CN111692345B

CN111692345B - 电磁阀

Info

Publication number: CN111692345B
Application number: CN201911359869.4A
Authority: CN
Inventors: 津久井良辅
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2024-01-05
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: CN111692345A; JP6924499B2; JP2020148253A

Abstract

本发明提供一种电磁阀，在不导致阀主体的全长/体型、最低工作电压等性能变化的情况下，能够增大阀芯的升程量，还能够实现流量增加、开阀保持压力上升，并且能够抑制由反复工作等而产生的阀磨损。柱塞(27)和阀芯(20)配置成在升降方向上能够相对移动，在柱塞(27)与阀芯(20)之间设有对阀芯(20)向上方(开阀方向)施力的开阀弹簧(25)。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及电磁阀，特别是涉及可有助于阀芯的升程量增大、流量增加、开阀保持压力上升、耐久性提高等的电磁阀。

背景技术

以往，公知有一种通过电磁线圈的磁力使阀芯相对于阀座升降而进行开闭动作的电磁阀。

例如专利文献1、2公开了一种作为对空气调和机的除湿(干燥)运转时的制冷剂进行节流的除湿阀(干燥阀)等而使用的所谓通电关闭型(常开型)的电磁阀。

专利文献1所记载的电磁阀具备：呈一端封闭的筒状的阀主体；滑动自如地收容在该阀主体的一端侧的柱塞；与该柱塞相对地嵌于阀主体的中央部的吸引件；贯通该吸引件而连结于柱塞的阀芯；堵塞阀主体的另一端侧的开口并且形成有由阀芯开闭的阀座的阀座部件；配置于柱塞与吸引件之间、并进行施力以使阀芯从阀座分离的螺旋弹簧(柱塞弹簧)；以及对吸引件进行励磁以克服该螺旋弹簧的弹力而使阀芯堵塞阀座的电磁线圈。

另外，专利文献2所记载的电磁阀具有：呈筒状的阀主体，该阀主体具有小径部和经由台阶部与该小径部连接的大径部；具有阀座的环状的阀座部件，该阀座部件的外周缘部与大径部的开口端部接合；阀芯，该阀芯具有滑动自如地嵌合于小径部的柱塞，该阀芯从该柱塞以与阀座相对的方式突出并能够对阀座进行开闭；固定于阀主体的台阶部的环状的弹簧承受件；压缩弹簧(柱塞弹簧)，该压缩弹簧设于该弹簧承受件与柱塞之间并进行施力以使阀芯从阀座分离；以堵塞小径部的开口的方式嵌于阀主体的吸引件；以及克服压缩弹簧的弹力而将阀芯向阀座侧驱动的电磁线圈等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-92664号公报

专利文献2：日本特开2007-56954号公报

发明所要解决的课题

然而，在上述电磁阀中，在阀芯的升程量(最大升程量)小的情况下，阀主体内的流量变少，并且容易产生流入口侧与流出口侧的压力差，阀芯容易被拉入流出口侧(低压侧)而闭阀，因此，期望一定程度地确保阀芯的升程量(最大升程量)。

但是，在上述以往的电磁阀中，通常，柱塞和阀芯以铆接等方式(不能相对移动的方式)连结。因此，阀芯的升程量被柱塞的升程量所规定，而柱塞的升程量由阀主体的全长/体型或最低工作电压等决定，因此难以增大柱塞的升程量、即阀芯的升程量。

另外，在上述以往的电磁阀中，阀芯直接承受柱塞吸引力，闭阀时阀芯被强有力地按压于阀座，因此还有可能产生由反复工作而产生的阀磨损。

发明内容

本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种电磁阀，在不导致阀主体的全长/体型、最低工作电压等性能变化的情况下，能够增大阀芯的升程量，还能够实现流量增加、开阀保持压力上升，并且能够抑制由反复工作等而产生的阀磨损。

用于解决课题的手段

为了解决前述课题，本发明的电磁阀的特征为，基本上具备：阀主体，该阀主体在侧部和底部分别开口有流入口和流出口，在所述流入口与所述流出口之间设有阀座；柱塞，该柱塞以能够升降的方式配置于该阀主体；吸引件，该吸引件与该柱塞相对配置；电磁线圈，该电磁线圈对该吸引件进行励磁；阀芯，该阀芯配置成能够相对于所述柱塞在升降方向上移动，且能够相对于所述阀座进行升降；第一施力部件，该第一施力部件对所述柱塞向开阀方向施力；以及第二施力部件，该第二施力部件设于所述柱塞与所述阀芯之间并对所述阀芯向开阀方向施力，所述柱塞通过所述电磁线圈的通电而克服所述第一施力部件的作用力向闭阀方向移动，与此相伴，所述阀芯通过在所述阀主体内流动的流体的流体力而克服所述第二施力部件的作用力向闭阀方向移动。

在优选的方式中，所述柱塞的升程量比所述阀芯处于全开位置时的所述第二施力部件的压缩量大。

在其他优选的方式中，所述阀芯处于全开位置时的所述阀芯的从所述阀座起的升程量比所述柱塞的升程量大。

在进一步优选的方式中，所述柱塞通过所述电磁线圈的通电而克服所述第一施力部件的作用力向闭阀方向移动，与此相伴，所述阀芯通过所述流体的流体力而克服所述第二施力部件的作用力向闭阀方向移动，直至所述第二施力部件的压缩量比所述阀芯处于全开位置时的所述第二施力部件的压缩量大。

在其他优选的方式中，所述阀芯处于全开位置时的该阀芯的下端部位于比所述流入口靠上侧的位置。

在其他优选的方式中，在所述阀主体的顶部设有对所述柱塞和所述阀芯的开阀方向移动界限进行规定的止动件。

在其他优选的方式中，在所述阀主体的顶部设有对所述柱塞的开阀方向移动界限进行规定的止动件，在所述吸引件的下表面设有对所述阀芯的开阀方向移动界限进行规定的止动件。

在进一步优选的方式中，所述阀芯中的与所述吸引件接触的接触面形成为与升降方向垂直。

在其他优选的方式中，在所述阀芯设有能够与所述阀座接触、分离的下部大径阀芯部，并且该下部大径阀芯部的上表面由圆锥台面构成。

发明效果

在本发明的电磁阀中，柱塞和阀芯配置成在升降方向上能够相对移动，在柱塞与阀芯之间设有对阀芯向开阀方向施力的施力部件(例如由压缩螺旋弹簧构成的开阀弹簧)，因此，在不增大柱塞的升程量的情况下，能够使阀芯的升程量比柱塞的升程量大。因此，与柱塞和阀芯连结成不能相对移动的以往的结构相比，在不导致阀主体的全长/体型或最低工作电压等性能变化的情况下，能够增大阀芯的升程量，还能够实现流量增加、开阀保持压力上升。

另外，在本发明的电磁阀中，闭阀时作用于阀芯的力仅为在阀主体内流动的流体的流体力。即，阀芯仅通过阀主体内的流体的流体力被推压至阀座，因此能够抑制由反复工作等而产生的阀磨损。

附图说明

图1是表示本发明的电磁阀的一实施方式的无通电时(全开状态)的纵剖视图。

图2是表示本发明的电磁阀的一实施方式的通电接通时(闭阀中途状态)(其一)的纵剖视图。

图3是表示本发明的电磁阀的一实施方式的通电接通时(闭阀中途状态)(其二)的纵剖视图。

图4是表示本发明的电磁阀的一实施方式的通电接通时(闭阀状态)的纵剖视图。

图5是表示图1所示的电磁阀的其他例子(其一)的纵剖视图。图6是表示图1所示的电磁阀的其他例子(其二)的纵剖视图。

符号说明

1 电磁阀

10 阀主体

11 阀室

12 罩壳

12A 小径部

12a 顶部

12B 大径部

12C 台阶部

14 阀座部件

14C 凸缘状部

15 阀座(阀座)

16 泄流槽

20 阀芯

21 下部大径阀芯部

22 中间主体部

23 上部小径嵌合部

23a 铆接部

24 嵌合部件

25 开阀弹簧(第二施力部件)

26 吸引件

26a 贯通孔

26b 下表面

27 柱塞

27a 通孔

28 柱塞弹簧(第一施力部件)

30 电磁线圈

32 外壳

33 线圈

34 绕线架

35 止动件

41 导管

41a 流入口

42 导管

42a 流出口

具体实施方式

以下，一边参照附图一边说明本发明的实施方式。

图1～图4是表示本发明的电磁阀的一实施方式的纵剖视图，图1表示无通电时(全开状态)，图2和图3表示通电接通时(闭阀中途状态)，图4表示通电接通时(闭阀状态)。

此外，在本说明书中，表示上下、左右等的位置、方向的表述是为了避免说明变得繁琐而按照附图方便起见进行的，并不一定是指实际使用状态下的位置、方向。

另外，在各图中，为了使发明容易理解或者为了作图的方便，有时将形成于部件间的间隙、部件间的隔离距离等描绘得比各结构部件的尺寸大或小。

图示实施方式的电磁阀1在空气调和机等的制冷循环中被使用，由带有台阶的罩壳12和带有凸缘状部14C的圆筒状的阀座部件14构成阀主体10，带有台阶的罩壳12由带有顶部12a的圆筒状的小径部12A和经由圆环状的台阶部12C与小径部12A的下部相连的大径部12B构成，带有凸缘状部14C的圆筒状的阀座部件14从下方嵌入到该罩壳12的大径部12B并通过焊接等而密封接合。阀座部件14的上端部(的内周侧)成为由倒圆锥面状的锥面构成的阀座15，后述的阀芯20的下部大径阀芯部21(详细而言，设于其下端外周侧的倒圆锥面状的锥面)与该阀座15接触、分离。

另外，在所述罩壳12的大径部12B的一侧部通过钎焊等而接合连结有导管(接头)41，另外，在阀座部件14的下部(下部大径部)通过钎焊等而接合连结有导管(接头)42。在本例中，导管41形成流入口41a，导管42形成流出口42a，从侧方观察，阀座部件14的上端部(阀座15)位于比导管41(流入口41a)的中央稍靠下侧的位置。

另外，在本例中，在闭阀状态(下部大径阀芯部21与阀座15抵接时)为了将制冷剂节流而从导管41向导管42导出，即，在空气调和机中作为进行除湿(干燥)运转时的制冷剂导出用节流部，在所述阀座15的多个部位(在图示例中，以120°间隔在三个部位)形成有由规定深度和规定宽度的V漕等构成的泄流槽(也称为节流槽)16。

作为固定铁芯的吸引件26通过铆接固定、钎焊等方式固定于所述罩壳12的小径部12A的下部。由该吸引件26、罩壳12的大径部12B及阀座部件14划分出阀室11，后述的阀芯20的下部大径阀芯部21位于该阀室11。

在本例中，如前述那样，导管41形成流入口41a，导管42形成流出口42a，在所述阀室11的侧部和底部分别开口有流出口41a和流出口42a，流体(制冷剂)从导管41(流入口41a)流入至阀室11，通过配置于导管41(流入口41a)与导管42(流出口42a)之间的阀座15(的内侧)流出至导管42(流出口42a)。

另外，在本例中，为了确保阀芯20的(从阀座15起的)升程量，所述吸引件26的下表面(与阀室11相对的面)26b形成为与位于阀室11内的阀芯20的下部大径阀芯部21的上表面(此处为，圆锥台面)相互补的形状(此处为，圆锥台状)。

另一方面，有底圆筒状的柱塞27与所述吸引件26相对地且(在升降方向(轴线O方向)上)滑动自如地嵌插于所述罩壳12的小径部12A的上部。

另外，在本例中，阀芯20贯通所述吸引件26，配置成能够相对于阀座部件14的阀座15升降、且能够相对于柱塞27在升降方向(轴线O方向)上相对移动(换言之，阀芯20和柱塞27设为可动式)。

详细而言，所述阀芯20从下侧起具有下部大径阀芯部21、(在上下方向上)比较长的中间主体部22、以及上部小径嵌合部23。所述下部大径阀芯部21可升降地配置于阀室11内以能够与阀座部件14的阀座15接触、分离，所述中间主体部22(具有一些间隙且能够在升降方向上相对移动地)插通(内插)于设于吸引件26的贯通孔26a和设于柱塞27的底部的通孔27a，所述上部小径嵌合部23位于柱塞27的内侧(圆筒状空部位)。

在配置于所述柱塞27的内侧的上部小径嵌合部23，外装并固定(在图示例中，基于铆接部23a的铆接固定)有由直径比中间主体部22大的圆筒体构成的嵌合部件24。在嵌合部件24(的下表面)与柱塞27(的底部的通孔27a周围)之间设有(压缩安装有)由压缩螺旋弹簧构成的开阀弹簧(第二施力部件)25，通过该开阀弹簧25的弹力(作用力)，阀芯20被向上方(使下部大径阀芯部21从阀座15离开的开阀方向)施力(在后文中详述)。另外，在本例中，阀芯20(的上部小径嵌合部23处设置的嵌合部件24)的上端部与罩壳12的小径部12A的顶部12a(的内周部分)抵接卡止，罩壳12的小径部12A的顶部12a成为对基于开阀弹簧25的作用力的阀芯20的上方移动界限(上端位置)进行规定的止动件。

在柱塞27与吸引件26之间(且、中间主体部22的外周)设有(压缩安装有)由压缩螺旋弹簧构成的柱塞弹簧(第一施力部件)28，该柱塞弹簧28始终对柱塞27向上方(从吸引件26离开的开阀方向)施力。另外，在本例中，柱塞27的上端部与罩壳12的小径部12A的顶部12a(的外周部分)抵接卡止，罩壳12的小径部12A的顶部12a成为对基于柱塞弹簧28的作用力的柱塞27的上方移动界限(上端位置)进行规定的止动件。

即，在本例中，阀芯20在上端位置(也称为全开位置)和下端位置(也称为闭阀位置)之间移动，上端位置是指：阀芯20通过开阀弹簧25的作用力而向上方(开阀方向)移动，其上端部(详细而言，设于上部小径嵌合部23的嵌合部件24的上端部)与罩壳12的小径部12A的顶部12a抵接卡止，下部大径阀芯部21从阀座部件14的阀座15分离的位置，下端位置是指：阀芯20克服开阀弹簧25的作用力向下方(闭阀方向)移动(在后文中详述)且下部大径阀芯部21抵接(落座)于阀座部件14的阀座15的位置。

另外，柱塞27能够在克服柱塞弹簧28的作用力向上方(开阀方向)移动且其上端部与罩壳12的小径部12A的顶部12a抵接卡止的上端位置(也称为离开位置)、与克服柱塞弹簧28的作用力向下方(闭阀方向)、换言之被向吸引件26侧牵拉的下端位置(也称为吸引位置)之间移动。

在所述罩壳12(的小径部12A)的外周侧安装有构成电磁线圈30的外壳32、通电励磁用的线圈33、绕线架34等。此外，在外壳32的上部固定有具有半球状凸部的止动件35，通过使该止动件35的半球状凸部与在罩壳12侧设于多个部位(例如四个部位)的半球状的凹部中的任一个嵌合，电磁线圈30(外壳32、线圈33等)相对于罩壳12被定位固定。

在此，在本实施方式中，在图1所示的无通电时(全开状态)，所述柱塞27和阀芯20处于所述上端位置时，柱塞27的(自吸引件26起的)升程量(换言之，柱塞27的行程量)被设定成比开阀弹簧25的压缩量大，阀芯20(的下部大径阀芯部21)的(自阀座15起的)升程量被设定成比柱塞27的(自吸引件26起的)升程量(换言之，柱塞27的行程量)大。另外，此时的阀芯20(的下部大径阀芯部21)的下端部位于与设于一侧部的导管41(流入口41a)相比稍微上侧的位置。

在具有上述结构的电磁阀1中，在未对线圈33通电的状态下(无通电时)，如图1所示，通过柱塞弹簧28和开阀弹簧25的作用力，柱塞27和阀芯20位于所述上端位置(与罩壳12的顶部12a抵接的位置)，阀芯20的下部大径阀芯部21与阀座部件14的阀座15分离。因此，制冷剂能够经由阀室11而在两导管41、42之间(详细而言，导管41(流入口41a)→导管42(流出口42a))流动。

当从图1所示的状态对线圈33通电时(通电接通时)，通过从线圈33发出的磁场而使吸引件26和柱塞27磁化，柱塞27克服柱塞弹簧28的作用力而被向吸引件26侧(下方)牵拉(换言之，向闭阀方向移动)从而位于所述下端位置(吸引位置)(图2所示的状态)。与此相伴，不再对开阀弹簧25施加按压力，开阀弹簧25与所述压缩量相应地伸长而成为自然长度(无载荷状态)。与此同时，开阀弹簧25的作用力不再作用于阀芯20，阀芯20通过自重或在阀室11(阀主体10内)流动的流体的流体力而向下方(闭阀方向)移动(图3所示的状态)，直至该(嵌合部件24的)下表面与自然长度的开阀弹簧25(的上端部)抵接。此时，阀芯20的下部大径阀芯部21与阀座部件14的阀座15不抵接(分离)，另外，随着阀芯20的下部大径阀芯部21接近阀座部件14的阀座15，在阀芯20的下部大径阀芯部21的上下从在阀室11(阀主体10)(从流入口41a朝向流出口42a)流动的流体承受的压力差(升降方向的压力差)逐渐增大。因此，阀芯20通过在该阀室11(阀主体10)流动的流体的流体力(基于流体在阀芯20的下部大径阀芯部21的上下产生的压力差)克服开阀弹簧25的作用力而进一步向下方(闭阀方向)移动(换言之，被拉入流出口42a侧)，当闭阀弹簧25的压缩量超过规定量(比处于所述上端位置时的压缩量大的量)时，阀芯20的下部大径阀芯部21与阀座部件14的阀座15抵接，阀芯20的下降被阻止而成为闭阀状态(图4所示的状态)。因此，柱塞27和阀芯20处于所述下端位置，制冷剂通过设于阀座部件14的阀座15的泄流槽16而在两导管41、42之间(详细而言，导管41(流入口41a)→导管42(流出口42a))流动。

此外，当从图4所示的状态切断向线圈33的通电时(通电切断时)，通过柱塞弹簧28的作用力，柱塞27(在中间夹有开阀弹簧25)伴随阀芯20向上方(开阀方向)移动而处于所述上端位置(离开位置)。与此同时，作用于阀芯20(的下部大径阀芯部21)的流体的流体力(详细而言，在阀芯20的下部大径阀芯部21的上下从在阀室11(阀主体10)从流入口41a朝向流出口42a流动的流体承受的压力差)变弱，因此，通过开阀弹簧25的作用力，阀芯20向上方(开阀方向)移动而处于所述上端位置(全开位置)。

如以上说明那样，在本实施方式的电磁阀1中，柱塞27和阀芯20配置成能够在升降方向上相对移动，在柱塞27与阀芯20之间设有对阀芯20向上方(开阀方向)施力的开阀弹簧25，因此，能够在不增大柱塞27的升程量的情况下使阀芯20的升程量比柱塞27的升程量大。因此，与柱塞和阀芯连结成不能相对移动的以往的结构相比，在不导致阀主体10的全长/体型或最低工作电压等性能变化的情况下，能够增大阀芯20的升程量，还能够实现流量增加、开阀保持压力上升。

另外，在本实施方式的电磁阀1中，闭阀时作用于阀芯20的力仅为在阀主体10内流动的流体的流体力。即，阀芯20仅通过阀主体10内的流体的流体力而被推压至阀座15，因此还能够抑制由反复工作等产生的阀磨损。

另外，在上述实施方式中，阀座部件14的上端部(阀座15)位于导管41(流入口41a)的中央附近(详细而言，比其稍靠下侧)，但是，例如也可以如图5所示那样设定于导管41(流入口41a)的下端附近。在这种情况下，为了容易确保阀芯20(的下部大径阀芯部21)的(从阀座15起的)升程量，也可以以与升降方向(轴线O方向)垂直的环状平坦面形成吸引件26的下表面26b。

另外，在上述实施方式中，在构成阀主体10的罩壳12的顶部12a设有对柱塞27和阀芯20的上方移动界限进行规定的止动件，但是，例如也可以如图6所示那样在吸引件26的下表面26b设置对阀芯20的上方移动界限进行规定的止动件。在这种情况下，为了确保吸引件26与阀芯20的接触面积而提高耐久性，也可以以与升降方向(轴线O方向)垂直的环状平坦面形成吸引件26的下表面26b和阀芯20的下部大径阀芯部21的上表面(与吸引件26的下表面26b接触的接触面)。

此外，在上述实施方式中，在阀座部件14的阀座15侧设有泄流槽16，但是当然也可以设于阀芯20的下部大径阀芯部21侧，也可以设于阀座15和下部大径阀芯部21这双方。另外，当然也可以省略该泄流槽16。

Claims

1.一种电磁阀，其特征在于，具备：

阀主体，该阀主体在侧部和底部分别开口有流入口和流出口，在所述流入口与所述流出口之间设有阀座；

柱塞，该柱塞以能够升降的方式配置于该阀主体；

吸引件，该吸引件与该柱塞相对配置；

电磁线圈，该电磁线圈对该吸引件进行励磁；

阀芯，该阀芯配置成能够相对于所述柱塞在升降方向上移动，且能够相对于所述阀座进行升降；

第一施力部件，该第一施力部件对所述柱塞向开阀方向施力；以及

第二施力部件，该第二施力部件设于所述柱塞与所述阀芯之间并对所述阀芯向开阀方向施力，

所述柱塞通过所述电磁线圈的通电而克服所述第一施力部件的作用力向闭阀方向移动，与此相伴，所述阀芯通过在所述阀主体内流动的流体的流体力而克服所述第二施力部件的作用力向闭阀方向移动，

所述阀芯处于全开位置时的所述阀芯的从所述阀座起的升程量比所述柱塞的升程量大，

所述柱塞通过所述电磁线圈的通电而克服所述第一施力部件的作用力向闭阀方向移动，与此相伴，所述阀芯通过所述流体的流体力而克服所述第二施力部件的作用力向闭阀方向移动，直至所述第二施力部件的压缩量比所述阀芯处于全开位置时的所述第二施力部件的压缩量大。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

所述柱塞的升程量比所述阀芯处于全开位置时的所述第二施力部件的压缩量大，

闭阀时，所述阀芯仅通过所述阀主体内的流体的流体力而被推压至所述阀座。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，

所述阀芯处于全开位置时的该阀芯的下端部位于比所述流入口靠上侧的位置。

4.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，

在所述阀主体的顶部设有对所述柱塞和所述阀芯的开阀方向移动界限进行规定的止动件。

5.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，

在所述阀主体的顶部设有对所述柱塞的开阀方向移动界限进行规定的止动件，在所述吸引件的下表面设有对所述阀芯的开阀方向移动界限进行规定的止动件。

6.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，

所述阀芯中的与所述吸引件接触的接触面形成为与升降方向垂直。

7.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，

在所述阀芯设有能够与所述阀座接触、分离的下部大径阀芯部，并且该下部大径阀芯部的上表面由圆锥台面构成。