JP2002098025A - Ceramic check ball and pump part using the same - Google Patents
Ceramic check ball and pump part using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ部品に用い
られるチェックボールおよびそれを用いたポンプ部品に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a check ball used for a pump component and a pump component using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】油成分等の液体を噴出するポンプ部品
は、自動車部品の燃料噴射装置や液体クロマトグラフ等
のように内燃機関から精密機器まで様々な分野に使用さ
れている。特に、チェックボールを使用したポンプ部品
は、チェックボールの働きにより所定量の液体の排出お
よび液体の逆流の防止等の制御がし易いことから前述の
分野において好んで使用されている。従来、チェックボ
ールにはステンレスや軸受鋼等の金属ボールが使用され
ていたが、金属ボールは耐摩耗性が悪く、自動車部品等
の使用環境が厳しいものにおいては十分な耐久性が得ら
れていなかった。特に、ディーゼルエンジンにおいては
燃料中にスス等の炭素成分が含まれており、この炭素成
分が潤滑剤の役割を果たしてしまうことから摩耗が激し
かった。そこで、近年は金属ボールに代わりセラミック
スボールがチェックボールに使用されるようになってい
た。セラミックスの中で、酸化アルミニウム、窒化珪
素、酸化ジルコニウムはベアリングボール等の摺動部材
に使用されているように金属に比べて、耐摩耗性に優れ
ることからチェックボールとしても十分機能していた。2. Description of the Related Art Pump parts for injecting liquids such as oil components are used in various fields from internal combustion engines to precision instruments, such as fuel injectors for automobile parts and liquid chromatographs. In particular, a pump component using a check ball is preferably used in the above-mentioned field because the action of the check ball facilitates control such as discharge of a predetermined amount of liquid and prevention of liquid backflow. Conventionally, metal balls such as stainless steel and bearing steel have been used for check balls.However, metal balls have poor wear resistance and do not have sufficient durability in harsh environments such as automobile parts. Was. In particular, in a diesel engine, the fuel contains carbon components such as soot, and the carbon components play a role of a lubricant, so that abrasion is severe. Therefore, in recent years, ceramic balls have been used for check balls instead of metal balls. Among ceramics, aluminum oxide, silicon nitride, and zirconium oxide have sufficiently functioned as check balls because they have better wear resistance than metals as used in sliding members such as bearing balls.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チェッ
クボールを支持する弁座部は通常、断面が角型であるこ
とからチェックボール支持部とチェックボールとは点接
触または線接触となっていた。チェックボールはポンプ
部品内において、基本的に回転せず実質的には固定され
た状態で存在していることから、チェックボール支持部
に固定された状態、つまりは常に一定方向で一定の部分
のみが点接触または線接触を続けると、その点接触また
は線接触している部分のみが摩耗してしまい、長期間使
用しているとチェックボール支持部とチェックボール間
のクリアランスが摩耗により変化してしまいポンプ部品
としての機能が低下することになる。ポンプ部品の機能
が低下すると、例えば自動車部品においてはエンジン故
障の原因となってしまうことからポンプ部品の信頼性向
上の要求は高い。特に、ディーゼルエンジンにおいては
燃料中にスス等の炭素成分が数10ppm程度含まれている
ことから、この炭素成分が潤滑剤の役割を果たしてしま
っていた。このような場合においてもセラミックスチェ
ックボールそのものの摩耗量は比較的少ないものの、チ
ェックボール支持部と点接触または線接触を繰返すとセ
ラミックスチェックボールと言えども摩耗を抑えること
は難しかった。However, since the cross section of the valve seat for supporting the check ball is generally rectangular, the check ball support and the check ball are in point contact or line contact. Since the check ball exists in the pump part in a substantially fixed state without rotating basically, the check ball is fixed to the check ball support, that is, only a fixed portion is always fixed in a certain direction. If point contact or line contact continues, only the part that is in point or line contact wears out, and if used for a long time, the clearance between the check ball support and the check ball changes due to wear. As a result, the function as a pump component is reduced. Deterioration of the function of the pump component causes an engine failure in, for example, an automobile component. Therefore, there is a high demand for improving the reliability of the pump component. In particular, in a diesel engine, since carbon components such as soot are contained in the fuel by about several tens of ppm, the carbon components have played a role of a lubricant. Even in such a case, although the amount of wear of the ceramic check ball itself is relatively small, it is difficult to suppress the wear even for a ceramic check ball by repeating point contact or line contact with the check ball support.
【０００４】さらに、ポンプ部品は燃料噴射時に弁座部
のチェックボール支持部とチェックボールが衝突を繰返
すことから、前述の点接触または線接触の状態では自動
車部品のように回転速度が5000rpm以上、さらには8000r
pm以上と高速回転になるにしたがって摩耗の促進だけで
なく、セラミックスチェックボールにクラックが発生す
ると言った問題も生じていた。このような問題点を解決
するためにチェックボール支持部に曲面を設け、面接触
にすることも考えられるが、ポンプ部品内においてチェ
ックボール支持部とチェックボールのクリアランスを正
確に保つには曲面を精密加工せねばならず、製造性の観
点から必ずしも良いとは言えなかった。また、チェック
ボール支持部は金属製であることが多く、セラミックス
と比較して摩耗し易く曲面加工を施すとチェックボール
支持部の支持面周縁部が薄くなり強度が低下する恐れが
あった。本発明は上記したような問題を解決するために
なされたものであって、耐摩耗性に優れかつ製造性の良
いチェックボール並びにそれを用いたポンプ部品を提供
することを目的とする。Further, the pump component repeatedly collides with the check ball support portion of the valve seat portion at the time of fuel injection. Therefore, in the above-mentioned point contact or line contact state, the rotation speed is 5000 rpm or more like an automobile component. And 8000r
As the rotation speed becomes higher than pm, not only the wear is accelerated but also the ceramic check balls are cracked. In order to solve such a problem, it is conceivable to provide a curved surface on the check ball support portion and make the surface contact, but in order to accurately maintain the clearance between the check ball support portion and the check ball in the pump part, the curved surface is required. It had to be precision machined and was not always good from the viewpoint of manufacturability. In addition, the check ball support is often made of metal, and is easily worn as compared with ceramics, and if a curved surface is formed, the peripheral portion of the support surface of the check ball support may be thinned and the strength may be reduced. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has as its object to provide a check ball having excellent wear resistance and good manufacturability, and a pump component using the same.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明のチェックボール
は、ポンプ部品に用いられるチェックボールにおいて、
表面の一部に平坦部が存在することを特徴とするもので
ある。また、セラミックスとしては、特に耐摩耗性に優
れた窒化珪素または酸化ジルコニウムを主成分とするこ
と、さらには、表面粗さRaが0.05μｍ以下であることが
好ましい。また、チェックボールの直径をR1、平坦部の
半径をR2としたときのR2/R1比が1/10〜1/3であることが
好ましい。このような本発明のチェックボールをポンプ
部品に組込む際に、平坦部をチェックボール支持部に合
せることが好ましく、特に自動車に搭載されるポンプ部
品のように使用環境が厳しいものに適用すると効果的で
ある。本発明のチェックボールおよびそれを用いたポン
プ部品は、チェックボールとチェックボール支持部が面
接触となることから耐摩耗性が向上し、ポンプ部品とし
ての信頼性が向上する。また、チェックボールに平坦部
を設けると言った手法であることから製造性も良好であ
る。According to the present invention, there is provided a check ball for use in a pump component.
It is characterized in that a flat part is present on a part of the surface. Further, it is preferable that the ceramic is mainly composed of silicon nitride or zirconium oxide, which is particularly excellent in wear resistance, and that the surface roughness Ra is 0.05 μm or less. Further, it is preferable that the ratio of R 2 / R 1 is 1/10 to 1/3 when the diameter of the check ball is R 1 and the radius of the flat portion is R 2 . When such a check ball of the present invention is incorporated into a pump component, it is preferable to align the flat portion with the check ball support portion, and it is particularly effective to apply the check ball to a severe use environment such as a pump component mounted on an automobile. It is. Since the check ball and the pump component using the same according to the present invention are in surface contact with the check ball and the check ball support, the wear resistance is improved and the reliability as the pump component is improved. In addition, since the method is to provide a flat portion on the check ball, manufacturability is also good.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明のチェックボールお
よびそれを用いたポンプ部品の実施の形態について説明
する。本発明のチェックボールは、ポンプ部品に使用さ
れるものであって、実質的に球状であり、その表面の一
部に平坦部を有するものである。球状であるとは、断面
が真球状となる部分が存在することであるが、必ずしも
真球状である必要はなく、楕円形状であっても問題はな
い。本発明の平坦部を設けたチェックボールの一例を図
１および図２に示す。図中、１はセラミックスチェック
ボール、２は平坦部を示すものとする。また、チェック
ボール支持部が２ヶ所または円周状である場合は図３に
示したように、平坦部を２ヶ所または帯状に平坦部を設
けることも可能である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a check ball of the present invention and a pump component using the same will be described. The check ball of the present invention is used for a pump component, is substantially spherical, and has a flat portion on a part of its surface. The term “spherical” means that there is a portion whose cross section is a true sphere, but the shape is not necessarily required to be a true sphere, and there is no problem even if the shape is an ellipse. An example of a check ball provided with a flat portion according to the present invention is shown in FIGS. In the drawing, 1 indicates a ceramic check ball, and 2 indicates a flat portion. Further, when the check ball support portion has two places or a circumferential shape, as shown in FIG. 3, it is also possible to provide two flat parts or a flat part in a band shape.
【０００７】従来のチェックボールは、図５に示したよ
うに真球形状であったが、本発明においては表面の少な
くとも一部に平坦部を設けたものである。平坦部は、図
４に示したようにポンプ部品の弁座部のチェックボール
支持部３に合せるものである。平坦部をチェックボール
支持部と合せることにより、支持部と面接触の状態とな
ることから接触部の摩耗量が大幅に改善される。このよ
うな効果を得ることから、本発明においてはチェックボ
ール支持部に接触する接触部の存在する個所はすべて平
坦部であることが好ましい。接触部の一部のみに平坦部
が存在しても耐摩耗性の改善は見られるが、少なくとも
接触部の５０％以上が平坦部となっていることが好まし
く、さらに好ましくは接触部の１００％が平坦部となっ
ていることである。特に、接触部の１００％が平坦部と
なっている形態は製造性も良好である。A conventional check ball has a true spherical shape as shown in FIG. 5, but in the present invention, a flat portion is provided on at least a part of the surface. The flat part matches the check ball support part 3 of the valve seat part of the pump component as shown in FIG. By combining the flat portion with the check ball support portion, the contact portion is brought into surface contact with the support portion, so that the amount of wear of the contact portion is greatly improved. In order to obtain such an effect, in the present invention, it is preferable that all the portions where the contact portions contact the check ball support portion exist are flat portions. Even if a flat portion is present only in a part of the contact portion, the wear resistance can be improved. However, at least 50% or more of the contact portion is preferably a flat portion, and more preferably 100% of the contact portion. Is a flat portion. In particular, the form in which 100% of the contact portion is a flat portion has good manufacturability.
【０００８】次に、セラミックスの材質について説明す
る。セラミックスの材質は窒化珪素、酸化ジルコニウ
ム、酸化アルミニウム等を主成分とするものが好まし
く、耐摩耗性の観点からは窒化珪素または酸化ジルコニ
ウムを主成分とするものが好ましい。特に、ヤング率が
200GPa以上の窒化珪素または酸化ジルコニウムを主成分
とするセラミックス材料であれば、剛性が上がることか
ら精密加工を施し易い。チェックボールはポンプ部品に
おいて、所定量の液体の排出と非排出時に液体の逆流防
止の両方の機能を持っている。そのため、ポンプ部品内
においてボール支持部を含めたチェックボールの周辺部
とのクリアランスを正確に保つと同時に気密性も確保し
なければならない。Next, the material of the ceramic will be described. The material of the ceramic is preferably a material containing silicon nitride, zirconium oxide, aluminum oxide, or the like as a main component. From the viewpoint of wear resistance, a material containing silicon nitride or zirconium oxide as a main component is preferable. In particular, the Young's modulus
A ceramic material containing 200 GPa or more of silicon nitride or zirconium oxide as a main component is easy to perform precision processing because of its increased rigidity. The check ball has both functions of discharging a predetermined amount of liquid and preventing liquid from flowing back when the liquid is not discharged. Therefore, it is necessary to accurately maintain the clearance between the pump component and the peripheral portion of the check ball including the ball support portion, and also to ensure airtightness.
【０００９】このような観点からすると、チェックボー
ルの表面粗さRaは0.05μｍ以下、さらには0.02μｍ以下
であることが好ましい。チェックボールの表面粗さRaが
0.05μｍ以下であると、上記クリアランスおよび気密性
が十分確保できることから液漏れ等の不具合を抑制でき
る。また、セラミックスのヤング率が200GPa以上であれ
ば剛性が上がり精密加工性を向上させることが可能なた
め表面粗さを所定の値にし易くなる。From such a viewpoint, the surface roughness Ra of the check ball is preferably 0.05 μm or less, more preferably 0.02 μm or less. Check ball surface roughness Ra
When the thickness is 0.05 μm or less, the clearance and airtightness can be sufficiently ensured, so that problems such as liquid leakage can be suppressed. When the Young's modulus of the ceramic is 200 GPa or more, the rigidity increases and the precision workability can be improved, so that the surface roughness can be easily set to a predetermined value.
【００１０】チェックボールの平坦部のサイズはチェッ
クボール支持部と面接触が得られるのであれば特に限定
されるものではないが次のような形態であることが好ま
しい。チェックボールの直径をR1、平坦部の直径をR2と
したときのR2/R1比が1/10〜1/3の範囲であることが好ま
しい。 R2/R1が1/10未満であると、実質的な面接触が
得られ難く耐摩耗性があまり改善されない。一方、 R2
/R1が1/3を超えると平坦部が必要以上に大きくなりすぎ
ることから、実質的なチェックボールの厚み方向の大き
さが小さくなってしまいチェックボールそのものの耐久
性が落ちてしまう。[0010] The size of the flat portion of the check ball is not particularly limited as long as surface contact with the check ball support portion can be obtained, but the following form is preferred. It is preferable that the ratio R 2 / R 1 is 1/10 to 1/3 when the diameter of the check ball is R 1 and the diameter of the flat portion is R 2 . When R 2 / R 1 is less than 1/10, substantial surface contact is hardly obtained, and the wear resistance is not much improved. While R 2
If / R 1 exceeds 1/3, the flat portion becomes too large unnecessarily, and the substantial size of the check ball in the thickness direction is reduced, and the durability of the check ball itself is reduced.
【００１１】また、チェックボールの直径R1が0.5〜10m
m、さらには2〜6mmのときには特にR 2/R1の値を1/10〜1/
2、好ましくは1/5〜1/3に制御することが好ましい。な
お、チェックボールの直径R1、平坦部の直径R2はいずれ
も最大径とする。例えば、チェックボールおよび平坦部
の形状が円形であればその直径をそれぞれR1、R2とす
る。チェックボールの形状が楕円等の形状であれば長軸
方向をR1とする。平坦部の形状が楕円若しくは多角形等
の非真円形状であった場合、その最も長い対角線をR2と
するものとする。また、平坦部が２ヶ所以上あるとき
は、その中で最も長い対角線をR2とし、平坦部が帯状の
場合は最も長い幅をR2とするものとする。Also, the diameter R of the check ball1Is 0.5 ~ 10m
m, especially R when it is 2-6 mm Two/ R11/10 to 1 /
It is preferable to control to 2, preferably 1/5 to 1/3. What
Contact, check ball diameter R1, Flat part diameter RTwoWill eventually
Is also the maximum diameter. For example, check balls and flats
If the shape is circular, the diameter of each is R1, RTwoToss
You. Long axis if the check ball is elliptical
R direction1And The shape of the flat part is elliptical or polygonal
If it is a non-circular shape, the longest diagonal line is RTwoWhen
It shall be. When there are two or more flat parts
Sets the longest diagonal of them to RTwoAnd the flat part is strip-shaped
If the longest width RTwoIt is assumed that
【００１２】このような本発明のセラミックスチェック
ボールであればチェックボール支持部と面接触構造を得
られることからチェックボールの摩耗量を抑えられると
共に、チェックボールへの長時間使用に伴うクラックの
発生をも抑制することができる。同様に面接触構造であ
ることからチェックボール支持部の支持面の摩耗も抑制
することができる。次に製造方法について説明する。所
定の平坦部が得られるのであれば製造方法は特に限定さ
れるものではないが例えば次のような方法が有効であ
る。まず、所定組成の原料粉末を混合、成形する際に、
予め成形型に平坦部を設けた後、焼結する方法である。
別の方法では、球状に成形、焼結した後、研磨加工によ
り平坦部を設ける方法である。また、表面粗さを所定の
値にするために必要に応じ表面加工を施すものとする。
また、ヤング率を200GPa以上とするために、窒化珪素焼
結体または酸化ジルコニウム焼結体中に酸化アルミニウ
ムや窒化アルミニウム等のアルミニウム成分を1〜10wt%
含有させることも効果的である。With such a ceramic check ball of the present invention, since a check ball support portion and a surface contact structure can be obtained, the amount of wear of the check ball can be suppressed, and cracks are generated when the check ball is used for a long time. Can also be suppressed. Similarly, because of the surface contact structure, wear of the support surface of the check ball support can be suppressed. Next, a manufacturing method will be described. The manufacturing method is not particularly limited as long as a predetermined flat portion can be obtained. For example, the following method is effective. First, when mixing and molding raw material powder of a predetermined composition,
This is a method of sintering after providing a flat portion in a molding die in advance.
Another method is a method of forming a spherical portion, sintering, and then providing a flat portion by polishing. In addition, surface processing is performed as necessary to make the surface roughness a predetermined value.
Further, in order to make the Young's modulus 200 GPa or more, an aluminum component such as aluminum oxide or aluminum nitride in a silicon nitride sintered body or a zirconium oxide sintered body is 1 to 10 wt%.
It is also effective to include them.
【００１３】[0013]
【実施例】（実施例１〜２、比較例１〜４）直径（R1）
が2mm、直径（R2）が0.4ｍｍの平坦部を一つ具備した窒
化珪素（ヤング率240GPa）製セラミックスチェックボー
ルを用意した。これらセラミックスチェックボールの表
面粗さRaを0.05μｍ以下に研磨加工を施すことにより、
実施例１および実施例２にかかるセラミックスチェック
ボールとした。このセラミックスチェックボールをディ
ーゼルエンジンのポンプ部品である燃料噴射装置に組込
み、6000rpm×1000時間でエンジンを稼動させた際のチ
ェックボールの平坦部の摩耗量をディーゼルエンジン稼
動前と稼動後の平坦部の最大深さの差で表示した。また
併せて平坦部へのクラックの有無を検査した。このと
き、ディーゼル油中のスス（炭）の含有量が実質的にゼ
ロ（10ppm以下）の場合を実施例１、ススの含有量が0.2
wt%のときを実施例２とした。なお、ポンプ部品は軸受
鋼SUJ2でできたものとし、チェックボール支持部の最大
径は0.38mmのものとする。比較のために平坦部を設けな
い以外は実施例１と同様の窒化珪素（ヤング率240GPa）
製セラミックスチェックボールを用いたものを比較例１
および比較例２、実施例１と同様の平坦部を設けた軸受
鋼SUJ2製チェックボールを用いたものを比較例３および
比較例４とし、実施例１および実施例２と同様の測定を
行った。その結果を表１および表２に示す。EXAMPLES (Examples 1-2, Comparative Examples 1-4) Diameter (R 1 )
A ceramic check ball made of silicon nitride (Young's modulus 240 GPa) having one flat portion having a thickness of 2 mm and a diameter (R 2 ) of 0.4 mm was prepared. By subjecting the surface roughness Ra of these ceramic check balls to polishing to 0.05 μm or less,
The ceramic check balls according to Example 1 and Example 2 were used. This ceramic check ball was assembled into a fuel injection device, which is a pump part of a diesel engine. Displayed as the maximum depth difference. In addition, the presence or absence of cracks in the flat portion was also inspected. At this time, the case where the content of soot (char) in the diesel oil was substantially zero (10 ppm or less) was determined in Example 1, and the content of soot was 0.2%.
Example 2 was at the time of wt%. The pump parts shall be made of bearing steel SUJ2, and the maximum diameter of the check ball support shall be 0.38 mm. Silicon nitride similar to that of Example 1 except that no flat portion is provided for comparison (Young's modulus: 240 GPa)
Comparative Example 1 using ceramic check balls
In addition, a comparative example 3 and a comparative example 4 using a bearing steel SUJ2 check ball provided with a flat portion similar to the comparative example 2 and the example 1 were used, and the same measurement as the example 1 and the example 2 was performed. . The results are shown in Tables 1 and 2.
【００１４】[0014]
【表１】 [Table 1]
【００１５】[0015]
【表２】 [Table 2]
【００１６】表１および表２から分かる通り、本実施例
にかかるセラミックスチェックボールは摩耗量が小さい
ことが分かる。また、平坦部を設けていることからチェ
ックボール支持部と面接触を形成できることからクラッ
クの発生も確認されなかった。特に、ディーゼル油中の
スス含有量が0.2wt%の場合には摩耗量が少ないことが分
かる。ディーゼル油中のスス含有量が0.2wt%の場合と
は、ディーゼルエンジンを長時間または繰り返し使用し
てきた際にディーゼル油が汚れてきた状態に近似させた
ものである。つまり、本発明のセラミックスチェックボ
ールはディーゼルエンジンのように燃料が汚染されやす
い環境に適したものであることが分かる。As can be seen from Tables 1 and 2, the ceramic check ball according to the present embodiment has a small wear amount. Further, since the flat portion was provided, the surface contact with the check ball supporting portion could be formed, so that no crack was generated. In particular, when the soot content in the diesel oil is 0.2 wt%, the amount of wear is small. The case where the soot content in the diesel oil is 0.2 wt% is an approximation of a state in which the diesel oil becomes dirty when the diesel engine has been used for a long time or repeatedly. That is, it can be seen that the ceramic check ball of the present invention is suitable for an environment in which fuel is easily contaminated, such as a diesel engine.
【００１７】それに対し、比較例２ではディーゼル油中
のスス含有量が0.2wt%のときには小さなクラックの発生
が確認されたことから「あり」と表示した。これはディ
ーゼル油中のスス成分が潤滑剤の役割を果たしたため摩
耗量が増大しクラックが発生したものと考えられる。金
属製チェックボールについてはクラックの発生は確認さ
れないものの、摩耗量が大きかった。On the other hand, in Comparative Example 2, when the soot content in the diesel oil was 0.2 wt%, the occurrence of small cracks was confirmed, and the result was indicated as “Yes”. This is presumably because the soot component in the diesel oil played a role of a lubricant, resulting in an increase in wear and cracking. No cracks were observed on the metal check balls, but the wear amount was large.
【００１８】このような結果から比較例のチェックボー
ルでは特にディーゼルエンジン用の燃料噴射装置には向
かないことが分かった。From these results, it was found that the check ball of the comparative example was not particularly suitable for a fuel injection device for a diesel engine.
【００１９】（実施例３〜５、比較例５〜６）次に、R2
/R1比を変えた場合の効果について検討する。酸化アル
ミニウム3wt%、酸化イットリウム4wt%含有させた窒化珪
素（ヤング率260GPa）からなる直径（R1）が3mmのセラ
ミックスチェックボールを作製した。このセラミックス
チェックボールを研磨加工により表面粗さRaを0.02μｍ
以下にすると共に、 R2/R1比を表３のように変えた場
合の摩耗量を測定した。摩耗量の測定は実施例２と同様
の条件で行った。比較のために、本発明の好ましくない
R2/R1比を具備したセラミックスチェックボールを比
較例５および比較例６として同様の測定を行った。その
結果を表３に示す。[0019] (Example 3-5, Comparative Examples 5-6) Next, R 2
/ Consider the effect of changing the R 1 ratio. A ceramic check ball having a diameter (R 1 ) of 3 mm made of silicon nitride (Young's modulus 260 GPa) containing 3 wt% of aluminum oxide and 4 wt% of yttrium oxide was produced. The surface roughness Ra of this ceramic check ball is reduced to 0.02 μm by polishing.
While below, to measure the wear amount when changing the R 2 / R 1 ratio as shown in Table 3. The measurement of the wear amount was performed under the same conditions as in Example 2. For comparison, the unfavorable of the present invention
The same measurement was performed using ceramic check balls having an R 2 / R 1 ratio as Comparative Examples 5 and 6. Table 3 shows the results.
【００２０】[0020]
【表３】 [Table 3]
【００２１】表３から分かる通り、 R2/R1比が1/10〜1
/3の範囲内であれば優れた特性を示すことが分かる。そ
れに対し、比較例５では平坦部が小さいことから平坦部
を設ける効果が小さく十分な面接触効果が得られず、比
較例６では平坦部が大きいことからチェックボール自身
の厚み方向の長さが短くなり耐久性が劣化したためクラ
ックが発生したものと思われる。As can be seen from Table 3, the ratio R 2 / R 1 is 1 / 10-1.
It can be seen that excellent characteristics are exhibited within the range of / 3. On the other hand, in Comparative Example 5, since the flat portion was small, the effect of providing the flat portion was small and a sufficient surface contact effect was not obtained. In Comparative Example 6, the length of the check ball itself in the thickness direction was large because the flat portion was large. It is thought that cracks occurred due to shortening and deterioration of durability.
【００２２】（実施例６〜７、比較例７〜８）次に実施
例１と同様のサイズを具備する酸化ジルコニウム製（ヤ
ング率230GPa）チェックボールを作製し、実施例１およ
び実施例２と同様の測定を行った。比較のために平坦部
を設けない真球状の酸化ジルコニウム製（ヤング率230G
Pa）チェックボールを作製し同様の測定を行った。その
結果を表４、表５に示す。(Examples 6 and 7, Comparative Examples 7 and 8) Next, zirconium oxide (Young's modulus 230 GPa) check balls having the same size as in Example 1 were prepared. Similar measurements were made. For comparison, spherical zirconium oxide with no flat part (Young's modulus 230G
Pa) A check ball was prepared and the same measurement was performed. The results are shown in Tables 4 and 5.
【００２３】[0023]
【表４】 [Table 4]
【００２４】[0024]
【表５】 [Table 5]
【００２５】表４および表５から分かる通り、セラミッ
クスの材質を変えたとしても平坦部を設けることによ
り、特性の向上が図れることが判明した。As can be seen from Tables 4 and 5, it has been found that the characteristics can be improved by providing the flat portion even when the material of the ceramic is changed.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明のようにチェックボールに平坦部
を設けることにより、従来、チェックボール支持部と点
接触または線接触であったものを面接触とすることによ
り耐摩耗性の向上、さらにはクラックの発生を防止する
ことが可能となる。特に、ディーゼルエンジンのように
燃料中にスス成分が混入してしまうような使用環境の悪
い分野においてその効果を発揮することができる。ま
た、平坦部のサイズを所定の値とすることにより摩耗量
をさらに改善することが可能となる。According to the present invention, by providing a flat portion on the check ball, a point contact or a line contact with the check ball supporting portion is made into a surface contact, thereby improving the wear resistance. Can prevent the occurrence of cracks. In particular, the effect can be exerted in a field having a poor use environment such as a diesel engine in which soot components are mixed in fuel. Further, by setting the size of the flat portion to a predetermined value, the amount of wear can be further improved.
【図１】図１は、本発明のセラミックスチェックボール
の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a ceramic check ball of the present invention.
【図２】図２は、本発明のセラミックスチェックボール
の平坦部上方からみた一例を示す図である。FIG. 2 is a view showing an example of the ceramic check ball of the present invention as viewed from above a flat portion.
【図３】図３は、本発明のセラミックスチェックボール
の他の実施形態の一例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of another embodiment of the ceramics check ball of the present invention.
【図４】図４は、本発明のセラミックスチェックボール
を組込んだポンプ部品の一例を示す図である。FIG. 4 is a view showing an example of a pump component incorporating the ceramics check ball of the present invention.
【図５】図５は、従来の真球状のチェックボールを組込
んだポンプ部品の一例を示す図である。FIG. 5 is a view showing an example of a conventional pump component incorporating a true spherical check ball.
１…セラミックスチェックボール ２…平坦部 ３…チェックボール支持部 R1…チェックボールの直径（最大径） R2…平坦部の直径（最大径）1 ... ceramic check ball 2 ... flat portion 3 ... check ball support portion R 1 ... the check ball diameter (maximum diameter) R 2 ... flat portion of the diameter (maximum diameter)
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ１６Ｋ 1/14 Ｆ１６Ｋ 15/04 Ｂ 1/36 Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｎ 15/04 21/02 Ｚ (72)発明者 藤内 弘喜 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AD02 BA49 BA54 CA34 CD18 CD28 3H052 AA01 BA22 CA01 CA16 EA16 3H058 AA04 BB24 CA01 CA21 EE10 EE14 EE15 3H071 AA03 CC26 DD14 EE11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) F16K 1/14 F16K 15/04 B 1/36 F04B 21/00 N 15/04 21/02 Z (72) Inventor Hiroki Fujiuchi 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) in Toshiba Yokohama Office 3G066 AA07 AB02 AD02 BA49 BA54 CA34 CD18 CD28 3H052 AA01 BA22 CA01 CA16 EA16 3H058 AA04 BB15 CA07 CA21 EE10H AA03 CC26 DD14 EE11
Claims (9)
において、表面の一部に平坦部が存在することを特徴と
するセラミックスチェックボール。1. A ceramic check ball used for a pump component, wherein a flat portion is present on a part of the surface.
コニウムを主成分とすることを特徴とする請求項１記載
のセラミックスチェックボール。2. The ceramic check ball according to claim 1, wherein the ceramic contains silicon nitride or zirconium oxide as a main component.
特徴とする請求項１または請求項２に記載のセラミック
スチェックボール。3. The ceramic check ball according to claim 1, wherein the surface roughness Ra is 0.05 μm or less.
径をR2としたときのR2/R 1比が1/10〜1/3であることを特
徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のセ
ラミックスチェックボール。4. A check ball having a diameter of R1, Half of the flat
Diameter RTwoR whenTwo/ R 1The ratio is 1/10 to 1/3
The cell according to any one of claims 1 to 3,
Lamix check ball.
ラミックスチェックボールを用いたことを特徴とするポ
ンプ部品。5. A pump component using the ceramic check ball according to any one of claims 1 to 4.
ェックボールを用いたポンプ部品において、チェックボ
ールの平坦部をチェックボール支持部に合せたことを特
徴とするポンプ部品。6. A pump component using a ceramic check ball partially having a flat portion, wherein the flat portion of the check ball is matched with a check ball support portion.
ことを特徴とする請求項６記載のポンプ部品。7. The pump component according to claim 6, wherein the pump component is mounted on an internal combustion engine.
とを特徴とする請求項７記載のポンプ部品。8. The pump component according to claim 7, wherein the internal combustion engine is a diesel engine.
とを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載
のポンプ部品。9. The pump component according to claim 6, wherein the check ball support is made of metal.
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