CN107420548A - 滑动部件 - Google Patents

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Abstract

一种滑动部件，在一对滑动部件的彼此相对滑动的一侧的滑动面(S)上具备流体排出单元(10)，所述流体排出单元将流体排出到高压流体侧，在比所述流体排出单元靠高压侧的所述滑动面上设置有产生正压的正压产生机构(21)，该正压产生机构借助于台面部(R)与高压流体侧隔离开，在所述流体排出单元与所述正压产生机构(21)之间设置有环状的压力释放槽(25)，所述压力释放槽与所述流体排出单元的排出侧端部连结，并借助于台面部与所述正压产生机构(21)在径向上分离，以将所述压力释放槽(25)与高压流体侧连通的方式设置有半径方向槽(26)，所述半径方向槽(26)被设置在与正压产生机构(21)的上游侧的端部相接的位置。

Description

滑动部件
本申请是申请号为201380070532.6、申请日为2013年12月19日、发明名称为“滑动部件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及例如机械密封件、轴承及其它适合于滑动部的滑动部件。特别是涉及使流体介于滑动面之间来减少摩擦并且需要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例的机械密封件中，通过泄漏量、磨耗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。作为有关机械密封件的现有技术，如图10所示，在滑动部件50的滑动面51上设置螺旋槽52，通过利用该螺旋槽52的抽吸作用而将要向低压流体侧泄漏的被密封流体压回到高压流体侧，从而提高滑动面的密封功能(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭61-82177号公报(图1、2)
发明内容
发明要解决的课题
在上述的现有技术中，在滑动面51上，在高压侧设置螺旋槽52，所述螺旋槽52带有通过与对方侧滑动面的相对滑动而将流体向高压流体侧排出的角度，利用该螺旋槽52的粘性抽吸效果而将流体压回到高压流体侧，防止泄漏。
但是，通过本申请发明人的研究而表明：在这种机械密封件中，由于滑动引起的流体抽吸效果而使低压流体53、例如空气进入到滑动面的低压流体侧，促进在滑动面上作为润滑流体而存在的被密封流体即高压流体的脱水缩合反应，堆积原因物质析出、附着并堆积于滑动面，成为使滑动面的密封性降低的重要原因。
此外，在上述现有技术中，存在滑动面的润滑不充分这样的问题。
本发明的第一目的在于，提供一种滑动部件，即使是在滑动面的高压侧具备将高压流体排出的流体排出单元的情况下，也能够防止由于高压流体(被密封流体)与低压流体在滑动面上的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且防止随着由流体排出导致的急剧的压力降低而发生气蚀，防止滑动面的密封性降低，从而提高滑动面的密封功能。
此外，本发明的第二目的在于，提供一种滑动部件，不削弱流体排出单元的负压产生力就能够提高滑动面的润滑性。
用于解决课题的手段
[原理]
本发明的第一方面是一种滑动部件，在至少滑动部件的任一方的滑动面的高压侧具备流体排出单元，所述流体排出单元将流体排出到高压流体侧，其中，在比所述流体排出单元靠低压侧的所述滑动面上设置缓冲槽，所述缓冲槽对低压流体向高压流体侧的进入进行缓和。设置于比流体排出单元靠低压侧的滑动面上的缓冲槽成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体为空气的情况下，能够防止滑动面的低压侧因空气而干燥，因此能够由于防止高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积。
此外，能够防止随着由流体排出导致的急剧的压力降低而发生气蚀。
本发明的第二方面是一种滑动部件，在至少滑动部件的任一方的滑动面上具备流体排出单元，所述流体排出单元将流体排出到高压流体侧，其中，在滑动面的高压侧具备正压产生机构，并且，在比所述正压产生机构靠低压侧具备将流体排出到高压流体侧的流体排出单元，将压力释放槽设置成位于所述正压产生机构与所述流体排出单元之间。
所述正压产生机构通过产生正压(动压)而将相对滑动的滑动面的间隔扩大，在该滑动面上形成液膜以提高润滑性，此外，压力释放槽将由高压侧的正压产生机构产生的正压(动压)释放至高压侧流体的压力，流体流入到流体排出单元，防止流体排出单元的负压产生能力变弱，维持滑动面的密封功能。
[技术方案]
为了达成上述目的，本发明的滑动部件的第一特征在于，在一对滑动部件的彼此相对滑动的一侧的滑动面的高压侧具备流体排出单元，所述流体排出单元将流体排出到高压流体侧，所述滑动部件的特征在于，在比所述流体排出单元靠低压侧的所述滑动面上设置有缓冲槽，所述缓冲槽对低压流体向高压流体侧的进入进行缓和。
根据该特征，设置于比流体排出单元靠低压侧的滑动面上的缓冲槽成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓冲部)，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体为空气的情况下，能够防止滑动面的低压侧因空气而干燥，因此能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积。
此外，即使在由于流体排出单元的流体排出而发生急剧的压力降低的情况下，也能够利用在缓冲槽内存在的流体来缓和急剧的压力降低，因此能够防止发生气蚀。
此外，本发明的滑动部件的第二特征在于，在第一特征中，所述缓冲槽优选截面形状形成为半圆状、矩形或燕尾槽状。
此外，本发明的滑动部件的第三特征在于，在第一或第二特征中，所述缓冲槽的宽度b优选被设定为10～500μm，更优选被设定为50～200μm。
此外，本发明的滑动部件的第四特征在于，在第三特征中，所述缓冲槽的深度h被设定成所述宽度b的1～2倍。
根据这些特征，能够确保滑动面的同时提高缓冲槽的容积。
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，所述流体排出单元由螺旋槽构成。
根据该特征，即使在采用流体排出功能强(密封效果好)、且伴随急剧的压力降低的螺旋槽作为流体排出单元的情况下，也能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且还能够防止发生气蚀。
此外，本发明的滑动部件的第六特征在于，在第一至第四特征中的任一特征中，所述流体排出单元由倒瑞利台阶构成。
根据该特征，即使在采用流体排出功能强(密封效果好)、且伴随急剧的压力降低的倒瑞利台阶作为流体排出单元的情况下，也能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且还能够防止发生气蚀。
此外，本发明的滑动部件的第七特征在于，在第五或第六特征中，在所述滑动面的高压侧，除了具备所述螺旋槽或所述倒瑞利台阶以外，还具备与所述高压流体侧连通的流体循环槽，在由所述流体循环槽和所述高压流体侧围起的部分，设置有正压产生机构，所述正压产生机构与所述流体循环槽的入口部连通，并借助于台面部与所述流体循环槽的出口部及所述高压流体侧隔离开。
根据该特征，除了具备伴随急剧的压力降低的螺旋槽或倒瑞利台阶以外，为了防止在滑动面上包括腐蚀生成物等在内的流体浓缩，还具备起到积极地从高压流体侧将被密封流体导入到滑动面上并排出这样的作用的流体循环槽，在这样的情况下，也能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且还能够防止发生气蚀。
此外，本发明的滑动部件的第八特征在于，在一对滑动部件的彼此相对滑动的一侧的滑动面上具备流体排出单元，所述流体排出单元将流体排出到高压流体侧，所述滑动部件的特征在于，在比所述流体排出单元靠高压侧的所述滑动面上设置有产生正压的正压产生机构，该该正压产生机构借助于台面部与高压流体侧隔离开，在所述流体排出单元与所述正压产生机构之间设置有环状的压力释放槽，所述压力释放槽与所述流体排出单元的排出侧端部连结，并借助于台面部与所述正压产生机构在径向上分离，以将所述压力释放槽与高压流体侧连通的方式设置有半径方向槽，所述半径方向槽被设置在与正压产生机构的上游侧的端部相接的位置。
根据该特征，通过正压产生机构将相对滑动的滑动面的间隔扩大，在该滑动面处形成液膜，能够提高润滑性，并且通过压力释放槽将由高压侧的正压产生机构产生的正压(动压)释放至高压侧流体的压力，流体流入到流体排出单元而防止负压产生能力变弱，能够提高滑动面的密封性。
此外，本发明的滑动部件的第九特征在于，在第八特征中，所述半径方向槽沿着周向配置有偶数个，相邻的半径方向槽的倾斜方向相互不同，以入口朝向上游侧倾斜的方式设置有一组半径方向槽，以出口朝向下游侧倾斜的方式设置有另一组半径方向槽。
根据该特征，由于在由压力释放槽和半径方向槽构成的深槽内产生缓慢的流体的流动，因此能够防止气泡或不纯物等滞留在深槽内，能够可靠地将受到由高压侧的正压产生机构产生的压力欲向低压侧流入的流体排放到高压流体侧，因此能够提高密封性。
此外，本发明的滑动部件的第十特征在于，在第八或第九特征中，在比所述流体排出单元靠低压侧的所述滑动面上设置有缓冲槽，所述缓冲槽对低压流体向高压流体侧的进入进行缓和。
根据该特征，具备：为了将滑动面的间隔扩大并在该滑动面形成液膜来提高润滑性而设置的正压产生机构、以及起到将受到由高压侧的正压产生机构产生的压力而欲向低压侧流入的流体排放到高压流体侧的作用的压力释放槽，在该情况下也能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且还能够防止发生气蚀。
发明效果
本发明起到如下的优异效果：
(1)设置于比流体排出单元靠低压侧的滑动面上的缓冲槽成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓冲部)，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体为空气的情况下，能够防止滑动面的低压侧由于空气而干燥，因此能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积。
此外，即使在由于流体排出单元的流体排出而发生急剧的压力降低的情况下，也能够利用在缓冲槽内存在的流体来缓和急剧的压力降低，因此能够防止发生气蚀。
(2)由于缓冲槽的截面形状形成为半圆状、矩形或燕尾槽状，此外，缓冲槽的宽度b被设定为10～500μm，此外，缓冲槽的深度h被设定成宽度b的1～2倍，因此能够确保滑动面的同时提高缓冲槽的容积。
(3)即使在采用流体排出功能强(密封效果好)、且伴随急剧的压力降低的螺旋槽或倒瑞利台阶作为流体排出单元的情况下，也能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且还能够防止发生气蚀。
(4)除了具备伴随急剧的压力降低的螺旋槽或倒瑞利台阶以外，为了防止在滑动面上包括腐蚀生成物等在内的流体浓缩，还具备起到积极地从高压流体侧将被密封流体导入到滑动面上并排出这样的作用的流体循环槽，在这样的情况下，也能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且还能够防止发生气蚀。
(5)通过正压产生机构而将相对滑动的滑动面的间隔扩大，在该滑动面处形成液膜，能够提高润滑性，并且通过压力释放槽而将通过高压侧的正压产生机构产生的正压(动压)释放至高压侧流体的压力，流体流入到流体排出单元而防止负压产生能力变弱，能够提高滑动面的密封性。
(6)由于在由压力释放槽和半径方向槽构成的深槽内产生缓慢的流体的流动，因此能够防止气泡或不纯物等滞留在深槽内，能够可靠地将受到由高压侧的正压产生机构产生的压力欲向低压侧流入的流体排放到高压流体侧，因此能够提高密封性。
(7)具备：为了将滑动面的间隔扩大并在该滑动面形成液膜来提高润滑性而设置的正压产生机构；以及起到将受到由高压侧的正压产生机构产生的压力而欲向低压侧流入的流体排放到高压流体侧的作用的压力释放槽，在该情况下也能够防止由高压流体的脱水缩合反应导致的堆积原因物质的析出、附着和堆积，并且还能够防止发生气蚀。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1的机械密封件的一例的纵剖视图。
图2中的(a)示出了本发明的实施例1的滑动部件的滑动面，(b)～(d)是(a)的A-A剖视图。
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示出了本发明的实施例4的滑动部件的滑动面。
图6示出了本发明的实施例5的滑动部件的滑动面。
图7示出了本发明的实施例6的滑动部件的滑动面。
图8示出了本发明的实施例7的滑动部件的滑动面。
图9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，其中(a)示出了瑞利台阶机构，(b)示出了倒瑞利台阶机构。
图10是示出现有技术的图。
具体实施方式
下面，参照附图基于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对本发明的实施例1的滑动部件进行说明。
另外，在本实施例中，以作为滑动部件的一例的机械密封件为例进行说明。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例的纵剖视图，并且是对欲从滑动面的外周朝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装形式的机械密封件，设置有作为一方的滑动部件的圆环状的旋转环3和作为另一方的滑动部件的圆环状的固定环5，所述旋转环3经由套筒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在泵的外壳4，旋转环3和固定环5借助于沿着轴向对固定环5施力的螺旋波浪形弹簧6和波纹管7，在通过研磨等被镜面加工成的滑动面S之间紧密接触地滑动。即，该机械密封件防止被密封流体在旋转环3与固定环5的彼此的滑动面S中从旋转轴1的外周流出到大气侧。
图2(a)示出了本发明的实施例1的滑动部件的滑动面，例如，以在图1的固定环5的滑动面S上形成有本发明的流体排出单元和缓冲槽的情况为例进行说明。
另外，在旋转环3的滑动面上形成有本发明的流体排出单元和缓冲槽的情况也同样。
在图2(a)中，固定环5的滑动面S的外周侧是高压流体侧，并且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。
在滑动面S上设置有作为流体排出单元的抽吸槽10，所述抽吸槽10与高压流体侧连通并且借助于滑动面S的平滑部R(在本发明中，有时称为“台面部R”)与低压流体侧隔离开，并且所述抽吸槽10通过与对方滑动面的相对滑动而将流体排出到高压流体侧。抽吸槽10以具有通过与对方滑动面的相对滑动而将流体向高压流体侧排出的角度的方式形成为直线状或者曲线状。在本实施例中，考虑振动及噪声等，以沿着对方滑动面的旋转方向的方式形成为螺旋状。
另外，在本说明书中，将螺旋状的抽吸槽称为“螺旋槽”，下面，对抽吸槽是螺旋槽10的情况进行说明。
在比螺旋槽10靠低压侧的平滑部R上设置有缓冲槽11。在图2中，缓冲槽11以沿着螺旋槽10的低压侧端部的方式设置成圆环状。
关于缓冲槽11的在滑动面S的半径方向上的位置，在比螺旋槽10靠低压侧，借助于台面部R与低压流体侧隔离开。
此外，缓冲槽11的截面形状不特别地限定，可以形成为例如图2(b)所示那样的半圆状、图2(c)所示那样的矩形、以及图2(d)所示那样的燕尾槽状。并且，缓冲槽11的大小根据作为流体排出单元的螺旋槽10的能力等来设定，设定成如下这样的大小：具有能够一定程度地存积流体的容积。列举一例，缓冲槽11的宽度b优选被设定为10～500μm，更优选被设定为50～200μm。此外，缓冲槽11的深度h优选被设定成宽度b的1～2倍。
缓冲槽11具有对低压流体随着螺旋槽10的流体排出作用(密封作用)一下子进入到滑动面的低压侧的情况进行缓和的缓冲作用，成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓冲部)，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体是空气的情况下，由于能够防止滑动面的低压侧因空气而干燥，因此能够防止由于高压流体的脱水缩合反应而导致的堆积原因物质的析出、附着及堆积。
在图2的情况下，通过缓冲槽11的缓冲效果，低压流体12的进入被限定于滑动面的低压侧的极其一部分，从缓冲槽11的附近到高压侧的范围残存有高压流体。
此外，即使在由于基于螺旋槽10的流体排出而发生急剧的压力降低的情况下，由于利用缓冲槽11内存在的流体来缓和急剧的压力降低，因此能够防止发生气蚀。
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。
另外，在图3中，与图2的标号相同的标号表示与图2相同的部件，省略重复的说明。
在图3所示的滑动部件5中，在滑动面的高压侧沿着周向设置有多个作为流体排出单元的倒瑞利台阶机构15。
关于该倒瑞利台阶机构15，后面详细地进行说明，利用构成负压产生槽的凹槽15a和倒瑞利台阶15b将流体吸入，所述凹槽15a和倒瑞利台阶15b由借助于台面部R与高压流体侧隔离的浅槽构成，从半径槽15c将流体排出到高压流体侧，所述半径槽15c由与高压流体侧连通的深槽构成。
在比倒瑞利台阶机构15靠低压侧的平滑部R上设置有缓冲槽11。在图3中，缓冲槽11从倒瑞利台阶机构15离开至低压流体侧并设置成圆环状。
此外，关于缓冲槽11在滑动面的半径方向上的位置，位于比倒瑞利台阶机构15靠低压侧的位置，并借助于台面部R与低压流体侧隔离。
另外，关于倒瑞利台阶机构，后面详细地进行说明。
缓冲槽11的截面形状、大小等与实施例1相同。
缓冲槽11具有对低压流体随着倒瑞利台阶机构15的流体排出作用(密封作用)而一下子进入到滑动面的低压侧的情况进行缓冲的缓冲作用，成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓冲部)，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体是空气的情况下，由于能够防止滑动面的低压侧因空气而干燥，因此能够防止由于高压流体的脱水缩合反应而导致的堆积原因物质的析出、附着及堆积。
在图3的情况下，由于缓冲槽11的缓冲(缓冲部)效果，低压流体12的进入被限定于滑动面的低压侧的极其一部分，从缓冲槽11的附近到高压侧的范围残存有高压流体。
此外，即使在由于基于倒瑞利台阶机构15的流体排出而发生急剧的压力降低的情况下，由于利用缓冲槽11内存在的流体来缓和急剧的压力降低，因此能够防止发生气蚀。
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。
另外，在图4中，与图2的标号相同的标号表示与图2相同的部件，省略重复的说明。
在图4中，在固定环5的滑动面上沿着周向设置有多个作为流体循环单元的流体循环槽20，所述流体循环槽20与高压流体侧连通并且借助于滑动面的台面部R与低压流体侧隔离开。
流体循环槽20由从高压流体侧进入的入口部20a、排出到高压流体侧的出口部20b和将入口部20a和出口部20b沿着周向连通的连通部20c构成，流体循环槽20借助于台面部R与低压流体侧隔离开。流体循环槽20由于防止在滑动面上包括腐蚀生成物等在内的流体浓缩，因此起到积极地从高压流体侧将被密封流体导入到滑动面上并排出这样的作用，与对方滑动面的旋转方向相应地将被密封流体导入到滑动面上，并且为了容易排出而将入口部20a和出口部20b的倾斜角度设定得较大，两者被配设成在低压流体侧(在图4中是内周侧)交叉，该交叉部形成连通部20c。入口部20a与出口部20b的交叉角度是钝角(例如约150°)。
在由固定环5的滑动面的流体循环槽20和高压流体侧围起的部分的外侧、即相邻的流体循环槽20与20之间，设置有螺旋槽10，通过旋转环3与固定环5的相对滑动，所述螺旋槽10将流体排出到高压流体侧。
在设置有流体循环槽20的滑动面上的由流体循环槽20与高压流体侧围起的部分，设置有正压产生机构21，所述正压产生机构21具备比流体循环槽20浅的凹槽21a。正压产生机构21是为了通过产生正压(动压)而将相对滑动的滑动面的间隔扩大、并在该滑动面上形成液膜以提高润滑性而设置的。
凹槽21a与流体循环槽20的入口部20a连通，并借助于台面部R与出口部20b及高压流体侧隔离开。
在本例中，正压产生机构21由瑞利台阶机构构成，该瑞利台阶机构具备与流体循环槽21的入口部20a连通的凹槽21a、和瑞利台阶21b，但不限定于此，也可以由例如带阻挡部的飞母托槽构成，关键是产生正压的机构即可。
另外，关于瑞利台阶机构，后面详细地进行说明。
在比流体循环槽20和螺旋槽10靠低压侧的平滑部R上设置有缓冲槽11。在图4中，缓冲槽11从流体循环槽20离开至低压流体侧，并且沿着螺旋槽10的低压侧端部而设置成圆环状。
此外，关于缓冲槽11在滑动面的半径方向上的位置，位于比流体循环槽20和螺旋槽10靠低压侧的位置，并且借助于台面部R与低压流体侧隔离开。
缓冲槽11的截面形状、大小等与实施例1相同。
缓冲槽11具有对低压流体随着螺旋槽10的流体排出作用(密封作用)而一下子进入到滑动面的低压侧的情况进行缓和的缓冲作用，成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓冲部)，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体是空气的情况下，由于能够防止滑动面的低压侧因空气而干燥，因此能够防止由于高压流体的脱水缩合反应而导致的堆积原因物质的析出、附着及堆积。
在图4的情况下，通过缓冲槽11的缓冲(缓冲部)效果，低压流体12的进入被限定于滑动面的低压侧的极其一部分，从缓冲槽11的附近到高压侧的范围残存有高压流体。
此外，即使在由于基于螺旋槽10的流体排出而发生急剧的压力降低的情况下，由于利用缓冲槽11内存在的流体来缓和急剧的压力降低，因此能够防止发生气蚀。
实施例4
参照图5对本发明的实施例4的滑动部件进行说明。
另外，在图5中，与图2和图4的标号相同的标号表示与图2和图4相同的部件，省略重复的说明。
在图5中，在固定环5的滑动面上沿着周向设置有多个作为流体循环单元的流体循环槽20，所述流体循环槽20与高压流体侧连通并且借助于滑动面的台面部R与低压流体侧隔离开。
在由固定环5的滑动面的流体循环槽20和高压流体侧围起的部分的外侧、即相邻的流体循环槽20与20之间，沿着周向设置有多个倒瑞利台阶机构15，通过旋转环3与固定环5的相对滑动，所述倒瑞利台阶机构15将流体排出到高压流体侧。
在设置有流体循环槽20的滑动面上的由流体循环槽20与高压流体侧围起的部分，设置有正压产生机构21，所述正压产生机构21具备比流体循环槽20浅的凹槽21a。
在比流体循环槽20和倒瑞利台阶机构15靠低压侧的平滑部R上设置有缓冲槽11。在图5中，缓冲槽11从流体循环槽20和倒瑞利台阶机构15离开至低压流体侧而设置成圆环状。
此外，关于缓冲槽11在滑动面的半径方向上的位置，位于比流体循环槽20和倒瑞利台阶机构15靠低压侧的位置，并且借助于台面部R与低压流体侧隔离开。
缓冲槽11的截面形状、大小等与实施例1相同。
缓冲槽11具有对低压流体随着倒瑞利台阶机构15的流体排出作用(密封作用)而一下子进入到滑动面的低压侧的情况进行缓和的缓冲作用，成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓冲部)，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体是空气的情况下，由于能够防止滑动面的低压侧因空气而干燥，因此能够防止由于高压流体的脱水缩合反应而导致的堆积原因物质的析出、附着及堆积。
在图3的情况下，通过缓冲槽11的缓冲(缓冲部)效果，低压流体12的进入被限定于滑动面的低压侧的极其一部分，从缓冲槽11的附近到高压侧的范围残存有高压流体。
此外，即使在由于基于倒瑞利台阶机构15的流体排出而发生急剧的压力降低的情况下，由于利用缓冲槽11内存在的流体来缓和急剧的压力降低，因此能够防止发生气蚀。
实施例5
参照图6对本发明的实施例5的滑动部件进行说明。
另外，在图6中，与图2和图4的标号相同的标号表示与图2和图4相同的部件，省略重复的说明。
在图6中，在滑动面的高压流体侧的滑动面上设置有正压产生机构21、例如具备凹槽21a和瑞利台阶21b的瑞利台阶机构。正压产生机构21借助于台面部R与高压流体侧及低压流体侧隔离开，并沿着周向以等间隔呈四等分设置。
此外，在比正压产生机构21靠低压流体侧的滑动面上，螺旋槽10以与正压产生机构21在径向上分离的方式配设成环状。
并且，以位于螺旋槽10与正压产生机构21之间的方式沿着周向连续地设置有环状的压力释放槽25。压力释放槽25借助于台面部R与正压产生机构21的凹槽21a在径向上分离，并与螺旋槽10的排出侧端部(下游侧端部)连结。
另外，在本例中，正压产生机构21被设置成四等分，但不限于此，是一个以上即可。
以将压力释放槽25与高压流体侧连通的方式设置有半径方向槽26。半径方向槽26在周向上位于与正压产生机构21的凹槽21a的上游侧的端部相接的位置，并沿着与压力释放槽25的切线垂直的方向设置成四等分。压力释放槽25和半径方向槽26比正压产生机构21的凹槽21a深。此外，在本例中，半径方向槽26的宽度形成得比压力释放槽25的宽度大。
正压产生机构21是为了通过产生正压(动压)而将相对滑动的滑动面的间隔扩大、并在该滑动面上形成液膜以提高润滑性而设置的。
压力释放槽25是为了通过将由高压侧的正压产生机构21产生的正压(动压)释放至高压侧流体的压力，从而流体流入到低压侧的螺旋槽10中，来防止螺旋槽10的负压产生能力变弱，起到如下的作用：将受到由高压侧的正压产生机构21产生的压力而欲流入到低压侧的流体向压力释放槽25引导并排放到高压流体侧。因此，能够进一步提高滑动面的密封性。
实施例6
参照图7对本发明的实施例6的滑动部件进行说明。
在本实施例中，在半径方向槽的朝向方面与图6的实施例5不同，但其它结构与实施例5相同，与图6的标号相同的标号表示与图6相同的部件，省略重复的说明。
在图7中，半径方向槽27以四等分被设置在与正压产生机构21的凹槽21a的上游侧的端部相接的位置，这点与实施例5相同，但在配设的方向方面有些不同。
即，半径方向槽27被设置成：将四个半径方向槽27a、27b、27c和27d分成两对，在一对半径方向槽27a和27b、或者另一对半径方向槽27c和27d中，入口朝向上游侧倾斜，以便流体容易进入到上游侧即入口侧的半径方向槽27a(27c)中，此外，出口朝向下游侧倾斜，以便流体容易在出口侧的半径方向槽27b(27d)处被排出。
换言之，半径方向槽27被设置成：沿着周向配置有偶数个，相邻的半径方向槽27的倾斜方向相互不同，一组半径方向槽27a、27c以入口朝向上游侧倾斜的方式设置，另一组半径方向槽27b、27d以出口朝向下游侧倾斜的方式设置。
当这样地设置半径方向槽27时，则在由压力释放槽25和半径方向槽27构成的深槽内产生缓慢的流体的流动。因此，能够防止气泡或不纯物等滞留在深槽内，能够将受到由高压侧的正压产生机构21产生的压力欲向低压侧流入的流体可靠地排放到高压流体侧，因此能够提高密封性。
另外，在本例中，正压产生机构21被设置成四等分，但不限于此，是偶数即可。
实施例7
参照图8对本发明的实施例7的滑动部件进行说明。
在本实施例中，正压产生机构被设置成八等分这点以及设置有缓冲槽这点与图6的实施例5不同，但其它基本结构与实施例5相同，与图6的标号相同的标号表示与图6相同的部件，省略重复的说明。
在图8中，在滑动面的径向的中央处，呈环状配设有螺旋槽10，在比螺旋槽10靠高压流体侧的滑动面上设置有正压产生机构21、例如瑞利台阶机构，并且压力释放槽25被设置成位于螺旋槽10与正压产生机构21之间。此外，正压产生机构21和压力释放槽25借助于半径方向槽26与高压流体侧连通。
正压产生机构21是为了通过产生正压(动压)来将相对滑动的滑动面的间隔扩大并在该滑动面上形成液膜以提高润滑性而设置的。
压力释放槽25是为了将由高压侧的正压产生机构21产生的正压(动压)释放至高压侧流体的压力，从而流体流入到低压侧的螺旋槽10中来防止螺旋槽10的负压产生能力变弱，起到如下的作用：利用由高压侧的正压产生机构21产生的压力将欲流入到低压侧的流体向压力释放槽25引导并排放到高压流体侧。
在比作为流体排出单元的螺旋槽10靠低压侧的平滑部R上设置有缓冲槽11。在图8中，缓冲槽11以沿着螺旋槽10的低压侧端部的方式设置成圆环状。
此外，关于缓冲槽11在滑动面的半径方向上的位置，位于比螺旋槽10靠低压侧的位置，并且借助于台面部R与低压流体侧隔离。
缓冲槽11的截面形状、大小等与实施例1相同。
缓冲槽11具有对低压流体随着螺旋槽10的流体排出作用(密封作用)而一下子进入到滑动面的低压侧的情况进行缓和的缓冲作用，成为从低压流体侧进入到滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓冲部)，能够将直至滑动面被低压流体充满为止的时间延迟，抑制高压流体的脱水缩合反应。
例如，在低压流体是空气的情况下，由于能够防止滑动面的低压侧因空气而干燥，因此能够防止由于高压流体的脱水缩合反应而导致的堆积原因物质的析出、附着及堆积。
在图3的情况下，由于缓冲槽11的缓冲(缓冲部)效果，低压流体12的进入被限定于滑动面的低压侧的极其一部分，从缓冲槽11的附近到高压侧的范围残存有高压流体。
此外，即使在由于基于螺旋槽10的流体排出而发生急剧的压力降低的情况下，由于利用缓冲槽11内存在的流体来缓和急剧的压力降低，因此能够防止发生气蚀。
下面，参照图9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9(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并且面向上游侧地形成有瑞利台阶21b，在该瑞利台阶21b的上游侧形成有作为正压产生槽的凹槽部21a。相对的旋转环3与固定环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与固定环5的滑动面之间的流体会由于其粘性而欲沿着旋转环3或固定环5的移动方向追随移动，因此，此时由于瑞利台阶21b的存在而产生虚线所示那样的正压(动压)。
另外，20a、20b分别表示流体循环槽的入口部、出口部，此外，R表示台面部，并且，26表示半径方向槽。
在图9(b)中，作为相对的滑动部件的旋转环3和固定环5也如箭头所示那样地相对滑动，但在旋转环3与固定环5的滑动面上，与相对的移动方向垂直并且面向下游侧地形成有倒瑞利台阶15b，在该倒瑞利台阶15b的下游侧形成有作为负压产生槽的凹槽部15a。相对的旋转环3与固定环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与固定环5的滑动面之间的流体由于其粘性而欲沿着旋转环3或固定环5的移动方向追随移动，因此，此时由于倒瑞利台阶15b的存在而产生虚线所示那样的负压(动压)。
另外，15c表示半径槽，此外，20a、20b分别表示流体循环槽的入口部、出口部，并且，R表示台面部。
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，在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中的一对旋转用密封环和固定用密封环中的任一方的示例进行了说明，但也可以用作一边在圆筒状滑动面的轴向一侧密封润滑油一边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，对流体排出单元为螺旋槽10和倒瑞利台阶机构15的情况进行了说明，但不限于此，也可以是凹痕。
此外，例如，在上述实施例中，对缓冲槽11连续地形成为环状的情况进行了说明，但不一定需要连续地形成，也可以断续地形成，关键是有具有缓冲作用的容量即可。
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 抽吸槽(螺旋槽)
11 缓冲槽
12 低压流体
15 倒瑞利台阶机构
15a 凹槽
15b 倒瑞利台阶(负压产生机构)
15c 半径槽
20 流体循环槽
20a 入口部
20b 出口部
20c 连通部
21 瑞利台阶(正压产生机构)
21a 凹槽
21b 瑞利台阶
25 压力释放槽
26 半径方向槽
27 半径方向槽
S 滑动面
R 台面(land)部

Claims (9)

1.一种滑动部件，在一对滑动部件的彼此相对滑动的一侧的滑动面上具备流体排出单元，所述流体排出单元将流体排出到高压流体侧，所述滑动部件的特征在于，
在比所述流体排出单元靠高压侧的所述滑动面上设置有产生正压的正压产生机构，该正压产生机构借助于台面部与高压流体侧隔离开，在所述流体排出单元与所述正压产生机构之间设置有环状的压力释放槽，所述压力释放槽与所述流体排出单元的排出侧端部连结，并借助于台面部与所述正压产生机构在径向上分离，以将所述压力释放槽与高压流体侧连通的方式设置有半径方向槽，所述半径方向槽被设置在与正压产生机构的上游侧的端部相接的位置。
2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述正压产生机构具有槽，所述压力释放槽比正压产生机构的槽深。
3.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述正压产生机构具有槽，所述半径方向槽比正压产生机构的槽深。
4.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述正压产生机构具有槽，所述压力释放槽和所述半径方向槽比正压产生机构的槽深。
5.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述半径方向槽的宽度比所述压力释放槽的宽度大。
6.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述正压产生机构具有瑞利台阶。
7.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述流体排出单元具有螺旋槽组。
8.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
所述半径方向槽沿着周向配置有偶数个，
相邻的半径方向槽的倾斜方向相互不同，以入口朝向上游侧倾斜的方式设置有一组半径方向槽，以出口朝向下游侧倾斜的方式设置有另一组半径方向槽。
9.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
在比所述流体排出单元靠低压侧的所述滑动面上设置有缓冲槽，所述缓冲槽对低压流体向高压流体侧的进入进行缓和。
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