专利名称：自保持型电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及自保持型电磁阀。
背景技术：
例如，在日本特开2002-188743号公报中记载了一种现有的自保持型电磁阀。如 图5所示，上述公报中记载的自保持型电磁阀50具备阀体(vavle body) 510在阀体51的 一个侧面上，以相互隔着预定间隔的方式形成有压力流体供给口 51a、压力流体排出口 51b 以及排气口 51c。阀体51内设置有阀机构60，该阀机构60对各个口 51a 51c之间的连 通状态进行切换。在阀体51的一个端面上一体地连结有阀罩(bonnet) 52，阀罩52形成为有底圆筒 状，并且在阀罩52内嵌入有框架部件53，该框架部件53形成为有底圆筒状、且由磁性体构 成。在框架部件53的内部配设有圆筒状的线圈骨架M，线圈骨架M上缠绕有多圈的线圈 54a0并且，在线圈骨架M内固定安装有固定铁芯55。而且，在框架部件53的内部，比线圈 骨架M靠近阀体51的位置上，嵌入有圆筒状的导向环56，并且在导向环56内插入有可动 铁芯57。在弹簧58的弹簧力的作用下，可动铁芯57被向相对于固定铁芯55离开的方向赋 势。弹簧58的一个端部被可动铁芯57的环状突起57a卡止，并且弹簧58的另一个端部被 导向环56的环状槽卡止。固定铁芯55和可动铁芯57设置在同轴上。并且，在线圈骨架M 和导向环56之间，以围绕固定铁芯55和可动铁芯57的一部分的外周面的方式安装有环状 的永久磁石59。在以上述方式构成的自保持型电磁阀50中，若线圈Ma因通电而被励磁，则该励 磁作用和永久磁石59的吸引力大于弹簧58的弹簧力。因此，可动铁芯57被朝向固定铁芯 55吸引而移动，可动铁芯57与固定铁芯55抵接。若停止向线圈5 通电，则线圈5 的励 磁作用所产生的吸引力消失。但是，由于将可动铁芯57吸向固定铁芯55的永久磁石59的 吸引力大于弹簧58的弹簧力，所以仍保持可动铁芯57被吸附在固定铁芯55上的状态。在自保持型电磁阀50中，以围绕可动铁芯57上与固定铁芯55对置的一侧的一部 分的方式配设永久磁石59。由此，在固定铁芯55与可动铁芯57之间的吸附面的周围配设 有永久磁石59。由于在固定铁芯55与可动铁芯57之间的吸附面的周围配设有永久磁石 59，所以将可动铁芯57吸向固定铁芯55的吸引力增大。但是，可动铁芯57容易被吸附到 永久磁石59的与导向环56对置的端面。S卩，可动铁芯57容易被永久磁石59沿横向吸附。 由此，在自保持型电磁阀50中，需要设置一种机构，尽量缓解永久磁石59将可动铁芯57横 向吸附，而能够使可动铁芯57顺利地朝向固定铁芯55移动。所以导致自保持型电磁阀50 的结构变复杂。于是，为了避免可动铁芯57被永久磁石59沿着横向吸附，考虑过将永久磁石59 配置成相对于可动铁芯57沿着可动铁芯57的移动方向延伸。该情况下，如图5中双点划 线所示，在固定铁芯55的左侧设置永久磁石59。这样配置永久磁石59是因为，为了抑制永久磁石59直接吸附可动铁芯57而对永久磁石59施加的冲击，需要在永久磁石59和可动 铁芯57之间设置固定铁芯55。因此，为了得到可动铁芯57的希望的行程长度，即为了调整 行程，而对固定铁芯55和永久磁石59的位置进行调整的情况下，不得不分别移动固定铁芯 55和永久磁石59。因此，存在行程调整麻烦的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种自保持型电磁阀，该自保持型电磁阀能够使固定铁 芯和永久磁石一体移动，从而能够简单地进行可动铁芯的行程调整，并且能够抑制可动铁 芯被朝向横向吸附。为了实现上述目的，根据本发明的一个方式，提供一种自保持型电磁阀，其具备 缠绕有线圈的圆筒状的线圈骨架；插入到线圈骨架内的固定铁芯；与固定铁芯配置在同轴 上的可动铁芯；以及至少一个永久磁石，在向线圈通电时，该永久磁石将可动铁芯吸附到固 定铁芯上而进行自保持，所述自保持型电磁阀的特征在于，在固定铁芯上沿着轴向形成有 相互对置的一对抵接部，并且两个抵接部通过连结部相互连接，该连结部的截面积小于各 个抵接部的截面积，永久磁石配设在两个抵接部之间。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的自保持型电磁阀的纵剖面图。图2是表示固定铁芯和永久磁石的立体图。图3是表示线圈因通电而被励磁的状态的电磁部的纵剖面图。图4是表示小径部的截面积与吸引力之间的关系的曲线图。图5是表示现有的自保持型电磁阀的纵剖面图。
具体实施例方式下面，依照图1 图4，对本发明的一个实施方式所涉及的自保持型电磁阀(下面 简称为“电磁阀”)进行说明。如图1所示，电磁阀10由主阀部11和电磁部31构成，该主阀部11具有用于对空 气的流路进行切换的阀芯21，该电磁部31用于驱动阀芯21。另外，将图1的右侧定义为电 磁阀10的第1端侧，将图1的左侧定义为电磁阀10的第2端侧。对于构成电磁阀10的各 种部件，也将图1的右侧定位为第1端侧，将图1的左侧定义为第2端侧。首先，说明主阀部11。主阀部11具有非磁性材料制(合成树脂材料制)的长条箱状的主体12。主体12 上形成有贯通孔12a，该贯通孔1 从该主体12的长度方向的第1端延伸到第2端。并且， 在主体12的一个侧面上，从主体12的长度方向的第1端朝向第2端，依次形成有供给口 13、 输出口 14以及排出口 15。各个口 13 15朝向贯通孔12a开口。供给口 13被供给来自正 压供给源(未图示)的正压空气，输出口 14与气缸等气动装置(未图示)连接。并且，在 排出口 15上连接有排气用配管(未图示)。在贯通孔12a的第1端上安装有形成为有底圆筒状的止动体(retainer) 17。由 此，贯通孔12a的第1端被密封。止动体17由底部17a和延伸部17b构成，该底部17a将贯通孔12a的第1端密封，该延伸部17b从底部17a的周缘部成圆筒状延伸。延伸部17b 的前端延伸到输出口 14的向贯通孔12a的开口周围。在延伸部17b上，在与供给口 13重 合的位置上形成有连通孔17c，供给口 13与止动体17的内部空间经由连通孔17c连通。并且，在延伸部17b的前端部上，以包围贯通孔12a的方式形成有供给阀座18。此 外，在主体12上，在输出口 14和排出口 15之间且围绕贯通孔12a的端面上，以与供给阀座 18对置的方式形成有排出阀座19。而且，在供给阀座18和排出阀座19之间、且位于输出 口 14上的空间上划出形成有阀室20。在阀室20内收纳有阀芯21，阀芯21能够分别与供 给阀座18和排出阀座19接触或离开。并且，止动体17的内部空间与阀室20相互连通。阀芯21被嵌入到圆筒状杆22的外周面上，该杆22被插入在贯通孔12a中。由 此，阀芯21被一体地固定在杆22上。在杆22的第1端侧形成有向外侧突出的突出部22a。 杆22的第1端侧的一部分插入到止动体17内，使得突出部2 位于止动体17内。突出部 22a与止动体17的底部17a之间设置有阀复位弹簧23。阀芯21被阀复位弹簧23的弹簧 力朝向从供给阀座18离开的方向赋势。接着，若阀芯21被阀复位弹簧23的弹簧力赋势而朝向从供给阀座18离开的方向 移动，则阀芯21就座在排出阀座19上。由此，供给口 13与输出口 14经由连通孔17c、止动 体17的内部空间以及阀室20相互连通，从输出口 14向气动装置供给正压空气。并且，若 阀芯21抵抗阀复位弹簧23的弹簧力而朝向从排出阀座19离开的方向移动，则阀芯21就 座在供给阀座18上。由此，输出口 14与排出口 15经由阀室20和贯通孔1 相互连通，从 气动装置排向输出口 14的空气从排出口 15排出。接着，说明电磁部31。电磁部31具有由磁性材料形成的圆筒状的磁盖32。磁盖32的第1端与主体12 的第2端接合。并且，在磁盖32的第2端上形成有插入孔32a。在磁盖32的内侧上配设有 圆筒状的线圈骨架33。在该线圈骨架33上缠绕有多圈的线圈33a。在磁盖32的内部且比线圈骨架33靠近主体12的位置上设置有导向环34。线圈 骨架33和导向环34被夹持在磁盖32的第2端侧的内表面与主体12的第2端面之间。导 向环34和线圈骨架33内插入有大致圆柱状的可动铁芯35，该可动铁芯35由磁性体构成。 可动铁芯35的第1端部以进入到贯通孔12a的第2端部内的方式延伸。可动铁芯35的第 1端面与杆22的第2端面抵接。并且，在可动铁芯35的第1端上形成有向外侧突出的凸缘 35a,导向环34与凸缘3 之间设置有铁芯复位弹簧36。可动铁芯35被铁芯复位弹簧36 的弹簧力朝向按压杆22的方向赋势。并且，在线圈骨架33内设置有大致圆柱状的固定铁芯41，该固定铁芯41由磁性 体构成。固定铁芯41的一个端面、即第1端面为磁极面，该磁极面配置成与可动铁芯35的 另一端面、即第2端面对置。由此，可动铁芯35与固定铁芯41配设在同轴上。如图1和图 2所示，在固定铁芯41的轴向的第2端附近形成有作为连结部的小径部42，该小径部42的 直径比固定铁芯41的轴向的两端部的直径小。小径部42形成为截面呈圆形状，并且沿着 固定铁芯41的轴向以相同的直径延伸。并且，在固定铁芯41上沿着轴向形成有相互对置的一对第1抵接部41a和第2抵 接部41c。第1抵接部41a为圆柱状，配置于固定铁芯41的第1端侧。第1抵接部41a形 成为直径比小径部42大。此外，在固定铁芯41的另一端、即第2端上形成有向外侧突出的圆板状的凸缘部41b。凸缘部41b形成为直径比小径部42和第1抵接部41a大。并且，第 2抵接部41c形成于凸缘部41b和小径部42之间，第2抵接部41c的直径比小径部42大且 比凸缘部41b小。第1抵接部41a和第2抵接部41c通过小径部42相互连结。固定铁芯 41的第1抵接部41a、小径部42以及第2抵接部41c插入在线圈骨架33内。并且，在线圈 骨架33的第2端侧上的内周部和凸缘部41b之间设置有作为微调整单元的0形密封圈46。在固定铁芯41的轴向的第2端附近，被第1抵接部41a、小径部42以及第2抵接 部41c包围的位置上形成有凹部43。凹部43形成为沿着固定铁芯41的圆周方向的整个外 周面凹陷。在固定铁芯41的凹部43内配设有一对半圆筒状的永久磁石45。各个永久磁石 45的内周面的圆弧半径比小径部42的半径稍大。因此，当在凹部43内配设了永久磁石45 时，各个永久磁石45的内周面沿着小径部42的外周面。并且，在将两个永久磁石45配设 到凹部43内而组合成圆筒状的状态下，由两个永久磁石45构成的圆筒的外径比线圈骨架 33的内径小。而且，两个永久磁石45以围绕小径部42的方式设置在凹部43内。各个永久磁石 45在长度方向上的长度设定成，比固定铁芯41的凹部43在轴向上的长度稍小，即比第1抵 接部41a和第2抵接部41c的对置面之间的长度稍小。各个永久磁石45以如下方式配设 在凹部43内，即，使得各个永久磁石45在长度方向上的两端面和与各个端面对置的第1抵 接部41a以及第2抵接部41c之间不形成缝隙。在凹部43内配设了永久磁石45的状态下，固定铁芯41的位置能够在线圈骨架33 内进行调整，使得可动铁芯35的行程长度达到期望的行程长度。此时，若使固定铁芯41向 压入到线圈骨架33内的方向移动，则永久磁石45与第2抵接部41c抵接，永久磁石45与 固定铁芯41 一起被线圈骨架33的内周面沿着固定铁芯41的轴向导向而移动。相对于此， 若使固定铁芯41朝向从线圈骨架33拔出的方向移动，则永久磁石45与第1抵接部41a抵 接，永久磁石45与固定铁芯41 一起被线圈骨架33的内周面沿着固定铁芯41的轴向导向 而移动。而且，若固定铁芯41朝向可动铁芯35移动，则通过0形密封圈46的弹力而产生 将固定铁芯41押回的反弹力。利用该0形密封圈46的反弹力，对固定铁芯41的位置进行 微调整。然后，通过激光焊接，使插入孔32a与凸缘部41b之间的边界接合。由此，固定铁 芯41被固定在磁盖32上，并且固定铁芯41被保持在线圈骨架33内。其结果，永久磁石45 配置成相对于可动铁芯35沿着可动铁芯35的移动方向延伸。在以上述方式构成的电磁阀10中，当线圈33a因通电而被励磁时，如图3所示，在 线圈33a的周围形成通过固定铁芯41、导向环34以及磁盖32的磁回路L (图3所示的双点 划线)。而且，线圈33a的励磁作用和永久磁石45的吸引力大于铁芯复位弹簧36的弹簧 力，使得可动铁芯35被吸向固定铁芯41而移动。由此，变成可动铁芯35与固定铁芯41抵 接的状态。这样的话，阀芯21因阀复位弹簧23的弹簧力而朝向从供给阀座18离开的方向 移动，就座在排出阀座19上。由此，供给口 13与输出口 14相互连通。在此，可动铁芯35被吸向固定铁芯41而移动，可动铁芯35与固定铁芯41抵接， 从而会给固定铁芯41带来冲击，而给固定铁芯41带来的冲击会传递给永久磁石45。但是， 在本实施方式中，由于在固定铁芯41上设置有小径部42，所以要传递给永久磁石45的冲击 被传递给小径部42，进一步从小径部42向凸缘部41b和磁盖32分散。因此，能够缓解从固定铁芯41传递给永久磁石45的冲击。若停止向线圈33a通电，则线圈33a的励磁作用所产生的吸引力消失。但是，此时， 由于永久磁石45以夹持小径部42的方式配设，所以两个永久磁石45产生的磁力线的一部 分通过小径部42而使其达到磁饱和。因此，由通过小径部42的磁力线以外的磁力线来维 持磁回路L，通过该磁回路L来保持可动铁芯35吸附在固定铁芯41上的状态。如图4的曲线图所示，小径部42的截面积越小，小径部42越容易因永久磁石45 的磁力线而达到磁饱和，所以磁回路L的磁力线密度增大，将可动铁芯35吸向固定铁芯41 的吸引力增大。即，本实施方式的小径部42的直径设定成能够实现如下作用的尺寸，S卩，使 得小径部42因永久磁石45的磁力线而达到饱和，且能够维持磁回路L，并且小径部42能够 充分地抵御可动铁芯35与固定铁芯41抵接时的冲击。接着，若使线圈33a中通电的电流的极性反转，则从线圈33a产生的磁力线向抵消 磁回路L的方向作用，使得将可动铁芯35吸向固定铁芯41的吸引力减小。这样的话，通过 铁芯复位弹簧36的弹簧力，使得可动铁芯35要回到原来的位置。因此，可动铁芯35按压 杆22的按压力抵抗阀复位弹簧23的弹簧力，从而杆22被可动铁芯35按压，阀芯21向从 排出阀座19离开的方向移动。接着，阀芯21就座在供给阀座18上，输出口 14与排出口 15 相互连通。在上述实施方式中，能够得到如下的效果。(1)在固定铁芯41的轴向的两侧上形成有第1抵接部41a和第2抵接部41c，并 且第1抵接部41a和第2抵接部41c通过小径部42相互连结。而且，在固定铁芯41上，在 第1抵接部41a与第2抵接部41c之间形成有凹部43，并且在凹部43内配设有一对永久磁 石45。由此，在凹部43内配设了永久磁石45的状态下，将固定铁芯41插入到线圈骨架33 内，从而将永久磁石45配设成相对于可动铁芯35沿着可动铁芯35的移动方向延伸。因此， 能够抑制可动铁芯35被吸向横向或半径方向。此外，若使固定铁芯41在线圈骨架33内移 动，则永久磁石45与第1抵接部41a或第2抵接部41c抵接，与固定铁芯41 一起移动。由 此，当为了调整可动铁芯35的行程，而对固定铁芯41在线圈骨架33内的位置进行调整时， 能够使固定铁芯41和永久磁石45 —体地移动，能够简单地进行可动铁芯35的行程调整。 并且，在未对线圈33a进行通电的状态下，从永久磁石45产生的磁力线的一部分通过小径 部42，从而使得小径部42达到磁饱和。而且，由通过小径部42的磁力线以外的磁力线来维 持磁回路L。由此，即使为了使固定铁芯41和永久磁石45能够一体地移动而形成了小径部 42，也能够在可动铁芯35和固定铁芯41之间形成磁回路L。因此，不会给用于保持将可动 铁芯35吸附到固定铁芯41上的状态的磁回路L带来不良影响。(2)永久磁石45以围绕小径部42的方式配设。由此，与不围绕小径部42而沿着 小径部42的周围局部地配置永久磁石45的情况相比，能够有效地使小径部42达到磁饱 和，并能够增大磁回路L的磁力线密度。(3)各个永久磁石45为半圆筒状，并且两个永久磁石45配设在凹部43内。由此， 例如，与将分割成三个以上的永久磁石配设在凹部43内的情况相比，能够仅将两个永久磁 石45配设到凹部43内而组合成圆筒状。其结果，容易以围绕小径部42的方式配设永久磁 石45。(4)小径部42的直径设定成能够实现如下作用的直径，即，小径部42能够借助永久磁石45的磁力线而饱和，并且小径部42能够抵抗可动铁芯35被固定铁芯41吸引而与 固定铁芯41抵接时的冲击。由此，在小径部42上，能够产生将可动铁芯35吸向固定铁芯 41的吸引力，并且通过小径部42来缓解传递给永久磁石45的冲击。(5)永久磁石45配设在固定铁芯41的凹部43内，从而与固定铁芯41设置成一 体。由此，当组装电磁阀10时，能够将固定铁芯41和永久磁石45作为一个部件来使用，与 将固定铁芯分割成两部分、并在两个固定铁芯之间夹持永久磁石的方式进行组装的情况相 比，能够容易地进行电磁阀10的组装作业。(6)在以上述方式构成的电磁阀10中，能够利用0形密封圈46的弹力来对固定铁 芯41在线圈骨架33内的位置进行微调整。由此，能够对固定铁芯41在线圈骨架33内的 位置进行微调整，能够更加准确地得到可动铁芯35的期望的行程长度。另外，上述实施方式可以进行如下变更。〇各个永久磁石45为半圆筒状，且两个永久磁石45配设在凹部43内。但不限于 此，例如，也可以将三个以上的永久磁石配设在小径部42的周围。〇永久磁石45以围绕小径部42的方式配设。但不限于此，例如，也可以不围绕小 径部42，而在小径部42的周围局部地配置永久磁石45。〇第1抵接部41a和第2抵接部41c通过截面呈圆形状的小径部42相互连结，但 不限于此，例如，也可以通过截面呈矩形的连结部将第1抵接部41a和第2抵接部41c相互连结。〇各个永久磁石45在长度方向的两端面和与各个端面对置的第1抵接部41a以 及第2抵接部41c之间也可以形成有缝隙。由此，与未形成这些缝隙的情况相比，容易进行 在凹部43上配设永久磁石45的作业、以及从凹部43卸下永久磁石45的作业。〇也可以不在固定铁芯41的第2端上设置凸缘部41b，仅设置第2抵接部41c，将 第2抵接部41c和插入孔3 之间的边界焊接。即，固定铁芯41的两端也可以形成为相同 的直径。〇在线圈骨架33的第2端侧的内周部与凸缘部41b之间设置有作为微调整单元 的0形密封圈46。但不限于此，还可以设置例如弹簧板或海绵等弹性体。〇利用线圈骨架33的第2端侧的内周部与凸缘部41b之间的0形密封圈46的弹 力，使该0形密封圈46起到微调整单元的作用。但不限于此，微调整单元也可以采用其他 结构来实现。例如，在插入孔3 上形成母螺纹，并在凸缘部41b的内周面上形成公螺纹。 接着，通过将凸缘部41b螺合安装到插入孔3 上，进行前进或后退，也能够对固定铁芯41 的位置在线圈骨架33内进行微调整。该情况下，由形成于插入孔3 上的母螺纹和形成于 凸缘部41b上的公螺纹来构成微调整单元。〇也可以省略线圈骨架33的第2端侧上的内周部与凸缘部41b之间的0形密封 圈46。
权利要求
1.一种自保持型电磁阀，其具备缠绕有线圈的圆筒状的线圈骨架；插入到所述线圈骨架内的固定铁芯；与所述固定铁芯配置在同轴上的可动铁芯；以及至少一个永久磁石，在向所述线圈通电时，该永久磁石将所述可动铁芯吸附到所述固 定铁芯上而进行自保持，所述自保持型电磁阀的特征在于，在所述固定铁芯上沿着轴向形成有相互对置的一对抵接部，并且两个抵接部通过连结 部相互连接，该连结部的截面积小于各个抵接部的截面积，所述至少一个永久磁石配设在 所述两个抵接部之间。
2.根据权利要求1所述的自保持型电磁阀，其特征在于，所述至少一个永久磁石以围 绕所述连结部的方式配置在所述两个抵接部之间。
3.根据权利要求1所述的自保持型电磁阀，其特征在于，所述连结部由小径部构成，该 小径部的直径比所述各个抵接部的直径小。
4.根据权利要求3所述的自保持型电磁阀，其特征在于，所述至少一个永久磁石由一 对半圆筒状的永久磁石构成。
5.根据权利要求1 权利要求4的任意一项所述的自保持型电磁阀，其特征在于，所述 自保持型电磁阀还具备微调整单元，该微调整单元可以对所述固定铁芯的位置在所述线圈 骨架内进行微调整。
6.根据权利要求5所述的自保持型电磁阀，其特征在于，所述固定铁芯的一个端面为 与所述可动铁芯对置的磁极面，在所述固定铁芯的另一端上形成有向外侧突出的凸缘部， 在所述凸缘部和所述线圈骨架之间设置有所述微调整单元。
7.根据权利要求1 权利要求4的任意一项所述的自保持型电磁阀，其特征在于，在所 述至少一个永久磁石与所述两个抵接部之间分别设置有缝隙。
全文摘要
本发明提供一种自保持型电磁阀。在固定铁芯(41)上沿着轴向形成有对置的一对第1抵接部(41a)和第2抵接部(41c)。第1抵接部(41a)和第2抵接部(41c)通过小径部(42)相互连结。在固定铁芯(41)上，在第1抵接部(41a)与第2抵接部(41c)之间形成有凹部(43)，并且在凹部(43)内设置有两个永久磁石45。在未对线圈(33a)进行通电的状态下，使从永久磁石(45)产生的磁力线的一部分通过小径部(42)，从而使得小径部(42)磁饱和，由通过小径部(42)的磁力线以外的磁力线维持磁回路。
文档编号F16K31/06GK102128299SQ20101061957
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月25日
发明者多田昌弘, 菊池宏 申请人:喜开理株式会社