CN105793628A - 滑动部件 - Google Patents

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Abstract

提供滑动部件，其使负压区域与正压区域的比率在滑动面的径向上变化，确保负压产生力的同时减少正压区域，从而能够维持滑动面的密封功能。其特征在于，在由一对环状体构成的滑动部件的彼此相对滑动的滑动面的至少一侧设置有作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构(10)，构成倒瑞利台阶机构(10)的负压产生槽(10a)以借助于台面部(R)与高压流体侧和低压流体侧隔离开的方式沿滑动面的周向设置成圆弧状，负压产生槽(10a)的上游侧端部(10b)和下游侧端部(10c)借助于台面部(R)被隔离开，并且下游侧端部(10c)经由深槽(11)与高压流体侧连通，负压产生槽(10a)的周向长度(a)与负压产生槽的上游侧端部和深槽(11)之间的台面部(R)的周向长度(b)的比率(x＝b/a)被设定成在径向上不同。

Description

滑动部件
技术领域
本发明涉及适合于例如机械密封件、轴承及其它滑动部的滑动部件。特别是涉及需要使流体介于滑动面之间来减低摩擦并且防止流体从滑动面泄漏的密封环或轴承等滑动部件。
背景技术
在作为滑动部件的一个示例的机械密封件中，通过泄漏量、磨损量以及转矩来评价其性能。在现有技术中，通过使机械密封件的滑动材质及滑动面粗糙度最优化来提高性能，并实现低泄漏、高寿命、低转矩。但是，由于近年对于环境问题的意识的提高，要求机械密封件进一步提高性能，需要超越现有技术框架的技术开发。
在这样的情况下，本申请人将如下的滑动部件的发明申请了专利，所述滑动部件在静止时不泄漏，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(下面，称为“现有技术”。参照专利文献1)。
作为该现有技术的一个实施方式，提出了如下的滑动部件：如图6所示的由环状体构成的滑动部件20的外周侧为高压流体侧、内周侧为低压流体侧，在一个滑动部件20-1的滑动面21-1的高压侧设置有构成正压产生机构的瑞利台阶机构22的凹槽部22a，在另一滑动部件20-2的滑动面21-2的低压侧设置有构成负压产生机构的倒瑞利台阶机构23的凹槽部23a，并且，瑞利台阶机构22的凹槽部22和倒瑞利台阶机构23的凹槽部23a分别经由半径方向槽24-1和24-2与高压流体侧连通，并借助于平坦的台面部R与低压流体侧隔离开。凹槽部22a和凹槽部23a的槽深约为几μm，半径方向槽24-1和24-2的槽深约为10μm，半径方向槽24-1和24-2的槽深比凹槽部22a和凹槽部23a的槽深足够深。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/046749号
发明内容
发明要解决的课题
上述的现有技术在利用倒瑞利台阶机构23在滑动面21-2的低压侧产生负压而提高密封性这点上是划时代的发明。
具体而言，作为滑动部件的一个示例的机械密封件的密封性，大致由高压流体侧与低压流体侧的差压和滑动面的间隙来确定，在上述现有技术中，通过使设置在滑动面上的倒瑞利台阶机构23的凹槽部23a内的压力低于低压流体压力，从而使凹槽部23a的内周侧的一部分25(被虚线围起的部分)的压力梯度倒转而成为负压区域，通过将在设置有凹槽部23a的区域中欲向低压流体侧泄漏的流体和欲从未设置凹槽部23a的区域26(被双点划线围起的正压区域)泄漏的流体吸入，从而提高密封性。
这里，倒瑞利台阶机构23的凹槽部23a的负压产生力由成为起点的圆周方向的台面宽度b与凹槽部23a的长度a的比率x确定，如图6所示，必须确保一定程度的台面宽度b。
另一方面，由滑动面内周的圆周上的凹槽部23a构成的负压区域越多，越提高作为机械密封件的密封性。
因此，在上述的现有技术中，存在这样的问题：为了使倒瑞利台阶机构23的凹槽部23a的负压充分产生，需要一定程度地确保台面宽度b(正压区域)，由于设置由凹槽部23a构成的负压区域的范围被限制，因此决定了密封极限。
本发明正是为了发挥上述现有技术的特点并对其问题点改进而进行的，其目的在于提供如下的滑动部件：使负压区域与正压区域的比率在滑动面的径向上变化，在确保负压产生力的同时减少正压区域，从而能够维持滑动面的密封功能。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的滑动部件的第一特征在于，在由一对环状体构成的滑动部件的彼此相对滑动的滑动面的至少一侧，设置有作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构，构成所述倒瑞利台阶机构的负压产生槽以借助于台面部与高压流体侧和低压流体侧隔离开的方式沿所述滑动面的周向设置成圆弧状，所述负压产生槽的上游侧端部与下游侧端部被台面部隔离开，并且下游侧端部经由深槽与高压流体侧连通，所述负压产生槽的周向长度a与所述负压产生槽的上游侧端部和所述深槽之间的台面部的周向长度b的比率x＝b/a被设定成在径向上不同。
根据该特征，能够在台面部的周向长度b相对大的部分得到充分的负压，并且，通过使台面部的周向长度b相对小的部分存在，从而不减小负压产生机构即倒瑞利台阶机构的负压产生力就能够缩小未设置负压产生槽的区域、即作为正压区域的台面宽度，能够提高密封性。
此外，本发明的滑动部件的第二特征在于，在第一特征中，所述比率x被设定成在内径侧小且在外径侧大。
根据该特征，由于周向速度大的外径侧的台面部的周向长度b大，因此能够得到大的负压，并且能够缩小在内径侧未设置负压产生槽的区域，因此能够进一步提高密封性。
此外，本发明的滑动部件的第三特征在于，在第二特征中，所述比率x被设定成逐渐变化。
根据该特征，由于倒瑞利台阶机构的负压产生槽的内径侧的压力变得接近外径侧的压力，并且倒瑞利台阶机构的负压产生力不变小，因此能够提高滑动面的密封功能。
此外，本发明的滑动部件的第四特征在于，在第二特征中，所述比率x被设定成呈阶梯状变化。
根据该特征，由于在外径侧未设置负压产生槽的台面部的区域能够确保成大致扇状，因此，能够在该部分设置例如作为正压产生机构的瑞利台阶等，能够增大设计的自由度。
此外，本发明的滑动部件的第五特征在于，在第一至第四特征中的任一特征中，在由一对环状体构成的滑动部件的彼此相对滑动的滑动面的至少一侧设置有流体循环槽，所述流体循环槽由从高压流体侧进入的入口部、向高压流体侧排出的出口部、以及将所述入口部和所述出口部连通的连通部构成，所述流体循环槽借助于台面部与低压流体侧隔离开，并且沿所述滑动面的周向被台面部隔离开地设置有多个，在由所述流体循环槽和高压流体侧围着的部分处设置有正压产生机构，在所述多个流体循环槽之间设置有作为所述负压产生机构的倒瑞利台阶机构，构成所述倒瑞利台阶机构的负压产生槽以借助于台面部与高压流体侧和低压流体侧隔离开的方式沿所述滑动面的周向设置成圆弧状，所述负压产生槽的上游侧端部与下游侧端部被台面部隔离开，并且下游侧端部经由所述流体循环槽的入口部与高压流体侧连通，所述负压产生槽的上游侧端部与所述流体循环槽的出口部之间的台面部的周向长度被设定成，在内径侧小且在外径侧大。
根据该特征，不减小负压产生力就能够缩小未设置负压产生槽的区域，能够提高密封性，除此以外，由于利用流体循环槽积极地将被密封流体从高压流体侧导入到滑动面上并排出，因此能够防止包括腐蚀生成物等在内的流体在滑动面上浓缩。
此外，由于利用正压产生机构在滑动面上产生正压(动压)，因此，滑动面之间的流体膜增加，能够提高润滑性能。
发明效果
本发明起到如下的优异效果：
(1)由于负压产生槽的周向长度a与负压产生槽的上游侧端部和深槽之间的台面部的周向长度b的比率x＝b/a被设定成在径向上不同，因此，能够在台面部的周向长度b相对大的部分得到充分的负压，并且，通过使台面部的周向长度b相对小的部分存在，从而不减小负压产生机构即倒瑞利台阶机构的负压产生力就能够缩小未设置负压产生槽的区域、即作为正压区域的台面宽度，能够提高密封性。
(2)由于所述比率x被设定成在内径侧小且在外径侧大，因此，周向速度大的外径侧的台面部的周向长度b大，因此能够得到大的负压，并且能够缩小在内径侧未设置负压产生槽的区域，因此能够进一步提高密封性。
(3)由于所述比率x被设定成逐渐变化，因此，倒瑞利台阶机构的负压产生槽的内径侧的压力变得接近外径侧的压力，并且倒瑞利台阶机构的负压产生力不变小，因此能够提高滑动面的密封功能。
(4)由于所述比率x被设定成呈阶梯状变化，因此，在外径侧未设置负压产生槽的台面部的区域能够确保成大致扇状，因此，能够在该部分设置例如作为正压产生机构的瑞利台阶等，能够增大设计的自由度。
(5)由于在滑动面设置有流体循环槽和正压产生机构，在多个流体循环槽之间设置有作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构，构成倒瑞利台阶机构的负压产生槽的上游侧端部与流体循环槽的出口部之间的台面部的周向长度被设定成在内径侧小且在外径侧大，因此，不减小负压产生力就能够缩小未设置负压产生槽的区域，能够提高密封性，除此以外，由于利用流体循环槽积极地将被密封流体从高压流体侧导入到滑动面上并排出，因此能够防止包括腐蚀生成物等在内的流体在滑动面上浓缩。
此外，由于利用正压产生机构在滑动面上产生正压(动压)，因此，滑动面之间的流体膜增加，能够提高润滑性能。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1的机械密封件的一个示例的纵剖视图。
图2示出了本发明的实施例1的滑动部件的滑动面。
图3示出了本发明的实施例2的滑动部件的滑动面。
图4示出了本发明的实施例3的滑动部件的滑动面。
图5用于说明由瑞利台阶机构等构成的正压产生机构和由倒瑞利台阶机构等构成的负压产生机构，图(a)示出了瑞利台阶机构，图(b)示出了倒瑞利台阶机构。
图6是说明现有技术的图。
具体实施方式
下面，参照附图而根据实施例来示例性地对用于实施本发明的方式进行说明。但是，关于该实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对的配置等，只要没有特别明示的记载，则本发明的范围不仅限定于这些。
实施例1
参照图1和图2来对本发明的实施例1的滑动部件进行说明。
另外，在下面的实施例中，列举作为滑动部件的一个示例的机械密封件为例来进行说明。此外，将构成机械密封件的滑动部件的外周侧作为高压流体侧(被密封流体侧)、将内周侧作为低压流体侧(大气侧)来进行说明，但本发明不限于此，也可以应用于高压流体侧和低压流体侧相反的情况。
图1是示出机械密封件的一个示例的纵剖视图，并且是对欲从滑动面的外周向内周方向泄漏的高压流体侧的被密封流体进行密封的形式的内侧形式，设置有：作为一个滑动部件的圆环状的旋转环3和作为另一个滑动部件的圆环状的固定环5，所述旋转环3借助于套筒2以能够与该旋转轴1一体地旋转的状态被设置在对高压流体侧的泵轮(省略图示)进行驱动的旋转轴1侧，所述固定环5以非旋转状态且能够轴向移动的状态被设置于泵的外壳4，利用沿着轴向对固定环5施力的螺旋波浪形弹簧6和波纹管7，使通过研磨等被镜面精加工的滑动面S彼此紧贴地滑动。即，该机械密封件防止被密封流体在旋转环3与固定环5彼此的滑动面S上从旋转轴1的外周流出到大气侧。
图2示出了本发明的实施例1的滑动部件的滑动面，这里，以本发明应用于图2中的固定环5的滑动面的情况为例来进行说明。
另外，本发明应用于旋转环3的滑动面的情况也基本上相同，但在该情况下，深槽与高压流体侧(被密封流体侧)连通即可，因此无需设置到滑动面的外周侧。
在图2中，固定环5的滑动面的外周侧是高压流体侧，此外，内周侧是低压流体侧、例如大气侧，对方滑动面沿着逆时针方向旋转。
在固定环5的滑动面上设置有作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构10，构成倒瑞利台阶机构10的负压产生槽10a以借助于台面部R与高压流体侧和低压流体侧隔离开的方式沿滑动面的周向设置成圆弧状，负压产生槽10a的上游侧端部10b与下游侧端部10c被台面部R隔离开，并且下游侧端部10c经由深槽11与高压流体侧连通。
另外，负压产生槽10a的上游侧端部10b构成倒瑞利台阶，下面，有时将上游侧端部称为倒瑞利台阶。
当对方滑动面沿逆时针方向旋转而相对滑动时，倒瑞利台阶机构10的负压产生槽10a内的压力低于低压流体压力，负压产生槽10a的内周侧的一部分12(由虚线围起的部分)的压力梯度倒转而变成负压区域。因此，在设置有负压产生槽10a的区域欲向低压流体侧泄漏的流体和欲从未设置负压产生槽10a的区域13(由双点划线围起的正压区域)向低压流体侧泄漏的流体被吸入到负压产生槽10a内。由于被吸入到负压产生槽10a内的流体经由深槽11被排出到高压流体侧，因此能够确保滑动面的密封性。
另外，倒瑞利台阶机构10的负压产生槽10a的负压产生力由负压产生槽10a的周向长度a与负压产生槽10a的作为起点的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度b的比率x确定，必须一定程度地确保台面部R的周向长度b。
另一方面，由倒瑞利台阶机构10的负压产生槽10a构成的负压区域越多，越提高作为机械密封件的密封性。
在图2所示的示例中，负压产生槽10a的周向长度a与负压产生槽10a的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度b的比率x＝b/a被设定成在径向上不同。
具体而言，负压产生槽10a的上游侧端部10b的形状被设定成以半径线r为基准而从内径侧朝向外径侧向下游侧的方向倾斜。因此，在内径侧，相对于外径侧，负压产生槽10a的周向长度a大，且负压产生槽10a的上游侧端部10b与深槽11之间的台面部R的周向长度b小，比率x在内径侧小且在外径侧大。
另外，负压产生槽10a的上游侧端部10b的倾斜方式也可以是直线性或者曲线性中的任一方，但比率x被设定成逐渐变化。
当比率x被设定成逐渐变化时，倒瑞利台阶机构10的负压产生槽10a的内径侧的压力接近外径侧的压力，倒瑞利台阶机构的负压产生力不变小，因此能够提高滑动面的密封功能。
当内径侧的负压产生槽10a的上游侧端部10b与深槽11之间的台面部R的周向长度b变小时，相应地在负压产生槽10a的内径侧的负压产生力降低，但在负压产生槽10a的外径侧，台面部R的周向长度b变大而产生足够的负压。在负压产生区域内，流体变成蒸气、流动性高，因此，当负压产生槽10a的外径侧的负压变大时，被其牵制着内径侧也能够达到足够的负压。
在现有技术中，负压产生槽10a的周向长度a与负压产生槽10a的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度b的比率x恒定，假设在与图2中的内径侧相同的状态下设定比率x的情况下，负压产生力变小，对欲向低压流体侧泄漏的流体进行抽吸的力变弱，密封性降低。
相反地，在与图2中的外径侧相同的状态下设定比率x的情况下，负压产生力变大，但由负压产生槽10a构成的负压区域变小，未设置负压产生槽10a的区域13变大，因此欲向低压流体侧泄漏的流体增大，密封性降低。
相对于此，当如本实施例那样地比率x＝b/a被设定成在径向上不同时，不减小负压产生力就能够缩小未设置负压产生槽10a的区域13，能够提高密封性。
特别是，当在内径侧相对于外径侧而增大负压产生槽10a的周向长度a并减小负压产生槽10a的上游侧端部10b与深槽11之间的台面部R的周向长度b的情况下，由于周向速度大的外径侧的台面部R的周向长度b大，因此能够得到大的负压，并且能够缩小在内径侧未设置负压产生槽10a的区域13，因此能够进一步提高密封性。
实施例2
参照图3对本发明的实施例2的滑动部件进行说明。
实施例2的滑动部件在负压产生槽10a的上游侧端部10b的形状被设定成呈阶梯状变化这点上与实施例1的滑动部件不同，但其它基本结构与实施例1相同，对相同部件标注相同标号，省略重复的说明。
在图3中，倒瑞利台阶机构10被设定成负压产生槽10a的上游侧端部10b的形状呈阶梯状变化，使得负压产生槽10a的周向长度与负压产生槽10a的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度的比率x在径向上不同。
具体而言，负压产生槽10a的上游侧端部10b的形状被设定成：在内径侧，负压产生槽10a的周向长度a1设定得大，负压产生槽10a的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度b1设定得小，在外径侧，负压产生槽10a的周向长度a2设定得小，负压产生槽10a的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度b2设定得大。因此，对于负压产生槽10a的周向长度与负压产生槽10a的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度b的比率x，在内径侧，与外径侧相比，内径侧的比率x＝b1/a1小而外径侧的比率x＝b2/a2大。
当比率x被设定成呈阶梯状变化时，由于在外径侧未设置负压产生槽10a的台面部R的区域能够确保成大致扇状，因此，能够在该部分设置例如作为正压产生机构的瑞利台阶等，能够增大设计的自由度。
当内径侧的负压产生槽10a的上游侧端部10b与深槽11之间的台面部R的周向长度b1变小时，相应地在负压产生槽10a的内径侧负压产生力降低，但在负压产生槽10a的外径侧，台面部R的周向长度b2变大而产生足够的负压。在负压产生区域内，流体变成蒸气、流动性高，因此，当负压产生槽10a的外径侧的负压变大时，被其牵制着内径侧也能够达到足够的负压。
在现有技术中，负压产生槽10a的周向长度与负压产生槽10a的上游侧端部10b和深槽11之间的台面部R的周向长度的比率x恒定，假设在与图3中的内径侧相同的状态下设定比率x的情况下，负压产生力变小，对欲向低压流体侧泄漏的流体进行抽吸的力变弱，密封性降低。
相反地，在与图3中的外径侧相同的状态下设定比率x的情况下，负压产生力变大，但由负压产生槽10a构成的负压区域变小，未设置负压产生槽10a的区域13变大，因此欲向低压流体侧泄漏的流体增大，密封性降低。
相对于此，当如本实施例那样地比率x＝b/a被设定成在径向上不同时，不减小负压产生力就能够缩小未设置负压产生槽10a的区域13，能够提高密封性。
特别是，当在内径侧相对于外径侧而增大负压产生槽10a的周向长度a1并减小负压产生槽10a的上游侧端部10b与深槽11之间的台面部R的周向长度b1的情况下，由于周向速度大的外径侧的台面部R的周向长度b2大，因此能够得到大的负压，并且能够缩小在内径侧未设置负压产生槽10a的区域13，因此能够进一步提高密封性。
实施例3
参照图4对本发明的实施例3的滑动部件进行说明。
实施例3的滑动部件在沿周向等分地设置有多个流体循环槽15和作为正压产生机构的瑞利台阶机构16、并在流体循环槽之间的滑动面上设置有作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构这点上与实施例1的滑动部件不同，但其它基本结构与实施例1相同，对相同部件标注相同标号，省略重复的说明。
在图4中，在滑动面上沿周向4等分地隔离开地设置有流体循环槽15。流体循环槽15由从高压流体侧进入的入口部15a、向高压流体侧排出的出口部15b、以及将入口部15a与出口部15b沿周向连通的连通部15c构成，并借助于台面部R与低压流体侧隔离开。由于流体循环槽15防止包括腐蚀生成物等在内的流体在滑动面上浓缩，因此起到积极地将被密封流体从高压流体侧导入到滑动面上并排出的作用，流体循环槽15形成有入口部15a和出口部15b，以便容易与对方滑动面的旋转方向相对应地将被密封流体引入到滑动面上且容易排出，另一方面，为了减少泄漏，流体循环槽15借助于台面部R与低压流体侧隔离开。在本示例中，入口部15a和出口部15b从与半径线r1相交的点向呈大致V字形张开的方向形成为直线状，但不特别地限定于此，也可以形成为曲线状(圆弧状等)，此外，也可以进一步地增大入口部15a和出口部15b的张开度。
在由流体循环槽15和高压流体侧围着的部分处设置有具备正压产生槽16a的正压产生机构16，所述正压产生槽16a比流体循环槽15浅。由于正压产生机构16产生正压(动压)，因此使滑动面之间的流体膜增加，能够提高润滑性能。
正压产生槽16a与流体循环槽15的入口部连通，并借助于台面部R与出口部15b和连通部15c以及高压流体侧隔离开。
在本示例中，正压产生机构16由瑞利台阶机构构成，该瑞利台阶机构具备与流体循环槽15的入口部15a连通的正压产生槽16a和瑞利台阶16b，但不限定于此，例如也可以由带堰部的飞母托槽构成，关键是产生正压的机构即可。
在沿周向4等分地配设的流体循环槽15的相邻的流体循环槽15、15之间设置有倒瑞利台阶机构17，所述倒瑞利台阶机构17构成由负压产生槽17a和倒瑞利台阶17b构成的负压产生机构，所述负压产生槽17a比流体循环槽15浅。负压产生槽17a借助于台面部R与高压流体侧和低压流体侧隔离开地沿滑动面的周向设置成圆弧状，负压产生槽17a的上游侧端部的倒瑞利台阶17b与流体循环槽15的出口部15b之间被台面部R隔离开，并且下游侧端部17c经由流体循环槽15的入口部15a与高压流体侧连通。
另外，关于瑞利台阶机构和倒瑞利台阶机构，后面详细地进行说明。
负压产生槽17a的上游侧端部(倒瑞利台阶)17b的形状被设定成向下游侧的方向倾斜，使得不与流体循环槽15的出口部15b平行、并且负压产生槽17a的上游侧端部(倒瑞利台阶)17b与流体循环槽15的出口部15b之间的台面部R的周向长度从内径侧朝向外径侧变大。因此，在内径侧，相对于外径侧，负压产生槽17a的上游侧端部17b与流体循环槽15的出口部15b之间的台面部R的周向长度b3变小。
另外，负压产生槽17a的上游侧端部17b的倾斜方式也可以是直线性或者曲线性、并且比率x逐渐变化，此外，也可以成阶梯状急剧地变化。
当内径侧的负压产生槽17a的上游侧端部17b与流体循环槽15的出口部15b之间的台面部R的周向长度b3变小时，相应地在负压产生槽17a的内径侧负压产生力降低，但在负压产生槽17a的外径侧台面部R的周向长度b3变大而产生足够的负压。在负压产生区域内，流体变成蒸气、流动性高，因此，当负压产生槽17a的外径侧的负压变大后，被其牵制着内径侧也能够变成充分的负压。
在本示例中，由于负压产生槽17a的上游侧端部(倒瑞利台阶)17b的形状被设定成向下游侧的方向倾斜，使得不与流体循环槽15的出口部15b平行、并且负压产生槽17a的上游侧端部(倒瑞利台阶)17b与流体循环槽15的出口部15b之间的台面部R的周向长度从内径侧朝向外径侧变大，因此，不减小负压产生力就能够缩小未设置负压产生槽17a的区域，能够提高密封性，除此以外，由于利用流体循环槽15将被密封流体积极地从高压流体侧导入到滑动面上并排出，因此能够防止包括腐蚀生成物等在内的流体在滑动面上浓缩。
此外，由于利用正压产生机构16在滑动面上产生正压(动压)，因此，滑动面之间的流体膜增加，能够提高润滑性能。
这里，一边参照图5一边对由瑞利台阶机构等构成的正压产生机构和由倒瑞利台阶机构等构成的负压产生机构进行说明。
在图5(a)中，作为相对的滑动部件的旋转环3和固定环5如箭头所示那样地相对滑动。例如，在固定环5的滑动面上，与相对的移动方向垂直且面向上游侧地形成有瑞利台阶16b，在该瑞利台阶16b的上游侧形成有作为正压产生槽的负压产生槽16a。相对的旋转环3和固定环5的滑动面是平坦的。
当旋转环3和固定环5沿着箭头所示的方向相对移动时，介于旋转环3和固定环5的滑动面之间的流体由于其粘性而欲沿着旋转环3或者固定环5的移动方向跟随移动，因此，此时，由于瑞利台阶16b的存在而产生虚线所示那样的正压(动压)。
另外，15a、15b表示流体循环槽15的入口部、出口部，此外，R表示构成滑动面S(密封面)的台面部。
在图5(b)中也同样地，作为相对的滑动部件的旋转环3和固定环5如箭头所示那样地相对滑动，但在旋转环3和固定环5的滑动面上，与相对的移动方向垂直且面向下游侧地形成有倒瑞利台阶10b(17b)，在该倒瑞利台阶10b(17b)的下游侧形成有作为负压产生槽的凹槽部10a(17a)。相对的旋转环3和固定环5的滑动面是平坦的。
当旋转环3和固定环5沿着箭头所示的方向相对移动时，介于旋转环3和固定环5的滑动面之间的流体由于其粘性而欲沿着旋转环3或者固定环5的移动方向跟随移动，因此，此时，由于倒瑞利台阶10b(17b)的存在而产生虚线所示那样的负压(动压)。
另外，11表示深槽，15a、15b表示流体循环槽15的入口部、出口部，并且，R表示构成滑动面S(密封面)的台面部。
以上利用附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的结构不限于这些实施例，即使有不脱离本发明主旨的范围内的变更及补充，也包括在本发明中。
例如，在上述实施例中，对将滑动部件用于机械密封装置的一对旋转用密封环和固定用密封环中的任一个的示例进行了说明，但也可以用作在圆筒状滑动面的轴向一侧密封润滑油并且与旋转轴滑动的轴承的滑动部件。
此外，例如，在上述实施例中，对在外周侧存在高压的被密封流体的情况进行了说明，但也可以应用于内周侧是高压流体的情况。
此外，例如，在上述实施例中，对在机械密封件的构成滑动部件的固定环上设置作为负压产生机构的倒瑞利台阶、流体循环槽和作为正压产生机构的瑞利台阶的情况进行了说明，但也可以与之相反地在旋转环上设置作为负压产生机构的倒瑞利台阶、流体循环槽和作为正压产生机构的瑞利台阶。
此外，例如，也可以在一个滑动环设置作为负压产生机构的倒瑞利台阶、在另一滑动环设置作为正压产生机构的瑞利台阶，并将流体循环槽设置于任一滑动环。
此外，例如，在上述实施例1和2中，对设置有一个负压产生机构即倒瑞利台阶机构的示例进行了说明，但不限于此，也可以是例如2个以上。
标号说明
1旋转轴
2套筒
3旋转环
4外壳
5固定环
6螺旋波浪形弹簧
7波纹管
10倒瑞利台阶机构
10a负压产生槽
10b负压产生槽的上游侧端部
10c负压产生槽的下游侧端部
11深槽
12负压产生槽的内周侧的一部分
13未设置负压产生槽的区域
15流体循环槽
15a流体循环槽的入口部
15b流体循环槽的出口部
15c流体循环槽的连通部
16正压产生机构(瑞利台阶机构)
16a正压产生槽
16b瑞利台阶
17负压产生机构(倒瑞利台阶机构)
17a负压产生槽
17b倒瑞利台阶
S滑动面(密封面)
R台面部
r、r1半径线
a、a1、a2负压产生槽的周向长度
b、b1、b2、b3负压产生槽的上游侧端部与深槽或者流体循环槽的出口部之间的台面部的周向长度
x由b/a表示的比率

Claims (5)

1.一种滑动部件，其特征在于，在由一对环状体构成的滑动部件的彼此相对滑动的滑动面的至少一侧，设置有作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构，构成所述倒瑞利台阶机构的负压产生槽以借助于台面部与高压流体侧和低压流体侧隔离开的方式沿所述滑动面的周向设置成圆弧状，所述负压产生槽的上游侧端部与下游侧端部被台面部隔离开，并且下游侧端部经由深槽与高压流体侧连通，所述负压产生槽的周向长度a与所述负压产生槽的上游侧端部和所述深槽之间的台面部的周向长度b的比率x＝b/a被设定成在径向上不同。
2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述比率x被设定成，在内径侧小且在外径侧大。
3.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，
所述比率x被设定成逐渐变化。
4.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，
所述比率x被设定成呈阶梯状变化。
5.一种滑动部件，其特征在于，在由一对环状体构成的滑动部件的彼此相对滑动的滑动面的至少一侧设置有流体循环槽，所述流体循环槽由从高压流体侧进入的入口部、向高压流体侧排出的出口部、以及将所述入口部和所述出口部连通的连通部构成，所述流体循环槽借助于台面部与低压流体侧隔离开，并且沿所述滑动面的周向被台面部隔离开地设置有多个，在由所述流体循环槽和高压流体侧围着的部分处设置有正压产生机构，在所述多个流体循环槽之间设置有作为所述负压产生机构的倒瑞利台阶机构，构成所述倒瑞利台阶机构的负压产生槽以借助于台面部与高压流体侧和低压流体侧隔离开的方式沿所述滑动面的周向设置成圆弧状，所述负压产生槽的上游侧端部与下游侧端部被台面部隔离开，并且下游侧端部经由所述流体循环槽的入口部与高压流体侧连通，所述负压产生槽的上游侧端部与所述流体循环槽的出口部之间的台面部的周向长度被设定成，在内径侧小且在外径侧大。
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