[發明專利]滑動部件

有效

• 申請號: 201380027097.9
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN104321568B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 德永雄一郎
• 申請（專利權）人: 伊格爾工業股份有限公司
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34;F16C33/72
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,黃綸偉

技術領域

本發明涉及例如適用于機械密封件、軸承以及其它滑動部的滑動部件。特別是涉及使流體存在于滑動面來減少摩擦并且需要防止流體從滑動面泄漏的密封環或者軸承等滑動部件。

背景技術

在作為滑動部件的一個例子的機械密封件中，為了長期地維持密封性，必須兼顧“密封”與“潤滑”這樣相悖的條件。特別是，在近年，為了應對環境問題等，進一步提高了對低摩擦化的要求，以在防止被密封流體的泄漏的同時降低機械損失。作為低摩擦化的方法能夠這樣達成：通過旋轉使滑動面之間產生動壓，形成在存在有液膜的狀態下進行滑動的所謂的流體潤滑狀態。可是，在這樣的情況下，由于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。是軸承中所謂的側方泄漏，相當于密封時的泄漏。

在液體密封中，因為液體的粘度比氣體粘度大，因此，即使是平面之間，由于面的微小的波紋或粗糙的凹凸等也能夠得到動壓效果。因此，多采用以密封性能為優先的構造。另一方面，為了兼顧密封與潤滑，還設計了若干將所泄漏的液體拉回到高壓側的具有泵浦效果的機構。例如，在專利文獻1中公開了這樣的發明：在旋轉環的軸封面上在圓周方向上設置有將流體向高壓室側輸送的多個螺旋槽。

另外，作為與滑動部件相關的發明，已知這樣的發明：通過在滑動面的被密封流體側所形成的吸入構件，將被密封流體導入至滑動面，在將該導入的被密封流體經阻擋部蓄積在形成于滑動面的徑向外周側以及徑向內周側的2個凹痕部的同時在徑向內周側的凹痕部中產生泵浦，由此防止被密封流體從比2個凹痕部靠徑向內周側的密封面泄漏(參照專利文獻2)。

可是，在上述專利文獻1和2所記載的發明中，在密封件等的滑動面的內周和外周存在壓力差的情況下，需要與壓力對抗的泵浦作用，存在由于壓力大而無法將流體推回的情況。因此，在壓力差小的情況下，能夠防止泄漏，但是，在壓力差大的情況下，存在泄漏量增多這樣的問題。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-277941號公報(第5頁，圖6)

專利文獻2：日本特開2005-180652號公報

發明內容

發明要解決的課題

如普通的機械密封件那樣，已知：在2個部件各自的滑動面由平滑面構成的情況下，在滑動面之間不僅形成有被密封流體的膜，還形成有在流體中產生的氣穴的相(參照Hamilton,Walowit,Allen：A.S.M.E.Paper?No.65-Lub-11(1965))。即，在滑動面之間形成有由液體(被密封流體)構成的相(以下，稱作液相)和由氣體構成的相(以下，稱作氣相)。

另外，如圖1所示，普遍公知：在形成于滑動面S的凹痕等凹陷部分10中會產生與氣穴相伴隨的筋狀的流體流20。

本發明的目的在于提供一種滑動部件，其中，通過控制在形成于滑動面的凹痕等凹陷部分(在本說明書中稱作“凹痕”。)內產生的、與氣穴相伴隨的筋狀的流體流，由此能夠與滑動面的內外周的壓差的大小無關地防止泄漏。

用于解決問題的手段

(原理)

本發明人在進行關于機械密封件等的滑動面上的凹痕的流體潤滑作用的研究的過程中認識到：如圖2所示，如果在形成于滑動面的凹痕的底面上設置具有方向性的槽30，則能夠變更或控制在凹痕10內產生的氣穴區域的筋狀的流體流20的方向。這可以認為是：由于氣穴內部被粘性比液體足夠小的氣體填滿，因此流動性良好，氣穴內部的壓力變得固定，從而與滑動面的內外周的壓差無關地控制氣穴內部的筋狀流動。

即，可以認為是：在凹痕10的底面存在具有方向性的槽30的情況下，槽30的邊緣部分40作為幾何上的障礙壁對氣液界面進行作用，阻礙了筋狀流體流20在槽30上通過的移動，其結果是，筋狀流體流20沿著槽30的邊緣部分40移動一定程度，氣穴內部的筋狀流動被控制。

并且，關于邊緣部分在幾何上的障礙壁作用，在本申請人的專利申請即日本特開2011-185292號公報中詳細地進行了記載。

(手段)

為了達成上述目的，本發明的滑動部件的第1特征在于，在一對滑動部件的彼此相對滑動的一側的滑動面上設置有凹痕，在所述凹痕內的氣穴形成區域中設置了具有方向性的槽。