JP2000310351A - 倍力駆動パイロット形電磁弁 - Google Patents

倍力駆動パイロット形電磁弁

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JP2000310351A JP11120046A JP12004699A JP2000310351A JP 2000310351 A JP2000310351 A JP 2000310351A JP 11120046 A JP11120046 A JP 11120046A JP 12004699 A JP12004699 A JP 12004699A JP 2000310351 A JP2000310351 A JP 2000310351A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイロット弁からのパイロット流体圧を倍力
化して主弁体を駆動できるようにし、主弁体の切り換え
を確実にしたパイロット形電磁弁を提供する。 【解決手段】パイロット形電磁弁は、弁ボディ１０にお
けるポートＰ，Ａ，Ｂ，ＥＡ，ＥＢが開口する弁孔１１
に主弁体１２を摺動自在とした主弁１、主弁体の一端を
押圧する押圧部材２１にパイロット流体圧を作用させる
パイロット駆動機構２、及び主弁体１２に復帰力を作用
させる復帰機構３を備える。押圧部材２１は、パイロッ
ト流体圧を作用させる第１ピストン２６と、第１ピスト
ンに押圧されると共に主弁体を押圧する第２ピストン３
１とを備える。第１ピストンは、その軸部２７をシール
状態で隔壁２８を貫通させて第２ピストンに衝当させ、
その軸部２７内にパイロット流体圧を第２ピストンの圧
力室４４に導く導通孔４３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パイロット弁から
出力されるパイロット流体圧の作用を倍力化して主弁体
を駆動できるようにした倍力駆動のパイロット形電磁弁
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平１１−２３５７号公報に開示され
ているパイロット形電磁弁は、スプール弁を駆動するた
めに、常時パイロット圧が加えられる第１のピストンを
そのスプール弁の一端に設け、第２及び第３のピストン
をそのスプール弁の他端に設けて、それらの第２及び第
３のピストンにパイロット圧を個別的に作用させること
により両ピストンでスプールを駆動し、また、それらの
パイロット圧の供給を停止することにより、第１のピス
トンに常時作用するパイロット圧でスプール弁を復帰さ
せるようにしている。そして、これらのピストンにより
スプールの往復動作の応答性の安定化を図ると共に、外
観の薄型化を図っている。しかしながら、このような構
成のパイロット形電磁弁では、パイロット弁から各ピス
トンに作用させるパイロット圧の給排路が複雑化し、一
般的なパイロット形電磁弁との部品の互換性もなくなる
ため、製品を安価に提供することも困難になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解消するためになされたもので、その技術的課題
は、基本的には、パイロット弁から出力されるパイロッ
ト流体圧を倍力化して主弁体を駆動できるようにし、主
弁体の切り換えを確実にした倍力駆動パイロット形電磁
弁を提供することにある。本発明の他の技術的課題は、
低圧力でもピストンによる主弁体の駆動を可能とし、そ
れによって駆動圧力範囲が拡大された倍力駆動パイロッ
ト形電磁弁を提供することにある。本発明の他の技術的
課題は、一般的なパイロット形電磁弁との部品の互換性
を高め、しかも、一般的なパイロット形電磁弁と同様に
小型化された上記倍力駆動のパイロット形電磁弁を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の倍力駆動パイロット形電磁弁は、供給ポー
ト、出力ポート及び排出ポートが開口する弁孔が開設さ
れた弁ボディと、上記弁孔内に摺動自在に嵌挿した流路
切換え用の主弁体とを有する主弁、上記主弁体の一端を
押圧する押圧部材にパイロット弁からのパイロット流体
圧を作用させ、該主弁体を切換え動作させるパイロット
駆動機構、及び上記主弁体の他端に流体圧またはばねに
よる復帰力を作用させる復帰機構を備えたパイロット形
電磁弁において、上記パイロット駆動機構における押圧
部材を、パイロット弁からのパイロット流体圧を作用さ
せる第１ピストンと、該第１ピストンに押圧されると共
に主弁体を押圧する上記第１ピストンと略同径の第２ピ
ストンとにより構成し、上記第１ピストンは、その軸部
をシール状態で隔壁を貫通させてその先端を第２ピスト
ンに衝当させると共に、該第１ピストン及びその軸部内
を通してパイロット流体圧を第２ピストンの駆動側圧力
室に導く導通孔を有するものとし、上記第２ピストン
は、上記導通孔から導入されたパイロット流体圧の作用
及び第１ピストンからの押圧力により、主弁体に切換え
のための押圧力を作用させるものとしたことを特徴とす
るものである。
【０００５】上記倍力駆動パイロット形電磁弁において
は、パイロット弁と弁ボディとの間に、第１及び第２の
介装ブロックを重設し、パイロット弁側に位置する第１
の介装ブロック内に、第１ピストンが摺動するシリンダ
部を設け、弁ボディ側に位置する第２の介装ブロック
に、第１ピストンの軸部を貫通させる隔壁を設けると共
に、第２のピストンが摺動するシリンダ部を設けること
ができる。また、パイロット弁と弁ボディとの間に介装
ブロックを設け、上記介装ブロック内に、第１ピストン
が摺動するシリンダ部を設けると共に、第１ピストンの
軸部を貫通させる隔壁を設け、弁ボディにおけるパイロ
ット弁側の端部に、第２のピストンが摺動するシリンダ
部を形成したものとすることができる。
【０００６】上記構成を有する倍力駆動パイロット形電
磁弁においては、主弁体を押圧部材で押圧して切換え動
作させるパイロット駆動機構として、パイロット弁から
のパイロット流体圧を作用させる第１ピストンと、該第
１ピストンに押圧されると共にパイロット流体圧でも押
圧されて主弁体を押圧する第２ピストンとを備えている
ので、パイロット弁から出力されるパイロット流体圧に
よる力を、これらのピストンにより倍力化して主弁体を
駆動することができ、主弁体の切り換えを確実にすると
同時に、流体が低圧力でもピストンによる主弁体の駆動
を可能とし、それによって駆動圧力範囲を拡大すること
ができる。
【０００７】また、上記倍力駆動パイロット形電磁弁に
おいて、パイロット弁と弁ボディとの間に、第１及び第
２の介装ブロックを重設して、これらの介装ブロック内
に第１ピストン及び第２のピストンが摺動するシリンダ
部を設け、パイロット弁からのパイロット流体圧を、第
１ピストンの駆動側圧力室に導入すると共に、該第１ピ
ストン及びその軸部内の導通孔を通して第２ピストンの
駆動側圧力室に導入するように構成すると、パイロット
弁と弁ボディとの間に重設する上記第１及び第２の介装
ブロック並びに第１及び第２ピストン等で専用となる部
品を除き、一般的なパイロット形電磁弁と共通の部品を
用いることができ、パイロット弁の流路にも格別の変更
がないので、部品の互換性を高めて製品を低廉化するこ
とが可能となり、しかも、倍力駆動のパイロット形電磁
弁を一般的なパイロット形電磁弁と同様に小型化するこ
とができる。
【０００８】さらに、上記倍力駆動パイロット形電磁弁
において、パイロット弁と弁ボディとの間に単一の介装
ブロックを設け、その介装ブロック内に第１ピストンが
摺動するシリンダ部を設けると共に、弁ボディにおける
パイロット弁側の端部に第２のピストンが摺動するシリ
ンダ部を形成する場合においても、上述した場合と同様
に、一般的なパイロット形電磁弁との部品の互換性を高
め、しかも、倍力駆動のパイロット形電磁弁を一般的な
パイロット形電磁弁と同様に小型化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る倍力駆動パ
イロット形電磁弁の第１実施例の構成を示している。こ
の第１実施例の倍力駆動パイロット形電磁弁は、圧縮空
気等のメイン流体を切り換える主弁１と、パイロット流
体をコントロールして上記主弁１を切換え動作させるパ
イロット駆動機構２と、上記主弁１を復帰動作させる復
帰機構３とを備えるものである。上記主弁１は、弁ボデ
ィ１０を有し、この弁ボディ１０に、供給ポートＰ、出
力ポートＡ，Ｂ、及び排出ポートＥＡ，ＥＢと、これら
のポートが開口する弁孔１１とが開設され、該弁孔１１
内にスプール式の流路切換え用主弁体１２が軸線方向に
摺動自在に嵌挿されている。なお、上記出力ポートＡ，
Ｂは、主弁体１２上に設けた管継手１５を通して出力す
るようにしているが、かかる構造に限定されるものでは
ない。
【００１０】また、上記パイロット駆動機構２は、単一
の電磁駆動のパイロット弁２０を含み、主弁体１２の一
端を押圧する押圧部材２１に該パイロット弁２０からの
パイロット流体圧を作用させて該主弁体１２を切り換え
るためのものであり、一方、前記復帰機構３は、パイロ
ット駆動機構２とは無関係に、主弁体１２の他端に流体
圧による復帰力を作用させるものである。したがって、
主弁体１２は上記パイロット駆動機構２及び復帰機構３
によって弁孔１１の両端に相当する２位置のいずれかを
とるように切換え駆動され、すなわち、このパイロット
形電磁弁自体がシングルソレノイド弁として構成され
て、前記ポート間を流れる流体の流れの方向が切り換え
られる。
【００１１】上記パイロット駆動機構２においては、パ
イロット弁２０と主弁１の弁ボディ１０との間に、第１
及び第２の介装ブロック２２，２３を重設、配置してい
る。それらのうち、パイロット弁２０側に位置する第１
の介装ブロック２２内には、第１ピストン２６が摺動す
るシリンダ部２５が、上記弁孔１１と同一の軸線上に設
けられ、また弁ボディ１０側に位置する第２の介装ブロ
ック２３内には、同様に弁孔１１と同一の軸線上に、第
２のピストン３１が摺動するシリンダ部３０が設けられ
ている。これら二つのピストン２６，３１は、前述の押
圧部材２１を構成し、それらは略同径である。そして、
上記第２の介装ブロック２３には、第１ピストン２６の
軸部２７を貫通させる隔壁２８を設けている。この軸部
２７の径は、第１ピストン２６の径の１／２以下である
ことが望ましい。
【００１２】上記パイロット弁２０は、前記供給ポート
Ｐから、それを設けた弁ボディ１０内、並びに第２の介
装ブロック２３及び第１の介装ブロック２２内を貫通す
るパイロット供給路３５を通して、メイン流体の一部が
供給ポートｐｓに供給され、ソレノイドへの通電により
上記供給ポートｐｓからの流体が出力ポートｐａに出力
され、また、ソレノイドへの通電を解除することによ
り、出力ポートｐａの流体を排出ポートｐｅから排出流
路３６を通して外部に排出するものである。第１の介装
ブロック２２に設けた手動操作子３８は、その押圧によ
りパイロット流路を切り換え、上記パイロット供給路３
５を直接ピストン２６の駆動用圧力室４０に連通させる
ものであり、パイロット供給路３５はこの手動操作子３
８の嵌入穴３９内を通してパイロット弁２０の供給ポー
トｐｓに連通させ、出力ポートｐａを駆動用圧力室４０
に連通させる流路も、同嵌入穴３９内のパイロット供給
路３５とは区画された部分を通るように形成している。
【００１３】第１の介装ブロック２２内のシリンダ部２
５に嵌挿した第１ピストン２６は、その駆動側圧力室４
０が上述のようにパイロット弁２０における出力ポート
ｐａに接続され、圧力室４０側の受圧面にパイロット弁
２０からのパイロット流体圧を作用させるものであり、
第１ピストン２６で区画された反対側の室は、前記排出
流路３６に連通させている。この第１ピストン２６に設
けた前記軸部２７は、第２の介装ブロック２３に設けた
隔壁２８をシール４１を介して貫通させ、その先端を第
２ピストン３１に衝当させると共に、該第１ピストン２
６及びその軸部２７内を通して圧力室４０内のパイロッ
ト流体圧を第２ピストン３１の駆動側圧力室４４に導く
導通孔４３を有するものである。上記シール４１は、軸
部２７に設けるようにした構造を図示しているが、それ
を第１の介装ブロック２２の隔壁２８の内側に延設した
筒状部に設けることもできる。
【００１４】一方、第２の介装ブロック２３内のシリン
ダ部３０に嵌挿した上記第２ピストン３１は、第１ピス
トン２６の軸部２７によって押圧されるが、この第２ピ
ストン３１自体も上記導通孔４３から駆動側圧力室４４
に導入されたパイロット流体圧の作用を受け、それらの
力により、主弁体１２に対向して突出する押圧部３２を
介して、該主弁体１２に切換えのための押圧力を作用さ
せるものである。この第２の介装ブロック２３内のシリ
ンダ部３０における第２ピストン３１で区画された上記
圧力室４４と反対側の室も、前記排出流路３６に連通さ
せているが、主弁体１２の中心に貫通孔４５を設けて、
主弁体１２の両端を該室を通じて排出流路３６に連通さ
せ、それによって主弁体１２自体に流体圧による駆動力
が発生しないようにしている。
【００１５】また、前記復帰機構３は、弁ボディ１０に
おける上記パイロット駆動機構２を設けた側とは反対側
の端部のエンドブロック４６内に復帰圧力室４７を形成
し、パイロット駆動機構２とは無関係に、該復帰圧力室
４７に供給した流体圧による復帰力を、復帰用ピストン
４８を介して主弁体１２に常に作用させるようにしたも
ので、上記復帰圧力室４７への流体圧の供給のため、弁
ボディ１０における供給ポートＰから、弁ボディ１０内
を貫通する流体流路５０を通して、メイン流体の一部を
該復帰圧力室４７に供給するように構成している。上記
復帰用ピストン４８の径は、第２ピストン３１の径の１
／√２を基準として、それに近い値に設定するのが望ま
しい。なお、上記流体圧による復帰力に加えて、あるい
はそれに代えて、エンドブロック４６と復帰用ピストン
４８との間に介装したばねを用いることができ、これら
の場合の付勢力は、上記に準じて設定することになる。
【００１６】上記構成を有する倍力駆動パイロット形電
磁弁においては、パイロット弁２０の駆動により、その
出力ポートｐａから第１の介装ブロック２２内の第１ピ
ストン２６の駆動側圧力室４０にパイロット流体圧を供
給すると、その流体圧により第１ピストン２６が押圧さ
れると同時に、その流体圧が軸部２７内の導通孔４３を
通して第２の介装ブロック２３内の第２ピストン３１の
駆動側圧力室４４に導入されるので、第２ピストン３１
もその流体圧で押圧されることになる。この場合の第１
ピストン２６に作用する力は、その駆動側圧力室４０側
の受圧面の総面積から軸部２７の断面積を減じた面積に
対して作用するパイロット流体圧に基づくものであり、
また、パイロット流体圧により第２ピストン３１に直接
的に作用する力は、第２ピストン３１の駆動側圧力室４
４側の受圧面の総面積に作用するパイロット流体圧に基
づくものである。パイロット弁２０への通電を停止し、
圧力室４０へのパイロット流体圧の供給を解除すると、
復帰圧力室４７の流体圧に基づく復帰力で主弁体１２は
復帰する。
【００１７】上記第１ピストン２６は、その軸部２７を
第２ピストン３１に衝当させているので、第１ピストン
２６が該軸部２７を介して第２ピストン３１を押圧し、
そのため、これらの第１ピストン２６及び第２ピストン
３１に作用する力の和が主弁体１２に作用することにな
り、第１及び第２ピストンが協働して主弁体１２が駆動
される。その結果、復帰機構３における復帰用圧力室４
７内に常に導入されている流体圧による復帰力に抗し
て、主弁体１２がエンドブロック４６側に押圧される。
そして、軸部２７の径を第１ピストン２６の径の１／２
以下にすることにより、単一のピストンを備える場合に
比して駆動力は少なくとも１．５倍を下らないものとな
る。なお、上記第１ピストン２６及び第２ピストン３１
の駆動に際し、第１ピストン２６と第２ピストン３１の
移動量を同等とすることもできるが、両者の移動量が同
等である必要はなく、例えば第１ピストン２６が移動を
開始してからその軸部２７の先端が第２ピストン３１に
衝当してその押圧を開始するなど、両者のストロークを
適宜設定することができる。
【００１８】したがって、パイロット弁２０から出力さ
れるパイロット流体圧による力を、これらの第１及び第
２ピストンにより倍力化して主弁体を駆動することがで
き、主弁体の切り換えを確実にすると同時に、流体が低
圧力でもピストンによる主弁体の駆動を可能とし、それ
によって駆動圧力範囲を拡大することができる。
【００１９】また、上記実施例のパイロット形電磁弁に
おいては、パイロット弁２０と弁ボディ１０との間に、
第１及び第２の介装ブロック２２，２３を重設して、こ
れらの介装ブロック内に第１ピストン２６及び第２ピス
トン３１が摺動するシリンダ部２５，３０を設けている
が、このような構成のパイロット形電磁弁は、パイロッ
ト弁２０と弁ボディ１０との間に重設した第１及び第２
の介装ブロック並びに第１及び第２ピストン等で専用と
なる部品を除き、一般的なパイロット形電磁弁と共通の
部品を用いることができ、パイロット弁の流路にも格別
の変更がないので、部品の互換性を高めて製品を低廉化
することが可能となり、しかも、倍力駆動のパイロット
形電磁弁を一般的なパイロット形電磁弁と同様に小型化
することができる。なお、この倍力駆動のパイロット形
電磁弁を一般的なパイロット形電磁弁に転用する場合に
は、第２の介装ブロック２３を第２ピストン３１と共に
取り外すと共に、第１ピストン２６を一般的なパイロッ
ト弁用のものと交換し、弁ボディに第１の介装ブロック
２２を連結すればよい。
【００２０】図２は、本発明にかかる倍力駆動パイロッ
ト形電磁弁の第２実施例を示している。この第２実施例
のパイロット形電磁弁は、前記第１実施例のパイロット
形電磁弁と比べて、実質的に同機能を発揮するものであ
り、両者の主要な差異は、パイロット弁の構成、介装ブ
ロックの構成及び配置、第２ピストンの嵌挿位置、復帰
機構３の構成である。したがって、以下においてはこれ
らの差異のみについて説明し、第１実施例と実質的に同
一の部分の構成及び作用についての説明を省略する。
【００２１】まず、この第２実施例のパイロット形電磁
弁におけるパイロット弁７０は、主弁１の供給ポートＰ
から、それを設けた弁ボディ６０内及び介装ブロック６
３内を貫通するパイロット供給路６４を通してメイン流
体の一部が供給ポートｐｓに供給され、ソレノイド７１
への通電により、上記供給ポートｐｓからの流体が出力
ポートｐａに出力され、また、ソレノイド７１への通電
を解除することにより、出力ポートｐａの流体を排出ポ
ートｐｅから排出流路６５を通して外部に排出するもの
である。手動操作子６７はこのパイロット弁７０自体の
ボディに設けられ、その押圧によりパイロット弁７０の
弁体が組み込まれている可動鉄心７２を押圧して流路を
切り換えるように構成している。
【００２２】また、パイロット弁７０と弁ボディ６０と
の間には、単一の介装ブロック６３を設け、その介装ブ
ロック６３内に第１ピストン７５が摺動するシリンダ部
７４を設けると共に、第１ピストン７５の軸部７６を貫
通させる隔壁６６を設けている。さらに、弁ボディ６０
におけるパイロット弁側の端部に、第２ピストン８１が
摺動するシリンダ部８０を形成している。第１ピストン
７５の導通孔７７を設けた軸部７６が隔壁６６を貫通
し、その先端が第２ピストン８１に衝当するようにして
いる点は、第１実施例と同様である。
【００２３】この第２実施例における復帰機構３は、第
１実施例と同様に、弁ボディ６０におけるエンドブロッ
ク８５内に復帰圧力室８７を形成して、供給ポートＰか
ら流体流路６９を通してメイン流体の一部を供給するよ
うにしているが、この復帰圧力室８７に供給した流体圧
による復帰力を主弁体６２に直接作用させるようにし、
また、それに加えて主弁体６２にはエンドブロック８５
との間に介装したばね８８の付勢力を作用させている。
【００２４】この第２実施例においては、介装ブロック
６３を取り外して弁ボディ６０とパイロット弁７０を直
接的に連結することにより、一般的なパイロット形電磁
弁とすることができ、したがって、前述した第１実施例
の場合と同様に、一般的なパイロット形電磁弁との部品
の互換性を高め、しかも、倍力駆動のパイロット形電磁
弁を一般的なパイロット形電磁弁と同様に小型化するこ
とができる。
【００２５】
【発明の効果】以上に詳述した本発明の倍力駆動パイロ
ット形電磁弁によれば、パイロット弁から出力されるパ
イロット流体圧を倍力化して主弁体を駆動できるように
し、主弁体の切り換えを確実にした倍力駆動パイロット
形電磁弁を得ることができ、そのため、低圧力でもピス
トンによる主弁体の駆動が可能となり、それによって駆
動圧力範囲を拡大することができる。また、上記倍力駆
動パイロット形電磁弁によれば、一般的なパイロット形
電磁弁との部品の互換性を高め、しかも、一般的なパイ
ロット形電磁弁と同様に小型化された上記倍力駆動のパ
イロット形電磁弁を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る倍力駆動パイロット形電磁弁の第
１実施例の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る倍力駆動パイロット形電磁弁の第
２実施例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 主弁 ２ パイロット駆動機構 ３ 復帰機構 １０ 弁ボディ １１ 弁孔 １２ 主弁体 ２０ パイロット弁 ２１ 押圧部材 ２２ 第１の介装ブロック ２３ 第２の介装ブロック ２６ 第１ピストン ３１ 第２ピストン ２７ 軸部 ２８ 隔壁 ４０ 圧力室 ４３ 導通孔 ４４ 駆動側圧力室 ４７ 復帰圧力室 Ｐ 供給ポート Ａ，Ｂ 出力ポート ＥＡ，ＥＢ 排出ポート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】供給ポート、出力ポート及び排出ポートが
    開口する弁孔が開設された弁ボディと、上記弁孔内に摺
    動自在に嵌挿した流路切換え用の主弁体とを有する主
    弁、上記主弁体の一端を押圧する押圧部材にパイロット
    弁からのパイロット流体圧を作用させ、該主弁体を切換
    え動作させるパイロット駆動機構、及び上記主弁体の他
    端に流体圧またはばねによる復帰力を作用させる復帰機
    構を備えたパイロット形電磁弁において、 上記パイロット駆動機構における押圧部材を、パイロッ
    ト弁からのパイロット流体圧を作用させる第１ピストン
    と、該第１ピストンに押圧されると共に主弁体を押圧す
    る上記第１ピストンと略同径の第２ピストンとにより構
    成し、 上記第１ピストンは、その軸部をシール状態で隔壁を貫
    通させてその先端を第２ピストンに衝当させると共に、
    該第１ピストン及びその軸部内を通してパイロット流体
    圧を第２ピストンの駆動側圧力室に導く導通孔を有する
    ものとし、 上記第２ピストンは、上記導通孔から導入されたパイロ
    ット流体圧の作用及び第１ピストンからの押圧力によ
    り、主弁体に切換えのための押圧力を作用させるものと
    した、ことを特徴とする倍力駆動パイロット形電磁弁。
  2. 【請求項２】パイロット弁と弁ボディとの間に、第１及
    び第２の介装ブロックを重設し、 パイロット弁側に位置する第１の介装ブロック内に、第
    １ピストンが摺動するシリンダ部を設け、 弁ボディ側に位置する第２の介装ブロックに、第１ピス
    トンの軸部を貫通させる隔壁を設けると共に、第２のピ
    ストンが摺動するシリンダ部を設けた、ことを特徴とす
    る請求項１に記載の倍力駆動パイロット形電磁弁。
  3. 【請求項３】パイロット弁と弁ボディとの間に介装ブロ
    ックを設け、 上記介装ブロック内に、第１ピストンが摺動するシリン
    ダ部を設けると共に、第１ピストンの軸部を貫通させる
    隔壁を設け、 弁ボディにおけるパイロット弁側の端部に、第２のピス
    トンが摺動するシリンダ部を形成した、ことを特徴とす
    る請求項１に記載の倍力駆動パイロット形電磁弁。
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