TWI534380B

TWI534380B - 高頻度開關閥

Info

Publication number: TWI534380B
Application number: TW103100648A
Authority: TW
Inventors: 芳村親一; 吉岡広道
Original assignee: Ｓｍｃ股份有限公司
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2016-05-21
Also published as: US20140197341A1; KR101799821B1; KR20160019918A; CN103939655A; CN103939655B; JP2014137118A; DE102014100388B4; TW201502404A; US9309985B2; DE102014100388A1; JP5854386B2; KR20140093187A

Description

高頻度開關閥

本發明是關於使開關行程小的閥構件與閥座合離並以高頻度進行孔口開關的高頻度開關閥。

該種高頻度開關閥，習知有專利文獻1與專利文獻2等所揭示的閥。該高頻度開關閥是例如使用於物品的挑選等，將板狀的閥構件與閥座合離來開關輸出孔口，從此輸出孔口朝向應挑選壓力流體的物品以高速輸出的閥，但是由於上述閥構件的開關行程小(例如0.1mm左右)，在兼具該閥構件的反應性與輸出流體的流量特性上困難。為提升反應性而縮短閥構件的開關行程時，輸出孔口的開放量變小使得流量特性變差，為提升流量特性而增長閥構件的開關行程時，反應性則會變差。並且，即使加大上述輸出孔口本身的開口面積，輸出流體的流量由於是根據上述閥構件的輸出孔口的開放量，即根據形成在該閥構件與閥座之間的間隙(閥開口部)的面積來決定，所以幾乎和流量特性的改善毫無關聯。

另一方面，該種高頻度開關閥多是在必要的條件下使用大流量的輸出流體，因此，期待較習知的高頻度開關閥可獲得大流量的輸出流體之嶄新的高頻度開關閥的出現。

〔專利文獻〕

專利文獻1：日本特開2004-332876號公報

專利文獻2：日本特開2006-329335號公報

本發明的技術課題提供一種與習知的高頻度開關閥比較，不致降低閥構件的反應性並可提升流量特性的高頻度開關閥。

為解決上述課題，根據本發明，提供一種高頻度開關閥，其特徵為，具有：電磁操作部，具備：勵磁線圈，捲繞於繞線筒；及固定鐵芯，安裝在該繞線筒的中心孔內；主閥部，具有：複數個輸出孔口，透過閥室連結在上述電磁操作部，並排列於該閥室內開口成長孔狀；輸出閥座，圍繞於各輸出孔口的周圍；輸入流路，圍繞著各個輸出閥座的周圍而與上述閥室連通；輸出埠，連通於上述輸出孔口；及輸入埠，連通於上述輸入流路；板狀的閥構件，在上述閥室內配設成與上述輸出閥座自由合離，對上述勵磁線圈通電時被上述固定鐵芯所吸引而從上述輸出閥座分離，佔據上述輸出孔口與輸入流路連通的第1位置，解除通電時以壓力流體的作用推壓於上述輸出閥座，佔據封閉上述輸出孔口並從上述輸入流路截斷該輸出孔口的第2位置。

本發明中，較佳為在上述閥室具有長方向與短方向，上述輸出孔口朝著該閥室的長方向成細長地延伸，並排列配設在該閥室的短方向。

本發明中，也可具有複數個排列配設於上述閥室的短方向的複數個輸出孔口所成的孔口列，該複數個孔口列是與上述閥室的長方向相鄰地配設。

上述輸出孔口以成直線狀，呈排列配設的上述輸出孔口是以互相平行為佳。

此時較佳為上述輸入流路是不間斷地圍繞在上述複數個輸出孔口的各個輸出閥座的全周圍，介於所排列配設的上述輸出孔口的輸出閥座間的流路部份是成直線狀，該流路部份的流路寬度跨該流路部份的全長成均一狀，並較上述輸出孔口的開口寬度更寬。

並且，本發明中，設置上述複數個孔口列的場合，該複數個孔口列之與上述閥室的長方向相鄰的輸出孔口是以位在一直線上為佳。

另外，本發明中，上述輸出孔口呈圓弧形，排列配設的上述輸出孔口也可彼此相對配合地配設以維持著比圓弧的曲率半徑小的間隔。

根據本發明，藉排列設置呈長孔狀的複數個輸出孔口，不致增長閥構件的開關行程即可增大輸出流體的流量，其結果，與習知的閥比較，不會降低反應性而可改善流量特性。

1‧‧‧電磁操作部

2‧‧‧主閥部

3‧‧‧隔件

3a‧‧‧內孔

3b‧‧‧安裝溝槽

3c‧‧‧突起

4‧‧‧閥室

5‧‧‧閥構件

5a‧‧‧缺口

11‧‧‧密封材

11a‧‧‧上面

11b‧‧‧螺孔

12‧‧‧線圈端子

13‧‧‧導線

14‧‧‧蓋體

14a‧‧‧螺孔

15‧‧‧螺絲

21‧‧‧第1主體

21a‧‧‧安裝溝槽

22‧‧‧第2主體

22a‧‧‧突起

23‧‧‧墊圈

24‧‧‧輸出孔口

26‧‧‧輸入流路

34‧‧‧第1螺絲

34a‧‧‧外螺紋部

34b‧‧‧螺絲插穿孔

34c‧‧‧螺絲插穿孔

40‧‧‧台部

41a‧‧‧安裝用腕部

41b‧‧‧安裝用腕部

42‧‧‧第2輸出用連接口

43a‧‧‧第2輸入用連接口

43b‧‧‧第2輸入用連接口

44‧‧‧輸出埠

45‧‧‧輸入埠

46‧‧‧卡止突起

47‧‧‧彈性連結部

48‧‧‧操作部

49‧‧‧第2螺絲

49a‧‧‧外螺紋部

49b‧‧‧螺絲插穿孔

49c‧‧‧螺絲插穿孔

49d‧‧‧螺絲插穿孔

49e‧‧‧螺絲插穿孔

第1圖為本發明的高頻度開關閥的第1實施形態的透視圖。

第2圖為第1圖的放大縱剖視圖。

第3圖為第2圖的中央縱剖側視圖。

第4圖為分解第1圖的閥所表示的透視圖。

第5圖為構成主閥部的閥體一部份的第1主體的透視圖。

第6圖為第5圖的上視圖。

第7圖為本發明第2實施形態的第1主體的上視圖。

第8圖為本發明第3實施形態的第1主體的透視圖。

第9圖為第8圖的上視圖。

第1圖-第6圖為表示本發明的高頻度開關閥的第1實施形態的圖。該閥是具有作為提動式雙埠電磁閥的閥構造，具有透過隔件3彼此連結的電磁操作部1及主閥部2；形成在該等電磁操作部1與主閥部2之間的閥室4；及收容於該閥室4內的閥構件5。又，該閥的平面方向形狀為具有長方向與短方向的細長矩形形狀，因此，上述閥室4同樣成具有長方向與短方向的細長矩形形狀。

上述電磁操作部1是如第2圖及第3圖所明確表示，具有：閥的長方向具有細長的大致矩形的剖面形狀的非磁性繞線筒7；捲繞於該繞線筒7的勵磁線圈8；具有收容在該繞線筒7的中心孔7a內的細長大致矩形剖面形狀的固定鐵芯9；及包覆上述繞線筒7的上面及長方向的兩側面的大致字型的磁性框10，藉該等繞線筒7與勵磁線圈8與固定鐵芯9與磁性框10形成電磁閥總成。該電磁閥總成的上面與側面整體是以合成樹脂製的密封材11塗裝，從該密封材11的平坦的上面11a突出有和上述勵磁線圈8電導通的一對線圈端子12，該等的線圈端子12分別接著導線13，並在上述密封材11的上面11a覆蓋有包覆該等線圈端子12與導線13的連接部的蓋體14，以螺絲15將該蓋體14安裝於上述密封材11。第4圖中的符號14a是形成於上述蓋體14的螺絲插穿孔、11b是形成在上述密封材11的螺孔。

上述固定鐵芯9的前端面即下端面為吸附上述閥構件5的磁極面9a，該磁極面9a的長方向中央，藉著該固定鐵芯9的一部份呈U字型的缺口形成流體導入室16。該流體導入室16是作為對上述勵磁線圈8通電從閥構件5吸附於上述磁極面9a的狀態解除通電時，藉著導入於該流體導入室16內的空氣等壓力流體的作用使上述閥構件5儘速離開上述磁極面9a之用。

上述主閥部2的閥體20具有透過墊圈23彼此接合的上方的第1主體21及下方的第2主體22。

第1主體21是如第2圖-第6圖所明確表示，具有朝著閥的長方向呈細長延伸的大致矩形的平面顯示形狀，該第1主體21具備：排列開口於上述閥室4內成長孔狀的複數個(圖示例為兩個)輸出孔口24；圍繞在各輸出孔口24周圍的輸出閥座25；及以不間斷圍繞在各個輸出閥座25全周圍的狀態與上述閥室4連通的輸入流路26。

上述輸出孔口24是形成在從上述第1主體21的底部豎立呈橫向細長的中空壁27的內部，呈直線形的同時，朝著上述第1主體21的長方向(隨閥室4的長方向)成細長地延伸，在上述中空壁27的上端形成有輸出閥座25。並且，複數個上述中空壁27，即輸出孔口24為彼此相鄰排列於上述第1主體21的短方向(隨閥室4的短方向)，並且相對於該閥室4短方向的中央以成對稱地配置使彼此成平行配設，使形成上述輸入流路26的空間圍繞該中空壁27的各個周圍。

上述複數個輸出孔口24是彼此相同構成，其開口寬度a及長度b為彼此相等。又，上述輸出閥座25的閥座寬度c跨其全周圍為均一寬度。

上述輸入流路26的介於相鄰兩個輸出閥座25、25之間的流路部份26a是成直線形的同時，跨該流路部份26a的全長具有均一的流路寬度d。又，該流路部份26a的流路寬度d比上述輸出孔口24的開口寬度a大。位在上述輸出閥座25與閥室24的短方向之間的流路部份26b也和上述流路部份26a同樣，呈直線狀並跨全長具有均一的流路寬度e，該流路寬度e比輸出孔口24的開口寬度a大。

上述兩個輸出孔口24是如第2圖及第3圖表示，通過上述中空壁27內部的通孔，與在上述第1主體21底面的中央部開口的一個第1輸出用連接口31連通，上述輸入流路26是以在上述第1主體21的底面隔著上述第1輸出用連接口31配置的方式與開口的兩個第1輸入用連接口32a、32b連通。

又，上述第1主體21在上述電磁操作部1的下面隔著上述隔件3被以兩個第1螺絲34所固定，藉形成在該隔件3的細長矩形的內孔3a形成上述閥室4。

上述第1螺絲34由第4圖所明示，分別插穿於形成在上述第1主體21的對角方向的角隅部的兩個螺絲插穿孔34b，及形成在上述隔件3的對角方向的角隅部的兩個螺絲插穿孔34c，前端的外螺紋部34a被栓鎖於上述密封材11的螺孔(未圖示)。

在上述密封材11與隔件3之間隔設有大致矩形框狀的密封構件35，在上述隔件3與第1主體21之間也隔設有大致矩形框狀的密封構件36。上述密封構件35是嵌合於上述內孔3a圍繞在上述隔件3的上面所形成的安裝溝槽3b內，上述密封構件36是嵌合於上述輸入流路26圍繞在上述第1主體21的上面所形成的安裝溝槽21a內。

第2圖及第4圖中的符號3c是形成在上述隔件3的上面的定位用的突起，將此突起3c嵌合於上述密封材11下面的定位孔11c內，藉此進行上述隔件3的定位。

另一方面，上述第2主體22是由第2圖-第4圖所明示，具有：平面顯示型狀與上述第1主體21大致同形且同樣大小的台部40，及形成在該台部40的長方向兩側的兩個安裝用腕部41a、41b。

在上述台部40的上面，設有和上述第1主體21的第1輸出用連接口31連通的第2輸出用連接口42，及個別與上述第1主體21的兩個第1輸入用連接口32a、32b連通的兩個第2輸入用連接口43a、43b，在該台部40的下面，設有和上述第2輸出用連接口42連通的輸出埠44，及與一方的第2輸入用連接口43a連通的輸入埠45。另一方的第2輸入用連接口43b被穿設至上述台部40的中間深度為止，在該台部40的下面未開口。圖中的符號50為O環。

上述兩個安裝用腕部41a、41b是用於將閥安裝在多管閥座等的流體供應構件，在該兩個腕部41a、41b之間夾入固定著上述流體供應構件。因此在各腕部41a、41b的前端部(下端部)，形成有用於卡止在上述流體供應構件的卡止溝槽等且彼此朝相對方向突出的卡止突起46，一方的第1腕部41a被固定地連結在第2主體22，另一方的第2腕部41b是透過彈性連結部47彈性自由開合地連結於第2主體22，在該第2腕部41b形成有開合操作用的操作部48。

上述第2主體22透過上述墊圈23接合於上述第1主體21的下面，以兩個第2螺絲49固定在上述電磁操作部1。該第2螺絲49分別被插穿於：形成在上述第2主體22對角方向的角隅部的兩個螺絲插穿孔49b；形成在上述墊圈23對角方向的角隅部的兩個螺絲插穿孔49c；形成在上述第1主體21對角方向的角隅部的兩個螺絲插穿孔49d；及形成在上述隔件3對角方向的角隅部的兩個螺絲插穿孔49e，該第2螺絲49前端的外螺紋部49a被栓鎖於上述電磁操作部1的密封材11的螺孔(未圖示)。

第4圖中的符號22a為形成在上述第2主體22上面的定位用的突起，將此突起22a透過上述墊圈23嵌合在上述第1主體21下面的定位孔(未圖示)內，藉此以彼此定位的狀態連結該等第1主體21與第2主體22。

上述閥構件5是藉著鐵等的磁性材形成上述閥室4的長方向為細長大致矩形的板狀，整體具有大致均一的厚度，在上述閥室4的內部，以保持著壓力流體可流通於該閥構件5的外圍與上述閥室4的室壁內周圍之間的些微間隙的狀態，配設可與上述輸出閥座25自由合離。並且，上述勵磁線圈8一旦通電時，該閥構件5被上述固定鐵芯9所吸附而從上述輸出閥座25分開，佔據連通上述輸出孔口24與輸入流路26的第1位置(未圖示)，一旦解除通電時，該閥構件5通過上述間隙藉著繞過該閥構件5上面的壓力流體的作用而從上述固定鐵芯9分開壓接於上述壓力輸出閥座25，封閉上述輸出孔口24佔據從上述輸入流路26截斷該輸出孔口24的第2位置(第2圖、第3圖表示的位置)。此時的該閥構件5的開關行程為大約0.1mm左右。

上述閥構件5長方向的中間部藉形成在兩側面的凹狀的缺口5a而被稍微匯集著，以該缺口5a的部份將此閥構件5外圍的間隙面積擴大，使壓力流體容易流入閥構件5的上面與上述固定鐵芯9的流體導入室16內。

上述閥構件5的表面，以至少在與上述輸出閥座25合離的下面，藉鍍鎳或鍍鉻等預先施以包覆處理為佳。

又，為了將上述閥構件5平行抵接於上述兩個輸出閥座25使其姿勢穩定化，在上述第1主體21內部的上述中空壁27的長方向兩側的位置形成有成平面顯示T字型的支撐部52，以該支撐部52的下面由下方支撐上述閥構件5長方向的兩端部。該支撐部52具有朝上述閥室4的短方向成細長延伸的第1部份52a，及朝上述閥室4的長方向成細長延伸的第2部份52b，該第2部份52b較上述第1部份52a佔據大的輸出閥座25側的位置。上述支撐部52從上述第1主體21底部的高度是與上述輸出閥座25的高度相同。

接著，針對具有上述構成的高頻度開關閥的動作說明。第2圖及第3圖表示電磁操作部1的勵磁線圈8為非通電的狀態，上述閥構件5抵接於兩個輸出閥座25佔據封閉兩個輸出孔口24的第2位置的狀態。

由此狀態對上述勵磁線圈8通電時，藉固定鐵芯9產生的磁力將上述閥構件5吸附於該固定鐵芯9的磁極面9a，而從上述輸出閥座25分開移動到使兩個輸出孔口24開放的第1位置。因此，來自輸入流路26的壓力流體通過形成於上述閥構件5和輸出閥座25之間的間隙(閥開口部)而流入上述兩個輸出孔口24內，並從輸出埠44通過未圖示的噴嘴等輸出到外部(大氣)。

此時，以上述輸入流路26不間斷地圍繞著上述兩個輸出孔口24的各個輸出閥座25的周圍，並且介於兩個輸出閥座25間的流路部份26a的流路寬度d由於形成比上述輸出孔口24的開口寬度a大，所以上述輸入流路26內的壓力流體不會被上述流路部份26a所匯聚，可以從各個輸出閥座25的全周圍通過上述閥開口部均等且順利地流入各輸出孔口24內，總計流入到兩個輸出孔口24內的壓力流體流量之流量的壓力流體成為從上述輸出埠44輸出。因此，和習知的閥僅設置一個輸出孔口的場合比較，所輸出的壓力流體的流量成為兩倍。並且，不需要設大的上述閥構件5的開放行程，因此不會導致反應性的降低。

又，即使和設置具有總計上述兩個輸出孔口24、24的開口面積大小的開口面積之開口寬度較寬的一個輸出孔口的場合比較，形成在閥構件與輸出閥座之間的間隙，即閥開口部的面積比總計兩個輸出孔口24、24的閥開口部面積的場合還大，所以輸出流體的流量當然也比設置兩個輸出孔口24、24的場合還多。

解除對上述勵磁線圈8的通電時，上述閥構件5藉著作用在該閥構件5上面的流體壓力被推壓於上述輸出閥座25，封閉輸出孔口24截斷該輸出孔口24與輸入流路26的連通。因此，停止從上述輸出埠44之壓力流體的輸出。

上述閥是以高頻度重複如以上的閥構件5的開關動作。

再者，上述第1實施形態雖是排列配設兩個輸出孔口24，但是該輸出孔口24的數量也可以三個以上。

第7圖表示作為本發明的第2實施形態，在閥室4，即第1主體21A的短方向設置複數個排列配設有複數個孔口24A所形成的孔口列55，在上述第1主體21A的長方向隔著間隔配設複數個上述孔口列55。圖示例中形成有兩個孔口列55，在各個孔口列55分屬有兩個輸出孔口24A。

上述輸出孔口24A是成直線狀的相同形態，位在各個孔口列55內的輸出孔口24A是彼此成平行，相鄰的孔口列55對應的輸出孔口24A彼此是位在一直線上。

該第2實施形態之上述以外的構成實質上是與第1實施形態的第1主體21相同，所以對與該第1主體21相同的主要構成部份賦予和該第1主體21相同的符號並省略其說明。

再者，上述第2實施形態中，上述孔口列55的數量也可以三個以上，並且各孔口列55所屬的輸出孔口24A的數量也可以是三個以上。但是，各孔口列55所屬的輸出孔口24A的數量並非必須為同數量，且相鄰的孔口列55的輸出孔口24A也並非必須位在一直線上。

第8圖及第9圖表示作為本發明的第3實施形態，在主閥部2的閥體20的第1主體21B，彼此相對地配設呈圓弧形彎曲的兩個孔口24B。

上述兩個輸出孔口24B，雖具有彼此相等的曲率半徑，但維持著比該等曲率半徑小的間隔相對，使各個曲率中心彼此位在不同的位置。亦即，上述兩個輸出孔口24B並非位在一個圓的圓周上。更詳細說明時，上述兩個輸出孔口24B是朝著上述第1主體21B的長方向呈細長地延伸，且彼此成排列地配設於該第1主體21B的短方向，並朝著上述第1主體21B的短方向外側呈凸形且彼此朝相反方向彎曲，使彼此的間隔在該輸出孔口24B長方向的中間部成為最大。因此，介於上述兩個輸出孔口24B、24B之間的輸入流路26的流路部份26a的流路寬度d在其長方向的兩端部為最窄，在中間部成為最寬，但也可以在最窄的兩端部形成比上述輸出孔口24B的開口寬度a大。

上述第1主體21B的上述輸出孔口24B以外的構成實質上是與第5圖及第6圖表示的第1主體21相同，所以對與該第1主體21相同的構成部份賦予和該第1主體21相同的符號並省略其說明。

再者，該第3實施形態中，設置複數個上述兩個輸出孔口24B所成的孔口列，也可如第7圖的第2實施形態表示，將該複數個孔口列配設與上述第1主體21的長方向相鄰。

並且，上述各實施形態中，上述輸出孔口24、24A、24B是形成朝著第1主體21、21A、21B的長方向成細長地延伸，排列配設於該第1主體21、21A、21B的短方向，但也可以形成朝著第1主體21、21A、21B的短方向成細長地延伸，將複數個輸出孔口24、24A、24B排列配設於該第1主體21、21A、21B的長方向。