａ，１０ｂを結合し、シールするようになっている。
ここで、第１及び第２のスリーブ１０ａ，１０ｂとして、本発明のスリーブを用いている。
【００３０】
図５は、本発明の管継手の他の一例を示す縦断面図で、スリーブと継手ボディを結合した例である。
この管継手２００は、一端部にフランジ部１３とシール部１４を有する管材であるスリーブ１０と、一端部にシール部を有すると共に外周面にねじ部を有する継手ボディ７０と、環状のガスケット２０と、スリーブのフランジ部に係合するとともに内周ねじを有するナット３０とからなり、ナット３０の内周ねじ部を継手ボディ７０の外周ねじ部に螺合させて締め込むことにより、スリーブ１０の前記一端部がガスケット２０を挟んで継手ボディ７０の前記一端部に押しつけられ、シールされるようになっている。
前記スリーブが、請求項１〜５のいずれかの管継手用スリーブである
ここで、スリーブ１０として、本発明のスリーブを用いている。
【００３１】
図４と図５のいずれの管継手においても、スリーブの溶接側端部の内周側は外周と同軸で、かつ溶接するスリーブの内径と同一になっている。このため、スリーブの溶接用端部をチューブ５０と外径同士を合わせて溶接すると、溶接用端面において、内周面同士が一致するので、チューブ５０との溶接箇所の内周側に段差が生ずることがない。
【００３２】
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、拡径部分１７の形状は、図２（ａ）〜（ｄ）で示した形状に限られず、例えば、図２（ａ）の形状において、拡径部分１７の終端部をテーパ面としてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
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（継手側端部）
１５      溶接用端部
１６      内周部
１７      拡径部分
２０      ガスケット（メタルガスケット）
２３      フランジ部
３０      雌ナット（ナット）
４０      雄ナット
５０      チューブ
５１      チャック
５４      工具
５５      コレットチャック
５６      工具
６０      円筒状素材
７０      継手ボディ
１００    管継手
２００    管継手
【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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