(57)【要約】  高速回転時に気体による非接触状態へ迅速に移行させることができる摺動部品を提供する。  回転機械の駆動時に相対回転する箇所に配置され、内径または外径の一方側に被密封液体Ｆが存在し他方側に気体Ａが存在する環状をなす一対の摺動部品であって、摺動部品２０の摺動面２１には、径方向の気体Ａ側に連通し回転機械の駆動時に気体Ａにより摺動面２１間に動圧を生じさせる動圧発生溝２３が形成されており、摺動部品１０には周方向に延びる溝１３が形成されている。
2020171102.tif 000002
【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配置され、内径または外径の一方側に被密封液体が存在し他方側に気体が存在する環状をなす一対の摺動部品であって、
前記一方の摺動部品の摺動面には、径方向の気体側に連通し前記回転機械の駆動時に前記気体により摺動面間に動圧を生じさせる動圧発生溝が形成されており、前記一方または他の摺動部品の少なくともいずれか一方には周方向に延びる溝が形成されている摺動部品。
【請求項２】
前記溝は他方の摺動部品の摺動面に形成されている請求項１に記載の摺動部品。
【請求項３】
前記溝は前記動圧発生溝の終端よりも気体側に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】
前記溝は前記動圧発生溝よりも深く形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。
【請求項５】
前記溝は、該溝における前記被密封液体側の側面と前記他方の摺動部材の摺動面とで成す角度が９０度以下の壁部を有している請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
【請求項６】
前記溝は周方向に一周以上延びている請求項１ないし５のいずれかに記載の摺動部品。
【請求項７】
前記溝は同心円に複数設けられる円環溝である請求項６に記載の摺動部品。
【請求項８】
前記溝は渦巻状に設けられている請求項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、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２部品からなるもの、例えばメカニカルシールがある。メカニカルシールは、ハウジングに固定される摺動部品としての静止密封環と、回転軸に固定され回転軸とともに回転する摺動部品としての回転密封環と備え、これらの摺動面を相対回転させることにより、ハウジングと回転軸との間の隙間を軸封している。【０００３】
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、摺動による摩擦を低減させることにより摺動により失われるエネルギーの低減を図る特許文献１のような摺動部品が開発されている。【０００４】
例えば、特許文献１に示される摺動部品は、外径側に被密封液体が存在し、内径側に気体が存在するメカニカルシールであり、一方の摺動部品の摺動面に気体側に連通するとともに摺動面において一端が閉塞されたスパイラル形状の動圧発生溝が設けられている。摺動部品の相対回転時には、気体が動圧発生溝内に取り込まれ、動圧発生溝の終端で発生する正圧により摺動面間が離間された状態、いわゆる摺動面間を非接触状態として低摩擦化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／００２７７４号公報（第８頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にあっては、回転機械を停止させた状態において摺動面間に被密封液体が毛細管現象によって気体側まで進入していることから、回転機械の始動時には摺動面間の被密封液体を被密封液体側に排出するのに多くの時間を要し、摺動面間が非接触状態となるまでに時間がかかり、回転機械の始動時の負荷が高く、回転機械の性能に悪影響を及ぼす虞があった。【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、高速回転時に気体による非接触状態へ迅速に移行させる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】
【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配置され、内径または外径の一方側に被密封液体が存在し他方側に気体が存在する環状をなす一対の摺動部品であって、
前記一方の摺動部品の摺動面には、径方向の気体側に連通し前記回転機械の駆動時に前記気体により摺動面間に動圧を生じさせる動圧発生溝が形成されており、前記一方または他の摺動部品の少なくともいずれか一方には周方向に延びる溝が形成されている。
これによれば、回転機械の停止時に一方または他の摺動部材の摺動面に形成された溝に被密封液体が進入することにより、気液界面の表面積が増え、その広い気液界面の表面張力により被密封液体の気体側への更なる進入を抑制できる。そのため、回転機械の始動時に気体により排出する被密封液体の量が少なく摺動面間を短時間で非接触状態に移行させることができる。【０００９】
前記動圧発生溝は一方の摺動部品の摺動面に形成され、前記溝は他方の摺動部品の摺動面に形成されていてもよい。
これによれば、両方の摺動部品に動圧発生溝及び溝が分散して設けられるので、摺動部品の摺動面の強度が保たれる。【００１０】
前記溝は前記動圧発生溝の終端よりも気体側に配置されていてもよい。
これによれば、溝が動圧発生溝による動圧発生機能を阻害せず、動圧発生溝による動圧を被密封液体側に発生させることができる。また、溝と動圧発生溝とが軸方向に重なる部分を深く確保することができる。【００１１】
前記溝は前記動圧発生溝よりも深く形成されていてもよい。
これによれば、溝内に進入した被密封液体の気液界面の表面積が広いものにも対応できる。【００１２】
前記溝は、該溝における前記被密封液体側の側面と前記他方の摺動部材の摺動面とで成す角度が９０度以下の壁部を有していてもよい。
これによれば、溝内に進入した被密封液体の気液界面の表面積を確実に且つ大きく確保することができる。【００１３】
前記溝は周方向に一周以上延びていてもよい。
これによれば、被密封液体の気体側への進入を周方向に亘って抑制できる。【００１４】
前記溝は同心円に複数設けられる円環溝であってもよい。
これによれば、被密封液体の気体側への進入の抑制する能力が高い。【００１５】
前記溝は渦巻状に設けられていてもよい。
これによれば、被密封液体の気体側への進入の抑制する能力が高い。また、溝の長さを長くとれるので、溝内に進入した被密封液体により回転機械の始動時の潤滑性が高い。【００１６】
尚、本発明に係る周方向に延びる溝というのは、溝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】
【００１７】
【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】回転密封環を摺動面側から見た図である。
【図３】静止密封環を摺動面側から見た図である。
【図４】（ａ）は回転密封環及び静止密封環の摺動面同士を合わせた状態で回転密封環を摺動面側から見た図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は被密封液体が動圧発生溝から円環溝内に進入する過程を説明する図である。
【図６】回転機械の極低速回転時の流体の移動を示す概念図である。
【図７】回転機械の高速回転時の流体の移動を示す概念図である。
【図８】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９】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１０】本発明の実施例４における回転密封環を摺動面側から見た要部拡大図である。
【図１１】本発明の実施例５における溝を説明する断面図である。
【図１２】本発明の実施例６における回転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】
【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７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内径側を漏れ側であり気体側としての大気側（低圧側）、外径側を被密封液体側（高圧側）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に示される一般産業機械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円環状の摺動部品としての静止密封環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。【００２１】
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。【００２２】
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、回転密封環２０の摺動面２１には、周方向に離間して複数の動圧発生溝２３が形成されている。動圧発生溝２３は、周方向に全部で１５本形成され、周方向に同じ離間幅で並んで形成されている。摺動面２１の動圧発生溝２３以外の部分は平端面を成すランド２２となっている。尚、動圧発生溝２３の個数は使用環境に合わせて自由に変更することができる。【００２３】
動圧発生溝２３は、摺動面２１を直交する方向から見て一定幅の弧状を成し、内径側である大気側に連通し、外径側に向けて径方向及び周方向に交差するように延びている。詳しくは、動圧発生溝２３は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であり、このうち周方向に延びる成分が大きい。【００２４】
動圧発生溝２３は、全長に亘って一定の深さ寸法Ｌ１２（図５参照）を有し、後述のように静止密封環１０と回転密封環２０とが相対回転したときに、動圧発生溝２３内に動圧を発生させるようになっている。尚、本実施例１の動圧発生溝２３の深さ寸法Ｌ１２は１μｍとなっている。さらに尚、動圧発生溝２３の幅寸法及び深さ寸法は、静止密封環１０と回転密封環２０とが相対回転したときに動圧発生溝２３内に動圧を発生させることができる寸法であればよい。【００２５】
動圧発生溝２３は鏡面加工された摺動面２１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。また動圧発生溝２３は、動圧発生溝２３の２つの円弧状の面と、円弧状の面同士に交差して延びる壁部２３ａと、摺動面２１に平行な底面との４面で囲まれており、外径側端部は閉塞されている。【００２６】
図３に示されるように、静止密封環１０の摺動面１１には、静止密封環１０と同心状に延び周方向に連続する円環溝１３が形成されている。摺動面１１の円環溝１３以外の部分は平端面を成すランド１２となっている。【００２７】
円環溝１３は、全長に亘って一定の深さ寸法Ｌ１１（図５参照）を有し、静止密封環１０と回転密封環２０とが相対回転したときに動圧が発生しない深さとなっている。本実施例１の円環溝１３の深さ寸法Ｌ１１は５μｍとなっている。【００２８】
また、円環溝１３の被密封液体側、すなわち外径側の壁部１３Ａは、摺動面１１のランド１２と円環溝１３の外側面１３ａとで構成されており、ランド１２及び外側面１３ａは直交している。【００２９】
尚、動圧発生溝２３の底面は平坦面を成しランド２２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２２に対して傾斜するように形成することを妨げない。さらに、動圧発生溝２３の周方向に延びる２つの円弧状の面はそれぞれ動圧発生溝２３の底面に直交している。また、円環溝１３の底面は平坦面を成しランド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。さらに、円環溝１３の周方向に延びる２つの円弧状の面はそれぞれ円環溝１３の底面に直交している。【００３０】
図４（ａ），（ｂ）に示されるように、静止密封環１０の摺動面１１と回転密封環２０の摺動面２１とを重ね合わせた状態において、円環溝１３は、動圧発生溝２３の壁部２３ａよりも低圧側である内径側に配置されている。言い換えれば、動圧発生溝２３の外径側端部は、円環溝１３よりも高圧側である外径側に配置されている。【００３１】
続いて、一般産業機械の非稼動状態の場合について説明する。図４（ｂ）に示されるように、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、本実施例のメカニカルシールにあっては、円環溝１３よりも内径側への被密封液体Ｆの進入が抑制されている。【００３２】
具体的には、一般産業機械の停止時に被密封液体Ｆが摺動面１１，２１よりも外径側から摺動面１１，２１間に進入し、図５（ａ）に示されるように、動圧発生溝２３内を内径側に向けて流れる。このとき、動圧発生溝２３の深さ寸法Ｌ１２は一定であるので被密封液体Ｆの流速は略一定である。また、気液界面αにおける被密封液体Ｆ側の圧力は圧力Ｐ１となっているとともに、被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１は低圧側流体Ａ（気体）の圧力Ｐ２よりも大きくなっている（Ｐ１＞Ｐ２）。【００３３】
ここで、表面張力γによる圧力損失ΔＰは、摺動面１１，２１間に進入する被密封液体Ｆの流量ΔＶを一定と仮定した場合、以下の式（Ｙｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅの式）の通り、
ΔＰ＝γΔＳ／ΔＶ
で導き出される。すなわち、気液界面αの表面積ΔＳが増加するほど圧力損失ΔＰが増加する。【００３４】
図５（ｂ）に示されるように、被密封液体Ｆは円環溝１３に到達する。円環溝１３は、動圧発生溝２３よりも容積が大きいので、円環溝１３に到達した被密封液体Ｆは、該被密封液体Ｆと低圧側流体Ａとの気液界面αの表面積ΔＳが増加して表面積ΔＳ’となる（ΔＳ＜ΔＳ’）。上記式のように、図５（ｂ）の時点の被密封液体Ｆは、気液界面αの表面積ΔＳ’が図５（ａ）時点の気液界面αの表面積ΔＳよりも大きくなっているため、図５（ａ）時点において被密封液体Ｆに生じる圧力損失ΔＰよりも大きな圧力損失ΔＰ’が生じるようになっている（ΔＰ＜ΔＰ’）。したがって、図５（ｂ）の時点の気液界面αにおける被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１’は、図５（ａ）時点の被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１よりも小さい（Ｐ１＞Ｐ１’）。尚、図５（ｂ）の時点の気液界面αにおける被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１’は、低圧側流体Ａの圧力Ｐ２よりも若干大きいので、被密封液体Ｆは摺動面１１，２１間の低圧側に僅かに進入する（Ｐ１’＞Ｐ２）。【００３５】
そして、図５（ｃ）に示されるように、円環溝１３に到達する被密封液体Ｆの量が図５（ｂ）の状態よりも増加すると、気液界面αの表面積ΔＳ’よりもさらに増加した表面積ΔＳ’’となる（ΔＳ’＜ΔＳ’’）。すなわち、図５（ｃ）の時点においては、上記式から図５（ｂ）時点において被密封液体Ｆに生じる圧力損失ΔＰ’よりも大きな圧力損失ΔＰ’’が生じる（ΔＰ’＜ΔＰ’’）。したがって、図５（ｃ）の時点の気液界面αにおける被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１’’は、図５（ｂ）時点の被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１’よりも小さい（Ｐ１’＞Ｐ１’’）。また、図５（ｃ）の時点の気液界面αにおける被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１’’は、低圧側流体Ａの圧力Ｐ２とほぼ同一なので、被密封液体Ｆは摺動面１１，２１間の低圧側への進入が抑制される（Ｐ１’’＝Ｐ２）。【００３６】
尚、摺動面１１，２１におけるランド１２，２２間の隙間は、動圧発生溝２３の深さ寸法Ｌ１２に比べて極めて小さく、ランド２２と円環溝１３とが軸方向に重なった部分においては被密封液体Ｆがほとんど流れ込まないので図示と説明を省略するが、当該部分においても上記と同様に円環溝１３内に進入した被密封液体Ｆは漏れ側への更なる進入が抑制される。【００３７】
続いて、図６と図７を用いて一般産業機械の駆動時における動作を説明する。【００３８】
図６は、始動時等の極低速回転時の場合及び停止状態の場合を示す図である。極低速回転時においては、漏れ側の低圧側流体Ａが矢印Ｌ１に示すように内径側から動圧発生溝２３内に導入されて外径側に移動するため、動圧発生溝２３内に動圧が発生するようになる。動圧発生溝２３の下流側端部である壁部２３ａ近傍が最も圧力が高くなり、低圧側流体Ａは矢印Ｌ２に示すように壁部２３ａ近傍からその周辺に流出する。【００３９】
また、静止密封環１０に対する回転密封環２０の極低速回転時には、回転数が低いため、動圧発生溝２３の壁部２３ａ近傍の圧力が低く、摺動面１１，２１間において円環溝１３よりも高圧側に被密封液体Ｆが存在し液体膜が形成され、いわゆる流体潤滑を成すようになっている。【００４０】
図７に示されるように、一般産業機械が高速回転に移行すると、矢印Ｌ１に示す低圧側流体Ａの流量が増え、動圧発生溝２３の壁部２３ａ近傍に発生する動圧が大きくなり、摺動面１１，２１間の離間幅が僅かに大きくなる。また、被密封液体Ｆは矢印Ｈ１に示すように動圧発生溝２３の壁部２３ａ近傍から摺動面１１，２１間に流出する高圧の低圧側流体Ａによって、摺動面１１，２１よりも外径側に排出される。このようにして回転密封環２０と静止密封環１０とは離間して非接触潤滑となる。【００４１】
以上説明したように、一般産業機械の停止時において、摺動面１１，２１間の被密封液体Ｆが円環溝１３内に進入することにより、気液界面αの表面積ΔＳが増加し、その広い気液界面αに作用する表面張力γにより被密封液体Ｆの低圧側流体Ａ側への更なる進入を抑制でき、被密封液体Ｆは摺動面１１，２１間の外径側にのみ保持されている。そのため、一般産業機械の始動時に低圧側流体Ａにより排出する被密封液体Ｆの量が少なく摺動面１１，２１間を短時間で非接触状態に移行させることができる。【００４２】
具体的には、気液界面αの表面積ΔＳが増加することに伴って表面張力γによる圧力損失ΔＰも増加する。この圧力損失ΔＰの増加により気液界面αにおける被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１が低下し、気液界面αにおける被密封液体Ｆ側の圧力Ｐ１と低圧側流体Ａの圧力Ｐ２とが釣り合うことにより、被密封液体Ｆの低圧側への進入を抑制できる。これによって、被密封液体Ｆによる流体潤滑から低圧側流体Ａによる非接触潤滑への移行を迅速に行うことができ、高速回転時における回転抵抗を抑制して一般産業機械の回転性能を向上させることができる。【００４３】
また、回転密封環２０の摺動面２１に動圧発生溝２３が形成され、静止密封環１０の摺動面１１に円環溝１３が形成されているため、静止密封環１０及び回転密封環２０のいずれか一方に動圧発生溝２３及び円環溝１３が形成される形態に比べて摺動面１１及び摺動面２１の強度を確保できる。【００４４】
また、円環溝１３は動圧発生溝２３の終端としての壁部２３ａよりも低圧側に配置されている。これによれば、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時に動圧発生溝２３の壁部２３ａ近傍から摺動面１１，２１間に流出する低圧側流体Ａが円環溝１３に入り込むことを回避でき、摺動面１１，２１を離間させる動圧が低下することを抑制できる。また、低圧側流体Ａを動圧発生溝２３の壁部２３ａ近傍から摺動面１１，２１間における円環溝１３よりも高圧側に流出させることができる。【００４５】
また、低圧側から動圧発生溝２３内に導入される低圧側流体Ａは一旦円環溝１３内に流入し、円環溝１３内の圧力が高まった後、動圧発生溝２３の壁部２３ａ近傍側に移動するため、動圧発生溝２３の壁部２３ａ近傍から摺動面１１，２１間に流出する低圧側流体Ａの圧力を周方向に均等にすることができる。【００４６】
また、円環溝１３の深さ寸法Ｌ１１は動圧発生溝２３の深さ寸法Ｌ１２よりも深く形成されているので、円環溝１３内に進入した被密封液体Ｆの気液界面αの表面積が広い場合であっても対応することができる。【００４７】
また、円環溝１３の被密封液体側、すなわち外径側の壁部１３Ａは、摺動面１１のランド１２と円環溝１３の外側面１３ａとで構成されており、ランド１２及び外側面１３ａは直交しているので、円環溝１３に進入した被密封液体Ｆの気液界面αの表面積を確実に且つ大きく確保することができる。【００４８】
また、円環溝１３は周方向に連続して延びているので、被密封液体Ｆの低圧側への進入を周方向に亘って抑制できる。【００４９】
尚、本実施例１では、動圧発生溝２３を回転密封環２０に設け、円環溝１３を静止密封環１０に設ける例について説明したが、動圧発生溝２３を静止密封環１０に、円環溝１３を回転密封環２０に設けてもよく、静止密封環１０と回転密封環２０の両方に動圧発生溝２３及び円環溝１３を設けてもよい。【００５０】
また、本実施例１では、溝として軸方向視で真円を成す円環溝１３を例示したが、軸方向視で楕円状や波線により形成される環状などであってもよい。また、溝は、環状に形成されることに限られず、少なくとも周方向に延びる成分を有する弧状などの形状を成していればよく、溝が弧状を成す場合、周方向の端部が径方向に重畳するように複数設けられることが好ましい。【００５１】
また、本実施例１では、円環溝１３が動圧発生溝２３における壁部２３ａ側に重なるように配置されていたが、動圧発生溝２３の中央部または漏れ側に重なるように配置されていてもよい。【００５２】
また、本実施例１では、円環溝１３は動圧発生溝２３の壁部２３ａよりも漏れ側に配置される形態を例示したが、円環溝１３は動圧発生溝２３の壁部２３ａよりも被密封液体側に配置されていてもよい。【００５３】
さらに尚、円環溝１３の深さ寸法は、動圧発生溝２３の深さ寸法と同等以上であればよく、好ましくは動圧発生溝２３の深さ寸法よりも深く形成されていればよい。
【実施例２】
【００５４】
次に、実施例２に係る摺動部品につき、図８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。【００５５】
図８に示されるように、本実施例２における静止密封環１０の摺動面１１には、円環溝１３と、円環溝１３と同心円であり該円環溝１３よりも小径の円環溝１３１と、が設けられている。これによれば、被密封液体Ｆが円環溝１３を越えて低圧側に僅かに進入したとしても、該被密封液体Ｆが内径側の円環溝１３１に進入するため、被密封液体Ｆの低圧側への進入を確実に抑制できる。【００５６】
尚、円環溝１３，１３１は、同心円に形成されることに限られず、異なる形状の円環溝が径方向に複数設けられていてもよい。
【実施例３】
【００５７】
次に、実施例３に係る摺動部品につき、図９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。【００５８】
図９に示されるように、本実施例３における静止密封環１０の摺動面１１には、渦巻状の溝１３２が設けられている。溝１３２は径方向に３重を成すように延びている。これによれば、被密封液体Ｆが外径側の溝１３２を越えて低圧側に僅かに進入したとしても、該被密封液体Ｆが内径側の溝１３２に進入するため、被密封液体Ｆの低圧側への進入を確実に抑制できる。また、溝１３２の長さを長くとれるので、溝１３２内に進入する被密封液体Ｆが多く、この被密封液体Ｆにより一般産業機械の始動時の潤滑性が高い。【００５９】
尚、溝１３２における径方向に重なる部分の離間幅は、自由に変更することができ、好ましくは、周方向に１周以上延びていればよい。
【実施例４】
【００６０】
次に、実施例４に係る摺動部品につき、図１０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。【００６１】
図１０に示されるように、本実施例４における回転密封環２０の動圧発生溝２３１は、回転密封環２０の外径側に連通して配置されている。すなわち、本実施例４のメカニカルシールは、摺動面１１，２１の内径側から外径側に向かって漏れようとする被密封液体Ｆを密封するアウトサイド形のメカニカルシールである。【００６２】
尚、アウトサイド形のメカニカルシールであっても、前記実施例１のように円環溝１３が設けられていてもよいし、前記実施例２，３のような溝を適用してもよい。また、特定動圧発生機構が前記実施例１〜３のように設けられていなくてもよいし、前記実施例４のように設けられていてもよい。
【実施例５】
【００６３】
次に、実施例５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１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。【００６４】
図１１に示されるように、本実施例５における円環溝１３３の被密封液体側、すなわち外径側の壁部１３３Ａは、摺動面１１のランド１２と円環溝１３３の外側面１３３ａとで構成されており、ランド１２及び外側面１３３ａで成す角度θは４５度となっている。すなわち、壁部１３３Ａは鋭角を成しているので、円環溝１３３に進入した被密封液体Ｆの気液界面αの表面積を確実に且つ大きく確保することができる。尚、ランド１２及び外側面１３３ａで成す角度θは４５度に限られず自由に変更することができ、好ましくは９０度以下に形成されていればよい。
【実施例６】
【００６５】
次に、実施例６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と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
図１２に示されるように、本実施例６における円環溝１３４は、回転密封環２０の摺動面２１に形成されている。すなわち、回転密封環２０の摺動面２１には、動圧発生溝２３と円環溝１３４とが形成されており、動圧発生溝２３と円環溝１３４とは連通している。また、本実施例６では、静止密封環１０における摺動面１１（ランド１２）は平坦面に形成されている。【００６６】
このように、回転密封環２０の摺動面２１に動圧発生溝２３と円環溝１３４とが形成されることにより、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時に動圧発生溝２３と円環溝１３４との位置関係が変化しないため、動圧発生溝２３により発生する動圧が安定する。尚、また、実施例６では、静止密封環１０の摺動面１１が平坦面に形成されている形態について説明したが、静止密封環１０に実施例１と同様の円環溝が形成されていてもよい。さらに、実施例６では、動圧発生溝２３と円環溝１３４とが回転密封環２０の摺動面２１に形成される形態を例示したが、動圧発生溝と円環溝とが静止密封環１０の摺動面１１に形成されていてもよい。【００６７】
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。【００６８】
例えば、前記実施例１〜５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。【００６９】
また、前記実施例１〜５では、摺動部品に同一形状の動圧発生溝が複数設けられる形態を例示したが、形状や深さの異なる動圧発生溝が複数設けられていてもよい。また、動圧発生溝の間隔や数量などは適宜変更できる。【００７０】
また、動圧発生溝は、例えば軸方向視Ｔ字状、または軸方向視Ｌ字状、逆Ｌ字状を混在させる等して、回転密封環の両回転に対応するようになっていてもよい。【００７１】
また、被密封液体側を高圧側、漏れ側である気体側を低圧側として説明してきたが、被密封液体側が低圧側、気体側が高圧側となっていてもよいし、被密封液体側と気体側とは略同じ圧力であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１                回転軸
１０              静止密封環
１１              摺動面
１３              円環溝（溝）
２０              回転密封環
２１              摺動面
２３              動圧発生溝
２３ａ            壁部
１３１            円環溝（溝）
１３２            溝
１３３            円環溝（溝）
１３４            円環溝（溝）
２３１            動圧発生溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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