ロッドシールとピストンシール：主な違いを解説

ロッドシールとピストンシール：主な違いを解説 — ロッドシール

ロッドシールとは？ — ロッドシールを理解する

ロッドシールは専用設計油圧シール往復動するロッドの周囲をシールするためにシリンダーヘッドに取り付けられます。主な役割は、加圧された流体がシリンダーから漏れるのを防ぎながら、ピストンロッドのスムーズな往復運動を可能にすることです。ロッドシールは外部からの動きや汚染物質、グランド部品との直接接触にさらされるため、低摩擦、耐摩耗性、はみ出し抑制のバランスを考慮した特別なリップ、通電部品、材料を用いて設計されています。

ピストンシールとは？ — ピストンシールとロッドシール

ピストンシールはピストンの溝に嵌合し、ピストンとシリンダーボアの間に耐圧バリアを形成します。その役割は、ピストン面全体に油圧を伝達して動作を生み出したり、負荷を保持したりしながら、ピストンからの漏れを最小限に抑えることです。ピストンシールは一般的に高い差圧にさらされますが、ロッドシールに比べて異物との摺動接触が少ないため、その断面と材質は圧力下でのシール性とピストンとボア間の隙間へのはみ出し防止性を考慮して最適化されています。

機能と圧力方向：ロッドシールとピストンシールの違い — ロッドシール

機能的な違いは、シールのどちら側が圧力を受けるかにあります。ロッドシールは、ロッドを通り抜けようとする流体を阻止し、通常はロッド表面に対して外側に圧力が加わります。ピストンシールは、ピストンを迂回する流体を阻止し、シリンダーボアに圧力が加わります。これは、次のことを意味します。

• ロッドシールは、低摩擦でスライド動作を処理し、シリンダー内への汚染物質の侵入を防ぐ必要があります。
• ピストンシールは、変動する圧力下で信頼性の高い静的シールを提供し、環状の隙間への押し出しを防ぐ必要があります。

ロッドシールに考慮すべき材料と構造 — ロッドシール

材料の選択は、性能と寿命に直接影響します。一般的な材料とその役割は以下の通りです。

• NBR (ニトリル): 鉱油に対する優れた汎用耐性。中程度の温度ではコスト効率に優れています。
• FKM (Viton): 腐食性の高い流体に対する高い耐熱性と耐薬品性。
• PTFE (充填PTFEを含む): 摩擦が非常に低く、耐摩耗性に優れているため、分離力が最小限で長寿命が求められる場合によく使用されます。
• ポリウレタン (AU/EU): 動的シールには優れた耐摩耗性と弾力性がありますが、高温や化学的攻撃に対する耐性は低くなります。

一般的なロッドシールの設計としては、シングルリップゴムシール、PTFEゴム複合材、またははみ出し防止のための通電Oリング／バックアップリングを備えたマルチコンポーネントシールなどがあります。流体の種類、温度範囲、ロッドの表面仕上げ、速度に応じてシールを選択する必要があります。

設計と断面の違い - ロッドシール

ロッドシールは、圧力下でも接触を維持し、伸縮時の抵抗を最小限に抑えるために、非対称リップを採用することがよくあります。ピストンシールは、はみ出し防止機構（バックアップリング）を備えた角型またはU字型の断面形状を採用する場合があります。溝形状やラジアルクリアランスなどの寸法は非常に重要です。ピストンシールは通常、固定されたボアに対してシールしますが、ロッドシールは可動シャフトに対して摺動するため、摺動面には硬質または潤滑性の高い材料を使用する必要があります。

摩耗、摩擦、漏れ：実用的な性能に関する考慮事項 - ロッドシール

実際には、ロッドシールは汚染物質による摩耗を受けやすく、良好な表面仕上げ（ロッド表面の場合、通常Ra0.2～0.8μm）と適切な潤滑が必要です。過度の摩擦は発熱、摩耗の加速、そして漏れの増加につながります。ピストンシールは圧力サイクルにさらされることが多く、その故障モードは押し出しまたは圧縮永久歪みに関連することがよくあります。メンテナンス戦略はそれに応じて異なります。

• ロッドシール: ロッドの表面を滑らかに保ち、スクレーパー/ダストリングを使用して、傷や引っかき傷を監視します。
• ピストンシール: 高圧の場合はバックアップ リングを使用し、押し出しを防ぐために溝の許容誤差を制御します。

比較表: ロッドシールとピストンシール — ロッドシール

表のデータは、業界のシールのハンドブックおよびメーカーの技術ノートから得たものです (出典は最後に記載されています)。

ロッドシールの取り付け、溝形状および許容差 — ロッドシール

適切な溝の設計と設置手順は、シール寿命に大きく影響します。重要なポイント：

• サプライヤーのデータシートで推奨されている半径方向および軸方向のクリアランスを維持します。
• 組み立て中にリップが損傷するのを防ぐため、ロッドの面取りとバリ取りを行ってください。
• ロッド シールの場合、グランドはシール リップをサポートし、押し出しを制御する必要があります。また、汚染物質の侵入を防ぐために、ダスト リップまたはスクレーパーをロッド シールの前に配置する必要があります。

不適切な取り付けは、多くの場合、即時の故障の原因となるため、製造元のガイドラインに従い、適切なツールを使用してください。

ロッドシールとピストンシールの選択：用途別チェックリスト - ロッドシール

次の実用的な質問に基づいて選択してください。

1. シールはどのような流体と温度範囲に耐えますか?
2. 動作圧力とサイクル速度はどれくらいですか?
3. 環境はどれくらい清潔ですか? 汚染の可能性はありますか?
4. ロッド/ボアの表面仕上げと硬度はどれくらいですか?
5. 低摩擦または低離脱力は重要ですか?

汚染度の高い環境では、スクレーパーを内蔵した堅牢なロッドシール、または独立したダストリングを備えたロッドシールの組み合わせを推奨します。高圧ピストンの場合は、バックアップリング付きの溝を設計し、はみ出しに対する耐性を高めるためにPTFEまたは強化複合材シールの使用を検討してください。

ロッドシールのメンテナンスとトラブルシューティング — ロッドシール

一般的な症状と考えられる原因:

• 外部漏れ: リップの損傷、ロッド表面の摩耗、グランドの不適切な深さ、または材質の誤りがないか確認します。
• 高い摩擦または固着: 不適合な材料、不十分な潤滑、または流体の適合性の問題による膨張がないか検査します。
• 急速な摩耗: 研磨性の汚染物質、ロッドの仕上げ不良、または適切な材料を使用せずに過度の速度で運転している可能性があります。

定期的な点検、正しい設置、清潔な環境の維持が最善の予防策です。

ロッドシールおよびピストンシール用ポリパックサポート - ロッドシール

ポリパックは、シール製造、シール材料の開発、カスタマイズを専門とする科学的で技術的な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。シーリングソリューション特殊な作業条件向け。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）の製造から始まり、NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKMなどの材料で作られたOリングを含む製品ラインを拡大してきました。

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面積を誇り、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。中国最大級のシール製造・開発企業として、ポリパックは国内外の大学や研究機関と長期的な協力関係を維持しています。

ロッドシールとピストンシールのポリパックコア機能 - ロッドシール

Polypac があなたのアプリケーションにどのように役立つか:

• カスタム材料配合: 流体の適合性と温度要件に合わせてカスタマイズされたエラストマーと充填 PTFE 化合物。
• 高度な製造: 一貫した溝のフィットとシール形状を実現する精密成形と機械加工。
• テストと検証: 特殊な動作条件 (温度、圧力、汚染物質) 下でのパフォーマンスを検証するための社内テスト。
• 研究パートナーシップ: 学術機関と研究機関の協力により、材料開発と性能の最適化が加速されます。

ポリパック製品概要 - ロッドシール

主な製品と強み：

• O リング - 静的および動的シール用のさまざまなエラストマー (NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKM) を取り揃えています。
• ロッド シール - ゴム、PTFE、複合構造のカスタム設計により、スライド性能を最適化し、漏れを低減します。
• ピストンシール - バックアップリングと充填PTFEのオプションを備えた耐久性のある設計。押し出し抵抗は重要です。
• 端面スプリングシール— スプリング駆動式 PTFE が低摩擦を実現する回転面または軸方向の面シール用。
• スクレーパー シール - ロッド シールを汚染物質から保護し、耐用年数を延ばします。
• ロータリーシール - 低摩擦と長寿命が求められるシャフトやスイベル用。
• バックアップ リング - 高圧ピストン/ロッドのアプリケーションで押し出しを防止します。
• ダストリング — 一次ロッドシールを破片から保護する犠牲部品。

Polypacの競争優位性は、材料科学における豊富な経験（PTFE充填材料）、大規模な生産能力、高度な試験設備、そして学術機関との強力な研究開発連携にあります。これらの強みを組み合わせることで、過酷な油圧環境下でも耐久性、低摩擦性、そして信頼性の高い性能を実現するシールを実現しています。

FAQ — ロッドシールとピストンシール — ロッドシール

Q: ロッドシールをピストンシールとして使用できますか?

A: 一般的には不要です。ロッドシールはシャフトとの摺動と外部リーク制御に最適化されています。一方、ピストンシールは、加圧下における内部バイパスと押し出しに抵抗するように最適化されています。一部のPTFE複合シールは、特殊な設計では両方の用途に使用できる場合もありますが、必ずメーカーにご相談ください。

Q: ロッドシールが故障しているかどうかはどうすればわかりますか?

A: 目に見える外部漏れ、摩擦の増加、ロッドの不規則な動きは、ロッドシールの摩耗または損傷を示していることが多いです。ロッド表面に傷がないか点検し、グランドが正しく取り付けられているか確認してください。

Q: ピストンシール付きのバックアップリングはいつ使用すればよいですか?

A: 動作圧力が材料の押し出し抵抗を超える場合、または溝のクリアランスによりシール材が隙間に入り込む恐れがある場合は、バックアップリングを使用してください。メーカーのデータシートに記載されている圧力制限をご確認ください。

Q: ロッドシールの寿命を延ばすメンテナンス方法は何ですか?

A: ロッドを清潔に保ち、適切に仕上げ、スクレーパー/ダストリングを取り付け、定期的に検査を実施し、適合するシール材料を選択し、過剰な加圧や汚染物質の侵入を回避してください。

お問い合わせ / 製品を見る

必要な場合はカスタムロッドシールピストンシール、あるいは極端な温度、圧力、あるいは汚染条件に合わせたシーリングソリューションをお探しの場合は、Polypacまでお問い合わせください。技術相談や製品オプションについては、お気軽にお問い合わせください。製品ラインナップをご覧いただくか、カスタマーサービスまでお問い合わせください。材質の推奨、設計図、サンプル評価をご提供いたします。

参考文献

• Parker Hannifin、O リング ハンドブックおよび油圧シール技術ガイド。
• SKF、シーリング ソリューションおよびシャフト シールの技術出版物。
• メーカーの技術データシートとアプリケーション ノート (溝の許容差、表面仕上げ、バックアップ リングの使用に関する業界標準のプラクティス)。