CN1311180C

CN1311180C - 具有多个螺线管的阀装置

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Publication number: CN1311180C
Application number: CNB2004100421399A
Authority: CN
Inventors: 林文也
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2004-05-09
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2024-05-09
Also published as: ITMI20040892A1; TW200424463A; KR100548705B1; JP4054995B2; US20040222397A1; KR20040095729A; JP2004332876A; US7032879B2; TWI278583B; CN1550703A

Abstract

提供一种阀装置，即通过小行程的开闭阀，一面抑制反应性或流量的降低，一面使阀体部的宽度尽可能地小，同时对于螺线管部，也可以通过小的宽度，得到所要的输出。在进行加压流体的输出流路的开闭的螺线管阀装置中，具有螺线管部(2)、阀体部(3)以及开闭其阀座的永磁性体的可动阀(4)，螺线管部(2)具有多个螺线管(21A、21B)和覆盖这些螺线管的共用的磁框(24)，多个螺线管(21A、21B)被配置为使固定铁心(10A、10B)的一端的吸附面(14A、14B)在同一平面上邻接，螺线管部(2)被配置为在通电时使在邻接的螺线管的固定铁心上产生的磁通的极性为逆向或同方向；阀体部(3)是其阀座(39A、39B)沿上述多个螺线管的配列方向较长地形成。

Description

具有多个螺线管的阀装置

技术领域

本发明涉及以小的行程、一面抑制反应性或流量的降低，一面将其多个紧密并列配置、整体上可以紧凑化的两孔的阀装置。

背景技术

在专利文献1中，公开了下述技术，即具有螺线管部和阀体部的阀装置，该螺线管部具有可动铁心，该阀体部与该螺线管部连续设置，具有加压流体的输入流路以及输出流路，同时，通过由上述可动铁心驱动的阀体，开闭这些流路之间的阀座，使上述螺线管部的可动铁心的行程尽可能地小，据此，可以使螺线管部小型化。

另外，在专利文献2中，公开了下述技术，即开闭阀通过由电磁力等驱动的板状阀体，开闭输出侧流路的开口，以小的行程、一面增大流量，一面可以使装置整体小型化。

因为这些开闭阀都是在可动铁心的小行程中全开，所以在反应性上也很优异。

如上述专利文献1以及专利文献2的开闭阀那样，在通过小型的螺线管使开闭的行程尽可能小、以此来改善阀开闭的反应性的阀装置中，若要将其多个紧密地并列配置、使之整体紧凑化，则要使阀体部的宽度尽可能小，同时要使小型化的螺线管更加小型化，为了一面抑制反应性或流量的降低，一面实现这些，需要考虑某些大幅度的构造上的改变。

[专利文献1]

实公昭58-33334号公报

[专利文献2]

实公平5-11409号公报

本发明的技术课题是提供一种阀装置，即通过上述小行程的开闭阀，一面抑制反应性或流量的降低，一面将其多个紧密并列配置，可以使之整体紧凑化。

本发明更具体的技术课题是提供一种阀装置，即通过上述小行程的开闭阀，一面抑制反应性或流量的降低，一面使阀体部的宽度尽可能地小，同时对于螺线管部，也可以通过与该阀体部的宽度相应的小的宽度得到所需要的输出。

本发明的其他的技术课题是提供一种阀装置，即在使用单一的螺线管的情况下，若减小阀体部的宽度，使螺线管的宽度也为与其相应的小的宽度，则要考虑到存在对提高其输出的限制，一面使螺线管的宽度变小，一面提高其输出。

发明内容

用于解决上述课题的本发明的阀装置，设有：螺线管部，该螺线管部将固定铁心配置在线圈内，该固定铁心在一端具有吸附可动阀的磁力吸附面；阀体部，该阀体部与该螺线管部相邻设置；加压流体的输入流路以及输出流路，该加压流体的输入流路以及输出流路设置于阀体部；阀座，该阀座位于该两流路之间；永磁性材料的上述可动阀，该可动阀通过上述螺线管部的动作开闭上述阀座，其特征在于，上述螺线管部具有并列配置的多个螺线管，以及覆盖这些螺线管的共用的磁框，该多个螺线管的固定铁心的吸附面配置于同一平面上，上述磁框的顶板部位于与上述固定铁心的上述吸附面相反侧的端面接触的位置，在上述阀体部中的加压流体的输出流路的被上述阀座包围的开口部分，在上述多个螺线管的并列方向上细长地延伸，上述可动阀具有至少与各固定铁心相面对、在向多个螺线管通电时被该固定铁心吸引的部分，设置有在解除上述通电时，用于使可动阀复座在阀座的机构。

在固定铁心的周围，可以配置突出的缓冲垫，该缓冲垫突出的程度为对螺线管通电时可抑制可动阀与固定铁心的吸附面紧密接触的程度。

在上述阀装置中，设有磁板，该磁板配设在与上述固定铁心的磁力吸附面大致的同一平面上，与上述磁框磁性接合，但相对于固定铁心不接合，上述可动阀具有分别与各固定铁心和在它们两侧中的磁板相面对、在对上述多个螺线管通电时被该固定铁心以及磁板吸引的部分，或者不设置上述磁板，而是设置非磁性材料的板，使可动阀仅面对在多个螺线管的固定铁心中的磁力吸附面，或者可以与上述磁力吸附面以及磁框的侧板部前端相面对。

在这些情况下，可以使上述多个螺线管配置为在对它们通电时、使在邻接的螺线管的固定铁心上产生的磁通的极性互为逆向。

另外，本发明的阀装置作为在解除通电的阶段用于使可动阀复座在阀座的机构，最好是将该可动阀配设为使来自输入流路的加压流体、相对于输出流路开口的阀座推压可动阀。

再有，在本发明的较好的实施方式中，在固定铁心和磁板之间，相对于它们之间的磁通的流动赋予阻力，同时，配置突出的缓冲垫，该缓冲垫突出的程度为对螺线管通电时可抑制可动阀与固定铁心的吸附面以及磁板紧密接触的程度。

另外，在本发明的较好的其他的实施方式中，与多个螺线管的固定铁心的吸附面相对地设置多个阀座，将这些阀座并列配置为沿螺线管的邻接方向变长。

在具有上述构成的阀装置中，因为设置有多个螺线管，沿其配列方向设置长的输出流路，所以通过小行程的开闭阀，可以一面抑制反应性或流量的降低，一面紧密并列配置该多个阀装置，使整体紧凑化。另外，因为螺线管部是并列配置多个螺线管，所以一面是与阀体部的宽度相应的小的宽度，一面可以得到强大的吸引力。而且，对这些螺线管部的通电，可以进行配线，使在邻接的螺线管的固定铁心上产生的磁通的极性互为逆向，据此，可以简化磁板等的构成。

附图说明

图1是本发明的实施例的剖视图。

图2是本发明的实施例的分解立体图。

图3是本发明的实施例的主要部位放大剖视图，图的右半表示可动阀的闭阀状态，左半表示开阀状态。

图4的(A)以及(B)是例示各自的阀座的形状的说明图。

图5是本发明的其他实施例的剖视图。

图6是图5的实施例的分解立体图。

图7的(A)以及(B)是表示关于螺线管部以及可动阀的不同的构成例的概略剖视图。

具体实施方式

下面，根据图示的实施例，更详细地说明本发明。

图1至图3是表示有关本发明的阀装置的实施例，该阀装置1概略地说，具有：螺线管部2、与该螺线管部2连续设置、具有加压流体的输入流路以及输出流路的阀体部3、根据上述螺线管部2的动作进行开闭动作时的永磁性材料的可动阀4。

上述螺线管部2具有第1以及第2螺线管21A、21B，该第1以及第2螺线管21A、21B是通过分别将线圈22A、22B缠绕在多个梭心23A、23B上而形成。这些第1以及第2螺线管21A、21B具有配设在上述梭心23A、23B内的第1以及第2固定铁心10A、10B，这些的一端作为用于吸附可动阀4的磁力吸附面14A、14B，配设第1以及第2螺线管21A、21B，使该磁力吸附面14A、14B在同一平面上邻接配置。另外，上述螺线管21A、21B具有共用的磁框24以及共用的磁板20，该共用的磁框24覆盖这些螺线管，顶板部24a与各固定铁心10A、10B的吸附面14A、14B的相反侧的端面11A、11B接触；该共用的磁板20配设在与上述固定铁心10A、10B的磁力吸附面14A、14B大致相同的平面上。

上述磁框24如图1所示，具有上述顶板部24a及其两端侧的侧板部24b，是由配置为覆盖第1以及第2螺线管21A、21B的截面コ字状的永磁性材料构成的，在需要扩大磁路截面的情况下，也可以设置覆盖在图1中的第1、第2螺线管21A、21B的前后面的侧板部。该磁框24的侧板部24b的下端面24c与由永磁性材料构成的上述磁板20磁性接合。

在上述磁板20上，穿孔有贯通孔28A、28B，该贯通孔28A、28B插通第1、第2固定铁心10A、10B的磁力吸附面14A、14B侧的端部。

另一方面，通过O形环，气密地嵌在第1、第2螺线管21A、21B中的梭心23A、23B的中心部上的第1以及第2固定铁心10A、10B，在其磁力吸附面14A、14B侧，设置有小径部12A、12B，通过外嵌在该小径部12A、12B上的缓冲垫15A、15B，固定铁心10A、10B固定在上述贯通孔28A、28B上，这样，使这些固定铁心10A、10B的吸附面14A、14B和磁板20的下面位于大致同一平面上。因此，磁板20和第1、第2固定铁心10A、10B通过上述缓冲垫15A、15B接近，两者不是直接磁性地接合，而是相对于两者间的磁通的流动赋予阻力。

上述磁框24的外周，通过由合成树脂材料构成的密封件29覆盖从磁板20的周围到顶板部24a的整体，从密封件29的上面开始，如图1以及图2所示，竖立设置各两根线圈端子40A、40A、40B、40B，该线圈端子40A、40A、40B、40B构成与第1、第2螺线管21A、21B的线圈电气性连接的对。

另外，具有线圈端子40A、40A、40B、40B的贯通孔的垫片41嵌合配置在密封件29的上面，在其上面，载置有印刷基板42。该印刷基板42，其与通电回路(省略图示)导通的插口43A、43A、43B、43B在其下面突出，在垫片41的贯通孔内，可以分别与线圈端子40A、40A、40B、40B电气性结合。再有，在上述印刷基板42的上面的一端上，竖立设置有与该通电回路导通的多个受电端子44。由罩45覆盖印刷基板42，受电端子44被收纳在设置于该罩45上的端子筒46中。

这样，对第1、第2螺线管21A、21B的配线按下述连接，即，使在第1、第2固定铁心10A、10B上产生的磁极的磁性互为逆向。

另外，对上述螺线管21A、21B的通电，可以不使用插口43A、43B等，而是通过将线圈端子直接接合到印刷基板42上进行。

这样构成的螺线管部2，伴随着通电，在各个第1螺线管21A以及第2螺线管21B中，在固定铁心10A、10B上产生磁通，如图1中的中空白箭头A以及实线箭头a所示，通过各个固定铁心10A、10B、磁框24的顶板部24a以及侧板部24b、磁板20以及可动阀4，形成磁路，由于在第1固定铁心10A和第2固定铁心10B中的磁场的极性相互逆向，所以如图1中的中空白箭头A以及实线箭头b所示，通过第1固定铁心10A、磁框24的顶板部24a、第2固定铁心10B以及可动阀4，形成有效利用经过第1固定铁心10A和第2固定铁心10B时的磁框24的顶板部24a的中央部的磁路。另外，若通电为反极性，则如虚线的中空白箭头B所示，形成反向的磁路。

在这里，就对第1、第2螺线管21A、21B的配线连接为使在第1、第2固定铁心10A、10B上产生的磁极的极性互为反向的主旨进行了说明，在该实施例的情况下，也可以将其配线为使在两固定铁心10A、10B上产生的磁极的极性互为同方向。

即使在进行上述任意的配线的情况下，与使用上述2个固定铁心10A、10B以及伴随着上述磁路的形成、在磁板20以及第1、第2固定铁心10A、10B的吸附面14A、14B与可动阀4之间，使用单一的螺线管的情况相比较，至少产生2倍的非常大的磁性吸附力，改善了反应性。

另一方面，与上述螺线管部2连续设置的阀体部3，如图1以及图2所示，具有压缩空气的输入流路33(图1)以及输出流路36和阀体37，该阀体37具有位于这些流路之间时的阀座39A、39B，在对该螺线管部2通电时，将被磁板20以及第1、第2固定铁心10A、10B所吸附的永磁性材料的上述可动阀4收纳在与螺线管部2之间而形成。该阀体部3通过可动阀4，根据上述螺线管部2的动作，进行阀座39A、39B的开闭。

另外，上述阀体37具有与上述输入流路33连通，供给压缩空气的输入口31，同时具有与上述输出流路36连通、输出压缩空气的输出口35。输出流路36在输入流路33中被包围，经过其中央部，沿第1以及第2螺线管21A、21B的配列方向，分支为两个长的输出开口38A、38B，进行开口而形成，在这些输出开口38A、38B的周缘，设置构成上述阀座39A、39B的密封部件。该阀座39A、39B或是将构成它们的部件铆接到阀体37上，或是也可以通过成型等固定，另外，也可以与阀体37一体成型。

上述输出开口38A、38B以及阀座39A、39B，与在第1以及第2螺线管21A、21B中的固定铁心10A、10B的吸附面14A、14B大致相对设置，而且，如图4(A)所示，这些输出开口38A、38B(以及阀座39A、39B)为两端是半圆、中央平行的长圆形，被并列配置为沿螺线管21A、21B的邻接方向长。

在图4(A)的输出开口38A、38B中的半圆部分的直径x和平行部的长度y，最好在具有y/x≥2的关系范围内形成。

另外，上述输出开口38A、38B不仅限于图4(A)那样的长圆形，也可以如图4(B)所示，为在四角切取R的近似长方形。此外，若有必要使输出开口38A、38B沿螺线管21A、21B的邻接方向长，则可以根据目的、设计的制约等，采用各种的长形状。

如图2所示，可动阀4是由外形可以覆盖上述两个阀座39A、39B的8字型永磁性的铁片形成的，在该方式中，具有各固定铁心10A、10B和被这些的两侧中的磁板20吸引的部分。另外，该可动阀4在螺线管部2和阀体37之间，将周缘的一部分引导到阀体37，可自由游动地配置在沿阀座39A、39B的开闭方向。因此，在该可动阀4的周围，从输入流路33到该可动阀4和螺线管部2之间，形成压缩空气流动的流路。

该可动阀4在对第1以及第2螺线管21A、21B通电时，通过在磁板20以及第1、第2固定铁心10A、10B的吸附面14A、14B之间产生的磁性吸附力，如图3的左半所示，从阀座39A、39B上离开而开阀。另外，在解除通电时，受到通过输入流路33，流入到可动阀4的上面的压缩空气的推压，如图3的右半所示，与第1、第2阀座39A、39B压接，关闭输出开口38A、38B，使来自输出口35的压缩空气无法输出。在该情况下，由于将可动阀4沿闭阀方向推压的压缩空气的推压力，作用于与可动阀4的输出流路36相对的部分，所以使可动阀稳定地，且反应性良好地动作。

虽然该可动阀4的行程非常小，但因为阀座39A、39B的平面形状为相对于开口面积、开口周长长的长圆形状，所以可以确保反应性良好，压缩空气的大流量。

另外，在这里，作为用于使可动阀4复座在阀座39A、39B的机构，是利用了从上述输入流路33到达可动阀4上的流体的压力，也可以使用弹簧等的其他机构，或者将这些并用。

另外，将外嵌在上述第1以及第2固定铁心10A、10B的磁力吸附面14A、14B侧的小径部12A、12B上的缓冲垫15A、15B设置为稍稍突出磁力吸附面14A、14B以及磁板20的下面，据此，提高在解除通电时的阀座39A、30B的关闭的反应性，或是防止在可动阀4开阀时，其与磁板20等碰撞，产生碰撞音，或是因紧密接触，造成闭阀的反应性降低。

如图2所示，这样构成的阀体37，在与螺线管部2的连续设置面上所刻的槽上，设置第1密封部件50，另外，在阀体37的下面的槽上，也设置有第2密封部件51，这样，上述的螺线管部2和阀体部3，将紧固螺栓52、52插通于垫片41、密封件29以及在阀体37上形成的螺栓孔，据此，气密状地结合为一体化。该一体化后的阀装置1，通过插通在阀体37上形成的螺栓孔而安装的螺栓53、53(参照图1)，气密状地安装在具有与输入口31以及输出口35连通的流体路径的规定装置的安装面上。

图5以及图6表示本发明的其他实施例，在上述图1-3的实施例中，是在与阀体部3中的阀体37的螺线管部2的接合面侧，设置可动阀4的收纳凹部，在图5以及图6的实施例中，是沿在螺线管部2中的磁板20，形成该可动阀4的收纳凹部。另外，在通过上述图1-4所说明的实施例中，是将2个输出开口38A、38B以及阀座39A、39B与在第1以及第2螺线管21A、21B中的固定铁心10A、10B的吸附面14A、14B相对设置，在图5、图6的实施例中，没有分支输出流路36，而是在沿第1以及第2螺线管21A、21B的配列方向，作为长的单一的长圆形的输出开口38而开口，在其周围，设置形成阀座39的密封。

图6中，54是将垫片41固定在螺线管部2的密封件29上的螺栓，55是表示将螺线管部2固定在阀体部3上的螺栓。

另外，由于在图5、图6的实施例中的其他的构成以及作用，与根据图1-4所说明的实施例的情况，在本质上没有改变，所以对主要的相同或相应的部分赋予相同的符号，省略这些说明。

另外，图7的(A)以及(B)是分别概略地表示有关螺线管部2以及可动阀4的不同的构成例，在任何情况下，与在上述图1-3的实施例中的磁板20相对应的框架20A、20B都是由非磁性材料形成的。因为这些框架20A、20B与螺线管部2的动作没有关系，所以根据情况，也可以省略。

在图7(A)的螺线管部2中，因为框架20A是由非磁性材料形成的，所以形成从固定铁心10A、10B开始，通过磁框24的顶板部24a以及两侧板部24b，直接到达可动阀4的磁路，因此，可动阀4的两端部延伸到接近磁框24的两侧板部24b的下端面24c的位置。在该情况下，即使在第1固定铁心10A和第2固定铁心10B中的磁场的极性互为逆向，或是同方向，都没有关系。

另一方面，在图7(B)所示的螺线管部2中，可动阀4仅仅延伸到与固定铁心10A、10B的磁力吸附面14A、14B相对的位置。因此，在螺线管部2中，使在第1固定铁心10A和第2固定铁心10B中的磁场的极性互为逆向而配线，有必要形成从一方的固定铁心开始，经过磁框24的顶板部24a，直至另一方的固定铁心，进而从两固定铁心的磁力吸附面14A、14B开始，直接到达可动阀4的磁路。但是，在磁框24上，设置覆盖第1、第2螺线管21A、21B的前后面的侧板部，在形成为可动阀的一部分接近其下端的情况下，与图7(A)的情况相同，即使在第1固定铁心10A和第2固定铁心10B中的磁场的极性是互为逆向，或是同方向，都没有关系。

另外，由于在具有图7(A)以及(B)所示的螺线管部以及可动阀的阀装置中的其他的构造以及作用，与根据图1-4所说明的实施例的情况在本质上没有改变，所以对主要的相同或相应的部分赋予相同的符号，省略这些说明。

上述的各阀装置，适合应用于除去在谷类或半导体晶片等的粒子状物体中所含有的不纯物等的甄别装置，在该情况下，特别是对并列设置多个阀装置1，以便可以一举处理大量的粒子状物体，可以减小螺线管部2以及阀体部3的宽度是非常有效的。

另外，本发明并不仅限于上述的实施例，只要是在不脱离权利要求范围的范围内，都可以采取各种的方式。

例如，上述第1以及第2螺线管21A、21B，其电气性连接可以是并列的，也可以将其直列连接。另外，这些螺线管2不仅限于2个，可以配列为规定的数。另一方面，上述阀座39A、39B也不仅限于2个，也可以在沿螺线管21A、21B的配列方向为长的单一的、或是3个以上。

发明的效果

根据上述本发明的阀装置，可以得到如下的阀装置，即通过小行程的开闭阀，一面抑制反应性或流量的降低，一面将其多数紧密并列配置，可以使整体紧凑化，更具体地说是可以得到下述阀装置，即通过上述的小行程的开闭阀，一面抑制反应性或流量的降低，一面使阀体部的宽度尽可能地小，同时对于螺线管部，也可以通过与该阀体部的宽度相应的小的宽度，得到所要的输出。另外，在沿多个螺线管的配列方向较长地形成输出流路，与此相伴，可动阀虽具有长形状，但因为多个螺线管沿可动阀的长方向并列设置，所以通过较大的电磁吸附力，可以使可动阀的整体稳定地动作，提高反应性。

Claims

1.一种具有多个螺线管的阀装置，设有：

螺线管部，该螺线管部将固定铁心配置在线圈内，该固定铁心在一端具有吸附可动阀的磁力吸附面；

阀体部，该阀体部与该螺线管部相邻设置；

加压流体的输入流路以及输出流路，该加压流体的输入流路以及输出流路设置于阀体部；

阀座，该阀座位于该两流路之间；

永磁性材料的上述可动阀，该可动阀通过上述螺线管部的动作开闭上述阀座，其特征在于

上述螺线管部具有并列配置的多个螺线管，以及覆盖这些螺线管的共用的磁框，该多个螺线管的固定铁心的吸附面配置于同一平面上，上述磁框的顶板部位于与上述固定铁心的上述吸附面相反侧的端面接触的位置，

在上述阀体部中的加压流体的输出流路的被上述阀座包围的开口部分，在上述多个螺线管的并列方向上细长地延伸，

上述可动阀具有至少与各固定铁心相面对、在向多个螺线管通电时被该固定铁心吸引的部分，

设置有在解除上述通电时，用于使可动阀复座在阀座的机构。

2.如权利要求1所述的具有多个螺线管的阀装置，其特征在于，在固定铁心的周围配置突出的缓冲垫，该缓冲垫突出的程度为对螺线管通电时可抑制可动阀与固定铁心的吸附面紧密接触的程度。

3.如权利要求1所述的具有多个螺线管的阀装置，其特征在于，具有磁板，该磁板配设在与上述固定铁心的磁力吸附面大致同一平面上，与上述磁框磁性接合，但相对于固定铁心不接合，

上述可动阀具有与各固定铁心和在它们两侧中的磁板分别相面对、在对上述多个螺线管通电时被该固定铁心以及磁板吸引的部分。

4.如权利要求1所述的具有多个螺线管的阀装置，其特征在于，上述多个螺线管配置成在对它们通电时、使在邻接的螺线管的固定铁心上产生的磁通的极性互为逆向。

5.如权利要求1所述的具有多个螺线管的阀装置，其特征在于，作为在解除通电的阶段用于使可动阀复座在阀座的机构，是将该可动阀配设为使来自输入流路的加压流体、相对于输出流路开口的阀座推压可动阀。

6.如权利要求3所述的具有多个螺线管的阀装置，其特征在于，在固定铁心和磁板之间，相对于它们之间的磁通的流动赋予阻力，同时，配置突出的缓冲垫，该缓冲垫突出的程度为对螺线管通电时可抑制可动阀与固定铁心的吸附面以及磁板紧密接触的程度。

7.如权利要求1所述的具有多个螺线管的阀装置，其特征在于，与多个螺线管的固定铁心的吸附面相对地设置多个阀座，将这些阀座并列配置为沿螺线管的邻接方向变长。