ブルドーザー用シールの種類と応用

建設現場において、ブルドーザーの摩耗や劣化を実際に受け止めるのは鋼板ではなく、静かに作動しているシールです。油圧シリンダーが繰り返し昇降し、走行用モーターが高温を維持し、変速機やエンジンシャフトが高速で回転します。泥や塵、温度差がすべてのシールに試されます。適切なシール構造と素材を選ぶことは「在庫を抱え込む」ことではなく、運用条件に基づいた選択の結果です。

一般的な種類と主な用途

Oリング：ポンプ、バルブ、フランジ、静的シールに適しています。また、ピストンやロッド用のレテンションリングとの併用にも適しています。一般的にニトリル（NBR）やフッ素ゴム（FKM）が使用されます。油圧シリンダーでは、サポートリングと併用して25～40MPaのシステム圧力および短期間の衝撃にも対応可能です。

・Xリング：X字型断面形状とダブルシーリングエッジを備えており、ローリングやツイストを抑制するため、頻繁に往復運動を行う短ストロークの部品、例えばコントロールバルブコアやパイロット回路に適しています。

・Uカップ／PU：主な動的シールであり、ピストンおよびロッドをカバーします。多くの場合、ポリウレタンまたはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）＋エラストマーの組み合わせで構成されており、低摩擦、耐摩耗性、両方向シーリング、横荷重の安定した対応性を備えています。

・Vパッキング：複数個を重ねて使用するパッキングで、大口径、高圧、わずかな偏心にも対応可能です。古くなった機器のブルドーザー用リフトシリンダーやリッパーシリンダーの改造用途に一般的に使用されます。

・ダスト/スクレーパーリング：シリンダー端部に外向きに取り付けられ、泥や砂、湿気に対する第1の防衛ラインとなる。ポリウレタンまたは金属枠構造は変形抵抗性に優れており、ダブルリップタイプは微量の油膜も掻き取ることができる。

・ロータリーシャフトオイルシール（リップシール）：エンジンのクランクシャフト、トランスミッションの入力/出力シャフト、モーター、ポンプシャフト端部などに使用される。主にニトリルゴム（NBR）またはフッ素ゴム（FKM）で構成され、必要に応じて摩擦と発熱を低減するためにPTFE製リップを追加することもある。

・スイング/トラベルモーターロータリーシール：バックプレッシャーおよび温度上昇を考慮する必要がある。スプリング駆動式PTFE＋ステンレススチールスプリングまたはメタルシェル補強型は、耐圧性と同心性のバランスに優れる。材質・構造・運転条件とのマッチングが重要である。

ニトリル（NBR）：鉱物油および燃料に耐性があり、-40°Cまでの温度で使用可能で、高コストパフォーマンス比を提供し、ほとんどの油圧作動油および変速機油環境に適しています。

フッ素炭素（FKM）：高温および化学薬品媒体に適しており、エンジンや変速機の熱源付近での使用において優れた安定性を提供します。

ポリウレタン（PU）：非常に弾力性があり、耐摩耗性に優れており、防塵保護やUリングに最適で、粒子摩耗にも信頼性のある耐性を持ちます。

ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）：摩擦が非常に低く、スティックスリップ防止性能を備えており、高速および低摩擦用途に適しています。エラストマーまたはスプリングと併用してプリロードを提供することがよくあります。

バックアップリング／ストッパリング：絞り出しに耐性があり、25 MPaを超える圧力下でOリングがせん断破損しないように保護します。

適用アプリケーション

・建設機械の組立および整備：主油圧システム、作業装置シリンダー、ステアリングおよび走行用モーター。

・油圧システムの統合業者および修理業者：ポンプ、弁およびシリンダーの組立およびオーバーホール。

・エンジン／トランスミッション修理業者：クランクシャフト、カムシャフト、および入力／出力軸オイルシールの交換。

・シャーシおよび旋回軸受サプライヤー：トラックドライブ、旋回シール、および潤滑管理。

・鉱業／冶金／化学プラント設備部門：高塵埃・腐食性媒体におけるシール適合および予備部品管理。

いくつかのポイント

・納品および在庫管理：人気仕様を「ロッド径／シリンダ径×一般的な圧力レベル」で段階的に分類することを推奨します。オイルシールは軸径／速度／温度範囲でグループ化することで修理の待ち時間を短縮できます。

・交換の可否：純正部品以外の使用も可能ですが、サイズ、材質、圧力、リップ構造が一致している必要があります。古いシリンダーブロックの場合、溝摩耗およびロッド表面硬度の点検を同時に実施することで、「新品でも既存の問題が残る」ことを回避することを推奨します。

・寿命とメンテナンス：シール点検は一般的に1500～2500時間ごに行われます。大量の粉塵や高衝撃の建設現場では、早期に点検を行う必要があります。主要なシリンダーは漏れや温度上昇を監視し、予防的な交換が可能です。

・一般的な故障：エクストルージョン、傷、リップの炭化、端部の乾式摩擦などが発熱や破損の主な原因です。対策としては、素材の組み合わせの最適化、サポートリングの追加、潤滑および表面品質の向上が挙げられます。

・防偽とコード管理：ロット番号の記載、中性包装、部品番号のマッピングなどにより、流通およびアフターサービスの追跡を容易にします。交換前の部品の写真や溝の寸法を記録しておくことで、再適合の成功率を高めることができます。

シールは単一の部品ではなく、システムです。ブルドーザーのシール選定にあたっては、運転条件や構造、材料および加工の詳細などを総合的に考慮する必要があります。シリンダー内では、コマビングシールとダストシールの組み合わせにより、圧力を安定化させ、異物の混入を制御します。動力伝達側では、適切なリップオイルシールが温度と速度のバランスに対応します。適切な在庫と予防保全を併用することにより、停止時間や漏洩にかかるコストのリスクを最小限に抑えることができます。