CN110617346A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可动芯高速地动作、而且制造简单、功耗小并且能够得到高输出的电磁阀。具备具有圆筒部(43a)的线圈骨架(43)、线圈(44)、固定芯(45)以及可动芯(46)。固定芯(45)具有阀体部(48)，固定于圆筒部(43a)。可动芯(46)移动自如地嵌合于圆筒部(43a)。具备相对于固定芯(45)移动的推杆(50)、在第1阀孔(52)内移动的阀芯(24)以及用于推压阀芯(24)的弹簧构件(58)。阀体部(48)具有包括第1阀孔(52)的空气通路以及与阀芯(24)接触分离而对空气通路进行开闭的阀座(54)。具备对第1阀孔(52)与阀芯(24)之间进行密封而将第1阀孔(52)内分成空气通路侧与推杆(50)侧的第2密封构件(82)(密封构件)。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种即使作为要求高速动作的空气压力设备的先导阀也能够使用的电磁阀。

背景技术

以往，控制空气压力设备的动作的先导阀由例如图5所示的电磁阀构成。

图5所示的电磁阀1具备具有空气通路2的阀体部3以及安装于该阀体部3的螺线管部4。

空气通路2具有供给压缩空气的上游侧通路2a以及经由阀体部3的圆形孔5内而与该上游侧通路2a连接的下游侧通路2b。阀座6被设置于上游侧通路2a与圆形孔5的边界部。

螺线管部4具备线圈7、线圈骨架8、***到线圈骨架8的圆筒部8a内的不锈钢制的圆筒状的引导构件9、收容并焊接于该引导构件9的固定芯10、移动自如地嵌合于引导构件9内的可动芯11以及在从固定芯10离开的方向上对该可动芯11施力的弹簧构件12。

在固定芯10的中心部，穿通设置有作为排气通路13的一部分的贯通孔14。

阀芯15设置于可动芯11的内部。通过该阀芯15落座于阀座6，从而关闭上游侧通路2a，通过阀芯15从阀座6离开，从而上游侧通路2a打开。

在可动芯11的外周部，形成有作为排气通路13的一部分的槽16。排气通路13通过可动芯11被磁吸附到固定芯10，从而在中途被截断而成为非连通状态，通过可动芯11从固定芯10离开，从而成为连通状态。

在该以往的电磁阀1中，对线圈7进行励磁，可动芯11被磁吸附到固定芯10，从而阀芯15从阀座6离开，压缩空气从上游侧通路2a穿过圆形孔5内流入到下游侧通路2b。另一方面，当切断向线圈7的通电后，通过弹簧构件12的弹簧力推压可动芯11而从固定芯10离开，阀芯15落座于阀座6，上游侧通路2a被阀芯15堵塞。在该状态下，下游侧通路2b内的压缩空气从圆形孔5内穿过可动芯11的槽16和固定芯10的贯通孔14排出到外部。

另外，在专利文献1中，公开了一种将绝缘带卷绕于***可动芯的引导管道、并将线圈直接卷绕于该绝缘带而成的螺线管。通过采用该构成，从而将线圈与固定芯之间的空隙抑制为最小，能够谋求螺线管的小型化、省电化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4808236号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在图5所示的以往的电磁阀1中，在切断向线圈7的通电的状态下，固定芯10与可动芯11的吸附面暴露于压缩空气。在相比电磁阀1的下游侧对空气压力设备(未图示)进行润滑，该压缩空气为了多含有雾状的润滑油。有时，雾状的润滑油附着于空气通路2的壁，变成液状而流动。另外，在压缩空气中，也有时混有包括排水的液体。如果这样的润滑油、排水等液体混入到固定芯10与可动芯11的吸附部分，则在可动芯11吸附于固定芯10时，可动芯11隔着液体紧贴到固定芯10。在该紧贴状态下，在切断了向线圈7的通电时，由于油分的粘性阻力、表面张力等的原因，可动芯11难以从固定芯10离开。在这样的情况下，产生可动芯11的动作延迟。

另外，在图5所示的以往的电磁阀1中，用于引导可动芯11的圆筒状的引导构件9焊接于固定芯10。因此，存在制造电磁阀1时的作业工时变多这样的问题。

进一步地，为了将引导构件9收容于线圈骨架8中，线圈骨架8的圆筒部8a的外径变大，在使线圈7的每单位长度的匝数增加而实现输出增大这方面也存在界限。进一步地，由于固定芯10与线圈7之间的空隙变大，所以，还存在磁通的损失变大、功耗变大这样的问题。通过采用专利文献1所记载的构成，能够使固定芯10与线圈7之间的空隙变窄。但是，由于卷绕绝缘带的作业增加，所以，不能采用这样的构成。

本发明的目的在于，提供一种可动芯高速地动作、而且制造简单、功耗小并且能够得到高输出的电磁阀。

解决技术问题的技术手段

为了达到该目的，本发明涉及一种电磁阀，具备：线圈骨架，其具有圆筒部；线圈，其卷绕于所述圆筒部；固定芯，其在一端部设置有阀体部，并被固定于所述圆筒部的一端部，所述阀体部具有在与所述圆筒部的轴线平行的方向上延伸的第1阀孔；可动芯，其移动自如地嵌合于所述圆筒部的另一端部内，通过对所述线圈进行通电，从而被磁吸附到所述固定芯；推杆，其在与所述轴线平行的方向上被移动自如地支承于所述固定芯，一端被***到所述第1阀孔内，并且另一端与所述可动芯连接；阀芯，其被移动自如地***到所述第1阀孔的内部；以及弹簧构件，其对所述阀芯施力并将所述阀芯推压到所述推杆，所述阀体部具有：空气通路，其包括所述第1阀孔；以及阀座，其通过所述阀芯在所述第1阀孔内往返而与该阀座进行接触分离，对所述空气通路进行开闭，具备密封构件，该密封构件对所述第1阀孔与所述阀芯之间进行密封，将所述第1阀孔内分成所述空气通路一侧和所述推杆一侧。

本发明在所述电磁阀中也可以还具备***述阀体部的通路形成构件，所述通路形成构件具有：上游侧通路，其将压缩空气供给到所述第1阀孔内；下游侧通路，其经由所述阀座连接到所述第1阀孔内；第2阀孔，其在所述下游侧通路内开口，被***所述阀芯的一端部；以及排气通路，其在所述第2阀孔开口，所述阀芯具有板部，该板部通过落座于所述阀座而从所述第2阀孔的开口缘离开，并且通过从所述阀座离开而与所述第2阀孔的开口缘接触，并将所述第2阀孔关闭。

本发明在所述电磁阀中，所述线圈骨架以及所述线圈也可以埋入到模塑树脂中。

本发明在所述电磁阀中，所述上游侧通路与所述第1阀孔的连接部也可以由连通孔构成，所述连通孔以在所述第1阀孔的孔壁面开口的方式穿通设置于所述阀体部，所述阀座设置于所述第1阀孔的开口端，所述密封构件设置于所述阀芯并移动自如地嵌合于所述第1阀孔。

发明效果

根据本发明，可动芯由磁吸附到固定芯，从而推杆相对于固定芯进行移动，一边推压阀芯一边***到第1阀孔内。另外，在切断了向线圈的通电时，通过弹簧构件的弹簧力，阀芯与推杆以及可动芯返回到初始的位置。推杆的移动路径通过密封构件而与空气通路分隔。因此，流过空气通路内的润滑油、排水等液体不会通过推杆的移动路径而浸入到固定芯与可动芯的吸附部分，所以，在切断了向线圈的通电时，可动芯从固定芯迅速地离开。

可动芯移动自如地嵌合于线圈骨架的圆筒部，所以，不需要专门形成可动芯的移动路径的引导构件，与将引导构件焊接到固定芯的以往的电磁阀相比，制造变得简单。而且，能够将线圈缠绕到线圈骨架的圆筒部，所以，既能够使线圈的每单位长度的匝数增加而实现输出增大，磁通的损失也变小而功耗变小。

因此，根据本发明，能够提供一种可动芯高速地动作、而且制造简单、功耗小并且能够得到高输出的电磁阀。

附图说明

图1是本发明的电磁阀的剖视图。

图2是包括搭载有本发明的电磁阀的双阀门的空气回路图。

图3是放大地示出供气状态下的主要部分的剖视图。

图4是放大地示出排气状态下的主要部分的剖视图。

图5是以往的电磁阀的剖视图。

具体实施方式

下面，参照图1～图4，详细说明本发明的电磁阀的一实施方式。

图1所示的电磁阀21具备在图1中位于上侧的螺线管22、支承该螺线管22的通路形成构件23以及收容于该通路形成构件23中的阀芯24等。该实施方式的电磁阀21能够用作设置于图2所示的双阀门25的两个先导阀26。

双阀门25在1个外壳27中具备2个阀部28。这些阀部28相互并列地连接。

阀部28由压力回位形3通阀门构成。上述先导阀26向与回位弹簧29的弹簧力作用的方向相反的方向对阀部28供给空气压力(先导压力)。该双阀门25设置于压缩空气源30与空气压力设备31之间，由先导阀26控制动作，采取供给方式和排气方式中的某一方式。空气压力设备31虽然未详细图示，但例如是冲压机械的空气离合器、空气制动器等。

在供给方式中，压缩空气从双阀门25供给到空气压力设备31。在排气方式中，空气压力设备31与双阀门25之间的压缩空气穿过双阀门25的空气排出通路32而排出。油雾器34设置于压缩空气源与双阀门25之间的空气供给通路33。

如图1所示，电磁阀21的螺线管22用模塑树脂41覆盖。该螺线管22的磁轭42、线圈骨架43以及线圈44埋入于模塑树脂41中。螺线管22在图1中将上下方向作为轴线方向而构成。下面，在说明电磁阀21的构成部件时，在表示相对于与螺线管22的轴线方向平行的方向的位置的情况下，将图1的下侧作为一端、并将图1的上侧作为另一端。

线圈44通过进行通电而产生磁通，并卷绕于线圈骨架43的圆筒部43a。圆筒部43a在螺线管22的轴线方向上延伸。在该圆筒部43a中，设置有固定芯45与可动芯46。

固定芯45由固定于圆筒部43a的一端部的圆柱状的主体部47以及一体地形成于该主体部47的一端部的阀体部48构成。在主体部47的轴心部，穿通设置有第1贯通孔49。后述的推杆50移动自如地嵌合于该第1贯通孔49。

阀体部48形成为圆筒状，从螺线管22突出，并嵌合于后述的通路形成构件23的圆形孔51内。在阀体部48的轴心部，形成有在与螺线管22的圆筒部43a的轴线C平行的方向上延伸的第1阀孔52。该实施方式的第1阀孔52在与轴线C同一轴线上形成。第1阀孔52的一端的开口缘作为后述的阀芯24的板部53所落座的阀座54而发挥功能。

在该阀体部48的外周面的一端部和另一端部，分别装配有对与圆形孔51的孔壁面之间进行密封的O形环55。在阀体部48的轴线方向的中央部，形成有环状的槽56。在该环状的槽56的底部，穿通设置有多个(在该实施方式中是4个)连通孔57。这些连通孔57在第1阀孔52的孔壁面和环状的槽56的底部开口，连通第1阀孔52的内部与环状的槽56的内部。

可动芯46移动自如地嵌合于线圈骨架43的圆筒部43a的另一端部内，通过对线圈44进行通电，从而被磁吸附到固定芯45。此外，可动芯46通过切断向线圈44的通电，从而由于设置于后述的通路形成构件23中的弹簧构件58的弹簧力，被抵接到线圈骨架43的另一端的限位器43b。

在可动芯46的作为轴心部的一端侧，穿通设置有第2贯通孔61。推杆50的另一端部移动自如地嵌合于该第2贯通孔61。在可动芯46的另一端侧，穿通设置有形成为孔径比第2贯通孔61大并且连接到第2贯通孔61的第3贯通孔62。滑动构件63移动自如地嵌合于第3贯通孔62内的一端侧。栓构件64固定于第3贯通孔62的另一端部。螺旋压缩弹簧65以压缩状态***于滑动构件63与栓构件64之间。滑动构件63通过螺旋压缩弹簧65的弹簧力而被向一端侧施力，与推杆50的另一端接触。

推杆50形成为圆棒状，移动自如地嵌合于第1贯通孔49以及第2贯通孔61。在推杆50的一端部，设置有形成为直径比其他部位大的按压部50a。推杆50形成为在可动芯46抵接于线圈骨架43的限位器43b的状态下一端面对固定芯45的第1阀孔52内。阀芯24通过弹簧构件58的弹簧力而被推压接触到该推杆50的一端的按压部50a。

通路形成构件23具有收容上述固定芯45的阀体部48的圆形孔51、在该圆形孔51的周面开口的上游侧通孔71、在圆形孔51的一端开口的下游侧通孔72和第2阀孔73以及在第2阀孔73开口的排气孔74和通气孔75等。

上游侧通孔71是构成将压缩空气供给到第1阀孔52内的上游侧通路76的一部分的孔，在与螺线管22的轴线方向正交的方向上延伸，并在圆形孔51的孔壁面(内周面)开口。上游侧通路76的上游端与将压缩空气导向双阀门25的两个阀部28的供给通路77(参照图2)连接。上游侧通路76的下游侧端部由上游侧通孔71、圆形孔51的一部分以及阀体部48的连通孔57构成。该上游侧通路76与第1阀孔52的连接部由以在第1阀孔52的孔壁面开口的方式穿通设置于阀体部48的连通孔57构成。

下游侧通孔72是构成将从第1阀孔52内穿过阀座54流出的压缩空气作为驱动用空气供给到双阀门25的阀部28的下游侧通路78的一部分的孔，从圆形孔51的一端起在与螺线管22的轴线方向平行的方向上延伸，并在通路形成构件23的一端开口。下游侧通路78由该下游侧通孔72以及经由阀座54连接到第1阀孔52的圆形孔51的一端部构成。在该实施方式中，该下游侧通路78和上述上游侧通路76相当于本发明所说的“包括第1阀孔的空气通路”。

第2阀孔73由具有底部的非贯通孔构成，从圆形孔51的一端向与螺线管22相反的方向延伸。因此，第2阀孔73在上述下游侧通路78内开口。第2阀孔73的开口形状是圆形。该第2阀孔73定位于与圆形孔51以及第1阀孔52同一轴线上。

在该第2阀孔73的一端部连接有通气孔75，在另一端部连接有作为排气通路79的排气孔74。排气孔74和通气孔75在与螺线管22的轴线方向正交的方向上延伸，在通路形成构件23的侧面(未图示)开口，向大气中敞开。

阀芯24由在螺线管22的轴线方向上延伸的线轴构成。该阀芯24的一端部具有比第2阀孔73的孔径细的一端侧小径部24a，隔着第1密封构件81移动自如地嵌合于第2阀孔73。在该阀芯24的一端部与第2阀孔73的底部之间，设置有向螺线管22对阀芯24施力而推压到推杆50的弹簧构件58。

阀芯24的另一端部具有比第1阀孔52的孔径细的另一端侧小径部24b，隔着第2密封构件82移动自如地嵌合于第1阀孔52。该阀芯24的另一端始终接触到推杆50的一端。第2密封构件82对第1阀孔52与阀芯24之间进行密封，将第1阀孔52内分成空气通路一侧(一端侧)与推杆50一侧(另一端侧)。

在该实施方式中，第2密封构件82相当于本发明所说的“密封构件”。

在阀芯24的轴线方向的中央部，设置有外径比其他部分大的板部53。板部53是使线轴橡胶83盖到阀芯24的大径部24c而构成的。该板部53定位于圆形孔51的一端部内的、阀体部48的阀座54与第2阀孔73的开口缘73a之间，阀芯24在螺线管22的轴线方向上移动，从而接触到阀座54和第2阀孔73的开口缘73a中的某一方。该阀芯24在第1阀孔52内往返，从而与阀座54接触分离，对空气通路进行开闭。如果详细叙述，则阀芯24向一端侧移动，从而如图3所示，板部53从阀座54离开而第1阀孔52打开，并且接触到第2阀孔73的开口缘73a而关闭第2阀孔73。另外，阀芯24向另一端侧移动，从而如图4所示，板部53落座于阀座54而关闭第1阀孔52，并且从第2阀孔73的开口缘73a离开而第2阀孔73打开。

在如上所述构成的电磁阀21中，通过对线圈44进行通电，从而可动芯46被磁吸附到固定芯45，从图1所示的位置向螺线管22的一端侧移动。伴随着该可动芯46的移动，推杆50相对于固定芯45移动，一边克服弹簧构件58的弹簧力将阀芯24向一端侧推压，一边***到第1阀孔52内。通过阀芯24这样向一端侧移动，从而如图3所示，板部53从阀座54离开，并且关闭第2阀孔73。然后，压缩空气如图3中的箭头所示，从上游侧通孔71穿过阀体部48的连通孔57导入到第1阀孔52内。该压缩空气穿过阀座54流入到圆形孔51的一端部，进一步地，穿过下游侧通孔72，作为驱动用空气供给到双阀门25的阀部28。

另一方面，在切断了向线圈44的通电时，弹簧构件58的弹簧力从阀芯24经由推杆50、滑动构件63、螺旋压缩弹簧65以及栓构件64等传递到可动芯46，这些构件向一端侧移动而返回到初始的位置。通过阀芯24这样向另一端侧移动，从而如图4所示，板部53从第2阀孔73的开口缘73a离开，并且落座于阀座54而关闭第1阀孔52。然后，对双阀门25的阀部28供给的压缩空气如图4中的箭头所示，穿过下游侧通孔72流入到圆形孔51的一端部内，并从这里穿过第2阀孔73和排气通路79排出到电磁阀21之外。

阀芯24这样进行往返时的推杆50的移动路径(固定芯45的第1贯通孔49)由第2密封构件82与空气通路(上游侧通路76与下游侧通路78)分隔。

因此，流过空气通路内的润滑油、排水等液体不会通过推杆50的移动路径而浸入到固定芯45和可动芯46的吸附部分。其结果，在切断了向线圈44的通电时，可动芯46能够从固定芯45迅速地离开。

可动芯46移动自如地嵌合于线圈骨架43的圆筒部43a，所以，不需要用于专门形成可动芯46的移动路径的引导构件，与将引导构件焊接到固定芯的以往的电磁阀相比，制造变得简单。而且，能够将线圈44直接缠绕到线圈骨架43的圆筒部43a，所以，既能够使线圈44的每单位长度的匝数增加而实现输出增大，磁通的损失也变小而功耗变小。

因此，根据该实施方式，能够提供一种可动芯46高速地动作、而且制造简单、功耗小并且能够得到高输出的电磁阀21。

该实施方式的电磁阀21具备收容阀体部48的通路形成构件23。通路形成构件23具有将压缩空气供给到第1阀孔52内的上游侧通路76、经由阀座54与第1阀孔52内连接的下游侧通路78、在下游侧通路78内开口并且被***阀芯24的一端部的第2阀孔73以及在第2阀孔73开口的排气通路79。

阀芯24具有板部53，该板部53通过落座于阀座54，从而从第2阀孔73的开口缘73a离开，并且通过从阀座54离开，从而接触到第2阀孔73的开口缘73a而将第2阀孔73关闭。

因此，根据该实施方式，得到动作速度高的3方向电磁阀21。通过将该电磁阀21用作双阀门25的先导阀26，从而能够实现高速动作的可靠性高的双阀门。

将该实施方式的线圈骨架43以及线圈44埋入于模塑树脂41中。

因此，线圈骨架43的圆筒部43a通过模塑树脂41而加强，所以，能够通过圆筒部43a牢固地支承可动芯46。因此，可动芯46的动作稳定，所以，高速动作的可靠性进一步地提高。

在该实施方式的电磁阀21中，上游侧通路76与第1阀孔52的连接部由以在第1阀孔52的孔壁面开口的方式穿通设置于阀体部48的连通孔57构成。阀座54设置于第1阀孔52的开口端。第2密封构件82设置于阀芯24，并移动自如地嵌合于第1阀孔52。

通过采用该结构，从而如图3所示，在上游侧通路76与下游侧通路78相互连通的状态下作用于阀芯24的压力在螺线管22的轴线方向上变得均衡。因此，在切断向线圈44的通电而阀芯24利用弹簧构件58的弹簧力返回到初始的位置时，空气压力不会成为阻力。

因此，得到能够实现更高速动作的电磁阀。

符号说明

21…电磁阀；23…通路形成构件；24…阀芯；41…模塑树脂；43…线圈骨架；43a…圆筒部；44…线圈；45…固定芯；46…可动芯；48…阀体部；50…推杆；52…第1阀孔；53…板部；54…阀座；57…连通孔；58…弹簧构件；73…第2阀孔；76…上游侧通路(空气通路)；78…下游侧通路(空气通路)；82…第2密封构件(密封构件)。

Claims (4)

1.一种电磁阀，其特征在于，具备：

线圈骨架，其具有圆筒部；

线圈，其卷绕于所述圆筒部；

固定芯，其在一端部设置有阀体部，并固定于所述圆筒部的一端部，所述阀体部具有在与所述圆筒部的轴线平行的方向上延伸的第1阀孔；

可动芯，其移动自如地嵌合于所述圆筒部的另一端部内，通过对所述线圈进行通电，从而被磁吸附到所述固定芯；

推杆，其在与所述轴线平行的方向上被移动自如地支承于所述固定芯，一端被***到所述第1阀孔内，并且另一端与所述可动芯连接；

阀芯，其被移动自如地***到所述第1阀孔的内部；以及

弹簧构件，其对所述阀芯施力并将所述阀芯推压到所述推杆，

所述阀体部具有：

空气通路，其包括所述第1阀孔；以及

阀座，其通过所述阀芯在所述第1阀孔内往返而与该阀座进行接触分离，对所述空气通路进行开闭，

并且所述电磁阀具备密封构件，该密封构件对所述第1阀孔与所述阀芯之间进行密封，将所述第1阀孔内分成所述空气通路一侧和所述推杆一侧。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

还具备***述阀体部的通路形成构件，

所述通路形成构件具有：

上游侧通路，其将压缩空气供给到所述第1阀孔内；

下游侧通路，其经由所述阀座与所述第1阀孔内连接；

第2阀孔，其在所述下游侧通路内开口，被***所述阀芯的一端部；以及

排气通路，其在所述第2阀孔开口，

所述阀芯具有板部，该板部通过落座于所述阀座而从所述第2阀孔的开口缘离开，并且通过从所述阀座离开而接触到所述第2阀孔的开口缘，将所述第2阀孔关闭。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，

所述线圈骨架以及所述线圈埋入到模塑树脂中。

4.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，

所述上游侧通路与所述第1阀孔的连接部由连通孔而构成，该连通孔以在所述第1阀孔的孔壁面开口的方式穿通设置于所述阀体部，

所述阀座设置于所述第1阀孔的开口端，

所述密封构件设置于所述阀芯，并移动自如地嵌合于所述第1阀孔。