CN110691931B - 滑动部件 - Google Patents

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Abstract

通过实现从泄漏侧向滑动面的吸入特性的提高来提供密封性优异的滑动部件。在一对滑动部件的彼此相对滑动的至少一方侧的环状滑动面配置有多个凹痕,在该滑动部件中,其特征在于,随机配置多个凹痕10从而形成随机凹痕群11,以使得随机凹痕群11的凹痕10的中心的半径方向坐标平均比所述滑动面S的滑动半径15小的方式配置凹痕10。

Description

滑动部件
技术领域
本发明涉及例如机械密封件、滑动轴承以及其他适于滑动部的滑动部件。特别涉及使流体介于滑动面以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,所追求的是在维持密封性的同时,最大限度地降低旋转中的滑动摩擦。作为降低摩擦的方法,通过对滑动面实施多种多样的纹理加工来实现,例如,作为纹理加工的一种,已知有在滑动面排列凹痕的技术。
以往,为了兼顾密封与润滑这一对相反的条件,在滑动面设有凹痕的情况下,一般是将多个凹痕排列配置。例如,日本特开2003-343741号公报(以下,称为“专利文献1”。)中所记载的发明,其目的是在降低滑动面的摩擦系数的同时提高密封能力,在该发明中,在滑动面规则地排列设置多个细长的凹痕,该多个细长的凹痕以边界基准线X为界、在内周侧和外周侧的倾斜方向不同,并使外周侧的凹痕的旋转方向前端朝向外周侧倾斜,且使内周侧的凹痕的旋转方向前端朝向内周侧倾斜。
另外,以往,还已知为了提高润滑性能而随机配置多个凹痕的方案。例如,日本特开2001-221179号公报(以下,称为“专利文献2”。)中所记载的发明是:在相对于旋转式压缩机的缸体的内壁滑动的叶片的前端面及两侧端面随机地排列有多个凹痕。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-343741号公报
专利文献2:日本特开2001-221179号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,关于专利文献1中所记载的发明,由于将凹痕排列配置,故而从泄漏侧向滑动面的吸入效果及从被密封流体侧向滑动面的流入效果差,因此需要采用使外周侧的凹痕的旋转方向前端朝向外周侧倾斜、且使内周侧的凹痕的旋转方向前端朝向内周侧倾斜这样复杂的结构,另外,由于流体集中于滑动面的径向中心部,故而存在无法均匀地润滑整个滑动面的问题。
另外,专利文献2中所记载的发明只是为了提高润滑性能而随机配置了多个凹痕,并没有关于密封性提高的考察。
随机配置多个凹痕与排列配置相比,虽然能看到润滑性能的提高,但是在随机配置的结构中,存在因难以得到将要向低压流体侧泄漏的液体吸入的效果、即所谓的泵吸效果而会产生泄漏的问题,另外,随机配置的结果是,还存在不清楚什么样的配置会如何影响润滑性能的问题。
本发明的第一目的在于,阐明随机配置多个凹痕的情况下的凹痕配置特性与泵吸特性之间的关系,并通过实现流体从泄漏侧向滑动面的吸入特性的提高而提供密封性优异的滑动部件。
另外,本发明的第二目的在于,在上述第一目的的基础上,通过实现流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性的提高而提供能够兼顾密封与润滑这两种相反条件的滑动部件。
用于解决技术问题的手段
[本发明的原理]
在滑动面随机配置有多个凹痕的滑动部件中,本发明的发明人对使用拉丁超立方抽样法的实验计划获得的200件配置条件进行数值实验,其结果是,得出了如下见解:凹痕的配置与泵吸特性及润滑特性之间存在以下的关系。
(1)从泄漏侧向滑动面的吸入量(以下,也称为泵吸量。)与凹痕的滑动面半径方向坐标的平均值相关(斯皮尔曼等级相关系数0.672)。如图2(a)所示,当构成凹痕群的凹痕的中心的半径方向坐标平均值(意思是凹痕群的半径方向重心。)比滑动半径(滑动面的径向中心。)小时,即,平均的半径方向坐标r mean比0.5小时,从滑动面的内周侧(泄漏侧)向滑动面内吸入的流体的量变多。此处,图2(a)的平均的半径方向坐标r mean通过下式进行表示。
r mean=(构成凹痕群的凹痕的中心的半径方向坐标的平均值-滑动面的内半径Ri)/(滑动面的外半径Ro-滑动面的内半径Ri)
(2)相对滑动的滑动面的扭矩与通过均匀分布而归一化了的凹痕的角度方向坐标的标准偏差(以下,称为“角度方向标准偏差σθ”,意思是凹痕群在角度方向上的分散程度。)相关(斯皮尔曼等级相关系数0.595),如图2(b)所示,当角度方向标准偏差σθ小于1,更优选小于0.8时,不容易产生大的扭矩。
本发明基于上述见解,第一,以使得凹痕中心的半径方向坐标平均值比滑动半径小的方式配置凹痕,来实现从泄漏侧向滑动面的吸入特性的提高,由此提高密封性;第二,以使得凹痕的角度方向标准差σθ小于1,更优选小于0.8的方式配置凹痕,来提高润滑性,防止大扭矩的产生。
[解决手段]
为了达成上述目的,本发明的滑动部件的第1特征在于,在一对滑动部件的彼此相对滑动的至少一方侧的环状滑动面配置有多个凹痕,在该滑动部件中,
随机配置所述多个凹痕从而形成随机凹痕群,并以使得所述随机凹痕群的所述凹痕的中心的半径方向坐标平均比所述滑动面的滑动半径小的方式配置所述凹痕。
根据该特征,能够提高流体从泄漏侧向滑动面的吸入特性,能够提供密封性优异的滑动部件。
另外,本发明的滑动部件的第2特征在于,在第1特征中,所述随机凹痕群在滑动面的周向独立地形成有多个。
根据该特征,能够在滑动面的周向均匀地提高流体从泄漏侧向滑动面的吸入特性。
另外,本发明的滑动部件的第3特征在于,在第1或第2特征中,以使得所述随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于1的方式配置所述凹痕。
根据该特征,能够提高流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性,能够得到厚的液膜,从而能够提供润滑性优异的滑动部件。
另外,本发明的滑动部件的第4特征在于,在第1或第2特征中,以使得所述随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于0.8的方式配置所述凹痕。
根据该特征,能够进一步提高流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性,能够得到厚的液膜,并且能够提供润滑性优异的滑动部件。
另外,本发明的滑动部件的第5特征在于,在第3或第4特征中,在泄漏侧的滑动面中配置有泵吸型随机凹痕群,所述泵吸型随机凹痕群是以使得所述随机凹痕群的所述凹痕的中心的半径方向坐标平均比所述滑动面的滑动半径小的方式配置所述凹痕而成的;在被密封流体侧的滑动面中配置有润滑型随机凹痕群,所述润滑型随机凹痕群是以使得所述随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于1的方式配置所述凹痕而成的。
根据该特征,能够在提高滑动面的密封性的同时,进一步提高润滑性。
另外,本发明的滑动部件的第6特征在于,在第5特征中,在所述滑动面中配置有与所述泄漏侧隔离且与所述被密封流体侧连通的深槽,所述深槽的圆周方向深槽配置于所述泵吸型随机凹痕群与所述润滑型随机凹痕群之间。
根据该特征,由于能够经由深槽从被密封流体侧向滑动面提供流体,所以能够提高滑动面的润滑性,并且,通过圆周方向深槽能够防止泵吸型随机凹痕群与润滑型随机凹痕群的相互干涉,从而能够使泵吸型随机凹痕群及润滑型随机凹痕群各自所具有的功能得以充分发挥。
发明效果
本发明起到下述的优异效果。
(1)在一对滑动部件的彼此相对滑动的至少一方侧的环状滑动面配置有多个凹痕,在该滑动部件中,随机配置多个凹痕从而形成随机凹痕群,并以使得随机凹痕群的凹痕的中心的半径方向坐标平均比滑动面的滑动半径小的方式配置凹痕,由此,能够提高流体从泄漏侧向滑动面的吸入特性,并且能够提供密封性优异的滑动部件。
(2)随机凹痕群在滑动面的周向独立地形成有多个,由此,能够在滑动面的周向均匀地提高流体从泄漏侧向滑动面的吸入特性。
(3)以使得随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于1的方式配置凹痕,由此,能够提高流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性,能够得到厚的液膜,从而能够提供润滑性优异的滑动部件。
(4)以使得随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于0.8的方式配置凹痕,由此能够进一步地提高流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性,能够得到厚的液膜,从而能够提供润滑性优异的滑动部件。
(5)在泄漏侧的滑动面中配置有泵吸型随机凹痕群,该泵吸型随机凹痕群是以使得随机凹痕群的凹痕的中心的半径方向坐标平均比所述滑动面的滑动半径小的方式配置凹痕而成的;在被密封流体侧的滑动面中配置有润滑型随机凹痕群,该润滑型随机凹痕群是以使得随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于1的方式配置凹痕而成的,由此,提高滑动面的密封性,并且能够进一步提高润滑性。
(6)在滑动面中配置有与泄漏侧隔离且与被密封流体侧连通的深槽,深槽的圆周方向深槽配置于泵吸型随机凹痕群与润滑型随机凹痕群之间,由此,能够经由深槽从被密封流体侧向滑动面提供流体,因此能够提高滑动面的润滑性,并且,能够通过圆周方向深槽防止泵吸型随机凹痕群与润滑型随机凹痕群的相互干涉,从而能够使泵吸型随机凹痕群及润滑型随机凹痕群各自所具有的功能得以充分发挥。
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是用于说明本发明的原理的说明图;
图3是用于说明本发明的实施例1的滑动部件的滑动面的一例的俯视图;
图4是用于说明本发明的实施例2的滑动部件的滑动面的一例的俯视图;
图5是用于说明本发明的实施例3的滑动部件的滑动面的一例的俯视图;
图6是用于说明本发明的实施例4的滑动部件的滑动面的一例的俯视图。
具体实施方式
下面,参照附图,基于实施例来示例性地说明用于实施本发明的方式。但是,该实施例中所记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等,除非有特别明示的记载,否则并非旨在将本发明的范围仅限定于此。
实施例1
参照图1至图3,对本发明实施例1的滑动部件进行说明。
需要说明的是,在以下的实施例中,以滑动部件的一例、即机械密封件为例进行了说明,但是并不限定于此,例如也可以作为轴承的滑动部件来利用,该轴承的滑动部件一边在圆筒状滑动面的轴方向一侧对润滑油进行密封一边相对于旋转轴滑动。
需要说明的是,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(泄漏侧)来进行说明,但是本发明并不限定于此,也能够应用于高压流体侧与低压流体侧反过来的情况。
图1是示出机械密封件的一例的纵剖视图,是对要从滑动面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,设有圆环状的旋转侧密封环3与圆环状的固定侧密封环5,其中,所述圆环状的旋转侧密封环3是一方的滑动部件,其经由套筒2而设于使高压流体侧的泵轮(图示省略)驱动的旋转轴1侧,且以能够与该旋转轴1一体地旋转的状态设置;所述圆环状的固定侧密封环5是另一方的滑动部件,其以非旋转状态且能够沿轴方向移动的状态设置于泵的壳体4;通过沿轴方向对固定侧密封环5施力的缠绕式波形弹簧6及波纹管7,在滑动面S彼此之间能够紧密接触地滑动。即,该机械密封件防止被密封流体在旋转侧密封环3与固定侧密封环5之间的相互的滑动面S从旋转轴1的外周侧向内周侧流出。
需要说明的是,在图1中示出了旋转侧密封环3的滑动面的宽度比固定侧密封环5的滑动面的宽度宽的情况,但是并不限定于此,在反过来的情况下当然也能够应用本发明。
旋转侧密封环3及固定侧密封环5的材质选自耐磨性优异的碳化硅(SiC)及自润滑性优异的碳等,例如可以两者均为SiC,或者是旋转侧密封环3为SiC、固定侧密封环5为碳的组合。
在相对滑动的旋转密封环3和固定密封环5的至少任意一方的滑动面中设置有凹痕。
在本发明中,“凹痕”是指在平坦的滑动面S中形成的凹坑,对其形状没有特别限定。例如,凹坑的俯视形状包括圆形、椭圆形、长圆形、或是长方形,凹坑的截面形状也包括碗状或者方形等各种形状。
为了使滑动面的摩擦系数降低,优选在流体润滑状态下进行动作。凹痕由于具有凹坑形状而能够得到流体润滑作用,凹痕中流体润滑机理如下。
当相对侧滑动面相对移动时,由于凹痕的孔部的楔形作用,在孔部的上游侧部分产生负压、在下游侧部分产生正压。此时,在孔部的上游侧的负压部分,液膜破裂,形成由液体的蒸汽、气泡构成的空穴(空泡),负压被抵消。其结果是,只剩下正压,产生负荷能力,由此滑动面S抬升。当滑动面S抬升时,相对滑动的2个滑动面的间隙变大,在滑动面S有润滑性的流体流入,能够得到流体润滑作用。
在本例中,对在固定侧密封环5的滑动面S中随机配置多个凹痕的情况进行说明。在这种情况下,旋转侧密封环3中既可以不设有凹痕,也可以设有凹痕。
需要说明的是,所谓随机配置,是指除具有规则性地配置的排列配置以外的配置,不包括交错配置。
在图3中,在固定侧密封环5的滑动面S中配置有多个凹痕10。多个凹痕10被随机地配置从而形成随机凹痕群11。
在图3的情况下,随机凹痕群11隔着台面部R而在滑动面S的周向独立地配置成36等分,但是本发明并不限定于36等分,只要是1处以上即可。
在各个随机凹痕群11中,以使得构成随机凹痕群11的凹痕10的中心的半径方向坐标平均比滑动面S的滑动半径15(双点划线所示的滑动面S的径向的中心。)小的方式、即:以使得平均的半径方向坐标r mean为0.5以下的方式进行配置。此处,滑动半径15Rm=(Ro+Ri)/2,Ro是滑动面的外半径,Ri是滑动面的内半径。
当各个随机凹痕群11的凹痕10的中心的半径方向坐标平均比滑动面S的滑动半径15小时,从滑动面S的内周侧(泄漏侧)向滑动面内吸入的流体的量增多。
在本发明中,将以使得凹痕10的中心的半径方向坐标平均比滑动面S的滑动半径15(双点划线所示的滑动面S的径向的中心。)小的方式配置凹痕10而成的各个随机凹痕群称为“泵吸型随机凹痕群”。
泵吸型随机凹痕群的凹痕10的配置如下进行。
(1)将凹痕10视为质点类的电子,根据作用于电子间的库仑力使用软件随机配置多个凹痕10。
(2)为了在滑动面的内径侧配置大量凹痕10,通过软件操作虚拟力,有意识地施加偏移。
(3)根据施加了偏移的凹痕的坐标,使用软件算出凹痕10的中心的半径方向坐标平均。
(4)确认凹痕10的中心的半径方向坐标平均是否小于滑动面S的滑动半径15。
(5)在凹痕10的中心的半径方向坐标平均比滑动面S的滑动半径15大的情况下,进行上述(2)的操作。
在图3所示的实施例1中,进一步地,在各个随机凹痕群11中,凹痕10以凹痕10的角度方向标准偏差σθ小于1的方式进行配置。
所谓角度方向标准偏差小于1,如下式1所示。
角度方向标准偏差σθ=随机凹痕群的角度方向标准偏差σ/均匀配置的排列凹痕群的角度方向标准偏差σr<1式1
在各个随机凹痕群11中,若以角度方向标准偏差σθ小于1的方式进行配置,则能够提高滑动面S的润滑性,防止大的扭矩(滑动阻力)的产生。另外,若以角度方向标准偏差σθ小于0.8的方式进行配置,则能够进一步提高滑动面S的润滑性。
在本发明中,以角度方向标准偏差σθ小于1的方式配置而成的随机凹痕群称为“润滑型随机凹痕群”。
图3所示随机凹痕群11是以使得凹痕10的中心的半径方向坐标平均比滑动面S的滑动半径15小的方式配置而成的泵吸型随机凹痕群,同时也是以角度方向标准偏差σθ小于1的方式配置而成的润滑型随机凹痕群。
在图3所示的实施例1中,各个随机凹痕群11的凹痕10的角度方向标准偏差σθ小于1的凹痕10配置如下进行。
(1)在图3中,为了将随机凹痕群11在滑动面S的周向上配置成36等分,首先求出36等分情况下的均匀配置的排列凹痕群的角度方向标准偏差σr。36等分情况下的均匀配置的排列凹痕群的划分区16的角度为10°,并且相对于划分区16的中心位置17的均等位置是2.5°的位置。由此,36等分情况下的均匀配置的排列凹痕群的角度方向标准偏差σr为2.5°。
(2)接下来,在该状态下,为了在中心位置17侧配置大量凹痕10,通过软件操作虚拟力,有意识地施加偏移。
(3)根据施加了偏移的凹痕的坐标,使用软件算出随机凹痕群11的角度方向标准偏差σ。
(4)基于上述的式1,确认通过排列凹痕群的角度方向标准偏差σr将随机凹痕群11的角度方向标准偏差σ归一化而得的随机凹痕群11的角度方向标准偏差σθ是否小于1。
(5)在随机凹痕群11的角度方向标准偏差σθ比1大的情况下,进行上述(2)的操作。
根据以上的说明,本发明的实施例1的滑动部件起到如下所述的特别显著的效果。
(1)在一对滑动部件的彼此相对滑动的至少一方侧的环状滑动面中配置有多个凹痕,在该滑动部件中,多个凹痕10随机配置从而形成随机凹痕群11,并以使得随机凹痕群11的凹痕10的中心的半径方向坐标平均比滑动面S的滑动半径15小的方式配置凹痕10,由此能够提高流体从泄漏侧向滑动面的吸入特性,从而能够提供密封性优异的滑动部件。
(2)随机凹痕群11在滑动面S的周向上独立地形成有多个,由此能够在滑动面的周向上均匀地提高流体从泄漏侧向滑动面的吸入特性。另外,此时由于相邻的随机凹痕群11是隔着台面部R而配置的,所以能够在台面部R中增加动压产生效果。
(3)由于以使得随机凹痕群11的凹痕10的角度方向标准偏差σθ小于1的方式配置凹痕10,所以能够提高流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性,能够得到厚的液膜,从而能够提供润滑性优异的滑动部件。
另外,若以使得随机凹痕群11的凹痕10的角度方向标准偏差σθ小于0.8的方式配置凹痕10,则能够进一步提高流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性,能够提供润滑性优异的滑动部件。
实施例2
参照图4,对本发明实施例2的滑动部件进行说明。
实施例2的滑动部件在区分泵吸型随机凹痕群与润滑型随机凹痕群并分别配置这一点与实施例1的滑动部件不同,其他的基本构成与实施例1相同,对相同的部件标注相同的附图标记,并省略重复说明。
在图4中,在泄漏侧(图4中为内周侧)的滑动面S中,泵吸型随机凹痕群11-P隔着台面部R配置成36等分,所述泵吸型随机凹痕群11-P是以使得随机凹痕群11的凹痕10的中心的半径方向坐标平均比滑动面S的滑动半径15小的方式配置凹痕而成的;在被密封流体侧(图4中为外周侧)的滑动面中,润滑型随机凹痕群11-L隔着台面部R配置成36等分,所述润滑型随机凹痕群11-L是以使得随机凹痕群11的凹痕10的角度方向标准偏差小于1的方式配置凹痕10而成的。
需要说明的是,泵吸型随机凹痕群11-P及润滑型随机凹痕群11-L并不限于36等分,只要是分多个即可,而且不是等分也可以。
在本例中,在滑动面S的泄漏侧配置具有从泄漏侧向滑动面S的大吸入量的泵吸型随机凹痕群11-P,并且,在被密封流体侧配置提高流体向滑动面的流入特性从而使液膜厚度加厚的润滑型随机凹痕群11-L,由此能够提高滑动面S的密封性及润滑性。
另外,泵吸型随机凹痕群11-P及润滑型随机凹痕群11-L中,相邻的2个凹痕群11-P及凹痕群11-L分别关于通过旋转中心的中心线r对称地形成。
因此,不论相对侧滑动面向哪个方向旋转都能够发挥同样的功能,并且是适用于双旋转型的滑动部件的形状。
根据以上的说明,本发明的实施例2的滑动部件起到如下所述的特别显著的效果。
(1)在泄漏侧(图4中为内周侧)的滑动面S中,配置泵吸型随机凹痕群11-P,该泵吸型随机凹痕群11-P是以使得随机凹痕群11的凹痕10的中心的半径方向坐标平均比所述滑动面S的滑动半径15小的方式配置凹痕10而成的;在被密封流体侧的滑动面S中,配置润滑型随机凹痕群11-L,该润滑型随机凹痕群11-L是以使得随机凹痕群11的凹痕10的角度方向标准偏差小于1的方式配置凹痕10而成的,由此能够提供滑动面S的密封性,并且能够进一步提高润滑性。
(2)相邻的2个凹痕群11-P及凹痕群11-L分别关于通过旋转中心的中心线r对称地形成,由此能够提供双旋转型适用的滑动部件。
实施例3
参照图5,对本发明实施例3的滑动部件进行说明。
实施例3的滑动部件在设有深槽12这一点与实施例2(图4)的滑动部件不同,其他的基本构成与实施例2相同,对相同的部件标注相同的附图标记,并省略重复说明。
在图5中,在泄漏侧(图5中为内径侧)的滑动面S中,泵吸型随机凹痕群11-P被配置成36等分,在被密封流体侧(图5中为外径侧)的滑动面S中,配置有润滑型随机凹痕群11-L,在润滑型随机凹痕群11-L与泵吸型随机凹痕群11-P之间配置有深槽12。
深槽12是由圆周方向深槽12A与半径方向深槽12B构成的。圆周方向深槽12A遍及滑动面S的全周设置,圆周方向深槽12A的外周侧及内周侧被滑动面S划分。半径方向深槽12B的一方具有在被密封流体侧开口的开口部,另一方连通于圆周方向深槽12A。由此,深槽12除了在被密封流体侧开口的开口部以外,其余的由滑动面S进行划分,并与泄漏侧隔离。
深槽12具有从被密封流体侧向滑动面S供给流体以润滑滑动面S的功能,并且,具有下述功能:将配置有泵吸型随机凹痕群11-P的泵吸区域与配置有润滑型随机凹痕群11-L的液膜保持区域之间隔断,使两区域各自所具有的效果在不相互削弱的情况下得以发挥。
根据以上的说明,本发明的实施例3的滑动部件起到如下所述的特别显著的效果。
(1)滑动面S中,配置有与泄漏侧隔离且与被密封流体侧连通的深槽12,深槽12的圆周方向深槽12A被配置于泵吸型随机凹痕群11-P与润滑型随机凹痕群11-L之间,由此能够从被密封流体侧向滑动面S提供流体,从而能够提高滑动面S的润滑性,并且能够防止泵吸型随机凹痕群11-P与润滑型随机凹痕群11-L的相互干涉,从而能够使泵吸型随机凹痕群11-P及润滑型随机凹痕群11-L各自所具有的功能得以充分发挥。
(2)由于泵吸型随机凹痕群11-P与润滑型随机凹痕群11-L的作用被分开,因此能够容易地进行滑动部件的设计。
实施例4
参照图6,对本发明实施例4的滑动部件进行说明。
在实施例4的滑动部件中,在被密封流体侧(图6中为外径侧)的滑动面S中,润滑型随机凹痕群11-L被配置成大致20等分;在泄漏侧(图6中为内径侧),泵吸型随机凹痕群11-P被配置成大致10等分,润滑型随机凹痕群11-L的个数与泵吸型随机凹痕群11-P的个数不一样这一点与实施例3(图5)的滑动部件不同,其他的基本构成与实施例3相同,对相同的部件标注相同的附图标记,并省略重复说明。
在图6中,泄漏侧(图6中为内径侧)的滑动面S被划分为大致10等分,在各个划分区18中配置有泵吸型随机凹痕群11-P。泵吸型随机凹痕群11-P的凹痕10与内周部5B(泄漏侧)直接接触而形成开口部,从泄漏侧向滑动面吸入流体,提高了滑动部件的密封性。另外,被密封流体侧(图6中为外径侧)的滑动面S被划分为大致20等分,在各个划分区16中配置有润滑型随机凹痕群11-L。润滑型随机凹痕群11-L的凹痕10与滑动面S的外周部5A(被密封流体侧)直接接触而形成开口部,提高了流体从被密封流体侧向滑动面的流入特性,形成厚的液膜从而提高了滑动部件的润滑性。需要说明的是,在实施例4中,泄漏侧的滑动面S被划分为大致10等分,被密封流体侧的滑动面S被划分为大致20等分,但是划分数量不限于此,也可以是其他的划分数量。
在泵吸型随机凹痕群11-P与润滑型随机凹痕群11-L之间配置有深槽12。深槽12是由圆周方向深槽12A与半径方向深槽12B构成的。圆周方向深槽12A遍及滑动面S的全周设置,圆周方向深槽12A的外周侧及内周侧被滑动面S划分。半径方向深槽12B的一方具有在被密封流体侧开口的开口部,另一方连通于圆周方向深槽12A。由此,深槽12除了在被密封流体侧开口的开口部之外,其余的由滑动面S进行划分,并与泄漏侧隔离。
深槽12具有从被密封流体侧向滑动面S供给流体以润滑滑动面S的功能,并且具有下述功能:将配置有泵吸型随机凹痕群11-P的泵吸区域和配置有润滑型随机凹痕群11-L的液膜保持区域隔断,使两区域各自所具有的效果在不相互削弱的情况下得以发挥。
根据以上的说明,本发明的实施例4的滑动部件起到如下所述的特别显著的效果。
(1)在滑动面S中配置有与泄漏侧隔离且与被密封流体侧连通的深槽12,深槽12的圆周方向深槽12A被配置于泵吸型随机凹痕群11-P与润滑型随机凹痕群11-L之间,由此能够从被密封流体侧向滑动面S供给流体,提高滑动面S的润滑性,并且能够防止泵吸型随机凹痕群11-P与润滑型随机凹痕群11-L的相互干涉,从而能够使泵吸型随机凹痕群11-P及润滑型随机凹痕群11-L各自所具有的功能得以充分发挥。
(2)泵吸型随机凹痕群11-P与润滑型随机凹痕群11-L这些作用不同的凹痕群能够自由地配置于滑动面的外径侧、内径侧,因此能够容易地进行滑动部件的设计。
以上,通过实施例说明了本发明的实施方式,但是具体的构成并不限于这些实施例的方式,在不脱离本发明要旨的范围内即使进行变更、追加,也包含在本发明内。
例如,在所述实施例中,对将滑动部件用于机械密封件装置中的一对旋转用密封环及固定用密封环的至少任意一方的例子进行了说明,但是也可以作为一边在圆筒状滑动面的轴向一侧密封润滑油一边相对于旋转轴滑动的轴承的滑动部件进行利用。
另外,例如在所述实施例中,对在外周侧存在高压的被密封流体的情况进行了说明,但是也能够适用于内周侧为高压流体的情况。
另外,例如在所述实施例中,泵吸型随机凹痕群及润滑型随机凹痕群被配置成36等分,但并不限于此,配置为1处以上即可,另外不是等分也可以。
附图标记的说明
1 旋转轴
2 套筒
3 旋转侧密封环
4 壳体
5 固定侧密封环
6 缠绕式波形弹簧
7 波纹管
10 凹痕
11 随机凹痕群
11-P 泵吸型随机凹痕群
11-L 润滑型随机凹痕群
12 深槽
12A 圆周方向深槽
12B 半径方向深槽
15 滑动半径
16 划分区
17 划分区的中心位置
S 滑动面
R 台面部

Claims (5)

1.一种滑动部件,在一对滑动部件的彼此相对滑动的至少一侧的环状滑动面配置有多个凹痕,其特征在于,
所述凹痕是在平坦的滑动面中形成的凹坑随机地配置多个而成的随机凹痕群,
所述随机凹痕群分别配置在将所述滑动面在周向上划分而成的划分区中,相邻的所述随机凹痕群隔着台面部而在滑动面的周向独立,
在所述划分区中,以使得所述随机凹痕群的所述凹痕的中心的半径方向坐标平均比所述滑动面的滑动半径小的方式配置所述凹痕。
2.根据权利要求1所述的滑动部件,其特征在于,
在所述划分区中,以使得所述随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于1的方式配置所述凹痕。
3.根据权利要求1所述的滑动部件,其特征在于,
在所述划分区中,以使得所述随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于0.8的方式配置所述凹痕。
4.根据权利要求1所述的滑动部件,其特征在于,
所述滑动面的半径方向一侧为被密封流体侧,所述滑动面的半径方向另一侧为泄漏侧,
在所述划分区中,在泄漏侧的滑动面中配置有泵吸型随机凹痕群,所述泵吸型随机凹痕群是以使得所述随机凹痕群的所述凹痕的中心的半径方向坐标平均比所述滑动面的滑动半径小的方式配置所述凹痕而成的;
在所述划分区中,在被密封流体侧的滑动面中配置有润滑型随机凹痕群,所述润滑型随机凹痕群是以使得所述随机凹痕群的凹痕的角度方向标准偏差小于1的方式配置所述凹痕而成的。
5.根据权利要求4所述的滑动部件,其特征在于,
在所述滑动面中配置有与所述泄漏侧隔离且与所述被密封流体侧连通的深槽,所述深槽的圆周方向深槽配置于所述泵吸型随机凹痕群与所述润滑型随机凹痕群之间。
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