JPH08159304A - Disk valve - Google Patents

Disk valve

Info

Publication number
JPH08159304A
JPH08159304A JP29722294A JP29722294A JPH08159304A JP H08159304 A JPH08159304 A JP H08159304A JP 29722294 A JP29722294 A JP 29722294A JP 29722294 A JP29722294 A JP 29722294A JP H08159304 A JPH08159304 A JP H08159304A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve body
sliding
valve
resin
carbon film
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
Application number
JP29722294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Nagasaki
浩一 長崎
Jun Mihara
順 三原
Michihiko Koshida
充彦 越田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP29722294A priority Critical patent/JPH08159304A/en
Publication of JPH08159304A publication Critical patent/JPH08159304A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To obtain smooth sliding characteristics for a long period of time in a disk valve formed by mutually sliding valve bodies, by forming the sliding surface of one of the valve bodies of an amorphous hard carbon film, and forming the sliding surface of the other valve body of a resin having specific Rockwell hardness. CONSTITUTION: A faucet valve which is one example among disc valves opens/ closes fluid passages 24, 34 arranged in respective valve bodies 20, 30 by moving the movable valve body 20 under such a condition that the fixed valve body 30 and the movable valve body 30 are brought in contact with each other on their sliding surfaces 21, 31, so as to control adjustment of supply fluid, switching operation into warm water and water, etc. In this case, the fixed valve body 30 is formed in such a way that the surface of a base body 32 consisting of metal such as stainless having excellent corrosion resistance, alumina- and zirconia-ceramics, etc., is coated with an amorphous hard carbon film 33. Meanwhile, the movable valve body 20 is formed in such a way that the whole base body 22 consists of resin having the Rockwell hardness of more than 100. Hereby, smooth sliding characteristics without any wear can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フォーセットバルブや
薬液用バルブなどに使用されるディスクバルブに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disc valve used for a faucet valve, a chemical liquid valve and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、フォーセットバルブや薬液用バル
ブなどのディスクバルブは、バルブ本体内に収納した固
定弁体に対して可動弁体を摺接させた状態で配置し、該
可動弁体を操作レバーでもって相対移動させることによ
り、各弁体に穿設された流体通路の開閉を制御し、供給
流体の調整や温水と水との切り替え、あるいは混合等を
行うようになっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a disk valve such as a facet valve or a valve for chemical liquid is arranged in a state where a movable valve body is slidably contacted with a fixed valve body housed in the valve body, and the movable valve body is The relative movement by the operating lever controls the opening and closing of the fluid passages formed in each valve body, and adjusts the supply fluid, switches between hot water and water, or mixes them.

【0003】また、このようなディスクバルブに対して
は、水漏れがなく耐食性に優れるとともに、長期間の摺
動においても異音の発生や摩耗が少なく、また、滑らか
な摺動特性を備えることが要求されていることから、今
日ではディスクバルブを構成する弁体を、耐食性、耐摩
耗性に優れ、且つ高い寸法精度が得られるセラミックス
により形成したものが提案されている。
In addition, such a disc valve is required to have no water leakage, excellent corrosion resistance, little noise and wear even during long-term sliding, and smooth sliding characteristics. Therefore, there has been proposed today a valve body forming a disc valve, which is made of ceramics which is excellent in corrosion resistance and wear resistance and has high dimensional accuracy.

【0004】しかし、一般にセラミックスは自己潤滑性
に劣る場合が多く、セラミックスからなる弁体同士の摺
動では滑らかな摺動特性が得難いことから、摺接面間に
シリコーングリスなどの潤滑剤を塗布した状態で使用さ
れている。
In general, however, ceramics are often inferior in self-lubricating property, and it is difficult to obtain smooth sliding characteristics by sliding valve bodies made of ceramics. Therefore, a lubricant such as silicone grease is applied between sliding contact surfaces. It is used in the condition that

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ディス
クバルブのように、摺接面間に潤滑剤を介在させたもの
では、数千回程度の摺動により潤滑剤が流出してしま
い、これに伴って弁体の操作力が増大してしまうととも
に、さらに酷くなると摺動抵抗にバラ付きを生じるステ
ィックスリップや弁体同士が引っ付いて動かなくなる疑
着などの現象を生じ、弁体操作ができなくなるといった
課題があった。
However, in the case where the lubricant is interposed between the sliding contact surfaces like the above-mentioned disc valve, the lubricant leaks out after sliding several thousand times. Along with this, the operating force of the valve element increases, and if it gets worse, phenomena such as stick-slip that causes variation in sliding resistance and suspicion that the valve elements stick to each other and cannot move will occur, making it impossible to operate the valve element. There was a problem such as.

【0006】その為、セラミック製弁体との良好な摺動
特性を長期間にわたり維持させるために、互いに摺動す
る少なくとも一方の弁体に非晶質硬質炭素膜を被覆した
ディスクバルブが提案されている(実開平4−1086
54号公報参照)。
Therefore, in order to maintain good sliding characteristics with the ceramic valve body for a long period of time, a disk valve has been proposed in which at least one of the sliding valve bodies is coated with an amorphous hard carbon film. It is (actual Kaihei 4-1086
54 publication).

【0007】しかし、このようなディスクバルブにおい
ても、双方の弁体が共に高硬度材からなるために、双方
の摺接面を摩耗させてしまうといった課題があった。
However, even in such a disc valve, since both valve bodies are made of a high hardness material, there is a problem that both sliding contact surfaces are worn.

【0008】しかも、非晶質硬質炭素膜は異材質からな
る弁体との密着性がそれほど良くないために薄膜の状態
で被覆されており、その結果、高硬度を有するセラミッ
ク製の弁体との摺動により短期間で摩滅し、摺動抵抗を
増大させるとともに水漏れを生じていた。
Moreover, the amorphous hard carbon film is coated in a thin film state because the adhesion to the valve body made of a different material is not so good, and as a result, the amorphous hard carbon film is made of a ceramic valve body having a high hardness. It was worn out in a short period of time due to the sliding of No. 1, increasing the sliding resistance and causing water leakage.

【0009】さらに、双方の摺接面は非常に平滑な面に
仕上げられているために互いの摺接面を引っ掻き、この
引っ掻きによりキーキーといった異音を生じるといった
課題もあった。その為、人に不快感を与えてしまうな
ど、非晶質硬質炭素膜を被覆した弁体を組み合わせてな
るディスクバルブにおいても未だ上述のような課題を満
足することはできなかった。
Further, since both the sliding contact surfaces are finished to be very smooth surfaces, there is a problem that the sliding contact surfaces are scratched with each other, and the scratching causes an abnormal noise such as a key. Therefore, the above-mentioned problems could not be satisfied even in a disc valve in which a valve body coated with an amorphous hard carbon film is combined, such as giving a person discomfort.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、互いに摺動する弁体のうち一方の弁体の摺接
面を非晶質硬質炭素膜で形成するとともに、他方の弁体
の摺接面をロックウェル硬度100以上を有する樹脂に
より形成してディスクバルブを構成したものである。
In view of the above-mentioned problems, the present invention forms the sliding contact surface of one of the sliding valve bodies with an amorphous hard carbon film, and the other valve body. A disc valve is formed by forming a sliding contact surface of a body with a resin having a Rockwell hardness of 100 or more.

【0011】なお、上記ロックウェル硬度100以上を
有する樹脂とは、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイ
ミド(PI)、あるいはポリフェニレンサルファイド
(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)、ポリアミド(PA)、四ふっ化エチレン樹脂(P
TFE)、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレン
オキサイト(PPO)などの熱可塑性樹脂からなるもの
のことである。
The resin having a Rockwell hardness of 100 or more means polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEE).
K), polyamide (PA), tetrafluoroethylene resin (P
It is composed of a thermoplastic resin such as TFE), polyacetal (POM), and polyphenylene oxide (PPO).

【0012】さらに、本発明に係るディスクバルブの一
方の摺接面を構成する樹脂として、上記樹脂材に充填材
を混入した複合樹脂としたものであっても良い。
Further, the resin constituting one sliding contact surface of the disc valve according to the present invention may be a composite resin in which a filler is mixed with the above resin material.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0014】図1は、本発明に係るディスクバルブの一
例であるフォーセットバルブを構成する弁体のみを示す
斜視図であり、固定弁体30と可動弁体20とを互いの
摺接面21,31で接した状態としておいて、可動弁体
20を動かすことにより、互いの弁体20,30に備え
た流体通路24,34の開閉を行い、供給流体の調整や
温水と水との切替え、あるいは混合などの制御をするよ
うになっている。
FIG. 1 is a perspective view showing only a valve body which constitutes a facet valve which is an example of a disc valve according to the present invention. A fixed valve body 30 and a movable valve body 20 are in sliding contact with each other 21. , 31 in contact with each other, the movable valve body 20 is moved to open / close the fluid passages 24, 34 provided in the respective valve bodies 20, 30 to adjust the supply fluid and switch between hot water and water. , Or control such as mixing.

【0015】また、上記固定弁体30は図2に示すよう
に、高い機械的強度を有するとともに、耐蝕性に優れた
ステンレスや真鍮などの金属、あるいはアルミナ質、ジ
ルコニア質、窒化珪素質、炭化珪素質などのセラミック
スより形成した基体32の表面に非晶質硬質炭素膜33
を被覆して摺接面31を構成してある。
As shown in FIG. 2, the fixed valve body 30 has a metal having high mechanical strength and excellent corrosion resistance, such as stainless steel and brass, or alumina, zirconia, silicon nitride, carbonized carbon. An amorphous hard carbon film 33 is formed on the surface of a substrate 32 formed of ceramics such as silicon.
To form a sliding contact surface 31.

【0016】ところで、基体32の表面に被覆する非晶
質硬質炭素膜33とは、合成疑似ダイヤモンド膜、ダイ
ヤモンドライクカーボン膜、DLC膜、I−カーボン膜
などと呼ばれる炭素膜のことであり、それ自体自己潤滑
性を有するとともに、硬度がビッカース硬度(Hv)で
3000〜5000Kg/mm2 を有するものである。
By the way, the amorphous hard carbon film 33 covering the surface of the substrate 32 is a carbon film called a synthetic pseudo diamond film, a diamond-like carbon film, a DLC film, an I-carbon film, or the like. It has self-lubricating property and has a Vickers hardness (Hv) of 3000 to 5000 Kg / mm 2 .

【0017】また、上記固定弁体30をなす基体32を
構成する材質としては、ビッカース硬度が1000Kg
/mm2 以上を有する材質であることが好ましく、さら
にはヤング率が20000〜45000Kg/mm2
範囲にあるものが良い。
Further, as a material for forming the base body 32 which constitutes the fixed valve body 30, a Vickers hardness is 1000 kg.
/ Mm 2 or more, and a material having a Young's modulus of 20000 to 45000 Kg / mm 2 is preferable.

【0018】さらに、上記基体32の表面は可動弁体2
0との摺動において水漏れを生じないようにするために
平坦度3μm以下、好ましくは1μm以下としてあり、
また、非晶質硬質炭素膜33との密着性を高めるために
面粗さを中心線平均粗さ(Ra)で0. 02〜0. 5μ
mの範囲で設けてある。即ち、中心線平均粗さ(Ra)
が0. 02μmより小さいと、基体32の表面と膜33
との間で十分なアンカー効果が得られないために密着力
が弱くなり、摺動時に膜33の剥離を生じる恐れがある
からであり、逆に、中心線平均粗さ(Ra)が0. 5μ
mより大きくなると、摺接面31上に多数の鋭利な凸部
が形成されるために可動弁体20を摩耗させ、さらには
水漏れを生じてしまためである。
Furthermore, the surface of the base 32 is a movable valve body 2.
The flatness is 3 μm or less, preferably 1 μm or less in order to prevent water leakage when sliding with 0.
Further, in order to improve the adhesion with the amorphous hard carbon film 33, the surface roughness is 0.02 to 0.5 μ in terms of center line average roughness (Ra).
It is provided in the range of m. That is, the center line average roughness (Ra)
Is less than 0.02 μm, the surface of the substrate 32 and the film 33 are
This is because a sufficient anchoring effect cannot be obtained between and and the adhesive force is weakened and the film 33 may be peeled off during sliding, and conversely, the center line average roughness (Ra) is less than 0.1. 5μ
If it is larger than m, a large number of sharp projections are formed on the sliding contact surface 31, so that the movable valve body 20 is worn and further water leakage occurs.

【0019】また、非晶質硬質炭素膜33の膜厚Tが
0. 1μmより小さくなると、膜33が短期間で摩滅し
てしまい、逆に非晶質硬質炭素膜33の膜厚Tが2. 0
μmより大きくなると、成膜に膨大な時間を要するとと
もに、膜33内に残留する圧縮応力により膜33の剥離
を生じる恐れがある。その為、非晶質硬質炭素膜33の
膜厚Tは0. 1〜2.0μmの範囲で被覆することが好
ましい。
When the film thickness T of the amorphous hard carbon film 33 is smaller than 0.1 μm, the film 33 is worn out in a short period of time, and conversely, the film thickness T of the amorphous hard carbon film 33 is 2 μm. .0
If it is larger than μm, it takes a huge amount of time for film formation, and the film 33 may be peeled off due to the compressive stress remaining in the film 33. Therefore, it is preferable that the film thickness T of the amorphous hard carbon film 33 is in the range of 0.1 to 2.0 μm.

【0020】なお、基体32の表面に非晶質硬質炭素膜
33を被覆する手段としては、PVD法やCVD法など
の薄膜形成手段により得ることができる。
As a means for coating the surface of the substrate 32 with the amorphous hard carbon film 33, a thin film forming means such as a PVD method or a CVD method can be used.

【0021】一方、可動弁体20は図3に示すように、
基体22の全体をロックウェル硬度100以上を有する
樹脂により形成してあり、このような樹脂としてポリア
ミドイミド(PAI)、ポリイミド(PI)、あるいは
ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテル
エーテルケトン(PEEK)、ポリアミド(PA)、四
ふっ化エチレン樹脂(PTFE)、ポリアセタール(P
OM)、ポリフェニレンオキサイト(PPO)などの熱
可塑性樹脂が挙げられる。
On the other hand, the movable valve body 20, as shown in FIG.
The entire base 22 is formed of a resin having a Rockwell hardness of 100 or more, and as such a resin, polyamide imide (PAI), polyimide (PI), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), Polyamide (PA), tetrafluoroethylene resin (PTFE), polyacetal (P
OM), polyphenylene oxide (PPO), and other thermoplastic resins.

【0022】これらの樹脂は軽量で耐蝕性に優れるとと
もに、自己潤滑作用を備えている。
These resins are lightweight, have excellent corrosion resistance, and have a self-lubricating action.

【0023】その為、本発明では、自己潤滑性を有する
摺接面21,31同士の摺動とすることができるため、
これらの相乗効果により滑らかで安定した摺動特性を得
ることができる。しかも、高硬度を有する非晶質硬質炭
素膜33と、低硬度の樹脂との摺動にもかかわらず、双
方の摺接面21,31を構成する材質の持つ自己潤滑作
用の相乗効果により、低硬度の可動弁体20を摩耗させ
ることがなく、また、固定弁体30の非晶質硬質炭素膜
33を傷つけることもないため、長期間にわたり使用す
ることができる。
Therefore, in the present invention, since the sliding contact surfaces 21 and 31 having self-lubricating property can be slid together,
Due to these synergistic effects, smooth and stable sliding characteristics can be obtained. Moreover, despite the sliding between the amorphous hard carbon film 33 having high hardness and the resin having low hardness, due to the synergistic effect of the self-lubricating action of the material forming the sliding contact surfaces 21 and 31, Since the movable valve body 20 having low hardness is not worn and the amorphous hard carbon film 33 of the fixed valve body 30 is not damaged, it can be used for a long period of time.

【0024】さらに、可動弁体20を構成する樹脂は、
弾性変形させることができるため、固定弁体30と摺接
させる際に若干押圧力を大きくして可動弁体20の摺接
面21を変形させれば、摺接面21,31間に隙間を生
じることがないため、水漏れを生じることもない。
Further, the resin forming the movable valve body 20 is
Since it can be elastically deformed, when the sliding contact surface 21 of the movable valve body 20 is deformed by slightly increasing the pressing force when slidingly contacting the fixed valve body 30, a gap is created between the sliding contact surfaces 21 and 31. Since it does not occur, water leakage does not occur.

【0025】また、基体22を構成する樹脂の硬度をロ
ックウェル硬度で100以上としたのは、ロックウェル
硬度が100未満であると、固定弁体30を摺接させた
際に大きく変形して食い付いてしまうために、摺動抵抗
が増大して良好な摺動特性が得られなくなるとともに、
非晶質硬質炭素膜33からなる摺接面31との摺動にお
いて可動弁体20の摺接面21が傷付けられ、水漏れを
生じる恐れがあるためである。なお、非晶質硬質炭素膜
33からなる摺接面31との摺動においても可動弁体2
0の摺接面21に傷を生じないようにするためには上記
硬度以外に、引張り強度が5kg/mm2 以上を有する
樹脂により基体22を構成することが好ましい。
The reason why the hardness of the resin forming the base 22 is 100 or more in terms of Rockwell hardness is that when the Rockwell hardness is less than 100, the fixed valve body 30 is largely deformed when it is brought into sliding contact. Since it will bite, the sliding resistance will increase and good sliding characteristics will not be obtained, and
This is because the sliding contact surface 21 of the movable valve body 20 may be damaged by sliding with the sliding contact surface 31 made of the amorphous hard carbon film 33, and water leakage may occur. It should be noted that the movable valve body 2 can be moved even when sliding with the sliding contact surface 31 made of the amorphous hard carbon film 33.
In order to prevent scratches on the sliding contact surface 21 of 0, it is preferable that the base 22 is made of a resin having a tensile strength of 5 kg / mm 2 or more in addition to the above hardness.

【0026】また、上記樹脂に充填材を混入した複合樹
脂により可動弁体20を構成することもでき、このよう
な複合樹脂とすることで可動弁体20の耐摩耗性や自己
潤滑性をさらに高めることができる。
Further, the movable valve body 20 can be made of a composite resin in which a filler is mixed with the above resin. By using such a composite resin, the wear resistance and the self-lubricating property of the movable valve body 20 can be further improved. Can be increased.

【0027】例えば、充填材としてガラス繊維を用いれ
ば、可動弁体20の耐摩耗性をさらに高めることがで
き、また、充填材として四ふっ化エチレン樹脂(PTF
E)、MoS2 、炭素繊維、グラファイトなどを用いれ
ば、可動弁体20の自己潤滑性をさらに高めることがで
きる。ただし、充填材の混入量は多くても60%までに
留めて置くことが好ましい。
For example, if glass fiber is used as the filler, the wear resistance of the movable valve body 20 can be further improved, and the tetrafluoroethylene resin (PTF) can be used as the filler.
By using E), MoS 2 , carbon fiber, graphite, etc., the self-lubricating property of the movable valve body 20 can be further enhanced. However, it is preferable to keep the content of the filler up to 60% at most.

【0028】また、図3に示す可動弁体20では、基体
22全体を樹脂により形成したが、図4に示すように、
第1基体22を金属やセラミックスにより形成し、その
表面上に上記樹脂からなる第2基体23を積層した可動
弁体20としても良い。
Further, in the movable valve body 20 shown in FIG. 3, the entire base body 22 is made of resin, but as shown in FIG.
The movable valve body 20 may be formed by forming the first base 22 of metal or ceramics and laminating the second base 23 of the above resin on the surface thereof.

【0029】なお、本発明実施例では、固定弁体30の
摺接面31を非晶質硬質炭素膜33で形成し、可動弁体
20の摺接面21をある特定の樹脂により形成したディ
スクバルブについて示したが、逆に、固定弁体30の摺
接面31をある特定の樹脂により形成し、可動弁体20
の摺接面21を非晶質硬質炭素膜33で形成したディス
クバルブとしても構わない。
In the embodiment of the present invention, a disk in which the sliding contact surface 31 of the fixed valve body 30 is formed of the amorphous hard carbon film 33 and the sliding contact surface 21 of the movable valve body 20 is formed of a specific resin. Although the valve has been described, conversely, the sliding contact surface 31 of the fixed valve body 30 is made of a specific resin, and
The sliding contact surface 21 may be a disk valve formed of the amorphous hard carbon film 33.

【0030】また、本発明実施例では、ディスクバルブ
の一例であるフォーセットバルブについてのみ示した
が、他に薬液用バルブなどのディスクバルブとしても使
用できることは言うまでもない。
Further, in the embodiment of the present invention, only the facet valve, which is an example of the disc valve, is shown, but it goes without saying that it can be used as a disc valve such as a valve for chemical liquid.

【0031】〔実験例〕図5に示すようなフォーセット
バルブを試作し、摺動特性について実験した。
[Experimental Example] A trialset valve as shown in FIG. 5 was prototyped and the sliding characteristics were tested.

【0032】本実験のフォーセットバルブを構成する固
定弁体30は、基体32をアルミナセラミックスにより
形成し、その表面に非晶質硬質炭素膜33を被覆して構
成したものであり、上記アルミナセラミック製の基体3
2は、96%の純度を有するアルミナ粉末を出発原料と
し、これにSiO2 を0. 5重量%とMgOとCaOを
各々0. 2重量%ずつ添加し、さらにバインダーを加
え、24時間撹拌後、スプレードライヤーにて平均粒子
径3. 7μm程度のアルミナ造粒体を得た。そして、該
造粒体を金型プレスによって所定の円盤状に成形したの
ち、酸化雰囲気中で約1600℃の焼成温度にて焼成
し、研削、研磨加工を施すことにより、外径32mm、
厚み5mm、平坦度1μm以下の基体32を形成した。
次に、上記基体32を真空チャンバー内の基板上にセッ
トし、10-2Paの減圧下でブタン(C4 10)ガスを
導入しながらチャンバー内に組まれた電極間に高周波
(13.56MHz)を印加することにより、基体32
の表面上に膜厚0. 5μm程度の非晶質硬質炭素膜33
を被覆して固定弁体30を形成した。
The fixed valve body 30 constituting the Faucet valve of this experiment has a base body 32 made of alumina ceramics and an amorphous hard carbon film 33 coated on the surface thereof. Base 3
For No. 2, alumina powder having a purity of 96% was used as a starting material, 0.5% by weight of SiO 2 and 0.2% by weight of MgO and CaO were added, respectively, and a binder was further added, and after stirring for 24 hours. Then, an alumina granule having an average particle diameter of about 3.7 μm was obtained with a spray dryer. Then, after the granulated body is molded into a predetermined disk shape by a die press, it is fired in an oxidizing atmosphere at a firing temperature of about 1600 ° C. and subjected to grinding and polishing to give an outer diameter of 32 mm,
A substrate 32 having a thickness of 5 mm and a flatness of 1 μm or less was formed.
Next, the substrate 32 is set on a substrate in a vacuum chamber, and a high frequency (13. 3) is applied between the electrodes assembled in the chamber while introducing butane (C 4 H 10 ) gas under a reduced pressure of 10 -2 Pa. 56 MHz), the base 32
Amorphous hard carbon film 33 with a thickness of about 0.5 μm on the surface of
To form a fixed valve body 30.

【0033】なお、上記非晶質硬質炭素膜33を測定し
たところ、比抵抗108 Ωcm、ビッカース硬度(H
v)4000kg/mm2 であった。
When the amorphous hard carbon film 33 was measured, the specific resistance was 10 8 Ωcm and the Vickers hardness (H
v) It was 4000 kg / mm 2 .

【0034】一方、可動弁体20は、ロックウェル硬度
100以上を有する樹脂としてポリフェニレンサルファ
イド樹脂(PPS)のみからなるもの、およびポリフェ
ニレンサルファイド樹脂(PPS)を主体とし、該樹脂
に5体積%の炭素繊維を添加したものを用意するととも
に、従来のアルミナセラミックスからなるものの3種類
を用意し、それぞれ外径25mm、厚み7mmの円盤状
をした基体22を形成し、そのあと研磨加工を施すこと
により平坦度1μm以下とした。
On the other hand, the movable valve body 20 is mainly composed of a polyphenylene sulfide resin (PPS) as a resin having a Rockwell hardness of 100 or more, and a polyphenylene sulfide resin (PPS) as a main component, and the resin contains 5% by volume of carbon. In addition to the fiber-added ones, three types of conventional alumina ceramics were prepared, each of which formed a disk-shaped substrate 22 having an outer diameter of 25 mm and a thickness of 7 mm, and then polished to make it flat. The degree was 1 μm or less.

【0035】このようにして形成した双方の弁体20,
30を図5に示すように、互いの摺接面21,31が接
するようにケーシングによって軸力30Kgfの力で押
さえつけながらフォーセット(給水栓)にセットし、8
0℃の温水を1Kg/cm2の圧力で注入した状態のも
とで、操作レバー40を操作するのに必要なレバー押し
付け力をプッシュプルゲージで測定し、その値を操作レ
バー40の操作力とした。
Both valve bodies 20 thus formed,
As shown in FIG. 5, the casing 30 is set on the faucet (water faucet) while pressing the casing 30 with the axial force of 30 kgf so that the sliding contact surfaces 21 and 31 contact each other.
Under the condition that hot water at 0 ° C. was injected at a pressure of 1 kg / cm 2 , the lever pressing force required to operate the operating lever 40 was measured with a push-pull gauge, and the value was measured. And

【0036】ただし、本実験の評価基準は、15万回の
摺動において操作力が0. 7Kgf以下のものを優れた
ものとした。
However, the evaluation standard of this experiment is that the one having an operating force of 0.7 Kgf or less after sliding 150,000 times is considered to be excellent.

【0037】双方の弁体の組み合わせは表1に、それぞ
れの結果は図6に示す通りである。
The combination of both valve bodies is shown in Table 1, and the respective results are shown in FIG.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】図6より判るように、試料No.4では、
固定弁体30には非晶質硬質炭素膜33を被覆していな
いために可動弁体20を摩耗させ、6万回程度の摺動に
より操作力が0. 7Kgfより大きくなった。また、そ
れ以降の摺動においては急激に操作力が増大し、最終的
に操作力が1.5Kgfまで増大した。
As can be seen from FIG. In 4,
Since the fixed valve body 30 was not covered with the amorphous hard carbon film 33, the movable valve body 20 was worn and the operating force became larger than 0.7 Kgf by sliding about 60,000 times. Further, in the subsequent sliding, the operating force rapidly increased, and finally the operating force increased to 1.5 Kgf.

【0040】一方、試料No.3では、固定弁体30に
非晶質硬質炭素膜33が被覆してあるものの、可動弁体
20がアルミナセラミックスからなるため、高硬質材同
士の摺動となり、10万回の摺動で操作力が0. 7Kg
fより大きくなり、それと同時にキーキーといった異音
も発生した。また、試料No.3では、4万回から12
万回での摺動時において操作力にバラツキを生じた。
On the other hand, sample No. In No. 3, although the fixed valve body 30 is covered with the amorphous hard carbon film 33, since the movable valve body 20 is made of alumina ceramics, high-hardness materials are slid to each other and operated by sliding 100,000 times. Power is 0.7Kg
It became larger than f, and at the same time, an abnormal noise such as squeaking was generated. In addition, the sample No. In 3, from 40,000 times to 12
There was a variation in the operating force when sliding every 10,000 times.

【0041】これに対し、試料No.1および2の本発
明に係るものでは、固定弁体30の摺接面31を非晶質
硬質炭素膜33により形成し、可動弁体20の摺接面2
1をポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)または
この複合樹脂により形成してあるために基準値を十分満
足し、20万回の摺動においても0. 7Kgf以下の操
作力を維持することができ、さらに異音の発生も全くな
かった。特に、試料No.1では、可動弁体20を構成
するポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)に炭素
繊維を混入してあるため、可動弁体20の自己潤滑作用
をさらに高めることができ、結果として初期の摺動特性
を20万回の摺動においても維持することができた。
On the other hand, the sample No. In the first and second aspects of the present invention, the sliding contact surface 31 of the fixed valve body 30 is formed of the amorphous hard carbon film 33, and the sliding contact surface 2 of the movable valve body 20 is formed.
Since No. 1 is formed of polyphenylene sulfide resin (PPS) or this composite resin, it satisfies the standard value sufficiently and can maintain an operating force of 0.7 Kgf or less even after sliding 200,000 times. There was no sound. In particular, the sample No. In No. 1, since carbon fiber is mixed in the polyphenylene sulfide resin (PPS) that constitutes the movable valve body 20, the self-lubricating action of the movable valve body 20 can be further enhanced, and as a result, the initial sliding characteristics can be reduced to 20%. It was possible to maintain even after sliding 10,000 times.

【0042】また、20万回摺動させたあと、試料N
o.1および2に係る可動弁体20の摺接面21の摩耗
量を測定したところ、摩耗量は0. 5μm以下に過ぎず
全く問題にならないレベルであった。
After sliding 200,000 times, sample N
o. When the amount of wear of the sliding contact surface 21 of the movable valve body 20 according to Nos. 1 and 2 was measured, the amount of wear was only 0.5 μm or less, which was a level at which no problem occurred.

【0043】なお、上記可動弁体20をポリアミドイミ
ド(PAI)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルエー
テルケトン(PEEK)、ポリアミド(PA)、四ふっ
化エチレン樹脂(PTFE)、ポリアセタール(PO
M)、ポリフェニレンオキサイト(PPO)などの他の
樹脂により形成し、同様の実験を行ったが、いずれも本
実験と同様の結果が得られた。
The movable valve body 20 is made of polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyetheretherketone (PEEK), polyamide (PA), tetrafluoroethylene resin (PTFE), polyacetal (PO).
M), polyphenylene oxite (PPO) and other resins were used and the same experiment was conducted, but the same results as this experiment were obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、本発明は互いに摺動する
弁体のうち、一方の弁体の摺接面を非晶質硬質炭素膜に
より形成し、他方の弁体の摺接面をポリアミドイミド
(PAI)、ポリイミド(PI)、あるいはポリフェニ
レンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケ
トン(PEEK)、ポリアミド(PA)、四ふっ化エチ
レン樹脂(PTFE)、ポリアセタール(POM)、ポ
リフェニレンオキサイト(PPO)などのロックウェル
硬度100以上を有する樹脂により形成してディスクバ
ルブを構成したことにより双方の摺接面が持つ自己潤滑
作用の相乗効果により、低硬度の樹脂からなる摺接面を
摩耗させることがなく、また、水漏れや異音を生じるこ
となく、非常に軽快な操作力を長期間にわたって得るこ
とができる。
As described above, according to the present invention, among the valve bodies that slide with each other, the sliding contact surface of one valve body is formed of the amorphous hard carbon film, and the sliding contact surface of the other valve body is formed. Polyamideimide (PAI), polyimide (PI), or polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polyamide (PA), tetrafluoroethylene resin (PTFE), polyacetal (POM), polyphenylene oxide (PPO) ), Etc., the disc valve is formed of a resin having a Rockwell hardness of 100 or more, so that the sliding contact surfaces made of low hardness resin are abraded by the synergistic effect of the self-lubricating action of both sliding contact surfaces. In addition, a very light operating force can be obtained for a long period of time without water leakage or abnormal noise.

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

【図1】本発明に係わるディスクバルブの一例であるフ
ォーセットバルブの弁体のみを示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing only a valve body of a facet valve which is an example of a disc valve according to the present invention.

【図2】図1の固定弁体のみを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing only the fixed valve body of FIG.

【図3】図1の可動弁体のみを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing only the movable valve body of FIG.

【図4】図1の他の可動弁体を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing another movable valve body of FIG. 1.

【図5】実験装置として使用したフォーセットバルブの
構造を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the structure of a facet valve used as an experimental device.

【図6】摺動実験による操作レバーの操作回数と操作力
との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of times of operating the operating lever and the operating force in a sliding experiment.

【符号に説明】20 可動弁体 21 摺接面 22 基体 24 流体通路 30 固定弁体 31 摺接面 32 基体 33 非晶質硬質炭素膜 34 流体通路[Explanation to Symbols] 20 movable valve body 21 sliding contact surface 22 base 24 fluid passage 30 fixed valve 31 sliding contact surface 32 base 33 amorphous hard carbon film 34 fluid passage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】弁体同士を摺動させてなるディスクバルブ
において、一方の弁体の摺接面を非晶質硬質炭素膜によ
り形成するとともに、他方の弁体の摺接面がロックウェ
ル硬度100以上を有する樹脂により形成されてなるデ
ィスクバルブ。
1. A disc valve comprising sliding valve bodies, wherein the sliding contact surface of one valve body is formed of an amorphous hard carbon film, and the sliding contact surface of the other valve body is Rockwell hardness. A disc valve made of a resin having 100 or more.
JP29722294A 1994-11-30 1994-11-30 Disk valve Pending JPH08159304A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29722294A JPH08159304A (en) 1994-11-30 1994-11-30 Disk valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29722294A JPH08159304A (en) 1994-11-30 1994-11-30 Disk valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08159304A true JPH08159304A (en) 1996-06-21

Family

ID=17843760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29722294A Pending JPH08159304A (en) 1994-11-30 1994-11-30 Disk valve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08159304A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004016973A1 (en) * 2002-08-19 2004-02-26 Toto Ltd. Disc valve
JP2007526974A (en) * 2004-03-05 2007-09-20 ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド Valve with low friction coating
JP2008202651A (en) * 2007-02-19 2008-09-04 Shimadzu Corp Flow channel switching valve
JP2012207743A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Honda Motor Co Ltd Switching valve for high-pressure gas
WO2014141358A1 (en) * 2013-03-11 2014-09-18 株式会社島津製作所 Flow path switching valve

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004016973A1 (en) * 2002-08-19 2004-02-26 Toto Ltd. Disc valve
US7134452B2 (en) 2002-08-19 2006-11-14 Toto Ltd. Disc valve
JP2007526974A (en) * 2004-03-05 2007-09-20 ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド Valve with low friction coating
JP4768709B2 (en) * 2004-03-05 2011-09-07 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン Valve with low friction coating
JP2008202651A (en) * 2007-02-19 2008-09-04 Shimadzu Corp Flow channel switching valve
JP2012207743A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Honda Motor Co Ltd Switching valve for high-pressure gas
US8820712B2 (en) 2011-03-30 2014-09-02 Honda Motor Co., Ltd. Opening and closing valve for high-pressure gas
WO2014141358A1 (en) * 2013-03-11 2014-09-18 株式会社島津製作所 Flow path switching valve
CN105026810A (en) * 2013-03-11 2015-11-04 株式会社岛津制作所 Flow path switching valve
JP5999252B2 (en) * 2013-03-11 2016-09-28 株式会社島津製作所 Flow path switching valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3217696B2 (en) Disc valve
EP1581758B1 (en) Valve component with multiple surface layers
US9388910B2 (en) Faucet component with coating
US4856758A (en) Silicon carbide valve elements
US8118055B2 (en) Valve component for faucet
US8220489B2 (en) Faucet with wear-resistant valve component
JPH08159304A (en) Disk valve
JP4091761B2 (en) Disc valve
JPH08128448A (en) Slide member and sliding device using it
JPH0996367A (en) Disk valve
JPH03223190A (en) Sliding part structure made of caramic
JP3764742B2 (en) Sliding device and faucet valve
JPH08233121A (en) Faucet valve
JPH08128541A (en) Disc valve and evaluation method thereof
JP2000283302A (en) Disc valve
JP2979530B2 (en) Ceramic disc valve
JPH06265030A (en) Disc valve made of ceramic
JP3612098B2 (en) Disc valve
JP2729657B2 (en) Ceramic disc valve
JPH08128540A (en) Sliding device
JPH07180774A (en) Disk valve
JP3193279B2 (en) Fawset valve
JPH08178090A (en) Sliding member and disk valve using it
JPH09126239A (en) Sliding device
KR100417203B1 (en) Disc valve