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日本でよく使う真空フランジをざっくり解説

日本でよく使う真空フランジをざっくり解説

日本でよく使う真空フランジをざっくり解説

日本でよく使う真空フランジをざっくり解説

真空でよく使われるフランジについてざっくりまとめました。

1. NWフランジ(KF/クイックカップリング)

  • どんな規格? JIS B 8365 と ISO 2861 に載っている、呼び径 NW10, 16, 25, 40, 50 の5サイズが正式ラインナップ。ちなみに NW63 以上は”業界標準”と呼ばれ、メーカーごとに微妙な差があります。
  • 特徴を一言で Oリング+クランプで工具なしスピード着脱。ポンプとチャンバーを気軽につなぐならまずこちら。
  • 使える真空度と耐熱 大気圧~10⁻² Pa (チャンバーサイズやポンプによっては10⁻⁵Paまで使用できる)くらいまで対応。Oリング(たいてい Viton®)の限界でベーキングは 150 ℃程度。
  • 各社寸法について NWフランジは各社寸法ほぼ同じです。Oリングガイド用の溝を部分的に切っているもの(半ざぐり)とすべて切っているタイプ(全ざぐり)の2種類があります。フランジの厚み(テーパーがかかる手前まで)は2.5mmか3mmが多いです。

2. ICFフランジ(CF/UFC)

  • どんな規格? アメリカのVarian社が開発し“ConFlat®(コンフラット)”という登録商標で販売を始めたもので、今では数多くのメーカーから互換性のある製品が供給されています。2020年にISOで規格化されるまで各社独自の寸法で販売していました。すでに従来の独自規格で多くの実績があるため2025年時点はなかなか各社ISO規格に完全準拠できていない印象です。
  • 特徴を一言で ナイフエッジ+金属ガスケットの完全メタルシール。リークを極限まで減らせる一方で、フランジが分厚くて重いのが難点。
  • 使える真空度と耐熱 10⁻⁸ Pa以下 の世界でも問題なし。ベーキングは 450 ℃クラスまで対応します。ただしサイズ ICF54 は「日本 6穴/海外 4穴」のような細かい違いがあるため注意が必要です。
  • 互換性について 各社独自ではありますが、肝となる部分は同じで基本的にどのメーカーの物でも互換性があることは多いです。慎重に進める場合は同じメーカーで揃える方が安全です。

3. JISフランジ(VF型・VG型)

  • どんな規格? 日本独自の JIS B 2290 に載っている Oリング式。溝なしの VF と溝付きの VG をペアで使うのがミソ。
  • 特徴を一言で ボルトでガッチリ留めるけど、Oリングだから繰り返し使えてコスパ良し。
  • 使える真空度と耐熱 大気圧~10⁻⁵ Pa、耐熱 150 ℃くらいまで対応。VFVGの規格には合いませんが中空Oリングなどメタルシールも存在します。
  • メタルガスケットはある? 残念ながらVFVG規格のフランジあうものはありません。しかし中空Oリングなどメタルのシールも世の中には存在するためそれ専用のフランジを作ることで対応できます。
  • 最後に一言 組付けてしまうとVFなのかVGなのか分からなくなります。コスモ品はできるだけ側面にVF、VGの刻印を行うようにしています。

4. ISOフランジ(ISO-K/ISO-F)

  • どんな規格? ISO 1609(国内では JIS B 2290 に相当)。配管径が大きくなると NW では足りないため、こちらを使用します。クランプで締める ISO-K と、ボルトで締める ISO-F の2タイプがあります。
  • 特徴を一言で クロークランプという爪付きクランプが便利。大口径でも省スペースでしっかり固定できます。
  • 使える真空度と耐熱 NW と同じく大気圧~10⁻² Pa (チャンバーサイズやポンプによっては10⁻⁵Paまで使用できる)。Oリングですが耐熱は 150 ℃まで対応です。

どう選ぶ?

ざっくり圧力帯 普段よく選ばれるフランジ
大気圧 ~ 10⁻² Pa NW, ISO, JIS (VF/VG)
10⁻² ~ 10⁻⁵ Pa Oリングで問題ない場合もありますが、金属パッキンの方が無難
10⁻⁵ Pa 以下 ICF 一択(超高真空&高温対応)

ヒント

  • 着脱頻度が高い → NW/ISO で楽をする
  • 大口径チャンバー → ISO-K のクロークランプが省スペース
  • 超高真空・ベーク必須 → ICF で迷わず金属シール
  • 国内メーカーだけで完結したい → JIS VF/VG も候補に

まとめ

  • NW50 までは ISO/JIS規格で正式サイズ。それより大きい NW63 以上はメーカー寸法を要確認。
  • Oリングかメタルシールかで、対応できる真空度もベーキング温度も大きく変わります。
  • 最後は “頻繁に外すのか””温度をどこまで上げたいか” を決めてから選ぶと失敗しません。
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