(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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）。
【００１８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００６−２５８１５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
なお、前記鋭角は、２５°〜７５°の範囲内から適宜に選択され得る。
【発明の効果】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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２】図１のガス貯留空間の近傍部分の拡大図である。
【図３】従来の電磁弁の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【符号の説明】
【００７７】
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
【要約】
【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【図１】
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【図２】
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【図３】
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