WO2020162350A1 - 摺動部品 - Google Patents

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WO2020162350A1
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WO
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trap
groove portion
guide groove
rayleigh step
liquid
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PCT/JP2020/003646
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岩 王
忠継 井村
啓志 鈴木
雄一郎 徳永
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イーグル工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a relative rotating sliding component, for example, a sliding component used in a shaft sealing device that seals a rotary shaft of an automobile, a general industrial machine, or other rotary machine in a sealing field, an automobile, a general industrial machine. , Or other sliding parts used for bearings of machines in other bearing fields.
  • a mechanical seal As a shaft sealing device that prevents leakage of liquid to be sealed, for example, a mechanical seal has a pair of annular sliding parts that rotate relative to each other and the sliding surfaces slide against each other.
  • the sliding surface of sliding parts has a high pressure sealed liquid side and an outer diameter side.
  • a positive pressure generating groove is provided which is in communication with the sliding surface and has one end closed on the sliding surface. According to this, at the time of relative rotation of the sliding component, positive pressure is generated in the positive pressure generating groove to separate the sliding surfaces from each other, and the sealed liquid is introduced into the positive pressure generating groove from the outer diameter side. Retaining the sealed liquid improves lubricity and realizes low friction.
  • the mechanical seal shown in Patent Document 1 has a Rayleigh step and a reverse Rayleigh step that communicate with the sealed liquid side in one of the sliding parts.
  • a positive pressure is generated between the sliding surfaces due to the Rayleigh step, the sliding surfaces are separated from each other, and the Rayleigh step holds the liquid to be sealed, thereby improving lubricity. improves.
  • the reverse Rayleigh step a relatively negative pressure is generated and the reverse Rayleigh step is located on the leak side of the Rayleigh step. Can be sucked into. In this way, the liquid to be sealed between the pair of sliding parts was prevented from leaking to the leak side, and the sealing performance was improved.
  • Patent Document 1 since the sealed liquid is returned to the sealed liquid side in the reverse Rayleigh step, the sealed liquid is not supplied to the leak side between the sliding surfaces, which contributes to lubricity. There is a possibility that some parts will not be formed, and there has been a demand for sliding parts with higher lubricity. In addition, the sealed liquid is likely to leak from the opening of the reverse Rayleigh step, which may result in poor lubricity.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and a sliding component that supplies a sealed fluid up to a leak side between sliding surfaces to exhibit high lubricity and has little leakage of the sealed fluid.
  • the purpose is to provide.
  • the sliding component of the present invention An annular sliding component arranged at a relative rotating position of a rotating machine, On the sliding surface of the sliding component, a dynamic pressure generating mechanism including a deep groove portion communicating with the outer diameter side or the inner diameter side, and a shallow groove portion communicating with the deep groove portion and extending in the circumferential direction.
  • a dynamic pressure generating mechanism including a deep groove portion communicating with the outer diameter side or the inner diameter side, and a shallow groove portion communicating with the deep groove portion and extending in the circumferential direction.
  • the deep groove portion is provided with a trap portion that suppresses leakage of the sealed fluid in the deep groove portion. According to this, since the deep groove portion has a deep groove depth and a large volume, a large amount of sealed fluid supplied up to the leak side of the sliding surface can be recovered and returned to the shallow groove portion.
  • a wide area extending to the leak side of the surface can be used to improve lubricity. Further, since the trap portion is provided in the deep groove portion, the sealed fluid is easily retained in the deep groove portion, so that the leak of the sealed fluid from the deep groove portion can be suppressed.
  • the deep groove portion may communicate with the outer diameter side. According to this, since the trap portion is provided in the deep groove portion communicating with the outer diameter side, the sealed fluid is retained in the deep groove portion against the centrifugal force generated in the sealed fluid by the relative rotation of the sliding parts. As a result, leakage of the sealed fluid from the deep groove portion to the outer diameter side can be suppressed.
  • the deep groove portion may communicate with the leak side. According to this, since the trap portion is provided in the deep groove portion that communicates with the leak side, it is possible to suppress the leakage of the sealed fluid to the leak side. Further, in the case where the deep groove portion communicates with the outer diameter side, the sealed fluid is retained in the deep groove portion against the centrifugal force generated in the sealed fluid by the relative rotation of the sliding parts and the leak direction of the sealed fluid. By doing so, leakage of the sealed fluid from the deep groove portion to the leakage side located on the outer diameter side can be further suppressed.
  • the trap portion may be a trap piece extending from the inner surface of the deep groove portion. According to this, by extending the trap piece from the inner surface of the deep groove portion, a highly rigid trap portion can be easily configured.
  • the trap portion may have a guide surface that guides the sealed fluid toward the shallow groove portion. According to this, the sealed fluid held in the deep groove portion by the trap piece can be guided to the shallow groove portion along the guide surface thereof.
  • the trap portion may be arranged at least at a position from an opening communicating with the leak side of the deep groove portion. According to this, the amount of the sealed fluid held in the deep groove portion can be secured.
  • the trap portion may be arranged at least at an intersection of the deep groove portion and the shallow groove portion. According to this, it is possible to hold the sealed fluid that moves from the deep groove portion to the shallow groove portion and reliably generate the dynamic pressure.
  • the trap portion may be arranged symmetrically with respect to a center line extending in the radial direction of the deep groove portion. According to this, the holding function of the sealed fluid can be exerted corresponding to the sliding parts that rotate in both the circumferential directions.
  • the trap portion may be integrally formed with a base material forming the sliding surface. According to this, the trap part can be easily formed.
  • the trap portion may form a meandering groove that meanders in the deep groove portion. According to this, the holding function of the sealed fluid can be enhanced by the meandering groove.
  • the shallow groove portion of the sliding component according to the present invention extending in the circumferential direction means that the shallow groove portion extends at least with a component in the circumferential direction, and preferably in the circumferential direction rather than the radial direction. It suffices that they be extended so that the component along the line becomes large.
  • the deep groove portion extending in the radial direction means that the deep groove portion extends at least with a radial component, and preferably extends so that the component along the radial direction is larger than the circumferential direction. It should have been done.
  • the sealed fluid may be a liquid, or may be a mist form in which a liquid and a gas are mixed.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of a sliding surface of the stationary seal ring.
  • (A) ⁇ (c) is a schematic diagram for explaining the operation of the sealed liquid sucked from the inner diameter side of the liquid guide groove portion at the initial stage of relative rotation to flow out between the sliding surfaces. It is a principal part enlarged view in the sliding surface of a stationary seal ring. It is the figure which looked at the sliding surface of the stationary seal ring in Example 2 of the present invention from the direction of an axis.
  • the sliding component according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • description will be given by taking an example in which the sliding component is a mechanical seal.
  • the inner diameter side of the sliding component constituting the mechanical seal will be described as the sealed liquid side (high pressure side) as the sealed fluid side, and the outer diameter side as the atmosphere side (low pressure side) as the leakage side.
  • dots may be attached to grooves or the like formed on the sliding surface in the drawings.
  • the mechanical seal for a general industrial machine shown in FIG. 1 is an outside type that seals the sealed liquid F that is about to leak from the inner diameter side of the sliding surface toward the outer diameter side.
  • a rotary seal ring 20 which is an annular sliding component provided in a rotatable state with the rotary shaft 1 via a sleeve 2 and a seal cover 5 fixed to a housing 4 of a device to be mounted in a non-rotating state.
  • the sliding surface 11 of the ring 10 and the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 are adapted to slide in close contact with each other.
  • the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 is a flat surface, and no recess is provided on this flat surface.
  • the stationary seal ring 10 and the rotary seal ring 20 are typically formed of SiC (hard material) or a combination of SiC (hard material) and carbon (soft material), but the sliding material is not limited to this. Any material used as a sliding material for a mechanical seal can be applied.
  • the SiC includes, for example, a sintered body using boron, aluminum, carbon or the like as a sintering aid, and a material composed of two or more kinds of phases having different components and compositions, for example, SiC in which graphite particles are dispersed, or SiC. There are reaction-sintered SiC, SiC-TiC, SiC-TiN, etc.
  • a metal material, a resin material, a surface modifying material (coating material), a composite material, or the like can be applied.
  • the rotary seal ring 20 is adapted to slide relative to the stationary seal ring 10 as indicated by the arrow, and the sliding surface 11 of the stationary seal ring 10 has the sliding surface.
  • a plurality of dynamic pressure generating mechanisms 14 formed integrally with the base material that constitutes 11 are evenly arranged in the circumferential direction of the stationary seal ring 10.
  • a portion of the sliding surface 11 other than the dynamic pressure generating mechanism 14 is a land 12 forming a flat end surface.
  • FIGS. 2 to 4 an outline of the dynamic pressure generating mechanism 14 will be described based on FIGS. 2 to 4.
  • the left side of FIG. 4 is the downstream side of the sealed liquid F flowing in the Rayleigh step 9A described later, and the right side of FIG. Will be described as an upstream side of the sealed liquid F flowing in the Rayleigh step 9A.
  • the dynamic pressure generating mechanism 14 is concentric with the liquid guide groove portion 15 as a deep groove portion communicating with the atmosphere side and extending in the inner diameter direction, and the stationary seal ring 10 from the inner diameter side end portion of the liquid guide groove portion 15 toward the downstream side.
  • a Rayleigh step 9A as a shallow groove portion extending in the circumferential direction and a trap portion 13 that gradually narrows the width of the flow path of the liquid guide groove portion 15 from the outer diameter side to the inner diameter side are provided. That is, the dynamic pressure generation mechanism 14 has an inverted L-shape when the sliding surface 11 is viewed from the direction orthogonal to the liquid guide groove 15 and the Rayleigh step 9A.
  • the liquid guide groove 15 of the first embodiment extends in the radial direction so as to be orthogonal to the axis of the stationary seal ring 10. Further, the liquid guide groove portion 15 and the Rayleigh step 9A communicate with each other, and a step 18 in the depth direction is formed in the communicating portion.
  • the Rayleigh step 9A has a wall portion 9a formed at the end portion on the downstream side and orthogonal to the rotation direction.
  • the wall portion 9a is not limited to be orthogonal to the rotation direction, and may be inclined with respect to the rotation direction or may be formed in a step shape.
  • the liquid guide groove 15 has an opening 15a that opens to the outer periphery of the stationary seal ring 10 and communicates with the atmosphere side.
  • the depth dimension L10 of the liquid guide groove 15 is deeper than the depth dimension L20 of the Rayleigh step 9A (L10>L20).
  • the depth dimension L10 of the liquid guide groove portion 15 in the first embodiment is 100 ⁇ m
  • the depth dimension L20 of the Rayleigh step 9A is 5 ⁇ m. That is, a step 18 in the depth direction is formed between the liquid guide groove portion 15 and the Rayleigh step 9A by the downstream side wall surface 15b of the liquid guide groove portion 15 and the bottom surface of the Rayleigh step 9A. If the depth of the liquid guide groove 15 is deeper than that of the Rayleigh step 9A, the depth of the liquid guide groove 15 and the Rayleigh step 9A can be freely changed. It is more than 5 times the dimension L20.
  • the bottom surface of the Rayleigh step 9A forms a flat surface and is formed parallel to the land 12, but it does not hinder the formation of a minute concave portion on the flat surface or the formation of an inclination with respect to the land 12.
  • the two arcuate surfaces extending in the circumferential direction of the Rayleigh step 9A are orthogonal to the bottom surface of the Rayleigh step 9A.
  • the bottom surface 15d of the liquid guide groove portion 15 forms a flat surface and is formed parallel to the land 12, but it does not prevent formation of a minute concave portion on the flat surface or an inclination with respect to the land 12. .. Further, with reference to FIG.
  • the liquid guide groove portion 15 has a downstream side wall surface 15b and an upstream side wall surface 15c that extend in the radial direction and face each other in the circumferential direction, and a bottom surface 15d that is orthogonal to these wall surfaces 15b and 15c. ing. That is, the downstream side wall surface 15b, the upstream side wall surface 15c, and the bottom surface 15d form the inner surface of the liquid guide groove portion 15.
  • the trap portion 13 includes a trap piece 13A that extends from the downstream side wall surface 15b of the liquid guide groove portion 15 located on the outer diameter side of the Rayleigh step 9A toward the center side of the liquid guide groove portion 15 in the circumferential direction, and the trap piece 13A. 13A, and a trap piece 13B extending from the upstream side wall surface 15c of the liquid guide groove portion 15 toward the center side in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 15 toward the inner diameter side.
  • These trap pieces 13A and 13B are arranged line-symmetrically with respect to an imaginary center line extending in the radial direction of the liquid guide groove portion 15. In the following description, the trap piece 13A will be described unless otherwise specified, and the description of the trap piece 13B will be omitted.
  • the trap piece 13A has an inner diameter from the downstream side wall surface 15b of the liquid guide groove portion 15 located on the outer diameter side of the low pressure side wall surface 9c extending in the circumferential direction of the Rayleigh step 9A toward the center side in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 15.
  • Side of the low pressure side wall surface 13a extending to the side and the low pressure side wall surface 9c of the Rayleigh step 9A, the high pressure side extending from the downstream side wall surface 15b of the liquid guide groove portion 15 toward the center side in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 15 toward the inner diameter side.
  • the wall surface 13c is formed.
  • the low-pressure side wall surface 13a and the high-pressure side wall surface 13c of the trap piece 13A are flat surfaces, but they do not prevent the provision of fine recesses in the flat surfaces or the rounded end surfaces.
  • the end surface facing the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 is continuous with the land 12 in the same plane. Further, the trap piece 13A is continuous from the end surface of the rotary sealing ring 20 facing the sliding surface 21 to the bottom surface 15d of the liquid guide groove portion 15 and forming the same plane as the land 12.
  • the rotary seal ring 20 rotates relative to the stationary seal ring 10 (see the black arrow in FIG. 2). 4, the low pressure side fluid A on the atmosphere side is introduced from the liquid guide groove portion 15 as shown by the arrow L1, and the low pressure side fluid A is moved in the rotation direction of the rotary seal ring 20 by the Rayleigh step 9A. As shown in (4), the dynamic pressure is generated in the Rayleigh step 9A because it follows the movement.
  • the pressure becomes highest in the vicinity of the wall 9a, which is the downstream end of the Rayleigh step 9A, and the low-pressure side fluid A flows out from the vicinity of the wall 9a to its periphery as shown by arrow L3.
  • the pressure gradually decreases toward the upstream side of the Rayleigh step 9A.
  • the high-pressure sealed liquid F constantly flows between the sliding surfaces 11 and 21 from their inner diameter sides, so that so-called fluid lubrication is performed. Has become.
  • the sealed liquid F near the Rayleigh step 9A has a high pressure especially on the downstream side of the Rayleigh step 9A as described above, the sealed liquid F remains positioned on the land 12 as shown by the arrow H1. Almost never enters 9A.
  • the sealed liquid F near the liquid guide groove portion 15 enters the liquid guide groove portion 15 as shown by an arrow H2 because the liquid guide groove portion 15 is a deep groove portion and communicates with the low pressure side. It's getting easier.
  • the sealed liquid F is a liquid and has a large surface tension, it is easy to move along the side wall surface of the liquid guide groove 15 and enter the liquid guide groove 15.
  • the rotary seal ring 20 rotates relative to the stationary seal ring 10 (see the black arrow in FIG. 2), as shown in FIG.
  • the sealed liquid F that has entered the liquid guide groove portion 15 becomes lumpy droplets, as indicated by the symbol H3.
  • the volume of the droplet reaches a certain level, the droplet passes through between the trap portions 13 due to the relatively low pressure formed on the upstream side of the Rayleigh step 9A, and the reference numeral H4 is used.
  • the Rayleigh step 9A is drawn.
  • the sealed liquid F newly enters the liquid guide groove portion 15 and becomes a droplet H3'. At this time, more liquid to be sealed F enters the liquid guide groove 15 than in the initial state of relative rotation in FIG.
  • the sealed liquid F drawn into the Rayleigh step 9A receives a large shearing force from the rotary sealing ring 20, and moves to the downstream side in the Rayleigh step 9A while the pressure is increased. Then, as shown by an arrow H5, it flows out from the vicinity of the wall portion 9a to the peripheral portion thereof. At the same time, a large amount of the sealed liquid F newly enters the liquid guide groove portion 15 to become a droplet H3′′, and the droplet H3′ is drawn into the Rayleigh step 9A as indicated by the symbol H4′.
  • the amount of the sealed liquid F that enters the liquid guide groove portion 15 is larger than that in the state shown in FIG. 5C, and the sealed liquid F continuously flows out from the Rayleigh step 9A between the sliding surfaces 11 and 21. It will be in a steady state.
  • the high-pressure sealed liquid F constantly flows between the sliding surfaces 11 and 21 from the outer diameter side of the sliding surfaces 11 and 21 and the fluid lubrication is performed as described above.
  • it is a transient short time until it becomes a steady state through FIGS. 5(a), 5(b) and 5(c).
  • the amount of the sealed liquid F remaining in the dynamic pressure generation mechanism 14 causes The operation starts from any one of the state, the state of FIG. 5B, the state of FIG. 5C, and the steady state.
  • the liquid guide groove portion 15 is a deep groove portion and communicates with the low pressure side, the sealed liquid F indicated by the arrow H5 is easily drawn into the adjacent liquid guide groove portion 15, and the sliding The amount of the sealed liquid F between the moving surfaces 11 and 21 is stable, and high lubricity can be maintained. Further, since the liquid has a larger interfacial tension with respect to the solid than the gas, the sealed liquid F is easily held between the sliding surfaces 11 and 21, and the atmosphere has an outer diameter side than the stationary seal ring 10 and the rotary seal ring 20. Easily discharged to.
  • the trap portion 13 moves from the wall surfaces 15b and 15c toward the inner diameter side, which is the inflow direction of the sealed liquid F. Since the low pressure side wall surfaces 13a, 13a of the trap pieces 13A, 13B inclined toward the center side in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 15 function as guide surfaces for guiding the sealed liquid F to the Rayleigh step 9A side, the trap portion 13 causes the liquid to flow. Even if the flow path of the guide groove portion 15 is narrowed, it is difficult to prevent the sealed liquid F from moving.
  • the high pressure side wall surface 13c of the trap piece 13A is continuous with the low pressure side wall surface 9c of the Rayleigh step 9A.
  • the sealed liquid F can be guided to the low-pressure side wall surface 9c of 9A. Therefore, the efficiency of drawing the sealed liquid F into the Rayleigh step 9A is high.
  • the mechanical seal of the present embodiment since the mechanical seal of the present embodiment is the outside type, the centrifugal force generated by the rotation of the rotary seal ring 20 acts on the sealed liquid F as shown by the arrow C. Therefore, the sealed liquid F in the liquid guide groove 15 is urged in the leak direction toward the atmosphere side, which is the outer diameter side.
  • the sealed liquid F is a liquid and has a higher viscosity than gas, and the trap portion 13 extends from the central portion in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 15 toward the outer diameter side which is the leakage direction of the sealed liquid F.
  • the high-pressure side wall surfaces 13c and 13c of the trap pieces 13A and 13B inclined to the wall surfaces 15b and 15c can counter the centrifugal force acting on the sealed liquid F, the leakage to the atmosphere side can be suppressed. Further, as described above, the high-pressure side wall surface 13c of the trap piece 13A can directly guide the sealed liquid F to the Rayleigh step 9A, so that the sealed liquid F from the liquid guiding groove portion 15 into the Rayleigh step 9A. The pulling efficiency of can be enhanced by utilizing the centrifugal force.
  • the surface tension acting on the sealed liquid F existing between the trap pieces 13A and 13B acts on the sealed liquid F. It is designed to counter the centrifugal force. As a result, the holding capacity for holding the sealed liquid F on the inner diameter side of the trap portion 13 is enhanced as shown by the halftone dot portion in FIG.
  • the Rayleigh step 9A draws the low pressure side fluid A on the atmosphere side through the liquid guide groove portion 15 to generate a dynamic pressure. ing. Since the liquid guide groove portion 15 has a large groove depth and a large volume, a large amount of the sealed liquid F supplied to the atmosphere side of the sliding surface 11 can be recovered and returned to the Rayleigh step 9A. A wide area extending to the low pressure side of the surface 11 can be used to improve lubricity. Further, since the trap portion 13 is provided in the liquid guide groove portion 15, the sealed liquid F is retained in the liquid guide groove portion 15 against the centrifugal force generated in the sealed liquid F by the relative rotation of the stationary sealing ring 10. This can prevent the sealed liquid F from leaking to the atmosphere side located on the outer diameter side.
  • the sealed liquid F is easily drawn into the liquid guide groove 15.
  • the liquid guide groove 15 extends in the radial direction. Specifically, the liquid guide groove portion 15 extends in a direction orthogonal to the central axis of the stationary seal ring 10, and is arranged in the circumferential direction so that the Rayleigh step 9A intersects from the outer diameter side end portion thereof. The influence of the dynamic pressure and the inertia of the flow of the sealed liquid F generated in the Rayleigh step 9A is reduced. Therefore, it is difficult for the sealed liquid F and the low-pressure side fluid A attached to the inner surface of the stationary seal ring 10 to be directly sucked into the Rayleigh step 9A from the inner diameter side of the liquid guide groove portion 15. Further, the sealed liquid F can be held in the liquid guide groove 15 without being directly affected by the dynamic pressure.
  • the trap pieces 13A and 13B are continuous in the axial direction from the end surface facing the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 to the bottom surface 15d of the liquid guide groove portion 15, and have rigidity against an external force acting in the axial direction. Has been elevated.
  • the trap pieces 13A and 13B are respectively continuous with the downstream side wall surface 15b and the upstream side wall surface 15c of the liquid guide groove portion 15, the rigidity in the circumferential direction is also increased. That is, by extending the trap pieces 13A and 13B from the downstream side wall surface 15b, the upstream side wall surface 15c, and the bottom surface 15d of the liquid guide groove portion 15, the trap portion 13 having high rigidity can be easily configured.
  • the trap portion 13 since the trap portion 13 is arranged at the intersection of the liquid guide groove portion 15 and the Rayleigh step 9A, the trap portion 13 holds the sealed liquid F moving from the liquid guide groove portion 15 to the Rayleigh step 9A, and reliably moves. Pressure can be generated.
  • the trap portion 13 is integrally formed with the base material forming the sliding surface 11, the trap portion 13 can be easily formed.
  • the circumferential width of the liquid guide groove portion 15 can be shortened and a large number can be arranged in the circumferential direction of the stationary seal ring 10, the degree of freedom in design is high.
  • the liquid guide groove 15 is not limited to the direction orthogonal to the central axis of the stationary seal ring 10, and may be inclined from the position orthogonal to the central axis of the stationary seal ring 10, but the inclination is less than 45 degrees. Is preferred. Further, the shape of the liquid guide groove 15 can be freely changed such as an arc shape.
  • the step 18 is formed by the downstream side surface of the liquid guide groove portion 15 and the bottom surface of the Rayleigh step 9A, the influence of the dynamic pressure is directly exerted.
  • the sealed liquid F can be held in the liquid guide groove portion 15 without receiving it.
  • the Rayleigh step 9A communicates with the liquid guide groove portion 15 over the entire width in the radial direction, an opening area for the liquid guide groove portion 15 of the Rayleigh step 9A can be secured, and the object held by the liquid guide groove portion 15 can be secured.
  • the sealed liquid F can be efficiently sucked up.
  • the stationary seal ring 10 is provided with the dynamic pressure generating mechanism 14, it is easy to keep the inside of the liquid guide groove 15 close to the atmospheric pressure when the stationary seal ring 10 and the rotary seal ring 20 are relatively rotated.
  • the liquid guide groove 15 and the Rayleigh step 9A have an inverted L-shape when viewed from the direction orthogonal to the sliding surface 11, but the liquid guide groove 15 is, for example.
  • the Rayleigh step 9A may be communicated smoothly without intersecting each other, for example, in a straight line shape or an arc shape.
  • the step 18 may not be provided in the communication portion between the liquid guide groove portion 15 and the Rayleigh step 9A, and for example, the liquid guide groove portion 15 and the Rayleigh step 9A may communicate with each other through an inclined surface.
  • a portion having a depth dimension of 5 ⁇ m or less can be the Rayleigh step 9A as the shallow groove portion, and a portion deeper than 5 ⁇ m can be the liquid guide groove portion 15 as the deep groove portion.
  • the shallow groove is not limited to the shape that extends in the circumferential direction concentrically with the stationary seal ring, but may be formed in an arc shape so that the downstream end faces the high pressure side, for example. Further, the shallow groove portion may be linearly extended from the deep groove portion, or may be meanderingly extended.
  • the trap portion 13 may be composed only of the trap pieces 13A arranged on the Rayleigh step 9A side which is a dynamic pressure generating groove, and the dimensions of the trap pieces 13A may be appropriately changed. It may be a mode in which the low-pressure side wall surface 9c is arranged apart from the low-pressure side wall surface 9c in the radial direction. Similarly, the trap portion 13 may be composed of only the trap piece 13B arranged on the side facing the Rayleigh step 9A.
  • the trap piece 13A exemplifies a form in which the trap piece 13A is flush with the land 12, for example, the trap piece 13A may be recessed in the axial direction from the land 12. Further, the trap piece 13A exemplifies a form in which the trap piece 13A is continuous in the axial direction up to the bottom surface 15d of the liquid guide groove portion 15. However, for example, the lower end portion of the trap piece 13A is separated from the bottom surface 15d of the liquid guide groove portion 15. Alternatively, a part of the trap piece 13A in the axial direction may be divided midway. That is, the trap piece 13A may be configured so that the sealed liquid F can be prevented from leaking from the liquid guiding groove portion 15 to the atmosphere side due to centrifugal force, and the shape thereof may be appropriately changed.
  • the trap piece 13A has been described as being integrally formed with the base material forming the sliding surface 11, the trap piece 13A is not limited to this and is formed separately from the base material forming the sliding surface 11. The trap piece may be fixed to the inner surface of the liquid guide groove 15.
  • the dynamic pressure generating mechanism 141 provided in the stationary seal ring 101 includes a liquid guide groove portion 15, a Rayleigh step 9A, and an inner diameter side end portion of the liquid guide groove portion 15 directed to the upstream side.
  • a reverse Rayleigh step 9B as a shallow groove portion that extends circumferentially concentrically with the stationary seal ring 101 and a trap portion 13 are provided. That is, the dynamic pressure generating mechanism 141 has a T-shape when the sliding surface 11 is viewed in a direction orthogonal to each other.
  • the reverse Rayleigh step 9B is formed with the same depth of 5 ⁇ m as the Rayleigh step 9A.
  • the trap piece 13B extends from the upstream side wall surface 15c of the liquid guide groove portion 15 located on the outer diameter side of the low pressure side wall surface 9c extending in the circumferential direction of the reverse Rayleigh step 9B toward the center side in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 15.
  • the low-pressure side wall surface 13a extending to the inner diameter side and the low-pressure side wall surface 9c of the reverse Rayleigh step 9B continuously extend from the upstream side wall surface 15c of the liquid guiding groove portion 15 toward the center side in the circumferential direction of the liquid guiding groove portion 15 toward the inner diameter side.
  • the high pressure side wall surface 13c is formed.
  • the low-pressure side fluid A moves in the order of arrows L1, L2, and L3 to generate dynamic pressure in the Rayleigh step 9A.
  • the low-pressure side fluid A moves in the order of arrows L1, L2', L3' to generate dynamic pressure in the reverse Rayleigh step 9B. Occurs. That is, when the rotary seal ring 20 rotates clockwise in the plane of the paper of FIG. 7, the reverse Rayleigh step 9B functions as a Rayleigh step, and the Rayleigh step 9A functions as a reverse Rayleigh step.
  • the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B are extended from the liquid guide groove portion 15 to both sides in the circumferential direction, and either one of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B is used as a shallow groove portion for generating a dynamic pressure. Therefore, it can be used regardless of the relative rotation direction of the stationary seal ring 101 and the rotary seal ring 20.
  • the Rayleigh step 9A in the dynamic pressure generating mechanism 141 is circumferentially adjacent to the reverse Rayleigh step 9B of the adjacent dynamic pressure generating mechanism 141'.
  • the reverse Rayleigh in the dynamic pressure generating mechanism 141′ to which the sealed liquid F that flows out from the vicinity of the wall portion 9a of the Rayleigh step 9A in the dynamic pressure generating mechanism 141 to the peripheral portion thereof and moves toward the inner diameter side is adjacent. Since it is sucked in from step 9B, leakage of the sealed liquid F to the low pressure side can be reduced.
  • the trap portion 13 is sealed to the atmosphere side located on the outer diameter side, as in the first embodiment.
  • the leakage of the liquid F can be suppressed.
  • the trap portion 13 does not hinder the movement of the sealed liquid F from the atmosphere side to the sealed liquid F side, As indicated by an arrow H7, the high pressure side wall surface 13c of the trap piece 13B which is continuous with the low pressure side wall surface 9c improves the efficiency of drawing the liquid F to be sealed into the reverse Rayleigh step 9B, and the width between the trap pieces 13A and 13B.
  • the holding ability for holding the sealed liquid F on the inner diameter side of the trap portion 13 is enhanced. That is, the function of holding the sealed liquid F can be exerted corresponding to the stationary seal ring 101 that rotates in both circumferential directions.
  • the case where the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B have the same depth dimension is illustrated, but they may be formed with different depth dimensions. Further, the two may have the same or different circumferential length and radial width.
  • the Rayleigh step 9A of the dynamic pressure generating mechanism 141 and the reverse Rayleigh step 9B of the adjacent dynamic pressure generating mechanism 141′ are spaced apart by a long distance in the circumferential direction to further increase the pressure for separating the sliding surfaces 11, 21. You may
  • the specific dynamic pressure generating mechanism 16 has a liquid guide groove portion 161 communicating with the high pressure side, and a Rayleigh step 17A extending circumferentially concentrically with the stationary seal ring 102 from the outer diameter side end portion of the liquid guide groove portion 161 toward the downstream side. And a reverse Rayleigh step 17B that extends in the circumferential direction concentrically with the stationary seal ring 102 from the outer diameter side end of the liquid guide groove 161 toward the upstream side.
  • the liquid guide groove 161 and the liquid guide groove 15 are formed at positions corresponding to the circumferential direction. Further, the liquid guide groove portion 161 functions as a deep groove portion of the specific dynamic pressure generating mechanism 16, and the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B function as a shallow groove portion of the specific dynamic pressure generating mechanism 16.
  • the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B of the dynamic pressure generating mechanism 141 are formed longer in the circumferential direction than the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B of the specific dynamic pressure generating mechanism 16.
  • the depth dimension of the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B is 5 ⁇ m, which is the same as that of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B.
  • the radial widths of the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B are smaller than the radial widths of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B. That is, the volume of the dynamic pressure generating mechanism 141 is larger than the volume of the specific dynamic pressure generating mechanism 16.
  • the sealed liquid F moves in the order of arrows L11, L12, and L13, and dynamic pressure is generated in the Rayleigh step 17A.
  • the sealed liquid F moves in the order of arrows L11, L12′, and L13′ to generate dynamic pressure in the reverse Rayleigh step 17B. Occurs.
  • the dynamic pressure can be generated in the specific dynamic pressure generating mechanism 16 regardless of the relative rotation direction between the stationary seal ring 102 and the rotary seal ring 20.
  • the sealed liquid F that tends to leak from the sliding surface 11 to the low pressure side while separating the sliding surfaces 11 and 21 by the dynamic pressure generated by the specific dynamic pressure generating mechanism 16 to generate an appropriate liquid film. Can be collected by the dynamic pressure generation mechanism 141.
  • the suction force of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B of the dynamic pressure generation mechanism 141 is increased to reduce the dynamic pressure on the low pressure side.
  • the dynamic pressure balance between the generation mechanism 141 and the specific dynamic pressure generation mechanism 16 on the high pressure side can be adjusted.
  • the circumferential lengths of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B may be the same as those of the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B, or may be shorter than those of the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B. Further, the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B may be formed to have different depth dimensions from those of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B. The radial widths of the Rayleigh step 17A and the reverse Rayleigh step 17B may be formed to be larger than the radial widths of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B. It is preferable that the volume of the dynamic pressure generating mechanism 141 be larger than the volume of the specific dynamic pressure generating mechanism 16.
  • the sliding surface 11 has a radial dimension from the outer diameter side edge of the sliding surface 11 to the outer diameter side edge of the dynamic pressure generating mechanism 141 and the Rayleigh step of the dynamic pressure generating mechanism 141.
  • the dimension in the radial direction up to the inner diameter side edge of 11 may be changed as appropriate, whereby the sliding surfaces 11 and 21 may be separated depending on the rotational speed of the rotary seal ring 20 and the pressure of the liquid F to be sealed.
  • the amount of the sealed liquid F leaking from the atmosphere to the atmosphere side and the amount of the sealed liquid F recovered by the dynamic pressure generating mechanism can be more appropriately balanced. That is, leakage of the sealed liquid F to the atmosphere side can be suppressed.
  • the dynamic pressure generating mechanism 142 includes a liquid guide groove portion 151, a Rayleigh step 91A extending from the radial center of the liquid guide groove portion 151 to the downstream side (the left side in the drawing) in the circumferential direction, and a liquid guide groove portion that is on the inner diameter side of the Rayleigh step 91A.
  • a reverse Rayleigh step 91B extending from the radially inner end portion 151 to the upstream (right side in the drawing) in the circumferential direction, and a trap portion 131 are provided.
  • the trap portion 131 is composed of trap pieces 131A and 131B, which are alternately arranged in the radial direction.
  • the trap portion 131 since the width between the trap pieces 131A and 131B is narrowed, surface tension is generated in the sealed liquid F existing between the trap pieces 131A and 131B, and the surface tension causes the surface tension. The centrifugal force acting on the sealed liquid F is counteracted, and the holding capacity for holding the sealed liquid F on the inner diameter side of the trap portion 131 is enhanced as shown by the halftone dot portion.
  • the dynamic pressure generating mechanism 143 includes a Rayleigh step 9A, a reverse Rayleigh step 9B, a liquid guide groove portion 152, and a trap portion 132.
  • the trap portion 132 has a plurality of trap pieces 132A arranged at a predetermined interval from the vicinity of the opening portion 152a of the liquid guide groove portion 152 to the vicinity of the inner diameter side end portion intersecting with the Rayleigh step 9A, and the radial direction of the liquid guide groove portion 152.
  • a plurality of trap pieces 132B arranged in line symmetry with the trap piece 132A based on an imaginary center line extending in the direction of, and four trap pieces 132A, 132A, 132B, 132B that are adjacent to each other in the circumferential center portion of the liquid guide groove portion 152. And a plurality of trap pieces 132C arranged in a place surrounded by.
  • the trap piece 132A extends from the downstream side of the liquid guide groove portion 152 toward the outer diameter side toward the center side in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 152.
  • the trap piece 132A is orthogonal to the low pressure side wall surface 132a extending from the downstream side of the liquid guide groove portion 152 toward the upstream side toward the outer diameter side and the upstream side end portion of the low pressure side wall surface 132a and upstream from the end portion.
  • Center side wall surface 132b extending toward the inner diameter side toward the side, and a downstream side wall surface 132c orthogonal to the inner diameter side end of the central side wall surface 132b and extending toward the inner diameter side from the end portion toward the downstream side are formed. ing.
  • the trap pieces 132C are formed line-symmetrically with respect to an imaginary center line extending in the radial direction of the liquid guide groove portion 152, and extend from the central portion in the circumferential direction of the liquid guide groove portion 152 to the downstream inner diameter side and the upstream inner diameter side. It is extended.
  • the trap piece 132C includes low-pressure side wall surfaces 132d and 132d extending from the central portion of the liquid guide groove portion 152 in the circumferential direction toward the inner diameter side on the downstream side and the inner diameter side on the upstream side, and end portions on the downstream side of the low pressure side wall surfaces 132d and 132d.
  • Central side wall surfaces 132e and 132e extending from the end portion toward the upstream side or the downstream side toward the inner diameter side orthogonal to the end portion on the upstream side, and orthogonal to the inner diameter side end portions of the central side wall surfaces 132e and 132e.
  • Inner diameter side wall portions 132f, 132f extending from the end portion toward the outer diameter side toward the upstream side or the downstream side are formed.
  • the end surface of the trap piece 132C facing the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 is flush with the land 12 and is continuous to the bottom surface 152d of the liquid guide groove portion 152 in the axial direction.
  • the downstream end of the trap piece 132C is arranged so as to overlap with the upstream end of the adjacent trap piece 132A in the circumferential direction, and the upstream end of the trap piece 132C is adjacent to the upstream end.
  • the trap pieces 132B are arranged so as to overlap with the downstream end of the trap piece 132B in the circumferential direction and to be staggered.
  • the trap portion 132 has central side wall surfaces 132b and 132b of the trap pieces 132A and 132B, which are inclined toward the inner diameter side toward the inflow direction of the sealed liquid F, low pressure side wall surfaces 132d and 132d of the trap piece 132C, and the central side wall surface. Since 132e and 132e function as guide surfaces for guiding the sealed liquid F to the Rayleigh step 9A side, even if the flow path is narrowed by the trap portion 132, the sealed liquid F can be prevented from entering the liquid guiding groove portion 152. It's hard to hinder.
  • the trap portion 132 since the width between the trap pieces 132A, 132B, 132C is narrowed, surface tension is generated in the sealed liquid F existing between the trap pieces 132A, 132B, 132C, and this The surface tension is adapted to counter the centrifugal force acting on the sealed liquid F, and the holding capacity for holding the sealed liquid F on the inner diameter side of the trap portion 132 is enhanced as shown by the halftone dot portion. ..
  • the trap piece 132C can collect the sealed liquid F which is about to leak from the inside of the liquid guide groove portion 152 to the atmosphere side by the inner diameter side wall portions 132f, 132f, the trap side 132C is preferably the atmosphere side of the sealed liquid F. Can be suppressed.
  • the trap piece 132C is continuous in the axial direction up to the bottom surface 152d of the liquid guide groove portion 152, and the rigidity against an external force acting in the axial direction is enhanced. That is, by extending the trap piece 132C from the bottom surface 152d of the liquid guide groove portion 152, the trap portion 132 having high rigidity can be easily configured.
  • the dynamic pressure generating mechanism 144 includes a Rayleigh step 9A, a reverse Rayleigh step 9B, a liquid guide groove portion 153, and a trap portion 133.
  • the trap portion 133 includes a plurality of trap pieces 133A arranged at a predetermined interval from the vicinity of the opening 153a of the liquid guide groove 153 to the vicinity of the inner diameter side end crossing the Rayleigh step 9A, and the radial direction of the liquid guide groove 153.
  • a plurality of trap pieces 133B line-symmetrically arranged with respect to the trap piece 133A with respect to the virtual center line of the four trap pieces 133A, 133A, 133B, 133B that are adjacent to each other in the circumferential center of the liquid guide groove 153. It is composed of a plurality of trap pieces 133C arranged in a surrounded place.
  • trap pieces 133 A of trap pieces are orthogonal to the downstream side wall surface 153b of the liquid guide groove part 153, and are extended to the radial center part side of the said liquid guide groove part 153.
  • the trap piece 133C extends in parallel with the trap pieces 133A and 133B.
  • the width between the trap pieces 133A, 133B, 133C is narrowed, so that the surface tension is generated in the sealed liquid F existing between the trap pieces 133A, 133B, 133C, Due to this surface tension, the centrifugal force acting on the sealed liquid F is counteracted, and the holding capacity for holding the sealed liquid F on the inner diameter side of the trap portion 133 is enhanced as shown by the halftone dot portion. There is.
  • the dynamic pressure generating mechanism 145 includes a Rayleigh step 9A, a reverse Rayleigh step 9B, a liquid guide groove portion 154, and a trap portion 134.
  • the trap portion 134 is disposed in the opening 154a of the liquid guide groove portion 154, and the trap piece 134A extending from the downstream side wall surface 154b of the liquid guide groove portion 154 to the circumferential center side of the liquid guide groove portion 154 and the liquid guide portion.
  • the trap piece 134A and the trap piece 134B are arranged in line symmetry with the virtual center line extending in the radial direction of the groove 154 as a reference.
  • the width between the trap pieces 134A and 134B is narrowed, so that a surface tension is generated in the sealed liquid F existing between the trap pieces 134A and 134B, and the surface tension is generated by the surface tension.
  • the centrifugal force acting on the sealed liquid F is counteracted, and the holding ability of holding the sealed liquid F on the inner diameter side of the trap portion 133 is enhanced as shown by the halftone dot portion.
  • the trap portion 134 is arranged in the opening 154a of the liquid guide groove portion 154, it is possible to suitably secure the volume of the liquid guide groove portion 154 on the inner diameter side of the trap portion 134. That is, the amount of the sealed liquid F held in the liquid guide groove 154 can be secured.
  • the trap portion is disposed at a position including the opening from the opening communicating with the low pressure side with respect to the high pressure side of the liquid guide groove, so that the sealed liquid F held in the liquid guide groove is Although the amount can be secured, the location from the opening as used herein is preferably located within one third of the radial dimension of the liquid guide groove portion from the opening, and is preferable. Should be arranged within a quarter of the radial dimension of the liquid guide groove.
  • the dynamic pressure generating mechanism 146 includes a Rayleigh step 92A, a reverse Rayleigh step 92B, a liquid guide groove portion 155 extending outward from the radial center portion between the Rayleigh step 92A and the reverse Rayleigh step 92B, a trap portion 135, and Equipped with.
  • the trap portion 135 is formed at the inner diameter side end portion of the liquid guide groove portion 155 at a position intersecting with the Rayleigh step 92A and the reverse Rayleigh step 92B, and the depth dimension thereof is the depth dimension of the Rayleigh step 92A and the reverse Rayleigh step 92B. Which is the same as the shallow groove, which communicates with the Rayleigh step 92A, the reverse Rayleigh step 92B, and the liquid guide groove portion 155.
  • the dynamic pressure generating mechanism 147 includes a Rayleigh step 93A, a reverse Rayleigh step 93B, a liquid guide groove portion 156, and trap portions 136A and 136B.
  • the trap portions 136A and 136B are deep grooves whose depth dimension is the same as the depth dimension of the liquid guide groove portion 156, and are arranged line-symmetrically with respect to an imaginary center line extending in the radial direction of the liquid guide groove portion 156. There is.
  • the trap portion 136A includes a peripheral portion 136a extending from the inner diameter side end of the liquid guide groove portion 156 in the circumferential direction with the same curvature as the Rayleigh step 93A, and a radial portion 136b communicating with the peripheral portion 136a and extending in the radial direction. Has been done.
  • the peripheral portion 136a of the trap portion 136A communicates with the Rayleigh step 93A and the liquid guide groove portion 156, and the peripheral portion 136a of the trap portion 136B communicates with the liquid guide groove portion 156 and the reverse Rayleigh step 93B.
  • the rotary seal ring 20 rotates clockwise in the plane of the paper indicated by the dotted arrow, in the trap portions 136A and 136B, as shown by the dotted arrow H20, the reverse Rayleigh step 93B leaked to the outer diameter side by centrifugal force.
  • the sealed liquid F flows into the diameter portion 136b of the trap portion 136A, and as shown by the dotted arrow H21, the sealed liquid F leaked from the downstream side wall surface 156b of the liquid guide groove portion 156 to the downstream side (the right side in the drawing) in the circumferential direction. Since it flows into the diameter portion 136b of the trap portion 136B, leakage from the dynamic pressure generation mechanism 147 to the atmosphere side can be suppressed.
  • the dynamic pressure generating mechanism 147 can hold the sealed liquid F not only in the liquid guide groove portion 156 but also in the trap portions 136A and 136B, and through the peripheral portions 136a and 136a, the Rayleigh step 93A and the reverse Rayleigh step. Since the sealed liquid F can flow into the 93B, a larger amount of the sealed liquid F can be held.
  • the dynamic pressure generating mechanism 148 includes a Rayleigh step 9A, a reverse Rayleigh step 9B, a liquid guide groove portion 157, and a trap portion 137.
  • the trap portion 137 includes the downstream side wall surface 157b and the upstream side wall surface of the liquid guide groove portion 157. It is composed of trap wall portions 137A and 137B having a plurality of convex portions that project from the 157c to the upstream side or the downstream side.
  • the broken line in the figure indicates a virtual wall surface.
  • the trap wall portions 137A and 137B are alternately arranged at a predetermined distance from each other, and are continuously bent between the trap wall portions 137A and 137B on the downstream side wall surface 157b side and the upstream side wall surface 157c side.
  • a meandering groove 30 is formed to meander.
  • the trap wall portions 137A and 137B are arranged such that the depth dimension at which the end surface facing the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 is located 10 ⁇ m deeper than the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B.
  • the trap wall portions 137A and 137B are continuous in the axial direction from the end surface of the rotary seal ring 20 facing the sliding surface 21 to the bottom surface 157d of the liquid guide groove portion 157.
  • the depth dimension where the end surface of the trap wall portions 137A, 137B facing the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 is the same as that of the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B, the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step, for example.
  • the dimensions may be shallower than 9B or deeper than the Rayleigh step 9A and the reverse Rayleigh step 9B, which are not limited to 10 ⁇ m.
  • the trap portion 137 makes it difficult for the sealed liquid F to move linearly from the sealed liquid F side toward the atmosphere side by the meandering groove 30, so that the sealed liquid F in the liquid guide groove portion 157 is prevented.
  • the holding function can be enhanced.
  • the trap portion 137 since the width of the meandering groove 30 is narrowed by the trap wall portions 137A and 137B, surface tension is generated in the sealed liquid F existing in the meandering groove 30, and this surface tension causes The centrifugal force acting on the sealed liquid F is counteracted, and the holding ability of holding the sealed liquid F on the inner diameter side of the trap portion 137 is enhanced as shown by the halftone dot portion.
  • the dynamic pressure generating mechanism 149 includes a Rayleigh step 94A, a reverse Rayleigh step 94B, a liquid guide groove portion 158, and a trap portion 138.
  • a right-angled triangular convex portion 19 inclined in the radial direction from the outer diameter side toward the inner diameter side toward the central portion side in the radial direction of the liquid guide groove portion 158 of the downstream side wall surface 158b or the upstream side wall surface 158c is continuous in the radial direction.
  • the trap walls 138A and 138B are arranged.
  • the end surface inclined from the outer diameter side of the convex portion 19 toward the inner diameter side toward the central portion in the radial direction of the liquid guide groove portion 158 is defined as the outer diameter side end surface 19a, and the diameter of the liquid guide groove portion 158 of the outer diameter side end surface 19a.
  • An end surface extending from the end portion on the central portion side in the direction toward the liquid guide groove portion 158 is defined as an inner diameter side end surface 19b.
  • the trap wall portions 138A, 138B are arranged in line symmetry with respect to the radial center line of the liquid guide groove portion 158 with a predetermined distance therebetween. Further, the end surface of the trap wall portion 138A facing the sliding surface 21 of the rotary seal ring 20 of the trap wall portion 138A is flush with the land 12.
  • the outer diameter side end surface 19a of the convex portion 19 Rayleigh-steps the sealed liquid F. Since it functions as a guide surface for guiding to the 94A side, it is difficult to prevent the collection of the sealed liquid F into the Rayleigh step 94A.
  • the trap portion 138 is covered by the inner diameter side end surface 19b of the convex portion 19 as indicated by a halftone dot portion. Since the sealed liquid F can be collected, the function of holding the sealed liquid F in the liquid guide groove 158 can be enhanced.
  • the mechanical seal for general industrial machines has been described as an example of the sliding component, but other mechanical seals for automobiles, water pumps, etc. may be used. Further, it is not limited to the mechanical seal, and sliding parts other than the mechanical seal such as a slide bearing may be used.
  • the dynamic pressure generating mechanism may be provided only in the stationary seal ring 20, and in both the static seal ring and the rotary seal ring. It may be provided.
  • the sliding parts are provided with a plurality of dynamic pressure generating mechanisms having the same shape, but a plurality of dynamic pressure generating mechanisms having different shapes may be provided. Further, the interval and the number of the dynamic pressure generating mechanism can be changed appropriately.
  • the trap portion may be constructed by appropriately combining the trap portions of the above-mentioned first and fourth to eleventh embodiments, and if the construction is such that the leakage to the low pressure side can be suppressed, the construction thereof is proper. It may have been changed.
  • the mechanical seal is described as an outside type that seals the sealed liquid F that is about to leak from the inner diameter side of the sliding surface toward the outer diameter side. It may be an inside type that seals the sealed liquid F that is about to leak from the radial side toward the internal diameter side.
  • the sealed fluid side has been described as the high pressure side and the leak side as the low pressure side, the sealed fluid side may be the low pressure side and the leak side may be the high pressure side, and the sealed fluid side and the leak side are substantially the same. It may be the same pressure.

Abstract

被密封流体を摺動面間における漏れ側まで供給して高い潤滑性を発揮するとともに被密封流体の漏れの少ない摺動部品を提供する。　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１０であって、摺動部品１０の摺動面１１には、外径側に連通する深溝部１５と、深溝部１５に連通して周方向に延設される浅溝部９Ａと、から構成される動圧発生機構１４が複数設けられており、深溝部１５には、深溝部１５内の被密封液体Ｆの漏れ側への漏出を抑制するトラップ部１３が設けられている。

Description

摺動部品
　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。
　被密封液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、近年においては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、摺動部品の摺動面に高圧の被密封液体側である外径側に連通するとともに摺動面において一端が閉塞する正圧発生溝を設けている。これによれば、摺動部品の相対回転時には、正圧発生溝に正圧が発生して摺動面同士が離間するとともに、正圧発生溝には被密封液体が外径側から導入され被密封液体を保持することで潤滑性が向上し、低摩擦化を実現している。
　さらに、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は、「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、被密封液体側に連通するレイリーステップ及び逆レイリーステップが設けられている。これによれば、摺動部品の相対回転時には、レイリーステップにより摺動面間に正圧が発生して摺動面同士が離間するとともに、レイリーステップが被密封液体を保持することで潤滑性が向上する。一方、逆レイリーステップでは相対的に負圧が生じるとともに逆レイリーステップはレイリーステップよりも漏れ側に配置されているため、レイリーステップから摺動面間に流れ出た高圧の被密封液体を逆レイリーステップに吸い込むことができる。このようにして、一対の摺動部品間の被密封液体が漏れ側に漏れることを防止して密封性を向上させていた。
国際公開第２０１２／０４６７４９号（第１４－１６頁、第１図）
　しかしながら、特許文献１にあっては、逆レイリーステップで被密封液体を被密封液体側へ戻す構造であるため、摺動面間における漏れ側に被密封液体が供給されず、潤滑性に寄与していない部分が生じる虞があり、より潤滑性の高い摺動部品が求められていた。また、逆レイリーステップの開口部から被密封液体が漏れてしまいやすく、より潤滑性が乏しくなる虞があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、被密封流体を摺動面間における漏れ側まで供給して高い潤滑性を発揮するとともに被密封流体の漏れの少ない摺動部品を提供することを目的とする。
　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、外径側もしくは内径側に連通する深溝部と、該深溝部に連通して周方向に延設される浅溝部と、から構成される動圧発生機構が複数設けられており、前記深溝部には、該深溝部内の被密封流体の漏出を抑制するトラップ部が設けられている。
　これによれば、深溝部は溝の深さが深く容積が大きいので、摺動面の漏れ側まで供給された多くの量の被密封流体を回収して浅溝部に戻すことができ、摺動面の漏れ側まで延びる広い面積を利用して潤滑性を向上させることができる。また、深溝部にトラップ部が設けられているため、深溝部内に被密封流体が保持されやすくなることで、深溝部内からの被密封流体の漏出を抑制することができる。
　前記深溝部は、外径側に連通していてもよい。
　これによれば、外径側に連通する深溝部にトラップ部が設けられているため、摺動部品の相対回転により被密封流体に生じる遠心力に抗して深溝部内に被密封流体を保持することで、深溝部内から外径側への被密封流体の漏出を抑制することができる。
　前記深溝部は、漏れ側に連通していてもよい。
　これによれば、漏れ側に連通する深溝部にトラップ部が設けられているため、漏れ側への被密封流体の漏出を抑制することができる。さらに、深溝部が外径側に連通するものにあっては、摺動部品の相対回転により被密封流体に生じる遠心力及び被密封流体の漏れ方向に抗して深溝部内に被密封流体を保持することで、深溝部から外径側に位置する漏れ側への被密封流体の漏出をさらに抑制することができる。
　前記トラップ部は、前記深溝部の内面から延設されたトラップ片であってもよい。
　これによれば、深溝部の内面からトラップ片を延設することで、剛性の高いトラップ部を容易に構成することができる。
　前記トラップ部は、被密封流体を前記浅溝部に向けて誘導する誘導面を有していてもよい。
　これによれば、トラップ片により深溝部内に保持した被密封流体を、その誘導面に沿って浅溝部に誘導することができる。
　前記トラップ部は、少なくとも前記深溝部の漏れ側に連通する開口部よりの箇所に配置されていてもよい。
　これによれば、深溝部内に保持される被密封流体の量を確保することができる。
　前記トラップ部は、少なくとも前記深溝部の前記浅溝部との交差箇所に配置されていてもよい。
　これによれば、深溝部から浅溝部へ移動する被密封流体を保持して、確実に動圧を発生させることができる。
　前記トラップ部は、前記深溝部の径方向に延びる中心線を基準に線対称に配置されていてもよい。
　これによれば、周方向の両方に回転する摺動部品に対応して被密封流体の保持機能を発揮させることができる。
　前記トラップ部は、前記摺動面を構成する基材と一体に成形されていてもよい。
　これによれば、トラップ部の成形加工を容易に行うことができる。
　前記トラップ部は、前記深溝部内を蛇行する蛇行溝を構成していてもよい。
　これによれば、蛇行溝により被密封流体の保持機能を高めることができる。
　尚、本発明に係る摺動部品の浅溝部が周方向に延設されているというのは、浅溝部が少なくとも周方向の成分をもって延設していればよく、好ましくは径方向よりも周方向に沿った成分が大きくなるように延設されていればよい。また深溝部が径方向に延びているというのは、深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く、好ましくは周方向よりも径方向に沿った成分が大きくなるように延設されていればよい。
　また、被密封流体は、液体であってもよいし、液体と気体が混合したミスト状であってもよい。
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。 静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 Ａ－Ａ断面図である。 静止密封環の摺動面における部分拡大図である。 （ａ）～（ｃ）は相対回転初期に液体誘導溝部の内径側から吸い込まれた被密封液体が摺動面間に流出される動作を説明する概略図である。 静止密封環の摺動面における要部拡大図である。 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。 静止密封環の摺動面における要部拡大図である。 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。 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。 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。 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。 本発明の実施例７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。 本発明の実施例８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。 本発明の実施例９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。 本発明の実施例１０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。 本発明の実施例１１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。
　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。
　実施例１に係る摺動部品につき、図１から図６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内径側を被密封流体側としての被密封液体側（高圧側）、外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。
　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、回転軸１にスリーブ２を介して回転軸１と共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。
　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。
　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には当該摺動面１１を構成する基材と一体に成形された複数の動圧発生機構１４が静止密封環１０の周方向に均等に配設されている。摺動面１１の動圧発生機構１４以外の部分は平端面を成すランド１２となっている。
　次に、動圧発生機構１４の概略について図２～図４に基づいて説明する。尚、以下、静止密封環１０及び回転密封環２０が相対的に回転したときに、図４の紙面左側を後述するレイリーステップ９Ａ内を流れる被密封液体Ｆの下流側とし、図４の紙面右側をレイリーステップ９Ａ内を流れる被密封液体Ｆの上流側として説明する。
　動圧発生機構１４は、大気側に連通して内径方向に延びる深溝部としての液体誘導溝部１５と、液体誘導溝部１５の内径側端部から下流側に向けて静止密封環１０と同心状に周方向に延びる浅溝部としてのレイリーステップ９Ａと、液体誘導溝部１５の流路の幅を外径側から内径側に向かうほどに漸次狭めるトラップ部１３と、を備えている。すなわち、動圧発生機構１４は、液体誘導溝部１５、レイリーステップ９Ａにより、摺動面１１を直交する方向から見て逆Ｌ字形状を成している。尚、本実施例１の液体誘導溝部１５は、静止密封環１０の軸に直交するように径方向に延びている。また、液体誘導溝部１５とレイリーステップ９Ａとは連通しており、連通部分には深さ方向の段差１８が形成されている。
　また、レイリーステップ９Ａは、下流側の端部に回転方向に対して直交する壁部９ａが形成されている。尚、壁部９ａは、回転方向に直交することに限られるものではなく、例えば回転方向に対して傾斜していてもよいし、階段状に形成されていてもよい。
　液体誘導溝部１５は、静止密封環１０の外周に開口して大気側と連通する開口部１５ａを有している。また、液体誘導溝部１５の深さ寸法Ｌ１０は、レイリーステップ９Ａの深さ寸法Ｌ２０よりも深くなっている（Ｌ１０＞Ｌ２０）。具体的には、本実施例１における液体誘導溝部１５の深さ寸法Ｌ１０は、１００μｍに形成されており、レイリーステップ９Ａの深さ寸法Ｌ２０は、５μｍに形成されている。すなわち、液体誘導溝部１５とレイリーステップ９Ａとの間には、液体誘導溝部１５における下流側壁面１５ｂとレイリーステップ９Ａの底面とにより深さ方向の段差１８が形成されている。尚、液体誘導溝部１５の深さ寸法がレイリーステップ９Ａの深さ寸法よりも深く形成されていれば、液体誘導溝部１５及びレイリーステップ９Ａの深さ寸法は自由に変更でき、好ましくは寸法Ｌ１０は寸法Ｌ２０の５倍以上である。
　尚、レイリーステップ９Ａの底面は平坦面を成しランド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。さらに、レイリーステップ９Ａの周方向に延びる２つの円弧状の面はそれぞれレイリーステップ９Ａの底面に直交している。また、液体誘導溝部１５の底面１５ｄは平坦面を成しランド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。さらに、図３を参照して、液体誘導溝部１５は、径方向に延びて周方向に対向する下流側壁面１５ｂ及び上流側壁面１５ｃと、これら壁面１５ｂ，１５ｃに直交する底面１５ｄとを有している。すなわち、下流側壁面１５ｂ、上流側壁面１５ｃ及び底面１５ｄは、液体誘導溝部１５の内面を構成している。
　トラップ部１３は、レイリーステップ９Ａの外径側に位置する液体誘導溝部１５の下流側壁面１５ｂから当該液体誘導溝部１５の周方向の中央側に向かって内径側に延びるトラップ片１３Ａと、トラップ片１３Ａと対向して液体誘導溝部１５の上流側壁面１５ｃから当該液体誘導溝部１５の周方向の中央側に向かって内径側に延びるトラップ片１３Ｂと、から構成されている。これらのトラップ片１３Ａ，１３Ｂは、液体誘導溝部１５の径方向に延びる仮想の中心線を基準に線対称に配置されている。尚、以降の説明において、特に断らない限りトラップ片１３Ａについて説明し、トラップ片１３Ｂの説明については省略する。
　トラップ片１３Ａは、レイリーステップ９Ａの周方向に延びる低圧側壁面９ｃよりも外径側に位置する液体誘導溝部１５の下流側壁面１５ｂから当該液体誘導溝部１５の周方向の中央側に向かって内径側に延びる低圧側壁面１３ａと、レイリーステップ９Ａの低圧側壁面９ｃと連続して液体誘導溝部１５の下流側壁面１５ｂから液体誘導溝部１５の周方向の中央側に向かって内径側に延びる高圧側壁面１３ｃと、が形成されている。これら、トラップ片１３Ａの低圧側壁面１３ａ、高圧側壁面１３ｃは、平坦面を成しているが、平坦面に微細凹部を設けることや、その端面がラウンドしていることを妨げない。
　また、トラップ片１３Ａは、回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面がランド１２と同一平面を成して連続している。また、トラップ片１３Ａは、ランド１２と同一平面を成す、回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面から液体誘導溝部１５の底面１５ｄに亘って連続している。
　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、動圧発生機構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大気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動圧発生機構１４から低圧側に漏れ出す量は少ない。
　一般産業機械の停止時に動圧発生機構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（図２の黒矢印参照）すると、図４に示されるように、大気側の低圧側流体Ａが矢印Ｌ１に示すように液体誘導溝部１５から導入されるとともに、レイリーステップ９Ａによって低圧側流体Ａが回転密封環２０の回転方向に矢印Ｌ２に示すように追随移動するため、レイリーステップ９Ａ内に動圧が発生するようになる。
　レイリーステップ９Ａの下流側端部である壁部９ａ近傍が最も圧力が高くなり、低圧側流体Ａは矢印Ｌ３に示すように壁部９ａ近傍からその周辺に流出する。尚、レイリーステップ９Ａの上流側に向かうにつれて漸次圧力が低くなっている。
　また、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時には、摺動面１１，２１間にそれらの内径側から高圧の被密封液体Ｆが随時流入しており、いわゆる流体潤滑を成すようになっている。このとき、レイリーステップ９Ａ近傍の被密封液体Ｆは、上述したようにレイリーステップ９Ａの特に下流側は高圧となっているため、矢印Ｈ１に示すように、ランド１２に位置したままで、レイリーステップ９Ａにはほぼ進入しない。一方、液体誘導溝部１５の近傍の被密封液体Ｆは、液体誘導溝部１５が深溝部であってかつ低圧側に連通していることから、矢印Ｈ２に示すように、液体誘導溝部１５に進入しやすくなっている。加えて、被密封液体Ｆは液体であって表面張力が大きいことから、液体誘導溝部１５の側壁面に沿って移動して液体誘導溝部１５に進入しやすくなっている。
　次いで、液体誘導溝部１５に吸い込まれた被密封液体Ｆが摺動面１１，２１間に流出される動作を説明する。
　動圧発生機構１４に被密封液体Ｆがほぼ残っていない場合に、回転密封環２０が静止密封環１０に対して相対回転（図２の黒矢印参照）すると、図５（ａ）に示されるように、液体誘導溝部１５に侵入した被密封液体Ｆは、符号Ｈ３に示すように、塊状の液滴となる。その後、図５（ｂ）に示されるように、液滴がある程度の体積となると、レイリーステップ９Ａの上流側に形成された相対的に低い圧力によってトラップ部１３の間を通過して、符号Ｈ４に示すように、レイリーステップ９Ａに引き込まれる。同時に、新たに液体誘導溝部１５に被密封液体Ｆが進入し、液滴Ｈ３’となる。このとき、液体誘導溝部１５には、図５（ａ）における相対回転の初期状態よりも多くの被密封液体Ｆが進入する。
　その後、図５（ｃ）に示されるように、レイリーステップ９Ａに引き込まれた被密封液体Ｆは回転密封環２０から大きなせん断力を受け、圧力が高められながらレイリーステップ９Ａ内を下流側に移動し、矢印Ｈ５に示すように壁部９ａ近傍からその周部に流出する。同時に、新たに液体誘導溝部１５により多くの被密封液体Ｆが進入し、液滴Ｈ３’’となるとともに、液滴Ｈ３’が符号Ｈ４’に示すように、レイリーステップ９Ａに引き込まれる。
　その後、図５（ｃ）に示される状態よりも液体誘導溝部１５に進入する被密封液体Ｆの量が増え、レイリーステップ９Ａから連続的に被密封液体Ｆが摺動面１１，２１間に流出する定常状態となる。定常状態では、摺動面１１，２１間にそれらの外径側やレイリーステップ９Ａから高圧の被密封液体Ｆが随時流入しており、上述したように流体潤滑となっている。尚、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）を経て定常状態となるまでは過渡的な短い時間である。また、一般産業機械の停止時に動圧発生機構１４に被密封液体Ｆが残っている場合には、動圧発生機構１４に被密封液体Ｆが残存している量によって、図５（ａ）の状態、図５（ｂ）の状態、図５（ｃ）の状態、定常状態のいずれかから動作が開始することとなる。
　ここで、液体誘導溝部１５が深溝部であってかつ低圧側に連通していることから、矢印Ｈ５で示す被密封液体Ｆは、隣接する液体誘導溝部１５内に引き込まれやすくなっており、摺動面１１，２１間の被密封液体Ｆの量が安定し、高い潤滑性を維持できるようになっている。また、固体に対する界面張力は気体よりも液体の方が大きいので、摺動面１１，２１間には被密封液体Ｆが保持されやすく大気は静止密封環１０、回転密封環２０よりも外径側に排出されやすい。
　また、図５を参照して、液滴Ｈ３，Ｈ３’，Ｈ３’’によって例示されるように、トラップ部１３は、被密封液体Ｆの流入方向である内径側に向かって壁面１５ｂ，１５ｃから液体誘導溝部１５の周方向の中央側に傾斜するトラップ片１３Ａ，１３Ｂの低圧側壁面１３ａ，１３ａが被密封液体Ｆをレイリーステップ９Ａ側に誘導する誘導面として機能するため、トラップ部１３によって液体誘導溝部１５の流路が狭められていても、被密封液体Ｆの移動を妨げ難くなっている。
　また、図６を参照して、矢印Ｈ６に示すように、トラップ片１３Ａの高圧側壁面１３ｃは、レイリーステップ９Ａの低圧側壁面９ｃと連続していることから、高圧側壁面１３ｃから直接レイリーステップ９Ａの低圧側壁面９ｃに被密封液体Ｆを誘導することができる。このため、レイリーステップ９Ａ内への被密封液体Ｆの引き込み効率がよい。
　また、図６に示されるように、本実施例のメカニカルシールはアウトサイド形であることから、矢印Ｃで示すように、回転密封環２０の回転によって生じる遠心力が被密封液体Ｆに作用するため、液体誘導溝部１５内の被密封液体Ｆが外径側である大気側に向かって漏出方向に付勢される。しかしながら、被密封液体Ｆは液体であって気体よりも粘性が高く、かつトラップ部１３は、被密封液体Ｆの漏出方向である外径側に向かって液体誘導溝部１５の周方向の中央部から壁面１５ｂ，１５ｃに傾斜するトラップ片１３Ａ，１３Ｂの高圧側壁面１３ｃ，１３ｃによって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗できるため、大気側への漏出を抑制することができる。さらに、トラップ片１３Ａの高圧側壁面１３ｃは、上述したように、被密封液体Ｆを直接レイリーステップ９Ａに誘導することができるため、液体誘導溝部１５内からレイリーステップ９Ａ内への被密封液体Ｆの引き込み効率を、遠心力を利用して高めることができる。
　また、トラップ部１３では、トラップ片１３Ａ，１３Ｂの間の幅が狭められていることから、トラップ片１３Ａ，１３Ｂの間に存在する被密封液体Ｆに作用する表面張力によって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗するようになっている。これにより、図６内の網点部で示すように、被密封液体Ｆをトラップ部１３の内径側に保持する保持能力が高められている。
　以上のように、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時において、レイリーステップ９Ａには、液体誘導溝部１５を介して大気側にある低圧側流体Ａを引き込んで動圧が発生している。液体誘導溝部１５は溝の深さが深く容積が大きいので、摺動面１１の大気側まで供給された多くの量の被密封液体Ｆを回収してレイリーステップ９Ａに戻すことができ、摺動面１１の低圧側まで延びる広い面積を利用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１５にトラップ部１３が設けられているため、静止密封環１０の相対回転により被密封液体Ｆに生じる遠心力に抗して液体誘導溝部１５内に被密封液体Ｆを保持することで、外径側に位置する大気側への被密封液体Ｆの漏出を抑制することができる。
　また、多くの量の被密封液体Ｆが液体誘導溝部１５に保持されるため、レイリーステップ９Ａ内に引き込まれる被密封液体Ｆの量を十分に確保できるとともに、液体誘導溝部１５に保持される被密封液体Ｆの量が短い時間において増減しても、レイリーステップ９Ａ内に引き込まれる被密封液体Ｆの量を略一定とすることができ、摺動面１１，２１が貧潤滑となることを回避できる。また、液体誘導溝部１５が低圧側に連通しているので、摺動面１１，２１間の被密封液体Ｆの圧力に比べ液体誘導溝部１５内の圧力は低くなっており、液体誘導溝部１５近傍の被密封液体Ｆは液体誘導溝部１５内に引き込まれやすくなっている。
　また、液体誘導溝部１５は、径方向に延びている。具体的には、液体誘導溝部１５は、静止密封環１０の中心軸と直交する方向に延びており、その外径側端部からレイリーステップ９Ａが交差するように周方向に配置されているため、レイリーステップ９Ａ内で生じる被密封液体Ｆの流れの慣性や、動圧の影響を受けにくくなっている。このことから、静止密封環１０の内側面に付着した被密封液体Ｆや低圧側流体Ａが液体誘導溝部１５の内径側から直接レイリーステップ９Ａに吸い込まれ難くなっている。また、動圧の影響を直接的に受けずに、被密封液体Ｆを液体誘導溝部１５に保持できる。
　また、トラップ片１３Ａ，１３Ｂは、回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面から液体誘導溝部１５の底面１５ｄまで軸方向に亘って連続しており、軸方向に作用する外力に対する剛性が高められている。加えて、トラップ片１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ液体誘導溝部１５の下流側壁面１５ｂ，上流側壁面１５ｃに連続していることから、周方向に対する剛性も高められている。すなわち、液体誘導溝部１５の下流側壁面１５ｂ、上流側壁面１５ｃ、底面１５ｄからトラップ片１３Ａ，１３Ｂを延設することで、剛性の高いトラップ部１３を容易に構成することができる。
　また、トラップ部１３は、液体誘導溝部１５とレイリーステップ９Ａとの交差箇所に配置されていることから、液体誘導溝部１５からレイリーステップ９Ａへ移動する被密封液体Ｆを保持して、確実に動圧を発生させることができる。
　また、トラップ部１３は、摺動面１１を構成する基材と一体に成形されていることから、トラップ部１３の成形加工を容易に行うことができる。
　また、液体誘導溝部１５の周方向の幅を短くして静止密封環１０の周方向に多く配置できるので設計自由度が高い。尚、液体誘導溝部１５は、静止密封環１０の中心軸と直交する方向に限られず、静止密封環１０の中心軸と直交する位置から傾いていてもよいが、４５度未満の傾きであることが好ましい。さらに、液体誘導溝部１５の形状は円弧状など自由に変更できる。
　また、レイリーステップ９Ａと液体誘導溝部１５との連通部分には、液体誘導溝部１５における下流側の側面とレイリーステップ９Ａの底面とにより段差１８が形成されているので、動圧の影響を直接的に受けずに被密封液体Ｆを液体誘導溝部１５に保持できる。
　また、レイリーステップ９Ａは、径方向の全幅に亘って液体誘導溝部１５に連通しているため、レイリーステップ９Ａの液体誘導溝部１５への開口領域を確保でき、液体誘導溝部１５に保持された被密封液体Ｆを効率的に吸い上げることができる。
　また、静止密封環１０に動圧発生機構１４が設けられているため、静止密封環１０及び回転密封環２０の相対回転時に、液体誘導溝部１５内を大気圧に近い状態に保ちやすい。
　尚、本実施例１では、液体誘導溝部１５とレイリーステップ９Ａとが摺動面１１を直交する方向から見て逆Ｌ字形状を成している形態を例示したが、例えば、液体誘導溝部１５とレイリーステップ９Ａとが交差することなく滑らかに、例えば直線状、円弧状を成すように連通していてもよい。
　また、液体誘導溝部１５とレイリーステップ９Ａとの連通部分に段差１８が設けられていなくてもよく、例えば、液体誘導溝部１５とレイリーステップ９Ａとが傾斜面で連通していてもよい。この場合、例えば、５μｍ以下の深さ寸法を有する部分が浅溝部としてのレイリーステップ９Ａとなり、５μｍよりも深い部分を深溝部としての液体誘導溝部１５とすることができる。
　また、浅溝部は、静止密封環と同心状に周方向に延びる形態に限られず、例えば、下流側端部が高圧側に向くように円弧状に形成されていてもよい。また、浅溝部は、深溝部から直線状に延設されるようになっていてもよいし、蛇行して延設されていてもよい。
　また、トラップ部１３は、動圧発生溝であるレイリーステップ９Ａ側に配置されたトラップ片１３Ａのみで構成されていてもよく、トラップ片１３Ａの寸法が適宜変更されてもよく、レイリーステップ９Ａの低圧側壁面９ｃに対して径方向に離間して配置されている態様であってもよい。同様にトラップ部１３は、レイリーステップ９Ａに対向する側に配置されたトラップ片１３Ｂのみで構成されていてもよい。
　また、トラップ片１３Ａは、ランド１２と同一平面を成している形態を例示したが、例えば、ランド１２よりも軸方向に凹んでいてもよい。また、トラップ片１３Ａは、液体誘導溝部１５の底面１５ｄまで軸方向に亘って連続している形態を例示したが、例えば、トラップ片１３Ａの下端部が液体誘導溝部１５の底面１５ｄと離間していてもよく、トラップ片１３Ａの軸方向の一部が途中で分断していてもよい。すなわち、トラップ片１３Ａは、遠心力により被密封液体Ｆが液体誘導溝部１５内から大気側への漏出することを抑制可能であればよく、その形状は適宜変更されてもよい。
　また、トラップ片１３Ａは、摺動面１１を構成する基材と一体に成形されている態様として説明したが、これに限らず、摺動面１１を構成する基材とは別体に形成されたトラップ片が液体誘導溝部１５の内面に固定されていてもよい。
　次に、実施例２に係る摺動部品につき、図７，図８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。
　図７，図８に示されるように、静止密封環１０１に設けられる動圧発生機構１４１は、液体誘導溝部１５と、レイリーステップ９Ａと、液体誘導溝部１５の内径側端部から上流側に向けて静止密封環１０１と同心状に周方向に延びる浅溝部としての逆レイリーステップ９Ｂと、トラップ部１３と、を備えている。すなわち、動圧発生機構１４１は、摺動面１１を直交する方向から見てＴ字形状を成している。また、逆レイリーステップ９Ｂは、レイリーステップ９Ａと同じ５μｍの深さ寸法で形成されている。
　トラップ片１３Ｂは、逆レイリーステップ９Ｂの周方向に延びる低圧側壁面９ｃよりも外径側に位置する液体誘導溝部１５の上流側壁面１５ｃから当該液体誘導溝部１５の周方向の中央側に向かって内径側に延びる低圧側壁面１３ａと、逆レイリーステップ９Ｂの低圧側壁面９ｃと連続して液体誘導溝部１５の上流側壁面１５ｃから液体誘導溝部１５の周方向の中央側に向かって内径側に延びる高圧側壁面１３ｃと、が形成されている。
　図７の実線矢印で示す紙面反時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、低圧側流体Ａが矢印Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の順に移動してレイリーステップ９Ａ内に動圧が発生する。また、図７の点線矢印で示す紙面時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、低圧側流体Ａが矢印Ｌ１，Ｌ２’，Ｌ３’の順に移動して逆レイリーステップ９Ｂ内に動圧が発生する。すなわち、図７の紙面時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、逆レイリーステップ９Ｂがレイリーステップとして機能し、レイリーステップ９Ａが逆レイリーステップとして機能する。
　このように、液体誘導溝部１５から周方向両側にレイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂが延設されており、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂのいずれか一方を動圧発生用の浅溝部として利用できるため、静止密封環１０１と回転密封環２０との相対回転方向に関わらず使用できる。
　また、動圧発生機構１４１におけるレイリーステップ９Ａは、隣接する動圧発生機構１４１’の逆レイリーステップ９Ｂと周方向に隣接している。これによれば、動圧発生機構１４１におけるレイリーステップ９Ａの壁部９ａ近傍からその周部に流出し、内径側に移動しようとする被密封液体Ｆが隣接する動圧発生機構１４１’における逆レイリーステップ９Ｂから吸い込まれるため、被密封液体Ｆの低圧側への漏れを低減できる。
　また、トラップ部１３は、図８の実線矢印で示す紙面反時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、前記実施例１と同様に、外径側に位置する大気側への被密封液体Ｆの漏出を抑制することができる。また、図８の点線矢印で示す紙面時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、トラップ部１３が大気側から被密封液体Ｆ側への被密封液体Ｆの移動を妨げることがなく、矢印Ｈ７で示すように、低圧側壁面９ｃと連続しているトラップ片１３Ｂの高圧側壁面１３ｃにより逆レイリーステップ９Ｂへの被密封液体Ｆの引き込み効率が良く、トラップ片１３Ａ，１３Ｂの間の幅が狭められていることから、トラップ片１３Ａ，１３Ｂの間に存在する被密封液体Ｆに表面張力が発生し、この表面張力によって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗するようになっており、網点部で示すように、被密封液体Ｆをトラップ部１３の内径側に保持する保持能力が高められている。すなわち、周方向の両方に回転する静止密封環１０１に対応して被密封液体Ｆの保持機能を発揮させることができる。
　尚、本実施例２では、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂ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。
　また、動圧発生機構１４１におけるレイリーステップ９Ａと隣接する動圧発生機構１４１’の逆レイリーステップ９Ｂとを周方向に長い距離離間させ、摺動面１１，２１間を離間させる圧力をより高めるようにしてもよい。
　次に、実施例３に係る摺動部品につき、図９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。
　図９に示されるように、静止密封環１０２には、動圧発生機構１４１と、特定動圧発生機構１６と、が複数形成されている。特定動圧発生機構１６は、高圧側に連通する液体誘導溝部１６１と、液体誘導溝部１６１の外径側端部から下流側に向けて静止密封環１０２と同心状に周方向に延びるレイリーステップ１７Ａと、液体誘導溝部１６１の外径側端部から上流側に向けて静止密封環１０２と同心状に周方向に延びる逆レイリーステップ１７Ｂと、を備えている。液体誘導溝部１６１と液体誘導溝部１５とは、周方向に対応する位置に形成されている。また、液体誘導溝部１６１は、特定動圧発生機構１６の深溝部として機能しており、レイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂは、特定動圧発生機構１６の浅溝部として機能している。
　動圧発生機構１４１のレイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂは、特定動圧発生機構１６のレイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂよりも周方向に長く形成されている。また、レイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂの深さ寸法は、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂと同じ５μｍに形成されている。また、レイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂの径方向の幅は、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂの径方向の幅よりも小幅に形成されている。すなわち、動圧発生機構１４１の容積は、特定動圧発生機構１６の容積よりも大きくなっている。
　図９の実線矢印で示す紙面反時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、被密封液体Ｆが矢印Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３の順に移動してレイリーステップ１７Ａ内に動圧が発生する。また、図９の点線矢印で示す紙面時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、被密封液体Ｆが矢印Ｌ１１，Ｌ１２’，Ｌ１３’の順に移動して逆レイリーステップ１７Ｂ内に動圧が発生する。このよに、静止密封環１０２と回転密封環２０との相対回転方向に関わらず特定動圧発生機構１６内に動圧を発生させることができる。
　また、特定動圧発生機構１６で発生する動圧により摺動面１１，２１間を離間させて適当な液膜を生成しつつ、摺動面１１から低圧側に漏れようとする被密封液体Ｆを動圧発生機構１４１によって回収できる。
　また、動圧発生機構１４１の容積が特定動圧発生機構１６の容積よりも大きいので、動圧発生機構１４１のレイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂの吸い込み力を大きくして、低圧側の動圧発生機構１４１と高圧側の特定動圧発生機構１６との動圧のバランスを調整できる。
　また、動圧発生機構１４１の終端である壁部９ａと、特定動圧発生機構１６の終端である壁部１７ａとが周方向にずれているため、摺動面１１，２１の周方向に圧力を分散できバランスがよい。
　尚、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂの周方向の長さは、レイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂと同一、またはレイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂよりも短く形成されていてもよい。また、レイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂは、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂと異なる深さ寸法に形成されていてもよい。また、レイリーステップ１７Ａ及び逆レイリーステップ１７Ｂの径方向の幅は、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂの径方向の幅よりも大幅に形成されていてもよい。好ましくは、動圧発生機構１４１の容積が特定動圧発生機構１６の容積よりも大きくなっていればよい。
　また、摺動面１１は、摺動面１１の外径側端縁から動圧発生機構１４１のレイリーステップ９Ａの外径側端縁までの径方向の寸法と、動圧発生機構１４１のレイリーステップ９Ａの内径側端縁から特定動圧発生機構１６のレイリーステップ１７Ａの外径側端縁までの径方向の寸法と、特定動圧発生機構１６のレイリーステップ１７Ａの内径側端縁から摺動面１１の内径側端縁までの径方向の寸法と、を適宜変更してもよく、これにより、回転密封環２０の回転速度や被密封液体Ｆの圧力に応じて、摺動面１１，２１間から大気側に漏出する被密封液体Ｆの量と動圧発生機構に回収される被密封液体Ｆの量とを、より好適にバランスさせることができる。すなわち、被密封液体Ｆの大気側への漏出を抑制することができる。
　次に、実施例４に係る静止密封環につき、図１０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。また、ここでは、動圧発生機構１４２の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４２は、液体誘導溝部１５１と、液体誘導溝部１５１の径方向中央から周方向下流側（図示左側）に延びるレイリーステップ９１Ａと、このレイリーステップ９１Ａよりも内径側である液体誘導溝部１５１の径方向内径側端部から周方向上流側（図示右側）に延びる逆レイリーステップ９１Ｂと、トラップ部１３１と、を備えている。トラップ部１３１は、径方向に互い違いに配置されたトラップ片１３１Ａ，１３１Ｂによって構成されている。
　これにより、回転密封環２０が反時計回りに回転した際に、トラップ部１３１では、液体誘導溝部１５１内の被密封液体Ｆに対し大気側に向かって遠心力が作用し、トラップ片１３１Ｂよりも内径側の被密封液体Ｆが内径側壁部１３１ｃにより下流側に誘導され、トラップ片１３１Ａの内径側壁部１３１ｃによりさらに下流側のレイリーステップ９１Ａに誘導されるため、トラップ部１３１よりも大気側へ移動し難くなっている。言い換えれば、トラップ部１３１は、被密封液体Ｆを径方向に向かって直線状に移動させ難くしているため、液体誘導溝部１５１内における被密封液体Ｆの保持機能を高めることができる。
　また、トラップ部１３１では、トラップ片１３１Ａ，１３１Ｂの間の幅が狭められていることから、トラップ片１３１Ａ，１３１Ｂの間に存在する被密封液体Ｆに表面張力が発生し、この表面張力によって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗するようになっており、網点部で示すように、被密封液体Ｆをトラップ部１３１の内径側に保持する保持能力が高められている。
　次に、実施例５に係る静止密封環につき、図１１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。また、ここでは、動圧発生機構１４３の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４３は、レイリーステップ９Ａと、逆レイリーステップ９Ｂと、液体誘導溝部１５２と、トラップ部１３２と、を備えている。トラップ部１３２は、液体誘導溝部１５２の開口部１５２ａ近傍からレイリーステップ９Ａと交差する内径側端部近傍に亘って所定間隔置きに配置された複数のトラップ片１３２Ａと、液体誘導溝部１５２の径方向に延びる仮想の中心線を基準にトラップ片１３２Ａと線対称に配置された複数のトラップ片１３２Ｂと、液体誘導溝部１５２の周方向中央部にて隣り合う四方のトラップ片１３２Ａ，１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｂに囲まれた箇所に配置された複数のトラップ片１３２Ｃと、から構成されている。
　トラップ片１３２Ａは、液体誘導溝部１５２の下流側から当該液体誘導溝部１５２の周方向の中央側に向かって外径側に延びている。また、トラップ片１３２Ａは、液体誘導溝部１５２の下流側から上流側に向かって外径側に延びる低圧側壁面１３２ａと、低圧側壁面１３２ａの上流側の端部に直交して当該端部から上流側に向かって内径側に延びる中央側壁面１３２ｂと、中央側壁面１３２ｂの内径側の端部に直交して当該端部から下流側に向かって内径側に延びる下流側壁面１３２ｃと、が形成されている。
　トラップ片１３２Ｃは、液体誘導溝部１５２の径方向に延びる仮想の中心線を基準に線対称に形成されており、液体誘導溝部１５２の周方向の中央部から下流の内径側及び上流の内径側へ延びている。また、トラップ片１３２Ｃは、液体誘導溝部１５２の周方向の中央部から下流の内径側及び上流の内径側に延びる低圧側壁面１３２ｄ，１３２ｄと、低圧側壁面１３２ｄ，１３２ｄの下流側の端部及び上流側の端部に直交して当該端部から上流側または下流側に向かって内径側に延びる中央側壁面１３２ｅ，１３２ｅと、中央側壁面１３２ｅ，１３２ｅの内径側の端部に直交して当該端部から上流側または下流側に向かって外径側に延びる内径側壁部１３２ｆ，１３２ｆと、が形成されている。トラップ片１３２Ｃは、回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面がランド１２と同一平面を成すとともに、液体誘導溝部１５２の底面１５２ｄまで軸方向に亘って連続している。
　また、トラップ片１３２Ｃの下流側端部は、隣り合うトラップ片１３２Ａの上流側端部と周方向に重なって互い違いとなるように配置されており、トラップ片１３２Ｃの上流側端部は、隣り合うトラップ片１３２Ｂの下流側端部と周方向に重なって互い違いとなるように配置されている。
　これにより、トラップ部１３２は、被密封液体Ｆの流入方向に向かって内径側に傾斜するトラップ片１３２Ａ，１３２Ｂの中央側壁面１３２ｂ，１３２ｂ、トラップ片１３２Ｃの低圧側壁面１３２ｄ，１３２ｄ及び中央側壁面１３２ｅ，１３２ｅが被密封液体Ｆをレイリーステップ９Ａ側へ誘導する誘導面として機能するため、トラップ部１３２によって流路が狭められていても、被密封液体Ｆの液体誘導溝部１５２内への進入を妨げ難くなっている。
　また、トラップ部１３２では、トラップ片１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃの間の幅が狭められていることから、トラップ片１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃの間に存在する被密封液体Ｆに表面張力が発生し、この表面張力によって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗するようになっており、網点部で示すように、被密封液体Ｆをトラップ部１３２の内径側に保持する保持能力が高められている。
　また、トラップ片１３２Ｃは、内径側壁部１３２ｆ，１３２ｆによって、液体誘導溝部１５２内から大気側に漏出しようとする被密封液体Ｆを捕集することができるため、好適に被密封液体Ｆの大気側への漏出を抑制することができる。
　また、トラップ片１３２Ｃは、液体誘導溝部１５２の底面１５２ｄまで軸方向に亘って連続しており、軸方向に作用する外力に対する剛性が高められている。すなわち、液体誘導溝部１５２の底面１５２ｄからトラップ片１３２Ｃを延設することで、剛性の高いトラップ部１３２を容易に構成することができる。
　次に、実施例６に係る静止密封環につき、図１２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。また、ここでは、動圧発生機構１４４の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４４は、レイリーステップ９Ａと、逆レイリーステップ９Ｂと、液体誘導溝部１５３と、トラップ部１３３と、を備えている。トラップ部１３３は、液体誘導溝部１５３の開口部１５３ａ近傍からレイリーステップ９Ａと交差する内径側端部近傍に亘って所定間隔置きに配置された複数のトラップ片１３３Ａと、液体誘導溝部１５３の径方向の仮想の中心線を基準にトラップ片１３３Ａと線対称に配置された複数のトラップ片１３３Ｂと、液体誘導溝部１５３の周方向中央部にて隣り合う四方のトラップ片１３３Ａ，１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｂに囲まれた箇所に配置された複数のトラップ片１３３Ｃと、から構成されている。
　トラップ片１３３Ａは、液体誘導溝部１５３の下流側壁面１５３ｂに直交して当該液体誘導溝部１５３の径方向の中央部側に延びている。またトラップ片１３３Ｃは、トラップ片１３３Ａ，１３３Ｂと平行に延びている。
　これにより、トラップ部１３３では、トラップ片１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃの間の幅が狭められていることから、トラップ片１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃの間に存在する被密封液体Ｆに表面張力が発生し、この表面張力によって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗するようになっており、網点部で示すように、被密封液体Ｆをトラップ部１３３の内径側に保持する保持能力が高められている。
　次に、実施例７に係る静止密封環につき、図１３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。また、ここでは、動圧発生機構１４５の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４５は、レイリーステップ９Ａと、逆レイリーステップ９Ｂと、液体誘導溝部１５４と、トラップ部１３４と、を備えている。トラップ部１３４は、液体誘導溝部１５４の開口部１５４ａに配置されており、液体誘導溝部１５４の下流側壁面１５４ｂから当該液体誘導溝部１５４の周方向中央側に延びているトラップ片１３４Ａと、液体誘導溝部１５４の径方向に延びる仮想の中心線を基準にトラップ片１３４Ａと線対称に配置されたトラップ片１３４Ｂと、から構成されている。
　これにより、トラップ部１３４では、トラップ片１３４Ａ，１３４Ｂの間の幅が狭められていることから、トラップ片１３４Ａ，１３４Ｂの間に存在する被密封液体Ｆに表面張力が発生し、この表面張力によって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗するようになっており、網点部で示すように、被密封液体Ｆをトラップ部１３３の内径側に保持する保持能力が高められている。
　また、トラップ部１３４は、液体誘導溝部１５４の開口部１５４ａに配置されていることから、トラップ部１３４よりも内径側の液体誘導溝部１５４の容積を好適に確保することができる。すなわち、液体誘導溝部１５４内に保持される被密封液体Ｆの量を確保することができる。尚、トラップ部は、開口部を含めた液体誘導溝部の高圧側よりも低圧側に連通する開口部よりの箇所に配置されていることにより、液体誘導溝部内に保持される被密封液体Ｆの量を確保することができるものであるが、ここでいう開口部よりの箇所とは、開口部から、液体誘導溝部の径方向の寸法の３分の１以内に配置されていればよく、好ましくは、液体誘導溝部の径方向の寸法の４分の１以内に配置されていればよい。
　次に、実施例８に係る静止密封環につき、図１４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。また、ここでは、動圧発生機構１４６の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４６は、レイリーステップ９２Ａと、逆レイリーステップ９２Ｂと、レイリーステップ９２Ａ及び逆レイリーステップ９２Ｂの間の径方向中央部から外径方向に延びる液体誘導溝部１５５と、トラップ部１３５と、を備えている。トラップ部１３５は、液体誘導溝部１５５の内径側端部のレイリーステップ９２Ａ，逆レイリーステップ９２Ｂと交差する箇所に形成されており、その深さ寸法がレイリーステップ９２Ａ及び逆レイリーステップ９２Ｂの深さ寸法と同一である浅溝であり、レイリーステップ９２Ａ、逆レイリーステップ９２Ｂ及び液体誘導溝部１５５と連通している。
　これにより、実線矢印で示す紙面反時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、トラップ部１３５では、矢印Ｈ１０に示すように、トラップ部１３５や逆レイリーステップ９２Ｂの内径側から流入する被密封液体Ｆの大半は、矢印Ｈ１１に示すように、レイリーステップ９２Ａに吸引されるため、矢印Ｈ１２に示すように、遠心力によって液体誘導溝部１５５に流入する被密封液体Ｆの流入量が低減されている。これにより、相対的に液体誘導溝部１５５から大気側への漏出を抑制することができる。尚、直接の図示は省略するが、紙面時計回りに回転密封環２０が回転する場合にも、矢印Ｈ１１の向きが反対向きとなる点以外、同様である。
　次に、実施例９に係る静止密封環につき、図１５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。また、ここでは、動圧発生機構１４７の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４７は、レイリーステップ９３Ａと、逆レイリーステップ９３Ｂと、液体誘導溝部１５６と、トラップ部１３６Ａ，１３６Ｂと、を備えている。トラップ部１３６Ａ，１３６Ｂは、その深さ寸法が液体誘導溝部１５６の深さ寸法と同一である深溝であり、液体誘導溝部１５６の径方向に延びる仮想の中心線を基準に線対称に配置されている。トラップ部１３６Ａは、液体誘導溝部１５６の内径側端部からレイリーステップ９３Ａと同一曲率で周方向に延びる周部１３６ａと、この周部１３６ａに連通して径方向に延びる径部１３６ｂと、から構成されている。トラップ部１３６Ａの周部１３６ａは、レイリーステップ９３Ａ及び液体誘導溝部１５６と連通しており、トラップ部１３６Ｂの周部１３６ａは、液体誘導溝部１５６及び逆レイリーステップ９３Ｂと連通している。
　これにより、実線矢印で示す紙面反時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、トラップ部１３６Ａ，１３６Ｂでは、実線矢印Ｈ２２に示すように、逆レイリーステップ９３Ｂから遠心力によって外径側に漏出した被密封液体Ｆがトラップ部１３６Ｂの径部１３６ｂに流入し、実線矢印Ｈ２３に示すように、液体誘導溝部１５６の下流側壁面１５６ｂから周方向下流側（紙面左側）に漏出した被密封液体Ｆがトラップ部１３６Ａの径部１３６ｂに流入するため、動圧発生機構１４７から大気側への漏出を抑制することができる。
　また、点線矢印で示す紙面時計回りに回転密封環２０が回転する場合には、トラップ部１３６Ａ，１３６Ｂでは、点線矢印Ｈ２０に示すように、逆レイリーステップ９３Ｂから遠心力によって外径側に漏出した被密封液体Ｆがトラップ部１３６Ａの径部１３６ｂに流入し、点線矢印Ｈ２１に示すように、液体誘導溝部１５６の下流側壁面１５６ｂから周方向下流側（紙面右側）に漏出した被密封液体Ｆがトラップ部１３６Ｂの径部１３６ｂに流入するため、動圧発生機構１４７から大気側への漏出を抑制することができる。
　また、動圧発生機構１４７は、液体誘導溝部１５６ばかりでなく、トラップ部１３６Ａ，１３６Ｂにおいても、被密封液体Ｆを保持可能であるとともに、周部１３６ａ，１３６ａを通じて、レイリーステップ９３Ａ、逆レイリーステップ９３Ｂに被密封液体Ｆが流入可能であることから、より多くの量の被密封液体Ｆを保持することが可能となっている。
　次に、実施例１０に係る静止密封環につき、図１６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。また、ここでは、動圧発生機構１４８の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４８は、レイリーステップ９Ａと、逆レイリーステップ９Ｂと、液体誘導溝部１５７と、トラップ部１３７と、を備え、トラップ部１３７は、液体誘導溝部１５７の下流側壁面１５７ｂ及び上流側壁面１５７ｃから対向する上流側または下流側に突出する凸部を複数有するトラップ壁部１３７Ａ，１３７Ｂから構成されている。尚、図中の破線は仮想的な壁面を示している。
　トラップ壁部１３７Ａ，１３７Ｂは、互いに所定間隔離間して互い違いに配置されており、トラップ壁部１３７Ａ，１３７Ｂの間には、下流側壁面１５７ｂ側及び上流側壁面１５７ｃ側にて屈曲しながら連続して蛇行する蛇行溝３０が構成されている。また、トラップ壁部１３７Ａ，１３７Ｂは、回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面が位置する深さ寸法がレイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂよりも深い１０μｍの位置に配置されており、トラップ壁部１３７Ａ，１３７Ｂの回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面から液体誘導溝部１５７の底面１５７ｄまで軸方向に亘って連続している。尚、トラップ壁部１３７Ａ，１３７Ｂの回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面が位置する深さ寸法は、例えばレイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂと同じ寸法、レイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂよりも浅い寸法、または１０μｍに限定されないレイリーステップ９Ａ及び逆レイリーステップ９Ｂよりも深い寸法であってもよい。
　これにより、トラップ部１３７は、蛇行溝３０により被密封液体Ｆを被密封液体Ｆ側から大気側に向かって直線状に移動させ難くしているため、液体誘導溝部１５７内における被密封液体Ｆの保持機能を高めることができる。
　また、トラップ部１３７では、トラップ壁部１３７Ａ，１３７Ｂによって蛇行溝３０の幅が狭められていることから、蛇行溝３０内に存在する被密封液体Ｆに表面張力が発生し、この表面張力によって被密封液体Ｆに作用する遠心力に対抗するようになっており、網点部で示すように、被密封液体Ｆをトラップ部１３７の内径側に保持する保持能力が高められている。
　次に、実施例１１に係る静止密封環につき、図１７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。また、ここでは、動圧発生機構１４９の形態のみ説明する。
　動圧発生機構１４９は、レイリーステップ９４Ａと、逆レイリーステップ９４Ｂと、液体誘導溝部１５８と、トラップ部１３８と、を備えている。トラップ部１３８は、外径側から内径側に向かって下流側壁面１５８ｂまたは上流側壁面１５８ｃの液体誘導溝部１５８の径方向の中央部側に傾斜する直角三角形状の凸部１９が径方向に連続配置されたトラップ壁部１３８Ａ，１３８Ｂから構成されている。尚、凸部１９の外径側から内径側に向かって液体誘導溝部１５８の径方向の中央部側に傾斜する端面を外径側端面１９ａとし、外径側端面１９ａの液体誘導溝部１５８の径方向中央部側の端部から液体誘導溝部１５８に向かって延びる端面を内径側端面１９ｂとする。
　トラップ壁部１３８Ａ，１３８Ｂは、互いに所定間隔離間して液体誘導溝部１５８の径方向の中心線を基準に線対称に配置されている。また、トラップ壁部１３８Ａは、トラップ壁部１３８Ａの回転密封環２０の摺動面２１と対向する端面がランド１２と同一平面を成している。
　これにより、トラップ部１３８は、被密封液体Ｆが液体誘導溝部１５８内を大気側から被密封液体Ｆ側へ流入する際に、凸部１９の外径側端面１９ａが被密封液体Ｆをレイリーステップ９４Ａ側に誘導する誘導面として機能するため、レイリーステップ９４Ａ内への被密封液体Ｆの回収を妨げ難くなっている。
　また、トラップ部１３８は、被密封液体Ｆが液体誘導溝部１５８内を被密封液体Ｆ側から大気側へ流入する際に、網点部で示すように、凸部１９の内径側端面１９ｂによって被密封液体Ｆを捕集可能であるため、液体誘導溝部１５８内における被密封液体Ｆの保持機能を高めることができる。
　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。
　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。
　また、前記実施例では、動圧発生機構を静止密封環にのみ設ける例について説明したが、動圧発生機構を回転密封環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。
　また、前記実施例では、摺動部品に同一形状の動圧発生機構が複数設けられる形態を例示したが、形状の異なる動圧発生機構が複数設けられていてもよい。また、動圧発生機構の間隔や数量などは適宜変更できる。
　また、トラップ部は、前記実施例１，４～１１それぞれのトラップ部を適宜組み合わせて構成されていてもよく、低圧側への漏出を抑制することができる構成のものであればその構成が適宜変更されていてもよい。
　また、前記実施例では、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として説明したが、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もよい。
　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。
９Ａ　　　　　　　　　　レイリーステップ（浅溝部）
９Ｂ　　　　　　　　　　逆レイリーステップ（浅溝部）
１０　　　　　　　　　　静止密封環（摺動部品）
１１　　　　　　　　　　摺動面
１３　　　　　　　　　　トラップ部
１３Ａ，１３Ｂ　　　　　トラップ片
１３ａ　　　　　　　　　低圧側壁面（誘導面）
１４　　　　　　　　　　動圧発生機構
１５　　　　　　　　　　液体誘導溝部（深溝部）
１５ａ　　　　　　　　　開口部
１５ｂ　　　　　　　　　下流側壁面（内面）
１５ｃ　　　　　　　　　上流側壁面（内面）
１５ｄ　　　　　　　　　底面（内面）
１９ａ　　　　　　　　　外径側端面（誘導面）
２０　　　　　　　　　　回転密封環（摺動部品）
２１　　　　　　　　　　摺動面
３０　　　　　　　　　　蛇行溝
９１Ａ～９４Ａ　　　　　レイリーステップ（浅溝部）
９１Ｂ～９４Ｂ　　　　　逆レイリーステップ（浅溝部）
１３１～１３８　　　　　トラップ部
１４１～１４９　　　　　動圧発生機構
１５１～１５８　　　　　液体誘導溝部（深溝部）

Claims (10)

  1. 　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、外径側もしくは内径側に連通する深溝部と、該深溝部に連通して周方向に延設される浅溝部と、から構成される動圧発生機構が複数設けられており、前記深溝部には、該深溝部内の被密封流体の漏出を抑制するトラップ部が設けられている摺動部品。
  2. 　前記深溝部は、外径側に連通する請求項１に記載の摺動部品。
  3. 　前記深溝部は、漏れ側に連通する請求項１または２に記載の摺動部品。
  4. 　前記トラップ部は、前記深溝部の内面から延設されたトラップ片である請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。
  5. 　前記トラップ部は、被密封流体を前記浅溝部に向けて誘導する誘導面を有している請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
  6. 　前記トラップ部は、少なくとも前記深溝部の漏れ側に連通する開口部よりの箇所に配置されている請求項３ないし５のいずれかに記載の摺動部品。
  7. 　前記トラップ部は、少なくとも前記深溝部の前記浅溝部との交差箇所に配置されている請求項１ないし６のいずれかに記載の摺動部品。
  8. 　前記トラップ部は、前記深溝部の径方向に延びる中心線を基準に線対称に配置されている請求項１ないし７のいずれかに記載の摺動部品。
  9. 　前記トラップ部は、前記摺動面を構成する基材と一体に成形されている請求項１ないし８のいずれかに記載の摺動部品。
  10. 　前記トラップ部は、前記深溝部内を蛇行する蛇行溝を構成している請求項１ないし９のいずれかに記載の摺動部品。
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