專(zhuān)利名稱(chēng)：圓盤(pán)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓盤(pán)閥及利用該圓盤(pán)閥的水龍頭。
背景技術(shù)：
近年，作為水龍頭的閥而廣泛地利用陶瓷圓盤(pán)(例如日本國(guó)特開(kāi)昭56-134671號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)I))。由于陶瓷與金屬相比硬度、強(qiáng)度等的機(jī)械特性?xún)?yōu)異，因而試圖利用其特性，來(lái)提高圓盤(pán)閥的耐久性能。實(shí)際的利用中，為了減少陶瓷彼此的摩擦，開(kāi)始廣泛地在閥的滑動(dòng)面上供給潤(rùn)滑脂等的潤(rùn)滑成分。
但是，存在如下課題，由于長(zhǎng)年的使用，潤(rùn)滑脂等的潤(rùn)滑成分干枯，減少摩擦變得不充分，導(dǎo)致滑動(dòng)特性惡化。而且，還存在如下課題，因?yàn)闈?rùn)滑成分的種類(lèi)而由使用期間引起的變質(zhì)或凝固、因附著異物而導(dǎo)致滑動(dòng)特性惡化。為了應(yīng)對(duì)上述課題，日本國(guó)特開(kāi)平02-256973號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)提出有一種技術(shù)，在滑動(dòng)面上實(shí)施機(jī)械加工，來(lái)改善滑動(dòng)特性。根據(jù)該公報(bào)，在圓盤(pán)閥中，通過(guò)使2張閥芯中的至少一個(gè)的滑接面成為中央部呈凸?fàn)畹穆∑鹦螤?，而可以在保持密封性的基礎(chǔ)上改善各閥芯間的滑動(dòng)特性，不使用潤(rùn)滑劑便能減小操作轉(zhuǎn)矩。具體來(lái)說(shuō)，使一個(gè)滑接面成為中央部突出高度為I 3μηι的凸曲面狀的隆起形狀,使另一個(gè)滑接面為平坦度Ιμπι以下。而且，使各滑接面的算術(shù)平均粗糙度Ra為O. I μ m以下。而且日本國(guó)特開(kāi)平07-190208號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)提出有一種技術(shù)，通過(guò)用具有自我潤(rùn)滑性的碳化硅-碳系復(fù)合材料來(lái)構(gòu)成圓盤(pán)閥，來(lái)改善圓盤(pán)閥的滑動(dòng)特性。在該公報(bào)中，通過(guò)與對(duì)比例的對(duì)比而能夠明確利用具有自我潤(rùn)滑性的材料可得到良好的滑動(dòng)特性。在該公報(bào)的對(duì)比例中，可動(dòng)圓盤(pán)、固定圓盤(pán)都使用純度89%的氧化鋁，固定側(cè)圓盤(pán)的平坦度為O. 9 μ m，算術(shù)平均粗糙度Ra為O. I μ m，可動(dòng)圓盤(pán)的平坦度為O. 6 μ m，算術(shù)平均粗糙度Ra為O. Ιμπι。在耐久試驗(yàn)中，在未涂布硅類(lèi)潤(rùn)滑脂的條件下進(jìn)行時(shí)操作轉(zhuǎn)矩急劇增加，5萬(wàn)次便變得無(wú)法進(jìn)行操作。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本國(guó)特開(kāi)昭56-134671號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本國(guó)特開(kāi)平02-256973號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本國(guó)特開(kāi)平07-190208號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者這次得到了如下見(jiàn)解，通過(guò)使圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面滿(mǎn)足特定條件，而不需要潤(rùn)滑脂等的潤(rùn)滑成分，而且也不必一定是具有自我潤(rùn)滑性的材料，便能夠?qū)崿F(xiàn)具有良好滑動(dòng)特性的圓盤(pán)閥。本發(fā)明基于上述見(jiàn)解。因而，本發(fā)明的目的在于提供一種圓盤(pán)閥，不需要潤(rùn)滑脂等的潤(rùn)滑成分，而且不必一定是具有自我潤(rùn)滑性的材料，且具有良好的滑動(dòng)性能。而且，本發(fā)明的圓盤(pán)閥是由在至少一個(gè)上具有流水孔的均由陶瓷材料形成的第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件構(gòu)成，通過(guò)使所述第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件以滑接的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)而進(jìn)行所述流水孔的連通、遮斷的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第一圓盤(pán)構(gòu)件的與第二圓盤(pán)構(gòu)件滑接的滑動(dòng)面的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度(Rk)及減小的波峰高度(Rpk)的合計(jì)值為15nm以下，并且使用時(shí)未在所述第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件之間供給潤(rùn)滑劑。


圖I是表示本發(fā)明實(shí)施例所涉及的圓盤(pán)構(gòu)件的俯視圖。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例所涉及的單柄水龍頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例所涉及的操作轉(zhuǎn)矩的變化的曲線圖。
符號(hào)說(shuō)明I-可動(dòng)圓盤(pán)；11_可動(dòng)圓盤(pán)流水孔；2_固定圓盤(pán)；21_吐水流水孔；22_供水流水孔；23_供熱水流水孔；3_操作柄；4_滑動(dòng)桿。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的圓盤(pán)閥除構(gòu)成圓盤(pán)閥的第一及第二圓盤(pán)構(gòu)件滿(mǎn)足后述的必要條件以外，意味著與本發(fā)明所屬的領(lǐng)域中被分類(lèi)或理解為圓盤(pán)閥，而且今后被理解的圓盤(pán)閥相同的圓盤(pán)閥。本發(fā)明的圓盤(pán)閥的具體構(gòu)成的例示在后面說(shuō)明，但是本發(fā)明的圓盤(pán)閥至少由兩個(gè)圓盤(pán)構(gòu)件構(gòu)成。通常，圓盤(pán)構(gòu)件由被稱(chēng)為可動(dòng)圓盤(pán)和固定圓盤(pán)的至少兩個(gè)圓盤(pán)構(gòu)成，本發(fā)明中第一圓盤(pán)構(gòu)件及第二圓盤(pán)構(gòu)件可以是可動(dòng)圓盤(pán)及固定圓盤(pán)的任意一個(gè)，但是優(yōu)選使第一圓盤(pán)構(gòu)件為可動(dòng)圓盤(pán)。在本發(fā)明中，使該第一圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度(core roughness depth) (Rk)及減小的波峰高度(reduced peak height)(Rpk)的合計(jì)值為15nm以下,優(yōu)選為IOnm以下。通過(guò)使圓盤(pán)閥的第一圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為上述數(shù)值以下，即使不使用具有自我潤(rùn)滑性的材料、不供給潤(rùn)滑劑，也能發(fā)揮良好的滑動(dòng)性能。在本發(fā)明中以日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度(Rk)及減小的波峰高度(Rpk)規(guī)定圓盤(pán)閥的第一圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面。通常，對(duì)表面平滑性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)多使用日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的算術(shù)平均粗糙度Ra。但是根據(jù)本發(fā)明者所得到的見(jiàn)解，與該Ra相比，上述Rk及Rpk的合計(jì)值是能夠更加貼切地表示圓盤(pán)閥的圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)特性的指標(biāo)。Rk及Rpk的合計(jì)值是根據(jù)表面粗糙度曲線，對(duì)其平均線至測(cè)定曲線的偏差的絕對(duì)值進(jìn)行合計(jì)、平均的值。該Rk及Rpk的合計(jì)值的指標(biāo)的意義與圓盤(pán)閥的圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)特性的關(guān)系并不明確，但是可以如下考慮。即，在本發(fā)明中，圓盤(pán)閥的第一圓盤(pán)構(gòu)件滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為15nm以下。雖然無(wú)法直接對(duì)比該Rk及Rpk的合計(jì)值和Ra,但是可作為傾向表示近似的值。但是，對(duì)于本發(fā)明的圓盤(pán)閥的第一圓盤(pán)構(gòu)件這樣的具有極高的表面平滑性的表面，Ra較大地受到存在于表面的孔(孔隙)的影響，但是發(fā)現(xiàn)即使存在這種孔(孔隙)，其對(duì)密合性或滑動(dòng)特性給予的影響也較小。即，以往優(yōu)選考慮的Ra為O. I μ m以下的程度，也就是IOOnm以下的程度，但是發(fā)現(xiàn)在比其更高的表面平滑性的15nm以下的領(lǐng)域中，無(wú)法用Ra正確地判定對(duì)滑動(dòng)性能給予影響的凸部狀態(tài)。而且，根據(jù)具備具有這種高平滑性的表面的圓盤(pán)構(gòu)件，即使不使用具有自我潤(rùn)滑性的材料、不供給潤(rùn)滑劑，也能得到發(fā)揮良好的滑動(dòng)性能這樣的顯著效果。因而，例如即使在材料的密度低而在滑動(dòng)面上存在孔隙的情況下，也能通過(guò)使Rk及Rpk的合計(jì)值處在上述范圍內(nèi)，而發(fā)揮極為良好的滑動(dòng)性能，因此，本發(fā)明在材料選擇方面也更為有利。在本發(fā)明中，將日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度(Rk)、減小的波峰高度(Rpk)、減小的波谷深度(reduced valley depth)(Rvk)中的中心粗糙度深度(Rk)及減小的波峰高度(Rpk)作為指標(biāo)。由此，可以除去因材料密度引起的孔隙的影響，并正確地判定對(duì)滑動(dòng)性能給予影響的凸部狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方式，第二圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面的算術(shù)平均粗糙度Ra優(yōu)選為O. 5μηι以下,更加優(yōu)選為O. 3 μ m以下,最好優(yōu)選為O. 2 μ m以下。第二圓盤(pán)構(gòu)件的表面平滑性處于該范圍內(nèi)時(shí)，可以得到圓盤(pán)閥整體良好的滑動(dòng)性能及良好的密封性能。 根據(jù)本發(fā)明其它優(yōu)選的方式，優(yōu)選第一圓盤(pán)構(gòu)件、第二圓盤(pán)構(gòu)件為在滑動(dòng)面的中央部上具有凸部的隆起形狀。通過(guò)使圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面為這種形狀，可以控制接觸面積，可在保持良好的密封性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高滑動(dòng)性能。在本發(fā)明中，使滑動(dòng)面為隆起形狀時(shí)，對(duì)于平坦度，上限優(yōu)選為I. O μ m以下，更加優(yōu)選為O. 5 μ m以下。通過(guò)使平坦度處在該范圍內(nèi)可以發(fā)揮良好的耐水壓性，減少液體從滑動(dòng)面漏出的可能性。這里所說(shuō)的平坦度是指相對(duì)于基準(zhǔn)平面的面的起伏，例如用富士膠片株式會(huì)社制造的FUJIN0NF601小型激光干涉儀來(lái)進(jìn)行測(cè)定。作為形成本發(fā)明的圓盤(pán)構(gòu)件的材料，可以適宜地利用碳化硅、氮化硅等的非氧化物類(lèi)陶瓷及其復(fù)合材料、或氧化鋁、氧化鋯(包括完全穩(wěn)定化、部分穩(wěn)定化的氧化鋯)等的氧化物類(lèi)陶瓷材料及其復(fù)合材料。碳化硅是從良好性能的觀點(diǎn)出發(fā)而優(yōu)選的材料，氧化鋁是從制造成本的觀點(diǎn)出發(fā)而優(yōu)選的材料。在本發(fā)明的圓盤(pán)構(gòu)件中，可以在上述陶瓷中添加各種輔助成分。例如，像日本國(guó)特開(kāi)2005-206460號(hào)公報(bào)所記載的那樣，通過(guò)在氧化鋁中添加鈉、鎂、鈣、硅、鈷、鎳等的各種輔助成分，或添加高嶺土、膨潤(rùn)土、有機(jī)碳粘土(木節(jié)土kibushic lay)、娃目粘土、水招英石、硅鐵石、葉蠟石、云母組、蒙脫石組、蛭石、綠泥石組、坡縷石、高嶺石、珍珠陶土、地開(kāi)石、埃洛石等的粘土礦物，可以促進(jìn)內(nèi)部孔隙的減少以及低溫?zé)Y(jié)性的提高等。此時(shí)，添加的輔助成分優(yōu)選為10重量％以下O重量％以上,尤其優(yōu)選為6重量％以下4重量％以上。而且，還優(yōu)選使用將氧化鋁作為主成分，通過(guò)添加氧化鋯，來(lái)提高耐磨損性能的材料。此時(shí)，作為所添加的氧化鋯，從耐水性方面出發(fā)優(yōu)選穩(wěn)定化氧化鋯，尤其優(yōu)選使用部分穩(wěn)定化氧化鋯。作為所添加的氧化鋯的量，優(yōu)選為10重量％以下2. 5重量％以上，尤其優(yōu)選為5重量％左右。作為用于氧化鋯部分穩(wěn)定化而添加的材料，可以適宜地利用Mg0、Ca0、Y203等，從強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選Y203。作為添加量?jī)?yōu)選為2mol%以上8mol%以下，優(yōu)選為3mol%左右。在本發(fā)明的圓盤(pán)構(gòu)件的成型中，可以適宜地利用已知陶瓷的成型方法。例如，通過(guò)金屬型、澆注、注射法等使粉末陶瓷材料成型，可以考慮進(jìn)行常壓成型的方法。作為本發(fā)明的圓盤(pán)構(gòu)件的制造方法，可以適宜地利用眾所周知的制造方法。從生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選常壓燒結(jié)，但是也可以通過(guò)氣壓燒結(jié)、熱壓、熱等靜壓燒結(jié)(HIP)等來(lái)進(jìn)行制造。通過(guò)用眾所周知的方法對(duì)由上述方法制造的圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面進(jìn)行表面加工來(lái)提高平滑性。例如，為了在研磨工序中得到所希望的表面粗糙度，用自由磨?；蚬探Y(jié)磨粒對(duì)燒成體進(jìn)行加工后，用金剛石的自由磨粒進(jìn)行加工，以最終通過(guò)機(jī)械研磨得到所希望的表面粗糙度和表面形狀、精度。圖I中示出本發(fā)明的圓盤(pán)閥的圓盤(pán)構(gòu)件的模式圖。圖I (a)中示出可動(dòng)圓盤(pán)1，圖I (b)中示出固定圓盤(pán)2?？蓜?dòng)圓盤(pán)I的滑動(dòng)面在其中央部附近形成有可動(dòng)圓盤(pán)流水孔11。而且，在固定圓盤(pán)2的滑動(dòng)面上分別連接有與水龍頭的吐水口連接的吐水流水孔21、與供水管連接的供水流水孔22、與供熱水管連接的供熱水流水孔23?？蓜?dòng)圓盤(pán)I和固定圓盤(pán)2以各自的滑動(dòng)面接觸的形式形成圓盤(pán)閥。在止水狀態(tài)下供水流水孔22、供熱水流水孔23處于與可動(dòng)圓盤(pán)流水孔11被遮斷的狀態(tài)，來(lái)自供水管、供熱水管的冷熱水處于止水狀態(tài)。
在通水狀態(tài)下通過(guò)使可動(dòng)圓盤(pán)I滑動(dòng)，而使可動(dòng)圓盤(pán)流水孔11處于與供水流水孔
22、供熱水流水孔23連通的狀態(tài)。此時(shí)，從供水流水孔22、供熱水流水孔23供給的冷熱水流經(jīng)可動(dòng)圓盤(pán)流水孔11，并流入吐水流水孔21，由此構(gòu)成通水的構(gòu)造。而且，通過(guò)使可動(dòng)圓盤(pán)I沿紙面方向左右傾動(dòng)，而使可動(dòng)圓盤(pán)流水孔11與供水流水孔22、供熱水流水孔23的連通面積發(fā)生變化，由此，可變更所吐出的冷熱水的混合比率，通過(guò)僅與其中一個(gè)連通，還能夠僅吐出熱水或冷水。在此，示出了冷熱水混合水龍頭所使用的圓盤(pán)構(gòu)件，但是只要圓盤(pán)構(gòu)件是在固定圓盤(pán)、可動(dòng)圓盤(pán)的至少其中一個(gè)上設(shè)置流水孔，并通過(guò)相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行連通、遮斷，則可以是任意的形式，可以適宜地應(yīng)用眾所周知的圓盤(pán)構(gòu)件的形狀。通過(guò)眾所周知的構(gòu)件和眾所周知的方法來(lái)組裝由上述方法加工的圓盤(pán)構(gòu)件而成為本發(fā)明的圓盤(pán)閥。而且，通過(guò)用眾所周知的方法將該圓盤(pán)閥裝入水龍頭而可以得到手柄水龍頭。只要手柄水龍頭是單水龍頭、冷熱水混合水龍頭等使用圓盤(pán)閥的水龍頭，則沒(méi)有特別限定。作為應(yīng)用了本發(fā)明的圓盤(pán)閥，圓盤(pán)構(gòu)件也可以為兩張以上。例如，如圖2所示，以如下方式進(jìn)行配置，設(shè)置固定圓盤(pán)2',用固定圓盤(pán)2、2'夾著可動(dòng)圓盤(pán)I。本發(fā)明的圓盤(pán)閥與材質(zhì)無(wú)關(guān)具有良好的滑動(dòng)性。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于本發(fā)明的圓盤(pán)閥，即使材料密度低而在滑動(dòng)面上存在孔隙時(shí)，也可以通過(guò)使表面的突出部及中心的平滑性處在規(guī)定范圍內(nèi)來(lái)發(fā)揮良好的滑動(dòng)性能。實(shí)施例下面，通過(guò)將本發(fā)明應(yīng)用于單柄型冷熱水混合水龍頭的圓盤(pán)閥的實(shí)施例及對(duì)比例，進(jìn)一步詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明并未限定于這些實(shí)施例。實(shí)施例I在碳化硅粉末中作為燒結(jié)輔助劑配合規(guī)定量的碳(C)、碳化硼(B4C)，進(jìn)而添加規(guī)定量的成型用粘合劑而得到料漿。對(duì)如此得到的料漿進(jìn)行噴霧干燥而成為顆粒，對(duì)其進(jìn)行沖壓成型后，通過(guò)常壓燒結(jié)而得到碳化硅燒結(jié)體。用固結(jié)磨粒對(duì)所得到的碳化硅燒結(jié)體的滑動(dòng)部進(jìn)行磨削加工，其后進(jìn)行機(jī)械研磨加工，得到固定圓盤(pán)。此時(shí)，在機(jī)械研磨加工中用金剛石的自由磨粒進(jìn)行加工?？蓜?dòng)圓盤(pán)在與固定圓盤(pán)同樣的步驟的基礎(chǔ)上，用更細(xì)的金剛石的自由磨粒進(jìn)行追加的機(jī)械研磨加工，以得到精度更好的表面粗糙度。利用富士膠片株式會(huì)社制造的FUJINON F601小型激光干涉儀測(cè)定了所得到的圓盤(pán)構(gòu)件的加工后的平坦度。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 27 μ m，固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 26 μ m。而且，利用表面粗糙度測(cè)定器(株式會(huì)社小坂研究所表面粗糙度儀SE3500)測(cè)定了表面粗糙度。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度(Rk)及減小的波峰高度(Rpk)的合計(jì)值為4. 7nm,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)為O. 16 μ m。通過(guò)裝入上述圓盤(pán)構(gòu)件，而得到如圖2所示的單柄型冷熱水混合水龍頭。另外，在圖2中，單柄型冷熱水混合水龍頭由可動(dòng)圓盤(pán)I、固定圓盤(pán)2、操作柄3及滑動(dòng)桿4構(gòu)成。其為如下構(gòu)造，使用者通過(guò)使操作柄3上下移動(dòng)，而使與操作柄3連接的滑動(dòng)桿4可動(dòng)，與此相伴可動(dòng)圓盤(pán)I相對(duì)于固定圓盤(pán)2相對(duì)地滑動(dòng)，由此各自設(shè)置的流水孔接通并通水。
在所得到的單柄型冷熱水混合水龍頭中，使吐水量在冷水側(cè)、熱水側(cè)均保持8L/min而使手柄上下左右地移動(dòng)從而進(jìn)行了耐久試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示，即使超過(guò)10萬(wàn)次也能得到保持良好的操作轉(zhuǎn)矩的結(jié)果。實(shí)施例2與實(shí)施例I同樣地對(duì)與實(shí)施例I同樣得到的燒成體進(jìn)行加工后而得到固定圓盤(pán)及可動(dòng)圓盤(pán)。利用與實(shí)施例I同樣的方法測(cè)定了上述圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 26 μ m,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 28 μ m。而且，對(duì)于表面粗糙度，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為3. 8nm,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的Ra為O. 14 μ m。通過(guò)與實(shí)施例I同樣地裝入上述圓盤(pán)構(gòu)件，而得到單柄型冷熱水混合水龍頭。在所得到的單柄型冷熱水混合水龍頭中，使吐水量在冷水側(cè)、熱水側(cè)均保持8L/min而使手柄上下左右地移動(dòng)從而進(jìn)行了耐久試驗(yàn)。其結(jié)果如圖3所示，即使超過(guò)10萬(wàn)次也能得到保持良好的操作轉(zhuǎn)矩的結(jié)果。對(duì)比例I用固結(jié)磨粒對(duì)與實(shí)施例I同樣得到的燒成體的滑動(dòng)部進(jìn)行磨削加工，得到可動(dòng)圓盤(pán)。而且，在與可動(dòng)圓盤(pán)同樣的步驟的基礎(chǔ)上，用金剛石的自由磨粒進(jìn)行機(jī)械研磨加工，得到固定圓盤(pán)。加工后，利用與實(shí)施例I同樣的方法測(cè)定了它們的滑動(dòng)面。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 53 μ m,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 25 μ m。而且，對(duì)于表面粗糙度,可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為122. 5nm,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的Ra為O. 15 μ m。通過(guò)與實(shí)施例I同樣地裝入上述圓盤(pán)構(gòu)件，而得到單柄型冷熱水混合水龍頭。在所得到的單柄型冷熱水混合水龍頭中，使吐水量在冷水側(cè)、熱水側(cè)均保持8L/min而使手柄上下左右地移動(dòng)從而進(jìn)行了耐久試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示，操作轉(zhuǎn)矩急劇增加，3萬(wàn)次便發(fā)生止水不良而變?yōu)闊o(wú)法操作。對(duì)比例2用固結(jié)磨粒對(duì)與實(shí)施例I同樣得到的燒成體的滑動(dòng)部進(jìn)行磨削加工，其后用金剛石的自由磨粒進(jìn)行機(jī)械研磨加工，由此得到固定圓盤(pán)及可動(dòng)圓盤(pán)。加工后，利用與實(shí)施例I同樣的方法測(cè)定了它們的滑動(dòng)面。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 21 μ m,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 26 μ m。而且，對(duì)于表面粗糙度，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為46. 7nm,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的Ra為O. 16 μ m。通過(guò)與實(shí)施例I同樣地裝入上述圓盤(pán)構(gòu)件，而得到單柄型冷熱水混合水龍頭。在所得到的單柄型冷熱水混合水龍頭中，使吐水量在冷水側(cè)、熱水側(cè)均保持8L/min而使手柄上下左右地移動(dòng)從而進(jìn)行了耐久試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示，操作轉(zhuǎn)矩急劇增加，5萬(wàn)次便發(fā)生止水不良而變?yōu)闊o(wú)法操作。對(duì)比例3用自由磨粒對(duì)與實(shí)施例I同樣得到的燒成體的滑動(dòng)部進(jìn)行磨削加工，其后用金剛石的自由磨粒進(jìn)行機(jī)械研磨加工，由此得到固定圓盤(pán)及可動(dòng)圓盤(pán)。加工后，利用與實(shí)施例I同樣的方法測(cè)定了它們的滑動(dòng)面。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 22 μ m,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 25 μ m。 而且，對(duì)于表面粗糙度,可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為38. 6nm,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的Ra為O. 16 μ m。通過(guò)與實(shí)施例I同樣地裝入上述圓盤(pán)構(gòu)件，而得到單柄型冷熱水混合水龍頭。在所得到的單柄型冷熱水混合水龍頭中，使吐水量在冷水側(cè)、熱水側(cè)均保持8L/min而使手柄上下左右地移動(dòng)從而進(jìn)行了耐久試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示，操作轉(zhuǎn)矩急劇增加，7萬(wàn)次便發(fā)生止水不良而變?yōu)闊o(wú)法操作。實(shí)施例3在易燒結(jié)性氧化鋁(昭和電工制造:AL160SG)中添加5%的部分穩(wěn)定化氧化鋯(東曹制造TZ-3Y-E)，進(jìn)而添加規(guī)定量的成型用粘合劑而得到料漿。對(duì)如此得到的料漿進(jìn)行噴霧干燥而成為顆粒，對(duì)其進(jìn)行沖壓成型后，通過(guò)大氣燒成而得到添加有氧化鋯的氧化鋁燒結(jié)體。用固結(jié)磨粒對(duì)所得到的燒結(jié)體的滑動(dòng)面進(jìn)行磨削加工，其后進(jìn)行機(jī)械研磨加工，得到固定圓盤(pán)。此時(shí)，在機(jī)械研磨加工中用金剛石的自由磨粒進(jìn)行加工?？蓜?dòng)圓盤(pán)在與固定圓盤(pán)同樣的步驟的基礎(chǔ)上，用更細(xì)的金剛石的自由磨粒進(jìn)行追加的機(jī)械研磨加工，以得到精度更好的表面粗糙度。加工后，利用與實(shí)施例I同樣的方法測(cè)定了它們的滑動(dòng)面。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 3 μ m，固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 25 μ m。而且，對(duì)于表面粗糙度，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為12nm，固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的Ra為O. 15 μ m。通過(guò)與實(shí)施例I同樣地裝入上述圓盤(pán)構(gòu)件，而得到單柄型冷熱水混合水龍頭。在所得到的單柄型冷熱水混合水龍頭中，使吐水量在冷水側(cè)、熱水側(cè)均保持8L/min而使手柄上下左右地移動(dòng)從而進(jìn)行了耐久試驗(yàn)。其結(jié)果，即使超過(guò)10萬(wàn)次也能保持良好的操作轉(zhuǎn)矩。實(shí)施例4在混合有由MgO、CaO、SiO2、及Fe2O3組成的夾雜成分的96%氧化鋁混合粉末中添加規(guī)定量的成型用粘合劑而得到料漿。對(duì)如此得到的料漿進(jìn)行噴霧干燥而成為顆粒，對(duì)其進(jìn)行沖壓成型后，通過(guò)大氣燒成而得到96%氧化鋁燒結(jié)體。用固結(jié)磨粒對(duì)所得到的燒結(jié)體的滑動(dòng)面進(jìn)行磨削加工，其后進(jìn)行機(jī)械研磨加工，得到固定圓盤(pán)。此時(shí)，在機(jī)械研磨加工中用金剛石的自由磨粒進(jìn)行加工。可動(dòng)圓盤(pán)在與固定圓盤(pán)同樣的步驟的基礎(chǔ)上，用更細(xì)的金剛石的自由磨粒進(jìn)行追加的機(jī)械研磨加工，以得到精度更好的表面粗糙度。加工后，利用與實(shí)施例I同樣的方法測(cè)定了它們的滑動(dòng)面。其結(jié)果，可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 32 μ m,固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的平坦度為O. 28 μ m。而且，對(duì)于表面粗糙度,可動(dòng)圓盤(pán)滑動(dòng)面的Rk及Rpk的合計(jì)值為15nm，固定圓盤(pán)滑動(dòng)面的Ra為O. 14 μ m。通過(guò)與實(shí)施例I同樣地裝入上述圓盤(pán)構(gòu)件，而得到單柄型冷熱水混合水龍頭。在所得到的單柄型冷熱水混合水龍頭中，使吐水量在冷水側(cè)、熱水側(cè)均保持8L/min而使手柄上下左右地移動(dòng)從而進(jìn)行了耐久試驗(yàn)。其結(jié)果，即使超過(guò)10萬(wàn)次也能保持良好的操作轉(zhuǎn)矩。表I

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^W動(dòng)闕盤(pán) Γ—^固定MS可動(dòng)H盤(pán)—^?！?固定_盤(pán)^_久《驗(yàn)
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對(duì)_3 I 3 8. 6O, 16O,2 2O,2 5一.|. 7萬(wàn)汝
權(quán)利要求
1.一種圓盤(pán)閥，是由在至少一個(gè)上具有流水孔的均由陶瓷材料形成的第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件構(gòu)成，通過(guò)使所述第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件以滑接的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)而進(jìn)行所述流水孔的連通、遮斷的圓盤(pán)閥，其特征在于， 所述第一圓盤(pán)構(gòu)件的與第二圓盤(pán)構(gòu)件滑接的滑動(dòng)面的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度Rk及減小的波峰高度Rpk的合計(jì)值為15nm以下，并且使用時(shí)未在所述第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件之間供給潤(rùn)滑劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第一圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度Rk及減小的波峰高度Rpk的合計(jì)值為IOnm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第二圓盤(pán)構(gòu)件的與第一圓盤(pán)構(gòu)件滑接的滑動(dòng)面的算術(shù)平均粗糙度Ra為O. 2 μ m以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任意一項(xiàng)所述的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第一圓盤(pán)構(gòu)件及/或所述第二圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面呈如下形狀，在中央部具有高度為O. 5μπι以下的凸部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任意一項(xiàng)所述的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第一圓盤(pán)構(gòu)件及/或所述第二圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面由氧化鋁形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任意一項(xiàng)所述的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第一圓盤(pán)構(gòu)件的滑動(dòng)面由碳化硅形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任意一項(xiàng)所述的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第一圓盤(pán)構(gòu)件由不具有自我潤(rùn)滑性的陶瓷材料形成。
8.—種手柄式水龍頭，其特征在于，具備 權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的圓盤(pán)閥； 杠桿手柄，使所述圓盤(pán)閥在滑接的狀態(tài)下相對(duì)移動(dòng)； 及水龍頭主體，具有與所述圓盤(pán)閥的流水孔連結(jié)的供水路， 使用時(shí)未在所述第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件之間供給潤(rùn)滑劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圓盤(pán)閥，不需要潤(rùn)滑脂等的潤(rùn)滑成分，而且不必一定是具有自我潤(rùn)滑性的材料，且具有良好的滑動(dòng)性能。一種圓盤(pán)閥，是由在至少一個(gè)上具有流水孔的均由陶瓷材料形成的第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件構(gòu)成，通過(guò)使所述第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件以滑接的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)而進(jìn)行所述流水孔的連通、遮斷的圓盤(pán)閥，其特征在于，所述第一圓盤(pán)構(gòu)件的與第二圓盤(pán)構(gòu)件滑接的滑動(dòng)面的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 0671所規(guī)定的中心粗糙度深度(Rk)及減小的波峰高度(Rpk)的合計(jì)值為15nm以下，并且使用時(shí)未在所述第一圓盤(pán)構(gòu)件和第二圓盤(pán)構(gòu)件之間供給潤(rùn)滑劑。
文檔編號(hào)F16K3/30GK102840349SQ201210210830
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者谷口隆博, 下釜玲, 高橋忠利, 伊藤武彥, 宇都圣一, 松本高志, 堀博志, 野中信浩, 永井宏明 申請(qǐng)人:Toto株式會(huì)社