本發(fā)明涉及例如設(shè)于機械密封件、軸承、其它滑動部的滑動部件。尤其涉及使流體夾在滑動面間來減少摩擦、并且防止流體從滑動面泄漏所需要的密封環(huán)或者軸承等滑動部件。

背景技術(shù)：

在作為滑動部件的一個例子的機械密封件中，其性能通過泄漏量、磨損量、以及扭矩來評價?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過使機械密封件的滑動材質(zhì)、滑動面粗糙度最優(yōu)化來提高性能，從而實現(xiàn)低泄漏、高壽命、低扭矩。但是，由于對于近年來的環(huán)境問題的意識的提高，要求機械密封件的更進一步的性能提高，從而需要超過現(xiàn)有技術(shù)的框架的技術(shù)開發(fā)。

為了與此對應(yīng)，本申請人為了使機械密封件等滑動部件兼得扭矩減少和泄漏量減少的二律背反，由本申請人開發(fā)出了在滑動面例如使用了瑞利臺階、倒瑞利臺階、反向螺旋槽、u字或納米等級的凹凸等表面紋理的機械密封件(例如，參照專利文獻1、2以及3。)。

并且，目前，例如在用于水冷式發(fā)動機的冷卻的水泵的機械密封件中，隨時間的經(jīng)過，作為防凍液的一種的llc的添加劑、例如硅酸鹽、磷酸鹽等(以下，稱作“堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)”。)在滑動面濃縮，生成堆積物，從而確認到有機械密封件的功能降低的擔(dān)憂。認為該堆積物的生成是在處理藥品、潤滑油的設(shè)備的機械密封件中也同樣地產(chǎn)生的現(xiàn)象。

根據(jù)本發(fā)明人的研究，在實驗中確認到，在使用了表面紋理的機械密封件中，有時因其特性在滑動面內(nèi)產(chǎn)生負壓，但因該負壓而使侵入滑動面內(nèi)的被密封流體蒸發(fā)，從而過度地析出、生成堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)，加速地產(chǎn)生堆積物，進而有機械密封件的功能降低的擔(dān)憂。并且，向滑動面外泄漏出的濃縮、蒸發(fā)了的流體有時因負壓而被吸回，由此有時也會堆積于滑動面。

為了防止滑動面處的堆積物的產(chǎn)生，本申請人申請了如下發(fā)明：首先通過緩和用于將被密封流體押回高壓流體側(cè)的與高壓流體側(cè)連通的抽吸槽的低壓流體側(cè)端部(伴隨與對象滑動面的相對運動而產(chǎn)生的流體流動的上游側(cè)部分。)的負壓來防止蒸氣性氣穴的產(chǎn)生，由此防止抽吸槽的低壓流體側(cè)端部處的析出物的產(chǎn)生(參照專利文獻4。)。

并且，同樣也申請了如下發(fā)明：在具備向高壓流體側(cè)排出流體的流體排出單元的滑動部件中，在比流體排出單元靠低壓側(cè)的滑動面設(shè)置緩和低壓流體向高壓流體側(cè)的進入的緩沖槽，該緩沖槽成為從低壓流體側(cè)進入滑動面的低壓流體相對于高壓流體的緩沖(緩存)，使直至滑動面由低壓流體(例如空氣)充滿為止的時間延遲，從而抑制高壓流體的脫水縮合反應(yīng)(參照專利文獻5。)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：wo2012/046749a1

專利文獻2：wo2014/112455a1

專利文獻3：wo2014/148316a1

專利文獻4：wo2014/103631a1

專利文獻5：wo2014/174725a1

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，在上述的專利文獻4以及5所記載的發(fā)明中，為了防止在滑動面生成堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)的堆積物，需要在滑動面設(shè)置新的槽，但若在滑動面設(shè)置用于防止堆積物生成的槽則滑動部分的面積減少，滑動面的面壓增大，從而有促進磨損的問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種滑動部件，即使在因滑動面的負壓而使侵入滑動面內(nèi)的被密封流體蒸發(fā)從而析出、生成堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)的情況下，通過防止負壓部分處的析出物的堆積，也防止臺面部處的堆積物的附著，從而提高了滑動面的密封功能。

用于解決課題的方案

〔原理〕

本發(fā)明著眼于耐附著性材料所具有的防污性以及低附著性的特性，在容易析出、生成堆積物的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面包覆耐附著性材料的膜，防止堆積物堆積于負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面，防止滑動面中的堆積物的附著，從而提高滑動面的密封功能。在耐附著性材料的膜中，尤其類金剛石碳膜具有高硬度、高耐磨損性、低摩擦系數(shù)、高化學(xué)穩(wěn)定性以及高耐燒結(jié)性等優(yōu)異的特性。

此外，本發(fā)明中，耐附著性材料是相對于堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)具有防污性以及低附著性的材料，是指類金剛石碳(dlc)、金剛石、氟樹脂(ptfe)、氟、氮化鈦(tin)、以及硅樹脂中任一個材料。

〔方案〕

為了實現(xiàn)上述目的，第一，本發(fā)明的滑動部件具備固定于固定側(cè)的圓環(huán)狀的固定側(cè)密封環(huán)、和與旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)，通過使上述固定側(cè)密封環(huán)以及上述旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的對置的各滑動面相對旋轉(zhuǎn)，來對存在于該相對旋轉(zhuǎn)滑動的上述滑動面的徑向的一方側(cè)的高壓流體進行密封，上述滑動部件的特征在于，

在上述固定側(cè)密封環(huán)或者上述旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的任一方的滑動面，設(shè)置利用上述固定側(cè)密封環(huán)與上述旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的相對旋轉(zhuǎn)滑動來產(chǎn)生負壓的負壓產(chǎn)生機構(gòu)，

至少上述負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面由耐附著性材料的膜包覆。

根據(jù)該特征，即使在堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)因負壓產(chǎn)生機構(gòu)的負壓而被析出的情況下，利用耐附著性材料的膜所具有的防污性以及低附著性，也能夠防止析出物堆積于負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

并且，第二，在第一特征中，本發(fā)明的滑動部件的特征在于，上述負壓產(chǎn)生機構(gòu)由形成于上述滑動面的凹坑構(gòu)成。

根據(jù)該特征，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的凹坑的表面，進而，在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

并且，第三，在第一特征中，本發(fā)明的滑動部件的特征在于，上述負壓產(chǎn)生機構(gòu)由形成于上述滑動面且將侵入上述滑動面的流體向高壓流體側(cè)排出的抽吸槽構(gòu)成。

根據(jù)該特征，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的抽吸槽的低壓流體側(cè)端部的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

并且，第四，在第一特征中，本發(fā)明的滑動部件的特征在于，上述負壓產(chǎn)生機構(gòu)具備負壓產(chǎn)生槽，該負壓產(chǎn)生槽以位于上述滑動面的低壓側(cè)的方式設(shè)置，與高壓流體側(cè)連通并且利用臺面部而與低壓流體側(cè)隔離開。

根據(jù)該特征，在能夠有效果地防止流體從高壓流體側(cè)向低壓流體側(cè)泄漏的滑動部件中，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的負壓產(chǎn)生槽的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

并且，第五，在第四特征中，本發(fā)明的滑動部件的特征在于，上述負壓產(chǎn)生機構(gòu)由倒瑞利臺階機構(gòu)構(gòu)成。

根據(jù)該特征，在作為能夠形成于滑動部件的滑動面的負壓產(chǎn)生機構(gòu)而具備優(yōu)選的倒瑞利臺階機構(gòu)的滑動部件中，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的倒瑞利臺階機構(gòu)的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

并且，第六，在第四特征中，本發(fā)明的滑動部件的特征在于，上述負壓產(chǎn)生機構(gòu)由反向螺旋槽構(gòu)成。

根據(jù)該特征，在作為能夠形成于滑動部件的滑動面的負壓產(chǎn)生機構(gòu)而具備優(yōu)選的反向螺旋槽的滑動部件中，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的反向螺旋槽的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

發(fā)明的效果如下。

本發(fā)明起到如下那樣的優(yōu)異的效果。

(1)至少上述負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面由耐附著性材料的膜包覆，由此即使在堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)因負壓產(chǎn)生機構(gòu)的負壓而被析出的情況下，利用耐附著性材料的膜所具有的防污性以及低附著性，也能夠防止析出物堆積于負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

(2)能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的凹坑的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

(3)能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的抽吸槽的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

(4)在能夠有效果地防止流體從高壓流體側(cè)向低壓流體側(cè)泄漏的滑動部件中，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的負壓產(chǎn)生槽的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

(5)在作為能夠形成于滑動部件的滑動面的負壓產(chǎn)生機構(gòu)而具備優(yōu)選的倒瑞利臺階機構(gòu)的滑動部件中，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的倒瑞利臺階機構(gòu)的表面，進而在臺面部中防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

(6)在作為能夠形成于滑動部件的滑動面的負壓產(chǎn)生機構(gòu)而具備優(yōu)選的反向螺旋槽的滑動部件中，能夠防止析出物堆積于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的反向螺旋槽的表面，進而在臺面部中也防止堆積物的附著，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施例1的機械密封件的一個例子的縱剖視圖。

圖2是表示本發(fā)明的實施例1的滑動部件的滑動面的圖。

圖3是表示使用未包覆類金剛石碳膜的滑動部件來對包括堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)在內(nèi)的被密封流體進行了密封試驗后的、設(shè)有負壓產(chǎn)生槽的滑動面的狀況的圖。

圖4是表示使用包覆有類金剛石碳膜的滑動部件對包括堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)在內(nèi)的被密封流體進行了密封試驗后的、設(shè)有負壓產(chǎn)生槽的滑動面的狀況的圖。

圖5是對構(gòu)成實施例1的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的倒瑞利臺階進行說明的圖。

圖6是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施例2的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的反向螺旋槽的圖。

圖7是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施例3的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的凹坑的圖。

圖8是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施例4的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的抽吸槽的圖。

具體實施方式

以下參照附圖，并基于實施例而示例性地對用于實施該發(fā)明的方式進行說明。但是，對于該實施例所記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等而言，只要沒有特別明確的記載，并不將本發(fā)明的范圍僅限定于此。

實施例1

參照圖1至圖5，對本發(fā)明的實施例1的滑動部件進行說明。

此外，在本實施例中，以作為滑動部件的一個例子的機械密封件為例進行說明。并且，將構(gòu)成機械密封件的滑動部件的外周側(cè)作為高壓流體側(cè)(被密封流體側(cè))，并將內(nèi)周側(cè)作為低壓流體側(cè)(大氣側(cè))來進行說明，但本發(fā)明并不限定于此，也能夠應(yīng)用于高壓流體側(cè)和低壓流體側(cè)相反的情況。

圖1是表示機械密封件的一個例子的縱剖視圖，是對欲從滑動面的外周朝向內(nèi)周方向漏出的高壓流體側(cè)的被密封流體進行密封的形式的內(nèi)部形式，設(shè)有作為一個滑動部件的圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3和作為另一個滑動部件的圓環(huán)狀的固定側(cè)密封環(huán)5，其中，旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3在使高壓流體側(cè)的泵輪(圖示省略)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸1側(cè)設(shè)為經(jīng)由套筒2而能夠與該旋轉(zhuǎn)軸1一體地旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，固定側(cè)密封環(huán)5以非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)并且能夠沿軸向移動的狀態(tài)設(shè)于泵的殼體4，并利用沿軸向?qū)潭▊?cè)密封環(huán)5進行施力的螺旋波紋彈簧6以及波紋管7，在通過研磨等被鏡面加工成的滑動面s彼此間緊密接觸滑動。即，該機械密封件防止被密封流體在旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3與固定側(cè)密封環(huán)5彼此的滑動面s中從旋轉(zhuǎn)軸1的外周向大氣側(cè)流出。

圖2是表示本發(fā)明的實施例1的滑動部件的滑動面的圖，以在圖1的固定側(cè)密封環(huán)5的滑動面設(shè)有負壓產(chǎn)生機構(gòu)的情況為例進行說明。

此外，在旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3的滑動面設(shè)置負壓產(chǎn)生機構(gòu)的情況也相同。

圖2中，固定側(cè)密封環(huán)5的滑動面s的外周側(cè)是高壓流體側(cè)，并且內(nèi)周側(cè)是低壓流體側(cè)、例如大氣側(cè)，對象滑動面向逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

在固定側(cè)密封環(huán)5的滑動面，沿周向四等分地設(shè)有與高壓流體側(cè)連通且利用滑動面s的平滑部r(本發(fā)明中，有時稱作“臺面部”。)而與低壓流體側(cè)隔離開的流體循環(huán)槽10。

流體循環(huán)槽10由從高壓流體側(cè)進入的入口部10a、向高壓流體側(cè)排出的出口部10b、以及在周向上連通入口部10a和出口部10b的連通部10c構(gòu)成，并利用臺面部r而與低壓流體側(cè)隔離開。由于流體循環(huán)槽10防止包括腐蝕生成物等在內(nèi)的流體在滑動面濃縮，所以起到積極地將被密封流體從高壓流體側(cè)向滑動面上導(dǎo)入并排出的作用，流體循環(huán)槽10形成有入口部10a以及出口部10b，以便與對象滑動面的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)地將被密封流體引入到滑動面上且容易排出，另一方面，為了減少漏出，利用臺面部r而與低壓流體側(cè)隔離開。本例中，入口部10a以及出口部10b形成為從滑動面的中心朝向放射方向的直線狀，但并不特別限定于此，也可以進一步增大入口部10a以及出口部10b的傾斜，并且也可以不是直線狀而是曲線狀(圓弧狀等)。并且，根據(jù)被密封流體的壓力、種類(粘性)等來將流體循環(huán)槽10的寬度以及深度設(shè)定為最優(yōu)。

在設(shè)有流體循環(huán)槽10的滑動面，且在由流體循環(huán)槽10和高壓流體側(cè)圍起的部分設(shè)有具備比流體循環(huán)槽10淺的正壓產(chǎn)生槽11a的正壓產(chǎn)生機構(gòu)11。通過正壓產(chǎn)生機構(gòu)11產(chǎn)生正壓(動壓)，來使滑動面間的流體膜增加，從而提高潤滑性能。

正壓產(chǎn)生槽11a與流體循環(huán)槽10的入口部連通，出口部10b以及高壓流體側(cè)利用臺面部r而隔離開。

本例中，正壓產(chǎn)生機構(gòu)11由具備與流體循環(huán)槽10的入口部10a連通的正壓產(chǎn)生槽11a以及瑞利臺階11b的瑞利臺階機構(gòu)構(gòu)成，但并不限定于此，例如也可以由帶堰部的飛母托槽構(gòu)成，總之，是產(chǎn)生正壓的機構(gòu)即可。

圖2中，在固定側(cè)密封環(huán)5的滑動面，另外在由流體循環(huán)槽10和高壓流體側(cè)圍起的部分的外側(cè)、即鄰接的流體循環(huán)槽10、10間且滑動面的徑向上的低壓側(cè)，設(shè)有構(gòu)成負壓產(chǎn)生機構(gòu)的倒瑞利臺階機構(gòu)12。倒瑞利臺階機構(gòu)12由構(gòu)成比流體循環(huán)槽10淺的負壓產(chǎn)生槽的凹槽12a以及倒瑞利臺階12b構(gòu)成，凹槽12a利用臺面部r而與低壓流體側(cè)隔離開，并且在下游側(cè)與流體循環(huán)槽10的入口部10a連通，上游側(cè)的倒瑞利臺階12b利用臺面部r而與上游側(cè)的流體循環(huán)槽10隔離開。

在本實施例1中，構(gòu)成負壓產(chǎn)生機構(gòu)的倒瑞利臺階機構(gòu)12實現(xiàn)利用負壓的產(chǎn)生來將欲從高壓流體側(cè)向低壓流體側(cè)泄漏的被密封流體引入凹槽12a、并使之經(jīng)由流體循環(huán)槽10向高壓流體側(cè)返回從而提高密封性的作用，從而防止未設(shè)置瑞利臺階機構(gòu)12的部分的部位的鄰接的流體循環(huán)槽10與10之間的泄漏，提高了滑動面整體的密封性。

此外，將在下文中詳細地對倒瑞利臺階機構(gòu)12進行說明。

并且，能夠適當(dāng)?shù)貙⒘黧w循環(huán)槽10、瑞利臺階機構(gòu)11以及倒瑞利臺階機構(gòu)12的等配個數(shù)、瑞利臺階機構(gòu)11與倒瑞利臺階機構(gòu)12的長度之比選定為最優(yōu)。

流體循環(huán)槽10、正壓產(chǎn)生機構(gòu)11的正壓產(chǎn)生槽11a以及倒瑞利臺階機構(gòu)12的凹槽12a的深度以及寬度是根據(jù)滑動部件的直徑、滑動面寬度以及相對移動速度、密封以及潤滑的條件等來適當(dāng)?shù)貨Q定的性質(zhì)。

作為一個例子來表示，在滑動部件的直徑約為20mm、滑動面寬度約為2mm的情況下，正壓產(chǎn)生槽11以及凹槽12a的寬度為0.4～0.6mm，深度為數(shù)百納米～1μm，內(nèi)周側(cè)的密封面16的寬度為0.2～0.4mm。并且，流體循環(huán)槽10的寬度是使高壓的流體循環(huán)所需的充分的寬度，深度為數(shù)十μm～數(shù)百μm。

由于倒瑞利臺階機構(gòu)12的凹槽12a為負壓，所以侵入凹槽12a內(nèi)的被密封流體蒸發(fā)，過度地析出、生成堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)，該堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)在凹槽12a內(nèi)堆積，并附著、堆積于臺面部r，從而成為使密封性降低的重要因素。

因此，本實施例中，在凹槽12a的表面包覆有類金剛石碳膜(也稱作“dlc膜”。)15。

利用cvd法(化學(xué)氣相蒸鍍法)、pvd法(物理氣相蒸鍍法)、或者濺射法、離子鍍法等來使類金剛石碳膜15成膜。

dlc材料是非晶質(zhì)的材料，碳彼此的結(jié)合形態(tài)由金剛石構(gòu)造(sp3鍵)和石墨鍵(sp2鍵)雙方構(gòu)成。例如，能夠使用僅由碳元素構(gòu)成的a－c(無定形碳)，含有氫的a－c：h(氫無定形碳)、以及含有一部分鈦(ti)或鉬(mo)等金屬元素的mec等。

類金剛石碳膜15的厚度沒有特別限定，但例如在設(shè)定為0.5μm左右的情況下，凹槽12a的深度是數(shù)μm，從而不會對倒瑞利臺階機構(gòu)12的負壓產(chǎn)生帶來影響。

成膜出的類金剛石碳膜是非晶體構(gòu)造，從而不具有晶界，因此與多晶構(gòu)造的硬質(zhì)薄膜相比形成非常平滑的表面。

類金剛石碳膜具有高硬度、高耐磨損性、低摩擦系數(shù)、高化學(xué)穩(wěn)定性以及高耐燒結(jié)性等優(yōu)異的特性，在本實施例中，尤其著眼于類金剛石碳膜所具有的防污性以及低附著性的特性，在容易析出、生成堆積物的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面包覆類金剛石碳膜，防止析出物附著、堆積于負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面，防止滑動面中的堆積物的附著，從而提高滑動面的密封功能。

圖3是表示使用在倒瑞利臺階機構(gòu)12的凹槽12a未包覆類金剛石碳膜15的滑動部件來對包括堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)在內(nèi)的被密封流體進行了密封試驗后的、設(shè)有倒瑞利臺階機構(gòu)12的滑動面的狀況的圖。

在密封試驗的最后，在水流過設(shè)有負壓產(chǎn)生槽的滑動面后，在吹氣了的狀態(tài)下以照片的方式進行了拍攝，確認到在凹槽12a以及臺面部產(chǎn)生析出物的堆積。堆積的高度約為5μm。

圖4是表示使用在倒瑞利臺階機構(gòu)12的凹槽12a包覆有類金剛石碳膜15的滑動部件對包括堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)在內(nèi)的被密封流體進行了密封試驗后的、設(shè)有倒瑞利臺階機構(gòu)12的滑動面的狀況的圖。

在密封試驗的最后，在水流過設(shè)有倒瑞利臺階機構(gòu)12的滑動面后，在吹氣了的狀態(tài)下以照片的方式進行了拍攝，未確認到在凹槽12a以及臺面部r產(chǎn)生析出物的堆積。

如上述那樣，當(dāng)在倒瑞利臺階機構(gòu)12的凹槽12a未包覆類金剛石碳膜15的情況下，確認到在凹槽12a的表面以及臺面部r產(chǎn)生堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)的堆積，但當(dāng)在倒瑞利臺階機構(gòu)12的凹槽12a包覆有類金剛石碳膜的情況下，未確認到在凹槽12a的表面以及臺面部r產(chǎn)生堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)的堆積。這推斷出，即使在因倒瑞利臺階機構(gòu)12的負壓而堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)被析出的情況下，利用類金剛石碳膜15所具有的防污性以及低附著性，析出物也無法附著、堆積于凹槽12a的表面，從而不僅凹槽12a，也防止在臺面部r產(chǎn)生析出物的堆積。

此處，參照圖5對倒瑞利臺階機構(gòu)12進行說明。

圖5(a)中，如箭頭所示，旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3向順時針方向相對旋轉(zhuǎn)，而相對的固定側(cè)密封環(huán)5向逆時針方向相對旋轉(zhuǎn)。在固定側(cè)密封環(huán)5的滑動面s，與相對的移動方向垂直地并且面向下游側(cè)地形成有倒瑞利臺階12b(變寬的階梯)，并在該倒瑞利臺階12b的下游側(cè)形成有凹槽部12a。相對的旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3的滑動面平坦。

若旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3以及固定側(cè)密封環(huán)5向箭頭所示的方向相對移動，則介于兩密封環(huán)3以及5的滑動面s間的流體因其粘性而欲追隨地向密封環(huán)3或者5的移動方向移動，從而此時，因倒瑞利臺階12b的存在而產(chǎn)生虛線所示那樣的動壓(負壓)。

圖5(b)中，將圖5(a)的倒瑞利臺階12b形狀變更為直線性的傾斜面12b－1，并且，圖5(c)中，將圖5(a)的倒瑞利臺階12b形狀變更為曲線性的傾斜面12b－2。圖5(b)以及圖5(c)的結(jié)構(gòu)中，都產(chǎn)生與圖5(a)大致相同的負壓。本發(fā)明中，將圖5(b)以及圖5(c)的機構(gòu)稱作逆變形瑞利臺階機構(gòu)，包括在倒瑞利臺階內(nèi)。

如上所述，實施例1的滑動部件具備固定于固定側(cè)的圓環(huán)狀的固定側(cè)密封環(huán)5、和與旋轉(zhuǎn)軸1一起旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3，通過使固定側(cè)密封環(huán)5以及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3的對置的各滑動面相對旋轉(zhuǎn)，在對存在于該相對旋轉(zhuǎn)滑動的滑動面的徑向的一方側(cè)的高壓流體進行密封的滑動部件中，在固定側(cè)密封環(huán)5或者旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3的任一方的滑動面，設(shè)有作為利用固定側(cè)密封環(huán)5與旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3的相對旋轉(zhuǎn)滑動來產(chǎn)生負壓的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的倒瑞利臺階機構(gòu)12，倒瑞利臺階機構(gòu)12具備作為負壓產(chǎn)生槽的凹槽12a，該凹槽12a以位于滑動面的低壓側(cè)的方式設(shè)置，與高壓流體側(cè)連通且利用臺面部r而與低壓流體側(cè)隔離開，由于倒瑞利臺階機構(gòu)12的表面由類金剛石碳膜15包覆，所以即使在堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)因倒瑞利臺階機構(gòu)12的負壓而被析出的情況下，利用類金剛石碳膜15所具有的防污性以及低附著性，也能夠防止析出物在凹槽12a的表面堆積，進而防止在臺面部r中也附著堆積物，其結(jié)果，能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

實施例2

參照圖6，對本發(fā)明的實施例2的滑動部件進行說明。

此外，圖6中，與實施例1的符號相同的符號表示與實施例1相同的部件，并省略重復(fù)的說明。

圖6中，作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的反向螺旋槽20并不與低壓流體側(cè)直接連通而是利用臺面部r隔離開。反向螺旋槽20設(shè)置為遍及固定側(cè)密封環(huán)5的滑動面整周。并且，反向螺旋槽20的高壓側(cè)端部20a與壓力釋放槽21連通，壓力釋放槽21的一部分經(jīng)由半徑方向槽22而與高壓流體側(cè)連接。反向螺旋槽20起到如下作用：利用與對象側(cè)滑動面的相對旋轉(zhuǎn)運動，來產(chǎn)生負壓而將從高壓側(cè)流體漏出來的流體吸入，并通過與高壓流體側(cè)連接的壓力釋放槽將流體壓回高壓流體側(cè)。而且，在反向螺旋槽20產(chǎn)生氣穴，并在該反向螺旋槽20產(chǎn)生析出物，從而在反向螺旋槽20以及臺面部r附著、堆積析出物，這成為使密封性降低的重要因素。

因此，在反向螺旋槽20，包覆有與實施例1相同的類金剛石碳膜15。

由于作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)的反向螺旋槽20的表面由類金剛石碳膜15包覆，所以即使在堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)因反向螺旋槽20的負壓而被析出的情況下，利用類金剛石碳膜15所具有的防污性以及低附著性，也能夠防止析出物堆積于反向螺旋槽20的表面、且附著于臺面部r的情況，從而能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

實施例3

參照圖7，對本發(fā)明的實施例2的滑動部件進行說明。

此外，圖7中，與實施例1的符號相同的符號表示與實施例1相同的部件，并省略重復(fù)的說明。

圖7中，在固定側(cè)密封間5的滑動面s，沿周向設(shè)有多個四邊形的凹坑25。凹坑25與高壓流體側(cè)以及低壓流體側(cè)都不連通，并且各凹坑25相互獨立地設(shè)置。根據(jù)固定環(huán)5的直徑、面寬以及高壓流體側(cè)與低壓流體側(cè)的差壓等的條件來將凹坑25的個數(shù)、面積以及深度設(shè)定為最優(yōu)的值，但是面積較大、深度較淺的凹坑在流體潤滑作用以及液膜形成的方面優(yōu)選。

圖7中，如箭頭所示，旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3相對于固定側(cè)密封環(huán)5向逆時針方向旋轉(zhuǎn)移動，但若在固定環(huán)5的滑動面s形成凹坑25，則在該凹坑25的下游側(cè)存在縮窄縫隙(階梯差)25a，并且在上游側(cè)存在擴寬縫隙(階梯差)25b。介于固定側(cè)密封環(huán)5以及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3的滑動面間的流體因其粘性而欲追隨地向旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)3的移動方向移動，從而此時，因縮窄縫隙(階梯差)25a的存在而產(chǎn)生正壓，并因擴寬縫隙(階梯差)25b的存在而產(chǎn)生虛線所示那樣的動壓(負壓)。這樣，在凹坑25內(nèi)的下游側(cè)產(chǎn)生正壓，并在上游側(cè)產(chǎn)生負壓。而且，在上游側(cè)的負壓產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生氣穴，并在該負壓產(chǎn)生區(qū)域的部分產(chǎn)生析出物，從而在負壓產(chǎn)生區(qū)域以及臺面部r附著、堆積析出物，這成為使密封性降低的重要因素。

因此，在凹坑25，包覆有與實施例1相同的類金剛石碳膜15。

由于產(chǎn)生正壓以及負壓的凹坑25的表面由類金剛石碳膜15包覆，所以即使在因擴寬縫隙(階梯差)25b附近的負壓而在凹坑25內(nèi)析出堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)的情況下，利用類金剛石碳膜15所具有的防污性以及低附著性，也能夠防止析出物堆積于凹坑25的表面、且附著于臺面部r的情況，從而能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

此外，類金剛石碳膜15也可以不包覆凹坑25的整個面，而僅包覆上游側(cè)的負壓產(chǎn)生區(qū)域。

實施例4

參照圖8，對本發(fā)明的實施例2的滑動部件進行說明。

此外，圖8中，與實施例1的符號相同的符號表示與實施例1相同的部件，并省略重復(fù)的說明。

圖8中，在固定側(cè)密封環(huán)5的滑動面s，設(shè)有利用與對象滑動面的相對滑動來將流體向高壓流體側(cè)排出的具有角度的螺旋槽30，利用該螺旋槽30的粘性泵效果來將流體壓回高壓流體側(cè)，從而防止泄漏。

有時在螺旋槽30的低壓流體側(cè)端部(伴隨與對象滑動面的相對運動而產(chǎn)生的流體流動的上游側(cè)部分。圖8中內(nèi)周側(cè))31的部分產(chǎn)生蒸氣性的氣穴，在作為被密封流體而使用了硅酸鹽系的冷卻液的情況等，在產(chǎn)生蒸氣性氣穴的螺旋槽30的低壓流體側(cè)端部31的部分產(chǎn)生析出物，并附著、堆積于臺面部r，這成為使密封性降低的重要因素。

因此，在螺旋槽30，包覆有與實施例1相同的類金剛石碳膜15。

由于螺旋槽30的表面由類金剛石碳膜15包覆，所以即使在因低壓流體側(cè)端部31附近的負壓而在螺旋槽30內(nèi)析出堆積物產(chǎn)生原因物質(zhì)的情況下，利用類金剛石碳膜15所具有的防污性以及低附著性，也能夠防止析出物附著、堆積于螺旋槽30的表面以及臺面部r，從而能夠提供提高了滑動面的密封功能的滑動部件。

此外，類金剛石碳膜15也可以不包覆螺旋槽30的整個面，而僅包覆上游側(cè)的負壓產(chǎn)生區(qū)域。

以上，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進行了說明，但具體的結(jié)構(gòu)并不限定于這些實施例，不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)的變更、追加也被包括在本發(fā)明內(nèi)。

例如，在上述實施例中，對將滑動部件用于機械密封裝置中的一對旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)以及固定用密封環(huán)中任一個的例子進行了說明，但也能夠作為一邊在圓筒狀滑動面的軸向一方側(cè)密封潤滑油一邊與旋轉(zhuǎn)軸滑動的軸承的滑動部件來利用。

并且，例如，在上述實施例中，對在外周側(cè)存在高壓的被密封流體的情況進行了說明，但也能夠應(yīng)用于內(nèi)周側(cè)是高壓流體的情況。

并且，例如，在上述實施例中，作為負壓產(chǎn)生機構(gòu)，對倒瑞利臺階機構(gòu)12、反向螺旋槽20、凹坑25以及螺旋槽30進行了說明，但并不限定于此，例如，也包括因滑動面的起伏而產(chǎn)生的負壓產(chǎn)生部分。

并且，例如，在上述實施例中，對在設(shè)于固定側(cè)密封環(huán)或者上述旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的任一方的滑動面的負壓產(chǎn)生機構(gòu)的負壓產(chǎn)生部的表面包覆類金剛石碳膜15的情況進行了說明，但在制造工序上對滑動面整個面進行了覆蓋的話制造容易的情況下，也可以包覆滑動面整個面。

并且，在長時間的使用過程中，析出物不僅附著、堆積于負壓產(chǎn)生機構(gòu)的負壓產(chǎn)生部的表面，也有附著、堆積于臺面部r的情況，從而例如也可以不包覆未設(shè)置負壓產(chǎn)生部的對象滑動面。

并且，例如，在上述實施例中，對包覆負壓產(chǎn)生機構(gòu)的表面的耐附著性材料的膜是類金剛石碳膜的情況進行了說明，但并不限定于此，是由金剛石、氟樹脂(ptfe)、氟、氮化鈦(tin)以及硅樹脂中任一個材料來形成的膜即可。

符號的說明

1—旋轉(zhuǎn)軸，2—套筒，3—旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)，4—殼體，5—固定側(cè)密封環(huán)，6—螺旋波紋彈簧，7—波紋管，10—流體循環(huán)槽，10a—入口部，10b—出口部，10c—連通部，11—正壓產(chǎn)生機構(gòu)，11a—正壓產(chǎn)生槽，11b—瑞利臺階，12—倒瑞利臺階機構(gòu)，12a—凹槽，12b—倒瑞利臺階，15—類金剛石碳膜，20—反向螺旋槽，20a—高壓側(cè)端部，21—壓力釋放槽，22—半徑方向槽，25—凹坑，25a—縮窄縫隙(階梯差)，25b—擴寬縫隙(階梯差)，30—螺旋槽，31—低壓流體側(cè)端部，s—滑動面，r—臺面部。