真空装置や研究開発分野に欠かせない「真空フランジ」。

 Nex’s-K.Cでは、切削から溶接、さらに溶接後の仕上げ切削までを一貫して行うことで、精度の高い真空フランジを短納期で提供しています。一貫体制により手戻りが少なく、納期リスクを最小化。試作から量産まで柔軟に対応できるのも当社の強みです。

さらに、真空フランジだけでなく、真空チャンバーや治具、各種真空部品など真空機器全般にも対応可能。研究開発用途から産業用設備まで、幅広いニーズにお応えします。

また、標準規格品だけでなく、特殊形状や大口径フランジのカスタム設計にも対応。研究機関や半導体製造装置メーカーなど、多様な現場で採用されています。

本記事では、真空フランジの基本から種類、用途別の選び方、設計・製作のポイント、そしてよくあるトラブルと対策までを分かりやすく解説します。

真空フランジとは、真空装置やチャンバー、配管を接続し、内部を気密状態に保つための接続部品です。

 真空環境を安定的に維持するには、非常に高いシール性能が求められます。接続面の仕上げ精度が悪いと、わずかな隙間からリークが発生し、装置性能に大きく影響します。

主なシール方式は以下の2種類です。

• Oリングシール方式：Oリング（ゴムやフッ素樹脂）を圧縮して密封。着脱が容易。
• メタルガスケットシール方式：銅などの金属を変形させて密封。高温・超高真空に対応。

特徴

 ICF（またはCF：ConFlat®）は、”超高真空（UHV：10⁻⁹ Pa台）から極高真空（XHV：10⁻¹² Pa台）”まで対応可能な規格。

 ガスケットに銅を使用し、ナイフエッジで金属を塑性変形させて気密を確保します。

メリット

• 高温ベーク（200℃以上）にも対応可能
• 長期間の真空保持に最適
• 金属シールのため透過や劣化が少ない

デメリット

• 着脱に時間がかかる
• 銅ガスケットは基本的に使い捨て

特徴

 KF（Klein Flange）またはNWフランジは、Oリング＋クランプで接続する小型規格。

 16mm、25mm、40mm、50mmなどのサイズ展開が一般的です。

メリット

• ワンタッチで着脱が可能
• 実験室や研究用途に広く普及
• Oリング交換により繰り返し使用可能

デメリット

• 高温ベーク（約150℃以上）には不向き
• 超高真空領域には対応できない

特徴

• ISO-K：クランプリングで固定するタイプ
• ISO-F：ボルトで固定するタイプ

 いずれも大口径配管（100mm以上）に用いられます。

メリット

• 大型チャンバーや装置に適用可能
• 真空から中真空域で安定して使用可能

デメリット

• 部品点数が多く、取扱いに注意が必要
• Oリング依存のため超高真空には不適

特徴

 日本工業規格（JIS）で定められた国内規格。

• VFフランジ：溝なし
• VGフランジ：溝あり

 基本的に「VG × VF」を組み合わせて使用します。

メリット

• 国内装置に広く使われている
• Oリングで簡便にシール可能

デメリット

• ISO規格との互換性がない
• 海外規格装置との接続にはアダプタが必要

真空フランジは、シール面の平面度・面粗さが規格値内でなければリークを防げません。

溶接により発生する歪みは真空性能に直結します。

 Nex’s-K.Cでは溶接後に仕上げ切削、2次加工を行い、接合面の平滑性を保証することで、長期安定の真空保持を実現しています。

• 標準：SUS304、SUS316L、A5052
• 特殊用途：ハステロイ、インコネル、チタンなど

リークの発生：ガスケット劣化や締め付け不良が原因

→ 定期交換、正しいトルク管理で防止

Oリング寿命：ベークアウトや薬品雰囲気で劣化

→ 予防保全で計画的交換が必要

締め付けムラ：偏荷重による隙間発生

→ 対角線順の増し締めを実施

• ICF、ISO、JISの間には互換性がありません。
• 特にJIS（VF/VG）とISO-KFは見た目が似ていても非互換。
• JIS配管用フランジ（5K/10K）とは完全に別規格。誤用は危険です。