WO2020209258A1 - 摺動部品 - Google Patents

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WO2020209258A1
WO2020209258A1 PCT/JP2020/015696 JP2020015696W WO2020209258A1 WO 2020209258 A1 WO2020209258 A1 WO 2020209258A1 JP 2020015696 W JP2020015696 W JP 2020015696W WO 2020209258 A1 WO2020209258 A1 WO 2020209258A1
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WO
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positive pressure
pressure generating
generating groove
circumferential direction
sliding
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PCT/JP2020/015696
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忠継 井村
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イーグル工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to sliding parts that rotate relative to each other, for example, sliding parts used in a shaft sealing device for shaft-sealing the rotating shaft of a rotating machine in an automobile, a general industrial machine, or other sealing fields, or an automobile or a general industrial machine. Or other sliding parts used for bearings of machines in the bearing field.
  • a mechanical seal is provided with a pair of annular sliding parts that rotate relative to each other and slide between sliding surfaces.
  • the sliding surface of the sliding parts communicates with the high-pressure sealed liquid side and slides.
  • the mechanical seal shown in Patent Document 1 is an opening that extends on the sliding surface of one of the sliding parts so as to be inclined to the downstream side in the rotational direction while facing the atmosphere side, and communicates with the fluid to be sealed.
  • a plurality of positive pressure generating grooves having the above are arranged along the circumferential direction. According to this, when the sliding parts rotate relative to each other, the liquid to be sealed is introduced into the positive pressure generating groove, and the liquid to be sealed is concentrated on the most advanced portion located on the downstream side of the positive pressure generating groove. Pressure is generated, a liquid film is formed between the sliding surfaces, and the sliding surfaces are slightly separated from each other, so that lubricity is improved and friction is reduced.
  • Patent Document 1 the most advanced portions of the plurality of positive pressure generating grooves arranged along the circumferential direction of the sliding surface are at the same position in the radial direction, that is, the plurality of advanced portions are. All are lined up on the same circumference.
  • Patent Document 2 the tips of the plurality of V-shaped grooves arranged along the circumferential direction of the sliding surface are all arranged on the same circumference. Therefore, in Patent Documents 1 and 2, the pressure gradient in the radial direction of the sliding surface becomes large due to the positive pressure generated around the most advanced portions and the apex portions arranged on the same circumference.
  • Patent Document 2 Since it becomes difficult to form a liquid film uniformly over a wide area of the sliding surface, as a result, high lubricity cannot be obtained on the entire surface of the sliding surface, and the sliding surface may be in a poorly lubricated state.
  • Patent Document 2 since a plurality of liquid films of the liquid to be sealed are formed around the apex arranged on the same circumference, the liquid film on the liquid side to be sealed is covered when the sliding parts are relatively rotated. There is a problem that the gas-liquid interface between the sealing liquid and the leaking air is fixed in a specific narrow range in the radial direction.
  • the present invention has been made by paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide a sliding component capable of obtaining high lubricity over the entire surface of a sliding surface.
  • the sliding parts of the present invention are An annular sliding component placed at a location where the rotating machine rotates relative to each other.
  • a plurality of positive pressure generating grooves in which the sealed fluid on the sealed fluid side is introduced during the relative rotation of the sliding component to generate positive pressure are arranged side by side in the circumferential direction.
  • Each of the positive pressure generating grooves has a cutting-edge portion at the leading edge on the downstream side in the relative rotation direction, and at least a part of the cutting-edge portions arranged side by side in the circumferential direction is different in the radial direction. It is placed in position.
  • the fluid to be sealed flows to the downstream side in the relative rotation direction of each positive pressure generating groove and concentrates on the most advanced portion to generate positive pressure. Since at least a part of the most advanced portion of each positive pressure generating groove is arranged at different positions in the radial direction, positive pressure is generated at different positions in the radial direction along the circumferential direction on the sliding surface. Since the pressure gradient in the radial direction on the sliding surface becomes small, the liquid film is likely to be uniformly formed in a wide region of the sliding surface. Therefore, the lubricity of the sliding surface due to the sealed fluid is improved.
  • a plurality of the most advanced portions arranged side by side may be regularly arranged along the circumferential direction. According to this, the fluid film of the fluid to be sealed is formed at a position where the fluid film to be sealed is regularly arranged at the time of relative rotation of the sliding component, so that the lubricity is improved.
  • a plurality of the most advanced portions arranged side by side may be arranged in a wavy shape with their radial positions gradually changing along the circumferential direction. According to this, the fluid film of the fluid to be sealed is formed in a wavy shape when the sliding parts are relatively rotated, so that the lubricity is improved.
  • the positive pressure generating groove may have an opening communicating with the sealed fluid side. According to this, when the sliding parts rotate relative to each other, the sealed fluid is easily introduced from the sealed fluid side at the opening of the positive pressure generating groove, so that a fluid film of the sealed fluid is formed at the most advanced portion. It becomes easy and the lubricity of the sliding surface becomes good.
  • the positive pressure generating groove is inclined and extended to the downstream side in the relative rotation direction while facing the leak side. Even if the positive pressure generating groove is provided with a negative pressure generating groove extending from the leaking side end of the positive pressure generating groove so as to be inclined to the upstream side in the relative rotation direction while continuously facing the leaking side. Good. According to this, when the sliding parts rotate relative to each other, the fluid film of the sealed fluid formed at the most advanced portion is sucked by the negative pressure generating groove, which has a relatively negative pressure, so that the leak side of the sealed fluid It is possible to prevent leakage to and improve the sealing performance of sliding parts.
  • a land extending in the circumferential direction may be provided on the leak side of the sliding surface with respect to the negative pressure generating groove. According to this, since the leak-side end of the negative pressure generating groove is closed by the land, it is possible to prevent the sealed fluid from leaking to the leak-side when the sliding component is stationary.
  • the width of the land on the leakage side of the negative pressure generating groove may be constant in the radial direction over the circumferential direction. According to this, since the radial position of the leak-side end of the negative pressure generating groove is constant over the circumferential direction, it is easy to manufacture.
  • the radial positions of the plurality of cutting-edge portions arranged side by side and the bent portion on the upstream side in the relative rotation direction where the positive pressure generating groove and the negative pressure generating groove intersect gradually change along the circumferential direction.
  • it may be arranged in a wavy shape. According to this, since the cutting edge portion and the bending portion are arranged on the wave-shaped virtual curve, it is easy to manufacture.
  • the fluid on the leak side of the positive pressure generating groove is independent of the positive pressure generating groove, and the fluid on the leaking side of the positive pressure generating groove is introduced during the relative rotation of the rotating machine.
  • a second positive pressure generating groove for generating pressure is provided, and the second positive pressure generating groove may be provided with a second cutting edge portion at the leading edge on the downstream side in the relative rotation direction.
  • the second positive pressure generating groove may be arranged corresponding to the number and position of the positive pressure generating groove. According to this, the second positive pressure generating groove can be machined according to the number and position of the positive pressure generating groove, and it is easy to manufacture.
  • a land extending in the circumferential direction may be provided between the positive pressure generating groove and the second positive pressure generating groove in the radial direction. According to this, the positive pressure generating groove and the second positive pressure generating groove can be separated from each other, and the functions of both at the time of relative rotation can be clarified.
  • the radial width of the land provided between the positive pressure generating groove and the second positive pressure generating groove may be constant over the circumferential direction.
  • the second cutting-edge part is separated from the cutting-edge part on the leakage side by a certain dimension, and the second cutting-edge part where positive pressure is generated during relative rotation at positions having different diameters in the circumferential direction. Since it is arranged, it is possible to prevent the sealed fluid flowing from the fluid film generated at the most advanced portion during relative rotation from entering the leak side.
  • the positions of the most advanced portions arranged side by side and the corners located on the upstream side in the relative rotation direction of the leak-side end of the positive pressure generating groove gradually change in the radial direction along the circumferential direction. It may be arranged in a wavy shape. According to this, since the cutting edge portion and the corner portion are arranged on the wave-shaped virtual curve, it is easy to manufacture.
  • the sliding component is a mechanical seal
  • the outer diameter side of the sliding parts constituting the mechanical seal will be described as the sealed liquid side (high pressure side)
  • the inner diameter side will be described as the atmosphere side (leakage side, low pressure side).
  • the sealed liquid side may be the low pressure side and the leak side may be the high pressure side
  • the sealed fluid is not limited to the liquid but may be a gas, for example, the atmosphere.
  • dots may be added to the grooves and the like formed on the sliding surface in the drawings.
  • the mechanical seal for general industrial machinery shown in FIG. 1 is an inside type that seals the sealed liquid F that tends to leak from the sealed liquid side of the sliding surface toward the atmosphere side, and is a rotary shaft 1
  • the rotary sealing ring 20, which is an annular sliding component provided so as to be rotatable together with the rotating shaft 1 via the sleeve 2, and the seal cover 5 fixed to the housing 4 of the attached device are in a non-rotating state. It is mainly composed of an annular static sealing ring 10 as a sliding component provided so as to be movable in the axial direction, and the static sealing ring 10 is urged in the axial direction by the bellows 7, thereby statically sealing.
  • the sliding surface 11 of the ring 10 and the sliding surface 21 of the rotary sealing ring 20 slide closely with each other.
  • the sliding surface 21 of the rotary sealing ring 20 may be a flat surface or may be provided with a recessed portion.
  • the static sealing ring 10 and the rotary sealing ring 20 are typically formed of SiC (hard material) or a combination of SiC (hard material) and carbon (soft material), but the sliding material is not limited to this. It can be applied as long as it is used as a sliding material for mechanical seals.
  • the SiC includes a sintered body using boron, aluminum, carbon and the like as a sintering aid, and materials composed of two or more types of phases having different components and compositions, for example, SiC and SiC in which graphite particles are dispersed.
  • carbon in which carbon and graphite are mixed.
  • metal materials, resin materials, surface modification materials (coating materials), composite materials and the like can also be applied.
  • the rotary sealing ring 20 slides relative to the static sealing ring 10 as shown by an arrow, and a plurality of dynamic pressures are applied to the sliding surface 11 of the static sealing ring 10.
  • the generation mechanism 14 is evenly arranged along the circumferential direction of the static sealing ring 10.
  • the portion of the sliding surface 11 other than the dynamic pressure generating mechanism 14 is a land 12 forming a flat end surface.
  • the dynamic pressure generating mechanism 14 is provided with an opening 15a that opens to the sealed liquid side and communicates with the liquid, and is inclined to the downstream side while facing the atmosphere side, and is linear to the atmosphere side end portion 9b that is closed as the leakage side end part. It has a positive pressure generating groove 15 recessed in the air, and the cutting edge portion 9a is arranged at the leading edge on the downstream side of the atmosphere side end portion 9b. Since the land 12 is provided on the atmospheric side of the positive pressure generation groove 15, it is possible to prevent the sealed liquid F from leaking to the atmospheric side when the rotary sealing ring 20 is stationary.
  • the positions of the most advanced portions 9a of the plurality of positive pressure generating grooves 15 arranged side by side in the radial direction are gradually changed along the circumferential direction, and the sine wave shape is smooth and continuous virtual over the circumferential direction. It is arranged on the curve C. Not limited to this embodiment, and not particularly shown, in addition to the cutting edge portion 9a, a corner portion 9c located on the upstream side of the atmospheric side end portion 9b of the positive pressure generation groove 15 is arranged on the virtual curve C. You may be. Furthermore, the virtual curve C has periodicity, but is not limited to this, and may not have periodicity.
  • the plurality of positive pressure generating grooves 15 are narrow because the openings 15a are evenly arranged along the circumferential direction and the inclination angles of the positive pressure generating grooves 15 are different from each other. It is possible to arrange a plurality of positive pressure generating grooves 15 side by side, but the present invention is not limited to this, and each opening 15a is unevenly arranged along the circumferential direction, and each positive pressure generating groove 15 It may be provided so that the inclination angle is constant.
  • the operation of the static sealing ring 10 and the rotating sealing ring 20 during relative rotation will be described.
  • the sealed liquid F on the sealed liquid side of the sliding surfaces 11 and 21 is slightly formed between the sliding surfaces 11 and 21 due to the capillary phenomenon.
  • the dynamic pressure generating mechanism 14 is filled with the sealed liquid F that has flowed in from the opening 15a of the positive pressure generating groove 15. Since the sealed liquid F has a higher viscosity than the gas, the amount of liquid leaking from the dynamic pressure generating mechanism 14 to the atmosphere side when the general industrial machine is stopped is extremely small.
  • the sealed liquid F on the sealed liquid side is the opening of the positive pressure generating groove 15 as shown by the arrow H1. Since the flow introduced from the 15a toward the most advanced portion 9a is generated, a dynamic pressure is generated in the positive pressure generation groove 15. In the inside of the positive pressure generation groove 15, the positive pressure gradually increases from the opening 15a side on the upstream side toward the most advanced portion 9a on the downstream side.
  • the pressure is highest in the vicinity of the most advanced portion 9a located at the most downstream side of the positive pressure generating groove 15, the sliding surfaces 11 and 21 are separated from each other, and the sealed liquid F is as shown by arrow H2.
  • a liquid film of the sealed liquid F is formed on the sealed liquid side between the sliding surfaces 11 and 21 by flowing out from the vicinity of the most advanced portion 9a between the sliding surfaces 11 and 21 around the cutting edge portion 9a.
  • a liquid film of the sealed liquid F is formed in the vicinity of the most advanced portion 9a of the plurality of positive pressure generating grooves 15, so-called fluid lubrication is performed between the sliding surfaces 11 and 21, and the lubricity is improved. It has been improved and low friction has been achieved.
  • the sealed liquid F slightly flows downstream from a portion other than the most advanced portion 9a of the positive pressure generating groove 15.
  • the positive pressure on the sliding surface 11 during the relative rotation of the rotary sealing ring 20 is along the circumferential direction. Since it occurs at different positions in the radial direction and the pressure gradient in the radial direction on the sliding surface 11 becomes small, the liquid film is likely to be formed substantially uniformly in a wide region of the sliding surface 11. Therefore, the lubricity of the sliding surface 11 due to the sealed liquid F is improved.
  • the sealed liquid F flowing out from the positive pressure generation groove 15 to the land 12 is another positive pressure generation that is juxtaposed on the downstream side of the positive pressure generation groove 15 as shown by an arrow H3.
  • the pressure in the positive pressure generating groove 15 can be stabilized.
  • the sealed liquid F Flows to the downstream side in the relative rotation direction of each positive pressure generating groove 15, and concentrates on the cutting edge portion 9a to generate positive pressure. Since at least a part of the most advanced portion 9a of each positive pressure generating groove 15 is arranged at a different position in the radial direction, the positive pressure is located at a different position in the radial direction along the circumferential direction on the sliding surface 11. Since the pressure gradient in the radial direction on the sliding surface 11 becomes small, it is easy to form a liquid film substantially uniformly in a wide region of the sliding surface 11. Therefore, the lubricity of the sliding surface 11 due to the sealed liquid F is improved.
  • the fluid film of the sealed liquid F is regularly arranged during the relative rotation of the rotary sealing ring 20. Since it is formed at the position, the lubricity is improved.
  • the sealed liquid F is charged during the relative rotation of the rotary sealing ring 20. Since the liquid film is formed in a wavy shape, the lubricity is improved.
  • the positive pressure generating groove 15 has an opening 15a communicating with the sealed liquid side, the sealed liquid is formed at the most advanced portion 9a of the positive pressure generating groove 15 during the relative rotation of the rotary sealing ring 20. Since F is easily introduced from the sealed liquid side, a liquid film of the sealed liquid F is easily formed at the cutting edge portion 9a, and the lubricity of the sliding surface 11 is improved.
  • a dynamic pressure generating mechanism 141 having a V shape with a tip facing downstream is provided in the circumferential direction of the static sealing ring 101. A plurality of them are evenly arranged. Of the two sides forming the V-shape, the dynamic pressure generation mechanism 141 opens to the sealed liquid side and communicates with the one side, which is inclined to the downstream side while facing the atmosphere side and is recessed in a straight line. The other side, which corresponds to the pressure generating groove 15 and is continuous with the positive pressure generating groove 15, is inclined to the upstream side while facing the atmosphere side, and is linear to the atmosphere side end portion 171a which is closed as the leakage side end part.
  • the operation of the rotary sealing ring 20 during relative rotation will be described.
  • the sealed liquid F on the sealed liquid side of the sliding surfaces 11 and 21 is slightly formed between the sliding surfaces 11 and 21 due to the capillary phenomenon.
  • the dynamic pressure generation mechanism 141 is filled with the sealed liquid F that has flowed in from the opening 15a of the positive pressure generation groove 15. Since the sealed liquid F has a higher viscosity than the gas, the amount of the liquid leaking from the dynamic pressure generating mechanism 141 to the atmosphere side when the general industrial machine is stopped is extremely small.
  • the sealed liquid F on the sealed liquid side is the opening of the positive pressure generating groove 15 as shown by the arrow H1. Since the flow introduced from the 15a toward the most advanced portion 9a is generated, a dynamic pressure is generated in the positive pressure generation groove 15. In the inside of the positive pressure generation groove 15, the positive pressure gradually increases from the opening 15a side on the upstream side toward the most advanced portion 9a on the downstream side.
  • the pressure is highest in the vicinity of the most advanced portion 9a located at the most downstream side of the positive pressure generating groove 15, the sliding surfaces 11 and 21 are separated from each other, and the sealed liquid F is as shown by arrow H2.
  • a liquid film of the sealed liquid F is formed on the sealed liquid side between the sliding surfaces 11 and 21 by flowing out from the vicinity of the most advanced portion 9a between the sliding surfaces 11 and 21 around the cutting edge portion 9a.
  • a liquid film of the sealed liquid F is formed in the vicinity of the most advanced portion 9a of the plurality of positive pressure generating grooves 15, so-called fluid lubrication is performed between the sliding surfaces 11 and 21, and the lubricity is improved. It has been improved and low friction has been achieved.
  • the sealed liquid F slightly flows downstream from a portion other than the most advanced portion 9a of the positive pressure generating groove 15.
  • the positive pressure on the sliding surface 11 during the relative rotation of the rotary sealing ring 20 is along the circumferential direction. Since it occurs at different positions in the radial direction and the pressure gradient in the radial direction on the sliding surface 11 becomes small, it is easy to form a liquid film substantially uniformly in a wide region of the sliding surface 11. Therefore, the lubricity of the sliding surface 11 due to the sealed liquid F is improved.
  • the sealed liquid F flowing out from the positive pressure generation groove 15 to the land 12 is another positive pressure generation that is juxtaposed on the downstream side of the positive pressure generation groove 15 as shown by an arrow H3.
  • the pressure in the positive pressure generating groove 15 can be stabilized.
  • the negative pressure generating groove 171 at the time of relative rotation of the rotary sealing ring 20 will be described.
  • a dynamic pressure of negative pressure is generated in the negative pressure generating groove 171 and the sealed liquid introduced into the atmospheric side end portion 171a of the negative pressure generating groove 171.
  • F is introduced from the atmosphere side end portion 171a of the negative pressure generation groove 171 toward the most advanced portion 9a.
  • the inside of the negative pressure generation groove 171 gradually increases the positive pressure from the upstream end portion 171a on the atmosphere side toward the downstream side, and the end portion 171a on the atmosphere side becomes a relatively negative pressure. ..
  • the pressure is highest in the vicinity of the cutting edge portion 9a, the sliding surfaces 11 and 21 are separated from each other, and the sealed liquid F is transferred from the vicinity of the cutting edge portion 9a to the sliding surface 11 around it as shown by an arrow H5.
  • a liquid film of the sealed liquid F is formed on the sealed liquid side between the sliding surfaces 11 and 21.
  • the sealed liquid F flowing out of the liquid film flows into the negative pressure generation groove 171 of another dynamic pressure generation mechanism 141 adjacent to the downstream side.
  • the sealed liquid F once introduced from the opening 15a is circulated in the circumferential direction among the plurality of dynamic pressure generating mechanisms 141, so that the sealed liquid F can be prevented from leaking to the atmosphere side. ..
  • the sealed liquid F is circulated in the circumferential direction among the plurality of dynamic pressure generating mechanisms 141 during the relative rotation of the plurality of cutting edge portions 9a arranged on the sine wave-shaped virtual curve C.
  • the gas-liquid interface Y1 between the sealed liquid F and the atmosphere A on the sliding surface 11 is formed in a substantially sinusoidal shape on the atmosphere side of the virtual curve C, and the liquid film forming region Y (linear hatching in FIG. 4). (Indicated by) is formed on the sealed liquid side including the positive pressure generating groove 15 and a part of the negative pressure generating groove 171 (see FIG. 4).
  • the sealed liquid F that tends to leak to the atmospheric side is removed. It can be returned to the sealed liquid F side, which is the diameter side.
  • the position of the gas-liquid interface Y1 and the range of the liquid film forming region Y vary from the position shown in FIG. 4 depending on the rotational speed of the rotary sealing ring 20 during relative rotation, the pressure of the sealed liquid F, and the like. ..
  • the sealed liquid F flowing out from the negative pressure generation groove 171 to the land 12 is another negative pressure generation that is juxtaposed on the downstream side of the negative pressure generation groove 171 as shown by an arrow H6.
  • the pressure in the negative pressure generating groove 171 can be stabilized by flowing into the groove 171.
  • the positive pressure generating groove 15 is inclined to the downstream side while facing the atmosphere side, and extends upstream while continuously facing the atmosphere side from the atmosphere side end portion 9b of the positive pressure generating groove 15.
  • a negative pressure generating groove 171 extending so as to be inclined to the side is provided on the sliding surface. From this, when the rotary sealing ring 20 is relatively rotated, the liquid film of the sealed liquid F formed at the cutting edge portion 9a is sucked by the negative pressure generating groove 171 which has a relatively negative pressure, so that the sealed liquid Leakage of F to the atmosphere side can be prevented, and the sealing performance of the static sealing ring 10 and the rotary sealing ring 20 can be improved.
  • the land 12 is provided on the leak side of the sliding surface 11 with respect to the negative pressure generating groove 171 so as to be continuous in the circumferential direction, that is, in an annular shape, the atmospheric side of the negative pressure generating groove 171 is provided. Since the end portion 171a is closed by the land 12, it is possible to prevent the sealed liquid F from leaking to the atmosphere side when the rotary sealing ring 20 is stationary.
  • the land 12 on the atmosphere side of the negative pressure generating groove 171 has a constant radial width over the circumferential direction, the radial position of the atmospheric side end portion 171a of the negative pressure generating groove 171 is in the circumferential direction. It is easy to manufacture because it is constant over.
  • the apex has a dynamic pressure generating mechanism 141. Is provided with a plurality of reverse dynamic pressure generating mechanisms 141'facing the opposite side.
  • the reverse dynamic pressure generation mechanism 141' has a substantially same structure in which the dynamic pressure generation mechanism 141 is inverted in the circumferential direction, and one of the two sides forming the V shape is open to the sealed liquid side and communicates with each other.
  • the reverse positive pressure generating groove 15' which is inclined to the opposite side of the positive pressure generating groove 15 while facing the atmosphere side and is recessed in a straight line, and is continuous with the reverse positive pressure generating groove 15'.
  • the other side to be recessed is inclined to the opposite side of the negative pressure generation groove 171 while facing the atmosphere side, and is recessed in a straight line up to the atmosphere side end 171a'closed as the leak side.
  • the tip corresponding to the pressure generation groove 171'and the intersection of the two V-shaped sides corresponds to the inverted tip portion 9a'.
  • the dynamic pressure generating mechanism 141 in which the apex faces the downstream side in the relative rotation direction during forward rotation and the apex in the relative rotation direction during reverse rotation Since it is provided with a reverse dynamic pressure generating mechanism 141'facing the downstream side, it can be used regardless of the relative rotation direction between the static sealing ring 101 and the rotating sealing ring 20.
  • the sliding surface 11 of the static sealing ring 103 has a positive pressure generating groove 15 extending toward the atmosphere side and inclined to the downstream side, and the positive pressure generating groove 15
  • a plurality of dynamic pressure generation mechanisms 143 composed of a second positive pressure generation groove 173 that is independent of the atmosphere and is inclined to the upstream side and extends toward the atmosphere side are evenly arranged in the circumferential direction.
  • the number of the second positive pressure generating grooves 173 is the same as that of the positive pressure generating grooves 15, and they are arranged so as to be located on the same radius, but the number or position is not limited to this. It does not have to be.
  • the positive pressure generating groove 15 is provided with an opening 15a that opens to the sealed liquid side and communicates with the liquid, and is linearly recessed to the closed atmospheric side end portion 9b, and is at the tip of the downstream side of the atmospheric side end portion 9b. Has the most advanced portion 9a. Further, the positions of the most advanced portions 9a of the plurality of positive pressure generating grooves 15 arranged side by side in the radial direction are gradually changed along the circumferential direction, and the sine wave shape is smooth and continuous virtual over the circumferential direction. It is arranged on the curve C.
  • the second positive pressure generating groove 173 is provided with an opening 173a that opens to the atmosphere side and communicates with the closed liquid side end portion 17b, and is recessed linearly to the closed liquid side end portion 17b on the downstream side of the sealed liquid side end portion 17b.
  • the cutting edge 9a is located at the cutting edge of the.
  • the radial width of the land 12 provided between the positive pressure generating groove 15 and the second positive pressure generating groove 173 in the radial direction is formed to be a constant width over the circumferential direction.
  • the sealed liquid F on the sealed liquid side of the sliding surfaces 11 and 21 is slightly formed between the sliding surfaces 11 and 21 due to the capillary phenomenon.
  • the dynamic pressure generation mechanism 143 is filled with the sealed liquid F that has flowed in from the opening 15a of the positive pressure generation groove 15. Since the sealed liquid F has a higher viscosity than the gas, the amount of leakage from the dynamic pressure generating mechanism 143 to the atmosphere side when the general industrial machine is stopped is extremely small.
  • the sealed liquid F on the sealed liquid side becomes the positive pressure generating groove 15 as shown by the arrow H1. Since the flow introduced from the opening 15a to the most advanced portion 9a is generated, dynamic pressure is generated in the positive pressure generating groove 15. In the inside of the positive pressure generation groove 15, the positive pressure gradually increases from the opening 15a side on the upstream side toward the most advanced portion 9a on the downstream side.
  • the pressure is highest in the vicinity of the most advanced portion 9a located at the most downstream side of the positive pressure generating groove 15, the sliding surfaces 11 and 21 are separated from each other, and the sealed liquid F is as shown by arrow H2.
  • a liquid film of the sealed liquid F is formed on the sealed liquid side between the sliding surfaces 11 and 21 by flowing out from the vicinity of the most advanced portion 9a between the sliding surfaces 11 and 21 around the cutting edge portion 9a.
  • a liquid film of the sealed liquid F is formed in the vicinity of the most advanced portion 9a of the plurality of positive pressure generating grooves 15, so-called fluid lubrication is performed between the sliding surfaces 11 and 21, and the lubricity is improved. It has been improved and low friction has been achieved.
  • the sealed liquid F slightly flows downstream from a portion other than the most advanced portion 9a of the positive pressure generating groove 15.
  • the positive pressure on the sliding surface 11 during the relative rotation of the rotary sealing ring 20 is along the circumferential direction. Since it occurs at different positions in the radial direction and the pressure gradient in the radial direction on the sliding surface 11 becomes small, it is easy to form a liquid film substantially uniformly in a wide region of the sliding surface 11. Therefore, the lubricity of the sliding surface 11 due to the sealed liquid F is improved.
  • the sealed liquid F flowing out from the positive pressure generation groove 15 to the land 12 is another positive pressure generation that is juxtaposed on the downstream side of the positive pressure generation groove 15 as shown by an arrow H3.
  • a liquid film having a substantially uniform film thickness is formed in the liquid film forming region W (indicated by linear hatching in FIG. 8).
  • the second positive pressure generation groove 173 during relative rotation of the rotary sealing ring 20 will be described.
  • the atmosphere A on the atmospheric side changes from the opening 173a of the second positive pressure generating groove 173 to the second most as shown by the arrow L1. Since the flow introduced toward the tip portion 17a is generated, dynamic pressure is generated in the second positive pressure generation groove 173.
  • the positive pressure gradually increases from the opening 173a side on the upstream side toward the second cutting edge portion 17a on the downstream side.
  • the pressure is highest in the vicinity of the second cutting edge portion 17a located at the most downstream side of the second positive pressure generating groove 173, the sliding surfaces 11 and 21 are separated from each other, and the atmosphere A is indicated by the arrow L2. As described above, it flows out from the vicinity of the second most advanced portion 17a between the sliding surfaces 11 and 21 around it. In this way, when a positive pressure is generated in the vicinity of the second cutting edge portion 17a, the sealed liquid F approaching the vicinity of the second cutting edge portion is repelled from the sealed liquid side to the atmosphere side of the sealed liquid F. Leakage can be prevented.
  • the relative rotation of the rotary sealing ring 20 Since the liquid film is not allowed to enter the atmosphere side due to the positive pressure generated by the concentration of the atmosphere A on the plurality of second cutting-edge portions 17a, the gas-liquid interface W1 between the sealed liquid F and the atmosphere A on the sliding surface 11 sometimes. Is formed in a sinusoidal shape between the plurality of atmospheric side end portions 9b and the plurality of sealed liquid side end portions 17b, and the liquid film forming region W is formed on the sealed liquid side including the positive pressure generation groove 15. (See FIG. 8).
  • the position of the gas-liquid interface W1 and the range of the liquid film forming region W vary from the position shown in FIG. 8 depending on the rotational speed of the rotary sealing ring 20 during relative rotation, the pressure of the sealed liquid F, and the like. ..
  • the sealed liquid F enters the land 12 on the atmosphere side during the relative rotation of the rotary sealing ring 20.
  • the atmosphere A on the atmosphere side is introduced from the opening 173a of the second positive pressure generating groove 173 toward the second leading edge 17a as shown by the arrow L3, and is shown by the arrow H9.
  • the sealed liquid F merges with the flow of the atmosphere A indicated by the arrow L3, and the flow of the sealed liquid F toward the second leading edge 17a as shown by the arrow H7 is generated, and the second positive Dynamic pressure is generated in the pressure generation groove 173.
  • the positive pressure inside the second positive pressure generating groove 173 gradually increases from the opening 173a side on the upstream side toward the second leading edge 17a on the downstream side. There is.
  • the pressure is highest in the vicinity of the second cutting edge portion 17a located at the most downstream side of the second positive pressure generating groove 173, and the sealed liquid F is the second cutting edge portion 17a as shown by an arrow H8. It flows out from the vicinity between the sliding surfaces 11 and 21 around it. In this way, the sealed liquid F that has entered the land 12 can be returned to the sealed liquid side, which is the outer diameter side, and the leakage of the sealed liquid F to the atmosphere side can be prevented. Since the sealed liquid F is incompressible and has a high viscosity as compared with the atmosphere, the sealed liquid F that has entered the second positive pressure generation groove 173 has a sliding surface as the rotary sealing ring 20 rotates relative to each other. It is easy to flow out between 11 and 21.
  • the atmosphere on the atmosphere side of the positive pressure generating groove 15 is independent of the positive pressure generating groove 15, and the atmosphere on the atmosphere side of the positive pressure generating groove 15 is introduced during the relative rotation of the rotary sealing ring 20, and the positive pressure is introduced.
  • a second positive pressure generating groove 173 is provided, and the second positive pressure generating groove 173 is provided with a second cutting edge portion 17a at the leading edge on the downstream side in the relative rotation direction. From this, when the rotary sealing ring 20 is relatively rotated, the atmosphere on the atmospheric side flows to the downstream side of the second positive pressure generation groove 173 and concentrates on the second cutting edge 17a to generate positive pressure, so that positive pressure is generated from the sealed liquid side. It is possible to repel the sealed liquid F approaching the vicinity of the second cutting edge portion 17a and prevent the sealed liquid F from leaking to the atmosphere side.
  • the second positive pressure generating groove 173 is arranged corresponding to the number and position of the positive pressure generating groove 15, the second positive pressure generating groove 173 is aligned with the number and position of the positive pressure generating groove 15. Can be processed and is easy to manufacture.
  • the second cutting edge Since the portion 17a is separated from the cutting edge portion 9a on the leakage side by a certain dimension, and the second cutting edge portion 17a in which positive pressure is generated during relative rotation is arranged at positions having different diameters in the circumferential direction. It is possible to prevent the sealed liquid F flowing from the liquid film generated at the cutting edge portion 9a during relative rotation from entering the atmosphere side.
  • the sliding surface 11 of the static sealing ring 104 has a plurality of cutting-edge portions 9a arranged side by side and an upstream side of the atmospheric side end portion 9b of the positive pressure generating groove 154.
  • the corner portion 9c located at the position is easy to manufacture because its position in the radial direction gradually changes along the circumferential direction and is arranged on the sine wave-shaped virtual curve C.
  • the mechanical seal for general industrial machines has been described as an example as the sliding component, but other mechanical seals for automobiles, water pumps, etc. may be used.
  • the present invention is not limited to the mechanical seal, and may be a sliding component other than the mechanical seal such as a slide bearing.
  • the dynamic pressure generating mechanism may be provided only on the static sealing ring 10
  • the dynamic pressure generating mechanism may be provided only on the rotary sealing ring 20, and both the static sealing ring and the rotary sealing ring may be provided. It may be provided in.
  • the cutting edge portion 9a and the corner portion 9c or the bending portion 92c are arranged on a smooth and continuous sinusoidal virtual curve C, but the present invention is not limited to this.
  • the curve may be, for example, a wavy shape having a small period or a rectangular wavy shape.
  • the positive pressure generation groove 15, the negative pressure generation groove, the reverse positive pressure generation groove 15', the reverse negative pressure generation groove 171', and the second positive pressure generation groove 173 are linearly recessed.
  • the present invention is not limited to this, and for example, it may be recessed in a curved shape.
  • the positive pressure generating groove is provided with an opening 15a that opens and communicates with the liquid to be sealed, but the present invention is not limited to this, and the groove may be closed without opening.
  • the second positive pressure generation groove 173 is provided with an opening 173a that is open to the atmosphere and communicates with the groove 173, the present invention is not limited to this, and the groove may be closed without opening.

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Abstract

摺動面の全面に亘り高い潤滑性を得ることのできる摺動部品を提供する。　回転機械の相対回転する箇所に配置される環状の摺動部品１０であって、摺動部品１０の摺動面１１には、摺動部品１０，２０の相対回転時に被密封流体側の被密封流体Ｆが導入されて正圧を発生する正圧発生溝１５が周方向に複数並設されており、それぞれの正圧発生溝１５は、相対回転方向の下流側の最先端に最先端部９ａを有し、周方向に複数並設された最先端部９ａの少なくとも一部は、径方向に各々異なる位置に配置されている。

Description

摺動部品
　本発明は、相対回転する摺動部品に関し、例えば自動車、一般産業機械、あるいはその他のシール分野の回転機械の回転軸を軸封する軸封装置に用いられる摺動部品、または自動車、一般産業機械、あるいはその他の軸受分野の機械の軸受に用いられる摺動部品に関する。
　被密封液体の漏れを防止する軸封装置として例えばメカニカルシールは相対回転し摺動面同士が摺動する一対の環状の摺動部品を備えている。このようなメカニカルシールにおいて、近年においては環境対策等のために摺動により失われるエネルギーの低減が望まれており、摺動部品の摺動面に高圧の被密封液体側に連通するとともに摺動面において一端が閉塞する正圧発生溝を設けているものがある。
　例えば、特許文献１に示されるメカニカルシールは、一方の摺動部品の摺動面において、大気側に向かいながら回転方向の下流側に傾斜して延設し、被密封流体側に連通する開口部を有する正圧発生溝が周方向に沿って複数配置されている。これによれば、摺動部品の相対回転時には、正圧発生溝に被密封液体が導入され、正圧発生溝の下流側の最先端に位置する最先端部に被密封液体が集中して正圧が発生し、摺動面間に液膜が生成されるとともに摺動面同士が僅かに離間することで、潤滑性が向上し低摩擦化を実現している。
　また、特許文献２に示されるメカニカルシールは、一方の摺動部品の摺動面において、回転方向の下流側に尖部の向いたＶ字状を成すＶ字溝が周方向に亘って複数配置されている。このＶ字溝を構成する２辺のうち被密封液体側に連通する１辺は正圧発生溝として機能し、またＶ字溝の２辺が交差する尖部は相対回転方向の下流側の最先端部に位置している。これによれば、特許文献１と同様に、Ｖ字溝の尖部に被密封液体が集中することにより、被密封液体の液膜が形成されて潤滑性が向上する。
特開平５－１６４２４９号公報（第４頁、第２，３図） 米国特許第６，１５２，４５２号明細書（第１４頁、ＦＩＧ．８）
　しかしながら、特許文献１にあっては、摺動面の周方向に沿って配置される複数の正圧発生溝の最先端部は、径方向に同じ位置にあり、すなわち複数の最先端部は、全て同一の円周上に並んでいる。同様に、特許文献２にあっては、摺動面の周方向に沿って配置される複数のＶ字溝の尖部は、全て同一の円周上に並んでいる。したがって、特許文献１，２にあっては、同一の円周上に複数並ぶ最先端部や尖部を中心に正圧が発生することで、摺動面の径方向の圧力勾配が大きくなり、摺動面の広い領域で均一に液膜を形成し難くなるため、結果として摺動面の全面に高い潤滑性を得られず、摺動面は貧潤滑状態になる虞があった。加えて、特許文献２にあっては、被密封液体の液膜が同一の円周上に複数並ぶ尖部を中心に形成されることで、摺動部品の相対回転時に被密封液体側の被密封液体と漏れ側の大気との気液界面が径方向の特定の狭い範囲に固定される問題がある。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、摺動面の全面に亘り高い潤滑性を得ることのできる摺動部品を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の摺動部品は、
　回転機械の相対回転する箇所に配置される環状の摺動部品であって、
　前記摺動部品の摺動面には、前記摺動部品の相対回転時に被密封流体側の被密封流体が導入されて正圧を発生する正圧発生溝が周方向に複数並設されており、それぞれの前記正圧発生溝は、相対回転方向の下流側の最先端に最先端部を有し、周方向に複数並設された前記最先端部の少なくとも一部は、径方向に各々異なる位置に配置されている。
　これによれば、摺動部品の相対回転時には、被密封流体が各正圧発生溝の相対回転方向の下流側に流れ最先端部に集中し正圧が発生する。それぞれの正圧発生溝の最先端部の少なくとも一部は径方向に各々異なる位置に配置されているので、摺動面においては、正圧は周方向に沿って径方向の異なる位置で発生し、摺動面における径方向の圧力勾配が小さくなるため、摺動面の広い領域で均一に液膜が形成され易い。そのため、摺動面の被密封流体による潤滑性が良好となる。
　複数並設された前記最先端部は、周方向に沿って規則的に配置されていてもよい。
　これによれば、摺動部品の相対回転時に被密封流体の流体膜が規則的に配置された位置に形成されるため、潤滑性が良好となる。
　複数並設された前記最先端部は、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、波形状に配置されていてもよい。
　これによれば、摺動部品の相対回転時に被密封流体の流体膜が波形状に形成されるため、潤滑性が良好となる。
　前記正圧発生溝は、被密封流体側に連通する開口部を有していてもよい。
　これによれば、摺動部品の相対回転時には、正圧発生溝の開口部において被密封流体が被密封流体側から導入されやすくなるため、最先端部にて被密封流体の流体膜が形成されやすくなり、摺動面の潤滑性が良好となる。
　前記正圧発生溝は、漏れ側に向かいながら相対回転方向の下流側に傾斜して延設されており、
　前記正圧発生溝には、前記正圧発生溝の漏れ側端部から連続して漏れ側に向かいながら相対回転方向の上流側に傾斜して延設する負圧発生溝が設けられていてもよい。
　これによれば、摺動部品の相対回転時には、最先端部で形成された被密封流体の流体膜を相対的に負圧となっている負圧発生溝が吸い込むため、被密封流体の漏れ側への漏れを防止し、摺動部品の密封性を向上できる。
　前記摺動面の前記負圧発生溝よりも漏れ側には、周方向に亘って延びるランドが設けられていてもよい。
　これによれば、負圧発生溝の漏れ側端部はランドにより閉塞されているため、摺動部品の静止時には、被密封流体の漏れ側への漏れを防止できる。
　前記負圧発生溝より漏れ側の前記ランドは、周方向に亘って径方向の幅が一定であってもよい。
　これによれば、負圧発生溝の漏れ側端部の径方向の位置が周方向に亘って一定であるため、製造しやすい。
　複数並設された前記最先端部と、前記正圧発生溝と前記負圧発生溝とが交差する相対回転方向の上流側の屈曲部とは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、波形状に配置されていてもよい。
　これによれば、波形状の仮想曲線上に最先端部と屈曲部とが配置されるため、製造しやすい。
　前記摺動面には、前記正圧発生溝よりも漏れ側において前記正圧発生溝とは独立し、前記回転機械の相対回転時に前記正圧発生溝よりも漏れ側の流体が導入されて正圧を発生する第２正圧発生溝が設けられており、前記第２正圧発生溝は相対回転方向の下流側の最先端に第２最先端部を備えていてもよい。
　これによれば、摺動部品の相対回転時に漏れ側の流体が第２正圧発生溝の相対回転方向の下流側に流れ第２最先端部に集中し正圧が発生するため、被密封流体側から第２最先端部近傍に接近する被密封流体を弾き返し、被密封流体の漏れ側への漏洩を防ぐことができる。
　前記第２正圧発生溝は、前記正圧発生溝の数及び位置に対応して配置されていてもよい。
　これによれば、正圧発生溝の数及び位置にそろえて第２正圧発生溝を加工することができ、製造しやすい。
　前記正圧発生溝と前記第２正圧発生溝との径方向の間に周方向に亘って延びるランドが備えられていてもよい。
　これによれば、正圧発生溝と第２正圧発生溝とを離間させることができ、相対回転時における両者の機能を明確化できる。
　前記正圧発生溝と前記第２正圧発生溝との径方向の間に備えられている前記ランドの径方向の幅は、周方向に亘って一定であってもよい。
　これによれば、第２最先端部が最先端部から一定寸法漏れ側に離間しており、周方向において異なる径の長さの位置で相対回転時に正圧の発生した第２最先端部が配置されることから、相対回転時に最先端部で発生した流体膜から流れる被密封流体が漏れ側に進入するのを防止できる。
　複数並設された前記最先端部と、前記正圧発生溝の漏れ側端部の相対回転方向の上流側に位置する隅部とは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、波形状に配置されていてもよい。
　これによれば、波形状の仮想曲線上に最先端部と隅部とが配置されるため、製造しやすい。
本発明の実施例１におけるメカニカルシールの一例を示す縦断面図である。 静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 相対回転中の静止密封環の摺動面における要部拡大図である。 本発明の実施例２における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 相対回転中の静止密封環の摺動面における要部拡大図である。 本発明の変形例１を示す説明図である。 本発明の変形例２を示す説明図である。 本発明の実施例３における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 相対回転中の静止密封環の摺動面における要部拡大図である。 相対回転中の静止密封環の摺動面において第２正圧発生に被密封液体が進入した際の要部拡大図である。 本発明の変形例３を示す説明図である。
　本発明に係る摺動部品を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例１に係る摺動部品につき、図１から図３を参照して説明する。尚、本実施例においては、摺動部品がメカニカルシールである形態を例に挙げ説明する。また、メカニカルシールを構成する摺動部品の外径側を被密封液体側（高圧側）、内径側を大気側（漏れ側、低圧側）として説明する。尚、これに限らず、被密封液体側が低圧側で、漏れ側が高圧側であってもよいし、また被密封流体は、液体に限らず気体でもよく、例えば大気であっても構わない。また、説明の便宜上、図面において、摺動面に形成される溝等にドットを付すことがある。
　図１に示される一般産業機械用のメカニカルシールは、摺動面の被密封液体側から大気側に向かって漏れようとする被密封液体Ｆを密封するインサイド形のものであって、回転軸１にスリーブ２を介して回転軸１と共に回転可能な状態で設けられた円環状の摺動部品である回転密封環２０と、被取付機器のハウジング４に固定されたシールカバー５に非回転状態かつ軸方向移動可能な状態で設けられた摺動部品としての円環状の静止密封環１０と、から主に構成され、ベローズ７によって静止密封環１０が軸方向に付勢されることにより、静止密封環１０の摺動面１１と回転密封環２０の摺動面２１とが互いに密接摺動するようになっている。尚、回転密封環２０の摺動面２１は平坦面を成すものでも、凹み部が設けられているものでもよい。
　静止密封環１０及び回転密封環２０は、代表的にはＳｉＣ（硬質材料）同士またはＳｉＣ（硬質材料）とカーボン（軟質材料）の組み合わせで形成されるが、これに限らず、摺動材料はメカニカルシール用摺動材料として使用されているものであれば適用可能である。尚、ＳｉＣとしては、ボロン、アルミニウム、カーボン等を焼結助剤とした焼結体をはじめ、成分、組成の異なる２種類以上の相からなる材料、例えば、黒鉛粒子の分散したＳｉＣ、ＳｉＣとＳｉからなる反応焼結ＳｉＣ、ＳｉＣ－ＴｉＣ、ＳｉＣ－ＴｉＮ等があり、カーボンとしては、炭素質と黒鉛質の混合したカーボンをはじめ、樹脂成形カーボン、焼結カーボン等が利用できる。また、上記摺動材料以外では、金属材料、樹脂材料、表面改質材料（コーティング材料）、複合材料等も適用可能である。
　図２に示されるように、静止密封環１０に対して回転密封環２０が矢印で示すように相対摺動するようになっており、静止密封環１０の摺動面１１には複数の動圧発生機構１４が静止密封環１０の周方向に沿って均等に配設されている。摺動面１１の動圧発生機構１４以外の部分は平端面を成すランド１２となっている。
　次に、動圧発生機構１４の概略について図２，図３に基づいて説明する。尚、以下、静止密封環１０及び回転密封環２０が相対的に回転したときに、図３の紙面左側を被密封液体Ｆの下流側とし、図３の紙面右側を被密封液体Ｆの上流側として説明する。
　動圧発生機構１４は、被密封液体側に開放して連通する開口部１５ａを備え、大気側に向かいながら下流側に傾斜して、漏れ側端部として閉塞した大気側端部９ｂまで直線状に凹設された正圧発生溝１５を有しており、該大気側端部９ｂの下流側の最先端には最先端部９ａが配置されている。正圧発生溝１５よりも大気側にはランド１２が備えられているため、回転密封環２０の静止時には、被密封液体Ｆの大気側への漏れを防止できる。また、複数並設された正圧発生溝１５の各最先端部９ａは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化しており、周方向に亘り正弦波形状の滑らかで且つ連続した仮想曲線Ｃ上に配置されている。尚、本実施例に限られず、特に図示しないが、最先端部９ａに加え、正圧発生溝１５の大気側端部９ｂの上流側に位置する隅部９ｃが、仮想曲線Ｃ上に配置されていてもよい。さらに尚、仮想曲線Ｃは周期性を有しているが、これに限らず周期性を有していなくてもよい。
　尚、複数の正圧発生溝１５は、それぞれの開口部１５ａが周方向に沿って均等に配置され、且つそれぞれの正圧発生溝１５の傾斜角度が異なるように設けられているため、狭い領域で複数の正圧発生溝１５の並設が可能となっているが、これに限らず、それぞれの開口部１５ａが周方向に沿って不均等に配置され、且つそれぞれの正圧発生溝１５の傾斜角度が一定となるように設けられていてもよい。
　次いで、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時の動作について説明する。まず、回転密封環２０が回転していない一般産業機械の非稼動時には、摺動面１１，２１間には摺動面１１，２１よりも被密封液体側の被密封液体Ｆが毛細管現象によって僅かに進入しているとともに、動圧発生機構１４は正圧発生溝１５の開口部１５ａから流入した被密封液体Ｆによって満たされている。尚、被密封液体Ｆは気体と比べ粘度が高いため、一般産業機械の停止時に動圧発生機構１４から大気側に漏れ出す量は極めて少ない。
　次に、図３に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０に対して回転すると、被密封液体側の被密封液体Ｆが矢印Ｈ１に示すように正圧発生溝１５の開口部１５ａから最先端部９ａに向かって導入される流れが生じるため、正圧発生溝１５内に動圧が発生するようになる。尚、正圧発生溝１５の内部は上流側である開口部１５ａ側から下流側の最先端部９ａに向かうにつれて漸次正圧が高まるようになっている。
　すなわち、正圧発生溝１５の下流側最先端に位置する最先端部９ａ近傍が最も圧力が高くなり、摺動面１１，２１同士が離間するとともに、被密封液体Ｆは矢印Ｈ２に示すように最先端部９ａ近傍からその周辺の摺動面１１，２１間に流出することで、摺動面１１，２１間における被密封液体側に被密封液体Ｆの液膜が形成される。これによれば、複数の正圧発生溝１５の最先端部９ａ近傍で被密封液体Ｆの液膜が形成されるため、摺動面１１，２１間においていわゆる流体潤滑を成し、潤滑性が向上し、低摩擦化を実現している。尚、正圧発生溝１５の最先端部９ａ以外の箇所から下流側に僅かに被密封液体Ｆが流出している。
　また、複数の最先端部９ａは上述の通り正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置されていることから、回転密封環２０の相対回転時に摺動面１１においては、正圧は周方向に沿って径方向の異なる位置で発生し、摺動面１１における径方向の圧力勾配が小さくなるため、摺動面１１の広い領域で略均一に液膜が形成され易い。そのため、摺動面１１の被密封液体Ｆによる潤滑性が良好となる。
　また、上述したように正圧発生溝１５からランド１２に流出した被密封液体Ｆは、矢印Ｈ３に示すように、当該正圧発生溝１５よりも下流側に並設される別の正圧発生溝１５に流入することで、正圧発生溝１５内の圧力を安定させることができる。
　以上のように、周方向に複数並設された最先端部９ａの少なくとも一部は、径方向に各々異なる位置に配置されていることから、回転密封環２０の相対回転時には、被密封液体Ｆが各正圧発生溝１５の相対回転方向の下流側に流れ最先端部９ａに集中し正圧が発生する。それぞれの正圧発生溝１５の最先端部９ａの少なくとも一部は径方向に各々異なる位置に配置されているので、摺動面１１においては、正圧は周方向に沿って径方向の異なる位置で発生し、摺動面１１における径方向の圧力勾配が小さくなるため、摺動面１１の広い領域で略均一に液膜を形成し易い。そのため、摺動面１１の被密封液体Ｆによる潤滑性が良好となる。
　また、複数並設された最先端部９ａは、周方向に沿って規則的に配置されていることから、回転密封環２０の相対回転時に被密封液体Ｆの流体膜が規則的に配置された位置に形成されるため、潤滑性が良好となる。
　また、複数並設された最先端部９ａは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、波形状に配置されていることから、回転密封環２０の相対回転時に被密封液体Ｆの液膜が波形状に形成されるため、潤滑性が良好となる。
　また、正圧発生溝１５は、被密封液体側に連通する開口部１５ａを有していることから、回転密封環２０の相対回転時には、正圧発生溝１５の最先端部９ａにおいて被密封液体Ｆが被密封液体側から導入されやすくなるため、最先端部９ａにて被密封液体Ｆの液膜が形成されやすくなり、摺動面１１の潤滑性が良好となる。
　次に、実施例２に係る摺動部品につき、図４から図７を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
　図４，図５に示されるように、静止密封環１０１の摺動面１１には、下流方向に尖部の向いたＶ字形状を成す動圧発生機構１４１が静止密封環１０１の周方向に均等に複数配設されている。動圧発生機構１４１は、Ｖ字形状を構成する２辺のうち被密封液体側に開放して連通する１辺は、大気側に向かいながら下流側に傾斜して直線状に凹設された正圧発生溝１５に相当し、この正圧発生溝１５に連続する他方の１辺は、大気側に向かいながら上流側に傾斜して、漏れ側端部として閉塞した大気側端部１７１ａまで直線状に凹設された負圧発生溝１７１に相当し、またこれらＶ字形状の２辺が交差する尖部は最先端部９ａに相当する。また、複数並設された正圧発生溝１５の各最先端部９ａは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化しており、周方向に亘り正弦波形状の滑らかで且つ連続した仮想曲線Ｃ上に配置されている。
　次いで、回転密封環２０の相対回転時の動作について説明する。まず、回転密封環２０が回転していない一般産業機械の非稼動時には、摺動面１１，２１間には摺動面１１，２１よりも被密封液体側の被密封液体Ｆが毛細管現象によって僅かに進入しているとともに、動圧発生機構１４１には正圧発生溝１５の開口部１５ａから流入した被密封液体Ｆによって満たされている。尚、被密封液体Ｆは気体と比べ粘度が高いため、一般産業機械の停止時に動圧発生機構１４１から大気側に漏れ出す量は極めて少ない。
　次に、図５に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０１に対して回転すると、被密封液体側の被密封液体Ｆが矢印Ｈ１に示すように正圧発生溝１５の開口部１５ａから最先端部９ａに向かって導入される流れが生じるため、正圧発生溝１５内に動圧が発生するようになる。尚、正圧発生溝１５の内部は上流側である開口部１５ａ側から下流側の最先端部９ａに向かうにつれて漸次正圧が高まるようになっている。
　すなわち、正圧発生溝１５の下流側最先端に位置する最先端部９ａ近傍が最も圧力が高くなり、摺動面１１，２１同士が離間するとともに、被密封液体Ｆは矢印Ｈ２に示すように最先端部９ａ近傍からその周辺の摺動面１１，２１間に流出することで、摺動面１１，２１間における被密封液体側に被密封液体Ｆの液膜が形成される。これによれば、複数の正圧発生溝１５の最先端部９ａ近傍で被密封液体Ｆの液膜が形成されるため、摺動面１１，２１間においていわゆる流体潤滑を成し、潤滑性が向上し、低摩擦化を実現している。尚、正圧発生溝１５の最先端部９ａ以外の箇所から下流側に僅かに被密封液体Ｆが流出している。
　また、複数の最先端部９ａは上述の通り正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置されていることから、回転密封環２０の相対回転時に摺動面１１においては、正圧は周方向に沿って径方向の異なる位置で発生し、摺動面１１における径方向の圧力勾配が小さくなるため、摺動面１１の広い領域で略均一に液膜を形成し易い。そのため、摺動面１１の被密封液体Ｆによる潤滑性が良好となる。
　また、上述したように正圧発生溝１５からランド１２に流出した被密封液体Ｆは、矢印Ｈ３に示すように、当該正圧発生溝１５よりも下流側に並設される別の正圧発生溝１５に流入することで、正圧発生溝１５内の圧力を安定させることができる。
　次いで回転密封環２０の相対回転時の負圧発生溝１７１について説明する。回転密封環２０が静止密封環１０に対して回転すると、負圧発生溝１７１内に負圧の動圧が発生し、負圧発生溝１７１の大気側端部１７１ａ側に導入された被密封液体Ｆは、矢印Ｈ４に示すように負圧発生溝１７１の大気側端部１７１ａから最先端部９ａに向かって導入される流れが生じる。尚、負圧発生溝１７１の内部は上流側である大気側端部１７１ａ側から下流側に向かうにつれて漸次正圧が高まるようになっており、大気側端部１７１ａは相対的に負圧となる。
　すなわち、最先端部９ａ近傍が最も圧力が高くなり、摺動面１１，２１同士が離間するとともに、被密封液体Ｆは矢印Ｈ５に示すように最先端部９ａ近傍からその周辺の摺動面１１，２１間に流出することで、摺動面１１，２１間における被密封液体側に被密封液体Ｆの液膜が形成される。そして、該液膜から流出する被密封液体Ｆは下流側に隣接する別の動圧発生機構１４１の負圧発生溝１７１に流れる。このように、一度開口部１５ａから導入された被密封液体Ｆは、複数の動圧発生機構１４１間において周方向に循環されるため、被密封液体Ｆの大気側への漏洩を防ぐことができる。
　また、上述の通り、正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置された複数の最先端部９ａの相対回転時に被密封液体Ｆが複数の動圧発生機構１４１間において周方向に循環されることから、摺動面１１における被密封液体Ｆと大気Ａとの気液界面Ｙ１は仮想曲線Ｃよりも大気側にて略正弦波形状に形成され、液膜形成領域Ｙ（図４において線状のハッチングで示す。）は正圧発生溝１５と負圧発生溝１７１の一部とを含む被密封液体側に形成される（図４参照）。尚、負圧発生溝１７１の大気側端部１７１ａ側において相対的な負圧が発生することで周囲の被密封液体Ｆは吸い込まれるため、大気側に漏れ出そうとする被密封液体Ｆを外径側である被密封液体Ｆ側に戻すことができる。また、気液界面Ｙ１の位置及び液膜形成領域Ｙの範囲は、回転密封環２０の相対回転時の回転速度、被密封液体Ｆの圧力等によって図４に示す位置から変動することは言うまでもない。
　また、上述したように負圧発生溝１７１からランド１２に流出した被密封液体Ｆは、矢印Ｈ６に示すように、当該負圧発生溝１７１よりも下流側に並設される別の負圧発生溝１７１に流入することで、負圧発生溝１７１内の圧力を安定させることができる。
　以上のように、正圧発生溝１５は、大気側に向かいながら下流側に傾斜して延設されており、正圧発生溝１５の大気側端部９ｂから連続して大気側に向かいながら上流側に傾斜して延設する負圧発生溝１７１が摺動面に設けられている。このことから、回転密封環２０の相対回転時には、最先端部９ａで形成された被密封液体Ｆの液膜を相対的に負圧となっている負圧発生溝１７１が吸い込むため、被密封液体Ｆの大気側への漏れを防止し、静止密封環１０及び回転密封環２０の密封性を向上できる。
　また、摺動面１１の負圧発生溝１７１よりも漏れ側には、周方向に亘って連続するように、すなわち環状にランド１２が設けられていることから、負圧発生溝１７１の大気側端部１７１ａはランド１２により閉塞されているため、回転密封環２０の静止時には、被密封液体Ｆの大気側への漏れを防止できる。
　また、負圧発生溝１７１より大気側のランド１２は、周方向に亘って径方向の幅が一定であることから、負圧発生溝１７１の大気側端部１７１ａの径方向の位置が周方向に亘って一定であるため、製造しやすい。
　次いで、本実施例の変形例を説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する説明を省略する。図６に示されるように、変形例１は静止密封環１０１’の摺動面１１において、上述した周方向に並設される動圧発生機構１４１に加え、尖部が動圧発生機構１４１とは逆側を向く逆動圧発生機構１４１’を複数備えている。逆動圧発生機構１４１’は動圧発生機構１４１を周方向に反転させた略同一の構造を成し、Ｖ字形状を構成する２辺のうち被密封液体側に開放して連通する１辺は、大気側に向かいながら正圧発生溝１５とは逆側に傾斜して直線状に凹設された逆正圧発生溝１５’に相当し、この逆正圧発生溝１５’に連続して凹設される他方の１辺は、大気側に向かいながら負圧発生溝１７１とは逆側に傾斜して、漏れ側として閉塞した大気側端部１７１ａ’まで直線上に凹設された逆負圧発生溝１７１’に相当し、またＶ字形状の２辺が交差する尖部は逆最先端部９ａ’に相当する。
　図６の実線矢印で示す紙面反時計回りに回転密封環２０が回転、すなわち順回転する場合には、正圧発生溝１５では開口部１５ａから導入された被密封液体Ｆが下流側に追従移動することで最先端部９ａに正圧が発生し液膜が形成され、負圧発生溝１７１では導入された被密封液体Ｆが下流側に追従移動することで大気側端部１７１ａ側に相対的な負圧が発生する。また、図６の点線矢印で示す紙面時計回りに回転密封環２０が回転、すなわち逆回転する場合には、逆正圧発生溝１５’では開口部１５ａ’から導入された被密封液体Ｆが逆回転時における下流側に追従移動することで逆最先端部９ａ’に正圧が発生し液膜が形成され、逆負圧発生溝１７１’では導入された被密封液体Ｆが逆回転時における下流側に追従移動することで大気側端部１７１ａ’側に相対的な負圧が発生する。すなわち、図６の紙面時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、逆正圧発生溝１５’が正圧発生溝として機能し、逆負圧発生溝１７１’が負圧発生溝として機能する。
　このように、静止密封環１０１’の摺動面１１には、尖部が順回転時における相対回転方向の下流側を向く動圧発生機構１４１と、尖部が逆回転時における相対回転方向の下流側を向く逆動圧発生機構１４１’とが備えられているため、静止密封環１０１と回転密封環２０との相対回転方向に関わらず使用できる。
　次いで、変形例２について説明する。図７に示されるように、静止密封環１０２の摺動面１１には、複数並設された最先端部９ａと、正圧発生溝１５２と負圧発生溝１７２とが交差する上流側の複数の屈曲部９２ｃとは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置されるため、製造しやすい。
　次に、実施例３に係る摺動部品につき、図８から図１１を参照して説明する。尚、前記実施例２と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
　図８から図１０に示されるように、静止密封環１０３の摺動面１１には、大気側に向かいながら下流側に傾斜して延設する正圧発生溝１５と、該正圧発生溝１５から独立し大気側に向かいながら上流側に傾斜して延設する第２正圧発生溝１７３と、により構成される動圧発生機構１４３が周方向に均等に複数配設されている。尚、第２正圧発生溝１７３は、正圧発生溝１５と同数であり、且つそれぞれ同一半径上に位置するように対応して配置されているが、これに限らず数または位置が対応していなくてもよい。
　正圧発生溝１５は被密封液体側に開放して連通する開口部１５ａを備え、閉塞した大気側端部９ｂまで直線状に凹設され、該大気側端部９ｂの下流側の最先端には最先端部９ａが配置されている。また、複数並設された正圧発生溝１５の各最先端部９ａは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化しており、周方向に亘り正弦波形状の滑らかで且つ連続した仮想曲線Ｃ上に配置されている。
　第２正圧発生溝１７３は大気側に開放して連通する開口部１７３ａを備え、閉塞した被密封液体側端部１７ｂまで直線状に凹設され、該被密封液体側端部１７ｂの下流側の最先端には最先端部９ａが配置されている。また、正圧発生溝１５と第２正圧発生溝１７３との径方向の間に備えられるランド１２の径方向の幅は、周方向に亘って一定幅に形成されている。
　次いで、回転密封環２０の相対回転時の動作について説明する。尚、正圧発生溝１５における動作は実施例１，２と同様であるため、特に断らない限り重複する説明を省略する。
　まず、回転密封環２０が回転していない一般産業機械の非稼動時には、摺動面１１，２１間には摺動面１１，２１よりも被密封液体側の被密封液体Ｆが毛細管現象によって僅かに進入しているとともに、動圧発生機構１４３には正圧発生溝１５の開口部１５ａから流入した被密封液体Ｆによって満たされている。尚、被密封液体Ｆは気体と比べ粘度が高いため、一般産業機械の停止時に動圧発生機構１４３から大気側に漏れ出す量は極めて少ない。
　次に、図９，図１０に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０３に対して回転すると、被密封液体側の被密封液体Ｆが矢印Ｈ１に示すように正圧発生溝１５の開口部１５ａから最先端部９ａに向かって導入される流れが生じるため、正圧発生溝１５内に動圧が発生するようになる。尚、正圧発生溝１５の内部は上流側である開口部１５ａ側から下流側の最先端部９ａに向かうにつれて漸次正圧が高まるようになっている。
　すなわち、正圧発生溝１５の下流側最先端に位置する最先端部９ａ近傍が最も圧力が高くなり、摺動面１１，２１同士が離間するとともに、被密封液体Ｆは矢印Ｈ２に示すように最先端部９ａ近傍からその周辺の摺動面１１，２１間に流出することで、摺動面１１，２１間における被密封液体側に被密封液体Ｆの液膜が形成される。これによれば、複数の正圧発生溝１５の最先端部９ａ近傍で被密封液体Ｆの液膜が形成されるため、摺動面１１，２１間においていわゆる流体潤滑を成し、潤滑性が向上し、低摩擦化を実現している。尚、正圧発生溝１５の最先端部９ａ以外の箇所から下流側に僅かに被密封液体Ｆが流出している。
　また、複数の最先端部９ａは上述の通り正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置されていることから、回転密封環２０の相対回転時に摺動面１１においては、正圧は周方向に沿って径方向の異なる位置で発生し、摺動面１１における径方向の圧力勾配が小さくなるため、摺動面１１の広い領域で略均一に液膜を形成し易い。そのため、摺動面１１の被密封液体Ｆによる潤滑性が良好となる。
　また、上述したように正圧発生溝１５からランド１２に流出した被密封液体Ｆは、矢印Ｈ３に示すように、当該正圧発生溝１５よりも下流側に並設される別の正圧発生溝１５に流入することで、液膜形成領域Ｗ（図８において線状のハッチングで示す。）に略均一の膜厚の液膜が形成される。
　次いで回転密封環２０の相対回転時の第２正圧発生溝１７３について説明する。図９に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０３に対して回転すると、大気側の大気Ａが矢印Ｌ１に示すように第２正圧発生溝１７３の開口部１７３ａから第２最先端部１７ａに向かって導入される流れが生じるため、第２正圧発生溝１７３内に動圧が発生するようになる。尚、第２正圧発生溝１７３の内部は上流側である開口部１７３ａ側から下流側の第２最先端部１７ａに向かうにつれて漸次正圧が高まるようになっている。
　すなわち、第２正圧発生溝１７３の下流側最先端に位置する第２最先端部１７ａ近傍が最も圧力が高くなり、摺動面１１，２１同士が離間するとともに、大気Ａは矢印Ｌ２に示すように第２最先端部１７ａ近傍からその周辺の摺動面１１，２１間に流出する。このように、第２最先端部１７ａ近傍で正圧が発生することにより、被密封液体側から第２最先端部近傍に接近する被密封液体Ｆを弾き返し、被密封液体Ｆの大気側への漏洩を防ぐことができる。
　また、上述の通り、正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置された複数の最先端部９ａにおいて回転密封環２０の相対回転時に液膜が形成されることに加え、回転密封環２０の相対回転時に複数の第２最先端部１７ａに大気Ａが集中して発生した正圧により当該液膜を大気側に進入させないため、摺動面１１における被密封液体Ｆと大気Ａとの気液界面Ｗ１は複数の大気側端部９ｂと複数の被密封液体側端部１７ｂとの間に正弦波形状に形成され、液膜形成領域Ｗは正圧発生溝１５を含む被密封液体側に形成される（図８参照）。また、気液界面Ｗ１の位置及び液膜形成領域Ｗの範囲は、回転密封環２０の相対回転時の回転速度、被密封液体Ｆの圧力等によって図８に示す位置から変動することは言うまでもない。
　先ず、回転密封環２０の相対回転時に大気側のランド１２に被密封液体Ｆが進入していない場合について説明する。第２正圧発生溝１７３内の大気Ａの一部は、回転密封環２０の相対回転に追従し、下流側のランド１２に圧力が高められて流出することで、気液界面Ｗ１は図８に示される正圧発生溝１５と第２正圧発生溝１７３との間に維持され、第２正圧発生溝１７３側に進入しようとする被密封液体Ｆは阻止される。
　次いで、回転密封環２０の相対回転時に大気側のランド１２に被密封液体Ｆが進入した場合について説明する。図１０に示されるように、大気側の大気Ａが矢印Ｌ３に示すように第２正圧発生溝１７３の開口部１７３ａから第２最先端部１７ａに向かって導入されるとともに、矢印Ｈ９に示すようにランド１２から導入され、矢印Ｌ３に示す大気Ａの流れに被密封液体Ｆが合流し矢印Ｈ７に示すような第２最先端部１７ａに向かう被密封液体Ｆの流れが生じ、第２正圧発生溝１７３内に動圧が発生するようになる。尚、図９の場合と同様に、第２正圧発生溝１７３の内部は上流側である開口部１７３ａ側から下流側の第２最先端部１７ａに向かうにつれて漸次正圧が高まるようになっている。
　すなわち、第２正圧発生溝１７３の下流側最先端に位置する第２最先端部１７ａ近傍が最も圧力が高くなっており、被密封液体Ｆは矢印Ｈ８に示すように第２最先端部１７ａ近傍からその周辺の摺動面１１，２１間に流出する。このように、ランド１２に進入した被密封液体Ｆを外径側である被密封液体側に戻し、被密封液体Ｆの大気側への漏洩を防ぐことができる。尚、被密封液体Ｆは大気に比べ非圧縮性を有し粘度が高いことから、第２正圧発生溝１７３に進入した被密封液体Ｆは回転密封環２０の相対回転に伴って摺動面１１，２１間に流出しやすくなっている。
　以上のように、正圧発生溝１５よりも大気側において正圧発生溝１５とは独立し、回転密封環２０の相対回転時に正圧発生溝１５よりも大気側の大気が導入されて正圧を発生する第２正圧発生溝１７３が設けられており、第２正圧発生溝１７３は相対回転方向の下流側の最先端に第２最先端部１７ａを備えている。このことから、回転密封環２０の相対回転時に大気側の大気が第２正圧発生溝１７３の下流側に流れ第２最先端部１７ａに集中し正圧が発生するため、被密封液体側から第２最先端部１７ａ近傍に接近する被密封液体Ｆを弾き返し、被密封液体Ｆの大気側への漏洩を防ぐことができる。
　また、第２正圧発生溝１７３は、正圧発生溝１５の数及び位置に対応して配置されていることから、正圧発生溝１５の数及び位置にそろえて第２正圧発生溝１７３を加工することができ、製造しやすい。
　また、正圧発生溝１５と第２正圧発生溝１７３との径方向の間に環状に１２が備えられていることから、正圧発生溝１５と第２正圧発生溝１７３とを離間させることができ、相対回転時における両者の機能を明確化できる。
　また、正圧発生溝１５と第２正圧発生溝１７３との径方向の間に備えられているランド１２の径方向の幅は、周方向に亘って一定であることから、第２最先端部１７ａが最先端部９ａから一定寸法漏れ側に離間しており、周方向において異なる径の長さの位置で相対回転時に正圧の発生した第２最先端部１７ａが配置されることから、相対回転時に最先端部９ａで発生した液膜から流れる被密封液体Ｆが大気側に進入するのを防止できる。
　次いで、変形例を説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する説明を省略する。図１１に示されるように、変形例３において、静止密封環１０４の摺動面１１には、複数並設された最先端部９ａと、正圧発生溝１５４の大気側端部９ｂの上流側に位置する隅部９ｃとは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置されるため、製造しやすい。
　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、摺動部品として、一般産業機械用のメカニカルシールを例に説明したが、自動車やウォータポンプ用等の他のメカニカルシールであってもよい。また、メカニカルシールに限られず、すべり軸受などメカニカルシール以外の摺動部品であってもよい。
　また、前記実施例では、動圧発生機構を静止密封環１０にのみ設ける例について説明したが、動圧発生機構を回転密封環２０にのみ設けてもよく、静止密封環と回転密封環の両方に設けてもよい。
　また、前記実施例では、最先端部９ａ、及び隅部９ｃ若しくは屈曲部９２ｃが滑らかで且つ連続した正弦波形状の仮想曲線Ｃ上に配置されていると説明したが、これに限らず、仮想曲線が例えば周期の小さい波状や矩形波状であってもよい。
　また、前記実施例では、正圧発生溝１５，負圧発生溝，逆正圧発生溝１５’，逆負圧発生溝１７１’及び第２正圧発生溝１７３は直線状に凹設されていると説明したが、これに限らず、例えば曲線状に凹設されていてもよい。
　また、正圧発生溝は被密封液体側に開放して連通する開口部１５ａを備えると説明したが、これに限らず、開口せずに閉塞していてもよい。
　また、第２正圧発生溝１７３は大気側に開放して連通する開口部１７３ａを備えると説明したが、これに限らず、開口せずに閉塞していてもよい。
１　　　　　　　　回転軸
２　　　　　　　　スリーブ
４　　　　　　　　ハウジング
５　　　　　　　　シールカバー
７　　　　　　　　ベローズ
９ａ　　　　　　　最先端部
９ｂ　　　　　　　大気側端部（漏れ側端部）
９ｃ　　　　　　　隅部
１０　　　　　　　静止密封環（摺動部品）
１１　　　　　　　摺動面
１２　　　　　　　ランド
１４　　　　　　　動圧発生機構
１５　　　　　　　正圧発生溝
１５ａ　　　　　　開口部
１７ａ　　　　　　第２最先端部
２０　　　　　　　回転密封環（摺動部品）
２１　　　　　　　摺動面
９２ｃ　　　　　　屈曲部
１７１　　　　　　負圧発生溝
１７３　　　　　　第２正圧発生溝

Claims (13)

  1. 　回転機械の相対回転する箇所に配置される環状の摺動部品であって、
    　前記摺動部品の摺動面には、前記摺動部品の相対回転時に被密封流体側の被密封流体が導入されて正圧を発生する正圧発生溝が周方向に複数並設されており、それぞれの前記正圧発生溝は、相対回転方向の下流側の最先端に最先端部を有し、周方向に複数並設された前記最先端部の少なくとも一部は、径方向に各々異なる位置に配置されている摺動部品。
  2. 　複数並設された前記最先端部は、周方向に沿って規則的に配置されている請求項１に記載の摺動部品。
  3. 　複数並設された前記最先端部は、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、波形状に配置されている請求項１または２に記載の摺動部品。
  4. 　前記正圧発生溝は、被密封流体側に連通する開口部を有している請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。
  5. 　前記正圧発生溝は、漏れ側に向かいながら相対回転方向の下流側に傾斜して延設されており、
    　前記摺動面には、前記正圧発生溝の漏れ側端部から連続して漏れ側に向かいながら相対回転方向の上流側に傾斜して延設する負圧発生溝が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
  6. 　前記摺動面の前記負圧発生溝よりも漏れ側には、周方向に亘って延びるランドが設けられている請求項５に記載の摺動部品。
  7. 　前記負圧発生溝より漏れ側の前記ランドは、周方向に亘って径方向の幅が一定である請求項６に記載の摺動部品。
  8. 　複数並設された前記最先端部と、前記正圧発生溝と前記負圧発生溝とが交差する相対回転方向の上流側の屈曲部とは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、波形状に配置されている請求項５ないし７のいずれかに記載の摺動部品。
  9. 　前記摺動面には、前記正圧発生溝よりも漏れ側において前記正圧発生溝とは独立し、前記回転機械の相対回転時に前記正圧発生溝よりも漏れ側の流体が導入されて正圧を発生する第２正圧発生溝が設けられており、前記第２正圧発生溝は相対回転方向の下流側の最先端に第２最先端部を備えている請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
  10. 　前記第２正圧発生溝は、前記正圧発生溝の数及び位置に対応して配置されている請求項９に記載の摺動部品。
  11. 　前記正圧発生溝と前記第２正圧発生溝との径方向の間に周方向に亘って延びるランドが備えられている請求項１０に記載の摺動部品。
  12. 　前記正圧発生溝と前記第２正圧発生溝との径方向の間に備えられている前記ランドの径方向の幅は、周方向に亘って一定である請求項１１に記載の摺動部品。
  13. 　複数並設された前記最先端部と、前記正圧発生溝の漏れ側端部の相対回転方向の上流側に位置する隅部とは、周方向に沿って径方向の位置が漸次変化し、波形状に配置されている請求項３，９，１０，１１または１２に記載の摺動部品。
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