Oリング溝寸法を間違えると密封なしより悪い - Oリング溝設計の実務

Oリング溝設計の基準はJIS B 2401（Oリング・付属書の溝寸法）で、各シールメーカーのカタログにも溝寸法表が掲載されている。JIS推奨より溝幅を狭く設計すると、加圧時にOリングが「押出し」を起こして短期間で漏れに至るケースがあり、設計段階で必ず確認すべきポイントだ。高圧用途ではバックアップリング併用を前提に寸法決定する。

圧縮率（スクイーズ）の計算

圧縮率（%）=（W − G）/ W × 100　 W:線径, G:溝深さ

• 静的シール：15〜30%（JIS B 2401付属書の推奨）
• 動的シール（往復運動）：10〜20%（摩擦低減のため低め）
• 圧縮率 < 8%：シール不良 / > 35%：Oリング損傷・押出し

溝幅と隙間（ガップ）

溝幅は線径 × 1.3〜1.6、用途で調整：

• 静的：溝幅 ＝ 線径 × 1.3〜1.5
• 動的：溝幅 ＝ 線径 × 1.5〜1.6（膨潤・摩耗余裕）
• 高圧（10 MPa超）：隙間が広いと押出し（Extrusion）発生。各シールメーカーのカタログには、バックアップリング併用基準が圧力×温度マップで掲載されている。

面取りと挿入ガイド

• 溝端部：15〜20°の面取り（C）。鋭いエッジはOリングを切る。
• シリンダボア・ピストンロッドの入口：必ずR処理かCで誘導。

表面粗さの要求（JIS B 0601基準）

• 動的シール接触面（ピストンロッド・シリンダ内径）：Ra 0.4〜0.8（研削必須）
• 溝底面・側面：Ra 1.6〜3.2（旋盤・ボーリングで対応可）
• 静的シール接触面：Ra 1.6〜3.2
• レイ方向はメーカー推奨どおりに指定（多くは円周方向不可、軸方向 = ）

材質選定（用途別）

• NBR（ニトリル）：鉱物油・作動油・水。−40〜120°C。最も汎用的な材質。
• FKM（フッ素ゴム）：化学薬品・高温油。−20〜200°C。半導体装置の真空ライン定番。
• EPDM：蒸気・温水・ブレーキ液。鉱物油で膨潤するので注意。
• シリコーン（VMQ）：食品・医療、−60〜200°C。機械強度は低い。