PTFEオイルシールとゴム製オイルシールの構造上の違いは？主な設計の違いを解説

PTFEとゴム製オイルシールは、その構造設計と材料特性が根本的に異なります。PTFEシールはスプリングのないワイドリップ（接触面5～7mm）で、油膜の完全性を維持し、シャフトのミスアライメントを許容しますが、ゴムシールはスプリングで圧縮されたナローリップ（0.3～0.5mm）で、正確な圧縮が必要です。このような構造上の違いは、PTFE独自の分子特性（化学的不活性、極端な温度耐性（-200℃～260℃）、自己潤滑性の低摩擦（0.04～0.1））に起因しており、バネのような補助部品は必要ない。PTFEのワイドリップはドライランニングや過酷な化学環境に適しており、ゴムのシャープリップはコスト重視の潤滑用途に優れています。

キーポイントの説明

1. リップデザインと接触面

   • ラバーシール :
     • 鋭利なスプリング圧縮リップを使用（幅0.3～0.5mm）
     • シールには高いラジアル力が必要
     • 接触面が狭いため、シャフトの偏心に敏感
   • PTFEシール :
     • バネ性のないワイドリップを採用（幅5～7mm） (PTFEシール)
     • 安定した油膜厚さを維持
     • 接触面積が広いため、シャフトのミスアライメントに強い

2. 材料特性 駆動構造

   • PTFEの長所 :
     • 自己潤滑性:バネが不要（摩擦係数0.04～0.1、ゴム0.5～1.5）
     • 化学的不活性:ワイドリップ設計により隙間腐食のリスクを回避
     • 温度安定性:バネがないため、極端な温度（-200℃～260℃）でも疲労しにくい。
   • ゴムの限界 :
     • 材料のクリープを補正するスプリングが必要
     • 狭いリップがゴムの高い摩擦を補う

3. ダイナミック・シール機構

   • PTFE :
     • ワイドリップの流体力学的作用により安定した油膜を形成
     • 始動・停止時の漏れが少ない
   • ゴム :
     • スプリングによる静的圧縮に依存
     • 摩耗による漏れの影響を受けやすい

4. 一般的なPTFEシールのバリエーション

   • スプリング式 :ステンレススチールスプリングは、より高い圧力のためのPTFEリップをバックアップします。
   • 充填PTFE :ガラス/グラファイト補強で耐摩耗性を向上
   • コンポジットリップ :PTFEシーリングリップとゴム製防塵リップの組み合わせ

5. 性能の意味

   • PTFE :
     • 10,000～50,000時間の寿命（ゴムの2,000～8,000時間に対して）
     • ドライランニングや汚染環境に最適
   • ゴム :
     • 初期コストの低減
     • 高速潤滑アプリケーションに最適

幅広のPTFEリップ設計が、化学処理装置のメンテナンス頻度をいかに減らすかを考えたことがありますか？この構造上の利点は、腐食性環境におけるダウンタイムの短縮に直結します。

要約表

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