CN103732958A

CN103732958A - 滑动部件

Info

Publication number: CN103732958A
Application number: CN201280040281.2A
Authority: CN
Inventors: 细江猛; 井上秀行
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2011-09-10
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-08-13
Also published as: JP5881716B2; EP2754930A4; CN103732958B; US9371912B2; JPWO2013035503A1; US20140217676A1; EP2754930A1; EP2754930B1; WO2013035503A1

Abstract

本发明提供一种滑动部件，其静止时不发生泄漏，在包括旋转初期的旋转时通过流体润滑进行动作并防止泄漏，能够兼顾密封和润滑。在固定环和旋转环中任意一方的滑动面，以与被密封流体收纳空间连通的方式在圆周方向形成有多个动压发生槽，该动压发生槽借助固定环和旋转环的相对旋转滑动而产生动压，在动压发生槽的内部形成有抽吸部，该抽吸部由于固定环和旋转环的相对旋转滑动而产生抽吸作用。

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，成为在夹着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。

以往，作为借助旋转在滑动面之间产生动压的机械密封，已知有如图5所示的结构（以下称为“现有技术”。例如，参照专利文献1。）。在图5所示的现有技术中，在作为滑动部件的一个的接合环30的滑动面31，沿圆周方向设置有多个在旋转时产生动压的由半径方向槽32R、32L构成的动压发生槽32，以一对半径方向槽32R、32L的边界部成为谷部的方式沿着圆周方向具有相互呈相反方向的楔面33R、33L，在边界部设置有将两半径方向槽32R、32L隔开的堤部34。

在滑动部件相对旋转时，如图5（b）所示，在被密封流体流G的上游侧的半径方向槽32R中压力降低而作用有负浮力，在越过堤部34的下游侧的半径方向槽32L的部分，由于楔面33L的楔作用增大压力而产生正浮力。此时，由于堤部34的作用使负压力减小，正压力增大，作为整体作用有正压力，从而获得了较大的浮力。

但是，现有技术的动压发生槽32是用于带来动压效果的形状，其不具备控制密封性的要素。因此，存在以下问题：在作为滑动部件的接合环和密封环相对旋转时，借助动压发生槽32产生动压，但在产生动压时流体膜变厚，接合环和密封环的滑动面成为非接触状态，滑动阻力下降，泄漏较多。

此外，以往技术的基于动压发生槽32的动压，在旋转轴的旋转速度不到达一定程度的高速时不会发生。因此，还存在以下问题：在从旋转开始到达到产生动压的旋转速度期间，无法使充足量的非密封流体介于滑动面之间，润滑性降低，扭矩增高，产生烧结、振动、噪音等，滑动特性不稳定。

此外，为了防止滑动部件的滑动时的磨损，还已知有设置了动压发生槽的结构（例如，参照专利文献2。），与上述的现有技术一样，由于不具备控制密封性的要素，因此具有泄漏多这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-73号公报

专利文献2：日本特开2006-22834号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是为了解决现有的技术问题而完成的，其目的在于，提供如下的滑动部件：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。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的滑动部件的第1特征在于，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，

在所述固定环和旋转环中任意一方的滑动面，以与被密封流体收纳空间连通的方式在圆周方向形成有多个动压发生槽，该动压发生槽借助固定环和旋转环的相对旋转滑动而产生动压，

在所述动压发生槽的内部形成有抽吸部，该抽吸部借助固定环和旋转环的相对旋转滑动而产生抽吸作用。

根据该特征，能够在静止时防止泄漏，并在旋转开始的低速时通过抽吸部的抽吸作用而充分润滑，降低滑动阻力，能够获得稳定的滑动特性。此外，在旋转时，借助动压发生槽的动压发生作用而在滑动面之间形成基于被密封流体的充分的润滑膜，能够提高滑动特性。在产生动压时，能够通过抽吸部的抽吸作用来控制从滑动面漏出的被密封流体的量，能够进行密封性的控制。

此外，本发明的滑动部件的第2特征在于，在第1特征中，所述抽吸部具备吸入抽吸部和排出抽吸部，所述吸入抽吸部对被密封流体向吸入的方向进行作用，所述排出抽吸部对被密封流体向排出的方向进行作用。

根据该特征，形成了从被密封流体侧经由滑动面、向被密封流体侧返回的被密封流体的流动，因此，防止了在旋转时产生的过大的泄漏，能够提高密封性。

此外，本发明的滑动部件的第3特征在于，在第1或第2特征中，所述抽吸部形成线状的凹凸的周期构造的结构，所述线状的凹凸形成为，该凹凸的方向相对于该滑动面的滑动方向以规定的角度倾斜。

根据该特征，能够由线状的凹凸的周期构造来形成抽吸部，因此，抽吸的形成较为容易，此外，通过调节倾斜角度能够自如地调节抽吸性能。

此外，本发明的滑动部件的第4特征在于，在第3特征中，所述多个抽吸部的线状的凹凸的周期构造形成为，相邻的抽吸部的所述线状的凹凸的方向关于该滑动面的滑动方向对称。

根据该特征，能够对应滑动面向两个方向旋转的情况。

此外，本发明的滑动部件的第5特征在于，在第3或第4特征中，所述抽吸部的线状的凹凸的周期构造通过飞秒激光的照射而形成。

根据该特征，由于能够控制抽吸部的线状的凹凸的周期构造的方向性，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构造。

此外，本发明的滑动部件的第6特征在于，在第3～第5特征中，在所述动压发生槽的深度为h的情况下，所述抽吸部的线状的凹凸的深度d为d＝0.1h～10h，凹凸的间距p被设定在p＝0.1h～10h的范围。

根据该特征，能够使密封性的控制为最优化，能够最大限度地提高密封性。

此外，本发明的滑动部件的第7特征在于，在第1～第6的任一特征中，在所述动压发生槽中，半径方向槽以相互相邻的一对半径方向槽为一组构成多组动压发生用槽组，所述半径方向槽以朝向边界部而增高的方式沿着圆周方向形成为相互呈相反方向的楔状，在边界部设置有将两个半径方向槽隔开的堤部。

根据该特征，能够增大作用于滑动面的浮力，能够实现对高压、高速用的两旋转式的机械密封最适合的动压发生构件。

此外，本发明的滑动部件的第8特征在于，在第7特征中，所述动压发生槽形成为大致L字状的槽的形状，所述动压发生槽从滑动面的外周侧端部朝向内周侧沿着大致径向延伸，并且在内周侧弯折而沿大致周向延伸。

根据该特征，容易将被密封流体引入到槽内，并且，被引入的被密封流体难以排出，因而能够产生较大的浮力。

此外，本发明的滑动部件的第9特征在于，在第7或第8特征中，所述动压发生槽的半径方向槽的沿着圆周方向的底面的楔状由阶梯状、直线状或者曲线状构成，所述抽吸部的线状的凹凸的深度被设定为根据半径方向槽的深度变化。

根据该特征，能够根据被引入到动压发生槽内的被密封流体的量产生抽吸作用。

发明效果

本发明实现了以下优异的效果。

（1）根据上述第1特征，能够在静止时防止泄漏，并在旋转开始的低速时充分润滑，降低滑动阻力，能够获得稳定的滑动特性。此外，在旋转时，在滑动面之间形成基于被密封流体的充分的润滑膜，能够提高滑动特性。此外，在产生动压时，能够通过抽吸部的抽吸作用来控制从滑动面漏出的被密封流体的量，能够进行密封性的控制。

（2）根据上述第2特征，形成了从被密封流体侧经由滑动面、向被密封流体侧返回的被密封流体的流动，因此，防止了在旋转时产生的过大的泄漏，能够提高密封性。

（3）根据上述第3特征，抽吸的形成较为容易，此外，通过调节倾斜角度能够自如地调节抽吸性能。

（4）根据上述第4特征，能够对应滑动面向两个方向旋转的情况。

（5）根据上述第5特征，由于能够控制抽吸部的线状的凹凸的周期构造的方向性，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周期构造。

（6）根据上述第6特征，能够使密封性的控制为最优化，能够最大限度地提高密封性。

（7）根据上述第7特征，能够增大作用于滑动面的浮力，能够实现对高压、高速用的两旋转式的机械密封最适合的动压发生构件。

（8）根据上述第8特征，容易将被密封流体引入到槽内，并且，被引入的被密封流体难以排出，因而能够产生较大的浮力。

（9）根据上述第9特征，能够根据被引入到动压发生槽内的被密封流体的量产生抽吸作用。

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涉及本发明的实施方式1，是用于说明形成于旋转环的滑动面的动压发生槽和抽吸部的图，图3（a）是俯视图，图3（b）是沿着图3（a）的X－X线的剖视图。

图4涉及本发明的实施方式2，是用于说明形成于旋转环的滑动面的动压发生槽和抽吸部的图，图4（a）是俯视图，图4（b）是沿着图4（a）的Y-Y线的剖视图。

图5是说明以往技术的图。

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，以构成机械密封的部件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的机械密封是对要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，可以使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的机械密封是对要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〕

在图3中，旋转环3被称为接合环，多由SiC（硬质材料）形成。在该旋转环3的滑动面S，形成有在圆周方向分离的多个动压发生槽20。在所述动压发生槽20中，以相互邻接的一对半径方向槽20a、20b为一组构成多组动压发生用槽组，半径方向槽以朝向边界部而增高的方式沿着圆周方向形成为相互呈相反方向的楔状，在边界部设置有将两半径方向槽隔开的堤部21。设置于滑动面S的动压发生槽20的数量是任意的，其经过设计性的计算而得到最优选的个数。

图3（a）所示的动压发生槽20形成为大致L字状的形状，其从旋转环3的滑动面S的外周侧端部向内周侧沿大致径向延伸，并且在内周侧弯折而沿大致周向延伸。动压发生槽20构成为，在旋转环3的外周面与被密封流体侧连通，使被密封流体容易被引入到槽内。

如图3（b）所示，动压发生槽20的深度在沿周向延伸的部分沿着滑动方向逐渐变化。具体地讲，动压发生槽20的深度构成为，在半径方向槽20a中沿着箭头r1方向呈阶梯状加深，且在半径方向槽20b中沿着箭头r2方向呈阶梯状加深。即，动压发生槽20的半径方向槽20a和20b构成为随着朝向边界部而增高。

动压发生槽20和与其对置的固定环6的滑动面之间的空间按照从被密封流体侧引入到槽内的被密封流体的前进路线，首先随着向径向内侧前进而变窄，接着在沿周向弯折的部分变宽，随着沿周向前进逐渐变浅，因此，结果，使被密封流体流被节流。由于被密封流体逐渐节流，从而产生了以将旋转环3和固定环6相互拉开的方式作用的动压。由此，在旋转环3和固定环6的滑动面S之间容易形成基于被密封流体的润滑膜，提高了滑动特性。特别地，对于本实施方式中的动压发生槽20，由于动压发生槽为大致L字状的形状，因此，容易将引入到半径方向槽20b的被密封流体排出，能够防止泄漏。

动压发生槽20能够通过在镜面加工得到的滑动面S实施基于YVO₄激光或喷砂的微细加工来形成。此外，也可以根据产品尺寸，通过切削来形成。

在本实施方式的旋转环中，以最深部处的深度为0.1～5μm的方式形成动压发生槽20。

在动压发生槽20的内部形成有抽吸部10。在图3中，在动压发生槽20的底部的整个面形成有抽吸部10，但也不是必须在整个面设置，也可以在一部分设置。

为了使机械密封低摩擦化，虽然取决于被密封流体的种类和温度等，但通常在滑动面之间需要大约0.1μm～10μm的液膜。为了获得该液膜，像上述那样，在动压发生槽20的内部形成有抽吸部10，该抽吸部10借助固定环6和旋转环3的相对旋转滑动而产生抽吸作用。该抽吸部10具备对被密封流体向吸入方向进行作用的吸入抽吸部10a、和对被密封流体向排出方向进行作用的排出抽吸部10b。

在图3中，在旋转环3向R方向旋转时，如双点划线的箭头所示，向抽吸部10取入被密封流体、以及向被密封流体侧推回被密封流体。

在各个抽吸部10，以相互平行的方式形成有固定间距的多个线状的凹凸（在本发明中也称为“线状的凹凸的周期构造”。），该线状的凹凸的周期构造例如是由飞秒激光形成的微细构造。

此外，对于本发明中的“线状的凹凸”，除了直线状的凹凸以外，还包括在直线状的凹凸的形成过程中出现的稍微弯曲的凹凸或曲线状的凹凸。

此外，如图3（a）所示，在抽吸部10形成的线状的凹凸形成为，相对于滑动面S的滑动方向即滑动面S的旋转切线方向以规定的角度θ倾斜。规定的角度θ优选为相对于滑动面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。

多个抽吸部10中的各抽吸部10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10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，根据要求的润滑性和滑动条件等，将各抽吸部10的线状的凹凸的倾斜角度统一成恰当且特定的倾斜角度θ对于获得稳定的滑动特性是有效的。

在图3（a）的情况下，对于呈阶梯状变化的半径方向槽20a、20b的各阶梯，相对于旋转切线的倾斜角度θ是固定的。

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10分别相对于线状的凹凸的旋转切线的倾斜角度θ被规定为最合适的特定的角度。

此外，如果滑动面S的旋转滑动方向为正反两个方向，则期望的是同时存在第1抽吸部和第2抽吸部，第1抽吸部具有线状的凹凸，该线状的凹凸以在向一个方向旋转时成为恰当的滑动特性的第1角度相对于旋转切线倾斜，第2抽吸部具有线状的凹凸，该线状的凹凸以在向上述一个方向的相反方向旋转时成为恰当的滑动特性的第2角度相对于旋转切线倾斜。根据这样的结构，在滑动面S向正反两方向旋转时，能够获得各自恰当的滑动特性。

更具体地，在滑动面S向正反两方向旋转的情况下，吸入抽吸部10a和排出抽吸部10b的各线状的凹凸的倾斜角度θ优选形成为相对于旋转切线对称那样的角度。

此外，吸入抽吸部10a和排出抽吸部10b优选形成为沿着滑动面S的周向交替配置。

图3所示的滑动面S是在这样的滑动面S向两方向旋转的情况下优选的滑动面S的结构。

此外，吸入抽吸部10a和排出抽吸部10b也可以不沿滑动面S的周向交替配置，例如，也可以按照2个吸入抽吸部10a、1个排出抽吸部10b的比例来配置，或者可以按照相反的比例来配置。

抽吸部10是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（线状的凹凸的周期构造），抽吸部10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构造。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构造的图案。

在利用了这样的飞秒激光的线状的凹凸的周期构造中，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构造。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的周期结构。

所述抽吸部10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，所述抽吸部10的形成也可以通过使用具有线状的凹凸的周期构造的模具，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。

形成有所述动压发生槽20和抽吸部10的滑动面的被密封流体侧的相反侧即内周侧需要作为用于在静止时防止泄漏发生的密封堤发挥作用。实现该密封堤功能的密封堤部11是被密封流体（润滑性流体）无法充分到达的部分，因此成为缺乏润滑状态而容易发生磨损。为了防止密封堤部11的磨损，降低滑动摩擦，期望密封堤部11由润滑性优异的滑动材料形成。

期望动压发生槽20的深度h为1μm≤h≤100μm，抽吸部10的线状的凹凸的顶点与底部之间的深度d设定在0.1μm≤d≤10μm的范围。此外，抽吸部10的线状的凹凸的间距p也期望设定在0.1μm≤p≤10μm的范围。

如图3所示，在动压发生槽20的半径方向槽的底面的沿着圆周方向的楔状为阶梯状的情况下，动压发生槽20的深度h阶段性地变化，因此，抽吸部10的凹凸的顶点和底部之间的深度d也与其对应地阶段性变化。因此，能够根据引入到动压发生槽20内的被密封流体的量来发挥抽吸作用。

如上所述，在静止时，由于形成了沿圆周方向连续的密封堤部11，从而防止了泄漏，并且，在旋转开始的低速时，被密封流体被取入到抽吸部10，并在滑动面产生润滑膜，因此能够充分地润滑，降低滑动阻力，能够获得稳定的滑动特性。

此外，在旋转中，借助动压发生槽20在滑动面S产生动压，在旋转环3和固定环6的滑动面S之间形成被密封流体的润滑膜，提高了滑动特性。此外，在产生动压时，能够通过抽吸部的抽吸作用来控制从滑动面漏出的被密封流体的量，能够进行密封性的控制。此时，将被密封流体取入到吸入抽吸部10a内，并将该被密封流体经由滑动面S送入到位于在圆周方向分离的位置的排出抽吸部10b，通过排出抽吸部10b的作用使该被密封流体产生向被密封流体侧返回的流动。通过该被密封流体的流动，降低了旋转时的泄漏，能够提高密封性。

特别地，由于在动压发生槽20的内部形成有抽吸部10，因此，在图3中，借助右侧的半径方向槽20a引入被密封流体，并且在该半径方向槽20a内形成的吸入抽吸部10a也以引入被密封流体的方式进行作用，借助左侧的半径方向槽20b将被密封流体推出，并且在该半径方向槽20b内形成的排出抽吸部10b以将被密封流体向被密封流体侧推出的方式进行作用。伴随着所述半径方向槽和抽吸部对被密封流体的引入和推出的作用，滑动面S中被密封流体的量増大，同时，形成有从被密封流体侧吸入、向被密封流体侧推出这样的被密封流体的流动。由此，在滑动面S之间充分形成了基于被密封流体的润滑膜，提高了滑动特性，并且降低了被密封流体的泄漏，能够提高密封性。

〔实施方式2〕

在图4中，与图3相同的标号是指与图3的部件相同的部件，省略了重复的说明。

图4（a）所示的动压发生槽20形成为大致L字状的形状，其从旋转环3的滑动面S的外周侧端部向内周侧沿大致径向延伸，并且在内周侧弯折而沿大致周向延伸。动压发生槽20构成为，在旋转环3的外周面与被密封流体侧连通，使被密封流体容易引入到槽内。

如图4（b）所示，动压发生槽20的深度在沿周向延伸的部分沿着滑动方向逐渐变化。具体地讲，动压发生槽20的深度构成为在半径方向槽20a中沿着箭头r1方向直线地加深，并在半径方向槽20b中沿着箭头r2方向直线地加深。

此外，由于动压发生槽20的半径方向槽的沿着圆周方向的楔状是直线变化的，因此，期望抽吸部10的凹凸的顶点与底部之间的深度d也与其成比例地连续变化，但是考虑到加工的容易程度，也可以为阶段性变化。

此外，动压发生槽20的半径方向槽的底面不限于直线变化的结构，也可以是将角度不同的多个倾斜面进行组合，以曲面构成槽底面从而呈曲线状地变化。在上述任一情况下，半径方向槽均形成为随着朝向边界部而增高。

在本实施方式2中，与实施方式1一样，在静止时，由于形成了沿圆周方向连续的密封堤部11，从而防止了泄漏，并且，在旋转开始的低速时，被密封流体被取入到抽吸部10，并在滑动面产生润滑膜，因此能够充分地润滑，降低滑动阻力，能够获得稳定的滑动特性。此外，在旋转时，借助动压发生槽20在滑动面S产生动压，在旋转环3和固定环6的滑动面S之间形成基于被密封流体的润滑膜，提高了滑动特性。此外，在产生动压时，能够通过抽吸部的抽吸作用来控制从滑动面漏出的被密封流体的量，能够进行密封性的控制。此时，将被密封流体取入到吸入抽吸部10a内，并将该被密封流体经由滑动面S送入到位于在圆周方向分离的位置的排出抽吸部10b，通过排出抽吸部10b的作用使该被密封流体产生向被密封流体侧返回的流动。通过该被密封流体的流动，确保了在旋转时的滑动面S的润滑性，防止泄漏，能够确保密封性。

特别地，由于在动压发生槽20的内部形成有抽吸部10，因此，在图4中，借助右侧的半径方向槽20a引入被密封流体，并且在该半径方向槽20a内形成的吸入抽吸部10a也以引入被密封流体的方式进行作用，借助左侧的半径方向槽20a将被密封流体推出，并且在该半径方向槽20b内形成的排出抽吸部10b以将被密封流体向被密封流体侧推出的方式进行作用。伴随着所述半径方向槽和抽吸部对被密封流体的引入和推出的作用，滑动面S中被密封流体的量増大，同时，形成有从被密封流体侧吸入、向被密封流体侧推出这样的被密封流体的流动。由此，在滑动面S之间充分形成了基于被密封流体的润滑膜，提高了滑动特性，并且降低了被密封流体的泄漏，能够提高密封性。

在上述实施方式1和2中，在旋转环3的滑动面形成了动压发生槽20和抽吸部10，但也可以与之相反，在固定环6的滑动面形成动压发生槽20和抽吸部10。

动压发生槽20和抽吸部10在径向可以根据必要任意地倾斜。例如，在图3和图4中，考虑到将动压发生槽20的半径方向槽20a和吸入抽吸部10a形成为朝向径向内侧逐渐降低，从而容易吸入被密封流体，将动压发生槽20的半径方向槽20b和排出抽吸部10b形成为朝向径向内侧逐渐增高，从而容易排出被密封流体。

此外，在被密封流体侧存在于旋转环3和固定环6的内周侧的外侧型的机械密封的情况下，动压发生槽20和抽吸部10形成为面对内周侧。

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：抽吸部；

10a：吸入抽吸部；

10b：排出抽吸部；

11：密封堤部；

20：动压发生槽；

20a、20b：一对半径方向槽；

21：堤部；

S：滑动面。

Claims

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，

2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述抽吸部具备吸入抽吸部和排出抽吸部，所述吸入抽吸部对被密封流体向吸入的方向进行作用，所述排出抽吸部对被密封流体向排出的方向进行作用。

3.根据权利要求1或2所述的轴封装置，其特征在于，所述抽吸部形成线状的凹凸的周期构造的结构，所述线状的凹凸形成为，该凹凸的方向相对于该滑动面的滑动方向以规定的角度倾斜。

4.根据权利要求3所述的轴封装置，其特征在于，所述多个抽吸部的线状的凹凸的周期构造形成为，相邻的抽吸部的所述线状的凹凸的方向关于该滑动面的滑动方向对称。

5.根据权利要求3或4所述的轴封装置，其特征在于，所述抽吸部的线状的凹凸的周期构造通过飞秒激光的照射而形成。

6.根据权利要求3～5中的任一项所述的机械密封，其特征在于，在所述动压发生槽的深度为h的情况下，所述抽吸部的线状的凹凸的深度d为d＝0.1h～10h，凹凸的间距p被设定在p＝0.1h～10h的范围。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的滑动部件，其特征在于，在所述动压发生槽中，半径方向槽以相互相邻的一对半径方向槽为一组而构成多组动压发生用槽组，该半径方向槽以朝向边界部而增高的方式沿着圆周方向形成为相互呈相反方向的楔状，在边界部设置有将两个半径方向槽隔开的堤部。

8.根据权利要求7所述的滑动部件，其特征在于，所述动压发生槽形成为大致L字状的槽的形状，其从滑动面的外周侧端部朝向内周侧沿着大致径向延伸，并且在内周侧弯折而沿大致周向延伸。

9.根据权利要求7或8所述的滑动部件，其特征在于，所述动压发生槽的半径方向槽的沿着圆周方向的底面的楔状由阶梯状、直线状或者曲线状构成，所述抽吸部的线状的凹凸的深度被设定为根据半径方向槽的深度而变化。