機械密封件的製作方法

2023-05-13 12:51:01 3

機械密封件的製作方法
【專利摘要】提供一種機械密封件，在靜止時不洩漏，在包括旋轉初期的旋轉時，通過流體潤滑進行工作並且防止洩漏，能夠兼顧密封和潤滑。在固定環的滑動面和旋轉環的滑動面中的任一方的滑動面上，以與被密封流體收納空間連通的方式形成有在圓周方向上分離的多個被密封流體收納塊，在多個被密封流體收納塊的底部，形成有通過固定環與旋轉環的相對旋轉滑動來產生泵浦作用的泵浦部，形成於多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部具備：向吸入被密封流體的方向進行作用的吸入泵浦部；和向排出被密封流體的方向進行作用的排出泵浦部。
【專利說明】機械密封件
【技術領域】
[0001]本發明涉及在機動車、普通工業機械、或者其他密封領域使用的機械密封件、例如在水泵的殼體與旋轉軸之間的密封中使用的機械密封件。
【背景技術】
[0002]在機械密封件中，為了長期維持密封性，必須使「密封」和「潤滑」這樣的相反的條件並存。特別是，在近年，由於環境政策等，為了在實現被密封流體的防漏的同時降低機械損失，進一步提高了低摩擦化的要求。作為低摩擦化的方法，能夠通過下述方式實現:通過旋轉使滑動面之間產生動壓，從而在隔著液膜的狀態下進行滑動，即形成為流體潤滑狀態。可是，在這樣的情況下，由於在滑動面之間產生正壓，因此流體從正壓部分向滑動面外流出。該流體流出屬於密封的情況下的洩漏。
[0003]本 申請人:們對下述的機械密封滑動件的發明提出了專利申請:首先，通過使被密封流體向滑動面之間的導入及其保持良好，由此獲得穩定且良好的潤滑性，即，為了在不發生過大的洩漏的情況下實現摩擦係數的降低，使靜止用滑動件和旋轉用滑動件在對置的各滑動面上相對旋轉滑動,從而密封存在於該相對旋轉滑動的滑動面的徑向一側的被密封流體，其中，在滑動面上彼此分離地形成有多個格柵部，所述格柵部是互相平行的多個直線狀的凹凸部以規定的間距形成於規定的區間內而成的，多個格柵部的直線狀的凹凸部形成為，該凹凸部的方向相對於該滑動面的滑動方向呈規定的角度地傾斜(以下稱作「現有技術I」。參照專利文獻I。)。
[0004]另一方面，以提供一種伴有停止的往復滑動特性優異的滑動面結構為目的，已知下述這樣的低摩擦滑動面的發明:構成固體材料表面的鏡面部分的離散的多個區域中的所有區域都是通過整周被鏡面部分包圍而劃分開的，鏡面部分在作為連續的一個面的多個區域形成有格柵狀的周期結構(以下稱作「現有技術2」。參照專利文獻2。)。
[0005]另外，以提供一種能夠實現低摩擦並且能夠實現磨合過程的縮短化的滑動面結構為目的，還公知下述這樣的滑動面結構的發明:其是第I部件的滑動面和第2部件的滑動面在潤滑劑下相對滑動的滑動面結構，在第I部件和第2部件中的至少任意一方的滑動面，沿滑動方向形成有多個由多個凹凸構成的格柵部，沿滑動方向相鄰的格柵部的周期結構的方向相對於滑動方向對稱(以下稱作「現有技術3」。參照專利文獻3。)。
[0006]可是，如圖14所示，在現有技術I中，格柵部50形成於內徑Rl和外徑R4之間的滑動面51的半徑R2?R3的範圍，關於與被密封流體側連通這一點，沒有記載，因此，在機械密封件起動時，沒有意圖預先將被密封流體積極地導入到格柵部50，並且，在起動後，被密封流體向格柵部50的導入量也談不上充分。此外，由于格柵部50與滑動面51形成於大致同一個面，因此，在起動時和起動後被導入到格柵部50的被密封流體的量都受到限制。
[0007]另外，在現有技術2中，如圖15所示，多個格柵狀的周期結構部60通過整周被鏡面部分61包圍而被劃分出來，沒有與鏡面部分61的區域外連通，因此，在應用於機械密封件的情況下，格柵狀的周期結構部60被面對的滑動件覆蓋而與被密封流體側不連通，從而，在機械密封件起動時，無法預先將存在於鏡面部分61的區域外的被密封流體導入到格柵狀的周期結構部60，並且，在起動後，被密封流體導入到格柵狀的周期結構部60的導入量也談不上充分。進而，得到如下啟示:如果使格柵狀的周期結構部60形成於比鏡面部分61深的部位，則能夠保持的油膜量增大，但是，在滑動時周期結構部60的側方防洩漏效果降低，因此不能太深。
[0008]總之，在現有技術2中，沒有得到用作機械密封件的啟示，另外，即使在機械密封件中使用，也沒有公開這樣的技術思想:在機械密封件起動時，積極地將被密封流體導入到格柵狀的周期結構部60，並且，不會向大氣側洩漏。
[0009]另外，在現有技術3中，如圖16 (a)所示，是圓盤體70的滑動面和環狀體71的滑動面在潤滑劑下相對滑動的軸承等的滑動面結構，如圖16 (b)所示，在圓盤體70的滑動面72，沿滑動方向形成有多個由多個凹凸構成的格柵部73a、73b，所述格柵部73a、73b通過整周被滑動面72包圍而劃分開，如圖16 (c)所示，沿滑動方向相鄰的格柵部73a、73b的周期結構的方向相對於滑動方向對稱，但是，沒有公開如何應用於軸承以外的滑動面，假設應用於機械密封件，關於圓盤體70的滑動面72的格柵部73a、73b與被密封流體側連通這一點並沒有公開，因此，沒有公開在機械密封件起動時和起動後積極地將被密封流體導入到格柵部73a、73b這樣的技術思想。此外，由于格柵部73a、73b與滑動面72形成於大致同一個面，因此存在這樣的問題:無法將被密封流體導入到格柵部73a、73b，在起動時和起動後無法充分地進行滑動面的潤滑。
[0010]在先技術文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:再公表W02009/087995號公報
[0013]專利文獻2:日本特開2007-69300號公報
[0014]專利文獻3:日本特開2009-14183號公報

【發明內容】

[0015]發明要解決的課題
[0016]本發明是為了解決現有技術的問題而完成的，其目的在於提供一種機械密封件，在靜止時不洩漏，在包括旋轉初期在內的旋轉時藉助流體潤滑進行工作並防止洩漏，從而能夠兼顧密封和潤滑。
[0017]用於解決問題的手段
[0018]為了實現上述目的，本發明的機械密封件中，固定於固定側的圓環狀的固定環、和與旋轉軸一起旋轉的圓環狀的旋轉環對置並使各滑動面相對旋轉，由此密封存在於進行該相對旋轉滑動的所述滑動面的徑向的一側的被密封流體，該機械密封件的第I特徵在於，
[0019]在所述固定環的滑動面和旋轉環的滑動面中的任一方上，以與被密封流體收納空間連通的方式形成有在圓周方向上分離的多個被密封流體收納塊，
[0020]在所述多個被密封流體收納塊的底部形成有泵浦部，所述泵浦部通過固定環與旋轉環的相對旋轉滑動而產生泵浦作用，
[0021]在所述多個被密封流體收納塊的底部形成的泵浦部具備:吸入泵浦部，其向吸入被密封流體的方向進行作用；和排出泵浦部，其向排出被密封流體的方向進行作用。[0022]根據該特徵，在靜止時，固定環和旋轉環的滑動面之間成為固體接觸狀態，因此，利用在圓周方向上連續的滑動面來防止洩漏，由此維持密封性，並且，在起動時，將被密封流體導入到被密封流體收納塊內的空間，由此能夠迅速地形成潤滑流體膜，從而能夠降低滑動面的滑動扭矩以減少磨損。進而，在運轉時，將被密封流體導入到具備吸入泵浦部的被密封流體收納塊內，使被密封流體通過滑動面而送入到排出泵浦部，該排出泵浦部位於被滑動面分離開的位置，從而使該被密封流體返回到被密封流體側，由此，能夠在確保滑動面的潤滑性的同時防止洩漏以保持密封性。
[0023]另外，本發明的機械密封件的第2特徵在於，在第I特徵的基礎上，當在所述固定環的滑動面和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的滑動面上設有被密封流體收納塊的情況下，該被密封流體收納塊位於滑動面的徑向的一部分，該被密封流體收納塊形成為經由外周側或內周側與被密封流體收納空間直接連通。
[0024]另外，本發明的機械密封件的第3特徵在於，在第I特徵的基礎上，當在所述固定環的滑動面和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較大的滑動面上設有被密封流體收納塊的情況下，以留出滑動面的徑向的外側和內側的方式在滑動面的徑向的一部分形成該被密封流體收納塊，並且該被密封流體收納塊形成為，被密封流體收納塊的被密封流體側的一部分不被面對的滑動面覆蓋。
[0025]根據第2、第3特徵，能夠容易地進行下述動作:將被密封流體導入到被密封流體收納塊，或者，使被密封流體從被密封流體收納塊返回到被密封流體側。
[0026]另外，本發明的機械密封件的第4特徵在於，在第I至第3特徵中的任一特徵的基礎上，所述泵浦部呈線狀的凹凸的周期結構，所述線狀的凹凸形成為，該凹凸的方向相對於該滑動面的滑動方向傾斜規定的角度。
[0027]根據該特徵，由於能夠通過線狀的凹凸的周期結構獲得所需的泵浦作用，由此能夠容易地形成泵浦部。
[0028]另外，本發明的機械密封件的第5特徵在於，在第I至第4特徵中的任一特徵的基礎上，在所述多個被密封流體收納塊的底部形成的泵浦部形成為，相鄰的被密封流體收納塊的所述線狀的凹凸的方向相對於該滑動面的滑動方向對稱。
[0029]根據該特徵，適合於滑動面向正反兩個方向旋轉的情況。
[0030]另外，本發明的機械密封件的第6特徵在於，在第I至第5特徵中的任一特徵的基礎上，所述被密封流體收納塊和泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過照射皮秒雷射或飛秒雷射而形成的。
[0031]根據該特徵，能夠控制其方向性，還能夠控制加工位置，因此，能夠分成離散的小區間並在各區間形成所希望的周期結構。
[0032]另外，本發明的機械密封件的第7特徵在於，在第I至第5特徵中的任一特徵的基礎上，所述被密封流體收納塊和泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過壓型或刻印而形成的。
[0033]根據該特徵，能夠高效地形成線狀的凹凸的周期結構。
[0034]另外，本發明的機械密封件的第8特徵在於，在第I至第5特徵中的任一特徵的基礎上，所述被密封流體收納塊是通過蝕刻而形成的，泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過照射皮秒照射或飛秒照射而形成的。[0035]另外，本發明的機械密封件的第9特徵在於，在第I至第5特徵中的任一特徵的基礎上，所述被密封流體收納塊是通過鍍層或成膜而形成的，泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過照射皮秒雷射或飛秒雷射而形成的。
[0036]根據第8和第9特徵，能夠通過適合於製造設備的方法靈活地形成被密封流體收納塊和線狀的凹凸的周期結構。
[0037]另外，本發明的機械密封件的第10特徵在於，在第I至第8特徵中的任一特徵的基礎上，在將形成於所述固定環的滑動面與旋轉環的滑動面之間的液膜厚度設為h的情況下，將泵浦部的凹凸的頂點連結起來的假想平面距滑動面的深度dl被設定為dl = 0.1h?IOh的範圍，並且，泵浦部的凹凸的深度d2被設定為d2 = 0.1h?IOh的範圍。
[0038]根據該特徵，能夠獲得與液膜厚度相應的最佳的泵浦部。
[0039]另外，本發明的機械密封件的第11特徵在於，在第I至第10特徵中的任一特徵的基礎上，所述吸入泵浦部和排出泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸在圓周方向或/和徑向上分別任意地傾斜。
[0040]另外，本發明的機械密封件的第12特徵在於，在第11特徵的基礎上，所述吸入泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向對象側滑動部件的旋轉方向逐漸變高，排出泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向對象側滑動部件的旋轉方向逐漸變低。
[0041]另外，本發明的機械密封件的第13特徵在於，在第11或12特徵的基礎上，所述吸入泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向內周方向逐漸變低，排出泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向外周方向逐漸變低。
[0042]根據第11至第13特徵，在吸入泵浦部中，能夠進一步導入被密封流體並將其送入到排出泵浦部，並且，在排出泵浦部中，能夠進一步使送入的被密封流體返回到被密封流體側。
[0043]另外，本發明的機械密封件的第14特徵在於，在第I至第13特徵中的任一特徵的基礎上，在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述吸入泵浦部的泵浦容量與排出泵浦部的泵浦容量被設定為相等，或者其中任一方的泵浦容量設定得大。
[0044]另外，本發明的機械密封件的第15特徵在於，在第4至第14特徵中的任一特徵的基礎上，在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述排出泵浦部的線狀的凹凸的間距形成得比吸入泵浦部的線狀的凹凸的間距小。
[0045]另外，本發明的機械密封件的第16特徵在於，在第4至第15特徵中的任一特徵的基礎上，在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述排出泵浦部的線狀的凹凸的寬度或深度形成得比吸入泵浦部的線狀的凹凸的寬度或深度大。
[0046]另外，本發明的機械密封件的第17特徵在於，在第I至第16特徵中的任一特徵的基礎上，在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述排出泵浦部的徑向的長度或圓周方向的長度形成得比吸入泵浦部的徑向的長度或圓周方向的長度大。
[0047]根據第14特徵，能夠使吸入泵浦部的泵浦容量與排出泵浦部的泵浦容量被設定為相等，或者其中任一方的泵浦容量設定得大，因此，能夠根據機械密封件的使用狀態自由設定吸入或排出的泵浦容量。
[0048]另外，根據第15至第17特徵，由於排出泵浦部的排出容量被設定得比吸入泵浦部的吸入容量大，因此，從吸入泵浦部等流入的被密封流體從排出泵浦部返回到被密封流體偵牝防止向大氣側洩漏。
[0049]另外，本發明的機械密封件的第18特徵在於，在第I至第17特徵中的任一特徵的基礎上，對形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部實施親水化加工。
[0050]根據該特徵，容易將被密封流體導入到泵浦部，還起到防汙效果。另外，通過在泵浦部設置親水性塗層來防止堆積物的產生，由此關係到預防洩漏。
[0051]另外，本發明的機械密封件的第19特徵在於，在第I至第18特徵中的任一特徵的基礎上，在所述固定環和旋轉環的滑動面的大氣側的滑動部中，至少對形成有泵浦部的滑動面的大氣側的滑動部實施疏水化加工。
[0052]根據該特徵，能夠進一步防止被密封流體向大氣側洩漏。
[0053]發明效果
[0054]本發明可以起到下面這樣的優異效果。
[0055](I)根據上述第I?第5特徵，在靜止時，固定環和旋轉環的滑動面之間成為固體接觸狀態，因此，利用在圓周方向上連續的滑動面來防止洩漏，由此維持密封性，並且，在起動時，將被密封流體導入到被密封流體收納塊內的空間，由此能夠迅速地形成潤滑流體膜，從而能夠降低滑動面的滑動扭矩以減少磨損。進而，在運轉時，將被密封流體導入到具備吸入泵浦部的被密封流體收納塊內，使被密封流體通過滑動面並將其送入到排出泵浦部，該排出泵浦部位於被滑動面分離開的位置，從而使該被密封流體返回到被密封流體側，由此，能夠在確保滑動面的潤滑性的同時防止洩漏以保持密封性。
[0056](2)根據上述第6?第9特徵，能夠容易且準確地設置泵浦部的線狀的凹凸的周期結構。
[0057](3)根據上述第10特徵，能夠使上述(I)的效果最佳。
[0058](4)根據上述第11?第13特徵，在吸入泵浦部中，能夠進一步導入被密封流體並將其送入到排出泵浦部，在排出泵浦部中，能夠進一步使送入的被密封流體返回到被密封流體側，因此能夠進一步提高密封性和潤滑性，
[0059](5)根據上述第14特徵，能夠將吸入泵浦部的泵浦容量與排出泵浦部的泵浦容量設定為相等，或者其中任一方的泵浦容量被設定得大，因此，能夠根據機械密封件的使用狀態自由設定吸入或排出的泵浦容量。
[0060]另外，根據上述第15至第17特徵，由於排出泵浦部的排出容量被設定得比吸入泵浦部的吸入容量大，因此，從吸入泵浦部等流入的被密封流體從排出泵浦部返回到被密封流體側，防止向大氣側洩漏。
[0061](6)根據上述第18特徵，容易將被密封流體導入到泵浦部，還起到防汙效果。另夕卜，通過在泵浦部設置親水性塗層來防止堆積物的產生，由此關係到預防洩漏。
[0062](7)根據上述第19特徵，能夠進一步防止被密封流體向大氣側洩漏。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]圖1是示出普通工業機械用的機械密封件的一個例子的主剖視圖。
[0064]圖2是示出水泵用的機械密封件的一個例子的主剖視圖。
[0065]圖3涉及本發明的實施方式1，是示出下述情況的俯視圖:在圖1和2所例示的那樣的機械密封件中，在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部。
[0066]圖4用於說明圖3的被密封流體收納塊和泵浦部，示出了運轉時的狀態，圖4 (a)是重要部位的放大俯視圖，圖4 (b)是沿圖4 (a)的X-X線的剖視圖。
[0067]圖5用於說明圖3和圖4的被密封流體收納塊和泵浦部，是從被密封流體側觀察的立體圖。
[0068]圖6涉及本發明的實施方式2，示出在圖1和2所例示的那樣的機械密封件的固定環的滑動面上形成的被密封流體收納塊和泵浦部，是以垂直於滑動面的面進行剖切的剖視圖。
[0069]圖7涉及本發明的實施方式3，是示出下述情況的剖視圖:在圖1和2所例示的那樣的機械密封件中，在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較大的旋轉環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部。
[0070]圖8涉及本發明的實施方式4，是用於說明泵浦部的其他例子的俯視圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0071]圖9涉及本發明的實施方式5，是用於說明泵浦部的其他例子的俯視圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0072]圖10涉及本發明的實施方式6，是用於說明泵浦部的其他例子的從被密封流體側觀察的立體圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0073]圖11涉及本發明的實施方式7，是用於說明泵浦部和滑動面的其他例子的俯視圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0074]圖12涉及本發明的實施方式7，是用於說明泵浦部和滑動面的多種例子的俯視圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0075]圖13涉及本發明的實施方式7，是用於說明泵浦部和滑動面的多種例子的俯視圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較大的旋轉環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0076]圖14是用於說明現有技術I的俯視圖。
[0077]圖15是用於說明現有技術2的俯視圖。
[0078]圖16是用於說明現有技術3的圖。
【具體實施方式】
[0079]參照附圖對用於實施本發明的機械密封件的形態詳細地進行說明，本發明並不受此限定和解釋，只要不脫離本發明的範圍，可以基於本領域人員的知識進行各種變更、修正、改良。
[0080]圖1是示出普通工業機械用的機械密封件的一個例子的主剖視圖。
[0081]圖1的機械密封件是對要從滑動面的外周朝向內周方向漏出的被密封流體進行密封的形式的內裝形式的機械密封件，圓環狀的旋轉環3和圓環狀的固定環6藉助於沿軸方向對該固定環6施力的波紋管7，在通過研磨等被鏡面加工成的滑動面S之間壓緊滑動，所述旋轉環3經由套筒2以能夠與旋轉軸I一體地旋轉的狀態設在對被密封流體側的泵輪(圖示省略)進行驅動的旋轉軸I側，所述固定環6以非旋轉狀態且能夠軸方向移動的狀態設在固定於泵的殼體4的密封罩5。即，該機械密封件防止被密封流體在旋轉環3和固定環6彼此的滑動面S上從旋轉軸I的外周向大氣側流出。
[0082]旋轉環3和固定環6代表性地由SiC (硬質材料)彼此或者SiC (硬質材料)和碳(軟質材料)的組合形成，但是，對於滑動材料，能夠採用作為機械密封件用滑動材料使用的材料。作為SiC，以將硼、鋁、碳等作為燒結輔助劑的燒結體為代表，存在成分、組成不同的由兩種以上的相構成的材料、例如分散有石墨粒子的SiC、由SiC和Si構成的反應燒結SiC、SiC-TiC、SiC-TiN等，作為碳，以混合碳質和石墨質的碳為代表，能夠利用樹脂成型碳、燒結碳等。另外，除了上述滑動材料以外，也能夠應用金屬材料、樹脂材料、表面改性材料(塗層材料)、複合材料等。
[0083]圖2是示出水泵用的機械密封件的一個例子的主剖視圖。
[0084]圖2的機械密封件是對要從滑動面的外周朝向內周方向漏出的冷卻水進行密封的形式的內裝形式的機械密封件，圓環狀的旋轉環3和圓環狀的固定環6藉助於沿軸方向對該固定環6施力的螺旋波浪形彈簧8和波紋管9，在通過研磨等被鏡面加工成的滑動面S之間壓緊滑動，所述旋轉環3經由套筒2以能夠與該旋轉軸I 一體地旋轉的狀態設在對冷卻水側的泵輪(圖示省略)進行驅動的旋轉軸I側，所述固定環6以非旋轉狀態且能夠軸方向移動的狀態設於泵的殼體4。即，該機械密封件防止冷卻水在旋轉環3和固定環6彼此的滑動面S上從旋轉軸I的外周向大氣側流出。
[0085](實施方式I)
[0086]圖3涉及本發明的實施方式1，是示出下述情況的一個實施方式的俯視圖:在圖1和2所例示的那樣的機械密封件中，在固定環6和旋轉環3的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環6的滑動面S形成有被密封流體收納塊和泵浦部。
[0087]在圖3中，在固定環6的滑動面S上，在圓周方向上分離的多個被密封流體收納塊10位於滑動面S的徑向的一部分，且形成為經由外周側與被密封流體收納空間直接連通。
[0088]另外，在被密封流體側存在於旋轉環3和固定環6的內側的外裝形的機械密封件的情況下，被密封流體收納塊10隻要位於滑動面S的徑向的一部分且形成為經由內周側與被密封流體收納空間直接連通即可。
[0089]被密封流體收納塊10的徑向寬度a約為滑動面S的徑向寬度A的1/3~2/3，另外，被密封流體收納塊10的周向角度範圍b被設定成:與存在於相鄰的被密封流體收納塊IOUO之間的滑動面的角度範圍B相同或比其稍大。
[0090]為了使機械密封件低摩擦化，取決於被密封流體的種類、溫度等，但通常在滑動面之間需要約為0.1 μ m~10 μ m的液膜。為了得到該液膜，如上所述，在滑動面S上配置有在圓周方向上獨立的多個被密封流體收納塊10，在該多個被密封流體收納塊10的底部形成有通過固定環6與旋轉環3之間的相對旋轉滑動而產生泵浦作用的泵浦部11。該泵浦部11具備:向吸入被密封流體的方向進行作用的吸入泵浦部Ila ;和向排出被密封流體的方向進行作用的排出泵浦部lib。[0091]如後述的圖5所詳細說明的那樣，在各個泵浦部11形成有相互平行且隔開一定間距的多個線狀凹凸(本發明中，也稱作「線狀凹凸的周期結構」。)，該凹凸是例如通過飛秒雷射形成的細微結構。
[0092]另外，在本發明中，「線狀的凹凸」中，除了直線狀的凹凸之外，還包含在形成直線狀的凹凸的過程中出現的稍微彎曲的凹凸或曲線狀的凹凸。
[0093]圖4用於說明圖3的被密封流體收納塊和泵浦部，示出了運轉時的狀態，圖4 (a)是重要部位的放大俯視圖，圖4 (b)是沿圖4 (a)的X-X線的剖視圖。
[0094]在圖4中，固定環6由實線表示，並且，作為對象側滑動部件的旋轉環3由雙點劃線表示，旋轉環3沿R方向旋轉。
[0095]如圖4 (a)所示，多個被密封流體收納塊10與在圓周方向上相鄰的被密封流體收納塊10由滑動面S分離開，並且，由於滑動面S而與大氣側不連通。另外，如圖4(b)所示，被密封流體收納塊10形成在滑動面S的徑向的一部分，被密封流體收納塊10呈凹狀以能夠收納被密封流體，且在與滑動面S之間具有階梯差，並且經由外周側12與被密封流體收納空間直接連通。因此，在靜止時，固定環6和旋轉環3的滑動面之間成為固體接觸狀態，所以利用在圓周方向上連續的滑動面維持密封性，並且，在起動時，如在圖4 Ca)中由雙點劃線的箭頭所示，向被密封流體收納塊10導入被密封流體。
[0096]此外，如圖4 (a)所示，在泵浦部11形成的線狀凹凸(作為線狀凹凸，在圖中示出了代表性的直線狀凹凸。以下相同。)形成為相對於滑動面S的滑動方向、換而言之相對於滑動面S的旋轉切線方向以規定的角度0 (在曲線狀凹凸的的情況下是切線所成的角度。以下相同。)傾斜。優選的是，規定的角度e相對於滑動面s的旋轉切線在內徑方向和外徑方向這兩個方向上分別是10°?80°的範圍。
[0097]多個被密封流體收納塊10各自的泵浦部11的線狀凹凸相對於旋轉切線的傾斜角度e可以都相同，也可以每個泵浦部Ii都不同。可是，與該傾斜角度e相應地影響滑動面s的滑動特性，因此，為了獲得穩定的滑動特性，根據所要求的潤滑性或滑動條件等將各泵浦部Ii的凹凸的傾斜角度統一為適當的特定的傾斜角度0是有效的。
[0098]因此，如果滑動面S的旋轉滑動方向是單向的，則多個泵浦部11各自的凹凸相對於旋轉切線的傾斜角度0被限定為最佳的特定角度。
[0099]另外，如果滑動面S的旋轉滑動方向是正反兩個方向的，則希望使下述這樣的第I泵浦部和第2泵浦部混合，該第I泵浦部具有以第I角度相對於旋轉切線傾斜的凹凸，該第I角度是在向一個方向旋轉時形成適當的滑動特性的角度，該第2泵浦部具有以第2角度相對於旋轉切線傾斜的凹凸，該第2角度是在向與所述一個方向相反的方向旋轉時形成適當的滑動特性的角度。如果是這樣的結構，在滑動面S向正反兩個方向旋轉時，分別能夠獲得適當的滑動特性。
[0100]更具體來說，在滑動面S向正反兩個方向旋轉的情況下，吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Iib的各個凹凸的傾斜角度e優選形成為相對於旋轉切線對稱那樣的角度。
[0101]並且，吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb優選形成為沿滑動面S的周向交替地配置。
[0102]圖1和圖2所示的滑動面S是適合於這種滑動面S向兩個方向旋轉的情況的滑動面S的結構。[0103]另外，吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb也可以不是沿滑動面S的周向交替地配置，例如，可以以兩個吸入泵浦部11a、一個排出泵浦部Ilb這樣的比例配置，或者以相反的比例配置。
[0104]泵浦部11是以規定的間距高精度地配置有多個相互平行且隔開一定間距的線狀凹凸的結構(線狀凹凸的周期結構)，所述泵浦部11是例如利用飛秒雷射在滑動面S的規定的區域嚴密地劃分區間、並在各區間中高精度地控制凹凸的方向而形成的。
[0105]在以接近加工閾值的照射強度向基板照射直線偏光的雷射時，由於入射光與沿著基板的表面的散射光或等離子體波的幹涉，與偏光方向垂直地自組織地形成具有波長等級的間距和槽深的凹凸狀的周期結構。此時,一邊使飛秒雷射重疊,一邊進行操作，由此,能夠在表面形成其周期結構圖案。
[0106]在這樣的利用飛秒雷射形成的線狀凹凸的周期結構中，由於能夠實現其方向性的控制，且還能夠實現加工位置的控制，因此，能夠分成離散的小區間並在各區間形成所希望的周期結構。即，如果一邊使圓環狀的機械密封滑動件的滑動面旋轉一邊採用該方法，則能夠在滑動面上選擇性地形成細微的周期圖案。並且，通過利用飛秒雷射的加工方法，能夠形成對提高機械密封件的潤滑性和減少洩漏有效的亞微米級深度的凹凸。
[0107]所述被密封流體收納塊10和線狀凹凸的周期結構的形成並不限於飛秒雷射，也可以利用皮秒雷射或電子束。另外，所述被密封流體收納塊10和線狀凹凸的周期結構的形成也可以通過下述方式進行:使用具備線狀凹凸的周期結構的模具，一邊使圓環狀的機械密封滑動件的滑動面旋轉，一邊進行壓型或刻印。
[0108]此外，也可以為，通過蝕刻來形成所述被密封流體收納塊10和線狀凹凸的周期結構，然後，利用飛秒雷射等在被密封流體收納塊底部形成線狀凹凸的周期結構。此外，也可以為，利用飛秒雷射等在滑動面上僅形成線狀凹凸的周期結構，然後，在未形成線狀凹凸的周期結構的滑動面上進行鍍層或者成膜，由此形成被密封流體收納塊10。
[0109]圖5用於說明圖3和圖4的被密封流體收納塊和泵浦部，是從被密封流體側觀察的立體圖。
[0110]在固定環6和旋轉環3的滑動面之間，如圖4 (b)所示，在從旋轉初期起進行運轉時，形成厚度為0.1 ii m?10 ii m的液膜h,在這種情況下,如果在泵浦部11中取得將凹凸的頂點連結起來的假想平面，則與液膜h相對應，該假想平面被設定成比滑動面S低dl =0.1h?10h，假想平面成為與滑動面S形成階梯差dl的形狀。被密封流體被導入到通過該階梯差dl形成的被密封流體收納塊10內的空間，形成足夠的液膜。可是，僅形成足夠的液膜的話，會由於壓力差而發生洩漏。因此，在被密封流體收納塊10的底部形成泵浦部11，該泵浦部11使液體流動，以免被密封流體向大氣側洩漏。
[0111]在利用飛秒雷射的情況下，首先形成被密封流體收納塊10，然後接著形成泵浦部11。
[0112]另外，凹凸的頂點與底部之間的深度d2優選為d2 = 0.1h?IOh的範圍。
[0113]泵浦部11的線狀凹凸的間距p根據被密封流體的粘度來設定，但0.1ym?IOOym是優選的。在被密封流體的粘度高的情況下，增大間距p以使流體充分進入到槽內較好。
[0114]另外，在圖5中，泵浦部11形成為在圓周方向和徑向上與垂直於軸的面平行。[0115]如上所述，在靜止時，固定環6和旋轉環3的滑動面之間成為固體接觸狀態，因此，利用在圓周方向上連續的滑動面S來防止洩漏，由此維持密封性，並且，在起動時，將被密封流體導入到被密封流體收納塊10內的空間，由此能夠迅速地形成潤滑流體膜，從而能夠降低滑動面S的滑動扭矩以減少磨損。進而，在運轉時，將被密封流體導入到具備吸入泵浦部Ila的被密封流體收納塊10內，並將該被密封流體送入到位於隔著滑動面S分離的位置的、具備排出泵浦部Ilb的被密封流體收納塊10，藉助於排出泵浦部Ilb的作用使該被密封流體從該被密封流體收納塊10返回到被密封流體側(參照圖4 (a)的由雙點劃線表示的箭頭。)。通過這樣的被密封流體的流動，能夠確保滑動面S的潤滑性，並且，能夠防止洩漏以確保密封性。特別是，將泵浦部11的凹凸的頂點連結起來的假想平面被設定得比滑動面S低，假想平面成為與滑動面S具有階梯差dl的形狀，由此，在起動時，將被密封流體導入到通過階梯差dl形成的空間，由此能夠迅速地形成潤滑流體膜。
[0116](實施方式2)
[0117]圖6涉及本發明的實施方式2，是示出在圖1和2所例示的那樣的機械密封件的固定環6的滑動面S上形成的被密封流體收納塊10和泵浦部11的剖視圖。
[0118]在實施方式I中，泵浦部11形成為在圓周方向和徑向上與垂直於軸的面平行，但是在圖6中，在被密封流體收納塊10的底部形成的吸入泵浦部Ila在周方向上形成為:其線狀凹凸朝向作為對象側滑動件的旋轉環3的旋轉方向R逐漸變高，排出泵浦部Ilb在周方向上形成為:其線狀凹凸朝向作為對象側滑動件的旋轉環3的旋轉方向R逐漸變低。
[0119]這樣，線狀凹凸形成為:除了俯視觀察時相對於旋轉切線傾斜之外，在從側面觀察時還在周向上傾斜，因此，在吸入泵浦部Ila中，能夠進一步將被密封流體導入並送入到排出泵浦部11b，另外，在排出泵浦部Ilb中，能夠進一步使送入的被密封流體返回到被密封流體側。
[0120]在本例的情況下，在將形成於所述固定環和旋轉環的滑動面之間的液膜厚度設為h的情況下，只要將連結泵浦部的凹凸的頂點的假想平面的最深部和最淺部距滑動面的深度設定為進入到0.1h?IOh的範圍內即可。
[0121]在被密封流體收納塊10的底部形成的泵浦部11能夠根據需要在圓周方向或/和徑向上任意傾斜。例如，在如圖3所示那樣形成泵浦部11的情況下，可以考慮使吸入泵浦部Ila形成為朝向徑向內側逐漸變低，從而易於吸入被密封流體，並使排出泵浦部Ilb形成為朝向徑向內側逐漸變高，從而易於排出被密封流體。
[0122]在本例的情況下，在將形成於所述固定環和旋轉環的滑動面之間的液膜厚度設為h的情況下，也只要將連結泵浦部的凹凸的頂點的假想平面的最深部和最淺部距滑動面的深度設定為進入到0.1h?IOh的範圍內即可。
[0123](實施方式3)
[0124]圖7涉及本發明的實施方式3，是示出下述情況的一個實施方式的俯視圖:在圖1和2所例示那樣的機械密封件中，在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較大的旋轉環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部。
[0125]在圖7中，在旋轉環3和固定環6的滑動面中的、滑動面的徑向寬度較大的旋轉環3的滑動面S，形成有在圓周方向上分離的多個被密封流體收納塊10。所述多個被密封流體收納塊10是以留出滑動面S的徑向的外側和內側的方式在滑動面S的一部分形成的，並且形成為，被密封流體收納塊10的被密封流體側的一部分不被面對的固定環6的滑動面S覆蓋。因此，靜止時的密封性得以維持，並且，在起動時，被密封流體被導入到被密封流體收納塊10。
[0126]另外，在被密封流體側存在於旋轉環3和固定環6的內側的外裝形的機械密封件的情況下，只要配置成被密封流體收納塊10的徑向內側的一部分不被面對的固定環6的滑動面覆蓋即可。
[0127](實施方式4)
[0128]圖8涉及本發明的實施方式4，是用於說明泵浦部的其他例子的俯視圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0129]在機械密封件的滑動面S形成有相同容量的吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb的情況下，具有能夠在兩個旋轉方向的機械密封中利用的優點，但是在被密封流體的壓力較高的情況下，存在從吸入泵浦部Ila等流入的流入量超過從排出泵浦部Ilb排出的排出量而導致洩漏量增加的危險。
[0130]在圖8 (a)中，排出泵浦部Ilb的線狀凹凸的間距Pb形成得比吸入泵浦部Ila的線狀凹凸的間距Pa小，排出泵浦部Ilb的排出容量被設定得比吸入泵浦部Ila的吸入容量大。因此，從吸入泵浦部Ila等流入的被密封流體從排出泵浦部Ilb向被密封流體側排出，防止向大氣側洩漏。
[0131]另外，在圖8 (b)中，排出泵浦部Ilb的線狀凹凸的寬度或深度形成得比吸入泵浦部Ila的線狀凹凸的寬度或深度大，排出泵浦部Ilb的排出容量設定得比吸入泵浦部Ila的吸入容量大。因此，從吸入泵浦部Ila等流入的被密封流體從排出泵浦部Ilb返回到被密封流體側，防止向大氣側洩漏。
[0132](實施方式5)
[0133]圖9涉及本發明的實施方式5，是用於說明泵浦部的其他例子的俯視圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0134]在機械密封件的滑動面S上形成有相同容量的吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb的情況下，具有能夠在兩個旋轉方向的機械密封中利用的優點，但是在被密封流體的壓力較高的情況下，存在從吸入泵浦部Ila等流入的流入量超過從排出泵浦部Ilb排出的排出量而導致洩漏量增加的危險。
[0135]在圖9 (a)中，吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb的周向長度a相同，但是，排出泵浦部Ilb的徑向長度b』形成得比吸入泵浦部Ila的徑向長度b大，排出泵浦部Ilb的排出容量設定得比吸入泵浦部Ila的吸入容量大。因此，從吸入泵浦部Ila等流入的被密封流體從排出泵浦部Ilb返回到被密封流體側，防止向大氣側洩漏。
[0136]另外，在圖9 (b)中，吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb的徑向長度b相同，但是，排出泵浦部Ilb的周向長度a』形成得比吸入泵浦部Ila的周向長度a大，排出泵浦部Ilb的排出容量被設定得比吸入泵浦部Ila的吸入容量大。因此，從吸入泵浦部Ila等流入的被密封流體從排出泵浦部Ilb返回到被密封流體側，防止向大氣側洩漏。
[0137]此外，雖然未進行圖示，但是，也可以使排出泵浦部Ilb的周向長度或徑向長度形成得比吸入泵浦部Ila的周向長度或徑向長度大，從而將排出泵浦部Ilb的排出容量設定得比吸入泵浦部Ila的吸入容量大。
[0138](實施方式6)
[0139]圖10涉及本發明的實施方式6，是用於說明泵浦部的其他例子的從被密封流體側觀察的立體圖，示出了在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子。
[0140]在被密封流體收納塊10的底部形成的泵浦部11成為與被密封流體連通的結構，但是可以想到:由於被密封流體收納塊10的深度非常淺，因此吸入泵浦部Ila的被密封流體難以進入，並且，由於滑動面S的間隙較窄，因此，從吸入泵浦部Ila出來的被密封流體在進入排出泵浦部Ilb時也難以進入。另一方面，為了使泵浦部11發揮其能力，需要使被密封流體容易流入到泵浦部11。
[0141]在圖10中，以下述方式進行改善:沿著在被密封流體收納塊10的底部形成的泵浦部11 (吸入泵浦部Ila和排出泵浦部IIb)的凹凸部的表面實施親水化加工，通過控制潤溼性，使被密封流體變得容易流入到泵浦部11。
[0142]另外，在圖10中，雖然有可能看起來表示實施了親水化加工的陰影線填埋了泵浦部11的凹部，但是，陰影線是沿著凹凸部的表面添加的，泵浦部11的親水化加工是沿著凹凸部的表面來實施的。
[0143]作為該親水化的方法，存在以下的親水化方法。
[0144]( I)通過塗敷親水性物質實現的親水化
[0145](2)通過使表面極細微地粗糙(增加凹凸)，以使表面積增加，由此實現的親水化
[0146](3)基於使用光催化劑(包括等離子體處理)等的化學反應實現的親水化
[0147]作為塗層親水性物質的情況下的親水性塗層材料，可以列舉出二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯及二氧化鈦等陶瓷、脂肪酸酯、脂肪酸醚、硫酸酯、磷酸酯及硫酸酯類等有機物、以及在表面具有未水性基(脂肪酸、碳酸殘基等)的物質。
[0148]另外，作為塗層方法，存在塗敷、溶膠-凝膠法、等離子體處理、PVD (physicalvapor deposition:物理氣相沉積)、CVD (Chemical Vapor Deposition:化學氣相沉積)以及噴丸硬化，也可以是使用光催化劑的方法。
[0149]在泵浦部11設置親水性塗層的情況下，容易將被密封流體導入到泵浦部11，還具有防汙效果。另外，如果在泵浦部11附著有堆積物，則會導致洩漏，因此，通過設置親水性塗層來防止堆積物的產生，由此關係到預防洩漏。
[0150](實施方式7)
[0151]參照圖11至圖13，對本發明的實施方式7進行說明。
[0152]圖11是示出在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況的例子的圖，在滑動面S的大氣側的滑動部設有環狀的疏水性塗層16。
[0153]另外，在圖11中，示出了在泵浦部11 (吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb)設有實施方式6所示的親水性塗層15的情況，但這並不一定是必需的，當然也可以單獨設置疏水性塗層16。
[0154]在圖11的例子中，吸入泵浦部Ila和排出泵浦部Ilb是親水性的，因此可以促進被密封流體的導入，滑動面S的潤滑性變得良好，並且，由於大氣側的滑動部是疏水性的，因此可以防止被密封流體向大氣側洩漏。
[0155]圖12是示出在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較小的固定環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況下的各種疏水性塗層的例子的圖。
[0156]在圖12 Ca)中，在泵浦部11設有親水性塗層15，在設有泵浦部11的滑動面S的大氣側的滑動部設有環狀的疏水性塗層16。在設有疏水性塗層16的滑動面能夠形成疏水性塗層16的厚度的量的階梯差，但是，只要疏水性塗層16的厚度是滑動面S的液膜的厚度的程度，就不會對密封性產生影響。
[0157]在圖12 (b)中，在設有泵浦部11的滑動面S的大氣側的滑動部形成有環狀凹部，所述環狀凹部是切削掉與疏水性塗層16的厚度相應的量所得到的，在該環狀凹部中設有疏水性塗層16。因此，滑動面S為同一個面而不存在階梯差。
[0158]在圖12 (C)中，在設有泵浦部11的滑動面S的大氣側的滑動部形成有環狀凹部，所述環狀凹部是切削掉疏水性塗層16的厚度以上的量而得到的，在該環狀凹部中設有疏水性塗層16。在這種情況下，疏水性塗層16與對象側滑動件不接觸，但只要是I U m以下的間隙，就能夠充分防止被密封流體的洩漏。
[0159]在圖12(d)中，在各個滑動面S的大氣側的滑動部形成有環狀凹部，所述環狀凹部是切削掉與疏水性塗層16的厚度相應的量而得到的，在該環狀凹部中設有疏水性塗層16。在這種情況下，進一步防止被密封流體向大氣側的洩漏。
[0160]圖13是示出在固定環和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度較大的旋轉環的滑動面上形成有被密封流體收納塊和泵浦部的情況下的各種疏水性塗層的例子的圖。
[0161]在圖13 Ca)中，在泵浦部11設有親水性塗層15，在設有泵浦部11的滑動面S的大氣側的滑動部設有環狀的疏水性塗層16。在設有疏水性塗層16的滑動面能夠形成疏水性塗層16的厚度的量的階梯差，但是，只要疏水性塗層16的厚度是滑動面S的液膜的厚度的程度，就不會對密封性產生影響。
[0162]在圖13 (b)中，在設有泵浦部11的滑動面S的大氣側的滑動部形成有環狀凹部，所述環狀凹部是切削掉與疏水性塗層16的厚度相應的量而得到的，在該環狀凹部中設有疏水性塗層16。因此，滑動面S為同一個面而不存在階梯差。
[0163]在圖13 (C)中，在設有泵浦部11的滑動面S的大氣側的滑動部形成有環狀凹部，所述環狀凹部是切削掉疏水性塗層16的厚度以上的量而得到的，在該環狀凹部中設有疏水性塗層16。在這種情況下，疏水性塗層16與對象側滑動件不接觸，但只要是I U m以下的間隙，就能夠充分防止被密封流體的洩漏。
[0164]在圖13(d)中，在各個滑動面S的大氣側的滑動部形成有環狀凹部，所述環狀凹部是切削掉與疏水性塗層16的厚度相應的量而得到的，在該環狀凹部中設有疏水性塗層16。在這種情況下，進一步防止被密封流體向大氣側的洩漏。
[0165]以上，根據附圖對本發明的實施方式進行了說明，但具體的結構並不限定於這些實施方式，在不脫離本發明的主旨的範圍內的變更或追加也包含於本發明。
[0166]例如，在所述實施方式4及5中，對下述情況進行了說明:在形成於多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，排出泵浦部的泵浦容量比吸入泵浦部的泵浦容量大，但是，根據機械密封件的使用狀態，也存在允許一定程度的洩漏的情況，在這樣的情況下，也可以增加潤滑的重度並且將吸入泵浦部的泵浦容量設定得比排出泵浦部的泵浦容量大。
[0167]標號說明
[0168]1:旋轉軸；
[0169]2:套筒；
[0170]3:旋轉環；
[0171]4:殼體；
[0172]5:密封罩；
[0173]6:固定環；
[0174]7:波紋管；
[0175]8:螺旋波浪形彈簧；
[0176]9:波紋管；
[0177]10:被密封流體收納塊；
[0178]11:泵浦部；
[0179]Ila:吸入泵浦部；
[0180]lib:排出泵浦部；
[0181]12:外周側;
[0182]15:親水性塗層；
[0183]16:疏水性塗層；
[0184]S:滑動面。
【權利要求】
1.一種機械密封件，其中，固定於固定側的圓環狀的固定環、和與旋轉軸一起旋轉的圓環狀的旋轉環對置並使各自的滑動面相對旋轉，由此密封存在於進行該相對旋轉滑動的所述滑動面的徑向的一側的被密封流體， 所述機械密封件的特徵在於， 在所述固定環的滑動面和旋轉環的滑動面中的任一方上，以與被密封流體收納空間連通的方式形成有在圓周方向上分離的多個被密封流體收納塊， 在所述多個被密封流體收納塊的底部形成有泵浦部，所述泵浦部通過固定環與旋轉環的相對旋轉滑動而產生泵浦作用， 在所述多個被密封流體收納塊的底部形成的泵浦部具備:吸入泵浦部，其向吸入被密封流體的方向進行作用；和排出泵浦部，其向排出被密封流體的方向進行作用。
2.根據權利要求1所述的機械密封件，其特徵在於， 當在所述固定環的滑動面和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度小的滑動面上設有被密封流體收納塊的情況下，該被密封流體收納塊位於滑動面的徑向的一部分，該被密封流體收納塊形成為經由外周側或內周側與被密封流體收納空間直接連通。
3.根據權利要求1所述的機械密封件，其特徵在於， 當在所述固定環的滑動面和旋轉環的滑動面中的、徑向寬度大的滑動面上設有被密封流體收納塊的情況下，以留出滑動面的徑向的外側和內側的方式在滑動面的一部分形成該被密封流體收納塊，並且該被密封流體收納塊形成為，被密封流體收納塊的被密封流體側的一部分不被面對的滑動面覆蓋。
4.根據權利要求1至3中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於，` 所述泵浦部呈線狀的凹凸的周期結構，所述線狀的凹凸形成為，該凹凸的方向相對於該滑動面的滑動方向傾斜規定的角度。
5.根據權利要求1至4中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 在所述多個被密封流體收納塊的底部形成的泵浦部形成為，相鄰的被密封流體收納塊的所述線狀的凹凸的方向相對於該滑動面的滑動方向對稱。
6.根據權利要求1至5中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 所述被密封流體收納塊和泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過照射皮秒雷射或飛秒雷射而形成的。
7.根據權利要求1至5中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 所述被密封流體收納塊和泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過壓型或刻印而形成的。
8.根據權利要求1至5中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 所述被密封流體收納塊是通過蝕刻而形成的，泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過照射皮秒雷射或飛秒雷射而形成的。
9.根據權利要求1至5中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 所述被密封流體收納塊是通過鍍層或成膜而形成的，泵浦部的線狀的凹凸的周期結構是通過照射皮秒雷射或飛秒雷射而形成的。
10.根據權利要求1至8中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 在將形成於所述固定環的滑動面與旋轉環的滑動面之間的液膜厚度設為h的情況下，將泵浦部的凹凸的頂點連結起來的假想平面距滑動面的深度dl被設定為dl = 0.1h~IOh的範圍，並且，泵浦部的凹凸的深度d2被設定為d2 = 0.1h~IOh的範圍。
11.根據權利要求1至10中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 所述吸入泵浦部和排出泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸在圓周方向或/和徑向上分別任意地傾斜。
12.根據權利要求11所述的機械密封件，其特徵在於， 所述吸入泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向對象側滑動部件的旋轉方向逐漸變高，排出泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向對象側滑動部件的旋轉方向逐漸變低。
13.根據權利要求11或12所述的機械密封件，其特徵在於， 所述吸入泵浦 部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向內周方向逐漸變低，排出泵浦部形成為:在側視觀察時，線狀的凹凸朝向外周方向逐漸變低。
14.根據權利要求1至13中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述吸入泵浦部的泵浦容量與排出泵浦部的泵浦容量被設定為相等，或者其中任一方的泵浦容量被設定得大。
15.根據權利要求4至14中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述排出泵浦部的線狀的凹凸的間距形成得比吸入泵浦部的線狀的凹凸的間距小。
16.根據權利要求4至15中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述排出泵浦部的線狀的凹凸的寬度或深度形成得比吸入泵浦部的線狀的凹凸的寬度或深度大。
17.根據權利要求1至16中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 在形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部中，所述排出泵浦部的徑向的長度或圓周方向的長度形成得比吸入泵浦部的徑向的長度或圓周方向的長度大。
18.根據權利要求1至17中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 對形成於所述多個被密封流體收納塊的底部的泵浦部實施了親水化加工。
19.根據權利要求1至18中的任意一項所述的機械密封件，其特徵在於， 在所述固定環的滑動面和旋轉環的滑動面的大氣側的滑動部中，至少對形成有泵浦部的滑動面的大氣側的滑動部實施了疏水化加工。
【文檔編號】F16J15/34GK103620277SQ201280031364
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年7月27日 優先權日:2011年8月5日
【發明者】長田晴裕, 井上秀行, 細江猛, 森宮大助, 德永雄一郎, 根岸雄大 申請人:伊格爾工業股份有限公司