JPH03227602A - セラミック製弁体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミック製弁体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

特開昭６３−９４０１２号公報には、弁かさ部と弁軸と
からなる弁成形体をセラミック素材で形成すると共に弁
軸を弁軸の軸線に垂直な断面の断面積がほぼ一定である
円柱状に形成し、この弁成形体を焼成してセラミック製
弁体を製造する方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのセラミック製弁体の製造方法では、弁
成形体を形成するセラミック素材の不均一、および焼成
炉内の温度分布の不均一等によって焼成後の弁体の弁軸
の変形量が大きいという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によれば、弁かさ部と
弁軸とからなる弁成形体をセラミック素材で形成すると
共に弁軸を弁軸の軸線に垂直な断面の断面積が弁軸の一
端に向かって増大するように形成し、弁軸の軸線がほぼ
鉛直方向となりかつ弁軸の一端が下方となるように弁成
形体を配置して完成形体を焼成し、完成形体を焼成した
後、弁軸の断面積が弁軸の軸線に沿ってほぼ一定となる
ように弁軸の外周を切削加工するようにしている。

〔作　用〕

弁軸の軸線がほぼ鉛直方向となるようにしかつ弁軸の断
面積の大きい方が下方となるようにして完成形体を焼成
しているので、焼成時における弁軸の変形量を小さくす
ることができる。

〔実施例〕

第１図を参照すると、まず弁かさ部１と弁軸２とからな
る完成形体３を図示しない公知の成形装置によってセラ
ミック素材で形成する。次いで、完成形体３は弁かさ部
１の平坦な底面１ａを焼成炉の水平な床面４上に接して
床面４上に載置される。弁軸２は弁軸２の軸線が弁かさ
部１の底面１ａと直角をなすように弁かさ部１背面から
延びている。従って完成形体３は弁軸２の軸線が鉛直方
向となるように載置されている。弁軸２は円錐台状であ
り、弁かさ部１背面から上方に向かうにつれて径が小さ
くなっている。

第１図において弁軸２の上端は弁軸２の最小径Ｄ１であ
り、弁かさ部１との連絡部である弁軸２下端は弁軸２の
最大径Ｄ２である。弁軸２は第１図において下端から上
端に向かって直径がＤ２からＤｌに徐々に連続的に小さ
くなっている。

この実施例においては弁軸２の先端に弁かさ部１が形成
され、しかもこの弁かさ部１は弁軸２の軸線と垂直な底
面１ａを有しているため、第１図に示すように弁かさ部
１底面１ａを床面４上に接して完成形体３を床面４上に
載置することにより、弁軸２の軸線が鉛直方向となって
完成形体３を焼成のだ必の姿勢となるように容易に保持
することができる。

第３図には従来の製造方法に使用される完成形体３を示
す。この完成形体３では、弁軸２は円柱状であり軸線方
向に同一の直径Ｄ３である。セラミック素材で形成され
た完成形体３を焼成することによってセラミック製の弁
体が形成されるのであるが、焼成によって完成形体３は
長さが約８５％に収縮し、この際セラミック素材の不均
一および焼成炉内の温度分布の不均一等によって弁軸２
が曲がる。第３図において二点鎖線で示されるように弁
軸２の上端が曲がりはじめると弁軸２の上端近傍部の自
重によってより大きく曲がろうとする力が作用する。従
って第３図に示すような従来の完成形体３では弁軸２自
身の曲がり量を小さくすることはできない。

簡単のため焼成によるセラミック素材の収縮を無視して
弁軸２の許容変形量Ａを考えると、第３図において一点
鎖線で示される直径り、を弁軸の目標直径として、弁軸
２の許容変形量Ａは４へ　”（Ｄ３　　　　　Ｄ４）／
２ で示される。従って許容変形量Ａ以上に弁軸２が曲がっ
た場合には、目標直径り、の弁軸２を後の工程の切削加
工においても得ることができない（切削することができ
ない）ため不良品となる。

この不良率を低減して良品率を向上するために許容変形
量Ａを大きくすること、すなわち目標直径り、に対して
弁軸２の直径Ｄ３を増大させることも考えられるが、こ
のようにすると、後の切削工程における切削量が増大す
るため材料コストおよび加工コストが増大するという問
題がある。

再び第１図を参照すると、本実施例では完成形体３の弁
軸２を上端を細くし下端に向かうに従って太くなるよう
に成形しているため、焼成時において弁軸２の上端が曲
がりはじめても、より大きく曲がろうとする力が従来程
作用せずまた下方に向かって弁軸の剛性が高くなる（断
面積が大きくなるため）ため、弁軸２の曲がり量を従来
に比べて小さくすることができる。従って弁軸２上端の
直径Ｄ１　を従来の弁軸２の直径Ｄ３（第３図）より小
さくすることができる。この実施例では、下端の直径Ｄ
２を従来の弁軸の直径Ｄ３と等しくし上端の直径Ｄ１を
目標直径Ｄ４より少しだけ大きい直径としている。

焼成が完了すると、セラミック素材の完成形体３はセラ
ミック製弁体となる。次いで、セラミック製弁体の弁軸
２が第１図において二点鎖線で示すような目標直径Ｄ４
０円柱状となるように弁軸２の外周面を切削し、これに
合わせて弁がさ部背面も切削する。この切削工程におい
て、従来に比べて切削すべきセラミックの量が低減され
るため、セラミック素材の材料量および切削工程の時間
を短縮することができる。

第１表には本実施例の完成形体を焼成したときの良品率
を従来例と比較した実験結果を示す。この実験では弁軸
の目標直径Ｄ４を５ｍｍとしている。

第１表かられかるように本実施例の良品率が著しく向上
していることがわかる。

第１表 第２図には別の実施例を示す。第２図を参照すると、焼
成炉の床面４上には円筒状の保持具５が載置される。保
持具５の上端部５ａは保持具５の軸線と同一の軸線を有
する円錐状に形成され、この円錐状上端部５ａの傾斜角
は弁かさ部１背面の傾斜部１ｂの傾斜角とほぼ等しくな
るように形成されている。完成形体３は弁かさ部１背面
の傾斜部１ｂを保持具５の上端部５ａに接して、弁かさ
部１が上方に弁軸２が下方になるように保持具５によっ
て保持される。従って弁軸２の軸線は保持具５の軸線と
ほぼ一致し、鉛直方向となっている。

この実施例においては弁軸２の先端に弁かさ部１が形成
され、この弁かさ部１背面には傾斜部１ｂが形成され、
さらに保持具５の上端部５ａは傾斜部１ｂに対応して円
錐状に形成されているため、第２図に示すように弁かさ
部１背面の傾斜部１ｂを保持具５の上端部５ａに接して
完成形体３を保持具５に載置することにより、弁軸２の
軸線が鉛直方向となって完成形体３を焼成のための姿勢
となるように容易に保持することができる。

弁軸２の下端は最大径Ｄ２　とされ、弁かさ部ｌとの連
絡部である弁軸２の上端は最小径Ｄ１とされる。弁軸２
は第２図において下端から上端に向かって直径がＤｌか
らＤｌ　に徐々に連続的に小さ（なる。この実施例では
弁軸２の上端より下端の方が断面積が大きく重量も重い
ため、弁軸２の下方部の重■による鉛直方向下方への引
張り力によって弁軸２の曲がりを矯正することができ、
斯（して弁軸２の曲がり量を従来に比べて小さくするこ
とができる。

なお、以上の実施例では弁軸２の断面積が連続的に徐々
に増大するようにしているが、階段状に増大するように
してもよい。

ご発明の効果〕 完成形体の弁軸の焼成時における変形量を低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼成時における完成形体の保持状態を示す図、
第２図は焼成時における他の実施例の完成形体の保持状
態を示す図、第３図は従来の方法における完成形体を示
す図である。 １・・・弁かさ部、 ３・・・完成形体。 ２・・・弁軸、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁かさ部と弁軸とからなる弁成形体をセラミック素材
   で形成すると共に前記弁軸を前記弁軸の軸線に垂直な断
   面の断面積が前記弁軸の一端に向かって増大するように
   形成し、前記弁軸の軸線がほぼ鉛直方向となりかつ前記
   弁軸の前記一端が下方となるように前記弁成形体を配置
   して前記弁成形体を焼成し、前記弁成形体を焼成した後
   、前記弁軸の前記断面積が前記弁軸の軸線に沿ってほぼ
   一定となるように前記弁軸の外周を切削加工するように
   したセラミック製弁体の製造方法。