特許 7618671 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】2025-01-10

(45)【発行日】2025-01-21

(54)【発明の名称】摺動部品

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/34 20060101AFI20250114BHJP

【ＦＩ】

F16J15/34 G

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022528824

(86)(22)【出願日】2021-05-31

(86)【国際出願番号】 JP2021020702

(87)【国際公開番号】W WO2021246371

(87)【国際公開日】2021-12-09

【審査請求日】2023-11-20

(31)【優先権主張番号】P 2020095899

(32)【優先日】2020-06-02

(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】根岸 雄大

(72)【発明者】

【氏名】内山 涼介

(72)【発明者】

【氏名】井上 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】大沼 実憲

(72)【発明者】

【氏名】瀧ヶ平 宜昭

(72)【発明者】

【氏名】香取 一光

(72)【発明者】

【氏名】中原 信雄

(72)【発明者】

【氏名】細江 猛

【審査官】久米 伸一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／０３２０８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１６７２６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１４９２１５２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８０６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－１０８９７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６１５２４５２（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１６２０２５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／３４

(57)【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他の摺動部品と相対摺動し、摺動面に被密封流体側の空間に連通し被密封流体を導入する複数の流体導入溝と、漏れ側から被密封流体側に延び動圧を発生させる複数の傾斜溝と、を備える環状の摺動部品であって、
前記摺動部品の摺動面には、前記傾斜溝の被密封流体側に設けられ前記傾斜溝に対して逆方向に延び動圧を発生させる逆傾斜溝が備えられており、
前記傾斜溝と前記逆傾斜溝との間には、前記傾斜溝の被密封流体側で周方向に連続し径方向所定以上の幅を有する環状ランド部が設けられている摺動部品。

【請求項2】

前記傾斜溝は、漏れ側の空間に連通している請求項１に記載の摺動部品。

【請求項3】

前記環状ランド部の径方向中心は、前記摺動面の径方向中心よりも被密封流体側に寄って配置されている請求項１または２に記載の摺動部品。

【請求項4】

前記逆傾斜溝は、前記傾斜溝と比べて延在距離が短い請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項5】

前記逆傾斜溝は、被密封流体側の端部が先細りする溝である請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項6】

前記流体導入溝は、動圧発生部を備えている請求項１ないし５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】

被密封流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いる。

【0003】

例えば特許文献１に示されるメカニカルシールは一対の環状の摺動部品が相対回転可能に構成され、外空間に被密封流体が存在し、内空間に低圧の流体が存在している。一方の摺動部品には、被密封流体が存在する外空間に連通し、内径端が閉塞されている流体導入溝が設けられるとともに、低圧の流体が存在する内空間に連通し、内径端から外径側に向けて周方向に傾斜しながら円弧状に延び、相対回転方向の下流にて外径端が閉塞されている傾斜溝が設けられている。これによれば、一対の摺動部品の相対回転開始時には、流体導入溝には外空間に存在する被密封流体が導入されることで、一対の摺動部品の摺動面同士を潤滑させ、一対の摺動部品の高速回転時には、傾斜溝には内空間に存在する低圧の流体が導入されることで、外径端及びその近傍に正圧が発生して一対の摺動部品の摺動面同士を僅かに離間させることで低摩擦化を実現している。また、高速回転時には、外空間から摺動面間に流入し摺動面を内径側に向かう被密封流体は傾斜溝により吸い込まれるため、一対の摺動部品間から被密封流体が低圧の内空間に漏れることを防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６４４４４９２号公報（第９，１０頁、第２図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のような摺動部品にあっては、傾斜溝は一方の摺動部品の漏れ側に配置され、正回転時において漏れ側の流体が導入されるように内径端から外径側に延びる構成であるので、低摩耗化かつ漏れ抑制が可能であるものの、逆回転時においては、流体導入溝から摺動面間に被密封流体が流出することで潤滑性に優れるものの、この被密封流体は一対の摺動部品間から内空間に被密封流体が漏れ出してしまうという問題があった。

【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、正回転時及び逆回転時のいずれの回転時（以下、両回転時ということもある。）においても摺動面同士の摩耗を抑制でき、かつ被密封流体の漏れを抑制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他の摺動部品と相対摺動し、摺動面に被密封流体側の空間に連通し被密封流体を導入する複数の流体導入溝と、漏れ側から被密封流体側に延び動圧を発生させる複数の傾斜溝と、を備える環状の摺動部品であって、
前記摺動部品の摺動面には、前記傾斜溝の被密封流体側に設けられ前記傾斜溝に対して逆方向に延び動圧を発生させる逆傾斜溝が備えられている。
これによれば、逆回転時において、傾斜溝よりも被密封流体側で逆傾斜溝内に進入した被密封流体が他の摺動部品の摺動面とのせん断により追随移動し逆傾斜溝の被密封流体側の端部から被密封流体側に向けて摺動面間に戻されることにより漏れ側の空間への被密封流体の漏れを減らすことができる。また、両回転時において摺動面同士を潤滑させて摩耗を抑制することができ、かつ一対の摺動部品間から被密封流体が漏れ側の空間に漏れることを抑制できる。

【0008】

前記傾斜溝は、漏れ側の空間に連通していてもよい。
これによれば、正回転時において、漏れ側の流体が傾斜溝に導入されやすくなることにより傾斜溝内で漏れ側の流体により正圧を発生させやすくなるため、動圧効果を高めることができる。

【0009】

前記傾斜溝と前記逆傾斜溝は、連続する溝であってもよい。
これによれば、逆回転時において、傾斜溝を通って漏れ側に向けて移動しようとする被密封流体を逆傾斜溝により被密封流体側に戻すことができるため、漏れ側の空間への被密封流体の漏れを減らすことができる。

【0010】

前記傾斜溝と前記逆傾斜溝との間には、前記傾斜溝の被密封流体側で周方向に連続し径方向所定以上の幅を有する環状ランド部が設けられていてもよい。
これによれば、逆回転時において、環状ランド部の被密封流体側において逆傾斜溝に被密封流体が捕捉されるため、傾斜溝に被密封流体が進入することを抑制できる。また、環状ランド部により傾斜溝と逆傾斜溝が分離されていることにより、両回転時において、傾斜溝と逆傾斜溝が互いの動圧発生に干渉することがないため、動圧効果を発揮しやすい。

【0011】

前記環状ランド部の径方向中心は、前記摺動面の径方向中心よりも被密封流体側に寄って配置されていてもよい。
これによれば、環状ランド部は摺動面において径方向被密封流体側に寄って配置されていることから、傾斜溝の延在距離を長く確保でき、正回転時において傾斜溝が逆傾斜溝よりも主たる動圧発生源となるので、被密封流体の漏れ側の空間への漏れを抑えることができる。

【0012】

前記逆傾斜溝は、前記傾斜溝と比べて延在距離が短くてもよい。
これによれば、逆回転時において、逆傾斜溝で正圧を早期に発生させることができる。

【0013】

前記逆傾斜溝は、被密封流体側の端部が先細りする溝であってもよい。
これによれば、逆回転時において、逆傾斜溝の先細りする端部に被密封流体を集中させて正圧を発生させやすくすることができるため、動圧効果を高めることができる。

【0014】

前記流体導入溝は、動圧発生部を備えていてもよい。
これによれば、動圧発生部により、動圧を生じさせて摺動面間を僅かに離間させ摺動面間に被密封流体を導入することができるため、摺動面同士の潤滑性を高めることができる。

【0015】

尚、本発明に係る摺動部品の摺動面において、傾斜溝は、傾斜溝の延在方向が径方向の成分と周方向の成分の両方を有しているものであればよい。同様に、逆傾斜溝は、逆傾斜溝の延在方向が径方向の成分と周方向の成分の両方を有し、相対回転時における上流から下流に向けて延びる周方向の向きが傾斜溝と逆であればよい。

【0016】

尚、被密封流体は、気体または液体であってもよいし、液体と気体が混合したミスト状であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】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。

【図2】実施例１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3】実施例１における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図4】実施例１における静止密封環の摺動面について、正回転時における傾斜溝及び逆傾斜溝の流体の動きを軸方向から見た説明図である。

【図5】実施例１における静止密封環の摺動面について、逆正回転時における傾斜溝及び逆傾斜溝の流体の動きを軸方向から見た説明図である。

【図6】実施例１における変形例１の静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図7】実施例１における変形例２の静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図8】実施例１における変形例３の静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。

【図9】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拡大図である。

【図10】実施例２における静止密封環の摺動面について、正回転時における傾斜溝及び逆傾斜溝の流体の動きを軸方向から見た説明図である。

【図11】実施例２における静止密封環の摺動面について、逆正回転時における傾斜溝及び逆傾斜溝の流体の動きを軸方向から見た説明図である。

【図12】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拡大図である。

【図13】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拡大図である。

【図14】本発明の実施例５における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図15】本発明の実施例６における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図16】本発明の実施例７における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図17】本発明の実施例８における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図18】本発明の実施例９における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【図19】本発明の実施例１０における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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】

【0019】

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。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、メカニカルシールの外空間に被密封流体が存在し、内空間に大気が存在しており、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流体側（高圧側）、内径側を漏れ側（低圧側）として説明する。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もある。

【0020】

図１に示される自動車用のメカニカルシールは、摺動面の外径側から内径側に向かって漏れようとする被密封流体Ｆを密封し内空間Ｓ１が大気Ａに通ずるインサイド形のものである。尚、本実施例では、被密封流体Ｆが高圧の液体であり、大気Ａが被密封流体Ｆよりも低圧の気体である形態を例示する。

【0021】

メカニカルシールは、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他の摺動部品としての回転密封環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、弾性部材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は平坦面となっており、この平坦面には溝等の凹み部が設けられていない。

【0022】

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。

【0023】

図２及び図３に示されるように、静止密封環１０に対して回転密封環２０が実線矢印で示すように反時計周りまたは点線矢印で示すように時計周りにそれぞれ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、内径側に複数の動圧発生溝１３が周方向に均等に配設され、外径側に複数の流体導入溝１６が周方向に均等に配設されている。

【0024】

以下、実施例においては、実線矢印で示される回転密封環２０の反時計周りの回転方向を正回転方向、点線矢印で示される回転密封環２０の時計周りの回転方向を逆回転方向として説明する。

【0025】

また、摺動面１１の動圧発生溝１３及び流体導入溝１６以外の部分は平坦面を成すランド１２となっている。詳しくは、ランド１２は、周方向に隣接する動圧発生溝１３の間のランド部１２ａと、周方向に隣接する流体導入溝１６の間のランド部１２ｂと、径方向に離間する動圧発生溝１３と流体導入溝１６との間のランド部１２ｃと、を有し、これら各ランド部は、同一平面状に配置されランド１２の平坦面を構成している。

【0026】

図３に示されるように、動圧発生溝１３は、内径側から外径側に向けて延び動圧を発生させる傾斜溝１４と、この傾斜溝１４の外径側に連続形成され傾斜溝１４に対して逆方向に延び動圧を発生させる逆傾斜溝１５と、から構成されており、Ｌ字状を成している。尚、傾斜溝１４に対して逆方向に延びるとは、内径側から外径側に向けて正回転方向の成分を持って傾斜しながら延びる傾斜溝１４に対して、逆傾斜溝１５が内径側から外径側に向けて逆回転方向の成分を持って傾斜しながら延びることを意味している。

【0027】

詳しくは、動圧発生溝１３は、内径端１３Ａ、すなわち傾斜溝１４の内径端が内空間Ｓ１に連通し、内径端１３Ａから外径側に向けて回転密封環２０の正回転方向に傾斜しながら円弧状に延びており、傾斜溝１４の外径側の端部には、傾斜溝１４に対して逆方向に延びる逆傾斜溝１５が連続形成されている。逆傾斜溝１５は、内径側の端部から外径側に向けて回転密封環２０の逆回転方向に傾斜しながら直線状に延びており、外径側の端部、すなわち動圧発生溝１３の外径端１３Ｂが外空間Ｓ２と非連通状態となるように閉塞されている。尚、逆傾斜溝１５は、傾斜しながら直線状に延びるものに限らず、円弧状に延びるものであってもよい。

【0028】

図３に示されるように、傾斜溝１４は、延在方向に亘って平坦かつランド１２の平坦面に平行な底面１４ａと、底面１４ａの両側縁からランド１２の平坦面に向けて垂直に延びる側壁部１４ｃ，１４ｄと、から構成されている。

【0029】

逆傾斜溝１５は、延在方向に亘って平坦かつランド１２の平坦面に平行な底面１５ａと、底面１５ａの外径端１３Ｂ側の端縁からランド１２の平坦面に向けて垂直に延びる壁部１５ｂと、底面１５ａの両側縁からランド１２の平坦面に向けて垂直に延びる側壁部１５ｃ，１５ｄと、から構成されている。

【0030】

また、動圧発生溝１３には、傾斜溝１４の側壁部１４ｄと逆傾斜溝１５の側壁部１５ｄとが成す鋭角部１３Ｃと、逆傾斜溝１５の壁部１５ｂと側壁部１５ｃとが成す鋭角部１３Ｄと、逆傾斜溝１５の壁部１５ｂと側壁部１５ｄとが成す鈍角部１３Ｅと、が形成されており、鋭角部１３Ｄは鋭角部１３Ｃよりも外径側、かつ回転密封環２０の逆回転方向の下流側に位置している。さらに、鋭角部１３Ｄは、鋭角部１３Ｃよりも角度が小さくなっている。

【0031】

また、逆傾斜溝１５の延在距離は、傾斜溝１４の延在距離と比べて短い。すなわち、逆傾斜溝１５の側壁部１５ｃ，１５ｄの長さは、連続する傾斜溝１４の側壁部１４ｃ，１４ｄの長さよりもそれぞれ短い。

【0032】

また、逆傾斜溝１５の深さは、傾斜溝１４の深さと同一である。すなわち、逆傾斜溝１５の底面１５ａは、連続する傾斜溝１４の底面１４ａと同一平面状に配置され平坦面を成している。尚、傾斜溝１４の底面１４ａ及び逆傾斜溝１５の底面１５ａは、平坦面を成すものに限らず、傾斜や凹凸を有していてもよい。

【0033】

図３に示されるように、流体導入溝１６は、外空間Ｓ２に連通する液体誘導溝部１７と、液体誘導溝部１７の内径側から回転密封環２０の正回転方向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部としてのレイリーステップ１８と、から構成されている。尚、液体誘導溝部１７及びレイリーステップ１８は、動圧発生溝１３の深さ寸法と略同一の深さに形成されている。また、レイリーステップ１８は周方向の長さが、液体誘導溝部１７の周方向の長さや一つの動圧発生溝１３の周方向の長さよりも長く形成されている。

【0034】

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図４及び図５を用いて説明する。尚、本実施例においては、回転密封環２０の停止時、正回転時、逆回転時の順に説明する。

【0035】

まず、回転密封環２０が回転していない停止時には、被密封流体Ｆが流体導入溝１６内に流入している。尚、弾性部材７によって静止密封環１０が回転密封環２０側に付勢されているので摺動面１１，２１同士は接触状態となっており、摺動面１１，２１間の被密封流体Ｆが内空間Ｓ１に漏れ出す量はほぼない。

【0036】

図４に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０に対して正回転方向に相対回転し始めた直後の低速時においては、レイリーステップ１８内の被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の正回転方向に追随移動することにより、外空間Ｓ２の被密封流体Ｆが液体誘導溝部１７に引き込まれる。すなわち、流体導入溝１６内では、被密封流体Ｆが矢印Ｈ１に示すように液体誘導溝部１７からレイリーステップ１８における相対回転方向の下流側の端部１８Ａに向かって移動する。尚、図４の被密封流体Ｆや大気Ａの流れについては、回転密封環２０の相対回転速度を特定せずに概略的に示している。

【0037】

レイリーステップ１８の端部１８Ａに向かって移動した被密封流体Ｆは、レイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍で圧力が高められる。すなわちレイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍で正圧が発生する。

【0038】

レイリーステップ１８の深さは浅いため、回転密封環２０の回転速度が低速につき被密封流体Ｆの移動量が少なくてもレイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍にて正圧が発生する。

【0039】

また、レイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍で発生した正圧による力により、摺動面１１，２１間が若干離間される。これにより、摺動面１１，２１間には、主に矢印Ｈ２に示す流体導入溝１６内の被密封流体Ｆが流入する。このように摺動面１１，２１間に被密封流体Ｆが介在することにより低速回転時においても潤滑性が向上し、摺動面１１，２１同士の摩耗を抑制することができる。尚、摺動面１１，２１同士の浮上距離が僅かであるため、被密封流体Ｆが内空間Ｓ１に漏れ出す被密封流体Ｆは少ない。また、液体誘導溝部１７が設けられているため、被密封流体Ｆを多量に保持することができ、低速回転時に摺動面１１，２１間が貧潤滑となることを回避できる。

【0040】

一方、動圧発生溝１３においては、回転密封環２０と静止密封環１０との相対回転低速時には、大気Ａが動圧発生溝１３内において十分に密とならず高い正圧は発生せず、動圧発生溝１３によって発生される正圧による力は、レイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍で発生した正圧による力よりも相対的に小さい。よって、回転密封環２０の低速回転時では、レイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍で発生した正圧による力が主体となって摺動面１１，２１同士を離間させるようになっている。

【0041】

回転密封環２０の相対回転速度が高まると、図４に示されるように、動圧発生溝１３内の大気Ａが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の正回転方向に追随移動するとともに、内空間Ｓ１の大気Ａが動圧発生溝１３に引き込まれる。すなわち、動圧発生溝１３内では、多量の大気Ａが矢印Ｌ１に示すように内径端１３Ａから傾斜溝１４の外径側の端部に向かって移動する。

【0042】

傾斜溝１４の外径側の端部に向かって移動した大気Ａは、鋭角部１３Ｃ及びその近傍で圧力が高められる。すなわち鋭角部１３Ｃ及びその近傍で正圧が発生する。

【0043】

このように、レイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍で発生した正圧による力に、鋭角部１３Ｃ及びその近傍で発生した正圧による力が加わり、低速時と比べ摺動面１１，２１間がさらに離間する。これにより、摺動面１１，２１間には、主に矢印Ｌ２に示す動圧発生溝１３内の大気Ａが流入する。

【0044】

矢印Ｌ２に示す動圧発生溝１３内の大気Ａは、動圧発生溝１３の鋭角部１３Ｃ近傍の被密封流体Ｆを外空間Ｓ２側に押し戻すように作用するので、動圧発生溝１３内や内空間Ｓ１に漏れ出す被密封流体Ｆは少ない。

【0045】

本実施例の摺動部品は、正回転の高速回転時において、傾斜溝１４全体による正圧発生能力が、逆傾斜溝１５全体による正圧発生能力及びレイリーステップ１８全体による正圧発生能力よりも十分に大きく設計されているため、最終的には、摺動面１１，２１間には大気Ａのみが存在した状態、すなわち気体潤滑となる。

【0046】

次いで、回転密封環２０の逆回転時について図５を用いて説明する。図５に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０に対して逆回転方向に相対回転すると、レイリーステップ１８内の被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の逆回転方向に追随移動し、相対回転方向の下流側の液体誘導溝部１７に進入し、液体誘導溝部１７内の被密封流体Ｆの一部は外空間Ｓ２に流出する。尚、図５の被密封流体Ｆや大気Ａの流れについては、回転密封環２０の相対回転速度を特定せずに概略的に示している。

【0047】

またこのとき、隣接する流体導入溝１６の間のランド部１２ｂや径方向に離間する動圧発生溝１３と流体導入溝１６との間のランド部１２ｃに存在する被密封流体Ｆは、レイリーステップ１８の端部１８Ａ及びその近傍に生じる負圧により矢印Ｈ２’に示すように流体導入溝１６内に吸い込まれ、その傾向は端部１８Ａ近傍で顕著に現れる。

【0048】

このように、静止密封環１０に対して回転密封環２０が相対的に反時計回りに逆回転する場合には、流体導入溝１６内に吸い込まれた被密封流体Ｆは、液体誘導溝部１７に多量に保持され摺動面１１，２１間が貧潤滑となることを回避できる。

【0049】

一方、動圧発生溝１３においては、図５に示されるように、動圧発生溝１３の外径側に形成される逆傾斜溝１５内に進入した被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の逆回転方向に追随移動する。すなわち、動圧発生溝１３内では、被密封流体Ｆが矢印Ｈ３’に示すように逆傾斜溝１５内を鋭角部１３Ｄに向かって移動する。

【0050】

鋭角部１３Ｄに向かって移動した被密封流体Ｆは、鋭角部１３Ｄ及びその近傍で圧力が高められる。すなわち鋭角部１３Ｄ及びその近傍で正圧が発生する。

【0051】

また、鋭角部１３Ｄ及びその近傍で発生した正圧による力により、摺動面１１，２１間が若干離間される。これにより、摺動面１１，２１間には、主に矢印Ｈ４’に示す逆傾斜溝１５内の被密封流体Ｆが流入する。

【0052】

矢印Ｈ４’に示す鋭角部１３Ｄから流出する被密封流体Ｆは、動圧発生溝１３の鋭角部１３Ｄ近傍の被密封流体Ｆを外空間Ｓ２側に押し戻すように作用するので、動圧発生溝１３内や内空間Ｓ１に漏れ出す被密封流体Ｆは少ない。

【0053】

またこのとき、鋭角部１３Ｃの周辺に存在する被密封流体Ｆは、鋭角部１３Ｃ及びその近傍に生じる負圧により矢印Ｈ５’に示すように逆傾斜溝１５内に吸い込まれる。逆傾斜溝１５内に吸い込まれた被密封流体Ｆは鋭角部１３Ｄから摺動面１１，２１間に戻されるようになっている。

【0054】

尚、傾斜溝１４は、内径端１３Ａが内空間Ｓ１に開放しているため、回転密封環２０の逆回転時において傾斜溝１４において生じる負圧は小さくなっている。さらに、傾斜溝１４と逆傾斜溝１５は、連続する溝であるため、回転密封環２０の逆回転時において、動圧発生溝１３内に進入した被密封流体Ｆは逆傾斜溝１５内における被密封流体Ｆの流れにより鋭角部１３Ｄから外径側に向けて摺動面１１，２１間に戻されることから、傾斜溝１４を通って内空間Ｓ１に漏れ出す被密封流体Ｆを減らすことができる。

【0055】

以上説明したように、回転密封環２０の静止密封環１０に対する相対回転開始時には、流体導入溝１６から摺動面１１，２１間に流出する被密封流体Ｆにより摺動面１１，２１同士が潤滑され、高速回転時には、動圧発生溝１３内で大気Ａにより発生される正圧により摺動面１１，２１同士が離間されるようになり、相対回転開始時から高速回転時に亘って摺動面１１，２１同士の摩耗を抑制することができる。

【0056】

また、回転密封環２０の正回転時においては、動圧発生溝１３の主に傾斜溝１４で発生する正圧により外空間Ｓ２から摺動面１１，２１間に流入した被密封流体Ｆが吸い込まれ、外空間Ｓ２側に押し戻されるため、摺動面１１，２１間から被密封流体Ｆが内空間Ｓ１に漏れることが抑制される。一方、回転密封環２０の逆回転時においては、傾斜溝１４の外径側で逆傾斜溝１５内に進入した被密封流体Ｆが回転密封環２０の摺動面２１とのせん断により追随移動し逆傾斜溝１５の被密封流体Ｆ側の端部、すなわち鋭角部１３Ｄから外径側に向けて摺動面１１，２１間に戻されることにより内空間Ｓ１への被密封流体Ｆの漏れを減らすことができる。このように、動圧発生溝１３は、主となる動圧発生のための回転方向が異なる傾斜溝１４及び逆傾斜溝１５を備えているため、両回転時において摺動面１１，２１同士を離間させて摩耗を抑制することができ、かつ摺動面１１，２１間から被密封流体Ｆが内空間Ｓ１に漏れることを抑制できる。

【0057】

また、動圧発生溝１３は、傾斜溝１４と逆傾斜溝１５によりＬ字状を成しているため、正回転時において、内径端１３Ａから傾斜溝１４に吸い込まれる大気Ａと共に、鋭角部１３Ｄから逆傾斜溝１５に吸い込まれる被密封流体Ｆを鋭角部１３Ｃに集めて正圧を発生させることができる。また、逆回転時において、被密封流体Ｆを逆傾斜溝１５内で発生する動圧により外空間Ｓ２側に押し戻すことができるため、傾斜溝１４への被密封流体Ｆの侵入を抑制することができ、傾斜溝１４を通した内空間Ｓ１への被密封流体Ｆの漏れを抑えることができる。

【0058】

また、傾斜溝１４は、内空間Ｓ１に連通している。これによれば、正回転時において、内空間Ｓ１の大気Ａが内径端１３Ａから傾斜溝１４に導入されやすくなり、傾斜溝１４内で大気Ａにより正圧を発生させやすくなるため、動圧効果を高めることができる。

【0059】

また、逆傾斜溝１５は、傾斜溝１４と比べて延在距離が短い。これによれば、逆回転時において、逆傾斜溝１５で正圧を早期に発生させることができる。

【0060】

また、逆傾斜溝１５は、外径側の端部が先細りする鋭角部１３Ｄを有する溝である。これによれば、逆回転時において、逆傾斜溝１５内の被密封流体Ｆを鋭角部１３Ｄに集中させて正圧を発生させやすくなるため、動圧効果を高めることができる。

【0061】

また、流体導入溝１６は、動圧発生部としてのレイリーステップ１８を備えている。これによれば、正回転時において、レイリーステップ１８により、動圧を生じさせて摺動面１１，２１間を僅かに離間させ摺動面１１，２１間に被密封流体Ｆを導入することができるため、摺動面１１，２１同士の潤滑性を高めることができる。また、流体導入溝１６は、液体誘導溝部１７が外空間Ｓ２に連通しているため、液体誘導溝部１７に被密封流体Ｆを導入しやすく、早期にレイリーステップ１８により正圧を発生させることができる。

【0062】

また、レイリーステップ１８は、逆回転時において、端部１８Ａの周辺の被密封流体Ｆを負圧により吸い込み、液体誘導溝部１７に導入することができるため、被密封流体Ｆの内空間Ｓ１への漏れを抑制することができる。

【0063】

尚、静止密封環１０の変形例１として、図６に示される摺動部品としての静止密封環１１０は、その摺動面１１１において、外径端１１３Ｂが周方向に隣接する流体導入溝１６の間のランド部１１２ｂまで延設される動圧発生溝１１３が内径側から外径側に向けて延び動圧を発生させる傾斜溝１１４と、この傾斜溝１１４の外径側に連続形成され傾斜溝１１４に対して逆方向に延び動圧を発生させる逆傾斜溝１１５と、から構成されている。また、外径端１１３Ｂ’が流体導入溝１６の内径側に配置される傾斜溝１１３’は、内径側から外径側に向けて延び動圧を発生させる。

【0064】

これによれば、実施例１の静止密封環１０と比べて、被密封流体Ｆの漏れが少ない流体導入溝１６の内径側に配置される傾斜溝１１３’については逆傾斜溝を形成せず、動圧発生溝１１３については周方向に隣接する流体導入溝１６の間のランド部１１２ｂまで逆傾斜溝１１５を延設させることにより、全ての動圧発生溝１１３における傾斜溝１１４及び傾斜溝１１３’の延在距離を長く形成することができ、正回転時における大気Ａによる動圧効果を高めることができる。

【0065】

また、静止密封環１０の変形例２として、図７に示される摺動部品としての静止密封環２１０のように、その摺動面２１１において、外径端が流体導入溝１６の内径側に配置される動圧発生溝として実施例１と同一の動圧発生溝１３、外径端が周方向に隣接する流体導入溝１６の間に配置される動圧発生溝として変形例１と同一の動圧発生溝１１３を組み合わせてもよい。これによれば、正回転時における大気Ａによる動圧効果を高めることができる。

【0066】

また、静止密封環１０の変形例３として、図８に示される摺動部品としての静止密封環３１０のように、その摺動面３１１において、内径側に複数の流体導入溝３１６が周方向に均等に配設され、外径側に複数の動圧発生溝３１３が周方向に均等に配設されることにより、摺動面３１１の内径側から外径側に向かって漏れようとする被密封流体Ｆを密封するアウトサイド形のメカニカルシールに適用できるようにしてもよい。尚、動圧発生溝３１３及び流体導入溝３１６は、実施例１における動圧発生溝１３及び流体導入溝１６を内外反転させて形成されたものである。また、上述した変形例１，２についても、変形例３のように動圧発生溝及び流体導入溝を内外反転させてアウトサイド形のメカニカルシールに適用できるようにしてもよい。

【0067】

尚、これら変形例１～３における動圧発生溝や流体導入溝の構成は、以降の各実施例の摺動部品の摺動面にも適用可能である。

【実施例2】

【0068】

次に、実施例２に係る摺動部品につき、図９～図１１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。

【0069】

図９に示されるように、本実施例２の静止密封環４１０における動圧発生溝４１３は、内径側から外径側に向けて延び動圧を発生させる傾斜溝４１４と、この傾斜溝４１４の外径側において径方向に離間して傾斜溝４１４に対して逆方向に延び動圧を発生させる逆傾斜溝４１５と、から構成されている。すなわち、動圧発生溝４１３は、傾斜溝４１４と逆傾斜溝４１５が後述する環状ランド部４１２ｄにより径方向に分離された構成となっている。

【0070】

詳しくは、傾斜溝４１４は、内径端４１４Ａが内空間Ｓ１に連通し、内径端４１４Ａから外径側に向けて回転密封環２０の正回転方向に傾斜しながら円弧状に延びており、傾斜溝４１４の直線状の外径端４１４Ｂが逆傾斜溝４１５と非連通状態となるように閉塞されている。

【0071】

逆傾斜溝４１５は、略平行四辺形を成しており、内径端４１５Ａから外径側に向けて回転密封環２０の逆回転方向に傾斜しながら直線状に延びており、外径端４１５Ｂが外空間Ｓ２と非連通状態となるように閉塞されている。

【0072】

また、傾斜溝４１４と逆傾斜溝４１５との間には、周方向に連続し径方向所定以上の幅を有する環状ランド部４１２ｄが形成されている。尚、環状ランド部４１２ｄも他のランド部と同様に同一平面状に配置されランド４１２の平坦面を構成している。

【0073】

また、傾斜溝４１４には、外径端４１４Ｂにおける壁部４１４ｂと側壁部４１４ｄとが成す鋭角部４１４Ｃと、壁部４１４ｂと側壁部４１４ｃとが成す鈍角部４１４Ｄと、が形成されている。

【0074】

また、逆傾斜溝４１５には、内径端４１５Ａにおける壁部４１５ｂと側壁部４１５ｄとが成す鋭角部４１５Ｃと、直線状の外径端４１５Ｂにおける壁部４１５ｅと側壁部４１５ｃとが成す鋭角部４１５Ｄと、が形成されており、鋭角部４１５Ｄは鋭角部４１５Ｃよりも外径側、かつ回転密封環２０の逆回転方向の下流側に位置している。

【0075】

また、逆傾斜溝４１５の延在距離は、傾斜溝４１４の延在距離と比べて短い。また、逆傾斜溝４１５の深さは、傾斜溝４１４の深さと同一である。尚、逆傾斜溝４１５は、傾斜溝４１４と異なる深さに形成されていてもよい。

【0076】

また、外径端４１４Ｂと内径端４１５Ａは、略平行かつ略同一長さで径方向に重畳する位置に配置されている。内径端４１５Ａは、外径端４１４Ｂ以上の長さかつ径方向に重畳する位置に配置されていることが漏れ防止の観点からは好ましい。

【0077】

次いで、静止密封環４１０と回転密封環２０との相対回転時の動作について図１０及び図１１を用いて説明する。尚、流体導入溝１６における流体の動きは、実施例１と略同一であるため、本実施例においては動圧発生溝４１３を構成する傾斜溝４１４及び逆傾斜溝４１５における流体の動きを中心に説明する。

【0078】

動圧発生溝４１３においては、回転密封環２０と静止密封環４１０との正回転方向への相対回転低速時には、大気Ａが傾斜溝４１４内に十分に密とならず高い正圧は発生しない。また、逆傾斜溝４１５は、延在距離が短いため、逆傾斜溝４１５内に被密封流体Ｆが侵入していても高い正圧は発生しない。

【0079】

回転密封環２０の相対回転速度が高まると、図１０に示されるように、傾斜溝４１４内の大気Ａが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の正回転方向に追随移動するとともに、内空間Ｓ１の大気Ａが傾斜溝４１４に引き込まれる。すなわち、傾斜溝４１４内では、多量の大気Ａが矢印Ｌ１に示すように傾斜溝４１４の内径端４１４Ａから外径端４１４Ｂに向かって移動する。

【0080】

傾斜溝４１４の外径端４１４Ｂに向かって移動した大気Ａは、鋭角部４１４Ｃ及びその近傍で圧力が高められる。すなわち鋭角部４１４Ｃ及びその近傍で正圧が発生する。

【0081】

また、矢印Ｌ２に示す傾斜溝４１４内の大気Ａは、鋭角部４１４Ｃ近傍の被密封流体Ｆを外空間Ｓ２側に押し戻すように作用するので、傾斜溝４１４内や内空間Ｓ１に漏れ出す被密封流体Ｆは少ない。

【0082】

一方、逆傾斜溝４１５においては、逆傾斜溝４１５内に進入した被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の正回転方向に追随移動するとともに、鋭角部４１５Ｄ近傍の被密封流体Ｆが逆傾斜溝４１５に引き込まれる。すなわち、逆傾斜溝４１５内では、被密封流体Ｆが矢印Ｈ５に示すように逆傾斜溝４１５の鋭角部４１５Ｄから鋭角部４１５Ｃに向かって移動し、鋭角部４１５Ｃ及びその近傍で圧力が高められる。すなわち鋭角部４１５Ｃ及びその近傍で正圧が発生する。

【0083】

また、矢印Ｈ６に示す逆傾斜溝４１５内の被密封流体Ｆは、鋭角部４１５Ｃ近傍の被密封流体Ｆと共に矢印Ｌ２に示す傾斜溝４１４内の大気Ａにより外空間Ｓ２側に押し戻される。

【0084】

次いで、回転密封環２０の逆回転時について図１１を用いて説明する。図１１に示されるように、傾斜溝４１４の外径側に形成される逆傾斜溝４１５内に進入した被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の逆回転方向に追随移動するとともに、鋭角部４１５Ｃの近傍の被密封流体Ｆが逆傾斜溝４１５に引き込まれる。すなわち、逆傾斜溝４１５内では、被密封流体Ｆが矢印Ｈ３’に示すように逆傾斜溝４１５の鋭角部４１５Ｃから鋭角部４１５Ｄに向かって移動し、鋭角部４１５Ｄ及びその近傍で圧力が高められる。すなわち鋭角部４１５Ｄ及びその近傍で正圧が発生する。

【0085】

矢印Ｈ４’に示す逆傾斜溝４１５内の被密封流体Ｆは、逆傾斜溝４１５の鋭角部４１５Ｄ近傍の被密封流体Ｆを外空間Ｓ２側に押し戻すように作用するので、傾斜溝４１４内や内空間Ｓ１に漏れ出す被密封流体Ｆは少ない。

【0086】

またこのとき、鋭角部４１５Ｃの周辺に存在する被密封流体Ｆは、鋭角部４１５Ｃ及びその近傍に生じる負圧により矢印Ｈ５’に示すように逆傾斜溝４１５内に吸い込まれる。逆傾斜溝４１５内に吸い込まれた被密封流体Ｆは鋭角部４１５Ｄから外径側に向けて摺動面４１１，２１間に戻されるようになっている。

【0087】

以上説明したように、回転密封環２０の正回転時においては、動圧発生溝４１３の傾斜溝４１４及び逆傾斜溝４１５でそれぞれ発生する正圧により外空間Ｓ２から摺動面４１１，２１間に流入した被密封流体Ｆが吸い込まれ、外空間Ｓ２側に押し戻されるため、摺動面４１１，２１間から被密封流体Ｆが内空間Ｓ１に漏れることが抑制される。一方、回転密封環２０の逆回転時においては、傾斜溝４１４の外径側で逆傾斜溝４１５内に進入した被密封流体Ｆが回転密封環２０の摺動面２１とのせん断により追随移動し逆傾斜溝４１５の被密封流体Ｆ側の端部、すなわち鋭角部４１５Ｄから外径側に向けて摺動面４１１，２１間に戻されることにより内空間Ｓ１への被密封流体Ｆの漏れを減らすことができる。このように、動圧発生溝４１３は、主となる動圧発生のための回転方向が異なる傾斜溝４１４及び逆傾斜溝４１５を備えているため、両回転時において摺動面４１１，２１同士を離間させて摩耗を抑制することができ、かつ摺動面４１１，２１間から被密封流体Ｆが内空間Ｓ１に漏れることを抑制できる。

【0088】

また、傾斜溝４１４と逆傾斜溝４１５との間には、周方向に連続し径方向所定以上の幅を有する環状ランド部４１２ｄが形成されており、この環状ランド部４１２ｄにより傾斜溝４１４と逆傾斜溝４１５とが分離されていることにより、回転密封環２０の逆回転時において、被密封流体Ｆが環状ランド部４１２ｄの外径側において鋭角部４１５Ｃから逆傾斜溝４１５に吸い込まれて捕捉されるため、環状ランド部４１２ｄを越えて傾斜溝４１４に被密封流体Ｆが進入することが抑制されており、傾斜溝４１４を通って内空間Ｓ１に漏れ出す被密封流体Ｆをさらに減らすことができる。

【0089】

また、環状ランド部４１２ｄにより傾斜溝４１４と逆傾斜溝４１５が分離されていることにより、両回転時において、傾斜溝４１４と逆傾斜溝４１５が互いの動圧発生に干渉することがないため、動圧効果を発揮しやすい。

【0090】

また、傾斜溝４１４と逆傾斜溝４１５とを分離する環状ランド部４１２ｄの径方向中心は、摺動面４１１の径方向中心よりも被密封流体Ｆ側に寄って配置されている。これによれば、傾斜溝４１４の延在距離を長く確保でき、正回転時において傾斜溝４１４が逆傾斜溝４１５よりも主たる動圧発生源となるので、被密封流体Ｆの内空間Ｓ１への漏れをさらに抑えることができる。

【実施例3】

【0091】

次に、実施例３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１，２と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0092】

図１２に示されるように、本実施例３の静止密封環５１０における流体導入溝５１６は、外空間Ｓ２に連通する液体誘導溝部５１７と、液体誘導溝部５１７の内径側から回転密封環２０の正回転方向及び逆回転方向に向けてそれぞれ静止密封環５１０と同心状に周方向に延びる動圧発生部としてのレイリーステップ５１８，５１８’と、から構成されている。

【0093】

これによれば、回転密封環２０の正回転時において、流体導入溝５１６内の被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の正回転方向に追随移動することにより、液体誘導溝部５１７からレイリーステップ５１８側に移動するとともに、外空間Ｓ２の被密封流体Ｆが液体誘導溝部５１７に引き込まれる。また、逆回転時においても、流体導入溝５１６内の被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の逆回転方向に追随移動することにより、液体誘導溝部５１７からレイリーステップ５１８’側に移動するとともに、外空間Ｓ２の被密封流体Ｆが液体誘導溝部５１７に引き込まれる。

【0094】

このように、流体導入溝５１６は、両回転時において、レイリーステップ５１８，５１８’により、動圧を生じさせて摺動面５１１，２１間を僅かに離間させ摺動面５１１，２１間に被密封流体Ｆを供給することで、摺動面５１１，２１同士の潤滑性を高めることができる。

【実施例4】

【0095】

次に、実施例４に係る摺動部品につき、図１３を参照して説明する。尚、前記実施例１～３と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0096】

図１３に示されるように、本実施例４の静止密封環６１０における流体導入溝６１６は、実施例３の流体導入溝５１６と同一構成である。また、動圧発生溝６１３は実施例２の動圧発生溝４１３と同一構成である。

【0097】

これによれば、流体導入溝６１６は、両回転時において、摺動面６１１，２１間を僅かに離間させ摺動面６１１，２１間に被密封流体Ｆを導入することで、摺動面６１１，２１同士の摩耗をより抑制でき、かつ動圧発生溝６１３において径方向に分離された傾斜溝６１４及び逆傾斜溝６１５により、被密封流体Ｆの漏れを抑制できる。

【実施例5】

【0098】

次に、実施例５に係る摺動部品につき、図１４を参照して説明する。尚、前記実施例１～４と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0099】

図１４に示されるように、本実施例５の静止密封環７１０における流体導入溝７１６は、外空間Ｓ２に連通する円の一部を切り取った略弓型形状の溝により構成されている。

【0100】

これによれば、流体導入溝７１６は外空間Ｓ２に連通する円の一部から成る溝となっているので、回転密封環２０の回転方向に係らず被密封流体Ｆが流体導入溝７１６内に導入されやすい。

【実施例6】

【0101】

次に、実施例６に係る摺動部品につき、図１５を参照して説明する。尚、前記実施例１～５と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0102】

図１５に示されるように、本実施例６の静止密封環８１０における流体導入溝８１６は、外空間Ｓ２に連通する略矩形状の溝により構成されている。

【0103】

これによれば、流体導入溝８１６は略矩形状の溝となっているので、形成加工が容易であり、流体導入溝８１６内に被密封流体Ｆを多量に保持することができる。

【実施例7】

【0104】

次に、実施例７に係る摺動部品につき、図１６を参照して説明する。尚、前記実施例１～６と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0105】

図１６に示されるように、本実施例７の静止密封環９１０における流体導入溝９１６は、外空間Ｓ２に連通する略台形状の溝により構成されている。

【0106】

詳しくは、流体導入溝９１６は、回転密封環２０の正回転方向の下流側の側壁部９１６ａが外径側から内径側に向けて逆回転方向に向けて傾斜しながら直線状に延び、回転密封環２０の正回転方向の上流側の側壁部９１６ｂが外径側から内径側に向けて径線に沿って直線状に延びている。また、流体導入溝９１６は、内径端における壁部９１６ｃと側壁部９１６ｂとが成す鋭角部９１６Ａが逆回転方向の下流側の動圧発生溝９１３の鋭角部９１３Ｃと周方向に近接して配置されている。

【0107】

これによれば、流体導入溝９１６は、側壁部９１６ａが周方向に沿うように傾斜しているため、回転密封環２０の正回転時における静止密封環９１０と回転密封環２０との相対回転開始時に流体導入溝９１６に被密封流体Ｆが導入されやすい。

【0108】

また、流体導入溝９１６は、鋭角部９１６Ａが動圧発生溝９１３の鋭角部９１３Ｃと周方向に近接しているため、回転密封環２０の逆回転時において、流体導入溝９１６の鋭角部９１６Ａに集中して漏れ出す被密封流体Ｆを動圧発生溝９１３の鋭角部９１３Ｃ及びその近傍で発生する負圧により吸い込み回収することができるため、被密封流体Ｆの内空間Ｓ１への漏れをさらに抑えることができる。

【実施例8】

【0109】

次に、実施例８に係る摺動部品につき、図１７を参照して説明する。尚、前記実施例１～７と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0110】

図１７に示されるように、本実施例８の静止密封環１０１０における流体導入溝１０１６は、外空間Ｓ２に連通する四角形状の溝により構成されている。

【0111】

詳しくは、流体導入溝１０１６は、回転密封環２０の正回転方向の下流側の側壁部１０１６ａ及び正回転方向の上流側の側壁部１０１６ｂが外径側から内径側に向けて逆回転方向に向けて傾斜しながら直線状に延びている。また、流体導入溝１０１６は、内径端における壁部１０１６ｃと側壁部１０１６ｂとが成す鋭角部１０１６Ａが逆回転方向の下流側の動圧発生溝１０１３の鋭角部１０１３Ｃと周方向に近接して配置されている。

【0112】

これによれば、流体導入溝１０１６は、側壁部１０１６ａ，１０１６ｂがそれぞれ周方向に沿うように傾斜しているため、回転密封環２０の正回転時における静止密封環１０１０と回転密封環２０との相対回転開始時に流体導入溝１０１６に被密封流体Ｆがより導入されやすい。

【0113】

また、流体導入溝１０１６は、実施例７と比べて鋭角部１０１６Ａの角度が小さく、かつ動圧発生溝１０１３の鋭角部１０１３Ｃと周方向により近接しているため、回転密封環２０の逆回転時において、鋭角部１０１６Ａに被密封流体Ｆが集中しやすく、流体導入溝１０１６の鋭角部１０１６Ａに集中して漏れ出す被密封流体Ｆを動圧発生溝１０１３の鋭角部１０１３Ｃ及びその近傍で発生する負圧により吸い込み回収することができるため、被密封流体Ｆの内空間Ｓ１への漏れをさらに抑えることができる。

【実施例9】

【0114】

次に、実施例９に係る摺動部品につき、図１８を参照して説明する。尚、前記実施例１～８と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0115】

図１８に示されるように、本実施例９の静止密封環１１１０における流体導入溝１１１６は、外空間Ｓ２に連通する液体誘導溝部１１１７と、液体誘導溝部１１１７の外径側から回転密封環２０の正回転方向に向けて静止密封環１１１０と同心状に周方向に延びる動圧発生部としてのレイリーステップ１１１８と、から構成されている。尚、液体誘導溝部１１１７は、実施例８の流体導入溝１０１６と略同一形状である。

【0116】

これによれば、流体導入溝１１１６は、動圧発生部としてのレイリーステップ１１１８を備えているため、正回転時において、レイリーステップ１１１８により、動圧を生じさせて摺動面１１１１，２１間を僅かに離間させ摺動面１１１１，２１間に被密封流体Ｆを供給することで、摺動面１１１１，２１同士の潤滑性を高めることができる。

【実施例10】

【0117】

次に、実施例１０に係る摺動部品につき、図１９を参照して説明する。尚、前記実施例１～９と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0118】

図１９に示されるように、本実施例１０の静止密封環１２１０における流体導入溝１２１６は、外空間Ｓ２に連通する液体誘導溝部１２１７と、液体誘導溝部１２１７の内径側から回転密封環２０の正回転方向及び逆回転方向に向けてそれぞれ静止密封環１２１０と同心状に周方向に延びる動圧発生部としてのレイリーステップ１２１８，１２１８’と、から構成されている。尚、液体誘導溝部１２１７は、実施例８の流体導入溝１０１６と略同一形状である。

【0119】

これによれば、両回転時において、レイリーステップ１２１８，１２１８’により、動圧を生じさせて摺動面１２１１，２１間を僅かに離間させ摺動面１２１１，２１間に被密封流体Ｆを供給することで、摺動面１２１１，２１同士の潤滑性を高めることができる。

【0120】

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。

【0121】

例えば、前記実施例では、摺動部品として、自動車用のメカニカルシールを例に説明したが、一般産業機械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。

【0122】

また、前記実施例では、動圧発生溝及び流体導入溝を静止密封環に設ける例について説明したが、動圧発生溝及び流体導入溝を回転密封環に設けてもよい。

【0123】

また、被密封流体側を高圧側、漏れ側を低圧側として説明してきたが、被密封流体側が低圧側、漏れ側が高圧側となっていてもよいし、被密封流体側と漏れ側とは略同じ圧力であってもよい。

【0124】

また、動圧発生溝における傾斜溝は内空間Ｓ１に連通していると説明したが、これに限らず動圧を発生させることができれば、連通していなくてもよい。

【0125】

また、動圧発生溝は、傾斜溝の外径側の端部に逆傾斜溝が連続して形成されるものに限らず、傾斜溝の延在方向の略中央部から逆傾斜溝が分岐して形成されていてもよい。

【0126】

また、動圧発生溝は、一つの傾斜溝に対して複数の逆傾斜溝が配置されていてもよい。

【0127】

また、傾斜溝は、周方向に傾斜しながら円弧状に延びるものに限らず、直線状に形成することにより形状を簡素化してもよい。

【0128】

また、動圧発生溝及び流体導入溝は略同一深さであると説明したが、流体導入溝は動圧発生溝よりも深くてもよい。

【0129】

また、本実施例において、被密封流体Ｆは高圧の液体と説明したが、これに限らず気体または低圧の液体であってもよいし、液体と気体が混合したミスト状であってもよい。

【0130】

また、本実施例において、漏れ側の流体は低圧の気体である大気Ａであると説明したが、これに限らず液体または高圧の気体であってもよいし、液体と気体が混合したミスト状であってもよい。

【符号の説明】

【0131】

１０ 静止密封環（摺動部品）
１１ 摺動面
１２ ランド
１２ａ～１２ｃ ランド部
１３ 動圧発生溝
１３Ｃ，１３Ｄ 鋭角部
１４ 傾斜溝
１５ 逆傾斜溝
１６ 流体導入溝
１７ 液体誘導溝部
１８ レイリーステップ（動圧発生部）
２０ 回転密封環（他の摺動部品）
２１ 摺動面
４１０ 静止密封環（摺動部品）
４１１ 摺動面
４１２ｄ 環状ランド部
４１３ 動圧発生溝
４１４ 傾斜溝
４１４Ｃ 鋭角部
４１５ 逆傾斜溝
４１５Ｃ，４１５Ｄ 鋭角部
Ａ 大気
Ｆ 被密封流体
Ｓ１ 内空間
Ｓ２ 外空間

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】