(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベローズ状に溶融圧着成形され、少くとも内面が鏡面のポリテトラフルオロエチレンよりなることを特徴とするベローズまたはベローズを構成する部品。
【請求項２】
厚さ１ｍｍにおける可視光線透過率かつ５０％以上である請求項１に記載のベローズまたはベローズを構成する部品。
【請求項３】
スクリュー形である請求項１または２に記載のベローズまたはベローズを構成する部品。
【請求項４】
以下の（１）〜（３）の工程を、この順序で行うことを特徴とする請求項１又は２記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法；
（１）以下の（ａ）〜（ｄ）のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
（ａ）ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
（ｂ）ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
（ｃ）切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズを構成する部品、または
（ｄ）ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズを構成する部品、
（２）中子と、以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たす金型群とを用い、成形物の溶融温度以上で成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、
（ａ）外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
（ｂ）外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
（ｃ）分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
（ｄ）一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがα＞βを満たす、
（３）前記工程の生成物から中子を抜く工程。
【請求項５】
以下の（１）〜（３）の工程を、この順序で  行うことを特徴とする請求項１又は２記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法；
（１）以下の（ａ）〜（ｄ）のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
（ａ）ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
（ｂ）ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
（ｃ）切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、または
（ｄ）ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、
（２）成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
（３）前記工程の生成物から中子を抜く工程。
【請求項６】
前記中子を抜く工程は、
前記中子に密着された成型物の一端を外側に折り返してフランジ部を形成し、前記成形物を熱膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である請求項４又は５記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項７】
前記中子を抜く工程は、
転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程であることを特徴とする請求項４又は５記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項８】
予備成形物が、モールディングパウダーを出発原料としたものである請求項４又は５記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項９】
以下の（１）〜（５）の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
（１）切削加工若しくはブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製のベローズまたはベローズ部品の両端を鍔返してフランジ部を形成する工程、
（２）以下の（ａ）〜（ｅ）の要件を満たす金型群の内側に、前記工程成形物を置き、軟化温度以上に加熱しながら、前記工程成形物の内側から加圧して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を膨張させる工程、
（ａ）外子金型と後押し用外子金型は、後に設置する中子を中心として、その周りに配置されている、
（ｂ）外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されている、
（ｃ）分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
（ｄ）一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとの間にα＞βを満たす、
（３）一つまたは複数個の山部を持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされた中子を、前記金型群の内側の所定の位置に挿入する工程、
（４）前記成形物をその溶融温度以上に加熱して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を前記金型群により溶融加圧して中子に密着させる工程、
並びに
（５）前記工程の生成物から中子を抜く工程。
【請求項１０】
前記中子を抜く工程は、
前記中子に密着された成形物を熟膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である
ことを特徴とする請求項９記載のベローズ又はベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項１１】
前記工程の生成物から中子を抜く方法は、
転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程であることを特徴とする請求項９記載のベローズ又はベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項１２】
以下の（１）〜（３）の工程を、この順序で行うことを特徴とする請求項１又は２記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
（１）切削加工若しくはブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製のベローズまたはベローズ部品を軟化温度以上に加熱しながら、ベローズの内側から加圧して膨張させ、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を挿入する工程、
（２）前記成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて前記成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
（３）前記工程の生成物から中子を抜く工程。
【請求項１３】
前記中子を抜く工程は、
前記中子に密着された成型物の一端を外側に折り返してフランジ部を形成し、前記成形物を熱膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である請求項１２記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項１４】
前記中子を抜く工程は、
転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程である請求項１２記載のベローズ又はベローズを構成する部品の製造方法
【請求項１５】
前記中子を抜いた後に、ベローズ又はベローズを構生する部品の両端から圧力を加える工程を有する請求項４〜１４のいずれか１項に記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項１６】
溶融圧着後、加圧したまま急冷する工程を含む請求項４〜１５のいずれか１項に記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
【請求項１７】
一つまたは複数個の山部を持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされている中子と、以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たす金型群と、被成形物を加熱するための装置と、金型群と加熱装置を移動させる装置を有する請求項１又は２記載のベローズまたはベロースを構成する部品の製造装置。
（ａ）外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
（ｂ）外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
（ｃ）分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
（ｄ）一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがα＞βを満たす。
【請求項１８】
転写により成形物がベローズまたはベローズ部品となるような表面形状を有するとともに表面が鏡面仕上げされている中子と、被成形物を加熱する装置と、これらに加圧流体を加えるための装置と、加熱装置を移動させる装置を有する請求項１又は２記載のベローズまたはベローズを構成する部品の製造装置。
【請求項１９】
熱膨張で被成形物と中子の間に生じる隙間に加圧流体を加える装置と、中子抜き上げ装置と、フランジ部形成装置と、フランジ部拡張装置よりなる中子抜き装置を有する請求項１７〜１８のいずれか１項に記載のベローズ製造装置。
【請求項２０】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のベローズまたは請求項４〜１６のいずれか１項に記載のベローズの製造方法により得られたベローズを用いた流体圧送機器。
【請求項２１】
非接触型バルブと併用する請求項２０に記載の流体圧送機器。
【請求項２２】
ベローズ状に溶融圧着成形され、少くとも内面が鏡面の溶融状態での流体抵抗が５×１０４〔Ｐ〕（ポイズ）以上の樹脂よりなることを特徴とするベローズまたはベローズを構成する部品。
【請求項２３】
請求項４、５、９、１２のいずれか１項に記載した製造方法で中子を使用し溶融加圧成形を行って中子を急冷することを特徴としたベローズまたはベローズを構成する部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はポリテトラフルオロエチレン（以下、「ポリテトラフルオロエチレン」を「ＰＴＦＥ」と略記する）製ベローズ、その製造方法、その製造装置およびそれを用いた流体圧送機器に関する。
【背景技術】
【０００２】  ベローズは、それが用いられるポンプ系内を循環する液体に耐えられる材質でなければならず、例えば、半導体製造装置のように種々の薬液を用いる分野では、それらすべての薬液に耐えられるような材質となると、ＰＴＦＥ以外考えられない。また、ベローズは屈曲を繰り返すので、耐屈曲性が高い材質でなければならない。この点でもＰＴＦＥは傑出している。しかしながら、ＰＴＦＥの如く極度に流動性の悪い、即ち、溶融粘度の高い高分子溶融物を一般的な成形方法、例えば射出成形法、押出成形法、トランスファー成形法等で、ベローズ状のものを作るのは実際上不可能であった。仮にそのような形状のものが出来たとしても、流動柢抗により流動成形時に出来る成形歪が非常に大きな製品が出来てしまい、繰り返し屈曲性を要求されるベローズには使えないからである。そのため、従来は、丸棒状ブロック体から旋盤などによって機械切削加工によって成形されてきた。この点については例えば、下記特許文献１、下記特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１９３８３６号公報
【特許文献２】実公平８−５４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  かように、ベローズの世界ではＰＴＦＥが材質的には傑出しているのであるが、機械切削加工によって成形されていることにより、以下に述べるように、使用される用途分野にいろいろな問題をもたらしてきた。【０００４】  一つの問題点は例えば、半導体製造装置において発生している。半導体素子の集積度の高まりとともに、微小なゴミ、異物の類のもの（以下、「パーティクル」と呼ぶ）の混在は種々の支障をもたらす。回路の幅より小さい大きさのものであっても、回線の上に付いたパーティクルは、レジスト塗布、現像、エッチング、レジスト剥離などの全ての工程において、生産時の歩留まり低下の大きな原因となるだけでなく、使用時に品質の劣化等の原因となるからである。【０００５】  このようなパーティクルの発生源としてＰＴＦＥから切削加工により製作されたベローズからもたらされるものがあることが本発明者の研究からわかった。この点を詳細に説明すると以下のようになる。機械切削加工の状況を顕微鏡観察するとよくわかることであるが、バイト先端による切削跡溝が形成されると同時に、ＰＴＦＥ独特の曳糸効果も加味された髭状の糸屑や鱗片状切片が無限といってよいほど多数形成される。このうち、髭状の糸屑は「毛羽立ち」とも云われるものであり、糸屑の一端は自由であり、他端が成形物と接続している。また、鱗片状切片は顕微鏡で観察すると、笹くれ立っており、糸屑と同様に一端は自由であり他端が成形物と接続しているものと、他端も成形物に接続しており、その間が成形物と離れているものとがある。糸屑や鱗片状切片は、本来、その切削個所から切り落とされるべきものであるが、切り落とされず、その位置に接続したまま残ったものである。これら糸屑や鱗片状切片はポンプ内の流体の流動に抗してある程度の期間は成形物であるベローズ上に留まっているのであるが、ベローズの振動と流体との衝突で、いつかは流動に抗し切れずにベローズ上から切り離されてパーティクルとなるのである。糸屑や鱗片状切片の大きさは切削加工によるものであるので、かなりの幅があるが、顕微鏡で見えるものの中でその大きいものについていえば、糸屑の太さは１０〜２０μｍ程度であり、糸屑の長さは１００〜８００μｍ程度である。また、鱗片状切片の幅は５μｍ程度であり、切片の長さは２０〜４０μｍ程度である。これらより小さいものはいくらでもある。このようなパーティクルの製品への混入を避けるために吐出側に高価なフィルターを使用しても、それを素通りするパーティクルは存在するのである。【０００６】  もう一つの問題点は、糸屑や鱗片状切片とともに機械切削加工で形成された切削溝跡はパーティクルにはならないが、ポンプ内を超純水が循環する系においては、その水が超純水であるので、微生物の発生源として二次汚染の原因となっていることがわかった。超純水は純水であるが故に殺菌されることがないため、微生物の発生源となるのである。同様に超純水製造ラインのパイプ内側の溝状凹凸も微生物の発生源となるのである。【０００７】  本発明の課題は、上記課題を解決するベローズ、その製造方法、その製造装置およびそれを用いた流体圧送機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は、ベローズ状に溶融加圧成形され、ＰＴＦＥよりなるベローズまたはベローズ部品であるここでＰＴＦＥよりなるベローズとはＰＴＦＥ単独で成形されたベローズのみを指すのではなく、他材との積層構造体であってもよい。しかしながら、好ましいのはＰＴＦＥ単独で成形されたベローズである。【０００９】  また、本発明は、ベローズ状に溶融加圧成形され、少なくとも内面が鏡面のＰＴＦＥよりなるベローズまたはベローズ部品である。【００１０】  ここでいう「鏡面」とは、肉眼で見て凹凸が認められず、光沢を有するものである。好ましくは表面仕上げがＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づいて０．１−Ｓ〜６−Ｓのもの、より好ましくは０．１−Ｓ〜０．８−Ｓで、バフ仕上げ、ラップ仕上げで精密仕上げをした金属金型を使用して、ＰＴＦＥを溶融後圧着してベローズの内側面に転写された状態を意味する。故に、荒さの範囲として１μ以下が期待できる。【００１１】  また、本発明は、厚さ１ｍｍにおける可視光線透過率が５０％以上である前記ベローズまたはベローズ部品である。【００１２】  また、本発明は、スクリュー型である前記ベローズまたはベローズ部品である。【００１３】  また、本発明は、以下の（１）〜（３）の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズ部品の製造方法である；
（１）以下の（ａ）〜（ｄ）のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
（ａ）ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
（ｂ）ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
（ｃ）切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、または
（ｄ）ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、
（２）中子と、以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たす金型群とを用い、成形物の溶融温度以上で成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、
（ａ）外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
（ｂ）外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
（ｃ）分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
（ｄ）一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがα＞βを満たす、
（３）前記工程の生成物から中子を抜く工程。【００１４】  また、本発明は、以下の（１）〜（３）の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズ部品の製造方法である；
（１）以下の（ａ）〜（ｄ）のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
（ａ）ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
（ｂ）ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
（ｃ）切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、または
（ｄ）ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、
（２）成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
（３）前記工程の生成物から中子を抜く工程。【００１５】  また、本発明は、前記中子を抜く工程が、前記中子に密着された成型物の一端を外側に折り返してフランジ部を形成し、前記成形物を熱膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である前記ベローズまたはベローズ部品の製造方法である。【００１６】  また、本発明は、前記中子を抜く工程が、転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程であることを特徴とする前記ベローズまたはベローズ部品の製造方法である。【００１７】  また、本発明は、以下の（１）〜（２）の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズ又はベローズ部品の製造方法である；
（１）ＰＴＦＥを以下の工程で溶融加圧することによりベローズまたはベローズ部品となるような形状に予備成形する工程、及び
（２）予備成形物をその溶融温度以上に加熱して溶融加圧する工程。【００１８】  また、本発明は、予備成形物が、モールディングパウダーを出発原料としたものである前記ベローズまたはベローズ部品の製造方法である。【００１９】  また、本発明は、以下の（１）〜（５）の工程を、この順序で行うことを特徴するベローズまたはベローズ部品の製造方法である；
（１）切削加工若しくはブロー成形されたＰＴＦＥ製のベローズまたはベローズ部品の両端を鍔返してフランジ部を形成する工程、
（２）以下の（ａ）〜（ｅ）の要件を満たす金型群の内側に、前記工程成形物を置き、軟化温度以上に加熱しながら、前記工程成形物の内側から加圧して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を膨張させる工程、
（ａ）外子金型と後押し用外子金型は、後に設置する中子を中心として、その周りに配置されている、
（ｂ）外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されている、
（ｃ）分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
（ｄ）一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとの間にα＞βを満たす、
（３）一つまたは複数個の山部を持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされた中子を、前記金型群の内側の所定の位置に挿入する工程、
（４）前記成形物をその溶融温度以上に加熱して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を前記金型群により溶融加圧して中子に密着させる工程、
並びに
（５）前記工程の生成物から中子を抜く工程。【００２０】  また、本発明は、前記中子を抜く工程が、前記中子に密着された成形物を熟膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程であることを特徴とする前記ベローズ又はベローズ部品の製造方法である。【００２１】  また、本発明は、前記工程の生成物から中子を抜く方法が、転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程であることを特徴とする前記ベローズ又はベローズ部品の製造方法である。【００２２】  また、本発明は、以下の（１）〜（３）の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズ部品の製造方法である；
（１）切削加工若しくはブロー成形されたボリテトラフルオロエチレン製のベローズまたはベローズ部品を軟化温度以上に加熱しながら、ベローズ内側から加圧して膨張させ、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を挿入する工程、
（２）前記成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて前記成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
（３）前記工程の生成物から中子を抜く工程。【００２３】  また、本発明は、前記中子を抜く工程が、前記中子に密着された成型物の一端を外側に折り返してフランジ部を形成し、前記成形物を熱膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である前記ベローズまたはベローズ部品の製造方法である。【００２４】  また、本発明は、前記中子を抜く工程が、転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程である請求項１３記載のベローズ又はベローズ部品の製造方法である。【００２５】  また、本発明は、ベローズまたはベローズ部品の両端から圧力を加える工程が、中子を抜いた後になされる前記ベローズまたはベローズ部品の製造方法である。【００２６】  また、本発明は、前記溶融圧着後、加圧したまま急冷する前記ベローズまたはベローズ部品の製造方法である。【００２７】  また、本発明は、一つまたは複数個の山部を持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされている中子と、以下の（ａ）〜（ｅ）の要件を満たす金型群と、被成形物を加熱するための装置と、金型群と加熱装置を移動させる装置を有するベローズ製造装置である；
（ａ）外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
（ｂ）外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
（ｃ）分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
（ｄ）一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがα＞βを満たす。【００２８】  また、本発明は、転写により成形物がベローズまたはベローズ部品となるような表面形状を有するとともに表面が鏡面仕上げされている中子と、被成形物を加熱する装置と、これらに加圧流体を加えるための装置と、加熱装置を移動させる装置を有するベローズ製造装置である。【００２９】  また、本発明は、前記装置に加えて、急冷装置を有するベローズ製造装置である。【００３０】  また、本発明は前記装置に加えて、熱膨張で被成形物と中子の間に生じる隙間に加圧流体を加える装置と、中子抜き上げ装置と、フランジ部形成装置と、フランジ部拡張装置よりなる中子抜き装置を有するベローズ製造装置である。このような中子抜き装置は、スクリュー型ベローズの場合には必要としないし、ベローズ部品の形状如何によっては必ずしも必要としない場合があるが、中子抜き装置を使わない場合には溶接を何度も必要とするので、前記装置とともに有するベローズ製造装置が好適である。【００３１】  また、本発明は、前記ベローズを用いた流体圧送機器である。【００３２】  また、本発明は、非接触型バルブと併用する前記流体圧送機器である。【００３３】  また、本発明は、ベローズ状に溶融加圧成形され、少なくとも内面が鏡面の溶融状態での流体抵抗が５０万Ｐ（ポイズ）以上の樹脂よりなることを特徴とするベローズまたはベローズ部品である。
【発明の効果】
【００３４】  本発明によるベローズは内面が鏡面であり、切削加工で得られたＰＴＦＥベローズとは異なり、パーティクルの発生原因となる糸屑や鱗片状切片が顕微鏡観察によっても認められないものが得られる。【００３５】  また、本発明によるベローズはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂製ベローズと比較したところ、約１００倍程度の耐久性がある。【００３６】  さらに、本発明において特に溶融加圧成形をした後、急冷することにより得られたベローズは透明性の高いものが得られる。従来、ＰＴＦＥは不透明なものであるという認識であったのに対し、厚さ１ｍｍにおける可視光線透過率が５０％以上（例えば、比重２．１７以下、好ましくは２．１５〜２．１３）のものが得られる。急冷の度合いを高めることによって５５％以上、さらには６０％以上とすることができ、７５％以上の透明度も可能である。当然、内部の透視も可能である。なお、その測定方法はＪＩＳ  Ｋ７１０５に準拠したものである。【００３７】  また、急冷することによって得られた透明性は急冷による微結晶化に起因する。よって結晶化度も低く、低比重となる。例えば透明度７０％であれば比重は２．１３のものも得られた。ベローズの作動特性として最も重要視される特性にフレックスライフ（曲げ寿命）がある。測定はＪＩＳＰ８１１５でＭＩＴ式の耐折強度試験機で行う。ポリテトラフルオロエチレンは曲げ寿命に優れた樹脂である。寿命は折り曲げ回数で表す。同一重合度なら、低結晶化度、低比重が長寿命となる。通常の成形品は１０４〜１０６であるのに対し、本発明によりその１桁〜２桁程度上のものが得られた。【００３８】  本発明成形法によれば、普通型ベローズであろうと、スクリュー型ベローズであろうと成形可能である。スクリュー型ベローズは普通型ベローズと異なり、静止点がないのでポンプ内を流動するものを完全に置換することができる特徴がある。【００３９】  本発明流体圧送機器は、ベローズ由来によるパーティクルの発生のないものが得られ、特に非接触型バルブと併用することにより、パーティクルの発生原因が流体圧送機器からもたらされないものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】  以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて、幾つか説明する。【００４１】  ［予備成形物を成形してベローズを作る方法］
１つの実施形態は、ＰＴＦＥの所謂モールディングパウダーを出発原料として予備成形物を作り、それを基にして、ベローズを作る方法である。予備成形物は公知の方法が適用され、予備成形工程、一次焼成工程を経由して作られる。【００４２】  （予備成形工程）
ＰＴＦＥは溶融粘度が極度に大きく、流動性が乏しいので、予備成形物の形状は、その後の溶融加圧成形で変形が可能であるとともに、溶融加圧成形後の諸工程で容易にベローズまたはベローズ部品にできるような形状が好適に選択される。ベローズにおいては円筒状あるいはビーカー状の予備成形物が好ましい。ここでは円筒状の予備成形物を作る場合について説明する。予備成形は、一口で言えば、液圧成形法の金型を用いた成形である。具体的に言えば、円筒状外部金型と、その円筒状外部金型の両端を塞ぐ上部金型と下部金型で密閉された空間が形成される。その空間内に同心円状に外子金型と、表面を鏡面仕上げした円柱状中子金型とが配置される。外子金型と中子金型との間に設けられた隙間で円筒状予備成形物が形成される。ここで外子金型は、例えば中に液体を入れた袋状のゴム弾性体であり、前述の円筒状外子金型、上部金型及び下部金型との隙間をなくし、密閉することができる。外子金型の内側は滑らかな面で出来ていることが好ましい。また、内子金型も金属製である必要はなく、例えばセラミックスなどでもよい。上部金型を外して前記隙間に振動を与えながら、１００ｋｇ／ｃｍ２程度の予備加圧をしてＰＴＦＥのモールディングパウダーを所定量封入し、外子金型に１００〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２の液圧を加え、いわゆるおこし状のＰＴＦＥの円筒状物を作る。【００４３】  （一次焼成工程）
おこし状ＰＴＦＥ円筒状物を、ＰＴＦＥの溶融温度３２７℃より高く、大きな熱分解の始まらない温度である４２５℃より低い３４０〜４００℃で電気炉またはＮ２等の不活性ガス熱風炉にて１５分間〜１時間焼成する。その際、変形防止にＳＵＳの保持具が有効である。この工程でモールディングパウダー同士が融着して、いわゆるボイドが抜ける。この後、これを冷却する。【００４４】  （Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ；Ｓ．Ｐ．Ｍ方式）
このようにして得られた予備成形物であるＰＴＦＥ円筒状物を、中子と可動な外子金型の間に置いて圧縮成形を行いベローズを得る。圧縮成形する際には不動の中子は形状的には大体において中心軸対称形であればよく、材質は通常、金属、特に弗素、弗酸に耐食性のある金属であり、稀に目的に合わせてセラミックス、高張力カーボン、粘土を焼成したものでもよい。可動である外子金型および後押し用外子金型は複数個の強靭かつ硬質な板状の金属、特に弗素、弗酸に耐食性のある金属で作られ、それらが相互にスライディングしながら、中子との間にあるＰＴＦＥの溶融物に対して全体的に均一な圧力を加えながら加圧圧縮成形を行う。その成形工程の最初と最終では中子を囲んで構成する体積が大から小へと変動する。以下、この成形方法をＳｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ、あるいは略してＳ．Ｐ．Ｍ方式と呼ぶことにする。ベローズは一山ベローズが幾つか繋ぎ合わされたものと見ることができるが、その一山ベローズを幾つか用意して、それより所定長のベローズを製造する方法をまず説明する。【００４５】  図１は一山ベローズの製造を開姶する前の状態を示し、中子１の周りを囲むものを一部切り欠いた斜視図である。図２は図１の上面部分図である。上面図の上部のみを示し、他は対称ゆえに省略した。図１、２に示すように、一つ山部１ｐを持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げを施した一山作り中子１を中心に設置し、その外側に向かって順に、円筒状内側ヒーター２（図２では図示せず）、ＰＴＦＥ製円筒状物３、円筒状外側ヒーター４（図２では図示せず）、中子の中心軸に平行に複数個に分割された可動の外子金型５ａ〜５ｈ、外子金型と同数、同方向に分割された可動の後押し用外子金型６ａ〜６ｈを中子１と同心円状に配している。このうち、外子金型５ａ〜５ｈと後押し用外子金型６ａ〜６ｈはそれぞれ、１つ山部５ａｐ〜５ｈｐ、６ａｐ〜６ｈｐを持ち、また、各外子金型５ａ〜５ｈの分割辺の周辺はいずれも各後押し用外子金型６ａ〜６ｈの分割辺の周辺と重なり合い相互にスライドしながら可動して、溶融圧着成形する際には、複数個に分割された可動の外子金型５ａ〜５ｈ，６ａ〜６ｈが作る円の径を狭めるようになっており、かつ円筒状物３が溶融した際、外子金型５ａ〜５ｈ，６ａ〜６ｈから外に漏出できないように両金型の間にはスライドしても隙間が常にないような擦り合わせ構造になっている。図３は溶融圧着成形後の状態を図２と同方向から見た図であるが、図２と異なり、全体図である。このように、後押し用外子金型６ａ〜６ｈは最終的には外子金型５ａ〜５ｈの外側に移行し、外子金型５ａ〜５ｈだけで成形物の外周を囲む構造になっている。【００４６】  外子金型５ａ〜５ｈと後押し用外子金型６ａ〜６ｈそれぞれは複数個の金型からなるが、その数は多いほど相互のスライドがスムーズにできるのであるが、一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとの間には以下の要件を満たすことが必要である。【００４７】
【数１】
0005574141.tif 000002
【００４８】  例えば、図２に示す場合では、一つの外子金型５ａが作る円弧の中心角αは図から求めると２４°である。βは後押し用外子金型の数が８個であることから、｛３６０−（２４×８）｝／８＝２１°である。よって上述の条件を満たすから、相互のスライドはスムーズに行われる。これに対し、外子金型、後押し用外子金型それぞれの個数が４個の場合には、図示しないが、αは４２°、βは４８°となり、上述の条件を満たさない。【００４９】  さらに、このスライドをスムーズにするために両方の金型の間に耐熱潤滑剤を介在させてもよい。また、成形物に無用な皺状個所の発生を防ぐべく、ＰＴＦＥ製円筒状物３と外子金型５ａ〜５ｈの間にも耐熱滑り剤を介在させてもよい。また、外子金型５ａ〜５ｈと後押し用外子金型６ａ〜６ｈはいずれも、外力を受けて同期しつつそれぞれの作る円の径を狭めるが、その際、後押し用外子金型６ａ〜６ｈだけ押せばよく、外子金型５ａ〜５ｈは後押し用外子金型６ａ〜６ｈ押されていく。なお、外側ヒーター４と内側ヒーター２はその間に挟まれたＰＴＦＥ製円筒状物３を溶融させた後に上方または下方に抜き出すのを可能にするように隙間を有して配されており、通電により加熱されるようになっている。なお、ヒーターは上述のようにいずれも中子１より外側にある、外側ヒーター４と内側ヒーター２の組み合わせではなく、内側ヒーター２が中子１の中に内蔵されたものであってもよい。また強度的に可能であれば、外側ヒーター４を外子金型５ａ〜５ｈの中に内蔵させてもよい。さらに図示されていないが、中子１の中には冷媒を循環させて成形物を急冷できるような冷却装置がある。【００５０】  このような装置を用いて以下のようにして製造される。まず、通電によりヒークー２、４を加熟し、ＰＴＦＥ製円筒状物３はその形状を保ちつつ熱分解しなく且つ溶融する温度である３７５〜４５０℃にする。次いで、ヒーター２、４を抜き出し、後押し用外子金型６ａ〜６ｈを介して外側より油圧または機械力による押し込み装置（図示せず）によって、外子金型５ａ〜５ｈそれぞれに対し中心に向かって等しく、１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、好ましくは２０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、特に好ましくは５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上の外力７が加えられる。この外力７により、後押し用外子金型６ａ〜６ｈそれぞれは中子１に向かって同心円を保ちながら絞り込まれるように等速で外子金型５ａ〜５ｈの囲む円を狭めていく。このとき、後押し用外子金型６ａ〜６ｈによって両辺を押さえつけられている外子金型５ａ〜５ｈは金型の外から見ると両辺の後押し用外子金型６ａ〜６ｈにスライドしながらその両辺の後押し用外子金型６ａ〜６ｈの後ろに隠れていく。この過程でＰＴＦＥ製円筒状物３は中子１と外子金型５ａ〜５ｈの間で溶融加圧され圧縮成形される。圧縮成形された後は、中子１内に冷媒を循環させて中子の表面温度を３００℃以下、好ましくは２００℃以下、特に好ましくは１５０℃以下にして成形物を加圧したまま急冷させる。このような急冷で透明性の高いものが得られる。【００５１】  （ベローズの鍔返し工程）
ＰＴＦＥ製円筒状物３は上記により圧縮成形されて一山ベローズ原体となるも、中子１に巻きついた状態にある。図４ａ、図４ｂ、図４ｃ、図４ｄは一山ベローズ原体８から中子１を抜くためにフランジ部を作る過程を示す説明図であり、図４ａより順に図４ｂ、図４ｃ、図４ｄと進むことを示す。まず一山ベローズ原体８の上部を２２０〜２５０℃に加熱し熱膨張により中子１より剥離させ、ベローズ原体８の先端部８ａと中子１との隙間に、鍔返し一段目用押し付け金属フランジ９の先端部９ａを差し込む（図４ａ）。次いで、鍔返し一段目用押し付け金属フランジ９を下方に移動することで、少々鍔返ったフランジ部８ｂを有するベローズ原体８を得る（図４ｂ）。鍔返し一段目用押し付け金属フランジ９の下方への移行は回転支柱１０の周りを回転取手１１にて押し込み用円盤状平板１２を回転させながら、押し込み用ボルト１３を介して遂行される。さらに鍔返しを進行させるべく、鍔返し一段日用押し付け金属フランジ９に代えて鍔返し二段目用押し付け金属フランジ１４と差し替え、さらに鍔返しの成形を進めるべく、回転取手１１を回転させることで鍔返しがさらに進行して鍔返し８ｃ（図４ｃ）となり、さらに回転取手１１を回転させることで、完全に鍔返ったフランジ部８ｄを有する、一山ベローズ原体８を得る（図４ｄ）。同様の操作を一山ベローズ原体８の下部にも施すことで、上下にフランジ部８ｄを有する原体８が得られる。図５はその縦断面図である。また、一山の代わりに数山ベローズを得ることも同様に可能である。さらに今までは円筒状物を予備成形物とする場合について説明してきたが、ビーカー状のものを用いてフランジ部をビーカー上部に作ることも同様にしてできる。【００５２】  （ベローズ扁肉調整工程）
ベローズの肉厚に斑があると、薄い個所からベローズの使用内圧によって膨れなどの変形を起こし、ベローズの破壊の原因となる。またベローズの屈伸作動中に厚さ斑が変形の原因となるので、厚さ斑は±５％以内にする。そこで中子にベローズが巻き付いている段階で中子を倣いとして旋盤にて外側を機械切削して厚さ斑の調整を行うのが好適である。外側に切削屑の付着、切削跡があってもこの段階での扁肉調整はベローズの使用上大きな不都合とはならない。【００５３】  （中子抜き工程）
図６は中子抜き工程を説明するための中子抜き装置の縦断面図である。本図はＰＴＦＥの予備成形物の形状がビーカー状のものから五山のベローズ原体２１を作り、ビーカーの広口部分にフランジ部をつくったものについて中子抜きする場合である。中子抜き装置は大別すると、図の上部に示す、気密性をもった中子抜き上げ用耐圧容器２２と、図の下部に示す、中子抜き装置支持部２３がある。中子抜き上げ用耐圧容器２２は一体の筒状物で、上部Ｏリング２４と下部Ｏリング２５によって内部の気密性が保持され、支持部材２６により位置決めがされる。五山のベローズ原体２１が中子２７に圧着されたままの状態で、そのフランジ部２１ｃが中子抜き上げ用耐圧容器２２と中子抜き装置支持部２３の間に保持される。中子２７の上端には中子抜き上げ棒２８が固定されている。また、中子抜き上げ用耐圧容器２２にはＮ２などの不活性なガス体によって容器２２の内圧を上げる内圧加圧装置が内圧加圧導入口２９を介して接続されている。フランジ部２１ｃにはフランジ部拡張装置３０が付けられている。この装置３０の内部には油圧によって作動する爪状チャック部３１があり、これによってＰＴＦＥフランジ部を拡張すべく遠心方向の外力３２によってＰＴＦＥフランジ部は遠心方向に拡張される。【００５４】  このような装置を用いて中子抜き工程は以下のようにしてなされる。まずベローズ原体２１を２００℃程度に均一に加熱する。ＰＴＦＥの熱膨張係数は２０×１０−５／℃であるからベローズ原体２１は中子２７から完全に剥離する。その後内圧加圧導入口２９より内圧を、例えば５ｋｇｆ／ｃｍ２にすれば、ベローズの山部の直径が８０φ、谷部の直径が６０φ、肉厚４ｍｍの場合、フープテンション力により平均値７０φが約１００φと拡張され、中子２７と一体となっていたベローズ原体２１は中子２７に妨げられずに抜ける大きさとなった膨張ベローズ原体３３となる。フランジ部２１ｃに対しては遠心方向の外力３２、例えばフランジ部２１ｃの円周長１ｃｍ当たり１１ｋｇｆ以上により拡張されることで、中子２７はスムーズに中子抜き上げ力３４によって抜き上げられる。ベローズ原体２１が円筒状物の場合は下部にもフランジ部をつくり、そこにもフランジ部拡張装置を付けて同様に行なえばよい。上記により五山を有するベローズが得られた。この山の数は任意に選べるので、このような山の数だけでも十分な場合が多いが、それでも不十分な場合には以下に述べるような溶接工程がなされる。溶接はＰＴＦＥの公知の方法でなされる。溶接によりつくられたフランジ部に軽金属またはＰＴＦＥ以外のエンプラ等によるバックアップ部材の装着をしてもよい。この後はアニーリングがなされるが、アニーリングも公知の方法でなされ、温度は通常、２３０〜２９０℃でなされる。図７は一山ベローズ原体から溶接により三山ベローズとした縦断面図である。【００５５】  以上では予備成形物の形状が山を幾つか有する円筒状あるいはビーカー状のベローズの場合を示したが、予備成形物の形状はこのような形状に限定されない。例えば、予備成形物として、ベローズほどの曲率ではなく、緩やかな波状の表面を有する円筒状物を作り、Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ法により少なくとも内面が鏡面を有する溶融成形物を作り、その後でその両端から圧力を加えて、成形物を圧縮させてベローズまたはベローズ部品を作ってもよい。ベローズの場合は、中子抜きの後に、このような操作を行う。また、ベローズ部品の場合は圧縮後、溶接してもよいし、逆に溶接してから圧縮してもよい。その際、加熱してやるのが好ましい。また、一度に圧縮させると加圧の仕方によっては割れてしまうこともあるので、緩やかな加圧にするとか、あるいは多段階の加圧とするのが好ましい方法である。この変形例の場合には中子抜きが簡単である。予備成形物がこのような緩やかな波状の表面を有する円筒状物、ビーカー状物をも包含する意味で、それぞれ、「略円筒状」、「略ビーカー状」と本発明では呼ぶことにする。また、予備成形物の形状としてはＰＴＦＥ平板にベローズ開口径に相当する穴を空けた環状のものでもよい。図８はこれから一山ベローズの山の頂上で分断されたようなものを作る過程を示す説明図であり、（ａ）は予備成形物を溶融プレス成形した後の横断面図である。それを鍔返しした後の横断面図が（ｂ）であり、それを溶接した後の横断面図が（ｃ）である。この場合には溶接する箇所が多くなるという欠点があるが、Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ用の金型を用意する必要もないし、中子金型を抜くための装置がなくても済むという長所もある。また、この方法はベローズに限らず、ダイヤフラムポンプのダイヤフラムの製作にも応用できる。また、（ａ）は中心軸に対しベローズ開口面が垂直であるのに対し、（ａ´）に示すように、中心軸に対し、ベローズ開口面を斜めに形成し、それに隣接して溶接されるべきものをその傾斜角度に合わせて成形し、逐次溶接していくことで、従来存在しなかったスクリュー型ベローズが得られる。【００５６】  （Ｅｑｕａｌｉｚｅｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ；スクリュー型ベローズの製造方法）
さらに、別の変形例を示す。予備成形物を作ってから行うという点では共通するが、前述のＳｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇを用いない別な方法である。それはスクリュー型ベローズの別な製造方法でもある。スクリュー型ベローズを得るのには、前述の方法でも可能であるが、この方法の方がより容易である。図９はスクリュー型ベローズをつくる金型装置に予備成形物を挿入した際の縦断面図である。中子１０１の表面は、成形物の溶融加圧成形することでスクリュー型ベローズまたはその部品を形成するような形状をしている。中子１０１の外側には円筒状のＰＴＦＥの予備成形物１０２が配置される。中子１０１の上下両方には押さえヘッダー１０３がある。押さえヘッダー１０３は円筒状の予備成形物１０２の位置ホルダー１０４を押さえつけている。位置ホルダー１０４はリング状の形をしており、圧力を封止する作用もしている。位置ホルダー１０４には油圧または機械力により出入する断面舌状の耐熱ラバーよりなる圧力封止部１０４ａが付いている。図９に示した状態は圧力封止部１０４ａの舌状部が引き込まれている状態を示している。図の二点鎖線は舌状部によって圧力が封止され、位置決めされた状態を示す。中子１０１は支持台１０６上に設置され、同心的に円筒状の内側ヒーター１０７、円筒状の予備成形物１０２、円筒状の外側ヒーター１０８それぞれは２〜５ｍｍの間を取って配置する。さらに両ヒーター１０７、１０８には引き上げ棒１０９が付けられている。また、円筒状予備成形物１０２に対し、その中心軸に向かう方向に流体圧を加えるための装置が円筒状予備成形物１０２の外周に配置されている。すなわち、流体の導入弁部１１０より導入された加圧流体により、円筒状予備成形物１０２の外周を囲むように配置された二重円筒１１１の内管より予備成形物１０２の外周に対し、中心軸方向に向かって均等に流体圧が加わるように多数の流体導入穴１１２が付いている。二重円筒１１１の上下には、中子に附した位置ホルダー１０４と同様に位置ホルダー１０５が付いている。位置ホルダー１０５には位置ホルダー１０４の圧力封止部１０４ａと同様、油圧または機械力により出入する断面舌状の耐熱ラパーよりなる圧力封止部１０５ａが付いており、舌状部は引き込んだ状態で支持台１０６上に設置されている。また、位置ホルダー１０４、１０５の舌状圧力封止部１０４ａ、１０５ａの近傍には両ヒーター１０７、１０８の発熱源はないようにする。そのようにすることで、舌状圧力封止部１０４ａ、１０５ａがＰＴＦＥ予備成形物１０２に接しても焼損は生じない。また、図示していないが、予備成形物１０２の自立のためには上部より吊り上げるとか、円筒状予備成形物１０２の内に少々の加圧をするなどの補助的な手段を取ることができる。また、予備成形物１０２の外側に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）を付着させて、流体の圧力をより一層均一にするようにする場合もある。加圧流体としては例えば窒素ガスなどの気体、有機熱媒体などで粘度の低い液体などが好ましく用いられる。流体温度は５０〜３００℃が選択されるので、加熱装置が必要な場合もある。圧力は１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２が��常採用される。なお、Ｓ．Ｐ．Ｍ法と同様、ヒーターは上述のようにいずれも中子１より外側にある、外側ヒーター１０８と内側ヒーター１０７の組み合わせではなく、内側ヒーターが中子１の中に内蔵されたものであってもよい。また、成形物を溶融加圧した後の冷却のための装置は通常中子の中に内蔵される。【００５７】  このような装置を用いて、以下のようにして製造される。内外円筒状ヒーター１０７、１０８に通電して予備成形物１０２の表面温度を３７５〜４５０℃に保持して予備成形物を溶融させる。予備成形物の厚さが５ｍｍ程度の場合には、加熱に要する時聞は５〜３０分である。予備成形物１０２を溶融後、内外ヒーター１０７、１０８は引き上げ棒１０９により上方に引き抜かれる。次に位置ホルダー１０４、１０５の舌状圧力封止部１０４ａ、１０５ａに油圧または前進機械力１１３を予備成形物１０２の内外より加えて、予備成形物１０２を間にして位置のホールドと圧力封止を完全に行った後、圧力流体導入弁部１１０を急速に開口し、例えば１００℃程度の窒素ガスにより１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、好ましくは２０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、特に好ましくは５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力で二重円筒１１１内を急激に満たす。所要時間は１〜２０秒、長くても６０秒である。このとき、中子の表面は３００℃以下、好ましくは１５０℃以下に保持する。その結果、予備成形物１０２は中子１０１に巻き付いてスクリュー型ベローズ原体１１４（二点鎖線）となる。スクリュー型ベローズ状をした中子の場合には、中子を冷やし、回転することで簡単に中子抜きすることができる。この中子を軸対称の普通型ベローズにすれば、普通型ベローズを得ることもできる。この場合は中子抜きはスクリュー型と同様にはできないので、前述した鍔返しをするなどして行なった方法による点で若干異なるが、外子金型を用いずに、流体圧を用いるところまでは共通である。この方式を以下、Ｅｑｕａｌｉｚｅｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ（Ｅ．Ｐ．Ｍ法とも略記する）と呼ぶことにする。【００５８】  （Ｅｑｕａｌｉｚｅｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇの変形例）
また、Ｅ．Ｐ．Ｍ法で作られるものはスクリュー型ベローズに限られるのではなく、通常のベローズにも適用できる。この場合には、中子抜きはＳ．Ｐ．Ｍ法と同様になされる。また、ベローズではないが、種々の形状のもの、例えば球状成形物も可能である。その場合、中子は焼いた粘土とかセラミックスで作られた球状物とし、そのまま中子を抜かずに使用するとか、成形物が不完全球状物である場合には、球状に蓋われていないところから中子を壊して取り出す。これにより種々の造形物を得ることができる。【００５９】  ［予備成形物の代わりとして、切削加工若しくはブロー成形されたＰＴＦＥ製ベローズを用いて本発明ベローズを作る方法］
（スクリュー型ベローズのさらに別な製造方法など）
さらに別の変形例を示す。旋盤による切削加工によって製作されたベローズを用いて、Ｓ．Ｐ．Ｍ法により本発明ベローズを作るものである。図１０はそのような場合における本発明ベローズを作るための装置の縦断面図である。旋盤による切削加工によって製作された五山ベローズ２０１が下部全支え台２０２上に設置されている。五山ベローズ２０１には中子抜き工程で必要となるフランジ部２０１ａ、２０１ｂが両端に形成されている。また中子抜き装置支持部２０３も下部全支え台２０２上に設置されており、その上に中子抜き上げ耐圧容器２０４が設置されている。中子抜き上げ耐圧容器２０４は支持部材２０５により支持されている。初期段階では、五山ベローズ中子２０６は中子抜き上げ棒２０７により図の二点鎖線の位置に抜き上げられている。また、円筒状ヒーター２０８も引き上げ棒２０９により引き上げられている。中子抜き上げ耐圧容器２０４はその上下をＯリング２１０、２１１により、また五山ベローズ２０１は下部全支え台２０２のＯリング２１２によって所定の圧力下で保持される。また、五山作り用Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ外子金型と五山作り用Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ後押し用外子金型２１３も駆動装置（図示せず）とともに下部全支え台２０２上にセットされている。また、フランジ部拡張装置２１４がフランジ部２０１ａ、２０１ｂに対応する位置に設置されている。フランジ部拡張装置２１４は油圧作動の爪状チャック部２１５によってフランジ部２０１ａ、２０１ｂにしっかり喰い込んでいる。【００６０】  このような装置において熱風または外部電熱等により、旋盤による切削加工によって製作された五山ベローズ２０１を２００℃程度に均一に熱する。その後、内圧加圧導入口２１６より５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の内圧を加える。それと同時にフランジ部拡張装置２１４に遠心方向の外力２１７を加える。その大きさはフランジ部の肉厚が４ｍｍ、幅が４０ｍｍの場合にはフランジ部円周長１ｃｍ当たり１１〜１３ｋｇｆ程度である。その結果、切削加工によって製作された五山ベローズ２０１は大体均一に膨張して、五山作り用Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ外子金型と五山作り用Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ後押し用外子金型２１３の内面に密着される（図に二点鎖線で示した２０１ｃ）。この過程における加熱は外子金型にまで膨張させるためだけであり、樹脂を柔らかくする程度で十分である。但し、成形物の大きさ、形状から溶融させてもＰＴＦＥの極度に大きい溶融粘度であることから次の工程までの間に流動の心配がない場合には溶融させてもよい。次に中子２０６を下部全支え台２０２上に設置するとともに、円筒状ヒーター２０８を下げて、切削加工によって製作された五山ベローズ２０１と中子２０６の間に設置する。次いで、円筒状ヒーター２０８に通電して３７５〜４２５℃に保持する。それにより、切削加工によって製作された五山ベローズ２０１の内側は完全に溶融される。所要時間は５〜３０分である。次に円筒状ヒーター２０８を、引き上げ捧２０９により引き上げ、五山作り用Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ外子金型と五山作り用Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ後押し用外子金型２１３を中心に向かって前進させ、切削加工によって製作された五山ベローズ２０１を加圧し、溶融加圧成形する。この後は冒頭に挙げた例と同様に行うことで、本発明ベローズが得られる。同様にして、ブロー成形によって製作されたベローズを予備成形物としても本発明ベローズを作ることができることは明らかである。また通常のベローズでなく、スクリュー型ベローズにも適用できる。この場合には中子抜きは前述と同様に、中子の回転だけで抜くこともできる。さらに上述のようなＳ．Ｐ．Ｍ法を用いる代わりに、Ｅ．Ｐ．Ｍ法でも同様にできる。Ｓ．Ｐ．Ｍ法にせよ、Ｅ．Ｐ．Ｍ法にせよ、いずれもあたかも衣類をアイロン掛けするに似るが、それ以上に表面を鏡面に仕上げ、毛羽立ちをなくすという効果をもたらすものである。当然ながら、一山ずつのアイロン掛け等も可能である。【００６１】  （変形例）
さらに別の変形例を示す。今まで述べてきたものは、溶融加圧成形された形状がベローズまたはベローズ部品であったが、その形状が、ベローズほどの曲率ではなく、緩やかな波状の表面を有するベローズ状のものを作り、その後で、その両端から圧力を加えて、成形物を圧縮させてベローズまたはベローズ部品を作ってもよい。したがって、先に述べた製造方法において、溶融加圧成形物の形状は、ベローズまたはベローズ部品だけでなく、これよりも緩やかな波状のものをも包含する。【００６２】  （変形例２）
本発明の方法は、上述したＰＴＦＥの成形のみならず、高流動抵抗、具体的には、流体抵抗が５０万Ｐ（ポイズ）以上、より好ましくは１００万Ｐ（ポイズ）以上の樹脂、例えば熱硬化性樹脂に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】  半導体製造装置において用いられる本発明ベローズはパーティクルを発生させない点で極めて有用である。このほか、この他ナノテクノロジーに用いられるＰＴＦＥベローズにも広く好適に用いられ得る。【００６４】  また、本発明ベローズは透明性が高いので種々の薬品を流すベローズに用い、外から内部の異物とか、内部での気泡発生等の異常反応を知ることができる。【００６５】  また、本発明ベローズは超純水製造ラインとか、超純水を用いる系に好適に用いられる。【００６６】  さらに、液晶表示面体のセルギャップは例えば１５００ｎｍの場合、その１／１０程度のパーティクルの存在でも配向不良部分、いわれる“くすみ”の原因となるといわれているが、本発明ベローズを用いれば、そのようなパーティクルが発生しないので、パーティクルに起因するくすみのない液晶表示面体が得られる。また、有機ＥＬの表示面体にも使える可能性がある。【００６７】  また、燃料電池の燃料である液化天然ガス中におけるパーティクルの存在はプロセス全体の故障の原因または電池触媒上の汚点となるといわれているが、本発明ベローズを用いればパーティクルの発生がないので、故障の少ない燃料電池を提供する。【００６８】  また、既製品を使ってもよいし、特別用意したものを予備成形物にしてもよく、自由度が高い。とくに後者であれば、金属イオンなどの混入も避けることができ、より好ましいものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一山ベローズの溶融圧縮成形物を作る装置に円筒状の予備成形物を挿入した状態を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】図１の上面部分図（ヒーターは図示せず）である。
【図３】一山ベローズの溶融圧縮成形物を作った後の状態を図２と同方向から見た上面全体図である。
【図４ａ】一山ベローズ原体から中子を抜くために必要なフランジ部を作る過程を示す説明図における最初の段階のもの（縦断面上部部分図）である。
【図４ｂ】一山ベローズ原体から中子を抜くために必要なフランジ部を作る過程を示す説明図における、図４ａをより進行させたものである。
【図４ｃ】一山ベローズ原体から中子を抜くために必要なフランジ部を作る過程を示す説明図において、図４ｂの鍔返し一段目用押し付け金属フランジを鍔返し二段目用押し付け金属フランジと差し替え、さらに鍔返しを進行させたものである。
【図４ｄ】一山ベローズ原体から中子を抜くために必要なフランジ部を作る過程を示す説明図において、図４ｃを更に進行させて鍔返しを完成させたものである。
【図５】フランジを上下に作成した後の一山ベローズ原体の縦断面図である。
【図６】中子抜き装置縦断面図である。
【図７】一山ベローズを溶接して三山ベローズとした後の縦断面図である。
【図８】ＰＴＦＥ平板にベローズ開口経に相当する穴を空けた環状のものを予備成形物として、一山ベローズの山の頂上で分断されたものを作る過程を示す説明図であり、（ａ）は予備成形物を溶融プレス成形した後の横断面図、（ｂ）はそれを鍔返しした横断面図、（ｃ）は溶接後の横断面図であり、（ａ´）はスクリュー型ベローズを作る場合の予備成形物の溶融プレス成型した後の横断面図である。
【図９】スクリュー型ベローズをつくる金型装置の縦断面図である。
【図１０】旋盤による切削加工によって製作されたベローズを用いたときの成形装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７０】１・・・一山作り中子、
１ｐ・・・中子の１の山部、
２・・・円筒状内側ヒーター、
３・・・ＰＴＦＥ製円筒状物、
４・・・円筒状外側ヒーター、
５ａ〜５ｈ・・・外子金型、
５ａｐ〜５ｈｐ・・・外子金型の山部、
６ａ〜６ｈ・・・後押し用外子金型、
６ａｐ〜６ｈｐ・・・後押し用外子金型の山部、
８・・・一山ベローズ原体、
８ｄ・・・完全に鍔返った一山ベローズ原体８、
２９・・・内圧加圧導入口、
３０・・・フランジ部拡張装置、
１０１・・・中子、
１０２・・・予備成形物、
１１０・・・圧力流体導入弁部、
２０１・・・五山ベローズ、
２１４・・・フランジ部拡張装置、
２１６・・・内圧加圧導入口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
0005574141.tif 000008
【図４ｄ】
0005574141.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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