滑动部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适合于例如机械密封件、轴承及其它滑动部的滑动部件。特别是涉及需要使流体介于滑动面之间来减低摩擦并且防止流体从滑动面泄漏的密封环或轴承等滑动部件。
【背景技术】
[0002]在作为滑动部件的一个示例的机械密封件中，通过泄漏量、磨损量以及转矩来评价其性能。在以往技术中，通过使机械密封件的滑动材质及滑动面粗糙度最优化来提高性能，并实现低泄漏、高寿命、低转矩。但是，由于近年对于环境问题的意识的提高，要求机械密封件进一步提高性能，需要超越以往技术框架的技术开发。
[0003]在这样的情况下，本申请人将滑动部件的发明申请了专利，所述滑动部件在静止时不泄漏，包括旋转初期在内在旋转时通过流体润滑进行工作并防止泄漏，能够兼顾密封和润滑(下面，称为“现有技术”。参照专利文献I)。
[0004]作为该现有技术的一个实施方式，提出了一种滑动部件，图5所示那样，由环状体构成的滑动部件31的外周侧为高压流体侧，内周侧为低压流体侧，在滑动面32的高压侧设置有构成正压产生机构的瑞利台阶机构33的凹槽部35，在低压侧设置有构成负压产生机构的倒瑞利台阶机构34的凹槽部36，并且，在凹槽部35与凹槽部36之间设置有压力释放槽45，凹槽部35、压力释放槽45和凹槽部36经由半径方向槽37而与高压流体侧连通，借助于密封面38与低压流体侧隔离开，其中，所述滑动部件为这样的形状:半径方向槽37从与凹槽部36连通的内周侧朝向外周侧向对方滑动面的旋转方向倾斜。在该实施方式的情况下，滑动面32的流体沿着箭头46所示的方向被排出。此外，凹槽部35和凹槽部36的槽深为约几μm，半径方向槽37和压力释放槽45的槽深为约十μπι，半径方向槽37和压力释放槽45的槽深比凹槽部35和凹槽部36的槽深足够深。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:国际公开第2012/046749号
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]但是，在静止时不泄漏，包括旋转初期在内在旋转时通过流体润滑进行工作并防止泄漏，能够兼顾密封和润滑，在这方面上述的以往技术极其优异，但对于被带入到滑动面上的异物及气泡的排出未作考虑，因此，半径方向槽37的外周侧被设定成与外周部的切线垂直，半径方向槽37的与凹槽部36连通的内周侧被设定成仅向对方滑动面的旋转方向倾斜的形状。因此，难以将来自于半径方向槽的流体引入时有困难，例如，在异物及气泡被带入到滑动面的情况下，有可能产生滑动面的泄漏以及由摩擦发热而导致的磨损及烧损等，机械密封件的功能降低，本发明人确认了这点。
[0010]本发明正是为了发挥以往技术的优点并对其问题点进行改进而进行的，其第一目的在于，提供一种滑动部件，兼顾密封和润滑这样相悖的条件的同时积极地将流体引入到滑动面，即使在异物及气泡被带入到滑动面的情况下，也能够防止滑动面的泄漏以及由于摩擦发热而导致的磨损及烧损等，从而长期地维持滑动面的密封功能。
[0011]此外，本发明的第二目的在于，提供能够提高能密封的压力极限并提高耐密封压力性能的滑动部件。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了达成上述目的，本发明的滑动部件的第一特征在于，一种滑动部件，在滑动部件的彼此相对滑动的一侧的滑动面的高压侧设置有具备正压产生槽的正压产生机构，在该滑动面的低压侧设置有具备负压产生槽的负压产生机构，所述滑动部件由一对环状体构成，并且，在所述正压产生槽与所述负压产生槽之间设置有压力释放槽和半径方向槽，所述半径方向槽将所述正压产生槽、压力释放槽及负压产生槽与高压流体侧连通，所述正压产生槽、压力释放槽、负压产生槽和半径方向槽借助于密封面与低压流体侧隔离开，所述半径方向槽由入口部和出口部构成，所述入口部将所述正压产生槽的上游侧及所述压力释放槽与高压流体侧连通，所述出口部将所述负压产生槽的下游侧及压力释放槽与高压流体侧连通，所述入口部和所述出口部从低压侧朝向高压侧分别向张开的方向倾斜，两者与滑动面端部处的切线所成的相交角被设定成钝角。
[0014]根据该特征，半径方向槽的入口部和出口部从低压侧朝向高压侧分别向张开的方向倾斜，两者与滑动面端部处的切线所成的相交角被设定成钝角，由此，流体容易从高压流体侧被引入到入口部，并且，滑动面的流体容易从出口部排出。因此，在由入口部、压力释放槽和出口部构成的通道中产生流体的流动，能够防止异物及气泡停留在该通道内部，防止滑动面的泄漏以及因摩擦发热导致的磨损及烧损等，从而能够长期地维持滑动面的密封性會K。
[0015]此外，由于在半径方向槽出口部的与负压产生槽连通的内周侧部分也以倾斜的出口部直接延长至内周侧的形式形成，因此，在与负压产生槽连通的内周侧部分也产生流体的流动，能够防止异物及气泡停留在该内周侧部分。
[0016]此外，本发明的滑动部件的第二特征在于，在第一特征中，所述出口部从所述低压侧到所述高压侧形成为螺旋状。
[0017]根据该特征，能够降低低压侧的压力。其结果是，与以往技术的滑动部件相比，能够提尚能密封的极限压力，并能够提尚耐密封压力性能。
[0018]此外，本发明的滑动部件的第三特征在于，在第一或第二特征中，所述出口部的与所述负压产生槽连通的部分形成为所述正压产生槽或者所述负压产生槽的深度以上且浅于所述半径方向槽的其它部分的深度。
[0019]根据该特征，半径方向槽的出口部的与负压产生槽连通的部分作为负压产生机构而发挥功能，能够将与该负压产生槽连通的部分的内部压力保持得较低。其结果是，与上述第二特征一并地，与以往技术的滑动部件相比，能够更进一步地提高能密封的极限的压力，并能够提高耐密封压力性能。
[0020]此外，本发明的滑动部件的第四特征在于，在第一至第三特征中的任一特征中，所述高压侧的正压产生机构由瑞利台阶机构形成，并且，所述低压侧的负压产生机构由倒瑞利台阶机构形成，并且所述压力释放槽由圆周槽形成，所述瑞利台阶机构和所述倒瑞利台阶机构隔着所述压力释放槽与圆周方向平行地以成对的方式设置有多个，并且在上游侧的所述出口部与相邻的下游侧的所述入口部之间也设置有所述瑞利台阶，此外，在相邻的所述出口部之间的范围延伸设置有所述倒瑞利台阶机构。
[0021]根据该特征，在滑动面的周向上，在高压侧以大致连续的方式产生正压，并且，在低压侧以大致连续的方式产生负压，能够进一步地谋求润滑和防漏的二者兼顾。
[0022]发明效果
[0023]本发明起到如下的优异效果:
[0024](I)半径方向槽的入口部和出口部从低压侧朝向高压侧分别向张开的方向倾斜，两者与滑动面端部处的切线所成的相交角被设定成钝角，由此，流体容易从高压流体侧被引入到入口部，并且，滑动面的流体容易从出口部排出。因此，在由入口部、压力释放槽和出口部构成的通道中产生流体的流动，能够防止异物及气泡停留在该通道内部，防止滑动面的泄漏以及因摩擦发热导致的磨损及烧损等，从而能够长期地维持滑动面的密封性能。
[0025]此外，由于在半径方向槽出口部的与负压产生槽连通的内周侧部分也以倾斜的出口部直接延长至内周侧的形式形成，因此，在与负压产生槽连通的内周侧部分也产生流体的流动，能够防止异物及气泡停留在该内周侧部分。
[0026](2)由于半径方向槽的出口部从低压侧到高压侧形成为螺旋状，因而能够进一步地降低低压侧的压力。其结果是，与以往技术的滑动部件相比，能够提高能密封的极限压力，并能够提高耐密封压力性能。
[0027](3)由于半径方向槽的出口部的与负压产生槽连通的部分形成为正压产生槽或者负压产生槽的深度以上且浅于半径方向槽的其它部分的深度，因而半径方向槽的出口部的与负压产生槽连通的部分作为负压产生机构而发挥功能，能够将与该负压产生槽连通的部分的内部压力保持得较低。其结果是，与上述第二特征一并地，与以往技术的滑动部件相比，能够更进一步地提高能密封的极限的压力，并能够提高耐密封压力性能。
[0028](4)高压侧的正压产生机构由瑞利台阶机构形成，并且，低压侧的负压产生机构由倒瑞利台阶机构形成，并且压力释放槽由圆周槽形成，瑞利台阶机构和所述倒瑞利台阶机构隔着压力释放槽与圆周方向平行地以成对的方式设置有多个，并且在上游侧的出口部与相邻的下游侧的入口部之间也设置有所述瑞利台阶，此外，在相邻的出口部之间的范围延伸设置有所述倒瑞利台阶机构，因而，在滑动面的周向上，在高压侧以大致连续的方式产生正压，并且，在低压侧以大致连续的方式产生负压，能够进一步地谋求润滑和防漏的二者兼顾。
【附图说明】
[0029]图1是示出本发明的实施例1的机械密封件的一个示例的纵剖视图。
[0030]图2示出了本发明的实施例1的滑动部件的滑动面，(a)是滑动面的平面图，(b)是滑动面的一部分的立体图。
[0031]图3是