CN111108314A - 流体控制阀 - Google Patents

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CN111108314A CN201880060102.9A CN201880060102A CN111108314A CN 111108314 A CN111108314 A CN 111108314A CN 201880060102 A CN201880060102 A CN 201880060102A CN 111108314 A CN111108314 A CN 111108314A
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栃原秀哉
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Abstract

流体控制阀(5)包括阀体(57),该阀体(57)开闭内部通道(512)以便在开阀状态与闭阀状态之间切换,且工作流体的压力作用在开阀的方向上。流体控制阀包括作为磁通通过柱塞55与磁轭56之间的磁路径的第一路径、以及作为磁通在与第一路径不同的部位处通过柱塞与磁轭之间的磁路径的第二路径。在开阀状态下的通电开始时,形成第一路径的磁通大于第二路径的磁通的磁路径。而在闭阀状态下,形成第二路径的磁通大于第一路径的磁通的磁路径。由此,能够提高抵抗工作流体压力而闭阀时的闭阀性能并抑制大型化。

Description

流体控制阀
相关申请的交叉引用
本申请以2017年9月19日提交的日本专利申请2017-179306号为基础申请,基础申请的公开内容通过引用并入本申请。
技术领域
本说明书的公开涉及一种流体控制阀。
背景技术
专利文献1公开了一种开闭阀,其在发动机冷却回路中允许或阻止从发动机流出的流体的流通。此开闭阀具有始终向闭阀方向推压阀体的螺旋弹簧,并且具有螺线管,该螺线管在通电状态下产生向闭阀方向驱动阀体的吸附力。此外,在电动泵工作时,流体压力作用于打开阀体的方向。因此,为了使开闭阀呈闭状态,除了螺旋弹簧带来的推压力之外,还使用了螺线管带来的吸附力。为了使开闭阀呈开状态,除了不给螺线管通电之外,还需要从电动泵中排出流体,以使阀体受到的流体压力大于螺旋弹簧的推压力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特许第5811797号公报
发明内容
在专利文献1的开闭阀中,当从开阀状态闭阀时,根据作用在与闭阀方向相反的方向上的流体压力的大小,有时即使进行通电使螺线管产生吸附力也无法闭阀。为了可靠地闭阀,可以采用使用推压力大的弹簧的方法,但存在装置尺寸变大的问题。而且,在通电结束后流体压力变弱的情况下,有可能会因弹簧的推压力而闭阀。
本说明书中的公开的目的在于提供一种流体控制阀,其能够提高抵抗工作流体压力而闭阀时的闭阀性能、并抑制大型化。
本说明书中公开的多个方面,采用彼此不同的技术手段来实现各自的目的。并且,请求保护范围及权利要求项中记载的括号内的附图标记只是作为一个方面而示出了与稍后描述的实施方式所记载的具体单元的对应关系的一个示例,而不是限制技术范围。
本公开的一种流体控制阀,包括:壳体,其具有供作为液体的工作流体流通的内部通道;阀体,其开闭内部通道,以在离开阀座而允许工作流体流通的开阀状态和与阀座接触而阻止工作流体流通的闭阀状态之间进行切换,且工作流体的压力作用在开阀的方向上;柱塞,其沿轴向驱动阀体;线圈部,其在通电时产生沿轴向驱动柱塞的磁力,以从开阀状态切换成闭阀状态;磁轭,其在通电时与柱塞一起形成磁路;第一路径,其是磁通通过柱塞与磁轭之间的磁路径;以及第二路径,其是磁通在与第一路径不同的部位处通过柱塞与磁轭之间的磁路径;其中,在开阀状态下的通电开始时,形成第一路径的磁通大于第二路径的磁通的磁路径,而在闭阀状态下,形成第二路径的磁通大于第一路径的磁通的磁路径。
根据该流体控制阀,在开阀状态下通电开始时,利用经过磁通大于第二路径的第一路径的磁路径所产生的驱动力,能够抵抗流体压力而开始吸引柱塞。并且,在使阀体从开阀状态到闭阀状态的过程中,利用经过磁通大于第一路径的第二路径的磁路径所产生的驱动力,能够吸附柱塞以维持闭阀状态。这样,在开阀状态下的通电开始时,经过第一路径的磁路径成为支配性的,由此能够发挥将柱塞吸引到阀座侧的吸引力,从而得到使阀体向抵抗工作流体压力的方向移动的驱动力。而在闭阀状态下,经过第二路径的磁路径成为支配性的,由此能够发挥将阀体维持在与阀座接触的状态的吸附力,从而关闭内部通道。由此,由于能够不依靠弹簧等的推压力、而实施从开阀状态到闭阀的操作和维持闭阀状态,因此能够抑制因弹簧的设置或推压力的强化等而产生的装置大型化。如上所述,能够提供一种流体控制阀,其能够提高抵抗工作流体压力而闭阀时的闭阀性能提高并抑制大型化。
附图说明
图1是示出第一实施方式中冷却水回路的构造图。
图2是示出第一实施方式中流体控制阀的开阀状态的剖面图。
图3是示出第一实施方式中流体控制阀的闭阀状态的剖面图。
图4是对开阀状态下磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图5是对闭阀状态下磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图6是示出第一路径与第二路径的行程与吸引力之间的关系的特性图。
图7是对第二实施方式的流体控制阀在闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的图。
图8是对闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图9是对第三实施方式中流体控制阀在闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的图。
图10是对闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图11是对第四实施方式中流体控制阀在闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的图。
图12是对闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图13是对第五实施方式中流体控制阀的闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的图。
图14是对闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图15是对第六实施方式中流体控制阀在闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的图。
图16是对闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图17是对第七实施方式中流体控制阀在闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的图。
图18是对闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
图19是对第八实施方式中流体控制阀在闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的图。
图20是对闭阀状态下的磁轭与柱塞之间的磁路径进行说明的放大图。
具体实施方式
以下,参照附图对用于实施本公开的多个方式进行说明。在各方式中,对与在先方式中说明过的事项对应的部分,有时使用同一参照标记并省略重复说明。在各实施方式中仅对结构的一部分进行说明时,关于结构的其它部分可采用之前说明过的其它实施方式。在各实施方式中,不只具体指明能够进行组合的部分之间可以组合,只要不对组合产生妨碍,即使未指明也能够对实施方式之间进行部分组合。
(第一实施方式)
可实现本公开目的的流体控制阀是这样的装置,其将与内部流通的工作流体的压力所作用的方向相反的方向作为闭阀方向,并通过切换打开流体通道的开阀状态与关闭流体通道的闭阀状态、而允许和阻止工作流体的流通。由流体控制阀控制的工作流体为水、油等液体。
参考图1~图6,对作为流体控制阀的一个示例的第一实施方式进行说明。第一实施方式的流体控制阀5,使用在以液体为工作流体的冷却水回路1中。冷却水回路1为发动机冷却水循环的回路,具有对设置于车辆中的发动机2进行有效预热和冷却的功能。如图1所示,冷却水回路1包括发动机2、泵3、第一流路10、第二流路11、第三流路12、切换阀4、加热器芯6、流体控制阀5、散热器7、控制装置8等。
冷却水从泵3流出,流经发动机2、第一流路10、第二流路11和第三流路12,最终返回到泵3。控制装置8具有至少一个运算处理装置、以及作为存储程序和数据的存储介质的至少一个存储器装置。控制装置8例如由包括计算机可读取存储介质的微型计算机提供。存储介质为非暂时性地存储计算机可读取程序的非过渡性实体存储介质。存储介质可以由半导体存储器、或磁盘等提供。控制装置8可以由一台计算机、或由数据通信设备联接起来的一组计算机资源来提供。程序由控制装置8来执行,使得控制装置8作为本说明书中记载的装置发挥其机能,并使控制装置8以执行本说明书中记载的方法的方式发挥其机能。在控制装置8中,用于进行发动机2的预热及冷却等各种处理的功能部由硬件或软件或这两者来构建。
泵3为在发动机2处于运转状态下、与发动机2的运转连动而驱动冷却水的装置。因此,泵3在发动机2处于运转状态时运转以使冷却水循环,而在发动机2处于停止状态时不运转。此外,泵3也可以是以电动机为驱动源、无关发动机2的运转状态而工作、停止的装置。在这种情况下,泵3能够通过控制装置8的控制改变要排出的流体的量。
第一流路10是使从发动机2流出的流体经由泵3流入发动机2的流路。在发动机2的内部,形成有使冷却水流通的流路。在发动机2的内部流通的冷却水,吸收发动机2的热量而使自身的温度上升,从而使发动机2的内部温度下降。第二流路11是在第一流路10中从发动机2的下游侧分叉、使从发动机2流出的冷却水经由流体控制阀5、加热器芯6而返回至第一流路10的发动机2侧的流路。在第二流路11上设置有流体控制阀5和加热器芯6。第三流路12是在第二流路11中从流体控制阀5的上游侧分叉,经由散热器7返回至第一流路10的发动机2侧的流路。
第三流路12上设置有散热器7。在第三流路12与第一流路10连接的合流部,设置有切换阀4。切换阀4构成为能够在第一状态与第二状态之间切换,该第一状态为使第一流路10与第三流路12呈非连通状态以使冷却水在第一流路10中循环,该第二状态为使第一流路10与第三流路12呈连通状态以使冷却水经由第三流路12返回到发动机2。切换阀4为例如当冷却水满足预定温度条件时将流路切换至第一状态、当不满足预定温度条件时将流路切换至第二状态的装置,例如可以由恒温阀构成。即,切换阀4根据施加到感温蜡上的热量(冷却水温度)改变阀开度。另外,切换阀4也可以这样构成,即除第一状态和第二状态以外,其阀开度能够调整成可切换到使所连接的三个通道全部开放的第三状态。
流体控制阀5在第二流路11中设置得比加热器芯6更靠近上游侧,是开度能够在闭状态或开状态这两种状态中切换的阀。当流体控制阀5为闭状态时,冷却水在第一状态下不流入第二流路11而仅流入第一流路10,在第二状态下仅流入第三流路12。当流体控制阀5为开状态时,冷却水在第一状态下流到第一流路10和第二流路11的两者中。如上所述,第二流路11、第三流路12相对于第一流路10形成为并联状态。
控制装置8基于由设置在发动机2的内部的冷却水温度传感器检测出的冷却水的温度来控制流体控制阀5。在发动机2启动后,当冷却水温度低于预先设定的第一温度时,通过切换阀4维持在第一状态,并通过控制装置8向流体控制阀5通电而控制为闭状态。由于冷却水仅在第一流路10中循环,所以发动机2被预热。
当冷却水温度达到第一温度以上时,由于发动机2的预热结束,因此通过切换阀4切换至第二状态,冷却水在第三流路12中循环,并在散热器7中进行冷却水的散热。在第二状态下需要进一步进行冷却水的散热时,通过控制装置8切断通电而将流体控制阀5控制为开状态,冷却水在第三流路12和第二流路11中循环,在加热器芯6中也进行冷却水的散热。此外,在第一状态下,当需要从加热器芯6中的冷却水散热时,通过控制装置8切断通电从而将流体控制阀5控制为开状态。
接着使用图2~图6,对流体控制阀5进行说明。图2示出了开阀状态,图3示出了闭阀状态。流体控制阀5包括作为座阀(seat valve)的阀座511、阀体57、可动芯即柱塞55、电磁螺线管部54等。流体控制阀5是电磁阀装置,其具有工作流体的压力作用在阀体57从阀座511离开的方向即开阀方向的结构。即,流体控制阀5是阀体57的闭阀方向设定为抵抗流体压力的方向的电磁阀装置。流体控制阀5根据从工作流体受到的流体压力与通过通电而产生的磁力之间的平衡状态,对设置在壳体内的内部通道512进行开闭。
柱塞55具有在轴向的两端开口的筒状部551。柱塞55包括设置在筒状部551的位于阀体57侧的一个端部的上游侧环状部550、以及设置在筒状部551的另一端部的下游侧环状部552。上游侧环状部550具有与筒状部551相同的直径尺寸,并且具有与筒状部551同轴的上游侧开口部550a作为通孔。上游侧环状部550在与阀体57相反一侧的面上接触支承构件58的下游侧端部,将支承构件58支承为能够沿轴向位移。轴向也是阀体57的移动方向。由此,支承构件58与柱塞55一起沿轴向位移。下游侧环状部552是直径尺寸大于筒状部551、且在与筒状部551垂直的方向上呈放射状扩展的凸缘状部。下游侧环状部552,在其内侧设置有与筒状部551同轴的下游侧开口部。在筒状部551的内侧设置有流体通道553。流体通道553以上游侧开口部550a作为流体流入口。柱塞55由磁可通过的材质、例如磁性材料制成。
支承构件58通过与阀体57结合而与阀体57构成为一体。支承构件58包括:上游侧筒状部582、与上游侧筒状部582的上游端部一体设置的圆盘状的上游侧盘部580,以及与上游侧筒状部582的下游端部一体设置、且直径尺寸小于上游侧筒状部582的下游侧筒状部583。在上游侧盘部580上固定有阀体57。在上游侧筒状部582上设置有沿径向贯通的流体通道581。在上游侧筒状部582上设置有至少一个流体通道581。流体通道581,在上游侧与内部通道512连通,在下游侧经由上游侧开口部550a与流体通道553连通。
下游侧筒状部583以插入到设置在磁轭56的上游侧第一环状部560上的开口部560a中的状态下,被支承为能够沿轴向滑动。由于在开阀状态下、上游侧筒状部582的下游侧端部与上游侧第一环状部560接触,支承构件58沿开阀方向的进一步位移受到限制。因此,下游侧筒状部583可通过磁轭56,在轴向上的预定范围内位移,而在径向上被限制为几乎不能移动。支承构件58例如由树脂材料等难以使磁通过的材料形成。因此,支承构件58被构造成不形成磁路。
阀体57由橡胶等可弹性变形的材质形成。阀体57以向轴向下游侧延伸的轴部嵌合在上游侧盘部580的通孔中的状态、一体安装在支承构件58上。阀体57被设置在,与流入侧壳体51上设置的阀座511在轴向上相对的位置。
流体控制阀5包括形成工作流体的内部通道512的壳体主体。壳体主体包括设置有供工作流体流入的流入端口510的流入侧壳体51、设置有输出端口530的流出侧壳体53、以及连结流入侧壳体51与流出侧壳体53的中间壳体52。流入侧壳体51的下游侧与中间壳体52一体设置,并内置有阀体57、支承构件58的大部分等。流入侧壳体51在其内部的流入端口510的周围,设置有供沿闭阀方向位移的阀体57落座的阀座511。在闭阀状态下,阀座511与阀体57接触,以形成环状面或环状线。
流出侧壳体53的上游侧与中间壳体52一体设置。输出端口530在上游侧端部与流体通道553连通。流入侧壳体51、中间壳体52以及流出侧壳体53由树脂材料形成,并相互熔敷接合。
中间壳体52内置有磁轭56、柱塞55、线圈部540、绕线管541、滑动支承构件542等。磁轭56由可使磁通过的材质、例如由磁性材料制成。磁轭56构成磁路的一部分,在中间壳体52的内部支承绕线管541、滑动支承构件542。磁轭56设置成覆盖绕线管541以及线圈部540的外周侧。柱塞55、线圈部540、绕线管541、滑动支承构件542、支承构件58及阀体57设置成轴心呈同轴。
滑动支承构件542为筒状体,在外侧支承绕线管541,在内侧支承柱塞55的筒状部551的外面,使得柱塞55能够沿轴向滑动。滑动支承构件542由磁通难以通过的非磁性体材料形成。
电磁螺线管部54构造成,具有磁轭56、线圈部540、绕线管541、滑动支承构件542、连接器等。连接器设置成位于磁轭56的侧面或外侧。连接器设置为用于对线圈部540通电,并且内部的接线端子与线圈部540电连接。电磁螺线管部54通过利用连接器将接线端子与电流控制装置等电连接,能够控制向线圈部540通电的电流。绕线管541由树脂材料形成为圆筒状,在外周面上卷绕有线圈部540。
磁轭56是在轴向上的两端开口的筒状体。磁轭56包括设置在阀体57侧的一端部的上游侧第一环状部560、倾斜部561、从倾斜部561的下游侧端部沿着径向延伸的上游侧第二环状部562,以及从上游侧第二环状部562的外周缘沿着轴向延伸的下游侧筒状部563。
上游侧第一环状部560,可在轴向上与柱塞55的上游侧环状部550接触,具有大于上游侧环状部550的直径尺寸,且具有与柱塞55的上游侧开口部550a同轴的开口部560a作为通孔。上游侧第一环状部560和上游侧环状部550是在轴向上彼此相对的部分,且形成为具有相互平行的截面形状的平行部。以下,与倾斜部以及平行部相关的截面形状,是指沿着柱塞等的轴向的纵截面形状。上游侧第一环状部560,在阀体57与阀座511接触的闭阀状态下,设置在使与阀体57相反一侧的下游侧面560b、和上游侧环状部550的位于阀体57侧的上游侧面550b相接触的位置处。下游侧面560b与上游侧面550b是在轴向上彼此相对的部分,且形成为相互平行的平行部。因此,如图3和图5所示,在闭阀状态下,在上游侧第一环状部560和上游侧环状部550接触的部分,形成有作为磁通通过的磁路径的第二路径。
倾斜部561是这样形状的筒状部,即上游侧(阀体57侧)的端部与上游侧第一环状部560连结,下游侧(柱塞55侧)的端部与上游侧第二环状部562连结。倾斜部561是具有相对于柱塞55的筒状部551倾斜的截面形状的部分。倾斜部561形成为上游侧(阀体57侧)端部的直径尺寸小于下游侧(柱塞55侧)端部的直径尺寸。因此,倾斜部561相对于筒状部551倾斜,使得越朝向下游侧(柱塞55侧)直径越大。
倾斜部561的上游侧(阀体57侧)端部,构造成具有比筒状部551大的直径尺寸。因此,筒状部551、特别是其上游侧部位设置成,随着从图2、图4所示的开阀状态向图3、图5所示的闭阀状态移动,与倾斜部561之间的距离逐渐变小。如图2所示,在开阀状态下的通电开始时,上游侧的柱塞55与磁轭56的距离在倾斜部561与筒状部551之间最短。这样,在开阀状态下,作为磁通通过倾斜部561与筒状部551之间的磁路径的第一路径,磁通大于前述第二路径的磁通。如上所述,在开阀状态下的通电开始时,形成第一路径的磁通大于第二路径的磁通的磁路径,而在闭阀状态下则形成第二路径的磁通大于第一路径的磁通的磁路径。
上游侧第二环状部562,是直径尺寸大于倾斜部561的下游侧端部、且在与下游侧筒状部563垂直的方向上呈放射状扩展的凸缘状部。上游侧第二环状部562,其截面形状为与上游侧第一环状部560为平行关系。下游侧筒状部563的内周面,在闭阀状态和开阀状态下,呈在轴向上与下游侧环状部552的外周缘相对的位置关系。通电时,在下游侧筒状部563与下游侧环状部552的外周缘之间也会形成磁通通过的磁路径。
如图6所示,吸引柱塞55的吸引力具有如下特性:在从开阀状态向闭阀状态接近期间,第一路径的吸引力大于第二路径的吸引力,但在闭阀状态之前会发生反转现象,在闭阀状态下,第二路径的吸引力大于第一路径的吸引力。如图4所示,在通电时的开阀状态下,以实线箭头所示的第一路径为比以虚线箭头所示的第二路径更具支配性的磁路径。这是因为,在柱塞55与磁轭56之间,倾斜部561与筒状部551的距离最短,是磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。因此,在流体控制阀5中,与图6的特性图相同,在行程大的开阀状态下,吸引柱塞55的吸引力在第一路径中比在第二路径中大。因此,流体控制阀5通过在第一路径中采用开始吸引的结构,能够与作用在阀体57上的流体压力相反地吸引柱塞55,从而能够强化通电开始时的吸引性能。
当由图4所示的开阀状态向闭状态接近而成为图5所示的闭阀状态时,会发生第二路径比第一路径更具有支配性的反转现象。这是因为相互构成平行部的上游侧环状部550与上游侧第一环状部560接触,或者在柱塞55与磁轭56之间最为接近。因此,上游侧环状部550与上游侧第一环状部560之间为磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。流体控制阀5,与图6的特性图相同,在行程小的闭阀状态之前,变化成柱塞55在第二路径中的吸引力变大。因此,流体控制阀5通过采用由第二路径将阀体57吸附在阀座511上的结构,由此能够相对于作用在阀体57上的流体压力而关闭阀体57,并能够强化闭阀时的吸附保持力。如上所述,流体控制阀5提供的电磁阀,其同时具备与图6所示的第一路径和第二路径两者的吸引力相关的有利特性。
接下来,对第一实施方式的流体控制阀5所带来的作用效果进行说明。流体控制阀5包括阀体57,该阀体57开闭内部通道512以便在开阀状态与闭阀状态之间切换,且工作流体的压力作用在开阀的方向上。流体控制阀5具有:作为磁通通过柱塞55与磁轭56之间的磁路径的第一路径、以及磁通在与第一路径不同的部位处通过柱塞55与磁轭56之间的磁路径的第二路径。在开阀状态下的通电开始时,形成第一路径的磁通大于第二路径的磁通的磁路径。而在闭阀状态下,形成第二路径的磁通大于第一路径的磁通的磁路径。
根据该流体控制阀5,在开阀状态下的通电开始时,利用磁通大于第二路径的第一路径的磁路径所产生的驱动力,能够抵抗流体压力而开始吸引柱塞55。接着,在使阀体57从开阀状态到闭阀状态的过程中,利用磁通大于第一路径的第二路径的磁路径所产生的驱动力,能够吸附柱塞55以维持闭阀状态。这样,在开阀状态下的通电开始时,经过第一路径的磁路径是支配性的,由此能够发挥将柱塞55吸引到阀座511侧的吸引力,从而得到使阀体57向抵抗工作流体的压力的方向移动的驱动力。由此,在流体压力作用在阀体57的状态下,可以维持闭阀状态,因此能够提供通电时间(timing)不受限定的流体控制阀5。
而且,在闭阀状态下,经过第二路径的磁路径是支配性的,由此能够发挥将阀体57维持在与阀座511接触的状态的吸附力,从而关闭内部通道512。根据此效果,因为能够不依靠弹簧等的推压力,实施从开阀状态向闭阀的操作和维持闭阀状态,所以能够抑制因弹簧的设置和推压力的强化等带来的装置的大型化。如上所述,能够提供一种流体控制阀5,其可以提高抵抗工作流体压力而闭阀时的闭阀性能、并抑制大型化。
第一路径是磁通通过、作为柱塞55和磁轭56中的一方的一部分的倾斜部561与另一方的部分之间的磁路径,该倾斜部561具有相对于柱塞55和磁轭56中的另一方的部分倾斜的截面形状。第二路径是磁通通过平行部的磁路径,该平行部是柱塞55和磁轭56两者各自在轴向上彼此相对的部分、且具有相互平行的截面形状。该平行部由柱塞55的上游侧环状部550和磁轭56的上游侧第一环状部560构成。
根据该结构,通过在柱塞55和磁轭56中设置相对于另一方倾斜的倾斜部561,能够在开阀状态下的通电开始时,形成磁通比通过柱塞55和磁轭56的平行部的第二路径的磁通大的第一路径。接着,在使阀体57从开阀状态变为闭阀状态的过程中,通过构成平行部,能够切换到柱塞55与磁轭56的重叠面积或接触面积较大且磁通较大的第二路径。通过这样设计柱塞55和磁轭56的形状来构建磁路,可以提供能够不依靠弹簧等的推压力、从开阀状态进行闭阀操作和维持闭阀状态的流体控制阀5。
根据流体控制阀5,柱塞55包括沿着轴向延伸的筒状部551,磁轭56包括具有相对于筒状部551倾斜的截面形状的倾斜部561。平行部构造成,包括在柱塞55中设置在比筒状部551更靠近工作流体上游侧的上游侧环状部550、以及在磁轭56中设置得比倾斜部561更靠近工作流体上游侧的上游侧第一环状部560。由此,由于相对于柱塞55的筒状部551的倾斜部561设置在磁轭56上,因此能够增大筒状部551的内径。因此,当采用在筒状部551的内侧设置流体通道553的结构时,能够提供一种流体控制阀5,其能够在提高抵抗工作流体压力的闭阀性能和闭阀状态的维持性能的同时,抑制工作流体的流通阻力。
流体控制阀5,在柱塞55的内侧设置有供工作流体流通的流体通道553。根据此结构,能够提供一种流体控制阀5,其可以通过工作流体来缓和柱塞55因通电而产生的发热。
流体控制阀5,在比线圈部540更靠近内侧且在柱塞55的内侧设置有供工作流体流通的流体通道553。根据此结构,能够提供一种流体控制阀5,其可以通过工作流体来缓和线圈部540和柱塞55因通电而产生的发热。
第二路径在闭阀状态下形成在柱塞55与磁轭56接触的部位。由此,该流体控制阀5在使柱塞55与磁轭56接触的部位设置第二路径,由此能够相对于作用在阀体57上的流体压力提供关闭阀体57的吸附力,并能够强化闭阀时的吸附保持力。
由于流体控制阀5通过柱塞55和磁轭56形成磁路,因此有助于抑制装置的部件数量,并且可以进一步抑制磁路中的气隙。
流体控制阀5,可以在开阀状态下的通电开始时(吸引开始时)被控制成最大电压,而在闭阀状态的吸附保持时被控制成小于吸引开始时的电压。当采用该控制时,通过形成上述的第一路径和第二路径,可以提供即使通电电压被抑制也能够满足吸引开始和吸引保持的流体控制阀5。
(第二实施方式)
参考图7和图8,对第二实施方式进行说明。第二实施方式的流体控制阀5与第一实施方式的不同之处在于,磁轭156的形状和柱塞155的形状。第二实施方式中没有特别说明的结构、作用、效果与第一实施方式相同,以下仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。另外,在图7、图8中,为了便于理解,未示出除了柱塞、磁轭以及线圈部之外的其它各部。
磁轭156包括上游侧第一环状部560、上游侧筒状部1561、从上游侧筒状部1561的下游侧端部沿着径向延伸的上游侧第二环状部562、以及从上游侧第二环状部562的外周缘沿着轴向延伸的下游侧筒状部563。即,磁轭156不具有相对于轴向而倾斜的倾斜部。上游侧筒状部1561是如下形状的筒状部,即,上游侧(阀体57侧)的端部与上游侧第一环状部560连结,下游侧(柱塞55侧)的端部与上游侧第二环状部562连结。
柱塞155包括上游侧环状部550、相对于轴向倾斜的倾斜部555、筒状部551和下游侧环状部552。倾斜部555是如下形状的筒状部,即,上游侧(阀体57侧)的端部与上游侧环状部550连结,下游侧(柱塞55侧)的端部与筒状部551连结。倾斜部555是具有相对于磁轭156的上游侧筒状部1561倾斜的截面形状的部分。倾斜部555形成为上游侧(阀体57侧)的端部的直径尺寸小于下游侧的端部的直径尺寸。因此,倾斜部555相对于上游侧筒状部1561倾斜,使得越朝向下游侧直径越大。
倾斜部555的上游侧(阀体57侧)的端部,构造成其外径尺寸小于上游侧筒状部1561的内径尺寸。因此,上游侧筒状部1561设置成,随着从图7所示的开阀状态向图8所示的闭阀状态转换,其与倾斜部555之间的距离逐渐变小。
如图7所示,在开阀状态下的通电开始时,上游侧的柱塞155与磁轭156的距离在倾斜部555与上游侧筒状部1561之间最短。这样,在开阀状态下,作为磁通通过倾斜部555与上游侧筒状部1561之间的磁路径的第一路径的磁通比前述第二路径的磁通大。如上所述,在开阀状态下的通电开始时,形成第一路径的磁通大于第二路径的磁通的磁路径,而在闭阀状态下则形成第二路径的磁通大于第一路径的磁通的磁路径。上游侧第二环状部562,是直径尺寸大于上游侧筒状部1561的下游测端部、且在与下游测筒状部563垂直的方向上呈放射状扩展的凸缘状部。
同样在第二实施方式的流体控制阀5中,如图7所示,在通电时的开阀状态下,以实线箭头所示的第一路径是比以虚线箭头所示的第二路径更具支配性的磁路径。这是因为,在柱塞55与磁轭56之间,倾斜部555与上游侧筒状部1561的距离最短,是磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。因此,在流体控制阀5中,与前述图6所示的特性图相同,在开阀状态下,吸引柱塞155的吸引力在第一路径中比在第二路径中大。因此,流体控制阀5通过在第一路径中采用开始吸引的结构,能够与作用在阀体57上的流体压力相反地吸引柱塞155,从而能够强化通电开始时的吸引性能。
当从图7所示的开阀状态向闭状态接近而成为图8所示的闭阀状态时,会发生第二路径比第一路径更具有支配性的反转现象。这是因为相互构成平行部的上游侧环状部550与上游侧第一环状部560接触,或者在柱塞155与磁轭156之间最为接近。与第一实施方式相同,第二实施方式的流体控制阀5提供的电磁阀,其同时具备与图6所示的第一路径和第二路径两者的吸引力相关的有利特性。
根据第二实施方式,第一路径是磁通在作为柱塞155和磁轭156中的一方的一部分的倾斜部555与柱塞155和磁轭156中的另一方的部分之间通过的磁路径,该倾斜部555具有相对于柱塞155和磁轭156中的另一方的部分倾斜的截面形状。第二路径是磁通通过平行部的磁路径,该平行部是柱塞155和磁轭156两者各自在轴向上彼此相对的部分、且具有相互平行的截面形状。该平行部由柱塞155的上游侧环状部550和磁轭156的上游侧第一环状部560构成。
根据该结构,通过在柱塞155和磁轭156中设置相对于另一方倾斜的倾斜部555,能够在开阀状态下的通电开始时,形成磁通比通过柱塞155和磁轭156的平行部的第二路径的磁通大的第一路径。
根据第二实施方式,磁轭156包括沿着轴向延伸的上游侧筒状部1561,柱塞155包括具有相对于上游侧筒状部1561倾斜的截面形状的倾斜部555。平行部被构造成,包括在磁轭156中设置得比上游侧筒状部1561更靠近工作流体上游侧的上游侧第一环状部560、以及在柱塞155中设置得比倾斜部555更靠近工作流体上游侧的上游侧环状部550。
由此,由于相对于磁轭156的上游侧筒状部1561的倾斜部555设置在柱塞155上,因此能够增大柱塞155中设置在比倾斜部555更靠近下游侧的部分的内径。因此,当采用在柱塞155的内侧设置流体通道的结构时,能够提供一种流体控制阀5,其能够在提高抵抗工作流体压力时的闭阀性能和闭阀状态的维持性能的同时,抑制工作流体的流通阻力。
(第三实施方式)
参考图9和图10,对第三实施方式进行说明。第三实施方式的流体控制阀5与第一实施方式的不同之处在于,设置有柱塞155这一点。第三实施方式中没有特别说明的结构、作用、效果与前述各实施方式相同,以下仅对与第一实施方式及第二实施方式的不同点进行说明。另外,在图9、图10中,为了便于理解,未示出除了柱塞、磁轭以及线圈部之外的其它各部。
如图9及图10所示,第三实施方式的流体控制阀5,是通过将第一实施方式中的柱塞55替换成第二实施方式中采用的柱塞155而获得的。
在开阀状态下的通电开始时,如图9所示,上游侧的柱塞155与磁轭56的距离,均在相对于轴向倾斜的倾斜部555与倾斜部561之间为最短。倾斜部555与倾斜部561形成为具有相互平行的截面形状的平行部。这样,在开阀状态下,作为磁通通过倾斜部555与倾斜部561之间的磁路径的第一路径的磁通比前述第二路径的磁通大。在开阀状态下的通电开始时,形成第一路径的磁通大于第二路径的磁通的磁路径,而在闭阀状态下则形成第二路径的磁通大于第一路径的磁通的磁路径。
同样在第三实施方式的流体控制阀5中,如图9所示,在通电时的开阀状态下,以实线箭头所示的第一路径是比以虚线箭头所示的第二路径更具支配性的磁路径。这是因为,在柱塞155与磁轭56之间,倾斜部555与倾斜部561的距离最短,为磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。因此,在第三实施方式的流体控制阀5中,与前述图6所示的特性图相同,在开阀状态下,吸引柱塞155的吸引力在第一路径中比在第二路径中大。因此,第三实施方式的流体控制阀5通过在第一路径中采用开始吸引的结构,能够与作用在阀体57上的流体压力相反地吸引柱塞155,从而能够强化通电开始时的吸引性能。
当从图9所示的开阀状态向闭状态接近而成为图10所示的闭阀状态时,会发生第二路径比第一路径更具有支配性的反转现象。这是因为相互构成平行部的上游侧环状部550与上游侧第一环状部560靠近或接触。与第一实施方式相同,第三实施方式的流体控制阀5提供的电磁阀,其同时具备与图6所示的第一路径和第二路径两者的吸引力相关的有利特性。
根据第三实施方式的流体控制阀5,第一路径是磁通通过平行部的磁路径,该平行部是在柱塞155和磁轭56两者各自相对于轴向倾斜的部分、且具有相互平行的截面形状。该平行部由倾斜部555和倾斜部561形成。第二路径是磁通通过平行部的磁路径,该平行部是在柱塞155和磁轭56两者各自在轴向上彼此相对的部分、且具有相互平行的截面形状。该平行部由上游侧环状部550和上游侧第一环状部560形成。
根据该结构,通过在柱塞155和磁轭56中分别设置相对于轴向同样倾斜的倾斜部555、561,能够在开阀状态下的通电开始时,形成磁通比第二路径的磁通大的第一路径。并且,在使阀体57从开阀状态向闭阀状态转换的过程中,通过在柱塞155和磁轭56上形成在轴向上相对的平行部,能够切换到柱塞55与磁轭56的重叠面积或接触面积较大且磁通较大的第二路径。通过这样设计柱塞155和磁轭56的形状来构建磁路,可以提供能够不依靠弹簧等的推压力、而从开阀状态进行闭阀操作和维持闭阀状态的流体控制阀5。
(第四实施方式)
参考图11和图12,对第四实施方式进行说明。第四实施方式的流体控制阀5与第二实施方式的流体控制阀5的不同之处在于,设置有柱塞255和磁轭256这一点。第四实施方式中没有特别说明的结构、作用、效果与前述各实施方式相同,以下仅对与第一实施方式及第二实施方式的不同点进行说明。另外,在图11、图12中,为了便于理解,未示出除了柱塞、磁轭以及线圈部之外的其它各部。
如图11和图12所示,第四实施方式的流体控制阀5在轴向上的一端侧和另一端侧这两者处,设置有通过柱塞255与磁轭256之间的第一路径和第二路径。柱塞255和磁轭256在作为轴向的一端侧的阀体57侧(上游侧),设有与第二实施方式的流体控制阀5相同的第一路径和第二路径。这样,第四实施方式的流体控制阀5具有多个第二路径。
柱塞255包括倾斜部556,该倾斜部556以下游侧环状部552的外周缘的表面越朝向下游侧直径尺寸越大的方式倾斜。磁轭256包括:倾斜部565,其设置在作为轴向的另一端侧的下游侧的端部,且具有相对于轴向倾斜的截面形状;以及下游侧环状部564,其连接倾斜部565和下游侧筒状部563。下游侧环状部564从下游侧筒状部563的下游侧端部沿着径向延伸,并在外周侧与倾斜部565形成一体。下游侧环状部564和下游侧环状部552形成相互平行的平行部。倾斜部565具有相对于下游侧环状部552倾斜的截面形状。倾斜部565和倾斜部556构造成平行部,该平行部在柱塞255和磁轭256两者中具有呈相互平行的截面形状。上游侧环状部552在阀体57与阀座511接触的闭阀状态下,设置在使阀体57侧的上游侧面552b、与下游侧环状部564的位于阀体57侧相反一侧的下游侧面564b接触的位置处。下游侧面564b和上游侧面552b是在轴向上彼此相对的部分、且形成为相互平行的平行部。
如图11所示,在开阀状态下的通电过程中,在柱塞255和磁轭256的下游侧端部,磁通通过倾斜部565与下游侧环状部552之间的第一路径,且磁通通过下游侧环状部564与下游侧环状部552之间的第二路径。这里,在柱塞255和磁轭256的上游侧端部,形成有与第二实施方式相同的第一路径和第二路径。在开阀状态下,下游侧的柱塞255与磁轭256的距离,在倾斜部565与下游侧环状部552之间为最短。
当从图11所示的开阀状态向闭状态接近而成为图12所示的闭阀状态时,会发生第二路径比第一路径更具有支配性的反转现象。这是因为相互构成平行部的下游侧环状部552与下游侧环状部564接触,或者在下游侧、柱塞255与磁轭156之间最为接近。在下游侧、下游侧环状部552与下游侧环状部564之间是磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。第四实施方式的流体控制阀5在下游侧也与图6的特性图相同,在行程小的闭阀状态之前,变成第二路径中的柱塞255的吸引力变大。此流体控制阀5通过在下游侧设置由第二路径将阀体57吸附在阀座511上的结构,由此能够相对于作用在阀体57上的流体压力而关闭阀体57,并能够强化闭阀时的吸附保持力。
第四实施方式的流体控制阀5中的第一路径和第二路径,在柱塞255与磁轭256之间,分别设置在作为工作流体的上游侧的一端侧的端部和作为工作流体的下游侧的另一端侧的端部这两者处。根据第四实施方式,可提供一种电磁阀,其在上游侧和下游侧的两者处,同时具备与图6所示的第一路径和第二路径两者的吸引力相关的有利特性。
在第四实施方式的流体控制阀5中,第二路径设定在多个部位。优选地,设定在多个部位的第二路径的至少一个,形成在柱塞255与磁轭256在闭阀状态下彼此接触的部位。根据该结构,通过将多个第二路径的至少一个设置在使柱塞255与磁轭256接触的部位,能够提供相对于作用在阀体57上的流体压力而关闭阀体57的吸附力,并能够强化闭阀时的吸附保持力。
(第五实施方式)
参考图13和图14,对第五实施方式进行说明。第五实施方式的流体控制阀5与第二实施方式的流体控制阀5的不同之处在于,设置有柱塞355和磁轭356这一点。第五实施方式中没有特别说明的结构、作用、效果与前述各实施方式相同,以下仅对与第一实施方式及第二实施方式的不同点进行说明。另外,在图13、图14中,为了便于理解,未示出除了柱塞、磁轭以及线圈部之外的其它各部。
如图13和图14所示,第五实施方式的流体控制阀5,在轴向上的一端侧和另一端侧的两者处设置有通过柱塞355和磁轭356之间的第一路径和第二路径。柱塞355和磁轭356在作为轴向的一端侧的阀体57侧(上游侧),具有与第二实施方式的流体控制阀5相同的第一路径和第二路径。
柱塞355设置在作为轴向的另一端侧的下游侧的端部,且包括具有从下游侧环状部552的外周缘向下游侧延伸的截面形状的下游端筒状部557。下游端筒状部557,相对于轴向、筒状部551或下游侧环状部552倾斜,使得越朝向下游侧直径尺寸越大。磁轭356设置在作为轴向的另一端侧的下游侧的端部,包括具有相对于轴向倾斜的截面形状的下游端筒状部566。下游端筒状部566从下游侧筒状部563的下游端进一步向下游延伸,并且形成为相对于下游侧环状部552或下游侧筒状部563倾斜的形状,使得越朝向下游侧直径尺寸越大。下游侧筒状部566和下游侧筒状部557构造成平行部,该平行部在柱塞355和磁轭356两者中形成为相互平行的截面形状。下游端筒状部566在阀体57与阀座511接触的闭阀状态下,设置在内周面566b与下游端筒状部557的内周面557b面对的位置。内周面566b和内周面557b是在轴向上彼此相对的部分,且形成为相互平行的平行部。
如图13所示,在开阀状态下的通电过程中,在柱塞355和磁轭356的下游侧端部,磁通通过下游端筒状部566与下游侧环状部552之间的第一路径。另外,在柱塞355和磁轭356的上游侧端部,形成有与第二实施方式相同的第一路径和第二路径。在开阀状态下,下游侧的柱塞355与磁轭356的距离,在下游端筒状部566与下游侧环状部552之间为最短。
当从图13所示的开阀状态向闭状态接近而成为闭阀状态时,会发生第二路径比第一路径更具有支配性的反转现象。这是因为相互构成平行部的下游端筒状部566与下游端筒状部557相对,并且在下游侧、柱塞355与磁轭356之间最接近。在下游侧,下游端筒状部566与下游端筒状部557之间是磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。第五实施方式的流体控制阀5在下游侧也与图6的特性图相同,在行程小的闭阀状态之前,变化成第二路径中的柱塞355的吸引力变大。该流体控制阀5,通过在下游侧设置由第二路径将阀体57吸附在阀座511上的结构,能够相对于作用在阀体57上的流体压力而关闭阀体57,并能够强化闭阀时的吸附保持力。另外,在图14所示的闭阀状态下,下游端筒状部566的内周面566b与下游端筒状部557的内周面557b处于彼此相对的位置关系,在下游端筒状部566与下游端筒状部557之间形成第一路径。
第五实施方式中流体控制阀5的第一路径和第二路径在柱塞355与磁轭356之间,分别设置在作为工作流体的上游侧的一端侧的端部和作为工作流体的下游侧的另一端侧的端部的两者处。根据第五实施方式,能够提供一种电磁阀,其在上游侧和下游侧的两者处,同时具备与图6所示的第一路径和第二路径两者的吸引力相关的有利特性。
(第六实施方式)
参考图15和图16,对第六实施方式进行说明。第六实施方式的流体控制阀5与第二实施方式的流体控制阀5的不同之处在于,设置有柱塞255和磁轭456这一点。第六实施方式中没有特别说明的结构、作用、效果与前述各实施方式相同,以下仅对与第一实施方式、第二实施方式以及第四实施方式的不同点进行说明。另外,在图15、图16中,为了便于理解,未示出除了柱塞、磁轭以及线圈部之外的其它各部。
如图15和图16所示,第六实施方式的流体控制阀5在轴向上的一端侧和另一端侧这两者处,设置有在柱塞255和磁轭456之间通过的第一路径和第二路径。柱塞255和磁轭456在作为轴向的一端侧的阀体57侧(上游侧),具有与第二实施方式的流体控制阀5相同的第一路径和第二路径。这样,第六实施方式的流体控制阀5具备多个第二路径。
关于柱塞255的结构,与第四实施方式的说明相同。磁轭456包括:下游端筒状部567,其设置在作为轴向的另一端侧的下游侧的端部,并且具有沿着轴向延伸的截面形状;以及下游侧环状部564,其连接下游端筒状部567和下游侧筒状部563。下游侧环状部564从下游侧筒状部563的下游侧端部沿着径向延伸,并在外周侧与下游端筒状部567形成一体。倾斜部556具有相对于下游端筒状部567倾斜的截面形状。
如图15所示,在开阀状态下的通电过程中,在柱塞255和磁轭456的下游侧端部,磁通通过下游侧环状部52与下游端筒状部567之间的第一路径。另外,在柱塞255和磁轭456的上游侧端部,形成有与第二实施方式相同的第一路径和第二路径。在开阀状态下,下游侧的柱塞255与磁轭456的距离,在下游侧环状部552与下游端筒状部567之间为最短。
当从图15所示的开阀状态接近闭状态而成为图16所示的闭阀状态时,会发生第二路径比第一路径更具有支配性的反转现象。这是因为相互构成平行部的下游侧环状部552与下游侧环状部564接触,或者在下游侧,柱塞255与磁轭456之间最接近。在下游侧,下游侧环状部552与下游侧环状部564之间是磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。在倾斜部556与下游端筒状部567之间,形成有磁通小于第二路径的磁通的第一路径。
第六实施方式的流体控制阀5在下游侧也与图6的特性图相同,在行程小的闭阀状态之前,第二路径中的柱塞255的吸引力变得更大。该流体控制阀5,通过在下游侧设置通过第二路径将阀体57吸附在阀座511上的结构,能够相对于作用在阀体57上的流体压力而关闭阀体57,并能够强化闭阀时的吸附保持力。
第六实施方式的流体控制阀5中的第一路径和第二路径,在柱塞255与磁轭456之间,分别设置在作为工作流体的上游侧的一端侧的端部和作为工作流体的下游侧的另一端侧的端部这两者处。根据第六实施方式,可提供一种电磁阀,其在上游侧和下游侧的两者处,同时具备与图6所示的第一路径和第二路径两者的吸引力相关的有利特性。
在第六实施方式的流体控制阀5中,第二路径设定在多个部位。优选地,设定在多个部位的第二路径的至少一个,在闭阀状态下形成在柱塞255与磁轭456相互接触的部位。根据该结构,通过将多个第二路径的至少一个设置在使柱塞255与磁轭456相互接触的部位,由此能够提供相对于作用在阀体57的流体压力而关闭阀体57的吸附力,并能够强化闭阀时的吸附保持力。
(第七实施方式)
参考图17和图18,对第七实施方式进行说明。第七实施方式的流体控制阀5与第二实施方式的流体控制阀5的不同之处在于,设置有第五实施方式的柱塞355这一点。第七实施方式中没有特别说明的结构、作用、效果与前述各实施方式相同,以下仅对与第一实施方式、第二实施方式以及第五实施方式的不同点进行说明。另外,在图17、图18中,为了便于理解,未示出除了柱塞、磁轭以及线圈部之外的其它各部。
如图17以及图18所示,第七实施方式的流体控制阀5,由第五实施方式的柱塞355和第二实施方式的磁轭156形成磁路。第七实施方式的流体控制阀5,在轴向上的一端侧和另一端侧这两者处,设置有通过柱塞355和磁轭156之间的第一路径。柱塞355和磁轭156在轴向的一端侧即阀体57侧(上游侧),设置有与第二实施方式的流体控制阀5相同的第一路径和第二路径。关于柱塞355的结构,与第五实施方式的说明相同。关于磁轭156的结构,与第二实施方式的说明相同。下游端筒状部557是具有相对于磁轭156的下游侧筒状部563倾斜的截面形状的部分,且构成倾斜部。
如图17所示,在开阀状态下的通电过程中,在柱塞355和磁轭156的下游侧端部,磁通通过下游侧筒状部563与下游端筒状部557之间的第一路径。另外,在柱塞355和磁轭156的上游侧端部,形成有与第二实施方式相同的第一路径和第二路径。在开阀状态下,下游侧的柱塞355与磁轭156的距离,在下游侧筒状部563与下游端筒状部557之间为最短。
当从图17所示的开阀状态向闭状态接近而成为图18所示的闭阀状态时,下游侧筒状部563与下游端筒状部557之间的距离会进一步变小。因此,在开阀状态下,通过下游侧筒状部563与下游端筒状部557之间的磁通比开阀状态下更大。在下游侧、下游侧筒状部563与下游端筒状部557之间是磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。
(第八实施方式)
参考图19和图20,对第八实施方式进行说明。第八实施方式的流体控制阀5与第二实施方式的流体控制阀5不同之处在于,设置有第六实施方式的磁轭456这一点。第八实施方式中没有特别说明的结构、作用、效果与前述各实施方式相同,以下仅对与第一实施方式、第二实施方式以及第六实施方式的不同点进行说明。另外,在图19、图20中,为了便于理解,未示出除了柱塞、磁轭以及线圈部之外的其它各部。
如图19和图20所示,第八实施方式的流体控制阀5,在轴向上的一端侧和另一端侧的两者处,设置有在柱塞155和磁轭456之间通过的第一路径和第二路径。柱塞155和磁轭456在轴向的一端侧即阀体57侧(上游侧),具有与第二实施方式的流体控制阀5相同的第一路径和第二路径。关于柱塞155的结构,与第二实施方式的说明相同,关于磁轭456的结构,与第六实施方式的说明相同。
如图19所示,在开阀状态下的通电过程中,在柱塞155和磁轭456的下游侧端部,磁通通过下游侧环状部552与下游端筒状部567之间的第一路径。在开阀状态下,下游侧的柱塞155与磁轭456的距离在下游侧环状部552与下游端筒状部567之间最短。另外,在柱塞155和磁轭456的上游侧端部,形成有与第二实施方式相同的第一路径和第二路径。
当从图19所示的开阀状态向闭状态接近而成为图20所示的闭阀状态时,会发生第二路径比第一路径更具有支配性的反转现象。这是因为相互构成平行部的下游侧环状部552与下游侧环状部564接触,或者在下游侧,柱塞255与磁轭456之间最接近。在下游侧,下游侧环状部552与下游侧环状部564之间是磁阻最小的部位,也是磁通最大的部位。
第八实施方式的流体控制阀5,在下游侧也与图6的特性图相同,在行程小的闭阀状态之前,柱塞155的吸引力以第二路径一方变大的方式变化。第八实施方式的流体控制阀5,通过在下游侧设置通过第二路径将阀体57吸附在阀座511上的结构,能够相对于作用在阀体57上的流体压力而关闭阀体57,并能够强化闭阀时的吸附保持力。
第八实施方式中流体控制阀5的第一路径和第二路径,在柱塞155与磁轭456之间,分别设置在作为工作流体的上游侧的一端侧的端部和作为工作流体的下游侧的另一端侧的端部这两者处。根据第八实施方式,在上游侧和下游侧的两者处,能够提供一种电磁阀,其同时具备与图6所示的第一路径和第二路径两者的吸引力相关的有利特性。
第八实施方式的流体控制阀5中的、位于上游侧的倾斜部的结构,可以替换为第一实施方式的流体控制阀5中的、位于上游侧的倾斜部的结构。
其他实施方式
本说明书的发明内容并不限于列举出的实施方式。发明内容包括列举出的实施方式和本领域技术人员基于它们可得到的变形实施方式。例如,发明内容并不限于实施方式中所公开的部件、要素的组合,可通过多种变形来实施。本发明可通过多种组合来实施。发明内容还可具有可追加在实施方式中的追加部分。发明内容包含实施方式中部件、要素被省略的实施方式。发明内容包含一个实施方式与其他实施方式间部件、要素的置换或组合。所公开的技术范围并不限于实施方式的记载。所公开的技术范围,由权利要求范围的记载来表示,还应理解为包括与权利要求书的记载具有同等意义及范围内的所有变更。
在第四至第八实施方式的流体控制阀中,形成在上游侧和下游侧中的两者或任一者中的第一路径的倾斜部,包括柱塞和磁轭中的一个的部分的截面形状相对于另一个的部分而倾斜的结构。在第四至第八实施方式中,上游侧的第一路径可以是与第一实施方式或第三实施方式中的第一路径相同的构造。在第四和第五实施方式的下游侧的柱塞的形状,可以与第一实施方式中的下游侧的柱塞形状相同。
可实现本说明书所公开之目的的流体控制阀5,其第一路径和第二路径不限于前述各实施方式中描述的位置。前述各实施方式也可以构造为,与磁路径有关的柱塞与磁轭的形状在上游侧和下游侧相反。
在前述实施方式中,阀体57为结合到由柱塞55驱动的支承构件58上的构件,但是能够实现本说明书所公开之目的的流体控制阀5不限于此种方式。例如,阀体57可以是与柱塞55一体设置的构件,也可以是构成柱塞55之一部分的部分。
前述实施方式的流体控制阀5能够构成为占空比控制阀,该占空比控制阀由控制装置8控制接通时间相对于由通电的接通时间和断开时间所形成的一个周期的时间的比率即占空比,以对电磁线圈进行通电。根据对流体控制阀5的这种通电控制,能够自如地调节在第二流路11中流通的冷却水的流量。
可实现说明书所公开之目的的流体控制阀5,不限于能够在发动机2的冷却水所循环的冷却水回路1中控制冷却水的流量等的电磁阀。流体控制阀5可用作,例如:控制能够冷却电动机、逆变器、半导体装置等装置之工作流体的流量的电磁阀、控制用于制冷或制热之工作流体的流量的电磁阀、以及控制自动机油(automatic oil)等工作油的流动的电磁阀。
尽管已经参照实施方式对本发明进行了说明,但是应理解为本发明不限定于以上实施方式或结构。本发明还包括各种变形例以及等效范围内的变形。除此以外,尽管已经以各种组合和形式示出了本公开的各种要素,但是包括更多的要素、或者更少要素或仅其中之一要素的其他组合或方式均涵盖在本发明的范畴和思想范围内。

Claims (10)

1.一种流体控制阀,其包括:
壳体(51),其具有供作为液体的工作流体流通的内部通道(512);
阀体(57),其开闭所述内部通道,以在离开阀座(511)而允许所述工作流体流通的开阀状态与闭阀状态之间进行切换,且所述工作流体的压力作用在开阀的方向上;
柱塞(55、155、255、355),其沿轴向驱动所述阀体;
线圈部(540),其在通电时产生沿所述轴向驱动所述柱塞的磁力,以从所述开阀状态切换成所述闭阀状态;
磁轭(56、156、256、356、456),其在所述通电时与所述柱塞一起形成磁路;
第一路径(551、561;555、1561;555、561;556、565;557、566;556、567;557、563),其是磁通通过所述柱塞与所述磁轭之间的磁路径;以及
第二路径(550、560;552、564;557、566),其是磁通在与所述第一路径不同的部位处通过所述柱塞与所述磁轭之间的磁路径;其中,
在所述开阀状态下的通电开始时,形成所述第一路径的磁通大于所述第二路径的磁通的磁路径,而在所述闭阀状态下,则形成所述第二路径的磁通大于所述第一路径的磁通的磁路径。
2.根据权利要求1所述的流体控制阀,其中,所述第一路径是磁通通过作为所述柱塞和所述磁轭中的一个的一部分的倾斜部(561、555、556、557)与另一个的部分之间的磁路径,所述倾斜部(561、555、556、557)具有相对于所述柱塞和所述磁轭中的所述另一个的部分(551、1561、567、563)倾斜的截面形状;
所述第二路径是磁通通过平行部(550、560;552、564;557、566)的磁路径,所述平行部是所述柱塞和所述磁轭两者各自在所述轴向上彼此相对的部分,且具有相互平行的截面形状。
3.根据权利要求2所述的流体控制阀,其中,所述柱塞具有沿着所述轴向延伸的筒状部(551);
所述磁轭包括具有相对于所述筒状部倾斜的截面形状的所述倾斜部(561);
所述平行部被构造成,包含在所述柱塞中设置得比所述筒状部更靠近所述工作流体的上游侧的上游侧环状部(550)、以及在所述磁轭中设置得比所述倾斜部更靠近所述工作流体的上游侧的上游侧环状部(560)。
4.根据权利要求2所述的流体控制阀,其中,所述磁轭具有沿着所述轴向延伸的上游侧筒状部(1561);
所述柱塞具有呈相对于所述上游侧筒状部倾斜的截面形状的所述倾斜部(555);
所述平行部被构造成,包含在所述磁轭中设置得比所述上游侧筒状部更靠近所述工作流体的上游侧的上游侧环状部(560)、以及在所述柱塞中设置得比所述倾斜部更靠近所述工作流体的上游侧的上游侧环状部(550)。
5.根据权利要求1所述的流体控制阀,其中,所述第一路径是磁通通过平行部(555,561)的磁路径,所述平行部是所述柱塞和所述磁轭两者各自相对于所述轴向倾斜的部分、且具有相互平行的截面形状;
所述第二路径是磁通通过平行部(550,560)的磁路径,所述平行部是所述柱塞和所述磁轭两者各自在所述轴向上彼此相对的部分、且具有相互平行的截面形状。
6.根据权利要求1所述的流体控制阀,其中,所述第一路径和所述第二路径在所述柱塞与所述磁轭之间,分别设置在作为所述工作流体的上游侧的一端侧的端部和作为所述工作流体的下游侧的另一端侧的端部的两者处。
7.根据权利要求1-6任一项所述的流体控制阀,其中,在所述柱塞的内侧,设置有供所述工作流体流通的流体通道(553)。
8.根据权利要求1-6任一项所述的流体控制阀,其中,在比所述线圈部更靠近内侧且在所述柱塞的内侧,设置有供所述工作流体流通的流体通道(553)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的流体控制阀,其中,所述第二路径形成在所述闭阀状态下所述柱塞与所述磁轭相互接触的部位。
10.根据权利要求1-8任一项所述的流体控制阀,其中,
所述第二路径设定在多个部位,
设定在多个部位的所述第二路径的至少一个,形成在所述闭阀状态下所述柱塞与所述磁轭相互接触的部位。
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