油圧シリンダー用スクレーパーシールの選び方

油圧シリンダー内部を汚染物質から保護し、ロッドシールと油圧システム全体の寿命を延ばすには、適切なスクレーパーシール（ワイパーリングまたはダストリングとも呼ばれます）を選定することが不可欠です。この記事では、スクレーパーシールの仕組み、環境と流体に基づいた適切な材料とプロファイルの選定方法、設置と試験のベストプラクティス、そしてカスタムソリューションの選定が必要となるケースについて説明します。選定の妥当性確認のため、メーカーおよび規格の参考資料も掲載しています。

油圧シリンダーのシーリングシステムを理解する

スクレーパーシールの役割と重要性

スクレーパーシール（ワイパー）は、油圧シリンダーのロッド側に取り付けられ、ロッドがシリンダー内に引き込まれる前に、汚れ、埃、水、その他の汚染物質を除去します。スクレーパーシールは、ロッド表面の摩耗性および腐食性物質を遮断することで、ロッドシール（ロッド/ピストンシール）を保護し、シリンダーの寿命を延ばします。スクレーパーシールの役割は圧力保持ではなく、予防的なものです。しかし、スクレーパーの故障は、シールセットの不具合やロッド表面の傷につながることがよくあります。

スクレーパーシールが他のシール要素とどのように統合されるか

一般的な油圧シリンダのシールスタックは、外側から順に、ダストワイパー（スクレーパーシール）、ロッドシール（圧力シール）、バックアップリング（必要に応じて）、インボードピストンシールで構成されています。スクレーパーシールは、漏れ経路や過度の摩耗を防ぐため、ロッドシールとラジアル干渉およびリップ形状が適合している必要があります。油圧シリンダと一般的なシール機能に関する一般的な背景については、以下をご覧ください。油圧シリンダー — Wikipedia。

一般的な故障モードと診断兆候

スクレーパーシールの一般的な故障には、リップの摩耗、脆化、裂け目、汚染物質の蓄積によるシールの喪失などがあります。スクレーパーの問題の兆候としては、ロッドへの汚れの付着、ロッドシールの頻繁な摩耗、外部漏れ、ロッド表面の腐食の加速などが挙げられます。早期診断はダウンタイムを短縮し、連鎖的な故障を回避します。

スクレーパーシールの主な選定基準

環境汚染：種類と粒子サイズ

まず、動作環境を明確に説明してください。汚染物質の主なものは、乾いた粉塵、泥、塩水、化学エアロゾルでしょうか？粉塵の多い環境では、シングルリップのエラストマーワイパーで十分かもしれません。泥、塩、または粘着性のある汚染物質がひどい場合は、排水溝/ウィープ溝と疎水性材料を備えたマルチリップまたは複合スクレーパーを検討してください。粒子径分布がわかる場合は、大きな粒子を偏向させ、微細な粒子を排出するリップ形状を優先してください。

ロッドの表面状態と仕上げ

ロッド表面の硬度、メッキまたはコーティング（硬質クロム、窒化処理、ポリマーコーティング）、および表面仕上げ（Ra）は、スクレーパーの選定に影響します。スクレーパーは互いに干渉し合うように設計する必要があります。締め付けがきつすぎると摩耗と摩擦が増加し、緩すぎると異物混入が発生します。現代のシリンダーの一般的なロッド仕上げは、Ra 0.2～0.8 µmです。より粗いロッドや微小な欠陥のあるロッドの場合は、表面の小さな凹凸を損傷なく許容する堅牢なスクレーパー素材（ポリウレタンまたはPTFE表面仕上げなど）を選択してください。

温度と圧力に関する考慮事項

スクレーパーシールは高圧に耐えるものではありません。しかし、作動温度とロッド表面における偶発的なフラッシュ温度に耐える必要があります。周囲温度と作動油のフラッシュ温度条件に適合する連続温度範囲を持つ材料を選択してください。Oリングとエラストマーの温度範囲に関するガイダンスについては、以下を参照してください。Oリング — Wikipediaおよびメーカーの材料ガイド。

材料の選択と互換性

一般的な材料とその性能のトレードオフ

材料選定においては、耐摩耗性、流体適合性、硬度（ショアA）、低温柔軟性のバランスを考慮します。以下の表は、よく使用されるスクレーパー／ワイパー材料の一般的な特性と推奨される用途をまとめたものです。データソースには、サプライヤーの技術資料や業界資料が含まれます。

リファレンステストと検証

可能であれば、材料試験報告書と加速寿命試験によって選定の妥当性を検証してください。ベンダーが提供する摩耗、硬度変化、および化学的膨潤に関するデータは非常に重要です。油圧シールの実施方法に関する独立した参考資料は、業界団体やメーカーの技術ライブラリから入手できます。一般的なガイダンスについては、油圧およびシールに関する文献（例えば、メーカーの技術ページなど）を参照してください。トレレボルグ — シール）。

ポリパック：その能力と専門サプライヤーを検討する理由

Polypacは、シール製造、シール材開発、そして特殊な作動条件に対応するカスタマイズされたシールソリューションを専門とする、科学技術に裏付けされた油圧シールメーカーおよびオイルシールサプライヤーです。PolypacのカスタムゴムリングおよびOリング工場は、10,000平方メートルを超える敷地面積を誇り、工場敷地面積は8,000平方メートルです。当社の生産設備および試験設備は、業界最先端の水準を誇ります。中国最大級のシール製造・開発専門企業として、国内外の数多くの大学や研究機関と長年にわたる連携・協力関係を維持しています。

2008年の設立以来、Polypacはブロンズ充填PTFE、カーボン充填PTFE、グラファイトPTFE、MoS₂充填PTFE、ガラス充填PTFEなどの充填PTFEシールの製造から事業を開始しました。現在では、NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKMなど、様々な材質のOリングも取り扱うよう製品ラインを拡大しています。Polypacの油圧スクレーパー関連製品は、Oリング、ロッドシール、ピストンシール、エンドフェイススプリングシール、スクレーパーシール、ロータリーシール、バックアップリング、ダストリングなど多岐にわたります。

ポリパックの差別化要因と技術的強み:

• 包括的な材料研究開発と、低摩擦、耐摩耗性のワイパー面のための充填 PTFE 配合へのアクセス。
• プロトタイプの検証と耐久テストをサポートする高度なテスト設備を備えた大規模生産。
• 極限環境におけるカスタマイズされたシーリングソリューションのために学術機関や研究機関と連携した経験。
• 幅広い材料ポートフォリオ (NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKM) により、カスタマイズされた互換性とライフサイクルの最適化が可能になります。

カスタムスクレーパー形状、特殊コンパウンド、または一体型シーリングスタックを必要とするプロジェクトでは、材料試験とプロトタイピング能力を活用するために、早期にPolypacとの連携をご検討ください。Polypacの製品ラインナップとラボリソースは、開発期間の短縮と現場での信頼性向上に貢献します。

FAQ - スクレーパーシールに関するよくある質問

1. スクレーパーシールはどのくらいの頻度で交換する必要がありますか?

交換頻度は環境と使用状況によって異なります。清潔な屋内用途であれば、スクレーパーは数年間使用できます。研磨性の高い屋外用途では、3～6ヶ月ごとに点検し、リップの損傷、ひび割れ、または著しい硬化が見られた場合は交換してください。可能な場合は、状態に基づいたメンテナンスを実施してください。

2. スクレーパーシールを圧力シールとして使用できますか?

いいえ。スクレーパーシールは主に外部からの汚染物質の侵入を防ぐために設計されており、油圧を封じ込めるようには設計されていません。圧力封じ込めは、ロッド／ピストンシールとバックアップリングによって行う必要があります。

3. 塩分の多い環境や海洋環境に最適な素材は何ですか?

塩水噴霧が発生する海洋環境では、バックアップ部品に優れた耐腐食性／耐オゾン性（耐候性にはEPDM、油との適合性にはFKM）を備えた材料を選択し、さらに耐腐食性ロッドコーティング（ステンレスまたは適切なメッキ）を施します。PTFE面を持つ複合スクレーパーも、塩分を含んだ研磨材に対して優れた性能を発揮します。

4. 低速時のスティックスリップを減らすにはどうすればよいですか?

スティックスリップを最小限に抑えるには、低摩擦面（PTFEまたはPTFE接着リップ）を指定し、ロッド仕上げを適切にし、リップの干渉を制御します。また、作動油の粘度とロッドの運動プロファイルも検証してください。リップ形状の小さな設計変更でヒステリシスを低減できる場合があります。

5. スクレーパーシールには標準サイズがありますか?

はい。多くのサプライヤーが、一般的なロッド径とグランド寸法に合わせた標準サイズを提供しています。ただし、特殊なロッド、コーティング、またはグランドの制約が厳しい場合は、カスタムサイズまたは形状が必要になる場合があります。必ずベンダーのカタログと公差表をご確認ください。

6. 本格的な展開の前に、新しいスクレーパーの設計を検証するにはどうすればよいですか?

ベンチテストを実施します。摩耗試験、想定速度でのサイクリング試験、および耐薬品性試験を実施します。可能であれば、少数のユニットでフィールドテストを実施し、ロッドの表面状態とシールの摩耗を監視します。メーカーの試験データ（耐摩耗性、薬品曝露後の硬度変化）を用いて、候補材料を比較します。

連絡先、製品の在庫状況、次のステップ

油圧シリンダー用スクレーパーシールの選定やカスタマイズでお困りの際は、Polypacまでお問い合わせください。ご相談、材料試験、試作見積もりの​​ご依頼を承ります。Polypacは幅広い製品ラインナップ（Oリング、ロッドシール、ピストンシール、エンドフェイススプリングシール、スクレーパーシール、ロータリーシール、バックアップリング、ダストリング）を取り揃え、仕様策定から検証、量産まで、プロジェクトをサポートいたします。調達および品質保証に必要な製品データシート、材料証明書、試験結果のご請求も承っております。

今すぐ Polypac に問い合わせて、アプリケーションについて話し合ったり、サンプル キットを要求したり、技術会議を手配したりしてください。