[发明专利]机械密封件

说明书

技术领域

本发明涉及在机动车、普通工业机械、或者其他密封领域使用的机械密封件、例如在水泵的壳体与旋转轴之间的密封中使用的机械密封件。

背景技术

在机械密封件中，为了长期维持密封性，必须使“密封”和“润滑”这样的相反的条件并存。特别是，在近年，由于环境政策等，为了在实现被密封流体的防漏的同时降低机械损失，进一步提高了低摩擦化的要求。作为低摩擦化的方法，能够通过下述方式实现：通过旋转使滑动面之间产生动压，从而在隔着液膜的状态下进行滑动，即形成为流体润滑状态。可是，在这样的情况下，由于在滑动面之间产生正压，因此流体从正压部分向滑动面外流出。该流体流出属于密封的情况下的泄漏。

本申请人们对下述的机械密封滑动件的发明提出了专利申请：首先，通过使被密封流体向滑动面之间的导入及其保持良好，由此获得稳定且良好的润滑性，即，为了在不发生过大的泄漏的情况下实现摩擦系数的降低，使静止用滑动件和旋转用滑动件在对置的各滑动面上相对旋转滑动，从而密封存在于该相对旋转滑动的滑动面的径向一侧的被密封流体，其中，在滑动面上彼此分离地形成有多个格栅部，所述格栅部是互相平行的多个直线状的凹凸部以规定的间距形成于规定的区间内而成的，多个格栅部的直线状的凹凸部形成为，该凹凸部的方向相对于该滑动面的滑动方向呈规定的角度地倾斜（以下称作“现有技术1”。参照专利文献1。）。

另一方面，以提供一种伴有停止的往复滑动特性优异的滑动面结构为目的，已知下述这样的低摩擦滑动面的发明：构成固体材料表面的镜面部分的离散的多个区域中的所有区域都是通过整周被镜面部分包围而划分开的，镜面部分在作为连续的一个面的多个区域形成有格栅状的周期结构（以下称作“现有技术2”。参照专利文献2。）。

另外，以提供一种能够实现低摩擦并且能够实现磨合过程的缩短化的滑动面结构为目的，还公知下述这样的滑动面结构的发明：其是第1部件的滑动面和第2部件的滑动面在润滑剂下相对滑动的滑动面结构，在第1部件和第2部件中的至少任意一方的滑动面，沿滑动方向形成有多个由多个凹凸构成的格栅部，沿滑动方向相邻的格栅部的周期结构的方向相对于滑动方向对称（以下称作“现有技术3”。参照专利文献3。）。

可是，如图14所示，在现有技术1中，格栅部50形成于内径R1和外径R4之间的滑动面51的半径R2～R3的范围，关于与被密封流体侧连通这一点，没有记载，因此，在机械密封件起动时，没有意图预先将被密封流体积极地导入到格栅部50，并且，在起动后，被密封流体向格栅部50的导入量也谈不上充分。此外，由于格栅部50与滑动面51形成于大致同一个面，因此，在起动时和起动后被导入到格栅部50的被密封流体的量都受到限制。

另外，在现有技术2中，如图15所示，多个格栅状的周期结构部60通过整周被镜面部分61包围而被划分出来，没有与镜面部分61的区域外连通，因此，在应用于机械密封件的情况下，格栅状的周期结构部60被面对的滑动件覆盖而与被密封流体侧不连通，从而，在机械密封件起动时，无法预先将存在于镜面部分61的区域外的被密封流体导入到格栅状的周期结构部60，并且，在起动后，被密封流体导入到格栅状的周期结构部60的导入量也谈不上充分。进而，得到如下启示：如果使格栅状的周期结构部60形成于比镜面部分61深的部位，则能够保持的油膜量增大，但是，在滑动时周期结构部60的侧方防泄漏效果降低，因此不能太深。

总之，在现有技术2中，没有得到用作机械密封件的启示，另外，即使在机械密封件中使用，也没有公开这样的技术思想：在机械密封件起动时，积极地将被密封流体导入到格栅状的周期结构部60，并且，不会向大气侧泄漏。

另外，在现有技术3中，如图16（a）所示，是圆盘体70的滑动面和环状体71的滑动面在润滑剂下相对滑动的轴承等的滑动面结构，如图16（b）所示，在圆盘体70的滑动面72，沿滑动方向形成有多个由多个凹凸构成的格栅部73a、73b，所述格栅部73a、73b通过整周被滑动面72包围而划分开，如图16（c）所示，沿滑动方向相邻的格栅部73a、73b的周期结构的方向相对于滑动方向对称，但是，没有公开如何应用于轴承以外的滑动面，假设应用于机械密封件，关于圆盘体70的滑动面72的格栅部73a、73b与被密封流体侧连通这一点并没有公开，因此，没有公开在机械密封件起动时和起动后积极地将被密封流体导入到格栅部73a、73b这样的技术思想。此外，由于格栅部73a、73b与滑动面72形成于大致同一个面，因此存在这样的问题：无法将被密封流体导入到格栅部73a、73b，在起动时和起动后无法充分地进行滑动面的润滑。

在先技术文献