ゴムベローズの種類：材質、選定・比較ガイド

ゴムベローズの種類

ゴムベローズ 一般に、断面形状と構造の 2 つの方法で分類されます。形状はベローズが特定のアセンブリにどのように適合するかを決定し、構造方法は負荷、熱、繰り返しの屈曲の下でベローズがどのように耐えるかを決定します。

形状別に見ると、最も一般的なタイプは次のとおりです。

• 丸型（円筒型）ジャバラ — 最も広く使用されているプロファイルで、シャフト、ロッド、円形ハウジングの周囲に取り付けられます。
• 正方形および長方形のジャバラ — リニアガイド、ガントリー軸、および平らな取り付け面を備えた機械カバーに使用されます。
• 円錐形（テーパー形）ベローズ — ステアリングとCVジョイントブーツに共通の2つの異なる直径を接続します
• 多軸ベローズ — 軸方向、横方向、角方向の動きの組み合わせに一度に対応できるよう、不規則な畳み込み間隔で設計されています。

構造により、ベローズは 2 つの大きなカテゴリに分類されます。 成型ベローズ ゴムコンパウンドから一体的に製造されており、中圧力、中サイクルの用途に適した滑らかで均一な壁を提供します。 布で補強されたベローズ ゴム壁内に織布層を埋め込み、大型部品、高い内圧、または鋭利な破片による穴開きにベローズが耐える必要がある用途に耐引裂性と寸法安定性を追加します。

ゴムベローズの材質：概要

極端な温度、化学物質への曝露、および UV/オゾンへの曝露によってエラストマーの劣化の仕方がそれぞれ異なるため、ゴム ベローズの使用期間を決定する最大の要因は材料の選択です。以下は、工業用ゴムベローズで最も一般的に使用されるエラストマーの比較です。

EPDMゴムベローズ

EPDM ゴム ベローズは、水、蒸気、紫外線暴露、および多くの酸やアルカリを含む幅広い極性化学物質に対する耐性が高く評価されています。このため、EPDM は屋外機器、水処理機械、および定期的な洗浄や風雨にさらされる用途に一般的な選択肢となっています。また、EPDM は広い温度範囲にわたって優れた耐久性を備え、通常、約 -50 °C から最大 130 °C まで、重大な硬化や亀裂を生じることなく確実に性能を発揮します。

EPDM の主な制限は、石油ベースのオイル、燃料、グリースとの相溶性が悪く、材料が膨張したり軟化したりする原因となることです。このため、EPDM ベローズは一般に、周囲の環境が石油を使用する機械ではなく、水、蒸気、または一般的な風化を伴う場合に指定されます。油圧および潤滑機械の用途では、通常、代わりにニトリルまたはネオプレンが必要です。

シリコーンゴムベローズ

異常に広いまたは極端な温度範囲にわたってベローズの柔軟性を維持する必要がある場合、シリコーンゴム製ベローズが標準的な選択肢となります。シリコーンは配合に応じて約-60℃から200℃以上まで弾性を維持し、オゾン、紫外線、長期の熱老化に対して汎用エラストマーよりもはるかに優れた耐性を持っています。

このため、シリコーン ベローズは、熱安定性と材料純度の両方が重要となる高温産業機器、オーブン、排気に隣接するコンポーネント、電子機器や医療機器で一般的に使用されています。トレードオフは機械的なものです。シリコーンはニトリルやネオプレンよりも耐引裂性と耐摩耗性が低いため、鋭利な破片、激しい摩耗、または高い機械的負荷のある環境にはあまり適していません。

ネオプレンゴムベローズ

ネオプレンゴムベローズは、耐候性、適度な耐油性、良好な屈曲疲労寿命のバランスの取れた組み合わせを提供します。そのため、ネオプレンは依然として汎用および屋外機器のカバーに最も広く指定されている素材の 1 つです。天然ゴムよりも日光、オゾン、一般的な老化に対して優れた耐性を持ち、油やグリースとの時折の接触にも EPDM より優れています。

ネオプレンは、一般に約 -35 °C ～ 100 °C の中程度の温度範囲にわたって確実に機能するため、EPDM やシリコーンのような高い耐熱性を必要とせず、天候にさらされたり軽い化学物質と接触したりするモバイル機器、農業機械、および屋外の機械カバーにとって実用的なデフォルトとなっています。

高温用途用ゴムベローズ

高温環境では、一時的な熱暴露だけでなく、不適切なエラストマーが徐々に硬化して亀裂が生じる長期の熱老化にも耐える材料が必要です。シリコーンと特定の EPDM 化合物の 2 つが最も一般的な選択肢であり、シリコーンは一般に約 150 °C 以上で好まれ、EPDM は 100 ～ 130 °C の範囲でよりコスト効率の高いオプションを提供します。

これらの用途では、室温で正確にサイズ調整されたベローズは、機器が動作温度に達すると過度に伸びる可能性があるため、壁の厚さと畳み込みの深さは、取り付けられたコンポーネントの熱膨張も考慮する必要があります。メーカーは通常、動作温度範囲が事前に指定されている場合、この拡張に対するマージンを組み込んでいます。

耐薬品用ゴムベローズ

耐薬品性の要件は、ベローズが酸、アルカリ、溶剤、石油製品に接触するかどうかによって大きく異なり、単一のエラストマーがそれらすべてに対して最高の性能を発揮することはありません。一般に EPDM は水ベースの化学薬品、蒸気、多くの酸やアルカリに対して最も強い耐性を示しますが、ニトリルとネオプレンは石油、燃料、炭化水素への曝露により適しています。フルオロエラストマー (FKM) は通常、材料コストが高くなりますが、強力な溶剤や高温燃料への曝露など、最も攻撃的な化学環境向けに予約されています。

化学適合性チャートはメーカーによって、また、関係する化学物質の正確な濃度と温度によって異なるため、一般的な材料クラスのみに依存するのではなく、特定の化合物と暴露条件の耐性データを確認することをお勧めします。

ゴムベローズ vs ゴム長靴

「ゴムベローズ」と「ゴムブーツ」という用語は、しばしば同じ意味で使用され、多くの場合、同じタイプの部品を指します。区別が行われる場合、通常は機能ではなく形状と用途に基づいて区別されます。ゴムブーツは通常、単一の比較的コンパクトなジョイントをシールするように設計された、より短い、多くの場合円錐形または非対称のカバーを指します。典型的な例は CV ジョイント ブーツまたはギア シフト ブーツです。

対照的に、ゴム製ベローズは、油圧シリンダ ロッドやリニア ガイド レールなど、軸に沿った長時間の移動に対応するように設計された、長く均一に複雑な円筒形または長方形のカバーを指すことがよくあります。実際には、両方の用語は、可動ジョイントを汚染から保護する、柔軟で折り畳まれたエラストマー カバーを指します。用語の選択は、厳密な技術的定義と同じくらい業界の慣例に依存することがよくあります。

ゴムベローズセレクションガイド

適切なゴム ベローズの選択は、部品自体ではなく動作環境から始まります。以下の質問は、材料と構造の両方を絞り込むのに役立ちます。

1. ベローズはどの温度範囲に対応しますか? 極度の熱はシリコンに向けられます。極寒の環境や一般的な屋外での使用には、EPDM またはネオプレンが適しています。
2. どのような化学物質や液体と接触しますか? 石油と燃料にさらされると、ニトリルまたはネオプレンが有利になります。水、蒸気、酸は EPDM に有利です。
3. どのくらいの動きに対応する必要がありますか? 畳み込み数、ピッチ、および標準の円形プロファイルが必要かカスタム多軸設計が必要かを決定します。
4. 環境はどれくらい過酷ですか? 破片が多い設定では、布で補強された構造またはより厚い壁セクションが必要になります。
5. 取り付け形状は標準ですか、それとも変則ですか? 不規則な取り付けポイントや先細りの取り付けポイントには通常、純正部品ではなくカスタム成形されたベローズが必要です。

材料またはプロファイルを指定する前にこれらの要素を検討することは、使用中に最も一般的な 2 つの故障モードを回避するのに役立ちます。つまり、互換性のないエラストマーによる早期亀裂と、ストロークと取り付け寸法が不適切なサイズのベローズによる過度の伸びまたは座屈です。