特許 7608033 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】2024-12-20

(45)【発行日】2025-01-06

(54)【発明の名称】摺動部品

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/34 20060101AFI20241223BHJP

【ＦＩ】

F16J15/34 G

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023505314

(86)(22)【出願日】2022-03-01

(86)【国際出願番号】 JP2022008486

(87)【国際公開番号】W WO2022190944

(87)【国際公開日】2022-09-15

【審査請求日】2024-02-20

(31)【優先権主張番号】P 2021039779

(32)【優先日】2021-03-12

(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】前谷 優貴

(72)【発明者】

【氏名】根岸 雄大

(72)【発明者】

【氏名】巻島 創

【審査官】山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７３９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７３９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７３９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／３４－１５／３８

(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環状体からなる摺動部品であって、
前記摺動部品の一対の摺動面の少なくとも一方の内径側または外径側には、一対の前記摺動面の他方と対向する位置に、全周に亘り径方向に開口する環状凹部が形成され、一対の前記摺動面の少なくとも一方には前記環状凹部に連通されて該摺動面の径方向に延びる供給溝が形成されている摺動部品。

【請求項2】

前記供給溝に連通し、対向する前記環状体が相対回転する周方向に延設される動圧発生溝部が形成されている請求項１に記載の摺動部品。

【請求項3】

前記供給溝の終端には周方向に沿う１条の環状溝が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】

前記環状溝に連通し、対向する前記環状体が相対回転する周方向に延設される少なくとも１つ以上の負圧発生溝部が形成されている請求項３に記載の摺動部品。

【請求項5】

前記供給溝は前記摺動面の周方向に複数等配されている請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項6】

前記環状凹部と前記供給溝とは前記回転機械の固定側に固定される環状体に形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項7】

前記供給溝は前記環状凹部よりも深く形成されており、前記摺動部品の一対の摺動面の少なくとも一方の内径側または外径側に開口している請求項１ないし６のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項8】

前記供給溝は前記環状凹部よりも深く形成されており、前記環状凹部の開口とは反対側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9】

前記供給溝は前記環状凹部よりも浅く、かつ前記供給溝に連通し、対向する前記環状体が相対回転する周方向に延設される動圧発生溝部よりも深く形成されている請求項１，３ないし６のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項10】

前記環状凹部と前記供給溝とは同じ深さで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11】

前記摺動部品は、内径側に位置する被密封流体の外周側への漏れを密封するアウトサイド型のメカニカルシールを構成する請求項１ないし１０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】

従来、相対回転する摺動部品を構成する一対の環状体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。しかしながら、摺動面間に塗布された潤滑剤は環状体同士の相対回転によって摺動面間から押し出されて徐々に減少してしまい、長期的に潤滑性を維持できないという問題があった。

【0003】

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、相対的に回転し、かつ平面上の端面同士が摺動するように構成された環状体としての静止密封環と、回転密封環とを備えたメカニカルシール（例えば特許文献１参照）がある。静止密封環は、ハウジングに固定される。回転密封環は、回転軸に固定され回転軸と共に回転する。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の摩耗を防ぐために、潤滑性を長期的に維持することが特に重要である。

【0004】

メカニカルシールは、被密封流体や漏れ側の流体が油などの液体であれば、液体を摺動面間に侵入させることにより流体を潤滑に用いることができる。しかし、被密封流体が気体であり、かつ漏れ側の空間の流体も気体である場合には、環状体同士の相対回転によって摺動面間に塗布された潤滑剤は経時に伴い摺動面間から押し出されてしまい、良好な潤滑性を長期的に維持することができない。そこで、被密封流体と漏れ側の空間の流体が共に気体である場合には、潤滑剤として液体を少量ずつ滴下させることで摺動面間に液体を供給し、潤滑性を維持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、一対の環状体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、一対の環状体の相対回転により潤滑剤がその内径側または外径側に弾き飛ばされやすく、供給した液体が潤滑性の向上に有効に寄与せず、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環状体からなる摺動部品であって、
前記摺動部品の一対の摺動面の少なくとも一方の内径側または外径側には、全周に亘り径方向に開口する環状凹部が形成され、一対の前記摺動面の少なくとも一方には前記環状凹部に連通されて該摺動面の径方向に延びる供給溝が形成されている。
これによれば、供給溝に連通され径方向に開口する環状凹部が形成されていることから、環状凹部において液体を取り込みやすくかつ環状凹部や供給溝に多量の液体を保持し、摺動面間に効率よく液体を導入できる。このようにして、摺動面間に供給される液体を効率よく活用して長期に亘って高い潤滑性を維持することができる。

【0009】

前記供給溝に連通し、対向する前記環状体が相対回転する周方向に延設される動圧発生溝部が形成されていてもよい。
これによれば、液体は環状体の相対回転により供給溝から動圧発生溝部に誘導され、動圧発生溝部内の終端で動圧が発生し、この動圧により摺動面間が離間して液膜が形成されることで潤滑性が向上する。さらに、液体は供給溝から動圧発生溝部に誘導されることから、環状凹部から供給溝に向けて液体が引き込まれやすくなっている。

【0010】

前記供給溝の終端には周方向に沿う１条の環状溝が連通していてもよい。
これによれば、供給溝の終端から環状溝に液体が回収され、周方向に循環することで、液体の排出を抑えることができる。

【0011】

前記環状溝に連通し、対向する前記環状体が相対回転する周方向に延設される少なくとも１つ以上の負圧発生溝部が形成されていてもよい。
これによれば、環状体の相対回転により負圧発生溝部から環状溝に対して液体が戻されるため、液体の排出を抑えることができる。

【0012】

前記供給溝は前記摺動面の周方向に複数等配されていてもよい。
これによれば、周方向に複数箇所で均等に摺動面に液体を誘導し、環状凹部の全周に亘って効果的に液体を保持することができる。

【0013】

前記環状凹部と前記供給溝とは前記回転機械の固定側に固定される環状体に形成されてもよい。
これによれば、回転機械の固定側に固定される環状体では遠心力の影響がないため、環状凹部と供給溝とに入り込んだ液体の排出を抑えて、長期に亘って潤滑性を維持することができる。

【0014】

前記供給溝は前記環状凹部よりも深く形成されており、前記摺動部品の一対の摺動面の少なくとも一方の内径側または外径側に開口していてもよい。
これによれば、液体の供給量が比較的多い場合であっても、供給溝から環状凹部に液体が戻りにくく、摺動面において液体を保持しやすい。

【0015】

前記供給溝は前記環状凹部よりも深く形成されており、前記環状凹部の開口とは反対側に連通していてもよい。
これによれば、供給溝が液体を取り込みやすく、かつ供給溝内に多くの液体を保持できるため、少ない液体の供給量であってもて潤滑性を維持することができる。

【0016】

前記供給溝は前記環状凹部よりも浅く、かつ前記供給溝に連通し、対向する前記環状体が相対回転する周方向に延設される動圧発生溝部よりも深く形成されていてもよい。
これによれば、比較的多い液体を深く形成された環状凹部に保持できるとともに、液体は浅く形成された供給溝内を径方向に移動しやすく、動圧発生溝部に確実に誘導させることができる。

【0017】

前記環状凹部と前記供給溝とは同じ深さで連通していてもよい。
これによれば、環状凹部から供給溝へスムーズに液体が誘導される。

【0018】

前記摺動部品は、内径側に位置する被密封流体の外周側への漏れを密封するアウトサイド型のメカニカルシールを構成していてもよい。
これによれば、環状凹部が外周側に形成されることで、液体を保持できる容量を大きく確保できる。

【0019】

尚、本発明に係る摺動部品の供給溝が径方向に延びるというのは、供給溝が少なくとも径方向の成分をもって延びていればよい。また、負圧発生溝部が相対回転する周方向に延設されるというのは、負圧発生溝部が少なくとも周方向の成分をもって延びていればよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【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断面図である。

【図4】環状凹部に潤滑剤が供給された状態を示す、図２のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】静止密封環と回転密封環との相対回転時における流体の移動を示す概念図である。

【図6】本発明の実施例２における静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す断面図である。

【図7】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8】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9】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10】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11】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。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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】

【0022】

実施例１に係る摺動部品につき、図１から図５を参照して説明する。

【0023】

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を構成する回転密封環３と静止密封環６である。回転密封環３と静止密封環６はそれぞれ本発明の環状体であり、両者により本発明の摺動部品を構成また、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している。

【0024】

図１に示されるように、メカニカルシールは、回転密封環３と、静止密封環６と、から主に構成されている。回転密封環３は、円環状をなし、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ている。静止密封環６は円環状をなし、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に移動可能な状態で設けられている。付勢手段７によって、静止密封環６が軸方向に付勢されることにより、静止密封環６の摺動面Ｓ６と回転密封環３の摺動面３Ｓとが互いに密接摺動するようになっている。

【0025】

すなわち、このメカニカルシールは、回転密封環３と静止密封環６との互いの摺動面Ｓ３，Ｓ６において、摺動面Ｓ３，Ｓ６の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アウトサイド形式のものである。尚、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、外周側には大気やドライガス等の気体の低圧流体が存在する。また、外周側には潤滑油などの液体である潤滑剤Ｌｕの供給元があり、潤滑剤Ｌｕが回転密封環３と静止密封環６との互いの摺動面Ｓ３，Ｓ６の外縁に少量ずつ供給される。尚、潤滑剤Ｌｕの供給方法は例えば滴下である。

【0026】

回転密封環３及び静止密封環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、カーボンなど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と図３に示されるように、静止密封環６の摺動面Ｓ６には、環状凹部１０、供給溝１１、環状溝１２、レイリーステップ１３、スパイラル溝１４が形成されている。これらは、摺動面Ｓ６に、レーザ加工や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。

【0028】

図２に示されるように、静止密封環６の摺動面Ｓ６には、その外径縁部に静止密封環６と同心状に周方向に延びる環状凹部１０が形成されている。環状凹部１０は、全周に亘り外径方向に開口し、内径方向に同幅かつ径方向・周方向に同じ深さに形成されている。

【0029】

具体的には、環状凹部１０は、摺動面Ｓ６の円周方向に沿うとともに摺動面Ｓ６に直交する方向に延びる内径側の壁１０ａと、摺動面Ｓ６に平行な底面１０ｅとで画成され、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。環状凹部１０は、静止密封環６の摺動面Ｓ６の外径縁部に形成された環状の面取り部６ａ（図３参照。）に交差するように形成されている。

【0030】

静止密封環６の摺動面Ｓ６には、周方向に分離されて配置された複数の供給溝１１が形成されている。供給溝１１は環状凹部１０の外径側に始端１１ａが連通され、内径側にて後述する環状溝１２に終端１１ｄが連通されている。また、供給溝１１は周方向に同じ離間幅で並んで形成され、回転方向に傾斜して周方向に延びる成分と径方向に延びる成分とからなる湾曲形状に形成されている。また、供給溝１１は、上面視相手面の回転方向に傾斜して凹む方向に湾曲するとともに摺動面Ｓ６に直交する方向に延びる壁１１ｂ，１１ｃと、摺動面Ｓ６に平行な底面１１ｅ（図４参照）によって画成されている。供給溝１１は環状凹部１０と同じ深さで連通している。

【0031】

静止密封環６の摺動面Ｓ６の内周側には、供給溝１１の終端１１ｄが連通する静止密封環６と同心状に周方向に延びる環状溝１２が１条形成されている。環状溝１２は、供給溝１１と同じ深さで連通している。環状溝１２は、摺動面Ｓ６の円周方向に沿うとともに摺動面Ｓ６に直交する方向に延びる外径側の壁１２ｂと内径側の壁１２ａ、底面とで画成されている。

【0032】

図２に示されるように、環状凹部１０を画成する壁１０ａ、供給溝１１を画成する壁１１ｂ，壁１１ｃ、環状溝１２を画成する壁１２ｂにより四方が囲まれて径方向と周方向とに分離されたランド部１５が周方向に所定間隔で離間して複数構成されている。

【0033】

ランド部１５には、静止密封環６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１３が形成されている。レイリーステップ１３は、回転密封環３の回転方向に終端１３ｄを備え、環状凹部１０及び環状溝１２と平行にそれぞれ延びる壁１３ｂ，壁１３ｃと終端１３ｄとで閉塞されて画成され、始端１３ａが供給溝１１に連通している。なお、壁１３ｂ，壁１３ｃは環状凹部１０及び環状溝１２と平行でなくともよく、例えば終端１３ｄに向けて漸次近接する先細り形状等であってもよい。

【0034】

静止密封環６には、環状溝１２の内径側によってランド部１５と隔絶されて環状のランド部１６が構成されている。環状のランド部１６には、周方向に沿って配置され互いに周方向に分離された複数の負圧発生溝部としてのスパイラル溝１４が形成されている。ランド部１５と環状のランド部１６はその上面が略同一平面となっている。環状のランド部１６は実質的な密封箇所となっている。

【0035】

スパイラル溝１４は周方向に同じ離間幅で並んで形成され、回転密封環３の回転反対方向に傾斜して周方向に延びる成分と径方向に延びる成分とからなる湾曲形状に形成されている。スパイラル溝１４は、上面視回転反対方向に傾斜して湾曲するとともに摺動面Ｓ６に直交する方向に延びる壁１４ｂ，１４ｃと始端１４ａと、底面とで閉塞されて画成され、終端１４ｄが環状溝１２に連通している。

【0036】

続いて、図４と図５を用いて回転機械の駆動時において供給される潤滑剤の流れを説明する。尚、図５における白矢印は、相手の摺動部品である静止密封環６の相対的な回転方向を指す。

【0037】

回転密封環３と静止密封環６の摺動面Ｓ３，Ｓ６の外縁に少量の潤滑剤Ｌｕが滴下されると、潤滑剤Ｌｕは図４に示されるように、静止密封環６の摺動面Ｓ６の外周側に開口する環状凹部１０内に導入される。環状凹部１０は摺動面Ｓ６の周方向に連続して形成されているため、回転密封環３と静止密封環６との相対回転により潤滑剤Ｌｕは環状凹部１０内を移動し、表面張力により環状凹部１０を画成する壁１０ａと底面１０ｅ特にこれら壁１０ａと底面１０ｅの交差する箇所に付着し、環状凹部１０内に保持されて漏れ側つまり潤滑剤Ｌｕの供給側に排出されにくい。また、潤滑剤Ｌｕは自身の粘性、表面張力により輪郭が凸曲形状となって液塊が大きくなり、壁１０ａと底面１０ｅの交差する箇所に多くの潤滑剤Ｌｕを付着させて保持できる。

【0038】

環状凹部１０内に保持された潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３と静止密封環６との相対回転時に、環状凹部１０内を周方向に追随移動し、その一部は摺動面Ｓ３，Ｓ６の間に内径方向に入り込む。また、その他の多くは、環状凹部１０に始端１１ａが連通する供給溝１１に導入される。

【0039】

図２に示されるように、供給溝１１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、半径方向に傾斜して形成されており、かつ緩やかな湾曲形状を成している。供給溝１１の径方向の中央部の潤滑剤Ｌｕは、大部分がレイリーステップ１３に導入される。

【0040】

レイリーステップ１３に導入された潤滑剤Ｌｕは、対向する回転密封環３の相対回転によりレイリーステップ１３内の終端１３ｄ側で動圧が発生し、この動圧により摺動面Ｓ間を若干離間する。これにより潤滑剤Ｌｕの摺動面Ｓ３，Ｓ６への侵入が促され、液膜が摺動面Ｓ３，Ｓ６の間に形成され、回転密封環３の摺動面Ｓ３と静止密封環６の摺動面Ｓ６との潤滑性が向上する。

【0041】

また、供給溝１１内を内径方向に導入された潤滑剤Ｌｕは、終端１１ｄにて連通する環状溝１２に導入される。環状溝１２に導入された潤滑剤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、一部は径方向内外に移動し、摺動面Ｓ３，Ｓ６間に、具体的にはランド部１５と回転密封環３の摺動面Ｓ３の対向箇所の間及び環状のランド部１６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。

【0042】

上述したように、環状のランド部１６には回転密封環３と静止密封環６との相対回転時に負圧が発生する方向に延びるスパイラル溝１４が形成されている。そのため、ランド部１６の摺動面Ｓ６に供給された潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３と静止密封環６との相対回転時に環状のランド部１６に形成されたスパイラル溝１４の終端１４ｄ側に生じる負圧によって環状溝１２に一部返される。また、スパイラル溝１４に入り込んだ潤滑剤Ｌｕについてもスパイラル溝１４の終端１４ｄ側に生じる負圧で環状溝１２に押し戻される。

【0043】

上述したように、回転密封環３の摺動面Ｓ３と静止密封環６の摺動面Ｓ６の外径側には、全周に亘り径方向に開口する環状凹部１０が形成され、かつ環状凹部１０に始端１１ａが連通されて摺動面Ｓ３，Ｓ６の径方向に延びる供給溝１１が形成されている。環状凹部１０は径方向に全周に亘り開口しているため、供給される潤滑剤Ｌｕを取り込みやすい。また、環状凹部１０と環状凹部１０に連通する供給溝１１に多量の潤滑剤Ｌｕを保持し、摺動面Ｓ３，Ｓ６間に効率よく潤滑剤Ｌｕを導入できるため、長期に亘って高い潤滑性を維持することができる。

【0044】

また、供給溝１１は、回転密封環３と静止密封環６の相対回転方向に傾斜して延びており、供給溝１１の底面１１ｅと壁１１ｃが交差する箇所で２方向に潤滑剤Ｌｕが接するとともに、相対回転により潤滑剤Ｌｕが壁１１ｃに押し付けられ、潤滑剤Ｌｕをこれら底面１１ｅと壁１１ｃとの交差箇所に保持しやすい。

【0045】

また、供給溝１１によって環状凹部１０に供給された潤滑剤Ｌｕを回転密封環３の摺動面Ｓ３と静止密封環６の摺動面Ｓ６の径方向中央に導き、効率よく潤滑性を高めることができる。

【0046】

また、全周に亘り開口する環状凹部１０の内部空間に多量の潤滑剤Ｌｕを保持でき、供給溝１１は、回転密封環３と静止密封環６の相対回転方向に傾斜して延びており、供給溝１１内に導入された潤滑剤Ｌｕが回転密封環３と静止密封環６との相対回転により相対回転方向に追随し、環状凹部１０に供給された潤滑剤Ｌｕを摺動面Ｓ３，Ｓ６の径方向中央に導きやすい。また、そのため、摺動面Ｓ３，Ｓ６間に供給される潤滑剤を効率よく活用して長期に亘って高い潤滑性を維持することができる。言い換えると、頻繁に潤滑剤Ｌｕを供給する必要がなく、使用環境によって潤滑剤Ｌｕを多量に用いることができない場合に特に有効である。

【0047】

また、供給溝１１は摺動面Ｓ６の周方向に複数等配されているため、環状凹部１０の全周に亘って効果的に潤滑剤Ｌｕを保持することができる。

【0048】

また、環状凹部１０と供給溝１１とはいずれも同一の環状体である静止密封環６に形成されている。これによれば、環状凹部１０と供給溝１１が一体に連続することで、環状凹部１０から供給溝１１へ潤滑剤Ｌｕが移動する際における始端１１ａ付近に生じる乱流が少なく、環状凹部１０から供給溝１１の終端１１ｄ方向に向かって潤滑剤Ｌｕがスムーズに移動する。

【0049】

また、環状凹部１０と供給溝１１とはいずれも静止密封環６に形成されている。これによれば、回転機械の固定側に固定される静止密封環６では遠心力の影響がないため、環状凹部１０と供給溝１１とに入り込んだ潤滑剤Ｌｕの排出を抑えて、長期に亘って潤滑性を維持することができる。

【0050】

また、環状凹部１０と供給溝１１とは同じ深さで連通しているため、環状凹部１０から供給溝１１へスムーズに潤滑剤Ｌｕを誘導でき、効率よく摺動面Ｓ３，Ｓ６の内径方向側に向けて潤滑剤Ｌｕを誘導して潤滑性を向上できる。

【0051】

また、摺動面Ｓ６には供給溝１１に連通し、対向する回転密封環３が相対回転する周方向に延設されるレイリーステップ１３が形成されているため、潤滑剤Ｌｕは相対回転により供給溝１１からレイリーステップ１３に誘導され、レイリーステップ１３内の終端１３ｄで動圧が発生し、この動圧により摺動面Ｓ３，Ｓ６間が離間して液膜が形成され、非接触潤滑となることで潤滑性が向上する。また、この動圧による誘導力を効果的に利用し環状凹部１０に潤滑剤Ｌｕを保持可能である他、効率よく摺動面Ｓの内径方向側に向けて潤滑剤Ｌｕを誘導して潤滑性を向上できる。

【0052】

また、供給溝１１の終端１１ｄには周方向に沿う１条の環状溝１２が連通しており、供給溝１１の終端１１ｄから潤滑剤Ｌｕが回収され、環状溝１２の周方向に循環することで、潤滑剤Ｌｕの排出を抑制することができる。

【0053】

また、本実施例の摺動部品は、内径側に位置する被密封流体の外周側への漏れを密封するアウトサイド型のメカニカルシールを構成しており、環状凹部１０は潤滑剤Ｌｕの供給側である静止密封環６の外径側に開口して形成されている。そのため、環状凹部をインサイド型のメカニカルシールに形成する場合に比べて環状凹部の内部容量を大きく確保することができる。

【0054】

なお、前記実施例では、環状凹部１０と供給溝１１とはいずれも静止密封環６に形成されるものとして説明したが、これに限らず、回転密封環３の摺動面Ｓ３に形成されてもよく、回転密封環３の摺動面Ｓ３と静止密封環６の摺動面Ｓ６の両方に形成されてもよい。

【0055】

なお、環状凹部１０と供給溝１１とを、それぞれ別の環状体にそれぞれ分けて形成してもよい。例えば、回転密封環３に環状凹部を形成し、静止密封環に供給溝１１を形成してもよい。

【0056】

なお、供給溝１１は湾曲形状に限らず、例えば周方向と径方向に向けて傾斜する直線形状であってもよいし、直線が屈曲した形状でもよい。

【0057】

なお、前記実施例における摺動部品はメカニカルシールを構成する場合を例に説明したが、これに限らず、例えばスラスト軸受に用いることができる。

【0058】

なお、前記実施例において摺動部品は、摺動面Ｓ３，Ｓ６の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アウトサイド形式のメカニカルシールで説明したが、これに限らず、摺動面Ｓ３，Ｓ６の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インサイド形式のメカニカルシールであってもよい。そして、潤滑剤Ｌｕは、摺動面Ｓ３，Ｓ６の内周側と外周側のいずれから供給される構成であってもよく、その供給側に環状凹部１０が全周に亘り開口するように形成されていればよい。

【実施例2】

【0059】

次に、実施例２に係る摺動部品につき、図６を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0060】

図６に示されるように、環状凹部２０は、開口に近づくにつれて対向する回転密封環３の摺動面Ｓ３に漸次近接するように形成されたテーパ部２０ａを有している。これによれば、開口に近づくにつれてその開口断面積が漸次狭まるため、環状凹部２０の内部から供給側への潤滑剤Ｌｕの放出を抑制しやすい。

【0061】

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い。

【0062】

例えば、供給溝１１は周方向に複数等配される構成に限らず、例えばそれぞれ異なる離間間隔で形成されていてもよいし、周方向に一つ形成される構成でもよい。

【0063】

また、周方向に複数形成された供給溝１１は、全てが終端１１ｄで環状溝１２と連通する構成に限らず、一部の供給溝１１は終端１１ｄが閉塞されていてもよい。

【0064】

また、環状凹部１０は、開口に近づくにつれて対向する回転密封環３の摺動面Ｓ３から漸次離間するように形成されたテーパ面で構成されていてもよい。これによれば、開口に近づくにつれてその開口断面積が漸次拡大するため、環状凹部１０の内部に潤滑剤Ｌｕを取り込みやすい。

【0065】

また、図７の変形例１に示されるように、スパイラル溝１４は省略してもよい。

【0066】

さらに、図８の変形例２に示されるように、スパイラル溝１４に加えて環状溝１２も省略してもよい。この場合、隣接する供給溝１１同士の周方向の間と、供給溝１１の閉塞された終端１１ｄの内径側、すなわち被密封流体側と、が連続するランド部２５となり、密閉性能を担う実質的な摺動領域を大きく確保することができる。

【0067】

また、環状凹部１０と供給溝１１とは異なる深さに形成されていてもよく、例えば図９の変形例３に示されるように、環状凹部１０よりも深い供給溝１１が静止密封環６の外径側に開口して形成されていてもよい。これによれば、供給溝１１が潤滑剤Ｌｕを取り込みやすく、かつ供給溝１１内に多くの潤滑剤Ｌｕを保持できるため、少ない潤滑剤Ｌｕの供給量であっても潤滑性を維持することができる。

【0068】

また、例えば図１０の変形例４に示されるように、供給溝１１は環状凹部１０よりも深く形成されており、環状凹部１０の内径側すなわち、環状凹部１０の開口とは径方向反対側に連通していてもよい。これによれば、供給溝１１の容量を大きくできるとともに、供給溝１１と環状凹部１０との連通箇所で流路断面積が急激に減少するため、供給溝１１から環状凹部１０に潤滑剤Ｌｕが戻りにくく、摺動面Ｓ３，Ｓ６間において潤滑剤Ｌｕを保持しやすい。

【0069】

また、例えば図１１の変形例５に示されるように、供給溝１１は環状凹部１０よりも浅く、かつ供給溝１１はレイリーステップ１３よりも深く形成されていてもよい。これによれば、環状凹部１０の容量を大きくでき、多くの潤滑剤Ｌｕを保持できる。加えて、少ない潤滑剤Ｌｕの供給量であっても、供給溝１１が浅いため、潤滑剤Ｌｕが供給溝１１内を径方向に移動しやすく、レイリーステップ１３に確実に誘導させることができる。

【0070】

また、潤滑剤の供給元は、液体を供給可能であればその構造は問わず、例えば漏れ側の機構に用いられる油がケース上方に滴状に溜まったから不定期に雫となって落下するものであってもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ 回転軸
２ スリーブ
３ 回転密封環（環状体，摺動部品）
４ ハウジング
５ シールカバー
６ 静止密封環（環状体，摺動部品）
１０ 環状凹部
１０ａ 壁
１０ｅ 底面
１１ 供給溝
１１ａ 始端
１１ｂ，１１ｃ 壁
１１ｄ 終端
１２ 環状溝
１２ａ，ｂ 壁
１３ レイリーステップ（動圧発生溝部）
１３ａ 始端
１３ｂ，ｃ 壁
１３ｄ 終端
１４ スパイラル溝（負圧発生溝部）
１４ａ 始端
１４ｂ，１４ｃ 壁
１４ｄ 終端
１５ ランド部
１６ 環状のランド部
２０ 環状凹部
２０ａ テーパ部
２５ ランド部
Ｌｕ 潤滑剤（液体）
Ｓ３，Ｓ６ 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】