滑動部件的製作方法
2023-09-17 04:24:00 2

本發明涉及例如機械密封、軸承、以及適合於滑動部的滑動部件。尤其涉及使流體介於滑動面來降低摩擦並且需要防止流體從滑動面洩漏的密封環或者軸承等的滑動部件。
背景技術:
作為滑動部件的一個例子,在機械密封中,其性能通過洩漏量、磨損量、以及轉矩來評價。在現有技術中,通過將機械密封的滑動材質、滑動面粗糙度最佳化來提高性能,實現低洩漏、高壽命、低轉矩。但是,由於近年來針對環境問題的意識的提高,要求機械密封的性能的進一步提高,需要超越現有技術的框架的技術開發。
其中,本申請的發明者已經確認到下述情況:例如在水冷式發動機的冷卻所使用的水泵的機械密封中,隨時間的經過,作為不凍液的一種的LLC的添加劑例如矽酸鹽、磷酸鹽等(以下稱為「堆積物產生原因物質」。)在滑動面中濃縮,生成堆積物,有可能機械密封的功能下降。該堆積物的生成被認為即使是在處理藥品、油的設備的機械密封中也同樣地發生的現象。
在現有的機械密封中,公知有為了防止滑動面的摩擦發熱引起的磨損、燒壞的發生,而在滑動面形成用於形成流體層的槽(例如參照專利文獻1、2、3。),但這些發明停止於將流體導入滑動面,並未採取防止滑動面的堆積物的生成的對策。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開平7-180772號公報
專利文獻2:日本特開平7-224948號公報
專利文獻3:美國專利第5498007號說明書
技術實現要素:
發明所要解決的課題
本發明的目的在於提供一種滑動部件,其能夠兼顧密封和潤滑的相反的條件這兩者,促進滑動面中的流體的循環,並且防止滑動面中的堆積物產生,長期維持滑動面的密封功能。
用於解決課題的方案
為了實現上述目的,在第1方案中,本發明的滑動部件的特徵在於,具備彼此相對滑動的一對滑動部件,在一方滑動部件的滑動面上設有流體循環槽,該流體循環槽經由入口部以及出口部而與高壓流體側連通,且通過陸部而與低壓流體側隔離,在另一方滑動部件的滑動面上,沿周向設有多個使上述流體循環槽的流體發生壓力變動的幹涉槽,上述幹涉槽與高壓流體側連通,相鄰的幹涉槽設定為形狀不同。
根據該特徵,在流體循環槽的入口部和出口部存在壓力差,該壓力差處於不斷地交替變動的狀態,由於流體循環槽內的流體反覆移動,因此即使在被密封流體包含堆積物產生原因物質的情況下,也能夠防止流體循環槽的堆積物的產生,從而能夠長期維持滑動面的密封功能。
另外,在第2方案中,本發明的滑動部件根據第1方案的特徵,其特徵在於,上述相鄰的幹涉槽的深度設定為不同。
根據該特徵,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差變大而且可靠地產生,從而能夠更進一步防止流體循環槽的堆積物的產生。
另外,在第3方案中,本發明的滑動部件根據第1方案的特徵,其特徵在於,上述相鄰的幹涉槽的平面形狀的大小設定為不同。
根據該特徵,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差變大而且可靠地產生,從而能夠更進一步防止流體循環槽的堆積物的產生。
另外,在第4中方案,本發明的滑動部件根據第1方案的特徵,其特徵在於,上述幹涉槽的上遊側的端緣與下遊側的端緣的形狀不同,上述相鄰的幹涉槽設定為相對於半徑線而線對稱的形狀。
根據該特徵,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差更進一步變大而且可靠地產生,從而能夠更進一步防止流體循環槽的堆積物的產生。
另外,在第5方案中,本發明的滑動部件根據第1方案至第4方案的任一特徵,其特徵在於,上述一方滑動部件是固定側密封環,上述另一方滑動部件是旋轉側密封環,上述旋轉側密封環形成為相對於上述固定側密封環使外徑大而且使內徑小,上述幹涉槽在徑向上配設於使上述流體循環槽的上述入口部和上述出口部的流體發生壓力變動的位置。
根據該特徵,由於在旋轉側密封環的滑動面形成有幹涉槽,因此主動生成伴隨旋渦的迴旋流,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差進一步變大。另外,由於滑動面寬度由固定側密封環決定,因此能夠減小滑動面寬度的偏差。
另外,在第6方案中,本發明的滑動部件根據第1方案至第5方案的任一特徵,其特徵在於,上述幹涉槽的內徑側的端部延伸至與上述流體循環槽的上述入口部和上述出口部接近的位置。
根據該特徵,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差更進一步變大。
另外,在第7方案中,本發明的滑動部件根據第1方案至第5方案的任一特徵,其特徵在於,上述幹涉槽的內徑側的端部延伸至在徑向上與上述流體循環槽的上述入口部以及上述出口部重疊的位置。
根據該特徵,由於幹涉槽產生的壓力變動作用直接波及到流體循環槽的入口部以及出口部,因此能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差更進一步變大。
另外,在第8方案中,本發明的滑動部件根據第1方案至第5方案的任一特徵,其特徵在於,配設有內徑側的端部延伸至在徑向上與上述流體循環槽的上述入口部以及上述出口部接近的位置的幹涉槽;以及內徑側的端部延伸至在徑向上與上述流體循環槽的上述入口部以及上述出口部重疊的位置的幹涉槽。
根據該特徵,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差進一步變大地交替變動。
發明的效果
本發明發揮如下優良效果。
(1)具備彼此相對滑動的一對滑動部件,在一方滑動部件的滑動面上設有流體循環槽,該流體循環槽經由入口部以及出口部而與高壓流體側連通,且通過陸部而與低壓流體側隔離,在另一方滑動部件的滑動面上,沿周向設有多個使流體循環槽的流體發生壓力變動的幹涉槽,幹涉槽與高壓流體側連通,相鄰的幹涉槽設定為形狀不同,由此,在流體循環槽的入口部和出口部存在壓力差,該壓力差處於不斷地交替變動的狀態,由於流體循環槽內的流體反覆移動,因此即使在被密封流體包含堆積物產生原因物質的情況下,也能夠防止流體循環槽的堆積物的產生,從而能夠長期維持滑動面的密封功能。
(2)通過相鄰的幹涉槽的深度設定為不同,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差變大而且可靠地產生,從而能夠更進一步防止流體循環槽的堆積物的產生。
(3)通過相鄰的幹涉槽的平面形狀的大小設定為不同,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差變大而且可靠地產生,從而能夠更進一步防止流體循環槽的堆積物的產生。
(4)幹涉槽的上遊側的端緣與下遊側的端緣的形狀不同,相鄰的幹涉槽設定為相對於半徑線而線對稱的形狀,由此,能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差更進一步變大而且可靠地產生,從而能夠更進一步防止流體循環槽的堆積物的產生。
(5)一方滑動部件是固定側密封環,另一方滑動部件是旋轉側密封環,旋轉側密封環形成為相對於上述固定側密封環使外徑大而且使內徑小,幹涉槽在徑向上配設於使流體循環槽的上述入口部和上述出口部的流體發生壓力變動的位置,由此,在旋轉側密封環的滑動面形成有幹涉槽,因此主動生成伴隨旋渦的迴旋流,從而能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差進一步變大。另外,由於滑動面寬度由固定側密封環決定,因此能夠減小滑動面寬度的偏差。
(6)通過幹涉槽的內徑側的端部延伸至與流體循環槽的入口部和出口部接近的位置,從而能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差更進一步變大。
(7)通過幹涉槽的內徑側的端部延伸至在徑向上與流體循環槽的入口部以及出口部重疊的位置,從而幹涉槽產生的壓力變動作用直接波及到流體循環槽的入口部以及出口部,因此能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差更進一步變大。
(8)通過配設有內徑側的端部延伸至在徑向上與流體循環槽的入口部以及出口部接近的位置的幹涉槽、以及內徑側的端部延伸至在徑向上與流體循環槽的入口部以及出口部重疊的位置的幹涉槽,從而能夠使流體循環槽的入口部與出口部的壓力差更大地交替變動。
附圖說明
圖1是表示本發明的實施例1的機械密封的一個例子的縱剖視圖,表示比旋轉軸的中心靠上側的一半。
圖2是以A-A剖切圖1的滑動部件的滑動面的圖,為了說明滑動面的特徵,在接近滑動面的部分切斷,而且表示滑動面的整周。
圖3是以與圖2相同的要領表示本發明的實施例2的滑動部件的滑動面的圖。
圖4是以與圖2相同的要領表示本發明的實施例3的滑動部件的滑動面的圖。
具體實施方式
以下參照附圖,基於實施例來對用於實施本發明的方式進行例示性地說明。但是,該實施例中所記載的構成部件的尺寸、材質、形狀、其相對的配置等,只要不是特別明示的記載,則並非將本發明的範圍僅限定於此的意思。
實施例1
參照圖1以及圖2,對本發明的實施例1的滑動部件進行說明。
此外,在以下的實施例中,以作為滑動部件的一個例子的機械密封為例進行說明。另外,將構成機械密封的滑動部件的外周側作為高壓流體側(被密封流體側)、將內周側作為低壓流體側(大氣側)來進行說明,但本發明並不限定於此,在高壓流體側和低壓流體側相反的情況下也能夠應用。
圖1是表示機械密封的一個例子的縱剖視圖,是對欲從滑動面的外周朝向內周向洩漏的高壓流體側的被密封流體進行密封的形式的內側形式,設有作為一方滑動部件的圓環狀的旋轉側密封環1和作為另一方滑動部件的圓環狀的固定側密封環5,該旋轉側密封環1經由套筒3以及杯形墊圈4以能夠與該旋轉軸2一體旋轉的狀態設置於使高壓流體側的旋轉體(例如泵葉輪。省略圖示)驅動的旋轉軸2側,該固定側密封環5以非旋轉狀態而且以能夠沿軸向移動的狀態設置於殼體6,通過沿軸向對固定側密封環5加力的螺旋形彈簧7以及波紋管8,使其在通過拋光等而進行鏡面加工後的滑動面的滑動部分S彼此緊密接觸滑動。即、該機械密封在旋轉側密封環1與固定側密封環5的相互滑動部分S防止被密封流體從旋轉軸2的外周向大氣側流出。
在機械密封中,通常為了在旋轉側密封環1以及固定側密封環5的旋轉中心不嚴格一致的情況下也能夠對應,加大任一方的滑動面寬度、即加大外徑而且減小內徑,而形成有外徑側的滑動面富餘量So以及內徑側的滑動面富餘量Si。在本發明中,旋轉側密封環1和固定側密封環5將現在滑動的部分稱為滑動部分Ss,包含滑動面富餘量的情況下稱為滑動面S。
在圖1中,表示旋轉側密封環1的外徑比固定側密封環5的外徑大、而且旋轉側密封環1的內徑比固定側密封環5的內徑小、且滑動面富餘量形成於旋轉側密封環1的情況,但本發明並不限定於此,不言而喻,在相反的情況下也能夠應用。
在圖1的情況下,固定側密封環5的滑動部分Ss與滑動面S一致。
圖2(a)是圖1的A-A剖視圖,用剖面線表示旋轉側密封環1以及固定側密封環5的滑動面S。
在圖2(a)中,滑動面S的外徑側為高壓流體側,而且內徑側為低壓流體側、例如大氣側,旋轉側密封環1向逆時針方向旋轉。
在固定側密封環5的滑動面S,沿周向以等間隔設有四個流體循環槽10,該流體循環槽10與高壓流體側連通,並且通過滑動面的平滑部R(在本發明中,有時稱為「陸部」。)與低壓流體側隔離。
此外,流體循環槽10並不限於四個,至少設置一個即可,而且也不必是等間隔。
流體循環槽10包括從高壓流體側進入的入口部10a、向高壓流體側漏出的出口部10b、以及沿周向連通入口部10a以及出口部10b的連通部10c。為了防止包含腐蝕生成物等的流體在滑動部分Ss濃縮,流體循環槽10擔負將被密封流體主動從高壓流體側導入到滑動部分且排出的作用,並且入口部10a以及出口部10b如圖示那樣形成為大口,以便與對象滑動面的旋轉一致地向滑動部分導入被密封流體而且容易排出,另一方面,為了降低洩漏,通過陸部R與低壓流體側隔離。
在圖2(a)中,某流體循環槽10的入口部10a與出口部10b所成的中心角θ1為45°,相鄰的流體循環槽10的出口部10b與入口部10a所成的中心角θ2也設定為45°。
在本例中,入口部10a以及出口部10b形成為直線狀,構成為大致V字狀,但並不特別限定於此,也可以進一步加大或減小入口部10a與出口部10b所成的內角α,另外,也可以不是直線狀而是曲線狀(圓弧狀等)。另外,流體循環槽10的寬度以及深度根據被密封流體的壓力、種類(粘性)等而設定為最佳。若列舉深度的一個例子,則為100~300μm左右。
另外,流體循環槽並不限於大致V字狀,例如也可以是U字狀,總之,入口部以及出口部與高壓流體側連通即可。
在旋轉側密封環1的滑動面S設有使流體循環槽10的流體發生壓力變動的幹涉槽15。
幹涉槽15的形狀在圖2(a)中表示大致矩形狀。
在圖2(a)中,幹涉槽15沿周向設有八個15-1~15-8,在周向上,當幹涉槽15-1處於與流體循環槽10的入口部10a對置的位置時,與其下遊側相鄰的幹涉槽15-2優選配設於與出口部10b對置的位置。
幹涉槽15與高壓流體側連通,在徑向上配設於使流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b的流體發生壓力變動的位置。
在圖2的情況下,幹涉槽15設於外徑側的滑動面富餘量So內,該內徑側的端部15a在徑向上延伸至與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b接近的位置。
此外,這裡所說的接近的意思是指,在徑向上,流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b的流體由幹涉槽15生成的旋渦等而發生壓力變動的程度的接近。
在圖2(a)中,由於流體循環槽10形成至固定側密封環5的滑動面S(與滑動部分Ss相同。)的外周,因此幹涉槽15的內徑側的端部15a在徑向上延伸至與固定側密封環5的滑動面S的外周接近的位置。
在八個幹涉槽15-1~15-8中,相鄰的幹涉槽的深度設定為不同。
在圖2(a)中,如圖2(b)以及(c)所示,處於與流體循環槽10的入口部10a對置的位置的幹涉槽15-1、15-3、15-5以及15-7的深度形成為比處於與該流體循環槽10的出口部10b對置的位置的幹涉槽15-2、15-4、15-6以及15-8的深度淺。與此相反,也可以將幹涉槽15-1、15-3、15-5以及15-7的深度形成為比幹涉槽15-2、15-4、15-6以及15-8的深度深。另外,也可以使八個幹涉槽15-1~15-8的深度全部不同。
幹涉槽15的深度設定為,處於與流體循環槽10的入口部10a對置的位置的幹涉槽、和處於與該流體循環槽10的出口部10b對置的位置的幹涉槽的深度不同即可。
在圖2(a)的情況下,流體循環槽10以等間隔設有四個,流體循環槽10的入口部10a與出口部10b所成的中心角θ1、以及相鄰的流體循環槽10、10的出口部10b與入口部10a所成的中心角θ2均設定為45°。另一方面,幹涉槽15以等間隔設有八個,相鄰的幹涉槽的中心角θ設定為45°。
當旋轉側密封環1轉動、例如深度淺的幹涉槽15-1、15-3、15-5以及15-7處於與流體循環槽10的入口部10a對置的位置時,深度深的幹涉槽15-2、15-4、15-6以及15-8處於與流體循環槽10的出口部10b對置的位置。
此外,流體循環槽10不必沿周向以等間隔設置,而且不限定於四個,另外,入口部10a與出口部10b所成的中心角θ1也不必為45°。並且,幹涉槽15不必沿周向以等間隔設置,而且不限定於八個。總之,在旋轉側密封環1轉動了時,深度不同的幹涉槽處於與流體循環槽10的入口部10a和出口部10b對置的位置即可。
若旋轉側密封環1轉動,則幹涉槽15的附近生成旋渦,伴隨旋渦的幹涉槽15沿周向移動。若干涉槽15到達與某流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b對置的位置,則入口部10a內以及出口部10b內的流體的壓力上升。壓力上升的程度根據槽深度而不同。
在圖2(a)所示的狀態下,由淺槽構成的幹涉槽15-1、15-3、15-5以及15-7處於與入口部10a對置的位置,由深槽構成的幹涉槽15-2、15-4、15-6以及15-8處於與出口部10b對置的位置。接著,若旋轉側密封環1轉動θ2,則由淺槽構成的幹涉槽15-1、15-3、15-5以及15-7處於與出口部10b對置的位置,由深槽構成的幹涉槽15-2、15-4、15-6以及15-8處於與入口部10a對置的位置。
這樣,若旋轉側密封環1轉動,則由於幹涉槽15而逐漸發生入口部10a內以及出口部10b內的壓力變動,存在入口部10a與出口部10b的壓力差,該壓力差處於不斷地交替變動的狀態。
若在入口部10a與出口部10b存在壓力差,且該壓力差處於不斷地交替變動的狀態,則流體循環槽10內的流體反覆移動,即使在被密封流體包含堆積物產生原因物質的情況下,也能夠防止流體循環槽10內的堆積物的產生。
在實施例1中發揮如下顯著效果。
(1)在固定側密封環5的滑動面設有流體循環槽10,該流體循環槽10經由入口部10a以及出口部10b而與高壓流體側連通,且通過陸部R而與低壓流體側隔離,在旋轉側密封環1的滑動面設有使流體循環槽10的流體發生壓力變動的幹涉槽15,因此在流體循環槽10的入口部10a與出口部10b存在壓力差,該壓力差處於不斷地交替變動的狀態,流體循環槽10內的流體反覆移動,因此即使在被密封流體包含堆積物產生原因物質的情況下,也能夠防止流體循環槽10的堆積物的產生,從而能夠長期維持滑動面的密封功能。另外,由於滑動面寬度由固定側密封環5決定,因此能夠減小滑動面寬度的偏差。
(2)幹涉槽15沿周向設有多個,這些多個幹涉槽15即使在任意的幹涉槽15處於與流體循環槽10的入口部10a對置的位置時,其他幹涉槽15處於與流體循環槽10的出口部10b對置的位置的情況下,這些幹涉槽的深度也不同,因此能夠使流體循環槽10的入口部10a與出口部10b的壓力差變大而且可靠地產生,從而能夠更進一步防止流體循環槽10的堆積物的產生。
(3)幹涉槽15的內徑側的端部15a延伸至在徑向上與流體循環槽10的入口部10a和出口部10b接近的位置,因此能夠使流體循環槽10的入口部10a與出口部10b的壓力差更進一步變大。
實施例2
參照圖3對本發明的實施例2的滑動部件進行說明。
實施例2在配設有平面形狀的大小不同的幹涉槽的方面與實施例1不同,但在其他方面與實施例1相同,在圖3中,與圖2相同的符號表示相同的部件,並省略重複的說明。
在圖3中,平面形狀大的幹涉槽16和平面形狀小的幹涉槽17分別沿周向交替地設有四個。這些多個幹涉槽16、17優選配設成,例如當平面形狀大的幹涉槽16處於與流體循環槽10的入口部10a對置的位置時,平面形狀小的幹涉槽17處於與流體循環槽10的出口部10b對置的位置。
在圖3的情況下,流體循環槽10以等間隔設有四個,流體循環槽10的入口部10a與出口部10b所成的中心角θ1、以及相鄰的流體循環槽10、10的出口部10b與入口部10a所成的中心角θ2均設定為45°。另一方面,幹涉槽16、17以等間隔設有八個,相鄰的幹涉槽的中心角θ設定為45°。
當旋轉側密封環1轉動、例如平面形狀大的幹涉槽16處於與流體循環槽10的入口部10a對置的位置時,平面形狀小的幹涉槽17處於與流體循環槽10的出口部10b對置的位置。
此外,流體循環槽10不必沿周向以等間隔設置,而且不限定於四個,另外,入口部10a與出口部10b所成的中心角θ1也不必為45°。並且,幹涉槽16、17不必沿周向以等間隔設置,而且不限定於八個。總之,在旋轉側密封環1轉動了時,平面形狀的大小不同的幹涉槽處於與流體循環槽10的入口部10a和出口部10b對置的位置即可。
平面形狀大的幹涉槽16與平面形狀小的幹涉槽17相比,周向的寬度以及徑向的長度較大,呈大致梯形形狀,以其底邊位於外徑側的方式配設。幹涉槽16與高壓流體側連通,如虛線所示,幹涉槽16的內徑側的端部16a延伸至在徑向上與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b重疊的位置。即、幹涉槽16在徑向上不停留於外徑側的滑動面富餘量So,而是形成為延伸至旋轉側密封環1的滑動部分Ss。
平面形狀小的幹涉槽17與平面形狀大的幹涉槽16相比,周向的寬度以及徑向的長度較小,呈大致矩形形狀。幹涉槽17與高壓流體側連通,在徑向上配設於使流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b的流體發生壓力變動的位置。
在圖3的情況下,幹涉槽17設於外徑側的滑動面富餘量So內,其內徑側的端部17a延伸至在徑向上與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b接近的位置。
此外,這裡所說的接近的意思是指,由於在徑向上由幹涉槽17生成的旋渦等,流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b的流體接近發生壓力變動的程度。
根據幹涉槽16、17的平面形狀的大小,所發生的壓力的上升不同,而且,根據幹涉槽16、17與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b在徑向的位置關係,壓力對入口部10a以及出口部10b的流體的影響也不同。
在實施例2中,當旋轉側密封環1轉動了時,平面形狀的大小不同的幹涉槽處於與流體循環槽10的入口部10a和出口部10b對置的位置,平面形狀小的幹涉槽17的內徑側的端部17a延伸至在徑向上與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b接近的位置,平面形狀大的幹涉槽16的內徑側的端部16a延伸至在徑向上與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b重疊的位置,因此能夠使流體循環槽10的入口部10a與出口部10b的壓力差更大地交替變動,從而能夠更進一步防止流體循環槽10的堆積物的產生。
實施例3
參照圖4對本發明的實施例3的滑動部件進行說明。
實施例3中,幹涉槽的平面形狀與圖3所示的實施例2不同,但其他方面與實施例2相同。
此外,在圖4中,與圖3相同的符號表示相同的部件,並省略重複的說明。
在圖4中,在固定側密封環5的滑動面S以等間隔配設有四個大致V字狀的流體循環槽10。
另一方面,在旋轉側密封環1的滑動面S,沿周向設有八個幹涉槽20,這些幹涉槽20在周向上與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b對置,而且形成為沿入口部10a以及出口部10b的外徑側的延長線那樣的形狀。
另外,幹涉槽20與高壓流體側連通,如虛線所示,幹涉槽20的內徑側的端部20a延伸至在徑向上與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b重疊的位置。即、幹涉槽20在徑向上不停留於外徑側的滑動面富餘量So,而是形成為延伸至旋轉側密封環1的滑動部分Ss。
幹涉槽20的上遊側的端緣與下遊側的端緣的形狀不同。
另外,相鄰的幹涉槽20設定為相對於半徑線r而線對稱的形狀。
在圖4中,幹涉槽20-1、20-3、20-5以及20-7形成為沿入口部10a的外徑側的延長線那樣的形狀,幹涉槽20-2、20-4、20-6以及20-8形成為沿出口部10b的外徑側的延長線那樣的形狀。即、分別相鄰的幹涉槽20-1、20-3、20-5以及20-7與幹涉槽20-2、20-4、20-6以及20-8成為以半徑線r為基準反轉的形狀。
在旋轉側密封環1向逆時針方向轉動的情況下,在形成為沿入口部10a的外徑側的延長線那樣的形狀的幹涉槽20-1、20-3、20-5以及20-7中,上遊側的端緣20b從內徑側的端部20a朝向外徑端以平滑的圓弧狀曲線朝向上遊側比較短地延伸。另外,下遊側的端緣20c從內徑側的端部20a朝向外徑端以平滑的圓弧狀曲線朝向下遊側比較長地延伸。
另一方面,在形成為沿出口部10b的外徑側的延長線那樣的形狀的幹涉槽20-2、20-4、20-6以及20-8中,上遊側的端緣20d從內徑側的端部20a朝向外徑端以平滑的圓弧狀曲線朝向上遊側比較長地延伸。另外,下遊側的端緣20e從內徑側的端部20a朝向外徑端以平滑的圓弧狀曲線朝向下遊側比較短地延伸。
若旋轉側密封環1向逆時針方向轉動,則幹涉槽20的上遊側的端緣附近產生負壓,在下遊側的端緣附近產生正壓。
在形成為沿入口部10a的外徑側的延長線那樣的形狀的幹涉槽20-1、20-3、20-5以及20-7中,上遊側的端緣20b與下遊側的端緣20c相比較短,因而成為正壓狀態,在形成為沿出口部10b的外徑側的延長線那樣的形狀的幹涉槽20-2、20-4、20-6以及20-8中,上遊側的端緣20d與下遊側的端緣20e相比較長,因而成為負壓狀態。
現在,若旋轉側密封環1向逆時針方向轉動,則在入口部10a成為正壓,在出口部10b成為負壓。此時,幹涉槽20在流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b的上方通過。因此,幹涉槽20的影響直接傳遞至入口部10a以及出口部10b,在流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b,在幹涉槽20通過時產生壓力差,在通過後產生消除壓力差的現象,這種現象不斷地發生。
如上所述,在入口部10a與出口部10b之間產生壓力差的發生和消除,這種現象不斷地發生,因此入口部10a與出口部10b的壓力不斷地變動。因此能夠可靠地防止流體循環槽10內的堆積物的產生。
在實施例3中,由於幹涉槽20的上遊側的端緣20b、20d與下遊側的端緣20c、20e的形狀不同,因此流體循環槽10的入口部10a與出口部10b的壓力不斷地變動。另外,幹涉槽20的內徑側的端部20a延伸至在徑向上與流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b重疊的位置,由此幹涉槽20產生的壓力變動作用直接波及到流體循環槽10的入口部10a以及出口部10b。因此,發揮可靠地防止流體循環槽10內的堆積物的產生的顯著效果。
以上,根據附圖對本發明的實施例進行了說明,但具體的結構並不限於這些實施例,在不脫離本發明的主旨的範圍內的變更或追加都包含於本發明。
例如,在上述實施例中,對將滑動部件用於機械密封裝置中的一對旋轉用密封環以及固定用密封環的任一個的例子進行了說明,但也能夠作為在圓筒狀滑動面的軸向一方側密封潤滑油並且與旋轉軸滑動的軸承的滑動部件來利用。
另外,例如在上述實施例中,對在外周側存在高壓的被密封流體的情況進行了說明,但也能夠應用於內周側為高壓流體的情況。
另外,例如在上述實施例中,對在構成滑動部件的機械密封的固定側密封環設置流體循環槽,且在旋轉側密封環設置幹涉槽的情況進行了說明,但也可以與此相反,在旋轉側密封環設置流體循環槽,在固定側密封環設置幹涉槽。
另外,例如在上述實施例中,對以等間隔設有多個流體循環槽10的情況進行了說明,但只要是一個以上即可,另外,在設有多個的情況也不需要是等間隔。並且,在上述實施例中,對以等間隔設有多個幹涉槽15、16、17以及20的情況進行了說明,但只要至少是兩個即可,不需要是等間隔
符號的說明
1—旋轉側密封環,2—旋轉軸,3—套筒,4—杯形墊圈,5—固定側密封環,6—殼體,7—螺旋形彈簧,8—波紋管,10—流體循環槽,10a—入口部,10b—出口部,10c—連通部,15—幹涉槽,15a—幹涉槽的內徑側端部,16、17—幹涉槽,16a、17a—幹涉槽的內徑側端部,20—幹涉槽,20a—幹涉槽的內徑側端部,20b、20d—幹涉槽的上遊側端緣,20c、20e—幹涉槽的下遊側端緣,R—陸部,S—滑動面,Ss—滑動部分。