KR20190006014A - 전자 밸브 - Google Patents

Abstract

이동 코어의 밸브체가 착좌하는 밸브 시트가, 통모양 본체부의 단부의 당해 밸브 시트의 외측 영역으로부터 이동 코어측으로 돌출되어 있다. 이동 코어의 가스 유통로는, 고정 코어측에 있어서 이동 코어의 이동 방향으로 연장하는 유입로와, 밸브체 측에 있어서 당해 이동 방향에 대해서 예각을 이루는 방향으로 유입로로부터 2개 이상으로 나뉘어져 연장하는 유출로를 갖고 있다. 밸브 시트의 돌출 높이는, 유출로의 내경의 0.3배 이상이다. 가스 저류 공간은, 밸브체가 밸브 시트에 착좌하고 있는 상태에 있어서, 유출로의 고정 코어측 엣지로부터 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아 유출로의 내경의 0.5배 이상 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한 유출로의 밸브체측 엣지로부터 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아 유출로의 내경 이상 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있다.

Description

전자 밸브

본 발명은, 통상 시는 폐색되어 있는 타입의 전자 밸브에 관한 것이다.

통상 시는 폐색되어 있는 타입의 종래의 전자 밸브에 대해서, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 일본 공개특허공보 특개2006－258154호의 도 4에 기초하여 작성된 것이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 일본 공개특허공보 특개2006－258154호의 전자 밸브(50)는, 내부에 가스 도입로(61)를 갖는 고정 코어(60)와, 내부에 가스 유통로(71)를 갖는 동시에 전자력의 작용을 받으면 고정 코어(60)에 대해서 접근하는 것이 가능한 이동 코어(70)를 구비하고 있다. 이동 코어(70)의 고정 코어(60)와는 반대측 단부에, 밸브체(75)가 부착되어 있다.

고정 코어(60)에는, 이동 코어(70)의 이동을 안내하는 슬리브부(81)를 갖는 통모양 본체부(80)가 고정되어 있다. 통모양 본체부(80)의 고정 코어(60)와는 반대측 단부에, 밸브체(75)가 착좌함으로써 폐색되는 가스 배출구멍(82)이 설치되어 있다. 가스 배출구멍(82)은, 원형의 구멍으로서 구성되어 있다.

고정 코어(60)와 이동 코어(70) 사이에는, 고정 코어(60)에 대해서 이동 코어(70)를 멀리 떼어놓는 방향으로 부세(bias)하여 밸브체(75)를 착좌시키는 스프링(65)이 설치되어 있다.

　한편, 이동 코어(70)에 전자력을 작용시켜, 스프링(65)의 부세력에 저항하여 이동 코어(70)를 고정 코어(60)에 접근시킴으로써, 밸브체(75)를 가스 배출구멍(82)으로부터 개방하는 것이 가능한 전자 코일부(73)가 설치되어 있다.

통모양 본체부(80)는, 전체적으로 원통모양으로서, 이동 코어(70)의 밸브체(75) 측의 영역이 고정 코어(60) 측의 영역보다도 소직경으로 되어 있기 때문에, 밸브체(75)의 주변에 원통모양의 가스 저류 공간(84)이 규정되어 있다.

또한, 고정 코어(60)의 가스 도입로(61)와 이동 코어(70)의 가스 유통로(71)는, 고정 코어(60)와 이동 코어(70)와의 상대 위치에 관계없이(즉, 스프링(65)의 신축 상태의 여하에 관계없이), 서로의 연통 상태를 유지하도록 되어 있다.

또한, 가스 유통로(71)의 고정 코어(60) 측의 영역은, 이동 코어(70)의 이동 방향으로 연장하는 단면이 원형인 하나의 유입로(71a)로 되어 있으며, 가스 유통로(71)의 밸브체(75) 측의 영역은, 유입로(71a)로부터 직각을 이루는 방향으로 2개로 나뉘어져 연장하는 단면이 원형인 유출로(71b)로 되어 있다.

도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 유입로(71a)의 단면의 직경과 유출로(71b)의 단면의 직경은, 대략 동일하게 되어 있다. 또한, 가스 배출구멍(82)의 직경도, 이들 직경과 대략 동일하게 되어 있다. 한편, 가스 저류 공간(84)의 외경[통모양 본체부(80)의 내경]과 밸브체(75)와의 각 반경의 차는, 상기 직경의 절반 정도로 되어 있다. 또한, 가스 저류 공간(84)의 외경[통모양 본체부(80)의 내경]은, 유출로(71b)의 개구부로부터 당해 유출로(71b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 직경의 절반 정도의 위치에 있다.

다음에, 이상과 같은 종래의 전자 밸브(50)의 동작에 대해서 설명한다.

통상 시에 있어서는, 고정 코어(60)와 이동 코어(70) 사이에 설치된 스프링(65)의 부세력에 의해서, 고정 코어(60)에 대해서 이동 코어(70)가 멀리 떼어놓아지는 방향으로 부세되고 있어, 밸브체(75)가 착좌하여 가스 배출구멍(82)은 닫혀 있다.

밸브 개방 지령이 입력되면, 도시하지 않은 제어 장치를 통해서 전자 코일부(73)가 구동된다. 이에 의해, 전자 코일부(73)는, 이동 코어(70)에 전자력을 작용시키고, 스프링(65)의 부세력에 저항하여 이동 코어(70)를 고정 코어(60)에 접근시킨다. 이에 의해, 밸브체(75)가 가스 배출구멍(82)로부터 떨어지고, 전자 밸브(50)가 개방된다.

그 다음에, 밸브 폐색 지령이 입력되어, 전자 코일부(73)의 구동이 정지되면, 전자력이 소실되기 때문에 이동 코어(70)는 다시 스프링(65)의 부세력에 의해서 고정 코어(60)로부터 멀리 떼어놓아진다. 이에 의해, 밸브체(75)가 다시 착좌하여 가스 배출구멍(82)이 닫혀진다.

가스의 흐름에 주목하면, 통상 시에 있어서 가스 도입로(61) 내에 공급되고 있는 가스(통상은 압력 가스)는, 가스 유통로(71)인 유입로(71a) 및 유출로(71b)를 통해서, 가스 저류 공간(84) 내에 충만되어 있다. 그러나 가스 배출구멍(82)이 밸브체(75)에 의해서 폐색되어 있기 때문에, 가스는 가스 배출구멍(82)으로부터는 배출되고 있지 않다.

밸브 개방 지령이 입력되어, 전자 코일부(73)가 구동됨으로써, 밸브체(75)가 가스 배출구멍(82)으로부터 떨어지면, 가스 저류 공간(84) 내에 충만되어 있던 가스가 당해 가스 배출구멍(82)을 통해서 배출된다.

그 다음에, 밸브 폐색 지령이 입력되어, 전자 코일부(73)의 구동이 정지되면, 밸브체(75)가 다시 착좌하여 가스 배출구멍(82)이 닫혀지고, 가스의 흐름은 가스 저류 공간(84)에서 멈춘다[가스 배출구멍(82)으로부터의 가스의 배출이 정지한다].

이상으로 설명한 종래의 전자 밸브(50)는, 구성이 간단하기 때문에, 저렴하게 제조할 수가 있으며, 또한 설치도 비교적 용이하다.

또한, 선행 기술 문헌으로서는, 전술한 일본 공개특허공보 특개2006－258154호를 들 수 있다.

그러나 본건 발명자에 의한 각종 실험의 결과, 도 3을 이용하여 설명한 종래의 전자 밸브(50)는, 밸브 개방 시의 가스의 압력 손실이 크다고 하는 문제가 있는 것이 발견되었다.

본건 발명자에 의하면, 유출로(71b)가 유입로(71a)에 대해 직각이기 때문에, 가스가 유입로(71a)로부터 유출로(71b)에 이를 때의 압력 손실이 큰 것[일반적으로 「휨 손실(bending loss)」이라고 불리는 타입의 압력 손실], 및 가스 저류 공간(84)이 좁은 것에 의해서, 가스가 유출로(71b)로부터 가스 저류 공간(84)에 이를 때의 압력 손실이 큰 것(일반적으로 「축소 손실(contraction loss)」이라고 불리는 타입의 압력 손실)이 밝혀졌다.

따라서 본건 발명자는, 유출로(71b)가 유입로(71a)에 대해서 이루는 각도를 예각의 범위 내로 한정시키는 동시에, 가스 저류 공간(84)을 넓힌다고 하는 방향성 하에서, 각종 전자 밸브를 시작(試作)하면서, 검토를 거듭해 왔다.

그와 같은 검토와 시행 착오의 과정 중, 본건 발명자는, 밸브체(75)가 당접하는 밸브 시트를 통모양 본체부(80)의 단면으로부터 밸브체(75) 측으로 돌출되어 있고, 그와 같은 밸브 시트의 주위도 가스 저류 공간으로 해 두는 것이, 밸브 개방 시의 가스의 압력 손실 특성을 현저하게 향상시키는 것을 발견했다.

본 발명은, 이상의 발견에 기초하여 창안된 것이다. 본 발명의 목적은, 밸브 개방 시의 가스의 압력 손실 특성을 향상시킨 전자 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명은,

내부에 가스 도입로를 갖는 고정 코어와,

내부에 가스 유통로를 갖는 동시에, 전자력의 작용을 받으면 상기 고정 코어에 대해서 접근하는 것이 가능한 이동 코어와,

상기 이동 코어의 상기 고정 코어측과는 반대측 단부에 설치된 밸브체와,

상기 고정 코어에 대해서 고정되는 동시에, 상기 이동 코어의 이동을 안내하도록 되어 있는 통모양 본체부와,

상기 통모양 본체부의 상기 고정 코어측과는 반대측 단부에 설치되고, 상기 밸브체가 착좌 가능한 고리모양의 밸브 시트와,

상기 통모양 본체부의 상기 단부의 상기 밸브 시트의 내측 영역에 설치된 가스 배출로와,

상기 고정 코어에 대해서 상기 이동 코어를 멀리 떼어놓는 방향으로 부세하여, 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 대해서 착좌시키는 것이 가능한 탄성체와,

상기 이동 코어에 상기 전자력을 작용시켜, 상기 탄성체의 부세력에 저항하여 상기 이동 코어를 상기 고정 코어에 접근시킴으로써, 상기 밸브체를 상기 밸브 시트로부터 개방하는 것이 가능한 전자 코일부

를 구비하고,

상기 통모양 본체부는, 상기 이동 코어의 상기 밸브체 근방에, 고리모양의 가스 저류 공간을 갖고 있고,

상기 밸브 시트는, 상기 통모양 본체부의 상기 단부의 당해 밸브 시트의 외측 영역으로부터 상기 고정 코어측으로 돌출되어 있고,

상기 가스 도입로와 상기 가스 유통로는, 상기 고정 코어와 상기 이동 코어와의 상대 위치에 관계없이 연통 상태를 유지하도록 되어 있고,

상기 가스 유통로는, 상기 고정 코어측에 있어서 상기 이동 코어의 이동 방향으로 연장하는 유입로와, 상기 밸브체측에 있어서 당해 이동 방향에 대해서 예각을 이루는 방향으로 상기 유입로로부터 2개 이상으로 나뉘어져 연장하는 유출로를 갖고 있으며,

상기 유출로는, 당해 유출로의 연신 방향에 수직인 단면에 있어서의 최대 내경이 규정되어 있는 동시에, 상기 이동 코어로부터의 개구부에 있어서 고정 코어측 엣지와 밸브체측 엣지를 갖고 있으며,

상기 전자 코일부에 의해서 상기 이동 코어가 이동하는 거리는, 상기 최대 내경의 0.1배∼0.3배의 범위 내이며,

상기 밸브 시트의 상기 외측 영역으로부터의 돌출 높이는, 상기 최대 내경의 0.3배 이상이며,

상기 가스 저류 공간은, 상기 밸브체가 상기 밸브 시트에 착좌하고 있는 상태에 있어서,

(1) 상기 고정 코어측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경의 0.5배 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한

(2) 상기 밸브체측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 밸브이다.

본 발명에 의하면, 이동 코어의 가스 유통로에 있어서의 유입로와 유출로의 각도가 예각이기 때문에, 상기 각도가 직각이었던 종래 기술과 비교하여, 「휨 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 가스 저류 공간이, 밸브체가 밸브 시트에 착좌하고 있는 상태에 있어서, 고정 코어측 엣지로부터 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로의 최대 내경의 0.5배 이상 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하며, 또한 밸브체측 엣지로부터 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로의 최대 내경 이상 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있기 때문에, 가스 저류 공간이 좁았던 종래 기술과 비교하여, 「축소 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제할 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 밸브 시트의 돌출 높이가 유출로의 최대 내경의 0.3배 이상으로 되어, 그와 같은 밸브 시트의 주위도 가스 저류 공간으로 되어 있기 때문에, 이동 코어가 유출로의 최대 내경의 0.1배∼0.3배의 범위에서 이동한다고 하는 조건에서의 밸브 개방 시에, 가스를 보다 원활하게 배출할 수가 있고, 결과적으로 가스의 압력 손실 특성을 현저하게 향상시킬 수가 있다.

본건 발명자에 의한 지견에 의하면, 유출로가 유입로로부터 대칭인 방향으로 2개로 나뉘어져 연장하고 있는 경우, 유출로의 연신 방향에 수직인 단면적은, 유입로의 연신 방향에 수직인 단면적과 대략 동일한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 유출로의 연신 방향에 수직인 단면적은, 유입로의 연신 방향에 수직인 단면적의 0.9배∼1.1배의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 조건이 충족되고 있는 경우, 가스의 압력 손실 특성이 양호하다.

또한, 본건 발명자에 의한 지견에 의하면, 가스 배출로의 연신 방향에 수직인 단면적은, 적어도 밸브 시트로부터 유출로의 최대 내경의 1.5배의 길이에 걸쳐서, 유입로의 연신 방향에 수직인 단면적의 0.8배∼1.2배의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 조건이 충족되고 있는 경우, 가스 배출로에 있어서의 가스의 압력 손실 특성이 양호하다.

또한, 통모양 본체부는, 밸브 시트가 형성되어 있는 부위와, 이동 코어의 이동을 안내하는 부위가, 서로 다른 부재로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 밸브 시트는, 밸브체와의 당접에 대한 내구성이 요구되기 때문에, 예를 들어 밸브 시트가 형성되어 있는 부위에 대해서는, 그와 같은 특성을 우선하여 재료 선택되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 밸브 시트의 외측 윤곽 형상은, 꼭지각(頂角)이 45°∼75°의 절두원추(frustoconical) 형상이다. 이 경우, 밸브 시트의 외측 윤곽 형상은, 밸브 시트의 축선 둘레로 축대칭이다. 그리고 이 경우, 가스 저류 공간도, 밸브 시트의 축선 둘레로 회전 대칭인 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 조건이 충족되고 있는 경우, 가스의 압력 손실 특성이 양호하다.

　또한, 가스 저류 공간의 외경은, 이동 코어의 이동 방향에 있어서 대략 동일하며, 가스 저류 공간의 고정 코어측과는 반대측 단면은, 밸브 시트를 제외하고 평탄한 것이 바람직하다. 이 조건이 충족되고 있는 경우, 설계 및 제조가 비교적 용이하며, 공간 절약화도 실현할 수 있으며, 가스의 압력 손실 특성도 양호하다.

또한, 본건 발명자에 의한 지견에 의하면, 상기 밸브 시트의 상기 외측 영역으로부터의 돌출 높이는, 상기 최대 내경의 0.5배 이상이며,

상기 가스 저류 공간은, 상기 밸브체가 상기 밸브 시트에 착좌하고 있는 상태에 있어서,

(1) 상기 고정 코어측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경의 0.8배 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한

(2) 상기 밸브체측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경의 1.5배 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있는

것이 특히 바람직하다.

이 조건이 충족되고 있는 경우, 가스의 압력 손실 특성이 특히 양호했다.

또한, 상기 예각은, 25°∼75°의 범위 내로부터 적절히 선택될 수 있다.

본 발명에 의하면, 이동 코어의 가스 유통로에 있어서의 유입로와 유출로의 각도가 예각이기 때문에, 상기 각도가 직각이었던 종래 기술과 비교하여, 「휨 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 가스 저류 공간이, 밸브체가 밸브 시트에 착좌하고 있는 상태에 있어서, 고정 코어측 엣지로부터 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로의 최대 내경의 0.5배 이상 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하며, 또한 밸브체측 엣지로부터 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로의 최대 내경 이상 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있기 때문에, 가스 저류 공간이 좁았던 종래 기술과 비교하여, 「축소 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제할 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 밸브 시트의 돌출 높이가 유출로의 최대 내경의 0.3배 이상으로 되어, 그와 같은 밸브 시트의 주위도 가스 저류 공간으로 되어 있기 때문에, 이동 코어가 유출로의 최대 내경의 0.1배∼0.3배의 범위에서 이동한다고 하는 조건에서의 밸브 개방 시에, 가스를 보다 원활하게 배출할 수가 있고, 결과적으로 가스의 압력 손실 특성을 현저하게 향상시킬 수가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 전자 밸브의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 가스 저류 공간의 근방 부분의 확대도이다.
도 3은 종래의 전자 밸브의 개략 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 전자 밸브의 개략 단면도이며, 도 2는 도 1의 가스 저류 공간의 근방 부분의 확대도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 전자 밸브(1)는, 내부에 가스 도입로(11)를 갖는 고정 코어(10)와, 내부에 가스 유통로(21)를 갖는 동시에 전자력의 작용을 받으면 고정 코어(10)에 대해서 접근하는 것이 가능한 이동 코어(20)를 구비하고 있다. 이동 코어(20)의 고정 코어(10)와는 반대측 단부에, 밸브체(25)가 부착되어 있다.

고정 코어(10)에는, 이동 코어(20)의 이동을 안내하는 슬리브부(31)를 갖는 통모양 본체부(30)가 고정되어 있다. 통모양 본체부(30)의 고정 코어(10)와는 반대측 단부에, 밸브체(25)가 착좌하는 고리모양의 밸브 시트(33)가 설치되어 있다. 밸브 시트(33)는, 통모양 본체부(30)의 당해 단부의 당해 밸브 시트(33)의 외측 영역으로부터 고정 코어(10) 측으로 돌출되어 있다. 본 실시형태의 밸브 시트(33)의 외측 윤곽 형상은, 꼭지각이 65°인 절두원추 형상이며, 꼭대기면부(頂面部) 외경이 2.5㎜이고, 밑면부 외경이 2.9㎜이다.

통모양 본체부(30)의 당해 단부의 밸브 시트(33)의 내측 영역에, 단면이 원형인 가스 배출로(32)가 설치되어 있다. 가스 배출로(32)는, 밸브체(25)가 밸브 시트(33)에 착좌함으로써, 통상 시에는 폐색되어 있다.

고정 코어(10)와 이동 코어(20) 사이에는, 고정 코어(10)에 대해서 이동 코어(20)를 멀리 떼어놓는 방향으로 부세하여 밸브체(25)를 밸브 시트(33)에 착좌시키는 스프링(15)이 설치되어 있다. 스프링(15)은, 동일한 기능을 행하는 다른 종류의 탄성체로 치환될 수 있다.

한편, 이동 코어(20)에 전자력을 작용시켜, 스프링(15)의 부세력에 저항하여 이동 코어(20)를 고정 코어(10)에 접근시킴으로써, 밸브체(25)를 밸브 시트(33)(가스 배출구멍(32))로부터 개방하는 것이 가능한 전자 코일부(23)가 설치되어 있다. 전자 코일부(23)는, 배선(24)을 통해서, 제어 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

통모양 본체부(30)는, 이동 코어(20)의 밸브체(25) 근방에 고리모양의 가스 저류 공간(34)을 갖고 있다. 가스 저류 공간(34)은, 밸브 시트(33)의 축선 둘레로 회전 대칭인 형상을 갖고 있다. 가스 저류 공간(34)의 형상의 상세에 대해서는, 후술한다.

또한, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 고정 코어(10)의 가스 도입로(11)와 이동 코어(20)의 가스 유통로(21)는, 고정 코어(10)와 이동 코어(20)와의 상대 위치에 관계없이[즉, 스프링(15)의 신축 상태의 여하에 관계없이], 서로의 연통 상태를 유지하도록 되어 있다.

또한, 가스 유통로(21)의 고정 코어(10) 측의 영역은, 이동 코어(20)의 이동 방향으로 연장하는 단면이 원형인 하나의 유입로(21a)로 되어 있고, 가스 유통로(21)의 밸브체(25) 측의 영역은, 유입로(21a)로부터 예각(α)(본 실시형태에서는 60°)을 이루는 방향으로 2개로 축대칭으로 나뉘어져 연장하는 단면이 원형인 유출로(21b)로 되어 있다. 이동 코어(20)의 유출로(21b)가 개구되는 영역은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 예각(α)만큼 테이퍼모양(절두원추형)으로 되어 있다.

본 실시형태에서는, 도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 유입로(21a)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D1)과 유출로(21b)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D2)은, 동일하게 되어 있다. 또한, 가스 배출구멍(82)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D3)도, 이들 직경(D1, D2)과 동일하게 되어 있다. 구체적으로는, 각 직경(D1∼D3)은, 2.3㎜이다.

한편, 가스 저류 공간(34)의 외경은, 통모양 본체부(30)의 슬리브부(31)의 내경(예를 들어 10㎜)보다도 크게 되어 있다. 본 실시형태의 가스 저류 공간(34)의 외경은, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 이동 코어(20)의 이동 방향에 있어서 대략 동일하며, 예를 들어 12㎜이다. 또한, 가스 저류 공간(34)의 고정 코어(10) 측과는 반대측 단면은, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 밸브 시트(33)를 제외하고 평탄하며, 밸브 시트(33)의 돌출 높이(H)를 규정하고 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 밸브 시트(33)의 돌출 높이(H)는, 유입로(21b)의 직경(D2)[유출로(21b)의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 0.5배에 상당하는 1.15㎜이다.

그리고 본 실시형태의 가스 저류 공간(34)은, 밸브체(25)가 밸브 시트(33)에 착좌하고 있는 상태(도 1 및 도 2 상태)에 있어서, (1) 유출로(21b)의 고정 코어측 엣지(E1)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아[도 2의 부호 (G1)], 유출로(21b)의 내경(D2)[유출로(21b]의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 0.8배에 상당하는 약 1.8㎜만큼 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한 (2) 유출로(21b)의 밸브체측 엣지(E2)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아[도 2의 부호 (G2)], 유출로의 내경(D2)[유출로(21b)의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 1.5배에 상당하는 약 3.5㎜만큼 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 가스 배출로(32)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D3) 및 단면적은, 밸브 시트(33)의 꼭대기면으로부터 유출로(21b)의 직경(D2)[유출로(21b)의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 2배의 길이에 걸쳐서[도 2의 부호(L)], 당해 유입로의 직경(D2) 및 단면적과 동일하게 되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 전자 코일부(23)에 의해서 이동 코어(20)가 이동하는 거리는, 유입로(21b)의 직경(D2)[유출로(21b)의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 약 0.2배에 상당하는 0.5㎜이다.

그 외에, 본 실시형태의 통모양 본체부(30)는, 밸브 시트(33)가 형성되어 있는 부위(30a)와, 슬리브부(31)가 형성되어 있는 부위(30b)가, 서로 다른 부재로 구성되고, 서로 나사결합에 의해서 결합되어 있다.

다음에, 본 실시형태의 작용에 대해서 설명한다.

통상 시에 있어서는, 고정 코어(10)와 이동 코어(20) 사이에 설치된 스프링(15)의 부세력에 의해서, 고정 코어(10)에 대해서 이동 코어(20)가 멀리 떼어놓아지는 방향으로 부세되고 있어, 밸브체(25)가 밸브 시트(33)에 착좌해서 가스 배출구멍(32)은 닫혀져 있다.

밸브 개방 지령이 입력되면, 도시하지 않은 제어 장치를 통해서 전자 코일부(23)가 구동된다. 이에 의해, 전자 코일부(23)는, 이동 코어(20)에 전자력을 작용시키고, 스프링(15)의 부세력에 저항하여 이동 코어(20)를 고정 코어(10)에 접근시킨다. 이에 의해, 밸브체(25)가 가스 배출구멍(32)으로부터 떨어지고, 전자 밸브(1)가 개방된다.

그 다음에, 밸브 폐색 지령이 입력되어, 전자 코일부(23)의 구동이 정지되면, 전자력이 소실되기 때문에 이동 코어(20)는 다시 스프링(15)의 부세력에 의해서 고정 코어(10)로부터 멀리 떼어놓아진다. 이에 의해, 밸브체(25)가 다시 밸브 시트(33)에 착좌해서 가스 배출구멍(32)이 닫혀진다.

가스의 흐름에 주목하면, 통상 시에 있어서 가스 도입로(11) 내에 공급되고 있는 가스(통상은 압력 가스)는, 가스 유통로(21)인 유입로(21a) 및 유출로(21b)를 통해서, 가스 저류 공간(34) 내에 충만되어 있다. 그러나 가스 배출구멍(32)이 밸브체(25)에 의해서 폐색되어 있기 때문에, 가스는 가스 배출구멍(32)으로부터는 배출되고 있지 않다.

밸브 개방 지령이 입력되어, 전자 코일부(23)가 구동됨으로써, 밸브체(25)가 밸브 시트(33)로부터 떨어지면, 가스 저류 공간(34) 내에 충만되어 있던 가스가 당해 가스 배출구멍(32)을 통해서 배출된다.

여기서, 본 실시형태에 의하면, 이동 코어(20)의 가스 유통로(21)에 있어서의 유입로(21a)와 유출로(21b)의 각도가 예각(α)이기 때문에, 상기 각도가 직각이었던 종래 기술과 비교하여, 「휨 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제할 수가 있다. 본 실시형태의 예각(α)은 60°이지만, 25°∼75°의 범위 내로부터 적절히 선택되어도 좋다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 가스 저류 공간(34)이, 밸브체(25)가 밸브 시트(33)에 착좌하고 있는 상태에 있어서, (1) 유출로(21b)의 고정 코어측 엣지(E1)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로(21b)의 내경(D2)[유출로(21b)의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 0.8배만큼 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한 (2) 유출로(21b)의 밸브체측 엣지(E2)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로의 내경(D2)[유출로(21b)의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 1.5배만큼 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있기 때문에, 가스 저류 공간이 좁았던 종래 기술과 비교하여, 「축소 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제할 수가 있다.

또한, 본건 발명자에 의한 지견에 의하면, (1) 유출로(21b)의 고정 코어측 엣지(E1)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로(21b)의 내경(D2)의 0.5배 이상 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한 (2) 유출로(21b)의 밸브체측 엣지(E2)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로의 내경(D2)의 1.0배 이상 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있으면, 「축소 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제하는 효과가 인정된다.

무엇보다도, 본건 발명자에 의한 지견에 의하면, (1) 유출로(21b)의 고정 코어측 엣지(E1)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로(21b)의 내경(D2)의 0.8배 이상 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한 (2) 유출로(21b)의 밸브체측 엣지(E2)로부터 유출로(21b)의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 유출로의 내경(D2)의 1.5배 이상 이동 코어(20)로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있으면, 「축소 손실」이라고 불리는 타입의 압력 손실을 억제하는 효과가 현저하게 인정된다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 밸브 시트(33)의 돌출 높이(H)가 유출로(21b)의 내경(D2)의 0.5배로 되어, 당해 밸브 시트(33)의 주위도 가스 저류 공간(34)으로 되어 있기 때문에, 이동 코어(20)가 유출로(21b)의 내경(D2)의 약 0.2배 이동한다고 하는 조건에서의 밸브 개방 동작 시에, 가스를 보다 원활하게 배출할 수가 있고, 결과적으로 가스의 압력 손실 특성을 현저하게 향상시킬 수가 있다.

또한, 본건 발명자에 의한 지견에 의하면, 밸브 시트(33)의 돌출 높이(H)가 유출로(21b)의 내경(D2)의 0.3배 이상 있으면, 압력 손실 특성을 향상하는 효과가 인정된다.

무엇보다도, 본건 발명자에 의한 지견에 의하면, 밸브 시트(33)의 돌출 높이(H)가 유출로(21b)의 내경(D2)의 0.5배 이상 있으면, 압력 손실 특성을 향상하는 효과가 현저하게 인정된다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 유출로(21b)가 유입로(21a)로부터 축 대칭인 방향으로 2개로 나뉘어져 연장하고 있어, 유출로(21b)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D1)이 유입로(21a)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D2)과 동일하게 되어 있는 것도, 가스의 압력 손실 특성이 양호한 것에 공헌하고 있다고 생각된다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 가스 배출로(32)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D3)이, 밸브 시트(33)의 꼭대기면으로부터 유출로(21b)의 내경(D2)의 2배의 길이에 걸쳐서, 당해 내경(D2)과 동일하게 되어 있는 것도, 가스의 압력 손실 특성이 양호한 것에 공헌하고 있다고 생각된다.

본건 발명자에 의한 지견에 의하면, 가스 배출로(32)의 연신 방향에 수직인 단면의 직경(D3)(또는 단면적)이, 밸브 시트(33)의 꼭대기면으로부터 유출로(21b)의 내경(D2)[유출로(21b)의 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 그 최대 내경이라고 바꾸어 읽으면 좋다]의 1.5배 이상의 길이에 걸쳐서, 당해 내경(D2)[또는 유출로(21b)의 단면적]의 0.8배∼1.2배이면, 가스의 압력 손실 특성이 양호하다.

　또한, 본 실시형태에서는, 통모양 본체부(30)는, 밸브 시트(33)가 형성되어 있는 부위(30a)와, 이동 코어(20)의 이동을 안내하는 슬리브부(31)가 형성되어 있는 부위(30b)가, 서로 다른 부재로 구성되어 있다. 예를 들어, 밸브 시트(33)는 밸브체(25)와의 당접에 대한 내구성이 요구되기 때문에, 밸브 시트(33)가 형성되어 있는 부위(30a)에 대해서는, 그와 같은 특성을 우선해서 재료 선택될 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 밸브 시트(33)의 외측 윤곽 형상은, 꼭지각이 65°인 절두원추 형상이며, 가스 저류 공간(34)도, 밸브 시트(33)의 축선 둘레로 회전 대칭인 형상을 갖고 있다. 이것도, 가스의 압력 손실 특성이 양호한 것에 공헌하고 있다고 생각된다.

또한, 본 실시형태에서는, 가스 저류 공간(34)의 외경은, 이동 코어(20)의 이동 방향에 있어서 대략 동일하고, 가스 저류 공간(34)의 고정 코어(10) 측과는 반대측 단면은, 밸브 시트(33)를 제외하고 평탄하다. 이에 의해, 설계 및 제조가 비교적 용이하고, 공간절약화도 실현할 수 있으며, 가스의 압력 손실 특성도 양호하다.

1: 전자 밸브
10: 고정 코어
11: 가스 도입로
15: 스프링
20: 이동 코어
21: 가스 유통로
21a: 유입로
21b: 유출로
23: 전자 코일부
24: 배선
25: 밸브체
30: 통모양 본체부
30a: 밸브 시트가 형성되어 있는 부위
30b: 슬리브부가 형성되어 있는 부위
31: 슬리브부
32: 가스 배출구멍
33: 밸브 시트
34: 가스 저류 공간
D1: 유입로의 직경
D2: 유출로의 직경
D3: 가스 배출로의 직경
E1: 유출로의 고정 코어측 엣지
E2: 유출로의 밸브체측 엣지
G1: 유출로의 고정 코어측 엣지로부터의 유출로의 연신 방향에서의 이간 거리
G2: 유출로의 밸브체측 엣지로부터의 유출로의 연신 방향에서의 이간 거리
H: 밸브 시트의 돌출 높이
L: 가스 배출로의 내경이 유출로의 내경과 동일한 부분의 길이
50: 종래 기술에 의한 전자 밸브
60: 고정 코어
61: 가스 도입로
65: 스프링
70: 이동 코어
71: 가스 유통로
71a: 유입로
71b: 유출로
73: 전자 코일부
75: 밸브체
80: 통모양 본체부
81: 슬리브부
82: 가스 배출구멍
84: 가스 저류 공간

Claims (9)

1. 내부에 가스 도입로를 갖는 고정 코어와,
   내부에 가스 유통로를 갖는 동시에, 전자력의 작용을 받으면 상기 고정 코어에 대해서 접근하는 것이 가능한 이동 코어와,
   상기 이동 코어의 상기 고정 코어측과는 반대측 단부에 설치된 밸브체와,
   상기 고정 코어에 대해서 고정되는 동시에, 상기 이동 코어의 이동을 안내하도록 되어 있는 통모양 본체부와,
   상기 통모양 본체부의 상기 고정 코어측과는 반대측 단부에 설치되고, 상기 밸브체가 착좌 가능한 고리모양의 밸브 시트와,
   상기 통모양 본체부의 상기 단부의 상기 밸브 시트의 내측 영역에 설치된 가스 배출로와,
   상기 고정 코어에 대해서 상기 이동 코어를 멀리 떼어놓는 방향으로 부세하여, 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 대해서 착좌시키는 것이 가능한 탄성체와,
   상기 이동 코어에 상기 전자력을 작용시켜, 상기 탄성체의 부세력에 저항하여 상기 이동 코어를 상기 고정 코어에 접근시킴으로써, 상기 밸브체를 상기 밸브 시트로부터 개방하는 것이 가능한 전자 코일부
   를 구비하고,
   상기 통모양 본체부는, 상기 이동 코어의 상기 밸브체 근방에, 고리모양의 가스 저류 공간을 갖고 있으며,
   상기 밸브 시트는, 상기 통모양 본체부의 상기 단부의 당해 밸브 시트의 외측 영역으로부터 상기 고정 코어측으로 돌출되어 있고,
   상기 가스 도입로와 상기 가스 유통로는, 상기 고정 코어와 상기 이동 코어와의 상대 위치에 관계없이 연통 상태를 유지하도록 되어 있고,
   상기 가스 유통로는, 상기 고정 코어측에 있어서 상기 이동 코어의 이동 방향으로 연장하는 유입로와, 상기 밸브체측에 있어서 당해 이동 방향에 대해서 예각을 이루는 방향으로 상기 유입로로부터 2개 이상으로 나뉘어져 연장하는 유출로를 갖고 있으며,
   상기 유출로는, 당해 유출로의 연신 방향에 수직인 단면에 있어서의 최대 내경이 규정되어 있는 동시에, 상기 이동 코어로부터의 개구부에 있어서 고정 코어측 엣지와 밸브체측 엣지를 갖고 있으며,
   상기 전자 코일부에 의해서 상기 이동 코어가 이동하는 거리는, 상기 최대 내경의 0.1배∼0.3배의 범위 내이며,
   상기 밸브 시트의 상기 외측 영역으로부터의 돌출 높이는, 상기 최대 내경의 0.3배 이상이며,
   상기 가스 저류 공간은, 상기 밸브체가 상기 밸브 시트에 착좌하고 있는 상태에 있어서,
   (1) 상기 고정 코어측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경의 0.5배 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한
   (2) 상기 밸브체측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있는
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,　
   상기 유출로는, 상기 유입로로부터 대칭인 방향으로 2개로 나뉘어져 연장하고 있고,
   상기 유출로의 연신 방향에 수직인 단면적은, 상기 유입로의 연신 방향에 수직인 단면적의 0.9배∼1.1배의 범위 내인
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,　
   상기 가스 배출로의 연신 방향에 수직인 단면적은, 적어도 상기 밸브 시트로부터 상기 최대 내경의 1.5배의 길이에 걸쳐서, 상기 유입로의 연신 방향에 수직인 단면적의 0.8배∼1.2배의 범위 내인
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,　
   상기 통모양 본체부는, 상기 밸브 시트가 형성되어 있는 부위와 상기 이동 코어의 이동을 안내하는 부위가, 서로 다른 부재로 구성되어 있는
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,　
   상기 밸브 시트의 외측 윤곽 형상은, 꼭지각이 45°∼75°의 절두원추 형상인
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.
6. 제 5 항에 있어서,　
   상기 가스 저류 공간은, 상기 밸브 시트의 축선 둘레로 회전 대칭인 형상을 갖고 있는
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.
7. 제 6 항에 있어서,　
   상기 가스 저류 공간의 외경은, 상기 이동 코어의 이동 방향에 있어서 대략 동일하고,
   상기 가스 저류 공간의 상기 고정 코어측과는 반대측 단면은, 상기 밸브 시트를 제외하고 평탄한 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,　
   상기 밸브 시트의 상기 외측 영역으로부터의 돌출 높이는, 상기 최대 내경의 0.5배 이상이며,
   상기 가스 저류 공간은, 상기 밸브체가 상기 밸브 시트에 착좌하고 있는 상태에 있어서,
   (1) 상기 고정 코어측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경의 0.8배 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되며, 또한
   (2) 상기 밸브체측 엣지로부터, 상기 유출로의 연신 방향의 연장선 상에서 보아, 상기 최대 내경의 1.5배 이상 상기 이동 코어로부터 이간하는 영역을 포함하도록 형성되어 있는
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,　
   상기 예각은, 25°∼75°인
   것을 특징으로 하는 전자 밸브.

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