JP2001355057A - 保護表面を有するプラスチック製ポンプ部品 - Google Patents
保護表面を有するプラスチック製ポンプ部品Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐磨耗性及び／又は耐食性において金属部品
に匹敵するプラスチック製ポンプ部品を提案することで
ある。 【解決手段】 プ本発明によるラスチック製ポンプ部品
は、プラスチック製のコア部材と、コア部材上に設けら
れた結合金属層と、結合金属層上に設けられ、かつ、耐
磨耗性及び／又は耐食性を有する保護層とを具える。保
護層は、コバルト、ニッケル、クロム及びモリブデンの
少なくとも一種を含有する合金、タングステンカーバイ
ド、クロムカーバイド又は酸化物セラミックスからな
り、かつ、高速のフレーム溶射、プラズマ粉末溶射若し
くは熱粉末溶射、又は自生ロッドフレーム溶射により形
成されている。
に匹敵するプラスチック製ポンプ部品を提案することで
ある。 【解決手段】 プ本発明によるラスチック製ポンプ部品
は、プラスチック製のコア部材と、コア部材上に設けら
れた結合金属層と、結合金属層上に設けられ、かつ、耐
磨耗性及び／又は耐食性を有する保護層とを具える。保
護層は、コバルト、ニッケル、クロム及びモリブデンの
少なくとも一種を含有する合金、タングステンカーバイ
ド、クロムカーバイド又は酸化物セラミックスからな
り、かつ、高速のフレーム溶射、プラズマ粉末溶射若し
くは熱粉末溶射、又は自生ロッドフレーム溶射により形
成されている。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、保護表面を有するプラスチック
製ポンプ部品（例えば、ポンプロータ、ジョイント等）
に関するものである。
製ポンプ部品（例えば、ポンプロータ、ジョイント等）
に関するものである。
【０００２】
【従来技術】磨耗の生じ易い環境下で使用される部品
は、良好な耐磨耗性を確保するために金属製とするのが
普通である。しかし、精密に加工された表面を有する金
属部品は製造コストが高くなる。正確な寸法の完成品を
製造し、かつ、所要の表面精度を達成するために一連の
加工工程が必要とされるからである。
は、良好な耐磨耗性を確保するために金属製とするのが
普通である。しかし、精密に加工された表面を有する金
属部品は製造コストが高くなる。正確な寸法の完成品を
製造し、かつ、所要の表面精度を達成するために一連の
加工工程が必要とされるからである。
【０００３】これに対して、プラスチックを素材として
使用する場合には、精度が高く、表面品質が良好な部品
を、射出成形や押出成形等、既知の成形技術により安価
に製造することが可能である。プラスチック部品に所要
の耐磨耗性を付与するため、磨耗にさらされるプラスチ
ック部品表面に硬化処理を施すこと、例えばプラスチッ
ク部品表面にラッカーを塗布した後、熱処理により硬化
させることは、既知である。しかし、例えば偏心ネジポ
ンプのローター等が作動する強度の磨耗環境下では、上
記の方法で達成されるプラスチック部品の表面硬度は依
然として不十分である。
使用する場合には、精度が高く、表面品質が良好な部品
を、射出成形や押出成形等、既知の成形技術により安価
に製造することが可能である。プラスチック部品に所要
の耐磨耗性を付与するため、磨耗にさらされるプラスチ
ック部品表面に硬化処理を施すこと、例えばプラスチッ
ク部品表面にラッカーを塗布した後、熱処理により硬化
させることは、既知である。しかし、例えば偏心ネジポ
ンプのローター等が作動する強度の磨耗環境下では、上
記の方法で達成されるプラスチック部品の表面硬度は依
然として不十分である。
【０００４】ドイツ特許第１６８７４７６号には、プラ
スチックで成形されたローターを硬質クロム層で被覆し
た偏心ネジポンプが記載されている。この硬質クロム層
は、化学的方法で設けられたグラファイト又は銅の中間
層の上に、電解的に被着されるものである。
スチックで成形されたローターを硬質クロム層で被覆し
た偏心ネジポンプが記載されている。この硬質クロム層
は、化学的方法で設けられたグラファイト又は銅の中間
層の上に、電解的に被着されるものである。
【０００５】また、特開昭６２−２０３９８８号公報に
は、繊維強化プラスチックで成形され、Ｔｉ又はＴｉＮ
のイオンプレーティング層が設けられたポンプハウジン
グが記載されている。
は、繊維強化プラスチックで成形され、Ｔｉ又はＴｉＮ
のイオンプレーティング層が設けられたポンプハウジン
グが記載されている。
【０００６】さらに、ドイツ特許出願公開第４０３９３
５２Ａ１号公報には、プラスチック母材に表面層を形成
する成層方法及び装置が記載されている。この場合、既
知のＰＣＶＤ成層方法によりプラスチック表面上に結合
下地層、アルミニウム層及び保護層を順次に形成する。
結合下地層及び保護層はそれぞれＳｉＣ又はＳｉＯＣか
らなるものである。
５２Ａ１号公報には、プラスチック母材に表面層を形成
する成層方法及び装置が記載されている。この場合、既
知のＰＣＶＤ成層方法によりプラスチック表面上に結合
下地層、アルミニウム層及び保護層を順次に形成する。
結合下地層及び保護層はそれぞれＳｉＣ又はＳｉＯＣか
らなるものである。
【０００７】
【発明の課題】上述した従来技術に鑑み、本発明の課題
は、耐磨耗性及び／又は耐食性において金属部品に匹敵
するプラスチック製ポンプ部品を提案することである。
は、耐磨耗性及び／又は耐食性において金属部品に匹敵
するプラスチック製ポンプ部品を提案することである。
【０００８】
【課題の解決手段】この課題を解決するため、本発明に
よるポンプ部品は、プラスチック製のコア部材と、該コ
ア部材上に設けられた結合金属層と、該結合金属層上に
設けられ、かつ、耐磨耗性及び／又は耐食性を有する保
護層とを具え、該保護層が、コバルト、ニッケル、クロ
ム及びモリブデンの少なくとも一種を含有する合金、タ
ングステンカーバイド、クロムカーバイド又は酸化物セ
ラミックスからなり、かつ、高速のフレーム溶射、プラ
ズマ粉末溶射若しくは熱粉末溶射、又は自生ロッドフレ
ーム溶射により形成されたものであることを特徴とする
ものである。
よるポンプ部品は、プラスチック製のコア部材と、該コ
ア部材上に設けられた結合金属層と、該結合金属層上に
設けられ、かつ、耐磨耗性及び／又は耐食性を有する保
護層とを具え、該保護層が、コバルト、ニッケル、クロ
ム及びモリブデンの少なくとも一種を含有する合金、タ
ングステンカーバイド、クロムカーバイド又は酸化物セ
ラミックスからなり、かつ、高速のフレーム溶射、プラ
ズマ粉末溶射若しくは熱粉末溶射、又は自生ロッドフレ
ーム溶射により形成されたものであることを特徴とする
ものである。
【０００９】本発明は、プラスチック製のコア部材との
結合性に優れ、かつ、所要の耐磨耗性及び／又は耐食性
を有する保護層の下地層としても好適な結合金属層を中
間層として設ける場合には、耐磨耗性及び／又は耐食性
において金属部品に匹敵するプラスチック製ポンプ部品
を効果的に実現できるとの知見に基づいて完成されたも
のである。耐磨耗性及び／又は耐食性を有する保護層
は、部品表面における所望の特性に容易に適合させるこ
とが可能である。なお、プラスチック製ポンプ部品の表
面上に所望の層を形成するための上記方法は、従来から
金属部品の表面処理にも適用されており、当業者におい
て特に説明を要するものではない。
結合性に優れ、かつ、所要の耐磨耗性及び／又は耐食性
を有する保護層の下地層としても好適な結合金属層を中
間層として設ける場合には、耐磨耗性及び／又は耐食性
において金属部品に匹敵するプラスチック製ポンプ部品
を効果的に実現できるとの知見に基づいて完成されたも
のである。耐磨耗性及び／又は耐食性を有する保護層
は、部品表面における所望の特性に容易に適合させるこ
とが可能である。なお、プラスチック製ポンプ部品の表
面上に所望の層を形成するための上記方法は、従来から
金属部品の表面処理にも適用されており、当業者におい
て特に説明を要するものではない。
【００１０】
【実施の形態】以下、本発明を好適な実施形態について
更に具体的に説明する。
更に具体的に説明する。
【００１１】本発明を実施するにあたり、以下に記述す
る二通りの実施形態が結合金属層として特に有利である
ことを確認した。
る二通りの実施形態が結合金属層として特に有利である
ことを確認した。
【００１２】先ず、第１の実施形態では、結合金属層を
純度が９９％以上の亜鉛で構成する。亜鉛の純度は９
９．９％以上とするのが好適であり、特に９９．９９％
以上とするのが更に好適である。結合金属層は、亜鉛の
純度が高いほどプラスチック製コア部材により良好に結
合する。他方、亜鉛の純度が９９％に満たない場合に
は、満足すべき成層プロセスが達成されないことを確認
した。
純度が９９％以上の亜鉛で構成する。亜鉛の純度は９
９．９％以上とするのが好適であり、特に９９．９９％
以上とするのが更に好適である。結合金属層は、亜鉛の
純度が高いほどプラスチック製コア部材により良好に結
合する。他方、亜鉛の純度が９９％に満たない場合に
は、満足すべき成層プロセスが達成されないことを確認
した。
【００１３】次に、第２の実施形態では、結合金属層を
アルミニウム・シリコン合金で構成する。そのアルミニ
ウム・シリコン合金は、５ｗｔ％〜１５ｗｔ％のシリコ
ンを含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金
であることが好適である。なお、アルミニウム・シリコ
ン合金には他の金属からの不可避的な不純物が含まれる
場合もある。例えば、０．１％以下のマグネシウム、
０．１％以下のマンガン、０．５％以下の鉄、０．０３
％以下の銅及び／又は０．０７％以下の亜鉛がアルミニ
ウム・シリコン合金に含まれていても差し支えない。多
くのプラスチック材料が、十分な耐熱性をもたない点に
鑑み、５ｗｔ％〜１５ｗｔ％のシリコンを含有するアル
ミニウム・シリコン合金は融点が比較的低いために特に
有利である。なお、結合金属層を構成するアルミニウム
・シリコン合金の融点は５７０℃〜６１５℃の範囲内と
するのが好適であり、特に、５７０℃〜５９０℃の範囲
内とするのが更に好適である。
アルミニウム・シリコン合金で構成する。そのアルミニ
ウム・シリコン合金は、５ｗｔ％〜１５ｗｔ％のシリコ
ンを含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金
であることが好適である。なお、アルミニウム・シリコ
ン合金には他の金属からの不可避的な不純物が含まれる
場合もある。例えば、０．１％以下のマグネシウム、
０．１％以下のマンガン、０．５％以下の鉄、０．０３
％以下の銅及び／又は０．０７％以下の亜鉛がアルミニ
ウム・シリコン合金に含まれていても差し支えない。多
くのプラスチック材料が、十分な耐熱性をもたない点に
鑑み、５ｗｔ％〜１５ｗｔ％のシリコンを含有するアル
ミニウム・シリコン合金は融点が比較的低いために特に
有利である。なお、結合金属層を構成するアルミニウム
・シリコン合金の融点は５７０℃〜６１５℃の範囲内と
するのが好適であり、特に、５７０℃〜５９０℃の範囲
内とするのが更に好適である。
【００１４】上述したアルミニウム・シリコン合金は、
引張強度が１５０〜１８０Ｎ／ｍｍ、０．２％耐力が７
０〜８０Ｎ／ｍｍ、伸び（Ｌ＝５ｄ）が４〜８％、導電
率が２０ｍ／（Ω×ｍｍ２）である。本発明における結
合金属層を構成するアルミニウム・シリコン合金として
は、３．２２８５合金の名称で知られている合金が特に
好適である。
引張強度が１５０〜１８０Ｎ／ｍｍ、０．２％耐力が７
０〜８０Ｎ／ｍｍ、伸び（Ｌ＝５ｄ）が４〜８％、導電
率が２０ｍ／（Ω×ｍｍ２）である。本発明における結
合金属層を構成するアルミニウム・シリコン合金として
は、３．２２８５合金の名称で知られている合金が特に
好適である。
【００１５】結合金属層の層厚は２５μｍ〜１５０μ
ｍ、好適には５０μｍ〜１００μｍである。しかし、特
定の用途への適応性又は特定の材料の組み合わせが必要
とされる場合には、層厚は上記の数値範囲に満たないも
の又は当該範囲を超えるものであっても良い。
ｍ、好適には５０μｍ〜１００μｍである。しかし、特
定の用途への適応性又は特定の材料の組み合わせが必要
とされる場合には、層厚は上記の数値範囲に満たないも
の又は当該範囲を超えるものであっても良い。
【００１６】結合金属層は、アーク溶射法によりプラス
チック製コア部材上に形成するのが特に好適である。ア
ーク溶射法によれば、コア部材が複雑な形状を有する場
合でも、コア部材に過度の熱負荷を及ぼすことなく均一
な層厚の結合金属層を容易に形成することが可能であ
る。
チック製コア部材上に形成するのが特に好適である。ア
ーク溶射法によれば、コア部材が複雑な形状を有する場
合でも、コア部材に過度の熱負荷を及ぼすことなく均一
な層厚の結合金属層を容易に形成することが可能であ
る。
【００１７】なお、結合金属層の形成に先立ち、母材表
面を例えば工業用アルコールで浄化し、又は適当な放射
線処理により活性化させるのが望ましい。
面を例えば工業用アルコールで浄化し、又は適当な放射
線処理により活性化させるのが望ましい。
【００１８】本発明の他の好適な実施形態では、保護層
をアルミナ又は酸化クロムで構成する。しかし、異種金
属材料からなる複合材料層や、金属材料と酸化物セラミ
ックスからなる複合材料層で保護層を形成することも可
能である。
をアルミナ又は酸化クロムで構成する。しかし、異種金
属材料からなる複合材料層や、金属材料と酸化物セラミ
ックスからなる複合材料層で保護層を形成することも可
能である。
【００１９】保護層の全層厚は、プラスチック製ポンプ
部品の用途や保護層を構成する層の数に応じて、５０μ
ｍ〜４００μｍの範囲内とする。
部品の用途や保護層を構成する層の数に応じて、５０μ
ｍ〜４００μｍの範囲内とする。
【００２０】プラスチック製コア部材は、ポリエーテル
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）又はポリアミドで構成する
のが特に有利である。また、これらの材料からなる混合
物でコア部材を形成することも可能である。
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）又はポリアミドで構成する
のが特に有利である。また、これらの材料からなる混合
物でコア部材を形成することも可能である。
【００２１】本発明によるプラスチック製ポンプ部品
は、同一使用の金属製部品と対比して軽量であり、しか
も、金属製部品に匹敵する耐磨耗性及び／又は耐食性を
有するものである。本発明によるプラスチック製ポンプ
部品は、プラスチックが軽量性を有することも相まっ
て、低コストで製造することが可能である。さらに、本
発明は、結合金属層をプラスチック製コア部材上に設け
たことにより、耐磨耗性及び／又は耐食性を有する保護
層を容易かつ確実に成形可能とするものである。
は、同一使用の金属製部品と対比して軽量であり、しか
も、金属製部品に匹敵する耐磨耗性及び／又は耐食性を
有するものである。本発明によるプラスチック製ポンプ
部品は、プラスチックが軽量性を有することも相まっ
て、低コストで製造することが可能である。さらに、本
発明は、結合金属層をプラスチック製コア部材上に設け
たことにより、耐磨耗性及び／又は耐食性を有する保護
層を容易かつ確実に成形可能とするものである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 4/10 Ｃ２３Ｃ 4/10 4/12 4/12 Ｆ０４Ｂ 39/00 Ｆ０４Ｂ 39/00 Ａ Ｆターム(参考） 3H003 AD01 AD02 AD03 4F100 AA15C AA19C AA22C AB01B AB10B AB11B AB13C AB15C AB16C AB18B AB20C AB31B AB31C AD03C AK01A AK46A AK54A BA03 BA07 BA10A BA10C EH56B EH56C JB02C JK09C 4K031 AA08 AB03 AB08 AB09 CB37 CB39 CB42 CB43 DA01 DA03 DA04
Claims (12)
- 【請求項１】 保護表面を有するプラスチック製ポンプ
部品であって、 プラスチック製のコア部材と、 該コア部材上に設けられた結合金属層と、 該結合金属層上に設けられ、かつ、耐磨耗性及び／又は
耐食性を有する保護層とを具え、 該保護層が、コバルト、ニッケル、クロム及びモリブデ
ンの少なくとも一種を含有する合金、タングステンカー
バイド、クロムカーバイド又は酸化物セラミックスから
なり、かつ、高速のフレーム溶射、プラズマ粉末溶射若
しくは熱粉末溶射、又は自生ロッドフレーム溶射により
形成されたものであることを特徴とするプラスチック製
ポンプ部品。 - 【請求項２】 請求項１記載のポンプ部品において、前
記結合金属層は９９％以上の純度を有する亜鉛からなる
ことを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項３】 請求項２記載のポンプ部品において、前
記結合金属層を形成する亜鉛が９９．９％以上の純度、
好適には９９．９９％以上の純度を有することを特徴と
するポンプ部品。 - 【請求項４】 請求項１記載のポンプ部品において、前
記結合金属層はアルミニウム・シリコン合金からなるこ
とを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項５】 請求項４記載のポンプ部品において、前
記アルミニウム・シリコン合金は５ｗｔ％〜１５ｗｔ％
のシリコンを含有し、残部が実質的にアルミニウムから
なることを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項６】 請求項４又は５に記載されたポンプ部品
において、前記アルミニウム・シリコン合金は融点が５
７０℃〜６１５℃、好適には５７０℃〜５９０℃である
ことを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項７】 請求項１〜６の何れか一項に記載された
ポンプ部品において、前記結合金属層は層厚が２５μｍ
〜１５０μｍ、好適には５０μｍ〜１００μｍであるこ
とを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項８】 請求項１〜７の何れか一項に記載された
ポンプ部品において、前記結合金属層はアーク溶射によ
り形成されたものであることを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項９】 請求項１〜８の何れか一項に記載された
ポンプ部品において、前記保護層はアルミナ又は酸化ク
ロムからなることを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項１０】 請求項１〜９の何れか一項に記載され
たポンプ部品において、前記保護層は異種材料を積層し
てなることを特徴とするポンプ部品。 - 【請求項１１】 請求項１記載のポンプ部品において、
前記保護層は層厚が５０μｍ〜４００μｍであることを
特徴とするポンプ部品。 - 【請求項１２】 請求項１〜１１の何れか一項に記載さ
れたポンプ部品において、前記コア部材がポリエーテル
エーテルケトン又はポリアミドからなることを特徴とす
るポンプ部品。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10018977 | 2000-04-17 | ||
| DE10024849A DE10024849C1 (de) | 2000-04-17 | 2000-05-19 | Kunststoffpumpenteil mit Schutzoberfläche |
| DE10018977:6 | 2000-05-19 | ||
| DE10024849:7 | 2000-05-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001355057A true JP2001355057A (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=26005347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001112680A Pending JP2001355057A (ja) | 2000-04-17 | 2001-04-11 | 保護表面を有するプラスチック製ポンプ部品 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1148243B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001355057A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006028178A1 (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Jtekt Corporation | ユニバーサルジョイント |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018222516A1 (de) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1678476B1 (de) | 1963-08-06 | 1970-02-12 | Eugen Soeding | Exzenterschneckenpumpe |
| JPS62203988A (ja) | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Inoue Japax Res Inc | ポンプ |
| US5120204A (en) * | 1989-02-01 | 1992-06-09 | Mono Pumps Limited | Helical gear pump with progressive interference between rotor and stator |
| DE4039352A1 (de) | 1990-12-10 | 1992-06-11 | Leybold Ag | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schichten auf oberflaechen von werkstoffen |
| US5395221A (en) * | 1993-03-18 | 1995-03-07 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Carbide or boride coated rotor for a positive displacement motor or pump |
| US5498142A (en) * | 1995-05-30 | 1996-03-12 | Kudu Industries, Inc. | Hardfacing for progressing cavity pump rotors |
-
2001
- 2001-04-11 JP JP2001112680A patent/JP2001355057A/ja active Pending
- 2001-04-12 EP EP01710019A patent/EP1148243B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006028178A1 (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Jtekt Corporation | ユニバーサルジョイント |
| US7691000B2 (en) | 2004-09-09 | 2010-04-06 | Jtekt Corporation | Universal joint |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1148243B1 (de) | 2004-06-23 |
| EP1148243A2 (de) | 2001-10-24 |
| EP1148243A3 (de) | 2002-12-18 |
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