エンジンにはどのようなオイルシール材を使用すべきか？

多くの従来型エンジン用途において、作動温度・潤滑油・周囲環境がNBRの使用範囲内に収まれば、NBRは実用的なオイルシール材となります。一方、シール部がより高温や厳しい流体、あるいはNBRの通常使用範囲を超える条件下にさらされる場合は、FKMが代わりに検討されることが多いです。適切な材料選定は、「エンジン」という単語だけではなく、実際のシール位置と作動条件に基づいて行う必要があります。

エンジンには複数のシールポイントがあり、それらすべてが同一の環境にさらされるわけではありません。

シール部の温度から始めましょう

オイルシール周辺の温度は、エンジン全体の作動温度と必ずしも一致しません。

比較的低温の領域に近い位置に設置されたシールは、高温の回転シャフトやその他の発熱部品の近くに設置されたものとは、非常に異なる条件にさらされる可能性があります。

温度が上昇すると、ゴムの特性は変化することがあります。その配合や暴露時間に応じて、材質が硬くなったり柔らかくなったり、弾性が低下したり、劣化しやすくなったりします。

こうした理由から、FKMは厳しい高温シール用途でしばしば選ばれます。たとえば、市販のロータリーシャフトシール製品は、要求される使用環境に応じて、NBR製およびFKM製の両方が用意されています。

したがって、重要な問いは単に次の通りではありません：

「これはエンジンですか？」

より適切な質問は次のとおりです：

「シールが連続運転中に実際に受ける温度はいくつですか？」

NBRは、多くの場合、出発点として適切な選択です。

NBRは、耐油性、機械的特性、弾性、および製造の実用性のバランスが取れているため、従来型オイルシールで広く用いられています。

従来型潤滑油を用いて動作し、シール部の温度が中程度であるエンジンでは、NBRがシール性能と耐久性の両方において十分な組み合わせを提供できます。

これは、標準のラジアルオイルシールカタログで、NBRが基本的な材質オプションとして掲載されることが多い理由の一つです。

ただし、単にNBRが一般的であるという理由だけで選択するのは十分ではありません。使用油の種類、温度、シャフト回転速度、圧力、および想定される使用条件を、引き続き検討する必要があります。

FKMがより重要となる場合

FKMは、耐熱性、流体との適合性、あるいは過酷な使用環境下での長期耐久性など、より高い性能が求められる用途において、しばしば検討されます。

エンジンの場合、オイルシールが高温部の近くに配置される場合や、周囲の使用条件が従来のNBR配合材の設計範囲を超える場合に、この点が重要になります。

しかし、FKMが単に高品位な材質だからといって、自動的に最適な選択肢になるわけではありません。材質の選定は、常に用途全体を総合的に考慮して行う必要があります。

シール用ゴム材質は、潤滑油、シャフト回転速度、温度範囲、圧力、機械的構造のすべてと同時に適合しなければなりません。

シャフト回転速度も重要な要素です

一つの エンジンオイルシール 静的ガスケットではありません。

シールリップは、回転するシャフトと常に接触しながら作動します。回転速度が高くなるにつれ、摩擦熱およびリップの動きの影響がより大きくなります。

したがって、リップの設計はゴム配合材と同様に重要です。適切な材料を用いても、不適切なリップ設計では、依然として密封性能が劣る場合があります。

ラジアルシャフトシールは、このシャフトとシールリップの間の動的関係に特化して設計されています。

材料はあくまで解決策の一部にすぎません

エンジンオイルシールを選定する際、NBRとFKMの比較にのみ注目しがちです。しかし実際には、以下の複数の要因を総合的に評価する必要があります：

シール設置部における作動温度

潤滑油およびその他の流体との適合性

シャフトの直径および回転速度

シャフト表面の状態

可能な圧力

粉塵や湿気への暴露

設置可能なスペース

想定される使用条件

同一のエンジンモデルでも、設置位置によって異なるシール構造が採用される場合があります。

たとえば、中程度の温度範囲内で動作する従来型の油潤滑回転軸への適用であれば、NBRが適した選択肢となる可能性があります。一方、シール環境が高温化したり、化学的に過酷になったりする場合は、FKMの採用を検討すべきです。

したがって、最適なエンジンオイルシール材は、単に耐熱性が最も高い材料ではなく、実際のシール環境に最も適合する材料です。