パッキンの切断加工を改善！ウォータージェットとポリマーの活用

本記事では、パッキンの用途や特長、製造におけるウォータージェットによる切削のメリットやポリマー供給による切断能力向上について記載します。

パッキンの特長

私たちの身の回りには、さまざまな場所でパッキンが使われています。ゴム製で丸いリング状の製品をイメージされる方も多いのではないでしょうか。
パッキンは、配管や機械の接合部、軸の周辺などに取り付けられ、液体や気体が外部に漏れるのを防ぐ役割を持つシール部品です。

似たような役割を持つ部品に、ガスケットやOリングがあります。
一般に、ガスケットは配管のフランジなど、固定された接合面の間に挟み込んで使用するものです。
一方、Oリングは断面が円形のリング状のシール部品で、固定された箇所だけでなく往復運動や回転運動する箇所にも使用されます。「パッキン」という言葉は、運動する箇所に用いるシール部品を指す場合が多いですが、広い意味でシール部品全般を指すこともあります。

特に往復運動や回転運動する箇所に使用されるパッキンには、部品との摩擦によって摩耗しにくいことが求められます。そのため、使用環境や用途に応じた耐摩耗性が重要な特性の一つです。

パッキンの素材

パッキンの素材には主にゴムや樹脂が使用されます。
ゴムは弾力性があり、接合面のわずかな隙間にも密着しやすいことが特長です。また振動や衝撃を吸収する性質を持っている点も、シール部品に適している理由の一つです。

用途によっては、耐熱性や耐薬品性に優れたフッ素樹脂などが使用されることもあります。
ただしゴムであればどのような用途にも適しているわけではなく、使用する場所や接触する液体の種類、温度などによって、適切な素材は変わってきます。

例えば天然ゴムは耐摩耗性や弾力性に優れていますが、一般に耐油性は低いため、油が接触する箇所では膨張や劣化などを引き起こす可能性があります。そのため、使用環境に応じた素材の選定が重要となります。

用途に応じてさまざまなゴムが使い分けられています。
代表的なものとしては耐油性に優れたニトリルゴム、耐摩耗性に優れたウレタンゴム、耐候性や耐オゾン性に優れたクロロプレンゴムなどが挙げられます。

それぞれの特性を理解して使用条件に適した素材を選ぶことが、パッキンの性能や耐久性を確保するために必要です。

パッキンの製造方法

パッキンの製造方法にはさまざまなものがありますが、その一つが金型を使った成形加工です。ゴム材料を金型に入れ、熱と圧力を加えて所定の形状に成形します。

金型成形は、同じ形状の製品を大量に生産するのに適していることがメリットです。
しかし製品に合わせた金型を製作する必要があるため、初期費用がかかります。また、金型の合わせ目にはパーティングラインと呼ばれる跡ができることがありますし、製品によってはバリが発生するため、その除去などの後処理が必要になる場合もあります。

もう一つの製造方法が切削加工です。ゴム材料を刃物などで削り、必要な形状に仕上げる方法で、旋盤やフライス盤などの加工機が使用されます。

切削加工は、金型を製作せずに加工できるため、小ロット品や一品物の製作に適していることがメリットです。
また、金型を新たに製作する必要がないため、試作品や特注品にも対応しやすい方法です。一方で大量生産では、金型成形と比べて製品単価が高くなる傾向があります。
さらに、ゴムの弾性や変形しやすさなどの影響を受けるため、求められる形状や精度に応じて、加工方法や条件を適切に設定する必要があります。

切削加工の一種として型抜き加工があり、こちらは専用の抜き型を使って材料をプレスし、必要な形状に打ち抜く加工方法です。金型成形と同様に大量生産に適しますが、型の製作費がかかる点や、サイズごとの型の保管場所が必要となる点がデメリットです。