特注オイルシール

StreamSyn Sealing Solutionは、高性能シール製品のカスタマイズ開発プロセスであり、標準オイルシールの基準を超えて性能を上げることを目的としています。

StreamSyn Sealing Solutionを通して、NAKがシール製品開発の専門チームを提供し、開発から製品組立時までに遭遇する問題を解決するので、お客様は自社製品の開発プロセスに、より多くの時間を割くことが可能になります。

NAKはお客様と十分なコミュニケーションを重ねて討議し、製品の型式選定、設計、試験、取付から性能の最適化まで、ニーズに最適の製品をお客様と協業の上開発し、お客様の製品の性能と価値を向上させます。

以下はStreamSyn Sealing Solutionにおけるいくつかの重要ポイントです。

Selection（選択）
NAKは十万セットの金型を有しており、ほとんどのお客様は適合するシール製品をNAKで見つけることができます。金型の中から適する寸法が見つからないとき、またはシールに特殊な要求があるとき、最適の製品をカスタマイズできます。シール製品の開発プロセスにおいて、型式選定は最初の、かつ最重要のステップです。この段階で、お客様は(エンジニアリングシート（Engineering Request Form=ERF）を提出していただく必要があります。ERFはシール製品開発に要する詳細情報であり、用途・位置軸と穴の寸法、軸と穴の材質と表面処理、温度、外部と内部間の媒体の種類、回転速度、圧力、軸の作動、軸受の型式と取付方法などが含まれます。弊社はお客様が提供した情報を詳細にチェックするとともに、NAKの設計基準またはお客様の特殊な要求により、適切なシール製品の型式と材質の選定に協力します。

Design （デザイン）
この段階のポイントは、シール製品の機能設計です。性能と品質の両方に気を配るため、エンジニアがDesign of Experiment（DOE）、Finite Element Analysis（FEA）といった手法を用いて、最適化された設計パラメータおよび生産条件を求めます。
　DOEとは、製品開発時の最適化ツールであり、数理統計法を用いて、どのような実験をするのが最も効果的であるかを計画し、最少の実験回数と最短の実験周期で理想とする実験目標に到達します。NAKは、この実験計画法を用いて新しいシール製品の構造およびゴム配合を開発し、新製品開発までのリードタイムを短縮するとともに、製品を性能的に最適化して、品質を向上させます。
　FEAは数値解析手法のひとつであり、幾何学モデルの設計ソフトウェア（CAD）と合わせて、ひとつのComputer Aided Engineering（CAE）ソフトウェアに統合できます。エンジニアCAEソフトウェアを活用し、シール製品が外部作用の影響を受けてから発生する応力と変化をコンピュータ上でシミュレートし、製品が動的試験のときに受ける力を計算するとともに、データ分析の結果を用いて設計を検証し、最終的に最適の型式を得ます。
エンジニアはサンプル作成前に、CAEを用いてサンプルのシミュレーション評価を実施し、潜在的な設計ミスを回避しつつ、開発のスピードアップと試験のコストダウンを行い、生産性と品質を向上させるとともに、開発のリードタイムを短縮します。実際のケースでは、エンジニアがCAEを通してシール製品を設計し、NAKが長年かけて構築してきた材料定数を運用して、様々な型式のオイルシールを対象物（軸と穴）に組立するときの適当性、および取立後のオイルシールの接触幅と応力の分布といったデータをシミュレートして、設計の合理性を判断します。
特定のニーズに完全に適合するシール製品を設計したければ、エンジニアはDOE、FEAおよびCAEといったツールに精通するだけでなく、シール技術の専門訓練を受ける必要があり、この訓練は内容的に、トライポロジー、流体力学、熱力学、材料科学、エンジニアリング学および産業界における応用の知識が含まれます。訓練に合格したエンジニアがNAKの設計基準に従い、特定のシール機能を最適化して強化した後のシール製品は、標準オイルシールよりもさらに優れた効果を発揮し、本来は両立できなかったニーズを同時に満たすことができます。

たとえば精密減速機のオイルシール設計の場合、緊迫力が密封性のニーズに適合するだけでなく、オイルシールの低トルク化、省エネによって減速機の動作効率を高める必要があります。標準オイルシールに較べ、低トルク化したオイルシールは精密減速機の全体効率を約3%～10%改善できます。
以下は、産業機器用シール製品のうち、よく見受けられるカスタマイズ化オイルシールの機能設計です。

• 低トルク化により設備動作効率を大幅に向上させた設計
  =設備そのものの効率が3%～10%向上
• 低発熱により設備の使用寿命を延長した設計
  ＝高温になると、オイルシール、軸受およびオイルの劣化が加速します。特殊な設計を経たNAK製オイルシールなら、平均寿命が8年以上に達します
• 特殊なへリックス（螺旋溝）によりシール効果を高めた設計
  ＝へリックスはグリスを機械内部に戻す溝であり、オイル漏れのリスクを大幅に低減します。へリックスのタイプ、数量、角度、高さ、幅などは、い0ずれもポンピング作用に影響します。
• 防錆によりオイルシールの正常な働きを確保した設計
  ＝シール製品の金属環をゴムで完全に被覆し、水や酸素との接触を断ち、金属環の錆付きと変形、密封性への悪影響を防止します
• 保護リップにより、シール製品のシールリップを保護した設計
  ＝別の保護リップにより、内部への異物の混入を防ぎ、シールリップの磨耗を減らします。よくある異物としては、歯車の摩耗により生じた金属粉、潤滑剤の劣化により生じた微粒子などがあります。
• 食品用途のゴム配合により人への安全が確保された設計
  ＝食品クラスのゴム配合により、細菌の増殖を抑制します。ゴム配合はJIS、FDAといった国家規格に適合しています。

Test（テスト）
シール製品の開発が終わると、標準化された一連の性能試験と実験が行われます。より精度が高いデータを得るため、2019年には試験ラボのソフトウェアとハード設備を全面的にアップグレードしており、すべての試験エンジニアは厳しい専門訓練を受けるとともに、国際的な試験基準またはお客様が指定した特殊な条件により試験を実施します。よく行われる産業機器用シール製品の試験アイテムは以下の9項目です。試験設備の詳細については、マニュアル第xページをご参照ください。

• トルクテスト
• 関数テスト
• シール寿命テスト
• 互換性テスト
• ポンプ試験
• 摩耗テスト
• 高圧テスト
• 泥水テスト
• 圧力テスト

Installation（装着）
シール製品を正しく取り付けることにより、取付中にシール製品を傷つけて機能喪失に至るリスクを防止できます。NAKはお客様の製品の構造設計と生産ラインの組立工程を見て、取付作業に関する最適の助言を行うとともに、お客様による治具の設計にも協力して、シール製品が取付作業中に最高レベルの保護を受けられるようにします。
シール製品の設計段階において、NAKは生産ラインでの組立作業のしやすさにも配慮しており、NAK長年の設計経験を生かして作業効率をアップさせ、シール製品の取付コストを低下させます。
弊社が提供する関連サービスは以下のとおりです。

• リップにあらかじめ油を差して、組立作業の効率アップ専用の設備でシールリップにグリスを塗ります。この設備は塗布量を高精度で管理できるので、手作業による塗布から起きる潜在的リスクを解消できます。
• シール製品がくっつくのを防止して、取り出しに便利な設計。シール表面を放電加工処理して表面粗さを増加させ、製品を重ねて置いたときに、お互いにく固着しないようにしています
• 波状の外径設計により、取付時にかける力を低減
  シール波状の外径設計により、取付時の応力を分散させ、取付時にかける力を約29%省いています

Optimization（最適化）
NAKは先端の不具合解析手法を用いて不具合の根本原因を突き止め、お客様の改善および製品の最適化に協力します。シール製品の最適化は、調査と理解、根本原因分析、シール性の改善、パフォーマンス検証というステップを踏みます。

• Investigation & understanding調査と理解
  お客様が提供した不具合サンプルだけでシール製品不具合の原因を解明するのは容易ではありません。現場を調査し、使う人の話を聞いて、不具合の状態、動作環境および操作の条件といった重要な手がかりをしっかりとつかみ、事実の発生経過を再現するとともに、後々の最適化ステップのために、改善を正しい方向へと導きます。
• Root cause analysis根本原因分析
  シール製品の不具合となる原因は非常に多く、見るだけではほとんど察知できないので、実験とデータ分析で真因を突き止めます。NAKエンジニアは、シール製品の外観と寸法の分析、リップや軸の摩耗の分析などを通して、根本原因を探し出します。
• Sealing solutionシール性の改善
  真因を突き止めてからは、不具合箇所に対して設計の最適化を行います。NAK技術サービスチームは豊かなシール設計の経験を有しており、軸と穴の寸法、操作温度、オイルシール取付場所、密封液の種類、圧力、回転速度、取付方法といった条件がシール製品に与える影響を把握し、エンジニアがFEAおよびDOEの手法を用いて様々なシミュレーション分析および実験を行い、シール製品設計を最適化します。
• Performance validationパフォーマンス検証
  シール製品最適化の最終ステップは動的な検証です。NAK動的実験室は万全の性能試験設備を取り揃え、様々な試験環境におけるシール製品の密封性をシミュレートできます。また、お客様の特殊な要求により、専用の試験機開発も可能です。ラボでの試験だけでなく、現場での試験も行って、シール製品の実際の効果を検証しています。

NAKは全力を尽くしてお客様とともにより高レベルの性能を追求し、お客様のニーズに最適のシール製品を設計し、お客様の製品のパフォーマンスとブランド価値を大幅に向上させます。お客様はカスタマイズされた技術サービスを受けることができ、NAKはシール製品を全世界のOEM顧客と共同で開発し、長期のパートナーとなります。StreamSyn Sealing Solutionに対する理解を深めたい場合、弊社までご連絡ください。