(57)【要約】  動圧発生溝への異物の滞留を防止させ、長期に亘って低漏れ、高寿命、低トルクを実現することができる摺動部品を提供する。  摺動面Ｓ１に動圧を発生するための動圧発生溝４を備えた摺動部品１であって、  動圧発生溝４は、該動圧発生溝４の周方向の一端側が被密封流体Ｈ側に開口した導入口４０ａと、導入口４０ａに連通し流路が絞られた絞り部４１と、絞り部４１に連通し動圧発生溝４の周方向の他端側が被密封流体Ｈ側に開口した導出口４０ｂと、を備えている。
2020110922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動面に動圧を発生するための動圧発生溝を備えた摺動部品であって、
前記動圧発生溝は、該動圧発生溝の周方向の一端側が被密封流体側に開口した導入口と、前記導入口に連通し流路が絞られた絞り部と、前記絞り部に連通し前記動圧発生溝の周方向の他端側が被密封流体側に開口した導出口と、を備えている摺動部品。
【請求項２】
前記動圧発生溝は前記摺動面の周方向に複数配設されており、隣接する一方の動圧発生溝の前記導出口と、他方の動圧発生溝の前記導入口とが連通している請求項１に記載の摺動部品。
【請求項３】
前記複数の動圧発生溝は前記摺動面の全周に亘り環状に連通している請求項２に記載の摺動部品。
【請求項４】
前記動圧発生溝は前記摺動面の周方向に複数配設されており、隣接する動圧発生溝は、互いに周方向に分離されている請求項１に記載の摺動部品。
【請求項５】
前記導入口は前記絞り部よりも深い深溝に形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
【請求項６】
前記導出口は前記絞り部よりも深い深溝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】
前記導入口、前記絞り部、及び前記導出口は同じ深さに形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
【請求項８】
前記動圧発生溝は、前記導出口を複数有している請求項１ないし７のいずれかに記載の摺動部品。
【請求項９】
前記絞り部は、前記導出口に向けて前記摺動面の内径側から外径側へ湾曲して形成されている請求項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、例えば、メカニカルシール、軸受、その他、摺動面を有する摺動部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動部品において、その性能は漏れ量、摩耗量、トルクによって評価されることが多い。従来技術では、摺動面に流体を介在させて摩擦を低減させるとともに、摺動面から液体が漏洩するのを防止したり、メカニカルシールにおいては、摺動材質や摺動面粗さを最適化することで性能を高め、低漏れ、高寿命、低トルクを実現している。しかし、近年の環境問題に対する意識の高まりから、メカニカルシールの更なる性能向上が求められている。メカニカルシールに関する従来発明としては、摺動部品としての回転環の摺動面に動圧発生溝を設けたものがある。（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−７３号公報（第２頁、第１７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなメカニカルシールにあっては、静止時に漏れず、回転初期を含み回転時には流体潤滑で作動するとともに漏れを防止し、低摩擦でありながら密封と潤滑を両立するというものである。この低摩擦化の手法としては、摺動面に動圧発生溝を形成し、回転により摺動面の動圧発生溝に浸入した流体が正圧を生じることで、摺動面に液膜を介在させた状態で摺動させることで達成できる。しかしながら、この種のメカニカルシールにおいては、高圧側の被密封流体とともに動圧発生溝に異物が侵入し、付着及び滞留してしまう虞があり、この異物によって、摺動面に十分な動圧が得られず、摺動面を損傷してしまい耐用性に劣るという虞があった。【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、動圧発生溝への異物の滞留を防止させ、長期に亘って低漏れ、高寿命、低トルクを実現す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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の摺動部品は、
摺動面に動圧を発生するための動圧発生溝を備えた摺動部品であって、
前記動圧発生溝は、該動圧発生溝の周方向の一端側が被密封流体側に開口した導入口と、前記導入口に連通し流路が絞られた絞り部と、前記絞り部に連通し前記動圧発生溝の周方向の他端側が被密封流体側に開口した導出口と、を備えている。
これによれば、動圧発生溝の導出口が被密封流体側へ連通されているので、導入口から動圧発生溝に侵入した異物を導出口を通じて被密封流体側へ排出させることができ、動圧発生溝への異物の滞留を防止させるので、長期に亘って低漏れ、高寿命、低トルクを実現することができる。【０００７】
前記動圧発生溝は前記摺動面の周方向に複数配設されており、隣接する一方の動圧発生溝の前記導出口と、他方の動圧発生溝の前記導入口とが連通していてもよい。
これによれば、一方の動圧発生溝を他方の動圧発生溝と連通させ、被密封流体に含まれる異物の流動性を高めることができる。【０００８】
前記複数の動圧発生溝は、前記摺動面の全周に亘り環状に連通していてもよい。
これによれば、導入口から環状に形成された動圧発生溝に侵入した異物は、動圧発生溝を環状に循環しながらいずれかの導出口より排出されるので、異物が動圧発生溝内に滞留し難い。【０００９】
前記動圧発生溝は前記摺動面の周方向に複数配設されており、隣接する動圧発生溝は、互いに周方向に分離されていてもよい。
これによれば、複数の動圧発生溝により潤滑性を高めるとともに、これらの動圧発生溝同士の分離した部分によって密封性を維持することができる。【００１０】
前記導入口は前記絞り部よりも深い深溝に形成されていてもよい。
これによれば、深溝に形成された導入口から多くの被密封流体を絞り部に向けて導入することができる。【００１１】
前記導出口は前記絞り部よりも深い深溝に形成されていてもよい。
これによれば、深溝に形成された導出口によって圧力開放溝の効果を奏し、被密封流体及び被密封流体に含まれる異物を導出し易い。【００１２】
前記導入口、前記絞り部、及び前記導出口は同じ深さに形成されていてもよい。
これによれば、導入口から侵入した異物を導出口へスムーズに排出させることができる【００１３】
前記動圧発生溝は、前記導出口を複数有していてもよい。
これによれば、導入口から侵入した異物を複数の導出口を介し排出させ易い。【００１４】
前記絞り部は、前記導出口に向けて前記摺動面の内径側から外径側へ湾曲して形成されていてもよい。
これによれば、摺動時に遠心力によって被密封流体及び被密封流体に含まれる異物を導出口から排出させ易い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１における摺動部品が適用されるメカニカルシールを示す断面図である。
【図２】実施例１における動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【図３】実施例１における動圧発生溝を備えた摺動部品を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例２における摺動部品の動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【図５】図４のａ−ａ断面図である。
【図６】本発明の実施例３における摺動部品の動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【図７】本発明の実施例４における摺動部品の動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【図８】本発明の実施例５における摺動部品の動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【図９】本発明の実施例６における摺動部品の動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【図１０】本発明の実施例７における摺動部品の動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【図１１】本発明の実施例８における摺動部品の動圧発生溝を備えた摺動面を示す正面図である。
【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３を参照して説明する。尚、本実施例においては、図１の紙面右側を大気側、紙面左側を機内側として説明する。【００１８】
図１に示されるように、本実施例の摺動部品１は、メカニカルシール１０における回転密封環１１と固定密封環１２であり、図示しないポンプやコンプレッサ等の回転機械の回転軸２と当該回転機械のハウジングに固定されるシールカバー３の間に設けられている。メカニカルシール１０は、シールカバー３に固定された円環状の固定密封環１２を有する静止側要素と、回転軸２とともに回転する回転側要素とで構成されている。固定密封環１２の摺動面Ｓ１と回転密封環１１の摺動面Ｓ２を互いに密接摺動させ、機内の高圧流体側（以下、高圧流体Ｈ側と称する）の被密封流体を軸封し、大気Ａ側へ漏らすことの無いようになっている。尚、メカニカルシール１０は、固定密封環１２及び回転密封環１１に作用する被密封流体の圧力のバランスが軸方向両側で一定となるバランス形メカニカルシールとして構成されている。【００１９】
固定密封環１２及び回転密封環１１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）と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。【００２０】
図２に示されるように、固定密封環１２は、回転軸２を囲むように環状に形成されており、その摺動面Ｓ１には表面テクスチャリング等により動圧発生溝４が形成されている。尚、この固定密封環１２の摺動面Ｓ１に対向配置される回転密封環１１は、固定密封環１２に対し、時計回り（図示矢印方向）に回転するように設けられている。【００２１】
固定密封環１２の摺動面Ｓ１は、周方向に沿って複数配設された動圧発生溝４と、これらの動圧発生溝４よりも内径側にて平坦に形成されたシール面Ｍ１とを備えている。それぞれの動圧発生溝４は、外径端に開口し流体Ｈ側と連通する導入口としての連通口４０ａと、連通口４０ａから内径方向へ延びる連通溝４６ａと、連通溝４６ａと連通し固定密封環１２の周方向に延びる流路部４５と、流路部４５と連通し外径方向に延びる連通溝４６ｂと、連通溝４６ｂの外径端に開口し流体Ｈ側と連通する導出口としての連通口４０ｂと、を主として備えている。また、摺動面Ｓ１は、連通溝４６ａと、流路部４５と、連通溝４６ｂと、に囲まれた外径側にシール面Ｌを備えており、前述したシール面Ｍ１と同じ高さに形成されている。【００２２】
流路部４５は、連通溝４６ａ側から周方向に沿って連通溝４６ｂ側に向けて徐々に幅狭となる絞り部４１を備えている。詳しくは、固定密封環１２の外径側の外壁部４２と、固定密封環１２の内径側の内壁部４３と、平坦かつシール面Ｍ１と平行に形成された底面部４４とから構成されており、固定密封環１２と同芯の円弧状に周方向に延びる外壁部４２に対して、内壁部４３が周方向に沿って漸次外径側に接近していくことで幅狭の絞り部４１を形成している。流路部４５の底面部４４は、絞り部４１に至るまで、連通溝４６ａの底面よりも浅い一定深さの平坦面に形成されている。また、連通溝４６ａは、流路部４５の底面部４４よりも深溝となっており、連通溝４６ａと流路部４５の底面部４４の境目に段差部４７ａが形成されている。更に、連通溝４６ｂは、流路部４５の底面部４４よりも深溝となっており、連通溝４６ｂと流路部４５の底面部４４の境目に段差部４７ｂが形成されている。【００２３】
図２に示されるように、上記した絞り部４１によって、流路部４５の出口近傍の径方向の幅Ｎ２は、流路部４５の入口近傍の径方向の幅Ｎ１よりも幅狭となっている。よって、回転密封環１１との摺動時に、高圧流体Ｈ側と連通する連通口４０ａから流入された被密封流体は、絞り部４１によって徐々に圧力が高まり、固定密封環１２の摺動面Ｓ１と回転密封環１１の摺動面Ｓ２の間に、正圧を発生させるようになっている。【００２４】
また、摺動面Ｓ１に周方向に沿って配設された複数の動圧発生溝４は、全て同じ構成、形状であるとともに、上記した動圧発生溝４における導入口としての連通口４０ａは、この動圧発生溝４の上流側に隣接する動圧発生溝４の導出口として構成される。また上記した動圧発生溝４における導出口としての連通口４０ｂは、この動圧発生溝４の下流側に隣接する動圧発生溝４の導入口として構成される。【００２５】
このように、隣接した動圧発生溝４同士の導入口と導出口とが連通した状態で順次配設されていることから、複数の動圧発生溝４は、摺動面Ｓ１の全周に亘り環状に連通している。【００２６】
動圧発生溝４は、絞り部４１によって正圧を発生させて摺動面Ｓ１と摺動面Ｓ２との摺動面間に液膜を形成し、潤滑性を向上させるようになっているが、シール面Ｍ１は平坦に形成されているので、動圧発生溝４が正圧を発生させても、摺動面Ｓ１の液密性が保たれるようになっている。【００２７】
図２、３に示されているように、摺動面Ｓ１と摺動面Ｓ２の摺動によって連通口４０ａに流入された被密封流体は、流路部４５の底面部４４よりも深溝となっている連通溝４６ａから、段差部４７ａを越え、流路部４５に流入される。流路部４５では、絞り部４１によって徐々に正圧を高められるが、正圧が高まった被密封流体を連通溝４６ｂに導出させるように段差部４７ｂが形成されているので、連通溝４６ｂに移動された被密封流体は、その圧力が解放された状態となり、連通口４０ｂより高圧流体Ｈ側に排出される。また、流路部４５の内壁部４３が外壁部４２に向けて近接するように流路断面が漸次絞られる絞り部４１を形成しているので、遠心力によって連通口４０ｂから排出され易くなっている。【００２８】
このとき、連通溝４６ｂ内においては、動圧発生溝４の流路部４５を通過し正圧が開放された被密封流体が流体Ｈ側（機内側）へ流出しようとする流れと、下流側に隣接した動圧発生溝４の導入口として流体Ｈ側（機内側）から連通溝４６ｂへ流入しようとする被密封流体との対流が発生し、流動性が高まるようになっている。よって、連通溝４６ｂは被密封流体に含まれる異物を積極的に流動させ、高圧流体Ｈ側に導出させ易くなっている。また、連通溝４６ｂのみに限らず、周方向に複数配設された動圧発生溝４を構成する連通溝４６ａ〜４６ｈも同様の効果を奏する。つまり、動圧発生溝４において被密封流体を排出させる連通溝４６ｂは、これに隣接する動圧発生溝４において流体Ｈの導入口も兼ねるようになっている。このことから、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に、動圧発生溝４を全周に亘り環状に形成させることができるようになっている。【００２９】
また、図２、３に示されているように、実施例１における固定密封環１２は、周方向に複数配設された動圧発生溝４が全周に亘り環状に連通しているので、仮に異物が連通口４０ａから侵入したとしても、環状に形成された動圧発生溝４内を循環するので、動圧発生溝内に滞留することなく流動し、やがていずれかの連通口４０ａ〜４０ｈから高圧流体Ｈ側へ排出されるようになっている。【００３０】
このように、動圧発生溝４の導出口が高圧流体Ｈ側へ連通されているので、導入口から動圧発生溝４に侵入した異物を導出口を通じて高圧流体Ｈ側へ排出させることができ、動圧発生溝４への異物の滞留や堆積を防止させるので、長期に亘って低漏れ、高寿命、低トルクを実現することができる。【００３１】
また、本実施例では絞り部４１において、内壁部４３が周方向に沿って連通口４０ｂに向けて漸次外径側の外壁部４２に接近するように、内径側から外径側へ湾曲して形成されているため、被密封流体及び被密封流体に含まれる異物に遠心力が働き、外径側の高圧流体Ｈ側に排出されやすいようになっている。【００３２】
また、動圧発生溝４は摺動面Ｓ１の周方向に複数配設されており、隣接する一方の動圧発生溝４の導出口としての連通口４０ｂと、他方の動圧発生溝４の導入口としての連通口４０ｂが同じであるので、一方の動圧発生溝４を他方の動圧発生溝４と連通させ、被密封流体に含まれる異物の流動性を高めることができる。尚、隣接する一方の動圧発生溝４の導出口と他方の動圧発生溝４の導入口とが連通状態で並設されてもよい。【００３３】
また、複数の動圧発生溝４は、摺動面Ｓ１の全周に亘り環状に配設されているので、導入口としての連通口から環状に形成された動圧発生溝４に侵入した異物は、動圧発生溝４を環状に循環しながら導出口としてのいずれかの連通口より排出されるので、異物が動圧発生溝４内に滞留し難い。【００３４】
また、導入口としての連通口４０ａは、流路部４５の絞り部４１における底面部４４の深さより深溝に形成されているので、深溝に形成された連通口４０ａから多くの流体を絞り部４１に向けて導入することができる。【００３５】
また、導出口としての連通口４０ｂは、流路部４５の絞り部４１における底面部４４の深さより深溝に形成されているので、深溝に形成された連通口４０ｂによって圧力開放溝の効果を奏し、被密封流体及びこの流体に含まれる異物を導出させ易くなっている。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明に係る摺動部品の実施例２について図４，５を参照して説明する。尚、前記実施例１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。【００３７】
図４に示すように、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に形成された動圧発生溝１４において、導入口としての連通口１４０ａに連通する流路部１４５は、外壁部１４２と、内壁部１４３が、それぞれ固定密封環１２と同芯で円弧状に形成され、且つ径方向に等間隔で離間するように形成されている。また、本実施例２の底面部１４４は、上流側から下流側に向けて下面から上面へ一定角度で傾斜する底面部１４４として形成されることで、流路部１４５の全体に亘って周方向に流路断面が漸次絞られる絞り部１４１が形成されている。【００３８】
図５は、流路部１４５における側部断面図であり、導入口としての連通溝１４６ａ側における摺動面Ｓ１から底面部１４４の底面までの深さＴ１に対し、導出口としての連通溝１４６ｂ側における摺動面Ｓ１から底面部１４４の底面までの深さＴ２が浅くなっている。つまり、深さＴ１から深さＴ２に向かうにつれ、流路部１４５の流路断面積が漸次小さくなっている。このことから、摺動時に連通溝１４６ａから流入された被密封流体は、段差部１４７ａを越え、流路部１４５の下流側である連通溝１４６ｂ側に移動されるにつれて、正圧が高まるようになっている。その後、段差部１４７ｂを越えて、連通溝１４６ｂの連通口１４０ｂから高圧流体Ｈ側へ排出される。【００３９】
このように、流路部１４５の全体に亘って絞り部１４１が形成されていることで、正圧発生効果を高めることができる。また、絞り部１４１は、一定角度に傾斜した底面部１４４によって形成されていることで、均一かつ安定した正圧発生効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４０】
次に、本発明に係る摺動部品の実施例３について、図６を参照して説明する。尚、前記実施例１、２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。【００４１】
図６に示すように、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に形成された動圧発生溝２４において、導入口としての連通口２４０ａに連通する流路部２４５は、外壁部２４２と内壁部２４３が、周方向に沿って、固定密封環１２の内径側から外径側に向けて湾曲して形成されている。また流路部２４５の下流側の外径端に、導出口としての連通口２４０ｂが開口形成されている。外壁部２４２と、内壁部２４３は、周方向に沿って連通口２４０ｂに向かうにつれ漸次近接するようになることで、絞り部２４１として形成されている。【００４２】
また、流路部２４５の底面部２４４は、絞り部２４１及び連通口２４０ｂに至るまで、連通溝４６ａの底面よりも浅い一定深さの平坦面に形成されている。【００４３】
また、本実施例３の動圧発生溝２４は、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に周方向に沿って複数配設されており、隣接する動圧発生溝２４の導入口と導出口とは、互いに周方向に分離され、当該部分がシール面Ｍ２として形成されている。【００４４】
図６に示される連通口２４０ａから流入された被密封流体は、段差部２４７ａを越え、流路部２４５に流入される。流路部２４５に流入された被密封流体は、外壁部２４２と、内壁部２４３によって形成される絞り部２４１によって正圧が高まるようになっている。その後、連通口２４０ｂから高圧流体Ｈ側へ排出される。【００４５】
本実施例の隣接する動圧発生溝２４同士は、互いに周方向に分離されていることで、複数の動圧発生溝２４により潤滑性を高めるとともに、これらの動圧発生溝２４同士の分離した部分がシール面Ｍ２として密封性を維持することができる。【００４６】
また本実施例では、絞り部２４１において、外壁部２４２及び内壁部２４３が周方向に沿って連通口２４０ｂに向けて内径側から外径側に向けて湾曲して形成されているため、被密封流体及び被密封流体に含まれる異物に遠心力が働き、外径側の高圧流体Ｈ側に排出されやすいようになっている。加えて、絞り部２４１において、外壁部２４２及び内壁部２４３が摺動面の外径側から内径側へ向けてそれぞれ凸状に湾曲して絞り部２４１を形成しているため、遠心力が働きやすくなっている。
【実施例４】
【００４７】
次に、本発明に係る摺動部品の実施例４について、図７を参照して説明する。尚、前記実施例１〜３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。【００４８】
図７に示すように、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に形成された動圧発生溝３４において、導入口としての連通口３４０ａに連通する流路部３４５は、外壁部３４２と、内壁部３４３が、周方向に沿って、固定密封環１２と同心の円弧状に周方向に延びている。また、流路部３４５の下流側は、外径端に開口した導出口としての連通口３４０ｂに向けて折曲され外径方向に延び、周方向に狭隘な絞り部３４１として形成されている。すなわち絞り部３４１及び連通口３４０ｂの周方向の幅は、連通口３４０ａを備えた連通溝３４６ａよりも幅狭に形成されている。また、流路部３４５の底面部３４４は、絞り部３４１及び連通口３４０ｂに至るまで、連通溝３４６ａの底面よりも浅い一定深さの平坦面に形成されている。【００４９】
また本実施例４の動圧発生溝３４は、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に周方向に沿って複数配設されており、隣接する動圧発生溝３４の導入口と導出口とは、互いに周方向に分離され、当該部分がシール面Ｍ２として形成されている。【００５０】
図７に示される連通口３４０ａから流入された被密封流体は、段差部３４７ａを越え、流路部３４５に流入される。流路部３４５に流入された被密封流体は、流路部３４５から径方向に折曲された狭隘な絞り部３４１によって正圧が高まるようになっている。その後、連通口３４０ｂから高圧流体Ｈ側へ排出される。【００５１】
本実施例の隣接する動圧発生溝３４同士は、互いに周方向に分離されていることで、複数の動圧発生溝３４により潤滑性を高めるとともに、これらの動圧発生溝３４同士の分離した部分がシール面Ｍ２として密封性を維持することができる。
【実施例５】
【００５２】
次に、本発明に係る摺動部品の実施例５について、図８を参照して説明する。尚、前記実施例１〜４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。【００５３】
図８に示すように、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に形成された動圧発生溝９４において、導入口としての連通口４４０ａに連通する流路部４４５は、外壁部４４２と、内壁部４４３が、周方向に沿って、固定密封環１２の内径側から外径側に向けて湾曲して形成されており、流路部４４５の下流側の外径端に、導出口としての連通口４４０ｂが開口形成されている。外壁部４４２と、内壁部４４３は、周方向に沿って連通口４４０ｂに向かうにつれ漸次近接するようになることで、絞り部４４１として形成されている。動圧発生溝９４の導入口としての連通口４４０ａは、導出口としての連通口４４０ｂよりも周方向に相当程度幅広に形成されている。【００５４】
また、流路部４４５の底面部４４４は、連通口４４０ａ、絞り部４４１及び連通口４４０ｂに至るまで、一定深さの平坦面に形成されている。【００５５】
また本実施例５の動圧発生溝９４は、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に周方向に沿って複数配設されており、隣接する動圧発生溝９４の導入口と導出口とは、互いに周方向に分離され、当該部分がシール面Ｍ２として形成されている。【００５６】
図８に示される連通口４４０ａから流路部４４５に流入された被密封流体は、外壁部４４２と、内壁部４４３によって形成される絞り部４４１によって正圧が高まるようになっている。その後、連通口４４０ｂから高圧流体Ｈ側へ排出される。【００５７】
本実施例の隣接する動圧発生溝９４同士は、互いに周方向に分離されていることで、複数の動圧発生溝９４により潤滑性を高めるとともに、これらの動圧発生溝９４同士の分離した部分がシール面Ｍ２として密封性を維持することができる。【００５８】
また本実施例では、絞り部４４１において、外壁部４４２及び内壁部４４３が周方向に沿って連通口４４０ｂに向けて内径側から外径側に向けて湾曲して形成されているため、被密封流体及び被密封流体に含まれる異物に遠心力が働き、外径側の高圧流体Ｈ側に排出されやすいようになっている。加えて、絞り部４４１において、外壁部４４２及び内壁部４４３が摺動面の外径側から内径側へ向けてそれぞれ凸状に湾曲して絞り部４４１を形成しているため、遠心力が働きやすくなっている。
【実施例６】
【００５９】
次に、本発明に係る摺動部品の実施例６について、図９を参照して説明する。尚、前記実施例１〜５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９に示すように、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に形成された動圧発生溝５４において導入口としての連通口５４０ａに連通する流路部５４５は、連通溝５４６ａ側から周方向に沿って連通溝５４６ｂ側に向けて徐々に幅狭となる絞り部５４１を備え、更に導出口としての連通口５４０ｂに連通している。絞り部５４１は、固定密封環１２と同芯の円弧状に周方向に延びる外壁部５４２に対して、内壁部５４３が周方向に沿って漸次外径側に接近していくことで幅狭の絞り部５４１を形成している。【００６１】
また、上記した動圧発生溝５４における導入口としての連通口５４０ａは、この動圧発生溝５４の上流側に隣接する動圧発生溝５４の導出口として構成される。また上記した動圧発生溝５４における導出口としての連通口５４０ｂは、この動圧発生溝５４の下流側に隣接する動圧発生溝５４の導入口として構成される。【００６２】
このように、隣接した動圧発生溝４同士の導入口と導出口とが連通状態で順次配設されていることから、複数の動圧発生溝４は、摺動面Ｓ１の全周に亘り環状に連通している。【００６３】
更に、周方向に複数配設された連通溝５４６ａ、連通溝５４６ｂなど全ての内径端同士は、これらの連通溝と同じ深さの環状溝５４７によって、環状に連続形成されている。【００６４】
また、連通口５４０ｃは、環状溝５４７よりも更に内径側に延設されるとともに、この連通口５４０ｃよりも浅い負圧発生溝５５に連通されている。負圧発生溝５５は、連通口５４０ｃから上流側に向けて周方向に延設され、周回する手前側に周方向の端面５５ａが摺動面Ｓ１との段差部として形成されている。【００６５】
このように、複数の動圧発生溝５４は、摺動面Ｓ１の全周に亘り環状に配設されているので、導入口としての連通口５４０ａ，５４０ｂ等から環状に形成された動圧発生溝５４に侵入した異物は、動圧発生溝５４を環状に循環しながら導出口としてのいずれかの連通口５４０ｂ，５４０ｃ等より排出されるので、異物が動圧発生溝５４内に滞留し難い。【００６６】
また、周方向に複数配設された連通溝全てに連通する環状溝５４７が形成されていることで、流体Ｈ側の被密封流体を導入、及び流体Ｈ側に導出し易くなるばかりか、この被密封流体に含まれる異物の流動性を高めることができる。【００６７】
動圧発生溝５４は、絞り部５４１によって摺動面Ｓ１の外径側にて正圧を発生させて摺動面Ｓ２との間隔を僅かに広げ、これらの摺動面間に液膜を形成し、潤滑性を向上させるようになっている。また負圧発生溝５５は、摺動面Ｓ１の内径側にて負圧を発生させてと摺動面Ｓ２との間隔を狭め、これらの摺動面間の液密性を高めるようになっている。【００６８】
また本実施例では、絞り部５４１において、内壁部５４３が周方向に沿って連通口５４０ｂに向けて漸次外壁部５４２に接近するように、内径側から外径側へ湾曲して形成されているため、被密封流体及び被密封流体に含まれる異物に遠心力が働き、外径側の高圧流体Ｈ側に排出されやすいようになっている。
【実施例７】
【００６９】
次に、本発明に係る摺動部品の実施例７について、図１０を参照して説明する。尚、前記実施例１〜６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。【００７０】
図１０に示すように、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に形成された動圧発生溝６４において、導入口としての連通口６４０ａに連通する流路部６４５は、連通溝６４６ａ側から周方向に沿って連通溝６４６ｂ側に向けて徐々に幅狭となる絞り部６４１を備え、更に導出口としての連通口６４０ｂに連通している。絞り部６４１は、固定密封環１２と同芯の円弧状に周方向に延びる内壁部６４３に対して、外壁部６４４が周方向に沿って漸次内径側に接近していくことで幅狭の絞り部６４１を形成している。【００７１】
また、流路部６４５は、絞り部６４１よりも上流側にて外径側に分岐し、外径端に開口した別の導出口としての連通口６５を備えている。連通口６５の断面積は、周方向に延びている流路部６４５よりも小さく、更に好ましくは絞り部６４１よりも小さく形成されている。【００７２】
このように、動圧発生溝６４は、導出口として連通口６４０ｂ及び連通口６５を有していることで、導入口から侵入した異物をこれらの複数の連通口６４０ｂ、連通口６５を介し排出させ易い。
【実施例８】
【００７３】
次に、本発明に係る摺動部品の実施例８について、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例１〜７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。【００７４】
図１１に示すように、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に形成された動圧発生溝７４において、導入口としての連通口６４０ａに連通する流路部７４５は、連通溝６４６ａ側から周方向に沿って連通溝６４６ｂ側に向けて徐々に幅狭となる絞り部６４１を備え、更に導出口としての連通口６４０ｂに連通している。【００７５】
また、流路部７４５は、絞り部６４１よりも上流側にて周方向の複数個所にて外径側に分岐し、外径端に開口した別の導出口としての連通口７５を複数備えている。連通口７５の断面積は、周方向に延びている流路部７４５よりも小さく、更に好ましくは絞り部６４１よりも小さく形成されている。【００７６】
このように、動圧発生溝７４は、導出口として連通口６４０ｂ及び複数の連通口７５を有していることで、導入口から侵入した異物をこれらの複数の連通口６４０ｂ、連通口７５を介し排出させ易い。【００７７】
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。【００７８】
例えば、前記実施例の動圧発生溝は、固定密封環１２の摺動面Ｓ１に備えられているが、これに限らず例えば動圧発生溝は、回転密封環１１の摺動面Ｓ２に備えられていてもよい。【００７９】
また、密封環の外径側が高圧流体Ｈである場合について説明したが、密封環の内径側が被密封流体としての流体Ｈであってもよく、この場合には、連通口４０ａ〜４０ｈが内径側の流体Ｈと連通される動圧発生溝４を備えた摺動部品１として構成される。【００８０】
また、前記実施例では、動圧発生溝に導入及び導出させる被密封流体が高圧側の流体Ｈである場合について説明したが、これに限られず、被密封流体が低圧側の流体であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１                  摺動部品
２                  回転軸
３                  シールカバー
４                  動圧発生溝
１０                メカニカルシール
１１                回転密封環
１２                固定密封環
４０ａ〜４０ｈ      連通口（導入口、導出口）
４１                絞り部
４５                流路部
４６ａ〜４６ｈ      連通溝
１４                動圧発生溝
１４０ａ、１４０ｂ  連通口（導入口、導出口）
１４１              絞り部
２４                動圧発生溝
２４０ａ、２４０ｂ  連通口（導入口、導出口）
２４１              絞り部
３４                動圧発生溝
３４０ａ、３４０ｂ  連通口（導入口、導出口）
３４１              絞り部
４４                動圧発生溝
４４０ａ、４４０ｂ  連通口（導入口、導出口）
４４１              絞り部
５４                動圧発生溝
５４０ａ〜５４０ｃ  連通口（導入口、導出口）
５４１              絞り部
６４                動圧発生溝
６４０ａ、６４０ｂ  連通口（導入口、導出口）
６４１              絞り部
６５                連通口（導出口）
７４                動圧発生溝
７５                連通口（導出口）
【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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【国際調査報告】
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