回転軸シールと静的シールの主な違いと用途

回転シールと静的シールの基礎を理解する

選択する場合シーリングソリューション回転機器または固定ジョイントの場合、エンジニアは回転軸シールと固定軸シールのどちらかを選択する必要があります。どちらも流体の漏れや汚染物質の侵入を防ぎますが、動作原理、材料、故障モード、適用範囲は大きく異なります。この記事では、設計、選定、調達、トラブルシューティングのための実践的でデータに基づいたガイダンスを用いて、これらの違いを検証します。特に回転軸シールを主要なシールとして取り上げます。

回転軸シールとは何か？主な特徴と購入時期

回転軸シール（ラジアルリップシールまたはオイルシールとも呼ばれます）は、回転軸を固定ハウジングに対してシールするように設計されています。相対運動下で作動し、通常はシャフト表面に接触する柔軟なシールリップを使用します。よくあるお問い合わせには、回転軸シールの購入、カスタム回転軸シール、回転軸シールのサプライヤーに関するお問い合わせが含まれます。

• 主な機能: 潤滑剤を保持し、回転インターフェースから汚染物質を排除します。
• 一般的な設計: シングルリップ、ダブルリップ (ダストリップ付き)、スプリング駆動リップ、金属ケースアセンブリ。
• 材質: NBR (ニトリル)、FKM (バイトン)、シリコン、PTFE (過酷な環境向け)、ポリウレタン (耐摩耗性向け)、および FFKM (極めて高い耐薬品性向け)。
• 動作範囲: 半径速度は重要な制限です。一般的な市販のリップシールは、材質と仕上げに応じて最大数メートル/秒で動作します。

ロータリーシールは次のような場合に選ばれますダイナミックシーリング回転下でのシールが必要な部品（例：ギアボックス、ポンプ、モーター、ホイールハブ、ロータリー式油圧アクチュエータ）では、適切な表面仕上げ、シャフトの硬度、そして適切なリッププリロードがシール寿命の維持に不可欠です。

静的シールの定義は何ですか？静的シールと回転軸シールの違いは何ですか？

静的シール（例えば、スタティックグランド内のOリング、ガスケットシール、フランジシール、面シールなど）は、シール面において相対的な動きがない2つの非可動部品または接合部をシールします。よく検索されるフレーズには、「静的シール vs 回転シール」や「静的Oリングシール」などがあります。

• 主な機能: 滑り接触ではなく、圧縮状態での圧力と漏れに対して固定ジョイントを密閉します。
• 代表的な設計: 静的フランジ用途の O リング、フラット ガスケット、成形フランジ シ​​ール、および C シール。
• 材質: 回転シールと同様のエラストマーで、圧縮永久歪み、化学的適合性、耐熱性を考慮して選択されています。
• 動作範囲: 静的シールは、スライド速度ではなく、圧力許容範囲、圧縮永久歪み挙動、および許容押し出しギャップによって評価されます。

静的シールは、油圧シリンダーのエンドキャップ、フランジジョイント、バルブボンネット、配管接続部に使用されます。これらのシールには、はみ出しを防止し、耐用年数全体にわたって圧縮永久歪みを制御するために、適切なグランド設計が必要です。

回転軸シールと静的シールの比較

以下の表は、回転軸シールや静的 O リングなどのコンポーネントの選択と調達を支援するために、主要な技術的な違いをまとめたものです。

材料と温度/化学限界 - 回転軸シールの選択に関する実践的なガイダンス

材料の選択は、流体、温度、および摩耗寿命との適合性を決定します。代表的な温度範囲（業界標準）は次のとおりです。

• NBR（ニトリル）：約-40°C～+120°C。油や燃料によく使用されます。
• FKM（Viton）：約-20°C～+200°C。高温耐性および耐薬品性に​​適しています。
• シリコン: 約 -60°C ～ +180°C。低温柔軟性は良好ですが、耐摩耗性は劣ります。
• PTFE: 最高 +260°C。優れた耐薬品性と低摩擦性を備え、リップやライニングとしてよく使用されます。

材料の範囲と特性に関する情報源としては、メーカーのデータシートや材料データベースなどがあります。簡潔な情報源へのリンクは「参考文献」に記載されています。高速回転する回転軸シールには、摩耗と摩擦を低減するために、PTFEまたは特殊充填PTFEブレンド（ブロンズ、カーボン、MoS₂）の使用をご検討ください。

回転軸シールの仕様決定における実用的な設計チェック

• シャフト表面の仕上げを確認してください。表面が滑らかであればあるほど、リップの寿命が延びます。標準的な目標値は、材質に応じてRa 0.2～0.8 μm（8～32 μin）です。
• シャフトの硬度を確認してください: 押し出しや溝を防ぐために、多くのリップ シールには HRC≥45 が推奨されます。
• リップのプリロードとスプリングの種類を考慮してください。ラジアル接触圧力は漏れと摩擦に影響します。高速用途ではプリロードを低くしてください。
• 潤滑剤の適合性: オイルの種類と添加剤と互換性のあるエラストマーを選択します。
• 汚染物質に対する計画: 研磨剤の侵入が予想される場所にダストリップ、ラビリンス、またはカバーを追加します。

一般的な故障モードとトラブルシューティング - 回転および静的コンテキストでのシール故障の防止

一般的な障害の特徴を理解することで、ダウンタイムが短縮され、是正措置が導かれます。

• ロータリーシール - 兆候と根本原因:
  • リップの急速な摩耗: 研磨粒子、潤滑不良、またはシャフトの硬度/仕上げの不適切によって発生します。
  • 高温での漏れ：材質の硬化または熱劣化。高温用エラストマーまたは PTFE を選択します。
  • シャフトの溝: 押し出しまたは化学的侵食により摩耗溝が発生します。
• 静的シール - 兆候と根本原因:
  • 圧縮永久歪みと漏れ: 高温での長時間の圧縮、断面積を増やすか、圧縮永久歪みの低い材料を選択する (極端な場合は FFKM など)。
  • 押し出し: 圧力がかかると、シール材が隙間に押し込まれます。バックアップ リングと最適化されたグランド設計で軽減します。
  • 化学的な膨張または収縮: 媒体に適さないエラストマー。適合性チャートを確認してください。

トラブルシューティングは、検査（目視、寸法）、流体分析、およびコンポーネントの履歴（動作温度、速度サイクル、組立トルク）から始まります。メーカーのシールマニュアル（ParkerやSKFのテクニカルノートなど）には、診断ワークフローと是正措置の推奨事項が記載されています。

メカニカルフェイス（回転）シールとラジアルリップシールのどちらを使用するか

メカニカルフェイスシール（平面、回転面）は、漏れ量と耐圧能力がラジアルリップシールの許容範囲を超える場合（例えば、高圧ポンプやコンプレッサーシャフトなど）に使用されます。ラジアルリップシールはよりシンプルで低コストであり、中程度の漏れが許容され、潤滑が存在するほとんどの低圧から中圧の回転用途に適しています。

選定チェックリスト：調達に適した回転軸シールの選定

1. 動作条件を定義します: 速度 (m/s)、シャフト径、温度、流体の種類、圧力。
2. 材料を選択する: 耐摩耗性、耐熱性、化学的適合性のバランスをとってください。
3. シャフトの表面仕上げと硬度を確認し、必要に応じて加工または材料を変更します。
4. 追加機能（ダスト リップ、スプリング駆動リップ、PTFE ライニング、金属ケース、または押し出し制御用のバックアップ リング）を決定します。
5. 特殊な環境向けのテストおよびカスタマイズ機能を備えたサプライヤーから調達します。

ポリパック - サプライヤープロフィールとメーカーが当社の回転軸シールを選ぶ理由

ポリパックは科学的かつ技術的な油圧シールポリパックは、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オイルシールメーカー兼サプライヤーです。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。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・開発専門企業として、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。

Polypac の主な製品範囲と利点は次のとおりです。

• 主要製品: 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。
• 技術的強み: カスタム材料開発 (充填 PTFE バリアント)、高度な生産およびテスト設備、学術機関との緊密な研究開発パートナーシップ。
• 競争上の優位性: 大規模な生産拠点、カスタム回転軸シールの迅速なプロトタイピング、極限条件に対する材料科学の専門知識、油圧およびオイルシール用途の実績のある製品ライン。

堅牢な回転軸シールやカスタムの静的シールソリューションを求めるエンジニアのために、Polypac は、仕様レビュー、材料選択、カスタム金型、顧客固有の条件下でのシール寿命を検証するための実験室テストなど、フルサービスのサポートを提供します。

回転軸シールを購入する際のコスト、リードタイム、調達のヒント

コスト要因としては、材料選定（PTFEとFFKMは高品質）、複雑性（マルチリップ、金属ケース、スプリング）、そして必要な試験や認証などが挙げられます。一般的なリードタイムは、金型の種類によって、在庫品（数日）からカスタム成形シール（2～8週間）まで様々です。Polypacのようなメーカーから直接購入することで、リードタイムを短縮できる場合が多く、特殊な要件に合わせて材料をカスタマイズすることも可能です。

FAQ — よくある質問

1. 回転軸シールと O リングの違いは何ですか?

ロータリーシャフトシールは、摺動面（シャフトとハウジング）用に設計された動的シールであり、通常、シャフトに接触するリップを備えています。Oリングは、圧縮グランド用途において静的シールとして一般的に使用されますが、動的シールとして使用する場合は、摩耗を防ぐための特別な設計（低摩擦材料、適切な潤滑など）が必要です。

2. 回転軸に静的Oリングを使用できますか?

ほとんどの用途には推奨されません。回転用途のOリングは、特別な設計（例えば、PTFEコーティングされたOリングやスプリング式シールなど）がない限り、急速に摩耗し、発熱します。信頼性の高いサービスのためには、回転用途専用のシールを使用してください。

3. 回転軸シールが短時間で漏れる原因は何ですか?

一般的な原因：研磨粒子を含む潤滑剤の汚染、シャフトの仕上げまたは硬度の不適切、不適切な材料（化学的または熱的劣化）、不適切な取り付け、またはリップのプリロードの不適切。通常、故障解析（目視検査と流体サンプルの採取）によって根本原因が特定されます。

4. 回転軸シールに NBR と FKM のどちらを選択すればよいですか?

一般的な鉱油用途やコストが重視される場合（温度範囲：約120℃まで）にはNBRをご使用ください。高温、優れた耐薬品性、そして腐食性の高い油圧作動油や高温環境における長寿命化には、FKMをお選びください。具体的な流体については、サプライヤーの適合性チャートをご参照ください。

5. ロータリーリップシールに推奨されるシャフト表面仕上げは何ですか?

一般的に推奨される表面仕上げはRa 0.2～1.6 μm（8～63 μin）ですが、多くのメーカーは最適な寿命を得るためにRa 0.2～0.8 μmを目標としています。シャフトの硬度は、摩耗と溝入れを低減するため、一般的にHRC45以上である必要があります。

6. リップシールの代わりにメカニカルフェイスシールを検討する必要があるのはどのような場合ですか?

漏れ許容度が非常に低い場合、圧力が高い場合、またはプロセス流体が腐食性が高く、シール界面に汚染のない潤滑が求められる場合（例：ポンプ、コンプレッサー）には、メカニカルフェースシールを選択してください。リップシールは、多くの低圧回転用途で依然として有効です。

お問い合わせ・製品に関するお問い合わせ

適切な回転軸シールやカスタムスタティックシールソリューションの選定にお困りの際は、Polypacまでお問い合わせください。技術サポート、サンプルテスト、お見積もりを承ります。Polypacの製品ページをご覧いただくか、設計レビューをご依頼いただければ、カスタムシールの図面と寿命見積もりをご提供いたします。お急ぎの場合は、お見積もりをご依頼いただくか、当社のテクニカルセールスチームまでお問い合わせください。

参考文献

• SKF —ラジアルシャフトシール製品および技術情報。https://www.skf.com/group/products/seals/radial-shaft-seals（アクセス日：2025年11月25日）
• パーカーOリングハンドブック - 設計、故障モード、材料。https://www.parker.com/literature/Seals%20&%20O-Rings/O-Ring%20Manual%2019-4040.pdf (アクセス日 2025年11月25日)
• MatWeb 材料特性データ - PTFE、NBR、FKM データシート。https://www.matweb.com/ (特定のポリマーデータシートを検索) (アクセス日 2025-11-25)
• Trelleborg Sealing Solutions — 動的シーリングと表面仕上げの推奨事項に関する技術ノート。https://www.trelleborg.com/en/seals (アクセス日 2025年11月25日)