JPH0672667B2 - Valve body for valve - Google Patents

Valve body for valve

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JPH0672667B2
JPH0672667B2 JP61154433A JP15443386A JPH0672667B2 JP H0672667 B2 JPH0672667 B2 JP H0672667B2 JP 61154433 A JP61154433 A JP 61154433A JP 15443386 A JP15443386 A JP 15443386A JP H0672667 B2 JPH0672667 B2 JP H0672667B2
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valve body
valve
fixed valve
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porous
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輝代隆 塚田
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Ibiden Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、流体の通路の連通又は遮断を行なうバルブ用
弁体に関し、特に本発明は、セラミックス多孔質体の開
放気孔中にフッ化カーボンが充填されてなるバルブ用弁
体に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a valve body for a valve for communicating or blocking a fluid passage, and more particularly, the present invention relates to carbon fluoride in open pores of a ceramic porous body. The present invention relates to a valve body for a valve filled with.

(従来の技術) バルブ本体内に収納した固定弁体に対し、移動弁体を操
作レバーの操作によって摺接した状態で相対移動させる
ことにより、流体の通路の連通又は遮断、換言すれば開
閉、切換、調節、混合等の制御を行なうようにしたバル
ブは、既に数多くのものが提案されてきている。
(Prior Art) By relatively moving a moving valve body in a state of sliding contact with a fixed valve body housed in a valve body by operating an operation lever, communication or blocking of a fluid passage, in other words, opening and closing, Many valves have already been proposed for controlling switching, adjustment, mixing, and the like.

ところで、この種のバルブに対しては、次のような種々
な要望がある。
By the way, there are the following various demands for this type of valve.

固定弁体と移動弁体とが常に摺接した状態であって
も、操作レバーによる操作は軽く行なえること。
Even when the fixed valve body and the movable valve body are always in sliding contact, the operation lever can be operated lightly.

操作レバーによる操作が軽いことが長期間維持できる
こと。
Being able to maintain light operation with the operating lever for a long period of time.

各弁体のメンテナンスが簡単で、出来れば全く不要で
あること。
Maintenance of each valve should be easy, and if possible, completely unnecessary.

当然のことながら、各弁体間の密着性が変化せず、長
期の使用によっても流体の漏れがないこと。
As a matter of course, the adhesion between the valve elements does not change, and there is no fluid leakage even after long-term use.

各弁体の製造が簡単であること。The manufacture of each valve body is simple.

従来既に提案されてきている流体用の各種のバルブ、例
えば湯水混合栓用のバルブにあっては、各弁体間の耐摩
耗性を考慮して、各弁体を例えば酸化アルミニウム焼結
体等の比較的硬い材料によって形成したものが多かっ
た。このようにすると、各弁体の耐摩耗性は向上するが
各弁体間の摺動は円滑にはならず、湯水混合栓の操作レ
バーに掛る摺動トルクが初期において相当大きくなる。
なお、この摺動を円滑に行なうために、各弁体の表面に
は潤滑剤が塗布されているが、このような表面に塗布し
た潤滑剤は流出し易く、長期間使用した場合に、初期の
操作特性を維持することが困難である。
In various valves for fluids that have already been proposed in the past, for example, valves for hot and cold water mixing valves, in consideration of the wear resistance between the valve bodies, each valve body is made of, for example, an aluminum oxide sintered body or the like. Many of them were made of relatively hard materials. By doing so, the wear resistance of each valve element is improved, but the sliding between the valve elements is not smooth, and the sliding torque applied to the operation lever of the hot and cold water mixing valve becomes considerably large in the initial stage.
In order to make this sliding smooth, a lubricant is applied to the surface of each valve element, but the lubricant applied to such a surface is easy to flow out, and it may be It is difficult to maintain the operating characteristics of.

(発明が解決しようとする問題点) このようにセラミックスそれ自体は高い硬度を有し耐摩
耗性にも優れてはいるものの、一般に自己潤滑性に乏し
いものであり、これを解決してバルブ用弁体として適用
し得る材料としては未だ提案されていなかった。
(Problems to be solved by the invention) As described above, although ceramics themselves have high hardness and excellent wear resistance, they are generally poor in self-lubricating property. It has not been proposed as a material applicable to the valve body.

本発明は以上のような実状に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、長期間使用した場合であって
も、操作レバーによる流体の連通・遮断操作を常に軽く
かつ安定した状態で行なうことのできるバルブ用弁体を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to keep the fluid communication / interruption operation by the operation lever always light and stable even when used for a long period of time. The object is to provide a valve body for a valve that can be operated.

(問題点を解決するための手段) 以下、本発明を詳細に説明する。(Means for Solving Problems) Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のバルブ用弁体は、バルブ本体内に固定的に収納
されて流体の流路を形成した固定弁体、またはバルブ本
体の操作レバーによって固定弁体に接触した状態で相対
移動させることにより固定弁体の通路の連通または遮断
を行うようにした移動弁体の少なくともいずれか一方に
使用されるものであり、少なくとも摺接面部分が、開放
気孔率が5〜55容量%、平均気孔径が0.1〜100μmであ
るセラミックス多孔質体からなり、そのセラミックス多
孔質体の開放気孔中にフッ化カーボンが充填されてなる
ことを特徴とするバルブ用弁体である。
The valve body for a valve of the present invention is fixedly housed in the valve body to form a fluid flow path, or by relatively moving the valve body in contact with the fixed valve body by an operation lever of the valve body. It is used for at least one of the moving valve bodies that are designed to communicate or block the passage of the fixed valve body, and at least the sliding contact surface portion has an open porosity of 5 to 55% by volume and an average pore diameter. Is 0.1 to 100 μm, and the open pores of the ceramic porous body are filled with carbon fluoride.

ところで、本発明のバルブ用弁体は、出発原料であるセ
ラミックス粉末を任意の形状の生成形体に成形し、この
生成形体中に存在する気孔を閉塞させることなく結合し
てセラミックス多孔質体となし、次いで前記セラミック
ス多孔質体の開放気孔中にフッ化カーボンを充填するこ
とによって製造される。このフッ化カーボンは本願の実
施例及び比較例から理解されるように、セラミックスの
自己潤滑性を向上させることができるため、本願の構成
には不可欠である。
By the way, the valve body for a valve of the present invention is formed by forming a ceramic powder as a starting material into a green shaped body of an arbitrary shape, and bonding it without blocking the pores present in the green shaped body to form a ceramic porous body. Then, it is manufactured by filling the open pores of the ceramic porous body with carbon fluoride. As will be understood from the examples and comparative examples of the present application, this carbon fluoride can improve the self-lubricating property of ceramics, and is therefore essential to the configuration of the present application.

前記セラミックス粉末を任意の形状の生成形体に成形
し、この生成形体中に存在する気孔を閉塞させることな
く結合させる方法としては、種々の方法が適用できる
が、例えば、セラミックス粉末自体を常圧焼結あるいは
加圧焼結して自己焼結させる方法、セラミックス粉末に
反応によってセラミックスを生成する物質を添加して反
応焼結させる方法、セラミックス粉末にCo、Ni、Moなど
の金属あるいはガラスセメントなどの結合剤を配合して
常圧焼結あるいは加圧焼結して結合させる方法、セラミ
ックス粉末に熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を結合
剤として配合して結合させる方法を適用することができ
る。
Various methods can be applied as a method of forming the ceramic powder into a green shaped body having an arbitrary shape and bonding the pores existing in the green shaped body without blocking the pores. Binding or pressure sintering for self-sintering, addition of a substance that produces ceramics by reaction to ceramics powder for reaction sintering, ceramics powder such as metal such as Co, Ni, Mo or glass cement A method in which a binder is mixed and then pressure-sintered or pressure-sintered to bond, or a method in which a thermosetting resin or a thermoplastic resin is mixed as a binder into ceramic powder and bonded is applicable.

前記セラミックス多孔質体は、開放気孔率が5〜55容積
%であることが必要である。その理由は、前記開放気孔
率が5容積%より低いと実質的な潤滑剤の充填量が少な
くなり、潤滑特性を充分に発揮させることが困難だから
であり、一方55容積%よりも高いと多孔質体の強度が低
く粒子が脱離し易いばかりでなく、潤滑剤が脱離し易い
からである。
The ceramic porous body needs to have an open porosity of 5 to 55% by volume. The reason is that when the open porosity is lower than 5% by volume, the substantial amount of the lubricant filled becomes small, and it is difficult to sufficiently exert the lubricating characteristics, while when it is higher than 55% by volume, the porosity is increased. This is because not only the strength of the particulate material is low and particles are easily detached, but also the lubricant is easily detached.

前記セラミックス多孔質体の平均気孔径は、0.1〜100μ
mとされる。その理由は、0.1μmよりも小さい平均気
孔であると前記潤滑剤の充填が困難となり、充填しても
表面のごく近傍だけとなるため、長期使用に対して信頼
性が少くなる傾向があるためであり、100μmよりも大
きいと、充填はし易くなるが、摺接面の凹凸が激しくな
り、耐圧能力が低下する傾向があるためであり、なかで
も0.5〜50μmがさらに良好な結果を与える。
The average pore diameter of the ceramic porous body is 0.1 to 100 μm.
m. The reason is that if the average pore size is smaller than 0.1 μm, it becomes difficult to fill the lubricant, and even if it is filled only in the vicinity of the surface, the reliability tends to be low for long-term use. If it is larger than 100 μm, the filling becomes easy, but the unevenness of the sliding contact surface becomes severe, and the pressure resistance tends to be lowered. Above all, 0.5 to 50 μm gives a better result.

前記潤滑剤は前記セラミックス多孔質体の気孔中に気孔
容積の少なくとも10容積%充填されていることが好まし
い。その理由は、10容積%よりも少ないと、前記潤滑剤
の潤滑効果を充分に発揮させることが困難であるからで
ある。
The lubricant is preferably filled in the pores of the ceramic porous body at least 10% by volume of the pore volume. The reason is that if it is less than 10% by volume, it is difficult to sufficiently exert the lubricating effect of the lubricant.

前記セラミックス多孔質体としては、Al2O3、SiO2、ZrO
2、コージェライト、ムライト、SiC、TiC、TaC、B4C、W
C、Cr3C2、Si3N4、BN、TiN、AlN、TiB2、ZrB2、CrB2
サイアロン、TiO2、あるいはこれらの化合物から選択さ
れるいずれか1種または2種を主として含有するセラミ
ックスであることが好ましい。これらのセラミックスは
いずれも高い硬度、熱衝撃性を有し、耐摩耗性に優れて
いるからであり、なかでも、Al2O3、SiC、Si3N4、AlN、
サイアロン、ZrB2あるいはこれらの化合物から選択され
るいずれか少くとも1種を主として含有することがより
好適である。
Examples of the porous ceramic body include Al 2 O 3 , SiO 2 , and ZrO.
2 , cordierite, mullite, SiC, TiC, TaC, B 4 C, W
C, Cr 3 C 2 , Si 3 N 4 , BN, TiN, AlN, TiB 2 , ZrB 2 , CrB 2 ,
A ceramic mainly containing one or two selected from sialon, TiO 2 and these compounds is preferable. This is because all of these ceramics have high hardness, thermal shock resistance, and excellent wear resistance, among which Al 2 O 3 , SiC, Si 3 N 4 , AlN,
It is more preferable to mainly contain at least one selected from sialon, ZrB 2 or these compounds.

なお、前記セラミックス多孔質体中へフッ化カーボンを
充填する方法として、前記潤滑剤を微粉砕し前記多孔質
セラミックスに摺り込む方法、前記微粉末した粉末を溶
媒に分散し、有機バインダーあるいは無機バインダーを
添加し、この液を前記多孔質体に含浸し、しかる後、前
記溶媒を除去し、前記バインダーを熱硬化させてセラミ
ックスに固着させる方法を使用することができる。
As a method of filling carbon fluoride into the ceramic porous body, a method of finely grinding the lubricant and sliding it into the porous ceramics, a method of dispersing the finely divided powder in a solvent, and an organic binder or an inorganic binder Can be used, and the liquid is impregnated into the porous body, then the solvent is removed, and the binder is heat-cured to fix the binder to the ceramics.

また、フッ化カーボンは炭素含有のセラミックスをフッ
素化合物と反応させフッ化カーボンを合成することが可
能である。
In addition, carbon fluoride can be synthesized by reacting carbon-containing ceramics with a fluorine compound.

上記セラミックス多孔質体に炭素を充填する手段として
は、樹脂を充填して熱分解し、遊離炭素を残す方法を用
いることができ、例えばフェノール樹脂、リグニンスル
ホン酸塩、ポリビニルアルコール、コンスターチ、塘
類、タール・ピッチ類、重質油、不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリジビニルベンゼン樹
脂、芳香族化合物として重質油やタール・ピッチ類を用
いた縮合多環多核芳香族樹脂、ポリビニルクロライド等
を充填後熱分解することにより炭素を充填できる。
As a means for filling the ceramic porous body with carbon, a method of filling a resin and thermally decomposing it to leave free carbon can be used, for example, phenol resin, lignin sulfonate, polyvinyl alcohol, corn starch, and the like. , Tar / pitch, heavy oil, unsaturated polyester resin, epoxy resin, furan resin, diallyl phthalate resin, urea resin, melamine resin, xylene resin, polyimide resin, polyurethane resin, polydivinylbenzene resin, aromatic compound Carbon can be filled by thermally decomposing after filling a condensed polycyclic polynuclear aromatic resin using a heavy oil or tar / pitch, polyvinyl chloride, or the like.

なお、本発明においては、セラミックス多孔質体を焼成
する前に前記潤滑剤を混合してから焼成することによっ
ても製造できる。
The present invention can also be manufactured by mixing the lubricant before firing the ceramic porous body and firing the mixture.

(発明の作用) 本発明のバルブ用弁体は、上記のように構成されること
によって、次のような作用がある。
(Operation of the Invention) The valve element for a valve of the present invention has the following operation by being configured as described above.

まず、固定弁体または移動弁体の少なくともいずれか一
方の摺接面部分を、セラミックス多孔質体によって形成
することにより、この多孔質自体が高い硬度を有し、か
つ耐摩耗性に優れていることから、これらの固定弁体及
び移動弁体の耐摩耗性が向上している。
First, by forming the sliding contact surface portion of at least one of the fixed valve body and the movable valve body with a ceramic porous body, the porous body itself has high hardness and is excellent in wear resistance. Therefore, the wear resistance of these fixed valve body and moving valve body is improved.

また、固定弁体または移動弁体の少なくともいずれか一
方の摺接面部分を、三次元網目構造の開放気孔を有する
セラミックス多孔質体によって形成するとともに、その
開放気孔中にフッ化カーボンを充填することによって、
この潤滑剤が有する潤滑性により、固定弁体と移動弁体
との摺接が長期間円滑に行なわれるのである。
Further, at least one of the fixed valve body and the movable valve body has a sliding contact surface portion formed of a ceramic porous body having open pores of a three-dimensional mesh structure, and the open pores are filled with carbon fluoride. By
Due to the lubricity of this lubricant, the fixed valve body and the movable valve body can smoothly slide for a long period of time.

そして、当該バルブにおいては、その各固定弁体または
移動弁体自体が潤滑剤であるフッ化カーボンを充填して
いるため、従来のように潤滑剤を各弁体に塗布する等の
メンテナンスは全く不必要である。
Further, in the valve, since each fixed valve element or moving valve element itself is filled with fluorocarbon as a lubricant, there is no maintenance such as applying a lubricant to each valve element as in the conventional case. Unnecessary.

(実施例) 次に、本発明を、湯水混合栓(10)における固定弁体
(13)または移動弁体(14)に適用した場合について、
図面を参照して説明する。第1図には湯水混合栓(10)
の縦断面図が示してあり、この湯水混合栓(10)はこれ
に供給された水または熱湯をこれら単独で、あるいはこ
れらを適宜混合してその蛇口(18)から導出するもので
ある。
(Example) Next, regarding the case where the present invention is applied to the fixed valve body (13) or the movable valve body (14) in the hot and cold water mixing valve (10),
A description will be given with reference to the drawings. Figure 1 shows a hot and cold water mixing tap (10)
A vertical cross-sectional view of the hot water / water mixing plug (10) is provided, and the water or hot water supplied to the hot water / water mixing plug (10) is used alone, or these are appropriately mixed and led out from the faucet (18).

この湯水混合栓(10)のバルブ本体(11)内には支持部
材(12)が収納されており、この支持部材(12)上に固
定弁体(13)が固定的に配置してあり、さらにこの固定
弁体(13)の上には移動弁体(14)が配置してある。移
動弁体(14)の上部には連結部材(15)が固定してあ
り、この連結部材(15)に係合した作動レバー(16)が
操作レバー(17)によって動かされたとき、移動弁体
(14)を固定弁体(13)に対して密着した状態で前後左
右に摺動し得るようになっている。勿論、上記の支持部
材(12)と固定弁体(13)及び移動弁体(14)と連結部
材(15)とはそれぞれ一体的に形成して実施してもよ
く、この場合にはこの一体に形成したもののこの摺接面
部分を、後述のように三次元網目構造の開放気孔を有す
るセラミックス多孔質体によって形成するとともに、そ
の開放気孔中に潤滑剤を充填して形成すればよい。
A support member (12) is housed in the valve body (11) of the hot and cold water mixing valve (10), and a fixed valve body (13) is fixedly disposed on the support member (12). Further, a movable valve body (14) is arranged on the fixed valve body (13). A connecting member (15) is fixed to the upper part of the moving valve body (14), and when the operating lever (16) engaged with the connecting member (15) is moved by the operating lever (17), the moving valve is moved. The body (14) can be slid forwards, backwards, leftward and rightward in a state of being in close contact with the fixed valve body (13). Of course, the supporting member (12), the fixed valve body (13), the movable valve body (14) and the connecting member (15) may be integrally formed, respectively. This sliding contact surface portion of the above-mentioned structure may be formed by a ceramic porous body having open pores of a three-dimensional mesh structure as described later, and the open pores may be filled with a lubricant.

固定弁体(13)及び移動弁体(14)は、第2図及び第3
図に示すようなもので、それぞれには一個または複数の
通路(13a)及び通路(14a)がそれぞれ形成されてい
る。これらの通路(13a)または通路(14a)は、移動弁
体(14)が操作レバー(17)の操作によって固定弁体
(13)に対して摺接移動することにより、水及び湯の混
合を選択的に行なえるようにその数及び位置が設定され
ている。勿論、これらの通路(13a)または通路(14a)
は貫通したものであってもよいし、また単なる凹所であ
ってもよい。
The fixed valve body (13) and the movable valve body (14) are shown in FIGS.
As shown in the figure, each has one or more passages (13a) and passages (14a) formed therein. The passage (13a) or the passage (14a) mixes water and hot water by the movable valve body (14) slidingly moving with respect to the fixed valve body (13) by the operation of the operation lever (17). The number and position of them are set so that they can be selectively performed. Of course, these passages (13a) or passages (14a)
May be a through hole or may be a simple recess.

また、第4図には、本発明に係る固定弁体(13)及び移
動弁体(14)を使用した単水栓(20)の縦断面図が示し
てある。この単水栓(20)にあっては、水の一次側通路
(21)と二次側通路(22)間の隔壁(23)上にパッキン
グを介して固定弁体(13)が配置してあり、さらにこの
固定弁体(13)の上に移動弁体(14)が配置してある。
この移動弁体(14)は、当該単水栓(20)のバルブ本体
(24)上に設けた操作レバー(27)の操作によって固定
弁体(13)に密着した状態で回動されるものであり、第
5図に示したように、固定弁体(13)の一対の通路(13
a)を選択的に連通させまたはこの連通を遮断する凹所
(14b)をその下面に有している。すなわち、移動弁体
(14)の凹所(14b)が、固定弁体(13)の各通路(13
a)に対して、第6図に示したような位置関係にある場
合には一次側通路と二次側通路(22)との連通を遮断で
き、また第7図に示したような位置関係にある場合には
一次側通路(21)と二次側通路(22)とを連通できるよ
うになっているのである。
Further, FIG. 4 shows a vertical sectional view of a single faucet (20) using the fixed valve body (13) and the movable valve body (14) according to the present invention. In this single faucet (20), a fixed valve body (13) is arranged via packing on a partition wall (23) between the primary side passage (21) and the secondary side passage (22) of water. The movable valve body (14) is arranged on the fixed valve body (13).
The movable valve body (14) is rotated in a state of being in close contact with the fixed valve body (13) by operating an operation lever (27) provided on the valve body (24) of the single faucet (20). As shown in FIG. 5, the pair of passages (13
It has a recess (14b) on its lower surface that selectively connects (a) or blocks this communication. That is, the recess (14b) of the movable valve body (14) is replaced by the passage (13) of the fixed valve body (13).
In contrast to a), when the positional relationship shown in FIG. 6 is established, the communication between the primary side passage and the secondary side passage (22) can be cut off, and the positional relationship shown in FIG. In this case, the primary passage (21) and the secondary passage (22) can be communicated with each other.

尚、第8図に示すように、移動弁体(14)の下面に固定
弁体(13)の各通路(13a)を覆蓋し得る遮断突起部分
(14c)を形成し、その周囲を通路(14d)となるように
形成して、この遮断突起部分(14c)が固定弁体(13)
の各通路(13a)に対して、第9図の実線にて示すよう
な位置関係にあるときは一次側通路(21)と二次側通路
(22)とを連通させ、また第9図の仮想線に示した位置
関係にあるときには一次側通路(21)と二次側通路(2
2)との連通を遮断するようにして実施してもよい。
As shown in FIG. 8, a blocking projection portion (14c) capable of covering each passage (13a) of the fixed valve body (13) is formed on the lower surface of the moving valve body (14), and a passage ( 14d), and the blocking protrusion (14c) is fixed valve body (13).
The primary passages (21) and the secondary passages (22) are made to communicate with each other (13a) in the positional relationship shown by the solid line in FIG. When there is the positional relationship shown by the phantom line, the primary passage (21) and the secondary passage (2
It may be carried out by blocking communication with 2).

そして、以上説明したような各固定弁体(13)または移
動弁体(14)の少なくともいずれか一方の摺接面部分
が、三次元網目構造の開放気孔を有するセラミックス多
孔質体によって形成するとともに、前記開放気孔中に潤
滑剤であるフッ化カーボンを充填してあるのである。
At least one of the fixed valve body (13) and the movable valve body (14) as described above has a sliding contact surface portion formed of a ceramic porous body having open pores of a three-dimensional mesh structure. The open pores are filled with carbon fluoride as a lubricant.

次に、各固定弁体(13)および移動弁体(14)を、セラ
ミックスとして炭化珪素を主体としたものを実際に製造
する場合の実施例及び比較例について説明する。
Next, examples and comparative examples in the case of actually manufacturing the fixed valve body (13) and the movable valve body (14) mainly made of silicon carbide as ceramics will be described.

実施例1 出発原料として使用した炭化珪素粉末は、95重量%がβ
型結晶であり、0.29重量%の遊離炭素、0.17重量%の酸
素、0.03%重量%の鉄、0.03重量%のアルミニウムを主
として含有し、0.28μmの平均粒径を有し、ホウ素は検
出されなかった。
Example 1 The silicon carbide powder used as a starting material contained 95% by weight of β
Formed crystals, mainly containing 0.29% by weight of free carbon, 0.17% by weight of oxygen, 0.03% by weight of iron, 0.03% by weight of aluminum, having an average particle size of 0.28 μm, no boron detected It was

炭化珪素粉末100重量部に対し、ポリビニルアルコール
5重量部、水300重量部を配合し、ボールミル中で5時
間混合した後乾燥した。
To 100 parts by weight of silicon carbide powder, 5 parts by weight of polyvinyl alcohol and 300 parts by weight of water were added, mixed in a ball mill for 5 hours and then dried.

この乾燥混合物を適量採取して顆粒化した後、金属製押
し型を用いて1000kg/cm2の圧力で成形した。この生成形
体の寸法はφ38×15mmで密度2.0g/cm3(62容積%)であ
った。
An appropriate amount of this dry mixture was sampled, granulated, and then molded at a pressure of 1000 kg / cm 2 using a metal pressing die. The dimensions of this green form were φ38 × 15 mm and the density was 2.0 g / cm 3 (62% by volume).

前記生成形体を黒鉛製ルツボに装入し、タンマン型焼成
炉を使用して1気圧の種としてアルゴンガス雰囲気中で
焼成した。昇温過程は、まず450℃/時間で2000℃まで
昇温し、最高温度2000℃を10分間維持した。
The green molded body was placed in a graphite crucible and fired in an argon gas atmosphere as a seed of 1 atm using a Tammann type firing furnace. In the temperature raising process, first, the temperature was raised to 2000 ° C at 450 ° C / hour, and the maximum temperature of 2000 ° C was maintained for 10 minutes.

得られた多孔質体の密度は2.05g/cm3、開放気孔率は36
容積%であり、生成形体に対する線収縮率はいずれの方
向に対しても0.25±0.02%の範囲内で、多孔質体の寸法
精度±0.05mm以内であった。また、この多孔質体の平均
曲げ強度は18.5kg/mm2、平均気孔径は43μmであった。
The density of the obtained porous body was 2.05 g / cm 3 , and the open porosity was 36.
The linear shrinkage for the green body was within the range of 0.25 ± 0.02% in any direction, and the dimensional accuracy of the porous body was within ± 0.05 mm. The average flexural strength of this porous body was 18.5 kg / mm 2 , and the average pore diameter was 43 μm.

この多孔質体を外径が30mm、内径が15mm、厚さが5mmの
リング状に加工したのち、炭素含有量80%のタールピッ
チを400℃にて真空加圧含浸を行い、800℃の不活性雰囲
気下で炭化させた。この多孔質体中に含浸された炭素が
開放気孔中に占める割合は約45容積%であった。
After processing this porous body into a ring shape with an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 15 mm, and a thickness of 5 mm, tar pitch with a carbon content of 80% was vacuum-pressure impregnated at 400 ° C, and the Carbonized under active atmosphere. The ratio of carbon impregnated in the porous body in the open pores was about 45% by volume.

この炭化珪素セラミックスを400(℃)、F2雰囲気中
で、1時間反応させ、前記充填した炭素を80重量%フッ
化し、フッ化カーボンを形成した。
This silicon carbide ceramic was reacted in an F 2 atmosphere at 400 (° C.) for 1 hour to fluorinate the filled carbon by 80% by weight to form a fluorinated carbon.

この炭素フッ化カーボンを充填した多孔質体のステンレ
ス鋼(SUS304)に対する乾式摺動試験を500mm/secの摺
動速度で摺動させるリングオンリング法で10kgf/cm2
端面荷重を負荷して行ったところ、摩擦係数は0.03〜0.
05、また摩耗係数は1.3×10-4mm/km(kgf/cm2)であり、
極めて優れた摺動特性を有していることが認められた。
A dry sliding test was performed on a porous stainless steel (SUS304) filled with this carbon fluorocarbon by a ring-on-ring method of sliding at a sliding speed of 500 mm / sec and applying an end face load of 10 kgf / cm 2. When I went, the friction coefficient was 0.03 to 0.
05, the wear coefficient is 1.3 × 10 -4 mm / km (kgf / cm 2 ),
It was confirmed that it had extremely excellent sliding characteristics.

比較例1 多孔質体は実施例1と同様であるが、潤滑剤を充填する
ことなく摺動試験を行ったところ、摩擦係数は、0.5〜
0.7、摩耗係数は、1.1×10-1mm/km(kgf/cm2)であった。
Comparative Example 1 The porous body was the same as in Example 1, but a sliding test was conducted without filling a lubricant, and the friction coefficient was 0.5 to
The wear coefficient was 0.7 and the wear coefficient was 1.1 × 10 -1 mm / km (kgf / cm 2 ).

比較例2 実施例1で、炭素を充填した後のフッ化処理を行わず、
潤滑材を炭素のみとした。実施例1と同様に摩耗係数を
測定したところ、2.7×10-4mm/km)kgf/cm2)であった。
Comparative Example 2 In Example 1, without performing the fluorination treatment after filling with carbon,
Only carbon was used as the lubricant. When the wear coefficient was measured in the same manner as in Example 1, it was 2.7 × 10 −4 mm / km) kgf / cm 2 ).

比較例3 平均粒径が0.4μmのα型アルミナ粉末100重量部に対
し、ポリビニルアルコール2重量部、ポリエチレングリ
コール1重量部、ステアリン酸0.5重量部及び水100重量
部を配合して噴霧乾燥した。
Comparative Example 3 2 parts by weight of polyvinyl alcohol, 1 part by weight of polyethylene glycol, 0.5 part by weight of stearic acid and 100 parts by weight of water were mixed with 100 parts by weight of α-alumina powder having an average particle size of 0.4 μm and spray dried.

この乾燥物を適量採取し、金属製押し型を用いて3.0t/c
m2の圧力で成型し、直径50mm厚さ20mm、密度2.6g/cm3
生成形体を得た。
Collect an appropriate amount of this dried product and use a metal stamping die to obtain 3.0t / c
Molding was carried out at a pressure of m 2 to obtain a green molded body having a diameter of 50 mm, a thickness of 20 mm and a density of 2.6 g / cm 3 .

前記生成形体をアルミナ製ルツボに挿入し、1450℃の温
度で1時間焼成した。
The green compact was inserted into an alumina crucible and fired at a temperature of 1450 ° C. for 1 hour.

得られた多孔質体は結晶の平均粒径が約8.5μm、平均
気孔径が3.2μmで三次元網目構造で結合しており、密
度は3.2g/cm3、平均曲げ強度は28.1kgf/mm2であった。
The obtained porous body has an average crystal grain size of about 8.5 μm, an average pore size of 3.2 μm, and is bonded in a three-dimensional mesh structure. The density is 3.2 g / cm 3 , and the average bending strength is 28.1 kgf / mm. Was 2 .

この多孔質体を外径が30mm、内径15mm、厚さが5mmのリ
ング状に加工した後、0.05μmの窒化ホウ素粉末40重量
%、5重量%の水ガラスを加えた水溶液に浸し、真空加
圧含浸を行った。次いで乾燥し、500℃に加熱した。こ
の窒化ホウ素の前記多孔質体中の気孔に占める充填率は
40重量%であった。
After processing this porous body into a ring shape with an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 15 mm and a thickness of 5 mm, it is dipped in an aqueous solution containing 40% by weight of boron nitride powder of 0.05 μm and 5% by weight of water glass, and vacuumed. Pressure impregnation was performed. It was then dried and heated to 500 ° C. The filling rate of the boron nitride in the pores in the porous body is
It was 40% by weight.

この窒化ホウ素の充填されたAl2O3多孔質体のステンレ
ス鋼(SUS304)に対する乾式摺動試験を500mm/secの摺
動速度で摺動させるリングオンリング法で10kgf/cm2
端面荷重を負荷して行ったところ、摩耗係数は4.7×10
-4mm/km(kgf/cm2)であり、極めて優れた摺動特性を有し
ていることが認められた。
In the dry sliding test of this Al 2 O 3 porous body filled with boron nitride against stainless steel (SUS304), a ring-on-ring method of sliding at a sliding speed of 500 mm / sec was used to apply an end face load of 10 kgf / cm 2. When loaded, the wear coefficient was 4.7 × 10
It was -4 mm / km (kgf / cm 2 ), and it was confirmed that it had extremely excellent sliding characteristics.

比較例4 比較例3と同様であるが、α型アルミナ粉末に代えて第
1表に示したセラミックス粉末を使用し、焼結して得ら
れた多孔質セラミックスに比較例3と同様に窒化ホウ素
を充填し、摺動試験を試みた結果を表1にまとめた。
Comparative Example 4 The same as Comparative Example 3, except that the ceramic powder shown in Table 1 was used in place of the α-type alumina powder, and the porous ceramic obtained by sintering was used in the same manner as in Comparative Example 3 for boron nitride. Table 1 summarizes the results of the sliding test which was filled with

(発明の効果) 以上詳述した通り、本発明によれば、固定弁体(13)ま
たは移動弁体(14)の少なくともいずれか一方の摺動面
部分を、三次元網目構造の開放気孔を有するセラミック
ス多孔質体によって形成するとともに、前記開放気孔中
にフッ化カーボンを充填したことにその特徴があり、こ
れにより、固定弁体(13)と移動弁体(14)とが常に摺
接した状態であっても、操作レバーによる連通・遮断操
作を常に軽くかつ安定した状態で行なうことのできるバ
ルブを提供することができる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, at least one sliding surface portion of the fixed valve body (13) or the movable valve body (14) is provided with open pores of a three-dimensional mesh structure. It is characterized in that it is formed by a ceramics porous body that has it, and that the open pores are filled with carbon fluoride, whereby the fixed valve body (13) and the moving valve body (14) are always in sliding contact with each other. Even in the state, it is possible to provide a valve that can always perform the communication / shutoff operation by the operation lever in a light and stable state.

さらに、フッ化カーボンは、実施例、比較例から理解で
きるように、カーボンやBNを潤滑材に使用した場合に比
べて、摩耗係数を1/2未満にすることができ、セラミッ
クスの自己潤滑性を著しく向上させることができる。
Furthermore, as can be understood from the examples and comparative examples, carbon fluoride can reduce the wear coefficient to less than 1/2 as compared with the case where carbon or BN is used as the lubricant, and the self-lubricating property of ceramics. Can be significantly improved.

そして、このように形成した当該バルブにあっては、操
作レバーによる操作を長期間に互って軽く行うことがで
きるだけでなく、固定弁体(13)と移動弁体(14)との
密着摺動を長期間に互って維持し流体の漏れを生ずるよ
うなことがない。
In addition, in the valve thus formed, not only the operation by the operation lever can be performed lightly over a long period of time, but also the fixed valve body (13) and the movable valve body (14) are brought into close contact with each other. The movements are maintained for a long time without any fluid leakage.

勿論、以上のことは、水や湯以外の液体、例えば油等の
液体、あるいはプロパンガスのような気体等の流体の通
路の連通または遮断を行うようにしたあらゆる形態のバ
ルブについても同様である。また、本発明を適用するに
あたっては、その材料としてAl2O3、SiO2、ZrO2、SiC、
TiC、TaC、B4C、WC、Cr3C2、Si3N4、BN、TiN、ZrB2、サ
イアロン、TiO2、AlN、TiB2、CrB2、あるいはこれらの
化合物から選択されるいずれか1種または2種以上を主
として含有するものから自由に選択することができるも
のである。
Of course, the above is the same for all types of valves configured to open or close the passage of a liquid other than water or hot water, for example, a liquid such as oil, or a fluid such as a gas such as propane gas. . Further, in applying the present invention, as its material, Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , SiC,
TiC, TaC, B 4 C, WC, Cr 3 C 2 , Si 3 N 4 , BN, TiN, ZrB 2 , sialon, TiO 2 , AlN, TiB 2 , CrB 2 , or any of these compounds It can be freely selected from those mainly containing one kind or two or more kinds.

また、各固定弁体(13)または移動弁体(14)の全体を
上述したようにして形成して実施する外、少なくとも各
固定弁体(13)または移動弁体(14)の互いに摺動する
面部分のみを上記のようにして形成して実施した場合に
も同様な効果を得ることができるものである。
In addition, the fixed valve body (13) or the movable valve body (14) is formed as a whole as described above, and at least the fixed valve body (13) or the movable valve body (14) slides with respect to each other. Similar effects can be obtained even when only the surface portion to be formed is formed and implemented as described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明を適用した一実施例である湯水混合栓の
縦断面図、第2図は固定弁体と移動弁体との関係を示す
縦断面図、第3図は第2図を上方からみた透視平面図で
ある。また第4図〜第9図は本発明を単水栓に実施した
例を示すもので、第4図はこの単水栓の縦断面図、第5
図は固定弁体と移動弁体の斜視図、第6図及び第7図は
固定弁体と移動弁体との関係を示す平面図、第8図は移
動弁体のさらに他の実施例を示す斜視図、第9図はこの
場合の固定弁体と移動弁体との関係を示す平面図であ
る。 符号の説明 10……湯水混合栓、11……バルブ本体、13……固定弁
体、14……移動弁体、17……操作レバー、18……蛇口。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a hot and cold water mixing valve according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view showing a relationship between a fixed valve body and a moving valve body, and FIG. It is a see-through plan view seen from above. 4 to 9 show an example in which the present invention is applied to a single faucet, and FIG. 4 is a vertical sectional view of the single faucet, and FIG.
FIG. 6 is a perspective view of a fixed valve body and a movable valve body, FIGS. 6 and 7 are plan views showing the relationship between the fixed valve body and the movable valve body, and FIG. 8 is a further embodiment of the movable valve body. FIG. 9 is a plan view showing the relationship between the fixed valve body and the movable valve body in this case. Explanation of symbols 10 …… Hot and cold water mixing valve, 11 …… Valve body, 13 …… Fixed valve body, 14 …… Moving valve body, 17 …… Operating lever, 18 …… Faucet.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも摺接面部分が、開放気孔率が5
〜55容量%、平均気孔径が0.1〜100μmであるセラミッ
クス多孔質体からなり、そのセラミックス多孔質体の開
放気孔中にフッ化カーボンが充填されてなることを特徴
とするバブル用弁体。
1. An open porosity of 5 at least in the sliding contact surface portion.
A valve element for a bubble, comprising a porous ceramic body having a volume ratio of ˜55% by volume and an average pore size of 0.1 to 100 μm, and having open pores of the porous ceramic body filled with carbon fluoride.
【請求項2】前記フッ化カーボンの充填量は前記セラミ
ックス多孔質体の気孔容積の少なくとも10容積%である
特許請求の範囲第1項記載のバルブ用弁体。
2. The valve body for a valve according to claim 1, wherein the filling amount of the carbon fluoride is at least 10% by volume of the pore volume of the ceramic porous body.
【請求項3】前記セラミックス多孔質体は、Al2O3、SiO
2、ZrO2、コージェライト、ムライト、SiC、TiC、TaC、
B4C、WC、Cr3C2、Si3N4、BN、TiN、AlN、TiB2、ZrB2、C
rB2、サイアロン、TiO2、あるいはこれらの化合物から
選択されるいずれか1種または2種以上を主として含有
する特許請求の範囲第1項又は第2項のいずれかに記載
のバルブ用弁体。
3. The porous ceramic body is made of Al 2 O 3 or SiO 2.
2 , ZrO 2 , cordierite, mullite, SiC, TiC, TaC,
B 4 C, WC, Cr 3 C 2 , Si 3 N 4 , BN, TiN, AlN, TiB 2 , ZrB 2 , C
The valve body for a valve according to any one of claims 1 and 2, which mainly contains rB 2 , sialon, TiO 2 , or any one or more selected from these compounds.
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