CN111075942B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁阀，在由膜片(4)密封阀室(10)与电磁驱动部(2)之间的电磁阀中，防止闭阀时的阀泄漏，并且在开阀时从流体的流动中避免从一次侧端口(11)向阀室流入并向二次侧端口(12)流出时的阻碍流，从而确保充足的流量。由膜片密封阀壳(1)的阀室与电磁驱动部之间。从一次侧端口向阀室导入流体。在阀室的侧部设有与轴线(X)平行配置的阀座面(12a)，在阀座面使二次侧端口朝阀室开口。电磁驱动部中，吸引件(22)配置为比柱塞(23)靠膜片侧，在吸引件与柱塞之间配置柱塞弹簧(24)。柱塞与阀芯通过插通在吸引件内的连结部(3)连结。阀芯通过柱塞的移动而在阀座面上滑动，来开闭二次侧端口。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，该电磁阀利用阀芯来开闭阀口，并且利用膜片来密封形成有阀室的阀壳的阀室与电磁驱动部之间。

背景技术

现今，作为这种电磁阀，例如有日本特开平7-260034号公报(专利文献1)所公开的电磁阀。该现有的电磁阀构成为，在阀壳的阀室内配置膜片阀，并且对于朝阀室开口的压力流体的输入端口P(一次侧端口)而言，通过使膜片阀沿该输入端口P的轴线方向移动，来开闭输入端口P。

图7是示出与上述相同的现有的电磁阀的一例的图。该电磁阀具备阀壳8和电磁驱动部9。在阀壳8形成有阀室81、从阀室内的阀座82的中央导入流体的第一端口83、以及与阀室81连通的第二端口84。在电磁驱动部9中，在柱塞壳体91的端部固定有吸引件92，而且在柱塞壳体91内配设有与吸引件92对置的柱塞93。并且，在吸引件92与柱塞93之间配设有柱塞弹簧94。而且，在柱塞93的下端安装有作为阀芯的膜片95，利用该膜片95来密封阀壳8的阀室81与电磁驱动部9之间。并且，吸引件92相对于柱塞93配置在与膜片95相反侧。此外，在该例子中，膜片95兼作阀芯。

在以上的电磁阀中，在电磁驱动部9非通电时，如图7所示，柱塞93因柱塞弹簧94的弹簧力而从吸引件92离开，并且作为阀芯的膜片95落座于阀座82。由此，第一端口83关闭而成为闭阀状态。并且，因对电磁驱动部9的通电，柱塞93被吸引件92吸引，如图7的放大图所示，膜片93从阀座82离开，第一端口83打开而成为开阀状态。

此处，若构成为从与阀室81直接连通的第二端口84侧导入流体，则在闭阀状态时对膜片95施加高压。由此，流体的压力所产生的力在使膜片95从阀座84离开的方向上作用，从而产生阀泄漏的担忧。相对于此，在如上所述地构成为从第一端口83侧导入流体的情况下，受到高压的受压面积是与第一端口83的内径相当的较小的面积，使膜片95从阀座82离开的力较小，从而没有阀泄漏的担忧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-260034号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述现有的电磁阀构成为，作为阀芯的膜片95与阀座82对置配置，并在开阀时，膜片95升起而从阀座82离开。因此，如图7的放大图所示，在开阀状态时，从第一端口83(一次侧端口)向阀室81流入的流体碰撞到膜片95，从而产生阻碍流体的流动的阻碍流。因此，难以确保充足的流量。

本发明的课题在于，在利用膜片来密封阀室与电磁驱动部之间的电磁阀中，防止闭阀时的阀泄漏，并且在开阀时避免从一次侧端口向阀室流入并从阀室向二次侧端口流出时的阻碍流，从而确保充足的流量。

用于解决课题的方案

方案1的电磁阀具备：阀壳，形成有收纳阀芯的阀室；电磁驱动部，其使在柱塞壳体内与吸引件对置配置的柱塞沿该柱塞壳体的轴线方向移动来驱动上述阀芯；以及膜片，其对上述阀壳的上述阀室与上述电磁驱动部之间进行密封，上述电磁阀的特征在于，

在上述阀壳形成有一次侧端口和二次侧端口，上述一次侧端口与上述阀室连通并导入流体，上述二次侧端口设于上述阀室的侧部并在与上述轴线平行配置的阀座面朝上述阀室开口，上述电磁驱动部中，上述吸引件配置于比上述柱塞靠上述膜片侧的位置，并且在该吸引件与上述柱塞之间具备向远离该吸引件的方向对该柱塞进行施力的柱塞弹簧，上述电磁阀还具有插通在上述吸引件的插通孔内且连结上述柱塞与上述阀芯的连结部，并构成为上述阀芯通过上述柱塞的移动而在上述阀座面上滑动，从而由该阀芯开闭上述二次侧端口。

方案2的电磁阀根据方案1所述的电磁阀，其特征在于，

具备限位机构，在上述柱塞通过上述柱塞弹簧而从上述吸引件离开直至预定位置时，上述限位机构限制该柱塞从上述预定位置进一步向远离吸引件的方向移动。

方案3的电磁阀根据方案1或2所述的电磁阀，其特征在于，

在由上述电磁驱动部将上述柱塞吸引至上述吸引件侧的位置，上述阀芯使上述二次侧端口成为打开状态。

方案4的电磁阀根据方案1或2所述的电磁阀，其特征在于，

在由上述电磁驱动部将上述柱塞吸引至上述吸引件侧的位置，上述阀芯使上述二次侧端口成为关闭状态。

发明的效果如下。

根据方案1至4的电磁阀，由于通过使阀芯在阀座面上滑动移动来成为开阀状态，所以在开阀状态下，阀芯位于不会阻碍朝二次侧端口的流路的位置。由此，从一次侧端口流入阀室的流体容易向二次侧端口流出，从而能够确保充足的流量。

另外，根据方案2的电磁阀，能够可靠地将柱塞与吸引件的间隔维持为预定间隔。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电磁阀的非通电时的纵剖视图。

图2是第一实施方式的电磁阀的通电时的纵剖视图。

图3是图2(通电时)的A视角放大图。

图4是第一实施方式的变形例的电磁阀的非通电时的纵剖视图。

图5是本发明的第二实施方式的电磁阀的非通电时的纵剖视图。

图6是第二实施方式的电磁阀的通电时的纵剖视图。

图7是示出现有的电磁阀的一例的纵剖视图。

图中：

1—阀壳，1A—主体部，1B—阀座部件，10—阀室，11—一次侧端口，12—二次侧端口，12a—阀座面，2—电磁驱动部，20—柱塞室，21—柱塞壳体，21a—顶板(限位机构)，22—吸引件(限位机构)，22a—吸引面，22b—弹簧收纳孔，22c—插通孔，23—柱塞，23a—纵孔，23b—插通孔，24—柱塞弹簧，25—固定用套筒，26—电磁线圈，27—外壳，28—磁轭，3—连结部，31—连结杆，31a—结合轴，31b—凸起部(限位机构)，31c—结合轴，31d—均压路，32—固定金属零件，33—阀架部，33a—阀芯安装孔，33b—阀弹簧收纳孔，33c—连通孔，4—膜片，41—内圈部，42—外圈部，5—阀芯，5a—密封面，X—轴线。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的电磁阀的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的电磁阀的非通电时(闭阀状态)的纵剖视图，图2是第一实施方式的电磁阀的通电时(开阀状态)的纵剖视图，图3是图2的A视角放大图。此外，以下的说明中的“上下”的概念与附图中的上下对应。该实施方式的电磁阀具备阀壳1、电磁驱动部2、连结部3、膜片4、以及阀芯5。

阀壳1由主体部1A和阀座部件1B构成，在主体部1A的靠电磁驱动部2侧的上端面形成有薄型圆环状的台阶部1a，从该台阶部1a的中央朝向下部地形成有以轴线X为中心线的纵长圆筒状的阀室10。此外，该轴线X亦是下述的柱塞壳体21的中心线。并且，主体部1A具有向下部突出的管部1A1，经由该管部1A1而与阀室10连通，形成有用于导入流体且与轴线X同轴地开口的一次侧端口11。并且，在阀室10的侧部形成有朝阀室10开口的圆柱形状的阀座嵌合孔1b。而且，在阀座嵌合孔1b内嵌合有阀座部件1B。

阀座部件1B构成为具有与阀座嵌合孔1b匹配的圆柱形状的圆柱部1B1、从圆柱部1B1突出的管部1B2、以及形成于圆柱部1B1的外周部的凸缘部1B3。圆柱部1B1的靠阀室10侧的端面成为供下述的阀芯5滑动的平坦的阀座面12a，并且形成有供流体从该阀座面12a流出到管部1B2内的二次侧端口12。由此，阀座面12a配置为与轴线X平行，并且二次侧端口12在该阀座面12a处朝阀室10开口。此外，阀座部件1B与主体部1A之间由O型圈13密封，该O型圈13在凸缘部1B3的内侧配设于圆柱部1B1的外周。

电磁驱动部2具备由非磁性体构成的柱塞壳体21、固定于柱塞壳体21的下端并由磁性体构成的吸引件22、在柱塞壳体21内与吸引件22对置配置的柱塞23、以及配设在吸引件22与柱塞23之间的柱塞弹簧24。并且，具备固定于吸引件22的下端的固定用套筒25、配置于柱塞壳体21的外周并在线轴26a卷绕有绕组的电磁线圈26、内置电磁线圈26和线轴26a的外壳27、以及确保从外壳27的下部至吸引件22为止的磁路的磁轭28。

柱塞壳体21形成为下方侧开口的有底筒状，并在内部划分出柱塞室20。并且，柱塞壳体21以由其侧面的一部分覆盖吸引件22的方式通过焊接等固定于吸引件22。吸引件22具有朝柱塞23侧开口的研钵状的吸引面22a、收纳柱塞弹簧24的弹簧收纳孔22b、以及贯通弹簧收纳孔22b的底部的插通孔22c。

柱塞23由适当的磁性体构成以便会被吸引件22吸引，并收纳在柱塞室20内。并且，在柱塞23的吸引件22侧具有锥形部231。而且，柱塞23设为，能够沿轴线X方向移动，以便其外周面能够与柱塞壳体21的内周面滑动接触。另外，柱塞23在中央部形成有从其上表面连通至吸引件22侧端部的纵孔23a、和用于固定下述的连结杆31的插通孔23b。

连结部3由上端部与柱塞23连结的连结杆31、固定于连结杆的下端部的固定金属零件32、以及固定于固定金属零件32并保持阀芯5的阀架部33构成。连结杆31具有在其下端部结合固定金属零件32的结合轴31a、和直径比结合轴31a的直径大且位于吸引件22侧的凸起部31b。并且，在上端部具有与柱塞23结合的结合轴31c。

膜片4由橡胶制成且大致呈圆盘状的形状，在中央具有内圈部41，并在外周具有外圈部42。而且，通过在连结杆31的下端部的结合轴31a装配膜片4的内圈部41，将固定金属零件32嵌入到结合轴31a，并且对结合轴31a的端部进行铆接，从而利用固定金属零件32和连结杆31的凸起部31b来夹持地固定膜片4。并且，通过焊接等在固定金属零件32的下端固定有阀芯支架33。

在阀芯支架33，以与阀座部件1B的阀座面12a对置的方式形成有圆柱状的阀芯安装孔33a。并且，与阀芯安装孔33a同轴地形成有阀弹簧收纳孔33b以及朝阀室10侧开口的连通孔33c。另外，如图3所示，阀芯支架33大致呈圆柱形状，并具有与阀座面12a对置的平行的D形切割面33d。而且，在阀弹簧收纳孔33b内收纳有阀弹簧51，并且在阀芯安装孔33a内，以抵接于阀弹簧51的方式装配有阀芯5。

在固定于连结部3的膜片4中，外圈部42收纳在主体部1A的靠电磁驱动部2侧的台阶部1a内，并且该外圈部42由电磁驱动部2的外壳27和主体部1A夹持，从而膜片4固定于阀壳1。由此，该膜片4气密地密封阀室10与电磁驱动部20。并且，通过连结部3的连结杆31插通在吸引件22的插通孔22c内，并且上端部的结合轴31c插通在柱塞23的插通孔23b内，并对该结合轴31c的端部进行铆接，从而连结杆31(连结部3)固定于柱塞23。此外，在连结杆31形成有由纵孔和横孔构成的均压路31d，利用该均压路31d来连通柱塞室20内的柱塞23的上下空间。

阀芯5大致呈圆柱形状，并具有在阀座部件1B的阀座面12a上滑动的密封面5a。密封面5a是直径比二次侧端口12的内径大的面。由此，阀芯5通过连结部3(柱塞23)的移动而能够相对于阀座部件1B的阀座面12a滑动。

通过以上的结构，在图1所示的非通电时，即在未对电磁线圈26通电时，利用柱塞弹簧24的弹簧力向上方对柱塞23、连结部3以及阀芯5进行施力，从而连结杆31的凸起部31b停止在与吸引件22的下端抵接的预定位置处。该凸起部31b及吸引件22构成“限位机构”。即，在柱塞23因柱塞弹簧24而从吸引件22离开直至预定位置的状态时，凸起部31b抵接于吸引件22的下端，从而即使一次侧压力进一步增加，也限制柱塞23进一步向远离吸引件22的方向移动，由此防止柱塞23与吸引件22的间隔变动。而且，在该预定位置处，阀芯5在阀座面12a上关闭二次侧端口12，从而成为闭阀状态。并且，由于在该闭阀状态下，如上所述地防止柱塞23与吸引件22的间隔的变动，所以阀芯5不会移动，从而也不会因一次侧压力的变动而产生阀泄漏。另一方面，在图2所示的通电时，即在对电磁线圈26通电时，在吸引件22与柱塞23之间产生吸引力，柱塞23、连结部3以及阀芯5下降，阀芯5使二次侧端口12敞开，从而成为开阀状态。这样，该第一实施方式的电磁阀是通过通电而成为开阀状态的“通电打开式样”的电磁阀。

而且，通过使阀芯5在阀座面12a上滑动移动(滑动)，来成为开阀状态，在开阀状态下从一次侧端口11流入的流体从阀室10向二次侧端口12流出，但此时的流体的流动如图3所示地成为从阀芯支架33的外周经由D形切割面33d与阀座面12a之间而向二次侧端口12流出的流动。因此，在开阀状态下，阀芯支架33位于不会阻碍朝二次侧端口12的流路的位置，从而阀芯5不会阻碍流体的流动，能够确保充足的流量。

阀芯支架33保持阀芯5，因其功能，阀芯支架33与阀座面12a之间的间隙(该实施方式中为D形切割面33d与阀座面12a的间隔)在构造上基本不会受到制约。即，在开阀状态下，流体经由阀芯支架33与阀座面12a之间的间隙向二次侧端口12流出，成为该流体的流路的间隙能够设为充分大。并且，实施方式中，间隙如D形切割面33d所示地由平坦的面构成，但也可以是流线型等其它结构。

在以上的第一实施方式中，在非通电时限制柱塞23进一步从预定位置移动的限位机构由连结部3的凸起部31b和吸引件22的下端面构成，但也可以如图4的变形例所示。此外，在以下的变形例及第二实施方式中，对与第一实施方式相同的要素标注与图1至图3相同的符号，并适当地省略重复的说明。

在图4的变形例中，在柱塞23的上端部形成有凸起部232，在非通电状态下，当柱塞23因柱塞弹簧24的弹簧力而上升后，凸起部232抵接于柱塞壳体21的顶板21a。即，该凸起部232及顶板21a构成限制在非通电时柱塞23进一步从预定位置移动的限位机构。由于该凸起部232的直径比柱塞23的直径小，所以在柱塞室20内，在柱塞壳体21与顶板21a之间形成有角落空间R，即使如此，也能够不受角落空间R的影响地使凸起部232抵接于顶板21a。此外，在该变形例中，与凸起部232的高度相应地，连结杆31的凸起部31b′比第一实施方式的凸起部31b薄。

图5是第二实施方式的电磁阀的非通电时(开阀状态)的纵剖视图，图6是第二实施方式的电磁阀的通电时(闭阀状态)的纵剖视图。该第二实施方式的电磁阀是通过对电磁驱动部2的电磁线圈26通电而成为闭阀状态的“通电关闭式样”的电磁阀。

该第二实施方式与第一实施方式的不同点如下。在该第二实施方式中，阀座部件1B′也与主体部1A一起构成阀壳1，但在该阀座部件1B′中，与第一实施方式相比，管部1B2′和二次侧端口12′设于更靠下方的位置。阀芯5的移动范围成为与第一实施方式相比稍微靠上方的范围，相应地阀芯支架33′与第一实施方式的阀芯支架33′相比轴线X方向的长度较短。

通过以上的结构，在图5所示的非通电时，即在未对电磁线圈26通电时，利用柱塞弹簧24的弹簧力向上方对柱塞23、连结部3以及阀芯5进行施力，从而连结杆31的凸起部31b停止在与吸引件22的下端抵接的预定位置处。而且，在该预定位置处，阀芯5在阀座面12a上使二次侧端口12敞开，从而成为开阀状态。另一方面，在图6所示的通电时，即在对电磁线圈26通电时，在吸引件22与柱塞23之间产生吸引力，柱塞23、连结部3以及阀芯5下降，阀芯5在阀座面12a上使二次侧端口12关闭，从而成为闭阀状态。这样，该第二实施方式的电磁阀是通过通电而成为闭阀状态的“通电关闭式样”的电磁阀。

该第二实施方式中，同样，通过使阀芯5在阀座面12a上滑动移动(滑动)，来成为开阀状态，在开阀状态下从一次侧端口11流入的流体从阀室10向二次侧端口12流出，但此时的流体的流动成为从阀芯支架33的端部侧向二次侧端口12流出的流动。因此，在开阀状态下，阀芯支架33位于不会阻碍朝二次侧端口12的流路的位置，从而与第一实施方式相同，阀芯5不会阻碍流体的流动，能够确保充足的流量。

此处，阀室10内因从一次侧端口11流入流体而变成高压，尤其在闭阀状态时，该高压的压力作用于膜片4。因此，在相对于连结部3及柱塞23向上抬起膜片4的方向上作用作用力。但是，在电磁驱动部2中，在通电时吸引件22吸引柱塞23的吸引力设定为比柱塞弹簧24的弹簧力以及作用于膜片4的力充分强的力，从而能可靠地进行驱动作用。

如在上述的各实施方式中说明那样，由于具备限位机构，所以能够克服膜片4的作用力，从而能够可靠地维持柱塞23与吸引件22之间的间隔。因此，即使作用了膜片4的作用力，柱塞23与吸引件22之间的间隔也恒定，从而能够使通电时的工作稳定。

此外，各实施方式中，在闭阀状态下，二次侧端口12内为低压，且对阀芯5施加高压的背压，从而密封面5a压接于阀座面12a。这在没有连通孔33c的情况下也相同，并且在阀芯5与阀芯支架33形成为一体的情况下也相同。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构不限定于上述实施方式，本发明也包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。

Claims (1)

1.一种电磁阀，具备：

阀壳，形成有收纳阀芯的阀室；

电磁驱动部，其使在柱塞壳体内与吸引件对置配置的柱塞沿该柱塞壳体的轴线方向移动来驱动上述阀芯；以及

膜片，其对上述阀壳的上述阀室与上述电磁驱动部之间进行密封，

上述电磁阀的特征在于，

在上述阀壳形成有一次侧端口和一个二次侧端口，上述一次侧端口与上述阀室连通并导入流体，上述二次侧端口设于上述阀室的侧部并在与上述轴线平行配置的阀座面朝上述阀室开口，

上述电磁驱动部中，上述吸引件配置于比上述柱塞靠上述膜片侧的位置，并且在该吸引件与上述柱塞之间具备向远离该吸引件的方向对该柱塞进行施力的柱塞弹簧，

上述电磁阀还具有插通在上述吸引件的插通孔内且连结上述柱塞与上述阀芯的连结部，并构成为上述阀芯通过上述柱塞的移动而在上述阀座面上滑动，从而由该阀芯开闭上述二次侧端口，

具备限位机构，在上述柱塞通过上述柱塞弹簧而从上述吸引件离开直至预定位置且上述阀芯使上述二次侧端口成为关闭状态时，上述限位机构限制该柱塞从上述预定位置进一步向远离吸引件的方向移动，

在由上述电磁驱动部将上述柱塞吸引至上述吸引件侧的位置，上述阀芯使上述二次侧端口成为打开状态。

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