CN101324289B

CN101324289B - 电磁阀

Info

Publication number: CN101324289B
Application number: CN2008101255873A
Authority: CN
Inventors: 深野喜弘; 吉田正美; 屋代英昭
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: CN101324289A; DE102008027155B4; TW200916681A; KR20080109660A; JP4465536B2; DE102008027155A1; JP2008309210A; US20080308758A1; US8028970B2; KR100992396B1; TWI346756B

Abstract

一种电磁阀，其能够在电磁线圈的激励下通过吸引可动铁芯而转换在阀体中形成的流体通道的连通状态，该电磁阀包括：设置在所述可动铁芯上的圆柱体，所述圆柱体具有：设置在所述可动铁芯外周表面上的引导元件，用于沿轴向方向引导所述可动铁芯；和调节所述可动铁芯沿着轴向方向的位移的限位块，其中，所述引导元件和所述限位块由树脂材料一体形成。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种具有可动铁芯的电磁阀，所述可动铁芯在电磁线圈的激励下位移，以及其中流体通道的连通状态通过可动铁芯的位移进行转换。

背景技术

传统上，电磁阀已经用于例如向致动器供给压力流体，或者通过向大气排放加压空气来控制压缩空气的流动方向。目前，发明人提出了一种电磁阀(参见待审查日本专利，公开号：No.10-089528)，其能够在电磁线圈的激励下使阀体发生位移，从而转换流体的流动状态。

这种电磁阀由阀部分和电磁线圈构成。电磁线圈配备有周围缠绕有励磁线圈的线轴、环绕线轴的磁性框架和模制件、布置在线轴中心孔内的固定铁芯和在线轴中心孔内部滑动的可动铁芯，阀塞设置在可动铁芯的端部。此外，多个导环设置在可动铁芯的外周表面上，可动铁芯由导环轴向引导。另外，一垫块元件设置在可动铁芯上，用于调节可动铁芯的位移。

发明内容

本发明的总体目标是提供一种电磁阀，由此改善电磁阀组装简易性和可靠性，而且所述电磁阀能够降低生产成本。

本发明的特征在于，一种电磁阀，其能够在电磁线圈的激励下通过吸引可动铁芯而转换阀体中形成的流体通道的连通状态，所述电磁阀包括设置在可动铁芯上的圆柱体，所述圆柱体具有：设置在可动铁芯外周表面上的引导元件，用于沿轴向方向引导可动铁芯；和限位块，所述限位块调节可动铁芯沿轴向方向的位移，其中引导元件和限位块由树脂材料一体形成。其中，所述引导元件由形成为环状的一对环件和沿所述圆柱体的轴向方向延伸并使其中一个环件连接到另一个环件的连接元件构成，所述一对环件和所述连接元件分别插入到在所述可动铁芯的外周表面上形成的凹槽内。

依照本发明，配备有用于沿轴向方向引导可动铁芯的引导元件和调节可动铁芯沿轴向方向的位移的限位块的圆柱体相对于可动铁芯安装，另外，引导元件和限位块由树脂材料一体形成。因此，通过一体形成引导元件和限位块(传统上它们是分开构成的)，以及通过将它们以这种一体的方式相对于可动铁芯安装，可以减少组成部分的数量，同时降低生产成本，此外，可以改善其相对于可动铁芯的组装简易性。

本发明的上述及其它目的、特征和优势将在从本发明中结合所附附图的下列详细说明中变得更显而易见，在这些附图中以示例显示了本发明的优选实施例。

附图说明

图1是依照本发明实施例的电磁阀的整体纵向剖视图；

图2是构成图1中电磁阀的一部分的可动铁芯单元的外部透视图；

图3是图2中所示可动铁芯单元的分解透视图；和

图4是图2中所示可动铁芯单元的剖面透视图。

具体实施方式

如图1所示，电磁阀10包括：阀体16，其中具有用于供给和排放压力流体的第一和第二口12、14；电磁线圈22，该电磁线圈通过一连接体18设置在阀体的上部分并被收容在壳体20的内部；和阀塞(阀元件)24，该阀塞能够在电磁线圈22的激励下相互转换第一和第二口12、14之间的连通状态。

第一口12设置在阀体16的一侧表面上，朝外部开口。通过使未示出的压力流体供给源借助于管道等连接于该第一口12，向第一口12供给压力流体。

另一方面，第二口14设置在阀体的另一侧表面上，该第二口14用于将第一口供给的压力流体排放至外部。

此外，分别与所述第一和第二口12、14连通的连通通道26a、26b形成在阀体16的大体上中心区域中。设置在阀体16上部分中的连通腔28与所述第一和第二口12、14借助于连通通道26a、26b彼此连通。一阀座30设置在连通腔28的下部分中，所述阀座30面向与所述第一口12连通的连通通道26a。阀塞24抵靠在阀座30上。

壳体20由金属材料形成为例如带有底的圆柱形状，且所述壳体20安装成从上面区域覆盖电磁线圈22。一孔34形成在壳体20的上面中心部分中，构成电磁线圈22的固定铁芯32插入该孔34中。

电磁线圈22由布置在壳体20内部且周围缠绕有绕线36的线轴38、相对于壳体20不动的固定铁芯32和布置在线轴38内部且被在远离固定铁芯32的方向(箭头A方向)上推动的可动铁芯单元40构成。

线轴38配备有一对凸缘42a、42b，所述凸缘42a、42b从线轴38的顶端和底端沿径向方向向外扩大。在凸缘42a、42b之间缠绕和固定有绕线36。

固定铁芯32由金属材料形成大体圆柱形形状，并插入线轴38中。另外，固定铁芯32的上端形成有突起44，所述突起44的直径径向向内稍微减小。穿过壳体20的孔34插入之后，突起44由固定板46接合。因此，固定铁芯32相对于壳体20上部分而固定。另一方面，一凹槽48形成在固定铁芯32的下端，所述凹槽48的直径径向向内稍微减小，并凹入固定铁芯32的外周表面内。设置在线轴38内部的套筒50的一部分与所述凹槽48相接合。

套筒50形成具有凸缘52的圆筒形状。直径大体上恒定的套筒50一端侧布置在固定铁芯32侧上(箭头B方向)，该一端侧的一部分与固定铁芯32的凹槽48接合，而套筒50的另一端通过直径径向向外扩大的凸缘52抵靠固定在阀体16的端部上。

由于密封元件54通过环形凹槽设置在阀体16端部上，所以，通过套筒50的凸缘52的抵接，可以保持阀体16和套筒50之间的密封状态。

此外，阀体16的端部和套筒50的凸缘52布置在连接体18的内部，通过由连接体18覆盖，阀体16和套筒50的凸缘52一体地固定在一起。

如图1-4所示，可动铁芯单元40包括与固定铁芯32设置在同一轴线上的可动铁芯56和安装在可动铁芯56的外周表面上的引导元件58。

可动铁芯56由例如磁性材料形成，该可动铁芯56还包括布置在套筒50内部的轴部分60和形成在轴部分60一端的保持段62，所述保持段62的直径相对于轴部分60径向向外扩大。

轴部分60形成具有大体上恒定直径的圆柱形状。其一端形成直径逐渐减小的锥形形状，而轴部分60的另一端一体连接保持段62。此外，在轴部分60的外周表面上设置有安装凹槽64(参见图3)，以便安装引导元件58。安装凹槽64由一对形成环形形状的环形凹槽66a、66b和多个(例如，三个)连接凹槽68构成，所述连接凹槽68将两个环形凹槽66a、66b相互连接在一起。包括环形凹槽66a、66b和连接凹槽68的安装凹槽64向轴部分60的外周表面凹入一预定深度。

该对环形凹槽66a、66b分别形成在轴部分60的一端侧和另一端侧上，同时相互分开一预定距离。在另一端侧上的环形凹槽66b形成稍微比环形凹槽66a宽的形状。

连接凹槽68沿轴部分60的轴向方向(箭头A和B方向)大体上平行地布置，并沿着轴部分60的周向彼此等角距离地设置。另外，在一端处，连接凹槽68垂直地连接于在轴部分60的一端侧上形成的其中一个环形凹槽66a，而在另一端，连接凹槽68垂直地连接于在轴部分60的另一端侧形成的另一个环形凹槽66b。换句话说，安装凹槽64形成由该对环形凹槽66a、66b和连接凹槽68构成的梯状形状。

保持段62形成盘形，并面向阀体16的阀座30布置(参见图1)。用于在其中收容阀塞24的收容孔(凹入部分)70形成在面向阀座30的保持段62的端表面上。收容孔70开口的横截面大体上为圆形形状，并从保持段62的端表面朝着轴部分60侧形成给定深度。另外，收容孔70的在轴部分60一侧上(箭头B方向)的内壁表面形成直径朝轴部分60侧逐渐扩大的锥形形状。

此外，一直径径向向外扩大的环形弹簧接收部分72设置在保持段62的外周表面上。一弹簧74安装、介入在弹簧接收部分72与套筒50的凸缘52之间。弹簧74的弹力朝阀座30一起推动可动铁芯56和保持段62(箭头A方向)。更具体地说，通常情况下，可动铁芯56被弹簧74的弹力压向(即偏压向)阀座30侧。

引导元件58由例如树脂材料形成圆柱形状，其包括一对分别形成环形形状的环件76a、76b和将两个环件76a、76b相互连接在一起的多个连接元件78。环件76a、76b之一包括与之邻接的限位块80。

该对环件76a、76b沿着轴向方向形成有给定厚度和预定宽度。环件76a、76b分别安装在构成可动铁芯56的轴部分60的环形凹槽66a、66b中。环件76a、76b的厚度设定成：当安装在环形凹槽66a、66b中时，环件76a、76b从轴部分60的外周表面刚好稍微突出。换句话说，环件76a、76b的厚度被设定成稍微大于环形凹槽66a、66b的深度。

连接元件78设置成连接该对环件76a、76b，连接元件78设置成沿着环件76a、76b的周向彼此以等角距离间隔开的多个(例如三个)。更具体地说，连接元件78大体上垂直于环件76a、76b连接。

连接元件78分别安装到构成可动铁芯56的轴部分60的连接凹槽68内。也就是说，连接元件78形成有与连接凹槽68的长度尺寸相当的长度尺寸。

此外，连接元件78的厚度设定成：使得在安装到连接凹槽68中时，连接元件78从轴部分60的外周表面刚好稍微突出。也就是说，连接元件78的厚度设定成稍微大于连接凹槽68的深度。

限位块80与布置在轴部分60的另一端侧上的环件76b邻接设置，并与之相接触，这样，端部分抵靠在构成可动铁芯56的保持段62的上表面上。换句话说，限位块80形成为径向向外突出超过环件76b，使得其外周直径设定成与保持段62的外周直径大致相等。另外，与环件76b类似，限位块80安装在轴部分60的另一端侧的环形凹槽66b中。

更具体地说，在可动铁芯56的安装凹槽64中，引导元件58的环件76a、76b和限位块80安装在该对环形凹槽66a、66b中，而连接元件78分别安装到多个连接凹槽68中。另外，安装时，环件76a、76b和连接元件78相对于构成可动铁芯56的轴部分60的外周表面稍微突出。

阀塞24由弹性材料、例如橡胶等形成，其安装在构成可动铁芯56的保持段62的收容孔70内。阀塞24被收容在收容孔70内，使其大体上与保持段62的端表面共面，并设置成在可动铁芯56发生位移时能够承坐在阀体16的阀座30上。

有关阀塞24的形成，通过使由橡胶制成的弹性材料经受高温而使所述材料处于可流动状态或流化状态，这样，所述材料流入并填充收容孔70的内部，然后，弹性材料在收容孔70内部冷却并变硬。因此，阀塞24可以相对于保持段62一体安装。与此同时，通过使阀塞24接合在收容孔70内，所述收容孔70形成为其直径朝轴部分60侧(朝箭头B方向)扩大，可防止阀塞24运动到收容孔70外部而脱离收容孔70。

依照本发明的实施例的电磁阀10的构造基本上如上所述。下面，将解释构成电磁阀10的一部分的可动铁芯单元40的制造方法。

首先，将引导元件58组装在具有轴部分60和保持段62的可动铁芯56上。在这种情况下，将引导元件58从形成锥形形状的轴部分60的一端侧插入，并使引导元件58朝着保持段62侧移位(朝箭头A方向)。应注意到：引导元件58从轴部分60的具有限位块80的一端侧套在轴部分60上。

另外，将限位块80和邻接的环件76b插入保持段62侧的轴部分60的环形凹槽66b中，而剩下的环件76a插入形成在轴部分60的一端侧上的环形凹槽66a中。此外，同时，将引导元件58的连接元件78分别插入到轴部分60的连接凹槽68内。由此，引导元件58经由安装凹槽64相对于可动铁芯56的轴部分60固定地定位。并且，构成引导元件58的环件76a、76b和连接元件78处于一状态下，在该状态下，它们性对于轴部分60的外周表面稍微径向向外突出。

其次，相对于可动铁芯56的保持段62附着阀塞24。在这种情况下，在由橡胶等制成的弹性材料通过使所述材料经受高温而处于可流动状态或流化状态时，材料流入并填充到保持段62的收容孔70内。然后，在填充操作之后，弹性材料冷却并变硬，从而形成阀塞24。

这样，由环件76a、76b、连接元件78和限位块80一体形成的引导元件58套在可动铁芯56的轴部分60上，并且通过其在轴部分60的安装凹槽64内的接合，引导元件58能够容易地组装到可动铁芯56上。此外，通过填充能够容易地安装阀塞24，从而相对于可动铁芯56的保持段62安装阀塞24。

接下来，将简要解释可动铁芯40已经组装到其中的电磁阀10的运行和效果。图1示出了断开(OFF)状态，其中，电流没有提供给绕线36，绕线36没有被激励，可动铁芯56在弹簧74的弹力作用下朝阀座30侧位移(在箭头A所示的方向中)，阀塞24承坐在阀座30上，第一口12和第二口14之间的连通中断。

在这样的断开(OFF)状态，通过激活未示出的电源和向绕线36通电，绕线36被激励，在其激励下，其中包括可动铁芯56的可动铁芯单元40被吸向固定铁芯32侧(箭头B方向)。这时，当从可动铁芯56的外周表面突出的引导元件58的环件76a、76b和连接元件78沿着套筒50的内周表面滑动接触地移动时，可动铁芯56发生位移，同时沿着轴向方向被适当引导(箭头B方向)。

此外，布置在保持段62的上部分上的限位块80抵靠在套筒50的凸缘52上，由此调节可动铁芯56的位移。这时，因为包括限位块80的引导元件58由树脂材料形成，所以，在限位块80抵靠在套筒50上时，可适当吸收和缓冲冲击。

由此，转换至接通(ON)状态，其中，阀塞24相对于阀座30分开一预定距离，第一口12和第二口14通过连通通道26a、26b和连通腔28而进行相互连通。因此，从第一口12供给的压力流体流过阀座30与阀塞24之间的间隙，并经由第二口14供给给未示出的流体操作装置。

通过上述方式，根据本实施例，因为在可动铁芯56上，布置在套筒50内部的轴部分60和具有能够承坐在阀座30上的阀塞24的保持段62以一体的方式一起形成。所以，与轴部分和阀部分分别形成然后通过螺钉等连接的传统电磁阀结构相比，可以减少组装步骤的数目，并且可以防止由螺钉松动引起的故障的发生。由此，可以改善包括可动铁芯56的电磁阀10的可靠性。

此外，因为可以减少构成可动铁芯56的部件数量，所以电磁阀10的生产成本也可以降低。

此外，传统上由多个组成元件构成的引导元件58通过整体模制形成，并通过相对于可动铁芯56的轴部分60安装引导元件58，可以减少组成部分的数量，同时降低生产成本。此外，可以改善引导元件58相对于可动铁芯56组装的简易性，这样，可提高电磁阀组装的工作效率。

更进一步地，因为阀塞24是通过向构成可动铁芯56的一部分的保持段62内填充弹性材料而安装的，所以，与阀塞每次都是组装到保持段62上的情况相比，改善了组装精度。因此，阀塞24总是能够相对于可动铁芯56的保持段62设置在同一位置上。由此，阀塞24能够可靠地承坐在阀体16的阀座30上。换句话说，也可以改善阀塞24承坐在阀体16的阀座30上的可靠性。此外，与此同时，通过使阀塞24承坐在阀座30上以及通过使阀塞24远离阀座30，可以可靠地转换第一和第二口12、14的连通状态。

依照本发明的电磁阀不局限于上述实施例，理所当然也可以采用其它各种结构，这些都没有背离本发明的本质和主旨。

Claims

1.一种电磁阀，其能够在电磁线圈的激励下通过吸引可动铁芯而转换在阀体(16)中形成的流体通道的连通状态，该电磁阀包括：

设置在所述可动铁芯(56)上的圆柱体(58)，所述圆柱体(58)具有：设置在所述可动铁芯(56)外周表面上的引导元件，该引导元件用于沿轴向方向引导所述可动铁芯(56)；和调节所述可动铁芯(56)沿着轴向方向的位移的限位块(80)，

其中，所述引导元件和所述限位块(80)由树脂材料一体形成；其中，所述引导元件由形成为环状的一对环件(76a、76b)和沿所述圆柱体(58)的轴向方向延伸并使其中一个环件(76a)连接到另一个环件(76b)的连接元件(78)构成，所述的一对环件(76a，76b)和所述连接元件(78)分别插入到在所述可动铁芯(56)的外周表面上形成的凹槽(64)内。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其中，一保持段(62)设置在所述可动铁芯(56)上，所述保持段(62)具有在其面向阀体(16)的阀座(30)的端部分上的阀元件(24)，所述阀元件(24)由弹性材料形成，并相对于在所述保持段(62)中形成的凹入部分(70)整体模制而成。

3.如权利要求2所述的电磁阀，其中，所述连接元件(78)设置有多个，多个连接元件(78)沿所述引导元件的周向分开大体上相等间隔。

4.如权利要求2所述的电磁阀，所述凹槽(64)包括：

环形凹槽(66a，66b)，所述一对环件(76a，76b)安装在所述环形凹槽(66a，66b)中；和

连接凹槽(68)，所述连接元件(78)安装在所述连接凹槽(68)中，

其中，所述凹槽(64)的深度尺寸设定为小于所述一对环件(76a，76b)和所述连接元件(78)的厚度尺寸。

5.如权利要求2所述的电磁阀，其中，所述凹入部分(70)形成直径沿远离所述保持段(62)端部的方向逐渐扩大的锥形形状。

6.如权利要求1所述的电磁阀，其中，当所述可动铁芯(56)沿轴向方向移位时，所述引导元件发生位移，同时滑动地接触设置在所述可动铁芯(56)的外周侧面上的圆柱套筒(50)。

7.如权利要求2所述的电磁阀，其中，所述限位块(80)调节阀开启状态时的位移，在该状态中，所述阀元件(24)与阀座(30)分开。