KR20230008819A

KR20230008819A - 슬라이딩 부품

Info

Publication number: KR20230008819A
Application number: KR1020227043002A
Authority: KR
Inventors: 유타 네기시; 료스케 우치야마; 히로키 이노우에; 미노리 오누마; 요시아키 타키가히라; 히카루 카토리; 노부오 나카하라; 타케시 호소에
Original assignee: 이구루코교 가부시기가이샤
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2023-01-16
Also published as: EP4160057A4; EP4160057A1; US20230228292A1; CN115698566A; JPWO2021246372A1; WO2021246372A1

Abstract

정회전시 및 역회전시 중 어느 회전시에 있어서도 슬라이딩면끼리의 마모를 억제할 수 있고, 또한 피밀봉 유체의 누설을 억제할 수 있는 슬라이딩 부품을 제공한다. 회전 기계의 상대 회전하는 개소에 배치되어 다른 슬라이딩 부품(20)과 상대 슬라이딩하고, 슬라이딩면(11)에 피밀봉 유체(F)측의 공간(S2)과 연통하여 피밀봉 유체(F)를 도입하는 복수의 유체 도입홈(16)과, 누설측으로부터 피밀봉 유체(F)측으로 연장되어 동압을 발생시키는 복수의 경사홈(14)을 구비하는 환상(環狀)의 슬라이딩 부품(10)으로서, 슬라이딩 부품(10)의 슬라이딩면(11)에는, 적어도 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이에 배치되는 오목부(15)가 구비되어 있다.

Description

슬라이딩 부품

본 발명은, 상대 회전하는 슬라이딩 부품에 관한 것으로, 예를 들면 자동차, 일반 산업 기계, 혹은 그 외의 시일 분야의 회전 기계의 회전축을 축봉하는 축봉 장치에 사용되는 슬라이딩 부품, 또는 자동차, 일반 산업 기계, 혹은 그 외의 베어링 분야의 기계의 베어링에 사용되는 슬라이딩 부품에 관한 것이다.

피밀봉 유체의 누설을 방지하는 축봉 장치로서, 예를 들면 메커니컬 시일은 상대 회전하고 슬라이딩면끼리가 슬라이딩하는 한 쌍의 환상(環狀)의 슬라이딩 부품을 구비하고 있다. 이러한 메커니컬 시일에 있어서, 최근에 있어서는 환경 대책 등의 이유 때문에 슬라이딩에 의해 상실되는 에너지의 저감이 요망되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에 나타나는 메커니컬 시일은 한 쌍의 환상의 슬라이딩 부품이 상대 회전 가능하게 구성되고, 바깥 공간에 피밀봉 유체가 존재하고, 안쪽 공간에 저압의 유체가 존재하고 있다. 한쪽의 슬라이딩 부품에는, 피밀봉 유체가 존재하는 바깥 공간과 연통하고, 내경단이 폐색되어 있는 유체 도입홈이 마련됨과 동시에, 저압의 유체가 존재하는 안쪽 공간과 연통하고, 내경단으로부터 외경측을 향하여 둘레 방향으로 경사지면서 원호 형상으로 연장되고, 상대 회전 방향의 하류에서 외경단이 폐색되어 있는 경사홈이 마련되어 있다. 이에 의하면, 한 쌍의 슬라이딩 부품의 상대 회전 개시시에는, 유체 도입홈에는 바깥 공간에 존재하는 피밀봉 유체가 도입됨으로써, 한 쌍의 슬라이딩 부품의 슬라이딩면끼리를 윤활시키고, 한 쌍의 슬라이딩 부품의 고속 회전시에는, 경사홈에는 안쪽 공간에 존재하는 저압의 유체가 도입됨으로써, 외경단 및 그 근방에 정압이 발생하여 한 쌍의 슬라이딩 부품의 슬라이딩면끼리를 근소하게 이간시킴으로써 저마찰화를 실현하고 있다. 또한, 고속 회전시에는, 바깥 공간으로부터 슬라이딩면 사이로 유입되어 슬라이딩면의 내경측을 향하는 피밀봉 유체는 경사홈에 의해 흡입되기 때문에, 한 쌍의 슬라이딩 부품 사이로부터 피밀봉 유체가 저압의 안쪽 공간으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

일본특허공보 제6444492호(9, 10페이지, 도 2)

그러나, 특허문헌 1과 같은 슬라이딩 부품에 있어서는, 경사홈은 한쪽의 슬라이딩 부품의 누설측에 배치되어, 정(正)회전시에 있어서 누설측의 유체가 도입되도록 내경단으로부터 외경측으로 연장되는 구성이기 때문에, 저마모화 또한 누설 억제가 가능하지만, 역회전시에 있어서는, 유체 도입홈으로부터 슬라이딩면 사이로 피밀봉 유체가 유출됨으로써 윤활성이 우수하지만, 이 피밀봉 유체는 한 쌍의 슬라이딩 부품 사이로부터 안쪽 공간으로 누출되어 버린다는 문제가 있었다.

본 발명은, 이러한 문제점에 착목하여 이루어진 것으로, 정회전시 및 역회전시 중 어느 회전시(이하, 양회전시라고 하는 경우도 있음.)에 있어서도 슬라이딩면끼리의 마모를 억제할 수 있고, 또한 피밀봉 유체의 누설을 억제할 수 있는 슬라이딩 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 슬라이딩 부품은,

회전 기계의 상대 회전하는 개소에 배치되어 다른 슬라이딩 부품과 상대 슬라이딩하고, 슬라이딩면에 피밀봉 유체측의 공간과 연통하여 피밀봉 유체를 도입하는 복수의 유체 도입홈과, 누설측으로부터 피밀봉 유체측으로 연장되어 동압을 발생시키는 복수의 경사홈을 구비하는 환상의 슬라이딩 부품으로서,

상기 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에는, 적어도 둘레 방향으로 인접하는 상기 유체 도입홈 사이에 배치되는 오목부가 구비되어 있다.

이에 의하면, 역회전시에 있어서, 유체 도입홈으로부터 슬라이딩면 사이로 유출되는 피밀봉 유체가 유체 도입홈의 상대 회전 하류측에서 오목부에 의해 포착됨으로써, 누설측의 공간으로의 피밀봉 유체의 누설을 줄일 수 있다. 그 때문에, 양회전시에 있어서 슬라이딩면끼리를 이간시켜 마모를 억제할 수 있고, 또한 한 쌍의 슬라이딩 부품 사이로부터 피밀봉 유체가 누설측의 공간으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

상기 오목부는, 상기 경사홈의 피밀봉 유체측에 마련되고 상기 경사홈에 대하여 역방향으로 연장되어 동압을 발생시키는 역경사홈이라도 좋다.

이에 의하면, 역회전시에 있어서, 유체 도입홈으로부터 슬라이딩면 사이로 유출되는 피밀봉 유체가 유체 도입홈의 상대 회전 하류측에서 역경사홈에 의해 포착되고, 역경사홈 내에 포착된 피밀봉 유체가 다른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면 사이의 전단에 의해 추종 이동하여 역경사홈의 피밀봉 유체측의 단부로부터 피밀봉 유체측을 향하여 슬라이딩면 사이로 되돌려짐으로써 누설측의 공간으로의 피밀봉 유체의 누설을 더욱 줄일 수 있다.

상기 오목부는, 인접하는 상기 유체 도입홈 사이에만 마련되어 있어도 좋다.

이에 의하면, 유체 도입홈의 누설측에 배치되는 경사홈과 지름 방향으로 겹치는 위치에 오목부가 존재하고 있지 않아, 유체 도입홈의 누설측에 배치되는 경사홈의 연재(延在) 길이를 길게 할 수 있다. 그 때문에, 정회전시에 있어서, 당해 경사홈 내에서 누설측의 유체에 보다 높은 정압을 발생시키기 쉬워져, 동압 효과를 높일 수 있다.

상기 유체 도입홈은, 레일리 스텝을 갖고 있어도 좋다.

이에 의하면, 레일리 스텝에 의해, 동압을 발생시켜 슬라이딩면 사이를 근소하게 이간시켜 슬라이딩면 사이에 피밀봉 유체를 도입할 수 있기 때문에, 슬라이딩면끼리의 윤활성을 높일 수 있다.

상기 유체 도입홈은, 둘레 방향 양측으로 연장되는 레일리 스텝을 갖고 있어도 좋다.

이에 의하면, 양회전시에 있어서, 레일리 스텝에 의해, 동압을 발생시켜 슬라이딩면 사이를 근소하게 이간시켜 슬라이딩면 사이에 피밀봉 유체를 도입할 수 있기 때문에, 슬라이딩면끼리의 윤활성을 높일 수 있다.

상기 역경사홈은, 상기 경사홈과 비교하여 연재 길이가 짧아도 좋다.

이에 의하면, 역회전시에 있어서, 역경사홈에서 정압을 조기에 발생시킬 수 있다.

상기 경사홈과 상기 역경사홈은, 연속하는 홈이라도 좋다.

이에 의하면, 역회전시에 있어서, 경사홈을 통해 누설측을 향하여 이동하려고 하는 피밀봉 유체를 역경사홈에 의해 피밀봉 유체측으로 되돌릴 수 있기 때문에, 누설측의 공간으로의 피밀봉 유체의 누설을 줄일 수 있다.

상기 경사홈과 상기 역경사홈 사이에는, 상기 경사홈의 피밀봉 유체측에서 둘레 방향으로 연속하고 지름 방향으로 소정 이상의 폭을 갖는 환상 랜드부가 마련되어 있어도 좋다.

이에 의하면, 역회전시에 있어서, 환상 랜드부의 피밀봉 유체측에 있어서 역경사홈에 피밀봉 유체가 포착되기 때문에, 경사홈에 피밀봉 유체가 진입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 환상 랜드부에 의해 경사홈과 역경사홈이 분리되어 있음으로써, 양회전시에 있어서, 경사홈과 역경사홈이 서로의 동압 발생에 간섭하는 일이 없기 때문에, 동압 효과를 발휘하기 쉽다.

또한, 본 발명에 따른 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에 있어서, 경사홈은, 경사홈의 연재 방향이 지름 방향의 성분과 둘레 방향의 성분의 양쪽을 갖고 있는 것이면 된다. 마찬가지로, 역경사홈은, 역경사홈의 연재 방향이 지름 방향의 성분과 둘레 방향의 성분의 양쪽을 갖고, 상대 회전시에 있어서의 상류로부터 하류를 향하여 연장되는 둘레 방향의 방향이 경사홈과 반대이면 된다.

또한, 피밀봉 유체는, 기체 또는 액체라도 좋고, 액체와 기체가 혼합된 미스트 상태라도 좋다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 있어서의 메커니컬 시일의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는, 실시예 1에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 도면이다.
도 3은, 실시예 1에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 4는, 실시예 1에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면에 대해서, 정회전시에 있어서의 경사홈 및 역경사홈의 유체의 움직임을 축방향으로부터 본 설명도이다.
도 5는, 실시예 1에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면에 대해서, 역정회전시에 있어서의 경사홈 및 역경사홈의 유체의 움직임을 축방향으로부터 본 설명도이다.
도 6은, 실시예 1에 있어서의 변형예의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 도면이다.
도 7은, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 8은, 본 발명의 실시예 3에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 9는, 실시예 3에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면에 대해서, 정회전시에 있어서의 경사홈 및 역경사홈의 유체의 움직임을 축방향으로부터 본 설명도이다.
도 10은, 실시예 3에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면에 대해서, 역정회전시에 있어서의 경사홈 및 역경사홈의 유체의 움직임을 축방향으로부터 본 설명도이다.
도 11은, 본 발명의 실시예 4에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 12는, 본 발명의 실시예 5에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 13은, 본 발명의 실시예 6에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 14는, 본 발명의 실시예 7에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 15는, 본 발명의 실시예 8에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 16은, 본 발명의 실시예 9에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.
도 17은, 본 발명의 실시예 10에 있어서의 정지 밀봉환의 슬라이딩면을 축방향으로부터 본 확대도이다.

본 발명에 따른 슬라이딩 부품을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 이하에 설명한다.

실시예 1

실시예 1에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 슬라이딩 부품이 메커니컬 시일인 형태를 예로 들어 설명한다. 또한, 메커니컬 시일의 바깥 공간에 피밀봉 유체가 존재하고, 안쪽 공간에 대기가 존재하고 있고, 메커니컬 시일을 구성하는 슬라이딩 부품의 외경측을 피밀봉 유체측(고압측), 내경측을 누설측(저압측)으로 하여 설명한다. 또한, 설명의 편의상, 도면에 있어서, 슬라이딩면에 형성되는 홈 등에 도트를 부여하는 경우도 있다.

도 1에 나타나는 자동차용의 메커니컬 시일은, 슬라이딩면의 외경측으로부터 내경측을 향하여 누설되려고 하는 피밀봉 유체(F)를 밀봉하고 안쪽 공간(S1)이 대기(A)와 통하는 인사이드형이다. 또한, 본 실시예에서는, 피밀봉 유체(F)가 고압의 액체이며, 대기(A)가 피밀봉 유체(F)보다도 저압의 기체인 형태를 예시한다.

메커니컬 시일은, 회전축(1)에 슬리브(2)를 통하여 회전축(1)과 함께 회전 가능한 상태로 마련된 원환상의 다른 슬라이딩 부품으로서의 회전 밀봉환(20)과, 피장착 기기인 하우징(4)에 고정된 시일 커버(5)에 비회전 상태 또한 축방향 이동 가능한 상태로 마련된 슬라이딩 부품으로서의 원환상의 정지 밀봉환(10)으로 주로 구성되고, 탄성 부재(7)에 의해 정지 밀봉환(10)이 축방향으로 부세(付勢)됨으로써, 정지 밀봉환(10)의 슬라이딩면(11)과 회전 밀봉환(20)의 슬라이딩면(21)이 서로 밀접 슬라이딩하도록 되어 있다. 또한, 회전 밀봉환(20)의 슬라이딩면(21)은 평탄면으로 되어 있고, 이 평탄면에는 홈 등의 오목부가 마련되어 있지 않다.

정지 밀봉환(10) 및 회전 밀봉환(20)은, 대표적으로는 SiC(경질 재료)끼리 또는 SiC(경질 재료)와 카본(연질 재료)의 조합으로 형성되지만, 이에 한정하지 않고, 슬라이딩 재료는 메커니컬 시일용 슬라이딩 재료로서 사용되고 있는 것이면 적용 가능하다. 또한, SiC로서는, 보론, 알루미늄, 카본 등을 소결 조제로 한 소결체를 비롯하여, 성분, 조성이 상이한 2종류 이상의 상으로 이루어지는 재료, 예를 들면, 흑연 입자가 분산된 SiC, SiC와 Si로 이루어지는 반응 소결 SiC, SiC-TiC, SiC-TiN 등이 있고, 카본으로서는, 탄소질과 흑연질이 혼합된 카본을 비롯하여, 수지 성형 카본, 소결 카본 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 슬라이딩 재료 이외로는, 금속 재료, 수지 재료, 표면 개질 재료(코팅 재료), 복합 재료 등도 적용 가능하다.

도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 정지 밀봉환(10)에 대하여 회전 밀봉환(20)이 실선 화살표로 나타내는 바와 같이 반시계 방향 또는 점선 화살표로 나타내는 바와 같이 시계 방향으로 각각 상대 슬라이딩하도록 되어 있고, 정지 밀봉환(10)의 슬라이딩면(11)에는, 내경측에 복수의 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13')이 둘레 방향으로 균등하게 배설(配設)되고, 외경측에 복수의 유체 도입홈(16)이 둘레 방향으로 균등하게 배설되어 있다.

이하, 실시예에 있어서는, 실선 화살표로 나타나는 회전 밀봉환(20)의 반시계 방향의 회전 방향을 정회전 방향, 점선 화살표로 나타나는 회전 밀봉환(20)의 시계 방향의 회전 방향을 역회전 방향으로 하여 설명한다.

또한, 슬라이딩면(11)의 동압 발생홈(13), 경사홈(13') 및 유체 도입홈(16) 이외의 부분은 평탄면을 이루는 랜드(12)로 되어 있다. 상세하게는, 랜드(12)는, 둘레 방향으로 인접하는 동압 발생홈(13)끼리, 경사홈(13')끼리, 동압 발생홈(13)과 경사홈(13') 사이의 랜드부(12a)와, 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이의 랜드부(12b)와, 지름 방향으로 이간하는 경사홈(13')과 유체 도입홈(16) 사이의 랜드부(12c)를 갖고, 이들 각 랜드부는, 동일 평면 형상으로 배치되어 랜드(12)의 평탄면을 구성하고 있다.

도 3에 나타나는 바와 같이, 동압 발생홈(13)은, 외경단(13B)이 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이의 랜드부(12b)까지 연설(延設)되고, 내경측으로부터 외경측을 향하여 연장되어 동압을 발생시키는 경사홈(14)과, 이 경사홈(14)의 외경측에 연속 형성되고 경사홈(14)에 대하여 역방향으로 연장되어 동압을 발생시키는 오목부로서의 역경사홈(15)으로 구성되어 있으며, L자 형상을 이루고 있다. 또한, 오목부로서의 역경사홈(15)은, 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이에 배치되어 있다.

또한, 경사홈(14)에 대하여 역방향으로 연장된다란, 내경측으로부터 외경측을 향하여 정회전 방향의 성분을 갖고 경사지면서 연장되는 경사홈(14)에 대하여, 역경사홈(15)이 내경측으로부터 외경측을 향하여 역회전 방향의 성분을 갖고 경사지면서 연장되는 것을 의미하고 있다.

상세하게는, 동압 발생홈(13)은, 내경단(13A), 즉 경사홈(14)의 내경단이 안쪽 공간(S1)과 연통하고, 내경단(13A)으로부터 외경측을 향하여 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 경사지면서 원호 형상으로 연장되어 있고, 경사홈(14)의 외경측의 단부에는, 경사홈(14)에 대하여 역방향으로 연장되는 역경사홈(15)이 연속 형성되어 있다. 역경사홈(15)은, 내경측의 단부로부터 외경측을 향하여 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향으로 경사지면서 직선 형상으로 연장되어 있고, 외경측의 단부, 즉 동압 발생홈(13)의 외경단(13B)이 바깥 공간(S2)과 비연통 상태가 되도록 폐색되어 있다. 또한, 역경사홈(15)은, 경사지면서 직선 형상으로 연장되는 것에 한정하지 않고, 원호 형상으로 연장되는 것이라도 좋다.

도 3에 나타나는 바와 같이, 경사홈(14)은, 연재 방향에 걸쳐 평탄 또한 랜드(12)의 평탄면에 평행한 바닥면(14a)과, 바닥면(14a)의 양측연으로부터 슬라이딩면(11)을 향하여 수직으로 연장되는 측벽부(14c, 14d)로 구성되어 있다.

역경사홈(15)은, 연재 방향에 걸쳐 평탄 또한 랜드(12)의 평탄면에 평행한 바닥면(15a)과, 바닥면(15a)의 외경단(13B)측의 단연으로부터 슬라이딩면(11)을 향하여 수직으로 연장되는 벽부(15b)와, 바닥면(15a)의 양측연으로부터 슬라이딩면(11)을 향하여 수직으로 연장되는 측벽부(15c, 15d)로 구성되어 있다.

또한, 동압 발생홈(13)에는, 경사홈(14)의 측벽부(14d)와 역경사홈(15)의 측벽부(15d)가 이루는 예각부(13C)와, 역경사홈(15)의 벽부(15b)와 측벽부(15c)가 이루는 예각부(13D)와, 역경사홈(15)의 벽부(15b)와 측벽부(15d)가 이루는 둔각부(13E)가 형성되어 있고, 예각부(13D)는 예각부(13C)보다도 외경측, 또한 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향의 하류측에 위치하고 있다. 또한, 예각부(13D)는, 예각부(13C)보다도 각도가 작아져 있다. 또한, 예각부(13C)는, 후술하는 유체 도입홈(16)의 액체 유도홈부(17)의 내경측의 주벽부(17a)와 대략 동일한 지름 방향 위치에 형성되고, 예각부(13D)는, 후술하는 유체 도입홈(16)의 레일리 스텝(18)의 외경측의 주벽부(18a)와 대략 동일한 지름 방향 위치에 형성되어 있다.

또한, 역경사홈(15)의 연재 길이는, 경사홈(14)의 연재 길이와 비교하여 짧다. 즉, 역경사홈(15)의 측벽부(15c, 15d)의 길이는, 연속하는 경사홈(14)의 측벽부(14c, 14d)의 길이보다도 각각 짧다.

또한, 역경사홈(15)의 깊이는, 경사홈(14)의 깊이와 동일하다. 즉, 역경사홈(15)의 바닥면(15a)은, 연속하는 경사홈(14)의 바닥면(14a)과 동일 평면 형상으로 배치되어 평탄면을 이루고 있다. 또한, 경사홈(14)의 바닥면(14a) 및 역경사홈(15)의 바닥면(15a)은, 평탄면을 이루는 것에 한정하지 않고, 경사나 요철을 갖고 있어도 좋다.

도 3에 나타나는 바와 같이, 경사홈(13')은, 외경단(13B')이 유체 도입홈(16)의 내경측에 배치되고, 내경측으로부터 외경측을 향하여 연장되어 동압을 발생시키는 것이다.

상세하게는, 경사홈(13')은, 내경단(13A')이 안쪽 공간(S1)과 연통하고, 내경단(13A')으로부터 외경측을 향하여 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 경사지면서 원호 형상으로 연장되어 있고, 외경단(13B')이 유체 도입홈(16)과 비연통 상태가 되도록 폐색되어 있다.

도 3에 나타나는 바와 같이, 경사홈(13')은, 연재 방향에 걸쳐 평탄 또한 랜드(12)의 평탄면에 평행한 바닥면(13a')과, 바닥면(13a')의 외경단(13B')측의 단연으로부터 슬라이딩면(11)을 향하여 수직으로 연장되는 벽부(13b')와, 바닥면(13a')의 양측연으로부터 슬라이딩면(11)을 향하여 수직으로 연장되는 측벽부(13c', 13d')로 구성되어 있다.

또한, 경사홈(13')에는, 벽부(13b')와 측벽부(13d')가 이루는 예각부(13C')와, 벽부(13b')와 측벽부(13c')가 이루는 둔각부(13D')가 형성되어 있다.

도 3에 나타나는 바와 같이, 유체 도입홈(16)은, 바깥 공간(S2)과 연통하는 액체 유도홈부(17)와, 액체 유도홈부(17)의 내경측으로부터 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향을 향하여 정지 밀봉환(10)과 동심 형상으로 둘레 방향으로 연장되는 레일리 스텝(18)으로 구성되어 있다. 또한, 액체 유도홈부(17) 및 레일리 스텝(18)은, 동압 발생홈(13)의 깊이 치수와 대략 동일한 깊이로 형성되어 있다. 또한, 레일리 스텝(18)은 둘레 방향의 길이가, 액체 유도홈부(17)의 둘레 방향의 길이나 하나의 동압 발생홈(13)의 둘레 방향의 길이보다도 길게 형성되어 있다.

이어서, 정지 밀봉환(10)과 회전 밀봉환(20)의 상대 회전시의 동작에 대해서 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 회전 밀봉환(20)의 정지시, 정회전시, 역회전시의 순으로 설명한다.

우선, 회전 밀봉환(20)이 회전하고 있지 않는 정지시에는, 피밀봉 유체(F)가 유체 도입홈(16) 내로 유입되어 있다. 또한, 탄성 부재(7)에 의해 정지 밀봉환(10)이 회전 밀봉환(20)측으로 부세되어 있기 때문에 슬라이딩면(11, 21)끼리는 접촉 상태로 되어 있고, 슬라이딩면(11, 21) 사이의 피밀봉 유체(F)가 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 양은 거의 없다.

도 4에 나타나는 바와 같이, 회전 밀봉환(20)이 정지 밀봉환(10)에 대하여 정회전 방향으로 상대 회전하기 시작한 직후의 저속시에 있어서는, 레일리 스텝(18) 내의 피밀봉 유체(F)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 추종 이동함으로써, 바깥 공간(S2)의 피밀봉 유체(F)가 액체 유도홈부(17)로 인입된다. 즉, 유체 도입홈(16) 내에서는, 피밀봉 유체(F)가 화살표(H1)로 나타내는 바와 같이 액체 유도홈부(17)로부터 레일리 스텝(18)에 있어서의 상대 회전 방향의 하류측의 단부(18A)를 향하여 이동한다. 또한, 도 4의 피밀봉 유체(F)나 대기(A)의 흐름에 대해서는, 회전 밀봉환(20)의 상대 회전 속도를 특정하지 않고 개략적으로 나타내고 있다.

레일리 스텝(18)의 단부(18A)를 향하여 이동한 피밀봉 유체(F)는, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에서 압력이 높아진다. 즉, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에서 정압이 발생한다.

레일리 스텝(18)의 깊이가 얕기 때문에, 회전 밀봉환(20)의 회전 속도가 저속이라 피밀봉 유체(F)의 이동량이 적어도 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에서 정압이 발생한다.

또한, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에서 발생한 정압에 의한 힘에 의해, 슬라이딩면(11, 21) 사이가 약간 이간된다. 이에 따라, 슬라이딩면(11, 21) 사이에는, 주로 화살표(H2)로 나타내는 유체 도입홈(16) 내의 피밀봉 유체(F)가 유입된다. 이와 같이 슬라이딩면(11, 21) 사이에 피밀봉 유체(F)가 개재함으로써 저속 회전시에 있어서도 윤활성이 향상되어, 슬라이딩면(11, 21)끼리의 마모를 억제할 수 있다. 또한, 슬라이딩면(11, 21)끼리의 부상(浮上) 거리가 근소하기 때문에, 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)는 적다. 또한, 액체 유도홈부(17)가 마련되어 있기 때문에, 피밀봉 유체(F)를 다량으로 보지(保持)할 수 있어, 저속 회전시에 슬라이딩면(11, 21) 사이가 빈(貧)윤활이 되는 것을 회피할 수 있다.

한편, 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13')에 있어서는, 회전 밀봉환(20)과 정지 밀봉환(10)의 상대 회전 저속시에는, 대기(A)가 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13') 내에 있어서 충분히 조밀해지지 않아 높은 정압은 발생하지 않고, 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13')에 의해 발생되는 정압에 의한 힘은, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에서 발생한 정압에 의한 힘보다도 상대적으로 작다. 따라서, 회전 밀봉환(20)의 저속 회전시에서는, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에서 발생한 정압에 의한 힘이 주체가 되어 슬라이딩면(11, 21)끼리를 이간시키도록 되어 있다.

회전 밀봉환(20)의 상대 회전 속도가 높아지면, 도 4에 나타나는 바와 같이, 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13') 내의 대기(A)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 추종 이동함과 동시에, 안쪽 공간(S1)의 대기(A)가 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13')으로 인입된다. 즉, 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13') 내에서는, 다량의 대기(A)가 화살표(L1, L1')로 나타내는 바와 같이 경사홈(14)의 내경단(13A)으로부터 경사홈(14)의 외경측의 단부, 경사홈(13')의 내경단(13A')으로부터 외경단(13B')을 향하여 이동한다.

경사홈(14)의 외경측의 단부를 향하여 이동한 대기(A)는, 예각부(13C) 및 그 근방에서 압력이 높아진다. 즉, 예각부(13C) 및 그 근방에서 정압이 발생한다. 또한, 경사홈(13')의 외경단(13B')을 향하여 이동한 대기(A)는, 예각부(13C') 및 그 근방에서 압력이 높아진다. 즉, 예각부(13C') 및 그 근방에서 정압이 발생한다.

이와 같이, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에서 발생한 정압에 의한 힘에, 예각부(13C, 13C') 및 그 근방에서 발생한 정압에 의한 힘이 더해져, 저속시와 비교하여 슬라이딩면(11, 21) 사이가 더욱 이간한다. 이에 따라, 슬라이딩면(11, 21) 사이에는, 주로 화살표(L2, L2')로 나타내는 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13') 내의 대기(A)가 유입된다.

화살표(L2, L2')로 나타내는 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13') 내의 대기(A)는, 동압 발생홈(13)의 예각부(13C) 및 경사홈(13')의 예각부(13C') 근방의 피밀봉 유체(F)를 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내도록 작용하기 때문에, 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13') 내나 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)는 적다.

또한, 화살표(L2')로 나타내는 경사홈(13') 내의 대기(A)는, 경사홈(13')의 예각부(13C') 근방의 피밀봉 유체(F)를 바깥 공간(S2)측으로 돌려보냄으로써, 화살표(H3)로 나타내는 바와 같이 유체 도입홈(16)의 레일리 스텝(18) 내로 진입하기 때문에, 피밀봉 유체(F)가 안쪽 공간(S1)으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

본 실시예의 슬라이딩 부품은, 정회전의 고속 회전시에 있어서, 경사홈(14, 13') 전체에 의한 정압 발생 능력이, 역경사홈(15) 전체에 의한 정압 발생 능력 및 레일리 스텝(18) 전체에 의한 정압 발생 능력보다도 충분히 크게 설계되어 있기 때문에, 최종적으로는, 슬라이딩면(11, 21) 사이에는 대기(A)만이 존재한 상태, 즉 기체 윤활이 된다.

이어서, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 대해서 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5에 나타나는 바와 같이, 회전 밀봉환(20)이 정지 밀봉환(10)에 대하여 역회전 방향으로 상대 회전하면, 레일리 스텝(18) 내의 피밀봉 유체(F)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향으로 추종 이동하여, 상대 회전 방향의 하류측의 액체 유도홈부(17)로 진입하고, 액체 유도홈부(17) 내의 피밀봉 유체(F)의 일부는 바깥 공간(S2)으로 유출된다. 또한, 도 5의 피밀봉 유체(F)나 대기(A)의 흐름에 대해서는, 회전 밀봉환(20)의 상대 회전 속도를 특정하지 않고 개략적으로 나타내고 있다.

또한 이때, 인접하는 유체 도입홈(16) 사이의 랜드부(12b)나 지름 방향으로 이간하는 동압 발생홈(13)과 유체 도입홈(16) 사이의 랜드부(12c)에 존재하는 피밀봉 유체(F)는, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에 발생하는 부압에 의해 화살표(H2')로 나타내는 바와 같이 유체 도입홈(16) 내로 흡입되고, 그 경향은 단부(18A) 근방에서 현저하게 나타난다.

이와 같이, 정지 밀봉환(10)에 대하여 회전 밀봉환(20)이 상대적으로 반시계 방향으로 역회전하는 경우에는, 유체 도입홈(16) 내로 흡입된 피밀봉 유체(F)는, 액체 유도홈부(17)에 다량으로 보지되어 슬라이딩면(11, 21) 사이가 빈윤활이 되는 것을 회피할 수 있다.

한편, 동압 발생홈(13)에 있어서는, 도 5에 나타나는 바와 같이, 동압 발생홈(13)의 외경측에 형성되는 역경사홈(15) 내로 진입한 피밀봉 유체(F)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향으로 추종 이동한다. 즉, 동압 발생홈(13) 내에서는, 피밀봉 유체(F)가 화살표(H3')로 나타내는 바와 같이 역경사홈(15) 내를 예각부(13D)를 향하여 이동한다.

예각부(13D)를 향하여 이동한 피밀봉 유체(F)는, 예각부(13D) 및 그 근방에서 압력이 높아진다. 즉, 예각부(13D) 및 그 근방에서 정압이 발생한다.

또한, 예각부(13D) 및 그 근방에서 발생한 정압에 의한 힘에 의해, 슬라이딩면(11, 21) 사이가 약간 이간된다. 이에 따라, 슬라이딩면(11, 21) 사이에는, 주로 화살표(H4')로 나타내는 유체 도입홈(16) 내의 피밀봉 유체(F)가 유입된다.

화살표(H4')로 나타내는 예각부(13D)로부터 유출되는 피밀봉 유체(F)는, 동압 발생홈(13)의 예각부(13D) 근방의 피밀봉 유체(F)를 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내도록 작용하기 때문에, 동압 발생홈(13) 내나 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)는 적다.

또한 이때, 예각부(13C)의 주변에 존재하는 피밀봉 유체(F)는, 예각부(13C) 및 그 근방에 발생하는 부압에 의해 화살표(H5')로 나타내는 바와 같이 역경사홈(15) 내로 흡입된다. 역경사홈(15) 내로 흡입된 피밀봉 유체(F)는 예각부(13D)로부터 슬라이딩면(11, 21) 사이로 되돌려지도록 되어 있다.

또한, 유체 도입홈(16)에 도입되어 액체 유도홈부(17) 근방으로부터 슬라이딩면(11, 21) 사이로 유출되는 피밀봉 유체(F)는, 유체 도입홈(16)의 액체 유도홈부(17)의 상대 회전 방향의 하류측에 위치하는 동압 발생홈(13)의 역경사홈(15) 내로 흡입됨으로써 포착된다. 이때, 예각부(13C) 및 그 근방에 부압이 발생하고 있는 점에서, 슬라이딩면(11, 21) 사이로 유출된 피밀봉 유체(F)는 당해 동압 발생홈(13)의 역경사홈(15) 내로 흡입되기 쉽게 되어 있다.

또한, 유체 도입홈(16)의 레일리 스텝(18)의 상대 회전 방향의 상류측에 위치하는 동압 발생홈(13)의 예각부(13D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(11, 21) 사이로 되돌려진 피밀봉 유체(F)는, 전술한 바와 같이, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에 발생하는 부압에 의해 화살표(H2')로 나타내는 바와 같이 유체 도입홈(16) 내로 흡입된다.

이와 같이, 역회전시에 있어서는, 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이에 복수의 동압 발생홈(13)의 역경사홈(15)이 배치됨으로써, 피밀봉 유체(F)가 유체 도입홈(16)과 복수의 역경사홈(15) 사이에서 전달되어 외경측에 고정되기 때문에, 동압 발생홈(13) 내나 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)는 적다.

또한, 경사홈(14)은, 내경단(13A)이 안쪽 공간(S1)으로 개방하고 있기 때문에, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 있어서 경사홈(14)에 있어서 발생하는 부압이 작아져 있다. 또한, 경사홈(14)과 역경사홈(15)은, 연속하는 홈이기 때문에, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 있어서, 동압 발생홈(13) 내로 진입한 피밀봉 유체(F)는 역경사홈(15) 내에 있어서의 피밀봉 유체(F)의 흐름에 의해 예각부(13D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(11, 21) 사이로 되돌려지는 점에서, 경사홈(14)을 통하여 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)를 줄일 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 회전 밀봉환(20)의 정지 밀봉환(10)에 대한 상대 회전 개시시에는, 유체 도입홈(16)으로부터 슬라이딩면(11, 21) 사이로 유출되는 피밀봉 유체(F)에 의해 슬라이딩면(11, 21)끼리가 윤활되고, 고속 회전시에는, 동압 발생홈(13) 및 경사홈(13') 내에서 대기(A)에 의해 발생되는 정압에 의해 슬라이딩면(11, 21)끼리가 이간되게 되어, 상대 회전 개시시로부터 고속 회전시에 걸쳐 슬라이딩면(11, 21)끼리의 마모를 억제할 수 있다.

또한, 회전 밀봉환(20)의 정회전시에 있어서는, 주로 동압 발생홈(13)의 경사홈(14) 및 경사홈(13')에서 발생하는 정압에 의해 바깥 공간(S2)으로부터 슬라이딩면(11, 21) 사이로 유입된 피밀봉 유체(F)가 흡입되어, 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내지기 때문에, 슬라이딩면(11, 21) 사이로부터 피밀봉 유체(F)가 안쪽 공간(S1)으로 누설되는 것이 억제된다. 한편, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 있어서는, 동압 발생홈(13)에 있어서의 경사홈(14)의 외경측에서 역경사홈(15) 내로 진입한 피밀봉 유체(F)가 회전 밀봉환(20)의 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 추종 이동하여 역경사홈(15)의 피밀봉 유체(F)측의 단부, 즉 예각부(13D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(11, 21) 사이로 되돌려짐으로써 안쪽 공간(S1)으로의 피밀봉 유체(F)의 누설을 줄일 수 있다. 이와 같이, 동압 발생홈(13)은, 주가 되는 동압 발생을 위한 회전 방향이 상이한 경사홈(14) 및 역경사홈(15)을 구비하고 있기 때문에, 양회전시에 있어서 슬라이딩면(11, 21)끼리를 이간시켜 마모를 억제할 수 있고, 또한 슬라이딩면(11, 21) 사이로부터 피밀봉 유체(F)가 안쪽 공간(S1)으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 역회전시에 있어서, 유체 도입홈(16)에 도입되어 액체 유도홈부(17) 근방으로부터 슬라이딩면(11, 21) 사이로 유출되는 피밀봉 유체(F)는, 유체 도입홈(16)의 액체 유도홈부(17)의 상대 회전 방향의 하류측에 위치하는 동압 발생홈(13)의 예각부(13C) 및 그 근방에 발생하는 부압에 의해 당해 동압 발생홈(13)의 역경사홈(15) 내로 흡입됨으로써 포착되고, 역경사홈(15) 내에 포착된 피밀봉 유체(F)가 회전 밀봉환(20)의 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 추종 이동하여 역경사홈(15)의 예각부(13D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(11, 21) 사이로 되돌려짐으로써 안쪽 공간(S1)으로의 피밀봉 유체(F)의 누설을 더욱 줄일 수 있다.

또한, 동압 발생홈(13)은, 경사홈(14)과 역경사홈(15)에 의해 L자 형상을 이루고 있기 때문에, 정회전시에 있어서, 내경단(13A)으로부터 경사홈(14)으로 흡입되는 대기(A)와 함께, 예각부(13D)로부터 역경사홈(15)으로 흡입되는 피밀봉 유체(F)를 예각부(13C)에 모아 정압을 발생시킬 수 있다. 또한, 역회전시에 있어서, 피밀봉 유체(F)를 역경사홈(15) 내에서 발생하는 동압에 의해 바깥 공간(S2)측으로 돌려보낼 수 있기 때문에, 경사홈(14)으로의 피밀봉 유체(F)의 침입을 억제할 수 있어, 경사홈(14)을 통한 안쪽 공간(S1)으로의 피밀봉 유체(F)의 누설을 억제할 수 있다.

또한, 역경사홈(15)은, 경사홈(14)과 비교하여 연재 길이가 짧다. 이에 의하면, 역회전시에 있어서, 역경사홈(15)에서 정압을 조기에 발생시킬 수 있다.

또한, 역경사홈(15)은, 외경측의 단부가 끝이 가늘어지는 예각부(13D)를 갖는 홈이다. 이에 의하면, 역회전시에 있어서, 역경사홈(15) 내의 피밀봉 유체(F)를 예각부(13D)에 집중시켜 정압을 발생시키기 쉬워지기 때문에, 동압 효과를 높일 수 있다.

또한, 역경사홈(15)은, 인접하는 유체 도입홈(16) 사이에 형성되는 동압 발생홈(13)에만 마련되어 있다. 이에 의하면, 유체 도입홈(16)의 내경측에 배치되는 경사홈(13')과 지름 방향으로 겹치는 위치에 역경사홈(15)이 존재하고 있지 않아, 유체 도입홈(16)의 내경측에 배치되는 경사홈(13')의 연재 길이를 길게 할 수 있다. 그 때문에 정회전시에 있어서, 당해 경사홈(13') 내에서 대기(A)에 의해 높은 정압을 발생시키기 쉬워져, 동압 효과를 높일 수 있다.

또한 경사홈(14, 13')은, 안쪽 공간(S1)과 연통하고 있다. 이에 의하면, 정회전시에 있어서, 안쪽 공간(S1)의 대기(A)가 내경단(13A, 13A')으로부터 경사홈(14, 13')으로 도입되기 쉬워져, 경사홈(14, 13') 내에서 대기(A)에 의해 정압을 발생시키기 쉬워지기 때문에, 동압 효과를 높일 수 있다.

또한, 유체 도입홈(16)은, 레일리 스텝(18)을 구비하고 있다. 이에 의하면, 정회전시에 있어서, 레일리 스텝(18)에 의해, 동압을 발생시켜 슬라이딩면(11, 21) 사이를 근소하게 이간시켜 슬라이딩면(11, 21) 사이에 피밀봉 유체(F)를 도입할 수 있기 때문에, 슬라이딩면(11, 21)끼리의 윤활성을 높일 수 있다. 또한, 유체 도입홈(16)은, 액체 유도홈부(17)가 바깥 공간(S2)과 연통하고 있기 때문에, 액체 유도홈부(17)에 피밀봉 유체(F)를 도입하기 쉬워, 조기에 레일리 스텝(18)에 의해 정압을 발생시킬 수 있다.

또한, 레일리 스텝(18)은, 역회전시에 있어서, 단부(18A) 주변의 피밀봉 유체(F)를 부압에 의해 흡입하여, 액체 유도홈부(17)에 도입할 수 있기 때문에, 피밀봉 유체(F)의 안쪽 공간(S1)으로의 누설을 억제할 수 있다.

또한, 정지 밀봉환(10)의 변형예로서, 도 6에 나타나는 슬라이딩 부품으로서의 정지 밀봉환(110)과 같이, 그 슬라이딩면(111)에 있어서, 내경측에 복수의 유체 도입홈(116)이 둘레 방향으로 균등하게 배설되고, 외경측에 복수의 동압 발생홈(113) 및 경사홈(113')이 둘레 방향으로 균등하게 배설됨으로써, 슬라이딩면(111)의 내경측으로부터 외경측을 향하여 누설되려고 하는 피밀봉 유체(F)를 밀봉하는 아웃사이드형의 메커니컬 시일에 적용할 수 있도록 해도 좋다. 또한, 동압 발생홈(113), 경사홈(113') 및 유체 도입홈(116)은, 실시예 1에 있어서의 동압 발생홈(13), 경사홈(13') 및 유체 도입홈(16)을 내외 반전시켜 형성한 것이다.

또한, 이 변형예에 있어서의 동압 발생홈이나 유체 도입홈의 배치 구성은, 이후의 각 실시예의 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에도 적용 가능하다. 즉, 이후의 각 실시예에 있어서의 동압 발생홈이나 유체 도입홈의 지름 방향의 배치를 바꾸어, 아웃사이드형의 메커니컬 시일에 적용할 수 있다.

실시예 2

다음으로, 실시예 2에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 7에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 2의 정지 밀봉환(210)에 있어서의 슬라이딩면(211)에 있어서, 외경단(213B)이 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이에 배치되는 동압 발생홈(213)은, 실시예 1의 동압 발생홈(13)과 동일 구성이다. 또한, 외경단(213B')이 유체 도입홈(16)의 내경측에 배치되는 동압 발생홈(213')은, 내경측으로부터 외경측을 향하여 연장되어 동압을 발생시키는 경사홈(214')과, 이 경사홈(214')의 외경측에 연속 형성되고 경사홈(214')에 대하여 역방향으로 연장되어 동압을 발생시키는 역경사홈(215')으로 구성되어 있고, L자 형상을 이루고 있다.

또한, 역경사홈(215')의 연재 길이는, 경사홈(214')의 연재 길이와 비교하여 짧다. 또한, 경사홈(214') 및 역경사홈(215')의 연재 길이는, 각각 동압 발생홈(213)을 구성하는 경사홈(214) 및 역경사홈(215)의 연재 길이 와 비교하여 짧다.

이에 의하면, 정회전시에 있어서는, 동압 발생홈(213)과 마찬가지로 유체 도입홈(16)의 내경측에 있어서도 경사홈(214') 및 역경사홈(215')의 주변에 있어서 동압 발생홈(213') 내로 흡입된 피밀봉 유체(F)는, 예각부(213C')로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(211, 21) 사이로 되돌려져, 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내진다. 또한, 역회전시에 있어서는, 예각부(213D')로부터 유출되는 피밀봉 유체(F)가 예각부(213D') 근방의 피밀봉 유체(F)를 바깥 공간(S2)측으로 돌려보냄으로써, 유체 도입홈(16)의 레일리 스텝(18) 내로 진입한다. 그 때문에, 양회전시에 있어서, 슬라이딩면(211, 21)끼리를 이간시켜 마모를 억제할 수 있고, 또한 슬라이딩면(211, 21) 사이로부터 피밀봉 유체(F)가 안쪽 공간(S1)으로 누설되는 것을 더욱 억제할 수 있다.

실시예 3

다음으로, 실시예 3에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 8~도 10을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 8에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 3의 정지 밀봉환(310)에 있어서의 슬라이딩면(311)에 있어서, 외경단(313B')이 유체 도입홈(16)의 내경측에 배치되는 경사홈(313')은, 실시예 1의 경사홈(13')과 동일 구성이다. 또한, 동압 발생홈(313)은, 내경측으로부터 외경측을 향하여 연장되어 동압을 발생시키는 경사홈(314)과, 이 경사홈(314)의 외경측에 있어서 지름 방향으로 이간하고 경사홈(314)에 대하여 역방향으로 연장되어 동압을 발생시키는 오목부로서의 역경사홈(315)으로 구성되어 있다. 즉, 동압 발생홈(313)은, 경사홈(314)과 역경사홈(315)이 후술하는 환상 랜드부(312d)에 의해 지름 방향으로 분리된 구성으로 되어 있다. 또한, 역경사홈(315)은, 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이의 랜드부(312b)에 배치되어 있다.

상세하게는, 경사홈(314)은, 내경단(314A)이 안쪽 공간(S1)과 연통하고, 내경단(314A)으로부터 외경측을 향하여 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 경사지면서 원호 형상으로 연장되어 있고, 경사홈(314)의 직선 형상의 외경단(314B)이 역경사홈(315)과 비연통 상태가 되도록 폐색되어 있다.

역경사홈(315)은, 대략 평행 사변형을 이루고 있고, 내경단(315A)으로부터 외경측을 향하여 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향으로 경사지면서 직선 형상으로 연장되어 있고, 외경단(315B)이 바깥 공간(S2)과 비연통 상태가 되도록 폐색되어 있다.

또한, 경사홈(314)과 역경사홈(315) 사이에는, 둘레 방향으로 연속하고 지름 방향으로 소정 이상의 폭을 갖는 환상 랜드부(312d)가 형성되어 있다. 또한, 환상 랜드부(312d)도 다른 랜드부와 마찬가지로 동일 평면 형상으로 배치되어 랜드(312)의 평탄면을 구성하고 있다.

또한, 경사홈(314)에는, 외경단(314B)에 있어서의 벽부(314b)와 측벽부(314d)가 이루는 예각부(314C)와, 벽부(314b)와 측벽부(314c)가 이루는 둔각부(314D)가 형성되어 있다.

또한, 역경사홈(315)에는, 내경단(315A)에 있어서의 벽부(315b)와 측벽부(315d)가 이루는 예각부(315C)와, 직선 형상의 외경단(315B)에 있어서의 벽부(315e)와 측벽부(315c)가 이루는 예각부(315D)가 형성되어 있고, 예각부(315D)는 예각부(315C)보다도 외경측, 또한 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향의 하류측에 위치하고 있다.

또한, 역경사홈(315)의 연재 길이는, 경사홈(314)의 연재 길이와 비교하여 짧다. 또한, 역경사홈(315)의 깊이는, 경사홈(314)의 깊이와 동일하다. 또한, 역경사홈(315)은, 경사홈(314)과 상이한 깊이로 형성되어 있어도 좋다.

또한, 외경단(314B)과 내경단(315A)은, 대략 평행 또한 대략 동일 길이로 지름 방향으로 중첩하는 위치에 배치되어 있다. 내경단(315A)은, 외경단(314B) 이상의 길이 또한 지름 방향으로 중첩하는 위치에 배치되어 있는 것이 누설 방지의 관점에서 바람직하다.

이어서, 정지 밀봉환(310)과 회전 밀봉환(20)의 상대 회전시의 동작에 대해서 도 9 및 도 10을 사용하여 설명한다. 또한, 유체 도입홈(16) 및 경사홈(313')에 있어서의 유체의 움직임은, 실시예 1과 대략 동일하기 때문에, 본 실시예에 있어서는 동압 발생홈(313)을 구성하는 경사홈(314) 및 역경사홈(315)에 있어서의 유체의 움직임을 중심으로 설명한다.

동압 발생홈(313)에 있어서는, 회전 밀봉환(20)과 정지 밀봉환(310)의 정회전 방향으로의 상대 회전 저속시에는, 대기(A)가 경사홈(314) 내에 충분히 조밀해지지 않아, 높은 정압은 발생하지 않는다. 또한, 역경사홈(315)은, 연재 길이가 짧기 때문에, 역경사홈(315) 내에 피밀봉 유체(F)가 침입하고 있어도 높은 정압은 발생하지 않는다.

회전 밀봉환(20)의 상대 회전 속도가 높아지면, 도 9에 나타나는 바와 같이, 경사홈(314) 내의 대기(A)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 추종 이동함과 동시에, 안쪽 공간(S1)의 대기(A)가 경사홈(314)으로 인입된다. 즉, 경사홈(314) 내에서는, 다량의 대기(A)가 화살표(L1)로 나타내는 바와 같이 경사홈(314)의 내경단(314A)으로부터 외경단(314B)을 향하여 이동한다.

경사홈(314)의 외경단(314B)을 향하여 이동한 대기(A)는, 예각부(314C) 및 그 근방에서 압력이 높아진다. 즉 예각부(314C) 및 그 근방에서 정압이 발생한다.

또한, 화살표(L2)로 나타내는 경사홈(314) 내의 대기(A)는, 예각부(314C) 근방의 피밀봉 유체(F)를 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내도록 작용하기 때문에, 경사홈(314) 내나 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)는 적다.

한편, 역경사홈(315)에 있어서는, 역경사홈(315) 내로 진입한 피밀봉 유체(F)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 추종 이동함과 동시에, 예각부(315D) 근방의 피밀봉 유체(F)가 역경사홈(315)으로 인입된다. 즉, 역경사홈(315) 내에서는, 피밀봉 유체(F)가 화살표(H5)로 나타내는 바와 같이 역경사홈(315)의 예각부(315D)로부터 예각부(315C)를 향하여 이동하여, 예각부(315C) 및 그 근방에서 압력이 높아진다. 즉, 예각부(315C) 및 그 근방에서 정압이 발생한다.

또한, 화살표(H6)로 나타내는 역경사홈(315) 내의 피밀봉 유체(F)는, 예각부(315C) 근방의 피밀봉 유체(F)와 함께 화살표(L2)로 나타내는 경사홈(314) 내의 대기(A)에 의해 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내진다.

이어서, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 대해서 도 10을 사용하여 설명한다. 도 10에 나타나는 바와 같이, 경사홈(314)의 외경측에 형성되는 역경사홈(315) 내로 진입한 피밀봉 유체(F)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향으로 추종 이동함과 동시에, 예각부(315C)의 근방의 피밀봉 유체(F)가 역경사홈(315)으로 인입된다. 즉, 역경사홈(315) 내에서는, 피밀봉 유체(F)가 화살표(H3')로 나타내는 바와 같이 역경사홈(315)의 예각부(315C)로부터 예각부(315D)를 향하여 이동하여, 예각부(315D) 및 그 근방에서 압력이 높아진다. 즉, 예각부(315D) 및 그 근방에서 정압이 발생한다.

화살표(H4')로 나타내는 역경사홈(315) 내의 피밀봉 유체(F)는, 역경사홈(315)의 예각부(315D) 근방의 피밀봉 유체(F)를 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내도록 작용하기 때문에, 경사홈(314) 내나 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)는 적다.

또한 이때, 예각부(315C)의 주변에 존재하는 피밀봉 유체(F)는, 예각부(315C) 및 그 근방에 발생하는 부압에 의해 화살표(H5')로 나타내는 바와 같이 역경사홈(315) 내로 흡입된다. 역경사홈(315) 내로 흡입된 피밀봉 유체(F)는 예각부(315D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(311, 21) 사이로 되돌려지도록 되어 있다.

또한, 유체 도입홈(16)에 도입되어 액체 유도홈부(17) 근방으로부터 슬라이딩면(311, 21) 사이로 유출되는 피밀봉 유체(F)는, 유체 도입홈(16)의 액체 유도홈부(17)의 상대 회전 방향의 하류측에 위치하는 동압 발생홈(313)의 역경사홈(315) 내로 흡입됨으로써 포착된다. 이때, 예각부(315C) 및 그 근방에 부압이 발생하고 있는 점에서, 슬라이딩면(311, 21) 사이로 유출된 피밀봉 유체(F)는 당해 동압 발생홈(313)의 역경사홈(315) 내로 흡입되기 쉽게 되어 있다.

또한, 유체 도입홈(16)의 레일리 스텝(18)의 상대 회전 방향의 상류측에 위치하는 동압 발생홈(313)의 역경사홈(315)의 예각부(315D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(311, 21) 사이로 되돌려진 피밀봉 유체(F)는, 전술한 바와 같이, 레일리 스텝(18)의 단부(18A) 및 그 근방에 발생하는 부압에 의해 화살표(H2')로 나타내는 바와 같이 유체 도입홈(16) 내로 흡입된다.

이와 같이, 역회전시에 있어서는, 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이에 복수의 동압 발생홈(313)의 역경사홈(315)이 배치됨으로써, 피밀봉 유체(F)가 유체 도입홈(16)과 복수의 역경사홈(315) 사이에서 전달되어 외경측에 고정되기 때문에, 동압 발생홈(313) 내나 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)는 적다.

이상 설명한 바와 같이, 회전 밀봉환(20)의 정회전시에 있어서는, 동압 발생홈(313)의 경사홈(314) 및 역경사홈(315)에서 각각 발생하는 정압에 의해 바깥 공간(S2)으로부터 슬라이딩면(311, 21) 사이로 유입된 피밀봉 유체(F)가 흡입되어, 바깥 공간(S2)측으로 돌려보내지기 때문에, 슬라이딩면(311, 21) 사이로부터 피밀봉 유체(F)가 안쪽 공간(S1)으로 누설되는 것이 억제된다. 한편, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 있어서는, 경사홈(314)의 외경측에서 역경사홈(315) 내로 진입한 피밀봉 유체(F)가 회전 밀봉환(20)의 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 추종 이동하여 역경사홈(315)의 피밀봉 유체(F)측의 단부, 즉 예각부(315D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(311, 21) 사이로 되돌려짐으로써 안쪽 공간(S1)으로의 피밀봉 유체(F)의 누설을 줄일 수 있다. 이와 같이, 동압 발생홈(313)은, 주가 되는 동압 발생을 위한 회전 방향이 상이한 경사홈(314) 및 역경사홈(315)을 구비하고 있기 때문에, 양회전시에 있어서 슬라이딩면(311, 21)끼리를 이간시켜 마모를 억제할 수 있고, 또한 슬라이딩면(311, 21) 사이로부터 피밀봉 유체(F)가 안쪽 공간(S1)으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 역회전시에 있어서, 유체 도입홈(16)에 도입되어 액체 유도홈부(17) 근방으로부터 슬라이딩면(311, 21) 사이로 유출되는 피밀봉 유체(F)는, 유체 도입홈(16)의 액체 유도홈부(17)의 상대 회전 방향의 하류측에 위치하는 동압 발생홈(313)의 역경사홈(315) 내로 흡입됨으로써 포착된다. 이때, 예각부(315C) 및 그 근방에 부압이 발생하고 있는 점에서, 슬라이딩면(311, 21) 사이로 유출된 피밀봉 유체(F)는 당해 동압 발생홈(313)의 역경사홈(315) 내로 흡입되기 쉽게 되어 있다. 또한, 역경사홈(315) 내에 포착된 피밀봉 유체(F)가 회전 밀봉환(20)의 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 추종 이동하여 역경사홈(315)의 예각부(315D)로부터 외경측을 향하여 슬라이딩면(311, 21) 사이로 되돌려짐으로써 안쪽 공간(S1)으로의 피밀봉 유체(F)의 누설을 더욱 줄일 수 있다.

또한, 경사홈(314)과 역경사홈(315) 사이에는, 둘레 방향으로 연속하고 지름 방향으로 소정 이상의 폭을 갖는 환상 랜드부(312d)가 형성되어 있고, 이 환상 랜드부(312d)에 의해 경사홈(314)과 역경사홈(315)이 분리되어 있음으로써, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 있어서, 피밀봉 유체(F)가 환상 랜드부(312d)의 외경측에 있어서 예각부(315C)로부터 역경사홈(315)으로 흡입되어 포착되기 때문에, 환상 랜드부(312d)를 넘어 경사홈(314)으로 피밀봉 유체(F)가 진입하는 것이 억제되어 있어, 경사홈(314)을 통하여 안쪽 공간(S1)으로 누출되는 피밀봉 유체(F)를 더욱 줄일 수 있다.

또한, 환상 랜드부(312d)에 의해 경사홈(314)과 역경사홈(315)이 분리되어 있음으로써, 양회전시에 있어서, 경사홈(314)과 역경사홈(315)이 서로의 동압 발생에 간섭하는 일이 없기 때문에, 동압 효과를 발휘하기 쉽다.

또한, 경사홈(314)과 역경사홈(315)을 분리하는 환상 랜드부(312d)의 지름 방향 중심은, 슬라이딩면(311)의 지름 방향 중심보다도 피밀봉 유체(F)측에 가깝게 배치되어 있다. 이에 의하면, 경사홈(314)의 연재 길이를 길게 확보할 수 있어, 정회전시에 있어서 경사홈(314)이 역경사홈(315)보다도 주된 동압 발생원이 되기 때문에, 피밀봉 유체(F)의 안쪽 공간(S1)으로의 누설을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 경사홈(313')은, 실시예 1의 경사홈(13')과 동일한 구성인 것에 한정하지 않고, 예를 들면 실시예 2의 동압 발생홈(213')과 동일한 구성이라도 좋고, 동압 발생홈(313)과 마찬가지로 경사홈과 역경사홈이 지름 방향으로 분리된 구성이라도 좋다. 또한, 이러한 동압 발생홈의 구성의 변경은, 이후의 각 실시예의 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에도 적용 가능하다.

실시예 4

다음으로, 실시예 4에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 11을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 11에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 4의 정지 밀봉환(410)의 슬라이딩면(411)에 있어서, 동압 발생홈(413)은, 내경측으로부터 외경측을 향하여 연장되어 동압을 발생시키는 경사홈(414)과, 이 경사홈(414)의 외경측에 있어서 지름 방향으로 이간하는 오목부(415)로 구성되어 있다.

오목부(415)은, 대략 정방형을 이루고 있고, 둘레 방향으로 인접하는 유체 도입홈(16) 사이의 랜드부(412b)에 있어서, 경사홈(414)의 외경단(414B)의 둘레 방향 대략 중앙에 배치되어 있다. 또한, 오목부(415)는, 지름 방향으로 대향하는 모서리부, 즉 대각선이 정지 밀봉환(410)에 있어서의 지름선상에 배치되어 있다.

이에 의하면, 역회전시에 있어서, 유체 도입홈(16)으로부터 슬라이딩면(411, 21) 사이로 유출되는 피밀봉 유체(F)가 유체 도입홈(16)의 상대 회전 하류측에서 오목부(415)에 의해 포착됨으로써, 안쪽 공간(S1)으로의 피밀봉 유체(F)의 누설을 줄일 수 있다.

또한, 오목부(415)는, 실시예 3의 역경사홈(315)과 같이, 상대 회전시에 있어서의 상류로부터 하류를 향하여 연장되는 둘레 방향의 방향으로 방향성이 있는 것이 아니면, 대략 정방형에 한정하지 않고, 예를 들면 원형이나 삼각형 등과 같이 형상 등은 자유롭게 구성되어도 좋다.

실시예 5

다음으로, 실시예 5에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 12를 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 12에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 5의 정지 밀봉환(510)에 있어서의 유체 도입홈(516)은, 바깥 공간(S2)과 연통하는 액체 유도홈부(517)와, 액체 유도홈부(517)의 내경측으로부터 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향 및 역회전 방향을 향하여 각각 정지 밀봉환(510)과 동심 형상으로 둘레 방향으로 연장되는 레일리 스텝(518, 518')으로 구성되어 있다.

이에 의하면, 회전 밀봉환(20)의 정회전시에 있어서, 유체 도입홈(516) 내의 피밀봉 유체(F)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향으로 추종 이동함으로써, 액체 유도홈부(517)로부터 레일리 스텝(518)측으로 이동함과 동시에, 바깥 공간(S2)의 피밀봉 유체(F)가 액체 유도홈부(517)로 인입된다. 또한, 역회전시에 있어서도, 유체 도입홈(516) 내의 피밀봉 유체(F)가 슬라이딩면(21)과의 전단에 의해 회전 밀봉환(20)의 역회전 방향으로 추종 이동함으로써, 액체 유도홈부(517)로부터 레일리 스텝(518')측으로 이동함과 동시에, 바깥 공간(S2)의 피밀봉 유체(F)가 액체 유도홈부(517)로 인입된다.

이와 같이, 유체 도입홈(516)은, 양회전시에 있어서, 레일리 스텝(518, 518')에 의해, 동압을 발생시켜 슬라이딩면(511, 21) 사이를 근소하게 이간시켜 슬라이딩면(511, 21) 사이에 피밀봉 유체(F)를 공급함으로써, 슬라이딩면(511, 21)끼리의 윤활성을 높일 수 있다.

실시예 6

다음으로, 실시예 6에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 13을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 13에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 6의 정지 밀봉환(610)에 있어서의 유체 도입홈(616)은, 실시예 5의 유체 도입홈(516)과 동일한 구성이다. 또한, 동압 발생홈(613)은 실시예 3의 동압 발생홈(313)과 동일한 구성이다.

이에 의하면, 유체 도입홈(616)은, 양회전시에 있어서, 슬라이딩면(611, 21) 사이를 근소하게 이간시켜 슬라이딩면(611, 21) 사이에 피밀봉 유체(F)를 도입함으로써, 슬라이딩면(611, 21)끼리의 마모를 보다 억제할 수 있고, 또한 동압 발생홈(613)에 있어서 지름 방향으로 분리된 경사홈(614) 및 역경사홈(615)에 의해, 피밀봉 유체(F)의 누설을 억제할 수 있다.

실시예 7

다음으로, 실시예 7에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 14를 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 14에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 7의 정지 밀봉환(710)에 있어서의 유체 도입홈(716)은, 바깥 공간(S2)과 연통하는 대략 사다리꼴 형상의 홈에 의해 구성되어 있다.

상세하게는, 유체 도입홈(716)은, 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향의 하류측의 측벽부(716a)가 외경측으로부터 내경측을 향하여 역회전 방향을 향하여 경사지면서 직선 형상으로 연장되고, 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향의 상류측의 측벽부(716d)가 외경측으로부터 내경측을 향하여 지름선을 따라 직선 형상으로 연장되어 있다. 또한, 유체 도입홈(716)은, 내경단에 있어서의 벽부(716c)와 측벽부(716b)가 이루는 예각부(716A)가 정회전 방향의 하류측의 동압 발생홈(713)의 예각부(713C)와 둘레 방향으로 근접하여 배치되어 있다.

이에 의하면, 유체 도입홈(716)은, 측벽부(716a)가 둘레 방향을 따르도록 경사져 있기 때문에, 회전 밀봉환(20)의 정회전시에 있어서의 정지 밀봉환(710)과 회전 밀봉환(20)의 상대 회전 개시시에 유체 도입홈(716)에 피밀봉 유체(F)가 도입되기 쉽다.

또한, 유체 도입홈(716)은, 예각부(716A)가 동압 발생홈(713)의 예각부(713C)와 둘레 방향으로 근접하고 있기 때문에, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 있어서, 유체 도입홈(716)의 예각부(716A)에 집중하여 누출되는 피밀봉 유체(F)를 동압 발생홈(713)의 예각부(713C) 및 그 근방에서 발생하는 부압에 의해 흡입하여 회수할 수 있기 때문에, 피밀봉 유체(F)의 안쪽 공간(S1)으로의 누설을 더욱 억제할 수 있다.

실시예 8

다음으로, 실시예 8에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 15를 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 15에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 8의 정지 밀봉환(810)에 있어서의 유체 도입홈(816)은, 바깥 공간(S2)과 연통하는 사각 형상의 홈에 의해 구성되어 있다.

상세하게는, 유체 도입홈(816)은, 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향의 하류측의 측벽부(816a) 및 정회전 방향의 상류측의 측벽부(816b)가 외경측으로부터 내경측을 향하여 역회전 방향을 향하여 경사지면서 직선 형상으로 연장되어 있다. 또한, 유체 도입홈(816)은, 내경단에 있어서의 벽부(816c)와 측벽부(816b)가 이루는 예각부(816A)가 정회전 방향의 하류측의 동압 발생홈(813)의 예각부(813C)와 둘레 방향으로 근접하여 배치되어 있다.

이에 의하면, 유체 도입홈(816)은, 측벽부(816a, 816b)가 각각 둘레 방향을 따르도록 경사져 있기 때문에, 회전 밀봉환(20)의 정회전시에 있어서의 정지 밀봉환(810)과 회전 밀봉환(20)의 상대 회전 개시시에 유체 도입홈(816)에 피밀봉 유체(F)가 보다 도입되기 쉽다.

또한, 유체 도입홈(816)은, 실시예 7과 비교하여 예각부(816A)의 각도가 작고, 또한 동압 발생홈(813)의 예각부(813C)와 둘레 방향으로 보다 근접하고 있기 때문에, 회전 밀봉환(20)의 역회전시에 있어서, 예각부(816A)에 피밀봉 유체(F)가 집중하기 쉬워, 유체 도입홈(816)의 예각부(816A)에 집중하여 누출되는 피밀봉 유체(F)를 동압 발생홈(813)의 예각부(813C) 및 그 근방에서 발생하는 부압에 의해 흡입하여 회수할 수 있기 때문에, 피밀봉 유체(F)의 안쪽 공간(S1)으로의 누설을 더욱 억제할 수 있다.

실시예 9

다음으로, 실시예 9에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 16을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 16에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 9의 정지 밀봉환(910)에 있어서의 유체 도입홈(916)은, 바깥 공간(S2)과 연통하는 액체 유도홈부(917)와, 액체 유도홈부(917)의 외경측으로부터 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향을 향하여 정지 밀봉환(910)과 동심 형상으로 둘레 방향으로 연장되는 레일리 스텝(918)으로 구성되어 있다. 또한, 액체 유도홈부(917)는, 실시예 8의 유체 도입홈(916)과 대략 동일 형상이다.

이에 의하면, 유체 도입홈(916)은, 레일리 스텝(918)을 구비하고 있기 때문에, 정회전시에 있어서, 레일리 스텝(918)에 의해, 동압을 발생시켜 슬라이딩면(911, 21) 사이를 근소하게 이간시켜 슬라이딩면(911, 21) 사이에 피밀봉 유체(F)를 공급함으로써, 슬라이딩면(911, 21)끼리의 윤활성을 높일 수 있다.

실시예 10

다음으로, 실시예 10에 따른 슬라이딩 부품에 대해, 도 17을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.

도 17에 나타나는 바와 같이, 본 실시예 10의 정지 밀봉환(1010)에 있어서의 유체 도입홈(1016)은, 바깥 공간(S2)과 연통하는 액체 유도홈부(1017)와, 액체 유도홈부(1017)의 내경측으로부터 회전 밀봉환(20)의 정회전 방향 및 역회전 방향을 향하여 각각 정지 밀봉환(1010)과 동심 형상으로 둘레 방향으로 연장되는 레일리 스텝(1018, 1018')으로 구성되어 있다. 또한, 액체 유도홈부(1017)는, 실시예 8의 유체 도입홈(816)과 대략 동일 형상이다.

이에 의하면, 양회전시에 있어서, 레일리 스텝(1018, 1018')에 의해, 동압을 발생시켜 슬라이딩면(1011, 21) 사이를 근소하게 이간시켜 슬라이딩면(1011, 21) 사이에 피밀봉 유체(F)를 공급함으로써, 슬라이딩면(1011, 21)끼리의 윤활성을 높일 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명했지만, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 변경이나 추가가 있어도 본 발명에 포함된다.

예를 들면, 상기 실시예에서는, 슬라이딩 부품으로서, 자동차용의 메커니컬 시일을 예로 들어 설명했지만, 일반 산업 기계 등의 다른 메커니컬 시일이라도 좋다. 또한, 메커니컬 시일에 한정되지 않고, 미끄럼 베어링 등 메커니컬 시일 이외의 슬라이딩 부품이라도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는, 동압 발생홈 및 유체 도입홈을 정지 밀봉환에 마련하는 예에 대해서 설명했지만, 동압 발생홈 및 유체 도입홈을 회전 밀봉환에 마련해도 좋다.

또한, 피밀봉 유체측을 고압측, 누설측을 저압측으로 하여 설명했지만, 피밀봉 유체측이 저압측, 누설측이 고압측으로 되어 있어도 좋고, 피밀봉 유체측과 누설측이 대략 동일한 압력이라도 좋다.

또한, 동압 발생홈에 있어서의 경사홈은 안쪽 공간(S1)과 연통하고 있다고 설명했지만, 이에 한정하지 않고 동압을 발생시킬 수 있으면, 연통하고 있지 않아도 좋다.

또한, 동압 발생홈은, 경사홈의 외경측의 단부에 역경사홈이 연속하여 형성되는 것에 한정하지 않고, 경사홈의 연재 방향의 대략 중앙부로부터 역경사홈이 분기되어 형성되어 있어도 좋다.

또한, 동압 발생홈은, 하나의 경사홈에 대하여 복수의 역경사홈이 배치되어 있어도 좋다.

또한, 경사홈은, 둘레 방향으로 경사지면서 원호 형상으로 연장되는 것에 한정하지 않고, 직선 형상으로 형성함으로써 형상을 간소화해도 좋다.

또한, 동압 발생홈 및 유체 도입홈은 대략 동일 깊이라고 설명했지만, 유체 도입홈은 동압 발생홈보다도 깊어도 좋다.

또한, 본 실시예에 있어서, 피밀봉 유체(F)는 고압의 액체라고 설명했지만, 이에 한정하지 않고 기체 또는 저압의 액체라도 좋고, 액체와 기체가 혼합된 미스트 상태라도 좋다.

또한, 본 실시예에 있어서, 누설측의 유체는 저압의 기체인 대기(A)라고 설명했지만, 이에 한정하지 않고 액체 또는 고압의 기체라도 좋고, 액체와 기체가 혼합된 미스트 상태라도 좋다.

10; 정지 밀봉환(슬라이딩 부품)
11; 슬라이딩면
12; 랜드
12a~12c 랜드부
13; 동압 발생홈
13'; 경사홈
13C, 13C', 13D; 예각부
14; 경사홈
15; 역경사홈(오목부)
16; 유체 도입홈
17; 액체 유도홈부
18; 레일리 스텝
20; 회전 밀봉환(다른 슬라이딩 부품)
21; 슬라이딩면
310; 정지 밀봉환(슬라이딩 부품)
311; 슬라이딩면
312d; 환상 랜드부
313; 동압 발생홈
313'; 경사홈
314; 경사홈
314C; 예각부
315; 역경사홈(오목부)
315C, 315D; 예각부
410; 정지 밀봉환(슬라이딩 부품)
411; 슬라이딩면
413; 동압 발생홈
414; 경사홈
415; 오목부
A; 대기
F; 피밀봉 유체
S1; 안쪽 공간
S2; 바깥 공간

Claims

회전 기계의 상대 회전하는 개소에 배치되어 다른 슬라이딩 부품과 상대 슬라이딩하고, 슬라이딩면에 피밀봉 유체측의 공간과 연통하여 피밀봉 유체를 도입하는 복수의 유체 도입홈과, 누설측으로부터 피밀봉 유체측으로 연장되어 동압을 발생시키는 복수의 경사홈을 구비하는 환상(環狀)의 슬라이딩 부품으로서,
상기 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에는, 적어도 둘레 방향으로 인접하는 상기 유체 도입홈 사이에 배치되는 오목부가 구비되어 있는 슬라이딩 부품.
제1항에 있어서,
상기 오목부는, 상기 경사홈의 피밀봉 유체측에 마련되고 상기 경사홈에 대하여 역방향으로 연장되어 동압을 발생시키는 역경사홈인 슬라이딩 부품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오목부는, 인접하는 상기 유체 도입홈 사이에만 마련되어 있는 슬라이딩 부품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 도입홈은, 레일리 스텝을 갖고 있는 슬라이딩 부품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 도입홈은, 둘레 방향 양측으로 연장되는 레일리 스텝을 갖고 있는 슬라이딩 부품.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 역경사홈은, 상기 경사홈과 비교하여 연재(延在) 길이가 짧은 슬라이딩 부품.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사홈과 상기 역경사홈은, 연속하는 홈인 슬라이딩 부품.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사홈과 상기 역경사홈 사이에는, 상기 경사홈의 피밀봉 유체측에서 둘레 방향으로 연속하고 지름 방향으로 소정 이상의 폭을 갖는 환상 랜드부가 마련되어 있는 슬라이딩 부품.