CN104487749B - 常闭型电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供常闭型电磁阀。常闭型电磁阀(100)具备壳体(10)、安装于该壳体的阀芯(21)、活动铁心(22)、第1弹簧(23)、第2弹簧(24)、线圈(25)、固定铁心(26)等。阀芯(21)被设置为能够相对于阀座(12c)落座或离座。活动铁心(22)与阀芯(21)以能够一体地在轴向移动的方式安装于壳体(10)的圆筒部(11b)。第1弹簧(23)对阀芯(21)与活动铁心(22)朝阀座(12c)施力。线圈(25)与固定铁心(26)通过对线圈(25)的通电而产生使活动铁心(22)反抗第1弹簧(23)的载荷的电磁力。第2弹簧(24)对阀芯(21)与活动铁心(22)赋予比第1弹簧(23)的载荷小且反抗该载荷的载荷。另外，常闭型电磁阀(100)具备能够调整第1弹簧(23)的载荷的载荷调整机构、以及能够调整阀芯(21)从阀座(12c)离座的离座行程的行程调整机构。

Description

常闭型电磁阀
技术领域
本发明涉及常闭型电磁阀，特别是涉及能够进行细微的调压、流量控制的常闭型电磁阀。
背景技术
这种常闭型电磁阀例如在下述专利文献1中公开。下述专利文献1所记载的常闭型电磁阀具有：壳体(设置有流体的流入口以及流出口、使流入口以及流出口连通的通路，并且在一端部具有阀座的阀孔被设置于上述通路中)、阀芯(被设置为能够相对于上述阀座落座、离座，沿阀芯从阀座离开的方向(离座方向)承受来自从上述流入口向上述流出口流动的流体的力)、活动铁心(与上述阀芯联动动作，以能够在轴向移动的方式安装于上述壳体的圆筒部)、第1弹簧(将上述活动铁心朝上述阀座施力)、线圈以及固定铁心(通过通电而产生使上述活动铁心反抗上述第1弹簧的载荷(作用力)的电磁力)，并且具有第2弹簧(设置于上述阀芯与上述活动铁心之间，使上述阀芯与上述活动铁心联动动作，将上述阀芯朝上述阀座施力，并且将上述活动铁心朝上述固定铁心施力(以反抗上述第1弹簧的载荷的方式施力))
专利文献1：日本特开2005-291361号公报
在上述专利文献1所记载的常闭型电磁阀中，相对于阀座能够落座或离座的阀芯构成为沿离座方向承受来自从设置于壳体的流入口向流出口流动的流体的力，并且设置于阀芯与活动铁心间且使阀芯与活动铁心联动动作的第2弹簧构成为朝向阀座对阀芯施力并朝向固定铁心对活动铁心施力。
因此，在自开方向流(即，阀芯沿离座方向承受来自从设置于壳体的流入口向流出口流动的流体的力的情况下的流体流)的流体控制中，来自上述的流体的力、两弹簧的载荷(作用力)、电磁力(根据对线圈的通电电流的增减而发生增减变化的力)等相互协调，能够进行细微的调压、流量控制。但是，在自闭方向流(即，阀芯沿落座方向承受来自从设置于壳体的流入口向流出口流动的流体的力的情况下的流体流)的流体控制中，来自上述的流体的力、两弹簧的载荷、电磁力等相互不协调(来自上述的流体的力与第2弹簧的载荷朝向阀座加载于阀芯，无论如何调整电磁力阀芯都不从阀座离座)，无法进行细微的调压、流量控制。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而形成的(即，提供一种不只在自开方向流的流体控制中可进行细微的调压、流量控制，在自闭方向流的流体控制中也能够进行细微的调压、流量控制的常闭型电磁阀)。
本发明的常闭型电磁阀具备：
壳体，该壳体设置有流体的流入口以及流出口和连通上述流入口以及上述流出口的通路，并且在上述通路中设置有在一端部具有阀座的阀孔；
阀芯，该阀芯被设置为能够相对于上述阀座落座或者离座；
活动铁心，该活动铁心以能够与该阀芯一体地在轴向移动的方式组装于上述壳体的圆筒部；
第1弹簧，该第1弹簧对上述阀芯与上述活动铁心朝向上述阀座施力；和
线圈以及固定铁心，上述线圈以及上述固定铁心通过通电而产生使上述活动铁心反抗上述第1弹簧的载荷的电磁力，
该常闭型电磁阀还具备：
第2弹簧，该第2弹簧对上述阀芯与上述活动铁心赋予比上述第1弹簧的载荷小且反抗该第1弹簧的载荷的载荷；
载荷调整机构，该载荷调整机构能够调整上述第1弹簧的载荷；以及
行程调整机构，该行程调整机构能够调整上述阀芯从上述阀座离座的离座行程。
在本发明的常闭型电磁阀中，阀芯与活动铁心一体地以能够在轴向移动的方式安装于壳体的圆筒部。另外，第2弹簧的载荷比第1弹簧的载荷小，且反抗第1弹簧的载荷而赋予给阀芯与活动铁心。因此，在本发明的常闭型电磁阀中，自开方向流的流体控制自不必说，在自闭方向流的流体控制中，如果利用对于线圈的通电产生电磁力，阀芯与活动铁心一体地反抗第1弹簧的载荷而移动，则阀芯从阀座离座。
另外，在本发明的常闭型电磁阀中，能够利用载荷调整机构调整第1弹簧的载荷，并且能够利用行程调整机构调整阀芯从阀座离座的离座行程(以下，简称为行程)。因此，在本发明的常闭型电磁阀中，自开方向流的流体控制自不必说，在自闭方向流的流体控制中，来自上述的流体的力、两弹簧的载荷、电磁力等也相互协调，能够利用电磁力的细微的调整进行细微的调压、流量控制。
在实施上述的本发明时，可以为，上述第2弹簧的载荷被设定为在上述阀芯从上述阀座离座的离座行程达到最大以前(最大行程前)为零。在这种情况下，例如，与第2弹簧的载荷被设定为在阀芯从阀座离座的离座行程达到最大的时刻(最大行程时)为零的情况相比，能够减少最大行程时的第1弹簧的载荷，因此能够减少使阀芯与活动铁心进行最大行程所需的必要电磁力(必要电流)，从而能够将该常闭型电磁阀形成为节电型。
另外，在实施上述的本发明时，可以为，上述阀孔的一端部侧(阀座侧)与上述流入口连通，上述阀孔的另一端部侧与上述流出口连通。在这种情况下，气蚀的发生部位相比密封部(阀芯落座于阀座的部位)处于下游，因此能够防止在密封部附近的气蚀的发生，能够将该常闭型电磁阀形成为耐气蚀型(减轻对于密封部的损伤，实现该常闭型电磁阀的长寿命化)。
附图说明
图1为表示本发明的常闭型电磁阀的一实施方式的纵断剖视图。
图2(a)为示意性示出当将图1所示的常闭型电磁阀使用于自闭方向流的流体控制的情况下的、作用于阀芯与活动铁心的纸面(图示)上方向的力(离座方向的力)与阀开度(纸面上方向的行程)的关系的线图，图2(b)为示意性示出当去除图1所示的第2弹簧而构成与图1相同的常闭型电磁阀的情况(比较例的常闭型电磁阀)下，将同一常闭型电磁阀使用于自闭方向流的流体控制的情况下的、作用于阀芯与活动铁心的纸面上方向的力(离座方向的力)与阀开度(纸面上方向的行程)的关系的线图。
图3(a)为示意性示出当将图1所示的常闭型电磁阀使用于自闭方向流的流体控制的情况下的、向线圈供给的电流与阀开度(行程)的关系的线图，图3(b)为示意性示出当将上述的比较例的常闭型电磁阀使用于自闭方向流的流体控制的情况下的、向线圈供给的电流与阀开度(行程)的关系的线图。
图4(a)为示意性示出当将图1所示的常闭型电磁阀使用于自开方向流的流体控制的情况下的、作用于阀芯与活动铁心的纸面上方向的力(离座方向的力)与阀开度(纸面上方向的行程)的关系的线图，图4(b)为示意性示出当将上述的比较例的常闭型电磁阀使用于自开方向流的流体控制的情况下的、作用于阀芯与活动铁心的纸面上方向的力(离座方向的力)与阀开度(纸面上方向的行程)的关系的线图。
图5(a)为示意性示出当将图1所示的常闭型电磁阀使用于自开方向流的流体控制的情况下的、向线圈供给的电流与阀开度(行程)的关系的线图，图5(b)为示意性示出当将上述的比较例的常闭型电磁阀使用于自开方向流的流体控制的情况下的、向线圈供给的电流与阀开度(行程)的关系的线图。
图6(a)为示意性示出图1所示的常闭型电磁阀的各弹簧的载荷与行程(阀芯与活动铁心的轴向移动量)的关系和得到最大行程所需的电磁力(必要电流)的关系的线图，图6(b)为示意性示出当设定为图1所示的常闭型电磁阀的第2弹簧的载荷在最大行程时为零的情况下的各弹簧的载荷与行程(阀芯与活动铁心的轴向移动量)的关系和得到最大行程所需的电磁力(必要电流)的关系的线图。
图7为图1所示的常闭型电磁阀的主要部分放大工作说明图，图7(a)为阀芯落座于阀座的状态(行程为零的状态)的图，图7(b)为阀芯从阀座离座的状态(行程为最大的状态)的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1示出本发明的常闭型电磁阀的一个实施方式，该常闭型电磁阀100例如被安装于车辆用液压制动装置的液压控制机器中，在制动液的液压控制中被使用。另外，在该常闭型电磁阀100中，在壳体10安装有阀芯21、活动铁心22、第1弹簧23、第2弹簧24、线圈25、固定铁心26等。
壳体10具有筒状的引导部件11、以能够在上下方向调整位置的方式安装于该引导部件11的图1下端部内周的筒状的座部件12、以无法移动的方式安装于引导部件11的图1上端部外周的套筒13。引导部件11由磁性体构成，在中间部侧方设置有流体的流入口11a。座部件12由非磁性体构成，在轴心部设置流体的流出12a，并且阀孔12b与阀座12c相对于流出口12a被同轴设置。套筒13由非磁性体构成，在图1下端部被固定于引导部件11的上端部，在图1上端部固定于固定铁心26的下端部。
流体的流入口11a与流出口12a能够经由设置于壳体10内的通路P连通，在该通路P中设置有在一端部(图示上端部)具有阀座12c的阀孔12b。另外，在流入口11a与流出口12a分别装配各过滤器14、15。因此，在该实施方式中，当常闭型电磁阀100打开时(阀芯21从阀座12c向上方离开时)，经由过滤器14向流入口11a流动的流体(制动液)经由设置于通路P的阀座12c与阀孔12b向流出12a流动(沿自闭方向流动)，进而经由过滤器15流向壳体10外。
阀芯21由非磁性体构成，被设置为能够相对于阀座12c落座或离座(能够在图示上下移动)。另外，阀芯21被嵌合固定于在活动铁心22的下端部设置的安装孔22a，且能够与活动铁心22一体移动。活动铁心22由磁性体构成，以能够在轴向移动的方式(能够在图示上下方向滑动)安装于引导部件11(壳体10)的圆筒部11b。此外，在活动铁心22的外周安装有由非磁性体构成的薄壁套筒22b，相对于活动铁心22的圆筒部11b具有良好的移动性(滑动性)。另外，在活动铁心22设置有使其图示下端(下方的流体室)与图示上端(上方的流体室)连通的连通孔22c。
第1弹簧23将阀芯21与活动铁心22朝向阀座12c施力，被夹装于调整铁心27与活动铁心22间。调整铁心27以能够在上下方向调整位置的方式安装于固定铁心26的图1上部内周。第1弹簧23的安装载荷(在图1的状态下为将阀芯21与活动铁心22朝纸面下方向施力的作用力)被形成为设定值f1(参照图2(a))。
第2弹簧24将比第1弹簧23的载荷小且反抗该载荷的载荷赋予阀芯21与活动铁心22(将阀芯21与活动铁心22朝向离开阀座12c的方向施力)，且被夹装于座部件12(壳体10)与阀芯21的凸缘部21a间。该第2弹簧24的安装载荷(在图1的状态下将阀芯21与活动铁心22朝纸面上方向施力的作用力)被形成为设定值f2(f1＞f2，参照图2(a))。
线圈25被装配于引导部件11的图1上部外周、套筒13以及固定铁心26的外周，利用引导部件11、活动铁心22、固定铁心26等形成磁路。线圈25与固定铁心26利用对线圈25的通电产生使活动铁心22反抗第1弹簧23的载荷的电磁力。此外，在固定铁心26的图1下端部安装有由非磁性体构成的环状的垫片28。
然而，在该实施方式中，调整铁心27以能够在上下方向上调整位置的方式安装于固定铁心26的图1上部内周，且能够调整第1弹簧23的安装载荷(f1)。即，调整铁心27相对于固定铁心26的安装结构形成为能够调整第1弹簧23的载荷的载荷调整机构。
另外，在该实施方式中，座部件12以能够在上下方向调整位置的方式安装于引导部件11的图1下端部内周，并且在固定铁心26的图1下端部安装有垫片28，阀芯21与活动铁心22的行程范围(轴向的可移动量)构成为能够调整。即，座部件12相对于引导部件11的安装结构与垫片28形成为能够调整阀芯21从阀座12c离座的离座行程的行程调整机构。
另外，在该实施方式中，设定为在阀芯21自阀座12c起的行程达到最大(参照图7(b))之前，第2弹簧24的载荷为零(第2弹簧24为自由长度)(参照图7)。因此，在图7(a)的状态(设置时)下，第2弹簧24的轴向长度为设置长度，第2弹簧24的挠曲量为设定值Z。另外，在图7(b)的状态(最大行程时)下，第2弹簧24的轴向长度为自由长度，在第2弹簧24的上端与阀芯21的凸缘部21a间形成规定的间隙。另外，阀孔12b的一端部侧(图7(b)的上侧，即，阀座12c侧)与流入口11a连通，阀孔12b的另一端部侧(图7(b)的下侧)与流出口12a连通。
在如上述那样构成的该实施方式的常闭型电磁阀100中，阀芯21与活动铁心22被一体地以能够在轴向移动的方式安装于壳体10的圆筒部11b。另外，第2弹簧24的载荷(f2)相比第1弹簧23的载荷(f1)小，且反抗第1弹簧23的载荷而赋予给阀芯21与活动铁心22。
因此，在该实施方式的常闭型电磁阀100中，流体流动的方向与上述实施方式相反的自开方向流的流体控制(在这种情况下，流体从上述实施方式的流出口12a向流入口11a流动)自不必说，在如上述实施方式那样流体流动的自闭方向流的流体控制(在这种情况下，流体从上述实施方式的流入口11a向流出口12a流动)中，如果利用对于线圈25的通电在活动铁心22与固定铁心26间产生电磁力，使阀芯21与活动铁心22一体地反抗第1弹簧23的载荷而移动，则阀芯21将从阀座12c离座。
另外，在如上述实施方式那样流体流动的自闭方向流的流体控制中，作用于阀芯21的流体的力(在落座方向承受的力)如图2(a)所示那样根据阀开度的增大而逐渐减少，因此作用于阀芯21的合力(由上述的流体的力、第1弹簧的载荷、第2弹簧的载荷等得到的落座方向的力)如图2(a)所示那样根据阀开度的增大而逐渐增大，设置时的合力达到最小，最大行程时的合力达到最大。因此，向线圈25供给的电流与阀开度(阀芯21从阀座12c离座的离座量)的关系如图3(a)所示，根据电流的增大阀开度而逐渐增大(从开阀开始逐渐变化至全开)。因此，在这种情况下，可以利用向线圈25供给的电流对阀开度进行控制。
此外，在去除图1所示的第2弹簧24而构成与图1相同的常闭型电磁阀的情况(比较例的常闭型电磁阀)下，当在自闭方向流的流体控制使用的情况下，作用于阀芯21的合力(由上述的流体的力与第1弹簧的载荷得到的落座方向的力)如图2(b)所示那样根据阀开度的增大而逐渐减少，随后逐渐增大，设置时的合力达到最大。因此，向线圈25供给的电流与阀开度(阀芯21从阀座12c离座的离座量)的关系如图3(b)所示变化为在因电流的增大而阀开度达到开始开阀的瞬间成为全开。因此，在这种情况下，无法利用向线圈25供给的电流对阀开度进行控制。
另一方面，在流体流动的方向与上述实施方式相反的自开方向流的流体控制中，作用于阀芯21的流体的力(沿离座方向承受的力)如图4(a)所示那样根据阀开度的增大而依次减少，因此作用于阀芯21的合力(由上述的流体的力、第1弹簧的载荷、第2弹簧的载荷等得到的落座方向的力)如图4(a)所示那样根据阀开度的增大而逐渐增大，设置时的合力达到最小，最大行程时的合力达到最大。因此，向线圈25供给的电流与阀开度(阀芯21从阀座12c离座的离座量)的关系如图5(a)所示变化为阀开度根据电流的增大而逐渐增大(从开始开阀逐渐变化至全开)。因此，在这种情况下，能够利用向线圈25供给的电流对阀开度进行控制。
此外，在上述的比较例的常闭型电磁阀中，当在自开方向流的流体控制中使用的情况下，作用于阀芯21的合力(由上述的流体的力与第1弹簧的载荷得到的落座方向的力)如图4(b)所示那样根据阀开度的增大而逐渐增大，设置时的合力达到最小，最大行程时的合力达到最大。因此，向线圈25供给的电流与阀开度(阀芯21从阀座12c离座的离座量)的关系如图5(b)所示那样根据电流的增大阀开度而逐渐增大(从开始开阀逐渐变化至全开)。因此，在这种情况下，也能够利用向线圈25供给的电流对阀开度进行控制，但在这种情况下，得不到在上述实施方式中得到的良好的分辨率(相对于电流的行程分辨率)。
另外，在该实施方式的常闭型电磁阀100中，能够利用上述的载荷调整机构(调整铁心27相对于固定铁心26的安装结构)调整第1弹簧23的载荷，并且能够利用行程调整机构(座部件12相对于引导部件11的安装结构与垫片28)调整阀芯21从阀座12c离座的离座行程。因此，在该实施方式的常闭型电磁阀100中，自开方向流的流体控制自不必说，即使在自闭方向流的流体控制中，来自上述的流体的力、两弹簧23、24的载荷、电磁力等也会相互协调，能够通过电磁力(向线圈25供给的电流)的细微的调整进行细致的调压、流量控制。
另外，在该实施方式的常闭型电磁阀100中，如在图6(a)中简要示出的那样，第2弹簧24的载荷被设定为当阀芯21从阀座12c离座的行程达到最大以前为零。因此，如在图6(b)中简要示出的那样，例如与第2弹簧的载荷被设定为在阀芯从阀座离座的行程达到最大的时刻为零的情况相比，能够减少最大行程时的第1弹簧23的载荷，因此能够使阀芯21与活动铁心22进行最大行程所需的必要电磁力(必要电流)，能够将该常闭型电磁阀100形成为节电型。
另外，在该实施方式的常闭型电磁阀100中，阀孔12b的一端部侧(阀座12c侧)与流入口11a连通，阀孔12b的另一端部侧与流出口12a连通。因此，气蚀的发生部位相比密封部(阀芯21落座于阀座12c的部位)处于下游(处于阀孔12b内)，因此能够防止在密封部附近的气蚀的发生，能够将该常闭型电磁阀100形成为耐气蚀型(减轻对于密封部的损伤，实现该常闭型电磁阀100的长寿命化)。
在上述的实施方式的常闭型电磁阀100中，构成为壳体10具有引导部件11、座部件12、套筒13并进行了实施，但壳体的结构可以适当地变更，并不局限于上述实施方式。另外，在上述的实施方式的常闭型电磁阀100中，以第2弹簧24的载荷在阀芯21从阀座12c离座的行程达到最大以前为零的方式进行了实施，但例如也可以以第2弹簧的载荷在阀芯从阀座离座的行程达到最大的时刻为零的方式设定并实施，第2弹簧24的载荷为零的正时可以适当地设定。

Claims (2)

1.一种常闭型电磁阀，其中，
所述常闭型电磁阀具备：
壳体，该壳体设置有流体的流入口以及流出口和连通所述流入口以及所述流出口的通路，并且在所述通路中设置有在一端部具有阀座的阀孔；
阀芯，该阀芯被设置为能够相对于所述阀座落座或者离座；
活动铁心，该活动铁心以能够与该阀芯一体地在轴向移动的方式组装于所述壳体的圆筒部；
第1弹簧，该第1弹簧对所述阀芯与所述活动铁心朝向所述阀座施力；和
线圈以及固定铁心，所述线圈以及所述固定铁心通过通电而产生使所述活动铁心反抗所述第1弹簧的载荷的电磁力，
该常闭型电磁阀还具备：
第2弹簧，该第2弹簧对所述阀芯与所述活动铁心赋予比所述第1弹簧的载荷小且反抗该第1弹簧的载荷的载荷；
载荷调整机构，该载荷调整机构能够调整所述第1弹簧的载荷；以及
行程调整机构，该行程调整机构能够调整所述阀芯从所述阀座离座的离座行程，
所述第2弹簧的载荷被设定为在所述阀芯从所述阀座离座的离座行程达到最大以前为零。
2.根据权利要求1所述的常闭型电磁阀，其特征在于，
所述阀孔的一端部侧与所述流入口连通，所述阀孔的另一端部侧与所述流出口连通。
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