産業機器のシール分野では、高速回転、極度の温度、化学腐食、複雑な媒体といった過酷な動作条件がシールに極めて高い要求を課しています。従来のゴム製シールでは、これらの課題への対応が困難な場合が多くあります。そこで、金属の構造強度と高性能ポリマーの耐摩耗性を兼ね備えたシールソリューション、すなわち逆ダブルリップステンレス鋼製オイルシールが、ハイエンド産業用途に最適な選択肢として登場しました。
この記事では、304 ステンレス鋼フレームと改質ポリテトラフルオロエチレン (PTFE + ガラス繊維) コアを備えた反転ダブルリップ オイルシールの性能、特性、および優れた利点について詳しく紹介します。
産業機器のシール分野では、高速回転、極度の温度、化学腐食、複雑な媒体といった過酷な動作条件がシールに極めて高い要求を課しています。従来のゴム製シールでは、これらの課題への対応が困難な場合が多くあります。そこで、金属の構造強度と高性能ポリマーの耐摩耗性を兼ね備えたシールソリューション、すなわち逆ダブルリップステンレス鋼製オイルシールが、ハイエンド産業用途に最適な選択肢として登場しました。
本稿では、304ステンレス鋼フレームと改質ポリテトラフルオロエチレン（PTFE + ガラス繊維）コアを備えた反転型ダブルリップオイルシールの性能、特性、そして優れた利点について詳しく紹介します。I. コア材料：強力なアライアンスの礎
1. 304ステンレススチールフレーム：
• 優れた構造強度と剛性: シール部分をしっかりとサポートし、高圧、高速運転条件下でも変形やずれを防ぎ、取り付け時の歪みを防止します。
• 優れた耐腐食性：水、蒸気、さまざまな化学薬品、有機溶剤に耐えるため、食品、製薬、化学業界などのクリーンで腐食性の高い環境に適しています。
• 広い温度適応性: -50°C ～ +250°C の広い温度範囲で安定したパフォーマンスを維持します。
2. 改質ポリテトラフルオロエチレン（PTFE + ガラス繊維）シーリングリップ：
• 極めて低い摩擦係数：PTFEは固体材料の中で最も低い摩擦係数の一つであり、始動トルク、運転トルク、エネルギー消費、シャフト摩耗を大幅に低減します。特に低速、高速、ドライ運転の用途に適しています。• 優れた耐摩耗性：ガラス繊維を添加することで、純粋なPTFEの耐摩耗性、圧縮強度、寸法安定性が大幅に向上し、一般的なゴムシールをはるかに超える長寿命を実現します。
• 幅広い耐薬品性: ほぼすべての化学薬品、溶剤、油に対して耐性があり、媒体による性能の影響を受けません。
• 安定した高温および低温性能: -100°C ～ +250°C の温度範囲で長時間動作でき、短時間であればより高い温度にも耐えることができます。
II. ユニークなデザイン：逆ダブルリップ構造の秘密
従来のオイルシールの「正」リップ（シール媒体に面する）とは異なり、リバース リップ デザインがその中核となる革新です。
• 動作原理:
• 従来のオイルシールは、中程度の圧力（油圧など）を利用してリップを「引っ張り」、シャフトに密着させることでシール効果を発揮します。圧力が低い場合、または圧力がかかっていない場合、シール効果は比較的低くなります。
• リバースダブルリップオイルシール：リバースダブルリップオイルシールのメインリップは、シール媒体とは反対側を向いています。この設計により、システム圧力に左右されないシール性能を実現します。
• 一次シールリップ：その固有の弾性とラジアル力により、シャフト表面に対して安定した一定の接触圧力を維持し、強力なバリアを形成します。これにより優れたシール性能が得られ、システム圧力、正圧、負圧、さらにはシステムが静止している場合でも、漏れを効果的に防止します。
• セカンダリ リップ (ダスト リップ): プライマリ リップの外側にあるこのセカンダリ リップは、二次防御線として機能し、ほこり、不純物、湿気などの外部汚染物質が機器に侵入するのを防ぎ、プライマリ リップとベアリング システムを保護するように特別に設計されています。
• 利点:
• ゼロ圧力シーリング: システムの起動とシャットダウン、低圧または真空状態でも信頼性の高いシーリング性能を発揮します。
• 逆回転防止: シャフトが正回転および逆回転する状況での使用に適しており、回転方向によってシール性能は影響を受けません。
• 摩擦熱の低減：一定の接触圧力により圧力変動による摩擦熱の変動がなくなり、よりスムーズな動作が実現します。
III. パフォーマンスの概要
• 超長寿命: 改質 PTFE の高い耐摩耗性と金属コアの耐疲労性により、従来のゴム製オイルシールに比べて数倍長い耐用年数を実現します。
• 幅広い適用性: 媒体 (腐食性の高い化学物質から高純度の食品用グリースまで)、温度 (-50°C ～ +250°C)、速度 (低速から高速まで) に対する優れた適応性。
• 低摩擦と省エネ：電力損失と動作温度を低減します。
• 高い信頼性: リバース リップ設計により、さまざまな動作条件下でのシール安定性が確保され、予期しないダウンタイムのリスクが大幅に軽減されます。
• クリーンで環境に優しい: この素材は毒性がなく、溶出物がなく、FDA やその他の規制要件を満たしており、クリーンな環境に適しています。
IV. 従来の材料に対する大きな利点
従来のNBR（ニトリルゴム）やFKM（フッ素ゴム）製のオイルシールと比較して、SUS304ステンレス鋼コアと改質PTFEを組み合わせたリバースダブルリップオイルシールは、総合的な性能向上を実現します。まず、耐久性と摩擦性能において、改質PTFEは極めて低い摩擦係数と優れた耐摩耗性を備えており、従来のゴム製品をはるかに凌ぐ長寿命を実現します。また、作動トルクを大幅に低減することで、省エネと消費量削減を実現します。一方、従来のゴム素材は摩耗が早いだけでなく、摩擦係数が高いため、動力損失や発熱リスクも増大します。
第二に、両者の違いは環境適応性においてさらに顕著です。変性PTFEはほぼ全ての薬品に対して耐性があり、動作温度範囲が非常に広い（-100℃～+250℃）ため、厳しい腐食や極端な温度条件にも容易に対応できます。一方、従来のゴムの耐薬品性は選択的であり、使用する媒体に応じて慎重に選択する必要があります（例えば、NBRは耐油性がありますがオゾンに敏感で、FKMは耐高温性がありますが特定の溶剤に敏感です）。さらに、耐熱性が比較的狭いため、厳しい環境下での用途は限定されます。
最も重要な違いは、そのシール機構と信頼性にあります。革新的なリバースダブルリップオイルシールの設計により、シール性能はシステム内部の圧力に完全に依存しません。システムの起動、停止、あるいは真空状態においても、回転方向に関わらず一定のラジアル力で確実なシールを維持します。一方、従来のオイルシールは、リップを「引っ張る」ためにシステムの正圧に大きく依存しています。そのため、低圧、圧力変動、あるいはシャフトの回転といった状況下では、シールの信頼性が著しく低下します。
さらに、ダブルリップ構造により、一次シールと防塵の両方を実現し、従来のシングルリップオイルシールに比べて外部の汚染物質の侵入を効果的に遮断します。
要約すると、この新世代オイルシールは単なる材料の代替にとどまりません。むしろ、高速・低速、ドライ運転、正転・逆転、腐食環境、そして幅広い温度範囲といった複雑な運転条件に対応する、包括的な技術アップグレードと言えるでしょう。その総合的な性能は、従来のゴム製オイルシールをはるかに凌駕します。
結論
要約すると、304ステンレス鋼フレームとガラス繊維含有改質PTFEをコアとしたリバースダブルリップオイルシールは、単なるシール交換にとどまらず、厳しい運転条件に対応する技術アップグレードソリューションです。金属の強度と改質ポリマーの超滑り性と耐摩耗性を完璧に融合し、革新的なリバースリップ設計により、これまでにないシール信頼性と環境適応性を実現しています。設備の長期安定稼働、メンテナンスコストの削減、複雑なプロセス条件への対応を目指す企業にとって、このような高性能オイルシールへの投資は間違いなく賢明な選択です。
投稿日時: 2025年9月9日