CN103717953B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

电磁阀在向阀体施加弹力而与阀座抵接的闭阀状态、及向线圈16通电流而通过磁力使阀体离开阀座的开阀状态下操作。固定铁芯15为U字形，其两端部设置有磁性吸附面26。组装有固定铁芯15和线圈16的树脂制壳体17上设置有使磁性吸附面26开口的底面27。壳体17的底面27上形成有比磁性吸附面26更向可动元件侧突出的壳体侧抵接面51，磁性吸附面26设置有树脂制薄膜52。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种通过螺线管操作阀体的电磁阀。

背景技术

在通过螺线管操作阀体（valve element）的电磁阀中，具有控制空气流向的方向控制阀（directional control valve）。方向控制阀中，具有通过阀体进行流路的开闭的开闭阀以及进行流路切换的切换阀等。通过开闭阀控制向气压回路（air pressure circuit）供给及停止供给压缩空气，通过切换阀控制压缩空气的供给方向。电磁阀具有电磁铁即螺线管和阀罩（valvehousing），所述电磁铁具有卷绕有线圈并且组装至树脂制的壳体内的固定铁芯，所述阀罩组装有操作阀体的可动元件即衔铁（armature），其中可动元件通过螺线管驱动。

通过螺线管操作阀体时，固定铁心的外露面发挥通过磁性吸引物体的磁性吸附面（magnetically-attracting surface）的作用，可动元件向磁性吸附面移动。使可动元件直接冲撞磁性吸附面后，可动元件紧贴至磁性吸附面的倾向变高，有时无法从磁性吸附面分离。因此，通过向线圈通电对阀体进行克服弹力的导通操作，接下来停止向线圈的通电，则可动元件对停止向线圈通电的脱离应答时间变长。

因此，在专利文献1记载的电磁阀中，通过在固定铁芯的磁性吸附面上设置非磁性体薄膜，使可动元件通过非磁性体薄膜抵接至固定铁芯。专利文献2中记载的电磁阀中，在固定铁芯的前端部设置缓冲垫（cushion），所述缓冲垫具有比固定铁芯的磁性吸附面更加突出的抵接面，使可动元件抵接缓冲垫而不是磁性吸附面。专利文献3在记载的电磁阀中，使固定铁芯的磁性吸附面与底部件的底面为同一平面，从而缓和可动元件冲撞磁性吸附面时的冲撞力。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特开2003-156169号公报

专利文献2：特开2004-332876号公报

专利文献3：特开平11-132352号公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1、2所述，在固定铁芯的磁性吸附面上设置非磁性体薄膜，或是在固定铁芯的前端部设置缓冲垫，当可动元件向固定铁芯移动时，使可动元件不与固定铁芯直接接触，这样一来停止向线圈的通电，具有能够提高可动元件从固定铁芯分离时的应答特性的优点。该优点比起在使可动元件的抵接面仅抵接固定铁芯的磁性吸附面的情况，以及与如专利文献3所述的使其抵接磁性吸附面及底部件的底面两者时的情况，均能够提高应答性。

但是，在磁性吸附面上设置非磁性体薄膜等的话，非磁性体薄膜等会抵接可动元件的一部分抵接面，因此由于非磁性体薄膜使得可动元件的抵接面发生局部的集中的磨损。因此，在提高电磁阀的耐久性上受到限制，不能延长电磁阀的更换时间。

本发明的目的是提高电磁阀的应答性的同时使其耐久性也得到提高。

解决课题的手段

本发明的电磁阀在闭阀状态和开阀状态下操作，所述闭阀状态为通过弹簧部件使阀体抵接阀座，所述开阀状态为克服弹簧力而通过磁力使阀体离开所述阀座，所述电磁阀具有：固定铁芯，其具有磁性吸附面；树脂制的壳体，其内置有卷绕在所述固定铁芯的外侧的线圈和所述固定铁芯，并使所述磁性吸附面开口；阀罩，其安装至所述壳体，与所述壳体之间形成有可动元件收纳室，用于收纳与所述阀体一体地动作的可动元件；壳体侧抵接面，其比所述磁性吸附面更加向所述可动元件侧突出，形成于所述壳体并与所述可动元件相对；以及树脂制薄膜，其设置于所述磁性吸附面，表面形成有与所述壳体侧抵接面相邻的铁芯侧抵接面，所述铁芯侧抵接面与所述壳体侧抵接面为同一面，或是比所述壳体侧抵接面更加向所述可动元件侧突出。

发明效果

本发明中，在开口于树脂制壳体的底面的固定铁芯的磁性吸附面上，设置有树脂制薄膜，可动元件不直接抵接磁性吸附面，能够提高可动元件从吸附面侧离开时的应答性。并且，可动元件也与壳体底面的壳体侧抵接面相对，可动元件以与磁性吸附面和壳体侧抵接面相对的状态抵接树脂制薄膜，因此，树脂制薄膜与壳体侧抵接面上不会发生局部磨损，能够提高电磁阀的耐久性。特别是，使固定铁芯为U字形，且使两个磁性吸附面在壳体的底面开口的话，能够增加与磁性吸附面相对地设置于可动元件的吸附面的面积，从而防止树脂制薄膜与壳体侧抵接面发生局部磨损。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电磁阀的切掉一部分的正视图。

图2是图1所示电磁阀的螺线管与可动元件装配体的立体图。

图3是图2所示螺线管的截面图。

图4是图3的磁性吸附面侧的俯视图。

图5是图2所示可动元件装配体的分解立体图。

图6是图2所示可动元件装配体的抵接面侧的立体图。

图7的（A）是可动元件装配体的纵断面图，图7的（B）是图7的（A）中7B-7B线截面图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。如图1所示，电磁阀10具有形成有流入侧端口11与流出侧端口12形成的阀罩13。该电磁阀10为开闭使流入侧端口11与流出侧端口12连通的流路，在从流入侧端口11向流出端口12供给气体的状态与停止供给的状态之间进行切换的方向控制阀。

形成有端口的块状阀罩13安装有螺线管14。螺线管14具有固定铁芯15与线圈16，这些被组装至树脂制的壳体17内。该壳体17以组装有固定铁芯15和线圈16的状态通过树脂成形用模型而成形。固定铁芯15为具有相互平行地延伸的两个平行部15a和连结这两个平行部15a的连结部15b的Ｕ字形。线圈16被卷绕至固定铁芯15的平行部15a的外侧。壳体17内设置有控制基板18，控制基板18中设置有用于控制向线圈16施加的驱动电流的驱动电路。控制基板18由安装至壳体17的配线盖19覆盖。配线盖19安装有用于从外部供给驱动电流的电缆20。

阀罩13和螺线管14之间配置有可动元件装配体21，可动元件装配体21具有阀体23，用于开闭形成于流入侧端口11和流出侧端口12之间的阀座22。阀体23抵接阀座22之后，流入侧端口11和流出侧端口12的连通被阻断，从流入侧端口11向流出侧端口12的气体流动被阻断。阀体23从阀座22离开之后，气体被从流入侧端口11供给至流出侧端口12。

图2以及图3示出的是螺线管14相对于图1所示姿势的上下反转的状态。螺线管14中形成有用于组装可动元件装配体21的凹部24，螺线管14安装于阀罩13后，凹部24由阀罩13覆盖，由螺线管14和阀罩13形成可动元件收纳室25。固定铁芯15如图3所示，为U字形，两端部分别为磁性吸附面（magnetically-attracting surface）26。各自的磁性吸附面26如图3及图4所示，与凹部24的底面27相邻，并在壳体17的底面27上开口。如图4所示，各自的磁性吸附面26为螺线管14的长度方向为长边的长方形。将磁性吸附面26的长度分别设为L，宽度设为Ｗ，则两个磁性吸附26在长度方向上相邻。如图3所示，固定铁芯15为层叠单向硅钢板28而形成。各个硅钢板28朝向磁性吸附面26的宽度方向，在磁性吸附面26的长度方向L的方向上层叠。固定铁芯15不仅限于层叠单向硅钢板，也可以通过切割钢材（鉄材）或无取向硅钢板的冲压制造，以及非晶体等特种钢板、压粉磁芯等高压成形品、烧结成形等来制造。

如图5至图7所示，可动元件装配体21具有棒状可动元件31，可动元件31上安装有橡胶制阀体23。可动元件31的一个面如图6所示为与壳体17的底面27相对的相对面33，相对面如图5所示为阀体搭载面34。可动元件31的相对面33的两端部上形成有与固定铁芯15的磁性吸附面26相对的抵接面35。两个的抵接面35之间形成有凹部36，对应于该凹部36而在阀体搭载面34的长度方向中心部设置有阀体安装面37，阀体安装面37比阀体搭载面34的两端部更加向阀体23突出。

阀体23被固定于金属制基板38上，基板38被固定于阀体安装面37。可动元件31的阀体搭载面34侧安装有板簧41。板簧41具有环形可动元件固定部43，其形成有使阀体23在长度方向的中心部突出的贯穿孔42，安装有阀体23的基板38通过可动元件固定部43而被固定至可动元件31。可动元件固定43上设置有爪部44，其覆盖可动元件31的两侧面且被固定至相对面33中的凹部36的部分。

板簧41的带状部45从可动元件固定部43沿可动元件31延伸，其前端部设置有沿可动元件31的端面弯曲的脚部46。脚部46的前端设置有在壳体17的宽度方向上延伸的保持部47，脚部46和保持部47如图5所示为T字形。如图3及图4所示，壳体17形成有卡定槽48，脚部46插入卡定槽48。

如图5所示，可动元件装配体21由可动元件31和阀体23及板簧41形成。可动元件31和板簧41之间夹持着烧结有阀体23的基板38，同时展开设置于环状可动元件固定部43的爪部44，并将其固定至凹部36，如图6及图7所示完成可动元件装配体21的组装。可动元件固定部43以组装好的状态，通过点焊焊接到可动元件31的侧面。可动元件装配体21如图2所示，使相对面33侧与底面27相对，将脚部46插入壳体17的卡定槽48中后，可动元件装配体21被安装至壳体17。脚部46在插入至卡定槽48的状态下，保持部47与卡定槽48的底面抵接。如图3所示，板簧41的带状部45设置有间隙C，不与壳体17接触。另外，脚部46的外侧的面紧贴卡定槽48的外侧的面，脚部46的内侧的面和卡定槽48的内侧的面之间设置有间隙D。由于脚部46的外侧的面紧贴卡定槽48的外侧的面，可动元件装配体21不在长度方向上相对于壳体17移动，阀体23和阀座22的相互位置被确定。此外，向螺线管14通电，可动元件31接触磁性吸附面26，即使在板簧41弯曲时，由于间隙C和间隙D板簧41也不与任何部件接触，因而确保了板簧41的有效操作，并且由于不接触也就没有磨耗。为使脚部46容易插入至卡定槽48中，设置有导向倾斜面49。板簧41的保持部47在宽度方向上变长，由于保持部47接触卡定槽48的整个底面，从而防止了可动元件装配体21向壳体17的宽度方向倾斜及移动。由此，阀体23不会向阀座22倾斜，能够有效地关闭整个阀座22。

如图3所示，壳体17的底面27设置有比磁性吸附面26更加向可动元件31侧突出的壳体侧抵接面51，磁性吸附面26设置有树脂制薄膜52。树脂制薄膜52由聚酰亚胺制的带（tape）形成，与磁性吸附面26的大小相对应的树脂制薄膜52通过粘合剂固定至磁性吸附面26上。树脂制薄膜52的表面为铁芯侧抵接面53，铁芯侧抵接面53与壳体侧抵接面51相邻。可动元件31的抵接面35被设定为大于磁性吸附面26的面积，抵接面35与树脂制薄膜52相对的同时，也与其外侧的壳体侧抵接面51相对。

磁性吸附面26和壳体侧抵接面51之间的步长A被设定为约50μm～125μm，将厚度尺寸B同样为50μm～125μm或更厚一些的树脂制薄膜52设置于磁性吸附面26，制造电磁阀时，铁芯侧抵接面53比壳体侧抵接面51更向可动元件31突出一些。

进行电磁阀的接通操作，向线圈16通电后，可动元件31克服板簧41的弹力，可动元件31的长度方向两端部的抵接面35向固定铁芯15的两端的磁性吸附面26移动。由此，阀体23离开阀座22，压缩空气被从流入侧端口11供给至流出侧端口12。由于磁性吸附面26上设置有树脂制薄膜52，可动元件31抵接树脂制薄膜52的铁芯侧抵接面53，防止了可动元件31直接接触作为固定铁芯15的端面的磁性吸附面26。由此，进行电磁阀的关闭操作停止向线圈16的通电后，可动元件31和固定铁芯15由于残存磁性而不固定，可动元件31通过板簧41的弹力被迅速驱动至阀座22侧，阀体23抵接阀座22。这样，可动元件31在电磁阀的接通操作时，不与固定铁芯15的磁性吸附面26直接抵接，由此提高了使可动元件31从磁性吸附面26离开时的应答性。

由于可动元件31的抵接面35与固定铁芯15磁性吸附面26相对的同时也与壳体侧抵接面51相对，当线圈16被通电，可动元件31向磁性吸附面26移动时，如上所述，可动元件31抵接树脂制薄膜52。因电磁阀的操作次数的累积使树脂制薄膜52磨损后，可动元件31的抵接面35便抵接树脂制薄膜52和壳体侧抵接面51，由此抵接面35的整个面进行抵接。抵接面积变大，能够提高电磁阀的耐久性。特别是可动元件31的抵接面35比磁性吸附面26的宽度尺寸大，壳体侧抵接面51也具有与抵接面35相对的部分。即铁芯侧抵接面53的至少两侧设置有壳体侧抵接面51，抵接面35抵接树脂制薄膜52的两侧的壳体侧抵接面51和树脂制薄膜52，能够防止可动元件31的局部磨损的发生，提高电磁阀的耐久性。

本发明并不限于以上实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以有各种变化。例如，固定铁芯15的形状不限于图示的U字形，也可以为I型。

工业可利用性

该电磁阀适用于对向气压电回供给压缩空气进行控制。

Claims (9)

1.一种电磁阀，在闭阀状态和开阀状态下操作，所述闭阀状态为通过弹簧部件使阀体抵接阀座，所述开阀状态为克服弹簧力而通过磁力使阀体离开所述阀座，所述电磁阀的特征在于，具有：

固定铁芯，其具有磁性吸附面；

树脂制的壳体，其内置有卷绕在所述固定铁芯的外侧的线圈和所述固定铁芯，并具有使所述磁性吸附面露出的开口；

阀罩，其安装至所述壳体，与所述壳体之间形成有可动元件收纳室，用于收纳与所述阀体一体地动作的可动元件；

壳体侧抵接面，其比所述磁性吸附面更加向所述可动元件侧突出，形成于所述壳体并与所述可动元件相对；以及

树脂制薄膜，其设置于所述磁性吸附面，表面形成有与所述壳体侧抵接面相邻的铁芯侧抵接面，

所述铁芯侧抵接面与所述壳体侧抵接面为同一面，或是比所述壳体侧抵接面更加向所述可动元件侧突出。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述固定铁芯为所述磁性吸附面分别设置于两端部的U字形。

3.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，在所述铁芯侧抵接面的至少两侧具有所述壳体侧抵接面。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电磁阀，其特征在于，在所述阀罩上形成所述阀座，在所述可动元件上设置所述阀体。

5.一种电磁阀，在闭阀状态和开阀状态下操作，所述闭阀状态为通过弹簧部件使阀体抵接阀座，所述开阀状态为克服弹簧力而通过磁力使阀体离开所述阀座，所述电磁阀的特征在于，具有：

固定铁芯，其具有磁性吸附面；

树脂制的壳体，其内置有卷绕在所述固定铁芯的外侧的线圈和所述固定铁芯，并具有使所述磁性吸附面露出的开口；以及

阀罩，其安装至所述壳体，与所述壳体之间形成有可动元件收纳室，用于收纳与所述阀体一体地动作的可动元件，

所述弹簧部件是具有沿所述可动元件延伸的带状部、和设置于所述带状部的前端部的脚部的板簧，其中所述脚部由形成于所述壳体上的卡定槽保持。

6.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，所述板簧在所述带状部与所述壳体之间设置有间隙，并且在所述脚部的内侧面与所述卡定槽的内侧面之间设置有间隙，使所述脚部的外侧面紧贴所述卡定槽的外侧面插入所述卡定槽。

7.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，所述卡定槽设置有插入所述脚部的导向倾斜面。

8.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，所述脚部具有保持部，所述保持部在所述壳体的宽度方向延伸并抵接至所述卡定槽的底面，通过所述保持部来防止所述可动元件向宽度方向的倾斜。

9.根据权利要求5～8中任一项所述的电磁阀，其特征在于，在所述阀罩上形成所述阀座，在所述可动元件上设置所述阀体。