CN102959297B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

公开了一种电磁阀。在形成电磁阀（10）的一部分的螺线管部分（22）中，在绕线筒（36）的内圆周表面上设置套筒（40），线圈（34）缠绕绕线筒（36）。该套筒（40）由磁性材料形成并且具有圆柱形部分（46）和凸缘部分（48），该凸缘部分（48）形成在圆柱形部分（46）的下端处。在圆柱形部分（46）的上端处，形成锥形部分（50），在该锥形部分（50）中，外圆周面在径向向内的方向上凹陷。锥形部分（50）被布置成面向并且紧密接触固定芯（38）的外圆周面，以便当激励螺线管部分（22）时，锥形部分（50）中的磁通量密度增加。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，该电磁阀具有可移动铁芯，在螺线管的激励作用下该可移动的铁芯能够移动，并且在该电磁阀中，通过可移动铁芯的移动来切换流体通道的连通状态。

背景技术

迄今为止，例如日本特开专利公开公报No.09-210240所公开，已使用电磁阀用于控制压力流体的流动速率，该电磁阀被连接到流体通道，压力流体流经该流体通道。这种电磁阀被配备有具有缠绕线圈的螺线管，并且通过向线圈供应电力，螺线管被激励，并且阀体被吸引并移动，从而控制流体的流经状态。在上述电磁阀中，伴随着施加于可移动铁芯的吸引力进一步增加，需要增强螺线管中的激振力。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电磁阀，该电磁阀能够使螺线管中的磁通量密度增加，从而增强可移动铁芯的吸引力，并且减少构造电磁阀所需要的组装步骤和部件的数量。

本发明的特征在于一种电磁阀，在所述电磁阀中，通过在激励螺线管的作用下朝着固定铁芯一侧吸引可移动铁芯，阀塞与可移动铁芯一起移动，并且切换在阀体中形成的流体通道的连通状态，其中：

圆柱形管由磁性材料制成且被设置在可移动铁芯的外圆周侧上，并且被设置在螺线管中；和

管在固定铁芯的一侧上的端部包括变窄部分和密封构件，该变窄部分较薄地形成在径向方向上，该密封构件用于保持管的内部的流体密封性。

根据本发明，在电磁阀中，该电磁阀配备有具有可移动铁芯和固定铁芯的螺线管，圆柱形管被设置在可移动铁芯的外圆周侧上，并且变窄部分和密封构件被设置在固定铁芯一侧上的管的端部上，所述变窄部分较薄地形成在径向方向上，所述密封构件能够维持管中的流体密封性。

因此，当构成磁路用于激励螺线管时，管的变窄部分中的磁通量密度能够增加。与此同时，因为管由磁性材料形成，所以能够消除磁路中的空间，否则如果管由非磁性材料制成的情况下就会产生该空间，并且能够增强磁路的效率。因此，当激励螺线管时施加于可移动铁芯的吸引力能够增加。

本发明的上述及其他目的以及特征和优点将根据以下附图和最佳实施例的说明更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的电磁阀的整体横截面图；

图2是图1的电磁阀中的螺线管附近的放大图；

图3是显示图1的电磁阀中的阀打开状态的整体横截面图；

图4是根据本发明的第二实施例的电磁阀的整体横截面图；

图5是图4的电磁阀中的螺线管附近的放大图；和

图6是显示图4的电磁阀中的阀打开状态的整体横截面图。

具体实施方式

在图1中，附图标号10表明根据本发明的第一实施例的电磁阀。

如图1至图3所示，电磁阀10包括阀体16、螺线管22和阀塞24，其中阀体16具有用于供应和排出压力流体的第一和第二端口（流体通道）12、14，螺线管22通过环状密封构件18被设置在阀体16的上部上并被容纳在壳体20的内部，阀塞24用于在螺线管22的激励作用下在第一和第二端口12、14之间互相切换连通状态。

第一端口12朝着外部打开，并且被设置在阀体16的一侧表面上。第一端口12通过管等被连接到未显示的压力流体供应源，并且压力流体从压力流体供应源被供应到该第一端口12。第二端口14被设置在阀体16的另一侧表面上，供应到第一端口12的压力流体通过该第二端口14被排出到外部。

此外，连通通道26与第一和第二端口12、14连通且被大致形成在阀体16的中心，并且第一端口12和第二端口14通过该连通通道26彼此相互连通。阀座28被设置在连通通道26的中间位置，阀座28被形成为能够抵接阀塞24。

此外，密封构件（止动器）18由弹性材料制成且被安装在阀体16的上部上，并且被夹持在壳体20和随后说明的套筒40的凸缘48之间。正由于此，能够防止阀体16和壳体20之间的压力流体的渗漏。面对阀体16的密封构件18的下部表面被形成为大致平面形状，并且在阀塞24的阀打开状态下，密封构件18抵靠保持器52（随后说明），该保持器52保持阀塞24（参见图3）。

壳体20例如由树脂材料形成为底部圆柱形状，并且被从上方安装以便覆盖螺线管22。用于供应电流的导线30被连接到壳体20的一侧。更具体地，螺线管22的上部和侧部被壳体20覆盖，该壳体20形成为底部圆柱形状，然而螺线管22的下部被阀体16覆盖，该阀体16设置在壳体20的下面部分。因此，螺线管22处于完全被覆盖状态，而没有暴露到外部。

螺线管22由框架32、绕线筒（bobbin）36、固定铁芯38、套筒（管）40和可移动铁芯42构成，其中框架32被布置在壳体20的内部并且抵靠壳体20的内壁表面，绕线筒36设置在框架32中并且在其上缠绕线圈34，固定铁芯38相对于框架32被保持，套筒40与固定铁芯38被同轴设置，可移动铁芯42被布置在套筒40的内部并且在与固定铁芯38远离的方向（箭头A的方向）上被推动。

框架32例如由金属材料形成为具有U形的横截面，以便围绕绕线筒36的上端和下端，并且通过壳体20被电连接到导线30。

绕线筒36在其上端和下端配备有一对凸缘44a、44b，该对凸缘44a、44b的直径在径向向外的方向上扩大。线圈34被缠绕在绕线筒36上并且保持在凸缘44a、44b之间。

固定铁芯38由例如纯铁等金属材料被形成为大致圆柱形的柱状，并且被插入通过绕线筒36的内部。另外，固定铁芯38的上端例如通过焊接被连接到框架32，然而固定铁芯38的下端被形成为垂直于固定铁芯38的轴线的平面形状。

套筒40由磁性材料形成并且包含圆柱部分46和凸缘48，圆柱部分46设置在绕线筒36的内圆周侧上，凸缘48形成在圆柱部分46的下端上并且其直径在径向向外的方向上扩大。圆筒部分46被布置在固定铁芯38的一侧上（在箭头B的方向上），然而凸缘48被布置在阀体16的一侧上（在箭头A的方向上）。套筒40例如通过按压形成具有大致恒定厚度的平板材料而形成。

圆柱部分46的一部分通过并沿着绕线筒36的内圆周侧被插入，并且可移动铁芯42可位移地布置在圆柱部分46的内部。圆柱部分46被形成有大致恒定的内径，并且圆柱部分46和插入通过圆柱部分46的内部的可移动铁芯42的外圆周表面之间设置微小的间隙。

此外，在圆柱部分46的上端上，由于外圆周表面在径向向内的方向上凹陷，从而形成锥形部分（变窄部分）50。锥形部分50形成为在远离锥形部分50的位置的厚度为大致1/3，然而其内圆周表面被布置成面向固定铁芯38的下端附近。更具体地，圆柱部分46的远端构成套筒40并且与圆柱部分46的其它部分相比形成得较薄。例如，当套筒40通过按压形成被制成时，同时形成锥形部分50。换句话说，在圆柱部分46上，仅锥形部分50的外圆周表面的直径减少，然而内圆周表面沿轴向方向（箭头A和B的方向）形成有大致均匀的直径。

另外，例如通过焊接，锥形部分50的内圆周表面被结合到固定铁芯38的外圆周表面。正由于此，套筒40和固定铁芯38之间的流体流动被阻塞。

套筒40不局限于与固定铁芯38联结，例如，固定铁芯38也可以相对于套筒40的内圆周表面被稍微按压插入。更具体地，连接套筒40和固定铁芯38的方法没有特别限制，而是在流体的流动能够在套筒40和固定铁芯38之间被阻塞的范围内可以使用任何方法。

另一方面，凸缘48相对于圆柱部分46被弯曲成大致直角，并且被夹持在密封构件18和框架32之间。

可移动铁芯42例如由磁性材料形成为圆柱形的柱状，并且保持阀塞24的保持器52被安装在可移动铁芯42的下端。保持器52被形成为空心形状并且其直径从可移动铁芯42的外圆周在径向向外的方向上扩展，因此阀塞24被夹持并且保持在保持器52和可移动铁芯42的端部表面之间。此外，保持器52的外部边缘部分被布置成面向密封构件18。

例如，阀塞24由诸如橡胶等等的弹性材料形成为圆盘形状，并且通过保持器52被保持在可移动铁芯42的下端上。另外，阀塞24被设置成，在移动可移动铁芯42时，阀塞24能够被落座到阀体16的阀座28。

弹簧54被插入在可移动铁芯42和固定铁芯38之间。弹簧54的弹力朝着阀座28一侧（在箭头A的方向上）推动包含阀塞24的可移动铁芯42。

基本如上所述地构造根据本发明的第一实施例的电磁阀10。接下来，将说明电磁阀10的操作和效果。图1显示为非激发条件的断开状态，在该非激发条件下，不向线圈34供应电流，可移动铁芯42通过弹簧54的弹力朝着阀座28一侧（在箭头A的方向上）被移动，阀塞24落座于阀座28上，并且第一端口12和第二端口14之间的连通被阻塞。

在这种断开状态下，通过激发未显示的电源从而使线圈34通电，线圈34被激励，并且在其激励作用下，可移动铁芯42朝着固定铁芯38一侧（在箭头B的方向上）被吸引。

此时，虽然产生了闭合磁路，但是磁通量密度在套筒40的锥形部分50处增加，并且同时可移动铁芯42一侧上的磁通量密度能够增加，其中在该闭合磁路中，通过线圈34生成的磁性经过固定铁芯38、框架32、套筒40和可移动铁芯42，并且再次返回到固定铁芯38，该套筒40形成为薄板的形状。因此，即使在设置由磁性材料制成的套筒40，并且磁路被形成为闭合电路的情况下，也能够获得用于可移动铁芯42的足够的吸引力，并且可移动铁芯42能够朝着固定铁芯38一侧快速地移动。

此外，由于套筒40由磁性材料形成，因此在磁路中并不形成空间，如在非磁体的情况下则会在磁路中形成空间，并且能够提高磁路的效率，并且能够增加施加于可移动铁芯42的吸引力。

因此，切换到接通状态，在该接通状态下，阀塞24与阀座28分离预定距离，并且第一端口12和第二端口14通过连通通道26处于彼此相互连通。因此，从第一端口12供应的压力流体经过阀塞24和阀座28之间的间隙，并且经由第二端口14被供应到未显示的流体操作装置。

此外，保持器52与阀塞24一起上升，并且通过保持器52的外部边缘抵接密封构件18，从而限制沿轴向方向（在箭头B的方向上）的进一步向上移动。因此，在控制阀塞24的开口的程度的同时，因为密封构件18由弹性材料形成，所以可以吸收在打开阀时出现的震动，并且能够防止由于这种震动而产生的碰撞噪声，和由于抵接而产生的磨损。

换句话说，通过使保持器52抵靠弹性密封构件18，其中保持器52被连接到可移动铁芯42的下端，从而限制可移动铁芯42朝着固定铁芯38一侧（在箭头B的方向上）移动，并且由于可移动铁芯42的上端不会再抵接固定铁芯38的下端，因此可以防止磨损和碰撞噪声，如果出现抵靠固定铁芯38，则会担忧所述磨损和碰撞噪声。更具体地，密封构件18被配备成具有双重功能，既包括用于维持阀体16和壳体20之间的流体密封性的密封功能，还包括用于控制阀塞24和与阀塞24连接的可移动铁芯42在向上的方向（箭头B的方向）上的位移量的止动器功能。

另一方面，通过向线圈34推迟供应电力并且使包含线圈34的螺线管22处于非激励状态，可移动铁芯42上的吸引力被断开，因此可移动铁芯42通过弹簧54的弹力朝着阀座28一侧（在箭头A的方向上）被按压。另外，通过使阀塞24落座于阀座28上，造成断开状态，在该断开状态中，第一端口12和第二端口14之间的连通被阻塞。

以上述方式，利用第一实施例，在组成螺线管22的套筒40中，通过在圆柱部分46的端部上设置锥形部分50，当激励螺线管22时能够增加磁通量密度，其中圆柱部分46的截面面积被制造得部分较薄且较小。换句话说，通过使套筒40上的圆柱部分变窄从而部分变细，在激励螺线管22时，能够增加磁通量密度。此外，因为套筒40由磁性材料形成，所以能够消除磁路中的空间，否则如果套筒40由非磁性材料制成就会出现该空间，并且能够增强磁路的效率，其中磁路被构成在其中包括套筒40。

因此，当激励螺线管22时可移动铁芯42上的吸引力增加，并且可移动铁芯42和阀塞24随之能够更快速地移动。

此外，与传统技术的电磁阀相比较，其中由磁性材料制成的套筒40和单独的阻塞构件被设置为各自单独的元件，所述单独的阻塞构件被设置在套筒40的内部用于阻塞从套筒40和固定铁芯38之间的流体流动，而在本发明中，因为通过单个套筒40就可以获得相同的效果，所以能够减少螺线管22中的部件的数量，并且能够缩减制造电磁阀10的制造步骤。

此外，由于套筒40上的锥形部分50被连接到固定铁芯38的下端上的外圆周表面，所以可以防止进入到套筒40的内部的流体朝着固定铁芯38一侧（在箭头B的方向上）流动，并且可以防止流体经过螺线管22渗漏到电磁阀10的外部。

此外，因为螺线管22通过壳体20被覆盖其上面部分和侧面部分，该壳体20由树脂材料形成为底部圆柱形的形状，所以没有必要在螺线管22和固定铁芯38之间提供密封构件，能够减少部件的数量，并且能够构造低成本的电磁阀10，同时能够在其中容纳螺线管22的壳体20的内部维持流体密封性。

接下来，图4至图6显示根据第二实施例的电磁阀100。使用相同的附图标号表示与根据上述第一实施例的电磁阀10的组成元件相同的组成元件，并且省略这些特征的详细说明。

根据第二实施例的电磁阀100与根据第一实施例的电磁阀10的不同之处在于，构成螺线管102的一部分的套筒104被形成为底部圆柱形的形状，并且套筒104的底壁部分（密封构件）106被结合到固定铁芯38。

套筒104由圆柱部分46、凸缘48和底壁部分106组成，其中圆柱部分46在其远端具有锥形部分50，凸缘48形成在圆柱部分46的下端上，底壁部分106与锥形部分50形成为覆盖关系。底壁部分106形成为垂直于圆柱部分46的轴线，并且凸缘48和圆柱部分46上的锥形部分50以外的位置形成为具有大致相同的厚度。换句话说，套筒104被形成为具有U形横截面的杯状形状。

另外，套筒104的底壁部分106插入固定铁芯38一侧上的绕线筒36的内部中（在箭头B的方向上），并且固定铁芯38的下端表面和套筒104的底壁部分106例如通过焊接等等彼此结合。

此外，在套筒104的内部中，弹簧54插入在底壁部分106和可移动铁芯42之间，并且可移动铁芯42通过弹簧54的弹力朝着阀座28一侧（在箭头A的方向上）被推动。

以上述方式，利用第二实施例，套筒104形成为底部圆柱体，并且通过相对于固定铁芯38的下端整体结合其底部部分，能够防止当包括套筒104的螺线管102被激励时的磁特性的减小。正由于此，可以抑制作用于可移动铁芯42的吸引力减小。此外，在构成螺线管102的一部分的套筒104中，通过在圆柱部分46的端部上设置锥形部分50，并且形成远端从而使其截面面积部分地较薄且较小，当激励螺线管102时产生的磁通量密度能够增加。此外，由于套筒104由磁性材料形成，所以能够消除空间，否则在套筒104由非磁性材料制成的情况下就会出现该空间，并且能够增强磁路的效率，其中磁路形成为包括套筒104。

因此，当激励螺线管102时出现的可移动铁芯42的吸引力能够增加，并伴随着可移动铁芯42和阀塞24更快速地移动。

此外，由于套筒104形成为底部圆柱形的形状并且在固定铁芯38一侧上具有底壁部分106，因此即使在套筒104未通过焊接等被连接到固定铁芯38的情况下，仍然能够可靠地防止进入套筒104的内部的流体流到固定铁芯38一侧（在箭头B的方向上）。换句话说，能够容易地防止流体通过螺线管102向电磁阀100的外部渗漏。

此外，由于套筒104形成为底部圆柱形的形状，因此防止固定铁芯38接触流经阀体16的压力流体。正由于此，例如，即使在压力流体为液体并且固定铁芯38由纯铁制成的情况下，仍然能够可靠地防止固定铁芯38的磨蚀，并且与固定铁芯38由不锈钢形成以免受磨蚀的情况相比，能够减少制造成本。

根据本发明的电磁阀并不局限于以上所述的实施例，并且在不背离本发明的实质和要点的范围内当然可以采用各种其它结构。

Claims (10)

1.一种电磁阀(10、100)，在所述电磁阀中，通过在激励螺线管(22、102)的作用下朝着固定铁芯(38)的一侧吸引可移动铁芯(42)，阀塞(24)与所述可移动铁芯(42)一起被移动，并且切换在阀体(16)中形成的流体通道(12、14)的连通状态，其特征在于：

圆柱形管(40、104)由磁性材料制成且被设置在所述可移动铁芯(42)的外圆周侧，并且被设置在所述螺线管(22、102)中；和

所述管(40、104)在所述固定铁芯(38)的所述一侧的端部包括变窄部分(50)和密封构件，所述变窄部分(50)较薄地形成在径向方向上，所述密封构件用于保持所述管(40，104)的内部的流体密封性；

所述阀塞(24)通过保持器(52)被设置在所述可移动铁芯(42)的端部，在所述阀塞(24)朝着所述固定铁芯(38)的所述一侧移动时的阀打开时间，所述保持器(52)抵靠止动器(18)，所述止动器(18)由弹性材料制成并且设置在所述阀体(16)上，并且所述止动器(18)被夹持在壳体(20)和所述管(40)的凸缘(48)之间，用于维持所述阀体(16)和所述壳体(20)之间的流体密封性。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述变窄部分(50)由在内圆周方向上凹陷的所述管(40、104)的外圆周表面形成。

3.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述密封构件是所述变窄部分(50)的内圆周表面，所述内圆周表面被结合到所述固定铁芯(38)的外圆周表面，从而保持所述管(40)的内部的流体密封性。

4.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述密封构件被形成在所述变窄部分(50)的端部上，所述密封构件由底壁部分(106)组成，所述底壁部分(106)垂直于所述变窄部分(50)并且面向所述固定铁芯(38)，从而保持所述管(104)的内部的流体密封性。

5.如权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述管(104)被形成为具有所述底壁部分(106)的底部圆筒。

6.如权利要求3或4所述的电磁阀，其特征在于，所述密封构件通过焊接被连接到所述固定铁芯(38)。

7.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述变窄部分(50)与所述管(40、104)通过按压成形而被制成。

8.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述管(40、104)被设置成覆盖所述可移动铁芯(42)。

9.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述固定铁芯(38)由纯铁制成。

10.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述螺线管(102)被所述壳体(20)覆盖，所述壳体(20)由树脂材料制成。