CN109563944A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种为了用于饮用供给装置而提高了卫生性的电磁阀。一种电磁阀(1)，具备：阀箱(10)，该阀箱具有流入管路(11)和流出管路(12)；阀座(14)，该阀座配设于阀箱(10)的内部；阀芯(19)，该阀芯能够落座于阀座(14)；柱塞(17)，该柱塞与阀芯(19)相连；以及驱动部(15)，该驱动部使柱塞(17)沿着柱塞(17)的轴心方向移动，并且将柱塞切换成使阀芯(19)落座于阀座(14)的闭阀状态和使阀芯从阀座(14)离座的开阀状态，阀座(14)配设于流出管路(12)的上游端，阀芯(19)配设成从流入管路(11)侧与阀座(14)相对，在阀芯(19)与驱动部(15)之间配设有隔膜(21)，该隔膜用于流体地隔离阀箱(10)和驱动部(15)。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，该电磁阀具备：阀箱，该阀箱在流入部与流出部之间具有阀座以及阀芯；以及驱动部，该驱动部使与所述阀芯相连的柱塞沿着所述柱塞的轴心方向移动，并且将柱塞切换成使所述阀芯落座于所述阀座的闭阀状态和从所述阀座离座的开阀状态。

背景技术

作为饮用供给装置的一例的饮水机是根据使用者对注水按钮等的操作来一点一点地供给储存在内部的箱内的水、热水的装置。

近几年，由于对饮用水的安全性的关注的增加，因此例如在专利文献1中提出了一种饮水机，该饮水机具备：作为装入了饮用水的树脂性的容器的载置部；供水口，该供水口与载置于所述载置部的容器主体的密封部连接；冷水用箱，该冷水用箱对从所述供水口供给的饮用水进行冷却；冷水用配管系统统，该冷水用配管系统到达向所述冷水用箱内注入冷水的冷水用注水口；温水用箱，该温水用箱对与向所述冷水用箱供给的饮用水分支而供给的饮用水进行加热；以及温水用配管系统等，该温水用配管系统到达将所述温水用箱内的温水注出的温水用注水口，除此之外，该饮水机还具备用于定期地对所述配管系统进行杀菌的杀菌机构。

该杀菌机构通过循环泵定期地将储存在温水用箱内的温水的一部分抽上来，并且经由循环路径而向至少冷水用路径供给，从而能够对配管系统进行杀菌。

引用文献1中公开的这样的饮水机由于是使用者利用手动对水龙头式的止水栓进行开闭来注入饮用水和停止注入的结构，因此尽管处于所述杀菌机构的工作中，但当打开冷水用注水口的止水栓时，存在注入热水而不是冷水的问题。

为了解决该问题，在止水栓采用通过使用者操作注水按钮来进行开闭工作的电磁阀的例子增加。作为用于止水栓的电磁阀，由于能实现流路结构的简化，因此与先导式的阀相比优选列举直动式的阀。

直动式的电磁阀构成为，通过电磁力使与阀芯相连的柱塞工作，并使该柱塞在使阀芯与阀口分离的开阀状态和使阀芯与阀口抵接的闭阀状态之间移动，从而进行阀的开闭。因此，如果处于所述杀菌机构的工作中，则即使操作注水按钮，也容易控制为不开阀。

但是，由于电磁阀的采用产生了新的问题。

即，电磁阀与水龙头式的止水栓相比构造复杂，通过所述杀菌机构供给的杀菌用的温水难以充分地遍及电磁阀的、特别是柱塞的工作部。

因此，可能导致电磁阀内的杀菌费时，或杀菌不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-021793号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种为了用于饮用供给装置而卫生性提高了的电磁阀。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明的特征结构在于，一种电磁阀，该电磁阀具备：阀箱，该阀箱具有流入部和流出部；阀座，该阀座配设于所述阀箱的内部；阀芯，该阀芯能够落座于所述阀座；柱塞，该柱塞与所述阀芯相连；以及驱动部，该驱动部使所述柱塞沿着所述柱塞的轴心方向移动，并且切换成闭阀状态和开阀状态，在该闭阀状态中，使所述阀芯落座于所述阀座，在该开阀状态中，使所述阀芯从所述阀座离座，所述阀座配设于所述流出部的上游端，所述阀芯被配设成从所述流入部侧与所述阀座相对，在所述阀芯与所述驱动部之间配设有隔膜，该隔膜用于流体性地隔离所述阀箱和所述驱动部。

根据上述结构，由于能够通过隔膜将所述驱动部从所述阀箱流体性地隔离，因此不需要对所述驱动部进行杀菌。

可是，当配设隔膜时，可以考虑将隔膜与阀芯的外周部构成为一体，并将所述隔膜的周缘部固定于阀箱。但是，在该结构中，由于阀芯的外周部与隔膜相连，因此阀芯相对于阀座的自由度少，在阀芯和阀座的成形中要求较高的精度。即，当阀芯和阀座的平行的精度不充分时，即使利用柱塞将阀芯朝向阀座按压以使阀芯落座于阀座，由于阀芯通过一体形成于其外周部的隔膜拉伸的这样的力起作用，因此有时也无法恰当地闭阀。另外，容易导致异物夹入阀座与阀芯之间。

与此相对，本发明的电磁阀由于分体地构成阀芯和隔膜，因此在闭阀时，阀芯不会直接受到隔膜的影响。因此，不会产生在上述那样的构成为一体的情况下产生的问题。

此外，优选的是，与阀芯的大小相比，柱塞构成得更细，阀芯相对于柱塞摆动自如地连结。由此，阀芯相对于阀座的自由度增加，并且异物难以夹入阀座与阀芯之间。

另外，通常，在将电磁阀配设于流体的配管的中途时，阀座配设于流入部的下游端，阀芯被配设成从流出部侧与所述阀座相对。因此，在阀芯中需要产生足以克服从上游侧供给的流体的压力并能够闭阀的强的作用力的弹簧等弹性部件，进一步，需要足以克服维持闭阀的力并能够开阀的、用于使柱塞驱动的的线圈等驱动部。

与此相对，在本发明的电磁阀中，阀座配设于流出部的上游端，阀芯被配设成从流入部侧与阀座相对，从而能够将从流入部向阀箱供给的流体的压力作为将阀芯向阀座施加的力使用，因此与上述情况相比，即使是较弱的作用力的弹簧也能够充分地闭阀。另外，由于作用力较弱，从而用于克服维持闭阀的力并能够开阀的线圈也可以较小，因此其结果是能够实现电磁阀的成本降低、轻量化。

由于阀芯和隔膜是分体的，因此能够容易地实现这样的作用效果。即，是因为能够使从流入部供给的流体的压力施加到阀芯的与阀座的相对面的背面。

在本发明中，优选是的，所述隔膜的中央部被所述柱塞贯通，并且所述隔膜的中央部相对于所述柱塞固定，所述隔膜的周缘部相对于所述阀箱固定。

柱塞沿着其轴心方向与阀箱相对地移动。作为一边遍及这样的相对地移动的柱塞和阀箱配设，一边本身可挠，从而能够使阀箱和驱动部流体性地隔离的结构，优选采用隔膜。

在本发明中，优选是的，所述隔膜具有波纹部，该波纹部在与所述阀芯的相对区域，与所述周缘部的固定位置相比向与所述阀座分离的方向鼓出，所述波纹部被最鼓出的部分包围的部分的向所述阀座的投影面积小于等于所述阀芯的向所述阀座的投影面积。

不具有波纹部的隔膜由于膜面弯曲，从而柱塞能够移动。但是，这样的隔膜根据弯曲的程度不同而弹力也会变化。由于该弹力会成为对于隔膜的中央部的沿着柱塞的轴心方向的移动的阻力，因此可能会导致柱塞的移动变得不顺畅。

由于在隔膜具有波纹部，波纹部发生变形以改变相位，因此，与上述那样地克服弹力并使膜面弯曲的力相比是较弱的力，且能够使相对于隔膜的中央部的沿着柱塞的轴心方向的移动的阻力稳定，在这方面优选。

使与所述柱塞连接的所述阀芯从所述阀座离开的方向的力通过阀箱内的流体而作用于被隔膜的波纹部的最鼓出的部分包围的部分。该力成为相对于由弹簧等弹性部件带来的、向所述阀芯的闭阀方向的施力的阻力。

另一方面，通过所述阀箱内的流体的压力在所述阀芯的、与所述隔膜的相对面产生使所述阀芯落座于所述阀座的方向的力。该力是成为相对于由线圈等驱动部带来的、使所述阀芯向开阀方向移动的力的阻力。

当使所述阀芯从所述阀座离开的方向的力较大时，为了确保所述阀芯的向闭阀方向的作用力，需要具有强力的弹力的弹性部件，伴随于此，所述驱动部则需要能够产生克服强力的弹力的力的能力。

将波纹部的、被最鼓出的部分包围的部分的向所述阀座的投影面积设定小于等于所述阀芯的向所述阀座的投影面积，从而能够使由所述阀箱内的流体的压力产生的、使所述阀芯离开的方向的力比使所述阀芯落座于所述阀座的方向的力小，因此，不需要使所述弹性部材的弹力变为不必要的强有力，从而也不需要使所述驱动部的能力变为不必要的大。

在本发明中，优选的是，在所述隔膜的周缘部与所述驱动部之间配设有环状的间隔件，该间隔件的中央具有开口部，所述开口部的周围的至少一面与所述隔膜抵接，所述波纹部能够收纳在所述间隔件的开口部的内侧。

伴随着柱塞的移动，波纹部发生变形以改变相位。此时，能够将所述波纹部收纳在间隔件的开口部的内侧，通过这一点能够实现省空间化。

此外，间隔件可以与阀箱或驱动部形成为一体，也可以分体地形成。

在本发明中，优选的是，在所述流入部中，流体的流通轴心设定在水平方向上，在所述流出部中，流体的流体轴心设定在铅垂方向上。

作为饮用供给装置的止水栓使用的电磁阀的流出部的下游侧向大气开放。

例如，当流出部的流体的流通轴心设定在水平方向时，在使阀芯从开阀状态变成闭阀时，流体、即饮用水容易残留在流出部内。由于存在空气中的浮游细菌的附着、繁殖的可能性因此残留的饮用水是不卫生的。

但是，根据上述结构，在使阀芯从开阀状态变成闭阀时，在流出部中流通的流体由于重力自然地流下而难以残留在流出部内，因此是卫生的。

在本发明中，优选的是，所述阀座的开口轴心设定在铅垂方向上，或设定在从铅垂方向倾斜的方向上，所述阀芯以及所述柱塞的移动轴心设定为与所述开口轴心一致。

通过将阀座的开口轴心、阀芯以及柱塞的移动轴心设定在铅垂方向上，能够有效地将阀芯以及柱塞的自重作为阀芯向阀座的作用力利用。

通过将阀座的开口轴心、阀芯以及柱塞的移动轴心设定在从铅垂方向，特别是向随着远离阀座而远离流入部的方向倾斜的方向上，能够使流入部、阀座和流出部接近，进而实现阀箱的紧凑化。

特别是在将电磁阀作为饮用供给装置的止水栓使用的情况下，从防止杂菌的繁殖的观点来看，优选残留在阀箱内的空气越少越好。使阀座的开口轴心、阀芯、柱塞的移动轴心如上述那样从铅垂方向倾斜，从而阀箱内的空气在饮用水中流通时，由于和饮用水一起向流出部运走，因此是卫生的。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电磁阀的闭阀状态的剖视图。

图2是本发明的第一实施方式的电磁阀的开阀状态的剖视图。

图3是本发明的第二实施方式的电磁阀的闭阀状态的剖视图。

图4是本发明的第二实施方式的电磁阀的开阀状态的剖视图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式的饮用供给装置的电磁阀进行说明。

如图1所示，电磁阀1能够通过特别是安装于水的流通路径的朝向变化的部位(流路的弯曲部)来抑制残留水、空气积存，因此能优选地作为饮用供给装置、例如饮水机的止水栓使用。

由于本发明具有关于这样的饮水机的电磁阀的技术特征，因此在本说明书中，省略对饮水机的详细的说明以及图解。

电磁阀1安装于饮水机的注水管路30的末端部，并且被控制为通过与饮水机的操作面板所具备的注水按钮联动地开阀或闭阀，进行饮用水的注水或停止。

作为电磁阀1的主要构成要素，具备：在大致水平方向上延伸并且顶端部与饮水机的注水管路30连接的流入管路(流入部)11；在上端部具有阀口13并且下端部向大气开放的、在大致铅垂方向上延伸的流出管路(流出部)12；包围阀口13的阀座14；阀箱10；配设于阀箱10的上方的电磁线圈16；通过电磁线圈16的电磁力进行直线移动的柱塞17；对柱塞17的移动进行引导的柱塞壳体18；与柱塞17的顶端部相连的阀芯19；以按压柱塞17的上部侧的端面的方式收纳在柱塞壳体18的内部的压缩螺旋弹簧20；以及配设于阀芯19与电磁线圈16之间的、用于流体性地隔离阀箱10和电磁线圈16的隔膜21。使柱塞17移动的电磁线圈16、压缩螺旋弹簧20、收纳它们的壳体等构成驱动部15。

在电磁线圈16未通电时，阀芯19通过压缩螺旋弹簧20的施力而落座于阀座14，阀口13被闭阀，饮用水不通过。

另一方面，当使用者操作饮水机的注水按钮而电磁线圈16通电时，所产生的电磁力抵抗压缩螺旋弹簧20的施力而使柱塞17移动，从而阀芯19从阀座14离座，阀口13被开阀，饮用水通过。

此外，柱塞17具备：电磁线圈16的电磁力作用的铁芯部17a；以及与铁芯部17a连结的树脂部17b。在树脂部17b的下端连结有阀芯19。树脂部17b和阀芯19优选某种程度的摆动自如地连结。

隔膜21的中央部23嵌设于围绕柱塞17的特别是树脂部17b设置的槽部，隔膜21的周缘部24被夹持在阀箱10与驱动部15之间。

由此，隔膜21将电磁线圈16等驱动部从阀箱10流体性地隔离。

此外，作为具有隔膜的电磁阀，公知有这样一种结构：一体形成于阀芯的外周部的隔膜的周缘部固定于阀箱，但在本发明的电磁阀1中，隔膜21配设于与阀芯19分离的位置，这一点上与上述结构差异很大。

在隔膜21的周缘部24与驱动部15之间配设有环状的间隔件25，在该环状的间隔件25的中央具有开口部26，开口部26的周围的至少与阀芯19的相对面与隔膜21抵接。

间隔件25的开口部26只要能够收纳波纹部22即可，开口部26的开口面积可以比阀芯19相对于阀座14的投影面积大，也可以比该投影面积小。

通过作用于隔膜21的与阀芯19的相对面中的对应于间隔件25的开口部26的部分的饮用水的压力来使连接于柱塞17的阀芯19向从阀座14离座的方向移动的力、和通过作用于阀芯19的与隔膜21的相对面的饮用水的压力来使阀芯19向落座于阀座14的方向移动的力构成为大致相同的大小。此外，也可以构成为，根据压缩螺旋弹簧20的施力和电磁线圈16的电磁力的大小，使任一方的力比另一方的力大。

在本实施方式中，间隔件25与收纳柱塞17的柱塞壳体18形成为一体，但间隔件25可以与阀箱10或驱动部15形成为一体，也可以分体地形成。

在隔膜21中，与周缘部24的固定位置相比向与阀芯19分离的方向鼓出的波纹部22设置于与阀芯19的相对区域。波纹部22构成为被最鼓出的部分包围的部分的向阀座14的投影面积小于等于阀芯19的向阀座14的投影面积。

伴随着柱塞17的移动，波纹部22发生变形以改变相位，并且波纹部22被收纳在间隔件25的开口部26的内侧。

流入管路11和注水管路30的连接可以是形成于一方的内螺纹部和形成于另一方的外螺纹部旋合的结构，也可以是管接头或法兰接头这样的公知的其他的各种连接结构。

在包括构成电磁阀1的流入管路11和流出管路12的阀箱10、间隔件25中，优选使用聚苯硫醚、聚砜等耐热性、强度、刚性、耐磨性、耐药性优良且食品安全性高的树脂。

在存在接触水的可能性的情况下，柱塞17的铁芯部17a优选使用耐腐蚀性优良且具有磁性的SUS430这样的不锈钢材料，在不存在接触水的可能性的情况下，使用例如SS400这样的一般构造用轧制钢材等。

在柱塞17的树脂部17b中，优选使用聚苯硫醚、聚砜等耐热性、强度、刚性、耐磨性、耐药性优良食品安全性高的树脂。

此外，柱塞17不限于像铁芯部17a以及树脂部17b这样地组合另外的部件的结构，也可以仅由铁芯部17a构成。在这种情况下，由于从与阀芯19连结的端部到至少连接隔膜21的部分与在阀箱10的内部流通的饮用水接触，因此优选进行钝化处理。

在阀芯19、隔膜21中优选使用氟橡胶、乙丙橡胶等耐水性优良且遵照食品卫生法的树脂。

隔膜21通过将上述树脂浇注到与正反面对应的模具之间并成形，然后进行脱模而制造。通过设为如图1以及图2所示的没有底切的形状，能够使模具的形状简单化，并且由于容易脱模，因此作业性良好。

在本实施方式中，在流入管路11中，饮用水的流通轴心设定在水平方向上，在流出管路12中，饮用水的流通轴心设定在铅垂方向上，配设于流出管路12的上端部的阀座14的阀口13的开口轴心设定在铅垂方向上，进一步，对于阀芯19以及柱塞17的移动轴心X与阀座14的阀口13的开口轴心一致的情况进行了说明，但如图3以及图4所示，也可以将阀座14的阀口13的开口轴心、阀芯19以及柱塞17的移动轴心X设定在从铅垂方向，特别是向随着远离阀座14而远离流入管路11的方向倾斜的方向上，例如从铅垂方向倾斜大约25度的方向上。由此，阀箱10内的空气在饮用水中流通时，都与饮用水一起向流出管路12运走。通过上述结构，能够减少如下担忧：空气积存导致的微生物在此繁殖，以及产生相对于应杀菌的部位的传热上的障碍。

符号说明

1 电磁阀

10 阀箱

11 流入管路(流入部)

12 流出管路(流出部)

13 开口

14 阀座

15 驱动部

16 电磁线圈(驱动部)

17 柱塞

18 柱塞壳体

19 阀芯

20 压缩螺旋弹簧(驱动部)

21 隔膜

22 波纹部

23 中央部

24 周缘部

25 间隔件

26 开口部

X 移动轴心

Claims (6)

1.一种电磁阀，该电磁阀具备：

阀箱，该阀箱具有流入部和流出部；

阀座，该阀座配设于所述阀箱的内部；

阀芯，该阀芯能够落座于所述阀座；

柱塞，该柱塞与所述阀芯相连；以及

驱动部，该驱动部使所述柱塞沿着所述柱塞的轴心方向移动，并且切换成闭阀状态和开阀状态，在该闭阀状态中，使所述阀芯落座于所述阀座，在该开阀状态中，使所述阀芯从所述阀座离座，该电磁阀的特征在于，

所述阀座配设于所述流出部的上游端，

所述阀芯被配设成从所述流入部侧与所述阀座相对，

在所述阀芯与所述驱动部之间配设有隔膜，该隔膜用于流体性地隔离所述阀箱和所述驱动部。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

所述隔膜的中央部被所述柱塞贯通，并且所述隔膜的中央部相对于所述柱塞固定，

所述隔膜的周缘部相对于所述阀箱固定。

3.如权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，

所述隔膜具有波纹部，该波纹部在与所述阀芯的相对区域，与所述周缘部的固定位置相比向与所述阀座分离的方向鼓出，

所述波纹部的被最鼓出的部分包围的部分的向所述阀座的投影面积小于等于所述阀芯的向所述阀座的投影面积。

4.如权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，

在所述隔膜的周缘部与所述驱动部之间配设有环状的间隔件，该间隔件的中央具有开口部，所述开口部的周围的至少一面与所述隔膜抵接，

所述波纹部能够收纳在所述间隔件的开口部的内侧。

5.如权利要求1至4所述的电磁阀，其特征在于，

在所述流入部中，流体的流通轴心设定在水平方向上，

在所述流出部中，流体的流通轴心设定在铅垂方向上。

6.如权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，

所述阀座的开口轴心设定在铅垂方向上，或设定在从铅垂方向倾斜的方向上，

所述阀芯以及所述柱塞的移动轴心设定为与所述开口轴心一致。