TW201307711A - 比例閥 - Google Patents

Abstract

在氣室以及開口所形成的氣流通道中另外設置由傾斜表面所形成的漏斗型通道，使比例閥開啟時，氣流通過小孔徑的開口以及大孔徑的氣室時，經由漏斗型通道以製造平滑的氣流通道，增加氣流洩出的速率。比例閥的U型鐵框包覆心體、線圈以及磁鐵，可有效包覆作用的磁力場，使磁力場具有更強的作用力，在中心導桿以及磁鐵線圈縮小尺寸以達到小型化的目的時，仍能維持比例閥作用所需的磁力強度。

Description

比例閥

本發明有關一種比例閥的結構，尤指一種具有短中心柱以及斜面氣道結構的比例閥。

為了提供足夠的磁力帶動力道，習知的比例閥的心體需設置長型的中心柱，然而在磁鐵帶動中心柱移動時，較長的中心柱會使得心體沿著中心軸移動時，較易產生心體偏移的狀況，如此一來會影響心體頂端的橡膠墊對氣嘴的密合效果。此外，由於中心柱較長的尺寸，使得比例閥的材料成本較高，而長的中心柱也使得比例閥的尺寸無法進一步縮小。

另一方面，習知的比例閥在上蓋的氣道以及氣嘴的設計中，為了保證橡膠墊對氣嘴的密合度，氣嘴無法任意擴大而受限於一小孔徑的尺寸，再搭配後方大孔徑的氣道以加速氣體排出的速率。然而氣流在經過氣嘴與氣道時，由於氣道靠近氣嘴處的直角外型，會使得氣流在此處形成渦漩增加氣流流出的阻力。

為了解決習知比例法尺寸過大，以及氣流在氣道與氣嘴間產生的渦漩造成流出阻力的問題，本發明提供了一種比例閥，其包含有一上蓋、一心體、一橡膠墊、一磁鐵、一鐵框、一線圈、一彈簧以及一下蓋。該上蓋具有一下表面以及一垂直氣室，該垂直氣室延伸至該下表面附近具有一漏斗型通道，並於該下表面上形成一開口。該心體具有一中心導桿以及一環型壁部，該環型壁部具有一內表面以及一外表面。該橡膠墊安裝於該心體上，用來選擇性地封住該開口。該磁鐵具有一穿孔，該磁鐵設置於該環型壁部的該內表面以及該中心導桿之間。該鐵框具有一中心孔，該心體中心導桿穿過該磁鐵的該穿孔以及該鐵框中心孔，並沿該穿孔以及該中心孔方向移動。該線圈纏繞於該環型壁部的該外表面上。該彈簧抵接於該心體以及該上蓋之間。該下蓋與該上蓋結合。

利用本發明所提供的比例閥結構，可顯著地縮小比例閥的尺寸以降低材料成本，同時在氣道以及氣嘴之間的漏斗型通道可有效消除氣流在氣道以及氣嘴之間的渦漩阻力，使比例閥的流速得到較佳的控制。

請參考第1圖以及第2圖，第1圖為本發明所揭露的比例閥100一第一實施例的外觀示意圖，第2圖為比例閥100各元件的分解示意圖。比例閥100包含有一上蓋1、一彈簧2、一橡膠墊3、一心體4、一線圈5、一磁鐵6、一鐵框7、一下蓋8以及導電插銷9。其中橡膠墊3安裝於心體4上，彈簧2抵接於心體4與上蓋1之間，線圈5纏繞於心體4外，磁鐵6以及鐵框7再依序向上套於心體4上，最後下蓋8與上蓋1結合，而導電插銷9則安裝於下蓋8上。

請參考第3圖，第3圖為比例閥100中的上蓋1沿著第2圖中的B-B線段的剖面示意圖。上蓋1作為比例閥100的外部殼體的一部分，其具有一垂直氣室12，提供空氣流動的通道。垂直氣室12延伸至上蓋1的一下表面11處具有由傾斜表面131(參考第8圖)所形成的一漏斗型通道13，而漏斗型通道13在下表面11上形成了一開口14。此處形成漏斗型通道13的傾斜表面131由上向下向內傾斜，換言之，垂直氣室12具有較大的直徑，而延伸至下表面11的開口14具有較小的孔徑。較小孔徑的開口14可以保證橡膠墊3抵住開口14時的密合度，而搭配上方大孔徑的垂直氣室12可加速氣體排出的速率。由於供氣流通過的開口14延伸至垂直氣室12的通道中，因傾斜表面131提供氣流順暢的流動路線，因此可使氣流以相當高的速率排出，使比例閥100在開啟時反應出立即的洩氣效果。

請參考第4圖，第4圖為比例閥100的心體4沿著第2圖中的C-C線段的剖面示意圖。心體4具有一座部41、一中心導桿42以及一環型壁部43。橡膠墊3安裝於心體4的座部41上，環型壁部43具有一內表面431以及一外表面432，線圈5即纏繞於環型壁部43的外表面432，而磁鐵6則設置於環型壁部43的內表面431以及中心導桿42之間。磁鐵6的中央具有一穿孔61。

請參考第5圖，第5圖為比例閥100的U型鐵框7示意圖。在本發明的比例閥100中，U型鐵框7具有一水平底面72以及在水平底面72周圍垂直向上延伸的周框73，因此鐵框7的剖面形成了U型的結構。在水平底面72的中央具有一中心孔71，而前述心體4的中心導桿42則穿過磁鐵6的穿孔61以及U型鐵框7的中心孔71，並沿著穿孔61以及中心孔71的方向移動。

請參考第6圖，第6圖為比例閥100的下蓋8的示意圖。在上蓋1、彈簧2、橡膠墊3及心體4、線圈5、磁鐵6、鐵框7如上所述彼此組合後，下蓋8再與上蓋1結合，並將導電插銷9安裝於下蓋8以構成比例閥100。如第3圖所示，上蓋1具有複數個定位柱16，而下蓋8相對應的位置則具有複數個定位孔86，定位柱16以及定位孔86除可如圖所示為圓柱外型外，亦可為三角柱、四角柱等彼此配合的多角柱外型。上蓋1的定位柱16分別與定位孔86組合，並以點膠、熱熔或超音波接合的方式固定，使上蓋1與下蓋8彼此結合。下蓋8另具有一心軸部81，其係為中央具有開孔，且沿著U型鐵框7的中心孔71向上延伸的套筒結構。當下蓋8與上蓋1結合時，心軸部81延伸於中心孔71，且心體4的中心導桿42在移動時受到心軸部81的限制，使心體4能穩定沿著中心軸上下移動而不會發生偏移的情況，如此可確保心體4上的橡膠墊3在中心軸上確實蓋住開口14以達到密合的效果。

此外，下蓋8在一側延伸的平台82上具有固定導電插銷9的插銷孔821以及一導出口83，而纏繞於心體4外的線圈5的兩端分別沿著導出口83伸出，並連接於L型的導電插銷9。連接線圈5兩端的導電插銷9插入插銷孔821後，其下方的突出端91在比例閥100安裝於控制電路板(圖未顯示)時，可直接與電路板上的電子接點電性連接或插入電子母座，以對線圈通電。

請參考第7圖，第7圖為比例閥100的U型鐵框7'另一實施例的示意圖。除了如前述實施例在下蓋8上設置心軸部81外，亦可直接在U型鐵框7'的中心孔處設置向中心導桿42延伸凸起的心軸部71'，當中心導桿42於磁鐵6的穿孔61以及心軸部71'移動時，心軸部71'可維持中心導桿42移動的方向，使心體4能穩定沿著中心軸上下移動而不會發生偏移的情況，如此可確保心體4上的橡膠墊3在中心軸上確實蓋住開口14以達到密合的效果。

請參考第8圖，第8圖即為比例閥100沿著第1圖中的A-A線段的剖面示意圖。比例閥100的線圈5在通電之後受磁鐵6的磁力作用而帶動心體4以及心體4上的橡膠墊3沿著L₂方向移動(中心導桿42在磁鐵6的穿孔61以及下蓋8的心軸部81內移動)，由於開口14突出於下表面11，當橡膠墊3沿著L₂方向移動並抵住開口14，橡膠墊3可輕微變形並完整包覆住開口14，產生良好的密合度。在下蓋1的下表面11周圍具有一環形凸部15(請一併參考第3圖)，而彈簧2的第一端21(參考第2圖)抵接於心體4上，第二端22抵接於環型凸部15，且配合環形凸部15的位置，彈簧2的第一端21具有第一直徑D₁，第二端22具有第二直徑D₂，且第二直徑D₂大於第一直徑D₁。因為環型凸部15相較於下表面11其他區域具有更下沈的位置，因此可以在不縮小磁力區空間的前提下，縮短閥體的長度。當心體4沿L₂方向向上移動以封住開口14時，彈簧2受擠壓而具有彈性回復力。當線圈5不通電使得磁鐵6不再對線圈5作用時，受擠壓的彈簧2向L₁方向推動心體4移動，從而使橡膠墊3不再封住開口14，此時比例閥100產生洩氣的動作。如此在線圈5導電以及不導電的交互過程中，橡膠墊3可選擇性地封住開口14，使比例閥100能以固定的步進比例控制壓力的下降。

如前所述，上蓋1的垂直氣室12延伸至上蓋1的下表面11處具有由傾斜表面131所形成的漏斗型通道13，此外，在漏斗型通道13與開口14之間另可具有一垂直通道17，使垂直氣室12在開口14處具有厚度，且由於開口14係突出於下表面11上，因此垂直通道17在開口處產生的厚度可強化結構。在本發明其他實施例中，亦可不設置垂直通道17，使漏斗型通道13直接延伸至下表面11形成開口14，如第10圖另一實施例的上蓋1'所示。

除了垂直氣室12以及開口14所形成的氣流通道經由傾斜表面131達到使氣流快速通過，而具有高流量速率的特性外，本發明的比例閥100在心體4採用了短的中心導桿42設計，同時配合中心導桿42的長度，纏繞於心體4的線圈5以及與線圈5作用的磁鐵6也相對應具有較薄的厚度，並且整體縮減了比例閥100在下蓋8部分的整體尺寸。如此一來可減少元件的材料以及縮小比例閥100的體積，使比例閥100具有更實用的應用場合。而當U型鐵框7安裝於磁鐵6以及心體4時，U型鐵框7的垂直周框73配合磁鐵，係包覆於線圈5外且與線圈5保持一間隙G，如此一來可有效包覆磁鐵6與線圈5彼此作用的磁力場，使磁力場具有更強的作用力。因此即使在中心導桿42以及磁鐵、線圈5的厚度皆縮小的情況下，比例閥100仍可有效產生足夠的磁力以推動心體4移動並封住開口14。

請參考第9圖，第9圖為比例閥一第二實施例的剖面示意圖。除了與前述第一實施例的比例閥100相同的元件外，比例閥200另包含一氣嘴蓋18，而比例閥的上蓋1"的垂直氣室12'的漏斗型通道13'為大體積的空間。氣嘴蓋18與上蓋1'的下表面11'接合(較佳地，可與上蓋1"進行超音波熔接)，並蓋於上蓋1'的開口14'上。氣嘴蓋18具有一氣嘴17'，而橡膠墊3則用來選擇性地封住氣嘴17'以同樣達到封住開口14'的目的。

本發明所揭露的比例閥在垂直氣室以及開口所形成的氣流通道中另外設置由傾斜表面所形成的漏斗型通道，使比例閥開啟時，氣流通過小孔徑的開口以及大孔徑的垂直氣室時，經由漏斗型通道以製造平滑的氣流通道，增加氣流洩出的速率。比例閥的U型鐵框包覆心體、線圈以及磁鐵，可有效包覆作用的磁力場，使磁力場具有更強的作用力，在中心導桿以及磁鐵線圈縮小尺寸以達到小型化的目的時，仍能維持比例閥作用所需的磁力強度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1、1'、1"．．．上蓋

2．．．彈簧

3．．．橡膠墊

4．．．心體

5．．．線圈

6．．．磁鐵

7、7'．．．鐵框

8．．．下蓋

9．．．導電插銷

11、11'．．．下表面

12、12'．．．垂直氣室

13、13'．．．漏斗型通道

14、14'．．．開口

15．．．凸部

16．．．定位柱

17．．．垂直通道

18．．．氣嘴蓋

17'．．．氣嘴

21．．．第一端

22．．．第二端

41．．．座部

42．．．中心導桿

43．．．壁部

61．．．穿孔

71．．．中心孔

71'、81．．．心軸部

72．．．底面

73．．．周框

82．．．平台

86．．．定位孔

91．．．突出端

100、200．．．比例閥

131．．．傾斜表面

431．．．內表面

432．．．外表面

821．．．插銷孔

83．．．導出口

第1圖為本發明所揭露的比例閥一第一實施例的外觀示意圖。

第2圖為比例閥第一實施例各元件的分解示意圖。

第3圖為比例閥的上蓋沿著第2圖中的B-B線段的剖面示意圖。

第4圖為比例閥的心體沿著第2圖中的C-C線段的剖面示意圖。

第5圖為比例閥的U型鐵框示意圖。

第6圖為比例閥的下蓋的示意圖。

第7圖為比例閥的U型鐵框另一實施例的示意圖。

第8圖為比例閥沿著第1圖中的A-A線段的剖面示意圖。

第9圖為比例閥一第二實施例的剖面示意圖。

第10圖為比例閥的上蓋另一實施例的示意圖。

1．．．上蓋

2．．．彈簧

3．．．橡膠墊

4．．．心體

5．．．線圈

6．．．磁鐵

7．．．鐵框

8．．．下蓋

9．．．導電插銷

11．．．下表面

12．．．垂直氣室

13．．．漏斗型通道

14．．．開口

15．．．凸部

17．．．垂直通道

42．．．中心導桿

43．．．壁部

73．．．垂直周框

81．．．心軸部

91．．．突出端

100．．．比例閥

131．．．傾斜表面

Claims (12)

1. 一種比例閥，其包含有：一上蓋，具有一下表面以及一垂直氣室，該垂直氣室延伸至該下表面附近具有一漏斗型通道，並於該下表面上形成一開口；一心體，具有一中心導桿以及一環型壁部，該環型壁部具有一內表面以及一外表面；一橡膠墊，安裝於該心體上，該橡膠墊用來選擇性地封住該開口；一磁鐵，具有一穿孔，該磁鐵設置於該環型壁部的該內表面以及該中心導桿之間；一鐵框，具有一中心孔，該中心導桿穿過該磁鐵的該穿孔以及該中心孔，並沿該穿孔以及該中心孔方向移動；一線圈，纏繞於該環型壁部的該外表面上；一彈簧，抵接於該心體以及該上蓋之間；以及一下蓋，與該上蓋結合。
2. 如請求項1所述的比例閥，其中該上蓋於該漏斗型通道與該開口之間另具有一垂直通道，使該垂直氣室於該開口處具有厚度。
3. 如請求項1所述的比例閥，其中該漏斗型通道係由傾斜表面形成。
4. 如請求項1所述的比例閥，其中該上蓋的該下表面周圍具有一環形凸部，該彈簧係抵接於該環形凸部以及該心體之間。
5. 如請求項1所述的比例閥，另包含一氣嘴蓋，與該上蓋的該下表面接合，以形成該垂直氣室，該氣嘴蓋具有一氣嘴，該橡膠墊用來選擇性地封住該氣嘴以選擇性地封住該開口。
6. 如請求項1所述的比例閥，其中該彈簧於抵接該心體處具有一第一直徑，於抵接該上蓋處具有一第二直徑，且該第二直徑大於該第一直徑。
7. 如請求項1所述的比例閥，其中該鐵框為U型鐵框，具有一水平底面以及一垂直周框，與磁鐵配合，包覆線圈的磁力場，該中心孔位於該水平底面中央。
8. 如請求項1所述的比例閥，其中該鐵框於該中心孔處具有向該中心導桿延伸凸起的心軸部，當該中心導桿於該中心孔移動時，該心軸部用來維持該中心導桿移動的方向。
9. 如請求項1所述的比例閥，其中該下蓋具有一心軸部，延伸凸起於該鐵框的該中心孔內，當該中心導桿於該中心孔移動時，該心軸部用來維持該中心導桿移動的方向。
10. 如請求項1所述的比例閥，其中該上蓋具有複數個定位柱，該下蓋具有複數個定位孔，分別用來固定該複數個定位柱，使該上概蓋與該下蓋結合。
11. 如請求項10所述的比例閥，其中該定位柱與該定位孔係以點膠、熱熔或超音波接合的方式固定。
12. 如請求項1所述的比例閥，其中該下蓋於一側具有一導出口及一平台，該平台具有兩插銷孔，該比例閥另具有兩L型導電插銷，分別插入該兩插銷孔，該線圈之兩端沿著該導出口伸出並分別連接於該兩L型導電插銷。