CN103161978A

CN103161978A - 组合阀

Info

Publication number: CN103161978A
Application number: CN2012104458734A
Authority: CN
Inventors: 荒井裕介
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: JP2013124723A; JP5802540B2; CN103161978B; EP2604951A2; US9109716B2; EP2604951B1; EP2604951A3; US20130153056A1

Abstract

一种组合阀，设有：将第一阀室和第二阀室连通的连通通路；将第二阀室和流出口连通的第二阀口；及将背压室和流出口连通的先导通路，第一阀芯和第二阀芯配设为可沿同一方向升降且相互隔着规定距离，当小流量控制用的第二阀芯的升程量为规定量以下时，先导通路由先导阀芯关闭，且第一阀口由大流量控制用的第一阀芯关闭，成为根据第二阀芯的升程量控制流量的小流量控制状态，当第二阀芯的升程量超过规定量时，先导阀芯随阀杆的上升而上升并将先导通路打开，第一阀芯随此将第一阀口打开成为大流量控制状态。本发明能兼顾小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化，能可靠地防止第二阀芯被误打开，且可实现成本减少、小型化和耗电的减少等。

Description

组合阀

技术领域

本发明涉及一种适合用于热泵式制冷制热系统等的组合阀，尤其涉及一种先导式的具有大流量用控制阀和小流量用控制阀的组合阀。

背景技术

作为热泵式制冷制热系统，已知有一种具有压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀及制冷剂流路切换(反转)用的四通阀的系统。

另一方面，作为车辆用(例如电动汽车用)的热泵式制冷制热系统，如例如专利文献1的图1所示，提出了一种不使制冷剂反转而分别具有制冷用膨胀阀和制热用膨胀阀的系统。

由于在这种系统中不使制冷剂的流动反转，因此，若着眼于例如该文献的图1所示的制热用膨胀阀(符号24)，该制热用膨胀阀排列设有制冷用电磁阀(符号26)，在制热时将制冷用电磁阀关闭而由制热用膨胀阀对制冷剂进行节流，在制冷时将制冷用电磁阀打开使制热用膨胀阀的出入口旁通，使该膨胀阀不进行制冷剂节流。

然而，当将这些膨胀阀及旁通用电磁阀分别设成制冷用及制热用时，有可能存在系统变得大型化、配管组装成本等变高、以及耗电也变大等问题。

因此，考虑用一个电动阀来实现这些功能。即，例如在制热时由电动阀对制冷剂进行节流，在制冷时将电动阀全开即可。

这里，用图4来说明以往电动阀的一例子。

图示例子的电动阀1’包括：具有下侧轴部25a和上侧小径轴部25b的阀杆25；具有阀室41的阀主体40；下端部与该阀主体40密封接合的壳体60；留有规定间隙α地配设在该壳体60的内周上的转子30(旋转轴线O)；以及可对该转子30进行旋转驱动并外套在所述壳体60上的定子50A。

所述阀杆25的下侧轴部25a的下端部一体地设有特定形状(分别具有规定的中心角的两段的倒圆锥台状)的阀芯部44，在本电动阀1’中，通过改变该阀芯部44的升程量来控制制冷剂的通过流量。

在所述阀主体40的阀室41的下部设有与所述阀芯部44接触、分离的带有阀口(节流孔)43的阀座42，并在侧部开设有第一出入口5’，另外在阀主体40的下部设有与所述阀口43相连的第二出入口6’。

所述定子50A由轭铁51、绕线架52、定子线圈53及树脂模压罩壳56等构成，由所述转子30和定子50A等构成步进电机50，用该步进电机50和后述的进给丝杆(内螺纹部38、外螺纹部48)等构成用于调整阀芯部44相对所述阀口43的升程量(＝开度)的升降驱动机构。

所述转子30与支承环36结合成一体，并在该支承环36上、在配设于导向套46外周的下方开口例如铆接固定有筒状的阀杆架32的上部突部，由此，转子30、支承环36及阀杆架32连接成一体。

另外，在设于阀主体40上部的嵌合孔49内压入固定有筒状的导向套46的下端部，在该导向套46内插有滑动自如的阀杆25(的下侧轴部25a)。另外，可利用所述转子30的旋转而使所述阀杆25(阀芯部44)升降，在所述导向套46的外周形成有外螺纹部48，在所述阀杆架32的内周形成有内螺纹部38，由这些外螺纹部48和内螺纹部38构成进给丝杆。

另外，所述导向套46的上部小径部46b内插于阀杆架32的上部，并在阀杆架32的顶部中央(所形成的通孔)插通有阀杆25的上侧小径轴部25b。在阀杆25的上侧小径轴部25b的上端部压入固定有套筒螺母33。

另外，所述阀杆25受到闭阀弹簧34的始终向下方(闭阀方向)的施力，该闭阀弹簧34由外插于该阀杆25的上侧小径轴部25b、且收缩安装在阀杆架32的顶部与阀杆25的下侧轴部25a上端阶梯面之间的压缩螺旋弹簧构成。在阀杆架32的顶部上，套筒螺母33的外周设有由螺旋弹簧构成的复位弹簧35。

在所述导向套46上固定有下挡块体(固定挡块)47，该下挡块体47构成当所述转子30旋转迫降到规定的闭阀位置时对进一步的旋转下降予以阻止用的旋转下降挡块机构的一方，在阀杆架32上固定有构成所述挡块机构的另一方的上挡块体(移动挡块)37。

另外，所述闭阀弹簧34是为了在阀芯部44落坐在阀口43上的闭阀状态下获得所需的密封压力(防止泄漏)、以及为了缓和阀芯部44与阀口43抵接时的冲击而配设的。

对于做成这种结构的电动阀1’，在第一实施方式中通过将通电励磁脉冲供给于电机50(定子50A)，从而迫使转子30及阀杆架32相对于固定在阀主体40上的导向套46向一方向旋转，利用螺纹部48、38的螺纹进给，而使例如阀杆架32向下方移动并使阀芯部44按压在阀座42上，阀口43被关闭。

在阀口43被关闭的时刻，上挡块体37还未与下挡块体47抵接，在阀芯部44将阀口43关闭的状态下转子30及阀杆架32进一步旋转下降。在该情况下，阀杆25(阀芯部44)虽未下降，但阀杆架32下降，故闭阀弹簧34被迫进行规定量的压缩，其结果，阀芯部44被强力按压在阀座43上，并且上挡块体37因阀杆架32的旋转下降而与下挡块体47抵接，以后即使接着进行对定子50A的脉冲供给，阀杆架32的旋转下降也被强制停止(全闭状态)。

另一方面，在第二实施方式中，当从该全闭状态起将通电励磁脉冲供给于定子50A时，迫使转子30及阀杆架32相对于固定在阀主体40上的导向套46而向与前述方向相反的方向旋转，这一次利用螺纹部48、38的螺纹进给使阀杆架32向上方移动。在该情况下，在阀杆架32的旋转上升开始时刻(脉冲供给开始时刻)，由于闭阀弹簧34如前述那样被迫压缩规定量，故在闭阀弹簧34伸长了与所述规定量对应的量之前，所述阀芯部44仍是不离开阀座42而呈闭阀状态(升程量＝0)。并且，在闭阀弹簧34伸长了与所述规定量对应的量后，若阀杆架32进一步旋转上升，则所述阀芯部44离开阀座42而将阀口43打开，制冷剂通过阀口43。

在该情况下，根据转子30的旋转量可任意而极其细微地调整阀芯部44的升程量，换言之可任意而极其细微地调整阀口43的有效开口面积(＝开度)，转子30的旋转量由供给脉冲数控制，因此，能高精度地控制制冷剂流量。

因此，当将这种结构的电动阀1’用作具有前述的专利文献1所示的膨胀阀及旁通用电磁阀这两个功能的电动阀时，例如，制冷运转时可作为旁通用电磁阀发挥功能，成为最大开度(最大升程量)以尽量减少压力损失，在制热运转时可作为膨胀阀发挥功能，调整其开度(升程量)，极其细微地控制阀开度即制冷剂流量。

然而，在该电动阀1’中，小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化产生是相互悖逆的。即，要使该电动阀1’起到膨胀阀的功能，必须在小流量区域确保较高的流量控制精度，对此要求提高流量控制的分解能力，因此，必须尽量减小阀口径(有效开口面积)。相反，由于为了起到旁通用电磁阀的功能，要求尽可能抑制压力损失，故不能将阀口径(比配管系统的有效通路截面积小)做得那么小。换言之，若减小阀口径，虽然能提高小流量区域的流量控制精度，但若增大系统中流动的制冷剂的流量(可控制流量)，则即使阀开度为最大，阀口部分也成为阻力且压力损失也变大，相反，若增大阀口径，则虽然能实现可控制流量的增大化(压力损失的减少化)，但在小流量区域的流量控制精度下降，除此之外，必须与阀口径相配合地增大阀芯等，需要较大的转矩来驱动阀芯，有可能导致大型化、耗电增大等。

此外，当为了提高小流量区域的流量控制精度而提高分解能(例如减小转子每旋转一次的阀芯升程量)时，从小流量控制状态至全开(流路旁通状态)需要较长时间，另外，小流量控制时的开口间隙(阀芯部与阀口壁面之间的间隙)变得非常狭小，在该间隙中有可能咬入异物等而堵塞。

因此，为了实现小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(压力损失的减少化)这二方面的兼顾、从小流量控制状态至全开状态所需时间的缩短化、以及耗电的减少化，下述专利文献2公开了这样的一种组合阀：设有先导式的大流量用第一控制阀(第一阀芯、第一阀口)和小流量用第二控制阀(第二阀芯、第二阀口)，更详细地说，利用活塞型的第一阀芯而对大口径的第一阀口进行开闭，利用与该第一阀芯分开的设在所述阀杆25下部上的针型的第二阀芯而对小口径的第二阀口进行开闭，并且，还可使所述小流量用第二控制阀作为大流量用第一控制阀的先导阀发挥作用。

在这种组合阀中，当所述阀杆(第二阀芯)的升程量为规定量以下时(第二控制阀开度为规定值以下时)，第一阀芯将第一阀口关闭，成为由第二阀芯控制小流量用第二控制阀开度的小流量控制状态。此时，与第二阀芯的升程量(第二控制阀开度)对应的量的制冷剂从流入口经过第一阀室、形成于第一阀芯外周面与嵌插室壁面之间的滑动面间隙、背压室、先导通路、第二阀室、第二阀口、流出通路向流出口流动。并且，当所述阀杆(第二阀芯)的升程量超过所述规定量时，从背压室通过第二阀口流出的制冷剂量比小流量控制时增加，背压室的压力下降，结果开阀力变得比作用在第一阀芯上的闭阀力大，第一阀芯将第一阀口打开，成为制冷剂从流入口经过第一阀室、第一阀口向流出口流动的大流量控制状态。

如此，成为利用第一阀芯对大口径的第一阀口进行开闭、利用第二阀芯对小口径的第二阀口进行开闭，且还使第二阀芯起到作为大流量用第一控制阀的先导阀的作用，由此，能够一次性实现小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(压力损失的减少化)这二方面的兼顾和耗电的减少化等。

但是，在所述专利文献2所记载的组合阀中，由于由单一的小流量用第二控制阀来承担小流量区域用的控制阀和对应大流量用第一控制阀的先导阀的作用，因此有可能产生如下的问题。即，为了从小流量控制切换到大流量控制，必须使通过小流量用第二控制阀的制冷剂流量与小流量控制时相比大幅度增大，因此，必须将第二阀口的口径(有效开口面积)等设定得相比于小流量控制所必要的口径等而相当大。因此，存在着如下等问题：容易导致动作负荷增大、驱动部(电机部分)和阀主体的大型化，另外，不能将小流量用第二控制阀的尺寸形状等设定成适于小流量控制，不能使小流量控制时的流量控制精度那么高。

此外，还存在如下那种问题：由于大流量用第一控制阀的开闭依赖于微妙变化的第二阀芯的升程量，因此，大流量用第一控制阀的开闭大多不能在所期望的时刻进行，另外，在小流量控制时，由于制冷剂通过第一阀芯的滑动面间隙、背压室、先导通路而流动，因此，容易引起混入制冷剂中的微小异物所产生的动作不良(例如所述滑动面间隙咬入微小异物而卡住第一阀芯的现象等)。

因此，本申请的发明者等为解决上述问题而在先前提出了一种专利文献3所记载的组合阀。该组合阀具有：活塞型的第一阀芯、设有针型的第二阀芯的阀杆、用于升降该阀杆的升降驱动单元、利用所述阀杆的升降动作而被开闭驱动的先导阀芯、以及设有流入口及流出口的阀本体，在所述阀本体的所述流入口与流出口之间设有：可自由滑动地嵌插有所述第一阀芯并通过该第一阀芯分隔成背压室和第一阀室的嵌插室、开设于所述第一阀室的第一阀口、可升降地配置有所述先导阀芯和第二阀芯的第二阀室、连通所述流入口或第一阀室与第二阀室的第二阀口、以及连通所述背压室与所述第二阀室的先导通路，所述第二阀芯的提升量在规定量以下时，呈现通过所述先导阀芯关闭所述先导通路、并通过所述第一阀芯关闭所述第一阀口、根据所述第二阀芯的提升量进行流量控制的小流量控制状态，所述第二阀芯的提升量超过所述规定量时，呈现所述先导阀芯随着所述阀杆的上升而上升、打开所述先导通路、所述第一阀芯随之打开所述第一阀口的大流量控制状态。在这种组合阀中，作为设有第二阀芯的阀杆的升降单元，可采用用来使如对图4说明中的那种阀杆25进行升降的执行器。

在这种方案的组合阀中，小流量控制用的第二阀芯与对大流量控制用的第一阀芯进行驱动用的先导阀芯分开设置，该第二阀芯进行小流量控制直至第二阀芯提升规定量，在第二阀芯提升了规定量的阶段，先导阀芯被提起并驱动第一阀芯。因此，能将小流量用第二控制阀(第二阀芯)的尺寸形状等设定成最适于小流量控制,且能在所期望的时刻可靠地对大流量用第一控制阀(第一阀芯)进行开闭，此外，获得难以引起动作不良等的优良效果。

专利文献1：日本特许第3799732号公报

专利文献2：日本特许第4416528号公报

专利文献3：日本特愿2011—68451号

但是，在所述专利文献3所记载的组合阀中，也存在了如下那样的应改进的问题。即，由于在闭阀状态的第二阀芯上，在通过第二阀口而使其开阀的方向(推起方向)上作用来自第一阀室的高压，因此，为了避免第二阀芯进行不希望的开阀(将小流量用第二控制阀维持成闭阀状态)，必须使用弹簧载荷相当大的弹簧作为对第二阀芯(阀杆)向闭阀阀芯上进行施力的闭阀弹簧(图4中符号34)，且第二阀口的口径等受到制约。

当使用弹簧载荷大的闭阀弹簧时，为了克服该闭阀弹簧的施力而使第二阀芯提升，就必须使用产生与之相应的驱动转矩的电动机，导致成本上升、阀整体大型化、以及耗电增大等。另外，当如上所述那样第二阀口的口径等受到制约时，难以兼顾所述小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(压力损失的减少化)这二个方面。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种组合阀，该组合阀具有：先导式的大流量用第一控制阀和小流量用第二控制阀，以兼顾小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(压力损失的减少化)这二方面，能将小流量用第二控制阀的尺寸形状等设定成最适于小流量控制，并且能可靠地防止第二阀芯被误打开，且能实现成本降低、小型化和耗电的降低等。

为了实现上述目的，本发明的组合阀，基本具有：第一阀芯；设有第二阀芯的阀杆；使该阀杆升降用的升降驱动单元；通过所述阀杆的升降动作而被开闭驱动的先导阀芯；以及设有流入口及流出口的阀主体，在所述阀主体的所述流入口与流出口之间设有：自由滑动地嵌插有所述第一阀芯且由该第一阀芯分隔成背压室和第一阀室的嵌插室；开设于所述第一阀室的第一阀口；配设有可升降的所述先导阀芯及第二阀芯的第二阀室；将所述流入口或第一阀室和所述第二阀室连通的连通通路；将所述第二阀室和所述流出口连通的第二阀口；以及将所述背压室和所述流出口连通的先导通路，所述第一阀芯和所述第二阀芯配设成沿同一方向进行升降，并相互隔开规定距离，当所述第二阀芯的升程量为规定量以下时，所述先导通路被所述先导阀芯关闭，且所述第一阀口被所述第一阀芯关闭，成为根据所述第二阀芯的升程量控制流量的小流量控制状态，当所述第二阀芯的升程量超过所述规定量时，所述先导阀芯随着所述阀杆的上升而上升从而将所述先导通路打开，随此成为所述第一阀芯将所述第一阀口打开的大流量控制状态。。

在较佳的方式中，所述先导阀芯受到弹簧部件的向下方的施力而关闭所述先导通路，并且，当所述第二阀芯的升程量从所述规定量起进一步增大时，所述先导阀芯通过设置于所述阀杆的牵挂部克服所述弹簧部件的施力而被提起。

在另一较佳的方式中，所述第一阀芯设有将所述第一阀室和所述背压室连通的均压孔。

发明效果：

在本发明的组合阀中，由于除了大流量用第一控制阀(第一阀芯、第一阀口)和小流量用第二控制阀(第二阀芯、第二阀口)外，还具有与第二阀芯分开的先导阀芯，利用具有第二阀芯的阀杆的升降动作而对该先导阀芯进行开闭驱动，因此，能将小流量用第二控制阀(第二阀芯、第二阀口)的尺寸形状等设定成最适于小流量控制，并能在所期望的时刻可靠地对大流量用第一控制阀进行开闭，此外，在小流量控制时，不会像以往技术那样使制冷剂通过滑动面间隙等狭小部分进行流动，故难以引起动作不良，其结果，不会导致动作负荷的增大、驱动部(电机部分)和阀主体的大型化，能兼顾小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(压力损失的减少化)这二个方面。

除此之外，在本发明的组合阀中，由于使由第二阀芯开闭的第二阀口与流出口连通，并设有将流入口或第一阀室和所述第二阀室连通的纵孔连通通路，以便于将第一阀室的高压导入第二阀室，所以作用于闭阀状态下的第二阀芯的闭阀力(下推力)相比于欲将其推起的力变得相当大，因此，即使不增大向闭阀方向对第二阀芯(阀杆)进行施力的闭阀弹簧的弹簧载荷，也能可靠地防止第二阀芯被误打开的情况，能缓和对于第二阀口的口径等的制约，其结果，能实现成本减少、小型化和耗电的减少等。

此外，在本分明的组合阀中，由于在被导入第一阀室的高压的第二阀室配设有先导阀芯，因此，该先导阀芯的除了先导阀座闭塞部以外的部分被施加高压。所以，即使不增大向关闭先导通路的方向对先导阀芯进行施力的弹簧的弹簧载荷，也能可靠地防止该先导阀芯被误开阀。其结果，能缓和对于先导通路19的内径和先导阀座的口径等的制约，其结果，能实现成本减少、小型化和耗电的减少等。

附图说明

图1是表示本发明的组合阀一实施例的第一动作状态(全闭状态)的主要部分纵剖面图。

图2是表示本发明的组合阀一实施例的第二动作状态(小流量控制状态)的主要部分纵剖面图。

图3是表示本发明的组合阀一实施例的第三动作状态(大流量控制状态)的主要部分纵剖面图。

图4是表示以往电动阀一例子的纵剖面图。

符号说明：

1 组合阀

4A 大流量用第一控制阀

4B 小流量用第二控制阀

4C 先导阀

5 流入口

6 流出口

10 阀主体

11 第一阀室

13 第一阀口

14 嵌插室

15 第一阀芯

16 背压室

17 均压孔

18 第一闭阀弹簧

19 先导通路

19D 先导阀芯嵌插孔

20 先导阀芯

21 第二阀室

23 第二阀口

24 第二阀芯

25 阀杆

25c 中间大径部

25g 卡止用肩面

26A 先导闭阀弹簧

27 先导阀芯保持部件

29 纵孔连通通路

30 转子

50 步进电机

50A 定子

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

图1～图3是表示本发明的组合阀一实施例的主要部分放大剖面图，各图表示不同的动作状态。由于图示实施例的组合阀1的步进电机(执行器)50部分与图4所示的以往电动阀1’的大致相同，因此该部分省略。

图示的第一实施例的组合阀1，其为了兼顾小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(压力损失的减少化)这二个方面而具有：比以往例子的电动阀1’的阀主体40(图4)大的长方状的阀主体10和先导式的大流量用第一控制阀4A(第一阀芯15、第一阀口13)；小流量用第二控制阀4B(第二阀芯24、第二阀口23)；以及对大流量用第一控制阀4A的驱动进行控制的先导阀4C(先导阀芯20、先导阀芯保持部件27、先导通路19和先导阀芯嵌插孔19D)，大流量用第一控制阀4A和小流量用第二控制阀4B都配设成沿纵向(以使第一阀芯15和第二阀芯24向与该第二阀芯24的中心轴线O平行的方向进行升降)，并在横向上相互隔开规定距离。

详细地说，阀主体10的一侧中央附近设有横向的流入口5，另一侧下部设有流出口6，在阀主体10的上部稍稍靠右的部位设有上面开口的带有阶梯的凹孔7，在该凹孔7的下侧、在所述流入口5的右侧的相邻部位设有下面开口的带有阶梯的向下纵孔8。

在所述带有阶梯的凹孔7的上半部旋合固定有套筒保持体28，该套筒保持体28相当于所述以往电动阀1’中的阀主体40(图4)的上部，在凹孔7的与设于套筒保持体28下半部的带有顶面的圆筒部28相比更靠下的下侧分隔有第二阀室21，另外，在凹孔7的底部中央设有带有小口径的第二阀口23的第二阀座22，该第二阀座22与设在由所述电机50升降驱动的阀杆25的下侧轴部25a的下部的第二阀芯24接触、分离。第二阀口23向纵向延伸设置，其下端开设在流出口6的上面部。

纵孔连通通路29的上端开设在凹孔7的底部中的所述第二阀口23的左侧，该纵孔连通通路29连通后述的第一阀室11和第二阀室21，在凹孔7底部中的所述第二阀口23的右侧设有先导阀芯嵌插孔19D，该先导阀芯嵌插孔19D滑动自如地嵌插有后述的先导阀芯20的下部。

在所述带有阶梯的向下纵孔8的比流入口5更靠下一些的下侧旋合固定有阀座部件12A，该阀座部件12A带有大口径的第一阀口13且具有第一阀座12。另外，向下纵孔8的下部开设有所述流出口6，向下纵孔8的下端部由闷盖9闭塞。

所述向下纵孔8的比阀座部件12A更靠上的上侧成为滑动自如地嵌插有活塞型的第一阀芯15(的大径部15a)的带有顶面14a的嵌插室14，在该嵌插室14的比第一阀芯15(的大径部15a)更靠上的上侧分隔有背压室16,且在比第一阀芯15(的大径部15a)更靠下的下侧分隔有第一阀室11。

第一阀芯15具有设有大径部15a和小径部15b的截面为绕线架状外形，在其下端部用铆接等适当方法固定有与第一阀座12接触、分离而对第一阀口13进行开闭的、由橡胶或特氟龙(注册商标)等构成的圆环状的密封件15c，在第一阀芯15的上端面部突出地设有与嵌插室14的顶面14a抵接而确定第一阀芯15的上方移动界限的短圆筒状的带有横孔15i的挡块15d，另外，在大径部15a的外周安装有密封件(活塞环)15f。

另外，为了向下方(闭阀方向)对第一阀芯15进行施力，而在设置于第一阀芯15的上部中央的弹簧承载孔15h的底面与嵌插室14的顶面14a之间压缩安装有由压缩螺旋弹簧构成的第一闭阀弹簧18。

此外，在第一阀芯15的小径部15b设有横贯通路15g，并在其中央部设有通过横贯通路15g而将第一阀室11和背压室16连通用的均压孔17。

另外，横贯通路15g(在第一阀室11狭窄的情况下较为有效)不是必需的，也可消除横贯通路15g而用均压孔17直接使第一阀室11和背压室16连通。

这里，在本实施例的组合阀1中，若将第一阀室11的压力设为P1、将背压室16的压力设为P2、将第一阀口13的压力设为P3、将背压室16的水平截面积(第一阀芯15的受压面积)设为Ap、将第一阀口13的水平截面积设为Av、将主开阀弹簧18的施力设为Pf、将推起第一阀芯15的力设为开阀力、将下推第一阀芯15的力设为闭阀力，则大流量用第一控制阀的开阀条件是：

闭阀力=P2×Ap+Pf＜开阀力=P1×(Ap-Av)+P3×Av。

另一方面，在所述第二阀室21配设有：带有凸缘的圆棒状的先导阀芯20，该先导阀芯20利用所述阀杆25(第二阀芯24)的升降动作而被开闭驱动、具有半球状阀芯部20a和凸缘状部20b；以及对该先导阀芯20进行保持的先导阀芯保持部件27。先导阀芯保持部件27包括：滑动自如地外插在阀杆25的下侧轴部25a上的上边部27a；与该上边部27a的下侧相连的小径圆筒部27b；与该小径圆筒部27b的下侧相连的大径圆筒部27c；以及从大径圆筒部27c向半径方向外侧伸出的阀芯支承部27d，所述先导阀芯20嵌插在形成于阀芯支承部27d的插通孔27e且设置于其上部的凸缘状部20b被止脱、卡止。

在所述阀杆25的所述第二阀芯24的正上方设有相比于第二阀芯24为小径、相比于下侧轴部25a为大径的带有卡止用肩面(阶梯面)25g的中间大径部25f，在该中间大径部25f的外周、在第二阀芯24的肩面(阶梯面)25h上通过支承用螺旋弹簧26B而载置有所述先导阀芯保持部件27的上边部27a并成为该上边部27a滑动自如地外插于所述下侧轴部25a的状态。另外，所述中间大径部25f的卡止用肩面25g被做成通过先导阀芯保持部件27而将先导阀芯20提起用的牵挂部。

所述先导阀芯20的下部滑动自如地嵌插在所述先导阀芯嵌插孔19D。先导阀芯嵌插孔19D的下端部构成了用于将背压室16的压力向流出口6释放的先导通路19(具有上游横孔19a及下游纵孔19b)的一部分，利用先导阀芯20的半球状阀芯部20a对所述先导通路19(下游纵孔19b的上端开口开设于先导阀芯嵌插孔19D的底面)进行开闭。上游横孔19a不与纵孔连通通路29及第二阀口23交叉，且相对于图1的纸面向里侧弯曲、或形成为コ字状。

另外，在所述先导阀芯20的凸缘状部20b与第二阀室21的顶面21a之间压缩安装有先导闭阀弹簧26A，该先导闭阀弹簧26A具有比所述支承用螺旋弹簧26B大的弹簧载荷，其向下方(闭阀方向)对由先导阀芯保持部件27止脱、保持的先导阀芯20、以及先导阀芯保持部件27施力。

因此，当所述阀杆25(第二阀芯24)如图1所示那样处于将第二阀口23关闭的最下降位置(升程量为0)时，利用先导闭阀弹簧26A的施力将先导阀芯20的半球状阀芯部20a按压在开设于先导阀芯嵌插孔19D的底面的下游纵孔19b的上端开口上而将先导通路19关闭。

当所述阀杆25(第二阀芯部24)的升程量超过规定量Tc时，中间大径部25f的卡止用肩面25g与先导阀芯保持部件27的上边部27a的下面抵接，先导阀芯保持部件27及先导阀芯20被克服先导闭阀弹簧26A的施力地提起，从而将所述先导通路19打开。换言之，先导阀芯20利用阀杆25的升降动作而被开闭驱动。

在做成这种结构的组合阀1中，如图1所示，当第一阀芯15、第二阀芯24及先导阀芯20都处于闭合状态时，从流入口5导入第一阀室11的高压制冷剂通过横贯通路15g及均压孔17而被导入背压室16，背压室16的压力成为高压，因此，第一阀芯15被强力按压在第一阀座12上。

从该状态起，当向电动机50供给脉冲而使阀杆25(第二阀芯24)上升时，则如图2所示，第二阀口23被打开。在该情况下，当第二阀芯24的升程量为规定量Tc以下时，由于先导闭阀弹簧26A的弹簧载荷大于支承用螺旋弹簧26B的弹簧载荷，因此，虽然支承用螺旋弹簧26B因第二阀芯24的上升而被压缩，但先导阀芯保持部件27及先导阀芯20不进行动作。所以，先导通路19保持着由先导阀芯20关闭的状态，且第一阀口13保持着由第一阀芯15关闭的状态，成为根据第二阀芯24的升程量而控制制冷剂流量(第二控制阀开度)的小流量控制状态。在该小流量控制状态下，与第二阀芯24的升程量对应的量的制冷剂从流入口5经过第一阀室11、纵孔连通通路29、第二阀室21、第二阀口23向流出口6流动。

并且，当所述第二阀芯24的升程量超过所述规定量Tc时，则如图3所示，中间大径部25f的卡止用肩面25g与先导阀芯保持部件27的上边部27a的下面抵接，先导阀芯保持部件27及先导阀芯20被克服先导闭阀弹簧26A的施力而提起，由此，将先导通路19打开，背压室16的压力通过先导通路19向流出口6释放。由此，背压室16的压力下降，结果开阀力变得大于作用于第一阀芯15的闭阀力而使第一阀芯15向上方移动并将第一阀口13打开，成为制冷剂从流入口5经过第一阀室11、第一阀口13向流出口6流动的大流量控制状态。另外，图3表示先导阀芯保持部件27的上边部27a与第二阀室21的顶面21a抵接的第二阀芯24的最大升程状态。

从以上说明可知，在本实施例的组合阀1中，由于除了大流量用第一控制阀4A(第一阀芯15、第一阀口13)和小流量用第二控制阀4B(第二阀芯24、第二阀口23)外，还具有与第二阀芯24分开的先导阀芯20，且利用设有第二阀芯24的阀杆25的升降动作而对该先导阀芯20进行开闭驱动，因此，能将小流量用第二控制阀4B(第二阀芯24、第二阀口23)的尺寸形状等设定成最适于小流量控制，并且能在所期望的时刻可靠地对大流量用第一控制阀4A进行开闭，此外，在小流量控制时，由于制冷剂不像以往技术那样通过滑动面间隙等狭小部分进行流动，因此难以引起动作不良，其结果，不会导致动作负荷增大、驱动部(电机部分)或阀主体的大型化，可兼顾小流量区域的流量控制精度的提高和可控制流量的增大化(压力损失的减少化)这二个方面。

此外，在本实施例的组合阀1中，由于使由第二阀芯24开闭的第二阀口23与流出口6连通，且设有将第一阀室11和所述第二阀室21连通起来的纵孔连通通路29，以便于将第一阀室11的高压导入第二阀室21，因此，作用于闭阀状态的第二阀芯24的闭阀力(下推力)比将其推起的力大得多。因此，即使不增大向闭阀方向对第二阀芯24(阀杆25)进行施力的闭阀弹簧(图4的符号34)的弹簧载荷，也能可靠地防止第二阀芯24被误开阀的现象，能缓和对于第二阀口23的口径等的制约，其结果，能获得成本减少、小型化和耗电的减少等。

还有，在本实施例的组合阀1中，形成有在被导入第一阀室11的高压的第二阀室21下面开口的所述先导阀嵌插孔20，并且构成为连通背压室16和流出口6的先导通路19由先导阀芯20进行开闭，该先导阀芯20从所述第二阀室21滑动自如地嵌插于所述先导阿嵌插孔20。因此，第一阀室11及第二阀室21的高压施加在先导阀芯20的除其下面部(将所述下游纵孔19b闭塞的半球状阀芯部20a)以外的部分。所以，与所述第二阀芯24(阀杆25)的情况下相同，即使不太增大向闭阀方向对先导阀芯20进行施力的先导闭阀弹簧26A的弹簧载荷，也能可靠地防止先导阀芯20被误开阀的现象，能缓和对于先导通路19的内径和先导阀座(被半球状阀芯部20a闭塞的下游纵孔19b的开口部)的口径等的制约，其结果，可实现成本减少、小型化和耗电的减少等。

另外，本发明的组合阀不限于上述的第一实施例的组合阀1的结构，可加以各种变更。

例如，在上述实施例中，作为使第一阀室11和背压室16均压用的单元而在第一阀芯15上设有均压孔17，但均压单元不限定于此，例如也可在设置于第一阀芯15大径部15a的外周的活塞环15f与嵌插室14(的内壁面)之间设置微小的间隙，将该间隙作为均压单元。

另外，说明了利用纵孔连通通路29将第一阀室11和第二阀室21连通起来的结构，但本发明不限定于此，也可将流入口5和第二阀室21连通起来。

另外，本发明的组合阀不仅适用于热泵式制冷制热系统，而且也可适用于其他系统，这是不言而喻的。

Claims

1.一种组合阀，其特征在于，具有：第一阀芯；设有第二阀芯的阀杆；使该阀杆升降用的升降驱动单元；通过所述阀杆的升降动作而被开闭驱动的先导阀芯；以及设有流入口及流出口的阀主体，

在所述阀主体的所述流入口与流出口之间设有：自由滑动地嵌插有所述第一阀芯且由该第一阀芯分隔成背压室和第一阀室的嵌插室；开设于所述第一阀室的第一阀口；配设有可升降的所述先导阀芯及第二阀芯的第二阀室；将所述流入口或第一阀室和所述第二阀室连通的连通通路；将所述第二阀室和所述流出口连通的第二阀口；以及将所述背压室和所述流出口连通的先导通路，

所述第一阀芯和所述第二阀芯配设成沿同一方向进行升降，并相互隔开规定距离，

当所述第二阀芯的升程量为规定量以下时，所述先导通路被所述先导阀芯关闭，且所述第一阀口被所述第一阀芯关闭，成为根据所述第二阀芯的升程量控制流量的小流量控制状态，当所述第二阀芯的升程量超过所述规定量时，所述先导阀芯随着所述阀杆的上升而上升从而将所述先导通路打开，随此成为所述第一阀芯将所述第一阀口打开的大流量控制状态。

2.如权利要求1所述的组合阀，其特征在于，所述先导阀芯受到弹簧部件的向下方的施力而关闭所述先导通路，并且，当所述第二阀芯的升程量从所述规定量起进一步增大时，所述先导阀芯通过设置于所述阀杆的牵挂部克服所述弹簧部件的施力而被提起。

3.如权利要求1或2所述的组合阀，其特征在于，所述第一阀芯设有将所述第一阀室和所述背压室连通的均压孔。