(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的にコーティング層（１２）を含む流体圧式デバイス（１、１５）用の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）であって、前記コーティング層（１２）は７５％〜９０％の重量分のＭｏ、２％〜５％の重量分のＮｉを含有し、Ｐｂを含まないことを特徴とする、工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項２】
前記コーティング層（１２）中のＭｏの重量分は８０％〜８５％、Ｎｉの重量分は３％〜４％であることを特徴とする、請求項１に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項３】
前記コーティング層（１２）は、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ及びＭｎを含む群から選択した少なくとも１種の材料も含有することを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項４】
Ｃｒの重量分は２％〜５％、Ｂの重量分は２％〜５％、Ｓｉの重量分は２％〜５％、Ｆｅの重量分は２％〜５％であることを特徴とする、請求項３に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項５】
Ｃｒの重量分は３％〜４％、Ｂの重量分は３％〜４％、Ｓｉの重量分は３％〜４％、Ｆｅの重量分は３％〜４％であることを特徴とする、請求項４に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項６】
前記コーティング層（１２）は、当該工作物（２、５、６、１４、２０、２３）が別の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）に対して可動的に配置されている接触面に存在することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項７】
斜板（２）、偏心器、ピストン（５）、ピストン足（１３、１７）、シリンダ（６）、シリンダブロック（１４）、弁、弁板（２３）、弁板デバイス、弁セグメントデバイス、リング、ライナー、板、軸受及び軸受板デバイス（２０）を含む群から選択されたデバイスであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項８】
流体式デバイス（１、１５）で使用するために設計されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）を特徴とする流体圧式デバイス。
【請求項１０】
前記コーティング層（１２）は、スプレーコーティング法により、溶射材料から作製されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）の製造方法。
【請求項１１】
前記溶射材料は、１μｍ〜２５μｍの範囲内の大きさを有する粒子を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の工作物（２、５、６、１４、２０、２３）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも部分的にコーティング層を含む、油圧式デバイス用の工作物に関する。更に、本発明は、少なくとも部分的にコーティング層を含む少なくとも１つの工作物を含む油圧式デバイス及び／又は流体作動機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの異なる工作物の２つの表面が互いに接触する度に摩擦が発生する。まず、この摩擦が各工作物の動きを妨げるため、２つの工作物の互いに対する動きを開始するためには比較的強い力が必要となる。動きが開始されるとすぐに、摩擦により２つの接触面の機械的摩耗が必然的に発生する。この摩耗によって最終的に保守作業の必要性が生じる（例えば、各工作物をある時点で交換しなければならない）。なぜなら、保守作業が行われなければ、ある時点で機械類の故障が発生するからである。しかし、故障が発生する前であっても、前述の各表面の摩耗（及び特に、摩滅）は、通常、機械の効率低下（例えば、間隙の増加による潤滑剤の損失の増加に起因する）、騒音の発生（特に、振動する部品の可能な限り高い振幅による振動に起因する）等をもたらす。このため、予防保守をかなり初期の段階で実施しなければならないことがある。
【０００３】
工作物が使用される各デバイスの機能のため、２つの機械部品（工作物）の相対運動は、通常、避けることができない（相対運動がなければ機械が機能しないため）。したがって、従来技術においては、摩擦を低減することで保守の間隔を延長し、デバイスの性能を向上するための他の手法が提案されている。
【０００４】
数多くの技術分野で使用されている標準的な手法は潤滑剤の使用である。このため、２つの可動部品の界面に薄い流体膜が使用される。したがって、流体、種々の油（鉱油、合成油、両方の混合物等）が典型的には用いられる。しかしながら、異なる種類の流体の使用も従来技術では知られている。例えば、一部の用途では、潤滑の目的で（主に）ガス（即ち薄いガス膜）からなる流体層も用いられている。
【０００５】
この手法は実際に良好に機能する通常の手法ではあるものの、いくつかの欠点もある。特に、隣接する部品間の界面の潤滑による効果的な摩擦低減は、通常、工作物の２つの表面が互いに対して特定の速度で動く場合にのみ開始される。その後、いわゆる流体力学的潤滑が生じる。しかしながら、低速では、いわゆる境界潤滑のみが生じる（境界潤滑は摩擦の増加を示すため、摩耗の増加をもたらす）。この２つの領域の間で、混合潤滑が発生する。これら領域の固有の課題は、これらがともかく矛盾するため、妥協案を設計しなければならないことである。厳密には、特定条件下では乾燥摩擦も生じる可能性があることに言及すべきである。
【０００６】
特に、高速における摩擦（流体力学的潤滑）を低減するためには、低粘度の油を選択すべきである。しかしながら、油が低粘度であれば、通常は接着性が低いため、工作物の表面にも付着しない。これにより、低速領域（境界潤滑及び／又は混合潤滑）においては、通常、より大きな摩擦が発生し、より大きな摩耗をもたらすという結果になる。したがって、選択される油について妥協点を見出す必要がある。妥協点は当該機械類の動作特性に高度に依存する。
【０００７】
別の課題は、動作していない機械の表面から油膜が比較的短時間で消失することである。機械が動作していなければ、当然、潤滑する必要がある表面に油を圧送する潤滑油ポンプも作動しない。表面が乾燥する典型的な時間は１日から２日である。この時間が経つと、通常、デバイスの表面部分は流体コーティングを実質的に呈さないため、もはや流体潤滑はない。始動の初期段階（通常、数秒）で各表面部分は互いに直接接触している（流体表面が間にない）ことから、機械が始動された場合、初期の時間で比較的高い摩擦及び摩耗が（必然的に）発生する。表面と表面の直接接触（間に流体膜が全くない）という同じ状況は、機械類（の部品）の故障が発生した場合（例えば、油ポンプの故障）、又は更には作動デバイスが不利な動作条件下にあることによって起こり得る。
【０００８】
したがって、高信頼性及び長寿命を要するデバイスでは、いくつかの追加の対策を施さなければならない。こうした「追加の対策」の典型的な例は、互いに可動接触する表面領域に特殊コーティングを使用することである。
【０００９】
技術分野、したがって、接触面の動作条件に応じて、種々の表面コーティング層が既に提案されている。
【００１０】
ある特定の技術分野は、流体作動機械分野（流体ポンピングデバイス及び／又は流体モータリングデバイス、特に、油圧流体ポンプ及び／又は油圧流体モータ）である。この分野には、流体作動機械の種々の設計がある。流体作動機械の「困難な」設計（少なくとも表面コーティングの場合）の一種は、曲げ軸（ｂｅｎｄ  ａｘｉｓ）モータ／曲げ軸ポンプ（傾斜板（これは揺動板と呼ばれる）の可変傾斜角を備える更に発展した設計の流体作動機械を含む）である。これは、この場合、仕様により表面接触のためのピンが存在するからである。したがって、良好な潤滑を必要とする以外に、高い機械的力／圧力が存在する。したがって、いくつかのパラメータを考慮に入れなければならない。特に、低摩擦が存在していなければならず（接触面間に流体層がある及びない状態で）、使用される潤滑流体に対する表面の良好なぬれ性が存在していなければならず、高い機械抵抗が存在していなければならず（関与する部品の低摩耗）、各コーティングは高い機械的力／高い機械的圧力に耐えることができなければならない（特に、いわゆる掘り起こし効果／変形効果が全くない状態で）。
【００１１】
これまでのところ、この技術分野では青銅コーティングが使用されており、青銅は、通常、特定割合の鉛を含有する。しかしながら、環境意識の増加に伴い、鉛の含有量が問題の増加を招いている。特に、許容可能な鉛分は法よって次第に低減されることが予想され得る。少なくとも特定の法域下では近い将来にあらゆる鉛分の完全な禁止も予想される。
【００１２】
したがって、良好な（又は少なくとも許容可能な）機械的特性を示すが、鉛分を有しない（又は少なくとも非常に少ない）表面コーティングを緊急に必要としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、コーティング層を含む油圧式デバイス用の工作物を提案することであり、このコーティング層は従来技術において周知のコーティング層より改良されている。本発明の別の目的は、従来技術において周知のコーティング層より改良されたコーティング層を少なくとも部分的に呈する少なくとも１つの工作物を含む油圧式デバイス及び／又は流体作動機械を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
独立請求項による本発明によってこれら目的を解決する。
【００１５】
少なくとも部分的にコーティング層を含む油圧式デバイス用の工作物を、コーティング層が少なくとも１％の重量分率のＭｏ、特に金属Ｍｏを含有するように設計することが提案される。油圧式デバイス用に使用されることを目的とした工作物はあらゆる材料（いくつかの例を挙げると、セラミック材料、樹脂材料、プラスチック材料、ゴム材料、（炭素）強化繊維材料、金属等；このリストの２つ以上の構成要素の混合物、及び／又はおそらくは更に多くの物質も可能である）で実質的に作製することができるが、通常、工作物が金属工作物、即ち基本材料（通常、各材料の基本構造を形成する）が金属製の場合には有利である。金属は実質的にあらゆる金属であり得る。しかしながら、機械に一般に使用される金属、例えば、鉄、鋼、ステンレス鋼、銅、アルミニウム等（１つ、２つ、又は更には、２つより更に多い前述の金属並びにおそらくはいくつかの他の材料及び／又は金属を含む合金を含むが、これに限定されない）で作製されている場合には有利である。工作物は少なくとも１つのコーティング層を含む。複数のコーティング層が設けられる（これは当然可能である）場合、これらコーティング層は「互いに上下に」積み重ねることができる、及び／又は工作物の異なる表面領域に（「隣り合わせで」）配置することができる。「少なくとも部分的にコーティング層を含む」という概念は、必ずしも工作物の表面全体がコーティング層を含む必要はないと理解すべきである。その代わり、通常は、コーティング層が工作物の全表面領域の一部分にのみ、例えば、１つ、２つ、３つ、又は更に多くの「パッチ」の形態で配置されれば十分である。特に、パッチは（特に、完成デバイスの概ね正常動作条件下で）通常、別の工作物への表面接触が生じる及び／又は生じることが予想され得る（少なくとも）表面領域を被覆し、「安全幅」をおそらくは付加すると有利であり得る。特定部品の全表面領域のうち表面コーティング層で被覆され得る割合の数値をいくつか挙げると、表面コーティング層（複数の表面コーティング層の少なくとも１つ）及びカバー少なくとも０％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％及び／又は１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％又は１００％以下。当然、コーティング層（コーティング層の１つ又はいくつかのパッチの可能性を含む）が実質的に同じ厚さを示すことは可能である。しかしながら、異なる厚さを使用することも可能である。特定の例を挙げると、コーティング層は全表面領域の第１部分において比較的厚い厚さを示すことができ、コーティング層は全表面領域の第２部分において第２の比較的薄い厚さを示すことができ、全表面領域の第３部分にはコーティング層は（実質的に）見られない。更には、全表面領域上の第４部分、第５部分、第６部分等も様々な厚さのコーティング層を示すことが可能である。更に、前述のコーティング層のうち第１、第２及び／又は第３のコーティング層を不要にできる。３つの表面部分（「パッチ」）の例を続けると、比較的厚いコーティング層を有する第１表面部分は表面接触が頻繁に生じる領域に配置することができる。比較的薄いコーティング層を有する第２表面部分は、表面接触があまり頻繁でない（例えば、時折）と予想され得る表面領域に配置することができ、極めて薄い表面層を有する又は表面層を全く有しない第３表面部分は、表面接触がめったに予想されない（たとえ予想されるとしても）領域に配置することができる。言及したように、コーティング層がＭｏ（即ちモリブデン）を含有することが提案される。モリブデンは実質的にあらゆる形態で存在し得る。例えば、モリブデンは、分子の化学的に結合した部分の形態で存在し得る（この場合、この分子は異なる材料の混合物のいくつかの化合物のうちの１つであり得る）。しかしながら、モリブデンは付加的に及び／又は代替的に金属モリブデンの形態で存在することが好ましい。（金属）Ｍｏが表面コーティング中にどのように含有されるかについては実質的に任意である。一例として、（金属）Ｍｏは、いくつかの化合物の混合物中に金属小滴の形態で存在し得る。しかしながら、（金属）Ｍｏは、合金の一部とすることもできる（この場合、合金は、「全材料」の実質的に全成分が金属（又は少なくとも半金属）であるという「狭義の」意味で単に解釈することはできず、その代わり、「合金」は、材料ミックスの成分の全種類が「許容される」広義の意味で解釈することも可能である）。特に、モリブデンはセラミック材料ミックスの一部であること及び／又はモリブデンが焼結材料の一部であることが可能である。異なる層及び／又は異なるパッチが、厚さに関してのみならず選択される材料（各化合物の割合を含む）に関しても異なり得るいくつかの層及び／又はいくつかの「パッチ」（即ち互いを除いて）が想定され得ることに再び留意されたい。既に述べたように、Ｍｏは、少なくとも１％の重量分率（通常１％自体を含むが必ずしも１％自体を含まない）を示すべきである。最初の実験では、モリブデンが存在する場合、得られるコーティング層が特に有利な挙動を示すことが示されている。特に、材料ミックス中に更に少ない割合のモリブデンを使用することで（本明細書でおそらくは提案されるように）、鉛を大幅に低減する（及び、通常、更には、鉛の使用を実質的に完全に回避する）ことも可能である。したがって、表面コーティング、ゆえに、デバイス全体の品質を過度に低下させることなく現在及び将来の法に対処することができる（しばしば実現され得るように、各部品の信頼性を更に増す可能性を含む）。対応する（金属）工作物が油圧式デバイスに使用される場合、最初の実験で証明されている通り、コーティング層中にモリブデンを使用することで、その固有の性質及び利点のより多くを示すことができる。特に、標準的な作動油の場合、コーティング層のぬれ性は少なくとも十分に高い（及び更には非常に高いことが多い）。したがって、各表面はあまり速く乾燥しないため、乾燥摩擦を、通常、更に大幅に低減することができる。更に、コーティング層の成分としてモリブデンを使用することで、通常、「点状の力」に対して（即ち、小さな表面積にのみ作用する高い力及び／又は高い機械的圧力に対して）非常に耐性のある、通常、特に摩耗のないコーティング層を具現化することができる。この得られるコーティング層の特徴は、通常、油圧式機械、特に、ピストン足に接触する傾斜板を有する流体作動機械の場合において非常に歓迎されるものである。
【００１６】
コーティング層（複数のコーティング層の少なくとも１つ）の厚さは約２００μｍの範囲であることが好ましい。このような厚さのコーティング層が適用される場合、工作物の基本的な機械的特性はそのコーティングされていない等価物（即ち、機械的強度等に関して）に尚類似する一方で、特に、摩損強度及び耐摩耗性に関する表面コーティングの利点は既に存在する（特に、少なくとも典型的な条件下で、強度の大幅な増加によってこれらのパラメータが大幅に増加することはない。加えて又はあるいは、本明細書で提案されるように、特に約２００μｍの範囲の薄いコーティング層のみが存在する場合であっても、コーティングされた工作物は、通常、強い力が存在する場合でも高い摩損強度及び耐摩耗性を示す。通常、コーティング層をそれ以上厚くする必要はないが、厚くすることは当然可能である）。更に、それでもコストは比較的低くすることができる（熱コーティング法を用いたコーティングの適用にはかなりの時間がかかることに留意されたい）。当然、異なる厚さも適用することができる。一例として、厚さは、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、１２５μｍ、１５０μｍ、１７０μｍ、２００μｍ、２２５μｍ、２５０μｍ、２７５μｍ又は３００μｍより大きくすることができ（下限として０も可能である）、加えて及び／又はあるいは、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、１２５μｍ、１５０μｍ、１７５μｍ、２００μｍ、２２５μｍ、２５０μｍ、２７５μｍ、３００μｍ、３２５μｍ、３５０μｍ、３７５μｍ、４００μｍ、４２５μｍ、４５０μｍ、４７５μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ又は１ｍｍ以下とすることができる（上限として）。
【００１７】
しかしながら、コーティング層（複数のコーティング層のうちの少なくとも１つ）中のＭｏの重量分率は、上で提案した「少なくとも１％」と異なることも可能である。特に、コーティング層中のＭｏの重量分率は、少なくとも２％、３％、５％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％又は５０％及び／又は多くとも１００％、９０％、８０％、７５％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２５％、２０％、１５％又は１０％であることが提案される。示される数値は、特に、複数の層が一般的である場合、１つ、２つ、３つ、又は更にはこれより多い層（実質的に全ての層を含む）に適用することができる。この記載は、本出願の状況において与えられる（材料、割合、化学式、大きさ（特に、粒子等の大きさ）に関する）全ての含有量の表示にも準用される可能性がある。最初の実験では、示される割合が選択される場合、得られる工作物は特に有利な全体的特性を示すことが示されている。特に、数値は工作物が使用されることになる特定条件に応じて選択することができる。
【００１８】
更に、工作物を、コーティング層（複数のコーティング層のうちの少なくとも１つ）が４０％、３５％、３３．３％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、９％、７％、６％、５％、４．５％、４％、３．５％、３％、２．５％、２％、１．５％、１％若しくは０．５％未満の重量分率のＮｉ（ニッケル）を含有する、又はＮｉを実質的に全く含有しないように製造することが提案される。最初の実験では、特定の含有量のＭｏを使用する場合、Ｎｉが高過ぎる分率で存在すると驚くほど望む結果をもたらさないことが示されている。したがって、Ｎｉの含有量を低減することの方が好まれる。単に完全性のため、本明細書で示される数値は上限としてだけではなく、付加的に又は代替的に、下限としても使用できる。
【００１９】
更に、工作物を、コーティング層（複数のコーティング層のうちの少なくとも１つ）が、Ｃｒ（クロム）、Ｂ（ホウ素）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｆｅ（鉄）及びＭｎ（マンガン）を含む群から選択した少なくとも１種の材料も含有するように設計することが提案される。最初の実験は、特定の含有量のこれら材料（金属）を使用するによって、コーティング層の特性を更に一層向上させることができる（特に、特定程度のＭｏの存在に関して）ことを示す。
【００２０】
更に、コーティング層（複数のコーティング層のうちの少なくとも１つ）が実質的に、含有物式（ｃｏｎｔｅｎｔ  ｆｏｒｍｕｌａ）Ｍｏ２５（ＮｉＣｒＢＳｉＦｅ）を有する材料、又はその誘導体であり、Ｍｏの重量分は７５％〜９０％、好ましくは８０％〜８５％及び／又はＮｉの重量分は２％〜５％、好ましくは３％〜４％、及び／又はＣｒの重量分は２％〜５％、好ましくは３％〜４％、及び／又はＢの重量分は２％〜５％、好ましくは３％〜４％、及び／又はＳｉの重量分は２％〜５％、好ましくは３％〜４％、及び／又はＦｅの重量分は２％〜５％、好ましくは３％〜４％であるように工作物を設計することが提案される。最初の実験では、この特定の材料混合物が特に有利なコーティング層をもたらすことが示されている。
【００２１】
付加的に及び／又は代替的に、コーティング層（複数のコーティング層のうちの少なくとも１つ）が実質的に、含有物式Ｆｅ１６Ｍｏ２Ｃ０．２５Ｍｎを有する材料又はその誘導体であり、Ｆｅの重量分は７５％〜９０％、好ましくは８０％〜８５％、及び／又はＣの重量分は０．５％〜２％、好ましくは１％〜１．５％、及び／又はＭｎの重量分は３％〜７％、好ましくは４％〜６％であるように工作物を設計することが提案される。最初の実験を実施すると、これら実験は示される材料ミックスが特に有利なコーティング層をもたらすことを示す。Ｍｏの含有量は、好ましくは１５％〜２０％、更により好ましくは１６％〜１８％である。
【００２２】
更に、工作物を、コーティング層（複数のコーティング層の少なくとも１つ）が実質的にＰｂ（鉛）を含有しないように設計することが提案される。このようにして、現在及び将来の法に有利に対処することができる。「実質的に鉛を含有しない」という概念は、当然、経済的にうまく除去できない（及び通常、自然に対する脅威を示さない）いくらかの残留物／不純物が各材料中に存在し得ることを「許容する」ことを意味する。しかし、通常、鉛の「故意の含有」は回避され得る。
【００２３】
更に別の提案によれば、工作物は、コーティング層（複数のコーティング層のうちの少なくとも１つ）が溶射材料から作製され、スプレーコーティング法、特に、プラズマ溶射法及び／又は高速フレーム溶射法などの熱スプレーコーティング法を用いて好ましくは適用されるように設計され得る。このような方法は、したがって、従来技術においてこのようなものとして周知である（異なる材料を用いていたとしても）。この提案を用いることで、現在入手可能な機械類（及びおそらくは「現場で」既に使用されている機械類であっても）を本明細書で提案されるコーティング層用に（おそらくはいくらかの修正後）使用され得ることが可能である。この可能性によって、本明細書で提案されるコーティング層の許容性が増す。しかし、これら（標準的なコーティング）方法を使用することで、本明細書で提案される種類の、通常、優れた特性を示すコーティング層を、通常、比較的安価且つ効率的な手法で実現できる。
【００２４】
更に、工作物を、溶射材料が、スプレーコーティング法に好適な大きさの粒子を含むように、特に、溶射材料が１μｍ〜２５μｍ、好ましくは５μｍ〜１５μｍの範囲内の大きさの粒子を含むように設計することが提案される。本文脈では、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、（実質的に）からなる（（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）と解釈することができる。また、少なくとも０％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％又は９０％；１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％又は１００％以下の特定の割合も意味し得る。この百分率は、重量百分率、モル百分率、体積百分率等に特に関係し得る。このような大きさの粒子を使用することで、通常、得られるコーティング層は、特に有利な特徴を示し、特に、通常、非常に耐摩耗性がある。粒子は、得られるコーティング層の「前駆物質（ｐｒｅｄｅｃｅｓｓｏｒ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」であるが、少なくとも、スプレーコーティング法の通常使用される動作条件下において、得られるコーティング層から元々使用した大きさを尚検出できるという点で、得られるコーティング層の構造に影響を及ぼすことに留意すべきである。
【００２５】
工作物において、コーティング層（複数のコーティング層のうちの少なくとも１つ）が少なくとも接触面に存在し、工作物が別の工作物に対して可動的に配置されている場合、工作物（及び特に、コーティング層）は、その固有の性質及び利点を特に良好に示すことができる。既に述べたように、これは一種の「典型的な最低要件」である。異なる領域において、コーティング層は存在してもしなくてもよく、並びに／又は異なる厚さ及び／若しくは異なる材料組成のコーティング層が想定されてもよい。本文脈における「接触面」は、標準動作条件下（及びおそらくは、まれであり、したがって、標準的ではないが、適度に高水準の可能性を持って起こり得る動作条件下）での機械的接触が想定されるように解釈すべきである。本文脈では、「接触面」の概念は、直接接触（間に潤滑剤がない状態）及び／又は「間接」接触（間に潤滑剤層がある状態）を特に意味し得る。
【００２６】
更に、工作物が、斜板、偏心器、ピストン、ピストン足、シリンダ、シリンダブロック、弁、弁板、弁板デバイス、弁セグメントデバイス、リング、ライナー、板デバイス、軸受、軸受板及び／又は軸受板デバイスを含む群から選択されたデバイスであるように工作物を設計することが提案される。このような部品は、通常、特に機械的摩耗の傾向がある。したがって、コーティング層をこのような部品のために使用すると特に有利であり、通常、非常に耐久性のある「機械全体」をもたらす。当然、これは通常所望される。「板」の概念が用いられる場合であっても、各デバイスは顕著な厚さ（通常、「板」の概念が用いられない）を有することも可能であることに留意すべきである。したがって、上記デバイスのいくつかについて、別の表現が提案される（板デバイス、弁セグメント、弁セグメントデバイス等）。各概念はあらゆる可能な且つ考えられ得る組み合わせに対して用いられてはいない。しかしながら、その使用は他のデバイスにも準用することで可能となろう。特に、「板」の使用は、通常、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ又は１０ｍｍ以下の厚さのデバイスに限られる。「他の指示」では、時として「箔」の概念が既に使用されている可能性のある（例えば、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ又は１ｍｍ以下のデバイス）非常に限られた厚さの板も可能であろう。当然、当業者には、１つのデバイスの「上限」は「連続する」デバイスにとって「下限」と解釈され得ることは明らかである。
【００２７】
更に、工作物は、油圧式デバイスで使用するために、特に流体作動機械で使用するために設計されることが提案される。このような場合では、各工作物は、その固有の性質及び利点を特に良好に示すことができ、同様に有利な「機械全体」をもたらす。
【００２８】
更に、油圧式デバイス及び／又は流体作動機械を、前述の提案の１つ又はいくつかに従う少なくとも１つの工作物を含むように設計することが提案される。この場合、油圧式デバイス／流体作動機械は、少なくとも同様に、前述のものと同じ特性、利点及び特徴を示す。更に、油圧式デバイス／流体作動機械は、少なくとも同様に、前述の意味でも改良することができる。
【００２９】
本発明の更なる利点、特徴及び目的は、対応する図面とともに、以下の本発明の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】いくつかの部品を含む流体作動機械の実現可能な第１実施形態であり、これら部品のいくつかが部分表面コーティングを示す、概略断面図である。
【図２】いくつかの部品を含む流体作動機械の実現可能な第２実施形態であり、これら部品のいくつかが部分表面コーティングを示す、概略組立分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に、流体作動機械１の実現可能な実施形態を示す。本場合において、流体作動機械１は油圧流体ポンプ型のものであり、傾斜する斜板２（「揺動板」と称されることが多い）を用いて、回転運動３（回動シャフト４の周りの矢印３によって示される）をいくつかのピストン５（その対応する円筒状キャビティ６内において動く）の上下運動へとまず変換する。円筒状キャビティ６は、静止したままの弁ブロック１４内に配置されている。ピストン５の上下運動によって、ピストン５及び円筒状キャビティ６により密閉された容積が反復的に膨張及び収縮する。更に、流体入口チャネル７及び流体出口チャネル８は、流体チャネル７、８内に配置された、適切に配置された逆止弁９によって円筒状キャビティ６に流体的に接続している。既に述べたように、及び図示される実施形態の流体作動機械１にとって一般的であるように、弁ブロック１４は（実質的に）静止したままである。しかしながら、流体作動機械１を可動用途に用いることは当然排除されない。したがって、本願の文脈において、「静止（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ）」又は「固定的に（ｆｉｘｅｄｌｙ）」は、通常、厳密な環境に対して（例えば、車両の基準座標系に対して）解釈される。更なる見解として、本明細書で示される逆止弁９を有する設計以外の異なる設計も当然可能である。別の可能性を挙げると、弁板（弁板デバイス、弁セグメント等）を付加的に及び／又は代替的に使用できる。
【００３２】
回転シャフト４において回転動作が実施されると、円筒状キャビティ６及びピストン５によって密閉された流体体積の反復的な膨張及び収縮を基に、流体が低圧リザーバ１０から高圧リザーバ１１へと（ここでは詳細に図示せず）圧送される。このようなデバイスは、従来技術においてそのようなものとして知られている。
【００３３】
本発明は、ピストン５（円筒状部品）の一部、円筒状キャビティ６の内壁の一部、斜板２の表面の一部、及び接触ボール１３が斜板２と駆動接触するように設計されている、ピストン５の下方部分に配置された接触ボール１３の表面の一部に配置された表面コーティング１２（斜線領域によって示される）に関する。
【００３４】
本発明の主旨（の少なくとも一部）は、後述の表面コーティングを呈する種々の部品及び表面コーティング自体に関するものであることは理解すべきである。
【００３５】
種々の表面コーティング１２を異なる部分及び／又は流体作動機械１の異なる実施形態にも当然適用できることも理解する必要がある。特に、ここで示されている逆止弁９に加えて及び／又は逆止弁９の代わりに弁板（又は類似のデバイス）が用いられる場合、更なる及び／又は他の表面部分は好ましくは表面コーティングを呈するべきである（その一方で、一部の表面部分は表面コーティングをもはや要しない可能性がある）。
【００３６】
更に、このような適切に被覆された部品は異なる機械類にも使用することができる。油圧の技術分野からいくつかの例を挙げると、この部品は、傾斜板タイプ；ねじることが可能な傾斜板を有するタイプ；ピストン足を駆動する偏心器を用いる流体作動機械；回転シリンダブロックを備える流体作動機械；弁板（又は類似のデバイス）を備える流体作動機械；及びその他等の種々の設計の油圧式ポンプ、油圧式モータ、油圧式ポンプ／モータの組み合わせ、流体作動機械（ポンプ、モータ、ポンプとモータとの組み合わせ）に使用され得る（前述の組み合わせ及びおそらくは更により多くの機能を示す流体作動機械も可能である）。ここで示されている実施形態の表面コーティングは約２００μｍ（いくらかのばらつきは当然起こり得る）の厚さを有する。更に、通常、表面コーティング１２がその厚さに関していくらかのばらつきを示す場合にはあまり問題とならない。例えば、（例えば）２００μｍの公称表面厚さは、１９０μｍ〜２１０μｍ、又は更には１８０μｍ〜２２０μｍのいくらかのばらつきを示し、（少なくとも通常は）何ら顕著な負の影響はもたらさない。
【００３７】
表面コーティング１２はここでは、従来技術において周知の方法であるプラズマ溶射法を使用して適用されている。ここでは、プラズマ溶射において、約１０μｍの大きさの粒子が使用されている（５μｍのいくらかのばらつきがある）。しかしながら、本発明は、このようなサイズ及び／又はプラズマスプレーコーティング法に限定されない。実質的に全てのコーティング法、特にＨＶＯＦ技術（高速フレーム溶射）を同様に使用することができる。付加的に及び／又は代替的に、異なるサイズの粒子も使用することができる。
【００３８】
本実施形態では、プラズマ溶射は、反応ガスのイオン化を引き起こし、プラズマを形成するアノードとカソードとの間のアーク形成に基づく。コーティング材料がプラズマ中に導入され、これら条件によってもたらされる高温により融解する。しかしながら、正確な詳細は、当然、異なり得る。
【００３９】
流体作動機械１のいくつかの部品のいくつかの表面領域の表面コーティング１２は、２つの異なる部品間に摺接が存在する確率が高い（即ち、流体作動機械の使用時、２つの異なる表面部分間の相対運動が通常起こる表面領域）表面部分のみに適用されている。
【００４０】
本実施形態では、したがって、表面コーティング１２は斜板２の上側（ピストン５と、円筒状キャビティ６が配置されたブロックとに隣接する）に限定されている。斜板２のこの表面側において、種々のピストン５の下方側に配置された接触ボール１３が（回動する）斜板２と駆動接触する。更に、接触ボール１３の下半球は表面コーティング１２も呈する。斜板２の上側及び接触ボール１３の下半球上の表面コーティング１２によって、作動機械１の通常動作条件時に互いに摺接させることができる斜板２の接触ボール１３の全表面部分が、それらの間に表面コーティング１２を呈することは容易に理解可能である。したがって、ここでは表面コーティング間の摺接のみ存在する（当然、作動油が全くない乾燥摺動は、過酷な負荷下及び／又は非常に劣悪な動作条件における並びに／又は流体作動機械が始動したばかりの時及び油回路がまだ完全に確立されていない時の油ポンプの不具合等、特定の動作条件において起こり得る）。
【００４１】
しかし、接触面間の乾燥摩擦が発生する場合であっても、表面コーティング１２によって、表面コーティングが存在せず（通常、金属）部品２、１３が互いに直接接触する場合に比べて、摩擦低下及び摩耗低下が生じる。
【００４２】
ここで使用されている表面コーティング１２の大きな利点は、表面コーティング１２が実質的に鉛を含有しないこと、即ち、表面コーティングが（いくらかの残留混入物以外）鉛を全く含有しないことである。
【００４３】
一見解として、更に、接触ボール１３と斜板２との間の摺接が、表面コーティングを呈する表面部分によってのみ確立されるように、斜板２の頂面がリング状のコーティングのみを呈すれば十分であることに留意されたい。しかしながら、斜板の上にリングのみを適用することは、通常、比較的実現が困難である。したがって、通常、斜板２の頂面全体をコーティングする方が安価である。同様に、図１に示される種々の部品の更なる表面部分も表面コーティングで被覆され得る（例を挙げると、ピストン５は表面コーティングで「完全に被覆され」得る）。
【００４４】
図１から分かるように、表面コーティング１２はまた、ピストン５の（外部）円筒状表面及び円筒状キャビティ６の（内部）円筒状表面に適用される。容易に理解可能な通り、ここでは、ピストン５の接触面と円筒状キャビティ６の接触面との間の摺動運動は、流体作動機械１の通常動作条件下でピストン５が上下に動いているときに発生する。
【００４５】
ここでは、表面コーティング１２の２つの特定の実施形態について調査及び測定し、その結果を、現在使用されている、鉛分を有する青銅層を含む表面コーティングと比較した。
【００４６】
特に、物質１として、含有物式Ｍｏ２５（ＮｉＣｒＢＳｉＦｅ）を有する材料を使用し、物質２として、含有物式Ｆｅ１６Ｍｏ２Ｃ０．２５Ｍｎを有する材料を使用した。
【００４７】
表面コーティングを公称厚さ２００μｍで適用した。鉛含有青銅は従来技術において入手可能なため、これを鉛含有青銅と比較した。鉛含有青銅もまた、公称厚さ２００μｍで適用した。
【００４８】
全ての表面コーティングをＤＩＮ  ＥＮ１００８３−２に従いパーライト相及びフェライト相からなるＣ２２鋼基材上に適用した。基材の硬さは１９５±４ＨＶ０．２とし、平坦度は１３．３８±１、０８μｍとした。測定値は、ラップ仕上げ後の各コーティングの粗さが表１の通りであることを示した。
【００４９】
【表１】
0006609040.tif 000002
【００５０】
測定を実施すると、金属切片に基づく微小硬さ測定値（ＨＶ０．２）は対照鉛含有青銅層では１２６である一方、物質１では、微小硬さは約５００ＨＶ０．２、物質２では、微小硬さは約４６０ＨＶ０．２であった。同様に、熱溶射コーティングの接着強度は、物質１では３７Ｎ／ｍｍ2、物質２では４１Ｎ／ｍｍ2であった。
【００５１】
焼付き試験（摩擦係数対時間）では、両物質（物質１及び物質２）において試験実施の６０秒後に摩擦係数約０．１１を示し、これは従来技術による鉛含有青銅とほぼ同じである（同じく６０秒後に０．１１）。
【００５２】
最後に、焼付き試験の終了時の臨界接触圧は鉛含有青銅に比して更に有利である。鉛含有青銅層は６５０Ｎ／ｍｍ2の臨界接触圧を示したが、物質１は１２５０Ｎ／ｍｍ2の臨界接触圧を示し、物質２は１０７０Ｎ／ｍｍ2の臨界接触圧を示した。
【００５３】
つまり、ここで調査した材料は両者とも特定の適切な程度のモリブデンを含有し、現在使用されている鉛含有青銅に比して機械的利点も示すことが分かる。鉛がないことによる環境に対する優しさという利点は当然明白である。
【００５４】
上で既に述べたように、前述の及び／又はここで提案される表面コーティング１２は他の表面、部品、デバイス、表面部分、流体作動機械等に有利に使用することができる。したがって、本発明並びにその利点及び適用性をより詳細に説明するため、以下、図２を参照して、流体作動機械１５の第２の実現可能な実施形態を記載する。特に、図１による流体作動機械１の実施形態と図２による流体作動機械１５の実施形態との（特に特定の機能を組み合わせることによる）何らかの「組み合わせ」も可能であるが、これについては明示的に記載しない。このような「組み合わせ」は、当然、ここで示される及び記載される流体作動機械１、１５の実施形態に限定されない。
【００５５】
図２に、回転可能なシリンダブロック１４を含む流体作動機械１５の第２の実現可能な実施形態を概略組立分解図で示す。明確化のために、いくつかの部品は図示しない及び／又は詳細には図示しない。更に、簡略化のために、機能が類似する部品には同一の参照符号を使用する。したがって、両実施形態において同一の参照符号は各部品が機能において同一であること及び／又は同じ設計を有することを必ずしも意味するものではない。
【００５６】
図２の実施形態によれば、いくつかの表面コーティング１２を呈する、回転可能なシリンダブロック１４（回転する矢印１６によって示される）を有する流体作動機械１５が提案される。
【００５７】
動作時、シリンダブロック１４は回動シャフト４の動作下で回転する。回動シャフト４とシリンダブロック１４は、例えば、対応する突起及び凹部（例えば、歯付きホイールのような状態で）を用いてトルクに耐えるように接続されている。この場合は回転しているシリンダブロック１４（図１の実施形態と比較して）を「補償する」ために、ピストン５（図２では、簡略化のために１つのピストン５のみを示す）のピストン足１７が載置される傾斜板１８がこの場合は固定的に（即ち回転しない）配置されている。このことは傾斜板１８の角度を動作中に変えることができる可能性を必ずしも排除しない。
【００５８】
回転シリンダブロック１４が回転すると、ピストン５は回転シリンダブロック１４とともに運ばれる。したがって、ピストン足１７は傾斜板１８に沿って摺動し、傾斜板１８の傾きによって上下に動く。したがって、ピストン５はシリンダブロック１４内部に配置されたその対応する円筒状キャビティ６内において往復して動く。これにより、油圧流体を圧送する及び／又は圧力エネルギーを動きに変換するために使用できる反復的に変化する大きさの内容積になる（図１による流体作動機械１の実施形態に類似する）。
【００５９】
シリンダブロック１４の外周表面１９は対応する支持面（図示せず）と摺動配置にあるため、シリンダブロック１４の回転の結果、シリンダブロック１４の外周表面１９は表面コーティング１２を呈する。当然、ピストン５の外周表面及び円筒状キャビティ６の内周表面もまた表面コーティング１２を呈する（円筒状キャビティ６とピストン５との間の摺接によって必要となる）。
【００６０】
ここで示される実施形態では、円筒状キャビティ６は単純な貫通ボアとして設計されている。このような設計は特に製造が簡単であることは容易に理解される。したがって、シリンダブロック１４の「上に」軸受板２０が配置されている。軸受板２０はトルクに耐える（及び流体密）状態でシリンダブロック１４に取り付けられている。したがって、軸受板２０はシリンダブロック１４とともに回転する（回転する矢印１６によって示されるように）。シリンダブロック１４と軸受板２０との間における単純ではあるが効果的な、トルクに耐える接続を実現するために、対応する穴２２に嵌合する突出ピン２１がここでは使用されている（当然、異なる構成も使用できる）。軸受板２０はいくつかの開口部２４を示す。開口部２４は、通常、円筒状キャビティ６と流体接続しているが円筒状キャビティ６と同じ断面は有しない。
【００６１】
シリンダブロック１４とは反対側にある（及び弁板２３に隣接する）軸受板１６の表面側に、弁板２３が配置されている。隣接する軸受板２０の表面と弁板２３の表面は互いに摺接している。したがって、各表面には表面コーティング１２が設けられている。
【００６２】
弁板２３は固定的に配置されている（即ち、弁板２３はシリンダブロック１４及び／又は軸受板２０とともに回転しない）。図２に示されるように、弁板２３はいくつかの開口部２５も示す。
【００６３】
弁板２３の開口部２５及び軸受板２０の開口部２４は、シリンダブロック１４／軸受板２０が弁板２４に対して回転すると、開口部２５及び開口部２４が能動弁及び／又は受動弁の「挙動を模す」ように設計及び配置されているため、流体作動機械１５のポンピング挙動及び／又はモータリング挙動が実現される。このような設計は従来技術においてそういうものとして知られており、簡略化のためにここでこれ以上記載されない。
【００６４】
流体作動機械１５の種々の部品の種々の表面部分の種々の表面コーティング１２によって、長寿命で、比較的低摩擦の、信頼性が高く且つ耐摩耗性の流体作動機械１５を具現化することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  流体作動機械
２  斜板
３  矢印
４  回動シャフト
５  ピストン
６  円筒状キャビティ
７  流体入口チャネル
８  流体出口チャネル
９  逆止弁
１０  低圧リザーバ
１１  高圧リザーバ
１２  表面コーティング
１３  接触ボール
１４  シリンダブロック
１５  流体作動機械
１６  回転する矢印
１７  ピストン足
１８  傾斜板
１９  外周表面
２０  軸受板
２１  ピン
２２  穴
２３  弁板
２４  開口部（軸受板の）
２５  開口部（弁板の）
【図１】
0006609040.tif 000003
【図２】
0006609040.tif 000004