專利名稱：電磁閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靠螺線管來(lái)進(jìn)行閥構(gòu)件的開(kāi)閉操作的電磁閥。
靠螺線管來(lái)進(jìn)行閥構(gòu)件的開(kāi)閉操作的電磁閥，一般來(lái)說(shuō)，構(gòu)成為該閥構(gòu)件安裝在可動(dòng)鐵心上，一給線圈通電，該可動(dòng)鐵心就被吸合于固定鐵心而驅(qū)動(dòng)閥構(gòu)件，一解除通電，該可動(dòng)鐵心就靠復(fù)位彈簧的力離開(kāi)固定鐵心，使閥構(gòu)件復(fù)位，借此來(lái)開(kāi)閉流路。
在這種電磁閥中，因?yàn)榭蓜?dòng)鐵心被吸合于固定鐵心之際兩個(gè)鐵心高速地激烈地撞擊，故產(chǎn)生很大的撞擊聲。此外，還存在著由于兩個(gè)鐵心反復(fù)撞擊而吸合面容易損耗這樣的問(wèn)題。特別是，撞擊聲大的電磁閥，無(wú)法在醫(yī)療設(shè)備之類的在安靜的環(huán)境中使用的機(jī)器上使用。
此外，上述可動(dòng)鐵心，通?；瑒?dòng)自如地插入設(shè)在螺線管的線圈內(nèi)的鐵心孔內(nèi)，在此一鐵心孔的前端處，穿過(guò)作為設(shè)置成包圍上述線圈的磁軛的一部分的金屬制磁性板的中心孔，借此與此一磁軛磁性地結(jié)合。在此一場(chǎng)合，因?yàn)樯鲜隹蓜?dòng)鐵心以保持若干間隙的狀態(tài)穿過(guò)上述中心孔，故此一間隙成為磁路的氣隙，磁阻加大，螺線管的效率降低，同時(shí)耗電量也變大。因而，為了謀求提高螺線管的效率以便節(jié)省電力，謀求此一磁阻的減小是有效的。而且，在可動(dòng)鐵心以偏心狀態(tài)穿過(guò)上述中心孔的場(chǎng)合，可動(dòng)鐵心被吸引而接觸于磁性板，存在著相互滑動(dòng)，在此一場(chǎng)合，該可動(dòng)鐵心在與磁性板的接觸部分處受到干涉而動(dòng)作變得不穩(wěn)定。
本發(fā)明的主要的技術(shù)課題在于，在靠螺線管來(lái)進(jìn)行閥構(gòu)件的開(kāi)閉操作的電磁閥中，抑制可動(dòng)鐵心被吸合于固定鐵心時(shí)的速度，借此降低吸合時(shí)的撞擊聲，同時(shí)防止兩個(gè)鐵心的吸合面的損耗。
本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)課題在于，在上述電磁閥中，還減小由上述可動(dòng)鐵心與磁性板之間的氣隙引起的磁阻，謀求提高螺線管的效率和節(jié)省電力。
本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)課題在于，在上述電磁閥中，還消除上述可動(dòng)鐵心與磁性板之間的接觸部分，以便防止相互的摩擦，使可動(dòng)鐵心的動(dòng)作穩(wěn)定。
為了解決上述課題，本發(fā)明的電磁閥，其特征在于，在螺線管部中的鐵心孔與可動(dòng)鐵心之間形成空隙部，在此一空隙部?jī)?nèi)收容磁力一作用黏性就增大的磁性流體，以便在通過(guò)給上述線圈通電而可動(dòng)鐵心被吸合于固定鐵心時(shí)受到磁力的作用。
具有上述構(gòu)成的電磁閥，雖然一給線圈通電，可動(dòng)鐵心就被吸合于固定鐵心而驅(qū)動(dòng)閥構(gòu)件，一解除通電可動(dòng)鐵心就離開(kāi)固定鐵心而閥構(gòu)件復(fù)位，但是因?yàn)樵谕姇r(shí)，磁性流體借助于由線圈所激勵(lì)的磁場(chǎng)其黏度急劇增大，故可動(dòng)鐵心向固定鐵心的吸合速度被降低。因此，可以防止與固定鐵心的激烈撞擊，減小撞擊聲，同時(shí)防止相互吸合面的損耗。
在本發(fā)明中，最好是在作為磁軛的一部分的磁性板與可動(dòng)鐵心之間形成上述空隙部，在此一空隙部?jī)?nèi)填充上述磁性流體。
借此，在可動(dòng)鐵心與磁性板之間不形成磁性的氣隙，從而可以減小磁阻。此外，用磁性流體實(shí)質(zhì)上均等地包圍可動(dòng)鐵心的整個(gè)圓周，借此防止因可動(dòng)鐵心與磁性板相互部分地接觸而引起的摩擦，可以使可動(dòng)鐵心的動(dòng)作穩(wěn)定。
在本發(fā)明中，可以備有靠磁力把上述磁性流體保持在上述空隙部?jī)?nèi)用的磁性機(jī)構(gòu)。作為此一磁性機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子可以舉出永久磁鐵，此一永久磁鐵夾著上述可動(dòng)鐵心地設(shè)置在磁性板的兩端。作為上述磁性機(jī)構(gòu)的另一個(gè)例子，可以利用上述磁性板和/或可動(dòng)鐵心的殘留磁性。在此一場(chǎng)合，上述磁性板和可動(dòng)鐵心的至少一方用硬質(zhì)或半硬質(zhì)的磁性材料制成。這些永久磁鐵和殘留磁性可以并用。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例，備有使上述可動(dòng)鐵心的兩端部相互連通、使作用在該可動(dòng)鐵心的兩端的空氣壓力均衡用的流通孔，此一流通孔設(shè)置在與收容磁性流體的上述空隙部不直接相交的位置。
對(duì)附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明如下

圖1是表示本發(fā)明的電磁閥的一個(gè)實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。其中，右半部表示給線圈通電時(shí)，左半部表示未通電時(shí)。
圖2是沿圖1的II-II線截取的局部放大剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的、與圖2同樣位置上的局部放大剖視圖。
圖1表示本發(fā)明的電磁閥的一個(gè)實(shí)施例，此一實(shí)施例的電磁閥，由構(gòu)成為靠閥構(gòu)件來(lái)切換流體流路的主閥部2，和通過(guò)給線圈9通電來(lái)開(kāi)閉操作上述閥構(gòu)件的螺線管1組成。
上述主閥部2帶有閥體20，在該閥體20上設(shè)有連接于壓縮空氣的供給源的輸入口P、連接于氣缸等執(zhí)行器的輸出口A、以及向外部排氣的排出口R。
在上述閥體20內(nèi)部，在經(jīng)由連通孔29連接輸入口P和輸出口A的流路中設(shè)置供給閥座21，此外在連接輸出口A和排出口R的流路中設(shè)置排出閥座22，分別在同一軸線上朝著彼此相反的方向來(lái)設(shè)置。
此外，在上述供給閥座21開(kāi)口的供給閥室23內(nèi)，開(kāi)閉該供給閥座21的供給閥構(gòu)件24設(shè)置成保持在螺線管1的可動(dòng)鐵心3中的狀態(tài)。進(jìn)而在排出閥座22開(kāi)口的排出閥室25內(nèi)，開(kāi)閉該排出閥座22的排出閥構(gòu)件26，設(shè)置成靠壓縮設(shè)置在與彈簧座27之間的閥彈簧28沿關(guān)閉排出閥座22的方向加載的狀態(tài)。
在上述連通孔29內(nèi)，不妨礙壓縮空氣的流通地插入推桿30。該推桿30的下端，接觸裝在排出閥構(gòu)件26上的帽形推壓構(gòu)件31的上表面，另一方面，推桿30的上端，接觸安裝在螺線管1中的可動(dòng)鐵心3的下端的帽形件15的下表面。
當(dāng)上述可動(dòng)鐵心3下降而供給閥構(gòu)件24關(guān)閉供給閥座21時(shí)，此一推桿30被該可動(dòng)鐵心3下推，下推排出閥構(gòu)件26而使排出閥座22打開(kāi)。另一方面，當(dāng)上述可動(dòng)鐵心3上行而供給閥構(gòu)件24打開(kāi)供給閥座21時(shí)，通過(guò)解除排出閥構(gòu)件26的推壓，借助于閥彈簧28的加載上推，靠上述排出閥構(gòu)件26使排出閥座22關(guān)閉。
上述螺線管1備有把導(dǎo)線繞在線圈骨架17上形成的上述線圈9，包圍該線圈9的磁軛5，在上述線圈骨架17的中心形成的鐵心孔10，氣密地固定在該鐵心孔10的一端側(cè)并通過(guò)與上述磁軛5接觸與該磁軛磁性結(jié)合的固定鐵心4，滑動(dòng)自如地插入上述鐵心孔10的另一側(cè)的上述可動(dòng)鐵心3，以及沿離開(kāi)固定鐵心4的方向給可動(dòng)鐵心3加載的復(fù)位彈簧12。上述鐵心孔10是通過(guò)與上述線圈骨架17的中心孔、及作為磁軛5的一部分的磁性板6的中心孔6a的連通而形成的，上述可動(dòng)鐵心3被設(shè)置成穿過(guò)此一磁性板6的中心孔6a，前端突出到供給閥室23內(nèi)。
上述可動(dòng)鐵心3在下端面上帶有凹窩3a，在該凹窩3a內(nèi)收容著上述供給閥構(gòu)件24、和沿從凹窩3a突出的方向給該供給閥構(gòu)件24加載的閥彈簧16。此外，為了防止該供給閥構(gòu)件24從凹窩3a崩出，在該可動(dòng)鐵心3的下端部的小直徑部3b上，安裝著合成樹(shù)脂等具有彈性的材料制成的上述帽形件15。
在上述可動(dòng)鐵心3的中央部，設(shè)有使壓縮空氣向該可動(dòng)鐵心3與固定鐵心4之間的空間13流入流出的流通孔8。此一流通孔8在可動(dòng)鐵心3動(dòng)作之際，通過(guò)使壓縮空氣向空間13流入流出，使作用在可動(dòng)鐵心兩端的空氣壓力均衡，以便使可動(dòng)鐵心3不受空氣壓力的影響。
在上述磁性板6的中心孔6a內(nèi)，在該磁性板6與可動(dòng)鐵心3之間形成環(huán)繞該可動(dòng)鐵心3周?chē)拇笮【坏目障恫?1，磁性流體7被收容在此一空隙部11內(nèi)。此一磁性流體7，是例如通過(guò)把鐵粉混在油或其他液體中所得到者，是借助于磁場(chǎng)的作用黏度急劇提高者。于是，此一磁性流體7，在通過(guò)給上述線圈9通電而磁軛5和固定鐵心4被勵(lì)磁且可動(dòng)鐵心3被吸合于固定鐵心4時(shí)，經(jīng)由上述磁性板6受到磁力的作用，使黏性增大而使可動(dòng)鐵心3的吸合速度降低。
切斷對(duì)上述線圈9的通電而使磁軛5和固定鐵心4消磁時(shí)，雖然可動(dòng)鐵心3靠復(fù)位彈簧12的力離開(kāi)固定鐵心4，但是，此時(shí)上述磁性流體7因?yàn)闆](méi)有磁力作用，故增大了的黏性降低，從而可動(dòng)鐵心3的復(fù)位可以順利地進(jìn)行。
為了防止上述磁性流體7從空隙部11漏出，最好是設(shè)置適當(dāng)?shù)拇判詸C(jī)構(gòu)。作為此一磁性機(jī)構(gòu)的例子，在圖示的實(shí)施例中，示出夾著可動(dòng)鐵心3安裝在磁性板6的兩側(cè)端的永久磁鐵14。通過(guò)像這樣把永久磁鐵14安裝在磁性板6上，上述磁性流體7借助于來(lái)自該永久磁鐵14的磁力和流體本身的表面張力的作用，被確實(shí)地保持在上述空隙部11內(nèi)。因而，雖然沒(méi)有必要特別設(shè)置防止磁性流體7漏出的密封機(jī)構(gòu)，但是根據(jù)空隙部11的形成部位或磁性流體7的黏性等條件，也可以附設(shè)密封機(jī)構(gòu)，還可以把此一密封機(jī)構(gòu)與上述磁性機(jī)構(gòu)并用。
再者，上述永久磁鐵14的磁力，其強(qiáng)度當(dāng)然為對(duì)螺線管1的動(dòng)作不產(chǎn)生不良影響的程度。
在具有上述構(gòu)成的電磁閥中，當(dāng)線圈9未通電時(shí)，可動(dòng)鐵心3如圖1的左半部中所示那樣下降，供給閥構(gòu)件24借助于閥彈簧16的加載力關(guān)閉供給閥座21，同時(shí)靠推壓構(gòu)件31推壓的排出閥構(gòu)件26打開(kāi)排出閥座22，輸出口A與排出口R連通。
然后，一給線圈9通電，則如圖1的右半部中所示，可動(dòng)鐵心3克服復(fù)位彈簧12的加載力被吸合于固定鐵心4，供給閥構(gòu)件24打開(kāi)供給閥座21，同時(shí)排出閥構(gòu)件26借助于閥彈簧28的加載力把排出閥座22關(guān)閉，輸入口P與輸出口A連通。
在此一場(chǎng)合，由于在磁性板6與可動(dòng)鐵心3之間的空隙部11中填充著磁性流體7，所以給線圈9通電時(shí)，該磁性流體7通過(guò)磁力的作用使其黏度急劇地增大，使可動(dòng)鐵心3向固定鐵心4的吸合速度降低。因此，可以防止該可動(dòng)鐵心3與固定鐵心4激烈撞擊并減小撞擊聲，同時(shí)可以防止兩個(gè)鐵心的吸合面的損耗。
因而，此一構(gòu)成的電磁閥，用于醫(yī)療設(shè)備等在安靜的環(huán)境中使用的機(jī)械器具是合適的。
此外，通過(guò)上述磁性流體7存在于可動(dòng)鐵心3與磁性板6之間的間隙中，這些可動(dòng)鐵心3與磁性板6之間的磁性上的氣隙消失而磁阻變小，實(shí)現(xiàn)電磁鐵效率的提高并節(jié)省電力。而且，因?yàn)榇判粤黧w7實(shí)質(zhì)上被均等地保持在可動(dòng)鐵心3的整個(gè)圓周，故沒(méi)有可動(dòng)鐵心3與磁性板6相互吸合而引起相對(duì)滑動(dòng)的情況，可以防止相互的摩擦，還使可動(dòng)鐵心的動(dòng)作穩(wěn)定。
進(jìn)而，因?yàn)樵诳蓜?dòng)鐵心3的中央設(shè)置使壓縮空氣向可動(dòng)鐵心3與固定鐵心4之間的空間流入流出的流通孔8，與上述空隙部11不直接相交，故壓縮空氣的流動(dòng)不引起力作用于磁性流體7，磁性流體7被穩(wěn)定地保持在可動(dòng)鐵心3與磁性板6之間。
在上述實(shí)施例中，雖然作為把上述磁性流體7保持在空隙部11內(nèi)用的磁性機(jī)構(gòu)使用永久磁鐵14，但是也可以其它方式來(lái)代替設(shè)置這種永久磁鐵14，例如用硬質(zhì)或半硬質(zhì)的強(qiáng)磁性材料來(lái)制成上述磁性板6和可動(dòng)鐵心3中的至少一方，把其殘留磁性作為磁性機(jī)構(gòu)來(lái)利用?；蛘?，也可以把這種殘留磁性和永久磁鐵并用。
此外，設(shè)置上述空隙部11的位置不限于磁性板6的中心孔6a內(nèi)，也可以處于鐵心孔10的其他位置。總而言之，只要磁性流體7被收容在可動(dòng)鐵心3的周?chē)纬傻目障恫?1內(nèi)，以便當(dāng)通過(guò)給線圈9通電可動(dòng)鐵心3被吸合于固定鐵心4時(shí)受到磁力的作用就可以了。
圖3示出本發(fā)明的第2實(shí)施例，此一第2實(shí)施例與上述第1實(shí)施例的不同之處在于，在上述第1實(shí)施例中，使可動(dòng)鐵心3兩端的氣壓作用力均衡用的流通孔8形成于可動(dòng)鐵心3的中心部，與其不同點(diǎn)是，在此一第2實(shí)施例中，在鐵心孔10的內(nèi)壁或可動(dòng)鐵心3的外表面上形成多個(gè)流通孔8a。在此一場(chǎng)合，上述流通孔8a雖然有時(shí)與磁性流體7被收容的空隙部11交叉，但是在交叉的場(chǎng)合，為了防止磁性流體7經(jīng)由此一流通孔8a從空隙部11流出，上述磁性機(jī)構(gòu)有效地起作用。
再者，因?yàn)榈?實(shí)施例的上述以外的構(gòu)成實(shí)質(zhì)上與第1實(shí)施例相同，所以省略對(duì)它們的說(shuō)明。
雖然上述實(shí)施例是3氣口閥，但是本發(fā)明的電磁閥不限于此，也可以是2氣口閥或4氣口閥或者5氣口閥等帶有多個(gè)氣口者。
像以上詳細(xì)描述的這樣，如果采用本發(fā)明的電磁閥，則由于把磁性流體收容在形成于可動(dòng)鐵心的周?chē)目障恫績(jī)?nèi)，在給電磁鐵通電時(shí)靠磁力的作用使該磁性流體的黏度增大，所以可動(dòng)鐵心向固定鐵心吸合時(shí)的速度被降低，可以防止該兩個(gè)鐵心激烈撞擊，減小撞擊聲，同時(shí)可以防止相互的吸合面的損耗。
此外，通過(guò)使上述磁性流體存在于可動(dòng)鐵心與磁性板之間，這些可動(dòng)鐵心與磁性板之間的磁性上的氣隙消失而磁阻減小，實(shí)現(xiàn)電磁鐵效率的提高并節(jié)省電力。而且，因?yàn)榇判粤黧w實(shí)質(zhì)上被均等地保持在可動(dòng)鐵心的整個(gè)圓周，故沒(méi)有可動(dòng)鐵心與磁性板相互吸合引起滑動(dòng)的情況，可以防止相互的摩擦，還使可動(dòng)鐵心的動(dòng)作穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種電磁閥，備有多個(gè)氣口，設(shè)置在連接這些氣口的流路中的閥座，開(kāi)閉該閥座的閥構(gòu)件，以及使該閥構(gòu)件動(dòng)作的螺線管部；其特征在于上述螺線管部帶有卷繞在鐵心孔周?chē)木€圈、包圍該線圈的磁軛、氣密地固定在上述鐵心孔的一側(cè)并與上述磁軛磁性結(jié)合的固定鐵心、以及滑動(dòng)自如地插入上述鐵心孔的另一側(cè)并與上述磁軛磁性結(jié)合的可動(dòng)鐵心，上述閥構(gòu)件結(jié)合于該可動(dòng)鐵心的前端；在上述鐵心孔與可動(dòng)鐵心之間形成空隙部，在此一空隙部?jī)?nèi)收容一受到磁力作用黏性就增大的磁性流體，以便在通過(guò)給上述線圈通電而可動(dòng)鐵心被吸合于固定鐵心時(shí)受到磁力的作用。
2.權(quán)利要求1中所述的電磁閥，其特征在于上述可動(dòng)鐵心以保持間隙的狀態(tài)穿過(guò)作為上述磁軛的一部分的磁性板的中心孔，借此在此一磁性板與可動(dòng)鐵心之間形成上述空隙部，在此一空隙部?jī)?nèi)填充上述磁性流體。
3.權(quán)利要求1中所述的電磁閥，其特征在于該電磁閥備有靠磁力把上述磁性流體保持在上述空隙部?jī)?nèi)用的磁性機(jī)構(gòu)。
4.權(quán)利要求2中所述的電磁閥，其特征在于該電磁閥備有靠磁力把上述磁性流體保持在上述空隙部?jī)?nèi)用的磁性機(jī)構(gòu)。
5.權(quán)利要求4中所述的電磁閥，其特征在于上述磁性機(jī)構(gòu)是夾著上述可動(dòng)鐵心設(shè)置在磁性板兩側(cè)的永久磁鐵。
6.權(quán)利要求4中所述的電磁閥，其特征在于用硬質(zhì)或半硬質(zhì)的強(qiáng)磁性材料來(lái)制成上述磁性板和可動(dòng)鐵心的至少一方，借此以該磁性板和/或可動(dòng)鐵心的殘留磁性作為上述磁性機(jī)構(gòu)。
7.權(quán)利要求5中所述的電磁閥，其特征在于用硬質(zhì)或半硬質(zhì)的強(qiáng)磁性材料來(lái)制成上述磁性板和可動(dòng)鐵心的至少一方，借此以該磁性板和/或可動(dòng)鐵心的殘留磁性作為上述磁性機(jī)構(gòu)。
8.權(quán)利要求1中所述的電磁閥，其特征在于該電磁閥備有使上述可動(dòng)鐵心的兩端部相互連通、并使作用在該可動(dòng)鐵心的兩端的空氣壓力均衡用的流通孔，此一流通孔設(shè)置在與收容磁性流體的上述空隙部不直接相交的位置。
全文摘要
一種電磁閥,在電磁鐵部中的磁性板與可動(dòng)鐵心之間形成空隙部,在此一空隙部?jī)?nèi)填充借助于磁力的作用而黏性增大的磁性流體,在給電磁鐵通電時(shí)靠磁力的作用使該磁性流體的黏性增大,借此使受固定鐵心所吸引的可動(dòng)鐵心的速度降低。
文檔編號(hào)F16K11/10GK1253251SQ9912326
公開(kāi)日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1999年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月30日
發(fā)明者佐藤秀治, 半谷將之 申請(qǐng)人:速睦喜股份有限公司