(57)【要約】  本発明は、メカニカルシールに要求される漏洩防止性能を満たしながら、優れた耐久性を有するダイヤモンド被膜面を有するメカニカルシールおよびその製造方法を提供することも目的とする。  本発明によれば、相対回転する第１および第２の環状摺動面を有するメカニカルシールであって、前記第１および第２の環状摺動面は、表面が多結晶ダイヤモンドで構成され、平面度が３μｍ以下であり、且つ面粗さＲａが０．０１乃至１μｍであることを特徴とするメカニカルシール等が提供される。
2014123233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転する第１および第２の環状摺動面を有するメカニカルシールであって、
前記第１および第２の環状摺動面は、表面が多結晶ダイヤモンドで構成され、平面度が３μｍ以下であり、且つ面粗さＲａが０．０１乃至１μｍである、
ことを特徴とするメカニカルシール。
【請求項２】
前記平面度が０．１乃至１．０μｍである、
請求項１に記載のメカニカルシール。
【請求項３】
前記第１および第２の環状摺動面間における、静的および動的シール性能が、水に対して３ｍｌ／ｈ以下の漏れ量である、
請求項１または２に記載のメカニカルシール。
【請求項４】
前記第１および第２の環状摺動面間における、静的および動的シール性能が、気体に対して５０Ｎｍｌ／ｍｉｎ以下の漏れ量である、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【請求項５】
多結晶ダイヤモンドで被膜された一対の環状摺動面を有するメカニカルシールの製造方法であって、
多結晶ダイヤモンド被膜が堆積された第１および第２の環状摺動面を、無潤滑環境下で、偏心運動させながら相対回転させる第１共摺り工程と、
前記第１共摺り工程が終了した第１および第２の環状摺動面を、液体潤滑環境下で相対回転させる第２共摺り工程と、を備えている、
ことを特徴とするメカニカルシールの製造方法。
【請求項６】
前記第１共摺り工程における偏心量が、前記環状摺動面の幅の５乃至５０％の大きさである、
請求項５に記載のメカニカルシールの製造方法。
【請求項７】
前記第１共摺り工程における前記第１および第２の環状摺動面間の面圧が、０．００１乃至０．４ＭＰａである、
請求項５または６に記載のメカニカルシールの製造方法。
【請求項８】
前記第２共摺り工程における前記第１および第２の環状摺動面間の面圧が、０．１乃至５ＭＰａである、
請求項５乃至７のいずれか１項に記載のメカニカルシールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルシールおよびその製造方法に関し、詳細には、摺動面がダイヤモンド被膜で構成されているメカニカルシールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ、送風機、攪拌機等の産業用回転機器では、回転軸周りがメカニカルシールで封止されている。このようなメカニカルシールとしては、摺動材としてＳｉC、ＷＣ、焼結カーボン等が使用されている。高面圧、高周速といった過酷な条件下で使用されるメカニカルシールでは、摺動面に、硬度、耐摩耗性に優れた多結晶ダイヤモンドの被膜が設けられた、例えば、特許文献１に記載されているようなメカニカルシールが提案されている。【０００３】
一方、多結晶ダイヤモンド同士の摺動面として、特許文献２に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７５２８６号公報
【特許文献２】特開２００１−２４０９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高硬度のダイヤモンド被膜は、メカニカルシールに要求される高い漏洩防止性能を有する平滑な面を得ることが困難であるため、引用文献１に記載されているメカニカルシールでは、一方のダイヤモンド被膜の表面に硬質炭素材の被膜を形成し、ダイヤモンド被膜の凹凸を硬質炭素材で埋めることにより、平滑な面を得ている。したがって、他方側の表面を構成するダイヤモンド被膜が、一方側の硬質炭素材の表面を研磨することになるので、耐久性が低くなる。また、成膜工程が２工程となるため、製造コストが高くなるという問題もあった。【０００６】
引用文献２に記載された発明では、ダイヤモンドの被膜面同士を共摺りすることによって、平滑な摺動面を得ている。しかしながら、得られた摺動面には、うねりや微細な傷が残存しており、メカニカルシールに要求される漏洩防止性能は満たされなかった。【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、メカニカルシールに要求される漏洩防止性能を満たしながら、優れた耐久性を有するダイヤモンド被膜面を有するメカニカルシールを提供することを目的とする。【０００８】
また、本発明は、メカニカルシールに要求される性能を満たしながら、優れた耐久性を有するダイヤモンド被膜面を有するメカニカルシールの製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
相対回転する第１および第２の環状摺動面を有するメカニカルシールであって、
前記第１および第２の環状摺動面は、表面が多結晶ダイヤモンドで構成され、平面度が３μｍ以下であり、且つ面粗さＲａが０．０１乃至１μｍである、
ことを特徴とするメカニカルシールが提供される。【００１０】
このような構成によれば、摺動面の平面度及び面粗さが、メカニカルシールに要求される漏洩防止性能と適度な潤滑性能を達成可能なレベルであり、且つ摺動面の表面が多結晶ダイヤモンドで構成されているので、優れた耐久性を有する。【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記平面度が０．１乃至１．０μｍである。【００１２】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第１および第２の環状摺動面間における、静的および動的シール性能が、水に対して３ｍｌ／ｈ以下の漏れ量である。【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第１および第２の環状摺動面間における、静的および動的シール性能が、気体に対して５０Ｎｍｌ／ｍｉｎ以下の漏れ量である。【００１４】
本発明の他の態様によれば、
多結晶ダイヤモンドで被膜された一対の環状摺動面を有するメカニカルシールの製造方法であって、
多結晶ダイヤモンド被膜が堆積された第１および第２の環状摺動面を、無潤滑環境下で、偏心運動させながら相対回転させる第１共摺り工程と、
前記第１共摺り工程が終了した第１および第２の環状摺動面を、液体潤滑環境下で相対回転させる第２共摺り工程と、を備えている、
ことを特徴とするメカニカルシールの製造方法が提供される。【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第１共摺り工程における偏心量が、前記環状摺動面の幅の５乃至５０％の大きさである。【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第１共摺り工程における前記第１および第２の環状摺動面間の面圧が、０．００１乃至０．４ＭＰａである。【００１７】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第２共摺り工程における前記第１および第２の環状摺動面間の面圧が、０．１乃至５ＭＰａである。【００１８】
本発明の他の態様によれば、
対応するメカニカルシール部材の摺動面と相対回転することになるメカニカルシール用の環状摺動面を有するメカニカルシール部材であって、
前記環状摺動面は、表面が多結晶ダイヤモンドで構成され、平面度が３μｍ以下であり、且つ面粗さＲａが０．０１乃至１μｍである、
ことを特徴とするメカニカルシール部材が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、メカニカルシールに要求される性能を満たしながら、優れた耐久性を有するダイヤモンド被膜面を有するメカニカルシールが提供される。【００２０】
また、本発明によれば、メカニカルシールに要求される漏洩防止性能を満たしながら、優れた耐久性を有するダイヤモンド被膜面を有するメカニカルシールの製造方法も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好ましい実施形態のメカニカルシールの要部の分解斜視図である。
【図２】図１のメカニカルシールを製造する方法で使用する装置の断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態のメカニカルシール製造方法の第１の共摺り工程における偏心運動を説明する平面図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態のメカニカルシール製造方法の第１の共摺り工程における偏心運動を説明する平面図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態のメカニカルシール製造方法の第１の共摺り工程における偏心運動を説明する平面図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態のメカニカルシール製造方法の第１の共摺り工程における偏心運動を説明する平面図である。
【図７】図４の断面図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態のメカニカルシール製造方法の第２の共摺り工程を説明する図面である。
【図９】本発明の実施例の多結晶ダイヤモンド被膜の成膜条件を示す表である。
【図１０】本発明の実施例の多結晶ダイヤモンド被膜の表面のＳＥＭ像である。
【図１１】本発明の実施例のダイヤモンド被膜のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例のメカニカルシール製造方法の第１の共摺り工程終了時点での摺動面の性能を示す表である。
【図１３】本発明の実施例のメカニカルシール製造方法の第１の共摺り工程終了時点での中間品の性能を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施例のメカニカルシール製造方法の第２の共摺り工程終了時の摺動面の性能を示す表である。
【図１５】本発明の実施例のメカニカルシール製造方法の第２の共摺り工程終了時の摺動面の性能を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施例のメカニカルシール製造方法において、各工程終了時の摺動面の性能を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施例のメカニカルシール製造方法において、各工程終了時の摺動面の性能を示す他のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のメカニカルシールの構成について説明する。
本実施形態のメカニカルシール１は、ポンプ、送風機、攪拌機等の産業用回転機器において回転軸周りをシールするために使用されるメカニカルシールである。しかしながら、他の用途にも使用可能である。
【００２３】
図１は、メカニカルシール１の要部の分解斜視図である。
メカニカルシール１は、シリコンカーバイト、窒化シリコン、またはタングステンカーバイト等の焼結材料によって構成された、略同一形状の第１および第２の基材２、４を備えている。第１および第２の基材２、４の一端面には、第１および第２の環状摺動面６、８がそれぞれ形成されている。なお、基材の材料は、上記材料に限定されるものではなく、例えば、チタンやタンタル等の金属でもよい。
【００２４】
第１および第２の環状摺動面６、８は、表面が多結晶ダイヤモンドで構成され、平面度が３．０μｍ以下であり、且つ面粗さＲａが０．０１乃至１μｍである。第１および第２の環状摺動面６、８の平面度は、０．１乃至１．０μｍであるのが好ましい。
【００２５】
第１および第２の環状摺動面６、８を構成する多結晶ダイヤモンド被膜の厚さは、１乃至３０μｍ程度が好ましい。
【００２６】
そして、第１および第２の環状摺動面６、８間における、静的および動的シール性能は、水に対する漏れ量が３ｍｌ／ｈ以下であり、気体に対する漏れ量が５０Ｎｍｌ／ｍｉｎ以下である。
【００２７】
次に、本実施形態のメカニカルシール１の製造方法について説明する。
まず、タングステンカーバイト等の材料によって構成された円環（リング）状の第１および第２の基材２、４の一方の環状面すなわち環状摺動面６、８となる面に、公知のＨＦ（Hot-Filament : 熱フィラメント）−ＣＶＤ法で多結晶ダイヤモンドの被膜を形成する。
【００２８】
なお、熱フィラメント化学蒸着（ＣＶＤ）法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＰＶＤ法等の他の方法で多結晶ダイヤモンド被膜を形成しても良い。
【００２９】
多結晶ダイヤモンドは被膜の厚さは、５乃至３０μｍ程度が好ましい。より好ましくは厚さが５μｍ乃至１５μｍである。その理由は、被膜の厚さが５μｍより小さいと、貫通型ピンホール欠陥密度が増え、良好な耐摩耗性が得られないからである。一方、１５μｍより大きい場合、多結晶ダイヤモンド表面を平滑化する研磨加工時間が長くなり、経済的でない。また、膜厚を厚くするほど、多結晶ダイヤモンド膜自体の内部応力値が大きくなり、膜が基板から剥離することもあるからである。
また、この多結晶ダイヤモンド被膜は、Ｘ線回折によれば、ダイヤモンド結晶が１１１面に優先配向していることを特徴としている。
【００３０】
次いで、第１および第２の基材２、４の環状面に形成された多結晶ダイヤモンド被膜を共摺りによって研磨し、メカニカルシールに要求される上記条件を満たす状態に仕上げる。
【００３１】
本実施形態では、共摺りは２段階に分けて行われる。
まず、第１共摺り工程を行う。図２に示されているように、第１の基材２を、多結晶ダイヤモンド被膜が形成された環状面を上方に向けた状態で固定用下側部材１０に固定し、この固定用下側部材１０を、ＸＹＺ方向への移動可能なＮＣ機械の部品固定治具（図示せず）に取付ける。この結果、第１の基材２は、ＸＹＺ方向への移動が可能な状態で、固定されることになる。
【００３２】
また、第２の基材４を、多結晶ダイヤモンド膜が形成された環状面を下方に向けた状態で、固定用上側部材１２に固定し、この固定用上側部材を回転軸１４に取付ける。この結果、第２の基材４は、回転軸１４の回転によって上下方向に延びる中心軸線Ｘを中心に自転可能な状態とされる。
【００３３】
第１共摺り工程では、回転軸１４を回転させることにより、第２の基材４を、周速が毎分１８０乃至６５０ｍとなる速度で回転（自転）させながら、第１の基材２の環状面に形成された多結晶ダイヤモンド被膜と第２の基材４の環状面に形成された多結晶ダイヤモンド被膜とを接触させる。すなわち、第２の基材４は、自転しながら所定面圧で第１の基材２に接触させられる。
このとき面圧が低すぎると加工が進まず、高すぎると異常摩耗・剥離が生じる。したがって、面圧を、多結晶ダイヤモンド被膜の状態によって変更することが好ましい。具体的には、面圧は、０．００１乃至０．４ＭＰａ程度が好ましく、０．００５乃至０．３ＭＰａ程度がより好ましい。また、周速と面圧の関係が、５乃至１７０ｍ／ｍｉｎ・ＭＰａ程度となることが好ましい。
【００３４】
第１の基材２に形成された多結晶ダイヤモンド被膜と第２の基材４に形成された多結晶ダイヤモンド被膜とが相対回転しながら所定の面圧で接触すると、第１の基材２が取付けられているＮＣ機械を作動させ、第１の基材２が取付けられている固定用下側部材１０を、第２の基材４の中心軸Ｙを中心とした円軌道上に沿って移動させる。すなわち固定用下側部材１０およびこれに取付けられている第１の基材２を、図３乃至図６の平面図、および図４の側面図である図７に示されているように、第２の基材４の中心軸Ｙを中心に公転させる。すなわち、図３の配置から、図４、図５そして図６の位置に移動させる。なお、このとき、第１の基材２は、自転していない。
【００３５】
このように、自転している第２の基材４の中心に対して、自転していない第１の基材２を公転（偏心運動）させることによって第１の共摺りが行われる。
【００３６】
この偏心運動の偏心量Ｅは、環状摺動面６、８の幅の５０％以下であり、５乃至５０％が好ましく、１０％乃至２０％がより好ましく、本実施形態では１６．６％とされている。これは、偏心量が少なすぎる場合には、加工粉の排出性が低く、加工表面の面粗さを悪化させ、偏心量が多すぎる場合には、加工面に対して片荷重が生じ、高い平面度が得られなくなるためである。
【００３７】
また、偏心移動速度は、毎分１００乃至２００ｍｍが好ましい。
この偏心移動速度は、ＮＣ機械の部品固定治具（テーブル）が移動する円弧移動速度である。
【００３８】
例えば、偏心量が０．５ｍｍの場合には、円弧移動距離は３．１４ｍｍであり、毎分１００ｍｍの場合、１分間に約３２回偏心することになる。
【００３９】
このような第１の共摺り工程は、多結晶ダイヤモンド被膜の異常粒成長した先端部が摩耗させられるまで継続される。例えば、３乃至１５分程度が経過し表面のざらつきが無くなると、第１の共摺りを終了する。
【００４０】
第１の共摺り工程中、回転速度、偏心速度、面圧等は一定に維持される。また、第１の共摺り工程中、固定用下側部材１０に形成された冷媒循環経路内に冷媒を流すことによって、第１の基材２と第２の基材４の温度を、所定温度、例えば摂氏２０乃至２５度に維持するように構成してもよい。
【００４１】
次いで、第１の共摺り工程が終了した第１の基材２と第２の基材４に対して、第２の共摺り工程を行う。第２の共摺り工程は、第１の共摺り工程が終了した第１の基材２と第２の基材４のダイヤモンド被膜が形成されている環状面同士を整列状態で当接させ、第１の基材２と第２の基材４を相対回転（自転）させることによって、行われる。即ち、第２の共摺り工程では、第１及び第２の基材２、４は、中心軸を整列させた状態で、一方が中心軸を中心として回転（自転）させられる。
【００４２】
具体的には、第１の共摺り工程が終了した第１及び第２の基材２、４を、メカニカルシールと同様の組み立て状態とし、第１及び第２の基材２、４の一方をモータに回転駆動可能に連結する。この際、第１及び第２の基材２、４の一方とモータとの間にトルク計が配置される。
【００４３】
この状態で、第１の基材２と第２の基材４のダイヤモンド被膜が形成されている環状面同士を同軸状態に配置して、例えば、０．１乃至５ＭＰａの面圧で当接させ、モータによって、第１及び第２の基材２、４の一方を、図８に矢印Ａで示すように回転駆動させ、第２の共摺り工程を行う。
【００４４】
第２の共摺りでは、第１及び第２の基材２、４の相対回転速度は、周速が、例えば毎分６００乃至９００ｍ程度となるように設定されるのが好ましい。
【００４５】
このとき、第１の基材２と第２の基材４のダイヤモンド被膜が形成されている環状面間には、所定温度、例えば摂氏２０乃至２５度に調整された水などの液体Ｌが、液体供給装置２０から供給される（図８）。
【００４６】
第２の共摺りは、第１の基材２と第２の基材４を相対回転させる際にトルクを計測しながら行われる。第２の共摺りは、トルクの異常値が発生する状態、例えば、トルクの急激な増減が所定時間にわたって継続するというような状態となった時点で、終了される。即ち、トルクの異常値が発生することが、第２の共摺り終了の判断基準となる。
【００４７】
上記例では、トルク変動を第２の共摺り終了の判断基準としたが、摺動面近傍の温度が、所定温度以上となったことを判断基準としてもよい。
【００４８】
なお、第１および第２の共摺り工程のいずれにおいても、第１および第２の基材２、４は、スプリング等を有する従動機構によって、相手方の基材の軸線方向の移動に追従できるようにされる。
【００４９】
このような第１および第２の共摺り工程によって、上述した特性の環状摺動面６、８を有する基材２、４を備えたメカニカルシール１が提供される。
【００５０】
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の実施例の説明をする。
まず、基材の材料として、外径４４ｍｍ、内径３７ｍｍ、高さ５ｍｍの炭化珪素製のリング状のメカニカルシール用摺動材料（リング）を複数個用意し、熱フィラメントＣＶＤ装置を用いたＨＦ−ＣＶＤ法により、両環状面に、厚さ５乃至１５μｍのダイヤモンド被膜を形成した。この際の成膜条件は、雰囲気：９５乃至９８％Ｈ2・２乃至５％%ＣＨ4、圧力５ｋＰａ、基材温度：摂氏６００乃至９００度であった。【００５２】
この熱フィラメントＣＶＤ装置は、ステンレス製の真空蒸着装置で、排気機構は油回転ポンプのみで構成されている。また、励起源のフィラメントとしては、線状に張られたφ０．１５ｍｍのタンタル線を用いた。基板温度は、基板ホルダーをアルメルークロメル熱電対により測定することによって測定した。【００５３】
核生成密度を増加させるために、ワークであるメカニカルシール用摺動材料（リング）に傷つけ前処理を行った。傷つけ前処理としては、ダイヤモンド被膜が形成されるワークの両端面に、ダイヤモンドペースト（ダイヤモンド粒径：１乃至９μm）でスクラッチ処理を施し、その後、ワークをエタノール中で数分間超音波洗浄した。【００５４】
ダイヤモンドの成長条件は、図９の表に示す条件で行った。高純度水素にメタンを混合した原料ガスを、フィラメント線の上方より熱フィラメントCVD装置に導入した。各々のガス流量は流量計で調節し，装置内の圧力はピラニー真空計および隔膜真空計により測定した。また、フィラメントの温度は放射温度計で測定した。【００５５】
このようにして熱フィラメントＣＶＤ法で作製した多結晶ダイヤモンド被膜層を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）およびX線回折で評価した。作製した多結晶ダイヤモンド膜の表面をＳＥＭで観察した結果およびＸ線回折で測定した結果を、それぞれ図１０及び図１１に示す。ＳＥＭ観察結果から典型的な多結晶ダイヤモンドの表面性状である自形が明確に認められた。さらに、図１１のグラフから、作製した膜は、ダイヤモンド結晶が（１１１）面に優先配向した膜であることが認められる。【００５６】
次に、本発明の方法に従った第１の共摺りを行う。成膜が終わった一方のリングを、冷却液循環用ジャケットを有する下側部品に取付け、この下側部品を、稼動軸が３軸以上あるＮＣ機械（Numerical Control Machining数値制御）の部品固定治具（例えば旋盤などに使われる３爪以上チャックが望ましい）に取付ける。一方、成膜が終わった他方のリングを、スプリングによる従動機能と回転工具への連結機構を有する上部部品に取付け、上部部品を回転機械の回転軸に取付ける。【００５７】
回転機械を、毎分１５００回転で回転させながら一方のリングと他方のリングとを整列させた状態で、一方のリングのダイヤモンド被膜と他方のリングのダイヤモンド被膜とを接触させる。接触後、摺動面に０．０１乃至０．３ＭＰａの面圧を加える。【００５８】
この状態で、上側部品の回転軸を中心として下側部品を公転させる偏心運動を行う。このとき、偏心量をリング（メカニカルシール用摺動材質）の環状摺動面の幅の５乃至３０％に設定し、偏心移動速度を１００ｍｍ/ｍｉｎに設定する。この条件で、約３分にわたり、第１の共摺りを実施する。【００５９】
第１の共摺りが終わった時点での各リングの仕上り状態を、各流体の圧力０．２ＭＰａＧ時の漏れとともに図１２の表に示す。平面度に大幅な改善が見られるが、これは異常粒成長したダイヤモンドが除去されたことによるものである。これに伴い、面粗さＲａは改善されている。【００６０】
実施例の組合せ例２以外の０．２ＭＰａＧにおける漏れ量（液体）は、許容値以内となり合格値である。
しかしながら、０．２ＭＰａＧでもっとも漏れ量の少ない組合せ例Ｎｏ.１を用いて流体圧力を１ＭＰａＧまで変化させた漏れ量試験の結果を示す図１３から明らかなように、組合せ例Ｎｏ.１においては、液体は０．４ＭＰａＧで、気体は０．６ＭＰａＧで、漏れ量が許容値（この場合、３ｍＬ／ｈ）以上となる。したがって、いずれの組み合わせ例においても、第１段階の共擦り終了時点での仕上がり具合は実用的でないことが分かる。【００６１】
第１の共摺りが終わった一方のリングおよび他方のリングは、第２の共摺りとしてメカニカルシールと同様の形態に組み立てられ、モータとメカニカルシールの間にトルク計が設けられた回転機器に取付けられる。【００６２】
第１の共摺りが終わった一方のリングおよび他方のリングのダイヤモンド被膜面を接触させ、０．４５ＭＰａの面圧をかけながら、リング外周速度が５００ｍ／ｍｉｎ以上になるように、一方のリングまたは他方のリングのうち一つを自転（回転）させる。この際、２０乃至２５℃に設定された水を、ダイヤモンド被膜面間に供給する。【００６３】
水の圧力０．４５乃至５ＭＰａG以内において、トルク計測定値に異常値、例えば急激な変動がみられたら第２の共摺りを終了する。【００６４】
異常値が検出されたタイミングで水の圧力を０ＭＰａＧにし、回転を停止し、第２の共摺りを終了する。【００６５】
第２の共摺りが終わった時点での各リングの仕上りを、各流体の圧力０．２ＭＰａＧの時の漏れ量、トルクの異常値が検出された圧力と合わせて図１４の表に示す。【００６６】
更に、組合せ例Ｎｏ.１の流体圧力を１ＭＰａＧまで流体漏れ量の測定結果を図１５に示す。
平面度は多少悪化している傾向であるが、面粗さＲａはすべてにおいて改善が見られる。これは結晶成長した多結晶ダイヤモンドが研磨され、平滑な面が増加した事を示す。【００６７】
図１６は、上記実施例のメカニカルシール製造方法によってメカニカルシールを製造する各工程終了時の摺動面の性能を示すグラフである。具体的には、複数個のリングを上記製造方法に従って加工していく各段階（第１の共摺り前、第１の共摺り後および第２の共摺り後）での、各リングの摺動面の面粗さＲａと０．５ＭＰａ静圧時の水の漏れ量との関係を示している。
第１の共摺り前を菱形、第１の共摺り後を三角、第２の共摺り後を四角でプロットしている。【００６８】
図１６によれば、工程が進むに従って、摺動面の面粗さＲａ（μｍ）が小さくなって漏れ量が減少すること、摺動面の面粗さＲａ（μｍ）が小さい方が、漏れ量も少ないことが解る。【００６９】
図１７は、上記実施例のメカニカルシール製造方法によってメカニカルシールを製造する各工程終了時の摺動面の性能を示す他のグラフである。具体的には、複数個のリングを上記製造方法に従って加工していく各段階（第１の共摺り前、第１の共摺り後および第２の共摺り後）での、各リングの摺動面の平面度（μｍ）と０．５ＭＰａ静圧時の漏れ量との関係を示している。
第１の共摺り前を菱形、第１の共摺り後を三角、第２の共摺り後を四角でプロットしている。【００７０】
図１７によれば、工程が進むに従って、摺動面の平面度（μｍ）の精度が高くなって漏れ量が減少すること、摺動面の平面度（μｍ）の精度が高い方が、漏れ量が少ないことがわかる。
【符号の説明】
【００７１】
１：メカニカルシール
２：第１の基材
４：第２の基材
６：第１の環状摺動面
８：第２の環状摺動面
【図１】
2014123233.tif 000003
【図２】
2014123233.tif 000004
【図３】
2014123233.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014123233.tif 000007
【図６】
2014123233.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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