ゴムガスケットとは：機能、種類、材質、用途

ガスケットとは何ですか?またその役割は何ですか?

ガスケットは、2 つの合わせ面 (通常はフランジ、カバー、またはハウジング) の間に配置されるメカニカル シールで、面がボルトで締められたりクランプされたりしたときに、接合部を越えて流体、ガス、または汚染物質が漏れるのを防ぎます。ガスケットは、平坦な機械加工された金属表面に存在する微細な凹凸、傷、うねりを埋め、硬い金属間の接触だけでは達成できない連続的なバリアを作成します。

ガスケットの機能は基本的に圧縮です。ジョイントの留め具が締められると、ガスケットの材料は 2 つの面の間で圧縮されます。この圧縮により、ガスケットが両面の表面形状に強制的に適合し、接合部周囲の潜在的な漏れ経路を遮断します。ガスケットは、アセンブリの耐用年数の間、内圧、温度サイクル、振動、化学物質への曝露などのジョイントの動作条件下でこのシールを維持する必要があります。

ガスケットは、O リングやメカニカル シールとは形状や用途が異なりますが、これら 3 つはすべてシール装置です。ガスケットは、パイプ フランジ、シリンダー ヘッド カバー、バルブ本体、熱交換器カバー、検査プレートなどの静的な (動かない) 接合部をシールする、平らなまたは輪郭のあるシート コンポーネントです。 O リングは、半径方向または軸方向の圧縮下で溝内をシールします。メカニカル シールは、回転シャフトをシールする動的装置です。ただし、日常の産業および機械の使用では、平らなエラストマー シール部品を指す場合、「ゴム シール」と「ゴム ガスケット」が同じ意味で使用されることがよくあります。

とは何ですか ゴムガスケット ?

ゴムガスケットは、2 つの接合面の間にフィットするように、エラストマー材料 (天然ゴムまたは幅広い合成ゴム化合物の 1 つ) から切断、成形、または押し出し成形されたシール部品です。ゴムのエラストマーの性質は、まさにガスケットに適しているものです。ゴムは、圧縮下でも破断することなく変形し、荷重が部分的に解放されると回復し、硬いガスケット材料では漏れることなく埋めることができない小さな位置ずれや表面の凹凸に対応します。

ゴム製ガスケットは、平らなシート形状（シートゴムから切断またはダイスタンプ）、成形形状（特定のプロファイルに圧縮または射出成形）、または押出形状（ドア、ハッチ、エンクロージャ、および窓の連続シール用）で製造されます。フランジ付きパイプや機器のジョイントに最も一般的なタイプのシート ラバー ガスケットは、圧縮荷重とシール要件に応じて、厚さ 0.5 mm ～ 25 mm、さまざまな硬度グレード (ガスケット用途ではショア A 40 ～ 80 が一般的) で入手できます。

金属製または非金属製の代替品 (PTFE、圧縮繊維、グラファイト螺旋巻き) よりもゴム製ガスケットを使用する目的は、主にコスト、入手可能性、および低圧、低温接合での性能です。ゴム製ガスケットは、中程度の圧力と温度までの給水、HVAC、食品加工、空気圧、および一般化学サービスに最適です。高温蒸気、極圧、または強酸化性薬品の用途には、非ゴム製ガスケット材質が指定されています。

ゴムシールとガスケットの種類

ゴムコンパウンドが異なれば、耐熱性、化学的適合性、耐圧縮永久歪性、機械的強度の組み合わせも異なります。動作環境に適したゴムの種類を選択することは、ガスケットの仕様において最も重要な決定です。化学的に適合しないゴムは、使用中に膨張、硬化、亀裂、または溶解し、正しく取り付けられているかどうかに関係なく、接合部の故障を引き起こします。

天然ゴム(NR)

天然ゴムは引張強度、弾性率が高く、耐摩耗性に優れています。水道や希酸環境では良好に機能しますが、石油ベースのオイル、燃料、オゾンの攻撃を受けます。温度範囲は約−50℃〜80℃です。天然ゴム製ガスケットは、炭化水素との接触がない水道本管、食品グレードの用途、および一般的な空気圧サービスで使用されます。

ニトリルゴム(NBR)

ニトリル (アクリロニトリル-ブタジエン) ゴムは、石油および燃料サービス用の標準的な選択肢です。アクリロニトリル含有量 (グレードに応じて 18% ～ 50%) によって、炭化水素膨潤に対する耐性が決まります。ニトリル含有量が高いほど、耐油性は向上しますが、低温での柔軟性は低くなります。 NBR ガスケットは、石油系流体が存在する場所であればどこでも、油圧システム、自動車エンジン、燃料処理装置、産業機械で広く使用されています。温度範囲は通常、-40°C ～ 120°C です。

EPDM (エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー)

EPDM は、一般的なエラストマーの中で最高の優れた耐候性、耐オゾン性、耐紫外線性を備えており、約 150°C までの温水および蒸気の使用においても優れた性能を備えています。これは、HVAC ダクト、水処理システム、屋根膜、屋外電気エンクロージャ用の標準ガスケット材料です。 EPDM は、急速な膨張を引き起こす石油や燃料とは互換性がありません。また、飲料水との接触に関する NSF/ANSI 61 要件を満たしているため、飲料水システムに推奨されるガスケット材料でもあります。

ネオプレン (CR - クロロプレンゴム)

ネオプレンは、適度な耐油性、良好な耐候性および耐オゾン性、難燃性、および -40°C ～ 120°C の有効温度範囲というバランスの取れたプロファイルを提供します。これは、耐候性と適度な耐薬品性の両方が必要とされる冷凍システム (多くの冷媒と互換性がある)、海洋用途、および屋外エンクロージャーのシールに広く使用されています。多くの場合、NBR の石油重視も EPDM の水/天候重視も用途に正確に適合しない場合、ネオプレンがデフォルトになります。

シリコーンゴム(VMQ)

シリコーン ゴムは、エラストマー ガスケット材料の中で最も広い有効温度範囲 (-60 °C ～ 200 °C) を持ち、一部の特殊グレードの定格は 250 °C です。優れた耐圧縮永久歪み性 (永久変形することなく長期間シール力を維持) を備えており、ほとんどのグレードで食品との接触に関して FDA に準拠しています。シリコーンは石油や 120°C を超える蒸気に対して耐性がなく、他の種類のゴムよりも引き裂き強度が低いため、高応力の機械的用途には適していません。食品加工装置、製薬製造、医療機器、高温オーブンや家電製品のシールの標準です。

バイトン (FKM — フッ素エラストマー)

フルオロエラストマー (Viton はデュポンの商品名、FKM は ISO 指定) は、石油燃料、オイル、作動油、多くの酸、芳香族炭化水素に対して耐性があり、-20°C ～ 200°C の温度範囲と組み合わせて、ゴム製ガスケット材料の中で最も幅広い耐薬品性を備えています。 FKM は、他のゴムでは破損するような要求の厳しい化学処理、航空宇宙燃料システム、および高温エンジン用途向けに指定されています。そのコストは NBR や EPDM よりも大幅に高いため、他の方法では化学的適合性や温度要件を満たすことができない用途に使用されます。

ガスケットは何に使用されますか?さまざまな業界にわたるアプリケーション

ガスケットは、加圧流体またはガスを含むほぼすべての機械システムに存在します。その用途は、住宅用配管から航空宇宙まで、静的ジョイントを長期間にわたって確実にシールする必要があるあらゆる業界に及びます。

配管および給水システム

ゴム製ガスケットは、蛇口継手、ホースコネクタ、水道本管のフランジ継手、給湯器継手、トイレの充填バルブの内側にあります。 EPDM と天然ゴムは、水との適合性と飲料水接触基準への準拠により、このセグメントの大半を占めています。庭のホース継手の内側にある平ゴムワッシャーは、日常使用で最も広く使用されているガスケットの 1 つです。

自動車および機械

エンジン バルブ カバー ガスケット、オイル パン ガスケット、サーモスタット ハウジング ガスケット、およびトランスミッション パン ガスケットはすべてゴムまたはゴム複合シールであり、エンジン ブロックと付属コンポーネントの静的接合部でのオイルと冷却液の漏れを防ぎます。 NBRは接油ガスケットの標準です。冷却水回路の接続部や排気付近の高温箇所にはシリコンとEPDMを使用しています。ガスケットの故障、特に普通のゴムではなく高性能複合材料であるシリンダー ヘッド ガスケットは、自動車のメンテナンスにおいて最も高価な機械的故障の 1 つであり、これらのコンポーネントが果たす重要な機能を強調しています。

工業用管フランジ

化学プラント、製油所、水処理施設、プロセス産業のフランジ付きパイプ継手では、パイプ部分、バルブ、ポンプ、容器間の界面をシールするためにガスケットが使用されています。ゴムシートガスケット（通常は全面または平面リングタイプ）は、低圧水、蒸気、および化学サービス配管の標準です。高圧、高温、または攻撃的な化学サービスでは、ゴムの代わりにスパイラル巻き金属ガスケットまたはリングタイプ ジョイント (RTJ) 金属ガスケットが使用されます。

食品加工および製薬機器

食品および医薬品加工におけるガスケットは、シール機能を実行することに加えて、食品と接触する材料に関する FDA、NSF、または EC 1935/2004 の準拠を満たさなければなりません。シリコーンと EPDM が推奨される材料です。どちらも FDA 準拠のグレードで入手でき、CIP (定置洗浄) 化学洗浄サイクルに耐え、製品に味や臭いを与えません。トリクランプサニタリーガスケット (ステンレス鋼サニタリーパイプ継手に使用されるフラットリングシール) は、食品、飲料、乳製品、医薬品の生産ライン全体で使用される標準化されたフォームファクターです。

電気エンクロージャおよび電子機器

ゴム製ガスケットはドアを密閉し、電気エンクロージャ、ジャンクション ボックス、屋外機器ハウジングの接合部をカバーし、水や塵に対する IP (侵入保護) 定格を達成します。 IP66 定格の筐体ドアに EPDM またはネオプレン発泡ガスケットを正しく取り付けると、電子機器を水の浸入、結露、汚染から保護する密閉環境が維持されます。ガスケットの圧縮、コーナー付近の連続性、および洗浄剤との材料の適合性はすべて、エンクロージャの耐用年数にわたって定格 IP 性能を維持するための要素です。

パンツのガスケットとは何ですか? （衣類用防水シール）

スキーパンツ、ドライスーツ、セーリングパンツ、アウトドア用シェルウェアなどの防水技術衣類において、「ガスケット」とは、手首、足首、首の開口部にあるラテックスまたはネオプレンのシールを指し、身体と衣類の界面での水の浸入を防ぎます。この用語は、ドライスーツのダイビングや急流のパドリングで最も一般的に使用されます。この場合、水没または荒れた水の中で着用者を濡れた状態に保つために、スーツは完全に密閉された状態を保つ必要があります。

ドライスーツの手首と首のガスケットは通常、薄いラテックスゴムで成形されており、弾性圧縮によって皮膚に対して防水シールを形成します。ラテックス ガスケットは効果的ですが壊れやすいため、ドライスーツのメンテナンスで最も頻繁に使用される箇所であり、タルクまたはシリコン スプレーによる定期的な潤滑と、紫外線への曝露と使用頻度に応じて 2 ～ 5 年ごとの交換が必要です。ネオプレン ガスケットは耐久性と保温性に優れていますが、ラテックスよりも防水性が低いため、穏やかな条件に適しています。スキーやアウトドアのシェル パンツでは、伸縮性のある生地やネオプレンで作られたよりシンプルな内側の足首ゲートルが同様の目的を果たし、雪や水がブーツのインターフェースから侵入するのを防ぎ、一部の製品説明では口語的にガスケットと呼ばれています。