TWI299386B - Poppet-type two-port solenoide valve - Google Patents

Description

1299386 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於板狀的閥構件，以提動式開關閥座的提 動式雙璋電磁閥。 【先前技術】 例如日本專利文獻1中，揭示有將長孔形的輸出孔口 • 以電磁操作的細長板狀閥構件關閉提動式的雙埠電磁閥。 該電磁閥一旦對激磁線圈導電時，上述閥構件爲固定鐵芯 所吸引而開放上述輸出孔口，一旦解除通電時，該閥構件 利用流體壓力的作用從固定鐵芯分開而被按壓在上述輸出 孔口周圍的閥座，藉此關閉該輸出孔口。 以上構成的電磁閥由於閥構件的開關形成小而具有克 服反應性的特性，但是近年來，更有要求對於反應性的改 善 ° ® 但是，上述閥構件在開放閥座時的操作力由於是電磁 力，開閥時的反應性雖然藉著強電磁力可以比較簡單地予 〜以改善’但是由於上述閥構件關閉閥座時的操作力爲流體 • 壓力，因此加速開閥時的反應性非常的困難。雖然閥構件 可以形成更小的行程來加速其反應性，但是隨之會導致壓 力流體的流量降低並不理想。 [專利文獻1]日本特開2004-3 32876號公報 【發明內容】 -4- (2) 1299386 [發明所欲解決之問題] 本發明的目的是藉著電磁力和流體壓力操作板狀的閥 構件來開關閥座的方式的雙埠電磁閥中，加速上述閥構件 利用流體壓力的作用來關閉閥座時的反應性。 [解決問題的手段] 爲了達成上述目的，根據本發明，提供具備：具有捲 繞在繞線管上的激磁線圈和收容在該繞線管的中心孔內的 固定鐵芯，該固定鐵芯在前端具有一方向細長形狀磁極面 的電磁操作部；具有在和該電磁操作部之間的閥室內開口 的長孔形輸出孔口和圍繞該輸出孔口周圍的閥座和在該閥 座的周圍開口的輸入孔口的閥主體部；及可活動地收容在 上述閥室內，對激磁線圏通電時吸引於上述固定鐵芯的磁 極面使上述輸出孔口開放，解除通電時藉著流體壓的作用 按壓在上述閥座使該輸出孔口提動式封閉的一方向呈細長 形板狀閥構件’上述固定鐵芯的磁極面一部份形成導入來 自上述輸入孔口的壓力流體用的流體式爲特徵的提動式雙 璋電磁閥。 本發明中，以在上述磁極面的中間位置形成橫斷該磁 極面的上述固定鐵芯的流體室爲佳。 並且，本發明中，上述流體室是形成在上述磁極面的 長方向中間位置以橫斷該磁極面窄方向的同時，上述閥構 件相對的一對長邊的中間位置設置使得和閥室之間的間隙 擴大，對於上述流體室的壓力流體的導入容易的凹部爲佳 -5- (3) (3)1299386 另外，本發明中，上述繞線管的端面形成有圍繞上述 固定鐵芯的磁極面周圍的緣框形的閥抵接部，該閥抵接部 從上述磁極面突出至閥構件側，閥構件爲固定鐵芯所吸引 時’抵接在該閥構件來限定該閥構件開放端的位置，在該 閥構件和上述磁極面之間形成間隙。 本發明的較佳構成樣態中，上述閥主體部和電磁操作 部之間隔設有隔件，可藉此一隔件區隔形成上述閥室。 [發明效果] 根據本發明，在固定鐵芯的磁極面形成流體室，對於 該流體室導入來自孔口的壓力流體，因此在解除對激磁線 圈的通電時，藉著導入至上述流體室的壓力流體的作用使 閥構件從固定鐵芯分離，同時推壓到閥座，以高速封閉輸 出孔口。其結果，和未形成上述流體室的場合比較，可加 速上述閥構件的反應性。 【實施方式】 第1圖〜第4圖爲本發明涉及的提動式雙埠電磁閥的 較佳之一實施型態。該電磁閥，具備：經由隔件3彼此結 合的閥主體部1及電磁操作部2和收容在介於該等閥主體 部1與電磁操作部2之間的閥室4內的閥構件5。其平面 方向形狀是朝著縱橫一方向（圖示的例中爲「橫向」）形 成細長的大致矩形。 -6 - (5) (5)1299386 上述電磁操作閥2，具有：捲繞在具有橫向長形平面 形狀的非磁性的繞線管1 7的激磁線圈1 8 ;收容在該繞線 管17的中心孔17a內的固定鐵芯19;覆蓋該繞線管17 的上面及長方向的兩側面的大致〕字型的磁性框20，藉 著該等繞線管1 7和激磁線圈1 8和固定鐵芯1 9和磁性框 20形成電磁裝備1 6。該電磁裝備1 6的上面和側面整體是 以合成樹脂製的密封材21加以塗敷所成，從該密封材2 1 的平坦上面2 1 a突出有電性導通到上述激磁線圈1 8的一 對線圈端子22，該等線圏端子22分別連接有導線23，在 上述密封材21的上面21a安裝有可自由拆裝以覆蓋該等 線圈端子22和導線端子23的連接部的蓋子24。 上述隔件3是分別經由密封墊2 7配設在上述閥主體 1的外殼1 〇的上面和電磁操作部2的密封材2 1的下面之 間，以螺栓2 5將該等的閥主體部1和電磁操作部2彼此 結合’藉此以夾持狀態固定在該等之間。並且，該隔件3 的長方向兩端部的上下兩面，例如矩形和圓形在該隔件的 一端側和另一端側分別形成有彼此形狀不同的定位銷2 8 a 、2 8 b，相對於此，在上述外殻1 〇側和密封材2 1側形成 有該等定位銷28a、28b嵌合用的定位孔29a、29b，藉著 該等的定位銷28a、28b和定位孔29a、29b的嵌合，經由 上述隔件3以定位的狀態一體結合上述閥主體1和電磁操 作部2。 並且，上述隔件3也可以和閥主體部1或者電磁操作 部2的其中之一形成一體。 -8- (6) 1299386 知 17 在 合 3 2 緣 〇 吸 〇 面 的 框 的 上 部 側 上 閥 抵 固 上述電磁操作部2的固定鐵芯1 9可以從第5圖得 ，具有橫向長的矩形剖面形狀，被收容在上述繞線管 具有的矩形孔狀的中心孔1 7a內，將上端的接合面抵接 上述磁性框20的頂板部20a的內面，同時將形成在接 面中央部的卡止用突起3 1嵌合在頂板部20a的卡止孔 內，使該突起3 1朝著外側變形而卡止在卡止孔3 2的外 ，藉此以磁性結合的狀態固定地安裝在該磁性框20上 該固定鐵芯1 9的表面利用鍍鎳或鍍鉻等施以包覆處理。 上述固定鐵芯1 9的前端面，即下端面是形成磁性 引力作用於上述閥構件2用的橫向長矩形的磁極面34 並且，上述磁性框20的左右的側板部20b、20b的下端 2 0c、2 0c同樣具有磁性吸引力作用在上述閥構件5用 磁極面的功能。該等固定鐵芯1 9的磁極面3 4和磁性 20的下端面20c、20c是彼此位在相同的平面上，並且 上述閥構件5的長方向兩端部是延伸到上述磁性框2 0 兩端面20c、20c互相對峙的位置爲止。 上述繞線管1 7的上述閥室4側的端面形成有包圍 述固定鐵芯1 9的磁極面3 4周圍的矩形的緣框形閥抵接 3 5。該閥抵接部3 5從上述磁極面3 4若干突出於閥室4 ’閥構件5爲固定鐵芯1 9所吸引時抵接在該閥構件5 ，使該閥構件5停止在該位置上，限定該閥構件5開放 座12時的行程端的位置。並且，如上述閥構件5佔據 接於閥抵接部3 5的位置時，該閥構件5的上面和上述 定鐵芯19的磁極面34及磁性框20的下端面20c之間 -9- (7) 1299386 僅形成些微的間隙g。 現在，對上述電磁操作部2的激磁線圈1 8通電時， 利用固定鐵芯1 9的磁極面3 4和磁性框2 0的下端面2 0 c 產生的磁力吸引上述閥構件5，從閥座1 2離開使上述輸 出孔口 1 1開放。因此，來自輸入孔口 1 3的壓力流體流入 輸出孔口 Π內，從輸出埠丨〗a輸出到汽缸等的致動器。 此時，上述閥構件5抵接在繞線管1 7下端的閥抵接部3 5 ，爲了停止在其位置上，在該閥構件5和上述固定鐵芯 19的磁極面34及磁性框20的下端面20c之間，形成有 些微的間隙g。該等的間隙g由於和輸入孔口 1 3連通， 因此來自該輸入孔口 1 3的壓力流體會流入該間隙g內。 從此一狀態解除對上述激磁線圏1 8的通電時，利用 作用在閥構件5的流體壓力將該閥構件5推壓於閥座1 2 上’提動式地關閉輸出孔口 1 1。因此，停止來自輸出埠 1 1 a的壓力流體的輸出。 其中，在上述閥構件5關閉閥座12時的動作，主要 是藉著作用在和該閥構件5上面的上述閥座1 2對應部分 的流體壓力來進行，其操作力的大小和該閥座1 2的開口 面積成比例。因此，在解除對於上述激磁線圈1 8的通電 時’和閥構件5上面的上述閥座1 2對應的部分只要有立 即作用於關閥動作所需的流體壓力，即可加速其反應速度 〇 在此，上述固定鐵芯1 9的磁極面3 4的一部份，形成 有導入來自上述輸入孔口 i 3的壓力流體而作用在閥構件 -10- (8) 1299386 5用的流體室3 7。該流體室3 7是藉著朝窄方向（寬度方 向）橫斷固定鐵芯19的橫斷溝槽狀缺口所形成，開放於 該固定鐵芯1 9的兩側面方向，其開口部分爲上述繞線管 17的中心孔17a的孔壁所覆蓋。 將以上的流體室37形成在固定鐵芯19的磁極面34 上，藉此擴大該磁極面3 4和閥構件5之間的間隙g的容 積’解除對於上述激磁線圈1 8的通電時，利用導入於該 流體室3 7的流體壓力的作用，使閥構件5迅速從固定鐵 芯1 9分離而抵接於閥座1 2，反應性非常良好。 設置上述流體室37的位置雖然只要是可以擴大固定 鐵芯1 9和閥構件5之間的間隙g的容積的位置即可，但 是最好是如圖示的固定鐵芯1 9的長方向的中間位置。又 ’該流體室3 7的大小是儘可能以不降低固定鐵芯1 9產生 的磁性吸力的大小爲佳，例如，第5圖中，流體室3 7的 室長度是以鐵芯長度A的1 /4〜1 /2倍程度、深度b爲鐵 心厚度C的1〜2倍程度爲佳。 此外，上述流體室3 7的室形狀圖示例中雖是形成圓 弧形或者U字型，但是也可以形成V字型或凹字型等任 意的形狀。 將上述流體室形成以上的位置及大小時，磁極面3 4 雖是分斷成2個磁極面部分34a、34a (第5圖），但是 由於該等磁極面部分3 4 a是夾持上述流體室3 7位在對稱 的位置，具有彼此相同形狀及相同大小，因此在吸引上述 閥構件5時，可以藉兩磁極面部分3 4 a、3 4 a以相等的電 -11 - 1299386 Ο) 磁力均等地吸引該閥構件5。 另〜方面，利用壓力流體的作用關閉閥座1 2時，由 於上述流體室3 7位在該閥體構件5的大致中央部，因此 該流體室3 7內的壓力流體的作用可效率良好地作用在和 閥構件5的背面中央部的上述閥座〗2對應的位置上，可 以使該閥構件5進行良好均衡穩定的動作。 又’從上述輸入孔口 1 3朝著流體室3 7的壓力流體的 導入雖是通過該閥構件5的外圍和閥室4的室壁之間的間 隙來進行，但是爲了容易進行其導入，也可以在該閥構件 5的相對的一對長邊的中間位置上，分別設置呈弧形彎曲 的凹部3 8，在該凹部3 8的位置使該閥構件5的外圍和閥 室4的室壁之間的間隙擴大。形成有該凹部3 8部分的閥 構件5的橫寬也可以從第2圖得知，形成和呈矩形框狀的 上述閥抵接部3 5短方向的框寬度相同或稍微大些。因此 ，上述流體室3 7和輸入孔口 1 3並非通過該凹部3 8直接 連通，而是經由上述閥抵接部3 5和閥構件5的上面之間 的間隙連通。 此外，上述閥抵接部3 5至少在和上述凹部3 8對應的 部份上，使得和閥構件5的上面之間的間隙擴大，形成容 易進行壓力流體的導入用的溝槽。 圖中39是安裝在閥主體部1的外殼10底面的密封墊 ，該電磁閥在安裝於歧管等的流體壓機器時介於該流體壓 機器之間。 第6圖〜第8圖是表示針對在固疋鐵芯19 置流體 -12- (10) 1299386 室3 7的場合或不設置的場合所進行有關閥構件$的反應 性的貫驗結果。其中第6圖及第7圖的數據是形成彼此不 同大小的圓弧形或者U字型的流體室的場合，第8圖是 表示不設置流體室的場合。 該等的貫驗所使用的電磁閥只是在固定鐵芯1 9是否 形成有流體室3 7的點不同而已，除此之外的構成相同。 並且，針對固定鐵芯19其基本尺寸彼此相同，第5圖中 ’鐵芯長度A爲14 mm、鐵芯高度B爲14_3 mm、鐵芯厚 度 C 爲 2.3 mm。 並且’第6圖的實驗所使用的固定鐵芯的流體室爲圓 弧形，室長a爲7 mm、深度b爲2.5 mm、圓弧的曲率半 徑爲3 · 5 mm、第7圖的場合的流體室爲u字型，室長a 爲7mm、深度b爲5mm、圓弧的曲率半徑爲3.5mm。 上述第6圖〜第8圖的線圖中，是表示在時刻^將 形成啓動電訊號通電於激磁線圈1 8時，將閥構件5從閥 座12分離而隨著使輸出孔口 1 1開放，在時刻t2使輸出 璋1 1 a的流體流量開始上升，閥座1 2全開的同時到達最 高流量（約70mL/min)，隨後在時刻t3將電訊號切換爲 關閉時，閥構件5接近閥座1 2隨著輸出孔口 1 1的關閉動 作，在時刻t4使得輸出埠1 1 a的流體流量開始下降，在 時刻t5閥座1 2全閉的同時流量形成大致爲零。 其中，和電訊號形成關閉輸出璋1 1 a的流體流量開始 降低爲止的時間（t4-t3 )比較時，相對於未設置第8圖的 流體室的場合是1 ·3 m s，設置流體室的場合，第6圖中爲 -13- 1299386 . (11) 1.2 ms、第7圖中爲0.8 ms皆有縮短現象。 又’對於電訊號從關閉到輸出埠1 1 a的流體流量形成 零爲止的時間（t5-t3 )，同樣相對於未設置第8圖的流體 室的場合是2.3 ms，第6圖的場合爲2.1 ms、第7圖的場 合爲1 · 6 8 m s同樣都有縮短現象。 從該等實驗結果，在固定鐵芯1 9的磁極面3 4設置流 體室3 7，藉此閥構件5關閉閥座1 2時的反應速度較未設 0 虞流體室的場合迅速。 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明所涉及雙埠電磁閥的剖面圖。 第2圖爲第1圖II-II線的放大剖面圖。 第3圖爲閥主體部1的上視圖。 第4圖是分解第1圖的電磁閥表示的透視圖。 第5圖爲固定鐵芯的透視圖。 φ 第6圖是表示針對在固定鐵芯形成流體室場合的反應 性的實驗數據的線圖。 .第7圖是表示針對在固定鐵芯形成和第6圖的場合不 同大小的流體室的反應性的實驗數據的線圖。 第8圖是表示針對在固定鐵芯未形成流體室場合的反 應性的實驗數據的線圖。 【主要元件符號說明】 1 :閥主體部 •14- 1299386 * (12) 2 :電磁操作部 3 :隔件 3 a :內孔 4 :閥室 5 :閥構件 1 〇 :外殼 1 1 :輸出孔口 φ 1 1 a :輸出埠 1 2 :閥座 1 3 :輸入孔口 1 3 a :輸入璋 1 4 :突條 15 :突起 1 6 :電磁裝備 1 7 :繞線管 φ 1 7 a :中心孔 1 8 :激磁線圈 • 1 9 :固定鐵芯 . 20 :磁性框 20a :頂板部 20b :側板部 20c :下端面 21 :密封部 2 1 a :上面 -15

Claims (1)

1. (1) (1)1299386 十、申請專利範圍 1 · 一種提動式雙埠電磁閥，其特徵爲；具備：具有 捲繞在繞線管上的激磁線圈和收容在該繞線管的中心孔內 的固定鐵芯，該固定鐵芯在前端具有一方向細長形狀磁極 面的電磁操作部；具有在和該電磁操作部之間的閥室內開 口的長孔形輸出孔口和圍繞該輸出孔口周圍的閥座和在該 閥座的周圍開口的輸入孔口的閥主體部；及可活動地收容 在上述閥室內，對激磁線圈通電時吸引於上述固定鐵芯的 磁極面使上述輸出孔口開放，解除通電時藉著流體壓的作 用按壓在上述閥座使該輸出孔口提動式封閉的一方向呈細 長形板狀閥構件， 上述固定鐵芯的磁極面一部份形成導入來自上述輸入 孔口的壓力流體用的流體室。 2 ·如申請專利範圍第1項記載之提動式雙埠電磁閥 ，其中，在上述磁極面的中間位置形成橫斷該磁極面的上 述固定鐵芯的流體室。 3 ·如申請專利範圍第2項記載之提動式雙璋電磁閥 ，其中，上述流體室是形成在上述磁極面的長方向中間位 置以橫斷該磁極面窄方向的同時，上述閥構件相對的一對 長邊的中間位置設置對於上述流體室容易導入壓力流體用 的凹部。 4·如申請專利範圍第1項至第3項任一項記載之提 動式雙埠電磁閥，其中，在上述繞線管的端面形成有圍繞 上述固定鐵芯的磁極面周圍的緣框形的閥抵接部，該閥抵 -17- (2) (2)1299386 接部從上述磁極面突出至閥構件側，該閥構件爲固定鐵芯 所吸引時，抵接在該閥構件來限定該閥構件開放端的位置 ，在該閥構件和上述磁極面之間形成間隙。 5·如申請專利範圍第1項至第3項任一項記載之提 動式雙埠電磁閥，其中，在上述閥主體部和電磁操作部之 間隔設有隔件’藉此一隔件區隔形成上述閥室。 6.如申請專利範圍第4項記載之提動式雙埠電磁閥 ，其中，在上述閥主體部和電磁操作部之間隔設有隔件’ 藉此一隔件區隔形成上述閥室。

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