CN117859019A - 滑动部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑动部件，流体在与槽连通的空间之间容易被导入或导出。一种滑动部件，其通过一对滑动环(10、20)相互相对旋转而划分被密封流体空间(S1)和泄漏空间(S2)，在一个滑动环(10)的滑动面(11)上设有向被密封流体侧和泄漏侧的一个空间(S1)开口的槽(13)，在一对滑动环(10、20)中的至少一个的一个空间侧的边缘(10e)设有倾斜面(6)，该倾斜面(6)与形成在一个滑动环(10)的槽(13)与另一个滑动环(20)之间的流体空间(S10)连通，并朝向一个空间扩展。

Description

滑动部件

技术领域

本发明涉及用于旋转机械的轴封和轴承的滑动部件。

背景技术

在旋转机械中，作为防止旋转轴周边的被密封流体泄漏的滑动部件，已知有例如由相对旋转且滑动面彼此滑动的一对环状的滑动环构成的机械密封件。在这样的机械密封件中，近年来，为了环境保护等，希望降低因滑动而损失的能量，在滑动环的滑动面上设有与被密封液体侧连通并且在滑动面一端堵塞的正压产生槽。

例如，在专利文献1所示的机械密封件中，在一个滑动环的滑动面上通过台面部沿周向设有多个正压产生机构，该正压产生机构由沿径向延伸并与被密封液体侧连通而不与泄漏侧连通的流体导出导入槽和与该流体导出导入槽连通并沿相对旋转方向延伸设置的正压产生槽构成。由此，在滑动环相对旋转时，被密封流体经由流体导出导入槽被导入正压产生槽，被密封流体集中于正压产生槽的相对旋转方向的端部的壁部而产生正压，滑动面彼此分离，并且在滑动面形成被密封流体的流体膜，从而提高了润滑性，实现了低摩擦化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6444492号公报(第12页、图7)

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1的机械密封件中，正压产生槽内的被密封流体追随一对滑动环的相对旋转滑动而朝向相对旋转方向的端部移动，从而被密封流体被连续地从被密封流体侧的空间通过流体导出导入槽供给到正压产生槽内。然而，在专利文献1那样的机械密封件中，由于由流体导出导入槽的底面与滑动环的被密封流体侧的周面形成的角部形成为直角，因此当被密封流体从被密封流体侧的空间向流体导出导入槽导入时，在该角部附近容易产生涡流，被密封流体不能有效地导入流体导出导入槽内，流体导出导入槽内的被密封流体有可能减少。

本发明是着眼于这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种滑动部件，流体在与槽连通的空间之间容易被导入或导出。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题，本发明的滑动部件是一对滑动环相互相对旋转，并划分被密封流体空间和泄漏空间的滑动部件，其中，

在一个滑动环的滑动面上设有向所述被密封流体侧和所述泄漏侧的至少一个空间开口的槽，

在所述一对滑动环的至少一个中设有所述槽的一侧的空间侧的边缘设有倾斜面，该倾斜面与形成在所述一个滑动环的所述槽与所述另一个滑动环之间的流体空间连通，并朝向设有所述槽的一侧的空间扩展。

由此，由于流体沿着朝向设有槽的一侧的空间侧扩展的倾斜面从设有槽的一侧的空间向流体空间、或者从流体空间向设有槽的一侧的空间顺畅地移动，因此流体容易在流体空间与设有槽的一侧的空间之间导入或导出。

所述槽包括向设有所述槽的一侧的空间开口的流体导出导入槽，以及与所述流体导出导入槽连通并沿周向延伸设置的动压产生槽，

所述流体导出导入槽可以比所述动压产生槽深。

由此，由于能够在流体导出导入槽中充分地保持流体，因此能够防止动压产生槽变得润滑不良。

所述槽包括向设有所述槽的一侧的空间开口的流体导出导入槽，以及与所述流体导出导入槽连通并沿周向延伸设置的动压产生槽，

所述流体导出导入槽和所述动压产生槽可以具有相同的深度。

由此，流体能够在流体导出导入槽与动压产生槽之间顺畅地流动。

所述倾斜面可以设置在所述一个滑动环上。

由此，无论一对滑动环的滑动状态如何，都能够将倾斜面与流体空间的连通状态始终维持为恒定。

所述流体导出导入槽的底面和所述倾斜面可以形成钝角。

由此，在倾斜面与流体导出导入槽的底面的边界部分难以产生涡流。

在所述一个滑动环上，由所述倾斜面和从所述倾斜面的周向两端边缘垂直延伸的侧面形成有倾斜槽，

在所述一个或另一个滑动环中设有所述槽的一侧的空间侧的边缘形成有朝向设有所述槽的一侧的空间扩展的扩展面，

由所述扩展面划分并沿周向延伸而形成的连通空间可以与所述倾斜槽连通。

由此，能够相对于倾斜槽从径向和周向导入或导出被密封流体。

所述流体导出导入槽与内径侧的空间连通，

所述动压产生槽的最外径的位置可以位于比所述流体导出导入槽的最外径的位置靠近外径侧的位置。

由此，能够较大地确保动压产生槽与流体导出导入槽的连通区域。

所述流体导出导入槽与外径侧的空间连通，

所述动压产生槽的最内径的位置可以位于比所述流体流体导出导入槽的最内径的位置靠近内径侧的位置。

由此，能够较大地确保动压产生槽与流体导出导入槽的连通区域。

所述动压产生槽可以设置在所述流体导出导入槽的周向两侧，并且该动压产生槽彼此连通。

由此，由于流体导出导入槽的周向两侧的动压产生槽彼此连通，因此在连通部分及其周边产生的空穴现象使流体难以泄漏到另一个空间侧。

所述流体导出导入槽与所述被密封流体侧的空间连通，在所述一个或另一个滑动环的滑动面上设有与所述泄漏侧的空间连通而不与所述被密封流体侧的空间连通的螺旋槽。

由此，在一对滑动环相对旋转时，通过动压产生槽和螺旋槽使滑动面彼此分离，并且由于能够在滑动面之间由被密封流体和泄漏侧流体形成流体膜，因此提高了滑动面之间的润滑性。

在所述一个滑动环的所述泄漏侧的边缘设有另一个倾斜面，该另一个倾斜面与形成在所述螺旋槽与另一个滑动环之间的另一流体空间连通，并朝向所述泄漏侧的空间扩展。

由此，泄漏侧流体沿着另一个倾斜面顺畅地导入或导出到另一个流体空间。

所述被密封流体可以是液体，所述泄漏侧的流体可以是气体。

由此，在一对滑动环低速旋转时，能够利用液体进行滑动面之间的润滑，在高速旋转时，能够利用气体进行滑动面之间的润滑。

所述槽是周向长度比径向长度长的带状开口槽，在该开口槽的至少一部分形成有沿周向向设有所述槽的一侧的空间侧敞开的开口部。

由此，形成于开口槽的开口部沿周向开口，从该开口部将设有槽的一侧的空间侧的流体引入槽内，因此即使滑动部件的相对旋转速度提高，也能够从开口部将设有槽的一侧的空间侧的流体较多地引入槽内，并在滑动面之间产生所希望的正压。

所述开口槽可以具有：第一槽部，其形成有所述开口部并沿周向延伸；以及第二槽部，其从所述第一槽部的下游侧端部具有径向分量地延伸设置，且其端部被堵塞。

由此，能够将设有槽的一侧的空间侧的流体导入到从设有槽的一侧的空间侧进一步分离的另一个空间侧，因此能够抑制另一个空间侧的流体向设有槽的一侧的空间侧移动。

所述第二槽部可以由具有径向分量地延伸设置的倾斜部和从所述倾斜部沿周向延伸的延伸设置部构成。

由此，能够通过倾斜部提高设有槽的一侧的空间侧的流体向第二槽部内的导入效率，并且能够通过延伸设置部在比第一槽部沿径向偏移的位置产生正压。

所述开口槽可以以沿径向延伸的线为基准线对称地形成。

由此，能够不限于滑动部件的相对旋转方向而使用。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的机械密封件的一例的纵剖视图。

图2是实施例1的静止密封环的滑动面的从轴向观察的图。

图3是实施例1的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图。

图4的(a)是图3的A-A剖视图，(b)是流体导出导入空间及其周边的从内径侧观察的图。

图5是本发明的实施例2的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图。

图6是图5的A’-A’剖视图。

图7是本发明的实施例3的静止密封环的滑动面的从轴向观察的图。

图8是本发明的实施例3的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图。

图9是图8的B-B剖视图。

图10是表示本发明的实施例3的静止密封环的变形例的从轴向观察的图。

图11是本发明的实施例4的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图。

图12是本发明的实施例5的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图。

图13是本发明的实施例6的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图。

图14的(a)是本发明的实施例7的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图，(b)是其C-C剖视图。

图15是本发明的实施例8的流体导出导入槽的剖视图。

图16是本发明的实施例9的流体导出导入槽的剖视图。

图17是本发明的实施例10的流体导出导入槽的剖视图。

图18是本发明的实施例11的流体导出导入槽的剖视图。

图19是本发明的实施例12的流体导出导入槽的剖视图。

图20是本发明的实施例13的流体导出导入槽的剖视图。

图21是本发明的实施例14的流体导出导入槽的剖视图。

图22的(a)是本发明的实施例15的动压产生槽的从轴向观察的放大图，(b)是(a)的G-G剖视图，(c)是其H-H剖视图。

图23是本发明的实施例16的动压产生槽的从轴向观察的放大图。

图24的(a)是本发明的实施例17的动压产生机构的从轴向观察的放大图，(b)是(a)的E-E剖视图。

图25是本发明的实施例18的动压产生机构的从轴向观察的放大图。

图26是本发明的实施例19的动压产生机构的从轴向观察的放大图。

图27的(a)是本发明的实施例20的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图，(b)是(a)的J-J剖视图。

图28的(a)是本发明的实施例21的静止密封环的滑动面的从轴向观察的放大图，(b)是(a)的K-K剖视图。

图29是本发明的实施例22的静止密封环的滑动面的从轴向观察的图。

图30是本发明的实施例22的槽的从轴向观察的放大图。

图31是本发明的实施例23的槽的从轴向观察的放大图。

图32是本发明的实施例24的静止密封环的滑动面的从轴向观察的图。

图33是本发明的实施例25的槽的从轴向观察的放大图。

图34是本发明的实施例26的槽的从轴向观察的放大图。

具体实施方式

下面，基于实施例对本发明的滑动部件的实施方式进行说明。

实施例1

参照图1至图4对作为实施例1的滑动部件的机械密封件进行说明。需要说明的是，在本实施例中，在机械密封件的内部空间S1中存在被密封流体F，在外部空间S2中存在大气A，将构成机械密封件的滑动环的内径侧作为被密封流体侧(高压侧)，将外径侧作为泄漏侧(低压侧)进行说明。另外，为了便于说明，在附图中，有时也对形成于滑动面上的槽等标注点。

图1所示的机械密封件是，对要从滑动面的内径侧朝向外径侧***部空间S1内的被密封流体F进行密封，且外部空间S2与大气A相通的外置式机械密封件。需要说明的是，在本实施例中，例示了被密封流体F为高压液体，大气A为比被密封流体F低压的气体的方式。

机械密封件主要由作为另一个滑动环的旋转密封环20和作为一个滑动环的静止密封环10构成。旋转密封环20呈圆环状，通过套筒2以能够与旋转轴1一起旋转的状态设置在旋转轴1上。静止密封环10呈圆环状，以非旋转状态且能够沿轴向移动的状态设置在密封罩5上，该密封罩5固定在被安装设备的壳体4上。静止密封环10被弹性部件7的支撑力依附于轴向，使得静止密封环10的滑动面11和旋转密封环20的滑动面21相互紧贴地滑动。需要说明的是，旋转密封环20的滑动面21为平坦面，在该平坦面上未设置槽等凹部。

静止密封环10和旋转密封环20代表性地由SiC(硬质材料)同质多型体或SiC(硬质材料)与碳(软质材料)的组合形成，但不限于此，滑动材料只要是作为机械密封件用滑动材料使用的材料就能够应用。需要说明的是，作为SiC，以硼、铝、碳等作为烧结助剂的烧结体为代表，由成分、组分不同的2种以上的相构成的材料，例如分散有石墨颗粒的SiC、由SiC和Si构成的反应烧结SiC、SiC-TiC、SiC-TiN等。作为碳，可以使用以碳和石墨混合而成的碳为代表，树脂成型碳、烧结碳等。另外，除了上述滑动材料以外，也能够应用金属材料、树脂材料、表面改性材料(涂层材料)、复合材料等。

如图2和图3所示，作为静止密封环10的相对侧密封环的旋转密封环20如实线箭头所示顺时针相对滑动。

在静止密封环10的滑动面11上设有多个动压产生机构13。动压产生机构13在滑动面11的内径侧沿周向均匀设置(本实施例中为8个)。

另外，滑动面11的除动压产生机构13以外的部分为台面12，该台面12形成配置在同一平面上的平坦面。台面12的平坦面作为与旋转密封环20的滑动面21实质上滑动的滑动面发挥作用。

另外，在静止密封环10的内部空间S1侧的边缘10e设有多个倾斜槽61(参见图4)和扩展面17。换言之，在静止密封环10的比滑动面11靠内径侧的边缘10e上设有多个倾斜槽61和扩展面17。扩展面17在比滑动面11靠内径侧的边缘10e上设置在周向上相邻的倾斜槽61之间(在本实施例中为8个)。另外，扩展面17呈所谓的倒角形状。另外，倾斜槽61与动压产生机构13的后述的流体导出导入槽14连续地延伸。

另外，扩展面17是从台面12的平坦面朝向静止密封环10的内周面10g逐渐深入倾斜的锥面(参见图4)。需要说明的是，扩展面17可以是凹凸不平的，但优选为平坦面。

如图3所示，动压产生机构13由作为流体导出导入槽的流体导出导入槽14和作为动压产生槽的瑞利台阶15构成。流体导出导入槽14以与内部空间S1连通而不与外部空间S2连通的方式沿径向延伸。瑞利台阶15从流体导出导入槽14的外径侧沿与静止密封环10同心圆的周向顺时针方向延伸。

如图4的(a)所示，流体导出导入槽14的深度D1比瑞利台阶15的深度D2深(D1＞D2)。需要说明的是，瑞利台阶15不限于呈圆弧状延伸，也可以呈直线状延伸。另外，瑞利台阶15不限于与静止密封环10同心圆状地设置，也可以倾斜于周向设置。

如图3和图4的(a)、(b)所示，流体导出导入槽14由底面14a、侧面14b、14c和外径侧的端面14d构成。底面14a与台面12的平坦面平行地沿径向延伸。侧面14b、14c分别从底面14a的周向两端边缘垂直延伸。外径侧的端面14d从底面14a的外径端向垂直方向延伸，与侧面14b、14c垂直连接。在侧面14b上形成有与瑞利台阶15连通的开口14A。另外，在流体导出导入槽14的内径侧形成有与内部空间S1连通的开口14B。

在流体导出导入槽14的底面14a的内径侧的端部边缘14g连续设有沿内径侧延伸的倾斜面6。详细地说，倾斜面6倾斜地呈直线状延伸，使得倾斜面6从流体导出导入槽14的底面14a的内径侧的端部边缘14g朝向静止密封环10的内周面10g深度逐渐变深，换言之，与旋转密封环20的滑动面21的距离越来越远。另外，倾斜面6与扩展面17平行。

流体导出导入槽14的底面14a与倾斜面6形成钝角。需要说明的是，在本实施例中，例示了流体导出导入槽14的底面14a与倾斜面6形成钝角的方式，但不限于此，底面14a与倾斜面6的边界可以通过曲面连续。另外，可以在底面14a与倾斜面6的边界部分附近的一部分形成小的台阶。

即，倾斜面6与作为流体空间的第一流体导出流入空间S10连续，该第一流体导出流入空间S10形成在流体导出导入槽14与旋转密封环20的滑动面21之间，并且在远离旋转密封环20的方向，即流体导出导入槽14的深度方向(以下有时将远离旋转密封环20的距离简称为“深度”，将该方向称为“深度方向”。)朝向内部空间S1侧扩展。需要说明的是，倾斜面6优选为平坦面。

倾斜面6与扩展面17之间通过从倾斜面6的周向两端边缘垂直延伸的侧面19b、19c连接。侧面19b、19c分别与流体导出导入槽14的侧面14b、14c在径向上连续。

即，在静止密封环10的内部空间S1侧的边缘10e形成有由倾斜面6、侧面19b、19c包围的倾斜槽61。第一流体导出导入空间S10通过倾斜槽61与内部空间S1连通。

另外，在周向上相邻的倾斜槽61通过连通空间S11连通。连通空间S11形成在扩展面17与旋转密封环20的内径侧端部之间。

接着，使用图3和图4对静止密封环10与旋转密封环20相对旋转时的动作进行说明。需要说明的是，关于图3的被密封流体F、大气A的流动，没有确定旋转密封环20的相对旋转速度而概略地表示。

首先，在旋转密封环20不旋转停止时，被密封流体F流入流体导出导入槽14内。需要说明的是，由于静止密封环10被弹性部件7的支撑力依附于旋转密封环20侧，所以滑动面11、21彼此成为接触状态，滑动面11、21之间的被密封流体F几乎没有泄漏到外部空间S2。

如图3所示，当旋转密封环20相对于静止密封环10相对旋转时，瑞利台阶15内的被密封流体F通过与滑动面21的剪切作用而沿着旋转密封环20的旋转方向追随移动，从而内部空间S1的被密封流体F通过倾斜槽61被引入流体导出导入槽14。即，在流体导入导出槽14内，被密封流体F如箭头H1所示，从流体导入导出槽14朝向瑞利台阶15的相对旋转方向的下游侧的端部15A移动。

朝向瑞利台阶15的端部15A移动的被密封流体F的压力在瑞利台阶15的端部15A及其附近升高。即，在瑞利台阶15的端部15A及其附近产生正压。

由于瑞利台阶15的深度D2较浅，因此即使旋转密封环20的旋转速度较低使得被密封流体F的移动量少，也会在瑞利台阶15的端部15A及其附近产生正压。

另外，通过在瑞利台阶15的端部15A及其附近产生的正压所产生的力，滑动面11、21之间稍微分离。由此，主要由箭头H2所示的动压产生机构13内的被密封流体F流入滑动面11、21之间。这样，通过使被密封流体F介于滑动面11、21之间，即使在低速旋转时也能够提高润滑性，并且能够抑制滑动面11、21之间的磨损。需要说明的是，由于滑动面11、21之间的浮起距离很小，因此泄漏到外部空间S2的被密封流体F少。

另外，流体导出导入槽14的深度D1比瑞利台阶15的深度D2深，因此流体导出导入槽14能够保持大量的被密封流体F。

另外，如图4所示，在流体导出导入槽14的底面14a的内径侧连续地设有向深度方向扩展倾斜的倾斜面6。由此，从比流体导出导入槽14深的位置沿径向流入的被密封流体F沿着倾斜面6顺畅地供给到第一流体导出流入空间S10，因此，被密封流体F很容易导入至第一流体导出流入空间S10内，能够抑制第一流体导出流入空间S10内的被密封流体F减少。换言之，在流体导出导入槽14的底面14a与倾斜面6之间难以产生涡流。即，能够避免在低速旋转时滑动面11、21之间的润滑不良。

另外，由于流体导出导入槽14的底面14a与倾斜面6形成钝角，因此在底面14a与倾斜面6的边界部分、即端部边缘14g的附近难以产生涡流，被密封流体F从倾斜面6被顺畅地供给到第一流体导出流入空间S10。

另外，倾斜面6与流体导出导入槽14的底面14a连续地设置。即，由于倾斜面6设置在设有流体导出导入槽14的静止密封环10上，因此无论静止密封环10与旋转密封环20的周向、轴向的相对位置如何，都能够始终将倾斜面6与流体导出导入槽14的连通状态维持为恒定。

另外，倾斜槽61在周向上分离地设有多个，相邻的倾斜槽61通过连通空间S11在周向上连通，因此能够从径向(参见图3的箭头H1)和周向(参见图3的箭头H3)向倾斜槽61导入被密封流体F。

另外，在静止密封环10上通过研磨等将扩展面17形成为环状后，通过激光等加工动压产生机构13即可，因此静止密封环10的制造简便。

另外，由于倾斜槽61具有侧面19b、19c，因此被导入倾斜槽61内的被密封流体F朝向第一流体导出导入空间S10在径向上被引导。

另外，由于利用扩展面17在流体导出导入槽14的内径侧不会形成尖锐刃边，因此能够避免在相对旋转滑动时流体导出导入槽14的内径侧的端部破损。

需要说明的是，在本实施例中，例示了扩展面17在周向上相邻的倾斜槽61之间不间断延伸的方式，但扩展面也可以在周向的中途中断。

实施例2

接着，参照图5和图6对实施例2的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

实施例2的机械密封件与实施例1的机械密封件结构相同，旋转密封环20的旋转方向不同。如图5所示，旋转密封环20相对于静止密封环10如实线箭头所示逆时针相对滑动。

如图5所示，当旋转密封环20相对于静止密封环10相对旋转时，瑞利台阶15内的被密封流体F通过与滑动面21的剪切作用而沿着旋转密封环20的旋转方向追随移动。由此，瑞利台阶15内的被密封流体F如箭头H1’所示向流体导出导入槽14移动，并被排出至内部空间S1。另外，流体导出导入槽14内的被密封流体F的一部分如箭头H3’所示被排出至相对旋转下游侧的扩展面17。

瑞利台阶15的被密封流体F向流体导出导入槽14移动，使得瑞利台阶15内相对成为负压。尤其在瑞利台阶15的端部15A处压力最低。因此，端部15A附近的滑动面11、21之间的被密封流体F能够回收到瑞利台阶15内，并且能够通过由负压产生的力使滑动面11、21之间接近。

另外，如图6所示，从瑞利台阶15移动到流体导出导入槽14的被密封流体F的一部分沿着底面14a被排出到内部空间S1，另一部分沿着倾斜面6被顺畅地排出到内部空间S1。

实施例3

接着，参照图7～图9对实施例3的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

在本实施例3的静止密封环10’的滑动面11上设有多个动压产生机构13和多个螺旋槽16。动压产生机构13是与实施例1的机械密封件相同的结构。

螺旋槽16在滑动面11的外径侧沿周向均匀设置(本实施例中为48个)。

另外，在静止密封环10’的外部空间S2侧的边缘10e’上设有多个倾斜槽81(参见图9)和扩展面18。换言之，在静止密封环10’的比滑动面11靠外径侧的边缘10e’上设有多个倾斜槽81和扩展面18。

扩展面18在比滑动面11靠外径侧的边缘10e’上，在周向上相邻的倾斜槽81之间设置(在本实施例中为48个)。另外，扩展面18具有所谓的倒角形状。另外，倾斜槽81与螺旋槽16连续地延伸。

另外，滑动面11中的动压产生机构13和螺旋槽16以外的部分为形成平坦面的台面12。详细地说，台面12具有在周向上相邻的动压产生机构13之间的台面部、在周向上相邻的螺旋槽16之间的台面部、以及在径向上分离的动压产生机构13与螺旋槽16之间的台面部，这些各台面部配置在同一平面上而构成台面12的平坦面。

扩展面18是从台面12的平坦面朝向静止密封环10’的外周面逐渐变深倾斜的锥面(参见图9)。需要说明的是，扩展面18可以是凹凸不平的，但优选为平坦面。

返回图8，螺旋槽16从外径侧朝向内径侧沿顺时针方向倾斜的同时呈圆弧状延伸。该螺旋槽16与外部空间S2连通而不与内部空间S1连通。

螺旋槽16在周向上形成有一定的深度。需要说明的是，螺旋槽16不限于倾斜的同时呈圆弧状延伸，也可以呈直线状延伸。

如图8和图9所示，螺旋槽16由底面16a、侧面16b、16c和端面16d构成。底面16a与台面12的平坦面平行地沿径向延伸。侧面16b、16c从底面16a的周向两端边缘垂直延伸。端面16d将底面16a和侧面16b、16c的内径端彼此连接。在螺旋槽16的外径侧形成有与外部空间S2连通的开口16A。

在螺旋槽16的底面16a的外径侧的端部边缘连续设有与扩展面18平行地沿外径侧延伸的另一个倾斜面8。详细地说，另一个倾斜面8从螺旋槽16的底面16a的外径侧的端部边缘16g朝向静止密封环10’的外周面在深度方向上倾斜地呈直线状延伸。螺旋槽16的底面16a与倾斜面8形成钝角。

即，倾斜面8与作为另一个流体空间的第二流体导出导入空间S12连续，该第二流体导出导入空间S12形成在螺旋槽16与旋转密封环20的滑动面21之间，并朝向外部空间S2侧扩展。需要说明的是，倾斜面8可以是凹凸不平或弯曲的表面，但优选为平坦面。

倾斜面8与扩展面18之间通过分别从倾斜面8的周向两端边缘垂直延伸的侧面16b、16c和在径向上连续的侧面9b、9c连接。

即，在静止密封环10’的外部空间S2侧的边缘10e’形成有由倾斜面8、侧面9b、9c包围的倾斜槽81。螺旋槽16通过倾斜槽61与外部空间S2连通。

另外，在周向上相邻的倾斜槽81通过连通空间S13而连通。连通空间S13形成在扩展面18与旋转密封环20之间。

接着，使用图8和图9对静止密封环10与旋转密封环20相对旋转时的动作进行说明。需要说明的是，也参照图3和图4进行说明。需要说明的是，关于图8的被密封流体F、大气A的流动，没有确定旋转密封环20的相对旋转速度而概略地表示。另外，图4中表示静止密封环10与旋转密封环20的相对旋转低速时，图9中表示静止密封环10与旋转密封环20的相对旋转高速时。

首先，在旋转密封环20不旋转停止时，被密封流体F流入流体导出导入槽14内。需要说明的是，由于静止密封环10被弹性部件7的支撑力依附于旋转密封环20侧，因此滑动面11、21彼此成为接触状态，滑动面11、21之间的被密封流体F几乎没有泄漏到外部空间S2。

如图3所示，在旋转密封环20相对于静止密封环10刚开始相对旋转后的低速时，如上所述，在瑞利台阶15的端部15A及其附近产生正压。

另一方面，在螺旋槽16中，旋转密封环20与静止密封环10之间的相对旋转速度较低时，大气A在螺旋槽16内未充分地变密，不产生高的正压，由螺旋槽16产生的正压所产生的力与在瑞利台阶15的端部15A及其附近产生的正压所产生的力相比相对较小。因此，当旋转密封环20低速旋转时，在瑞利台阶15的端部15A及其附近产生的正压产生的力主要将滑动面11、21彼此分离。

随着旋转密封环20的相对旋转速度提高，如图8所示，螺旋槽16内的大气A通过与滑动面21的剪切作用而沿着旋转密封环20的旋转方向移动，外部空间S2中的大气A被引入螺旋槽16。即，在螺旋槽16内，如箭头L1所示，大量的大气A从外径侧的开口16A朝向内径侧的端部16B移动。

朝向螺旋槽16的内径侧的端部16B移动的大气A在螺旋槽16的内径侧的端部16B及其附近压力升高。即，在螺旋槽16的内径侧的端部16B及其附近产生正压。

这样，在螺旋槽16的内径侧的端部16B及其附近产生的正压所产生的力施加于在瑞利台阶15的端部15A及其附近产生的正压所产生的力，与低速时相比，滑动面11、21之间进一步分离。由此，箭头L2所示的螺旋槽16内的大气A主要流入滑动面11、21之间。

箭头L2所示的螺旋槽16内的大气A以将螺旋槽16的内径侧的端部16B附近的被密封流体F推回到内部空间S1侧的方式发挥作用，因此漏出到螺旋槽16内、外部空间S2的被密封流体F较少。

本实施例的机械密封件被设计为，在高速旋转时，整个螺旋槽16的正压产生能力充分大于整个动压产生机构13的正压产生能力，因此，最终成为在滑动面11、21之间仅存在大气A的状态、即气体润滑。

另外，如图9所示，在螺旋槽16的底面16a的外径侧连续地设有沿深度方向扩展倾斜的另一个倾斜面8。由此，能够抑制在螺旋槽16的底面16a与倾斜面8之间产生涡流，由于大气A沿着倾斜面8被顺畅地供给到第二流体导出导入空间S12，因此能够抑制第二流体导出导入空间S12内的大气A减少。即，能够避免在高速旋转时滑动面11、21之间的润滑不良。

另外，内部空间S1的被密封流体F为液体，作为泄漏侧的外部空间S2的流体为大气A、即气体，在低速旋转时，能够利用液体进行滑动面11、21之间的润滑，在高速旋转时，能够利用气体进行滑动面11、21之间的润滑。换言之，能够根据静止密封环10与旋转密封环20的相对旋转速度适当地进行滑动面11、21之间的润滑。

需要说明的是，在本实施例3中，例示了动压产生机构13由流体导出导入槽14和瑞利台阶15构成的方式，但例如，如图10所示，动压产生机构13’也可以由流体导出导入槽14、瑞利台阶15以及从流体导出导入槽14向与瑞利台阶15相反方向延伸的反向瑞利台阶15’构成。

由此，如图10的实线箭头所示，当旋转密封环20向纸面顺时针方向旋转时，能够在瑞利台阶15的端部15a产生正压，在反向瑞利台阶15’的端部15a’产生负压。

另一方面，如图10的虚线箭头所示，当旋转密封环20向纸面逆时针方向旋转时，能够在瑞利台阶15的端部15a产生负压，在反向瑞利台阶15’的端部15a’产生正压。

实施例4

接着，参照图11对实施例4的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

本实施例4的机械密封件在静止密封环的滑动面的外径侧形成有具有流体导出导入槽140和动压产生槽150的动压产生机构130。静止密封环10与旋转密封环20的相对旋转时的动作除了内外径改变以外与实施例1大致相同，因此省略其说明。

实施例5

接着，参照图12对实施例5的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例3相同结构中重复的结构的说明。

本实施例5的机械密封件在静止密封环的滑动面的外径侧形成具有流体导出导入槽140和动压产生槽150的动压产生机构130，在内径侧形成有螺旋槽160。静止密封环10和旋转密封环20的相对旋转时的动作除了内外径改变以外与实施例3大致相同，因此省略其说明。

实施例6

接着，参照图13对实施例6的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例5相同结构中重复的结构的说明。

本实施例6的机械密封件中，流体导出导入槽140’的内径侧端部比动压产生槽150’靠内径侧延伸。各流体导出导入槽140’的内径侧端部与作为深槽的环状槽180连通。该环状槽180在径向上划分外径侧的动压产生槽150’和内径侧的螺旋槽160’。

环状槽180能够回收从外部空间S2流入滑动面之间的被密封流体F。另外，在比环状槽180靠内径侧流动的被密封流体F被螺旋槽160’推回到外径侧，并被回收到环状槽180内。由此，能够同时实现润滑性和密封性。

实施例7

接着，参照图14对实施例7的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。另外，图14的(b)表示旋转时。

本实施例7的机械密封件在未设置扩展面17和扩展面18这一点上与实施例1的机械密封件不同。

如图14的(a)、(b)所示，在本实施例6的静止密封环210中，在内部空间S1侧的边缘210e未设置扩展面17，因此，具有在周向上设置的多个倾斜面6的倾斜槽61与在周向上相邻的倾斜槽61在周向上不连通。换言之，各倾斜槽61在周向上独立地形成有多个。

即使在这种情况下，被密封流体F也能够沿着倾斜面6顺畅地供给到第一流体导入导出空间S10。

另外，在静止密封环210中，在外部空间S2侧的边缘210e未设置扩展面18。

实施例8

接着，参照图15对实施例8的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

在本实施例8的机械密封件的静止密封环310中，倾斜面36从流体导出导入槽14的底面14a的内径侧的端部边缘向内径侧延伸，与实施例1不同，倾斜面36不连续到静止密封环310的内周面。另外，从倾斜面36的内径端与台面12的平坦面平行地延伸的端面19a进一步向内径侧延伸，端面19a与扩展面17连续。

实施例9

接着，参照图16对实施例9的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

在本实施例9的机械密封件的静止密封环410中，流体导出导入槽14的底面14a与扩展面17连续。即，在本实施例7中，扩展面17作为将被密封流体F引导到流体导出导入槽14的倾斜面发挥功能。

由此，由于能够利用扩展面17将被密封流体F顺畅地供给到第一流体导出导入空间S10，因此除了扩展面17以外不需要加工倾斜槽等，能够简便地制造静止密封环410。

实施例10

接着，参照图17对实施例10的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

在本实施例10的机械密封件的静止密封环510中未形成扩展面17，流体导出导入槽514的底面514a与台面512的平坦面平行地延伸至静止密封环510的内周面510g。即，流体导出导入槽514的底面514a与静止密封环510的内周面510g大致垂直。

另外，在旋转密封环520中比滑动面521靠内径侧的边缘521e形成有扩展面517。该扩展面517形成为从滑动面521朝向旋转密封环520的内周面520g并向远离静止密封环510的方向倾斜的锥形形状。即，扩展面517与第一流体导入导出空间S10’(参见图17的点部分)连续，并朝向内部空间S1侧扩展。

由此，能够将被密封流体F沿着扩展面517顺畅地供给到第一流体导出导入空间S10’。

需要说明的是，在本实施例10中，例示了扩展面517形成为环状的方式、即连通空间遍及整周形成的方式，但并不限于此，扩展面也可以在周向上中断。

实施例11

接着，参照图18对实施例11的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

本实施例11的机械密封件是组合了实施例1的静止密封环10和实施例10的旋转密封环520的结构。

即，第一流体导出导入空间S10通过静止密封环10的倾斜槽61和在静止密封环10的扩展面17与旋转密封环520的扩展面517之间形成的空间S14而朝向内部空间S1侧在深度方向上扩展。由此，能够将被密封流体F顺畅地供给到第一流体导出导入空间S10。

实施例12

接着，参照图19对实施例12的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

本实施例12的机械密封件是组合了实施例7的静止密封环210和实施例10的旋转密封环520的结构。

即，第一流体导出导入空间S10通过静止密封环210的倾斜槽61和在静止密封环210与旋转密封环520的扩展面517之间形成的空间而朝向内部空间S1侧在深度方向上扩展。由此，能够将被密封流体F顺畅地供给到第一流体导出导入空间S10。

实施例13

接着，参照图20对实施例13的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

本实施例13的机械密封件的静止密封环100代替实施例1的静止密封环10的扩展面17而形成有台阶状的扩展面170。

扩展面170由第一面170a和第二面170b构成。第一面170a从台面12的平坦面的内径端部边缘与该台面12的平坦面垂直并向远离旋转密封环20的方向延伸。第二面170b从第一面170a的端部边缘朝向静止密封环100的内周面100g与台面12的平坦面平行地延伸。

在台阶状的扩展面170与旋转密封环20之间形成有连通空间S110。连通空间S110将在周向上相邻的倾斜槽61连通。

实施例14

接着，参照图21对实施例14的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

在本实施例14的机械密封件的静止密封环610中，扩展面617和倾斜面66在剖视图中呈向外径侧且深度方向凹陷的曲面形状。由此，能够利用倾斜面66保持能够将被密封流体F从深度方向顺畅地供给到第一流体导出导入空间S10的功能，并且能够较大地确保倾斜槽61’和连通空间S11’的容积，能够较多地导入被密封流体F。

需要说明的是，静止密封环的扩展面和倾斜面也可以在剖视图中呈向内径侧且与深度方向相反的一侧鼓出的曲面形状。

实施例15

接着，参照图22对实施例15的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

如图22的(a)～(c)所示，本实施例15的机械密封件的静止密封环710在滑动面711的内径侧具有动压产生机构713。动压产生机构713由流体导出导入槽714和作为动压产生槽的瑞利台阶715构成。流体导出导入槽714与内部空间S1连通。

瑞利台阶715从流体导出导入槽714的外径侧沿顺时针延伸。瑞利台阶715的外径侧的侧面715b配置在比流体导出导入槽714的外径侧的端面714d靠外径侧的位置。

瑞利台阶715的底面715a与端面714d的滑动面711侧的端部边缘714g连续。

当旋转密封环20如实线箭头所示相对于静止密封环710顺时针相对滑动时，瑞利台阶715内的被密封流体F顺时针移动，在瑞利台阶715的端部及其附近产生正压。

如上所述，由于瑞利台阶715的外径侧的侧面715b配置在比流体导出导入槽714的外径侧的端面714d靠外径侧的位置，因此能够较大地确保瑞利台阶715与流体导出导入槽714的连通区域。由此，被密封流体F容易从流体导出导入槽714向瑞利台阶715移动。

需要说明的是，虽然未图示，但在旋转密封环20相对于静止密封环710逆时针相对滑动时，瑞利台阶715内的被密封流体F逆时针移动，在瑞利台阶715产生相对负压。瑞利台阶715的一部分形成在流体导出导入槽714的外径侧，因此在瑞利台阶715产生相对负压的情况下，能够较大地确保产生相对负压的区域。

实施例16

接着，参照图23对实施例16的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

如图23所示，本实施例16的机械密封件的静止密封环710’在滑动面711’的外径侧具有动压产生机构713’。动压产生机构713’由流体导出导入槽714’和作为动压产生槽的瑞利台阶715’构成。流体导出导入槽714’与外部空间S2连通。

瑞利台阶715’从流体导出导入槽714’的内径侧顺时针延伸。瑞利台阶715’的内径侧的侧面715b’配置在比流体导出导入槽714’的内径侧的端面714d’靠内径侧的位置。

实施例17

接着，参照图24对实施例17的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

如图24的(a)、(b)所示，本实施例17的机械密封件的静止密封环710”具有动压产生机构713”。动压产生机构713”由流体导出导入槽714”和作为动压产生槽的瑞利台阶715”构成。需要说明的是，在动压产生机构713”的外径侧形成有未图示的凹穴等动压产生槽。

瑞利台阶715”从流体导出导入槽714”的外径端向周向两侧延伸。换言之，流体导入导出槽714的外径端配置在瑞利台阶715”的周向中央部。另外，瑞利台阶715”的底面715a”的内径端部边缘与扩展面17连续。

另外，瑞利台阶715”的外径侧的侧面715b”配置在比流体导出导入槽714”的外径侧的端面714d”靠外径侧的位置。端面714d”的滑动面711”侧的端部边缘714g”与瑞利台阶715”的底面715a”连续。需要说明的是，下面，在图24的(a)中，将瑞利台阶715”中的比流体导出导入槽714”靠纸面左侧的部位称为第一部位715A”，将比流体导出导入槽714”靠纸面右侧的部位称为第二部位715B”，将流体导出导入槽714的外径侧的部位称为作为连通部分的第三部位715C”。

如图24的(a)所示，当旋转密封环20如实线箭头所示相对于静止密封环710”顺时针相对滑动时，瑞利台阶715”内的被密封流体F如箭头H1所示顺时针移动，在第二部位715B”的堵塞端部及其附近产生正压。

另一方面，瑞利台阶715”的第一部位715A”和第三部位715C”相对地成为负压，并产生空穴现象C(参见图24的(a)的阴影部分)。空穴现象C主要容易沿着瑞利台阶715”的外径侧的侧面715b”产生，其一部分延伸至第2部位715b”的一部分而产生。需要说明的是，图24的(a)的阴影部分表示产生空穴现象C的区域，比实际强调地进行图示。

这样，由于瑞利台阶715”的第一部位715A”和第二部位715B”通过第三部位715C”连通，因此通过在第三部位715C”及其周边产生的空穴现象被密封流体F难以从瑞利台阶715”的第一部位715A”与流体导出进槽714”的交界附近向外径方向泄漏。

需要说明的是，当旋转密封环20相对于静止密封环710”逆时针相对滑动时，在第一部位715A”的堵塞端部及其附近产生正压，在第二部位715B”和第三部位715C”产生空穴现象C。即，静止密封环710”能够应对两个旋转。

另外，在本实施例中，例示了瑞利台阶715”的底面715a”为沿水平方向延伸的平坦面的方式，但也可以是随着从流体导出导入槽714”朝向周向而变浅或变深的锥形形状、或者台阶锥形形状。

另外，在本实施例中，将瑞利台阶715”的第三部位715C”例示为与瑞利台阶715”相同深度的槽，但不限于此，连通部分也可以是瑞利台阶、即与动压产生槽不同深度的槽。

实施例18

接着，参照图25对实施例18的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例17相同结构中重复的结构的说明。

本实施例18的机械密封件的静止密封环810以流体导出导入槽814的侧面814b、814c和划分倾斜槽861的侧面819b、819c的内径端彼此在周向上分离的方式倾斜。

由此，倾斜槽861的内径侧的开口沿周向扩展，因此容易地将内部空间S1内的被密封流体F导入倾斜槽861内。另外，由于侧面814b、814c和侧面819b、819c平坦地连续，所以容易将被密封流体F从倾斜槽861导入流体导出导入槽814内。

实施例19

接着，参照图26对实施例19的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例17相同结构中重复的结构的说明。

本实施例19的机械密封件的静止密封环910以流体导出导入槽914的侧面914b、914c和划分倾斜槽961的侧面919b、919c的内径端彼此在周向上接近的方式倾斜。

由此，能够较大地确保流体导出导入槽914的外径侧的容积。另外，由于侧面914b、914c和侧面919b、919c平坦地连续，因此容易将被密封流体F从倾斜槽961导入流体导出导入槽914内。

实施例20

接着，参照图27对实施例20的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

如图27的(a)所示，本实施例20的机械密封件在静止密封环的滑动面的内径侧形成有具有流体导出导入槽1040和动压产生槽1050的动压产生机构1030。

如图27的(b)所示，流体导出导入槽1040的深度D10形成为与动压产生槽1050的深度D20相同的深度(D10＝D20)。由此，能够将被密封流体F顺畅地从流体导出导入槽1040导入动压产生槽1050。

实施例21

接着，参照图28对实施例21的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例4相同结构中重复的结构的说明。

如图28的(a)所示，本实施例21的机械密封件在静止密封环的滑动面的外径侧形成有具有流体导出导入槽1140和动压产生槽1150的动压产生机构1130。

如图28的(b)所示，流体导出导入槽1140的深度D11形成为与动压产生槽1150的深度D21相同的深度(D11＝D21)。由此，能够将大气A顺畅地从流体导出导入槽1140导入到动压产生槽1150。

实施例22

接着，参照图29和图30对实施例22的机械密封件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

如图29和图30所示，在本实施例22的静止密封环1210的滑动面1211的内部空间S1侧的边缘1210e设有多个槽1230和扩展面1217。需要说明的是，在本实施例22中，例示了在内部空间S1中存在大气A、在外部空间S2中存在被密封流体F的方式。

槽1230在轴向视图中呈沿周向弯曲成弧状的带状。详细地说，槽1230由大致平行于台面1212的底面1231、从底面1231的下游侧端与台面1212大致垂直并垂直延伸的作为正压产生部的下游侧端面1232、从底面1231的上游侧端与台面1212大致垂直并垂直延伸的作为负压产生部的上游侧端面1233、从底面1231的外径侧端与台面1212大致垂直并垂直延伸的周壁面1234、随着从底面1231的内径侧端部边缘朝向静止密封环1210的内周面深度变深的倾斜面1216、从倾斜面1216的周向两端边缘垂直延伸的侧面1219b、1219c构成。

在底面1231、下游侧端面1232及上游侧端面1233的内径侧端部边缘形成有向沿周向延伸的大致矩形的内径侧开口的开口部1215，开口部1215与内部空间S1连通。

下游侧端面1232和上游侧端面1233具有相同的径向长度L10。

另外，开口部1215的周向长度L20比下游侧端面1232和上游侧端面1233的径向长度L10长(L10＜L20)，周向长度L20约为径向长度L10的5倍。

另外，开口部1215在沿周向延伸的内径侧的全长上开口，但从轴向观察时，在沿槽1230的周向大致同心圆状地延伸的壁(本实施例中为周壁面1234)的周向长度的至少1/3以上、优选1/2以上开口即可。另外，开口部的周向长度和槽的径向长度可以适当变更，只要开口部的周向长度大于槽的径向长度即可。另外，这并不妨碍槽1230的径向长度L10在整个周向上恒定。

需要说明的是，槽1230的深度尺寸可以适当变更。另外，槽1230的底面为平坦面，与台面1212平行地形成，但不妨碍在平坦面上设置微细凹部、相对于台面1212倾斜形成。

另外，槽1230以沿径向延伸的线α1为基准线对称地形成。

接着，对静止密封环1210与旋转密封环20相对旋转时的动作进行说明。首先，当旋转密封环20不旋转停止时，外径侧的被密封流体F通过毛细管现象稍微进入滑动面1211、21之间，并且剩余的被密封流体F和从内径侧进入的大气A在槽1230混合。需要说明的是，由于被密封流体F与大气A相比粘度较高，因此在停止时从槽1230向低压侧漏出的量较少。

当旋转密封环20停止时，在槽1230中几乎没有残留被密封流体F的情况下，旋转密封环20相对于静止密封环1210相对旋转(参见实线箭头)，如图30所示，由于槽1230内的大气A如箭头L3所示沿着旋转密封环20的旋转方向追随移动，因此在下游侧端面1232附近产生动压。

随着旋转密封环20的旋转，大气A持续流入下游侧端面1232，使得在下游侧端面1232附近的压力升高而产生正压，大气A如箭头L4所示从下游侧端面1232附近向其周边流出。

详细地说，沿着周壁面1234移动的大气A从下游侧端面1232向滑动面1211、21之间流出，特别是朝向下游侧端面1232和周壁面1234大致垂直的角部汇聚，从该角部向滑动面1211、21之间流出。

因此，从下游侧端面1232和周壁面1234的角部流出的大气A的压力最高，随着从该角部朝向下游侧端面1232的内径侧或周壁面1234的上流侧，压力逐渐降低。需要说明的是，由于离心力作用于大气A，因此容易沿着周壁面1234流动。

另外，随着旋转密封环20的旋转，大气A向下游侧端面1232追随移动而产生正压，从而在上游侧端面1233附近产生负压，大气A如箭头L5所示从开口部1215的周向中央部、如箭头L6所示从开口部1215的上游侧端面1233附近引入。

另外，由于槽1230中下游侧端面1232附近压力最高，因此下游侧端面1232附近的大气A的大部分流出到滑动面1211、21之间，大气A的一部分从开口部1215的下游侧端面1232附近泄漏到内部空间S1。

另外，在上游侧端面1233附近，产生的负压使得从相邻的上游侧的槽1230的下游侧端面1232附近流出的大气A如箭头L7所示从上游侧端面1233侧导入。

另外，滑动面1211、21之间的槽1230的下游侧端面1232附近的被密封流体F被从下游侧端面1232流出到滑动面1211、21之间的大气A推回到外径侧。

另外，滑动面1211、21之间的槽1230的上游侧端面1233附近被密封流体F通过在上游侧端面1233产生的负压回收。此外，由于被密封流体F与大气A相比粘度高，比重也大，因此容易受到旋转的影响，因此当被回收到槽1230内时，在旋转力、离心力的作用下沿着下游侧端面1232或周壁面1234移动。

因此，能够将要流出到滑动面1211、21之间的内部空间S1侧的被密封流体F回收，并从下游侧端面1232附近与大气A一起可靠地返回到滑动面1211、21之间。

如上所述，当静止密封环1210与旋转密封环20相对旋转时，在滑动面1211、21之间的内径侧形成有由大气A形成的流体膜。由此，能够使滑动面1211、21彼此分离，利用流体膜提高润滑性。

这样，由于在槽1230形成有沿着周向向内部空间S1侧较大地开口的开口部1215，因此当提高旋转密封环20的转速时，即使槽1230中的下游侧端面1232附近的压力升高，也可以从开口1215引入更多的大气A。另外，通过在槽1230的上游侧端面1233附近产生的负压，能够将大气A积极地吸入到槽1230内。

另外，由于槽1230在整个内径侧形成有开口部1215，因此能够从开口部1215充分地吸入大气A，能够从下游侧端面1232附近到滑动面11、21之间可靠地产生较高的正压。

另外，由于设有倾斜面1216，因此槽1230能够从比底面1231更深的位置积极地吸入大气A。

另外，由于槽1230以线α1为基准线对称地形成，因此如图29中虚线箭头所示，旋转密封环20相对于静止密封环1210相对地向纸面顺时针方向旋转时，大气A从下游侧端面1232朝向上游侧端面1233移动，在上游侧端面1233附近产生正压，在下游侧端面1232附近产生负压。即，其作用与旋转密封环20相对于静止密封环1210相对地向纸面逆时针方向旋转的情况相反。因此，无论静止密封环1210与旋转密封环20的相对旋转方向如何，都能够使用。

另外，由于槽1230沿着周向设有多个，因此容易取得周向上的滑动面1211、21之间的压力平衡。需要说明的是，在本实施例中，例示了槽1230在周向上等间隔设置的方式，但也可以不等间隔设置。另外，槽1230的数量也可以自由改变。

需要说明的是，在所述实施例22中，虽然例示了在周向上设置多个槽的方式，但也可以设置一个例如从轴向观察呈大致350度的圆弧状，即C字形的槽。

另外，在所述实施例22中，例示了槽的下游侧端面与周向垂直并沿径向延伸的方式，但下游侧端面也可以沿周向倾斜，使得周壁面与下游侧端面所成的角部为锐角。由此，流体在角部汇聚，因此能够提高正压产生能力。

另外，同样地，上游侧端面也可以沿周向倾斜，使得周壁面与上游侧端面所成的角部为锐角。由此，无论静止密封环与旋转密封环的相对旋转方向如何，都能够发挥较高的正压产生能力。

实施例23

接着，参照图31对实施例23的滑动部件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例22相同结构中重复的结构的说明。

如图31所示，在静止密封环1310的滑动面1311的内部空间S1侧的边缘1310e设有多个槽1330和扩展面1317。

槽1330在周向中央部最深，随着从该中央部朝向旋转方向下游侧、旋转方向上游侧而呈阶梯状变浅。另外，该槽1330以径向延伸线α2为基准线对称地形成。需要说明的是，本实施例23的槽1330的倾斜面1316不连续到静止密封环1310的内周面。

由此，当旋转密封环20相对于静止密封环1310向纸面逆时针方向相对旋转(参见实线箭头)时，在槽1330的下游侧端面1332附近产生正压。另外，当旋转密封环20相对于静止密封环1310向纸面逆时针方向旋转时(参见虚线箭头)，在槽1330的上游端面1333附近产生正压。

槽1330从周向中央部朝向下游侧端面1332和上游侧端面1333变浅，因此能够在下游侧端面1332和上游侧端面1333附近高效地产生正压和负压。

需要说明的是，在本实施例23中，例示了槽从周向中央部朝向周向两端呈阶梯状变浅的方式，但不限于此，例如槽的底面可以呈直线状或圆弧上延伸，使其从周向中央部朝向周向两端逐渐变浅。

实施例24

接着，参照图32对实施例24的滑动部件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例1相同结构中重复的结构的说明。

如图32所示，在静止密封环1410的内径侧的边缘1410e设有多个槽1430和扩展面1417。

槽1430由第一槽部1430C、下游侧的第二槽部1430D和上游侧的第二槽部1430D’构成，从轴向观察形成为大致倒Ω状。槽1430的深度在周向上形成为恒定。

第一槽部1430C向内部空间S1开口，并沿周向呈圆弧状延伸。第一槽部1430C的底面的内径侧是与扩展面1417大致平行的倾斜面1416，除此以外的部位是与台面1412大致平行的平坦面。

第二槽部1430D具有：从第一槽部1430C的下游侧端部向旋转方向下游侧倾斜并沿径向延伸设置的倾斜部15D；以及从倾斜部15D的外径侧端部向旋转方向下游侧沿周向延伸设置的作为正压产生部的延伸设置部15E，第二槽部1430D从轴向观察形成为倒V字形。

另外，第二槽部1430D’具有：从第一槽部1430C的上游侧端部向旋转方向上游侧倾斜并沿径向延伸设置的倾斜部15D’；以及从倾斜部15D’的外径侧端部向旋转方向上游侧沿周向延伸设置的作为负压产生部的延伸设置部15E’。倾斜部15D和倾斜部15D’在从轴向观察时从内径侧朝向外径侧在相互远离的方向上倾斜并延伸设置，延伸设置部15E、15E’从其外径侧沿周向延伸设置。

在图32中如实线箭头所示，旋转密封环20相对于静止密封环1410相对地向纸面逆时针方向旋转时，由于倾斜部15D倾斜，因此大气A沿着构成倾斜部15D的两个侧壁部152a移动，能够将大气A顺畅地导入第二槽部1430D。另外，第二槽部1430D的延伸设置部15E的流路截面比第一槽部1430C小，因此能够在延伸设置部15E的端部151a产生较高的正压。另一方面，在延伸设置部15E’的端部151a’产生负压。

另外，在图32中如虚线箭头所示，当旋转密封环20相对于静止密封环1410相对地向纸面顺时针方向旋转时，由于倾斜部15D’倾斜，因此大气A沿着构成倾斜部15D’的两个侧壁部152c移动，能够将大气A顺畅地导入第二槽部1430D’。另外，由于第二槽部1430D’的延伸设置部15E’的流路截面比第一槽部1430C小，因此能够使延伸设置部15E’的端部151a’产生较高的正压。另一方面，在延伸设置部15E的端部151a产生负压。

另外，在静止密封环1410的外径侧形成有特定动压产生机构30。特定动压产生机构30由多个流体引导槽部31、环状连通槽部32、瑞利台阶33和反向瑞利台阶34构成。

各流体引导槽部31的底面的外径侧端部形成有随着朝向外径侧深度变深的倾斜面31a。这些流体引导槽部31与外部空间S2侧连通，在周向上等间隔地设置。需要说明的是，在静止密封环1410的外径侧的边缘1410e’形成有与倾斜面31a平行的扩展面1418。

连通槽部32呈环状延伸，使其与各流体引导槽部31的内径侧端部连通。

瑞利台阶33从比流体引导槽部31的连通槽部32靠外径侧的位置朝向下游侧与静止密封环1410同心圆状地沿周向延伸。

反向瑞利台阶33从比流体引导槽部31的连通槽部32靠外径侧的位置朝向上游侧与静止密封环1410同心圆状地沿周向延伸。

该流体引导槽部31和连通槽部32形成为比槽1430的深度尺寸深，瑞利台阶33和反向瑞利台阶34形成为与槽1430相同的深度。

当旋转密封环20不旋转时，被密封流体F进入特定动压产生机构30内。另外，在图32中如实线箭头所示，旋转密封环20相对于静止密封环1410相对地向纸面逆时针方向旋转时，被密封流体F从流体引导槽部31移动到瑞利台阶33侧，在瑞利台阶33中产生动压。尤其在低速旋转时，能够利用从瑞利台阶33的端部33A流出到滑动面之间的被密封流体F形成液膜从而提高润滑性。

另外，由于流体引导槽部31和连通槽部32为深槽，因此能够大量保持被密封流体F，并且能够避免在低速旋转时滑动面之间的润滑不良。另外，由于在流体引导槽部31的外径侧端部形成有倾斜面31a，因此被密封流体F从外部空间S2被顺畅地导入。

另外，在图32中如虚线箭头所示，旋转密封环20相对于静止密封环1410相对地向纸面顺时针方向旋转时，被密封流体F从流体引导槽部31移动到反向瑞利台阶向34侧在反向瑞利台阶在34内产生动压。尤其在低速旋转时，能够利用从反向瑞利台阶34的端部34A流出到滑动面之间被密封流体F形成液膜从而提高润滑性。

这样，无论静止密封环1410与旋转密封环20的相对旋转方向如何，本实施例的静止密封环1410都可以通过瑞利台阶33和反向瑞利台阶34产生动压。

需要说明的是，在本实施例中，例示了第二槽部1430D从第一槽部1430C的周向端部朝向外径侧倾斜并延伸的方式，但不限于此，例如，第二槽部可以从第一槽部的周向端部朝向外径侧延伸，第一槽部和第二槽部形成为从轴向观察呈大致直角的大致L字形。

另外，在本实施例中，例示了第二槽部1430D由倾斜部15D和延伸设置部15E构成的方式，但也可以省略延伸设置部的结构。

另外，在本实施例中，例示了瑞利台阶和反向瑞利台阶为相同的深度尺寸的情况，但也可以形成为不同的深度尺寸。另外，两者的周向长度、径向宽度可以相同，也可以不同。

另外，在本实施例中，例示了对要从滑动面的外径侧朝向内径侧泄漏的被密封流体F进行密封的内侧型的方式，但也可以是对要从滑动面的内径侧朝向外径侧泄漏的被密封流体F进行密封的外置式的方式。

实施例25

接着，参照图33对实施例25的滑动部件进行说明。需要说明的是，省略与所述实施例24相同结构中重复的结构的说明。

如图33所示，设置在静止密封环1510中的槽1530由第一槽部1530C和下游侧的第二槽部1530D构成，未设置所述实施例24的上游侧的第二槽部1430D’。这样，如图33的实线箭头所示，可以仅对应于旋转密封环20相对于静止密封环1510相对地向纸面逆时针方向旋转的情况。

实施例26

接着，参照图34对实施例26的滑动部件进行说明。需要说明的是，省略与上述实施例24相同结构中重复的结构的说明。

如图34所示，设置在静止密封环1610中的槽1630由第一槽部1630C、下游侧的第二槽部1630D和上游侧的第二槽部1630D’构成。

第二槽部1630D的倾斜部1615从第一槽部1630C的下游侧端部向旋转方向上游侧倾斜并沿径向延伸设置。另外，第二槽部1630D’的倾斜部1615’从第一槽部1630C的上游侧端部向旋转方向下游侧倾斜并沿径向延伸设置。

即，倾斜部1615和倾斜部1615’从轴向观察从内径侧朝向外径侧在相互接近的方向上倾斜并延伸设置，延伸设置部15E、15E’从其外径侧在相互远离的方向上沿周向延伸设置。

以上，根据附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的结构不限于这些实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内的变更或追加也包含在本发明中。

例如，在所述实施例中，作为滑动部件，以机械密封件为例进行了说明，但滑动部件也可以是机械密封件以外的轴封部件。此外，滑动部件除了轴封部件以外，例如也可以是轴承部件。

另外，在所述实施例1～26中，对将槽设置在静止密封环上的例子进行了说明，但也可以将槽设置在旋转密封环上。换言之，本发明的一个滑动环可以是静止密封环也可以是旋转密封环。另外，也可以设置在静止密封环和旋转密封环两者上。

另外，在所述实施例1～26中，将被密封流体侧作为高压侧、将泄漏侧作为低压侧进行了说明，但被密封流体侧和泄漏侧的压力也可以大致相同。当被密封流体侧和泄漏侧的压力大致相同时，优选泄漏侧的螺旋槽形成为比被密封流体侧的动压产生槽深，并且在低速旋转时在动压产生槽产生正压，在高速旋转时在螺旋槽产生正压。

另外，在所述实施例1～26中，说明了被密封流体F为高压液体，但不限于此，也可以是气体或低压液体，也可以是液体和气体混合的雾状。

另外，在所述实施例1～26中，说明了泄漏侧的流体是作为低压气体的大气A，但不限于此，也可以是液体或高压气体，也可以是液体和气体混合的雾状。

另外，在所述实施例1～26中，例示了流体导出导入槽的底面与台面的平坦面平行地延伸的方式，但不限于此，例如，流体导出导入槽的底面也可以以朝向泄漏侧变浅的方式倾斜。即，倾斜面只要以与流体导出导入槽的底面不同的角度向被密封流体侧变深即可。

另外，如实施例1～19那样，流体导出导入槽的深度可以比动压产生槽的深度深，可以应用于实施例20、21。另外，如实施例20、21那样，流体导出导入槽的深度可以与动压产生槽的深度相同，可以应用于实施例1～19。

附图标记说明

1旋转轴

2套筒

4壳体

6倾斜面

8倾斜面(另一个倾斜面)

10静止密封环(一个滑动环)

10e边缘

11滑动面

12台面

13动压产生机构

14流体导出导入槽

14A、14B开口

14a底面

15瑞利台阶(动压产生槽)

16动压产生槽(螺旋槽)

16A开口

16a底面

17、18扩展面

20旋转密封环(另一个滑动环)

21滑动面

A大气

F被密封流体

S1内部空间(被密封流体侧的空间)

S2外部空间(泄漏侧的空间)

S10、S10’第一流体导出导入空间(流体导出导入空间)

S12第二流体导出导入空间(另一个流体导出导入空间)

Claims (16)

1.一种滑动部件，一对滑动环相互相对旋转，并划分被密封流体空间和泄漏空间，其特征在于，

在一个滑动环的滑动面上设有向所述被密封流体侧和所述泄漏侧的至少一个空间开口的槽，

在所述一对滑动环的至少一个中设有所述槽的一侧的空间侧的边缘设有倾斜面，所述倾斜面与形成在所述一个滑动环的所述槽与所述另一个滑动环之间的流体空间连通，并朝向设有所述槽的一侧的空间扩展。

2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述槽包括向设有所述槽的一侧的空间开口的流体导出导入槽，以及与所述流体导出导入槽连通并沿周向延伸设置的动压产生槽，

所述流体导出导入槽比所述动压产生槽深。

3.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述槽包括向设有所述槽的一侧的空间开口的流体导出导入槽，以及与所述流体导出导入槽连通并沿周向延伸设置的动压产生槽，

所述流体导出导入槽和所述动压产生槽具有相同的深度。

4.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述倾斜面设置在所述一个滑动环上。

5.根据权利要求2或3所述的滑动部件，其特征在于，

所述流体导出导入槽的底面与所述倾斜面形成钝角。

6.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

在所述一个滑动环上，由所述倾斜面和从所述倾斜面的周向两端边缘垂直延伸的侧面形成有倾斜槽，

在所述一个或另一个滑动环中设有所述槽的一侧的空间侧的边缘形成有朝向设有所述槽的一侧的空间扩展的扩展面，

由所述扩展面划分并沿周向延伸而形成的连通空间与所述倾斜槽连通。

7.根据权利要求2或3所述的滑动部件，其特征在于，

所述流体导出导入槽与内径侧的空间连通，

所述动压产生槽的最外径的位置位于比所述流体导出导入槽的最外径的位置靠外径侧的位置。

8.根据权利要求2或3所述的滑动部件，其特征在于，

所述流体导出导入槽与外径侧的空间连通，

所述动压产生槽的最内径的位置位于比所述流体导出导入槽的最内径的位置靠内径侧的位置。

9.根据权利要求7所述的滑动部件，其特征在于，

所述动压产生槽设置在所述流体导出导入槽的周向两侧，该动压产生槽彼此连通。

10.根据权利要求2或3所述的滑动部件，其特征在于，

所述流体导出导入槽与所述被密封流体侧的空间连通，在所述一个或另一个滑动环的滑动面上设有与所述泄漏侧的空间连通而不与所述被密封流体侧的空间连通的螺旋槽。

11.根据权利要求10所述的滑动部件，其特征在于，

在所述一个滑动环的所述泄漏侧的边缘设有另一个倾斜面，所述另一个倾斜面与形成在所述螺旋槽与另一个滑动环之间的另一个流体空间连通，并朝向所述泄漏侧的空间扩展。

12.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述被密封流体为液体，所述泄漏侧的流体为气体。

13.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述槽是周向长度比径向长度长的带状开口槽，在所述开口槽的至少一部分形成有沿周向向设有所述槽的一侧的空间侧敞开的开口部。

14.根据权利要求13所述的滑动部件，其特征在于，

所述开口槽具有：第一槽部，其形成有所述开口部并沿周向延伸；以及第二槽部，其从所述第一槽部的下游侧端部具有径向分量地延伸设置，且其端部被堵塞。

15.根据权利要求14所述的滑动部件，其特征在于，

所述第二槽部由具有径向分量地延伸设置的倾斜部和从所述倾斜部沿周向延伸的延伸设置部构成。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的滑动部件，其特征在于，

所述开口槽可以以沿径向延伸的线为基准线对称地形成。