(57)【要約】本発明は、成形工程が複数の点状の微小突起物を備えるヘッドを有するパンチを用いて実施されることを特徴とする、適切な鋳型に容れられたセラミック粉末に関する第１冷間成形工程と、リングに関する第２焼結工程とを含むタイプの、ポンプのセラミック製機械用シールリングに関する表面処理工程に関する。本発明の別の目的は、前記工程により得られるシールリングである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形工程が複数の点状の微小突起物を備えるヘッドを有するパンチを用いて実施されることを特徴とする、適切な鋳型に容れられたセラミック粉末に関する第１冷間成形工程と、リングに関する第２焼結工程とを含むタイプの、ポンプのセラミック製機械用シールリングに関する、表面処理工程。
【請求項２】
請求項１の前記工程によって得られることを特徴とする、ポンプ用のセラミック製機械用シールリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
工業的発明に関する本特許出願は、自動車、工業用および家庭用器具セクターにおいて使用されるポンプのシールリングおよび前述の工程によって得られたリングに対する表面処理工程に関する。
【背景技術】
【０００２】
前述の工程の利点については、先行技術および関連のある欠点の簡単な説明後に明らかになる。
【０００３】
周知の通り、前述のようなタイプのポンプでは、回転軸とこれに対応する固定ケースとの間のエリアにおける漏れは避けなければならない。
【０００４】
そのため、２つの協同するリングからなる前シール（少なくとも１つのリングはセラミック材料、通常シリコンカーバイドから作られる）を提供する。１つのリングは回転軸に取り付けられ、もう１つのリングはポンプアセンブリに取り付けられる。
【０００５】
具体的にはリングは適切な手段の作用によって接触状態を保っており、ポンプ操作時にはこすれ合っているため、不要な漏れが回避されている。
【０００６】
しかし、リングの前面が微細孔およびさらには完全平面性を特徴とする場合、リングの密封作用は改善される。
【０００７】
微細孔のため、２つのリングのこすれ合う表面の間に中間液の極薄膜が持続的に形成されるが、デバイスの良好な密封にとってこれは極めて重要な因子である。
【０００８】
このようなタイプの密封において使用されるリングは、主にセラミック粉末、大半がシリコンカーバイドから得られるものであり、適切な鋳型に容れられた粉末を成形および圧縮するパンチによって第１成形（または「冷間成形」）され、次に高温焼結工程を受けて粉末を「結合」させ、不可逆的に硬化させる。
【０００９】
従来、２つの主な代替技術によって、前述のリングの表面上に微細孔を生成するために使用される工程は、粉末の冷間成形工程後に実施される。
【００１０】
第１の化学的物理的技術に従って、セラミック粉末と大量のプラスチックビーズを混合し、その後冷間成形工程を行う。
【００１１】
冷間成形工程完了後、リングの全体構造によって表面層上のみならず内部にもプラスチックビーズがびまんに存在する。
【００１２】
焼結工程時、高温によってビーズが徐々に融解し、シールリングの圧縮されたセラミック構造に微細孔用のスペースが残る。
【００１３】
容易に実用化されるという観点から一般的に普及しているが、この従来技術は２つの重要な欠点によって損なわれる。
【００１４】
第１の欠点は、全体構造において微細孔がびまんに存在するため、密度が高く緻密な構造（つまり、当初プラスチックビーズによって占有される微小胞のみられない構造）の特性と比較してリングの熱的機械的特性が低いことである。
【００１５】
第２の欠点は、高温焼結時のビーズ融解から得られたプラスチック廃棄物を処分するのに特殊な方法が必要とされることである。
【００１６】
上述の通り、代替技術が考案された。この物理的技術は、シリコンカーバイド粉末または等価のセラミック材料から成形したリングの前面上にレーザテクスチャリング処理を直接実施する方法によって、各シールリングの焼結工程終了時に実行される。
【００１７】
明らかに、この処理はシールリングの表面層にのみ影響を及ぼし、全体構造の熱的機械的特性を損なわないため、特に評価されている。
【００１８】
しかし、これは極めて高度かつ高価な技術であり、さらにレーザー使用によってリングのセラミック構造上の表面の微小腔近くに微小亀裂が形成される。
【発明の開示】
【００１９】
本発明の具体的な目的は、前述の先行技術の欠点を克服し得るさらなる代替技術を考案することである。
【００２０】
より正確には、本発明の新技術は、従来の廉価な工程（レーザー発生器を用いない）によってセラミックリングのシール側に非連続的な表面の微小腔から構成される優れた微細孔が得られ、リングの残りの構造も表面の亀裂や内部の微細孔が避けられる。
【００２１】
先行技術に関して、本発明の工程の特色は、非連続的な表面の微小腔を形成するのに使用される処理が、後に続く焼結工程（プラスチックビーズによる処理の場合等）時や焼結工程後（レーザー処理の場合等）ではなく、セラミック粉末の冷間成形時に初めて発生するという事実にある。
【００２２】
本発明の発明的解決法、すなわち素晴らしい、廉価で有効なアイデアは、冷間成形時にセラミックを成形するのに使用されるのと同じパンチのヘッドを用いてシールリングの非連続的な表面の微小腔が得られることである。
【００２３】
パンチのヘッドは多数の点状の微小突起物を備え、鋳型に容れられたセラミック粉末に対するヘッドの強い衝撃にはダブル効果があるのは明らかである（例えば、前述の粉末に対する従来の圧縮法やリングの上面にレリーフ腔を作成することは、パンチのヘッド上にある点状の微小突起物とまさに一致する）。
【００２４】
言い換えれば、パンチのヘッド上の全ての微小突起物は、シールリングの表面上に微小腔を生じさせる。
【００２５】
さらに、冷間成形工程終了時にリングを高温で焼結することで、リングのシール表面に得られた微小腔に不可逆的な構造上の安定性を与えることに留意すべきである。
【００２６】
最後に、具体的なプロジェクトの必要性に応じて、微小腔の大きさ、密度、および分布を参照しながら適切なパンチを選択し、微細孔の表面の形態学的特性を決定してもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月14日(2007.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−セラミック粉末の冷間成形用にパンチを操作することを特徴とする、前記セラミック粉末をリングの成形鋳型に負荷する第１冷間成形工程と、
−前述の複数の非連続的な微小腔が、前記セラミック粉末の冷間成形工程時に、成形されたリングの表面上にまさに一致する複数の非連続的な微小腔を形成するのに適切な非連続的な点状の微小突起物を備えるヘッドを有するパンチ手段を用いて、形成されることを特徴とする、前記第１の冷間成形工程で成形されたリングに関する第２焼結工程と、
を含むタイプの、表面に複数の非連続的な微小腔を有するポンプのセラミック製機械用シールリングに関する、表面処理工程。
【請求項２】
請求項１の工程により得られる、ポンプのセラミック製機械用シールリング。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
工業的発明に関する本特許出願は、自動車、工業用および家庭用器具セクターにおいて使用されるポンプのシールリングおよび前述の工程によって得られたリングに対する表面処理工程に関する。
【背景技術】
【０００２】
前述の工程の利点については、先行技術および関連のある欠点の簡単な説明後に明らかになる。
【０００３】
周知の通り、前述のようなタイプのポンプでは、回転軸とこれに対応する固定ケースとの間のエリアにおける漏れは避けなければならない。
【０００４】
そのため、２つの協同するリングからなる前シール（少なくとも１つのリングはセラミック材料、通常シリコンカーバイドから作られる）を提供する。１つのリングは回転軸に取り付けられ、もう１つのリングはポンプアセンブリに取り付けられる。
【０００５】
具体的にはリングは適切な手段の作用によって接触状態を保っており、ポンプ操作時にはこすれ合っているため、不要な漏れが回避されている。
【０００６】
しかし、リングの前面が微細孔およびさらには完全平面性を特徴とする場合、リングの密封作用は改善される。
【０００７】
微細孔のため、２つのリングのこすれ合う表面の間に中間液の極薄膜が持続的に形成されるが、デバイスの良好な密封にとってこれは極めて重要な因子である。
【０００８】
このようなタイプの密封において使用されるリングは、主にセラミック粉末、大半がシリコンカーバイドから得られるものであり、適切な鋳型に容れられた粉末を成形および圧縮するパンチによって第１成形（または「冷間成形」）され、次に高温焼結工程を受けて粉末を「結合」させ、不可逆的に硬化させる。
【０００９】
従来、２つの主な代替技術によって、前述のリングの表面上に微細孔を生成するために使用される工程は、粉末の冷間成形工程後に実施される。
【００１０】
第１の化学的物理的技術に従って、セラミック粉末と大量のプラスチックビーズを混合し、その後冷間成形工程を行う。
【００１１】
冷間成形工程完了後、リングの全体構造によって表面層上のみならず内部にもプラスチックビーズがびまんに存在する。
【００１２】
焼結工程時、高温によってビーズが徐々に融解し、シールリングの圧縮されたセラミック構造に微細孔用のスペースが残る。
【００１３】
容易に実用化されるという観点から一般的に普及しているが、この従来技術は２つの重要な欠点によって損なわれる。
【００１４】
第１の欠点は、全体構造において微細孔がびまんに存在するため、密度が高く緻密な構造（つまり、当初プラスチックビーズによって占有される微小胞のみられない構造）の特性と比較してリングの熱的機械的特性が低いことである。
【００１５】
第２の欠点は、高温焼結時のビーズ融解から得られたプラスチック廃棄物を処分するのに特殊な方法が必要とされることである。
【００１６】
上述の通り、代替技術が考案された。この物理的技術は、シリコンカーバイド粉末または等価のセラミック材料から成形したリングの前面上にレーザテクスチャリング処理を直接実施する方法によって、各シールリングの焼結工程終了時に実行される。
【００１７】
明らかに、この処理はシールリングの表面層にのみ影響を及ぼし、全体構造の熱的機械的特性を損なわないため、特に評価されている。
【００１８】
しかし、これは極めて高度かつ高価な技術であり、さらにレーザー使用によってリングのセラミック構造上の表面の微小腔近くに微小亀裂が形成される。
【発明の開示】
【００１９】
本発明の具体的な目的は、前述の先行技術の欠点を克服し得るさらなる代替技術を考案することである。
【００２０】
より正確には、本発明の新技術は、従来の廉価な工程（レーザー発生器を用いない）によってセラミックリングのシール側に非連続的な表面の微小腔から構成される優れた微細孔が得られ、リングの残りの構造も表面の亀裂や内部の微細孔が避けられる。
【００２１】
先行技術に関して、本発明の工程の特色は、非連続的な表面の微小腔を形成するのに使用される処理が、後に続く焼結工程（プラスチックビーズによる処理の場合等）時や焼結工程後（レーザー処理の場合等）ではなく、セラミック粉末の冷間成形時に初めて発生するという事実にある。
【００２２】
本発明の発明的解決法、すなわち素晴らしい、廉価で有効なアイデアは、冷間成形時にセラミックを成形するのに使用されるのと同じパンチのヘッドを用いてシールリングの非連続的な表面の微小腔が得られることである。
【００２３】
パンチのヘッドは多数の点状の微小突起物を備え、鋳型に容れられたセラミック粉末に対するヘッドの強い衝撃にはダブル効果があるのは明らかである（例えば、前述の粉末に対する従来の圧縮法やリングの上面にレリーフ腔を作成することは、パンチのヘッド上にある点状の微小突起物とまさに一致する）。
【００２４】
言い換えれば、パンチのヘッド上の全ての微小突起物は、シールリングの表面上に微小腔を生じさせる。
【００２５】
さらに、冷間成形工程終了時にリングを高温で焼結することで、リングのシール表面に得られた微小腔に不可逆的な構造上の安定性を与えることに留意すべきである。
【００２６】
最後に、具体的なプロジェクトの必要性に応じて、微小腔の大きさ、密度、および分布を参照しながら適切なパンチを選択し、微細孔の表面の形態学的特性を決定してもよい。
【００２７】
特許文献１は最新技術に関して最も重要な文書であり、セラミック材料をリングの成形用鋳型に負荷する第１冷間成形工程と、第１の冷間成形工程において成形されたリングの第２焼結工程とを含むタイプの、表面に複数の微小腔を有するポンプのセラミック製機械用シールリングに関する表面処理工程が開示されている。
【特許文献１】国際公開第Ａ−２００５／０１５０６３号明細書
【００２８】
したがって、請求項１の主題は、表面の複数の微小腔が非連続的であり、なおかつ、上述の複数の非連続的な微小腔が、成形されたリングの表面上にまさに一致する複数の非連続的な微小腔を形成するのに適切な、非連続的な点状の微小突起物を備えるヘッドを有するパンチ手段を用いて、セラミック粉末の冷間成形工程時に形成されるという点で、この既知の方法とは異なる。
【００２９】
特許文献２において、製造されたセラミック本体の後処理については、黒鉛のシールリングと非連続的な表面の微小腔を直接プレスすることによって克服する。プレス段階で、複数の点状の微小突起物を有するパンチによって、シールリング上にこのテクスチャーが得られる。
【特許文献２】欧州特許第Ａ−０１０８４８５号明細書
【００３０】
特許文献３および特許文献４も、パターン化されたセラミック生成物の直接形成を示す。しかし、引用した先行技術の文書は、いずれも表面の複数の微小腔が非連続的であるという特性を開示していない。
【特許文献３】日本特許第Ａ−０５０２４０２１号明細書
【特許文献４】日本特許第Ａ−０１１１３２０７号明細書
【国際調査報告】
2009516130.tif 000002
2009516130.tif 000003