Transcript 静的シール
第7章 シール装置の設計技術 シール（密封装置） ★水や空気，潤滑油などを扱う機械で使用される。 ★代表的なシール装置の構造と使用方法。 7.1 シール装置の概要 ★外部から見えないことが多い。 ★機械の寿命やメンテナンス性などに影響する。 ショックアブソーバ プロペラシャフト コンプレッサ 7.1.1 静的シールと動的シール ★静的シール（ガス ケット）と動的シール （パッキン）がある。 ★動的シールの方が 扱いにくい。 7.1.2 シールする流体と周囲の環境 (1) 流体の種類 ★気体をシールする方が難しい。 ★油，ガソリン，海水，薬品などはシール材料が制限される。 油 or 窒素ガス？ 海水？ 空気，ヘリウム or 水素？ (2) 圧力 ★シールの方向（高圧→低圧）。 ★圧力差が大きいほど厳重な シール装置が必要。 (3) 温度 ★－40℃以下あるいは数百℃ を越える温度での使用は難し い。 ★高速で運動する動的シール などでは，摩擦熱により温度 が上昇する。 高温 or 低温？ 7.1.3 シール材料 ゴム材料 金属材料 ★ゴム材料は多くのシールに使われている。 ★高温環境では金属材料が使われる。 7.2 シート状ガスケット ★比較的柔らかい材料が使 われる。 ★任意の形状に仕上げること が比較的簡単。 シート状ガスケット 7.2.1 シート状ガスケットの原理 ★ガスケットは，締め付けるこ とにより，弾性変形する。 ★適度な弾性があること，板 材を適度な力で締め付けるこ とが重要！ 【補足】液状ガスケット 液状ガスケット ★フランジ部やねじ部に塗るだけでシールできる。 ★実際のエンジンの組立時にも使用されることがある。 7.2.2 設計時の注意事項 (1) 均等な締め付け ★ねじの位置や本数に気をつける！ (2) ガスケットの材料と締め付け力 ★金属→強い締め付け力（ねじを増やす，接触面を小さく・・・）。 ★非金属→比較的弱い締め付け力。 ゴム材料などでは，締め付けすぎると，変形する！ (3) 組立精度 ★柔らかいガスケットは，高い組立精度が望めない！ 7.3 Ｏリング ★断面が円形（Ｏ形）をした合 成ゴム製のリング。 ★比較的安価 ★多様な寸法がそろっている。 ★流体の種類，静的・動的に 関わらず，様々な機械に使わ れている。 Ｏリング 7.3.1 Ｏリングの装着方法 ★Ｏリングは「溝」に装着される！ (1) 外面への装着 ★最も簡 単！ 外面への装着例 (2) 端面への装着 ★機械の寸法や構 造の制限を受ける 場合，端面に装着 することがある。 端面への装着例 【補足】 端面の溝加工 端面の溝加工（旋盤） ★寸法精度を出しづらい？ (3) 内面への装着 ★溝の加工が 難しい！ 内面への装着例 【補足】 内面の溝加工 内面の溝加工（旋盤） ★寸法を測れない？ 7.3.2 Ｏリングのカタログ 7.3.3 設計時の注意事項 (1) Ｏリング溝の寸法 ★カタログに記載 されている通りにO リング溝の寸法許 容差を指定する。 (2) 傷の防止 ★Oリングや部品の脱着時に傷をつけやすい。 ★十分な面取り加工が必要！ (3) 溝部の表面粗さ ★シール面は滑らかな表面 粗さにする！ ★運動用の方が高い表面 粗さ精度が要求される。 運動用および固定用（円筒面） 固定用（平面） 7.4 オイルシール 7.4.1 オイルシールの構造 ★ゴム材料のくさび状 のリップがある。 ★ばねにより，リップ先 端を軸の表面に押し付 けている。 ★金属板によって外周 部を補強している形式 が多い。 7.4.2 オイルシールの寸法 オイルシールの寸法（JIS B2402より一部抜粋） ★主要寸法（取付寸法）はJISによって規格化されている。 7.4.3 設計時の注意事項 (1) 傷の防止 ★オイルシールを脱着する際に傷をつけやすい。 ★部品の穴部や軸部に十分な面取り加工が必要！ (2) ハウジング穴の寸法 ★ハウジング内径のはめあい（寸法公差）。 ★ハウジング内面の表面粗さ。 ★面取り部の表面粗さ。 (3) 軸の寸法と表面粗さ 適切な軸が使用され ないと・・・ シール性が保たれな い。 リップの摩耗が大きく なる。 軸を傷つける。 ★軸のはめあい（寸法公差）や表面粗さ，表面硬さも使用するオ イルシールの形式や状態に合わせる。 (4) 軸心 ★オイルシールは荷重を受けることはできない！ ★オイルシールを使用する場合は軸受と併用する。 ★軸とオイルシールの軸心を正確に合わせる。 7.5 シール装置の使用例 実験用スターリングエンジン 7.5.1 Ｏリングの使用例 ★静的シールとして使用。 ★高温部では使えない！ 7.5.2 メカニカルシール メカニカルシール ★高い圧力差の動的シールとして使用できる！ ★メカニカルシールの構造 メカニカルシール ★シール面をばねの力で押し付けることで密封している。 ★メカニカルシールの潤滑 ★焼き付きや摩耗を防止するため，潤滑油を供給する。 7.5.3 ピストンリング ピストンリング ★PTFE（テフロン）製の分割式ピストンリングを使用。 7.5.4 リップシール リップシール ★リップを軸に押し付けて密封。 ★PTFE製のリップシールを使用。 7.5.5 配管のシール ★市販されている配管部品を使用 本日の課題 ①船には，室内への水の侵 入を防ぐための段差付きのド アがある（右図）。これは船の 安全を保つために必要不可 欠であるが，同時に車いす利 用者や高齢者の大きな障害と なっている。この問題を解決 する方法を考えなさい。 ②本日の講義で印象に残ったことを書きなさい。