PTFEシールとエラストマーシールの接触パターンは？主な違いの説明

PTFEシールとエラストマーシールは、その材料特性と設計上の考慮により、それぞれ異なる接触パターンを示します。PTFEシールは一般的に接触パターンが広く、これは意図的な設計上の選択や、ラジアル荷重を達成するための強い干渉などの意図しない要因によるものです。PTFEはフッ素と炭素のユニークな組成により、優れた耐薬品性と低摩擦性を持つ反面、エラストマーよりも弾力性に劣ります。この基本的な材料挙動の違いが、シールと相手表面との相互作用の違いにつながり、シール性能、摩耗特性、用途適合性に影響を与えます。

キーポイントの説明

1. PTFEシールの広い接触パターン

   • PTFEシールは一般的に、エラストマーシールに比べて広い接触面積を示します。
   • これは次のような理由によるものです：
     • 摩耗分布の改善など、特定の利点を狙った意図的な設計。
     • バネを使用しない設計では、意図せず大きな干渉が生じる。
   • 幅広のパターンは、エラストマーに比べて低いPTFEの弾性を補うのに役立つ。

2. 材料構成の違い

   • PTFEシール フッ素と炭素原子のみからなる
   • このユニークな組成により
     • 優れた耐薬品性
     • 非常に低い摩擦係数
     • 高温耐性
   • エラストマーは通常、炭素、水素、酸素、窒素、硫黄、塩素の様々な組み合わせを含む。

3. 性能への影響

   • PTFEは接触パターンが広いため、以下のような影響があります：
     • 様々な圧力下でのシール効果
     • 経時的な摩耗特性
     • 摩擦と離脱トルク
   • エラストマーシールは一般的に
     • 表面の凹凸に対する優れた適合性
     • 動的用途向けの高い弾性
     • より安定した接触圧分布

4. 設計上の考慮点

   • PTFEシールの設計には多くの場合
     • 干渉フィットの慎重な計算
     • コールドフロー特性の考慮
     • 通電エレメント（スプリングなど）の必要性
   • エラストマーシールは自然に表面に適合するが、以下のことが必要となる場合がある：
     • 嵌合面の加工精度が低い
     • 押し出し防止のためのさまざまな溝設計

5. 用途

   • PTFEシールは以下の用途に適しています：
     • 化学的に厳しい環境
     • 高温用途
     • 最小限の潤滑しか必要としない状況
   • エラストマーシールは以下のような用途に適しています：
     • 動的シール用途
     • 高い弾性を必要とする状況
     • 互換性のある媒体でより低い温度範囲

これらのシールタイプの選択は、最終的にはアプリケーションの特定の使用条件と要求性能に依存し、接触パターンは考慮すべき多くの要因の一つに過ぎません。

まとめ表

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