CN103906953A - 轴封装置 - Google Patents

Abstract

提供一种轴封装置，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。一种唇式密封件的轴封装置，其具备唇密封件，所述唇密封件对在径向内外呈同心状配置的旋转部件与固定部件之间进行密封，所述轴封装置的特征在于，在所述旋转部件的外周面沿着圆周方向连续地形成抽吸部，所述抽吸部利用所述唇密封件与所述旋转部件的相对旋转滑动而产生抽吸作用，分别独立地配置对被密封流体向吸入的方向作用的吸入抽吸部和对被密封流体向排出的方向作用的排出抽吸部而构成所述抽吸部，所述唇密封件的唇在轴向上将所述抽吸部的被密封流体侧的一部分留出而向大气侧延伸设置。

Description

轴封装置

技术领域

本发明涉及对外壳与旋转轴之间进行密封的唇式密封件的轴封装置。

背景技术

以往，在安装于固定外壳并在旋转轴的表面滑动地进行密封的唇式密封件中，为了应对环境问题，通过对唇形状、尺寸和唇材质的合适化、对唇滑动面或对象轴表面的涂层以及对象轴表面粗糙度的合适化来实现低摩擦化。

在对唇滑动面或对象轴表面涂敷涂层的轴封装置、以及对对象轴表面粗糙度进行合适化的轴封装置中，存在这样的问题：仅在初期时有效，随着时间的推移，由于磨损而无法继续低摩擦。

另一方面，作为使润滑特性良好的轴封装置，已知图10所示的密封单元（下面，称为“现有技术1”。例如，参照专利文献1）。在该现有技术1中，装有安装于外壳50的唇式密封件51，该唇式密封件51具有配设成与旋转轴52接触的密封缘部53，在该密封缘部53接触的旋转轴表面的接触部区域54具备交替地设置有槽56和垄起部57的箭形槽部55，当旋转轴52在外壳50内进行旋转的情况下，箭形槽部55产生抽吸效果，通过将从大气侧浸入的异物排除开并将来自被密封流体侧的流体压回而维持密封效果。

此外，还已知一种轴封装置，其代替现有技术1中的箭形槽部而设置有螺旋槽（例如，参照专利文献2）。

并且，作为兼顾低转矩化和密封性的轴封装置，已知图11所示的密封单元（下面，称为“现有技术2”。例如，参照专利文献3）。

在该现有技术2中，具有：密封唇60，其对被密封流体进行密封；以及螺纹泵机构64，其配置在该密封唇60的大气侧，由形成于旋转轴61表面的螺纹62和筒状部63构成，该螺纹泵机构64通过向密封唇60形成流体抽吸作用而实质地降低密封唇60的紧迫力，从而利用密封唇60来确保密封性，并且利用螺纹泵机构64来实现密封唇60的低转矩化。

但是，在图10所示的现有技术1的轴封装置中，唇式密封件51的密封缘部53与设置在旋转轴表面的接触部区域54的由高硬度材料形成的箭形槽部55接触，由于是该结构，因此密封缘部53的磨损快，并且，箭形槽部55的各槽56形成沿着轴向将大气侧和被密封流体侧直接连通的“く字状”的形状，密封缘部53的末端部未与く字状的槽56接触，因此被密封流体侧和大气侧处于始终连通的状态，因此，在装置的静止状态下存在被密封流体漏出到大气侧的可能性。在通常的油封中，已知当轴的表面粗糙度达到2.5μm以上时会造成静止时泄漏，在现有技术1的情况下，若槽56的深度在2.5μm以上，则在静止时会发生严重的泄漏。

此外，在代替现有技术1的箭形槽部而设置有螺旋槽的轴封装置中，由于也是借助于螺旋槽而使大气侧与被密封流体侧直接连通的形状，因此存在与现有技术1同样的问题。

并且，在图11所示的现有技术2的轴封装置中，存在这样的问题：由于密封唇60的低转矩化而使密封唇60的紧迫力降低，因此密封唇60的密封性降低，并且大气混入到被密封流体侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-214979号公报

专利文献2：日本特开平10-331985号公报

专利文献3：日本特开2005-273693号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明正是为了解决上述的现有技术的问题而完成的，其目的在于，在唇密封件型的轴封装置中，提供能够在静止时不泄漏、包括旋转初期在内在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的轴封装置。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明的轴封装置的第一特征在于，一种唇式密封件的轴封装置，所述轴封装置具备唇密封件，所述唇密封件对在径向内外呈同心状配置的旋转部件与固定部件之间进行密封，所述轴封装置的特征在于，

在所述旋转部件的外周面沿着圆周方向连续地形成有抽吸部，所述抽吸部利用所述唇密封件与所述旋转部件的相对旋转滑动而产生抽吸作用，

分别独立地配置对被密封流体向吸入的方向进行作用的吸入抽吸部和对被密封流体向排出的方向进行作用的排出抽吸部而构成所述抽吸部，

所述唇密封件的唇在轴向上将所述抽吸部的被密封流体侧的一部分留出而向大气侧延伸设置。

根据该特征，在静止时，由于唇密封件的唇压接于旋转部件的外周面而能够防止泄漏，并且，在起动时，通过将被密封流体取入到抽吸部内而能够迅速地形成润滑流体膜，并能够降低滑动面的滑动转矩并减少磨损。

并且，在运转时，将被密封流体取入到吸入抽吸部内，将该被密封流体送入到相邻的排出抽吸部中，通过排出抽吸部的作用而使该被密封流体返回到被密封流体侧，通过被密封流体的流动而确保滑动面的润滑性，并且能够防止泄漏并保持密封性。

此外，本发明的轴封装置的第二特征在于，在第一特征中，

所述唇密封件的唇被设定成：在轴向上将所述抽吸部的被密封流体侧的一部分留出而覆盖所述抽吸部并向大气侧延伸设置，并且与旋转部件的比所述抽吸部靠大气侧的外周面滑动接触。

根据该特征，由于唇密封件的唇压接于旋转部件的比抽吸部靠大气侧的外周面，因此能够可靠地防止静止时的泄漏。

此外，本发明的轴封装置的第三特征在于，在第一特征中，

所述唇密封件的唇被设定成：在轴向上将所述抽吸部的被密封流体侧的一部分和大气侧的一部分留出而与旋转部件的形成有所述抽吸部的外周面滑动接触。

根据该特征，由于唇密封件的唇被设定成压接于旋转部件的形成有抽吸部的外周面，因此能够将抽吸部的轴向的长度设定成大于唇密封件的轴向的长度，能够提高抽吸作用。

此外，本发明的轴封装置的第四特征在于，在第一至第三特征中的任一特征中，

所述抽吸部形成由多个直线状的凹凸按规定的间距构成的周期结构的槽的结构，所述直线状的凹凸形成为，该凹凸的方向相对于该滑动面的滑动方向倾斜规定的角度。

根据该特征，由于由多个直线状的凹凸按规定的间距构成的周期结构的槽形成抽吸部，因此容易形成抽吸，并且，通过调节倾斜角度而能够自由地调节抽吸性能。

此外，本发明的轴封装置的第五特征在于，在第四特征中，

所述多个抽吸部形成为，相邻的抽吸部的所述直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，适合于滑动面向两个方向旋转的情况。

此外，本发明的轴封装置的第六特征在于，在第四或第五特征中，

由所述抽吸部的多个直线状的凹凸按规定的间距构成的周期结构的槽是通过飞秒激光的照射而形成的。

根据该特征，由于通过飞秒激光的照射而形成由抽吸部的多个直线状的凹凸按规定的间距构成的周期结构的槽，因此能够控制其方向性，还能够控制加工位置，因此能够划分成离散的小分区而按各个分区形成所希望的周期结构。

此外，本发明的轴封装置的第七特征在于，在第一至第六特征中的任一特征中，

所述抽吸部设置于旋转部件的外周面上，或者设置于在旋转部件的外周面上沿着圆周方向连续地形成的凹部的底面。

根据该特征，在抽吸部设置在旋转部件的外周面上的情况下，其加工容易，此外，在抽吸部设置于在旋转部件的外周面形成的凹部的底面的情况下，在起动时，能够利用取入到凹部内的被密封流体而迅速地形成润滑流体膜。

此外，本发明的轴封装置的第八特征在于，在第四至第七特征中的任一特征中，所述吸入抽吸部形成为，在从侧面观察时直线状的凹凸朝向旋转轴的旋转方向逐渐变深，排出抽吸部形成为，在从侧面观察时直线状的凹凸朝向旋转轴的旋转方向逐渐变浅。

根据该特征，由于在吸入抽吸部中能够进一步地将被密封流体取入并送入到排出抽吸部中，并且在排出抽吸部中能够使被送入的被密封流体进一步地返回到被密封流体侧，因此能够进一步地防止泄漏并提高滑动面的润滑性。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式一的轴封装置的纵剖视图。

图2是示出本发明的实施方式二的轴封装置的纵剖视图。

图3是示出本发明的实施方式三的轴封装置的纵剖视图。

图4是示出本发明的实施方式四的轴封装置的纵剖视图。

图5是示出本发明的实施方式五的轴封装置的纵剖视图。

图6是示出本发明的实施方式六的轴封装置的纵剖视图。

图7是说明在本发明的实施方式一至六的轴封装置中沿着旋转轴或套筒外周面的圆周方向连续地设置的抽吸部的一部分的俯视图，示出了将旋转轴或套筒的外周面的一部分展开成平面状的状态。

图8是图7的A-A剖视图，图（a）示出了抽吸部设置在旋转部件的外周面上的情况，此外，图（b）示出了抽吸部设置于在旋转部件的外周面上形成的凹部的底面的情况。

图9是说明抽吸部的变形例的图，是与图8同样地从与旋转轴正交的面观察到的剖视图。

图10是说明现有技术1的纵剖视图。

图11是说明现有技术2的纵剖视图。

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的轴封装置的方式详细地进行说明，本发明不限定于此来解释，只要不脱离本发明的范围，可以根据本领域技术人员的知识而进行各种变更、修改、改进。

[实施方式一]

图1是示出本发明的实施方式一的轴封装置的纵剖视图。

在图1中，在外壳1设置有供旋转轴2贯穿插入的旋转轴贯通孔3，旋转轴2贯穿插入于该旋转轴贯通孔3，利用未图示的轴承等与旋转轴贯通孔3周壁具有所需间隙地支承旋转轴2。

这里，在径向内外呈同心状配设的旋转部件和固定部件中，外壳1相当于固定部件，旋转轴2相当于旋转部件。

轴封装置10配设在旋转轴2与旋转轴贯通孔3周壁之间，对被密封流体侧L与大气侧A进行密封。

在图1中，右侧是被密封流体侧L，左侧是大气侧A。

轴封装置10具备唇密封件11，构成为：将外壳1与旋转轴2对置的环状空间分隔成被密封流体侧L和大气压侧A这两个空间来隔断其内外，弹性体制的密封唇部件13被径向截面形状为大致横L字形的加强环12呈环状地覆盖。密封唇部件13的旋转轴2侧、即内周部分向被密封流体侧L延伸且朝内周侧延伸，截面形状大致为倒三角形，与该三角形的顶点对应的边缘形状的部分形成唇14。该唇14被压接在旋转轴2的外周面上时边缘变形而能够以规定的轴向接触宽度在该旋转轴2的外周面上滑动。

在唇14的外周安装有使唇14压接于旋转轴2的外周面上的环状螺旋弹簧15。

在旋转轴2的外周面S上沿着圆周方向连续地形成有抽吸部20，所述抽吸部20利用密封唇部件13与旋转轴2的相对旋转滑动而产生抽吸作用。该抽吸部20和密封唇部件13的唇14配置成，在轴向上将抽吸部20的被密封流体侧L的一部分留出而与旋转轴20的形成有抽吸部20的外周面滑动。在图1中，抽吸部20的大气侧的一部分未被唇14覆盖。

这样，沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20与被密封流体侧L连通，但被密封流体侧L与大气侧A由于唇14的压接而成为非连通。

抽吸部20的轴向的长度a1被设定为稍稍大于唇14的与旋转轴2的外周面接触的长度a2。

另外，关于抽吸部20的结构，在下文中详细地进行说明。

[实施方式二]

图2是示出本发明的实施方式二的轴封装置的纵剖视图。

在图2中，与图1中标注的标号相同的标号表示与图1中的部件相同的部件，省略详细的说明。

轴封装置30具备唇密封件31，构成为：将外壳1与旋转轴2对置的环状空间分隔成被密封流体侧L和大气压侧A这两个空间来隔断其内外。唇密封件31具备截面为L形状的树脂制的密封唇部件32，该密封唇部件32被截面为大致L形状的外侧的结合金属环33和截面为大致L形状的内侧的按压金属环34夹持。

在截面为L形状的密封唇部件32的内周侧形成有筒状唇35，该筒状唇35与旋转轴2的外周面强力地紧密接触来对被密封流体进行密封。

在筒状唇35与旋转轴2的外周面的紧密接触部的附近，在旋转轴2的外周面S沿着圆周方向连续地形成有抽吸部20，该抽吸部20利用密封唇部件32与旋转轴2的相对旋转滑动而产生抽吸作用。

该抽吸部20基本上与实施方式一的抽吸部20相同。

沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20和密封唇部件32的筒状唇35与实施方式一同样地配置成，在轴向上将抽吸部20的被密封流体侧L的一部分留出而与旋转轴20的形成有抽吸部20的外周面滑动。

这样，沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20与被密封流体侧L连通，但被密封流体侧L与大气侧A由于唇14的压接而成为非连通。抽吸部20的大气侧的一部分未被筒状唇35覆盖。

抽吸部20的轴向的长度a1被设定为稍稍大于筒状唇35的与旋转轴2的外周面接触的轴向的长度a2。

另外，关于抽吸部20的结构，在下文中详细地进行说明。

[实施方式三]

图3是示出本发明的实施方式三的轴封装置的纵剖视图。

在图3中，与图2中标注的标号相同的标号表示与图1中的部件相同的部件，省略详细的说明。

在本实施方式三中，密封用套筒4与旋转轴2嵌合这点与实施方式二不同，但其它结构与实施方式二相同，在该套筒4的外周面S，沿着圆周方向连续地形成有抽吸部20，所述抽吸部20利用密封唇部件32与旋转轴2的相对旋转滑动而产生抽吸作用。这里，套筒4相当于旋转部件。

另外，关于抽吸部20的结构，在下文中详细地进行说明。

[实施方式四]

图4是示出本发明的实施方式四的轴封装置的纵剖视图。

在图4中，与图2中标注的标号相同的标号表示与图2中的部件相同的部件，省略详细的说明。

在本实施方式四中，下述方面与实施方式二不同：利用密封唇部件32与旋转轴2的相对旋转滑动而产生抽吸作用的抽吸部20的轴向的长度a1被设定成和筒状唇35的与旋转轴2的外周面接触的轴向的长度a2大致相同、或者比其稍小，沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20和密封唇部件32的筒状唇35配置成，筒状唇35以在轴向上将抽吸部20的被密封流体侧L的一部分留出的方式覆盖抽吸部20，筒状唇35形成进一步向大气侧A延伸设置的形状，并被配置成与旋转轴2的比抽吸部20靠大气侧A的外周面滑动。

这样，沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20与被密封流体侧L连通，但由于筒状唇35与旋转轴2的滑动面S的压接而与大气侧A成为非连通。

另外，关于抽吸部20的结构，在下文中详细地进行说明。

[实施方式五]

图5是示出本发明的实施方式五的轴封装置的纵剖视图。

在图5中，与图4中标注的标号相同的标号表示与图4中的部件相同的部件，省略详细的说明。

在本实施方式五中，密封用套筒4与旋转轴2嵌合这点与实施方式四不同，但其它结构与实施方式四相同，在该套筒4的外周面S上形成有沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20。

这里，套筒4相当于旋转部件。

另外，关于抽吸部20的结构，在下文中详细地进行说明。

[实施方式六]

图6是示出本发明的实施方式六的轴封装置的纵剖视图。

在图6中，与图1中标注的标号相同的标号表示与图1中的部件相同的部件，省略详细的说明。

在本实施方式六中，下述方面与实施方式一不同：利用密封唇部件13与旋转轴2的相对旋转滑动而产生抽吸作用的抽吸部20的轴向的长度a1被设定成和唇14的与旋转轴2的外周面接触的轴向的长度a2大致相同、或者比其稍小，抽吸部20和密封唇部件13的唇14配置成，唇14以在轴向上将沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20的被密封流体侧L的一部分留出的方式覆盖抽吸部20，唇14形成进一步向大气侧A延伸设置的形状，并被配置成与旋转轴2的比抽吸部20靠大气侧A的外周面滑动。

这样，沿着圆周方向连续地形成的抽吸部20与被密封流体侧L连通，但由于唇14与旋转轴2的滑动面S的压接而与大气侧A成为非连通。

另外，关于抽吸部20的结构，在下文中详细地进行说明。

当然，在上述的图1的实施方式一和图6的实施方式六的情况下，与图3的实施方式三和图5的实施方式五同样地也能够应用于密封用套筒4嵌合于旋转轴2的情况。

[抽吸部的结构]

图7是说明在本发明的实施方式一至六的轴封装置中沿着旋转轴或套筒外周面的圆周方向连续地设置的抽吸部的一部分的俯视图，示出了将旋转轴或套筒的外周面的一部分展开成平面状的状态。在图7中，以实施方式一至六中的实施方式四至六的抽吸部20为例进行说明，但实施方式一至三的抽吸部20也具有同样的结构。

为了使密封唇部件与旋转部件的外周面的滑动面低摩擦化，根据被密封流体的种类、温度等，通常，在滑动面之间形成大约0.1μm～10μm的液膜。为了得到该液膜，在本发明中，如上所述，在旋转部件的滑动面S沿着圆周方向连续地形成有抽吸部20，该抽吸部20利用密封唇部件13与旋转部件的相对旋转滑动而产生抽吸作用。分别独立地配置对被密封流体向吸入的方向作用的吸入抽吸部20a和对被密封流体向排出的方向作用的排出抽吸部20b而构成该抽吸部20。

分别在吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b形成有相互平行且具有固定间距的多个直线状的凹凸（在本发明中也称为“周期结构的槽”）。如下文所述，该周期结构的槽是例如通过飞秒激光形成的细微的结构。此外，除了在与旋转轴2或套筒4的外周面同一平面上形成周期结构的槽的情况以外，也可以在外周面形成凹部并在该凹部的底面形成周期结构的槽，关于此点，将在后面详细地进行说明。

另外，在图1至图9中，为了方便起见，用虚线示出了吸入抽吸部20a与排出抽吸部20b的边界，但实际上不存在边界线。

在图7中，示出了旋转轴2或套筒4向R方向旋转的情况，形成于吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b的直线状的凹凸形成为相对于滑动面S的滑动方向而以规定的角度θ倾斜。规定的角度θ优选相对于滑动面S的滑动方向处于10°～80°的范围。

吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b各自的直线状的凹凸的相对于旋转切线的倾斜角度θ既可以全部相同，也可以按抽吸部20a、20b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，为了获得稳定的滑动特性，根据所要求的润滑性及滑动条件等而使各吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b的凹凸的倾斜角度统一成适当的特定的倾斜角度θ是有效的。

因此，若滑动面S的旋转滑动方向是一个方向，则吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b各自的凹凸的相对于旋转切线的倾斜角度θ规定为最适当的特定的角度。

此外，若滑动面S的旋转滑动方向是正反两方向，则优选第一抽吸部和第二抽吸部混在一起，所述第一抽吸部具有以在向一个方向旋转时成为适当的滑动特性的第一角度相对于旋转切线而倾斜的凹凸，所述第二抽吸部具有以在向与之相反方向旋转时成为适当的滑动特性的第二角度相对于旋转切线而倾斜的凹凸。只要是那样的结构，则在滑动面S向正反两方向旋转时分别能够得到适当的滑动特性。

更具体而言，在滑动面S向正反两方向旋转的情况下，优选吸入抽吸部20a与排出抽吸部20b的各凹凸的倾斜角度形成为关于旋转切线而对称的那样的角度。

此外，优选吸入抽吸部20a与排出抽吸部20b形成为沿着滑动面S的周向交替地配置。

图7所示的滑动面S是适合于那样的滑动面S向两方向旋转的情况的滑动面S的结构。

另外，吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b既可以沿着滑动面S的周向交替地配置相同周向的长度的抽吸部，也可以例如使吸入抽吸部20a的周向长度为排出抽吸部20b的两倍等适当地改变吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b的周向长度的比例。

吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b是高精度地按规定的间距配置有相互平行且具有固定间距的多个直线状的凹凸的结构（周期结构的槽），例如采用飞秒激光严格地划分成滑动面S的规定的区域，并进一步地在各分区中高精度地控制凹凸的方向而形成吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b。

当按加工阈值附近的照射强度向基板照射直线偏振光的激光时，通过入射光和沿着基板的表面的散射光或等离子体波的干涉，以与偏振光方向正交的方式自组织性地形成具有波长级的间距和槽深的凹凸状的周期结构。此时，通过一边使飞秒激光重叠一边进行操作，从而能够在表面形成该周期结构图案。

通过利用了这种飞秒激光的周期结构的槽，能够控制其方向性，也能够控制加工位置，因此能够划分成离散的小分区而按各个分区形成所希望的周期结构的槽。即，只要一边旋转圆筒状的旋转轴或套筒的外周面一边采用该方法，就能够在外周面选择性地形成细微的周期图案。并且，通过利用了飞秒激光的加工方法，能够提高唇式密封件的润滑性并形成对减少泄漏有效的亚微米级的深度的凹凸。

不限于采用飞秒激光来形成所述周期结构的槽，也可以采用皮秒激光及电子束。此外，也可以采用具备周期结构的槽的模具来一边旋转圆筒状的滑动面一边盖印（stamp）或刻印，从而形成所述周期结构的槽。

并且，在将所述周期结构的槽形成于外周面（滑动面）的凹部的底部的情况下，也可以通过蚀刻而在外周面形成凹部，然后，利用飞秒激光等在凹部的底部形成周期结构的槽。并且，也可以利用飞秒激光等在外周面仅形成周期结构，然后，通过在周期结构的槽的周围进行镀覆或成膜，从而形成围栏。

图8是图7的A-A剖视图，图（a）示出了抽吸部设置在旋转部件的外周面上的情况，此外，图（b）示出了抽吸部设置于在旋转部件的外周面上形成的凹部的底面的情况。

为了使密封唇部件与旋转部件的外周面的滑动面低摩擦化，根据被密封流体的种类、温度等，通常，在滑动面之间形成0.1μm～10μm的液膜h，在该情况下，在吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b中，取将凹凸的顶点连结起来的假想平面，根据液膜h，相对于滑动面S而将该假想平面设定在同一平面或下方。图8（a）中示出了滑动面S与假想平面的距离d1=0、即假想平面与滑动面S处于同一平面的情况，此外，在图8（b）中示出了在形成于滑动面S的凹部21的底部形成有抽吸部20的情况，将假想平面设定在比滑动面S低d1＞0的位置处。

如图1～3所示，在唇密封件的唇14或筒状唇35与旋转轴2的形成有抽吸部20的外周面滑动接触的情况下，从防止静止时泄漏的角度出发，优选滑动面S与假想平面的距离d1设定为0≤d1≤2μm。此外，优选将凹凸的顶点连结起来的假想平面与底部的深度d2在0＜d2≤2μm的范围，优选d1与d2合计为0＜d1+d2≤2.5μm。

另一方面，如图4～6所示，在唇密封件的唇14或筒状唇35与旋转轴2的比抽吸部20靠大气侧的外周面也滑动接触的情况下，优选滑动面S与假想平面的距离d1在d1=0～10h的范围，将凹凸的顶点连结起来的假想平面与底部的深度d2在d2=0.1～10h的范围。

并且，根据被密封流体的粘度来设定吸入抽吸部20a和排出抽吸部20b的直线状的凹凸的间距p，在图1～6中的任一情况下均优选0.1μm～100μm。在被密封流体的粘度高的情况下，最好增大间距p，使得流体能充分地进入到槽内。

在形成于滑动面S的凹部22的底部形成有抽吸部20的情况下，利用飞秒激光首先形成凹部22，随后形成抽吸部20。在形成于滑动面S的凹部21的底部形成有抽吸部20的情况下，被密封流体能够进入到凹部21内的空间中，能够利用抽吸部20较多地发生不向大气侧泄漏那样的液体流。

如上所述，在静止时，在实施方式一至三的情况下，由于唇部件与旋转轴（或套筒）的外周面的抽吸部20紧密接触，并且，在实施方式四至六的情况下，由于唇部件与旋转轴（或套筒）的外周面的抽吸部20和滑动面S紧密接触，因此能够防止泄漏，并且，在起动时，通过将被密封流体取入到抽吸部20内，从而能够迅速地形成润滑流体膜，能够降低滑动面S的滑动转矩并减少磨损。并且，在运转时，将被密封流体取入到吸入抽吸部20a内，将该被密封流体送入到相邻的排出抽吸部20b中，通过排出抽吸部20b的作用而使该被密封流体返回到被密封流体侧。通过这样的被密封流体的流动来确保旋转轴（或套筒）的外周面与唇部件之间的润滑性，并且能够防止泄漏并保持密封性。特别是，在将抽吸部20的凹凸的顶点连结起来的假想平面设定得低于滑动面S的情况下，假想平面成为与滑动面S具有阶梯差d1的形状，从而在起动时能够利用进入到凹部21内的被密封流体而迅速地形成润滑流体膜。

[抽吸部的变形例]

图9是说明抽吸部的变形例的图，是与图8同样地从与旋转轴正交的面观察到的剖视图。

在图9中，形成于凹部21的底部的抽吸部20的吸入抽吸部20a形成为，其直线状的凹凸朝向旋转轴2的旋转方向R逐渐地变深，排出抽吸部20b形成为，其直线状的凹凸朝向旋转轴2的旋转方向R逐渐地变浅。

这样，由于直线状的凹凸形成为除了俯视观察时相对于旋转切线倾斜外从侧面观察时也倾斜，因此，在吸入抽吸部20a中，能够更进一步地将被密封流体取入并送入到排出抽吸部20b中，并且，在排出抽吸部20b中，能够更进一步地使被送入的被密封流体返回到被密封流体侧。

另外，直线状的凹凸除了在周向倾斜的情况以外，也可以在轴向倾斜，并且，也可以在周向和轴向这两个方向倾斜。

在本例的情况下，在设形成于滑动面之间的液膜厚度为h时，在唇密封件的唇14或筒状唇35与旋转轴2的比抽吸部20靠大气侧的外周面也滑动接触的情况下，将抽吸部的凹凸的顶点连结起来的假想平面距离滑动面的最深部和最浅部的深度设定在0～10h的范围内即可。此外，在唇密封件的唇14或筒状唇35与旋转轴2的形成有抽吸部20的外周面滑动接触的情况下，将抽吸部的凹凸的顶点连结起来的假想平面距离滑动面的最深部和最浅部的深度设定在0～2μm的范围内即可。

标号说明

1：外壳；

2：旋转轴；

3：旋转轴贯通孔；

4：套筒；

10：轴封装置；

11：唇密封件；

12：加强环；

13：密封唇部件；

14：唇；

15：环状螺旋弹簧；

20：抽吸部；

20a：吸入抽吸部；

20b：排出抽吸部；

21：凹部；

30：轴封装置；

31：唇密封件；

32：密封唇部件；

33：结合金属环；

34：按压金属环；

35：筒状唇；

S：旋转部件的滑动面；

L：被密封流体侧；

A：大气侧。

Claims (8)

1.一种轴封装置，其是唇式密封件的轴封装置，具备唇密封件，所述唇密封件对在径向内外呈同心状配置的旋转部件与固定部件之间进行密封，所述轴封装置的特征在于，

在所述旋转部件的外周面沿着圆周方向连续地形成有抽吸部，所述抽吸部利用所述唇密封件与所述旋转部件的相对旋转滑动而产生抽吸作用，

分别独立地配置对被密封流体向吸入的方向进行作用的吸入抽吸部和对被密封流体向排出的方向进行作用的排出抽吸部而构成所述抽吸部，

所述唇密封件的唇在轴向上将所述抽吸部的被密封流体侧的一部分留出而向大气侧延伸设置。

2.根据权利要求1所述的轴封装置，其特征在于，

所述唇密封件的唇被设定成：在轴向上将所述抽吸部的被密封流体侧的一部分留出而覆盖所述抽吸部并向大气侧延伸设置，并且与旋转部件的比所述抽吸部靠大气侧的外周面滑动接触。

3.根据权利要求1所述的轴封装置，其特征在于，

所述唇密封件的唇被设定成：在轴向上将所述抽吸部的被密封流体侧的一部分和大气侧的一部分留出而与旋转部件的形成有所述抽吸部的外周面滑动接触。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的轴封装置，其特征在于，

所述抽吸部形成由多个直线状的凹凸按规定的间距构成的周期结构的槽的结构，所述直线状的凹凸形成为，该凹凸的方向相对于该滑动面的滑动方向倾斜规定的角度。

5.根据权利要求4所述的轴封装置，其特征在于，

所述多个抽吸部形成为，相邻的抽吸部的所述直线状的凹凸的方向关于该滑动面的滑动方向对称。

6.根据权利要求4或5所述的轴封装置，其特征在于，

由所述抽吸部的多个直线状的凹凸按规定的间距构成的周期结构的槽是通过飞秒激光的照射而形成的。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的轴封装置，其特征在于，

所述抽吸部设置于旋转部件的外周面上，或者设置于在旋转部件的外周面上沿着圆周方向连续地形成的凹部的底面。

8.根据权利要求4至7中的任一项所述的轴封装置，其特征在于，

所述吸入抽吸部形成为，在从侧面观察时直线状的凹凸朝向旋转轴的旋转方向逐渐变深，排出抽吸部形成为，在从侧面观察时直线状的凹凸朝向旋转轴的旋转方向逐渐变浅。

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