往復シールのシール原理: 油圧ロッド シール、U-カップ シール、V- シールが漏れを防ぐ仕組み

[2026-06-05] |アモイ金順シーリングテクノロジー株式会社 Annie Xu 著

往復動シールはどのようにしてオイルをシールするのでしょうか? U 字型シールを例として説明します。{0}

図に示すように、ピストンロッドが右方向に移動すると、内圧（P1）よりも高いピーク圧力（P1max）による圧力分布でU-シールがピストンロッドに接触します。油圧分布の最大面圧勾配|dp/dx|maxが大きくなるとPが大きくなり、シールを通過するオイルの厚みは薄くなります。

逆に、U- 形シールの内圧 (P2) によりピストンロッドが左に移動する場合、シールを通過するオイルの厚さは大気圧での最大面圧勾配の絶対値 |dp/dx|max.M に依存します。往復動シールの摺動面には、摩擦を低減するために油膜が必要です。

摺動面の最小油膜厚さは最大接触圧勾配、速度、油粘度に影響され、下記式(1)で求められます。

油圧シリンダの場合、伸長時（ピストンロッドが伸びるとき）（hp）と縮み時（ピストンロッドが戻るとき）に発生する油膜厚さ（hM）は、それぞれ（2）式、（3）式で求められます。

したがって、伸びと縮みの速度が同じ（Up=UM）の場合、hp=hMがシールの条件となり、次式を満たすシールはシール性が良いと言えます。

低摩耗性と長寿命は往復動シールの重要な特性です。

往復動シールの摺動面には、摩擦を低減するために適切な量の潤滑剤（油膜）が必要です。使用条件によって潤滑特性はどう変化するのでしょうか？

シール摺動面の潤滑状態を把握するには、印加圧力、速度、オイル粘度が変化したときの動摩擦特性を知る必要があります。油圧シリンダのピストン ロッドの U- 形シールの例は、この点を説明するのに役立ちます。

U-形シールの形状とその使用条件により決まる無次元特性値（摩擦特性値）Gと摩擦係数fの関係は図(1)により決まります。

潤滑理論では、摩擦係数が正の傾きを示す領域を流体潤滑とみなします。この範囲内では、ピストンロッドとシールが油膜を介して接触しているため、相対往復運動を行ってもシールが摩耗することなく長寿命であると考えられる。

摩擦係数が負の勾配を示す領域では、シールとピストンロッドとの間の油膜が破壊される。この範囲は非流体潤滑ゾーンと呼ばれます。-

f：摩擦係数

φ：油膜状態により決まる定数

G: 無次元特性値 (=μLU/Pr)

Pr：シールの圧縮（N）

u：オイルの粘度（Pa・s）

L：シャフト周長(m)

U: 速度(m/s)

流体潤滑領域から非流体潤滑領域への無次元特性値Gcの変化は、シールの最大面圧勾配とピストンロッドの表面粗さに依存し、次式で求められます。

b：シール接触幅（m）
p：平均シール面圧（Pa）
Rz：ピストンロッドの最大表面粗さ（μm）

ピストンロッドシールおよびピストンシールが溝に装着された後、シール面（ピストンロッド表面およびシリンダ内面）に接触したときに発生する力をそれぞれ圧縮力および膨張力といいます。

往復動シールのシール性能は、伸縮時の最大接触圧力勾配の大きさに影響されるため、圧縮力、膨張力の大きさだけでシール性能を判断することはできません。

NBR(ニトリルゴム)

利点:

• 優れた耐油性
• 費用対効果の高い-
• 優れた耐摩耗性

温度範囲:

• -40 度から +120 度まで

アプリケーション:

• 油圧シリンダ
• 産業機械
• 自動車システム

PU(ポリウレタン)

利点:

• 優れた耐摩耗性
• 高い引張強度
• 長寿命

温度範囲:

• -35 度～+100 度

アプリケーション:

• 大型油圧装置-

FKM（バイトン®）

利点:

• 優れた耐薬品性
• 高温対応

温度範囲:

• -20 度～+250 度

アプリケーション:

• 化学処理
• 石油およびガスシステム

PTFE

利点:

• 超低摩擦-
• 幅広い化学的適合性

温度範囲:

• -200 度から +260 度まで

アプリケーション:

• 高速往復システム

当社のカスタム往復シーリング ソリューションは、以下の分野で広く使用されています。

• 油圧シリンダ
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2002 年に設立された Xiamen Jinshun Sealing Technology は、要求の厳しい産業用途向けにカスタム設計されたシーリング製品を専門としています。{1}

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エンジニアリングの専門知識

• 20年以上のシーリング経験。

認定製造

• ISO 9001:2015
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グローバルコンプライアンス

利用可能な化合物は以下を満たします:

• FDA
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• LFGB
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OEMおよびODMサービス

私たちは以下をサポートします:

• カスタムディメンション
• カスタムマテリアル
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迅速なプロジェクトのサポート

エンジニアリングレビューは 24 時間以内に利用可能です。

往復シールの主な機能は何ですか?

往復シールは、油圧および空圧システム内のロッドまたはピストンの直線運動を可能にしながら、流体の漏れを防ぎます。

ロッドシールとピストンシールの違いは何ですか?

ロッドシールは可動ピストンロッドをシールし、シリンダからの流体の漏れを防ぎます。

ピストンシールはピストンとシリンダーボアの間を密閉し、チャンバー間の圧力を維持します。

潤滑はなぜ往復シールにとって重要なのでしょうか?

制御された油膜により、摩擦が低減され、摩耗が低減され、発熱が最小限に抑えられ、シールの耐用年数が大幅に延長されます。

油圧シールに最適な材質は何ですか?

ほとんどの油圧用途では、ポリウレタンと NBR が優れた性能を発揮します。攻撃的な化学物質や高温の場合には、FKM または PTFE が推奨される場合があります。

V シールはヘビーデューティ用途に適していますか?{0}

はい。 V- シールは、さまざまな圧力下で優れたシール性能を発揮し、油圧シリンダー、工業用プレス、重機などで広く使用されています。

エキスパート シーリング サポートをリクエストする

適切な往復動シールの選択は、寸法だけでは決まりません。材料の選択、圧力条件、速度、潤滑、表面仕上げはすべて、シール性能と機器の信頼性に影響します。

必要かどうかカスタム V- シール、油圧ロッド シール、ピストン シール、U カップ シール、または完全なシーリング ソリューションなど、当社のエンジニアリング チームがパフォーマンスの最適化とメンテナンス コストの削減をお手伝いします。

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