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O リングのつぶし率の計算(線径と溝の深さから)
O リングの線径(太さ)と、O リングを押しつぶす向きの溝の深さから、つぶし代とつぶし率を求めます。公差を入れると最小・最大のつぶし率を、推奨の範囲を入れると判定を出します。
入力
結果
入力すると、ここに結果が出ます。
参考
- FA カタログ 2018「大口径 O リング」・ミスミ・2-1485「O リングと溝寸法の設計基準」(つぶし率 E = L/W × 100、つぶし代 L = W − H、平面シールは 8〜30 % が目安)・資料を開く
参考先は MechOwl が独自に選んだもので、参考先が推奨・保証するものではありません。
解説
O リングは、溝の中で押しつぶされたときのゴムの反発で密封します。つぶし率は、つぶす前の線径 d₂ のうち、溝の深さ h までつぶされた量の割合です。小さすぎると反発が足りず漏れやすく、大きすぎると取り付けにくく、摩擦・へたり・傷みが増えます。公差の端では、線径が大きく溝が浅いときにつぶし率が最大、線径が小さく溝が深いときに最小になります。
使い方
O リングの線径と、溝の深さ(または円筒の溝の 2 つの径)を入れます。公差を入れると最小・最大のつぶし率が、メーカーの資料の推奨の範囲を入れると判定が出ます。
例題(手計算)
例題 1:線径 3.5 mm・溝の深さ 2.7 mm
つぶし代 3.5 − 2.7 = 0.8 mm。つぶし率 0.8 / 3.5 = 0.228571 → 22.857 %。推奨の範囲が未入力なので「必要性能のみ算出」。
例題 2:公差あり:線径 3.5 ± 0.1 mm・溝の深さ 2.7 ± 0.05 mm・推奨 10〜30 %
最小:線径 3.4 mm・溝 2.75 mm で (3.4 − 2.75) / 3.4 = 0.191176 → 19.118 %。最大:線径 3.6 mm・溝 2.65 mm で (3.6 − 2.65) / 3.6 = 0.263889 → 26.389 %。どちらも 10〜30 % の中なので「入力条件内で条件を満たす」。
例題 3:円筒の溝:穴 30 mm・溝の底 25.2 mm・線径 3.1 mm・推奨の上限 20 %
h = (30 − 25.2) / 2 = 2.4 mm。つぶし率 (3.1 − 2.4) / 3.1 = 0.225806 → 22.581 %。上限 20 % を超えるので「入力条件内で不足」(推奨の範囲の外)。
例題 4:公差の端でつぶれない:線径 2 ± 0.1 mm・溝 1.9 ± 0.05 mm・推奨の上限 30 % だけ
最小:線径 1.9 mm・溝 1.95 mm で (1.9 − 1.95) / 1.9 = −0.026316(つぶれず、すき間 0.05 mm)。最大:(2.1 − 1.85) / 2.1 = 0.119048 → 11.905 %。上限 30 % だけが入っていても、公差の端でつぶれないので「入力条件内で不足」(AI の見直しの第1回の指摘で直した)。
例題 5:公差の幅が推奨の範囲より広い:線径 3.5 ± 0.1 mm・溝 2.7 ± 0.05 mm・推奨 20〜25 %
最小 19.118 %(下限 20 % を下回る)、最大 26.389 %(上限 25 % を超える)。両方の端が範囲の外なので「入力条件内で不足」で、結論の文は下限と上限の両方を書く。
例題 6:つぶし率がちょうど推奨の上限 20 %(線径 2 mm・溝の深さ 1.6 mm)
つぶし率 (2 − 1.6) / 2 = 0.2 → 20 %。上限と同じ値は範囲の中とするので「入力条件内で条件を満たす」。
例題 7:溝の深さ 2.1 mm が線径 2 mm より深い(つぶれない:適用範囲外)
h 2.1 mm ≧ d₂ 2 mm で、O リングと相手の面の間に 0.1 mm のすき間が残り、つぶれない。つぶし率の式が意味を持たないので「適用範囲外」(結果は出さない)。
例題 8:外側の径 25 mm が内側の径 26 mm より小さい(入力エラー)
外側の径 ≦ 内側の径では溝が物として成り立たない。入力エラーで判定の語は出さない。
例題 9:推奨の下限 30 % が上限 20 % より大きい(入力エラー)
下限 > 上限は範囲として成り立たない。入力エラー。
よくある間違い
- 溝の深さに相手とのすき間を入れない:円筒の溝では、溝の底から相手の面(穴・軸)までの寸法で計算します。
- 円筒の溝で径の差をそのまま使う:深さは径の差の半分です。
- 基準の寸法だけで決める:公差の端(線径が小さく溝が深い組合せ)で、つぶし率が下限を割らないか確かめます。
よくある質問
- 溝の幅(充填率)は。
- このページでは見ていません。溝の幅と、O リングの断面積に対する溝の断面積は、O リングのメーカーの資料で確かめてください。
- 推奨の範囲はいくつですか。
- 使い方(固定・運動、平面・円筒)、材料、硬さで違います。O リングのメーカーの資料の値を入れてください。
適用範囲
O リングの線径と、つぶす向きの溝の深さから求めるつぶし代・つぶし率(基準の寸法と公差の端)。
この計算で扱わないこと:
- 溝の幅・充填率(溝の断面積に対する O リングの断面積)
- 取付けの伸び・膨潤・熱膨張・圧縮永久ひずみによる線径の変化
- 推奨の範囲・溝の寸法の値(メーカーの資料で確かめる)
- バックアップリング・はみ出し・使える圧力