(57)【要約】【課題】本発明は、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、摺動部材を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、特性の低下を抑制可能で、かつシールリング全体の交換頻度を低減することの可能なシールリング、及びポンプを提供することを目的とする。【解決手段】液膜２８と接触した状態で固定部１３に固定されており、金属材料よりなる環状の支持部材２１と、支持部材２１に支持されており、支持部材２１の内側で軸線回りに回転する回転軸１１に対して摺動可能に接触し、カーボン材料を含む環状の摺動部材２４と、摺動部材２４のうち、少なくとも支持部材２１と対向する部分に設けられており、液膜２８と接触する不純物溶出抑制層２６と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液膜と接触した状態で固定部に固定されており、金属材料よりなる環状の支持部材と、
前記支持部材に支持されており、該支持部材の内側で軸線回りに回転する回転軸に対して摺動可能に接触し、かつカーボン材料を含む環状の摺動部材と、
前記摺動部材のうち、少なくとも前記支持部材と対向する部分に設けられており、前記液膜と接触する不純物溶出抑制層と、
を備え、
前記不純物溶出抑制層は、前記カーボン材料に含まれる水溶性アニオンが前記液膜に溶出することを抑制することを特徴とするシールリング。
【請求項２】
前記不純物溶出抑制層は、前記摺動部材の表面に設けられており、無機コーティング層、めっき層のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１記載のシールリング。
【請求項３】
前記不純物溶出抑制層は、前記摺動部材の表面に設けられた陽イオン交換膜であることを特徴とする請求項１記載のシールリング。
【請求項４】
前記摺動部材は、前記摺動部材本体と、前記摺動部材本体の表面に配置され、前記摺動部材本体を構成する前記カーボン材料に含まれる前記水溶性アニオンの濃度よりも該水溶性アニオンの濃度が低い水溶性アニオン低減層と、
を含み、
前記不純物溶出抑制層は、前記水溶性アニオン低減層であることを特徴とする請求項１記載のシールリング。
【請求項５】
前記支持部材のうち、少なくとも前記不純物溶出抑制層と対向する部分に設けられており、前記液膜と接触する腐食抑制層を含むことを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載のシールリング。
【請求項６】
請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載のシールリングを含むことを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールリング、及びシールリングを備えたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、メカニカルシールを備えたポンプにおいて、シールリングは、金属製の支持部材と、液膜を介して、支持部材と接触する摺動部材と、を含む。
特許文献１には、カーボン材料よりなる摺動部材の表面に、炭化珪素膜を形成することで、摺動部材の機械的強度を向上させることの可能な技術が開示されている。
【０００３】
カーボン材料に含まれる不純物には、例えば、水溶性アニオン（例えば、Ｃｌ−、Ｆ−、ＳＯ４２−等）がある。カーボン材料に含まれる不純物の量は、原料や製造方法により異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１４４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シールリングは、工場において組み立てた状態で保管する場合が多い。この場合、カーボン材料と接触した状態で、湿潤大気中や耐圧試験後の耐流水環境に長期間暴露されていると、摺動部材と金属製の支持部材（例えば、リテーナ）との間に形成された液膜に溶出したカーボン材料に含まれる水溶性アニオンにより、支持部材が腐食（発錆や局部腐食等）する恐れがあった。
【０００６】
特許文献１の技術では、カーボン製の摺動部材の表面に炭化珪素膜を設けているが、摺動部材を構成するカーボンに含まれる水溶性不純物が炭化珪素膜を通過して、液膜に溶出してしまう可能性がある。
このため、カーボンに含まれる水溶性アニオンが液膜に溶出すると、支持部材が腐食（発錆や局部腐食等）する恐れがあった。
このような支持部材の腐食が発生すると、消耗品である摺動部材だけでなく、消耗品ではない支持部材も交換しなければならない恐れがあった。つまり、シールリング全体を交換しなければならない可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、摺動部材を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下を抑制可能で、かつシールリング全体の交換頻度を低減することの可能なシールリング、及びポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るシールリングによれば、液膜と接触した状態で固定部に固定されており、金属材料よりなる環状の支持部材と、前記支持部材に支持されており、該支持部材の内側で軸線回りに回転する回転軸に対して摺動可能に接触し、かつカーボン材料を含む環状の摺動部材と、前記摺動部材のうち、少なくとも前記支持部材と対向する部分に設けられており、前記液膜と接触する不純物溶出抑制層と、を備え、前記不純物溶出抑制層は、前記カーボン材料に含まれる水溶性アニオンの前記液膜への溶出を抑制することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、摺動部材のうち、少なくとも支持部材と対向する部分に不純物溶出抑制層を設けることで、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、カーボン材料に含まれる水溶性アニオン（例えば、Ｃｌ−、Ｆ−、ＳＯ４２−等）の液膜への溶出を抑制することが可能となる。
これにより、液膜に溶出した水溶性アニオンによる支持部材の腐食を抑制可能となるので、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下を抑制できる。
また、消耗品である摺動部材を交換することで、シールリングの特性の低下を抑制可能となるので、シールリング全体を交換する頻度を低減できるとともに、既存のシールリングに対しても低コストで容易に適用することができる。
【００１０】
また、上記本発明の一態様に係るシールリングにおいて、前記不純物溶出抑制層は、前記摺動部材の表面に設けられており、無機コーティング層、めっき層のうち、少なくとも１種を含むでもよい。
【００１１】
このように、不純物溶出抑制層が無機コーティング層、めっき層のうち、少なくとも１種を含むことにより、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンの液膜への溶出が抑制される。
これにより、液膜に溶出した水溶性アニオンによる支持部材の腐食を抑制可能となるので、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下を抑制できる。
【００１２】
また、上記本発明の一態様に係るシールリングにおいて、前記不純物溶出抑制層は、前記摺動部材の表面に設けられた陽イオン交換膜であってもよい。
【００１３】
このように、不純物溶出抑制層が陽イオン交換膜であることにより、陰イオンである水溶性アニオンの不純物溶出抑制層の通過が抑制されるので、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンの液膜への溶出を抑制することが可能となる。
これにより、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、支持部材の腐食を抑制可能となるので、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下を抑制できる。
【００１４】
また、上記本発明の一態様に係るシールリングにおいて、前記摺動部材は、前記摺動部材本体と、前記摺動部材本体の表面に配置され、前記摺動部材本体を構成する前記カーボン材料に含まれる前記水溶性アニオンの濃度よりも該水溶性アニオンの濃度が低い水溶性アニオン低減層と、を含み、前記不純物溶出抑制層は、前記水溶性アニオン低減層であってもよい。
【００１５】
このように、不純物溶出抑制層が水溶性アニオン低減層であることにより、カーボン材料から液膜に溶出する水溶性アニオンの量を少なくすることが可能となる。
これにより、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、支持部材の腐食を抑制可能となるので、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下を抑制できる。
【００１６】
また、上記本発明の一態様に係るシールリングにおいて、前記支持部材のうち、少なくとも前記不純物溶出抑制層と対向する部分に設けられており、前記液膜と接触する腐食抑制層を含んでもよい。
【００１７】
このように、不純物溶出抑制層の他に、支持部材のうち、少なくとも不純物溶出抑制層と対向する部分に設けられた腐食抑制層を有することで、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンが液膜に溶出した場合であっても、支持部材の腐食を抑制することが可能となる。
これにより、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下をさらに抑制できる。
また、シールリング全体を交換する頻度をさらに低減することができる。
【００１８】
上記課題を解決するため、請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載のシールリングを含んでもよい。
【００１９】
本発明によれば、組み立てた状態でのシールリングの保管時において、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下を抑制できる。また、シールリング全体を交換する頻度を低減できるとともに、既存のシールリングに対しても低コストで容易に適用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、シールリングの保管時において、摺動部材を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリングの特性の低下を抑制できるとともに、シールリング全体の交換頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。
【図２】図１に示すポンプのうち、領域Ｂに対応する部分を拡大した断面図である。
【図３】図２に示すシールリングのうち、領域Ｃに対応する部分を拡大した断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るポンプの主要部の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るポンプの主要部の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。
【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を適用した実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のポンプ及びシールリングの寸法関係とは異なる場合がある。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。図１において、Ａは回転軸１１の軸線（以下、「軸線Ａ」という）、Ｒは流体（以下、「流体Ｒ」という）、軸線Ａの近傍の矢印は回転軸１１の回転方向をそれぞれ示している。また、図１に示すＺ方向は、回転軸１１の延在方向（回転軸１１のスラスト方向）を示している。
図２は、図１に示すポンプのうち、領域Ｂに対応する部分を拡大した断面図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図３は、図２に示すシールリングのうち、領域Ｃに対応する部分を拡大した断面図である。図３において、図２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００２４】
図１〜３を参照するに、第１の実施形態のポンプ１０は、回転軸１１と、固定部１３と、シールリング１４と、を有する。
回転軸１１は、Ｚ方向に延在する回転軸本体１８と、回転軸本体１８のから外側に突出するリング状の延出部１９と、を有する。延出部１９は、Ｚ方向において、摺動部材２４を介して、支持部材２１と対向する面１９ａを有する。
上記構成とされた回転軸１１は、図１に示す矢印の方向に回転可能な構成とされている。
固定部１３は、回転軸１１との間に空間を介在させた状態で、回転軸１１の外側に設けられている。
【００２５】
シールリング１４は、支持部材２１と、位置規制部材２３と、摺動部材２４と、不純物溶出抑制層２６と、を有する。
支持部材２１は、環状の部材であり、金属材料（例えば、ステンレス鋼）で構成されている。支持部材２１は、固定部１３の内側に固定されている。支持部材２１は、回転軸本体１８との間に隙間を介在させた状態で、回転軸本体１８の外側に配置されている。
【００２６】
支持部材２１は、第１ないし第３の面２１ａ〜２１ｃと、複数の収容部２１Ａと、を有する。
第１の面２１ａは、回転軸本体１８を囲む平面であり、スラスト方向（Ｚ方向）において摺動部材２４と対向している。第１の面２１ａは、液膜２８と接触している。第１の面２１ａは、Ｚ方向において、液膜２８が形成された隙間２９−１を介して、摺動部材２４と対向するように配置されている。隙間２９−１は、摺動部材２４の後述する第１の面２４Ａａに設けられた不純物溶出抑制層２６と第１の面２１ａとの間に形成されている。
液膜２８は、流体Ｒが狭い隙間２９−１に浸入することで形成される膜状の液体である。
【００２７】
第２の面２１ｂは、第１の面２１ａに対して直交する曲面である。第２の面２１ｂは、回転軸本体１８を囲むように配置されている。第２の面２１ｂは、液膜２８と接触している。
第２の面２１ｂは、軸線Ａに対して直交する方向において、液膜２８が形成された隙間２９−２を介して、摺動部材２４の後述する第２の面２４Ａｂと対向するように配置されている。隙間２９−２は、摺動部材２４の第２の面２４Ａｂに設けられた不純物溶出抑制層２６と第２の面２１ｂとの間に形成されている。
【００２８】
第３の面２１ｃは、第２の面２１ｂと固定部１３との間に配置され、かつＺ方向に対して直交する平面である。第３の面２１ｃは、回転軸本体１８を囲むように配置されている。第３の面２１ｃは、延出部１９の外側に位置する流体Ｒと接触している。
【００２９】
複数の収容部２１Ａは、第１の面２１ａを構成する支持部材２１に設けられている。複数の収容部２１Ａは、回転軸１１のラジアル方向に所定の間隔で配置されている。
収容部２１Ａの側面は、めねじ加工されている。これにより、収容部２１Ａは、位置規制部材２３を螺合するためのめねじとして機能する。
【００３０】
位置規制部材２３は、所定の方向に延在しており、金属材料（ステンレス鋼も含む）で構成されている。位置規制部材２３は、おねじ部２３Ａと、突出部２３Ｂと、を有する。おねじ部２３Ａは、めねじ加工された収容部２１Ａに対して螺合されている。これにより、支持部材２１に対して位置規制部材２３が固定されている。
突出部２３Ｂは、収容部２１Ａに対して位置規制部材２３が螺合された状態で、支持部材２１から摺動部材２４に向かう方向（Ｚ方向）に突出している。突出部２３Ｂは、その一部が摺動部材２４の後述する凹部２４Ｃ内に配置されている。
【００３１】
摺動部材２４は、環状とされた部材であり、隙間を介在させた状態で、回転軸１１の外側に配置されている。具体的には、摺動部材２４は、回転軸本体１８の外周面と、延出部１９の面１９ａと、第１の面２１ａと、第２の面２１ｂと、で囲まれた空間に配置されている。
摺動部材２４は、環状とされた摺動部材本体２４Ａと、環状とされた突出部２４Ｂと、複数の凹部２４Ｃと、を有する。
【００３２】
摺動部材本体２４Ａは、第１の面２４Ａａと、第２の面２４Ａｂと、第３の面２４Ａｃと、を有する。
第１の面２４Ａａは、Ｚ方向において、液膜２８を介して、支持部材２１の第１の面２１ａと対向するように配置されている。
第２の面２４Ａｂは、軸線Ａに対して直交する方向において、液膜２８を介して、支持部材２１の第２の面２１ｂと対向するように配置されている。
第３の面２４Ａｃは、第１の面２４Ａａの反対側に配置された面である。第３の面２４Ａｃは、延出部１９からＺ方向に離間した状態で、延出部１９の面１９ａと対向するように配置されている。
【００３３】
突出部２４Ｂは、摺動部材本体２４Ａの第３の面２４Ａｃに設けられており、摺動部材本体２４Ａと一体とされている。突出部２４Ｂは、第３の面２４Ａｃから延出部１９の面１９ａに向かう方向（Ｚ方向）に突出している。
突出部２４Ｂは、延出部１９の面１９ａに当接される平面である突出面２４Ｂａを有する。突出部２４Ｂが延出部１９に当接されることで、流体Ｒが摺動部材２４の内側に漏れることを抑制している。
【００３４】
凹部２４Ｃは、摺動部材本体２４Ａのうち、収容部２１Ａと対向する部分に設けられている。複数の凹部２４Ｃは、回転軸１１のラジアル方向に所定の間隔で配置されている。
凹部２４Ｃには、突出部２３Ｂの一部が挿入されている。凹部２４Ｃの径は、突出部２３Ｂを挿入及び抜き出すことが可能な大きさとされている。このため、凹部２４Ｃの径は、突出部２３Ｂの外径よりも僅かに大きくなるように構成されている。
凹部２４Ｃの深さ（Ｚ方向の深さ）は、凹部２４Ｃに突出部２３Ｂが挿入された状態で、突出部２３Ｂの先端と凹部２４Ｃの底との間に所定の間隔が存在する深さとされている。突出部２３Ｂの先端と凹部２４Ｃの底との間には、流体Ｒが保持されている。
【００３５】
上記構成とされた摺動部材２４は、位置規制部材２３を介して、支持部材２１に支持されており、支持部材２１の内側で軸線Ａ回りに回転する回転軸１１に対して摺動可能に接触している。
【００３６】
また、摺動部材２４は、カーボン材料を含んだ構成とされている。このため、例えば、組み立てた状態でシールリング１４を工場で保管する場合において、湿潤大気中や耐圧試験後の耐流水環境に長期間暴露された状態が続くと、摺動部材２４を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオンが液膜２８や流体Ｒに溶出する可能性がある。
【００３７】
なお、摺動部材２４をカーボン材料のみで構成した場合のみでなく、摺動部材２４を樹脂（例えば、フェノール系樹脂やフラン系樹脂など）とカーボン材料とで構成した場合にもカーボン材料に含まれる水溶性アニオンが液膜２８に溶出する可能性がある。
【００３８】
不純物溶出抑制層２６は、摺動部材２４の複数の表面のうち、支持部材２１と対向する第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂに配置されている。不純物溶出抑制層２６は、液膜２８と接触している。
不純物溶出抑制層２６としては、安定性、カーボンとの親和性、及び耐摩耗性の観点から、例えば、無機コーティング層、めっき層のうち、少なくとも１種を含む層（単層或いは積層）を用いることが可能である。
【００３９】
上記無機コーティング層は、例えば、真空蒸着法，スパッタリング法，イオンプレーティング法等の物理蒸着法や化学蒸着法等の手法により形成された層を用いることができる。
【００４０】
上記無機コーティング層としては、例えば、ＣｒＮ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣｒＮ層のうち、少なくとも１つを含む層を用いることが可能である。
不純物溶出抑制層２６として無機コーティング層を用いる場合、不純物溶出抑制層２６の厚さＭ１は、例えば、０．１〜５０μｍの範囲内で適宜設定することが可能である。
【００４１】
上記めっき層としては、例えば、無電解めっき法、或いは無電解めっき法と電解めっき法とを組み合わせることで形成されためっき層を用いることが可能である。
めっき層としては、例えば、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層、Ｃｄめっき層、Ａｕめっき層、Ａｇめっき層、Ｎｉ−Ｐめっき層、Ｃｒ−Ｎｉめっき層、Ｎｉ−Ｓｎめっき層、Ｎｉ−Ｂめっき層、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐめっき層等を用いることが可能である。
また、Ｃｒを含むめっき層は、耐食性が高いため、不純物溶出抑制層２６として好適である。
不純物溶出抑制層２６としてめっき層を用いる場合、不純物溶出抑制層２６の厚さＭ１は、例えば、１〜５００μｍの範囲内で適宜設定することが可能である。
【００４２】
第１の実施形態のシールリング１４によれば、液膜２８を介して、支持部材２１と対向する摺動部材２４の第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂに、液膜２８と接触する不純物溶出抑制層２６として無機コーティング層、めっき層のうち少なくとも１種を含む層を設けることで、組み立てた状態でのシールリング１４の保管時において、摺動部材２４を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオン（例えば、Ｃｌ−、Ｆ−、ＳＯ４２−等）が液膜２８に溶出を抑制することが可能となる。
これにより、液膜２８に溶出した水溶性アニオンによる支持部材２１の腐食を抑制可能となるので、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリング１４の特性の低下を抑制できる。
【００４３】
また、消耗品である摺動部材を交換することで、シールリング１４の特性の低下を抑制可能となるので、シールリング１４全体を交換する頻度を低減できるとともに、既存のシールリングに対しても低コストで容易に適用することができる。
また、第１の実施形態のポンプ１０は、上述したシールリング１４と同様な効果を得ることができる。
【００４４】
図４は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るポンプの主要部の断面図である。図４において、図１〜図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００４５】
第１の実施形態の第１変形例に係るポンプ３５は、第１の実施形態のポンプ１０を構成するシールリング１４に替えて、シールリング３６を設けたこと以外は、ポンプ１０と同様な構成とされている。
シールリング３６は、摺動部材２４の第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂだけでなく、凹部２４Ｃの内面、及び流体Ｒと接触する摺動部材２４の表面を覆うように不純物溶出抑制層２６を配置させた点が、第１の実施形態のシールリング１４とは異なる。
【００４６】
第１の実施形態の第１変形例のシールリング３６によれば、摺動部材２４の第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂだけでなく、凹部２４Ｃの内面、及び流体Ｒと接触する摺動部材２４の表面を覆うように不純物溶出抑制層２６を設けることで、組み立てた状態でのシールリング３６の保管時において、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリング１４の特性の低下をさらに抑制できるとともに、シールリング３６全体を交換する頻度をさらに低減することができる。
また、第１の実施形態の第１変形例のポンプ３５は、上述したシールリング３６と同様な効果を得ることができる。
【００４７】
図５は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るポンプの主要部の断面図である。図５において、図１〜図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００４８】
第１の実施形態の第２変形例に係るポンプ４０は、第１の実施形態のポンプ１０を構成するシールリング１４に替えて、シールリング４１を設けたこと以外は、ポンプ１０と同様な構成とされている。
シールリング４１は、摺動部材２４の第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂだけでなく、摺動部材２４の表面全体（凹部２４Ｃの内面も含む）を覆うように不純物溶出抑制層２６を配置させた点が、第１の実施形態のシールリング１４とは異なる。
【００４９】
第１の実施形態の第２変形例のシールリング４１によれば、摺動部材２４の表面全体が不純物溶出抑制層２６で覆われるため、不純物溶出抑制層２６を摺動部材２４の保護層として機能させることができる。
また、第１の実施形態の第２変形例のシールリング４１は、先に説明した第１の実施形態の第１変形例のシールリング３６と同様な効果を得ることができる。
第１の実施形態の第２変形例のポンプ４０は、上述したシールリング４１と同様な効果を得ることができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。図６において、図１〜３に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００５１】
図６を参照するに、第２の実施形態に係るポンプ４５は、第１の実施形態のポンプ１０を構成する不純物溶出抑制層２６に替えて、不純物溶出抑制層４８を有すること以外は、ポンプ１０と同様に構成されている。
つまり、第２の実施形態のシールリング４６は、不純物溶出抑制層２６に替えて、不純物溶出抑制層４８を有する点が、第１の実施形態のシールリング１４と異なる。
【００５２】
不純物溶出抑制層４８としては、例えば、陽イオン交換膜を用いることが可能である。陽イオン交換膜としては、例えば、カルボン酸型陽イオン交換膜やスルホン酸型陽イオン交換膜等を用いることが可能である。
陽イオン交換膜の厚さは、例えば、１〜１０００μｍの範囲内で適宜設定することが可能である。
【００５３】
第２の実施形態のシールリング４６によれば、不純物溶出抑制層４８が陽イオン交換膜であることにより、陰イオンである水溶性アニオンの不純物溶出抑制層４８の通過が抑制され、液膜２８へのカーボン材料に含まれる水溶性アニオンの溶出を抑制することが可能となる。
これにより、組み立てた状態でのシールリング４６の保管時において、支持部材２１の腐食が抑制可能となるので、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリング４６の特性の低下を抑制できる。
また、第２の実施形態のシールリング４６は、先に説明した第１の実施形態のシールリング１４と同様な効果を得ることができる。
第２の実施形態のポンプ４５は、第２の実施形態のシールリング４６と同様な効果を得ることができる。
【００５４】
なお、第２の実施形態では、摺動部材２４の表面のうち、第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂのみに不純物溶出抑制層４８である陽イオン交換膜を設けた場合を例に挙げて説明したが、図４に示す不純物溶出抑制層２６のように、流体Ｒと接触する摺動部材２４の表面にも不純物溶出抑制層４８を設けてもよい。
この場合、第１の実施形態の第１変形例のシールリング３６と同様な効果を得ることができる。
【００５５】
また、図５に示す不純物溶出抑制層２６のように、摺動部材２４の表面全体（凹部２４Ｃの内面も含む）を覆うように、不純物溶出抑制層４８を設けてもよい。この場合、第１の実施形態の第２変形例のシールリング４１と同様な効果を得ることができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。図７において、図１〜３に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００５７】
図７を参照するに、第３の実施形態に係るポンプ５０は、第１の実施形態のポンプ１０を構成する摺動部材２４及び不純物溶出抑制層２６に替えて、摺動部材５３を有すること以外は、ポンプ１０と同様に構成されている。
つまり、第３の実施形態のシールリング５１は、摺動部材２４及び不純物溶出抑制層２６に替えて、摺動部材５３を有する点が、第１の実施形態のシールリング１４と異なる。
【００５８】
摺動部材５３は、全体がカーボン材料を含んだ構成とされており、第１の面５３ａと、第２の面５３ｂと、摺動部材本体５４と、水溶性アニオン低減層５５と、を有する。
水溶性アニオン低減層５５は、摺動部材本体５４の表面である第１及び第２の面５４ａ，５４ｂを覆うように配置されている。水溶性アニオン低減層５５は、摺動部材本体５４を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオンの濃度よりも水溶性アニオンの濃度が低い層である。
【００５９】
水溶性アニオン低減層５５は、第１の面５５ａと、第２の面５５ｂと、を有する。第１の面５５ａは、摺動部材５３の第１の面５３ａを構成している。第２の面５５ｂは、摺動部材５３の第２の面５３ｂを構成している。第１及び第２の面５５ａ，５５ｂは、液面２８と接触している。
第１の面５５ａは、液面２８を介して、支持部材２１の第１の面２１ａと対向している。第２の面５５ｂは、液面２８を介して、支持部材の第２の面２１ｂと対向している。
【００６０】
水溶性アニオン低減層５５は、例えば、カーボン材料を含み、かつ組み立て前の摺動部材５３を高温（例えば、１００〜３６０℃の範囲内の所定温度）の純水に浸漬させ、摺動部材５３の表面である第１及び第２の面５３ａ，５３ｂを炊き出し処理することで形成することが可能である。
この場合、バッチ式の処理装置（例えば、オートクレーブ）を用いてもよいし、或いは、循環式の処理装置（例えば、オートクレープ）を用いて、陽イオン交換樹脂を用いて、水溶性アニオンを補足してもよい。
【００６１】
この炊き出し処理により、水溶性アニオン低減層５５となる摺動部材５３の第１及び第２の面５３ａ，５３ｂ側の部分のカーボン材料に含まれる水溶性アニオンが純水に溶けることで、摺動部材本体５４を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオンの濃度よりも水溶性アニオンの濃度が低くなる。
炊き出し処理前のカーボン材料（水溶性アニオン低減層５５）に含まれる水溶性アニオンの濃度が０．０１％以上の場合、炊き出し処理後の水溶性アニオン低減層５５の濃度は、例えば、０．０１％以下にするとよい。
また、水溶性アニオン低減層５５の厚さは、例えば、１０００〜５０００μｍ以上で適宜設定することが可能である。水溶性アニオン低減層５５は、不純物溶出抑制層５６として機能する。
【００６２】
なお、上記炊き出し処理において、摺動部材５３の材料として、カーボン材料の他に、強度や気密性を高める樹脂（例えば、フェノール系樹脂やフラン系樹脂等）が含まれている場合には、樹脂の耐熱温度以下となるように、純水の加熱温度を調節するとよい。
【００６３】
第３の実施形態のシールリング５１によれば、不純物溶出抑制層５６が水溶性アニオン低減層５５であることにより、摺動部材５３の表面を構成する水溶性アニオン低減層５５から液膜２８に溶出する水溶性アニオンの量を少なくすることが可能となる。
これにより、組み立てた状態でのシールリング５１の保管時において、支持部材２１の腐食を抑制可能となるので、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリング５１の特性の低下を抑制できる。
また、第３の実施形態のシールリング５１は、先に説明した第１の実施形態のシールリング１４と同様な効果を得ることができる。
第３の実施形態のポンプ５０は、第３の実施形態のシールリング５１と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
なお、第３の実施形態では、摺動部材５３の表面のうち、第１及び第２の面５３ａ，５３ｂのみに水溶性アニオン低減層５５を設けた場合を例に挙げて説明したが、図４に示す不純物溶出抑制層２６のように、流体Ｒと接触する摺動部材５３の表面にも水溶性アニオン低減層５５を設けてもよい。
この場合、第１の実施形態の第１変形例のシールリング３６と同様な効果を得ることができる。
【００６５】
また、図５に示す不純物溶出抑制層２６のように、摺動部材５３の表面全体（凹部２４Ｃの内面も含む）を覆うように、水溶性アニオン低減層５５を設けてもよい。この場合、第１の実施形態の第２変形例のシールリング４１と同様な効果を得ることができる。
【００６６】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係るポンプの主要部の断面図である。図８において、図１〜図３に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００６７】
図８を参照するに、第４の実施形態に係るポンプ５５は、第１の実施形態のポンプ１０の構成要素に、さらに腐食抑制層５８を有すること以外は、ポンプ１０と同様な構成とされている。
つまり、第４の実施形態のシールリング５６（ポンプ５５の構成要素の１つ）は、腐食抑制層５８を有する点が、第１の実施形態のシールリング１４と異なる。
【００６８】
腐食抑制層５８は、支持部材２１の複数の表面のうち、摺動部材２４と対向する第１及び第２の面２１ａ，２１ｂを覆うように設けられている。腐食抑制層５８は、液膜２８と接触している。腐食抑制層５８は、液膜２８を介して、不純物溶出抑制層２６と対向している。
腐食抑制層５８としては、例えば、不活性コーティング層（例えば、めっき層、無機コーティング層、溶射層のうち、少なくとも１種を含む層）を用いることができる。
【００６９】
めっき層としては、例えば、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層、Ｃｄめっき層、Ａｕめっき層、Ａｇめっき層、Ｎｉ−Ｐめっき層、Ｃｒ−Ｎｉめっき層、Ｎｉ−Ｓｎめっき層、Ｎｉ−Ｂめっき層、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐめっき層等を用いることが可能である。Ｃｒを含むめっき層は、耐食性が高いため、腐食抑制層５８として好適である。
【００７０】
上記無機コーティング層は、例えば、ＤＬＣコーティング法等の手法により形成することが可能である。無機コーティング層としては、例えば、ＣｒＮ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣｒＮ層のうち、少なくとも１つを含む層を用いることが可能である。
【００７１】
上記溶射層は、溶射法（例えば、ガス溶射法、プラズマ溶射法、アーク溶射法、フレーム溶射法等）により形成された層である。
上記溶射層としては、例えば、アルミナ層、酸化クロム層、アルミブロンズ層、チタニア層、ジルコニア層、イットリア層、クロムカーバイド層、タングステンカーバイド層、ニッケルクロム層、コバルト層のうち、少なくとも１つを含む層を用いることが可能である。
【００７２】
支持部材２１の材料がステンレス鋼の場合には、無機コーティング層に替えて、不動体層を腐食抑制層５８として用いてもよい。
この場合、例えば、薬液による処理や、電解処理等を用いて、支持部材２１の表面に腐食抑制層５８を形成する。
上記薬液としては、例えば、硝酸やリン酸塩等を用いることが好ましい。このように、硝酸やリン酸塩等を用いて、不動態層を形成することで、不動態層に含まれるＣｒの濃度を高めることできる。
【００７３】
また、無機コーティング層に替えて、高耐食性層を用いてもよい。この場合、高耐食性層は、支持部材本体２１を構成する金属材料よりも高い耐食性を有する。高耐食性層を形成する際の表面処理方法としては、例えば、表面から炭素を拡散させる低温浸炭処理、表面から窒素を拡散させる低温窒化処理、表面にクロムを拡散させるクロマイズ処理、表面からアルミニウムを拡散させるカロライジング処理、高温脱気水中や水蒸気中での被膜を形成する方法、低酸素ポテンシャルとなるように制御された炉内で被膜を形成する方法等を用いることが可能である。
【００７４】
第４の実施形態のシールリング５６によれば、摺動部材２４の第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂを覆う不純物溶出抑制層２６の他に、支持部材２１の第１及び第２の面２１ａ，２１ｂを覆う腐食抑制層５８を有することで、摺動部材２４を構成するカーボン材料に含まれる水溶性アニオンが液膜２８に溶出した場合であっても、支持部材２１の第１及び第２の面２１ａ，２１ｂが腐食されることを抑制可能となる。
これにより、組み立てた状態でのシールリング５６の保管時において、カーボン材料に含まれる水溶性アニオンに起因する腐食生成物によるポンプの動作不良や、シールリング５６の特性の低下をさらに抑制できる。
また、不純物溶出抑制層２６及び腐食抑制層５８を有することで、シールリング５６全体を交換する頻度をさらに低減することができる。
【００７５】
なお、第４の実施形態では、摺動部材２４の第１及び第２の面２４Ａａ，２４Ａｂのみに不純物溶出抑制層２６を設けた場合を例に挙げて図示したが、先に説明した図４や図５に示す不純物溶出抑制層２６のような位置に配置させてもよい。
【００７６】
また、第４の実施形態では、不純物溶出抑制層２６を設けた場合を例に挙げて説明したが、不純物溶出抑制層２６に替えて、不純物溶出抑制層４８となる陽イオン交換膜を設けてもよいし、或いは、水溶性アニオン低減層５５を設けてもよい。
これらを設けた場合も第４の実施形態のシールリング５６と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
また、第４の実施形態では、支持部材２１の第１及び第２の面２１ａ，２１ｂのみに腐食抑制層５８を設けた場合を例に挙げて説明したが、流体Ｒと接触する第３の面２１ｃにも腐食抑制層５８を設けてもよい。
さらに、支持部材２１の表面全体を覆うように腐食抑制層５８を設けてもよい。
【００７８】
また、第４の実施形態において、腐食抑制層５８は、無機コーティング層５９、不動態層、及び高耐食性層のうち、少なくとも２種を組み合わせて構成してもよい。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０，３５，４０，４５，５０，５５…ポンプ、１１…回転軸、１３…固定部、１４，３６，４１，４６，５１，５６…シールリング、１８…回転軸本体、１９…延出部、１９ａ…面、２１…支持部材、２１ａ，２４Ａａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ…第１の面、２１ｂ，２４Ａｂ，５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…第２の面、２１ｃ，２４Ａｃ…第３の面、２１Ａ…収容部、２３…位置規制部材、２３Ａ…おねじ部、２３Ｂ，２４Ｂ…突出部、２４，５３…摺動部材、２４Ａ，５４…摺動部材本体、２４Ｂａ…突出面、２４Ｃ…凹部、２６，４８，５６…不純物溶出抑制層、２８…液膜、２９−１，２９−２…隙間、５５…水溶性アニオン低減層、５８…腐食抑制層、５９…無機コーティング層、Ａ…軸線、Ｍ１…厚さ、Ｒ…流体
【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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