WO2018092742A1 - しゅう動部品 - Google Patents

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WO2018092742A1
WO2018092742A1 PCT/JP2017/040830 JP2017040830W WO2018092742A1 WO 2018092742 A1 WO2018092742 A1 WO 2018092742A1 JP 2017040830 W JP2017040830 W JP 2017040830W WO 2018092742 A1 WO2018092742 A1 WO 2018092742A1
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pressure generating
fluid side
negative pressure
fluid
groove
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PCT/JP2017/040830
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雄大 根岸
紗和花 小杉
裕貴 井上
井上　秀行
猛 細江
雄一郎 徳永
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イーグル工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sliding part suitable for a sliding part, for example, a mechanical seal, a bearing, and the like.
  • the present invention relates to a sliding component such as a seal ring or a bearing that requires a fluid to be interposed on a sliding surface to reduce friction and prevent fluid from leaking from the sliding surface.
  • a fine groove called surface texturing may be provided on the sliding surface of the sliding component in order to improve lubricity.
  • a spiral groove that directly communicates with the high-pressure fluid side on the high-pressure side of one sliding surface that slides relative to each other.
  • a positive pressure generating mechanism consisting of dimples
  • a negative pressure generating mechanism consisting of a reverse Rayleigh step mechanism on the low pressure side
  • a pressure release groove between the spiral groove or dimple and the reverse Rayleigh step mechanism
  • the open groove and the reverse Rayleigh step mechanism are in communication with the high-pressure fluid side through a radial groove, and an application has been filed in which the low-pressure fluid side is isolated by a sealing surface (see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 The invention described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “prior art”) prevents lubrication of the sliding surface and leakage of the sealed high-pressure fluid from the high-pressure fluid side to the low-pressure fluid side. Although it is an invention excellent in sealing performance, it is not an invention in which the low pressure fluid sucked into the negative pressure generating mechanism provided on the low pressure side is not discharged to the high pressure fluid side.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in the case where different types of fluid exist on both sides of the sliding surface, the sealing of the different fluids on both sides is achieved while achieving both sealing and lubrication.
  • An object of the present invention is to provide a sliding part that can prevent mixing.
  • a sliding part of the present invention firstly includes a pair of sliding parts that slide relative to each other, and different types of first parts are provided on both sides of the sliding surfaces of the pair of sliding parts.
  • a sliding surface of at least one sliding component is provided with a first fluid side negative pressure generating mechanism including a first negative pressure generating groove, and the first fluid side negative pressure is provided.
  • a second fluid-side negative pressure generating mechanism comprising a second negative-pressure generating groove located on the second fluid side from the pressure generating mechanism; and the first fluid-side negative pressure generating mechanism and the second fluid-side negative pressure
  • a dynamic pressure generating mechanism including a dynamic pressure generating groove is provided on at least one of the first fluid side and the second fluid side from the pressure generating mechanism, and the first negative pressure generating groove is separated from the second fluid side by a land portion.
  • the second negative pressure generating groove is formed by the land portion. It is characterized by being isolated from the body side. According to this feature, it is possible to prevent mixing of the first fluid and the second fluid which are different on both sides while achieving both lubrication of the sliding surface and sealing of the first fluid and the second fluid.
  • the sliding component of the present invention is secondly characterized in that, in the first feature, a circumferential groove is provided between the first fluid-side negative pressure generating mechanism and the second fluid-side negative pressure generating mechanism.
  • the circumferential groove is separated from the first fluid side and the second fluid side by a land portion.
  • the sliding component of the present invention is characterized in that, in the second feature, the groove depth of the circumferential groove is determined by the dynamic pressure generating groove, the first negative pressure generating groove, and the second negative pressure generating groove. It is characterized by being set deeper than the groove depth. According to these features, interference between the first fluid-side negative pressure generating mechanism and the second fluid-side negative pressure generating mechanism can be prevented, and the respective suction effects and discharge effects can be enhanced.
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism is formed of a reverse Rayleigh step mechanism
  • the second fluid-side negative pressure generating mechanism is Is formed of a spiral mechanism
  • the dynamic pressure generating mechanism is provided on the first fluid side of the first fluid side negative pressure generating mechanism and is formed of a Rayleigh step mechanism
  • the groove portion of the reverse Rayleigh step mechanism is The first fluid side communicates with the second fluid side and is separated by a land portion
  • the spiral mechanism groove portion communicates with the second fluid side and is separated from the first fluid side by the land portion.
  • the groove portion of the Rayleigh step mechanism is characterized in that it communicates with the first fluid side and is isolated from the second fluid side by a land portion.
  • a negative pressure generating mechanism and a dynamic pressure generating mechanism are provided on the sliding surface by a combination of a reverse Rayleigh step mechanism and a spiral mechanism as a negative pressure generating mechanism and a Rayleigh step mechanism as a dynamic pressure generating mechanism. It can arrange
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism is formed of a first spiral mechanism, and the second fluid-side negative pressure generating mechanism is provided.
  • the dynamic pressure generating mechanism is provided on the first fluid side from the first fluid side negative pressure generating mechanism and is formed from a Rayleigh step mechanism
  • the groove portion of the first spiral mechanism is The first fluid side communicates with or is separated from the land portion and is separated from the second fluid side from the land portion
  • the groove portion of the second spiral mechanism is separated from the first fluid side and the land portion
  • the groove portion of the Rayleigh step mechanism communicates with the first fluid side and is separated from the second fluid side by a land portion.
  • the negative pressure generating mechanism and the dynamic pressure generating mechanism are effectively arranged on the sliding surface by the combination of the spiral mechanism as the negative pressure generating mechanism and the Rayleigh step mechanism as the dynamic pressure generating mechanism. Can do.
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism is formed of a first spiral mechanism
  • the second fluid-side negative pressure generating mechanism is provided.
  • the dynamic pressure generating mechanism is provided on the first fluid side of the first fluid side negative pressure generating mechanism and is formed of a third spiral mechanism
  • a groove portion of the first spiral mechanism Is separated from the first fluid side by the land portion and from the second fluid side by the land portion
  • the groove portion of the second spiral mechanism is separated from the first fluid side by the land portion and the first fluid side.
  • the groove portion of the third spiral mechanism is in communication with the first fluid side and is isolated from the second fluid side by a land portion.
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism is formed of a first reverse Rayleigh step mechanism
  • the second fluid-side negative pressure is The generating mechanism is formed of a second reverse Rayleigh step mechanism
  • the dynamic pressure generating mechanism is the first fluid side negative pressure generating mechanism and the second fluid side negative pressure generating mechanism is Provided on the second fluid side, each formed from a Rayleigh step mechanism
  • the groove portion of the first reverse Rayleigh step mechanism is communicated with the first fluid side and isolated from the second fluid side by a land portion
  • the groove portion of the second reverse Rayleigh step mechanism communicates with the second fluid side and is separated from the first fluid side by a land portion
  • the groove portion of the Rayleigh step mechanism is the first fluid side.
  • the other is separated by a land portion with passed either the communication of the second fluid side.
  • the negative pressure generating mechanism and the dynamic pressure generating mechanism are effectively arranged on the sliding surface by the combination of the reverse Rayleigh step mechanism as the negative pressure generating mechanism and the Rayleigh step mechanism as the dynamic pressure generating mechanism.
  • the dynamic pressure generating mechanism is provided on both sides of the first fluid side and the second fluid side, a fluid film can be formed on the entire sliding surface. The lubrication can be made more reliable.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism is formed of a first spiral mechanism
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism is provided.
  • the dynamic pressure generating mechanism is provided on the first fluid side from the first fluid side negative pressure generating mechanism and on the second fluid side from the second fluid side negative pressure generating mechanism.
  • the groove portion of the first spiral mechanism communicates with the first fluid side or is isolated by the land portion, and is isolated by the second fluid side and the land portion.
  • the groove portion of the second spiral mechanism is separated by the first fluid side and the land portion and is communicated with or separated from the second fluid side
  • the groove portion of the third spiral mechanism is The first fluid side communicates with the second fluid side and is separated from the second fluid side by the land portion.
  • the fourth spiral mechanism is separated from the first fluid side by the land portion and communicates with the second fluid side. It is characterized by that.
  • the negative pressure generating mechanism and the dynamic pressure generating mechanism can be effectively arranged on the sliding surface by the combination of the negative pressure generating mechanism and the spiral mechanism as the dynamic pressure generating mechanism. Since dynamic pressure generating mechanisms are provided on both sides of the first fluid side and the second fluid side, a fluid film can be formed on the entire sliding surface, and the sliding surface can be more reliably lubricated. be able to.
  • the sliding component of the present invention is characterized in that, in the first feature, the first negative pressure generating groove, the second negative pressure generating groove, and the dynamic pressure generating groove are in a radial line passing through the rotation center. It is characterized by being symmetrically formed. According to this feature, it is possible to provide a sliding component suitable for the double-rotation specification that can be used without exchanging the seal ring with the surface texture even when the rotation-side seal ring rotates in both directions. .
  • the sliding surface provided with the second fluid-side negative pressure generating mechanism includes the first fluid-side negative pressure. It is characterized in that the generating mechanism and the sliding surface on which the dynamic pressure generating mechanism is provided are set at a low position in the axial direction away from the counterpart sliding surface. According to this feature, it is possible to provide a degree of freedom in design, and it is possible to achieve a discharge function almost the same as that provided on the same plane.
  • the present invention has the following excellent effects. (1) In the case where different types of first fluid and second fluid exist on both sides of the sliding surfaces of the pair of sliding parts, the first negative pressure is generated on the sliding surface of at least one of the sliding parts.
  • a first fluid-side negative pressure generating mechanism including a groove is provided, and a second fluid-side negative pressure generating mechanism including a second negative pressure generating groove is provided on the second fluid side of the first fluid-side negative pressure generating mechanism.
  • a dynamic pressure generating mechanism including a dynamic pressure generating groove is provided on at least one of the first fluid side or the second fluid side from the first fluid side negative pressure generating mechanism and the second fluid side negative pressure generating mechanism,
  • the pressure generating groove is isolated from the second fluid side by the land portion, and the second negative pressure generating groove is isolated from the first fluid side by the land portion, so that the sliding surface is lubricated and the first and second fluids are separated. Prevents mixing of the first fluid and the second fluid different on both sides while achieving both sealing It is possible.
  • a circumferential groove is provided between the first fluid-side negative pressure generating mechanism and the second fluid-side negative pressure generating mechanism, and the circumferential groove includes the first fluid side, the second fluid side, and the land portion.
  • the groove depth of the circumferential groove is set to be deeper than the groove depths of the dynamic pressure generating groove, the first negative pressure generating groove, and the second negative pressure generating groove. Interference between the pressure generating mechanism and the second fluid-side negative pressure generating mechanism can be prevented, and the respective suction effects and discharge effects can be enhanced.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism is formed of a reverse Rayleigh step mechanism
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism is formed of a spiral mechanism
  • the dynamic pressure generating mechanism is the first fluid side negative pressure generating mechanism.
  • the groove portion of the spiral mechanism is provided on the first fluid side and formed from the Rayleigh step mechanism.
  • the groove portion of the reverse Rayleigh step mechanism communicates with the first fluid side and is isolated from the second fluid side by the land portion. Is communicated with the second fluid side and separated from the first fluid side by the land portion, and the groove portion of the Rayleigh step mechanism is communicated with the first fluid side and the second fluid side is separated by the land portion.
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism is formed from the first spiral mechanism
  • the second fluid-side negative pressure generating mechanism is formed from the second spiral mechanism
  • the dynamic pressure generating mechanism is the first fluid-side negative pressure generating mechanism.
  • the groove portion of the first spiral mechanism is communicated with the first fluid side or separated by the land portion and is separated by the second fluid side and the land portion.
  • the groove part of the two spiral mechanism is separated from the first fluid side and the land part and communicated with the second fluid side, and the groove part of the Rayleigh step mechanism is communicated with the first fluid side and the second fluid side.
  • a negative pressure generator is formed on the sliding surface by a combination of a spiral mechanism as a negative pressure generating mechanism and a Rayleigh step mechanism as a dynamic pressure generating mechanism. And it is possible to effectively dispose the dynamic pressure generating mechanism.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism is formed from a first spiral mechanism
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism is formed from a second spiral mechanism
  • the dynamic pressure generating mechanism is the first fluid side negative pressure generating unit.
  • the first spiral mechanism is separated from the first fluid side from the land portion and the second fluid side is separated from the land portion from the first fluid side.
  • the groove part of the two spiral mechanism is separated from the first fluid side and the land part and communicated with the second fluid side
  • the groove part of the third spiral mechanism is communicated with the first fluid side and the second fluid side.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism is formed from a first reverse Rayleigh step mechanism
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism is formed from a second reverse Rayleigh step mechanism
  • the dynamic pressure generating mechanism is the first Provided on the first fluid side from the fluid-side negative pressure generating mechanism and on the second fluid side from the second fluid-side negative pressure generating mechanism, each formed from a Rayleigh step mechanism
  • the groove portion of the first reverse Rayleigh step mechanism is The first fluid side communicates with the second fluid side and is separated from the second fluid side by the land portion
  • the groove portion of the second reverse Rayleigh step mechanism is communicated with the second fluid side and separated from the first fluid side by the land portion.
  • the groove portion of the Rayleigh step mechanism communicates with either the first fluid side or the second fluid side and is separated from the other by the land portion, so that the negative pressure generating mechanism is reversed.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism is formed from the first spiral mechanism
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism is formed from the second spiral mechanism
  • the dynamic pressure generating mechanism is the first fluid side negative pressure generating mechanism.
  • the first fluid side and the second fluid side negative pressure generating mechanism are provided on the second fluid side from the second fluid side negative pressure generating mechanism, respectively, and are formed by third and fourth spiral mechanisms, respectively.
  • the second fluid side and the land part, and the groove portion of the second spiral mechanism is isolated by the first fluid side and the land part and communicated with the second fluid side or the land part.
  • the groove portion of the third spiral mechanism communicates with the first fluid side and is separated from the second fluid side by the land portion
  • the fourth spiral mechanism is separated by the first fluid side and the land portion.
  • the negative pressure generating mechanism and the dynamic pressure generating mechanism are effectively arranged on the sliding surface by combining the negative pressure generating mechanism and the spiral mechanism as the dynamic pressure generating mechanism. Furthermore, since dynamic pressure generating mechanisms are provided on both sides of the first fluid side and the second fluid side, a fluid film can be formed on the entire sliding surface. Surface lubrication can be made more reliable.
  • the first negative pressure generating groove, the second negative pressure generating groove, and the dynamic pressure generating groove are formed symmetrically with respect to a radial line passing through the rotation center, so that the rotation-side sealing ring rotates in both directions. Even in this case, it is possible to provide a sliding part suitable for the double-rotation specification that can be used without exchanging the sealing ring having the surface texture.
  • the sliding surface on which the second fluid-side negative pressure generating mechanism is provided extends axially from the counterpart sliding surface with respect to the sliding surface on which the first fluid-side negative pressure generating mechanism and the dynamic pressure generating mechanism are provided.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • A is a diagram for explaining a positive pressure generating mechanism consisting of a narrowing gap (step) on the downstream side of the dimple
  • (b) is a diagram for explaining a negative pressure generating mechanism consisting of an expanding gap (step) on the upstream side of the dimple. is there.
  • the top view of the sliding surface of the sliding component which concerns on Example 2 of this invention is shown.
  • the top view of the sliding surface of the sliding component which concerns on Example 3 of this invention is shown.
  • the top view of the sliding surface of the sliding component which concerns on Example 4 of this invention is shown.
  • the top view of the sliding surface of the sliding component which concerns on Example 5 of this invention is shown.
  • the top view of the sliding surface of the sliding component which concerns on Example 6 of this invention is shown. It is sectional drawing of the sliding surface of the sliding component which concerns on Example 7 of this invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a mechanical seal, in which the first fluid is present on the inner peripheral side of the sliding surface S and the second fluid is present on the outer peripheral side, and the sliding surface is lubricated. At the same time, the first fluid and the second fluid of different types are prevented from being mixed.
  • the sleeve 2 is provided on the rotary shaft 1 side for driving the pump impeller (not shown) on the second fluid side.
  • An annular rotary side sealing ring 3 provided so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 1 and an annular shape provided on the pump housing 4 so as to be non-rotatable and axially movable.
  • the fixed-side seal ring 5 slides closely between the sliding surfaces S polished by lapping or the like by the coiled wave spring 6 and the bellows 7 that urge the fixed-side seal ring 5 in the axial direction. ing. That is, in this mechanical seal, different types of first fluid, for example, water, and second fluid, for example, oil are mixed on the sliding surfaces S of the rotating side sealing ring 3 and the stationary side sealing ring 5. Is to prevent.
  • first fluid exists on the inner peripheral side of the sliding surface and the second fluid exists on the outer peripheral side will be described.
  • FIG. 2 is a plan view of the sliding surface of the sliding component according to the first embodiment of the present invention, and shows a case where the surface texturing is applied to the sliding surface of the stationary seal ring 5 in FIG. An example will be described. The same applies to the case where surface texturing is applied to the sliding surface of the rotation-side sealing ring 3.
  • the rotational direction of the mating sliding surface S that slides relative to the sliding surface S of the stationary seal ring 5 is counterclockwise.
  • the surface texturing direction of the sliding surface S of the fixed sealing ring 5 may be reversed.
  • the sliding surface S of the stationary-side seal ring 5 is provided with a dynamic pressure generating mechanism 10 including a dynamic pressure generating groove 11 located on the first fluid side, and is positioned closer to the center than the dynamic pressure generating mechanism 10.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism 12 including the negative pressure generating groove 13 is provided, and the second fluid including the second negative pressure generating groove 15 is located on the second fluid side of the first fluid side negative pressure generating mechanism 12.
  • a side negative pressure generating mechanism 14 is provided. Between the first fluid-side negative pressure generating mechanism 12 and the second fluid-side negative pressure generating mechanism 14, the dynamic pressure generating groove 11, the first negative pressure generating groove 13, and the second negative pressure generating groove 15 are provided.
  • An annular first circumferential groove 16 deeper than the depth is provided.
  • the first circumferential groove 16 is separated from the first fluid side and the second fluid side by the land portion R. Furthermore, in this example, an annular second circumferential groove 17 is provided between the dynamic pressure generating mechanism 10 and the first fluid side negative pressure generating mechanism 12. The second circumferential groove 17 communicates with the first fluid side through the radial deep groove 18 and is separated from the second fluid side by the land portion R.
  • the dynamic pressure generating mechanism 10 is formed of a Rayleigh step mechanism, and the dynamic pressure generating groove 11 is formed of a groove portion (a depression or a concave portion) of the Rayleigh step mechanism.
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism 12 is formed by a reverse Rayleigh step mechanism, and the first negative pressure generating groove 13 is formed by a groove portion of the reverse Rayleigh step mechanism.
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 is formed of a spiral mechanism, and the second negative pressure generating groove 15 is formed of a groove portion of the spiral mechanism.
  • the downstream end of the groove portion 13 of the reverse Rayleigh step mechanism 12 communicates with the first fluid side via the radial deep groove 18 and is separated from the second fluid side by the land portion R. Further, the groove portion 15 of the spiral mechanism 14 communicates with the second fluid side and is separated from the first fluid side by the land portion R. Further, the groove portion 11 of the Rayleigh step mechanism 10 has an upstream end communicated with the first fluid side via the radial deep groove 18 and is separated from the second fluid side by the land portion R.
  • the land portion R means a smooth portion of the sliding surface S.
  • the dynamic pressure generating mechanism 10 improves the lubrication performance by generating a dynamic pressure (positive pressure) to allow the first fluid to enter between the sliding surfaces to increase the fluid film.
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism 12 reverse Rayleigh step mechanism 12
  • the first fluid that has entered the sliding surface is prevented from entering the second fluid side on the outer peripheral side.
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 spiral mechanism 14 sucks the second fluid existing on the sliding surface by generating a negative pressure and discharges it to the second fluid side.
  • the second fluid that has entered the moving surface is prevented from entering the first fluid side on the inner peripheral side.
  • the first circumferential groove 16 prevents interference between the first fluid-side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12) and the second fluid-side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14).
  • the suction effect and the discharge effect are enhanced.
  • the second circumferential groove 17 prevents interference between the dynamic pressure generating mechanism 10 (Rayleigh step mechanism 10) and the first fluid-side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12), and each suction effect and This enhances the discharge effect.
  • each groove portion 15 of the spiral mechanism 14 is disposed so as to expand from the upstream side toward the downstream side, and the downstream end portion communicates with the second fluid side.
  • the planar shape of each groove portion 15 itself may be a straight line shape as shown in FIG. 3 or may be a straight line shape. It may be arranged so as to have a spread.
  • the upstream end portion of the groove portion 15 may be communicated with the first circumferential groove 16 as shown in FIGS. 2A and 3, and as shown in FIG. It may be isolated from the one circumferential groove 16 by a land portion.
  • the object of the present invention can be achieved even when the first circumferential groove 16 and the second circumferential groove 17 are not provided.
  • the depth of the first circumferential groove 16, the second circumferential groove 17, and the radial deep groove 18 is ten times or more the depth of the groove portions 11, 13, and 16.
  • the dynamic pressure generating groove 11 (groove portion 11) of the dynamic pressure generating mechanism 10 (Rayleigh step mechanism 10) and the first negative pressure generating groove of the first fluid side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12).
  • 13 (groove portion 13) and the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the second fluid-side negative pressure generating mechanism 14 are sliding surfaces that slide with the mating sliding surface S. S is formed.
  • a first circumferential groove 16 is provided between the first negative pressure generating groove 13 (groove portion 13) and the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15), and the dynamic pressure generating groove 11 (groove portion 11).
  • a second circumferential groove 17 is provided between the first negative pressure generating groove 13 (groove portion 13).
  • FIG. 5 (a) a dynamic pressure (positive pressure) generating mechanism including a Rayleigh step mechanism and a negative pressure generating mechanism including a reverse Rayleigh step mechanism
  • FIG. 5 (a) the rotating side sealing ring 3 and the stationary side sealing ring 5 which are opposing sliding parts slide relative to each other as indicated by arrows.
  • the sliding surface of the fixed-side sealing ring 5 is formed with a Rayleigh step 11a that is narrower and forms a gap (step) that is perpendicular to the relative movement direction and faces the upstream side, and on the upstream side of the Rayleigh step 11a.
  • a groove portion 11 which is a pressure (positive pressure) generating groove is formed.
  • the sliding surfaces S of the rotating side sealing ring 3 and the stationary side sealing ring 5 facing each other are flat.
  • the fluid interposed between the sliding surfaces S of the rotation-side seal ring 3 and the fixed-side seal ring 5 is rotated on the rotation side.
  • a dynamic pressure (positive pressure) as indicated by a broken line is generated due to the presence of the Rayleigh step 11a.
  • R represents a land portion.
  • the rotating side sealing ring 3 and the stationary side sealing ring 5 which are the opposing sliding parts slide relative to each other as indicated by the arrows. 5 is formed with a reverse Rayleigh step 13a that forms a gap (step) that is perpendicular to the relative movement direction and faces the downstream side, and forms a negative pressure on the downstream side of the reverse Rayleigh step 13a.
  • a groove portion 13 that is a groove is formed. The sliding surfaces of the opposing rotating side sealing ring 3 and stationary side sealing ring 5 are flat.
  • the second fluid that has entered from the second fluid side by the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 is sucked and discharged to the second fluid side. For this reason, it is possible to prevent mixing of the different types of the first fluid and the second fluid on both sides while achieving both lubrication of the sliding surface S and sealing of the first fluid and the second fluid.
  • Example 1 According to the structure of Example 1 demonstrated above, there exist the following outstanding effects.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12) including the groove 13 (groove portion 13) is provided, and the second fluid side from the first fluid side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12).
  • a second fluid-side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) including a second negative-pressure generating groove 15 (groove portion 15), and a first fluid-side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step).
  • a dynamic pressure generating mechanism 10 (Rayleigh step mechanism 10) including a dynamic pressure generating groove 11 (groove portion 11) on the first fluid side from the mechanism 12) and the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14);
  • the first negative pressure generating groove 13 (groove portion 13) of the first fluid side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12) communicates with the first fluid side and is separated from the second fluid side by the land portion R.
  • the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) communicates with the second fluid side and is separated from the first fluid side by the land portion R.
  • the dynamic pressure generating groove 11 (groove portion 11) of the dynamic pressure generating mechanism 10 (Rayleigh step mechanism 10) is communicated with the first fluid side and isolated from the second fluid side by the land portion R. Accordingly, it is possible to prevent the first fluid and the second fluid from being mixed on both sides from being mixed while achieving both lubrication of the sliding surface S and sealing of the first fluid and the second fluid.
  • a first circumferential groove 16 deeper than the groove depth of the first negative pressure generating groove 13 (groove portion 13) and the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) is provided, and the first circumferential groove 16 is the first
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12) and the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) are separated from the fluid side and the second fluid side by the land portion R. Can be prevented, and the suction effect and the discharge effect can be enhanced.
  • An annular second circumferential groove 17 is provided between the dynamic pressure generation mechanism 10 (Rayleigh step mechanism 10) and the first fluid-side negative pressure generation mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12), and the second circumference
  • the groove 17 communicates with the first fluid side via the radial deep groove 18 and is separated from the second fluid side by the land portion R, so that the dynamic pressure generating mechanism 10 (Rayleigh step mechanism 10) and the first fluid side are separated. Interference with the negative pressure generating mechanism 12 (reverse Rayleigh step mechanism 12) can be prevented, and the respective suction effects and discharge effects can be enhanced.
  • Example 2 of this invention With reference to FIG. 6, the sliding component which concerns on Example 2 of this invention is demonstrated.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the first fluid-side negative pressure generating mechanism is configured by a spiral mechanism, but the other basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals. A duplicate description will be omitted.
  • the groove portion 21 of the spiral mechanism 20 constituting the first fluid-side negative pressure generating mechanism has a curved shape (spiral shape) reduced from the upstream side toward the downstream side toward the center. ing. For this reason, negative pressure is generated in the groove portion 21 due to the sliding with the counterpart sliding surface, and the fluid sucked into the groove portion 21 is urged toward the first fluid side.
  • the upstream end portion of the groove portion 21 is separated from the first circumferential groove 16 by the land portion, and the downstream end portion is communicated with the second circumferential groove 17. For this reason, the fluid sucked into the groove portion 21 is reliably discharged to the first fluid side. Further, the upstream end of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) communicates with the first circumferential groove 16. In FIG.
  • the upstream end portion of the groove portion 21 is isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion, and the downstream end portion is communicated with the second circumferential groove 17, and the second fluid side
  • An upstream end of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) is isolated from the first circumferential groove 16 by a land portion.
  • the upstream end of the groove portion 21 is isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion, and the downstream end portion is isolated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • the upstream end of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the two-fluid-side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) is isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion.
  • the upstream end of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) is the first circumference. It may communicate with the groove 16.
  • the upstream end portion of the groove portion 21 communicates with the first circumferential groove 16, and the downstream end portion is isolated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • An upstream end portion of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) communicates with the first circumferential groove 16.
  • the upstream end portion of the groove portion 21 communicates with the first circumferential groove 16, and the downstream end portion is isolated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • An upstream end of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) is isolated from the first circumferential groove 16 by a land portion.
  • the first circumferential groove 16 and the second circumferential groove 17 are omitted, and the upstream end portion and the downstream end portion of the groove portion 21 are surrounded by the land portion R. . Further, the upstream end portion of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) is also surrounded by the land portion R.
  • the third embodiment is different from the second embodiment in that the dynamic pressure generating mechanism is configured by a spiral mechanism, but the other basic configuration is the same as that of the second embodiment.
  • the description to be omitted is omitted.
  • the groove portion 23 of the spiral mechanism 22 constituting the dynamic pressure generating mechanism has a curved shape (spiral shape) expanded from the upstream side toward the downstream side toward the second fluid side. .
  • a dynamic pressure positive pressure
  • the first fluid enters between the sliding surfaces to increase the fluid film, thereby improving the lubrication performance.
  • the upstream end portion of the groove portion 23 communicates with the first fluid side, and the downstream end portion is isolated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • Some of the plurality of groove portions 23 are formed in deep grooves having the same depth as the second circumferential groove 17.
  • the upstream end portion of the groove portion 21 is separated from the first circumferential groove 16 by the land portion, and the downstream end portion is communicated with the second circumferential groove 17.
  • the upstream end of the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the second fluid side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) communicates with the first circumferential groove 16.
  • the groove portion 23 and the groove portion 21 are the same as those in FIG.
  • the upstream end portion of the groove portion 15 is isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion.
  • the groove portion 23 and the groove portion 15 are the same as in FIG. 7A, but the upstream end of the groove portion 21 is isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion, The downstream end is isolated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • the upstream end portion of the groove portion 15 may be isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion.
  • the groove portion 23 and the groove portion 15 are the same as those in FIG. 7A, but the upstream end portion of the groove portion 21 communicates with the first circumferential groove 16, and the downstream side The end portion is isolated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • the groove portion 23 and the groove portion 15 are the same as those in FIG. 7B, but the upstream end portion of the groove portion 21 communicates with the first circumferential groove 16, and the downstream portion The end portion is isolated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • the sliding component which concerns on Example 4 of this invention is demonstrated.
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism is formed of a reverse Rayleigh step mechanism, and the dynamic pressure generating mechanism is provided on the second fluid side of the second fluid side negative pressure generating mechanism.
  • the other basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the second fluid side negative pressure generating mechanism is configured by a reverse Rayleigh step mechanism 24, and the dynamic pressure generating mechanism configured by a Rayleigh step mechanism 26 is disposed on the second fluid side from the reverse Rayleigh step mechanism 24.
  • An annular third circumferential groove 28 is provided between the groove portion 25 of the reverse Rayleigh step mechanism 24 and the groove portion 27 of the Rayleigh step mechanism 26, and the annular third circumferential groove 28 is a radial deep groove 29. Is communicated to the second fluid side via the. Further, the upstream end portion of the groove portion 27 of the Rayleigh step mechanism 26 communicates with the second fluid side via a radial deep groove 29.
  • the groove depth of the third circumferential groove 28 is the same as the groove depth of the first circumferential groove 16 and the second circumferential groove 17.
  • the Rayleigh step mechanism 26 constituting the dynamic pressure generating mechanism is provided at the second fluid side of the second fluid side negative pressure generating mechanism, that is, the position closest to the second fluid side, the first
  • a liquid film can be formed on the entire sliding surface, and the sliding surface can be more reliably lubricated.
  • the object of the present invention can be achieved even when the first circumferential groove 16, the second circumferential groove 17, and the third circumferential groove 28 are not provided.
  • the sliding component which concerns on Example 5 of this invention is demonstrated.
  • the first fluid-side negative pressure generating mechanism, the second fluid-side negative pressure generating mechanism, the first fluid-side dynamic pressure generating mechanism, and the second fluid-side dynamic pressure generating mechanism are configured by a spiral mechanism.
  • the other basic configuration is the same as that of the first to fourth embodiments, and the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism is configured by a spiral mechanism 20, and the second fluid side negative pressure generating mechanism is configured by a spiral mechanism 14.
  • a dynamic pressure generating mechanism including a spiral mechanism 22 is provided on the first fluid side of the spiral mechanism 20 of the first fluid side negative pressure generating mechanism, and the second fluid side of the spiral mechanism 14 of the second fluid side negative pressure generating mechanism. Is provided with a dynamic pressure generating mechanism including a spiral mechanism 30.
  • a first circumferential groove 16 is provided between the spiral mechanism 20 of the first fluid side negative pressure generating mechanism and the spiral mechanism 14 of the second fluid side negative pressure generating mechanism, and the spiral mechanism 20 of the first fluid side negative pressure generating mechanism.
  • a third circumferential groove 28 is provided between the spiral mechanism 30 of the mechanism.
  • the upstream end of the groove portion 21 of the spiral mechanism 20 is isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion, and the downstream end is communicated with the second circumferential groove 17.
  • the upstream end of the groove portion 15 of the spiral mechanism 14 is isolated from the first circumferential groove 16 by the land portion, and the downstream end is communicated to the third circumferential groove 28.
  • the second circumferential groove 17 communicates with the first fluid side via the arc-shaped groove 17a
  • the third circumferential groove 28 communicates with the second fluid side via the arc-shaped groove 28a.
  • FIG. 9B the upstream end of the groove portion 21 of the spiral mechanism 20 is communicated with the first circumferential groove 16, and the downstream end is separated from the second circumferential groove 17 by the land portion.
  • FIG. 9C the upstream end of the groove portion 15 of the spiral mechanism 14 is communicated with the first circumferential groove 16, and the downstream end is separated from the third circumferential groove 28 by the land portion.
  • the other points are the same as those in FIG. 9A.
  • FIG. 9D the upstream end and the downstream end of the groove portion 21 of the spiral mechanism 20 and the groove portion 15 of the spiral mechanism 14 are both surrounded by the land portion R without communicating with the deep groove.
  • FIG. 9 (e) shows that only the upstream end and the downstream end of the groove portion 15 of the spiral mechanism 14 are surrounded by the land portion R without communicating with the deep groove.
  • the other points are the same as in FIG. 9A.
  • the object of the present invention can be achieved even when the first circumferential groove 16, the second circumferential groove 17, and the third circumferential groove 28 are not provided.
  • the sixth embodiment relates to a sliding component suitable for a double-rotation specification that can be used without exchanging the seal ring with the surface texture even when the rotation-side seal ring 3 rotates in both directions.
  • the sliding surface S of the stationary seal ring 5 is provided with a dynamic pressure generating mechanism 32 including a dynamic pressure generating groove 33 located on the first fluid side.
  • a first fluid side negative pressure generating mechanism 35 comprising a first negative pressure generating groove 36 is provided on the side of the first fluid side negative pressure generating mechanism 35, and a second negative pressure is generated by being positioned closer to the second fluid side than the first fluid side negative pressure generating mechanism 35.
  • a second fluid-side negative pressure generating mechanism 37 comprising a groove 38 is provided. Further, between the first fluid side negative pressure generating mechanism 35 and the second fluid side negative pressure generating mechanism 37, the dynamic pressure generating groove 33, the first negative pressure generating groove 36, and the second negative pressure generating groove 38 are provided.
  • An annular first circumferential groove 16 deeper than the depth is provided.
  • the first circumferential groove 16 is separated from the first fluid side and the second fluid side by the land portion R.
  • an annular second circumferential groove 17 is provided between the dynamic pressure generating mechanism 32 and the first fluid-side negative pressure generating mechanism 35.
  • the second circumferential groove 17 communicates with the first fluid side through the radial deep groove 18 and is separated from the second fluid side by the land portion R.
  • the dynamic pressure generating mechanism 32 is formed of a Rayleigh step mechanism, and the dynamic pressure generating groove 36 is formed of a groove portion (a depression or a concave portion) of the Rayleigh step mechanism, and is formed symmetrically with the radial deep groove 18 in between.
  • the first fluid side negative pressure generating mechanism 35 is formed of a reverse Rayleigh step mechanism, and the first negative pressure generating groove 36 is formed of a groove portion of the reverse Rayleigh step mechanism, with respect to a radial line OO passing through the center of rotation. It is formed symmetrically.
  • the second fluid-side negative pressure generating mechanism 37 is formed by a reverse Rayleigh step mechanism, and the second negative pressure generating groove 37 is formed by a groove portion of the reverse Rayleigh step mechanism, and with respect to a radial line OO passing through the center of rotation. It is formed symmetrically.
  • the upstream end portion 36a and the downstream end portion 36b of the reverse Rayleigh step mechanism 35 are located on the first fluid side and close to the second circumferential groove 17, and the intermediate portion 36c is the first fluid. It is located on the side and close to the first circumferential groove 16. Further, the upstream end portion 38a and the downstream end portion 38b of the groove portion 38 of the reverse Rayleigh step mechanism 37 are located on the second fluid side and close to the second fluid side, and the intermediate portion 38c is the first fluid. It is located on the side and close to the first circumferential groove 16.
  • the object of the present invention can be achieved even when the first circumferential groove 16 and the second circumferential groove 17 are not provided in FIG. 10A.
  • a dynamic pressure generating mechanism 39 including a Rayleigh step mechanism is provided on the second fluid side of the second fluid side negative pressure generating mechanism 37, and the second fluid side negative pressure generating mechanism 37
  • the third circumferential groove 28 is provided between the pressure generating mechanism 39 and the second circumferential groove 28, the other configuration is the same as that of FIG. 10A.
  • the object of the present invention is achieved even when the first circumferential groove 16, the second circumferential groove 17, and the third circumferential groove 28 are not provided in FIG. 10 (c). It is possible to do.
  • the sliding surface provided with the second fluid-side negative pressure generating mechanism pivots from the mating sliding surface to the sliding surface provided with the first fluid-side negative pressure generating mechanism and the dynamic pressure generating mechanism.
  • the other basic configuration is the same as the previous embodiment, and redundant description is omitted.
  • the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15) of the second fluid-side negative pressure generating mechanism 14 (spiral mechanism 14) is low with respect to the sliding surface S in the axial direction away from the counterpart sliding surface. Set to position. For this reason, it is possible to provide a degree of freedom in design, and it is possible to achieve substantially the same discharge function as that provided on the same plane.
  • a first circumferential groove 16 is provided on the sliding surface S between the first negative pressure generating groove 13 (groove portion 13) and the second negative pressure generating groove 15 (groove portion 15).
  • a second circumferential groove 17 is provided between 11 (groove portion 11) and the first negative pressure generating groove 13 (groove portion 13).
  • the sliding component is used in any one of the pair of rotation sealing rings and the fixing sealing ring in the mechanical seal device.
  • the lubricating oil is provided on one axial side of the cylindrical sliding surface. It is also possible to use as a sliding part of a bearing that slides on a rotating shaft while sealing.
  • the inner peripheral side of the sliding component is described as the first fluid (for example, water) side
  • the outer peripheral side is described as the second fluid (for example, oil) side.
  • the first fluid and the second fluid are not limited to liquids, and may be gas or mist-like gas.
  • the upstream end portion and the downstream end portion of the groove portion of the first negative pressure generating mechanism and the second negative pressure generating mechanism and the communication relationship between the deep groove and the deep groove are not limited to the example described in the above embodiment. However, various modifications are possible.

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Abstract

両側の異なる流体の混合を防止できるしゅう動部品を提供する。しゅう動面Ｓには、第１負圧発生溝１３からなる第１流体側負圧発生機構１２を設けると共に、第１流体側負圧発生機構１２より第２流体側に位置して第２負圧発生溝１５からなる第２流体側負圧発生機構１４を設け、また、第１流体側負圧発生機構１２及び第２流体側負圧発生機構１４より第１流体側又は第２流体側の少なくとも一方に動圧発生溝１１からなる動圧発生機構１０を設け、第１負圧発生溝１３はランド部Ｒにより第２流体側と隔離され、第２負圧発生溝１５はランド部Ｒにより第１流体側と隔離されることを特徴としている。

Description

しゅう動部品
　本発明は、たとえば、メカニカルシール、軸受、その他、しゅう動部に適したしゅう動部品に関する。特に、しゅう動面に流体を介在させて摩擦を低減させるとともに、しゅう動面から流体が漏洩するのを防止する必要のある密封環または軸受などのしゅう動部品に関する。
　しゅう動部品の一例である、メカニカルシールにおいて、しゅう動部品のしゅう動面には、潤滑性の向上のため、表面テクスチャリングと呼ばれる微細な溝が付与されることがある。
　本出願人は、先に、密封と潤滑を両立させるために、たとえば、一対のしゅう動部品の互いに相対しゅう動する一方側のしゅう動面の高圧側には高圧流体側と直接連通するスパイラルグルーブ、又はディンプルからなる正圧発生機構を、低圧側には逆レイリーステップ機構からなる負圧発生機構を設けるとともに、前記スパイラルグルーブ又はディンプルと逆レイリーステップ機構との間に圧力開放溝を設け、圧力開放溝及び逆レイリーステップ機構は高圧流体側と半径方向溝を介して連通し、低圧流体側とはシール面により隔離されてなる発明を出願している（特許文献１参照。）。
　上記の特許文献１に記載の発明（以下「従来技術」という。）は、しゅう動面の潤滑性、及び、被密封流体である高圧流体の高圧流体側から低圧流体側への漏洩を防止する密封性において優れた発明であるが、低圧側に設けられた負圧発生機構に吸込まれた低圧流体が高圧流体側に吐出されないようにした発明ではない。
　そのため、しゅう動面の両側に異なる流体が存在し、両流体が混合されると危険が発生するとか、あるいは、化学反応等により被密封流体が変質してしまうような場合に対応できないという問題があった。
ＷＯ　２０１４／１４８３１６　Ａ１（図１３～図２０）
　本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、しゅう動面の両側に異なる種類の流体が存在するものにおいて、密封と潤滑を両立させつつ、両側の異なる流体の混合を防止することができるしゅう動部品を提供することを目的とするものである。
　上記目的を達成するため本発明のしゅう動部品は、第１に、互いに相対しゅう動する一対のしゅう動部品を備え、前記一対のしゅう動部品のしゅう動面の両側には異なる種類の第１流体及び第２流体が存在するものにおいて、少なくとも一方のしゅう動部品のしゅう動面には、第１負圧発生溝からなる第１流体側負圧発生機構を設けると共に、前記第１流体側負圧発生機構より前記第２流体側に位置して第２負圧発生溝からなる第２流体側負圧発生機構を設け、また、前記第１流体側負圧発生機構及び前記第２流体側負圧発生機構より前記第１流体側又は前記第２流体側の少なくとも一方に動圧発生溝からなる動圧発生機構を設け、前記第１負圧発生溝はランド部により前記第２流体側と隔離され、第２負圧発生溝はランド部により前記第１流体側と隔離されることを特徴としている。
　この特徴によれば、しゅう動面の潤滑と第１流体及び第２流体の密封を両立させつつ、両側の異なる第１流体と第２流体との混合を防止することができる。
　また、本発明のしゅう動部品は、第２に、第１の特徴において、前記第１流体側負圧発生機構と前記第２流体側負圧発生機構との間には、円周溝を設け、前記円周溝は前記第１流体側及び第２流体側とランド部により隔離されることを特徴としている。
　また、本発明のしゅう動部品は、第３に、第２の特徴において、前記円周溝の溝深さは、前記動圧発生溝、第１負圧発生溝及び第２負圧発生溝の溝深さよりも深く設定されることを特徴としている。
　これらの特徴によれば、第１流体側負圧発生機構と第２流体側負圧発生機構との干渉を防止し、それぞれの吸込み効果及び吐出し効果を高めることができる。
　また、本発明のしゅう動部品は、第３に、第１又は第２の特徴において、前記第１流体側負圧発生機構は逆レイリーステップ機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構はスパイラル機構から形成され、また、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側に設けられてレイリーステップ機構から形成され、前記逆レイリーステップ機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離され、前記スパイラル機構のグルーブ部は前記第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部により隔離され、また、前記レイリーステップ機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離されることを特徴としている。
　この特徴によれば、負圧発生機構としての逆レイリーステップ機構及びスパイラル機構、並びに、動圧発生機構としてのレイリーステップ機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができる。
　また、本発明のしゅう動部品は、第４に、第１又は第２の特徴において、前記第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側に設けられてレイリーステップ機構から形成され、前記第１スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通又はランド部により隔離されると共に前記第２流体側とランド部により隔離され、前記第２スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通され、また、前記レイリーステップ機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離されることを特徴としている。
　この特徴によれば、負圧発生機構としてのスパイラル機構及び動圧発生機構としてのレイリーステップ機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができる。
　また、本発明のしゅう動部品は、第５に、第１又は第２の特徴において、前記第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側に設けられて第３スパイラル機構から形成され、前記第１スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側ともランド部により隔離され、前記第２スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通され、また、前記第３スパイラル機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離されることを特徴としている。
　この特徴によれば、負圧発生機構及び動圧発生機構としてのスパイラル機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができる。
　また、本発明のしゅう動部品は、第６に、第１又は第２の特徴において、前記第１流体側負圧発生機構は第１逆レイリーステップ機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２逆レイリーステップ機構から形成され、また、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側、及び、前記第２流体側負圧発生機構より前記第２流体側に設けられて、それぞれレイリーステップ機構から形成され、前記第１逆レイリーステップ機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離され、前記第２逆レイリーステップ機構のグルーブ部は前記第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部により隔離され、また、前記レイリーステップ機構のグルーブ部は、前記第１流体側又は第２流体側のいずれか一方と連通されると共に他方とはランド部により隔離されることを特徴としている。
　この特徴によれば、負圧発生機構としての逆レイリーステップ機構、動圧発生機構としてのレイリーステップ機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができ、さらに、第１流体側、及び、第２流体側の両側に動圧発生機構を設けられているため、しゅう動面の全体に流体膜を形成することができ、しゅう動面の潤滑をより確実にすることができる。
　 また、本発明のしゅう動部品は、第７に、第１又は第２の特徴において、前記第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側、及び、前記第２流体側負圧発生機構より前記第２流体側に設けられて、それぞれ第３及び第４スパイラル機構から形成され、前記第１スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通又はランド部により隔離されると共に前記第２流体側とランド部により隔離され、前記第２スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通又はランド部により隔離され、また、前記第３スパイラル機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離され、前記第４スパイラル機構は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通されることを特徴としている。
　この特徴によれば、負圧発生機構及び動圧発生機構としてのスパイラル機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができ、さらに、第１流体側、及び、第２流体側の両側に動圧発生機構を設けられているため、しゅう動面の全体に流体膜を形成することができ、しゅう動面の潤滑をより確実にすることができる。
　また、本発明のしゅう動部品は、第８に、第１の特徴において、前記第１負圧発生溝、前記第２負圧発生溝及び前記動圧発生溝は、回転中心を通る半径線に対して対称に形成されることを特徴としている。
　この特徴によれば、回転側密封環が両方向に回転する場合においても、表面テクスチャの施された密封環を交換することなく使用可能な両回転仕様に適したしゅ動部品を提供することができる。
　 また、本発明のしゅう動部品は、第９に、第１ないし第８のいずれかの特徴において、前記第２流体側負圧発生機構の設けられるしゅう動面は、前記第１流体側負圧発生機構及び前記動圧発生機構の設けられるしゅう動面に対して相手側しゅう動面から軸方向に離れた低位置に設定されることを特徴としている。
　この特徴によれば、設計に自由度をもたせることができ、同一平面上に設けられた場合とほぼ同様の吐出し機能を奏することができる。
　本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
（１）一対のしゅう動部品のしゅう動面の両側には異なる種類の第１流体及び第２流体が存在するものにおいて、少なくとも一方のしゅう動部品のしゅう動面には、第１負圧発生溝からなる第１流体側負圧発生機構を設けると共に、第１流体側負圧発生機構より第２流体側に位置して第２負圧発生溝からなる第２流体側負圧発生機構を設け、また、第１流体側負圧発生機構及び第２流体側負圧発生機構より第１流体側又は第２流体側の少なくとも一方に動圧発生溝からなる動圧発生機構を設け、第１負圧発生溝はランド部により第２流体側と隔離され、第２負圧発生溝はランド部により第１流体側と隔離されることにより、しゅう動面の潤滑と第１流体及び第２流体の密封を両立させつつ、両側の異なる第１流体と第２流体との混合を防止することができる。
（２）第１流体側負圧発生機構と第２流体側負圧発生機構との間には、円周溝を設け、前記円周溝は前記第１流体側及び第２流体側とランド部により隔離され、また、円周溝の溝深さは、動圧発生溝、第１負圧発生溝及び第２負圧発生溝の溝深さよりも深く設定されることにより、第１流体側負圧発生機構と第２流体側負圧発生機構との干渉を防止し、それぞれの吸込み効果及び吐出し効果を高めることができる。
（３）第１流体側負圧発生機構は逆レイリーステップ機構から形成され、第２流体側負圧発生機構はスパイラル機構から形成され、また、動圧発生機構は第１流体側負圧発生機構より第１流体側に設けられてレイリーステップ機構から形成され、逆レイリーステップ機構のグルーブ部は第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離され、スパイラル機構のグルーブ部は第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部により隔離され、また、レイリーステップ機構のグルーブ部は、第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離されることにより、負圧発生機構としての逆レイリーステップ機構及びスパイラル機構、並びに、動圧発生機構としてのレイリーステップ機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができる。
（４）第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、動圧発生機構は第１流体側負圧発生機構より第１流体側に設けられてレイリーステップ機構から形成され、第１スパイラル機構のグルーブ部は第１流体側と連通又はランド部により隔離されると共に第２流体側とランド部により隔離され、第２スパイラル機構のグルーブ部は第１流体側とランド部により隔離されると共に第２流体側と連通され、また、レイリーステップ機構のグルーブ部は、第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離されることにより、負圧発生機構としてのスパイラル機構及び動圧発生機構としてのレイリーステップ機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができる。
（５）第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より第１流体側に設けられて第３スパイラル機構から形成され、第１スパイラル機構のグルーブ部は第１流体側とランド部により隔離されると共に第２流体側ともランド部により隔離され、第２スパイラル機構のグルーブ部は第１流体側とランド部により隔離されると共に第２流体側と連通され、また、第３スパイラル機構のグルーブ部は、第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離されることにより、負圧発生機構及び動圧発生機構としてのスパイラル機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができる。
（６）第１流体側負圧発生機構は第１逆レイリーステップ機構から形成され、第２流体側負圧発生機構は第２逆レイリーステップ機構から形成され、また、動圧発生機構は第１流体側負圧発生機構より第１流体側、及び、第２流体側負圧発生機構より第２流体側に設けられて、それぞれレイリーステップ機構から形成され、第１逆レイリーステップ機構のグルーブ部は第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離され、第２逆レイリーステップ機構のグルーブ部は第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部により隔離され、また、レイリーステップ機構のグルーブ部は、第１流体側又は第２流体側のいずれか一方と連通されると共に他方とはランド部により隔離されることにより、負圧発生機構としての逆レイリーステップ機構、動圧発生機構としてのレイリーステップ機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができ、さらに、第１流体側、及び、第２流体側の両側に動圧発生機構を設けられているため、しゅう動面の全体に流体膜を形成することができ、しゅう動面の潤滑をより確実にすることができる。
（７）第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、動圧発生機構は第１流体側負圧発生機構より第１流体側、及び、第２流体側負圧発生機構より前記第２流体側に設けられて、それぞれ第３及び第４スパイラル機構から形成され、第１スパイラル機構のグルーブ部は第１流体側と連通又はランド部により隔離されると共に第２流体側とランド部により隔離され、第２スパイラル機構のグルーブ部は第１流体側とランド部により隔離されると共に第２流体側と連通又はランド部により隔離され、また、第３スパイラル機構のグルーブ部は、第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離され、第４スパイラル機構は第１流体側とランド部により隔離されると共に第２流体側と連通されることにより、負圧発生機構及び動圧発生機構としてのスパイラル機構の組合わせにより、しゅう動面に負圧発生機構及び動圧発生機構を効果的に配設することができ、さらに、第１流体側、及び、第２流体側の両側に動圧発生機構を設けられているため、しゅう動面の全体に流体膜を形成することができ、しゅう動面の潤滑をより確実にすることができる。
（８）第１負圧発生溝、前記第２負圧発生溝及び前記動圧発生溝は、回転中心を通る半径線に対して対称に形成されることにより、回転側密封環が両方向に回転する場合においても、表面テクスチャの施された密封環を交換することなく使用可能な両回転仕様に適したしゅ動部品を提供することができる。
（９）第２流体側負圧発生機構の設けられるしゅう動面は、第１流体側負圧発生機構及び動圧発生機構の設けられるしゅう動面に対して相手側しゅう動面から軸方向に離れた低位置に設定されることにより、設計に自由度をもとせることができ、同一平面上に設けられた場合とほぼ同様の吐出し機能を奏することができる。
本発明の実施例１に係るメカニカルシールの一例を示す縦断面図である。 本発明の実施例１に係るしゅう動部品のしゅう動面の平面図を示したものである。 図２のＡ部を拡大した拡大図である。 図２のＢ－Ｂ断面図である。 （ａ）はディンプルの下流側の狭まり隙間（段差）からなる正圧発生機構を、（ｂ）はディンプルの上流側の拡がり隙間（段差）からなる負圧発生機構を、説明するための図である。 本発明の実施例２に係るしゅう動部品のしゅう動面の平面図を示したものである。 本発明の実施例３に係るしゅう動部品のしゅう動面の平面図を示したものである。 本発明の実施例４に係るしゅう動部品のしゅう動面の平面図を示したものである。 本発明の実施例５に係るしゅう動部品のしゅう動面の平面図を示したものである。 本発明の実施例６に係るしゅう動部品のしゅう動面の平面図を示したものである。 本発明の実施例７に係るしゅう動部品のしゅう動面の断面図を示したものである。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは、特に明示的な記載がない限り、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。　
　図１ないし図４を参照して、本発明の実施例１に係るしゅう動部品について説明する。
　なお、本実施例においては、メカニカルシールを構成する部品がしゅう動部品である場合を例にして説明する。　　
　図１は、メカニカルシールの一例を示す縦断面図であって、しゅう動面Ｓの内周側に第１流体が存在し、外周側に第２流体が存在し、しゅう動面の潤滑を図ると共に、異なる種類の第１流体と第２流体とが混合するのを防止するようにものであり、たとえば、第２流体側のポンプインペラ（図示省略）を駆動させる回転軸１側にスリーブ２を介してこの回転軸１と一体的に回転可能な状態に設けられた円環状の回転側密封環３と、ポンプのハウジング４に非回転状態かつ軸方向移動可能な状態で設けられた円環状の固定側密封環５とが、この固定側密封環５を軸方向に付勢するコイルドウェーブスプリング６及びベローズ７によって、ラッピング等によって研磨されたしゅう動面Ｓ同士で密接しゅう動するようになっている。
　すなわち、このメカニカルシールは、回転側密封環３と固定側密封環５との互いのしゅう動面Ｓにおいて、異なる種類の第１流体、たとえば水と、第２流体、たとえば油とが混合するのを防止するものである。
　なお、本例においては、しゅう動面の内周側に第１流体が、外周側に第２流体が存在する場合について説明するが、逆であっても、同様の効果を奏する。
　図２は、本発明の実施例１に係るしゅう動部品のしゅう動面の平面図を示したもので、図１の固定側密封環５のしゅう動面に表面テクスチャリングが施された場合を例にして説明する。
　なお、回転側密封環３のしゅう動面に表面テクスチャリングが施される場合も同じである。
　図２（ａ）において、固定側密封環５のしゅう動面Ｓと相対しゅう動する相手側しゅう面Ｓの回転方向は反時計方向とする。
　なお、相手側しゅう面Ｓが時計方向に回転する場合には、固定側密封環５のしゅう動面Ｓの表面テクスチャリングの向きを逆にすればよい。
　固定側密封環５のしゅう動面Ｓには、第１流体側に位置して動圧発生溝１１からなる動圧発生機構１０を設け、動圧発生機構１０より中央側に位置して第１負圧発生溝１３からなる第１流体側負圧発生機構１２を設けると共に、第１流体側負圧発生機構１２より第２流体側に位置して第２負圧発生溝１５からなる第２流体側負圧発生機構１４を設ける。
　また、第１流体側負圧発生機構１２と第２流体側負圧発生機構１４との間には、動圧発生溝１１、第１負圧発生溝１３及び第２負圧発生溝１５の溝深さよりも深い環状の第１円周溝１６が設けられる。第１円周溝１６は第１流体側及び第２流体側とランド部Ｒにより隔離されている。
　さらに、本例においては、動圧発生機構１０と第１流体側負圧発生機構１２との間に環状の第２円周溝１７が設けられる。第２円周溝１７は半径方向深溝１８を介して第１流体側と連通され、第２流体側とランド部Ｒにより隔離されている。
　動圧発生機構１０はレイリーステップ機構から形成され、動圧発生溝１１はレイリーステップ機構のグルーブ部（窪みあるいは凹部）からなる。
　また、第１流体側負圧発生機構１２は逆レイリーステップ機構から形成され、第１負圧発生溝１３は逆レイリーステップ機構のグルーブ部からなる。
　さらに、第２流体側負圧発生機構１４はスパイラル機構から形成され、第２負圧発生溝１５はスパイラル機構のグルーブ部からなる。
　逆レイリーステップ機構１２のグルーブ部１３の下流側の端部は半径方向深溝１８を介して第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部Ｒにより隔離されている。
　また、スパイラル機構１４のグルーブ部１５は第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部Ｒにより隔離されている。
　さらに、レイリーステップ機構１０のグルーブ部１１は、上流側の端部が半径方向深溝１８を介して第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部Ｒにより隔離されている。
　なお、ランド部Ｒは、しゅう動面Ｓの平滑部を意味する。
　動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）は、動圧（正圧）を発生することによりしゅう動面間に第１流体を進入させて流体膜を増加させ、潤滑性能を向上させるものである。
　また、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）は、負圧を発生することにより、しゅう動面に存在する第１流体を吸込み、第１流体側に吐出するものであり、しゅう動面に進入した第１流体が外周側の第２流体側に進入することを防止するものである。
　また、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）は、負圧を発生することにより、しゅう動面に存在する第２流体を吸込み、第２流体側に吐出するものであり、しゅう動面に進入した第２流体が内周側の第１流体側に進入することを防止するものである。
　さらに、第１円周溝１６は、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）と第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）との干渉を防止し、それぞれの吸込み効果及び吐出し効果を高めるものである。
　さらに、第２円周溝１７は、動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）と第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）との干渉を防止し、それぞれの吸込み効果及び吐出し効果を高めるものである。
　図３に明示されるように、スパイラル機構１４のグルーブ部１５は、上流側から下流側に向けて広がりを持つように配設され、下流側の端部は第２流体側に連通されている。
　なお、本明細書において、個々のグルーブ部１５自体の平面形状は図３に示されるような曲線状である場合の他、直線状でもよく、直線状の場合においても上流側から下流側に向けて広がりを持つように配設されればよい。
　また、グルーブ部１５の上流側の端部は、図２（ａ）及び図３に示すように、第１円周溝１６に連通されてもよく、図２（ｂ）に示すように、第１円周溝１６からランド部により隔離されてもよい。
　さらに、図２（ｃ）に示すように、第１円周溝１６及び第２円周溝１７が設けられない場合においても本発明の目的は達成可能である。
　グルーブ部１１、１３、及び１６、並びに、第１円周溝１６、第２円周溝１７及び半径方向深溝１８の深さ及び幅については、しゅう動部品３、５の径、しゅう動面幅及び相対移動速度、並びに、密封及び潤滑の条件等に応じて適宜決定される性質のものである。
　一例として、第１円周溝１６、第２円周溝１７及び半径方向深溝１８の深さは、グルーブ部１１、１３、及び１６の深さの十倍以上である。
　次に、図４を参照しながら、固定側密封環５のしゅう動面の断面形状について説明する。
　図４において、動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）の動圧発生溝１１（グルーブ部１１）、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）の第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）及び第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）は、相手側のしゅう動面Ｓとしゅう動するしゅう動面Ｓ上に形成される。
　第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）と第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）との間には第１円周溝１６が設けられ、動圧発生溝１１（グルーブ部１１）と第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）との間には第２円周溝１７が設けられている。
　次に、図５を参照しながら、レイリーステップ機構などからなる動圧（正圧）発生機構及び逆レイリーステップ機構などからなる負圧発生機構を説明する。
　図５（ａ）において、相対するしゅう動部品である回転側密封環３、及び、固定側密封環５が矢印で示すように相対しゅう動する。固定側密封環５のしゅう動面には、相対的移動方向と垂直かつ上流側に面して狭まり隙間（段差）を構成するレイリーステップ１１ａが形成され、該レイリーステップ１１ａの上流側には動圧（正圧）発生溝であるグルーブ部１１が形成されている。相対する回転側密封環３及び固定側密封環５のしゅう動面Ｓは平坦である。
　回転側密封環３及び固定側密封環５が矢印で示す方向に相対移動すると、回転側密封環３及び固定側密封環５のしゅう動面Ｓ間に介在する流体が、その粘性によって、回転側密封環３または固定側密封環５の移動方向に追随移動しようとするため、その際、レイリーステップ１１ａの存在によって破線で示すような動圧（正圧）を発生する。
　なお、Ｒはランド部を示す。
　図５（ｂ）においても、相対するしゅう動部品である回転側密封環３、及び、固定側密封環５が矢印で示すように相対しゅう動するが、回転側密封環３及び固定側密封環５のしゅう動面には、相対的移動方向と垂直かつ下流側に面して拡がり隙間（段差）を構成する逆レイリーステップ１３ａが形成され、該逆レイリーステップ１３ａの下流側には負圧発生溝であるグルーブ部１３が形成されている。相対する回転側密封環３及び固定側密封環５のしゅう動面は平坦である。
　回転側密封環３及び固定側密封環５が矢印で示す方向に相対移動すると、回転側密封環３及び固定側密封環５のしゅう動面Ｓ間に介在する流体が、その粘性によって、回転側密封環３または固定側密封環５の移動方向に追随移動しようとするため、その際、逆レイリーステップ１３ａｂの存在によって破線で示すような負圧を発生する。
　　今、回転軸１が駆動され、回転側密封環３が回転されると、回転側密封環３と固定側密封環５とのしゅう動面Ｓが相対しゅう動され、動圧発生機構１０により動圧（正圧）が発生されてしゅう動面Ｓ同士がわずかに離間され、第１流体側から第１流体が、また、第２流体側から第２流体が徐々にしゅう動面Ｓに導入されて流体潤滑作用によりしゅう動面Ｓが非接触状態に保持される一方、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）により第１流体側から進入した第１流体が吸込まれ、第１流体側に吐出される。また、同時に、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）により第２流体側から進入した第２流体が吸込まれ、第２流体側に吐出される。
　このため、しゅう動面Ｓの潤滑と第１流体及び第２流体の密封を両立させつつ、両側の異なる種類の第１流体と第２流体との混合を防止することができる。
　以上説明した実施例１の構成によれば、以下のような優れた効果を奏する。
（１）一対のしゅう動部品のしゅう動面の両側には異なる種類の第１流体及び第２流体が存在するものにおいて、少なくとも一方のしゅう動部品のしゅう動面には、第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）からなる第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）を設けると共に、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）より第２流体側に位置して第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）からなる第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）を設け、また、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）及び第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）より第１流体側に動圧発生溝１１（グルーブ部１１）からなる動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）を設け、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）の第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）は第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部Ｒにより隔離され、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）は第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部Ｒにより隔離され、また、動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）の動圧発生溝１１（グルーブ部１１）は、第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部Ｒにより隔離されることにより、しゅう動面Ｓの潤滑と第１流体及び第２流体の密封を両立させつつ、両側の異なる第１流体と第２流体との混合を防止することができる。
（２）第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）と第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）との間には、動圧発生溝１１（グルーブ部１１）、第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）及び第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の溝深さよりも深い第１円周溝１６を設け、第１円周溝１６は第１流体側及び第２流体側とランド部Ｒにより隔離されることにより、第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）と第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）との干渉を防止し、それぞれの吸込み効果及び吐出し効果を高めることができる。
（３）動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）と第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）との間に環状の第２円周溝１７を設け、第２円周溝１７は半径方向深溝１８を介して第１流体側と連通され、第２流体側とランド部Ｒにより隔離されていることにより、動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）と第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）との干渉を防止し、それぞれの吸込み効果及び吐出し効果を高めることができる。
　図６を参照して、本発明の実施例２に係るしゅう動部品について説明する。
　実施例２は、第１流体側負圧発生機構がスパイラル機構から構成される点で実施例１と相違するが、その他の基本構成は実施例１と同じであり、同じ部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
　図６において、第１流体側負圧発生機構を構成するスパイラル機構２０のグルーブ部２１は、上流側から下流側に向かって中心方向に向けて縮小された曲線状（スパイラル状）の形状をしている。このため、相手側しゅう動面とのしゅう動により、グルーブ部２１では負圧が発生され、グルーブ部２１内に吸込まれた流体は、第１流体側に向けて付勢される。
　図６（ａ）では、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離され、下流側の端部は第２円周溝１７に連通されている。
　このため、グルーブ部２１内に吸込まれた流体は確実に第１流体側に吐出される。
　また、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部は第１円周溝１６に連通されている。　
　図６（ｂ）では、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離され、下流側の端部は第２円周溝１７に連通され、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離されている。
　図６（ｃ）では、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離され、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離されている。
　なお、図６（ｃ）の変形例として、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部は第１円周溝１６に連通されてもよい。
　図６（ｄ）では、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６に連通され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離され、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部は第１円周溝１６に連通されている。
　図６（ｅ）では、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６に連通され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離され、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離されている。
　図６（ｆ）では、第１円周溝１６及び第２円周溝１７は省かれており、グルーブ部２１の上流側の端部及び下流側の端部はランド部Ｒに囲まれている。また、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部もランド部Ｒに囲まれている。
　図７を参照して、本発明の実施例３に係るしゅう動部品について説明する。
　実施例３は、動圧発生機構がスパイラル機構から構成される点で実施例２と相違するが、その他の基本構成は実施例２と同じであり、同じ部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
　図７において、動圧発生機構を構成するスパイラル機構２２のグルーブ部２３は、上流側から下流側に向かって第２流体側に向けて拡大された曲線状（スパイラル状）の形状をしている。このため、相手側しゅう動面とのしゅう動により、グルーブ部２３では動圧（正圧）が発生され、しゅう動面間に第１流体を進入させて流体膜を増加させ、潤滑性能を向上させることができる。
　図７（ａ）では、グルーブ部２３の上流側の端部は第１流体側に連通され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離されている。また、複数のグルーブ部２３のうちのいくつかは第２円周溝１７と同じ深さの深溝に形成されている。
　 また、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離され、下流側の端部は第２円周溝１７に連通されている。
　また、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）の上流側の端部は第１円周溝１６に連通されている。
　図７（ｂ）では、グルーブ部２３及びグルーブ部２１については図７（ａ）と同じであるが、グルーブ部１５の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離されている。
　図７（ｃ）では、グルーブ部２３及びグルーブ部１５については図７（ａ）と同じであるが、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離されている。
　なお、図７（ｃ）において、グルーブ部１５の上流側の端部が第１円周溝１６からランド部により隔離されていてもよい。
　図７（ｄ）では、グルーブ部２３及びグルーブ部１５については図７（ａ）と同じであるが、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６に連通され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離されている。
　図７（ｅ）では、グルーブ部２３及びグルーブ部１５については図７（ｂ）と同じであるが、グルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６に連通され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離されている。
　図７（ｆ）では、第１円周溝１６及び第２円周溝１７は省かれており、グルーブ部２１の上流側の端部及び下流側の端部はランド部Ｒに囲まれ、また、グルーブ部１５の上流側の端部もランド部Ｒに囲まれている。
　図８を参照して、本発明の実施例４に係るしゅう動部品について説明する。
　実施例４は、第２流体側負圧発生機構が逆レイリーステップ機構から形成され、また、第２流体側負圧発生機構の第２流体側に動圧発生機構が設けられる点で実施例１と相違するが、その他の基本構成は実施例１と同じであり、同じ部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
　図８（ａ）において、第２流体側負圧発生機構は逆レイリーステップ機構２４から構成され、逆レイリーステップ機構２４より第２流体側にはレイリーステップ機構２６から構成される動圧発生機構が設けられる。
　逆レイリーステップ機構２４のグルーブ部２５とレイリーステップ機構２６のグルーブ部２７との間には、環状の第３円周溝２８が設けられ、該環状の第３円周溝２８は半径方向深溝２９を介して第２流体側に連通されている。また、レイリーステップ機構２６のグルーブ部２７の上流側の端部は半径方向深溝２９を介して第２流体側に連通されている。　第３円周溝２８の溝深さは、第１円周溝１６及び第２円周溝１７の溝深さと同じである。
　本例においては、第２流体側負圧発生機構の第２流体側、すなわち、第２流体側に最も近い位置に動圧発生機構を構成するレイリーステップ機構２６が設けられているため、第１流体側に設けられた動圧発生機構を構成するレイリーステップ機構１０の働きと併せて、しゅう動面全体に液膜を形成することができ、しゅう動面の潤滑をより確実にすることができる。
　図８（ｂ）に示すように、第１円周溝１６、第２円周溝１７及び第３円周溝２８が設けられない場合においても本発明の目的を達成することは可能である。
　図９を参照して、本発明の実施例５に係るしゅう動部品について説明する。
　実施例５は、第１流体側負圧発生機構、第２流体側負圧発生機構、第１流体側の動圧発生機構及び第２流体側の動圧発生機構がスパイラル機構から構成される点で実施例４と相違するが、その他の基本構成は前の実施例１～４と同じであり、同じ部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
　図９（ａ）において、第１流体側負圧発生機構はスパイラル機構２０から構成され、第２流体側負圧発生機構はスパイラル機構１４から構成されている。
　第１流体側負圧発生機構のスパイラル機構２０より第１流体側には、スパイラル機構２２からなる動圧発生機構が設けられ、第２流体側負圧発生機構のスパイラル機構１４より第２流体側には、スパイラル機構３０からなる動圧発生機構が設けられている。
　第１流体側負圧発生機構のスパイラル機構２０と第２流体側負圧発生機構のスパイラル機構１４との間には第１円周溝１６が、第１流体側負圧発生機構のスパイラル機構２０と第１流体側の動圧発生機構のスパイラル機構２２との間には第２円周溝１７が、また、第２流体側負圧発生機構のスパイラル機構１４と第２流体側の動圧発生機構のスパイラル機構３０との間には第３円周溝２８が設けられている。
　図９（ａ）の場合、スパイラル機構２０のグルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離され、下流側の端部は第２円周溝１７に連通されている。また、スパイラル機構１４のグルーブ部１５の上流側の端部は第１円周溝１６からランド部により隔離され、下流側の端部は第３円周溝２８に連通されている。さらに、第２円周溝１７は円弧状溝１７ａを介して第１流体側に連通され、第３円周溝２８は円弧状溝２８ａを介して第２流体側に連通されている。
　図９（ｂ）では、スパイラル機構２０のグルーブ部２１の上流側の端部は第１円周溝１６に連通され、下流側の端部は第２円周溝１７からランド部により隔離されている点で、図９（ａ）と異なるが、その他の点は図９（ａ）と同じである。
　図９（ｃ）では、スパイラル機構１４のグルーブ部１５の上流側の端部は第１円周溝１６に連通され、下流側の端部は第３円周溝２８からランド部により隔離されている点で、図９（ａ）と異なるが、その他の点は図９（ａ）と同じである。
　図９（ｄ）では、スパイラル機構２０のグルーブ部２１及びスパイラル機構１４のグルーブ部１５の上流側の端部及び下流側の端部がいずれも深溝に連通されずにランド部Ｒに囲まれている点で、図９（ａ）と異なるが、その他の点は図９（ａ）と同じである。
　図９（ｅ）では、スパイラル機構１４のグルーブ部１５の上流側の端部及び下流側の端部のみが深溝に連通されることなくランド部Ｒに囲まれている点で、図９（ａ）と異なるが、その他の点は図９（ａ）と同じである。
　図９（ｆ）に示すように、第１円周溝１６、第２円周溝１７及び第３円周溝２８が設けられない場合においても本発明の目的を達成することは可能である。
　図１０を参照して、本発明の実施例６に係るしゅう動部品について説明する。
　実施例６は、回転側密封環３が両方向に回転する場合においても、表面テクスチャの施された密封環を交換することなく使用可能な両回転仕様に適したしゅう動部品に関する。
　図１０（ａ）において、固定側密封環５のしゅう動面Ｓには、第１流体側に位置して動圧発生溝３３からなる動圧発生機構３２を設け、動圧発生機構３２より中央側に位置して第１負圧発生溝３６からなる第１流体側負圧発生機構３５を設けると共に、第１流体側負圧発生機構３５より第２流体側に位置して第２負圧発生溝３８からなる第２流体側負圧発生機構３７を設ける。
　また、第１流体側負圧発生機構３５と第２流体側負圧発生機構３７との間には、動圧発生溝３３、第１負圧発生溝３６及び第２負圧発生溝３８の溝深さよりも深い環状の第１円周溝１６が設けられる。第１円周溝１６は第１流体側及び第２流体側とランド部Ｒにより隔離されている。
　さらに、本例においては、動圧発生機構３２と第１流体側負圧発生機構３５との間に環状の第２円周溝１７が設けられる。第２円周溝１７は半径方向深溝１８を介して第１流体側と連通され、第２流体側とはランド部Ｒにより隔離されている。
　動圧発生機構３２はレイリーステップ機構から形成され、動圧発生溝３６はレイリーステップ機構のグルーブ部（窪みあるいは凹部）からなり、半径方向深溝１８を挟んで対称に形成されている。
　また、第１流体側負圧発生機構３５は逆レイリーステップ機構から形成され、第１負圧発生溝３６は逆レイリーステップ機構のグルーブ部からなり、回転中心を通る半径線Ｏ－Ｏに対して対称に形成されている。
　さらに、第２流体側負圧発生機構３７は逆レイリーステップ機構から形成され、第２負圧発生溝３７は逆レイリーステップ機構のグルーブ部からなり、回転中心を通る半径線Ｏ－Ｏに対して対称に形成されている。
　逆レイリーステップ機構３５のグルーブ部３６の上流側の端部３６ａ及び下流側の端部３６ｂは、第１流体側に位置して第２円周溝１７に近接し、中間部３６ｃは第１流体側に位置して第１円周溝１６に近接している。
　また、逆レイリーステップ機構３７のグルーブ部３８の上流側の端部３８ａ及び下流側の端部３８ｂは、第２流体側に位置して第２流体側に近接し、中間部３８ｃは第１流体側に位置して第１円周溝１６に近接している。
　図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）において、第１円周溝１６及び第２円周溝１７が設けられない場合においても本発明の目的を達成することは可能である。
　図１０（ｃ）では、第２流体側負圧発生機構３７の第２流体側にレイリーステップ機構から構成される動圧発生機構３９が設けられると共に、第２流体側負圧発生機構３７と動圧発生機構３９との間に第３円周溝２８が設けられる点で、図１０（ａ）と相違するが、その他の構成は図１０（ａ）と同じである。　
　図１０（ｄ）に示すように、図１０（ｃ）において、第１円周溝１６、第２円周溝１７及び第３円周溝２８が設けられない場合においても本発明の目的を達成することは可能である。
　図１１を参照して、本発明の実施例７に係るしゅう動部品について説明する。
　実施例７は、第２流体側負圧発生機構の設けられるしゅう動面が、第１流体側負圧発生機構及び動圧発生機構の設けられるしゅう動面に対して相手側しゅう動面から軸方向に離れた低位置に設定される点で、前の実施例と相違するが、その他の基本的構成は前の実施例を同じであり、重複する説明は省略する。
　図１１において、動圧発生機構１０（レイリーステップ機構１０）の動圧発生溝１１（グルーブ部１１）及び第１流体側負圧発生機構１２（逆レイリーステップ機構１２）の第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）は、相手側のしゅう動面としゅう動するしゅう動面Ｓ上に形成される。
　一方、第２流体側負圧発生機構１４（スパイラル機構１４）の第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）は、しゅう動面Ｓに対して相手側しゅう動面から軸方向に離れた低位置に設定される。
　このため、設計に自由度をもたせることができ、同一平面上に設けられた場合とほぼ同様の吐出し機能を奏することができる。
　第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）と第２負圧発生溝１５（グルーブ部１５）との間にしゅう動面Ｓ上には第１円周溝１６が設けられ、動圧発生溝１１（グルーブ部１１）と第１負圧発生溝１３（グルーブ部１３）との間には第２円周溝１７が設けられている。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
　例えば、前記実施例では、しゅう動部品をメカニカルシール装置における一対の回転用密封環及び固定用密封環のいずれかに用いる例について説明したが、円筒状しゅう動面の軸方向一方側に潤滑油を密封しながら回転軸としゅう動する軸受のしゅう動部品として利用することも可能である。
　また、例えば、前記実施例では、しゅう動部品の内周側を第１流体（たとえば、水）側、外周側を第２流体（たとえば、油）側として説明したが、本発明はこれに限定されることなく、これらの位置関係が逆の場合でも適用可能である。
　また、第１流体及び第２流体は液体に限らず、気体あるいはミスト状の気体でもよい。
　また、例えば、第１負圧発生機構及び第２負圧発生機構のグルーブ部の上流側の端部及び下流側の端部と深溝との連通関係については、前記実施例で説明した例に限らず、種々の変更が可能である。
　 １　　　　　　　　　　回転軸
　 ２　　　　　　　　　　スリーブ
　 ３　　　　　　　　　　回転側密封環
　 ４　　　　　　　　　　ハウジング
　 ５　　　　　　　　　　固定側密封環
　 ６　　　　　　　　　　コイルドウェーブスプリング
　 ７　　　　　　　　　　ベローズ
　 １０　　　　　　　　　動圧発生機構
　 １１　　　　　　　　　動圧発生溝
　 １２　　　　　　　　　第１流体側負圧発生機構
　 １３　　　　　　　　　第１負圧発生溝
　 １４　　　　　　　　　第２流体側負圧発生機構
　 １５　　　　　　　　　第２負圧発生溝
　 １６　　　　　　　　　第１円周溝
　 １７　　　　　　　　　第２円周溝
　 １８　　　　　　　　　半径方向深溝
　 ２０　　　　　　　　　第１流体側負圧発生機構を構成するスパイラル機構
　 ２１　　　　　　　　　グルーブ部
　 ２２　　　　　　　　　動圧発生機構を構成するスパイラル
　 ２３　　　　　　　　　グルーブ部
　 ２４　　　　　　　　　第２流体側負圧発生機構を構成する逆レイリーステップ機構
　 ２５　　　　　　　　　グルーブ部
　 ２６　　　　　　　　　動圧発生機構を構成するレイリーステップ機構
　 ２７　　　　　　　　　グルーブ部
　 ２８　　　　　　　　　第３円周溝
　 ２９　　　　　　　　　半径方向深溝
　 ３０　　　　　　　　　動圧発生機構を構成するスパイラル機構
　 ３１　　　　　　　　　グルーブ部
　 ３２　　　　　　　　　動圧発生機構
　 ３３　　　　　　　　　動圧発生溝
　 ３５　　　　　　　　　第１流体側負圧発生機構
　 ３６　　　　　　　　　第１負圧発生溝
　 ３７　　　　　　　　　第２流体側負圧発生機構
　 ３８　　　　　　　　　第２負圧発生溝
　 ３９　　　　　　　　　動圧発生機構を構成するレイリーステップ機構
　 ４０　　　　　　　　　グルーブ部
　　Ｓ　　　　　　　　　 しゅう動面
　　Ｒ　　　　　　　　　 ランド部
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　

Claims (10)

  1. 　互いに相対しゅう動する一対のしゅう動部品を備え、前記一対のしゅう動部品のしゅう動面の両側には異なる種類の第１流体及び第２流体が存在するものにおいて、少なくとも一方のしゅう動部品のしゅう動面には、第１負圧発生溝からなる第１流体側負圧発生機構を設けると共に、前記第１流体側負圧発生機構より前記第２流体側に位置して第２負圧発生溝からなる第２流体側負圧発生機構を設け、また、前記第１流体側負圧発生機構及び前記第２流体側負圧発生機構より前記第１流体側又は前記第２流体側の少なくとも一方に動圧発生溝からなる動圧発生機構を設け、前記第１負圧発生溝はランド部により前記第２流体側と隔離され、第２負圧発生溝はランド部により前記第１流体側と隔離されることを特徴とするしゅう動部品。
  2. 　前記第１流体側負圧発生機構と前記第２流体側負圧発生機構との間には、円周溝を設け、前記円周溝は前記第１流体側及び第２流体側とランド部により隔離されることを特徴とする請求項１に記載のしゅう動部品。
  3. 　前記円周溝の溝深さは、前記動圧発生溝、第１負圧発生溝及び第２負圧発生溝の溝深さよりも深く設定されることを特徴とする請求項２に記載のしゅう動部品。
  4. 　前記第１流体側負圧発生機構は逆レイリーステップ機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構はスパイラル機構から形成され、また、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側に設けられてレイリーステップ機構から形成され、前記逆レイリーステップ機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離され、前記スパイラル機構のグルーブ部は前記第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部により隔離され、また、前記レイリーステップ機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のしゅう動部品。
  5. 　前記第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側に設けられてレイリーステップ機構から形成され、前記第１スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通又はランド部により隔離されると共に前記第２流体側とランド部により隔離され、前記第２スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通され、また、前記レイリーステップ機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のしゅう動部品。
  6. 　前記第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側に設けられて第３スパイラル機構から形成され、前記第１スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側ともランド部により隔離され、前記第２スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通され、また、前記第３スパイラル機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のしゅう動部品。
  7. 　前記第１流体側負圧発生機構は第１逆レイリーステップ機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２逆レイリーステップ機構から形成され、また、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側、及び、前記第２流体側負圧発生機構より前記第２流体側に設けられて、それぞれレイリーステップ機構から形成され、前記第１逆レイリーステップ機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通されると共に第２流体側とはランド部により隔離され、前記第２逆レイリーステップ機構のグルーブ部は前記第２流体側と連通されると共に第１流体側とはランド部により隔離され、また、前記レイリーステップ機構のグルーブ部は、前記第１流体側又は第２流体側のいずれか一方と連通されると共に他方とはランド部により隔離されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のしゅう動部品。
  8. 　前記第１流体側負圧発生機構は第１スパイラル機構から形成され、前記第２流体側負圧発生機構は第２スパイラル機構から形成され、前記動圧発生機構は前記第１流体側負圧発生機構より前記第１流体側、及び、前記第２流体側負圧発生機構より前記第２流体側に設けられて、それぞれ第３及び第４スパイラル機構から形成され、前記第１スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側と連通又はランド部により隔離されると共に前記第２流体側とランド部により隔離され、前記第２スパイラル機構のグルーブ部は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通又はランド部により隔離され、また、前記第３スパイラル機構のグルーブ部は、前記第１流体側と連通されると共に前記第２流体側とはランド部により隔離され、前記第４スパイラル機構は前記第１流体側とランド部により隔離されると共に前記第２流体側と連通されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のしゅう動部品。
  9. 　前記第１負圧発生溝、前記第２負圧発生溝及び前記動圧発生溝は、回転中心を通る半径線に対して対称に形成されることを特徴とする請求項１に記載のしゅう動部品。
  10. 　前記第２流体側負圧発生機構の設けられるしゅう動面は、前記第１流体側負圧発生機構及び前記動圧発生機構の設けられるしゅう動面に対して相手側しゅう動面から軸方向に離れた低位置に設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のしゅう動部品。
    　
    　
    　
    　
    　
    　
    　
    　
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