[發明專利]電磁閥

有效

• 申請號: 200980111522.6
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101981362A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 大見忠弘;西野功二;谷川毅;山路道雄;池田信一;土肥亮介
• 申請（專利權）人: 株式會社富士金;國立大學法人東北大學
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06;H01F7/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李浩;王忠忠

技術領域

本發明涉及電磁閥。

背景技術

在過去，特別是半導體裝置中使用的閥門被要求小型化并能夠快速開閉，為了滿足該要求，例如，如圖5～圖7所示，人們提出了一種將螺線管小型化的電磁閥的技術方案(專利文獻1)。

圖5是表示常閉型電磁閥的縱剖視圖，圖7是表示常開型電磁閥的縱剖視圖。圖6是將圖5的電磁閥的螺線管部分進行放大表示的剖視圖。在形成于閥室1a底面上的閥座2的上方配設有金屬制成的隔膜5。在插入到閥室1a內部的上閥蓋(bonnet)3與閥體1之間，金屬制成的隔膜5的外周邊緣被夾壓支承為氣密狀態。利用固定在閥體1上的電磁鐵M驅動閥桿7，使金屬制成的隔膜5對抗彈簧8的彈性反作用力(大約為17kgf)而坐落到閥座2上，或者脫離閥座2。電磁鐵M具有：筒狀柱塞19；圍繞柱塞19的筒狀磁軛18；配設在磁軛18內部的線圈17；和可動鐵芯20，該可動鐵芯20與磁軛18的端面相向并與其隔開間隙G而配設，螺接在柱塞19上。

磁軛18由第1磁軛部18c和第2磁軛部18d構成，呈雙重筒狀，第1磁軛部18c較短，位于內側，第2磁軛部18d較長，位于外側。線圈17配設在第1磁軛部18c和第2磁軛部18d之間。線圈17的可動鐵芯側的端部位于較長的第2磁軛部18d的可動鐵芯側的端面18d′附近。可動鐵芯20由筒狀第1可動鐵芯部20c和凸緣狀第2可動鐵芯部20d形成，第1可動鐵芯部20c具有與第1磁軛部18c的厚度相同的壁厚。第1磁軛部18c的端面18c′與第1可動鐵芯部20c的端面20c′以及第2磁軛部18d的端面18d′與第2可動鐵芯部20d的端面20d′隔著約0.4mm的間隙G相向，并且第1磁軛部18c的端面18c′與第1可動鐵芯部20c的端面20c′的間隙G即使在電磁鐵M的不工作時仍然被置于第1磁軛部18c側距離線圈17的可動鐵芯的端部為S的位置。與閥桿7相連接的旋轉軸(shaft)21和柱塞19經由調整螺釘15連接起來。利用調整螺釘15能夠對磁軛18和固定在柱塞19上的可動鐵芯20之間的間隙G進行微調。

致動器本體9由鋁形成，呈圓筒型，通過固定螺帽13固定在上閥蓋3的上端部，并利用擋止螺釘14防止轉動。螺線管基座12通過螺絲旋擰固定在致動器本體9的內部上方，其上通過擋止螺釘16固定了由線圈17、磁軛18、柱塞19、可動鐵芯20等構成的電磁鐵M。致動器本體9的上方被鋁制致動器帽10密封，通過設置在致動器帽10上的引線保護器23，向外部引出勵磁電流供給用引線22。

圖5的電磁閥30A在線圈17處于非通電狀態的情況下，彈簧8將閥桿7的凸緣部按壓下去，從而使圓盤6按壓金屬制隔膜5，使金屬制隔膜5對抗其所具備的彈性而坐落到閥座2上，封閉流道1b。這時，閥桿7和旋轉軸21、經由柱塞19連接的可動鐵芯20也被拉向下方，拉動距離為螺線管沖程間隙(solenoid?stroke?gap)G。線圈17一旦通電，可動鐵芯20就會對抗彈簧8的彈力(約17kgf)而被提升，提升距離為螺線管沖程間隙G，可動鐵芯20和經由柱塞19被螺接的旋轉軸21被拉起來，與旋轉軸21一體的閥桿7以及固定在閥桿7上的圓盤6被拉起來，由此使金屬制隔膜5借助于保有彈性而向上方彎曲從而脫離閥座2，使流道1b開通。此外，圖7的電磁閥30B是將圖5的電磁閥30A變更設計為常開型而得到的。

這些電磁閥在快速開閉動作啟動時會在線圈中產生較大的瞬時電流，吸引可動鐵芯20提升間隙G大小從而開閥或閉閥，在吸附了可動鐵芯20后，必須對電流進行控制，以足夠保持可動鐵芯20的吸附的較小電流維持開閥狀態或閉閥狀態。因此，如圖8所示，將具備大容量、高電壓的鋁電解電容器和該電容器的充放電控制電路的專用電源50經由電纜51連接到電磁閥30A(B)，由此控制電磁閥30A(B)的驅動。

圖9是表示現有的專用電源的電路結構的框圖，圖10是表示常閉型電磁閥中的專用電源的輸出波形的時序圖。在圖9中，附圖標記52是用于接收AC100V～240V的供給電源的輸入端子，53是AC/DC變壓器，53a是DC48V的高壓端線路，53b是DC3V的低壓端線路，54是額定電壓100V、靜電電容量4700μF的電解電容器，55是開關電路，56是用于切換開關電路55的時序電路，57是共用線路，58是開閉操作信號輸入端子。