TWI635235B - 電磁閥 - Google Patents

Abstract

提供為了使用在飲料供給裝置而提高清潔性的電磁閥。

電磁閥(1)，係具備：閥箱(10)，其具有流入管路(11)與流出管路(12)；閥座(14)，其配設在閥箱(10)的內部；閥體(19)，其可座落在閥座(14)；柱塞(17)，其與閥體(19)相連；驅動部(15)，係使柱塞(17)沿著柱塞(17)的軸心方向移動，而使閥體(19)在座落於閥座(14)的閉閥狀態、以及從閥座(14)退開的開閥狀態之間做切換，閥座(14)，係配設在流出管路(12)的上游端，閥體(19)，係配設成從流入管路(11)側與閥座(14)相對向，在閥體(19)與驅動部(15)之間配設有隔膜(21)，來使閥箱(10)與驅動部(15)流體性隔離。

Description

電磁閥

本發明，係關於電磁閥，其具備：閥箱，係在流入部與流出部之間具有閥座及閥體；以及驅動部，係將連著前述閥體的柱塞往沿著前述柱塞的軸心方向來移動，而在前述閥體位在前述閥座的閉閥狀態、以及從前述閥座退開的開閥狀態之間做切換。

作為飲料供給裝置之一例的飲水機，係因應使用者對注水按鈕等的操作，將儲存於內部槽的水或熱水流出供給的裝置。

近年來，對於飲料水之安全性的關心升高，例如，於專利文獻1，提案有一種飲水機，其具備：封裝有飲料水之樹脂性容器的載置部；在前述載置部所載置之容器本體的封止部所連接的供水口；將從前述供水口供水的飲料水予以冷卻的冷水用槽；遍及至將前述冷水用槽內的冷水予以注水的冷水用注水口的冷水用配管系統；將與供給至前述冷水用槽的飲料水分開地供給的飲料水予以加 熱的熱水用槽；以及遍及至將前述熱水用槽內的熱水予以注水的熱水用注水口的熱水用配管系統等，還具備用來定期對前述配管系統殺菌的殺菌機構。

該殺菌機構，係藉由循環泵定期地將儲存於熱水用槽內之熱水的一部分予以吸取，透過循環經路至少供給至冷水用經路，藉此可進行配管系統的殺菌。

引證1所揭示的飲水機，係構成為使用者以手動來開閉旋轉式的止水栓，藉此進行飲料水的注水與停止，故若在前述殺菌機構的動作中打開冷水用注水口的止水栓時，會有著不是冷水，而是熱水被注水的問題。

為了解決該問題，在止水栓採用以使用者操作注水按鈕藉此進行開閉動作的電磁閥之例子增加。作為止水栓之用途的電磁閥，係謀求流路構成的簡樸化，故比起先導式者以舉出直動式者較佳。

直動式的電磁閥，係構成為將與閥體相連的柱塞以電磁力來動作，而在使閥體從閥口分離的開閥狀態、以及使閥體抵接於閥口的閉閥狀態之間來移動，藉此進行閥的開閉。因此，只要是在前述殺菌機構的動作中，即使是操作注水按鈕，亦可容易地控制成不開閥。

但是，因為電磁閥的採用而產生了新的問題。

亦即，電磁閥係與旋轉式的止水栓相比之下構造較複雜，前述殺菌機構之殺菌用的熱水難以充分到達電磁閥，特別是到達柱塞的動作部。

因此，有著電磁閥內的殺菌較花時間，或是殺菌不充分的虞慮。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2006-021793號公報

本發明，係有鑑於上述情事而完成者，其目的在於提供為了使用在飲料供給裝置而提高清潔性的電磁閥。

為了達成上述目的，本發明的特徵構造，係一種電磁閥，係具備：閥箱，其具有流入部與流出部；閥座，其配設在前述閥箱的內部；閥體，其可座落在前述閥座；柱塞，其與前述閥體相連；驅動部，係使前述柱塞沿著前述柱塞的軸心方向移動，而使前述閥體在座落於前述閥座的閉閥狀態、以及從前述閥座退開的開閥狀態之間做切換，前述閥座，係配設在前述流出部的上游端，前述閥體，係配設成從前述流入部側與前述閥座相對向，在前述閥體與前述驅動部之間配設有隔膜，來使前述閥箱與前述驅動部流體性隔離。

根據上述構造，藉由隔膜而可將前述驅動部從前述閥箱流體性隔離，故不需要前述驅動部的殺菌。

此外，配設隔膜時，亦可考慮使隔膜與閥體的外周部構成為一體，來將前述隔膜的周緣部對閥箱固定。但是，該構造係使閥體的外周部與隔膜相連，故閥體對閥座的自由度較少，且對閥體與閥座的成形要求較高的精度。亦即，若閥體與閥座之間的平行精度不足時，即使是以柱塞來將閥體朝向閥座按壓來使閥體對閥座座落，閥體亦會被在其外周部一體形成的隔膜作用有拉動力，而有著無法適當閉閥的情況。且，對於閥座與閥體之間的異物咬入亦較弱。

相對於此，本發明的電磁閥，係使閥體與隔膜個別構成，故在閉閥時閥體不會直接受到隔膜的影響。因此，不會發生如上述般一體構成時所發生的問題。

又，柱塞係與閥體的大小相比之下構成為較細，且閥體對柱塞擺動自如地連結較佳。藉此，閥體對閥座的自由度增加，對於閥座與閥體之間的異物咬入較強。

且，通常，在將電磁閥配設在流體之配管的途中時，閥座係配設在流入部的下游端，閥體係配設成從流出部側與前述閥座相對向。因此，於閥體必須要有著可勝過從上游側所供給之流體的壓力來閉閥之產生強大彈推力的彈簧等之彈性構件，此外，還必須要有可勝過用來維持閉閥的力來開閥之使柱塞驅動的線圈等之驅動部。

相對於此，本發明的電磁閥，閥座係配設在 流出部的上游端，閥體係配設成從流入部側與閥座相對向，藉此可將從流入部供給至閥箱的流體壓力，利用為將閥體推向閥座的力，故與上述的情況相比之下，即使是彈推力較弱的彈簧亦可充分進行閉閥。且，由於彈推力較弱，故可勝過用來維持閉閥的力來開閥的線圈亦可為較小，其結果，能夠謀求電磁閥的成本降低或輕量化。

以上的作用效果，由於閥體與隔膜是個別形成故可容易發揮。亦即，對於在閥體與閥座之間對向面的內面，可施加由流入部所供給之流體的壓力。

本發明中，前述隔膜的中央部，係被前述柱塞貫通且對前述柱塞固定，前述隔膜的周緣部，係對前述閥箱固定較佳。

柱塞，係沿著其軸心方向來對閥箱相對移動。隔膜較佳係採用：跨越上述之相對移動的柱塞、閥箱來配設，且自身為可撓性，藉此構成為可使閥箱與驅動部之間流體性隔離。

本發明中，前述隔膜，係在與前述閥體對向的區域具有波狀部，該波狀部係比前述周緣部的固定位置還往從前述閥座遠離的方向突出，前述波狀部，其最突出的部分所包圍的部分對前述閥座的投影面積，係前述閥體對前述閥座的投影面積以下為佳。

不具有波狀部的隔膜，係使膜面屈曲而可使柱塞移動。但是，這種隔膜，係因屈曲程度而改變彈性力。該彈性力，係對於沿著隔膜之中央部之柱塞之軸心方 向的移動成為抵抗力，故有著柱塞的移動不順暢之虞。

藉由在隔膜具有波狀部，會使波狀部改變相位來變形，故與上述抵抗彈性力來屈曲的力相比之下為較弱的力，就可使對於沿著隔膜之中央部之柱塞的軸心方向來移動的抵抗力成為穩定的觀點來看較佳。

在隔膜之波狀部之最突出的部分所包圍的部分，係藉由閥箱內的流體，作用有使連接於前述柱塞的前述閥體往前述閥座退開之方向的力。該力，係彈簧等之彈性構件所致，成為前述閥體對閉閥方向之彈推力的抵抗力。

另一方面，在前述閥體之與前述隔膜的對向面，係藉由前述閥箱內的流體壓力，產生使前述閥體座落於前述閥座之方向的力。該力，係線圈等之驅動部所致，成為對使前述閥體往開閥方向移動之力的抵抗力。

使前述閥體從前述閥座退開之方向的力較大時，為了確保前述閥體對閉閥方向的彈推力，必須要有具有強大彈性力的彈性構件，伴隨於此，前述驅動部就必須要有可產生比強大彈性力還強之力的能力。

波狀部之最突出的部分所包圍的部分對前述閥座的投影面積，係設定成前述閥體對前述閥座的投影面積以下，藉此可將因前述閥箱內的流體壓力所產生之使前述閥體往退開之方向的力，比使前述閥體座落於前述閥座之方向的力還小，故前述彈性構件的彈性力不需要變得強力，伴隨於此，前述驅動部的能力亦不需要變大。

本發明中，在前述隔膜的周緣部與前述驅動部之間配設有環狀間隔件，其在中央具有開口部且前述開口部周圍的至少一面抵接於前述隔膜，前述波狀部，係可收容於前述間隔件之開口部的內側較佳。

伴隨著柱塞的移動，使波狀部改變相位來變形。此時，就可將前述波狀部收容於間隔件之開口部的內側這點來看，可謀求省空間化。

又，間隔件，可與閥箱或驅動部一體形成，亦可個別形成。

本發明中，前述流入部，係使流體的通流軸心設定成水平方向，前述流出部，係使流體的通流軸心設定成鉛直方向較佳。

作為飲料供給裝置的止水栓來使用之電磁閥之流出部的下游側，係開放於大氣。

例如，流出部之流體的通流軸心被設定成水平方向的話，在將閥體從開閥狀態閉閥時，流出部內容易殘留有流體、亦即飲料。飲料的殘留有著大氣中之浮遊菌的附著或增殖的可能性故不衛生。

但是，根據上述構造，在將閥體從開閥狀態閉閥時，流動於流出部的流體係藉由重力而自然流下，不會殘留於流出部內故較衛生。

本發明中，前述閥座的開口軸心，係被設定成鉛直方向，或是從鉛直方向傾斜的方向，前述閥體及前述柱塞的移動軸心，係設定成與前述開口軸心一致較佳。

將閥座的開口軸心、閥體及柱塞的移動軸心設定成鉛直方向，藉此可將閥體及柱塞的自身重量，有效率地利用在閥體對閥座的彈推力。

將閥座的開口軸心、閥體及柱塞的移動軸心，設定成從鉛直方向，特別是隨著遠離閥座而遠離流入部的方向來傾斜的方向，藉此可使流入部與閥座與流出部接近，可謀求閥箱的小型化。

特別是將電磁閥作為飲料供給裝置的止水栓來使用的情況，殘留在閥箱內的空氣，就防止雜菌繁殖的觀點來看越少越好。將閥座的開口軸心、閥體、柱塞的移動軸心，如上述般從鉛直方向傾斜，藉此使閥箱內的空氣每次在流通飲料時，會隨著飲料一起被搬往流出部，故較衛生。

1‧‧‧電磁閥

10‧‧‧閥箱

11‧‧‧流入管路(流入部)

12‧‧‧流出管路(流出部)

13‧‧‧開口

14‧‧‧閥座

15‧‧‧驅動部

16‧‧‧電磁線圈(驅動部)

17‧‧‧柱塞

18‧‧‧柱塞殼

19‧‧‧閥體

20‧‧‧壓縮線圈彈簧(驅動部)

21‧‧‧隔膜

22‧‧‧波狀部

23‧‧‧中央部

24‧‧‧周緣部

25‧‧‧間隔件

26‧‧‧開口部

X‧‧‧移動軸心

圖1為本發明之第1實施形態之電磁閥之閉閥狀態的剖面圖。

圖2為本發明之第1實施形態之電磁閥之開閥狀態的剖面圖。

圖3為本發明之第2實施形態之電磁閥之閉閥狀態的剖面圖。

圖4為本發明之第2實施形態之電磁閥之開閥狀態的剖面圖。

以下，說明本發明之實施形態之飲料供給裝置的電磁閥。

如圖1所示般，電磁閥1，係特別安裝在水的流通經路方向有變化的部位(流路的屈曲部)，藉此可抑制殘留水或空氣累積，故適合使用作為飲料供給裝置之例如飲水機的止水栓。

本發明，係關於該種飲水機的電磁閥而具有技術性特徵者，故在本說明書中，省略飲水機的詳細說明及圖解。

電磁閥1，係安裝在飲水機之注水管路30的末端部，與飲水機之操作面板所具備的注水按鈕連動來進行開閥或閉閥，藉此控制飲料水的注水或停止。

電磁閥1，其主要構成要素，係具備：流入管路(流入部)11，其於大致水平方向延伸且前端部與飲水機的注水管路30連接；流出管路(流出部)12，其上端部具有閥口13且下端部往大氣開放的大致鉛直方向延伸；閥座14，其包圍閥口13；閥箱10；電磁線圈16，其配設在閥箱10的上方；柱塞17，其藉由電磁線圈16的電磁力來直線移動；柱塞殼18，其導引柱塞17的移動；閥體19，其連接於柱塞17的前端部；壓縮線圈彈簧20，其收容在柱塞殼18的內部且按壓柱塞17之上部側的端面；以及隔膜21，其配設在閥體19與電磁線圈16之間，用來流體性隔離閥箱10與電磁線圈16。藉由使柱塞 17移動的電磁線圈16或壓縮線圈彈簧20、或是收容該等的殼等來構成驅動部15。

電磁線圈16在沒有通電時，係藉由壓縮線圈彈簧20的彈推力，使閥體19座落於閥座14，閥口13為閉閥，飲料水不流通。

另一方面，藉由使用者操作飲水機的注水按鈕，使電磁線圈16通電時，所發生的電磁力會抵抗壓縮線圈彈簧20的彈推力而使柱塞17移動，伴隨於此，閥體19會從閥座14退開，使閥口13開閥，讓飲料水流通。

又，柱塞17，係具備：使電磁線圈16的電磁力作用的鐵芯部17a、與鐵芯部17a連結的樹脂部17b。於樹脂部17b的下端，連結有閥體19。樹脂部17b與閥體19，係以某程度擺動自如地連結較佳。

隔膜21的中央部23，係嵌設在柱塞17之特別是設在樹脂部17b周圍的溝部，隔膜21的周緣部24，係被夾持在閥箱10與驅動部15之間。

藉此，隔膜21，係將電磁線圈16等的驅動部，從閥箱10流體性地隔離。

又，作為具有隔膜的電磁閥，已知有於閥體的外周部一體形成的隔膜其周緣部固定於閥箱的構造，但本發明的電磁閥1，就隔膜21配設在與閥體19分離的位置這點大不相同。

在隔膜21的周緣部24與驅動部15之間，係配設有環狀間隔件25，其於中央具有開口部26，開口部 26的周圍之至少與閥體19之間的對向面係抵接於隔膜21。

間隔件25的開口部26只要可收容波狀部22即可，其開口面積對閥體19之閥座14的投影面積可以較大亦可以較小。

隔膜21與閥體19之間的對向面之中，藉由在對應間隔件25之開口部26的部分所作用之飲料水的壓力來使連接於柱塞17的閥體19往退開閥座14的方向移動的力、與藉由在閥體19與隔膜21之間對向面所作用之飲料水的壓力來使閥體19往座落於閥座14的方向移動的力，係構成為大致相同大小。又，亦可因應壓縮線圈彈簧20的彈推力與電磁線圈16之電磁力的大小，構成為任一方的力比另一方的力還大。

本實施形態中，間隔件25係與收容有柱塞17的柱塞殼18一體形成，但間隔件25，亦可與閥箱10或驅動部15一體形成，亦可個別形成。

於隔膜21，在與閥體19相對向的區域具備有：比周緣部24的固定位置還往離開閥體19的方向突出的波狀部22。波狀部22，係構成為其最突出的部分所包圍的部分對閥座14的投影面積，為閥體19對閥座14的投影面積以下。

波狀部22，係伴隨著柱塞17的移動，使波狀部22改變相位來變形，且收容於間隔件25之開口部26的內側。

流入管路11與注水管路30之間的連接，係使形成於一方的母螺紋部與形成於另一方的公螺紋部來螺合的構造亦可，為管接頭或凸緣接頭般之公知的其他各種連接構造亦可。

包含構成電磁閥1之流入管路11與流出管路12的閥箱10、間隔件25，較佳係使用聚苯硫醚或聚碸等之耐熱性或強度、剛性、耐磨耗性、耐藥品性優異且食品安全性較高的樹脂。

柱塞17的鐵芯部17a，在有碰水之可能性的情況，較佳為使用耐腐蝕性優異且具有磁性之SUS430般的不鏽鋼材，在沒有碰水之可能性的情況可使用鐵，例如SS400般之一般構造用壓延鋼材等。

於柱塞17的樹脂部17b，較佳係使用聚苯硫醚或聚碸等之耐熱性或強度、剛性、耐磨耗性、耐藥品性優異且食品安全性較高的樹脂。

又，柱塞17，並不限定為組合如鐵芯部17a及樹脂部17b般之各別構件的構造，亦可僅由鐵芯部17a來構成。該情況，由於從連結於閥體19的端部到至少連接有隔膜21的部分為止，會與流通於閥箱10內部的飲料水接觸，故施有鈍化處理較佳。

於閥體19或隔膜21，較佳係使用氟橡膠或乙烯丙烯橡膠等之耐水性優異且符合日本食品衛生法的樹脂。

隔膜21，係在對應表裏面的模具之間流入上述的樹 脂來成形之後，藉由脫模來製造。藉由成為如圖1及圖2所示之沒有死角(undercut)的形狀，可使模具的形狀單純化，脫模亦較容易故作業性佳。

本實施形態中，雖然說明了：流入管路11，係使飲料水的通流軸心設定成水平方向，流出管路12，係設定成使飲料水的通流軸心成為鉛直方向且配設在流出管路12之上端部的閥座14之閥口13的開口軸心，係設定成鉛直方向，此外，閥體19及柱塞17的移動軸心X係與閥座14之閥口13的開口軸心一致的情況，但是如圖3及圖4所示般，亦可將閥座14之閥口13的開口軸心、閥體19及柱塞17的移動軸心X，設定成從鉛直方向、特別是隨著遠離閥座14而遠離流入管路11的方向來傾斜的方向，例如為從鉛直傾斜約25度的方向。藉此，使閥箱10內的空氣每次在流通飲料水時，會隨著飲料水一起被搬往流出管路12。空氣的累積，會在該處使微生物繁殖，以及在對於應殺菌的部位產生導熱上的障礙，但藉由上述構造可減低該虞慮。

Claims (5)

1. 一種電磁閥，係具備：閥箱，其具有流入部與流出部；閥座，其配設在前述閥箱的內部；閥體，其可座落在前述閥座；柱塞，其與前述閥體相連；及驅動部，係使前述柱塞沿著前述柱塞的軸心方向移動，而使前述閥體在座落於前述閥座的閉閥狀態、以及從前述閥座退開的開閥狀態之間做切換，其特徵為，前述閥座，係配設在前述流出部的上游端，前述閥體，係配設成從前述流入部側與前述閥座相對向，在前述閥體與前述驅動部之間配設有隔膜，來使前述閥箱與前述驅動部流體性隔離。前述隔膜，係在與前述閥體對向的區域具有波狀部，該波狀部係比前述周緣部的固定位置還往從前述閥座遠離的方向突出，前述波狀部，其最突出的部分所包圍的部分對前述閥座的投影面積，係前述閥體對前述閥座的投影面積以下。
2. 如請求項1所述之電磁閥，其中，前述隔膜的中央部，係被前述柱塞貫通且對前述柱塞固定，前述隔膜的周緣部，係對前述閥箱固定。
3. 如請求項1所述之電磁閥，其中，在前述隔膜的周緣部與前述驅動部之間配設有環狀間隔件，其在中央具 有開口部且前述開口部周圍的至少一面抵接於前述隔膜，前述波狀部，係可收容於前述間隔件之開口部的內側。
4. 如請求項1~3項中任一項所述之電磁閥，其中，前述流入部，係使流體的通流軸心設定成水平方向，前述流出部，係使流體的通流軸心設定成鉛直方向。
5. 如請求項4所述之電磁閥，其中，前述閥座的開口軸心，係被設定成鉛直方向，或是從鉛直方向傾斜的方向，前述閥體及前述柱塞的移動軸心，係設定成與前述開口軸心一致。