Oリングについて

現在市販されているOリングは、メーカーや使用材料の産地、さらにはロットによって大きく異なる様々な種類があります。Oリングは円形のゴム製のシールで、2つの面の間で圧縮されると、液体や気体の通過を阻止することができます。Oリングは20世紀初頭に初めて使用され、現在でも重要な用途から非重要な用途まで、さまざまな用途で使用されています。この小さなシールは、長年にわたって形も機能もほとんど変わっていませんが、製造に使用される材料は、以前と比較してより複雑になっています。基本的にOリングは、古くからある問題に対する信頼性の高い、簡単な解決策であり続けているのです。

Oリングの仕組み

Oリングは、非常に汎用性が高く、経済的で、信頼性の高い方法として、様々な技術的な問題を解決します。ポンプ、コネクター、シリンダー、バルブ、シールジョイントなど、Oリングを使用することで、気密性を保持させることができるため、漏れや汚染を防止します。

エラストマーをベースとしたOリングは、設計された溝に収められ、2つ以上の部品の間で圧縮され、密封されます。Оリングは、圧力がかかると、Oリングは圧力の弱い方向へ移動し、2つの部品により強く押し付けられ、より密封されます。

Oリングに過剰なストレスを与えないことが重要です。Oリングを正しく密封させるためには、溝をわずかに変形させる必要があり、材料によって変形方法が異なりますが、変形が大きすぎると密封することができなくなります。この変形は、デュロメーターと呼ばれる尺度を用いて測定されます。一般的に、低圧の用途では低デュロメーター、高圧の用途では高デュロメーターのコンパウンドが必要とされます。低デュロメーターのコンパウンドを使用するとOリングが溝から吹き飛ばされ、故障の原因となることがあります。

一般的なOリングの用途と材質

航空宇宙などの高温用途では、極度の熱に耐えながら確実に密封できるOリングが求められます。また、工業用やクリティカルな用途で使用されるOリングには、耐熱性とともに耐圧性が最も必要で、最適なOリングの材料としては、フッ素ゴム、ニトリル、水添ニトリル、シリコーンゴム、ポリアクリレートなどがあり、どの材料を選ぶかは必要とされる特定の動作温度範囲と、その特定の性能ポイントで最も経済的なオプションに依存します。

材質	標準動作温度
ニトリル	-50～120℃ (-58～248°F)
水素化ニトリル	-45～150℃（-49～302°F)
ポリアクリル酸塩	-25～175℃ (-13～347° F)
エチレンプロピレン	-50～135℃ (-58～275°F)
クロロプレン	-40～120℃ (-40～248°F)
ブチルエラストマー	-55～ 205℃ (-67～401°F)
フロロシリコーン	-60～205℃ (-76～401°F)
フロロカーボン	-25～205℃ (-13～401°F)
シリコーン	最大 260℃ (500°F)
ポリウレタン	最大 148℃ (300°F)

航空宇宙用途（燃料キャップガスケット、バルブカバーシール、燃料系Oリングなど）には、極端な温度に耐えられるだけでなく、高い耐薬品性と極端な圧力下で使用できるOリングも必要です。このような特性を持つエラストマーとしては、ニトリル、フロロシリコーン、エチレンプロピレンなどが一般的です。

食品用Oリングは、さらに厳しい基準で製造する必要があります。主な食品用Oリングの材料には、EPDM、フロロカーボン、ニトリル、ネオプレン、シリコーンなどがあります。

代表的なOリングの材質は以下の通りです

ブナN	ブナNはニトリル系エラストマーで、耐摩耗性、耐引裂性に優れ、評価されています。
フロロカーボン	このエラストマーは、紫外線、酸化、オゾン、石油系潤滑油に高い耐性があります。耐熱性（210℃まで）は良好ですが、-15℃以下では破損しやすくなります。
ニトリル（NBR）	最も広く使われているOリングエラストマーの一つで、水、ガソリン、石油系オイル、原油、プロパンなどに対して相応の耐性を発揮します。ニトリル化合物は、ニトリルの含有率によって分類され、1%以下は低ニトリル、32%までは中ニトリル、50%以上は高ニトリルとされています。ニトリルは、高い耐油性を必要とする低温用途に適しています。
シリコーン	シリコーンも広く使われているエラストマーです。オゾン、水、酸、耐候性、耐熱性に優れています。