密封理論について(1)

新シール概論（56）(密封理論について)

シールの密封理論について

１．まえがき

前回までシールのFEMについて説明してきましたが、なぜシールが漏れを止めることが出来るかの理論を説明いたします。
ただ、理論となれば、難しいと思われるかもしれませんが、このシール概論ではそのような展開はしません。
あくまで、シールは漏れを止めるかを最初にＯリングから話に入り、少し最近の文献や本からを参考にしながら、説明をしたいと思っています。

２．Ｏリングの密封理論

何時も、説明していますように、Ｏリングがハウジング内でつぶしを与えることにより、接触圧力または応力（反発力）が発生します。（前回までのFEMでも紹介したとおりです）
下図はその状態を示しています。

Ｏリングの密封機構

太さd₂が溝深さHで圧縮されています。
これがつぶし代を与えることになります。

当然、接触圧力を上げる手段には、つぶし代を増加する（溝深さを浅く）か、ゴムの硬さを上げることで出来ます。
図のように右側から圧力のない流体が来た場合には、この接触圧力(P´)が壁となり、漏れないことになります。
次に圧力が掛かった場合の図は次のとおりです。

先ほどと異なるのは、接触圧力に掛かる圧力が加わる点です。従って、加圧された流体は漏れないことになります。
このことをシールの自封性と言います。
Ｏリング以外でのシール類（Ｕパッキン、Ｘリング、Ｔリング、組合せシール）も大半はこのような自封性を用いています。

この自封性を理論で説いたものがありますので、紹介します。文献は以前説明しましたFluid Sealing Technology Hydraulic Seals (著者：Heinz K Müller)を使用します。
（続く）