ロッドスクレーパーシール購入者ガイド：適切なシールの選択

概要:ロッドスクレーパーシール（ロッドスクレーパーシールまたはワイパーシール）は、ロッド入口で汚染物質を掻き取り、潤滑油を保持することで油圧シリンダーを保護する重要な部品です。本ガイドでは、スクレーパーシールとロッドシールの違い、特定の動作条件に合わせた材料と設計の選定方法、実際の設置およびメンテナンス手順、一般的な故障モードと測定可能な検査基準、そして試験能力、材料開発、カスタム製造に基づいてサプライヤーを評価する方法について説明します。推奨事項を裏付けるために、業界標準および信頼できるリソースを参照しています。

ロッドスクレーパーシールの機能について

ロッドスクレーパーシールの役割

まず基本的なことから始めましょう。ロッドスクレーパーシール（ワイパーシールまたはダストリングスクレーパーとも呼ばれます）は、主に油圧シリンダーへの汚染物質（汚れ、水、研磨粒子）の侵入を防ぎながら、ロッドがグランドを最小限の摩擦で通過できるように設計されます。一次圧力保持ロッドシールやピストンシールとは異なり、スクレーパーはロッド入口部に設置された保護バリアであり、研磨粒子の侵入を防ぐことで圧力シールの耐用年数を延ばします。

現場での一般的なシーリングの課題

私の経験では、油圧シールの早期故障の大部分は、外部からの汚染と不適切な取り付けに起因しています。典型的な課題としては、オフロード機器の研磨粉塵、産業環境における化学腐食、ロッド表面の腐食や孔食、そしてエッジローディングを引き起こす位置ずれなどが挙げられます。根本原因を理解することが、適切なロッドスクレーパーシールを選定するための第一歩です。

素材と基本的なデザインの特徴

スクレーパーシールは、非常に低い摩擦と幅広い耐熱性が求められる場合、一般的にエラストマー（NBR、FKM/Viton、EPDM、シリコン）またはPTFEおよびPTFE複合材料で作られています。一般的なスクレーパーは柔軟なワイピングリップを備えており、設置安定性を高めるために金属製ケーシングやバックアップリングと組み合わせられる場合もあります。研磨環境では、デュアルリップ設計やダストリップ一体型シールの方が優れた保護性能を発揮します。材料特性については、PTFE特性をご覧ください。ウィキペディアNBR や FKM などのエラストマー クラスは、それぞれのリソースで使用できます。

適切なロッドスクレーパーシールの選択

動作条件を評価する

私は常に、動作環境全体をマッピングすることから始めます。動作温度範囲、化学物質（油圧作動油、溶剤、酸）の存在、ロッド速度、ロッドサイクルの頻度、グランドの最大圧力、外部汚染物質の種類と量などです。これらのパラメータによって、許容される材料と摩擦限界が決まります。例えば、NBRは経済的で、-40℃～約120℃の鉱油系油圧に適しています。より高い温度や腐食性の高い流体の場合は、FKMまたはFFKMが必要になる場合があります。参考：一般的なOリング材料と性能ウィキペディア。

材料の選択：長所と短所

ここでは、一般的なオプションと、それらを選択する場合をまとめます。

• NBR（ニトリル）：耐摩耗性に優れ、鉱油系ではコスト効率に優れています。ただし、耐高温性／耐薬品性は限定的です。
• FKM (Viton): 耐熱性と耐薬品性に​​優れており、油圧液や高温の場所にも適しています。
• EPDM: 耐候性と耐水性・耐グリコール性に優れています。鉱油システムには使用しないでください。
• PTFE / 充填PTFE：摩擦が非常に少なく、広い温度範囲（-200～+260℃）、優れた耐薬品性を備えています。ただし、弾性が低いため、価格が高く、グランドの設計には注意が必要です。PTFEの特性については、ウィキペディア。

設計と寸法に関する考慮事項

スクレーパーシールを指定する際には、グランド寸法（ボア、溝深さ）、ロッド表面仕上げ（多くのシールでRa目標は通常0.2～0.8µm）、ロッド硬度（摩耗を低減するためにメッキまたは硬質クロムメッキを施す）、およびクリアランスを確認します。ロッドとスクレーパーリップの隙間があると、汚染物質の侵入や過度の摩擦が発生する可能性があります。可能であれば、メーカーの寸法図またはISOベースの溝規格を参考にしてください。シール部品のISO規格には、Oリング寸法に関するガイダンスが含まれています（参照：ISO 3601）。

インストール、メンテナンス、トラブルシューティング

正しい設置方法

不適切な取り扱いが原因でインストールに失敗するケースを数多く目にしてきました。私が実践し、推奨するベストプラクティスは以下のとおりです。

• 取り付け前にロッドの表面を検査し、孔食や腐食を修復してください。
• 部品を清掃し、シール材と互換性のある保護グリースを使用します。
• 取り付けツールを使用する際は、リップを傷つけないようにしてください。シール部分をロッドに転がさないでください。
• 正しい向きを確認します。ほとんどのワイパーには特定の方向（外側の縁が汚染物質に向かう）があります。

点検・メンテナンススケジュール

私はデューティサイクルに基づいて予防点検を設定しています。外部損傷や流体の浸出がないか毎日目視で確認し、汚染度の高い可動式機器については毎週点検し、ロッド測定（表面仕上げと直径）、グランドチェック、交換計画を含む包括的な点検を3～6ヶ月ごとに実施します。高価値または高リスクのシステムについては、シール寿命と故障モードを記録して、現実的な交換間隔を決定することをお勧めします。

よくある障害のトラブルシューティング

一般的な障害の症状とそれが通常示す内容:

• 外部漏れが過度: シーリングリップが破損しているか、向きが間違っています。
• リップの急速な摩耗: 研磨粒子またはロッドの仕上げが不適合です。シール リップのプロファイルを変更した PTFE または保護スクレーパーの使用を検討してください。
• 硬化/ひび割れ: 化学的侵食または熱劣化 - 材料の適合性と動作温度を確認します。
• シール押し出しまたはローリング: グランドサポートが不十分であるか、圧力スパイクが過剰です。バックアップ リングを追加するか、溝の設計を修正してください。

比較、データ、サプライヤーの選択

シールの種類の比較（表）

以下の表は、機能と環境に基づいて選択できるように、一般的なロッドエントリーシーリングのオプションを比較したものです。

材料の温度範囲と特性に関する情報源：材料データシートや、以下のような一般的な参考文献PTFEそしてFKM記事。

メーカーとサプライヤーの評価

シールサプライヤーを評価する際、私は次のような具体的な能力に注目します。

• 材料開発および試験ラボ（化合物の配合、老化、化学的適合性）。
• 高度な製造および品質システム (ISO 9001、トレーサビリティ、クリーンな組み立てエリア)。
• カスタム エンジニアリング サポート - 特殊な形状やプロトタイプを作成し、ラボおよびフィールド テストを実行する機能。
• OEM または研究機関との実績および長期にわたるパートナーシップ。

ポリパックがスクレーパーシールの強力なパートナーである理由

有能なサプライヤーの一例として、Polypac社を挙げることができます。同社は、シール製造、シール材開発、そして特殊な作業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であり、オイルシールサプライヤーでもあります。Polypac社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、工場スペースは8,000平方メートルに及びます。同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、Polypac社は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年に設立された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になり、製品ラインを拡大しています。Polypacの油圧ロッド保護関連の主な製品には、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、ダストリングなどがあります。

彼らの競争上の強みとして注目すべき点は、社内での材料配合（カスタムコンパウンドのリードタイム短縮）、大規模なクリーン製造（一貫した品質）、そして学術機関や産業界の研究所との共同研究開発体制（過酷な条件下における検証済みソリューションの迅速な提供）です。カスタム形状や特殊なコンパウンド（例えば、研磨スラリー用充填PTFEスクレーパー）が必要な場合は、Polypacのようなスケールと試験能力を持つサプライヤーが有利です。

実践的な推奨事項と最終チェックリスト

ステップバイステップの選択チェックリスト

リスクを軽減するために調達で使用する次のチェックリストに従ってください。

1. 動作条件（温度、流体、汚染物質、速度、圧力）を文書化します。
2. ロッドの表面とグランドの形状を検査し、粗さと直径を測定します。
3. 流体の適合性と温度帯に基づいて材料を絞り込みます。
4. サプライヤーデータの要求: 材料データシート、摩耗テスト結果、寸法図。
5. プロトタイプを要求し、漏れと摩耗率を記録しながらフィールド試験を実行します。
6. 長期供給のためにサプライヤーの品質システムとアフターサポートを検証します。

コストと寿命の分析

初期コストの低いシールは、交換頻度の増加やダウンタイムの増加により、ライフサイクルコストを増加させる可能性があります。そのため、初期部品コストと、想定寿命、メンテナンスアクセスの難しさ、ダウンタイムコストを比較検討します。汚染がひどいシステムや安全性が極めて重要なシステムでは、通常、より高品質な材料（必要に応じて充填PTFEやFFKMなど）と、サプライヤーの堅牢な試験能力を優先します。

シーリング専門家に相談するタイミング

以下のような状況に陥った場合は、専門家のアドバイスを受けてください。

• 正しくインストールした後も繰り返し失敗する
• 強力な化学薬品、極端な温度、または非常に高速な速度で使用する場合
• カスタムシール形状またはコンパウンド開発の要件

FAQ — よくある質問

1. ロッドスクレーパーシールとロッドシールの違いは何ですか?

ロッドスクレーパー（ワイパー）は主に外部からの汚染物質を遮断し、潤滑油を内部に保持します。ロッドシール（圧力シール）は油圧に耐え、流体の漏れを防ぐように設計されています。通常、ロッドグランドでは両者を併用することで完全な保護が実現します。

2. 埃っぽい屋外環境で使用されるスクレーパーシールに最適な素材は何ですか?

粉塵の多い屋外環境では、耐摩耗性とコスト効率に優れているため、一般的な鉱油系システムにはNBRを指定することが多いです。オゾン、高熱、または腐食性の高い流体への曝露が予想される場合は、EPDMまたはFKMの方が適しているかもしれません。激しい摩耗の場合は、充填PTFEリップを使用することで摩耗を大幅に低減できます。

3. 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?

交換間隔は、使用頻度と汚染負荷によって異なります。軽負荷システムの場合は、年1回の点検と必要に応じた交換で十分です。汚染がひどい場合は、より頻繁な点検（月1回または四半期ごと）を計画し、使用期間ではなく、リップの摩耗の測定値に基づいて交換スケジュールを立ててください。

4. 既存のグランドに別のタイプのスクレーパーを後付けできますか?

場合によっては可能ですが、溝の形状、ラジアルクリアランス、ロッド仕上げを確認した上でのみ可能です。スクレーパーによっては、異なるグランド深さや金属製の支持ハウジングが必要となる場合があります。完全な改造を行う前に、必ず寸法を確認し、現場試験を実施してください。

5. スクレーパーシールが故障していることを示す測定可能な兆候は何ですか?

測定可能な兆候としては、シリンダー内への外部汚染物質の流入増加、設計許容値を超えるリップ部の目に見える摩耗、フィルター分析で確認できる内部汚染物質の急激な増加、通常よりも高い潤滑油消費量などが挙げられます。また、ロッド表面の損傷やグランド付近の腐食も故障の兆候です。

6. シール寸法とテストに関する規格や参考資料はどこで入手できますか?

参考資料としては、シール部品のISO規格（例：Oリングに関するISO 3601）および材料特性の参考資料を参照してください。メーカーの技術ハンドブック（シール分割ガイドなど）や査読済みのトライボロジー文献には、試験方法が記載されています。

ご希望であれば、お客様のアプリケーションを評価し、ロッドスクレーパーシールの形状と材質をご提案いたします。既製品およびカスタムソリューションについては、Polypacをご検討ください。Polypac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、幅広いシールを供給しており、実績のある研究開発および製造能力を有しています。

連絡先と次のステップ:お客様に合わせたご提案、サンプルのご請求、製品データシートの閲覧をご希望の場合は、Polypacの技術チームまでお問い合わせください。ご相談、製品オプションの確認、試験レポートの閲覧を承ります。お客様の環境に最適なスクレーパーシールの選定や試作品の手配をお手伝いいたします。