专利名称：三通电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及由电磁装置驱动而使球产生位移，从而转换流路的三通电磁阀。
图14是在日本专利公报特开平8-105563号中公开的以前的常闭型三向电磁阀的断面图。图中，在用树脂模压制品构成的线圈架1上，设置着输入口2、输出口3、排出口4及连通这些孔口2～4并沿轴向延伸的流体通路1A。另外，构成磁路的板5及端子6、7被嵌入成形于线圈架1中。在线圈架1的外周面上设置着线圈卷绕部1a及○形环槽1b、1c。
线圈8固定在线圈卷绕部1a上，防止流体泄漏的○圈9，10分别安装在○圈槽1b、1c中。线圈8的卷绕开始侧被卷绕在端子6上。线圈8的卷绕终了侧被卷绕到端子7上。
在流体通路1A内分别设置有锥形的排出侧阀座1d及输入侧阀座1e。在流体通路1A的输入口2侧的端部插入接触或离开输入侧阀座1e的起密封作用的球11。另外，在输入口2内插入用来防止球脱落的止动器12，其由热敛缝部1f固定。
磁性体制的柱塞13可沿轴向自由滑动地插入线圈架1内。图15是图14中柱塞13的断面图。在柱塞13上设置着用来推压球11的推杆13a和接触或离开排出侧阀座1d的柱塞支座部13b。
安装着线圈架1的线圈8的部分由圆筒状的外壳14围绕。用于将外壳14接地的凸缘15焊接在外壳14上。端子7的端部焊接在外壳14上。磁性体制的轴套16不与柱塞13接触地插入在线圈架1的后端部上。通过磁性体制的支持器17、轴承16磁性地连接到外壳14上。通过非磁性材料制的板18将轴套16及支持器17相对于线圈架1固定着。另外，由盖19抵抗外力而保护端子6。
下面，就上述结构的动作进行说明。当线圈8处于非励磁状态的设通电时，通过作用在输入口2上的流体压力将球11压紧在输入侧阀座1e上，切断从输入口2的流体流动。此时，靠球11提升柱塞13，柱塞支座部13b从排出侧阀座1d离开，从而将输出口3和排出口4连通。
当线圈8励磁时，磁力在由外壳14、板5、柱塞13、轴套16及支持器17构成的磁路中流动，柱塞13被板5吸引，靠该吸引力使柱塞13克服作用在球11上的流体压力向板5侧移动。由此，柱塞支座部13b被推压到排出侧阀座1d上，切断流向排出口4的流体，同时靠推杆13a的推压，将球11从输入侧阀座1e离开，从而连通输入口2和输出口3。
图16是表示以前的常开型三通电磁阀一个实施例的断面图。图中，在用树脂模压制品构成的线圈架21上、设置着输入口22、输出口23、排出口24及连通这些口22～24并沿轴向延伸的流体通路21A。另外，构成磁力通路的轭铁25及端子26、27被嵌入成形于线圈架21中。轭铁25由圆板状的铁板拉深加工成带缘圆筒状。在线圈架21的外周上设置有线圈卷绕部21a及密封○圈槽21b、21c。
线圈28固定在线圈卷绕部21a上，防止流体泄漏的○圈29，30分别安装在○圈槽21b、21c上。线圈28的卷绕开始侧被卷绕到端子26上。线圈28的卷绕终了侧被卷绕到端子27上。
在流体通路21A上分别设置着锥状的排出侧阀座21d和输入侧阀座21e。能与输入侧阀座21e离合的起密封作用的球31被插入在流体通路21A的输入口22侧的端部上。另外，在输入口22内插入用来防止球31脱落的止动器32，其由热敛缝部21f固定。
磁性体制的柱塞33可沿轴向自由滑动地插入在线圈架21内。图17是图16中的柱塞33的断面图。在柱塞33上设有用来推压球31的推杆33a、能与排出侧阀座21d离合的柱塞支座部33b、将流体流动改向图的下方的凸缘33c。
安装着线圈架21的线圈28的部分由圆筒状外壳34围绕。将外壳34接地用的凸缘35焊接在外壳34上。端子27焊接在外壳34上。具有通孔36a的磁性体制的磁心36被压入线圈架21的后端部内。在线圈架21内的磁心36和柱塞33之间设置着将柱塞33弹向球31侧的弹簧37。板38被固定在外壳34的后端部上。另外，由盖39抵抗外力而保护端子26。
下面，对上述结构的动作进行说明。当线圈28处于非励磁状态的没通电时，靠弹簧37的弹力，使柱塞33向球31侧移动，将柱塞支座部33b压紧在排出侧阀座21d上，同时，由于推杆33a的推压，使球31从输入侧阀座21e离开，从而将输入口22和输出口23连通。
并且，当线圈28励磁时，磁力在由轭铁25、柱塞33、磁心36、板38及外壳34构成的磁路中流动，柱塞33被磁心36吸收，靠该吸收力，柱塞33克服弹簧37作用而向磁心36侧移动。由此，柱塞支座部33b从排出侧阀座21d离开，同时球31压紧在输入侧阀座21e上，将输出口23和排出口24连通。
在上述结构的常闭型及常开型三通电磁阀中，由于推杆13a、33a及球11，21配置在流体通路1A，21A内，使流体通路1A，21A的横截面积变小。因此，作为流体，例如在使用油的场合下，由于低温时油的粘性变大，当流体通路1A，21A的横截面积变小时，油就变得很难流动。
与此相对，在以前的电磁阀中，例如，如图18及图19所示，通过相对于球11，31的外径将线圈架1，21的内径增大，使流体通路1A，21A的横截面积变大，因而在推杆13a、33a推压球11，31时，推杆13a、33a在线圈架1，21的径向摆动，动作变得不稳定。
例如，图20是表示常闭型三通电磁阀不通电时的柱塞13与球11之间关系的示意图，图21是表示图20中球的位置的正视图。另外图22是表示图20通电开始时状态的一个实施例的示意图，图23是表示图20通电开始时状态的另一实施例的示意图，图24是表示图22和图23中球11的位置的正视图，图25是表示图20中的柱塞13动作完了时状态的示意图。这样，就存在从图20的状态经图22的状态到图25的状态的场合和经图23的状态到图25的状态的场合。
在图23的状态下，由于推杆13a的前端部提高到球11上，柱塞13以较大的倾斜度压紧线圈架1的内壁面的同时进行移动。因而，与图22的状态相比，在图23的状态下柱塞13更难以移动，动作电流变大。这样，由于柱塞13动作不稳定，动作电流、动作电压就会产生波动。
本发明是把解决上述问题作为课题，其目的是提供一种能确保流体流量，而且能使柱塞的动作稳定、稳定动作电流和动作电压的三通电磁阀。
为了达到上述目的而作出的权利要求1所述发明的三通电磁阀包括线圈架，其具有第1至第3孔口、连通这些开孔口之间的流体通路、设置在该流体通路内的第1及第2孔口之间的第1阀座、设置在流体通路内的第2及第3孔口之间的第2阀座和设置在流体通路的第1孔口侧端部的球容纳部；可往复移动地容纳在容纳部内，并能与第1阀座离合的球；安装在线圈架上的线圈；以及插入到流体通路内的，而且具有与球接触的推杆、能与第2阀座离合的柱塞支座部，并随着线圈的励磁状态而往复移动的柱塞；在柱塞的第2及第3孔口之间的流体通路部分上设置着比柱塞支座部的直径还小的小直径部。
权利要求2所述发明的三通电磁阀是在第2孔口和第3孔口之间的流体通路壁面及柱塞的外周面中任一方上，以周向相互间隔的方式设置与柱塞的动作方向平行地延伸并朝径向突出的多个柱塞导向件。
权利要求3所述发明的三通电磁阀是使用了具有形成柱塞支座部及小直径部的树脂制柱塞本体和嵌入成形在该柱塞本体内的推杆的柱塞。
权利要求4所述发明的三通电磁阀是推杆的外周部经防止从柱塞本体脱出的加工。
权利要求5所述发明的三通电磁阀包括线圈架，其具有第1至第3孔口、连通这些孔口之间的流体通路、设置在该流体通路内的第1及第2孔口之间的第1阀座，设置在流体通路内的第2及第3孔口之间的第2阀座和设置在流体通路的第1孔口侧端部的球容纳部；可往复移动地容纳在球容纳部内并能与第1阀座离合的球；安装在线圈架上的线圈；以及插入到流体通路内的，而且具有与球接触的推杆，能与第2阀座离合的柱塞支座部，并随着线圈的励磁状态而往复移动的柱塞；在球容纳部的内壁面上，以周向相互间隔的方式，设置与柱塞动作方向平行地延伸，并向内径侧突出的多个球导向件。
图1是本发明实施例1的常闭型三通电磁阀的断面图。
图2是图1中的线圈架前端部的放大断面图。
图3是沿图2中III-III线的断面图。
图4是示意性地表示图1中不通电时的柱塞与球之间关系的说明图。
图5是表示图4通电开始时的状态的说明图。
图6是表示图4中的柱塞动作完了时状态的说明图。
图7是表示图1中三通电磁阀变形例的主要部分的断面图。
图8是沿图7中的VIII-VIII线的断面图。
图9是表示图1中三通电磁阀另一个变形例的主要部分的断面图。
图10是沿图9中X-X线的断面图。
图11是本发明实施例2的常开型三通电磁阀的断面图。
图12是图11中的线圈架前端部的放大断面图。
图13是沿图12中XIII-XIII线的断面图。
图14是表示以前的常闭型三通电磁阀的一个实例的断面图。
图15是图14中的柱塞的断面图。
图16是表示以前的常开型三通电磁阀的一个实例的断面图。
图17是图16中的柱塞的断面图。
图18是图14和图16中的线圈架前端部的放大断面图。
图19是沿图18中XIX-XIX线断面图。
图20是示意性地表示常闭型三通电磁阀不通电时的柱塞与球之间关系的说明图。
图21是表示图20中球的位置的正视图。
图22是表示图20通电开始时状态的一个实例的说明图。
图23是表示图20通电开始时状态的另一实例的说明图。
图24是表示图22和图23中球的位置的正视图。
图25是表示图20中柱塞动作完了时状态的说明图。
下面参照着附图来说明本发明的实施例。
实施例1图1是本发明实施例1的常闭型三通电磁阀的断面图。图中，在用树脂模压制品构成的线圈架41上设置着作为第1孔口的输入口42、作为第2孔口的输出口43、作为第3孔口的排出口44及连通这些孔口42～44并沿轴向延伸的流体通路41A。另外，构成磁路的板45及端子46，47被嵌入成形于线圈架41上。
在线圈架41的外周面上设置着线圈卷绕部41a及○圈槽41b，41c。将线圈48固定在线圈卷绕部41a上，防止流体泄漏用的○圈49，50分别安装在○圈槽41b，41c上。线圈48的卷绕开始侧被卷绕到端子46上，线圈48的卷绕终了侧被卷绕到端子47上。
作为第二阀座的排出侧阀座41d及作为第1阀座的输入侧阀座41e分别设置在流体通路41A上。在流体通路41A的输入口42侧的端部设置着球容纳部41f。能与输入侧阀座41e离合的起密封作用的球51被装入在这球容纳部41f内。另外，在输入口42内插入用来防止球51脱落的止动器52，其由热敛缝部41g固定。
柱塞53可沿轴向自由滑动地插入在线圈架41内。另外，柱塞53的前端部插入在流体通路41A内。柱塞53具有树脂制的柱塞本体54、固定在该柱塞本体54外周部并构成磁路的作为磁性体的圆筒形构件55、沿柱塞本体54的轴线嵌入成形的金属制推杆56。
在柱塞本体54内形成用来使输出口43和排出口44之间流体通路41A横截面积变大的小直径部54a、以及能与排出阀阀座41d离合的柱塞支座部54b。在推杆56上经防止脱出的滚花加工。作为防止推杆56脱出的机构，也可以在推杆56上设置台阶。
安装着线圈架41的线圈48的部分由圆筒状的外壳57包围。端子47的端部焊接在外壳57上。磁性材料制的套筒58与柱塞53不接触地插入到线圈架41的后端部上。通过磁性材料制的板59，套筒58磁性地连接到外壳57上。端子46由安装在线圈架41及板59上的盖60保护着。
图2是图1中线圈架41前端部的放大断面图，图3是沿图2中III-III线的断面图。在球容纳部41f的内壁面上设置着沿柱塞53的动作方向(图2的左右方向)平行延伸且向内径侧突出的多个球导向件41h，它们沿周向以相等的间隔隔开的。在球导向件41h和球51之间存在允许球51移动的适当间隙。
下面，就上述结构的动作进行说明。当线圈48处于非励磁状态的没通电时，通过作用在输入口42上的流体压力将球51压紧到输入侧阀座41e上，切断从输入口42的流体流动。此时，靠球51提升柱塞53，柱塞支座部54b从排出侧阀座51d离开，从而连通输入口43和排出口44。
当线圈48励磁时，磁力在由外壳57、板45、柱塞53的圆筒构件55、套筒58及板59构成的磁路中流动，柱塞53被板45吸引。靠该吸收力，柱塞53克服作用在球51上的流体压力向板45侧移动，由此，柱塞支座部54b被推压至排出侧阀座41d处，切断流向排出口44的流体，同时，靠推杆56的推压，球51从输入侧阀座41e离开，从而连通输入口42和输出口43。
这样，随着柱塞54的动作，球51在球容纳部41f内沿柱塞54的轴向往复移动。此时，为了确保流量，使作为流体通路41A一部分的球容纳部41f的直径相对于球51的直径变得十分大。但是，通过多个球导向件41h的引导，球51沿同一轨道往复移动。
图4是表示图1中不通电时的柱塞53和球51之间关系的示意图，图5是表示图4通电开始状态的示意图，图6是表示图4中柱塞53动作完了时状态的示意图。并且，在图4～图6中球51的位置与图21相同。这样，由于球51在球导向件41h的引导下移动，因而柱塞53的动作稳定，动作电压及动作电流也稳定。
另外，由于在柱塞本体54上设置着用来使输出口43和排出口44之间流体通路41A的横截面积变大的小直径部54a，因而在使用那些低温时粘性变大的油等流体的场合下，也能确保低温时的流量，确保油压回路的反应性。
另外，在上述实例中，由于在柱塞本体54上设置小直径部54a，因而流体通路41A的横截面积变大，但输出口43和排出口44之间流体通路41A的构造也可以做成与球容纳部41f相同的。即如图7和图8所示，在输出口43和排出口44之间的柱塞本体54的外周面上也可以设置向外径侧突出的多个柱塞导向件54c。
另外，如图9及图10所示，也可以在输出口43和排出口44之间的流体通路41A的壁面上设置多个柱塞导向件41B，它们是与柱塞53的动作方向平行地延伸，向内径侧突出，并在周向相互间隔地布置的。
实施例2图11是根据本发明实施例2的常闭型三通电磁阀的断面图。图中，在用树脂模压制品构成的线圈架61上设置着作为第1孔口的输入口62、作为第2孔口的输出口63、作为第3孔口的排出口64及连通这些孔口62～64并沿轴向延伸的流体通路61A。另外，构成磁路的轭铁65及端子66、67被嵌入成形于线圈架61中。轭铁65是用圆板状的铁板经拉深加工成带突缘的圆筒状。在线圈架61的外周面上设置有线圈卷绕部61a及○圈槽61b、61c。
线圈68固定在线圈卷绕部61a上，防止流体泄漏的○圈69、70分别安装在○圈槽61b、61c。线圈68的卷绕开始侧被卷绕到端子66上，线圈68的卷绕终了侧被卷绕到端子67上。
作为第2阀座的排出侧阀座61d和作为第1阀座的输入侧阀座61e分别设置在流体通路61A上。球容纳部61f设置在流体通路61A的输入口62侧的端部。能与输入侧阀座61e离合的起密封作用的球71被装入该球容纳部61f内。另外，在输入口62内插入用来防止球71脱落的止动器72，其由热敛缝部61g固定。
柱塞73可沿轴向自由滑动地插入线圈架61内，该柱塞73具有树脂制的柱塞本体74和被嵌入该柱塞本体74里成形的磁性体制的推杆75。在柱塞本体74内形成用来使输出口63和排出口64之间流体通路61A横截面积变大的小直径部74a以及能与排出侧阀座61d离合的柱塞支座部74b，推杆也能使用与上述实例例1相同的支杆。
安装着线圈架61的线圈68的部分由圆筒状的外壳74外围。端子67焊接在外壳74上。具有通孔76a的磁性体制的磁心76被压入在线圈架61的后端部上。在线圈架61内的磁心76和柱塞73之间设置着将柱塞74弹向球71侧的弹簧77。板78被固定在外壳74的后端部，由盖79抵抗外力而保护端子66。
图12是图11中的线圈架前端部的放大断面图，图13是沿图12中XIII-XIII线的断面图。在球容纳部61f的内壁面上设置与柱塞73的动作方向(图12的左右方向)平行地延伸且向内径侧突出的多个球导向件61h，它们是沿周向以互相相等的间隔布置的。在球导向件61h和球71之间存在允许球71移动的适当间隙。
下面，就上述结构的动作进行说明。当线圈68处于非励磁状态时(没通电时)，靠弹簧77的弹力，使柱塞73向球71侧移动，使柱塞支座部74b压紧在排出侧阀座61d上，同时，由推杆75的推压，球71从输入侧阀座61e离开，从而连通输入口62和输出口63。
当线圈68励磁时，磁力在由轭铁65、柱塞73、磁心76、板78及外壳74构成的磁路中流动，柱塞73被磁心76吸引。靠该吸引力，柱塞73克服弹簧77作用而向磁心76侧移动。由此，柱塞支座部74b从排出侧阀座61d离开，同时，使球71压紧在输入侧阀座61e上，从而连通输出口73和排出口74。
这样，随着柱塞73的动作，球71在球容纳部61f内沿柱塞73的轴向往复移动。此时，为了确保流量，把作为流体通路61A一部分的球容纳部61f的直径相对于球71的直径变得十分大。但是，通过多个球导向件61h的引导，球71沿同一轨道往复移动。因而，柱塞73的动作稳定，动作电压及动作电流也稳定。
另外，由于在柱塞本体74上设有用来使输出口63和排出口64之间流体通路61A的横截面积变大的小直径部74a，因而在使用那些低温时粘性变大的油等流体的场合下，也能确保低温时的流量，能确保油压回路的反应性。
在上述实例中，通过在柱塞本体74上设置小直径部74a，使流体通路61A的横截面积变大，但输出口63和排出口64之间流体通路61A的构造也可以与球容纳部61f相同。即与图9及图10相同地，也可以在输出口63和排出口64之间流体通路61A的壁面上设置多个柱塞导向件(图中未示出)，它们是与柱塞73的动作方向平行地延伸，向内径侧突出，并在周向相互间隔布置的。另外，与图7及图8同样，柱塞导向件也可以在输出口63和排出口64之间的柱塞本体74的外周面上向外径侧突出地设置。
另外，输入口、输出口及排出口的位置也可不局限于上述实施例1，2。
如上所说，权利要求1所述发明的三通电磁阀，由于在柱塞的第2及第3孔口之间的流体通路部分内设置着比柱塞支座部的直径小的小直径部，因而即使在使用那些低温时粘性大的流体的场合下，也能充分地确保流体流量，能使柱塞的动作稳定，也能使动作电压、动作电流稳定。
权利要求2所述发明的三通电磁阀，由于在第2孔口和第孔3口之间的流体通路壁面和柱塞外周面的任一方上，以周向相互间隔地布置的方式设置着与柱塞的动作方向平行地延伸并向直径方向突出的多个柱塞导向件，因而，在使用那些低温时粘性大的流体的场合下，也能充分地确保流体流量，能使柱塞的动作稳定，也能使动作电压、动作电流稳定。
权利要求3所述发明的三通电磁阀，由于在树脂制的柱塞本体上形成柱塞支座部及小直径部，而且推杆嵌入成形于柱塞本体内，因而能容易地设置小直径部，并能降低成本。
权利要求4所述发明的三通电磁阀，由于在推杆的外周部上进行过用来防止从柱塞本体脱出的加工，因而能相对于柱塞本体牢固地固定推杆，也能提高柱塞的质量。
权利要求5所述发明的三通电磁阀，由于在球容纳部的内壁面上以周向相互间隔布置的方式设置与柱塞的动作方向平行地延伸且向内径侧突出的多个柱塞导向件，因而能充分确保流体流量的同时，能使柱塞的动作稳定，也能使动作电压、动作电流稳定。
权利要求
1.一种三通电磁阀，其特征在于它包括线圈架，其具有第1至第3孔口、连通这些孔口的流体通路、设置在该流体通路内的第1及第2孔口之间的第1阀座、设置在上述流体通路内的第2及第3孔口之间的第2阀座和设置在上述流体通路的上述第1孔口侧端部的球容纳部；可往复移动地容纳在上述球容纳部内，并能与上述第1阀座离合的球；安装在上述线圈架上的线圈；以及插入到上述流体通路内的，而且具有与上述球接触的推杆，能与上述第2阀座离合的柱塞支座部，并随着上述线圈的励磁状态而往复移动的柱塞；在上述柱塞的上述第2及第3孔口之间的流体通路部分上设置着比上述柱塞支座部的直径还小的小直径部。
2.一种三通电磁阀，其特征在于它包括线圈架，其具有第1至第3孔口、连通这些孔口的流体通路、设置在该流体通路内的第1及第2孔口之间的第1阀座、设置在上述流体通路内的第2及第3孔口之间的第2阀座和设置在上述流体通路的上述第1孔口侧端部的球容纳部；可往复移动地容纳在上述球容纳部内，并能与上述第1阀座离合的球；安装在上述线圈架上的线圈；以及插入到上述流体通路内的，而且具有与上述球接触的推杆、能与上述第2阀座离合的柱塞支座部，并随着上述线圈的励磁状态而往复移动的柱塞；在上述第2孔口和上述第3孔口之间的上述流体通路壁面及上述柱塞外周面中任一方上，以周向相互间隔的方式设置与上述柱塞动作方向平行地延伸并朝径向突出的多个柱塞导向件。
3.如权利要求1或2所述的三通电磁阀，其特征在于柱塞具有形成柱塞支座部及小直径部的树脂制柱塞本体和嵌入成形在该柱塞本体内的推杆。
4.如权利要求3所述的三通电磁阀，其特征在于推杆的外周部经防止从柱塞本体脱出的加工。
5.一种三通电磁阀，其特征在于它包括线圈架，其具有第1至第3孔口、连通这些孔口的流体通路、设置在该流体通路内的第1及第2孔口之间的第1阀座、设置在上述流体通路内的第2及第3孔口之间的第2阀座和设置在上述流体通路的上述第1孔口侧端部的球容纳部；可往复移动地容纳在上述球容纳部内并能与上述第1阀座离合的球；安装在上述线圈架上的线圈；以及插入到上述流体通路内的，而且具有与上述球接触的推杆、能与上述第2阀座离合的柱塞支座部，并随着上述线圈的励磁状态而往复移动的柱塞；在上述球容纳部的内壁面上，以周向相互间隔的方式设置与上述柱塞动作方向平行地延伸并向内径侧突出的多个球导向件。
全文摘要
本发明提供一种能确保流体流量、而且能使柱塞的动作稳定的三通电磁阀。它是在柱塞53上设置比柱塞支座部54b的直径还小的小直径部54a,扩大输出口43和排出口44之间的流体通路41A的横截面积,同时,使球51的球导向件41h突出在球容纳部41f的内壁面上。
文档编号F16K11/02GK1202589SQ9712149
公开日1998年12月23日 申请日期1997年10月13日 优先权日1997年6月18日
发明者冈崎正文, 小泽弘正 申请人:三菱电机株式会社