自保持型电磁阀的制作方法_2

文档序号:9543814阅读:来源:国知局
02,使锁定阀100形成开阀状态(参照图1 (b))。
[0038]另外,若利用电磁线圈102上拉可动铁心104,则可动铁心104的上端与固定铁心106的下端抵接。于是,永磁铁108的磁力经由固定铁心106高效地作用于可动铁心104,可动铁心104利用永磁铁108的磁力被磁力吸附于固定铁心106。如此,即使在可动铁心104被磁力吸附后停止从电压施加部114向电磁线圈102通电,也如图1(b)所示那样保持着可动铁心104被上拉后的状态(开阀状态)。
[0039]另一方面,在利用永磁铁108的磁力上拉可动铁心104后的状态下,从电压施加部114向电磁线圈102施加负方向的驱动电压。这里,所谓“负方向的电压”指的是电磁线圈102所产生的磁力的方向与永磁铁108的磁力的方向相反的方向的电压。于是,由于永磁铁108的磁力被电磁线圈102的磁力抵消,因此能够克服闭阀弹簧112的作用力对可动铁心104进行磁力吸附。其结果,被磁力吸附于固定铁心106的可动铁心104的上端借助闭阀弹簧112的作用力从固定铁心106被拉离,形成可动铁心104的下端的阀芯110被按压于流路200的开口部202的状态(闭阀状态)。如此,即使在锁定阀100成为闭阀状态后停止向电磁线圈102通电,也可以利用闭阀弹簧112的作用力保持闭阀状态(参照图1(a))。
[0040]基于以上锁定阀100的动作原理,在从开阀状态切换到闭阀状态时,需要使施加于电磁线圈102的驱动电压处于规定的电压范围内,即使施加该范围外的驱动电压,也无法使锁定阀100闭阀。使用图2对这点进行说明。
[0041]图2示出在使利用开阀状态的锁定阀100施加于电磁线圈102的驱动电压缓慢增加时,作用于可动铁心104的磁吸附力(使可动铁心104磁力吸附于固定铁心106的力)变化的状态。此外,此时,在电磁线圈102中流动的线圈电流是驱动电压的电压值除以电磁线圈102的电阻R而得到的电流值。
[0042]如公知那样,由于电磁线圈102所产生的磁力与线圈电流成正比,因此与施加于电磁线圈102的驱动电压成正比。另外,如前所述,在锁定阀100处于开阀状态时,向电磁线圈102施加负方向的驱动电压,因此电磁线圈102所产生的磁力的方向成为抵消永磁铁108的磁力的方向。因此,如图2中空心圆圈所示,在电磁线圈102的驱动电压为“0”的情况下,永磁铁108所产生的磁吸附力作用于可动铁心104,但若使驱动电压增加,则如图2中实线所示,永磁铁108的磁力因电磁线圈102的磁力而减弱,作用于可动铁心104的磁吸附力线性地减少。并且,在电磁线圈102的磁力成为等于永磁铁108的磁力的时刻,作用于可动铁心104的磁吸附力为“0”。若从该状态开始进一步增加驱动电压,则电磁线圈102的磁力高于永磁铁108的磁力,随即电磁线圈102所产生的磁吸附力作用于可动铁心104。其结果,之后的情况如图2中虚线所示,随着使驱动电压增加,作用于可动铁心104的磁吸附力线性地增加。
[0043]另外,闭阀弹簧112的作用力也沿从固定铁心106拉离可动铁心104的方向作用于可动铁心104。由于该作用力的大小由可动铁心104的位置确定,因此,也可以认为在锁定阀100处于开阀状态(可动铁心104的上端抵接于固定铁心106的状态)的期间,该作用力恒定。图2中利用点划线示出闭阀弹簧112所产生的作用力。理所当然,为了使处于开阀状态的锁定阀100闭阀,需要使闭阀弹簧112的作用力超过作用于可动铁心104的磁吸附力。结果,施加于闭阀时的电磁线圈102的驱动电压必须处于从图2所示的下限电压值Vmin到上限电压值Vmax的范围内。另外,作用于可动铁心104的磁吸附力为“0”时的电压值(因此,即下限电压值Vmin与上限电压值Vmax之间的中间值)是使锁定阀100闭阀的力最强时的最佳电压值。
[0044]尽管如此,在将驱动电压限制在该电压范围内时,在电池消耗时,驱动电压脱离电压范围内,变得无法使锁定阀100闭阀。因此,在本实施例中,为了即使在电池已消耗的情况下也能够使锁定阀100闭阀,按照以下的电压波形向电磁线圈102施加驱动电压。
[0045]图3是示出在本实施例中向电磁线圈102施加驱动电压的电压波形的说明图。如图所示,本实施例的电压波形设定为,在时间T0期间,电压值维持在Va,但此前在时间T1的期间内,电压值维持在比电压值Va低的电压值Vb。若采用这样的电压波形,能够基于以下理由无论电池的消耗程度如何都能够使锁定阀100闭阀。此外,在本实施例中,保持为最高电压值(图3中的电压值Va)的部分的电压对应于本发明的“闭阀电压”,保持为比最高电压值低的电压值(图3中的电压值Vb)的部分的电压对应于本发明的“中间电压”。另外,本实施例的中间电压的电压值Vb设定为比闭阀电压的电压值Va的一半高的电压值,因此,电压值Vb是比下限电压值Vmin与上限电压值Vmax之间的中间值高的电压值。将中间电压的电压值Vb设定为这样的电压值的理由也之后叙述。
[0046]图4是示出通过以本实施例的电压波形施加驱动电压,无论电池的消耗程度如何都能够使锁定阀100闭阀的理由的说明图。首先,参照图4(a)对电池没有全部消耗的情况进行说明。如图所示,在电池没有消耗的状态下,闭阀电压的电压值Va设定为比使用图2前述的上限电压值Vmax高的电压值。但是,中间电压的电压值Vb设定为比闭阀电压低的电压值,且存在于从图2的下限电压值Vmin到上限电压值Vmax之间的电压范围(能够闭阀的电压范围)。在图4中,以标记斜线的方式示出能够使锁定阀100闭阀的电压范围。因此,在电池没有消耗的状态下,在施加中间电压的阶段,锁定阀100闭阀。
[0047]当电池继续消耗时,电池所产生的电压逐渐降低,开始无法产生规定的电压值。因此,电压施加部114施加于电磁线圈102的闭阀电压也无法维持最初的电压值Va。图4(b)示出因电池消耗,从而闭阀电压降至比上限电压值Vmax低的电压值Val后的状态的电压波形。这样,若闭阀电压的电压值Val成为比上限电压值Vmax低,即使无法以中间电压使锁定阀100闭阀,也能够以闭阀电压使锁定阀100闭阀。
[0048]另外,如前所述,在本实施例的电压波形中,中间电压设定为比下限电压值Vmin与上限电压值Vmax之间的中间值高的电压值。因此,在闭阀电压因电池的消耗而降低至上限电压值Vmax以下的电压值Val之前的期间,能够将中间电压的电压值Vbl保持在比下限电压值Vmin更高的值(能够开阀的电压范围内)。此外,随着电池进一步消耗,如图4(c)所示,在中间电压的电压值Vb2低于下限电压值Vmin时,无法以中间电压使锁定阀100闭阀,但在此之后,在闭阀电压的电压值Va2处于从下限电压值Vmin到上限电压值Vmax的范围内的期间,能够以闭阀电压使锁定阀100闭阀。
[0049]如以上所说明的那样,若能够以图3所示的电压波形施加驱动电压,则在电池没有被大量消耗的期间,能够以中间电压的部分使锁定阀100闭阀,在电池进一步消耗的情况下,能够以闭阀电压的部分使锁定阀100闭阀,因此无论电池的消耗程度如何都能够使锁定阀100可靠地闭阀。
[0050]在上述的本实施例的基础上存在几个变形例。以下,以与本实施例不同之处作为中心简单地说明这些变形例。
[0051]在上述实施例中,说明了接地电压与闭阀电压之间的中间电压为一个的情况。但是,也可以使用具有多个中间电压的电压波形来施加驱动电压。在图5中例示出具有多个中间电压的第1变形例的电压波形。在图示的电压波形中具有电压值Vc以及电压值Vb (其中,Vc < Vb)这两个中间电压。若如此设置多个中间电压,能够基于以下理由进一步可靠地使锁定阀100闭阀。此外,在需要在图5例示的电压波形中区别两个中间电压的情况下,将电压值Vc的中间电压称作“低电压侧的中间电压”,将电压值Vb的
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