形状・構造別ラバーシール
ゴム部品業界に足を踏み入れた当初は、その種類の多さに圧倒された。 シールリング があった。しかし時が経つにつれ、基本的な形状や構造を理解することで、物事がより明確になることに気づきました。もしあなたがバイヤーやエンジニアで、あなたの機器に適したシールを選ぼうとしているのなら、このセクションで要点を解説します。
Oリング
Oリングは、おそらく世界で最も認知されているシールリングでしょう。その断面は真円であり、静的シールにも動的シールにも広く使われています。油圧バルブであれパイプラインの継ぎ手であれ、Oリングはそのシンプルさ、コストの低さ、取り付けの容易さから、しばしば私の最初の選択肢となります。
主な用途:油圧システム、空気圧シリンダー、ポンプシャフト、パイプジョイント。
Yリング / Uリング / Vリング
これらのリングは特徴的なリップ形状をしており、運動下でのシール性を高めている。Y-リングは、油圧シリンダーのような往復運動でよく使われます。U-リングは、両方向に優れたシーリングを提供し、その耐摩耗性で知られています。V-リングは、高圧用としてよく積層されます。
実戦でのヒント:高圧レシプロシステムの場合、私はYリングとダストワイパーを組み合わせて使うことが多い。
Xリング（クワッドリング）
クワッドリングとも呼ばれるXリングは、4つのローブを持つ形状で安定性が高く、取り付け時にねじれる可能性が低くなります。標準的なO-リングよりもシール面が多く、ダイナミックな用途での摩擦の低減に役立ちます。
主な用途:特にOリングのローリングが懸念される場合、摩耗を低減したダイナミックなシーリングが可能。
長方形リング
平らな形状で、主に静的用途に使用されます。接触面積が広いため、フランジジョイントや同様の環境において信頼性の高いシーリングを提供します。
注:スペースが狭く、高圧シーリングが不可欠な用途によく指定します。
オイルシール（TC/SCタイプ）
オイルシールはより複雑で、多くの場合、ゴム製の外層、バネ式のリップ、そして時には金属製の補強材で構成されている。TCタイプはダブルリップ、SCタイプはシングルリップです。これらは、潤滑油の漏れやコンタミネーションの浸入を防ぐため、回転シャフトでは非常に重要です。
応用分野:ギアボックス、モーターシャフト、クランクケース。
Dリング
底面が平らで上面が丸みを帯びており、Oリングに比べて安定した着座面を提供します。私は、シールの転がりが致命的な故障を引き起こす可能性のある、航空宇宙や自動車の用途で特に役立つことを発見しました。
ダストシール / Tリング
ダストシールは、ほこり、泥、水分などの外部汚染物質がシール部分に侵入するのを防ぐために使用されます。Tリングは、バックアップリングとダストリップの機能を組み合わせたもので、より高い性能を発揮します。
ガスケット
厳密な意味でのリングではないが、 ガスケット は、一般的にシートゴムからカットされ、フランジやジョイントをシールするために使用される平らなシールです。静的シールの役割を果たすため、ゴムシールにまつわる会話には必ずこのシールが登場する。
「適切なゴムシールの構造を選択することは、単に形だけの問題ではありません。
素材別ゴム・シール
形が決まったら、次に決めるのはゴムの素材だ。ゴムの種類にはそれぞれ長所と短所があり、高熱の食品用ポンプではうまくいっても、化学プラントでは完全に失敗するかもしれません。シーリング・リングの適切な材料選びをお手伝いする際に、私がどのように判断しているかをご紹介しましょう。
ニトリルゴム（NBR）
NBRは耐油用途に最適な材料です。手頃な価格で耐久性があり、広い温度範囲（-40℃～＋120℃）に対応します。特に鉱物油やグリースが使用される場合、汎用工業用シールにお勧めします。
最適:自動車用シール、燃料システム、油圧・空圧システム。
フッ素ゴム（FKM/ビトン）
高温や攻撃的な化学薬品に遭遇した場合、FKMが私の最良の選択となる。油、燃料、酸、場合によっては250℃までの高熱に耐える。より高価ですが、その耐久性により、重要な用途では費用対効果が高くなります。
で使用される。:自動車エンジン、化学装置、航空宇宙システム。
「シールが熱、油、時間に耐えなければならない場合、通常はFKMがその答えとなる。
シリコーンゴム（VMQ）
シリコーンは-60℃から+200℃までの極端な温度環境で輝きます。また、食品に安全で生理的に不活性であるため、医療や食品加工のシールに最適です。しかし、他のゴムに比べて機械的に弱く、動的な高圧シールには適していません。
アプリケーション:食品用ポンプ、飲料加工、オーブン、医療機器。
EPDMゴム
EPDMは耐老化性、耐紫外線性、耐オゾン性、耐水性に優れ、屋外や水回りでの使用に最適です。EPDMは耐油性ではないので、油分のある場所では避けますが、耐候性ではEPDMに勝るものはありません。
一般的な用途:屋上HVACシール、給水システムガスケット、自動車用ウェザーストリップ。
ポリウレタン・ラバー（PU）
PUは優れた耐摩耗性と高い引張強度を兼ね備えている。私は、油圧システムや動的用途で磨耗や裂傷のリスクがある場合に、PUをよく推奨している。PUは他のゴムよりも柔軟性に欠けるが、寿命の点では他のゴムよりも優れている。
良い:油圧シリンダー、スクレーパーシール、衝撃吸収シール。
ネオプレンゴム（CR）
ネオプレンはゴムのゼネラリストだ。耐油性、耐候性、耐薬品性に優れ、幅広い用途に適している。多用途性が目的なら、ネオプレンがその条件を満たしていることが多い。
使用例:冷凍機用シール、ケーブルジャケット、自動車部品
天然ゴム（NR）
優れた伸縮性と弾力性を持つ天然ゴムは、特に高い伸縮性と回復性を必要とする用途では、今でも十分通用する。しかし、油、紫外線、オゾンで劣化するので、屋外や工業用化学環境では慎重に使用する。
代表的な使用例:防振、ショックマウント、一部のメカニカルシール。
NBR/EPDMブレンド
時には、ハイブリッド材料が適切なバランスをとることもあります。NBR/EPDMブレンドは耐油性と耐候性を兼ね備え、自動車用シールや汎用ガスケットにコスト効率の高いソリューションを提供します。
「適切なラバーコンパウンドは、しばしば漏れのないシステムを支える縁の下の力持ちとなる。
用途別ゴム・シール
形状や材質だけでなく、シールの機能によってその真価が決まることも少なくありません。シーリングリングを選ぶとき、私はいつもこう尋ねます： このシールは何をするつもりなんだ？ この1つの疑問が、私の提案のほとんどを後押ししている。油圧を抑えるのか、埃を防ぐのか、どの用途にもそれぞれの要求がある。
静的シーリング
静的シールは、互いに相対的に動かない部品に使用されます。フランジ、蓋、カバー、ねじ継手などに見られる。ここでのシール性能は、動きよりもむしろ圧縮に依存する。
私のお勧めオプション:Oリング、長方形リング、ガスケット。
代表的なアプリケーション:パイプフランジジョイント、エンクロージャー、固定ハウジング。
チップ:静的シーリングにおいても、表面仕上げと耐圧縮永久歪みは彼らが考えている以上に重要であることを、私はいつもクライアントに伝えている。
ダイナミックシール（回転/往復運動）
ダイナミックシールは回転または往復運動を伴います。これらのシールは摩耗、摩擦、流体の乱流に耐えなければなりません。そのため、材料の靭性とリップの設計が重要になります。
- 回転運動:特にシャフトが絡む場合は、オイルシール（TC/SCタイプなど）をお勧めします。
- 往復運動:油圧シリンダーとピストンには、Yリング、Uリング、PUシールが最適です。
警告:標準的なOリングを動的用途に使用すると、転がり、切断、押し出しによる早期破損を引き起こす可能性があります。
ダストシーリング
すべてのシーリングが液体に関係しているわけではない。 アウト.ダストシールは、砂、ほこり、水分などの汚染物質がピストンロッドやベアリングなどの敏感な部品に到達しないように設計されています。
共通セットアップ:ダストワイパーと油圧シリンダーのYリングを組み合わせ、二重の保護をしている。
理想的な産業:建設機械、農業機械、鉱山機械
特殊条件シール
用途によっては、ゴムシールは限界まで使用されます。高圧、真空、極端な温度、あるいは衛生的な要件などです。このような場合、シールの設計とコンパウンドの選択は譲れないものとなります。
- ニューマティクス:Tリングや低硬度Oリングのような、漏れの少ない低摩擦シール。
- 高圧システム:Oリング、Vリングスタック、または強化PTFE-ゴム複合材によるバックアップリング。
- 食品用アプリケーション:FDAまたはEU 1935/2004の認定を受けたシリコーンまたはEPDM材料。
「使用環境が極端な場合、シールはその現実を念頭に置いて設計されなければならない。
その他の特殊シール
標準的なOリングやリップシールは幅広いニーズに対応していますが、私はより高度なものを必要とする場面によく遭遇します。長年にわたり、私は極めて高い精度、長期的な性能、特殊な作業条件などに対応した特殊なシーリング・ソリューションを数多く扱ってきました。ここでは、基本的なシールでは対応できない場合に私が検討するものを紹介する。
コンビネーションシール（グリードリング、ステップシールなど）
コンビネーションシールは、複数のシールエレメントを1つのユニットに統合したものです。エラストマーとPTFEベースのリングをブレンドしたものです。低摩擦で耐薬品性が高く、ダイナミックな動きに最適です。
使用例:私は通常、ヘビーデューティーな油圧ピストンや作動油にさらされるバルブにグライドリングを指定しています。
スプリング式シール
PTFEなどのポリマーシールリップと金属スプリングを組み合わせたシールで、安定したシール力を維持します。エラストマーが脆くなったり、弾性を失う可能性のある高温や極低温の環境で輝きを放ちます。
アプリケーション:航空宇宙用バルブ、医療機器、高真空チャンバー。
「温度変化や極端な圧力が懸念される場合、スプリング式シールはゴムだけでは故障してしまうような場所でも信頼できる性能を発揮します。
ラビリンス・シール
接触シールとは異なり、ラビリンスシールは非接触のマルチチャンバー設計で漏れを減らします。完全なシールはできませんが、回転機械のコンタミネーションを防ぐのに優れています。
で使ったことがある。:モーター、タービン、ポンプなど、多少の漏れは許容できるが、接触摩耗は避けなければならない場合。
注:他のシールと組み合わせて使用する。
金属-ゴム複合シール
これらのハイブリッドシールは、ゴムの弾性と金属の構造的支持を組み合わせたものです。一般的なタイプとしては、ボンデッドワッシャー（ゴムインサート付きシーリングワッシャー）、高圧フランジシール用金属封入Oリングなどがあります。
こんな方に最適:油圧接続、燃料システム、気密環境。
ボーナス:金属部品は、腐食や導電性のニーズに応じて、ステンレス、アルミニウム、真鍮でカスタマイズすることができます。
ラバーシールの選択における重要な要素
適切なラバー・シールを選ぶには、単に形状や素材を選べばいいというわけではありません。私はシーリング・ソリューションでクライアントをサポートする際、いつも5つの重要な要素のチェックリストを説明します。どれかひとつでも欠けると、早期の故障やコストのかかるダウンタイムにつながる可能性があります。
1.作動媒体（流体または気体）
最初の質問はこうだ： シールは何にさらされるのか？ オイル、燃料、水、蒸気、酸、ガスに対する反応は、ゴムによって異なる。
- 石油・燃料用:私はNBRかFKMに傾いている。
- 水または蒸気の場合:EPDMまたはシリコーンが適している。
- アグレッシブケミカル用:PTFEかFFKMのコンポジットをお勧めするかもしれません。
チップ:化学薬品との適合性については、必ず参照表またはシールメーカーのデータシートを使用して確認してください。
2.温度範囲
ゴム製シールには使用限界温度が定められています。それを超えると、硬化、亀裂、完全なシール不良につながる可能性があります。
- 低温環境（-40℃以下）:シリコーンとEPDMが私の一番の選択だ。
- 高温環境（150℃以上）:FKMまたはシリコーン。
- クライオジェニック:バネ入りPTFEのような特殊シールに移行します。
「間違った温度で故障するシールは、安全装置ではなく、負債になる。
3.定格圧力
システムの圧力によって、単純なOリングが使えるか、バックアップリングや複合設計でシーリングを強化する必要があるかが決まる。
- 低圧から中圧（10MPaまで）:標準的なOリングやリップシールで十分な場合が多い。
- 高圧（25MPa以上）:PUのYリング、Vリングを重ねたもの、あるいはグラインドリングに押し出し防止リングを付けたものを使っている。
4.ムーブメントタイプ
シールは、静止、往復、回転といった動きのタイプに合わせなければならない。
- 静的:Oリング、ガスケット
- レシプロ:Yリング、Uカップ
- ロータリー:TCタイプオイルシールまたはメカニカルフェイスシール。
注:静的なシールを動的なセッティングで使用することは、私が目にする早期故障の最も一般的な原因のひとつです。
5.認証とコンプライアンス
食品、製薬、航空宇宙などの業界では、シールはFDA、EU 1935/2004、ISO 3601などの厳しい基準を満たす必要があります。私はいつも、選ばれたシールが適切な文書を持っていることを確認しています。
例:
- 食品用:FDA21CFR177.2600に準拠した白金硬化シリコーン、EPDM。
- 航空宇宙:航空宇宙規格に認定されたFKMまたはパーフロロエラストマー（FFKM）。
応用事例
これまで述べてきたことをより具体的にするために、私がシールの種類、材質、機能をどのように適用しているかを示す実例をいくつか紹介したいと思います。これらは、私が産業環境で実際に遭遇した顧客のシナリオから抜粋したものです。
自動車用エンジンFKM Oリング
あるティア1の自動車部品サプライヤーとのプロジェクトでは、次のようなものを提供しました。 FKM Oリング 高温エンジンオイルシステムに使用される。これらのシールは、5年間のライフサイクルの間、硬化したり漏れたりすることなく、180℃のモーターオイルにさらされ続けることに耐えなければならなかった。
- なぜFKMなのか:優れた耐油性と耐熱性
- シールタイプ:標準Oリング (ISO 3601)
- 結果:100万サイクルの模擬運転後も故障は報告されていない
洞察:Oリングは単純に見えるが、長期的な信頼性を確保するためには、適切なコンパウンドを選ぶことが重要だった。
フードポンプシリコンガスケット
ある食品加工機器メーカーから、FDAコンプライアンスに適合し、洗浄剤に耐えるシールが欲しいとの相談を受けました。私たちは 白金硬化シリコン・ガスケット ヨーグルト製造ラインのロータリーローブポンプ。
- なぜシリコーンなのか:食品安全、無臭、化学的に不活性
- シールタイプ:カスタムダイカットガスケット
- 結果:細菌蓄積ゼロ、監査中の迅速な承認
洞察:食品グレードの用途では、文書化と衛生は材料の性能と同じくらい重要です。
油圧シリンダーPU Yリング＋ダストワイパー
ある重機械メーカーの顧客は、掘削機に使用される油圧シリンダー用のシールを必要としていた。私たちは PU Yリング そして ゴム製ダストワイパー 泥や摩耗の多い環境にも対応できる。
- なぜPUなのか:高い耐摩耗性と寸法安定性
- シールタイプ:ダイナミックシール用Yリング、コンタミ防止用ダストシール
- 結果:40%によるメンテナンス間隔の延長
「適切なシールの組み合わせは、単に漏れを防ぐだけでなく、機器の寿命を延ばし、ROIを向上させます。
結論適切な仕事に適切な印鑑を合わせる
長年にわたり、適切なゴム製シーリングリングを選択することは、単に棚から何かを選び出すことではないことを理解してきました。形状、材質、機能、環境といった全体像を理解し、それらをアプリケーションの真の要求に合致させることなのだ。
エンジン、食品用ポンプ、重機など、どのような製品のシーリングをお手伝いする場合でも、同じ原則が適用される： 適合性の高いシールが、信頼性、安全性、効率を保証します。.間違った選択は、漏れ、汚染、システムの故障、最悪の場合、シールそのものよりもはるかにコストのかかる予定外のダウンタイムにつながる可能性があります。
どの印鑑が自分のニーズに合っているのかわからない場合は、推測は禁物です。データ、経験、業界標準に基づいた最良の選択をお手伝いします。
「シーリングでは細部が重要で、小さなリングでもシステムの良し悪しを決めるからだ。
参考文献