品質管理：ピストンゴムシールの検査基準

ピストンゴムシールは、油圧シリンダーおよび空気圧シリンダーの重要な部品です。効果的な品質管理（QC）は、材料検証、寸法・機械試験、表面検査、機能的リーク試験／動的試験を組み合わせることで、想定される圧力、温度、媒体下における信頼性の高いシール性能を確保します。この記事では、現場での不具合を低減し、コストを管理し、業界の一般的な慣行や規格に準拠するために、ピストンゴムシールに適用すべき検査基準と合格基準について概説します。

シールの機能と動作状況を理解する

シーリングの役割：静的 vs 動的

ピストンゴムシールは、通常、動圧シール（ピストンロッド/シリンダーボア上を摺動）と静圧シール（嵌合面または溝）として機能します。動圧ピストンシールは、摩擦、押し出し、摩耗に耐え、流体膜を維持する必要があります。一方、静圧シールは、コールドフローや弛緩を起こさずに圧縮に耐える必要があります。動作モードを理解することで、検査の優先順位を設定することができます。動圧シールでは、より厳格な表面仕上げと形状検査が求められ、静圧シールでは圧縮永久歪みと寸法安定性が重視されます。

動作環境とメディアの互換性

エラストマーおよびフィラー/PTFE複合材料について、想定される温度範囲、作動油またはガス、汚染物質、および圧力について検証してください。一般的なエラストマーには、NBR（ニトリルゴム）、FKM（フッ素エラストマー）、EPDM、シリコーン、FFKMなどがあります。高温または腐食性の高い媒体には、充填剤入りPTFEや特殊コンパウンドもご指定いただけます。材料の参考資料および特性については、関連する技術概要をご覧ください。NBR、FKM、 そしてPTFE。

設計と許容範囲への影響

ピストンシールの断面、リップ形状、溝クリアランスは、漏れと寿命に直接影響します。検査では、製造された断面が規定の公差（サイズに応じて通常±0.05～0.2 mm）内で設計と一致していることを確認する必要があります。嵌合部品の溝寸法と表面粗さも管理する必要があります。粗さが大きすぎたり寸法が合っていないと、はみ出しや摩耗の加速につながります。

一般的な故障モードと根本原因

漏れと押し出し

漏れは最も目に見える故障です。原因としては、不適切な材料選定、不適切な硬度、リップ形状の不備、溝の不整合、不十分なバックアップサポートによるはみ出しなどが挙げられます。はみ出しは、高圧下でシールが変形して隙間が生じる際によく発生しますが、バックアップリングと適切なリップ形状により、このリスクを軽減できます。

摩耗、擦れ、表面損傷

汚染物質、研磨粒子、または不適切な表面仕上げは、リップの摩耗を加速させます。検査結果には、引っ掻き傷、欠け、リップの平坦化、不均一な摩耗パターンなどが典型的に見られます。ろ過性能の向上、スクレーパーシールの改良、そして表面欠陥に対する受入検査の厳格化などにより、これらの問題に対処してください。

圧縮永久歪みと材料の老化

永久変形（圧縮永久歪み）は接触力を低下させ、漏れを増加させます。高温や化学的な侵食は圧縮永久歪みを加速させます。圧縮永久歪みを定量化するにはASTM規格に基づく試験を使用し、劣化の影響を受けやすい材料については証明書またはバッチ試験を実施する必要があります。ポリマーの劣化と試験方法に関するガイダンスは、以下の業界ハンドブックに記載されています。パーカーOリングハンドブック。

検査方法と合格基準

目視検査および表面検査

すべてのシールは目視検査に合格する必要があります。表面の切れ目、バリ、多孔性、不適切な加硫、変色がないことが条件となります。重要な特徴については、10～20倍の倍率で検査してください。接合する金属部品の表面粗さを測定する必要があります（例えば、多くの動的シールではRa 0.2～0.8 µm）。許容できない粗さは、摩耗や漏れの直接的な原因となります。

寸法管理：ゲージとCMM

寸法検査には、断面、内径／外径、リップの厚さ、溝はめあい寸法、同心度が含まれます。大量生産の場合は、リングゲージ、合否判定治具、光学式コンパレータが効果的です。複雑な形状の場合は、座標測定機（CMM）または投影機を使用します。一般的な公差範囲（例）：

材料バッチの検証方法

材料証明書（CoA）を要求し、定期的なラボ検証を実施します。化合物検証にはフーリエ変換赤外分光法（FTIR）、熱特性検証には示差走査熱量測定（DSC）、ショア硬度チェックを実施します。重要なプロジェクトでは、原材料ロット番号とサプライヤーの試験証明書までのトレーサビリティを確保する必要があります。

サプライヤーの資格、トレーサビリティ、文書化

品質システムと基準

品質管理システム（ISO 9001認証）を文書化し、油圧シール製造の経験を持つサプライヤーを優先します。サプライヤーの技術資料と過去の試験データにより、認定にかかる時間を短縮できます。一般的な品質管理ガイダンスについては、こちらをご覧ください。ISO9001。

トレーサビリティとバッチ管理

原材料の入荷から完成品シール、そして品質管理試験結果までを紐づけたロットレベルの記録を維持管理します。これにより、現場での不具合の根本原因の追跡が可能になり、保証請求をサポートできます。製造日、配合バッチ、成形機番号、加硫サイクル、検査記録などを含めてください。

継続的な改善と現場からのフィードバック

現場での故障データを収集し、根本原因分析（RCA）を実施し、是正措置を設計およびサプライヤーの管理にフィードバックします。一般的な是正措置には、材料の変更、形状の更新、溝の仕様改善、組立方法の変更（洗浄、潤滑、バックアップリング）などがあります。

ポリパック：メーカーのプロフィールと能力

ポリパックとは

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。2008年に設立されたPolypacは、充填PTFEシール（ブロンズ充填、カーボン充填、グラファイトPTFE、MoS₂充填PTFE、ガラス充填PTFE）の製造からスタートし、現在では包括的なエラストマーシールの製造へと事業を拡大しています。

生産規模と技術リソース

ポリパック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を有し、工場敷地面積は8,000平方メートルです。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。ポリパックは国内外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、材料およびプロセスの研究開発を継続的に進めています。

製品ラインナップと競争力

ポリパックは、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、幅広いシール製品を製造しています。同社は以下の点に重点を置いています。

• 材料開発における技術的な深み（充填PTFEおよびエラストマー化合物）
• 一貫した寸法と材料管理を可能にする高度な生産/試験設備
• 特殊な動作条件に合わせたカスタマイズされたシーリングソリューション
• 検証済みのパフォーマンスデータをサポートする強力な研究開発と学術的連携

ベストプラクティスの概要と実装チェックリスト

受入シールおよび最終シールの検査チェックリスト

• サプライヤーの CoA と材料バッチのトレーサビリティを確認します。
• 目視検査を実行します（バリ、切れ目、変形がないか）。
• 校正されたツールを使用して重要な寸法 (ID/OD、断面、リップの厚さ) を測定します。
• 代表的なサンプルの硬度 (ショア A) を確認します。
• 定期的なサンプルに対して圧縮永久歪み試験と引張試験を実行します。
• 重要なアプリケーションに対して機能的な静水圧/動的漏れテストを実施します。
• SPC を適用して主要なプロセス変数を監視し、修正アクションをトリガーします。

現場での失敗を減らすための行動ステップ

シールサプライヤーとの設計レビュー、溝公差の厳格な管理、ろ過性能の向上、そして材料のラボ検証は、効果の高い対策です。高圧システムにおけるはみ出しを防止するには、バックアップリングと適切なクリアランス設計を採用してください。

よくある質問

1. ピストンゴムシールにとって最も重要なテストは何ですか?

主な試験：寸法検査、ショアA硬度、圧縮永久歪み、引張/伸び、機能的漏れ（静水圧/動的）。優先順位は用途（動的/静水圧、圧力、温度、媒体）によって異なります。

2. 破壊試験のためにシールのサンプルをどのくらいの頻度で採取する必要がありますか?

生産工程においては、合意されたスケジュール（例：最初の製品、その後ロットごと、または生産量に応じて毎週）に従ってサンプル破壊試験を実施します。ISO 2859-1のサンプリング計画に基づき、AQLとロットサイズに基づいてサンプルサイズを決定します。

3. 充填剤入り PTFE はエラストマーピストンシールの代わりに使用できますか?

充填PTFEは低摩擦性と耐薬品性を備えていますが、弾性に欠けます。特に温度や化学的不活性性が重要となる用途では、エナジャイザーや特殊プロファイルを用いた特定の設計において、エラストマーの代替として使用できます。試作試験と動作サイクル試験を通じて評価してください。

4. ピストンシールの一般的な硬度はどのくらいですか?

多くの油圧用途において、ピストンシールの一般的な硬度はショアA硬度70～90です。より柔らかいコンパウンドは摩擦を低減しますが、はみ出しのリスクを高める可能性があります。溝の設計と作動圧力に基づいて硬度を選択してください。

5. 圧縮永久ひずみレポートをどのように解釈すればよいですか?

圧縮永久歪みは、規定の圧縮・時間・温度後の永久変形を示します。数値が低いほど、回復力は良好です。測定値をサプライヤーの仕様および想定される使用温度と比較してください。圧縮永久歪みが大きい場合、シール力が早期に失われる可能性が示唆されます。

6. 新しいシールサプライヤーの資格をどのように判断すればよいですか?

ISO認証取得済みの品質管理体制、材料のCoA（品質保証書）、初回製品検査報告書、サンプルの機械試験、機能試験を含む試作バッチが必要です。類似の油圧用途に関する参考資料もご請求ください。

お問い合わせおよび製品に関するお問い合わせ

ピストンゴムシールの仕様、サンプル計画、またはカスタマイズされたシーリングソリューションに関する専門的なサポートが必要な場合は、Polypacが技術コンサルティング、カスタムコンパウンドの開発、量産体制をご提供いたします。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、Polypacの製品ラインナップをご覧ください。お見積もりの​​ご依頼やサンプルのテストは、営業/技術チームまでお問い合わせください。

技術協力、認証、または注文については、Polypac の公式チャネルを通じて問い合わせ、アプリケーション要件に合った詳細な材料データシート、テスト プロトコル、トレーサビリティ ドキュメントをリクエストしてください。