KR102639196B1 - 슬라이딩 부품 - Google Patents

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히로시 스즈키
이와 오우
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이구루코교 가부시기가이샤
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Abstract

윤활성이 우수한 슬라이딩 부품을 제공한다. 회전 기계의 상대 회전하는 개소에 배치되는 환상(環狀)의 슬라이딩 부품(6)으로서, 슬라이딩 부품(6)의 슬라이딩면(S)에는, 일단이 폐색단(15b)을 이루고 타단이 지름 방향의 피밀봉 유체측과 누설측의 어느 한쪽측에 연통하는 입구(15a)를 이루는 동압 발생홈(15)이 마련되고, 슬라이딩면(S)에는, 동압 발생홈(15)을 구성하는 동압 생성벽(15d)과는 둘레 방향 반대의 측벽(15c)측에 있어서, 동압 발생홈(15)보다도 깊은 심구(深溝; 16)의 입구(16a)가 동압 발생홈(15)의 입구(15a)에 연통하여 형성되어 있다.

Description

슬라이딩 부품
본 발명은, 상대 회전하는 슬라이딩 부품에 관한 것으로, 예를 들면 자동차, 일반 산업 기계, 혹은 그 외의 시일 분야의 회전 기계의 회전축을 축봉하는 축봉 장치에 사용되는 슬라이딩 부품, 또는 자동차, 일반 산업 기계, 혹은 그 외의 베어링 분야의 기계의 베어링에 사용되는 슬라이딩 부품에 관한 것이다.
종래, 펌프나 터빈 등의 회전 기계의 회전축을 축봉하고, 피밀봉 유체의 누설을 방지하는 축봉 장치에는, 상대적으로 회전하고, 또한 평면상의 단면끼리가 슬라이딩하도록 구성된 2부품으로 이루어지는 것, 예를 들면 메커니컬 시일이 있다. 메커니컬 시일은, 하우징에 고정되는 슬라이딩 부품으로서의 정지 밀봉환과, 회전축에 고정되어 회전축과 함께 회전하는 슬라이딩 부품으로서의 회전 밀봉환을 구비하고, 이들의 슬라이딩면을 상대 회전시킴으로써, 하우징과 회전축의 사이의 극간을 축봉한다. 이러한 메커니컬 시일에 있어서, 최근에 있어서는 환경 대책 등의 이유 때문에 슬라이딩에 의해 상실되는 에너지의 저감이 요망되고 있어, 슬라이딩에 의한 마찰을 저감시킴으로써 슬라이딩에 의해 상실되는 에너지의 저감을 도모하는 특허문헌 1과 같은 슬라이딩 부품이 개발되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에 나타나는 슬라이딩 부품에는, 일단이 입구를 이루고 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에 고압의 피밀봉 액체측인 외경측에 연통함과 동시에 슬라이딩면에 있어서 타단이 폐색단을 이루는 동압 발생홈을 마련하고 있다. 이에 의하면, 슬라이딩 부품의 상대 회전시에는, 입구로부터 동압 발생홈으로 유입된 피밀봉 유체가 동압 발생홈의 폐색단으로부터 슬라이딩면 사이로 유출되고, 그 동압에 의해 슬라이딩면끼리가 이간함과 동시에, 동압 발생홈이 피밀봉 액체를 보지(保持)함으로써 윤활성이 향상되어, 저마찰화를 실현하고 있다.
일본특허공보 제6444492호(5페이지, 도 2)
특허문헌 1에서 나타나는 슬라이딩 부품에 있어서는, 슬라이딩 부품끼리의 상대 회전시에는, 회전에 수반하여 발생하는 슬라이딩면 사이의 전단력에 의해, 동압 발생홈 내의 피밀봉 유체가 동압 발생홈을 구성하는 양측벽 중 한쪽측(이하, 「동압 생성벽」이라고 함.)을 향하여 흘러, 동압 생성벽에서 높은 압력(동압)이 발생한다. 그리고, 이 압력은 폐색단에 가까워짐에 따라 서서히 높아지고, 동압 발생홈의 입구의, 특히 동압 생성벽과는 둘레 방향 반대의 측벽측에는 낮은 압력이 생성되기 쉽게 되어 있다. 이와 같이 동압 발생홈의 입구 근방의 압력이 저하되어 부압이 발생하면, 동압 발생홈의 입구로부터 피밀봉 유체가 도입되기 어려워져, 동압 발생홈의 동압 생성벽 및 폐색단으로부터 소기의 압력이 발생되지 않아, 충분한 압력을 발생시킬 수 없는 점에서 윤활성이 저하된다. 또한, 부압이 발생하여 동압 발생홈의 입구 근방에 캐비테이션이 발생하면, 동압 발생홈의 입구로부터 피밀봉 유체가 현저하게 도입되기 어려워진다.
본 발명은, 이러한 문제점에 착목하여 이루어진 것으로, 윤활성이 우수한 슬라이딩 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 슬라이딩 부품은,
회전 기계의 상대 회전하는 개소에 배치되는 환상(環狀)의 슬라이딩 부품으로서,
상기 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에는, 일단이 폐색단을 이루고 타단이 지름 방향의 피밀봉 유체측과 누설측의 어느 한쪽측에 연통하는 입구를 이루는 동압 발생홈이 마련되고,
상기 슬라이딩면에는, 당해 동압 발생홈을 구성하는 양측벽 중 한쪽측을 구성하는 동압 생성벽과는 둘레 방향 반대의 측벽측에 있어서, 상기 동압 발생홈보다도 깊은 심구(深溝)의 입구가 상기 동압 발생홈의 입구에 연통하여 형성되어 있다.
이에 의하면, 슬라이딩 부품의 상대 회전시에 동압 발생홈에 있어서 가장 낮은 압력이 생성되기 쉬운 개소는, 동압 발생홈의 입구에 있어서의, 동압 발생홈을 구성하는 양측벽 중 한쪽측을 구성하는 동압 생성벽과는 둘레 방향 반대의 측벽측이며, 이 개소에 심구의 입구를 연통시킴으로써, 이 심구로부터 동압 발생홈으로 유체가 충분히 공급되어, 당해 개소에 부압이 발생하기 어렵다. 그 때문에, 동압 발생홈에 연속적으로 유체가 공급되어, 동압 발생홈의 폐색단으로부터 소기의 압력을 발생시킬 수 있어, 윤활성이 우수하다.
상기 심구는 지름 방향에 있어서 상기 동압 발생홈의 상기 동압 생성벽과는 둘레 방향 반대의 측벽을 따라 당해 동압 발생홈에 연통되어 있음과 동시에, 당해 측벽보다도 지름 방향으로 짧아도 좋다.
이에 의하면, 심구가 동압 발생홈의 동압을 발생시키는 기능에 영향을 주기 어렵게 하면서, 심구로부터 동압 발생홈으로의 유입 면적을 넓게 확보할 수 있다.
상기 심구는 지름 방향으로 병행하여 연장되고 대향하는 한 쌍의 벽부를 구비하고 있어도 좋다.
이에 의하면, 심구의 내부 공간은 슬라이딩면의 둘레 방향에 있어서 대향하는 벽부에 끼워져 있는 점에서, 심구 내에 피밀봉 유체를 보지하기 쉬워, 동압 발생홈에 대하여 피밀봉 유체를 안정적으로 공급할 수 있다.
상기 심구는 둘레 방향의 폭이 지름 방향의 길이보다도 짧게 형성되어 있어도 좋다.
이에 의하면, 심구의 둘레 방향을 짧게 함으로써 심구에 있어서 슬라이딩 부품의 상대 회전에 의한 동압이 발생하기 어려워, 심구 내에 피밀봉 유체를 보지하기 쉽다.
상기 심구의 입구의 폭은 상기 동압 발생홈의 입구의 폭의 절반 이하라도 좋다.
이에 의하면, 슬라이딩 부품의 상대 회전시에 있어서 동압 발생홈으로의 피밀봉 유체의 도입과 동압 발생홈의 입구 근방으로의 부압의 발생 억지(抑止)를 확실하게 양립할 수 있다.
상기 심구의 깊이는 상기 동압 발생홈의 깊이의 10배 이상이라도 좋다.
이에 의하면, 심구의 용적이 크기 때문에, 슬라이딩 부품의 상대 회전시에, 심구부로부터 동압 발생홈으로 충분한 양의 피밀봉 유체가 공급된다.
또한, 본 발명에 따른 지름 방향으로 연장된다는 표현은, 적어도 지름 방향의 성분을 갖고 연장되어 있으면 둘레 방향의 성분도 갖고 있어도 좋다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 슬라이딩 부품을 구비하는 메커니컬 시일이 사용되는 회전 기계의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 정지 밀봉환을 슬라이딩면측으로부터 본 도면이다.
도 3은 동압 발생홈과 심구를 입구측으로부터 본 사시도이다.
도 4는 동압 발생홈과 심구의 관계를 나타내는 도 2에 있어서의 A-A 단면도이다.
도 5는 회전 기계의 회전시에 있어서의 유체의 이동을 나타내는 개념도이다.
도 6은 변형예 1에 있어서의 정지 밀봉환을 슬라이딩면측으로부터 본 요부(要部) 확대도이다.
도 7은 변형예 2에 있어서의 정지 밀봉환을 슬라이딩면측으로부터 본 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 정지 밀봉환을 슬라이딩면측으로부터 본 요부 확대도이다.
본 발명에 따른 슬라이딩 부품을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 이하에 설명한다.
실시예 1
실시예 1에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
본 실시예에 있어서의 슬라이딩 부품은, 예를 들면 자동차, 일반 산업 기계, 혹은 그 외의 시일 분야의 회전 기계의 회전축을 축봉하는 축봉 장치인 메커니컬 시일을 구성하는 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)이다. 또한, 설명의 편의상, 도면에 있어서, 슬라이딩면에 형성되는 홈 등에 도트를 부여하는 경우도 있다.
도 1에 나타나는 바와 같이, 본 실시예의 메커니컬 시일은, 슬라이딩면의 외주측인 피밀봉 유체측으로부터 내주측인 누설측의 방향을 향하여 누설되려고 하는 피밀봉 유체를 밀봉하는 형식인 인사이드형의 시일이며, 회전축(1)측에 슬리브(2)를 통하여 이 회전축(1)과 함께 회전 가능한 상태로 마련된 원환상의 회전 밀봉환(3)과, 회전 기계의 하우징(4)에 고정된 시일 커버(5)에 비회전 상태 또한 축방향 이동 가능한 상태로 마련된 원환상의 정지 밀봉환(6)이, 이 정지 밀봉환(6)을 축방향으로 부세(付勢)하는 부세 수단(7)에 의해, 슬라이딩면(S)끼리 밀접 슬라이딩하도록 되어 있다. 즉, 이 메커니컬 시일은, 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 서로의 슬라이딩면(S)에 있어서, 슬라이딩면(S)의 외주측의 고압 유체인 피밀봉 유체(F)가 저압 유체인 대기(A)가 존재하는 누설측인 내주측으로 유출되는 것을 방지하는 것이다(도 2 참조). 본 실시예에 있어서, 피밀봉 유체(F)는 액체이다.
회전 밀봉환(3) 및 정지 밀봉환(6)은, 대표적으로는 SiC(경질 재료)끼리 또는 SiC(경질 재료)와 카본(연질 재료)의 조합으로 형성되지만, 슬라이딩 재료에는 메커니컬 시일용 슬라이딩 재료로서 사용되고 있는 것은 적용 가능하다. SiC로서는, 보론, 알루미늄, 카본 등을 소결 조제로 한 소결체를 비롯하여, 성분, 조성이 상이한 2종류 이상의 상으로 이루어지는 재료, 예를 들면, 흑연 입자가 분산된 SiC, SiC와 Si로 이루어지는 반응 소결 SiC, SiC-TiC, SiC-TiN 등이 있고, 카본으로서는, 탄소질과 흑연질이 혼합된 카본을 비롯하여, 수지 성형 카본, 소결 카본, 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 슬라이딩 재료 이외로는, 금속 재료, 수지 재료, 표면 개질 재료(코팅 재료), 복합 재료 등도 적용할 수 있다.
도 2에 나타나는 바와 같이, 정지 밀봉환(6)의 슬라이딩면(S)에는, 둘레 방향을 따라 배치되고 서로 둘레 방향으로 분리된 복수의 동압 발생홈(15)이 형성되어 있다. 동압 발생홈(15)은, 둘레 방향으로 동일한 이간폭으로 나란히 형성되어 있다. 동압 발생홈(15)은, 경면 가공된 슬라이딩면(S)에, 레이저 가공이나 샌드블라스트 등에 의한 미세 가공을 시행함으로써 형성할 수 있다. 슬라이딩면(S)에 있어서의, 동압 발생홈(15)과 후술하는 심구(16)가 형성되어 있지 않은 부분은, 평탄면을 이루는 랜드부(20)로 되어 있다.
도 2 내지 도 4에 나타나는 바와 같이, 동압 발생홈(15)은 일단이 피밀봉 유체(F)측에 연통하는 입구(15a)를 이루고, 타단이 폐색단(15b)을 이루고, 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 상대 회전시에 있어서 폐색단(15b)측에서 동압이 발생하도록 회전 방향으로 경사져서 형성되어 있다. 또한, 동압 발생홈(15)은 지름 방향으로 동일한 깊이로 형성되어 있다. 동압 발생홈(15)에서는, 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 상대 회전시에 있어서, 회전에 수반하여 발생하는 슬라이딩면(S) 사이의 전단력에 의해, 동압 발생홈(15) 내의 피밀봉 유체(F)가 동압 발생홈(15)을 구성하는 좌우의 측벽(15c, 15d)에 있어서의 한쪽측의 측벽(15d)을 향하여 흘러, 이 동압 생성벽으로서의 측벽(15d)에서 높은 압력, 즉 동압이 발생한다.
심구(16)는 동압 발생홈(15)에 대하여, 폐색단(15b)과는 둘레 방향 반대측에 위치하고, 동압 발생홈(15)과 둘레 방향에 있어서 연통하고 있다. 상세하게는, 심구(16)의 좌우의 측벽에 있어서의 동압 발생홈(15)측의 측벽(16c)은, 동압 발생홈(15)의 좌우의 측벽(15c, 15d)에 있어서의 심구(16)와는 반대측의 동압 생성벽으로서의 측벽(15d)과는, 둘레 방향의 반대측의 측벽(15c)측에 위치하고 있다. 즉, 도 2에 나타나는 바와 같이, 슬라이딩면(S)과 직교하는 측으로부터 본 평면시의 경우에는, 심구(16)가 동압 발생홈(15)에 대하여 둘레 방향으로 일부가 겹치도록 형성되어 있다.
또한, 도 3에 나타나는 바와 같이, 동압 발생홈(15)은 바닥면(15e)에 양측벽(15c, 15d)이 직교하는 단면 형상이 U자를 이루고 있고, 바닥면(15e)은 랜드부(20)에 평행하게 되어 있다. 심구(16)도 마찬가지로, 바닥면(16e)에 양측벽(16c, 16d)이 직교하는 단면 형상이 U자를 이루고 있고, 바닥면(16e)은 랜드부(20)에 평행하게 되어 있다. 또한, 이들 바닥면(15e, 16e)은 랜드부(20)에 대하여 경사져도 좋고, 또한, 이들의 단면 형상은 U자 이외, 예를 들면 V자라도 좋다.
또한, 피밀봉 유체(F)측에 연통하는 심구(16)의 입구(16a)는, 동압 발생홈(15)의 입구(15a)와 둘레 방향으로 연통하고 있다.
또한, 도 2에 나타나는 바와 같이, 동압 발생홈(15)의 폐색단(15b)은 상면에서 본 경우 원주 방향을 향함과 동시에 슬라이딩면(S)과 직교하는 방향으로 연장되는 벽(15f)과, 슬라이딩면(S)과 직교하는 측벽(15c, 15d)에 의해 획성(劃成)되어 있다. 폐색단(15b)은, 측벽(15d)과 벽(15f)이 만나고, 선단부(15h)가 예각으로 형성되어 있다.
계속해서, 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 상대 회전시에 있어서의 동압 발생홈(15)과 심구(16)의 기능에 대해서 도 5를 사용하여 설명한다. 또한, 도 2와 도 5에 있어서의 화살표는, 상대의 슬라이딩 부품인 회전 밀봉환(3)의 상대적인 회전 방향을 가리킨다.
전제로서, 회전 기계의 정지시에 있어서는, 피밀봉 유체(F)는 입구(15a)와 심구(16)의 입구(16a)로부터 진입하고, 동압 발생홈(15)과 심구(16)에는 피밀봉 유체(F)가 채워져 있다. 도 5에 나타나는 바와 같이, 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 상대 회전시에는, 회전에 수반하여 슬라이딩면(S) 사이에 발생하는 전단력에 의해 동압 발생홈(15) 내의 피밀봉 유체(F)가 측벽(15d) 및 폐색단(15b)을 향하여 흘러, 측벽(15d) 및 폐색단(15b)에서 동압이 발생한다.
이때, 동압 발생홈(15)에서는, 슬라이딩면(S) 사이의 전단력에 수반하는 피밀봉 유체(F)의 이동 방향에 있어서의 최선단이며, 또한 그 선단이 예각으로 피밀봉 유체(F)의 이동 방향을 향하는 선단부(15h)에 가까워짐에 따라 서서히 높은 압력이 발생함과 동시에, 동압 발생홈(15)의 폐색단(15b)을 향하여 피밀봉 유체(F)가 인입됨(이동 방향을 검은색 화살표로 도시)으로써, 동압 발생홈(15)의 입구(15a)의 측벽(15d)과는 둘레 방향 반대의 측벽(15c)측에는 낮은 압력이 생성되기 쉽게 되어 있다.
여기에서, 동압 발생홈(15)의 입구(15a)에 있어서의 둘레 방향의 측벽(15c)측에, 동압 발생홈(15)보다 깊게 형성된 심구(16)가 배치되어 있기 때문에, 이 심구(16)에 확보되어 있는 피밀봉 유체(F)가 동압 발생홈(15)의 입구(15a) 근방에 있어서 공급(흰 화살표로 도시)되어, 당해 개소에 있어서 부압이 발생하기 어렵다.
그 때문에, 동압 발생홈(15)에 연속적으로 피밀봉 유체(F)가 공급되어, 동압 발생홈(15)의 폐색단(15b)으로부터 높은 압력을 발생시킬 수 있고, 또한 피밀봉 유체(F)의 공급량 부족에 의한 캐비테이션의 발생이 억제되어, 윤활성이 우수하다.
또한, 피밀봉 유체(F)측에 개구하고 있는 심구(16)에는, 정적으로 입구(16a)를 통과하여 외부로부터 피밀봉 유체(F)가 공급되기 때문에, 심구(16)로부터 동압 발생홈(15)의 입구(15a) 근방에 피밀봉 유체(F)를 연속적으로 공급할 수 있다.
또한, 심구(16)는 동압 발생홈(15)에 있어서의 폐색단(15b)의 선단부(15h)와 대각으로, 천구(淺溝)인 동압 발생홈(15)에 연통하고 있다. 이 때문에, 가장 높은 압력이 생성되는 폐색단(15b)의 선단부(15h)의 대각에 위치하는 심구(16)의 입구(16a)는, 가장 낮은 압력이 생성되기 쉬운 개소로 되어 있고, 동압 발생홈(15)의 입구(15a)에 있어서의 작은 압력의 생성을 가장 효율 좋게 억제하여, 피밀봉 유체(F)의 공급량 부족에 의한 캐비테이션의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 심구(16)는 지름 방향으로 동압 발생홈(15)을 따라 연통하고 있기 때문에, 동압 발생홈(15)의 입구(15a)에 있어서의 폐색단(15b)과는 둘레 방향 반대측에 대하여 지름 방향으로 넓은 범위에서 피밀봉 유체(F)를 공급할 수 있어, 부압의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 게다가, 심구(16)는 동압 발생홈(15)보다도 지름 방향으로 짧게 형성되어 있기 때문에, 동압 발생홈(15)에 있어서의 윤활성에 필요한 동압을 발생시키는 개소를 지름 방향으로 충분히 확보하면서, 심구(16)를 형성해도 동압 발생홈(15) 본래의 기능에 영향을 주기 어렵다.
또한, 심구(16)는, 지름 방향으로 병행으로 연장되고 대향하는 측벽(16c, 16d)을 구비하고, 그 내부 공간이 슬라이딩면(S)의 둘레 방향에 있어서 대향하는 측벽(16c, 16d)에 끼워져 있기 때문에, 심구(16) 내에 피밀봉 유체(F)를 보지하기 쉬워, 동압 발생홈(15)에 대하여 피밀봉 유체(F)를 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 심구(16)의 입구(16a)의 폭은, 동압 발생홈(15)의 입구(15a)의 폭에 비하여, 작게 형성되어 있다. 상세하게는, 심구(16)의 입구(16a)의 폭은 동압 발생홈(15)의 입구(15a)의 폭의 절반 이하가 바람직하고, 본 실시예에서는 5분의 1 정도이다. 게다가, 심구(16)의 깊이는 동압 발생홈(15)의 깊이의 10배 이상이다. 이에 의하면, 심구(16)는, 폭이 작은 심구인 점에서, 피밀봉 유체(F)를 유지하는 데에 충분한 심구의 내부 공간의 크기를 확보하면서, 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 상대 회전시에 있어서는, 그 표층에서만 슬라이딩면(S) 사이의 전단력에 수반하는 피밀봉 유체(F)의 이동이 있을 뿐이며, 심구(16) 전체에서는 슬라이딩면(S) 사이의 전단력에 의한 높은 압력이 발생하기 어렵다.
또한, 도 2로부터도 알 수 있는 바와 같이, 심구(16)는 둘레 방향의 폭이 지름 방향의 길이보다도 짧게 형성되어 있다. 이에 의하면, 심구(16)의 둘레 방향을 짧게 함으로써 심구(16)에 있어서 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 상대 회전에 의한 동압이 발생하기 어려워, 심구(16) 내에 피밀봉 유체(F)를 보지하기 쉽다.
또한, 피밀봉 유체(F)측에는, 심구(16)의 입구(16a)와 동압 발생홈(15)의 입구(15a)가 각각 연통하고 있다. 즉, 심구(16)로부터 동압 발생홈(15)에 대하여 피밀봉 유체(F)를 안정적으로 공급하도록 하면서, 천구인 동압 발생홈(15)의 입구(15a)를 피밀봉 유체(F)측에 개구시킴으로써, 슬라이딩면(S) 사이의 전단력에 의한 높은 압력을 효율 좋게 발생시키는 데에 충분한 길이로 동압 발생홈(15)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 동압 발생홈(15)과 심구(16)가, 정지 밀봉환(6)의 슬라이딩면(S)에 형성되는 것으로 하여 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 회전 밀봉환(3)의 슬라이딩면(S)에 형성되어도 좋다.
또한, 동압 발생홈(15)은 직선 형상에 한정하지 않고, 예를 들면 둘레 방향으로 연장되는 성분과 지름 방향으로 연장되는 성분으로 이루어지는 만곡 형상이며, 이 중 둘레 방향으로 연장되는 성분이 크고, 정지 밀봉환(6)의 외주연측을 향하여 볼록해지도록 형성되어 있어도 좋다.
또한, 동압 발생홈(15)은 회전 기계의 구동시에 폐색단(15b)에서 동압이 발생되기 어려운 형상이면 좋기 때문에, 반경 방향으로 직선 형상으로 형성되어 있어도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 슬라이딩면(S)의 누설측에는 기체가, 피밀봉 유체(F)측에는 액체가 각각 존재하는 양태로 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 누설측과 피밀봉 유체측이 모두 기체 혹은 모두 액체라도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 슬라이딩면(S)의 외주측에는 고압 유체인 피밀봉 유체(F)가, 내주측에는 저압 유체인 대기(A)가, 각각 존재하는 양태를 예로 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 슬라이딩면(S)의 피밀봉 유체측과 누설측에 존재하는 유체가, 동일한 압력이라도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 심구(16)는, 지름 방향에 있어서 동압 발생홈(15)의 측벽(15c)을 따라 평행하게 연통되어 있지만, 심구(16)는 동압 발생홈(15)의 동압이 발생하는 측벽(15d)과는 둘레 방향 반대의 측벽(15c)측에 위치하고 있으면, 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 도 6에 나타나는 변형예 1과 같이, 심구(26)는, 동압 발생홈(25)의 입구에 있어서 그 중앙보다 동압 생성벽(25d)과는 둘레 방향 반대의 측벽(25c)측에 입구(26a)를 갖고 있으면 좋고, 동압 발생홈(25)의 폭방향 내에 배치되어 있어도 좋다.
또한, 도 7에 나타나는 변형예 2와 같이, 슬라이딩면(S)의 내주측으로부터 외주측으로 향하여 누설되려고 하는 유체를 시일하는 형식인 아웃사이드형으로 적용되어도 좋다. 이 경우, 동압 발생홈(35)과 심구(36)는, 입구(35a) 및 입구(36a)가 슬라이딩면(S)의 내주측에 연통하고 있다.
실시예 2
다음으로, 실시예 2에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 8을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.
도 8에 나타나는 바와 같이, 심구(46)의 입구(46a)는, 동압 발생홈(45)의 입구(45a)에 연통하고 있다. 또한, 심구(46)는 동압 발생홈(45)의 경사 방향과는 다른 방향으로 연설(延設)되어 있고, 그 폐색단(46b)과 측벽(46c)은 동압 발생홈(45)의 측벽(45c)과 이간하여 형성되어 있다. 이에 의하면, 심구(46)와 동압 발생홈(45)이 입구(46a)와 입구(45a) 근방에서만 연통하고 있는 점에서, 회전 밀봉환(3)과 정지 밀봉환(6)의 상대 회전시에 동압 발생홈(45) 내에서 발생하는 피밀봉 유체(F)의 이동이, 심구(46) 내에 미치는 영향이 적기 때문에, 심구(46) 내에 피밀봉 유체(F)를 보지하기 쉬워, 동압 발생홈(45)에 대하여 피밀봉 유체(F)를 안정적으로 공급할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명했지만, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 변경이나 추가가 있어도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시예에 있어서의 슬라이딩 부품은 메커니컬 시일을 구성하는 경우를 예로 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 스러스트 베어링에 사용할 수 있다.
또한, 심구는 입구로부터 폐색단까지 동일한 폭으로 형성되는 구성에 한정하지 않고, 예를 들면 입구로부터 폐색단을 향하여 점차 폭이 좁아지는 구성이라도 좋다.
또한, 심구는 입구로부터 폐색단까지 동일한 깊이로 형성되는 구성에 한정하지 않고, 예를 들면 입구로부터 폐색단을 향하여 점차 얕아지는 구성이라도 좋다.
또한, 심구는, 그 입구가 동압 발생홈에 연통하고 있으면 둘레 방향으로 복수개 형성되어 있어도 좋다.
1; 회전축
2; 슬리브
3; 회전 밀봉환(슬라이딩 부품)
4; 하우징
5; 시일 커버
6; 정지 밀봉환(슬라이딩 부품)
7; 부세 수단
11; 입구
15; 동압 발생홈
15a; 동압 발생홈 입구
15b; 폐색단
15c; 측벽
15d; 측벽(동압 생성벽)
15e; 바닥면
15f; 벽
15h; 선단부
16; 심구
16a; 심구 입구
16b; 폐색단
16c; 측벽
16d; 측벽
16e; 바닥면
20; 랜드부
25; 동압 발생홈
26; 심구
35; 동압 발생홈
36; 심구
45; 동압 발생홈
46; 심구
46b; 폐색단
S; 슬라이딩면

Claims (6)

  1. 회전 기계의 상대 회전하는 개소에 배치되는 환상(環狀)의 슬라이딩 부품으로서,
    상기 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에는, 일단이 폐색단을 이루고 타단이 지름 방향의 피밀봉 유체측과 누설측의 어느 한쪽측에 연통하는 입구를 이루는 동압 발생홈이 마련되고,
    상기 슬라이딩면에는, 당해 동압 발생홈을 구성하는 양측벽 중 한쪽측을 구성하는 동압 생성벽과는 둘레 방향 반대의 측벽측에 있어서, 상기 동압 발생홈보다도 깊은 심구(深溝)의 입구가 상기 동압 발생홈의 입구에 연통하여 형성되고,
    상기 심구의 지름 방향 길이는, 상기 동압 발생홈의 지름 방향 길이보다도 짧게 형성되고,
    상기 심구의 입구의 폭은, 상기 동압 발생홈의 입구의 폭의 절반 이하이며,
    상기 심구는 상기 슬라이딩면과 직교하는 측으로부터 본 평면시(planar view)에 있어서, 상기 동압 발생홈에 대하여 둘레 방향으로 적어도 일부가 겹치도록 형성되어 있는 슬라이딩 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 심구는 지름 방향에 있어서 상기 동압 발생홈의 상기 동압 생성벽과는 둘레 방향 반대의 측벽을 따라 당해 동압 발생홈에 연통되어 있음과 동시에, 당해 측벽보다도 지름 방향으로 짧은 슬라이딩 부품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 심구는 지름 방향으로 연장되어 서로 대향하는 한 쌍의 벽부를 구비하고 있는 슬라이딩 부품.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 심구는 둘레 방향의 폭이 지름 방향의 길이보다도 짧게 형성되어 있는 슬라이딩 부품.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 심구의 입구의 폭은 상기 동압 발생홈의 입구의 폭의 절반 이하인 슬라이딩 부품.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 심구의 깊이는 상기 동압 발생홈의 깊이의 10배 이상인 슬라이딩 부품.
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