CN103732957B - 滑动部件 - Google Patents

Abstract

提供一种滑动部件，其在静止时不泄漏，在旋转时，包含旋转初期在内，通过流体润滑进行动作并防止泄漏，能够兼顾密封与润滑。其特征在于，在固定环的滑动面和旋转环的滑动面中的任意一方，形成有沿圆周方向分离的多个被密封流体收纳区，该多个被密封流体收纳区与被密封流体收纳空间连通，在多个被密封流体收纳区的底部，形成有借助固定环与旋转环的相对旋转滑动而产生抽吸作用的抽吸部，形成在多个被密封流体收纳区的底部的抽吸部具有向着将被密封流体吸入的方向施加作用的吸入抽吸部、和向着将被密封流体排出的方向施加作用的排出抽吸部，在形成有被密封流体收纳区的滑动面的与被密封流体侧相反一侧的密封阻挡部配置有多个微坑。

Description

滑动部件

技术领域

本发明涉及相对旋转的滑动部件，涉及例如应用于汽车、一般工业设备或者其它密封领域的机械密封的滑动部件。

背景技术

作为防止被密封流体泄漏的密封装置，在由两个部件构成的结构、例如机械密封的旋转环和固定环中，为了长期地维持密封性，必须兼顾“密封”和“润滑”这样的相悖的条件，其中，所述两个部件构成为相对旋转，并且平面上的端面彼此进行滑动。尤其是，近年来，为了环境保护等，进一步提高了低摩擦化的要求，以谋求在防止被密封流体泄漏的同时降低机械性损失。作为低摩擦化的方法，能够这样来达成：通过旋转而在滑动面之间产生动压，成为在夹设有液膜的状态下进行滑动的所谓流体润滑状态。但是，在该情况下，由于在滑动面之间产生正压，因此流体从正压部分向滑动面外流出。该流体流出相当于密封情况下的泄漏。

本申请人之前已申请了如下的机械密封滑动部件的发明：如图8所示，在存在于相对旋转滑动的滑动面的径向一侧的、对被密封流体进行密封的机械密封中，在滑动面上，在内径为R1、外径为R4的滑动面51的半径R2～R3的范围，沿周向彼此分离地形成有多个栅格部50，该多个栅格部50在规定的分区内按照规定的间距形成有相互平行的多个直线状的凹凸部，多个栅格部的直线状的凹凸部形成为，该凹凸部的方向相对于该滑动面的滑动方向以成规定角度的方式倾斜，由此，能够将被密封流体导入到滑动面之间并使其保持良好，从而得到稳定且良好的润滑性（以下称作“现有技术”，参照专利文献1。）。

机械密封的功能是“密封”，为了静止时不产生泄漏，需要完全封闭被密封流体的通道。因此，在上述现有技术中，使位于比栅格部50靠大气侧的内周部52具有作为密封阻挡部的功能，从而防止静止时的泄漏。

在上述现有技术中，由于设置有栅格部50，因而在该栅格部50附近的滑动面处从旋转初期就提高了滑动面的润滑性，但是，在作为密封阻挡部的内周部52还是容易润滑不足。在实际进行试验来观察时，确认到在内周部52中产生了磨损。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：再公表WO2009/087995号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决现有技术的问题而完成的，其目的在于，提供如下滑动部件：静止时不泄漏，在旋转时，包含旋转初期在内，通过流体润滑进行动作并防止泄漏，能够兼顾密封与润滑。

用于解决问题的技术方案

为了达成上述目的，本发明的第一方面滑动部件以固定于固定侧的圆环状的固定环和与旋转轴一起旋转的圆环状的旋转环相对置的方式使各滑动面相对旋转，由此对存在于该相对旋转滑动的所述滑动面的径向一侧的被密封流体进行密封，该滑动部件的特征在于，

在所述固定环的滑动面和旋转环的滑动面中的任意一方形成有沿圆周方向分离的多个被密封流体收纳区，该多个被密封流体收纳区与被密封流体收纳空间连通，

在所述多个被密封流体收纳区的底部，形成有通过固定环与旋转环的相对旋转滑动而产生抽吸作用的抽吸部，

形成于所述多个被密封流体收纳区的底部的抽吸部具有向将被密封流体吸入的方向施加作用的吸入抽吸部、和向将被密封流体排出的方向施加作用的排出抽吸部，

在形成有所述被密封流体收纳区的滑动面的与被密封流体侧相反一侧的密封阻挡部，配置有多个微坑（dimple）。

此外，本发明第二方面的滑动部件的特征在于，在第一方面中，所述多个微坑被配置为，排列于在固定环与旋转环的相对旋转中心处具有中心点的假想圆周上。

此外，本发明第三方面的滑动部件的特征在于，在第一方面中，所述多个微坑被配置为：在固定环与旋转环的相对旋转中心处具有中心点且直径不同的多个假想圆周上，分别排列多个所述微坑。

此外，本发明第四方面的滑动部件的特征在于，在第一方面中，所述多个微坑被配置为，排列在沿固定环与旋转环的相对旋转方向围绕的假想涡旋线上。

此外，本发明第五方面的滑动部件的特征在于，在第一～第四方面的任意一个方面中，所述多个微坑设置在密封阻挡部中的限定区域内。

此外，本发明第六方面的滑动部件的特征在于，在第一～第五方面的任意一个方面中，在所述多个微坑中，埋设有固体润滑剂。

此外，本发明第七方面的滑动部件的特征在于，在第六方面中，所述固体润滑剂是从PTFE、MoS₂、WS₂、石墨或BN中选择出的。

发明效果

本发明具有以下这样的优异的效果。

（1）根据上述第一方面，在静止时，固定环和旋转环的滑动面之间成为固体接触状态，因此，借助在圆周方向上连续的滑动面、尤其是密封阻挡部来防止泄漏，由此维持密封性，并且，在起动时，通过将被密封流体取入到被密封流体收纳区内的空间，能够迅速地形成润滑流体膜，再加上在密封阻挡部配置有多个微坑，从而能够减小滑动面的滑动扭矩，降低磨损。此外，在运转时，将被密封流体取入到具有吸入抽吸部的被密封流体收纳区内，并将该被密封流体送入位于被滑动面S分离开的位置的、具有排出抽吸部的被密封流体收纳区，通过排出抽吸部的作用，使该被密封流体从该被密封流体收纳区返回到被密封流体侧，因此，确保了滑动面的润滑性，并防止泄漏，能够保持密封性。

此外，在密封阻挡部中，由于在整周范围内配置有多个微坑，因此形成流体力学上的动态润滑膜（被密封流体的膜），此外，由于从微坑供给润滑液（被密封流体），因此，在密封阻挡部稳定地形成润滑液（基于被密封流体）的膜，从而能够抑制滑动磨损。

（2）根据上述第二～第四方面，由于以围绕着旋转环和固定环的旋转中心的方式形成被密封流体的膜，因此，能够切断被密封流体朝径向的流动，能够进一步提高密封功能。

（3）根据上述第五方面，能够确保载荷支承区域。

（4）根据上述第六和第七方面，即使在万一密封阻挡部的润滑膜的形成不充分而成为缺乏润滑状态，使得固定环和旋转环的滑动面成为直接接触这样的状态的情况下，借助微坑内的固体润滑剂，能够降低密封阻挡部的磨损，长期间地维持密封功能。

附图说明

图1是示出一般工业设备用的机械密封的一个例子的正面剖视图。

图2是示出水泵用的机械密封的一个例子的正面剖视图。

图3是示出在图1和图2的机械密封中，在固定环和旋转环的滑动面中径向宽度较小一方的固定环的滑动面形成有被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的情况下的实施方式1的俯视图。

图4是说明图3的被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的图，其示出了运转时的状态，其中，图4的（a）是主要部位的放大俯视图，图4的（b）是沿图4的（a）的X－X线的剖视图。

图5是说明图3和图4的被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的图，其是从被密封流体侧观察的立体图。

图6是说明在图1和图2的机械密封中，在固定环和旋转环的滑动面中径向宽度较小一方的固定环的滑动面形成有被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的情况下的实施方式2的图，其是从被密封流体侧观察的立体图。

图7是示出在图1和图2的机械密封中，在固定环和旋转环的滑动面中径向宽度较大一方的旋转环的滑动面形成有被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的情况下的一个实施方式的、在与滑动面垂直的面剖开的剖视图。

图8是说明现有技术的俯视图。

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的滑动部件的方式进行详细说明。

此外，在本实施方式中，以构成机械密封的旋转环和固定环为滑动部件的情况为例进行说明，但是本发明并不受其限定解释，只要在不脱离本发明的范围内，根据本领域技术人员的知识，可施加各种变更、修正和改进。

图1是示出一般工业机械用的机械密封的一个例子的正面剖视图。

图1的机械密封是对会从滑动面的外周朝内周方向泄漏的被密封流体进行密封的形式的内侧式的机械密封，圆环状的旋转环3与圆环状的固定环6借助沿轴向对该固定环6施力的波纹管7，在通过抛光等进行镜面加工而成的滑动面S处彼此紧密接触地进行滑动，其中，旋转环3隔着套筒2以能够与旋转轴1一体地旋转的状态设置在该旋转轴1侧，旋转轴1对被密封流体侧的泵叶轮（省略图示）进行驱动，固定环6以非旋转状态并且能够沿轴向移动的状态设置在固定于泵的壳体4的密封盖5。即，该机械密封防止被密封流体在旋转环3与固定环6彼此之间的滑动面S处从旋转轴1的外周向大气侧流出。

旋转环3和固定环6代表性地由SiC（硬质材料）彼此的组合或SiC（硬质材料）与碳（软质材料）的组合来形成，而对于滑动材料，可以应用被作为机械密封用滑动材料来使用的材料。作为SiC，以将硼、铝、碳等作为烧结助剂的烧结体为首，有由成分、组成不同的2种以上的相构成的材料，例如分散有石墨粒子的SiC、由SiC和Si构成的反应烧结SiC、SiC－TiC、SiC－TiN等，作为碳，以混合有碳质和石墨质的碳为首，可以利用树脂成型碳、烧结碳等。此外，在上述滑动材料以外，也可以使用金属材料、树脂材料、表面改性材料（涂层材料）、复合材料等。

图2是示出水泵用的机械密封的一个例子的正面剖视图。

图2的机械密封是对会从滑动面的外周朝内周方向泄漏的冷却水进行密封的形式的内侧式的机械密封，圆环状的旋转环3与圆环状的固定环6借助沿轴向对该固定环6施力的螺旋波形弹簧8和波纹管9，在通过抛光等进行镜面加工而成的滑动面S处，彼此紧密接触地进行滑动，其中，旋转环3隔着套筒2以能够与旋转轴1一体地旋转的状态设置在该旋转轴1侧，旋转轴1对冷却水侧的泵叶轮（省略图示）进行驱动，固定环6以非旋转状态并且能够沿轴向移动的状态设置在泵的壳体4。即，该机械密封防止冷却水在旋转环3与固定环6彼此的滑动面S处从旋转轴1的外周向大气侧流出。

（实施方式1）

图3是示出在图1和图2的机械密封中，在固定环6和旋转环3的滑动面中径向宽度较小的固定环6的滑动面S形成有被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的情况下的实施方式1的俯视图。

在图3中，固定环6被称作密封圈，多由碳（软质材料）形成。在该固定环6的滑动面S形成有沿圆周方向分离的多个被密封流体收纳区10，被密封流体收纳区10形成在滑动面S的径向的一部分，并且通过外周侧12与被密封流体收纳空间直接连通。

此外，在被密封流体侧存在于旋转环3和固定环6的内侧的外侧式的机械密封的情况下，被密封流体收纳区10形成在滑动面S的径向的一部分，并且通过内周侧与被密封流体收纳空间直接连通即可。

被密封流体收纳区10的径向宽度a为滑动面S的径向宽度A的大约1/3～2/3，此外，被密封流体收纳区10的周向的角度范围b被设定为与存在于相邻的被密封流体收纳区10、10之间的滑动面的角度范围B相同或比该角度范围B稍大。

为了使机械密封低摩擦化，根据被密封流体的种类、温度等，通常，在滑动面之间需要约0.1μm～10μm的液膜。如上所述，为了得到该液膜，在滑动面S，配置有沿圆周方向独立的多个被密封流体收纳区10，在该多个被密封流体收纳区10的底部形成有抽吸部11，抽吸部11借助固定环6与旋转环3的相对旋转滑动产生抽吸作用。该抽吸部11具有向着将被密封流体吸入的方向施加作用的吸入抽吸部11a、和向着将被密封流体排出的方向施加作用的排出抽吸部11b。

如后述的图5所详细说明那样，在各个抽吸部11中，形成有相互平行且具有固定间距的多个线状的凹凸（在本发明中，称作“线状的凹凸的周期性结构”），该线状的凹凸的周期性结构例如是通过飞秒激光形成的细微结构。

此外，在本发明中，“线状的凹凸”除了包含直线状的凹凸以外，还包含在直线状的凹凸的形成过程中出现的稍弯曲的凹凸或者曲线状的凹凸。

形成有所述被密封流体收纳区10的滑动面的与被密封流体侧相反的一侧即内周侧，需要发挥用于在静止时不产生泄漏的密封阻挡功能。由于发挥该密封阻挡功能的密封阻挡部13是被密封流体（润滑性流体）不能充分到达的部分，因而容易成为缺乏润滑状态而产生磨损。在本发明中，为了防止密封阻挡部13的磨损，降低滑动摩擦，在密封阻挡部13配置有多个微坑14。

图4是说明图3的被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的图，其示出了运转时的状态，其中，图4的（a）是主要部位的放大俯视图，图4的（b）是沿图4的（a）的X－X线的剖视图。

在图4中，固定环6由实线示出，此外，相对一侧的滑动部件即旋转环3由双点划线示出，旋转环3朝R方向旋转。

如图4的（a）所示，在多个被密封流体收纳区10中，在圆周方向相邻的被密封流体收纳区10被滑动面S分离开，并通过滑动面S而与大气侧成为不连通。此外，如图4的（b）所示，被密封流体收纳区10形成在滑动面S的径向的一部分，成为能够收纳被密封流体的凹状，与滑动面S具有阶梯差，并通过外周侧12与被密封流体收纳空间直接连通。由此，在静止时，由于固定环6和旋转环3的滑动面之间成为固体接触状态，因而通过在圆周方向上连续的滑动面来维持密封性，并且，在起动时，如图4的（a）中的双点划线的箭头所示，被密封流体被取入到被密封流体收纳区10。

此外，如图4的（a）所示，形成于抽吸部11的线状的凹凸形成为以规定的角度θ相对于滑动面S的滑动方向、即滑动面S的旋转切线方向倾斜。优选的是，规定的角度θ相对于滑动面S的旋转切线在内径方向和外径方向这两个方向上分别处于10°～80°的范围。

多个被密封流体收纳区10的各自的抽吸部11的线状的凹凸相对于旋转切线的倾斜角度θ可以全部相同，也可以针对各个抽吸部11而不同。但是，由于滑动面S的滑动特性根据该倾斜角度θ而受到影响，因此，根据所要求的润滑性和滑动条件等，将各抽吸部11的凹凸的倾斜角度统一成适当的特定倾斜角度θ，对于得到稳定的滑动特性是有效的。

因此，如果滑动面S的旋转滑动方向为一个方向，则多个抽吸部11的各自的线状的凹凸相对于旋转切线的倾斜角度θ被规定为最优的特定角度。

此外，如果滑动面S的旋转滑动方向是正反两个方向，则期望的是，同时存在第1抽吸部和第2抽吸部，其中，第1抽吸部具有以第1角度相对于旋转切线倾斜的线状的凹凸，第2抽吸部具有以第2角度相对于旋转切线倾斜的线状的凹凸，第1角度是在朝一个方向旋转时得到适当的滑动特性的角度，第2角度是在朝其反方向旋转时得到适当的滑动特性的角度。如果是这样的结构，则滑动面S在朝正反两个方向旋转时，分别能够得到适当的滑动特性。

更具体而言，优选的是，在滑动面S朝正反两个方向旋转的情况下，吸入抽吸部11a与排出抽吸部11b的各线状的凹凸的倾斜角度θ形成为相对于旋转切线对称这样的角度。

此外，优选的是，吸入抽吸部11a和排出抽吸部11b形成为沿滑动面S的周向交替地进行配置。

图3和图4所示的滑动面S是适于这样的滑动面S朝两个方向旋转的情况的、滑动面S的结构。

此外，吸入抽吸部11a和排出抽吸部11b也可以不沿滑动面S的周向交替地进行配置，例如，也可以按照2个吸入抽吸部11a、1个排出抽吸部11b的比例来配置，或者按照相反的比例来配置。

抽吸部11是以规定的间距高精度地配置有相互平行且具有固定间距的多个线状的凹凸的结构（线状的凹凸的周期性结构），抽吸部11例如这样来形成：使用飞秒激光，严格地划分出滑动面S的规定的区域，进而，在各个分区中，高精度地控制线状的凹凸的方向。

在以加工阈值附近的照射强度对基板照射线性偏振的激光时，通过入射光与沿着基板的表面的散射光或者等离子波的干涉，以自我组织的方式与偏振光方向垂直地形成具有波长级的间距和槽深的线状的凹凸的周期性结构。此时，通过一边使飞秒激光重叠（overlap）一边进行操作，能够在表面形成该线状的凹凸的周期性结构图案。

在利用了这样的飞秒激光的线状的凹凸的周期性结构中，由于能够控制其方向性，且能够控制加工位置，因此，能够划分为离散的小分区，并针对各个分区形成期望的线状的凹凸的周期性结构。即，如果使圆环状的机械密封滑动件的滑动面旋转并使用该方法，则能够选择性地在滑动面形成细微的周期图案。并且，在还利用了飞秒激光的加工方法中，能够形成对于提高机械密封的润滑性和降低泄漏有效的亚微米级的深度的线状的凹凸。

所述被密封流体收纳区10和线状的凹凸的周期性结构的形成不限于使用飞秒激光，也可以使用皮秒激光或电子束。此外，所述被密封流体收纳区10和线状的凹凸的周期性结构的形成也可以通过使用具有线状的凹凸的周期性结构的模具，在使圆环状的机械密封滑动件的滑动面旋转的同时进行冲压或者刻印。

此外，所述被密封流体收纳区10的形成也可以通过蚀刻来进行，然后，通过飞秒激光等在被密封流体收纳区底部形成线状的凹凸的周期性结构。此外，也可以通过飞秒激光等，在滑动面仅形成线状的凹凸的周期性结构，然后在没有形成线状的凹凸的周期性结构的滑动面进行镀覆或者成膜，从而形成被密封流体收纳区10。

另一方面，密封阻挡部13构成滑动面S的一部分，与滑动面S成为同一面，因而与形成有多个被密封流体收纳区10的区域相比靠内周侧的滑动面S成为密封阻挡部13。该密封阻挡部13为了防止磨损，降低滑动摩擦，配置有多个微坑14。

这多个微坑14形成流体力学上的动态润滑膜（基于被密封流体的膜），此外，从微坑14供给润滑液（被密封流体），通过在密封阻挡部13设置多个微坑14，能够在密封阻挡部13稳定地形成基于润滑液（被密封流体）的膜，抑制滑动磨损。

关于多个微坑14的制造，可以在利用适合作为滑动材料的材料对固定环6成型后，通过激光、喷射（blast）、冲压（模具成型）来进行制造，此外，也可以利用以规定的比例具有多个气孔的多孔滑动材料，例如碳、SiC、超硬合金来制造固定环6，从而在密封阻挡部13形成气孔。

另外，密封阻挡部13具有维持密封性能这样的本来的作用。因此，必须切断被密封流体朝泄漏方向、即滑动面的径向的流动。

为了切断被密封流体朝径向的流动，微坑14优选配置为存在以下的位置关系：相对于旋转方向相邻的两个微坑14中靠旋转方向的下游侧的微坑14存在于被密封流体滑动时形成在旋转方向的下游侧的膜的范围内，所述被密封流体是在静止时封入于所述两个微坑14中靠旋转方向的上流侧的微坑14内的被密封流体。

作为一例，多个微坑14可以配置为，排列于在旋转环3与固定环6的旋转中心处具有中心点的假想圆周上。

由此，以连接各微坑14的方式形成被密封流体的膜，从而在旋转环3和固定环6的滑动部，以围绕着旋转环3与固定环6的旋转中心的方式形成被密封流体的膜，切断被密封流体朝径向流动。

此外，作为另一例，可以配置为，在旋转环3与固定环6的旋转中心处具有中心点且直径不同的多个假想圆周上，分别排列多个微坑14。

由此，同心地形成多个被密封流体的膜。因此，能够在滑动面稳定地形成基于被密封流体的膜，并且抑制被密封流体朝径向的移动。

作为再一例，可以配置为，在沿旋转环3与固定环6的旋转方向围绕的假想的涡旋线上排列多个微坑14。

由此，被密封流体的膜形成为涡旋状。此外，根据旋转方向，能够产生使被密封流体沿着涡旋形状流动的抽吸作用。因此，通过产生抽吸作用，使被密封流体返回到密封区域侧，能够进一步提高密封性能。

此外，多个微坑14可以设置在密封阻挡部13中的限定区域内。

即，在设置了多个微坑14时，为了减小载荷支承区域，通过将配置该微坑14的区域设为滑动面中的限定区域，能够确保载荷支承区域。

此外，上述各结构在可能范围内能够组合使用。

作为各微坑14的形状的例子，可列举出圆、椭圆、矩形。

此外，关于各微坑14的深度，优选为不会产生因其几何形状而引起的流体力学的动压产生作用的程度（或者即使产生也可以忽略的程度）的深度。例如，在各微坑14构成为圆形的情况下，优选的是，其深度为30～50μm，直径为60～80μm。

图5是说明图3和图4的被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的图，其是从被密封流体侧观察的立体图。

如图4的（b）所示，在固定环6与旋转环3的滑动面之间，在从旋转初期进行运转时，形成了厚度为0.1μm～10μm的液膜h，在该情况下，在抽吸部11中，假设有连接凹凸的顶点这样的假想平面，则该假想平面根据液膜h而被设定为比滑动面S低d1＝0.1h～10h，假想平面成为与滑动面S之间形成有阶梯差d1的形状。将被密封流体取入到由该阶梯差d1形成的被密封流体收纳区10内的空间，形成足够的液膜。但是，如果只是形成足够的液膜，会因压力差而产生泄漏。由此，在被密封流体收纳区10的底部，形成有用于引起液体流动的抽吸部11，从而使得被密封流体不会泄漏到大气侧。

在飞秒激光的情况下，首先，形成被密封流体收纳区10，然后，接着形成抽吸部11。

此外，凹凸的顶点与底部的深度d2优选为d2＝0.1h～10h的范围。

抽吸部11的线状的凹凸的间距p根据被密封流体的粘度进行设定，但是期望是0.1μm～100μm。在被密封流体的粘度较高的情况下，优选的是，增大间距p，以使流体充分流入槽内。

在与形成有多个被密封流体收纳区10的区域相比靠内周侧的密封阻挡部13，配置有多个用于防止磨损、降低滑动摩擦的微坑14。多个微坑14被配置为：在旋转环3与固定环6的旋转中心处具有中心点且直径不同的多个假想圆周上，分别排列有多个微坑14。微坑14具有蓄积并供给润滑液（被密封流体）的作用。

这样，在与以和被密封流体直接连通的方式设置在滑动面S的外周侧的被密封流体收纳区10的区域相比靠内周侧（大气侧）的区域，形成有在整周范围内配置有多个微坑14的密封阻挡部13，因此，在静止时，在密封阻挡部13中，固定环6和旋转环3的滑动面间成为固体接触状态，防止了泄漏，另一方面，在旋转时，借助密封阻挡部13的微坑14形成润滑膜。

（实施方式2）

图6是说明在图1和图2的机械密封中，在固定环和旋转环的滑动面中径向宽度较小一方的固定环的滑动面形成有被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的情况下的实施方式2的图，其是从被密封流体侧观察的立体图。

在图6中，在配置于密封阻挡部13的多个微坑14中，分别埋设有固体润滑剂15。此时，设置为固体润滑剂15的表面与滑动面S成为同一面。因此，即使在万一密封阻挡部13因润滑膜的形成不充分而成为缺乏润滑状态，使得固定环6和旋转环3的滑动面成为直接接触这样的状态的情况下，也能够借助微坑14内的固体润滑剂15来防止滑动面的磨损。

可以如下来进行固体润滑剂15的埋设：将液体状态的固体润滑剂在微坑14的部分进行涂布等，并进行干燥固化；或者在微坑14的部分直接擦涂固体润滑剂；或者在微坑14的部分通过溅射等将固体润滑剂进行涂覆后，研磨多余部分。

作为固体润滑剂15优选是从PTFE、MoS₂、WS₂、石墨或BN等选择出的。

这样，在与以和被密封流体直接连通的方式设置在滑动面S的外周侧的被密封流体收纳区10的区域相比靠内周侧（大气侧）的区域，形成有在整周范围内配置有多个微坑14的密封阻挡部13，并在各微坑14埋设有固体润滑剂15，因此，在静止时，在密封阻挡部13中，固定环6和旋转环3的滑动面间成为固体接触状态而防止泄漏，另一方面，在旋转时，即使在万一密封阻挡部13因润滑膜的形成不充分而成为缺乏润滑状态，使得固定环6和旋转环3的滑动面成为直接接触这样的状态的情况下，也能够借助微坑14内的固体润滑剂15防止滑动面的磨损。

此外，在图5和图6中，抽吸部11在圆周方向和径向上形成为平行于与轴垂直的面，但是，也可以根据需要，在圆周方向或/和径向上任意地进行倾斜。例如，如图3所示，在形成有抽吸部11的情况下，考虑使吸入抽吸部11a形成为朝着径向内侧逐渐降低而容易吸入被密封流体，使排出抽吸部11b形成为朝着径向内侧逐渐升高而容易排出被密封流体。

如上所述，在静止时，由于固定环6与旋转环3的滑动面之间成为固体接触状态，因此，借助在圆周方向连续的滑动面S、尤其借助密封阻挡部13来防止泄漏，由此维持密封性，并且，在起动时，通过将被密封流体取入到被密封流体收纳区10内的空间，能够迅速地形成润滑流体膜，再加上在密封阻挡部13配置有多个微坑，而能够减小滑动面S的滑动扭矩从而降低磨损。此外，在运转时，将被密封流体取入到具有吸入抽吸部11a的被密封流体收纳区10内，并将该被密封流体送入到位于被滑动面S分离的位置的、具有排出抽吸部11b的被密封流体收纳区10，通过排出抽吸部11b的作用，使该被密封流体从该被密封流体收纳区10返回到被密封流体侧（参照图4的（a）的双点划线所示的箭头）。通过这样的被密封流体的流动，确保了滑动面S的润滑性，并防止泄漏，能够保持密封性。此外，将连接抽吸部11的线状的凹凸的顶点的假想平面设定为低于滑动面S，使假想平面成为与滑动面S具有阶梯差d1的形状，由此，在起动时，通过将被密封流体取入到由阶梯差d1形成的空间，能够迅速地形成润滑流体膜。

此外，由于在密封阻挡部13在整周范围内配置有多个微坑14，因而在密封阻挡部13形成润滑膜，此外，当在各微坑14埋设有固体润滑剂15的情况下，即使在万一密封阻挡部13的润滑膜的形成不充分而成为缺乏润滑状态，使得固定环6和旋转环3的滑动面成为直接接触这样的状态的情况下，也能够借助微坑14内的固体润滑剂15降低密封阻挡部13的磨损，长期间维持密封功能。

（实施方式3）

图7是在图1和图2的机械密封中，在固定环和旋转环的滑动面中径向宽度较大的旋转环的滑动面形成有被密封流体收纳区、抽吸部和配置有多个微坑的密封阻挡部的情况下的一个实施方式的图，其是在与滑动面垂直的面剖开的剖视图。

在图7中，旋转环3被称作接合环，其多由SiC（硬质材料）形成。在该旋转环3的滑动面S，形成有沿圆周方向分离的多个被密封流体收纳区10。这些多个被密封流体收纳区10以在滑动面S的径向的外侧和内侧留有空间的方式在滑动面S的一部分上形成，并且，被密封流体收纳区10的被密封流体侧的一部分形成为不被相对的固定环6的滑动面S所覆盖。由此，维持了静止时的密封性，并且，在起动时，将被密封流体向被密封流体收纳区10取入。

在旋转环3的滑动面S的与被密封流体收纳区10的区域相比靠内周侧（大气侧）的区域，形成有配置有多个微坑14的密封阻挡部13。

可以在旋转环3的滑动面S的比被密封流体收纳区10的设备靠内周侧的全部区域形成多个微坑，但是在本例中，仅在与固定环6滑动的部分形成多个微坑14。

此外，虽然没有图示，但是在这些多个微坑14中，当然也可以与实施方式2一样埋设固体润滑剂15。

在本实施方式3中，也与实施方式1一样，借助多个微坑14在密封阻挡部13形成润滑膜。此外，在与实施方式2一样，在多个微坑14中埋设了固体润滑剂15的情况下，即使在万一密封阻挡部13的润滑膜的形成不充分而成为缺乏润滑状态，使得固定环6和旋转环3的滑动面成为直接接触这样的状态的情况下，也能够借助微坑14内的固体润滑剂15降低密封阻挡部13的磨损，长期间维持密封功能。

此外，在被密封流体侧存在于旋转环3和固定环6的内侧的外侧式的机械密封的情况下，被密封流体收纳区10的径向内侧的一部分配置为不被相对的固定环6的滑动面覆盖即可。

标号说明

1旋转轴；2套筒；3旋转环；4壳体；5密封盖；6固定环；7波纹管；8螺旋波形弹簧；9波纹管；10被密封流体收纳区；11抽吸部；11a吸入抽吸部；11b排出抽吸部；12外周侧；13密封阻挡部；14微坑；15固体润滑剂；S滑动面。

Claims (9)

1.一种滑动部件，在该滑动部件中，以固定于固定侧的圆环状的固定环和与旋转轴一起旋转的圆环状的旋转环相对置的方式使各滑动面相对旋转，由此对存在于该相对旋转滑动的所述滑动面的径向一侧的被密封流体进行密封，该滑动部件的特征在于，

在所述固定环的滑动面和旋转环的滑动面中的任意一方形成有以能够收纳被密封流体的方式形成为凹状且沿圆周方向分离的多个被密封流体收纳区，该多个被密封流体收纳区与被密封流体收纳空间连通，

在所述形成为凹状的多个被密封流体收纳区的底部，形成有通过固定环与旋转环的相对旋转滑动而产生抽吸作用的抽吸部，

形成于所述多个被密封流体收纳区的底部的抽吸部具有向将被密封流体吸入的方向施加作用的吸入抽吸部、和向将被密封流体排出的方向施加作用的排出抽吸部，

在形成有所述被密封流体收纳区的滑动面的与被密封流体侧相反一侧的密封阻挡部，配置有多个微坑。

2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述多个微坑被配置为，排列于在固定环与旋转环的相对旋转中心处具有中心点的假想圆周上。

3.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述多个微坑被配置为：在固定环与旋转环的相对旋转中心处具有中心点且直径不同的多个假想圆周上，分别排列多个所述微坑。

4.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

所述多个微坑被配置为，排列在沿固定环与旋转环的相对旋转方向围绕的假想的涡旋线上。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的滑动部件，其特征在于，

所述多个微坑被设置在密封阻挡部中的限定区域内。

6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的滑动部件，其特征在于，

在所述多个微坑中，埋设有固体润滑剂。

7.根据权利要求6所述的滑动部件，其特征在于，

所述固体润滑剂是从PTFE、MoS₂、WS₂、石墨或BN中选择出的。

8.根据权利要求5中的任意一项所述的滑动部件，其特征在于，

在所述多个微坑中，埋设有固体润滑剂。

9.根据权利要求8所述的滑动部件，其特征在于，

所述固体润滑剂是从PTFE、MoS₂、WS₂、石墨或BN中选择出的。