シリコーンゴム金型の公差規格とは？

シリコーンゴム シリコーンエラストマー)は、シール、ガスケット、医療部品、消費財などに広く使用されている。金属やプラスチックとは異なり、シリコーンは弾性的な挙動を示し、成形中や硬化後に伸びたり、圧縮したり、収縮したりします。
したがって、次のように定義する。 寸法公差 シリコーン部品には、硬質材料とは異なる考え方が必要です。

この記事では、シリコーンゴム成形部品に適用される公差規格、その解釈方法、実際に達成可能な公差、図面やRFQでそれらを明確に伝える方法について説明します。

どの基準が適用されるか？

シリコーンゴム部品は、プラスチックや金属ではなく、一般的なゴムの公差規格によって管理されています。主な参考文献は以下の通り：

• ISO 3302-1： ゴム - 製品公差 - パート1：寸法公差
• gb/t 3672.1-2002： ISO 3302-1に相当する中国規格
• DIN 7715： ドイツの古い規格（ほとんどがISOに取って代わられた）

これらの文書は、公差クラス（M1-M4）と寸法範囲および精度要件に基づく寸法限界を定義しています。

許容差クラス（M1～M4）

クラス	説明	代表的なアプリケーション
M1	最高精度	医療部品、気密部品
M2	高精度	工業用シール、メカニカル・インターフェース
M3	一般精度	標準成形シリコーン部品
M4	低精度	大型またはソフトな非重要品目

🔹 用途 M1/M2 精密なフィットのために、 M3 一般的なコンポーネントの場合、 M4 寸法が重要でない場合。

典型的なシリコーンの収縮と補正

シリコーンは、成形時に比較的高い収縮率を示し、変化しやすい。

ファクター	代表値 / レンジ
収縮範囲	1.5%～3.0%（平均≒2.0%）
LSR（液状シリコーン）	より低く安定した収縮率
固形シリコーン（VMQ）	やや高く、均一性に欠ける
キュア後の寸法変化	0.1%～0.5%の追加収縮率

デザインのヒント
金型を設計する際には、キャビティ寸法の収縮分（通常+2%）を補正する。想定収縮率を文書化し、最初の成形品検査で確認する。

実用公差参考表

公称サイズ (mm)	M1 (mm)	M2 (mm)	M3 (mm)	M4 (mm)
0 - 6	±0.08	±0.10	±0.20	±0.30
6 - 10	±0.10	±0.15	±0.25	±0.40
10 - 18	±0.13	±0.20	±0.35	±0.50
18 - 30	±0.16	±0.25	±0.40	±0.70
30 - 50	±0.20	±0.35	±0.55	±0.90
50 - 80	±0.25	±0.40	±0.70	±1.10
80 - 120	±0.35	±0.50	±0.80	±1.30

⚙️ 非常に薄い部品（<1.0 mm）や柔らかい壁の場合は、公差を±0.1～0.2 mm大きくする。

LSRとVMQ（固形シリコーン）の違い

• LSR（液状シリコーンゴム）：

  • 射出成形
  • 優れた再現性
  • 収縮率のばらつきが少ない
  • 高精度部品（医療用、自動車用センサー）に適しています。

• VMQ（固形シリコーン）：

  • 圧縮成形またはトランスファー成形
  • 収縮率と表面仕上げのばらつきが大きい
  • 低コスト、中精度部品に最適

測定と検査のガイドライン

シリコーンは柔らかいので、測定精度は条件に大きく左右される。
図面や品質文書で明確に定義する：

1. 測定温度： 23 ± 2 °C
2. コンディショニング： キュア後室温で24時間後に測定
3. 測定ツール： ソフトジョーキャリパー、光学投影機、または低荷重CMM
4. プローブ力： 変形を避けるため≤0.5 N
5. サポート方法： 自由状態または定義された圧縮下で測定
6. サンプリング： 検査数量の定義（FAI 100%、生産AQL）

ヒント 一貫性を確保するために、測定力、固定具、向きを図面に記録する。

公差に影響する金型設計要因

• 金型材料と温度制御： キャビティ精度と収縮繰り返し精度に影響
• 換気とゲート 換気不良がフラッシュと歪みの原因
• 均一な肉厚： 大きな厚みの変化は避ける
• ポストキュアリング： 寸法を安定させる。
• 工具のメンテナンス： キャビティの摩耗を定期的に点検し、寸法を更新する

サーフェスとフィーチャー

• 避ける 鋭角半径0.5～1.5mmを使用
• キープ テキストの高さ ≥0.5 mm読みやすさのため、線幅≥0.5 mm
• について リブと薄い壁最小厚みは0.8mm（50Aシリコンの場合）。
• どうしても必要な場合を除き、深いアンダーカットは避ける

図面／RFQで公差を指定する方法

図面や発注書を作成する際には、必ずこれらの詳細を記載してください：

• 寸法ごとの公差クラス： 例 Ø30.00 ±0.20 mm（ISO 3302-1 M2）
• 素材と硬度： シリコーンVMQ 60ショアA
• プロセス 圧縮成形 または LSR射出成形
• 収縮の仮定： 2.0%金型補正済み
• 測定条件： 温度、ポストキュア、工具、プローブ力
• 表面仕上げ： 必要に応じて、Raまたはテクスチャコードを定義する
• 検査が必要： FAIまたはバッチサンプル計画

ドローイングノートの例：
材質LSR、50ショアA
公差：±0.10 mm（ISO 3302-1 M2）
24時間ポストキュア後、23±2℃で測定
キャビティ内の収縮を1.8%と想定
プロセス射出成形

検査と統計管理

• 第一条検査（FAI）： 量産前に主要寸法を確認
• プロセス能力（Cpk/Cp）： 大量生産精密部品用トラック
• AQLサンプリング： 重要品目以外の場合
• 管理図： 主な特徴をモニターする（ID/OD、厚さ）

よくある落とし穴と対策

落とし穴	原因	ソリューション
プラスチックレベルの公差を期待	シリコーン弾性	ISO 3302-1（M1-M4）を適切に適用する。
測定の不一致	未定義のメソッド	温度とプローブ力を指定
硬化後の収縮は考慮しない	素材リラクゼーション	完全ポストキュア後の測定
薄いフレキシブルな形状	設計監督	リブの補強、フィレの追加

ケーススタディ精密シリコーンシール

パート 自動車センサー用LSRガスケット
素材： LSR、50ショアA
プロセス 射出成形
指定された： 内径Ø20.00±0.10mm（M1）、外径Ø24.00±0.15mm（M2）
ポストキュア： 200℃で2時間
結果

• 実収縮率 1.6%
• FAI後の金型キャビティ調整
• チューニング後、Cpk = 1.67を達成

よくある質問

Q1: シリコーン部品の公差は±0.05mmですか？
非常に小さく、剛性の高いフィーチャーや、厳格な工程管理が必要なLSR部品にのみ使用できます。通常の範囲は±0.1～0.3mmです。

Q2: すべての寸法について公差を定義する必要がありますか？
いいえ。「ISO 3302-1 M3による指定外の寸法」のような一般的な注記を適用し、重要な場合のみ公差を厳しく指定してください。

Q3: シールの圧縮寸法はどのように指定するのですか？
圧縮下の機能寸法を定義するか、"5%圧縮で測定 "のような注釈を加える。

結論とチェックリスト

シリコーンゴム部品の生産を成功させるために：

1. 正しい公差等級（M1～M4）を選択する。
2. 材質、硬度、硬化タイプを指定する。
3. 成形プロセス（LSR、圧縮、トランスファー）を定義する。
4. シュリンクの仮定を文書化する。
5. 州の測定温度とツール。
6. FAIを要求し、サンプルプランを定義する。
7. 非現実的なプラスチックレベルの公差は避ける。
8. 工具とプロセスの安定性を維持する。

付録 - クイック・リファレンス

規格ISO 3302-1 / GB/T 3672.1
収縮率：1.5%～3.0%（設計基準2.0%）
公差クラスM1（最高） / M2 / M3 / M4（最低）
測定温度： 23 ± 2 °C
ポストキュア：完全硬化後の測定
LSR：圧縮成形よりも優れた再現性

作者のコメント
このガイドは シリコーン成形知識シリーズエンジニアとバイヤーがシリコーン製品の達成可能な業界標準公差を定義するのに役立つように書かれています。