CN113412369B - 滑动部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滑动部件，能够抑制由于滑动面的磨耗而导致的动压产生机构的变形破损。呈环状的一对滑动部件10，20被配置于旋转机械相对旋转的部位，在一个滑动部件10的滑动面11设有由凹部9构成的多个动压产生机构15，使一对滑动部件10，20的滑动面11、21彼此滑动来对被密封流体F进行密封，设有凹部9的滑动部件10的凹部9的周边区域X与所对向的滑动部件20的对向区域Y分离地形成。

Description

滑动部件
技术领域
本发明涉及相对旋转的滑动部件，涉及例如对汽车、一般产业机械或者其他密封领域的旋转机械的旋转轴进行轴封的轴封装置所用的滑动部件，或者涉及汽车、一般产业机械或者其他轴承领域的机械轴承所用的滑动部件。
背景技术
作为防止被密封液体泄漏的轴封装置，例如机械密封具备相对旋转且滑动面彼此滑动的一对环状滑动部件。在这样的机械密封中，近年来，为了保护环境等，希望降低由于滑动而损失掉的能量，开发出了一种如专利文献1的滑动部件，通过提高滑动面之间的润滑性，来实现由于滑动而损失掉的能量的降低。
例如，在专利文献1所示的滑动部件中，在滑动部件的滑动面设有与作为被密封液体侧的外径侧连通并且在滑动面一端堵塞的动压产生槽。由此，当滑动部件相对旋转时，从被密封流体侧流入动压产生槽的被密封流体从动压产生槽的堵塞端流出到滑动面之间，通过该动压来维持使滑动面彼此分离并形成流体膜的流体润滑，由此提高润滑性，实现低摩擦化。
另外，作为动压产生槽，也存在如专利文献2所示的动压产生槽。专利文献2的动压产生槽成螺旋形状，从作为被密封液体侧的外径侧朝向作为泄漏侧的内径侧向弧状延伸，且内径侧的堵塞端前端变细。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-50559号公报(第3页，图2)。
专利文献2：日本专利第3079562号公报(第4页，图2)。
然而，在专利文献1、2中，当滑动部件相对旋转的初始或低速旋转时，滑动面之间未充分形成流体膜，此外，在形成有动压产生槽的一个滑动部件的滑动面中动压产生槽以外的地部或另一个滑动部件的滑动面地部中，存在起伏或细微凸部，因此一个滑动部件的地部和另一个滑动部件的地部相互滑动有时会产生局部磨耗。从而，在一个滑动部件的地部上产生了磨耗的情况下，存在由于动压产生槽的变形破损而对润滑性带来不良影响之虞。另外，即便是成为流体润滑状态的稳定状态之下，有时也会由于污染物进入滑动面之间等而在一个滑动部件的滑动面的地部上产生局部磨耗。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种滑动部件，能够抑制由于滑动面的磨耗而带来的动压产生机构的变形破损。
为了解决所述课题，本发明的滑动部件是呈环状的一对滑动部件，被配置于旋转机械相对旋转的部位，在至少一个滑动部件的滑动面设有由凹部构成的多个动压产生机构，使一对滑动部件的滑动面的地部彼此滑动来对被密封流体进行密封，
设有所述凹部的一个滑动部件的该凹部的周边区域与对向的另一个滑动部件的对向区域分离形成。
由此，在相对旋转的一对滑动部件的滑动面之间相互地部彼此以接触状态或者稍许分离的非接触状态下滑动的状态下，一个滑动部件的构成动压产生机构的凹部的周边区域与对向的另一个滑动部件的对向区域在轴向分离，由此成为一个滑动部件凹部的周边区域相对于对向的另一个滑动部件的对向区域可靠地非接触的状态，能够抑制由于滑动面的磨耗而带来的动压产生机构的变形破损。
也可以是，所述凹部是一端堵塞的凹槽，该一端延伸到呈环状所述地部彼此所对向的区域内。
由此，能够使流体从凹部中由于动压而产生高压的高压部流出到一对滑动部件的地部彼此对向的区域内，通过动压来稳定分离一对滑动部件的滑动面彼此。
也可以是，在另一个滑动部件的对向区域形成有比该另一个滑动部件的所述地部凹陷的环状微小凹陷。
由此，能够将凹部和环状微小凹陷形成于各个滑动部件的滑动面，因此易于进行加工。另外，微小凹陷与凹部相比轴向的凹陷量较小，因此难以对动压产生机构产生动压带来影响。
也可以是，所述另一个滑动部件的环状微小凹陷的所述地部侧的边界部分在轴向视图中形成波形。
由此，因为地部侧的边界部分在径向不是固定的，所以另一个滑动部件的微小凹陷能够兼顾滑动面之间润滑性和滑动转矩的平衡。
也可以是，相邻的所述凹部之间通过微小凹陷相连。
由此，凹部和微小凹陷形成于相同滑动部件，因此当一对滑动部件相对旋转时，凹部和微小凹陷的相对位置不会错位，能够产生所期望的动压，能够可靠地抑制由于滑动面的磨耗而带来的动压产生机构的变形破损。
也可以是，在相邻的所述凹部之间形成有在所述微小凹陷中周围被包围的独立地部。
由此，能够通过微小凹陷可靠地抑制由于滑动面的磨耗而带来的动压产生机构的变形破损，同时通过独立地部来良好平衡地获得滑动面之间的滑动转矩。
也可以是，所述微小凹陷的所述地部侧的边界部分以在轴向视图中波形上配置的方式形成。
由此，因为地部侧的边界部分在径向不是固定的，所以微小凹陷能够兼顾滑动面之间的润滑性和滑动转矩的平衡。
也可以是，所述凹部是倾斜槽。
由此，因为凹部相对于径向倾斜，所以能够延长从流体导入部到产生高动压的高压部的距离，由此能够得到较大的压力。
也可以是，所述凹部与泄漏侧连通。
由此，通过动压产生机构能够降低被密封流体向泄漏侧的泄漏。此外，因为通过微小凹陷使得动压产生机构的凹部周边区域的滑动面之间的距离长于一对滑动部件相互的地部彼此对向的区域中滑动面之间的距离，所以能够通过动压产生机构来抑制混入了回到被密封流体侧的流体的污染物等的进入所导致的滑动面的磨耗。
也可以是，在至少一个滑动部件的滑动面设有特定动压产生机构，所述特定动压产生机构被配置于比所述动压产生机构靠被密封流体侧，由与所述动压产生机构相独立的凹部构成，设有所述特定动压产生机构的凹部的滑动部件的该凹部的周边区域与对向的滑动部件的对向区域分离形成。
由此，当一对滑动部件相对旋转时，能够一边通过特定动压产生机构来使滑动面之间分离并在滑动面之间生成适当流体膜，一边通过动压产生机构降低被密封流体向泄漏侧的泄漏。此外，在相对旋转的一对滑动部件的滑动面之间，在相互的地部彼此接触状态或者稍微分离的非接触状态下滑动的状态之下，成为构成动压产生机构的凹部的周边区域相对于对向的滑动部件的对向区域为可靠地非接触的状态，因此能够抑制由于滑动面的磨耗而导致的动压产生机构以及特定动压产生机构的变形破损。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1中的机械密封的一例的纵截面图。
图2是从轴向观察实施例1中的静止密封环的滑动面的图。
图3是从轴向观察实施例1中的旋转密封环的滑动面的图。
图4中，(a)是图2的A-A截面图，(b)是图3的B-B截面图。
图5是表示实施例1中的静止密封环的滑动面和旋转密封环的滑动面相接触的状态的截面图。
图6中，(a)～(d)表示是本发明中的动压产生机构的变形例的部分放大图。
图7是从轴向观察本发明的实施例2中的静止密封环的滑动面的图。
图8是图6的C-C截面图。
图9是表示实施例2中的静止密封环的滑动面和旋转密封环的滑动面相接触的状态的截面图。
在图10中，(a)是本发明的实施例3中的静止密封环的滑动面的截面图，(b)是实施例3中的旋转密封环的滑动面的截面图。
图11是表示实施例3中的静止密封环的滑动面和旋转密封环的滑动面相接触的状态的截面图。
图12是从轴向观察本发明的实施例4的静止密封环的滑动面的图。
图13是从轴向观察本发明的实施例5的静止密封环的滑动面的图。
图14中，(a)是从轴向观察本发明的实施例6的静止密封环的滑动面的图，(b)是从轴向观察实施例6的旋转密封环的滑动面的图。
图15是表示实施例6的静止密封环的变形例的说明图。
图16是表示本发明的静止密封环的变形例的说明图。
具体实施方式
基于实施例，在以下说明用于实施本发明所涉及的滑动部件的方式。
实施例1
针对实施例1所涉及的滑动部件，参照图1至图5来进行说明。此外，在本实施例中，列举滑动部件是机械密封的方式为例进行说明。另外，将构成机械密封的滑动部件的外径侧作为泄漏侧即大气侧(低压侧)，将内径侧作为被密封流体侧即被密封液体侧(高压侧)，来进行说明。另外，为了说明的方便，在附图中有时对在滑动面上形成的槽等标注点。
图1所示的一般产业机械用的机械密封是外插型(outside)机械密封，对想要从滑动面的内径侧朝向外径侧泄漏的被密封液体F进行密封，主要由旋转密封环20和静止密封环10构成，所述旋转密封环20是圆环状滑动部件，以在旋转轴1上经由套筒2与旋转轴1能够一起旋转的状态下设置，所述静止密封环10是圆环状滑动部件，在固定于被安装设备的壳体4的密封罩5上以非旋转状态且在轴向能够移动的状态设置，通过波纹管7沿着轴向对静止密封环10施力，能够使得静止密封环10的滑动面11和旋转密封环20的滑动面21相互贴紧滑动。
静止密封环10以及旋转密封环20代表性地以SiC(硬质材料)彼此或者SiC(硬质材料)和碳(软质材料)的组合而形成，但是不限于此，滑动材料只要能够作为机械密封用滑动材料而使用即可。其中，作为SiC，以硼、铝、碳等为烧结助剂的烧结体为代表，存在成分、组分不同的2种类以上相所构成的材料，例如存在分散了石墨(graphite)颗粒的SiC，SiC和Si构成的反应烧结SiC、SiC-TiC、SiC-TiN等，作为碳，以碳和石墨混合而成的碳为代表，能够利用树脂成形碳、烧结碳等。另外，除了上述滑动材料以外，还能够适用金属材料、树脂材料、表面改性材料(涂覆材料)或复合材料等。
如图2所示，旋转密封环20相对于静止密封环10以箭头所示那样相对旋转，在静止密封环10的滑动面11的外径部，多个动压产生机构15沿着静止密封环10的周向均等地配设。滑动面11的动压产生机构15以外的部分成为呈平端面的地部12。即，地部12在静止密封环10的滑动面11，未形成动压产生机构15的内径侧环状部分和在动压产生机构15之间分别形成的放射状部分连续形成。
动压产生机构15由倾斜槽9构成，倾斜槽9作为凹部以及凹槽，内径侧的一端堵塞，外径侧的另一端与大气侧连通，相对于滑动面11的径向倾斜延伸。倾斜槽9具有：壁面9a，其相对于地部12微小凹陷，在内径侧的一端相对于旋转方向倾斜；和侧壁9b、9c，其从外径侧的另一端相对于径向倾斜。另外，倾斜槽9如图2的放大部分所示，从壁面9a以及侧壁9b、9c的内径侧端部形成的堵塞端部9d延设到与后述的旋转密封环20的滑动面21中地部22与微小凹陷23的边界部分即台阶24相比靠内径侧的位置。即，倾斜槽9的堵塞端部9d被地部12包围，静止密封环10的地部12的环状部分和旋转密封环20的地部22的环状部分延设到对向的区域内。此外，壁面9a不限于相对于旋转方向倾斜，例如可以相对于径向正交，也可以形成前端变细形状或台阶状。另外，本实施例1中的多个动压产生机构15以相同宽度、相同长度形成的倾斜槽9构成。
另外，如图4(a)所示，本实施例1中倾斜槽9的凹陷量即深度尺寸L10形成1μm。此外，倾斜槽9的深度尺寸L10优选是1μm～10μm。另外，倾斜槽9的底面呈平坦面并与地部12平行形成，但是不妨碍在平坦面设置细微凹部或相对于地部12倾斜形成。进一步地，倾斜槽9的壁面9a以及侧壁9b、9c分别与倾斜槽9的底面正交(参照图2)。
此外，动压产生机构15只要是在滑动面11相对于地部12凹陷的凹部构成的即可，不限于本实施例1那样的倾斜槽，例如也可以是沿着周向延伸的具有圆弧状侧壁的螺旋形状(参照图6(a))L字状，参照(图6(b))的凹槽等其他形状。另外，动压产生机构15例如由T字状(参照图6(c))的凹槽构成，由此能够与静止密封环10和旋转密封环20的相对旋转方向无关地使用。另外，也可以通过使图2、图6(a)以及图6(b)的多个凹槽中的大致一半与其他凹槽的延伸方向相反地形成，由此能够与相对旋转方向无关地使用。进一步地，动压产生机构15也可以如凹痕形状(参照图6(d))那样由与大气侧以及被密封液体F侧均不连通的凹部构成。
如图3所示，在旋转密封环20上设有环状微小凹陷23，所述微小凹陷23在滑动面21的内径部呈平端面的地部22的外径侧，相对于地部22的凹陷量少于倾斜槽9，在地部22与微小凹陷23的边界部分，形成在轴向视图即从正交方向观察滑动面21呈圆形的深度方向的台阶24。
微小凹陷23在旋转密封环20的滑动面21，形成于对向区域Y，对向区域Y与倾斜槽9的周边区域X(参照图2的放大部分)对向，倾斜槽9构成在静止密封环10的滑动面11上配设的动压产生机构15。另外，在本实施例1中，微小凹陷23与大气侧连通，与比倾斜槽9的壁面9a靠外径侧的位置对应地延设。即，作为地部22与微小凹陷23的边界部分的台阶24与比壁面9a靠外径侧的位置对应地形成(参照图2的放大部分)。此外，微小凹陷23不限于与倾斜槽9的壁面9a的外径侧位置对应地延设，也可以与倾斜槽9的壁面9a对应的位置或者比倾斜槽9的壁面9a靠内径侧的位置对应那样地延设。
另外，如图4(b)所示，本实施例1中的微小凹陷23的凹陷量即深度尺寸L20形成0.1μm。此外，微小凹陷23的深度尺寸L20小于构成动压产生机构15的倾斜槽9的深度尺寸L10(L20<L10)，优选该深度尺寸L20形成倾斜槽9的深度尺寸L10的1/5以下。进一步地从其他观点出发，优选比静止密封环10的滑动面11的地部12中的表面起伏或细微凸部形成得较大。另外，微小凹陷23的底面呈平坦面并与地部22平行形成，但是不妨碍在平坦面设置细微凹部或相对于地部22倾斜形成。进一步地，台阶24通过与地部22正交的侧面形成，但是也可以通过倾斜或者弯曲侧面来形成。
下面，说明静止密封环10和旋转密封环20相对旋转时的动作。首先，当旋转密封环20不旋转的一般产业机械未工作时，状态是比滑动面11、21靠内径侧的被密封液体F由于毛细管现象而稍微进入滑动面11、21之间，并且混在在动压产生机构15上一般产业机械停止时残留的被密封液体F和从比滑动面11、21靠外径侧进入的大气。此外，被密封液体F比气体粘度高，因此一般产业机械停止时从动压产生机构15向低压侧泄漏出量变少。
一般产业机械停止时动压产生机构15上几乎没有残留被密封液体F的情况下，如果旋转密封环20相对于静止密封环10相对旋转(参照图2黑箭头)，则大气侧的低压侧流体A从倾斜槽9的低压侧的开口导入，由于倾斜槽9低压侧流体A沿着旋转密封环20的旋转方向追随移动，因此会在倾斜槽9内产生动压。
作为倾斜槽9的一端的壁面9a附近即堵塞端部9d压力最高，低压侧流体A从堵塞端部9d向其周边流出。此外，随着朝向倾斜槽9的低压侧开口，压力逐渐变低。即，倾斜槽9的堵塞端部9d由于倾斜槽9的动压而成为产生高压的高压部。
另外，当静止密封环10和旋转密封环20相对旋转时，在滑动面11、21之间从它们的内径侧随时流入高压的被密封液体F，成为所谓的流体润滑。此时，倾斜槽9附近的被密封液体F如上述那样在倾斜槽9的尤其是堵塞端部9d成为高压，保持位于地部12的环状部分不变，几乎不进入倾斜槽9。另一方面，倾斜槽9的低压侧开口附近的被密封液体F因为倾斜槽9与低压侧连通，所以易于进入倾斜槽9。
下面，说明被吸入倾斜槽9的被密封液体F在滑动面11、21之间流出的动作。
当旋转密封环20相对于静止密封环10相对旋转(参照图2的黑箭头)时，进入滑动面11、21之间的被密封液体F被在倾斜槽9的开口侧形成的相对低的压力吸入倾斜槽9。
之后，被吸入倾斜槽9的被密封液体F从旋转密封环20受到较大的剪切力，一边提高压力一边在倾斜槽9内向壁面9a侧移动，从堵塞端部9d向其周边的地部12流出。
之后，被吸入倾斜槽9的被密封液体F的量增加，成为被密封液体F从倾斜槽9连续性地在滑动面11、21之间流出的稳定状态。在稳定状态下，在滑动面11、21之间从它们的内径侧倾斜槽9随时流入高压的被密封液体F，如上述那样成为流体润滑。此外，从相对旋转初始经过低速旋转的状态到变成稳定状态为止过渡的时间较短。另外，因为与气体相比，液体的相对于固体的界面张力较大，所以易于在滑动面11、21之间保持被密封液体F，大气易于向比静止密封环10、旋转密封环20靠外径侧排出。
如以上这样，相对于静止密封环10相对旋转的旋转密封环20相对于对向区域Y被环状微小凹陷23分离，对向区域Y是倾斜槽9的周边区域X所对向的旋转密封环20的滑动面21的对向区域，倾斜槽9构成在静止密封环10的滑动面11配设的动压产生机构15。因此，尤其如图5的放大部分所示，在相对旋转的静止密封环10与旋转密封环20的滑动面11、21之间，静止密封环10的滑动面11的地部12和旋转密封环20的滑动面21的地部22在接触状态或者稍微分离的非接触状态下滑动的状态下，通过在旋转密封环20的滑动面21上设置环状微小凹陷23，能够使构成在静止密封环10上配设的动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X，即在静止密封环10的滑动面11上配设的动压产生机构15之间的地部12成为相对于对向的旋转密封环20的滑动面21的对向区域Y的起伏或细微凸部可靠地非接触的状态。由此，当旋转密封环20相对于静止密封环10相对旋转的初始或低速旋转时，能够抑制由于静止密封环10的滑动面11的地部12的磨耗而导致的动压产生机构15的变形破损。
另外，在基于动压产生机构15的动压而成为滑动面11、21彼此分离并形成流体膜的流体润滑状态的稳定状态中，也能够抑制由于基于污染物进入滑动面11、21等而带来静止密封环10的滑动面11的地部12的磨耗所导致的动压产生机构15的变形破损，能够维持滑动面11、21之间的润滑性。
另外，微小凹陷23和配设动压产生机构15的静止密封环10的滑动面11形成在不同旋转密封环20的滑动面21，动压产生机构15的周围为地部12所包围，因此通过动压产生机构15的倾斜槽9中的动压易于产生高压。另外，能够在静止密封环10的滑动面11上形成倾斜槽9，在旋转密封环20的滑动面21上形成微小凹陷23，即能够在各个密封环上形成倾斜槽和微小凹陷，加工容易。
另外，在静止密封环10的滑动面11中，成为通过倾斜槽9中的动压而产生高压的高压部的堵塞端部9d的周边为地部12，能够使被密封液体F流出到在滑动面11、21之间最接近的静止密封环10的地部12与旋转密封环20的地部22所对向的区域内，因此能够通过动压稳定地分离滑动面11、21彼此。
另外，因为构成动压产生机构15的凹部是倾斜槽9，所以能够延长从倾斜槽9中的外径侧开口即流体的导入部到产生高动压的高压部即堵塞端部9为止的距离，能够得到较大的压力。
另外，倾斜槽9与低压侧连通，通过动压产生机构15将被密封液体F返回到高压侧，由此能够降低被密封液体F向低压侧的泄漏。
进一步地，通过在旋转密封环20的滑动面21上形成的微小凹陷23，构成在静止密封环10上配设的动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X中滑动面11、21之间的距离长于旋转密封环20的地部22和静止密封环10的地部12所对向的区域中滑动面11、21之间的距离，因此能够抑制由于混入通过动压产生机构15而返回高压侧的被密封液体F的污染物等的进入所导致的静止密封环10的滑动面11的地部12的磨耗。此外，尽管通过动压产生机构15使被密封液体F返回高压侧，易于在滑动面11、21之间的低压侧堆积污染物等，但是通过微小凹陷23形成动压产生机构15的低压侧的滑动面11、21之间的距离被扩大了，由此能够允许污染物等的堆积，并且能够抑制滑动面11、21的磨耗。
实施例2
下面，针对实施例2所涉及的滑动部件，参照图7～图9来进行说明。此外，省略说明因与所述实施例1相同构成而重复的构成。
如图7所示，在静止密封环110的滑动面111，多个动压产生机构15沿着静止密封环110的周向均等配设。滑动面111的动压产生机构15以外的部分，在比构成动压产生机构15的倾斜槽9的壁面9a周边靠内径侧设有呈平端面的地部112，在该地部112的外径侧设有比地部112稍微深地凹陷的微小凹陷113。即，动压产生机构15之间遍布滑动面111的整周，通过微小凹陷113相连。另外，由于倾斜槽9的动压而产生高压的高压部即堵塞端部9d被地部112包围，与倾斜槽9的堵塞端部9d相比靠外径侧被微小凹陷113包围。此外，旋转密封环120的滑动面121呈平坦面，在该平坦面上未设置凹陷部。
另外，微小凹陷113在静止密封环110的滑动面111，与大气侧连通并在比倾斜槽9的壁面9a靠外径侧的位置对应地延设。即，地部112和微小凹陷113的边界部分即台阶114与比壁面9a靠外径侧的位置对应地形成。另外，地部112在静止密封环110的滑动面111，未形成动压产生机构15的内径侧环状部分和在动压产生机构15之间分别形成的放射状部分连续形成。此外，微小凹陷113不限于与倾斜槽9的壁面9a的外径侧位置对应延设，也可以与倾斜槽9的壁面9a所对应的位置或者比倾斜槽9的壁面9a靠内径侧的位置对应延设。
另外，如图8所示，本实施例2的倾斜槽9的深度尺寸L10形成1μm，微小凹陷23的深度尺寸L20形成0.1μm。
这样，静止密封环110相对于构成动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X所对向的旋转密封环120的滑动面121的对向区域Y，被微小凹陷113分离。因此，尤其如图9的放大部分所示，在相对旋转的静止密封环110与旋转密封环120的滑动面111、121之间，静止密封环110的滑动面111的地部112与旋转密封环120的滑动面121的地部122为接触状态或者稍微分离的非接触状态下滑动的状态下，通过在静止密封环110的滑动面111上设置微小凹陷113，能够成为使倾斜槽9的周边区域X相对于对向的旋转密封环120的滑动面121的对向区域Y中起伏或细微凸部可靠地非接触的状态。由此，能够可靠地抑制由于静止密封环110的滑动面111的磨耗而带来的动压产生机构15的变形破损，能够维持滑动面111、121之间的润滑性。
另外，因为微小凹陷113和倾斜槽9在相同的静止密封环110的滑动面111上形成，所以当静止密封环110和旋转密封环120相对旋转时微小凹陷113与倾斜槽9的相对位置不会错位，能够产生所期望的动压，能够可靠地抑制由于静止密封环110的滑动面111的磨耗而导致的动压产生机构15的变形破损。此外，动压产生机构15之间不限于遍布滑动面111的整周地通过微小凹陷113相连限，也可以一部分不相连。
实施例3
下面，针对实施例3所涉及的滑动部件，参照图10以及图11来进行说明。此外，省略说明因与所述实施例2相同构成而重复的构成。
如图10(a)所示，在静止密封环210的滑动面211，多个动压产生机构15沿着静止密封环210的周向均等地配设。滑动面211的动压产生机构15以外的部分，在比构成动压产生机构15的倾斜槽9的壁面9a周边靠内径侧设置呈平端面的地部212，在该地部212的外径侧设置比地部212稍微深地凹陷的微小凹陷213，在地部212与微小凹陷213的边界部分，形成深度方向的台阶214。即，在构成动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X设有微小凹陷213。
另外，本实施例3中的倾斜槽9的凹陷量即深度尺寸L10形成1μm，微小凹陷213的凹陷量即深度尺寸L30形成0.05μm。此外，微小凹陷213的深度尺寸L30小于构成动压产生机构15的倾斜槽9的深度尺寸L10(L30<L10)，优选该深度尺寸L30形成倾斜槽9的深度尺寸L10的1/5以下。进一步地从其他观点出发，优选比旋转密封环220的滑动面221的地部222中的表面起伏或细微凸部形成得较大。
如图10(b)所示，在旋转密封环220设有环状微小凹陷223，在滑动面221的内径部呈平端面的地部222的外径侧相对于地部222的凹陷量少于倾斜槽9，在地部222与微小凹陷223的边界部分，形成深度方向的台阶224。即，在构成动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X所对向的对向区域Y设有微小凹陷223。
另外，本实施例3中的微小凹陷223的凹陷量即深度尺寸L30，与在静止密封环210上形成的微小凹陷213形成相同凹陷量。此外，在静止密封环210上形成的微小凹陷213和在旋转密封环220上形成的微小凹陷223的凹陷量可以不同。
这样，静止密封环210相对于构成动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X所对向的旋转密封环120的滑动面121的对向区域Y被微小凹陷213、223分离。因此，尤其如图11的放大部分所示，相对旋转的静止密封环210与旋转密封环220的滑动面211、221之间，静止密封环210的滑动面211的地部212和旋转密封环220的滑动面221的地部222在接触状态或者稍微分离的非接触状态下滑动的状态下，在静止密封环210的滑动面211上对向设置微小凹陷213，在旋转密封环220的滑动面221上对向设置微小凹陷223，由此能够成为使倾斜槽9的周边区域X相对于对向的旋转密封环220的滑动面221的对向区域Y中的起伏、细微凸部可靠地非接触的状态。由此，能够可靠地抑制由于静止密封环210的滑动面211的磨耗而导致的动压产生机构15的变形破损，能够维持滑动面211、221之间的润滑性。
实施例4
下面，针对实施例4所涉及的滑动部件，参照图12来进行说明。此外，省略说明因与所述实施例2相同构成而重复的构成。
如图12所示，在静止密封环310形成多个独立地部318，多个独立地部318在相邻的动压产生机构15之间形成的微小凹陷313中周围被包围。即，在静止密封环310的滑动面311，独立地部318从倾斜槽9分离。另外，在静止密封环310的滑动面311，独立地部318与形成在内径侧的地部312形成在相同平面上。此外，在本实施例4，独立地部318在轴向视图中呈圆形，但是不限于此，也可以呈矩形状或线状等其他形状。另外，独立地部318在微小凹陷313上形成有多个，但是也可以是在相邻的动压产生机构15之间形成1个独立地部318的结构。
这样，在静止密封环310形成多个独立地部318，多个独立地部318在相邻的动压产生机构15之间形成的微小凹陷313中周围被包围。因此，在相对旋转的静止密封环310与旋转密封环120的滑动面311、121之间，静止密封环310的滑动面311的地部312以及独立地部318和旋转密封环120的滑动面121的地部122在接触状态或者稍微分离的非接触状态下滑动的状态下，通过在静止密封环310的滑动面311上设有微小凹陷313，能够成为构成动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X相对于对向的旋转密封环120的滑动面121中的对向区域Y的起伏、细微凸部可靠地非接触的状态。由此，能够可靠地抑制由于静止密封环310的滑动面311的磨耗而导致的动压产生机构15的变形破损。
另外，通过独立地部318，在构成动压产生机构15的倾斜槽9的周边区域X也增加了相对于旋转密封环120的滑动面121滑动的面积，能够平衡良好地受到滑动面311、121之间的滑动转矩。
此外，在本实施例4中，独立地部318只要是从在微小凹陷313中周围被包围的倾斜槽9分离的即可，也可以与在滑动面311的内径侧上形成的地部312相接。
实施例5
下面，针对实施例5所涉及的滑动部件，参照图13来进行说明。此外，省略说明因与所述实施例2相同构成而重复的构成。
如图13所示，在静止密封环410的滑动面411，多个动压产生机构15沿着静止密封环410的周向均等配设。滑动面411的动压产生机构15以外的部分，在比构成动压产生机构15的倾斜槽9的壁面9a周边靠内径侧设有呈平端面的地部412，在该地部412的外径侧设有相对于地部412的凹陷量比倾斜槽9小的微小凹陷413。另外，地部412与微小凹陷413的边界部分即深度方向的台阶414以在轴向视图中波形状分离配置那样地形成。
这样，在静止密封环410上，在滑动面411中地部412与微小凹陷413的边界部分在轴向视图中波形状分离配置那样地形成，滑动面411中地部412和微小凹陷413沿着周向交替配置，因此能够兼顾滑动面411、121之间的润滑性和滑动转矩的平衡。
此外，在本实施例5中，在形成动压产生机构15的静止密封环410的滑动面411形成微小凹陷413，但是也可以如所述实施例1那样，在旋转密封环的滑动面，地部与微小凹陷的边界部分在轴向视图中波形沿着周向不中断而连续性地那样地构成。另外，地部412与微小凹陷413的边界部分的波形，也可以以正弦波、三角波等各种波形或台阶状等其他形状地形成。另外，相邻的动压产生机构15之间也可以如所述实施例4那样形成在微小凹陷中周围被包围的独立地部。
实施例6
下面，针对实施例6所涉及的滑动部件，参照图14来进行说明。此外，省略说明因与所述实施例1相同构成而重复的构成。
如图14(a)所示，在静止密封环510的滑动面511形成多个由倾斜槽509构成的动压产生机构515和特定动压产生机构16。此外，在倾斜槽509的内径侧沿着周向延伸的侧面位于相同圆周上。特定动压产生机构16具备：液体引导槽部161，其作为凹部以及凹槽，与作为高压侧的被密封液体F侧连通；以及瑞利台阶17，其作为凹部以及凹槽，从液体引导槽部161的外径侧端部，绕纸面逆时针与静止密封环510同心状地沿着周向延伸。此外，液体引导槽部161是深槽，瑞利台阶17是浅槽。另外，滑动面511的动压产生机构515以及特定动压产生机构16以外的部分成为呈平端面的地部512。
如图14(b)所示，在旋转密封环520的滑动面521设有微小凹陷523，微小凹陷523在呈平端面的地部522的外径侧相对于地部522的凹陷量小于倾斜槽509或瑞利台阶17，在地部522的内径侧设有与微小凹陷523相同凹陷量的微小凹陷527。此外，微小凹陷523、527只要是相对于地部522的凹陷量小于倾斜槽509或瑞利台阶17的即可，也可以形成不同凹陷量。
外径侧的微小凹陷523，在旋转密封环520的滑动面521上形成于对向区域Y，对向区域Y与构成在静止密封环510的滑动面511上配设的动压产生机构515的倾斜槽509的周边区域X对向。另外，本实施例6中，外径侧的微小凹陷523与大气侧连通并延设到与倾斜槽509的壁部509a对应的位置，地部522与微小凹陷523的边界部分轴向视图中呈圆形。
内径侧的微小凹陷527在旋转密封环520的滑动面521形成在对向区域Y’，所述对向区域Y’与构成在静止密封环510的滑动面511上配设的特定动压产生机构16的液体引导槽部161以及瑞利台阶17的周边区域X’对向。另外，在本实施例6中，内径侧的微小凹陷527与被密封液体F侧连通，并延设到与液体引导槽部161的外径侧端部以及瑞利台阶17的外径侧的侧壁对应的位置，地部522与微小凹陷527的边界部分在轴向视图中呈圆形。
在旋转密封环520绕图14(a)的纸面逆时针相对旋转的情况下，被密封液体F移动，并在瑞利台阶17内产生动压。
这样，能够一边通过在特定动压产生机构16产生的动压来使滑动面511、521之间分离并生成适当液膜，一边通过动压产生机构515回收想要从滑动面511泄漏到低压侧的被密封液体F。此外，在相对于静止密封环510相对旋转的旋转密封环520上，在配设于静止密封环510的动压产生机构515以及特定动压产生机构16的周边区域X、X’所对向的对向区域Y、Y’上，分别形成相对于旋转密封环520的滑动面521的地部522的凹陷量小于倾斜槽509或瑞利台阶17的微小凹陷523、527。因此，在相对旋转的静止密封环510与旋转密封环520的滑动面511、521之间，静止密封环510的滑动面511的地部512和旋转密封环520的滑动面521的地部522在接触状态或者稍微分离的非接触状态下滑动的状态下，通过在旋转密封环520的滑动面521上设置微小凹陷523、527，能够成为使动压产生机构515以及特定动压产生机构16的周边区域X、X’相对于对向的旋转密封环520的滑动面521的对向区域Y、Y’中的起伏或细微凸部可靠地非接触的状态。由此，能够可靠地抑制由于静止密封环510的滑动面511的磨耗而导致的动压产生机构515以及特定动压产生机构16的变形破损，能够维持滑动面511、521之间的润滑性。
此外，在本实施例6中，动压产生机构515不限于倾斜槽，例如也可以是沿着周向延伸的具有圆弧状侧壁的螺旋形状或L字状槽、凹痕形状等其他形状。
另外，特定动压产生机构16通过液体引导槽部161和瑞利台阶17以从正交方向观察滑动面511呈倒L字形状地形成，但是不限于此，特定动压产生机构也可以是例如倾斜状或螺旋形状的槽、凹痕形状等其他形状。
另外，作为变形例，也可以如图15所示，在静止密封环510的滑动面511上形成在动压产生机构515以及特定动压产生机构16的周边区域X、X’相对于滑动面511的地部512的凹陷量小于倾斜槽509或瑞利台阶17的外径侧微小凹陷513以及内径侧微小凹陷517。此外，外径侧微小凹陷513以及内径侧微小凹陷517中的一方也可以设于旋转密封环520的滑动面521。
以上，基于附图对本发明的实施例进行了说明，但是具体构成不限于这些实施例，在不脱离本发明要旨的范围的变更或追加也都包括在本发明之中。
例如，在所述实施例中，作为滑动部件，以一般产业机械用的机械密封为例进行了说明，但是也可以是汽车或水泵用等其他机械密封。另外，不限于机械密封，也可以是滑动轴承等机械密封以外的滑动部件。
另外，所述实施例，针对动压产生机构仅设置在静止密封环的示例进行了说明，但是动压产生机构也可以仅设置在旋转密封环上，也可以设置在旋转密封环和静止密封环这两方上。
另外，在所述实施例中，例示了在滑动部件上设有多个相同形状的动压产生机构的方式，但是也可以设有多个形状不同的动压产生机构。另外，能够适当变更动压产生机构的间隔或数量等。
另外，在所述实施例中，以机械密封为对想要从滑动面的内径侧朝向外径侧泄漏的被密封液体F进行密封的外插型(outside)机械密封进行了说明，但是本发明的滑动部件也能够适用于对想要从滑动面的外径侧朝向内径侧泄漏的被密封液体F进行密封的内插型(inside)机械密封，也可以如图16所示，构成动压产生机构15的倾斜槽9也可以与被密封液体F侧连通。另外，也可以将图16的构成适用于所述实施例2～所述实施例6的滑动部件。
另外，以被密封流体侧为高压侧，以泄漏侧为低压侧，进行了说明，但是被密封流体侧也可以为低压侧而泄漏侧为高压侧，也可以使被密封流体侧和泄漏侧为大致相同压力。
符号说明
9、倾斜槽(凹部，凹槽)；9a、壁部；9d、堵塞端部(一端)；10、静止密封环(滑动部件)；11、滑动面；12、地部；15、动压产生机构；16、特定动压产生机构；17、瑞利台阶(凹部，凹槽)；20、旋转密封环(滑动部件)；21、滑动面；22、地部；23、微小凹陷；110、静止密封环(滑动部件)；111、滑动面；112、地部；113、微小凹陷；120、旋转密封环(滑动部件)；121、滑动面；120、地部；161、液体引导槽部(凹部，凹槽)；210、静止密封环(滑动部件)；211、滑动面；212、地部；213、微小凹陷；220、旋转密封环(滑动部件)；221、滑动面；222、地部；223、微小凹陷；310、静止密封环(滑动部件)；311、滑动面；312、地部；313、微小凹陷；318、独立地部；410、静止密封环(滑动部件)；411、滑动面；412、地部；413、微小凹陷；509、倾斜槽(凹部，凹槽)510、静止密封环(滑动部件)；511、滑动面；512、地部；513，517、微小凹陷；515、动压产生机构；520、旋转密封环(滑动部件)；521、滑动面；522、地部；523，527、微小凹陷；A、低压侧流体；F、被密封液体；X、区域(动压产生机构的凹部的周边区域)；Y、对向区域(对向滑动部件的对向区域)。

Claims (10)

1.一种滑动部件，由第一滑动部件和第二滑动部件组成，被配置于旋转机械相对旋转的部位，在所述第一滑动部件的滑动面上设有由凹部构成的多个动压产生机构，并形成为环状以通过使所述第一滑动部件的滑动面的地部和所述第二滑动部件的滑动面的地部彼此滑动来密封被密封流体，其中，
在所述第二滑动部件的相对表面区域中形成具有环状并且比所述第二滑动部件的地部凹陷的微小凹陷，
所述微小凹陷的深度小于所述凹部的深度，
所述微小凹陷及每个凹部均与泄漏侧相通，以及
所述第一滑动部件的滑动面设有特定动压产生机构，所述特定动压产生机构被配置于相对于所述动压产生机构的被密封流体侧，由与所述动压产生机构相独立的凹部构成。
2.一种滑动部件，由第一滑动部件和第二滑动部件组成，被配置于旋转机械相对旋转的部位，在所述第一滑动部件的滑动面上设有由凹部构成的多个动压产生机构，并形成为环状以通过使所述第一滑动部件的滑动面的地部和所述第二滑动部件的滑动面的地部彼此滑动来密封被密封流体，其中，
相邻的两个凹部之间由微小凹陷相连，
所述微小凹陷的深度小于所述凹部的深度，
所述微小凹陷及每个凹部均与泄漏侧相通，
所述第一滑动部件的滑动面设有特定动压产生机构，所述特定动压产生机构被配置于相对于所述动压产生机构的被密封流体侧，由与所述动压产生机构相独立的凹部构成。
3.根据权利要求1或2所述的滑动部件，其中，
所述动压产生机构的所述凹部是一端堵塞的凹槽，该一端延伸到所述第一滑动部件的呈环状的地部与具有微小凹陷的所述第二滑动部件的呈环状的地部彼此相对的区域内。
4.根据权利要求1所述的滑动部件，其中，
所述第二滑动部件的微小凹陷的所述地部侧的边界部分在轴向视图中形成波形。
5.根据权利要求1或2所述的滑动部件，其中，
在所述动压产生机构的相邻的所述凹部之间，形成有在所述微小凹陷中周围被包围的独立地部。
6.根据权利要求2所述的滑动部件，其中，
所述第一滑动部件的地部与所述第一滑动部件的所述微小凹陷之间的边界部分，以在轴向视图中波形状地配置的方式形成。
7.根据权利要求1或2所述的滑动部件，其中，
所述动压产生机构的所述凹部是倾斜槽。
8.根据权利要求1或2所述的滑动部件，其中，
所述第一滑动部件的所述动压产生机构的所述凹部的周边区域与所述第二滑动部件的对向区域分离形成。
9.根据权利要求1或2所述的滑动部件，其中，
所述微小凹陷的深度为所述动压产生机构的所述凹部的深度的1/5或1/5以下。
10.根据权利要求1或2所述的滑动部件，其中，
所述特定动压产生机构包括瑞利台阶。
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