スクレーパーシール選定における7つの致命的なミスが機器の故障につながる

要約：不適切なシーリングのコスト

スクレーパーシールは防御の最前線であり、故障するとシステム全体の汚染と壊滅的なダウンタイムにつながります。

選定はサイズだけではありません。環境要因、ロッド速度、材料の適合性といった複雑なバランスが求められます。このガイドでは、最新の情報を参照しながら、シリンダーの寿命を縮める最も一般的な7つのエンジニアリングエラーについて解説します。ISO規格2026年の業界動向。ポリパック工業技術株式会社当社の 10,000 平方メートルを超える施設では、小さな選択ミスが重大な機器の故障につながることを直接目にしてきました。

スクレーパー シールとは何ですか? また、選択がなぜ重要なのですか?

スクレーパー シール (またはワイパー) は、ロッドの収縮ストロークでほこり、泥、湿気などの外部汚染物質がシリンダー内に入るのを防ぐように設計された動的油圧シールです。

適切なワイパーを選定することで、潤滑油膜が維持され、ロッドシールや二次シールへの摩耗による損傷を防ぎ、システムの寿命と効率が向上します。ワイパーが故障すると、汚染物質が作動油に混入し、システム全体の性能が低下します。国際標準化機構（ISO）によると、特定の作動油清浄度規格（ISO 4406）を維持することは、保証の遵守と部品寿命の確保に不可欠です。

間違いその1：材料の適合性よりもコストを優先する

最も一般的な誤りは、高湿度の環境に標準ポリウレタン (PU) を選択することで、加水分解と呼ばれる化学分解を引き起こします。

PUは優れた耐摩耗性を備えていますが、標準グレードは湿気や熱にさらされると急速に劣化し、シールが崩壊してしまいます。同様に、NBR（ニトリル）を高オゾン濃度環境や極紫外線環境で使用すると、使用前にリップに亀裂が生じてしまいます。

• 加水分解の危険性:標準 PU は高温多湿の環境 (熱帯地域またはスチーム洗浄) では機能しません。
• 化学攻撃:耐火性流体 (HFC/HFD) には、特殊な FKM または PTFE 化合物が必要になることがよくあります。
• 解決：極めて高い耐薬品性や耐熱性を実現するため、ポリパック標準的なエラストマーよりも腐食性の媒体に優れた耐性を持つ充填 PTFE シール (ブロンズ、カーボン、ガラス充填) を専門としています。

間違いその2：環境（「氷と泥」の要因）を無視する

大型移動式油圧装置に「アグレッシブ」なスクレーパー リップを選択しないと、破片がシールをバイパスすることになります。

標準のスナップインワイパーは、軽い埃の除去を目的として設計されています。乾燥した泥や氷のある環境（鉱山掘削機など）では、これらの柔らかいリップが埃の上を滑るように移動して、シリンダー内に引き込みます。

• 氷と泥:必要金属製ワイパー凍結または乾燥した汚染物質をせん断するための干渉嵌め合いを備えています。
• 飛び出しリスク:ひどいゴミの蓄積により、柔軟なスナップイン ワイパーが溝から物理的に外れてしまうことがあります。
• おすすめ：あらゆるオープン環境のモバイル機器には、押し込み式の金属被覆ワイパーを使用します。

間違いその3：ダブルリップトラップ（圧力トラッピング）

圧力解放ベントのないダブルリップワイパーを使用すると、シールのはみ出しにつながる致命的な設計上の欠陥が発生します。

ダブルアクションワイパーはオイルシールに最適ですでそして汚れ外ロッドシールとワイパーの間に密閉された空間が形成されます。ロッドシールから微量のオイルが漏れ出すと、ストローク中にこのトラップ内に圧力が蓄積されます。この「圧力トラップ」により、ワイパーは最終的にハウジングから押し出されます。

• 症状:ワイパーシールが飛び出したり、桿体排除効率失敗。
• 解決策:ハウジングに排水チャネルがあることを確認するか、圧力リリーフバルブ/ベントが組み込まれたワイパーを選択します。

間違いその4：ロッド速度と熱発生を見落とす

高速アプリケーション (> 1 m/s) では、ワイパー リップで過度の摩擦熱が発生し、材料の硬化や漏れが発生します。

ロッドが高速移動すると、乾いたワイパーリップとロッド間の摩擦により、局所的な熱スパイクが発生します。NBRやPUなどの一般的な素材は断熱材として機能し、リップが焼けたり、表面が艶を帯びたりするまでこの熱を閉じ込めます。

• 摩擦限界:標準 PU は通常 0.5 m/s に制限されます。
• 高速ソリューション: ポリパック低摩擦プロファイルを推奨します。PTFE充填コンパウンド(ポリテトラフルオロエチレン) は、発熱を最小限に抑えながら最大 15 m/s の速度に対応できます。
• 潤滑:外部漏れを起こさずに残留油膜がワイパーリップを潤滑できる設計になっていることを確認してください。

間違いその5：ロッドの表面仕上げと硬度を無視する

ロッドの表面が滑らかすぎるとスティックスリップノイズが発生し、表面が粗すぎるとヤスリのように作用してスクレーパーリップが裂けてしまいます。

スクレーパーシール材の適合性シール性能はロッドの表面粗さ（Ra）に大きく依存します。ロッドが滑らかすぎる場合（Ra0.1 µm未満）、シールが真空効果を生み出し、スティックスリップ（ジャダー）を引き起こします。一方、粗すぎる場合（Ra0.4 µm超）、アブレッシブ摩耗が加速します。

• 硬度マッチング:スクレーパー材料の硬度 (ショア D) は、ロッドのコーティング (クロム、セラミック、Ni-Cr) と一致する必要があります。
• セラミックロッド:コーティングの微細な破損を防ぐには、より柔らかく、より柔軟なワイパー材料が必要です。

間違いその6：不適切な設置方法

保護スリーブなしで鋭いねじ山やキー溝にシールを無理やり押し込むと、シリンダーが作動する前にシールリップが切れてしまいます。

これが「ゼロアワー」の主な原因である。油圧シリンダーワイパーの故障スナップイン式ワイパーは柔軟性がありますが、切断されやすいです。押し込み式金属ワイパーは、金属ケースを曲げないように精密な調整工具が必要です。

• ルール1:ロッドのネジをカバーするには、必ず取り付けスリーブ (弾丸) を使用してください。
• ルール2:取り付ける前にシールと溝に潤滑剤を塗ってください。
• ルール3:スナップイン (フレキシブル) とプレスイン (金属被覆) のツール要件を区別します。

間違いその7：ハウジングの形状を無視する（ISO vs. 非標準）

メートル法のシールをインチ法の溝に取り付けると（またはその逆）、漏れが発生し、早期に故障することになります。

設計者は住宅基準の厳守を軽視しがちです。ISO 6195ワイパー設計に応じて、特定のハウジング寸法（タイプA～E）が定められています。これらを無視すると、軸方向のクリアランスが不適切となり、シールが溝内でねじれたり転がったりする原因となります。

• オープン vs. クローズド:ハウジングが「開いた」凹部（押し込みが必要）か「閉じた」溝（スナップインが必要）かを確認してください。
• 軸方向クリアランス:スペースが広すぎるとシールがポンプされ、スペースが狭すぎると固着が発生します。

将来のトレンド：高度なスクレーパー技術（2026年以降）

油圧シーリングの未来は、IoT 対応のスマート シールと次世代バイオポリマーにあります。

• スマートシール:摩耗や摩耗を検知するセンサーを組み込んだプロトタイプが現在存在する。油圧汚染制御レベルをリアルタイムで表示します。
• バイオポリマー:環境に安全でありながら優れた耐加水分解性を備えた新しい生分解性エラストマーが開発されています。
• ポリパックの役割:当社は2008年以来、大学と連携し、将来の需要を見据えた高度な充填PTFEおよびMoS₂充填材料の開発に取り組んでいます。

結論と行動への呼びかけ

適切なスクレーパーシールの選択は、形状、材料科学、そして環境の厳しさをバランスよく考慮した、重要なエンジニアリング上の決定です。これらの7つの致命的なミスを避けることで、ダブルリップワイパーとシングルリップワイパー選択が正しく行われることで、コストのかかるダウンタイムから機器が保護されます。

8,000平方メートルの生産スペースを持つシーリング材開発のリーダーとして、ポリパック工業技術株式会社最も厳しい作業条件に合わせてカスタマイズされたソリューションを提供します。

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