WO2023027002A1 - 摺動部品 - Google Patents

Abstract

溝と連通する空間との間で流体が導入または導出されやすい摺動部品を提供する。　一対の摺動環１０，２０が互いに相対回転することにより被密封流体空間Ｓ１及び漏れ空間Ｓ２を区画する摺動部品であって、一方の摺動環１０の摺動面１１には、被密封流体側および漏れ側の一方の空間Ｓ１に開口する溝１３が設けられた摺動部品１０であって、一対の摺動環１０，２０の少なくとも一方における一方の空間側の縁部１０ｅには、一方の摺動環１０の溝１３と他方の摺動環２０との間に形成される流体空間Ｓ１０に連通し、一方の空間に向けて拡開された傾斜面６が設けられている。

Description

摺動部品

　本発明は、回転機械の軸封や軸受に用いられる摺動部品に関する。

　回転機械において回転軸周辺の被密封流体の漏れを防止する摺動部品として、例えば相対回転し摺動面同士が摺動する一対の環状の摺動環からなるメカニカルシールが知られている。このようなメカニカルシールにおいては、近年、環境対策等のために摺動により失われるエネルギーの低減が望まれており、摺動環の摺動面に被密封液体側に連通するとともに摺動面において一端が閉塞する正圧発生溝を設けているものがある。

　例えば、特許文献１に示されるメカニカルシールは、一方の摺動環の摺動面において、径方向に延び被密封液体側に連通し漏れ側に連通しない流体導出入溝と、該流体導出入溝に連通して相対回転方向に延設される正圧発生溝とから構成される正圧発生機構が、ランド部を介し周方向に複数設けられている。これによれば、摺動環の相対回転時には、被密封流体が流体導出入溝を経て正圧発生溝に導入され、正圧発生溝の相対回転方向の端部の壁部に被密封流体が集中して正圧が発生して摺動面同士が離間するとともに、摺動面に被密封流体の流体膜が形成されることで潤滑性が向上し、低摩擦化を実現している。

特許第６４４４４９２号公報（第１２頁、第７図）

　特許文献１のメカニカルシールにあっては、一対の摺動環の相対回転摺動に追従して正圧発生溝内の被密封流体が相対回転方向の端部に向けて移動することにより、被密封流体側の空間から流体導出入溝を通じて正圧発生溝内に被密封流体が連続的に供給されるようになっている。しかしながら、特許文献１のようなメカニカルシールにあっては、流体導出入溝の底面と摺動環における被密封流体側の周面とで形成される角部が直角に形成されているため、被密封流体側の空間から流体導出入溝に被密封流体が導入される際にこの角部近傍で渦が生じやすく、被密封流体が流体導出入溝内に有効に導入されず、流体導出入溝内の被密封流体が減少する虞があった。

　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、溝と連通する空間との間で流体が導入または導出されやすい摺動部品を提供することを目的とする。

　前記課題を解決するために、本発明の摺動部品は、
　一対の摺動環が互いに相対回転し、被密封流体空間及び漏れ空間を区画する摺動部品であって、
　一方の摺動環の摺動面には、前記被密封流体側および前記漏れ側の少なくとも一方の空間に開口する溝が設けられており、
　前記一対の摺動環の少なくとも一方における前記溝が設けられている側の空間側の縁部には、前記一方の摺動環の前記溝と前記他方の摺動環との間に形成される流体空間に連通し、前記溝が設けられている側の空間に向けて拡開された傾斜面が設けられている。
　これによれば、溝が設けられている側の空間側に向けて拡開された傾斜面に沿って流体が、溝が設けられている側の空間から流体空間に、または流体空間から溝が設けられている側の空間にスムーズに移動するため、流体空間と溝が設けられている側の空間との間で流体が導入または導出されやすい。

　前記溝は、前記溝が設けられている側の空間に開口する流体導出入溝と、前記流体導出入溝に連通して周方向に延設される動圧発生溝と、を備え、
　前記流体導出入溝は前記動圧発生溝よりも深くなっていてもよい。
　これによれば、流体導出入溝に十分に流体を保持できるため、動圧発生溝が貧潤滑になることを防止できる。

　前記溝は、前記溝が設けられている側の空間に開口する流体導出入溝と、前記流体導出入溝に連通して周方向に延設される動圧発生溝と、を備え、
　前記流体導出入溝と前記動圧発生溝とは同じ深さとなっていてもよい。
　これによれば、流体導出入溝と動圧発生溝との間で円滑に流体を流すことができる。

　前記傾斜面は、前記一方の摺動環に設けられていてもよい。
　これによれば、一対の摺動環の摺動状態に関わらず、傾斜面と流体空間との連通状態を常に一定に維持できる。

　前記流体導出入溝の底面と前記傾斜面とが鈍角を成していてもよい。
　これによれば、傾斜面と流体導出入溝の底面との境界部分で渦が生じにくい。

　前記一方の摺動環には、前記傾斜面と、前記傾斜面の周方向両端縁から立ち上がる側面と、により傾斜溝が形成されており、
　前記一方または他方の摺動環における前記溝が設けられている側の空間側の縁部には、前記溝が設けられている側の空間に向けて拡開された拡開面が形成されており、
　前記拡開面により区画され周方向に延びて形成される連通空間は前記傾斜溝に連通していてもよい。
　これによれば、傾斜溝に対して径方向と周方向とから被密封流体を導入または導出できる。

　前記流体導出入溝は内径側の空間に連通しており、
　前記動圧発生溝の最外径の位置は前記流体導出入溝の最外径の位置よりも外径側に位置していてもよい。
　これによれば、動圧発生溝と流体導出入溝との連通領域を大きく確保できる。

　前記流体導出入溝は外径側の空間に連通しており、
　前記動圧発生溝の最内径の位置は前記流体導出入溝の最内径の位置よりも内径側に位置していてもよい。
　これによれば、動圧発生溝と流体導出入溝との連通領域を大きく確保できる。

　前記動圧発生溝は前記流体導出入溝の周方向両側に設けられており、該動圧発生溝同士は連通していてもよい。
　これによれば、流体導出入溝の周方向両側の動圧発生溝同士が連通していることから、連通部分およびその周辺に発生するキャビテーションによって流体が他方の空間側に漏れにくくなっている。

　前記流体導出入溝は前記被密封流体側の空間に連通しており、前記一方または他方の摺動環の摺動面には、前記漏れ側の空間に連通し、前記被密封流体側の空間に連通しないスパイラル溝が設けられていてもよい。
　これによれば、一対の摺動環の相対回転時には、動圧発生溝とスパイラル溝とにより摺動面同士を離間させるとともに、摺動面間に被密封流体と漏れ側流体とで流体膜を形成できるため、摺動面間の潤滑性が向上する。

　前記一方の摺動環における前記漏れ側の縁部には、前記スパイラル溝と他方の摺動環との間に形成される別の流体空間に連通し、前記漏れ側の空間に向けて拡開された別の傾斜面が設けられていてもよい。
　これによれば、別の傾斜面に沿って漏れ側流体が別の流体空間にスムーズに導入または導出される。

　前記被密封流体は液体であり、前記漏れ側の流体は気体であってもよい。
　これによれば、一対の摺動環が低速回転時には、液体により摺動面間の潤滑を行い、高速回転時には気体により摺動面間の潤滑を行うことができる。

　前記溝は、径方向長さよりも周方向長さが長い帯状の開口溝であり、該開口溝の少なくとも一部に、周方向に沿って前記溝が設けられている側の空間側に開放する開口部が形成されていてもよい。
　これによれば、開口溝に形成された開口部は周方向に沿って開口しており、その開口部から溝が設けられている側の空間側の流体が溝内に取り込まれるので、摺動部品の相対回転数が高まっても、開口部から溝が設けられている側の空間側の流体を溝内に多く取り込み、摺動面間に所望の正圧を発生させることができる。

　前記開口溝は、前記開口部が形成され周方向に延びる第１溝部と、前記第１溝部の下流側端部から径方向成分をもって延設されその端部が閉塞された第２溝部と、を有していてもよい。
　これによれば、溝が設けられている側の空間側からより離間した他方の空間側に溝が設けられている側の空間側の流体を導入可能となるため、他方の空間側の流体の溝が設けられている側の空間側への移動を抑制することができる。

　前記第２溝部は、径方向成分をもって延設された傾斜部と、前記傾斜部から周方向に延びる延設部と、から構成されていてもよい。
　これによれば、傾斜部により第２溝部内への溝が設けられている側の空間側の流体の導入効率を向上させることができるとともに、延設部により第１溝部よりも径方向にずれた位置で正圧を生じさせることができる。

　前記開口溝は、径方向に延びる線を基準として線対称に形成されていてもよい。
　これによれば、摺動部品の相対回転方向に限られず使用できる。

本発明の実施例１におけるメカニカルシールの一例を示す縦断面図である。 実施例１における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 実施例１における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。 （ａ）は図３のＡ－Ａ断面図、（ｂ）は流体導出入空間およびその周辺を内径側から見た図である。 本発明の実施例２における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。 図５のＡ’－Ａ’断面図である。 本発明の実施例３における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 本発明の実施例３における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。 図８のＢ－Ｂ断面図である。 本発明の実施例３における静止密封環の変形例を示す軸方向から見た図である。 本発明の実施例４における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。 本発明の実施例５における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。 本発明の実施例６における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図である。 （ａ）は本発明の実施例７における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図、（ｂ）は同じくＣ－Ｃ断面図である。 本発明の実施例８における流体導出入溝の断面図である。 本発明の実施例９における流体導出入溝の断面図である。 本発明の実施例１０における流体導出入溝の断面図である。 本発明の実施例１１における流体導出入溝の断面図である。 本発明の実施例１２における流体導出入溝の断面図である。 本発明の実施例１３における流体導出入溝の断面図である。 本発明の実施例１４における流体導出入溝の断面図である。 （ａ）は本発明の実施例１５における動圧発生溝を軸方向から見た拡大図、（ｂ）は（ａ）のＧ－Ｇ断面図、（ｃ）は同じくＨ－Ｈ断面図である。 本発明の実施例１６における動圧発生溝を軸方向から見た拡大図である。 （ａ）は本発明の実施例１７における動圧発生機構を軸方向から見た拡大図、（ｂ）は（ａ）のＥ－Ｅ断面図である。 本発明の実施例１８における動圧発生機構を軸方向から見た拡大図である。 本発明の実施例１９における動圧発生機構を軸方向から見た拡大図である。 （ａ）は本発明の実施例２０における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図、（ｂ）は（ａ）のＪ－Ｊ断面図である。 （ａ）は本発明の実施例２１における静止密封環の摺動面を軸方向から見た拡大図、（ｂ）は（ａ）のＫ－Ｋ断面図である。 本発明の実施例２２における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 本発明の実施例２２における溝を軸方向から見た拡大図である。 本発明の実施例２３における溝を軸方向から見た拡大図である。 本発明の実施例２４における静止密封環の摺動面を軸方向から見た図である。 本発明の実施例２５における溝を軸方向から見た拡大図である。 本発明の実施例２６における溝を軸方向から見た拡大図である。

　本発明に係る摺動部品を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

　実施例１に係る摺動部品としてのメカニカルシールにつき、図１から図４を参照して説明する。尚、本実施例においては、メカニカルシールの内空間Ｓ１に被密封流体Ｆが存在し、外空間Ｓ２に大気Ａが存在しており、メカニカルシールを構成する摺動環の内径側を被密封流体側（高圧側）、外径側を漏れ側（低圧側）として説明する。また、説明の便宜上、図面において、摺動面に形成される溝等にドットを付すこともある。

　図１に示されるメカニカルシールは、摺動面の内径側から外径側に向かって漏れようとする内空間Ｓ１内の被密封流体Ｆを密封し外空間Ｓ２が大気Ａに通ずるアウトサイド形のものである。尚、本実施例では、被密封流体Ｆが高圧の液体であり、大気Ａが被密封流体Ｆよりも低圧の気体である形態を例示する。

　メカニカルシールは、他方の摺動環としての回転密封環２０と、一方の摺動環としての静止密封環１０と、から主に構成されている。回転密封環２０は円環状をなし、回転軸１にスリーブ２を介して回転軸１と共に回転可能な状態で設けられている。静止密封環１０は円環状をなし、被取付機器のハウジング４に固定されたシールカバー５に非回転状態かつ軸方向に移動可能な状態で設けられている。弾性部材７によって静止密封環１０が軸方向に付勢されることにより、静止密封環１０の摺動面１１と回転密封環２０の摺動面２１とが互いに密接摺動するようになっている。尚、回転密封環２０の摺動面２１は平坦面となっており、この平坦面には溝等の凹み部が設けられていない。

　静止密封環１０及び回転密封環２０は、代表的にはＳｉＣ（硬質材料）同士またはＳｉＣ（硬質材料）とカーボン（軟質材料）の組み合わせで形成されるが、これに限らず、摺動材料はメカニカルシール用摺動材料として使用されているものであれば適用可能である。尚、ＳｉＣとしては、ボロン、アルミニウム、カーボン等を焼結助剤とした焼結体をはじめ、成分、組成の異なる２種類以上の相からなる材料、例えば、黒鉛粒子の分散したＳｉＣ、ＳｉＣとＳｉからなる反応焼結ＳｉＣ、ＳｉＣ－ＴｉＣ、ＳｉＣ－ＴｉＮ等があり、カーボンとしては、炭素質と黒鉛質の混合したカーボンをはじめ、樹脂成形カーボン、焼結カーボン等が利用できる。また、上記摺動材料以外では、金属材料、樹脂材料、表面改質材料（コーティング材料）、複合材料等も適用可能である。

　図２及び図３に示されるように、静止密封環１０に対して相手側密封環である回転密封環２０が実線矢印で示すように時計周りに相対摺動するようになっている。

　静止密封環１０の摺動面１１には、複数の動圧発生機構１３が設けられている。動圧発生機構１３は摺動面１１の内径側において周方向に均等に配設（本実施例では８個）されている。

　また、摺動面１１における動圧発生機構１３以外の部分は同一平面上に配置された平坦面を成すランド１２となっている。ランド１２の平坦面が回転密封環２０の摺動面２１と実質的に摺動する摺動面として機能している。

　また、静止密封環１０における内空間Ｓ１側の縁部１０ｅには、複数の傾斜溝６１（図４参照）及び拡開面１７が設けられている。言い換えれば、静止密封環１０の摺動面１１よりも内径側の縁部１０ｅには、複数の傾斜溝６１及び拡開面１７が設けられている。拡開面１７は、摺動面１１よりも内径側の縁部１０ｅにおいて周方向に隣り合う傾斜溝６１同士の間に配設（本実施例では８個）されている。また、拡開面１７は、いわゆる面取りされた形状をなしている。また、傾斜溝６１は、動圧発生機構１３の後述する流体導出入溝１４と連続して延びている。

　また、拡開面１７は、ランド１２の平坦面から静止密封環１０の内周面１０ｇに向けて漸次深くなるように傾斜するテーパ面である（図４参照）。尚、拡開面１７は、凹凸を有していてもよいが、平坦面であることが好ましい。

　図３に示されるように、動圧発生機構１３は、流体導出入溝としての流体導出入溝１４と、動圧発生溝としてのレイリーステップ１５と、から構成されている。流体導出入溝１４は内空間Ｓ１に連通して外空間Ｓ２に連通しないように径方向に延びている。レイリーステップ１５は流体導出入溝１４の外径側から時計回り方向に静止密封環１０と同心状に周方向に延びている。

　図４（ａ）に示されるように、流体導出入溝１４の深さＤ１は、レイリーステップ１５の深さＤ２よりも深く形成されている（Ｄ１＞Ｄ２）。尚、レイリーステップ１５は、円弧状に延びるものに限らず、直線状に延びるものであってもよい。またレイリーステップ１５は、静止密封環１０と同心状に設けられるものに限られず、周方向に傾斜していてもよい。

　図３及び図４（ａ）（ｂ）に示されるように、流体導出入溝１４は、底面１４ａと、側面１４ｂ，１４ｃと、外径側の端面１４ｄと、から構成されている。底面１４ａはランド１２の平坦面と平行に径方向に延びている。側面１４ｂ，１４ｃは底面１４ａの周方向両端縁から立ち上がっている。外径側の端面１４ｄは、底面１４ａの外径端から立ち上がり、側面１４ｂ，１４ｃに直交連結している。側面１４ｂにはレイリーステップ１５に連通する開口１４Ａが形成されている。また、流体導出入溝１４の内径側には、内空間Ｓ１に連通する開口１４Ｂが形成されている。

　流体導出入溝１４の底面１４ａの内径側の端縁１４ｇには、内径側に延びる傾斜面６が連続して設けられている。詳しくは、傾斜面６は、流体導出入溝１４の底面１４ａの内径側の端縁１４ｇから静止密封環１０の内周面１０ｇに向かうにつれて深さが深くなるように、言い換えると回転密封環２０の摺動面２１との距離が遠ざかるように、傾斜して直線状に延びている。また、傾斜面６は拡開面１７と平行である。

　流体導出入溝１４の底面１４ａと傾斜面６とは鈍角を成している。尚、本実施例では、流体導出入溝１４の底面１４ａと傾斜面６とが鈍角を成す形態を例示するが、これに限られず、底面１４ａと傾斜面６との境界は曲面によって連続していてもよい。また、底面１４ａと傾斜面６との境界部分近傍の一部に小さな段差が形成されていてもよい。

　すなわち、傾斜面６は、流体導出入溝１４と回転密封環２０の摺動面２１との間に形成される流体空間としての第１流体導出入空間Ｓ１０に連続し、内空間Ｓ１側に向けて回転密封環２０から離れる方向すなわち流体導出入溝１４の深さ方向（以降回転密封環２０から離れる距離を単に「深さ」、その方向を「深さ方向」ということもある。）に拡開している。尚、傾斜面６は、平坦面であることが好ましい。

　傾斜面６と拡開面１７との間は、傾斜面６の周方向両端縁から立ち上がる側面１９ｂ，１９ｃにより連結されている。側面１９ｂ，１９ｃは、流体導出入溝１４の側面１４ｂ，１４ｃと径方向に連続している。

　すなわち、静止密封環１０における内空間Ｓ１側の縁部１０ｅには、傾斜面６、側面１９ｂ，１９ｃで囲まれた傾斜溝６１が形成されている。第１流体導出入空間Ｓ１０は傾斜溝６１を通じて内空間Ｓ１に連通されている。

　また、周方向に隣接する傾斜溝６１は、連通空間Ｓ１１により連通している。連通空間Ｓ１１は拡開面１７と回転密封環２０の内径側端部との間に形成されている。

　次いで、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時の動作について図３および図４を用いて説明する。尚、図３の被密封流体Ｆや大気Ａの流れについては、回転密封環２０の相対回転速度を特定せずに概略的に示している。

　まず、回転密封環２０が回転していない停止時には、被密封流体Ｆが流体導出入溝１４内に流入している。尚、弾性部材７によって静止密封環１０が回転密封環２０側に付勢されているので摺動面１１，２１同士は接触状態となっており、摺動面１１，２１間の被密封流体Ｆが外空間Ｓ２に漏れ出す量はほぼない。

　図３に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０に対して相対回転した状態においては、レイリーステップ１５内の被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の回転方向に追随移動することにより、内空間Ｓ１の被密封流体Ｆが傾斜溝６１を通じて流体導出入溝１４に引き込まれる。すなわち、流体導出入溝１４内では、被密封流体Ｆが矢印Ｈ１に示すように流体導出入溝１４からレイリーステップ１５における相対回転方向の下流側の端部１５Ａに向かって移動する。

　レイリーステップ１５の端部１５Ａに向かって移動した被密封流体Ｆは、レイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍で圧力が高められる。すなわちレイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍で正圧が発生する。

　レイリーステップ１５の深さＤ２は浅いため、回転密封環２０の回転速度が低速につき被密封流体Ｆの移動量が少なくてもレイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍にて正圧が発生する。

　また、レイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍で発生した正圧による力により、摺動面１１，２１間が若干離間される。これにより、摺動面１１，２１間には、主に矢印Ｈ２に示す動圧発生機構１３内の被密封流体Ｆが流入する。このように摺動面１１，２１間に被密封流体Ｆが介在することにより低速回転時においても潤滑性が向上し、摺動面１１，２１同士の摩耗を抑制することができる。尚、摺動面１１，２１同士の浮上距離が僅かであるため、外空間Ｓ２に漏れ出す被密封流体Ｆは少ない。

　また、流体導出入溝１４の深さＤ１は、レイリーステップ１５の深さＤ２よりも深く形成されており、流体導出入溝１４には被密封流体Ｆを多量に保持することができる。

　また、図４に示されるように、流体導出入溝１４の底面１４ａの内径側には、深さ方向に拡開するように傾斜する傾斜面６が連続して設けられている。これにより、流体導出入溝１４よりも深い位置から径方向に流れ込んだ被密封流体Ｆは傾斜面６に沿って第１流体導出入空間Ｓ１０にスムーズに供給されるため、第１流体導出入空間Ｓ１０内に被密封流体Ｆが導入されやすく、第１流体導出入空間Ｓ１０内の被密封流体Ｆが減少することを抑制できる。言い換えれば、流体導出入溝１４の底面１４ａと傾斜面６との間で渦が発生しにくくなっている。すなわち、低速回転時に摺動面１１，２１間が貧潤滑となることを回避できる。

　また、流体導出入溝１４の底面１４ａと傾斜面６とは鈍角を成しているため、底面１４ａと傾斜面６との境界部分、すなわち端縁１４ｇの近傍で渦が生じにくく、被密封流体Ｆは傾斜面６から第１流体導出入空間Ｓ１０にスムーズに供給される。

　また、傾斜面６は、流体導出入溝１４の底面１４ａに連続して設けられている。すなわち、傾斜面６は、流体導出入溝１４が設けられた静止密封環１０に設けられているため、静止密封環１０と回転密封環２０の周方向や軸方向の相対位置に関わらず、傾斜面６と流体導出入溝１４との連通状態を常に一定に維持できる。

　また、傾斜溝６１は周方向に離間して複数設けられており、隣り合う傾斜溝６１は連通空間Ｓ１１により周方向に連通されているため、傾斜溝６１に対して径方向（図３の矢印Ｈ１参照）と周方向（図３の矢印Ｈ３参照）から被密封流体Ｆを導入できる。

　また、静止密封環１０に拡開面１７を研磨等により環状に形成した後、動圧発生機構１３をレーザ等により加工すればよいため、静止密封環１０の製造が簡便である。

　また、傾斜溝６１は、側面１９ｂ，１９ｃを有しているため、傾斜溝６１内に導入された被密封流体Ｆは第１流体導出入空間Ｓ１０に向けて径方向に誘導される。

　また、拡開面１７により流体導出入溝１４の内径側にエッジが形成されないため、相対回転摺動時に流体導出入溝１４の内径側の端部が破損することを回避できる。

　尚、本実施例では、拡開面１７が周方向に隣接する傾斜溝６１間に亘って延びている形態を例示したが、拡開面は周方向の途中で途切れていてもよい。

　次に、実施例２に係るメカニカルシールにつき、図５及び図６を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　実施例２のメカニカルシールは実施例１のメカニカルシールと同一構成であり、回転密封環２０の回転方向が異なる。図５に示されるように、静止密封環１０に対して回転密封環２０が実線矢印で示すように反時計周りに相対摺動するようになっている。

　図５に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０に対して相対回転した状態においては、レイリーステップ１５内の被密封流体Ｆが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の回転方向に追随移動する。これにより、レイリーステップ１５内の被密封流体Ｆが矢印Ｈ１’に示すように流体導出入溝１４に移動し、内空間Ｓ１に排出される。また、流体導出入溝１４内の被密封流体Ｆの一部は、矢印Ｈ３’に示すように相対回転下流側の拡開面１７に排出される。

　レイリーステップ１５の被密封流体Ｆが流体導出入溝１４に移動することにより、レイリーステップ１５内は相対的に負圧となる。特に、レイリーステップ１５の端部１５Ａで最も圧力が低くなる。そのため、端部１５Ａの近傍における摺動面１１，２１間の被密封流体Ｆをレイリーステップ１５内に回収することができるとともに、負圧による力により摺動面１１，２１間を近接させることができる。

　また、図６に示されるように、レイリーステップ１５から流体導出入溝１４に移動した被密封流体Ｆの一部は、底面１４ａに沿って内空間Ｓ１に排出され、その他の一部は傾斜面６に沿って内空間Ｓ１にスムーズに排出される。

　次に、実施例３に係るメカニカルシールにつき、図７～図９を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例３の静止密封環１０’の摺動面１１には、複数の動圧発生機構１３と、複数のスパイラル溝１６と、が設けられている。動圧発生機構１３は実施例１のメカニカルシールと同一構成である。

　スパイラル溝１６は摺動面１１の外径側において周方向に均等に配設（本実施例では４８個）されている。

　また、静止密封環１０’における外空間Ｓ２側の縁部１０ｅ’には、複数の傾斜溝８１（図９参照）及び拡開面１８が設けられている。言い換えれば、静止密封環１０’の摺動面１１よりも外径側の縁部１０ｅ’には、複数の傾斜溝８１及び拡開面１８が設けられている。

　拡開面１８は、摺動面１１よりも外径側の縁部１０ｅ’において周方向に隣り合う傾斜溝８１同士の間に配設（本実施例では４８個）されている。また、拡開面１８はいわゆる面取りされた形状をなしている。また、傾斜溝８１は、スパイラル溝１６と連続して延びている。

　また、摺動面１１における動圧発生機構１３及びスパイラル溝１６以外の部分は平坦面を成すランド１２となっている。詳しくは、ランド１２は、周方向に隣接する動圧発生機構１３の間のランド部と、周方向に隣接するスパイラル溝１６の間のランド部と、径方向に離間する動圧発生機構１３とスパイラル溝１６との間のランド部と、を有し、これら各ランド部は、同一平面状に配置されランド１２の平坦面を構成している。

　拡開面１８は、ランド１２の平坦面から静止密封環１０’の外周面に向けて漸次深くなるように傾斜するテーパ面である（図９参照）。尚、拡開面１８は、凹凸を有していてもよいが、平坦面であることが好ましい。

　図８に戻って、スパイラル溝１６は、外径側から内径側に向けて時計回りの成分を持って傾斜しながら円弧状に延びている。このスパイラル溝１６は、外空間Ｓ２に連通して内空間Ｓ１に連通しないようになっている。

　スパイラル溝１６は、周方向に一定の深さに形成されている。尚、スパイラル溝１６は、傾斜しながら円弧状に延びるものに限らず、直線状に延びるものであってもよい。

　図８及び図９に示されるように、スパイラル溝１６は、底面１６ａと、側面１６ｂ，１６ｃと、端面１６ｄと、から構成されている。底面１６ａはランド１２の平坦面と平行に径方向に延びている。側面１６ｂ，１６ｃは底面１６ａの周方向両端縁から立ち上がっている。端面１６ｄは底面１６ａと側面１６ｂ，１６ｃとの内径端同士を連結している。スパイラル溝１６の外径側には、外空間Ｓ２に連通する開口１６Ａが形成されている。

　スパイラル溝１６の底面１６ａの外径側の端縁には、拡開面１８と平行に外径側に延びる別の傾斜面８が連続して設けられている。詳しくは、別の傾斜面８は、スパイラル溝１６の底面１６ａの外径側の端縁１６ｇから静止密封環１０’の外周面に向けて深さ方向に傾斜して直線状に延びている。スパイラル溝１６の底面１６ａと傾斜面８とは鈍角を成している。

　すなわち、傾斜面８は、スパイラル溝１６と回転密封環２０の摺動面２１との間に形成される別の流体空間としての第２流体導出入空間Ｓ１２に連続し、外空間Ｓ２側に向けて拡開している。尚、傾斜面８は、凹凸や曲面を有していてもよいが、平坦面であることが好ましい。

　傾斜面８と拡開面１８との間は、傾斜面８の周方向両端縁から立ち上がり側面１６ｂ，１６ｃと径方向に連続する側面９ｂ，９ｃと、により連結されている。

　すなわち、静止密封環１０’における外空間Ｓ２側の縁部１０ｅ’には、傾斜面８、側面９ｂ，９ｃで囲まれた傾斜溝８１が形成されている。スパイラル溝１６は傾斜溝６１を通じて外空間Ｓ２に連通されている。

　また、周方向に隣接する傾斜溝８１は、連通空間Ｓ１３により連通している。連通空間Ｓ１３は拡開面１８と回転密封環２０との間に形成されている。

　次いで、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時の動作について図８及び図９を用いて説明する。尚、図３及び図４も参照して説明する。尚、図８の被密封流体Ｆや大気Ａの流れについては、回転密封環２０の相対回転速度を特定せずに概略的に示している。また、図４では静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転低速時を示し、図９では静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転高速時を示している。

　まず、回転密封環２０が回転していない停止時には、被密封流体Ｆが流体導出入溝１４内に流入している。尚、弾性部材７によって静止密封環１０が回転密封環２０側に付勢されているので摺動面１１，２１同士は接触状態となっており、摺動面１１，２１間の被密封流体Ｆが外空間Ｓ２に漏れ出す量はほぼない。

　図３に示されるように、回転密封環２０が静止密封環１０に対して相対回転し始めた直後の低速時においては、前述のようにレイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍で正圧が発生する。

　一方、スパイラル溝１６においては、回転密封環２０と静止密封環１０との相対回転低速時には、大気Ａがスパイラル溝１６内において十分に密とならず高い正圧は発生せず、スパイラル溝１６によって発生される正圧による力は、レイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍で発生した正圧による力よりも相対的に小さい。よって、回転密封環２０の低速回転時では、レイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍で発生した正圧による力が主体となって摺動面１１，２１同士を離間させるようになっている。

　回転密封環２０の相対回転速度が高まると、図８に示されるように、スパイラル溝１６内の大気Ａが摺動面２１とのせん断により回転密封環２０の回転方向に追随移動するとともに、外空間Ｓ２の大気Ａがスパイラル溝１６に引き込まれる。すなわち、スパイラル溝１６内では、多量の大気Ａが矢印Ｌ１に示すように外径側の開口１６Ａから内径側の端部１６Ｂに向かって移動する。

　スパイラル溝１６の内径側の端部１６Ｂに向かって移動した大気Ａは、スパイラル溝１６の内径側の端部１６Ｂ及びその近傍で圧力が高められる。すなわちスパイラル溝１６の内径側の端部１６Ｂ及びその近傍で正圧が発生する。

　このように、レイリーステップ１５の端部１５Ａ及びその近傍で発生した正圧による力に、スパイラル溝１６の内径側の端部１６Ｂ及びその近傍で発生した正圧による力が加わり、低速時と比べ摺動面１１，２１間がさらに離間する。これにより、摺動面１１，２１間には、主に矢印Ｌ２に示すスパイラル溝１６内の大気Ａが流入する。

　矢印Ｌ２に示すスパイラル溝１６内の大気Ａは、スパイラル溝１６の内径側の端部１６Ｂ近傍の被密封流体Ｆを内空間Ｓ１側に押し戻すように作用するので、スパイラル溝１６内や外空間Ｓ２に漏れ出す被密封流体Ｆは少ない。

　本実施例のメカニカルシールは、高速回転時において、スパイラル溝１６全体による正圧発生能力が、動圧発生機構１３全体による正圧発生能力よりも十分に大きく設計されているため、最終的には、摺動面１１，２１間には大気Ａのみが存在した状態、すなわち気体潤滑となる。

　また、図９に示されるように、スパイラル溝１６の底面１６ａの外径側には、深さ方向に拡開するように傾斜する別の傾斜面８が連続して設けられている。これにより、スパイラル溝１６の底面１６ａと傾斜面８との間で渦が発生することを抑えることができ、大気Ａは傾斜面８に沿って第２流体導出入空間Ｓ１２にスムーズに供給されるため、第２流体導出入空間Ｓ１２内の大気Ａが減少することを抑制できる。すなわち、高速回転時に摺動面１１，２１間が貧潤滑となることを回避できる。

　また、内空間Ｓ１の被密封流体Ｆは液体であり、漏れ側である外空間Ｓ２の流体は大気Ａ、すなわち気体であり、低速回転時には、液体により摺動面１１，２１間の潤滑を行い、高速回転時には気体により摺動面１１，２１間の潤滑を行うことができる。言い換えれば、静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転速度に応じて摺動面１１，２１間の潤滑を適切に行うことができる。

　尚、本実施例３では、動圧発生機構１３が流体導出入溝１４と、レイリーステップ１５と、から構成されている形態を例示したが、例えば、図１０に示されるように、動圧発生機構１３’は、流体導出入溝１４と、レイリーステップ１５と、流体導出入溝１４からレイリーステップ１５と逆方向に延びる逆レイリーステップ１５’と、から構成されていてもよい。

　これによれば、図１０の実線矢印で示されるように、回転密封環２０が紙面時計回り方向に回転する場合には、レイリーステップ１５の端部１５ａで正圧を生じさせ、逆レイリーステップ１５’の端部１５ａ’で負圧を生じさせることができる。

　一方、図１０の点線矢印で示されるように、回転密封環２０が紙面反時計回り方向に回転する場合には、レイリーステップ１５の端部１５ａで負圧を生じさせ、逆レイリーステップ１５’の端部１５ａ’で正圧を生じさせることができる。

　次に、実施例４に係るメカニカルシールにつき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例４のメカニカルシールは、静止密封環の摺動面の外径側に流体導出入溝１４０及び動圧発生溝１５０を有する動圧発生機構１３０が形成されている。静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時の動作は、実施例１と内外径が変わった以外は略同様であるため、その説明を省略する。

　次に、実施例５に係るメカニカルシールにつき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例３と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例５のメカニカルシールは、静止密封環の摺動面の外径側に流体導出入溝１４０及び動圧発生溝１５０を有する動圧発生機構１３０が形成され、内径側にスパイラル溝１６０が形成されている。静止密封環１０と回転密封環２０との相対回転時の動作は、実施例３と内外径が変わった以外は略同様であるため、その説明を省略する。

　次に、実施例６に係るメカニカルシールにつき、図１３を参照して説明する。尚、前記実施例５と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例６のメカニカルシールは、流体導出入溝１４０’の内径側端部が動圧発生溝１５０’よりも内径側に延びている。各流体導出入溝１４０’の内径側端部は深溝である環状溝１８０に連通している。この環状溝１８０は外径側の動圧発生溝１５０’と内径側のスパイラル溝１６０’とを径方向に区画している。

　環状溝１８０は、外空間Ｓ２から摺動面間に流入する被密封流体Ｆを回収できる。また、環状溝１８０よりも内径側に流れる被密封流体Ｆはスパイラル溝１６０’により外径側に押し戻され、環状溝１８０内に回収される。これにより、潤滑性と密封性を両立することができる。

　次に、実施例７に係るメカニカルシールにつき、図１４を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。また、図１４（ｂ）では回転時を示している。

　本実施例７のメカニカルシールは、拡開面１７及び拡開面１８が設けられていない点で実施例１のメカニカルシールと異なる。

　図１４（ａ）（ｂ）に示されるように、本実施例６の静止密封環２１０には、内空間Ｓ１側の縁部２１０ｅに拡開面１７が設けられていないため、周方向に複数設けられる各傾斜面６を有する傾斜溝６１は、周方向に隣り合う傾斜溝６１と周方向に連通していない。言い換えれば、各傾斜溝６１は、周方向に独立して複数形成されている。

　この場合であっても、被密封流体Ｆは傾斜面６に沿って第１流体導出入空間Ｓ１０にスムーズに供給することができる。

　また、静止密封環２１０には、外空間Ｓ２側の縁部２１０ｅに拡開面１８が設けられていない。

　次に、実施例８に係るメカニカルシールにつき、図１５を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例８のメカニカルシールにおける静止密封環３１０は、傾斜面３６が流体導出入溝１４の底面１４ａの内径側の端縁から内径側に延びており、実施例１とは異なり傾斜面３６は静止密封環３１０の内周面まで連続してはいない。また、傾斜面３６の内径端からランド１２の平坦面と平行に延びる端面１９ａがさらに内径側に延びており、端面１９ａは拡開面１７に連続している。

　次に、実施例９に係るメカニカルシールにつき、図１６を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例９のメカニカルシールにおける静止密封環４１０は、流体導出入溝１４の底面１４ａが拡開面１７に連続している。すなわち、本実施例７では、拡開面１７が流体導出入溝１４に被密封流体Ｆを誘導する傾斜面として機能している。

　これによれば、拡開面１７により被密封流体Ｆを第１流体導出入空間Ｓ１０にスムーズに供給できるため、拡開面１７の他に傾斜溝等を加工する必要がなく、静止密封環４１０を簡便に製造できる。

　次に、実施例１０に係るメカニカルシールにつき、図１７を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例１０のメカニカルシールにおける静止密封環５１０は、拡開面１７が形成されておらず、流体導出入溝５１４の底面５１４ａは、ランド５１２の平坦面と平行に静止密封環５１０の内周面５１０ｇまで延びている。すなわち、流体導出入溝５１４の底面５１４ａと静止密封環５１０の内周面５１０ｇは略直交している。

　また、回転密封環５２０において摺動面５２１よりも内径側の縁部５２１ｅには、拡開面５１７が形成されている。この拡開面５１７は、摺動面５２１から回転密封環５２０の内周面５２０ｇに向け、静止密封環５１０から離れる方向に傾斜するテーパ形状を成している。すなわち、拡開面５１７は、第１流体導出入空間Ｓ１０’（図１７のドット部分参照）に連続し、内空間Ｓ１側に向けて拡開している。

　これによれば、拡開面５１７に沿って被密封流体Ｆを第１流体導出入空間Ｓ１０’にスムーズに供給することができる。

　尚、本実施例１０では、拡開面５１７が環状に形成されている形態、すなわち連通空間が全周に亘って形成されている形態を例示したが、これに限られず、拡開面は周方向において途切れていてもよい。

　次に、実施例１１に係るメカニカルシールにつき、図１８を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例１１のメカニカルシールは、実施例１の静止密封環１０と実施例１０の回転密封環５２０とを組み合わせた構成となっている。

　すなわち、第１流体導出入空間Ｓ１０は、静止密封環１０における傾斜溝６１と、静止密封環１０の拡開面１７と回転密封環５２０の拡開面５１７との間で形成された空間Ｓ１４と、により内空間Ｓ１側に向けて深さ方向に拡開されている。これにより、被密封流体Ｆを第１流体導出入空間Ｓ１０にスムーズに供給することができる。

　次に、実施例１２に係るメカニカルシールにつき、図１９を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例１２のメカニカルシールは、実施例７の静止密封環２１０と実施例１０の回転密封環５２０とを組み合わせた構成となっている。

　すなわち、第１流体導出入空間Ｓ１０は、静止密封環２１０における傾斜溝６１と、静止密封環２１０と回転密封環５２０の拡開面５１７との間で形成された空間と、により内空間Ｓ１側に向けて深さ方向に拡開されている。これにより、被密封流体Ｆを第１流体導出入空間Ｓ１０にスムーズに供給することができる。

　次に、実施例１３に係るメカニカルシールにつき、図２０を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例１３のメカニカルシールの静止密封環１００は、実施例１の静止密封環１０の拡開面１７に代えて段状の拡開面１７０が形成されている。

　拡開面１７０は、第１面１７０ａと第２面１７０ｂとにより構成されている。第１面１７０ａは、ランド１２の平坦面の内径端縁から該ランド１２の平坦面と直交して回転密封環２０から離れる方向に延びている。第２面１７０ｂは、第１面１７０ａの端縁から静止密封環１００の内周面１００ｇに向けてランド１２の平坦面と平行に延びている。

　段状の拡開面１７０と回転密封環２０との間には連通空間Ｓ１１０が形成されている。連通空間Ｓ１１０は周方向に隣接する傾斜溝６１を連通している。

　次に、実施例１４に係るメカニカルシールにつき、図２１を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例１４のメカニカルシールにおける静止密封環６１０は、拡開面６１７及び傾斜面６６が断面視で外径側かつ深さ方向に凹む曲面形状を成している。これによれば、傾斜面６６により被密封流体Ｆを深さ方向から第１流体導出入空間Ｓ１０にスムーズに供給できる機能を保ちつつ、傾斜溝６１’および連通空間Ｓ１１’の容積を大きく確保し、被密封流体Ｆを多く導入することができる。

　尚、静止密封環の拡開面及び傾斜面が断面視で内径側かつ深さ方向とは反対側に膨出する曲面形状を成していてもよい。

　次に、実施例１５に係るメカニカルシールにつき、図２２を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図２２（ａ）～（ｃ）に示されるように、本実施例１５のメカニカルシールにおける静止密封環７１０は、摺動面７１１の内径側に動圧発生機構７１３を有している。動圧発生機構７１３は、流体導出入溝７１４と、動圧発生溝としてのレイリーステップ７１５と、から構成されている。流体導出入溝７１４は内空間Ｓ１に連通している。

　レイリーステップ７１５は、流体導出入溝７１４の外径側から時計回りに延びている。レイリーステップ７１５の外径側の側面７１５ｂは、流体導出入溝７１４の外径側の端面７１４ｄよりも外径側に配置されている。

　端面７１４ｄの摺動面７１１側の端縁７１４ｇには、レイリーステップ７１５の底面７１５ａが連続している。

　静止密封環７１０に対して回転密封環２０が実線矢印で示すように時計周りに相対摺動した際には、レイリーステップ７１５内の被密封流体Ｆが時計周りに移動し、レイリーステップ７１５の端部及びその近傍にて正圧が発生する。

　前述のように、レイリーステップ７１５の外径側の側面７１５ｂは、流体導出入溝７１４の外径側の端面７１４ｄよりも外径側に配置されているため、レイリーステップ７１５と流体導出入溝７１４との連通領域を大きく確保できる。これにより、流体導出入溝７１４からレイリーステップ７１５に被密封流体Ｆが移動しやすい。

　尚、図示しないが、静止密封環７１０に対して回転密封環２０が反時計周りに相対摺動した際には、レイリーステップ７１５内の被密封流体Ｆが反時計周りに移動し、レイリーステップ７１５にて相対的な負圧が発生する。レイリーステップ７１５は、流体導出入溝７１４の外径側に一部形成されているため、レイリーステップ７１５にて相対的な負圧が発生する場合には、相対的な負圧が発生する領域を大きく確保することができる。

　次に、実施例１６に係るメカニカルシールにつき、図２３を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図２３に示されるように、本実施例１６のメカニカルシールにおける静止密封環７１０’は、摺動面７１１’の外径側に動圧発生機構７１３’を有している。動圧発生機構７１３’は、流体導出入溝７１４’と、動圧発生溝としてのレイリーステップ７１５’と、から構成されている。流体導出入溝７１４’は外空間Ｓ２に連通している。

　レイリーステップ７１５’は、流体導出入溝７１４’の内径側から時計回りに延びている。レイリーステップ７１５’の内径側の側面７１５ｂ’は、流体導出入溝７１４’の内径側の端面７１４ｄ’よりも内径側に配置されている。

　次に、実施例１７に係るメカニカルシールにつき、図２４を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図２４（ａ）（ｂ）に示されるように、本実施例１７のメカニカルシールにおける静止密封環７１０’’は、動圧発生機構７１３’’を有している。動圧発生機構７１３’’は、流体導出入溝７１４’’と、動圧発生溝としてのレイリーステップ７１５’’と、から構成されている。尚、動圧発生機構７１３’’の外径側には図示しないディンプルなどの動圧発生溝が形成されている。

　レイリーステップ７１５’’は流体導出入溝７１４’’の外径端から周方向両側に延びている。言い換えれば、流体導出入溝７１４の外径端は、レイリーステップ７１５’’の周方向中央部に配置されている。また、レイリーステップ７１５’’の底面７１５ａ’’の内径端縁は、拡開面１７に連続している。

　また、レイリーステップ７１５’’の外径側の側面７１５ｂ’’は、流体導出入溝７１４’’の外径側の端面７１４ｄ’’よりも外径側に配置されている。端面７１４ｄ’’の摺動面７１１’’側の端縁７１４ｇ’’には、レイリーステップ７１５’’の底面７１５ａ’’が連続している。尚、以下、図２４（ａ）において、レイリーステップ７１５’’における流体導出入溝７１４’’よりも紙面左側の部位を第１部位７１５Ａ’’、流体導出入溝７１４’’よりも紙面右側の部位を第２部位７１５Ｂ’’、流体導出入溝７１４の外径側の部位を連通部分としての第３部位７１５Ｃ’’と称する。

　図２４（ａ）に示されるように、静止密封環７１０’’に対して回転密封環２０が実線矢印で示すように時計周りに相対摺動した際には、レイリーステップ７１５’’内の被密封流体Ｆが矢印Ｈ１に示すように時計周りに移動し、第２部位７１５Ｂ’’の閉塞端部及びその近傍にて正圧が発生する。

　一方、レイリーステップ７１５’’の第１部位７１５Ａ’’及び第３部位７１５Ｃ’’が相対的に負圧となり、キャビテーションＣが発生する（図２４（ａ）の網掛け部分参照）。キャビテーションＣは、主に、レイリーステップ７１５’’の外径側の側面７１５ｂ’’に沿って生じやすく、その一部は第２部位７１５Ｂ’’の一部まで延びて生じている。尚、図２４（ａ）の網掛け部分はキャビテーションＣが発生する領域を示し、実際よりも強調して図示している。

　このように、レイリーステップ７１５’’の第１部位７１５Ａ’’及び第２部位７１５Ｂ’’が第３部位７１５Ｃ’’により連通していることから、第３部位７１５Ｃ’’およびその周辺に発生するキャビテーションによって、レイリーステップ７１５’’の第１部位７１５Ａ’’と流体導出入溝７１４’’との境目近傍から外径方向に被密封流体Ｆが漏れにくくなっている。

　尚、静止密封環７１０’’に対して回転密封環２０が反時計周りに相対摺動した際には、第１部位７１５Ａ’’の閉塞端部及びその近傍にて正圧が発生し、第２部位７１５Ｂ’’及び第３部位７１５Ｃ’’にてキャビテーションＣが発生する。すなわち、静止密封環７１０’’は両回転に対応できるようになっている。

　また、本実施例では、レイリーステップ７１５’’の底面７１５ａ’’が水平方向に延びる平坦面である形態を例示したが、流体導出入溝７１４’’から周方向に向かうにつれて浅くまたは深くなるテーパ形状、または段付きテーパ形状であってもよい。

　また、本実施例では、レイリーステップ７１５’’の第３部位７１５Ｃ’’をレイリーステップ７１５’’と同じ深さの溝として例示したが、これに限られず、連通部分は、レイリーステップ、すなわち動圧発生溝と異なる深さの溝であってもよい。

　次に、実施例１８に係るメカニカルシールにつき、図２５を参照して説明する。尚、前記実施例１７と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例１８のメカニカルシールにおける静止密封環８１０は、流体導出入溝８１４の側面８１４ｂ，８１４ｃと、傾斜溝８６１を区画する側面８１９ｂ，８１９ｃと、の内径端同士が周方向に離間するように傾斜している。

　これによれば、傾斜溝８６１の内径側の開口が周方向に拡開されるため、内空間Ｓ１内の被密封流体Ｆを傾斜溝８６１内に導入しやすい。また、側面８１４ｂ，８１４ｃと側面８１９ｂ，８１９ｃとが平坦に連続しているので、傾斜溝８６１から流体導出入溝８１４内に被密封流体Ｆを導入しやすい。

　次に、実施例１９に係るメカニカルシールにつき、図２６を参照して説明する。尚、前記実施例１７と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　本実施例１９のメカニカルシールにおける静止密封環９１０は、流体導出入溝９１４の側面９１４ｂ，９１４ｃと、傾斜溝９６１を区画する側面９１９ｂ，９１９ｃと、の内径端同士が周方向に近接するように傾斜している。

　これによれば、流体導出入溝９１４の外径側の容積を大きく確保できる。また、側面９１４ｂ，９１４ｃと側面９１９ｂ，９１９ｃとが平坦に連続しているので、傾斜溝９６１から流体導出入溝９１４内に被密封流体Ｆを導入しやすい。

　次に、実施例２０に係るメカニカルシールにつき、図２７を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図２７（ａ）に示されるように、本実施例２０のメカニカルシールは、静止密封環の摺動面の内径側に流体導出入溝１０４０及び動圧発生溝１０５０を有する動圧発生機構１０３０が形成されている。

　図２７（ｂ）に示されるように、流体導出入溝１０４０の深さＤ１０は、動圧発生溝１０５０の深さＤ２０と同じ深さに形成されている（Ｄ１０＝Ｄ２０）。これによれば、流体導出入溝１０４０から動圧発生溝１０５０に被密封流体Ｆを円滑に導入することができる。

　次に、実施例２１に係るメカニカルシールにつき、図２８を参照して説明する。尚、前記実施例４と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図２８（ａ）に示されるように、本実施例２１のメカニカルシールは、静止密封環の摺動面の外径側に流体導出入溝１１４０及び動圧発生溝１１５０を有する動圧発生機構１１３０が形成されている。

　図２８（ｂ）に示されるように、流体導出入溝１１４０の深さＤ１１は、動圧発生溝１１５０の深さＤ２１と同じ深さに形成されている（Ｄ１１＝Ｄ２１）。これによれば、流体導出入溝１１４０から動圧発生溝１１５０に大気Ａを円滑に導入することができる。

　次に、実施例２２に係るメカニカルシールにつき、図２９および図３０を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図２９および図３０に示されるように、本実施例２２の静止密封環１２１０の摺動面１２１１の内空間Ｓ１側の縁部１２１０ｅには、複数の溝１２３０と拡開面１２１７が設けられている。尚、本実施例２２では、内空間Ｓ１に大気Ａ、外空間Ｓ２に被密封流体Ｆが存在する形態を例示する。

　溝１２３０は、軸方向視において周方向に沿って弧状に湾曲した帯状を成している。詳しくは、溝１２３０は、ランド１２１２と略平行な底面１２３１と、底面１２３１の下流側端からランド１２１２に略直交して立ち上がる正圧発生部としての下流側端面１２３２と、底面１２３１の上流側端からランド１２１２に略直交して立ち上がる負圧発生部としての上流側端面１２３３と、底面１２３１の外径側端からランド１２１２に略直交して立ち上がる周壁面１２３４と、底面１２３１の内径側端縁から静止密封環１２１０の内周面に向かうにつれて深さが深くなる傾斜面１２１６と、傾斜面１２１６の周方向両端縁から立ち上がる側面１２１９ｂ，１２１９ｃと、から構成されている。

　底面１２３１、下流側端面１２３２および上流側端面１２３３の内径側端縁には周方向に延びる略矩形の内径側に開口する開口部１２１５が形成されており、開口部１２１５は内空間Ｓ１に連通している。

　下流側端面１２３２及び上流側端面１２３３は、同じ径方向長さＬ１０を有している。

　また開口部１２１５の周方向長さＬ２０は、下流側端面１２３２及び上流側端面１２３３の径方向長さＬ１０よりも長寸であり（Ｌ１０＜Ｌ２０）、周方向長さＬ２０は径方向長さＬ１０の約５倍となっている。

　尚、開口部１２１５は、周方向に延びる内径側の全長に亘って開口していたが、軸方向から見て溝１２３０の周方向に沿って略同心状に延びる壁（本実施例では周壁面１２３４）の周方向長さの少なくとも１／３以上、好ましくは１／２以上が開口していればよい。また、開口部の周方向長さと溝の径方向長さについては、開口部の周方向長さが溝の径方向長さよりも大きくなっていれば適宜変更してもよい。また、溝１２３０の径方向長さＬ１０が周方向に亘って一定であることを妨げない。

　尚、溝１２３０の深さ寸法は、適宜変更してもよい。また、溝１２３０の底面は平坦面をなしランド１２１２に平行に形成されているが、平坦面に微細凹部を設けることやランド１２１２に対して傾斜するように形成することを妨げない。

　また、溝１２３０は、径方向に延びる線α１を基準に線対称に形成されている。

　次いで、静止密封環１２１０と回転密封環２０との相対回転時の動作について説明する。まず、回転密封環２０が回転していない停止時には、摺動面１２１１，２１間には外径側の被密封流体Ｆが毛細管現象によって僅かに進入しているとともに、溝１２３０には残っていた被密封流体Ｆと内径側から進入した大気Ａとが混在した状態となっている。尚、被密封流体Ｆは大気Ａと比べ粘度が高いため、停止時に溝１２３０から低圧側に漏れ出す量は少ない。

　回転密封環２０の停止時に溝１２３０に被密封流体Ｆがほぼ残っていない場合には、回転密封環２０が静止密封環１２１０に対して相対回転（実線矢印参照）すると、図３０に示されるように、溝１２３０内の大気Ａが回転密封環２０の回転方向に矢印Ｌ３に示すように追随移動するため、下流側端面１２３２近傍に動圧が発生するようになる。

　下流側端面１２３２には、回転密封環２０の回転に伴って大気Ａが流入し続けることにより、下流側端面１２３２近傍の圧力が高められて正圧が発生し、大気Ａは矢印Ｌ４に示すように下流側端面１２３２近傍からその周辺に流出する。

　詳しくは、周壁面１２３４に沿って案内されて移動する大気Ａが下流側端面１２３２から摺動面１２１１，２１間に流出、特に下流側端面１２３２と周壁面１２３４とが略直交する角部に向かって収束され、この角部から摺動面１２１１，２１間に流出することとなる。

　そのため、下流側端面１２３２と周壁面１２３４との角部から流出する大気Ａの圧力が最も高く、この角部から下流側端面１２３２の内径側または周壁面１２３４の上流側に向かうにつれて漸次圧力が低くなる。なお、大気Ａには遠心力が作用するため、周壁面１２３４に沿って流れやすくなっている。

　また、回転密封環２０の回転に伴って大気Ａが下流側端面１２３２側に追従移動し正圧が発生することにより、上流側端面１２３３近傍に負圧が発生し、大気Ａが矢印Ｌ５に示すように開口部１２１５の周方向中央部や、矢印Ｌ６に示すように開口部１２１５の上流側端面１２３３近傍から導入される。

　また、溝１２３０において下流側端面１２３２近傍が最も圧力が高くなっているので、下流側端面１２３２近傍の大気Ａの大部分は摺動面１２１１，２１間に流出し、大気Ａの一部は開口部１２１５における下流側端面１２３２近傍から内空間Ｓ１に漏れる。

　また、上流側端面１２３３近傍では、発生する負圧によって、隣接する上流側の溝１２３０の下流側端面１２３２近傍から流出した大気Ａが矢印Ｌ７に示すように上流側端面１２３３側から導入される。

　また、摺動面１２１１，２１間における溝１２３０の下流側端面１２３２近傍の被密封流体Ｆは、下流側端面１２３２近傍から摺動面１２１１，２１間に流出する大気Ａにより外径側に押し返される。

　また、摺動面１２１１，２１間における溝１２３０の上流側端面１２３３近傍の被密封流体Ｆは、上流側端面１２３３で発生する負圧により回収される。加えて、被密封流体Ｆは大気Ａと比べ粘度が高く、比重も大きいことから回転の影響を受け易いため、溝１２３０内に回収されると、回転力や遠心力によって下流側端面１２３２または周壁面１２３４に沿って移動することとなる。

　よって、摺動面１２１１，２１間の内空間Ｓ１側に流出しようとする被密封流体Ｆを回収して下流側端面１２３２近傍から大気Ａと共に摺動面１２１１，２１間に確実に戻すことができる。

　以上のことから、静止密封環１２１０と回転密封環２０との相対回転時において、摺動面１２１１，２１間の内径側には、大気Ａによる流体膜が形成されることとなる。これによれば、摺動面１２１１，２１同士を離間させ、流体膜により潤滑性を向上させることができる。

　このように、溝１２３０には、周方向に沿って内空間Ｓ１側に大きく開口する開口部１２１５が形成されているので、回転密封環２０の回転数を上げたときに溝１２３０における下流側端面１２３２近傍の圧力が高まっても、開口部１２１５から大気Ａを多く取り込むことができる。また、溝１２３０の上流側端面１２３３近傍で発生する負圧により溝１２３０内に積極的に大気Ａを取り込むことができる。

　また、溝１２３０は、内径側に亘って開口部１２１５が形成されているので、開口部１２１５から大気Ａを十分に取り込むことができ、下流側端面１２３２近傍から摺動面１１，２１間に高い正圧を確実に発生させることができる。

　また、溝１２３０は、傾斜面１２１６が設けられているため、底面１２３１よりも深い位置から積極的に大気Ａを取り込むことができる。

　また、溝１２３０は、線α１を基準に線対称に形成されていることから、図２９において点線矢印で示されるように、静止密封環１２１０に対して回転密封環２０が相対的に紙面時計回り方向に回転する場合には、下流側端面１２３２から上流側端面１２３３に向かって大気Ａが移動して、上流側端面１２３３近傍で正圧が発生し、下流側端面１２３２近傍で負圧が発生することとなる。すなわち、静止密封環１２１０に対して回転密封環２０が相対的に紙面反時計回り方向に回転した場合とは逆に機能することとなる。よって、静止密封環１２１０と回転密封環２０との相対回転方向に限られず使用できる。

　また、溝１２３０は、周方向に沿って複数設けられているので、周方向における摺動面１２１１，２１間の圧力バランスが取りやすい。尚、本実施例では、溝１２３０が周方向に等配される形態を例示したが、不等配に配設されていてもよい。また、溝１２３０の数量も自由に変更することができる。

　尚、前記実施例２２では、溝が周方向に複数設けられる形態を例示したが、例えば、軸方向から見て略３５０度の円弧状、すなわちＣ字状に形成された溝が１つ設けられていてもよい。

　また、前記実施例２２では、溝の下流側端面が周方向に直交し径方向に延びる形態を例示したが、周壁面と下流側端面で成す角部が鋭角をなすように下流側端面が周方向に傾斜していてもよい。これによれば、角部で流体が収束されるため、正圧発生能力を向上させることができる。

　また、上流側端面も同様に周壁面と上流側端面で成す角部が鋭角をなすように上流側端面が周方向に傾斜していてもよい。これによれば、静止密封環と回転密封環との相対回転方向に限られず高い正圧発生能力を発揮できる。

　次に、実施例２３に係る摺動部品につき、図３１を参照して説明する。尚、前記実施例２２と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図３１に示されるように、静止密封環１３１０の摺動面１３１１の内空間Ｓ１側の縁部１３１０ｅには、複数の溝１３３０と拡開面１３１７が設けられている。

　溝１３３０は、周方向の中央部が最も深く、該中央部から回転方向下流側、回転方向上流側に向かうにつれて階段状に浅くなっている。また、この溝１３３０は、径方向に延びる線α２を基準に線対称に形成されている。尚、本実施例２３の溝１３３０は、傾斜面１３１６が静止密封環１３１０の内周面まで連続していない。

　これによれば、回転密封環２０が静止密封環１３１０に対して紙面反時計回り方向に相対回転（実線矢印参照）すると、溝１３３０の下流側端面１３３２近傍で正圧が発生するようになる。また、回転密封環２０が静止密封環１３１０に対して紙面反時計回り方向に相対回転（点線矢印参照）すると、溝１３３０の上流側端面１３３３近傍で正圧が発生するようになる。

　溝１３３０は、周方向中央部から下流側端面１３３２および上流側端面１３３３に向けて浅くなっているため、下流側端面１３３２および上流側端面１３３３近傍で正圧および負圧を効率よく生じさせることができる。

　尚、本実施例２３では、溝が周方向中央部から周方向両端に向け階段状に浅くなる形態を例示したが、これに限られず、例えば、溝の底面は、周方向中央部から周方向両端に向け漸次浅くなるように直線状または円弧上に延びていてもよい。

　次に、実施例２４に係る摺動部品につき、図３２を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図３２に示されるように、静止密封環１４１０の内径側の縁部１４１０ｅには、複数の溝１４３０と拡開面１４１７とが設けられている。

　溝１４３０は、第１溝部１４３０Ｃと下流側の第２溝部１４３０Ｄと上流側の第２溝部１４３０Ｄ’とから構成され、軸方向から見て略逆Ω状に形成されている。溝１４３０の深さは周方向に一定に形成されている。

　第１溝部１４３０Ｃは、内空間Ｓ１に開口し、周方向に円弧状に延びている。第１溝部１４３０Ｃの底面における内径側は拡開面１４１７と略平行な傾斜面１４１６となっており、それ以外の部位はランド１４１２と略平行な平坦面となっている。

　第２溝部１４３０Ｄは、第１溝部１４３０Ｃの下流側端部から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設された傾斜部１５Ｄと、傾斜部１５Ｄの外径側端部から回転方向下流側に周方向に延設された正圧発生部としての延設部１５Ｅと、を有しており、第２溝部１４３０Ｄは、軸方向から見て逆Ｖ字状に形成されている。

　また、第２溝部１４３０Ｄ’は、第１溝部１４３０Ｃの上流側端部から回転方向上流側に傾斜して径方向に延設された傾斜部１５Ｄ’と、傾斜部１５Ｄ’の外径側端部から回転方向上流側に周方向に延設された負圧発生部としての延設部１５Ｅ’と、を有している。傾斜部１５Ｄと傾斜部１５Ｄ’とは、軸方向から見て内径側から外径側に向かって互いに離れる方向に傾斜して延設されており、その外径側から延設部１５Ｅ，１５Ｅ’が周方向に延設されている。

　図３２において実線矢印で示されるように、静止密封環１４１０に対して回転密封環２０が相対的に紙面反時計回り方向に回転する場合には、傾斜部１５Ｄが傾斜しているので、傾斜部１５Ｄを構成する２つの側壁部１５２ａに沿って大気Ａが移動し、第２溝部１４３０Ｄに対して円滑に大気Ａを導入することができる。また、第２溝部１４３０Ｄにおける延設部１５Ｅは第１溝部１４３０Ｃよりも流路断面が小さいので延設部１５Ｅの端部１５１ａに高い正圧を発生させることができる。一方、延設部１５Ｅ’の端部１５１ａ’では負圧が生じる。

　また、図３２において点線矢印で示されるように、静止密封環１４１０に対して回転密封環２０が相対的に紙面時計回り方向に回転する場合には、傾斜部１５Ｄ’が傾斜しているので、傾斜部１５Ｄ’を構成する２つの側壁部１５２ｃに沿って大気Ａが移動し、第２溝部１４３０Ｄ’に対して円滑に大気Ａを導入することができる。また、第２溝部１４３０Ｄ’における延設部１５Ｅ’は第１溝部１４３０Ｃよりも流路断面が小さいので延設部１５Ｅ’の端部１５１ａ’に高い正圧を発生させることができる。一方、延設部１５Ｅの端部１５１ａでは負圧が生じる。

　また、静止密封環１４１０の外径側には、特定動圧発生機構３０が形成されている。特定動圧発生機構３０は、複数の流体誘導溝部３１と、環状の連通溝部３２と、レイリーステップ３３と、逆レイリーステップ３４と、から構成されている。

　各流体誘導溝部３１の底面の外径側端部は、外径側に向かうにつれて深さが深くなる傾斜面３１ａが形成されている。これら流体誘導溝部３１は外空間Ｓ２側に連通しており、周方向に等配されている。尚、静止密封環１４１０の外径側の縁部１４１０ｅ’には、傾斜面３１ａと平行な拡開面１４１８が形成されている。

　連通溝部３２は、各流体誘導溝部３１の内径側端部を連通するように環状に延びている。

　レイリーステップ３３は、流体誘導溝部３１における連通溝部３２よりも外径側の位置から下流側に向けて静止密封環１４１０と同心状に周方向に延びている。

　逆レイリーステップ３４は、流体誘導溝部３１における連通溝部３２よりも外径側の位置から上流側に向けて静止密封環１４１０と同心状に周方向に延びている。

　この流体誘導溝部３１および連通溝部３２は、溝１４３０の深さ寸法よりも深く形成されており、レイリーステップ３３および逆レイリーステップ３４は溝１４３０と同一の深さに形成されている。

　回転密封環２０が回転していない時には、特定動圧発生機構３０内に被密封流体Ｆが進入している。また、図３２において実線矢印で示されるように、静止密封環１４１０に対して回転密封環２０が相対的に紙面反時計回り方向に回転すると、被密封流体Ｆが流体誘導溝部３１からレイリーステップ３３側に移動してレイリーステップ３３内に動圧が発生する。特に低速回転時には、レイリーステップ３３の端部３３Ａから摺動面間に流出する被密封流体Ｆにより液膜を形成して潤滑性を向上させることができる。

　また、流体誘導溝部３１および連通溝部３２は深溝となっているので、被密封流体Ｆを多量に保持することができ、低速回転時に摺動面間が貧潤滑となることを回避できる。また、流体誘導溝部３１の外径側端部には傾斜面３１ａが形成されているため、外空間Ｓ２から被密封流体Ｆが円滑に導入される。

　また、図３２において点線矢印で示されるように、静止密封環１４１０に対して回転密封環２０が相対的に紙面時計回り方向に回転すると、被密封流体Ｆが流体誘導溝部３１から逆レイリーステップ３４側に移動して逆レイリーステップ３４内に動圧が発生する。特に低速回転時には、逆レイリーステップ３４の端部３４Ａから摺動面間に流出する被密封流体Ｆにより液膜を形成して潤滑性を向上させることができる。

　このように、本実施例の静止密封環１４１０は、静止密封環１４１０と回転密封環２０との相対回転方向に関わらず、レイリーステップ３３および逆レイリーステップ３４により動圧を発生させることができる。

　尚、本実施例では、第２溝部１４３０Ｄが第１溝部１４３０Ｃの周方向端部から外径側に向かって傾斜して延びる形態を例示したが、これに限られず、例えば、第２溝部が第１溝部の周方向端部から外径側に向かって延び、第１溝部と第２溝部とが軸方向から見て略直角をなす略Ｌ字状に形成されていてもよい。

　また、本実施例では、第２溝部１４３０Ｄは、傾斜部１５Ｄと延設部１５Ｅから構成される形態を例示したが、延設部の構成を省略してもよい。

　また、本実施例では、レイリーステップおよび逆レイリーステップが同一の深さ寸法である場合を例示したが、異なる深さ寸法に形成されていてもよい。また、両者は周方向長さ、径方向幅についても同じであっても異なっていてもよい。

　また、本実施例では、摺動面の外径側から内径側に向かって漏れようとする被密封流体Ｆを密封するインサイド形のものである形態を例示したが、摺動面の内径側から外径側に向かって漏れようとする被密封流体Ｆを密封するアウトサイド形のものであってもよい。

　次に、実施例２５に係る摺動部品につき、図３３を参照して説明する。尚、前記実施例２４と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図３３に示されるように、静止密封環１５１０に設けられる溝１５３０は、第１溝部１５３０Ｃと下流側の第２溝部１５３０Ｄとから構成されており、前記実施例２４の上流側の第２溝部１４３０Ｄ’が設けられていない。このように、図３３の実線矢印で示されるように、静止密封環１５１０に対して回転密封環２０が相対的に紙面反時計回り方向に回転する場合にのみ対応するようになっていてもよい。

　次に、実施例２６に係る摺動部品につき、図３４を参照して説明する。尚、前記実施例２４と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

　図３４に示されるように、静止密封環１６１０に設けられる溝１６３０は、第１溝部１６３０Ｃと下流側の第２溝部１６３０Ｄと上流側の第２溝部１６３０Ｄ’とから構成されている。

　第２溝部１６３０Ｄの傾斜部１６１５は、第１溝部１６３０Ｃの下流側端部から回転方向上流側に傾斜して径方向に延設されている。また、第２溝部１６３０Ｄ’の傾斜部１６１５’は、第１溝部１６３０Ｃの上流側端部から回転方向下流側に傾斜して径方向に延設されている。

　すなわち、傾斜部１６１５と傾斜部１６１５’とは、軸方向から見て内径側から外径側に向かって互いに近づく方向に傾斜して延設されており、その外径側から延設部１５Ｅ，１５Ｅ’が互いに離れる方向に周方向に延設されている。

　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

　例えば、前記実施例では、摺動部品として、メカニカルシールを例に説明したが、摺動部品はメカニカルシール以外の軸封部品であってもよい。さらに、摺動部品は軸封部品以外、例えば軸受部品であってもよい。

　また、前記実施例１～２６では、溝を静止密封環に設ける例について説明したが、溝を回転密封環に設けてもよい。言い換えると、本発明の一方の摺動環は静止密封環でもあっても回転密封環であってもよい。また、静止密封環と回転密封環の両方に設けてもよい。

　また、前記実施例１～２６では、被密封流体側を高圧側、漏れ側を低圧側として説明してきたが、被密封流体側と漏れ側とは略同じ圧力であってもよい。被密封流体側と漏れ側とが略同じ圧力である場合、漏れ側のスパイラル溝を被密封流体側の動圧発生溝よりも深く形成し、低速回転時に動圧発生溝で正圧を発生させ、高速回転時にスパイラル溝で正圧を発生させることが好ましい。

　また、前記実施例１～２６では、被密封流体Ｆは高圧の液体と説明したが、これに限らず気体または低圧の液体であってもよいし、液体と気体が混合したミスト状であってもよい。

　また、前記実施例１～２６では、漏れ側の流体は低圧の気体である大気Ａであると説明したが、これに限らず液体または高圧の気体であってもよいし、液体と気体が混合したミスト状であってもよい。

　また、前記実施例１～２６では、流体導出入溝の底面がランドの平坦面と平行に延びている形態を例示したが、これに限られず、例えば、流体導出入溝の底面が漏れ側に向けて浅くなるように傾斜していてもよい。すなわち、傾斜面は、流体導出入溝の底面と異なる角度で被密封流体側に深くなっていればよい。

　また、実施例１～１９のように、流体導出入溝の深さは、動圧発生溝の深さよりも深くてもよく、実施例２０，２１に適用されてもよい。また、実施例２０，２１のように、流体導出入溝の深さは、動圧発生溝の深さと同じであってもよく、実施例１～１９に適用されてもよい。

１　　　　　　　　回転軸
２　　　　　　　　スリーブ
４　　　　　　　　ハウジング
６　　　　　　　　傾斜面
８　　　　　　　　傾斜面（別の傾斜面）
１０　　　　　　　静止密封環（一方の摺動環）
１０ｅ　　　　　　縁部
１１　　　　　　　摺動面
１２　　　　　　　ランド
１３　　　　　　　動圧発生機構
１４　　　　　　　流体導出入溝
１４Ａ，１４Ｂ　　開口
１４ａ　　　　　　底面
１５　　　　　　　レイリーステップ（動圧発生溝）
１６　　　　　　　動圧発生溝（スパイラル溝）
１６Ａ　　　　　　開口
１６ａ　　　　　　底面
１７，１８　　　　拡開面
２０　　　　　　　回転密封環（他方の摺動環）
２１　　　　　　　摺動面
Ａ　　　　　　　　大気
Ｆ　　　　　　　　被密封流体
Ｓ１　　　　　　　内空間（被密封流体側の空間）
Ｓ２　　　　　　　外空間（漏れ側の空間）
Ｓ１０，Ｓ１０’　第１流体導出入空間（流体導出入空間）
Ｓ１２　　　　　　第２流体導出入空間（別の流体導出入空間）

Claims (16)

1. 　一対の摺動環が互いに相対回転し、被密封流体空間及び漏れ空間を区画する摺動部品であって、
   　一方の摺動環の摺動面には、前記被密封流体側および前記漏れ側の少なくとも一方の空間に開口する溝が設けられており、
   　前記一対の摺動環の少なくとも一方における前記溝が設けられている側の空間側の縁部には、前記一方の摺動環の前記溝と前記他方の摺動環との間に形成される流体空間に連通し、前記溝が設けられている側の空間に向けて拡開された傾斜面が設けられている摺動部品。
2. 　前記溝は、前記溝が設けられている側の空間に開口する流体導出入溝と、前記流体導出入溝に連通して周方向に延設される動圧発生溝と、を備え、
   　前記流体導出入溝は前記動圧発生溝よりも深くなっている請求項１に記載の摺動部品。
3. 　前記溝は、前記溝が設けられている側の空間に開口する流体導出入溝と、前記流体導出入溝に連通して周方向に延設される動圧発生溝と、を備え、
   　前記流体導出入溝と前記動圧発生溝とは同じ深さとなっている請求項１に記載の摺動部品。
4. 　前記傾斜面は、前記一方の摺動環に設けられている請求項１に記載の摺動部品。
5. 　前記流体導出入溝の底面と前記傾斜面とが鈍角を成している請求項２または３に記載の摺動部品。
6. 　前記一方の摺動環には、前記傾斜面と、前記傾斜面の周方向両端縁から立ち上がる側面と、により傾斜溝が形成されており、
   　前記一方または他方の摺動環における前記溝が設けられている側の空間側の縁部には、前記溝が設けられている側の空間に向けて拡開された拡開面が形成されており、
   　前記拡開面により区画され周方向に延びて形成される連通空間は前記傾斜溝に連通している請求項１に記載の摺動部品。
7. 　前記流体導出入溝は内径側の空間に連通しており、
   　前記動圧発生溝の最外径の位置は前記流体導出入溝の最外径の位置よりも外径側に位置している請求項２または３に記載の摺動部品。
8. 　前記流体導出入溝は外径側の空間に連通しており、
   　前記動圧発生溝の最内径の位置は前記流体導出入溝の最内径の位置よりも内径側に位置している請求項２または３に記載の摺動部品。
9. 　前記動圧発生溝は前記流体導出入溝の周方向両側に設けられており、該動圧発生溝同士は連通している請求項７に記載の摺動部品。
10. 　前記流体導出入溝は前記被密封流体側の空間に連通しており、前記一方または他方の摺動環の摺動面には、前記漏れ側の空間に連通し、前記被密封流体側の空間に連通しないスパイラル溝が設けられている請求項２または３に記載の摺動部品。
11. 　前記一方の摺動環における前記漏れ側の縁部には、前記スパイラル溝と他方の摺動環との間に形成される別の流体空間に連通し、前記漏れ側の空間に向けて拡開された別の傾斜面が設けられている請求項１０に記載の摺動部品。
12. 　前記被密封流体は液体であり、前記漏れ側の流体は気体である請求項１に記載の摺動部品。
13. 　前記溝は、径方向長さよりも周方向長さが長い帯状の開口溝であり、該開口溝の少なくとも一部に、周方向に沿って前記溝が設けられている側の空間側に開放する開口部が形成されている請求項１に記載の摺動部品。
14. 　前記開口溝は、前記開口部が形成され周方向に延びる第１溝部と、前記第１溝部の下流側端部から径方向成分をもって延設されその端部が閉塞された第２溝部と、を有している請求項１３に記載の摺動部品。
15. 　前記第２溝部は、径方向成分をもって延設された傾斜部と、前記傾斜部から周方向に延びる延設部と、から構成されている請求項１４に記載の摺動部品。
16. 　前記開口溝は、径方向に延びる線を基準として線対称に形成されている請求項１３ないし１５のいずれかに記載の摺動部品。

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