第 7 章 シール装置の設計技術 ★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。 シール（密封装置）

7.1 シール装置の概要 ショックアブソー バ プロペラシャフトコンプレッサ ★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。

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。 ゴム材料 金属材料

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 ★寸法精度を出しづらい？ 端面の溝加工（旋盤）

(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 ★寸法を測れない？ 内面の溝加工（旋盤）

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 ★主要寸法（取付寸法）は JIS によって規格化されている。 オイルシールの寸法（ JIS B2402 より一部抜粋）

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 ★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。 リップの摩耗が大き くなる。 適切な軸が使用され ないと・・・ 軸を傷つける。 シール性が保たれな い。

(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 ★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

★メカニカルシールの構造 ★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

★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 ★ PTFE （テフロン）製の分割式ピストンリングを使用。 ピストンリング

7.5.4 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。 リップシール

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。