回転軸シール：エンジニアのための完全選定ガイド
適切な回転軸シールの選定に関するエンジニア向けガイド
回転軸シールは、ポンプやギアボックスからモーターや油圧モーターに至るまで、回転機器の重要な部品です。適切な回転軸シールの選定は、機器の信頼性、漏れ率、メンテナンス間隔、そしてライフサイクルコストに影響を与えます。このガイドでは、回転軸シールの選定におけるエンジニアリング基準を説明し、一般的なシールの種類と材料を比較し、故障モードと試験方法を概説するとともに、回転軸シールの購入やカスタム回転軸シールサプライヤーとの契約に関する実践的な手順を示します。
1. 回転軸シールとは何か、いつ使用するのか（キーワード：回転軸シール）
回転軸シール（ラジアルシャフトシールオイルシール（またはオイルシール）は、シャフトがハウジングに対して回転する箇所で潤滑油を保持し、汚染物質の侵入を防ぐように設計されたダイナミックシールです。回転インターフェースにおいて、回転を許容しつつオイル／グリースの漏れを少なくする必要がある場合に使用されます。主な用途としては、油圧ポンプ、電動モーター、ギアボックス、ホイールハブ、工業用ミキサーなどが挙げられます。
2. 回転軸シールの主な種類（キーワード：回転軸シールを購入）
選定は、機械の機能と動作環境に適したシールの種類を特定することから始まります。主な種類：
- シングルリップラジアルシャフトシール: オイル保持とダスト除去のための標準設計。
- ダブルリップまたはデュアルリップシール: 1 つのリップは潤滑剤の保持用、もう 1 つは汚染物質の排除用。厳しい環境でよく使用されます。
- スプリング式シール (ガーター スプリング): 低い接触圧力でもより優れたシール性を確保するために、安定したラジアル荷重を提供します。
- 非接触ラビリンスシール: 摩擦を最小限に抑える必要がある高速アプリケーション向け。シール効率は低くなりますが、寿命は長くなります。
- フェイスシール/メカニカルシール: 圧力下でのシャフト端のシール用。漏れ制御が重要なポンプに使用されます。
3. 材料の選択：媒体、温度、摩耗の適合（キーワード：カスタムロータリーシール）
材料の選択は最も影響力のある決定です。流体との適合性（油圧油、ギアオイル、水、蒸気）、温度範囲、研磨粒子、化学物質への曝露を考慮してください。以下は、一般的なエラストマーとPTFEの簡潔な比較です。
| 材料 | 標準温度範囲（°C） | 主な強み | 制限事項 | ;
|---|---|---|---|
| NBR（ニトリル） | -30～120 | 優れた耐油性、コスト効率に優れています | FKMに比べてオゾン/耐熱性が低い |
| FKM（バイトン） | -20～200 | 優れた耐熱性と耐薬品性 | コストが高く、低温での弾力性が限られている |
| EPDM | -50～150 | 優れた耐候性/耐水性 | 耐油性・耐炭化水素性が低い |
| シリコーン | -60～200 | 優れた高温/低温柔軟性 | 引き裂き強度が低い、油に膨潤する |
| PTFEおよび充填PTFE | -200～260以上 | 広い化学薬品/温度範囲、低摩擦 | 弾力性が低いため、特別な設計が必要 |
特定の化合物の正確な限界値については、材料データシートなどの情報源を参照してください。過酷な環境向けにロータリーシャフトシールを購入する必要がある場合は、特殊化合物（FFKM、充填PTFEなど）またはカスタムブレンドをお選びください。
4. 選択を決定する動作パラメータ（キーワード：回転軸シール）
主なパラメータには、シャフト速度（表面速度 m/s）、シール前後の圧力差、シャフト表面仕上げ、シャフトの振れ／公差、ハウジング内径公差、および媒体が含まれます。実用的なガイダンス：
- 表面速度: エラストマー リップ シールは、通常、最大約 15 m/s まで耐久性があります。PTFE バリアントは、より高い速度に対応できます。
- 圧力: 大きな圧力がかかる場合は、フェイス シールを使用するか、バックアップ リングを組み込みます。ラジアル リップ シールは低圧差圧に制限されます。
- 表面仕上げ: エラストマーとシャフトの接触には Ra 0.2 ～ 0.8 µm を推奨。ハードコーティングは摩耗を軽減しますが、シーリングに影響を及ぼします。
- 振れ: ラジアルまたはアキシャルの振れが大きいと寿命が短くなります。設計余裕とスプリングの選択により、小さな振れを軽減できます。
5. 一般的な故障モードと診断チェックリスト（キーワード：ロータリーシャフトシールを購入）
故障モードを理解することで、診断時間を短縮し、ダウンタイムを削減できます。一般的な問題：
- 摩耗/損耗: 汚染またはシャフト仕上げ不良により発生します。傷がないか検査してください。
- 化学的侵食: 材質の膨張または硬化 - メディア適合性シートを比較します。
- 熱劣化: 硬くて脆い材質、またはリップのひび割れ - 動作温度履歴を確認します。
- 取り付け時の損傷: シーリング リップに切れ目や傷がある場合 - 適切な取り付けツールとリップ プロテクターを使用していることを確認してください。
- 不適切なスプリング張力または損失: 漏れや過度の摩耗につながります。
6. サイズ、公差、規格（キーワード：回転軸シール）
可能な限り、標準化された寸法を使用してください。ラジアルシャフトシールは、一般的にDIN規格（例：ラジアルシャフトシールの場合はDIN 3760）およびISO規格に準拠しています。重要な寸法：シャフト径、シール外径（またはハウジング内径）、断面厚さ、およびリップ形状。カスタムロータリーシールを設計する場合は、正確なシャフト公差、表面仕上げ、および予想されるミスアライメントをサプライヤーに提供してください。
7. 取り付けと取り扱いのベストプラクティス（キーワード：カスタムロータリーシール）
適切な取り付けによりシール寿命が延びます。ベストプラクティス：
- シャフトのリップを保護するために取り付けスリーブを使用します。
- ドライスタートによる摩耗を防ぐため、初回運転前にリップを潤滑してください。
- 鋭いエッジ、つまり面取りハウジングやシャフト（15 ～ 30° の短いリードイン）上でシールを転がさないようにしてください。
- ハウジングの変形を防ぐため、メーカーの指示に従ってコンポーネントをトルク締めします。
8. テストと検証：メーカーとエンジニアが測定すべきこと（キーワード：油圧シールメーカー）
現場でのパフォーマンスと相関する検証テスト:
- 全体的な漏れを検出するための空気漏れテストと気泡テスト。
- 定格速度と温度で耐久テストを実施し、摩耗率（故障までの時間）を決定します。
- 軸方向/半径方向の圧力能力の圧力テスト。
- 摩擦とトルクの測定 — エネルギーに敏感な回転機械にとって重要です。
9. 材料性能と選定表（データに基づく比較）
以下の表は、材料の選択と用途に関する一般的なガイドラインを示しています。値は代表的なものであり、正確な数値については個別のデータシートを参照してください。
| 応用 | 推奨資料 | なぜ |
|---|---|---|
| 一般的な油圧システム | NBR、FKM | オイルとの相性が良く、コストパフォーマンスのバランスが取れている |
| 高温（>150°C） | FFKM、PTFE | 熱安定性と耐薬品性 |
| 水と蒸気 | EPDM、PTFE | 蒸気/水との良好な適合性 |
| 研磨環境 | 充填剤入りPTFE、強化リップ | 低摩擦と優れた耐摩耗性 |
| 食品・医薬品 | シリコン、FDAグレードPTFE | 規制適合性と清潔さ |
10. コストとパフォーマンス：ライフサイクル思考（キーワード：ロータリーシャフトシールの購入）
エンジニアは、初期コストとライフサイクルコスト（ダウンタイム、交換頻度、漏れによる付随的損害など）を比較検討することがよくあります。より高性能なシールやカスタマイズされたコンパウンドを使用することで、初期コストは2倍になる可能性がありますが、交換頻度と予期せぬダウンタイムは用途に応じて3～10分の1に削減され、総所有コスト（TCO）の削減につながります。
11. 適切なサプライヤーの選択：質問すべきこと（キーワード：オイルシールサプライヤー）
オイルシールサプライヤーを評価する際、油圧シールメーカーに問い合わせる:
- 材料認証および化合物データシート。
- テストレポート: 耐久性、漏れ率、摩擦、互換性テスト。
- 機能: 社内ツール、カスタム成形、小バッチ生産。
- 品質システム: ISO 9001 または類似の認証。
- 専門的なソリューションのための研究開発パートナーシップまたは大学とのコラボレーション。
12. 技術パートナーと協力する理由：Polypacの事例（キーワード：オイルシールサプライヤー、油圧シールメーカー）
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環境にも対応可能です。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シールの製造からスタートしました。現在では、NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKMなど、様々な材質のOリングも製造しており、製品ラインを拡大しています。
ポリパックの利点と主な製品：
- 包括的な製品範囲：Oリング、ロッドシール、ピストンシール、端面スプリングシール、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。
- 高度な製造とテスト: パフォーマンス要求を満たす最新の機械と厳格な品質管理。
- 材料研究開発: 過酷な環境や高温環境向けの化合物および充填 PTFE 配合物の社内開発。
- カスタム機能: ツール、小ロットのプロトタイピング、大量生産。
- 業界コラボレーション: 大学や研究所と提携して設計を検証し、材料の性能を拡張します。
カスタムロータリーシールを必要とするエンジニア向けに、Polypac は既製のソリューションとエンジニアリングソリューションの両方を提供しており、要求の厳しいアプリケーション向けに迅速なプロトタイピング、材料の調整、文書化されたテストを可能にします。
13. 注文前の実用的な選択チェックリスト（キーワード：回転軸シールを購入）
回転軸シールを注文する前に、次の点を確認し、サプライヤーに詳細を提供してください。
- シャフト径と公差（例：h6）、表面仕上げ（Ra値）。
- 予想されるシャフト速度 (m/s) と回転方向。
- 動作温度範囲と熱サイクル プロファイル。
- 密封する媒体（油の種類、化学薬品、水、蒸気）および汚染物質の存在。
- 動作圧力差およびバックアップ リングの必要性。
- 許容される漏れ率とメンテナンス間隔の目標。
14. 例: 油圧モーターの回転軸シールの指定 (キーワード: 油圧シールメーカー)
用途: 工業用油圧モーター、動作圧力 140 bar、軸速度 8 m/s、油温 60～90 °C、汚染リスク中程度。
推奨されるアプローチ:
- 材質: 高温およびオイル適合性のために FKM または特別に配合された HNBR。
- シールタイプ: 一定のラジアル荷重用のダストリップとガータースプリングを備えたデュアルリップラジアルシャフトシール。
- バックアップ リング: 圧力スパイクが発生する場合は、PTFE または強化インサートの使用を検討してください。
- 試験: 8 m/s、90°C で 500 時間の耐久性とリーク率測定。
FAQ - エンジニアがよく検索する質問（キーワード：回転軸シール）
Q1: 回転軸シールに最適な材質はどうすればわかりますか?
A: まず、媒体と温度範囲から始めてください。常温で石油系オイルをシールする場合は、NBRが適切な基準となります。高温または腐食性の高い化学物質の場合は、FKM、FFKM、またはPTFE系の材質が適しています。必ず材料データシートで、膨潤度、硬度（ショアA）、引張特性をご確認ください。
Q2: 摩擦を減らすためにラジアルシャフトシールを PTFE リップシールに交換できますか?
A: はい、PTFE リップ シールは摩擦を減らし、より高い温度や化学物質に対応しますが、低い弾性に対応し、十分なラジアル荷重を確保するために慎重な設計が必要です (多くの場合、スプリングまたは設計された形状を介して)。
Q3: シール寿命を最大化するには、どのようなシャフト仕上げが必要ですか?
A: ほとんどのエラストマーリップシールでは、シャフトのRaは0.2～0.8µmが推奨されます。表面が滑らかすぎる（鏡面仕上げ）と液膜に問題が生じる可能性があり、粗すぎるとリップの寿命が短くなります。
Q4: 回転軸シールの漏れをトラブルシューティングするにはどうすればよいですか?
A: リップに切れ目がないか、シャフト表面に傷がないか、正しい向きになっているか、材質の適合性を確認した上で、振れとハウジングの変形を測定してください。また、組立記録を確認し、組立中の損傷の可能性がないか確認してください。
Q5: カスタム ロータリー シールと既製のロータリー シールは、どのような場合に選択すればよいですか?
A: 極端な温度、腐食性の高い化学物質、厳しいリーク仕様、特殊な形状、あるいは標準シールが検証試験で不合格となった場合には、カスタムシールをお選びください。技術サプライヤーは、仕様を満たす化合物とリップ形状を開発できます。
Q6: サプライヤーにどのようなテストを依頼すればよいですか?
A: 耐久試験データ、リークレート測定、摩擦/トルク曲線、材料証明書（該当する場合はRoHS、REACH）をご請求ください。重要な用途の場合は、第三者機関または研究所による検証済みの試験が必要です。
お問い合わせと製品に関するお問い合わせ（CTA）
ロータリーシャフトシールの選定や調達でお困りですか？Polypacにご相談ください。技術相談、試作ツールの作成、量産供給など、お気軽にご相談ください。カスタムロータリーシール、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、バックアップリング、ダストリングなど、ご要望に応じて様々なシールをご用意しておりますので、製品ページをご覧いただくか、お見積もりをご依頼ください。Polypacのエンジニアが、お客様のアプリケーションデータに基づき、検証済みのシーリングソリューションをご提案いたします。
参考文献
- SKF — シール製品分野と技術リソース。https://www.skf.com/group/products/seals (アクセス日 2025-11-24)
- パーカー・ハネフィン — シール＆Oリング製品情報および技術資料。https://www.parker.com（アクセス日：2025年11月24日）
- Wikipedia — ニトリルゴム。https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrile_butadiene_rubber (アクセス日 2025-11-24)
- Wikipedia — ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）https://en.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluoroethylene（2025年11月24日アクセス）
- 油圧・空気圧 — シールに関する実用ガイドとケーススタディ。https://www.hydraulicspneumatics.com (アクセス日 2025年11月24日)
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