(57)【要約】  耐久性に優れた純水を潤滑液とする軸受け又はシールを提供する。  本発明は可動部材と静止部材とを有し、電気抵抗が１〜１８．２５ＭΩｃｍの純水を潤滑液とする純水潤滑軸受け又は純水潤滑シールに関する。軸受け又はシールは、前記可動部材及び前記静止部材の少なくとも一方の部材の滑り面にダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材と静止部材とを有し、電気抵抗が１〜１８．２５ＭΩｃｍの純水を潤滑液とする軸受け又はシールにおいて、前記可動部材及び前記静止部材の少なくとも一方の部材の滑り面にダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受け又はシールにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜はビッカース硬さＨｖが１０００〜８０００、膜の厚さが１μｍ以上で５μｍ以下であることを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の軸受け又はシールにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を、窒化ケイ素又は炭化ケイ素の部材に被覆したことを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の軸受け又はシールにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を、ステンレス鋼の部材に被覆したことを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の軸受け又はシールにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜が前記可動部材及び静止部材の一方の部材に形成され、他方の部材は炭素質成形体であることを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項６】
可動部材と静止部材とを有し、電気抵抗が１〜１８．２５ＭΩｃｍの純水を潤滑液とする軸受け又はシールにおいて、前記可動部材及び前記静止部材の少なくとも一方の部材の滑り面に多結晶ダイヤモンド膜を形成したことを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項７】
請求項６に記載の軸受け又はシールにおいて、前記多結晶ダイヤモンド膜の厚さが１μｍ以上で２０μｍ以下であることを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の軸受け又はシールにおいて、前記多結晶ダイヤモンド膜を、窒化ケイ素又は炭化ケイ素の部材に被覆したことを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の軸受け又はシールにおいて、前記多結晶ダイヤモンド膜が前記可動部材及び静止部材の一方の部材に形成され、他方の部材は炭素質成形体であることを特徴とする軸受け又はシール。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れかに記載の軸受け及びシールの少なくとも一方を備えた回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ、タービン、コンプレッサー、ブロアー等の回転機械に使用するのに適した、炭素系摺動部材を用いた軸受け又はシール並びにそれらの軸受け又はシールを備えた回転機械に関し、特に取り扱う液が純水である炭素系摺動部材を用いた純水取り扱い用の軸受け又はシール若しくはそれらを用いた回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を潤滑液として扱う、ポンプ等の回転機械の軸受け及び軸シールにはシリコン系セラミックスである炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）などが広く使用されている。これらセラミックスは水中潤滑下での摺動中に、摺動面にゲル状の水酸化物や水和物の膜が容易に形成され易く、この効果により、低摩擦、耐摩耗性に優れている。
キャンドモータポンプのジャーナル軸受け、スラスト軸受けには回転側、固定側ともにＳｉＣで構成することが広く行われている。また、ポンプのシール部材においては、回転側をＳｉＣ、固定側を炭素質成形体で構成したり、両者を共にＳｉＣで構成することが広く知られている。
【特許文献１】特開２００６−２７５２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、水道水は電気抵抗が０．００１〜０．１ＭΩｃｍであり、このような環境でシリコン系セラミックスを使用する場合には優れた摩擦摩耗特性を示す。
しかしながら、電気抵抗が１ＭΩｃｍ以上の純水を取り扱い液とする場合は、水中に含まれるＳｉ濃度が小さいために、Ｓｉ系水酸化物、またはＳｉ系水和物が水中への溶解速度が大きくなり、シリコン系セラミックスが腐食されていく。したがって、軸受け、シール部の表面が荒れて水膜切れを越すことにより、すべり面の直接接触を発生して摩耗し、水道水の場合と比較して極端に短い時間で回転トルクが上昇し使用不能となる。
なお、理論純水の場合の電気抵抗は１８．２５ＭΩｃｍとなり、これ以上の値は存在しない。【０００４】
本発明の目的は、耐久性に優れた純水を潤滑液とする軸受け又はシールを提供することである。
本発明の他の目的は、軸受け或いはシールを構成する部材にセラミックスを使用すると共にその部材の滑り面にダイヤモンドライクカーボン又は多結晶ダイヤモンドの膜を形成することにより耐磨耗性を向上した軸受け又はシールを提供することである。
本発明の別の目的は、このような軸受け又はシールを用いた回転機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の第１の発明によれば、可動部材と静止部材とを有し、電気抵抗が１〜１８．２５ＭΩｃｍの純水を潤滑液とする軸受け又はシールにおいて、前記可動部材及び前記静止部材の少なくとも一方の部材の滑り面にダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とする軸受け又はシールが提供される。
上記第１の発明による軸受け又はシールにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜はビッカース硬さＨｖが１０００〜８０００で、膜の厚さが１μｍ以上で５μｍ以下でるのが好ましい。膜の厚さを１μｍ以上としたのは、それより薄いと膜中に存在するピンホールが母材まで貫通する可能性が高くなり、ピンホール中を純水が侵入し母材を浸食する可能性があるからであり、５μｍ以下としたのは、それより厚くなると膜中の残留応力が高くなって膜が剥離し易くなるためである。前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さは、より好ましくは、１μｍ以上で３μｍ以下である。
上記第１の発明による軸受け又はシールにおいて、ダイヤモンドライクカーボン膜を、窒化ケイ素又は炭化ケイ素の部材に被覆するのが好ましい。その理由は、窒化ケイ素は硬質であり、炭化ケイ素は硬質で熱伝導性が良いからである。また、ダイヤモンドライクカーボン膜を、ステンレス鋼の部材に被覆しても良い。ステンレス鋼は耐食性に優れているためである。
また、上記第１の発明による軸受け又はシールにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜が可動部材及び静止部材の一方の部材に形成され、他方の部材を炭素質成形体とするのが好ましい。その理由は、炭素質形成体は自己潤滑性を有するからである。【０００６】
上記発明において、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の合成法として、熱フィラメントＣＶＤ（chemical vapor deposition,化学蒸着）法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、直流放電プラズマ法、アーク方式イオンプレーティング法、スパッタリング蒸着法、イオン蒸着法等があげられる。特に施工コストの観点から、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、アーク方式イオンプレーティング法、スパッタリング蒸着法が望ましい。化学蒸着法における原料としては、炭素化合物を用いる。その原料の例としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、エチレン、プロピレン、アセチレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素があげられる。アーク方式イオンプレーティング法、スパッタリング蒸着法などの物理蒸着法では、炭素のターゲット基盤を使用する。
ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）は、ダイヤモンドと同様の結晶（ｓｐ３）を含む非晶質カーボン膜であり、一般に硬く、摺動性に優れているとされ、軸受け、シール等の高負荷の摺動部材の他、磁気記憶媒体の保護膜のような軽負荷の摺動部材等、様々な製品への適用が期待されている。上記の技術事項は公知であるので、詳細な説明は省略する。
また、炭素質成形体は、一般的には次のような方法によって製造される。まず、コークスなどを原料とする炭素粉末をバインダーと呼ばれる結合剤を加熱しながら混ぜ合わせ、冷却後粉砕して篩い分けし、粉末をつくる。次に粉末を所定の形状にするために型の中に入れ、均等に圧力を加えて成形する。次に成形体に熱を加えることによりバインダーに含まれている有機成分を除去した後、この成形体を熱処理して黒鉛化するか、或いは成形体に樹脂又は金属を含浸させる処理を施して成形体の強度を向上させる。【０００７】
本願の第２の発明によれば、可動部材と静止部材とを有し、電気抵抗が１〜１８．２５ＭΩｃｍの純水を潤滑液とする軸受け又はシールにおいて、前記可動部材及び前記静止部材の少なくとも一方の部材の滑り面に多結晶ダイヤモンド膜を形成したことを特徴とする軸受け又はシールが提供される。
上記第２の発明による軸受け又はシールにおいて、前記多結晶ダイヤモンド膜の厚さが１μｍ以上で２０μｍ以下であることが好ましい。その理由は、多結晶ダイヤモンド膜の厚さが２０μｍより大きくなると皮膜中の残留応力が高くなり、膜が剥離し易くなるためであり、かつ，２０μmより大きくなるとダイヤモンド結晶の異常成長が発生し易くなり，正常なすべり面を形成することが困難になるからである。一方，１μｍより小さくなるとダイヤモンド膜中のピンホール内に純水が侵入して母材を浸食するおそれがあるからである。前記多結晶ダイヤモンド膜の厚さは、更に好ましくは１０μｍ以上で２０μｍ以下である。
ダイヤモンド結晶の大きさは、表面から観察して０．００１μｍ〜１５μｍである。
上記第２の発明による軸受け又はシールにおいて、前記多結晶ダイヤモンド膜を、窒化ケイ素又は炭化ケイ素の部材に被覆するのが好ましい。その理由は、窒化ケイ素は硬質であり、炭化ケイ素は硬質で熱伝導性が良いからである。
また、上記第２の発明による軸受け又はシールにおいて、前記多結晶ダイヤモンド膜が可動部材及び静止部材の一方の部材に形成され、他方の部材を炭素質成形体とするのが好ましい。その理由は、炭素質形成体は自己潤滑性を有するからである。【０００８】
多結晶ダイヤモンドの合成法として、熱フィラメントＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、直流放電プラズマ法、アーク放電プラズマジェット法、燃焼炎法などが挙げられる。特に施工コストの観点から、熱フィラメントＣＶＤ法及びマイクロ波プラズマＣＶＤ法が望まし。このような気相合成方法における原料は、水素ガスにメタン、アルコール、アセチレン等の炭化水素を数％混合した混合ガスを使用する。プロセスによっては、水素ガスに一酸化炭素及び二酸化炭素等を混合したり、その他のガスを微量添加したりすることもある。これらの混合ガスに共通していることは、原料ガスの大部分が水素であり、この原料ガスをプラズマ化又は熱的に励起して活性化して使用することである。活性化された水素は、非ダイヤモンド炭素に対して強いエッチング作用があり、一方、ダイヤモンドに対してはほとんどエッチング作用がない。前述の気相合成法は、この選択的エッチング作用をうまく利用して、基材上における非ダイヤモンド成分の成長を抑え、ダイヤモンドのみを析出させることにより、ダイヤモンド膜を形成している。
熱フィラメントＣＶＤ法では、成膜プロセス中の基盤温度が８００〜１０００℃となるため、基材としては、シリコン、窒化ケイ素、アルミナ及び炭化ケイ素等の無機材料並びにモリブデン及び白金等の高融合点金属が使用される。
【発明の効果】
【０００９】
従来は、水道水による潤滑下において優れた摩擦磨耗特性を発揮するシリコン系セラミックスは、水潤滑軸受け或いはシールとして広く使用されてきたが、不純物の非常に少ない純水中での摺動環境すなわち軸受け或いはシールを構成する部材が互いに滑り接触する環境では、シリコン系セラミックスは腐食により磨耗してしまう。これに対して、本発明の軸受け又はシールでは滑り接触する一対の部材の少なくとも一方の部材の滑り面に多結晶ダイヤモンド膜或いはＤＬＣ膜を形成しているので、摩擦磨耗特性に優れ長い寿命を有する純水用の軸受け又はシールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】水道水を用いたＳｉＣのエロージョン・コロージョン試験結果(試験１)を示す図である。図１(a)は試験前であり、図１(b)は試験後である。
【図２】純水を用いたＳｉＣのエロージョン・コロージョン試験結果(試験２)を示す図である。図２(a)は試験前であり、図２(b)は試験後である。
【図３】純水を用いた多結晶ダイヤモンド膜のエロージョン・コロージョン試験結果(試験３)を示す図である。図３(a)は試験前であり、図３(b)は試験後である。
【図４】本発明による滑軸受けの一実施例の断面図である。
【図５】図４の軸受けの線Ａ−Ａに沿って見た円板の平面図である。
【図６】図４の実施例の軸受けの変形例を示す断面図である。
【図７】図６の軸受けの線Ｂ−Ｂに沿って見た円板の平面図である。
【図８】本発明によるシールの一実施例の断面図である。
【図９】図６のシールの部分Ｃの拡大図である。
【図１０】本発明による軸受けを用いたポンプの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  回転軸
１０、１０ａ  軸受け                    １１、１１ａ  上支持体
１２、１２ａ  下支持体                  １５、１５ａ、１６、１６ａ  円板
１７、１７ａ  螺旋溝                    １８、１８ａ  凹部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
具体的実施形態の説明に入る前に焼結体ＳｉＣと多結晶ダイヤモンド膜について、水道水又は純水を用いて行ったエロージョン・コロージョン試験について説明する。
内径１ｍｍのノズルから流速２８ｍ／ｓで水を放出し、水の放出方向と垂直になるように試験材料の表面を配置した。ノズル出口から試験材料表面までの距離を２５ｍｍとし、１００時間試験材料表面に水を衝突させ続け、試験材料の体積減少量を比較した。水道水の電気抵抗は０．００７ＭΩｃｍで、純水の電気抵抗は１８ＭΩｃｍであった。
表１に各材料の体積減少量を示す。この表からＳｉＣは水道水では全く壊食しないが、純水では大きく壊食することが分かる。一方多結晶ダイヤモンド膜は純水でも全く壊食しないことが分かる。したがって、超純水中環境において、多結晶ダイヤモンド膜は良好な耐食性を示し、ＳｉＣを被膜して滑り部材の超寿命化が図れる。
また、ＤＬＣ膜についても、多結晶ダイヤモンド膜と同じく炭素材料なので、良好な耐食性が得られるものと考えられる。
図１ないし図３は試験１ないし３の試験前と試験後の表面の壊食状態を示す図である。
【表１】
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【００１３】
図４及び図５において本発明による軸受けの一実施例が全体を１０で示されている。この実施形態の軸受け１０は、スラスト軸受けであり、回転軸１の先端（図４で下端）に取り付けられた、円板状の上支持体１１と、上支持体の下側に配置された円板状の下支持体１２とを備え、それらは潤滑液である純水ｗが満たされている軸受け室Ｃ内に配置されている。上支持体１１は公知の方法、例えばキー及びキー溝により、回転軸１と共に回転するように回転軸１に連結されている。下支持体１２の中央下面（上支持体側と反対の面）には所定の半径の部分球面を有する凸部１３が形成され、その突起は、軸受け室Ｃを画定するハウジング２の下部中心に固定された固定軸１４の部分球面状の凹部内に受けられている。凸部１３は固定軸の凹部内にぴったりと嵌るようになっている。【００１４】
上支持体１１及び下支持体１２の対向する面、すなわち、図４において、上支持体の下面及び下支持体の上面には、セラミックス製の円板１５及び１６がそれぞれ公知の方法（例えば、ねじ止め等）により固定されている。セラミックス製の円板１６の、セラミックス製の円板１５と対向する面には、図５に示されるように、複数の螺旋溝１７（図５で黒塗りの部分）が形成されている。円板１６の螺旋溝が形成された面の中心部にはその螺旋溝と半径方向内側で通じる凹部１８（図５で中央の黒塗り部分）が円形状に形成されている。なお、１９は下支持体１２の回転を阻止するストッパーである。セラミックス製の円板１５及び１６は好ましくは窒化ケイ素又は炭化ケイ素が好ましい。その理由は、表面に多結晶ダイヤモンド膜が形成される基材となる円板の材質の硬さが多結晶ダイヤモンドの硬さに比較して遙かに小さくなると、応力による円板の変形に多結晶ダイヤモンド膜の変形が追従できず、その膜が基材である円板から剥離してしまうおそれがあるが、窒化ケイ素及び炭化ケイ素は硬度が極めて高く、このようなおそれがないからである。
螺旋溝の向きは、その螺旋溝１７に接して回転する摺動面を有する摺動部材としてのセラミックス製の円板１５により、水が円板１６の周辺部から中心部の凹部１８（図５で黒塗りの部分）内に向かって誘導されて二つのセラミックス製の円板１５及び１６の間で動圧を発生させるようになっている。【００１５】
セラミックス製の円板１５及び１６の摺動面すなわち互いに対向する面（滑り面）には多結晶ダイヤモンド膜が形成されている。多結晶ダイヤモンド膜は前記段落番号［０００８］内で述べた方法で形成される。多結晶ダイヤモンド膜は皮膜厚さが１μｍ以上で２０μｍ以下であるのが好ましい。その理由は、多結晶ダイヤモンド膜の厚さが２０μｍより大きくなると皮膜中の残留応力が高くなり、膜が剥離し易くなるためであり、かつ，２０μmより大きくなるとダイヤモンド結晶の異常成長が発生し易くなり，正常なすべり面を形成することが困難になるからである。１μｍより小さくなるとダイヤモンド膜中のピンホール内に純水が侵入して母材を浸食するおそれがあるからである。更に好ましくは１０μｍ以上で２０μｍ以下である。多結晶ダイヤモンド膜が形成される円板を上記窒化ケイ素或いは炭化ケイ素のセラミックスでつくる代わりに耐食性に優れたステンレス鋼でつくってもよい。
更に、セラミックス製又はステンレス鋼製の円板１５及び１６の摺動面には、多結晶ダイヤモンド膜の代わりに、前記段落番号［０００６］で述べた方法でダイヤモンドライクカーボン膜を形成してもよい。ダイヤモンドライクカーボン膜はビッカース硬さＨｖが１０００〜８０００で、厚さが１μｍ以上で５μｍ以下であるのが好ましい。膜の厚さを１μｍ以上としたのは、それより薄いと膜中に存在するピンホールが母材まで貫通する可能性が高くなり、ピンホール中を純水が侵入し母材を浸食する可能性があるからであり、５μｍ以下としたのは、それより厚くなると膜中の残留応力が高くなって膜が剥離し易くなるためである。前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さは、より好ましくは、１μｍ以上で３μｍ以下である。
多結晶ダイヤモンド膜或いはダイヤモンドライクカーボン膜をセラミック製或いはステンレス鋼の円板１５及び１６の対向する面の両方に形成する代わりに、何れか一方の面（例えば円板１６の円板１５に対向する面）にのみ形成しても良い。更に、一方の面にのみ多結晶ダイヤモンド膜又はダイヤモンドライクカーボンを形成する場合に、多結晶ダイヤモンド膜或いはダイヤモンドライクカーボン膜が形成されていない円板（例えば円板１５）を炭素質成形体でつくってもよい。【００１６】
図６及び図７において、図４及び図５に示された軸受けの変形例が１０ａで示されている。この変形例の軸受け１０ａでは、軸１ａは、それぞれ軸受け室Ｃ内に配置された円板状の上支持体１１ａ及び下支持体１２ａの中心に形成された貫通穴を貫通して伸びている。上支持体１１ａ及び下支持体１２ａの対向する面、この実施例では上支持体の下面及び下支持体１２ａの上面には中心に回転軸１ａが貫通できる穴が形成された円板１５ａ及び１６ａが配置されている。下支持体１２ａの円板１６ａが配置されていない面すなわち下面には大きな半径の部分球面を有する形成された凸部１３ａが形成されている。この凸部１３ａは軸受け室Ｃを画定するハウジング２ａの対応する部分球面を有する凹部内に受けられている。１９ａは下支持体の回転を阻止するストッパーである。
円板１５ａ及び１６ａの材質、円板の摺動面である対向面の一方の面に形成される螺旋溝１７ａの形状、円板の摺動面に形成される多結晶ダイヤモンド膜或いはダイヤモンドライクカーボン膜等については上記実施例と同じであるから、それらについての詳細な説明は省略する。  【００１７】
図８及び図９において、本発明によるメカニカルシール式のシールの一実施例が全体を３０で示されている。この実施例によるシール３０は、回転軸５の外周に装着されたスリーブ６の外周に配置された可動部材としての環状の可動シール部材３１と、静止部材としての環状の静止シール部材３２と、可動シール部材を保持するホルダ３３と、静止シール部材を保持するホルダ３４とを有している。この実施例において、可動シール部材は、硬質の窒化ケイ素又は炭化ケイ素のようなセラミックスで作られている。可動シール部材３１の、静止シール部材に対向する平坦な面（シール面）３５には、多結晶ダイヤモンド膜３７が前記段落番号［０００８］で述べた方法で形成される。多結晶ダイヤモンド膜３７の厚さは、この実施例では１０μｍであるが、１μｍ以上で２０μｍ以下であれば良い。その理由は、多結晶ダイヤモンド膜の厚さが２０μｍより大きくなると皮膜中の残留応力が高くなり、膜が剥離し易くなるためであり、かつ，２０μmより大きくなるとダイヤモンド結晶の異常成長が発生し易くなり，正常なすべり面を形成することが困難になるからである。１μｍより小さくなるとダイヤモンド膜中のピンホール内に純水が侵入して母材を浸食するおそれがあるからである。多結晶ダイヤモンド膜が形成されることにより、そのダイヤモンド膜の表面が可動シール部材のシール面となる。このシール面と接触するシール面３６を有する静止シール部材３２は炭素質成形体のような軟質材でつくられている。このように一対のシール部材の一方の面に多結晶ダイヤモンド膜を形成し、他方のシール部材を軟質材でつくることにより、摺動面すなわちシール面のなじみが迅速に行われ、優れたシール性能及び摩擦摩耗特性を発揮することが可能となる。
なお、上記と反対に、静止シール部材を窒化ケイ素又は炭化ケイ素でつくってそのシール面に多結晶ダイヤモンド膜を形成し、可動シール部材を炭素質成形体のような軟質材でつくってもよい。
更に、上記多結晶ダイヤモンド膜の代わりに、ダイヤモンドライクカーボン膜を前記段落番号［０００６］で述べた方法で形成しても良い。【００１８】
図１０において、本発明による軸受けを適用した回転機械としてのキャンドモータポンプが１００で示されている。このキャンドモータポンプ１００は、吸入口１０２、チャンバ１０３及び吐出口１０４を画定する外側ケーシング１０１と、外側ケーシングのチャンバ内に配置されていて、筒状のモータフレーム１０６及びそのモータフレームの両端部に取り付けられた端板１０７及び１０８を有するモータハウジング１０５とを備えている。モータハウジング１０５内には回転軸１１１が配置され、その回転軸は、各端板１０７及び１０８に設けられていて、本発明を適用した軸受け４０、４０ａ及び５０により回転自在に支持されている。回転軸の吸入口側端部は端板１０７を貫通して吸入口側に突出し、その突出した部分に羽根車１１２が固定されている。筒状のモータフレームの外周にはリブ１０９が周方向に隔てて形成されていて、外側ケーシング１０１とモータフレーム１０６との間で隣接するリブ間に形成された隙間が、羽根車から送り出された流体が吐出口１０４に流れる通路１２１になっている。【００１９】
軸受け４０及び４０ａはラジアル軸受けであり、それぞれ端板に固定された軸受けハウジング１１５及び１１６に固定された中空円筒状の外側すなわち固定軸受け部材４１と、その固定軸受け部材に対応する位置で回転軸１１１に固定された内側すなわち可動軸受け部材４２とを有している。両軸受け部材は、図４ないし図７に示される軸受けの円板と同様に、窒化ケイ素、炭化ケイ素のようなセラミックス又はステンレス鋼のような金属でつくられる。軸受け部材４１及び４２の対向する面、すなわち外側の固定軸受け部材４１の内周面（摺動面又は滑り面）と、内側の可動軸受け部材４２の外周面（摺動面又は滑り面）には、前記段落番号［０００８］で説明した方法で多結晶ダイヤモンド膜がそれぞれ形成される。多結晶ダイヤモンド膜の厚さは、この実施例では１０μｍであるが、１μｍ以上で２０μｍ以下であれば良い。その理由は、多結晶ダイヤモンド膜の厚さが２０μｍより大きくなると皮膜中の残留応力が高くなり、膜が剥離し易くなるためであり、かつ，２０μmより大きくなるとダイヤモンド結晶の異常成長が発生し易くなり，正常なすべり面を形成することが困難になるからである。１μｍより小さくなるとダイヤモンド膜中のピンホール内に純水が侵入して母材を浸食するおそれがあるからである。なお、多結晶ダイヤモンド膜の代わりにダイヤモンドライクカーボン膜を形成してもよい。【００２０】
軸受け５０はスラスト軸受けであり、軸受けハウジング１１６の端部（図７において右端）に取り付けられた環状の静止軸受け部材５１と、その軸受け部材に隣接して配置され、回転軸１１１に固定された軸受け支持部材５３に取り付けられた回転軸受け部材５２とを備えている。両軸受け部材は、図４ないし図７に示される軸受けの円板と同様に、窒化ケイ素、炭化ケイ素のようなセラミックス又はステンレス鋼のような金属でつくられる。軸受け部材５１及び５２の対向する面、すなわち固定軸受け部材５１の面（摺動面）と、可動軸受け部材５２の面（摺動面）には、前記段落番号［０００８］で説明した方法で多結晶ダイヤモンド膜がそれぞれ形成される。多結晶ダイヤモンド膜の厚さは、この実施例では１０μｍであるが、１μｍ以上で１５μｍ以下であれば良い。その理由は、多結晶ダイヤモンド膜の厚さが１５μｍより大きくなると皮膜中の残留応力が高くなり、膜が剥離し易くなるためであり、１μｍより小さくなるとダイヤモンド膜中のピンホール内に純水が侵入して母材を浸食するおそれがあるからである。なお、多結晶ダイヤモンド膜の代わりにダイヤモンドライクカーボン膜を形成してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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