JPH09269073A - セラミックバルブ - Google Patents
セラミックバルブInfo
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- JPH09269073A JPH09269073A JP10386396A JP10386396A JPH09269073A JP H09269073 A JPH09269073 A JP H09269073A JP 10386396 A JP10386396 A JP 10386396A JP 10386396 A JP10386396 A JP 10386396A JP H09269073 A JPH09269073 A JP H09269073A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた摺動特性を安定して得ることができ、
かつ水漏れ等も生じにくい構造のセラミックバルブを提
供する。 【解決手段】 セラミックバルブ１０は、それぞれ摺接
面１１ａ及び１２ａが形成され、それら摺接面１１ａ及
び１２ａにおいて互いに接触する複数のセラミック部材
１１及び１２を含んで構成される。そして、摺接面１１
ａ及び１２ａは、その下地面に形成された微視的な凹凸
の少なくとも凹部を埋めるように、該下地面にふっ素系
樹脂がコーティングすることにより形成され、その下地
面の表面粗さが０．０５〜０．５μｍＲａの範囲に調整
される。
かつ水漏れ等も生じにくい構造のセラミックバルブを提
供する。 【解決手段】 セラミックバルブ１０は、それぞれ摺接
面１１ａ及び１２ａが形成され、それら摺接面１１ａ及
び１２ａにおいて互いに接触する複数のセラミック部材
１１及び１２を含んで構成される。そして、摺接面１１
ａ及び１２ａは、その下地面に形成された微視的な凹凸
の少なくとも凹部を埋めるように、該下地面にふっ素系
樹脂がコーティングすることにより形成され、その下地
面の表面粗さが０．０５〜０．５μｍＲａの範囲に調整
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック材料に
より構成されるセラミックバルブに関する。
より構成されるセラミックバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、湯水混合栓のバルブやメカニカル
シールリング等の部材において、その摺動特性を向上さ
せるために、三次元網目構造を有する多孔質セラミック
スに潤滑油を含浸させた材料で構成する方法（特公平４
−６９１１８号公報）が提案されている。また、別の方
法として、摺動面の平坦度ないし表面粗さを所定の範囲
内に設定することにより摺動特性を向上させる提案（特
開平６−５８４３４号公報、特開平６−３２６４６号公
報等）もなされている。
シールリング等の部材において、その摺動特性を向上さ
せるために、三次元網目構造を有する多孔質セラミック
スに潤滑油を含浸させた材料で構成する方法（特公平４
−６９１１８号公報）が提案されている。また、別の方
法として、摺動面の平坦度ないし表面粗さを所定の範囲
内に設定することにより摺動特性を向上させる提案（特
開平６−５８４３４号公報、特開平６−３２６４６号公
報等）もなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】多孔質セラミック材料
に潤滑油を含浸させる構成においては、空孔が摺動面に
多数開放するため該摺動面の表面粗さが大きくなり、密
着性が低下して水漏れ等が生じやすくなる欠点がある。
一方、表面粗さないし平坦度の調整のみにより摺動特性
を向上させる方法においては、良好な摺動特性を得るた
めの平坦度ないし表面粗さの範囲が微妙で、また、バル
ブ使用中に摺動面の状態が変化しやすいこともあり、摺
動特性が安定しない欠点がある。特に、摺動面の平滑度
が極めて高い場合は、該摺動面において部材が張り付い
てしまう、いわゆる凝着現象（リンキング）が発生しや
すい問題がある。
に潤滑油を含浸させる構成においては、空孔が摺動面に
多数開放するため該摺動面の表面粗さが大きくなり、密
着性が低下して水漏れ等が生じやすくなる欠点がある。
一方、表面粗さないし平坦度の調整のみにより摺動特性
を向上させる方法においては、良好な摺動特性を得るた
めの平坦度ないし表面粗さの範囲が微妙で、また、バル
ブ使用中に摺動面の状態が変化しやすいこともあり、摺
動特性が安定しない欠点がある。特に、摺動面の平滑度
が極めて高い場合は、該摺動面において部材が張り付い
てしまう、いわゆる凝着現象（リンキング）が発生しや
すい問題がある。
【０００４】本発明の課題は、優れた摺動特性を安定し
て得ることができ、かつ水漏れ等も生じにくい構造のセ
ラミックバルブを提供することにある。
て得ることができ、かつ水漏れ等も生じにくい構造のセ
ラミックバルブを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
セラミックバルブは、それぞれ摺接面が形成され、それ
ら摺接面において互いに接触する複数のセラミック部材
を含んで構成され、上述の課題を解決するために下記の
特徴を有する。すなわち、摺接面は、下地面に形成され
た微視的な凹凸の少なくとも凹部を埋めるように、該下
地面にふっ素系樹脂がコーティングされて形成され、そ
の下地面の表面粗さが０．０５〜０．５μｍＲａの範囲
に調整される。なお、ここでいう表面粗さは、日本工業
規格のＢ−０６０１により定義される算術平均粗さＲａ
を意味する。
セラミックバルブは、それぞれ摺接面が形成され、それ
ら摺接面において互いに接触する複数のセラミック部材
を含んで構成され、上述の課題を解決するために下記の
特徴を有する。すなわち、摺接面は、下地面に形成され
た微視的な凹凸の少なくとも凹部を埋めるように、該下
地面にふっ素系樹脂がコーティングされて形成され、そ
の下地面の表面粗さが０．０５〜０．５μｍＲａの範囲
に調整される。なお、ここでいう表面粗さは、日本工業
規格のＢ−０６０１により定義される算術平均粗さＲａ
を意味する。
【０００６】上記セラミックバルブにおいては、部材の
摺動に伴い、凹部に保持された低摩擦係数のふっ素系樹
脂が摺接面ににじみ出て、その摺動特性が向上する。こ
のにじみ出しは、凹部に保持されたふっ素系樹脂が、摺
接面の摩滅等により一定量以下に減少するまでは継続す
るので、摺動特性改善の効果を長時間持続できる利点が
ある。また、下地面の表面粗さを上述の範囲に設定する
ことで、部材の摺動性を損なうことなく摺接面の密着性
を確保でき、液もれ等も発生しにくい。なお、表面粗さ
が０．５μｍＲａ以上になると、摺接面の密着性が低下
して液漏れ等が起きやすくなる。一方、表面粗さが０．
０５μｍＲａ未満になると、凹部に充填されるふっ素系
樹脂の合計量が減少する他、前述のリンキングも生じや
すくなり、摺動特性が劣化する。なお、表面粗さは０．
１〜０．３μｍＲａの範囲内で調整することがより望ま
しい。ここで、下地面は、ダイアモンドペースト等の所
定の研磨材を用いて、その表面粗さが上記範囲のものと
なるように研磨処理されたものとすることができる。
摺動に伴い、凹部に保持された低摩擦係数のふっ素系樹
脂が摺接面ににじみ出て、その摺動特性が向上する。こ
のにじみ出しは、凹部に保持されたふっ素系樹脂が、摺
接面の摩滅等により一定量以下に減少するまでは継続す
るので、摺動特性改善の効果を長時間持続できる利点が
ある。また、下地面の表面粗さを上述の範囲に設定する
ことで、部材の摺動性を損なうことなく摺接面の密着性
を確保でき、液もれ等も発生しにくい。なお、表面粗さ
が０．５μｍＲａ以上になると、摺接面の密着性が低下
して液漏れ等が起きやすくなる。一方、表面粗さが０．
０５μｍＲａ未満になると、凹部に充填されるふっ素系
樹脂の合計量が減少する他、前述のリンキングも生じや
すくなり、摺動特性が劣化する。なお、表面粗さは０．
１〜０．３μｍＲａの範囲内で調整することがより望ま
しい。ここで、下地面は、ダイアモンドペースト等の所
定の研磨材を用いて、その表面粗さが上記範囲のものと
なるように研磨処理されたものとすることができる。
【０００７】次に、セラミック部材は、具体的にはＡｌ
2Ｏ3緻密焼結体を主体に構成することができる。これに
より、セラミック部材を安価でしかも耐熱衝撃性に優れ
たものとすることができる。ここで、上記効果をより確
実に達成するためには、Ａｌ2Ｏ3緻密焼結体は、その見
かけ密度を３．５〜４．０ｇ／ｃｍ3とすることが望ま
しい。一方、セラミック部材の一部のみ、具体的には摺
接面形成に係る下地面を含む領域、あるいはこれに液体
の通路部内面を加えた領域のみをＡｌ2Ｏ3緻密焼結体に
より構成し、他を別の材料（例えば多孔質セラミックス
等）により構成する態様も可能である。
2Ｏ3緻密焼結体を主体に構成することができる。これに
より、セラミック部材を安価でしかも耐熱衝撃性に優れ
たものとすることができる。ここで、上記効果をより確
実に達成するためには、Ａｌ2Ｏ3緻密焼結体は、その見
かけ密度を３．５〜４．０ｇ／ｃｍ3とすることが望ま
しい。一方、セラミック部材の一部のみ、具体的には摺
接面形成に係る下地面を含む領域、あるいはこれに液体
の通路部内面を加えた領域のみをＡｌ2Ｏ3緻密焼結体に
より構成し、他を別の材料（例えば多孔質セラミックス
等）により構成する態様も可能である。
【０００８】次に、ふっ素系樹脂としては、ポリふっ化
ビニリデン、ポリふっ化ビニル、ポリクロロトリフルオ
ロエチレン、テトラフルオロエチレン／エチレン共重合
体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体、ペルフルオロアルキルビニルエーテル／ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロ
エチレン等が使用可能である。
ビニリデン、ポリふっ化ビニル、ポリクロロトリフルオ
ロエチレン、テトラフルオロエチレン／エチレン共重合
体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体、ペルフルオロアルキルビニルエーテル／ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロ
エチレン等が使用可能である。
【０００９】また、フッ素系樹脂を下地面にコーティン
グする方法としては、樹脂を溶融・流動状態とし、その
溶融樹脂を下地面に塗布する方法を用いることができ
る。また、さらに具体的な方法として、セラミック部材
を溶融樹脂に浸漬して引き上げることにより、下地面に
溶融樹脂のコーティングを行う方法を採用することがで
きる。この場合、セラミック部材を溶融樹脂に浸漬した
状態で減圧チャンバー等の容器に封じ入れ、さらに容器
内を減圧することにより、下地面の凹部に残留した気泡
が排気されて、凹部の隅々にまで樹脂を含浸・充填する
ことができる。このようなコーティング方法に特に好適
なフッ素系樹脂として、ポリふっ化ビニリデン、ポリふ
っ化ビニル及びポリクロロトリフルオロエチレン等を例
示することができる。これら樹脂は、摩擦係数が比較的
小さく潤滑性能が良好であり、また溶融状態での流動性
に優れているので、下地面の微細な凹部への充填も不足
なく行うことができ、結果としてセラミックバルブの摺
動特性を大きく向上させることができる。
グする方法としては、樹脂を溶融・流動状態とし、その
溶融樹脂を下地面に塗布する方法を用いることができ
る。また、さらに具体的な方法として、セラミック部材
を溶融樹脂に浸漬して引き上げることにより、下地面に
溶融樹脂のコーティングを行う方法を採用することがで
きる。この場合、セラミック部材を溶融樹脂に浸漬した
状態で減圧チャンバー等の容器に封じ入れ、さらに容器
内を減圧することにより、下地面の凹部に残留した気泡
が排気されて、凹部の隅々にまで樹脂を含浸・充填する
ことができる。このようなコーティング方法に特に好適
なフッ素系樹脂として、ポリふっ化ビニリデン、ポリふ
っ化ビニル及びポリクロロトリフルオロエチレン等を例
示することができる。これら樹脂は、摩擦係数が比較的
小さく潤滑性能が良好であり、また溶融状態での流動性
に優れているので、下地面の微細な凹部への充填も不足
なく行うことができ、結果としてセラミックバルブの摺
動特性を大きく向上させることができる。
【００１０】また、上記以外の方法としては、加熱した
部材の下地面上に粉末樹脂を吹き付けることにより、該
粉末樹脂を溶融させてコーティングを行う方式、溶媒中
に樹脂成分を溶かして樹脂液を作り、これを浸漬ないし
スプレー等により下地面に塗布して溶媒を蒸発させるこ
とによりコーティングを行う方式、さらには未硬化の流
動状態の樹脂を下地面に塗布し、その後その樹脂を所定
の温度に保持することにより、あるいは紫外線照射等を
行うことにより樹脂を硬化させてコーティングを行う方
法など、各種公知のコーティング方法を採用することが
できる。また、フッ素系樹脂粉末を、分散媒樹脂（フッ
素系樹脂であっても非フッ素系樹脂であってもいずれで
もよい）を含有した流動性のビヒクルに分散させ、該ビ
ヒクルとともに上記フッ素系樹脂粉末を下地面に塗布し
た後、上記ビヒクル中の分散媒樹脂を硬化させて上記フ
ッ素系樹脂粉末をコーティングする方法を用いてもよ
い。この方法は、溶融樹脂の流動性が小さく、溶媒への
溶解度の小さいフッ素系樹脂、例えばポリテトラフルオ
ロエチレン等を用いてコーティングを行うのに好適であ
る。
部材の下地面上に粉末樹脂を吹き付けることにより、該
粉末樹脂を溶融させてコーティングを行う方式、溶媒中
に樹脂成分を溶かして樹脂液を作り、これを浸漬ないし
スプレー等により下地面に塗布して溶媒を蒸発させるこ
とによりコーティングを行う方式、さらには未硬化の流
動状態の樹脂を下地面に塗布し、その後その樹脂を所定
の温度に保持することにより、あるいは紫外線照射等を
行うことにより樹脂を硬化させてコーティングを行う方
法など、各種公知のコーティング方法を採用することが
できる。また、フッ素系樹脂粉末を、分散媒樹脂（フッ
素系樹脂であっても非フッ素系樹脂であってもいずれで
もよい）を含有した流動性のビヒクルに分散させ、該ビ
ヒクルとともに上記フッ素系樹脂粉末を下地面に塗布し
た後、上記ビヒクル中の分散媒樹脂を硬化させて上記フ
ッ素系樹脂粉末をコーティングする方法を用いてもよ
い。この方法は、溶融樹脂の流動性が小さく、溶媒への
溶解度の小さいフッ素系樹脂、例えばポリテトラフルオ
ロエチレン等を用いてコーティングを行うのに好適であ
る。
【００１１】次に、セラミック部材として以下のような
部材を含むセラミックバルブを構成することができる。 供給側部材：１ないしそれ以上の液供給部を備え、か
つ摺接面を有する。 流量調整部材：供給側部材に対し、上記摺接面におい
て互いに接触した状態で相対的に回転可能に設けられ、
その相対回転により液供給部から供給される液体の流量
を調整する。 ここで、供給側部材又は流量調整部材のいずれかに、流
量調整部材により流量調整された液体を排出する液排出
部が設けられる。
部材を含むセラミックバルブを構成することができる。 供給側部材：１ないしそれ以上の液供給部を備え、か
つ摺接面を有する。 流量調整部材：供給側部材に対し、上記摺接面におい
て互いに接触した状態で相対的に回転可能に設けられ、
その相対回転により液供給部から供給される液体の流量
を調整する。 ここで、供給側部材又は流量調整部材のいずれかに、流
量調整部材により流量調整された液体を排出する液排出
部が設けられる。
【００１２】上記セラミックバルブにおいては、供給側
部材に液供給部として高温側供給部と低温側供給部とを
形成することができる。この場合、流量調整部材の供給
側部材に対する相対回転に伴い、それら高温側供給部と
低温側供給部との供給比率を変化させる混合室が設けら
れる。これにより、温水の供給栓ないし冷水と温水との
混合栓等に使用されるセラミックバルブの摺動特性を向
上させることができる。特に、セラミック部材の材質と
してＡｌ2Ｏ3緻密焼結体を使用すれば、温水ないし冷水
等との接触に伴う熱衝撃や熱応力に対する耐久性を高め
ることができる。なお、混合室は、流量調整部材に形成
することができるが、流量調整部材とは別の部材を用い
て混合室を形成するようにしてもよい。
部材に液供給部として高温側供給部と低温側供給部とを
形成することができる。この場合、流量調整部材の供給
側部材に対する相対回転に伴い、それら高温側供給部と
低温側供給部との供給比率を変化させる混合室が設けら
れる。これにより、温水の供給栓ないし冷水と温水との
混合栓等に使用されるセラミックバルブの摺動特性を向
上させることができる。特に、セラミック部材の材質と
してＡｌ2Ｏ3緻密焼結体を使用すれば、温水ないし冷水
等との接触に伴う熱衝撃や熱応力に対する耐久性を高め
ることができる。なお、混合室は、流量調整部材に形成
することができるが、流量調整部材とは別の部材を用い
て混合室を形成するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明のセラミックバルブ
の一例を示すものである。セラミックバルブ１０は、例
えば温水と冷水の混合など、温度の異なる液体を混合さ
せる混合栓のバルブ部として使用されるものであって、
それぞれ円板等の板状に構成された供給側部材１１と流
量調整部材１２とを備え、それぞれ一方の板面に形成さ
れた摺接面１１ａ及び１２ａにおいて、互いに重ね合わ
されるようになっている。これら両部材１１及び１２
は、見かけ密度が例えば３．５〜４．０ｇ／ｃｍ3のＡ
ｌ2Ｏ3緻密焼結体により形成され、液体の流入管及び流
出管等が接続される図示しない樹脂製のケーシング内に
配置することができる。
を用いて説明する。図１は、本発明のセラミックバルブ
の一例を示すものである。セラミックバルブ１０は、例
えば温水と冷水の混合など、温度の異なる液体を混合さ
せる混合栓のバルブ部として使用されるものであって、
それぞれ円板等の板状に構成された供給側部材１１と流
量調整部材１２とを備え、それぞれ一方の板面に形成さ
れた摺接面１１ａ及び１２ａにおいて、互いに重ね合わ
されるようになっている。これら両部材１１及び１２
は、見かけ密度が例えば３．５〜４．０ｇ／ｃｍ3のＡ
ｌ2Ｏ3緻密焼結体により形成され、液体の流入管及び流
出管等が接続される図示しない樹脂製のケーシング内に
配置することができる。
【００１４】供給側部材１１と流量調整部材１２との各
摺接面１１ａ及び１２ａは、下地面にフッ素系樹脂とし
てポリふっ化ビニリデンあるいはポリふっ化ビニルがコ
ーティングされたものとして形成されている。また、各
下地面の表面粗さは、０．０５〜０．５μｍＲａ、望ま
しくは０．１〜０．３μｍＲａで調整されている。樹脂
のコーティングは、例えば以下のようにして行うことが
できる。まず、図２に示すように、供給側部材１１ない
し流量調整部材１２を構成すべきＡｌ2Ｏ3緻密焼結体５
０を、ヒータ５１により加熱・溶融した樹脂Ｒに浸漬し
た状態で、減圧チャンバー等の容器５３に封じ入れ、排
気口５２を介して容器５３内を減圧する。
摺接面１１ａ及び１２ａは、下地面にフッ素系樹脂とし
てポリふっ化ビニリデンあるいはポリふっ化ビニルがコ
ーティングされたものとして形成されている。また、各
下地面の表面粗さは、０．０５〜０．５μｍＲａ、望ま
しくは０．１〜０．３μｍＲａで調整されている。樹脂
のコーティングは、例えば以下のようにして行うことが
できる。まず、図２に示すように、供給側部材１１ない
し流量調整部材１２を構成すべきＡｌ2Ｏ3緻密焼結体５
０を、ヒータ５１により加熱・溶融した樹脂Ｒに浸漬し
た状態で、減圧チャンバー等の容器５３に封じ入れ、排
気口５２を介して容器５３内を減圧する。
【００１５】これにより、図３（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、下地面５０ａの微細な凹凸の凹部５０ｂから、
減圧により気泡Ｂが排出されて樹脂Ｒと置換され、該凹
部５０ｂに樹脂Ｒが含浸・充填される。そして、その後
焼結体５０を樹脂Ｒから引き上げることにより、凹部５
０ｂに樹脂Ｒが含浸された状態で下地面５０ａに樹脂層
５０ｄがコーティングされて、前述の摺接面１１ａない
し１２ａが形成される。この場合、微細な凹凸の凸部５
０ｃも樹脂層５０ｄに覆われた状態となる。なお、同図
（ｄ）に示すように樹脂層５０ｄのコーティング後に、
さらに樹脂層５０ｄの上から焼結体５０の表面５０ａに
対して研磨を施すことにより、表面粗さを調整すること
ができる。このとき、凸部５０ｃの少なくとも一部が、
樹脂層５０ｄから露出した状態となる場合がある。
ように、下地面５０ａの微細な凹凸の凹部５０ｂから、
減圧により気泡Ｂが排出されて樹脂Ｒと置換され、該凹
部５０ｂに樹脂Ｒが含浸・充填される。そして、その後
焼結体５０を樹脂Ｒから引き上げることにより、凹部５
０ｂに樹脂Ｒが含浸された状態で下地面５０ａに樹脂層
５０ｄがコーティングされて、前述の摺接面１１ａない
し１２ａが形成される。この場合、微細な凹凸の凸部５
０ｃも樹脂層５０ｄに覆われた状態となる。なお、同図
（ｄ）に示すように樹脂層５０ｄのコーティング後に、
さらに樹脂層５０ｄの上から焼結体５０の表面５０ａに
対して研磨を施すことにより、表面粗さを調整すること
ができる。このとき、凸部５０ｃの少なくとも一部が、
樹脂層５０ｄから露出した状態となる場合がある。
【００１６】図１に戻り、供給側部材１１は、板厚方向
に貫通する２つの液供給部としての液流入口１４及び１
５を備え、一方が高温側供給部としての高温液流入口１
４、他方が低温側供給部としての低温液流入口１５とさ
れ、各々摺接面１２ａとは反対側の板面側からそれぞれ
高温及び低温の液体（例えば温水と冷水）が図示しない
供給管路から流入し、流量調整部材１２側へ流出するよ
うになっている。また、供給側部材１１には、同じく板
厚方向に貫通する液排出部１６が形成されており、摺接
面１２ａ側において流量調整部材１２側からの液体が流
入し、その反対側において図示しない流出管路等へ該液
体を流出するようになっている。
に貫通する２つの液供給部としての液流入口１４及び１
５を備え、一方が高温側供給部としての高温液流入口１
４、他方が低温側供給部としての低温液流入口１５とさ
れ、各々摺接面１２ａとは反対側の板面側からそれぞれ
高温及び低温の液体（例えば温水と冷水）が図示しない
供給管路から流入し、流量調整部材１２側へ流出するよ
うになっている。また、供給側部材１１には、同じく板
厚方向に貫通する液排出部１６が形成されており、摺接
面１２ａ側において流量調整部材１２側からの液体が流
入し、その反対側において図示しない流出管路等へ該液
体を流出するようになっている。
【００１７】次に、流量調整部材１２は、その摺接面１
１ａ側に開口する混合室１７が形成されている。混合室
１７は、高温液流入口１４、低温液流入口１５及び液排
出部１６とそれぞれ重なり部を有してそれらと連通して
おり、高温及び低温液流入口１４及び１５からの高温及
び低温の液体を流入させて混合した後、液排出部１６へ
排出するようになっている。ここで流量調整部材１２
は、その摺接面１１ａにおいて供給側部材１１に対して
相対的に回転可能とされており、その相対回転に応じて
混合室１７と高温及び低温液流入口１４及び１５との重
なり部の面積比率、すなわち高温及び低温液流入口１４
及び１５から混合室１７への液の供給比率が変化するよ
うになっている。
１ａ側に開口する混合室１７が形成されている。混合室
１７は、高温液流入口１４、低温液流入口１５及び液排
出部１６とそれぞれ重なり部を有してそれらと連通して
おり、高温及び低温液流入口１４及び１５からの高温及
び低温の液体を流入させて混合した後、液排出部１６へ
排出するようになっている。ここで流量調整部材１２
は、その摺接面１１ａにおいて供給側部材１１に対して
相対的に回転可能とされており、その相対回転に応じて
混合室１７と高温及び低温液流入口１４及び１５との重
なり部の面積比率、すなわち高温及び低温液流入口１４
及び１５から混合室１７への液の供給比率が変化するよ
うになっている。
【００１８】図１に示すように、例えばレバー１８等に
より流量調整部材１２を高温液流入口１４側へ回転させ
ると、その高温液流入口１４と混合室１７との重なり面
積が増加し、混合室１７に流れ込む高温の液体の比率が
増加して、液排出部１６から排出される混合液の温度が
上昇する。逆に、流量調整部材１２を低温液流入口１５
側へ回転させると、低温の液体の比率が増大するので排
出される混合液の温度は低下する。このように、流量調
整部材１２の回転角を調整することにより、排出される
混合液の温度を自由に変化させることができる。なお、
液排出部１６は流量調整部材１２側に形成してもよい。
また、図１（ｂ）に示すように、流量調整部材１２に、
混合室１７を形成する代わりに貫通部２７を設け、さら
にその流量調整部材１２を上方から覆うように中空の覆
い部２８を設けるとともに、その覆い部２８の内側空間
を混合室１７として、ここに高温及び低温液流入口１４
及び１５からの液体を貫通部２７を経て導入するように
してもよい。
より流量調整部材１２を高温液流入口１４側へ回転させ
ると、その高温液流入口１４と混合室１７との重なり面
積が増加し、混合室１７に流れ込む高温の液体の比率が
増加して、液排出部１６から排出される混合液の温度が
上昇する。逆に、流量調整部材１２を低温液流入口１５
側へ回転させると、低温の液体の比率が増大するので排
出される混合液の温度は低下する。このように、流量調
整部材１２の回転角を調整することにより、排出される
混合液の温度を自由に変化させることができる。なお、
液排出部１６は流量調整部材１２側に形成してもよい。
また、図１（ｂ）に示すように、流量調整部材１２に、
混合室１７を形成する代わりに貫通部２７を設け、さら
にその流量調整部材１２を上方から覆うように中空の覆
い部２８を設けるとともに、その覆い部２８の内側空間
を混合室１７として、ここに高温及び低温液流入口１４
及び１５からの液体を貫通部２７を経て導入するように
してもよい。
【００１９】図４（ａ）に示すように、摺接面１１ａ及
び１２ａにおいて両部材１１及び１２を摺動させると、
その摺接面１１ａ及び１２ａの凹部５０ｂに充填された
フッ素系樹脂Ｒが、摺動の摩擦ないし摺接面自身の磨耗
に伴い凹部５０ｂからにじみ出し、そのにじみ出した樹
脂Ｒ’が両摺接面１１ａと１２ｂとの間で一種の潤滑剤
として機能して、その摺動特性が向上することとなる。
また、同図（ｂ）に示すように、摺動面１１ａ及び１２
ａの凸部５０ｃも樹脂層５０ｄにより覆われている場合
は、両摺動面１１ａ及び１２ａの凸部５０ｃを覆う樹脂
層５０ｄ間で潤滑が起こることもある。なお、ポリテト
ラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粉末を、分散媒樹
脂（フッ素系樹脂であっても非フッ素系樹脂であっても
いずれでもよい）を含有した流動性のビヒクルに分散さ
せ、該ビヒクルとともに上記フッ素系樹脂粉末を塗布し
てその分散樹脂媒を硬化することにより、コーティング
を行う方法を用いてもよい。この場合、図５に示すよう
に樹脂層５０ｄは、分散媒樹脂ＢＨ中にフッ素系樹脂粉
末ＦＲが分散した構造となる。
び１２ａにおいて両部材１１及び１２を摺動させると、
その摺接面１１ａ及び１２ａの凹部５０ｂに充填された
フッ素系樹脂Ｒが、摺動の摩擦ないし摺接面自身の磨耗
に伴い凹部５０ｂからにじみ出し、そのにじみ出した樹
脂Ｒ’が両摺接面１１ａと１２ｂとの間で一種の潤滑剤
として機能して、その摺動特性が向上することとなる。
また、同図（ｂ）に示すように、摺動面１１ａ及び１２
ａの凸部５０ｃも樹脂層５０ｄにより覆われている場合
は、両摺動面１１ａ及び１２ａの凸部５０ｃを覆う樹脂
層５０ｄ間で潤滑が起こることもある。なお、ポリテト
ラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粉末を、分散媒樹
脂（フッ素系樹脂であっても非フッ素系樹脂であっても
いずれでもよい）を含有した流動性のビヒクルに分散さ
せ、該ビヒクルとともに上記フッ素系樹脂粉末を塗布し
てその分散樹脂媒を硬化することにより、コーティング
を行う方法を用いてもよい。この場合、図５に示すよう
に樹脂層５０ｄは、分散媒樹脂ＢＨ中にフッ素系樹脂粉
末ＦＲが分散した構造となる。
【００２０】
【実施例】Ａｌ2Ｏ3９２％を含む原料粉末を金型プレス
にて成形し、これを大気炉１６００℃にて焼成すること
により、図１に示す供給側部材１１と流量調整部材１２
とを、見かけ密度が３．６ｇ／ｃｍ3のＡｌ2Ｏ3緻密焼
結体により作成した。なお、両部材の摺接面をダイヤモ
ンドペーストを用いて鏡面研磨することにより、表面粗
度が０．０２〜０．５６μｍＲａの各種値となるように
調整し、さらにこれを溶融ふっ素樹脂（ポリふっ化ビニ
リデン）内に浸漬して、減圧チャンバー中で減圧しなが
らふっ素樹脂を含浸させた（試料番号Ｎｏ．１〜５）。
また、比較試料として、鏡面研磨後の摺接面に、銀（Ａ
ｇ）ないしダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のコ
ーティングを行ったもの（試料番号No.７及び８）、及
びコーティングを全く行わないもの（No.６）も作製し
た。
にて成形し、これを大気炉１６００℃にて焼成すること
により、図１に示す供給側部材１１と流量調整部材１２
とを、見かけ密度が３．６ｇ／ｃｍ3のＡｌ2Ｏ3緻密焼
結体により作成した。なお、両部材の摺接面をダイヤモ
ンドペーストを用いて鏡面研磨することにより、表面粗
度が０．０２〜０．５６μｍＲａの各種値となるように
調整し、さらにこれを溶融ふっ素樹脂（ポリふっ化ビニ
リデン）内に浸漬して、減圧チャンバー中で減圧しなが
らふっ素樹脂を含浸させた（試料番号Ｎｏ．１〜５）。
また、比較試料として、鏡面研磨後の摺接面に、銀（Ａ
ｇ）ないしダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のコ
ーティングを行ったもの（試料番号No.７及び８）、及
びコーティングを全く行わないもの（No.６）も作製し
た。
【００２１】これらを温水／冷水混合バルブにセット
し、以下の摺動テストを行った。すなわち、高温液流入
口１４と混合室１７との重なり面積を最大にした状態で
液を１秒間通じた後１秒停止させるステップをＡ、高温
液流入口１４と低温液流入口１５の双方に対し混合室１
７が、その重なり面積が互いに等しくなるようにまたが
って位置した状態で液を１秒間通じた後１秒停止させる
ステップをＢ、低温液流入口１５と混合室１７との重な
り面積を最大にした状態で液を１秒間通じた後１秒停止
させるステップをＣとする。そして、流量調整部材１２
を供給側部材１１に対し回転させながら、これらステッ
プをＡ→Ｂ→Ｃ→（Ａ位置へもどる）の順で行う操作を
１サイクルとして設定する。このサイクルを各試料につ
いて所定の回数繰り返し、このときの部材の摺動状況及
び液漏れの有無等を調べた（なお、各ステップ間の移行
時間も１秒とした）。結果を表１に示す。
し、以下の摺動テストを行った。すなわち、高温液流入
口１４と混合室１７との重なり面積を最大にした状態で
液を１秒間通じた後１秒停止させるステップをＡ、高温
液流入口１４と低温液流入口１５の双方に対し混合室１
７が、その重なり面積が互いに等しくなるようにまたが
って位置した状態で液を１秒間通じた後１秒停止させる
ステップをＢ、低温液流入口１５と混合室１７との重な
り面積を最大にした状態で液を１秒間通じた後１秒停止
させるステップをＣとする。そして、流量調整部材１２
を供給側部材１１に対し回転させながら、これらステッ
プをＡ→Ｂ→Ｃ→（Ａ位置へもどる）の順で行う操作を
１サイクルとして設定する。このサイクルを各試料につ
いて所定の回数繰り返し、このときの部材の摺動状況及
び液漏れの有無等を調べた（なお、各ステップ間の移行
時間も１秒とした）。結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】これによれば、本発明によるセラミックバ
ルブ（No.２〜４）は、いずれも摺動特性が良好である
ことがわかる。
ルブ（No.２〜４）は、いずれも摺動特性が良好である
ことがわかる。
【図１】本発明のセラミックバルブの一例を示す分解斜
視図、及びその変形例を示す断面図。
視図、及びその変形例を示す断面図。
【図２】摺動面に樹脂層を形成するための装置概念図。
【図３】摺動面に樹脂層を形成する際の工程説明図。
【図４】樹脂層による潤滑機構の説明図。
【図５】樹脂層の別の構成例を示す断面模式図。
【符号の説明】 １０ セラミックバルブ １１ 液供給側部材（セラミック部材） １２ 流量調整部材（セラミック部材） １１ａ、１２ａ 摺接面 １４ 高温液流入口（高温側供給部） １５ 低温液流入口（低温側供給部） １６ 液排出部 １７ 混合室 ５０ Ａｌ2Ｏ3緻密焼結体 ５０ｂ 凹部 Ｒ フッ素系樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ１６Ｋ 11/074 Ｆ１６Ｋ 11/074 Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 それぞれ摺接面が形成されるとともに該
摺接面において互いに接触する複数のセラミック部材を
含んで構成され、 前記摺接面は、下地面に形成された微視的な凹凸の少な
くとも凹部を埋めるように、該下地面にふっ素系樹脂を
コーティングして形成されるとともに、該下地面の表面
粗さが０．０５〜０．５μｍＲａの範囲に調整されたこ
とを特徴とするセラミックバルブ。 - 【請求項２】 前記表面粗さが０．１〜０．３μｍＲａ
に調整されている請求項１記載のセラミックバルブ。 - 【請求項３】 前記セラミック部材はＡｌ2Ｏ3緻密焼結
体を主体に構成されている請求項１又は２に記載のセラ
ミックバルブ。 - 【請求項４】 前記セラミック部材は、 １ないしそれ以上の液供給部を備え、かつ摺接面を有す
る供給側部材と、 その供給側部材に対し、前記摺接面において互いに接触
した状態で相対的に回転可能に設けられ、その相対回転
により前記液供給部から供給される液体の流量を調整す
る流量調整部材とを含むものとされ、 それら供給側部材又は流量調整部材のいずれかに、前記
流量調整部材により流量調整された前記液体を排出する
液排出部が設けられている請求項１ないし３のいずれか
に記載のセラミックバルブ。 - 【請求項５】 前記供給側部材に前記液供給部として高
温側供給部と低温側供給部を形成し、 また、前記流量調整部材の前記供給側部材に対する相対
回転に伴い、それら高温側供給部と低温側供給部との供
給比率を変化させる混合室が設けられている請求項４記
載のセラミックバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10386396A JPH09269073A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | セラミックバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10386396A JPH09269073A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | セラミックバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09269073A true JPH09269073A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=14365292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10386396A Pending JPH09269073A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | セラミックバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09269073A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005106286A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-04-21 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | スライド式バルブ装置 |
| JP2006090414A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | スライドバルブ装置及びスライドバルブ装置の製造方法 |
| JP2008057790A (ja) * | 2007-11-19 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | スライドバルブ装置 |
| JP2008175397A (ja) * | 2008-03-26 | 2008-07-31 | Toshiba Corp | スライドバルブ装置の製造方法 |
| EP2444702A1 (de) | 2010-10-19 | 2012-04-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Schieberventil mit einer feststehend angeordneten und einer verschiebbaren Scheibe zum Absperren und/oder Regeln eines Fluids |
| JP2013227989A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Fuji Koki Corp | 四方切換弁 |
| JP2014052036A (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Horiba Ltd | 弁要素及び流体制御弁 |
| EP3193053A1 (en) | 2016-01-18 | 2017-07-19 | Siemens Schweiz AG | Valve with a ceramic disc |
| RU173325U1 (ru) * | 2016-12-16 | 2017-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | Задвижка дисковая |
| US10738904B1 (en) | 2019-02-07 | 2020-08-11 | Clippard Instrument Laboratories, I | Flow control valve using ceramic valve members |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP10386396A patent/JPH09269073A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005106286A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-04-21 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | スライド式バルブ装置 |
| JP2006090414A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | スライドバルブ装置及びスライドバルブ装置の製造方法 |
| US7849874B2 (en) | 2004-09-22 | 2010-12-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Slide valve apparatus and method of manufacturing slide valve apparatus |
| JP2008057790A (ja) * | 2007-11-19 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | スライドバルブ装置 |
| JP2008175397A (ja) * | 2008-03-26 | 2008-07-31 | Toshiba Corp | スライドバルブ装置の製造方法 |
| EP2444702A1 (de) | 2010-10-19 | 2012-04-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Schieberventil mit einer feststehend angeordneten und einer verschiebbaren Scheibe zum Absperren und/oder Regeln eines Fluids |
| JP2013227989A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Fuji Koki Corp | 四方切換弁 |
| JP2014052036A (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Horiba Ltd | 弁要素及び流体制御弁 |
| US9657860B2 (en) | 2012-09-07 | 2017-05-23 | Horiba Stec, Co., Ltd. | Valve element and fluid control valve |
| EP3193053A1 (en) | 2016-01-18 | 2017-07-19 | Siemens Schweiz AG | Valve with a ceramic disc |
| RU173325U1 (ru) * | 2016-12-16 | 2017-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | Задвижка дисковая |
| US10738904B1 (en) | 2019-02-07 | 2020-08-11 | Clippard Instrument Laboratories, I | Flow control valve using ceramic valve members |
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