專利名稱：電磁式開關(guān)閥的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及能用電磁螺線管切換來自罐內(nèi)的氣體的排出與否,并且能將氣體填充到罐內(nèi)的電磁式開關(guān)閥。
背景技術(shù)：
在罐的開口部設置有閥組，并在其中形成有與罐內(nèi)外連通的排出用流路及填充用流路。排出用流路是用于排出罐內(nèi)氣體的流路，填充用流路是用于向罐內(nèi)填充氣體的流路。并且，閥組一般具備電磁式開關(guān)閥和止回閥。電磁式開關(guān)閥具有根據(jù)在其上流過的電流的有無打開和關(guān)閉排出用流路的功能，止回閥具有允許氣體在填充用流路中從罐外流入到罐中，并阻止反方向的流動的功能。如此構(gòu)成的閥組由于具有排出系統(tǒng)及填充系統(tǒng)這兩個系統(tǒng)，因而外形尺寸變大。因此，最好是用一個系統(tǒng)進行排出和填充，為了實現(xiàn)該提案需要有一種結(jié)合電磁式開關(guān)閥 的功能和止回閥的功能的閥。作為具有這樣兩種功能的閥，已知的有例如專利文獻I及專利文獻2中記載的先導式電磁閥。專利文獻I及專利文獻2中記載的先導式電磁閥(以下簡稱為“電磁閥”)具有形成有連通流路的外罩，在外罩內(nèi)具有主閥體、先導閥體和柱塞。主閥體坐落于設置在外罩中的主閥座部上，能關(guān)閉連通流路。并且，在主閥體上形成有與連通流路連通的阻尼孔(orifice)，另外在主閥體內(nèi)插入有先導閥體。使先導閥體坐落于設置在主閥體中的先導閥座部上，以此關(guān)閉阻尼孔。柱塞通過貫通主閥體和先導閥體的定位銷分別連接在兩個閥體上，并通過驅(qū)動設置于柱塞外周的電磁螺線管而使其運動。先導閥體和主閥體通過定位銷與柱塞的運動連動，并按照該順序與各閥座部分離。即，最初阻尼孔被打開，接著連通流路被打開，通過打開連通流路，使氫氣從氫氣罐內(nèi)排出，并供給至燃料電池。又，在電磁閥中，先導閥體由彈簧施力，當電磁螺線管沒有驅(qū)動時，通過主閥用彈簧將先導閥體推壓在先導閥座部上，從而關(guān)閉阻尼孔。并且，主閥用彈簧通過先導閥體將主閥體推壓在主閥座部上，從而關(guān)閉連通流路。由此，當電磁螺線管沒有驅(qū)動時，氫氣無法從氫氣罐內(nèi)排出。另一方面，當填充氫氣時氫氣從氫氣罐外供給至連通流路，主閥體因該氫氣的壓力被推動而與主閥座部分離。于是，將氫氣供給至連通流路時，通過該氫氣的壓力推動主閥體，使連通流路打開，從而將氫氣填充于氫氣罐內(nèi)。現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻I :日本特開2005—163896號公報；
專利文獻2 :日本特開2009— 210120號公報。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
在專利文獻I及專利文獻2記載的電磁閥中，在主閥體和先導閥體上形成有貫通孔，并且將固定于柱塞上的定位銷插通于那些貫通孔中，以此連接各閥體和柱塞。對于兩個貫通孔，其中心線在與銷插入方向正交的方向上隔開設置，當驅(qū)動電磁螺線管使柱塞向吸引方向移動時，首先先導閥體向吸引方向提升，接著主閥體被提升。即，阻尼孔和連通流路隔著時間差打開。另一方面，在氫氣罐中填充氫氣時，在先導閥體坐落于先導閥座部上的狀態(tài)下主閥體被提升。在專利文獻I中記載的電磁閥中，不久先導閥體與定位銷接觸而無法再進一步提升時，先導閥座部夾持在因氫氣壓力而提升的主閥體和先導閥體之間，受到來自先導閥體的相當于所述推壓力的力。其結(jié)果是會發(fā)生先導閥座部劣化等不利狀況。為了解除此類不利狀況，在專利文獻2中記載的電磁閥中，主閥體被推動時，主閥體比起先導閥體先與定位銷接觸，通過先導閥用彈簧將先導閥體推壓在先導閥座部上。由此，在先導閥座部上僅僅施加相當于先導閥用彈簧的推力的推壓力，從而能降低先導閥座部所受的推壓力。由此，可以抑制如專利文獻I記載的電磁閥的先導閥座部的劣化。 然而，在專利文獻2中記載的電磁閥中，由氫氣推動的主閥體與定位銷接觸。填充時供給的氫氣為高壓,氫氣罐的內(nèi)壓雖然與氫氣的使用量相關(guān),但會顯著降低。因此,氫氣罐的內(nèi)外壓差變大,連通流路開始打開的填充開始后不久的主閥體的推動速度相當大。對此，柱塞幾乎不動地維持在原來位置上。因此，主閥體以相當大的相對速度與定位銷沖撞，在定位銷上產(chǎn)生大的沖擊剪應力，因此擔心因存在該沖擊剪應力而使定位銷破損的可能性。并且，即使能承受該沖擊剪應力，但在填充過程中，通過供給的氫氣將主閥體推壓在定位銷上，大的靜態(tài)剪應力作用于支持主閥體的定位銷上。又，在專利文獻I中記載的電磁閥中，在填充開始時以及填充過程中，由于坐落于主閥體上的先導閥體與定位銷接觸，因此擔心在填充中存在定位銷破損的可能性。如上所述，由于在填充開始后不久以及填充過程中大的沖擊剪應力或靜態(tài)剪應力作用于定位銷，因此為了使其承受這些剪應力需要提高定位銷的強度。但是，為了提高先導閥體的強度，如果增加定位銷的外徑，則電磁閥的外徑尺寸變大。為此，最好是不讓大的剪應力作用于定位銷上。于是，本發(fā)明的目的是提供在罐內(nèi)填充氣體時推動主閥體以打開連通流路(閥口)時，剪應力不會作用于定位銷(連接銷)的電磁式開關(guān)閥。解決問題的手段
本發(fā)明的電磁式開關(guān)閥具備形成有與罐端口連通的罐側(cè)空間、與給排端口連通的給排側(cè)空間及與這些空間連通的閥口的外罩；在關(guān)閉所述閥口的閥口關(guān)閉位置和打開所述閥口的閥口打開位置之間移動，且形成有與所述罐側(cè)空間和所述給排側(cè)空間連通的先導通路的主閥體；在坐落于所述主閥體上以關(guān)閉所述先導通路的通路關(guān)閉位置和與所述主閥體分離以打開所述先導通路的通路打開位置之間移動的先導閥體；向打開方向可移動，且在向所述打開方向移動時使所述先導閥體和所述主閥體按該順序分別運動到所述通路打開位置和所述閥口打開位置的柱塞；產(chǎn)生勵磁力以使所述柱塞向所述打開方向運動的電磁螺線管；抵抗所述電磁螺線管的勵磁力以對所述柱塞向關(guān)閉方向施力的柱塞施力單元；以及插通于所述柱塞及所述先導閥體兩個構(gòu)件中，或者插通于所述柱塞及所述主閥體兩個構(gòu)件中，使它們可連動且相互之間可相對位移地連接的連接銷；所述主閥體被推向所述打開方向時，在連接銷與所述兩個構(gòu)件兩者接觸之前阻止所述主閥體相對于所述柱塞的所述打開方向的相對運動，從而使連接銷與所述兩個構(gòu)件兩者不接觸。根據(jù)本發(fā)明，在電磁螺線管上產(chǎn)生勵磁力時，柱塞向打開方向移動。與此連動，首先先導閥體移動至通路打開位置，先導通路打開，給排側(cè)空間升壓。于是，罐側(cè)空間和給排偵控間之間的差壓變小，使主閥體向打開方向運動時所需的力變小。因此，即使是勵磁力小的電磁螺線管，也可以使主閥體與柱塞的運動連動以向閥口打開位置移動。主閥體移動至閥口打開位置而閥口打開時，罐側(cè)空間和給排側(cè)空間直接連通。借助于此可以排出氣體。并且，為了填充氣體而使氣體流入至給排側(cè)空間時，通過該氣體使主閥體向打開方向移動。這樣，閥口打開，給排側(cè)空間的氣體通過閥口、罐側(cè)空間及罐端口導入到罐內(nèi)，從而可以在罐內(nèi)填充氣體。如上所述，通過本發(fā)明的電磁式開關(guān)閥可以實現(xiàn)具有電磁開關(guān)功能和止回功能的閥。又，在本發(fā)明中，主閥體由氣體推動而向打開方向移動時，與此相伴，連接銷相對于兩個構(gòu)件中的任意構(gòu)件(相對構(gòu)件)相對運動。運動時幾乎與該相對構(gòu)件沖撞，但是在連接銷與該相對構(gòu)件接觸之前停止主閥體相對于柱塞的向打開方向的相對運動。因此，可以防止如現(xiàn)有技術(shù)一樣連接銷與相對構(gòu)件沖撞而導致大的剪應力作用于連接銷的現(xiàn)象。由 此，可以抑制連接銷的破損。并且，由于降低對連接銷的剛性要求，因此可以使連接銷的外徑尺寸變小。對于上述發(fā)明，優(yōu)選地，所述連接銷連接所述柱塞和所述先導閥體；所述柱塞在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從所述主閥體向所述打開方向隔著第I間隔距離的位置上；所述先導閥體中形成有柱塞側(cè)插通孔；所述連接銷固定于所述柱塞且可移動地插通于所述柱塞側(cè)插通孔，所述連接銷在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從形成所述柱塞側(cè)插通孔的表面向所述打開方向隔著第2間隔距離的位置上；所述第2間隔距離大于所述第I間隔距離。根據(jù)上述配置，由于連接銷固定于柱塞，因此主閥體由氣體推動而向打開方向移動時，連接銷在柱塞側(cè)插通孔內(nèi)相對于主閥體向關(guān)閉方向移動。由于柱塞和主閥體之間的距離只有第I間隔距離，因此主閥體相對于柱塞向打開方向相對移動第I間隔距離后停止運動。另一方面，連接銷從形成插通孔的表面向打開方向隔著第2間隔距離，可以在插通孔內(nèi)向關(guān)閉方向移動大于第I間隔距離的第2間隔距離。因此，即使主閥體被推向打開方向，連接銷也不會與先導閥體接觸，可以防止填充時剪應力作用于連接銷的現(xiàn)象。在上述發(fā)明中，優(yōu)選地，所述先導閥體及所述主閥體通過插通于所述先導閥體及所述主閥體中的定位銷可連動地連接；所述定位銷設置成使定位銷在所述主閥體被推向打開方向時與所述先導閥體及所述主閥體中的任意一個不接觸。根據(jù)上述配置，即使主閥體被推向打開方向而定位銷相對于先導閥體或主閥體(對象構(gòu)件)相對移動，定位銷也不會與所述對象構(gòu)件接觸。因此，可以防止定位銷與對象構(gòu)件接觸而導致大的剪應力作用于定位銷的現(xiàn)象。由此，可以抑制定位銷破損。并且，由于能降低對定位銷的剛性要求，因此可以使定位銷的外徑尺寸變小。在上述發(fā)明中，優(yōu)選地，所述先導閥體具有可移動地插入于所述主閥體的閥主體和設置于所述閥主體上且坐落于所述主閥體上以關(guān)閉所述先導通路的先導閥座部；所述先導閥主體容納于從所述主閥體向所述打開方向隔著第3間隔距離的位置上；所述連接銷在所述先導閥主體位于通路關(guān)閉位置上時設置于從形成所述柱塞側(cè)插通孔的表面向所述關(guān)閉方向隔著第4間隔距離的位置上；在所述先導閥主體上還形成有主閥側(cè)插通孔；所述定位銷固定于所述主閥體且可移動地插通于所述主閥側(cè)插通孔，所述定位銷在所述先導閥體位于通路關(guān)閉位置上時設置于從形成所述主閥側(cè)插通孔的表面向所述關(guān)閉方向隔著第5間隔距離的位置上；所述第4間隔距離及所述第5間隔距離大于所述第3間隔距離。根據(jù)上述配置，由于先導閥座部上出現(xiàn)塑性變形等原因?qū)е孪葘чy主體向主閥體側(cè)下降時，先導閥主體在與連接銷和定位銷接觸而卡住之前先與主閥體接觸，使先導閥主體不會下降第3間隔距離以上。由此，可以防止先導閥體卡在連接銷及定位銷上，使先導閥體不坐落于主閥體而脫離主閥體的現(xiàn)象。這樣，可以抑制先導通路上的泄漏的發(fā)生。在上述發(fā)明中，優(yōu)選地，所述連接銷連接所述柱塞及所述主閥體；所述柱塞在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從所述主閥體隔著第6間隔距離的位置上；所述柱塞中形成有插通孔；所述連接銷固定于所述主閥體且可移動地插通于所述插通孔，所述連接銷在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從形成所述插通孔的表面向所述關(guān)閉方向隔著第7間隔距離的位置上；所述第7間隔距離大于所述第6間隔距離。
根據(jù)上述配置，由于連接銷固定于主閥體，因此主閥體由氣體推動而向打開方向移動時，連接銷在插通孔內(nèi)相對于主閥體向打開方向移動。由于柱塞及主閥體之間的距離僅為第6間隔距離，因此主閥體相對于柱塞向打開方向相對移動第6間隔距離后停止運動。另一方面，連接銷從形成插通孔的面向打開方向隔著第7間隔距離以上，因此可以在插通孔內(nèi)向關(guān)閉方向運動大于第6間隔距離的第7間隔距離。由此，即使主閥體被推向打開方向，主閥體也會在連接銷與柱塞接觸之前與柱塞接觸。這樣，連接銷不會與柱塞接觸，防止填充時剪應力作用于連接銷的現(xiàn)象。在上述發(fā)明中，優(yōu)選地，所述柱塞具有柱塞主體和蓋構(gòu)件；所述柱塞主體在其所述打開方向側(cè)具有安裝部；所述安裝部中螺合有蓋構(gòu)件；在所述蓋構(gòu)件中形成有由所述安裝部封堵的閥空間；所述先導閥體在所述閥空間內(nèi)接觸及支持在所述蓋構(gòu)件上，且設置成從所述接觸及支持的狀態(tài)可移動。根據(jù)上述配置，即使沒有銷也可以使先導閥體與柱塞連動。這樣，可以減少具有破損可能性的構(gòu)件的數(shù)量，可以提高可靠性。在上述發(fā)明中，優(yōu)選地，所述先導閥體在所述先導閥體位于通路關(guān)閉位置上時設置于從所述安裝部的端面隔著所述第8間隔距離的位置上，所述第8間隔距離大于第6間隔距離。根據(jù)上述配置，即使閥體由氣體推動而向打開方向移動，也不會出現(xiàn)先導閥體與柱塞主體的安裝部接觸的現(xiàn)象。因此，可以防止先導閥體和柱塞的損傷。在上述發(fā)明中，最好還具備對所述先導閥體向關(guān)閉位置側(cè)施力的閥體施力單元。根據(jù)上述配置，當主閥體被推動時，坐落于其上的先導閥體由主閥體推動，此時的推壓力可以通過閥體施力單元吸收。由此，可以抑制先導閥體的變形或破損，并且可以防止因變形及破損導致的氣體泄漏。發(fā)明的效果
通過本發(fā)明可以提供當主閥體被推動閥口打開時，剪應力不會作用于連接銷的電磁式開關(guān)閥。
圖I是示出本發(fā)明的第I實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥的剖視 圖2是放大示出圖I所示的電磁式開關(guān)閥的主閥體附近(區(qū)域XI)的放大剖視 圖3是示出圖2所示的電磁式開關(guān)閥處于開閥狀態(tài)中的放大剖視 圖4是示出圖2所示的電磁式開關(guān)閥處于填充狀態(tài)中的放大剖視 圖5是示出手動打開圖2所示的電磁式開關(guān)閥時的狀態(tài)的放大剖視 圖6是示出本發(fā)明的第2實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥的剖視 圖7是放大示出圖6所示的電磁式開關(guān)閥的主閥體附近(區(qū)域X2)的放大剖視圖； 圖8是示出圖7所示的電磁式開關(guān)閥處于開閥狀態(tài)中的放大剖視 圖9是示出圖7所示的電磁式開關(guān)閥處于填充狀態(tài)中的放大剖視 圖10是示出手動打開圖7所示的電磁式開關(guān)閥時的狀態(tài)的放大剖視圖。
具體實施例方式以下，參照上述的
本發(fā)明的第I及第2實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥1，1A。又，實施形態(tài)中的上下、左右及前后等的方向概念是便于說明而使用的，對于電磁式開關(guān)閥1，1A，并不是用于啟示將這些結(jié)構(gòu)的配置以及朝向等限定在該方向上。并且，以下說明的電磁式開關(guān)閥1，IA僅表示本發(fā)明的實施形態(tài)之一，而本發(fā)明并不限定于實施形態(tài)，在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可以進行添加、刪除、更改。[第一實施形態(tài)]
本發(fā)明的第I實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥I設置于儲存供給至天然氣發(fā)動機及燃料電池等耗氣用具的氣體的高壓罐(未圖示)中。電磁式開關(guān)閥I與形成有與高壓罐和耗氣用具連通的給排通路的閥組(未圖示)一體形成，并且電磁式開關(guān)閥I與閥組一起設置于高壓罐的開口部，從而堵塞該開口部。電磁式開關(guān)閥I在控制高壓罐內(nèi)的氣體的排出的同時使氣體填充至高壓罐內(nèi)。以下參照圖I 圖5說明電磁式開關(guān)閥I的結(jié)構(gòu)。<電磁式開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)>
電磁式開關(guān)閥I具備外罩2。外罩2具有在閥組上一體成型的外罩主體3和容納后述的電磁螺線管31的螺線管外殼4。外罩主體3具有沿著上下方向的軸線LI延伸的貫通孔5。貫通孔5的上下兩端開口，作為上側(cè)區(qū)域的閥室5a的直徑大于作為下側(cè)區(qū)域的給排通路5b的直徑。在給排通路5b的面對閥室5a的開口周圍形成有主閥座6。主閥座6為向上方突出的圓環(huán)狀的突起部，在其前端的內(nèi)側(cè)形成有圓形的閥口 7。并且，在閥室5a中，從其上側(cè)開口插入有引導構(gòu)件8。引導構(gòu)件8為大致圓筒狀的構(gòu)件，其下側(cè)部分以插入于閥室5a的狀態(tài)螺合于外罩主體3的內(nèi)周面。外罩主體3的內(nèi)周面與引導構(gòu)件8的外周面之間被密封。并且，引導構(gòu)件8的下端與位于主閥座6外側(cè)的外周邊3a相對，并配置在遠離外周邊3a的上方。在引導構(gòu)件8中插通有主閥體10、先導閥體11、柱塞12。主閥體10具有如圖2所示的主閥主體13和主閥座部14。主閥主體13為大致有底的圓筒狀構(gòu)件，其面向上側(cè)開口并插通于所述引導構(gòu)件8中。主閥主體13在引導構(gòu)件8內(nèi)在上下方向上可滑動，其下端設置有主閥座部14。主閥座部14為由合成橡膠或合成樹脂等構(gòu)成的圓環(huán)狀構(gòu)件，其下表面在下方露出。主閥座部14配置成使其露出的下表面與主閥座6相對，主閥體10在位于如圖I及圖2所示的閥口關(guān)閉位置時坐落于主閥座6上，從而關(guān)閉閥口 7。在主閥座部14坐落的主閥座6的半徑方向外側(cè)上形成有罐側(cè)空間15。罐側(cè)空間15為由主閥體10、引導構(gòu)件8、外罩主體3以及主閥座6圍繞成的圓環(huán)狀空間，并通過閥口7與位于主閥座6的半徑方向內(nèi)側(cè)的給排通路5b連通。并且，在外罩主體3中形成有與高壓罐(未圖示)內(nèi)連通的罐端口 3b和與高壓罐外的裝置(例如耗氣用具及填充裝置)連通的給排端口 3c,罐側(cè)空間15與罐端口 3b連通,給排通路5b與給排端口 3c連通。這樣,通過罐端口 3b、罐側(cè)空間15、閥口 7、給排通路5b及給排端口 3c構(gòu)成連通高壓罐內(nèi)外的閥通路16，并通過使主閥體10坐落于主閥座6上以堵塞閥口 7，罐側(cè)空間15與給排通路5b之間被阻斷，即阻斷閥通路16。又，在主閥主體13上形成有多個連通槽17和先導通路18。連通槽17為在上下方向上延伸的槽，其形成在主閥體10的外周面上。連通槽17的上下兩端分別開口，并與位于 主閥體10的上方的空間(具體是后述的連通空間35)和罐側(cè)空間15連通。先導通路18為沿著主閥體10的軸線(在本實施形態(tài)中與軸線LI大約一致)在上下方向上延伸的貫通孔，并形成在主閥主體13的底部，貫通該底部。為此，先導通路18的下側(cè)開口面向閥口 7，且先導通路18連通作為主閥主體13內(nèi)的空間的閥內(nèi)空間19和給排通路5b。又，在先導通路18的上側(cè)開口(S卩，面對閥內(nèi)空間19的開口)的周圍形成有先導閥座20。先導閥座20為向上方突起的突起部，具有大致圓環(huán)狀。在該先導閥座20的周圍形成有止動部21。止動部21為向上方隆起的圓環(huán)狀階梯，其沿著主閥體10的內(nèi)周面形成在周向的整個圓周上。止動部21形成在遠離先導閥座20的半徑方向外側(cè)，其高度低于先導閥座20。閥內(nèi)空間19中插入有先導閥體11，使先導閥體11與這些先導閥座20及止動部21相對。先導閥體11具有閥主體22和先導閥座部23。閥主體22形成為大致圓柱狀，并插入于閥內(nèi)空間19。閥主體22在主閥體10內(nèi)能在上下方向上滑動，并在其下端部上設置有先導閥座部23。先導閥座部23為由合成橡膠或合成樹脂等形成的圓盤狀構(gòu)件，其下表面在下方露出。先導閥座部23配置成使其下表面與先導閥座20相對，先導閥體11在位于如圖I及圖2所示的通路關(guān)閉位置上時坐落于先導閥座20上，從而關(guān)閉先導通路18。這樣構(gòu)成的閥主體22的下端與主閥主體13的底部之間隔開，該空間形成先導室24。先導室24為由閥主體22、主閥主體13和先導閥座20圍繞成的大致圓環(huán)狀的空間，且位于先導閥座20的半徑方向外側(cè)。當先導閥座20打開時，該先導室24通過先導通路18與給排通路5b連通，并通過位于先導閥體11的外周面和主閥體10的內(nèi)周面之間的間隙24a與位于主閥體10的上方的空間(具體為后述的連通空間35)連通。這樣構(gòu)成的先導閥體11和主閥體10通過定位銷25連接，主閥體10與先導閥體11的運動連動。具體是，定位銷25為大致圓柱狀的銷構(gòu)件且插通于主閥體10及先導閥體11。定位銷25在主閥主體13的半徑方向上延伸，其兩端部分別插入于主閥主體13的上端側(cè)以固定，中間部分插通于形成在先導閥體11上的第I插通孔26。作為主閥側(cè)插通孔的第
I插通孔26在半徑方向上貫通閥主體22，其直徑大于定位銷25的外徑。并且，在閥主體22中，在比第I插通孔26更上端側(cè)上形成有第2插通孔27。作為柱塞側(cè)插通孔的第2插通孔27為在半徑方向上貫通閥主體22的孔，其中插通有連接銷28。連接銷28為大致圓柱狀的銷構(gòu)件，其直徑小于第2插通孔27的內(nèi)徑。連接銷28的兩端部從第2插通孔27向半徑方向的外側(cè)突出，并且連接銷28的兩端部插入于柱塞12中以固定。柱塞12由磁性材料形成，且成為大致有底的圓筒狀。對于柱塞12，其面向下側(cè)開口且插通于引導構(gòu)件8中，并使其下端與主閥體10的上端(S卩，主閥主體13的上端)相對。在柱塞12的開口中插入有先導閥體11的上端側(cè)，連接銷28在半徑方向上貫通先導閥體11與柱塞12，且連接銷28的兩端部固定于柱塞12的下端側(cè)。這樣，柱塞12和先導閥體11連接成使先導閥體11與柱塞12的運動連動。又，如圖I所示，在柱塞12的上端部具有法蘭12a。該法蘭12a形成在周向的整個圓周上，向半徑方向的外側(cè)突出。引導構(gòu)件8的上端側(cè)內(nèi)徑相應于法蘭12a的外徑而形成，引導構(gòu)件8的下端側(cè)的內(nèi)徑小于上端側(cè)的內(nèi)徑。因此，在引導構(gòu)件8的內(nèi)周面上，在上端側(cè)區(qū)域和下端側(cè)區(qū)域之間形成有臺階部8a，通過該臺階部8a支持法蘭12a。以此支持的柱塞12在主閥體10位于閥口關(guān)閉位置上時與主閥體10上下分離。 又，如圖2所示，在柱塞12內(nèi)容納有第I彈簧29 (閥體施力手段)。第I彈簧29為所謂的壓縮螺旋彈簧，以壓縮的狀態(tài)設置在先導閥體11的上端和柱塞12的內(nèi)頂面之間。第I彈簧29對閥主體22向下方施力，且將先導閥座部23推壓在先導閥座20上。S卩，第I彈簧29對先導閥體11向關(guān)閉方向施力，且推壓先導閥體11使其坐落于先導閥座20上。定位銷25在第I插通孔26中與先導閥體11的下側(cè)的內(nèi)周面隔開，從而使其不與如上述配置的先導閥體11接觸。同樣，連接銷28也在第2插通孔27中與先導閥體11的上側(cè)的內(nèi)周面隔開，從而使其不與在由引導構(gòu)件8的臺階部8a支持柱塞12的狀態(tài)下坐落于先導閥座20上的先導閥體11接觸。并且，柱塞12向上方提升時，連接銷28與先導閥體11的內(nèi)周面接觸，并以該狀態(tài)使先導閥體11提升。此外，當先導閥體11提升時，定位銷25與先導閥體11的內(nèi)周面接觸，并以該狀態(tài)使主閥體10提升至閥口打開的位置，使其與主閥座6分離，從而打開閥口 7。這樣，當柱塞12提升時，主閥體10及先導閥體11以先導閥體11和主閥體10的順序提升。如圖I所示，在這樣構(gòu)成的柱塞12的上方設置有固定磁極30。固定磁極30為由強磁性材料形成的大致圓柱狀構(gòu)件，插入于引導構(gòu)件8的上側(cè)開口中。固定磁極30在其外周面和引導構(gòu)件8之間的間隙被密封的狀態(tài)下與引導構(gòu)件8螺合，固定磁極30的下端與柱塞12的上端相對。并且，在固定磁極30的上端部,在周向的整個圓周上形成有向半徑方向外側(cè)突出的法蘭部30a，使該法蘭部30a與引導構(gòu)件8的上端接觸以固定固定磁極30的位置，此外堵塞引導構(gòu)件8的上側(cè)開口。在如上所述的上側(cè)開口堵塞的引導構(gòu)件8的外周部上外設有電磁螺線管31。電磁螺線管31位于外罩主體3的外側(cè)(具體是上側(cè))，且容納于螺線管外殼4內(nèi)。電磁螺線管31具有繞線架32和卷線33。繞線架32形成為大致圓筒狀，并外設在引導構(gòu)件8上。在繞線架32的外周面上卷繞有卷線33。在卷線33上電連接有未圖示的控制器，通過使電流從控制器流向卷線33進行勵磁，從而磁化柱塞12。如上所述，通過磁化柱塞12，使柱塞12由固定磁極30吸引而向上方提升。即，電磁螺線管31在其上流入電流以產(chǎn)生勵磁力，從而可以向上方移動柱塞12。又，在引導構(gòu)件8內(nèi)設置有第2彈簧34 (柱塞施力手段)。第2彈簧34為所謂的壓縮螺旋彈簧，且以壓縮的狀態(tài)設置于柱塞12和固定磁極30之間。第2彈簧34對柱塞12向抵抗電磁螺線管31的勵磁力的方向，即向下方施力。柱塞12通過第2彈簧34施力，從而被推向下方以坐落于引導構(gòu)件8的臺階部8a上。在這 樣構(gòu)成的電磁式開關(guān)閥I中，預先設定主閥體10及先導閥體11位于閥口關(guān)閉位置及通路關(guān)閉位置上時的連接銷28與閥主體22之間的相對位置關(guān)系、柱塞12與主閥體10之間的相對位置關(guān)系、定位銷25與閥主體22之間的相對位置關(guān)系、以及先導閥體11與止動部21之間的相對位置關(guān)系。以下，參照圖2說明它們的相對位置關(guān)系。在第2插通孔27中，連接銷28配置為，相對于形成第2插通孔27的內(nèi)周面(以下簡稱為“上側(cè)內(nèi)周面”)，在上側(cè)隔著間隙Al (第4間隔距離)，在下側(cè)隔著間隙A2 (第2間隔距離)。并且，間隙Al，A2示出在上下方向的間隔的大小，后述的間隙A3 A6也同樣示出在上下方向的間隔的大小。并且，柱塞12及主閥體10在上下方向上隔著間隙A3 (第I間隔距離)配置，并限制相對于柱塞12的主閥體10的打開方向的相對移動量不超出間隙A3。并且，柱塞12和主閥體10之間構(gòu)成以圓環(huán)狀形成的連通空間35，通過該連通空間35使連通槽17與間隙24a連通，此外使罐側(cè)空間15與先導室24連通。并且，在第I插通孔26中，定位銷25配置為，相對于形成第I插通孔26的內(nèi)周面(以下簡稱為“下側(cè)內(nèi)周面”)，在上側(cè)隔著間隙A4 (第5間隔距離)，在下側(cè)隔著間隙A5，且先導閥體11和主閥體10在其間隔著間隙A6 (第3間隔距離)配置。以此規(guī)定的各間隙的關(guān)系是間隙Al，A4大于間隙A6 (即間隙Al，A4 > A6)，間隙A2大于間隙A3。并且，為了在先導閥體11出現(xiàn)振動等的時候使定位銷25及連接銷28不與閥主體22接觸，最好隔著間隙A1，A5。但是，在不改變柱塞12的行程而使間隙A1，A5變大時，主閥座6的開口(主閥體10和主閥座6之間的間隔距離)變小。于是，在確保最低限度所需的主閥座6的開口的基礎上，需要盡量增大主閥座6的開口。這樣構(gòu)成的電磁式開關(guān)閥I是所謂的常閉型開關(guān)閥，在沒有電流流經(jīng)電磁螺線管31的狀態(tài)中，主閥體10位于閥口關(guān)閉位置，先導閥體11位于通路關(guān)閉位置。由此，閥口 7及先導通路18被關(guān)閉，罐端口 3b及給排端口 3c之間被阻斷，電磁式開關(guān)閥I處于閉閥狀態(tài)(參照圖2)。又，電磁式開關(guān)閥I具有手動操作用桿36。手動操作用桿36為大致圓柱狀，并插通于給排通路5b中。手動操作用桿36的基端部具有頭部36a。頭部36a的直徑大于手動操作用桿36的剩余部分的直徑。給排通路5b的形狀對應于手動操作用桿36的形狀，且其下側(cè)開口附近的直徑大于剩余部分的直徑，其下側(cè)開口附近與手動操作用桿36的頭部36a螺合。并且，在手動操作用桿36的頭部36a上形成有向下方開口的六角孔，通過用六角扳手等擰緊工具擰緊，可以在上下方向上移動手動操作用桿36。又，手動操作用桿36的中間部的外周面和外罩主體3的內(nèi)周面之間被密封，防止給排通路5b的氣體向外泄漏，且手動操作用桿36的前端(上端)延伸至主閥體10的下端的附近，且在用擰緊工具旋轉(zhuǎn)手動操作用桿36時與主閥體10接觸，并在進一步旋轉(zhuǎn)時將主閥體10向打開方向推動，以從主閥座6推動主閥體10。<電磁式開關(guān)閥的開閥動作>
以下參照圖3說明處于開閥狀態(tài)的電磁式開關(guān)閥I的開閥情況。在電磁螺線管31上流經(jīng)電流時，卷線33進行勵磁而產(chǎn)生勵磁力，以將柱塞12向固定磁極30側(cè)吸引。由此柱塞12向打開方向移動。當柱塞12向打開方向移動距離Al時，連接銷28與先導閥體11的上側(cè)內(nèi)周面接觸。以該狀態(tài)向打開方向移動柱塞12時，先導閥體11通過連接銷28向打開方向提升。另一方面，由于先導閥體11的下側(cè)內(nèi)周面和定位銷25之間隔有間隙A5，因此主閥體10仍然位于閥口關(guān)閉位置。于是,先導閥體11相對于主閥體10向打開方向相對移動，并與先導閥座20分離(通路打開位置)。這樣先導通路18打開。當先導通路18打開時，罐側(cè)空間15與給排通路5b通過連通槽17、連通空間35、間隙24a、先導室24及先導通路18連通。通過該連通，從罐端口 3b導入的高壓罐內(nèi)的氣體供給至給排通路5b，從而給排通路5b的內(nèi)壓上升。這樣，罐側(cè)空間15和給排通路5b的壓差變小，將主閥體10向打開方向移動時所需的作用力變小。通過采用這種方式，即使賦予柱塞12的勵磁力小，也能使閥開閥，可以實現(xiàn)電磁螺線管31的小型化。
在先導通路18打開之后，繼續(xù)在電磁螺線管31上流經(jīng)電流，以繼續(xù)提升柱塞12，緊接著先導閥體11的下側(cè)內(nèi)周面與定位銷25接觸，并通過先導閥體11使定位銷25提升。這樣，主閥體10向打開方向移動以與主閥座6分離(閥口打開位置)，閥口 7打開。由于閥口 7打開，罐側(cè)空間15與給排通路5b通過閥口 7直接連通，高壓罐內(nèi)的氣體從罐側(cè)空間15直接流入到給排通路5b(參照圖3的箭頭A)。這樣，高壓罐內(nèi)的氣體可以從給排端口 3c排出并供給至耗氣用具等裝置。此時，柱塞12與主閥體10之間的間隙為A1+A3+A5，大于閉閥時的間隙A3。<電磁式開關(guān)閥的閉閥動作>
在開閥狀態(tài)中，阻止電流流經(jīng)電磁螺線管31時，勵磁力消失，柱塞12通過第2彈簧34的作用力向下方(關(guān)閉方向)移動。隨之，由第I彈簧29施力的先導閥體11也向關(guān)閉方向移動，接著，先導閥體11坐落于先導閥座20上，關(guān)閉先導通路18。坐落后，由于先導閥體11向關(guān)閉方向推動主閥體10，因此主閥體10也與柱塞12和先導閥體11 一起向關(guān)閉方向移動。接著，主閥體10坐落于主閥座6上，關(guān)閉閥口 7，柱塞12由臺階部8a支持，從而電磁式開關(guān)閥I處于閉閥狀態(tài)(參照圖2)。<電磁式開關(guān)閥的填充動作>
下面參照圖4說明在高壓罐內(nèi)填充氣體的情況。在高壓罐內(nèi)填充氣體時,將需要填充的氣體(簡稱“填充氣體”)由給排端口 3c供給至給排通路5b。于是，主閥體10受到來自填充氣體的打開方向的作用力而向打開方向移動，并與主閥座6分離。這樣，閥口 7打開，給排通路5b的填充氣體通過閥口 7、罐側(cè)空間15及罐端口 3b導入高壓罐內(nèi)(參照圖4的箭頭B)，從而氣體填充于高壓罐內(nèi)。另一方面，閥口 7打開之后，主閥體10仍然通過來自填充氣體的作用力而向打開方向移動。此時，先導閥體11受到通過先導通路18的填充氣體的作用力，從先導閥座20稍微上升，由于主閥體10的受填充氣體作用力的受壓面積大于先導閥體11的受壓面積，因此先導閥體11維持幾乎貼合在先導閥座20上的狀態(tài)。由于這樣貼合的主閥體10和先導閥體11 一體地運動，因此即使主閥體10被提升，定位銷25與先導閥體11的下側(cè)內(nèi)周面之間的相對位置關(guān)系也幾乎不會變化。即，定位銷25對于下側(cè)內(nèi)周面，在上側(cè)隔著間隙A4，在下側(cè)隔著間隙A5，而不會相互接觸。所以，可以防止填充時先導閥體11的下側(cè)內(nèi)周面與定位銷25接觸而發(fā)生破損。又，由于先導閥體11通過第I彈簧29施力，因此通過該第I彈簧29可以吸收主閥體10對先導閥體11的推動力。即，可以抑制先導閥座20對先導閥座部23的推動力，可以防止因氣體填充而產(chǎn)生的先導閥座部23的大的變形或破損，從而防止在閉閥狀態(tài)下的氣體泄漏。由此，可以提供可靠性高的電磁式開關(guān)閥I。此外，當主閥體10向打開方向移動時，主閥體10在相對于柱塞12向打開方向相對移動間隙A3 (相對移動量)之處與柱塞12接觸。因此，停止主閥體10相對于柱塞12的向打開方向的相對運動，之后，柱塞12和主閥體10向打開方向一體地移動。于是，柱塞12及主閥體10通過填充氣體被推向打開方向，柱塞12與固定磁極30接觸，并保持該位置。這樣，在主閥體10移動期間，連接銷28相對于先導閥體11的上側(cè)內(nèi)周面向下方相對移動，并靠近該上側(cè)內(nèi)周面。但是，通過柱塞12，相對于柱塞12的主閥 體10的向打開方向的相對移動量被限制在間隙A3以內(nèi)，且由于連接銷28相對于先導閥體11的上側(cè)內(nèi)周面在下方隔著間隙A2，因此連接銷28不會與先導閥體11的上側(cè)內(nèi)周面接觸。連接銷28停止在相對于所述上側(cè)內(nèi)周面在下側(cè)隔著間隙A2-A3的位置上，并大約在該位置上保持。即，在填充期間，連接銷28和上側(cè)內(nèi)周面之間一直隔著大約為A2-A3的間隙。因此，可以防止連接銷28與填充開始后不久迅速運動的先導閥體11接觸，從而防止因該沖擊連接銷28受損等狀況的發(fā)生，并且在填充過程中不會在連接銷上產(chǎn)生靜態(tài)剪應力。又，此時，連接銷28相對于上側(cè)內(nèi)周面在上側(cè)隔著間隙A1+A3。這樣，電磁式開關(guān)閥I可以通過切換流經(jīng)電磁螺線管的電流，控制閥口 7的開關(guān)狀態(tài)，并且在允許從給排通路5a至罐側(cè)空間的流入的同時可以阻斷其反方向的流動。S卩，通過電磁式開關(guān)閥I可以實現(xiàn)具有電磁開關(guān)功能和止回功能的閥。<電磁式開關(guān)閥的手動開關(guān)>
最后，參照圖5說明通過手動操作用桿36手動開關(guān)電磁式開關(guān)閥I的情況。如前面所述，在閉閥狀態(tài)中，手動操作用桿36的前端與主閥體10的下端分離，通過用擰緊工具旋轉(zhuǎn)手動操作用桿36使其向上方移動。通過向上方移動，接著，手動操作用桿36的前端與主閥體10接觸，從而通過手動操作用桿36提升主閥體10。由此，主閥體10與主閥座6分離，閥口 7打開，因此能將高壓罐內(nèi)的氣體通過罐端口 3b和罐側(cè)空間15排出至給排通路5b (參照圖5參照的箭頭C)。又，當以與強制打開閥口 7的情況相反的方向旋轉(zhuǎn)手動操作用桿36時，手動操作用桿36向下方移動。通過手動操作用桿36強制打開閥口 7后，將手動操作用桿36向下方移動時，主閥體10向關(guān)閉方向返回，接著坐落于主閥座6上。由此，閥口 7被關(guān)閉，罐側(cè)空間15和給排通路5b之間被阻斷，從而阻止高壓罐內(nèi)的氣體的排出。<電磁式開關(guān)閥的其他功能>
在電磁式開關(guān)閥I中，先導閥座部23因隨時間的劣化及使用狀況而出現(xiàn)塑性變形。先導閥體11因該塑性變形向關(guān)閉方向下降與間隙A6同等的距離時，閥主體22與止動部21接觸，從而限制先導閥體11進一步下降。間隙A6大于間隙Al及間隙A4。因此，先導閥座部23即使出現(xiàn)塑性變形，先導閥體11卡在定位銷25及連接銷28上，先導閥座部23從先導閥座20上升，以此可以防止從先導通路18的泄露的發(fā)生。[第2實施形態(tài)]
本發(fā)明的第2實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥IA的結(jié)構(gòu)類似于第I實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥I。因此，對于第2實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥IA的結(jié)構(gòu)，僅說明與第I實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥I不同的結(jié)構(gòu)，對于相同的結(jié)構(gòu)標以相同的符號并省略說明。在電磁式開關(guān)閥IA中，在主閥體10的閥內(nèi)空間19內(nèi)插入有柱塞12A的下端部，主閥體10和柱塞12A通過連接銷28可連動地連接。并且，先導閥體IlA容納于柱塞12A內(nèi)，并確保使其不會從該柱塞12A中蹦出來。以下進一步具體說明。柱塞12A可滑動地插通于引導構(gòu)件8內(nèi)。該柱塞12A具有柱塞主體41和蓋構(gòu)件42。柱塞主體41為大致圓柱狀，并在上下方向上延伸。柱塞主體41具有大徑部41a、小徑部41b和安裝部41c。大徑部41a為大致圓柱狀，并具有與引導構(gòu)件8的內(nèi)徑大致相同的外徑。大徑部41a在上下方向上可滑動地位于引導構(gòu)件8內(nèi)，在其上端部和固定磁極30之間具有第2彈簧34。并且在大徑部41a的下端一體地形成有小徑部41b。小徑部41b為大致圓柱狀，具有與閥內(nèi)空間19的內(nèi)徑大致相同的外形。該小徑部41b在上下方向上可滑動地插通于主閥體10內(nèi)。插通有小徑部41b的主閥體10的上端與大徑部41a的下端相對，在主閥體10和大徑部41a之間隔著間隙All (第6間隔距離)。由此，可限制主閥體10相對于柱塞12A在打開方向的相對移動量不超出間隙All。并且，主閥 體10和大徑部41a之間形成有圓形的連通空間35A。又，在小徑部41b中形成有向半徑方向貫通的第3插通孔43 (插通孔),在該插通孔中插通有連接銷28。連接銷28的兩端部延伸至主閥體10，固定在主閥體10上。連接銷28相對于形成第3插通孔43的內(nèi)周面，在上側(cè)隔著間隙A12 (第7間隔距離)，在下側(cè)隔著間隙A13，間隙A12大于間隙All (即A12 > All)。此外，在小徑部41b的下端一體地形成有安裝部41c。安裝部41c為大致圓筒狀，且其直徑比小徑部41b的直徑更小。安裝部41c從小徑部41b的下端向下方延伸。在該安裝部41c的外周面上螺合有蓋構(gòu)件42。蓋構(gòu)件42為大致圓筒狀，并具有與小徑部41b大致相同的外徑。在該蓋構(gòu)件42的外周面和主閥體10的內(nèi)周面之間形成有氣體可通過的程度的間隙24a，該間隙24a與連通空間35A連通。并且，蓋構(gòu)件42的前端部(下端部)具有向半徑方向的內(nèi)側(cè)突出的向內(nèi)法蘭42a。向內(nèi)法蘭42a為大致圓環(huán)狀，并位于遠離安裝部41c的前端(下端)的下方。向內(nèi)法蘭42a與主閥體10的底部之間形成有先導室24A，并且向內(nèi)法蘭42a與安裝部41c的前端之間形成有由蓋構(gòu)件42的內(nèi)周面圍繞成的閥體容納空間44。該閥體容納空間44中容納有先導閥體11A。先導閥體IlA具有底座保持部45和先導閥座部23A。底座保持部45形成為大致圓筒狀，并具有小于蓋構(gòu)件42的內(nèi)徑的外徑。先導閥座部23A設置并固定在該底座保持部45中。先導閥座部23A為大致圓柱狀，并在其中間部分在周向的整個圓周上形成有向半徑方向外側(cè)突出的安裝法蘭23a。在底座保持部45上形成有對應于該安裝法蘭23a的凹處45a，通過將安裝法蘭23a嵌設在該凹處45a中，以此將先導閥座部23A安裝在底座保持部45上以使其不脫離。并且，先導閥座部23A的前端部(下端部)從底座保持部45上突出。這樣構(gòu)成的先導閥體IlA在閥體容納空間44中在上下方向上可滑動。并且，先導閥體IlA的底座保持部45的直徑大于蓋構(gòu)件42的向內(nèi)法蘭42a的內(nèi)徑側(cè)的孔的直徑，且先導閥體IlA通過向內(nèi)法蘭42a不會從該孔脫離。此外，先導閥體IlA延伸為從底座保持部45突出的部分(先導閥座部23A的前端側(cè)部分)插通于蓋構(gòu)件42的向內(nèi)法蘭42a的內(nèi)徑側(cè)的孔中并在下方露出，并且先導閥座部23A的前端部可以在上下方向上相對地坐落于先導閥座20上(參照圖7)。并且，安裝部41c中容納有第I彈簧29A。第I彈簧29A對先導閥體IlA向下方施力。經(jīng)施力的先導閥體IlA由向內(nèi)法蘭42a支持，并在與安裝部41c在下方隔著間隙A14的位置處，在閉閥狀態(tài)中坐落于先導閥座20上。這樣先導通路18被關(guān)閉。并且間隙A14大于間隙All (S卩，A14>A11)。<電磁式開關(guān)閥的開閥動作>
以下參照圖8說明處于閉閥狀態(tài)的電磁式開關(guān)閥IA的開閥情況。在電磁螺線管31上流經(jīng)電流時，將柱塞12A向固定磁極30側(cè)吸引，柱塞12A向打開方向移動。此時，先導閥體IlA由向內(nèi)法蘭42a支持并向打開方向提升。另一方面，由于柱塞12A的內(nèi)周面和連接銷28之間隔有間隙A13，因此主閥體10仍然位于閥口關(guān)閉位置。于是，先導閥體11相對于主閥體10向打開方向相對移動，并與先導閥座20分離(通路打開位置)。這樣先導通路18打開。當先導通路18打開時，罐側(cè)空間15與給排通路5b通過連通槽17、連通空間35A、 間隙24a、先導室24A及先導通路18連通，給排通路5b的內(nèi)壓上升。這樣，罐側(cè)空間15和給排通路5b的壓差變小，將主閥體10向打開方向移動時所需的作用力變小。即，可以使賦予柱塞12的勵磁力變小，可以實現(xiàn)電磁螺線管31的小型化。在先導通路18打開之后，繼續(xù)在電磁螺線管31上流經(jīng)電流，以繼續(xù)提升柱塞12A，緊接著柱塞12A的內(nèi)周面與連接銷28接觸，并通過連接銷28使主閥體10提升。這樣，主閥體10向打開方向移動以與主閥座6分離(閥口打開位置)，閥口 7打開，高壓罐內(nèi)氣體從罐側(cè)空間15直接流入到給排通路5b (參照圖8的箭頭D)。此時，連接銷28位于相對于柱塞12的內(nèi)周面在下側(cè)隔有間隙A12+A13之處，并且主閥體10和大徑部41a之間具有間隙A11+A13。<電磁式開關(guān)閥的閉閥動作>
在開閥狀態(tài)中，阻止電流流經(jīng)電磁螺線管31時，柱塞12A通過第2彈簧34的作用力向下方(關(guān)閉方向)移動。隨之，先導閥體IlA也向關(guān)閉方向移動，接著，先導閥體IlA坐落于先導閥座20上，關(guān)閉先導通路18。坐落后，通過該先導閥體IlA向關(guān)閉方向推動主閥體10，以向關(guān)閉方向移動。接著，主閥體10坐落于主閥座6上，關(guān)閉閥口 7，電磁式開關(guān)閥IA處于閉閥狀態(tài)(參照圖7)。<電磁式開關(guān)閥的填充動作>
下面參照圖9說明在高壓罐內(nèi)填充氣體的情況。將填充氣體由給排端口 3c供給至給排通路5b時，主閥體10受到來自填充氣體的作用力而向打開方向移動，并與主閥座6分離。這樣，閥口 7打開，給排通路5b的填充氣體通過閥口 7、罐側(cè)空間15及罐端口 3b導入高壓罐內(nèi)(參照圖9的箭頭E)，從而氣體填充于高壓罐內(nèi)。另一方面，閥口 7打開之后，主閥體10向打開方向移動。此時，先導閥體IlA受到通過先導通路18的填充氣體的作用力，從先導閥座20稍微上升，但是由于主閥體10的受填充氣體作用力的受壓面積大于先導閥體IlA的受壓面積，因此先導閥體IlA維持幾乎貼合在先導閥座20上的狀態(tài)。并且，由于先導閥體IlA在與柱塞12A的安裝部41c的下端隔著間隙A14-A11的狀態(tài)下由第I彈簧29A施力，因此通過該第I彈簧29A可以吸收主閥體10對先導閥體IIA的推動力。即，可以抑制先導閥座20對先導閥座部23的推動力，可以防止因氣體填充而產(chǎn)生的先導閥座部23的大的變形或破損，從而防止在閉閥狀態(tài)下的氣體泄漏。由此，可以提供可靠性高的電磁式開關(guān)閥1A。
此外，當主閥體10向打開方向移動時，接著所述主閥體10與大徑部41a接觸。因此，停止主閥體10相對于柱塞12A的相對移動,之后，柱塞12A和主閥體10向打開方向一體地移動。于是，柱塞12A及主閥體10通過填充氣體被推向打開方向，柱塞12A與固定磁極30接觸，并保持該位置。這樣，在主閥體10移動期間，連接銷28相對于柱塞12A的內(nèi)周面向上方相對移動，并靠近該內(nèi)周面，但是接著，與柱塞12A接觸而使主閥體10停止運動時，連接銷28也會停止運動，因此連接銷28不會與柱塞12A的內(nèi)周面接觸。連接銷28停止在相對于所述內(nèi)周面在上側(cè)隔著間隙A12-A11的狀態(tài)，并大約在該位置上保持。即，在填充期間，連接銷28和所述內(nèi)周面之間一直隔著約為A12-A11的間隙。因此，可以防止連接銷28與填充開始后不久迅速運動的柱塞12A接觸，從而防止因該沖擊連接銷28受損等狀況的發(fā)生，并且在填充過程中不會在連接銷上產(chǎn)生靜態(tài)剪應力。又，由于柱塞主體41的安裝部41c和先導閥體IlA之間隔著間隙A14，且間隙A14
大于間隙All，因此先導閥體IlA不會與安裝部41c接觸。因此，可以防止先導閥體IlA及柱塞12A的破損。并且，此時連接銷28相對于柱塞12A的內(nèi)周面在下側(cè)隔著間隙A11+A13。<電磁式開關(guān)閥的手動開關(guān)>
最后，參照圖10說明通過手動操作用桿36手動開關(guān)電磁式開關(guān)閥IA的情況。在閉閥狀態(tài)中，手動操作用桿36的前端與主閥體10的下端分離，用擰緊工具旋轉(zhuǎn)手動操作用桿36使其向上方移動。通過向上方移動，接著，手動操作用桿36的前端與主閥體10接觸，從而通過手動操作用桿36提升主閥體10。由此，主閥體10與主閥座6分離，閥口 7打開，因此能將高壓罐內(nèi)的氣體通過罐端口 3b和罐側(cè)空間15排出至給排通路5b (參照圖10參照的箭頭F)。又，當以與強制打開閥口 7的情況相反的方向旋轉(zhuǎn)手動操作用桿36時，手動操作用桿36向下方移動。通過手動操作用桿36強制打開閥口 7后，使手動操作用桿36向下方移動時，主閥體10向關(guān)閉方向返回，接著坐落于主閥座6上。由此，閥口 7被關(guān)閉，罐側(cè)空間15和給排通路5b之間被阻斷，從而阻止高壓罐內(nèi)的氣體的排出。<電磁式開關(guān)閥的其他功能>
在電磁式開關(guān)閥IA中，先導閥座部23A因隨時間的劣化及使用狀況而出現(xiàn)塑性變形時，柱塞12A向關(guān)閉方向下降。與第I實施形態(tài)相同的是，在主閥體10中形成止動部21，當柱塞12A向關(guān)閉方向下降距離A15時，柱塞12A與止動部21接觸從而限制其進一步下降。間隙A15小于間隙A12，因此，先導閥座部23A即使出現(xiàn)塑性變形，柱塞12A卡在連接銷28上，先導閥座部23A從先導閥座20上升，以此也可以防止從先導通路18的泄露的發(fā)生。又，第2實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥IA中的銷的數(shù)量少于第I實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥I。因此可以減少具有出現(xiàn)破損及損傷的可能性的構(gòu)件，能進一步提聞可罪性。此外，產(chǎn)生與第I實施形態(tài)相同的作用效果。[關(guān)于其他實施形態(tài)]
在第I實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥I中，定位銷25及連接銷28相對于先導閥體11可以具有相對位移，但是也可以將定位銷25及連接銷28嵌合在先導閥體11中，使其不能出現(xiàn)相對位移。此時，在主閥體10上形成如第I插通孔26的孔，且在柱塞12中形成如第2插通孔27的孔，從而使定位銷25及連接銷28相對于主閥體10及柱塞12具有相對位移。這樣可以產(chǎn)生與第I實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥I相同的作用效果。又，在第2實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥IA中，連接銷28可實現(xiàn)相對位移地設置于柱塞12A中，但是也可以將該連接銷28不能實現(xiàn)相對位移地嵌合在柱塞12A中。此時，在主閥體10上形成如第3插通孔43的孔，使連接銷28相對于主閥體10具有相對位移，這樣可以產(chǎn)生與第2實施形態(tài)的電磁式開關(guān)閥IA相同的作用效果。在第I及第2實施形態(tài)中，說明了罐上(on tank)型的電磁式開關(guān)閥1，IA (即容器源閥)，但是也可以是罐內(nèi)(in tank)型的電磁式開關(guān)閥，且也可以是不裝載于高壓罐的開口部的電磁式開關(guān)閥。即，只要位于連接耗氣用具及高壓罐之間的通路的閥即可。
工業(yè)應用性
本發(fā)明可以適用于能用電磁螺線管切換來自罐內(nèi)的氣體的排出與否，又能將氣體填充于氣罐內(nèi)的電磁式開關(guān)閥。符號的說明
1,1A 電磁式開關(guān)閥；
2外罩；
3b 罐端口 ；
3c 給排端口；
5b 給排通路；
7 閥口；
10 主閥體；
11，IlA : 先導閥體；
12，12A柱塞；
15 罐側(cè)空間；
18 先導通路；
22 閥主體；
23，23A:先導閥座部；
25定位銷；
26第I插通孔；
27第2插通孔；
28連接銷；
29，29A:第I彈簧；
31 電磁螺線管；
34第2彈簧；
41 柱塞主體；
43 第3插通孔；
45 底座保持部。
權(quán)利要求
1.一種電磁式開關(guān)閥,包括 形成有與罐端口連通的罐側(cè)空間、與給排端口連通的給排側(cè)空間及與這些空間連通的閥口的外罩； 在關(guān)閉所述閥口的閥口關(guān)閉位置和打開所述閥口的閥口打開位置之間移動，且形成有與所述罐側(cè)空間和所述給排側(cè)空間連通的先導通路的主閥體； 在坐落于所述主閥體上以關(guān)閉所述先導通路的通路關(guān)閉位置和與所述主閥體分離以打開所述先導通路的通路打開位置之間移動的先導閥體； 向打開方向可移動，且在向所述打開方向移動時使所述先導閥體和所述主閥體按該順序分別運動到所述通路打開位置和所述閥口打開位置的柱塞； 產(chǎn)生勵磁力以使所述柱塞向所述打開方向運動的電磁螺線管； 抵抗所述電磁螺線管的勵磁力以對所述柱塞向關(guān)閉方向施力的柱塞施力單元；以及插通于所述柱塞及所述先導閥體兩個構(gòu)件中，或者插通于所述柱塞及所述主閥體兩個構(gòu)件中，使它們可連動且相互之間可相對位移地連接的連接銷； 所述主閥體被推向所述打開方向時，在連接銷與所述兩個構(gòu)件兩者接觸之前阻止所述主閥體相對于所述柱塞的所述打開方向的相對運動，從而使連接銷與所述兩個構(gòu)件兩者不接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁式開關(guān)閥，其特征在于， 所述連接銷連接所述柱塞和所述先導閥體； 所述柱塞在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從所述主閥體隔著第I間隔距離的位置上； 所述先導閥體中形成有柱塞側(cè)插通孔； 所述連接銷固定于所述柱塞且可移動地插通于所述柱塞側(cè)插通孔，所述連接銷在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從形成所述柱塞側(cè)插通孔的表面向所述打開方向隔著第2間隔距離的位置上； 所述第2間隔距離大于所述第I間隔距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁式開關(guān)閥，其特征在于， 所述先導閥體及所述主閥體通過插通于所述先導閥體及所述主閥體中的定位銷可連動地連接； 所述定位銷設置成使定位銷在所述主閥體被推向打開方向時與所述先導閥體及所述主閥體中的任意一個不接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁式開關(guān)閥，其特征在于， 所述先導閥體具有可移動地插入于所述主閥體的閥主體和設置于所述閥主體上且坐落于所述主閥體上以關(guān)閉所述先導通路的先導閥座部； 所述先導閥主體容納在從所述主閥體向所述打開方向隔著第3間隔距離的位置上；所述連接銷在所述先導閥主體位于通路關(guān)閉位置上時設置于從形成所述柱塞側(cè)插通孔的表面向所述關(guān)閉方向隔著第4間隔距離的位置上； 在所述先導閥主體上還形成有主閥側(cè)插通孔； 所述定位銷固定于所述主閥體且可移動地插通于所述主閥側(cè)插通孔，所述定位銷在所述先導閥體位于通路關(guān)閉位置上時設置于從形成所述主閥側(cè)插通孔的表面向所述關(guān)閉方向隔著第5間隔距離的位置上； 所述第4間隔距離及所述第5間隔距離大于所述第3間隔距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁式開關(guān)閥，其特征在于， 所述連接銷連接所述柱塞及所述主閥體； 所述柱塞在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從所述主閥體隔著第6間隔距離的位置上； 所述柱塞中形成有插通孔； 所述連接銷固定于所述主閥體且可移動地插通于所述插通孔，所述連接銷在所述主閥體位于閥口關(guān)閉位置上時設置于從形成所述插通孔的表面向所述關(guān)閉方向隔著第7間隔距離的位置上； 所述第7間隔距離大于所述第6間隔距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁式開關(guān)閥，其特征在于， 所述柱塞具有柱塞主體和蓋構(gòu)件； 所述柱塞主體在其所述打開方向側(cè)具有安裝部； 所述安裝部中螺合有蓋構(gòu)件； 在所述蓋構(gòu)件中形成有由所述安裝部封堵的閥空間； 所述先導閥體在所述閥空間內(nèi)接觸及支持在所述蓋構(gòu)件上，且設置成從所述接觸及支持的狀態(tài)可移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁式開關(guān)閥，其特征在于， 所述先導閥體在所述先導閥體位于通路關(guān)閉位置上時設置于從所述安裝部的端面隔著所述第8間隔距離的位置上； 所述第8間隔距離大于第6間隔距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的電磁式開關(guān)閥，其特征在于， 還具備對所述先導閥體向所述關(guān)閉方向施力的閥體施力單元。
全文摘要
在設置于電磁式開關(guān)閥(1)中的外罩(3)內(nèi)設有主閥體(10)。在主閥體(10)上形成有先導通路(18)，在主閥體中插入有用于開閉先導通路(18)的先導閥體(11)。先導閥體(11)及主閥體(10)配置為與向打開方向可移動的柱塞(12)的運動連動。柱塞(12)和先導閥體(11)通過插通于它們中的連接銷(28)而連接，連接銷(28)設置成相對于先導閥體(11)可相對位移。且主閥體(10)被推向打開方向時，在先導閥體(11)與連接銷(28)接觸之前，柱塞(12)使相對于柱塞(12)的主閥體(10)的打開方向的相對運動停止。由此提供當主閥體被推動而打開閥口時剪應力不會作用于連接銷的電磁式開關(guān)閥。
文檔編號H01M8/04GK102713385SQ20118000589
公開日2012年10月3日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者二宮誠, 野道薰, 鈴木豐 申請人:川崎重工業(yè)株式會社