オイルシールの原理

オイルシールのシーリング原理についてのまとめです。最も重要な機能であるシール性と潤滑性について、図解を交えてそれぞれのメカニズムを説明いたします。オイルシールの基礎知識として、参考にして下さい。

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オイルシールは、回転軸に接触して摺動する運動シール(パッキン)の一種です。従ってオイルシールの接触摺動面では、シール対象物の外部漏洩を防止する機能(シール性)と、リップ部・軸表面間の相対すべりを確保する機能(潤滑性)という、二つの性能の両立が要求されます。

 

漏洩防止(シール)のメカニズム

オイルシールに於ける漏洩防止機能は、リップ先端ととの接触面圧力によって成立しています。軸に対するリップ部の緊迫力は、リップ先端の縮み代、リップ腰部(付け根)のたわみ反力、そしてバネ荷重によって構成されています。流体からの圧力にそれらの緊迫力が加わることで、流体圧よりも接触面圧力の方が大きくなり、シール機能が成立します。

オイルシールの漏洩防止メカニズム-1.png

 

相対すべり(潤滑性)確保のメカニズム

オイルシールは運動面シール(パッキン)なので、静止面シール(ガスケット)のように接触面圧力を大きくしてシール流体を完全に分断すると、摺動二面間(軸とリップ先端の間)に発生する摩耗が激しくなって劣化を極端に早めてしまいます。その為、オイルシールの寿命を考慮した場合、摺動二面間には油やグリスなどを介在させて、潤滑状態で使用する必要があります。流体(油やグリス)は、リップ先端と軸表面に存在する微細な凹凸に於いて薄い液膜を形成しながら、内部(流体側)から外部(大気側)、そして外部から内部へと循環します。これはオイルシールが有するポンプ効果によるものと云われており、内部から外部、つまり漏れ方向に少しずつ滲み出した流体は、回転などの影響で生じるポンプ効果によって押し戻され、結果として漏れることが無いという考え方が一般的です。何れにせよ、循環によって形成された流体膜が潤滑剤となり、摺動二面間に於いて摩耗の進行を緩やかにしています。

オイルシールの相対すべり確保のメカニズム.png

 

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