CN1892079A - 阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阀装置，其结构简单，并能抑制可动阀的响应性和流量的降低，而且，即使以较少的电力也能在提高响应性的同时得到所需要的输出。具有：螺线管部(2)，在配置于螺线管(21)内的固定铁心(10)的一端设置用于吸附可动阀(5)的磁性吸附面；阀主体部(3)，与该螺线管部连接设置，并使加压流体的输入流路(33)及输出流路(36)在该连接设置部上开口；以及可动阀(5)，开闭所述输出流路周围的阀座(39)，为顺磁性材料并可浮动，使可动阀开闭阀主体部(3)的输出流路时的开闭行程在该可动阀(5)的相互相对的两端部不同。

Description

阀装置

技术领域

本发明涉及构造简单、省电且响应性良好的两端口阀装置。

背景技术

在专利文献1中公开了如下一种技术：一种阀装置，包括：具有可动铁心的螺线管部和主体部，该主体部连接设置到该螺线管部上并具有加压流体的输入流路及输出流路，而且通过由上述可动铁心驱动的阀体开闭这些流路间的阀座，其中，能尽量减小上述螺线管部的可动铁心的行程，并由此能使螺线管部小型化。

而且，在专利文献2中公开了如下一种技术：一种开闭阀，通过由电磁力等驱动的板状阀体开闭输出侧流路的开口，其中，能以小行程增大流量并使装置整体小型化。

这些开闭阀由于在可动铁心的小行程内全开，所以响应性也好。

如上述专利文献1及专利文献2的开闭阀那样，在尽量通过小型螺线管减小开闭的行程、并由此改善阀的开闭响应性的阀装置中，当将其多数密集地并列设置以整体上实现紧凑化时，在尽可能减小阀主体部的宽度的同时，必须使小型化的螺线管进一步小型化，而且为了在抑制响应性和流量降低的同时实现这些，必须考虑一些大幅的结构的改变。

为了解决上述问题，在专利文献3中公开了下述内容，即，在进行加压流体的输出流路的开闭的电磁阀装置中，具有螺线管部，该螺线管部具有在同一平面上邻接排列固定铁心一端的吸附面的多个螺线管、及覆盖这些螺线管的共用磁框，并以通电时相邻螺线管的固定铁心中产生的磁通的极性反向或同向的方式配线；使阀座沿上述多个螺线管的排列方向较长地形成的阀主体部；和开闭该阀座的顺磁性体的可动阀。该阀装置为小行程的开闭阀，并能非常有效地在抑制响应性和流量降低的同时得到所需的输出。

可是，近年来，不论是从经济的观点还是从环境保护的观点看，省电成为迫切的任务。那样，在如上述专利文献3中记载的那样的电磁阀装置中，由螺线管的固定铁心作用到开闭阀座的可动阀上的吸引力当然是在固定铁心和可动阀间的行程短时变强，即，响应性提高，而且螺线管的消耗电力也减少，但是，由于可动阀和阀座(输出开口)间的间隙也减小，结果存在不能确保所需要的输出的问题。另一方面，当固定铁心和可动阀间的行程长时，虽然能确保所需要的输出，但是在和行程短的情况相同的电力下，吸引力低且响应性降低，所以为了抑制响应性的降低，必需更多的电力。而且，由于吸引力增强，可动阀在打开时会强烈地撞击固定铁心等的磁性吸附面，所以不仅产生大的撞击声，而且该阀装置的寿命也会缩短。

因而，需求一种在抑制响应性和流量降低的同时，以较小的吸引力、即少的电力得到所需要的输出，并且安静、寿命长的阀装置。

专利文献1：日本实公昭58-33334号公报

专利文献2：日本实公平5-11409号公报

专利文献3：日本特开2004-332876号公报

发明内容

鉴于上面的情况，本发明的一个技术目的在于提供一种阀装置，其结构简单，并能抑制可动阀的响应性和流量的降低，而且，即使以较少的电力也能在提高响应性的同时得到所需要的输出。

本发明的另一个技术目的在于，便宜地提供一种阀装置，作为简单的结构易于组装，从而品质稳定且信赖性高。

本发明的又一个技术目的在于，提供一种可以缓和可动阀打开时碰撞到固定铁心等的磁性吸附面上时的冲击、安静且寿命长的阀装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种阀装置，具有：螺线管部，在配置于线圈内的固定铁心的一端设置用于吸附可动阀的磁性吸附面，并设置从其另一端侧在线圈的周围延伸到上述磁性吸附面侧的磁框；阀主体部，与该螺线管部连接设置，并使加压流体的输入流路及输出流路在该连接设置部上开口；以及可动阀，开闭上述输出流路周围的阀座，为顺磁性材料并可浮动，该阀装置对应上述螺线管部的动作由可动阀进行上述阀座的开闭，其特征在于，使上述可动阀开闭阀主体部的输出流路时的开闭行程在该可动阀的相互相对的两端部不同。

在本发明的阀装置的优选实施方式中，适当的是，通过行程调整机构连接设置上述螺线管部和阀主体部，在这种情况下，上述行程调整机构可以由与上述可动阀的相互相对的两端部对应的部位的高度不同的垫片(spacer)构成，或者可以如下构成上述行程调整机构：使该螺线管部或阀主体部的连接设置面上的、与上述可动阀的相互相对的两端部对应的部位的高度不同。

而且，在本发明的阀装置的其它优选实施方式中，适当的是，使上述可动阀的磁性吸附面侧的、该可动阀的相互相对的两端部的高度不同。

另外，在本发明的阀装置中，有效的是，上述螺线管部的固定铁心的磁性吸附面形成为大致长方形状，上述可动阀形成为覆盖该固定铁心的磁性吸附面的大致长方形状。

根据上面详细描述的本发明，能得到简单的结构，并且能在更省电地使响应性提高的同时得到所需要的输出。而且，作为使可动阀的开闭行程在该可动阀的相对两端部不同这样的简单结构，能容易地组装阀装置本身，从而能便宜地提供品质稳定、信赖性高的阀装置。另外，在打开阀时，可动阀在开闭行程较短侧的端部和较长侧的端部两阶段地进行行程，所以，能缓和该可动阀碰撞固定铁心等的磁性吸附面时的冲击，同时能抑制其撞击声，从而能得到安静且寿命长的阀装置，特别是，由于可动阀的开闭行程较短侧的端部的存在，改善了响应性。另一方面，在打开阀时，根据上述行程的差异，可动阀的上述开闭行程较短侧的动作早，结果，打开阀及关闭阀时可动阀的响应速度都提高。

附图说明

图1为表示根据本发明的阀装置的实施方式的剖视图。

图2为其侧剖视图。

图3为其分解透视图。

图4为上述实施例的螺线管部的仰视图。

图5为表示具有和上述实施例不同的可动阀的阀装置的构成例的剖视图。

图6为上述可动阀的下面侧的透视图。

图7为表示具有和图5不同的可动阀的阀装置的构成例的剖视图。

图8(A)为从下面侧观察图7的可动阀的透视图，图8(B)为其上面侧的透视图。

图9为本发明的其它实施例的主要部分的剖视图。

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施方式对本发明进行更详细的说明。

图1至图4表示根据本发明的阀装置的实施例，概略地说，该阀装置1具有螺线管部2；阀主体部3，其连接设置到该螺线管部2上，并具有加压流体的输入流路33及输出流路36；由顺磁性体构成的板状的可动阀5，其对应于上述螺线管部2的动作，进行上述阀主体部3上的输出流路36的开闭动作；以及垫片4，其设置在螺线管部2和阀主体部3之间，以构成上述可动阀5的行程调整机构。

上述螺线管部2具有通过在绕线管23上卷绕线圈22而形成的螺线管21，该螺线管21具有设置在绕线管23内截面呈大致长方形状的固定铁心10，该固定铁心10在其一端具有用于吸附可动阀5的大致长方形的磁性吸附面14。而且，以覆盖该螺线管21的方式设置磁框24。对于该磁框24，具体地说，其顶板部24a与固定铁心10的磁性吸附面14相反侧的端面相接，在那里通过铆接固定，并且在线圈22的周围从其顶板部24a的两端向上述磁性吸附面14侧延伸，直到前端面和该吸附面14基本成同一平面，而且，侧板部24b的下端部和固定铁心10的上述磁性吸附面14之间形成与上述螺线管21的厚度相当的空间，它们之间不磁性地直接接合。

如图1所示，上述磁框24通过上述顶板部24a及其两端侧的侧板部24b形成覆盖螺线管21的、截面“コ”字状的顺磁性材料制的部件，但是，在有必要扩大磁路截面的情况下，也可以将覆盖图1中的螺线管21的前后面的侧板部构成为该磁框24的一部分。

对于上述磁框24的外周，上述顶板部24a连同其两端侧的侧板部24b整体由合成树脂制的封闭件29覆盖，如图1至3所示，从该封闭件29的上部竖直设置与螺线管21的线圈电连接的两个线圈端子50、50。上述封闭件29的上面由合成树脂制的罩55覆盖，在该罩55内，在上述线圈端子50、50上分别连接与通电回路导通的导线54。该导线54从设置在罩55的长度方向一端的导出口56引出到外部。该罩55通过使一体附设到其上的一对钩57弹性地卡定在卡定孔58内的座部上(参见图2)而固定到封闭件29上，其中，卡定孔58设置于封闭件29上。

另外，用于向上述螺线管21通电的结构不限定于上面描述的结构，例如，可以采用连接器方式等，即，在封闭件29的上表面另外设置印刷基板，在该印刷基板上竖直设置受电端子，将该受电端子收容到设置在罩55上的端子筒内。

而且，从图4可以清楚地看出，在上述封闭件29的下表面形成位于上述可动阀5的周围部的平面状的接合用周围部29a，沿其内侧以适当的间隔设置该可动阀5打开时接触的多个凸部29b、29b...。这些凸部29b以和上述固定铁心10的磁性吸附面14及框架24的侧板部24b的下端面大致位于同一平面上、但突出少许的方式设置，可以抑制上述可动阀5打开时撞击到该磁性吸附面14和磁框24的侧板部24b上而产生撞击声，或者，抑制由于可动阀5向磁性吸附面14等的紧贴而导致开阀的响应性降低的情况。

另一方面，如图1至3所示，经垫片4连接设置到上述螺线管部2的阀主体部3具有主体37，该主体37具有压缩空气的输入流路33和输出流路36、及位于这些流路间的阀座39，并且，在上述阀主体部3的底面设置与上述输入流路33连通以供给压缩空气的输入口31，并且设置与上述输出流路36连通以输出压缩空气的输出口35，使它们与设置在适当的底座40上的流路连通。

另外，代替上述输入口31及输出口35，上述阀主体部3的主体37也可以形成直接配管到输入流路33及输出流路36用的连接端口。

上述输出流路36在沿阀主体部3的长度方向较长的椭圆形阀座39内开口，而且，它以由上述输入流路33包围的方式在输入流路33的中央部开口。

而且，上述阀座39设置在与螺线管21的固定铁心10的吸附面14相对的位置，在阀主体部3的主体37和螺线管部2之间，收容在向该螺线管部2通电时吸附于固定铁心10及磁框24的侧板部24b的上述可动阀5，阀座39由该可动阀5开闭。

安装在上述螺线管部2和阀主体部3之间的垫片4构成上述可动阀5的行程调整机构，如图2所示，为了在该可动阀5的长度方向两侧的侧方端部5a、5b处的开闭行程Ta、Tb中产生差，使邻近可动阀5的上述侧方端部5a、5b的该垫片4的侧方端部4a、4b的高度(厚度)Ha、Hb不同，即，在该垫片4上产生斜度(taper)，以使该垫片4的侧方端部4a、4b的高度形成Ha＞Hb的关系，由此使可动阀5的长度方向两侧的侧方端部5a、5b处的开闭行程形成Ta＞Tb的关系。

另外，对于设置在上述垫片4上的销4e、4f、4g、4h，在该垫片4组装时使它们嵌入设置在封闭件29及主体37上的定位孔中，以进行该垫片4的定位。

如图1所示，上述可动阀5由覆盖上述螺线管部2的固定铁心10的磁性吸附面14及磁框24的一对侧板部24b、且能罩住上述阀座39的顺磁性铁片形成为大致长方形的板状，在该方式中有被固定铁心10和其两侧的磁框24的侧板部24b吸引的部分。而且，可动阀5，在螺线管部2和主体37之间，使周缘的一部分导引至垫片4，沿阀座39的开闭方向可自由浮动地设置。因此，在该可动阀5的周围形成压缩空气从输入流路33流到该可动阀5和螺线管部2之间的流路。

该可动阀5，通过向螺线管21通电时在与固定铁心10的吸附面14及磁框24的一对侧板部24b之间产生的磁性吸引力，从阀座39离开而打开。更详细地说，如上所述，由于使可动阀5的开闭行程在其长度方向两侧的侧方端部5a、5b处不同，所以在通电时，较强的磁性吸引力作用在开闭行程较短侧的该可动阀5的侧方端部5b，由固定铁心10的吸附面14及磁框24的侧板部24b吸起该侧方端部5b，可动阀5的侧方端部5b侧的阀座39首先打开。这样，压缩空气开始从该处向输出流路36流出，压缩空气从输入流路33流入可动阀5的上面，将该可动阀5压向关闭方向的压缩空气的压力降低，同时，由于开闭行程较长侧的可动阀5的侧方端部5a侧与固定铁心10的吸附面14及磁框24的侧板部24b前端之间的距离也更接近，所以它们之间的吸引力增加，阀座39的可动阀5的侧方端部5a侧一气地打开。即，在可动阀5由于吸引力打开时，通过杠杆原理的作用，在瞬时、但分两阶段以小的吸引力稳定且响应性好地打开阀座39。

在上述通电期间，与另一个开闭行程较长的侧方端部5a侧相比，在该可动阀5的开闭行程较短的侧方端部5b侧，打开量缩小，从而流速大，因此，在解除上述通电、由螺线管21产生的吸引力消失的时点，可动阀5的上述侧方端部5b侧的压力变低，所以将该可动阀5拉向阀座39侧的作用力增大，因此，可动阀5从该侧方端部5b侧开始关闭动作。这样，当在可动阀5的吸附面侧产生间隙时，通过输入流路33流入可动阀5的吸附面侧的压缩空气推压该可动阀5，将其一气地推向阀座39，封闭输出流路36。

虽然该可动阀5的开闭行程非常小，但是，由于使阀座39的平面形状形成相对开口面积、开口周长较长的的椭圆形状，所以能响应性良好地确保压缩空气的大流量。

另外，在该实施方式中，作为使可动阀5落座到阀座39上的手段，虽然可以利用从上述输入流路33到达可动阀5上的流体的压力，但是，也可以使用弹簧等其它手段，或者将它们同时使用。

对于如此构成的螺线管部2、阀主体部3及垫片4，如图1至3所示，在螺线管部2上的封闭件29和垫片4的连接设置面、及阀主体部3上的主体37和垫片4的连接设置面上设置槽，并在其中分别安装第一密封部件41及第二密封部件42，另外，在主体37的下表面的槽中还安装第三密封部件43，而且，对于阀主体部3、垫片4和螺线管部2，将固定螺栓61插入形成在它们中的螺栓孔62中，由此将它们气密地结合为一体。另外，也可以用固定螺栓61将上述阀主体部3、垫片4及封闭件29固定在罩55上。这时，形成在罩55上的钩57不是必需的。

而且，将固定螺栓63插入形成在罩55、封闭件29、垫片4及主体37上的螺栓孔64中，由此将该一体化的阀装置1气密状地安装在具有与输少入口31及输出口35连通的流路的底座40的安装面上。

图5及图6表示本发明的可动阀5的其它构成例，在可动阀5的开闭阀主体部3的阀座39的一侧的表面上附设由覆盖该阀座39程度大小的橡胶衬垫形成的缓冲件51，由此在可动阀5打开时，可以吸收该可动阀5撞击到阀座39时的冲击，同时抑制撞击时产生的撞击声，并改善阀座39的密封性。

另外，上述缓冲件51的附设不限于橡胶衬垫，还可以通过各种密封材料的贴附实现。而且，对于图5的阀装置的其它结构及作用，由于和上述图1至图4的实施方式没有不同，所以主要部分使用相同的标号，并省略其说明。

而且，图7、图8(A)及图8(B)表示本发明的可动阀5的其它构成例，设置在可动阀5上的缓冲部52包括：缓冲部52a，其设置在可动阀5的与阀主体部3的阀座39相对的一侧的表面上，并由覆盖该阀座39程度大小的橡胶衬垫形成；及缓冲部52b，其设置在固定铁心10的磁性吸附面14侧的表面上，并在螺线管产生吸附时与封闭件29的下表面接触，而且通过使这些缓冲部52a、52b在缓冲部52a的长度方向两端部通过可动阀5的孔53一体地成形而构成。这种情况下，在前述封闭件29上没有必要设置凸部29b。

根据这种结构，可以吸收可动阀5打开时、该可动阀5撞击到阀座39时的冲击，同时，抑制撞击时产生撞击声，而且，改善阀座39的密封性，另外，能抑制可动阀5打开时、该可动阀5撞击到固定铁心10或磁框24等而产生撞击声。

另外，对于图7的阀装置的其它结构及作用，由于和上述图1至图4的实施方式没有不同，所以主要部分使用相同的标号，并省略其说明。

在上述实施方式的阀装置1中，作为使上述可动阀5开闭阀主体部3的输出流路36时的开闭行程在该可动阀5的相互相对的两端部不同的手段，在垫片4上形成使其两侧方端部4a、4b的高度不同的斜度，但是，本发明的上述手段不限定于上述实施例的方式，可以采用以下说明的各种实施方式。

首先，可以使上述垫片4的带有斜度的方向成为和图1至图4所示的实施例的情况正交的方向，即，如图9所示的其它实施例，为了使可动阀5的在长度方向两端侧的端部5c、5d处的开闭行程存在差，在垫片4上形成用于使其两端部4c、4b的高度不同的斜度，使该垫片4的端部4c、4b的高度(厚度)Hc、Hd形成Hc＞Hd的关系，从而可动阀5的长度方向两端侧的端部5c、5d的开闭行程可以构成Tc＞Td的关系。

另外，该实施例的上述以外的结构和图1至图4的实施方式没有不同之处，而且，与图1至图4的实施例相比，该实施例的作用仅是使可动阀5的打开动作变成与以前的实施例正交的方向，在其它方面没有差异，因此对于同一部分或相当的部分使用相同的标号并省略其说明。

而且，作为使上述可动阀5的开闭行程在该可动阀5的相互相对的两端部不同的手段，虽然在上述实施例中，使用与可动阀5的相互相对的两端部对应的部位的高度不同的垫片4，但是，也可以不必使用单独成形的垫片4，而是将它预先和螺线管部2的封闭件29一体地形成，或者，也可以将上述垫片4预先一体地形成在阀主体部3的主体37上。即，可以使该螺线管部2或阀主体部3的连接设置面上的、与上述可动阀5的相互相对的两端部5a、5b或5c、5d对应的部位的高度不同。

另外，作为使上述可动阀5的开闭行程在该可动阀5的相互相对的两端部不同的手段，例如，可以使可动阀5本身的磁性吸附面侧的、该可动阀5的相互相对的长度方向两侧的侧方端部5a、5b(图2)的高度尺寸不同，或者，使可动阀5本身的长度方向两端侧的端部5c、5d(图9)的高度尺寸不同。为了使该高度尺寸变化，可以在可动阀5上形成必要的斜度，或者，在可动阀5的上表面(吸附面)上形成高度差。

上述阀装置1适合用在吹去包含在谷类或半导体芯片等的粒子状物体中的杂质的拣选装置等中，在这种情况下，特别是，由于能并列设置多个阀装置1、一次处理许多粒子状物体，所以结构简单并能抑制可动阀的响应性和流量的降低，并且即使省电也能使响应性提高的同时得到所需要的输出，功能上及经济上都非常有效。

Claims (6)

1.一种阀装置，具有：螺线管部，在配置于线圈内的固定铁心的一端设置用于吸附可动阀的磁性吸附面，并设置从其另一端侧在线圈的周围延伸到所述磁性吸附面侧的磁框；阀主体部，与该螺线管部连接设置，并使加压流体的输入流路及输出流路在该连接设置部上开口；以及可动阀，开闭所述输出流路周围的阀座，为顺磁性材料并可浮动，该阀装置对应所述螺线管部的动作由可动阀进行所述阀座的开闭，其特征在于，使所述可动阀开闭阀主体部的输出流路时的开闭行程在该可动阀的相互相对的两端部不同。

2.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，通过行程调整机构连接设置所述螺线管部和阀主体部。

3.如权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述行程调整机构由与所述可动阀的相互相对的两端部对应的部位的高度不同的垫片构成。

4.如权利要求2所述的阀装置，其特征在于，如下构成所述行程调整机构：使该螺线管部或阀主体部的连接设置面上的、与所述可动阀的相互相对的两端部对应的部位的高度不同。

5.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，使所述可动阀的磁性吸附面侧的、该可动阀的相互相对的两端部的高度不同。

6.如权利要求1至5中任一所述的阀装置，其特征在于，所述螺线管部的固定铁心的磁性吸附面形成为大致长方形状，所述可动阀形成为覆盖该固定铁心的磁性吸附面的大致长方形状。

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