TW557462B - Self-holding type solenoid-operated valve - Google Patents

Description

557462

【發明背景】【發明領域I 本發明有關一種能對可移動鏺怒择★ ώ π功鐵為增加吸引力量及把 持力量之自己保持型電磁閥。[相關技藝說明j 吾人已用電磁閥控制壓縮空氣之流動方向，藉以將該 壓縮空氣供給至一促動器或將該壓縮空氣排出至大氣中。 自己保持型電磁閥之一種習知閃鎖型電磁閥係顯示 在第7圖中（譬如看曰本人專利公開申請案第63_297883號）。 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再•裝 賣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該電磁閥包括一含有閥門開關式電磁線圈2a及一閥 門復位式電磁線圈2b之電磁線圈3，該電磁線圈2a及2b 係與一繞線管1呈同轴地配置。一永久磁鐵4係軸向地配 置在該電磁線圈3之一端點上。一固定式鐵蕊5係與該繞 線管1中之永久磁鐵4呈同軸地配置。 一具有閥桿6之主要閥門7係於該永久磁鐵4之相反 方向中配置在該電磁線圈3之另一端點上。一可移動鐵蕊 之柱塞8之一端點係固定至該閥桿6。該柱塞8之另一端 點係可位移地插入該電磁線圈3之中心。 藉著一彈簧9在相向於該柱塞8之方向中推動該閥桿 6，該彈簧9具有一推動機構之作用。該閥桿6間接地推動 該柱塞8朝向相向於該固定式鐵蕊5之方向。 現在將簡短地說明如此製成之習知閂鎖型電磁閥之 I作原理〇 ______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 313261 訂 線 557462 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（2 ) 第7圖顯示一無直流激磁狀態，其中無電流分別流經 該閥門開關式電磁線圈2a及該閥門復位式電磁線圈2b。 第7圖亦顯示一關上該主要閥門7之最初位置。該柱塞8 係正位於該最初位置，因為該彈簧9之彈力（fs)係大於該 永久磁鐵4之力量（F)。 此後，如第8圖中所示，當該電力施加至該閥門開關 式電磁線圈2a時，藉著該閥門開關式電磁線圈2a之磁性 勵磁產生該螺線管之吸引力（fa)。當藉著將該吸引力（fa)加 至該永久磁鐵4之力量（F)所產生之力量（fa+F)變成大於該 彈簧9之彈力（fs)時，該柱塞8係受吸引朝向該固定式鐵 蕊5。據此，打開該主要閥門7。 該電力中止施加至該閥門開關式電磁線圈2a，而仍打 開該主要閥門7。然後，該永久磁鐵4之保持力係大於該 彈簧9之彈力（fs)。因此，該柱塞8係受吸引朝向該固定 式鐵淡5’縱使該電力中止施加。 假如該電力係施加至該閥門復位式電磁線圈2b，在該 閥門復位式電磁線圈2b之磁性勵磁下產生該螺線管之吸 引力（fb)。該螺線管之吸引力（fb)與該永久磁鐵*之保持力 呈反作用（詳第9圖）。因此，該柱塞8係藉著該彈簧9之 彈力復位至第7圖所示之最初位置。據此，關上該主要閥 門7 〇 然而，該習知閂鎖型電磁閥需要用以驅動該柱塞8之 閥門開關式電磁線圈2a及用以釋放該永久磁鐵4之自己保 j夺使1柱塞8復位至其原來位j之閥門復位尤雷磁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵Q χ 297公楚）" --------1.- — — ------I----- (請先閱讀背面之注意事項再頁) . —線· 2 313261 557462 A7 _：_ B7 五、發明說明（3 ) 圈2b。因此，增加該線圈所佔有之空間。該電磁閥之整個 裝置變成不可避免地龐大及使製造成本變得昂貴。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁： 該永久磁鐵4係配置在該電磁線圈3相向於該柱塞g 之輛向端點。當需要大保持力以保留該柱塞8時，需要具 有大永久磁鐵4之強磁力。其亦必需使用該閥門復位式電 磁線圈2b’用以產生釋放該保持力之大反向磁力。據此， 增加該耗電量。 【發明輟述] 本發明之一般目的係提供一種自己保持型電磁閥，該 電磁閥可使整個裝置縮至最小及能實現低耗電量。 當會同所附圖面時，由下列之敘述將使本發明之上面 及其他目的、特色、及優點變得更明顯，其中經由說明性 實例顯示本發明之一較佳實施例。

【_式之簡單說明J % 第1圖係一取自沿著根據本發明實施例之自己保持型 電磁閥轴向之縱向剖面圖； 第2圖係第1圖之一局部放大縱向剖面圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第3圈說明第1圖中所示該自己保持型電磁閥之一最 初狀態； 第4圖說明該電力於該最初位置施加至一線圈之狀 態； 第5圖說明該電力中止施加至該線圈及一固定式鐵蕊 吸引住一可移動鐵蕊之狀態； 第6圖說明一具有與第4圖所使用極性相反極性之電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313261 557462 A7 B7 五、發明說明（4 ) 流流經於該自己保持狀態中之線圈之狀態； 第7圖係一習知閂鎖型電磁閥之概要配置； 第8圖說明第7圖中所示電磁閥之操作；及 第9圖說明第7圖中所示電磁閥之操作。 【元件符號之說明】 10 自己保持型電磁閥 12 壓力流體供給通口 14 壓力流體排放通口 16 排放通口 18 閥體 20 閥帽 22 螺線管 24 閥門機構部份 32 機架 34 線圈 36 繞線管 38 固定式鐵蕊 40,56 彈簧 42 可移動鐵蕊 44 導引環 46 永久磁鐵 48 環狀壁凹 52 位移構件 54 提動閥 58,60 閥座 [較隹實施例之詳細說明】 於第1圖中，參考數字10指示根據本發明一實施例 之自己保持型電磁間。 ^------------裝—— (請先閱讀背面之注意事項本頁) 訂· •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該自己保持型電磁閥1〇包含—閥體18、一呈圓柱形 配備在底部且一體連接至該閥體18側邊之閥帽2〇、一配 置在該閥帽20中之螺線管22、及—藉著該螺線管22轉換 各個通口間之相通之閥門機構部份24。該間體Μ包含一 麼力流體供給通口 12、一壓力流體排放通口 Μ、及一排放 〜口 16 ’這些通口形成在 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 4 313261 557462 A7 五、發明說明（5 ) 達預定之距離。 -ΙΓ__K------------ (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 參考數字26指示一與大氣相通之呼吸通口，其用以 將該閥體18之空氣排放至外側。 該螺線管22包含一機架32、一繞線管36、一固定式 鐵蕊38、及一可移動鐵蕊42。該機架32係在内部裝配至 該閥帽20及係由一圓柱形配備在底部之磁性構件所形 成。該繞線管36係配置在該機架32中，且單一線圈34 係在一方向中以複數圈纏捲環繞著該繞線管36。該固定式 鐵蕊3 8係固定進入經過該繞線管3 6所界定之穿透孔。該 可移動鐵蕊42係與該固定式鐵蕊38呈同軸配置，及係藉 著第一彈簧40之彈性推離該固定式鐵蕊38。該第一彈酱 之一端點係繫緊至該可移動鐵蕊42之一環狀突出部份 42a。該第一彈簧40之另一端點係繫緊至一導引環44之環 狀溝槽，如稍後敘述者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該螺線管22尚包含該導引環44及一環狀永久磁鐵 46。該導引環44係由一在内部裝配至該機架32之非磁性 構件所構成。該導引環44圍繞著該可移動鐵蕊42之外圓 周表面。該環狀永久磁鐵46係安裝至該固定式鐵蕊38之 端點及該可移動鐵蕊42之端點係呈彼此同軸地相向之部 份。該環狀永久磁鐵46係亦安裝於該繞線管36及該導引 環44之間，以便局部圍繞著該固定式鐵蕊38及該可移動 鐵蕊42之外圓周表面。 具有一空氣隙作用之環狀壁凹48軸向地延伸在該可 移動鐵蕊42端點之外圓周表面上方一預定距離處。諸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) '' 亡-- 313261 5 557462 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 動鐵蕊42相向於該固定式鐵蕊38之端點（詳第2圖）。 如第1圖中所示，該閥門機構部份24包含一位移構 件52、一提動閥54、及第二彈簧56。該位移構件52包含 一具有朝向其端點漸漸地減少直徑之逐漸變細部份5〇。該 位移構件52係軸向地固定至該可移動鐵蕊42之一端點， 以便能與該可移動鐵蕊42 —體位移。配置在該位移構件 52之一端點上之逐漸變細部份50將緊鄰抵住該提動閥 54。該提動閥54打開及關閉該壓力流體供給通口 12及該 壓力流體排放通口 14間之互連通道。該第二彈簧56將該 提動閥54壓向該可移動鐵蕊42。 該提動閥54遠離第一閥座58，以便使該壓力流體供 給通口 12與該壓力流體排放通口 14互通。對照之不，該 提動閥54係安座在該第一閥座58上，以便阻斷該壓力流 體供給通口 12及該壓力流體排放通口 14間之互通。再者， 該提動閥54遠離相向於該第一閥座58之第二閥座60，以 便經由該排放通口 16將一閥室62之壓力流體排出外側。 對照之下，該提動閥54係安座在該第二閥座60上，以便 阻斷上面之外部排放。 如此根本上製成根據本發明實施例之自己保持型電 磁閥10。現在將說明其操作、功能、及效果。 第3圖顯示無電流供給至該線圈3 4之無直流激磁狀 態。第3圖更進一步顯示該關閉（〇FF)狀態，其中該提動閥 54係安座在該第一閥座58上，以便阻斷該壓力流體供給 通口 12及該壓力流體排放通口 14間之互通。 IP—--^------------ (請先閱讀背面之注音？事項再本頁) · •線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 313261 557462 A7 __ B7 五、發明說明（7 ) 設定該第一彈簧40及該第二彈簧56之彈簧常數，以 使該提動閥54於該關閉狀態中安座在該第一閥座58上。 該第一彈簧40之彈力（fs)超過該永久磁鐵46之吸引力 (F)。亦即，在該最初狀態中滿足該關係F<fs，其中該可移 動鐵蕊42及該固定式鐵蕊38係彼此隔開達一預定距離， 且無任何電力施加至該線圈34。 此後，當一未示出之電源開始供電，以將該電力供給 至該單一之線圈34,該線圈34即勵磁（詳第4圖）。該可移 動鐵淡42係藉著該線圈34之勵磁吸引朝向該固定式鐵蕊 38，且該電磁閥1〇係由該關閉狀態切換至開啟狀態。 亦即，該可移動鐵蕊42係稍微位移朝向該固定式鐵 磁38。該位移構件52係與該可移動鐵蕊42 —體移動。因 此，該可移動鐵蕊42及該位移構件52係位移抵住該第一 彈簧40之彈力（fs)。再者，該提動閥54係藉著該第二彈 簧56之彈力遠離該第一閥座58。據此於該開啟狀態中， 該壓力流體供給通口 12係與該壓力流體排放通口 14相 通。該壓力流體係由該壓力流體供給通口 12經由該提動閥 54及該第一閥座58間之間隙引導進入該閥室62。該壓力 流體係經由該壓力流體排放通口 14進一步供給至一未示 出流體操作裝置。 換言之’如第4圖中所示，假如該電力係施加至該線 圈34,藉著該線圈34之勵磁產生該螺線管之吸引力（fa)。 當藉著將該螺線管之吸引力以約加至該永久磁鐵46之吸引 力（F)所產生之力量（fa+F)變成大於該彈簣40之彈力（fs) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公餐） 313261 14----L--------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557462 A7 B7 五、發明說明（8 ) 時’該可移動鐵蕊42係受吸引朝向該固定式鐵蕊38，以 便打開該提動閥54。 I---i---------裝—— (請先閱讀背面之注咅？事項再Uf本頁) 當該電磁閥10係位於該開啟（ON)狀態時，該提動閥 54之上方表面係藉著該第二彈簧56之彈性安座在該第二 閥座60上。阻斷該閥室62及該排放通口 16間之互通，以 便防止該壓力流體排出外側。 其次，假如該電源中止供電至該線圈34,該可移動鐵 蕊42係由該固定式鐵蕊38所保持吸引住（詳第5圖）。亦 即，假如該電源中止供電至該處，該螺線管之吸引力（fa) 將消失。然而，用以將該可移動鐵蕊42吸引朝向該固定式 鐵蕊38之永久磁鐵46之吸引力（F)係大於該第一彈簧40 之彈力（fs)，即（F>fs)。因此，該可移動鐵蕊42係保持受 吸引朝向該固定式鐵蕊38，以便打開該提動閥54。 |線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 亦即，該永久磁鐵46係安裝至該固定式鐵蕊38之端 點及該可移動鐵蕊4 2之端點呈彼此同轴地相向之部份。該 永久磁鐵46局部圍繞著該固定式鐵蕊38及該可移動鐵蕊 42之外圓周表面。據此，改良該永久磁鐵46用以保持該 可移動鐵蕊42之力量。 其次’當倒轉該電流之極性及使該電源供電至該線圈 34時，該螺線管之吸引力（fb)將與該永久磁鐵46之吸引力 (F)呈反作用（詳第6圖）。 因此，具有復位彈簧作用之第一彈簧40之彈力係大 於（fs)係大於由該永久磁鐵46之吸引力（F)減去該螺線管 之吸引力（fb)所產生之力量（F-fb)。該可移動鐵蕊42係藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313261 557462 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 著該第一彈簧40之彈性由該固定式鐵蕊38位移離開。該 位移構件52係與該可移動鐵蕊42 一體位移，且該位移構 件52之端點壓住該提動閥54。據此，該提動閥54於該關 閉狀態中係安座在該第一閥座58上。 於本發明之實施例中，該永久磁鐵46係安裝於該繞 線管36及該導引環44之間。該永久磁鐵乜係亦安裝至該 固定式鐵蕊38之端點及該可移動鐵蕊42之端點呈彼此同 轴地相向之部份。因此，該永久磁鐵46局部圍繞著該固定 式鐵蕊38及該可移動鐵蕊42之外圓周表面。據此，該保 持力係大於配置在該電磁線圈3相向於該柱塞8之軸向端 點之習知永久磁鐵4。再者，於本發明之實施例中，縱使 需要大保持力，不會增加該耗電量。據此可節省能源。 於本發明之實施例中，使用在一方向中捲繞之單一線 圈34。比較於該閥門開關式電磁線圈2a及該閥門復位式 電磁線圈2b之習知二線圈，可減少該線圈34所佔有之空 間。該自己保持型電磁閥1〇之整個裝置能減至最小及可減 少其生產成本。 於本發明之實施例中，具有空氣隙作用之環狀壁凹48 係界疋在該可移動鐵蕊42相向於該固定式鐵蕊38之端點 之外圓周表面上。假如該可移動鐵蕊42於該最初狀態中係 由該固定式鐵蕊38隔開達該預定距離（詳第3圖），可防止 該永久磁鐵46之磁力實質上作用垂直於該可移動鐵蕊42 之轴。再者’假如該可移動鐵蕊42係受吸引朝向該固定式 1蕊38(詳第5圖）’可強力地徭接玆白己保持力。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 I 再费裝 本 _ 頁 訂 線 本紙浓Μ艾週用T國國家標準（cns)A4規^^297公爱 9 313261 557462 A7 B7 五、發明說明（1G ) 雖然已參考較佳實施例特別顯示及敘述本發明，應了 解熟諳此技藝者可施行各種變化及修改，卻未脫離本發明 所附申請專利所定義之精神及範圍。 請先閱讀背面之注意事項本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 10 313261

Claims (1)

1. 557462 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種用以在螺線管之磁性勵磁下藉著吸引可移動鐵蕊 位移閥塞之自己保持型電磁閥，該自己保持型電磁閥包 括： 單一線圈（34)，其於一方向中纏繞著一繞線管 (36)； 一固定式鐵蕊（38)，其固定至該繞線管（36)之一穿 透孔； 一可移動鐵蕊（42)，其與該固定式鐵蕊（38)呈同轴 地配置； 一彈簧（40)，其推動該可移動鐵蕊（42)遠離該固定 式鐵蕊（38);及 一環狀永久磁鐵（46)，其局部圍繞著該固定式鐵蕊 (38)及該可移動鐵蕊（42)之外圓周表面， 其中該永久磁鐵（46)係安裝至該固定式鐵蕊（38)之 端點及該可移動鐵蕊（42)之端點呈彼此相向之部份。 2·如申請專利範圍第1項之自己保持型電磁閥，其中該可 移動鐵蕊（42)具有一界定在其中之環狀壁凹（48)，該環 狀壁凹（4 8)轴向地延伸超過一預定距離。 3·如申請專利範圍第2項之自己保持型電磁閥，其中該環 狀壁凹（48)係界定在該可移動鐵蕊（42)面朝該固定式鐵 蕊（38)之一端點。 4·如申請專利範圍第1項之自己保持型電磁閥，其中一閥 體（18)具有一配置在其中之閥門機構部份（24)，該閥門 機構部份（24)包含可隨同該可移動鐵蕊（42)位移之閥 --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂·· --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 313261 557462 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 夂、申請專利範圍 塞，且該閥塞係遠離第一閥座（58)，以便使一壓力流體 排放通口（14)與一壓力流體供給通口（12)互通，而該閥 塞遠離第二閥座（60)，以便使該壓力流體排放通口（14) 與一排放通口（16)互通。 5·如申請專利範圍第1項之自己保持型電磁閥，其中假如 於一最初狀態中沒有電力供電至該線圈（34)，該彈簧（40) 之彈力（fs)係大於該永久磁鐵（46)之吸引力（F)。 6·如申請專利範圍第5項之自己保持型電磁閥，其中假如 電力係供電至該線圈（34)，即產生該螺線管之吸引力 (fa)，以致該電磁閥可處於一開啟（0N)狀態中，且一力 量（fa+F)係大於該彈簧（40)之彈力（fs)，藉著將該螺線管 之吸引力（fa)加至該永久磁鐵（46)之吸引力（F)產生該力 量（fa+F) 〇 7·如申請專利範圍第6項之自己保持型電磁閥，其中假如 在該電磁閥處於該開啟（ON)狀態中之後使電力中止供 電至該線圈（34)，該永久磁鐵（46)之吸引力（F)係大於該 彈簧（40)之彈力（fs)。 8·如申請專利範圍第7項之自己保持型電磁閥，其中在該 電力中止供電至該線圈（34)之後，假如具有倒轉電流極 性之電力供電至該線圈（34)，則該彈簧（40)之彈力（fs) 係大於一力量（F-fb)，該力量（F-fb)係由該永久磁鐵（46) 之吸引力（F)減去該螺線管之吸引力（fb)所產生。 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 m 窝 本 頁 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12 313261