(57)【要約】【課題】表面にアルマイト皮膜を有する場合と同等以上の優れた摺動特性を有し、製造工程の合理化を図ることができる弁体を提供する。【解決手段】弁体１は、流体が通過する複数のポート２２を有するバルブボディ２に摺動可能に取り付けられる。また、弁体１は、バルブボディ２に摺接してポート２２の開口面を閉鎖するシール部１２を有している。弁体１は、アルミニウム合金よりなる基体Ａと、１〜１０μｍの膜厚を有し、上記基体Ａの表面に形成されたアルマイト皮膜Ｂと、該アルマイト皮膜上に存在するシリカ系皮膜Ｃとを有している。【選択図】図１
2016079440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過する複数のポートを有するバルブボディに摺動可能に取り付けられ、該バルブボディに摺接して上記ポートの開口面を閉鎖するシール部を有する弁体であって、
該弁体は、アルミニウム合金よりなる基体と、
１〜１０μｍの膜厚を有し、上記基体の表面に形成されたアルマイト皮膜と、
該アルマイト皮膜上に存在するシリカ系皮膜とを有していることを特徴とする弁体。
【請求項２】
上記シリカ系皮膜は、シリカ系コーティング液に熱処理を施してなることを特徴とする請求項１に記載の弁体。
【請求項３】
上記シリカ系コーティング液は、コロイダルシリカを含むことを特徴とする請求項２に記載の弁体。
【請求項４】
上記シリカ系皮膜の膜厚は、０．２〜２．０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弁体。
【請求項５】
油圧制御装置用スプール弁に用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弁体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金製の弁体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用の油圧制御装置等には、流路の開閉、切り替え及び流体の流量調節を行うための弁体が組み込まれている。従来、弁体の素材としては低炭素鋼や低炭素合金鋼等の鋼材が多用されているが、軽量化の観点から、アルミニウム合金製の弁体が用いられるようになってきている。
【０００３】
しかし、アルミニウム合金製の弁体は、鋼材に比べて摩耗し易いという問題がある。また、スプール弁やスライド弁等のバルブボディに摺接するシール部を有する弁体は、バルブボディとの間に微小な隙間を設け、当該隙間に油等の流通を制御すべき流体を介在させることにより摩擦係数を低減させている。そのため、上記隙間の存在に起因する圧力損失の低減が困難である。
【０００４】
これらの問題に対し、弁体の耐摩耗性を向上させると共に摩擦係数を低減させるため、アルミニウム合金よりなる基体の表面に陽極酸化処理を施し、耐摩耗性に優れたアルマイト皮膜を形成する技術（特許文献１、２）が提案されている。表面にアルマイト皮膜を有する弁体は、耐摩耗性を向上させることができると共に、弁体がバルブボディと摺動する際の摩擦係数を低減させることができる。弁体とバルブボディとの間の摩擦係数を低減することにより、両者の間の隙間をより小さくして圧力損失を低減することができ、ひいてはエネルギー効率を向上させる効果が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３３２４６１号公報
【特許文献２】特許第２７５２５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アルマイト皮膜は、陽極酸化処理前の基体の表面を基準として、基体側へ向かって成長する浸透層と、外方へ向かって成長する成長層とを有する。そのため、従来の方法によりアルマイト皮膜を形成する場合には、成長層の存在により、弁体の寸法が狙いとする寸法からずれ易くなるという問題がある。
【０００７】
従来、これらの問題の対策として、陽極酸化処理後の弁体に研削加工を行い、寸法を調整している。しかしながら、アルマイト皮膜の研削加工には比較的時間がかかるという問題がある。また、従来の方法においては、研削加工による削り代を考慮してアルマイト皮膜の膜厚を２５〜３５μｍ程度にする必要があるが、アルマイト皮膜の膜厚を厚くすることは、陽極酸化処理における処理時間の長時間化を招く。このように、従来の方法においては、厚いアルマイト皮膜の形成及び研削加工が弁体の作製におけるコストダウンの妨げとなっている。
【０００８】
一方、上記の問題を解決するためには、単純に、アルマイト皮膜の膜厚を薄くする方法が考えられる。しかしながら、アルマイト皮膜の膜厚を薄くすると耐摩耗性が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、優れた摺動特性を有し、製造工程の合理化を図ることができる弁体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、流体が通過する複数のポートを有するバルブボディに摺動可能に取り付けられ、該バルブボディに摺接して上記ポートの開口面を閉鎖するシール部を有する弁体であって、
該弁体は、アルミニウム合金よりなる基体と、
１〜１０μｍの膜厚を有し、上記基体の表面に形成されたアルマイト皮膜と、
該アルマイト皮膜上に存在するシリカ系皮膜とを有していることを特徴とする弁体にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記弁体は、上記のごとく、比較的薄い膜厚を有する上記アルマイト皮膜と上記シリカ系皮膜とを組み合わせた特殊な皮膜構造を上記基体上に有している。そのため、上記弁体は、比較的厚いアルマイト皮膜のみを有する従来の弁体と同等以上の優れた摺動特性を具備した上で、製造工程の合理化を図ることができる。
【００１２】
即ち、発明者らは、鋭意検討の結果、上記シリカ系皮膜がバルブボディと摺動する際の摩擦係数を従来よりも低減する効果を有することを見出した。一方、上記シリカ系皮膜を上記基体の表面に直接形成した場合には、アルミニウム合金よりなる上記基体の表面の硬度が比較的低いため、耐摩耗性が不十分となる場合があることも見出された。この問題は、上記シリカ系皮膜の下地層として硬度の高い上記アルマイト皮膜を形成することによって解決できることが見出された。従って、上記弁体は、硬度の高い上記アルマイト皮膜の上に摩擦係数の低減効果を有する上記シリカ系皮膜を設けることにより、耐摩耗性を維持しつつ摩擦係数を低減することができる。このように、上記弁体は、比較的薄い膜厚の上記アルマイト皮膜と上記シリカ系皮膜とが積層された二重皮膜構造を有することにより、従来と同等以上の優れた摺動特性の実現を図ることができる。
【００１３】
また、上述したように、上記シリカ系皮膜による摺動特性向上の効果を十分に発揮させるために、上記アルマイト皮膜には上記弁体の表面硬度を向上させる効果が求められる。一方、上記シリカ系皮膜が存在している間は上記アルマイト皮膜がバルブボディと摺動することがないため、上記弁体においては、上記アルマイト皮膜自身が有する耐摩耗性や摩擦係数低減の効果を従来要求されていた水準よりも低くすることができる。
【００１４】
それ故、上記弁体は、上記アルマイト皮膜の膜厚を、表面硬度を向上可能な上記特定の範囲に薄肉化することができる。このアルマイト皮膜の薄肉化は、陽極酸化処理に要する時間の短縮化を可能にすると共に、上記弁体の寸法変化を抑制することができる。そのため、陽極酸化処理及びその後の研削加工を短縮することができ、場合によっては研削加工を省略することができる。
【００１５】
以上のように、上記弁体は、比較的薄い膜厚の上記アルマイト皮膜と上記シリカ系皮膜とが積層された二重皮膜構造を有することにより、表面に比較的厚いアルマイト皮膜を有する従来の弁体に比べて、耐摩耗性を維持しつつ摩擦係数を低減することができる。更に、上記アルマイト皮膜の薄肉化が可能となるため、製造工程を短縮し、合理化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例における、弁体及び弁体が挿入されたバルブボディの断面図。
【図２】図１の位置からの弁体の移動が完了した状態を示す断面図。
【図３】実施例における、弁体の表面近傍を拡大した一部断面図。
【図４】実験例２における、オフ状態の弁体及びバルブボディの断面図。
【図５】実験例２における、オン状態の弁体及びバルブボディの断面図。
【図６】実験例２における、試験体Ｅ１１のストローキング耐久試験開始直後の油圧波形を示すグラフ。
【図７】実験例２における、試験体Ｅ１１のストローキング耐久試験完了直前の油圧波形を示すグラフ。
【図８】実験例２における、ストローキング耐久試験完了後の試験体Ｅ１１の断面を観察して得られたシリカ系皮膜及びアルマイト皮膜のＳＥＭ像。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記弁体は、表面に化学的に安定なシリカ系皮膜を有しているため、種々の用途に適用することができる。例えば、上記弁体は、油の流通を制御するバルブに適用しても良く、空気等の気体の流通を制御するバルブに適用しても良い。
【００１８】
上記弁体において、上記基体を構成するアルミニウム合金としては、陽極酸化処理によりアルマイト皮膜を形成可能なアルミニウム合金を採用することができる。このようなアルミニウム合金としては、例えば、２０００系アルミニウム合金、５０００系アルミニウム合金及び６０００系アルミニウム合金などがある。また、これらのアルミニウム合金は、調質により容易に硬度を高くすることができるため、強度特性を向上させることができる。
【００１９】
上記基体上に形成されるアルマイト皮膜の厚みは、１〜１０μｍである。上記アルマイト皮膜の厚みを上記特定の範囲に制御することにより、摺動特性を向上させる効果を得つつ、弁体の製造工程の合理化が可能である。上記アルマイト皮膜の厚みが１μｍ未満の場合には、上記弁体の表面の硬度を向上させる効果が不十分となるおそれがある。また、この場合には、耐摩耗性の低下を招くおそれがある。一方、上記アルマイト皮膜の厚みが１０μｍを超える場合には、アルマイト皮膜の形成に伴う弁体の寸法変化が過度に大きくなり、研削加工が必要となるおそれがある。従って、弁体の寸法変化を抑制しつつ十分な表面硬度を得るために、アルマイト皮膜の厚みを１〜１０μｍとする。同様の観点から、アルマイト皮膜の厚みを５〜１０μｍとすることが好ましい。
【００２０】
シリカ系皮膜は、シリカ系コーティング液に熱処理を施して形成されていることが好ましい。上記コーティング液は、例えばスプレー法や浸漬法などの手法により、上記アルマイト皮膜上に容易に塗布することができる。また、上記コーティング液の塗布量を調整することにより、熱処理後のシリカ系皮膜の膜厚を容易に制御することができる。それ故、上記弁体の製造工程をより簡素化することができる。
【００２１】
シリカ系皮膜の膜厚は、０．２〜２．０μｍであることが好ましい。この場合には、弁体の耐摩耗性をより向上させることができる。シリカ系皮膜の膜厚が０．２μｍ未満の場合には、耐摩耗性を向上させる効果が不十分となるおそれがある。一方、シリカ系皮膜の膜厚が２．０μｍを超える場合には、シリカ系皮膜にクラックが生じるおそれがあり、摺動特性が不十分となるおそれがある。
【実施例】
【００２２】
（実施例）
上記弁体の実施例について、図を用いて説明する。図１及び図２に示すように、弁体１は、流体が通過する複数のポート２２を有するバルブボディ２に摺動可能に取り付けられた状態で使用される。弁体１は、バルブボディ２に摺接してポート２２の開口面を閉鎖するシール部１２を有している。また、弁体１は、図３に示すように、アルミニウム合金よりなる基体Ａと、基体Ａを被覆するアルマイト皮膜Ｂと、アルマイト皮膜Ｂを被覆するシリカ系皮膜Ｃとを有している。アルマイト皮膜Ｂは、１〜１０μｍの膜厚を有している。
【００２３】
本例の弁体１は、自動車の自動変速機における油圧制御装置に用いられるスプールバルブとして構成されている。図１に示すごとく、弁体１は、円柱状を呈する軸部１１と、軸部１１よりも大径の円柱状を呈する複数のシール部１２とを有しており、アルミニウム合金製のバルブボディ２に形成されたシリンダ孔２０内に挿入して用いられる。
【００２４】
弁体１は、例えば以下の方法により作製することができる。まず、アルミニウム合金よりなる基体Ａを作製する。基体Ａは、例えば、素材となる円柱状のアルミニウム合金材に切削加工及び研削加工を施すことにより作製できる。研削加工の後、必要に応じて調質を行い、強度特性を調整しても良い。また、冷間鍛造等により基体Ａを作成することも可能である。
【００２５】
次に、基体Ａに陽極酸化処理を施し、膜厚１〜１０μｍのアルマイト皮膜Ｂを基体Ａの表面に形成する。その後、アルマイト皮膜Ｂ上にシリカ系皮膜Ｃを形成する。シリカ系皮膜Ｃは、例えば、スプレー法や浸漬法等によりシリカ系コーティング液をアルマイト皮膜Ｂ上に塗布した後、基体Ａを回転させて遠心力により余分なコーティング液を除去し、その後、基体Ａを加熱して熱処理を施すことにより形成できる。
【００２６】
以上により、弁体１を作製することができる。
【００２７】
弁体１が挿入されるバルブボディ２のシリンダ孔２０は、シール部１２の外径と略同じ開口径を有し、シール部１２の外周面１２１に摺接する摺動部２１と、摺動部２１よりも大きな開口径を有し、油が通過する複数のポート２２とを有している。ポート２２には、入口ポート２２１と出口ポート２２２とがある。入口ポート２２１は、図示しない配管を介してオイルポンプに接続されている。また、出口ポート２２２は、図示しない配管を介して、自動変速機における油圧の動作を行うリニアソレノイドバルブ、レギュレーターバルブ等に接続されている。
【００２８】
次に、弁体１の動作の一例について説明する。例えば弁体１が図１に示す位置にあるときは、入口ポート２２１の開口面がシール部１２の外周面１２１により閉鎖されている。
【００２９】
自動変速機のリニアソレノイドバルブ等が作動すると、シール部１２の外周面１２１をシリンダ孔２０の摺動部２１に対して摺動させつつ、弁体１が図１に示す位置から移動する。このとき、シール部１２の外径が摺動部２１の開口径と略同じであるため、シール部１２と摺動部２１との間に隙間がほとんどなく、両者の間からの油漏れが抑制される。
【００３０】
リニアソレノイドバルブの作動が完了し、例えば図２に示す位置に弁体１が移動した場合には、シール部１２が入口ポート２２１からずれて、入口ポート２２１が開口する。そして、軸部１１とシリンダ孔２０の内壁面との間の隙間２００を介して入口ポート２２１と出口ポート２２２とが連通する。これにより、油が入口ポート２２１から出口ポート２２２に向けて流通し、自動変速機の変速動作等が実現する。
【００３１】
次に、弁体１の作用効果について説明する。弁体１は、基体Ａ上にアルマイト皮膜Ｂとシリカ系皮膜Ｃとが積層された二重皮膜構造を有している。そのため、弁体１は、耐摩耗性を維持しつつ摩擦係数を低減することができ、従来と同等以上の優れた摺動特性の実現を図ることができる。
【００３２】
また、弁体１は、上記二重皮膜構造を採用することにより、アルマイト皮膜Ｂの膜厚を１〜１０μｍにすることができる。そのため、アルマイト皮膜Ｂを比較的厚く形成する従来の製造工程と比べて、陽極酸化処理及びその後の研削加工を短縮することができ、場合によっては研削加工を省略することができる。
【００３３】
以上のように、弁体１は、従来の弁体と同等以上の優れた摺動特性を有し、製造工程の合理化を図ることができる。
【００３４】
なお、上記実施例においては、スプールバルブとして構成した弁体１の例を説明したが、他の形式のバルブに用いることも可能である。例えば、ポート２２がバルブボディ２の壁面に貫通形成されており、弁体１がバルブボディ２の外表面に摺接するスライドバルブとして弁体１を構成することも可能である。
【００３５】
（実験例１）
本例は、模擬試験片を用いて上記弁体の摺動特性について評価を行った例である。以下に、試験片の詳細な構成及び評価試験の内容について説明する。
【００３６】
＜試験片＞
・試験片Ｅ１
ＪＩＳ  Ａ６０６１材より構成され、表面に平面研削加工を施した板材を準備した。この板材に対して陽極酸化処理を施し、板材の表面に膜厚６〜８μｍのアルマイト皮膜Ｂを形成した。その後、浸漬法により、４官能アルコキシシランを主成分とするシリカ系コーティング液（奥野製薬工業株式会社製「Protector  S-6050」をアルマイト皮膜Ｂ上に塗布した。なお、浸漬法における板材の引き上げ速度は２０ｍｍ／秒とした。
【００３７】
板材をコーティング液から引き上げた後、板材を回転させて余分なシリカ系コーティング液を除去した。その後、板材を１５０℃で１５分間加熱して熱処理を行い、板材の表面にシリカ系皮膜を形成した。以上により、試験片Ｅ１を得た。なお、試験片Ｅ１のシリカ系皮膜の膜厚は０．５μｍであった。
【００３８】
・試験片Ｅ２
使用するシリカ系コーティング液を、３官能アルコキシシランを主成分とするシリカ系コーティング液（奥野製薬工業株式会社製「Protector  HB-7000」）に変更した以外は、試験片Ｅ１と同様の手順及び条件により試験片の作製を行い、試験片Ｅ２を得た。なお、試験片Ｅ２のシリカ系皮膜の膜厚は１．５μｍであった。
【００３９】
・試験片Ｃ１
シリカ系皮膜を作製しない以外は試験片Ｅ１と同様の手順及び条件により試験片の作製を行い、試験片Ｃ１を得た。試験片Ｃ１は、従来の弁体に相当する試験片である。
【００４０】
＜表面性状＞
・十点平均粗さＲｚ
ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４に規定する方法に準拠して、各試験片の十点平均粗さＲｚを測定した。測定は、平面研削加工時の研削目と平行な方向及び直角な方向の２方向について２回ずつ行い、２回の測定の平均値を十点平均粗さＲｚの値として採用した。十点平均粗さＲｚの測定結果を表１に示す。
【００４１】
＜摩耗量測定＞
直径が１５ｍｍであるねずみ鋳鉄製の円柱状摺動子を準備し、摺動子の端面を２５０ｇの荷重で試験片に押し付けた。次いで、荷重を維持しつつ、研削目と直角方向に向けて試験片を往復運動させ、２０往復した時点で往復運動を終了させた。なお、往復運動における端点間の距離は６０ｍｍとし、速度は２４０ｃｍ／分とした。
【００４２】
その後、摺動子による摺動を受けた部分の十点平均粗さＲｚを上記と同様に測定すると共に、摺動を受けた部分の摩耗量を測定した。その結果を表１に示す。なお、摩耗量の測定は、２回の試験の平均値である。
【００４３】
【表１】
2016079440.tif 000003
【００４４】
＜摩擦係数測定＞
ＳＵＳ製の球状摺動子を準備し、１００ｇの鉛直荷重で試験片に押し付け、荷重を維持しつつ、研削目と直角方向に向けて摺動子を直線運動させた。そして、摺動子が運動している間に試験片に加わる水平方向の力を測定し、鉛直荷重で除して摩擦係数を算出した。なお、直線運動における端点間の距離は３０ｍｍとし、速度は３ｍｍ／秒とした。
【００４５】
表２に、摺動子が直線運動を開始したときの静摩擦係数及び直線運動をしている間の動摩擦係数の平均値を示す。なお、試験片Ｅ１及び試験片Ｃ１については、上記試験を５回行い、その平均値を示した。また、試験片Ｅ２については、上記試験を１回のみ行い、その結果を示した。
【００４６】
【表２】
2016079440.tif 000004
【００４７】
表１及び表２より知られるように、表面にシリカ系皮膜Ｃを有する試験片Ｅ１及び試験片Ｅ２は、シリカ系皮膜Ｃを有しない試験片Ｃ１に比べて摩耗量が小さく、優れた耐摩耗性を示した。また、試験片Ｅ１及び試験片Ｅ２は、試験片Ｃ１よりも小さい静摩擦係数を有すると共に、試験片Ｃ１と同等以下の動摩擦係数を示した。このことから、シリカ系皮膜Ｃを有する弁体１は、従来の弁体に比べてバルブボディ２との摺動の際の摩擦力を低減できることが理解できる。
【００４８】
また、表１より知られるように、試験片Ｅ１及び試験片Ｅ２は、表面にシリカ系皮膜Ｃを有しない試験片Ｃ１に比べて摩耗試験前の十点平均粗さＲｚが小さい。試験片Ｅ１及び試験片Ｅ２は、最表面の材質がシリカ系皮膜Ｃであることに加え、シリカ系皮膜Ｃの存在により表面の十点平均粗さＲｚが小さくなっているために静摩擦係数及び動摩擦係数がより小さくなっていると考えられる。
【００４９】
試験片Ｅ１及び試験片Ｅ２の十点平均粗さＲｚは、シリカ系皮膜Ｃの作製にシリカ系コーティング液を用いたために低減することができたと考えられる。即ち、アルマイト皮膜Ｂの表面には、微細な凹凸が存在しているため、シリカ系コーティング液をアルマイト皮膜Ｂの表面に塗布すると、表面張力等の作用により、コーティング液が表面の凹部に溜まりやすくなる。この状態で熱処理を行うことにより、シリカ系皮膜Ｃがアルマイト皮膜Ｂの凹部にある程度充填され、十点平均粗さＲｚが小さくなったと考えられる。
【００５０】
（実験例２）
本例は、油圧によりオフ状態（図４参照）とオン状態（図５参照）とを切り替え可能に構成された弁体１ｂ及びバルブボディ２ｂを用いて、シリカ系皮膜Ｃの摺動耐久性を評価した例である。なお、本例の説明に用いる図４〜図８において用いる符号のうち、実施例において用いた符号と同一のものは、特に説明のない限り、実施例と同様の構成要素等を表す。
【００５１】
図４及び図５に示すように、本例の弁体１ｂは、５箇所の軸部１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄ）及び４箇所のシール部１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）を有している。軸部１１とシール部１２とは、弁体１ｂの長手方向に交互に並んで配置されている。
【００５２】
４箇所のシール部１２のうち、弁体１ｂの端部に設けられたシール部１２ａは、直径約１４ｍｍの円柱状を呈しており、残る３箇所のシール部１２ｂ〜１２ｄは直径約１６ｍｍの円柱状を呈している。また、シール部１２ａから弁体１ｂの長手方向の外方へ向けて、軸部１１ａが延設されている。なお、本例の弁体１ｂは、バルブボディ２ｂに組み付けた状態において、シール部１２の外周面１２１と摺動部２１との間のクリアランスが９〜２２μｍ程度となるように形成されている。
【００５３】
５箇所の軸部１１のうち、３箇所の軸部１１ｂ〜１１ｄは、隣り合うシール部１２の間に存在している。即ち、シール部１２ａとシール部１２ｂとの間には軸部１１ｂが存在している。また、シール部１２ｂとシール部１２ｃとの間には軸部１１ｃが存在しており、シール部１２ｃとシール部１２ｄとの間には軸部１１ｄが存在している。軸部１１ｃ及び軸部１１ｄは、長手方向の中央近傍に直径が最小となる最小径部１１０を有しており、最小径部１１０から外方（シール部１２側）へ向かうにつれて次第に拡径している。残る１箇所の軸部１１ｅは、弁体１ｂの他端、即ちシール部１２ａと反対側の端部に存在するシール部１２ｄを基端として、弁体１ｂの長手方向の外方に向けて延設されている。なお、以下において、弁体１ｂの長手方向における軸部１１ａ側を前方といい、軸部１１ｅ側を後方ということがある。
【００５４】
本例の弁体１ｂは、シリンダ孔２０内において、前端の軸部１１ａがバルブボディ２ｂの壁面２３に対面するように配置される。一方、シリンダ孔２０における弁体１ｂよりも後方はキャップ部材２４により閉鎖されており、後端の軸部１１ｅとキャップ部材２４とが対面している。
【００５５】
キャップ部材２４と弁体１ｂとの間には、弁体１ｂを前方へ向けて付勢するコイルばね２５が配置されている。コイルばね２５の後端部はキャップ部材２４に固定されており、前端部は、筒内に軸部１１ｅが挿入された状態でシール部１２ｄに当接している。
【００５６】
本例の弁体１ｂは、以下のようにして作動する。図４に示すオフ状態においては、弁体１ｂは、コイルばね２５の付勢力により前方へ付勢され、前端の軸部１１ａとバルブボディ２ｂの壁部が当接している。また、オフ状態においては、シール部１２ａと１２ｂとの間に配置された軸部１１ｂに入口ポート２２１ａが対面している。
【００５７】
オフ状態において入口ポート２２１ａに油圧をかけると、シール部１２ｂが油圧によって後方に押圧される。この押圧力がコイルばね２５の付勢力よりも大きくなると、弁体１ｂが後方へ移動し、やがて後端の軸部１１ｅとキャップ部材２４とが当接する（図５）。弁体１ｂは、キャップ部材２４により後方への移動を規制され、図５に示すオン状態となる。その後、入口ポート２２１ａの油圧を解除すると、コイルばねの付勢力により弁体１ｂが前方へ移動し、オフ状態に戻る。
【００５８】
本例においては、アルマイト皮膜Ｂの膜厚を５μｍとし、その上に膜厚０．５μｍのシリカ系皮膜Ｃを形成した弁体１ｂ（試験体Ｅ１１）及びアルマイト皮膜Ｂの膜厚を５．５μｍとし、その上に膜厚０．５μｍのシリカ系皮膜Ｃを形成した弁体１ｂ（試験体Ｅ１２）の２本の試験体を作製し、これらの試験体を用いてストローキング耐久試験を実施した。なお、試験体Ｅ１１及び試験体Ｅ１２におけるシリカ系皮膜Ｃは、コーティング液「Protector  S-6050」を１５０℃で１５分間加熱することにより形成した。
【００５９】
ストローキング耐久試験は、以下の要領により実施した。まず、図４に示すように各試験体をバルブボディ２ｂに組み付けた。次いで、オフ状態においてシール部１２ｃと対面する入口ポート２２１ｂ及び軸部１１ｄと対面する入口ポート２２１ｃに約６ＭＰａの油圧をかけた。また、オフ状態においてシール部１２ｄと対面する入口ポート２２１ｄに約１ＭＰａの油圧をかけた。なお、入口ポート２２１ｂ及び入口ポート２２１ｃは、図示しない油路において連通している。
【００６０】
その後、入口ポート２２１ａに約６ＭＰａの油圧を加え、各試験体がオン状態（図５参照）となっている状態から試験を開始した。試験中、入口ポート２２１ａには、約０．５秒の周期でオン状態とオフ状態とが切り替わるように間欠的に油圧を加え、試験体を往復運動させた。このとき、入口ポート２２１ａ、２２１ｃ及び２２１ｄにかかる油圧を連続して計測した。同様に、入口ポート２２１ｃに連通する出口ポート２２２ｃについても、試験中にかかる油圧を連続して計測した。
【００６１】
各試験体の往復運動が９６万サイクルに達した時点で試験を完了し、試験体をバルブボディ２ｂから取り出した。なお、入口ポート２２１に供給する作動油の温度は約６０℃であり、作動油の流量は２５Ｌ／分とした。
【００６２】
図６及び図７に、試験体Ｅ１１における、ストローキング耐久試験開始直後及び完了直前の油圧波形を示す。図６及び図７の縦軸は油圧であり、横軸は試験開始からの経過時間である。また、各図において、入口ポート２２１ａにかけた油圧を符号ＳＷにて示した。同様に、入口ポート２２１ｃ及び２２１ｄにかかる油圧を、それぞれ符号Ｉ１及びＩ２にて示し、出口ポート２２２ｃにかかる油圧を符号Ｏにて示した。
【００６３】
図６及び図７より知られるように、試験体Ｅ１１は、試験完了直前の油圧波形が試験開始直後の油圧波形とほぼ同一であった。また、図には示さないが、試験体Ｅ１２についても、試験体Ｅ１１と同様に試験完了直前の油圧波形が試験開始直後の油圧波形とほぼ同一であった。これらの結果から、試験体Ｅ１１及びＥ１２は、上記の条件を用いたストローキング耐久試験においてリークの発生等がなく、優れた耐摩耗性を有することが理解できる。
【００６４】
また、図８に、ストローキング耐久試験完了後の試験体Ｅ１１の断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）像を示す。図８に示すように、試験体Ｅ１１は、ストローキング耐久試験完了後においても、最表面にシリカ系皮膜Ｃが存在していることが確認できた。
【符号の説明】
【００６５】
１  弁体
１２  シール部
２  バルブボディ
２２  ポート
Ａ  基体
Ｂ  アルマイト皮膜
Ｃ  シリカ系皮膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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