JP2006177527A - Air directional control valve - Google Patents
Air directional control valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006177527A JP2006177527A JP2004374238A JP2004374238A JP2006177527A JP 2006177527 A JP2006177527 A JP 2006177527A JP 2004374238 A JP2004374238 A JP 2004374238A JP 2004374238 A JP2004374238 A JP 2004374238A JP 2006177527 A JP2006177527 A JP 2006177527A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spool
- target
- coating film
- dlc coating
- switching valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Multiple-Way Valves (AREA)
Abstract
Description
本発明は、各種機械の動力伝達機構に用いられるエアー切換弁の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of an air switching valve used in a power transmission mechanism of various machines.
一般に、エアー切換弁は、互いに摺動可能に嵌合するスプールとバルブハウジングにより構成され、スプールが軸方向に移動することによりエアーの流れ方向を切換えるようになっている(特許文献1参照)。
しかしながら、従来のエアー切換弁にあっては、スプール、バルブハウジングの摺接部の摩耗を防止するために潤滑油を介在させる必要があった。 However, in the conventional air switching valve, it is necessary to interpose lubricating oil in order to prevent wear of the sliding contact portion of the spool and the valve housing.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、潤滑油を介在させなくても円滑な作動を維持できるエアー切換弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an air switching valve that can maintain a smooth operation without interposing lubricating oil.
本発明は、互いに摺動可能に嵌合するスプールとバルブハウジングを備え、スプールを移動してエアーの流れ方向を切換えるエアー切換弁に適用する。 The present invention is applied to an air switching valve that includes a spool and a valve housing that are slidably fitted to each other, and that moves the spool to switch the direction of air flow.
そして、互いに摺接するスプールとバルブハウジングの各表面うち少なくとも一方に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるDLCコーティング膜を形成したことを特徴とするものとした。 A DLC coating film made of an amorphous structure mainly composed of carbon is formed on at least one of the surfaces of the spool and the valve housing that are in sliding contact with each other.
本発明によると、エアー切換弁は互いに摺接するスプールとバルブハウジングの各表面うち少なくとも一方に高硬度のDLCコーティング膜を形成する構造のため、摩擦係数が低い平滑なDLCコーティング膜によってバルブハウジングとの摺接部に働く摩擦力を低減し、スプールを軸方向に移動する駆動力を小さくするとともに、スプール及びバルブハウジングの摩耗を減らし、エアー切換弁の寿命延長がはかれる。そして、スプールとバルブハウジング間のクリアランスを小さくすることが可能となり、各ポート間のエア洩れを低減することができる。 According to the present invention, the air switching valve has a structure in which a high-hardness DLC coating film is formed on at least one of the surfaces of the spool and the valve housing that are in sliding contact with each other. The frictional force acting on the sliding contact portion is reduced, the driving force for moving the spool in the axial direction is reduced, the wear of the spool and the valve housing is reduced, and the life of the air switching valve is extended. And it becomes possible to make the clearance between a spool and a valve housing small, and to reduce the air leak between each port.
さらに、エアー切換弁は潤滑油を供給しなくても円滑な作動性が確保されるため、無給油状態で作動させることが可能となり、メンテナンスを減らすことができる。 Further, since the air switching valve can ensure smooth operability without supplying lubricating oil, it can be operated in an oil-free state, and maintenance can be reduced.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、エアー切換弁10は、互いに摺動可能に嵌合するスプール11とバルブハウジング15によって構成され、スプール11を移動してエアーの流れ方向を切換えるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
バルブハウジング15にはハウジング穴16が形成される。一方、円柱状のスプール11はその外周部に4つのランド部12が形成され、各ランド部12がハウジング穴16に摺動可能に挿入される。
A
バルブハウジング15には3つのポート17,18,19が形成され、各ポート17,18,19に図示しない配管が接続されている。スプール11は図示しない駆動機構によって軸方向に移動し、図示したようにポート17,18を連通するポジションと、図にて左側に移動してポート18,19を連通するポジションとに切換えられ、各配管を介して導かれるエアーの流れ方向を切換えるようになっている。
Three
そして本発明の要旨とするところであるが、スプール11のランド部12の表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるDLCコーティング膜20を形成する。DLCコーティング膜20の厚さは、例えば数μ程度以下の寸法である。
As a gist of the present invention, a
DLCコーティング膜20は、アンバランスマグネトロンスパッタ法(以下、「UBMスパッタ法」と称する)によって形成される。
The
スパッタの原理は、図3に示すように、アルゴン等の不活性ガスを導入した真空中でターゲット41を陰極として陽極の間でグロー放電させてプラズマを形成し、このプラズマ中のイオンをターゲット41に衝突させてターゲット41の原子を弾き飛ばし、この原子をターゲット41と対向して配置されたワーク(スプール11)21上に堆積させて皮膜を形成するようになっている。 As shown in FIG. 3, the principle of sputtering is that a plasma is formed by glow discharge between an anode and a target 41 in a vacuum into which an inert gas such as argon is introduced. The atoms of the target 41 are blown off by being collided with each other, and the atoms are deposited on the work (spool 11) 21 arranged to face the target 41 to form a film.
UBMスパッタ法は、スパッタ蒸発源40a〜40dにターゲット41の中心部と周辺部で異なる磁気特性を有する磁場42,43が配置されて、プラズマを形成しつつ強力な磁場42により発生する磁力線の一部がワーク21の近傍に達し、ワーク21にバイアス電圧を印加することによって、ターゲット材41を構成する物質がワーク21上に堆積される。
In the UBM sputtering method,
図4は、UBMスパッタ装置50の基本構成を示す。真空チャンバ51に4つのスパッタ蒸発源40a〜40dが設けられ、その中央に配置された自公転式ワークテーブル56上にワーク21が置かれ、ワーク21にコーティングが行われる。スパッタ蒸発源40a〜40dには皮膜材料となる平板状ターゲットが取り付けられる。真空チャンバ51にはアルゴン等の不活性ガスとメタンガス等の炭化水素ガスが所定量充填される。
FIG. 4 shows a basic configuration of the UBM sputtering
スパッタ蒸発源40a,40cにはターゲットとしてグラファイトを使用し、スパッタ蒸発源40b,40dにはターゲットとして金属を使用する。
Sputter
DLCコーティング膜20は、図2に示すように、ステンレス製ワーク21の表面にニッケルメッキ層61を形成し、このニッケルメッキ層61の表面にボンド層62、中間層63、トップ層64が順に積層して形成される。
As shown in FIG. 2, the
図5は、上記DLCコーティング膜20を形成するのにあたって、ターゲット出力が変化する様子を示している。
FIG. 5 shows how the target output changes when the
ボンド層62は、金属ターゲット40b,40dのみをスパッタして、金属膜として形成される。このボンド層62を形成するのにあたって、図5に示すように、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲット出力を100%とし、スパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲット出力を0%と一定にして、所定時間だけスパッタが行われる。
The
中間層63は、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲットとスパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲットを同時にスパッタし、ターゲット出力を次第に変化させて金属と炭素の傾斜組成膜として形成される。この中間層63を形成するのにあたって、図5に示すように、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲット出力を100%から一次的に減少させる一方、スパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲット出力を0%から一次的に増加させて、所定時間だけスパッタが行われる。
The
トップ層64は、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲットとスパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲットを同時にスパッタし、ターゲット出力を略一定にしてスパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲットとスパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲットのスパッタ率を所定範囲に保って、所定時間だけスパッタが行われる。
The
このトップ層64を形成するのにあたって、図5に示すように、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲット出力を10%程度とし、スパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲット出力を90%程度と一定にして、トップ層64に含まれる金属の比率は3〜18%の範囲に設定する。さらに望ましくは、トップ層64に含まれる金属の比率を3〜12%の範囲に設定する。
In forming the
以上のように構成されて、次に作用について説明する。 Next, the operation will be described.
ステンレス製のワーク21の表面にニッケルメッキ層61を形成した後、金属の比率を100%にしたボンド層62を設けることにより、母材に対するDLCコーティング膜20の結合強度を高められる。
After forming the
金属の比率を100%にしたボンド層62上に金属の比率を次第に減らす金属と炭素の傾斜組成膜からなる中間層63を設け、中間層63の上に炭素を主成分とするトップ層64を設けることにより、DLCコーティング膜20におけるトップ層64の結合強度を高められる。
An
トップ層64の金属の比率を3〜18%の範囲に設定することにより、トップ層64の密着性や靱性を高められ、高荷重によってワーク21が変形するような場合、割れや、剥離が生じることを防止できる。そして、トップ層64の硬度の低下を抑えられ、耐摩耗性を確保できる。
By setting the metal ratio of the
図6にトップ層64に含まれる金属の比率と靱性及び硬度の関係を示すように、金属の比率を3〜18%の範囲に設定することにより、トップ層64の靱性と硬度の両方を高められる。さらにトップ層64に含まれる金属の比率を3〜12%の範囲に設定することにより、トップ層64の靱性と硬度の両方を著しく高められる。
As shown in FIG. 6, the relationship between the ratio of the metal contained in the
これに対して従来は、トップ層に含まれる金属の比率が0%になっていたため、密着性や靱性が不足し、トップ層に割れや剥離が生じやすいという問題点があった。 On the other hand, conventionally, since the ratio of the metal contained in the top layer was 0%, there was a problem that adhesion and toughness were insufficient, and the top layer was likely to be cracked or peeled off.
この結果、高荷重を受けるワーク21の表面にDLCコーティング膜20を形成しても、DLCコーティング膜20の割れや剥離が生じることを回避し、実用化が可能となる。
As a result, even if the
スプール11の各ランド部12の表面に高硬度のDLCコーティング膜20を形成する構造のため、摩擦係数が低い平滑なDLCコーティング膜20によってバルブハウジング15との摺接部に働く摩擦力を低減し、スプール11を軸方向に移動する駆動力を小さくするとともに、スプール11及びハウジング穴16の摩耗を減らし、エアー切換弁10の寿命延長がはかれる。そして、各ランド部12とハウジング穴16のクリアランスを小さくすることが可能となり、各ポート17,18,19間のエア洩れを低減することができる。
Due to the structure in which the hard
さらに、エアー切換弁10は潤滑油を供給しなくても円滑な作動性が確保されるため、無給油状態で作動させることが可能となる。この結果、スプール11は潤滑油が飛散したり、潤滑油から塵埃が発生することを回避し、例えばクリーンルーム等に対応することが可能となる。
Furthermore, the
他の実施の形態として、バルブハウジング15のハウジング穴16の表面に前記のDLCコーティング膜20を形成しても良く、同様の効果が得られる。
As another embodiment, the
また、スプール11のランド部12とバルブハウジング15のハウジング穴16の両表面に前記のDLCコーティング膜20を形成しても良く、同様の効果が得られる。
Further, the
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明は、開閉弁、流量制御弁、方向切換弁等、種々のエアー切換弁に利用できる。 The present invention can be used for various air switching valves such as an on-off valve, a flow control valve, and a direction switching valve.
10 エアー切換弁
11 スプール
12 ランド部
15 バルブハウジング
16 ハウジング穴
20 DLCコーティング膜
21 ワーク
40a〜40d スパッタ蒸発源
50 UBMスパッタ装置
61 メッキ層
62 ボンド層
63 中間層
64 トップ層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
互いに摺接する前記スプールと前記バルブハウジングの各表面うち少なくとも一方に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるDLCコーティング膜を形成したことを特徴とするエアー切換弁。 In an air switching valve that includes a spool and a valve housing that are slidably fitted to each other and moves the spool to switch the direction of air flow.
An air switching valve, wherein a DLC coating film made of an amorphous structure mainly composed of carbon is formed on at least one of the surfaces of the spool and the valve housing which are in sliding contact with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004374238A JP2006177527A (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Air directional control valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004374238A JP2006177527A (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Air directional control valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006177527A true JP2006177527A (en) | 2006-07-06 |
Family
ID=36731803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004374238A Pending JP2006177527A (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Air directional control valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006177527A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120223173A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Shimano Inc. | Fishing reel |
DE102015225035A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Gate valve for a waste heat recovery system |
JP2019002436A (en) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 株式会社Soken | Linear solenoid valve |
-
2004
- 2004-12-24 JP JP2004374238A patent/JP2006177527A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120223173A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Shimano Inc. | Fishing reel |
US8746604B2 (en) * | 2011-03-04 | 2014-06-10 | Shimano Inc. | Fishing reel |
DE102015225035A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Gate valve for a waste heat recovery system |
US10119426B2 (en) | 2015-12-14 | 2018-11-06 | Robert Bosch Gmbh | Slide valve for a waste heat recovery system |
JP2019002436A (en) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 株式会社Soken | Linear solenoid valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102421534B1 (en) | Cutting tool comprising a multiple-ply pvd coating | |
US7226659B2 (en) | High wear resistant hard film | |
KR102177352B1 (en) | Drill having a coating | |
CA2758137C (en) | Arc evaporation source and film forming method using the same | |
US20200176220A1 (en) | Modifiable magnet configuration for arc vaporization sources | |
JP2007070667A (en) | Formed article with hard multilayer film of diamond-like carbon, and production method therefor | |
CN101210310A (en) | Multi-component multi-layer hard thin film material for minitype drill bit surface modification and preparation method thereof | |
Hovsepian et al. | Novel TiAlCN/VCN nanoscale multilayer PVD coatings deposited by the combined high-power impulse magnetron sputtering/unbalanced magnetron sputtering (HIPIMS/UBM) technology | |
KR101154611B1 (en) | Cutting tool | |
CN102747324A (en) | Slide member including diamond-like-carbon film | |
TW201309819A (en) | Part with DLC coating and method for applying the DLC coating | |
JP2014526393A (en) | Coated cutting tool | |
JP2006266285A (en) | Mechanical seal | |
JP2006177527A (en) | Air directional control valve | |
JP5938321B2 (en) | Hard film and film forming method thereof, hard film forming body and manufacturing method thereof | |
KR20200039690A (en) | Improved tap drill | |
JP4284941B2 (en) | Hard carbon film covering member and film forming method | |
US20090029068A1 (en) | Carbon thin film manufacturing method and carbon thin film coated body | |
JP2006247756A (en) | Clamp device for tool | |
JP2004238696A (en) | Dlc coating film | |
JP2007127154A (en) | Linear guide | |
JP2008001955A (en) | Sliding member | |
CN102703858B (en) | Metallic DLC (diamond-like carbon) film preparation method | |
TWI287585B (en) | Method of ZrCN physical sputtering of magnetron and non-balanced magnetron for micro drill under 0.25 mm | |
JP2006177522A (en) | Flighted screw mechanism |