O リングは、油圧、空圧部品およびシステム機器に使用される最も一般的なシールであり、さまざまなシール場面で広く使用されています。
O リングは、シール要素としてだけでなく、油圧スライド シールやダスト リングに力を加える要素としても使用できます。指定された温度、圧力、さまざまな液体および気体の媒体下で、これらの製品は静止状態または移動状態でシールとして機能します。産業分野では、修理やメンテナンス用の単一のシールであっても、航空宇宙産業、自動車産業、一般産業などの用途であっても、O リングはほぼあらゆる場所にあると言えます。
製品の特徴と用途:
O リングには多くの利点があります。
(1) 静的シール、動的シールなど多様なシール形態に適します。
(2) 回転運動、軸方向の往復運動、複合運動など多彩な運動モードに対応します。
(3) 油、水、ガス、化学媒体、その他の混合媒体など、さまざまなシール媒体に適しています。
(4) 断面構造が極めてシンプルで、セルフシール効果があり、確実なシール性能を有し、コンパクトな構造で組立・分解が容易です。
(5) 材質の種類が多い。
(6) 低コスト。
(7) 動摩擦抵抗が比較的小さい。
O リング規格のリストを以下の表に示します。
| 表1-1 Oリング規格一覧 | |||||||
| 標準 | Oリング断面径d2 |
 |
|||||
| アメリカ規格 AS 568 英国規格 BS 1516 |
1.7 8 |
2.62 | 3.53 | 5.33 | 6.99 | - | |
| 日本規格 JIS B 2401 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.4 | |
| 国際規格 IS0 3601/1 German Standard DIN 3771/1 中国規格 GB 3452.1 | 1.8 | 2.65 | 3.55 | 5.30 | 7.00 | - | |
| 中国規格GB1235 | 1.9 | 2.4 | 3.1 | 3.5 | 5.7 | 8.6 | |
| 推奨されるメトリック サイズ | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | |
| 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 7.0 | ||
| 8.0 | 10.0 | 12.0 | - | - | - | ||
| アメリカ規格 AS 568 (900シリーズ) |
1.0 2 |
1.42 | 1.63 | 1.83 | 1.98 | 2.08 | |
|
2.2 1 |
2.46 | 2.95 | 3.00 | - | - | ||
シール機構
O リングは自動双方向シール要素です。取り付け中、その半径方向および軸方向の予圧縮によって O リング自体の初期シール能力が決まり、システム圧力の増加とともに増加します。
(1) 非圧縮状態
(2) 圧力を加えずに圧縮した状態
(3) 圧力
パフォーマンスパラメータ
表 1-2 O リングの性能パラメータ
| 標準 | 静的シール | ダイナミックシール |
| 仕事のプレッシャー | 止め輪なしの場合、最大値は 20MPa に達します。 止め輪を使用すると、最大 40MPa に達します。 特殊止め輪により最高200MPaに達します | 止め輪なしの場合、最大圧力は5MPaに達します。止め輪付き、高圧 |
| スピード | 往復0.5m/s以下、回転2m/s以下 | |
| 温度 | 一般行事：-30～+110、特別行事：-60～+250、ローテーション行事：-30～+80 | |
| 中くらい | (材料特性表) を参照してください。 | |
Oリングの選択
1. 作動媒体と作動条件
Oリングの材質を選択する際には、作動媒体との適合性を第一に考え、シール部の圧力、温度、連続使用時間、作動サイクルなどの使用条件も考慮する必要があります。回転環境で使用する場合は摩擦熱による温度上昇を考慮する必要があります。シーリング材が異なれば、物理的および化学的特性も異なります。詳細については、「材料特性表」を参照してください。
2. シールの種類と取付溝サイズ
(1) シール形態に応じて、静的シール（隣接する面間で相対運動を伴わないシール）と動的シール（シール部間で往復運動を伴うシール）に分けられます。
(2) シールの目的に応じて、ホールシール、シャフトシール、ロータリーシールに分けられます。
(3) 設置形態により、アキシャル設置（設置後に断面が軸方向に変形する）とラジアル設置（設置後に断面が半径方向に変形する）に分けられます。
①アキシアルスタティックシール
表1-3 アキシアルスタティックシール取り付け溝寸法
| Oリング線径d2 | 溝深さ W+0.05 | 溝幅 L+0.25 | Oリング線径d2 | 溝深さ W+0.05 | 溝幅 L+0.25 | Oリング線径d2 | 溝深さ W+0.05 | 溝幅 L+0.25 |
| 1 | 0.7 | 1.4 | 2.7 | 2.1 | 3.8 | 5.7 | 4.6 | 7.6 |
| 1.2 | 0.9 | 1.6 | 2.8 | 2.1 | 4 | 6 | 4.8 | 8.1 |
| 1.25 | 0.9 | 1.7 | 3 | 2.3 | 4.1 | 6.5 | 5.3 | 8.6 |
| 1.3 | 1 | 1.7 | 3.1 | 2.4 | 4.2 | 6.99 | 5.7 | 9.7 |
| 1.5 | 1.1 | 2.1 | 3.5 | 2.7 | 4.8 | 7 | 5.7 | 9.7 |
| 1.6 | 1.2 | 2.2 | 3.53 | 2.7 | 4.9 | 7.5 | 6.2 | 10.1 |
| 1.78 | 1.3 | 2.5 | 3.55 | 2.7 | 5 | 8 | 6.6 | 10.7 |
| 1.8 | 1.3 | 2.6 | 3.6 | 2.8 | 5.1 | 8.4 | 7.1 | 11.1 |
| 1.9 | 1.4 | 2.7 | 3.7 | 2.9 | 5.2 | 8.5 | 7.2 | 11.3 |
| 2 | 1.5 | 2.8 | 4 | 3.1 | 5.5 | 9 | 7.6 | 12 |
| 2.2 | 1.6 | 3.1 | 4.3 | 3.3 | 5.9 | 9.5 | 8.1 | 12.5 |
| 2.4 | 1.8 | 3.3 | 4.5 | 3.5 | 6.1 | 10 | 8.5 | 13.6 |
| 2.5 | 1.9 | 3.5 | 5 | 4 | 6.7 | 10.5 | 8.9 | 14 |
| 2.6 | 2 | 3.6 | 5.3 | 4.2 | 7.2 | 11 | 9.4 | 14.7 |
| 2.62 | 2 | 3.7 | 5.33 | 4.2 | 7.3 | 12 | 10.4 | 15.7 |
| 2.65 | 2 | 3.8 | 5.5 | 4.5 | 7.4 | 15 | 13.2 | 19.4 |
②ラジアル静電シール
ラジアルホールシール：シャフトに取付溝があり、Oリングの内径は溝底径dと同等か若干小さい。
ラジアルシャフトシール：穴に取り付け溝があり、Oリングの内径とシールシャフトの直径dが可能な限り近くなります。
| 表1-4 ラジアル静電シール取付溝の寸法 | |||||||||||
| Oリング線径 d2 | 溝深さ W+0.05 | 溝幅 L±0.25 | C | Oリング線径 d2 | 溝深さ W+0.05 | 溝幅 L±0.25 | C | Oリング線径 d2 | 溝深さ W+0.05 | 溝幅 L±0.25 | C |
| 1 | 0.75 | 1.3 | 1.2 | 2.7 | 2.1 | 3.6 | 2 | 5.7 | 4.6 | 7.6 | 3.5 |
| 1.2 | 0.9 | 1.6 | 1.2 | 2.8 | 2.2 | 3.7 | 2 | 6 | 4.9 | 7.9 | 3.5 |
| 1.25 | 0.9 | 1.7 | 1.2 | 3 | 2.3 | 3.9 | 2.5 | 6.5 | 5.4 | 8.4 | 4 |
| 1.3 | 1 | 1.7 | 1.2 | 3.1 | 2.4 | 4 | 2.5 | 6.99 | 5.8 | 9.2 | 4 |
| 1.5 | 1.1 | 2 | 1.5 | 3.5 | 2.7 | 4.6 | 2.5 | 7 | 5.8 | 9.3 | 4 |
| 1.6 | 1.2 | 2.1 | 1.5 | 3.53 | 2.7 | 4.7 | 2.5 | 7.5 | 6.3 | 9.8 | 4 |
| 1.78 | 1.3 | 2.4 | 1.5 | 3.55 | 2.8 | 4.7 | 2.5 | 8 | 6.7 | 10.5 | 4 |
| 1.8 | 1.3 | 2.4 | 1.5 | 3.6 | 2.8 | 4.8 | 2.5 | 8.4 | 7.1 | 10.9 | 4.5 |
| 1.9 | 1.4 | 2.5 | 1.5 | 3.7 | 2.9 | 4.9 | 2.5 | 8.5 | 7.2 | 11 | 4.5 |
| 2 | 1.5 | 2.6 | 2 | 4 | 3.2 | 5.2 | 3 | 9 | 7.7 | 11.7 | 4.5 |
| 2.2 | 1.7 | 3 | 2 | 4.3 | 3.4 | 5.6 | 3 | 9.5 | 8.2 | 12.3 | 4.5 |
| 2.4 | 1.8 | 3.2 | 2 | 4.5 | 3.6 | 5.8 | 3 | 10 | 8.6 | 13 | 5 |
| 2.5 | 1.9 | 3.3 | 2 | 5 | 4 | 6.5 | 3 | 10.5 | 9 | 13.8 | 5 |
| 2.6 | 2 | 3.4 | 2 | 5.3 | 4.3 | 7 | 3 | 11 | 9.5 | 14.3 | 5 |
| 2.62 | 2 | 3.5 | 2 | 5.33 | 4.3 | 7.1 | 3.5 | 12 | 10.5 | 15.6 | 5 |
| 2.65 | 2 | 3.6 | 2 | 5.5 | 4.5 | 7.2 | 3.5 | 15 | 13.2 | 19.2 | 5 |
③真空シール（静電シール）
真空包装は特殊な状況下での O リングシールであり、密封されたシステムの圧力は 1 標準気圧 (101.325kpa) より低くなります。
その用途と取り付け溝サイズの要件は次のとおりです。
ａ．取り付け溝の空間は、変形後の O リングの体積でほぼ 100% 充填され、接触面積が増加し、エラストマー内の拡散時間を延長できます。
b. Oリング断面の圧縮変形量は約30％です。
c.真空グリースを使用する必要があります（漏れを減らすため）。
d.取り付け溝の各表面の表面粗さは油圧静的シールの要件よりも高く、接触範囲の割合 ftp は 50% より大きくなければなりません。
e. O リングは、ガスに適合し、低透過性で、圧縮変形が少ない材料で作られている必要があります。ここではフッ素ゴムの使用を推奨します。
④ラジアル油圧ダイナミックシール
Oリングは移動中に変位するため、低圧力（止め輪なし）と速度（往復運動＝0.5m/s、回転運動＝2.0m/s）に限定されます。
3. 硬度係数
Oリングの材質の硬さはシール性を評価する重要な指標の一つです。 O リングの硬度により、O リングの圧縮と溝の最大許容押し出しギャップが決まります。一般的にはショアA70のニトリルゴムが用意されており、ほとんどの使用条件に対応できます。
4. 押し出しギャップ
最大許容押し出しギャップ g max は、システム圧力、O リングの断面直径、および材料の硬度に関係します。一般に、使用圧力が高くなるほど、最大許容押出ギャップ g max は小さくなります。隙間gが許容範囲を超えると、Oリングのはみ出しや破損の原因となります。
ラジアルダイナミックシールには止め輪を使用することをお勧めします。これにより、O リングがラジアルギャップに押し込まれるのを防ぎ、作動圧力も増加します。圧力が5MPaを超えて内径が50mmを超える場合、および圧力が10MPaを超えて内径が50mm未満の場合は、止め輪の使用を推奨します。
静的シール用途の場合は、H7/g6 に適合することをお勧めします。
5. 引張率と圧縮率
Oリングを溝に装着すると、ある程度の伸縮が生じます。伸縮値が大きすぎると、O リングの断面が過度に拡大または縮小します。シール効果に影響を与えないように、次の 2 点を厳守することをお勧めします。
(1) 半径方向の穴をシールする場合: O リングは伸張状態 (つまり、d>d2) にあることが好ましく、最大許容伸長率は 6% です。これは、1% 伸長すると、それに対応して断面直径 W が 0.5% 減少するためです。
伸び = (d-2/d2) × 100% <6%
式中: d-ラジアル穴シールの取り付け溝の底径
d2-Oリングの内径
(2) ラジアル シャフト シールの場合、O リングはその円周に沿って圧縮されることが好ましく (つまり、D1>D)、最大許容円周圧縮率は 3% です。
圧縮率 = (D1-D)/D1×100% <3%
式中：D1-Oリング外径
D-ラジアルシャフトシールの取付溝底径
6. 回転軸シールとしてOリングを採用
Oリングは低速回転、短サイクル回転軸のシールとしても使用できます。周速度が0.5m/s未満の場合は、通常の設計基準に基づいてOリングを選定できますが、周速が0.5m/sを超える場合には、長尺ゴムリングが加熱により収縮する現象（ジュール熱現象）を考慮する必要があるため、シールリングの内径をシールシャフトの直径より2％程度大きくすることで、上記現象を回避できます。 Oリングは溝に装着後、径方向に圧縮されて微細な波形が形成され、潤滑状態が向上します。
7. 取り付け圧縮力
取り付け時の圧縮力は、初期圧縮の程度と材料の硬度に関係します。図はOリング装着時の圧縮力の大きさを見積もるための単位圧縮力とシール外周1cm当たりの断面直径との関係を示しています。
局所構造設計
装着時にOリングが圧迫されるため、重大な損傷を避けるため、穴端または軸端に15°〜20°の面取り加工を施し、エッジを丸めてバリを除去する必要があります。取り付け時に O リングが横穴を通過する場合は、移行穴も面取りするか丸くする必要があります。
穴の面取り
シャフトの面取り
渡り穴の面取り・丸み付け
表1-10 最小面取り長さ C分
| 断面直径 W | ≤1.78、1.80 | ≤2.62、2.65 | ≤3.53、3.55 | ≤5.30、5.33 | ≤7.00 | >8.40 | |
| 最小面取り長さ C分 | 15° | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
|
|
20° | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 |
面取り面粗さ：Rz≦4.0μm、Ra≦0.8μm
許容される形状の偏差と表面欠陥
Oリングの形状と表面欠陥をNとSの2つに分類します。
(1) N: 当社の標準品質を表し、高品質の要求と日常の用途に完全に対応できます。
(2) S: 形状や表面の欠陥に対する要求が非常に高く、通常は大量生産と高コストが必要な場合に適しています。
金型のズレ d
型割れフラッシュh
型割収縮率
過剰なトリミング
フローマーク
その他の欠陥
| 表1-8 Oリングの形状と表面欠陥 | ||||
| 欠陥 | カテゴリ | 断面Wの許容偏差 | ||
| ≤2.65 | >2.65 | |||
| 誤差係数 | 幅h | N | 0.06 | 0.12 |
| フラッシュ量 | 幅h | S | 0.05 | 0.09 |
| 突っ張り収縮 | 幅h | N | 0.1・W | 0.1・W |
| 幅h | 0.05 | 0.09 | ||
| 幅h | S | 0.05・W | 0.05・W | |
| 幅h | 0.05 | 0.09 | ||
| 過剰なトリミング幅（過剰なトリミングは許容されますが、断面の偏差の範囲内であり、表面が滑らかである必要があります） | 幅h | N | 0.4 | 1.2 |
| 幅h | S | 0.4 | 0.7 | |
| フローマーク（周方向） | 厚さa | N | 0.1・ID | 0.1・ID |
| 深さ f | 0.03 | 0.06 | ||
| 厚さa | S | 0.05・ID | 0.05・ID | |
| 深さ f | 0.03 | 0.06 | ||
| その他の欠陥 | 厚さa | N | 0.3・W | 0.3・W |
| 深さ f | 0.05 | 0.09 | ||
| 厚さa | S | 0.1・W | 0.1・W | |
| 深さ f | 0.03 | 0.06 | ||
| 表面粗さ | μm | N | 10 | 16 |
| μm | S | 5 | 6 | |
| ノイズ | / | N | 許可する | |
| / | S | 許可する | ||
保管ガイド
長期保管による O リングの物理的および化学的特性の低下を避けるためには、長期保管中に O リングが影響を受けないよう適切な保管環境が必要です。
保管中は次の点に注意してください。
(1) 保管環境は乾燥し、ほこりがなく、換気が十分でなければなりません。
(2) 温度は+15℃以上、+20℃を超えないようにしてください。
(3) できるだけ中空の包装袋に入れて保管し、O リングの材質を損傷する成分を避けてください。
(4) 保管環境は直射日光を避け、紫外線源から遠ざけてください。
(5) 保管するときは、O リングは応力のない状態、つまり、伸びたり、圧縮したり、変形したりしないようにしてください。
(6) 紐で縛ったり、金属部分にぶら下げたりすることは禁止です。
住所
中国山東省青島市城陽区東流亭工業団地瑞城路1号
内圧：Oリングの外径と溝Dの外径は基本的に1～3％付近またはそれ以上となります。
外圧：Oリングの内径は溝の内径dに近いか若干小さいが6%以上でなければなりません。
