JP2923274B2 - 高温ガス用弁 - Google Patents
高温ガス用弁Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高温ガス用弁に関
し、特にエンジンパワーダウンのために、ガスをベント
する逃し弁及び遮蔽弁、流量制御弁に関する。
し、特にエンジンパワーダウンのために、ガスをベント
する逃し弁及び遮蔽弁、流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図８、および図１２に示
す。図８は、従来の逃がし弁の断面を示す図。図１２
は、従来のピン形状と、グリースのはみ出す状況を示す
側面図である。
す。図８は、従来の逃がし弁の断面を示す図。図１２
は、従来のピン形状と、グリースのはみ出す状況を示す
側面図である。
【０００３】(1) エンジンパワーダウンのために、ガス
をべン卜する逃し弁の構造図を８に示す。この弁は、高
温ガスをべン卜するリンク機構を用いたスイングバルブ
である。ガス流路となる口は、図８に示するように、入
口、出口、ベントの３方向ある。ピストン３は、図示し
ない駆動源によって往復運動することにより、ピン１と
リンク２で構成されるリンク機構を介した蓋４をスイン
グする。
をべン卜する逃し弁の構造図を８に示す。この弁は、高
温ガスをべン卜するリンク機構を用いたスイングバルブ
である。ガス流路となる口は、図８に示するように、入
口、出口、ベントの３方向ある。ピストン３は、図示し
ない駆動源によって往復運動することにより、ピン１と
リンク２で構成されるリンク機構を介した蓋４をスイン
グする。
【０００４】蓋４はスイングすることにより開閉する。
例えば、 (a) エンジンの燃焼時には、高温高圧のガスが入口から
出口に流れている。 (b) エンジンを停止させる時には、ピストン３が蓋４を
押し、出口を塞ぎ、ベントすることになるが、高いガス
圧に打ち勝つための大きな力でピストン３を押す必要が
ある。
例えば、 (a) エンジンの燃焼時には、高温高圧のガスが入口から
出口に流れている。 (b) エンジンを停止させる時には、ピストン３が蓋４を
押し、出口を塞ぎ、ベントすることになるが、高いガス
圧に打ち勝つための大きな力でピストン３を押す必要が
ある。
【０００５】そのため、リンク機構の摺動面には大きな
荷重が加わり、凝着して滑らかな摺動ができないことが
懸念される。これはエンジンパワーダウンに必要な時間
を左右する重要な問題である。
荷重が加わり、凝着して滑らかな摺動ができないことが
懸念される。これはエンジンパワーダウンに必要な時間
を左右する重要な問題である。
【０００６】また、酸化雰囲気であれば表面に酸化膜が
形成されており、これが摺動時の凝着を防ぐ効果がある
が、高温ガスが水素の場合は還元雰囲気となり、より凝
着しやすい環境となる。
形成されており、これが摺動時の凝着を防ぐ効果がある
が、高温ガスが水素の場合は還元雰囲気となり、より凝
着しやすい環境となる。
【０００７】(2) このスイングバルブのピン１とリンク
２の隙間は、１０μｍ程度となっており、ピン１をリン
ク２の穴に入れ込む際、図１２に示すように、ピン21に
塗布したグリース23の多くが、すきまに侵入できず、は
み出してしまう。そのため、グリース切れによる焼付き
等を生じる。
２の隙間は、１０μｍ程度となっており、ピン１をリン
ク２の穴に入れ込む際、図１２に示すように、ピン21に
塗布したグリース23の多くが、すきまに侵入できず、は
み出してしまう。そのため、グリース切れによる焼付き
等を生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 (1) ピストン３が往復運動する時、ピストンの摺動する
面が焼付（凝着）き、摩擦係数が増加すると、蓋４を駆
動できなくなり、逃し弁として正常に機能しなくなる。
は、次のような問題がある。 (1) ピストン３が往復運動する時、ピストンの摺動する
面が焼付（凝着）き、摩擦係数が増加すると、蓋４を駆
動できなくなり、逃し弁として正常に機能しなくなる。
【０００９】(2) エンジン用の逃し弁の場合、動作不良
は重大な問題である。従って、リンク機構の摺動面が焼
付く（凝着する）ことなく、ピストン３および蓋４がス
ムーズに駆動されることが要求される。
は重大な問題である。従って、リンク機構の摺動面が焼
付く（凝着する）ことなく、ピストン３および蓋４がス
ムーズに駆動されることが要求される。
【００１０】(3) ピン１やリンク２などの部品は、強度
および耐蝕性の要求から合金とする必要があり、摺動面
の焼き付き対策となる表面処理が望まれていた。この表
面処理には、高温高荷重で要求される回数以上低摩擦で
焼き付かずに摺動すること、部品の強度低下や変形を起
こさないことが要求され、さらに処理後の加工が不要な
ことが望ましい。
および耐蝕性の要求から合金とする必要があり、摺動面
の焼き付き対策となる表面処理が望まれていた。この表
面処理には、高温高荷重で要求される回数以上低摩擦で
焼き付かずに摺動すること、部品の強度低下や変形を起
こさないことが要求され、さらに処理後の加工が不要な
ことが望ましい。
【００１１】(4) リンク機構部に焼付きが生じると、蓋
４の開閉ができなくなり、逃し弁として正常に機能しな
くなる。 (5) 従来は、耐熱性のグリースを塗布していたが、充分
な焼付対策にならなかった。
４の開閉ができなくなり、逃し弁として正常に機能しな
くなる。 (5) 従来は、耐熱性のグリースを塗布していたが、充分
な焼付対策にならなかった。
【００１２】ピン１とリンク２の穴との隙間に残るグリ
ースを出来るだけ多くし、要求される駆動回数内でも、
グリースが切れることなく正常に作動することが望まし
い。本発明は、これらの問題を解決することができる高
温ガス用弁を提供することを目的とする。
ースを出来るだけ多くし、要求される駆動回数内でも、
グリースが切れることなく正常に作動することが望まし
い。本発明は、これらの問題を解決することができる高
温ガス用弁を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、高温
ガスをベントするリンク機構を用いた高温ガス用弁にお
いて、弁本体と、この弁本体に回動自在に設けられ、高
温ガスの流路を開閉する弁と、ピンとリンクから構成さ
れるリンク機構を介して前記弁を回動させるピストンと
を具備し、前記リンク機構のピンの外周面は固体潤滑剤
と無機系バインダーからなる膜でコーティングされ、前
記固体潤滑剤は黒鉛および二硫化モリブデンのいずれか
からなり、前記無機系バインダーはリン酸塩およびケイ
酸塩のいずれかからなることを特徴とする高温ガス用弁
である。
ガスをベントするリンク機構を用いた高温ガス用弁にお
いて、弁本体と、この弁本体に回動自在に設けられ、高
温ガスの流路を開閉する弁と、ピンとリンクから構成さ
れるリンク機構を介して前記弁を回動させるピストンと
を具備し、前記リンク機構のピンの外周面は固体潤滑剤
と無機系バインダーからなる膜でコーティングされ、前
記固体潤滑剤は黒鉛および二硫化モリブデンのいずれか
からなり、前記無機系バインダーはリン酸塩およびケイ
酸塩のいずれかからなることを特徴とする高温ガス用弁
である。
【００１４】本願第２の発明は、高温ガスをベントする
リンク機構を用いた高温ガス用弁において、弁本体と、
この弁本体に回動自在に設けられ、高温ガスの流路を開
閉する弁と、ピンとリンクから構成されるリンク機構を
介して前記弁を回動させるピストンとを具備し、前記リ
ンク機構を構成するリンクの側面は固体潤滑剤と無機系
バインダーからなる膜でコーティングされ、前記固体潤
滑剤は黒鉛および二硫化モリブデンのいずれかからな
り、前記無機系バインダーはリン酸塩およびケイ酸塩の
いずれかからなることを特徴とする高温ガス用弁であ
る。
リンク機構を用いた高温ガス用弁において、弁本体と、
この弁本体に回動自在に設けられ、高温ガスの流路を開
閉する弁と、ピンとリンクから構成されるリンク機構を
介して前記弁を回動させるピストンとを具備し、前記リ
ンク機構を構成するリンクの側面は固体潤滑剤と無機系
バインダーからなる膜でコーティングされ、前記固体潤
滑剤は黒鉛および二硫化モリブデンのいずれかからな
り、前記無機系バインダーはリン酸塩およびケイ酸塩の
いずれかからなることを特徴とする高温ガス用弁であ
る。
【００１５】
【００１６】
【００１７】すなわち、本発明は、表面硬化による焼き
付き対策として、下記予備試験の結果を考慮して、なさ
れたものである。 （予備試験）セラミックス溶射、クロムめっき、イオン
プレーテイング法による窒化チタンコーティングをピン
外周面に施したが、摩擦係数は以上と高く、剥離して凝
着を生じ、要求を満足するものはなかった。
付き対策として、下記予備試験の結果を考慮して、なさ
れたものである。 （予備試験）セラミックス溶射、クロムめっき、イオン
プレーテイング法による窒化チタンコーティングをピン
外周面に施したが、摩擦係数は以上と高く、剥離して凝
着を生じ、要求を満足するものはなかった。
【００１８】そこで、固体潤滑性を有し、リンク機構の
摺動面に施工できる表面処理を鋭意検討した結果、黒鉛
あるいは二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）と、無機系バイ
ンダーからなる膜のコーテイングが問題解決の手段とな
ることを見出した。
摺動面に施工できる表面処理を鋭意検討した結果、黒鉛
あるいは二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）と、無機系バイ
ンダーからなる膜のコーテイングが問題解決の手段とな
ることを見出した。
【００１９】しかし、固体潤滑性のある材料として、テ
フロンに代表される樹脂があるが、耐熱性と強度に劣る
ために適さない。黒鉛や二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）
を機械的に塗り付けるだけでは、高荷重に絶えられず耐
久性もない。
フロンに代表される樹脂があるが、耐熱性と強度に劣る
ために適さない。黒鉛や二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）
を機械的に塗り付けるだけでは、高荷重に絶えられず耐
久性もない。
【００２０】これらを強固な膜とするためにバインダー
を複合することが考えられ、そのバインダーとして、有
機系バインダーが一般的であるが、耐熱性不足のため十
分でない。 （焼き付き対策１）そこで、黒鉛あるいは二硫化モリブ
デン（ＭｏＳ2 ）と、無機系バインダーからなる固体潤
滑膜のコーティングを手段とした。 （焼き付き対策２）摺動するピンの外周面あるいはリン
クの内周面に溝を設けることにより、はみ出されるグリ
ースの量を少なくし、すきまに出来るだけ多くのグリー
スを蓄えさせる。
を複合することが考えられ、そのバインダーとして、有
機系バインダーが一般的であるが、耐熱性不足のため十
分でない。 （焼き付き対策１）そこで、黒鉛あるいは二硫化モリブ
デン（ＭｏＳ2 ）と、無機系バインダーからなる固体潤
滑膜のコーティングを手段とした。 （焼き付き対策２）摺動するピンの外周面あるいはリン
クの内周面に溝を設けることにより、はみ出されるグリ
ースの量を少なくし、すきまに出来るだけ多くのグリー
スを蓄えさせる。
【００２１】これより、グリースが切れるまでの時間を
長くさせ、要求される駆動回数内での焼付きの防止を図
る。したがって、次のように作用する。
長くさせ、要求される駆動回数内での焼付きの防止を図
る。したがって、次のように作用する。
【００２２】(1) 黒鉛あるいは二硫化モリブデン（Ｍｏ
Ｓ2 ）と、無機系バインダーからなる固体潤滑膜を、ピ
ンの外周面にコーティングすることにより、ピンとリン
クの回転面が焼付く（凝着する）ことなく、ピストンと
蓋がスムーズに駆動され、高精度で信頼性の高いガス逃
し弁として機能する。
Ｓ2 ）と、無機系バインダーからなる固体潤滑膜を、ピ
ンの外周面にコーティングすることにより、ピンとリン
クの回転面が焼付く（凝着する）ことなく、ピストンと
蓋がスムーズに駆動され、高精度で信頼性の高いガス逃
し弁として機能する。
【００２３】(2) また、ピストンあるいは蓋が傾いたり
ねじれたりすると、リンクの側面も荷重を受けた状態で
摺動することとなり、焼き付き対策が必要となる。この
場合も、ピンの外周面と同様に、黒鉛あるいは二硫化モ
リブデン（ＭｏＳ2 ）と無機系バインダーからなる固体
潤滑膜を、リンクの側面にコーテイングすることによ
り、焼付く（凝着する）ことなくスムーズに摺動する。 (3) ピンの外周面あるいはリンクの内周面に溝を設ける
ことにより、グリースが切れるまでの時間を長くさせる
ことが出来る。
ねじれたりすると、リンクの側面も荷重を受けた状態で
摺動することとなり、焼き付き対策が必要となる。この
場合も、ピンの外周面と同様に、黒鉛あるいは二硫化モ
リブデン（ＭｏＳ2 ）と無機系バインダーからなる固体
潤滑膜を、リンクの側面にコーテイングすることによ
り、焼付く（凝着する）ことなくスムーズに摺動する。 (3) ピンの外周面あるいはリンクの内周面に溝を設ける
ことにより、グリースが切れるまでの時間を長くさせる
ことが出来る。
【００２４】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態を図１
〜図７に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る逃がし弁の断面を示す図。
〜図７に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る逃がし弁の断面を示す図。
【００２５】図２は、本発明に係る逃がし弁のピンの摩
擦係数の経時変化を示す図。図３は、本発明に係る逃が
し弁のリンクの摩擦係数の経時変化を示す図。図４は、
無処理材のピン外周とリンク内面の摩擦後の粗さの測定
結果を示す図。 図５は、本発明品のピン外周とリンク
内面の摩擦後の粗さを示す図（ピンの表面処理：黒鉛＋
リン酸塩の場合）。
擦係数の経時変化を示す図。図３は、本発明に係る逃が
し弁のリンクの摩擦係数の経時変化を示す図。図４は、
無処理材のピン外周とリンク内面の摩擦後の粗さの測定
結果を示す図。 図５は、本発明品のピン外周とリンク
内面の摩擦後の粗さを示す図（ピンの表面処理：黒鉛＋
リン酸塩の場合）。
【００２６】図６は、本発明品のピン外周とリンク内面
の摩擦後の粗さを示す図（ピンの表面処理：ＭｏＳ2 ＋
ケイ酸塩の場合）。図７は、本発明品と無処理材のリン
ク側面の摩擦後の粗さの測定結果を示す図である。 （第１実施例） （構成）本発明に係る高温ガス用逃し弁を図１に従って
説明する。この逃し弁は高温ガスをベントするリンク機
構を用いたスイングバルブである。この逃し弁は、弁本
体（ケース）５と、このケース５に回転自在に設けら
れ、高温ガスの流路を開閉する弁（蓋）４と、ピン１と
リンク２から構成されるリンク機構を介して前記蓋４を
回動させるピストン３とを具備している。
の摩擦後の粗さを示す図（ピンの表面処理：ＭｏＳ2 ＋
ケイ酸塩の場合）。図７は、本発明品と無処理材のリン
ク側面の摩擦後の粗さの測定結果を示す図である。 （第１実施例） （構成）本発明に係る高温ガス用逃し弁を図１に従って
説明する。この逃し弁は高温ガスをベントするリンク機
構を用いたスイングバルブである。この逃し弁は、弁本
体（ケース）５と、このケース５に回転自在に設けら
れ、高温ガスの流路を開閉する弁（蓋）４と、ピン１と
リンク２から構成されるリンク機構を介して前記蓋４を
回動させるピストン３とを具備している。
【００２７】ガス流路は図示するような入口、出口、ベ
ントの３方向ある。図中の付番11は流入孔、付番12は流
出孔、付番13は逃し孔である。前記ピストン３は図示し
ない駆動源によって往復運動し、ピン１とリンク２で構
成されるリンク機構を介した蓋４がスイングすることに
より開閉する。前記ピン１の外周面には、黒鉛あるいは
二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）と、無機系バインダーか
らなる固体潤滑膜がコーティングされている。
ントの３方向ある。図中の付番11は流入孔、付番12は流
出孔、付番13は逃し孔である。前記ピストン３は図示し
ない駆動源によって往復運動し、ピン１とリンク２で構
成されるリンク機構を介した蓋４がスイングすることに
より開閉する。前記ピン１の外周面には、黒鉛あるいは
二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）と、無機系バインダーか
らなる固体潤滑膜がコーティングされている。
【００２８】（実験例）ニッケル基合金であるインコネ
ル1718製のピン外周面に、黒鉛と、リン酸の粉末を、重
量比で２：１に混合した粉末を、有機溶剤でペースト状
にしたものを塗布した後、３００°Ｃで１時間焼き付
け、乾燥することにより、強固な膜を形成した。
ル1718製のピン外周面に、黒鉛と、リン酸の粉末を、重
量比で２：１に混合した粉末を、有機溶剤でペースト状
にしたものを塗布した後、３００°Ｃで１時間焼き付
け、乾燥することにより、強固な膜を形成した。
【００２９】高温高圧（３８０°Ｃ、３０ｋｇｆ／ｃｍ
2 ）のガスを流した状態でピストン３を、駆動し、その
時の摺動抵抗を計測した。二硫化モリブデン（ＭｏＳ
2 ）とケイ酸塩膜の場合も同様に製作して、計測した。
摩擦係数の経時変化を図２に示す。
2 ）のガスを流した状態でピストン３を、駆動し、その
時の摺動抵抗を計測した。二硫化モリブデン（ＭｏＳ
2 ）とケイ酸塩膜の場合も同様に製作して、計測した。
摩擦係数の経時変化を図２に示す。
【００３０】比較の為に実施した表面処理をしていない
ピンの場合、摩擦係数は１．２以上で、徐々に増加す
る。ＴｉＮコーティング膜は、気相メッキ法の１つであ
る反応性イオンプレーテイング法により、約２μｍの厚
さにコーティングをした。
ピンの場合、摩擦係数は１．２以上で、徐々に増加す
る。ＴｉＮコーティング膜は、気相メッキ法の１つであ
る反応性イオンプレーテイング法により、約２μｍの厚
さにコーティングをした。
【００３１】クロムめっき膜は、一般に行われる電気メ
ッキ法により、約２μｍの厚さにコーティングをした。
これらの硬質膜をコーティングした場合、無処理材に比
して、わずかに摩擦係数が下がるものもあるが、大きな
効果は認められない。
ッキ法により、約２μｍの厚さにコーティングをした。
これらの硬質膜をコーティングした場合、無処理材に比
して、わずかに摩擦係数が下がるものもあるが、大きな
効果は認められない。
【００３２】これに対し、ピン外周面に黒鉛とリン酸塩
の膜、及び二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）とケイ酸塩の
膜を形成したものは、摩擦係数が０．１程度と非常に低
く、安定しており、十分な耐久性を持っていることがわ
かる。
の膜、及び二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）とケイ酸塩の
膜を形成したものは、摩擦係数が０．１程度と非常に低
く、安定しており、十分な耐久性を持っていることがわ
かる。
【００３３】比較材と本発明品の摩擦後のピン外周とリ
ンク内面の表面プロフィールを、触針式あらさ計で測定
した結果を、それぞれ図４と図５に示す。図４の表面処
理をしていない場合には、ピン１にもリンク２にも凝着
や摩耗が認められるが、図５の黒鉛とリン酸塩の膜をコ
ーティングしたピン１では、比較材の３倍以上摩擦させ
たにもかかわらず、滑らかな摩擦面になっており、リン
ク２の内面には凝着も摩耗も全くない。
ンク内面の表面プロフィールを、触針式あらさ計で測定
した結果を、それぞれ図４と図５に示す。図４の表面処
理をしていない場合には、ピン１にもリンク２にも凝着
や摩耗が認められるが、図５の黒鉛とリン酸塩の膜をコ
ーティングしたピン１では、比較材の３倍以上摩擦させ
たにもかかわらず、滑らかな摩擦面になっており、リン
ク２の内面には凝着も摩耗も全くない。
【００３４】図６に示すように、リン酸塩バインダー
に、また黒鉛を二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）に代えて
も、同様の効果が得られる。本実験では、リン酸塩とし
てはリン酸アルミニウムを使用し、ケイ酸塩としてはケ
イ酸ナトリウムを使用したが、リン酸ナトリウム、リン
酸カリウム、ケイ酸カリウムでも、同様の効果が得られ
る。 （第２実施例） （構成）第２実施例の構成は第１実施例と同様である。
に、また黒鉛を二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）に代えて
も、同様の効果が得られる。本実験では、リン酸塩とし
てはリン酸アルミニウムを使用し、ケイ酸塩としてはケ
イ酸ナトリウムを使用したが、リン酸ナトリウム、リン
酸カリウム、ケイ酸カリウムでも、同様の効果が得られ
る。 （第２実施例） （構成）第２実施例の構成は第１実施例と同様である。
【００３５】リンク２の両側面には黒鉛あるいは二硫化
モリブデン（ＭｏＳ2 ）と無機系バインダーからなる固
体潤滑膜がコーテイングされている。 （実験例）第１実施例のピン１の外周及びリンク２の側
面に同様の表面処理を行って、形成された膜（約１０μ
ｍ）を使用し、それらの摺動抵抗を計測した。
モリブデン（ＭｏＳ2 ）と無機系バインダーからなる固
体潤滑膜がコーテイングされている。 （実験例）第１実施例のピン１の外周及びリンク２の側
面に同様の表面処理を行って、形成された膜（約１０μ
ｍ）を使用し、それらの摺動抵抗を計測した。
【００３６】図７に示すように、表面処理をしていない
リンク２の側面は、片当たりして損傷が認められたが、
コーティング膜とリン酸塩の膜をコーティングしたリン
ク２の側面は、表面粗さが無くなり、平坦になった程度
で滑らかな面であった。
リンク２の側面は、片当たりして損傷が認められたが、
コーティング膜とリン酸塩の膜をコーティングしたリン
ク２の側面は、表面粗さが無くなり、平坦になった程度
で滑らかな面であった。
【００３７】図３に、リンク２の両側面に黒鉛とリン酸
塩の膜および二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）とケイ酸塩
の膜をコーティングした場合の摩擦係数を示す。無処理
の場合に比して、かなりの低減が認められる。
塩の膜および二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）とケイ酸塩
の膜をコーティングした場合の摩擦係数を示す。無処理
の場合に比して、かなりの低減が認められる。
【００３８】各部品のクリアランス分は、傾いて片当た
りする場合があるが、その場合でも、本発明により、焼
き付かず、滑らかな摺動が可能である。本実験で使用し
た無機系バインダーであるリン酸塩およびケイ酸塩は、
第１実験例と同じく、リン酸アルミニウムおよびケイ酸
ナトリウムである。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態を図９
〜図１１に示す。
りする場合があるが、その場合でも、本発明により、焼
き付かず、滑らかな摺動が可能である。本実験で使用し
た無機系バインダーであるリン酸塩およびケイ酸塩は、
第１実験例と同じく、リン酸アルミニウムおよびケイ酸
ナトリウムである。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態を図９
〜図１１に示す。
【００３９】図９は、本発明の第２の実施の形態に係る
逃がし弁の断面を示す図。図１０は、本発明の第２の実
施の形態に係るピンとリンクの形状と、グリースの状況
を示す図。
逃がし弁の断面を示す図。図１０は、本発明の第２の実
施の形態に係るピンとリンクの形状と、グリースの状況
を示す図。
【００４０】図１１は、本発明品と従来品の摩擦係数変
化の試験結果を示す図である。 （第３実施例） （構成）本発明である逃し弁を図９〜図１１に従って説
明する。
化の試験結果を示す図である。 （第３実施例） （構成）本発明である逃し弁を図９〜図１１に従って説
明する。
【００４１】図９に示すように、この弁は高温ガスをべ
ントするリンク機構を用いたスイングバルブである。ガ
ス流路は図示するような入口、出口、ベントの３方向あ
る。
ントするリンク機構を用いたスイングバルブである。ガ
ス流路は図示するような入口、出口、ベントの３方向あ
る。
【００４２】ピストン３は図示しない駆動源によって往
復運動し、ピン１とリンク２で構成されるリンク機構を
介した蓋４がスイングすることにより開閉する。ピン１
の外周面、或いは、リンク２の内周面には、図１０に示
すようにグリース16を蓄えるための溝17加工が施されて
いる。
復運動し、ピン１とリンク２で構成されるリンク機構を
介した蓋４がスイングすることにより開閉する。ピン１
の外周面、或いは、リンク２の内周面には、図１０に示
すようにグリース16を蓄えるための溝17加工が施されて
いる。
【００４３】（実験例）ニッケル基合金であるインコネ
ル1718製のピン外周面に幅０．５ｍｍ深さ０．５ｍｍの
溝17を３カ所設けた。
ル1718製のピン外周面に幅０．５ｍｍ深さ０．５ｍｍの
溝17を３カ所設けた。
【００４４】高温（３８０℃）高圧（３０ｋｇｆ／ｃｍ
2 ）のガスを流した状態でピストン３を駆動し、その時
の摺動抵抗を荷重変換器を使用して計測した。計測した
摺動抵抗から求められる摩擦係数の経時変化を、表面に
溝加工を施していないピンと比較させたものを図１１に
示す。
2 ）のガスを流した状態でピストン３を駆動し、その時
の摺動抵抗を荷重変換器を使用して計測した。計測した
摺動抵抗から求められる摩擦係数の経時変化を、表面に
溝加工を施していないピンと比較させたものを図１１に
示す。
【００４５】表面に溝加工を施していないピンでは、摩
擦係数０．０５から始まり、開閉を繰り返し行った結
果、９０回で摩擦係数１．５となった。それに対し、溝
付きピンでは、開閉回数１００回まで行っても、摩擦係
数は０．１５以下と安定しており、十分な耐久性を持っ
ていることがわかる。
擦係数０．０５から始まり、開閉を繰り返し行った結
果、９０回で摩擦係数１．５となった。それに対し、溝
付きピンでは、開閉回数１００回まで行っても、摩擦係
数は０．１５以下と安定しており、十分な耐久性を持っ
ていることがわかる。
【００４６】リンク内周面にも幅０．５ｍｍ深さ０．５
ｍｍの溝を加工し、試験を行った結果、開閉回数１００
回まで行っても、摩擦係数は０．１５以下であり、安定
した耐久性が得られた。
ｍｍの溝を加工し、試験を行った結果、開閉回数１００
回まで行っても、摩擦係数は０．１５以下であり、安定
した耐久性が得られた。
【００４７】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 (1) 黒鉛あるいは二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）と、無
機系バインダーからなる膜のコーティングを、ピン外周
面及びリンク２の両面に施すことにより、高温高荷重条
件下でも低摩擦で安定した摺動ができ、バルブ開閉の信
頼性が確保され、高性能なガス逃し弁として機能する。
で、以下に記載するような効果を奏する。 (1) 黒鉛あるいは二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）と、無
機系バインダーからなる膜のコーティングを、ピン外周
面及びリンク２の両面に施すことにより、高温高荷重条
件下でも低摩擦で安定した摺動ができ、バルブ開閉の信
頼性が確保され、高性能なガス逃し弁として機能する。
【００４８】(2) 膜の構成が、（ａ）黒鉛＋リン酸塩、
または、ＭｏＳ2 ＋ケイ酸塩、の場合と、（ｂ）黒鉛＋
ケイ酸塩、または、ＭｏＳ2 ＋リン酸塩、の場合とは、
同様な作用・効果が認められる。
または、ＭｏＳ2 ＋ケイ酸塩、の場合と、（ｂ）黒鉛＋
ケイ酸塩、または、ＭｏＳ2 ＋リン酸塩、の場合とは、
同様な作用・効果が認められる。
【００４９】(3) 固体潤滑剤と無機系バインダーからな
る膜は、使用温度が広い。すなわち、燃焼ガスで高温に
なっても、蒸発や劣化はなく、燃焼前の低温時でも固化
や劣化はなく、確実に低摩擦で安定した摺動が可能であ
り、摺動面溝に蓄えられたグリースが溝から摺動面に補
給され、表面を覆うので、摩擦係数は非常に小さくな
る。
る膜は、使用温度が広い。すなわち、燃焼ガスで高温に
なっても、蒸発や劣化はなく、燃焼前の低温時でも固化
や劣化はなく、確実に低摩擦で安定した摺動が可能であ
り、摺動面溝に蓄えられたグリースが溝から摺動面に補
給され、表面を覆うので、摩擦係数は非常に小さくな
る。
【００５０】(4) ピンの外周面あるいはリンクの内周面
に、グリースを蓄えるための溝加工を施すことにより、
高温高荷重条件下でも低摩擦で安定した摺動ができ、バ
ルブ開閉の信頼性が確保され、高性能な高温ガス用逃し
弁として機能する。グリースは流動性があり、摺動面溝
に蓄えられたグリースが溝から摺動面に補給され、表面
を覆うので、摩擦係数は非常に小さくなる。
に、グリースを蓄えるための溝加工を施すことにより、
高温高荷重条件下でも低摩擦で安定した摺動ができ、バ
ルブ開閉の信頼性が確保され、高性能な高温ガス用逃し
弁として機能する。グリースは流動性があり、摺動面溝
に蓄えられたグリースが溝から摺動面に補給され、表面
を覆うので、摩擦係数は非常に小さくなる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る逃がし弁の断
面を示す図。
面を示す図。
【図２】本発明に係る逃がし弁のピンの摩擦係数の経時
変化を示す図。
変化を示す図。
【図３】本発明に係る逃がし弁のリンクの摩擦係数の経
時変化を示す図。
時変化を示す図。
【図４】無処理材のピン外周とリンク内面の摩擦後の粗
さの測定結果を示す図。
さの測定結果を示す図。
【図５】本発明品のピン外周とリンク内面の摩擦後の粗
さの測定結果を示す図（ピンの表面処理：黒鉛＋リン酸
塩の場合）。
さの測定結果を示す図（ピンの表面処理：黒鉛＋リン酸
塩の場合）。
【図６】本発明品のピン外周とリンク内面の摩擦後の粗
さの測定結果を示す図（ピンの表面処理：ＭｏＳ2 ＋ケ
イ酸塩の場合）。
さの測定結果を示す図（ピンの表面処理：ＭｏＳ2 ＋ケ
イ酸塩の場合）。
【図７】本発明品と無処理材のリンク側面の摩擦後の粗
さの測定結果を示す図。
さの測定結果を示す図。
【図８】従来の逃がし弁の断面を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る逃がし弁の断
面を示す図。
面を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るピンとリン
クの形状と、グリースの状況を示す図。
クの形状と、グリースの状況を示す図。
【図１１】本発明品と従来品の摩擦係数変化の試験結果
を示す図。
を示す図。
【図１２】従来のピン形状と、グリースのはみ出す状況
を示す側面図。
を示す側面図。
１、11、21…ピン、 ２、12、13、22…リンク、 ３…ピストン、 ４…弁（蓋）、 ５…弁本体（ケース）、 ６…ピン表面処理、 ７…リンク表面処理、 ８…蓋の軸受け、 16、23…グリース、 17…溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹生 謙一 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱 重工業株式会社名古屋誘導推進システム 製作所内 (56)参考文献 特開 平４−272997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−275831（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−73976（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−68670（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−58724（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−111941（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16K 31/44 F16K 1/20 F16K 25/00
Claims (2)
- 【請求項１】 高温ガスをベントするリンク機構を用い
た高温ガス用弁において、 弁本体と、この弁本体に回動自在に設けられ、高温ガス
の流路を開閉する弁と、ピンとリンクから構成されるリ
ンク機構を介して前記弁を回動させるピストンとを具備
し、 前記リンク機構のピンの外周面は固体潤滑剤と無機系バ
インダーからなる膜でコーティングされ、前記固体潤滑
剤は黒鉛および二硫化モリブデンのいずれかからなり、
前記無機系バインダーはリン酸塩およびケイ酸塩のいず
れかからなることを特徴とする高温ガス用弁。 - 【請求項２】 高温ガスをベントするリンク機構を用い
た高温ガス用弁において、 弁本体と、この弁本体に回動自在に設けられ、高温ガス
の流路を開閉する弁と、ピンとリンクから構成されるリ
ンク機構を介して前記弁を回動させるピストンとを具備
し、 前記リンク機構を構成するリンクの側面は固体潤滑剤と
無機系バインダーからなる膜でコーティングされ、前記
固体潤滑剤は黒鉛および二硫化モリブデンのいずれかか
らなり、前記無機系バインダーはリン酸塩およびケイ酸
塩のいずれかからなることを特徴とする高温ガス用弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35486997A JP2923274B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-12-24 | 高温ガス用弁 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11097497 | 1997-04-28 | ||
| JP9-110974 | 1997-04-28 | ||
| JP35486997A JP2923274B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-12-24 | 高温ガス用弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113933A JPH1113933A (ja) | 1999-01-22 |
| JP2923274B2 true JP2923274B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=26450475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35486997A Expired - Lifetime JP2923274B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-12-24 | 高温ガス用弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923274B2 (ja) |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP35486997A patent/JP2923274B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1113933A (ja) | 1999-01-22 |
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