特許 7528368 摺動部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】摺動部品

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/34 20060101AFI20240729BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

F16J15/34 G

F16J15/34 K

F16C17/04 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023516357

(86)(22)【出願日】2022-03-22

(86)【国際出願番号】 JP2022013242

(87)【国際公開番号】W WO2022224673

(87)【国際公開日】2022-10-27

【審査請求日】2024-02-20

(31)【優先権主張番号】P 2021073078

(32)【優先日】2021-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】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】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(72)【発明者】

【氏名】福田 翔悟

(72)【発明者】

【氏名】井村 忠継

(72)【発明者】

【氏名】王 岩

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 啓志

(72)【発明者】

【氏名】内田 健太

(72)【発明者】

【氏名】相澤 啓貴

【審査官】久慈 純平

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／００２６４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１７３０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０３５８６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／０２００７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平２－２３６０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０２１６８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／３４

Ｆ１６Ｃ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転機械の駆動時に相対回転する箇所に対向して配置される一対の摺動部品であって、
前記一対の摺動部品の少なくとも一方の摺動面は、その外周縁部または内周縁部に形成され、周方向に延びる開口部と、前記開口部から延び、当該開口部側の周縁に開口する流体供給溝と、を有しており、
前記開口部内の周方向かつ軸方向に延びる面の周方向の曲率よりも前記摺動面の前記開口部側の周縁の曲率の方が大きい摺動部品。

【請求項2】

前記開口部および前記流体供給溝は、それぞれの深さが同じである請求項１に記載の摺動部品。

【請求項3】

前記摺動面よりも外径側または内径側には、前記一対の摺動部品によって環状の環状開口凹部が形成されており、
前記開口部は、前記環状開口凹部に連通している請求項１または２に記載の摺動部品。

【請求項4】

前記流体供給溝は、前記開口部における周方向端部から延びている請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項5】

前記流体供給溝および前記開口部は周方向に複数配置されている請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項6】

複数の前記流体供給溝および複数の前記開口部は周方向に環状に連続する流体循環路を構成している請求項５に記載の摺動部品。

【請求項7】

前記流体循環路は、位相をずらして複数形成されている請求項６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回転機械の軸受に用いられる摺動部品に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、相対回転する一対の摺動部品の摺動面間には潤滑剤が塗布され、低摩擦化が図られている。例えば、ポンプやタービン等の回転機械の回転軸を軸封し、被密封流体の漏れを防止する軸封装置に用いられる摺動部品としては、メカニカルシール（例えば特許文献１参照）が知られている。

【0003】

メカニカルシールは、摺動部品としての静止密封環および回転密封環を備えている。メカニカルシールは、静止密封環および回転密封環における摺動面同士が互いに圧接されて、摺動可能に構成されており、摺動面間を密封することが可能となっている。このようなメカニカルシールは、密封性を保ちながら摺動面同士の摺動による摩耗を防ぐために、潤滑性を長期的に維持することが特に重要である。

【0004】

静止密封環および回転密封環は、被密封流体や漏れ側の流体が油等の液体であれば、液体を摺動面間に侵入させることにより液体を潤滑に用いることができる。これに対して、静止密封環および回転密封環は、被密封流体や漏れ側の流体が気体であると、静止密封環および回転密封環の相対回転により、摺動面間に塗布された潤滑剤を経時に伴い摺動面間から押し出してしまうため、良好な潤滑性を長期的に維持することができなくなる。そこで、このような環境で使用される静止密封環および回転密封環については、少量ずつ滴下される液体を摺動面間に供給することで、摺動面間の潤滑性を維持しようとする試みが広く行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－５３４２３号公報（第４頁、第１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、摺動面の内径側と外径側のいずれか一方の縁部に滴下されるなどして供給された液体は、一対の摺動部品の相対回転時には摺動面間の極小の隙間から摺動面の径方向中央側に誘導され難いことに加え、一対の摺動部品の相対回転により液体がその内径側または外径側に弾き飛ばされやすいため、潤滑性の向上に有効に寄与しにくい。よって、一対の摺動部品同士は、長期に亘って高い潤滑性を維持することができないという問題があった。

【0007】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、摺動面間に供給される液体を効率よく活用し、長期に亘って高い潤滑性を維持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】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明の摺動部品は、
回転機械の駆動時に相対回転する箇所に対向して配置される一対の摺動部品であって、
前記一対の摺動部品の少なくとも一方の摺動面は、その外周縁部または内周縁部に形成され、周方向に延びる開口部と、前記開口部から延び、当該開口部側の周縁に開口する流体供給溝と、を有している。
これによれば、開口部は周方向に延び径方向に開口していて液体を取り込みやすくなっており、さらに開口部に取り込まれた液体は流体供給溝に導入され摺動面の径方向中央に移動する。これにより、摺動面間に液体が供給され摺動面同士の高い潤滑性を長期に亘って維持することができる。

【0009】

前記開口部および前記流体供給溝は、それぞれの深さが同じであってもよい。
これによれば、開口部から流体供給溝に液体を導きやすい。

【0010】

前記摺動面よりも外径側または内径側には、前記一対の摺動部品によって環状の環状開口凹部が形成されており、
前記開口部は、前記環状開口凹部に連通していてもよい。
これによれば、環状開口凹部は液体を確実に捕集することができる。そのため、環状開口凹部により開口部に液体が取り込まれやすくなっている。

【0011】

前記流体供給溝は、前記開口部における周方向端部から延びていてもよい。
これによれば、流体供給溝は、開口部における周方向端部に移動してきた液体を効率よく導入することができる。

【0012】

前記流体供給溝および前記開口部は周方向に複数配置されていてもよい。
これによれば、周方向に均一に液体を供給することができる。

【0013】

複数の前記流体供給溝および複数の前記開口部は周方向に環状に連続する流体循環路を構成していてもよい。
これによれば、流体供給溝を流れた液体が下流の開口部に取り込まれるため、流体循環路は液体を循環させて効率的に潤滑に寄与できる。

【0014】

前記流体循環路は、位相をずらして複数形成されていてもよい。
これによれば、摺動面間における全体的な潤滑性を高めることができる。また、一の流体循環路の流体供給溝と、他の流体循環路の流体供給溝とが交差している部分よりも開口部とは反対側に流体を効率的に貯留できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１における摺動部品を備えるメカニカルシールが使用される回転機械の構造を示す断面図である。

【図2】メカニカルシールの静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図3】静止密封環の摺動面の一部を拡大して示す図である。

【図4】（ａ）は、静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図２のＡ－Ａ断面図であり、（ｂ）は、静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図２のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】変形例１における静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図6】変形例２における静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図7】変形例３における静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図8】変形例４における静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図9】変形例５における静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図10】（ａ）は、変形例５における静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図９のＣ－Ｃ断面図であり、（ｂ）は、変形例５における静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図９のＤ－Ｄ断面図である。

【図11】本発明の実施例２における静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図12】実施例２における静止密封環の摺動面の一部を拡大して示す図である。

【図13】本発明の実施例３における静止密封環を摺動面側から見た図である。

【図14】実施例３における静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図１３のＥ－Ｅ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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】

【0017】

実施例１に係る摺動部品につき、図１から図４を参照して説明する。なお、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している。

【0018】

本実施例における摺動部品は、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であるメカニカルシールＭを構成する回転密封環３と静止密封環６である。

【0019】

図１を参照して、回転密封環３は、円環状に形成されている。また、回転密封環３は、回転軸１にスリーブ２を介して取り付けられており、回転軸１と一体的に回転可能となっている。

【0020】

静止密封環６は、円環状に形成されている。また、静止密封環６は、回転機械のハウジング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取り付けられている。

【0021】

静止密封環６の摺動面Ｓ６は、回転密封環３の摺動面Ｓ３に対向配置されている。また、静止密封環６は、付勢手段７の付勢力によって回転密封環３側に付勢されている。

【0022】

これらにより、回転密封環３および静止密封環６は、摺動面Ｓ３，Ｓ６同士で密接摺動するようになっている。

【0023】

また、本実施例のメカニカルシールＭはいわゆるアウトサイド形式であって、回転密封環３と静止密封環６との互いの摺動面Ｓ３，Ｓ６により、被密封流体側としての内周側の被密封流体が漏れ側としての外周側へ流出するのを防止するものである。

【0024】

また、本実施例において、被密封流体はドライガス等の気体の高圧流体であり、外周側の流体は大気、ドライガス等の気体の低圧流体である。

【0025】

また、回転密封環３と静止密封環６の外周側には潤滑油等の液体としての潤滑剤Ｌｕが貯留されている。潤滑剤Ｌｕは、回転軸１の回転に伴って巻き上げられた後、滴下することを利用して、回転密封環３と静止密封環６との互いの摺動面Ｓ３，Ｓ６の外周縁に少量ずつ供給される。なお、潤滑剤Ｌｕの滴下方法は適宜変更されてもよい。

【0026】

回転密封環３および静止密封環６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、摺動材料に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は適用可能である。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などがあり、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、などが利用できる。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）、複合材料なども適用できる。

【0027】

図２，図４に示されるように、静止密封環６において回転密封環３の摺動面Ｓ３方向の軸方向端部には、外径側から内径側に向かって順に、外径側テーパ面６３、外周面６２（図４参照）、摺動面Ｓ６、内径側テーパ面が形成されている。

【0028】

まず、静止密封環６の摺動面Ｓ６について詳しく説明する。図２に示されるように、摺動面Ｓ６には、環状の流体循環路１０が形成されている。なお、流体循環路１０は、摺動面Ｓ６に、レーザ加工、エッチング、サンドブラスト等による微細加工を施すことにより形成することができる。

【0029】

流体循環路１０は、４等配されている開口部１１と、４等配されている流体供給溝１２と、から構成されている。

【0030】

開口部１１は、摺動面Ｓ６の外周縁部６０に形成されている。

【0031】

より詳しくは、図３に示されるように、開口部１１は、外周縁６０ａよりも内径側の壁１１ａと、底面１１ｅとで画成されている。壁１１ａは、底面１１ｅから上方に延びランド１４に直交している。底面１１ｅはランド１３，１４に平行に延びている。開口部１１は、断面段状（図４（ａ）参照）をなし、対向する回転密封環３の摺動面Ｓ３方向と外周方向とに開口している。

【0032】

図２に示されるように、流体供給溝１２は、直線状に延びて隣り合う開口部１１，１１と連通している。

【0033】

より詳しくは、図３に示されるように、流体供給溝１２は、内径側の壁１２ａと、底面１２ｅと、外径側の壁１２ｂとで画成されている。壁１２ａ，１２ｂは、底面１２ｅから上方に延びランド１３，１４に直交している。底面１２ｅはランド１３，１４に平行に延びている。流体供給溝１２は、断面凹形状（図４（ｂ）参照）をなし、対向する回転密封環３の摺動面Ｓ３方向に開口し、隣り合う開口部１１，１１に連通している（図２参照）。

【0034】

また、流体供給溝１２の内径側の壁１２ａは、開口部１１の内径側の壁１１ａと鈍角をなし連なっている。

【0035】

また、流体供給溝１２の底面１２ｅは、開口部１１の底面１１ｅと略同一平面を形成している。すなわち、図４に示されるように、開口部１１および流体供給溝１２は略同一の深さＤとなっている。

【0036】

また、図２に戻って、流体供給溝１２の外径側の壁１２ｂは、外周縁６０ａと鋭角をなしている。

【0037】

また、摺動面Ｓ６は、ランド１３，１４を有しており、これらの上端面は同じ平面上に位置している。ランド１３は、外周縁６０ａと流体供給溝１２によって画成されており、本実施例では４つ設けられている。ランド１４は、流体循環路１０と内周縁６１ａによって画成されており、環状に途切れることなく繋がっている。

【0038】

また、図４に示されるように、メカニカルシールＭの組み立て使用状態において、回転密封環３と静止密封環６とにより、摺動面Ｓ６よりも外径側に環状の環状開口凹部１５が形成されている。環状開口凹部１５は、周方向に連続する断面視矩形状であり、外周方向に開口している。

【0039】

環状開口凹部１５について詳しく説明する。環状開口凹部１５は、回転密封環３のテーパ面３０と、回転密封環３の摺動面Ｓ３と、静止密封環６の外周面６２と、静止密封環６の外径側テーパ面６３とで画成されている。

【0040】

回転密封環３のテーパ面３０は、摺動面Ｓ３の外周縁から外径側に向かうほど静止密封環６から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。

【0041】

静止密封環６の外周面６２は、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａに直交し、回転密封環３から離間する方向に延び、かつ周方向に延びている。静止密封環６の外径側テーパ面６３は、外周面６２から外径側に向かうほど回転密封環３から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。摺動面Ｓ３の外周縁は、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａよりも外径側に位置している。

【0042】

次に、回転機械の駆動時において供給される潤滑剤Ｌｕの流れを説明する。なお、図２における白矢印は、相手の摺動部品である回転密封環３の相対的な回転方向を指す。すなわち、回転密封環３は反時計回り方向に回転しているものとする。

【0043】

図４を参照して、環状開口凹部１５に滴下された潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３のテーパ面３０、摺動面Ｓ３および静止密封環６の外径側テーパ面６３によって環状開口凹部１５の底部側、すなわち静止密封環６の外周面６２、外周縁６０ａ側に導かれる。

【0044】

このように、回転密封環３と静止密封環６により環状開口凹部１５が形成されているので、滴下された潤滑剤Ｌｕを確実に捕集することができる。

【0045】

また、潤滑剤Ｌｕは、小さな液塊であっても、環状開口凹部１５内を周方向に移動しながら、他の潤滑剤Ｌｕと合流することで、大きな液塊となる。

【0046】

図３，図４において点線矢印で示すように、回転密封環３と静止密封環６との相対回転時に、環状開口凹部１５内に捕集された潤滑剤Ｌｕは、摺動面Ｓ６の開口部１１に取り込まれる。

【0047】

図３に示されるように、開口部１１に潤滑剤Ｌｕが取り込まれると、実線矢印で示すように、潤滑剤Ｌｕは内径側の壁１１ａに沿って、回転方向下流側の周方向下流端部１１ｃに移動する。

【0048】

回転方向下流側の周方向下流端部１１ｃには、流体供給溝１２の上流端部１２ｃが連通しており、流体供給溝１２の外径側の壁１２ｂが面している。外径側の壁１２ｂは、回転密封環３の回転方向に延びる成分と、径方向に延びる成分とを備えて、径方向に傾斜して形成されている。

【0049】

これにより、図３において実線矢印で示すように、流体供給溝１２は、開口部１１の周方向下流端部１１ｃに移動してきた潤滑剤Ｌｕを効率よく導入することができる。

【0050】

また、開口部１１および流体供給溝１２は、略同一の深さＤであるため、開口部１１から流体供給溝１２に潤滑剤Ｌｕを導きやすい。

【0051】

なお、開口部１１および流体供給溝１２はその深さＤが十分に深い。回転密封環３の回転によって潤滑剤Ｌｕや被密封流体が追随移動しても、摺動面Ｓ３，Ｓ６同士を離間方向に付勢するような動圧がほとんどまたは全く発生しない。

【0052】

また、流体供給溝１２は、潤滑剤Ｌｕの移動方向における下流端部１２ｄが、下流側の開口部１１における周方向上流端部１１ｄに連通している。

【0053】

これにより、流体供給溝１２は、導入した潤滑剤Ｌｕを壁１２ａ，１２ｂに沿って追随移動させることで、好適に下流側の開口部１１に導入させることができる。

【0054】

このように、流体供給溝１２に流入した潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３と静止密封環６との相対回転に追随移動しつつ、一部は摺動面Ｓ３，Ｓ６間に供給される。具体的にはランド１３と回転密封環３の摺動面Ｓ３の対向箇所の間および環状のランド１４と回転密封環３の摺動面Ｓ３の対向箇所の間に供給される。

【0055】

特に、流体供給溝１２は、その長尺方向中央が摺動面Ｓ６の径方向中央に位置していることから、潤滑剤Ｌｕを摺動面Ｓ６の径方向中央に供給することができる。ここで、本明細書において中央は間を意味するのであって、半分の位置を意味するのではない。

【0056】

また、摺動面Ｓ３，Ｓ６間に供給された潤滑剤Ｌｕの大部分は、回転密封環３の回転に伴って、回転方向下流側に位置する開口部１１、流体供給溝１２に回収される。

【0057】

一方、流体供給溝１２から下流側の開口部１１に取り込まれた潤滑剤Ｌｕは、上述と同様に、下流側の開口部１１内を周方向に追随移動し、下流側の流体供給溝１２に導入されることとなる。

【0058】

このように、潤滑剤Ｌｕは開口部１１、流体供給溝１２、開口部１１、流体供給溝１２、・・・、の順に流れる。これにより、流体循環路１０は潤滑剤Ｌｕを効率的に潤滑に寄与させることができる。

【0059】

ここで、摺動面Ｓ３，Ｓ６同士の摺動による摩耗分等のコンタミが生じる場合がある。流体供給溝１２は、下流側の開口部１１を介して摺動面Ｓ３，Ｓ６よりも外径側に連通している。そのため、特に潤滑剤Ｌｕよりも比重の大きいコンタミは、回転密封環３と静止密封環６との相対回転時に、摺動面Ｓ３，Ｓ６よりも外径側に排出されやすい。一方、潤滑剤Ｌｕはコンタミに比べ、下流側の開口部１１に沿って流れやすい。

【0060】

また、本実施例の流体循環路１０は、線対称形状であるため、相手の摺動部品の回転方向が本説明とは反対方向である時計回り方向であっても潤滑剤Ｌｕを供給することができる。

【0061】

なお、上流、下流は、回転密封環３の回転方向を基準として説明の便宜上呼称したものである。相手の摺動部品の回転方向によってその位置が変わることは言うまでもない。

【0062】

以上説明したように、本実施例のメカニカルシールＭは、摺動面Ｓ３，Ｓ６間に潤滑剤Ｌｕが供給され摺動面Ｓ３，Ｓ６同士の高い潤滑性を長期に亘って維持することができる。これは、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａに供給された潤滑剤Ｌｕを、周方向に延び径方向に開口している開口部１１に取り込みやすくなっており、さらに開口部１１に取り込まれた潤滑剤Ｌｕは流体供給溝１２に導入され摺動面Ｓ６の径方向中央に移動するからである。

【0063】

また、環状開口凹部１５は滴下された潤滑剤Ｌｕを確実に捕集することができるため、環状開口凹部１５から開口部１１に潤滑剤Ｌｕが取り込まれやすくなっている。

【0064】

また、開口部１１および流体供給溝１２は、摺動面Ｓ６において４等配に配置されているため、摺動面Ｓ３，Ｓ６の周方向に均一に潤滑剤Ｌｕを供給することができる。

【0065】

なお、本実施例において流体供給溝１２は、直線状に延びている構成として説明したが、これに限らず、変形例１として図５に示される流体供給溝１２１のように湾曲していてもよく、変形例２として図６に示される流体供給溝１２２のように蛇行していてもよい。すなわち、流体供給溝の形状は適宜変更されてもよい。これは、開口部についても同様に形状は適宜変更されてもよい。

【0066】

また、本実施例において流体供給溝１２は、開口部１１の周方向端部１１ｃ，１１ｄに連通している構成として説明したが、これに限らず、変形例３として図７に示される流体供給溝１２３のように、開口部１１の周方向端部１１ｃ，１１ｄよりも開口部１１の長手方向中央に連通していてもよい。

【0067】

また、本実施例において流体供給溝１２は、隣り合う開口部１１，１１に連通して、環状の流体循環路１０を構成しているとして説明したが、これに限らず、変形例４として図８に示される開口部１１１および流体供給溝１２４のように、流体供給溝１２４の上流側端部１２４ｃが回転方向上流側の開口部１１１にのみ連通して、流体供給溝１２４の下流側端部１２４ｄが外周縁６０ａに開口していてもよい。すなわち、流体循環路が形成されていなくともよい。

【0068】

また、本実施例において環状開口凹部１５は、周方向に連続する断面視矩形状である構成として説明したが、これに限らず、環状開口凹部の断面形状は適宜変更されてもよく、環状開口凹部の断面形状が周方向に不連続であってもよい。

【0069】

例えば、変形例５として図９，１０を参照して説明する。環状開口凹部１５１は、図１０（ａ）に示されるように開口部１１と径方向に重なり、開口部１１に連通している箇所と、図１０（ｂ）に示されるように開口部１１と径方向に重ならず、開口部１１に連通していない箇所とがある。

【0070】

まず、開口部１１と径方向に重なっていない部分について説明する。図１０（ｂ）を参照し、環状開口凹部１５１は、回転密封環３のテーパ面３０と、回転密封環３の摺動面Ｓ３と、静止密封環６の外径側テーパ面６４とで画成されて、断面視三角形状に形成されている。なお、説明の便宜上、回転密封環３の静止密封環６に対向する平端面を摺動面Ｓ３と称し、厳密には静止密封環６に摺接しない箇所を有している。

【0071】

静止密封環６の外径側テーパ面６４は、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａから外径側に向かうほど回転密封環３から離間する方向に傾斜して延びている。これにより、環状開口凹部１５１に滴下された潤滑剤Ｌｕは、外径側テーパ面６４によって環状開口凹部１５１の底部側、すなわち静止密封環６の外周縁６０ａ側に導かれる。

【0072】

また、環状開口凹部１５１は外径側テーパ面６４により内径側に向かうほど軸方向に短くなっているので、環状開口凹部１５１内の潤滑剤Ｌｕが外径側の空間に排出されにくくなっている。これは、潤滑剤Ｌｕの表面張力が大きいほど顕著である。

【0073】

次いで、環状開口凹部１５１の開口部１１と径方向に重なっている部分について説明する。図１０（ａ）を参照し、静止密封環６の外径側テーパ面６４には軸方向に凹む凹み６５が４箇所形成されており、該凹み６５は開口部１１に連通する連通路となっている。凹み６５は、その底面が開口部１１の底面１１ｅと略同一平面状に連続しており、断面視矩形状に形成されている。これにより、開口部１１は凹み６５を通じて潤滑剤Ｌｕを取り込みやすくなっている。

【実施例2】

【0074】

次に、実施例２に係る摺動部品につき、図１１，図１２を参照して説明する。なお、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0075】

図１１に示されるように、静止密封環１０６の摺動面Ｓ１０６には、２つの流体循環路１１０が周方向に略４５度ずれて形成されている。

【0076】

なお、流体循環路１１０単体の構成については、前記実施例１の流体循環路１０と同一であるが、説明の便宜上、図１１，図１２において前記実施例１と同一角度で図示した流体循環路１１０を流体循環路１１０Ａ、流体循環路１１０Ａに対して周方向にずれている流体循環路１１０を流体循環路１１０Ｂとする。

【0077】

また、説明の便宜上必要に応じて、流体循環路１１０Ａを構成する各開口部１１、各流体供給溝１２について、図１１における静止密封環１０６の１２時位置から回転密封環３の回転方向順に、開口部１１Ａ１、流体供給溝１２Ａ２、開口部１１Ａ３、流体供給溝１２Ａ４、開口部１１Ａ５、流体供給溝１２Ａ６、開口部１１Ａ７、流体供給溝１２Ａ８と記載する場合もある。

【0078】

同様に、流体循環路１１０Ｂを構成する各開口部１１、各流体供給溝１２について、図１１における静止密封環１０６の１２時位置から回転密封環３の回転方向順に、流体供給溝１２Ｂ１、開口部１１Ｂ２、流体供給溝１２Ｂ３、開口部１１Ｂ４、流体供給溝１２Ｂ５、開口部１１Ｂ６、流体供給溝１２Ｂ７、開口部１１Ｂ８と記載する場合もある。

【0079】

図１２に示されるように、摺動面Ｓ１０６は、ランド１１３，１１４，１１５を有しており、これらの上端面は同じ平面上に位置している。

【0080】

ランド１１３は、外周縁６０ａと、流体供給溝１２と、当該流体供給溝１２に交差する流体供給溝１２によって画成されている。

【0081】

ランド１１４は、流体供給溝１２と、当該流体供給溝１２に交差する流体供給溝１２と、内周縁６１ａによって画成されている。

【0082】

ランド１１５は、開口部１１と、当該開口部１１に連通する２つの流体供給溝１２と、当該２つの流体供給溝１２に交差する流体供給溝１２によって画成されている。

【0083】

流体循環路１１０Ａ，１１０Ｂについて詳しく説明する。なお、本説明では、図１１における静止密封環１０６の１２時位置から回転密封環３の回転方向順、すなわち下流方向順に説明する。

【0084】

流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ１の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ２の上流側と交差している。

【0085】

流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ２の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ３の上流側と交差している。流体供給溝１２Ｂ３は流体供給溝１２Ｂ１に隣接し下流側に配置されている。

【0086】

流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ３の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ４の上流側と交差している。

【0087】

流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ４の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ５の上流側と交差している。

【0088】

流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ５の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ６の上流側と交差している。

【0089】

流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ６の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ７の上流側と交差している。

【0090】

流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ７の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ８の上流側と交差している。

【0091】

流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ８の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ１の上流側と交差している。

【0092】

次に、開口部１１Ａ１，１１Ｂ２、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１を例示して、潤滑剤Ｌｕの流れについて、図１２を参照して説明する。潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３の回転方向、すなわち周方向に追随移動しようとする。

【0093】

開口部１１Ａ１から流体供給溝１２Ａ２に導入された潤滑剤Ｌｕは、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１が交差する部分で、流体供給溝１２Ｂ１を移動する潤滑剤Ｌｕと合流し、流体供給溝１２Ａ２と開口部１１Ｂ２に流れる。

【0094】

この合流により、流体供給溝１２Ｂ１を流れる潤滑剤Ｌｕは流体供給溝１２Ａ２に導入されやすくなっている。このようにして、一度、交差部分よりも内径側に導かれた潤滑剤Ｌｕは外部に排出されにくく、摺動面Ｓ３，Ｓ１０６間における全体的な潤滑性を高めることができる。

【0095】

また、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１の長尺方向中央は、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１が交差している部分よりも内径側、すなわち開口部１１とは反対側に位置している。

【0096】

すなわち、流体循環路１１０Ａ，１１０Ｂは、開口部１１とは反対側に潤滑剤Ｌｕを効率的に貯留できる。

【0097】

また、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２、および流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２それぞれの長尺方向中央が連続して環状を成して形成されているので、潤滑剤Ｌｕを周方向に亘って均等に摺動面Ｓ３，Ｓ１０６間に供給できる。

【0098】

ここで、各流体供給溝１２は、下流側の開口部１１を介して摺動面Ｓ３，Ｓ１０６よりも外径側に連通している。特に潤滑剤Ｌｕよりも比重の大きいコンタミは、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２と流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２とが交差している部分よりも内径側にとどまることなく、回転密封環３と静止密封環１０６との相対回転時に、摺動面Ｓ３，Ｓ１０６よりも外径側に排出されやすくなっている。

【実施例3】

【0099】

次に、実施例３に係る摺動部品につき、図１３，図１４を参照して説明する。なお、前記実施例１，２に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0100】

図１４を参照して、実施例３において潤滑剤Ｌｕは、回転密封環２０３と静止密封環２０６との互いの摺動面Ｓ２０３，Ｓ２０６の内周縁に滴下される。

【0101】

図１３，図１４に示されるように、静止密封環２０６において回転密封環２０３の摺動面Ｓ２０３方向の軸方向端部には、外径側から内径側に向かって順に、外径側テーパ面、摺動面Ｓ２０６、内周面２６２（図１４参照）、内径側テーパ面２６３が形成されている。

【0102】

まず、静止密封環２０６の摺動面Ｓ２０６について詳しく説明する。静止密封環２０６の摺動面Ｓ２０６には、流体循環路２１０が形成されている。流体循環路２１０は、４等配されている開口部２１１と、４等配されている流体供給溝２１２と、から構成されている。

【0103】

開口部２１１は、摺動面Ｓ２０６の内周縁部６１に形成されている。また、開口部２１１は、直線状に延びている。

【0104】

流体供給溝２１２は、屈折されたＣ字状に延び、隣り合う開口部２１１，２１１に連通している。

【0105】

また、図１４に示されるように、メカニカルシールＭの組み立て使用状態において、回転密封環２０３と静止密封環２０６とにより、摺動面Ｓ２０６よりも内周側に環状の環状開口凹部２１５が形成されている。環状開口凹部２１５は、周方向に連続する断面視矩形状であり、内周方向に開口している。

【0106】

環状開口凹部２１５について詳しく説明する。環状開口凹部２１５は、回転密封環２０３のテーパ面２３０と、回転密封環２０３の摺動面Ｓ２０３と、静止密封環２０６の内周面２６２と、静止密封環２０６の内径側テーパ面２６３とで画成されている。

【0107】

回転密封環２０３のテーパ面２３０は、摺動面Ｓ２０３の内周縁から内径側に向かうほど静止密封環２０６から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。

【0108】

静止密封環２０６の内周面２６２は、摺動面Ｓ２０６の内周縁６１ａに直交し、回転密封環２０３から離間する方向に延び、かつ周方向に延びている。静止密封環２０６の内径側テーパ面２６３は、内周面２６２から内径側に向かうほど回転密封環２０３から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。摺動面Ｓ２０３の内周縁は、摺動面Ｓ２０６の内周縁６１ａと径方向略同位置となっている。

【0109】

これにより、環状開口凹部２１５に滴下された潤滑剤Ｌｕは、回転密封環２０３のテーパ面２３０、摺動面Ｓ２０３および静止密封環２０６の内径側テーパ面２６３によって環状開口凹部２１５の底部側、すなわち静止密封環２０６の内周面２６２、内周縁６１ａ側に導かれる。

【0110】

このように、回転密封環２０３と静止密封環２０６により環状開口凹部２１５が形成されているので、滴下された潤滑剤Ｌｕを確実に捕集することができる。

【0111】

また、本実施例のメカニカルシールＭは、摺動面Ｓ２０３，Ｓ２０６間に潤滑剤Ｌｕが供給され摺動面Ｓ２０３，Ｓ２０６同士の高い潤滑性を長期に亘って維持することができる。これは、摺動面Ｓ２０６の内周縁６１ａに供給された潤滑剤Ｌｕを、周方向に延び径方向に開口している開口部２１１に取り込みやすくなっており、さらに開口部２１１に取り込まれた潤滑剤Ｌｕは流体供給溝２１２に導入され摺動面Ｓ２０６の径方向中央に移動するからである。

【0112】

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。

【0113】

例えば、前記各実施例では、メカニカルシールは、アウトサイド形式であると説明したが、これに限らず、被密封流体側としての外周側の被密封流体が漏れ側としての内周側へ流出するのを防止するいわゆるインサイド形式であってもよい。

【0114】

また、前記各実施例では、開口部および流体供給溝は、静止密封環に形成されている構成として説明したが、これに限らず、回転密封環に形成されていてもよく、回転密封環および静止密封環それぞれに形成されていてもよい。

【0115】

また、前記各実施例では、開口部および流体供給溝は、４等配または８等配されている構成として説明したが、これに限らず、これらの数は問わない。また周方向に等しく配置されることが好ましいが問わない。

【0116】

また、前記各実施例では、環状開口凹部が構成されているとして説明したが、これに限らず、環状開口凹部が構成されていなくともよい。

【0117】

また、前記各実施例では、周方向に連続する環状開口凹部が構成されている構成として説明したが、これに限らず、複数の開口凹部が形成されていてもよい。すなわち、周方向に不連続であってもよい。

【符号の説明】

【0118】

３ 回転密封環（摺動部品）
６ 静止密封環（摺動部品）
１０ 流体循環路
１１ 開口部
１１ｃ 周方向端部
１１ｄ 周方向端部
１２ 流体供給溝
１５ 環状開口凹部
６０ 外周縁部
６０ａ 外周縁（開口部側の周縁）
６１ 内周縁部
１１１ 開口部
１２１～１２４ 流体供給溝
１０６ 静止密封環（摺動部品）
１１０Ａ，１１０Ｂ 流体循環路
２０３ 回転密封環（摺動部品）
２０６ 静止密封環（摺動部品）
２１０ 流体循環路
２１１ 開口部
２１２ 流体供給溝
２１５ 環状開口凹部
６１ａ 内周縁（開口部側の周縁）
Ｄ 深さ
Ｌｕ 潤滑剤（流体）
Ｍ メカニカルシール
Ｓ３ 摺動面
Ｓ６ 摺動面
Ｓ１０６ 摺動面
Ｓ２０３ 摺動面
Ｓ２０６ 摺動面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】