CN112334690B - 滑动组件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种不管旋转方向如何均能够发挥密封性及润滑性的滑动组件。一种彼此相对滑动的一对滑动组件(4、7)，一对滑动组件(4、7)具有彼此相对滑动的滑动面(S)、被密封流体侧周缘(16)及泄漏侧周缘(15)，一对滑动组件(4、7)中的至少一个滑动组件(4)的滑动面(S)具备：流体导入槽(13)，与被密封流体侧周缘(16)连通；第1压力产生机构(12)，一端与流体导入槽(13)连通并且另一端被台面部(R1)包围；及第2压力产生机构(11)，一端与泄漏侧周缘(15)连通并且另一端被环状台面部(R2)包围，流体导入槽(13)及第1压力产生机构(12)的另一端(12e)具备沿周向重叠的重叠部(Lp)。

Description

滑动组件
技术领域
本发明例如涉及一种机械密封件、轴承及其他适合于滑动部的滑动组件。尤其涉及一种在滑动面介入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例如涡轮增压器用或航空发动机用的齿轮箱中所使用的油封或轴承等滑动组件。
背景技术
例如，如图9所示，已知在彼此相对滑动的一对滑动组件中，在被密封流体侧的旋转侧密封环4的滑动面S上设置以与滑动面S的被密封流体侧的周缘连通但不与泄漏侧的周缘连通的方式构成的流体导入槽43、与流体导入槽43连通的正压产生槽42及以与滑动面S的泄漏侧的周缘连通但不与被密封流体侧的周缘连通的方式构成的动压产生槽41。由此，在低速旋转状态下，流体通过流体导入槽43主动地导入于滑动面，从而能够进行滑动面S的润滑。并且，在稳态运行等的旋转侧密封环的高速旋转状态下，因通过动压产生槽41产生的动压而在旋转侧密封环与固定侧密封环之间的滑动面形成微小的间隙，滑动面成为流体润滑的状态，从而能够实现极低摩擦。同时，在泄漏侧的流体朝向被抽送到被密封流体侧的一侧，因此能够防止被密封流体侧的流体泄漏到泄漏侧的一侧。(例如，参考专利文献1)
以往技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/167262号小册子(图7)
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，在上述专利文献1的以往技术中，并未充分考虑对旋转侧密封环4向与图9的箭头相反即逆时针方向旋转的情况。即，若旋转侧密封环4逆向旋转，则螺旋槽41无法产生充分的动压，因此螺旋槽41无法将泄漏侧的流体充分地抽送到被密封流体侧。但是，在逆向旋转的情况下，正压产生槽42反而产生负压，因此来自螺旋槽41的流体被吸入到成为负压的正压产生槽42内，从而能够弥补螺旋槽41的抽送作用降低。但是，相邻的正压产生槽42之间的泄漏区域的周向间隙CH不受到正压产生槽42的负压的影响，因此导致成为流体从被密封流体侧流向泄漏侧的泄漏区域。因此，在螺旋槽41如逆转时那样无法产生充分的动压的情况下，无法使在泄漏区域CH流动的流体返回，从而无法充分地保持密封性。
本发明是为了解决这种课题而完成的，其目的在于提供一种不管旋转方向如何均能够发挥密封性的滑动组件。
用于解决技术课题的手段
为了解决所述课题，本发明的滑动组件为彼此相对滑动的一对滑动组件，所述滑动组件的特征在于，
一对所述滑动组件具有彼此相对滑动的滑动面、被密封流体侧周缘及泄漏侧周缘，
一对所述滑动组件中的至少一个所述滑动组件的所述滑动面具备：
流体导入槽，与所述被密封流体侧周缘连通；
第1压力产生机构，一端与所述流体导入槽连通并且另一端被台面部包围；
第2压力产生机构，一端与所述泄漏侧周缘连通并且另一端被环状台面部包围，
所述流体导入槽及所述第1压力产生机构的所述另一端具备沿周向重叠的重叠部。
根据该特征，流体通过流体导入槽主动地导入于滑动面，能够进行滑动面的润滑，并且通过流体导入槽及第1压力产生机构的端部具备沿周向重叠的重叠部，能够缩小泄漏区域，因此能够减少泄漏。
本发明的滑动组件的特征在于，
所述流体导入槽具有与所述第1压力产生机构的所述另一端对置的倾斜壁部，
所述倾斜壁部相对于连结该倾斜壁部与所述被密封流体侧周缘的交点和一个所述滑动组件的中心的径向轴，沿接近所述第1压力产生机构的所述一端的方向倾斜。
根据该特征，流体导入槽的倾斜壁部相对于连结该倾斜壁部与被密封流体侧周缘的交点和一个滑动组件的中心的径向轴，沿接近第1压力产生机构的方向倾斜，因此容易形成重叠部而能够缩小泄漏区域，从而能够减少泄漏。
本发明的滑动组件的特征在于，
所述流体导入槽及所述第1压力产生机构配设于比所述环状台面部更靠近所述被密封流体侧周缘的位置。
根据该特征，流体导入槽及第1压力产生机构配设于比环状台面部更靠近被密封流体侧周缘的一侧，由此第1压力产生机构与第2压力产生机构被环状台面部分离，因此能够防止第1压力产生机构与第2压力产生机构的干扰，从而即使在静止时也不会产生泄漏。
本发明的滑动组件的特征在于，
所述流体导入槽形成为梯形状。
根据该特征，利用梯形状的斜边斜能够容易形成重叠部，能够缩小泄漏区域，因此能够减少泄漏。
本发明的滑动组件的特征在于，
所述流体导入槽形成为三角形状。
根据该特征，由于三角形状的流体导入槽能够减小径向宽度，因此即使在狭窄的空间也能够扩大流体导入槽与第1压力产生机构的重叠部，能够缩小泄漏区域，因此能够减少泄漏。
本发明的滑动组件的特征在于，
第1压力产生机构及第2压力产生机构由槽部构成。
根据该特征，能够容易形成第1压力产生机构及第2压力产生机构。
本发明的滑动组件的特征在于，
第1压力产生机构及第2压力产生机构由凹穴组构成。
根据该特征，通过凹穴组能够容易构成具有所期望的形状的第1压力产生机构及第2压力产生机构。
本发明的滑动组件的特征在于，
所述流体导入槽的深度深于所述第1压力产生机构的深度。
根据该特征，流体导入槽从被密封流体侧取入流体，并且在启动时等低速旋转择状态下流体润滑尚不充分的情况下，也能够向取入滑动面供给流体而帮助滑动面的润滑。
本发明的滑动组件的特征在于，
所述流体导入槽的深度与所述第1压力产生机构的深度相同。
根据该特征，通过减小流体导入槽的截面积，能够减小泄漏区域的截面积，因此能够减少泄漏。
附图说明
图1是表示实施例1所涉及的机械密封件的一例的纵剖视图。
图2是表示在图1的W-W向视下实施例1的旋转侧密封环的滑动面的图。
图3是表示在图1的W-W向视下实施例2的旋转侧密封环的滑动面的图。
图4是表示在图1的W-W向视下实施例3的旋转侧密封环的滑动面的图。
图5是表示在图1的W-W向视下实施例4的旋转侧密封环的滑动面的图。
图6是表示在图1的W-W向视下实施例5的旋转侧密封环的滑动面的图。
图7是表示在图1的W-W向视下实施例6的旋转侧密封环的滑动面的图。
图8是表示在图1的W-W向视下实施例7的旋转侧密封环的滑动面的图。
图9是表示以往例的旋转侧密封环的滑动面的图。
具体实施方式
以下，参考附图并根据实施例对用于实施本发明的方式进行例示性说明。其中，关于该实施例中记载的构成元件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，若无特别明确记载，则并不表示将本发明的范围仅限定于这些尺寸、材质、形状及其相对配置。
实施例1
参考图1及图2对本发明的实施例1所涉及的滑动组件进行说明。
另外，在实施例1中，对滑动组件的一例即机械密封件进行说明。在实施例1中，将构成机械密封件的滑动组件的内周侧作为被密封流体侧(液体侧或雾状的流体侧)而将外周侧作为泄漏侧(气体侧)来进行说明，但本发明并不限定于此，在内周侧为泄漏侧(气体侧)而外周侧为被密封流体侧(液体侧或雾状的流体侧)的情况下也能够适用。并且，关于被密封流体侧(液体侧或雾状的流体侧)与泄漏侧(气体侧)的压力的大小关系，例如，可以是被密封流体侧(液体侧或雾状的流体侧)为高压，泄漏侧(气体侧)为低压，或者，与其相反的任一方式，再或者，两者的压力也可以相同。
图1的机械密封件1具备能够与安装于旋转轴2侧的套筒3一体地旋转的旋转侧密封环4、设置成能够轴向移动状态的另一侧滑动组件即圆环状的固定侧密封环7及对固定侧密封环7轴向施力的螺旋波浪形弹簧8，被镜面加工的滑动面S彼此能够紧贴地滑动。
即，该机械密封件1的旋转侧密封环4及固定侧密封环7具有沿半径向形成的滑动面S，在彼此的滑动面S中防止被密封流体，例如液体或雾状的流体(以下，有时简称为“液体”。)从滑动面S的内周向外周侧的泄漏侧流出。另外，符号9表示O型环，是密封滤筒6与固定侧密封环7之间的部件。并且，在本例中，对套筒3与旋转侧密封环4为分体的情况进行说明，但并不限于此，也可以一体地形成套筒3与旋转侧密封环4。
旋转侧密封环4及固定侧密封环7的材质从耐磨性优异的碳化硅(SiC)及自润滑性优异的碳等选定，例如可以两者均为SiC，或其中一个为SiC而另一个为碳的组合。
图2是表示本发明的实施例1所涉及的滑动组件的旋转侧密封环4的滑动面S的图。假设旋转侧密封环4的滑动面S的外周侧为泄漏侧例如气体侧，并且，内周侧为被密封流体侧例如液体侧，如箭头所示，旋转侧密封环4向顺时针方向旋转。
在图2中，旋转侧密封环4的滑动面S具备流体导入槽13、正压产生槽12(本发明所涉及的第1压力产生机构)及螺旋槽11(本发明所涉及的第2压力产生机构)。正压产生槽12及流体导入槽13配设于比环状台面部R2更靠近被密封流体侧周缘16的位置，并且，螺旋槽11配设于比环状台面部R2更靠近泄漏侧周缘15的位置。另外，流体导入槽13及正压产生槽12以包围被密封流体侧周缘16的方式沿周向以规定数量(在图2的实施例中为12个)等间距设置。另外，在本说明书中，规定数量并不限于实施例，只要能够包围被密封流体侧周缘16，则一个以上即可。并且，并不限于等间距。螺旋槽11的条数及形状也可以根据条件而改变。
在图2中，流体导入槽13为在轴向观察下形成为梯形状的沟槽，只有开口部13a向被密封流体侧开口，其他部分为被台面部包围而堵塞的沟槽。具体而言，流体导入槽13具有在被密封流体侧周缘16开口的开口部13a、在与开口部13a对置的位置上被环状台面部R2包围的壁部13c、与开口部13a相邻且与后述的正压产生槽12的开口部12a连通的开口部侧壁部13b及隔着台面部R1与后述的正压产生槽12的止端部12e(瑞利台阶12e)对置的倾斜壁部13d。相对于连结倾斜壁部13d与被密封流体侧周缘16的交点P和旋转侧密封环4的中心O的径向轴r，倾斜壁部13d沿接近开口部侧壁部13b(正压产生槽12的开口部12a)的方向倾斜。即，倾斜壁部13d沿流体导入槽13的轴向观察下的面积变小的方向倾斜。另外，流体导入槽13的深度设定为远深于正压产生槽12及螺旋槽11，例如设定为10μm～500μm左右。
正压产生槽12(本发明所涉及的第1压力产生机构)为具有规定长度的弧状槽。正压产生槽12的长边方向的一端具有开口部12a(本发明中的第1压力产生机构的一端)，其长边方向的另一端具有止端部12e(本发明中的第1压力产生机构的另一端)，沿着其短边方向具有一对壁部12b、12c。开口部12a与流体导入槽13连通，止端部12e及壁部12b被台面部R1包围，壁部12c被环状台面部R2包围。另外，正压产生槽12的深度设定为0.1μm～10μm左右。
螺旋槽11(本发明所涉及的第2压力产生机构)具有在泄漏侧周缘15开口的开口部11a(本发明所涉及的第2压力产生机构的一端)及其长边方向的另一侧端部被环状台面部R2包围的堵塞端部11e(本发明所涉及的第2压力产生机构的另一端)，沿着其短边方向具有被台面部R3包围的一对壁部11b、11c。螺旋槽11与台面部R3沿周向以规定个数(在图2的例子中为60个)等间隔交替配设。由此，各螺旋槽11通过台面部R3分离。并且，螺旋槽11的堵塞端部11e侧被沿周向延续的圆环状台面部R2包围。由此，螺旋槽11通过环状台面部R2与流体导入槽13及正压产生槽12分离。在此，环状台面部R2为由沿周向连接螺旋槽11的堵塞端部11e而形成的圆及沿周向连接与螺旋槽11的堵塞端部11e对置的正压产生槽12的壁部12c而形成的圆划定的沿周向延续的圆环状台面部。另外，螺旋槽11及台面部R3的个数并不限于60个，可以多于或少于60个。
对如此构成的实施例1所涉及的滑动组件的作用效果进行说明。
流体导入槽13由与被密封流体侧周缘16连通的开口部13a从被密封流体侧向流体导入槽13内取入流体，在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态尚不充分的情况下，也能够向滑动面S供给流体而帮助滑动面S的润滑。并且，流体导入槽13形成为梯形，从而能够扩大流体导入槽13的开口部13a，因此能够向流体导入槽13内充分地取入流体。
如图2所示，若旋转侧密封环4向顺时针方向旋转，则导入到流体导入槽13的流体因流体的粘性而进入与流体导入槽13连通的正压产生槽12内。进入正压产生槽12内的流体在止端部12e附近被阻挡而产生动压(正压)。该正压会增加滑动面之间的流体膜，从而提高润滑性能。该正压产生槽12尤其在启动时等旋转侧密封环4低速旋转状态下也产生正压(动压)，因此滑动面上的低速时的液膜增大，从而能够提高低速时的润滑性能。另外，正压产生槽12的止端部12e沿正压产生槽12的长边方向形成为锥形，因此进入正压产生槽12内的流体集拢，从而此能够进一步提高止端部12e附近的升压作用。
如图2所示，若旋转侧密封环4向顺时针方向旋转，则螺旋槽11由与泄漏侧周缘15连通的开口部11a吸入流体，在堵塞端部11e附近产生动压(正压)。该动压使旋转侧密封环4与固定侧密封环7之间的滑动面S的间隙变大，滑动面S成为流体润滑的状态，从而成为极低摩擦。同时，螺旋槽11从泄漏侧抽送流体到被密封流体侧，由此防止被密封流体侧的流体向泄漏侧的泄漏，从而密封性得以提高。并且，螺旋槽11与正压产生槽12被环状台面部R2分离，因此能够防止螺旋槽11与正压产生槽12的干扰，即使在静止时也不会产生泄漏。
利用梯形形状的流体导入槽13的倾斜壁部13d，能够使倾斜壁部13d与正压产生槽12的端部的止端部12e能够容易形成重叠部Lp。并且，通过设置重叠部Lp，能够缩小正压产生槽12的开口部12a与隔着台面部R1对置的止端部12e之间的间隙(以下，标记为“泄漏区域”。)的周向宽度CH。即，能够缩小相邻的流体导入槽13与正压产生槽12的止端部12e不搭接的泄漏区域的周向宽度CH。
当旋转侧密封环4向与图2的箭头相反即逆时针方向旋转时，会导致螺旋槽11将泄漏侧的流体抽送到被密封流体侧的抽送作用降低。另一方面，当逆向旋转时，在正压产生槽12内反而产生负压。由此，从螺旋槽11吐出的流体被吸入到成为负压的正压产生槽12内，因此能够弥补逆向旋转时的螺旋槽11的抽送作用的降低。但是，泄漏区域不会受到正压产生槽12的负压引起的吸入效果的影响，因此会导致流体从被密封流体侧通过泄漏区域向泄漏侧泄漏。因此，通过设置重叠部Lp，能够缩小泄漏区域的周向宽度CH，因此即使在如逆转时螺旋槽11无法产生充分的动压的情况下，也能够减少在泄漏区域流动的流体，从而能够维持密封性。
实施例2
对本发明的实施例2所涉及的滑动组件进行说明。图3是表示实施例2所涉及的滑动组件的旋转侧密封环4的滑动面S的图，只有流体导入槽23的形状与实施例1不同，而其他结构与实施例1相同。以下，对与实施例1相同的部件标注相同的符号，并省略重复说明。
在图3中，旋转侧密封环4的滑动面S具备流体导入槽23、正压产生槽22(本发明所涉及的第1压力产生机构)及螺旋槽21(本发明所涉及的第2压力产生机构)。正压产生槽22及流体导入槽23配设于比环状台面部R2更靠近被密封流体侧周缘16的位置，并且，螺旋槽21配设于比环状台面部R2更靠近泄漏侧周缘15的位置。另外，流体导入槽23及正压产生槽22以包围被密封流体侧周缘16的方式沿周向以规定数量(在图3的实施例中为12个)等间距设置。
在图3中，流体导入槽23具有与正压产生槽22大致相等的宽度，在轴向观察下形成为梯形状，只有开口部23a在被密封流体侧周缘16开口。具体而言，流体导入槽23具有在被密封流体侧周缘16开口的开口部23a、在与开口部23a对置的位置上与后述的正压产生槽22的开口部22a连通的开口部侧壁部23c、隔着台面部R1与被密封流体侧周缘16对置的倾斜壁部23b及与正压产生槽22的止端部22e对置的倾斜壁部23d。相对于连结倾斜壁部23d与被密封流体侧周缘16的交点P和旋转侧密封环4的中心O的径向轴r，倾斜壁部23d沿接近开口部侧壁部23c(正压产生槽22的开口部22a)的方向倾斜。即，倾斜壁部23d沿流体导入槽23的轴向观察下的面积变小的方向倾斜。
正压产生槽22(本发明所涉及的第1压力产生机构)为具有规定长度的弧状槽。正压产生槽22的长边方向的一端具有开口部22a(本发明中的第1压力产生机构的一端)，其长边方向的另一端具有止端部22e(本发明中的第1压力产生机构的另一端)，沿着其短边方向具有一对壁部22b、22c。开口部22a与流体导入槽23连通，止端部22e及壁部22b被台面部R1包围，壁部22c被环状台面部R2包围。另外，正压产生槽22的深度设定为0.1μm～10μm左右。
螺旋槽21(本发明所涉及的第2压力产生机构)具有在泄漏侧周缘15开口的开口部21a(本发明所涉及的第2压力产生机构的一端)及其长边方向的另一侧端部被环状台面部R2包围的堵塞端部21e(本发明所涉及的第2压力产生机构的另一端)，沿着其短边方向具有被台面部R3包围的一对壁部21b、21c。螺旋槽21与台面部R3沿周向以规定个数(在图2的例子中为60个)等间隔交替配设。由此，各螺旋槽21通过台面部R3分离。并且，螺旋槽21的堵塞端部21e侧被沿周向延续的圆环状台面部R2包围。由此，螺旋槽21通过环状台面部R2与流体导入槽23及正压产生槽22分离。在此，环状台面部R2为由沿周向连接螺旋槽21的堵塞端部21e而形成的圆及沿周向连接与螺旋槽21的堵塞端部21e对置的正压产生槽22的壁部22c而形成的圆划定的沿周向延续的圆环状台面部。
对如此构成的实施例2所涉及的滑动组件的作用效果进行说明。另外，螺旋槽21的结构与实施例1的螺旋槽11的结构相同，因此省略重复说明。
流体导入槽23配置成相对于被密封流体侧周缘16倾斜，因此能够将旋转的被密封流体侧的流体以低阻力由开口部23a取入到流体导入槽23内。由此，即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态尚不充分的情况下，也能够向滑动面S供给流体而帮助滑动面S的润滑。
如图3所示，若旋转侧密封环4向顺时针方向旋转，则被密封侧流体由开口部23a通过流体导入槽23向正压产生槽22流入。向正压产生槽22流入的流体被止端部22e阻挡而产生高的正压，该正压会增加滑动面之间的流体膜，从而能够提高润滑性能。螺旋槽21由与泄漏侧周缘15连通的开口部21a吸入流体，在内周侧的堵塞端部21e附近产生动压(正压)。该动压使旋转侧密封环4与固定侧密封环7之间的滑动面S的间隙变大，滑动面S成为流体润滑的状态，从而成为极低摩擦。同时，螺旋槽21从泄漏侧抽送流体到被密封流体侧，因此防止被密封流体侧的流体向泄漏侧的泄漏，从而密封性得以提高。
并且，流体导入槽23及隔着台面部R1与该流体导入槽23对置的正压产生槽22的止端部22e构成沿周向重叠的重叠部Lp。通过设置重叠部Lp，能够缩小正压产生槽22的开口部22a与隔着流体导入槽23对置的止端部22e之间的间隙(以下，标记为“泄漏区域”。)的周向宽度CH。即，能够缩小流体导入槽23与正压产生槽22的止端部22e不搭接的泄漏区域的周向宽度CH。由此，即使在如逆转时螺旋槽21无法发挥充分的抽送作用的情况下，也能够减少在泄漏区域流动的泄漏流动。而且，正压产生槽22内的负压引起的抽送效果能够弥补螺旋槽21的抽送效果的降低，因此即使在逆向旋转的情况下，也能够提高密封性。
实施例3
对本发明的实施例3所涉及的滑动组件进行说明。图4是表示实施例3所涉及的滑动组件的旋转侧密封环4的滑动面S的图，只有流体导入槽33及正压产生槽32的形状与实施例1、2不同，而其他结构与实施例1、2相同。以下，对与实施例1、2相同的部件标注相同的符号，并省略重复说明。
在图4中，旋转侧密封环4的滑动面S具备流体导入槽33、正压产生槽32(本发明所涉及的第1压力产生机构)及螺旋槽31(本发明所涉及的第2压力产生机构)。正压产生槽32及流体导入槽33配设于比环状台面部R2更靠近被密封流体侧周缘16的位置，并且，螺旋槽31配设于比环状台面部R2更靠近泄漏侧周缘15的位置。另外，流体导入槽33及正压产生槽32以包围被密封流体侧周缘16的方式沿周向以规定数量(在图3的实施例中为12个)等间距设置。
在图4中，流体导入槽33在轴向观察下形成为三角形状，只有开口部33a在被密封流体侧周缘16开口。流体导入槽33具有在被密封流体侧周缘16开口的开口部33a、与正压产生槽32的开口部32a连通的开口部侧壁部33c及隔着台面部R1与正压产生槽32的止端部32e对置的倾斜壁部33d。相对于连结倾斜壁部33d与被密封流体侧周缘16的交点P和旋转侧密封环4的中心O的径向轴r，倾斜壁部33d沿接近开口部侧壁部33c(正压产生槽32的开口部32a)的方向倾斜。即，倾斜壁部33d沿流体导入槽33的轴向观察下的面积以交点P为中心变小的方向倾斜。
正压产生槽32(本发明所涉及的第1压力产生机构)为具有规定长度的弧状槽。正压产生槽32的长边方向的一端具有开口部32a(本发明中的第1压力产生机构的一端)，其长边方向的另一端具有止端部32e(本发明中的第1压力产生机构的另一端)，沿着其短边方向具有一对壁部32b、32c。开口部32a与流体导入槽33连通，止端部32e及壁部32b被台面部R1包围，壁部32c被环状台面部R2包围。另外，正压产生槽32的深度设定为0.1μm～10μm左右。
螺旋槽31(本发明所涉及的第2压力产生机构)具有在泄漏侧周缘15开口的开口部31a(本发明所涉及的第2压力产生机构的一端)、其长边方向的另一侧端部被环状台面部R2包围的堵塞端部31e(本发明所涉及的第2压力产生机构的另一端)，沿着其短边方向具有被台面部R3包围的一对壁部31b、31c。螺旋槽31与台面部R3沿周向以规定个数(在图2的例子中为60个)等间隔交替配设。由此，各螺旋槽31通过台面部R3分离。并且，螺旋槽31的堵塞端部31e侧被沿周向延续的圆环状台面部R2包围。由此，螺旋槽31通过环状台面部R2与流体导入槽33及正压产生槽32分离。在此，环状台面部R2为由沿周向连接螺旋槽31的堵塞端部31e而形成的圆及沿周向连接与螺旋槽31的堵塞端部31e对置的正压产生槽32的壁部32c而形成的环状部划定的沿周向延续的环状台面部。另外，螺旋槽31及台面部R3的个数并不限于60个，可以多于或少于60个。
对如此构成的实施例3所涉及的滑动组件的作用效果进行说明。螺旋槽31与实施例1的螺旋槽11结构相同，因此省略说明。
正压产生槽32配设成与流体导入槽33连通的上游侧靠近被密封流体侧周缘16侧而下游侧的止端部32e靠近螺旋槽31侧的状态。由此，正压产生槽32配置成从流体导入槽33侧朝向止端部32e而从被密封流体侧向泄漏侧倾斜，因此在进行旋转时，能够从流体导入槽33向正压产生槽32内以低损失且高效率取入流体，在止端部32e产生高的正压，该正压会增加滑动面之间的流体膜，从而能够提高润滑性能。
并且，由于三角形状的流体导入槽33能够减小径向宽度，因此即使在狭窄的空间也能够扩大流体导入槽33与正压产生槽32的重叠部Lp。在图4的实施例中，扩大重叠部Lp而将泄漏区域的周向宽度CH设为零，从而能够通过正压产生槽32以环状包围流体导入槽33。
并且，流体导入槽33及隔着台面部R1与该流体导入槽33对置的正压产生槽32的止端部32e构成沿周向重叠的重叠部Lp。通过设置重叠部Lp，正压产生槽32的开口部32a与隔着台面部R1对置的止端部32e完全重叠。由此，将泄漏区域的周向宽度CH设为零，而能够通过正压产生槽32以环状包围螺旋槽31的被密封流体侧。由此，即使在如逆转时螺旋槽31无法发挥充分的抽送作用的情况下，也能够减少流体从被密封流体侧向泄漏侧的泄漏，进而正压产生槽32内的负压引起的抽送效果能够弥补螺旋槽31的抽送效果的降低，因此即使在逆向旋转的情况下也能够提高密封性。
实施例4
对本发明的实施例4所涉及的滑动组件进行说明。图5是表示实施例4所涉及的滑动组件的旋转侧密封环4的滑动面S的图，只有流体导入槽63的深度与实施例1不同，而其他结构与实施例1相同。以下，对与实施例1相同的部件标注相同的符号，并省略重复说明。
旋转侧密封环4的滑动面S具备流体导入槽63、正压产生槽12(本发明所涉及的第1压力产生机构)及螺旋槽11(本发明所涉及的第2压力产生机构)。正压产生槽12及流体导入槽63配设于比环状台面部R2更靠近被密封流体侧周缘16的位置，并且，螺旋槽11配设于比环状台面部R2更靠近泄漏侧周缘15的位置。另外，正压产生槽12及螺旋槽11与实施例1的正压产生槽12及螺旋槽11结构相同，因此省略说明。
在图5中，流体导入槽63在轴向观察下形成为梯形形状，只有开口部63a在被密封流体侧开口。具体而言，流体导入槽63具有在被密封流体侧周缘16开口的开口部63a、在与开口部63a对置的位置上被环状台面部R2包围的壁部63c、隔着台面部R1与被密封流体侧周缘16对置并且与正压产生槽12的开口部12a连通的开口部侧壁部63b及隔着台面部R1与正压产生槽12的止端部12e(瑞利台阶12e)对置的倾斜壁部63d。相对于连结倾斜壁部63d与被密封流体侧周缘16的交点P和旋转侧密封环4的中心O的径向轴r，倾斜壁部63d沿接近开口部侧壁部63b(正压产生槽12的开口部12a)的方向倾斜。即，倾斜壁部63d沿流体导入槽63的轴向观察下的面积变小的方向倾斜。另外，流体导入槽63的深度设定为与正压产生槽12及螺旋槽11大致相同的深度，例如设定为0.1～10μm左右。
对如此构成的实施例4所涉及的滑动组件的作用效果进行说明。另外，正压产生槽12及螺旋槽11的作用效果与实施例1相同，因此省略重复说明。
流体导入槽63形成为梯形，由此能够扩大开口部63a，因此能够轻松地将流体取入到流体导入槽63内。由此，即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态尚不充分的情况下，也能够向滑动面S供给流体而帮助滑动面S的润滑。并且，利用梯形的流体导入槽63的倾斜壁部63d，正压产生槽12的止端部12e侧的端部及流体导入槽63的倾斜壁部63d能够形成沿周向重叠的重叠部Lp。
通过设置重叠部Lp，能够缩小流体导入槽63与正压产生槽12的止端部12e不搭接的泄漏区域的周向宽度CH。而且，流体导入槽63的深度浅于实施例1的流体导入槽13，因此能够进一步减小泄漏区域的截面积，因此能够进一步缩小泄漏区域。
当旋转侧密封环4向与图5的箭头相反即逆时针方向旋转时，会导致螺旋槽11将泄漏侧的流体抽送到被密封流体侧的抽送作用降低。但是，即便螺旋槽11的抽送作用降低，通过设置重叠部Lp也能够缩小泄漏区域的周向宽度CH的大小。而且，使流体导入槽63的深度变浅而进一步减小泄漏区域的截面积从而能够进一步缩小泄漏区域的截面积，因此能够限制从被密封流体侧通过泄漏区域向泄漏侧的流动，从而能够进一步提高密封性。
实施例5
对本发明的实施例5所涉及的滑动组件进行说明。图6是表示实施例5所涉及的滑动组件的旋转侧密封环4的滑动面S的图，只有流体导入槽73的深度与实施例2不同，而其他结构与实施例2相同。以下，对与实施例2相同的部件标注相同的符号，并省略重复说明。
在图6中，旋转侧密封环4的滑动面S具备流体导入槽73、正压产生槽22(本发明所涉及的第1压力产生机构)及螺旋槽21(本发明所涉及的第2压力产生机构)。正压产生槽22及流体导入槽73配设于比环状台面部R2更靠近被密封流体侧周缘16的位置，并且，螺旋槽21配设于比环状台面部R2更靠近泄漏侧周缘15的位置。另外，正压产生槽22及螺旋槽21与实施例2的正压产生槽22及螺旋槽21结构相同，因此省略说明。
在图6中，流体导入槽73具有与正压产生槽22大致相等的宽度，在轴向观察下形成为梯形状，只有开口部73a在被密封流体侧周缘16开口。具体而言，流体导入槽73具有在被密封流体侧周缘16开口的开口部73a、在与开口部73a对置的位置上配置有正压产生槽22的开口部22a且隔着台面部R1与被密封流体侧周缘16对置的倾斜壁部73b及隔着台面部R1与正压产生槽22的止端部22e对置的倾斜壁部73d。相对于连结倾斜壁部73d与被密封流体侧周缘16的交点P和旋转侧密封环4的中心O的径向轴r，倾斜壁部73d沿接近正压产生槽22的开口部22a的方向倾斜。即，倾斜壁部73d沿流体导入槽73的轴向观察下的面积变小的方向倾斜。另外，流体导入槽73的深度设定为与正压产生槽22及螺旋槽21大致相同的深度，例如设定为0.1～10μm左右。
对如此构成的实施例5所涉及的滑动组件的作用效果进行说明。另外，正压产生槽22及螺旋槽21的作用效果与实施例2相同，因此省略重复说明。
流体导入槽73能够轻松地取入流体，因此即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态尚不充分的情况下，也能够向滑动面S供给流体而帮助滑动面S的润滑。
并且，利用梯形的流体导入槽73的倾斜壁部73d，正压产生槽22的止端部22e侧的端部及倾斜壁部73d能够形成沿周向重叠的重叠部Lp。由此，能够缩小流体导入槽73与正压产生槽22的止端部22e不搭接的泄漏区域的周向宽度CH。而且，流体导入槽73的深度浅于实施例2的流体导入槽23，因此能够进一步减小泄漏区域的截面积。由此，即使在如逆转时螺旋槽21的抽送作用降低的情况下，也能够限制流体从被密封流体侧通过泄漏区域向泄漏侧的流出，进而能够提高密封性。
实施例6
对本发明的实施例6所涉及的滑动组件进行说明。图7是表示实施例6所涉及的滑动组件的旋转侧密封环4的滑动面S的图，只有流体导入槽83的深度与实施例3不同，而其他结构与实施例3相同。以下，对与实施例3相同的部件标注相同的符号，并省略重复说明。
在图7中，旋转侧密封环4的滑动面S具备流体导入槽83、正压产生槽32(本发明所涉及的第1压力产生机构)及螺旋槽31(本发明所涉及的第2压力产生机构)。正压产生槽32及流体导入槽83配设于比环状台面部R2更靠近被密封流体侧周缘16的位置，并且，螺旋槽31配设于比环状台面部R2更靠近泄漏侧周缘15的位置。另外，正压产生槽32及螺旋槽31与实施例2的正压产生槽32及螺旋槽31结构相同，因此省略说明。
在图7中，流体导入槽83在轴向观察下形成为三角形状，只有开口部83a在被密封流体侧周缘16开口。流体导入槽83具有与正压产生槽32的开口部32a连通并且在被密封流体侧周缘16开口的开口部83a及隔着台面部R1与正压产生槽32的止端部32e对置的倾斜壁部83d。相对于连结倾斜壁部83d与被密封流体侧周缘16的交点P和旋转侧密封环4的中心O的径向轴r，倾斜壁部83d沿接近正压产生槽32的开口部32a的方向倾斜。即，倾斜壁部83d沿流体导入槽83的轴向观察下的面积变小的方向倾斜。另外，流体导入槽83的深度设定为与正压产生槽32及螺旋槽31几乎相同的深度，例如设定为0.1～10μm左右。
对如此构成的实施例6所涉及的滑动组件的作用效果进行说明。另外，正压产生槽32及螺旋槽31的作用效果与实施例3相同，因此省略重复说明。
流体导入槽83能够轻松地取入流体，因此即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态尚不充分的情况下，也能够向滑动面S供给流体而帮助滑动面S的润滑。
并且，由于三角形状的流体导入槽83能够减小径向宽度，因此即使在狭窄的空间也能够扩大流体导入槽83与正压产生槽32的重叠部Lp。在图7的实施例中，能够扩大重叠部Lp，利用正压产生槽32沿周向覆盖流体导入槽83，使泄漏区域的周向宽度CH为零，能够以环状包围被密封流体侧周缘16。而且，由于流体导入槽83的深度浅于实施例3的流体导入槽33，因此能够进一步减小泄漏区域的截面积。由此，即使在如逆转时螺旋槽31的抽送作用降低的情况下，也能够限制流体从被密封流体侧通过泄漏区域向泄漏侧的流出，进而能够提高密封性。
实施例7
对本发明的实施例7所涉及的滑动组件进行说明。图8是表示实施例7的滑动面S的图。在实施例1～6中，第1压力产生机构及第2压力产生机构由沟槽构成，但在实施例7中，由包括凹穴集合体的凹穴组构成第1压力产生机构及第2压力产生机构。以下，对与实施例1相同的部件标注相同的符号，并省略重复说明。
在图8中，旋转侧密封环4的滑动面S具备流体导入槽13、第1压力产生机构52及第2压力产生机构51，流体导入槽13及第1压力产生机构52配设于比环状台面部R2更靠近被密封流体侧周缘16的位置，并且，第2压力产生机构51配设于比环状台面部R2更靠近泄漏侧周缘15的位置。另外，流体导入槽13为与实施例1的流体导入槽13相同的结构。
第1压力产生机构52包括彼此靠近排列多个凹穴50而形成为具有规定长度的弧状的凹穴组。凹穴50是具有被台面部R1包围的开口部的凹穴。凹穴组是在凹穴50的周围设置台面部R1以免凹穴50彼此连通并且靠近配置多个凹穴50形成所期望的槽的虚拟流路。由凹穴组构成的第1压力产生机构52的一端与流体导入槽13连通，另一端成为被台面部R1包围的堵塞端部52e。另外，凹穴的开口部的直径设定为10μm～100μm，凹穴50的底部的深度设定为10μm～100μm左右。配设于滑动面S的凹穴可以设定为大致相同的开口直径及深度，但也可以设定为在规定范围内分布的不同的开口直径及深度。
通过旋转侧密封环4与固定侧密封环7的相对滑动，流体被吸入凹穴50，并且在凹穴50内升压且从凹穴50吐出。而且，若挨着配置凹穴50，则即便凹穴50彼此不连通，基于凹穴50的流体的吸入、吐出动作也会在相邻的凹穴50之间持续进行。由此，若以槽状排列凹穴50而构成凹穴组，则流体沿槽状排列的凹穴组流动，凹穴组作为虚拟流路而发挥功能。
第2压力产生机构51是靠近排列凹穴50而构成为螺旋状的凹穴组。第2压力产生机构51沿周向以规定个数(在图5的例子中为60个)交替配设凹穴组与台面部R3而构成。并且，第2压力产生机构51的一端具有开口部51a，且另一端具有堵塞端部51e，开口部51a与泄漏侧周缘15连通，堵塞端部51e被环状台面部R2包围而堵塞。
如图8所示，若旋转侧密封环4向顺时针方向旋转，则流体进入与流体导入槽13连通的第1压力产生机构52内，流体沿第1压力产生机构52流动而在堵塞端部52e附近被阻挡而产生动压(正压)。并且，螺旋状的第2压力产生机构51从与泄漏侧周缘15连通的开口部51a向凹穴组内抽送流体，被抽送的流体沿螺旋状的凹穴组流动，在堵塞端部51e附近产生动压(正压)。该动压(正压)使旋转侧密封环4与固定侧密封环7的滑动面S之间的间隙变大，滑动面S成为流体润滑的状态，从而成为极低摩擦。
流体导入槽13及第1压力产生机构52的堵塞端部52e形成沿周向重叠的重叠部Lp。通过设置重叠部Lp，能够减小相邻的第1压力产生机构52之间的间隙即泄漏区域的周向宽度CH，从而能够缩小泄漏区域。由此，如逆转(向逆时针方向旋转)时，即使在基于第2压力产生机构51的抽送作用降低的情况下，也能够限制流体从被密封流体侧通过泄漏区域向泄漏侧的流出，进而能够提高密封性。
以上，根据附图对本发明的实施例进行了说明，但具体结构并不限于这些实施例，即便存在不脱离本发明的要旨的范围内的变更及追加，也包含于本发明。
在所述实施例中，对设置多个第1压力产生机构及第2压力产生机构的情况进行了说明，但并不限于此。例如，当旋转侧密封环及固定侧密封环的大小较小时，也可以分别由单个构成第1压力产生机构及第2压力产生机构。第1压力产生机构及第2压力产生机构的个数及形状能够根据使用条件改变。
在所述实施例中，流体导入槽、第1压力产生机构及第2压力产生机构设置于旋转侧密封环，但流体导入槽、第1压力产生机构及第2压力产生机构可以设置于固定侧密封环，也可以设置于旋转侧密封环及固定侧密封环。
符号说明
1-机械密封件，2-旋转轴，3-套筒，4-旋转侧密封环，5-机壳，7-固定侧密封环，8-螺旋波浪形弹簧，11-螺旋槽(第2压力产生机构)，11a-开口部(第2压力产生机构的一端)，11e-堵塞端部(第2压力产生机构的另一端)，12-正压产生槽(第1压力产生机构)，12a-开口部(第1压力产生机构的一端)，12e-止端部(第1压力产生机构的另一端)，13-流体导入槽，13a-开口部，15-泄漏侧周缘，16-被密封流体侧周缘，21-螺旋槽(第2压力产生机构)，21a-开口部(第2压力产生机构的一端)，21e-堵塞端部(第2压力产生机构的另一端)，22-正压产生槽(第1压力产生机构)，22a-开口部(第1压力产生机构的一端)，22e-止端部(第1压力产生机构的另一端)，23-流体导入槽，23a-开口部，31-螺旋槽(第2压力产生机构)，31a-开口部(第2压力产生机构的一端)，31e-堵塞端部(第2压力产生机构的另一端)，32-正压产生槽(第1压力产生机构)，32a-开口部(第1压力产生机构的一端)，32e-止端部(第1压力产生机构的另一端)，33-流体导入槽，33a-开口部，50-凹穴，51-第2压力产生机构(凹穴组)，51a-开口部(第2压力产生机构的一端)，51e-堵塞端部(第2压力产生机构的另一端)，52-第1压力产生机构(凹穴组)，52e-止端部(第1压力产生机构的另一端)，CH-泄漏区域的宽度，Lp-重叠部，R1-台面部，R2-环状台面部，R3-台面部，S-滑动面。

Claims (11)

1.一种滑动组件，其为彼此相对滑动的一对滑动组件，所述滑动组件的特征在于，
一对所述滑动组件具有彼此相对滑动的滑动面、被密封流体侧周缘及泄漏侧周缘，
一对所述滑动组件中的至少一个所述滑动组件的所述滑动面具备：
流体导入槽，一端与所述被密封流体侧周缘连通；
第1压力产生机构，一端与所述流体导入槽连通并且另一端被台面部包围；
第2压力产生机构，一端与所述泄漏侧周缘连通并且另一端被环状台面部包围，
所述流体导入槽的所述一端及所述第1压力产生机构的所述另一端具备沿周向重叠的重叠部，所述第1压力产生机构的所述另一端位于比所述流体导入槽的所述一端靠泄漏侧的位置，并且
所述流体导入槽具有与所述第1压力产生机构的所述另一端对置的倾斜壁部，
所述倾斜壁部相对于连结该倾斜壁部与所述被密封流体侧周缘的交点和一个所述滑动组件的中心的径向轴，沿接近所述第1压力产生机构的所述一端的方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的滑动组件，其特征在于，
所述流体导入槽及所述第1压力产生机构配设于比所述环状台面部更靠近所述被密封流体侧周缘的位置。
3.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述流体导入槽形成为梯形状。
4.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述流体导入槽形成为三角形状。
5.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述第1压力产生机构由槽部构成。
6.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述第1压力产生机构由包括多个凹穴的凹穴组构成。
7.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述第2压力产生机构由槽部构成。
8.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述第2压力产生机构由包括多个凹穴的凹穴组构成。
9.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述第2压力产生机构形成为螺旋状。
10.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述流体导入槽的深度深于所述第1压力产生机构的深度。
11.根据权利要求1或2所述的滑动组件，其特征在于，
所述流体导入槽的深度与所述第1压力产生机构的深度相同。
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