(57)【要約】  流体およびペースト製品を供給するための、高い温度変化に耐えることができるシリンダーまたはスリーブの形態にある要素の部材は、互いに同心に配置された、前記流体と接触することが意図されたセラミック材製のパーツ(6、16)と、前記セラミック材製のパーツ(6、16)の上にオーバーモールドされたポリマー材製の支持体(14、16)を含んでいる。セラミック材で作られたパーツ(6、16)は、その外側面上に、セラミックパーツのうちポリマー材製の支持体と接触した表面上に広がり、このパーツ(6、16)および支持体(14、22)のあらゆる相対移動を防ぎ、高い温度差動によって生じ得る張力を分配する少なくとも1つの右巻き螺旋溝および少なくとも1つの左巻き螺旋溝(24)とを含む少なくとも1つのレリーフ(24)を有している。
2011505518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体、ペーストまたは粉体製品を供給するための、実質的にシリンダー状の外側表面を持ち、温度勾配および/または機械的応力に耐えられる複合要素の部材であって、互いに同心に配置された、
-  実質的にシリンダー状の外側表面を持つ、前記流体と接触するように設計されたセラミック材製のパーツ(6、16)と、
-  前記セラミック材製のパーツ(6、16)の上にオーバーモールドされたポリマー材製の支持体(14、22)と
を含み、前記セラミック材製のパーツ(6、16)は、その外側面上に、このパーツと前記支持体とのあらゆる相対移動を防ぎ、前記セラミック及びポリマー材間の膨張係数の差異により生じた張力を分配する少なくとも1つのレリーフ(24)を有し、この少なくとも1つのレリーフ(24)は、前記セラミックパーツのうち前記ポリマー材製の支持体と接触した表面上に広がった、少なくとも1つの右巻き螺旋溝(24)および少なくとも1つの左巻き螺旋溝(24)を含んだことを特徴とする部材。
【請求項２】
前記セラミック材製のパーツ(6、16)がシースの形態にある雌ピース(6)であり、前記ポリマー材製の支持体は、このセラミック製のシース(6)の外側面上にオーバーモールドされたジャケット(14)を構成していることを特徴とする請求項１による部材。
【請求項３】
この部材がポンプの胴部または挿入物であることを特徴とする請求項２による部材。
【請求項４】
前記セラミック材製のパーツ(6、16)がシリンダー状の雄ピース(16)であり、前記ポリマー材製の支持体が、このシリンダー状のピース(16)の外側面の1つの端を被覆するジャケット(22)を構成していることを特徴とする請求項１による部材。
【請求項５】
この部材がピストンであることを特徴とする請求項４による部材。
【請求項６】
前記セラミック製のパーツのうち前記ポリマー材製の支持体と接触した表面の少なくとも1つの端部近くに配置された少なくとも1つの周囲溝(26)をさらに含んだことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項による部材。
【請求項７】
前記少なくとも1つのレリーフ(24)が、材料の除去を伴う機械加工によって形成されたことを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項による部材。
【請求項８】
前記少なくとも1つのレリーフ(24)が、0.25〜0.40 mmの深さを有していることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項による部材。
【請求項９】
前記セラミック材が、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、およびそれらの配合物を含む群より選択されることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項による部材。
【請求項１０】
前記支持体のポリマーが、PPS、PPSU、PSU、PEEK、PEI、PES、PVDFを含む群より選択されることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項による部材。
【請求項１１】
前記セラミック製の部品(6、16)のうち前記ポリマー材製の支持体と接触した少なくとも１つの端が面取りされていることを特徴とする先行する請求項のうちのいずれか１項による部材。
【請求項１２】
流体、ペーストまたは粉体製品を供給するための、実質的にシリンダー状の外側表面を持ち、温度勾配および/または機械的応力に耐えられる複合要素の部材の製造方法であって、以下の、
-  適切な組成の混合物を調製し、ベーキングの後に、機械加工に適切なセラミック材を得ることと、
-  この混合物を鋳造するかまたは押出すことによって、実質的にシリンダー状の外側表面を持つプルーフピースを調製することと、
-  このプルーフピースを低温で予備ベーキングすることと、
-  このプルーフピースをあら旋削することと、
-  このプルーフピースの外側表面上に広がる少なくとも1つの右巻き螺旋溝および少なくとも1つの左巻き螺旋溝を含む少なくとも1つのレリーフ(24)を作ることと、
-  このプルーフピースを高温で焼結させ、適切な寸法のセラミック要素(6、16)を得ることと、
-  このセラミック要素を、ポリマー材との接触に適合する温度まで予熱することと、
-  このセラミック要素を、予熱されたオーバーモールド型中に配置することと、
-  ポリマー材を前記オーバーモールド型の中に注入することと、
-  得られた複合ピースを冷却し、前記オーバーモールド型から取出すことと
を含んだことを特徴とする製造方法。
【請求項１３】
前記セラミック要素の外側表面上へのレリーフの形成が、前記プルーフピースがあら旋削されるときであって、低温での予備ベーキングの後に、機械加工によって作られることを特徴とする請求項１２による製造方法。
【請求項１４】
オーバーモールドによって得られた複合ピースをアニールするための操作をさらに含んだことを特徴とする請求項１２または１３のうちの１項による製造方法。
【請求項１５】
前記レリーフが、前記鋳造の段階で予備成形される、および/または、高温での焼結の後に機械加工されることを特徴とする請求項１２〜１４のうちの１項による製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
発明の分野
本発明は、特に食品、製薬および化学産業のための、流体またはペーストまたは粉体製品のハンドリングおよびパッケージングに特に適した複合セラミック要素(element)の製造を可能にする方法に関する。
【０００２】
本発明は、このような方法によって製造される要素にも関する。
【０００３】
技術の現状
良好な硬さ、機械的強度、磨耗および腐食に対する高い耐性、低い摩擦係数、低い粒子塩析率(low rate of salting-out of particles)、低い熱膨張といった、高度に専門的なセラミック材の利益が知られている。鋳造の品質においては、比類無き精密性および表面状態のピース(piece)の製造を可能にする大きな進歩が遂げられている。一方で、セラミックは脆い材料であるので、機械加工することが非常に難しい。したがって、セラミックはしばしば支持材と組合わされる。
【０００４】
このように、出願人は、特に食品、化学および製薬産業のための、流体またはペースト製品のハンドリングおよびパッケージングに特に適切な、ポンプのような供給要素の製造に精通している。現状の技術によるこれらの要素において、流体、粉体またはペースト製品と接触するポンプ要素のためのセラミックは一般にステンレス鋼と組合わされ、後者は、ポンプを他の回路要素(フランジ、継手部材、ハンドルなど)に接続するべくそれら要素を支持するジャケットに使用される。
【０００５】
技術的および科学技術的な利益はさておき、この組合わせには限界が無いでもない。さらに小さな寸法公差(マイクロメートルのオーダーの)で加工しようとも、あるスケールを下回ると、2つの組合わされた材料の間の緊密な接触を得ることは実際難しくなる。現在、先述した産業においては、沈着が生じ得るおよび/または微生物が発生し得る隙間の形成を防ぐことが極めて重要である。衛生状態および純度の要求は、製造設備に直接の影響を及ぼし、また、制限的で恒常的に変化する法制度の影響下にある。
【０００６】
それ故に、セラミックを他の材料と組合せ、異なる構成部品(component)間のより緊密な接触を可能にするための努力がなされており、製造コストを減らすための努力もなされている。セラミックをポリマー材と組合せるために、格別の努力がなされている。
【０００７】
しかしながら、流体、粉体またはペースト製品のパッケージング産業のための要素の場合においては、ピースが清浄化、殺菌、消毒され得る必要があり、パッケージ化される製品への影響を避けるために比較的低温で稼動することが必要であるとも思われる。したがって、これらの供給要素は、例えば食品産業の場合においては、このような材料の組合せにとっては「極端」であるとみなされる応力をもたらす-10℃〜+140℃の範囲の温度変化に耐え得ることが要求される。実際のところ、セラミックは、セラミックと組合わされる要望があるポリマー材とは異なり、それらに要求される高い寸法公差の根拠である極めて低い膨張係数によって区別される。さらに、ポリマー材、特に熱可塑性材の機械的性能特性は高温で著しく低下する。
【０００８】
US 2003/0171817は、セラミックパーツ(part)をポリウレタンパーツに組合せた大腿義足を開示している。このような、人体に埋め込まれる複合義足は、大きな温度変化に曝されることはない。
【０００９】
美容業において使用されるガラスまたはセラミックの薬瓶のような管状容器を記載するFR-2683482も既知であり、ここでディフューザーを具備したそのストッパーは、ネック上にオーバーモールドされたポリマー材からなるスリーブによってネックと接続されている。ネックは、スリーブをネック上により良好に固定することを意図した、軸方向回転防止固定レリーフ（axial and rotation-preventing securing reliefs）を備えている。ネック上にあるこれらの軸方向回転防止固定レリーフは、縦のレリーフ(条線)と、これら縦のレリーフより下に位置する環状レリーフとからなる。
【００１０】
JP-2000/309031は、ポリマーディスクがその上にオーバーモールドされたセラミック製の胴部を含む物品を開示している。ポリマーディスクと接触するシリンダーの表面は、先述した物品の全体的な抵抗を増大させるために、端部に複数のノッチからなる凹部を含んでいる。
【００１１】
US-4 309 937は、プラスチック材製のジャケットがその上にオーバーモールドされた金属またはセラミック材製のシリンダー状コアを含む、複合マスターシリンダーを記載している。ジャケットに接触するシリンダー状コアの表面は、ジャケットを固定してシリンダー状コアの相対移動を防ぐことを意図した環状溝を備えている。
【００１２】
しかしながら、先述した物品の中には極端な温度変化に曝されることを意図したものはなく、それ故に、高度な熱膨張の差異に起因した、セラミックまたは金属パーツとポリマーパーツとの間の界面で過剰な剪断力に曝されることを意図したものもない。したがって、先行技術に記載された物品のうちで、極端な温度勾配および/または機械的応力に耐えられるものはない。
【００１３】
それ故に、流体のハンドリングおよびパッケージングに特に適し、課される熱的および機械的応力に耐性があり、信頼性が高く、柔軟性があり、適切かつ衛生を保つことが容易な、複合セラミック要素についての需要がいまだ存在する。
【００１４】
発明の概要
本発明の一つの目的は、大きな温度差異に耐性があり、加工条件(水の凝固点付近)とインサイチュ(in situ)での洗浄(特に殺菌)条件(100℃超)との間の温度変化に支障なく耐えることができる、セラミック製の複合流体パッケージング要素を上市することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、シーリングデバイスを要することなく、これらの複合ピースの隙間を無くすことである。
【００１６】
本発明の他の目的は、このようなピースが長寿命の利益を得ることである。
【００１７】
本発明の他の目的は、これらのピースが食品、製薬または化学品の製造方法に使用され得るようにすることである。
【００１８】
本発明の主題は、流体およびペーストまたは粉体製品を供給するための、実質的にシリンダー状の外側表面を持ち、温度勾配および/または機械的応力に耐えられる複合要素の部材(member)である。この部材は、互いに同心に配置された、
-  実質的にシリンダー状の外側表面を持つ、前記流体と接触するように設計されたセラミック材製のパーツと、
-  前記セラミック材製のパーツ上にオーバーモールドされた、ポリマー材製の支持体と
を含む。
【００１９】
前記セラミック材製のパーツはその外側面上に、このパーツと前記支持体とのあらゆる相対移動を防ぎ、前記セラミックおよびポリマー材間の膨張係数の差異によって生じた張力を分配する少なくとも1つのレリーフを有し、この少なくとも1つのレリーフは、前記セラミックパーツのうちの前記ポリマー材製の支持体と接触した表面上に広がった、少なくとも1つの右巻き螺旋溝および少なくとも1つの左巻き螺旋溝を含む。
【００２０】
この少なくとも1つの右巻き螺旋溝および少なくとも1つの左巻き螺旋溝を含む少なくとも1つのレリーフは、稼働中および洗浄工程の間の両方において、セラミックおよびポリマー材間の膨張係数の差異によって生じる張力を分配する。態様にもよるが、前記ポリマー材は、運ばれる製品と接触し得るので、それ故に、強度と衛生基準との両方を満足しなければならないということに注意すべきである。
【００２１】
第1の有利な態様によれば、セラミック材製のパーツはシースの形態にある雌ピースであり、ポリマー材製の支持体は、このセラミック製のシースの外側面上にオーバーモールドされたジャケットを構成する。この部材は、例えばポンプの胴部または挿入物(insert)である。
【００２２】
他の有利な態様によれば、セラミック材製のパーツはシリンダー状の雄ピースである。ポリマー材製の支持体は、このシリンダー状のピースの外側面の1つの端を被覆するジャケットを構成する。この部材は、例えばピストンである。
【００２３】
他の有利な態様によれば、レリーフは、シリンダー状のピースの外側面上に径方向に広がった少なくとも1つの溝をさらに含む。好ましい態様によれば、この少なくとも1つの周囲溝は、セラミック製のパーツのうち、ポリマー材製の支持体と接触した少なくとも1つの端部近くに配置される。
【００２４】
好ましい態様によれば、レリーフは0.25〜0.40 mmの深さを有している。
【００２５】
好ましい態様によれば、レリーフは、セラミックパーツのうち、ポリマー材製の支持体と接触した殆どの表面上に広がる。
【００２６】
有利な態様によれば、レリーフは機械加工によって作られる。
【００２７】
セラミック材は、好ましくは、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、Sialon(登録商標)などのそれらの配合物(compound)を含む群より選択される。
【００２８】
支持体のポリマーは、有利にはPPS、PPSU、PSU、PEEK、PEI、PES、PVDFなど含む群より選択される。
【００２９】
セラミック製のパーツのうちポリマー材製の支持体と接触した少なくとも1つの端は、有利には面取りされる。
【００３０】
本発明の他の主題は、流体、ペーストまたは粉体製品を供給するための、実質的にシリンダー状の外側表面を持ち、強い温度勾配および/または機械的応力に耐えられる複合要素の部材の製造方法である。この方法は以下の、
-  適切な組成の混合物を調製し、ベーキングの後に、機械加工に適切なセラミック材を得ること(このペースト状粘稠度の混合物は、一般に鉱物粉末およびバインダーを含む)と、
-  この混合物を鋳造するかまたは押出すことによって、実質的にシリンダー状の外側表面を持つプルーフピースを調製することと、
-  このプルーフピースを低温(一般に600℃のオーダー)で予備ベーキングすることと、
-  このプルーフピースをあら旋削することと、
-  このプルーフピースの外側表面上に広がる、少なくとも1つの右巻き螺旋溝および少なくとも1つの左巻き螺旋溝を含む少なくとも1つのレリーフを作ることと、
-  このプルーフピースを高温で焼結させ、最終的なピースに要求される寸法公差で適切な寸法のシリンダー状セラミック要素を得ることと、
-  このセラミック要素を、ポリマー材との接触に適合する温度まで予熱することと、
-  このセラミック要素を、予熱されたオーバーモールド鋳型中に配置することと、
-  ポリマー材を前記オーバーモールド鋳型中に注入することと、
-  得られた複合ピースを冷却し、前記オーバーモールド鋳型から取出すことと
を含む。
【００３１】
好ましい態様によれば、この方法は、オーバーモールドによって得られた複合ピースのアニールも含む。
【００３２】
好ましい態様によれば、セラミック要素の溝は、予備ベーキングの後に、機械加工によって作られる。しかしながら、この溝の全てまたは一部は、鋳造の間に準備されるかまたは要素を焼結した後に準備され得る。
【００３３】
本発明の他の特定の特徴および利点は、図面を参照して以下に与えられる、本発明の特定の態様の詳細な記述から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】図1aは、セラミックおよび金属要素を組立てるための、先行技術で使用される焼結方法の一工程の断面模式図である。
【図１ｂ】図1bは、セラミックおよび金属要素を組立てるための、先行技術で使用される焼結方法の異なる工程の断面模式図である。
【図１ｃ】図1cは、セラミックおよび金属要素を組立てるための、先行技術で使用される焼結方法の異なる工程の断面模式図である。
【図１ｄ】図1dは、セラミックおよび金属要素を組立てるための、先行技術で使用される焼結方法の異なる工程の断面模式図である。
【図１ｅ】図1eは、セラミックおよび金属要素を組立てるための、先行技術で使用される焼結方法の異なる工程の断面模式図である。
【図１ｆ】図1fは、セラミック要素とポリマー要素とを持続的に組合せることを可能にする、雌構造の場合の本発明によるオーバーモールド法の一工程の断面模式図である。
【図２】図２は、セラミック要素とポリマー要素とを持続的に組合せることを可能にする、雌構造の場合の本発明によるオーバーモールド法の異なる工程の断面模式図である。
【図３】図３は、セラミック要素とポリマー要素とを持続的に組合せることを可能にする、雌構造の場合の本発明によるオーバーモールド法の異なる工程の断面模式図である。
【図４】図４は、セラミック要素とポリマー要素とを持続的に組合せることを可能にする、雌構造の場合の本発明によるオーバーモールド法の異なる工程の断面模式図である。
【図５】図５は、セラミック要素とポリマー要素とを持続的に組合せることを可能にする、雌構造の場合の本発明によるオーバーモールド法の異なる工程の断面模式図である。
【図６】図６は、雄構造の場合の図１〜５と類似の図である。
【図７】図７は、雄構造の場合の図１〜５と類似の図である。
【図８】図８は、雄構造の場合の図１〜５と類似の図である。
【図９】図９は、雄構造の場合の図１〜５と類似の図である。
【図１０】図１０は、雄構造の場合における、図１〜５と類似の図である。
【図１１】図１１は、フープ成形(hooping)の場合における、セラミック要素上に与えられる応力を互いに比較する断面図である。
【図１２】図１２は、オーバーモールドの場合における、セラミック要素上に与えられる応力を互いに比較する断面図である。
【図１３】図１３は、図１１のより詳細な断面模式図である。
【図１４】図１４は、図１２の詳細な断面模式図である。
【図１５】図１５は、本発明によるオーバーモールド法に使用される雌型セラミック要素の正面図である。
【図１６】図１６は、図１５の要素の平面XVI-XVIに沿った断面図である。
【図１７】図１７は、溝の深さと、ポリマー-セラミック界面の引裂き抵抗との間の関係を示すグラフである。
【００３５】
図は縮尺どおりに描かれていない。一般に、図中で同様の要素は類似の参照で示される。
【００３６】
特定の態様の詳細な記述
図1a〜1eは、パッケージング産業で課される制約を満足し得る複合ピースを製造するためにセラミック要素と金属要素とを組立てるための、以前に開発された(先行技術)フープ成形法の種々の工程を与える。
【００３７】
図1bは、「雌」要素として定義される、セラミック製のスリーブ2の形態の要素を示している。セラミックの特性は、このような要素を、流体、ペーストまたは粉体製品をパッケージングするためのポンプチャンバーの内側スリーブを形成するのに理想的なものにする。しかしながら、それを損傷するリスク無しに他の回路のピースと接合することは極めて難しいので、このスリーブは事実上使用できない。1つの解決策は、図1dに表したように、それをステンレス鋼製のシリンダー4の中に配置することである。このシリンダー4は、異なる既知の方法(溶接、ロウ付け、鋳造)によって、種々の追加の付属物を具備し得る(明確性のために図示せず)。このシリンダー4は内側を機械加工され、スリーブ2の径に概ね一致させる。それを加熱して径を広げ(図1c)、スリーブをその中に挿入する(図1d)。冷却後、シリンダー4の径が収縮し、セラミック製のスリーブ2をしっかりと適切な位置に保持する(図1e)。加熱条件、金属の組成、温度などが、2つの構成部品の最適な接合を得るために明確に計算される。
【００３８】
本発明のオーバーモールド法は、図1f〜5を参照して示される。先に記載された方法による製造の後、本発明によるセラミック製のスリーブ6 (図1f)は、まず、選択されたポリマー材の注入に適合する温度に到達するまで予熱される。ポリマーの温度と鋳造要素の温度を含む異なる要素の間の温度差異は、材料内に張力の発生をもたらし得るので、この予備工程は重要である。スリーブはその後、金属コア12上にねじ込まれた後に(図３)、同じく予め予熱されている2つのパーツ8、10である鋼製の射出成形用鋳型の中に配置される(図２)。
【００３９】
ポリマー材は、2つのパーツである鋳型8、10と、コア12およびスリーブ6との間の間隙中に注入される(図４)。図５は、最終的な状態のスリーブ6を示している。ポリマー材は冷却されて収縮し、2つの要素を緊密に接合する圧力をセラミックスリーブ6に与えるジャケット14を形成する。鋳型の中に発生したいくらかの張力を逃がすために、ポリマーに対してはそれ自体珍しい操作である複合ピースのアニールが、通常、この段階で実行される。こうして、変形することなく高い熱応力に耐えることができ、例えば供給ポンプのためのチャンバーとして、継手部材(挿入物)として、飲料分配器の胴部などとして使用され得る複合要素が出来上がる。
【００４０】
図６〜１０は、シリンダー状の雄要素に同じように適用される方法を示している。ここでは、セラミック製の中実シリンダー16が使用される。予熱された後のこのシリンダー16は(図６)、この場合、2つのパーツ18、20 (図８)で構成された鋳型の中に配置され、シリンダー16の1つの端の周囲に空隙を残す(図７)。ポリマー材が鋳型に注入される(図９)。冷却および鋳型からの取出しの後、シリンダー16の端部にはシース22が嵌め合わされており(図１０)、先述したようにアニールされた後、特に図１f〜５に示すように製造されるポンプの胴部のためのピストンとして使用することが可能になる。ピストンの2つの要素は、接着およびシリンダー16の周りのシース22の収縮に起因する圧力の双方によって接合されている。
【００４１】
もちろん、ここで2つのパーツで表現された鋳型は、実際は、製造されるピース(ジャケット14、シース22)の複雑さ次第で、不定数の嵌め合い又は可動パーツを含み得る。
【００４２】
図１１および１２は、フープ成形をベースとした接合方法からオーバーモールドをベースとした接合方法への変更に際して、当業者が直面する重大な問題の一つを明らかにする。フープ成形の場合は(図１１)、図1cに示す予熱工程において、スリーブ2とそのジャケット6とが分離するあらゆる危険性を排除するためには、複合ピースの最高使用温度よりも遥かに高い温度を選択することで「足りる」。当然、スリーブ2およびジャケット4は、界面に与えられる圧力に恒常的に耐えるように設計されていることを前提としている。さらに、ジャケットの金属は、一般に、セラミックの特性にできるだけ近くなるように、できるだけ低い膨張係数を呈するように選択される。
【００４３】
オーバーモールドの場合においては(図１２)、より複雑な問題が存在する。優れた粘着係数がスリーブ6とジャケット14との間で観察されるが、スリーブ上のポリマー材に与えられる圧力は非常に小さく、とりわけ、ポリマー材の引裂き抵抗は、金属のものとは比べ物にならない。
【００４４】
図１１および１２のセラミック-金属界面およびセラミック-ポリマー界面の巨視的スケールの図を図１３および１４に表す。フープ成形の場合(図１３)、接触している表面は、2つのピースの間の接合の向上を明らかに助ける粗さおよび凹凸を有するが、同時に残渣および不純物がその中に滑り込み得る隙間の境界を定めている。特に製薬または食品産業の場合、これらの隙間は真正の微生物繁殖床を構成し、それは、しばしば心許ないかまたは信頼性を欠くため敬遠される解決法である、シール材または充填材の添加によってのみ防ぎ得る。オーバーモールドの場合(図１４)は、ポリマー材自体が目地塗り手段を構成し、2つのピースの接合が保たれている限りは完璧な衛生状態が保証される。
【００４５】
解決策は、対向する材料の賢い選択と、自明でない特定のセラミック-ポリマー界面の形成との両方にあり、その一つの典型的な態様は図１５および１６に示されている。
【００４６】
材料を単純に並置することは不可避的に複合ピース内に張力および相対移動をもたらすので、一方ではあらゆる相対移動を防ぎ、他方では発生した張力を十分に均一に分配してピースの分離および亀裂の出現を避けるレリーフを、界面に与える選択がなされている。
【００４７】
本発明によれば、図１５および１６に示すように、予備ベーキングを受けた後に、セラミック製のピース6は、その外壁沿いに一連のレリーフを与えるために機械加工されている。これらのレリーフは、縦方向および径方向の両方に広がり、このようにして螺旋溝24を形成する。本発明によれば、これらの溝24のいくらかは右巻きで、他は左巻きであり、オーバーモールドされたジャケットと接触することを意図した壁の殆ど全ての部分に沿った織り交ぜ（interlacing）を形成する。
【００４８】
これらの溝の役割は、明らかに、要素6と14との互いの接合を保証することであるが、とりわけ、先に説明したように、セラミックの膨張係数とポリマー材の膨張係数との差異によっておよび観察される温度勾配によって生じた張力によりポリマー材中に与えられた力を分配することである。
【００４９】
本発明の文脈において、驚くべきことに、出願人は、少なくとも1つの右巻き螺旋溝および少なくとも1つの左巻き螺旋溝を含むこの少なくとも1つのレリーフが、セラミックおよびポリマー材間の膨張係数の差異によって生じる張力を、特に効率良く分配できることを発見している。
【００５０】
図１５に示される本発明の好ましい態様によれば、セラミック製のピース6は、スリーブの端部近くに与えられた周囲溝26の存在も含む。
【００５１】
セラミック-ポリマー複合要素の熱ショックに対する抵抗および引裂き抵抗の両方は、溝の幾何が異なる試験片(24および26)、溝の深さが異なる試験片、溝の密度(cmあたりの溝の数)が異なる試験片、およびポリマーの種類が異なる試験片、ならびに溝のネットワークが全く無い状態の試験片についても測定されている。
【００５２】
図１７からわかるように、引裂き抵抗試験の結果は、溝が無いか、または0.10 mmを超えない溝(曲線A)については、2つの構成部品の速やかな分離、および/または、ポリマー中における亀裂の発生、すなわち、極めて局在化した張力の存在の証拠が観察されるのを証明することを可能にしている。より重要なことには、図１７の結果は、溝が本発明による螺旋タイプのもの(曲線C)、すなわち少なくとも1つの右巻き螺旋溝および少なくとも1つの左巻き螺旋溝を含むものである場合、2つの構成部品の間の分断に対する抵抗が高い一方で(ミリメートル、力がニュートンで測定された相対移動が低い)、環状の溝の場合は(曲線AおよびB)、2つの構成部品の速やかな分離が観察されることを示している。
【００５３】
さらに、溝を0.25 mm (曲線B)までまたは0.40 mm (曲線C)まで深くして、それらの密度を高めることは、2つの材料は完璧な接合を保つという好ましい効果を持つことが観察されている。しかしながら、溝を深くし、それらの密度を高めることは有益な効果に限度が無い訳ではない。臨界閾値を超えると(ドメインD)、溝の寸法の増大が、擬似現象(spurious phenomena)の出現をもたらし(過剰な厚さのポリマーフィルムは不均一性、不完全な溝の充填を生じさせる)、成果を損なう。
【００５４】
張力の分析は、逆説的な効果を示すが、この分析を裏付けている。構成部品の相対不動化(relative imobilization)を助ける尖った角がセラミック-ポリマー界面に存在すること(US-4 309 937に示される)は、決して、合理的に予期されているような好ましい効果の要因にはならない。それどころか、それは、これらの尖った角の周りのポリマーに応力の集中をもたらすので、観察される性能特性を損なう好ましくない効果を持つ。それ故に、溝と界面の全ての部分とを鋳造する場合には、2つの表面の間の各変化（transition）に、フィレット、丸いエッジまたは面取り28をできる限り与えるよう注意が払われている。
【００５５】
セラミック製のピース(すなわち特に硬く、脆くそして壊れやすい材料)の機械加工は、当業者が自然に想到しない解決策であり、それ故に、採用される解決策は自明であるはずがないと考えられるであろう。
【００５６】
さらに、本発明が説明された例および先述された例に限定されないことは、当業者に自明であろう。本発明は、純粋に説明的な価値を有し、限定的に解釈されるべきでない特定の態様に関して記載されている。
【００５７】
特に、ここでは、あら旋削の段階での機械加工によって作られる界面のレリーフの形状は、ことによると、鋳造段階で作られ得る、および/または、最終ベーキングの後の機械加工によって少なくとも補完され得ることが注目される。しかしながら、実際は、多数の可動ピースを含む複雑な鋳型を使用する必要があるので、鋳造によってセラミック製のパーツを成形することは、比較的高額な投資を意味する。さらに、予備ベーキングされたプルーフピースを研磨するための中間加工を考慮することが必須になる。このような投資は、極めて多数の同質のピースが作られる場合にのみ費用対効果があるが、それは、当該分野において一般的でない。研磨の後にレリーフを作ることは、長い機械加工時間を要し、明らかに非常にコストがかさむ極めて硬い材料の加工を回避することができるが、ダイヤモンドチップのツールを使用できるとしても、プルーフピースはこのときに非常に壊れやすく、破損するピースの数が相対的に多くなるという事実を考慮に入れなければならない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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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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【図９】
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【図１０】
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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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【国際調査報告】
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