油圧シリンダーピストン用シールの正しい選択：総合ガイド

油圧シリンダピストンのシールは、その性能に大きく影響します。シール不良はピストンの機能と寿命に影響を与えます。

ひどい場合には、油圧シリンダの全体的な使用や寿命にも影響する。したがって、油圧シリンダのピストンのシーリングには十分な注意を払う必要がある。

シールは通常ピストンに取り付けられ、主にピストンとシリンダバレル間の隙間をシールし、作動油の漏れを防ぐ役割を果たします。シール装置に対する基本的な要求には、圧力が高くなるにつれて向上する優れたシール性能が含まれる。

さらに、低摩擦抵抗、耐油性、耐腐食性、耐摩耗性、長寿命であること、製造と分解が容易であることが求められる。

油圧シリンダー シールには主にシールリングが使われる。シールリングには、O型、V型、Y型、複合型などがある。材質は、耐油性ゴム、ナイロン、ポリウレタンなどがあります。

1.Oリングシール

Oリングは主に静的シールに使用されます。取り付けが簡単でコスト効率が高く、-40～120℃の温度範囲で使用できます。しかし、リップシールに比べて運動抵抗が大きく、動的シール時にはねじれやすい。そのため、油圧シリンダーのダイナミックシールには単独で使用せず、他のシール部品と組み合わせて使用するのが一般的である。

どのようなシールの取り付けにおいても、適切な予備圧縮量を確保しなければならない。小さすぎるとシールできず、大きすぎると摩擦が大きくなり、破損しやすくなる。したがって、シール取り付けのための溝サイズと表面精度は、関連マニュアルのデータに従って厳密に守らなければならない。

ダイナミックシールでは、圧力が10MPaを超えると、Oリングが隙間に入り込んで破損することがある。これを防ぐため、Oリングの低圧側に厚さ1.25～2.5mmのポリテトラフルオロエチレン（PTFE）またはナイロン製のバックアップリングを配置する。

両方向から高圧がかかる場合は、両側にバックアップリングを追加する必要がある。その構造を下図に示す。

2.V字型シール

V字型シールとしても知られるVリングの断面は、下図のようにV字型をしています。

V型シールアセンブリは、コンプレッションリング、Vリング、サポートリングで構成されています。使用圧力が10MPaを超える場合は、Vリングの数を増やしてシール効率を高めることができる。取り付けの際は、Vリングの開口部を圧力の高い側に向けてください。

V型シールは、優れたシール性能、耐高圧性、長寿命を発揮します。を調整することで 締め付け 力により、最適なシーリング効果を得ることができる。

しかし、V型シールは比較的摩擦抵抗が大きく、構造寸法も大きいため、主にピストンロッドの往復運動用シールに使用されている。使用圧力p>50MPa、温度-40～80℃の条件下での使用に適している。

3.Y型シーリングリング

Y型（YX）リングはYリングとも呼ばれ、Y字型の断面を持ち、リップ型シールに分類されます。シール性、安定性、耐圧性、低摩擦性、長寿命に優れ、広く利用されています。Yリングは主に往復運動用シールに使用されています。

Yリングは、断面の長さと幅の比率によって、広断面と狭断面に分けられます。下図は広断面のY型シールリングです。

Yリングのシール機能は、リップエッジとカップリング表面との密接な接触に依存しており、シール目的を達成するために作動油の影響下で大きな接触圧力を発生させます。油圧が高くなると、リップエッジはカップリング表面により密着し、接触圧は高くなり、シール性能は向上します。

Yリングの取付けは、リップ口端面が油圧の高い側を向くようにする。圧力変化が大きい場合や摺動速度が速い場合は、下図のようにサポートリングでシールリングを固定する。

広断面Yリングは、一般的に使用圧力が20MPa未満の用途に適しており、狭断面Yリングは、一般的に使用圧力が32MPa未満の操作に適しています。

4.油圧シリンダーピストンシールの選択

一般に、油圧シリンダのピストンにはY型シールが使用される。シリンダーが高速、中圧から高圧で作動する場合は、グライドリングを選択する。

低速で作動する高圧シリンダーで、内部リークを厳しく管理する必要があり、圧力保持が必要な場合は、V型コンバインドシールを選択することができる。

高速と高圧の両方が要求され、さらに圧力保持も必要な場合は、個別のシール設計が必要となる。圧力保持が必要な低圧シリンダーの場合は、ゴム材料を選択する必要があります。