シリコーンゴム（シリコーンエラストマーとも呼ばれる）は、シール、ガスケット、医療部品、消費財に広く使用されています。金属やプラスチックとは異なり、シリコーンは弾性的に挙動し、伸び、圧縮され、成形時や二次加硫時により大きく収縮します。 そのため、シリコーン部品の寸法公差を定める際には、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―製品の公差―第1部：寸法公差
- GB/T 3672.1-2002：ISO 3302-1に相当する中国規格
- DIN 7715：旧ドイツ規格（大部分がISOに置き換えられています）
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 |
🔹 精密嵌合にはM1/M2、一般部品にはM3、寸法が重要でない場合はM4を使用します。
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 |
設計上のヒント： 金型を設計する際は、キャビティ寸法に収縮分（通常+2%）を補正してください。想定収縮率を文書化し、初品検査で確認します。
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）または軟質の壁部では、公差を±0.1–0.2 mm拡大します。
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ため、測定精度は条件に大きく左右されます。 図面または品質文書で条件を明確に定義してください：
- 測定温度：23 ± 2 °C
- 状態調節：二次加硫後、室温で24 h経過してから測定
- 測定器具：ソフトジョー付きノギス、光学投影機、または低測定力CMM
- プローブ測定力：変形を避けるため≤0.5 N
- 支持方法：自由状態または規定の圧縮状態で測定
- サンプリング：検査数量を規定（FAI 100%、量産時はAQL）
ヒント：一貫性を確保するため、測定力、治具、方向を図面に記載してください。
公差に影響する金型設計要因
- 金型材料と温度管理：キャビティ精度と収縮の再現性に影響します
- ベントとゲート：ベント不良はバリや変形の原因になります
- 均一な肉厚：大きな肉厚変化を避けます
- 二次加硫：寸法を安定させます。時間と温度を規定してください
- 金型保守：キャビティの摩耗を定期的に確認し、測定値を更新します
サーフェスとフィーチャー
- 鋭角を避け、半径0.5～1.5 mmの丸みを設ける
- 読みやすさを確保するため、文字高さを0.5 mm以上、線幅を0.5 mm以上にする
- リブおよび薄肉部の最小厚さは0.8 mmとする（50Aシリコーンの場合）
- 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：
- 寸法ごとの公差等級：例
Ø30.00 ±0.20 mm (ISO 3302-1 M2) - 材質および硬度：
Silicone VMQ 60 Shore A - 加工法：
Compression moldedまたはLSR injection molded - 収縮の仮定：
2.0% compensated in mold - 測定条件：温度、二次加硫、測定器具、プローブ荷重
- 表面仕上げ：必要に応じてRaまたはテクスチャコードを指定する
- 検査要件：FAIまたはロット抜取計画
図面注記の例： 材料：LSR、50 Shore A 公差：±0.10 mm（ISO 3302-1 M2） 24hの二次加硫後、23 ± 2°Cで測定 収縮率1.8%を想定し、キャビティで補正 加工法：射出成形
検査と統計管理
- 初回製品検査（FAI）：量産前に主要寸法を検証する
- 工程能力（Cpk/Cp）：大量生産する精密部品について追跡する
- AQL抜取検査：重要度の低い項目に適用する
- 管理図：主要特性（ID/OD、厚さ）を監視する
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
部品：自動車センサー用LSRガスケット 材料：LSR、50 Shore A 加工法：射出成形 指定寸法：ID Ø20.00 ±0.10 mm（M1）、OD Ø24.00 ±0.15 mm（M2） 二次加硫：200°Cで2h 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：シリコーン部品で±0.05 mmの公差を実現できますか？ 実現できるのは、非常に小さく剛性の高い形状、または厳密な工程管理を行うLSR部品に限られます。通常の範囲は±0.1～0.3 mmです。
Q2：すべての寸法に公差を指定する必要がありますか？ いいえ。「未指定寸法はISO 3302-1 M3に準拠」などの一般注記を適用し、重要箇所だけに厳しい公差を指定します。
Q3：シールの圧縮時寸法はどのように指定しますか？ 圧縮状態での機能寸法を定義するか、「圧縮率5%で測定」などの注記を追加します。
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：
- 正しい公差等級（M1～M4）を選択する。
- 材質、硬度、硬化タイプを指定する。
- 成形プロセス（LSR、圧縮、トランスファー）を定義する。
- シュリンクの仮定を文書化する。
- 州の測定温度とツール。
- FAIを要求し、サンプルプランを定義する。
- 非現実的なプラスチックレベルの公差は避ける。
- 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%（設計基準値2.0%） 公差等級：M1（最高）/ M2 / M3 / M4（最低） 測定温度：23 ± 2 °C 後硬化：完全硬化後に測定 LSR：圧縮成形より再現性が高い
著者注： 本ガイドはシリコーン成形知識シリーズの一部であり、エンジニアや購買担当者が、実現可能で業界標準に沿ったシリコーン製品の公差を定義できるよう作成しました。
射出成形プロジェクトのお見積もりが必要ですか？ZetarMoldのエンジニアリングチームから、競争力のある価格、DFMフィードバック、量産スケジュールを入手してください。
無料見積もりを依頼する → 詳細は射出金型完全ガイドで全体像をご確認ください。
