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滑动部件的制作方法

2022-10-26 20:21:23 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种在滑动面相对滑动的一对滑动部件,例如机械密封件、滑动轴承、其他适合于滑动部的滑动部件。特别是,涉及一种需要使流体夹存于滑动面来减小摩擦并且防止流体从滑动面泄漏的密封环或者轴承等滑动部件。


背景技术:

2.作为防止被密封流体泄漏的密封装置,已知由在滑动面相对滑动的一对滑动部件构成的密封装置(例如,机械密封件)。在这样的密封装置中,需要在滑动面间形成由被密封流体形成的流体润滑膜来减小滑动转矩并维持高密封性。并且,作为用于实现高密封性和低滑动转矩的一个方法,已知将多个凹穴(dimple)排列于滑动面的技术。
3.例如,已知:将在滑动面具有圆形的开口部的凹穴配置为排列于以该滑动部件的旋转中心为中心的虚拟圆周上,能实现高密封性和低滑动转矩。(例如,参照专利文献1)。
4.此外,已知:将具有端部为半圆状且呈细长矩形状的开口部的凹穴以规定的凹穴角度θ进行配置,将穿过凹穴中心的圆上的凹穴的圆周方向长度l1与该圆上的相邻的凹穴间的台面部的圆周方向长度l2的比l1/l2设为0.001≤l1/l2≤0.1,由此将凹穴整体的密封性和滑动转矩调整为最佳(例如,参照专利文献2)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2010-133496号公报
8.专利文献2:日本专利5456772号公报


技术实现要素:

9.发明所要解决的问题
10.在专利文献1的技术中,即使能在特定的运转条件下实现高密封性和低滑动转矩,也无法在宽的转速区域内实现高密封性和低滑动转矩。
11.此外,在专利文献2的技术中也同样,由于凹穴角度被固定,因此即使能在特定的运转条件下减少被密封流体的泄漏并减小滑动转矩,也无法在宽的转速区域内实现高密封性和低滑动转矩。特别是,在反转使用的情况下,存在密封性下降和滑动转矩增加的趋势。
12.本发明的目的在于提供一种滑动部件,在滑动面相对滑动的一对滑动部件中,即使在宽的转速范围内使用并且无论旋转方向如何都能实现高密封性和低滑动转矩。
13.用于解决问题的方案
14.为了解决上述课题,本发明的滑动部件是在滑动面彼此相对滑动的一对滑动部件,其特征在于,
15.至少一方的滑动面具备配置多个凹穴而成的凹穴组,所述凹穴的开口部的形状具有正交的长轴和短轴,
16.在所述凹穴组中,将所述凹穴配置为形成具有与所述滑动面的圆周的曲率不同的
曲率的曲线。
17.根据该特征,在凹穴组中,将凹穴配置为形成具有与滑动面的圆周的曲率不同的曲率的曲线,由此凹穴的角度沿着曲线逐渐变化。由此,凹穴组由具有不同的吸入效果和动压效果的凹穴构成,因此,作为凹穴组整体,能在宽的转速范围内发挥高密封性和低滑动转矩。
18.本发明的滑动部件的特征在于,
19.所述凹穴组包括第一凹穴组,所述第一凹穴组是将所述凹穴配置为形成朝向被密封流体侧凸的曲线而成的。
20.根据该特征,在第一凹穴组中,将凹穴配置为朝向被密封流体侧凸的曲线状,因此凹穴的角度沿着朝向被密封流体侧凸的曲线逐渐变化。由此,第一凹穴组由具有不同的吸入效果和动压效果的凹穴构成,因此,作为凹穴组整体,能在宽的转速范围内发挥高密封性和低滑动转矩,而且能容易地构成能进行双向旋转的凹穴组。
21.本发明的滑动部件的特征在于,
22.所述第一凹穴组配置于所述滑动面的泄漏侧。
23.根据该特征,将第一凹穴组配置于泄漏侧,由此第一凹穴组从泄漏侧吸入流体,因此能提高密封性。
24.本发明的滑动部件的特征在于,
25.所述凹穴组包括第二凹穴组,所述第二凹穴组是将所述凹穴配置为形成朝向泄漏侧凸的曲线而成的。
26.根据该特征,在第二凹穴组中,将凹穴配置为朝向泄漏侧凸的曲线状,因此,凹穴的角度沿着朝向泄漏侧凸的曲线逐渐变化。由此,第二凹穴组由具有不同的吸入效果和动压效果的凹穴构成,因此,作为凹穴组整体,能在宽的转速范围内发挥高密封性和低滑动转矩,而且能容易地构成能进行双向旋转的凹穴组。
27.本发明的滑动部件的特征在于,
28.所述第二凹穴组配置于所述滑动面的被密封流体侧。
29.根据该特征,将第二凹穴组配置于被密封流体侧,由此第二凹穴组从被密封流体侧吸入流体,对流体进行升压并向滑动面供给该流体,因此能在滑动面形成流体膜来减小滑动转矩。
30.本发明的滑动部件的特征在于,
31.所述凹穴组包括:第一凹穴组,所述第一凹穴组是将所述凹穴配置为形成朝向被密封流体侧凸的曲线而成的;以及第二凹穴组,所述第二凹穴组是将所述凹穴配置为形成朝向泄漏侧凸的曲线而成的。
32.根据该特征,在第一凹穴组中,将凹穴配置为朝向被密封流体侧凸的曲线状,在第二凹穴组中,将凹穴配置为朝向泄漏侧凸的曲线状,因此第一凹穴组和第二凹穴组能沿着各自的曲线改变凹穴的角度,因此,作为凹穴组整体,能在宽的转速范围内发挥高密封性和低滑动转矩,而且能容易地构成能进行双向旋转的凹穴组。
33.本发明的滑动部件的特征在于,
34.所述第一凹穴组配置于所述滑动面的泄漏侧,所述第二凹穴组配置于所述滑动面的被密封流体侧。
35.根据该特征,配置于泄漏侧的第一凹穴组能提高密封性,配置于被密封流体侧的第二凹穴组能提高润滑性,因此能设为具备较高的密封性和润滑性的滑动件。
36.本发明的滑动部件的特征在于,
37.所述滑动部件具备沿着周向延伸设置于所述第一凹穴组与所述第二凹穴组之间的周向槽。
38.根据该特征,通过沿着周向延伸设置于第一凹穴组与第二凹穴组之间的周向槽,能防止第一凹穴组与第二凹穴组的干涉。
39.本发明的滑动部件的特征在于,
40.所述滑动面具备由沿着径向延伸的台面部划分出的多个区域,所述凹穴组配置于所述区域。
41.根据该特征,在凹穴组内流动的流体被台面部阻挡而升压,因此能推开滑动面来提高润滑性。
附图说明
42.图1是表示将本发明的滑动部件应用于机械密封件的一个例子的纵剖视图。
43.图2是图1的w-w向视图,是表示本发明的实施例1的滑动部件的滑动面的一个例子的图。
44.图3是图1的w-w向视图,是表示本发明的实施例2的滑动部件的滑动面的一个例子的图。
45.图4是图1的w-w向视图,是表示本发明的实施例3的滑动部件的滑动面的一个例子的图。
46.图5是图1的w-w向视图,是表示本发明的实施例4的滑动部件的滑动面的一个例子的图。
47.图6是图1的w-w向视图,是表示本发明的实施例5的滑动部件的滑动面的一个例子的图。
48.图7是图1的w-w向视图,是表示本发明的实施例6的滑动部件的滑动面的一个例子的图。
49.图8是具有短轴和长轴的封闭曲线的一个例子。
具体实施方式
50.以下,参照附图,基于实施例示例性地说明用于实施本发明的方式。其中,只要没有特别明确的记载,本实施例中所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、该构成部件的相对配置等不意味着将本发明的范围仅限于此。
51.实施例1
52.参照图1和图2,对本发明的实施例1的滑动部件进行说明。在以下的实施例中,以作为滑动部件的一个例子的机械密封件为例进行说明,但不限于此,例如,也可以用作一边将润滑油密封于圆筒状滑动面的轴向一侧一边与旋转轴滑动的轴承的滑动部件。需要说明的是,将构成机械密封件的滑动部件的外周侧设为被密封流体侧(高压流体侧),将内周侧设为泄漏侧(低压流体侧,例如大气侧)来进行说明。
53.图1是表示机械密封件1的一个例子的纵剖视图,是对欲从滑动面s的外周朝向内周方向泄漏的被密封流体进行密封的形式的内装形式的机械密封件,由旋转侧筒和固定侧筒构成。旋转侧筒具备:套筒2,嵌合于旋转轴10;圆环状的旋转侧密封环3,其为一方的滑动部件;以及填料(packing)8,对套筒2与旋转侧密封环3之间进行密封,旋转侧筒与旋转轴10一起旋转。
54.固定侧筒具备:壳体(housing)4,装配于箱体(casing)9;圆环状的固定侧密封环5,其为另一方的滑动部件;波纹管(bellows)7,对固定侧密封环5和壳体进行密封;以及螺旋波纹弹簧6,经由波纹管7对固定侧密封环5向旋转侧密封环3侧施力,壳体相对于箱体9在旋转方向和轴向上固定。
55.在具备以上的构成的机械密封件1中,旋转侧密封环3的滑动面s和固定侧密封环5的滑动面s彼此滑动来防止被密封流体从外周侧向内周侧流出。需要说明的是,图1中示出了旋转侧密封环3的滑动面的宽度比固定侧密封环5的滑动面的宽度宽的情况,但不限于此,当然在相反的情况下也能应用本发明。
56.旋转侧密封环3和固定侧密封环5的材质从在耐摩耗性上优异的碳化硅(sic)和在自润滑性上优异的碳等中选定,例如也可以是两者为sic或者旋转侧密封环3为sic而固定侧密封环5为碳的组合。
57.如图2所示,固定侧密封环5的滑动面s被从被密封流体侧起设置至泄漏侧的台面部r划分为规定数量(在图1的例子中为六个)的区域11。在各区域配设有凹穴组14。凹穴组14构成为多个凹穴12排列。此外,轴cl是将区域11左右对称地分割的径向轴。
58.在本发明中,凹穴12是指具有被平坦的滑动面s包围的开口部和从滑动面s凹陷的底部的凹陷部,凹穴12的开口部12a由具有正交的长轴l和短轴k的形状构成。此外,凹穴12彼此隔着台面部r分开配置。在本发明中,长轴l是穿过开口部12a的形状的图心g并且将开口部12a的最大宽度部分连接的虚拟的线。此外,短轴k是穿过图心g并且以与长轴l正交的方式连接开口部的虚拟的线。关于本实施例中的凹穴122的开口部,以具有正交的长轴l和短轴k的椭圆为例进行说明。然而,不限于椭圆,只要是具有正交的长轴和短轴的形状,也可以是卵形(ovalshape)、菱形、多边形或者如图8所示由任意的封闭曲线91、92、93、94构成的形状。
59.如图2所示,凹穴组14形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、
……
。此外,副凹穴组14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、
……
配置为使凹穴12的长轴l整齐排列而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线13。即,副凹穴组形成以与虚拟的曲线13相切的方式整齐排列配置有凹穴12的长轴l的形状。曲线13是朝向被密封流体侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴12最靠近被密封流体侧,配置于两端的凹穴12最靠近泄漏侧。此外,副凹穴组14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、
……
的配置于两端的凹穴12也可以配置为与泄漏侧周缘5a相切或者在泄漏侧周缘5a开口。而且,副凹穴组14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴12对称配置。以下,在本发明中,滑动面s的圆周表示距离滑动面s的中心c位于等距离的点的轨迹。
60.需要说明的是,在实施例1中,以使构成副凹穴组的凹穴12的长轴l与虚拟的曲线
13相切的方式使凹穴12的长轴l彼此靠近配置并整齐排列,但也可以将凹穴12的长轴l配置为相对于虚拟的曲线13倾斜规定的角度。此外,为了说明,只在图2的包围部示出了副凹穴组14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g的附图标记。配置于各区域11的副凹穴组的个数根据设计条件等来确定。
61.当如此构成的机械密封件1的旋转侧密封环3如图2所示地向逆时针方向旋转时,滑动面s之间的流体和凹穴12内的流体因其粘性而追随着旋转侧密封环3的移动方向移动。对于向凹穴12内流入的流体而言,其流路急剧扩大,在凹穴12的上游侧形成负压,产生气穴。不过,气穴内的负压的大小被流体的蒸汽压的值限制,因此不会成为较大的负压。此外,在凹穴12的下游侧,流路急剧缩小,由此,通过楔效应而产生正压(动压效果)。通过在凹穴12的上游侧产生的负压,凹穴12发挥将周围的流体吸入的吸入效果。另一方面,在凹穴12的下游侧产生的正压大于气穴内的负压,凹穴作为12整体,形成为正压。通过由配置于滑动面s的多个凹穴12产生的正压,滑动面s之间被推开,流体流入滑动面s而得到润滑功能。
62.当凹穴12从滑动面s的泄漏侧周缘5a起配设至被密封流体侧周缘5b时,凹穴组14能发挥将流体从泄漏侧吸入滑动面内的泵送效果来提高密封效果,此外,从被密封流体侧吸入高压的流体并向滑动面供给通过凹穴12的动压效果而进行了升压的流体,因此能提高流体润滑效果。特别是,当如图2的副凹穴组14a、14b、
……
那样将凹穴12配置为形成朝向被密封流体侧凸的曲线13的形状时,与在滑动面s的圆周方向上将凹穴配置为同心圆状的凹穴组相比,能提高凹穴组14的密封效果。
63.此外,凹穴12具有椭圆的开口部12a,该椭圆的开口部12a具有正交的长轴和短轴,因此根据长轴l的倾斜的不同,凹穴12的吸入效果和动压效果不同。在朝着周向配置有凹穴12的长轴l的情况下,凹穴12的保持流体的功能提高。在以相对于径向轴r倾斜约45
°
的方式配置有凹穴12的长轴l的情况下,吸入效果提高。此外,在朝着径向配置有凹穴12的长轴l的情况下,动压效果提高。如此,即使是具有相同的椭圆形状的凹穴12,也能通过改变凹穴12的长轴l的倾斜来增强吸入效果或者增强动压效果。
64.此外,在副凹穴组14a、14b、
……
中,凹穴12配置为形成曲线13的形状,因此各凹穴12的长轴l的角度沿着曲线13逐渐变化。由此,由于各凹穴12的长轴l的方向沿着曲线13逐渐变化,因此副凹穴组14a、14b、
……
由具有不同的吸入效果和动压效果的凹穴12构成。对于机械密封件1而言,即使在宽的转速范围内使用,在各个转速时都会由合适的凹穴12发挥较高的吸入效果和动压效果,因此,作为凹穴组14整体,发挥较高的密封性和润滑功能。
65.而且,副凹穴组14a、14b、
……
排列为形成向被密封流体侧凸的曲线13并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥较高的密封性和润滑功能。
66.如上所示,本发明的滑动部件起到以下的效果。
67.1.对于构成凹穴组14的凹穴12,由于在其上游侧形成负压,因此发挥吸入流体效果,并且由于通过下游侧的楔效应而进行了升压的流体向滑动面供给,因此发挥润滑功能。
68.2.当凹穴12从滑动面s的泄漏侧周缘5a起配设至被密封流体侧周缘5b时,凹穴组14能发挥将流体从泄漏侧吸入滑动面内的泵送效果,提高密封效果,此外,从被密封流体侧吸入高压的流体并向滑动面供给通过凹穴12的动压效果而进行了升压的流体,因此能提高流体润滑效果。
69.3.当如图2的副凹穴组14a、14b、
……
那样将凹穴12配置为形成朝向被密封流体侧
凸的曲线13的形状时,与在滑动面s的圆周方向上将凹穴配置为同心圆状的凹穴组相比,能提高凹穴组14的密封效果。
70.4.凹穴12具有椭圆的开口部12a,该椭圆的开口部12a具有正交的长轴和短轴,因此能通过改变长轴l的倾斜来改变凹穴12的吸入效果和动压效果的强度。由此,即使是具有相同的椭圆形状的凹穴12,也能通过改变凹穴12的长轴l的倾斜来增强吸入效果或者增强动压效果。
71.5.在副凹穴组14a、14b、
……
中,凹穴12配置为形成曲线13的形状,因此各凹穴12的长轴l的角度沿着曲线13逐渐变化。由此,由于各凹穴12的长轴l的方向沿着曲线13逐渐变化,因此副凹穴组14a、14b、
……
由具有不同的吸入效果和动压效果的凹穴12构成。对于机械密封件1而言,即使在宽的转速范围内使用,在各个转速时都会由合适的凹穴12发挥较高的吸入效果和动压效果,因此凹穴组14整体发挥较高的密封性和润滑功能。
72.6.凹穴组14排列为形成向被密封流体侧凸的曲线13并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥较高的吸入效果和动压效果。
73.实施例2
74.对本发明的实施例2的滑动部件进行说明。图3示出了实施例2的滑动部件的滑动面s,在副凹穴组24a、24b、
……
排列为形成向泄漏侧凸的曲线23这一点上与实施例1不同。其他构成与实施例1相同。以下,对与实施例1相同的构件、构成标注相同的附图标记,省略重复的说明。
75.如图3所示,固定侧密封环5的滑动面s被从被密封流体侧起设置至泄漏侧的台面部r划分为规定数量(在图3的例子中为六个)的区域21。在各区域配设有凹穴组24。凹穴组24构成为多个凹穴22排列。此外,轴cl是将区域21左右对称地分割的径向轴。
76.如图3所示,凹穴组24形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、
……
。副凹穴组24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、
……
配置为将凹穴22的长轴l整齐排列配置而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线23。即,副凹穴组形成将凹穴22的长轴l以与虚拟的曲线23相切的方式整齐排列配置而成的形状。曲线23是朝向泄漏侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴22最靠近泄漏侧,配置于两端的凹穴22最靠近被密封流体侧。此外,副凹穴组24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、
……
的配置于两端的凹穴22也可以配置为与被密封流体侧周缘5b相切或者在被密封流体侧周缘5b开口。而且,副凹穴组24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴22对称配置。需要说明的是,为了说明,只在图3的包围部示出了副凹穴组24a、24b、24c、24d、24e、24f的附图标记。配置于各区域21的副凹穴组的个数根据设计条件等来确定。
77.当如副凹穴组24a、24b、
……
那样,凹穴22被配置为靠近而形成曲线23的形状时,在相邻的凹穴22之间,吸入和排出连续反复进行。因此,当凹穴22从滑动面s的泄漏侧周缘5a起配设至密封流体侧周缘5b时,凹穴组24能发挥将流体从泄漏侧吸入滑动面内的泵送效果来减少泄漏。此外,从被密封流体侧吸入高压的流体并向滑动面供给通过凹穴22的动压效果而进行了升压的流体,因此能提高流体润滑效果。特别是,如图3所示,当如副凹穴组24a、24b、
……
那样将凹穴22配置为形成朝向泄漏侧凸的曲线23的形状时,能使凹穴组24的
流体润滑效果比密封效果强。
78.此外,在副凹穴组24a、24b、
……
中,凹穴22配置为形成曲线23的形状,因此各凹穴22的长轴l的角度沿着曲线23逐渐变化,因此各凹穴的吸入效果和动压效果也沿着曲线23逐渐变化。即,副凹穴组24a、24b、
……
配置有具有不同的吸入效果和动压效果的凹穴22,因此即使在宽的转速范围内使用,在各个转速时都存在发挥较高的吸入效果和动压效果的凹穴22。并且,通过将在径向上配置有多个副凹穴组24a、24b、
……
的凹穴组24配置于滑动面的各区域21,即使在宽的转速范围内使用,作为凹穴组24整体,也会发挥润滑功能。
79.而且,副凹穴组24a、24b、
……
排列为形成向被密封流体侧凸的曲线23并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥较高的润滑功能。
80.如上所述,实施例2的滑动部件起到以下的效果。
81.1.对于构成凹穴组24的凹穴22,由于在其上游侧形成负压,因此发挥吸入流体的功能,并且排出通过下游侧的楔效应而进行了升压的流体来发挥润滑功能。
82.2.当凹穴22从滑动面s的泄漏侧周缘5a起配设至被密封流体侧周缘5b时,凹穴组24能发挥将流体从泄漏侧吸入滑动面内的泵送效果来减少泄漏。此外,从被密封流体侧吸入高压的流体并向滑动面供给通过凹穴22的动压效果而进行了升压的流体,因此能提高流体润滑效果。
83.3.当如图3的副凹穴组24a、24b、
……
那样将凹穴22配置为形成朝向泄漏侧凸的曲线23的形状时,与在滑动面s的圆周方向上将凹穴配置为同心圆状的凹穴组相比,能提高凹穴组24的流体润滑效果。
84.4.凹穴22具有椭圆的开口部22a,该椭圆的开口部22a具有正交的长轴和短轴,因此能通过改变长轴l的倾斜来改变凹穴22的吸入效果和动压效果的强度。由此,即使是具有相同的椭圆形状的凹穴22,也能通过改变凹穴22的长轴l的倾斜来增强吸入效果或者增强动压效果。
85.5.在副凹穴组24a、24b、
……
中,凹穴22配置为形成曲线23的形状,因此各凹穴22的长轴l的角度沿着曲线23逐渐变化,因此各凹穴的吸入效果和动压效果也沿着曲线23逐渐变化。即,副凹穴组24a、24b、
……
配置有具有不同的吸入效果和动压效果的凹穴22,因此即使在宽的转速范围内使用,也会在各个转速时存在发挥较高的吸入效果和动压效果的凹穴22。并且,通过将在径向上配置有多个副凹穴组24a、24b、
……
的凹穴组24配置于滑动面的各区域21,即使在宽的转速范围内使用,作为凹穴组24整体,也会发挥润滑功能。
86.6.副凹穴组24a、24b、
……
排列为形成向被密封流体侧凸的曲线23并且以相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥较高的润滑功能。
87.实施例3
88.对本发明的实施例3的滑动件进行说明。图4示出了实施例3的滑动部件的滑动面s,在凹穴组34排列为使相邻的凹穴32的短轴k彼此靠近配置并整齐排列而形成向被密封流体侧凸的曲线33这一点与实施例1不同。其他构成与实施例1相同。以下,对与实施例1相同的构件、构成标注相同的附图标记,省略重复的说明。
89.如图4所示,固定侧密封环5的滑动面s被从被密封流体侧起设置至泄漏侧的台面部r划分为规定数量(在图4的例子中为六个)的区域31。在各区域配设有凹穴组34。凹穴组34构成为多个凹穴32排列。此外,轴cl是将区域31左右对称地分割的径向轴。
90.如图4所示,凹穴组34形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、
……
。副凹穴组34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、
……
配置为使凹穴32的短轴k整齐排列而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线33。即,副凹穴组形成将凹穴32的短轴k以与虚拟的曲线33相切的方式整齐排列配置而成的形状。曲线33是朝向被密封流体侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴32最靠近被密封流体侧,配置于两端的凹穴32最靠近泄漏侧。此外,副凹穴组34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、
……
的配置于两端的凹穴12也可以配置为与泄漏侧周缘5a相切或者在泄漏侧周缘5a开口。而且,副凹穴组34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴32对称配置。在此,曲线33是与凹穴32的短轴k相切的虚拟的曲线。需要说明的是,为了说明,只在图4的包围部示出了副凹穴组34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g的附图标记。配置于各区域31的副凹穴组的个数根据设计条件等来确定。
91.在实施例3中,通过朝着径向配置凹穴32的长轴l,能使凹穴32的动压效果比密封效果高。由此,作为滑动面s整体,能提高润滑效果,减小滑动转矩。
92.此外,当如图4的副凹穴组34a、34b、
……
那样将凹穴32配置为形成朝向被密封流体侧凸的曲线33的形状时,与在滑动面s的圆周方向上配置为同心圆状的凹穴组相比,能提高凹穴组34的密封效果。
93.此外,在副凹穴组34a、34b、
……
中,凹穴32配置为形成曲线33的形状,因此各凹穴32的短轴k的角度沿着曲线33逐渐变化。由此,各凹穴32的吸入效果和动压效果沿着曲线33逐渐变化。即,副凹穴组34a、34b、
……
配置有发挥不同的吸入效果和动压效果的凹穴32,因此即使在宽的转速范围内使用,在各个转速时都存在发挥较高的吸入效果和动压效果的凹穴32。并且,通过将在径向上配置有多个副凹穴组34a、34b、
……
的凹穴组34配置于滑动面的各区域31,即使在宽的转速范围内使用,作为凹穴组34整体,也会发挥较高的密封性和润滑功能。
94.而且,副凹穴组34a、34b、
……
排列为形成向被密封流体侧凸的曲线33并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥较高的密封性和润滑功能。
95.如上所示,实施例3的滑动部件不仅起到实施例1的效果,还起到以下的效果。
96.1.通过朝着径向配置凹穴32的长轴l,能使凹穴32的动压效果比密封效果高。由此,作为滑动面s整体,能提高润滑效果,减小滑动转矩。
97.2.当如图4的副凹穴组34a、34b、
……
那样将凹穴32配置为形成朝向被密封流体侧凸的曲线33的形状时,与在滑动面s的圆周方向上配置为同心圆状的凹穴组相比,能提高凹穴组34的密封效果。
98.实施例4
99.对本发明的实施例4的滑动件进行说明。图5示出了实施例4的滑动部件的滑动面s,在凹穴组44排列为使相邻的凹穴42的短轴k彼此靠近配置并整齐排列形成向泄漏侧凸的曲线43这一点上与实施例1不同。其他构成与实施例1相同。以下,对与实施例1相同的构件、构成标注相同的附图标记,省略重复的说明。
100.如图5所示,固定侧密封环5的滑动面s被从被密封流体侧起设置至泄漏侧的台面
部r划分为规定数量(在图5的例子中为六个)的区域41。在各区域配设有凹穴组44。凹穴组44构成为多个凹穴42排列。此外,轴cl是将区域41左右对称地分割的径向轴。
101.如图5所示,凹穴组44形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组44a、44b、44c、44d、44e、44f、44g、
……
。副凹穴组44a、44b、44c、44d、44e、44f、44g、
……
配置为使凹穴42的短轴k整齐排列而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线43。即,副凹穴组形成将凹穴42的短轴k以与虚拟的曲线43相切的方式整齐排列配置而成的形状。曲线43是朝向泄漏侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组44a、44b、44c、44d、44e、44f、44g、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴42最靠近泄漏侧,配置于两端的凹穴42最靠近被密封流体侧。此外,副凹穴组44a、44b、44c、44d、44e、44f、44g、
……
的配置于两端的凹穴42也可以配置为与被密封流体侧周缘5b相切或者在被密封流体侧周缘5b开口。而且,副凹穴组44a、44b、44c、44d、44e、44f、44g、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴42对称配置。需要说明的是,为了说明,只在图5的包围部示出了副凹穴组44a、44b、44c、44d、44e、44f、44g的附图标记。配置于各区域41的副凹穴组的个数根据设计条件等来确定。
102.通过朝着径向配置凹穴42的长轴l,能使凹穴42的动压效果比密封效果高。由此,作为滑动面s整体,能提高润滑效果,减小滑动转矩。
103.当如图5的副凹穴组44a、44b、
……
那样将凹穴42配置为呈朝向泄漏侧凸的曲线43的形状时,与在滑动面s的圆周方向上将凹穴配置为同心圆状的凹穴组相比,能提高凹穴组44的流体润滑效果。
104.此外,在副凹穴组44a、44b、
……
中,凹穴42被配置为形成曲线43的形状,因此各凹穴42的长轴l的角度沿着曲线43逐渐变化。由此,各凹穴42的吸入效果和动压效果沿着曲线43逐渐变化。即,副凹穴组44a、44b、
……
配置有发挥不同的吸入效果和动压效果的凹穴42,因此即使在宽的转速范围内使用,在各个转速时都存在发挥较高的吸入效果和动压效果的凹穴42。并且,通过将在径向上配置有多个副凹穴组44a、44b、
……
的凹穴组44配置于滑动面的各区域41,即使在宽的转速范围内使用,作为凹穴组44整体,也会发挥较高的密封性和润滑功能。
105.而且,副凹穴组44a、44b、
……
排列为形成向泄漏侧凸的曲线43并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥较高的密封性和润滑功能。
106.如上所述,实施例4的滑动部件不仅起到实施例2的效果,还起到以下的效果。
107.1.通过朝着径向配置凹穴42的长轴l,能使凹穴42的动压效果比密封效果高。由此,作为滑动面s整体,能提高润滑效果,减小滑动转矩。
108.2.当如图5的副凹穴组44a、44b、
……
那样将凹穴42配置为形成朝向泄漏侧凸的曲线43的形状时,与在滑动面s的圆周方向上将凹穴配置为同心圆状的凹穴组相比,能提高凹穴组44的流体润滑效果。
109.实施例5
110.对本发明的实施例5的滑动件进行说明。图6示出了实施例5的滑动部件的滑动面s,在具备以形成朝向被密封流体侧凸的曲线53的方式排列于泄漏侧的凹穴组54和以形成朝向泄漏侧凸的曲线58的方式排列于被密封流体的凹穴组59这一点上与实施例1不同。其他构成与实施例1相同。以下,对与实施例1相同的构件、构成标注相同的附图标记,省略重
复的说明。
111.如图6所示,固定侧密封环5的滑动面s被从被密封流体侧起设置至泄漏侧的台面部r划分为规定数量(在图6的例子中为六个)的区域51。在各区域配设有凹穴组54、59。凹穴组54构成为多个凹穴52排列,凹穴组59构成为多个凹穴57排列。此外,轴cl是将区域51左右对称地分割的径向轴。
112.在滑动面s的泄漏侧配置有凹穴组54。凹穴组54形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组54a、54b、54c、54d、
……
。此外,副凹穴组54a、54b、54c、54d、
……
配置为使凹穴52的长轴l整齐排列而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线53。即,副凹穴组形成为将凹穴52的长轴l以与虚拟的曲线53相切的方式整齐排列配置而成的形状。曲线53是朝向被密封流体侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组54a、54b、54c、54d、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴52最靠近被密封流体侧,配置于远离轴cl的两端的凹穴52最靠近泄漏侧。此外,副凹穴组54a、54b、54c、54d、
……
的配置于两端的凹穴52也可以配置为与泄漏侧周缘5a相切或者在泄漏侧周缘5a开口。而且,副凹穴组54a、54b、54c、54d、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴52对称配置。需要说明的是,为了说明,只在图6的包围部示出了副凹穴组54a、54b、54c、54d的附图标记。配置于各区域51的副凹穴组的个数根据设计条件等来确定。
113.在滑动面s的被密封流体侧配设有凹穴组59。凹穴组59形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组59a、59b、59c、
……
。副凹穴组59a、59b、59c、
……
配置为使凹穴57的长轴l整齐排列而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线58。即,副凹穴组形成将凹穴57的长轴l以与虚拟的曲线58相切的方式整齐排列配置而成的形状。曲线58是朝向泄漏侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组59a、59b、59c、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴57最靠近泄漏侧,配置于两端的凹穴57最靠近被密封流体侧。此外,副凹穴组59a、59b、59c、
……
的配置于两端的凹穴57也可以配置为与被密封流体侧周缘5b相切或者在被密封流体侧周缘5b开口。而且,副凹穴组59a、59b、59c、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴57对称配置。需要说明的是,为了说明,只在图6的包围部示出了副凹穴组59a、59b、59c的附图标记。
114.与在滑动面s的圆周方向上排列为同心圆状的凹穴相比,设于滑动面s的泄漏侧并且排列为形成朝向被密封流体侧凸的曲线53的凹穴组54发挥更高的密封性。此外,与在滑动面s的圆周方向上排列为同心圆状的凹穴相比,设于滑动面s的被密封流体侧并且排列为形成朝向滑动面s的泄漏侧凸的曲线58的凹穴组59发挥更高的润滑效果。通过在这样的滑动面s配置在密封性上优异的凹穴组54和在润滑性能上优异的凹穴组59,机械密封件1能发挥优异的密封性和润滑性。
115.凹穴组54排列为形成向被密封流体侧凸的曲线53并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也能发挥高密封性。此外,凹穴组59排列为形成向泄漏侧凸的曲线58并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥润滑功能,因此能与旋转方向无关地发挥较高的密封性能和润滑性能。
116.如上所述,实施例5的滑动部件不仅起到实施例1和实施例2的效果,还起到以下的
效果。
117.1.与在滑动面s的圆周方向上排列为同心圆状的凹穴相比,设于滑动面s的泄漏侧并且排列为形成朝向被密封流体侧凸的曲线53的凹穴组54能发挥更高的密封性。此外,与在滑动面s的圆周方向上排列为同心圆状的凹穴相比,设于滑动面s的被密封流体侧并且排列为形成朝向滑动面s的泄漏侧凸的曲线58的凹穴组59发挥更高的润滑效果。
118.2.凹穴组54排列为相对于轴cl实质对称,因此,此外,凹穴组59排列为相对于轴cl实质对称,能与旋转方向无关地发挥较高的密封性能和润滑性能。
119.实施例6
120.对本发明的实施例6的滑动件进行说明。图7示出了实施例6的滑动部件的滑动面s,在以形成朝向被密封流体侧凸的曲线63的方式排列于泄漏侧的凹穴组64与以形成朝向泄漏侧凸的曲线68的方式排列于被密封流体的凹穴组69之间具备槽部这一点上与实施例5不同。其他构成与实施例5相同。以下,对与实施例5相同的构件、构成标注相同的附图标记,省略重复的说明。
121.如图7所示,固定侧密封环5的滑动面s被从被密封流体侧起设置至泄漏侧的台面部r划分为规定数量(在图7的例子中为六个)的区域61。在各区域配设有凹穴组64、69。凹穴组64构成为多个凹穴62排列,凹穴组69构成为多个凹穴67排列。此外,轴cl是将区域61左右对称地分割的径向轴。
122.在滑动面s的泄漏侧,与实施例5相同地配设有排列为形成朝向被密封流体侧凸的曲线63的凹穴组64。凹穴组64形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组64a、64b、64c、64d、
……
。副凹穴组64a、64b、64c、64d、
……
配置为使凹穴62的长轴l整齐排列而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线63。曲线63是朝向被密封流体侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组64a、64b、64c、64d、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴62最靠近被密封流体侧,配置于两端的凹穴62最靠近泄漏侧。此外,副凹穴组64a、64b、64c、64d、
……
的配置于两端的凹穴62也可以配置为与泄漏侧周缘5a相切或者在泄漏侧周缘5a开口。而且,副凹穴组64a、64b、64c、64d、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴62对称配置。需要说明的是,为了说明,只在图7的包围部示出了副凹穴组64a、64b、64c、64d的附图标记。配置于各区域61的副凹穴组的个数根据设计条件等来确定。
123.在滑动面s的被密封流体侧,与实施例5相同地配设有排列为形成朝向泄漏侧凸的曲线68的凹穴组69。凹穴组69形成为在径向上隔着台面部r配置有规定数量的副凹穴组69a、69b、69c、
……
。副凹穴组69a、69b、69c、
……
配置为使凹穴67的长轴l整齐排列而形成具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的虚拟的曲线68。曲线68是朝向泄漏侧凸的曲线,由具有与滑动面s的圆周的曲率不同的曲率的圆弧、抛物线、正弦波、摆线等构成。此外,副凹穴组69a、69b、69c、
……
配置为:配置于轴cl附近的凹穴57最靠近泄漏侧,配置于两端的凹穴67最靠近被密封流体侧。此外,副凹穴组69a、69b、69c、
……
的配置于两端的凹穴67也可以配置为与被密封流体侧周缘5b相切或者在被密封流体侧周缘5b开口。而且,副凹穴组69a、69b、69c、
……
也可以构成为相对于轴cl将凹穴67对称配置。需要说明的是,为了说明,只在图7的包围部示出了副凹穴组69a、69b、69c的附图标记。
124.在凹穴组64与凹穴组69之间设有槽部65。槽部65形成为比构成凹穴组64的凹穴62
和构成凹穴组69的凹穴67的深度充分深,比凹穴62和凹穴67的开口部的大小充分大。
125.设于滑动面s的泄漏侧并且排列为形成朝向被密封流体侧凸的曲线63的凹穴组64从泄漏侧吸入流体,因此发挥高密封性。此外,设于滑动面s的被密封流体侧并且排列为形成朝向滑动面s的泄漏侧凸的曲线68的凹穴组69从被密封流体侧吸入流体,从凹穴67内向滑动面s排出升压后的流体,因此能将滑动面s保持于流体润滑状态。通过在这样的滑动面s配置在密封性上优异的凹穴组64和在润滑性能上优异的凹穴组69,机械密封件1能发挥优异的密封性和润滑性。
126.此外,在凹穴组64与凹穴组69之间设有槽部65,因此能防止凹穴组64与凹穴组69的干涉。由此,能在凹穴组64和凹穴组69所靠近的区域防止发挥密封性的凹穴组64和发挥润滑性的凹穴组69的功能相消。
127.凹穴组64排列为形成向被密封流体侧凸的曲线63并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也能发挥高密封性,凹穴组69排列为形成向泄漏侧凸的曲线68并且相对于轴cl实质对称,因此不仅在正转时,在反转时也会发挥润滑功能,因此能与旋转方向无关地发挥较高的密封性能和润滑性能。
128.如上所述,实施例6的滑动部件不仅起到实施例5的效果,还起到以下的效果。
129.实施例6的机械密封件还在凹穴组64与凹穴组69之间设有槽部65,因此能防止凹穴组64与凹穴组69的干涉。由此,能在凹穴组64和凹穴组69所靠近的区域防止发挥密封性的凹穴组64和发挥润滑性的凹穴组69的功能相消。
130.以上,通过附图,对本发明的实施例进行了说明,但具体构成不限于这些实施例,即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的变更、追加,也包括在本发明内。
131.在上述实施例中,将外周侧设为了被密封流体侧,将内周侧设为了泄漏侧,但不限于此,在内周侧为被密封流体侧且外周侧为泄漏侧的情况下也能应用。
132.附图标记说明
133.1:机械密封件;
134.2:套筒;
135.3:旋转侧密封环;
136.4:壳体;
137.5:固定侧密封环;
138.6:螺旋波纹弹簧;
139.7:波纹管;
140.8:密封件;
141.9:箱体;
142.10:旋转轴;
143.11:区域;
144.12:凹穴;
145.14:凹穴组;
146.14a:副凹穴组;
147.14b:副凹穴组;
148.14c:副凹穴组;
149.14d:副凹穴组;
150.14e:副凹穴组;
151.14f:副凹穴组;
152.14g:副凹穴组;
153.21:区域;
154.22:凹穴;
155.24:凹穴组;
156.24a:副凹穴组;
157.24b:副凹穴组;
158.24c:副凹穴组;
159.24d:副凹穴组;
160.24e:副凹穴组;
161.24f:副凹穴组;
162.31:区域;
163.32:凹穴;
164.34:凹穴组;
165.34a:副凹穴组;
166.34b:副凹穴组;
167.34c:副凹穴组;
168.34d:副凹穴组;
169.34e:副凹穴组;
170.34f:副凹穴组;
171.34g:副凹穴组;
172.41:区域;
173.42:凹穴;
174.44:凹穴组;
175.44a:副凹穴组;
176.44b:副凹穴组;
177.44c:副凹穴组;
178.44d:副凹穴组;
179.44e:副凹穴组;
180.44f:副凹穴组;
181.44g:副凹穴组;
182.51:区域;
183.52:凹穴;
184.54:凹穴组;
185.54a:副凹穴组;
186.54b:副凹穴组;
187.54c:副凹穴组;
188.54d:副凹穴组;
189.57:凹穴;
190.59:凹穴组;
191.59a:副凹穴组;
192.59b:副凹穴组;
193.59c:副凹穴组;
194.61:区域;
195.62:凹穴;
196.64:凹穴组;
197.64a:副凹穴组;
198.64b:副凹穴组;
199.64c:副凹穴组;
200.64d:副凹穴组;
201.65:槽部;
202.67:凹穴;
203.69:凹穴组;
204.69a:副凹穴组;
205.69b:副凹穴组;
206.69c:副凹穴组;
207.k:短轴;
208.l:长轴;
209.r:台面部;
210.s:滑动面;
211.θ:凹穴角度。
再多了解一些

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