KR101970231B1 - 슬라이딩 부품 - Google Patents

Abstract

슬라이딩면에 있어서, 고압 유체측에서는 동압 효과에 의해 액막을 두껍게 하여 유체 윤활성을 향상시킴과 아울러, 저압 유체측에서는 액막을 얇게 하여 누설을 억제한다. 한 쌍의 슬라이딩 부품의 서로에 상대 슬라이딩하는 적어도 일방측의 슬라이딩면에 딤플(10)이 복수 배치된 슬라이딩 부품에 있어서, 복수의 딤플(10)은 상호 다른 딤플과 독립하여 설치되고, 복수의 딤플(10)의 면적 비율은 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

슬라이딩 부품

본 발명은 예를 들면 메커니컬 시일, 베어링, 그 밖에 슬라이딩부에 적합한 슬라이딩 부품에 관한 것이다. 특히 슬라이딩면에 유체를 개재시켜 마찰을 저감시킴과 아울러, 슬라이딩면으로부터 유체가 누설되는 것을 방지할 필요가 있는 밀봉 환(密封環) 또는 베어링 등의 슬라이딩 부품에 관한 것이다.

슬라이딩 부품의 일례인 메커니컬 시일에 있어서, 밀봉성을 장기적으로 유지시키기 위해서는 「밀봉」과 「윤활」이라는 상반되는 조건을 양립시켜야 한다. 특히 최근에 있어서는 환경 대책 등을 위해서 피밀봉 유체의 누설 방지를 도모하면서 기계적 손실을 저감시키기 위해, 한층 더 저마찰화의 요구가 높아지고 있다. 저마찰화의 수법으로서는 슬라이딩면에 다양한 텍스처링을 시행함으로써, 이들의 실현을 도모하고자 하고 있으며, 예를 들면 텍스처링의 하나로서 슬라이딩면에 딤플을 배열한 것이 알려져 있다.

예를 들면 일본 특개 평11-287329호 공보(이하, 「특허문헌 1」이라고 함)에 기재된 발명은 슬라이딩면에 깊이가 상이한 다수의 딤플을 형성함으로써, 슬라이딩시에 상대 슬라이딩면과의 사이에 개재하는 유체에 발생하는 유체 베어링 압력에 의한 부하 용량이 유체 온도의 변화에 따라 일부의 딤플에서는 감소해도 다른 딤플에서는 증대하므로 부하 용량이 안정되고, 온도 변화에도 불구하고 항상 양호한 슬라이딩성을 유지한다는 효과가 얻어지도록 한 것이다.

또 일본 특개 2000-169266호 공보(이하, 「특허문헌 2」라고 함)에 기재된 발명은 소결한 세라믹스 재료로 이루어지는 하지재의 표면에 경질 피막을 증착한 슬라이딩면을 형성하고, 이 슬라이딩면에 다수의 딤플을 가지는 구성으로 함으로써, 내마모성의 향상을 도모함과 아울러, 딤플에 의한 액체 윤활성의 향상을 도모하도록 한 것이다.

일본 특개 평11-287329호 공보 일본 특개 2000-169266호 공보

그러나 특허문헌 1에 기재된 발명은 온도 변화에도 불구하고 항상 양호한 슬라이딩성을 유지하기 위해서 슬라이딩면에 설치되는 딤플의 깊이에 주목한 것으로서, 밀봉과 윤활이라는 상반되는 조건을 양립시키기 위한 고찰은 되어 있지 않다.

또 특허문헌 2에 기재된 발명은 슬라이딩면에 딤플을 설치함으로써 액체 윤활성의 향상을 도모하도록 한 것인데, 특허문헌 1과 마찬가지로 밀봉과 윤활이라는 상반되는 조건을 양립시키기 위한 고찰은 되어 있지 않다.

일반적으로 포러스(포러스 재료) 및 딤플(임의 가공의 오목부)은 동압 효과에 의한 유체 윤활성을 향상시킬 목적에서 사용되는데, 한편 누설량이 늘어날 우려가 있다.

또 누설을 줄이기 위해서 액막을 얇게 하도록 포러스 및 딤플의 양을 적게 하면, 슬라이딩면이 접촉하여 마모를 일으키기 쉬워진다.

슬라이딩면에 있어서 마모되는 개소는 특히 누설측(저압 유체측)이다. 밀봉하기 위해서는 슬라이딩면의 액막을 얇게 할 필요가 있는데, 동시에 저압 유체측에서의 윤활이 부족하게 되어, 직접 접촉을 일으키기 쉬워진다.

본 발명은 슬라이딩면에 있어서, 고압 유체측에서는 동압 효과에 의해 액막을 두껍게 하여 유체 윤활성을 향상시킴과 아울러, 저압 유체측에서는 액막을 얇게 하여 누설을 억제함으로써, 밀봉과 윤활이라는 상반되는 조건을 양립시킬 수 있는 슬라이딩 부품을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 슬라이딩 부품은 첫번째로 한 쌍의 슬라이딩 부품의 서로에 상대 슬라이딩(相對 摺動)하는 적어도 일방측의 슬라이딩면에 딤플이 복수 배치된 슬라이딩 부품에 있어서, 상기 복수의 딤플은 상호 다른 딤플과 독립하여 설치되고, 상기 복수의 딤플의 면적 비율은 상기 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 슬라이딩면의 고압 유체측에 있어서는 동압 효과에 의해 유체 윤활이 되고, 저압 유체측에 있어서는 누설을 억제하면서, 딤플에 유체를 유지하여 액막 떨어짐을 억제하여, 직접 접촉에 의한 마모를 방지할 수 있기 때문에, 슬라이딩면에 있어서의 밀봉과 윤활의 양립을 도모할 수 있다.

또 본 발명의 슬라이딩 부품은 두번째로 제1 특징에 있어서 개구 직경이 상이한 복수의 딤플이 랜덤으로 분포되도록 배치되고, 그 배치 밀도가 상기 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작아지도록 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 슬라이딩면에 있어서의 베어링 특성수의 넓은 범위에 있어서 슬라이딩 특성의 향상, 즉 마찰 계수의 저감을 도모할 수 있다.

또 본 발명의 슬라이딩 부품은 세번째로 제2 특징에 있어서 상기 복수의 딤플은 개구 직경이 10~500μm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 슬라이딩면에 있어서의 베어링 특성수의 넓은 범위에 있어서, 한층 더 슬라이딩 특성을 향상시킬 수 있다.

또 본 발명의 슬라이딩 부품은 네번째로 제1 특징에 있어서 상기 복수의 딤플은 개구 직경이 대략 동일하게 설정되고, 그 배치 밀도는 상기 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작아지도록 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 제작이 용이하다.

또 본 발명의 슬라이딩 부품은 다섯번째로 제1 내지 제4 중 어느 하나의 특징에 있어서 상기 복수의 딤플의 면적 비율은 30~50%인 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 슬라이딩면에 있어서의 밀봉과 윤활의 양립을 도모할 수 있다.

또 본 발명의 슬라이딩 부품은 여섯번째로 제1 내지 5 중 어느 하나의 특징에 있어서 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~10000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 슬라이딩면에 있어서의 마찰 계수를 저감할 수 있다.

또 본 발명의 슬라이딩 부품은 일곱번째로 제1 내지 제6 중 어느 하나의 특징에 있어서 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~1000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 슬라이딩면에 있어서의 극저속에서의 슬라이딩 특성을 양호하게 할 수 있다.

본 발명은 이하와 같은 우수한 효과를 나타낸다.

(1) 슬라이딩면의 고압 유체측에 있어서는 동압 효과에 의해 유체 윤활이 되고, 저압 유체측에 있어서는 누설을 억제하면서, 딤플에 유체를 유지하여 액막 떨어짐을 억제하여, 직접 접촉에 의한 마모를 방지할 수 있기 때문에, 슬라이딩면에 있어서의 밀봉과 윤활의 양립을 도모할 수 있다.

(2) 개구 직경이 상이한 복수의 딤플이 랜덤으로 분포되도록 배치되고, 그 배치 밀도가 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작아지도록 설정됨으로써, 슬라이딩면에 있어서의 베어링 특성수의 넓은 범위에 있어서 슬라이딩 특성의 향상, 즉 마찰 계수의 저감을 도모할 수 있다.

(3) 복수의 딤플은 개구 직경이 10~500μm의 범위로 설정됨으로써, 슬라이딩면에 있어서의 베어링 특성수의 넓은 범위에 있어서, 한층 더 슬라이딩 특성을 향상시킬 수 있다.

(4) 복수의 딤플은 개구 직경이 대략 동일하게 설정되고, 그 배치 밀도는 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작아지도록 설정됨으로써, 슬라이딩면에 있어서의 밀봉과 윤활의 양립을 도모할 수 있는 슬라이딩 부품을 용이하게 제작할 수 있다.

(5) 복수의 딤플의 면적 비율은 30~50%인 것에 의해, 슬라이딩면에 있어서의 밀봉과 윤활의 양립을 도모할 수 있다.

(6) 복수의 딤플은 깊이가 50~10000nm의 범위로 설정됨으로써, 슬라이딩면에 있어서의 마찰 계수를 저감할 수 있다.

(7) 복수의 딤플은 깊이가 50~1000nm의 범위로 설정됨으로써, 슬라이딩면에 있어서의 극저속에서의 슬라이딩 특성을 양호하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 메커니컬 시일의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면의 일례를 설명하기 위한 것으로서, (a)는 슬라이딩면의 평면도, (b)는 A-A 단면도, (c)는 B-B 단면도이다.
도 3은 딤플이 가지는 기능을 설명하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면의 일부를 확대한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면의 일부를 확대한 평면도이다.

이하에 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 예시적으로 설명한다. 단 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특별히 명시적인 기재가 없는 한 본 발명의 범위를 그들에만 한정하는 취지의 것은 아니다.

(실시예 1)

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다. 　또한 이하의 실시예에 있어서는 슬라이딩 부품의 일례인 메커니컬 시일을 예로 하여 설명하는데, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 원통 형상 슬라이딩면의 축방향 일방측에 윤활유를 밀봉하면서 회전축과 슬라이딩하는 베어링의 슬라이딩 부품으로서 이용하는 것도 가능하다.

또한 메커니컬 시일을 구성하는 슬라이딩 부품의 외주측을 고압 유체측(피밀봉 유체측), 내주측을 저압 유체측(대기측)으로서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 고압 유체측과 저압 유체측이 반대인 경우도 적용 가능하다.

도 1은 메커니컬 시일의 일례를 나타내는 종단면도로서, 슬라이딩면의 외주로부터 내주 방향을 향하여 누설되려고 하는 고압 유체측의 피밀봉 유체를 밀봉하는 형식의 인사이드 형식의 것이며, 고압 유체측의 펌프 임펠러(도시하지 않음)를 구동시키는 회전축(1)측에 슬리브(2)를 통하여 이 회전축(1)과 일체적으로 회전 가능한 상태로 설치된 일방의 슬라이딩 부품인 원환 형상의 회전측 밀봉 환(3)과, 펌프의 하우징(4)에 비회전 상태 또한 축방향 이동 가능한 상태로 설치된 타방의 슬라이딩 부품인 원환 형상의 고정측 밀봉 환(5)이 설치되고, 고정측 밀봉 환(5)을 축방향으로 부세하는 코일드 웨이브 스프링(6) 및 벨로우즈(7)에 의해, 래핑 등에 의해 경면 마무리된 슬라이딩면(S)끼리 밀접 슬라이딩하도록 되어 있다. 즉 이 메커니컬 시일은 회전측 밀봉 환(3)과 고정측 밀봉 환(5)의 서로의 슬라이딩면(S)에 있어서, 피밀봉 유체가 회전축(1)의 외주로부터 대기측으로 유출되는 것을 방지하는 것이다.

또한 도 1에서는 회전측 밀봉 환(3)의 슬라이딩면의 폭이 고정측 밀봉 환(5)의 슬라이딩면의 폭보다 넓은 경우를 나타내고 있는데, 이것에 한정되지 않고, 반대의 경우에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.

회전측 밀봉 환(3) 및 고정측 밀봉 환(5)의 재질은 내마모성이 우수한 탄화 규소(SiC) 및 자기 윤활성이 우수한 카본 등으로부터 선정되는데, 예를 들면 양자가 SiC, 또는 회전측 밀봉 환(3)이 SiC으로서 고정측 밀봉 환(5)이 카본의 조합이 가능하다.

상대 슬라이딩하는 회전측 밀봉 환(3) 또는 고정측 밀봉 환(5)의 적어도 어느 일방의 슬라이딩면에는 도 2에 나타내는 바와 같이 딤플(10)이 배열설치(配設)되어 있다.

본 예에서는 고정측 밀봉 환(5)의 슬라이딩면(S)에 복수의 딤플(10)이 배열설치되어 있다. 이 경우, 회전측 밀봉 환(3)에는 딤플은 설치되지 않아도 되고, 설치되어도 된다.

도 2에 있어서, 슬라이딩 부품(1)의 단면 형상은 도 1(c)에 나타내는 바와 같이 볼록 형상을 하고 있고, 그 정상면이 평탄한 슬라이딩면(S)을 구성하고 있다. 이 슬라이딩면(S)에는 도 1(b)에 나타내는 바와 같은 다수의 딤플(10)이 독립하여 설치되어 있다. 이들 딤플(10)은 슬라이딩면(S)의 직경 방향의 폭 전체가 아니라, 저압 유체측에 있어서는 평탄한 랜드부(R)가 일정 폭으로 전체 둘레에 남도록 형성된 저압 유체측 밀봉면(IS)을 제외한 부분에 설치된다. 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 있어서는, 딤플(10)은 가장자리부까지 설치되어도 된다.

본 발명에 있어서 「딤플」은 평탄한 슬라이딩면(S)에 형성되는 함몰부이며, 그 형상은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 함몰부의 평면 형상은 원형, 타원형, 장원형, 혹은 다각형 등 각종 형태가 포함되며, 함몰부의 단면 형상도 밥공기 형상 또는 사각형 등 각종 형태가 포함된다.

그리고 슬라이딩면(S)에 형성된 다수의 딤플(10)은 이 슬라이딩면(S)과 상대 슬라이딩하는 상대측 슬라이딩면과의 사이에 유체 역학적인 윤활액막으로서 개입하는 액체의 일부를 유지하여, 윤활액막을 안정화시키는 기능을 가지는 것이다.

개개의 딤플(10)은 도 3에 나타내는 바와 같은 레일리 스텝을 구성하는 것으로 간주할 수 있다.

도 3에 있어서, 고정측 밀봉 환(5)의 슬라이딩면(S(R))에는 도면의 단면과 직교하는 방향으로 뻗는 레일리 스텝(10a)이 형성되어 있고, 회전측 밀봉 환(3)의 슬라이딩면(S)은 평탄하게 형성되어 있다. 회전측 밀봉 환(3)이 화살표로 나타내는 방향으로 상대 이동하면, 양 슬라이딩면간에 개재하는 유체가 그 점성에 의해 화살표 방향으로 추종 이동하려고 하고, 그 때 레일리 스텝(10a)의 존재에 의해 동압(정압(正壓))을 발생시킨다. 동압의 발생에 의해 슬라이딩면간의 윤활액막이 증대되어, 윤활 성능이 향상되는 것이다. 동압 효과에 의해 윤활 성능이 향상되는 한편 누설량이 늘어날 우려가 있어, 누설량을 줄이기 위해서 윤활액막을 얇게 하도록 딤플의 양을 적게 하면, 슬라이딩면(S)이 접촉하여 마모를 일으키기 쉬워진다.

도 4는 슬라이딩면(S)의 일부를 확대한 평면도로서, 저압 유체측 밀봉면(IS)을 제외한 부분의 슬라이딩면에 복수의 딤플(10)이 랜덤으로 배치되고, 복수의 딤플(10)의 면적 비율이 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정된 상태가 표시되어 있다.

여기서 「복수의 딤플의 면적 비율」은 딤플이 설치되는 부분의 슬라이딩면(S)의 면적에 차지하는 딤플의 개구 면적의 총계이다.

또 「면적 비율이 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정된다」는 슬라이딩면(S)의 둘레 방향의 모든 부분에 있어서 단위 둘레 길이(L)에 있어서의 면적 비율이 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정되는 것이다.

또한 슬라이딩면(S)의 직경 방향에 있어서는 연속적으로 면적 비율이 변화하는 경우에 한정되지 않고, 불연속으로 변화하는 경우도 포함된다.

또 「고압 유체측」 및 「저압 유체측」은 슬라이딩면(S)의 직경 방향에 있어서의 측(사이드)을 나타내는 것인데, 고압 유체측의 슬라이딩면과 저압 유체측의 슬라이딩면의 구분은 저압 유체측 밀봉면(IS)의 직경 방향의 폭을 제외한 부분의 폭을 B로 한 경우, B의 중간점인 B/2의 점을 기준으로 한다.

딤플(10)의 각각의 크기(예를 들면 직경)는 모두가 동일해도 되고, 모두가 상이해도 되며, 또는 일부가 동일하고 일부가 상이해도 되고, 요컨대 복수의 딤플(10)의 면적 비율이 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정되어 있으면 된다.

도 4에 있어서는, 저압 유체측에 있어서 평탄한 랜드부(R)가 일정 폭으로 전체 둘레에 남도록 형성된 저압 유체측 밀봉면(IS)이 설치되고, 이 저압 유체측 밀봉면(IS)을 제외한 슬라이딩면의 부분에 개구 직경이 상이한 복수의 딤플(10)이 상호 다른 딤플과 독립하여 랜덤으로 분포되도록 배치되고, 복수의 딤플(10)의 면적 비율이 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작아지도록 설치되어 있다.

복수의 딤플(10)의 면적 비율은 밀봉과 윤활의 양립을 도모하기 위해서 30~50%로 설정되는 것이 바람직하다.

슬라이딩면에 딤플을 가공하는 방법의 일례를 설명하면 다음과 같다.

(1) 난수를 사용하여 금속 마스크에 뚫는 구멍의 직경과 위치를 결정한다.

(2) 결정된 직경과 위치에서 금속 마스크에 레이저 가공 등으로 구멍을 뚫는다.

(3) 랜덤으로 구멍이 뚫린 금속 마스크를 대상이 되는 슬라이딩 부품의 슬라이딩면 상에 설치한다.

(4) 금속 마스크 위로부터 펨토초 레이저 또는 피코초 레이저를 조사하거나, 이온 에칭 등으로 금속 마스크의 구멍을 이용하여 슬라이딩면에 딤플을 형성한다. 슬라이딩면에는 개구 직경이 상이한 딤플이 소정의 분포로 균일하게 배치된다.

개구 직경이 상이한 복수의 딤플(10)의 랜덤 분포는 슬라이딩면의 베어링 특성수(G)(유체의 점도×속도/하중) 등에 따라 설정되는 것인데, 본 예에서는 개구 직경이 바람직하게는 10~500μm, 보다 바람직하게는 30~100μm의 범위로 분포되도록 설정되어 있다. 그 때문에 유체 윤활 천이점이 저G측으로 시프트함과 아울러 유체 윤활 천이점에 있어서의 마찰 계수가 저하하고, 또 넓은 범위의 회전수 영역에서 마찰 계수가 저감하고 있다.

또 복수의 딤플(10)의 깊이는 예를 들면 마찰 계수 저감의 면으로부터 50~10000nm의 범위 내에 설정되는 것이 바람직한데, 극저속에서의 슬라이딩 특성을 중시하는 경우에는 바람직하게는 50~1000nm, 보다 바람직하게는 50~500nm의 범위 내로 설정된다.

실시예 1의 슬라이딩 부품은 이하와 같은 효과를 나타낸다.

(1) 복수의 딤플(10)의 면적 비율이 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정됨으로써, 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 있어서는 동압 효과에 의해 유체 윤활이 되고, 저압 유체측에 있어서는 누설을 억제하면서, 딤플(10)에 유체를 유지하여 액막 떨어짐을 억제하여, 직접 접촉에 의한 마모를 방지할 수 있기 때문에, 슬라이딩면에 있어서의 밀봉과 윤활의 양립을 도모할 수 있다.

(2) 개구 직경이 상이한 복수의 딤플(10)이 랜덤으로 분포되도록 배치되고, 그 배치 밀도가 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작아지도록 설정됨으로써, 슬라이딩면에 있어서의 베어링 특성수(G)의 넓은 범위에 있어서 슬라이딩 특성의 향상, 즉 마찰 계수의 저감을 도모할 수 있다.

(3) 복수의 딤플(10)의 면적 비율이 30~50%인 것에 의해, 슬라이딩면(S)에 있어서의 밀봉과 윤활의 양립을 도모할 수 있다.

(4) 복수의 딤플의 개구 직경이 바람직하게는 10~500μm, 보다 바람직하게는 30~100μm의 범위로 설정됨으로써, 유체 윤활 천이점이 저G측으로 시프트함과 아울러 유체 윤활 천이점에 있어서의 마찰 계수가 저하하고, 또 넓은 범위의 회전수 영역에서 마찰 계수를 저감할 수 있다.

(5) 복수의 딤플(10)의 깊이가 50~10000nm의 범위로 설정됨으로써, 슬라이딩면(S)에 있어서의 마찰 계수를 저감할 수 있다.

(6) 복수의 딤플(10)의 깊이가 바람직하게는 50~1000nm, 보다 바람직하게는 50~500nm의 범위로 설정됨으로써, 슬라이딩면에 있어서의 극저속에서의 슬라이딩 특성을 양호하게 할 수 있다.

(실시예 2)

도 5를 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 슬라이딩 부품에 대해서 설명한다.

실시예 2에 있어서는 복수의 딤플의 개구 직경이 대략 동일하게 설정되는 점에서 실시예 1과 상이하지만 그 밖의 구성은 실시예 1과 동일하며, 중복되는 설명은 생략한다.

도 5에 나타내는 실시예 2에서는 복수의 딤플(11)의 개구 직경이 대략 동일하게 설정되고, 그 배치 밀도는 슬라이딩면(S)의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정되어 있다.

복수의 딤플(11)의 배치 형태는 랜덤으로 분포되어도 되고, 또는 규칙적으로 분포되어도 된다.

도 5에서는 저압 유체측에 있어서 평탄한 랜드부(R)가 일정 폭으로 전체 둘레에 남도록 형성된 저압 유체측 밀봉면(IS)의 외주측의 근방에 설치된 딤플(11)은 둘레 방향으로 규칙적인 간격으로 배치되고, 그 이외의 부분의 딤플(11)은 랜덤으로 분포되어 있다. 또 저압 유체측의 슬라이딩면에 있어서, 직경 방향의 중간부에는 딤플(11)이 설치되어 있지 않은 부분이 있다.

실시예 2에 따른 슬라이딩 부품에 있어서는 실시예 1과 마찬가지의 효과를 나타내는 것 외에, 복수의 딤플(11)의 개구 직경이 대략 동일하게 설정되어 있기 때문에 제작이 용이하다.

이상 본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명해왔는데, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 변경이나 추가가 있어도 본 발명에 포함된다.

예를 들면 상기 실시예에서는 슬라이딩 부품을 메커니컬 시일 장치에 있어서의 한 쌍의 회전용 밀봉 환 및 고정용 밀봉 환의 어느 하나에 사용하는 예에 대해서 설명했는데, 원통 형상 슬라이딩면의 축방향 일방측에 윤활유를 밀봉하면서 회전축과 슬라이딩하는 베어링의 슬라이딩 부품으로서 이용하는 것도 가능하다.

또 예를 들면 상기 실시예에서는 외주측에 고압의 피밀봉 유체가 존재하는 경우에 대해서 설명했는데, 내주측이 고압 유체인 경우에도 적용할 수 있다.

또 예를 들면 상기 실시예 1에서는 개구 직경이 상이한 복수의 딤플이 랜덤으로 분포되어 있는 경우, 상기 실시예 2에서는 대략 동일한 개구 직경의 복수의 딤플이 랜덤 및 규칙적으로 배치되어 있는 경우에 대해서 설명했는데, 이들은 바람직한 예를 나타낸 것이며, 이들에 한정되지 않고, 예를 들면 고압 유체측으로부터 저압 유체측을 향하여 개구 직경이 순차적으로 작아지는 복수의 딤플을 규칙적으로 배치하도록 해도 된다.

1…회전축
2…슬리브
3…회전 환
4…하우징
5…고정 환
6…코일드 웨이브 스프링
7…벨로우즈
10…딤플
11…딤플
S…슬라이딩면
R…랜드부
IS…저압 유체측 밀봉면

Claims (20)

1. 한 쌍의 슬라이딩 부품의 서로에 상대 슬라이딩하는 적어도 일방측의 슬라이딩면에 딤플이 복수 배치된 슬라이딩 부품에 있어서,
   상기 복수의 딤플은 상호 독립하여 설치되고, 상기 복수의 딤플의 면적 비율은 상기 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작게 설정되어 있고, 또한 상기 복수의 딤플의 개구 직경은 소정의 범위에 분포되도록 설정됨과 아울러,
   상기 복수의 딤플은 랜덤으로 분포되도록 배치되고, 그 배치 밀도가 상기 슬라이딩면의 고압 유체측에 비해 저압 유체측에 있어서 작아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 개구 직경이 10~500μm의 범위로 분포되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 딤플의 면적 비율은 30~50%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~10000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~1000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 딤플의 면적 비율은 30~50%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~10000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~1000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~10000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
13. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~1000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
14. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~10000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
15. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 딤플은 깊이가 50~1000nm의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images