JP5990356B1 - 電磁弁 - Google Patents

電磁弁 Download PDF

Info

Publication number
JP5990356B1
JP5990356B1 JP2016103894A JP2016103894A JP5990356B1 JP 5990356 B1 JP5990356 B1 JP 5990356B1 JP 2016103894 A JP2016103894 A JP 2016103894A JP 2016103894 A JP2016103894 A JP 2016103894A JP 5990356 B1 JP5990356 B1 JP 5990356B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
valve
valve seat
moving
inner diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016103894A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017211006A (ja
Inventor
秀一 山内
秀一 山内
亮二 市山
亮二 市山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinwa Controls Co Ltd
Original Assignee
Shinwa Controls Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2016103894A priority Critical patent/JP5990356B1/ja
Application filed by Shinwa Controls Co Ltd filed Critical Shinwa Controls Co Ltd
Publication of JP5990356B1 publication Critical patent/JP5990356B1/ja
Application granted granted Critical
Priority to TW106112420A priority patent/TWI641776B/zh
Priority to US16/303,917 priority patent/US10767782B2/en
Priority to CN201780031728.2A priority patent/CN109154402B/zh
Priority to EP17802876.7A priority patent/EP3467362B1/en
Priority to PCT/JP2017/019516 priority patent/WO2017204290A1/ja
Priority to KR1020187036678A priority patent/KR102107330B1/ko
Publication of JP2017211006A publication Critical patent/JP2017211006A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/42Valve seats
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0651One-way valve the fluid passing through the solenoid coil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36Valve members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/029Electromagnetically actuated valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • F16K31/0658Armature and valve member being one single element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

【課題】開弁時のガスの圧力損失特性を向上させた電磁弁を提供すること。【解決手段】移動コアの弁体が着座する弁座が、筒状本体部の端部の当該弁座の外側領域から移動コア側に盛り上がっている。移動コアのガス流通路は、固定コア側において移動コアの移動方向に延びる流入路と、弁体側において当該移動方向に対して鋭角をなす方向に流入路から2本以上に分かれて延びる流出路と、を有している。弁座の盛り上がり高さは、流出路の内径の0.3倍以上である。ガス貯留空間は、弁体が弁座に着座している状態において、流出路の固定コア側端縁から流出路の延伸方向の延長線上で見て流出路の内径の0.5倍以上移動コアから離間する領域を含むように形成され、且つ、流出路の弁体側端縁から流出路の延伸方向の延長線上で見て流出路の内径以上移動コアから離間する領域を含むように形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、通常時は閉塞しているタイプの電磁弁に関する。
通常時は閉塞しているタイプの従来の電磁弁について、図3を用いて説明する。図3は、特許文献1の図4に基づいて作図されたものである。
図3に示すように、特許文献1の電磁弁50は、内部にガス導入路61を有する固定コア60と、内部にガス流通路71を有すると共に電磁力の作用を受けると固定コア60に対して近づくことが可能な移動コア70と、を備えている。移動コア70の固定コア60とは反対側の端部に、弁体75が取り付けられている。
固定コア60には、移動コア70の移動を案内するスリーブ部81を有する筒状本体部80が固定されている。筒状本体部80の固定コア60とは反対側の端部に、弁体75が着座することで閉塞されるガス排出孔82が設けられている。ガス排出孔82は、円形の孔として構成されている。
固定コア60と移動コア70との間には、固定コア60に対して移動コア70を遠ざける方向に付勢して弁体75を着座させるスプリング65が設けられている。
一方、移動コア70に電磁力を作用させて、スプリング65の付勢力に抗して移動コア70を固定コア60に近づけることで、弁体75をガス排出孔82から開放することが可能な電磁コイル部73が設けられている。
筒状本体部80は、全体的に円筒状であって、移動コア70の弁体75側の領域が固定コア60側の領域よりも小径となっているため、弁体75の周辺に円筒状のガス貯留空間84が規定されている。
また、固定コア60のガス導入路61と移動コア70のガス流通路71とは、固定コア60と移動コア70との相対位置に拘わらず(すなわち、スプリング65の伸縮状態の如何に拘わらず)、互いの連通状態を維持するようになっている。
また、ガス流通路71の固定コア60側の領域は、移動コア70の移動方向に延びる断面円形の1本の流入路71aとなっており、ガス流通路71の弁体75側の領域は、流入路71aから直角をなす方向に2本に分かれて延びる断面円形の流出路71bとなっている。
図3から分かる通り、流入路71aの断面の直径と流出路71bの断面の直径とは、略等しくなっている。また、ガス排出孔82の直径も、これらの直径と略等しくなっている。一方で、ガス貯留空間84の外径(筒状本体部80の内径)と弁体75との各半径の差は、前記直径の半分程度となっている。また、ガス貯留空間84の外径(筒状本体部80の内径)は、流出路71bの開口部から当該流出路71bの延伸方向の延長線上で見て、前記直径の半分程度の位置にある。
次に、以上のような従来の電磁弁50の動作について説明する。
通常時においては、固定コア60と移動コア70との間に設けられたスプリング65の付勢力によって、固定コア60に対して移動コア70が遠ざけられる方向に付勢されていて、弁体75が着座してガス排出孔82は閉じている。
開弁指令が入力されると、不図示の制御装置を介して電磁コイル部73が駆動される。これにより、電磁コイル部73は、移動コア70に電磁力を作用させ、スプリング65の付勢力に抗して移動コア70を固定コア60に近づける。これによって、弁体75がガス排出孔82から離れ、電磁弁50が開放される。
次いで、閉弁指令が入力され、電磁コイル部73の駆動が停止されると、電磁力が消失するため移動コア70は再びスプリング65の付勢力によって固定コア60から遠ざけられる。これにより、弁体75が再び着座してガス排出孔82が閉じられる。
ガスの流れに着目すると、通常時においてガス導入路61内に供給されているガス(通常は圧力ガス)は、ガス流通路71である流入路71a及び流出路71bを介して、ガス貯留空間84内に充満している。しかし、ガス排出孔82が弁体75によって閉塞されているため、ガスはガス排出孔82からは排出されていない。
開弁指令が入力され、電磁コイル部73が駆動されることによって、弁体75がガス排出孔82から離れると、ガス貯留空間84内に充満していたガスが当該ガス排出孔82を通って排出される。
次いで、閉弁指令が入力され、電磁コイル部73の駆動が停止されると、弁体75が再び着座してガス排出孔82が閉じられ、ガスの流れはガス貯留空間84で止まる(ガス排出孔82からのガスの排出が停止する)。
以上に説明した従来の電磁弁50は、構成が簡単であるため、安価に製造することができ、また、設置も比較的容易である。
特開2006−258154
しかしながら、本件発明者による各種の実験の結果、図3を用いて説明した従来の電磁弁50は、開弁時のガスの圧力損失が大きい、という問題があることが知見された。
本件発明者によれば、流出路71bが流入路71aに対して直角であるために、ガスが流入路71aから流出路71bに至る際の圧力損失が大きいこと(一般に「曲がり損失」と呼ばれるタイプの圧力損失)、及び、ガス貯留空間84が狭いことによって、ガスが流出路71bからガス貯留空間84に至る際の圧力損失が大きいこと(一般に「縮小損失」と呼ばれるタイプの圧力損失)、が突き止められた。
そこで、本件発明者は、流出路71bが流入路71aに対してなす角度を鋭角の範囲内に留めると共に、ガス貯留空間84を広げるという方向性の下で、各種の電磁弁の試作をしながら、検討を重ねてきた。
そのような検討と試行錯誤の過程の中で、本件発明者は、弁体75が当接する弁座を筒状本体部80の端面から弁体75の側に盛り上げておいて、そのような弁座の周囲をもガス貯留空間としておくことが、開弁時のガスの圧力損失特性を顕著に向上させることを知見した。
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、開弁時のガスの圧力損失特性を向上させた電磁弁を提供することである。
本発明は、
内部にガス導入路を有する固定コアと、
内部にガス流通路を有すると共に、電磁力の作用を受けると前記固定コアに対して近づくことが可能な移動コアと、
前記移動コアの前記固定コア側とは反対側の端部に設けられた弁体と、
前記固定コアに対して固定されると共に、前記移動コアの移動を案内するようになっている筒状本体部と、
前記筒状本体部の前記固定コア側とは反対側の端部に設けられ、前記弁体が着座可能な環状の弁座と、
前記筒状本体部の前記端部の前記弁座の内側領域に設けられたガス排出路と、
前記固定コアに対して前記移動コアを遠ざける方向に付勢して、前記弁体を前記弁座に対して着座させることが可能な弾性体と、
前記移動コアに前記電磁力を作用させて、前記弾性体の付勢力に抗して前記移動コアを前記固定コアに近づけることで、前記弁体を前記弁座から開放することが可能な電磁コイル部と、
を備え、
前記筒状本体部は、前記移動コアの前記弁体の近傍に、環状のガス貯留空間を有しており、
前記弁座は、前記筒状本体部の前記端部の当該弁座の外側領域から前記固定コア側に盛り上がっており、
前記ガス導入路と前記ガス流通路とは、前記固定コアと前記移動コアとの相対位置に拘わらず連通状態を維持するようになっており、
前記ガス流通路は、前記固定コア側において前記移動コアの移動方向に延びる流入路と、前記弁体側において当該移動方向に対して鋭角をなす方向に前記流入路から2本以上に分かれて延びる流出路と、を有しており、
前記流出路は、当該流出路の延伸方向に垂直な断面における最大内径が規定されていると共に、前記移動コアからの開口部において固定コア側端縁と弁体側端縁とを有しており、
前記電磁コイル部によって前記移動コアが移動する距離は、前記最大内径の0.1倍〜0.3倍の範囲内であり、
前記弁座の前記外側領域からの盛り上がり高さは、前記最大内径の0.3倍以上であり、
前記ガス貯留空間は、前記弁体が前記弁座に着座している状態において、
(1)前記固定コア側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径の0.5倍以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成され、且つ、
(2)前記弁体側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成されている
ことを特徴とする電磁弁である。
本発明によれば、移動コアのガス流通路における流入路と流出路との角度が鋭角であるため、それが直角であった従来技術と比較して、「曲がり損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制することができる。
また、本発明によれば、ガス貯留空間が、弁体が弁座に着座している状態において、固定コア側端縁から流出路の延伸方向の延長線上で見て、流出路の最大内径の0.5倍以上移動コアから離間する領域を含み、且つ、弁体側端縁から流出路の延伸方向の延長線上で見て、流出路の最大内径以上移動コアから離間する領域を含むように形成されているため、ガス貯留空間が狭かった従来技術と比較して、「縮小損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制することができる。
そして、本発明によれば、弁座の盛り上がり高さが流出路の最大内径の0.3倍以上とされて、そのような弁座の周囲をもガス貯留空間となっているため、移動コアが流出路の最大内径の0.1倍〜0.3倍の範囲で移動するという条件での開弁時に、ガスをより円滑に排出することができ、結果的にガスの圧力損失特性を顕著に向上させることができる。
本件発明者による知見によれば、流出路が流入路から対称な方向に2本に分かれて延びている場合、流出路の延伸方向に垂直な断面積は、流入路の延伸方向に垂直な断面積と略等しいことが好ましい。具体的には、流出路の延伸方向に垂直な断面積は、流入路の延伸方向に垂直な断面積の0.9倍〜1.1倍の範囲内であることが好ましい。この条件が満たされている場合、ガスの圧力損失特性が良好である。
また、本件発明者による知見によれば、ガス排出路の延伸方向に垂直な断面積は、少なくとも弁座から流出路の最大内径の1.5倍の長さに亘って、流入路の延伸方向に垂直な断面積の0.8倍〜1.2倍の範囲内であることが好ましい。この条件が満たされている場合、ガス排出路におけるガスの圧力損失特性が良好である。
また、筒状本体部は、弁座が形成されている部位と、移動コアの移動を案内する部位とが、互いに別部材で構成されていることが好ましい。弁座は、弁体との当接に対する耐久性が要求されるため、例えば弁座が形成されている部位については、そのような特性を優先して材料選択されることが好ましい。
例えば、弁座の外側輪郭形状は、頂角が45°〜75°の切頭円錐形状である。この場合、弁座の外側輪郭形状は、弁座の軸線回りに軸対称である。そして、この場合、ガス貯留空間も、弁座の軸線回りに回転対称な形状を有していることが好ましい。この条件が満たされている場合、ガスの圧力損失特性が良好である。
また、ガス貯留空間の外径は、移動コアの移動方向において略同一であり、ガス貯留空間の固定コア側とは反対側の端面は、弁座を除いて平坦であることが好ましい。この条件が満たされている場合、設計及び製造が比較的容易で、省スペース化も実現でき、ガスの圧力損失特性も良好である。
また、本件発明者による知見によれば、前記弁座の前記外側領域からの盛り上がり高さは、前記最大内径の0.5倍以上であり、
前記ガス貯留空間は、前記弁体が前記弁座に着座している状態において、
(1)前記固定コア側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径の0.8倍以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成され、且つ、
(2)前記弁体側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径の1.5倍以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成されている
ことが特に好ましい。
この条件が満たされている場合、ガスの圧力損失特性が特に良好であった。
なお、前記鋭角は、25°〜75°の範囲内から適宜に選択され得る。
本発明によれば、移動コアのガス流通路における流入路と流出路との角度が鋭角であるため、それが直角であった従来技術と比較して、「曲がり損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制することができる。
また、本発明によれば、ガス貯留空間が、弁体が弁座に着座している状態において、固定コア側端縁から流出路の延伸方向の延長線上で見て、流出路の最大内径の0.5倍以上移動コアから離間する領域を含み、且つ、弁体側端縁から流出路の延伸方向の延長線上で見て、流出路の最大内径以上移動コアから離間する領域を含むように形成されているため、ガス貯留空間が狭かった従来技術と比較して、「縮小損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制することができる。
そして、本発明によれば、弁座の盛り上がり高さが流出路の最大内径の0.3倍以上とされて、そのような弁座の周囲をもガス貯留空間となっているため、移動コアが流出路の最大内径の0.1倍〜0.3倍の範囲で移動するという条件での開弁時に、ガスをより円滑に排出することができ、結果的にガスの圧力損失特性を顕著に向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る電磁弁の概略断面図である。 図1のガス貯留空間の近傍部分の拡大図である。 従来の電磁弁の概略断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電磁弁の概略断面図であり、図2は、図1のガス貯留空間の近傍部分の拡大図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態の電磁弁1は、内部にガス導入路11を有する固定コア10と、内部にガス流通路21を有すると共に電磁力の作用を受けると固定コア10に対して近づくことが可能な移動コア20と、を備えている。移動コア20の固定コア10とは反対側の端部に、弁体25が取り付けられている。
固定コア10には、移動コア20の移動を案内するスリーブ部31を有する筒状本体部30が固定されている。筒状本体部30の固定コア10とは反対側の端部に、弁体25が着座する環状の弁座33が設けられている。弁座33は、筒状本体部30の当該端部の当該弁座33の外側領域から固定コア10側に盛り上がっている。本実施形態の弁座33の外側輪郭形状は、頂角が65°の切頭円錐形状であり、頂面部外径が2.5mmで、底面部外径が2.9mmである。
筒状本体部30の当該端部の弁座33の内側領域に、断面円形のガス排出路32が設けられている。ガス排出路32は、弁体25が弁座33に着座することで、通常時には閉塞されている。
固定コア10と移動コア20との間には、固定コア10に対して移動コア20を遠ざける方向に付勢して弁体25を弁座33に着座させるスプリング15が設けられている。スプリング15は、同様の機能を果たす他の種類の弾性体に置換され得る。
一方、移動コア20に電磁力を作用させて、スプリング15の付勢力に抗して移動コア20を固定コア10に近づけることで、弁体25を弁座33(ガス排出孔32)から開放することが可能な電磁コイル部23が設けられている。電磁コイル部23は、配線24を介して、制御装置(不図示)に接続されている。
筒状本体部30は、移動コア20の弁体25の近傍に環状のガス貯留空間34を有している。ガス貯留空間34は、弁座33の軸線回りに回転対称な形状を有している、ガス貯留空間34の形状の詳細については、後述する。
また、図1及び図2に示すように、固定コア10のガス導入路11と移動コア20のガス流通路21とは、固定コア10と移動コア20との相対位置に拘わらず(すなわち、スプリング15の伸縮状態の如何に拘わらず)、互いの連通状態を維持するようになっている。
また、ガス流通路21の固定コア10側の領域は、移動コア20の移動方向に延びる断面円形の1本の流入路21aとなっており、ガス流通路21の弁体25側の領域は、流入路21aから鋭角α(本実施形態では60°)をなす方向に2本に軸対称に分かれて延びる断面円形の流出路21bとなっている。移動コア20の流出路21bが開口する領域は、図2に示すように、鋭角αだけ先細状(切頭円錐状)になっている。
本実施形態では、図1及び図2から分かる通り、流入路21aの延伸方向に垂直な断面の直径D1と流出路21bの延伸方向に垂直な断面の直径D2とは、等しくなっている。また、ガス排出孔82の延伸方向に垂直な断面の直径D3も、これらの直径D1、D2と等しくなっている。具体的には、各直径D1〜D3は、2.3mmである。
一方、ガス貯留空間34の外径は、筒状本体部30のスリーブ部31の内径(例えば10mm)よりも大きくなっている。本実施形態のガス貯留空間34の外径は、図1及び図2に示すように、移動コア20の移動方向において略同一で、例えば12mmである。また、ガス貯留空間34の固定コア10側とは反対側の端面は、図1及び図2に示すように、弁座33を除いて平坦であり、弁座33の盛り上がり高さHを規定している。
また、本実施形態において、弁座33の盛り上がり高さHは、流入路21bの直径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の0.5倍に相当する1.15mmである。
そして、本実施形態のガス貯留空間34は、弁体25が弁座33に着座している状態(図1及び図2の状態)において、(1)流出路21bの固定コア側端縁E1から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て(図2の符号G1)、流出路21bの内径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の0.8倍に相当する約1.8mmだけ移動コア20から離間する領域を含むように形成され、且つ、(2)流出路21bの弁体側端縁E2から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て(図2の符号G2)、流出路の内径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の1.5倍に相当する約3.5mmだけ移動コア20から離間する領域を含むように形成されている。
また、本実施形態において、ガス排出路32の延伸方向に垂直な断面の直径D3及び断面積は、弁座33の頂面から流出路21bの直径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の2倍の長さに亘って(図2の符号L)、当該流入路の直径D2及び断面積と同じになっている。
また、本実施形態において、電磁コイル部23によって移動コア20が移動する距離は、流入路21bの直径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の約0.2倍に相当する0.5mmである。
その他、本実施形態の筒状本体部30は、弁座33が形成されている部位30aと、スリーブ部31が形成されている部位30bとが、互いに別部材で構成され、互いに螺合によって結合されている。
次に、本実施の形態の作用について説明する。
通常時においては、固定コア10と移動コア20との間に設けられたスプリング15の付勢力によって、固定コア10に対して移動コア20が遠ざけられる方向に付勢されていて、弁体25が弁座33に着座してガス排出孔32は閉じている。
開弁指令が入力されると、不図示の制御装置を介して電磁コイル部23が駆動される。これにより、電磁コイル部23は、移動コア20に電磁力を作用させ、スプリング15の付勢力に抗して移動コア20を固定コア10に近づける。これによって、弁体25がガス排出孔32から離れ、電磁弁1が開放される。
次いで、閉弁指令が入力され、電磁コイル部23の駆動が停止されると、電磁力が消失するため移動コア20は再びスプリング15の付勢力によって固定コア10から遠ざけられる。これにより、弁体25が再び弁座33に着座してガス排出孔32が閉じられる。
ガスの流れに着目すると、通常時においてガス導入路11内に供給されているガス(通常は圧力ガス)は、ガス流通路21である流入路21a及び流出路21bを介して、ガス貯留空間34内に充満している。しかし、ガス排出孔32が弁体25によって閉塞されているため、ガスはガス排出孔32からは排出されていない。
開弁指令が入力され、電磁コイル部23が駆動されることによって、弁体25が弁座33から離れると、ガス貯留空間34内に充満していたガスが当該ガス排出孔32を通って排出される。
ここで、本実施形態によれば、移動コア20のガス流通路21における流入路21aと流出路21bとの角度が鋭角αであるため、それが直角であった従来技術と比較して、「曲がり損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制することができる。本実施形態の鋭角αは、60°であるが、25°〜75°の範囲内から適宜に選択されてよい。
また、本実施形態によれば、ガス貯留空間34が、弁体25が弁座33に着座している状態において、(1)流出路21bの固定コア側端縁E1から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て、流出路21bの内径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の0.8倍だけ移動コア20から離間する領域を含むように形成され、且つ、(2)流出路21bの弁体側端縁E2から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て、流出路の内径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の1.5倍だけ移動コア20から離間する領域を含むように形成されているため、ガス貯留空間が狭かった従来技術と比較して、「縮小損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制することができる。
なお、本件発明者による知見によれば、(1)流出路21bの固定コア側端縁E1から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て、流出路21bの内径D2の0.5倍以上移動コア20から離間する領域を含むように形成され、且つ、(2)流出路21bの弁体側端縁E2から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て、流出路の内径D2の1.0倍以上移動コア20から離間する領域を含むように形成されていれば、「縮小損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制する効果が認められる。
もっとも、本件発明者による知見によれば、(1)流出路21bの固定コア側端縁E1から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て、流出路21bの内径D2の0.8倍以上移動コア20から離間する領域を含むように形成され、且つ、(2)流出路21bの弁体側端縁E2から流出路21bの延伸方向の延長線上で見て、流出路の内径D2の1.5倍以上移動コア20から離間する領域を含むように形成されていれば、「縮小損失」と呼ばれるタイプの圧力損失を抑制する効果が顕著に認められる。
また、本実施形態によれば、弁座33の盛り上がり高さHが流出路21bの内径D2の0.5倍とされて、当該弁座33の周囲をもガス貯留空間34となっているため、移動コア20が流出路21bの内径D2の約0.2倍移動するという条件での開弁動作時に、ガスをより円滑に排出することができ、結果的にガスの圧力損失特性を顕著に向上させることができる。
なお、本件発明者による知見によれば、弁座33の盛り上がり高さHが流出路21bの内径D2の0.3倍以上あれば、圧力損失特性を向上する効果が認められる。
もっとも、本件発明者による知見によれば、弁座33の盛り上がり高さHが流出路21bの内径D2の0.5倍以上あれば、圧力損失特性を向上する効果が顕著に認められる。
また、本実施形態において、流出路21bが流入路21aから軸対称な方向に2本に分かれて延びていて、流出路21bの延伸方向に垂直な断面の直径D1が流入路21aの延伸方向に垂直な断面の直径D2と等しくなっていることも、ガスの圧力損失特性が良好であることに貢献していると考えられる。
また、本実施形態において、ガス排出路32の延伸方向に垂直な断面の直径D3が、弁座33の頂面から流出路21bの内径D2の2倍の長さに亘って、当該内径D2と等しくなっていることも、ガスの圧力損失特性が良好であることに貢献していると考えられる。
本件発明者による知見によれば、ガス排出路32の延伸方向に垂直な断面の直径D3(または断面積)が、弁座33の頂面から流出路21bの内径D2(流出路21bの断面形状が円形で無い場合には、その最大内径と読み替えればよい)の1.5倍以上の長さに亘って、当該内径D2(または流出路21bの断面積)の0.8倍〜1.2倍であれば、ガスの圧力損失特性が良好である。
また、本実施形態では、筒状本体部30は、弁座33が形成されている部位30aと、移動コア20の移動を案内するスリーブ部31が形成されている部位30bとが、互いに別部材で構成されている。例えば、弁座33は弁体25との当接に対する耐久性が要求されるため、弁座33が形成されている部位30aについては、そのような特性を優先して材料選択され得る。
また、本実施形態では、弁座33の外側輪郭形状は、頂角が65°の切頭円錐形状であり、ガス貯留空間34も、弁座33の軸線回りに回転対称な形状を有している。このことも、ガスの圧力損失特性が良好であることに貢献していると考えられる。
また、本実施形態では、ガス貯留空間34の外径は、移動コア20の移動方向において略同一であり、ガス貯留空間34の固定コア10側とは反対側の端面は、弁座33を除いて平坦である。このことによって、設計及び製造が比較的容易で、省スペース化も実現でき、ガスの圧力損失特性も良好である。
1 電磁弁
10 固定コア
11 ガス導入路
15 スプリング
20 移動コア
21 ガス流通路
21a 流入路
21b 流出路
23 電磁コイル部
24 配線
25 弁体
30 筒状本体部
30a 弁座が形成されている部位
30b スリーブ部が形成されている部位
31 スリーブ部
32 ガス排出孔
33 弁座
34 ガス貯留空間
D1 流入路の直径
D2 流出路の直径
D3 ガス排出路の直径
E1 流出路の固定コア側端縁
E2 流出路の弁体側端縁
G1 流出路の固定コア側端縁からの流出路の延伸方向での離間距離
G2 流出路の弁体側端縁からの流出路の延伸方向での離間距離
H 弁座の盛り上がり高さ
L ガス排出路の内径が流出路の内径と等しい部分の長さ
50 従来技術による電磁弁
60 固定コア
61 ガス導入路
65 スプリング
70 移動コア
71 ガス流通路
71a 流入路
71b 流出路
73 電磁コイル部
75 弁体
80 筒状本体部
81 スリーブ部
82 ガス排出孔
84 ガス貯留空間

Claims (9)

  1. 内部にガス導入路を有する固定コアと、
    内部にガス流通路を有すると共に、電磁力の作用を受けると前記固定コアに対して近づくことが可能な移動コアと、
    前記移動コアの前記固定コア側とは反対側の端部に設けられた弁体と、
    前記固定コアに対して固定されると共に、前記移動コアの移動を案内するようになっている筒状本体部と、
    前記筒状本体部の前記固定コア側とは反対側の端部に設けられ、前記弁体が着座可能な環状の弁座と、
    前記筒状本体部の前記端部の前記弁座の内側領域に設けられたガス排出路と、
    前記固定コアに対して前記移動コアを遠ざける方向に付勢して、前記弁体を前記弁座に対して着座させることが可能な弾性体と、
    前記移動コアに前記電磁力を作用させて、前記弾性体の付勢力に抗して前記移動コアを前記固定コアに近づけることで、前記弁体を前記弁座から開放することが可能な電磁コイル部と、
    を備え、
    前記筒状本体部は、前記移動コアの前記弁体の近傍に、環状のガス貯留空間を有しており、
    前記弁座は、前記筒状本体部の前記端部の当該弁座の外側領域から前記固定コア側に盛り上がっており、
    前記ガス導入路と前記ガス流通路とは、前記固定コアと前記移動コアとの相対位置に拘わらず連通状態を維持するようになっており、
    前記ガス流通路は、前記固定コア側において前記移動コアの移動方向に延びる流入路と、前記弁体側において当該移動方向に対して鋭角をなす方向に前記流入路から2本以上に分かれて延びる流出路と、を有しており、
    前記流出路は、当該流出路の延伸方向に垂直な断面における最大内径が規定されていると共に、前記移動コアからの開口部において固定コア側端縁と弁体側端縁とを有しており、
    前記電磁コイル部によって前記移動コアが移動する距離は、前記最大内径の0.1倍〜0.3倍の範囲内であり、
    前記弁座の前記外側領域からの盛り上がり高さは、前記最大内径の0.3倍以上であり、
    前記ガス貯留空間は、前記弁体が前記弁座に着座している状態において、
    (1)前記固定コア側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径の0.5倍以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成され、且つ、
    (2)前記弁体側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成されている
    ことを特徴とする電磁弁。
  2. 前記流出路は、前記流入路から対称な方向に2本に分かれて延びており、
    前記流出路の延伸方向に垂直な断面積は、前記流入路の延伸方向に垂直な断面積の0.9倍〜1.1倍の範囲内である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電磁弁。
  3. 前記ガス排出路の延伸方向に垂直な断面積は、少なくとも前記弁座から前記最大内径の1.5倍の長さに亘って、前記流入路の延伸方向に垂直な断面積の0.8倍〜1.2倍の範囲内である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の電磁弁。
  4. 前記筒状本体部は、前記弁座が形成されている部位と、前記移動コアの移動を案内する部位とが、互いに別部材で構成されている
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電磁弁。
  5. 前記弁座の外側輪郭形状は、頂角が45°〜75°の切頭円錐形状である
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電磁弁。
  6. 前記ガス貯留空間は、前記弁座の軸線回りに回転対称な形状を有している
    ことを特徴とする請求項5に記載の電磁弁。
  7. 前記ガス貯留空間の外径は、前記移動コアの移動方向において略同一であり、
    前記ガス貯留空間の前記固定コア側とは反対側の端面は、前記弁座を除いて平坦である
    ことを特徴とする請求項6に記載の電磁弁。
  8. 前記弁座の前記外側領域からの盛り上がり高さは、前記最大内径の0.5倍以上であり、
    前記ガス貯留空間は、前記弁体が前記弁座に着座している状態において、
    (1)前記固定コア側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径の0.8倍以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成され、且つ、
    (2)前記弁体側端縁から、前記流出路の延伸方向の延長線上で見て、前記最大内径の1.5倍以上前記移動コアから離間する領域を含むように形成されている
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電磁弁。
  9. 前記鋭角は、25°〜75°である
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電磁弁。
JP2016103894A 2016-05-25 2016-05-25 電磁弁 Active JP5990356B1 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016103894A JP5990356B1 (ja) 2016-05-25 2016-05-25 電磁弁
TW106112420A TWI641776B (zh) 2016-05-25 2017-04-13 The electromagnetic valve
KR1020187036678A KR102107330B1 (ko) 2016-05-25 2017-05-25 전자 밸브
US16/303,917 US10767782B2 (en) 2016-05-25 2017-05-25 Solenoid valve
CN201780031728.2A CN109154402B (zh) 2016-05-25 2017-05-25 电磁阀
EP17802876.7A EP3467362B1 (en) 2016-05-25 2017-05-25 Solenoid valve
PCT/JP2017/019516 WO2017204290A1 (ja) 2016-05-25 2017-05-25 電磁弁

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016103894A JP5990356B1 (ja) 2016-05-25 2016-05-25 電磁弁

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5990356B1 true JP5990356B1 (ja) 2016-09-14
JP2017211006A JP2017211006A (ja) 2017-11-30

Family

ID=56920967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016103894A Active JP5990356B1 (ja) 2016-05-25 2016-05-25 電磁弁

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10767782B2 (ja)
EP (1) EP3467362B1 (ja)
JP (1) JP5990356B1 (ja)
KR (1) KR102107330B1 (ja)
CN (1) CN109154402B (ja)
TW (1) TWI641776B (ja)
WO (1) WO2017204290A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109078452A (zh) * 2018-09-03 2018-12-25 珠海市思卡净化技术有限公司 一种新型组合阀的双塔切换空气净化器
WO2023027028A1 (ja) * 2021-08-24 2023-03-02 伸和コントロールズ株式会社 電磁弁用の移動コア及び電磁弁

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3654128B1 (en) * 2018-11-15 2022-06-01 Motonic Corporation Pressure control method for high-pressure regulator to prevent internal leak, and high-pressure shut-off valve
GB2593304B (en) * 2018-11-30 2022-11-09 Halliburton Energy Services Inc Annular safety valve
EP4023918A4 (en) * 2019-08-29 2023-09-27 Eagle Industry Co., Ltd. MAGNETIC VALVE
CN113063026B (zh) * 2021-03-15 2022-11-22 瑞昌市金宇铜业制造有限公司 一种迷宫型套筒调节阀
CN115978277B (zh) * 2023-01-06 2023-10-20 江苏申氢宸科技有限公司 一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5667475U (ja) * 1979-10-31 1981-06-04
JPS56160370U (ja) * 1980-04-30 1981-11-30
JPH01135275U (ja) * 1988-03-09 1989-09-14
JP2007303320A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Mazda Motor Corp エンジンの燃料噴射装置
WO2010113645A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-07 株式会社ケーヒン ガス燃料用噴射弁
JP2014074466A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Ckd Corp 比例電磁弁の制御方法
US20150377374A1 (en) * 2013-03-07 2015-12-31 Yozo Satoda Cryogenic valve

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125321A (en) * 1964-03-17 Solenoid activated flow valve
US2279243A (en) * 1940-07-23 1942-04-07 John B Parsons Solenoid actuated valve
US3462116A (en) * 1964-02-06 1969-08-19 Wright Components Inc Solenoid valve and method for making the same
FR1444940A (fr) * 1965-05-29 1966-07-08 électro-vanne à passage axial isolée sous vide
US3727633A (en) * 1971-07-22 1973-04-17 Safetech Inc Tamper-proof solenoid operated valve
IT1152503B (it) * 1982-08-18 1987-01-07 Alfa Romeo Spa Elettroiniettore per un motore a c.i.
DE3231172C1 (de) * 1982-08-21 1984-03-01 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Elektromagnetisch betaetigtes Ventil fuer Druckmittel
GB8429312D0 (en) * 1984-11-20 1984-12-27 Gen Dispensing Syst Fluid flow control valve
US5450876A (en) * 1994-05-11 1995-09-19 Marotta Scientific Controls, Inc. Magnetically linked valve construction
JP3329945B2 (ja) * 1994-07-15 2002-09-30 本田技研工業株式会社 燃料噴射装置
DE19727414A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung einer Magnetspule für ein Ventil und Ventil mit einer Magnetspule
JP2006057564A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Aisan Ind Co Ltd 燃料噴射弁
DE102006003543A1 (de) * 2005-01-25 2006-08-24 Manfred Zucht Stromlos geschlossenes Magnetventil
JP2006258154A (ja) 2005-03-16 2006-09-28 Yokohama Rubber Co Ltd:The 電磁弁

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5667475U (ja) * 1979-10-31 1981-06-04
JPS56160370U (ja) * 1980-04-30 1981-11-30
JPH01135275U (ja) * 1988-03-09 1989-09-14
JP2007303320A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Mazda Motor Corp エンジンの燃料噴射装置
WO2010113645A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-07 株式会社ケーヒン ガス燃料用噴射弁
JP2014074466A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Ckd Corp 比例電磁弁の制御方法
US20150377374A1 (en) * 2013-03-07 2015-12-31 Yozo Satoda Cryogenic valve

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109078452A (zh) * 2018-09-03 2018-12-25 珠海市思卡净化技术有限公司 一种新型组合阀的双塔切换空气净化器
CN109078452B (zh) * 2018-09-03 2024-04-30 珠海市思卡净化技术有限公司 一种新型组合阀的双塔切换空气净化器
WO2023027028A1 (ja) * 2021-08-24 2023-03-02 伸和コントロールズ株式会社 電磁弁用の移動コア及び電磁弁

Also Published As

Publication number Publication date
US20190178405A1 (en) 2019-06-13
TWI641776B (zh) 2018-11-21
TW201741580A (zh) 2017-12-01
KR102107330B1 (ko) 2020-05-06
JP2017211006A (ja) 2017-11-30
EP3467362A4 (en) 2020-01-15
WO2017204290A1 (ja) 2017-11-30
CN109154402A (zh) 2019-01-04
EP3467362B1 (en) 2021-01-20
EP3467362A1 (en) 2019-04-10
KR20190006014A (ko) 2019-01-16
US10767782B2 (en) 2020-09-08
CN109154402B (zh) 2020-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5990356B1 (ja) 電磁弁
KR20110035977A (ko) 감쇠력 조정식 완충기
US8120454B2 (en) Electromagnetic actuating device
WO2018186393A1 (ja) 酸素、水素及び水に対する耐久性を有する電磁弁
JP5830566B2 (ja) グリース遮断用ガスシリンダー
CN103912686A (zh) 带有卸压机构的阀消声阀内件组件
US11307599B2 (en) Device and valve for flow force compensation
JPWO2018083795A1 (ja) 燃料噴射弁
JP2013057378A (ja) エキスパンディング仕切弁の逆座構造
KR101290283B1 (ko) 응답속도의 향상에 따른 개폐 충격 감소 장치를 갖는 컨트롤 밸브
JP6414887B2 (ja) 調整可能な減衰力を伴う、特に車両のショックアブソーバのためのダンパーバルブ
JP7022222B2 (ja) 電磁弁
JP2017519932A (ja) 燃料噴射器
US7789373B2 (en) Ball poppet valve with contoured control stem
JP5944884B2 (ja) 開閉弁
US10167973B2 (en) Multi-stage poppet valve
KR101793791B1 (ko) 유로 차단 기능을 구비한 감압밸브 장치
JP2020076485A5 (ja)
JP7333045B2 (ja) 流量制御弁
JP7498235B2 (ja) 二段バルブアセンブリ
JP2019178692A5 (ja)
CN202371234U (zh) 轴向流动控制阀
JP2017061974A (ja) コイルばね
JP2023061031A (ja) 弁ゴム式電磁弁
JP2023061476A (ja) アクチュエータの推力増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160609

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160609

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20160609

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20160704

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160812

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5990356

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250