JPH09112733A - solenoid valve - Google Patents
solenoid valveInfo
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- JPH09112733A JPH09112733A JP27137695A JP27137695A JPH09112733A JP H09112733 A JPH09112733 A JP H09112733A JP 27137695 A JP27137695 A JP 27137695A JP 27137695 A JP27137695 A JP 27137695A JP H09112733 A JPH09112733 A JP H09112733A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゴムシール材が弁座部に固着しにくく、しか
もゴムシール材に磨耗やクラックが起こりにくい電磁弁
を提供すること。
【解決手段】 この電磁弁１１は、ケーシング１３ａ、
弁座部１６，１７、ゴムシール材１５及びプランジャ６
等を有する。弁座部１６，１７はケーシング１３ａの内
壁面に形成されている。ゴムシール材１５は、プランジ
ャ６の駆動により弁座部１６，１７に接離する。ケーシ
ング１３ａの内壁面には、含Ｎｉ金属マトリクス１８ａ
中にフッ素樹脂粒子１８ｂが分散された複合めっき層１
８が形成されている。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a solenoid valve in which a rubber seal material is not easily fixed to a valve seat portion, and in which the rubber seal material is less likely to be worn or cracked. SOLUTION: This solenoid valve 11 includes a casing 13a,
Valve seat portions 16 and 17, rubber seal material 15 and plunger 6
Etc. The valve seat portions 16 and 17 are formed on the inner wall surface of the casing 13a. The rubber seal material 15 is brought into contact with and separated from the valve seat portions 16 and 17 by driving the plunger 6. The Ni-containing metal matrix 18a is provided on the inner wall surface of the casing 13a.
Composite plating layer 1 in which fluororesin particles 18b are dispersed
8 are formed.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電磁弁に係り、特に
はその弁座部付近の構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solenoid valve, and more particularly to a structure near a valve seat portion thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、金属製または樹脂製のケーシング
の内壁面に形成された弁座部に、プランジャと一体的に
移動するゴムシール材が接離することにより、流体流路
の切替えが行われるように構成された電磁弁が知られて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, a fluid passage is switched by contacting and separating a rubber seal member that moves integrally with a plunger with a valve seat portion formed on an inner wall surface of a metal or resin casing. A solenoid valve configured as described above is known.
【０００３】この種の電磁弁に通電がなされていない場
合、前記ゴムシール材は、通常、バネ等に付勢されるこ
とによって弁座部に密着した状態となる。しかし、この
ような非通電状態が長期間にわたって維持されると、弁
座部にゴムシール材が固着してしまい、通電しても流体
流路が開かなくなるという問題があった。また、電磁弁
が使用される雰囲気の温度が高くなるほど、ゴムシール
材の固着がより短期間で起こることも知られていた。さ
らに、ゴムシール材は硬質ゴム製であるとはいうものの
比較的脆いものであるため、特にゴムシール材と弁座と
が頻繁に接離するような電磁弁では早期に磨耗やクラッ
クが発生してしまう。When the solenoid valve of this type is not energized, the rubber seal material is normally brought into close contact with the valve seat portion by being biased by a spring or the like. However, if such a non-energized state is maintained for a long period of time, there is a problem in that the rubber seal material sticks to the valve seat portion and the fluid flow path cannot be opened even when energized. It has also been known that the higher the temperature of the atmosphere in which the solenoid valve is used, the shorter time the sticking of the rubber seal material occurs. Further, although the rubber seal material is made of hard rubber, it is relatively fragile. Therefore, especially in a solenoid valve in which the rubber seal material and the valve seat frequently come into contact with each other, wear and cracks occur early. .
【０００４】このため、従来においては、図６に示され
るように、弁座部２１を含むケーシング２２の内壁面全
体を、フッ素樹脂層２３で被覆するという対策が講じら
れていた。つまり、弁座部２１とゴムシール材２４との
間に非粘着性のフッ素樹脂層２３を介在させることによ
り、両者２１，２４の固着を回避し、かつゴムシール材
２４の磨耗・クラックを低減せんとしていた。For this reason, conventionally, as shown in FIG. 6, a measure has been taken to cover the entire inner wall surface of the casing 22 including the valve seat portion 21 with the fluororesin layer 23. That is, by interposing the non-adhesive fluororesin layer 23 between the valve seat portion 21 and the rubber seal material 24, it is possible to avoid sticking of the two and 24 and to reduce wear and cracks of the rubber seal material 24. I was there.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ素
樹脂層２３は金属等との密着性に劣ることから、弁座部
２１において頻繁にゴムシール材２４が当接する箇所
（即ち弁座部先端２１ａ）を保護するフッ素樹脂層２３
には、特に早期に剥離が生じやすい。そして、このよう
な剥離が起こった場合、弁座部２１が露出してしまうこ
とになり、もはや固着の回避及び磨耗・クラックの低減
を図ることができなくなる。従って、何らかの改良を行
うことによって、より耐久性に優れた電磁弁を実現した
いという要請が強かった。However, since the fluororesin layer 23 is inferior in adhesion to a metal or the like, a portion of the valve seat portion 21 where the rubber seal material 24 frequently abuts (that is, the valve seat portion tip 21a) is formed. Fluororesin layer 23 to protect
In particular, peeling is likely to occur particularly early. When such peeling occurs, the valve seat portion 21 is exposed, and it is no longer possible to avoid sticking and reduce wear and cracks. Therefore, there has been a strong demand for realizing a solenoid valve having more excellent durability by making some improvements.
【０００６】また、弁座部先端２１ａは鋭角的な形状を
している場合が多く、そこに膜厚が均一で表面粗さの小
さなフッ素樹脂層２４を形成することは難しい。従っ
て、シール部分からどうしても流体がリークしやすくな
り、真空破壊弁等のように高いシール性が要求される電
磁弁を実現することができなかった。In addition, the valve seat tip 21a is often in the shape of an acute angle, and it is difficult to form the fluororesin layer 24 having a uniform film thickness and a small surface roughness thereat. Therefore, the fluid is apt to leak from the sealed portion, and it has not been possible to realize a solenoid valve, such as a vacuum break valve, which is required to have high sealing performance.
【０００７】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、ゴムシール材が弁座部に固
着しにくく、しかもゴムシール材に磨耗やクラックが起
こりにくい電磁弁を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an electromagnetic valve in which a rubber seal material is not easily fixed to a valve seat portion, and in which the rubber seal material is less likely to be worn or cracked. It is in.
【０００８】本発明の第２の目的は、ゴムシール材のシ
ール性の低下を伴うことなく、その固着、磨耗、クラッ
クを解消することができる電磁弁を提供することにあ
る。A second object of the present invention is to provide a solenoid valve capable of eliminating sticking, wear and cracks of the rubber sealing material without deteriorating the sealing property thereof.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、ケーシングの内壁面
に形成された弁座部に、プランジャと一体的に移動する
ゴムシール材が接離することにより、流体流路の切替え
が行われるように構成された電磁弁において、含Ｎｉ金
属マトリクス中にフッ素樹脂粒子が分散された複合めっ
き層を、前記ケーシングの内壁面に形成したことを特徴
とする電磁弁をその要旨とする。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention described in claim 1, a rubber seal member that moves integrally with the plunger is provided in the valve seat portion formed on the inner wall surface of the casing. In a solenoid valve configured to switch fluid channels by contacting and separating, a composite plating layer having fluororesin particles dispersed in a Ni-containing metal matrix is formed on the inner wall surface of the casing. The gist is a solenoid valve characterized by.
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記複合めっき層は、前記ケーシングの内壁面のう
ち前記弁座部のみに形成されているとした。請求項３に
記載の発明は、請求項１または２において、前記含Ｎｉ
金属マトリクスはＮｉ−Ｐ（ニッケル−リン）マトリク
スであり、かつ前記フッ素樹脂粒子はＰＴＦＥ（ポリテ
トラフロロエチレン）粒子であるとした。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the composite plating layer is formed only on the valve seat portion on the inner wall surface of the casing. The invention according to claim 3 is the same as claim 1 or 2, wherein
The metal matrix was a Ni-P (nickel-phosphorus) matrix, and the fluororesin particles were PTFE (polytetrafluoroethylene) particles.
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記複合めっき層におけるＰＴＦＥ粒子の含有量
は、１０体積％〜５０体積％であるとした。請求項５に
記載の発明は、請求項３または４において、前記複合め
っき層の厚さは、５μｍ〜１０μｍであるとした。According to the invention described in claim 4, in claim 3, the content of the PTFE particles in the composite plating layer is 10% by volume to 50% by volume. According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect, the thickness of the composite plating layer is 5 μm to 10 μm.
【００１２】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１〜５に記載の発明によると、ケーシングの
内壁面に複合めっき層を形成することによって、弁座部
とゴムシール材との直接的な接触が防止されるため、ゴ
ムシール材の磨耗・クラックの低減が図られる。The "action" of the present invention will be described below. According to the invention described in claims 1 to 5, by forming the composite plating layer on the inner wall surface of the casing, direct contact between the valve seat portion and the rubber seal material is prevented, so that the rubber seal material is worn and cracked. Can be reduced.
【００１３】また、この複合めっき層は、含Ｎｉ金属マ
トリクス中にフッ素樹脂粒子を分散したものであるた
め、硬質かつ密着性が高いというＮｉの性質と、非粘着
性であるというフッ素樹脂の性質とを合わせ持ってい
る。Further, since the composite plating layer is made by dispersing fluororesin particles in a Ni-containing metal matrix, it is hard and has high adhesiveness of Ni, and non-adhesive properties of fluororesin. I have and.
【００１４】つまり、フッ素樹脂に由来する性質によっ
て弁座部へのゴムシール材の固着が回避されるととも
に、Ｎｉに由来する性質によって複合めっき層の早期剥
離が防止される。従って、長期にわたって前記磨耗・ク
ラックの低減を図ることができ、もって電磁弁の耐久性
が向上する。That is, the property derived from the fluororesin prevents the rubber seal material from sticking to the valve seat portion, and the property derived from Ni prevents early peeling of the composite plating layer. Therefore, the wear and cracks can be reduced over a long period of time, and the durability of the solenoid valve is improved.
【００１５】さらに、前記複合めっき層はめっき法によ
って形成されるものであるため、従来のフッ素樹脂単独
からなる層に比べて、その膜厚は均一でありかつ表面粗
さも小さい。このため、シール部分から流体がリークす
ることがなく、シール性の低下を伴うことがない。Further, since the composite plating layer is formed by a plating method, the film thickness is uniform and the surface roughness is small as compared with the conventional layer made of a fluororesin alone. Therefore, the fluid does not leak from the sealed portion, and the sealing performance does not deteriorate.
【００１６】請求項２に記載の発明によると、ケーシン
グの内壁面のうち弁座部のみに複合めっき層を形成して
いることから、例えばケーシングの内壁面の全体にわた
ってそれを形成した場合に比べて、確実に高コスト化を
防止することができる。According to the second aspect of the present invention, since the composite plating layer is formed only on the valve seat portion of the inner wall surface of the casing, compared with the case where it is formed over the entire inner wall surface of the casing, for example. Therefore, it is possible to reliably prevent the cost from increasing.
【００１７】請求項４に記載の発明によると、複合めっ
き層におけるＰＴＦＥ粒子の含有量が１０体積％〜５０
体積％であるため、製造困難化及び高コスト化を伴うこ
となくゴムシール材の固着の発生を低減することができ
る。According to the invention of claim 4, the content of the PTFE particles in the composite plating layer is 10% by volume to 50%.
Since the content is% by volume, it is possible to reduce the occurrence of sticking of the rubber seal material without making manufacturing difficult and increasing costs.
【００１８】請求項５に記載の発明によると、複合めっ
き層の厚さが５μｍ〜１０μｍであるため、高コスト化
を伴うことなくゴムシール材の固着の発生を確実に回避
することができる。According to the fifth aspect of the present invention, since the thickness of the composite plating layer is 5 μm to 10 μm, it is possible to reliably avoid the sticking of the rubber sealing material without increasing the cost.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明を電磁弁に具体化し
た一実施形態を図１〜図５に基づき詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is embodied in a solenoid valve will be described in detail below with reference to FIGS.
【００２０】図１に示されるように、本実施例の電磁弁
１１は、ソレノイド１２及び弁部１３という２つの部分
によって構成されている。弁部１３を構成する金属製の
ケーシング１３ａの内部には、流体流路１４が形成され
ている。そして、この流体流路１４内には、前記ソレノ
イド１２によって駆動される弁体としてのゴムシール材
１５が、一対の対向する弁座部１６，１７間において移
動可能に設けられている。As shown in FIG. 1, the solenoid valve 11 of this embodiment is composed of two parts, a solenoid 12 and a valve portion 13. A fluid flow path 14 is formed inside a metal casing 13a that constitutes the valve portion 13. A rubber seal material 15 as a valve element driven by the solenoid 12 is provided in the fluid passage 14 so as to be movable between a pair of opposed valve seat portions 16 and 17.
【００２１】ソレノイド１２を構成するボビン１の外周
面には、コイル２が巻装されている。そのボビン１の貫
通孔１ａ内には、ヨーク３を介して円柱状のコア（固定
鉄心）４が嵌装されている。コア４の下端側には、摺動
筒５の上端部が嵌着されている。このような摺動筒５内
には、円筒状をしたプランジャ（可動鉄心）６が上下方
向に沿って摺動可能に配設されている。なお、コア４及
びプランジャ６は、ともに鉄合金等の強磁性体を用いて
形成されている。A coil 2 is wound around the outer peripheral surface of the bobbin 1 which constitutes the solenoid 12. A cylindrical core (fixed iron core) 4 is fitted in a through hole 1 a of the bobbin 1 via a yoke 3. The upper end of the sliding cylinder 5 is fitted to the lower end of the core 4. In such a sliding cylinder 5, a plunger (movable iron core) 6 having a cylindrical shape is slidably provided in the vertical direction. The core 4 and the plunger 6 are both made of a ferromagnetic material such as an iron alloy.
【００２２】コア４側の当接面（下端面）４ａとプラン
ジャ６側の当接面（上端面）６ａとの間には、付勢手段
としてのコイルバネ７が配設されている。このコイルバ
ネ７の上端は、コア４の下端面４ａの中央部に形成され
た凹部４ｂの内底面に当接している。一方、コイルバネ
７の下端は、プランジャ６の上端面６ａの中央部に形成
されたバネ孔６ｂの内底面に当接している。このため、
前記コイルバネ７の付勢力は、常にコア４とプランジャ
６とを互いに離間させる方向に働いている。従って、コ
イル２に通電がなされていない場合、コア４の下端面４
ａとプランジャ６の上端面６ａとの間には一定の間隔が
保持される（図１参照）。なお、このときには、ゴムシ
ール材１５は下側の弁座部１７に当接した状態を維持す
る。ここで、コイル２に通電がなされた場合、ヨーク
３、コア４及びプランジャ６を周回する閉磁路が形成さ
れる。すると、プランジャ６がコイルバネ７の付勢力に
抗してコア４に吸引され、プランジャ６の上端面６ａが
コア４の下端面４ａに衝突する。このとき、ゴムシール
材１５は上側の弁座部１６に当接した状態になり、結果
として流体の流れる方向が切り換わる。A coil spring 7 as a biasing means is disposed between the contact surface (lower end surface) 4a on the core 4 side and the contact surface (upper end surface) 6a on the plunger 6 side. The upper end of the coil spring 7 is in contact with the inner bottom surface of the concave portion 4b formed at the center of the lower end surface 4a of the core 4. On the other hand, the lower end of the coil spring 7 is in contact with the inner bottom surface of a spring hole 6b formed in the center of the upper end surface 6a of the plunger 6. For this reason,
The urging force of the coil spring 7 always acts in a direction to separate the core 4 and the plunger 6 from each other. Therefore, when the coil 2 is not energized, the lower end surface 4 of the core 4
A constant distance is maintained between the upper end surface 6a and the upper end surface 6a of the plunger 6 (see FIG. 1). At this time, the rubber seal material 15 is maintained in contact with the lower valve seat portion 17. Here, when the coil 2 is energized, a closed magnetic circuit that surrounds the yoke 3, the core 4, and the plunger 6 is formed. Then, the plunger 6 is attracted to the core 4 against the urging force of the coil spring 7, and the upper end surface 6 a of the plunger 6 collides with the lower end surface 4 a of the core 4. At this time, the rubber seal material 15 comes into contact with the upper valve seat portion 16, and as a result, the flow direction of the fluid is switched.
【００２３】図２において概念的に示されるように、ケ
ーシング１３ａの内壁面にある両弁座部１６，１７に
は、いわゆる自己潤滑性を有する複合めっき層１８が形
成されている。この複合めっき層１８は、含Ｎｉ金属マ
トリクス１８ａ中にフッ素樹脂粒子１８ｂが分散された
ものとなっている。ただし、両弁座部１６，１７以外の
箇所については、このような複合めっき層１８は形成さ
れておらず、金属内壁面は露出している。As conceptually shown in FIG. 2, a composite plating layer 18 having a so-called self-lubricating property is formed on both valve seat portions 16 and 17 on the inner wall surface of the casing 13a. The composite plating layer 18 has a fluororesin particle 18b dispersed in a Ni-containing metal matrix 18a. However, such a composite plating layer 18 is not formed in portions other than the valve seat portions 16 and 17, and the metal inner wall surface is exposed.
【００２４】本実施形態では含Ｎｉ金属マトリクス１８
ａとしてＮｉ−Ｐマトリクス１８ａが選択されており、
かつ前記フッ素樹脂粒子１８ｂとしてＰＴＦＥ粒子１８
ｂが選択されている。なお、前記複合めっき層１８は、
電解めっき法及び無電解めっき法のいずれも手法によっ
ても形成することが可能である。ただし、無電解めっき
法のほうが膜厚が均一になるため好ましい。In this embodiment, the Ni-containing metal matrix 18 is used.
The Ni-P matrix 18a is selected as a,
Also, the PTFE particles 18 are used as the fluororesin particles 18b.
b is selected. The composite plating layer 18 is
Both the electrolytic plating method and the electroless plating method can be used. However, the electroless plating method is preferable because the film thickness is uniform.
【００２５】複合めっき層１８におけるＰＴＦＥ粒子１
８ｂの含有量は、１０体積％〜５０体積％であることが
よく、特には２０体積％〜４０体積％であることがよ
い。前記含有量が５０体積％を越えると、被めっき面に
対してめっきが付着しにくくなるという製造上の問題が
発生するばかりでなく、高コスト化の原因となってしま
う。また、金属の含有量が減少する分だけ、複合めっき
層１８自体の強度が弱くなる。一方、前記含有量が１０
体積％未満であると、ゴムシール材１５の固着強度を低
減する効果（後述）が充分得られなくなる。PTFE particles 1 in the composite plating layer 18
The content of 8b is preferably 10% by volume to 50% by volume, and particularly preferably 20% by volume to 40% by volume. When the content exceeds 50% by volume, not only the manufacturing problem that plating is difficult to adhere to the surface to be plated but also the cost is increased. Further, the strength of the composite plating layer 18 itself becomes weaker as the metal content decreases. On the other hand, the content is 10
If it is less than volume%, the effect of reducing the fixing strength of the rubber seal material 15 (described later) cannot be sufficiently obtained.
【００２６】複合めっき層１８の厚さは、５μｍ〜２０
μｍであることがよく、特には５μｍ〜１０μｍである
ことがよい。複合めっき層１８が薄すぎると、前記の固
着強度低減効果が充分得られなくなることに加え、膜厚
が不均一になるおそれがある。一方、複合めっき層１８
を必要以上に厚くしたとしても、それによって期待され
る効果はそれほど大きくなく、かえって高コスト化につ
ながってしまう。The thickness of the composite plating layer 18 is 5 μm to 20 μm.
The thickness is preferably μm, and particularly preferably 5 μm to 10 μm. If the composite plating layer 18 is too thin, the effect of reducing the fixing strength cannot be sufficiently obtained, and the film thickness may become uneven. On the other hand, the composite plating layer 18
Even if the thickness is made thicker than necessary, the expected effect is not so great, and it leads to higher cost.
【００２７】次に、本実施形態の電磁弁１１に対する各
種の比較試験について述べる。図３の折れ線グラフは、
弁座部衝撃試験の結果を示したものである。同グラフに
おいて、縦軸はゴムシール材１５に発生するクラックの
深さ（μｍ）を表し、横軸は動作回数（即ち、ゴムシー
ル１５が弁座部１６，１７に衝突する回数）を表してい
る。また、グラフ中にプロットされた□は本実施形態の
電磁弁１１のクラックを測定した値であり、■は比較例
（複合めっき層１８が形成されておらず弁座部１６，１
７が露出しているもの）の電磁弁のクラックを測定した
値である。なお、実施形態の電磁弁１１では、複合めっ
き層１８の厚さを１０μｍに設定し、かつＰＴＦＥ粒子
１８ｂの含有量を３０体積％に設定している。Next, various comparative tests for the solenoid valve 11 of this embodiment will be described. The line graph in Figure 3 is
It shows the results of a valve seat impact test. In the graph, the vertical axis represents the depth (μm) of cracks generated in the rubber seal material 15, and the horizontal axis represents the number of operations (that is, the number of times the rubber seal 15 collides with the valve seat portions 16 and 17). Further, □ plotted in the graph is a value obtained by measuring cracks of the solenoid valve 11 of the present embodiment, and ■ is a comparative example (the valve seat portions 16, 1 in which the composite plating layer 18 is not formed).
(Exposed 7) is the value measured for the crack of the solenoid valve. In the solenoid valve 11 of the embodiment, the thickness of the composite plating layer 18 is set to 10 μm and the content of the PTFE particles 18b is set to 30% by volume.
【００２８】その結果、動作回数が同じ場合においてク
ラックの深さを比較すると、明らかに本実施形態の電磁
弁１１のほうが浅くなっている。従って、本実施形態の
電磁弁１１のような構成にすれば、確実にクラックの発
生の低減が図られることがわかる。As a result, when the crack depths are compared when the number of operations is the same, the electromagnetic valve 11 of this embodiment is obviously shallower. Therefore, it can be understood that the occurrence of cracks can be surely reduced by using the configuration like the solenoid valve 11 of the present embodiment.
【００２９】図４の棒グラフは、固着試験の結果を示し
たものである。同グラフにおいて、縦軸は固着強度（kg
f/cm2 ）を表している。固着強度とは、所定温度にてゴ
ムシール材１５を弁座部１６，１７に押し付けた場合、
そのゴムシール材１５を剥がすのに要する力の大きさを
いう。ここでは、試験区を４つ設定している。第１の試
験区は、弁座部１６，１７に複合めっき層１８（厚さ１
０μｍ，ＰＴＦＥ粒子１８ｂの含有量が３０体積％）を
形成し、かつニトリルゴム製のゴムシール材１５を使用
したものである。第２の試験区は、同様の複合めっき層
１８を形成し、かつフッ素ゴム製のゴムシール材１５を
使用したものである。第３の試験区は、複合めっき層１
８を未形成とし、かつニトリルゴム製のゴムシール材１
５を使用したものである。第４の試験区は、複合めっき
層１８を未形成とし、かつフッ素ゴム製のゴムシール材
１５を使用したものである。即ち、第１，第２の試験区
が実施形態であり、第３，第４の試験区が比較例であ
る。なお、ここでは弁座部１６，１７の材質（即ち、ケ
ーシング１３ａの材質）としてアルミニウムを選択し
た。また、面圧は２０kgf/cm2 に、温度は７０℃に、押
圧時間は２４時間にそれぞれ設定した。１試験区におけ
るサンプル数は３つとした。The bar graph in FIG. 4 shows the results of the sticking test. In the graph, the vertical axis is the adhesion strength (kg
f / cm 2 ). The adhesion strength means that when the rubber seal material 15 is pressed against the valve seat portions 16 and 17 at a predetermined temperature,
It means the magnitude of the force required to peel off the rubber seal material 15. Here, four test plots are set. In the first test section, the composite plating layer 18 (thickness 1
0 μm, the content of the PTFE particles 18b is 30% by volume), and the rubber seal material 15 made of nitrile rubber is used. In the second test section, a similar composite plating layer 18 is formed and a rubber seal material 15 made of fluororubber is used. The third test zone is the composite plating layer 1
8 is not formed, and a rubber seal material 1 made of nitrile rubber
5 is used. In the fourth test section, the composite plating layer 18 is not formed and the rubber seal material 15 made of fluororubber is used. That is, the first and second test plots are the embodiments, and the third and fourth test plots are the comparative examples. Note that here, aluminum was selected as the material of the valve seat portions 16 and 17 (that is, the material of the casing 13a). The surface pressure was set to 20 kgf / cm 2 , the temperature was set to 70 ° C., and the pressing time was set to 24 hours. The number of samples in one test section was three.
【００３０】その結果、試験区１，２ではゴムシール材
１５の固着が全く認められなかったのに対し、試験区
３，４では固着が認められた。また、フッ素ゴム製のゴ
ムシール材１５のほうがニトリルゴム製のゴムシール材
１５よりも固着強度が大きくなることがわかった。上記
のことからも明らかなように、本実施形態のような構成
にすれば、ゴムシール材１５の固着という問題を解消す
ることができることがわかる。As a result, in the test sections 1 and 2, the sticking of the rubber sealing material 15 was not recognized at all, whereas in the test sections 3 and 4, the sticking was recognized. Further, it was found that the rubber seal material 15 made of fluororubber has a higher bonding strength than the rubber seal material 15 made of nitrile rubber. As is clear from the above, it can be understood that the problem of sticking of the rubber seal material 15 can be solved by adopting the configuration of this embodiment.
【００３１】図５の折れ線グラフは、ＰＴＦＥ粒子１８
ｂの含有量（体積％）を変更したときの固着強度の変化
を示すものである。同グラフの縦軸は固着強度（kgf/cm
2 ）を表しており、横軸はＰＴＦＥ粒子１８ｂの含有量
（体積％）を表している。なお、ここでは弁座部１６，
１７の材質として黄銅（♯１５００研磨）を選択し、か
つＮＢＲ製のゴムシール材１５を選択した。また、複合
めっき層１８の膜厚を１０μｍに設定した。さらに、面
圧は２０kgf/cm2 に、温度は７０℃に、押圧時間は９６
時間にそれぞれ設定した。ＰＴＦＥ粒子１８ｂの含有量
は「０，１０，２０，３０，４０，５０」というように
１０体積％ずつ変更した。得られたデータは■でプロッ
トされている。The line graph in FIG. 5 shows the PTFE particles 18
It shows a change in the bonding strength when the content (volume%) of b is changed. The vertical axis of the graph is the adhesion strength (kgf / cm
2 ), and the horizontal axis represents the content (volume%) of the PTFE particles 18b. In addition, here, the valve seat portion 16,
Brass (# 1500 polished) was selected as the material for No. 17, and NBR rubber seal material 15 was selected. Further, the thickness of the composite plating layer 18 was set to 10 μm. Further, the surface pressure is 20 kgf / cm 2 , the temperature is 70 ° C., and the pressing time is 96.
Each time was set. The content of the PTFE particles 18b was changed by 10 vol% such as "0, 10, 20, 30, 40, 50". The data obtained are plotted in ▪.
【００３２】その結果、０体積％のときの固着強度が約
１．８kgf/cm2 となるのに対し、１０体積％のときの固
着強度は約０．３kgf/cm2 となり、値が数分の一になる
ことがわかった。さらに、２０体積％以上に設定した場
合には固着強度が０kgf/cm2となり、固着が全く発生し
なくなることがわかった。As a result, the fixing strength at 0% by volume was about 1.8 kgf / cm 2 , whereas the fixing strength at 10% by volume was about 0.3 kgf / cm 2 , and the value was several minutes. It turned out to be one. Further, it was found that when the content was set to 20% by volume or more, the fixing strength became 0 kgf / cm 2 , and the fixing did not occur at all.
【００３３】以下、本実施形態において特徴的な作用効
果を列挙する。 （イ）本実施形態によると、ケーシング１３ａの内壁面
にある弁座部１６，１７に複合めっき層１８を形成する
ことによって、弁座部１６，１７とゴムシール材１５と
の直接的な接触が防止されている。このため、ゴムシー
ル材１５の磨耗・クラックの低減を図ることができる。The characteristic effects of this embodiment will be listed below. (A) According to the present embodiment, by forming the composite plating layer 18 on the valve seat portions 16 and 17 on the inner wall surface of the casing 13a, direct contact between the valve seat portions 16 and 17 and the rubber seal material 15 can be achieved. It is prevented. Therefore, it is possible to reduce wear and cracks of the rubber seal material 15.
【００３４】また、この複合めっき層１８は、含Ｎｉ金
属マトリクス１８ａ中にフッ素樹脂粒子１８ｂを分散し
たものであるため、硬質かつ密着性が高いというＮｉの
性質と、非粘着性であるというフッ素樹脂の性質とを合
わせ持っている。つまり、フッ素樹脂に由来する性質に
よって弁座部１６，１７へのゴムシール材１５の固着が
回避されるとともに、Ｎｉに由来する性質によって複合
めっき層１８の早期剥離が防止される。従って、長期に
わたって前記磨耗・クラックの低減を図ることができ、
もって電磁弁１１の耐久性を向上させることができる。Further, since the composite plating layer 18 is obtained by dispersing the fluororesin particles 18b in the Ni-containing metal matrix 18a, it is hard and has high Ni adhesiveness, and the fluorine is non-adhesive. It also has the properties of resin. That is, the property derived from the fluororesin prevents the rubber seal material 15 from sticking to the valve seat portions 16 and 17, and the property derived from Ni prevents early peeling of the composite plating layer 18. Therefore, it is possible to reduce the wear and cracks over a long period of time,
Therefore, the durability of the solenoid valve 11 can be improved.
【００３５】（ロ）本実施形態によると、複合めっき層
１８はめっき法によって形成されるものであるため、従
来のフッ素樹脂単独からなる層に比べて、その膜厚は均
一でありかつ表面粗さも小さい。このため、複合めっき
層１８を形成したとしても、シール部分から流体がリー
クすることがなく、シール性の低下を伴うこともない。
よって、例えば真空破壊弁のように高いシール性が要求
される用途にも充分に対応することができる。なお、こ
の複合めっき層１８は無電解めっきによるものであるた
め、特に膜厚の均一性に優れたものとなる。(B) According to this embodiment, since the composite plating layer 18 is formed by the plating method, its thickness is more uniform and the surface roughness is smaller than that of the conventional layer made of a fluororesin alone. It is also small. Therefore, even if the composite plating layer 18 is formed, the fluid does not leak from the seal portion and the sealability is not deteriorated.
Therefore, it is possible to sufficiently cope with an application such as a vacuum break valve that requires high sealing performance. Since the composite plating layer 18 is formed by electroless plating, it is particularly excellent in film thickness uniformity.
【００３６】（ハ）本実施形態によると、ケーシング１
３ａの内壁面のうち、弁座部１６，１７のみに複合めっ
き層１８を形成している。よって、例えばケーシング１
３ａの内壁面の全体にわたってそれを形成した場合に比
べて、確実に高コスト化を防止することができる。めっ
き液等の使用量が少なくて済むからである。(C) According to the present embodiment, the casing 1
The composite plating layer 18 is formed only on the valve seat portions 16 and 17 of the inner wall surface of 3a. Thus, for example, casing 1
Compared with the case where it is formed over the entire inner wall surface of 3a, it is possible to reliably prevent cost increase. This is because the amount of plating solution used is small.
【００３７】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。 （１）含Ｎｉ金属マトリクス１８ａとしては、実施形態
にて例示したＮｉ−Ｐマトリクスのほかにも、例えばＮ
ｉマトリクス、Ｃｕマトリクス、Ｃｏマトリクス、Ｆｅ
マトリクス、Ｎｉ−Ｃｏマトリクス、Ｎｉ−Ｆｅマトリ
クス、Ｎｉ−Ｍｎマトリクス、Ｎｉ−Ｂマトリクス、Ｃ
ｏ−Ｂマトリクスなどを使用することが許容されうる。The present invention can be modified, for example, as follows. (1) As the Ni-containing metal matrix 18a, in addition to the Ni-P matrix exemplified in the embodiment, for example, N
i matrix, Cu matrix, Co matrix, Fe
Matrix, Ni-Co matrix, Ni-Fe matrix, Ni-Mn matrix, Ni-B matrix, C
It may be acceptable to use an oB matrix or the like.
【００３８】（２）フッ素樹脂粒子１８ｂとしてＰＴＦ
Ｅ粒子１８ｂ以外の樹脂を使用したり、さらにはフッ化
黒鉛（ＣＦ）n などを使用することも許容されうる。 （３）無電解めっき法によって複合めっき層１８を形成
するばかりでなく、電解めっき法によって複合めっき層
１８を形成することも許容されうる。(2) PTF as the fluororesin particles 18b
It is acceptable to use a resin other than the E particles 18b, and further, to use fluorinated graphite (CF) n . (3) It is permissible not only to form the composite plating layer 18 by the electroless plating method, but also to form the composite plating layer 18 by the electrolytic plating method.
【００３９】（４）弁座部１６，１７のみでなく、ケー
シング１３ａの内壁面全体に、さらには外壁面も含むケ
ーシング１３ａ全体に複合めっき層１８を形成すること
も許容されうる。ただし、低コスト化を図るためには、
実施形態のように必要部分のみに複合めっき層１８を形
成することが好ましいといえる。(4) It is permissible to form the composite plating layer 18 not only on the valve seat portions 16 and 17 but also on the entire inner wall surface of the casing 13a and further on the entire casing 13a including the outer wall surface. However, in order to reduce costs,
It can be said that it is preferable to form the composite plating layer 18 only on a necessary portion as in the embodiment.
【００４０】（５）本発明は、実施形態のように弁体で
あるゴムシール材１５とプランジャ６とが別体である電
磁弁１１のみに適用されるに止まらない。従って、例え
ばプランジャ６の先端部にゴムシール材１５が接合され
たもの、即ち両者６，１５が一体になっているものにも
同様に適用されることができる。(5) The present invention is not limited to the solenoid valve 11 in which the rubber seal material 15 which is the valve body and the plunger 6 are separate bodies as in the embodiment. Therefore, the invention can be similarly applied to, for example, the one in which the rubber seal material 15 is joined to the tip end portion of the plunger 6, that is, the one in which the both 6 and 15 are integrated.
【００４１】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） ケーシングの内壁面に形成された弁座部に、プ
ランジャと一体的に移動するゴムシール材が接離するこ
とにより、流体流路の切替えが行われるように構成され
た電磁弁において、自己潤滑性分散めっき層を前記ケー
シングの内壁面に形成したことを特徴とする電磁弁。Here, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below together with their effects. (1) In a solenoid valve configured to switch a fluid flow path by contacting and separating a rubber seal member that moves integrally with a plunger with a valve seat portion formed on an inner wall surface of a casing, A solenoid valve, wherein a lubricious dispersed plating layer is formed on an inner wall surface of the casing.
【００４２】（２） 技術的思想(1) において、前記自
己潤滑性分散めっき層は、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉか
ら選択される１種を含む金属マトリクス中に、フッ化黒
鉛及びフッ素樹脂粒子のうちの少なくとも１種が分散さ
れたものであることを特徴とする電磁弁。(2) In the technical idea (1), the self-lubricating dispersion plating layer comprises a fluorinated graphite and fluororesin particles in a metal matrix containing one kind selected from Cu, Fe, Co and Ni. A solenoid valve, wherein at least one of the above is dispersed.
【００４３】（３）請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記複合めっき層は無電解めっきによって形成されるこ
と。この構成であると、電解めっきのときに比較して複
合めっき層の膜厚を均一にすることができるため、より
シール性を向上させることができる。(3) In any one of claims 1 to 5,
The composite plating layer is formed by electroless plating. With this configuration, the film thickness of the composite plating layer can be made uniform as compared with the case of electrolytic plating, so that the sealing property can be further improved.
【００４４】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「複合めっき層： 電気めっき浴または無電解めっき浴
に難溶性の微粒子を分散させた状態でめっきを析出させ
た場合に得られるめっき層をいう。」The technical terms used in the present specification are defined as follows. “Composite plating layer: A plating layer obtained when plating is deposited in a state in which hardly soluble fine particles are dispersed in an electroplating bath or an electroless plating bath.”
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、ゴムシール材が弁座部に固着しにく
く、しかもゴムシール材に磨耗やクラックが起こりにく
い電磁弁を、シール性の低下を伴うことなしに提供する
ことができる。As described above in detail, according to the inventions described in claims 1 to 5, the rubber valve is not easily fixed to the valve seat portion, and the rubber valve is not easily worn or cracked. It can be provided without lowering the sealing property.
【００４６】請求項２に記載の発明によれば、ケーシン
グの内壁面の全体にわたって複合めっき層を形成した場
合に比べて、確実に高コスト化を防止することができ
る。請求項４に記載の発明によれば、製造困難化及び高
コスト化を伴うことなくゴムシール材の固着の発生を低
減することができる。請求項５に記載の発明によれば、
請求項４に記載の発明の効果に止まらず、ゴムシール材
の固着の発生を確実に回避することができる。According to the second aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent the cost from being increased as compared with the case where the composite plating layer is formed over the entire inner wall surface of the casing. According to the invention described in claim 4, it is possible to reduce the occurrence of sticking of the rubber seal material without making manufacturing difficult and increasing cost. According to the invention described in claim 5,
In addition to the effect of the invention described in claim 4, the occurrence of sticking of the rubber seal material can be reliably avoided.
【図１】一実施形態における電磁弁を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a solenoid valve according to an embodiment.
【図２】同電磁弁における弁座部を概念的に示す部分拡
大断面図。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view conceptually showing a valve seat portion of the solenoid valve.
【図３】弁座部衝撃試験の結果を示す折れ線グラフ。FIG. 3 is a line graph showing the results of a valve seat impact test.
【図４】固着試験の結果を示す棒グラフ。FIG. 4 is a bar graph showing the results of a sticking test.
【図５】ＰＴＦＥ粒子の含有量を変更したときの固着強
度の変化を示す折れ線グラフ。FIG. 5 is a line graph showing a change in fixing strength when the content of PTFE particles is changed.
【図６】従来の電磁弁における弁座部を示す部分拡大断
面図。FIG. 6 is a partially enlarged sectional view showing a valve seat portion of a conventional solenoid valve.
４…流体流路、６…プランジャ、１１…電磁弁、１３ａ
…ケーシング、１５…ゴムシール材、１６，１７…弁座
部、１８…複合めっき層、１８ａ…含Ｎｉ金属マトリク
スとしてのＮｉ−Ｐマトリクス、１８ｂ…フッ素樹脂粒
子としてのＰＴＦＥ粒子。4 ... Fluid flow path, 6 ... Plunger, 11 ... Solenoid valve, 13a
... Casing, 15 ... Rubber seal material, 16, 17 ... Valve seat part, 18 ... Composite plating layer, 18a ... Ni-P matrix as Ni-containing metal matrix, 18b ... PTFE particles as fluororesin particles.
Claims (5)
に、プランジャと一体的に移動するゴムシール材が接離
することにより、流体流路の切替えが行われるように構
成された電磁弁において、 含Ｎｉ金属マトリクス中にフッ素樹脂粒子が分散された
複合めっき層を、前記ケーシングの内壁面に形成したこ
とを特徴とする電磁弁。1. A solenoid valve configured to switch a fluid flow path by contacting and separating a rubber seal member that moves integrally with a plunger with a valve seat portion formed on an inner wall surface of a casing. A solenoid valve, wherein a composite plating layer in which fluororesin particles are dispersed in a Ni-containing metal matrix is formed on the inner wall surface of the casing.
壁面のうち前記弁座部のみに形成されている請求項１に
記載の電磁弁。2. The solenoid valve according to claim 1, wherein the composite plating layer is formed only on the valve seat portion of the inner wall surface of the casing.
リクスであり、かつ前記フッ素樹脂粒子はＰＴＦＥ粒子
である請求項１または２に記載の電磁弁。3. The solenoid valve according to claim 1, wherein the Ni-containing metal matrix is a Ni-P matrix, and the fluororesin particles are PTFE particles.
含有量は、１０体積％〜５０体積％である請求項３に記
載の電磁弁。4. The solenoid valve according to claim 3, wherein the content of the PTFE particles in the composite plating layer is 10% by volume to 50% by volume.
μｍである請求項３または４に記載の電磁弁。5. The composite plating layer has a thickness of 5 μm to 10 μm.
The solenoid valve according to claim 3 or 4, wherein the solenoid valve has a thickness of μm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7271376A JP2859838B2 (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | solenoid valve |
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|---|---|
| JPH09112733A true JPH09112733A (en) | 1997-05-02 |
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