CN101311589A

CN101311589A - 阀装置

Info

Publication number: CN101311589A
Application number: CNA2008101079424A
Authority: CN
Inventors: 加藤拓也; 佐藤秀昭
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2008-11-26
Also published as: JP2008291911A

Abstract

本发明提供一种阀装置，即使用小的加压力也能够可靠地封闭阀并且泄露少。在可动轴(21)向下方移动的切断状态下，环状肋(6e)与形成流入路(12)的第一贯通孔(11)的开口端在周围抵接从而将其堵塞。在可动轴(21)的前部与阀体(6)的插入部(6a)内的内部底面(6f)之间形成空洞部(C)，因此环状肋(6e)能充分地进行弹性变形，能可靠地封闭第一贯通孔(11)的开口端。由此，可以得到泄露少的阀装置。

Description

阀装置

技术领域

本发明涉及一种阀装置，该阀装置与开闭流路的阀装置有关，使得即使通过特别小的加压力也能够可靠地切断阀。

背景技术

在现有的阀装置中，设置使可动轴在轴线方向变位的执行器(actuator)，并在该可动轴的前端安装由可弯曲性优良的硅橡胶等形成的阀体。

在该阀装置中，在驱动执行器，使可动轴沿轴线方向变位时，设置在前端的阀体与阀座接触。此时，由于阀体堵塞了设置在阀座上的流出路，因此能够将流入路和流出路之间切断。

专利文献1：日本特开2007-16935号公报(第11页，图7～图9)

在上述专利文献1记载的阀装置中，是可动轴的前端紧贴在阀体的中心的中心底部的结构。

但是，因为所述中心底部的板厚度尺寸薄，所以在阀体接触阀座而变为切断状态时，阀体本身不能变形，或者即使能够变形也是极小的变形，因此不能有效地利用阀体具有的弹性力，结果是很难保持泄露少的切断状态。

此外，在流路内的压力高的情况下，为防止流体泄漏，需要在切断状态下用大的加压力对阀座加压。

但是，在专利文献1的记载中，阀体的中心底部由平坦面形成，相对于中心底部，来自流体的压力作用在相同方向上，因此很难提高加压力。并且，当用超过需要的大的加压力来加压，由切断状态切换为打开状态时，阀体一侧的中心底部贴在阀座上，从而出现了向打开状态的切换变得不充分的问题。另外，由于需要产生更大的加压力的执行器，因此也出现了阀装置容易大型化的问题。

发明内容

本发明是为解决上述现有的课题而提出的，目的在于提供一种阀装置，其通过有效利用阀体本身具有的弹性，即使通过小的加压力也能够保持高的切断状态。

此外，本发明的目的在于提供一种阀装置，其能够可靠地进行切断状态和打开状态的切换。

进而，本发明的目的在于提供一种适用于执行器的小型化的阀装置。

本发明涉及一种阀装置，相对于形成流路的贯通孔的开口端进退自如地相对配置的可动轴；使所述可动轴沿接近、离开所述贯通孔的开口端的轴线方向移动的驱动机构；以及设置在所述可动轴的前端，在与所述贯通孔的开口端抵接时发生弹性变形从而封闭所述贯通孔的阀体，所述阀装置的特征在于：所述阀体具有保持所述可动轴前端的有底的插入部，在插入所述插入部的所述可动轴的前端和所述插入部内的底面之间形成有空洞部。

在本发明中，能够产生阀体本身具有的弹性力和通过空洞部形成的弹性力。因此，能可靠地将阀体和贯通孔的开口端之间封闭。

在上述中，优选在所述插入部的外部底面沿周围设置有剖面凸状的环状肋。

进而，优选所述环状肋的侧面随着从外部底面侧的基端部朝向前端而变细的锥状形成。

在上述机构中，能够减轻沿相对于阀体的外部底面垂直的方向上作用的流体侧的压力。因此，用小于现有技术的加压力就能可靠地封闭阀。

此外，由于阀体难以贴在贯通孔的周围，因此能够可靠且顺利地进行切断状态和打开状态的切换。

例如，所述阀体一体形成有在轴线方向上延伸的轴部、在与该轴部正交的外周方向上扩展的凸缘部、以及在所述凸缘部的外周侧形成为环状的支承部，在所述轴部上形成所述插入部。

此外，所述阀体可以由硅橡胶形成。

发明效果

在本发明的阀装置中，即使通过小的加压力也能够可靠地封闭阀。

此外，能够可靠且顺利地进行切断状态和打开状态的切换。

进而，能够将阀装置整体的大小小型化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的阀装置的剖面图；

图2是表示阀装置的阀体的立体剖面图；

图3是表示作为阀装置的工作状态的打开状态的放大剖面图；

图4是表示作为阀装置的工作状态的切断状态的放大剖面图。

图中

1-阀装置；2-阀主体；3-电磁执行器(驱动机构)；4-壳体；5-上盖；5a-滑动基准部；6-阀体；6A-轴部；6B-凸缘部；6C-支承部；6a-插入部；6d-外部底面；6e-环状肋；6e1-锥部(环状肋的外侧的侧面)；7-阀室；8、9-喷嘴；8a-供给侧内孔；8A-供给喷嘴；9A-排出喷嘴；9a-排出侧内孔；11-第一贯通孔；14-第二贯通孔；21-可动轴；21a-轴主体；22-动作部；23-导向轴；33-线圈；41、42-永久磁铁；43、44-轭；C-空洞部；DS-驱动侧；FS-流体侧；SS-供给侧；ES-排出侧。

具体实施方式

图1是表示本发明的实施方式的阀装置的剖面图，图2是表示阀装置的阀体的立体剖面图，图3及图4表示阀装置的动作状态，图3是表示打开状态的放大剖面图，图4是表示切断状态的放大剖面图。

如图1所示，本实施方式表示的阀装置1，具有阀主体2和电磁执行器(驱动机构)3而构成。阀装置1的图示上侧作为配置电磁执行器(驱动机构)3的驱动侧DS，下侧作为供给流路的流体侧FS。此外，阀主体2的图示左侧作为流体的供给侧SS，右侧作为流体的排出侧ES。因此，在该实施方式中，流体从图示左侧的供给侧SS流向右侧的排出侧ES。

如图1所示，阀主体2具有壳体4和上盖5，在它们之间夹着阀体6。此外，电磁执行器3安装于上盖5的驱动侧DS。

壳体4是非磁性体，例如作为PPS(聚苯硫醚)等树脂的成型品形成。在位于该壳体4的驱动侧DS上面的中央部一体地凹设有阀室7。而且，该阀室7的图示上方的开口端被阀体6的下面堵塞。并且，作为阀室7的形状，能够从平面矩形、圆形等各种形状中选择。

在壳体4的中央部一体突出设置有左右一对的喷嘴8、9。这左右一对的喷嘴8、9，配置在左边的供给侧SS的一方是用于供给流体的供给喷嘴8A，配置在右边所示的排出侧ES的另一方是用于排出流体的排出喷嘴9A。

一方的供给喷嘴8A的供给侧内孔8a向壳体4的中央部水平延伸出。在供给侧内孔8a的壳体4的中央侧设置有第一内端部8b。在该第一内端部8b形成有向阀室7的底面7a垂直延伸的第一贯通孔11。并且，第一贯通孔11形成在阀室7的底面7a的大体中心部。通过所述供给侧内孔8a和所述第一贯通孔11，形成本实施方式的用于使流体流入阀室7的流入路12。

另一方的排出喷嘴9A的排出侧内孔9a也向壳体4的中央部水平延伸出。排出侧内孔9a的位于壳体4的中央部侧的第二内端部9b与从阀室7的底面的左端部向下方垂直延伸的第二贯通孔14的下端部连接。并且，通过排出侧内孔9a和第二贯通孔14形成了用于使流体从本实施方式的阀室7流出的流出路15。

如图2所示，本实施方式表示的阀体6形成为陀螺形状(在圆盘的中心设有轴的形状)。在阀体6的中心设有轴部6A，在该轴部6A的长度方向(也称为轴线方向(Z方向))的中间设有从轴部6A向外周方向扩展的凸缘部6B，并且，在该凸缘部6B的前端设有形成为环状(环形状态)的支承部6C。轴部6A、凸缘部6B及支承部6C由硅橡胶等弹性体形成一体。并且，在阀室7的开口端设置阀体6时，将支承部6C牢固地夹持在壳体4和上盖5之间。因此，通过该阀体6能够防止流体从阀室7向驱动侧DS流出的泄漏。

在所述轴部6A上形成有从图示Z1侧的上端向Z2方向的下端凹设的插入部6a。在插入部6a的中间部形成有直径稍大于插入部6a的直径的卡止部6b。此外，在轴部6A的下面侧即插入部6a的底部(外部底面6d)的中心的外周侧的位置上，周围一体设置有剖面凸状的环状肋6e。具有这样的形状的阀体6，相对于后述的可动轴21的变位被施加柔软的弹性变形。

环状肋6e的至少外侧的侧面由锥部6e1形成，锥部6e1是倾斜面(锥状)，且随着从基端侧即外部底面6d朝向Z2侧的前端而变细。并且，环状肋6e的前端部分的直径大于第一贯通孔11的直径。因此，在环状肋6e的前端抵接于第一贯通孔11的开口端时，第一贯通孔11的开口端收在环状肋6e的内侧。即，第一贯通孔11的开口端的周围可以由环状肋6e包围。

上盖5与壳体4同样，由非磁性体，例如PPS等树脂的成型品形成。上盖5一体形成有圆盘状的安装部5A、以及位于该安装部5A的驱动侧DS在相对于上面垂直的方向延伸的保持本体5B。保持主体5B设有长度方向的中央比两端细的缩窄的圆环状的滑动基准部5a。滑动基准部5a的内侧形成有作为可动轴21在轴线方向上移动时的基准的基准面。上盖5通过插入安装部5A的安装孔的安装螺丝被安装在壳体4上(未图示)。

电磁执行器3使设置在阀主体2的阀体6的前端上的环状肋6e相对于在阀室7的底部7a上形成的第一贯通孔11的开口端接離。即，用于选择性地切换图3所示的流路的打开状态和图4所示的流路的切断状态。

如图1所示，电磁执行器3具有由磁性体、例如由磁吸附性高的纯铁等加工品形成的可动轴(柱塞)21。可动轴21具有圆柱状的轴主体21a。在该轴主体21a的下端及上端一体形成有动作部22及导向轴23，动作部22及导向轴23以比轴主体21a的外径细的直径尺寸形成。并且，在动作轴22及导向轴23的周围分别安装有利用防振橡胶等缓冲材料形成的圆环状的缓冲物38、39。

在下端侧设置的动作部22的长度方向的中央部形成有比动作部22粗，且比轴主体21a细的直径尺寸的卡止部22a。动作部22虽然插入了所述阀体6的插入部6a，但此时在插入部6a内形成的卡止部6b和在动作部22上形成的卡止部22a互相卡止配合。由此，防止动作部22从插入部6a脱落。

此外，在本发明中，所述插入部6a的深度尺寸设定为比所述动作部22的长度尺寸稍深。因此，在将动作部22插入所述阀体6的插入部6a的状态下，在可动轴21的前端即动作部22的前部和插入部6a的上侧的内部底面6f之间形成了规定的空隙余量δ形成的空洞部C(参考图3)。

如图1所示，在轴主体21a的动作部22的附近和轴向的大体中央部分，形成有大致圆环状的滑动部25、25。这些滑动部25、25的外径形成为与动作部22的外径相同或者比其稍大。滑动部25、25的直径形成为与所述保持主体5B的滑动基准部5a的直径相同、或者比其稍细。轴主体21a的所述滑动部25、25与滑动基准部5a内接，并且在该滑动基准部5a的引导下在轴线方向上移动。

此外，如图1所示，设置在上端侧的导向轴23插进固定在保持主体5B上端的壳盖31的中心形成的引导孔31a。该引导孔31a具有对可动轴21在以所述滑动基准部5a的内侧为基准沿轴线方向(Z方向)移动时的直线性进行辅助的功能。

所述可动轴21的外侧、更具体地说在保持主体5B的外侧的位置上，设有通过磁性体形成的轭32。该轭32是为了构成磁性回路而配置的。线圈33设置在保持主体5B的滑动基准部5a的外侧和轭32之间。

在保持主体5B的上下的位置上一体形成有大径筒状部5C、5D。在该大径筒状部5C、5D上设置有环状的永久磁铁41、42。在永久磁铁41、42的两面分别固定有由磁性材料形成的轭43、44。这些轭43、44由磁性体，例如由使磁通量容易通过的纯铁等的加工品形成，整体上形成为大致环状。

上下的永久磁铁41、42在轴向上以互相逆向的方式被磁化，其磁极沿可动轴21的移动方向即Z方向并列设置。例如，上侧的永久磁铁41的上端部侧被磁化为S极，下端部侧被磁化为N极时，下侧的永久磁铁42的上端部侧被磁化为N极，下端部侧被磁化为S极。并且，可动轴21被配置成在Z方向上贯穿这样的环状的永久磁铁41、42及在它们的两端面上固定的环状的轭43、44的中心部。在该状态下，轴主体21a的上部侧的外面和永久磁铁41的内面相对向，并且轴主体21a的下部侧的外面和永久磁铁42的内面相对向。

因此，通过永久磁铁41、42的磁力，将可动轴21吸引向其任一个移动方向，即，可动轴21被磁性吸引保持在图1的下方所示的突出的方向(Z1方向)或者在图1的上方即吸引方向(Z2方向)上。

并且，在位于上部侧的永久磁铁41的上面固定的轭43的上端面，与在保持主体5B的上部设置的壳盖31的下端面抵接。在位于下部侧的永久磁铁42的上面固定的轭44的下端面，与环状地形成的磁铁固定部件39的上面抵接。并且，磁铁固定部件39的下面，在与阀体6的外周侧设置的支承部6C的内面相接的位置，与凸缘部6B的上面抵接。

如图3所示，在流路处于打开状态，可动轴21向上方(Z1方向)移动时，在可动轴21的上端侧设置的缓冲物38抵接在壳盖31的下面，限制可动轴21向上方的移动位置。同时，磁铁固定部件39压紧凸缘部6B的外周侧的上面，与缓冲物38相同地限制可动轴21向上方的移动位置。此时，缓冲物38吸收可动轴21的上端面与壳盖31接触时的冲击。

在本实施方式的阀装置1中，通过切换供给向线圈33的电流的方向，能够以S极、N极、S极、N极…的顺序切换可动轴21的上端部的极性，同时使可动轴21的下端部的极性与上端部的极性的切换同步，使得能够以N极、S极、N极、S极…的顺序切换。即，电磁执行器3作为电磁铁起作用，能够对应于供给的电流的方向，使可动轴21沿其轴向在向下方突出的方向(Z2方向)及向上方的吸引方向(Z1方向)这两方向上做往复移动。并且，在移动后的位置，即使切断电流，通过永久磁铁41、42的磁性吸引力，也能将可动部21保持在该位置上。

其次，对作为由上述构成形成的阀装置的电磁阀的动作进行说明。

在对电磁执行器3的线圈33施加一个方向的电流时，能够使可动轴21向上方(Z1方向)移动，流路被设定在如图3所示的打开状态下。在该打开状态下，阀体6的前端即环状肋6e从阀室7的底面向上分离，第一贯通孔11的开口端被打开。因此，流体从供给侧SS经由一方的供给喷嘴8A的供给侧内孔8a及第一贯通孔11供给到阀室7。接着，流体从阀室7经由第二贯通孔14及另一方的排出喷嘴9A的排出侧内孔9a排出到排出侧ES。

其次，在切换施加给电磁执行器3的线圈33的电流的方向时，如图4所示，可动轴21向下方(Z2方向)移动，流路切换为切断状态。在该切断状态下，阀体6的前端即环状肋6e与在阀室7的底面设置的第一贯通孔11的周围抵接，封闭了第一贯通孔11的开口端。

此时，由于空洞部C介于所述可动轴21的下方向的端部和阀体6的内部底面6f之间，因此来自可动轴21的加压力经由空洞部C传递给阀体6的前端的环状肋6e。此时，空洞部C发挥了气垫的作用。因此，在阀体6本身具有的弹性力上加上所述空洞部C产生的弹性力，在该状态下，环状肋6e对第一贯通孔11的开口端的周围进行弹性加压。由此，阀体6的环状肋6e能充分地进行弹性变形，能可靠地封闭第一贯通孔11的开口端。由此，能保持泄漏少的切断状态。

此外，环状肋6e从外部底面6d向下方(Z2方向)突出，在环状肋6e与第一贯通孔11的开口端的周围抵接时，在外部底面6d和阀室7的底面之间形成有微小的间隙。因此，流体的压力的作用方向，不只是相对于外部底面6d向上垂直的方向(Z1方向)，也能够作用在向周方向扩展的水平方向、即环状肋6e的内侧的面上。结果是能够使作用在阀体6的外部底面6d上的流体压力向外周方向分散，能够减少所述向上垂直的方向的压力。因此，即使用比现有技术小的加压力，也能使环状肋6e紧贴在第一贯通孔11的开口端的周围，从而能够堵塞所述第一贯通孔11，能保持泄露少的切断状态。并且，与现有技术相比，由于能够使加压力变小，因此能使环状肋6e很难贴在第一贯通孔11的周围。因此，能够可靠地进行切断状态和打开状态的切换。

这样，在本申请发明的阀装置1中，即使没有大的加压力，也能够可靠地封闭阀。因此，也可以采用小型的电磁执行器，结果是能够提供小型化的阀装置。

并且，在上述的实施方式中，虽然对设置空洞部C及环状肋6e，进而关于具有将环状肋6e的两侧面形成为锥状的构成的情况做了说明，但本申请发明并不限于此。即，虽然效果稍许降低，但只要是具有空洞部C和环状肋6e无论哪一方的构成就可以。此外，在具有环状肋6e的情况下，侧面的锥部6e1并不限于形成锥状。

Claims

1.一种阀装置，其具有：

相对于形成流路的贯通孔的开口端进退自如地相对配置的可动轴；

使所述可动轴沿接近、离开所述贯通孔的开口端的轴线方向移动的驱动机构；

以及设置在所述可动轴的前端，在与所述贯通孔的开口端抵接时发生弹性变形从而封闭所述贯通孔的阀体；

所述阀装置的特征在于：

所述阀体具有保持所述可动轴前端的有底的插入部，

在插入所述插入部的所述可动轴的前端和所述插入部内的底面之间形成有空洞部。

2.如权利要求1所述的阀装置，其中，

在所述插入部的外部底面沿周围设置有剖面凸状的环状肋。

3.如权利要求1所述的阀装置，其中，

所述环状肋的侧面由随着从外部底面侧的基端部朝向前端而变细的锥状形成。

4.如权利要求1所述的阀装置，其中，

所述阀体一体形成有：在轴线方向上延伸的轴部、在与该轴部正交的外周方向上扩展的凸缘部、以及在所述凸缘部的外周侧形成为环状的支承部，

在所述轴部上形成所述插入部。

5.如权利要求1所述的阀装置，其中，

所述阀体由硅橡胶形成。