CN112789434B - 滑动部件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够减小滑动转矩及提高密封功能，并且实现小型化，且能够适用于双旋转用设备的滑动部件。一种通过滑动面彼此相对滑动的一对滑动部件，其中，至少其中一个滑动面(S)具备：负压产生机构(41)，被台面部包围；及分支部(42)，配设于滑动面(S)内并且从负压产生机构(41)分支。

Description

滑动部件

技术领域

本发明涉及一种例如适于机械密封件、轴承、其他滑动部的滑动部件。尤其，涉及一种需要在滑动面减少摩擦，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例的机械密封件中，为了长期维持密封性，有兼顾“密封”和“润滑”这样的相反条件的技术。例如，在彼此相对滑动的一对滑动部件中，已知有如下滑动部件，即，在其中一个滑动面的被密封流体侧设置正压产生槽且在泄漏侧设置负压产生槽，正压产生槽及负压产生槽分别与被密封流体侧连通，并且通过密封面与泄漏侧隔离(例如，参考专利文献1)。

若上述结构的滑动部件相对滑动，则通过由设置于被密封流体侧的正压产生机构所产生的正压，滑动面被扩展，能够通过设为使液膜存在于滑动面的流体润滑状态来减小滑动转矩。并且，能够通过由设置于泄漏侧的负压产生机构所产生的负压，产生从泄漏侧向滑动面吸入流体的抽吸作用，从而使泄漏量极小。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开小册子WO2012/046749

发明内容

发明要解决的技术课题

但是，上述技术中，需要在滑动面的被密封流体侧设置正压产生槽且在泄漏侧设置负压产生槽，存在会导致滑动面组件大型化的问题。并且，将上述技术适用于双旋转用设备时，需要设置正向旋转用动压产生机构和逆向旋转用动压产生机构，存在结构变复杂的问题。

本发明的目的在于提供一种能够减小滑动转矩及提高密封功能，并且实现小型化，且能够适用于双旋转用设备的滑动部件。

用于解决技术课题的手段

为了解决所述课题，本发明的滑动部件是一种通过滑动面彼此相对滑动的一对滑动部件，其特征在于，

至少其中一个所述滑动面具备：

负压产生机构，被台面部包围；及

第1分支部，配设于所述滑动面内并且从所述负压产生机构分支。

根据该特征，负压产生机构内由于压力下降而产生气穴，并且流体气化，因此以与粘性小的气体的滑动为主，能够减小滑动转矩。并且，通过负压产生机构内的负压可获得从泄漏侧向滑动面内吸入流体的抽吸作用，因此能够使泄漏极小。而且，能够通过第1分支部的楔形效果产生正压来将滑动面保持为流体润滑状态。无需如以往技术那样分别设置正压产生机构和负压产生机构，通过一个负压产生机构就能够提高滑动转矩的减小及密封性的提高这样的相反性能，因此能够实现小型化。

本发明的滑动部件的特征在于，

还具备第2分支部，所述第2分支部配设于所述滑动面内并且从所述第1分支部分支。

根据该特征，第1分支部通过第2分支部进一步分支，因此能够容易适用于双旋转设备。

本发明的滑动部件的特征在于，

所述第1分支部具备重叠部，所述重叠部在周向上与相邻的所述第1分支部重叠。

根据该特征，第1分支部具有在周向上与相邻的第1分支部重叠的重叠部，因此能够限制从产生高正压的第1分支部向负压产生机构的泄漏流动，提高由第1分支部产生的高正压的利用效率，从而将滑动面维持为流体润滑状态。

本发明的滑动部件的特征在于，

所述第2分支部具备重叠部，所述重叠部沿周向与相邻的所述第1分支部重叠。

根据该特征，第2分支部具有在周向上与相邻的第1分支部重叠的重叠部，因此能够限制从产生高正压的第2分支部向负压产生机构的泄漏流动，提高由第2分支部产生的高正压的利用效率，从而将滑动面维持为流体润滑状态。

本发明的滑动部件的特征在于，

至少所述负压产生机构具备导向槽，所述导向槽从所述负压产生机构朝向所述第1分支部。

根据该特征，能够通过导向槽向所希望的方向引导至少在负压产生机构的底部流动的流体。

本发明的滑动部件的特征在于，

具备沿顺时针方向延伸设置的所述第1分支部及沿逆时针方向延伸设置的所述第1分支部。

根据该特征，具备沿顺时针方向延伸设置的第1分支部及沿逆时针方向延伸设置的第1分支部，因此能够容易适用于双旋转设备。

本发明的滑动部件的特征在于，

所述第1分支部的端部为缩口状槽部。

根据该特征，在第1分支部流动的液体通过端部的缩口状槽部节流而压力上升，因此能够通过设为使液膜存在于滑动面的流体润滑状态来减小滑动转矩。

本发明的滑动部件的特征在于，

具备沿顺时针方向延伸设置的所述第2分支部及沿逆时针方向延伸设置的所述第2分支部。

根据该特征，具备沿顺时针方向延伸设置的第2分支部及沿逆时针方向延伸设置的第2分支部，因此能够容易适用于双旋转设备。

本发明的滑动部件的特征在于，

所述第2分支部为缩口状槽部。

根据该特征，在第2分支部流动的液体通过缩口状槽部节流而压力上升，因此能够通过设为使液膜存在于滑动面的流体润滑状态来减小滑动转矩。

本发明的滑动部件的特征在于，

所述第1分支部及所述第2分支部相对于连结所述负压产生机构的周向中心和旋转中心的径向轴对称配设。

根据该特征，分支部相对于径向轴对称配设，因此无论是正向旋转，还是逆向旋转，都能够发挥流体润滑效果及抽吸效果。

本发明的滑动部件的特征在于，

所述负压产生机构在所述滑动面配设有多个。

根据该特征，能够根据滑动面的大小而最佳地配置负压产生机构及分支部。

本发明的滑动部件的特征在于，

还具备：流体导入槽，与被密封流体侧连通；动压产生机构，其一端与所述流体导入槽连通并且另一端被台面部包围；及开放槽，设置于台面部内并且与所述流体导入槽连通。

根据该特征，从流体导入槽向滑动面供给流体，因此即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态并不充分时，也能够通过从流体导入槽供给的流体对滑动面S进行润滑，并且通过楔形效果使由动压产生机构从流体导入槽引入的流体产生大的正压，从而将滑动面保持为流体润滑状态。

本发明的滑动部件的特征在于，

具备沿顺时针方向延伸设置的所述动压产生机构及沿逆时针方向延伸设置的所述动压产生机构。

根据该特征，能够通过沿顺时针方向延伸设置的动压产生机构及沿逆时针方向延伸设置的动压产生机构，与旋转方向无关地可靠地产生大的正压，从而将滑动面保持为流体润滑状态。

本发明的滑动部件的特征在于，

所述动压产生机构相对于所述流体导入槽对称配置。

根据该特征，动压产生机构相对于流体导入槽对称配置，因此无论是正向旋转，还是逆向旋转，都能够发挥流体润滑效果及抽吸效果。

附图说明

图1是表示具备本发明的滑动部件的机械密封件的一例的纵剖视图。

图2是以图1的W-W向视表示实施例1的滑动部件的滑动面的图。

图3是以图1的W-W向视表示实施例2的滑动部件的滑动面的图。

图4是以图1的W-W向视表示实施例3的滑动部件的滑动面的图。

图5是图4的滑动面的局部放大图。

图6是以图1的W-W向视表示实施例4的滑动部件的滑动面的图。

图7是以图1的W-W向视表示实施例5的滑动部件的滑动面的图。

图8是图7的滑动面的局部放大图。

图9是以图1的W-W向视表示实施例6的滑动部件的滑动面的图。

具体实施方式

实施例1

以下，参考附图，根据实施例对本发明的实施方式进行例示性说明。其中，关于该实施例中记载的构成组件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，除非有特别明示的记载，则并不表示将本发明的范围限定于此。

参考图1及图2，对本发明的实施例1所涉及的滑动部件进行说明。另外，实施例1中，对作为滑动部件的一例的机械密封件进行说明。实施例1中，将构成机械密封件的滑动部件的外周侧作为被密封流体侧且将内周侧作为泄漏侧来进行说明。

图1是表示机械密封件1的一例的纵剖视图，是对试图从滑动面的外周朝向内周向泄漏的被密封流体进行密封的形式的内侧形式，由旋转侧滤筒及固定侧滤筒构成。旋转侧滤筒具备：套筒2，嵌合于旋转轴10；圆环状的旋转侧密封环3，其为其中一个滑动部件；及衬垫8，对套筒2与旋转侧密封环3之间进行密封，旋转侧滤筒与旋转轴10一体旋转。

固定侧滤筒具备：壳体4，安装于外壳9；圆环状的固定侧密封环5，其为另一个滑动部件；波纹管7，对固定侧密封环5与壳体4进行密封；及螺旋波浪形弹簧6，经由波纹管7将固定侧密封环5向旋转侧密封环3侧施力，固定侧滤筒相对于外壳9沿旋转方向及轴向固定。

具备以上结构的机械密封件1防止旋转侧密封环3的滑动面S和固定侧密封环5的滑动面S彼此滑动而被密封流体从外周侧向内周侧流出。另外，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，但并不限定于此，在相反的情况下也能够适用本发明是理所当然的。

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，例如能够设为两者为SiC或者旋转侧密封环3为SiC且固定侧密封环5为碳的组合。

如图2所示，在固定侧密封环5的滑动面S的泄漏侧具备负压产生机构41及分支部42(本发明所涉及的第1分支部)。负压产生机构41为环状且有底状的槽部。并且，负压产生机构41及分支部42通过被密封流体侧台面部R1及泄漏侧台面部R2包围，与泄漏侧及被密封流体侧隔离。

分支部42由从负压产生机构41朝向被密封流体侧沿径向分支的分支基部43及从分支基部43的端部沿对方滑动面的旋转方向(逆时针方向)延伸的分支端部44(本发明所涉及的端部)构成。分支端部44为径向宽度朝向下游侧逐渐变成缩口状的有底状槽部，且具备被台面部包围而深度以阶梯状变窄的变窄台阶44a。分支端部44具有在周向上与相邻的分支部42重叠的重叠部Lp。

负压产生机构41及分支部42为具有0.1μm～10μm的深度的槽。负压产生机构41及分支部42的深度可以是恒定的深度，也可以朝向分支端部44的变窄台阶44a逐渐变浅。并且，负压产生机构41形成为一体式环状，但也可以沿周向隔着台面部分割为多个。

若对方侧的滑动部件(旋转侧密封环3)向规定方向(图2中为逆时针方向)旋转，则负压产生机构41内的流体由于其粘性，追随旋转侧密封环3的移动方向而移动，通过离心力向分支部42流入。此时，从负压产生机构41流出的流体比向负压产生机构41流入的流体多，负压产生机构41内成为负压而产生气穴。

在气穴区域内，以基于与粘性小的气体的摩擦的滑动转矩为主，与以往的基于液体的流体润滑相比，能够减小滑动转矩。并且，负压产生机构41内成为负压，因此产生从泄漏侧向负压产生机构41内吸入流体的抽吸作用，因此能够使泄漏极小。

并且，即使负压产生机构41内成为气穴状态，并不是全部都变成气体，还存在液体的流动。该液体比气体重而聚集在负压产生机构41的底部，通过离心力的影响而向分支部42流入。向分支部42流入的流体向下游侧的分支端部44流动，通过基于分支端部44的缩口状槽部的节流效果和基于变窄台阶44a的楔形效果，产生大的正压。通过该正压，滑动面S之间被扩展，能够通过设为使液膜存在于滑动面的流体润滑状态来进一步减小滑动转矩。

并且，分支部42的分支端部44具有在周向上与相邻的分支部42重叠的重叠部Lp。通过基于旋转侧密封环3的旋转的离心力和重叠部Lp，能够防止在分支部42的分支端部44产生的高压力向负压产生机构41泄漏。由此，能够效率良好地利用由分支部产生的高压力，可靠地扩展滑动面S来维持流体润滑状态。

如上所述，实施例1的滑动部件发挥以下效果。

1.负压产生机构41在其内部产生气穴，因此在负压产生机构41内，以基于粘性小的气体的摩擦为主，与以往的基于液体的流体润滑相比，能够减小滑动转矩。

2.负压产生机构41内会成为负压，因此能够产生从泄漏侧向负压产生机构41内吸入流体的抽吸作用，从而使泄漏极小。

3.从负压产生机构41通过分支基部43向分支端部44流入的流体通过基于分支端部44的缩口状槽部的节流效果和基于变窄台阶44a的楔形效果，产生大的正压。通过该正压，滑动面S之间被扩展，能够通过设为使液膜存在于滑动面的流体润滑状态来进一步减小滑动转矩。

4.分支部42的分支端部44具有在周向上与相邻的分支基部43重叠的重叠部Lp，因此能够限制从产生高压力的分支端部44向负压产生机构41的泄漏流动。由此，能够效率良好地利用由分支部42产生的高压力，可靠地维持滑动面S的流体润滑状态。

5.无需如以往技术那样分别设置正压产生机构和负压产生机构，就能够提高滑动转矩的减小及密封性的提高这样的相反性能，因此能够实现小型化。

实施例2

对本发明的实施例2所涉及的滑动部件进行说明。图3是表示实施例2所涉及的滑动部件的滑动面S的图，在负压产生机构41、分支部42的底部设置有导向槽45，在这一点上与实施例1不同。以下，对与实施例1相同的部件、结构标注相同的符号，并省略重复说明。

如图3所示，在固定侧密封环5的滑动面S的泄漏侧配设有负压产生机构41、分支部42及导向槽45。并且，负压产生机构41及分支部42通过被密封流体侧台面部R1及泄漏侧台面部R2包围，与泄漏侧及被密封流体侧隔离，负压产生机构41及分支部42的结构与实施例1相同。

如图3所示，在负压产生机构41、分支部42及分支端部44的底部具备导向槽45。导向槽45配置成在负压产生机构41、分支部42及分支端部44的底部以规定间隔排列规定数量的条状槽，整体上具有从负压产生机构41通过分支部42朝向分支端部44的方向性而配置。

若对方侧的滑动部件(旋转侧密封环3)向规定方向(图3中为逆时针方向)旋转，则负压产生机构41内的流体由于其粘性，追随旋转侧密封环3的移动方向而移动，向分支部42流入。此时，向分支部42流入的流体比向负压产生机构41内供给的流体多，负压产生机构41内成为负压而产生气穴。

在成为气穴状态的负压产生机构41的内部还存在一般液体的流动。该液体比气体重而聚集在负压产生机构41的底部，因此通过将导向槽45设置于负压产生机构41的底部，能够效率良好地从负压产生机构41向分支部42引导液体。从负压产生机构41通过分支部42并集中到分支部42的下游侧的分支端部44的流体通过基于分支端部44的缩口状槽部的节流效果和基于变窄台阶44a的楔形效果，产生大的正压。通过该正压，滑动面S之间被扩展，能够通过设为使液膜存在于滑动面的流体润滑状态来减小滑动转矩。

在此，导向槽45配置成以规定间隔排列规定数量的连续的条状槽，以便从负压产生机构41向分支部、分支端部44引导流动，但并不限于此。导向槽45也可以按负压产生机构41、分支基部43、分支端部44独立配置。例如，也可以分别在负压产生机构41、分支基部43、分支端部44，在流动集中的部位集中配置导向槽45，从而效率良好地从负压产生机构41向分支基部43及分支端部44引导流动。另外，导向槽的深度比负压产生机构41的深度深，形成为比负压产生机构41的深度0.1μm～10μm更深约1μm以上。

如上所述，实施例2的滑动部件除了实施例1的效果1～5以外，还具有以下效果。

通过配设于负压产生机构41、分支基部43及分支端部44的底部的导向槽45，效率良好地从负压产生机构41向分支基部43及分支端部44引导流体。引导至分支端部44的流体通过基于分支端部44的缩口状槽部的节流效果和基于变窄台阶44a的楔形效果产生大的正压。通过该正压，滑动面S之间被扩展，能够通过设为使液膜存在于滑动面的流体润滑状态来减小滑动转矩。

实施例3

对本发明的实施例3所涉及的滑动部件进行说明。图4是表示实施例3所涉及的滑动部件的滑动面S的图，在被密封流体侧的台面部R1内设置有流体导入槽33、动压产生机构31及开放槽35，在这一点上与实施例1不同。负压产生机构41及分支部42的结构与实施例1相同。以下，对与实施例1相同的部件、结构标注相同的符号，并省略重复说明。

如图4所示，固定侧密封环5的滑动面S具备负压产生机构41、分支部42、导向槽45、被密封流体侧的台面部R1内的流体导入槽33、动压产生机构31及开放槽35。

在台面部R1内设置有环状开放槽35及一端与被密封流体侧连通并且另一端与开放槽35连通的流体导入槽33。流体导入槽33以大致等间隔设置有规定数量(图4的实施例中为16个)。并且，在台面部R1内配设由槽部构成的动压产生机构31。动压产生机构31在其一端(上游侧端部)具有与流体导入槽33连通的开口部31a，在另一端(下游侧端部)具有被台面部R1包围的止端部31b。另外，动压产生机构31为具有0.1μm～10μm的深度的槽。流体导入槽33及开放槽35的槽深度形成为动压产生机构31的10倍～50倍左右。

若对方侧的滑动部件(旋转侧密封环3)向规定方向(图4中为逆时针方向)旋转，则负压产生机构41内会成为负压而产生气穴，在气穴区域，滑动面S的滑动转矩以基于气体的摩擦为主，与以往的基于液体的流体润滑相比，能够减小滑动转矩。并且，负压产生机构41内已成为负压，因此通过负压发挥从泄漏侧向负压产生机构41内吸入流体的抽吸作用，因此能够减少泄漏(参考图5)。

并且，通过设置于负压产生机构41及分支部42的导向槽45，向分支部42引导气穴内的液体。向分支部42引导的液体通过基于分支部42的分支端部44的缩口状形状的节流效果及变窄台阶44a中的楔形效果产生大的正压，滑动面S被扩展，能够将滑动面S维持为流体润滑状态。

而且，从流体导入槽33向动压产生机构31引入的流体通过止端部31b中的楔形效果产生大的正压。由此，滑动面S被扩展，能够进一步提高滑动面S的流体润滑效果。并且，通过设置多个流体导入槽33，在多个部位从被密封流体侧向滑动面S供给流体，因此即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态并不充分时，也能够通过从流体导入槽33供给的流体对滑动面S进行润滑。

而且，在动压产生机构31与负压产生机构41及分支部42之间设置有开放槽35。开放槽35具有将在动压产生机构31产生的动压(正压)开放至与被密封流体侧的压力相同的水准的作用及开放通过分支端部44的变窄台阶44a中的楔形效果而产生的正压的作用。由此，能够防止来自动压产生机构31的高压流体向负压产生机构41流入而负压产生机构41的抽吸效果减弱的现象，并且防止动压产生机构31的正压产生功能和分支部42的正压产生功能相干扰的现象(参考图5)。

如上所述，实施例3的滑动部件除了实施例1的效果1～4及实施例2的效果以外，还具有以下效果。

1.动压产生机构31能够使从流体导入槽33引入的流体通过止端部31b中的楔形效果产生大的正压。由此，滑动面S被扩展，能够进一步提高滑动面S的流体润滑效果。

2.通过设置多个流体导入槽33，在多个部位从被密封流体侧向滑动面S供给流体，因此即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态并不充分时，也能够通过从流体导入槽33供给的流体有助于滑动面S的润滑。

3.开放槽35开放在动压产生机构31产生的动压(正压)。由此，能够防止高压流体从动压产生机构31向负压产生机构41流入而负压产生机构41的抽吸效果减弱的现象，并且防止动压产生机构31的正压产生功能和分支部42的正压产生功能相干扰的现象。

实施例1～实施例3中，分支部42的形状设为全部相同，但并不限于此，可以将分支部42的大小、形状或深度设为全部不同，也可以使分支部42中的一部分分支部的大小、形状或深度不同。

实施例4

对本发明的实施例4所涉及的滑动部件进行说明。图6中，相对于实施例1至3为适于单向旋转的滑动部件，实施例4所涉及的滑动部件为适于双向旋转的滑动部件。以下，对与实施例1～3相同的部件、结构标注相同的符号，并省略重复说明。

如图6所示，在固定侧密封环5的滑动面S的泄漏侧具备负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84。负压产生机构21为环状且有底状的槽部。并且，由负压产生机构21，第1分支部52、62、72及第2分支部74、84构成的结构隔着台面部配设有规定数量(图6的实施例中为4个)。负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84通过被密封流体侧台面部R1及泄漏侧台面部R2包围，与泄漏侧及被密封流体侧隔离。而且，在负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部设置有导向槽55、65。

第1分支部52由从负压产生机构21朝向被密封流体侧沿径向分支的分支基部53及从分支基部53的端部沿逆时针方向延伸的分支端部54(本发明所涉及的端部)构成。并且，第1分支部62由从负压产生机构21朝向被密封流体侧沿径向分支的分支基部63及从分支基部63的端部沿顺时针方向延伸的分支端部64(本发明所涉及的端部)构成。分支端部54、64为径向宽度逐渐变成缩口状的槽部，且具备被台面部包围而深度以阶梯状变窄的变窄台阶54a、64a。在1个负压产生机构21分别设置有规定数量(图6的实施例中为各3个)的第1分支部52、62。

并且，在第1分支部52与第1分支部62之间配设有从负压产生机构21朝向被密封流体侧沿径向分支的第1分支部72。具备从第1分支部72的端部沿逆时针方向分支的第2分支部74及从第1分支部72的端部沿顺时针方向分支的第2分支部84。第2分支部74、84为径向宽度逐渐变成缩口状的变窄有底状的槽部，在其端部具备被台面部包围而深度以阶梯状变窄的变窄台阶74a、84a。

负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84为具有0.1μm～10μm的深度的槽。负压产生机构41及分支部42的深度可以是恒定的深度，也可以使分支端部54、64、第2分支部74、84朝向变窄台阶逐渐变浅。

第1分支部52、62分别具有在周向上与相邻的第1分支部52、62重叠的重叠部Lp。并且，第2分支部74、84分别具有在周向上与相邻的第1分支部52、62重叠的重叠部Lp。

在负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部设置有导向槽55、65。导向槽55、65在负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部设置有规定数量，整体上具有从负压产生机构21朝向分支端部54、64、第2分支部74、84的前端部的方向性。

若对方侧的滑动部件(旋转侧密封环3)向逆时针方向旋转，则负压产生机构21内的流体由于其粘性，追随旋转侧密封环3的移动方向而移动，向第1分支部52流入。此时，基于旋转侧密封环3的旋转的离心力的影响较大，因此从第1分支部62向负压产生机构21的流动非常少。因此，向第1分支部52流入的流体比向负压产生机构21内供给的流体多，负压产生机构21内会成为负压而产生气穴。在气穴区域内，滑动面S的滑动转矩中以基于气体的摩擦为主，与以往的基于液体的流体润滑相比，能够减小滑动转矩。

在成为气穴状态的负压产生机构21的内部还存在一般液体的流动。该液体比气体重而聚集在负压产生机构21的底部，因此能够通过设置于负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部的导向槽55、65，效率良好地从负压产生机构21向第1分支部52、62、72及第2分支部74、84引导液体。从负压产生机构21向第1分支部52、62、72及第2分支部74、84引导的液体通过基于分支端部54、64、第2分支部74、84的缩口状形状的节流效果和基于变窄台阶54a、64a、74a、84a的楔形效果，产生大的正压。通过该正压，滑动面S被扩展，能够将滑动面S维持为流体润滑状态。

并且，第1分支部52、62通过在周向上分别与相邻的第1分支部52、62重叠的重叠部Lp，并且第2分支部74、84通过在周向上分别与相邻的第1分支部52、62重叠的重叠部Lp，具有高压力的分支端部54、64及第2分支部74、84不会直接面对负压产生机构21，因此能够防止高压流体直接向负压产生机构21流入。由此，能够效率良好地利用由分支部产生的高的正压，可靠地维持滑动面S的流体润滑状态。

而且，具有沿逆时针方向延伸设置的分支端部54的第1分支部52和具有沿顺时针方向延伸设置的分支端部64的第1分支部62相对于连结负压产生机构21的周向中心和旋转中心的径向轴对称配设。同样地，沿逆时针方向延伸设置的第2分支部74和沿顺时针方向延伸设置的第2分支部84也相对于连结负压产生机构21的周向中心和旋转中心的径向轴对称配设。由此，不仅在旋转侧密封环3向逆时针方向旋转时，而且在向顺时针方向旋转时，负压产生机构21也通过负压发挥从泄漏侧向负压产生机构21内吸入流体的抽吸作用，第1分支部52及第1分支部62以及第2分支部74及第2分支部84能够产生高压而发挥流体润滑效果。

如上所述，实施例4的滑动部件发挥以下效果。

1.通过使负压产生机构21产生负压来将负压产生机构21的内部设为气穴区域，负压产生机构21中以基于气体的摩擦为主，因此与以往的基于液体的流体润滑相比，能够减小滑动转矩。

2.负压产生机构21内会成为负压，因此发挥从泄漏侧向负压产生机构21内吸入流体的抽吸作用，因此能够减少泄漏。

3.能够通过设置于负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部的导向槽55、65，效率良好地从负压产生机构21向第1分支部52、62、72及第2分支部74、84引导液体。

4.从负压产生机构21向第1分支部52、62、72及第2分支部74、84引导的液体通过基于分支端部54、64、第2分支部74、84的缩口状形状的节流效果和基于变窄台阶54a、64a、74a、84a的楔形效果，产生大的正压。通过该正压，滑动面S被扩展，能够将滑动面S维持为流体润滑状态。

5.第1分支部52、62、第2分支部74、84分别具有在周向上与相邻的第1分支部52、62重叠的重叠部Lp。通过重叠部Lp，产生高压力的分支端部54、64及第2分支部74、84不会直接面对负压产生机构21，因此能够防止具有高压力的流体直接向负压产生机构21流入。由此，能够效率良好地利用由分支部产生的高的正压，可靠地维持滑动面S的流体润滑状态。

6.第1分支部52及第1分支部62以及第2分支部74和第2分支部84相对于连结负压产生机构21的周向中心和旋转中心的径向轴对称配设。由此，能够与旋转方向无关地发挥上述1～5的效果。

7.无需如以往技术那样分别设置正压产生机构和负压产生机构，通过一个负压产生机构就能够提高滑动转矩的减小及密封性的提高这样的相反性能，因此能够实现小型化。

另外，实施例4中，示出了在负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部配设有导向槽的例，但也可以与实施例1相同地不设置导向槽。

实施例5

对本发明的实施例5所涉及的滑动部件进行说明。图7是表示实施例5所涉及的滑动部件的滑动面S的图，在被密封流体侧的台面部R1内设置有流体导入槽33、34、动压产生机构31、32及开放槽35，在这一点上与实施例4不同。负压产生机构21、第1分支部52、62、72、第2分支部74、84及导向槽55、65的结构与实施例4相同。以下，对与实施例4相同的部件、结构标注相同的符号，并省略重复说明。

如图7所示，固定侧密封环5的滑动面S在泄漏侧的台面部R2内具备负压产生机构21、第1分支部52、62、72、第2分支部74、84及导向槽55、65，并且在被密封流体侧的台面部R1内具备流体导入槽33、34、动压产生机构31、32及开放槽35。负压产生机构21、第1分支部52、62、72、第2分支部74、84及导向槽55、65被泄漏侧的台面部R2包围，与被密封流体侧及泄漏侧隔离。另外，负压产生机构21、第1分支部52、62、72，第2分支部74、84及导向槽55、65的结构与实施例4相同，因此省略说明。

在被密封流体侧的台面部R1内设置有环状开放槽35及一端与被密封流体侧连通并且另一端与开放槽35连通的流体导入槽33、34。流体导入槽33、34分别以大致等间隔交替设置有规定数量(图7的实施例中分别为8个)。并且，在台面部R1内设置有动压产生机构31、32，动压产生机构31、32的其中一端分别通过开口部31a、32a与流体导入槽33连通，另一端由具有被台面部R1包围的止端部31b、32b的槽部构成。流体导入槽33与被密封流体侧及开放槽35连通，并且与动压产生机构31、32连通。另一方面，流体导入槽34仅与被密封流体侧及开放槽35连通，并不与动压产生机构31、32连通。

另外，动压产生机构31、32分别为具有0.1μm～10μm的深度的槽。流体导入槽33、34及开放槽35的槽的深度形成为动压产生机构31、32的10倍～50倍左右。

若对方侧的滑动部件(旋转侧密封环3)向逆时针方向旋转，则从流体导入槽33向动压产生机构31引入的流体通过止端部31b中的楔形效果产生大的正压。由此，滑动面S被扩展，能够进一步提高滑动面S的流体润滑效果。并且，通过设置多个流体导入槽33、34，在多个部位从被密封流体侧向滑动面S供给流体，因此即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态并不充分时，也能够通过从流体导入槽33、34供给的流体有助于滑动面S的润滑。

沿逆时针方向延伸设置的动压产生机构31和沿顺时针方向延伸设置的动压产生机构32相对于流体导入槽33对称形成，因此无论旋转侧密封环3向顺时针方向、逆时针方向的哪一方向旋转，滑动面S都被扩展，能够通过设为使液膜存在于滑动面S的流体润滑状态来减小滑动转矩。

而且，在动压产生机构31、32与负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84之间设置有开放槽35。开放槽35具有将在动压产生机构31、32产生的动压(正压)开放至与被密封流体侧的压力相同的水准的作用和将通过第1分支部52、62、72及第2分支部74、84中的楔形效果产生的大的正压引导至开放槽35并将其释放至高压流体侧的作用。由此，能够防止来自动压产生机构31、32的高压流体向负压产生机构21流入而负压产生机构21的抽吸效果减弱的现象，并且防止动压产生机构31、32的正压产生功能和第1分支部52的正压产生功能相干扰的现象(参考图8)。

如上所述，实施例5的滑动部件除了实施例4的效果1～6以外，还具有以下效果。

1.通过设置多个流体导入槽33、34，在多个部位从被密封流体侧向滑动面S供给流体，因此即使在启动时等低速旋转状态下流体润滑状态并不充分时，也能够通过从流体导入槽33、34供给的流体有助于滑动面S的润滑。

2.动压产生机构31、32使从流体导入槽33引入的流体通过止端部31b中的楔形效果产生大的正压，因此滑动面S被扩展，能够通过设为使液膜存在于滑动面S的流体润滑状态来减小滑动转矩。

3.动压产生机构31、32相对于流体导入槽33对称形成，因此无论旋转侧密封环3向正反哪一方向旋转，都能够可靠地产生大的正压。

4.开放槽35将在动压产生机构31、32产生的正压及在第1分支部52、62、72及第2分支部74、84产生的大的正压释放至高压流体侧，因此能够防止来自动压产生机构31、32的高压流体向负压产生机构21流入而负压产生机构21的抽吸效果减弱的现象，并且防止动压产生机构31、32的正压产生功能和第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的正压产生功能相干扰的现象。

另外，示出了在负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部配设有导向槽的例，但也可以与实施例1相同地不设置导向槽。

并且，沿逆时针方向延伸设置的动压产生机构31和沿顺时针方向延伸设置的动压产生机构32相对于流体导入槽33对称配置，但并不限于此。可以设为动压产生机构31和动压产生机构32的形状、大小、深度不同。并且，也可以相对于流体导入槽33沿径向错开配置动压产生机构31和动压产生机构32。

实施例6

对本发明的实施例6所涉及的滑动部件进行说明。图9是表示实施例6所涉及的滑动部件的滑动面S的图。本发明的实施例4及实施例5所涉及的滑动部件中，配设有相同数量的沿逆时针方向延伸设置的第1分支部52和沿顺时针方向延伸设置的第1分支部62，而实施例6中第1分支部52和第1分支部62的个数不同，在这一点上不同。负压产生机构21、第1分支部52、62、72、第2分支部74、84及导向槽55、65的结构与实施例4相同。以下，对与实施例4相同的部件、结构标注相同的符号，并省略重复说明。

如图9所示，在固定侧密封环5的滑动面S的泄漏侧具备负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84。负压产生机构21为环状且有底状的槽部。并且，由负压产生机构21，第1分支部52、62、72及第2分支部74、84构成的结构隔着台面部在滑动面S配设有规定数量(图9的实施例中为4个)。负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84通过被密封流体侧台面部R1及泄漏侧台面部R2包围，与泄漏侧及被密封流体侧隔离。而且，在负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部设置有导向槽55、65。

第1分支部52由从负压产生机构21朝向被密封流体侧沿径向分支的分支基部53及从分支基部53的端部沿逆时针方向延伸的分支端部54(本发明所涉及的端部)构成。并且，第1分支部62由从负压产生机构21朝向被密封流体侧沿径向分支的分支基部63及从分支基部63的端部沿顺时针方向延伸的分支端部64(本发明所涉及的端部)构成。在1个负压产生机构21配设有规定数量(图9的实施例中为5个)的第1分支部52并配设有规定数量(图9的实施例中为1个)的第1分支部62。

并且，在第1分支部52与第1分支部62之间配设有从负压产生机构21朝向被密封流体侧沿径向分支的第1分支部72。分别各设置有1个从第1分支部72的端部沿逆时针方向分支的第2分支部74及从第1分支部72的端部沿顺时针方向分支的第2分支部84。

本实施例中，沿逆时针方向延伸设置的第1分支部52的个数比沿顺时针方向延伸设置的第1分支部62的个数设置得多。由此，能够制成适于逆时针方向的使用频率高且顺时针方向的使用频率低的设备的滑动部件。沿逆时针方向延伸设置的第1分支部52的个数与沿顺时针方向延伸设置的第1分支部62的个数的比例能够根据具体的使用条件来确定。

并且，可以根据旋转方向的使用频率，使沿逆时针方向延伸设置的第1分支部52和沿顺时针方向延伸设置的第1分支部62的大小、形状、深度不同，也可以使第1分支部52彼此或第1分支部62彼此的形状、大小、深度彼此不同。

同样地，也可以根据旋转方向的使用频率，使沿逆时针方向延伸设置的第2分支部74和沿顺时针方向延伸设置的第2分支部84的个数、大小、形状、深度不同。

而且，还能够根据旋转方向改变流体润滑功能的强度。例如，若使沿逆时针方向延伸设置的第1分支部52、第2分支部74的个数比沿顺时针方向延伸设置的第1分支部62、第2分支部84多，则能够与顺时针方向旋转时相比更提高逆时针方向旋转时的流体润滑功能。

另外，实施例6中，示出了在负压产生机构21、第1分支部52、62、72及第2分支部74、84的底部配设有导向槽的例，但也可以与实施例1相同地不设置导向槽。

以上，根据附图对本发明的实施例进行了说明，但具体结构并不限于这些实施例，不脱离本发明的宗旨的范围内的变更和追加也包括在本发明中。

上述实施例中，将外周侧设为被密封流体侧且将内周侧设为泄漏侧，但并不限于此，内周侧为被密封流体侧且外周侧为泄漏侧时也能够适用。

将负压产生机构、台面部及导向槽设置于固定侧密封环5的滑动面S，但也可以设置于旋转侧密封环3的滑动面。

符号说明

1-机械密封件，2-套筒，3-旋转侧密封环，4-壳体，5-固定侧密封环，6-螺旋波浪形弹簧，7-波纹管，8-衬垫，9-外壳，10-旋转轴，21-负压产生机构，31-动压产生机构，31a-开口部，31b-止端部，32-动压产生机构，32a-开口部，32b-止端部，33-流体导入槽，34-流体导入槽，35-开放槽，37-第2分支部，41-负压产生机构，42-分支部(第1分支部)，43-分支基部，44-分支端部(端部)，44a-变窄台阶，45-导向槽，52-第1分支部，53-分支基部，54-分支端部(端部)，54a-变窄台阶，55-导向槽，62-第1分支部，63-分支基部，64-分支端部(端部)，64a-变窄台阶，65-导向槽，72-第1分支部，74-第2分支部，74a-变窄台阶，84-第2分支部，84a-变窄台阶，Lp-重叠部，R1-被密封流体侧台面部，R2-泄漏侧台面部，S-滑动面。

Claims (14)

1.一种通过滑动面彼此相对滑动的一对滑动部件，其特征在于，

至少其中一个所述滑动面具备：

负压产生机构，被台面部包围；及

第1分支部，配设于所述滑动面内并且从所述负压产生机构分支，

所述负压产生机构及所述第1分支部被被密封流体侧台面部及泄漏侧台面部在径向上包围，从而与泄漏侧及被密封流体侧隔离。

2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，

还具备第2分支部，所述第2分支部配设于所述滑动面内并且从所述第1分支部分支。

3.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，

所述第1分支部具备重叠部，所述重叠部在周向上与相邻的所述第1分支部重叠。

4.根据权利要求2或3所述的滑动部件，其特征在于，

所述第2分支部具备重叠部，所述重叠部在周向上与相邻的所述第1分支部重叠。

5.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，

至少所述负压产生机构具备导向槽，所述导向槽从所述负压产生机构朝向所述第1分支部。

6.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，

具备沿顺时针方向延伸设置的所述第1分支部及沿逆时针方向延伸设置的所述第1分支部。

7.根据权利要求6所述的滑动部件，其特征在于，

所述第1分支部的端部为缩口状槽部。

8.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，

具备沿顺时针方向延伸设置的所述第2分支部及沿逆时针方向延伸设置的所述第2分支部。

9.根据权利要求8所述的滑动部件，其特征在于，

所述第2分支部为缩口状槽部。

10.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，

所述第1分支部及所述第2分支部相对于连结所述负压产生机构的周向中心和旋转中心的径向轴对称配设。

11.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，

所述负压产生机构在所述滑动面配设有多个。

12.根据权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，

还具备：流体导入槽，与被密封流体侧连通；动压产生机构，其一端与所述流体导入槽连通并且另一端被台面部包围；及开放槽，设置于台面部内并且与所述流体导入槽连通。

13.根据权利要求12所述的滑动部件，其特征在于，

具备沿顺时针方向延伸设置的所述动压产生机构及沿逆时针方向延伸设置的所述动压产生机构。

14.根据权利要求12或13所述的滑动部件，其特征在于，

所述动压产生机构相对于所述流体导入槽对称配置。