JP7234123B2 - 摺動部品 - Google Patents
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Description
互いに相対摺動する摺動面を有する一対の摺動部品であって、
少なくとも一方の前記摺動面は、複数のディンプルからなるディンプル群を少なくとも一つ備え、
前記ディンプル群は摺動面内に配設された少なくとも一つの開口部を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプル自体が有する密封効果及び流体潤滑効果に加え、ディンプル群全体として開口部から流体を吸込んで密封効果や流体潤滑効果を発揮するので、潤滑性能及び密封性能を一層向上させることができる。また、ディンプル群を構成するディンプル一つ一つが流体を保持するので、流体潤滑膜が形成されにくい低速回転時においても摺動面が貧潤滑状態になるのを防止できる。
ここで、流体潤滑効果とは被密封流体側から摺動面に流体を流入させて潤滑性を向上させる効果であり、密封効果とはポンピング効果ともいい、漏れ側から摺動面へ流体を吸い込んで密封性を向上させる効果である。
前記ディンプル群は、前記開口部を除いてランド部により区画される疑似流路であることを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプル一つ一つがランド部によって分離されていても、流体はディンプル群の形状に沿ってディンプル群内を流れ、ディンプル群は疑似流路として機能するとともに、ランド部によって区画されることによって動圧発生効果を発揮する。ディンプル群は、それぞれのディンプルが発揮する流体潤滑作用及びポンピング作用と、ディンプル群全体として発揮する動圧発生効果との相乗効果によって、潤滑効果及び密封効果を一層向上させることができる。
前記ディンプル群は、被密封流体側の前記開口部から周方向に延設されることを特徴としている。
この特徴によれば、被密封流体側の開口部から流れ込んだ流体はディンプル群に沿って流れ、ランド部によって堰き止められて動圧を発生する動圧発生機構として機能する。これにより、ディンプル自体が有するポンピング作用及び流体潤滑作用に加え、疑似流路として機能するディンプル群は被密封流体側から流体を取り込んで流体潤滑機能を発揮するので、流体潤滑効果を一層向上させることができる。
前記ディンプル群は、漏れ側の前記開口部から周方向に延設されることを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプル自体が有するポンピング作用及び流体潤滑作用に加え、疑似流路として機能するディンプル群は漏れ側から流体を取り込んでポンピング効果を発揮するので、密封機能を一層向上させることができる。
一方の前記摺動面は、同方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備え、
一方の前記ディンプル群は被密封流体側に配設されるとともに被密封封流体側の前記開口部に連通し、他方の前記ディンプル群は漏れ側に配設されるとともに漏れ側の前記開口部に連通することを特徴としている。
この特徴によれば、被密封流体側と漏れ側のそれぞれにディンプル群を配置して摺動面全体に亘って密封効果及び流体潤滑効果を発揮させることができる。
一対の前記ディンプル群は接続されることを特徴としている。
この特徴によれば、被密封流体側ディンプル群と漏れ側のディンプル群が接続されることによって、疑似流路として機能するディンプル群が径方向全長に亘り摺動面に流体を供給でき、流体膜が形成されにくい低速時であっても、摺動面が貧潤滑状態になるのを防止できる。
一方の前記摺動面は、被密封流体側の前記開口部から互いに逆方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備えることを特徴されていることを特徴としている。
この特徴によれば、疑似流路として機能するディンプル群は回転方向に関係なく密封効果及び流体潤滑効果を発揮することができる。
一方の前記摺動面は、被密封流体側の前記開口部から互いに逆方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備え、
一方の前記ディンプル群は被密封流体側に配設され、他方の前記ディンプル群は漏れ側に配設されることを特徴としている。
この特徴によれば、一方のディンプル群は流体潤滑効果を発揮し、他方のディンプル群は密封効果を発揮するので、相反する性能を備える摺動部品とすることができる。
一方の前記摺動面は、被密封封流体側の前記開口部に連通し被密封流体側に配設される前記ディンプル群と、前記漏れ側周縁に開口する流体導入溝及び漏れ側に配設され前記流体導入溝に連通するとともに前記ディンプル群と同じ方向に延設される動圧発生溝と、を有する動圧発生機構を少なくとも一つ備えることを特徴としている。
この特徴によれば、疑似流路として機能するディンプル群と溝部とからなる動圧発生機能によって、相対摺動する2つの摺動面の間隙が一層大きくなり流体潤滑作用を向上させることができる。
一方の前記摺動面は、前記漏れ側周縁に開口する少なくとも一つの流体導入部と、前記流体導入部に連通して周方向に延設される前記ディンプル群と、前記ディンプル群内に配設される島状溝部と、を有する動圧発生機構を少なくとも一つ備えることを特徴としている。
この特徴によれば、流体導入部内に取り込まれた流体はディンプル群及び島状溝部内に供給されるので、流体潤滑膜が形成されにくい低速回転時においても摺動面が貧潤滑状態になるのを防止できる。
前記ディンプル群は略矩形形状を有することを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプル一つ一つはランド部によって分離されていても、ディンプルを連ねて矩形状に形成することにより矩形状の疑似流路を構成することができる。
前記ディンプル群はスパイラル形状を有することを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプル一つ一つはランド部によって分離されていても、ディンプルを連ねてスパイラル形状に形成することによりスパイラル形状の疑似流路を構成することができる。
前記ディンプル群はヘリングボーン形状を有することを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプル一つ一つはランド部によって分離されていても、ディンプルを連ねてヘリングボーン形状に形成することによりヘリングボーン形状の疑似流路を構成することができる。
前記ディンプル群は複数の前記ディンプルを整列配置してなる整列ディンプル群であることを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプルを整列配置して所望の形状を有する疑似流路を容易に構成することができる。
前記整列ディンプル群は、前記ディンプルを所定の規則に基づいて整列させたサブディンプル群を所定ピッチで配置してなることを特徴としている。
この特徴によれば、ディンプル一つ一つはランド部によって分離されていても、所定の規則によって配列したディンプルは疑似流路として機能するので、流体を所定の規則によって流すことができる。
前記ディンプル群は、複数の前記ディンプルをランダムに配置してなるランダムディンプル群であることを特徴としている。
この特徴によれば、それぞれのディンプルはランドによって分離されていても、ランダムに配列されたディンプル群は、漏れ側から流体を吸込んで、摺動面全体に万遍なく昇圧した流体を供給して流体潤滑効果を発揮することができる。
なお、図1では、回転側密封環3の摺動面の幅が固定側密封環5の摺動面の幅より広い場合を示しているが、これに限定されることなく、逆の場合においても本発明を適用出来ることはもちろんである。
3 回転側密封環
4 ハウジング
5 固定側密封環
5a 被密封流体側周縁(外周面)
5b 漏れ側周縁(内周面)
10 領域
11 ディンプル群
11a 開口部
11c 帯状体
11e 止端部
12 ディンプル
20 領域
21 ディンプル群
21a 開口部
21c 帯状体
21e 止端部
22 ディンプル群
22b 開口部
22c 帯状体
22e 止端部
30 領域
31 ディンプル群
31a 開口部
31c 帯状体
31e 止端部
32 ディンプル群
32a 開口部
32c 帯状体
32e 止端部
41 ディンプル群
41a 開口部
41b 開口部
41c 帯状体
41d 接続部
41e 帯状体
50 領域
51 ディンプル群
51a 開口部
51b 開口部
51c 帯状体
51d 帯状体
51f 合流部
61 ディンプル群
61a 開口部
61c 帯状体
61d 帯状体
61e 止端部
61f 合流部
67c 帯状体
71 ディンプル群
71b 開口部
71c 帯状体
71d 帯状体
71e 止端部
71f 合流部
80 領域
81 ディンプル群
81a 開口部
81c 帯状体
81e 止端部
91 動圧発生溝
91b 開口部
91c 溝部
91e 止端部
92 動圧発生機構溝
100 領域
101 ディンプル群
101e 止端部
102 島状溝部
102e 止端部
103 流体導入部
103a 開口部
103b 開口部
104 動圧発生機構
111a 開口部
120 摺動部品
121 ディンプル群
121a 開口部
121c 帯状体
121e 止端部
122 ディンプル群
122a 開口部
122c 帯状体
122e 止端部
123 回転側密封環
123a 被密封流体側周縁(被密封流体側端面)
123b 漏れ側周縁(漏れ側端面)
124 回転側密封環
125 固定側密封環
141 ディンプル群
141a 開口部
141c 帯状体
141e 止端部
141f 止端部
150 領域
151 ディンプル群
151a 開口部
151c 帯状体
151e 止端部
161 ディンプル群
161a 開口部
161b 開口部
161c 帯状体
171 ディンプル群
171b 開口部
171c 帯状体
171e 止端部
181 ディンプル群
181a 開口部
191 ディンプル群
191b 開口部
201 整列ディンプル
201a サブディンプル群
202 整列ディンプル
202a サブディンプル群
203 整列ディンプル群
203a サブディンプル群
204 整列ディンプル
204a サブディンプル群
205 整列ディンプル
205a サブディンプル群
251 サブディンプル群
211 ディンプル群
212 流体導入部
231 ディンプル群
241 動圧発生溝
242 動圧発生機構
250 整列ディンプル群
251 サブディンプル群
260 整列ディンプル群
261 ディンプル
262 ディンプル
270 整列ディンプル群
271 三角ディンプル
272 円形ディンプル
R ランド部
S 摺動面
r 径方向軸
Claims (27)
- 互いに相対摺動する摺動面を有する一対の摺動部品であって、
少なくとも一方の前記摺動面は、複数のディンプルからなるディンプル群を少なくとも一つ備え、
前記ディンプル群は摺動面内に配設され、前記摺動面の内径側の空間と外径側の空間との少なくとも一方に開口する少なくとも一つの開口部を備え、
前記ディンプル群は、前記開口部から周方向に延設される延設部を有し、
前記延設部は、径方向両側がランド部により区画されることを特徴とする摺動部品。 - 前記ディンプル群は、被密封流体側の前記開口部から周方向に延設されることを特徴とする請求項1に記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は、漏れ側の前記開口部から周方向に延設されることを特徴とする請求項1又は2に記載の摺動部品。
- 一方の前記摺動面は、周方向で同方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備え、
一方の前記ディンプル群は被密封流体側に配設されるとともに被密封流体側の前記開口部に連通し、他方の前記ディンプル群は漏れ側に配設されるとともに漏れ側の前記開口部に連通することを特徴とする請求項1に記載の摺動部品。 - 一対の前記ディンプル群は接続されることを特徴とする請求項4に記載の摺動部品。
- 一方の前記摺動面は、被密封流体側の前記開口部から互いに周方向で逆方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項1に記載の摺動部品。
- 一方の前記摺動面は、被密封流体側の前記開口部から互いに周方向で逆方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備え、
一方の前記ディンプル群は被密封流体側に配設され、他方の前記ディンプル群は漏れ側に配設されることを特徴とする請求項1に記載の摺動部品。 - 一方の前記摺動面は、被密封流体側の前記開口部に連通し被密封流体側に配設される前記ディンプル群と、漏れ側周縁に開口する流体導入溝及び漏れ側に配設され前記流体導入溝に連通するとともに前記ディンプル群と周方向で同じ方向に延設される動圧発生溝と、を有する動圧発生機構を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項1に記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は略矩形形状を有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群はスパイラル形状を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群はヘリングボーン形状を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は複数の前記ディンプルを整列配置してなる整列ディンプル群であることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の摺動部品。
- 前記整列ディンプル群は、前記ディンプルを所定の規則に基づいて整列させたサブディンプル群を所定ピッチで配置してなることを特徴とする請求項12に記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は、複数の前記ディンプルをランダムに配置してなるランダムディンプル群であることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の摺動部品。
- 互いに相対摺動する摺動面を有する一対の摺動部品であって、
少なくとも一方の前記摺動面は、前記摺動面の内径側の空間と外径側の空間との少なくとも一方に連通する少なくとも一つの導入溝と、複数のディンプルからなる少なくとも1つのディンプル群と、を備え、
前記ディンプル群は、前記導入溝に開口する開口部と、前記開口部から周方向に延設される延設部と、を有し、
前記延設部は、径方向両側がランド部により区画されることを特徴とする摺動部品。 - 前記ディンプル群は、被密封流体側に連通する前記導入溝に開口する前記開口部から周方向に延設されることを特徴とする請求項15に記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は、漏れ側に連通する前記導入溝に開口する前記開口部から周方向に延設されることを特徴とする請求項15又は16に記載の摺動部品。
- 一方の前記摺動面は、周方向で同方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備え、
一方の前記ディンプル群は被密封流体側に配設されるとともに前記開口部が被密封流体側に連通する前記導入溝に開口し、他方の前記ディンプル群は漏れ側に配設されるとともに前記開口部が漏れ側に連通する前記導入溝に開口することを特徴とする請求項15に記載の摺動部品。 - 一対の前記ディンプル群は接続されることを特徴とする請求項18に記載の摺動部品。
- 一方の前記摺動面は、被密封流体側に連通する前記導入溝から互いに周方向で逆方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項15に記載の摺動部品。
- 一方の前記摺動面は、被密封流体側に連通する前記導入溝から互いに周方向で逆方向に延設される一対の前記ディンプル群を少なくとも一つ備え、
一方の前記ディンプル群は被密封流体側に配設され、他方の前記ディンプル群は漏れ側に配設されることを特徴とする請求項15に記載の摺動部品。 - 一方の前記摺動面は、前記開口部が被密封流体側に連通する前記導入溝に開口し被密封流体側に配設される前記ディンプル群と、漏れ側周縁に連通する前記導入溝及び漏れ側に配設され該導入溝に連通するとともに前記ディンプル群と周方向で同じ方向に延設される動圧発生溝と、を有する動圧発生機構を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項15に記載の摺動部品。
- 一方の前記摺動面は、前記開口部が漏れ側に連通する前記導入溝に開口して周方向に延設される前記ディンプル群と、前記ディンプル群内に配設される島状溝部と、を有する動圧発生機構を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項15に記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は略矩形形状を有することを特徴とする請求項15ないし23のいずれかに記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は複数の前記ディンプルを整列配置してなる整列ディンプル群であることを特徴とする請求項15ないし24のいずれかに記載の摺動部品。
- 前記整列ディンプル群は、前記ディンプルを所定の規則に基づいて整列させたサブディンプル群を所定ピッチで配置してなることを特徴とする請求項25に記載の摺動部品。
- 前記ディンプル群は、複数の前記ディンプルをランダムに配置してなるランダムディンプル群であることを特徴とする請求項15ないし24のいずれかに記載の摺動部品。
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