特開 2024-13689 コーティング構造、及び、ポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024013689

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】コーティング構造、及び、ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   B32B 3/30 20060101AFI20240125BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20240125BHJP

   F04B 53/00 20060101ALI20240125BHJP

   F16C 33/06 20060101ALI20240125BHJP

   F16C 33/20 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

B32B3/30

C23C26/00 K

F04B53/00 E

F16C33/06

F16C33/20 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022115974

(22)【出願日】2022-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】榊原 紀幸

(72)【発明者】

【氏名】井内 一博

(72)【発明者】

【氏名】宮長 裕二

(72)【発明者】

【氏名】飯野 真成

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 賢二

(72)【発明者】

【氏名】加福 秀考

【テーマコード（参考）】

3H071

3J011

4F100

4K044

【Ｆターム（参考）】

3H071AA12

3H071BB00

3H071CC26

3H071CC44

3H071DD46

3J011AA20

3J011BA08

3J011CA01

3J011SC01

4F100AB04A

4F100AB31A

4F100AR00A

4F100AR00B

4F100AT00

4F100BA02

4F100CC00B

4F100DD05A

4F100DD09A

4F100EC14

4F100GB90

4F100JK06B

4K044AA03

4K044AA06

4K044AB10

4K044BB10

4K044BC02

4K044BC05

4K044CA11

4K044CA13

4K044CA14

4K044CA53

(57)【要約】

【課題】基材とコーティング部材との境界におけるすき間腐食の発生を、簡易な構成で抑制する。
【解決手段】本願は、基材の表面に設けられたコーティング溝にコーティング部材が形成されたコーティング構造に関する。コーティング溝は、溝本体と、溝本体の端部において、基材の内側に向けて凹状に設けられた深溝部とを備える。溝本体は、基材の自由縁とのなす角が９０度以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材の表面に設けられたコーティング溝にコーティング部材が形成されたコーティング構造であって、
前記コーティング溝は、
溝本体と、
前記溝本体の端部において、前記基材の内側に向けて凹状に設けられた深溝部と、
を備え、
前記溝本体は、前記基材の自由縁とのなす角が９０度以下である、コーティング構造。

【請求項2】

前記角が９０度未満である、請求項１に記載のコーティング構造。

【請求項3】

前記深溝部は前記基材の深さ方向に沿って形成される、請求項１又は２に記載のコーティング構造。

【請求項4】

前記深溝部は前記表面に沿った方向に形成される、請求項１又は２に記載のコーティング構造。

【請求項5】

前記表面から前記深溝部に至る深さの前記溝本体の深さに対する比が０．５以下である、請求項４に記載のコーティング構造。

【請求項6】

前記深溝部の前記表面に沿った長さが前記溝本体の深さ以下である、請求項４又は５に記載のコーティング構造。

【請求項7】

前記角が３０度以上である、請求項１又は２に記載のコーティング構造。

【請求項8】

前記深溝部が矩形状である、請求項１又は２に記載のコーティング構造。

【請求項9】

前記深溝部が弧形状である、請求項１又は２に記載のコーティング構造。

【請求項10】

請求項１又は２に記載のコーティング構造を備える、ポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、コーティング構造、及び、ポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば海水を取り扱うポンプ等では、金属材料を含む構成部材の耐食性や耐久性を向上するために、基材表面にコーティングが施工されることがある。この種のコーティングの施工では、基材表面にコーティング溝を形成し、当該コーティング溝に対して塗布、溶射、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の手法によってコーティングを形成することにより行われる。

【0003】

例えば特許文献１では、ポンプ装置の回転軸を回転可能に支持する軸受部を構成する軸スリーブに設けられるコーティング構造であって、コーティング端部に樹脂リングが設けられた構成が開示されている。この構成では、コーティング端部に樹脂リングを設けることで、コーティング材と基材との界面に海水等の液体が侵入することによる隙間腐食を抑制できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６７７７５２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１では、コーティング端部に樹脂リングを設ける際に、端部にあるコーティングを部分的に除去し、コーティングから部分的に表出した基材端部に樹脂リングが挿入される。この際、コーティング端部の近傍では、コーティングが基材側から剥離し（例えば基材からコーティングが浮き上がり）、コーティングに不良箇所が生じるおそれがある。このようなコーティングの不良箇所は、例えば海水等の液体が侵入することですき間腐食が進行する起点となってしまう。またコーティング端部に樹脂リングが必要であるため、コーティング構造を構成する部材数が増加し、施工負担が大きい。

【0006】

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、基材とコーティング部材との境界におけるすき間腐食の発生、或いは、すき間腐食に伴うコーティングの剥離を、簡易な構成で抑制可能なコーティング構造及びポンプ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の少なくとも一実施形態に係るコーティング構造は、上記課題を解決するために、
基材の表面に設けられたコーティング溝にコーティング部材が形成されたコーティング構造であって、
前記コーティング溝は、
溝本体と、
前記溝本体の端部において、前記基材の内側に向けて凹状に設けられた深溝部と、
を備え、
前記溝本体は、前記基材の自由縁とのなす角が９０度以下である、コーティング構造。

【0008】

本開示の少なくとも一実施形態に係るポンプ装置は、上記課題を解決するために、
本開示の少なくとも一実施形態に係るコーティング構造を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示の少なくとも一実施形態によれば、基材とコーティング部材との境界におけるすき間腐食の発生、或いは、すき間腐食に伴うコーティングの剥離を、簡易な構成で抑制可能なコーティング構造及びポンプ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係るコーティング構造１を示す断面図である。

【図2】図１の変形例である。

【図3】他の実施形態に係るコーティング構造１を示す断面図である。

【図4】図３の変形例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0012】

図１は一実施形態に係るコーティング構造１を示す断面図である。コーティング構造１は、基材２の表面に設けられたコーティング溝４に対して、コーティング部材６が形成されることで構成される。基材２は、例えば海水等の流体を取り扱うポンプ装置の構成部材の一部であり、当該部材を構成する金属基材の表面に流体による腐食を抑制するために設けられる。

【0013】

基材２は、例えばステンレス鋼、ニッケル合金等の金属材料を含む。またコーティング部材６は、例えばエポキシ等の高分子・樹脂系材料や、ステンレス鋼、ニッケル合金等の材料を含み、コーティング溝４に対して、例えば塗布、溶射、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の手法によって施工される。

【0014】

基材２の表面には、コーティング溝４が凹状に設けられる。本実施形態では、コーティング溝４が設けられる基材２の表面が平坦面形状である場合を例示しているが、その表面の形状は、基材２が構成するポンプ装置の構成部材に応じて他の形状を有してもよい。またコーティング溝４は、基材２の表面に沿って長手形状に形成されているが、このようなコーティング溝４の形状もまた一例であり、これに限定されない。

【0015】

コーティング溝４は、溝本体４ａと、深溝部４ｂとを備える。溝本体４ａは、コーティング溝の主要構成である。本実施形態では、溝本体４ａは、基材２の表面を基準として、略一定の深さＤ１を有する長手形状の溝として形成される。溝本体４ａの端部４ｃは、基材の自由端とのなす角θ（言い換えると、基材２の表面と、溝本体４ａの端部４ｃを構成する内表面とのなす角）を有する。

【0016】

角θは９０度以下である。これにより、コーティング溝４の端部４ｃでは、コーティング部材６が部分的に基材２の内側に入り込む構成となる。このようにコーティング溝４を形成することで、基材２とコーティング部材６との界面形状が複雑になり、またコーティング溝４の端部４ｃにおいて、コーティング溝４とコーティング部材６との密着性が向上し、コーティング溝４からのコーティング部材６の剥離やすき間腐食の発生を効果的に抑制できる。

【0017】

図１に示す実施形態では特に、角θは９０度未満である（すなわち鋭角である）。そのため、溝本体４ａは、基材２の表面における位置において長さＬ１を有するとともに、深さＤ１の位置において長さＬ２（＞Ｌ１）を有する。そのためコーティング溝４の端部４ｃでは、コーティング部材６の端部が基材２の表面より内側に入り込み、表面側から基材２によって覆われる。そのためコーティング溝４の端部４ｃにおいて、仮にすき間腐食が生じた場合においても、コーティング溝４からコーティング部材６が剥離することが効果的に防止される。

【0018】

尚、角θは３０度以上であることが好ましい。これにより、基材２の表面にコーティング溝４を形成する際の加工が容易となり、また内側にコーティング部材６の端部が入り込むことで良好な密着性が得られる。

【0019】

深溝部４ｂは、コーティング溝４の端部４ｃにおいて、基材２の内側に向けて凹状に設けられる。本実施形態では、深溝部４ｂは、溝本体４ａの両端側にそれぞれ設けられており、基材２の深さ方向に沿って形成される。つまり深溝部４ｂは、溝本体４ａから部分的に更に深くなるように形成される。具体的には、深溝部４ｂは、溝本体４ａの深さＤ１から更に掘り下げられることにより、深さＤ２（＞Ｄ１）を有するように形成される。これにより、コーティング溝４の端部４ｃではコーティング部材６が深溝部４ｂに部分的に入り込む。その結果、コーティング溝４とコーティング部材６との密着性がより効果的に向上し、コーティング溝４からのコーティング部材６の剥離やすき間腐食の発生を抑制できる。

【0020】

尚、深溝部４ｂの深さＤ２は、溝本体４ａの深さＤ１の２倍以下であることが好ましい。深溝部４ｂの深さＤ２が大きすぎると、コーティング溝４のうち深溝部４ｂに至るまでコーティング部材６が適切に入り込むことが難しくなるため、このように適度な深さＤ２に深溝部４ｂを形成するとよい。

【0021】

尚、図１では、深溝部４ｂは弧形状に形成される。これにより、深溝部４ｂとコーティング部材６との接触面積が大きくなり、コーティング溝４とコーティング部材６との密着性を効果的に向上できる。

【0022】

図２は図１の変形例である。この変形例に示すように、深溝部４ｂは矩形状断面を有してもよい。このような深溝部４ｂは施工が容易である。

【0023】

尚、角θは９０度であってもよい。この場合、コーティング溝４の端部４ｃにおいて、基材２の自由縁となす角度θが９０度になり、基材２の表面へのコーティング溝４の施工が容易である。

【0024】

図３は他の実施形態に係るコーティング構造１の断面図である。本実施形態のコーティング構造１では、深溝部４ｂは表面に沿って形成される。これにより、コーティング溝４の端部４ｃではコーティング部材６が深溝部４ｂに部分的に入り込む。その結果、コーティング溝４とコーティング部材６との密着性がより効果的に向上し、コーティング溝４からのコーティング部材６の剥離やすき間腐食の発生を抑制できる。また深溝部４ｂが表面に沿って形成されることで、コーティング溝４全体が形成される深さが小さく抑えられる。これにより、コーティング溝４が形成されることによる基材２の強度低下を効果的に抑制できる。

【0025】

本実施形態では、基材２の表面から深溝部４ｂに至る深さＤ３の溝本体の深さＤ１に対する比が０．５以下である。これにより、コーティング溝４の端部４ｃにおいて、深溝部４ｂより表面側にある基材２の厚さを確保することで基材２側の強度を確保しながら、深溝部４ｂにコーティング部材６の端部を入り込ませることで密着性を効果的に向上できる。また当該比を０．５以下にすることで、このような形状を有するコーティング溝４の基材２への形成も容易である。

【0026】

また深溝部４ｂを表面に沿って形成する場合には、深溝部４ｂの表面に沿った長さｗが溝本体の深さＤ１以下にしてもよい。これにより、このような形状を有するコーティング溝４の基材２への形成が容易となる。また深溝部４ｂの奥行を適度に抑えることで、深溝部４ｂに入り込むように形成されるコーティング部材６とコーティング溝４との密着性を良好に得ることができる。

【0027】

図４は図３の変形例である。この変形例に示すように、深溝部４ｂは弧形状断面を有してもよい。これにより、深溝部４ｂとコーティング部材６との接触面積が大きくなり、コーティング溝４とコーティング部材６との密着性を効果的に向上できる。また、基材の溝加工も比較的容易である。

【0028】

上記構成を有するコーティング構造１は、ポンプ装置に利用可能である。これにより、例えば海水のような腐食性が高い液体を扱うポンプ装置においても、基材とコーティング部材との境界における腐食発生を、簡易な構成で抑制可能である。

【0029】

その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【0030】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0031】

（１）一態様に係るコーティング構造は、
基材の表面に設けられたコーティング溝にコーティング部材が形成されたコーティング構造であって、
前記コーティング溝は、
溝本体と、
前記溝本体の端部において、前記基材の内側に向けて凹状に設けられた深溝部と、
を備え、
前記溝本体は、前記基材の自由縁とのなす角が９０度以下である。

【0032】

上記（１）の態様によれば、コーティング部材が形成される基材の表面に設けられたコーティング溝は、溝本体の端部に、基材の内側に向けて凹状に設けられた深溝部を有する。このように深溝部が設けられたコーティング溝の端部では、コーティング部材が部分的に基材の内側に入り込む構成となる。これにより、コーティング溝の端部において、コーティング溝とコーティング部材との密着性が向上し、コーティング溝からのコーティング部材の剥離やすき間腐食の発生を効果的に抑制できる。

【0033】

（２）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記角が９０度未満である。

【0034】

上記（２）の態様によれば、コーティング溝の端部では、コーティング部材の端部が基材表面より内側に入り込み、表面側から基材によって覆われる。そのためコーティング溝の端部において、仮にすき間腐食が生じた場合においても、コーティング溝からコーティング部材が剥離することを効果的に防止できる。

【0035】

（３）他の態様では、上記（１）又は（２）の態様において、
前記深溝部は前記基材の深さ方向に沿って形成される。

【0036】

上記（３）の態様によれば、コーティング溝の端部に設けられる深溝部は、溝本体から部分的に深くなるように形成される。これにより、コーティング溝の端部ではコーティング部材が深溝部に部分的に入り込む。その結果、コーティング溝とコーティング部材との密着性がより効果的に向上し、コーティング溝からのコーティング部材の剥離やすき間腐食の発生を抑制できる。

【0037】

（４）他の態様では、上記（１）又は（２）の態様において、
前記深溝部は前記表面に沿った方向に形成される。

【0038】

上記（４）の態様によれば、コーティング溝の端部に設けられる深溝部は、表面から所定の深さ位置において表面に沿った方向に形成される。これにより、コーティング溝の端部ではコーティング部材が深溝部に部分的に入り込む。その結果、コーティング溝とコーティング部材との密着性がより効果的に向上し、コーティング溝からのコーティング部材の剥離やすき間腐食の発生を抑制できる。また深溝部が表面に沿った方向に形成されることで、コーティング溝の深さが小さく抑えられる。これにより、コーティング溝が形成されることによる基材の強度低下を効果的に抑制できる。

【0039】

（５）他の態様では、上記（４）の態様において、
前記表面から前記深溝部に至る深さの前記溝本体の深さに対する比が０．５以下である。

【0040】

上記（５）の態様によれば、深溝部を表面に沿って形成する場合には当該比を０．５以下にすることで、コーティング溝の端部において、深溝部より表面側にある基材の厚さを確保することで基材側の強度を確保しながら、深溝部にコーティング部材の端部を入り込ませることで密着性を効果的に向上できる。また当該比を０．５以下にすることで、このような形状を有するコーティング溝の基材への形成も容易である。

【0041】

（６）他の態様では、上記（４）又は（５）の態様において、
前記深溝部の前記表面に沿った長さが前記溝本体の深さ以下である。

【0042】

上記（６）の態様によれば、深溝部を表面に沿って形成する場合には、深溝部の表面に沿った長さが溝本体の深さ以下にしてもよい。これにより、このような形状を有するコーティング溝の基材への形成が容易となる。また深溝部の奥行を適度に抑えることで、深溝部に入り込むように形成されるコーティング部材とコーティング溝との密着性を良好に得ることができる。

【0043】

（７）他の態様では、上記（１）から（６）のいずれか一態様において、
前記角が３０度以上である。

【0044】

上記（７）の態様によれば、溝本体の端面が基材の自由縁となす角が３０度以上である。このような形状を有するコーティング溝は、基材表面に対して加工が容易であり、また内側にコーティング部材の端部が入り込むことで良好な密着性が得られる。

【0045】

（８）他の態様では、上記（１）から（７）のいずれか一態様において、
前記深溝部が矩形状断面を有する。

【0046】

上記（８）の態様によれば、深溝部が矩形状断面を有するように形成される。このような深溝部は施工が容易である。

【0047】

（９）他の態様では、上記（１）から（８）のいずれか一態様において、
前記深溝部が弧形状である。

【0048】

上記（９）の態様によれば、深溝部が弧形状断面を有するように形成される。このような深溝部は、コーティング部材との接触面積が大きく、コーティング溝とコーティング部材との密着性を効果的に向上できる。

【0049】

（１０）一態様に係るポンプ装置は、
上記（１）から（９）のいずれか一態様に係るコーティング構造を備える。

【0050】

上記（１０）の態様によれば、ポンプ装置は、上記構成を有するコーティング構造を有する部材を備える。これにより、例えば海水のような腐食性が高い液体を扱うポンプ装置においても、基材とコーティング部材との境界における腐食発生を、簡易な構成で抑制可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ コーティング構造
２ 基材
４ コーティング溝
４ａ 溝本体
４ｂ 深溝部
４ｃ 端部
６ コーティング部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】