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新シール概論(27)(特別号)(6)

2010年11月1日発行  NO.02-27

新シール概論(27)(特別号)(6)

表面粗さとシールの関係(6)

特別号として、表面粗さとシールの関係を述べてきましたが、今回で終わりますが、まとめておきます。
(訂正箇所:前回号で、金型要求事項で表面粗さは16マイケルインチとして書きましたが、マイクロインチでした。)

相手面の粗さは、

  1. 運動用は、できる限り表面あらさは良くすることが、望ましい。
    (コスト面の問題もあるが、いわゆる超仕上げの必要はないが)
    粗さには、現在の粗さの性状を示す負荷曲線を付加することが必要です。この粗さの性状では、突起部をできるだけ少なくし、くぼみ部を残すような性状がシールにとっては好ましいこととなります。
  2. 固定用でも、圧力脈動がある場合には、運動用と捉えて、良くする必要がある。

他方、シールでは、

  1. ゴムのシールでは、通常表面あらさの指定は、特に必要ではないが、極端に粗い場合には、シール性能にも影響するので、用途によっては、規定することも必要でしょう。
    その用途では、運動用や、真空用途などが考えられます。
  2. 組合せシールの樹脂部では、シール性能と摩擦抵抗に影響を与えますので、規定すべきでしょう。

その他の話題では、相手金属材料や表面処理と密封すべき流体に対する濡れ性もシール性能(摩耗、抵抗)に影響することがあります。
この濡れ性という概念は案外古いものですが、潤滑機能の乏しい流体では、重要な要因となっています。濡れ性は相手面と流体との接触角で測定されます。
当然、接触角が小さいほど、潤滑性が良くなり、シールにとっては、良い条件となります。
まだまだ、データが少ないため、充実を期待したいと思っています。
最近の新しい技術では、シール部材の金属面(樹脂なども含む)にLST(Laser Surface Texturing)を用いて、表面にmicro-dimpleを加工して、潤滑機能を改善させる研究が数多く出てきています。すでに、一部の製品で、実用されつつあるようです。このdimpleで思い出すのは、ゴルフボールのへこみと同じようなものですが、この場合にはレーザを用いて、非常に小さいへこみを加工しています。
下図はピストンリングに加工した例の概念図です。(小さなへこみが加工面です)

実例では、メカニカルの摺動面やピストンリング、軸受けなどがあるようです。
このような新しい加工技術も生まれています。 (続く)

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