KR102049256B1 - 슬라이딩 부품 - Google Patents

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KR102049256B1
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유이치로 토쿠나가
케이이치 치바
마사토시 이타다니
히카루 카토리
와타루 키무라
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이구루코교 가부시기가이샤
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Abstract

기동시로부터 정상 운전시의 전체 기간에 걸쳐 슬라이딩면의 밀봉과 윤활의 상반되는 양 기능을 양립시킨다. 서로 상대 슬라이딩하는 한 쌍의 슬라이딩 부품을 구비하고, 일방의 슬라이딩 부품은 고정측 밀봉 환이며, 타방의 슬라이딩 부품은 회전측 밀봉 환이며, 이들 밀봉 환은 반경 방향으로 형성된 슬라이딩면(S)을 가지고, 피밀봉 유체가 누설되는 것을 시일하는 것으로서, 슬라이딩면(S)의 적어도 일방에, 슬라이딩면(S)의 일방의 둘레 가장자리에 연통하고, 타방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(10)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 상기 타방의 둘레 가장자리에 연통하고, 상기 일방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

슬라이딩 부품
본 발명은 예를 들면 메커니컬 시일, 베어링, 그 밖에 슬라이딩부에 적합한 슬라이딩 부품에 관한 것이다. 특히 슬라이딩면에 유체를 개재시켜 마찰을 저감시킴과 아울러, 슬라이딩면으로부터 유체가 누설되는 것을 방지할 필요가 있는 밀봉환, 예를 들면 터보 차저용 또는 항공 엔진용의 기어 박스에 사용되는 오일 시일, 또는 베어링 등의 슬라이딩 부품에 관한 것이다.
슬라이딩 부품의 일례인 메커니컬 시일에 있어서, 그 성능은 누설량, 마모량 및 토크에 의해 평가된다. 종래기술에서는 메커니컬 시일의 슬라이딩 재질이나 슬라이딩면 거칠기를 최적화함으로써 성능을 높여, 저누설, 고수명, 저토크를 실현하고 있다. 그러나 최근의 환경 문제에 대한 의식의 고조로부터, 메커니컬 시일의 추가적인 성능 향상이 요구되고 있어, 종래기술의 틀을 뛰어넘는 기술 개발이 필요하게 되고 있다.
그러한 가운데, 예를 들면 터보 차저와 같은 회전 부품의 오일 시일 장치에 이용되는 것으로서, 하우징에 회전 가능하게 수납된 회전축과, 회전축과 함께 회전하는 원반 형상의 회전체와, 하우징에 고정되고, 회전체의 단면에 맞닿아 외주측으로부터 내주측으로 오일이 누설되는 것을 방지하는 원반 형상의 고정체를 구비하고, 고정체의 맞닿음면에는 유체의 원심력에 의해 정압을 발생시키는 환 형상의 홈이 설치되고, 오일이 외주측으로부터 내주측으로 누설되는 것을 방지하도록 한 것이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조.).
또 예를 들면 유독 유체를 시일하는 회전축의 축봉 장치에 있어서, 회전축과 함께 회전 링과 케이싱에 부착된 정지 링을 구비하고, 회전 링 및 정지 링의 어느 하나의 슬라이딩면에 회전 링의 회전에 의해 저압측의 액체를 고압측을 향하여 말려들게 하는 스파이럴 홈이 고압측의 단부가 막다른 형상인 것으로 설치되어, 고압측의 피밀봉 유체가 저압측으로 누설되는 것을 방지하도록 한 것이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조.).
또 예를 들면 터보 차저의 구동축을 압축기 하우징에 대하여 시일하는 것에 적합한 면 시일 구조로서, 협동하는 1쌍의 시일 링 중 그 일방은 회전 구성 요소에 설치되고, 타방은 정지 구성 요소에 설치되며, 이들 시일 링은 작동중에 실질적으로 반경 방향으로 형성된 시일면을 가지고, 시일면끼리의 사이에 시일면의 외측 구역을 시일면의 내측 구역에 대하여 시일하기 위한 시일 갭이 형성되고, 시일면의 적어도 일방에 가스를 보내기에 유효한 둘레 방향으로 이간한 복수의 오목부가 설치되고, 이 오목부는 시일면의 일방의 둘레 가장자리로부터 타방의 둘레 가장자리를 향하여 뻗어 있음과 아울러, 오목부의 내측단은 상기 시일면의 타방의 둘레 가장자리로부터 반경 방향으로 이간하여 설치되고, 비가스 성분을 포함하는 가스 매체중의 비가스 성분이 시일되도록 한 것이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 3 참조.).
일본 실개 소62-117360호 공보 일본 특개 소62-31775호 공보 일본 특개 2001-12610호 공보
그러나 상기한 특허문헌 1 내지 3에 기재된 종래기술에 있어서는 상대 슬라이딩하는 1쌍의 슬라이딩 부품의 슬라이딩면이 부상하여, 가스 윤활 상태가 되기 위해서는 어느 정도의 주속(周速)이 필요하며, 부상할 때까지의 경계 윤활 상태에 있어서 슬라이딩면이 마모되어 손상된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상대 슬라이딩하는 1쌍의 슬라이딩 부품의 슬라이딩면이 부상할 때까지의 기동시에 있어서는 슬라이딩면의 일방의 측으로부터 적극적으로 유체(예를 들면 액체)를 도입하여 윤활성을 향상시키고, 또한 정상 운전시에는 슬라이딩면으로부터 유체(예를 들면 액체)를 배출시킴과 아울러, 슬라이딩면의 타방의 측으로부터 유체(예를 들면 가스)를 도입하여 유체(가스) 윤활 상태로 함으로써, 기동시로부터 정상 운전시의 전체 기간에 걸쳐 슬라이딩면의 밀봉과 윤활의 상반되는 양 기능을 양립시킬 수 있는 슬라이딩 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 슬라이딩 부품은 첫번째로 서로 상대 슬라이딩(相對 摺動)하는 한 쌍의 슬라이딩 부품을 구비하고, 일방의 슬라이딩 부품은 고정측 밀봉 환(密封環)이며, 타방의 슬라이딩 부품은 회전측 밀봉 환이며, 이들 밀봉 환은 반경 방향으로 형성된 슬라이딩면을 가지고, 피밀봉 유체가 누설되는 것을 시일하는 것으로서, 상기 슬라이딩면의 적어도 일방에, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에 연통하고, 타방의 둘레 가장자리에는 연통(連通)하지 않도록 구성된 유체 도입 홈이 설치됨과 아울러, 상기 슬라이딩면의 상기 타방의 둘레 가장자리에 연통하고, 상기 일방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(動壓發生溝)이 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에 연통하고, 타방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈이 설치됨으로써, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방의 측에 존재하는 유체가 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다. 또 회전측 밀봉 환이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈으로부터 슬라이딩면에 도입된 유체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 유체가 누설되는 일은 없다.
또한, 슬라이딩면의 상기 타방의 둘레 가장자리에 연통하고, 상기 일방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈이 설치됨으로써, 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환의 고속 회전 상태에 있어서, 슬라이딩면의 타방의 측에 존재하는 유체가 흡입되어, 동압(정압(正壓))이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환과 고정측 밀봉 환과의 슬라이딩면에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면은 유체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 동압 발생 홈에 의해 상기 타방의 측에 존재하는 유체가 상기 일방의 측을 향하여 펌핑되기 때문에, 상기 일방의 측의 유체가 타방의 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 두번째로 서로 상대 슬라이딩하는 한 쌍의 슬라이딩 부품을 구비하고, 일방의 슬라이딩 부품은 고정측 밀봉 환이며, 타방의 슬라이딩 부품은 회전측 밀봉 환이며, 이들 밀봉 환은 반경 방향으로 형성된 슬라이딩면을 가지고, 피밀봉 유체인 액체 또는 미스트상의 유체가 누설되는 것을 시일하는 것으로서, 상기 슬라이딩면의 적어도 일방에, 상기 슬라이딩면의 피밀봉 유체측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈이 설치됨과 아울러, 상기 슬라이딩면의 누설측의 둘레 가장자리에 연통하고, 상기 피밀봉 유체측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈이 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 슬라이딩면의 피밀봉 유체측에 연통하고, 누설측에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈이 설치됨으로써, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 피밀봉 유체측에 존재하는 액체 또는 미스트상의 유체가 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다.
또 회전측 밀봉 환이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체 또는 미스트상의 유체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측에 액체 또는 미스트상의 유체가 누설되는 일은 없다.
또한 슬라이딩면의 누설측의 둘레 가장자리에 연통하고, 피밀봉 유체측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈이 설치됨으로써, 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환의 고속 회전 상태에 있어서, 누설측으로부터 유체가 흡입되어, 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환과 고정측 밀봉 환과의 슬라이딩면에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면은 유체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 동압 발생 홈에 의해 누설측의 유체가 피밀봉 유체측을 향하여 펌핑되기 때문에, 피밀봉 유체측의 액체 또는 미스트상의 유체가 누설측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 세번째로 제1 또는 제2 특징에 있어서, 상기 유체 도입 홈 및 상기 동압 발생 홈은 상기 회전측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 회전측 밀봉 환이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈으로부터 슬라이딩면에 도입된 유체는 원심력에 의해 배출되기 때문에 누설측인 내주측에 액체 또는 미스트상의 유체가 누설되는 일은 없다.
또한 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환의 고속 회전 상태에 있어서, 한층 더 누설측으로부터 유체가 흡입되어, 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환과 고정측 밀봉 환과의 슬라이딩면에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면은 유체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다.
또한 회전측 밀봉 환의 재질을 탄화 규소(SiC)로 하고, 고정측 밀봉 환의 재질을 카본으로 하는 조합이 가능하며, 만일 슬라이딩면이 드라이하게 되는 것 같은 경우에도 슬라이딩면의 손상을 방지할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 네번째로 제1 또는 제2 특징에 있어서, 상기 유체 도입 홈 및 상기 동압 발생 홈은 상기 고정측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 기동시 등의 상대측의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방측에 존재하는 유체가 한층 더 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 다섯번째로 제1 또는 제2 특징에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 회전측 밀봉 환 또는 상기 고정측 밀봉 환의 어느 일방의 슬라이딩면에, 또 상기 동압 발생 홈은 상기 회전측 밀봉 환 또는 상기 고정측 밀봉 환의 어느 타방의 슬라이딩면에 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈의 가공을 용이하게 행할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 여섯번째로 제1 내지 5 중 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 슬라이딩면의 직경 방향의 일방의 측에 상기 유체 도입 홈을, 타방의 측에 상기 동압 발생 홈을 배열설치(配設)하고, 상기 유체 도입 홈과 상기 동압 발생 홈 사이에 가스 빼기 홈이 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 일방의 측으로부터 흡입된 유체가 타방의 측의 유체에 혼입하여 동압 발생이 불안정하게 되는 것을 방지할 수 있어, 동압 발생을 안정적인 것으로 할 수 있다.
또 일방의 측의 유체가 타방의 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 일곱번째로 제1 내지 6 중 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 상기 개구부가 가장 크고, 끝이 가는 형상(先細形狀)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방측에 존재하는 유체가 슬라이딩면에 용이하게 들어가기 쉬워져, 슬라이딩면의 윤활에 기여할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 여덟번째로 제1 내지 6 중 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 상기 개구부와 반대측은 직경 방향에 있어서 원호 형상으로 잘려들어간 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 회전측 밀봉 환의 어느 회전 방향에 있어서도 슬라이딩면에 유체를 도입할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 아홉번째로 제1 내지 6 중 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 연통하는 유체 도입부 및 유체 도출부, 및 이들을 둘레 방향으로 연통하는 유체 연통부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방의 측에 존재하는 유체가 한층 더 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 열번째로 제1 내지 9 중 어느 하나의 특징에 있어서, 상류측이 상기 유체 도입 홈에 연통된 정압 발생 홈(正壓發生溝)을 구비하는 정압 발생 기구가 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 특히 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서도 정압(동압)을 발생시키기 때문에, 슬라이딩면에 있어서의 저속시의 액막이 증대되어, 저속시에 있어서의 윤활 성능을 향상시킬 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 열한번째로 제1 내지 10 중 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 동압 발생 홈은 상기 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 스파이럴 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 슬라이딩면의 상기 타방에 존재하는 유체의 펌핑력을 크게 할 수 있기 때문에, 유체의 누설을 한층 더 방지할 수 있다.
또 본 발명의 슬라이딩 부품은 열두번째로 제1 내지 10 중 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 동압 발생 홈은 상기 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 대략 L자 형상의 홈이 대칭적으로 1쌍 배열설치되어 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 특징에 의하면, 회전측 밀봉 환의 어느 회전 방향에 있어서도 슬라이딩면에 소정의 동압을 발생시킬 수 있다.
본 발명은 이하와 같은 우수한 효과를 나타낸다.
(1) 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에 연통하고, 타방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈이 설치됨으로써, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방의 측에 존재하는 유체가 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다. 또 회전측 밀봉 환이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈으로부터 슬라이딩면에 도입된 유체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 유체가 누설되는 일은 없다.
또한 슬라이딩면의 상기 타방의 둘레 가장자리에 연통하고, 상기 일방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈이 설치됨으로써, 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환의 고속 회전 상태에 있어서, 슬라이딩면의 타방의 측에 존재하는 유체가 흡입되어, 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환과 고정측 밀봉 환과의 슬라이딩면에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면은 유체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 동압 발생 홈에 의해 상기 타방의 측에 존재하는 유체가 상기 일방의 측을 향하여 펌핑되기 때문에, 상기 일방의 측의 유체가 타방의 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
(2) 슬라이딩면의 피밀봉 유체측에 연통하고, 누설측에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈이 설치됨으로써, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 피밀봉 유체측에 존재하는 액체 또는 미스트상의 유체가 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다.
또 회전측 밀봉 환이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체 또는 미스트상의 유체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체 또는 미스트상의 유체가 누설되는 일은 없다.
또한 슬라이딩면의 누설측의 둘레 가장자리에 연통하고, 피밀봉 유체측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈이 설치됨으로써, 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환의 고속 회전 상태에 있어서, 누설측으로부터 유체가 흡입되어, 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환과 고정측 밀봉 환과의 슬라이딩면에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면은 유체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 동압 발생 홈에 의해 누설측의 유체가 피밀봉 유체측을 향하여 펌핑되기 때문에, 피밀봉 유체측의 액체 또는 미스트상의 유체가 누설측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
(3) 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈은 회전측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치됨으로써, 회전측 밀봉 환이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈으로부터 슬라이딩면에 도입된 유체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체 또는 미스트상의 유체가 누설되는 일은 없다.
또한 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환의 고속 회전 상태에 있어서, 한층 더 누설측으로부터 유체가 흡입되어, 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환과 고정측 밀봉 환과의 슬라이딩면에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면은 유체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다.
또한 회전측 밀봉 환의 재질을 탄화 규소(SiC)로 하고, 고정측 밀봉 환의 재질을 카본으로 하는 조합이 가능하며, 만일 슬라이딩면이 드라이하게 되는 것 같은 경우에도 슬라이딩면의 손상을 방지할 수 있다.
(4) 유체 도입 홈 및 상기 동압 발생 홈은 상기 고정측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치됨으로써, 기동시 등의 상대측의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방측에 존재하는 유체가 한층 더 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다.
(5) 유체 도입 홈은 회전측 밀봉 환 또는 고정측 밀봉 환의 어느 일방의 슬라이딩면에, 또 동압 발생 홈은 회전측 밀봉 환 또는 고정측 밀봉 환의 어느 타방의 슬라이딩면에 설치됨으로써, 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈의 가공을 용이하게 행할 수 있다.
(6) 슬라이딩면의 직경 방향의 일방의 측에 유체 도입 홈을, 타방의 측에 동압 발생 홈을 배열설치하고, 유체 도입 홈과 동압 발생 홈 사이에 가스 빼기 홈이 설치됨으로써, 일방의 측으로부터 흡입된 유체가 타방의 측의 유체에 혼입하여 동압 발생이 불안정하게 되는 것을 방지할 수 있어, 동압 발생을 안정적인 것으로 할 수 있다.
또 일방의 측의 유체가 타방의 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
(7) 유체 도입 홈은 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 개구부가 가장 크고, 끝이 가는 형상으로 형성됨으로써, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방측에 존재하는 유체가 슬라이딩면에 용이하게 들어가기 쉬워져, 슬라이딩면의 윤활에 기여할 수 있다.
(8) 유체 도입 홈은 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 개구부와 반대측은 직경 방향에 있어서 원호 형상으로 잘려들어간 형상으로 형성되어 있는 것에 의해, 회전측 밀봉 환의 어느 회전 방향에 있어서도 슬라이딩면에 유체를 도입할 수 있다.
(9) 유체 도입 홈은 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 연통하는 유체 도입부 및 유체 도출부, 및 이들을 둘레 방향으로 연통하는 유체 연통부로 구성되어 있는 것에 의해, 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면의 일방의 측에 존재하는 유체가 한층 더 적극적으로 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면의 윤활을 행할 수 있다.
(10) 상류측이 유체 도입 홈에 연통된 정압 발생 홈을 구비하는 정압 발생 기구가 설치됨으로써, 특히 기동시 등의 회전측 밀봉 환의 저속 회전 상태에 있어서도 정압(동압)을 발생시키기 때문에, 슬라이딩면에 있어서의 저속시의 액막이 증대되어, 저속시에 있어서의 윤활 성능을 향상시킬 수 있다.
(11) 동압 발생 홈은 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 스파이럴 형상을 이루고 있는 것에 의해, 슬라이딩면의 상기 타방에 존재하는 유체의 펌핑력을 크게 할 수 있기 때문에, 유체의 누설을 한층 더 방지할 수 있다.
(12) 동압 발생 홈은 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 대략 L자 형상의 홈이 대칭적으로 1쌍 배열설치되어 구성됨으로써, 회전측 밀봉 환의 어느 회전 방향에 있어서도 슬라이딩면에 소정의 동압을 발생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 메커니컬 시일의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것으로서, 회전측 밀봉 환의 슬라이딩면에 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈이 설치되어 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것으로서, 고정측 밀봉 환의 슬라이딩면에 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈이 설치되어 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서의 슬라이딩면의 상태를 이해하기 쉽게 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예 6에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예 7에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예 8에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예 9에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것이다.
이하에 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 예시적으로 설명한다. 단 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특별히 명시적인 기재가 없는 한 본 발명의 범위를 그들에만 한정하는 취지의 것은 아니다.
[실시예 1]
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
또한 이하의 실시예에 있어서는 슬라이딩 부품의 일례인 메커니컬 시일을 예로 하여 설명한다. 또 메커니컬 시일을 구성하는 슬라이딩 부품의 외주측을 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측), 내주측을 누설측(기체측(氣體側))으로서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 외주측이 누설측(기체측), 내주측이 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측)인 경우도 적용 가능하다. 또 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측)과 누설측(기체측)과의 압력의 대소 관계에 대해서는 예를 들면 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측)이 고압, 누설측(기체측)이 저압, 또는 그 반대의 어느 쪽이어도 되고, 또 양쪽의 압력이 동일해도 된다.
도 1은 메커니컬 시일의 일례를 나타내는 종단면도로서, 슬라이딩면의 외주로부터 내주 방향을 향하여 누설되려고 하는 피밀봉 유체 예를 들면 베어링부에 사용된 윤활유를 밀봉하는 형식의 인사이드 형식의 것이며, 터보 차저에 구비된 컴프레서의 임펠러(1)를 구동시키는 회전축(2)측에 슬리브(3)를 통하여 이 회전축(2)과 일체적으로 회전 가능한 상태로 설치된 일방의 슬라이딩 부품인 원환 형상의 회전측 밀봉 환(4)과, 하우징(5)에 카트리지(6)를 통하여 비회전 상태로, 또한 축 방향 이동 가능한 상태로 설치된 타방의 슬라이딩 부품인 원환 형상의 고정측 밀봉 환(7)이 설치되고, 고정측 밀봉 환(7)을 축 방향으로 부세하는 코일드 웨이브 스프링(8)에 의해 래핑 등에 의해 경면 마무리된 슬라이딩면(S)끼리 밀접 슬라이딩하도록 되어 있다. 즉 이 메커니컬 시일은 회전측 밀봉 환(4) 및 고정측 밀봉 환(7)은 반경 방향으로 형성된 슬라이딩면(S)을 가지고, 서로의 슬라이딩면(S)에 있어서, 피밀봉 유체 예를 들면 액체 또는 미스트상의 유체(이하 간단히 「액체」라고 하는 일이 있다.)가 슬라이딩면(S)의 외주로부터 내주측의 누설측으로 유출하는 것을 방지하는 것이다.
또한 부호 9는 O링을 나타내고 있고, 카트리지(6)와 고정측 밀봉 환(7) 사이를 시일하는 것이다.
또 본 예에서는 슬리브(3)와 회전측 밀봉 환(4)은 별체인 경우에 대해서 설명하고 있는데, 이것에 한정되지 않고, 슬리브(3)와 회전측 밀봉 환(4)을 일체로 형성해도 된다.
회전측 밀봉 환(4) 및 고정측 밀봉 환(7)의 재질은 내마모성이 우수한 탄화 규소(SiC) 및 자기 윤활성이 우수한 카본 등으로부터 선정되는데, 예를 들면 양자가 SiC, 또는 어느 일방이 SiC이며 타방이 카본의 조합이 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면을 나타낸 것으로서, 본 예에서는 도 1의 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면에 유체 도입 홈(10) 및 동압 발생 홈(11)이 설치되는 경우에 대해서 설명한다.
본 예에 있어서는 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면에 유체 도입 홈(10) 및 동압 발생 홈(11)의 가공이 행해지기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)은 탄화 규소(SiC)로 형성되고, 고정측 밀봉 환(7)은 카본으로 형성되어 있다.
도 2에 있어서, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)의 외주측이 피밀봉 유체측 예를 들면 액체측이며, 또 내주측이 누설측 예를 들면 기체측이며, 회전측 밀봉 환(4)은 화살표에 나타내는 바와 같이 시계 방향으로 회전하는 것으로 한다.
회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(10)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
도 2(a)에 있어서, 유체 도입 홈(10)은 외주측의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부(10a)를 가지고, 개구부(10a)가 가장 큰 끝이 가는 형상으로 형성되어 있다. 이 때문에 기동시 등의 회전측 밀봉 환(5)의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면(S)의 외주측에 존재하는 액체가 슬라이딩면에 용이하게 들어가기 쉬워져, 슬라이딩면(S)의 윤활에 기여할 수 있다. 또 유체 도입 홈(10)은 회전시에 있어서의 상류측이 직경 방향의 안쪽에 위치하고, 하류측이 외주측의 둘레 가장자리에 개구하고, 직경 방향으로 경사진 형상으로 되어 있다. 이 때문에 회전측 밀봉 환(5)이 정상 운전 등의 고속 회전 상태에 있어서, 유체 도입 홈(10)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력에 의해 외주측으로 배출되기 쉬워져, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
본 예에서는 유체 도입 홈(10)은 둘레 방향으로 5 균등 배치로 설치되어 있는데, 1 이상 있으면 되고, 또 균등 배치에 한정되지 않는다.
한편 동압 발생 홈(11)은 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성되고, 스파이럴 형상을 하고 있다. 동압 발생 홈(11)은 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환(4)의 고속 회전 상태에 있어서, 내주측의 입구(11a)로부터 기체를 흡입하고, 외주측의 단부(11b) 부근에서 동압(정압)을 발생시킨다. 이 때문에 회전측 밀봉 환(4)과 고정측 밀봉 환(7)과의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰이 된다. 동시에 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)에 의해 내주측의 기체가 외주측을 향하여 펌핑되기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것이 방지된다. 또 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)은 외주측과는 랜드부(R)에 의해 격리되어 있기 때문에, 정지시에 있어서 누설이 발생되는 일이 없다.
본 예에서는 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)은 유체 도입 홈(10)에 간섭하지 않는 위치에 있어서 둘레 방향으로 다수 배열설치되어 있는데, 이 배열설치 형태는 운전 조건 등을 고려하여 설계적으로 정해지는 것이다.
유체 도입 홈(10)은 동압 발생 홈(11)에 의한 동압 발생을 방해하지 않는 범위에서 외주측(액체측)에 크게 개구되어, 액체의 도입을 촉진하는 형상인 것이 바람직하다. 예를 들면 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 유체 도입 홈(10)은 대략 직각삼각 형상으로 형성되고, 바닥변에 상당하는 부분이 외주측에 개구되고, 바닥변으로부터 직교하는 짧은 변이 회전시에 있어서의 상류측에 위치하여 직경 방향의 안쪽으로 뻗고, 사변이 회전시에 있어서의 하류측을 향하여 외주측으로 경사지도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한 유체 도입 홈(10)의 깊이는 동압 발생 홈(11)의 깊이에 비교하여 충분히 깊게 설정되며, 예를 들면 25μm~500μm정도로 설정된다.
이상 설명한 실시예 1의 구성에 의하면, 이하와 같은 효과를 나타낸다.
(1) 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(10)이 설치됨으로써, 기동시 등의 회전측 밀봉 환(4)의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면(S)의 외주측에 존재하는 액체가 적극적으로 슬라이딩면(S)에 도입되어, 슬라이딩면(S)의 윤활을 행할 수 있다.
또 회전측 밀봉 환(4)이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈(10)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
(2) 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치됨으로써, 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환(4)의 고속 회전 상태에 있어서, 내주측의 입구(11a)로부터 기체가 흡입되어, 외주측의 단부(11b) 부근에서 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)과 고정측 밀봉 환(7)의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)에 의해 내주측의 기체가 외주측을 향하여 펌핑되기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
(3) 회전측 밀봉 환(4)측에 유체 도입 홈(10) 및 동압 발생 홈(11)이 설치되기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)의 재질을 탄화 규소(SiC)로 하고, 고정측 밀봉 환(7)의 재질을 카본으로 하는 조합이 가능하며, 만일 슬라이딩면이 드라이하게 되는 것 같은 경우에도 슬라이딩면의 손상을 방지할 수 있다.
[실시예 2]
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 2에 따른 슬라이딩 부품은 유체 도입 홈(10) 및 동압 발생 홈(11)이 고정측 밀봉 환(7)에 설치된 점에서 실시예 1의 슬라이딩 부품과 상이하지만, 그 밖의 기본 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 3에 있어서, 고정측 밀봉 환(7)의 슬라이딩면(S)의 외주측이 피밀봉 유체측 예를 들면 액체측이며, 또 내주측이 누설측 예를 들면 기체측이며, 상대측의 회전측 밀봉 환(4)은 화살표로 나타내는 바와 같이 반시계 방향으로 회전하는 것으로 한다.
고정측 밀봉 환(7)의 슬라이딩면(S)에는 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(10)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
상기한 바와 같이 고정측 밀봉 환(7)의 슬라이딩면(S)에 유체 도입 홈(10)이 설치됨으로써, 기동시 등의 상대측의 회전측 밀봉 환(5)의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면(S)의 외주측에 존재하는 액체가 실시예 1에 비교하여 한층 더 적극적으로 슬라이딩면(S)에 도입되어, 슬라이딩면(S)의 윤활을 행할 수 있다.
또 상대측의 회전측 밀봉 환(5)이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈(10)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 이 액체의 점성을 통하여 실시예 1에 비교하여 다소 약하지만, 원심력을 받아 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
또한 동압 발생 홈(11)이 설치됨으로써, 정상 운전 등의 상대측의 회전측 밀봉 환(5)의 고속 회전 상태에 있어서, 내주측의 입구(11a)로부터 기체의 점성을 통하여 실시예 1에 비교하여 다소 약하지만 이 기체가 흡입되어, 외주측의 단부(11b) 부근에서 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환(5)과 고정측 밀봉 환(7)과의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 실시예 1에 비교하여 다소 약하지만, 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)에 의해 내주측의 기체가 외주측을 향하여 펌핑되기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
[실시예 3]
도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예 3에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 3에 따른 슬라이딩 부품은 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈의 형상이 실시예 1과 상이한데, 그 밖의 기본 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 4에 있어서, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)의 외주측이 피밀봉 유체측 예를 들면 액체측이며, 또 내주측이 누설측 예를 들면 기체측이며, 회전측 밀봉 환(4)은 화살표로 나타내는 바와 같이 양쪽으로 회전할 수 있는 것으로 한다.
회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(12)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(13)이 설치되어 있다.
유체 도입 홈(12)은 슬라이딩면(S)의 외주측의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 슬라이딩면(S)의 외주측의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부(12a)를 가지고, 개구부(12a)와 반대측(12b)은 직경 방향에 있어서 원호 형상으로 잘려들어간 형상으로 형성되어 있다. 즉 유체 도입 홈(12)은 대략 초승달 형상을 이루고 있다. 이 때문에 기동시 등의 회전측 밀봉 환(4)의 저속 회전 상태에 있어서 유체 도입 홈(12)에는 슬라이딩면(S)의 외주측에 존재하는 액체가 들어가기 쉬워, 슬라이딩면(S)의 윤활에 기여할 수 있다. 또 회전측 밀봉 환(4)이 정상 운전 등의 고속 회전 상태에 있어서, 유체 도입 홈(12)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력에 의해 배출되어, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
또한 유체 도입 홈(12)은 대략 초승달 형상을 이루고 있기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)의 어느 회전 방향에 있어서도 마찬가지의 작용을 발생시킬 수 있다.
또한 유체 도입 홈(12)은 둘레 방향으로 8 균등 배치로 배열설치되어 있는데, 이것에 한정되지 않고, 1 이상이면 된다.
동압 발생 홈(13)은 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에만 연통하는 직경 방향 연통부(13a)와 둘레 방향으로 뻗는 동압 발생부(13b)를 가지고, 대략 L자 형상을 이루고 있다. 동압 발생 홈(13)에 대하여 둘레 방향에 있어서 대칭적으로 동압 발생 홈(13')이 배열설치되어, 양자는 쌍을 이루고 있다.
지금 회전측 밀봉 환(4)이 시계 방향으로 회전한다고 한 경우, 하류측의 동압 발생 홈(13)은 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환(4)의 고속 회전 상태에 있어서, 내주측의 직경 방향 연통부(13a)로부터 기체가 흡입되어, 둘레 방향으로 뻗는 동압 발생부(13b)의 단부(13c) 부근에서 동압(정압)이 발생된다. 이 때문에 회전측 밀봉 환(4)과 고정측 밀봉 환(7)과의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰이 된다. 동시에 대략 L자 형상의 동압 발생 홈(13)에 의해 내주측의 기체가 외주측을 향하여 펌핑되기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것이 방지된다.
또한 동압 발생 홈(13)은 둘레 방향에 있어서 근접하도록 대칭적으로 1쌍 배열설치되어 있기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)의 어느 회전 방향에 있어서도 마찬가지의 작용을 발생시킬 수 있다.
본 예에서는 대략 L자 형상의 동압 발생 홈(13)은 유체 도입 홈(12)에 간섭하지 않는 위치로서 둘레 방향으로 8 균등 배치로 배열설치되어 있는데, 이것에 한정되지 않고, 유체 도입 홈(12)에 간섭하지 않는 범위에서 둘레 방향으로 길게 하여 수를 줄이는 등 운전 조건 등을 고려하여 설계적으로 정하면 된다.
또한 본 예에서는 대략 L자 형상의 동압 발생 홈(13)이 둘레 방향에 있어서 근접하도록 대칭적으로 1쌍 배열설치되어 있는데, 2개의 동압 발생 홈(13)을 일체화하고 대략 T자형으로 해도 본 예와 마찬가지의 작용 효과를 발생시킬 수 있다.
(실시예 1 내지 실시예 3에 있어서의 슬라이딩면의 상태의 설명)
여기서 도 5를 참조하면서 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서의 슬라이딩면의 상태를 이해하기 쉽게 설명한다.
도 5(a)는 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈이 설치된 슬라이딩면에 있어서의 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈이 가지는 역할을 설명하는 기본 구성도이다.
예를 들면 슬라이딩면의 외주측에 피밀봉 유체인 액체가, 또 내주측의 누설측에 기체가 존재한다고 한 경우, 유체 도입 홈은 저속 회전시에는 외주측의 액체를 슬라이딩면에 도입하여 슬라이딩면을 비접촉 상태로 하고, 고속 회전시에는 원심력에 의해 슬라이딩면의 액체를 날려버려 액체의 영향을 무효로 하는 역할을 담당하는 것이다.
한편 동압 발생 홈은 저속 회전시에는 외주측으로부터 내주측으로의 누설을 방지하고, 고속 회전시에는 내주측의 기체를 흡입하여 슬라이딩면을 비접촉 상태로 함과 아울러 가스 시일 기구의 역할을 담당하는 것이다.
도 5(b)는 저속 회전시의 상황을 설명하는 도면이며, 유체 도입 홈에 의해, 외주측의 액체가 슬라이딩면에 도입되어 유체 윤활 작용에 의해 슬라이딩면이 비접촉 상태로 유지되는 한편, 내주측에 있어서는 발생되는 동압이 작기 때문에 기체는 충분히 받아들여지지 않는 상황에 있지만, 내주측으로의 누설은 저지된다.
도 5(c)는 고속 회전시의 상황을 설명하는 도면이며, 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력으로 외주측으로 날려지기 때문에, 슬라이딩면의 액체에 의한 유체 윤활 작용이 무효가 되는 한편, 내주측에 있어서는 발생되는 동압이 크기 때문에 기체는 충분히 받아들여져, 슬라이딩면은 비접촉 상태로 유지됨과 아울러 슬라이딩면의 압력을 높일 수 있기 때문에 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 일은 없다. 소위 가스 시일의 상태에 있다.
[실시예 4]
도 6을 참조하여 본 발명의 실시예 4에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 4에 따른 슬라이딩 부품은 정압 발생 기구가 부가적으로 설치되는 점에서 실시예 1과 상이하지만, 그 밖의 기본 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 6에 있어서, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(10)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
또 유체 도입 홈(10), 동압 발생 홈(11) 및 외주측으로 둘러싸이는 부분에는 유체 도입 홈(10)보다 얕은 정압 발생 홈(15a)을 구비한 정압 발생 기구(15)가 설치되어 있다. 정압 발생 홈(15a)은 상류측이 유체 도입 홈(10)에 연통되고, 외주측 및 동압 발생 홈(11)은 랜드부(R)에 의해 격리되며, 하류측의 레일리 스텝(15b)에 있어서 정압(동압)을 발생시킴으로써 슬라이딩면간의 유체막을 증가시켜, 윤활 성능을 향상시키는 것이다. 이 정압 발생 기구(15)는 특히 기동시 등의 회전측 밀봉 환(4)의 저속 회전 상태에 있어서도 정압(동압)을 발생시키기 때문에, 슬라이딩면에 있어서의 저속시의 액막이 증대되어, 저속시에 있어서의 윤활 성능을 향상시킬 수 있다.
[실시예 5]
도 7을 참조하여 본 발명의 실시예 5에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 5에 따른 슬라이딩 부품은 유체 도입 홈의 형상이 상이한 점 및 정압 발생 기구가 부가적으로 설치되는 점에서 실시예 1과 상이하지만, 그 밖의 기본 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 7에 있어서, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(10)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 평면 형상이 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
유체 도입 홈(10)은 외주측의 둘레 가장자리를 따르도록 배열설치되고, 평면 형상은 대략 직사각형 형상으로 형성되며, 슬라이딩면(S)의 외주측의 둘레 가장자리에 있어서 피밀봉 유체측과 연통하고, 내주측과는 랜드부(R)에 의해 격리되어 있다.
또 유체 도입 홈(10)의 원주 방향의 하류측에 연통하여 유체 도입 홈(10)보다 얕은 정압 발생 홈(15a)을 구비하는 정압 발생 기구(15)가 설치되어 있다. 정압 발생 기구(15)는 정압(동압)을 발생시킴으로써 슬라이딩면간의 유체막을 증가시켜, 윤활 성능을 향상시키는 것이다.
정압 발생 홈(15a)은 상류측이 유체 도입 홈(10)에 연통하고, 외주측과는 랜드부(R)에 의해 격리되어 있다.
본 예에서는 정압 발생 기구(15)는 상류측에 있어서 유체 도입 홈(10)에 연통하는 정압 발생 홈(15a) 및 레일리 스텝(15b)을 구비한 레일리 스텝 기구로 구성되는데, 이것에 한정되지 않고, 요컨대 정압을 발생시키는 기구이면 된다.
도 7에 있어서, 유체 도입 홈(10) 및 정압 발생 기구(15)가 이루는 평면 형상은 대략 역L자 형상을 이루고 있다.
지금 회전측 밀봉 환(4)이 시계 방향으로 회전한다고 한 경우, 외주측의 액체는 대략 직사각형 형상의 유체 도입 홈(10)으로부터 슬라이딩면에 도입되어, 슬라이딩면(S)의 윤활을 행할 수 있다. 그 때, 정압 발생 기구(15)에 의해 정압(동압)이 발생되기 때문에, 슬라이딩면간의 유체막이 증대되어, 윤활 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또 회전측 밀봉 환(4)이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈(10)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
또한 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환(4)의 고속 회전 상태에 있어서, 동압 발생 홈(11)의 내주측의 입구(11a)로부터 기체가 흡입되어, 외주측의 단부(11b) 부근에서 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)과 고정측 밀봉 환(7)과의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)에 의해 내주측의 기체가 외주측을 향하여 펌핑되기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
[실시예 6]
도 8을 참조하여 본 발명의 실시예 6에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 6에 따른 슬라이딩 부품은 유체 도입 홈의 형상이 상이한 점 및 정압 발생 기구가 부가적으로 설치되는 점에서 실시예 1과 상이하지만, 그 밖의 기본 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 8에 있어서, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(16)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 평면 형상이 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
유체 도입 홈(16)은 외주측의 둘레 가장자리를 따르도록 배열설치되고, 슬라이딩면(S)의 외주측의 둘레 가장자리에만 연통하는 유체 도입부(16a) 및 유체 도출부(16b), 및 이들을 둘레 방향으로 연통하는 유체 연통부(16c)로 구성되며, 내주측과는 랜드부(R)에 의해 격리되어 있다.
본 예에서는 유체 도입부(16a) 및 유체 도출부(16b)는 각각 슬라이딩면의 내측으로부터 외측을 향하여 방사 형상으로 형성되고, 대략 V자형으로 형성되어 있는데, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니며, 유체 도입부(16a) 및 유체 도출부(16b)의 경사를 더욱 크게 해도 되고, 또 직선 형상이 아니라 곡선 형상(원호 형상 등)으로 해도 된다.
또 유체 도입 홈(16)과 외주측으로 둘러싸이는 부분에 유체 도입 홈(16)보다 얕은 정압 발생 홈(15a)을 구비하는 정압 발생 기구(15)가 설치되어 있다. 정압 발생 기구(15)는 정압(동압)을 발생시킴으로써 슬라이딩면간의 유체막을 증가시켜, 윤활 성능을 향상시키는 것이다.
정압 발생 홈(15a)은 상류측이 유체 도입부(16a)에 연통하고, 유체 도출부(16b) 및 외주측과는 랜드부(R)에 의해 격리되어 있다.
본 예에서는 정압 발생 기구(15)는 상류측에 있어서 유체 도입 홈(16)의 유체 도입부(16a)에 연통하는 정압 발생 홈(15a) 및 레일리 스텝(15b)을 구비한 레일리 스텝 기구로 구성되는데, 이것에 한정되지 않고, 요컨대 정압을 발생시키는 기구이면 된다.
지금 회전측 밀봉 환(4)이 시계 방향으로 회전한다고 한 경우, 외주측의 액체는 대략 V자형의 유체 도입 홈(16)의 유체 도입부(16a)로부터 슬라이딩면에 도입되어, 유체 도출부(16b)로부터 외주측으로 배출되는데, 그 때 기동시 등의 회전측 밀봉 환(4)의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면(S)의 외주측에 존재하는 액체가 한층 더 적극적으로 슬라이딩면(S)에 도입되어, 슬라이딩면(S)의 윤활을 행할 수 있다. 그 때 정압 발생 기구(15)에 의해 정압(동압)이 발생되기 때문에, 슬라이딩면간의 유체막이 증대되어, 윤활 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또 회전측 밀봉 환(4)이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈(16)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
또한 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환(4)의 고속 회전 상태에 있어서, 동압 발생 홈(11)의 내주측의 입구(11a)로부터 기체가 흡입되어, 외주측의 단부(11b) 부근에서 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)과 고정측 밀봉 환(7)과의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)에 의해 내주측의 기체가 외주측을 향하여 펌핑되기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
[실시예 7]
도 9를 참조하여 본 발명의 실시예 7에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 7에 따른 슬라이딩 부품은 유체 도입 홈의 형상이 상이한 점 및 정압 발생 기구가 부가적으로 설치되는 점에서 실시예 1과 상이하지만, 그 밖의 기본 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 9에 있어서, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(16)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 평면 형상이 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
유체 도입 홈(16)은 외주측의 둘레 가장자리를 따르도록 배열설치되고, 슬라이딩면(S)의 외주측의 둘레 가장자리에만 연통하는 유체 도입부(16a) 및 유체 도출부(16b), 및 이들을 둘레 방향으로 연통하는 유체 연통부(16c)로 구성되고, 내주측과는 랜드부(R)에 의해 격리되어 있다.
본 예에서는 유체 도입부(16a) 및 유체 도출부(16b)는 둘레 방향에 있어서 일정 거리 사이를 두고 설치되고, 각각 직경 방향으로 직선 형상으로 뻗어 있기 때문에, 유체 도입 홈(16)의 평면 형상은 대략 U자형을 이루고 있다.
또 유체 도입 홈(16)과 외주측으로 둘러싸이는 부분에 유체 도입 홈(16)보다 얕은 정압 발생 홈(15a)을 구비하는 정압 발생 기구(15)가 설치되어 있다. 정압 발생 기구(15)는 정압(동압)을 발생시킴으로써 슬라이딩면간의 유체막을 증가시켜, 윤활 성능을 향상시키는 것이다.
정압 발생 홈(15a)은 상류측이 유체 도입부(16a)에 연통하고, 유체 도출부(16b) 및 외주측과는 랜드부(R)에 의해 격리되어 있다.
본 예에서는 정압 발생 기구(15)는 상류측에 있어서 유체 도입 홈(16)의 유체 도입부(16a)에 연통하는 정압 발생 홈(15a) 및 레일리 스텝(15b)을 구비한 레일리 스텝 기구로 구성되는데, 이것에 한정되지 않고, 요컨대 정압을 발생시키는 기구이면 된다.
지금 회전측 밀봉 환(4)이 시계 방향으로 회전한다고 한 경우, 외주측의 액체는 대략 U자형의 유체 도입 홈(16)의 유체 도입부(16a)로부터 슬라이딩면에 도입되어, 유체 도출부(16b)로부터 외주측으로 배출되는데, 그 때 기동시 등의 회전측 밀봉 환(4)의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면(S)의 외주측에 존재하는 액체가 한층 더 적극적으로 슬라이딩면(S)에 도입되어, 슬라이딩면(S)의 윤활을 행할 수 있다. 그 때 정압 발생 기구(15)에 의해 정압(동압)이 발생되기 때문에, 슬라이딩면간의 유체막이 증대되어, 윤활 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또 회전측 밀봉 환(4)이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈(16)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
또한 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환(4)의 고속 회전 상태에 있어서, 동압 발생 홈(11)의 내주측의 입구(11a)로부터 기체가 흡입되어, 외주측의 단부(11b) 부근에서 동압(정압)이 발생되기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)과 고정측 밀봉 환(7)과의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다. 동시에 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)에 의해 내주측의 기체가 외주측을 향하여 펌핑되기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
[실시예 8]
도 10을 참조하여 본 발명의 실시예 8에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 8에 따른 슬라이딩 부품은 유체 도입 홈 및 동압 발생 홈이 회전측 밀봉 환 및 고정측 밀봉 환으로 나뉘어 설치되어 있는 점에서 도 6의 실시예 4와 상이하지만, 그 밖의 기본 구성은 실시예 4와 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 10에 있어서 (a)에 나타내는 바와 같이, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
또 (b)에 나타내는 바와 같이, 고정측 밀봉 환(7)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(16)이 설치되어 있다. 또한 유체 도입 홈(16)과 외주측으로 둘러싸이는 부분에 유체 도입 홈(16)보다 얕은 정압 발생 홈(15a)을 구비하는 정압 발생 기구(15)가 설치되어 있다.
또한 동압 발생 홈(11)과 유체 도입 홈(16)은 중복되지 않는 위치에 배열설치되는 것이 바람직하다.
고정측 밀봉 환(7)의 슬라이딩면(S)에는 유체 도입 홈(16)이 설치되고, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있는데, 이것에 한정되지 않고, 반대로 배열설치 즉 고정측 밀봉 환(7)의 슬라이딩면(S)에 동압 발생 홈(11)을, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에 유체 도입 홈(16)을 배열설치해도 된다.
본 예에서는 실시예 4와 마찬가지의 밀봉성 및 윤활성을 발생시키는 것에 더해, 동압 발생 홈(11)과 유체 도입 홈(16) 및 정압 발생 기구(15)가 별개의 슬라이딩면에 설치되기 때문에 가공이 용이하다.
[실시예 9]
도 11을 참조하여 본 발명의 실시예 9에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.
실시예 9에 따른 슬라이딩 부품은 유체 도입 홈과 동압 발생 홈과의 직경 방향 사이에 가스 빼기 홈이 설치되는 점, 및 유체 도입 홈이 스파이럴 형상인 점에서 실시예 1과 상이하지만, 그 밖의 기본 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 11에 있어서, 회전측 밀봉 환(4)의 슬라이딩면(S)에는 이 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈(17)이 설치됨과 아울러, 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치되어 있다.
또 유체 도입 홈(17)과 동압 발생 홈(11)과의 직경 방향 사이에 가스 빼기 홈(18)이 설치되어 있다.
가스 빼기 홈(18)은 슬라이딩면(S)의 외주측에 배열설치된 유체 도입 홈(17)과 내주측에 배열설치된 동압 발생 홈(11)과의 직경 방향 사이에 설치된 둘레 방향 홈부(18a)와, 유체 도입 홈(17)의 둘레 방향의 사이에 설치되고, 외주측과 연통한 반경 방향 홈부(18b)를 구비하고 있다. 가스 빼기 홈(18)의 깊이는 유체 도입 홈(17)과 마찬가지로 동압 발생 홈(11)의 깊이에 비교하여 깊게 설정되어 있다.
또 본 예에서는 반경 방향 홈부(18b)는 둘레 방향으로 6 균등 배치로 배열설치되어 있는데, 이것에 한정되지 않고, 1 이상 있으면 된다.
유체 도입 홈(17)은 가스 빼기 홈(18)과 외주측으로 둘러싸인 부분에 설치되고, 회전시에 있어서의 상류측이 외주측에 개구한 개구부(17a)와 하류측이 직경 방향의 내측에 위치한 단부(17b)를 구비하고, 스파이럴 형상으로 형성되어 있다.
동압 발생 홈(11)은 가스 빼기 홈(18)과 내주측으로 둘러싸인 부분에 설치되고, 회전시에 있어서의 상류측이 내주측에 개구한 개구부(11a)와 하류측이 직경 방향의 내측에 위치한 단부(11b)를 구비하고, 스파이럴 형상으로 형성되어 있다.
지금 회전측 밀봉 환(4)이 시계 방향으로 회전한다고 한 경우, 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측 즉 외주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 누설측 즉 내주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 스파이럴 형상의 유체 도입 홈(17)이 설치됨으로써, 기동시 등의 회전측 밀봉 환(4)의 저속 회전 상태에 있어서 슬라이딩면(S)의 외주측에 존재하는 액체의 흡입에 의한 동압이 발생되고, 적극적으로 슬라이딩면(S)에 도입되어, 슬라이딩면(S)의 윤활을 행할 수 있다.
또 회전측 밀봉 환(4)이 정상 운전 등의 고속 회전시에 있어서 유체 도입 홈(17)으로부터 슬라이딩면에 도입된 액체는 원심력에 의해 배출되기 때문에, 누설측인 내주측으로 액체가 누설되는 일은 없다.
또한 슬라이딩면(S)의 내주측의 둘레 가장자리에 연통하고, 외주측의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈(11)이 설치됨으로써, 정상 운전 등의 회전측 밀봉 환(4)의 고속 회전 상태에 있어서, 내주측의 입구(11a)로부터 기체를 흡입하여, 외주측의 단부(11b) 부근에서 동압(정압)을 발생시키기 때문에, 회전측 밀봉 환(4)과 고정측 밀봉 환(7)과의 슬라이딩면(S)에 약간의 간극이 형성되어, 슬라이딩면(S)은 기체 윤활의 상태가 되어 매우 저마찰로 할 수 있다.
그 때 스파이럴 형상의 동압 발생 홈(11)에 의해 흡입된 기체(기포)가 액체 윤활부에 들어가면 액체에서의 동압 발생이 불안정하게 되는데, 가스 빼기 홈(18)이 설치되어 있기 때문에, 흡입된 기체(기포)는 액체 윤활부에 들어가지 않고 외주측으로 배출되어, 액체 윤활부에 있어서의 액체에서의 동압 발생을 안정적인 것으로 할 수 있다.
또 가스 빼기 홈(18)이 설치되어 있기 때문에, 외주측의 액체가 내주측으로 누설되는 것이 방지된다.
이상 본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명해왔는데, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 변경이나 추가가 있어도 본 발명에 포함된다.
예를 들면 상기 실시예에서는 슬라이딩 부품을 메커니컬 시일 장치에 있어서의 한 쌍의 회전용 밀봉 환 및 고정용 밀봉 환의 어느 하나에 사용하는 예에 대해서 설명했는데, 원통 형상 슬라이딩면의 축방향 일방측에 윤활유를 밀봉하면서 회전축과 슬라이딩하는 베어링의 슬라이딩 부품으로서 사용하는 것도 가능하다.
또 예를 들면 상기 실시예에서는 슬라이딩 부품의 외주측을 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측), 내주측을 누설측(기체측)으로서 설명했는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 외주측이 누설측(기체측), 내주측이 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측)인 경우도 적용 가능하다. 또 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측)과 누설측(기체측)과의 압력의 대소 관계에 대해서는 예를 들면 피밀봉 유체측(액체측 또는 미스트상의 유체측)이 고압, 누설측(기체측)이 저압, 또는 그 반대의 어느 쪽이어도 되고, 또 양쪽의 압력이 동일해도 된다.
또 예를 들면 상기 실시예에서는 정압 발생 기구(15)는 유체 도입 홈(10)에 연통하는 정압 발생 홈(15a) 및 레일리 스텝(15b)을 구비한 레일리 스텝 기구로 구성되는데, 이것에 한정되지 않고, 요컨대 정압을 발생시키는 기구이면 된다.
1…임펠러
2…회전축
3…슬리브
4…회전측 밀봉 환
5…하우징
6…카트리지
7…회전측 밀봉 환
8…코일드 웨이브 스프링
10…유체 도입 홈
10a…개구부
11…동압 발생 홈
11a…내주측의 입구
11b…외주측의 단부
12…유체 도입 홈
12a…개구부
12b…반대측
13, 13'…동압 발생 홈
13a…직경 방향 연통부
13b…동압 발생부
13c…단부
15…정압 발생 기구
15a…정압 발생 홈
15b…레일리 스텝
16…유체 도입 홈
16a…유체 도입부
16b…유체 도출부
16c…유체 연통부
17…유체 도입 홈
17a…개구부
17b…단부
18…가스 빼기 홈
18a…둘레 방향 홈부
18b…반경 방향 홈부
S…슬라이딩면
R…랜드부

Claims (20)

  1. 서로 상대 슬라이딩하는 한 쌍의 슬라이딩 부품을 구비하고, 일방의 슬라이딩 부품은 고정측 밀봉 환이며, 타방의 슬라이딩 부품은 회전측 밀봉 환이며, 이들 밀봉 환은 반경 방향으로 형성된 슬라이딩면을 가지고, 피밀봉 유체가 누설되는 것을 시일하는 것으로서,
    상기 슬라이딩면의 적어도 일방에, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에 연통하고, 타방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈과,
    상기 슬라이딩면의 상기 타방의 둘레 가장자리에 연통하고, 상기 일방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈과,
    상류측이 상기 유체 도입 홈에 연통되는 정압 발생 홈을 가지는 정압 발생 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈 및 상기 동압 발생 홈은 상기 회전측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈 및 상기 동압 발생 홈은 상기 고정측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 회전측 밀봉 환 또는 상기 고정측 밀봉 환의 어느 일방의 슬라이딩면에, 또 상기 동압 발생 홈은 상기 회전측 밀봉 환 또는 상기 고정측 밀봉 환의 어느 타방의 슬라이딩면에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이딩면의 직경 방향의 일방의 측에 상기 유체 도입 홈을, 타방의 측에 상기 동압 발생 홈을 배열설치하고, 상기 유체 도입 홈과 상기 동압 발생 홈 사이에 가스 빼기 홈이 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 상기 개구부가 가장 크고, 끝이 가는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 상기 개구부와 반대측은 직경 방향에 있어서 원호 형상으로 잘려들어간 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 연통하는 유체 도입부 및 유체 도출부, 및 이들을 둘레 방향으로 연통하는 유체 연통부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동압 발생 홈은 상기 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 스파이럴 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동압 발생 홈은 상기 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 L자 형상의 홈이 대칭적으로 1쌍 배열설치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  11. 서로 상대 슬라이딩하는 한 쌍의 슬라이딩 부품을 구비하고, 일방의 슬라이딩 부품은 고정측 밀봉 환이며, 타방의 슬라이딩 부품은 회전측 밀봉 환이며, 이들 밀봉 환은 반경 방향으로 형성된 슬라이딩면을 가지고, 피밀봉 유체인 액체 또는 미스트상의 유체가 누설되는 것을 시일하는 것으로서,
    상기 슬라이딩면의 적어도 일방에, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에 연통하고, 타방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 유체 도입 홈과,
    상기 슬라이딩면의 상기 타방의 둘레 가장자리에 연통하고, 상기 일방의 둘레 가장자리에는 연통하지 않도록 구성된 동압 발생 홈과,
    상류측이 상기 유체 도입 홈에 연통되는 정압 발생 홈을 가지는 정압 발생 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈 및 상기 동압 발생 홈은 상기 회전측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈 및 상기 동압 발생 홈은 상기 고정측 밀봉 환의 슬라이딩면에만 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 회전측 밀봉 환 또는 상기 고정측 밀봉 환의 어느 일방의 슬라이딩면에, 또 상기 동압 발생 홈은 상기 회전측 밀봉 환 또는 상기 고정측 밀봉 환의 어느 타방의 슬라이딩면에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이딩면의 직경 방향의 일방의 측에 상기 유체 도입 홈을, 타방의 측에 상기 동압 발생 홈을 배열설치하고, 상기 유체 도입 홈과 상기 동압 발생 홈 사이에 가스 빼기 홈이 설치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  16. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 상기 개구부가 가장 크고, 끝이 가는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  17. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 개구하는 개구부를 가지고, 상기 개구부와 반대측은 직경 방향에 있어서 원호 형상으로 잘려들어간 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  18. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 도입 홈은 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리를 따르도록 설치되고, 상기 슬라이딩면의 일방의 둘레 가장자리에만 연통하는 유체 도입부 및 유체 도출부, 및 이들을 둘레 방향으로 연통하는 유체 연통부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  19. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동압 발생 홈은 상기 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 스파이럴 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  20. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동압 발생 홈은 상기 슬라이딩면의 타방의 둘레 가장자리에만 연통하는 L자 형상의 홈이 대칭적으로 1쌍 배열설치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
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