专利名称：提动式电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及小型、能用小电力得到大流量的提动式电磁阀，特别是，涉及三气口型提动式电磁阀。
另一方面，在用衔铁驱动提动阀芯而开闭阀座的提动式电磁阀中，因为上述阀座的开口量与衔铁的行程几乎具有比例关系，故为了控制大流量的流体，有必要尽可能加大衔铁和提动阀芯的行程。然而，虽然如果加大衔铁的行程，则提动阀芯的开闭行程也加大而可以控制大流量，但是如上所述该衔铁的吸引力变小。相反，虽然如果减小衔铁的行程，则可以加大该衔铁的吸引力，但是提动阀芯的开闭行程减小而流体流量变小。因此，为了小型、用小电力实现大流量，有必要克服彼此不相容的上述问题。
本发明的更具体的技术课题在于提供一种在衔铁以小行程驱动提动阀芯而打开供给阀座后，该供给阀座靠流体压力沿进一步离开提动阀芯的方向移位而增大开阀量，在上述衔铁复位而提动阀芯关闭供给阀座时，该供给阀座靠流体压力移位，使上述提动阀芯和衔铁移动到能够以小行程打开阀的位置的电磁阀。
为了解决上述课题，本发明的电磁阀包括有输入气口、输出气口、和排出气口的阀体；在此一阀体内形成，上述输入气口和排出气口经由与其相对着的供给阀座和排出阀座分别连通，并且上述输出气口在这两个阀座之间的位置处连通的阀室；配置在该阀室内，开闭上述供给阀座和排出阀座的提动阀芯；以及备有使该提动阀芯进行开闭动作的衔铁的电磁铁部。
上述供给阀座在分隔上述阀室的阀座体上形成，并沿接近和远离上述排出阀座的方向进退自如地设置。
此外，上述阀座体有连接上述输入气口和供给阀座的供给流路，来自上述输入气口的流体压力彼此反向地作用的受压面积不同的第1和第2受压面，以及上述阀室内的流体压力沿与上述第2受压面同一方向作用的第3受压面，构成为在上述提动阀芯关闭上述供给阀座时，此一阀座体靠基于上述第1和第2受压面的面积差的流体压力作用力沿接近上述排出阀座的方向前进，在上述提动阀芯打开上述供给阀座时，靠基于上述各受压面的面积差的流体压力作用力沿远离上述排出阀座的方向后退。
在具有上述构成的电磁阀中，电磁铁部未通电时上述提动阀芯关闭上述供给阀座，打开排出阀座。此时上述阀座体通过来自输入气口的流体压力作用于第1和第2受压面，靠基于它们的面积差的作用力沿接近上述排出阀座的方向前进，被此一阀座体推动，上述提动阀芯和衔铁也位移，占据可以用小行程打开排出阀座的位置。
如果在此一状态下向电磁铁部通电，则提动阀芯通过上述衔铁的动作打开供给阀座并且关闭排出阀座。因此，压力流体从上述供给阀座流入阀室内，因为此一流体压力作用于上述阀座体的第3受压面，所以此一阀座体靠基于上述各受压面的面积差的作用力沿远离上述排出阀座的方向后退，供给阀座与提动阀芯的间隔加宽而该供给阀座的开口量增大。
如果解除向电磁铁部的通电，则上述衔铁复位而提动阀芯关闭供给阀座，并且打开排出阀座，把输出气口和阀室向大气开放。此时因为提动阀芯移动到处于后退位置的供给阀座的位置，故排出气口也一度开大。然后，如果阀室内的流体压力降低，则因为上述阀座体靠基于上述第1受压面和第2受压面的面积差的流体压力作用力前进到排出阀座一侧，故被此一阀座体推动上述提动阀芯和衔铁也位移，占据可以用小行程打开上述排出阀座的位置。
这样一来如果用本发明，则因为可以用衔铁的小行程来切换提动阀芯，故可以在小型的电磁铁中产生打开阀所需的大吸引力。而且，因为如果提动阀芯一旦打开供给阀座，则阀座体靠流体压力与该供给阀座一起位移而开口量增大，故可以用小行程来切换大流量的流体。
如果用本发明的具体的实施例，则上述阀座体有大直径部和小直径部，在上述大直径部上形成上述供给阀座，并且形成面向阀室的上述第3受压面，此外，在这些大直径部与小直径部之间形成兼作上述供给流路的一部分的空间部，在面向此一空间部的大直径部一侧的面上形成上述第1受压面，并且在小直径部一侧的面上形成上述第2受压面。
这里，上述阀座体的大直径部经由密封构件滑动自如地配合于在上述阀体内所形成的内孔内，此外阀座体的上述小直径部经由密封构件滑动自如地配合于安装于上述内孔内的小直径的阀套内。
在本发明的电磁阀中，可以设置用来把上述阀座体向上述排出阀座一侧辅助地加载的辅助弹簧。
如果用本发明的一个实施例，则在上述阀座体中的供给阀座的周围移动自如地设置接触于上述提动阀芯的弹簧导向套，在此一弹簧导向套与阀座体之间夹着设置阀芯弹簧。
如果用本发明的另一个实施例，则在上述提动阀芯上安装通过在上述阀室内滑动而给该提动阀芯的开闭导向的阀芯导向套，在此一阀芯导向套与上述阀座体之间夹着设置阀芯弹簧。
图2是根据本发明的电磁阀的第2实施例的纵剖视图，与
图1同样，左半示出未向电磁铁部通电的状态，右半示出向电磁铁部通电的状态。
上述阀部1中的阀体10，备有输入气口P，输出气口A，及排出气口R，以及这些各气口连通的内孔4。此一内孔4由上述输入气口P在侧面上开口的大直径孔部4a，和上述输出气口A在侧面上开口且上述排出气口R经由排出阀座16在轴端部分上开口的小直径孔部4b组成，在上述大直径孔部4a中沿轴向滑动自如地收容阀座体12，靠此一阀座体12在上述小直径孔部4b的位置上分隔形成阀室11。
上述阀座体12由靠密封构件13在上述大直径孔部4a内气密地滑动的大直径部12a，和靠密封构件13在设在此一大直径孔部4a端部的小直径的阀套20内气密地滑动的小直径部12b组成。在上述大直径部12a上，在其中央所形成的筒部12c的前端上，对着上述排出阀座16形成开口于上述阀室11内的供给阀座15。此外，在上述大直径部12a与小直径部12b的交界处形成连通到上述输入气口P的空间部14，在兼作流路的此一空间部14的两面上对置形成受压面积不同的大直径部12a一侧的第1受压面17和小直径部12b一侧的第2受压面18，在上述大直径部12a的、面对上述阀室11一侧上形成与上述第1受压面实质上同一面积的第3受压面。
而且上述空间部14靠在上述筒部12c的内部延伸的通孔经由上述供给阀座15连通到上述阀室11，在此一阀室11内，配置着开闭上述供给阀座15和排出阀座16的提动阀芯30。此外，在上述大直径孔部4a的端部安装着用来固定上述阀套20的平板4c，在此一平板4c上，设有用来使上述小直径部12b的背面的室向外部开放的孔。
上述阀座体12靠从上述输入气口P所供给的压缩空气等的流体压力在内孔4内前进后退。也就是说，如图的左半部中所示，如果在供给阀座15被提动阀芯30关闭的状态下，从上述输入气口P供给到空间部14内的流体压力作用于面积大的第1受压面17和面积小的第2受压面，则阀座体12靠基于它们的面积差的流体压力作用力前进到使上述大直径部12a接触于内孔4的台阶部21的位置。此时上述提动阀芯30按行程a打开排出阀座16。此外，如图的右半部中所示，上述供给阀座15打开而来自输入气口P的流体压力在流入阀室11内的状态下，因为此一阀室11内的流体压力也作用于阀座体12的第3受压面19，故此一阀座体12靠与各受压面17～19的总面积差相对应的驱动力，也就是与小直径部12b的直径相对应的大小的驱动力向下推，小直径部12b后退到止动于上述阀套20的位置，此外，提动阀芯30最终打开供给阀座15的行程为c＝a+b。
上述提动阀芯30设在上述供给阀座15与排出阀座16之间，通过向电磁铁部2的通电或其解除来开闭这些阀座15、16。因为靠上述电磁铁部2使该提动阀芯30进行开闭动作，故在该提动阀芯30上设置与覆盖于其外周部的罩件31a成一体的推杆31、31，把这些推杆31、31在跨越排出阀座16的位置上从阀体10引出到电磁铁部2一侧，使其前端接触于覆盖电磁铁部2的衔铁43的帽形件46。
此外，上述供给阀座15设在从阀座体12的中央部向前方伸出的上述筒部12c的前端，在此一筒部12c的周围，滑动自如地配合前端接触于上述提动阀芯30的筒形的弹簧导向套33，在该弹簧导向套33与阀座体12之间设有阀芯弹簧35。再者，在该弹簧导向套33前端与提动阀芯30的接触部上，形成流体可以流通的槽，靠此一槽来确保供给阀座15与输出气口A之间的流路。上述阀芯弹簧35的弹簧力不超过靠上述第1受压面17与第2受压面18的面积差而作用于阀座体12的流体压力作用力。
上述电磁铁部2在卷绕线圈41的线圈架40内固定着固定铁心42，并且滑动自如地嵌入被该固定铁心42所吸引的上述衔铁43，由包围线圈41周围的磁性罩44和磁性板45来形成磁路，在上述衔铁43上，覆盖由合成树脂制成的帽形件46，在此一帽形件46与磁性板45之间压缩设置着复位弹簧47。
具有上述构成的提动式电磁阀100，在未向电磁铁部2通电的状态下，如图1的左半部中所示，提动阀芯30因为受复位弹簧47的加载力经由附在衔铁43上的帽形件46和推杆41的推压，故打开排出阀座16，关闭供给阀座15。因此，输出气口A处于经由排出气口R向大气开放的状态。在此一场合，虽然从输入气口P流入阀座体12的空间部14内的流体压力反向地作用于第1受压面17和第2受压面18，但是由于第1受压面17的面积大于第2受压面18的面积，所以阀座体12靠基于它们的面积差的流体压力作用力前进，在接触于台阶部21的位置上停止。此时的提动阀芯30引起的排出阀座16的打开行程为a。
如果在此一状态下向电磁铁部2通电，则如图1的右半中所示，因为上述衔铁43被吸附于固定铁心42，故提动阀芯30移动行程a而打开供给阀座15，并且关闭排出阀座16。因此，压力流体从上述供给阀座15流入阀室11内并流向输出气口A。然后，此一阀室11内的流体压力还作用于阀座体12的第3受压面19，通过作用于此一第3受压面19和上述第1受压面17的流体压力作用力相抵销，此一阀座体12被作用于第2受压面18的流体压力作用力，换句话说与小直径部12b的直径相对应的大小的驱动力向下推，后退行程b直到小直径部12b止动于上述轴套20的位置。借此供给阀座15靠提动阀芯30最终打开到c＝a+b的大小。
这样一来，由于在上述电磁铁部2中，为要使提动阀芯30打开到c＝a+b的大小，只要把衔铁43按行程a这个小距离吸附到固定铁心上就可以了，所以能够以非常大的吸引力使衔铁43可靠地吸附。或者，可以用小型的电磁铁发生打开阀所需的大吸引力，可以容易地打开供给阀座15。此外，尽管衔铁43的吸附行程a很小，但是因为可以使提动阀芯30打开到c＝a+b的大小，故可以用小行程来切换大流量的流体。
接着，如果解除向电磁铁部2的通电，则衔铁43靠复位弹簧47的加载力来复位，提动阀芯30打开排出阀座16，并且关闭供给阀座15，把输出气口A和阀室11向大气开放。此时上述提动阀芯30移动行程c，排出气口R也一度仅打开行程c。然后，如果阀室11内的流体压力降低，则阀座体12靠基于上述第1受压面17与第2受压面18的面积差的流体压力作用力按行程b向提动阀芯30一侧前进，接触于台阶部21。与此同时提动阀芯30和衔铁43按行程b后退，最终停止于按行程a打开排出阀座16的图1的左半部的位置，占据可以用小行程打开上述排出阀座16的位置。
这样一来如果用上述电磁阀100，则减小电磁铁部2中的衔铁43的行程，尽可能小型、用小电力可以得到大吸引力，同时尽可能开大阀座，可以得到大流量。
图2示出根据本发明的提动式电磁阀的第2实施例，在此一电磁阀200中，配置在供给阀座65与排出阀座66之间的提动阀芯80，靠从电磁铁部2的衔铁93通过上述排出阀座66的内部而延伸的推杆81来推压而开闭。上述推杆81其基端插入设在衔铁93上的凹部93a内，靠偏置弹簧98向提动阀芯80一侧加载，为了限制此一推杆81的行程，把设在该推杆81的外周上的法兰形的突起81a插入覆盖衔铁93的帽形件96的凹部96a内。
此外，替代上述第1实施例中的弹簧导向套33，在上述提动阀芯80上安装在阀室61内滑动的阀芯导向套84，在此一阀芯导向套84与阀座体62之间装有阀芯弹簧85。再者，在该阀芯导向套84的周围设置流体的流通间隙，确保从供给阀座65到输出气口A的流路和从输出气口A到排出阀座66的流路。
进而，在上述阀座体62与平板69之间设有给该阀座体62向排出阀座66一侧加载的辅助弹簧72。此一辅助弹簧72辅助作用于第1受压面67的流体压力作用力把阀座体62推靠于提动阀芯80。此一辅助弹簧72也可以设在上述第1实施例的电磁阀中的阀座体12中。
再者，此一第2实施例中的其他的构成和作用，由于与前述第1实施例的场合没有变化，所以对图中的主要部分赋予与第1实施例同一标号而省略其说明。
如果用以上详细描述的本发明的提动式电磁阀，则可以提供一种减小电磁铁部中的衔铁的行程，可以尽可能小型、用小电力可以得到大吸引力，同时尽可能开大阀座，可以得到大流量的电磁阀。
权利要求
1.一种提动式电磁阀，包括有输入气口、输出气口、和排出气口的阀体；在此一阀体内形成，上述输入气口和排出气口经由与其相对着的供给阀座和排出阀座分别连通，并且上述输出气口在这两个阀座之间的位置处连通的阀室；配置在上述阀室内，开闭上述供给阀座和排出阀座的提动阀芯；以及备有使上述提动阀芯进行开闭动作的衔铁的电磁铁部，上述供给阀座在分隔上述阀室的阀座体上形成，并沿接近和远离上述排出阀座的方向进退自如地设置，上述阀座体具有连接上述输入气口和供给阀座的供给流路，来自上述输入气口的流体压力彼此反向地作用的受压面积不同的第1和第2受压面，以及上述阀室内的流体压力沿与上述第2受压面同一方向作用的第3受压面，并构成为在上述提动阀芯关闭上述供给阀座时，此一阀座体靠基于上述第1和第2受压面的面积差的流体压力作用力沿接近上述排出阀座的方向前进，在上述提动阀芯打开上述供给阀座时，靠基于上述各受压面的面积差的流体压力作用力沿远离上述排出阀座的方向后退。
2.根据权利要求1中所述的提动式电磁阀，其特征在于上述阀座体有大直径部和小直径部，在上述大直径部上形成上述供给阀座，并且形成面向阀室的上述第3受压面，此外，在这些大直径部与小直径部之间形成兼作上述供给流路的一部分的空间部，在面向此一空间部的大直径部一侧的面上形成上述第1受压面，并且在小直径部一侧的面上形成上述第2受压面。
3.根据权利要求2中所述的提动式电磁阀，其特征在于上述阀座体的大直径部经由密封构件滑动自如地配合于在上述阀体内所形成的内孔内，此外阀座体的上述小直径部经由密封构件滑动自如地配合于安装于上述内孔内的小直径的阀套内。
4.根据权利要求1中所述的提动式电磁阀，其特征在于有用来把上述阀座体向上述排出阀座一侧辅助地加载的辅助弹簧。
5.根据权利要求1中所述的提动式电磁阀，其特征在于在上述阀座体中的供给阀座的周围移动自如地设置接触于上述提动阀芯的弹簧导向套，在此一弹簧导向套与阀座体之间夹着设置阀芯弹簧。
6.根据权利要求1中所述的提动式电磁阀，其特征在于在上述提动阀芯上安装通过在上述阀室内滑动而给上述提动阀芯的开闭进行导向的阀芯导向套，在此一阀芯导向套与上述阀座体之间夹着设置阀芯弹簧。
全文摘要
提供一种提动式电磁阀,在具有供给阀座和排出阀座的阀室内,设置靠衔铁的作用来开闭这两个阀座的提动阀芯,上述供给阀座在沿接近和远离上述排出阀座的方向移动自如的阀座体上形成,在此一阀座体上,形成来自上述输入气口的流体压力彼此反向地作用的受压面积不同的第1受压面和第2受压面,以及上述阀室内的流体压力作用的第3受压面,在上述提动阀芯关闭上述供给阀座时,此一阀座体和提动阀芯以及衔铁靠基于上述第1和第2受压面的面积差的流体压力作用力沿接近于上述排出阀座的方向前进,在上述提动阀芯打开上述供给阀座时,此一阀座体靠基于上述各受压面的面积差的流体压力作用力沿远离上述提动阀芯的方向后退。
文档编号F16K11/044GK1360165SQ0113386
公开日2002年7月24日 申请日期2001年12月21日 优先权日2000年12月21日
发明者佐藤秀治, 芳村亲一 申请人:速睦喜股份有限公司