滑動(dòng)部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于防止在動(dòng)壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生氣穴，消除隨著該氣穴的產(chǎn)生而導(dǎo)致的泄漏問題，并兼顧密封和潤滑。其特征在于，在一對(duì)滑動(dòng)部件的彼此相對(duì)滑動(dòng)的一方側(cè)的滑動(dòng)面上，面向該滑動(dòng)面的高壓流體側(cè)配設(shè)構(gòu)成瑞利臺(tái)階機(jī)構(gòu)的極淺槽，所述極淺槽，并且在所述極淺槽的上游側(cè)設(shè)置流體導(dǎo)入用深槽，所述流體導(dǎo)入用深槽與所述高壓流體側(cè)連通并用于導(dǎo)入所述高壓流體。
【專利說明】滑動(dòng)部件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如機(jī)械密封件、軸承、其它適合于滑動(dòng)部的滑動(dòng)部件。特別是涉及需要使流體介于滑動(dòng)面之間來降低摩擦、并且防止流體從滑動(dòng)面泄漏的密封環(huán)或軸承等滑動(dòng)部件。

【背景技術(shù)】
[0002]在作為滑動(dòng)部件的一例的機(jī)械密封件中，為了長期地維持密封性，必須兼顧“密封”和“潤滑”這樣的相悖的條件。特別是，近年來，為了環(huán)境保護(hù)等，進(jìn)一步提高了低摩擦化的要求，以謀求在防止被密封流體泄漏的同時(shí)降低機(jī)械性損失。作為低摩擦化的方法，能夠這樣來達(dá)成:通過旋轉(zhuǎn)而在滑動(dòng)面之間產(chǎn)生動(dòng)壓，形成在夾著液膜的狀態(tài)下進(jìn)行滑動(dòng)的所謂流體潤滑狀態(tài)。但是，在該情況下，由于在滑動(dòng)面之間產(chǎn)生正壓，因此流體從正壓部分向滑動(dòng)面外流出。是軸承上所說的側(cè)方泄漏，相當(dāng)于密封情況下的泄漏。
[0003]以往，如圖8所示，在用于密封面外周側(cè)存在高壓流體(被密封流體)、在內(nèi)周側(cè)存在低壓流體(大氣)、對(duì)外周側(cè)的高壓流體進(jìn)行密封的所謂的內(nèi)側(cè)形的機(jī)械密封件等的滑動(dòng)部件中，以與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)而使滑動(dòng)特性穩(wěn)定為目的，在滑動(dòng)面50分別形成有多個(gè)動(dòng)壓產(chǎn)生槽51a、51b和由多個(gè)平行的微小槽構(gòu)成的凹凸部52a、52b，動(dòng)壓產(chǎn)生槽51a和凹凸部52a構(gòu)成為在被密封流體的流動(dòng)方向?yàn)榧^a的方向的情況下謀求產(chǎn)生所希望的動(dòng)壓并提高潤滑性，動(dòng)壓產(chǎn)生槽51b和凹凸部52b構(gòu)成為在被密封流體的流動(dòng)方向?yàn)榧^b的方向的情況下謀求產(chǎn)生所希望的動(dòng)壓并提高潤滑性(下面，稱為“現(xiàn)有技術(shù)I”。例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]此外，已知一種機(jī)械密封件，如圖9所示，同樣為被稱為內(nèi)側(cè)形的機(jī)械密封件，其中，在旋轉(zhuǎn)密封環(huán)60的密封面61在圓周方向等間隔地形成有多個(gè)沿著徑內(nèi)方向延伸的流體導(dǎo)入槽62，所述流體導(dǎo)入槽62的外端向徑外側(cè)開口、并且內(nèi)端存在于密封面內(nèi)，并且在密封面61形成有與這些流體導(dǎo)入槽62連通、且向圓周方向的一方延伸的動(dòng)壓產(chǎn)生槽63，通過使旋轉(zhuǎn)密封環(huán)60沿著箭頭a方向旋轉(zhuǎn),從而高壓流體側(cè)(被密封流體側(cè))的流體從流體導(dǎo)入槽62流入到動(dòng)壓產(chǎn)生槽63中，在旋轉(zhuǎn)密封環(huán)60的密封面61與靜止密封環(huán)的密封面之間產(chǎn)生動(dòng)壓(下面，稱為“現(xiàn)有技術(shù)2”。例如，參照專利文獻(xiàn)2的圖5)。
[0005]此外，已知一種機(jī)械密封件，如圖10所示，同樣為被稱為內(nèi)側(cè)形的機(jī)械密封件，其目的在于，在如低旋轉(zhuǎn)時(shí)那樣動(dòng)壓效果小時(shí)，通過靜壓效果的補(bǔ)充來保持密封端面的非接觸狀態(tài)，并且在旋轉(zhuǎn)時(shí)即使在密封端面要發(fā)生外高形變也會(huì)通過動(dòng)壓效果而保持密封端面的非接觸狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)密封環(huán)70的密封端面71形成有寬度大的多個(gè)螺旋狀槽72，在該螺旋狀槽72的末端側(cè)具備延伸到密封端面71的寬度的十分之七至十分之九的位置處的窄幅部分73，螺旋狀槽72和窄幅部分73設(shè)定成不同的深度(下面，稱為“現(xiàn)有技術(shù)3”。例如，參照專利文獻(xiàn)3的圖4至6)。
[0006]但是，在現(xiàn)有技術(shù)I中，無論旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟囊环较颍鶠榱酥\求產(chǎn)生動(dòng)壓和提高潤滑性而成對(duì)地配設(shè)有動(dòng)壓產(chǎn)生槽和由微小槽構(gòu)成的凹凸部，因此存在這樣的問題:在工作中成對(duì)的一方的負(fù)的階梯差部(在從高表面朝向低表面時(shí)出現(xiàn)的階梯差部)，必然產(chǎn)生氣穴，在作為汽車用水泵的機(jī)械密封件而使用的情況下，受到該氣穴的影響，被密封流體中的成分在滑動(dòng)面上析出、附著、堆積，有可能導(dǎo)致大量泄漏。
[0007]此外，在現(xiàn)有技術(shù)2中，能夠推測(cè)到由于氣穴而導(dǎo)致的被密封流體中的成分向滑動(dòng)面的析出變少，但由于動(dòng)壓產(chǎn)生槽63不是與高壓流體側(cè)(被密封流體側(cè))直接連通，因此，存在這樣的問題:萬一在動(dòng)壓產(chǎn)生槽63中生成析出物、或析出物等異物進(jìn)入到動(dòng)壓產(chǎn)生槽63中的情況下，異物不能從動(dòng)壓產(chǎn)生槽63中被排出而滯留，成為泄漏的原因。
[0008]此外，在現(xiàn)有技術(shù)3中，其目的在于，在如低旋轉(zhuǎn)時(shí)那樣動(dòng)壓效果小時(shí)，通過靜壓效果的補(bǔ)充來保持密封端面的非接觸狀態(tài)，并且在旋轉(zhuǎn)時(shí)即使在密封端面要發(fā)生外高形變，也會(huì)通過動(dòng)壓效果來保持密封端面的非接觸狀態(tài)，在動(dòng)壓效果小的低旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用侵入到窄幅部分73中的高壓流體來獲得靜壓效果，并且在旋轉(zhuǎn)時(shí)利用螺旋狀槽72的抽吸作用而產(chǎn)生動(dòng)壓，現(xiàn)有技術(shù)3完全未公開防止氣穴的產(chǎn)生這樣的技術(shù)思想。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:國際公開第2011/115073號(hào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開平05-60247號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)3:日本特公平06-105105號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的課題
[0015]本發(fā)明的目的在于提供一種滑動(dòng)部件，其通過旋轉(zhuǎn)而在滑動(dòng)面之間產(chǎn)生動(dòng)壓，在使液膜介于滑動(dòng)面之間的狀態(tài)下進(jìn)行滑動(dòng)，所述滑動(dòng)部件能夠防止在動(dòng)壓產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生氣穴，來消除隨著該氣穴的產(chǎn)生而導(dǎo)致的泄漏問題，能夠兼顧密封和潤滑。
[0016]用于解決課題的手段
[0017]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第一特征在于，在一對(duì)滑動(dòng)部件的彼此相對(duì)滑動(dòng)的一方側(cè)的滑動(dòng)面上，面向該滑動(dòng)面的高壓流體側(cè)而配設(shè)構(gòu)成瑞利臺(tái)階機(jī)構(gòu)的極淺槽，并且在所述極淺槽的上游側(cè)設(shè)置流體導(dǎo)入用深槽，所述流體導(dǎo)入用深槽與所述高壓流體側(cè)連通并用于導(dǎo)入所述高壓流體。
[0018]根據(jù)該特征，由于高壓流體經(jīng)流體導(dǎo)入用深槽而積極地被導(dǎo)入到極淺槽的周向的上游側(cè)，因此能夠抑制在流入到極淺槽時(shí)的減壓，能夠防止氣穴的產(chǎn)生。此外，即使萬一在極淺槽中生成析出物、或有析出物等異物進(jìn)入的情況下，異物也會(huì)從極淺槽中被排出到高壓流體側(cè)，不會(huì)滯留在極淺槽中而導(dǎo)致泄漏。
[0019]此外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第二特征在于，在第一特征的基礎(chǔ)上，呈環(huán)狀地設(shè)置有至少一個(gè)以上所述極淺槽。
[0020]根據(jù)該特征，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定極淺槽的數(shù)量，能夠控制導(dǎo)致氣穴的產(chǎn)生的負(fù)的階梯差部(從高表面朝向低表面時(shí)出現(xiàn)的階梯差部)的數(shù)量。
[0021]此外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第三特征在于，在第一或第二特征的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述極淺槽距離所述滑動(dòng)面的深度為0.1?0.6 μ m，優(yōu)選所述流體導(dǎo)入用深槽距離所述滑動(dòng)面的深度為10 μ m以上。
[0022]根據(jù)該特征，能夠?qū)⒃诨瑒?dòng)面產(chǎn)生的動(dòng)壓設(shè)定在最適當(dāng)?shù)姆秶?，并且能夠更可靠地防止氣穴的產(chǎn)生。
[0023]此外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第四特征在于，在第一至第三特征中的任一特征的基礎(chǔ)上，面向所述極淺槽和所述流體導(dǎo)入用深槽的低壓流體側(cè)設(shè)置環(huán)狀的壓力降低用深槽，所述壓力降低用深槽用于將所述極淺槽和所述流體導(dǎo)入用深槽同所述低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面分離，降低作用于所述低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面的壓力。
[0024]根據(jù)該特征，作為動(dòng)壓產(chǎn)生部的極淺槽同比極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽靠低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S被分離，作用于該低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面的流體壓力降低到與高壓流體側(cè)的壓力大致同等，能夠減少泄漏到低壓流體側(cè)的流體的量。
[0025]此外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第五特征在于，在第四特征的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述壓力降低用深槽距離所述滑動(dòng)面的深度為10 μ m以上。
[0026]根據(jù)該特征，能夠更可靠地降低作用于低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面的流體壓力，能夠更可靠地減少泄漏到低壓流體側(cè)的流體的量。
[0027]此外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第六特征在于，在第一至第五特征中的任一特征的基礎(chǔ)上，在面向所述低壓流體側(cè)的所述滑動(dòng)面處設(shè)置了環(huán)狀的抽吸槽，所述抽吸槽具有將欲從所述高壓流體側(cè)泄漏到所述低壓流體側(cè)的流體壓回到所述高壓流體側(cè)的作用。
[0028]根據(jù)該特征，能夠減少欲從滑動(dòng)面泄漏到低壓流體側(cè)的流體。
[0029]此外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第七特征在于，在第一至第五特征中的任一特征的基礎(chǔ)上，在面向所述壓力降低用深槽的所述低壓流體側(cè)的所述滑動(dòng)面處設(shè)置了環(huán)狀的抽吸槽，所述抽吸槽具有將欲從所述高壓流體側(cè)泄漏到所述低壓流體側(cè)的流體壓回到所述高壓流體側(cè)的作用。
[0030]根據(jù)該特征，即使在抽吸槽設(shè)置低于滑動(dòng)面的環(huán)狀的極淺階梯差部的表面的情況下，由于在抽吸槽的高壓流體側(cè)沒有在將欲泄漏到低壓流體側(cè)的流體壓回到高壓流體側(cè)時(shí)成為障壁的壁，因此能夠發(fā)揮充分的抽吸效果，能夠防止向低壓流體側(cè)泄漏。
[0031]此外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第八特征在于，在第六或第七特征的基礎(chǔ)上，所述抽吸槽設(shè)置在低于所述滑動(dòng)面的環(huán)狀的極淺階梯差部的表面。
[0032]根據(jù)該特征，即使萬一在滑動(dòng)面上沒有流體，抽吸槽也不會(huì)與對(duì)方側(cè)滑動(dòng)面直接接觸，因此能夠防止抽吸槽成為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增加要因。
[0033]發(fā)明效果
[0034]本發(fā)明具有如下的優(yōu)異的效果。
[0035](I)通過面向滑動(dòng)面的高壓流體側(cè)而配設(shè)構(gòu)成瑞利臺(tái)階機(jī)構(gòu)的極淺槽，并且在極淺槽的上游側(cè)設(shè)置流體導(dǎo)入用深槽，所述流體導(dǎo)入用深槽與所述高壓流體側(cè)連通并用于導(dǎo)入所述高壓流體，高壓流體經(jīng)流體導(dǎo)入用深槽而積極地被導(dǎo)入到極淺槽的周向的上游側(cè)，因此能夠抑制在流入到極淺槽時(shí)的減壓，能夠防止氣穴的產(chǎn)生。此外，即使萬一在極淺槽中生成析出物、或有析出物等異物進(jìn)入的情況下，異物也會(huì)從極淺槽中被排出到高壓流體側(cè)，不會(huì)滯留在極淺槽中而導(dǎo)致泄漏。
[0036](2)通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定極淺槽的數(shù)量，能夠控制成為氣穴的產(chǎn)生要因的負(fù)的階梯差部(從高表面朝向低表面時(shí)出現(xiàn)的階梯差部)的數(shù)量。
[0037](3)通過面向極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽的低壓流體側(cè)而設(shè)置環(huán)狀的壓力降低用深槽，所述壓力降低用深槽將極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽同低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面分離，用于降低作用于所述低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面的壓力，作為動(dòng)壓產(chǎn)生部的極淺槽同比極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽靠低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S被分離，作用于該低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面的流體壓力降低到與高壓流體側(cè)的壓力大致同等，能夠減少泄漏到低壓流體側(cè)的流體的量。
[0038](4)通過在面向低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面處設(shè)置環(huán)狀的抽吸槽，所述抽吸槽具有將欲從高壓流體側(cè)泄漏到低壓流體側(cè)的流體壓回到高壓流體側(cè)的作用，從而能夠減少欲從滑動(dòng)面泄漏到低壓流體側(cè)的流體。
[0039](5)通過在面向壓力降低用深槽的所述低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面處設(shè)置環(huán)狀的抽吸槽，所述抽吸槽具有將欲從高壓流體側(cè)泄漏到低壓流體側(cè)的流體壓回到高壓流體側(cè)的作用，從而即使在抽吸槽設(shè)置于低于滑動(dòng)面的環(huán)狀的極淺階梯差部的表面的情況下，由于在抽吸槽的高壓流體側(cè)沒有在將欲泄漏到低壓流體側(cè)的流體壓回到高壓流體側(cè)時(shí)成為障壁的壁，因此能夠發(fā)揮充分的抽吸效果，能夠防止向低壓流體側(cè)泄漏。
[0040](6)通過在低于滑動(dòng)面的環(huán)狀的極淺階梯差部的表面設(shè)置抽吸槽，從而即使萬一在滑動(dòng)面上沒有流體，抽吸槽也不會(huì)與對(duì)方側(cè)滑動(dòng)面直接接觸，因此能夠防止抽吸槽成為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增加要因。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是示出一般工業(yè)機(jī)械用的機(jī)械密封件的一個(gè)例子的縱剖視圖。
[0042]圖2涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1，是示出形成有極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽的滑動(dòng)面的平面圖。
[0043]圖3(a)是沿圖2中的A_A線的剖視圖，(b)是沿圖2中的B-B線的剖視圖。
[0044]圖4涉及本發(fā)明的實(shí)施方式2，是示出形成有極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽的滑動(dòng)面的平面圖。
[0045]圖5是沿圖4中的C-C線的剖視圖。
[0046]圖6涉及本發(fā)明的實(shí)施方式3，是示出形成有極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽的滑動(dòng)面的平面圖。
[0047]圖7是沿圖6中的D-D線的剖視圖。
[0048]圖8是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)I進(jìn)行說明的圖。
[0049]圖9是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)2進(jìn)行說明的平面圖。
[0050]圖10是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)3進(jìn)行說明的平面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0051]參照附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明涉及的滑動(dòng)部件的方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0052]此外，在本實(shí)施方式中，以構(gòu)成機(jī)械密封件的部件為滑動(dòng)部件的情況為例進(jìn)行說明，但是本發(fā)明并不受其限定解釋，只要不脫離本發(fā)明的范圍，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)，可加以各種變更、修正和改進(jìn)。
[0053][實(shí)施方式I]
[0054]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的滑動(dòng)部件，參照?qǐng)D1至圖3進(jìn)行說明。
[0055]圖1是示出一般工業(yè)機(jī)械用的機(jī)械密封件的一個(gè)例子的正面剖視圖。
[0056]圖1的機(jī)械密封件是對(duì)欲從滑動(dòng)面的外周朝內(nèi)周方向泄漏的高壓流體(被密封流體)進(jìn)行密封的形式的內(nèi)側(cè)式的機(jī)械密封件，構(gòu)成一個(gè)滑動(dòng)部件的圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)環(huán)3與構(gòu)成另一個(gè)滑動(dòng)部件的圓環(huán)狀的固定環(huán)6借助沿軸向?qū)υ摴潭ōh(huán)6施力的波紋管7，在通過拋光等進(jìn)行鏡面加工而成的滑動(dòng)面S處彼此緊密接觸地進(jìn)行滑動(dòng)，其中，旋轉(zhuǎn)環(huán)3隔著套筒2以能夠與旋轉(zhuǎn)軸I 一體地旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)軸I側(cè)，旋轉(zhuǎn)軸I對(duì)高壓流體側(cè)(被密封流體側(cè))的泵葉輪(省略圖示)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，固定環(huán)6以非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)并且能夠沿軸向移動(dòng)的狀態(tài)設(shè)置在固定于泵的殼體4的密封蓋5。即，該機(jī)械密封件防止高壓流體(被密封流體)在旋轉(zhuǎn)環(huán)3與固定環(huán)6彼此之間的滑動(dòng)面S處從旋轉(zhuǎn)軸I的外周向內(nèi)周側(cè)流出。
[0057]旋轉(zhuǎn)環(huán)3和固定環(huán)6代表性地由SiC (硬質(zhì)材料)彼此的組合或SiC (硬質(zhì)材料)與碳(軟質(zhì)材料)的組合來形成，而對(duì)于滑動(dòng)材料，可以使用被作為機(jī)械密封用滑動(dòng)材料來使用的材料。作為SiC，以將硼、鋁、碳等作為燒結(jié)助劑的燒結(jié)體為首，有由成分、組成不同的2種以上的物相構(gòu)成的材料，例如分散有石墨粒子的SiC、由SiC和Si構(gòu)成的反應(yīng)燒結(jié)SiC、SiC - TiC、SiC - TiN等，作為碳，以利用混合有碳質(zhì)和石墨質(zhì)的碳為首，可以使用樹脂成型碳、燒結(jié)碳等。此外，在上述滑動(dòng)材料以外，也可以使用金屬材料、樹脂材料、表面改性材料(涂層材料)、復(fù)合材料等。
[0058]在圖2和圖3中，例如對(duì)在作為一個(gè)滑動(dòng)部件的圓環(huán)狀的固定環(huán)6的滑動(dòng)面S上設(shè)置有本發(fā)明的極淺槽和流體導(dǎo)入用深槽的情況進(jìn)行說明，當(dāng)然，也可以設(shè)置在圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)環(huán)3的滑動(dòng)面上。
[0059]通常，在滑動(dòng)部件的滑動(dòng)面S的內(nèi)外周的一側(cè)存在高壓流體(被密封流體)，另一側(cè)是低壓流體(大氣)，但在圖2和圖3中，為了便于說明，對(duì)在外周側(cè)存在高壓流體、在內(nèi)周側(cè)存在低壓流體(大氣)的情況進(jìn)行說明。
[0060]如圖1所示，固定環(huán)6的截面形狀呈凸形，其頂面構(gòu)成滑動(dòng)面S。關(guān)于旋轉(zhuǎn)環(huán)3與固定環(huán)6的滑動(dòng)面的間隙，在機(jī)械密封件的情況下，根據(jù)種類而各種各樣，但通常為0.25?2.5ym0如圖2和圖3所示，在固定環(huán)6的滑動(dòng)面S上面向高壓流體側(cè)配設(shè)有構(gòu)成瑞利臺(tái)階機(jī)構(gòu)的極淺槽10，所述瑞利臺(tái)階結(jié)構(gòu)具有利用旋轉(zhuǎn)環(huán)3和固定環(huán)6的相對(duì)移動(dòng)而使介于滑動(dòng)面之間的具有粘性的流體產(chǎn)生動(dòng)壓(正壓)的階梯差。在圖2中，從平面觀察時(shí)，極淺槽10的半徑方向的寬度b被設(shè)定成滑動(dòng)面S的半徑方向?qū)挾鹊募s1/2左右，極淺槽10沿著周向16等分地配設(shè)成環(huán)狀，在周向上利用滑動(dòng)面S來劃分而獨(dú)立地形成各極淺槽10。此夕卜，優(yōu)選極淺槽10距離滑動(dòng)面S的深度h被設(shè)定在0.1?0.6 μ m的范圍。
[0061]另外，無需一定沿著周向設(shè)置多個(gè)極淺槽10，至少設(shè)置一個(gè)極淺槽10即可，此外，半徑方向的寬度b也根據(jù)被密封流體的種類、壓力等而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如，優(yōu)選的是滑動(dòng)面的徑向的寬度的1/2?1/10的范圍。
[0062]在圖2中，示出了在極淺槽10的表面形成有用于進(jìn)一步提高動(dòng)壓效果的同心圓狀的細(xì)微周期槽12的示例。這里，僅易于理解地示出了細(xì)微周期槽12，細(xì)微周期槽12的條數(shù)也可以很多。并非一定需要細(xì)微周期槽12這樣的用于使動(dòng)壓效果進(jìn)一步提高的槽，也可以不設(shè)置這樣的槽。此外，即使在設(shè)置細(xì)微周期槽12這樣的槽的情況下，也不限于同心圓狀，也可以是相對(duì)于同心圓的切線而具有一定角度的線狀的細(xì)微周期槽。在為相對(duì)于同心圓的切線而具有一定角度的直線狀的細(xì)微周期槽的情況下，具有能夠控制在極淺槽10產(chǎn)生的動(dòng)壓的優(yōu)點(diǎn)。
[0063]另外，在本發(fā)明中，細(xì)微周期槽是指相互平行且具有一定間距的多個(gè)細(xì)微的線狀的凹凸，線狀的凹凸也包含直線狀的凹凸、在直線狀的凹凸形成的過程中出現(xiàn)的稍微彎曲的凹凸、或者圓弧狀的凹凸等曲線狀的凹凸。
[0064]在極淺槽10的上游側(cè)設(shè)置有與高壓流體側(cè)連通的用于將高壓流體導(dǎo)入到極淺槽10中的流體導(dǎo)入用深槽11。流體導(dǎo)入用深槽11面向極淺槽10的上游側(cè)而設(shè)置在極淺槽10的整個(gè)半徑方向上。此外，優(yōu)選流體導(dǎo)入用深槽11距離滑動(dòng)面S的深度H設(shè)定在10 μ m以上。在該情況下，深度H的上限根據(jù)固定環(huán)6的軸向的長度而自然地被限定成有限的值，并非無窮大。并且，根據(jù)被密封流體的種類和滑動(dòng)面的滑動(dòng)速度來確定流體導(dǎo)入用深槽11的周向的長度，優(yōu)選至少大于極淺槽10的深度h，以便使高壓流體容易被導(dǎo)入到極淺槽10中。
[0065]通過例如蝕刻、飛秒激光、皮秒激光等形成極淺槽10、流體導(dǎo)入用深槽11和細(xì)微周期槽12。
[0066]假設(shè)在極淺槽10的上游側(cè)未設(shè)置有與高壓流體側(cè)連通的用于將高壓流體導(dǎo)入到極淺槽10中的流體導(dǎo)入用深槽11的情況下，流體在流入到具有大于滑動(dòng)面間的體積的極淺槽10的部分時(shí)被減壓，產(chǎn)生氣穴，而若如本發(fā)明這樣設(shè)置有用于將高壓流體導(dǎo)入到極淺槽10中的流體導(dǎo)入用深槽11，則極淺槽10的周向的上游側(cè)的流體經(jīng)流體導(dǎo)入用深槽11而積極地被導(dǎo)入到極淺槽10中，因此能夠抑制流入時(shí)的減壓，能夠防止氣穴的產(chǎn)生。此外，即使萬一在極淺槽10中生成析出物、或有析出物等異物進(jìn)入的情況下，異物也會(huì)從極淺槽中被排出到高壓流體側(cè)，不會(huì)滯留在極淺槽中，因此不會(huì)導(dǎo)致泄漏。
[0067]另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，由于在極淺槽10的上游側(cè)設(shè)置有與高壓流體側(cè)連通的用于將高壓流體導(dǎo)入到極淺槽10中的流體導(dǎo)入用深槽11的關(guān)系，固定環(huán)6 (或旋轉(zhuǎn)環(huán)3)成為單旋轉(zhuǎn)方向規(guī)格，不適合雙旋轉(zhuǎn)方向。
[0068]此外，在配設(shè)有極淺槽10的滑動(dòng)面S上，面向低壓流體側(cè)地設(shè)置有環(huán)狀的抽吸槽14，所述抽吸槽14具有將欲從滑動(dòng)面S泄漏到低壓流體側(cè)的流體壓回到高壓流體側(cè)的作用。在這樣設(shè)置有抽吸槽14的情況下，欲從滑動(dòng)面S泄漏到低壓流體側(cè)的流體減少。抽吸槽14由例如螺旋形狀的槽、淺坑或細(xì)微周期槽等構(gòu)成。
[0069]此外，抽吸槽14也可以設(shè)置在與滑動(dòng)面S相同的面上，但優(yōu)選設(shè)置在低于滑動(dòng)面S的環(huán)狀的極淺階梯差部13的表面上。優(yōu)選極淺階梯差部13距離滑動(dòng)面S的深度h’設(shè)定在0.1?0.6μπι的范圍。此外，優(yōu)選極淺階梯差部13的徑向的寬度b’設(shè)定在例如滑動(dòng)面S的徑向的寬度的1/2?1/10的范圍。與在滑動(dòng)面S上直接形成有抽吸槽14的情況不同，當(dāng)在低于滑動(dòng)面S的環(huán)狀的極淺階梯差部13的表面上形成有抽吸槽14的情況下，即使萬一在滑動(dòng)面S上沒有流體，極淺階梯差部10也不會(huì)與對(duì)方側(cè)滑動(dòng)面直接接觸，因此抽吸槽14不會(huì)成為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增加要因。通過例如蝕刻、飛秒激光、皮秒激光等形成極淺階梯差部13和抽吸槽14。
[0070][實(shí)施方式2]
[0071]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的滑動(dòng)部件，參照?qǐng)D4和圖5進(jìn)行說明。
[0072]實(shí)施方式2在附加有壓力降低用深槽這點(diǎn)上與實(shí)施方式I不同，但其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I相同，對(duì)與實(shí)施方式I相同的部件標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)的說明。
[0073]在圖4中，在設(shè)置有極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的固定環(huán)6的滑動(dòng)面上，面向極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的低壓流體側(cè)而設(shè)置有將極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11同低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面分離的用于降低作用于低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面的壓力的環(huán)狀的壓力降低用深槽15。壓力降低用深槽15經(jīng)流體導(dǎo)入用深槽11而與高壓流體側(cè)連通。
[0074]在圖4中，極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的徑向的寬度形成得比實(shí)施方式I窄，在縮窄的部分形成有壓力降低用深槽15，極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S和極淺階梯差部13的各自的徑向的寬度設(shè)定成與實(shí)施方式I相同。
[0075]此外，面向極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的低壓流體側(cè)而在整周范圍設(shè)置有壓力降低用深槽15。并且，優(yōu)選壓力降低用深槽15距離滑動(dòng)面S的深度H’設(shè)定在10 μ m以上。在該情況下，深度H’的上限根據(jù)固定環(huán)6的軸向的長度而自然地被限定成有限的值，并非無窮大。通過例如蝕刻、飛秒激光、皮秒激光等形成壓力降低用深槽15。
[0076]由于利用旋轉(zhuǎn)環(huán)3和固定環(huán)6的相對(duì)移動(dòng)而使介于滑動(dòng)面之間的具有粘性的流體借助于極淺槽10而產(chǎn)生的動(dòng)壓(正壓)，作用于比極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11靠低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S的流體壓力變得高于高壓流體側(cè)的壓力，而通過面向極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的低壓流體側(cè)而在整周范圍設(shè)置壓力降低用深槽15，作為動(dòng)壓產(chǎn)生部的極淺槽10借助于壓力降低用深槽15而與低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S分離，因此作用于該低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S的流體壓力降低到與高壓流體側(cè)的壓力大致同等。
[0077][實(shí)施方式3]
[0078]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式3的滑動(dòng)部件，參照?qǐng)D6和圖7進(jìn)行說明。
[0079]在面向壓力降低用深槽的低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面上設(shè)置有環(huán)狀的抽吸槽這點(diǎn)上，實(shí)施方式3與實(shí)施方式2不同,但其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2相同,對(duì)與實(shí)施方式2相同的部件標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)的說明。
[0080]在圖6中，環(huán)狀的抽吸槽14不是如實(shí)施方式I和2那樣設(shè)置在面向低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S處，而是設(shè)置在面向壓力降低用深槽15的低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S處。此外，優(yōu)選抽吸槽14與實(shí)施方式I和2同樣地設(shè)置在低于滑動(dòng)面S的環(huán)狀的極淺階梯差部13的表面。
[0081]如圖7所示，當(dāng)抽吸槽14設(shè)置在面向壓力降低用深槽15的低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S處時(shí)，即使在該抽吸槽14設(shè)置在低于滑動(dòng)面S的環(huán)狀的極淺階梯差部13的表面的情況下，由于在抽吸槽14的高壓流體側(cè)沒有在將欲泄漏到低壓流體側(cè)的流體壓回到高壓流體側(cè)時(shí)成為障壁的壁，因此能夠發(fā)揮充分的抽吸效果，能夠防止向低壓流體側(cè)泄漏。
[0082]本發(fā)明的實(shí)施方式的滑動(dòng)部件的作用、效果如下:
[0083]在圖1所示的具備本發(fā)明的實(shí)施方式I和2涉及的滑動(dòng)部件的機(jī)械密封件中，雖然高壓的被密封流體進(jìn)入到固定環(huán)3和旋轉(zhuǎn)環(huán)6的滑動(dòng)面S，并利用在極淺槽10產(chǎn)生的動(dòng)壓而欲將間隙擴(kuò)大，但欲將該間隙擴(kuò)大的力與從背部按壓旋轉(zhuǎn)環(huán)6的流體壓以及波紋管7的力平衡而保持狹窄的間隙，從而滑動(dòng)面S維持流體潤滑狀態(tài)。此時(shí)，在本發(fā)明中，由于設(shè)置有用于將高壓流體導(dǎo)入到極淺槽10中的流體導(dǎo)入用深槽11，因此高壓流體經(jīng)流體導(dǎo)入用深槽11而積極地被導(dǎo)入到極淺槽10的周向的上游側(cè)，因此能夠抑制流入到極淺槽10時(shí)的減壓，能夠防止氣穴的產(chǎn)生。此外，即使萬一在極淺槽10中生成析出物、或有析出物等異物進(jìn)入的情況下，異物也會(huì)從極淺槽中被排出到高壓流體側(cè)，不會(huì)滯留在極淺槽中，因此不會(huì)導(dǎo)致泄漏。
[0084]此外，在圖1所示的具備本發(fā)明的實(shí)施方式2的滑動(dòng)部件的機(jī)械密封件中，由于面向極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的低壓流體側(cè)而在整周范圍設(shè)置有壓力降低用深槽15，因此作為動(dòng)壓產(chǎn)生部的極淺槽10借助于壓力降低用深槽15而與低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S分離，因此作用于該低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S的流體壓力降低到與高壓流體側(cè)的壓力大致同等，能夠減少泄漏到低壓流體側(cè)的流體的量。
[0085]此外，浸入到滑動(dòng)面S的狹窄間隙中的高壓流體(被密封流體)欲泄漏到低壓流體側(cè)，但在本發(fā)明的實(shí)施方式I和2涉及的滑動(dòng)部件中，利用面向滑動(dòng)面S的低壓流體側(cè)(在圖2至圖5中是內(nèi)周側(cè))而設(shè)置的抽吸槽14使欲泄漏到低壓流體側(cè)的流體被壓回到高壓流體側(cè)(被密封流體側(cè))。因此能夠相當(dāng)程度地減少向低壓流體側(cè)泄漏的高壓流體(被密封流體)的量。
[0086]并且，在本發(fā)明的實(shí)施方式3的滑動(dòng)部件中，由于抽吸槽14設(shè)置在面向壓力降低用深槽15的低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面S處，因此，即使在該抽吸槽14設(shè)置在低于滑動(dòng)面S的環(huán)狀的極淺階梯差部13的表面的情況下，由于在抽吸槽14的高壓流體側(cè)沒有在將欲泄漏到低壓流體側(cè)的流體壓回到高壓流體側(cè)時(shí)成為障壁的壁，因此能夠發(fā)揮充分的抽吸效果，能夠防止向低壓流體側(cè)泄漏。
[0087]并且，在本發(fā)明的實(shí)施方式I至3涉及的滑動(dòng)部件中，由于在低于滑動(dòng)面S的環(huán)狀的極淺階梯差部13的表面上形成有抽吸槽14，因此與直接形成于滑動(dòng)面S處的現(xiàn)有技術(shù)I和2中的槽不同，即使萬一在滑動(dòng)面S處沒有流體，抽吸槽14也不會(huì)與對(duì)方側(cè)滑動(dòng)面直接接觸，因此抽吸槽14不會(huì)成為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增加要因。
[0088]以上通過附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但具體的結(jié)構(gòu)不限于這些實(shí)施方式，即使存在不脫離本發(fā)明主旨的范圍的變更及補(bǔ)充也包括在本發(fā)明中。
[0089]例如，在所述實(shí)施方式中，對(duì)將滑動(dòng)部件應(yīng)用于機(jī)械密封裝置的成對(duì)的旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)和固定用密封環(huán)中的任一密封環(huán)的示例進(jìn)行了說明，但也能夠作為在將潤滑油密封在圓筒狀滑動(dòng)面的軸向一側(cè)的同時(shí)與旋轉(zhuǎn)軸滑動(dòng)的軸承的滑動(dòng)部件來使用。
[0090]此外，例如，在所述實(shí)施方式中，對(duì)在外周側(cè)存在高壓的被密封流體的情況進(jìn)行了說明，但也能夠應(yīng)用于內(nèi)周側(cè)存在高壓流體的情況，在該情況下，將極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11配設(shè)在滑動(dòng)面的內(nèi)周側(cè)、將極淺階梯差部13和抽吸槽14配設(shè)在滑動(dòng)面的外周偵牝并且將壓力降低用深槽15配設(shè)在極淺槽10和流體導(dǎo)入用深槽11的外周側(cè)即可。
[0091]標(biāo)號(hào)說明
[0092]I旋轉(zhuǎn)軸；2套筒；3旋轉(zhuǎn)環(huán)；4殼體；5密封蓋；6固定環(huán)；7波紋管；10極淺槽；11流體導(dǎo)入用深槽；12細(xì)微周期槽；13極淺階梯差部；14抽吸槽；15壓力降低用深槽；S滑動(dòng)面；B滑動(dòng)面的徑向的寬度(包括極淺階梯差部)；b極淺槽的徑向的寬度；b’極淺階梯差部的徑向的寬度；h極淺槽距離滑動(dòng)面的深度；h’極淺階梯差部距離滑動(dòng)面的深度。
【權(quán)利要求】
1.一種滑動(dòng)部件，其特征在于， 在一對(duì)滑動(dòng)部件的彼此相對(duì)滑動(dòng)的一方側(cè)的滑動(dòng)面上，面向該滑動(dòng)面的高壓流體側(cè)配設(shè)構(gòu)成瑞利臺(tái)階機(jī)構(gòu)的極淺槽，并且在所述極淺槽的上游側(cè)設(shè)置流體導(dǎo)入用深槽，所述流體導(dǎo)入用深槽與所述高壓流體側(cè)連通并用于導(dǎo)入所述高壓流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 呈環(huán)狀地設(shè)置有至少一個(gè)以上所述極淺槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 優(yōu)選所述極淺槽距離所述滑動(dòng)面的深度為0.1?0.6 μ m，優(yōu)選所述流體導(dǎo)入用深槽距離所述滑動(dòng)面的深度為10 μ m以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 在面向所述極淺槽和所述流體導(dǎo)入用深槽的低壓流體側(cè)的所述滑動(dòng)面上，設(shè)置了環(huán)狀的壓力降低用深槽，所述壓力降低用深槽用于將所述極淺槽和所述流體導(dǎo)入用深槽同所述低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面分離，降低作用于所述低壓流體側(cè)的滑動(dòng)面的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 優(yōu)選所述壓力降低用深槽距離所述滑動(dòng)面的深度為1ym以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 在面向所述低壓流體側(cè)的所述滑動(dòng)面處設(shè)置了環(huán)狀的抽吸槽，所述抽吸槽具有將欲從所述高壓流體側(cè)泄漏到所述低壓流體側(cè)的流體壓回到所述高壓流體側(cè)的作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 在面向所述壓力降低用深槽的所述低壓流體側(cè)的所述滑動(dòng)面處設(shè)置了環(huán)狀的抽吸槽，所述抽吸槽具有將欲從所述高壓流體側(cè)泄漏到所述低壓流體側(cè)的流體壓回到所述高壓流體側(cè)的作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 所述抽吸槽設(shè)置在低于所述滑動(dòng)面的環(huán)狀的極淺階梯差部的表面。
【文檔編號(hào)】F16J15/34GK104334939SQ201380029125
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月4日
【發(fā)明者】板谷壯敏, 德永雄一郎 申請(qǐng)人:伊格爾工業(yè)股份有限公司