閥裝置的制作方法

專利名稱：閥裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種閥裝置，該閥裝置與開閉流路的閥裝置有關，使得即 使通過特別小的加壓力也能夠可靠地切斷閥。
背景技術：
在現有的閥裝置中，設置使可動軸在軸線方向變位的執行器
(actuator)，并在該可動軸的前端安裝由可彎曲性優良的硅橡膠等形成的 閥體。
在該閥裝置中，在驅動執行器，使可動軸沿軸線方向變位時，設置在 前端的閥體與閥座接觸。此時，由于閥體堵塞了設置在閥座上的流出路， 因此能夠將流入路和流出路之間切斷。
專利文獻h日本特開2007—16935號公報(第11頁，圖7 圖9)
在上述專利文獻1記載的閥裝置中，是可動軸的前端緊貼在閥體的中 心的中心底部的結構。
但是，因為所述中心底部的板厚度尺寸薄，所以在閥體接觸閥座而變 為切斷狀態時，閥體本身不能變形，或者即使能夠變形也是極小的變形， 因此不能有效地利用閥體具有的彈性力，結果是很難保持泄露少的切斷狀 態。
此外，在流路內的壓力高的情況下，為防止流體泄漏，需要在切斷狀 態下用大的加壓力對閥座加壓。
但是，在專利文獻l的記載中，閥體的中心底部由平坦面形成，相對 于中心底部，來自流體的壓力作用在相同方向上，因此很難提高加壓力。 并且，當用超過需要的大的加壓力來加壓，由切斷狀態切換為打開狀態時， 閥體一側的中心底部貼在閥座上，從而出現了向打開狀態的切換變得不充 分的問題。另外，由于需要產生更大的加壓力的執行器，因此也出現了閥 裝置容易大型化的問題。

發明內容
本發明是為解決上述現有的課題而提出的，目的在于提供一種閥裝 置，其通過有效利用閥體本身具有的彈性，即使通過小的加壓力也能夠保 持高的切斷狀態。
此外，本發明的目的在于提供一種閥裝置，其能夠可靠地進行切斷狀 態和打開狀態的切換。
進而，本發明的目的在于提供一種適用于執行器的小型化的閥裝置。 本發明涉及一種閥裝置，相對于形成流路的貫通孔的開口端進退自如
地相對配置的可動軸；使所述可動軸沿接近、離開所述貫通孔的開口端的 軸線方向移動的驅動機構；以及設置在所述可動軸的前端，在與所述貫通 孔的開口端抵接時發生彈性變形從而封閉所述貫通孔的閥體，所述閥裝置 的特征在于所述閥體具有保持所述可動軸前端的有底的插入部，在插入 所述插入部的所述可動軸的前端和所述插入部內的底面之間形成有空洞 部。
在本發明中，能夠產生閥體本身具有的彈性力和通過空洞部形成的彈 性力。因此，能可靠地將閥體和貫通孔的開口端之間封閉。
在上述中，優選在所述插入部的外部底面沿周圍設置有剖面凸狀的環 狀肋。
進而，優選所述環狀肋的側面隨著從外部底面側的基端部朝向前端而 變細的錐狀形成。
在上述機構中，能夠減輕沿相對于閥體的外部底面垂直的方向上作用 的流體側的壓力。因此，用小于現有技術的加壓力就能可靠地封閉閥。
此外，由于閥體難以貼在貫通孔的周圍，因此能夠可靠且順利地進行 切斷狀態和打開狀態的切換。
例如，所述閥體一體形成有在軸線方向上延伸的軸部、在與該軸部正 交的外周方向上擴展的凸緣部、以及在所述凸緣部的外周側形成為環狀的 支承部，在所述軸部上形成所述插入部。
此外，所述閥體可以由硅橡膠形成。
發明效果在本發明的閥裝置中，即使通過小的加壓力也能夠可靠地封閉閥。 此外，能夠可靠且順利地進行切斷狀態和打開狀態的切換。 進而，能夠將閥裝置整體的大小小型化。


圖1是表示本發明的實施方式的閥裝置的剖面圖； 圖2是表示閥裝置的閥體的立體剖面圖3是表示作為閥裝置的工作狀態的打開狀態的放大剖面圖； 圖4是表示作為閥裝置的工作狀態的切斷狀態的放大剖面圖。 圖中
l一閥裝置；2—閥主體；3—電磁執行器(驅動機構)；4 —殼體；5 一上蓋；5a —滑動基準部；6—閥體；6A —軸部；6B —凸緣部；6C —支承 部；6a—插入部；6d—外部底面；6e—環狀肋；6el—錐部(環狀肋的外側 的側面)；7—閥室；8、 9一噴嘴；8a—供給側內孔；8A—供給噴嘴；9A 一排出噴嘴；9a—排出側內孔；ll一第一貫通孔；14一第二貫通孔；21-可動軸；21a—軸主體；22 —動作部；23 —導向軸；33 —線圈；41、 42 — 永久磁鐵；43、 44 —軛；C一空洞部；DS —驅動側；FS —流體側；SS —供 給側；ES —排出側。
具體實施例方式
圖1是表示本發明的實施方式的閥裝置的剖面圖，圖2是表示閥裝置 的閥體的立體剖面圖，圖3及圖4表示閥裝置的動作狀態，圖3是表示打 開狀態的放大剖面圖，圖4是表示切斷狀態的放大剖面圖。
如圖1所示，本實施方式表示的閥裝置1，具有閥主體2和電磁執行 器(驅動機構)3而構成。閥裝置1的圖示上側作為配置電磁執行器(驅 動機構)3的驅動側DS，下側作為供給流路的流體側FS。此外，閥主體 2的圖示左側作為流體的供給側SS，右側作為流體的排出側ES。.因此， 在該實施方式中，流體從圖示左側的供給側SS流向右側的排出側ES。
如圖1所示，閥主體2具有殼體4和上蓋5，在它們之間夾著閥體6。 此外，電磁執行器3安裝于上蓋5的驅動側DS。殼體4是非磁性體，例如作為PPS (聚苯硫醚)等樹脂的成型品形成。
在位于該殼體4的驅動側DS上面的中央部一體地凹設有閥室7。而且， 該闊室7的圖示上方的開口端被閩體6的下面堵塞。并且，作為闊室7的 形狀，能夠從平面矩形、圓形等各種形狀中選擇。
在殼體4的中央部一體突出設置有左右一對的噴嘴8、 9。這左右一對 的噴嘴8、 9，配置在左邊的供給側SS的一方是用于供給流體的供給噴嘴 8A，配置在右邊所示的排出側ES的另一方是用于排出流體的排出噴嘴 9A。
一方的供給噴嘴8A的供給側內孔8a向殼體4的中央部水平延伸出。 在供給側內孔8a的殼體4的中央側設置有第一內端部8b。在該第一內端 部8b形成有向閥室7的底面7a垂直延伸的第一貫通孔11。并且，第一貫 通孔11形成在閥室7的底面7a的大體中心部。通過所述供給側內孔8a 和所述第一貫通孔11，形成本實施方式的用于使流體流入閥室7的流入路 12。
另 一方的排出噴嘴9A的排出側內孔9a也向殼體4的中央部水平延伸 出。排出側內孔9a的位于殼體4的中央部側的第二內端部9b與從閥室7 的底面的左端部向下方垂直延伸的第二貫通孔14的下端部連接。并且， 通過排出側內孔9a和第二貫通孔14形成了用于使流體從本實施方式的闊 室7流出的流出路15。
如圖2所示，本實施方式表示的閥體6形成為陀螺形狀(在圓盤的中 心設有軸的形狀)。在閥體6的中心設有軸部6A，在該軸部6A的長度方 向(也稱為軸線方向(Z方向))的中間設有從軸部6A向外周方向擴展 的凸緣部6B，并且，在該凸緣部6B的前端設有形成為環狀(環形狀態) 的支承部6C。軸部6A、凸緣部6B及支承部6C由硅橡膠等彈性體形成一 體。并且，在閥室7的開口端設置閥體6時，將支承部6C牢固地夾持在 殼體4和上蓋5之間。因此，通過該閥體6能夠防止流體從閥室7向驅動 側DS流出的泄漏。
在所述軸部6A上形成有從圖示Zl側的上端向Z2方向的下端凹設的 插入部6a。在插入部6a的中間部形成有直徑稍大于插入部6a的直徑的卡 止部6b。此外，在軸部6A的下面側即插入部6a的底部(外部底面6d)的中心的外周側的位置上，周圍一體設置有剖面凸狀的環狀肋6e。具有這 樣的形狀的閥體6，相對于后述的可動軸21的變位被施加柔軟的彈性變形。
環狀肋6e的至少外側的側面由錐部6el形成，錐部6el是傾斜面(錐 狀)，且隨著從基端側即外部底面6d朝向Z2側的前端而變細。并且，環 狀肋6e的前端部分的直徑大于第一貫通孔11的直徑。因此，在環狀肋6e 的前端抵接于第一貫通孔11的幵口端時，第一貫通孔11的開口端收在環 狀肋6e的內側。即，第一貫通孔11的開口端的周圍可以由環狀肋6e包 圍。
上蓋5與殼體4同樣，由非磁性體，例如PPS等樹脂的成型品形成。 上蓋5 —體形成有圓盤狀的安裝部5A、以及位于該安裝部5A的驅動側 DS在相對于上面垂直的方向延伸的保持本體5B。保持主體5B設有長度 方向的中央比兩端細的縮窄的圓環狀的滑動基準部5a。滑動基準部5a的 內側形成有作為可動軸21在軸線方向上移動時的基準的基準面。上蓋5 通過插入安裝部5A的安裝孔的安裝螺絲被安裝在殼體4上(未圖示)。
電磁執行器3使設置在閥主體2的閥體6的前端上的環狀肋6e相對 于在閥室7的底部7a上形成的第一貫通孔11的開口端接離。即，用于選 擇性地切換圖3所示的流路的打開狀態和圖4所示的流路的切斷狀態。
如圖1所示，電磁執行器3具有由磁性體、例如由磁吸附性高的純鐵 等加工品形成的可動軸(柱塞)21。可動軸21具有圓柱狀的軸主體21a。 在該軸主體21a的下端及上端一體形成有動作部22及導向軸23，動作部 22及導向軸23以比軸主體21a的外徑細的直徑尺寸形成。并且，在動作 軸22及導向軸23的周圍分別安裝有利用防振橡膠等緩沖材料形成的圓環 狀的緩沖物38、 39。
在下端側設置的動作部22的長度方向的中央部形成有比動作部22 粗，且比軸主體21a細的直徑尺寸的卡止部22a。動作部22雖然插入了所 述閥體6的插入部6a，但此時在插入部6a內形成的卡止部6b和在動作部 22上形成的卡止部22a互相卡止配合。由此，防止動作部22從插入部6a 脫落。
此外，在本發明中，所述插入部6a的深度尺寸設定為比所述動作部22的長度尺寸稍深。因此，在將動作部22插入所述閥體6的插入部6a的 狀態下，在可動軸21的前端即動作部22的前部和插入部6a的上側的內 部底面6f之間形成了規定的空隙余量5形成的空洞部C (參考圖3)。
如圖1所示，在軸主體21a的動作部22的附近和軸向的大體中央部 分，形成有大致圓環狀的滑動部25、 25。這些滑動部25、 25的外徑形成 為與動作部22的外徑相同或者比其稍大。滑動部25、 25的直徑形成為與 所述保持主體5B的滑動基準部5a的直徑相同、或者比其稍細。軸主體 21a的所述滑動部25、 25與滑動基準部5a內接，并且在該滑動基準部5a 的引導下在軸線方向上移動。
此外，如圖1所示，設置在上端側的導向軸23插進固定在保持主體 5B上端的殼蓋31的中心形成的引導孔31a。該引導孔31a具有對可動軸 21在以所述滑動基準部5a的內側為基準沿軸線方向(Z方向)移動時的 直線性進行輔助的功能。
所述可動軸21的外側、更具體地說在保持主體5B的外側的位置上， 設有通過磁性體形成的軛32。該軛32是為了構成磁性回路而配置的。線 圈33設置在保持主體5B的滑動基準部5a的外側和軛32之間。
在保持主體5B的上下的位置上一體形成有大徑筒狀部5C、 5D。在該 大徑筒狀部5C、 5D上設置有環狀的永久磁鐵41、 42。在永久磁鐵41、 42的兩面分別固定有由磁性材料形成的軛43、 44。這些軛43、 44由磁性 體，例如由使磁通量容易通過的純鐵等的加工品形成，整體上形成為大致 環狀。
上下的永久磁鐵41、 42在軸向上以互相逆向的方式被磁化，其磁極 沿可動軸21的移動方向即Z方向并列設置。例如，上側的永久磁鐵41的 上端部側被磁化為S極，下端部側被磁化為N極時，下側的永久磁鐵42 的上端部側被磁化為N極，下端部側被磁化為S極。并且，可動軸21被 配置成在Z方向上貫穿這樣的環狀的永久磁鐵41、 42及在它們的兩端面 上固定的環狀的軛43、 44的中心部。在該狀態下，軸主體21a的上部側 的外面和永久磁鐵41的內面相對向，并且軸主體21a的下部側的外面和 永久磁鐵42的內面相對向。
因此，通過永久磁鐵4K 42的磁力，將可動軸21吸引向其任一個移動方向，即，可動軸21被磁性吸引保持在圖1的下方所示的突出的方向
(Zl方向)或者在圖1的上方即吸引方向(Z2方向)上。
并且，在位于上部側的永久磁鐵41的上面固定的軛43的上端面，與 在保持主體5B的上部設置的殼蓋31的下端面抵接。在位于下部側的永久 磁鐵42的上面固定的軛44的下端面，與環狀地形成的磁鐵固定部件39 的上面抵接。并且，磁鐵固定部件39的下面，在與閥體6的外周側設置 的支承部6C的內面相接的位置，與凸緣部6B的上面抵接。
如圖3所示，在流路處于打開狀態，可動軸21向上方(Zl方向)移 動時，在可動軸21的上端側設置的緩沖物38抵接在殼蓋31的下面，限 制可動軸21向上方的移動位置。同時，磁鐵固定部件39壓緊凸緣部6B 的外周側的上面，與緩沖物38相同地限制可動軸21向上方的移動位置。 此時，緩沖物38吸收可動軸21的上端面與殼蓋31接觸時的沖擊。
在本實施方式的閥裝置1中，通過切換供給向線圈33的電流的方向， 能夠以S極、N極、S極、N極…的順序切換可動軸21的上端部的極性， 同時使可動軸21的下端部的極性與上端部的極性的切換同步，使得能夠 以N極、S極、N極、S極…的順序切換。即，電磁執行器3作為電磁鐵 起作用，能夠對應于供給的電流的方向，使可動軸21沿其軸向在向下方 突出的方向(Z2方向)及向上方的吸引方向(Zl方向)這兩方向上做往 復移動。并且，在移動后的位置，即使切斷電流，通過永久磁鐵41、 42 的磁性吸引力，也能將可動部21保持在該位置上。
其次，對作為由上述構成形成的閥裝置的電磁閥的動作進行說明。 在對電磁執行器3的線圈33施加一個方向的電流時，能夠使可動軸 21向上方(Zl方向)移動，流路被設定在如圖3所示的打開狀態下。在 該打開狀態下，閥體6的前端即環狀肋6e從閥室7的底面向上分離，第 一貫通孔ll的開口端被打開。因此，流體從供給側SS經由一方的供給噴 嘴8A的供給側內孔8a及第一貫通孔11供給到閥室7。接著，流體從閥 室7經由第二貫通孔14及另一方的排出噴嘴9A的排出側內孔9a排出到 排出側ES。
其次，在切換施加給電磁執行器3的線圈33的電流的方向時，如圖4 所示，可動軸21向下方(Z2方向)移動，流路切換為切斷狀態。在該切斷狀態下，閥體6的前端即環狀肋6e與在閥室7的底面設置的第一貫通
孔ll的周圍抵接，封閉了第一貫通孔ll的開口端。
此時，由于空洞部C介于所述可動軸21的下方向的端部和閥體6的 內部底面6f之間，因此來自可動軸21的加壓力經由空洞部C傳遞給閥體 6的前端的環狀肋6e。此時，空洞部C發揮了氣墊的作用。因此，在閥體 6本身具有的彈性力上加上所述空洞部C產生的彈性力，在該狀態下，環 狀肋6e對第一貫通孔11的開口端的周圍進行彈性加壓。由此，閥體6的 環狀肋6e能充分地進行彈性變形，能可靠地封閉第一貫通孔11的開口端。 由此，能保持泄漏少的切斷狀態。
此外，環狀肋6e從外部底面6d向下方(Z2方向)突出，在環狀肋 6e與第一貫通孔11的開口端的周圍抵接時，在外部底面6d和閥室7的底 面之間形成有微小的間隙。因此，流體的壓力的作用方向，不只是相對于 外部底面6d向上垂直的方向(Zl方向)，也能夠作用在向周方向擴展的 水平方向、即環狀肋6e的內側的面上。結果是能夠使作用在閥體6的外 部底面6d上的流體壓力向外周方向分散，能夠減少所述向上垂直的方向 的壓力。因此，即使用比現有技術小的加壓力，也能使環狀肋6e緊貼在 第一貫通孔11的開口端的周圍，從而能夠堵塞所述第一貫通孔ll，能保 持泄露少的切斷狀態。并且，與現有技術相比，由于能夠使加壓力變小， 因此能使環狀肋6e很難貼在第一貫通孔11的周圍。因此，能夠可靠地進 行切斷狀態和打開狀態的切換。
這樣，在本申請發明的閥裝置l中，即使沒有大的加壓力，也能夠可 靠地封閉閥。因此，也可以采用小型的電磁執行器，結果是能夠提供小型 化的閥裝置。
并且，在上述的實施方式中，雖然對設置空洞部C及環狀肋6e，進 而關于具有將環狀肋6e的兩側面形成為錐狀的構成的情況做了說明，但 本申請發明并不限于此。即，雖然效果稍許降低，但只要是具有空洞部C 和環狀肋6e無論哪一方的構成就可以。此外，在具有環狀肋6e的情況下， 側面的錐部6el并不限于形成錐狀。
權利要求
1. 一種閥裝置，其具有相對于形成流路的貫通孔的開口端進退自如地相對配置的可動軸； 使所述可動軸沿接近、離開所述貫通孔的開口端的軸線方向移動的驅 動機構；以及設置在所述可動軸的前端，在與所述貫通孔的開口端抵接時發生 彈性變形從而封閉所述貫通孔的閥體； 所述閥裝置的特征在于所述閥體具有保持所述可動軸前端的有底的插入部， 在插入所述插入部的所述可動軸的前端和所述插入部內的底面之間 形成有空洞部。
2. 如權利要求l所述的閥裝置，其中，在所述插入部的外部底面沿周圍設置有剖面凸狀的環狀肋。
3. 如權利要求l所述的閥裝置，其中，所述環狀肋的側面由隨著從外部底面側的基端部朝向前端而變細的 錐狀形成。
4. 如權利要求l所述的閥裝置，其中，所述閥體一體形成有在軸線方向上延伸的軸部、在與該軸部正交的 外周方向上擴展的凸緣部、以及在所述凸緣部的外周側形成為環狀的支承 部，在所述軸部上形成所述插入部。
5. 如權利要求l所述的閥裝置，其中， 所述閥體由硅橡膠形成。
全文摘要
本發明提供一種閥裝置，即使用小的加壓力也能夠可靠地封閉閥并且泄露少。在可動軸(21)向下方移動的切斷狀態下，環狀肋(6e)與形成流入路(12)的第一貫通孔(11)的開口端在周圍抵接從而將其堵塞。在可動軸(21)的前部與閥體(6)的插入部(6a)內的內部底面(6f)之間形成空洞部(C)，因此環狀肋(6e)能充分地進行彈性變形，能可靠地封閉第一貫通孔(11)的開口端。由此，可以得到泄露少的閥裝置。
文檔編號F16K27/00GK101311589SQ20081010794
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月21日 優先權日2007年5月24日
發明者佐藤秀昭, 加藤拓也 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社