KR100751268B1

KR100751268B1 - 포펫식 2포트 전자 밸브

Info

Publication number: KR100751268B1
Application number: KR1020060045059A
Authority: KR
Inventors: 신이치 요시무라
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-08-23
Also published as: CN1869483A; DE102006023645A1; US7520488B2; TWI299386B; DE102006023645B4; CN100513838C; KR20060122709A; JP4482762B2; JP2006329335A; TW200714826A; US20060266968A1

Abstract

플레이트상의 밸브 부재를 전자력과 유체 압력에 의해 조작하여 밸브 시트(valve seat)를 개폐하는 방식의 2포트 전자 밸브에 있어서, 상기 밸브 부재가 유체 압력의 작용으로 밸브 시트를 폐쇄할 때의 응답성을 빠르게 한다. 장공(長孔)상의 출력 오리피스와 입력 오리피스가 개구(開口)하는 밸브실 내에, 상기 출력 오리피스의 주변의 밸브 시트를 포펫(poppet)식으로 개폐하는 가늘고 긴 플레이트상의 밸브 부재를 설치하고, 직사각형의 고정 철심으로 작용하는 전자력으로 이 밸브 부재를 흡인함으로써 상기 밸브 시트를 개방시키고, 입력 오리피스로부터의 압력 유체의 작용에 의해 상기 밸브 시트를 폐쇄시키도록 한 2포트 전자 밸브에 있어서, 상기 고정 철심의 가늘고 긴 직사각형의 자극면(磁極面)에 상기 입력 오리피스로부터의 압력 유체를 도입하여 상기 밸브 부재에 작용시키기 위한 유체실을 형성한다.

포펫식 2포트 전자 밸브

Description

포펫식 2포트 전자 밸브{POPPET-TYPE TWO-PORT SOLENOID VALVE}

도 1은 본 발명에 의한 2포트 전자 밸브의 단면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 확대 단면도이다.

도 3은 밸브 주체부(1)의 평면도이다.

도 4는 도 1의 전자 밸브를 분해하여 나타내는 사시도이다.

도 5는 고정 철심의 사시도이다.

도 6은 고정 철심에 유체실을 형성한 경우의 응답성에 대한 실험 데이터를 나타내는 선도이다.

도 7은 고정 철심에 도 6의 경우와는 다른 크기의 유체실을 형성한 경우의 응답성에 대한 실험 데이터를 나타내는 선도이다.

도 8은 고정 철심에 유체실을 형성하지 않을 경우의 응답성에 대한 비교용 실험 데이터를 나타내는 선도이다.

본 발명은 플레이트상의 밸브 부재에서 밸브 시트를 포펫식으로 개폐하도록 한 포펫식 2포트 전자 밸브에 관한 것이다.

예컨대, 특허 문헌 1에는 장공상을 한 출력 오리피스를 전자 조작되는 가늘고 긴 플레이트상의 밸브 부재에 의해 포펫식으로 개폐하도록 한 2포트 전자 밸브가 개시되어 있다. 이 전자 밸브는 여자 코일로 통전하면 상기 밸브 부재가 고정 철심으로 흡인되어서 상기 출력 오리피스를 개방하고, 통전을 해제하면 이 밸브 부재가 유체 압력의 작용에 의해 고정 철심으로부터 벗어나서 상기 출력 오리피스 주변의 밸브 시트로 푸쉬되고, 그것에 의해 이 출력 오리피스를 폐쇄하는 것이다.

이러한 구성의 전자 밸브는 밸브 부재의 개폐 스트로크(stroke)가 작기 때문에 응답성이 우수하다고 하는 특성이 있지만, 최근에는 더욱더 응답성의 개선이 요구되고 있다.

그러나, 상기 밸브 부재가 밸브 시트를 개방할 때의 조작력은 전자력이기 때문에, 밸브 개방시의 응답성은 전자력을 강화함으로써 비교적 간단하게 개선할 수 있지만, 상기 밸브 부재가 밸브 시트를 폐쇄할 때의 조작력은 유체 압력이기 때문에 밸브 폐쇄시의 응답성을 빠르게 하는 것은 대단히 어렵다. 밸브 부재의 스트로크를 더욱 작게 함으로써 응답성을 빠르게 할 수는 있지만, 그것에 따라 압력 유체의 유량 저하를 초래하기 때문에 바람직한 것은 아니다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제 2004-332876호 공보

본 발명의 목적은, 플레이트상의 밸브 부재를 전자력과 유체 압력에 의해 조작해서 밸브 시트를 개폐하는 방식의 2포트 전자 밸브에 있어서, 상기 밸브 부재가 유체 압력의 작용으로 밸브 시트를 폐쇄할 때의 응답성을 빠르게 하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면 보빈(bobbin)에 감긴 여자 코일과, 이 보빈의 중심 구멍 내에 수용된 고정 철심을 갖고, 이 고정 철심은 한 방향으로 가늘고 긴 형상의 자극면을 선단에 갖는 전자 조작부; 상기 전자 조작부와의 사이의 밸브실 내에 개구하는 장공상의 출력 오리피스와, 이 출력 오리피스의 주변을 둘러싸는 밸브 시트(valve seat)와, 이 밸브 시트의 주변에 개구하는 입력 오리피스를 갖는 밸브 주체부; 상기 밸브실 내에 가동(可動)으로 수용되어 여자 코일로 통전하면 상기 고정 철심의 자극면에 흡인되어서 상기 출력 오리피스를 개방하고, 통전을 해제하면 유체압의 작용에 의해 상기 밸브 시트에 푸쉬되어 이 출력 오리피스를 포펫식으로 폐쇄하는 한 방향으로 가늘고 긴 플레이트상의 밸브 부재를 갖고, 상기 고정 철심의 자극면의 일부에, 상기 입력 오리피스로부터의 압력 유체를 도입하기 위한 유체실이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포펫식 2포트 전자 밸브가 제공된다.

본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 고정 철심의 유체실은 상기 자극면의 중간 위치에 그 자극면을 가로지르도록 형성되어 있는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 유체실은 상기 자극면의 긴 쪽 방향의 중간 위치에 그 자극면을 짧은 쪽 방향으로 가로지르도록 형성됨과 아울러, 상기 밸브 부재의 상대(相對)하는 한 쌍의 장변(長邊)의 중간 위치에 밸브실과의 사이의 간극을 확대하여 상기 유체실로의 압력 유체의 도입을 용이하게 하기 위한 오목부가 형성되어져 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 보빈의 단면에 상기 고정 철심의 자극면의 주변을 둘러싸는 테두리 프레임상의 밸브 접촉부가 형성되고, 이 밸브 접촉부는 상기 자극면으로부터 밸브재측으로 돌출되어 있어, 밸브 부재가 고정 철심으로 흡인되었을 때 이 밸브 부재에 접촉하여 이 밸브 부재의 개방단의 위치를 규정하고, 이 밸브 부재와 상기 자극면의 사이에 갭(gap)을 형성시킨다.

본 발명의 바람직한 구성 태양에 있어서는, 상기 밸브 주체부와 전자 조작부의 사이에 스페이서(spacer)가 개설(介設)되어 있어서, 이 스페이서에 의해 상기 밸브실이 구획 형성되어 있다.

도 1∼도 4는 본 발명에 의한 포펫식 2포트 전자 밸브의 바람직한 일실시 형태를 나타내는 것이다. 이 전자 밸브는 스페이서(3)를 통하여 상호 결합된 밸브 주체부(1) 및 전자 조작부(2)와, 이들의 밸브 주체부(1)와 전자 조작부(2)의 사이에 개재하는 밸브실(4) 내에 수용된 밸브 부재(5)를 구비하고 있어서, 그 평면으로 본 형상이 종횡의 한방향(도시의 예에서는 「횡방향」)으로 가늘고 긴 대략 직사각형을 형성하고 있다.

상기 밸브 주체부(1)는 횡으로 긴 대략 직사각형의 평면으로 본 형상을 한 하우징(10)을 갖고 있다. 이 하우징(10)의 상면에는 상기 밸브실(4) 내에 개구하는 횡으로 긴 장공상을 한 출력 오리피스(11)와, 그 출력 오리피스(11)의 주변을 둘러싸는 횡으로 긴 타원 형상을 한 밸브 시트(12)와, 그 밸브 시트(12)의 주변을 둘러싸도록 밸브실(4) 내에 개구하는 입력 오리피스(13)를 구비하고 있다. 또한, 그 하우징(10)의 저면에는 상기 출력 오리피스(11)에 연통(連通)하는 출력 포트(11a)와, 상기 입력 오리피스(13)에 연통하는 입력 포트(13a)가 형성되어져 있다.

상기 밸브 부재(5)는 철 등의 자성재에 의해 횡으로 긴 대략 직사각형의 플레이트상으로 형성된 것으로, 전체적으로 거의 균일한 두께를 갖고 있어 상기 스페이서(3) 내부의 직사각형의 내부 구멍(3a)으로 구성되는 상기 밸브실(4)의 내부에 상하 방향으로 변위 가능해지도록 수용되고, 상기 밸브 시트(12)에 접근 이간함으로써 상기 출력 오리피스(11)를 개폐하는 것이다. 이 밸브 부재(5)의 표면에는 적어도 상기 밸브 시트(12)를 개폐하는 하면에 니켈이나 크롬 등을 도금함으로써 코팅 처리를 실시하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브 부재(5)가 상기 밸브 시트(12)로부터 떨어져 출력 오리피스(11)를 개방하는 동작은 상기 전자 조작부(2)로부터의 전자력의 작용에 의해 행해지고, 상기 밸브 시트(12)에 접촉하여 그 출력 오리피스(11)를 폐쇄하는 동작은 그 밸브 부재(5)에 작용하는 유체 압력에 의해 행해진다.

상기 내부 구멍(3a)은 밸브 부재(5)보다는 종횡 양방향으로 조금 크게 형성되어 있어, 그 내부 구멍(3a)의 내측면에는 상기 밸브 부재(5)의 동작을 안정적으로 행하기 위하여, 상하 방향으로 연장되는 가이드 용의 돌조(突條)(14)가 복수 형성되어 있다.

또한, 상기 밸브 부재(5)의 주연부 하면을 아래에서 지지해서 그 경사를 방지하기 위하여, 상기 밸브실(4)의 실벽에는 상기 밸브 시트(12)를 둘러싸도록 위치하는 복수의 돌기(15)가 그 밸브 시트(12)와 같은 높이이거나 또는 조금 낮은 위치를 차지하도록 형성되어 있다.

상기 전자 조작부(2)는 횡으로 긴 평면으로 본 형상을 갖는 비자성의 보빈(17)에 감긴 여자 코일(18), 그 보빈(17)의 중심 구멍(17a) 내에 수용된 고정 철심(19)과, 그 보빈(17)의 상면 및 긴 쪽 방향의 양측면을 커버하는 대략 コ자형을 한 자기 프레임(20)을 갖고 있어, 이들의 보빈(17), 여자 코일(18), 고정 철심(19)과 자기 프레임(20)에 의해 전자 어셈블리(16)가 형성되어 있다. 이 전자 어셈블리(16)의 상면과 측면 전체는 합성 수지제의 밀봉재(21)로 코팅되어 있으며, 그 밀봉재(21)의 평평한 상면(21a)으로부터는 상기 여자 코일(18)에 전기적으로 도통하는 한 쌍의 코일 단자(22)가 돌출되고, 이들의 코일 단자(22)에는 리드선(23)이 각각 접속되고, 이들의 코일 단자(22) 및 리드선(23)의 접속부를 커버하도록 상기 밀봉재(21)의 상면(21a)에 커버(24)가 착탈 가능하도록 부착되어 있다.

상기 스페이서(3)는 상기 밸브 주체부(1)의 하우징(10)의 상면과 전자 조작부(2)의 밀봉재(21)의 하면의 사이에 각각 개스킷(27)을 통하여 설치되고, 볼트(25)로 이들의 밸브 주체부(1)와 전자 조작부(2)를 서로 결합함으로써, 그들의 사이에 협지(挾持) 상태로 고정되어 있다. 또한, 그 스페이서(3)의 긴 쪽 방향의 양단부의 상하 양면에는 예컨대, 직사각형과 원형인 바와 같이 그 스페이서의 일단측과 타단측에서 서로 형태가 다른 위치 결정 핀(28a,28b)이 각각 형성되고, 이에 대하여 상기 하우징(10)측과 밀봉재(21)측에는 이들의 위치 결정 핀(28a,28b)이 결합되는 위치 결정 구멍(29a,29b)이 형성되어 있어, 이들의 위치 결정 핀(28a,28b)과 위치 결정 구멍(29a,29b)을 결합함으로써, 상기 밸브 주체부(1)와 전자 조작부(2)가 상기 스페이서(3)를 통하여 위치 결정된 상태로 일체로 결합되어 있다.

또한, 상기 스페이서(3)는 밸브 주체부(1) 또는 전자 조작부(2)의 어느 하나와 일체로 형성될 수도 있다.

상기 전자 조작부(2)에 있어서의 고정 철심(19)은 도 5로부터도 알 수 있는 바와 같이, 횡으로 긴 직사각형의 단면 형상을 갖는 것으로서, 상기 보빈(17)의 직사각형의 구멍 형상을 갖는 중심 구멍(17a) 내에 수용되고, 상단의 접합면을 상기 자기 프레임(20)의 천판부(天板部)(20a)의 내면에 접촉시킴과 아울러, 접합면의 중앙부에 형성된 잠금용 돌기(31)를 천판부(20a)의 잠금 구멍(32) 내에 결합시켜, 그 돌기(31)를 외부 방향으로 변형시켜서 계지 구멍(32)의 외부 테두리에 걺으로써, 이 자기 프레임(20)에 자기 결합된 상태로 고정적으로 설치되어 있다. 이 고정 철심(19)의 표면에는 니켈이나 크롬 등을 도금함으로써 코팅 처리가 실시되어 있다.

상기 고정 철심(19)의 선단면 즉, 하단면은 상기 밸브 부재(5)에 자기 흡인력을 작용시키기 위한 횡으로 긴 직사각형의 자극면(34)으로 되어 있다. 또한, 상기 자기 프레임(20)에 있어서의 좌우의 측판부(20b,20b)의 하단면(20c,20c)도, 상기 밸브 부재(5)에 자기 흡인력을 작용시키기 위한 자극면으로서 기능하는 것이다. 이들 고정 철심(19)의 자극면(34)과 자기 프레임(20)의 하단면(20c,20c)은 서로 같은 평면위로 위치하고 있으며, 또한, 상기 밸브 부재(5)의 길이 방향의 양단부는 상기 자기 프레임(20)의 양하단면(20c,20c)과 상대적으로 솟은 위치까지 연장되어 있다.

상기 보빈(17)에 있어서의 상기 밸브실(4)측의 단면에는 상기 고정 철심(19) 자극면(34)의 주변을 둘러싸는 직사각형의 테두리 프레임상을 한 밸브 접촉부(35) 가 형성되어 있다. 이 밸브 접촉부(35)는 상기 자극면(34)으로부터 밸브실(4)측으로 약간 돌출되어 있어서, 밸브 부재(5)가 고정 철심(19)에 흡인되었을 때 이 밸브 부재(5)에 접촉하고, 그 밸브 부재(5)를 그 위치에 정지시킴으로써, 그 밸브 부재(5)가 밸브 시트(12)를 개방할 때의 스트로크 단의 위치를 규정하는 것이다. 그리고, 이렇게 밸브 부재(5)가 밸브 접촉부(35)에 접촉된 위치를 점유할 때, 그 밸브 부재(5)의 상면과 상기 고정 철심(19)의 자극면(34) 및 자기 프레임(20)의 하단면(20c)의 사이에는, 각각 근소한 갭(g)이 형성된다.

이제, 상기 전자 조작부(2)의 여자 코일(18)에 통전하면, 고정 철심(19)의 자극면(34)과 자기 프레임(20)의 하단면(20c)에 발생되는 자기력에 의해 상기 밸브 부재(5)가 흡인되고, 밸브 시트(12)로부터 벗어나서 상기 출력 오리피스(11)를 개방한다. 이 때문에, 입력 오리피스(13)로부터의 압력 유체는 출력 오리피스(11)에 유입되고, 출력 포트(11a)로부터 실린더 등의 액츄에이터(actuator)로 출력된다. 이 때, 상기 밸브 부재(5)는 보빈(17) 하단의 밸브 접촉부(35)에 접촉되고, 그 위치에 정지하기 때문에 그 밸브 부재(5)와 상기 고정 철심(19)의 자극면(34) 및 자기 프레임(20)의 하단면(20c)의 사이에는 근소한 갭(g)이 형성되어 있다. 이들의 갭(g)은 입력 오리피스(13)와 연통되어 있기 때문에 그 입력 오리피스(13)로부터의 압력 유체가 그 갭(g) 내에 유입되어 있다.

그 상태로부터 상기 여자 코일(18)로의 통전을 해제하면, 밸브 부재(5)에 작용하는 유체 압력에 의해 그 밸브 부재(5)가 밸브 시트(12)로 푸쉬되어, 출력 오리피스(11)를 포펫식으로 폐쇄한다. 이 때문에, 출력 포트(11a)로부터의 압력 유체의 출력은 정지된다.

여기서, 상기 밸브 부재(5)가 밸브 시트(12)를 폐쇄할 때의 동작은 주로 그 밸브 부재(5)의 상면의 상기 밸브 시트(12)와 대응하는 부분에 작용하는 유체 압력에 의해 행해지고, 따라서, 그 조작력의 크기는 그 밸브 시트(12)의 개구 면적에 거의 비례한다. 이 때문에, 상기 여자 코일(18)로의 통전을 해제하였을 때에, 밸브 부재(5)의 상면의 상기 밸브 시트(12)와 대응하는 부분에 폐밸브 동작에 필요한 유체 압력이 즉시 작용하도록 해 두면, 응답 속도를 빠르게 할 수 있을 것이다.

따라서, 상기 고정 철심(19)의 자극면(34)의 일부에 상기 입력 오리피스(13)로부터의 압력 유체를 도입하여 밸브 부재(5)에 작용시키기 위한 유체실(37)이 형성되어 있다. 이 유체실(37)은 고정 철심(19)을 짧은 쪽 방향(폭방향)으로 가로지르는 홈상의 절결에 의해 형성되고, 그 고정 철심(19)의 양측면 방향으로 개방되고 있으며, 그 개구 부분은 상기 보빈(17)의 중심 구멍(17a)의 구멍벽에 의해 커버되어 있다.

이러한 유체실(37)을 고정 철심(19)의 자극면(34)에 형성함으로써, 그 자극면(34)과 밸브 부재(5) 사이의 갭(g)의 용적이 확대되고, 상기 여자 코일(18)로의 통전을 해제했을 때, 이 유체실(37)에 도입되는 유체 압력의 작용으로 밸브 부재(5)가 재빨리 고정 철심(19)로부터 벗어나서 밸브 시트(12)에 접촉하게 되고, 응답성이 상당히 좋아진다.

상기 유체실(37)을 설치하는 위치는 고정 철심(19)과 밸브 부재(5) 사이의 갭(g)의 용적을 확대할 수 있는 위치이면 좋지만, 바람직하게는, 도시된 바와 같이 고정 철심(19)의 긴 쪽 방향의 중간 위치이다. 또한, 이 유체실(37)의 크기는 고정 철심(19)에 의한 자기흡인력을 가능한 한 저하시키지 않도록 하는 크기인 것이 바람직하고, 예컨대, 도 5에 있어서 유체실(37)의 실장(室長)(a)이 철심장(鐵心長)(A)의 1/4∼1/2배 정도, 깊이(b)가 철심 두께(C)의 1∼2배 정도인 것이 바람직하다.

또한, 상기 유체실(37)의 실형상은 도시의 예에서는 원호(圓弧)상 또는 U자상을 하고 있지만, V자상 또는 요자(凹子)상 등의 임의인 형상으로 할 수 있다.

상기 유체실(37)을 이러한 위치 및 크기로 형성하면, 자극면(34)이 2개의 자극면 부분(34a,34a)(도5)으로 분단되게 되지만, 이들의 자극면 부분(34a)은 상기 유체실(37)을 사이에 두고 대칭으로 위치하고 있어서, 서로 동일 형상 및 동일 크기를 갖기 때문에, 상기 밸브 부재(5)를 흡인할 때에는 양자극면 부분(34a,34a)에 의해 그 밸브 부재(5)를 동일한 전자력으로 균등하게 흡인할 수 있다.

한편, 압력 유체의 작용으로 밸브 부재(5)가 밸브 시트(12)를 폐쇄할 때는 상기 유체실(37)이 그 밸브 부재(5)의 거의 중앙부에 위치하기 때문에, 그 유체실(37) 내의 압력 유체에 의한 작용력이 밸브 부재(5)의 배면 중앙부의 상기 밸브 시트(12)와 대응하는 위치에 효율 좋게 작용하게 되고, 그 밸브 부재(5)는 밸런스 좋게 안정적으로 동작할 수 있다.

또한, 상기 입력 오리피스(13)로부터 유체실(37)로의 압력 유체의 도입은 그 밸브 부재(5) 외주와 밸브실(4) 실벽 사이의 간극을 통하여 행하여지지만, 그 도입을 쉽게 하기 위하여 그 밸브 부재(5)에 있어서의 상대하는 한 쌍의 장변의 중간 위치에는 호상으로 만곡하는 오목부(38)가 각각 설치되고, 이 오목부(38)의 위치에서 그 밸브 부재(5)의 외주와 밸브실(4)의 실벽 사이의 간극이 확대되어 있다. 이 오목부(38)가 형성되어 있는 부분에서의 밸브 부재(5)의 횡폭은 도 2에서도 알 수 있는 바와 같이, 직사각형 프레임상을 한 상기 밸브 접촉부(35)의 짧은 쪽 방향의 프레임 폭과 같거나 그것보다 근소하게 크게 형성되어 있다. 따라서, 상기 유체실(37)과 입력 오리피스(13)는 이 오목부(38)를 통해서 직접 연통하는 것 없이 상기 밸브 접촉부(35)와 밸브 부재(5)의 표면 사이의 간극을 통하여 연통되게 된다.

또한, 상기 밸브 접촉부(35)에는 적어도 상기 오목부(38)와 대응하는 부분에 밸브 부재(5)의 상면과의 사이의 간극을 확대하여 압력 유체의 도입을 용이하게 하기 위한 홈을 형성해도 좋다.

도면 중 39는 밸브 주체부(1)의 하우징(10)의 저면에 설치된 개스킷으로서, 이 전자 밸브를 매너폴드(manifold) 등의 유체압 기기에 설치할 때에 이 유체압 기기와의 사이에 개재하는 것이다.

도 6∼도 8에는 고정 철심(19)에 유체실(37)을 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 대해서 행한 밸브 부재(5)의 응답성에 관한 실험의 결과가 도시되어 있다. 이 중 도 6 및 도 7의 데이터는 서로 다른 크기의 원호상 또는 U자상을 한 유체실을 설치한 경우의 것이고, 도 8의 데이터는 유체실을 설치하지 않은 경우의 것이다.

이들의 실험에 사용된 전자 밸브는 고정 철심(19)에 유체실(37)이 형성되어 있는가의 여부의 점에서 서로 다른 것만으로 그 이외의 구성은 같다. 또한, 고정 철심(19)에 대해서는 그 기본 치수는 서로 같고, 도 5에 있어서, 철심장(A)이 14㎜, 철심 높이(B)가 14.3㎜, 철심 두께(C)가 2.3㎜이다.

그리고, 도 6의 실험에서 사용된 고정 철심의 유체실은 원호상이며, 실장(a)이 7㎜, 깊이(b)가 2.5㎜, 원호의 곡률반경이 3.5㎜이며, 도 7의 경우의 유체실은 U자상이며, 실장(a)이 7㎜, 깊이(b)가 5㎜, 원호의 곡률반경이 3.5㎜이다.

상기 도 6∼도 8의 선도에 있어서, 시각(t₁)에서 전기 신호가 온되어 여자 코일(18)에 통전되면, 밸브 부재(5)가 밸브 시트(12)로부터 분리되어 출력 오리피스(11)를 개방함에 따라 시각(t₂)에서 출력 포트(11a)의 유체 유량이 상승하기 시작하고, 밸브 시트(12)의 전개(全開)와 함께 최고 유량(약 7O㎖/min)에 달하고, 그 후, 시각(t₃)에서 전기 신호가 오프로 스위칭되면, 밸브 부재(5)가 밸브 시트(12)에 근접하여 출력 오리피스(11)를 폐쇄하는 동작에 따라 시각(t₄)에서 출력 포트(11a)의 유체 유량이 하강하기 시작하고, 시각(t₅)에서 밸브 시트(12)의 전폐(全閉)와 함께 유량은 거의 제로로 되는 것을 나타내고 있다.

따라서, 전기 신호가 오프로 되어 출력 포트(11a)의 유체 유량이 저하하기 시작할 때까지의 시간(t₄-t₃)을 비교하면, 도 8의 유체실을 설치하지 않은 경우에는 1.3㎳인 것에 대해, 유체실을 설치했을 경우에는 도 6에 있어서는 1.2㎳, 도 7에 있어서는 0.8㎳인 바와 같이 모두 단축되어 있다.

또한, 전기 신호가 오프로 되고 나서 출력 포트(11a)의 유체 유량이 제로로 될 때까지의 시간(t₅-t₃)에 대해서도 도 8의 유체실을 설치하지 않은 경우에는 2.3㎳인 것에 대해, 도 6의 경우는 2.1㎳, 도 7의 경우는 1.68㎳로 된 바와 같이, 어떤 경우도 단축되어 있다.

이들의 실험 결과로부터, 고정 철심(19)의 자극면(34)에 유체실(37)을 설치함으로써, 밸브 부재(5)가 밸브 시트(12)를 폐쇄할 때의 응답 속도가 유체실을 설치하지 않은 경우보다는 빨라지는 것을 뒷받침할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 고정 철심의 자극면에 유체실을 형성하고, 이 유체실에 입력 오리피스로부터의 압력 유체를 도입하도록 하였으므로, 여자 코일로의 통전을 해제하였을 때, 상기 유체실에 도입되는 압력 유체의 작용에 따라 밸브 부재가 신속하게 고정 철심으로부터 이반(離反)시켜짐과 아울러, 밸브 시트에 푸쉬되어 출력 오리피스를 고속으로 폐쇄한다. 이 결과, 상기 유체실이 형성되지 않은 경우에 비해, 상기 밸브 부재 응답성이 빨라질 수 있게 된다.

Claims

보빈에 감긴 여자 코일과, 이 보빈의 중심 구멍 내에 수용된 고정 철심을 갖고, 이 고정 철심은 한 방향으로 가늘고 긴 형상의 자극면을 선단에 갖는 전자 조작부;

상기 전자 조작부와의 사이의 밸브실 내에 개구하는 장공상의 출력 오리피스와, 이 출력 오리피스의 주변을 둘러싸는 밸브 시트와, 이 밸브 시트의 주변에 개구하는 입력 오리피스를 갖는 밸브 주체부;

상기 밸브실 내에 가동으로 수용되어 여자 코일로 통전하면 상기 고정 철심의 자극면에 흡인되어서 상기 출력 오리피스를 개방하고, 통전을 해제하면 유체압의 작용에 의해 상기 밸브 시트에 푸쉬되어 이 출력 오리피스를 포펫식으로 폐쇄하는 한 방향으로 가늘고 긴 플레이트상의 밸브 부재를 갖고:

상기 고정 철심의 자극면의 일부에, 상기 입력 오리피스로부터의 압력 유체를 도입하기 위한 유체실이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포펫식 2포트 전자 밸브.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 철심의 유체실은 상기 자극면의 중간 위치에 그 자극면을 가로지르도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포펫식 2포트 전자 밸브.
제 2 항에 있어서,

상기 유체실은 상기 자극면의 긴 쪽 방향의 중간 위치에 그 자극면을 짧은 쪽 방향으로 가로지르도록 형성됨과 아울러, 상기 밸브 부재의 상대하는 한 쌍의 장변의 중간 위치에 상기 유체실로의 압력 유체의 도입을 용이하게 하기 위한 결합가 형성되어져 있는 것을 특징으로 하는 포펫식 2포트 전자 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보빈의 단면에 상기 고정 철심의 자극면의 주변을 둘러싸는 테두리 프레임상의 밸브 접촉부가 형성되고, 이 밸브 접촉부는 상기 자극면으로부터 밸브재측으로 돌출되어 있어, 이 밸브 부재가 고정 철심으로 흡인되었을 때 이 밸브 부재에 접촉하여 이 밸브 부재의 개방단의 위치를 규정하고, 이 밸브 부재와 상기 자극면의 사이에 갭을 형성시키는 것을 특징으로 하는 포펫식 2포트 전자 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밸브 주체부와 전자 조작부의 사이에 스페이서가 개설되어 있어, 이 스페이서에 의해 상기 밸브실이 구획 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포펫식 2포트 전자 밸브.
제 4 항에 있어서,

상기 밸브 주체부와 전자 조작부의 사이에 스페이서가 개설 되어 있어, 이 스페이서에 의해 상기 밸브실이 구획 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포펫식 2포트 전자 밸브.