動的シールと静的シールの違いは、シール自体が移動するかどうかではなく、シール面がシールに対して相対的に移動するかどうかにあります。静的シールは、2つの固定面の間に配置されます。たとえばマニホールドガスケット、ハウジング、ポート面シールなどが該当します。かかる負荷は、組み付け時の圧縮力とシステム内圧力のみです。一方、動的シールはピストンロッド、シャフト、スプールなどといった可動面に対して機能します。このため、周期的な負荷、摩擦による発熱、および相対運動による表面摩耗といった影響を受けます。この2種類の使用環境では、材料選定や形状設計の優先事項が全く異なります。 オーリング 動的シールと静的シールでは、圧縮率に関する設計ルールも異なります。静的
シールでは Oリング 溝内での圧縮率を15~25%に設定することを目標とする——これは、加圧下での漏れを防ぐには十分な圧縮率でありながら、応力緩和を招かない程度の低さである。動的用途のOリングでは、圧縮率を10~15%とし、より低めに設定する。これは、過剰な圧縮が摩擦熱を生じ、繰返し荷重下でのゴム材の劣化を加速させるためである。静的用途向け寸法のOリングを動的用途の溝に使用すると、5~10%の過剰圧縮が生じ、リップ部とボア面との接触力を20~30%高める。この過剰な接触力により、シール接触部の摩擦温度が6~10℃上昇する——つまり、シールリップ部の温度が78℃から88℃へと変化し、結果として耐久寿命が420時間から320時間へと短縮される。
静的シール vs 動的シール 選定の参考資料
シール位置 |
タイプ |
主要な設計優先事項 |
一般的な誤り |
打撃式ボア ピストンシール |
動的 — 高周波数周期荷重 |
疲労耐性および押し出し耐性;ショア硬度90~95のポリウレタン(PU) |
静的設計寸法のOリングを選定 — 過剰圧縮および熱劣化 |
ハウジングカバー用Oリング(マニホールド面) |
静的 — 相対運動なし |
長期間の使用にわたる圧縮永久ひずみ耐性;NBRショア硬度70 |
動的寸法のシールを使用 — 組立時の圧縮不足により漏れ発生 |
回転モーターのシャフトシール |
動的 — 連続回転 |
流体動圧膜の維持;スプリング荷重式リップ;NBRまたはFKM |
直線シリンダーシールとの混同 — スプリング形状が不適切 |
アキュムレータのガス側ダイアフラム |
静的圧力容器 — 滑り接触なし |
ガス不透過性;窒素保持のためHNBR使用 |
汎用品のNBRを使用 — N₂透過性が高く、プリチャージドリフトが発生 |
リターンラインマニホールドポート用Oリング |
静的 — 相対運動なし |
長時間の静的荷重下での圧縮永久ひずみ;NBRショア硬度70–75 |
ショア硬度90の動的シールを使用 — 剛性が高すぎてポート面への追従性が不十分 |
圧縮率の誤差は、ロックスドリル用シールキットにおける誤使用による故障の最も一般的な原因です。この誤差は取付時に目視で確認できず、即時のにじみ(圧縮不足)または300時間後の疲労破損(圧縮過多)として現れます。HOVOO社では、Atlas CopcoおよびSandvik向けプラットフォームのキット組立ガイドにおいて、各シール位置ごとの圧縮率仕様を明記しています。参考情報はhovooseal.comをご覧ください。
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