流体制御弁の弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁
【課題】ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁の弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁を提供する。
【解決手段】摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成するとともに、両基材の少なくとも一方の接触面を、基材を構成する樹脂とは異なる熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか他方の樹脂で被覆した。
【解決手段】摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成するとともに、両基材の少なくとも一方の接触面を、基材を構成する樹脂とは異なる熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか他方の樹脂で被覆した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電動弁、電磁弁などの流体制御弁において、ネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部を有する弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体制御弁に使用する送りネジは、固体潤滑剤などを配合した金属製のものや、ボールネジなどの複雑な構造のものが使用されて来た。
【０００３】
近年では、樹脂材料と配合剤の進歩により限定的な用途ではあるが、耐久性の向上やコストダウンの目的で、樹脂材料からなる送りネジを用いるものも見られるようになった。
【０００４】
この傾向はさらに広がりをみせて、より過酷な使用条件や負荷の高い条件での使用も検討されている。
【０００５】
例えば、特許文献１（特開２０１０−４３７２７号公報）では、電動弁において、ローター軸(雄ネジ)と、これに螺合する支持部材(雌ネジ)をともに合成樹脂で形成された構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−４３７２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３９９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、合成樹脂製のネジ同士の構造のものは、使用条件が限定的であったり、制御上の工夫により使いこなすことが必要である。例えば、流体制御面では流れを完全に遮断することのない制御を行う（弁閉させない）などの特別な制御が必要であった。
【０００８】
また、このような樹脂材料からなる送りネジを用いる場合、すなわち、雄ネジと雌ネジのどちらも合成樹脂を使用する場合、耐熱性、耐薬品性などを考慮して、例えば、熱可塑性樹脂であるＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂を主体とした組成物によって構成することが多い。
【０００９】
ところで、弁閉機能のない従来タイプの電動弁では、最小絞り時に弁体が弁座に接触しないので、ねじ部にばね荷重の負荷を受けることがない。
【００１０】
これに対して、弁閉機能を有する電動弁では、弁閉する場合に、弁体が弁座に着座した状態でネジの噛み込みを防止するために、バネを用いた滑り機構を設ける必要があり、この際にネジ部に受ける荷重によって問題が生じるおそれがある。
【００１１】
しかしながら、熱可塑性樹脂、例えば、ＰＰＳ樹脂によって、雄ネジと雌ネジを作製した場合、ネジ摺動面にコンプレッサー潤滑用の冷凍機油が付着すると、静止摩擦力が上昇し動き出しの作動が悪くなるおそれがある。
【００１２】
すなわち、このような雄ネジと雌ネジのどちらも、熱可塑性樹脂から構成する場合、ネジの摺動接触部に流体中に含まれる機械用の潤滑油が付着し、荷重を受けた状態で長期に作動せずに放置した場合、樹脂ネジの摺動面の動き出し作動抵抗が大きくなり、最悪の場合、モータの駆動トルクでは動かなくなる場合がある。
【００１３】
このため、特許文献２（特開２００３−２３９９３２号公報）では、樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置について、ＰＰＳ樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂からなる雌ネジと、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂からなる雄ネジという組合せが開示されている。
【００１４】
しかしながら、このように雄ネジと雌ネジを、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のように性質の異なる樹脂から構成した場合には、例えば、熱膨張率などの物性が大幅に相違するので、雄ネジと雌ネジの摺動性は温度変化の影響を受け、その結果、ネジの噛み込みが生じて、ネジとして機能せず、弁の開閉動作が良好でなく、流体制御弁の機能を損なうことになっていた。
【００１５】
本発明は、このような現状に鑑み、流体の潤滑油が付着しにくく、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクを半減できるとともに、使用温度範囲における温度変化に対して、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁の弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、
流体制御弁において、摺動部を有する弁体の送り機構であって、
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成するとともに、
前記両基材の少なくとも一方の接触面を、基材を構成する樹脂とは異なる熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか他方の樹脂で被覆したことを特徴とする。
【００１７】
このように、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂から構成されていることになる。
【００１８】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁を提供することができる。
【００１９】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２０】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを同一の樹脂から構成したことを特徴とする。
【００２１】
このように構成することによって、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが同一の樹脂から構成されているので、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２２】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱硬化性樹脂から構成したことを特徴とする。
【００２３】
このように構成することによって、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱可塑性樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２４】
しかも、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂の被覆から構成されていることになる。
【００２５】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２６】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱硬化性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱可塑性樹脂から構成したことを特徴とする。
【００２７】
このように構成することによって、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱硬化性樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２８】
しかも、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂の基材から構成されていることになる。
【００２９】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３０】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、被覆樹脂に、潤滑剤、耐磨耗剤の少なくとも一方が配合されていることを特徴とする。
【００３１】
このように、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂粒子、変性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂粒子などの潤滑剤が配合されていれば、作動抵抗が低下することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３２】
また、例えば、カーボン粒子、グラファイト繊維、モリブデンなどの耐磨耗剤が配合されていれば、耐磨耗性が向上して、弁体の送り機構の摺動部が破損損傷することがなく、流体制御弁の寿命が大幅に向上する。
【００３３】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記摺動部が、ネジ部分であることを特徴とする。
【００３４】
このように構成することによって、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分のネジ送りが確実に行え、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３５】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記摺動部が、スライド摺動部分であることを特徴とする。
【００３６】
このように構成することによって、例えば、スライド弁のスライド機構のスライド摺動部分の摺動動作が確実に行え、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３７】
また、本発明は、前述のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構を備えた流体制御弁である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂から構成されていることになる。
【００３９】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁を提供することができる。
【００４０】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００４１】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが同一の樹脂から構成されているので、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構を適用した流体制御弁の実施例であり、弁開状態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の流体制御弁の開閉動作途中の状態を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１の流体制御弁の弁閉状態を示す縦断面図である。
【図４】図４は、図１の送りネジ機構を説明する概略図である。
【図５】図５は、図１の送りネジ機構を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構を適用した流体制御弁の実施例であり、弁開状態を示す縦断面図、図２は、図１の流体制御弁の開閉動作途中の状態を示す縦断面図、図３は、図１の流体制御弁の弁閉状態を示す縦断面図、図４〜図５は、図１の送りネジ機構を説明する概略図である。
【００４５】
図１〜図３において、符号１０は、全体で本発明の弁体の送り機構を適用した流体制御弁を示している。
【００４６】
図１〜図２に示したように、流体制御弁１０は、弁本体（下部ケース）１２を備えており、弁本体１２には、流体の出入り口である第１の継手１４と第２の継手１６が装着されている。
【００４７】
また、弁本体１２の内部には、第１の継手１４側に、弁座部材１８が嵌着されており、この弁座部材１８には、中央に弁ポート２０が形成されている。
【００４８】
また、弁本体１２の内部には、弁室２２が形成されており、この弁室２２内に、支持部材２４の下方部２６が挿入され、支持部材２４の下方部２６に形成された嵌合部２８を、弁座部材１８に嵌合することによって固定されている。
【００４９】
また、この支持部材２４の下方部２６は、略円筒形状であり、その内部に弁室３０が形成されるとともに、その側部にポート３２が形成されている。そして、支持部材２４の下方部２６の上部には、弁本体１２に嵌合するためのフランジ部３４が形成されており、これにより、支持部材２４が弁本体１２に固定されている。
【００５０】
さらに、支持部材２４の上方部３６は、略円筒形状であり、その下方部分の内壁には、雌ネジ３８が形成されている。また、支持部材２４の上方部３６の下方の側部には、均圧孔３１が形成されている。
【００５１】
また、支持部材２４の上方部３６の上端部には、弁閉時ストッパー４０と、フランジ状の弁開時ストッパー４２が形成されている。
【００５２】
この支持部材２４は、弁本体１２の上部で、固定金具４４によって、弁本体１２に固定されている。
【００５３】
さらに、支持部材２４の内部には、弁軸支持部材であるローター軸４６が挿着され、ローター軸４６の下方部４８の外周に形成された雄ネジ５０が、支持部材２４の上方部３６の内壁に形成された雌ネジ３８に噛合するように装着されている。
【００５４】
また、ローター軸４６の下方部４８には、その内部に弁軸５２が挿通されており、弁軸５２は、支持部材２４のフランジ部３４の内部から、支持部材２４の下方部２６の弁室３０内に至るように下方に延びており、その先端部に円錐形状の弁体５４が形成されている。
【００５５】
さらに、ローター軸４６の上方部５６は、その外周にマグネット部材５８が装着されており、マグネット部材５８の下端部６０が、支持部材２４の上方部３６の上端部に形成されたフランジ状の弁開時ストッパー４２まで延設されている。そして、マグネット部材５８の下端部６０に形成されたフランジ状の弁開時ストッパー６２が、支持部材２４の弁開時ストッパー４２の下方に位置するようになっている。
【００５６】
一方、ローター軸４６の上方部５６は、略円筒形状であり、その内部に、弁軸５２の上端に形成された拡径部６４が位置しており、抜け落ち防止の機能をするようになっている。
【００５７】
さらに、この拡径部６４の上部に当接するように、バネ受け部材６５が設けられており、このバネ受け部材６５の先端の小径部６５ａが、コイルバネ６６の下端部内に挿着されている。
【００５８】
そして、コイルバネ６６の下端部が、バネ受け部材６５の基端部の拡径部６５ｂに当接した状態で、ローター軸４６の上方部５６内に、圧縮状態でコイルバネ６６が、バネ受け金具６８によって装着されている。
【００５９】
このバネ受け部材６５を介して、コイルバネ６６の付勢力が弁軸５２に伝えられるようになっている。
【００６０】
なお、このバネ受け部材６５の機能は、弁体５４が、弁座部材１８に着座した状態で、マグネット部材５８をさらに回転させた時に、マグネット部材５８と共に回転するコイルバネ６６と、弁座部材１８に着座することで回転できない弁軸５２との間に、摺動性の良い部材を介在させ、作動性を良くするためのものである。
【００６１】
また、マグネット部材５８の中央部分７０には、回転止め７２が形成され、ローター軸４６の上方部５６の外周に形成された回転止め用フランジ７４と当接するようになっている。さらに、ローター軸４６の上方部５６の外周には、フランジ形状の弁閉時ストッパー７６が形成されている。
【００６２】
また、弁本体１２の上部には、有底筒状のケース７８が、弁本体１２に、ろう付などにより固着されており、ケース７８内に、上記の支持部材２４、ローター軸４６、マグネット部材５８が収容されるようになっている。
【００６３】
そして、このケース７８の外周に、ステーターコイル８０が装着されている。
【００６４】
このように構成される流体制御弁１０は、以下のようにして作動される。
【００６５】
先ず、図１に示した弁開状態では、ステーターコイル８０に電流を流すことによって、マグネット部材５８が回転して、マグネット部材５８が上方に移動しており、弁開位置にある。
【００６６】
この状態では、マグネット部材５８とともに、ローター軸４６が回転して、ローター軸４６に形成された雄ネジ５０が、支持部材２４に形成された雌ネジ３８に噛合して案内され、上方に移動している。
【００６７】
これにより、ローター軸４６内に挿着された弁軸５２も上方に移動し、弁軸５２の先端に形成された弁体５４が、弁座部材１８から離間しており、弁座部材１８に形成された弁ポート２０が開いた状態となっている。
【００６８】
なお、この状態では、マグネット部材５８の下端部６０に形成されたランジ状の弁開時ストッパー６２が、支持部材２４の上方部３６のフランジ状の弁開時ストッパー４２と当接して、これ以上、マグネット部材５８が上方に移動しないように構成されている。
【００６９】
この状態から、弁閉状態とするには、ステーターコイル８０に逆電流を流すことによって、マグネット部材５８が回転して、マグネット部材５８を下方に移動させる。
【００７０】
すなわち、図２に示したように、マグネット部材５８とともに、ローター軸４６が回転して、ローター軸４６に形成された雄ネジ５０が、支持部材２４に形成された雌ネジ３８に噛合して案内され、下方に移動する。
【００７１】
さらに、マグネット部材５８が回転してマグネット部材５８を下方に移動させることによって、図３に示したように、ローター軸４６内に挿着された弁軸５２も下方に移動し、弁軸５２の先端に形成された弁体５４が、弁座部材１８に着座し、弁座部材１８に形成された弁ポート２０が閉じた状態となる。
【００７２】
なお、この状態では、ローター軸４６の上方部５６に形成されたフランジ形状の弁閉時ストッパー７６が、支持部材２４の上方部３６に形成された弁閉時ストッパー４０と当接して、これ以上、マグネット部材５８が下方に移動しないように構成されている。
【００７３】
また、この状態では、コイルバネ６６の付勢力によって、弁軸５２が下方に付勢され、一定圧力で、弁体５４が、弁座部材１８の弁ポート２０を弁閉するようになっている。
【００７４】
ところで、この雄ネジ５０が形成されたローター軸４６と、雌ネジ３８が形成された支持部材２４を、耐久性の向上やコストダウンの目的で、樹脂材料から構成する場合、熱可塑性樹脂、例えば、ＰＰＳ樹脂によって、雄ネジと雌ネジを作製した場合、ネジ摺動面にコンプレッサー潤滑用の冷凍機油が付着すると、静止摩擦力が上昇し動き出しの作動が悪くなるおそれがある。
【００７５】
すなわち、このような雄ネジと雌ネジのどちらも、熱可塑性樹脂から構成する場合、ネジの摺動接触部に流体中に含まれる機械用の潤滑油が付着し、荷重を受けた状態で長期に作動せずに放置した場合、樹脂ネジの摺動面の動き出し作動抵抗が大きくなり、最悪の場合、モータの駆動トルクでは動かなくなる場合がある。
【００７６】
このため、特許文献２（特開２００３−２３９９３２号公報）では、樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置について、ＰＰＳ樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂からなる雌ネジと、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂からなる雄ネジという組合せが開示されている。
【００７７】
しかしながら、このように雄ネジと雌ネジを、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のように性質の異なる樹脂から構成した場合には、例えば、熱膨張率などの物性が大幅に相違するので、雄ネジと雌ネジの摺動性は温度変化の影響を受け、その結果、ネジの噛み込みが生じて、ネジとして機能せず、弁の開閉動作が良好でなく、流体制御弁の機能を損なうことになっていた。
【００７８】
このため、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構を適用した流体制御弁１０では、図４の部分拡大図に示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを、いずれも熱可塑性樹脂から構成している。
【００７９】
また、図４（Ａ）で示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａの表面に、熱硬化性樹脂で被覆した熱硬化性樹脂被覆層４６ｂを形成している。
【００８０】
この場合、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂは、ローター軸４６の少なくとも雄ネジ５０が形成された基材４６ａの表面に形成すれば良く、ローター軸４６の全面に形成することも可能である。
【００８１】
また、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを構成する熱可塑性樹脂は、異なる熱可塑性樹脂から構成することも可能である。
【００８２】
しかしながら、同一の熱可塑性樹脂から構成するのが、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行えるので好ましい。
【００８３】
熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、
・ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂などの汎用樹脂、
・ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂などのエンジニアリング・プラスチック、
・ポリフェニレンスルファイド（PPS）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、変性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)樹脂、熱可塑性ポリイミドなどのスーパーエンジニアリングプラスチック 、
などが使用可能である。
【００８４】
また、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂを形成する熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミドなどが使用可能である。
【００８５】
この場合、ローター軸４６の基材４６ａの表面に、熱硬化性樹脂で被覆した熱硬化性樹脂被覆層４６ｂを形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、塗装、ハケ塗り、ディッピング、溶射など公知の方法が採用することができる。
【００８６】
また、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂの膜厚としては、特に限定されるものではないが、摺動性などを考慮すれば、１０〜５０μｍ、好ましくは、１０〜２０μｍとするのが望ましい。
【００８７】
すなわち、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂの膜厚が、１０μｍを下回れば、使用により熱硬化性樹脂被覆層４６ｂが摩耗損傷して、所期の目的が達成することができず、また、５０μｍを超えると、摺動性に影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００８８】
また、図４（Ｂ）に示したように、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａの表面に、熱硬化性樹脂で被覆した熱硬化性樹脂被覆層２４ｂを形成することも可能である。
【００８９】
この場合、熱硬化性樹脂被覆層２４ｂは、上記のローター軸４６の基材４６ａの表面に形成した熱硬化性樹脂被覆層４６ｂと同様に形成することができる。
【００９０】
さらに、図５の部分拡大図に示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを、いずれも熱硬化性樹脂から構成することも可能である。
【００９１】
また、図５（Ａ）で示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａの表面に、熱可塑性樹脂で被覆した熱可塑性樹脂被覆層４６ｃを形成することもできる。
【００９２】
この場合、熱可塑性樹脂被覆層４６ｃは、ローター軸４６の少なくとも雄ネジ５０が形成された基材４６ａの表面に形成すれば良く、ローター軸４６の全面に形成することも可能である。
【００９３】
また、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを構成する熱硬化性樹脂は、異なる熱硬化性樹脂から構成することも可能である。
【００９４】
しかしながら、同一の熱硬化性樹脂から構成するのが、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行えるので好ましい。
【００９５】
また、図５（Ｂ）に示したように、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａの表面に、熱可塑性樹脂で被覆した熱可塑性樹脂被覆層２４ｃを形成することも可能である。
【００９６】
この場合、熱可塑性樹脂被覆層２４ｃは、上記のローター軸４６の基材４６ａの表面に形成した熱可塑性樹脂被覆層４６ｃと同様に形成することができる。
【００９７】
この場合、熱可塑性樹脂被覆層２４ｃ、熱可塑性樹脂被覆層４６ｃの形成方法、膜厚としては、上記の熱硬化性樹脂被覆層２４ｂ、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂと同様な形成方法、膜厚とすることができる。
【００９８】
このように、本発明によれば、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分の摺動部の摺動面（ローター軸４６の雄ネジ５０と、支持部材２４の雌ネジ３８のネジ摺動面）が、熱硬化性樹脂から構成されていることになる。
【００９９】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁を提供することができる。
【０１００】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材（雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａ）とが、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成されているので、基材同士（基材４６ａと基材２４ａ）がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジ５０と雌ネジ３８の摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、弁の開閉動作が確実に行える。
【０１０１】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材（雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａ）とが同一の樹脂から構成されているので、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジ５０と雌ネジ３８の摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、弁の開閉動作が確実に行える。
【０１０２】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分を備えた電動式の流体制御弁１０について説明したが、本発明は、何らこれに限定されるものではなく、例えば、スライド機構のスライド摺動部分を有するスライド式の流体制御弁、三方弁、四方弁などにも適用することも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、例えば、電動弁、電磁弁などの流体制御弁において、ネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部を有する弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 流体制御弁
１２ 弁本体
１４ 継手
１６ 継手
１８ 弁座部材
２０ 弁ポート
２２ 弁室
２４ 支持部材
２４ａ 基材
２４ｂ 熱硬化性樹脂被覆層
２４ｃ 熱可塑性樹脂被覆層
２６ 下方部
２８ 嵌合部
３０ 弁室
３１ 均圧孔
３２ ポート
３４ フランジ部
３６ 上方部
３８ 雌ネジ
４０ 弁閉時ストッパー
４２ 弁開時ストッパー
４４ 固定金具
４６ ローター軸
４６ａ 基材
４６ｂ 熱硬化性樹脂被覆層
４６ｃ 熱可塑性樹脂被覆層
４８ 下方部
５０ 雄ネジ
５２ 弁軸
５４ 弁体
５６ 上方部
５８ マグネット部材
６０ 下端部
６２ 弁開時ストッパー
６４ 拡径部
６５ バネ受け部材
６５ａ 小径部
６５ｂ 拡径部
６６ コイルバネ
６８ 金具
７０ 中央部分
７４ 回転止め用フランジ
７６ 弁閉時ストッパー
７８ ケース
８０ ステーターコイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電動弁、電磁弁などの流体制御弁において、ネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部を有する弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体制御弁に使用する送りネジは、固体潤滑剤などを配合した金属製のものや、ボールネジなどの複雑な構造のものが使用されて来た。
【０００３】
近年では、樹脂材料と配合剤の進歩により限定的な用途ではあるが、耐久性の向上やコストダウンの目的で、樹脂材料からなる送りネジを用いるものも見られるようになった。
【０００４】
この傾向はさらに広がりをみせて、より過酷な使用条件や負荷の高い条件での使用も検討されている。
【０００５】
例えば、特許文献１（特開２０１０−４３７２７号公報）では、電動弁において、ローター軸(雄ネジ)と、これに螺合する支持部材(雌ネジ)をともに合成樹脂で形成された構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−４３７２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３９９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、合成樹脂製のネジ同士の構造のものは、使用条件が限定的であったり、制御上の工夫により使いこなすことが必要である。例えば、流体制御面では流れを完全に遮断することのない制御を行う（弁閉させない）などの特別な制御が必要であった。
【０００８】
また、このような樹脂材料からなる送りネジを用いる場合、すなわち、雄ネジと雌ネジのどちらも合成樹脂を使用する場合、耐熱性、耐薬品性などを考慮して、例えば、熱可塑性樹脂であるＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂を主体とした組成物によって構成することが多い。
【０００９】
ところで、弁閉機能のない従来タイプの電動弁では、最小絞り時に弁体が弁座に接触しないので、ねじ部にばね荷重の負荷を受けることがない。
【００１０】
これに対して、弁閉機能を有する電動弁では、弁閉する場合に、弁体が弁座に着座した状態でネジの噛み込みを防止するために、バネを用いた滑り機構を設ける必要があり、この際にネジ部に受ける荷重によって問題が生じるおそれがある。
【００１１】
しかしながら、熱可塑性樹脂、例えば、ＰＰＳ樹脂によって、雄ネジと雌ネジを作製した場合、ネジ摺動面にコンプレッサー潤滑用の冷凍機油が付着すると、静止摩擦力が上昇し動き出しの作動が悪くなるおそれがある。
【００１２】
すなわち、このような雄ネジと雌ネジのどちらも、熱可塑性樹脂から構成する場合、ネジの摺動接触部に流体中に含まれる機械用の潤滑油が付着し、荷重を受けた状態で長期に作動せずに放置した場合、樹脂ネジの摺動面の動き出し作動抵抗が大きくなり、最悪の場合、モータの駆動トルクでは動かなくなる場合がある。
【００１３】
このため、特許文献２（特開２００３−２３９９３２号公報）では、樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置について、ＰＰＳ樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂からなる雌ネジと、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂からなる雄ネジという組合せが開示されている。
【００１４】
しかしながら、このように雄ネジと雌ネジを、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のように性質の異なる樹脂から構成した場合には、例えば、熱膨張率などの物性が大幅に相違するので、雄ネジと雌ネジの摺動性は温度変化の影響を受け、その結果、ネジの噛み込みが生じて、ネジとして機能せず、弁の開閉動作が良好でなく、流体制御弁の機能を損なうことになっていた。
【００１５】
本発明は、このような現状に鑑み、流体の潤滑油が付着しにくく、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクを半減できるとともに、使用温度範囲における温度変化に対して、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁の弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、
流体制御弁において、摺動部を有する弁体の送り機構であって、
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成するとともに、
前記両基材の少なくとも一方の接触面を、基材を構成する樹脂とは異なる熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか他方の樹脂で被覆したことを特徴とする。
【００１７】
このように、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂から構成されていることになる。
【００１８】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁を提供することができる。
【００１９】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２０】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを同一の樹脂から構成したことを特徴とする。
【００２１】
このように構成することによって、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが同一の樹脂から構成されているので、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２２】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱硬化性樹脂から構成したことを特徴とする。
【００２３】
このように構成することによって、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱可塑性樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２４】
しかも、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂の被覆から構成されていることになる。
【００２５】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２６】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱硬化性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱可塑性樹脂から構成したことを特徴とする。
【００２７】
このように構成することによって、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱硬化性樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００２８】
しかも、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂の基材から構成されていることになる。
【００２９】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３０】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、被覆樹脂に、潤滑剤、耐磨耗剤の少なくとも一方が配合されていることを特徴とする。
【００３１】
このように、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂粒子、変性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂粒子などの潤滑剤が配合されていれば、作動抵抗が低下することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３２】
また、例えば、カーボン粒子、グラファイト繊維、モリブデンなどの耐磨耗剤が配合されていれば、耐磨耗性が向上して、弁体の送り機構の摺動部が破損損傷することがなく、流体制御弁の寿命が大幅に向上する。
【００３３】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記摺動部が、ネジ部分であることを特徴とする。
【００３４】
このように構成することによって、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分のネジ送りが確実に行え、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３５】
また、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構は、前記摺動部が、スライド摺動部分であることを特徴とする。
【００３６】
このように構成することによって、例えば、スライド弁のスライド機構のスライド摺動部分の摺動動作が確実に行え、弁の開閉動作が確実に行える。
【００３７】
また、本発明は、前述のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構を備えた流体制御弁である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部の摺動面が、熱硬化性樹脂から構成されていることになる。
【００３９】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁を提供することができる。
【００４０】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成されているので、基材同士がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【００４１】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材とが同一の樹脂から構成されているので、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構を適用した流体制御弁の実施例であり、弁開状態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の流体制御弁の開閉動作途中の状態を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１の流体制御弁の弁閉状態を示す縦断面図である。
【図４】図４は、図１の送りネジ機構を説明する概略図である。
【図５】図５は、図１の送りネジ機構を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構を適用した流体制御弁の実施例であり、弁開状態を示す縦断面図、図２は、図１の流体制御弁の開閉動作途中の状態を示す縦断面図、図３は、図１の流体制御弁の弁閉状態を示す縦断面図、図４〜図５は、図１の送りネジ機構を説明する概略図である。
【００４５】
図１〜図３において、符号１０は、全体で本発明の弁体の送り機構を適用した流体制御弁を示している。
【００４６】
図１〜図２に示したように、流体制御弁１０は、弁本体（下部ケース）１２を備えており、弁本体１２には、流体の出入り口である第１の継手１４と第２の継手１６が装着されている。
【００４７】
また、弁本体１２の内部には、第１の継手１４側に、弁座部材１８が嵌着されており、この弁座部材１８には、中央に弁ポート２０が形成されている。
【００４８】
また、弁本体１２の内部には、弁室２２が形成されており、この弁室２２内に、支持部材２４の下方部２６が挿入され、支持部材２４の下方部２６に形成された嵌合部２８を、弁座部材１８に嵌合することによって固定されている。
【００４９】
また、この支持部材２４の下方部２６は、略円筒形状であり、その内部に弁室３０が形成されるとともに、その側部にポート３２が形成されている。そして、支持部材２４の下方部２６の上部には、弁本体１２に嵌合するためのフランジ部３４が形成されており、これにより、支持部材２４が弁本体１２に固定されている。
【００５０】
さらに、支持部材２４の上方部３６は、略円筒形状であり、その下方部分の内壁には、雌ネジ３８が形成されている。また、支持部材２４の上方部３６の下方の側部には、均圧孔３１が形成されている。
【００５１】
また、支持部材２４の上方部３６の上端部には、弁閉時ストッパー４０と、フランジ状の弁開時ストッパー４２が形成されている。
【００５２】
この支持部材２４は、弁本体１２の上部で、固定金具４４によって、弁本体１２に固定されている。
【００５３】
さらに、支持部材２４の内部には、弁軸支持部材であるローター軸４６が挿着され、ローター軸４６の下方部４８の外周に形成された雄ネジ５０が、支持部材２４の上方部３６の内壁に形成された雌ネジ３８に噛合するように装着されている。
【００５４】
また、ローター軸４６の下方部４８には、その内部に弁軸５２が挿通されており、弁軸５２は、支持部材２４のフランジ部３４の内部から、支持部材２４の下方部２６の弁室３０内に至るように下方に延びており、その先端部に円錐形状の弁体５４が形成されている。
【００５５】
さらに、ローター軸４６の上方部５６は、その外周にマグネット部材５８が装着されており、マグネット部材５８の下端部６０が、支持部材２４の上方部３６の上端部に形成されたフランジ状の弁開時ストッパー４２まで延設されている。そして、マグネット部材５８の下端部６０に形成されたフランジ状の弁開時ストッパー６２が、支持部材２４の弁開時ストッパー４２の下方に位置するようになっている。
【００５６】
一方、ローター軸４６の上方部５６は、略円筒形状であり、その内部に、弁軸５２の上端に形成された拡径部６４が位置しており、抜け落ち防止の機能をするようになっている。
【００５７】
さらに、この拡径部６４の上部に当接するように、バネ受け部材６５が設けられており、このバネ受け部材６５の先端の小径部６５ａが、コイルバネ６６の下端部内に挿着されている。
【００５８】
そして、コイルバネ６６の下端部が、バネ受け部材６５の基端部の拡径部６５ｂに当接した状態で、ローター軸４６の上方部５６内に、圧縮状態でコイルバネ６６が、バネ受け金具６８によって装着されている。
【００５９】
このバネ受け部材６５を介して、コイルバネ６６の付勢力が弁軸５２に伝えられるようになっている。
【００６０】
なお、このバネ受け部材６５の機能は、弁体５４が、弁座部材１８に着座した状態で、マグネット部材５８をさらに回転させた時に、マグネット部材５８と共に回転するコイルバネ６６と、弁座部材１８に着座することで回転できない弁軸５２との間に、摺動性の良い部材を介在させ、作動性を良くするためのものである。
【００６１】
また、マグネット部材５８の中央部分７０には、回転止め７２が形成され、ローター軸４６の上方部５６の外周に形成された回転止め用フランジ７４と当接するようになっている。さらに、ローター軸４６の上方部５６の外周には、フランジ形状の弁閉時ストッパー７６が形成されている。
【００６２】
また、弁本体１２の上部には、有底筒状のケース７８が、弁本体１２に、ろう付などにより固着されており、ケース７８内に、上記の支持部材２４、ローター軸４６、マグネット部材５８が収容されるようになっている。
【００６３】
そして、このケース７８の外周に、ステーターコイル８０が装着されている。
【００６４】
このように構成される流体制御弁１０は、以下のようにして作動される。
【００６５】
先ず、図１に示した弁開状態では、ステーターコイル８０に電流を流すことによって、マグネット部材５８が回転して、マグネット部材５８が上方に移動しており、弁開位置にある。
【００６６】
この状態では、マグネット部材５８とともに、ローター軸４６が回転して、ローター軸４６に形成された雄ネジ５０が、支持部材２４に形成された雌ネジ３８に噛合して案内され、上方に移動している。
【００６７】
これにより、ローター軸４６内に挿着された弁軸５２も上方に移動し、弁軸５２の先端に形成された弁体５４が、弁座部材１８から離間しており、弁座部材１８に形成された弁ポート２０が開いた状態となっている。
【００６８】
なお、この状態では、マグネット部材５８の下端部６０に形成されたランジ状の弁開時ストッパー６２が、支持部材２４の上方部３６のフランジ状の弁開時ストッパー４２と当接して、これ以上、マグネット部材５８が上方に移動しないように構成されている。
【００６９】
この状態から、弁閉状態とするには、ステーターコイル８０に逆電流を流すことによって、マグネット部材５８が回転して、マグネット部材５８を下方に移動させる。
【００７０】
すなわち、図２に示したように、マグネット部材５８とともに、ローター軸４６が回転して、ローター軸４６に形成された雄ネジ５０が、支持部材２４に形成された雌ネジ３８に噛合して案内され、下方に移動する。
【００７１】
さらに、マグネット部材５８が回転してマグネット部材５８を下方に移動させることによって、図３に示したように、ローター軸４６内に挿着された弁軸５２も下方に移動し、弁軸５２の先端に形成された弁体５４が、弁座部材１８に着座し、弁座部材１８に形成された弁ポート２０が閉じた状態となる。
【００７２】
なお、この状態では、ローター軸４６の上方部５６に形成されたフランジ形状の弁閉時ストッパー７６が、支持部材２４の上方部３６に形成された弁閉時ストッパー４０と当接して、これ以上、マグネット部材５８が下方に移動しないように構成されている。
【００７３】
また、この状態では、コイルバネ６６の付勢力によって、弁軸５２が下方に付勢され、一定圧力で、弁体５４が、弁座部材１８の弁ポート２０を弁閉するようになっている。
【００７４】
ところで、この雄ネジ５０が形成されたローター軸４６と、雌ネジ３８が形成された支持部材２４を、耐久性の向上やコストダウンの目的で、樹脂材料から構成する場合、熱可塑性樹脂、例えば、ＰＰＳ樹脂によって、雄ネジと雌ネジを作製した場合、ネジ摺動面にコンプレッサー潤滑用の冷凍機油が付着すると、静止摩擦力が上昇し動き出しの作動が悪くなるおそれがある。
【００７５】
すなわち、このような雄ネジと雌ネジのどちらも、熱可塑性樹脂から構成する場合、ネジの摺動接触部に流体中に含まれる機械用の潤滑油が付着し、荷重を受けた状態で長期に作動せずに放置した場合、樹脂ネジの摺動面の動き出し作動抵抗が大きくなり、最悪の場合、モータの駆動トルクでは動かなくなる場合がある。
【００７６】
このため、特許文献２（特開２００３−２３９９３２号公報）では、樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置について、ＰＰＳ樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂からなる雌ネジと、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂からなる雄ネジという組合せが開示されている。
【００７７】
しかしながら、このように雄ネジと雌ネジを、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のように性質の異なる樹脂から構成した場合には、例えば、熱膨張率などの物性が大幅に相違するので、雄ネジと雌ネジの摺動性は温度変化の影響を受け、その結果、ネジの噛み込みが生じて、ネジとして機能せず、弁の開閉動作が良好でなく、流体制御弁の機能を損なうことになっていた。
【００７８】
このため、本発明の流体制御弁の弁体の送り機構を適用した流体制御弁１０では、図４の部分拡大図に示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを、いずれも熱可塑性樹脂から構成している。
【００７９】
また、図４（Ａ）で示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａの表面に、熱硬化性樹脂で被覆した熱硬化性樹脂被覆層４６ｂを形成している。
【００８０】
この場合、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂは、ローター軸４６の少なくとも雄ネジ５０が形成された基材４６ａの表面に形成すれば良く、ローター軸４６の全面に形成することも可能である。
【００８１】
また、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを構成する熱可塑性樹脂は、異なる熱可塑性樹脂から構成することも可能である。
【００８２】
しかしながら、同一の熱可塑性樹脂から構成するのが、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行えるので好ましい。
【００８３】
熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、
・ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂などの汎用樹脂、
・ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂などのエンジニアリング・プラスチック、
・ポリフェニレンスルファイド（PPS）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、変性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)樹脂、熱可塑性ポリイミドなどのスーパーエンジニアリングプラスチック 、
などが使用可能である。
【００８４】
また、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂを形成する熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミドなどが使用可能である。
【００８５】
この場合、ローター軸４６の基材４６ａの表面に、熱硬化性樹脂で被覆した熱硬化性樹脂被覆層４６ｂを形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、塗装、ハケ塗り、ディッピング、溶射など公知の方法が採用することができる。
【００８６】
また、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂの膜厚としては、特に限定されるものではないが、摺動性などを考慮すれば、１０〜５０μｍ、好ましくは、１０〜２０μｍとするのが望ましい。
【００８７】
すなわち、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂの膜厚が、１０μｍを下回れば、使用により熱硬化性樹脂被覆層４６ｂが摩耗損傷して、所期の目的が達成することができず、また、５０μｍを超えると、摺動性に影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００８８】
また、図４（Ｂ）に示したように、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａの表面に、熱硬化性樹脂で被覆した熱硬化性樹脂被覆層２４ｂを形成することも可能である。
【００８９】
この場合、熱硬化性樹脂被覆層２４ｂは、上記のローター軸４６の基材４６ａの表面に形成した熱硬化性樹脂被覆層４６ｂと同様に形成することができる。
【００９０】
さらに、図５の部分拡大図に示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを、いずれも熱硬化性樹脂から構成することも可能である。
【００９１】
また、図５（Ａ）で示したように、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａの表面に、熱可塑性樹脂で被覆した熱可塑性樹脂被覆層４６ｃを形成することもできる。
【００９２】
この場合、熱可塑性樹脂被覆層４６ｃは、ローター軸４６の少なくとも雄ネジ５０が形成された基材４６ａの表面に形成すれば良く、ローター軸４６の全面に形成することも可能である。
【００９３】
また、雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａを構成する熱硬化性樹脂は、異なる熱硬化性樹脂から構成することも可能である。
【００９４】
しかしながら、同一の熱硬化性樹脂から構成するのが、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジと雌ネジの摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行えるので好ましい。
【００９５】
また、図５（Ｂ）に示したように、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａの表面に、熱可塑性樹脂で被覆した熱可塑性樹脂被覆層２４ｃを形成することも可能である。
【００９６】
この場合、熱可塑性樹脂被覆層２４ｃは、上記のローター軸４６の基材４６ａの表面に形成した熱可塑性樹脂被覆層４６ｃと同様に形成することができる。
【００９７】
この場合、熱可塑性樹脂被覆層２４ｃ、熱可塑性樹脂被覆層４６ｃの形成方法、膜厚としては、上記の熱硬化性樹脂被覆層２４ｂ、熱硬化性樹脂被覆層４６ｂと同様な形成方法、膜厚とすることができる。
【００９８】
このように、本発明によれば、弁体の送り機構の摺動部、例えば、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分の摺動部の摺動面（ローター軸４６の雄ネジ５０と、支持部材２４の雌ネジ３８のネジ摺動面）が、熱硬化性樹脂から構成されていることになる。
【００９９】
従って、熱硬化性樹脂の部分は、流体の潤滑油が付着しにくいため、潤滑油の付着による作動抵抗が増えるリスクが半減することになり、ネジ送り機構として確実に機能し、また、スライド機構のスライド摺動部分の摺動性が低下することがなく、弁の開閉動作が確実に行える流体制御弁を提供することができる。
【０１００】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材（雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａ）とが、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成されているので、基材同士（基材４６ａと基材２４ａ）がほぼ同じ物性の樹脂から構成されることになり、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジ５０と雌ネジ３８の摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、弁の開閉動作が確実に行える。
【０１０１】
また、摺動部の一方の部材の基材と、摺動部の他方の部材の基材（雄ネジ５０が形成されたローター軸４６の基材４６ａと、雌ネジ３８が形成された支持部材２４の基材２４ａ）とが同一の樹脂から構成されているので、熱膨張率の違いでネジが噛み込んだり、雄ネジ５０と雌ネジ３８の摺動性が、温度変化の影響を受けて低下することなく、ネジ送り機構として確実に機能し、弁の開閉動作が確実に行える。
【０１０２】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、雌ネジと雄ネジからなるネジ送り機構のネジ部分を備えた電動式の流体制御弁１０について説明したが、本発明は、何らこれに限定されるものではなく、例えば、スライド機構のスライド摺動部分を有するスライド式の流体制御弁、三方弁、四方弁などにも適用することも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、例えば、電動弁、電磁弁などの流体制御弁において、ネジ送り機構のネジ部分、スライド機構のスライド摺動部分などの摺動部を有する弁体の送り機構およびそれを用いた流体制御弁に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 流体制御弁
１２ 弁本体
１４ 継手
１６ 継手
１８ 弁座部材
２０ 弁ポート
２２ 弁室
２４ 支持部材
２４ａ 基材
２４ｂ 熱硬化性樹脂被覆層
２４ｃ 熱可塑性樹脂被覆層
２６ 下方部
２８ 嵌合部
３０ 弁室
３１ 均圧孔
３２ ポート
３４ フランジ部
３６ 上方部
３８ 雌ネジ
４０ 弁閉時ストッパー
４２ 弁開時ストッパー
４４ 固定金具
４６ ローター軸
４６ａ 基材
４６ｂ 熱硬化性樹脂被覆層
４６ｃ 熱可塑性樹脂被覆層
４８ 下方部
５０ 雄ネジ
５２ 弁軸
５４ 弁体
５６ 上方部
５８ マグネット部材
６０ 下端部
６２ 弁開時ストッパー
６４ 拡径部
６５ バネ受け部材
６５ａ 小径部
６５ｂ 拡径部
６６ コイルバネ
６８ 金具
７０ 中央部分
７４ 回転止め用フランジ
７６ 弁閉時ストッパー
７８ ケース
８０ ステーターコイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体制御弁において、摺動部を有する弁体の送り機構であって、
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成するとともに、
前記両基材の少なくとも一方の接触面を、基材を構成する樹脂とは異なる熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか他方の樹脂で被覆したことを特徴とする流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項２】
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを同一の樹脂から構成したことを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項３】
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱硬化性樹脂から構成したことを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項４】
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱硬化性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱可塑性樹脂から構成したことを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項５】
前記被覆樹脂に、潤滑剤、耐磨耗剤の少なくとも一方が配合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項６】
前記摺動部が、ネジ部分であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項７】
前記摺動部が、スライド摺動部分であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構を備えた流体制御弁。
【請求項１】
流体制御弁において、摺動部を有する弁体の送り機構であって、
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか一方の樹脂から構成するとともに、
前記両基材の少なくとも一方の接触面を、基材を構成する樹脂とは異なる熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれか他方の樹脂で被覆したことを特徴とする流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項２】
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを同一の樹脂から構成したことを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項３】
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱可塑性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱硬化性樹脂から構成したことを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項４】
前記摺動部の一方の部材の基材と、前記摺動部の他方の部材の基材とを、熱硬化性樹脂から構成するとともに、
前記被覆樹脂を、熱可塑性樹脂から構成したことを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項５】
前記被覆樹脂に、潤滑剤、耐磨耗剤の少なくとも一方が配合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項６】
前記摺動部が、ネジ部分であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項７】
前記摺動部が、スライド摺動部分であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の流体制御弁の弁体の送り機構を備えた流体制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４０６２６（Ｐ２０１３−４０６２６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６０００（Ｐ２０１１−１７６０００）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
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