TW200916681A - Solenoid valve - Google Patents

Description

200916681 • 六、發明說明： - 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有可移動鐵芯之電磁閥，該可移動鐵 芯係可於電磁線圈（solenoid)之激勵（excitation)下移 動，且其中係藉由該可移動鐵芯之移動切換流體通道之連 通狀態（communication state)。 【先前技術】 電磁閥在傳統上係被人們使用於，例如用於供應壓力 流體（pressure fluid)給致動器（actuator)，或例如藉由 排放加壓空氣（pressurized air)至大氣中以控制受壓空 氣（compressed air)之流向。本發明人曾提出一種電磁闕 (參見第10-089528號曰本專利早期公開案），該電磁閥能 夠在電磁線圈之激勵下使閥體移動，從而切換流體之流動 狀態。 如此之電磁閥係由閥部及電磁線圈所組成。該電磁線 圈裝備有缠繞著激勵線圈之捲線筒（bobbin)、磁性框架 (magnetic frame)及圍繞該捲線筒之模件（m〇id)、配置於 該捲線筒之中央孔（central hole)中之固定鐵芯（fixed iron core)、以及於該捲線筒之中央孔内滑動之可移動鐵 芯（movable iron core) ’且於該可移動鐵芯之一端上設置 有閥塞（valve plug)。再者，於該可移動鐵芯之外周表面 上設置有複數引導環（guide ring)，藉由該些引導環而朝 軸向引導該可移動鐵芯。此外，於該可移動鐵芯上設置有 緩衝構件（cushion member)’以調控該可移動鐵芯之移動。 320240 200916681 ' 【發明内容】 本發明之一目的係提供用以改善電磁閥之安裝容易性 及可靠度之電磁閥，該電磁闊亦能降低製造成本。 本發明之特徵在於，一種電磁閥，能夠藉由在電磁線 圈之激勵下吸引可移動鐵芯而切換形成於閥體内之流體通 道之連通狀態，該電磁閥包括：設置於該可移動鐵芯上之 圓筒體，該圓筒體具有：引導構件，係設置於該可移動鐵 芯外周表面上用於沿軸向引導該可移動鐵芯；以及止動 件，係規制該可移動鐵芯之沿軸向之移動；其中，係由樹 脂材料一體地形成該引導構件及該止動件。 根據本發明，裝備有用以沿軸向引導該可移動鐵芯之 引導構件、以及沿軸向規制該可移動鐵芯之移動之止動件 的該圓柱體，係裝設於該可移動鐵芯，且另外，係由樹脂 材料一體地形成該引導構件及該止動件。因此，藉由一體 地形成原本於傳統上為分別構成之引導構件與止動件，並 以如此之一體方式將該引導構件及該止動件裝設於該可移 動鐵芯，則能夠減少組件數量，並且降低製造成本，而且 能夠改善相對於該可移動鐵芯之組裝容易度。 本發明上述及其他目的、特徵及優點將由下文之描述 並結合圖示說明有以例示之方式將本發明較佳具體實施例 顯示於其中之附圖而變得更加清楚。 【實施方式】 顯示於第1圖中之電磁閥10係包含：於其内具有第一 通口（port)12及第二通口 14以供應及排出壓力流體之閥 4 320240 200916681 體（valve body)16 ’ 透過連接體（connecting body) 18 設 置於閥體16上部且容納於外殼（cas丨ng) 2〇内部之電磁線 圈22 ;以及能夠在該電磁線圈22之激勵下於該第一及第 二通口 12，14之間互相切換連通狀態之閥塞（於後文中有 稱為“閥構件（valve member)”之情形）24。 第一通口 12係設置在閥體16 —側的表面上而朝外部 形成開口。藉由透過管路或類似者將未圖示之壓力流體供 應源連接至第一通口 12,而將壓力流體供應至第一通口 12。 另一方面’第二通口 14係設置於該閥體另一側的表面 上且用於將由第一通口供應之壓力流體排出至外侧。 再者，於閥體16實質上中央區域形成分別與第一及第 通口 12，14 連通之連通通道（c〇mmunicati〇n passage) 26a，26b。s又置於閥體；[β上部之連通室（⑺咖⑽丨⑺士丨㈤ chamber) 28以及第一及第二通口 12，14係透過連通通道 i 26a，26b彼此連接。面對與第一通口 a連通之連通通道 26a之閥座（va!ve seat)3〇係設置於連通室28之下部。閥 基24則設成抵靠於該閥座3〇。 舉例而言，係以金屬材料形成有底圓柱形之外殼2〇， 且將該外殼20安裝成從電磁線圈22上部覆蓋該電磁線圈 22。插入有組成電磁線圈22之固定鐵芯犯之外殼孔（h〇le) 34則形成於該外殼2〇之上部中央部分。 電磁線圈22係由捲線筒38、固定鐵芯32及可移動鐵 心單元40組合而成’該捲線筒38係配置於外殼2〇内部且 5 320240 200916681 於周圍纏繞有線圈（coil) 36，該固定鐵芯32係被保持於 該外殼20，且該可移動鐵芯單元40係配置於該捲線筒内 並朝一方向（箭頭A之方向）被驅策以與該固定鐵芯32分 離。 捲線筒38裝備有一對凸緣（flange) 42a, 42b，該些 凸緣42a，42b係從該捲線筒38之頂端及底端以徑向方向 朝外擴大。於該些凸緣42a, 42b之間保持且纏繞有線圈 36。 固定鐵芯32係由金屬材料以實質上圓柱體之形狀形 成，且插進並穿透該捲線筒38。此外，該固定鐵芯38之 上端係形成有凸部（projection)44於其上，該凸部44之 直徑稍微以徑向方向朝内縮小。凸部44於穿透該外殼20 之外殼孔34之後，藉由保持板（retaining plate) 46响 合。結果，固定鐵芯32係固定於該外殼20之上部。另一 方面，於固定鐵芯32之下端則形成凹部（recess) 48，該 凹部48之直徑些微以徑向方向朝内縮小，且凹進於該固定 鐵芯32之外周表面内。設置於該捲線筒38内部之套筒 (sleeve)50之一部分則與該凹部48嗜合。 該套筒50係形成為具有凸緣52之圓筒形。該套筒50 之其中一端側係具有實質上固定之直徑，且係配置於固定 鐵芯32之侧（朝箭頭B之方向），且該套筒50之一部分係 嚙合於該固定鐵芯32之凹部48，而該套筒50之另一端係 透過該凸緣52抵接並保持於閥體16之末端上，其中，該 凸緣52之直徑係以徑向方向朝外擴大。 6 320240 200916681 由於密封構件（sealing member) 54透過環狀溝槽 (annular groove)設置於閥體16之末端上，故藉由套筒 50之凸緣52之抵接（abutment)而於閥體16及套筒50之 間維持流體密封情形（f 1 ui dt i ght condi 1: i on)。 再者，將閥體16之末端及套筒50之凸緣52配置於連 接體18内部，並藉由以連接體18予以覆蓋而將閥體16及 套筒50之凸緣52 —體式地固定在一起。 如第1至4圖所示，可移動鐵芯單元40包含：設置於 與固定鐵芯32為相同軸上之可移動的鐵芯56 ;以及裝設 於可移動鐵芯56外周表面上之引導構件58。 可移動鐵芯56係例如由磁性材料（magneti c materia 1) 形成，且更進一步包括：配置於套筒5 0内側之軸部（sha f t portion)60、以及形成於該轴部60末端上之保持部 (retaining section)62，該保持部62之直徑相對於軸部 6 0係以徑向方向朝外擴大。 軸部60係以具有實質上固定之直徑之圓柱體之形狀 形成。於該軸部60之其中一端上形成直徑逐漸縮小之錐度 形狀（tapered shape)，而該轴部60之另一端則與保持部 62整合性地連結。再者，於該軸部60之外周表面上設有 裝設溝槽（mount ing groove) 64 (如第3圖所示），以利於 引導構件58之裝設。該裝設溝槽64係由一對以環形 (annu 1 ar shape)形成之環狀溝槽66a，66b、以及複數個（例 如：三個）使該二個環狀溝槽66a，66b相互連接之連接溝 槽（connecting groove) 68所組成。包含環狀溝槽66a, 66b 7 320240 200916681 及連接溝槽68之裝設溝槽64係以預定深度凹進該轴部6〇 之外周表面内。 該對環狀溝槽66a，_係分別形成於該軸部6〇之— 端側及另-端側上，而以預定距離彼此分離。於另一端上 ^該環狀溝槽66b係以較該環狀溝槽⑻稍微寬的形 成。 連接溝槽68係配置成實質上平行於㈣6()軸向（箭頭 A及B之方向），且彼此間沿軸部6()之圓周方向以相等角 距―rdistance)設置。此外，於該連接溝槽68之一 知，連接溝槽68係與形成於該軸部6〇之該一端側 溝槽66a垂直地連接，而於該連接溝槽68之另一端，連 溝槽68係與形成於該軸部6G之該另m ==連接。換言之，由該對環狀溝槽66二及 该連接私68組成之裝設溝槽64係形成類似梯 係以碟狀形成，且配置成面對間體16之闕 ,ir ^ ; μ將閥基24容納於其中之容納 (acc_datlnghoie)(於後文有稱為“凹部，，的情形） 係形狀_持部62面對朗座30 ::孔70係以剖面實質上為圓形之形狀形成開口二 ff62之端表面_部⑼側的料深度形成。此外= 谷納孔70在軸部β0側（朝箭頭β ° 直徑朝向軸部60之側逐漸擴大之錐度形狀而^表面^以 料，直独徑向方向朝外敎之魏的 (annular spring receiving nnrti 、”η Ρ rti〇n) 72，係設於保持部

S 320240 200916681 72 面上。卿^ 74絲齡置於鄉簧容置部 及套同50之凸緣52之間。該彈簧74之 移動鐵芯56連⑽保持部62朝向關座箭頭= 方向）。更具體而言，可移動鐵芯56係藉由彈簧 而朝閥座30側被正向施壓（即偏壓）。 入引導構件58係以樹脂材料形成為圓筒形，且例如包 二：-對分別以環狀形成之環形構件(如_ber)恤 =妾構 ==㈣二個環形構件W服相互連接之 連接構件78。該些環形構件他，观 相鄰地連接之幼件（stQpper)8G。 ㈣^與其 T環形構件76a，76b係形成具有給定厚度及 =二度。環形構件76a，76b係分別裝設於組 鐵心56之軸部6〇之璟壯、、甚播刻 nn 7RK ^ _ 溝槽66a，66b内。該環形構件 於w样二定成’當將環形構件76a，76b安裳 ==二内時’該環形_，_剛好

Tea, T6bk；L 之深度。 仏又疋成些微大於該環狀溝槽66a, 66b 且^:::78係設置成連接該對環形構件76a，76b’ :=、:^_76a，76b之圓周方向為相等角距 構件冗係實質上_環_件％ 二：：連接 ⑼之1==_職進組成可移編^轴部 之連制槽68内。亦即，以對應於該連接溝槽68的長 320240 9 200916681 度尺寸（length 78。 dimension)之長度尺寸形成該連接構件 78 鱼接構件78之厚度係設定成，當連接構件

Lrr 68内時，該連接構件78剛好些微凸出 、於軸部60之外周表面。亦即，該連接構件78之係 設定成些微大於該連接溝槽68之深度。 又 止動件80係設置成相鄰且接觸於配 =側上之該環形構件76b，以使末端部分二= =動鐵芯56之保持部62之上表面。換句話說，止動件8〇 仏形成為相較於該環形構件76b更朝徑向向外方向凸出， 、字該止動件80之外緣直徑（outer peripherai diameter) =定成大致與保持部62之外緣直徑相同。此外，類似於該 嶮形構件76b，該止動件80亦安裝於軸部6〇之另一端側 之環狀溝槽66b内。 更具體而言’於可移動鐵芯56之裝設溝槽64内，引 ，構件58之環形構件76a，76b及止動件80係安裝於該對 &狀溝槽66a，66b内，而連接構件78則分別安裝於複數 個連接溝槽68之内。此外，當安裝時，該環形構件76a，76b 及該連接構件78係些微凸出於組合成可移動鐵芯Μ之轴 部60之外周表面。 間塞2 4係由例如橡膠等之彈性材料所形成，且安裝於 、、且成可移動鐵芯56之保持部62之容納孔7〇内。閥塞24 係以實質上與該保持部62之末端表面齊平之方式容納於 忒合納孔7〇内，且設置成可仰賴可移動鐵芯56之移動而 10 320240 200916681 座落於閥體16之閥座30上。 關於閥塞24之形成，由橡膠等製成之彈性材料係藉由 使該材料承受高溫條件而處於可流動的狀態或流體化的狀 態，以使該材料流進或填充容納孔70之内部，且接下來將 該彈性材料於該容納孔70内冷卻或硬化。結果，閥塞24 能一體地裝設於該保持部62。連帶地，藉由將容納孔70 形成為朝向軸部60侧（朝箭頭B之方向）擴大直徑而使閥塞 24嚙合於容納孔70内，從而防止閥塞24朝容納孔70之 外側移動而脫離。 根據本發明之具體貫施例之電磁閥10基本上如上述 構成。接著，將說明組成電磁閥10之局部之可移動鐵芯單 元40之製造方法。 首先，將引導構件58組裝於具有軸部60及保持部62 之可移動鐵芯56上。於此情況，係將引導件58從軸體60 之形成為錐狀之一端侧插入，且令該引導構件58朝保持部 62之側移動（朝箭頭A之方向）。注意該引導構件58係從 其具有止動件80之一端側套入軸部60。 此外，止動件80及相鄰地連接之環形構件76b係插入 軸部60於保持部62側上之環狀溝槽66b内，而剩下的環 形構件76a則插入軸部60之形成於該一端側之環狀溝槽 66a内。再者，於同時，該引導構件58之連接構件78則 分別插入軸部6 0之連接溝槽6 8内。由於如此，引導構件 58係經由裝設溝槽64而相對於可移動鐵芯56之軸部60 被牢固地定位。同時，組成引導構件58之環狀構件76a, 76b 11 320240 200916681 * 及連接構件78係處於一狀態，藉此使它們以徑向方向朝外 • 些微凸出於轴部60之外周表面。 接著，將閥塞24附接於可移動鐵芯56之保持部62。 於此情況中，當由橡膠等類製成之彈性材料係藉由使該材 料承受高溫情形而處於可流動的狀態或流體化的狀態時， 該材料係流進或填充保持部62之容納孔70。接下來，於 填充作業後，冷卻或硬化該彈性材料，從而形成閥塞24。 以此方式，由環形構件76a, 76b、連接構件78及止 動件80 —體地形成之引導構件58，係套入可移動鐵芯56 之轴部60，且藉由其於轴部60之裝設溝槽64内之0#合， 而可輕易地將引導構件58組裝於可移動鐵芯56。再者， 能夠藉由填充而輕易地安裝閥塞24，從而將閥塞24裝設 於該可移動鐵芯56之保持部62。

其次，將簡略說明已裝入可移動鐵芯單元40之電磁閥 10之操作及效果。第1圖為圖示說明關閉狀態（OFF 4 state)，於此狀態中對線圈36並未提供電流，而並未激勵 該線圈36，可移動鐵芯56係藉由彈簧74之彈力朝閥座30 側位移（朝箭頭A之方向），閥塞24係座落於該閥座30上， 而中斷於第一通口 12及第二通口 14間之連通狀態。 於此關閉狀態下，藉由啟動未圖示之電源並供電給線 圈36，以激勵該線圈36，且於其激勵下，包含有可移動鐵 芯56於其内之可移動鐵芯單元40係被吸引至固定鐵芯單 元32之側（朝箭頭B之方向）。此時，當凸出於可移動鐵芯 56外周表面之引導構件58之環形構件76a，76b及連接構 12 320240 200916681 件78係沿著套筒50之内圓周表面滑動接觸時，可移動鐵 芯56係一面適當地沿軸向（朝箭頭B之方向）被引導而一面 移動。 再者，配置於保持部62上部之止動件80係緊靠於套 筒50之凸緣52，藉此規制可移動鐵怒56之移動。此時， 因包含止動件80之引導構件58係以樹脂材料形成，故在 止動件80抵靠於套筒50時，可適當地吸收及緩衝震動 (shock) ° 由於如此，能夠切換至開啟狀態（ON state)，於此狀 態中，藉由閥塞24使相對於閥座30而分離預定距離，而 使第一通口 12及第二通口 14透過連通通道26a, 26b及連 通室28而彼此相互連通。結果，從第一通口 12供應之壓 力流體係流經闊座30及閥塞24間之間隙（gap)，而能夠經 由第二通口 14供應至未圖示之流體操作裝置 (fluid-operated device) ° 以前述之方式，利用本具體實施例，因於可移動鐵芯 56中，配置於套筒50内部之軸部60以及具有能夠座落於 閥座30上之閥塞24之保持部62係以一體性之方式形成在 一起，故相較於傳統之將軸部及閥部各自分離形成後再由 螺釘等連接之電磁閥結構，能夠減少組裝之步驟數，並能 夠防止因螺釘鬆脫而造成故障（troub 1 e)的發生。由於如 此，而能夠改善包含可移動鐵芯56之電磁閥10之可靠度。 再者，因能夠減少構成可移動鐵芯56之部件（part) 數量，而亦能夠降低對於該電磁閥10之製造成本。 13 320240 200916681 • 再者，傳統上以複數個組成元件（constituent ' e 1 ement)組成之引導構件58係以一體性模造方式形成，且 藉由將該引導構件58裝設於該可移動鐵芯56之軸部60， 而能夠減少組成部件之數量，並且減少製造成本。而且， 還能夠改善引導構件58相對於可移動鐵芯56之組裝容易 度，故能增進執行電磁閥之組裝時的工作效率。 又再者，因藉由將彈性材料填進組成可移動鐵芯56之 一部分之保持部62内而裝設閥塞24，故相較於每次將閥 塞組裝至保持部62之情況，可改善組裝之精確度。結果， 能夠相對於可移動鐵芯56之保持部62每次皆將閥塞24設 置於相同位置。由於如此，閥塞24能夠可靠地座落於閥體 16之閥座30上。換句話說，能夠改善使閥塞24能夠座落 於閥體16之閥座30上之可靠度。再者，連帶地，藉由將 閥塞24座落於閥座30上及使閥塞24從閥座30分離，能 可靠地切換第一及第二通口 12, 14之連通狀態。 丨 根據本發明之電磁閥並未限定於上述具體實施例，而 理所當然地亦能夠於未背離本發明之本質及要點之下採用 各種其他的結構。 【圖式簡單說明】 第1圖為根據本發明具體實施例之電磁閥之整體垂直 剖面圖； 第2圖為構成第1圖之電磁閥之局部之可移動鐵芯單 元之外部透視圖； 第3圖為顯示於第2圖之可移動鐵芯單元之分解透視 14 320240 200916681 ‘圖；以及 • 第4圖為顯示於第2圖之可移動鐵芯單元之剖面透視 圖。 【主要元件符號說明】 10 電磁闊 12 第一通口 14 第二通口 16 閥體 18 連接體 20 外殼 22 電磁線圈 24 閥塞 26a, 26b 連通通道 28 連通室 30 閥座 32 固定鐵芯 34 子L 36 線圈 38 捲線筒 40 可移動鐵芯單元 42a, 42b 凸緣 44 凸部 46 保持板 48 凹部 50 套筒 52 凸緣 54 密封構件 56 可移動鐵芯 58 引導構件 60 轴部 62 保持部 64 裝設溝槽 66a, 66b 環狀溝槽 68 連接溝槽 70 容納孔 72 彈簧容置部 74 彈簧 76a, 76b 環形構件 78 連接構件 80 止動件 A, B 前頭 15 320240

Claims (1)

1. 200916681 •七、申請專利範圍： -1. 一種電磁閥，該電磁閥能夠藉由於電磁線圈之激勵下吸 引可移動鐵芯而切換形成於閥體（16)内之流體通道之 連通狀態，該電磁閥係包括： 圓筒體（58)，係設置於該可移動鐵芯（56)上，該圓 筒體（58)具有：引導構件，係設置於該可移動鐵芯（56) 之外周表面上而用以沿軸向引導該可移動鐵芯（56);以 及止動件（80)，係規制該可移動鐵芯（56)之沿該軸向之 移動， 其中，該引導構件及該止動件（8 0 )係以樹脂材料一 體地形成。 2. 如申請專利範圍第1項之電磁閥，其中，於其面對該閥 體（16)之閥座（30)的末端部分上具有閥構件（24)之保 持部（62)係設置於該可移動鐵芯（56)上，該閥構件（24) 係以彈性材料形成，且相對於形成在保持部（62)中之凹 部（70)以一體性之方式模製成。 3. 如申請專利範圍第2項之電磁閥，其中，該引導構件係 由下述構件構成：一對環狀構件（76a，76b)，係形成為 環形；以及連接構件（78)，係沿該圓筒體（58)之軸向延 伸，並將該環狀構件中之一者（76a)連接至該環狀構件 中之另一者（76b)，該環狀構件（76a，76b)以及該連接 構件（78)係分別插入形成於該可移動鐵芯（56)之外周 表面上之溝槽（64)内。 4. 如申請專利範圍第3項之電磁閥，其中，該連接構件（78) 16 320240 200916681 ‘係設置成複數個，且該複數個連接構件（78)係沿著該引 * 導構件之圓周方向以實質上相等之間隔分離。 5. 如申請專利範圍第3項之電磁閥，其中，該溝槽（64) 係包括： 環狀溝槽（66a, 66b)，係供該環狀構件（76a，76b) 安裝於其内；以及 連接溝槽（68)，係供該連接構件（78)安裝於其内， 其中，該溝槽（64)之深度尺寸係設定成小於該環狀 構件（76a，76b)及該連接構件（78)之厚度尺寸。 6. 如申請專利範圍第3項之電磁閥，其中，該凹部（70) 係以錐狀形成，該錐狀為朝遠離於該保持部（62)之末端 的方向逐漸擴大直徑。 7. 如申請專利範圍第1項之電磁閥，其中，當該可移動鐵 芯（56)沿著該軸向位移時，該引導構件係進行位移且同 時滑動接觸於設置在該可移動鐵芯（56)之外周側之圓 ί 筒狀套筒（50)。 8. 如申請專利範圍第2項之電磁閥，其中，該止動件（80) 係規制於閥開啟狀態之位移，於該閥開啟狀態下，該閥 構件（24)係從該閥座（30)分離。 17 320240