シール製品・スプリング製品

Bal Seal® Spring Energized Seal （バルシール）とは

バルシールは、PTFEやPTFEにグラファイトやカーボンなどを独自配合したジャケット材に、ユニークな力学的特性を実現する斜め巻きコイルスプリングを装着した。
米国Bal Seal Engineering 社による、カスタムメイドのPTFEシールです。
ジャケットとスプリングの材質と形状の選択、自社製造のスプリングによるきめ細かい荷重設定により、非常に広範囲な使用条件において、
最適なシールソリューションをご提案することが可能となります。

代表的な産業応用分野

自動車

建設機械

医療機器

分析機器

航空宇宙

産業機器

BAL SEAL社では、いわゆる「標準品」はご提供いたしておりません。それぞれのお客様に固有の高度な技術的要求をお伺いした上で、最先端の理論、独自の材料、信頼性の高い生産技術を駆使し、一品ごとに『専用設計』させていただき、最適なソリューションをご提案することに専念させていただいております。

下記のようなシーリングに関する何らかの課題をお持ちでしたら、ぜひ一度お問い合わせ下さい。Bal Seal Engineering 社 が５０年以上にわたって培ってきた技術と経験でお客様をサポートいたします。

豊富な設計ノウハウがシールの性能を最大化します。

▪ 斜め巻きコイルスプリングによるシール接触圧の最適設計。

▪ PTFEやポリエチレン等の高性能樹脂を、独自のノウハウでさらに目的別に強化したジャケット材料。

▪ 使用条件よりシール性能と寿命が最適化されたシールデザインをご提案致します。

代表的シールデザインと特徴

ショートリップ リップ形状の改善により、シール性能を全体的に向上。

▪ワイパー性能が向上
▪フリクションの低減
▪発熱の低減による長寿命化

金属ロッキングリング 金属ハウジングへの圧入により最も信頼性の高い固定が

▪過酷な温度・圧力サイクル環境でも高い信頼性を保持
▪高温低温両方で耐久性Bal Sealが向上

フランジ フランジでシールを固定。

▪シールの移動、供回りを低減
▪低温アプリに適する

強化ヒール ヒール厚みを増加し、高圧に対応。

▪高圧の往復動アプリに適する
▪高温高圧で耐久性が向上

メモリリップ フリクション最小、中高速回転に対応。

▪高圧には適さない

フェイスシール 固定、あるいは低速回転に対応。

▪低温アプリに適する

※下記セレクションガイドも御参照下さい。

BAL SEAL®のサイズ

製作可能なシールのサイズは、シール断面高さ：0.4mm~12.7mm、
シール内径：0.4mm　~　1905mmまでとなっておりますが、
シール断面高さごとに、下記のような製作可能サイズと推奨サイズがあります。
※実際の値は、シールデザイン、ジャケット及びスプリング材質の選択、使用環境等により変動があります。 ※下記セレクションガイドも御参照下さい。

BAL SEAL®のジャケット材料

	材料コード/種類	温度範囲 ℃	耐水性 5 = 優 1 = 可	圧力/クリープ性 突出抵抗 5 = 優 1 = 可	シャフトの 摩耗性
PTFE	TバージンPTFE 低負荷用。最も摩擦が少ない。 耐薬品性が極めて高い。 FDA認可材料。色：白	－270 ~ 230	1	1	Low
	TA PTFE ガスおよび真空中におけるシール性能良。低浸透性。 半導体への用途に適している。 FDA認可材料。色：白	－270 ~ 230	2	2	Low
	G　グラファイト充填PTFE 低負荷用。摩擦が少ない。耐薬品性に優れている。 液体中、湿気の少ない環境での耐摩耗性良。 色：グレー	－270 ~ 230	2	2	Low
	GC グラファイトカーボンPTFE 一般的な低負荷用。摩擦が少ない。 耐薬品性に優れている。 液体中、湿気の多い環境での耐摩耗性良。 色：グレー	－270 ~ 230	2	3	Low
	GFP55　グラファイトファイバ強化PTFE 中程度の速度および圧力での高温適用において 極めて高い性能。 色：黒	－270 ~ 260	4	5	Medium
	GFP55　グラファイトファイバ強化PTFE 中程度の速度および圧力での 高温適用において極めて高い性能。 色：黒	－270 ~ 260	5	5	Medium
	GFPM 55 HT 乾燥と液体環境での使用が可能。 液体、ガス、真空環境において極めて高い性能。 色：黒	－270 ~ 260	4	5	Medium
	GLMO4　ガラス・モリブデン充填PTFE 極限環境用。クリープ性が極めて高い。 相手材が軟らかい場合には摩耗の可能性あり。 色：黒	－270 ~ 260	5	5	High
	GL20　ガラスファイバ充填PFTE 極乾燥/真空用。耐摩耗性及びクリープ性が 極めて高く、気体放出が少ない。 色：オフホワイト	－270 ~ 260	5	5	High
	SP-45ポリマー充填PTFE 汎用。液体中または乾燥環境での耐摩耗性良。 可動接触面による摩耗は少ない。 高速低圧に適している。 FDA基準準拠。 色：ライトグリーン	－270 ~ 260	5	4	Low
	SP-191　ポリマー充填PTFE ガスコンプレッサーや酸素濃縮器用途に最適。 耐摩耗性に優れ、アルミニウムなどの相手材が 軟らかい場合に向いています。 さまざまなガスに最適です。 FDA準拠。 色：ダークイエロー	－270 ~ 260	5	4	Low
ポリエチレン	UPC-10ポリエチレン 含水環境条件下で使用。含水環境での耐摩耗性、 クリープ性良。汎用。FDA認可材料。 色：乳白色	－270 ~ 80	4	5	Low
	UPC-16ポリエチレン 水中、水溶液中で高純度および耐摩耗性。 FDA認可材料。 色：乳白色	－270 ~ 80	4	5	Low
	UP-30ポリエチレン HPLCやクライオジェニックなどの高圧、 低スピードの用途に最適。FDA認可材料。 色：ゴールド	－270 ~ 80	4	5	Low
ピーク	P-41HT 高温用PEEK材。FDA認可材料。 色：ベージュ	－60 ~ 316	5	5	Medium

ばね特性と各種シール性能の関係

シールデザインセレクションガイド　－往復・固定用－

シールデザイン	シリーズ	特徴/用途	圧力条件 psi（bar）	シール断面範囲 (mm)	シール内径範囲 (mm)
	13	ワイピング、 低摩擦、長寿命	3000(207）	0.8~12.7	1.6~3048
	P14	1/4段付きワンピースピストン用	3000(207）	1.6~4.7	7.9~47.6
	15	ピストン/ロッドシール用左右対称シール	3000(207）	0.8~12.7	1.6~3048
	CC13	極小直径 微小断面	2000（138）	0.4~1.6	0.4~2.4
	KS13	金属ロッキングリング保持 耐温度サイクル	3000(207）	1.1~14.8	3.2~863
	R13	フランジ固定タイプ/低摩擦、長寿命	3000(207）	0.8~12.7	1.6~3048
	UN13	高圧用/低摩擦	10000（689）	0.8~12.7	1.6~3048
	PW	スプリング加圧ガイドリング ピストンガイド/アライメント用途	NA	0.8~12.7	1.6~3048
	64	ピストンマウント用/低デッドボリューム 優れた耐薬品性/ワンタッチ取り付け 真空~低圧用	60(4）	0.8~3.2	1.6以上
	S15	内圧用フェイスシール/低速回転用	3000(207）	1.6~6.4	4.8~3048
	S2	固定/低速回転用フェイスシール	3000(207）	1.6~6.4	4.8~3048

シールデザインセレクションガイド　－回転用－

シールデザイン	シリーズ	シール断面範囲 ** mm	シール内径範囲 mm	推奨使用条件				特徴
				圧力範囲		温度範囲 ℃	表面速度 M/Sec
				後方保持なし psi(kg/cm2)	後方保持あり psi(kg/cm2)
	KSSx (50-621)	1.600~ 3.175	3.175~ 25.40	圧力差* 15以上 (1)	真空 上限 3000 (211)	連続運動 （-54°~ +177°） 断続運動 +288℃	上限 15	低挿入力 オートクレーブ可能 高温環境での高いシール性 長シール寿命
	KSx (50-403)	3.175~ 12.70	25.40~ 863.60
	K31x (50-389)	0.787~ 3.175	1.600~ 25.40				上限 10
	KF31x (50-389)	3.175~ 12.70	25.40~ 863.60
	KPx (50-416)	0.787~ 4.775	1.600~ 25.40	7以上 (0.5)	上限 15 (1)		上限 38	低摩擦力 長シール寿命 高いシール性能 高温環境
	KPFx (50-416)	2.388~ 12.70	25.40~ 255.60
	RS31x (50-615)	0.787~ 12.70	1.600~ 1905	該当なし	真空時 上限 3000 (211)		上限 15	シール性の向上 低コスト 保持力
	S31x (50-611)	0.406~ 12.70	0.508~ 304.80	推奨なし	上限 25 (1.8)	連続運動 （-29°~ +93°） 断続運動 250° (+121℃)	上限 1.3
	71x (50-615)	1.600~ 12.70	1.600~ 255.60		真空時 上限 60 (4)		上限 4	コスト削減 高いシール性
	PBx (50-599)	1.600~ 12.70	1.600~ 355.60		上限 15 (1)		上限 5	多くの液体との相互性 低コスト 低摩耗性

(*)圧力差はシール径と断面積によって変化します。

普通のコイルスプリングは、コイル軸方向に伸縮するのみですが、Bal Seal Engineering 社 の斜め巻きコイルスプリングは、一巻き毎に傾斜方向に倒れることができるので、コイル巻き径としては、一方向に圧縮することができます複数の機能を兼ねることができるため、部品点数の削減・重量の低減・小型化・コストダウン等にもお使いいただけます。

ばね特性

スプリングのアキシアル方向にコイル巻き径を圧縮することができます。

圧縮可の方向のコイル巻き径をコイル高さと呼んでいますが、圧縮力とコイル高さの関係は、下記グラフのような非線形なばね特性としてプロットできます。

従来の弾性体の反発力を利用した製品（O-ring / V-spring / Ribbon spring）に比べ、たわみ量を大きく確保しつつ、反発力の変動を少なくすることができ、スプリングの傾きと線材直径を調整することにより、下記グラフの

HEAVY,MEDIUM,LIGHTのように、同一のサイズでも、より理想的な力学的特性を選択することが可能になります。

スプリングのサイズ

製作可能なスプリングのサイズは、おおむね線材直径とコイル高さによって決まります。
下図はラジアルスプリングの標準的な製作例です。
（型式：102（MB) は、10xシリーズのコード2（コイル高さ）、ばね特性：MEDIUM）

最小サイズは、コイル高さ：0.4mm　、スプリング内径：0.5mm まで
最大サイズは、コイル高さ：16.7mm　、スプリング内径：1800mmまで
となっておりますが、実際の値は材質・使用条件により変わりますので、お問い合わせ下さい。

スプリングの材質と表面処理

スプリング材質の特性

メッキ材質の特性

Bal Spring® 斜め巻きコイルスプリングのメカニカルソリューション
斜め巻きコイルスプリングと溝だけで、脱着機構が実現できます。挿入力および離脱力は個々にコントロールすることが可能

代表的な脱着機構（ラッチング）

※部品の寸法が確定した後でも、スプリングの傾きと線径を変えることにより、荷重の変更が可能です。

その他の用途例：
プリロード／振動吸収（アキシャル方向）

その他の用途例：ボールジョイント

応用例：人工関節の高さ調整

その他、振動吸収、アライメント、寸法バラつき補整等、アイデア次第で様々な用途にお使い頂けます。

電気的なコンタクトソリューション

斜め巻きコイルスプリングを導電体として利用します。コイル一巻き毎に電気接点が実現でき、比較的不連続な接触面でも接点ごとに追従しますので、信頼性の高いコネクタとして使用できます。もちろん上記のラッチング構造等との併用も可能です。

電気自動車用コネクタ応用例

工業用大電流コネクタ応用例

EMIシールドコネクタ応用例

特徴

多点接点による高い導電性

安定した接触

経時変化の少ない電気接点

低抵抗により熱の蓄積を抑制

振動の大きい環境でも安定した接触

ラフな表面仕上でもそれぞれのコイルが安定した接点に

大電流コネクタに最適

高密度のピッチによりEMI/RFIシールディングに最適

位置調整（スプリングが軸をセンターに調整）

軸方向、径方向でコネクタを小型化

挿入力・保持力・離脱力のコントロールが可能

部品点数の削減