KR20210096264A - 가스용 솔레노이드 밸브 - Google Patents

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마코토 니노미야
히로시 야마시타
노리타카 나카무라
유키 카토
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카와사키 주코교 카부시키가이샤
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Abstract

가스용 솔레노이드 밸브는 제 1 포트, 제 2 포트, 및 제 1 및 제 2 포트에 연결되는 밸브구를 갖는 하우징과, 밸브구를 닫는 닫힘 위치와 밸브구를 여는 열림 위치 사이에서 이동 가능하며 제 1 포트로부터 공급되는 가스의 압력에 의해 닫힘 위치로부터 열림 위치로 향하는 열림 방향으로 이동 메인 밸브체와, 열림 위치로부터 닫힘 위치로 향하는 닫힘 방향의 부세력을 메인 밸브체에 부여하고 메인 밸브체를 닫힘 위치에 위치시키는 부세 부재와, 부세 부재의 부세력에 저항하는 여자력을 발생시켜 메인 밸브체를 열림 위치로 이동시키는 전자기 구동 장치를 구비하고, 하우징 내에는 메인 밸브체의 움직임을 감쇠시키기 위해 댐퍼실이 형성되어 있다.

Description

가스용 솔레노이드 밸브
본 발명은 전자기 구동식의 개폐 밸브인 가스용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
가스가 흐르는 유로를 개폐하기 위해 가스용 솔레노이드 밸브가 마련되어 있으며, 그 일례로서 예를 들면 특허문헌 1과 같은 솔레노이드 밸브가 알려져 있다.
특허문헌 1: 일본 특개 2003-222261 호 공보
솔레노이드 밸브는, 예를 들면 가스 탱크에 마련될 수 있으며, 가스 탱크에 마련된 경우, 이하와 같이 사용된다. 즉, 가스 탱크에 가스를 충전하는 경우 가스 압력에 의해 메인 밸브가 밸브 시트로부터 들어 올려져 유로가 열린다. 이 때 메인 밸브 등에 채터링(chattering)이 발생하여, 소음, 시트의 손상, 및 마모에 의한 오염의 발생 등의 각종 문제가 발생한다.
따라서 본 발명은 메인 밸브체에서 채터링의 발생을 억제할 수 있는 가스용 솔레노이드 밸브의 제공을 목적으로 하고 있다.
본 발명인 가스용 솔레노이드 밸브는 제 1 포트, 제 2 포트, 및 상기 제 1 및 제 2 포트에 연결되는 밸브구를 갖는 하우징과; 상기 밸브구를 닫는 닫힘 위치와 상기 밸브구를 여는 열림 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 제 1 포트로부터 공급되는 가스의 압력에 의해 열림 방향으로 이동하는 메인 밸브체와; 열림 위치로부터 닫힘 위치로 향하는 닫힘 방향의 부세력(付勢力)을 상기 메인 밸브체에 부여하고 상기 메인 밸브체를 닫힘 위치에 위치시키는 부세 부재(付勢部材)와; 상기 부세 부재의 부세력에 저항하는 여자력(勵磁力)을 발생시켜 상기 메인 밸브체를 열림 위치로 이동시키는 전자기 구동 장치;를 구비하고, 상기 하우징 내에는 상기 메인 밸브체의 움직임을 감쇠시키기 위해 댐퍼실이 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 댐퍼실에 의해 메인 밸브체의 움직임을 감쇠시키는데, 즉, 메인 밸브체의 진동을 감쇠시킬 수 있다. 이에 의해, 메인 밸브체에서 채터링의 발생을 억제할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 상기 메인 밸브체에 삽입되고, 상기 부세 부재의 부세력을 받아 상기 메인 밸브체를 닫힘 위치로 부세(付勢)하는 시트 피스톤을 더 구비하고, 상기 메인 밸브체에는 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트를 연결하는 파일럿 통로가 형성되고, 상기 시트 피스톤은 상기 파일럿 통로를 닫는 파일럿 닫힘 위치와 상기 파일럿 통로를 여는 파일럿 열림 위치 사이에서 이동할 수 있으며, 상기 전자기 구동 장치는 여자력을 발생시켜 상기 시트 피스톤을 열림 위치로 이동시킴으로써 상기 메인 밸브체를 열림 위치로 이동시키고, 상기 댐퍼실은 상기 시트 피스톤보다 열림 방향으로서 상기 시트 피스톤에 인접하는 위치에 형성되고, 상기 부세 부재는 상기 댐퍼실에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 부세 부재가 수용되는 방을 댐퍼실로서 사용하고 있어, 메인 밸브체의 진동을 감쇠시키기 위해 새로운 댐퍼실을 형성할 필요가 없다. 그러므로 가스용 솔레노이드 밸브가 대형화되는 것을 피할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 상기 전자기 구동 장치는 상기 시트 피스톤이 연동 가능하게 삽입되어 있는 플랜저(flanger)와, 상기 플랜저에 대향하여 배치되는 고정 자기극과, 상기 플랜저에 여자력을 부여하고 상기 플랜저를 상기 고정 자기극으로 끌어 당기는 솔레노이드를 가지며, 상기 댐퍼실은 상기 부세 부재가 상기 시트 피스톤과 상기 고정 자기극 사이에 배치되도록 상기 플랜저 내에 형성되어, 상기 시트 피스톤과 상기 플랜저 사이의 틈새로부터 댐퍼실의 가스를 흡배(吸排)시키는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 틈새에 의해 댐퍼실에 대한 가스의 흡배량(吸排量)을 제한하는 것으로, 댐퍼실에서의 급격한 용적 변화를 억제하여 메인 밸브체의 진동을 억제할 수 있는데, 즉, 메인 밸브체에서 채터링의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 댐퍼실에 대한 가스의 흡배량을 틈새의 폭에 따라 바꿀 수 있기 때문에 틈새의 폭에 따라 댐퍼실의 감쇠력을 조정할 수 있다. 그러므로 폭을 조정하여 메인 밸브체에서 채터링의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 상기 메인 밸브체의 열림 방향의 이동량을 제한하는 스토퍼를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 메인 밸브체가 과잉으로 스트로크(stroke)하여 제 2 부세 부재가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 메인 밸브체에서 채터링의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징, 및 이점은 첨부 도면 참조하에 이하의 호적한 실시 태양의 상세한 설명에서 밝혀진다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 가스용 솔레노이드 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 2는 가스용 솔레노이드 밸브를 도 1의 절단선 II-II로 절단하여 본 확대 단면도이다.
도 3은 시트 피스톤이 메인 밸브체에 의해 밀어 올려진 상태의 가스용 솔레노이드 밸브에 있어서, 도 1의 영역 X를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 가스용 솔레노이드 밸브에서, 제 2 포트로부터 제 1 포트로 가스를 공급할 때의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 가스용 솔레노이드 밸브에서, 제 1 포트로부터 제 2 포트로 가스를 공급할 때의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 다른 실시 형태의 가스용 솔레노이드 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시 형태의 가스용 솔레노이드 밸브를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 본 실시 형태의 가스용 솔레노이드 밸브(1)에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 사용하는 방향의 개념은 설명하는데 편의상 사용하는 것으로서, 발명의 구성 방향 등을 그 방향으로 한정하는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명하는 가스용 솔레노이드 밸브(1)는 본 발명의 일 실시 형태에 불과하다. 따라서, 본 발명은 실시 형태에 한정되지 않고, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 추가, 삭제, 수정이 가능하다.
<제 1 실시 형태>
고압 가스가 모아지는 가스 탱크 등에는 도 1에 나타낸 바와 같은 가스용 솔레노이드 밸브(1)가 마련되어 있으며, 가스용 솔레노이드 밸브(1)는 유로를 개폐함으로써 가스의 충전 및 방출을 할 수 있게 되어 있다. 또한, 가스 탱크는 가스용 솔레노이드 밸브(1)가 사용되는 일례이며, 사용되는 대상은 반드시 가스 탱크에 한정되지 않는다. 즉, 가스용 솔레노이드 밸브(1)는 쌍방향으로 가스를 흐르게 하는 것이 요구되는 유로에 마련된다. 이러한 기능을 갖는 가스용 솔레노이드 밸브(1)는 이하와 같이 구성되어 있다.
즉, 가스용 솔레노이드 밸브(1)는 주로 하우징(11)과, 가이드 부재(12)와, 메인 밸브체(13)와, 시트 피스톤(14)과, 전자기 구동 장치(15)를 구비하고 있다. 하우징(11)은 대략 바닥이 있는 원기둥 형상의 밸브실(21)이 형성되어 있으며, 그 개구부가 뚜껑체(18)에 의해 막혀 있다. 또한, 하우징(11)에는 제 1 포트(22)에 연결되는 제 1 유로(23), 및 제 2 포트(24)에 연결되는 제 2 유로(25)가 형성되어 있다. 제 1 유로(23)는 밸브실(21)의 바닥부(21a)에서 밸브구(26)를 통해 개구하고, 또한 제 2 유로(25)는 밸브실(21)의 측면에서 개구하고 있다. 이와 같이 구성되어 있는 하우징(11)에는 밸브구(26)를 개폐하기 위해 밸브실(21)에 가이드 부재(12), 메인 밸브체(13), 시트 피스톤(14), 및 전자기 구동 장치(15)가 수용되어 있다.
가이드 부재(12)는 대략 원통상으로 형성되어 있고, 그 외주면의 적어도 일부(본 실시 형태에서는 서로 원주 방향으로 180도 이격된 2개소의 위치)가 평탄하게 형성되어 있다. 이러한 형상을 갖는 가이드 부재(12)는 그 일단부(一端部)를 밸브실(21)의 바닥부(21a)에 접촉시킨 상태에서 밸브실(21)에 끼워 맞추어져 있으며, 하우징(11)과의 사이에 한 쌍의 간극(27, 27)이 형성되어 있다. 또한, 가이드 부재(12)의 일단부에는 도 2에 나타낸 바와 같이 2개의 연통 유로(31, 32)가 형성되어 있다. 2개의 연통 유로(31, 32)는 가이드 부재(12)의 내부 구멍(12a)으로부터 반지름 방향 한쪽 및 다른 쪽으로 뻗어 있으며, 밸브구(26)와 간극(27, 27)을 연결하고 있다. 가이드 부재(12)의 타단면(他端面)에도 마찬가지로 2개의 연통 유로(33, 34)가 형성되어 있으며, 연통 유로(33, 34)에 의해 간극(27, 27)과 가이드 부재(12)의 내부 구멍(12a)이 연결되어 있다. 또한, 내부 구멍(12a)에는 도 3에 나타낸 바와 같이 메인 밸브체(13)가 삽입되어 있다.
메인 밸브체(13)는 대략 바닥이 있는 원통상으로 형성되어 있으며, 그 기단측 부분(13b)이 선단측 부분(13a)에 대해 큰 직경으로 형성되어 있다. 이러한 형상을 갖는 메인 밸브체(13)의 기단측 부분(13b)은 내부 구멍(12a)에 끼워 넣어져 있으며, 가이드 부재(12)의 내부 구멍(12a)을 따라 그 축선 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 메인 밸브체(13)는 도 1에 나타낸 바와 같은 닫힘 위치에 위치할 수 있으며, 그 선단면(先端面)에 시트 부재(13c)를 구비하고 있다. 시트 부재(13c)는 메인 밸브체(13)가 닫힘 위치에 위치했을 때 밸브 시트(28)에 착좌하고 이에 따라 밸브구(26)가 닫혀진다. 한편, 메인 밸브체(13)가 축선 방향 다른 쪽으로 이동하여 열림 위치에 위치하면 시트 부재(13c)가 밸브 시트(28)로부터 이격되어 밸브구(26)가 열린다.
이와 같이 구성되어 있는 메인 밸브체(13)는 제 1 코일 스프링(16)을 수용하기 위해, 가이드 부재(12)와의 사이에 수용 공간(35)이 형성되어 있다. 즉, 가이드 부재(12)에서는 내부 구멍(12a)의 일단측 부분(12b)이 잔여 부분(12c)에 비해 작은 직경으로 형성되어 있으며, 거기에 메인 밸브체(13)의 선단측 부분(13a)이 삽입되어 있다. 이에 따라 메인 밸브체(13)의 선단측 부분(13a)과 가이드 부재(12) 사이에 대략 원환상의 수용 공간(35)이 형성되고, 거기에 제 1 코일 스프링(16)이 수용되어 있다. 제 1 코일 스프링(16)은 소위 압축 코일 스프링이며, 닫힘 위치로부터 열림 위치로 향하는 방향인 열림 방향으로 부세력을 메인 밸브체(13)에 부여하고 있다. 또한, 제 1 코일 스프링(16)은 그 대신에 판 스프링, 탄성체, 자기 스프링, 공기 스프링, 및 정전력에 의한 누름 기구 등을 이용할 수 있다.
또한, 메인 밸브체(13)에는 닫힘 위치에서 제 1 포트(22)와 제 2 포트(24)가 연통할 수 있도록 파일럿 통로(13d)가 형성되어 있다. 파일럿 통로(13d)는 메인 밸브체(13)를 그 축선을 따라 관통하고 있으며, 메인 밸브체(13)가 착좌한 상태에서 밸브구(26)와 메인 밸브체(13)의 내부 구멍(13e)을 연결하고 있다. 또한, 메인 밸브체(13)의 내부 구멍(13e)에는 파일럿 통로(13d)를 개폐하기 위해, 시트 피스톤(14)이 그 축선 방향으로 이동 가능하고, 또한, 수용 공간(35)에 인접하도록 삽입되어 있다.
시트 피스톤(14)은 대략 원기둥상으로 형성되어 있고, 그 선단부(14a)를 파일럿 통로(13d)의 시트부(13f)에 삽입시켜 착좌시킴으로써 파일럿 통로(13d)를 닫는다. 즉, 시트 피스톤(14)이 파일럿 닫힘 위치에 위치하여 파일럿 통로(13d)가 닫혀진다. 또한, 시트 피스톤(14)은 그 축선을 따라 파일럿 닫힘 위치로부터 파일럿 열림 위치로 이동할 수 있으며, 이동함으로써 선단부(14a)가 시트부(13f)로부터 이격된다. 이에 따라 파일럿 통로(13d)가 열리고 밸브구(26)와 메인 밸브체(13)의 내부 구멍(13e)이 연통한다. 또한, 시트 피스톤(14)의 외주면에는 복수의 슬릿(본 실시 형태에서는 2개의 슬릿)(14b, 14b)이 형성되어 있고, 슬릿(14b, 14b)은 파일럿 통로(13d)가 열렸을 때 파일럿 통로(13d)와 상술한 2개의 연통 유로(33, 34)를 연결하는 유로를 이루고 있다. 이와 같이 구성되어 있는 시트 피스톤(14)은 그 기단측 부분(14c)이 메인 밸브체(13)보다 돌출되어 있으며, 거기에 전자기 구동 장치(15)가 마련되어 있다.
전자기 구동 장치(15)는 플랜저(41), 고정 자기극(42), 및 솔레노이드(43)를 갖고 있다. 플랜저(41)는 자성체로 이루어지는 대략 원통상의 부재이며, 그 내부 구멍(41a)에 시트 피스톤(14)의 기단측 부분(14c)이 삽입되어 있다. 또한, 내부 구멍(41a)에서는 선단측 부분(41b)이 기단측 부분(41c)에 대해 작은 직경으로 형성되고, 그것에 맞춰서 시트 피스톤(14)의 기단부(14d)도 잔여 부분보다 큰 직경으로 형성되어 있다. 이에 따라 플랜저(41)는 그 내부 구멍(41a)의 선단측 부분에서 시트 피스톤(14)의 기단부(14d)와 걸어 맞춰지고, 시트 피스톤(14)과 연동하도록 되어 있다. 이와 같이 구성되어 있는 플랜저(41)에는 대향되게 한 고정 자기극(42)이 마련되어 있다.
고정 자기극(42)은 강자성체로 이루어지는 대략 원기둥상의 부재이며, 플랜저(41)의 기단으로부터 축선 방향 한쪽으로 간격을 두고 배치되어 있다. 이와 같이 배치되어 있는 고정 자기극(42)의 선단측 부분(42b)의 외경은 플랜저(41)의 외경과 대략 동일하게 되어 있으며, 고정 자기극(42)의 선단측 부분(42b)과 플랜저(41)에는 슬리브(44)가 외장되어 있다. 슬리브(44)는 비자성체로 이루어지는 대략 원통상의 부재이며, 그 안에서 플랜저(41)가 축선 방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있다. 이와 같이 구성되어 있는 슬리브(44)에는 솔레노이드(43)가 외장되어 있다.
솔레노이드(43)는 대략 원기둥상으로 형성되어 있으며, 보빈(43a)에 감은 코일(43b)에 전류를 흐르게 하여 플랜저(41)에 대해 여자력을 발생시킬 수 있다. 즉, 솔레노이드(43)는 플랜저(41)를 여자(勵磁, 자기화)시켜 고정 자기극(42)으로 끌어당길 수 있으며, 끌어당김으로써 그것에 연동하는 시트 피스톤(14)을 파일럿 열림 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 이러한 여자력에 저항하는 부세력을 플랜저(41)(보다 자세하게는, 시트 피스톤(14)을 통해 플랜저(41))에 부여하기 위해, 플랜저(41)에는 제 2 코일 스프링(17)이 마련되어 있다.
부세 부재의 일례인 제 2 코일 스프링(17)은 소위 압축 코일 스프링이며, 플랜저(41) 내에 삽입되어 있다. 즉, 플랜저(41)의 내부 구멍(41a)은 후술하는 고정 자기극(42)의 스프링 받침 오목부(42a)와 함께 스프링 수용실(45)을 형성하고, 이 스프링 수용실(45)에 제 2 코일 스프링(17)이 수용되어 있다. 또한, 제 2 코일 스프링(17)의 일단(一端)은 고정 자기극(42)의 스프링 받침 오목부(42a)에 끼워 넣어져, 또한 타단(他端)은 시트 피스톤(14)의 기단부(14d)에 눌려져 있다. 그러므로 제 2 코일 스프링(17)은 시트 피스톤(14)을 통해 플랜저(41)를 축선 방향 한쪽 측으로 부세(付勢)하고 플랜저(41)를 고정 자기극(42)으로부터 이격시키고 있다. 또한, 제 2 코일 스프링(17)은 시트 피스톤(14)으로 눌려짐으로써 플랜저(41)와 시트 피스톤(14)와의 연동을 가능하게 하고 또한 솔레노이드(43)에 전류가 흐르지 않는 상태에서 시트 피스톤(14)을 파일럿 닫힘 위치에 위치시키고 있다. 또한, 제 2 코일 스프링(17)은 열림 위치로부터 닫힘 위치로 향하는 닫힘 방향의 부세력을 시트 피스톤(14)을 통해 메인 밸브체(13)에 부여하고, 메인 밸브체(13)를 닫힘 위치로 위치시킨다. 또한, 제 2 코일 스프링(17)은 그 대신에 판 스프링, 탄성체, 자기 스프링, 공기 스프링, 및 정전력에 의한 누름 기구 등을 이용할 수 있다.
또한, 솔레노이드(43)는 그 외주면이 기단부에 대해 잔여 부분이 작은 직경으로 형성되어 있으며, 잔여 부분이 하우징(11)과의 사이에 원환상의 환상 유로(29)를 형성하고 있다. 환상 유로(29)는 제 2 유로(25)를 통해 제 2 포트(24)와 연결되어, 또한 간극(27, 27), 연통 유로(31, 32), 및 제 1 유로(23)를 통해 제 1 포트(22)와 연결되어 있으며, 그러한 유로(23, 25, 27, 27, 31, 32)와 함께 밸브 통로(30)를 구성하고 있다.
이와 같이 구성되어 있는 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 스프링 수용실(45)이 이하와 같이 구성되어 있다. 즉, 스프링 수용실(45)은 플랜저(41) 및 고정 자기극(42)의 선단측 부분(42b)을 슬리브에 끼워 넣고, 또한, 플랜저(41)의 선단측 부분(41b)에 시트 피스톤(14)을 삽입시켜 형성되어 있으며, 기본적으로 다른 공간으로부터 이격되어 있다. 한편, 플랜저(41)의 선단측 부분(41b)과 시트 피스톤(14)의 기단측 부분(14c) 사이에는 틈새(48)가 형성되어 있다. 스프링 수용실(45)은 이 틈새(48)를 통해 밸브 통로(30)와 연결되며, 스프링 수용실(45)에 대한 가스의 흡배는 주로 틈새(48)를 통해 이루어지고 있다(도 3의 화살표 A 참조). 이 틈새(48)는 스프링 수용실(45)에 대한 가스의 흡배량을 제한하기 위해 그 폭 S가 0.01mm 이상 0.5mm 이하로 형성되어 있다. 이에 따라 스프링 수용실(45)의 급격한 용적 변화가 억제되고, 스프링 수용실(45)이 댐퍼 기능을 갖는데, 댐퍼실(46)의 역할을 하고 있다.
또한, 플랜저(41)에는 그 선단면(先端面)에 스토퍼(47)가 마련되어 있다. 스토퍼(47)는 대략 원환상으로 형성되고, 플랜저(41)의 선단면으로부터 메인 밸브체(13)를 향해 돌출되어 있다. 이와 같이 구성되어 있는 스토퍼(47)는 메인 밸브체(13)가 닫힘 위치로부터 열림 방향으로 향해 소정 거리(L) 이동하면 메인 밸브체(13)의 기단면에 닿는다. 즉, 메인 밸브체(13)가 소정 거리(L) 이동하면 스토퍼(47)가 메인 밸브체(13)의 이동을 제한한다(즉, 이동량을 제한한다). 이에 따라 메인 밸브체(13)가 과잉으로 스트로크하여 제 2 코일 스프링(17)이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
이하에서는 가스용 솔레노이드 밸브(1)의 동작에 대해 설명한다. 즉, 가스용 솔레노이드 밸브(1)는 상술한 바와 같이, 예를 들면 가스 탱크에 마련되어 있으며, 가스를 충전 및 방출하기 위해 밸브 통로(30)에서 가스를 쌍방향으로 흐르게 할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같이 제 2 포트(24)로부터 제 1 포트(22)로 가스를 흐르게 할 경우에는 솔레노이드(43)의 코일(43b)에 전류가 흘려지게 된다. 이렇게 해서, 플랜저(41)가 들어 올려지고 그에 연동하여 시트 피스톤(14)이 파일럿 열림 위치로 이동한다. 이에 따라 파일럿 통로(13d)가 열리고 가스가 2개의 연통 유로(33, 34), 슬릿(14b, 14b), 및 파일럿 통로(13d)를 통해 제 1 유로(23)에 유도된다. 이렇게 하면, 밸브실(21) 내의 가스와 제 1 유로(23)를 흐르는 가스의 차압이 작아져, 즉시 제 1 코일 스프링(16)에 의해 메인 밸브체(13)가 열림 위치로 밀어 올려진다. 이에 의해, 밸브구(26)가 열리는데, 즉, 밸브 통로(30)가 열리고 가스 밸브 통로(30)를 통해 제 2 포트(24)로부터 제 1 포트(22)로 흐른다. 그 후, 코일(43b)에 흐르는 전류가 차단되면, 제 2 코일 스프링(17)이 시트 피스톤(14)을 통해 메인 밸브체(13)를 눌러 메인 밸브체(13)가 닫힘 위치로 이동한다. 이에 의해, 밸브구(26)가 닫히는데, 즉, 밸브 통로(30)가 닫혀져 가스의 흐름이 멈춘다.
한편, 도 5에 나타낸 바와 같이 제 1 포트(22)로부터 제 2 포트(24)로 가스를 흐르게 하는 경우에는 가스용 솔레노이드 밸브(1)는 이하와 같이 동작한다. 즉, 제 1 포트(22)로부터 제 1 유로(23)로 가스가 흐르면, 그 가스의 압력에 의해 메인 밸브체(13)가 열림 방향으로 밀려진다. 이에 따라 메인 밸브체(13)가 열림 위치로 이동하고 밸브구(26)가 열리는데, 즉, 밸브 통로(30)가 열린다. 이렇게 하면, 가스는 주로 제 1 유로(23)로부터 밸브구(26)를 통해 각 연통 유로(31, 32)로 흘러, 또한 간극(27, 27) 및 환상 유로(29)를 통해 제 2 유로(25)로 유도된다. 이와 같이 하여 제 1 포트(22)에 공급된 가스는 밸브 통로(30)를 통해 제 2 포트(24)로 유도된다. 이와 같이 하여 제 1 포트(22)에 공급된 가스에 의해 메인 밸브체(13)를 움직여 밸브 통로(30)를 여는 경우 밸브 통로(30)의 개구 정도에 따라 메인 밸브체(13)에 작용되는 하중이 변화하기 때문에, 메인 밸브체(13)가 진동되는데, 즉, 메인 밸브체(13)에서 채터링이 발생한다. 이와 관련하여 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 이하와 같이 하여 메인 밸브체(13)에서 채터링의 발생이 억제되어 있다.
즉, 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 제 1 포트(22)에 공급된 가스에 의해 메인 밸브체(13)가 들어 올려지면 함께 시트 피스톤(14)도 들어 올려진다. 이에 따라 플랜저(41)의 선단측 부분(41b)에 착좌하고 있던 시트 피스톤(14)이 선단측 부분(41b)으로부터 이격되어 댐퍼실(46)이 틈새(48)를 통해 밸브 통로(30)와 연결된다(도 3의 화살표 참조). 이와 같이 댐퍼실(46)에 대한 가스의 흡배가 주로 틈새(48)를 통해 실시됨으로써 댐퍼실(46)의 신축을 허용하면서 그 급격한 용적 변화가 억제되기 때문에, 시트 피스톤(14) 및 메인 밸브체(13)의 진동을 감쇠시킬 수 있다. 이렇게 해서 메인 밸브체(13)에서 채터링이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 메인 밸브체(13)는 시트 피스톤(14), 경우에 따라서는 플랜저(41)와 일체적으로 진동하고 있어, 시트 피스톤(14) 및 플랜저(41)에도 채터링이 발생한다. 이와 관련하여, 댐퍼실(46)은 메인 밸브체(13)뿐만 아니라 시트 피스톤(14) 및 플랜저(41)의 진동도 억제하기 때문에, 그들에서 채터링의 발생도 억제할 수 있다.
이와 같이 하여 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 제 1 포트(22)로부터 제 1 유로(23)로 가스를 공급함으로써 밸브구(26)를 열어 제 2 포트(24)에 가스를 흐르게 할 수 있으며, 그 때 메인 밸브체(13)에서 채터링의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 포트(22)로부터 제 1 유로(23)로의 가스의 공급을 차단함으로써, 제 2 포트(24)로부터 흐르게 하는 경우와 마찬가지로 제 2 코일 스프링(17)에 의해 메인 밸브체(13)가 밀려져 닫힘 위치로 이동한다. 이에 따라 밸브구(26)가 닫혀지는데, 즉, 밸브 통로(30)가 닫혀져 가스의 흐름이 차단된다. 이와 같이 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 제 1 포트(22) 및 제 2 포트(24) 양쪽으로부터 가스를 흐르게 할 수 있다.
이와 같이 구성되어 있는 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 스프링 수용실(45)을 댐퍼실(46)로서 사용하고 있어, 시트 피스톤(14) 및 메인 밸브체(13)의 진동을 감쇠시키기 위해 새로운 댐퍼실(46)을 형성할 필요가 없다. 그러므로 가스용 솔레노이드 밸브(1)가 대형화되는 것을 피할 수 있다. 또한, 댐퍼실(46)에 대한 가스의 흡배량을 틈새(48)의 폭 S에 따라 바꿀 수 있기 때문에, 틈새(48)의 폭 S에 따라 댐퍼실(46)의 감쇠력을 조정할 수 있다. 그러므로 폭 S를 조정하여 메인 밸브체(13) 및 시트 피스톤(14)에서 채터링의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
<그 외의 실시 형태>
본 실시 형태의 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 스프링 수용실(45)이 댐퍼실(46)로서 사용되고 있지만, 반드시 이와 같이 구성되어 있을 필요는 없다. 예를 들어, 수용 공간(35)이 댐퍼실(46)과 동일한 기능을 갖고 있어도 좋고, 또는 그들과는 별도로 댐퍼실(46)을 형성해도 좋다. 또한, 본 실시 형태의 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 댐퍼실(46)에 대한 가스의 흡배량이 틈새(48)의 폭 S에 따라 조정되고 있지만, 슬리브(44)와 플랜저(41) 사이를 통해 댐퍼실(46)의 가스를 적극적으로 흡배시키도록 해도 좋다. 이 경우 고정 자기극(42)의 선단측 부분(42b)과 플랜저(41) 사이의 간격을 조정함으로써 가스의 흡배량을 조정할 수 있으며, 그에 따라 댐퍼실(46)의 감쇠력을 조정할 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 가스용 솔레노이드 밸브(1A)와 같이 틈새(48) 대신에 댐퍼 통로(49)를 형성해도 좋다. 즉, 댐퍼 통로(49)는 댐퍼실(46)과 바깥쪽을 연결하기 위해 고정 자기극(42)과 뚜껑체(18)를 관통하도록 형성되고, 댐퍼실(46)의 가스가 댐퍼 통로(49)를 통해 흡배된다. 이 경우에도 댐퍼 통로(49)의 구멍 직경을 조정함으로써 가스의 흡배량을 조정할 수 있으며, 그에 따라 댐퍼실(46)의 감쇠력을 조정할 수 있다. 또한, 가스용 솔레노이드 밸브(1A)는 댐퍼 통로(49)를 제외하고 가스용 솔레노이드 밸브(1)와 대략 동일한 구성을 갖고 있고, 도 6에서는 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여했다. 후술하는 가스용 솔레노이드 밸브(1B)도 마찬가지이다. 또한, 댐퍼 통로는 시트 피스톤(14)에 형성되어도 좋고, 이 경우에는 댐퍼 통로에 의해 댐퍼실(46)과 연통 유로(33, 34)가 연결되도록 형성된다.
본 실시 형태의 가스용 솔레노이드 밸브(1)에서는 시트 피스톤(14)이 구비되어 있지만 반드시 필요한 것은 아니며, 플랜저(41)가 메인 밸브체(13)에 직접 밀려지는 구성이어도 좋다. 또한, 도 7에 도시한 가스용 솔레노이드 밸브(1B)처럼 시트 피스톤(14B)과 메인 밸브체(13B)가 핀(50)에 의해 연동하는 구성이어도 좋다.
상기 설명에서 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 분명하다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최량의 태양을 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 일탈하지 않고 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.
1 가스용 솔레노이드 밸브
11 하우징
13 메인 밸브체
13d 파일럿 통로
14 시트 피스톤
15 전자기 구동 장치
16 제 1 코일 스프링
17 제 2 코일 스프링
22 제 1 포트
24 제 2 포트
26 밸브구
41 플랜저
42 고정 자기극
43 솔레노이드
45 스프링 수용실
46 댐퍼실
47 스토퍼

Claims (4)

  1. 제 1 포트, 제 2 포트, 및 상기 제 1 및 제 2 포트에 연결되는 밸브구를 갖는 하우징과,
    상기 밸브구를 닫는 닫힘 위치와 상기 밸브구를 여는 열림 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 제 1 포트로부터 공급되는 가스의 압력에 의해 열림 방향으로 이동하는 메인 밸브체와,
    열림 위치로부터 닫힘 위치로 향하는 닫힘 방향의 부세력(付勢力)을 상기 메인 밸브체에 부여하고 상기 메인 밸브체를 닫힘 위치에 위치시키는 부세 부재와,
    상기 부세 부재의 부세력에 저항하는 여자력(勵磁力)을 발생시켜 상기 메인 밸브체를 열림 위치로 이동시키는 전자기 구동 장치를 구비하고,
    상기 하우징 내에는 상기 메인 밸브체의 움직임을 감쇠시키기 위해 댐퍼실이 형성되어 있는, 가스용 솔레노이드 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 밸브체에 삽입되고, 상기 부세 부재의 부세력을 받아 상기 메인 밸브체를 닫힘 위치로 부세(付勢)하는 시트 피스톤을 더 구비하고,
    상기 메인 밸브체에는 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트를 연결하는 파일럿 통로가 형성되고,
    상기 시트 피스톤은 상기 파일럿 통로를 닫는 파일럿 닫힘 위치와 상기 파일럿 통로를 여는 파일럿 열림 위치 사이에서 이동할 수 있으며,
    상기 전자기 구동 장치는 여자력을 발생시켜 상기 시트 피스톤을 열림 위치로 이동시킴으로써 상기 메인 밸브체를 열림 위치로 이동시키고,
    상기 댐퍼실은 상기 시트 피스톤보다 열림 방향으로서 상기 시트 피스톤에 인접하는 위치에 형성되고,
    상기 부세 부재는 상기 댐퍼실에 배치되어 있는, 가스용 솔레노이드 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자기 구동 장치는 상기 시트 피스톤이 연동 가능하게 삽입되어 있는 플랜저와, 상기 플랜저에 대향되게 배치되는 고정 자기극과, 상기 플랜저에 여자력을 부여하고 상기 플랜저를 상기 고정 자기극으로 끌어 당기는 솔레노이드를 가지며,
    상기 댐퍼실은 상기 부세 부재가 상기 시트 피스톤과 상기 고정 자기극 사이에 배치되도록 상기 플랜저 내에 형성되고, 상기 시트 피스톤과 상기 플랜저 사이의 틈새로부터 상기 댐퍼실의 가스를 흡배하는, 가스용 솔레노이드 밸브.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 밸브체의 열림 방향의 이동량을 제한하는 스토퍼를 더 포함하는, 가스용 솔레노이드 밸브.
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