JP7475775B2 - Sliding parts - Google Patents

Sliding parts Download PDF

Info

Publication number
JP7475775B2
JP7475775B2 JP2019187101A JP2019187101A JP7475775B2 JP 7475775 B2 JP7475775 B2 JP 7475775B2 JP 2019187101 A JP2019187101 A JP 2019187101A JP 2019187101 A JP2019187101 A JP 2019187101A JP 7475775 B2 JP7475775 B2 JP 7475775B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
opening
wall portion
downstream
seal ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019187101A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020173020A (en
Inventor
裕貴 井上
雄大 根岸
雅貴 竹島
雄一郎 徳永
岩 王
忠継 井村
啓志 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eagle Industry Co Ltd filed Critical Eagle Industry Co Ltd
Publication of JP2020173020A publication Critical patent/JP2020173020A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7475775B2 publication Critical patent/JP7475775B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Sealing (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Description

本発明は、相対回転する摺動部品に関し、例えば自動車、一般産業機械、あるいはその他のシール分野の回転機械の回転軸を軸封する軸封装置に用いられる摺動部品、または自動車、一般産業機械、あるいはその他の軸受分野の機械の軸受に用いられる摺動部品に関する。 The present invention relates to sliding parts that rotate relative to one another, such as sliding parts used in shaft sealing devices that seal the rotating shafts of rotating machines in automobiles, general industrial machines, or other sealing fields, or sliding parts used in bearings of machines in automobiles, general industrial machines, or other bearing fields.

被密封流体の漏れを防止する軸封装置として例えばメカニカルシールは相対回転し摺動面同士が摺動する一対の環状の摺動部品を備えている。このようなメカニカルシールにおいては、近年、環境対策等のために摺動により失われるエネルギーの低減が望まれており、摺動部品の相対回転時には、正圧を発生させて摺動面同士を離間させるとともに、摺動面間に流体膜を介在させることで潤滑性を向上させることにより、低摩擦化を実現している。 Mechanical seals, for example, are shaft sealing devices that prevent leakage of sealed fluids and are equipped with a pair of annular sliding parts that rotate relative to one another and have sliding surfaces that slide against each other. In recent years, there has been a demand for such mechanical seals to reduce the energy lost through sliding for environmental reasons, and when the sliding parts rotate relative to one another, positive pressure is generated to separate the sliding surfaces, and a fluid film is placed between the sliding surfaces to improve lubrication and thereby reduce friction.

また、メカニカルシールは、密封性を長期的に維持させるために、「潤滑」に加えて「密封」という条件が求められている。例えば、特許文献1に示されるメカニカルシールは、一方の摺動部品において、漏れ側から回転方向下流側かつ径方向に延びる溝が設けられており、溝は、一端が漏れ側に開口するとともに、他端が回転方向下流側かつ被密封流体側に閉塞している。これによれば、摺動部品の相対回転時には、溝の一端から漏れ側の流体を吸込み、他端にて正圧を発生させることができるため、他端から摺動面間に流出させた漏れ側の流体により潤滑性を向上させるとともに、被密封流体が漏れ側へ漏洩することを抑制している。 In addition, mechanical seals are required to be "sealing" in addition to "lubrication" in order to maintain sealing performance over the long term. For example, the mechanical seal shown in Patent Document 1 has a groove extending radially from the leakage side downstream in the direction of rotation in one sliding part, with one end of the groove opening to the leakage side and the other end closed downstream in the direction of rotation and on the sealed fluid side. With this, when the sliding parts rotate relative to each other, the leakage side fluid is sucked in from one end of the groove and a positive pressure is generated at the other end, so that the leakage side fluid flowing out from the other end between the sliding surfaces improves lubrication and suppresses leakage of the sealed fluid to the leakage side.

特許第6444492号公報(第8~10頁、第2図)Japanese Patent No. 6444492 (pages 8-10, Figure 2)

しかしながら、特許文献1にあっては、溝が略同一幅で回転方向下流側に傾斜して径方向へ長く帯状に延びており、溝の一端から漏れ側の流体を吸い込む構成であることから、回転機械の回転数が非常に高いものには、所望の正圧を発生させることができなくなり、充分な潤滑性が確保されない虞があった。 However, in Patent Document 1, the grooves have approximately the same width, incline toward the downstream side in the direction of rotation, and extend in a long, radial band shape, with the leakage fluid being sucked in from one end of the groove. Therefore, in rotating machines with very high rotation speeds, the desired positive pressure cannot be generated, and there is a risk that sufficient lubrication will not be ensured.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、摺動部品の高い相対回転数において摺動面間に所望の正圧を確実に発生させることができる摺動部品を提供することを目的とする。 The present invention was made with a focus on these problems, and aims to provide a sliding part that can reliably generate the desired positive pressure between the sliding surfaces at high relative rotation speeds of the sliding parts.

前記課題を解決するために、本発明の摺動部品は、
回転機械の相対回転する箇所に配置される環状の摺動部品であって、
前記摺動部品の摺動面には、回転方向下流側の下流側端部に正圧発生部が設けられる少なくとも周方向に延びる帯状の溝が形成されており、該溝の少なくとも一部に、周方向に沿って漏れ側に開放する開口部が形成されている。
これによれば、溝が周方向に沿って漏れ側に大きく開口する開口部が形成されており、その開口部から漏れ側の流体が溝内に取り込まれるので、摺動部品の相対回転数が高まっても、開口部から漏れ側の流体を溝内に多く取り込み、摺動面間に所望の正圧を発生させることができる。また、摺動部品の相対回転時に溝からの正圧によって被密封流体が漏れ側に漏れにくくなっている。
In order to solve the above problems, the sliding component of the present invention comprises:
An annular sliding component disposed at a relative rotational location of a rotary machine,
A band-shaped groove extending at least in the circumferential direction is formed on the sliding surface of the sliding part, and a positive pressure generating portion is provided at its downstream end portion downstream in the direction of rotation, and an opening portion opening to the leakage side along the circumferential direction is formed in at least a part of the groove.
According to this, the groove is formed with an opening that opens widely toward the leakage side along the circumferential direction, and the leakage-side fluid is taken into the groove from the opening, so that even if the relative rotation speed of the sliding parts increases, a large amount of the leakage-side fluid can be taken into the groove from the opening, and a desired positive pressure can be generated between the sliding surfaces. In addition, the positive pressure from the groove during the relative rotation of the sliding parts makes it difficult for the sealed fluid to leak to the leakage side.

前記溝は、その周方向長さの1/3以上に亘って前記開口部が形成されていてもよい。
これによれば、開口部から漏れ側の流体を十分に取り込むことができ、正圧発生部により摺動面間に高い正圧を確実に発生させることができる。
The groove may have the opening formed over at least one third of its circumferential length.
This allows the leakage fluid to be sufficiently taken in through the opening, and the positive pressure generating section can reliably generate a high positive pressure between the sliding surfaces.

前記正圧発生部は、その先端が回転方向下流側に向けて先細りするように形成されていてもよい。
これによれば、正圧発生部の先端に向かって流体が収束されることから、下流側端部における正圧発生の効率を向上させることができる。
The positive pressure generating portion may be formed so that its tip tapers toward the downstream side in the direction of rotation.
According to this, since the fluid is converged toward the tip of the positive pressure generating portion, the efficiency of generating positive pressure at the downstream end portion can be improved.

前記溝は、前記開口部が形成され周方向に延びる第1溝部と、前記第1溝部の下流側端部から径方向に延設されその端部が閉塞された前記正圧発生部が形成される第2溝部と、を有していてもよい。
これによれば、漏れ側からより離間した被密封流体側に漏れ側の流体を導入可能となるため、被密封流体の漏れ側への移動を抑制することができる。
The groove may have a first groove portion in which the opening is formed and extending circumferentially, and a second groove portion in which the positive pressure generating portion is formed, extending radially from the downstream end of the first groove portion and having its end closed.
According to this, since the leaking fluid can be introduced into the sealed fluid side that is farther away from the leaking side, the movement of the sealed fluid towards the leaking side can be suppressed.

前記第2溝部は、径方向に対し傾斜して回転方向下流側に延設されていてもよい。
これによれば、第2溝部内への漏れ側の流体の導入効率を向上させることができる。
The second groove portion may be provided so as to extend downstream in the direction of rotation at an angle relative to the radial direction.
This can improve the efficiency of introducing the leakage fluid into the second groove portion.

前記溝は、周方向に沿って複数設けられており、一の前記溝の下流側端部と、該溝に隣接する溝の上流側端部とは、径方向において重畳して設けられていてもよい。
これによれば、一の溝の下流側端部から摺動面間に流出された漏れ側の流体によって、隣接する溝の上流側端部に被密封流体が引き込まれ難くなることから、被密封流体の漏れをより抑制することができる。
The grooves may be provided in a plurality of grooves arranged along a circumferential direction, and a downstream end of one of the grooves and an upstream end of an adjacent groove may be provided so as to overlap each other in the radial direction.
With this, the leakage fluid that flows out from the downstream end of one groove between the sliding surfaces makes it difficult for the sealed fluid to be drawn into the upstream end of the adjacent groove, thereby further suppressing leakage of the sealed fluid.

前記溝は、径方向に延びる線を基準として線対称に形成されていてもよい。
これによれば、摺動部品の相対回転方向に限られず使用できる。
The groove may be formed symmetrically with respect to a line extending in a radial direction.
This allows use regardless of the relative rotation direction of the sliding parts.

尚、本発明に係る摺動部品の第2溝部が径方向に延設されているというのは、第2溝部が少なくとも径方向の成分をもって延設していればよい。 In addition, when the second groove portion of the sliding component according to the present invention is extended in the radial direction, it is sufficient that the second groove portion extends with at least a radial component.

本発明の実施例1におけるメカニカルシールの一例を示す縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view showing an example of a mechanical seal according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。2 is a view showing a sliding surface of the stationary seal ring according to the first embodiment of the present invention as viewed from the axial direction. FIG. 本発明の実施例1における静止密封環の摺動面における要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main portion of a sliding surface of the stationary seal ring according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1における変形例1を示す静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。13 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a first modified example of the first embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction. FIG. 本発明の実施例2における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 11 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a second embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction. 本発明の実施例2における静止密封環の摺動面における要部拡大図である。FIG. 11 is an enlarged view of a main portion of a sliding surface of a stationary seal ring according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例3における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 11 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a third embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction. 本発明の実施例4における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 11 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a fourth embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction. 本発明の実施例4における静止密封環の摺動面における要部拡大図である。FIG. 11 is an enlarged view of a main portion of a sliding surface of a stationary seal ring according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施例5における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 13 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a fifth embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction. 本発明の実施例5における静止密封環の摺動面における要部拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of a main portion of a sliding surface of a stationary seal ring according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施例6における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 13 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a sixth embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction. 本発明の実施例6における静止密封環の摺動面における要部拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of a main portion of a sliding surface of a stationary seal ring according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の実施例7における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 13 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a seventh embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction. 本発明の実施例8における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 13 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to an eighth embodiment of the present invention as viewed from the axial direction. 本発明の実施例9における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 13 is a view showing a sliding surface of a stationary seal ring according to a ninth embodiment of the present invention as viewed from the axial direction. 本発明の実施例10における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 23 is a view showing the sliding surface of the stationary seal ring according to the tenth embodiment of the present invention as viewed from the axial direction. 本発明の実施例11における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 23 is a view showing the sliding surface of the stationary seal ring according to the eleventh embodiment of the present invention as viewed from the axial direction. 本発明の実施例12における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。FIG. 23 is a view showing the sliding surface of the stationary seal ring according to the twelfth embodiment of the present invention as viewed from the axial direction.

本発明に係る摺動部品を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 The following describes the embodiment of the sliding part according to the present invention.

実施例1に係る摺動部品につき、図1から図3を参照して説明する。尚、本実施例においては、摺動部品がメカニカルシールである形態を例に挙げ説明する。また、メカニカルシールを構成する摺動部品の外径側を被密封流体側としての被密封液体側(高圧側)、内径側を漏れ側としての大気側(低圧側)として説明する。また、説明の便宜上、図面において、摺動面に形成される溝等にドットを付すこともある。 The sliding part according to the first embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 3. In this embodiment, the sliding part is a mechanical seal. The outer diameter side of the sliding part constituting the mechanical seal will be described as the sealed liquid side (high pressure side) as the sealed fluid side, and the inner diameter side will be described as the atmosphere side (low pressure side) as the leakage side. For ease of explanation, dots may be added to grooves formed on the sliding surface in the drawings.

図1に示される一般産業機械用のメカニカルシールは、摺動面の外径側から内径側に向かって漏れようとする被密封液体Fを密封するインサイド形のものであって、回転軸1にスリーブ2を介して回転軸1と一体的に回転可能な状態で設けられた円環状の摺動部品である回転密封環20と、被取付機器のハウジング4に固定されたシールカバー5に非回転状態かつ軸方向移動可能な状態で設けられた摺動部品としての円環状の静止密封環10と、から主に構成され、ベローズ7によって静止密封環10が軸方向に付勢されることにより、静止密封環10の摺動面11と回転密封環20の摺動面21とが互いに密接摺動するようになっている。尚、回転密封環20の摺動面21は平坦面となっており、この平坦面には凹み部が設けられていない。 The mechanical seal for general industrial machinery shown in FIG. 1 is an inside type that seals the sealed liquid F that is about to leak from the outer diameter side to the inner diameter side of the sliding surface. It is mainly composed of a rotating seal ring 20, which is an annular sliding part that is attached to the rotating shaft 1 via a sleeve 2 in a state that it can rotate integrally with the rotating shaft 1, and a ring-shaped stationary seal ring 10, which is a sliding part that is attached to a seal cover 5 fixed to the housing 4 of the attached device in a non-rotating state and axially movable state. The stationary seal ring 10 is biased in the axial direction by the bellows 7, so that the sliding surface 11 of the stationary seal ring 10 and the sliding surface 21 of the rotating seal ring 20 slide closely against each other. The sliding surface 21 of the rotating seal ring 20 is a flat surface, and this flat surface does not have a recess.

静止密封環10及び回転密封環20は、代表的にはSiC(硬質材料)同士またはSiC(硬質材料)とカーボン(軟質材料)の組み合わせで形成されるが、これに限らず、摺動材料はメカニカルシール用摺動材料として使用されているものであれば適用可能である。尚、SiCとしては、ボロン、アルミニウム、カーボン等を焼結助剤とした焼結体をはじめ、成分、組成の異なる2種類以上の相からなる材料、例えば、黒鉛粒子の分散したSiC、SiCとSiからなる反応焼結SiC、SiC-TiC、SiC-TiN等があり、カーボンとしては、炭素質と黒鉛質の混合したカーボンをはじめ、樹脂成形カーボン、焼結カーボン等が利用できる。また、上記摺動材料以外では、金属材料、樹脂材料、表面改質材料(コーティング材料)、複合材料等も適用可能である。 The stationary seal ring 10 and the rotating seal ring 20 are typically formed of a combination of SiC (hard material) or SiC (hard material) and carbon (soft material), but are not limited to this and any sliding material used as a sliding material for mechanical seals can be used. Examples of SiC include sintered bodies using boron, aluminum, carbon, etc. as sintering aids, as well as materials consisting of two or more phases with different components and compositions, such as SiC with dispersed graphite particles, reaction sintered SiC consisting of SiC and Si, SiC-TiC, SiC-TiN, etc., and examples of carbon include carbonaceous and graphitic mixtures, resin-molded carbon, sintered carbon, etc. In addition to the above sliding materials, metal materials, resin materials, surface-modified materials (coating materials), composite materials, etc. can also be used.

図2に示されるように、静止密封環10に対して回転密封環20が実線矢印で示すように相対摺動するようになっており、静止密封環10の摺動面11には複数の溝14が静止密封環10の周方向に沿って等配、かつ、後述する下流側端部14Aから上流側端部14Bに亘って同心円状に配設されている。摺動面11の溝14以外の部分は平端面を成すランド12となっている。 As shown in FIG. 2, the rotating seal ring 20 slides relative to the stationary seal ring 10 as indicated by the solid arrow, and the sliding surface 11 of the stationary seal ring 10 has a plurality of grooves 14 that are equally spaced along the circumferential direction of the stationary seal ring 10 and are arranged concentrically from the downstream end 14A to the upstream end 14B described below. The portion of the sliding surface 11 other than the grooves 14 is a land 12 that forms a flat end surface.

次に、溝14の概略について図2及び図3に基づいて説明する。尚、以下の説明において、特に断らない限り、図2において実線矢印で示されるように、静止密封環10に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転しているものとして説明する。これに伴い、図3の紙面左側を回転方向下流側とし、図3の紙面右側を回転方向上流側として説明する。また、回転方向上流側については、単に「上流側」と記載することもあり、回転方向下流側についても同様に、単に「下流側」と記載することもある。 Next, the groove 14 will be described with reference to Figures 2 and 3. In the following description, unless otherwise specified, the rotating seal ring 20 will be described as rotating counterclockwise relative to the stationary seal ring 10 as shown by the solid arrow in Figure 2. Accordingly, the left side of Figure 3 will be described as the downstream side in the direction of rotation, and the right side of Figure 3 will be described as the upstream side in the direction of rotation. The upstream side in the direction of rotation may be referred to simply as the "upstream side," and the downstream side in the direction of rotation may be referred to simply as the "downstream side."

溝14は、大気側に開放するとともに周方向に延設された開口部15と、開口部15に連通するとともに回転方向下流側に形成された正圧発生部としての下流側端部14Aと、開口部15に連通して回転方向上流側に形成された負圧発生部としての上流側端部14Bと、を有し、軸方向視において周方向に沿って弧状に湾曲した帯状を成し、径方向の区画壁よりも周方向の区画壁が長く形成されている。また、溝14は、径方向に延びる線S1を基準に線対称に形成されている。 The groove 14 has an opening 15 that is open to the atmosphere and extends in the circumferential direction, a downstream end 14A that communicates with the opening 15 and acts as a positive pressure generating section formed downstream in the direction of rotation, and an upstream end 14B that communicates with the opening 15 and acts as a negative pressure generating section formed upstream in the direction of rotation, and is shaped like a belt curved in an arc along the circumferential direction when viewed in the axial direction, with the circumferential partition wall being longer than the radial partition wall. The groove 14 is also formed symmetrically with respect to a line S1 that extends in the radial direction.

溝14の構成について詳しくは、開口部15の下流側端およびランド12に略直交して径方向に延設された下流側壁部14aと、下流側壁部14aの外径側端およびランド12に略直交して周方向に延設された周壁部14bと、周壁部14bの上流側端に略直交して径方向に延設されて開口部15の上流側端およびランド12に略直交する上流側壁部14cと、下流側壁部14a、周壁部14b及び上流側壁部14cに直交する底面と、を有しており、下流側端部14Aに下流側壁部14aと周壁部14bの下流側端部とが配設され、上流側端部14Bに上流側壁部14cと周壁部14bの上流側端部が配設されている。 The groove 14 has a downstream wall portion 14a extending radially and generally perpendicular to the downstream end of the opening 15 and the land 12, a peripheral wall portion 14b extending circumferentially and generally perpendicular to the outer diameter end of the downstream wall portion 14a and the land 12, an upstream wall portion 14c extending radially and generally perpendicular to the upstream end of the peripheral wall portion 14b and generally perpendicular to the upstream end of the opening 15 and the land 12, and a bottom surface perpendicular to the downstream wall portion 14a, the peripheral wall portion 14b, and the upstream wall portion 14c. The downstream wall portion 14a and the downstream end of the peripheral wall portion 14b are disposed at the downstream end 14A, and the upstream wall portion 14c and the upstream end of the peripheral wall portion 14b are disposed at the upstream end 14B.

また、溝14は、開口部15と周壁部14bとが略平行に形成されており、開口部15と周壁部14bとの間の径方向における幅寸法D2は略一定となっている。また、幅寸法D2は、開口部15の開口寸法D1よりも短寸であり(D1>D2)、開口寸法D1は、幅寸法D2の約5倍となっている。尚、開口部15は、周方向に延びる内径側の全長に亘って開口していたが、軸方向から見て溝14の周方向に沿って略同心状に延びる壁(本実施例では周壁部14b)の周方向長さの少なくとも1/3以上、好ましくは1/2以上が開口していればよい。また、開口寸法及び幅寸法については、開口寸法が幅寸法よりも大きくなっていれば適宜変更してもよい。また、溝14の幅寸法D2が周方向に亘って一定であることを妨げない。 In addition, the groove 14 has an opening 15 and a peripheral wall portion 14b formed substantially parallel to each other, and the width dimension D2 in the radial direction between the opening 15 and the peripheral wall portion 14b is substantially constant. The width dimension D2 is shorter than the opening dimension D1 of the opening 15 (D1>D2), and the opening dimension D1 is approximately 5 times the width dimension D2. Although the opening 15 is open over the entire length of the inner diameter side extending in the circumferential direction, it is sufficient that at least 1/3 or more, preferably 1/2 or more, of the circumferential length of the wall (in this embodiment, the peripheral wall portion 14b) extending substantially concentrically along the circumferential direction of the groove 14 as viewed from the axial direction is open. The opening dimension and the width dimension may be changed as appropriate as long as the opening dimension is larger than the width dimension. Also, the width dimension D2 of the groove 14 does not have to be constant in the circumferential direction.

また、溝14は、ランド12の表面から溝14の底面までの深さ寸法は5μmに形成されている。尚、溝14の深さ寸法は、適宜変更してもよい。また、溝14の底面は平坦面をなしランド12に平行に形成されているが、平坦面に微細凹部を設けることやランド12に対して傾斜するように形成することを妨げない。 The groove 14 is formed so that the depth dimension from the surface of the land 12 to the bottom surface of the groove 14 is 5 μm. The depth dimension of the groove 14 may be changed as appropriate. The bottom surface of the groove 14 is flat and formed parallel to the land 12, but this does not prevent the formation of a fine recess in the flat surface or the formation of the groove 14 at an angle to the land 12.

次いで、静止密封環10と回転密封環20との相対回転時の動作について説明する。まず、回転密封環20が回転していない一般産業機械の非稼動時には、摺動面11,21間には摺動面11,21よりも外径側の被密封液体Fが毛細管現象によって僅かに進入しているとともに、溝14には一般産業機械の停止時に残っていた被密封液体Fと摺動面11,21よりも内径側から進入した気体とが混在した状態となっている。尚、被密封液体Fは気体と比べ粘度が高いため、一般産業機械の停止時に溝14から低圧側に漏れ出す量は少ない。 Next, the operation of the stationary seal ring 10 and the rotating seal ring 20 during relative rotation will be described. First, when the general industrial machine is not in operation and the rotating seal ring 20 is not rotating, a small amount of the sealed liquid F on the outer diameter side of the sliding surfaces 11, 21 enters between the sliding surfaces 11, 21 due to capillary action, and the groove 14 is in a state where the sealed liquid F remaining when the general industrial machine is stopped is mixed with gas that has entered from the inner diameter side of the sliding surfaces 11, 21. Note that since the sealed liquid F has a higher viscosity than gas, only a small amount leaks from the groove 14 to the low pressure side when the general industrial machine is stopped.

一般産業機械の停止時に溝14に被密封液体Fがほぼ残っていない場合には、回転密封環20が静止密封環10に対して相対回転(実線矢印参照)すると、図3に示されるように、溝14内の低圧側流体Aが回転密封環20の回転方向に矢印L1に示すように追随移動するため、下流側端部14A内に動圧が発生するようになる。 When the general industrial machine is stopped and there is almost no sealed liquid F remaining in the groove 14, when the rotating seal ring 20 rotates relative to the stationary seal ring 10 (see solid arrow), as shown in Figure 3, the low-pressure fluid A in the groove 14 moves in the direction of rotation of the rotating seal ring 20 as indicated by the arrow L1, generating dynamic pressure in the downstream end 14A.

下流側端部14Aには、回転密封環20の回転に伴って低圧側流体Aが流入し続けることにより、下流側端部14A内の圧力が高められて正圧が発生し、低圧側流体Aは矢印L2に示すように下流側壁部14a近傍からその周辺に流出する。詳しくは、周壁部14bに沿って案内されて移動する低圧側流体Aが下流側端部14Aにおける下流側壁部14aから摺動面11,21間に流出、特に下流側壁部14aと周壁部14bとが略直交する角部に向かって収束され、この角部から摺動面11,21間に流出することとなる。そのため、下流側壁部14aと周壁部14bとの角部から流出する低圧側流体Aの圧力が最も高く、この角部から下流側壁部14aの内径側または周壁部14bの上流側に向かうにつれて漸次圧力が低くなる。なお、低圧側流体Aには遠心力が作用するため、周壁部14bに沿って流れやすくなっている。 As the rotary seal ring 20 rotates, the low-pressure fluid A continues to flow into the downstream end 14A, increasing the pressure in the downstream end 14A and generating a positive pressure, and the low-pressure fluid A flows out from the vicinity of the downstream wall portion 14a to its periphery as shown by the arrow L2. In detail, the low-pressure fluid A, which is guided and moves along the peripheral wall portion 14b, flows out from the downstream wall portion 14a at the downstream end 14A between the sliding surfaces 11 and 21, and in particular, converges toward the corner where the downstream wall portion 14a and the peripheral wall portion 14b are approximately perpendicular, and flows out from this corner between the sliding surfaces 11 and 21. Therefore, the pressure of the low-pressure fluid A flowing out from the corner between the downstream wall portion 14a and the peripheral wall portion 14b is the highest, and the pressure gradually decreases as it moves from this corner toward the inner diameter side of the downstream wall portion 14a or the upstream side of the peripheral wall portion 14b. In addition, since centrifugal force acts on the low-pressure fluid A, it is easy for it to flow along the peripheral wall portion 14b.

また、回転密封環20の回転に伴って低圧側流体Aが下流側端部14A側に追従移動し下流側端部14Aに正圧が発生することにより、上流側端部14Bに負圧が発生し、大気側の低圧側流体Aが矢印L3に示すように開口部15の周方向中央部や、矢印L4に示すように開口部15の上流側端部14Bから導入される。また、溝14において下流側端部14A近傍が最も圧力が高くなっているので、下流側端部14A近傍の低圧側流体Aの大部分は摺動面11,21間に流出し、低圧側流体Aの一部は開口部15における下流側端部14A近傍から大気側に漏れる。 As the rotary seal ring 20 rotates, the low-pressure fluid A moves toward the downstream end 14A, generating a positive pressure at the downstream end 14A, generating a negative pressure at the upstream end 14B, and the low-pressure fluid A on the atmospheric side is introduced from the circumferential center of the opening 15 as shown by arrow L3, or from the upstream end 14B of the opening 15 as shown by arrow L4. In addition, since the pressure is highest near the downstream end 14A in the groove 14, most of the low-pressure fluid A near the downstream end 14A flows out between the sliding surfaces 11 and 21, and part of the low-pressure fluid A leaks from the downstream end 14A of the opening 15 to the atmosphere.

また、上流側端部14Bでは、発生する負圧によって、隣接する上流側の溝14の下流側端部14Aから流出した低圧側流体Aが矢印L5に示すように上流側壁部14c側から導入される。 In addition, at the upstream end 14B, the negative pressure generated causes the low-pressure fluid A that flows out from the downstream end 14A of the adjacent upstream groove 14 to be introduced from the upstream wall portion 14c side, as shown by arrow L5.

また、摺動面11,21間の内径側に流出する被密封液体Fが溝14の下流側端部14Aに到達すると、その被密封液体Fを溝14の下流側端部14Aから摺動面11,21間に流出する低圧側流体Aにより外径側に押し返すことができる。また、摺動面11,21間の被密封液体Fが溝14の上流側端部14Bに到達すると、溝14の上流側端部14Bで発生する負圧によりその被密封液体Fを回収することができる。加えて、被密封液体Fは気体と比べ粘度が高く、比重も大きいことから回転の影響を受け易いため、溝14内に回収されると、回転力や遠心力によって下流側壁部14aまたは周壁部14bに沿って移動することとなる。よって、摺動面11,21間の大気側に流出した被密封液体Fを回収して下流側端部14Aから低圧側流体Aと共に摺動面11,21間に確実に戻すことができる。 When the sealed liquid F flowing out to the inner diameter side between the sliding surfaces 11 and 21 reaches the downstream end 14A of the groove 14, the sealed liquid F can be pushed back to the outer diameter side by the low-pressure side fluid A flowing out from the downstream end 14A of the groove 14 between the sliding surfaces 11 and 21. When the sealed liquid F between the sliding surfaces 11 and 21 reaches the upstream end 14B of the groove 14, the sealed liquid F can be recovered by the negative pressure generated at the upstream end 14B of the groove 14. In addition, since the sealed liquid F has a higher viscosity and a larger specific gravity than gas and is easily affected by rotation, when it is recovered in the groove 14, it moves along the downstream wall portion 14a or the peripheral wall portion 14b due to the rotational force and centrifugal force. Therefore, the sealed liquid F flowing out to the atmosphere side between the sliding surfaces 11 and 21 can be recovered and reliably returned to the sliding surfaces 11 and 21 from the downstream end 14A together with the low-pressure side fluid A.

以上のことから、静止密封環10と回転密封環20との相対回転時において、摺動面11,21間の内径側には、低圧側流体Aによる流体膜が形成されることとなる。これによれば、摺動面11,21同士を離間させ、流体膜により潤滑性を向上させることができる。 As a result of the above, when the stationary seal ring 10 and the rotating seal ring 20 rotate relative to each other, a fluid film of the low-pressure fluid A is formed on the inner diameter side between the sliding surfaces 11 and 21. This allows the sliding surfaces 11 and 21 to be separated from each other, improving lubrication through the fluid film.

このように、溝14には、周方向に沿って大気側に大きく開口する開口部15が形成されており、溝14の開口部15側の体積が正圧を発生させる下流側端部14A側の体積よりも大きいので、回転軸1の回転数を上げたときに溝14における下流側端部14A側の圧力が高まっても、開口部15から大気側の低圧側流体Aを溝14内に多く取り込み、溝14内に動圧を発生させることができ、下流側端部14Aにより摺動面11,21間に高い正圧を発生させることができる。また、溝14の上流側端部14Bで発生する負圧により溝14内に積極的に低圧側流体Aを取り込むことができる。 In this way, the groove 14 is formed with an opening 15 that opens widely toward the atmosphere along the circumferential direction, and the volume of the opening 15 side of the groove 14 is larger than the volume of the downstream end 14A side that generates positive pressure. Therefore, even if the pressure on the downstream end 14A side of the groove 14 increases when the rotation speed of the rotating shaft 1 is increased, a large amount of low-pressure fluid A on the atmosphere side can be taken into the groove 14 from the opening 15, generating dynamic pressure in the groove 14, and the downstream end 14A can generate high positive pressure between the sliding surfaces 11 and 21. In addition, the negative pressure generated at the upstream end 14B of the groove 14 can actively take in the low-pressure fluid A into the groove 14.

また、溝14は、内径側に亘って開口部15が形成されているので、開口部15から低圧側流体Aを十分に取り込むことができ、下流側端部14Aにより摺動面11,21間に高い正圧を確実に発生させることができる。 In addition, the groove 14 has an opening 15 formed along the inner diameter side, so that the low-pressure fluid A can be sufficiently taken in through the opening 15, and the downstream end 14A can reliably generate a high positive pressure between the sliding surfaces 11, 21.

また、溝14は、線S1を基準に線対称に形成されていることから、図2において点線矢印で示されるように、静止密封環10に対して回転密封環20が相対的に紙面時計回り方向に回転する場合には、下流側端部14Aから上流側端部14Bに向かって低圧側流体Aが移動して、上流側端部14B側で正圧が発生し、下流側端部14A側で負圧が発生することとなる。すなわち、静止密封環10に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転した場合とは逆に機能することとなる。よって、静止密封環10と回転密封環20との相対回転方向に限られず使用できる。 In addition, since the groove 14 is formed symmetrically with respect to the line S1, when the rotating seal ring 20 rotates clockwise relative to the stationary seal ring 10 as shown by the dotted arrow in FIG. 2, the low-pressure fluid A moves from the downstream end 14A to the upstream end 14B, generating positive pressure at the upstream end 14B and negative pressure at the downstream end 14A. In other words, it functions in the opposite way to when the rotating seal ring 20 rotates counterclockwise relative to the stationary seal ring 10. Therefore, it can be used regardless of the relative rotation direction between the stationary seal ring 10 and the rotating seal ring 20.

また、溝14は、周方向に沿って複数設けられているので、周方向における摺動面11,21間の圧力バランスが取りやすい。尚、本実施例では、溝14が周方向に等配される形態を例示したが、不等配に配設されていてもよい。また、溝14の数量も自由に変更することができる。 In addition, since multiple grooves 14 are provided along the circumferential direction, it is easy to balance the pressure between the sliding surfaces 11, 21 in the circumferential direction. In this embodiment, the grooves 14 are evenly spaced in the circumferential direction, but they may be unevenly spaced. The number of grooves 14 can also be freely changed.

[変形例]
次いで、溝の変形例について説明する。図4に示されるように、静止密封環101に設けられる変形例1の溝141は、軸方向から見て略350度の円弧状、すなわちC字状に形成されており、径方向に延びる線S2を基準に線対称に形成されている。また、溝141の開口部151は、溝141と同様に、軸方向から見て略350度の円弧状に形成されており、溝141内に低圧側流体Aを多く導入することができる。このように、溝は、一つ以上形成されていればよい。また、複数形成する際にも、等配に限らず不等配に配設されていてもよい。
[Modification]
Next, modified examples of the groove will be described. As shown in Fig. 4, the groove 141 of modified example 1 provided in the stationary seal ring 101 is formed in an arc shape of approximately 350 degrees as viewed from the axial direction, i.e., in a C-shape, and is formed line-symmetrically with respect to a line S2 extending in the radial direction. Similarly to the groove 141, the opening 151 of the groove 141 is formed in an arc shape of approximately 350 degrees as viewed from the axial direction, and a large amount of low-pressure side fluid A can be introduced into the groove 141. In this way, it is sufficient that one or more grooves are formed. Furthermore, when multiple grooves are formed, they may be arranged not only equally but also unequally.

次に、実施例2に係る摺動部品につき、図5及び図6を参照して説明する。尚、前記実施例1と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of the second embodiment will be described with reference to Figures 5 and 6. Note that the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted.

図5及び図6に示されるように、静止密封環102に設けられる溝142は、開口部15と、開口部15の下流側端から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設された下流側壁部142aと、周壁部14bと、上流側壁部14cと、を有している。下流側端部142Aは、下流側壁部142aと周壁部14bとが交差する角部が、回転方向下流側かつ被密封液体F側に突出するように先端に向かって鋭角に形成されている。 As shown in Figures 5 and 6, the groove 142 provided in the stationary seal ring 102 has an opening 15, a downstream wall portion 142a extending radially from the downstream end of the opening 15 at an incline toward the downstream side in the direction of rotation, a peripheral wall portion 14b, and an upstream wall portion 14c. The downstream end portion 142A is formed at an acute angle toward the tip, where the downstream wall portion 142a and the peripheral wall portion 14b intersect, so that the corner protrudes toward the downstream side in the direction of rotation and toward the sealed liquid F.

このように、下流側壁部142aが径方向に対し回転方向下流側に傾斜していることで、下流側壁部142aに低圧側流体Aが案内されるにあたって、下流側端部142A近傍の低圧側流体Aが矢印L1’,L3’に示すように下流側端部142Aの先端の狭い箇所に向かって収束されることから、下流側端部142Aにおける正圧発生の効率を向上させることができる。 In this way, because the downstream wall portion 142a is inclined toward the downstream side in the rotational direction relative to the radial direction, when the low-pressure fluid A is guided to the downstream wall portion 142a, the low-pressure fluid A near the downstream end portion 142A converges toward the narrow point at the tip of the downstream end portion 142A as shown by arrows L1' and L3', thereby improving the efficiency of positive pressure generation at the downstream end portion 142A.

また、溝142は、矢印L2’に示すように下流側端部142Aの先端から流出される低圧側流体Aの圧力を前記実施例1よりも高めやすいことから、より被密封液体Fの移動を抑制しやすい。 In addition, the groove 142 is more likely to increase the pressure of the low-pressure fluid A flowing out from the tip of the downstream end 142A, as shown by the arrow L2', than in the first embodiment, making it easier to suppress the movement of the sealed liquid F.

次に、実施例3に係る摺動部品につき、図7を参照して説明する。尚、前記実施例2と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of Example 3 will be described with reference to FIG. 7. Note that the description of the same configuration as Example 2 will be omitted.

図7に示されるように、静止密封環103に設けられる溝143は、径方向に延びる線S3を基準に線対称に形成されており、開口部15と、下流側壁部143aと、周壁部14bと、周壁部14bの上流側端から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設された上流側壁部143cと、を有している。すなわち、上流側壁部143cと周壁部14bとにより形成される上流側端部143Bは、上流側壁部143cと周壁部14bとが交差する角部が回転方向上流側に突出するように先端に向かって鋭角に形成されている。 As shown in FIG. 7, the groove 143 provided in the stationary seal ring 103 is formed symmetrically with respect to a line S3 extending in the radial direction, and has an opening 15, a downstream wall portion 143a, a peripheral wall portion 14b, and an upstream wall portion 143c that extends in the radial direction from the upstream end of the peripheral wall portion 14b and inclines toward the downstream side in the rotational direction. That is, the upstream end portion 143B formed by the upstream wall portion 143c and the peripheral wall portion 14b is formed at an acute angle toward the tip so that the corner where the upstream wall portion 143c and the peripheral wall portion 14b intersect protrudes toward the upstream side in the rotational direction.

これにより、溝143は、図7において実線矢印で示されるように、静止密封環103に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転する場合にも、図7において点線矢印で示されるように、静止密封環103に対して回転密封環20が相対的に紙面時計回り方向に回転する場合にも、下流側端部143Aまたは上流側端部143Bに低圧側流体Aを収束させて、正圧発生の効率を向上させることができる。よって、静止密封環103と回転密封環20との相対回転方向に限られず使用できる。 As a result, the groove 143 can improve the efficiency of positive pressure generation by converging the low-pressure fluid A to the downstream end 143A or the upstream end 143B, both when the rotating seal ring 20 rotates counterclockwise relative to the stationary seal ring 103 as shown by the solid arrow in FIG. 7, and when the rotating seal ring 20 rotates clockwise relative to the stationary seal ring 103 as shown by the dotted arrow in FIG. 7. Therefore, it can be used regardless of the relative rotation direction between the stationary seal ring 103 and the rotating seal ring 20.

次に、実施例4に係る摺動部品につき、図8及び図9を参照して説明する。尚、前記実施例1と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of Example 4 will be described with reference to Figures 8 and 9. Note that descriptions of the same configuration as in Example 1 will be omitted.

図8及び図9に示されるように、静止密封環104に設けられる溝144は、開口部15を有し周方向に延びる第1溝部144Cと、第1溝部144Cの下流側端部に直交して径方向に延設される第2溝部144Dと、から構成され、軸方向から見て逆L字状に形成されている。 As shown in Figures 8 and 9, the groove 144 provided in the stationary seal ring 104 is composed of a first groove portion 144C having an opening 15 and extending in the circumferential direction, and a second groove portion 144D extending in the radial direction perpendicular to the downstream end of the first groove portion 144C, and is formed in an inverted L shape when viewed from the axial direction.

図9に示されるように、溝144の構成について詳しくは、開口部15の下流側端に略直交して径方向に延設された下流側壁部144aと、下流側壁部144aの外径側端に略直交して延設された外径側周壁部144dと、外径側周壁部144dの上流側端に略直交して径方向に延設された中間壁部144eと、中間壁部144eの内径側端に略直交して周方向に延設された内径側周壁部144bと、上流側壁部144cと、溝144の底部と、を有している。内径側周壁部144b、上流側壁部144c、溝144の底部は、第1溝部144Cを構成しており、下流側壁部144a、外径側周壁部144d、中間壁部144e、溝144の底部は、第1溝部144Cに連通する第2溝部144Dを構成している。 As shown in FIG. 9, the detailed configuration of groove 144 includes a downstream wall portion 144a extending radially and generally perpendicular to the downstream end of opening 15, an outer diameter side peripheral wall portion 144d extending generally perpendicular to the outer diameter side end of downstream wall portion 144a, an intermediate wall portion 144e extending radially and generally perpendicular to the upstream end of outer diameter side peripheral wall portion 144d, an inner diameter side peripheral wall portion 144b extending circumferentially and generally perpendicular to the inner diameter side end of intermediate wall portion 144e, an upstream wall portion 144c, and a bottom of groove 144. The inner diameter side peripheral wall portion 144b, the upstream side wall portion 144c, and the bottom of the groove 144 form the first groove portion 144C, and the downstream side wall portion 144a, the outer diameter side peripheral wall portion 144d, the intermediate wall portion 144e, and the bottom of the groove 144 form the second groove portion 144D that communicates with the first groove portion 144C.

図8に戻って、溝144は、開口部15と外径側周壁部144dとが略平行に形成されており、開口部15と外径側周壁部144dとの間の径方向における幅寸法D20は略一定となっている。また、幅寸法D20は、幅寸法D2の約2倍となっており、開口部15の開口寸法D1よりも短寸であり(D1>D20)、開口寸法D1は、幅寸法D20の約3倍となっている。 Returning to FIG. 8, the groove 144 has the opening 15 and the outer diameter side peripheral wall portion 144d formed approximately parallel to each other, and the width dimension D20 in the radial direction between the opening 15 and the outer diameter side peripheral wall portion 144d is approximately constant. Furthermore, the width dimension D20 is approximately twice the width dimension D2 and is shorter than the opening dimension D1 of the opening 15 (D1>D20), and the opening dimension D1 is approximately three times the width dimension D20.

また、溝144は、内径側周壁部144bと中間壁部144eとが略直交していることから、内径側周壁部144bと中間壁部144eとの間の角度θ1は略90度となっている(θ1<180度)。 In addition, since the inner diameter side peripheral wall portion 144b and the intermediate wall portion 144e of the groove 144 are substantially perpendicular to each other, the angle θ1 between the inner diameter side peripheral wall portion 144b and the intermediate wall portion 144e is substantially 90 degrees (θ1 < 180 degrees).

また、第2溝部144Dは、下流側壁部144aの内径側端と中間壁部144e内径側端との間の開口寸法D40(図9参照)、すなわち第2溝部144Dの開口寸法D40が開口部15の開口寸法D1よりも短寸であり(D1>D40)、開口寸法D1は、開口寸法D40の約4倍となっている。 The second groove portion 144D has an opening dimension D40 (see FIG. 9) between the inner diameter end of the downstream wall portion 144a and the inner diameter end of the intermediate wall portion 144e, i.e., the opening dimension D40 of the second groove portion 144D is shorter than the opening dimension D1 of the opening 15 (D1>D40), and the opening dimension D1 is approximately four times the opening dimension D40.

図8および図9において実線矢印で示されるように、静止密封環104に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転すると、矢印L1で示すように溝144内を移動してきた低圧側流体Aが、矢印L10で示すように下流側壁部144aと外径側周壁部144dとの角部側へと流入し、該角部から矢印L20で示すように低圧側流体Aが摺動面11,21間に流出される。 As shown by the solid arrows in Figures 8 and 9, when the rotating seal ring 20 rotates counterclockwise relative to the stationary seal ring 104, the low-pressure fluid A that has moved inside the groove 144 as shown by arrow L1 flows into the corner between the downstream wall portion 144a and the outer diameter side peripheral wall portion 144d as shown by arrow L10, and the low-pressure fluid A flows out from the corner between the sliding surfaces 11 and 21 as shown by arrow L20.

さらに、第2溝部144Dでは、遠心力に加えて、下流側壁部144aと外径側周壁部144dとの角部から摺動面11,21間に低圧側流体Aが流出することに伴って動圧が発生するため、第1溝部144Cの下流側端部に最も近い開口部15、すなわち開口部15の下流側端部において矢印L30で示すように低圧側流体Aが導入される。 Furthermore, in the second groove portion 144D, in addition to the centrifugal force, dynamic pressure is generated as the low-pressure fluid A flows out from the corner between the downstream wall portion 144a and the outer diameter side peripheral wall portion 144d between the sliding surfaces 11, 21, so that the low-pressure fluid A is introduced as shown by arrow L30 at the opening 15 closest to the downstream end of the first groove portion 144C, i.e., the downstream end of the opening 15.

これらにより、下流側壁部144aと外径側周壁部144dとの角部に対して低圧側流体Aを多く導入することができるとともに、大気側から離間した被密封流体側に正圧を発生させることができるため、摺動面11,21間の被密封液体Fを外径側の被密封液体側に戻すことができ、被密封液体Fの大気側への移動を抑制して、被密封液体Fが大気側に漏れることを効果的に抑制することができる。 As a result, a large amount of low-pressure fluid A can be introduced into the corner between the downstream wall portion 144a and the outer diameter side peripheral wall portion 144d, and a positive pressure can be generated on the sealed fluid side separated from the atmosphere side, so that the sealed liquid F between the sliding surfaces 11, 21 can be returned to the sealed liquid side on the outer diameter side, and the movement of the sealed liquid F to the atmosphere side can be suppressed, effectively suppressing the leakage of the sealed liquid F to the atmosphere side.

次に、実施例5に係る摺動部品につき、図10及び図11を参照して説明する。尚、前記実施例4と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts according to the fifth embodiment will be described with reference to Figures 10 and 11. Note that the description of the same configuration as the fourth embodiment will be omitted.

図10及び図11に示されるように、静止密封環105に設けられる溝145は、第1溝部145Cと、第1溝部145Cの下流側端部から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設された第2溝部145Dと、から構成されており、軸方向から見てV字状に形成されている。 As shown in Figures 10 and 11, the groove 145 provided in the stationary seal ring 105 is composed of a first groove portion 145C and a second groove portion 145D that extends radially from the downstream end of the first groove portion 145C and inclines toward the downstream side in the rotational direction, and is formed in a V-shape when viewed from the axial direction.

図11に示されるように、溝145の構成について詳しくは、開口部15の下流側端から回転方向下流側に傾斜して外径方向に延設された下流側壁部145aと、下流側壁部145aの外径側端から周方向に延設された外径側周壁部145dと、外径側周壁部145dの上流側端と内径側周壁部145bとを繋ぐ中間壁部145eと、内径側周壁部145bと、上流側壁部145cと、溝145の底部と、を有している。内径側周壁部145b、上流側壁部145c、溝145の底部は、第1溝部145Cを構成しており、下流側壁部145a、外径側周壁部145d、中間壁部145e、溝144の底部は、第1溝部145Cに連通する第2溝部145Dを構成している。また、第2溝部145Dの下流側端部は、下流側壁部145aと外径側周壁部145dとが交差する角部が回転方向下流側に向かって鋭角に形成されている。 11, the groove 145 includes a downstream wall portion 145a extending from the downstream end of the opening 15 in the outer diameter direction at an inclination toward the downstream side in the rotation direction, an outer diameter side peripheral wall portion 145d extending from the outer diameter side end of the downstream wall portion 145a in the circumferential direction, an intermediate wall portion 145e connecting the upstream end of the outer diameter side peripheral wall portion 145d and the inner diameter side peripheral wall portion 145b, an inner diameter side peripheral wall portion 145b, an upstream wall portion 145c, and a bottom portion of the groove 145. The inner diameter side peripheral wall portion 145b, the upstream wall portion 145c, and the bottom portion of the groove 145 constitute a first groove portion 145C, and the downstream wall portion 145a, the outer diameter side peripheral wall portion 145d, the intermediate wall portion 145e, and the bottom portion of the groove 144 constitute a second groove portion 145D communicating with the first groove portion 145C. Additionally, the downstream end of the second groove 145D is formed such that the corner where the downstream wall 145a and the outer diameter side peripheral wall 145d intersect is an acute angle facing downstream in the direction of rotation.

図10に戻って、溝145は、開口部15と外径側周壁部145dとが略平行に形成されており、開口部15と外径側周壁部145dとの間の径方向における幅寸法D21は略一定となっている。また、幅寸法D21は、幅寸法D2の約2倍となっており、開口部15の開口寸法D1よりも短寸であり(D1>D21)、開口寸法D1は、幅寸法D20の約2倍となっている。 Returning to FIG. 10, the groove 145 has the opening 15 and the outer diameter side peripheral wall portion 145d formed substantially parallel to each other, and the width dimension D21 in the radial direction between the opening 15 and the outer diameter side peripheral wall portion 145d is substantially constant. Furthermore, the width dimension D21 is approximately twice the width dimension D2 and is shorter than the opening dimension D1 of the opening 15 (D1>D21), and the opening dimension D1 is approximately twice the width dimension D20.

また、溝145は、内径側周壁部145bと中間壁部145eとの間の角度θ2が約160度となっている(θ2<180度)。 In addition, the angle θ2 between the inner diameter side peripheral wall portion 145b and the intermediate wall portion 145e of the groove 145 is approximately 160 degrees (θ2 < 180 degrees).

また、第2溝部145Dは、下流側壁部145aの内径側端と中間壁部145eの内径側端との間の開口寸法D41、すなわち第2溝部145Dの開口寸法D41が開口寸法D1よりも短寸であり(D1>D41)、開口寸法D1は、開口寸法D41の約2倍となっている。 The second groove portion 145D has an opening dimension D41 between the inner diameter end of the downstream wall portion 145a and the inner diameter end of the intermediate wall portion 145e, i.e., the opening dimension D41 of the second groove portion 145D is shorter than the opening dimension D1 (D1>D41), and the opening dimension D1 is approximately twice the opening dimension D41.

このように、第2溝部145Dが回転方向下流側に傾斜して径方向に延びているので、第1溝部145Cと第2溝部145Dとの連通部分近傍で乱流を発生することが抑制され、低圧側流体Aを矢印L11,L31のように円滑に第2溝部145D内に導入することができる。また、第2溝部145Dにおける外径側周壁部145dと中間壁部145eとで構成される角部は約160度の鈍角に形成されているので、外径側周壁部145dと中間壁部145eとの角部で低圧側流体Aが滞留することが回避され、低圧側流体Aを矢印L12のように円滑に下流側壁部145aと外径側周壁部145dとが交差する角部内に移動させることができる。また、下流側壁部145aと外径側周壁部145dとが交差する角部に低圧側流体Aが収束されるので、効率よく正圧を発生させることができる。 In this way, since the second groove portion 145D extends in the radial direction while inclining toward the downstream side in the rotation direction, the generation of turbulence near the communication portion between the first groove portion 145C and the second groove portion 145D is suppressed, and the low-pressure side fluid A can be smoothly introduced into the second groove portion 145D as shown by arrows L11 and L31. In addition, since the corner portion formed by the outer diameter side peripheral wall portion 145d and the intermediate wall portion 145e in the second groove portion 145D is formed at an obtuse angle of about 160 degrees, the low-pressure side fluid A is prevented from stagnation at the corner portion between the outer diameter side peripheral wall portion 145d and the intermediate wall portion 145e, and the low-pressure side fluid A can be smoothly moved into the corner portion where the downstream side wall portion 145a and the outer diameter side peripheral wall portion 145d intersect as shown by arrow L12. In addition, since the low-pressure side fluid A is converged at the corner portion where the downstream side wall portion 145a and the outer diameter side peripheral wall portion 145d intersect, a positive pressure can be efficiently generated.

また、溝145は、矢印L21に示すように下流側壁部145aと外径側周壁部145dとの角部の先端から流出される低圧側流体Aの圧力を前記実施例4よりも高めやすいことから、より被密封液体Fの大気側への移動を抑制しやすい。尚、内径側周壁部145bと中間壁部145eとは、連続する円弧状を成すように形成されていてもよい。 In addition, the groove 145 is more likely to increase the pressure of the low-pressure fluid A flowing out from the tip of the corner between the downstream wall portion 145a and the outer diameter side peripheral wall portion 145d as shown by the arrow L21 than in the fourth embodiment, and is therefore more likely to suppress the movement of the sealed liquid F to the atmosphere. The inner diameter side peripheral wall portion 145b and the intermediate wall portion 145e may be formed to form a continuous arc shape.

次に、実施例6に係る摺動部品につき、図12及び図13を参照して説明する。尚、前記実施例5と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of Example 6 will be described with reference to Figures 12 and 13. Note that descriptions of the same configuration as Example 5 will be omitted.

図12及び図13に示されるように、静止密封環106に設けられる溝146は、第1溝部146Cと第2溝部146Dとから構成されている。第2溝部146Dは、第1溝部146Cの下流側端部から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設された傾斜部14Dと、傾斜部14Dの外径側端部から回転方向下流側に周方向に延設された延設部14Eと、を有しており、第2溝部146Dは、軸方向から見て逆V字状に形成されている。 As shown in Figures 12 and 13, the groove 146 provided in the stationary seal ring 106 is composed of a first groove portion 146C and a second groove portion 146D. The second groove portion 146D has an inclined portion 14D that is inclined toward the downstream side of the rotation direction from the downstream end of the first groove portion 146C and extends radially, and an extended portion 14E that is circumferentially extended toward the downstream side of the rotation direction from the outer diameter end of the inclined portion 14D. The second groove portion 146D is formed in an inverted V shape when viewed from the axial direction.

延設部14Eは、回転方向下流側に向かって鋭角に形成された角部である下流側端部146Aを有し、その内径側には、ランド12を挟んで、隣接する溝146の第1溝部146Cにおける上流側端部146Bを含む上流側が配置されており、径方向において重畳している。 The extension portion 14E has a downstream end portion 146A that is an acute angle formed toward the downstream side in the direction of rotation, and on its inner diameter side, the upstream side including the upstream end portion 146B of the first groove portion 146C of the adjacent groove 146 is arranged across the land 12, and overlaps in the radial direction.

これにより、第2溝部146Dによって被密封液体Fの大気側への移動が抑制されるので、第1溝部146Cの上流側端部146Bに被密封液体Fが導入されることが抑制される。 As a result, the second groove portion 146D prevents the sealed liquid F from moving toward the atmosphere, thereby preventing the sealed liquid F from being introduced into the upstream end portion 146B of the first groove portion 146C.

次に、実施例7に係る摺動部品につき、図14を参照して説明する。尚、前記実施例4と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of Example 7 will be described with reference to FIG. 14. Note that the description of the same configuration as Example 4 will be omitted.

図14に示されるように、静止密封環107に設けられる溝147は、開口部15を有し周方向に延びる第1溝部147Cと、第1溝部147Cの下流側端部から径方向に傾斜して直線状に延設される第2溝部147Dと、第1溝部147Cの上流側端部から径方向に傾斜して直線状に延設される第2溝部147D’と、から構成され、軸方向から見てΩ状に形成されている。 As shown in FIG. 14, the groove 147 provided in the stationary seal ring 107 is composed of a first groove portion 147C having an opening 15 and extending in the circumferential direction, a second groove portion 147D extending linearly from the downstream end of the first groove portion 147C at an incline in the radial direction, and a second groove portion 147D' extending linearly from the upstream end of the first groove portion 147C at an incline in the radial direction, and is formed in an Ω shape when viewed from the axial direction.

第2溝部147Dは、その内径側の角部147Aが回転方向下流側に向かって鋭角に形成されており、第2溝部147D’は、その内径側の角部147Bが回転方向上流側に向かって鋭角に形成されている。すなわち、溝147は、線S4を基準に線対称に形成されている。 The second groove portion 147D has an inner diameter side corner 147A that is formed at an acute angle toward the downstream side in the direction of rotation, and the second groove portion 147D' has an inner diameter side corner 147B that is formed at an acute angle toward the upstream side in the direction of rotation. In other words, the groove 147 is formed symmetrically with respect to the line S4.

図14において実線矢印で示されるように、静止密封環107に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転すると、第2溝部147D,147D’および第1溝部147C内の低圧側流体Aが角部147Aにて収束されて摺動面11,21間に流出するようになっている。 As shown by the solid arrows in FIG. 14, when the rotating seal ring 20 rotates counterclockwise relative to the stationary seal ring 107, the low-pressure fluid A in the second grooves 147D, 147D' and the first grooves 147C converges at the corners 147A and flows out between the sliding surfaces 11, 21.

一方、図14において点線矢印で示されるように、静止密封環107に対して回転密封環20が相対的に紙面時計回り方向に回転すると、第2溝部147D,147D’および第1溝部147C内の低圧側流体Aが角部147Bにて収束されて摺動面11,21間に流出するようになっている。 On the other hand, as shown by the dotted arrow in Figure 14, when the rotating seal ring 20 rotates relative to the stationary seal ring 107 in the clockwise direction on the page, the low-pressure fluid A in the second groove portion 147D, 147D' and the first groove portion 147C converges at the corner portion 147B and flows out between the sliding surfaces 11, 21.

このように、溝147は、線S4を基準に線対称に形成されているので、静止密封環10と回転密封環20との相対回転方向に限られず使用できる In this way, the groove 147 is formed symmetrically with respect to the line S4, so it can be used regardless of the relative rotation direction between the stationary seal ring 10 and the rotating seal ring 20.

次に、実施例8に係る摺動部品につき、図15を参照して説明する。尚、前記実施例8と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts according to Example 8 will be described with reference to FIG. 15. Note that descriptions of the same configuration as in Example 8 will be omitted.

図15に示されるように、静止密封環108に設けられる溝148は、第1溝部148Cと、第2溝部148Dと、第2溝部148D’と、から構成され、軸方向から見てΩ状に形成されている。 As shown in FIG. 15, the groove 148 provided in the stationary seal ring 108 is composed of a first groove portion 148C, a second groove portion 148D, and a second groove portion 148D', and is formed in an Ω shape when viewed in the axial direction.

第2溝部148Dは、その内径側の角部148Aが回転方向下流側に向かって鋭角に形成されており、第2溝部148D’は、その外径側の角部148Bが回転方向上流側に向かって鋭角に形成されている。すなわち、溝148の対角線に角部148A,148Bが形成されている。また、第2溝部148Dの最長部分の長さ寸法D3は、第2溝部148D’の最長部分の長さ寸法D3’よりも長く形成されている(D3>D3’)。 The second groove portion 148D has an inner corner 148A that is acutely angled toward the downstream side in the direction of rotation, and the second groove portion 148D' has an outer corner 148B that is acutely angled toward the upstream side in the direction of rotation. That is, the corners 148A and 148B are formed on the diagonal line of the groove 148. In addition, the length dimension D3 of the longest part of the second groove portion 148D is longer than the length dimension D3' of the longest part of the second groove portion 148D' (D3>D3').

図15において実線矢印で示されるように、静止密封環108に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転すると、第2溝部148D,148D’および第1溝部148C内の低圧側流体Aが角部148Aにて収束されて摺動面11,21間に流出するようになっている。第2溝部148D’の最長部分の長さ寸法D3’よりも長く形成されており、角部148Aが角部148Bよりも外径側に配置されるので、角部148Aから被密封液体F側に低圧側流体Aを排出させやすく、角部148Bから被密封液体Fを吸い込みにくくすることができる。 As shown by the solid arrow in FIG. 15, when the rotating seal ring 20 rotates counterclockwise relative to the stationary seal ring 108, the low-pressure side fluid A in the second grooves 148D, 148D' and the first groove 148C converges at the corner 148A and flows out between the sliding surfaces 11, 21. The longest part of the second groove 148D' is longer than the length dimension D3', and the corner 148A is positioned on the outer diameter side of the corner 148B, so that the low-pressure side fluid A can be easily discharged from the corner 148A to the sealed liquid F side and the sealed liquid F can be made difficult to be sucked in from the corner 148B.

次に、実施例9に係る摺動部品につき、図16を参照して説明する。尚、前記実施例6と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of Example 9 will be described with reference to FIG. 16. Note that the description of the same configuration as Example 6 will be omitted.

図16に示されるように、静止密封環109に設けられる溝149は、第1溝部149Cと第2溝部149Dとから構成されている。第2溝部149Dは、第1溝部149Cの下流側端部から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設された傾斜部14Dと、傾斜部14Dの外径側端部から回転方向下流側に周方向に延設された延設部14Eと、を有しており、第2溝部149Dは、軸方向から見て逆V字状に形成されている。また、本実施例の延設部14Eは、実施例6の延設部14Eよりも幅狭に形成されており、正圧を発生させやすくなっている。 As shown in FIG. 16, the groove 149 provided in the stationary seal ring 109 is composed of a first groove portion 149C and a second groove portion 149D. The second groove portion 149D has an inclined portion 14D that is inclined from the downstream end of the first groove portion 149C toward the downstream side in the rotational direction and extends radially, and an extension portion 14E that is circumferentially extended from the outer diameter end of the inclined portion 14D toward the downstream side in the rotational direction, and the second groove portion 149D is formed in an inverted V shape when viewed from the axial direction. In addition, the extension portion 14E of this embodiment is formed narrower than the extension portion 14E of the sixth embodiment, making it easier to generate positive pressure.

また、静止密封環109の外径側には、特定動圧発生機構30が形成されている。特定動圧発生機構30は、被密封液体側に連通する複数の液体誘導溝部31と、各液体誘導溝部31の内径側端部を連通するように延びる環状の連通溝部32と、液体誘導溝部31における連通溝部32よりも外径側の位置から下流側に向けて静止密封環109と同心状に周方向に延びるレイリーステップ33と、から構成されている。この液体誘導溝部31および連通溝部32は、溝149の深さ寸法よりも深い100μmに形成されており、レイリーステップ33は溝149と同一の深さ寸法である5μmに形成されている。 The specific dynamic pressure generating mechanism 30 is formed on the outer diameter side of the stationary seal ring 109. The specific dynamic pressure generating mechanism 30 is composed of a plurality of liquid guide grooves 31 that communicate with the sealed liquid side, an annular communicating groove 32 that extends to communicate the inner diameter side end of each liquid guide groove 31, and a Rayleigh step 33 that extends circumferentially concentrically with the stationary seal ring 109 from a position on the outer diameter side of the communicating groove 32 in the liquid guide groove 31 toward the downstream side. The liquid guide groove 31 and the communicating groove 32 are formed 100 μm deeper than the depth dimension of the groove 149, and the Rayleigh step 33 is formed to have the same depth dimension of 5 μm as the groove 149.

回転密封環20が回転していない一般産業機械の非稼動時には、特定動圧発生機構30内に被密封液体Fが進入している。また、図16において実線矢印で示されるように、静止密封環109に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転すると、被密封液体Fが液体誘導溝部31からレイリーステップ33側に移動してレイリーステップ33内に動圧が発生し、特に低速回転時には、レイリーステップ33の下流側端部33Aから摺動面11,21間に流出する被密封液体Fにより液膜を形成して潤滑性を向上させることができる。また、液体誘導溝部31および連通溝部32は深溝となっているので、被密封液体Fを多量に保持することができ、低速回転時に摺動面11,21間が貧潤滑となることを回避できる。 When the general industrial machine is not in operation and the rotating seal ring 20 is not rotating, the sealed liquid F enters the specific dynamic pressure generating mechanism 30. Also, as shown by the solid arrow in FIG. 16, when the rotating seal ring 20 rotates counterclockwise relative to the stationary seal ring 109, the sealed liquid F moves from the liquid guide groove portion 31 to the Rayleigh step 33 side, generating dynamic pressure in the Rayleigh step 33. Especially during low-speed rotation, the sealed liquid F that flows out from the downstream end portion 33A of the Rayleigh step 33 between the sliding surfaces 11 and 21 forms a liquid film, improving lubrication. Also, since the liquid guide groove portion 31 and the communicating groove portion 32 are deep grooves, a large amount of the sealed liquid F can be retained, and poor lubrication between the sliding surfaces 11 and 21 during low-speed rotation can be avoided.

次に、実施例10に係る摺動部品につき、図17を参照して説明する。尚、前記実施例9と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of Example 10 will be described with reference to FIG. 17. Note that the description of the same configuration as Example 9 will be omitted.

図17に示されるように、静止密封環110に設けられる溝150は、第1溝部150Cと下流側の第2溝部150Dと上流側の第2溝部150D’とから構成され、軸方向から見てΩ状に形成されている。 As shown in FIG. 17, the groove 150 provided in the stationary seal ring 110 is composed of a first groove portion 150C, a downstream second groove portion 150D, and an upstream second groove portion 150D', and is formed in an Ω shape when viewed from the axial direction.

また、静止密封環110の外径側には、特定動圧発生機構30’が形成されている。特定動圧発生機構30’は、所定の液体誘導溝部31から上流側に向けて静止密封環109と同心状に周方向に延びる逆レイリーステップ34と、から構成されている。これによれば、静止密封環110と回転密封環20との相対回転方向に関わらず、レイリーステップ33および逆レイリーステップ34により動圧を発生させることができる。 A specific dynamic pressure generating mechanism 30' is formed on the outer diameter side of the stationary seal ring 110. The specific dynamic pressure generating mechanism 30' is composed of an inverse Rayleigh step 34 that extends circumferentially concentrically with the stationary seal ring 109 from a specific liquid guide groove portion 31 toward the upstream side. This allows dynamic pressure to be generated by the Rayleigh step 33 and the inverse Rayleigh step 34 regardless of the relative rotational direction between the stationary seal ring 110 and the rotating seal ring 20.

尚、本実施例10では、レイリーステップ33および逆レイリーステップ34が同一の深さ寸法である場合を例示したが、異なる深さ寸法に形成されていてもよい。また、両者は周方向長さ、径方向幅についても同じであっても異なっていてもよい。 In this embodiment 10, the Rayleigh step 33 and the inverse Rayleigh step 34 have been illustrated as having the same depth dimension, but they may be formed to different depth dimensions. In addition, the circumferential length and radial width of the two may be the same or different.

また、特定動圧発生機構の数量は自由に変更してもよい。また、特定動圧発生機構は、軸方向から見て円形を成す凹形状のディンプルなどであってもよい。 The number of specific dynamic pressure generating mechanisms may be freely changed. The specific dynamic pressure generating mechanisms may also be dimples that are concave and circular when viewed from the axial direction.

次に、実施例11に係る摺動部品につき、図18を参照して説明する。尚、前記実施例10と同一構成で重複する構成の説明を省略する。尚、図18の拡大部は、説明の便宜上、溝152のみを図示し、特定動圧発生機構30’の図示を省略している。 Next, the sliding part according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIG. 18. Note that the description of the same configuration as that of the tenth embodiment will be omitted. Note that, for the sake of convenience, the enlarged portion of FIG. 18 shows only the groove 152, and does not show the specific dynamic pressure generating mechanism 30'.

図18に示されるように、静止密封環111に設けられる溝152は、第1溝部152Cと下流側の第2溝部152Dと上流側の第2溝部152D’とから構成され、軸方向から見て略Ω状に形成されている。第2溝部152Dは、第1溝部152Cの下流側端部から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設された傾斜部15Dと、傾斜部15Dの外径側端部から回転方向下流側に周方向に延設された延設部15Eと、を有しており、第2溝部152Dは、軸方向から見て逆V字状に形成されている。また、第2溝部152D’は、第1溝部152Cの上流側端部から回転方向上流側に傾斜して径方向に延設された傾斜部15D’と、傾斜部15D’の外径側端部から回転方向上流側に周方向に延設された延設部15E’と、を有している。傾斜部15Dと傾斜部15D’とは、軸方向から見て内径側から外径側に向かって互いに離れる方向に傾斜して延設されており、その外径側から延設部15E,15E'が周方向に延設されている。 As shown in FIG. 18, the groove 152 provided in the stationary seal ring 111 is composed of a first groove portion 152C, a downstream second groove portion 152D, and an upstream second groove portion 152D', and is formed in a substantially Ω-shape when viewed from the axial direction. The second groove portion 152D has an inclined portion 15D extending radially from the downstream end of the first groove portion 152C at an inclination toward the downstream side in the rotation direction, and an extension portion 15E extending circumferentially from the outer diameter end of the inclined portion 15D downstream in the rotation direction, and the second groove portion 152D is formed in an inverted V-shape when viewed from the axial direction. The second groove portion 152D' has an inclined portion 15D' extending radially from the upstream end of the first groove portion 152C at an inclination toward the upstream side in the rotation direction, and an extension portion 15E' extending circumferentially from the outer diameter end of the inclined portion 15D' upstream in the rotation direction. The inclined portions 15D and 15D' extend from the inner diameter side toward the outer diameter side, slanting away from each other when viewed from the axial direction, and the extended portions 15E and 15E' extend in the circumferential direction from the outer diameter side.

図18において実線矢印で示されるように、静止密封環111に対して回転密封環20が相対的に紙面反時計回り方向に回転する場合には、傾斜部15Dが傾斜しているので、傾斜部15Dを構成する2つの側壁部152aに沿って低圧側流体Aが移動し、第2溝部152Dに対して円滑に低圧側流体Aを導入することができる。また、第2溝部152Dにおける延設部15Eは第1溝部152Cよりも流路断面が小さいので延設部15Eに高い正圧を発生させることができる。 As shown by the solid arrow in FIG. 18, when the rotating seal ring 20 rotates counterclockwise relative to the stationary seal ring 111, the inclined portion 15D is inclined, so that the low-pressure fluid A moves along the two side walls 152a that make up the inclined portion 15D, and the low-pressure fluid A can be smoothly introduced into the second groove portion 152D. In addition, the extension portion 15E in the second groove portion 152D has a smaller flow path cross section than the first groove portion 152C, so a high positive pressure can be generated in the extension portion 15E.

また、図18において点線矢印で示されるように、静止密封環111に対して回転密封環20が相対的に紙面時計回り方向に回転する場合には、傾斜部15D’が傾斜しているので、傾斜部15D’を構成する2つの側壁部152cに沿って低圧側流体Aが移動し、第2溝部152D’に対して円滑に低圧側流体Aを導入することができる。また、第2溝部152D’における延設部15E’は第1溝部152Cよりも流路断面が小さいので延設部15E’に高い正圧を発生させることができる。 In addition, as shown by the dotted arrow in FIG. 18, when the rotating seal ring 20 rotates relative to the stationary seal ring 111 in the clockwise direction on the page, the inclined portion 15D' is inclined, so that the low-pressure side fluid A moves along the two side wall portions 152c that make up the inclined portion 15D', and the low-pressure side fluid A can be smoothly introduced into the second groove portion 152D'. In addition, the extension portion 15E' in the second groove portion 152D' has a smaller flow passage cross section than the first groove portion 152C, so a high positive pressure can be generated in the extension portion 15E'.

次に、実施例12に係る摺動部品につき、図19を参照して説明する。尚、前記実施例10と同一構成で重複する構成の説明を省略する。 Next, the sliding parts of Example 12 will be described with reference to FIG. 19. Note that descriptions of the same configuration as Example 10 will be omitted.

図19に示されるように、本実施例12のメカニカルシールは、摺動面の内径側から外径側に向かって漏れようとする被密封液体Fを密封するアウトサイド形のものであって、静止密封環112に設けられる溝153は、外径側に開口する開口部15を有する第1溝部153Cと下流側の第2溝部153Dと上流側の第2溝部153D’とから構成され、軸方向から見てΩ状に形成されている。 As shown in FIG. 19, the mechanical seal of this embodiment 12 is an outside type that seals the sealed liquid F that is trying to leak from the inner diameter side to the outer diameter side of the sliding surface, and the groove 153 provided in the stationary seal ring 112 is composed of a first groove portion 153C having an opening 15 that opens to the outer diameter side, a downstream second groove portion 153D, and an upstream second groove portion 153D', and is formed in an Ω shape when viewed from the axial direction.

また、静止密封環112の内径側には、特定動圧発生機構40が形成されている。特定動圧発生機構40は、被密封液体側に連通する複数の液体誘導溝部41と、各液体誘導溝部41の外径側端部を連通するように延びる環状の連通溝部42と、液体誘導溝部41における連通溝部42よりも内径側の位置から下流側に向けて静止密封環112と同心状に周方向に延びるレイリーステップ43と、液体誘導溝部41における連通溝部42よりも内径側の位置から上流側に向けて静止密封環112と同心状に周方向に延びる逆レイリーステップ44と、から構成されている。これによれば、静止密封環112と回転密封環20との相対回転方向に関わらず、レイリーステップ43および逆レイリーステップ44により動圧を発生させることができる。 The specific dynamic pressure generating mechanism 40 is formed on the inner diameter side of the stationary seal ring 112. The specific dynamic pressure generating mechanism 40 is composed of a plurality of liquid guide grooves 41 that communicate with the sealed liquid side, an annular communicating groove 42 that extends to communicate with the outer diameter side end of each liquid guide groove 41, a Rayleigh step 43 that extends circumferentially concentric with the stationary seal ring 112 from a position on the inner diameter side of the communicating groove 42 in the liquid guide groove 41 toward the downstream side, and a reverse Rayleigh step 44 that extends circumferentially concentric with the stationary seal ring 112 from a position on the inner diameter side of the communicating groove 42 in the liquid guide groove 41 toward the upstream side. This allows dynamic pressure to be generated by the Rayleigh step 43 and the reverse Rayleigh step 44 regardless of the relative rotation direction between the stationary seal ring 112 and the rotating seal ring 20.

このように、本発明の摺動部品は、摺動面の内径側から外径側に向かって漏れようとする被密封液体Fを密封するアウトサイド形の摺動部品であってもよく、この場合であっても、溝153により摺動面11,21間に高い正圧を発生させることができ、潤滑性能を維持することができる。また、溝153は周方向両側に第2溝部153D,153D’が形成されているので、静止密封環112と回転密封環20との相対回転方向に限られず使用できる。 In this way, the sliding part of the present invention may be an outside-type sliding part that seals the sealed liquid F that is about to leak from the inner diameter side to the outer diameter side of the sliding surface, and even in this case, the groove 153 can generate a high positive pressure between the sliding surfaces 11, 21, and lubrication performance can be maintained. In addition, since the second groove portions 153D, 153D' are formed on both circumferential sides of the groove 153, it can be used without being limited to the relative rotation direction between the stationary seal ring 112 and the rotating seal ring 20.

尚、実施例12では、前記実施例10,11におけるインサイド形の摺動部品をアウトサイド形の摺動部品とする形態を例示したが、前記実施例1~9におけるインサイド形の摺動部品をアウトサイド形の摺動部品としてもよい。 In addition, in Example 12, the inside-type sliding parts in Examples 10 and 11 are exemplified as outside-type sliding parts, but the inside-type sliding parts in Examples 1 to 9 may be exemplified as outside-type sliding parts.

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the present invention also includes modifications and additions that do not deviate from the gist of the present invention.

例えば、前記実施例では、摺動部品として、一般産業機械用のメカニカルシールを例に説明したが、自動車やウォータポンプ用等の他のメカニカルシールであってもよい。また、メカニカルシールに限られず、すべり軸受などメカニカルシール以外の摺動部品であってもよい。 For example, in the above embodiment, a mechanical seal for general industrial machinery is used as an example of the sliding part, but other mechanical seals for automobiles, water pumps, etc. may also be used. Furthermore, the sliding part is not limited to a mechanical seal, and may be a sliding bearing or other sliding part other than a mechanical seal.

また、前記実施例では、溝を静止密封環にのみ設ける例について説明したが、溝を回転密封環20にのみ設けてもよく、静止密封環と回転密封環の両方に設けてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example was described in which the grooves were provided only in the stationary seal ring, but the grooves may be provided only in the rotating seal ring 20, or may be provided in both the stationary seal ring and the rotating seal ring.

また、前記実施例では、摺動部品に同一形状の溝が複数設けられる形態を例示したが、形状の異なる溝が複数設けられていてもよい。また、溝の間隔や数量などは適宜変更できる。 In the above embodiment, a sliding part is provided with multiple grooves of the same shape, but multiple grooves of different shapes may be provided. The spacing and number of grooves can be changed as appropriate.

また、被密封流体側を高圧側、漏れ側を低圧側として説明してきたが、被密封流体側が低圧側、漏れ側が高圧側となっていてもよいし、被密封流体側と漏れ側とは略同じ圧力であってもよい。 In addition, although the sealed fluid side has been described as the high pressure side and the leakage side as the low pressure side, the sealed fluid side may be the low pressure side and the leakage side may be the high pressure side, or the sealed fluid side and the leakage side may be at approximately the same pressure.

また、前記実施例4~実施例11では、第1溝部の周方向の長さ寸法が第2溝部の径方向の長さ寸法よりも長い形態を例示したが、第1溝部は第2溝部と同じ寸法、または第2溝部よりも短く形成されていてもよい。 In addition, in the above-mentioned Examples 4 to 11, the circumferential length dimension of the first groove portion is longer than the radial length dimension of the second groove portion, but the first groove portion may be formed to have the same dimension as the second groove portion or shorter than the second groove portion.

10 静止密封環
11 摺動面
14 溝
14A 下流側端部(正圧発生部)
14B 上流側端部
14D 傾斜部
14E 延設部
15 開口部
20 回転密封環
21 摺動面
30,30’ 特定動圧発生機構
101~110 静止密封環
141~144 溝
144C 第1溝部
144D 第2溝部
145 溝
145C 第1溝部
145D 第2溝部
146 溝
146C 第1溝部
146D 第2溝部
147 溝
147C 第1溝部
147D 第2溝部
147D’ 第2溝部
148 溝
148C 第1溝部
148D,148D’ 第2溝部
148D’ 第2溝部
149 溝
149C 第1溝部
149D 第2溝部
150 溝
150C 第1溝部
150D,150D’ 第2溝部
151 開口部
153 溝
153C 第1溝部
153D,150D’ 第2溝部
A 低圧側流体
F 被密封液体
10: Stationary seal ring 11: Sliding surface 14: Groove 14A: Downstream end (positive pressure generating portion)
14B upstream end portion 14D inclined portion 14E extension portion 15 opening 20 rotating seal ring 21 sliding surface 30, 30' specific dynamic pressure generating mechanism 101 to 110 stationary seal ring 141 to 144 groove 144C first groove portion 144D second groove portion 145 groove 145C first groove portion 145D second groove portion 146 groove 146C first groove portion 146D second groove portion 147 groove 147C first groove portion 147D second groove portion 147D' second groove portion 148 groove 148C first groove portion 148D, 148D' second groove portion 148D' second groove portion 149 groove 149C first groove portion 149D second groove portion 150 groove 150C first groove portion 150D, 150D' second groove portion 151 opening 153 Groove 153C First groove portion 153D, 150D' Second groove portion A Low pressure side fluid F Sealed liquid

Claims (6)

回転機械の相対回転する箇所に配置される環状の摺動部品であって、
前記摺動部品の摺動面には、相対回転方向下流側の下流側端部に正圧発生部が設けられる少なくとも周方向に延びる帯状の溝が形成されており、該溝の少なくとも一部に、周方向に沿って漏れ側に開放する開口部が形成されており、
前記開口部の開口寸法は、前記溝の径方向における幅寸法よりも長寸に形成されており、
前記溝は、被密封流体側において周方向に延びる周壁部と、相対回転方向上流側に前記周壁部から前記開口部にかけて延びる上流側壁部と、を有し、
前記正圧発生部は、前記周壁部から前記開口部にかけて延びる壁部であり、前記周壁部から前記開口部にかけて相対回転方向上流側に向けて傾斜し、相対回転方向下流側に向けて先細りするように形成されており、
前記上流側壁部は、前記周壁部から前記開口部にかけて直交または相対回転方向下流側に向けて傾斜している摺動部品。
An annular sliding component disposed at a relative rotational location of a rotary machine,
a band-shaped groove extending at least in a circumferential direction is formed on a sliding surface of the sliding element, the band-shaped groove having a positive pressure generating portion at a downstream end portion on a downstream side in a relative rotation direction, and an opening portion opening to a leakage side along the circumferential direction is formed in at least a part of the groove,
The opening dimension of the opening is longer than the width dimension of the groove in the radial direction,
the groove has a peripheral wall portion extending in a circumferential direction on a sealed fluid side, and an upstream wall portion extending from the peripheral wall portion to the opening portion on an upstream side in a relative rotation direction,
the positive pressure generating portion is a wall portion extending from the peripheral wall portion to the opening, and is formed so as to be inclined from the peripheral wall portion to the opening toward the upstream side in the relative rotation direction and to be tapered toward the downstream side in the relative rotation direction,
The upstream wall portion is a sliding component that is inclined from the peripheral wall portion to the opening toward the orthogonal or downstream side in the relative rotation direction.
前記溝は、その周方向長さの1/3以上に亘って前記開口部が形成されている請求項1に記載の摺動部品。 The sliding component according to claim 1, wherein the groove has the opening formed over at least 1/3 of its circumferential length. 回転機械の相対回転する箇所に配置される環状の摺動部品であって、
前記摺動部品の摺動面には、相対回転方向下流側の下流側端部に正圧発生部が設けられる少なくとも周方向に延びる帯状の溝が形成されており、該溝の少なくとも一部に、周方向に沿って漏れ側に開放する開口部が形成されており、
前記溝は、前記開口部が形成され周方向に延びる第1溝部と、前記第1溝部から前記漏れ側と反対側に向かって延びる第2溝部と、を有しており、前記第2溝部の一方の端部は前記第1溝部の下流側端部に連接され、前記第2溝部の他方の端部は閉塞され、前記正圧発生部が形成される摺動部品。
An annular sliding component disposed at a relative rotational location of a rotary machine,
a band-shaped groove extending at least in a circumferential direction is formed on a sliding surface of the sliding element, the band-shaped groove having a positive pressure generating portion at a downstream end portion on a downstream side in a relative rotation direction, and an opening portion opening to a leakage side along the circumferential direction is formed in at least a part of the groove,
The groove has a first groove portion in which the opening is formed and extending in a circumferential direction, and a second groove portion extending from the first groove portion toward the opposite side to the leakage side , one end of the second groove portion is connected to the downstream end of the first groove portion and the other end of the second groove portion is closed, and the positive pressure generating portion is formed in the sliding component.
前記第2溝部は、径方向に対し傾斜して相対回転方向下流側に延設されている請求項3に記載の摺動部品。 The sliding component according to claim 3, wherein the second groove portion is inclined with respect to the radial direction and extends downstream in the relative rotation direction. 前記溝は、周方向に沿って複数設けられており、一の前記溝の下流側端部と、該溝に隣接する溝の上流側端部とは、径方向において重畳して設けられている請求項1ないし4のいずれかに記載の摺動部品。 The sliding component according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of the grooves are provided along the circumferential direction, and the downstream end of one of the grooves and the upstream end of the adjacent groove are provided so as to overlap in the radial direction. 前記溝は、径方向に延びる線を基準として線対称に形成されている請求項1ないしのいずれかに記載の摺動部品。 5. The sliding component according to claim 1, wherein the groove is formed symmetrically with respect to a line extending in a radial direction.
JP2019187101A 2019-04-09 2019-10-10 Sliding parts Active JP7475775B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019074467 2019-04-09
JP2019074467 2019-04-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020173020A JP2020173020A (en) 2020-10-22
JP7475775B2 true JP7475775B2 (en) 2024-04-30

Family

ID=72831064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019187101A Active JP7475775B2 (en) 2019-04-09 2019-10-10 Sliding parts

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7475775B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021182168A1 (en) 2020-03-09 2021-09-16 イーグル工業株式会社 Sliding component
KR20220160673A (en) * 2020-04-22 2022-12-06 이구루코교 가부시기가이샤 a pair of sliding parts
WO2022224673A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-27 イーグル工業株式会社 Sliding component
CN117355692A (en) * 2021-04-28 2024-01-05 伊格尔工业股份有限公司 Sliding part
KR20240038065A (en) * 2021-08-25 2024-03-22 이구루코교 가부시기가이샤 sliding parts
KR20240052031A (en) * 2021-09-28 2024-04-22 이구루코교 가부시기가이샤 sliding parts

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080090A (en) 2014-10-17 2016-05-16 イーグル工業株式会社 mechanical seal
WO2016167262A1 (en) 2015-04-15 2016-10-20 イーグル工業株式会社 Sliding parts

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06105105B2 (en) * 1989-03-03 1994-12-21 日本ピラー工業株式会社 Non-contact end face mechanical seal
JPH10281299A (en) * 1997-04-11 1998-10-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Mechanical seal device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080090A (en) 2014-10-17 2016-05-16 イーグル工業株式会社 mechanical seal
WO2016167262A1 (en) 2015-04-15 2016-10-20 イーグル工業株式会社 Sliding parts

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020173020A (en) 2020-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7475775B2 (en) Sliding parts
JP7387239B2 (en) sliding parts
KR102651943B1 (en) sliding parts
KR102646386B1 (en) sliding parts
JP7538920B2 (en) Sliding parts
KR102576181B1 (en) sliding parts
WO2020162352A1 (en) Sliding component
US12013040B2 (en) Sliding components
JP7404351B2 (en) sliding parts
JP7555688B2 (en) Sliding parts
JP7520470B2 (en) Sliding parts
KR102627903B1 (en) sliding parts
WO2024004657A1 (en) Sliding component
JP2020153468A (en) Slide component
JP7543401B2 (en) Sliding parts
WO2024024839A1 (en) Sliding component
WO2021200938A1 (en) Sliding component
WO2024143304A1 (en) Sliding components
KR20240093965A (en) sliding element
KR20240152913A (en) Sliding parts
KR20240052031A (en) sliding parts

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220419

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230310

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20230310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230613

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230804

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240416

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7475775

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150