WO2022224673A1 - 摺動部品 - Google Patents

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WO2022224673A1
WO2022224673A1 PCT/JP2022/013242 JP2022013242W WO2022224673A1 WO 2022224673 A1 WO2022224673 A1 WO 2022224673A1 JP 2022013242 W JP2022013242 W JP 2022013242W WO 2022224673 A1 WO2022224673 A1 WO 2022224673A1
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WO
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seal ring
sliding
fluid supply
opening
supply groove
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Application number
PCT/JP2022/013242
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English (en)
French (fr)
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翔悟 福田
忠継 井村
岩 王
啓志 鈴木
健太 内田
啓貴 相澤
Original Assignee
イーグル工業株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a sliding part that rotates relative to each other, for example, a sliding part used in a shaft sealing device for sealing a rotating shaft of a rotating machine in the field of automobiles, general industrial machinery, or other sealing fields, or automobiles, general industrial machinery. , or other sliding parts used for bearings of rotating machines in the field of bearings.
  • a lubricant is applied between the sliding surfaces of a pair of sliding parts that rotate relative to each other to reduce friction.
  • a mechanical seal (see, for example, Patent Document 1) is known as a sliding component used in a shaft sealing device that seals the rotating shaft of a rotating machine such as a pump or turbine to prevent leakage of the fluid to be sealed.
  • a mechanical seal has a stationary seal ring and a rotating seal ring as sliding parts.
  • the mechanical seal is configured such that the sliding surfaces of the stationary seal ring and the rotating seal ring are in pressure contact with each other so as to be slidable, and the sliding surfaces can be sealed.
  • it is particularly important to maintain lubricity for a long period of time in order to prevent wear due to sliding between sliding surfaces while maintaining sealing performance.
  • the stationary seal ring and the rotary seal ring can use the liquid for lubrication by allowing the liquid to enter between the sliding surfaces.
  • the stationary seal ring and the rotary seal ring if the sealed fluid or the fluid on the leakage side is gas, the relative rotation of the stationary seal ring and the rotary seal ring causes lubricant to be applied between the sliding surfaces. is pushed out from between the sliding surfaces over time, making it impossible to maintain good lubricity for a long period of time. Therefore, for stationary seal rings and rotary seal rings used in such an environment, attempts have been made to maintain the lubricity between the sliding surfaces by supplying liquid that is dripped little by little between the sliding surfaces. is widely practiced.
  • the pair of sliding parts rotate relative to each other, the liquid that is supplied by dripping onto either the inner diameter side or the outer diameter side of the sliding surface will flow through the extremely small gap between the sliding surfaces.
  • the relative rotation of the pair of sliding parts makes it easier for the liquid to be thrown off to the inner diameter side or the outer diameter side, which effectively contributes to the improvement of lubricity. Hateful. Therefore, there is a problem that the pair of sliding parts cannot maintain high lubricity over a long period of time.
  • the present invention has been made in view of such problems, and aims to provide a sliding part that can efficiently utilize the liquid supplied between the sliding surfaces and maintain high lubricity over a long period of time. With the goal.
  • the sliding component of the present invention is A pair of sliding parts arranged facing each other at locations that rotate relative to each other when the rotary machine is driven, At least one of the sliding surfaces of the pair of sliding parts is formed on the outer peripheral edge or the inner peripheral edge and extends in the circumferential direction, and extends from the opening and opens to the peripheral edge on the side of the opening. and a fluid supply groove.
  • the openings extend in the circumferential direction and are open in the radial direction, making it easy to take in the liquid.
  • the liquid taken in the openings is introduced into the fluid supply groove, and flows to the center in the radial direction of the sliding surface. Moving. As a result, the liquid is supplied between the sliding surfaces, and high lubricity between the sliding surfaces can be maintained for a long period of time.
  • the opening and the fluid supply groove may have the same depth. According to this, the liquid can be easily guided from the opening to the fluid supply groove.
  • annular opening recess is formed by the pair of sliding parts on the outer diameter side or the inner diameter side of the sliding surface, The opening may communicate with the annular opening recess. According to this, the annular opening concave portion can reliably collect the liquid. Therefore, the annular opening recess makes it easier for the liquid to be taken into the opening.
  • the fluid supply groove may extend from a circumferential end of the opening. According to this, the fluid supply groove can efficiently introduce the liquid that has moved to the circumferential end of the opening.
  • a plurality of the fluid supply grooves and the openings may be arranged in the circumferential direction. According to this, the liquid can be uniformly supplied in the circumferential direction.
  • the plurality of fluid supply grooves and the plurality of openings may constitute a fluid circulation path that continues in a circumferential direction. According to this, since the liquid that has flowed through the fluid supply groove is taken into the downstream opening, the fluid circulation path can circulate the liquid and efficiently contribute to lubrication.
  • a plurality of the fluid circulation paths may be formed with different phases. According to this, it is possible to improve the overall lubricity between the sliding surfaces. Further, the fluid can be efficiently stored on the side opposite to the opening from the portion where the fluid supply groove of one fluid circulation path and the fluid supply groove of the other fluid circulation path intersect.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a rotating machine using a mechanical seal having sliding parts according to Example 1 of the present invention; It is the figure which looked at the stationary seal ring of the mechanical seal from the sliding surface side. It is a figure which expands and shows a part of sliding surface of a stationary seal ring.
  • (a) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing a state of sliding contact between a stationary seal ring and a rotary seal ring, and (b) shows a state of sliding contact between a stationary seal ring and a rotary seal ring;
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2.
  • FIG. 11 is a view of a stationary seal ring in Modification 3 as viewed from the sliding surface side;
  • FIG. 11 is a view of a stationary seal ring in Modification 4 as viewed from the sliding surface side;
  • FIG. 11 is a view of a stationary seal ring in Modification 5 as viewed from the sliding surface side;
  • (a) is a CC sectional view of FIG. 9 showing the state of sliding contact between the stationary seal ring and the rotary seal ring in Modification 5
  • (b) is a stationary seal ring and rotary seal in Modification 5;
  • FIG. 11 is a view of a stationary seal ring in Modification 3 as viewed from the sliding surface side
  • FIG. 11 is a view of a stationary seal ring in Modification 4 as viewed from the sliding surface side
  • FIG. 11 is a view of a stationary seal ring in Modification 5 as viewed from the sliding surface side
  • (a) is a CC sectional view of FIG. 9 showing the state of sliding contact between
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 9, showing a state of sliding contact with the ring; It is the figure which looked at the stationary seal ring in Example 2 of this invention from the sliding surface side.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing a part of the sliding surface of the stationary seal ring in Example 2; It is the figure which looked at the stationary seal ring in Example 3 of this invention from the sliding surface side.
  • 14 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 13, showing a state of sliding contact between a stationary seal ring and a rotary seal ring in Example 3.
  • FIG. 1 For convenience of explanation, in the drawings, grooves and the like formed on the sliding surface are indicated by dots.
  • the sliding parts in this embodiment are, for example, a rotating seal ring 3 and a stationary seal ring that constitute a mechanical seal M, which is a shaft sealing device for sealing a rotating shaft of rotating machines in the field of seals, such as automobiles, general industrial machines, and other rotary machines. is 6.
  • the rotary seal ring 3 is formed in an annular shape. Also, the rotary seal ring 3 is attached to the rotary shaft 1 via the sleeve 2 and is rotatable integrally with the rotary shaft 1 .
  • the stationary seal ring 6 is formed in an annular shape. Also, the stationary seal ring 6 is attached to a seal cover 5 fixed to the housing 4 of the rotary machine in a non-rotating and axially movable state.
  • the sliding surface S6 of the stationary seal ring 6 is opposed to the sliding surface S3 of the rotary seal ring 3.
  • the stationary seal ring 6 is urged toward the rotary seal ring 3 by the urging force of the urging means 7 .
  • the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6 are adapted to closely slide between the sliding surfaces S3 and S6.
  • the mechanical seal M of this embodiment is of a so-called outside type, and the sliding surfaces S3 and S6 of the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6 form a seal on the inner peripheral side as the sealed fluid side. It prevents the sealing fluid from flowing out to the outer peripheral side as the leakage side.
  • the sealed fluid is a gaseous high-pressure fluid such as dry gas
  • the fluid on the outer peripheral side is the atmosphere, a gaseous low-pressure fluid such as dry gas.
  • lubricant Lu as a liquid such as lubricating oil is stored on the outer peripheral sides of the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6 .
  • a small amount of the lubricant Lu is applied to the outer peripheral edges of the sliding surfaces S3 and S6 of the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6 by utilizing the fact that the lubricant Lu is dripped after being rolled up as the rotary shaft 1 rotates. supplied one by one. Note that the dropping method of the lubricant Lu may be changed as appropriate.
  • the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6 are typically made of a combination of SiC (hard material) or SiC (hard material) and carbon (soft material). Those used as dynamic materials are applicable.
  • SiC include sintered bodies using boron, aluminum, carbon, etc. as sintering aids, materials consisting of two or more phases with different components and compositions, for example, SiC in which graphite particles are dispersed, SiC and Si There are reaction-sintered SiC, SiC-TiC, SiC-TiN, etc., and as the carbon, resin-molded carbon, sintered carbon, etc., as well as carbon in which carbonaceous and graphite are mixed, can be used. Metal materials, resin materials, surface modification materials (coating materials), composite materials, and the like can also be applied in addition to the sliding materials described above.
  • the stationary seal ring 6 has tapered surfaces on the outer diameter side in this order from the outer diameter side to the inner diameter side at the axial end portions in the direction of the sliding surface S3 of the rotary seal ring 3 .
  • 63, an outer peripheral surface 62 (see FIG. 4), a sliding surface S6, and an inner diameter tapered surface are formed.
  • an annular fluid circulation path 10 is formed on the sliding surface S6.
  • the fluid circulation path 10 can be formed by subjecting the sliding surface S6 to fine processing such as laser processing, etching, and sandblasting.
  • the fluid circulation path 10 is composed of four equally-spaced openings 11 and four equally-spaced fluid supply grooves 12 .
  • the opening 11 is formed in the outer peripheral edge 60 of the sliding surface S6.
  • the opening 11 is defined by a wall 11a on the inner diameter side of the outer peripheral edge 60a and a bottom surface 11e.
  • the wall 11a extends upward from the bottom surface 11e and is orthogonal to the land 14.
  • the bottom surface 11e extends parallel to the lands 13,14.
  • the opening 11 has a stepped cross section (see FIG. 4(a)) and opens in the direction of the sliding surface S3 of the opposing rotary seal ring 3 and in the outer peripheral direction.
  • the fluid supply groove 12 extends linearly and communicates with the adjacent openings 11,11.
  • the fluid supply groove 12 is defined by an inner diameter side wall 12a, a bottom surface 12e, and an outer diameter side wall 12b. Walls 12a, 12b extend upward from bottom surface 12e and are perpendicular to lands 13,14. The bottom surface 12e extends parallel to the lands 13,14.
  • the fluid supply groove 12 has a concave cross section (see FIG. 4(b)), opens toward the sliding surface S3 of the opposing rotary seal ring 3, and communicates with the adjacent openings 11, 11 (see FIG. 4(b)). 2).
  • the wall 12a on the inner diameter side of the fluid supply groove 12 is connected to the wall 11a on the inner diameter side of the opening 11 forming an obtuse angle.
  • the bottom surface 12e of the fluid supply groove 12 and the bottom surface 11e of the opening 11 form substantially the same plane. That is, as shown in FIG. 4, the opening 11 and the fluid supply groove 12 have substantially the same depth D. As shown in FIG.
  • the wall 12b on the outer diameter side of the fluid supply groove 12 forms an acute angle with the outer peripheral edge 60a.
  • the sliding surface S6 has lands 13 and 14, the upper end surfaces of which are located on the same plane.
  • the land 13 is defined by the outer peripheral edge 60a and the fluid supply groove 12, and four lands are provided in this embodiment.
  • the land 14 is bounded by the fluid circulation path 10 and the inner peripheral edge 61a, and is annularly connected without interruption.
  • the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6 form an annular opening recess 15 on the outer diameter side of the sliding surface S6. ing.
  • the annular opening concave portion 15 has a rectangular cross-sectional shape that continues in the circumferential direction and opens in the outer circumferential direction.
  • the annular opening concave portion 15 will be described in detail.
  • the annular opening recess 15 is defined by the tapered surface 30 of the rotary seal ring 3, the sliding surface S3 of the rotary seal ring 3, the outer peripheral surface 62 of the stationary seal ring 6, and the outer diameter side tapered surface 63 of the stationary seal ring 6. defined.
  • the tapered surface 30 of the rotary seal ring 3 extends obliquely away from the stationary seal ring 6 toward the outer diameter side from the outer peripheral edge of the sliding surface S3 and extends in the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface 62 of the stationary seal ring 6 is orthogonal to the outer peripheral edge 60a of the sliding surface S6, extends away from the rotary seal ring 3, and extends in the circumferential direction.
  • the outer diameter side tapered surface 63 of the stationary seal ring 6 extends obliquely away from the rotary seal ring 3 toward the outer diameter side from the outer peripheral surface 62 and extends in the circumferential direction.
  • the outer peripheral edge of the sliding surface S3 is located on the outer diameter side of the outer peripheral edge 60a of the sliding surface S6.
  • the lubricant Lu dripped into the annular opening recess 15 is removed by the tapered surface 30 of the rotary seal ring 3 , the sliding surface S 3 and the outer diameter side tapered surface 63 of the stationary seal ring 6 . , i.e., the outer peripheral surface 62 of the stationary seal ring 6 and the outer peripheral edge 60a.
  • the lubricant Lu is a small liquid mass, it becomes a large liquid mass by moving in the circumferential direction inside the annular opening recess 15 and merging with other lubricant Lu.
  • the upstream end 12c of the fluid supply groove 12 communicates with the circumferential downstream end 11c on the downstream side in the rotation direction, and the wall 12b on the outer diameter side of the fluid supply groove 12 faces.
  • the outer diameter side wall 12b is formed to be radially inclined with a component extending in the direction of rotation of the rotary seal ring 3 and a component extending in the radial direction.
  • the fluid supply groove 12 can efficiently introduce the lubricant Lu that has moved to the downstream end 11c of the opening 11 in the circumferential direction, as indicated by the solid line arrows in FIG.
  • the opening 11 and the fluid supply groove 12 have substantially the same depth D, the lubricant Lu can be easily guided from the opening 11 to the fluid supply groove 12 .
  • the depth D of the opening 11 and the fluid supply groove 12 is sufficiently deep. Even if the lubricant Lu and the fluid to be sealed follow the rotation of the rotary seal ring 3, little or no dynamic pressure is generated to urge the sliding surfaces S3 and S6 in the separation direction.
  • a downstream end 12d of the fluid supply groove 12 in the moving direction of the lubricant Lu communicates with a circumferential upstream end 11d of the opening 11 on the downstream side.
  • the fluid supply groove 12 allows the introduced lubricant Lu to follow along the walls 12a and 12b, so that it can be preferably introduced into the opening 11 on the downstream side.
  • the lubricant Lu that has flowed into the fluid supply groove 12 follows the relative rotation between the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6, and is partially supplied between the sliding surfaces S3 and S6. Specifically, it is supplied between the land 13 and the sliding surface S3 of the rotary seal ring 3, and between the annular land 14 and the sliding surface S3 of the rotary seal ring 3, respectively.
  • middle means between, not half positions.
  • the lubricant Lu taken into the downstream opening 11 from the fluid supply groove 12 follows the downstream opening 11 in the circumferential direction, and flows into the downstream fluid supply groove 12 in the same manner as described above. to be introduced.
  • the lubricant Lu flows through the opening 11, the fluid supply groove 12, the opening 11, the fluid supply groove 12, .
  • the fluid circulation path 10 can make the lubricant Lu efficiently contribute to lubrication.
  • the fluid supply groove 12 communicates with the outer diameter side of the sliding surfaces S3 and S6 via the opening 11 on the downstream side. Therefore, especially contaminants having a higher specific gravity than the lubricant Lu are easily discharged to the outer diameter side of the sliding surfaces S3 and S6 when the rotary seal ring 3 and the stationary seal ring 6 rotate relative to each other. On the other hand, the lubricant Lu flows more easily along the opening 11 on the downstream side than the contaminants.
  • the fluid circulation path 10 of the present embodiment has an axisymmetrical shape, the lubricant Lu can be supplied even if the rotating direction of the mating sliding part is the clockwise direction, which is the opposite direction of the present description. can be done.
  • upstream and downstream are referred to for convenience of explanation based on the rotation direction of the rotary seal ring 3. Needless to say, the position changes depending on the rotation direction of the mating sliding part.
  • the lubricant Lu is supplied between the sliding surfaces S3 and S6, and high lubricity between the sliding surfaces S3 and S6 can be maintained for a long period of time. .
  • annular opening recess 15 can reliably collect the dripped lubricant Lu, the lubricant Lu is easily taken into the opening 11 from the annular opening recess 15 .
  • the lubricant Lu can be uniformly supplied in the circumferential direction of the sliding surfaces S3 and S6.
  • the fluid supply groove 12 has been described as extending linearly.
  • the configuration is not limited to this.
  • it may meander like the fluid supply groove 122 shown in FIG. 6 as a second modification. That is, the shape of the fluid supply groove may be changed as appropriate. Similarly, the shape of the opening may be changed as appropriate.
  • the fluid supply groove 12 has been described as communicating with the circumferential ends 11c and 11d of the opening 11.
  • the fluid supply groove 12 shown in FIG. Like the groove 123 , it may communicate with the longitudinal center of the opening 11 rather than the circumferential ends 11 c and 11 d of the opening 11 .
  • the fluid supply groove 12 communicates with the adjacent openings 11, 11 to form the annular fluid circulation path 10, but this is not the only option.
  • the upstream end 124c of the fluid supply groove 124 communicates only with the opening 111 on the upstream side in the rotational direction, and the downstream end of the fluid supply groove 124 124d may be open to the outer peripheral edge 60a. That is, the fluid circulation path may not be formed.
  • annular opening recess 15 has been described as having a rectangular cross-sectional shape that is continuous in the circumferential direction.
  • the cross-sectional shape of the recess may be discontinuous in the circumferential direction.
  • the annular opening recess 151 overlaps the opening 11 in the radial direction as shown in FIG. 10A and communicates with the opening 11, and as shown in FIG. There are portions that do not overlap in the radial direction and do not communicate with the opening 11 .
  • the annular opening recess 151 is defined by the tapered surface 30 of the rotary seal ring 3, the sliding surface S3 of the rotary seal ring 3, and the outer diameter side tapered surface 64 of the stationary seal ring 6. It is formed in a triangular shape when viewed in cross section.
  • the flat end surface of the rotary seal ring 3 facing the stationary seal ring 6 is referred to as a sliding surface S3, and strictly speaking, it has a portion that does not come into sliding contact with the stationary seal ring 6. As shown in FIG.
  • the radially outer tapered surface 64 of the stationary seal ring 6 extends from the outer peripheral edge 60a of the sliding surface S6 toward the radially outer side while being inclined away from the rotary seal ring 3 .
  • the lubricant Lu dripped into the annular opening recess 151 is guided by the outer diameter side tapered surface 64 to the bottom side of the annular opening recess 151 , that is, to the outer peripheral edge 60 a side of the stationary seal ring 6 .
  • annular opening recess 151 is axially shortened toward the inner diameter side by the outer diameter side tapered surface 64, the lubricant Lu in the annular opening recess 151 is less likely to be discharged to the outer diameter side space. . This becomes more pronounced as the surface tension of the lubricant Lu increases.
  • an outer tapered surface 64 of the stationary seal ring 6 is formed with four recesses 65 that are recessed in the axial direction. ing.
  • the recess 65 has a bottom surface that is substantially flush with the bottom surface 11e of the opening 11 and has a rectangular cross-sectional shape. This makes it easier for the opening 11 to take in the lubricant Lu through the recess 65 .
  • FIG. 11 and 12 a sliding component according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
  • FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the first embodiment, and duplicate descriptions are omitted.
  • two fluid circulation paths 110 are formed on the sliding surface S106 of the stationary seal ring 106 with a circumferential shift of approximately 45 degrees.
  • the structure of the fluid circulation path 110 alone is the same as that of the fluid circulation path 10 of the first embodiment, but for convenience of explanation, the fluid circulation path is shown at the same angle as that of the first embodiment in FIGS. 110 is referred to as a fluid circulation path 110A, and the fluid circulation path 110 that is displaced from the fluid circulation path 110A in the circumferential direction is referred to as a fluid circulation path 110B.
  • openings 11 and the fluid supply grooves 12 constituting the fluid circulation path 110A are arranged in order from the 12 o'clock position of the stationary seal ring 106 in FIG. They may also be referred to as opening 11A1, fluid supply groove 12A2, opening 11A3, fluid supply groove 12A4, opening 11A5, fluid supply groove 12A6, opening 11A7, and fluid supply groove 12A8.
  • the sliding surface S106 has lands 113, 114 and 115, the upper end surfaces of which are located on the same plane.
  • the land 113 is defined by the outer peripheral edge 60 a , the fluid supply groove 12 , and the fluid supply groove 12 intersecting the fluid supply groove 12 .
  • the land 114 is defined by the fluid supply groove 12, the fluid supply groove 12 crossing the fluid supply groove 12, and the inner peripheral edge 61a.
  • the land 115 is defined by the opening 11 , two fluid supply grooves 12 communicating with the opening 11 , and the fluid supply grooves 12 crossing the two fluid supply grooves 12 .
  • the fluid circulation paths 110A and 110B will be described in detail. In this description, the rotation direction of the rotary seal ring 3 from the 12 o'clock position of the stationary seal ring 106 in FIG.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12B1 of the fluid circulation path 110B crosses the upstream side of the fluid supply groove 12A2 of the fluid circulation path 110A.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12A2 of the fluid circulation path 110A crosses the upstream side of the fluid supply groove 12B3 of the fluid circulation path 110B.
  • the fluid supply groove 12B3 is arranged adjacent to and downstream of the fluid supply groove 12B1.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12B3 of the fluid circulation path 110B crosses the upstream side of the fluid supply groove 12A4 of the fluid circulation path 110A.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12A4 of the fluid circulation path 110A crosses the upstream side of the fluid supply groove 12B5 of the fluid circulation path 110B.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12B5 of the fluid circulation path 110B crosses the upstream side of the fluid supply groove 12A6 of the fluid circulation path 110A.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12A6 of the fluid circulation path 110A crosses the upstream side of the fluid supply groove 12B7 of the fluid circulation path 110B.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12B7 of the fluid circulation path 110B crosses the upstream side of the fluid supply groove 12A8 of the fluid circulation path 110A.
  • the downstream side of the fluid supply groove 12A8 of the fluid circulation path 110A crosses the upstream side of the fluid supply groove 12B1 of the fluid circulation path 110B.
  • the openings 11A1 and 11B2 and the fluid supply grooves 12A2 and 12B1 are exemplified to describe the flow of the lubricant Lu with reference to FIG.
  • the lubricant Lu tries to follow the rotation direction of the rotary seal ring 3, that is, the circumferential direction.
  • the lubricant Lu introduced into the fluid supply groove 12A2 from the opening 11A1 joins the lubricant Lu moving in the fluid supply groove 12B1 at the intersection of the fluid supply grooves 12A2 and 12B1, and flows between the fluid supply groove 12A2 and the opening. Flow to 11B2.
  • This confluence facilitates introduction of the lubricant Lu flowing through the fluid supply groove 12B1 into the fluid supply groove 12A2. In this way, the lubricant Lu once guided to the inner diameter side of the crossing portion is less likely to be discharged to the outside, and the overall lubricity between the sliding surfaces S3 and S106 can be improved.
  • the centers of the fluid supply grooves 12A2 and 12B1 in the longitudinal direction are located on the inner diameter side of the intersecting portion of the fluid supply grooves 12A2 and 12B1, that is, on the side opposite to the opening 11.
  • the fluid circulation paths 110A and 110B can efficiently store the lubricant Lu on the side opposite to the opening 11.
  • the lubricant Lu is distributed in the circumferential direction. It can be uniformly supplied between the sliding surfaces S3 and S106.
  • each fluid supply groove 12 communicates with the outer diameter side of the sliding surfaces S3 and S106 via the opening 11 on the downstream side.
  • contaminants which have a higher specific gravity than the lubricant Lu, do not remain on the inner diameter side of the intersection of the fluid supply grooves 12 of the fluid circulation paths 110A and 110B. 3 and the stationary seal ring 106 rotate relative to each other, the oil is easily discharged to the outer diameter side of the sliding surfaces S3 and S106.
  • FIG. 13 and 14 a sliding component according to Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the first and second embodiments, and redundant explanations are omitted.
  • Example 3 the lubricant Lu is dripped onto the inner peripheral edges of the sliding surfaces S203 and S206 of the rotary seal ring 203 and stationary seal ring 206 .
  • the stationary seal ring 206 has tapered surfaces on the outer diameter side, which are arranged in order from the outer diameter side to the inner diameter side at the axial ends of the stationary seal ring 206 in the direction of the sliding surface S203 of the rotary seal ring 203 . , a sliding surface S206, an inner peripheral surface 262 (see FIG. 14), and an inner diameter tapered surface 263 are formed.
  • a fluid circulation path 210 is formed on the sliding surface S206 of the stationary seal ring 206 .
  • the fluid circulation path 210 is composed of four equally-spaced openings 211 and four equally-spaced fluid supply grooves 212 .
  • the opening 211 is formed in the inner peripheral edge 61 of the sliding surface S206. Also, the opening 211 extends linearly.
  • the fluid supply groove 212 extends in a bent C shape and communicates with the adjacent openings 211 , 211 .
  • the rotary seal ring 203 and the stationary seal ring 206 form an annular opening concave portion 215 on the inner peripheral side of the sliding surface S206. ing.
  • the annular opening recess 215 has a rectangular cross-sectional shape that continues in the circumferential direction and opens in the inner circumferential direction.
  • the annular opening concave portion 215 will be described in detail.
  • the annular opening recess 215 is formed by the tapered surface 230 of the rotary seal ring 203, the sliding surface S203 of the rotary seal ring 203, the inner peripheral surface 262 of the stationary seal ring 206, and the inner diameter side tapered surface 263 of the stationary seal ring 206. defined.
  • the tapered surface 230 of the rotary seal ring 203 extends obliquely away from the stationary seal ring 206 toward the inner diameter side from the inner peripheral edge of the sliding surface S203 and extends in the circumferential direction.
  • the inner peripheral surface 262 of the stationary seal ring 206 is orthogonal to the inner peripheral edge 61a of the sliding surface S206, extends away from the rotary seal ring 203, and extends in the circumferential direction.
  • An inner diameter side tapered surface 263 of the stationary seal ring 206 extends in a direction away from the rotary seal ring 203 toward the inner diameter side from the inner peripheral surface 262 and extends in the circumferential direction.
  • the inner peripheral edge of the sliding surface S203 is substantially at the same radial position as the inner peripheral edge 61a of the sliding surface S206.
  • the lubricant Lu dripped into the annular opening recess 215 is moved to the bottom side of the annular opening recess 215 by the tapered surface 230 of the rotary seal ring 203, the sliding surface S203, and the inner diameter side tapered surface 263 of the stationary seal ring 206. It is guided toward the inner peripheral surface 262 of the stationary seal ring 206 and the inner peripheral edge 61a.
  • the lubricant Lu is supplied between the sliding surfaces S203 and S206, so that high lubricity between the sliding surfaces S203 and S206 can be maintained for a long period of time.
  • the mechanical seal is of the outside type. It may be a so-called inside type that prevents
  • the opening and the fluid supply groove are formed in the stationary seal ring. It may be formed on each stationary seal ring.
  • the openings and the fluid supply grooves are arranged at 4 or 8 equal intervals, but this is not limitative and the number of openings and fluid supply grooves is not limited. Moreover, although it is preferable that they are equally arranged in the circumferential direction, it does not matter.
  • annular opening recess is provided, but the present invention is not limited to this, and the annular opening recess may not be provided.
  • annular opening recesses are formed continuously in the circumferential direction
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of opening recesses may be formed. That is, it may be discontinuous in the circumferential direction.

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Abstract

摺動面間に供給される液体を効率よく活用し、長期に亘って高い潤滑性を維持できる摺動部品を提供する。　回転機械の駆動時に相対回転する箇所に対向して配置される一対の摺動部品３，６であって、摺動部品６の摺動面Ｓ６は、その外周縁部６０に形成され、周方向に延びる開口部１１と、開口部１１から延び、開口部１１側の周縁６０ａに開口する流体供給溝１２と、を有している。

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回転機械の軸受に用いられる摺動部品に関する。
　従来、相対回転する一対の摺動部品の摺動面間には潤滑剤が塗布され、低摩擦化が図られている。例えば、ポンプやタービン等の回転機械の回転軸を軸封し、被密封流体の漏れを防止する軸封装置に用いられる摺動部品としては、メカニカルシール（例えば特許文献１参照）が知られている。
　メカニカルシールは、摺動部品としての静止密封環および回転密封環を備えている。メカニカルシールは、静止密封環および回転密封環における摺動面同士が互いに圧接されて、摺動可能に構成されており、摺動面間を密封することが可能となっている。このようなメカニカルシールは、密封性を保ちながら摺動面同士の摺動による摩耗を防ぐために、潤滑性を長期的に維持することが特に重要である。
　静止密封環および回転密封環は、被密封流体や漏れ側の流体が油等の液体であれば、液体を摺動面間に侵入させることにより液体を潤滑に用いることができる。これに対して、静止密封環および回転密封環は、被密封流体や漏れ側の流体が気体であると、静止密封環および回転密封環の相対回転により、摺動面間に塗布された潤滑剤を経時に伴い摺動面間から押し出してしまうため、良好な潤滑性を長期的に維持することができなくなる。そこで、このような環境で使用される静止密封環および回転密封環については、少量ずつ滴下される液体を摺動面間に供給することで、摺動面間の潤滑性を維持しようとする試みが広く行われている。
特開２０１７－５３４２３号公報（第４頁、第１図）
　しかしながら、摺動面の内径側と外径側のいずれか一方の縁部に滴下されるなどして供給された液体は、一対の摺動部品の相対回転時には摺動面間の極小の隙間から摺動面の径方向中央側に誘導され難いことに加え、一対の摺動部品の相対回転により液体がその内径側または外径側に弾き飛ばされやすいため、潤滑性の向上に有効に寄与しにくい。よって、一対の摺動部品同士は、長期に亘って高い潤滑性を維持することができないという問題があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、摺動面間に供給される液体を効率よく活用し、長期に亘って高い潤滑性を維持できる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、
　回転機械の駆動時に相対回転する箇所に対向して配置される一対の摺動部品であって、
　前記一対の摺動部品の少なくとも一方の摺動面は、その外周縁部または内周縁部に形成され、周方向に延びる開口部と、前記開口部から延び、当該開口部側の周縁に開口する流体供給溝と、を有している。
　これによれば、開口部は周方向に延び径方向に開口していて液体を取り込みやすくなっており、さらに開口部に取り込まれた液体は流体供給溝に導入され摺動面の径方向中央に移動する。これにより、摺動面間に液体が供給され摺動面同士の高い潤滑性を長期に亘って維持することができる。
　前記開口部および前記流体供給溝は、それぞれの深さが同じであってもよい。
　これによれば、開口部から流体供給溝に液体を導きやすい。
　前記摺動面よりも外径側または内径側には、前記一対の摺動部品によって環状の環状開口凹部が形成されており、
　前記開口部は、前記環状開口凹部に連通していてもよい。
　これによれば、環状開口凹部は液体を確実に捕集することができる。そのため、環状開口凹部により開口部に液体が取り込まれやすくなっている。
　前記流体供給溝は、前記開口部における周方向端部から延びていてもよい。
　これによれば、流体供給溝は、開口部における周方向端部に移動してきた液体を効率よく導入することができる。
　前記流体供給溝および前記開口部は周方向に複数配置されていてもよい。
　これによれば、周方向に均一に液体を供給することができる。
　複数の前記流体供給溝および複数の前記開口部は周方向に環状に連続する流体循環路を構成していてもよい。
　これによれば、流体供給溝を流れた液体が下流の開口部に取り込まれるため、流体循環路は液体を循環させて効率的に潤滑に寄与できる。
　前記流体循環路は、位相をずらして複数形成されていてもよい。
　これによれば、摺動面間における全体的な潤滑性を高めることができる。また、一の流体循環路の流体供給溝と、他の流体循環路の流体供給溝とが交差している部分よりも開口部とは反対側に流体を効率的に貯留できる。
本発明の実施例１における摺動部品を備えるメカニカルシールが使用される回転機械の構造を示す断面図である。 メカニカルシールの静止密封環を摺動面側から見た図である。 静止密封環の摺動面の一部を拡大して示す図である。 （ａ）は、静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図２のＡ－Ａ断面図であり、（ｂ）は、静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図２のＢ－Ｂ断面図である。 変形例１における静止密封環を摺動面側から見た図である。 変形例２における静止密封環を摺動面側から見た図である。 変形例３における静止密封環を摺動面側から見た図である。 変形例４における静止密封環を摺動面側から見た図である。 変形例５における静止密封環を摺動面側から見た図である。 （ａ）は、変形例５における静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図９のＣ－Ｃ断面図であり、（ｂ）は、変形例５における静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図９のＤ－Ｄ断面図である。 本発明の実施例２における静止密封環を摺動面側から見た図である。 実施例２における静止密封環の摺動面の一部を拡大して示す図である。 本発明の実施例３における静止密封環を摺動面側から見た図である。 実施例３における静止密封環と回転密封環との摺接状態を示す、図１３のＥ－Ｅ断面図である。
　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４を参照して説明する。なお、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している。
　本実施例における摺動部品は、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であるメカニカルシールＭを構成する回転密封環３と静止密封環６である。
　図１を参照して、回転密封環３は、円環状に形成されている。また、回転密封環３は、回転軸１にスリーブ２を介して取り付けられており、回転軸１と一体的に回転可能となっている。
　静止密封環６は、円環状に形成されている。また、静止密封環６は、回転機械のハウジング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取り付けられている。
　静止密封環６の摺動面Ｓ６は、回転密封環３の摺動面Ｓ３に対向配置されている。また、静止密封環６は、付勢手段７の付勢力によって回転密封環３側に付勢されている。
　これらにより、回転密封環３および静止密封環６は、摺動面Ｓ３，Ｓ６同士で密接摺動するようになっている。
　また、本実施例のメカニカルシールＭはいわゆるアウトサイド形式であって、回転密封環３と静止密封環６との互いの摺動面Ｓ３，Ｓ６により、被密封流体側としての内周側の被密封流体が漏れ側としての外周側へ流出するのを防止するものである。
　また、本実施例において、被密封流体はドライガス等の気体の高圧流体であり、外周側の流体は大気、ドライガス等の気体の低圧流体である。
　また、回転密封環３と静止密封環６の外周側には潤滑油等の液体としての潤滑剤Ｌｕが貯留されている。潤滑剤Ｌｕは、回転軸１の回転に伴って巻き上げられた後、滴下することを利用して、回転密封環３と静止密封環６との互いの摺動面Ｓ３，Ｓ６の外周縁に少量ずつ供給される。なお、潤滑剤Ｌｕの滴下方法は適宜変更されてもよい。
　回転密封環３および静止密封環６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、摺動材料に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は適用可能である。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などがあり、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、などが利用できる。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）、複合材料なども適用できる。
　図２，図４に示されるように、静止密封環６において回転密封環３の摺動面Ｓ３方向の軸方向端部には、外径側から内径側に向かって順に、外径側テーパ面６３、外周面６２（図４参照）、摺動面Ｓ６、内径側テーパ面が形成されている。
　まず、静止密封環６の摺動面Ｓ６について詳しく説明する。図２に示されるように、摺動面Ｓ６には、環状の流体循環路１０が形成されている。なお、流体循環路１０は、摺動面Ｓ６に、レーザ加工、エッチング、サンドブラスト等による微細加工を施すことにより形成することができる。
　流体循環路１０は、４等配されている開口部１１と、４等配されている流体供給溝１２と、から構成されている。
　開口部１１は、摺動面Ｓ６の外周縁部６０に形成されている。
　より詳しくは、図３に示されるように、開口部１１は、外周縁６０ａよりも内径側の壁１１ａと、底面１１ｅとで画成されている。壁１１ａは、底面１１ｅから上方に延びランド１４に直交している。底面１１ｅはランド１３，１４に平行に延びている。開口部１１は、断面段状（図４（ａ）参照）をなし、対向する回転密封環３の摺動面Ｓ３方向と外周方向とに開口している。
　図２に示されるように、流体供給溝１２は、直線状に延びて隣り合う開口部１１，１１と連通している。
　より詳しくは、図３に示されるように、流体供給溝１２は、内径側の壁１２ａと、底面１２ｅと、外径側の壁１２ｂとで画成されている。壁１２ａ，１２ｂは、底面１２ｅから上方に延びランド１３，１４に直交している。底面１２ｅはランド１３，１４に平行に延びている。流体供給溝１２は、断面凹形状（図４（ｂ）参照）をなし、対向する回転密封環３の摺動面Ｓ３方向に開口し、隣り合う開口部１１，１１に連通している（図２参照）。
　また、流体供給溝１２の内径側の壁１２ａは、開口部１１の内径側の壁１１ａと鈍角をなし連なっている。
　また、流体供給溝１２の底面１２ｅは、開口部１１の底面１１ｅと略同一平面を形成している。すなわち、図４に示されるように、開口部１１および流体供給溝１２は略同一の深さＤとなっている。
　また、図２に戻って、流体供給溝１２の外径側の壁１２ｂは、外周縁６０ａと鋭角をなしている。
　また、摺動面Ｓ６は、ランド１３，１４を有しており、これらの上端面は同じ平面上に位置している。ランド１３は、外周縁６０ａと流体供給溝１２によって画成されており、本実施例では４つ設けられている。ランド１４は、流体循環路１０と内周縁６１ａによって画成されており、環状に途切れることなく繋がっている。
　また、図４に示されるように、メカニカルシールＭの組み立て使用状態において、回転密封環３と静止密封環６とにより、摺動面Ｓ６よりも外径側に環状の環状開口凹部１５が形成されている。環状開口凹部１５は、周方向に連続する断面視矩形状であり、外周方向に開口している。
　環状開口凹部１５について詳しく説明する。環状開口凹部１５は、回転密封環３のテーパ面３０と、回転密封環３の摺動面Ｓ３と、静止密封環６の外周面６２と、静止密封環６の外径側テーパ面６３とで画成されている。
　回転密封環３のテーパ面３０は、摺動面Ｓ３の外周縁から外径側に向かうほど静止密封環６から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。
　静止密封環６の外周面６２は、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａに直交し、回転密封環３から離間する方向に延び、かつ周方向に延びている。静止密封環６の外径側テーパ面６３は、外周面６２から外径側に向かうほど回転密封環３から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。摺動面Ｓ３の外周縁は、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａよりも外径側に位置している。
　次に、回転機械の駆動時において供給される潤滑剤Ｌｕの流れを説明する。なお、図２における白矢印は、相手の摺動部品である回転密封環３の相対的な回転方向を指す。すなわち、回転密封環３は反時計回り方向に回転しているものとする。
　図４を参照して、環状開口凹部１５に滴下された潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３のテーパ面３０、摺動面Ｓ３および静止密封環６の外径側テーパ面６３によって環状開口凹部１５の底部側、すなわち静止密封環６の外周面６２、外周縁６０ａ側に導かれる。
　このように、回転密封環３と静止密封環６により環状開口凹部１５が形成されているので、滴下された潤滑剤Ｌｕを確実に捕集することができる。
　また、潤滑剤Ｌｕは、小さな液塊であっても、環状開口凹部１５内を周方向に移動しながら、他の潤滑剤Ｌｕと合流することで、大きな液塊となる。
　図３，図４において点線矢印で示すように、回転密封環３と静止密封環６との相対回転時に、環状開口凹部１５内に捕集された潤滑剤Ｌｕは、摺動面Ｓ６の開口部１１に取り込まれる。
　図３に示されるように、開口部１１に潤滑剤Ｌｕが取り込まれると、実線矢印で示すように、潤滑剤Ｌｕは内径側の壁１１ａに沿って、回転方向下流側の周方向下流端部１１ｃに移動する。
　回転方向下流側の周方向下流端部１１ｃには、流体供給溝１２の上流端部１２ｃが連通しており、流体供給溝１２の外径側の壁１２ｂが面している。外径側の壁１２ｂは、回転密封環３の回転方向に延びる成分と、径方向に延びる成分とを備えて、径方向に傾斜して形成されている。
　これにより、図３において実線矢印で示すように、流体供給溝１２は、開口部１１の周方向下流端部１１ｃに移動してきた潤滑剤Ｌｕを効率よく導入することができる。
　また、開口部１１および流体供給溝１２は、略同一の深さＤであるため、開口部１１から流体供給溝１２に潤滑剤Ｌｕを導きやすい。
　なお、開口部１１および流体供給溝１２はその深さＤが十分に深い。回転密封環３の回転によって潤滑剤Ｌｕや被密封流体が追随移動しても、摺動面Ｓ３，Ｓ６同士を離間方向に付勢するような動圧がほとんどまたは全く発生しない。
　また、流体供給溝１２は、潤滑剤Ｌｕの移動方向における下流端部１２ｄが、下流側の開口部１１における周方向上流端部１１ｄに連通している。
　これにより、流体供給溝１２は、導入した潤滑剤Ｌｕを壁１２ａ，１２ｂに沿って追随移動させることで、好適に下流側の開口部１１に導入させることができる。
　このように、流体供給溝１２に流入した潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３と静止密封環６との相対回転に追随移動しつつ、一部は摺動面Ｓ３，Ｓ６間に供給される。具体的にはランド１３と回転密封環３の摺動面Ｓ３の対向箇所の間および環状のランド１４と回転密封環３の摺動面Ｓ３の対向箇所の間に供給される。
　特に、流体供給溝１２は、その長尺方向中央が摺動面Ｓ６の径方向中央に位置していることから、潤滑剤Ｌｕを摺動面Ｓ６の径方向中央に供給することができる。ここで、本明細書において中央は間を意味するのであって、半分の位置を意味するのではない。
　また、摺動面Ｓ３，Ｓ６間に供給された潤滑剤Ｌｕの大部分は、回転密封環３の回転に伴って、回転方向下流側に位置する開口部１１、流体供給溝１２に回収される。
　一方、流体供給溝１２から下流側の開口部１１に取り込まれた潤滑剤Ｌｕは、上述と同様に、下流側の開口部１１内を周方向に追随移動し、下流側の流体供給溝１２に導入されることとなる。
　このように、潤滑剤Ｌｕは開口部１１、流体供給溝１２、開口部１１、流体供給溝１２、・・・、の順に流れる。これにより、流体循環路１０は潤滑剤Ｌｕを効率的に潤滑に寄与させることができる。
　ここで、摺動面Ｓ３，Ｓ６同士の摺動による摩耗分等のコンタミが生じる場合がある。流体供給溝１２は、下流側の開口部１１を介して摺動面Ｓ３，Ｓ６よりも外径側に連通している。そのため、特に潤滑剤Ｌｕよりも比重の大きいコンタミは、回転密封環３と静止密封環６との相対回転時に、摺動面Ｓ３，Ｓ６よりも外径側に排出されやすい。一方、潤滑剤Ｌｕはコンタミに比べ、下流側の開口部１１に沿って流れやすい。
　また、本実施例の流体循環路１０は、線対称形状であるため、相手の摺動部品の回転方向が本説明とは反対方向である時計回り方向であっても潤滑剤Ｌｕを供給することができる。
　なお、上流、下流は、回転密封環３の回転方向を基準として説明の便宜上呼称したものである。相手の摺動部品の回転方向によってその位置が変わることは言うまでもない。
　以上説明したように、本実施例のメカニカルシールＭは、摺動面Ｓ３，Ｓ６間に潤滑剤Ｌｕが供給され摺動面Ｓ３，Ｓ６同士の高い潤滑性を長期に亘って維持することができる。これは、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａに供給された潤滑剤Ｌｕを、周方向に延び径方向に開口している開口部１１に取り込みやすくなっており、さらに開口部１１に取り込まれた潤滑剤Ｌｕは流体供給溝１２に導入され摺動面Ｓ６の径方向中央に移動するからである。
　また、環状開口凹部１５は滴下された潤滑剤Ｌｕを確実に捕集することができるため、環状開口凹部１５から開口部１１に潤滑剤Ｌｕが取り込まれやすくなっている。
　また、開口部１１および流体供給溝１２は、摺動面Ｓ６において４等配に配置されているため、摺動面Ｓ３，Ｓ６の周方向に均一に潤滑剤Ｌｕを供給することができる。
　なお、本実施例において流体供給溝１２は、直線状に延びている構成として説明したが、これに限らず、変形例１として図５に示される流体供給溝１２１のように湾曲していてもよく、変形例２として図６に示される流体供給溝１２２のように蛇行していてもよい。すなわち、流体供給溝の形状は適宜変更されてもよい。これは、開口部についても同様に形状は適宜変更されてもよい。
　また、本実施例において流体供給溝１２は、開口部１１の周方向端部１１ｃ，１１ｄに連通している構成として説明したが、これに限らず、変形例３として図７に示される流体供給溝１２３のように、開口部１１の周方向端部１１ｃ，１１ｄよりも開口部１１の長手方向中央に連通していてもよい。
　また、本実施例において流体供給溝１２は、隣り合う開口部１１，１１に連通して、環状の流体循環路１０を構成しているとして説明したが、これに限らず、変形例４として図８に示される開口部１１１および流体供給溝１２４のように、流体供給溝１２４の上流側端部１２４ｃが回転方向上流側の開口部１１１にのみ連通して、流体供給溝１２４の下流側端部１２４ｄが外周縁６０ａに開口していてもよい。すなわち、流体循環路が形成されていなくともよい。
　また、本実施例において環状開口凹部１５は、周方向に連続する断面視矩形状である構成として説明したが、これに限らず、環状開口凹部の断面形状は適宜変更されてもよく、環状開口凹部の断面形状が周方向に不連続であってもよい。
　例えば、変形例５として図９，１０を参照して説明する。環状開口凹部１５１は、図１０（ａ）に示されるように開口部１１と径方向に重なり、開口部１１に連通している箇所と、図１０（ｂ）に示されるように開口部１１と径方向に重ならず、開口部１１に連通していない箇所とがある。
　まず、開口部１１と径方向に重なっていない部分について説明する。図１０（ｂ）を参照し、環状開口凹部１５１は、回転密封環３のテーパ面３０と、回転密封環３の摺動面Ｓ３と、静止密封環６の外径側テーパ面６４とで画成されて、断面視三角形状に形成されている。なお、説明の便宜上、回転密封環３の静止密封環６に対向する平端面を摺動面Ｓ３と称し、厳密には静止密封環６に摺接しない箇所を有している。
　静止密封環６の外径側テーパ面６４は、摺動面Ｓ６の外周縁６０ａから外径側に向かうほど回転密封環３から離間する方向に傾斜して延びている。これにより、環状開口凹部１５１に滴下された潤滑剤Ｌｕは、外径側テーパ面６４によって環状開口凹部１５１の底部側、すなわち静止密封環６の外周縁６０ａ側に導かれる。
　また、環状開口凹部１５１は外径側テーパ面６４により内径側に向かうほど軸方向に短くなっているので、環状開口凹部１５１内の潤滑剤Ｌｕが外径側の空間に排出されにくくなっている。これは、潤滑剤Ｌｕの表面張力が大きいほど顕著である。
　次いで、環状開口凹部１５１の開口部１１と径方向に重なっている部分について説明する。図１０（ａ）を参照し、静止密封環６の外径側テーパ面６４には軸方向に凹む凹み６５が４箇所形成されており、該凹み６５は開口部１１に連通する連通路となっている。凹み６５は、その底面が開口部１１の底面１１ｅと略同一平面状に連続しており、断面視矩形状に形成されている。これにより、開口部１１は凹み６５を通じて潤滑剤Ｌｕを取り込みやすくなっている。
　次に、実施例２に係る摺動部品につき、図１１，図１２を参照して説明する。なお、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。
　図１１に示されるように、静止密封環１０６の摺動面Ｓ１０６には、２つの流体循環路１１０が周方向に略４５度ずれて形成されている。
　なお、流体循環路１１０単体の構成については、前記実施例１の流体循環路１０と同一であるが、説明の便宜上、図１１，図１２において前記実施例１と同一角度で図示した流体循環路１１０を流体循環路１１０Ａ、流体循環路１１０Ａに対して周方向にずれている流体循環路１１０を流体循環路１１０Ｂとする。
　また、説明の便宜上必要に応じて、流体循環路１１０Ａを構成する各開口部１１、各流体供給溝１２について、図１１における静止密封環１０６の１２時位置から回転密封環３の回転方向順に、開口部１１Ａ１、流体供給溝１２Ａ２、開口部１１Ａ３、流体供給溝１２Ａ４、開口部１１Ａ５、流体供給溝１２Ａ６、開口部１１Ａ７、流体供給溝１２Ａ８と記載する場合もある。
　同様に、流体循環路１１０Ｂを構成する各開口部１１、各流体供給溝１２について、図１１における静止密封環１０６の１２時位置から回転密封環３の回転方向順に、流体供給溝１２Ｂ１、開口部１１Ｂ２、流体供給溝１２Ｂ３、開口部１１Ｂ４、流体供給溝１２Ｂ５、開口部１１Ｂ６、流体供給溝１２Ｂ７、開口部１１Ｂ８と記載する場合もある。
　図１２に示されるように、摺動面Ｓ１０６は、ランド１１３，１１４，１１５を有しており、これらの上端面は同じ平面上に位置している。
　ランド１１３は、外周縁６０ａと、流体供給溝１２と、当該流体供給溝１２に交差する流体供給溝１２によって画成されている。
　ランド１１４は、流体供給溝１２と、当該流体供給溝１２に交差する流体供給溝１２と、内周縁６１ａによって画成されている。
　ランド１１５は、開口部１１と、当該開口部１１に連通する２つの流体供給溝１２と、当該２つの流体供給溝１２に交差する流体供給溝１２によって画成されている。
　流体循環路１１０Ａ，１１０Ｂについて詳しく説明する。なお、本説明では、図１１における静止密封環１０６の１２時位置から回転密封環３の回転方向順、すなわち下流方向順に説明する。
　流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ１の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ２の上流側と交差している。
　流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ２の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ３の上流側と交差している。流体供給溝１２Ｂ３は流体供給溝１２Ｂ１に隣接し下流側に配置されている。
　流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ３の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ４の上流側と交差している。
　流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ４の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ５の上流側と交差している。
　流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ５の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ６の上流側と交差している。
　流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ６の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ７の上流側と交差している。
　流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ７の下流側は、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ８の上流側と交差している。
　流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２Ａ８の下流側は、流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２Ｂ１の上流側と交差している。
　次に、開口部１１Ａ１，１１Ｂ２、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１を例示して、潤滑剤Ｌｕの流れについて、図１２を参照して説明する。潤滑剤Ｌｕは、回転密封環３の回転方向、すなわち周方向に追随移動しようとする。
　開口部１１Ａ１から流体供給溝１２Ａ２に導入された潤滑剤Ｌｕは、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１が交差する部分で、流体供給溝１２Ｂ１を移動する潤滑剤Ｌｕと合流し、流体供給溝１２Ａ２と開口部１１Ｂ２に流れる。
　この合流により、流体供給溝１２Ｂ１を流れる潤滑剤Ｌｕは流体供給溝１２Ａ２に導入されやすくなっている。このようにして、一度、交差部分よりも内径側に導かれた潤滑剤Ｌｕは外部に排出されにくく、摺動面Ｓ３，Ｓ１０６間における全体的な潤滑性を高めることができる。
　また、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１の長尺方向中央は、流体供給溝１２Ａ２，１２Ｂ１が交差している部分よりも内径側、すなわち開口部１１とは反対側に位置している。
　すなわち、流体循環路１１０Ａ，１１０Ｂは、開口部１１とは反対側に潤滑剤Ｌｕを効率的に貯留できる。
　また、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２、および流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２それぞれの長尺方向中央が連続して環状を成して形成されているので、潤滑剤Ｌｕを周方向に亘って均等に摺動面Ｓ３，Ｓ１０６間に供給できる。
　ここで、各流体供給溝１２は、下流側の開口部１１を介して摺動面Ｓ３，Ｓ１０６よりも外径側に連通している。特に潤滑剤Ｌｕよりも比重の大きいコンタミは、流体循環路１１０Ａの流体供給溝１２と流体循環路１１０Ｂの流体供給溝１２とが交差している部分よりも内径側にとどまることなく、回転密封環３と静止密封環１０６との相対回転時に、摺動面Ｓ３，Ｓ１０６よりも外径側に排出されやすくなっている。
　次に、実施例３に係る摺動部品につき、図１３，図１４を参照して説明する。なお、前記実施例１，２に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。
　図１４を参照して、実施例３において潤滑剤Ｌｕは、回転密封環２０３と静止密封環２０６との互いの摺動面Ｓ２０３，Ｓ２０６の内周縁に滴下される。
　図１３，図１４に示されるように、静止密封環２０６において回転密封環２０３の摺動面Ｓ２０３方向の軸方向端部には、外径側から内径側に向かって順に、外径側テーパ面、摺動面Ｓ２０６、内周面２６２（図１４参照）、内径側テーパ面２６３が形成されている。
　まず、静止密封環２０６の摺動面Ｓ２０６について詳しく説明する。静止密封環２０６の摺動面Ｓ２０６には、流体循環路２１０が形成されている。流体循環路２１０は、４等配されている開口部２１１と、４等配されている流体供給溝２１２と、から構成されている。
　開口部２１１は、摺動面Ｓ２０６の内周縁部６１に形成されている。また、開口部２１１は、直線状に延びている。
　流体供給溝２１２は、屈折されたＣ字状に延び、隣り合う開口部２１１，２１１に連通している。
　また、図１４に示されるように、メカニカルシールＭの組み立て使用状態において、回転密封環２０３と静止密封環２０６とにより、摺動面Ｓ２０６よりも内周側に環状の環状開口凹部２１５が形成されている。環状開口凹部２１５は、周方向に連続する断面視矩形状であり、内周方向に開口している。
　環状開口凹部２１５について詳しく説明する。環状開口凹部２１５は、回転密封環２０３のテーパ面２３０と、回転密封環２０３の摺動面Ｓ２０３と、静止密封環２０６の内周面２６２と、静止密封環２０６の内径側テーパ面２６３とで画成されている。
　回転密封環２０３のテーパ面２３０は、摺動面Ｓ２０３の内周縁から内径側に向かうほど静止密封環２０６から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。
　静止密封環２０６の内周面２６２は、摺動面Ｓ２０６の内周縁６１ａに直交し、回転密封環２０３から離間する方向に延び、かつ周方向に延びている。静止密封環２０６の内径側テーパ面２６３は、内周面２６２から内径側に向かうほど回転密封環２０３から離間する方向に傾斜して延び、かつ周方向に延びている。摺動面Ｓ２０３の内周縁は、摺動面Ｓ２０６の内周縁６１ａと径方向略同位置となっている。
　これにより、環状開口凹部２１５に滴下された潤滑剤Ｌｕは、回転密封環２０３のテーパ面２３０、摺動面Ｓ２０３および静止密封環２０６の内径側テーパ面２６３によって環状開口凹部２１５の底部側、すなわち静止密封環２０６の内周面２６２、内周縁６１ａ側に導かれる。
　このように、回転密封環２０３と静止密封環２０６により環状開口凹部２１５が形成されているので、滴下された潤滑剤Ｌｕを確実に捕集することができる。
　また、本実施例のメカニカルシールＭは、摺動面Ｓ２０３，Ｓ２０６間に潤滑剤Ｌｕが供給され摺動面Ｓ２０３，Ｓ２０６同士の高い潤滑性を長期に亘って維持することができる。これは、摺動面Ｓ２０６の内周縁６１ａに供給された潤滑剤Ｌｕを、周方向に延び径方向に開口している開口部２１１に取り込みやすくなっており、さらに開口部２１１に取り込まれた潤滑剤Ｌｕは流体供給溝２１２に導入され摺動面Ｓ２０６の径方向中央に移動するからである。
　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、前記各実施例では、メカニカルシールは、アウトサイド形式であると説明したが、これに限らず、被密封流体側としての外周側の被密封流体が漏れ側としての内周側へ流出するのを防止するいわゆるインサイド形式であってもよい。
　また、前記各実施例では、開口部および流体供給溝は、静止密封環に形成されている構成として説明したが、これに限らず、回転密封環に形成されていてもよく、回転密封環および静止密封環それぞれに形成されていてもよい。
　また、前記各実施例では、開口部および流体供給溝は、４等配または８等配されている構成として説明したが、これに限らず、これらの数は問わない。また周方向に等しく配置されることが好ましいが問わない。
　また、前記各実施例では、環状開口凹部が構成されているとして説明したが、これに限らず、環状開口凹部が構成されていなくともよい。
　また、前記各実施例では、周方向に連続する環状開口凹部が構成されている構成として説明したが、これに限らず、複数の開口凹部が形成されていてもよい。すなわち、周方向に不連続であってもよい。
３　　　　　　　　　回転密封環（摺動部品）
６　　　　　　　　　静止密封環（摺動部品）
１０　　　　　　　　流体循環路
１１　　　　　　　　開口部
１１ｃ　　　　　　　周方向端部
１１ｄ　　　　　　　周方向端部
１２　　　　　　　　流体供給溝
１５　　　　　　　　環状開口凹部
６０　　　　　　　　外周縁部
６０ａ　　　　　　　外周縁（開口部側の周縁）
６１　　　　　　　　内周縁部
１１１　　　　　　　開口部
１２１～１２４　　　流体供給溝
１０６　　　　　　　静止密封環（摺動部品）
１１０Ａ，１１０Ｂ　流体循環路
２０３　　　　　　　回転密封環（摺動部品）
２０６　　　　　　　静止密封環（摺動部品）
２１０　　　　　　　流体循環路
２１１　　　　　　　開口部
２１２　　　　　　　流体供給溝
２１５　　　　　　　環状開口凹部
６１ａ　　　　　　　内周縁（開口部側の周縁）
Ｄ　　　　　　　　　深さ
Ｌｕ　　　　　　　　潤滑剤（流体）
Ｍ　　　　　　　　　メカニカルシール
Ｓ３　　　　　　　　摺動面
Ｓ６　　　　　　　　摺動面
Ｓ１０６　　　　　　摺動面
Ｓ２０３　　　　　　摺動面
Ｓ２０６　　　　　　摺動面

Claims (7)

  1. 　回転機械の駆動時に相対回転する箇所に対向して配置される一対の摺動部品であって、
    　前記一対の摺動部品の少なくとも一方の摺動面は、その外周縁部または内周縁部に形成され、周方向に延びる開口部と、前記開口部から延び、当該開口部側の周縁に開口する流体供給溝と、を有している摺動部品。
  2. 　前記開口部および前記流体供給溝は、それぞれの深さが同じである請求項１に記載の摺動部品。
  3. 　前記摺動面よりも外径側または内径側には、前記一対の摺動部品によって環状の環状開口凹部が形成されており、
    　前記開口部は、前記環状開口凹部に連通している請求項１または２に記載の摺動部品。
  4. 　前記流体供給溝は、前記開口部における周方向端部から延びている請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。
  5. 　前記流体供給溝および前記開口部は周方向に複数配置されている請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
  6. 　複数の前記流体供給溝および複数の前記開口部は周方向に環状に連続する流体循環路を構成している請求項５に記載の摺動部品。
  7. 　前記流体循環路は、位相をずらして複数形成されている請求項６に記載の摺動部品。
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