專利名稱：組合閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適合用于熱泵式制冷制熱系統等的組合閥，尤其涉及一種先導式的具有大流量用控制閥和小流量用控制閥的組合閥。
背景技術：
作為熱泵式制冷制熱系統，已知有一種具有壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥及制冷劑流路切換(反轉)用的四通閥的系統。另一方面，作為車輛用(例如電動汽車用)的熱泵式制冷制熱系統，如例如專利文獻I的圖1所示，提出了一種不使制冷劑反轉而分別具有制冷用膨脹閥和制熱用膨脹閥的系統。由于在這種系統中不使制冷劑的流動反轉，因此，若著眼于例如該文獻的圖1所示的制熱用膨脹閥(符號24)，該制熱用膨脹閥排列設有制冷用電磁閥(符號26)，在制熱時將制冷用電磁閥關閉而由制熱用膨脹閥對制冷劑進行節流，在制冷時將制冷用電磁閥打開使制熱用膨脹閥的出入口旁通，使該膨脹閥不進行制冷劑節流。然而，當將這些膨脹閥及旁通用電磁閥分別設成制冷用及制熱用時，有可能存在系統變得大型化、配管組裝成本等變高、以及耗電也變大等問題。因此，考慮用一個電動閥來實現這些功能。即，例如在制熱時由電動閥對制冷劑進行節流，在制冷時將電動閥全開即可。這里，用圖4來說明以往電動閥的一例子。圖示例子的電動閥I’包括:具有下側軸部25a和上側小徑軸部25b的閥桿25 ;具有閥室41的閥主體40 ;下端部與該閥主體40密封接合的殼體60 ;留有規定間隙α地配設在該殼體60的內周上的轉子30(旋轉軸線O);以及可對該轉子30進行旋轉驅動并外套在所述殼體60上的定子50Α。所述閥桿25的下側軸部25a的下端部一體地設有特定形狀(分別具有規定的中心角的兩段的倒圓錐臺狀)的閥芯部44，在本電動閥I’中，通過改變該閥芯部44的升程量來控制制冷劑的通過流量。在所述閥主體40的閥室41的下部設有與所述閥芯部44接觸、分離的帶有閥口(節流孔)43的閥座42，并在側部開設有第一出入口 5’，另外在閥主體40的下部設有與所述閥口 43相連的第二出入口 6’。所述定子50A由軛鐵51、繞線架52、定子線圈53及樹脂模壓罩殼56等構成，由所述轉子30和定子50A等構成步進電機50，用該步進電機50和后述的進給絲桿(內螺紋部38、外螺紋部48)等構成用于調整閥芯部44相對所述閥口 43的升程量(=開度)的升降驅動機構。所述轉子30與支承環36結合成一體，并在該支承環36上、在配設于導向套46外周的下方開口例如鉚接固定有筒狀的閥桿架32的上部突部，由此，轉子30、支承環36及閥桿架32連接成一體。
另外，在設于閥主體40上部的嵌合孔49內壓入固定有筒狀的導向套46的下端部，在該導向套46內插有滑動自如的閥桿25(的下側軸部25a)。另外，可利用所述轉子30的旋轉而使所述閥桿25 (閥芯部44)升降，在所述導向套46的外周形成有外螺紋部48，在所述閥桿架32的內周形成有內螺紋部38，由這些外螺紋部48和內螺紋部38構成進給絲桿。另外，所述導向套46的上部小徑部46b內插于閥桿架32的上部，并在閥桿架32的頂部中央(所形成的通孔)插通有閥桿25的上側小徑軸部25b。在閥桿25的上側小徑軸部25b的上端部壓入固定有套筒螺母33。另外，所述閥桿25受到閉閥彈簧34的始終向下方(閉閥方向)的施力，該閉閥彈簧34由外插于該閥桿25的上側小徑軸部25b、且收縮安裝在閥桿架32的頂部與閥桿25的下側軸部25a上端階梯面之間的壓縮螺旋彈簧構成。在閥桿架32的頂部上，套筒螺母33的外周設有由螺旋彈簧構成的復位彈簧35。在所述導向套46上固定有下擋塊體(固定擋塊)47，該下擋塊體47構成當所述轉子30旋轉迫降到規定的閉閥位置時對進一步的旋轉下降予以阻止用的旋轉下降擋塊機構的一方，在閥桿架32上固定有構成所述擋塊機構的另一方的上擋塊體(移動擋塊)37。另外，所述閉閥彈簧34是為了在閥芯部44落坐在閥口 43上的閉閥狀態下獲得所需的密封壓力(防止泄漏)、以及為了緩和閥芯部44與閥口 43抵接時的沖擊而配設的。對于做成這種結構的電動閥I’，在第一實施方式中通過將通電勵磁脈沖供給于電機50(定子50A)，從而迫使轉子30及閥桿架32相對于固定在閥主體40上的導向套46向一方向旋轉，利用螺紋部48、38的螺紋進給，而使例如閥桿架32向下方移動并使閥芯部44按壓在閥座42上，閥口 43被關閉。在閥口 43被關閉的時刻，上擋塊體37還未與下擋塊體47抵接，在閥芯部44將閥口 43關閉的狀態下轉子30及閥桿架32進一步旋轉下降。在該情況下，閥桿25 (閥芯部44)雖未下降，但閥桿架32下降，故閉閥彈簧34被迫進行規定量的壓縮，其結果，閥芯部44被強力按壓在閥座43上，并且上擋塊體37因閥桿架32的旋轉下降而與下擋塊體47抵接，以后即使接著進行對定子50A的脈沖供給，閥桿架32的旋轉下降也被強制停止(全閉狀態)。另一方面，在第二實施方式中，當從該全閉狀態起將通電勵磁脈沖供給于定子50A時，迫使轉子30及閥桿架32相對于固定在閥主體40上的導向套46而向與前述方向相反的方向旋轉，這一次利用螺紋部48、38的螺紋進給使閥桿架32向上方移動。在該情況下，在閥桿架32的旋轉上升開始時刻(脈沖供給開始時刻)，由于閉閥彈簧34如前述那樣被迫壓縮規定量，故在閉閥彈簧34伸長了與所述規定量對應的量之前，所述閥芯部44仍是不離開閥座42而呈閉閥狀態(升程量=O)。并且，在閉閥彈簧34伸長了與所述規定量對應的量后，若閥桿架32進一步旋轉上升，則所述閥芯部44離開閥座42而將閥口 43打開，制冷劑通過閥口 43。在該情況下，根據轉子30的旋轉量可任意而極其細微地調整閥芯部44的升程量，換言之可任意而極其細微地調整閥口 43的有效開口面積(=開度)，轉子30的旋轉量由供給脈沖數控制，因此，能高精度地控制制冷劑流量。因此，當將這種結構的電動閥I’用作具有前述的專利文獻I所示的膨脹閥及旁通用電磁閥這兩個功能的電動閥時，例如，制冷運轉時可作為旁通用電磁閥發揮功能，成為最大開度(最大升程量)以盡量減少壓力損失，在制熱運轉時可作為膨脹閥發揮功能，調整其開度(升程量)，極其細微地控制閥開度即制冷劑流量。然而，在該電動閥I’中，小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化產生是相互悖逆的。即，要使該電動閥I’起到膨脹閥的功能，必須在小流量區域確保較高的流量控制精度，對此要求提高流量控制的分解能力，因此，必須盡量減小閥口徑(有效開口面積)。相反，由于為了起到旁通用電磁閥的功能，要求盡可能抑制壓力損失，故不能將閥口徑(比配管系統的有效通路截面積小)做得那么小。換言之，若減小閥口徑，雖然能提高小流量區域的流量控制精度，但若增大系統中流動的制冷劑的流量(可控制流量)，則即使閥開度為最大，閥口部分也成為阻力且壓力損失也變大，相反，若增大閥口徑，則雖然能實現可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)，但在小流量區域的流量控制精度下降，除此之外，必須與閥口徑相配合地增大閥芯等，需要較大的轉矩來驅動閥芯，有可能導致大型化、耗電增大等。此外，當為了提高小流量區域的流量控制精度而提高分解能(例如減小轉子每旋轉一次的閥芯升程量)時，從小流量控制狀態至全開(流路旁通狀態)需要較長時間，另夕卜，小流量控制時的開口間隙(閥芯部與閥口壁面之間的間隙)變得非常狹小，在該間隙中有可能咬入異物等而堵塞。因此，為了實現小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)這二方面的兼顧、從小流量控制狀態至全開狀態所需時間的縮短化、以及耗電的減少化，下述專利文獻2公開了這樣的一種組合閥:設有先導式的大流量用第一控制閥(第一閥芯、第一閥口)和小流量用第二控制閥(第二閥芯、第二閥口)，更詳細地說，利用活塞型的第一閥芯而對大口徑的第一閥口進行開閉，利用與該第一閥芯分開的設在所述閥桿25下部上的針型的第二閥芯而對小口徑的第二閥口進行開閉，并且，還可使所述小流量用第二控制閥作為大流量用第一控制閥的先導閥發揮作用。在這種組合閥中，當所述閥桿(第二閥芯)的升程量為規定量以下時(第二控制閥開度為規定值以下時)，第一閥芯將第一閥口關閉，成為由第二閥芯控制小流量用第二控制閥開度的小流量控制狀態。此時，與第二閥芯的升程量(第二控制閥開度)對應的量的制冷劑從流入口經過第一閥室、形成于第一閥芯外周面與嵌插室壁面之間的滑動面間隙、背壓室、先導通路、第二閥室、第二閥口、流出通路向流出口流動。并且，當所述閥桿(第二閥芯)的升程量超過所述規定量時，從背壓室通過第二閥口流出的制冷劑量比小流量控制時增加，背壓室的壓力下降，結果開閥力變得比作用在第一閥芯上的閉閥力大，第一閥芯將第一閥口打開，成為制冷劑從流入口經過第一閥室、第一閥口向流出口流動的大流量控制狀態。如此，成為利用第一閥芯對大口徑的第一閥口進行開閉、利用第二閥芯對小口徑的第二閥口進行開閉，且還使第二閥芯起到作為大流量用第一控制閥的先導閥的作用，由此，能夠一次性實現小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)這二方面的兼顧和耗電的減少化等。但是，在所述專利文獻2所記載的組合閥中，由于由單一的小流量用第二控制閥來承擔小流量區域用的控制閥和對應大流量用第一控制閥的先導閥的作用，因此有可能產生如下的問題。即，為了從小流量控制切換到大流量控制，必須使通過小流量用第二控制閥的制冷劑流量與小流量控制時相比大幅度增大，因此，必須將第二閥口的口徑(有效開口面積)等設定得相比于小流量控制所必要的口徑等而相當大。因此，存在著如下等問題:容易導致動作負荷增大、驅動部(電機部分)和閥主體的大型化，另外，不能將小流量用第二控制閥的尺寸形狀等設定成適于小流量控制，不能使小流量控制時的流量控制精度那么聞。此外，還存在如下那種問題:由于大流量用第一控制閥的開閉依賴于微妙變化的第二閥芯的升程量，因此，大流量用第一控制閥的開閉大多不能在所期望的時刻進行，另夕卜，在小流量控制時，由于制冷劑通過第一閥芯的滑動面間隙、背壓室、先導通路而流動，因此，容易引起混入制冷劑中的微小異物所產生的動作不良(例如所述滑動面間隙咬入微小異物而卡住第一閥芯的現象等)。因此，本申請的發明者等為解決上述問題而在先前提出了一種專利文獻3所記載的組合閥。該組合閥具有:活塞型的第一閥芯、設有針型的第二閥芯的閥桿、用于升降該閥桿的升降驅動單元、利用所述閥桿的升降動作而被開閉驅動的先導閥芯、以及設有流入口及流出口的閥本體，在所述閥本體的所述流入口與流出口之間設有:可自由滑動地嵌插有所述第一閥芯并通過該第一閥芯分隔成背壓室和第一閥室的嵌插室、開設于所述第一閥室的第一閥口、可升降地配置有所述先導閥芯和第二閥芯的第二閥室、連通所述流入口或第一閥室與第二閥室的第二閥口、以及連通所述背壓室與所述第二閥室的先導通路，所述第二閥芯的提升量在規定量以下時，呈現通過所述先導閥芯關閉所述先導通路、并通過所述第一閥芯關閉所述第一閥口、根據所述第二閥芯的提升量進行流量控制的小流量控制狀態，所述第二閥芯的提升量超過所述規定量時，呈現所述先導閥芯隨著所述閥桿的上升而上升、打開所述先導通路、所述第一閥芯隨之打開所述第一閥口的大流量控制狀態。在這種組合閥中，作為設有第二閥芯的閥桿的升降單元，可采用用來使如對圖4說明中的那種閥桿25進行升降的執行器。在這種方案的組合閥中，小流量控制用的第二閥芯與對大流量控制用的第一閥芯進行驅動用的先導閥芯分開設置，該第二閥芯進行小流量控制直至第二閥芯提升規定量，在第二閥芯提升了規定量的階段，先導閥芯被提起并驅動第一閥芯。因此，能將小流量用第二控制閥(第二閥芯)的尺寸形狀等設定成最適于小流量控制，且能在所期望的時刻可靠地對大流量用第一控制閥(第一閥芯)進行開閉，此外，獲得難以引起動作不良等的優良效果O專利文獻1:日本特許第3799732號公報專利文獻2:日本特許第4416528號公報專利文獻3:日本特愿2011—68451號但是，在所述專利文獻3所記載的組合閥中，也存在了如下那樣的應改進的問題。即，由于在閉閥狀態的第二閥芯上，在通過第二閥口而使其開閥的方向(推起方向)上作用來自第一閥室的高壓，因此，為了避免第二閥芯進行不希望的開閥(將小流量用第二控制閥維持成閉閥狀態)，必須使用彈簧載荷相當大的彈簧作為對第二閥芯(閥桿)向閉閥閥芯上進行施力的閉閥彈簧(圖4中符號34)，且第二閥口的口徑等受到制約。當使用彈簧載荷大的閉閥彈簧時，為了克服該閉閥彈簧的施力而使第二閥芯提升，就必須使用產生與之相應的驅動轉矩的電動機，導致成本上升、閥整體大型化、以及耗電增大等。另外，當如上所述那樣第二閥口的口徑等受到制約時，難以兼顧所述小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)這二個方面。
發明內容
本發明是鑒于上述情況而做成的，其目的在于提供一種組合閥，該組合閥具有:先導式的大流量用第一控制閥和小流量用第二控制閥，以兼顧小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)這二方面，能將小流量用第二控制閥的尺寸形狀等設定成最適于小流量控制，并且能可靠地防止第二閥芯被誤打開，且能實現成本降低、小型化和耗電的降低等。為了實現上述目的，本發明的組合閥，基本具有:第一閥芯；設有第二閥芯的閥桿；使該閥桿升降用的升降驅動單元；通過所述閥桿的升降動作而被開閉驅動的先導閥芯；以及設有流入口及流出口的閥主體，在所述閥主體的所述流入口與流出口之間設有:自由滑動地嵌插有所述第一閥芯且由該第一閥芯分隔成背壓室和第一閥室的嵌插室；開設于所述第一閥室的第一閥口 ；配設有可升降的所述先導閥芯及第二閥芯的第二閥室；將所述流入口或第一閥室和所述第二閥室連通的連通通路；將所述第二閥室和所述流出口連通的第二閥口 ；以及將所述背壓室和所述流出口連通的先導通路，所述第一閥芯和所述第二閥芯配設成沿同一方向進行升降，并相互隔開規定距離，當所述第二閥芯的升程量為規定量以下時，所述先導通路被所述先導閥芯關閉，且所述第一閥口被所述第一閥芯關閉，成為根據所述第二閥芯的升程量控制流量的小流量控制狀態，當所述第二閥芯的升程量超過所述規定量時，所述先導閥芯隨著所述閥桿的上升而上升從而將所述先導通路打開，隨此成為所述第一閥芯將所述第一閥口打開的大流量控制狀態。。在較佳的方式中，所述先導閥芯受到彈簧部件的向下方的施力而關閉所述先導通路，并且，當所述第二閥芯的升程量從所述規定量起進一步增大時，所述先導閥芯通過設置于所述閥桿的牽掛部克服所述彈簧部件的施力而被提起。在另一較佳的方式中，所述第一閥芯設有將所述第一閥室和所述背壓室連通的均壓孔。發明效果:在本發明的組合閥中，由于除了大流量用第一控制閥(第一閥芯、第一閥口)和小流量用第二控制閥(第二閥芯、第二閥口)外，還具有與第二閥芯分開的先導閥芯，利用具有第二閥芯的閥桿的升降動作而對該先導閥芯進行開閉驅動，因此，能將小流量用第二控制閥(第二閥芯、第二閥口)的尺寸形狀等設定成最適于小流量控制，并能在所期望的時刻可靠地對大流量用第一控制閥進行開閉，此外，在小流量控制時，不會像以往技術那樣使制冷劑通過滑動面間隙等狹小部分進行流動，故難以引起動作不良，其結果，不會導致動作負荷的增大、驅動部(電機部分)和閥主體的大型化，能兼顧小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)這二個方面。除此之外，在本發明的組合閥中，由于使由第二閥芯開閉的第二閥口與流出口連通，并設有將流入口或第一閥室和所述第二閥室連通的縱孔連通通路，以便于將第一閥室的高壓導入第二閥室，所以作用于閉閥狀態下的第二閥芯的閉閥力(下推力)相比于欲將其推起的力變得相當大，因此，即使不增大向閉閥方向對第二閥芯(閥桿)進行施力的閉閥彈簧的彈簧載荷，也能可靠地防止第二閥芯被誤打開的情況，能緩和對于第二閥口的口徑等的制約，其結果，能實現成本減少、小型化和耗電的減少等。此外，在本分明的組合閥中，由于在被導入第一閥室的高壓的第二閥室配設有先導閥芯，因此，該先導閥芯的除了先導閥座閉塞部以外的部分被施加高壓。所以，即使不增大向關閉先導通路的方向對先導閥芯進行施力的彈簧的彈簧載荷，也能可靠地防止該先導閥芯被誤開閥。其結果，能緩和對于先導通路19的內徑和先導閥座的口徑等的制約，其結果，能實現成本減少、小型化和耗電的減少等。
圖1是表示本發明的組合閥一實施例的第一動作狀態(全閉狀態)的主要部分縱剖面圖。圖2是表示本發明的組合閥一實施例的第二動作狀態(小流量控制狀態)的主要部分縱剖面圖。圖3是表示本發明的組合閥一實施例的第三動作狀態(大流量控制狀態)的主要部分縱剖面圖。圖4是表示以往電動閥一例子的縱剖面圖。符號說明:I 組合閥4A 大流量用第一控制閥4B 小流量用第二控制閥4C 先導閥5 流入 口6 流出口10 閥主體11 第一閥室13 第一閥口14 嵌插室15 第一閥芯16 背壓室17 均壓孔18 第一閉閥彈簧19 先導通路19D 先導閥芯嵌插孔20 先導閥芯21 第二閥室23 第二閥口24 第二閥芯25 閥桿25c 中間大徑部
25g卡止用肩面26A先導閉閥彈簧27先導閥芯保持部件29縱孔連通通路30轉子50步進電機50A定子
具體實施例方式下面，參照附圖來說明本發明的實施方式。圖1 圖3是表不本發明的組合閥一實施例的主要部分放大剖面圖，各圖表不不同的動作狀態。由于圖示實施例的組合閥I的步進電機(執行器)50部分與圖4所示的以往電動閥I’的大致相同，因此該部分省略。圖示的第一實施例的組合閥1，其為了兼顧小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)這二個方面而具有:比以往例子的電動閥I’的閥主體40(圖4)大的長方狀的閥主體10和先導式的大流量用第一控制閥4A(第一閥芯
15、第一閥口 13);小流量用第二控制閥4B(第二閥芯24、第二閥口 23);以及對大流量用第一控制閥4A的驅動進行控制的先導閥4C (先導閥芯20、先導閥芯保持部件27、先導通路19和先導閥芯嵌插孔19D)，大流量用第一控制閥4A和小流量用第二控制閥4B都配設成沿縱向(以使第一閥芯15和第二閥 芯24向與該第二閥芯24的中心軸線O平行的方向進行升降)，并在橫向上相互隔開規定距離。詳細地說，閥主體10的一側中央附近設有橫向的流入口 5，另一側下部設有流出口 6，在閥主體10的上部稍稍靠右的部位設有上面開口的帶有階梯的凹孔7，在該凹孔7的下側、在所述流入口 5的右側的相鄰部位設有下面開口的帶有階梯的向下縱孔8。在所述帶有階梯的凹孔7的上半部旋合固定有套筒保持體28，該套筒保持體28相當于所述以往電動閥I’中的閥主體40(圖4)的上部，在凹孔7的與設于套筒保持體28下半部的帶有頂面的圓筒部28相比更靠下的下側分隔有第二閥室21，另外，在凹孔7的底部中央設有帶有小口徑的第二閥口 23的第二閥座22，該第二閥座22與設在由所述電機50升降驅動的閥桿25的下側軸部25a的下部的第二閥芯24接觸、分離。第二閥口 23向縱向延伸設置，其下端開設在流出口 6的上面部。縱孔連通通路29的上端開設在凹孔7的底部中的所述第二閥口 23的左側，該縱孔連通通路29連通后述的第一閥室11和第二閥室21，在凹孔7底部中的所述第二閥口 23的右側設有先導閥芯嵌插孔19D，該先導閥芯嵌插孔19D滑動自如地嵌插有后述的先導閥芯20的下部。在所述帶有階梯的向下縱孔8的比流入口 5更靠下一些的下側旋合固定有閥座部件12A，該閥座部件12A帶有大口徑的第一閥口 13且具有第一閥座12。另外，向下縱孔8的下部開設有所述流出口 6，向下縱孔8的下端部由悶蓋9閉塞。所述向下縱孔8的比閥座部件12A更靠上的上側成為滑動自如地嵌插有活塞型的第一閥芯15(的大徑部15a)的帶有頂面14a的嵌插室14，在該嵌插室14的比第一閥芯15(的大徑部15a)更靠上的上側分隔有背壓室16，且在比第一閥芯15 (的大徑部15a)更靠下的下側分隔有第一閥室11。第一閥芯15具有設有大徑部15a和小徑部15b的截面為繞線架狀外形，在其下端部用鉚接等適當方法固定有與第一閥座12接觸、分離而對第一閥口 13進行開閉的、由橡膠或特氟龍(注冊商標)等構成的圓環狀的密封件15c，在第一閥芯15的上端面部突出地設有與嵌插室14的頂面14a抵接而確定第一閥芯15的上方移動界限的短圓筒狀的帶有橫孔15 的擋塊15d，另外，在大徑部15a的外周安裝有密封件(活塞環)15f。另外，為了向下方(閉閥方向)對第一閥芯15進行施力，而在設置于第一閥芯15的上部中央的彈簧承載孔15h的底面與嵌插室14的頂面14a之間壓縮安裝有由壓縮螺旋彈簧構成的第一閉閥彈簧18。此外，在第一閥芯15的小徑部15b設有橫貫通路15g，并在其中央部設有通過橫貫通路15g而將第一閥室11和背壓室16連通用的均壓孔17。另外，橫貫通路15g(在第一閥室11狹窄的情況下較為有效)不是必需的，也可消除橫貫通路15g而用均壓孔17直接使第一閥室11和背壓室16連通。這里，在本實施例的組合閥I中，若將第一閥室11的壓力設為P1、將背壓室16的壓力設為P2、將第一閥口 13的壓力設為P3、將背壓室16的水平截面積(第一閥芯15的受壓面積)設為Ap、將第一閥口 13的水平截面積設為Αν、將主開閥彈簧18的施力設為Pfjf推起第一閥芯15的力設為開閥力、將下推第一閥芯15的力設為閉閥力，則大流量用第一控制閥的開閥條件是:閉閥力=P2X Ap+Pf < 開閥力=P I X (Ap-Av) +P3 X Av。另一方面，在所述第二閥室21配設有:帶有凸緣的圓棒狀的先導閥芯20，該先導閥芯20利用所述閥桿25 ( 第二閥芯24)的升降動作而被開閉驅動、具有半球狀閥芯部20a和凸緣狀部20b ;以及對該先導閥芯20進行保持的先導閥芯保持部件27。先導閥芯保持部件27包括:滑動自如地外插在閥桿25的下側軸部25a上的上邊部27a ;與該上邊部27a的下側相連的小徑圓筒部27b ;與該小徑圓筒部27b的下側相連的大徑圓筒部27c ;以及從大徑圓筒部27c向半徑方向外側伸出的閥芯支承部27d，所述先導閥芯20嵌插在形成于閥芯支承部27d的插通孔27e且設置于其上部的凸緣狀部20b被止脫、卡止。在所述閥桿25的所述第二閥芯24的正上方設有相比于第二閥芯24為小徑、相比于下側軸部25a為大徑的帶有卡止用肩面(階梯面)25g的中間大徑部25f，在該中間大徑部25f的外周、在第二閥芯24的肩面(階梯面)25h上通過支承用螺旋彈簧26B而載置有所述先導閥芯保持部件27的上邊部27a并成為該上邊部27a滑動自如地外插于所述下側軸部25a的狀態。另外，所述中間大徑部25f的卡止用肩面25g被做成通過先導閥芯保持部件27而將先導閥芯20提起用的牽掛部。所述先導閥芯20的下部滑動自如地嵌插在所述先導閥芯嵌插孔19D。先導閥芯嵌插孔19D的下端部構成了用于將背壓室16的壓力向流出口 6釋放的先導通路19 (具有上游橫孔19a及下游縱孔19b)的一部分，利用先導閥芯20的半球狀閥芯部20a對所述先導通路19(下游縱孔19b的上端開口開設于先導閥芯嵌插孔19D的底面)進行開閉。上游橫孔19a不與縱孔連通通路29及第二閥口 23交叉，且相對于圖1的紙面向里側彎曲、或形成為2字狀。
另外，在所述先導閥芯20的凸緣狀部20b與第二閥室21的頂面21a之間壓縮安裝有先導閉閥彈簧26A，該先導閉閥彈簧26A具有比所述支承用螺旋彈簧26B大的彈簧載荷，其向下方(閉閥方向)對由先導閥芯保持部件27止脫、保持的先導閥芯20、以及先導閥芯保持部件27施力。因此，當所述閥桿25 (第二閥芯24)如圖1所示那樣處于將第二閥口 23關閉的最下降位置(升程量為O)時，利用先導閉閥彈簧26A的施力將先導閥芯20的半球狀閥芯部20a按壓在開設于先導閥芯嵌插孔19D的底面的下游縱孔19b的上端開口上而將先導通路19關閉。當所述閥桿25 (第二閥芯部24)的升程量超過規定量Tc時，中間大徑部25f的卡止用肩面25g與先導閥芯保持部件27的上邊部27a的下面抵接，先導閥芯保持部件27及先導閥芯20被克服先導閉閥彈簧26A的施力地提起，從而將所述先導通路19打開。換言之，先導閥芯20利用閥桿25的升降動作而被開閉驅動。在做成這種結構的組合閥I中，如圖1所示，當第一閥芯15、第二閥芯24及先導閥芯20都處于閉合狀態時，從流入口 5導入第一閥室11的高壓制冷劑通過橫貫通路15g及均壓孔17而被導入背壓室16，背壓室16的壓力成為高壓，因此，第一閥芯15被強力按壓在第一閥座12上。從該狀態起，當向電動機50供給脈沖而使閥桿25 (第二閥芯24)上升時，則如圖2所示，第二閥口 23被打開。在該情況下，當第二閥芯24的升程量為規定量Tc以下時，由于先導閉閥彈簧26A的彈簧載荷大于支承用螺旋彈簧26B的彈簧載荷，因此，雖然支承用螺旋彈簧26B因第二閥芯24的上升而被壓縮，但先導閥芯保持部件27及先導閥芯20不進行動作。所以，先導通路19保持著由先導閥芯20關閉的狀態，且第一閥口 13保持著由第一閥芯15關閉的狀態，成為根據第二閥芯24的升程量而控制制冷劑流量(第二控制閥開度)的小流量控制狀態。在該小流量控制狀態下，與第二閥芯24的升程量對應的量的制冷劑從流入口 5經過第一閥室11、縱孔連通通路29、第二閥室21、第二閥口 23向流出口 6流動。并且，當所述第二閥芯24的升程量超過所述規定量Tc時，則如圖3所示，中間大徑部25f的卡止用肩面25g與先導閥芯保持部件27的上邊部27a的下面抵接，先導閥芯保持部件27及先導閥芯20被克服先導閉閥彈簧26A的施力而提起，由此，將先導通路19打開，背壓室16的壓力通過先導通路19向流出口 6釋放。由此，背壓室16的壓力下降，結果開閥力變得大于作用于第一閥芯15的閉閥力而使第一閥芯15向上方移動并將第一閥口 13打開，成為制冷劑從流入口 5經過第一閥室11、第一閥口 13向流出口 6流動的大流量控制狀態。另外，圖3表示先導閥芯保持部件27的上邊部27a與第二閥室21的頂面21a抵接的第二閥芯24的最大升程狀態。從以上說明可知，在本實施例的組合閥I中，由于除了大流量用第一控制閥4A(第一閥芯15、第一閥口 13)和小流量用第二控制閥4B (第二閥芯24、第二閥口 23)外，還具有與第二閥芯24分開的先導閥芯20，且利用設有第二閥芯24的閥桿25的升降動作而對該先導閥芯20進行開閉驅動，因此，能將小流量用第二控制閥4B (第二閥芯24、第二閥口 23)的尺寸形狀等設定成最適于小流量控制，并且能在所期望的時刻可靠地對大流量用第一控制閥4A進行開閉，此外，在小流量控制時，由于制冷劑不像以往技術那樣通過滑動面間隙等狹小部分進行流動，因此難以引起動作不良，其結果，不會導致動作負荷增大、驅動部(電機部分)或閥主體的大型化，可兼顧小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(壓力損失的減少化)這二個方面。此外，在本實施例的組合閥I中，由于使由第二閥芯24開閉的第二閥口 23與流出口 6連通，且設有將第一閥室11和所述第二閥室21連通起來的縱孔連通通路29，以便于將第一閥室11的高壓導入第二閥室21，因此，作用于閉閥狀態的第二閥芯24的閉閥力(下推力)比將其推起的力大得多。因此，即使不增大向閉閥方向對第二閥芯24(閥桿25)進行施力的閉閥彈簧(圖4的符號34)的彈簧載荷，也能可靠地防止第二閥芯24被誤開閥的現象，能緩和對于第二閥口 23的口徑等的制約，其結果，能獲得成本減少、小型化和耗電的減少等。還有，在本實施例的組合閥I中，形成有在被導入第一閥室11的高壓的第二閥室21下面開口的所述先導閥嵌插孔20，并且構成為連通背壓室16和流出口 6的先導通路19由先導閥芯20進行開閉，該先導閥芯20從所述第二閥室21滑動自如地嵌插于所述先導阿嵌插孔20。因此，第一閥室11及第二閥室21的高壓施加在先導閥芯20的除其下面部(將所述下游縱孔19b閉塞的半球狀閥芯部20a)以外的部分。所以，與所述第二閥芯24(閥桿25)的情況下相同，即使不太增大向閉閥方向對先導閥芯20進行施力的先導閉閥彈簧26A的彈簧載荷，也能可靠地防止先導閥芯20被誤開閥的現象，能緩和對于先導通路19的內徑和先導閥座(被半球狀閥芯部20a閉塞的下游縱孔19b的開口部)的口徑等的制約，其結果，可實現成本減少、小型化和耗電的減少等。另外，本發明的組合閥不限于上述的第一實施例的組合閥I的結構，可加以各種變更。例如，在上述實施例中，作為使第一閥室11和背壓室16均壓用的單元而在第一閥芯15上設有均壓孔17，但均壓單元不限定于此，例如也可在設置于第一閥芯15大徑部15a的外周的活塞環15f與嵌插室14(的內壁面)之間設置微小的間隙，將該間隙作為均壓單
J Li ο另外，說明了利用縱孔連通通路29將第一閥室11和第二閥室21連通起來的結構，但本發明不限定于此，也可將流入口 5和第二閥室21連通起來。另外，本發明的組合閥不僅適用于熱泵式制冷制熱系統，而且也可適用于其他系統，這是不目而喻的。
權利要求
1.一種組合閥，其特征在于，具有:第一閥芯；設有第二閥芯的閥桿；使該閥桿升降用的升降驅動單元；通過所述閥桿的升降動作而被開閉驅動的先導閥芯；以及設有流入口及流出口的閥主體， 在所述閥主體的所述流入口與流出口之間設有:自由滑動地嵌插有所述第一閥芯且由該第一閥芯分隔成背壓室和第一閥室的嵌插室；開設于所述第一閥室的第一閥口 ；配設有可升降的所述先導閥芯及第二閥芯的第二閥室；將所述流入口或第一閥室和所述第二閥室連通的連通通路；將所述第二閥室和所述流出口連通的第二閥口 ；以及將所述背壓室和所述流出口連通的先導通路， 所述第一閥芯和所述第二閥芯配設成沿同一方向進行升降，并相互隔開規定距離， 當所述第二閥芯的升程量為規定量以下時，所述先導通路被所述先導閥芯關閉，且所述第一閥口被所述第一閥芯關閉，成為根據所述第二閥芯的升程量控制流量的小流量控制狀態，當所述第二閥芯的升程量超過所述規定量時，所述先導閥芯隨著所述閥桿的上升而上升從而將所述先導通路打開，隨此成為所述第一閥芯將所述第一閥口打開的大流量控制狀態。
2.如權利要求1所述的組合閥，其特征在于，所述先導閥芯受到彈簧部件的向下方的施力而關閉所述先導通路，并且，當所述第二閥芯的升程量從所述規定量起進一步增大時，所述先導閥芯通過設置于所述閥桿的牽掛部克服所述彈簧部件的施力而被提起。
3.如權利要求1或2所述的組合閥，其特征在于，所述第一閥芯設有將所述第一閥室和所述背壓室連通的均壓孔。
全文摘要
一種組合閥，設有將第一閥室和第二閥室連通的連通通路；將第二閥室和流出口連通的第二閥口；及將背壓室和流出口連通的先導通路，第一閥芯和第二閥芯配設為可沿同一方向升降且相互隔著規定距離，當小流量控制用的第二閥芯的升程量為規定量以下時，先導通路由先導閥芯關閉，且第一閥口由大流量控制用的第一閥芯關閉，成為根據第二閥芯的升程量控制流量的小流量控制狀態，當第二閥芯的升程量超過規定量時，先導閥芯隨閥桿的上升而上升并將先導通路打開，第一閥芯隨此將第一閥口打開成為大流量控制狀態。本發明能兼顧小流量區域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化，能可靠地防止第二閥芯被誤打開，且可實現成本減少、小型化和耗電的減少等。
文檔編號F25B41/06GK103161978SQ20121044587
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月8日 優先權日2011年12月15日
發明者荒井裕介 申請人:株式會社不二工機