专利名称：电磁阀以及先导式电磁阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及利用柱塞弹簧的作用カ以及与该作用力相对抗的电磁线圈的吸引力来驱动柱塞，使与柱塞连结的阀芯相对于阀座接触离开的电磁阀，详细来说涉及在使阀芯从阀座离开时使阀芯发生突跳动作的电磁阀以及将该电磁阀作为先导阀而配备的先导式电磁阀。
背景技术：
以往，在电磁阀中作为在阀芯从阀座离开时使阀芯及柱塞发生突跳动作的电磁阀存在例如日本特开2001-41340号公报(专利文献I)所公开的电磁阀。该电磁阀通过对电磁线圈的通电来对吸引子励磁并吸引柱塞，使保持在柱塞前端的阀芯从阀座离开而成为开 阀状态。此外，通过切断对电磁线圈的通电，利用柱塞弹簧的弹簧カ向阀座侧驱动柱塞来使阀芯落座于阀座而成为闭阀状态。并且，在闭阀状态下，利用柱塞弹簧的弹簧カ以及作用于阀芯上部的流体的压カ来保持阀芯的落座状态。此外，阀芯以相对于柱塞在移动方向具有微小余量(间隙)的方式被保持，由此，从闭阀状态变为开阀状态时，在对电磁线圈通电后，在阀芯因作用于阀芯上部的流体的压力而处于落座于阀座的状态，首先仅柱塞移动，通过柱塞接近吸引子，在吸引子引起的吸引カ变得足够大的时刻，柱塞与阀芯的下部抵接并拉起阀芯而使其从阀座离开。这样的动作是突跳动作。此外，在电磁阀中，日本特开昭50-91038号公报(专利文献2)公开了以下这样的电磁阀，为了提高闭阀状态时的阀芯与阀座的密封性，而使用向阀芯加力的负荷弹簧的电磁阀。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2001-41340号公报专利文献2 :日本特开昭50-91038号公报在专利文献I的电磁阀中，由于闭阀状态时，柱塞与阀芯接触，柱塞弹簧的作用力通过柱塞作用到阀芯上，所以阀芯与阀座的密封性变得良好。但是，存在柱塞的自重也作用在阀座上，导致阀芯及阀座的变形，耐久性下降的问题。另外，在专利文献2的电磁阀中，负荷弹簧的作用カ总是作用在阀芯上，在闭阀状态时利用负荷弹簧的作用力能够提高阀芯与阀座的密封性。但是，若像该负荷弹簧这样，作用カ总是作用在阀芯上，为了使阀芯从阀座上离开，需要更大的力，存在导致电磁驱动部的大型化的问题。
实用新型内容本实用新型是为了解决上述这样的问题而完成的，其目的在于在电磁阀中，提高阀芯与阀座的密封性，并且保证阀芯及阀座的耐久性，避免电磁驱动部的大型化。[0012]方案一的电磁阀具备与阀座相对并能够沿轴线方向移动地配置的阀芯；通过柱塞弹簧向上述阀座侧加カ并且保持上述阀芯的柱塞；以及沿轴线方向驱动上述柱塞的电磁驱动部，上述阀芯保持在形 成于上述柱塞的导向孔内并相对于该柱塞能够沿轴线方向移动，在沿轴线方向移动上述柱塞的过程中，使该柱塞的阀座侧的卡合部与上述阀芯的被卡合部卡合而使该阀芯从上述阀座离开，上述电磁阀的特征在于，在上述柱塞的中心沿上述轴线方向形成纵孔，并且形成从该纵孔的底部贯通到上述阀芯侧的透孔，在上述纵孔内插入有上述柱塞弹簧，并且在上述透孔内插通有能够从上述纵孔侧突出到上述阀芯侧的传递部，上述阀芯的上述柱塞弹簧侧端部相对于上述柱塞总是处于离开状态，在闭阀状态下，通过上述传递部将上述柱塞弹簧的作用力传递到上述阀芯。方案ニ的先导式电磁阀将方案一所述的电磁阀作为先导阀来配备，并且具备能够沿轴线方向移动地配设在圆柱状的阀室内的活塞阀、以及在上述轴线上与上述活塞阀相对配置的主阀座，方案一的上述阀座是形成于上述活塞阀上的先导阀座，方案一的上述阀芯是与上述先导阀座相对配置在上述阀室内的先导阀芯，上述先导式电磁阀的特征在于，上述阀室内的上述先导阀芯侧的相对于上述活塞阀的背空间通过上述活塞阀的周围与高压的一次侧连通，上述主阀座的主阀ロ与低压的二次侧连通，并构成为上述先导阀芯使上述先导阀座成为关闭状态之后，利用上述背空间的高压使上述活塞阀落座于上述主阀座，使上述先导阀芯从上述先导阀座离开，并通过上述先导阀座的先导ロ使上述背空间与二次侧导通，利用一次侧的高压使上述活塞阀从上述主阀座离开，上述活塞阀落座于上述主阀座之后，在維持上述先导阀芯的上述柱塞弹簧侧端部与上述柱塞的分离状态的状态下，上述柱塞与上述活塞阀抵接。方案三的先导式电磁阀是方案ニ所记载的先导式电磁阀，其特征在于，上述阀室在上述主阀座侧具有供上述活塞阀插入的开ロ部，在上述活塞阀和上述开ロ部的周围具备在上述活塞阀从上述主阀座离开预定距离时所抵接的限位机构。方案四的先导式电磁阀是方案三所记载的先导式电磁阀，其特征在于，壳体通过不锈钢的冲压加工而一体成形，上述壳体具有构成上述限位机构的凸缘部、形成上述阀室并且容纳上述活塞阀的筒状大直径部、以及容纳上述柱塞的筒状小直径部。本实用新型的效果如下。根据方案一的电磁阀，在柱塞的纵孔内插入柱塞弹簧，传递部经由透孔向阀芯侧突出，阀芯的柱塞弹簧侧端部相对于柱塞总是处于离开状态，在闭阀状态下，传递部与阀芯抵接并利用柱塞弹簧的作用力将阀芯向阀座侧按压，所以提高了阀芯与阀座的密封性。此夕卜，变为开阀时，柱塞移动时，传递部与柱塞的透孔的底部在轴线方向上配合，该传递部从阀芯离开，所以柱塞仅移动预定的距离，在柱塞的卡合部与阀芯的被卡合部卡合而使阀芯从阀座离开时(突跳动作时)，柱塞弹簧的作用力不作用在阀芯上，所以无需电磁驱动部的大型化。根据方案ニ的先导式电磁阀，在先导式电磁阀中能够获得与方案一相同的效果。根据方案三的先导式电磁阀，在方案ニ的效果的基础上，活塞阀成为打开状态时，利用限位机构活塞阀可靠地停止，所以能够使先导阀芯不与先导阀座抵接，能够防止先导阀座的劣化。根据方案四的先导式电磁阀，在方案三的效果的基础上，因为壳体由不锈钢板一体成形，所以与通过金属部件的切削等来形成壳体相比，能够实现轻型质化与成本削減。
图I是本实用新型的实施方式的先导式电磁阀的未通电时的纵剖视图。图2是表示实施方式的先导式电磁阀的通电开始时的第一动作的图。图3是表示实施方式的先导式电磁阀的通电开始时的第二动作的图。图4是表示实施方式的先导式电磁阀的开始切断通电时的第一动作的图。图5是表示实施方式的先导式电磁阀的开始切断通电时的第二动作的图。图6是实施方式的先导式电磁阀的圆筒壳体的立体图。图7是本实用新型的实施方式的直动式电磁阀的未通电时的纵剖视图。 图8是表示实施方式的柱塞弹簧与传递部的其他例子的图。图中I-主体部，2-圆筒壳体，3-电磁驱动部，31-吸引子，4-活塞阀，45-先导阀座，45a-先导ロ，5-柱塞，51-导向孔，52-纵孔，53-透孔，54-垫圈(卡合部)，6-先导阀芯，61-针部，6a-阶梯部(被卡合部)，7-传递零件(传递部)，8-柱塞弹簧。
具体实施方式
接着，參照附图，对本实用新型的先导式电磁阀及直动式电磁阀的实施方式进行说明。图I是实施方式的先导式电磁阀的未通电时的纵剖视图，图2是表示通电开始时的第一动作的图，图3是表示通电开始时的第二动作的图，图4是表示开始切断通电时的第一动作的图，图5是表示开始切断通电时的第二动作的图。该实施方式的先导式电磁阀与技术方案ニ对应。另外，该先导式电磁阀在图I的状态下被配置，以下说明中的“上下”的概念与图I图中的上下对应。该实施方式的先导式电磁阀具有将例如制冷剂等流体流入的高压的一次侧接头11与流体流出的二次侧接头12 —体形成的金属制的主体部I ;安装在该主体部I上的圆筒壳体2、以及设置在圆筒壳体2的上部的电磁驱动部3。主体部I上，在一次侧接头11与二次侧接头12之间形成有隔壁13，在隔壁13的上端侧形成有主阀座14。在主阀座14上形成有构成为圆形开ロ的主阀ロ 14a。此外，在主阀座14与圆筒壳体2之间，形成有薄型的圆形空间15，开阀状态时，通过该圆形空间15及主阀ロ 14a来导通一次侧接头11与二次侧接头12。如图6所示，圆筒壳体2构成为以轴线L为旋转中心的筒状旋转体的形状，是将圆圈盘状的凸缘部21、圆筒状的大直径部22以及圆筒状的小直径部23 —体形成得到的圆筒壳体。该圆筒壳体2通过对不锈钢板进行冲压加工而形成。如图I所示，凸缘部21通过O形密封圈16嵌入主体部I的圆形空间15外周的环状的凹部内，并通过与大直径部22的外周嵌合的固定零件17按压凸缘部21，从而圆筒壳体2被安装到主体部I上。在圆筒壳体2的大直径部22内插入有黄铜制的活塞阀4。活塞阀4具有外形为大致圆柱状的活塞部41、以及形成于其下端周围的凸缘部42。此外，在活塞阀4的下端以与主阀座14相対的方式安装有环状的密封部件43，该密封部件43在活塞阀4落座于主阀座14上之时关闭主阀ロ 14a。此外，在活塞部41上形成有上部开ロ的嵌合孔44，该嵌合孔44的中部的侧面构成为研钵状的锥形面44a。在嵌合孔44的底部安装有中心具有先导ロ45a的先导阀座45，先导ロ 45a通过导通路46与二次侧接头12导通。另外，在活塞阀4与圆筒壳体2的大直径部22之间设置有缝隙，一次侧接头11侧的流体通过该缝隙能够流入嵌合孔44。另外，该嵌合孔44及大直径部22的内部空间是相对于活塞阀4的“背空间”。在圆筒壳体2的小直径部23内插入有由磁性体构成的柱塞5。小直径部23发挥柱塞管的作用，柱塞5以在小直径部23及大直径部22内能够沿轴线L方向(上下方向)滑动地方式配设。在柱塞5的轴线L上，形成有从中部朝向下方的圆筒状导向孔51，并且形成有从中部朝向上方的纵孔52。并且，形成有从纵孔52贯通导向孔5的透孔53。该透孔53的直径比纵孔52的直径小。在导向孔51内插入有大致圆柱状的先导阀芯6。先导阀芯6具有下端部为小直径 的针部61，在该针部61的根部具有阶梯部6a，并且在上方具有阶梯部6b。在导向孔51的下端部安装有供针部61插入的环状的垫圈54，先导阀弹簧62压缩并介于该垫圈54与阶梯部6b之间。在透孔53上配设有作为“传递部”的传递零件7。传递零件7具有直径比透孔53的内径略小的圆柱部71、以及直径比纵孔52的内径略小的凸缘部72。并且，构成为在凸缘部72与纵孔52的底部52a抵接的状态下，圆柱部71的下端71A向导向孔51内突出预定量。在纵孔52内配设有柱塞弹簧8，该柱塞弹簧8压缩并介于传递零件7的凸缘部72与电磁驱动部3的吸引子31之间。电磁驱动部3形成于圆筒壳体2的小直径部23,并具备由固定于小直径部23的上端的磁性体构成的吸引子31、配置于小直径部23的外周的电磁线圈32、以及外箱33。电磁线圈32被外箱33罩住，外箱33的上部通过螺钉N与吸引子31螺纹固定。根据以上的结构，在没有对电磁线圈32通电时(未通电时)处于图I及图2(A)的状态。即，没有产生磁力，利用柱塞弹簧8的作用力以及柱塞5的自重，柱塞5处于从吸引子31离开的位置。此时,先导阀芯6的针部61落座于先导阀座45,先导ロ 45a成为闭阀状态。若对电磁线圈32进行通电，则从图I及图2㈧的状态转移到图3(B)的状态。另夕卜，在图2 图5中省略了主要部分以外的符号。首先，如图2(B)所示，磁力通过外箱33传递到吸引子31，柱塞5上升，柱塞5下端的垫圈54与先导阀芯6的阶梯部6a抵接卡合。如图2(C)所示，柱塞5与先导阀芯6保持卡合状态并上升。该垫圈54对应于“卡合部”，阶梯部6a对应于“被卡合部”。柱塞5的上端部5a抵接吸引子31,柱塞5停止,先导阀芯6利用先导阀弹簧62的弹簧カ进ー步上升。这样，在沿轴线L方向移动柱塞5的过程中，使垫圈54 (卡合部)与先导阀芯6的阶梯部6a (被卡合部)卡合，使先导阀芯6从先导阀座45离开的动作是突跳动作。接着，如图3(A)所示，先导阀芯6的上端6A与传递零件7的圆柱部71的下端7IA抵接，先导阀芯6停止。这是因为柱塞弹簧8的弹簧カ设定得比先导阀弹簧62的弹簧力強。由此，先导ロ 45a成为全开状态，活塞阀4的上部的背空间(嵌合孔44内部)的流体流出到二次接头12侧，活塞阀4的上部的压カ下降。由此，如图3(B)所示，利用活塞阀4的上部压カ与下部压カ(一次侧接头11的压力)的压カ差，活塞阀4上升。然后，活塞阀4的凸缘部42与圆筒壳体2的凸缘部21抵接，活塞阀4停止。S卩，这些凸缘部42、21构成限位机构，通过该限位机构，先导阀芯6与先导阀座45不接触，不会产生先导阀座45变形等劣化现象。这样，主阀ロ 14a利用活塞阀4成为全开状态，流体从一次接头11流到二次接头12。接着，若切断对电磁线圈32的通电，则从图4(A)的状态转移到图5(B)的状态。首先，如图4(B)所示，吸引子31的磁力消失，柱塞5因柱塞弹簧8的作用力与自重而下降，先导阀芯6的针部61落座(接触)于活塞阀4的先导阀座45，先导阀ロ 45a成为全闭状态，所以活塞阀4上部的背空间(嵌合孔44内)的压カ增加。接着，如图4(C)所示，在保持先导阀芯6的落座状态下，柱塞5与活塞阀4成为一体井下降。此时，柱塞5与活塞阀4不接触。接着，如图5⑷所示,活塞阀4落座(接触)于主阀座14,活塞阀4停止,如图5(B)所示，柱塞5因自重而平稳地下降。然后，柱塞5的下端部与活塞阀4的锥形面44a抵接，柱塞5停止。这样，柱塞5的自重与下降运动引起的负荷传递到活塞阀4，负荷不会传递到先导阀座45。此时,柱塞5的导向孔51的上端51A与先导阀芯6的上端6A分开,不会出现柱塞5的自重传递到先导阀芯6的情況。此外，传递零件7的凸缘部72从纵孔52的底部 52a离开，柱塞弹簧8的作用力通过传递零件7传递到先导阀芯6。因此，针部61与先导阀座45的密封性变高，能够可靠地保持闭阀状态。以上的实施方式的先导式电磁阀的柱塞5、先导阀芯6、传递零件7以及柱塞弹簧8的结构及作用效果也适用于直动式电磁阀。图7是实施方式的直动式电磁阀的未通电时的纵剖视图，对与图I相同的要素标注相同的符号，省略了详细说明。该实施方式的直动式电磁阀与技术方案一对应。在该直动式电磁阀的主体部10上形成阀室10A,并且安装有一次侧接头101与二次侧接头102。此外，在阀室IOA的底部形成有阀座103，在该阀座103的中心形成有阀ロ 103a。并且，一次侧接头101与阀室IOA连通，二次侧接头102通过阀ロ103a能够与阀室IOA连通。此外，在主体部10上安装有柱塞管20，在该柱塞管20内插入有柱塞5，该柱塞5的导向孔51内插入有阀芯6。另外，虽然该阀芯6不是先导阀芯，但是与上述实施方式为相同的结构，阀芯6、针部61以及阀弹簧62使用与图I相同的符号。阀主体10的阀室IOA的中部的侧面形成为研钵状的锥形面10a，该锥形面IOa相当于上述实施方式的锥形面44a。根据以上的结构，在没有对电磁线圈32通电时(未通电时)，利用柱塞弹簧8的作用力以及柱塞5的自重，柱塞5从吸引子31离开。然后，阀芯6的针部61落座于阀座103，阀ロ 103a成为闭阀状态。若对电磁线圈32通电，则柱塞5上升，柱塞5的下端的垫圈54与阀芯6的阶梯部6a抵接卡合，柱塞5与阀芯6保持卡合状态并上升。然后，柱塞5的上端部5a与吸引子31抵接，柱塞5停止。阀芯6利用阀弹簧62的弹簧カ进ー步上升，阀芯6的上端6A与传递零件7的圆柱部71的下端71A抵接，阀芯6停止。由此，阀ロ 103a成为全开状态，阀室IOA的流体流出到二次接头102侧。接着，若切断对电磁线圈32的通电，则柱塞5因柱塞弹簧8的作用力与自重而下降，阀芯6的针部61落座(接触)于阀座103，阀ロ 103a成为全开状态，并且，柱塞5因自重而稳定地下降。然后，柱塞5的下端部与阀主体10的锥形面IOa抵接，柱塞5停止。在该实施方式中，柱塞5的自重与下降运动引起的负荷传递到阀主体10，而负荷不会传递到阀座103。此时，柱塞5的导向孔51的上端51A与阀芯6的上端6A分离，柱塞5的自重不会传递到阀芯6。此外，传递零件7的凸缘部72从纵孔52的底部52a离开，柱塞弹簧8的作用力通过传递零件7传递到阀芯6。因此，针部61与阀座103的密封性变高，能够可靠地保持闭阀状态。在以上的实施方式中，虽然说明了柱塞弹簧8与作为传递部的传递零件7为不同部件的例子，但是也可以做成例如图8所示柱塞弹簧结构体9。该柱塞弹簧结构体9将大直径弹簧与小直径的弹簧形成为一体，大直径弹簧的部分是柱塞弹簧91，小直径弹簧的部 分与大直径弹簧的端部为传递部92。该柱塞弹簧91发挥与上述实施方式的柱塞弹簧8相同的作用，传递部92发挥与上述实施方式的传递零件7相同的作用。
权利要求1.ー种电磁阀，具备与阀座相对并能够沿轴线方向移动地配置的阀芯；通过柱塞弹簧向上述阀座侧加カ并且保持上述阀芯的柱塞、以及沿轴线方向驱动上述柱塞的电磁驱动部，上述阀芯被保持在形成于上述柱塞的导向孔内并相对于该柱塞能够沿轴线方向移动，在沿轴线方向移动上述柱塞的过程中，使该柱塞的阀座侧的卡合部与上述阀芯的被卡合部卡合而使该阀芯从上述阀座离开，上述电磁阀的特征在干， 在上述柱塞的中心沿上述轴线方向形成纵孔，并且形成从该纵孔的底部贯通到上述阀芯侧的透孔， 在上述纵孔内插入有上述柱塞弹簧，并且在上述透孔内插通有能够从上述纵孔侧突出到上述阀芯侧的传递部， 上述阀芯的上述柱塞弹簧侧端部相对于上述柱塞总是处于离开状态，在闭阀状态下，通过上述传递部将上述柱塞弹簧的作用力传递到上述阀芯。
2.一种先导式电磁阀，将权利要求I所述的电磁阀作为先导阀来配备，并且具备能够沿轴线方向移动地配设在圆柱状阀室内的活塞阀、以及在上述轴线上与上述活塞阀相对配置的主阀座，权利要求I的上述阀座是形成于上述活塞阀上的先导阀座，权利要求I的上述阀芯是与上述先导阀座相对配置在上述阀室内的先导阀芯，上述先导式电磁阀的特征在于， 上述阀室内的上述先导阀芯侧的相对于上述活塞阀的背空间通过上述活塞阀的周围与高压的一次侧连通，上述主阀座的主阀ロ与低压的二次侧连通， 并构成为上述先导阀芯使上述先导阀座成为关闭状态之后，利用上述背空间的高压使上述活塞阀落座于上述主阀座，使上述先导阀芯从上述先导阀座离开并通过上述先导阀座的先导ロ使上述背空间与二次侧导通，利用一次侧的高压使上述活塞阀从上述主阀座离开， 上述活塞阀落座于上述主阀座之后，在維持上述先导阀芯的上述柱塞弹簧侧端部与上述柱塞的分离状态的状态下，上述柱塞与上述活塞阀抵接。
3.根据权利要求2所述的先导式电磁阀，其特征在干， 上述阀室在上述主阀座侧具有供上述活塞阀插通的开ロ部，在上述活塞阀和上述开ロ部的周围具备在上述活塞阀从上述主阀座离开预定距离时所抵接的限位机构。
4.根据权利要求3所述的先导式电磁阀，其特征在干， 壳体通过不锈钢的冲压加工而一体成形，上述壳体具有构成上述限位机构的凸缘部、形成上述阀室并且容纳上述活塞阀的筒状大直径部、以及容纳上述柱塞的筒状小直径部。
专利摘要本实用新型提供一种先导式电磁阀，该先导式电磁阀在移动柱塞(5)的过程中，使柱塞(5)的垫圈(54)与先导阀芯(6)的阶梯部(6a)卡合，进行使先导阀芯(6)从先导阀座(45)离开的突跳动作，并提高先导阀芯(6)与先导阀座(45)的密封性，可靠地保持闭阀状态。在柱塞(5)的导向孔(51)与插入有柱塞弹簧(8)的纵孔(52)之间设置透孔(53)，在柱塞弹簧(8)与先导阀芯(6)之间通过透孔(53)设置传递零件(7)。将柱塞弹簧(8)的弹簧力作为切断对电磁驱动部(3)的通电时的柱塞(5)的恢复用力，并且在先导阀芯(6)落座于先导阀座(45)时，通过传递零件(7)使柱塞弹簧的弹簧力仅仅作用于先导阀芯。
文档编号F16K31/06GK202402759SQ20122000691
公开日2012年8月29日 申请日期2012年1月9日 优先权日2011年1月25日
发明者丸山纪郎, 古牧久司, 吉野谷宽人, 大泽一彦 申请人:株式会社鹭宫制作所