スプリング式非境界オイルシール（FKM + 布補強）：重要な回転軸シールの実用的分析

回転軸のシールでは、スプリング力を利用したアンバウンドオイルシールが、そのシンプルさ、取り付けの容易さ、信頼性の高さから広く使用されています。中でも、フッ素ゴム（FKM）を主材料とし、FKMコーティングされた布地補強層を埋め込み、ガータースプリングを採用厳しい条件下でも高い性能を発揮します。この記事では、構造上の利点、スプリングの重要な役割、代替シーリング材とその用途について説明します。

I. 構造設計とコアとなる利点

典型的な非境界型オイルシールは3層（図に示すように):

1. ​FKMシーリングボディ:
   • ダイナミックシーリングリップ（プライマリーおよび補助ダストリップ）を形成します。
   • ​利点:
     • 優れた耐熱性（最大200～250℃）。
     • 油、燃料、化学薬品、溶剤に対する優れた耐性。
     • 耐候性・酸化安定性に優れています。
2. ​布強化FKM層:
   • ​利点:
     • ​強化された剛性: 高圧・高速時の変形を防止します。
     • ​押し出し/摩耗の低減: 耐用年数を延ばします。
     • ​構造的サポート: リップとシャフトの同心度を維持します。
3. ​ガータースプリング:
   • ​重要な機能:
     • ​ラジアル力補償: シャフトに対するリップの接触圧力を一定に保ちます。
     • ​摩耗/緩和補償: 材料損失および応力緩和を抑制します。
     • ​シャフトの振れ調整: ラジアル偏心を補正します。
     • ​低圧シール: 起動時/潤滑油が少ない状態でもシール性を維持します。

II. 材料の選択と用途

注：ガータースプリングは動的なオイルシールに不可欠です。ダストリップには通常、スプリングは含まれません。

結論

非境界型オイルシール（FKM + ファブリック + スプリング）は、材料科学と構造最適化を融合し、過酷な環境下でも高い信頼性を実現します。回転機械におけるシール性能には、スプリングの補償機能と材料特性を理解することが不可欠です。