KR101513278B1 - 메커니컬 실 - Google Patents

Abstract

정지시에 새지 않고, 회전 초기를 포함하여 회전시에는 유체 윤활로 작동하면서 동시에 누설을 방지하여, 밀봉과 윤활을 양립할 수 있는 메커니컬 실을 제공한다. 고정환 또는 회전환의 슬라이딩 면 중 어느 한쪽에는 원주방향으로 분리된 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록이 피 밀봉 유체 수용 공간과 연통하도록 형성되고, 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에는 고정환과 회전환의 상대 회전 슬라이딩에 의해 펌핑 작용을 발생하는 펌핑부가 형성되고, 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부는 피 밀봉 유체를 빨아들이는 방향으로 작용하는 흡입 펌핑부와 피 밀봉 유체를 토출하는 방향으로 작용하는 토출 펌핑부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

메커니컬 실{MECHANICAL SEAL}

본 발명은 자동차, 일반 산업 기계, 혹은 다른 실(SEAL) 분야에서 이용되는 메커니컬 실, 워터펌프의 하우징과 회전축의 실링에 이용되는 메커니컬 실에 관한 것이다.

메커니컬 실에 있어서, 밀봉성을 장기적으로 유지시키기 위해서는 「밀봉」과 「윤활」이라는 상반된 조건을 양립시키지 않으면 안 된다. 특히, 최근에는 환경 대책 등을 위해 피 밀봉 유체의 누설 방지를 도모하면서 기계적 손실을 줄이기 위해 한층 더 저(低) 마찰화의 요구가 높아지고 있다. 저 마찰화의 방법으로서는 회전에 의해 슬라이딩(摺動) 면 사이에 동압(動壓)을 발생시켜서 액막(液膜)을 개재시킨 상태에서 슬라이딩하는 이른바 유체 윤활 상태로 함으로써 달성된다. 그러나, 이 경우 슬라이딩 면 사이에 정압(正壓)이 발생하기 때문에 유체가 정압 부분에서 슬라이딩 면 밖으로 유출된다. 이 유체 유출은 실링의 경우에 있어서 누설에 된다.

본 출원인들은, 우선 슬라이딩 면 사이로 피 밀봉 유체의 도입 및 그 유지를 양호하게 하여서, 안정적이고 양호한 윤활성을 얻는, 즉 과대한 누설을 발생시키지 않고 마찰 계수의 저감을 도모하기 위해 정지용(靜止用) 슬라이딩재와 회전용 슬라이딩재가 서로 마주하는 각 슬라이딩 면을 상대 회전 슬라이딩시켜서 해당 상대 회전 슬라이딩하는 슬라이딩 면의 지름방향 일측에 존재하는 피 밀봉 유체를 실링하는 메커니컬 실에 있어서, 슬라이딩 면에 서로 평행한 복수의 직선 형태의 요철부가 소정의 피치로 소정의 구획 내에 형성된 그레이팅부가 각각 분리해서 복수 형성되어 있으며, 복수의 그레이팅부의 직선 형태의 요철부는 해당 요철부의 방향이 해당 슬라이딩 면의 슬라이딩 방향에 대해서 소정의 각도를 이루어 경사지게 형성되어 있는 메커니컬 실 슬라이딩재의 발명을 특정 출원하고 있다(이하,「종래기술 1」이라고 한다. 특허문헌 1 참조).

한편, 정지(靜止)를 수반하는 왕복 슬라이딩 특성이 뛰어난 슬라이딩 면 구조를 제공하는 것을 목적으로, 고체 재료 표면을 이루는 경면(鏡面) 부분의 이산적인 복수의 영역의 모든 영역의 둘레 전체가 경면 부분으로 둘러싸여 구분되고, 경면 부분은 연속된 하나의 면인 복수의 영역에 그레이팅 형상의 주기(周期)구조를 형성한 저 마찰 슬라이딩 면의 발명이 알려져 있다(이하, 「종래기술 2」이라 한다. 특허문헌 2 참조).

또한, 저 마찰을 실현하면서 적응 과정의 단축화를 도모할 수 있는 슬라이딩 면 구조를 제공하는 것을 목적으로 하여서, 제 1 부재의 슬라이딩 면과 제 2 부재의 슬라이딩 면이 윤활제 하에서 상대적으로 슬라이드 이동하는 슬라이딩 면 구조로서, 제 1 부재와 제 2 부재 중 적어도 어느 한쪽의 슬라이딩 면에 복수의 요철로 이루어지는 그레이팅부를 슬라이딩 방향을 따라서 여러 개 형성하고, 슬라이딩 방향을 따라서 서로 이웃하는 그레이팅부의 주기 구조의 방향을 슬라이딩 방향에 대해서 대칭이 되는 슬라이딩 면 구조의 발명도 알려져 있다(이하,「종래기술 3」이라 한다. 특허문헌 3 참조).

그러나, 종래기술 1은, 도 14에서 나타내는 바와 같이 그레이팅부(50)는 내경(R1) 및 외경(R4)의 슬라이딩 면(51)의 반경 R2~R3의 범위로 형성되는 것으로서, 피 밀봉 유체 측과 연통시키는 점에 관해서는 기재되어 있지 않아서 메커니컬 실의 기동시에 그레이팅부(50)에 피 밀봉 유체를 적극적으로 넣어두는 것은 의도되지 않았으며, 또 기동 후에도 그레이팅부(50)로의 피 밀봉 유체의 도입량은 충분하다고 할 수 없다. 그리고, 그레이팅부(50)가 슬라이딩 면(51)과 단차가 거의 없는 면 하나로 형성되기 때문에 기동시 및 기동 후에도 그레이팅부(50)에 도입되는 피 밀봉 유체의 양도 한정된 것이 된다.

또한, 종래기술 2는, 도 15에 나타내듯이, 복수의 그레이팅 형상의 주기 구조부(60)는, 둘레 전체(全周)가 경면(鏡面)부분(61)으로 둘러싸여 구분되고, 경면 부분(61)의 구역 밖과 연통하지 않기 때문에 메커니컬 실에 적용했을 경우, 그레이팅 형상의 주기 구조부(60)가 상대하는 슬라이딩재에 의해 덮여서 피 밀봉 유체 측과 비연통되기 때문에 메커니컬 실의 기동시에 그레이팅 형상의 주기 구조부(60)에 경면 부분(61)의 구역 밖에 존재하는 피 밀봉 유체를 넣어 둘 수 없으며, 또한 기동 후에도 그레이팅 형상의 주기 구조부(60)에 대한 피 밀봉 유체의 도입량은 충분하다고는 할 수 없다. 그리고 또한, 그레이팅 형상의 주기 구조부(60)를 경면 부분(61)보다 깊은 곳에 형성하면, 유지할 수 있는 유막 양이 증대하지만, 슬라이드 이동시 주기 구조부(60)에 의한 측방 누설 방지 효과가 떨어지기 때문에 별로 깊게 할 수 없는 점이 시사되어 있다.

요컨대, 종래기술 2에는 메커니컬 실로서 사용하는 것은 시사되지 않고, 또 만일 메커니컬 실로 사용한다 하더라도 메커니컬 실의 기동시에 그레이팅 형상의 주기 구조부(60)에 적극적으로 피 밀봉 유체를 넣고, 또 대기 측으로 누설되지 않는다는 기술 사상은 개시되지 않았다.

또한, 종래기술 3은 도 16 (a)에서와 같이, 원반체(70)의 슬라이딩 면과 링체(71)의 슬라이딩 면이 윤활제 아래에서 상대적으로 슬라이드 이동하는 베어링 등의 슬라이딩 면 구조이며, 도 16 (b)에서와 같이, 원반체(70)의 슬라이딩 면(72)에 둘레 전체가 슬라이딩 면(72)으로 둘러싸여 구분되고, 복수의 요철로 이루어지는 그레이팅부(73a,73b)를 슬라이딩 방향을 따라 여러 개 형성하여, 도 16 (c)와 같이 슬라이딩 방향을 따라 서로 이웃하는 그레이팅부(73a,73b)의 주기 구조의 방향을 슬라이딩 방향에 대해서 대칭으로 하였지만, 베어링 이외의 슬라이딩 면에 어떻게 적용할지는 개시되어 있지 않고, 가령 메커니컬 실에 적용하려 해도, 원반체(70)의 슬라이딩 면(72)의 그레이팅부(73a,73b)가 피 밀봉 유체 측과 연통되는 점에 관해서 제시되어 있지 않기 때문에 메커니컬 실의 기동시 및 기동 후에도 그레이팅부(73a,73b)에 피 밀봉 유체를 적극적으로 집어넣는 기술 사상이 개시되어 있다고는 할 수 없다. 그리고, 그레이팅부(73a,73b)는 슬라이딩 면(72)과 단차가 없는 거의 면 하나로 형성되어 있어서 그레이팅부(73a,73b)에 피 밀봉 유체를 넣을 수 없고, 기동시 및 기동 후에도 슬라이딩 면의 윤활을 충분히 할 수는 문제가 있다.

재공표공보 WO2009/087995호 일본특허공개공보 제2007-69300호 일본특허공개공보 제2009-14183호

본 발명은, 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서 정지시(靜止時)에 누설되지 않으며 회전 초기를 포함하여 회전시에는 유체 윤활에서 작동하면서 동시에 누설을 방지하고 밀봉과 윤활을 양립시킬 수 있는 메커니컬 실을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 메커니컬 실, 첫째로, 고정측에 고정되는 둥근 고리(圓環) 모양의 고정환(固定環)과, 회전축과 함께 회전하는 둥근 고리 모양의 회전환(回轉環)이 서로 마주하여 각 슬라이딩 면을 상대 회전시킴으로써 해당 상대 회전 슬라이딩하는 상기 슬라이딩 면의 지름방향(徑方向) 일측에 존재하는 피 밀봉 유체를 밀봉하는 메커니컬 실에 있어서,

상기 고정환 또는 회전환의 슬라이딩 면 중 어느 한쪽에는 원주방향으로 분리된 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록이 피 밀봉 유체 수용 공간과 연통하도록 형성되고,

상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부(底部)에는 고정환과 회전환의 상대 회전 슬라이딩에 의해 펌핑 작용을 일으키는 펌핑부가 형성되고,

상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부는, 피 밀봉 유체를 흡입하는 방향으로 작용하는 흡입 펌핑부와 피 밀봉 유체를 토출하는 방향으로 작용하는 토출 펌핑부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 특징에 따르면 정지시에는 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 사이는 고체 접촉 상태가 되기 때문에 원주방향으로 연속한 슬라이딩 면에 의해 누설을 방지함으로써 실(seal) 성능이 유지되는 동시에 기동시에는 피 밀봉 유체 수용 블록 내의 공간에 피 밀봉 유체를 집어넣어서 재빨리 윤활 유체막을 형성할 수 있고, 슬라이딩 면의 슬라이딩 토크를 낮추어, 마모를 줄일 수 있다. 그리고 또한, 운전시에는, 흡입 펌핑부를 구비한 피 밀봉 유체 수용 블록 내에 피 밀봉 유체를 넣고, 슬라이딩 면에 의해 분리된 위치에 있는 토출 펌핑부로 슬라이딩 면을 통해서 피 밀봉 유체를 보내고, 이 피 밀봉 유체를 피 밀봉 유체 측에 되돌림으로써 슬라이딩 면의 윤활성을 확보하면서 동시에 누설을 방지하고 밀봉성을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 둘째로, 제 1의 특징에서 상기 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록이 마련될 경우, 그 피 밀봉 유체 수용 블록은 슬라이딩 면의 지름방향의 일부로서 피 밀봉 유체 수용 공간과 외주 측 또는 내주 측을 통해서 직접 연통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 셋째로, 제 1의 특징에 있어서, 상기 고정 환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 큰 쪽의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록이 마련될 경우, 그 피 밀봉 유체 수용 블록은 슬라이딩 면의 지름방향의 외방 및 내방을 남기고 일부에 형성되며, 또 피 밀봉 유체 수용 블록의 피 밀봉 유체측의 일부가 상대하는 슬라이딩 면으로 덮이지 않도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 2, 제 3의 특징에 따르면, 피 밀봉 유체 수용 블록에 피 밀봉 유체를 넣거나, 또는 피 밀봉 유체 수용 블록에서 피 밀봉 유체 측으로 피 밀봉 유체를 되돌리는 것을 쉽게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 넷째로, 제 1 내지 제 3의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 펌핑부는 선상의 요철의 주기 구조를 하고 있으며, 상기 선상의 요철은 해당 요철의 방향이 해당 슬라이딩 면의 슬라이딩 방향에 대해서 소정 각도 경사지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 특징에 따르면 선상의 요철의 주기 구조에서 필요로 하는 펌핑 작용을 얻을 수 있기 때문에 펌핑부의 형성을 쉽게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 다섯째로, 제 1 내지 제 4의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부는, 인접하는 피 밀봉 유체 수용 블록의 상기 선상의 요철의 방향이 해당 슬라이딩 면의 슬라이딩 방향에 대해서 대칭이 되게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 특징에 따르면 슬라이딩 면이 정역(正逆) 양 방향으로 회전하는 경우에 적합하다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 여섯째로, 제 1 내지 제 5 중 어느 하나의 특징에 있어서 상기 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부의 선상의 요철의 주기 구조는, 피코 초 또는 펨토 초 레이저의 조사에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 특징에 따르면, 그 방향성의 제어가 가능하며, 가공 위치의 제어도 가능하기 때문에 이산(離散)적인 작은 구획으로 나누어 각 구역별로 원하는 주기 구조를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 일곱째로, 제 1 내지 제 5의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부의 선상의 요철의 주기 구조는, 스탬프 또는 각인에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 특징에 따르면, 선상의 요철의 주기 구조를 능률적으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 여덟째로, 제 1 내지 제 5의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 피 밀봉 유체 수용 블록은 에칭에 의해 형성되고, 펌핑부의 선상의 요철의 주기 구조는, 피코 초 또는 펨토 초 레이저의 조사에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 아홉째로, 제 1 내지 제 5의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 피 밀봉 유체 수용 블록은 도금 또는 성막에 의해 형성되어, 펌핑부의 선상의 요철의 주기 구조는, 피코 초 또는 펨토 초 레이저의 조사에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 8 및 제 9의 특징에 따르면, 피 밀봉 유체 수용 블록의 형성 및 선상의 요철의 주기 구조의 형성을 제조 설비에 적합한 수단으로 유연하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열째로, 제 1 내지 제 8의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 고정환과 회전환의 슬라이딩 면 사이에 형성되는 액막 두께를 h로 했을 경우, 슬라이딩 면에서의 펌핑부의 요철의 정점을 잇는 가상(假想) 평면의 깊이(d1)가 d1=0.1h~10h의 범위로 설정되고, 또한 펌핑부의 요철의 깊이(d2)가 d2=0.1h~10h의 범위에 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 특징에 따르면 액막 두께에 따른 가장 적합한 펌핑부를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열한째로, 제 1 내지 제 10의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 흡입 펌핑부 및 토출 펌핑부는 측면에서 보아 선상의 요철이 원주방향 또는/및 지름방향에서 각각 임의로 경사져서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열두째로, 제 11의 특징에서, 상기 흡입 펌핑부는 측면에서 볼 때 선상의 요철이 상대측 슬라이딩 부재의 회전방향을 향해서 서서히 높아지게 형성되고, 토출 펌핑부는 측면에서 볼 때 선상의 요철이 상대측 슬라이딩 부재의 회전방향을 향해 차례로 낮아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열셋째로, 제 11 또는 제 12의 특징에 있어서, 상기 흡입 펌핑부는 측면에서 보아 선상의 요철이 내주방향을 향해 차례로 낮아지게 형성되면서 토출 펌핑부는 측면에서 보아 선상의 요철이 외주방향을 향해 차례로 낮아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제 11 내지 제 13의 특징에 따르면, 흡입 펌핑부에 있어서는 더욱더 피 밀봉 유체를 넣어서 토출 펌핑부에 보낼 수 있으며, 또한 토출 펌핑부에 있어서는 보내어진 피 밀봉 유체를 더욱더 피 밀봉 유체 측에 되돌릴 수 있다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열넷째로, 제 4 내지 제 13의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서, 상기 흡입 펌핑부의 펌핑 용량과 토출 펌핑부의 펌핑 용량이 동등 또는 어느 하나의 펌핑 용량이 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열다섯째로, 제 4 내지 제 14의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서, 상기 토출 펌핑부의 선상의 요철의 피치가 흡입 펌핑부의 선상의 요철의 피치보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열여섯째로, 제 4 내지 제 15의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서, 상기 토출 펌핑부의 선상의 요철의 폭 또는 깊이가 흡입 펌핑부의 선상의 요철의 폭 또는 깊이보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열일곱째로, 제 1 내지 제 16의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서 상기 토출 펌핑부의 지름방향의 길이 또는 원주방향의 길이가 흡입 펌핑부의 지름방향의 길이 또는 원주방향의 길이보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제 14(열넷째)의 특징에 따르면, 흡입 펌핑부의 펌핑 용량과 토출 펌핑부의 펌핑 용량을 동등, 또는 어느 하나의 펌핑 용량을 크게 설정할 수 있기 때문에 메커니컬 실의 사용 양태에 따라서 흡입 또는 토출의 펌핑 용량을 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 제 15 내지 제 17의 특징에 따르면, 토출 펌핑부의 토출 용량이 흡입 펌핑부의 흡입 용량보다 크게 설정되어 있어서, 흡입 펌핑부 등에서 유입되는 피 밀봉 유체는 토출 펌핑부에서 피 밀봉 유체 측으로 되돌아가 대기측으로 누설되는 것이 방지된다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열여덟째로, 제 1 내지 제 17의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에는 친수화(親水化) 가공이 시행되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 특징에 따르면, 피 밀봉 유체를 펌핑부에 도입하기 쉬우며, 또한, 오염 방지 효과를 낸다. 그리고 또한, 펌핑부에 친수성 코팅을 마련해서 퇴적물의 발생을 방지함으로써 누설 예방으로 이어진다.

또한, 본 발명의 메커니컬 실은, 열아홉째로, 제 1 내지 제 18의 어느 하나의 특징에 있어서, 상기 고정환과 회전환의 슬라이딩 면의 대기 측의 슬라이딩부에 있어서 적어도 펌핑부가 형성된 슬라이딩 면의 대기 측의 슬라이딩부에는 발수화 가공이 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

이 특징에 따르면 대기 측으로 피 밀봉 유체가 누설되는 것을 한층 더 방지할 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.

(1) 상기 제 1~제 5의 특징에 따라, 정지시에는, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 사이는 고체 접촉 상태가 되기 때문에, 원주방향으로 연속되는 슬라이딩 면에 의해 누출을 방지함으로써 실 성능이 유지되면서, 기동시에는 피 밀봉 유체 수용 블록 내의 공간에 피 밀봉 유체를 집어넣어서 재빨리 윤활 유체막을 형성할 수 있으며, 슬라이딩 면의 슬라이딩 토크를 낮추어서 마모를 저감할 수 있다. 그리고 또한, 운전시에는 흡입 펌핑부를 구비한 피 밀봉 유체 수용 블록 내에 피 밀봉 유체를 집어넣고, 슬라이딩 면에 의해 분리된 위치에 있는 토출 펌핑부에 슬라이딩 면을 통해서 피 밀봉 유체를 보내고, 이 피 밀봉 유체를 피 밀봉 유체 측으로 되돌림으로써 슬라이딩 면의 윤활성을 확보하면서 누설을 방지하여 실 성능을 유지할 수 있다.

(2)상기 제 6~제 9의 특징에 따라, 펌핑부의 선상의 요철의 주기 구조를 쉽고 정확하게 마련할 수 있다.

(3)상기 제 10의 특징에 의해, 상기(1)의 효과를 가장 좋은 것으로 할 수 있다.

(4)상기 제 11~제 13의 특징에 의해, 흡입 펌핑부에 있어서는, 더욱더 피 밀봉 유체를 넣어서 토출 펌핑부에 보낼 수 있으며, 토출 펌핑부에 있어서는 보내온 피 밀봉 유체를 한층 더 피 밀봉 유체 측으로 되돌릴 수 있어서 실 성능 및 윤활성을 한층 더 높일 수 있다.

(5)상기 제 14의 특징에 따르면, 흡입 펌핑부의 펌핑 용량과 토출 펌핑부의 펌핑 용량을 동등, 또는 어느 한쪽의 펌핑 용량을 크게 설정할 수 있기 때문에 메커니컬 실의 사용 양태에 따라서 흡입 또는 토출의 펌핑 용량을 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 상기 제 15 내지 제 17의 특징에 따르면, 토출 펌핑부의 토출 용량이 흡입 펌핑부의 흡입 용량보다 크게 설정되어 있어서 흡입 펌핑부 등으로부터 유입되는 피 밀봉 유체는 토출 펌핑부에서 피 밀봉 유체 측에 되돌려져 대기 측으로 누설되는 것이 방지된다.

(6)상기 제 18의 특징에 따르면, 피 밀봉 유체를 펌핑부에 도입하기 쉬우며 또 오염 방지 효과를 낸다. 게다가, 펌핑부에 친수성 코팅을 마련해서 퇴적물의 발생을 방지함으로써 누설의 예방으로 이어진다.

(7)상기 제 19의 특징에 따르면, 대기측에 피 밀봉 유체가 누설되는 것을 한층 더 방지할 수 있다.

도 1은 일반 산업 기계용의 메커니컬 실의 일례를 나타내는 정면 단면도이고,
도 2는 워터 펌프용의 메커니컬 실의 일례를 나타내는 정면 단면도이고,
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 관련하며, 도 1 및 2에 예시되는 메커니컬 실에 있어서 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우를 나타내는 평면도이고,
도 4는 도 3의 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부를 설명하는 것으로서 운전시의 상태를 나타내고 있으며, 도 4 (a)는 주요부의 확대 평면도, 도 4 (b)는 도 4 (a)의 X-X단면도이고,
도 5는, 도 3 및 도 4의 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부를 설명하는 것으로, 피 밀봉 유체 측에서 본 사시도이고,
도 6은 본 발명의 실시형태 2와 관련되고, 도 1 및 2에 예시되는 메커니컬 실의 고정환의 슬라이딩 면에 형성되는 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부를 나타내는 것으로, 슬라이딩 면에 직교하는 면에서 절단한 단면이고,
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 관련되고, 도 1 및 도 2에 예시되는 메커니컬 실에 있어서 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 큰 쪽의 회전환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우를 나타내는 단면도이고,
도 8은 본 발명의 실시형태 4와 관련되고, 펌핑부의 다른 예를 설명하는 평면도로서, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽인 고정 환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 예를 나타내고,
도 9는 본 발명의 실시형태 5에 관련되고, 펌핑부의 다른 예를 설명하는 평면도로서, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 예를 나타내고 있으며,
도 10은 본 발명의 실시형태 6에 관련되고, 펌핑부의 다른 예를 설명하는 피 밀봉 유체 측에서 본 사시도로서, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 예를 나타내고 있으며,
도 11은 본 발명의 실시형태 7에 관련되고, 펌핑부 및 슬라이딩 면의 다른 예를 설명하는 평면도로서, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성될 경우의 예를 나타내고 있으며,
도 12는 본 발명의 실시형태 7에 관련되고, 펌핑부 및 슬라이딩 면의 여러 가지 예를 설명하는 단면도로서, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성될 경우의 예를 나타내고 있으며,
도 13은 본 발명의 실시형태 7에 관련되고, 펌핑부 및 슬라이딩 면의 여러 가지 예를 설명하는 단면도로서, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 큰 쪽의 회전환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 예를 나타내고 있으며,
도 14는 종래기술 1을 설명하는 평면도이고,
도 15는 종래기술 2를 설명하는 평면도이고,
도 16은 종래기술 3을 설명하는 도면이다.

본 발명에 관련한 메커니컬 실을 실시하기 위한 형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명하겠는데, 본 발명은 이에 한정되어 해석되는 것이 아니며 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한 당업자의 지식을 토대로 여러 가지의 변경, 수정, 개량을 더할 수 있다.

도 1은 일반 산업 기계용 메커니컬 실의 일례를 나타내는 정면 단면도이다.

도 1의 메커니컬 실은 슬라이딩 면의 외주에서 내주방향을 향해 새나가려는 피밀봉 유체를 밀봉하는 형식의 인사이드 형식의 것으로서, 피 밀봉 유체 측의 펌프 임펠러(도시생략)를 구동시키는 회전축(1) 측에 슬리브(2)를 통해서 이 회전축(1)과 일체적으로 회전할 수 있는 상태로 마련된 둥근 고리모양의 회전환(3)과, 펌프의 하우징(4)에 고정된 실 커버(5)에 비 회전 상태이며 축 방향 이동 가능한 상태로 마련된 둥근 고리모양의 고정환(6)이, 이 고정환(6)을 축 방향으로 힘을 더하는 벨로즈(7)에 의해 랩핑 등에 의해서 경면 가공된 슬라이딩 면(S)끼리 밀접 슬라이딩하도록 이루어져 있다. 즉, 이 메커니컬 실은, 회전환(3)과 고정환(6)과의 서로의 슬라이딩 면(S)에서 피 밀봉 유체가 회전축(1)의 외주에서 대기 측으로 유출되는 것을 방지하는 것이다.

회전환(3) 및 고정환(6)은 대표적으로는 SiC(경질 재료)끼리 또는 SiC(경질 재료)와 탄소(연질재료)의 조합으로 형성되지만, 슬라이딩 재료에는 메커니컬 실용 슬라이딩 재료로서 사용되고 있는 것은 적용 가능하다. SiC로서는 붕소, 알루미늄, 탄소 등을 소결 조제로 한 소결체를 비롯하여, 성분, 조성이 다른 두 종류 이상의 상(相)으로 이루어지는 재료, 예를 들면, 흑연 입자가 분산된 SiC, SiC와 Si로 이루어지는 반응 소결 SiC, SiC-TiC, SiC-TiN 등이 있으며, 카본으로서는 탄소질과 흑연질이 혼합된 카본을 비롯하여, 수지 성형 카본, 소결 카본 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 슬라이딩 재료 외에는 금속재료, 수지재료, 표면 개질 재료(코팅 재료), 복합 재료 등도 적용할 수 있다.

도 2는, 워터펌프용의 메커니컬 실의 일례를 나타내는 정면 단면도이다.

도 2의 메커니컬 실은 슬라이딩 면의 외주에서 내주방향을 향해 새나가려는 냉각수를 밀봉하는 형식의 인사이드 형식의 것으로서, 냉각수 측의 펌프 임펠러(도시생략)를 구동시키는 회전축(1) 측에 슬리브(2)를 통해서 이 회전축(1)과 일체적으로 회전할 수 있는 상태로 마련된 둥근 고리모양의 회전환(3)과, 펌프의 하우징(4)에 비 회전 상태, 또 축 방향 이동 가능한 상태에서 마련된 둥근 고리모양의 고정환(6)이, 이 고정환(6)을 축 방향으로 힘을 가하는 코일드 웨이브 스프링(8) 및 벨로즈(9)에 의해, 랩핑 등에 의해서 경면 가공된 슬라이딩 면(S)끼리 밀접 슬라이딩하도록 되어 있다. 즉, 이 메커니컬 실은, 회전환(3)과 고정환(6)의 상호 슬라이딩 면(S)에 있어서, 냉각수가 회전축(1)의 외주에서 대기 측으로 유출되는 것을 방지하는 것이다.

[실시형태 1]

도 3은 본 발명의 실시형태 1에 관련하며, 도 1 및 2에 예시되는 메커니컬 실에 있어서, 고정환(6) 및 회전환(3)의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환(6)의 슬라이딩 면(S)에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 일 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 3에 있어서, 고정환(6)의 슬라이딩 면(S)에는, 원주방향으로 분리된 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록(10)이, 슬라이딩 면(S)의 지름방향의 일부이며 피 밀봉 유체 수용 공간과 외주 측(12)을 통해서 직접 연통하도록 형성되어 있다.

또한, 피 밀봉 유체 측이 회전환(3) 및 고정환(6)의 내측에 존재하는 아웃 사이드형의 메커니컬 실의 경우, 피 밀봉 유체 수용 블록(10)은 슬라이딩 면(S)의 지름방향의 일부이며 피 밀봉 유체 수용 공간과 내주 측을 통해서 직접 연통하도록 형성하면 된다.

피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 지름방향의 폭(a)은, 슬라이딩 면(S)의 지름 방향의 폭(A)의 약 1/3~2/3이며, 또한 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 원주방향의 각도 범위(b)는 인접하는 피 밀봉 유체 수용 블록(10,10) 사이에 존재하는 슬라이딩 면의 각도 범위(B)와 같거나 약간 크게 설정된다.

메커니컬 실을 저 마찰화시키기 위해서는 피 밀봉 유체의 종류, 온도 등에 따르지만, 통상, 슬라이딩 면 사이에 0.1~10㎛ 정도의 액막(液膜)이 필요하다. 이 액막을 얻기 위해서 상기한 바와 같이 슬라이딩 면(S)에 원주방향으로 독립한 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록(10)이 배치되고, 그 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 바닥부에는 고정환(6)과 회전환(3)의 상대 회전 슬라이딩에 의해 펌핑 작용을 일으키는 펌핑부(11)가 형성되어 있다. 그 펌핑부(11)는 피 밀봉 유체를 빨아들이는 방향으로 작용하는 흡입 펌핑부(11a)와 피 밀봉 유체를 뿜어내는 방향으로 작용하는 토출 펌핑부(11b)를 구비하고 있다.

펌핑부(11)의 각각에는 후술되는 도 5에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 상호 평행하고 일정한 피치의 복수의 선상의 요철(본 발명에 있어서는,「선상의 요철의 주기(周期)구조」라고도 한다.)이 형성되고, 해당 요철은, 예를 들면, 펨토 초 레이저에 의해 형성되는 미세한 구조이다.

또한, 본 발명에 있어서 「선상의 요철」로는, 직선 모양의 요철 외에 직선 모양의 요철 형성의 과정에서 출현되는 다소 만곡된 요철, 또는 곡선 모양의 요철도 포함된다.

도 4는, 도 3의 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부를 설명하는 것으로 운전시의 상태를 나타내고 있으며, 도 4 (a)는 주요부의 확대 평면도, 도 4 (b)는 도 4 (a)의 X-X 단면도이다.

도 4에 있어서, 고정환(6)은 실선이고, 또 상대방 슬라이딩 부재인 회전환(3)은 이점쇄선으로 나타내어져 있으며, 회전환(3)은 R 방향으로 회전한다.

도 4 (a)에서와 같이, 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록(10)은 원주방향에 있어서 인접하는 피 밀봉 유체 수용 블록(10)과 슬라이딩 면(S)에 의해 분리되고, 또한, 대기측과도 슬라이딩 면(S)에 의해 비연통되어 있다. 또, 도 4 (b)에서와 같이, 피 밀봉 유체 수용 블록(10)은 슬라이딩 면(S)의 지름방향의 일부에 형성되어 있으며, 피 밀봉 유체를 수용할 수 있도록 오목한 상태를 이루며, 슬라이딩 면(S)과 단차를 가지며, 피 밀봉 유체 수용 공간과는 외주 측(12)을 통해서 직접 연통되어 있다.

이 때문에, 정지시(靜止時)에는 고정환(6) 및 회전환(3)의 슬라이딩 면 사이는 고체 접촉 상태가 되어서, 원주방향으로 연속한 슬라이딩 면에 의해 실 성능이 유지되면서 동시에 기동시에는 도 4 (a)에서 이점쇄선의 화살표로 나타내는 바와 같이 피 밀봉 유체 수용 블록(10)으로 피 밀봉 유체가 넣어지도록 되어 있다.

그리고 또한, 도 4 (a)와 같이 펌핑부(11)에 형성되는 선상의 요철(도면에서는 선상의 요철로서 대표적인 직선모양의 요철을 나타내고 있다. 이하 동일)은, 슬라이딩 면(S)의 슬라이딩 방향, 환언하면 슬라이딩 면(S)의 회전 접선방향에 대해서 소정의 각도(θ)(곡선모양의 요철의 경우에는 접선이 이루는 각도이다. 이하 동일)로 경사지게 형성된다. 소정의 각도(θ)는 슬라이딩 면(S)의 회전 접선에 대해서 내경방향 및 외경방향의 양 방향에 있어서 각각 10°~80°의 범위임이 바람직하다.

복수 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 각각의 펌핑부(11)의 선상의 요철의 회전 접선에 대한 경사각도(θ)는 모두 같아도 되고, 펌핑부(11)마다 달라도 된다. 그러나, 이 경사 각도(θ)에 따라서 슬라이딩 면(S)의 슬라이딩 특성이 영향을 받기 때문에 요구되는 윤활성이나 슬라이딩 조건 등에 따라서 적절한 특정한 경사각도(θ)로 각 펌핑부(11)의 요철의 경사 각도를 통일하는 것이 안정된 슬라이딩 특성을 얻기 위해 효과적이다.

따라서, 슬라이딩 면(S)의 회전 슬라이딩 방향이 한 방향이면, 복수의 펌핑부(11)의 각각의 요철의 회전 접선에 대한 경사각도(θ)는 최적의 특정한 각도로 규정된다.

또한, 슬라이딩 면(S)의 회전 슬라이딩 방향이 정역(正逆) 양 방향이면, 한쪽 방향의 회전시에 적절한 슬라이딩 특성이 되는 제 1의 각도로 회전 접선에 대해서 경사지는 요철을 가지는 제 1의 펌핑부와, 그것과는 반대방향의 회전시에 적절한 슬라이딩 특성이 되는 제 2의 각도로 회전 접선에 대해서 경사지는 요철을 가진 제 2의 펌핑부를 혼재시키는 것이 바람직하다. 그와 같은 구성이라면, 슬라이딩 면(S)이 정역 양 방향으로 회전할 때에 각각 적절한 슬라이딩 특성을 얻을 수 있다.

그리고 또한, 구체적으로는 슬라이딩 면(S)이 정역 양 방향으로 회전하는 경우에는 흡입 펌핑부(11a)와 토출 펌핑부(11b)의 각 요철의 경사각도(θ)는 회전 접선에 대해서 대칭이 되는 각도가 되도록 형성해 두는 것이 매우 적합하다.

또한, 흡입 펌핑부(11a)와 토출 펌핑부(11b)는, 슬라이딩 면(S)의 둘레방향을 따라서 번갈아 배치되지 않도록 형성하는 것이 매우 적합하다.

도 1 및 도 2에 나타내는 슬라이딩 면(S)은, 그와 같은 슬라이딩 면(S)이 양 방향으로 회전할 경우에 적합한 슬라이딩 면(S)의 구성이다.

또한, 흡입 펌핑부(11a)와 토출 펌핑부(11b)는, 슬라이딩 면(S)의 둘레방향을 따라서 번갈아 배치되지 않아도 되며, 예를 들어 흡입 펌핑부(11a)가 두 개, 토출 펌핑부(11b)가 1개꼴로 배치되어도, 혹은 반대의 비율로 배치되어도 좋다.

서로 평행하고 일정한 피치의 복수의 선상의 요철을 정밀하게 소정의 피치로 배치한 구조(선상의 요철의 주기 구조)인 펌핑부(11)는, 예를 들면, 펨토 초 레이저를 이용하여, 슬라이딩 면(S)의 소정의 영역에 엄밀하게 구획이 나눠지고, 그리고 각 구획에 있어서 요철의 방향을 정밀하게 제어해서 형성된다.

가공 역치 근방의 조사 강도로 직선 편광의 레이저를 기판에 조사하면, 입사광과 기판의 표면을 따른 산란광 또는 플라즈마파의 간섭에 의해 파장 오더의 피치와 홈 깊이를 가진 요철 모양의 주기구조가 편광 방향에 직교해서 자기 조직적으로 형성된다. 이때, 펨토 초 레이저를 오버랩시키면서 조작을 행함으로써 그 주기 구조 패턴을 표면에 형성할 수 있다.

이와 같은 펨토 초 레이저를 이용한 선상의 요철의 주기 구조에서는 그 방향성의 제어가 가능하며, 가공 위치의 제어도 가능하기 때문에 이산적인 작은 구획으로 나누어 각 구획마다 원하는 주기(周期)구조를 형성할 수 있다. 즉, 둥근 고리모양의 메커니컬 실 슬라이딩재의 슬라이딩 면을 회전시키면서 이 방법을 이용하면, 슬라이딩 면에 선택적으로 미세한 주기 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, 또한 펨토 초 레이저를 이용한 가공 방법에서는, 메커니컬 실의 윤활성 향상 및 누설 절감에 유효한 서브 미크론 오더의 깊이의 요철 형성이 가능하다.

상기 피 밀봉 유체 수용 블록(10) 및 선상의 요철의 주기 구조의 형성은 펨토 초 레이저에 한정되지 않고, 피코 초 레이저나 전자 빔을 이용해도 좋다. 또한, 상기 피 밀봉 유체 수용 블록(10) 및 선상의 요철의 주기구조의 형성은, 선상의 요철의 주기구조를 갖춘 틀을 이용해 둥근 고리모양의 메커니컬 실 슬라이딩재의 슬라이딩 면을 회전시키면서 스탬프 또는 각인함으로써 행해져도 좋다.

그리고 또한, 상기 피 밀봉 유체 수용 블록(10) 및 선상의 요철의 주기 구조의 형성은, 에칭으로 수행하고, 그 뒤, 펨토 초 레이저 등에 의해 피 밀봉 유체 수용 블록 바닥부에 선상의 요철의 주기 구조를 형성시켜도 좋다. 게다가, 펨토 초 레이저 등에 의해 슬라이딩 면에 선상의 요철의 주기 구조만 형성시키고, 그 뒤 선상의 요철의 주기 구조가 형성되지 않은 슬라이딩 면에 도금 혹은 성막(成膜)을 행함으로써 피 밀봉 유체 수용 블록(10)을 형성시켜도 좋다.

도 5는, 도 3 및 도 4의 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부를 설명하는 것으로, 피 밀봉 유체 측에서 본 사시도이다.

고정환(6)과 회전환(3)의 슬라이딩 면 사이에는, 도 4 (b)에서와 같이 회전 초기부터 운전시에 두께 0.1㎛~10㎛의 액막(h)이 형성되는데, 그 경우, 펌핑부(11)에 있어서 요철의 정점을 이을 수 있는 가상(假想)평면을 취하면, 그 가상 평면은 액막(h)에 따라서 슬라이딩 면(S)보다 d1=0.1h~10h 낮게 설정되고, 가상 평면이 슬라이딩 면(S)과 단차(d1)를 형성하는 형상이 된다. 이 단차(d1)에 의해 형성된 피 밀봉 유체 수용 블록(10) 내의 공간에 피 밀봉 유체가 넣어져, 충분한 액막이 형성된다. 그러나, 충분한 액막을 형성하는 것만으로는 압력 차이에 따라 누설이 발생하게 된다. 이 때문에 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 바닥부에는 피 밀봉 유체가 대기 측으로 새지않도록 액체의 흐름을 일으키게 하는 펌핑부(11)가 형성되어 있는 것이다.

펨토 초 레이저에 의한 경우에는 우선 피 밀봉 유체 수용 블록(10)이 형성되고, 그 후 이어서 펌핑부(11)가 형성된다.

또한, 요철의 정점과 바닥부의 깊이(d2)는, d2=0.1h~10h의 범위가 바람직하다.

펌핑부(11)의 선상의 요철의 피치(p)는 피 밀봉 유체의 점도에 따라서 설정되지만, 0.1㎛~100㎛가 바람직하다. 피 밀봉 유체의 점도가 높은 경우, 홈 내로 유체가 충분히 비집고 들어갈 수 있는 피치(p)를 크게 하는 편이 좋다.

또한, 도 5에 있어서, 펌핑부(11)는 원주방향 및 지름방향에서 축과 직교하는 면과 평행하게 형성되어 있다.

상기와 같이, 정지시에는, 고정환(6) 및 회전환(3)의 슬라이딩 면 사이는 고체 접촉 상태가 되기 때문에 원주방향으로 연속한 슬라이딩 면(S)에 의해 누설을 방지함으로써 실 성능이 유지되는 동시에, 기동시에는 피 밀봉 유체 수용 블록 (10) 내의 공간에 피 밀봉 유체를 집어넣음으로써 재빨리 윤활 유체막을 형성할 수 있으며, 슬라이딩 면(S)의 슬라이딩 토크를 낮추어 마모를 줄일 수 있다. 그리고, 운전시에는 흡입 펌핑부(11a)를 갖춘 피 밀봉 유체 수용 블록(10) 내에 피 밀봉 유체를 넣고, 이 피 밀봉 유체를 슬라이딩 면(S)을 통해서 분리된 위치에 있는 토출 펌핑부(11b)를 구비한 피 밀봉 유체 수용 블록(10)으로 보내고, 토출 펌핑부 (11b)의 작용에 의해 그 피 밀봉 유체 수용 블록(10)에서 이 피 밀봉 유체를 피 밀봉 유체 측으로 보내는 것이다(도 4(a)의 두 점 차선으로 나타내는 화살표 참조). 이러한 피 밀봉 유체의 흐름을 통해서 슬라이딩 면(S)의 윤활성을 확보하면서 동시에 누출을 방지하고 밀봉성을 유지할 수 있다. 특히, 펌핑부(11)의 요철의 정점을 잇는 가상 평면이 슬라이딩 면(S)보다 낮게 설정되고, 가상 평면이 슬라이딩 면(S)과 단차(d1)을 가지는 형상으로 되어 있어서, 기동시에 단차(d1)에 의해 형성된 공간에 피 밀봉 유체를 집어넣음으로써 재빨리 윤활 유체막을 형성할 수 있다.

[실시형태 2]

도 6은 본 발명의 실시형태 2와 관련되며, 도 1 및 2에 예시되는 메커니컬 실의 고정환(6)의 슬라이딩 면(S)에 형성되는 피 밀봉 유체 수용 블록(10) 및 펌핑부(11)를 나타내는 단면도이다.

실시형태 1에 있어서, 펌핑부(11)는 원주방향 및 지름방향에 있어서 축과 직교하는 면과 평행하게 형성되어 있지만, 도 6에서는 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 바닥부에 형성되는 흡입 펌핑부(11a)는 둘레방향에서 그 선상의 요철이 상대방 슬라이딩재인 회전환(3)의 회전방향 R을 향해 점차로 높아지게 형성되고, 토출 펌핑부(11b)는 그 선상의 요철이 상대방 슬라이딩재인 회전환(3)의 회전방향(R)을 향해 점차로 낮아지도록 형성되어 있다.

이와 같이 선상의 요철이 평면에서 보았을 때의 회전 접선에 대한 경사에 더하여 측면에서 봐도 둘레방향으로 경사져 형성되어 있기 때문에 흡입 펌핑부(11a)에 있어서는 한층 더 피 밀봉 유체를 집어넣어서 토출 펌핑부(11b)로 보낼 수 있으며, 또한, 토출 펌핑부(11b)에 있어서는 보내온 피 밀봉 유체를 한층 더 피 밀봉 유체 측으로 되돌릴 수 있다.

본 예의 경우, 상기 고정환과 회전환의 슬라이딩 면 사이에 형성되는 액막 두께를 h로 했을 경우, 슬라이딩 면에서의 펌핑부의 요철의 정점을 잇는 가상 평면의 가장 깊은 부분(최심부) 및 가장 얕은 부분(최천부)의 깊이가, 0.1h~10h의 범위 내에 들어가도록 설정되면 좋다.

피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 바닥부에 형성되는 펌핑(11)은, 원주방향 또는/및 지름방향에 있어서, 필요에 따라 임의로 경사지게 할 수 있다. 예를 들면, 도 3에서와 같이 펌핑부(11)가 형성되는 경우, 흡입 펌핑부(11a)는 지름방향 내측을 향해서 점차적으로 낮아지게 형성되어서 피 밀봉 유체를 빨아 들이기 쉽게 하고, 토출 펌핑부(11b)는 지름방향 내측을 향해 점차로 높아지게 형성되어서 피 밀봉 유체를 토출하기 쉽게 하는 것이 고려될 수 있다.

본 예의 경우도, 상기 고정환과 회전환의 슬라이딩 면 사이에 형성되는 액막 두께를 h로 했을 경우, 슬라이딩 면에서의 펌핑부의 요철의 정점을 잇는 가상 평면의 최심부 및 최천부의 깊이가 0.1h~10h의 범위 내에 들어가도록 설정되면 된다.

[실시형태 3]

도 7은 본 발명의 실시형태 3에 관련되고, 도 1 및 2에 예시되는 메커니컬 실에 있어서 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 큰 쪽의 회전환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 일 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 7에 있어서, 회전환(3) 및 고정환(6)의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 슬라이딩 면의 폭이 큰 회전환(3)의 슬라이딩 면(S)에 원주방향으로 분리된 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록(10)이 형성되어 있다. 이러한 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록(10)은 슬라이딩 면(S)의 지름방향의 바깥쪽 및 안쪽을 남기고 일부에 형성되고, 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 피 밀봉 유체 측의 일부가 상대하는 고정환(6)의 슬라이딩 면(S)으로 덮이지 않도록 형성되는 것이다. 이 때문에, 정지시의 실 성능이 유지되는 동시에 기동시에 있어서는 피 밀봉 유체 수용 블록(10)으로 피 밀봉 유체가 집어 넣어지는 것이다.

또한, 피 밀봉 유체 측이 회전환(3) 및 고정환(6)의 내측에 존재하는 아웃 사이드형의 메커니컬 실의 경우에는 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 지름방향 내측의 일부가 상대하는 고정환(6)의 슬라이딩 면에 의해 덮이지 않도록 배치하면 된다.

[실시형태 4]

도 8은, 본 발명의 실시형태 4와 관련되고, 펌핑부의 다른 예를 설명하는 평면도로서, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 예를 나타낸다.

메커니컬 실의 슬라이딩 면(S)에 같은 용량의 흡입 펌핑부(11a) 및 토출 펌핑부(11b)가 형성되어 있는 경우, 양 회전방향의 메커니컬 실로 이용할 수 있는 장점은 있지만, 피 밀봉 유체의 압력이 높은 경우, 토출 펌핑부(11b)에서의 토출량보다 흡입 펌핑부(11a) 등의 유입량이 상회하여 유출량이 증가할 우려가 있다.

도 8 (a)에서는 토출 펌핑부(11b)의 선상의 요철의 피치(Pb)가 흡입 펌핑부 (11a)의 선상의 요철의 피치(Pa)보다 작은 형성되고, 토출 펌핑부(11b)의 토출 용량이 흡입 펌핑부(11a)의 흡입 용량보다 크게 설정되어 있다. 이 때문에, 흡입 펌핑부(11a) 등에서 유입되는 피 밀봉 유체는 토출 펌핑부(11b)에서 피 밀봉 유체 측으로 배출되어, 대기 측으로 누설하는 것이 방지한다.

또, 도 8(b)에서는 토출 펌핑부(11b)의 선상의 요철의 폭 또는 깊이가 흡입 펌핑부(11a)의 선상의 요철의 폭 또는 깊이보다 크게 형성되고, 토출 펌핑부(11b)의 토출 용량이 흡입 펌핑부(11a)의 흡입 용량보다 크게 설정되어 있다. 이 때문에, 흡입 펌핑부(11a) 등에서 유입되는 피 밀봉 유체는 토출 펌핑부(11b)에서 피 밀봉 유체 측으로 되돌아가 대기 측으로 누설되는 것이 방지된다.

[실시형태 5]

도 9는 본 발명의 실시형태 5에 관련되고, 펌핑부의 다른 예를 설명하는 평면도이며, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 더 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성될 경우의 예를 나타내고 있다.

메커니컬 실의 슬라이딩 면(S)에 같은 용량의 흡입 펌핑부(11a) 및 토출 펌핑부(11b)가 형성되어 있는 경우, 양 회전방향의 메커니컬 실로 이용할 수 있는 장점이 있지만, 피 밀봉 유체의 압력이 높을 경우, 토출 펌핑부(11b)에서의 토출량보다 흡입 펌핑부(11a) 등의 유입량이 상회하여 유출량이 증가될 우려가 있다.

도 9 (a)에서는, 흡입 펌핑부(11a) 및 토출 펌핑부(11b)의 둘레방향의 길이(a)는 같지만, 토출 펌핑부(11b)의 지름방향의 길이(b')가 흡입 펌핑부(11a)의 지름방향의 길이(b)보다 크게 형성되고, 토출 펌핑부(11b)의 토출 용량이 흡입 펌핑부(11a)의 흡입 용량보다 크게 설정되어 있다. 이 때문에, 흡입 펌핑부(11a)로부터 유입되는 피 밀봉 유체는 토출 펌핑부(11b)에서 피 밀봉 유체 측에 되돌아가, 대기 측에 누설되는 것이 방지된다.

또한, 도 9 (b)에서는, 흡입 펌핑부(11a) 및 토출 펌핑부(11b)의 지름방향의 길이(b)는 같지만, 토출 펌핑부(11b)의 둘레방향의 길이(a')가 흡입 펌핑부(11a)의 둘레방향의 길이(a)보다 크게 형성되고, 토출 펌핑부(11b)의 토출 용량이 흡입 펌핑부(11a)의 흡입 용량보다 크게 설정되어 있다. 이 때문에, 흡입 펌핑부(11a)에서 유입되는 피 밀봉 유체는 토출 펌핑부(11b)에서 피 밀봉 유체 측에 되돌아가 대기 측에 누설되는 것이 방지된다.

그리고 또한, 도시되어 있지 않지만, 토출 펌핑부(11b)의 둘레방향 길이 또는 지름방향의 길이를 흡입 펌핑부(11a)의 둘레방향의 길이 또는 지름 방향의 길이보다 크게 형성하고, 토출 펌핑부(11b)의 토출 용량을 흡입 펌핑부(11a)의 흡입 용량보다 크게 설정해도 좋다.

[실시형태 6]

도 10은, 본 발명의 실시형태 6에 관련되며, 펌핑부의 다른 예를 설명하는 피 밀봉 유체측에서 본 사시도이며, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 예이다.

피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 바닥부에 형성된 펌핑부(11)는 피 밀봉 유체와 연통하는 구성으로 이루어져 있지만, 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 깊이는 매우 얕기 때문에 흡입 펌핑부(11a)의 피 밀봉 유체가 들어가기 어렵고, 또한 슬라이딩 면(S)의 틈이 좁기 때문에 흡입 펌핑부(11a)에서 나온 피 밀봉 유체가 토출 펌핑부(11b)에 들어갈 때도 파고들기 어려울 것으로 생각된다. 한편, 펌핑부(11)가 그 능력을 발휘하려면 펌핑부(11)에 피 밀봉 유체가 흘러들어가기 쉬울 필요가 있다.

도 10에서는 피 밀봉 유체 수용 블록(10)의 바닥부에 형성되는 펌핑부(11)(흡입 펌핑부(11a) 및 토출 펌핑부(11b))의 요철부의 표면을 따라 친수화 가공이 시행되고, 젖는 성질을 제어함으로써 펌핑부(11)에 피 밀봉 유체가 흘러들기 쉬워지도록 개선되어 있다.

그리고 또한, 도 10에 있어서, 친수화 가공이 시행되어 있는 것을 나타내는 해칭이 펌핑부(11)의 오목부를 메우고 있는 것처럼 보일 수 있지만, 해칭은 요철부의 표면을 따라서 표시되어 있는 것이며, 펌핑부(11)의 친수화 가공은 요철부의 표면을 따라 시행되어 있는 것이다.

이 친수화(親水化)의 수단으로서는, 다음과 같은 것이 있다.

(1)친수성의 물질을 코팅함에 따른 친수화

(2)표면을 아주 미세하게 거칠게 하여(요철을 늘린다) 표면적을 증가시킴에 따른 친수화

(3)광촉매(플라스마 처리를 포함) 등을 이용한 반응에 따른 친수화

친수성의 물질을 코팅하는 경우의 친수성 코팅 재료로서는, 실리카, 알루미나, 지르코니아 및 티타니아 등의 세라믹, 지방산 에스테르, 지방산 에테르, 황산 에스테르, 인산 에스테르 및 설페이트류 등의 유기물, 및 표면에 친수성기(지방산, 카르본산 잔기 등)을 가지는 것을 들 수 있다.

또한, 코팅 방법으로서는, 도포, 졸-겔 법, 플라즈마 처리, PVD, CVD 및 쇼트피닝이 있고, 광촉매를 이용한 방법도 가능하다.

펌핑부(11)에 친수성 코팅을 마련한 경우, 피 밀봉 유체를 펌핑부(11)에 도입하기 쉽고, 또 오염 방지 효과가 있다. 게다가, 펌핑부(11)에 퇴적물이 부착되면 누설로 이어지기 때문에 친수성 코팅을 마련해서 퇴적물의 발생을 방지함으로써 누출의 예방으로 이어진다.

[실시형태 7]

도 11 내지 도 13을 참조하면서, 본 발명의 실시형태 7에 관해서 설명한다.

도 11은, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 예를 나타내고 있는 것으로서, 슬라이딩 면(S)의 대기 측의 슬라이딩부에는 환상의 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다.

또한, 도 11에서는, 펌핑부(11)(흡입 펌핑부(11a) 및 토출 펌핑부 (11b))에는 실시형태 6에서 나타낸 친수성 코팅(15)이 마련되어 있는 경우를 나타내고 있는데, 반드시 필요하지는 않고, 발수성 코팅(16)이 단독으로 마련되어도 좋은 것은 물론이다.

도 11의 예에서는, 흡입 펌핑부(11a) 및 토출 펌핑부(11b)는 친수성이기 때문에 피 밀봉 유체의 도입이 촉진되고, 슬라이딩 면(S)의 윤활성이 양호해지고, 또 대기측의 슬라이딩부는 발수성이어서 대기 측에 피 밀봉 유체가 누설되는 것이 방지된다.

도 12는, 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 고정환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 여러 가지의 발수성 코팅의 예를 나타낸 것이다.

도 12 (a)에서는 펌핑부(11)에 친수성 코팅(15)이 구비되고, 펌핑부(11)의 구비된 슬라이딩 면(S)의 대기측의 슬라이딩부에 고리모양의 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 발수성 코팅(16)이 마련된 슬라이딩 면에는 발수성 코팅(16)의 두께만큼의 단차가 생기지만, 발수성 코팅(16)의 두께가 슬라이딩 면(S)의 액막의 두께 정도라면 실 성능에 영향은 없다.

도 12 (b)에서는 펌핑부(11)의 마련된 슬라이딩 면(S)의 대기측의 슬라이딩부에는 발수성 코팅(16)의 두께만큼 깎인 고리모양 오목부가 형성되고, 그 고리모양 오목부에 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 이 때문에, 슬라이딩 면(S)은 면 하나로 되어 단차가 없다.

도 12 (c)에서는 펌핑부(11)의 마련된 슬라이딩 면(S)의 대기측의 슬라이딩부에는 발수성 코팅(16)의 두께 이상으로 깎인 고리모양 오목부가 형성되고, 그 고리모양 오목부에 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 이 경우, 발수성 코팅(16)은 상대방 슬라이딩재와 비접촉되지만, 1㎛이하의 틈새라면 피 밀봉 유체의 누설은 충분히 방지할 수 있다.

도 12 (d)에서는 각각의 슬라이딩 면(S)의 대기측의 슬라이딩부에는 발수성 코팅(16)의 두께만큼 깎인 고리모양의 오목부가 형성되고, 그 고리모양 오목부에 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 이 경우, 대기측으로의 피 밀봉 유체의 누설은 더욱 방지된다.

도 13은 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 큰 쪽의 회전환의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부가 형성되는 경우의 여러 가지의 발수성 코팅의 예를 나타낸 것이다.

도 13 (a)에서는 펌핑부(11)에 친수성 코팅(15)이 구비되고, 펌핑부(11)의 마련된 슬라이딩 면(S)의 대기측의 슬라이딩부에 고리모양의 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 발수성 코팅(16)이 마련된 슬라이딩 면에는 발수성 코팅(16)의 두께만큼의 단차가 생기는데, 발수성 코팅(16)의 두께가 슬라이딩 면(S)의 액막의 두께 정도라면 실 성능에 영향은 없다.

도 13 (b)에서는 펌핑부(11)의 마련된 슬라이딩 면(S)의 대기측의 슬라이딩부에는 발수성 코팅(16)의 두께만큼 깎인 고리모양 오목부가 형성되고, 그 고리모양 오목부에 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 이 때문에, 슬라이딩 면(S)은 면 하나가 되고 단차는 없다.

도 13 (c)에서는 펌핑부(11)의 마련된 슬라이딩 면(S)의 대기 측의 슬라이딩부에는 발수성 코팅(16)의 두께 이상으로 깎인 고리모양 오목부가 형성되고, 그 고리모양 오목부에 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 이 경우, 발수성 코팅(16)은 상대방 슬라이딩재와 비접촉되지만, 1㎛이하의 틈새이면, 피 밀봉 유체의 누설은 충분히 방지 가능하다.

도 13 (d)에서는 각각의 슬라이딩 면(S)의 대기측의 슬라이딩부에는 발수성 코팅(16)의 두께만큼 깎인 고리모양 오목부가 형성되고, 그 고리모양 오목부에 발수성 코팅(16)이 마련되어 있다. 이 경우, 대기측으로의 피 밀봉 유체의 누설은 한층 더 방지된다.

이상, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 따라 설명하였는데, 구체적인 구성은 이들 실시의 형태에 의해 한정된 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서의 변경 및 추가가 있어도 본 발명에 포함될 것이다.

예를 들면, 상기 실시형태 4 및 5에서는, 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서, 토출 펌핑부의 펌핑 용량이 흡입 펌핑부의 펌핑 용량보다 큰 경우에 관해 설명하였지만, 메커니컬 실의 사용 형태에 따라서는 어느 정도의 누설이 허용되는 경우도 있으며, 그러한 경우에는 윤활에 중점을 두고 흡입 펌핑부의 펌핑 용량을 토출 펌핑부의 펌핑 용량보다 크게 설정해도 좋다.

1; 회전축
2; 슬리브
3; 회전환(回轉環)
4; 하우징
5; 실 커버
6; 고정환(固定環)
7; 벨로즈
8; 코일드 웨이브 스프링
9; 벨로즈
10; 피 밀봉 유체 수용 블록
11; 펌핑부
11a; 흡입 펌핑부
11b; 토출 펌핑부
12; 외주측
15; 친수성 코팅
16; 발수성 코팅
S; 슬라이딩 면

Claims (19)

1. 고정 측에 고정되는 둥근 고리모양의 고정환(固定環)과, 회전축과 함께 회전하는 둥근 고리모양의 회전환(回轉環)이 서로 마주하여서 각 슬라이딩 면을 상대 회전시킴으로써 해당 상대 회전 슬라이딩하는 상기 슬라이딩 면의 지름방향의 일측에 존재하는 피 밀봉 유체를 밀봉하는 메커니컬 실에 있어서,
   상기 고정환 또는 회전환의 슬라이딩 면 중 어느 한쪽에는 원주방향으로 분리된 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록이 피 밀봉 유체 수용 공간과 연통하도록 형성되고,
   상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에는, 고정환과 회전환의 상대 회전 슬라이딩에 의해 펌핑 작용을 일으키는 펌핑부가 형성되고,
   상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부는, 피 밀봉 유체를 빨아 들이는 방향으로 작용하는 흡입 펌핑부와 피 밀봉 유체를 토출하는 방향으로 작용하는 토출 펌핑부를 구비하고,
   상기 흡입 펌핑부의 펌핑 용량과 토출 펌핑부의 펌핑 용량이 동등, 또는 어느 한쪽의 펌핑 용량이 크게 설정되어 있는 것는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 작은 쪽의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록이 마련되는 경우, 그 피 밀봉 유체 수용 블록은 슬라이딩 면의 지름방향의 일부이며, 피 밀봉 유체 수용 공간과 외주측 또는 내주측을 통해서 직접 연통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 고정환 및 회전환의 슬라이딩 면 중, 지름방향의 폭이 큰 쪽의 슬라이딩 면에 피 밀봉 유체 수용 블록이 마련되는 경우, 그 피 밀봉 유체 수용 블록은 슬라이딩 면의 지름방향의 바깥쪽 및 안쪽을 남기고 일부에 형성되며, 피 밀봉 유체 수용 블록의 피 밀봉 유체 측의 일부가 상대하는 슬라이딩 면으로 덮이지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 펌핑부는 선상(線狀)의 요철의 주기(周期)구조를 하고 있으며, 상기 선상의 요철은 해당 요철의 방향이 해당 슬라이딩 면의 슬라이딩 방향에 대해서 소정의 각도 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부는, 인접하는 피 밀봉 유체 수용 블록의 상기 선상의 요철 방향이 해당 슬라이딩 면의 슬라이딩 방향에 대해서 대칭이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부의 선상의 요철의 주기 구조는, 피코 초 레이저 또는 펨토 초 레이저의 조사에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 피 밀봉 유체 수용 블록 및 펌핑부의 선상의 요철의 주기구조는, 스탬프 또는 각인에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 피 밀봉 유체 수용 블록은 에칭에 의해 형성되고, 펌핑부의 선상의 요철의 주기 구조는, 피코 초 레이저 또는 펨토 초 레이저의 조사에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 피 밀봉 유체 수용 블록은 도금 또는 성막에 의해 형성되고, 펌핑부의 선상의 요철의 주기구조는, 피코 초 레이저 또는 펨토 초 레이저의 조사에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메카니컬 실.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 고정환과 회전환의 슬라이딩 면 사이에 형성되는 액막 두께를 h로 했을 경우, 슬라이딩 면에서의 펌핑부의 요철의 정점을 잇는 가상 평면의 깊이(d1)가 d1=0.1h~10h의 범위로 설정되고, 또한 펌핑부의 요철의 깊이(d2)가 d2=0.1h~10h의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 흡입 펌핑부 및 토출 펌핑부는, 측면에서 보아 선상의 요철이 원주방향 또는 지름방향에서 각각 임의로 경사져서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 흡입 펌핑부는 측면에서 보아 선상의 요철이 상대방 슬라이딩 부재의 회전방향을 향해 점차로 높아지도록 형성되고, 토출 펌핑부는 측면에서 보아 선상의 요철이 상대방 슬라이딩 부재의 회전방향을 향해 점차로 낮아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
13. 제 11항에 있어서,
    상기 흡입 펌핑부는 측면에서 보아 선상의 요철이 내주(內周)방향을 향해 점차로 낮아지도록 형성되고, 토출 펌핑부는 측면에서 보아 선상의 요철이 외주(外 周)방향을 향해 점차로 낮아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
14. 삭제
15. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서, 상기 토출 펌핑부의 선상의 요철의 피치가 흡입 펌핑부의 선상의 요철의 피치보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
16. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서, 상기 토출 펌핑부의 선상의 요철의 폭 또는 깊이가 흡입 펌핑부의 선상의 요철의 폭 또는 깊이보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
17. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에 있어서, 상기 토출 펌핑부의 지름방향의 길이 또는 원주방향의 길이가 흡입 펌핑부의 지름방향의 길이 또는 원주방향의 길이보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
18. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 피 밀봉 유체 수용 블록의 바닥부에 형성되는 펌핑부에는 친수화 가공이 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.
19. 제 1항에 있어서,
    상기 고정환과 회전환의 슬라이딩 면의 대기측의 슬라이딩부에 있어서, 적어도 펌핑부의 형성된 슬라이딩 면의 대기측의 슬라이딩부에는 발수화 가공이 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 메커니컬 실.

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