滑动部件的制作方法

文档序号:11448000阅读:156来源:国知局
滑动部件的制造方法与工艺

本发明例如涉及机械密封件、轴承、其它适于滑动部的滑动部件。尤其,涉及使滑动面夹持流体而减少摩擦、并且需要防止流体从滑动面泄漏的密封环或者轴承等滑动部件。



背景技术:

在作为滑动部件的一个例子的机械密封件中,通过泄漏量、磨损量、以及扭矩来评价其性能。现有技术中,通过使机械密封件的滑动材质、滑动面粗糙度最佳化来提高性能,实现低泄漏、高寿命、低扭矩。但是,由于近年来对环境问题的意识的提高,而寻求机械密封件的更进一步的性能提高,从而需要超越现有技术的框架的技术开发。

其中,例如,在水冷式发动机的冷却所使用的水泵的机械密封件中,发明人确认到,随时间的经过,作为防冻液的一种的llc的添加剂、例如硅酸盐、磷酸盐等(以下,称作“堆积物产生原因物质”。)在滑动面集中,生成堆积物而存在机械密封件的功能降低的担忧。认为该堆积物的生成是在处理药剂、油的机器的机械密封件中也同样地产生的现象。

现有的机械密封件中,为了防止滑动面的摩擦发热所引起的磨损、烧损的产生,公知在滑动面形成有用于形成流体层的槽的机械密封件(例如,参照专利文献1、2、3。),但这些发明仅停留在向滑动面导入流体的阶段,并未考虑防止滑动面处的堆积物的生成的方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-180772号公报

专利文献2:日本特开平7-224948号公报

专利文献3:美国专利第5498007号说明书



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明目的在于提供一种滑动部件,其能够兼得密封与润滑这样的相反的条件,同时能够促进滑动面处的流体的循环,并且能够防止滑动面处的堆积物产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的,本发明的滑动部件的第一特征在于,具备彼此相对滑动的一对滑动部件,在一方滑动部件的滑动面的低压侧,设有具备负压产生槽的负压产生机构,上述负压产生槽与高压流体侧连通,并通过台面部与低压流体侧相隔离,在另一方滑动部件的滑动面,以与上述高压流体侧连通的方式设有使上述负压产生槽的流体产生压力变动的干涉槽,上述干涉槽的内径侧的端部延伸至在径向上与上述负压产生槽重复的位置。

根据该特征,在负压产生槽的上游侧端部和下游侧端部,压力差成为不断变动的状态,并且负压产生槽内的流体的流动也反复变动,从而即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止负压产生槽内的堆积物的产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

并且,本发明的滑动部件的第二特征在于,在第一特征的基础上,上述干涉槽在周向上设置有多个,并且上述多个干涉槽配设为,当任一个干涉槽位于与上述负压产生槽的上游侧端部对置的位置时,在与上述负压产生槽的下游侧端部对置的位置不存在其它干涉槽。

根据该特征,能够增大负压产生槽的上游侧端部和下游侧端部处的压力变动,并且能够使之可靠地产生,从而能够更进一步地防止负压产生槽内的堆积物的产生。

并且,本发明的滑动部件的第三特征在于,在第一特征或者第二特征的基础上,上述负压产生机构由倒瑞利台阶机构形成。

根据该特征,通过在滑动面设置倒瑞利台阶,能够容易地形成负压产生机构。

并且,本发明的滑动部件的第四特征在于,在第一特征至第三特征中任一特征的基础上,在上述一方滑动部件的滑动面设有流体循环槽,该流体循环槽经由入口部以及出口部而与上述高压流体侧连通,且通过台面部与上述低压流体侧相隔离,并且上述负压产生槽的下游侧端部与上述流体循环槽的入口部连通。

根据该特征,在流体循环槽的入口部和出口部处存在压力差,且压力差成为不断交替地变动的状态,而流体循环槽内的流体也反复移动,从而能够防止负压产生槽内的堆积物的产生,除此之外,即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止流体循环槽内的堆积物的产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

并且,本发明的滑动部件的第五特征在于,在第一特征至第四特征中任一特征的基础上,在上述一方滑动部件的滑动面的由上述流体循环槽和高压流体侧围起的部分,设有具备正压产生槽的正压产生机构,并且上述正压产生槽的上游侧与上述流体循环槽的入口部连通。

根据该特征,能够防止负压产生槽内以及流体循环槽内的堆积物的产生,除此之外,即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止正压产生槽内的堆积物的产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

并且,本发明的滑动部件的第六特征在于,在第五特征的基础上,上述正压产生机构由瑞利台阶机构形成。

根据该特征,通过在滑动面设置瑞利台阶,能够容易地形成正压产生机构。

并且,本发明的滑动部件的第七特征在于,在第一特征至第六特征中任一特征的基础上,上述一方滑动部件是固定侧密封环,上述另一方滑动部件是旋转侧密封环,并且上述旋转侧密封环相比上述固定侧密封环形成为外径较大、且内径较小。

根据该特征,滑动面宽度变成由固定侧密封环来决定,从而能够缩小滑动面宽度的偏差。

发明的效果如下。

本发明起到以下那样的优异的效果。

(1)具备彼此相对滑动的一对滑动部件,在一方滑动部件的滑动面的低压侧,设有具备负压产生槽的负压产生机构,负压产生槽与高压流体侧连通,并通过台面部与低压流体侧相隔离,在另一方滑动部件的滑动面,以与高压流体侧连通的方式设有使负压产生槽的流体产生压力变动的干涉槽,干涉槽的内径侧的端部延伸至在径向上与负压产生槽重复的位置,由此在负压产生槽的上游侧端部和下游侧端部,压力差成为不断变动的状态,而负压产生槽内的流体的流动也反复变动,从而即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止负压产生槽内的堆积物的产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

(2)干涉槽在周向上设置有多个,并且上述多个干涉槽配设为,当任一个干涉槽位于与上述负压产生槽的上游侧端部对置的位置时,在与上述负压产生槽的下游侧端部对置的位置不存在其它的干涉槽,由此能够增大负压产生槽的上游侧端部和下游侧端部的压力变动,并且能够使之可靠地产生,从而能够更进一步地防止负压产生槽内的堆积物的产生。

(3)在一方滑动部件的滑动面,设有经由入口部以及出口部而与高压流体侧连通、且通过台面部与低压流体侧相隔离的流体循环槽,并且负压产生槽的下游侧端部与流体循环槽的入口部连通,由此在流体循环槽的入口部和出口部处存在压力差,且压力差成为不断交替地变动的状态,而流体循环槽内的流体也反复移动,从而能够防止负压产生槽内的堆积物的产生,除此之外,即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止流体循环槽内的堆积物的产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

(4)在一方滑动部件的滑动面的由流体循环槽和高压流体侧围起的部分,设有具备正压产生槽的正压产生机构,并且正压产生槽的上游侧与上述流体循环槽的入口部连通,由此能够防止负压产生槽内以及流体循环槽内的堆积物的产生,除此之外,即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止正压产生槽内的堆积物的产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

(5)一方滑动部件是固定侧密封环,另一方滑动部件是旋转侧密封环,并且旋转侧密封环相比固定侧密封环形成为外径较大、且内径较小,由此滑动面宽度变成由固定侧密封环来决定,从而能够缩小滑动面宽度的偏差。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的机械密封件的一个例子的纵剖视图,表示旋转轴的中心的上侧的一半部分。

图2(a)表示图1中的固定侧密封环的滑动面的整周,并且图2(b)表示图1中的旋转侧密封环的滑动面的整周。

图3(a)表示实施例2的固定侧密封环的滑动面的整周,并且图3(b)表示相同的实施例2的旋转侧密封环的滑动面的整周。

图4(a)表示实施例3的固定侧密封环的滑动面的整周,并且图4(b)表示相同的实施例3的旋转侧密封环的滑动面的整周。

图5(a)是用于说明由凹槽(dimple)的下游侧的缩窄缝隙(阶梯差)构成的正压产生机构的图,图5(b)是用于说明由凹槽的上游侧的扩宽缝隙(阶梯差)构成的负压产生机构的图。

具体实施方式

以下参照附图,并基于实施例而例示地对用于实施该发明的方式进行说明。其中,对于该实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等,只要没有特别明示的记载,本发明的范围并不仅限定于上述实施例的记载。

实施例1

参照图1以及图2,对本发明的实施例1的滑动部件进行说明。

此外,以下的实施例中,以作为滑动部件的一个例子的机械密封件为例进行说明。并且,以构成机械密封件的滑动部件的外周侧为高压流体侧(被密封流体侧)、以内周侧为低压流体侧(大气侧)进行说明,但本发明并不限定于此,也能够应用于高压流体侧与低压流体侧相反的情况。

图1是表示机械密封件的一个例子的纵剖视图,是对欲从滑动面的外周朝向内周方向泄漏的高压流体侧的被密封流体进行密封的形式的嵌入形式,设有:圆环状的旋转侧密封环1,其是在使高压流体侧的旋转体(例如,泵轮。省略图示)驱动的旋转轴2侧经由套筒3以及静环套(cupgasket)4设为能够与该旋转轴2一体地旋转的状态的一方滑动部件;以及圆环状的固定侧密封环5,其是以非旋转状态并且以能够沿轴向移动的状态设于壳体6的另一方滑动部件,利用沿轴向对固定侧密封环5进行施力的螺旋波纹弹簧7以及波纹管8,在通过抛光等而镜面加工后的滑动面的滑动部分s彼此紧密接触滑动。即,该机械密封件在旋转侧密封环1与固定侧密封环5的彼此的滑动部分s,防止被密封流体从旋转轴2的外周向大气侧流出。

机械密封件中,通常,为了在旋转侧密封环1以及固定侧密封环5的旋转中心未严格地一致的情况下也能够对应,而增大任一方的滑动面宽度,即增大外径,并且缩小内径,从而形成了外径侧的滑动面富余量so以及内径侧的滑动面富余量si。本发明中,对旋转侧密封环1和固定侧密封环5的当前正滑动的部分称作滑动部分ss,并在包括滑动面富余量的情况下称作滑动面s。

图1中,表示了旋转侧密封环1的外径比固定侧密封环5的外径大,并且旋转侧密封环1的内径比固定侧密封环5的内径小,滑动面富余量形成于旋转侧密封环1的情况下,但本发明并不限定于此,当然相反的情况下也能够应用。

图1的情况下,固定侧密封环5的滑动部分ss与滑动面s一致。

参照图2,对旋转侧密封环1以及固定侧密封环5的滑动面s的形状进行说明。

图2中,滑动面s的外径侧是高压流体侧,并且内径侧是低压流体侧,例如大气侧。

如图2(a)所示,在固定侧密封环5的滑动面s的低压流体侧、即内周侧设有具备负压产生槽10a的负压产生机构10。

此外,在下文中对具备负压产生槽(凹槽)10a的负压产生机构10进行说明。

图2中,作为负压产生机构10,以倒瑞利台阶机构为一个例子进行表示。

倒瑞利台阶机构10具备负压产生槽10a和倒瑞利台阶10c,在圆周方向上设置有多个。

此外,图2中,倒瑞利台阶机构10八等分地设置,但并不限定于此,一个以上即可。

构成倒瑞利台阶机构10的负压产生槽(凹槽)10a的高压流体侧以及低压流体侧通过滑动面s的平滑部r(本发明中,有时称作“台面部(ランド部)”。)相互隔离,但下游侧端部10b经由半径方向槽11与高压流体侧连通。并且,半径方向槽11与高压流体侧连通,但不与低压流体侧连通。

负压产生槽10a是浅槽,半径方向槽11是比负压产生槽10a深的深槽。

如图2(b)所示,在旋转侧密封环1的滑动面s设有使负压产生槽10a的流体产生压力变动的干涉槽15。

干涉槽15与高压流体侧连通,并在径向上配设于使负压产生槽10a的流体产生压力变动的位置。

图2的情况下,干涉槽15设于外径侧的滑动面富余量so以及与固定侧密封环5的滑动部分ss内,其内径侧的端部15a延伸至在径向上与负压产生槽10a重复的位置。

对于干涉槽15的形状而言,在图2中示出大致矩形形状,但并不限定于此,例如也可以是圆形、椭圆形、菱形等,总之与高压流体侧连通,且内径侧的端部15a延伸至与负压产生槽10a重复的位置即可。

并且,干涉槽15的深度没有特别限定,例如可以是与半径方向槽11的深度相同程度的深度,或者也可以设定为比半径方向槽11的深度稍深。

图2中,干涉槽15在周向上三等分地设置,但并不限定于三等分,至少设置一个即可,并且也不需要等分设置。

若旋转侧密封环1转动,则在干涉槽15的附近生成涡流,伴有涡流的干涉槽15沿周向移动。

此刻,若干涉槽15中的一个到达某负压产生槽10a的上游侧端部(倒瑞利台阶)10c,则上游侧端部10c附近的流体的压力上升。此时,由于设定为在与下游侧端部10b对置的位置不存在其它的干涉槽15,所以该下游侧端部10b附近的流体的压力不会上升。本来,在负压产生槽10a中,上游侧端部10c的压力是负压而在与下游侧端部10b的压力之间存在压力差,但若干涉槽15到达上游侧端部10c,则上游侧端部10c的压力与下游侧端部10b的压力的差变小。

接下来,若该干涉槽15到达与该负压产生槽10a的下游侧端部10b对置的位置,则下游侧端部10b附近的流体的压力上升。此时,由于设定为在与上游侧端部10c对置的位置不存在其它的干涉槽15,所以该上游侧端部10c附近的流体的压力不会上升,从而上游侧端部10c的压力与下游侧端部10b的压力的差变大。

即,当着眼于一个负压产生槽10a时,因干涉槽15的作用,上游侧端部10c与下游侧端部10b的压力差成为不断变动的状态。

若在上游侧端部10c和下游侧端部10b处,压力差成为不断变动的状态,则负压产生槽10a内的流体的流动也反复变动,从而即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止负压产生槽10a内的堆积物的产生。

实施例1中,起到以下那样的显著的效果。

(1)在固定侧密封环5的滑动面s的低压侧,设有具备负压产生槽10a的负压产生机构10,负压产生槽10a与高压流体侧连通,并且通过台面部r与低压流体侧相隔离,在旋转侧密封环1的滑动面s,以与高压流体侧连通的方式设有使负压产生槽10a的流体产生压力变动的干涉槽15,并且干涉槽15的内径侧的端部15a延伸至在径向上与负压产生槽10a重复的位置,从而在负压产生槽10a的上游侧端部10c和下游侧端部10b处,压力差成为不断变动的状态,并且负压产生槽10a内的流体的流动也反复变动,因此即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止负压产生槽10a内的堆积物的产生,进而能够长期地维持滑动面的密封功能。

(2)由于旋转侧密封环1相比固定侧密封环5形成为外径较大、且内径较小,所以滑动面宽度变成由固定侧密封环5来决定,从而能够缩小滑动面宽度的偏差。

(3)干涉槽15在周向上设置有多个,并且上述多个干涉槽15配设为,当任一个干涉槽15位于与负压产生槽10a的上游侧端部10c对置的位置时,在与负压产生槽10a的下游侧端部10b对置的位置不存在其它的干涉槽15,并且,相反地当任一个干涉槽15位于与负压产生槽10a的下游侧端部10b对置的位置时,在与负压产生槽10a的上游侧端部10c对置的位置不存在其它的干涉槽15,从而能够增大负压产生槽10a的上游侧端部10c和下游侧端部10b处的压力变动,并且能够使之可靠地产生,从而能够更进一步防止负压产生槽10a内的堆积物的产生。

实施例2

参照图3,对本发明的实施例2的滑动部件进行说明。

实施例2在固定侧密封环5的滑动面s追加设置流体循环槽20,这一点与实施例1不同,但其它的基本结构与实施例1相同,与实施例1相同的符号表示相同的部件,并省略重复的说明。

图3中,在固定侧密封环5的滑动面s,在周向上四等分地设有与高压流体侧连通并且通过滑动面的平滑部r(本发明中,有时称作“台面部”。)与低压流体侧相隔离的流体循环槽20。

此外,流体循环槽20并不限定于四个,至少设置一个即可,并且也不需要等分设置。

流体循环槽20由从高压流体侧进入的入口部20a、向高压流体侧排出的出口部20b、以及在周向上将入口部20a和出口部20b连通的连通部20c构成。流体循环槽20承担为了防止含有腐蚀生成物等的流体在滑动部分ss处集中、而积极地从高压流体侧向滑动部分导入被密封流体并使被密封流体排出的作用,为了与对方滑动面的旋转对照地容易在滑动部分收入被密封流体、并且容易排出被密封流体,而入口部20a以及出口部20b如图示所示那样地形成为广口,另一方面,为了减少泄漏,而通过台面部r与低压流体侧相隔离。

本例中,入口部20a以及出口部20b形成为直线状,且形成为大致v字状,但并不特别限定于此,也可以进一步增大或者缩小入口部20a与出口部20b所成的内角α,并且,也可以不形成为直线状而形成为曲线状(圆弧状等)。并且,流体循环槽20的宽度以及深度根据被密封流体的压力、种类(粘性)等而设定为最佳。举出深度的一个例子,是100~300μm左右。

流体循环槽20并不限定于大致v字状,例如也可以是u字状,总之入口部20a以及出口部20b与高压流体侧连通即可。

在固定侧密封环5的滑动面s,以位于相邻的流体循环槽20之间的方式在周向上四等分地设有负压产生机构10。构成负压产生机构10的负压产生槽10a的下游侧端部10b与流体循环槽20的入口部20a连通,并在上游侧端部10c与上游侧的流体循环槽20的出口部20b之间存在台面部r。

实施例2中,流体循环槽20的入口部20a兼具实施例1的半径方向槽11的作用。

在旋转侧密封环1的滑动面s,十二等分地设有使负压产生槽10a以及流体循环槽20的流体产生压力变动的干涉槽15。

图3的情况下,干涉槽15设于外径侧的滑动面富余量so内,其内径侧的端部15a延伸至在径向上与负压产生槽10a以及流体循环槽10的入口部10a、出口部10b重复的位置。

图3中,干涉槽15在周向上十二等分地设置,并且上述多个干涉槽15配设为,当任一个干涉槽15位于与负压产生槽10a的上游侧端部10c对置的位置时,在与负压产生槽10a的下游侧端部10b对置的位置不存在其它的干涉槽15,并且,相反地当任一个干涉槽15位于与负压产生槽10a的下游侧端部10b对置的位置时,在与负压产生槽10a的上游侧端部10c对置的位置不存在其它的干涉槽15,另外上述多个干涉槽15配设为,当任一个干涉槽15位于与流体循环槽20的入口部20a对置的位置时,在与流体循环槽20的出口部20b对置的位置不存在其它的干涉槽15,并且,相反地当任一个干涉槽15位于与出口部20b对置的位置时,在与入口部20a对置的位置不存在其它的干涉槽15。

图3的情况下,负压产生槽10a以及流体循环槽20四等分地设置,负压产生槽10a的上游侧端部10c与下游侧端部10b所成的中心角θ1、以及流体循环槽20的入口部20a与出口部20b所成的中心角θ1分别约是45°,相对于此,相邻的干涉槽15所成的中心角θ是30°,从而当旋转侧密封环1转动,而任一个干涉槽15位于与负压产生槽10a的上游侧端部10c或者流体循环槽20的入口部20a对置的位置时,在与负压产生槽10a的下游侧端部10b或者流体循环槽20的出口部20b对置的位置不存在其它的干涉槽15。

若旋转侧密封环1转动,则在干涉槽15的附近生成涡流,伴有涡流的干涉槽15沿周向移动。

干涉槽15对负压产生槽10a产生的影响与实施例1相同。

当着眼于干涉槽15对流体循环槽20产生的影响时,例如若干涉槽15中的一个到达与某流体循环槽20的入口部20a对置的位置,则入口部20a内的流体的压力上升。此时,由于设定为在与出口部20b对置的位置不存在其它的干涉槽15,所以该出口部20b内的流体的压力不会上升,从而成为入口部20a的压力>出口部20b的压力的状态。

接下来,若该干涉槽15到达与该流体循环槽20的出口部20b对置的位置,则出口部10b内的流体的压力上升。此时,由于设定为在与入口部10a对置的位置不存在其它的干涉槽15,所以该入口部20b内的流体的压力不会上升,从而成为入口部20a的压力<出口部20b的压力的状态。

即,当着眼于一个流体循环槽20时,因干涉槽15的作用,入口部20a与出口部20b之间存在压力差,并且压力差成为不断交替地变动的状态。

若在入口部20a和出口部20b处存在压力差,且压力差成为不断交替地变动的状态,则流体循环槽20内的流体反复移动,从而即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止流体循环槽20内的堆积物的产生。

实施例2中,起到以下那样的显著的效果。

(1)在固定侧密封环5的滑动面s,设有经由入口部20a以及出口部20b而与高压流体侧连通且通过台面部r而与低压流体侧相隔离的流体循环槽20,并且负压产生槽10a的下游侧端部10b与流体循环槽20的入口部20a连通,从而在流体循环槽20的入口部20a和出口部20b处存在压力差,且压力差成为不断交替地变动的状态,而流体循环槽20内的流体反复移动,因此能够防止负压产生槽10a内的堆积物的产生,除此之外,即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止流体循环槽20内的堆积物的产生,进而能够长期地维持滑动面的密封功能。

(2)由于旋转侧密封环1相比固定侧密封环5形成为外径较大、且内径较小,所以滑动面宽度变成由固定侧密封环5来决定,从而能够缩小滑动面宽度的偏差。

(3)干涉槽15在周向上设置有多个,并且上述多个干涉槽15配设为,当任一个干涉槽15位于与负压产生槽10a的上游侧端部10c或者流体循环槽20的入口部20a对置的位置时,在与负压产生槽10a的下游侧端部10b或者流体循环槽20的出口部20b对置的位置不存在其它的干涉槽15,并且,相反地当任一个干涉槽15位于与负压产生槽10a的下游侧端部10b或者流体循环槽20的出口部20b对置的位置时,在与负压产生槽10a的上游侧端部10c或者流体循环槽20的入口部20a对置的位置不存在其它的干涉槽15,从而能够增大负压产生槽10a的上游侧端部10c和下游侧端部10b处的压力变动,并且能够使之可靠地产生,除此之外,在流体循环槽20的入口部20a和出口部20b处存在压力差,压力差成为不断交替地变动的状态,而其中的流体反复移动,从而能够更进一步防止负压产生槽10a内以及流体循环槽20内的堆积物的产生,进而能够长期地维持滑动面的密封功能。

实施例3

参照图4,对本发明的实施例3的滑动部件进行说明。

实施例3在固定侧密封环5的滑动面s追加设置正压产生机构25,这一点与实施例2不同,但其它的基本结构与实施例2相同,与实施例2相同的符号表示相同的部件,并省略重复的说明。

图4中,在固定侧密封环5的滑动面s的由流体循环槽20和高压流体侧围起的部分,设有正压产生机构25,该正压产生机构25具备比流体循环槽20浅的正压产生槽25a。

正压产生机构25通过产生正压(动压),而使滑动面间的流体膜增加,从而提高润滑性能。

正压产生槽25a的上游侧端部25c与流体循环槽20的入口部20a连通,并且下游侧端部(也称作瑞利台阶。)25b通过台面部r与流体循环槽20的出口部20b相隔离。并且,正压产生槽25a通过台面部r与高压流体侧相隔离。

本例中,正压产生机构25由具备正压产生槽25a以及瑞利台阶25b的瑞利台阶机构构成,但并不限定于此,例如,也可以由带堰部的飞母托槽构成,总之是产生正压的机构即可。

此外,在下文中详细地对瑞利台阶机构进行说明。

若旋转侧密封环1转动,则在干涉槽15的附近生成涡流,伴有涡流的干涉槽15沿周向移动。

干涉槽15对负压产生槽10a以及流体循环槽20产生的影响与实施例2相同。

当着眼于干涉槽15对正压产生槽25a产生的影响时,例如若干涉槽15中的一个到达某正压产生槽25a的上游侧端部25c,则上游侧端部25c附近的流体的压力上升。此时,由于设定为在与下游侧端部25b对置的位置不存在其它的干涉槽15,所以该下游侧端部25b附近的流体的压力不会上升。本来,在正压产生槽25a中,上游侧端部25c的压力比下游侧端部25b小,但若干涉槽15到达上游侧端部25c,则上游侧端部25c的压力与下游侧端部25b的压力差变小。

接下来,若该干涉槽15到达与正压产生槽25a的下游侧端部25b对置的位置,则下游侧端部25b附近的流体的压力上升。此时,由于设定为在与上游侧端部25c对置的位置不存在其它的干涉槽15,所以该上游侧端部25c附近的流体的压力不会上升,从而上游侧端部25c的压力与下游侧端部25b的压力差变大。

即,当着眼于一个正压产生槽25a时,因干涉槽15的作用,上游侧端部25c与下游侧端部25b的压力差成为不断变动的状态。

若在上游侧端部25c和下游侧端部25b处,压力差成为不断变动的状态,则正压产生槽25a内的流体的流动也反复变动,从而即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止正压产生槽25a内的堆积物的产生。

实施例3中,起到以下那样的显著的效果。

(1)在固定侧密封环5的滑动面s的由流体循环槽20和高压流体侧围起的部分,设有具备比流体循环槽20浅的正压产生槽25a的正压产生机构25,并且正压产生槽25a的上游侧与流体循环槽20的入口部20a连通,从而能够防止负压产生槽10a内以及流体循环槽20内的堆积物的产生,除此之外,即使在被密封流体含有堆积物产生原因物质的情况下,也能够防止正压产生槽25a内的堆积物的产生,从而能够长期地维持滑动面的密封功能。

此处,参照图5,对本发明的具备正压产生槽的正压产生机构(瑞利台阶机构)以及具备负压产生槽的负压产生机构(倒瑞利台阶机构)进行说明。

图5(a)中,如箭头所示,旋转侧密封环1相对于固定侧密封环5向逆时针方向旋转移动,但若在固定侧密封环5的滑动面s形成有正压产生槽(凹槽)25a,则在该凹槽25a的下游侧存在缩窄缝隙(阶梯差:也称作瑞利台阶。)25b。相对的旋转侧密封环1的滑动面是平坦的。

若旋转侧密封环1向箭头所示的方向相对移动,则夹持在旋转侧密封环1与固定侧密封环5的滑动面间的流体因其粘性而欲沿旋转侧密封环1的移动方向追随移动,从而此时因缩窄缝隙(阶梯差)25b的存在而产生虚线所示那样的动压(正压)。

图5(b)中,如箭头所示,旋转侧密封环1相对于固定侧密封环5向逆时针方向旋转移动,但若在固定侧密封环5的滑动面s形成有负压产生槽(凹槽)10a,则在凹槽10a的上游侧存在扩宽缝隙(阶梯差:也称作倒瑞利台阶。))10d。相对的旋转侧密封环1的滑动面是平坦的。若旋转侧密封环1向箭头所示的方向相对移动,则夹持在旋转侧密封环1与固定侧密封环5的滑动面间的流体因其粘性而欲沿旋转侧密封环1的移动方向追随移动,从而此时因扩宽缝隙(阶梯差)10d的存在而产生虚线所示那样的动压(负压)。

因此,在凹槽10a内的上游侧产生负压,并在下游侧产生正压。而且,在上游侧的负压产生区域产生气穴。

以上,根据附图对本发明的实施例进行了说明,但具体的结构并不限定于这些实施例,不脱离本发明的主旨的范围内的变更、追加也包括在本发明内。

例如,上述实施例中,对将滑动部件应用于机械密封件装置的一对旋转用密封环以及固定用密封环中任一个的例子进行了说明,但也能够作为一边在圆筒状滑动面的轴向一方侧密封润滑油一边与旋转轴滑动的轴承的滑动部件而利用。

并且,例如,上述实施例中,对在外周侧存在高压的被密封流体的情况进行了说明,但也能够应用于内周侧是高压流体的情况。

并且,例如,上述实施例中,对在构成滑动部件的机械密封件的固定侧密封环设置流体循环槽、并在旋转侧密封环设置干涉槽的情况进行了说明,但也可以相反地在旋转侧密封环设置流体循环槽,并在固定侧密封环设置干涉槽。

符号的说明

1—旋转侧密封环,2—旋转轴,3—套筒,4—静环套,5—固定侧密封环,6—壳体,7—螺旋波纹弹簧,8—波纹管,10—负压产生机构(倒瑞利台阶机构),10a—负压产生槽(凹槽),10b—下游侧端部,10c—上游侧端部(倒瑞利台阶),11—半径方向槽,15—干涉槽,15a—干涉槽的内径侧端部,20—流体循环槽,20a—入口部,20b—出口部,20c—连通部,25—正压产生机构,25a—正压产生槽,25b—下游侧端部(瑞利台阶),25c—上游侧端部,r—台面部,s—滑动面,ss—滑动部分。

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