1.本发明涉及一种在滑动面相对滑动的一对滑动部件，例如涉及机械密封件、滑动轴承及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轴承等滑动部件。
背景技术：2.作为防止被密封流体的泄漏的密封装置，已知一种由在滑动面相对滑动的一对滑动部件构成的装置(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种方法，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：将具有细长的轨道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，由此将作为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达成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小被密封流体的泄漏和滑动转矩，也无法在宽的转速区域实现高密封性和低滑动转矩。
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，即使以宽的转速范围来使用也能实现高密封性和低滑动转矩。
13.用于解决问题的方案
14.为了解决上述问题，本发明的滑动部件为在滑动面彼此相对滑动的一对滑动部件，其特征在于，
15.至少一方的所述滑动面具备将凹穴沿径向和周向配置而成的凹穴组，所述凹穴的开口部的形状具有正交的长轴和短轴，
16.半径方向轴与所述长轴所成的凹穴角度在滑动面的径向或周向中的至少一个方
向变化，所述半径方向轴穿过所述凹穴的所述长轴与所述短轴的交点和所述滑动面的中心。
17.根据该特征，凹穴角度在径向或周向中的至少一个方向变化，由此，能改变构成凹穴组的的凹穴的吸入效果和动压效应，因此，能配置适合于各种运转条件的凹穴，进而能实现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.所述凹穴角度在径向上以恒定的比率变化。
20.根据该特征，通过使构成凹穴组的凹穴的凹穴角度在径向上以恒定的比率变化，能在径向上改变凹穴的吸入效果和动压效应。
21.本发明的滑动部件的特征在于，
22.所述凹穴角度在径向上不连续地变化。
23.根据该特征，通过使凹穴角度在径向上不连续地变化，能使构成凹穴组的凹穴的吸入效果和动压效应在径向上不连续地变化，能在特定的范围配置适合于运转条件的凹穴组。
24.本发明的滑动部件的特征在于，
25.所述凹穴角度的径向的变化比率在径向上变化。
26.根据该特征，通过使凹穴角度的径向的变化比率在径向上变化，能容易地在径向上配置适合于各个使用条件的凹穴。
27.本发明的滑动部件的特征在于，
28.所述凹穴角度在所述滑动面的泄漏侧大，在所述滑动面的被密封流体侧小。
29.根据该特征，就配设于泄漏侧的凹穴而言，由于凹穴角度大，因此，吸入效果成为优势，凹穴从泄漏侧吸入流体，能极大地减少泄漏。此外，就配设于被密封流体侧的凹穴而言，由于凹穴角度小，因此，动压效应成为优势，凹穴排出压力高的流体，能降低滑动转矩。
30.所述凹穴角度的特征在于在周向上以恒定的比率变化。
31.根据该特征，通过使构成凹穴组的凹穴的凹穴角度在周向上以恒定比率变化，能使凹穴的流体保持效果、吸入效果、密封效果在周向上变化。
32.本发明的滑动部件的特征在于，
33.所述凹穴角度在周向上不连续地变化。
34.根据该特征，通过使凹穴角度在周向上不连续地变化，能使构成凹穴组的凹穴的吸入效果和动压效应在周向上不连续地变化，能在特定的范围配置适合于运转条件的凹穴组。
35.本发明的滑动部件的特征在于，
36.所述凹穴角度的周向的变化比率在周向上变化。
37.根据该特征，通过使凹穴角度的径向的变化比率在周向上变化，能容易地在周向上配置适合于各个使用条件的凹穴。
38.本发明的滑动部件的特征在于，
39.所述滑动面具备由在径向上延伸的台面部划分出的多个区域，
40.所述凹穴组配设于所述区域。
41.根据该特征，能在各区域配置适合于各种运转条件的凹穴，进而能实现高密封性
和低滑动转矩。
42.本发明的滑动部件的特征在于，
43.所述凹穴的所述开口部的形状为椭圆。
44.根据该特征，利用椭圆凹穴的长轴向、短轴向的吸入效果和动压效应的不同，能配置适合于各种运转条件的凹穴，进而能实现高密封性和低滑动转矩。
附图说明
45.图1是表示将本发明的滑动部件适用于机械密封件的一个例子的纵剖图。
46.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。
47.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。
48.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。
49.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。
50.图6是表示本发明的凹穴的其他实施例的图。
51.图7中，图7a－图7d表示滑动面s的半径方向上的凹穴角度θ的变化方案的变形例。
52.图8中，图8a－图8d表示滑动面s的周向上的凹穴角度θ的变化方案的变形例。
具体实施方式
53.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，关于该实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对的配置等，只要没有特别明示的记载，就没有将本发明的范围仅限定于这些的意思。
54.实施例1
55.参照图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，但不限定于此，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。
56.图1是表示机械密封件1的一个例子的纵剖图，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(cartridge)和固定侧筒构成。旋转侧筒具备：套筒2，嵌合于旋转轴100；圆环状的旋转侧密封环3，其为一方的滑动部件；以及填料8，对套筒2与旋转侧密封环3之间进行密封，旋转侧滤筒与旋转轴100一起旋转。
57.固定侧滤筒具备：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7，对固定侧密封环5和壳体4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4相对于箱体9在旋转方向和轴向上固定。
58.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。
59.旋转侧密封环3和固定侧密封环5的材质从在耐磨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。
60.如图2所示，固定侧密封环5配置有多个凹穴11。在本发明中，凹穴11是指具有被平坦的滑动面s包围的开口部11a和从滑动面s凹陷的底部的凹陷部，凹穴11的开口部11a由具有正交的长轴l和短轴k的形状构成。此外，凹穴11彼此隔着台面部r分离地配置。在本发明中，长轴l是指穿过开口部11a的形状的图心g且将开口部11a的最大宽度部分连结的虚构的线，短轴k是指穿过开口部11a的图心g并在与长轴l正交的方向上将对置的开口部11a连结的虚构的线。以具有正交的长轴l和短轴k的椭圆为例对本实施例中的凹穴11的开口部11a进行说明。但是，不限于椭圆，只要是具有正交的长轴和短轴的形状即可，也可以是卵形(oval shape)、菱形、三角形、长方形、多边形或如图6所示那样由任意的闭合曲线91、92、93、94构成的形状。
61.接着，对凹穴11的功能进行说明。当设有凹穴11的固定侧密封环5与相对的旋转侧密封环3相对移动时，滑动面s间的流体和凹穴11内的流体由于其粘性而追随旋转侧密封环3的移动方向移动。对于向凹穴11内流入的流体而言，其流路急剧扩大，因此在凹穴11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，因此不会变为大的负压。此外，在凹穴11的下游侧，流路急剧缩小，由此，通过楔效应(动压效应)而升压为正压。通过在凹穴11的上游侧产生的负压，凹穴11发挥将周围的流体吸入的吸入效果。另一方面，在凹穴11的下游侧，因楔效应而升压了的流体被供给至滑动面s，滑动面s间保持流体润滑状态。
62.对凹穴角度进行说明。如图2所示，凹穴角度θ为半径方向轴r与长轴l之间的角度θ，该半径方向轴r穿过滑动面s的中心c和凹穴11的长轴l与短轴k的交点(图心g)。
63.此外，就凹穴11而言，其吸入效果和动压效应因凹穴角度θ大小而不同。在凹穴角度θ＝90
°
，即，将凹穴11的长轴l朝向周向配置的情况下，凹穴11保持流体的功能变高。在凹穴角度θ＝约45
°
的情况下，凹穴11的吸入效果变高。此外，在凹穴角度0
°
，即，将凹穴11的长轴l朝向径向配置的情况下，动压效应变高。如此一来，即使是具有相同的椭圆形状、相同的深度的凹穴11，也能通过改变凹穴角度来配置凹穴11，使吸入效果变强或动压效应变强。通过进一步改变椭圆形状、深度，能设为具有更加多样的特性的凹穴。
64.接着，对凹穴组60进行说明。如图2所示，凹穴组60以将在径向上整齐成一列的子凹穴组62、63在周向上等间隔地排列规定数量(在图2的例子中为120)的方式构成。在滑动面s的一方的周缘(泄漏侧)，子凹穴组62在径向上配设成一列，在滑动面的另一方的周缘(被密封流体侧)，子凹穴组63在径向上配设成一列。构成配设于泄漏侧的子凹穴组62的凹穴62a、62b、62c、62d、62e以凹穴角度θ＝45
°
配置而构成。此外，构成配置于被密封流体侧的子凹穴组63的凹穴63a、63b、63c、63d、63e以凹穴角度θ＝0
°
配置而构成。即，子凹穴组62的凹穴角度θ和子凹穴组63的凹穴角度θ被设定为在径向上不连续地变化。
65.在此，凹穴62a、62b、62c、62d、62e、凹穴63a、63b、63c、63d、63e形成为开口部的形状和深度实质上相同的椭圆。需要说明的是，在图2的实施例中，子凹穴组62、子凹穴组63分别由5个凹穴构成，但不限于此。就构成子凹穴组62和子凹穴组63的凹穴的个数而言，既可以分别为5以上，也可以分别为5以下，还可以由彼此不同的个数构成。此外，就子凹穴组62、子凹穴组63的个数而言，在滑动面分别配设有120个，但既可以将该个数设得比120个多，也可以将该个数设得比120个少。而且，将在径向上排列的子凹穴组62、63在周向上等间隔地进行了排列，但也可以在周向上不等分地排列。
66.构成子凹穴组62的凹穴62a、62b、62c、62d以凹穴角度θ＝45
°
配置，因此，就凹穴62a、62b、62c、62d而言，与动压效应相比，吸入效果成为优势，作为子凹穴组62整体来发挥高的吸入效果。此外，构成子凹穴组63的凹穴63a、63b、63c、63d以凹穴角度θ＝0
°
配置，因此，就凹穴63a、63b、63c、63d而言，与吸入效果相比，动压效应成为优势，作为子凹穴组63整体，发挥高动压效应。
67.因此，通过将具有高吸入效果的子凹穴组62配置于滑动面的泄漏侧而使子凹穴组62从泄漏侧吸入流体，由此，能极大地减少泄漏。此外，通过将高的动压效应高的子凹穴组63配置于滑动面的被密封流体侧而使子凹穴组63向滑动面s供给高的压力的流体，由此，能极大地减小滑动转矩。
68.如上所述，实施例1的滑动部件起到以下的效果。
69.1.由于在凹穴11的上游侧产生的负压，凹穴11发挥吸入周围的流体的吸入效果。另一方面，凹穴11在下游侧，向滑动面s供给因楔效应而升压了的流体，因此，提高滑动面s的流体润滑效果。
70.2.凹穴11具有椭圆的开口部，该椭圆的开口部具有正交的长轴和短轴，因此，能通过改变凹穴角度θ大小来改变其吸入效果和动压效应。在以凹穴角度θ＝90
°
配置凹穴11的情况下，凹穴11保持流体的功能变高。在凹穴角度θ＝约45
°
的情况下，凹穴11的吸入效果变高。此外，对于凹穴角度0
°
，凹穴11的动压效应变高。如此一来，即使是具有相同的椭圆形状的凹穴11，也能通过改变凹穴角度来配置凹穴11，使吸入效果变强或动压效应变强。
71.3.就以凹穴角度θ＝约45
°
排列了凹穴11的子凹穴组62而言，吸入效果变高。因此，通过将吸入效果高的子凹穴组62配置于滑动面的泄漏侧而使子凹穴组62从泄漏侧吸入流体，由此，能极大地减少泄漏。
72.4.就以凹穴角度θ＝约0
°
排列了凹穴11的子凹穴组63而言，动压效应变高。因此，通过将动压效应高的子凹穴组63配置于滑动面的被密封流体侧而使子凹穴组63向滑动面s供给高的压力的流体，由此，能极大地减小滑动转矩。
73.5.通过将具有高的吸入效果的子凹穴组62配置于滑动面的泄漏侧，能提高密封性，此外，通过将动压效应高的子凹穴组63配置于滑动面的被密封流体侧，能极大地减小滑动转矩，因此，作为凹穴组60整体，能实现高密封性和低的滑动转矩。由此，能设为具备高密封性和低的滑动转矩的滑动部件。
74.实施例2
75.对实施例2的滑动部件进行说明。图3是示出了实施例2的滑动部件的滑动面s的图。实施例2的凹穴组70在凹穴角度θ在径向上以恒定的比率变化这一点上与实施例1不同。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。
76.如图3所示，凹穴组70以将在径向上排列成一列的子凹穴组72在周向上等间隔地排列规定数量(在图2的例子中为120)的方式构成。子凹穴组72以将凹穴72a、72b、72c、72d、72e、72f、72g、72h、72i、72j在径向上隔着台面部r配置的方式构成。(以下，将凹穴72a、72b、72c、72d、72e、72f、72g、72h、72i、72j记作“凹穴72a－72j”)。
77.子凹穴组72中，配置于滑动面s的泄漏侧的凹穴72a以凹穴角度＝45
°
配置，配置于滑动面s的被密封流体侧的凹穴72j以凹穴角度0
°
配置。然后，构成子凹穴组72的凹穴72a－72的凹穴角度θ从凹穴72a朝向凹穴72j，在径向上以恒定的比率从45
°
起变化至0
°
。
78.就构成子凹穴组72的凹穴72a－72j而言，即使分别为具有相同的形状的椭圆，也能由于凹穴角度θ分别不同而使吸入效果和动压效应连续地变化。构成子凹穴组72的凹穴72a－72j中，配置于滑动面的泄漏侧周缘5a侧的凹穴72a为凹穴角度45
°
，吸入效果最高。此外，随着趋向被密封流体侧，由于凹穴角度变大而使吸入效果逐渐变弱，配置于滑动面的被密封流体侧的周缘5b侧的凹穴72j的动压效应变为最高。
79.构成凹穴组70的凹穴72a－72j的凹穴角度在径向上以恒定的比率连续地变化，因此，能使吸入效果和动压效应连续地变化。由此，即使在转速、压力等使用条件变化的情况下，也会存在适合于各个使用条件的凹穴72a－72j。由此，机械密封件1在使用条件变化的情况下也能减小泄漏并能减小滑动转矩。
80.如上所述，实施例2的滑动部件除了起到实施例1的效果以外，还起到以下的效果。
81.构成凹穴组70的凹穴72a－72j的凹穴角度θ在径向上以恒定的比率连续地变化，因此，能使吸入效果和动压效应连续地变化。由此，即使在转速、压力等使用条件变化的情况下，也会存在适合于各个使用条件的凹穴72a－72j。由此，机械密封件1在使用条件变化的情况下也能减小泄漏并能减小滑动转矩。
82.实施例3
83.对本发明的实施例3的滑动部件进行说明。图4是表示实施例3的滑动部件的滑动面s的图，在凹穴组10在滑动面s的泄漏侧配置有凹穴角度θ＝90
°
的凹穴12a，且在被密封流体侧配置有凹穴角度θ＝0
°
的凹穴12j这一点上与实施例2不同。其他构成与实施例2相同。以下，对与实施例2相同的构件、构成标注相同的附图标记，省略重复的说明。
84.如图4所示，凹穴组10以将在径向上排列成一列的子凹穴组12在周向上等间隔地排列规定数量(在图2的例子中为120)的方式构成。子凹穴组12以将凹穴12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i、12j在径向上隔着台面部r配置的方式构成(以下，将凹穴12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i、12j记作“凹穴12a－12j”)。构成子凹穴组12的凹穴12a－12j的凹穴角度θ从泄漏侧的凹穴12a朝向被密封流体侧的凹穴12j，在径向上以恒定的比率从90
°
起变化至0
°
。在此，分别就凹穴12a－12j而言，开口部的椭圆的形状和大小实质上相同。需要说明的是，就构成子凹穴组12的凹穴的个数而言，既可以设得比10个多，也可以设得比10个少。此外，也可以将配设于滑动面s的子凹穴组12设得比120个多或比120个少。
85.即使构成子凹穴组12的凹穴12a－12j是具有相同的形状的椭圆，也会由于构成子凹穴组12的凹穴12a－12j的凹穴角度θ在径向上以恒定的比率变化而能使吸入效果和动压效应连续地变化。具体而言，在以凹穴角度θ＝90配置凹穴的情况下，凹穴保持流体的功能变高。在凹穴角度θ＝约45
°
的情况下，凹穴的吸入效果变高。此外，对于凹穴角度0
°
，凹穴的动压效应变高。
86.由此，就配设于圆周速度低的泄漏侧的凹穴12a、12b、12c而言，由于凹穴角度θ大，保持流体的功能变高。特别是，在以低速转速运转的情况、圆周速度低的滑动面s的内径侧易呈不良润滑状态的情况下，通过在滑动面s的内径侧配置凹穴角度θ＝90
°
～70
°
的凹穴12a、12b、12c来向滑动面s供给保持于凹穴12a、12b、12c内的流体，能防止成为不良润滑状态。
87.在滑动面s的中央部，就凹穴角度θ＝45
°
的凹穴而言，配置有12d、12e、12f，由此，吸入效果变高。由此，由于将流体从被密封流体侧向凹穴12d、12e、12f内吸入，抑制向泄漏侧的流动，因此，能提高密封性。
88.此外，在圆周速度高的被密封流体侧，就凹穴角度θ小的凹穴而言，配置有12g、12h、12i、12j，由此，能提高动压效应。由此，配设于圆周速度高的被密封流体侧的凹穴12g、12h、12i、12j利用动压效应将高的压力的流体向滑动面s供给，因此，滑动面s间能保持流体润滑状态。
89.如上所述，实施例3的滑动部件除了起到实施例1的效果以外，还起到以下的效果。
90.1.即使构成凹穴组10的凹穴12a－12j是具有相同的形状的椭圆，也会由于凹穴12a－12j的凹穴角度θ在径向上以恒定的比率连续地变化而能使吸入效果和动压效应连续地变化。
91.2.在圆周速度低的泄漏侧配置凹穴角度θ＝90
°
～70
°
的凹穴12a、12b、12c，由此，保持流体的功能变高。特别是，即使在以低速转速运转的情况下，通过在圆周速度低的滑动面s的内径侧配置流体保持功能高的凹穴12a、12b、12c来向滑动面s供给保持于凹穴12a、12b、12c内的流体，也能防止成为不良润滑状态。
92.3.在滑动面s的中央部配置有凹穴角度θ＝45
°
的凹穴12d、12e、12f，由此，吸入效果变高。由此，由于将流体从被密封流体侧向凹穴12d、12e、12f内吸入，抑制向泄漏侧的流动，因此，能提高密封性。
93.4.在圆周速度高的被密封流体侧配置有凹穴角度θ小的凹穴12g、12h、12i、12j，由此，能提高动压效应。由此，配设于圆周速度高的被密封流体侧的凹穴12g、12h、12i、12j利用动压效应将高的压力的流体向滑动面s供给，因此，滑动面s间能保持流体润滑状态。
94.实施例4
95.对本发明的实施例4的滑动部件进行说明。图5是表示实施例4的滑动部件的滑动面s的图，在构成凹穴组80的凹穴的凹穴角度θ以在径向上恒定而在周向上连续地变化的方式配置这一点上与实施例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。
96.如图5所示，固定侧密封环5的滑动面s由从被密封流体侧横跨至泄漏侧地设置的台面部r划分为规定数量(在图4的例子中为4)的区域20。在各区域配设凹穴组80。凹穴组80中，子凹穴组21至子凹穴组50这30个子凹穴组隔着台面部r而在周向上等间隔地配置。在各个子凹穴组21－50等间隔地配设9个凹穴，该9个凹穴在径向上呈一列。需要说明的是，在图5的实施例中，在各个子凹穴组21－50分别配设有9个凹穴，但不限于此，既可以比9个多，也可以比9个少。此外，配设于各区域的子凹穴组的个数也不限于30个，既可以比30个多，也可以比30个少。
97.如图5所示，在区域20的一方的端部(旋转方向上游侧)配设子凹穴组21，在区域20
的另一方的端部(旋转方向下游侧)配设子凹穴组50。子凹穴组21以将凹穴21a、21b、21c、21d、21e、21d、21f、21g、21h、21i(以下，记作“凹穴21a－21i”)从滑动面s的一方的周缘(泄漏侧)起至另一方的周缘(被密封流体侧)隔着台面部而配置成一列的方式构成。构成子凹穴组21的凹穴21a－21i的凹穴角度在径向上恒定，即各个凹穴21a－21i具有凹穴角度＝90
°
。此外，子凹穴组50以将凹穴50a、50b、50c、50d、50e、50d、50f、50g、50h、50i(以下，记作“凹穴50a－50i”)从滑动面s的泄漏侧起至被密封流体侧隔着台面部而配置成一列的方式构成。凹穴50a－50i的凹穴角度在径向上恒定，即凹穴50a－50i的凹穴角度分别配设为凹穴角度＝0
°
。并且配置为：以从子凹穴组21朝向子凹穴组50，从凹穴角度θ＝90
°
起变为凹穴角度θ＝0
°
的方式在周向上恒定地以比率变化构成子凹穴组22－49的凹穴的凹穴角度。
98.由于在区域20的旋转方向上游侧配设凹穴角度＝90
°
的子凹穴组21，因此，与吸入效果和动压效应相比，将流体保持于凹穴内的保持效果成为优势。此外，由于在区域20的旋转方向下游侧配设凹穴角度＝0
°
的子凹穴组50，因此，与吸入效果相比，动压效应成为优势。而且，由于在区域20的上游侧与下游侧之间的中间的流域配设凹穴角度＝45
°
的凹穴组，因此，吸入效果成为优势。即配置为：以从子凹穴组21朝向子凹穴组50，从凹穴角度θ＝90
°
起变为凹穴角度θ＝0
°
的方式在周向上变化子凹穴组22－49的凹穴角，由此，特性不同的凹穴组毫无遗漏地从子凹穴组21向子凹穴组50分布，因此，配置了适合于各种运转条件的凹穴组，能在各种运转条件下实现高密封性和低滑动转矩。
99.如上所述，实施例4的滑动部件起到以下的效果。
100.1.由于在区域20的旋转方向上游侧配设凹穴角度＝90
°
的子凹穴组21，因此，与吸入效果和动压效应相比，将流体保持于凹穴内的保持效果成为优势。此外，由于在区域20的旋转方向下游侧配设凹穴角度＝0
°
的子凹穴组50，因此，与吸入效果相比，动压效应成为优势。而且，由于在区域20的上游侧与下游侧之间的中间的流域配设凹穴角度＝45
°
的凹穴组，因此，吸入效果成为优势。
101.2.配设于区域20的周向的凹穴组的凹穴角度在周向上变化，因此，能从旋转方向上游侧起至下游侧，使凹穴的流体保持效果、吸入效果、密封效果在周向上连续地变化。由此，特性不同的凹穴组毫无遗漏地从子凹穴组21向子凹穴组50分布，因此，配置了适合于各种运转条件的凹穴组，能在各种运转条件下实现高密封性和低滑动转矩。
102.以上，通过附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的构成不限于这些实施例，即使有不脱离本发明的主旨的范围内的变更、追加，也包括于本发明。
103.图7a－图7d表示滑动面s的半径方向上的凹穴角度θ的变化方案的变形例。能以使凹穴角度θ在径向上变化的方式进行配置，以便适合于所要求的运转条件。
104.图7a是表示与图2的实施例对应的图，为凹穴角度在滑动面s的径向上不连续地变化的情况。构成配设于滑动面s的泄漏侧的子凹穴组的凹穴的凹穴角度θ和构成配设于滑动面s的被密封流体侧的子凹穴组的凹穴的凹穴角度θ被设定为不同的大小。
105.图7b是图7a的变形，为滑动面的泄漏侧的凹穴角度的变化比率与滑动面的被密封流体侧的凹穴角度的变化比率不同的情况。构成配设于滑动面s的泄漏侧的凹穴组的凹穴均具有恒定的凹穴角度θ，凹穴角度不变化，但构成配设于滑动面s的被密封流体侧的凹穴组的凹穴的凹穴角度θ在半径方向上以恒定的比率变化。
106.图7c是与图3、图4的实施例对应的图，构成凹穴组的凹穴的凹穴角度θ被设定为在
径向上以恒定的比率变化。
107.图7d为滑动面的泄漏侧的凹穴角度的变化比率与滑动面的被密封流体侧的凹穴角度的变化比率不同的情况。构成配设于滑动面s的泄漏侧的凹穴组的凹穴的凹穴角度θ在半径方向上以恒定的比率变化。另一方面，构成配设于滑动面s的被密封流体侧的子凹穴组的凹穴的凹穴角度θ均具有恒定的凹穴角度θ，凹穴角度不变化。
108.图8a－图8d表示滑动面s的周向上的凹穴角度θ的变化方案的变形例。能以使凹穴角度θ在周向上变化的方式进行配置，以便适合于所要求的运转条件。
109.图8a表示在设于滑动面的周向的区域，凹穴角度从一侧向另一侧不连续地变化的情况。
110.图8b表示区域的一侧的凹穴角度的变化比率与区域的另一侧的凹穴角度的变化比率不同的情况。
111.图8c是与图5的实施例对应的图，表示凹穴角度在周向上以恒定的比率变化的情况。
112.图8d表示区域的一侧的凹穴角度的变化比率与区域的另一侧的凹穴角度的变化比率不同的情况。
113.实施例1－3中，构成凹穴组的凹穴的凹穴角度在径向上变化，在周向上恒定。此外，实施例4中，构成凹穴组的凹穴的凹穴角度在周向上变化，在径向上恒定。但是，不限于此，能以在径向上和周向上变化构成凹穴组的凹穴的凹穴角度的方式进行设定，以便适合于所要求的运转条件。
114.在上述实施例中，将构成凹穴组的凹穴11的形状、大小、深度设为了相同，但也可以将邻接的凹穴的形状、大小、深度中的至少一个设为不同。此外，也可以按每个子凹穴组来将凹穴的形状、大小、深度设为不同。通过在滑动面s配设不只凹穴角度不同、凹穴的大小、形状、大小、深度也不同的凹穴而能在滑动面s配设适合于宽幅的运转条件的凹穴，进而能设为与宽幅的运转条件对应的密封性高、滑动转矩小的滑动部件。
115.虽然将外周侧作为了被密封流体侧，将内周侧作为了泄漏侧，但不限于此，也能适用内周侧为被密封流体侧，外周侧为泄漏侧的情况。
116.附图标记说明
117.1：机械密封件；
118.2：套筒；
119.3：旋转侧密封环；
120.4：壳体；
121.5：固定侧密封环；
122.5a：泄漏侧周缘；
123.5b：被密封流体侧周缘；
124.6：螺旋波纹弹簧；
125.7：波纹管；
126.8：填料；
127.9：箱体；
128.100：旋转轴；
129.10：凹穴组；
130.11：凹穴；
131.11a：开口部；
132.12：子凹穴组；
133.12a：凹穴；
134.12b：凹穴；
135.12c：凹穴；
136.12d：凹穴；
137.12e：凹穴；
138.12f：凹穴；
139.12g：凹穴；
140.12h：凹穴；
141.12i：凹穴；
142.12i：凹穴；
143.12j：凹穴；
144.20：区域；
145.21：子凹穴组；
146.21a：凹穴；
147.21b：凹穴；
148.21c：凹穴；
149.21d：凹穴；
150.21e：凹穴；
151.21f：凹穴；
152.21g：凹穴；
153.21h：凹穴；
154.21j：凹穴；
155.22：凹穴组；
156.30：子凹穴组；
157.40：子凹穴组；
158.49：子凹穴组；
159.50：子凹穴组；
160.50a：凹穴；
161.50b：凹穴；
162.50c：凹穴；
163.50d：凹穴；
164.50e：凹穴；
165.50f：凹穴；
166.50g：凹穴；
167.50h：凹穴；
168.50j：凹穴；
169.60：凹穴组；
170.62：子凹穴组；
171.62a：凹穴；
172.62b：凹穴；
173.62c：凹穴；
174.62d：凹穴；
175.62e：凹穴；
176.63：子凹穴组；
177.63a：凹穴；
178.63b：凹穴；
179.63c：凹穴；
180.63d：凹穴；
181.63e：凹穴；
182.70：凹穴组；
183.72：子凹穴组；
184.72a：凹穴；
185.72b：凹穴；
186.72c：凹穴；
187.72d：凹穴；
188.72e：凹穴；
189.72f：凹穴；
190.72g：凹穴；
191.72h：凹穴；
192.72i：凹穴；
193.72j：凹穴；
194.80：凹穴组；
195.k：短轴；
196.l：长轴；
197.r：台面部；
198.s：滑动面；
199.θ：凹穴角度。
技术特征：1.一种滑动部件，其为在滑动面彼此相对滑动的一对滑动部件，其特征在于，至少一方的所述滑动面具备将凹穴沿径向和周向配置而成的凹穴组，所述凹穴的开口部的形状具有正交的长轴和短轴，半径方向轴与所述长轴所成的凹穴角度在滑动面的径向或周向中的至少一个方向变化，所述半径方向轴穿过所述凹穴的所述长轴与所述短轴的交点和所述滑动面的中心。2.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴角度在径向上以恒定的比率变化。3.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴角度在径向上不连续地变化。4.根据权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴角度的径向的变化比率在径向上变化。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴角度在所述滑动面的泄漏侧大，在所述滑动面的被密封流体侧小。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴角度在周向上以恒定的比率变化。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴角度在周向上不连续地变化。8.根据权利要求1至5中的任一项所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴角度的周向的变化比率在周向上变化。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的滑动部件，其特征在于，所述滑动面具备由在径向上延伸的台面部划分出的多个区域，所述凹穴组配设于所述区域。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的滑动部件，其特征在于，所述凹穴的所述开口部的形状为椭圆。
技术总结本发明技术问题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，能在宽的转速范围实现高密封性和低滑动转矩。本发明为在滑动面(S)彼此相对滑动的一对滑动部件(3、5)，其中，至少一方的滑动面(S)具备将凹穴(11)沿径向和周向配置而成的凹穴组(60)，凹穴(11)的开口部(11a)的形状具有正交的长轴(L)和短轴(K)，半径方向轴(r)与长轴(L)所成的凹穴角度(θ)在滑动面(S)的径向或周向中的至少一个方向上变化，该半径方向轴(r)穿过凹穴(11)的长轴(L)与短轴(K)的交点(G)和滑动面(S)的中心(C)。(C)。(C)。
技术研发人员：铃木启志 德永雄一郎
受保护的技术使用者：伊格尔工业股份有限公司
技术研发日：2020.04.07
技术公布日：2022/11/1
