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CN107208804A - 滑动部件 - Google Patents

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CN107208804A
CN107208804A CN201680006987.5A CN201680006987A CN107208804A CN 107208804 A CN107208804 A CN 107208804A CN 201680006987 A CN201680006987 A CN 201680006987A CN 107208804 A CN107208804 A CN 107208804A
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CN
China
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negative pressure
sliding surface
mentioned
fluid
sliding
Prior art date
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Pending
Application number
CN201680006987.5A
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English (en)
Inventor
板谷壮敏
砂川和正
千叶启
千叶启一
吉柳健二
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Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Eagle Industry Co Ltd filed Critical Eagle Industry Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明防止滑动面的负压部分处的析出物的堆积。特征在于，在固定侧密封环(5)或者旋转侧密封环(3)的任一方的滑动面，设有利用固定侧密封环(5)与旋转侧密封环(3)的相对旋转滑动来产生负压的负压产生机构(12)，至少负压产生机构(12)的表面由耐附着性材料的膜(15)包覆。

Description

滑动部件
技术领域
本发明涉及例如设于机械密封件、轴承、其它滑动部的滑动部件。尤其涉及使流体夹在滑动面间来减少摩擦、并且防止流体从滑动面泄漏所需要的密封环或者轴承等滑动部件。
背景技术
在作为滑动部件的一个例子的机械密封件中，其性能通过泄漏量、磨损量、以及扭矩来评价。现有技术中，通过使机械密封件的滑动材质、滑动面粗糙度最优化来提高性能，从而实现低泄漏、高寿命、低扭矩。但是，由于对于近年来的环境问题的意识的提高，要求机械密封件的更进一步的性能提高，从而需要超过现有技术的框架的技术开发。
为了与此对应，本申请人为了使机械密封件等滑动部件兼得扭矩减少和泄漏量减少的二律背反，由本申请人开发出了在滑动面例如使用了瑞利台阶、倒瑞利台阶、反向螺旋槽、U字或纳米等级的凹凸等表面纹理的机械密封件(例如，参照专利文献1、2以及3。)。
并且，目前，例如在用于水冷式发动机的冷却的水泵的机械密封件中，随时间的经过，作为防冻液的一种的LLC的添加剂、例如硅酸盐、磷酸盐等(以下，称作“堆积物产生原因物质”。)在滑动面浓缩，生成堆积物，从而确认到有机械密封件的功能降低的担忧。认为该堆积物的生成是在处理药品、润滑油的设备的机械密封件中也同样地产生的现象。
根据本发明人的研究，在实验中确认到，在使用了表面纹理的机械密封件中，有时因其特性在滑动面内产生负压，但因该负压而使侵入滑动面内的被密封流体蒸发，从而过度地析出、生成堆积物产生原因物质，加速地产生堆积物，进而有机械密封件的功能降低的担忧。并且，向滑动面外泄漏出的浓缩、蒸发了的流体有时因负压而被吸回，由此有时也会堆积于滑动面。
为了防止滑动面处的堆积物的产生，本申请人申请了如下发明：首先通过缓和用于将被密封流体押回高压流体侧的与高压流体侧连通的抽吸槽的低压流体侧端部(伴随与对象滑动面的相对运动而产生的流体流动的上游侧部分。)的负压来防止蒸气性气穴的产生，由此防止抽吸槽的低压流体侧端部处的析出物的产生(参照专利文献4。)。
并且，同样也申请了如下发明：在具备向高压流体侧排出流体的流体排出单元的滑动部件中，在比流体排出单元靠低压侧的滑动面设置缓和低压流体向高压流体侧的进入的缓冲槽，该缓冲槽成为从低压流体侧进入滑动面的低压流体相对于高压流体的缓冲(缓存)，使直至滑动面由低压流体(例如空气)充满为止的时间延迟，从而抑制高压流体的脱水缩合反应(参照专利文献5。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2012/046749A1
专利文献2：WO2014/112455A1
专利文献3：WO2014/148316A1
专利文献4：WO2014/103631A1
专利文献5：WO2014/174725A1
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述的专利文献4以及5所记载的发明中，为了防止在滑动面生成堆积物产生原因物质的堆积物，需要在滑动面设置新的槽，但若在滑动面设置用于防止堆积物生成的槽则滑动部分的面积减少，滑动面的面压增大，从而有促进磨损的问题。
本发明的目的在于提供一种滑动部件，即使在因滑动面的负压而使侵入滑动面内的被密封流体蒸发从而析出、生成堆积物产生原因物质的情况下，通过防止负压部分处的析出物的堆积，也防止台面部处的堆积物的附着，从而提高了滑动面的密封功能。
用于解决课题的方案
〔原理〕
本发明着眼于耐附着性材料所具有的防污性以及低附着性的特性，在容易析出、生成堆积物的负压产生机构的表面包覆耐附着性材料的膜，防止堆积物堆积于负压产生机构的表面，防止滑动面中的堆积物的附着，从而提高滑动面的密封功能。在耐附着性材料的膜中，尤其类金刚石碳膜具有高硬度、高耐磨损性、低摩擦系数、高化学稳定性以及高耐烧结性等优异的特性。
此外，本发明中，耐附着性材料是相对于堆积物产生原因物质具有防污性以及低附着性的材料，是指类金刚石碳(DLC)、金刚石、氟树脂(PTFE)、氟、氮化钛(TiN)、以及硅树脂中任一个材料。
〔方案〕
为了实现上述目的，第一，本发明的滑动部件具备固定于固定侧的圆环状的固定侧密封环、和与旋转轴一起旋转的圆环状的旋转侧密封环，通过使上述固定侧密封环以及上述旋转侧密封环的对置的各滑动面相对旋转，来对存在于该相对旋转滑动的上述滑动面的径向的一方侧的高压流体进行密封，上述滑动部件的特征在于，
在上述固定侧密封环或者上述旋转侧密封环的任一方的滑动面，设置利用上述固定侧密封环与上述旋转侧密封环的相对旋转滑动来产生负压的负压产生机构，
至少上述负压产生机构的表面由耐附着性材料的膜包覆。
根据该特征，即使在堆积物产生原因物质因负压产生机构的负压而被析出的情况下，利用耐附着性材料的膜所具有的防污性以及低附着性，也能够防止析出物堆积于负压产生机构的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
并且，第二，在第一特征中，本发明的滑动部件的特征在于，上述负压产生机构由形成于上述滑动面的凹坑构成。
根据该特征，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的凹坑的表面，进而，在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
并且，第三，在第一特征中，本发明的滑动部件的特征在于，上述负压产生机构由形成于上述滑动面且将侵入上述滑动面的流体向高压流体侧排出的抽吸槽构成。
根据该特征，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的抽吸槽的低压流体侧端部的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
并且，第四，在第一特征中，本发明的滑动部件的特征在于，上述负压产生机构具备负压产生槽，该负压产生槽以位于上述滑动面的低压侧的方式设置，与高压流体侧连通并且利用台面部而与低压流体侧隔离开。
根据该特征，在能够有效果地防止流体从高压流体侧向低压流体侧泄漏的滑动部件中，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的负压产生槽的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
并且，第五，在第四特征中，本发明的滑动部件的特征在于，上述负压产生机构由倒瑞利台阶机构构成。
根据该特征，在作为能够形成于滑动部件的滑动面的负压产生机构而具备优选的倒瑞利台阶机构的滑动部件中，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
并且，第六，在第四特征中，本发明的滑动部件的特征在于，上述负压产生机构由反向螺旋槽构成。
根据该特征，在作为能够形成于滑动部件的滑动面的负压产生机构而具备优选的反向螺旋槽的滑动部件中，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的反向螺旋槽的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
发明的效果如下。
本发明起到如下那样的优异的效果。
(1)至少上述负压产生机构的表面由耐附着性材料的膜包覆，由此即使在堆积物产生原因物质因负压产生机构的负压而被析出的情况下，利用耐附着性材料的膜所具有的防污性以及低附着性，也能够防止析出物堆积于负压产生机构的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
(2)能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的凹坑的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
(3)能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的抽吸槽的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
(4)在能够有效果地防止流体从高压流体侧向低压流体侧泄漏的滑动部件中，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的负压产生槽的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
(5)在作为能够形成于滑动部件的滑动面的负压产生机构而具备优选的倒瑞利台阶机构的滑动部件中，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的倒瑞利台阶机构的表面，进而在台面部中防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
(6)在作为能够形成于滑动部件的滑动面的负压产生机构而具备优选的反向螺旋槽的滑动部件中，能够防止析出物堆积于作为负压产生机构的反向螺旋槽的表面，进而在台面部中也防止堆积物的附着，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的机械密封件的一个例子的纵剖视图。
图2是表示本发明的实施例1的滑动部件的滑动面的图。
图3是表示使用未包覆类金刚石碳膜的滑动部件来对包括堆积物产生原因物质在内的被密封流体进行了密封试验后的、设有负压产生槽的滑动面的状况的图。
图4是表示使用包覆有类金刚石碳膜的滑动部件对包括堆积物产生原因物质在内的被密封流体进行了密封试验后的、设有负压产生槽的滑动面的状况的图。
图5是对构成实施例1的负压产生机构的倒瑞利台阶进行说明的图。
图6是表示构成本发明的实施例2的负压产生机构的反向螺旋槽的图。
图7是表示构成本发明的实施例3的负压产生机构的凹坑的图。
图8是表示构成本发明的实施例4的负压产生机构的抽吸槽的图。
具体实施方式
以下参照附图，并基于实施例而示例性地对用于实施该发明的方式进行说明。但是，对于该实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等而言，只要没有特别明确的记载，并不将本发明的范围仅限定于此。
实施例1
参照图1至图5，对本发明的实施例1的滑动部件进行说明。
此外，在本实施例中，以作为滑动部件的一个例子的机械密封件为例进行说明。并且，将构成机械密封件的滑动部件的外周侧作为高压流体侧(被密封流体侧)，并将内周侧作为低压流体侧(大气侧)来进行说明，但本发明并不限定于此，也能够应用于高压流体侧和低压流体侧相反的情况。
图1是表示机械密封件的一个例子的纵剖视图，是对欲从滑动面的外周朝向内周方向漏出的高压流体侧的被密封流体进行密封的形式的内部形式，设有作为一个滑动部件的圆环状的旋转侧密封环3和作为另一个滑动部件的圆环状的固定侧密封环5，其中，旋转侧密封环3在使高压流体侧的泵轮(图示省略)驱动的旋转轴1侧设为经由套筒2而能够与该旋转轴1一体地旋转的状态，固定侧密封环5以非旋转状态并且能够沿轴向移动的状态设于泵的壳体4，并利用沿轴向对固定侧密封环5进行施力的螺旋波纹弹簧6以及波纹管7，在通过研磨等被镜面加工成的滑动面S彼此间紧密接触滑动。即，该机械密封件防止被密封流体在旋转侧密封环3与固定侧密封环5彼此的滑动面S中从旋转轴1的外周向大气侧流出。
图2是表示本发明的实施例1的滑动部件的滑动面的图，以在图1的固定侧密封环5的滑动面设有负压产生机构的情况为例进行说明。
此外，在旋转侧密封环3的滑动面设置负压产生机构的情况也相同。
图2中，固定侧密封环5的滑动面S的外周侧是高压流体侧，并且内周侧是低压流体侧、例如大气侧，对象滑动面向逆时针方向旋转。
在固定侧密封环5的滑动面，沿周向四等分地设有与高压流体侧连通且利用滑动面S的平滑部R(本发明中，有时称作“台面部”。)而与低压流体侧隔离开的流体循环槽10。
流体循环槽10由从高压流体侧进入的入口部10a、向高压流体侧排出的出口部10b、以及在周向上连通入口部10a和出口部10b的连通部10c构成，并利用台面部R而与低压流体侧隔离开。由于流体循环槽10防止包括腐蚀生成物等在内的流体在滑动面浓缩，所以起到积极地将被密封流体从高压流体侧向滑动面上导入并排出的作用，流体循环槽10形成有入口部10a以及出口部10b，以便与对象滑动面的旋转方向对应地将被密封流体引入到滑动面上且容易排出，另一方面，为了减少漏出，利用台面部R而与低压流体侧隔离开。本例中，入口部10a以及出口部10b形成为从滑动面的中心朝向放射方向的直线状，但并不特别限定于此，也可以进一步增大入口部10a以及出口部10b的倾斜，并且也可以不是直线状而是曲线状(圆弧状等)。并且，根据被密封流体的压力、种类(粘性)等来将流体循环槽10的宽度以及深度设定为最优。
在设有流体循环槽10的滑动面，且在由流体循环槽10和高压流体侧围起的部分设有具备比流体循环槽10浅的正压产生槽11a的正压产生机构11。通过正压产生机构11产生正压(动压)，来使滑动面间的流体膜增加，从而提高润滑性能。
正压产生槽11a与流体循环槽10的入口部连通，出口部10b以及高压流体侧利用台面部R而隔离开。
本例中，正压产生机构11由具备与流体循环槽10的入口部10a连通的正压产生槽11a以及瑞利台阶11b的瑞利台阶机构构成，但并不限定于此，例如也可以由带堰部的飞母托槽构成，总之，是产生正压的机构即可。
图2中，在固定侧密封环5的滑动面，另外在由流体循环槽10和高压流体侧围起的部分的外侧、即邻接的流体循环槽10、10间且滑动面的径向上的低压侧，设有构成负压产生机构的倒瑞利台阶机构12。倒瑞利台阶机构12由构成比流体循环槽10浅的负压产生槽的凹槽12a以及倒瑞利台阶12b构成，凹槽12a利用台面部R而与低压流体侧隔离开，并且在下游侧与流体循环槽10的入口部10a连通，上游侧的倒瑞利台阶12b利用台面部R而与上游侧的流体循环槽10隔离开。
在本实施例1中，构成负压产生机构的倒瑞利台阶机构12实现利用负压的产生来将欲从高压流体侧向低压流体侧泄漏的被密封流体引入凹槽12a、并使之经由流体循环槽10向高压流体侧返回从而提高密封性的作用，从而防止未设置瑞利台阶机构12的部分的部位的邻接的流体循环槽10与10之间的泄漏，提高了滑动面整体的密封性。
此外，将在下文中详细地对倒瑞利台阶机构12进行说明。
并且，能够适当地将流体循环槽10、瑞利台阶机构11以及倒瑞利台阶机构12的等配个数、瑞利台阶机构11与倒瑞利台阶机构12的长度之比选定为最优。
流体循环槽10、正压产生机构11的正压产生槽11a以及倒瑞利台阶机构12的凹槽12a的深度以及宽度是根据滑动部件的直径、滑动面宽度以及相对移动速度、密封以及润滑的条件等来适当地决定的性质。
作为一个例子来表示，在滑动部件的直径约为20mm、滑动面宽度约为2mm的情况下，正压产生槽11以及凹槽12a的宽度为0.4～0.6mm，深度为数百纳米～1μm，内周侧的密封面16的宽度为0.2～0.4mm。并且，流体循环槽10的宽度是使高压的流体循环所需的充分的宽度，深度为数十μm～数百μm。
由于倒瑞利台阶机构12的凹槽12a为负压，所以侵入凹槽12a内的被密封流体蒸发，过度地析出、生成堆积物产生原因物质，该堆积物产生原因物质在凹槽12a内堆积，并附着、堆积于台面部R，从而成为使密封性降低的重要因素。
因此，本实施例中，在凹槽12a的表面包覆有类金刚石碳膜(也称作“DLC膜”。)15。
利用CVD法(化学气相蒸镀法)、PVD法(物理气相蒸镀法)、或者溅射法、离子镀法等来使类金刚石碳膜15成膜。
DLC材料是非晶质的材料，碳彼此的结合形态由金刚石构造(SP3键)和石墨键(SP2键)双方构成。例如，能够使用仅由碳元素构成的a－C(无定形碳)，含有氢的a－C：H(氢无定形碳)、以及含有一部分钛(Ti)或钼(Mo)等金属元素的MeC等。
类金刚石碳膜15的厚度没有特别限定，但例如在设定为0.5μm左右的情况下，凹槽12a的深度是数μm，从而不会对倒瑞利台阶机构12的负压产生带来影响。
成膜出的类金刚石碳膜是非晶体构造，从而不具有晶界，因此与多晶构造的硬质薄膜相比形成非常平滑的表面。
类金刚石碳膜具有高硬度、高耐磨损性、低摩擦系数、高化学稳定性以及高耐烧结性等优异的特性，在本实施例中，尤其着眼于类金刚石碳膜所具有的防污性以及低附着性的特性，在容易析出、生成堆积物的负压产生机构的表面包覆类金刚石碳膜，防止析出物附着、堆积于负压产生机构的表面，防止滑动面中的堆积物的附着，从而提高滑动面的密封功能。
图3是表示使用在倒瑞利台阶机构12的凹槽12a未包覆类金刚石碳膜15的滑动部件来对包括堆积物产生原因物质在内的被密封流体进行了密封试验后的、设有倒瑞利台阶机构12的滑动面的状况的图。
在密封试验的最后，在水流过设有负压产生槽的滑动面后，在吹气了的状态下以照片的方式进行了拍摄，确认到在凹槽12a以及台面部产生析出物的堆积。堆积的高度约为5μm。
图4是表示使用在倒瑞利台阶机构12的凹槽12a包覆有类金刚石碳膜15的滑动部件对包括堆积物产生原因物质在内的被密封流体进行了密封试验后的、设有倒瑞利台阶机构12的滑动面的状况的图。
在密封试验的最后，在水流过设有倒瑞利台阶机构12的滑动面后，在吹气了的状态下以照片的方式进行了拍摄，未确认到在凹槽12a以及台面部R产生析出物的堆积。
如上述那样，当在倒瑞利台阶机构12的凹槽12a未包覆类金刚石碳膜15的情况下，确认到在凹槽12a的表面以及台面部R产生堆积物产生原因物质的堆积，但当在倒瑞利台阶机构12的凹槽12a包覆有类金刚石碳膜的情况下，未确认到在凹槽12a的表面以及台面部R产生堆积物产生原因物质的堆积。这推断出，即使在因倒瑞利台阶机构12的负压而堆积物产生原因物质被析出的情况下，利用类金刚石碳膜15所具有的防污性以及低附着性，析出物也无法附着、堆积于凹槽12a的表面，从而不仅凹槽12a，也防止在台面部R产生析出物的堆积。
此处，参照图5对倒瑞利台阶机构12进行说明。
图5(a)中，如箭头所示，旋转侧密封环3向顺时针方向相对旋转，而相对的固定侧密封环5向逆时针方向相对旋转。在固定侧密封环5的滑动面S，与相对的移动方向垂直地并且面向下游侧地形成有倒瑞利台阶12b(变宽的阶梯)，并在该倒瑞利台阶12b的下游侧形成有凹槽部12a。相对的旋转侧密封环3的滑动面平坦。
若旋转侧密封环3以及固定侧密封环5向箭头所示的方向相对移动，则介于两密封环3以及5的滑动面S间的流体因其粘性而欲追随地向密封环3或者5的移动方向移动，从而此时，因倒瑞利台阶12b的存在而产生虚线所示那样的动压(负压)。
图5(b)中，将图5(a)的倒瑞利台阶12b形状变更为直线性的倾斜面12b－1，并且，图5(c)中，将图5(a)的倒瑞利台阶12b形状变更为曲线性的倾斜面12b－2。图5(b)以及图5(c)的结构中，都产生与图5(a)大致相同的负压。本发明中，将图5(b)以及图5(c)的机构称作逆变形瑞利台阶机构，包括在倒瑞利台阶内。
如上所述，实施例1的滑动部件具备固定于固定侧的圆环状的固定侧密封环5、和与旋转轴1一起旋转的圆环状的旋转侧密封环3，通过使固定侧密封环5以及旋转侧密封环3的对置的各滑动面相对旋转，在对存在于该相对旋转滑动的滑动面的径向的一方侧的高压流体进行密封的滑动部件中，在固定侧密封环5或者旋转侧密封环3的任一方的滑动面，设有作为利用固定侧密封环5与旋转侧密封环3的相对旋转滑动来产生负压的负压产生机构的倒瑞利台阶机构12，倒瑞利台阶机构12具备作为负压产生槽的凹槽12a，该凹槽12a以位于滑动面的低压侧的方式设置，与高压流体侧连通且利用台面部R而与低压流体侧隔离开，由于倒瑞利台阶机构12的表面由类金刚石碳膜15包覆，所以即使在堆积物产生原因物质因倒瑞利台阶机构12的负压而被析出的情况下，利用类金刚石碳膜15所具有的防污性以及低附着性，也能够防止析出物在凹槽12a的表面堆积，进而防止在台面部R中也附着堆积物，其结果，能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
实施例2
参照图6，对本发明的实施例2的滑动部件进行说明。
此外，图6中，与实施例1的符号相同的符号表示与实施例1相同的部件，并省略重复的说明。
图6中，作为负压产生机构的反向螺旋槽20并不与低压流体侧直接连通而是利用台面部R隔离开。反向螺旋槽20设置为遍及固定侧密封环5的滑动面整周。并且，反向螺旋槽20的高压侧端部20a与压力释放槽21连通，压力释放槽21的一部分经由半径方向槽22而与高压流体侧连接。反向螺旋槽20起到如下作用：利用与对象侧滑动面的相对旋转运动，来产生负压而将从高压侧流体漏出来的流体吸入，并通过与高压流体侧连接的压力释放槽将流体压回高压流体侧。而且，在反向螺旋槽20产生气穴，并在该反向螺旋槽20产生析出物，从而在反向螺旋槽20以及台面部R附着、堆积析出物，这成为使密封性降低的重要因素。
因此，在反向螺旋槽20，包覆有与实施例1相同的类金刚石碳膜15。
由于作为负压产生机构的反向螺旋槽20的表面由类金刚石碳膜15包覆，所以即使在堆积物产生原因物质因反向螺旋槽20的负压而被析出的情况下，利用类金刚石碳膜15所具有的防污性以及低附着性，也能够防止析出物堆积于反向螺旋槽20的表面、且附着于台面部R的情况，从而能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
实施例3
参照图7，对本发明的实施例2的滑动部件进行说明。
此外，图7中，与实施例1的符号相同的符号表示与实施例1相同的部件，并省略重复的说明。
图7中，在固定侧密封间5的滑动面S，沿周向设有多个四边形的凹坑25。凹坑25与高压流体侧以及低压流体侧都不连通，并且各凹坑25相互独立地设置。根据固定环5的直径、面宽以及高压流体侧与低压流体侧的差压等的条件来将凹坑25的个数、面积以及深度设定为最优的值，但是面积较大、深度较浅的凹坑在流体润滑作用以及液膜形成的方面优选。
图7中，如箭头所示，旋转侧密封环3相对于固定侧密封环5向逆时针方向旋转移动，但若在固定环5的滑动面S形成凹坑25，则在该凹坑25的下游侧存在缩窄缝隙(阶梯差)25a，并且在上游侧存在扩宽缝隙(阶梯差)25b。介于固定侧密封环5以及旋转侧密封环3的滑动面间的流体因其粘性而欲追随地向旋转侧密封环3的移动方向移动，从而此时，因缩窄缝隙(阶梯差)25a的存在而产生正压，并因扩宽缝隙(阶梯差)25b的存在而产生虚线所示那样的动压(负压)。这样，在凹坑25内的下游侧产生正压，并在上游侧产生负压。而且，在上游侧的负压产生区域产生气穴，并在该负压产生区域的部分产生析出物，从而在负压产生区域以及台面部R附着、堆积析出物，这成为使密封性降低的重要因素。
因此，在凹坑25，包覆有与实施例1相同的类金刚石碳膜15。
由于产生正压以及负压的凹坑25的表面由类金刚石碳膜15包覆，所以即使在因扩宽缝隙(阶梯差)25b附近的负压而在凹坑25内析出堆积物产生原因物质的情况下，利用类金刚石碳膜15所具有的防污性以及低附着性，也能够防止析出物堆积于凹坑25的表面、且附着于台面部R的情况，从而能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
此外，类金刚石碳膜15也可以不包覆凹坑25的整个面，而仅包覆上游侧的负压产生区域。
实施例4
参照图8，对本发明的实施例2的滑动部件进行说明。
此外，图8中，与实施例1的符号相同的符号表示与实施例1相同的部件，并省略重复的说明。
图8中，在固定侧密封环5的滑动面S，设有利用与对象滑动面的相对滑动来将流体向高压流体侧排出的具有角度的螺旋槽30，利用该螺旋槽30的粘性泵效果来将流体压回高压流体侧，从而防止泄漏。
有时在螺旋槽30的低压流体侧端部(伴随与对象滑动面的相对运动而产生的流体流动的上游侧部分。图8中内周侧)31的部分产生蒸气性的气穴，在作为被密封流体而使用了硅酸盐系的冷却液的情况等，在产生蒸气性气穴的螺旋槽30的低压流体侧端部31的部分产生析出物，并附着、堆积于台面部R，这成为使密封性降低的重要因素。
因此，在螺旋槽30，包覆有与实施例1相同的类金刚石碳膜15。
由于螺旋槽30的表面由类金刚石碳膜15包覆，所以即使在因低压流体侧端部31附近的负压而在螺旋槽30内析出堆积物产生原因物质的情况下，利用类金刚石碳膜15所具有的防污性以及低附着性，也能够防止析出物附着、堆积于螺旋槽30的表面以及台面部R，从而能够提供提高了滑动面的密封功能的滑动部件。
此外，类金刚石碳膜15也可以不包覆螺旋槽30的整个面，而仅包覆上游侧的负压产生区域。
以上，根据附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的结构并不限定于这些实施例，不脱离本发明的主旨的范围内的变更、追加也被包括在本发明内。
例如，在上述实施例中，对将滑动部件用于机械密封装置中的一对旋转用密封环以及固定用密封环中任一个的例子进行了说明，但也能够作为一边在圆筒状滑动面的轴向一方侧密封润滑油一边与旋转轴滑动的轴承的滑动部件来利用。
并且，例如，在上述实施例中，对在外周侧存在高压的被密封流体的情况进行了说明，但也能够应用于内周侧是高压流体的情况。
并且，例如，在上述实施例中，作为负压产生机构，对倒瑞利台阶机构12、反向螺旋槽20、凹坑25以及螺旋槽30进行了说明，但并不限定于此，例如，也包括因滑动面的起伏而产生的负压产生部分。
并且，例如，在上述实施例中，对在设于固定侧密封环或者上述旋转侧密封环的任一方的滑动面的负压产生机构的负压产生部的表面包覆类金刚石碳膜15的情况进行了说明，但在制造工序上对滑动面整个面进行了覆盖的话制造容易的情况下，也可以包覆滑动面整个面。
并且，在长时间的使用过程中，析出物不仅附着、堆积于负压产生机构的负压产生部的表面，也有附着、堆积于台面部R的情况，从而例如也可以不包覆未设置负压产生部的对象滑动面。
并且，例如，在上述实施例中，对包覆负压产生机构的表面的耐附着性材料的膜是类金刚石碳膜的情况进行了说明，但并不限定于此，是由金刚石、氟树脂(PTFE)、氟、氮化钛(TiN)以及硅树脂中任一个材料来形成的膜即可。
符号的说明
1—旋转轴，2—套筒，3—旋转侧密封环，4—壳体，5—固定侧密封环，6—螺旋波纹弹簧，7—波纹管，10—流体循环槽，10a—入口部，10b—出口部，10c—连通部，11—正压产生机构，11a—正压产生槽，11b—瑞利台阶，12—倒瑞利台阶机构，12a—凹槽，12b—倒瑞利台阶，15—类金刚石碳膜，20—反向螺旋槽，20a—高压侧端部，21—压力释放槽，22—半径方向槽，25—凹坑，25a—缩窄缝隙(阶梯差)，25b—扩宽缝隙(阶梯差)，30—螺旋槽，31—低压流体侧端部，S—滑动面，R—台面部。

Claims (6)

1.一种滑动部件，具备固定于固定侧的圆环状的固定侧密封环、和与旋转轴一起旋转的圆环状的旋转侧密封环，通过使上述固定侧密封环以及上述旋转侧密封环的对置的各滑动面相对旋转，来对存在于该相对旋转滑动的上述滑动面的径向的一方侧的高压流体进行密封，
上述滑动部件的特征在于，
在上述固定侧密封环或者上述旋转侧密封环的任一方的滑动面，设置利用上述固定侧密封环与上述旋转侧密封环的相对旋转滑动来产生负压的负压产生机构，
至少上述负压产生机构的表面由耐附着性材料的膜包覆。
2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
上述负压产生机构由形成于上述滑动面的凹坑构成。
3.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
上述负压产生机构由形成于上述滑动面且将侵入上述滑动面的流体向高压流体侧排出的抽吸槽构成。
4.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，
上述负压产生机构具备负压产生槽，该负压产生槽以位于上述滑动面的低压侧的方式设置，与高压流体侧连通并且利用台面部而与低压流体侧隔离开。
5.根据权利要求4所述的滑动部件，其特征在于，
上述负压产生机构由倒瑞利台阶机构构成。
6.根据权利要求4所述的滑动部件，其特征在于，
上述负压产生机构由反向螺旋槽构成。
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