特開 2020-153468 摺動部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-153468(P2020-153468A)

(43)【公開日】2020年9月24日

(54)【発明の名称】摺動部品

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/34 20060101AFI20200828BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20200828BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/34 G

   F16C17/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-54194(P2019-54194)

(22)【出願日】2019年3月22日

(71)【出願人】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100163212

【弁理士】

【氏名又は名称】溝渕 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100156535

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 多恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 紗和花

(72)【発明者】

【氏名】井上 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】根岸 雄大

(72)【発明者】

【氏名】前谷 優貴

【テーマコード（参考）】

3J011

3J041

【Ｆターム（参考）】

3J011AA20

3J011BA08

3J011CA03

3J011JA02

3J011KA03

3J011MA06

3J011PA02

3J011SD02

3J041AA02

3J041BA04

3J041BA11

3J041BB01

3J041BC03

3J041DA07

3J041DA11

(57)【要約】

【課題】動圧発生溝部内に混入したコンタミを早期に排出させることで、摺動面の潤滑性能及びシール機能を良好に保つことができる摺動部品を提供する。
【解決手段】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、被密封流体Ｆ側に連通する導入溝部１５と、該導入溝部１５に連通して摺動部品１０が相対回転する周方向に延設される動圧発生溝部９Ａと、から構成される動圧発生機構１４が、周方向に複数並設されており、動圧発生溝部９Ａと該動圧発生溝部９Ａよりも下流側の導入溝部１５との間に、被密封流体Ｆ側に連通する排出溝３５が延設されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項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、被密封流体側に連通する導入溝部と、該導入溝部に連通して前記摺動部品が相対回転する周方向に延設される動圧発生溝部と、から構成される動圧発生機構が、周方向に複数並設されており、
前記動圧発生溝部と該動圧発生溝部よりも下流側の導入溝部との間に、被密封流体側に連通する排出溝が延設されていることを特徴とする摺動部品。

【請求項2】

前記排出溝は、前記下流側の導入溝部に沿って並設されている請求項１に記載の摺動部品。

【請求項3】

前記動圧発生溝部と該動圧発生溝部よりも下流側の導入溝部との間に、前記排出溝が周方向に複数設けられている請求項１または２に記載の摺動部品。

【請求項4】

前記排出溝は、前記下流側の導入溝部に連通している請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項5】

前記導入溝部は、該導入溝部よりも下流側の前記排出溝に連通している請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項6】

前記導入溝部は、前記下流側の排出溝を介し、該排出溝よりも下流側の導入溝部に連通している請求項５に記載の摺動部品。

【請求項7】

周方向に沿って複数並設された前記導入溝部は、無端状に延設された溝を介し互いに連通している請求項１ないし６のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項8】

前記導入溝部は、前記被密封流体側に連通する開口部側が前記動圧発生溝部側よりも幅狭に形成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項9】

前記導入溝部は、前記被密封流体側且つ外径側に連通している請求項１ないし８のいずれかに記載の摺動部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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、径方向に延び被密封液体側に連通する導入溝部と、該導入溝部に連通して相対回転方向に延設される動圧発生溝部とから構成される動圧発生機構が、周方向に沿ってランド部を介し複数並設されている。これによれば、摺動部品の相対回転時には、被密封液体が導入溝部を経て動圧発生溝部に導入され、動圧発生溝部の相対回転方向の端部の壁部に被密封液体が集中して正圧が発生して摺動面同士が離間するとともに、摺動面に被密封液体の液膜が形成されることで潤滑性が向上し、低摩擦化を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−６０２４７号公報（第３頁、第２図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このように、特許文献１にあっては、被密封流体を動圧発生溝の終点から摺動部品間に供給することで、摺動部品間を低摩擦化することができる一方で、動圧発生溝の終点は摺動面において閉塞されているため、被密封流体にコンタミが含まれていると、このコンタミが導入溝部を経て動圧発生溝部内に進入し、動圧発生溝部の特に閉塞された終点近傍に停滞・堆積され、更に当該動圧発生溝部を超えて回転方向の下流側の動圧発生機構に転々と移動する虞がある。そのため、この摺動面間に存在するコンタミにより、摺動面が損傷し、回転機械の性能に悪影響を及ぼす虞があった。尚、本願において、「コンタミ」とはコンタミネーション（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）の略称であり、多細粒子状の導電性異物などの「粒子状異物」を意味する。

【0006】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、動圧発生溝部内に混入したコンタミを早期に排出させることで、摺動面の潤滑性能及びシール機能を良好に保つことができる摺動部品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、被密封流体側に連通する導入溝部と、該導入溝部に連通して前記摺動部品が相対回転する周方向に延設される動圧発生溝部と、から構成される動圧発生機構が、周方向に複数並設されており、
前記動圧発生溝部と該動圧発生溝部よりも下流側の導入溝部との間に、被密封流体側に連通する排出溝が延設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、摺動部品の相対回転時に、被密封流体に伴い導入溝部を経て動圧発生溝部内に混入したコンタミが、その下流側の導入溝部の手前に延設された排出溝内に進入し、この排出溝から被密封流体側に排出し易くなるため、摺動面の周方向に複数並設された動圧発生機構に架けて進行しようとするコンタミを除去し、摺動面の潤滑性能及びシール機能を良好に保つことができる。

【0008】

好適には、前記排出溝は、前記下流側の導入溝部に沿って並設されている。
これによれば、動圧発生溝部から下流側の導入溝部側に向かうコンタミを、この導入溝部に沿って並設された排出溝に導入させることができる。

【0009】

好適には、前記動圧発生溝部と該動圧発生溝部よりも下流側の導入溝部との間に、前記排出溝が周方向に複数設けられている。
これによれば、排出溝が、周方向に複数設けられていることで、コンタミの排出効果を高めることができる。

【0010】

好適には、前記排出溝は、前記下流側の導入溝部に連通している。
これによれば、排出溝内の被密封流体を下流側の導入溝部に流入させることで、該導入溝部内に導入される被密封流体の流入量を増加させることができる。

【0011】

好適には、前記導入溝部は、該導入溝部よりも下流側の前記排出溝に連通している。
これによれば、導入溝部に混入したコンタミの流動性を高め、下流側の排出溝からも排出できる。

【0012】

好適には、前記導入溝部は、前記下流側の排出溝を介し、該排出溝よりも下流側の導入溝部に連通している。
これによれば、導入溝部内に混入したコンタミの流動性を高めるとともに、導入溝部内に導入される被密封流体の流入量を増加させることができる。

【0013】

好適には、周方向に沿って複数並設された前記導入溝部は、無端状に延設された溝を介し互いに連通している。
これによれば、導入溝部内に混入したコンタミの流動性を更に高め、周方向に複数並設されたいずれの導入溝部からも排出しやすくなる。

【0014】

好適には、前記導入溝部は、前記被密封流体側に連通する開口部側が前記動圧発生溝部側よりも幅狭に形成されている。
これによれば、開口部が幅狭に形成されていることで、被密封流体は静圧により導入溝部への流入を阻害されず、且つ回転による慣性で流動するコンタミは流入し難い。

【0015】

好適には、前記導入溝部は、前記被密封流体側且つ外径側に連通している。
これによれば、遠心力が外径方向に働くため、混入したコンタミを除去しやすい。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例１におけるメカニカルシールを示す縦断面図である。

【図2】静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。

【図3】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図4】静止密封環の摺動面の要部拡大図である。

【図5】導入溝部内に混入したコンタミを排出する状況を示した斜視図である。

【図6】実施例１の変形例１を示す説明図である。

【図7】実施例１の変形例２を示す説明図である。

【図8】実施例１の変形例３を示す説明図である。

【図9】本発明の実施例２における摺動面の説明図である。

【図10】実施例２の変形例を示す説明図である。

【図11】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。

【図12】本発明の実施例４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。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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】

【0018】

実施例１に係る摺動部品につき、図１から図８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。

【0019】

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内径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と一体的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に非回転状態且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。

【0020】

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。

【0021】

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、より詳しくは動圧発生機構１４よりも大気側の部分、及び周方向に隣接する動圧発生機構１４の間の部分等は、平端面を成すランド１２となっている。

【0022】

次に、動圧発生機構１４の概略について図２〜図４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４の紙面左側を後述するレイリーステップ９Ａ内を流れる被密封液体Ｆの下流側とし、図４の紙面右側をレイリーステップ９Ａ内を流れる被密封液体Ｆの上流側として説明する。

【0023】

動圧発生機構１４は、被密封液体Ｆ側に連通する開口部１５ａを備え内径方向の大気側に延びる導入溝部１５と、導入溝部１５の内径側端部から下流側に向けて静止密封環１０と同心状に周方向に延びる動圧発生溝部としてのレイリーステップ９Ａと、を備えている。また、導入溝部１５は内径側の端部が閉塞しており、その内径側端面がレイリーステップ９Ａの内径側端面と連続している。すなわち、動圧発生機構１４は、導入溝部１５、レイリーステップ９Ａにより、摺動面１１を直交する方向から見て略Ｌ字形状を成している。また、本実施例１の導入溝部１５は、静止密封環１０の径方向に延設されている。

【0024】

また、レイリーステップ９Ａは、下流側の端部に回転方向に対して傾斜する壁部９ａが形成されている。尚、壁部９ａは、回転方向に傾斜することに限られるものではなく、例えば回転方向に対して直交していてもよいし、階段状に形成されていてもよい。

【0025】

また、導入溝部１５の深さ寸法Ｌ１０は、レイリーステップ９Ａの深さ寸法Ｌ２０よりも深くなっている（Ｌ１０＞Ｌ２０）。具体的には、本実施例１における導入溝部１５の深さ寸法Ｌ１０は、１００μｍに形成されており、レイリーステップ９Ａの深さ寸法Ｌ２０は、５μｍに形成されている。すなわち、導入溝部１５とレイリーステップ９Ａとの間には、導入溝部１５における下流側の側面とレイリーステップ９Ａの底面とにより深さ方向の段差１８ｂが形成されている。尚、導入溝部１５の深さ寸法がレイリーステップ９Ａの深さ寸法よりも深く形成されていれば、導入溝部１５及びレイリーステップ９Ａの深さ寸法は自由に変更でき、好ましくは寸法Ｌ１０は寸法Ｌ２０の５倍以上である。

【0026】

尚、レイリーステップ９Ａの底面は平坦面をなしランド１２に平行に形成されているが、平坦面に微細凹部を設けることやランド１２に対して傾斜するように形成することを妨げない。更に、レイリーステップ９Ａの周方向に延びる２つの円弧状の面はそれぞれレイリーステップ９Ａの底面に直交している。また、導入溝部１５の底面は一様深さの平坦面をなしランド１２に平行に形成されているが、平坦面に微細凹部を設けることやランド１２に対して傾斜するように形成することを妨げない。例えば、導入溝部１５の底面は、被密封液体側である開口部１５ａから内径側であるレイリーステップ９Ａに向けて浅くなるようにテーパ状若しくは段差状に構成されてもよい。更に、導入溝部１５の開口部１５ａに延びる２つの平面はそれぞれ導入溝部１５の底面に直交している。

【0027】

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には導入溝部１５の開口部１５ａで被密封液体側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少ない。

【0028】

一般産業機械の停止時に動圧発生機構１４に被密封液体Ｆが満たされている場合には、回転密封環２０が静止密封環１０に対して相対回転（図２の黒矢印参照）すると、図４に示されるように、被密封液体側の被密封液体Ｆが矢印Ｈ１に示すように導入溝部１５から導入されるとともに、レイリーステップ９Ａによって被密封液体Ｆが回転密封環２０の回転方向に矢印Ｈ２に示すように追随移動するため、レイリーステップ９Ａ内に動圧が発生するようになる。尚、レイリーステップ９Ａの上流側に向かうにつれて漸次圧力が低くなっている。

【0029】

レイリーステップ９Ａの下流側端部である壁部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、摺動面１１に被密封液体Ｆの液膜が形成され、被密封液体Ｆは矢印Ｈ３に示すように壁部９ａ近傍からその周辺に流出する。これによれば、複数のレイリーステップ９Ａ，９Ａ，…の壁部９ａ，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。このとき、上述したように特にレイリーステップ９Ａの下流側で高圧となっているため、矢印Ｈ４に示すようにレイリーステップ９Ａ近傍の被密封液体Ｆは、レイリーステップ９Ａ内に略侵入しない。

【0030】

図５に示されるように、周方向に隣接した動圧発生機構１４，１４’（以下、説明の便宜上、相対回転方向の上流側を動圧発生機構１４と称し、下流側を動圧発生機構１４’と称する場合がある）の間のランド１２には、被密封液体Ｆに含まれるコンタミＣを摺動面の外部に排出するための排出溝３５と、このコンタミＣの周方向の進行を阻止する排出壁３０とが設けられる。より詳しくは、上流側の動圧発生機構１４のレイリーステップ９Ａの下流側にランド１２を介し排出溝３５が凹設され、この排出溝３５の周方向の下流側に排出壁３０が連なり、更にこの排出壁３０の下流側に動圧発生機構１４’が設けられている。

【0031】

本実施例の排出溝３５は、被密封液体Ｆ側に連通する開口部３５ａを備え内径方向に延設されており、内径側の端部は閉塞されている。本実施例の排出溝３５の底面は、導入溝部１５と同じ深さであって、一様深さの平坦面をなしランド１２に平行に形成されているが、平坦面に微細凹部を設けることやランド１２に対して傾斜するように形成することを妨げない。なお、排出溝３５の底面は、必ずしも導入溝部１５と同じ深さに形成されるものに限られず、導入溝部１５よりも浅く形成されてもよいし、若しくは導入溝部１５よりも深く形成されても構わない。

【0032】

排出壁３０は、ランド１２と面一の回転密封環２０に対向する端面３２を有するとともに、排出壁３０の上流側を向く側面３１が排出溝３５の内側面を構成し、また排出壁３０の下流側を向く側面１３が動圧発生機構１４’の導入溝部１５の内側面を構成している。なお、排出壁３０の端面３２は、必ずしもランド１２と面一に形成されるものに限られず、ランドよりも低い位置に形成されてもよい。

【0033】

次いで、動圧発生機構１４に混入したコンタミＣが排出される動作を説明する。図５に示されるように、上流側の動圧発生機構１４に被密封液体Ｆが満たされている状態で回転密封環２０が静止密封環１０に対して相対回転すると、動圧発生機構１４内の被密封液体Ｆは周方向の下流側に移動する。このとき、動圧発生機構１４に混入したコンタミＣは、回転密封環２０に対向する表面側の被密封液体Ｆの流れに乗じて、矢印Ｈ６に示すように、レイリーステップ９Ａの壁部９ａよりランド１２を乗り越えるが、該レイリーステップ９Ａよりも下流側に設けられた排出壁３０により周方向の進行を阻まれて、下流側の動圧発生機構１４’まで移動することなく、その手前の排出溝３５内に進入する。更に排出溝３５内のコンタミＣは、矢印Ｈ６に示すように排出溝３５内に順次流入する被密封液体Ｆの流れに加え、回転密封環２０の回転で生じる遠心力が作用し、矢印Ｈ７に示すように、排出壁３０の側面３１を伝って被密封液体側方向に移動し、開口部３５ａを介し排出溝３５の外部に排出される。

【0034】

このように、上流側の動圧発生機構１４のレイリーステップ９Ａと下流側の動圧発生機構１４’の導入溝部１５との間に、被密封液体側に連通して被密封液体Ｆを被密封液体側に排出する排出溝３５が延設されていることで、摺動部品の相対回転時に、被密封液体Ｆに伴い上流側の導入溝部１５を経てレイリーステップ９Ａ内に混入したコンタミＣが、その下流側の導入溝部１５の手前に延設された排出壁３０に阻まれて排出溝３５内に進入し、この排出溝３５から被密封液体側に排出し易くなるため、摺動面の周方向に複数並設された動圧発生機構１４，１４’に架けて進行しようとするコンタミＣを除去し、摺動面の潤滑性能及びシール機能を良好に保つことができる。
また上記したように、上流側の動圧発生機構１４と下流側の動圧発生機構１４’との間の領域に、排出溝３５及び排出壁３０を設けることで、各導入溝部１５の周方向の溝幅が狭く形成されることになり、各動圧発生機構１４への被密封液体Ｆの流入量を必要最小限に抑えることができる。

【0035】

また、排出溝３５は、下流側の導入溝部１５に沿って並設されているため、レイリーステップ９Ａから下流側の導入溝部１５側に向かうコンタミＣを、この導入溝部１５に沿って並設された排出溝３５に導入させることができる。

【0036】

また、本実施例では、摺動面の外径側に高圧の被密封液体Ｆが存在するインサイド形であり、導入溝部１５は、被密封液体側且つ外径側に連通していることで、遠心力が外径方向に働くため、混入したコンタミＣを除去しやすい。

【0037】

次に、本実施例１の変形例について説明する。図６〜図８に示されるように、変形例１〜３の排出溝３５は、該排出溝３５よりも下流側の動圧発生機構１４’の導入溝部１５と連通している。より詳しくは、図６に示されるように、変形例１の排出溝３５は、その被密封液体側の開口部３５ａが導入溝部１５の開口部１５ａと連通溝２６を介し周方向に連通しており、すなわち排出壁３０Ａの被密封液体側を迂回するように連通している。なお、連通溝２６は、その被密封液体側が周方向に沿って開放されている。

【0038】

また、図７に示されるように、変形例２の排出溝３５は、その内径端が導入溝部１５の内径端と連通溝２７を介し周方向に連通しており、すなわち排出壁３０Ｂの内径側を迂回するように連通している。

【0039】

更に、図８に示されるように、変形例３の排出溝３５は、その被密封液体側の開口部３５ａが導入溝部１５の開口部１５ａと連通溝２６を介し周方向に連通するとともに、その内径端が導入溝部１５の内径端と連通溝２７を介し周方向に連通しており、すなわち排出壁３０Ｃの被密封液体側及び内径側を迂回するように連通している。

【0040】

このように、変形例１〜３の排出溝３５は、排出壁３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを迂回して下流側の導入溝部１５に連通していることで、排出溝３５内の被密封液体Ｆを下流側の導入溝部１５に流入させ、該導入溝部１５内に導入される被密封液体Ｆの流入量を増加させることができる。

【実施例2】

【0041】

次に、実施例２に係る摺動部品につき、図９，１０を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する説明を省略する。

【0042】

図９に示されるように、本実施例２の摺動部品の静止密封環１０１は、周方向に隣接した動圧発生機構１４，１４’の間のランド１２には、被密封液体Ｆに含まれるコンタミＣを摺動面の外部に排出するための排出溝１３５と、このコンタミＣの周方向の進行を阻止する排出壁１３０とから成るユニットが、周方向に二組に設けられる。より詳しくは、上流側の動圧発生機構１４のレイリーステップ９Ａの下流側にランド１２を介し、一組目の排出溝１３５及び排出壁１３０が連なり、この排出壁１３０の下流側に二組目の排出溝１３５’及び排出壁１３０’が連なり、この排出壁１３０’の下流側に動圧発生機構１４’が設けられている。

【0043】

このように、排出溝１３５が、周方向に複数に設けられていることで、コンタミＣの排出効果を高めることができる。なお、本実施例の排出溝１３５，１３５’は、互いに同じ深さ及び同じ周方向幅に形成されているが、これに限らず、排出溝は、例えば上流側の排出溝１３５が下流側の排出溝１３５’よりも深く、若しくは周方向に大きな幅に形成される等、互いに異なる深さ若しくは周方向幅に形成されてもよい。

【0044】

なお、本実施例では、排出溝１３５及び排出壁１３０が周方向に二組連設されているが、これに限らず排出溝１３５及び排出壁１３０が三組以上の所定組数で連設されてもよい。

【0045】

次に、実施例２の変形例について説明する。図１０に示されるように、実施例２の変形例は、上流側の排出溝１３５と、下流側の排出溝１３５’と、更に下流側の動圧発生機構１４’の導入溝部１５とが互いに連通している。より詳しくは、本変形例の上流側の排出溝１３５は、その被密封液体側の開口部が、下流側の排出溝１３５’及び導入溝部１５と連通溝２８を介し周方向に連通しており、すなわち複数の排出壁１３０Ａ，１３０Ａ’の被密封液体側を迂回するように連通している。

【0046】

このように、周方向に複数組に設けられた排出溝１３５及び排出壁１３０が、導入溝部１５に連通していることで、複数の排出溝１３５，１３５’内の被密封液体Ｆを下流側の導入溝部１５に流入させ、該導入溝部１５内に導入される被密封液体Ｆの流入量を増加させることができるとともに、周方向に複数組に設けられた排出壁１３０Ａ，１３０Ａ’によって、コンタミＣの排出効果を高めることができる。

【0047】

なお、これに限らず特に図示しないが、複数の排出溝及び導入溝は、これらの内径端に形成された連通溝を介し、排出壁の内径側を迂回するように連通してもよいし、或いは複数の排出溝及び導入溝は、その被密封液体側が周方向に連通するとともに、その内径端が周方向に連通しており、すなわち排出壁の被密封液体側及び内径側を迂回するように連通しても構わない。

【実施例3】

【0048】

次に、実施例３に係る摺動部品につき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する説明を省略する。

【0049】

図１１に示されるように、本実施例３の摺動部品の静止密封環１０２は、排出溝３５２に被密封液体側の連通溝２６を介し連通した動圧発生機構１４２が、静止密封環１０２の周方向に亘り無端状に連通したものである。より詳しくは、動圧発生機構１４２は、導入溝部１５２の内径端部に連なり、レイリーステップ９Ａよりも内径側で周方向に延びる周方向溝１７に連通しており、更にこの周方向溝１７は、当該動圧発生機構１４２に隣接する下流側の動圧発生機構１４２’の排出溝３５２に連通している。

【0050】

すなわち、排出溝３５２及び連通溝２６を介し連通する導入溝部１５２は、周方向溝１７を介し周方向に連通しており、要するに複数の動圧発生機構１４２が、周方向に亘り無端状に連通している。

【0051】

このように、導入溝部１５２は、この導入溝部１５２よりも下流側の排出溝３５２に連通していることで、導入溝部１５２に混入したコンタミＣの流動性を高め、下流側の排出溝３５２からも排出できる。

【0052】

また、導入溝部１５２は、下流側の排出溝３５２を介し、この排出溝３５２よりも下流側の導入溝部１５２に連通していることで、導入溝部１５２内に導入される被密封液体Ｆの流入量を増加させることができる。

【0053】

更に、周方向に沿って複数並設された導入溝部１５２は、周方向溝１７、排出溝３５２及び連通溝２６からなる無端状に延設された溝を介し互いに連通しているため、導入溝部１５２内に混入したコンタミＣの流動性を更に高め、周方向に複数並設されたいずれの導入溝部１５２からも排出しやすくなる。尚、周方向溝１７、排出溝３５２及び連通溝２６からなる溝が、必ずしも本実施例のように無端状に延設されたものに限られず、当該溝が周方向に端部を有して弧状に延設されてもよい。

【実施例4】

【0054】

次に、実施例４に係る摺動部品につき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する説明を省略する。

【0055】

図１２に示されるように、本実施例４の摺動部品の静止密封環１０３は、排出壁３３の導入溝部１５３に面する側面が、導入溝部１５３の内径側から開口部１５３ａ側に向かって、漸次レイリーステップ９Ａに向け傾斜する傾斜面３４として構成されている。すなわち本実施例の開口部１５３ａは上述した実施例１の導入溝部１５の開口部１５ａよりも周方向の開口幅が狭く形成されている。このようにすることで、被密封液体Ｆは静圧により導入溝部１５３への流入を阻害されず、且つ回転による慣性で流動するコンタミＣは導入溝部１５３内に流入し難い。

【0056】

また、本実施例４の周方向に並設された動圧発生機構１４３の導入溝部１５３及び排出溝３５３は、これら導入溝部１５３及び排出溝３５３よりも内径側にて無端状に形成された環状溝１９によって、全周に亘り互いに連通して形成されている。

【0057】

このように、周方向に沿って複数並設された導入溝部１５３は、環状溝１９からなる無端状に延設された溝を介し互いに連通しているため、導入溝部１５３内に混入したコンタミＣの流動性を更に高め、周方向に複数並設されたいずれの導入溝部１５３からも排出しやすくなる。尚、必ずしも本実施例のように全周に亘り無端状に延設された環状溝１９であるものに限られず、周方向に端部を有する弧状溝が延設されてもよい。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

また、前記実施例では、動圧発生機構を静止密封環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。

【0061】

また、前記実施例では、摺動部品に同一形状の動圧発生機構が複数設けられる形態を例示したが、形状の異なる動圧発生機構が複数設けられていてもよい。また、動圧発生機構の間隔や数量などは適宜変更できる。

【符号の説明】

【0062】

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 レイリーステップ（動圧発生溝部）
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 導入溝部
１５ａ 開口部
１７ 周方向溝
１９ 環状溝
２０ 回転密封環
２１ 摺動面
３０ 排出壁
３０Ａ〜３０Ｃ 排出壁
３３ 排出壁
３５ 排出溝
１０２ 静止密封環
１０３ 静止密封環
１３０ 排出壁
１３０Ａ 排出壁
１３５ 排出溝
１４２ 動圧発生機構
１４３ 動圧発生機構
１５２ 導入溝部
１５３ 導入溝部
３５２ 排出溝
３５３ 排出溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】