CN105135029A - 二级先导式电磁阀 - Google Patents

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早坂雅史
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海沼广司
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Abstract

本发明提供一种使电磁阀整体的尺寸小型化且搭载性优异的二级先导式电磁阀。一种二级先导式电磁阀，滑动自如地嵌插于第1阀室(11a)的第1阀芯(20)在不同于设有第2阀芯(31)的阀轴(30)及根据阀轴(30)的升降动作而被开闭驱动的先导阀芯(50)的升降方向的方向上移动自如。

Description

二级先导式电磁阀
技术领域
本发明涉及一种二级先导式电磁阀，例如涉及一种适用于车辆用的热泵式制冷制热系统等的二级先导式电磁阀。
背景技术
以往，作为用于车辆用(例如电动车用)的热泵式制冷制热系统的电磁阀，采用了例如具有先导阀的先导式电磁阀，先导阀用电磁力对导入活塞的流体流量进行控制并利用该流体的压力而使活塞移动，利用该活塞而驱动阀芯。另外，还已知有二级先导式电磁阀，其将先导阀做成二级结构，减小对先导阀进行驱动的驱动力，专利文献1公开了这种的以往技术。
专利文献1所记载的二级先导式电磁阀具有：设有在直角方向上改变方向并连通入口孔及出口孔的流体通道的本体；在所述流体通道内与所述本体形成为一体的主阀座；从上游侧与所述主阀座相对并进退自如地配置在所述出口孔的轴线位置的主阀芯；对连通所述主阀芯的背压室与所述出口孔的通道进行开闭的第1先导阀；对连通所述第1先导阀的背压室与所述出口孔的通道进行开闭的第2先导阀；对所述第2先导阀进行开闭控制的柱塞；利用电磁力而在所述第2先导阀的开闭方向上吸引所述柱塞的可动铁芯；生成所述电磁力的电磁线圈；以及在所述电磁线圈未通电时对所述柱塞进行施力以使所述第2先导阀成为打开或关闭状态的第1弹簧，由所述主阀座形成的主阀的阀孔、所述第1先导阀的阀孔和所述第2先导阀的阀孔配置在同一轴线上。
专利文献1：日本特开2002-39429号公报
然而，近年来，在例如车载用或家庭用的热泵式制冷制热系统的制冷设备等中，要求结构零件的进一步小型化。但是，在上述以往的二级先导式电磁阀中，具有两个先导阀，且先导通道复杂，由主阀座形成的主阀的阀孔、第1先导阀的阀孔和第2先导阀的阀孔配置在同一轴线上，在主阀芯、第1先导阀和第2先导阀，可在与对第2先导阀进行开闭控制的柱塞同一轴线上移动，因此，电磁阀整体的大小、特别是柱塞的轴线方向上的尺寸大型化，有可能无法搭载在制冷设备中所要求的搭载空间内。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做成的，其目的在于，提供一种将电磁阀整体的尺寸小型化、搭载性优异的二级先导式电磁阀。
为了实现上述的目的，本发明的二级先导式电磁阀具有：第1阀芯；设在阀轴上的第2阀芯；电磁式促动器，该电磁式促动器用于使该阀轴升降；先导阀芯，该先导阀芯根据所述阀轴的升降动作而被开闭驱动；以及阀主体，该阀主体设有流入口及流出口，在所述阀主体中的所述流入口与所述流出口之间设有：流入室，该流入室嵌插滑动自如的所述第1阀芯并利用该第1阀芯而被分隔为与所述流入口相连的第1阀室和第1背压室；流出室，该流出室具有第1阀口，该第1阀口在所述第1阀室开口且与所述流出口连通，并根据所述第1阀芯的滑动动作而开闭；以及先导阀室，该先导阀室配置有升降自如的所述先导阀芯及所述第2阀芯，且利用该先导阀芯而被分隔为第2阀室和第2背压室，并且所述二级先导式电磁阀中设有：第1先导通道，该第1先导通道通过所述第2阀室而将所述第1背压室和所述第2背压室连通；第2先导通道，该第2先导通道将所述流出室和所述第2阀室连通，且具有在所述第2阀室开口并根据所述先导阀芯的升降动作而开闭的第2阀口；以及第1均压通道，该第1均压通道将所述第1阀室和所述第1背压室连通。所述先导阀芯的先导孔及所述第2先导通道的所述第2阀口根据所述阀轴的升降动作而被开闭，所述第1阀芯被移动而开闭所述流出室的所述第1阀口，该二级先导式电磁阀的特征在于，所述第1阀芯在不同于所述阀轴及所述先导阀芯的升降方向的方向上移动自如。
在优选方式中，所述第1阀芯在与所述阀轴及所述先导阀芯的升降方向正交的方向上移动自如。
在另一优选方式中，所述第1均压通道在侧面看时设在所述流入口的高度的范围内。
在另一优选方式中，所述第1均压通道具有与所述第1阀室相连的多个开口。
在又一优选方式中，所述第1均压通道包括：与所述第1阀室相连的纵向通道；以及与该纵向通道和所述第1背压室相连的横向通道。
在又一优选方式中，所述第1均压通道设在所述第1阀芯的圆柱状部分。
在另一优选方式中，还设有将所述第1阀室和所述第1先导通道直接连通的第2均压通道。
在又一优选方式中，所述第2均压通道与构成所述第1先导通道的所述第2阀室连通。
在又一优选方式中，所述第2均压通道在侧面看时设在所述流入口的宽度的范围内。
在又一优选方式中，所述第2均压通道由纵孔构成。
在另一优选方式中，构成为，在所述升降驱动部未动作时，所述先导阀芯的先导孔及所述第2先导通道的所述第2阀口成为打开状态或关闭状态。
发明效果
采用本发明的二级先导式电磁阀，通过在流入室嵌入有向与阀轴及先导阀芯的升降方向不同的方向移动(滑动)自如的第1阀芯，从而可使对大口径的第1阀口进行开闭的第1阀芯向与对先导阀芯的先导孔及第2先导通道的第2阀口进行开闭的阀轴及先导阀芯的移动方向不同的方向移动，因此可使电磁阀整体的尺寸小型化，可进一步提高该电磁阀的搭载性。另外，由于第1阀芯向在与阀轴及先导阀芯的升降方向正交的方向上移动自如，由此，能可靠而迅速地驱动对大口径的第1阀口进行开闭的第1阀芯。
另外，将由第1阀芯分隔的第1阀室和第1背压室连通的第1均压通道在侧面看时设在所述流入口的高度的范围内，由此，即使在例如机油等与制冷剂等流体一起流入阀主体的流入室的情况下，也可抑制因该机油等所产生的第1均压通道的堵塞，能可靠地确保该第1均压通道的均压性。
另外，所述第1均压通道具有与第1阀室相连的多个开口，由此，即使在例如第1均压通道的某个开口因流入到流入室的机油等而被堵塞的情况下，也可通过第1均压通道的另外的开口而将第1阀室和第1背压室连通，能可靠地确保该第1均压通道的均压性。
另外，还设有将第1阀室和第1先导通道、特别是将第1阀室和构成第1先导通道的第2阀室直接连通的第2均压通道，由此，即使在例如将第1背压室和第2背压室连通的第1先导通道的一部分因流入到第1阀室的机油等而堵塞的情况下，也可通过第1均压通道和第2均压通道而将第1背压室和第2背压室连通，能可靠地确保该第1先导通道的均压性。
此外，所述第2均压通道在侧面看时设在所述流入口的宽度的范围内，由此，在例如将该电磁阀倾斜90度而以被分隔为第1阀室和第1背压室的流入室的第1背压室处于下方的姿势进行使用的状态下，即使机油等流入阀主体的流入室，也可抑制因该机油等所产生的第2均压通道的堵塞，能可靠地确保该第2均压通道的均压性。
附图说明
图1是表示本发明的二级先导式电磁阀的一实施方式的纵剖视图，是表示第1动作状态(全闭状态)的示图。
图2是图1中A部放大剖视图。
图3是表示图1所示的二级先导式电磁阀中的第2动作状态(先导孔打开后状态)的纵剖视图。
图4是表示图1所示的二级先导式电磁阀中的第3动作状态(第2先导通道的第2阀口打开后状态)的纵剖视图。
图5是表示图1所示的二级先导式电磁阀中的第4动作状态(流出室的第1阀口打开后状态)的纵剖视图。
图6是表示图1所示的二级先导式电磁阀中的第5动作状态(先导孔关闭后状态)的纵剖视图。
图7是表示图1所示的二级先导式电磁阀中的第6动作状态(第2先导通道的第2阀口关闭后状态)的纵剖视图。
符号说明
1二级先导式电磁阀
2主体部件
2a突设部
2b右端扩径部
3流入口
4流出口
5带阶梯的横孔
5a阶梯面部
5b滑动面
6带阶梯的凹孔
7嵌合部
7a凹状凹陷
7b弹簧支架孔
8堵塞部件
8aO型圈
9保持架部件
9a嵌合部
9b上方延伸部
9c嵌插孔
9d保持孔
9e插通孔
9fO型圈
9g弹簧支座面
9h倾斜面
9i弹簧支座面
10阀主体
11流入室
11a第1阀室
11b第1背压室
12流出室
13第1阀座
13a第1阀口
14第2均压通道
15先导阀室
15a第2阀室
15b第2背压室
16第1先导通道
16a第1先导主通道
17第2先导通道
18第2阀座
18a第2阀口
20第1阀芯
21大径部
21a活塞环
21b弹簧支架孔
21c圆锥面
21d释放孔
21e倒角部
21f缩径部
22小径部(圆柱状部分)
23大径部的顶部
24第1闭阀弹簧
25密封件
26第1均压通道
26a纵向通道
26b横向通道
27阀芯部
28压板
30阀轴
31第2阀芯
32阀芯部
33大径驱动部
40电磁式促动器
41套筒
42柱塞
42b贯通孔
43绕线架
44线圈
45壳体
46柱塞弹簧
47第2闭阀弹簧
50先导阀芯
50a内周部件
50b外周部件
50c铆接部
51先导孔
52连通通道
53开阀弹簧
具体实施方式
下面，参照说明书附图来说明本发明的二级先导式电磁阀的实施方式。
图1～图7是表示本发明的二级先导式电磁阀的一实施方式，图1及图3～图7分别表示第1动作状态(全闭状态)、第2动作状态(先导孔打开后状态)、第3动作状态(第2先导通道的第2阀口打开后状态)、第4动作状态(流出室的第1阀口打开后状态)、第5动作状态(先导孔关闭后状态)和第6动作状态(第2先导通道的第2阀口关闭后状态)。
<二级先导式电磁阀的整体结构>
首先，参照图1及图2，来说明本发明的二级先导式电磁阀(下面仅称为电磁阀)的结构。图示的电磁阀1主要具有：例如金属制的阀主体10；活塞型的第1阀芯20；设有针型第2阀芯31的阀轴30；利用电磁力而使阀轴30升降用的作为升降驱动部的电磁式促动器40；以及先导阀芯50。
阀主体10具有：大致长方体状的主体部件2；盖状的堵塞部件8；以及兼作盖部件的筒状的保持架部件9。
主体部件2的四个侧面(前表面、后表面、左表面和右表面)中，在后表面侧的中央部附近设有横向(朝向前表面)的流入口3，在前表面侧的左右方向靠左方设有横向(朝向后表面)的流出口4，并在其右表面侧，以连通于流入口3和流出口4的方式朝向左表面设有带阶梯的横孔5。流入口3和流出口4形成为大致相同直径，流入口3、流出口4及带阶梯的横孔5(的中心线)位于大致同一平面上，即，流入口3和流出口4设在向横向(左右方向)偏移的位置。另外，在主体部件2的上部稍稍靠左方(图示例子中是流入口3的大致中心和流出口4的大致中心之间的位置)设有突设部2a，在该突设部2a上，设有在上表面开口的带阶梯的凹孔6。另外，在主体部件2的右端扩径部2b的内周面(带阶梯的横孔5的右端开口)、及突设部2a上端部的内周面(带阶梯的凹孔6的上端开口)形成有内螺纹部。
在堵塞部件8上突设嵌合部7，该嵌合部7的外周面形成有外螺纹部，且在该嵌合部7的左表面形成有横向的凹状凹陷7a，在该凹状凹陷7a的底面形成有对后述的第1闭阀弹簧24的左端进行支承的凹状的弹簧支架孔7b。另外，弹簧支架孔7b形成为与后述的第1阀芯20大径部21的弹簧支架孔21b大致相同的直径，横向的凹状凹陷7a的侧面形成为到达第1先导主通道16a的右端开口的状态，该第1先导主通道16a的右端开口形成于带阶梯的横孔5的阶梯面部5a。
在带阶梯的横孔5内插入有滑动自如的第1阀芯20的状态下，设在主体部件2的右端扩径部2b上的内螺纹部和设在堵塞部件8的嵌合部7上的外螺纹部螺合，且堵塞部件8以带阶梯的横孔5的阶梯面部5a的右端面和堵塞部件8的嵌合部7的左端面离开的姿势而螺纹安装于带阶梯的横孔5内，带阶梯横孔5由所述堵塞部件8堵塞。另外，为了将主体部件2的右端扩径部2b的右端面与堵塞部件8的左侧面之间密封，在设于主体部件2的右端扩径部2b的右端面内周侧的环状槽内安装有作为密封件的O型圈8a。其结果是，在主体部件2的内部(带阶梯的横孔5)，形成流入室11和大致直线状的流出室12，该流入室11嵌插有向横向滑动自如的第1阀芯20且开口有流入口3，该流出室12是比流入室11小的小径且与流入口3和流出口4大致相同直径，并且该流出室12开口有流出口4。另外，流入室11中，在第1阀芯20(的大径部21)的左侧(流出室12侧)划分有与流入口3相连的第1阀室11a，在第1阀芯20(的大径部21)的右侧(堵塞部件8侧)划分有第1背压室11b。
此处，在流出室12的右端，向第1阀室11a突出地与主体部件2一体形成有带第1阀口13a的第1阀座13，第1阀口13a在第1阀室11a开口并与流出口4连通，且根据第1阀芯20的滑动动作而开闭。
另一方面，保持架部件9主要具有：与带阶梯的凹孔6嵌合的嵌合部9a；以及从嵌合部9a的上表面中央部向上方延伸的上方延伸部9b。在嵌合部9a的上半部的外周面形成有外螺纹部，在嵌合部9a的下半部的外周面形成有环状槽。另外，在保持架部件9(的嵌合部9a)的下表面形成凹状的嵌插孔9c，该嵌插孔9c内嵌插沿纵向滑动自如的先导阀芯50，在该嵌插孔9c的上方以与该嵌插孔9c相连的方式形成有保持孔9d，保持孔9d对阀轴30的第2阀芯31进行保持。此外，在该保持孔9d的上方形成有插通孔9e，该插通孔9e是比保持孔9d大的大径且插通阀轴30的第2阀芯31。
在先导阀芯50嵌插在嵌插孔9c内、且作为密封件的O型圈9f安装在设于嵌合部9a下半部外周面的环状槽内的状态下，设在主体部件2的突设部2a的上端部的内螺纹部和设于保持架部件9的嵌合部9a外周面的外螺纹部螺合，保持架部件9螺合安装在带阶梯的凹孔6内。其结果是，在主体部件2的突设部2a的内部(带阶梯的凹孔6的保持架部件9的下侧)形成先导阀室15。另外，该先导阀室15中，先导阀芯50的下侧被设为第2阀室15a，先导阀芯50的上侧被设为第2背压室15b。
在主体部件2上，为了连通第1背压室11b和第2阀室15a，而在带阶梯的横孔5的阶梯面部5a的右端面与带阶梯的凹孔6(第2阀室15a)的右侧面(保持架部件9的嵌合部9a下半部的下方部分)之间形成有由横孔构成的第1先导主通道16a。该第1先导主通道16a在带阶梯的横孔5的上方且与该带阶梯的横孔5的中心轴大致平行地形成，由该第1先导主通道16a、第2阀室15a和设在先导阀芯50的外周部件50b上的带阶梯的连通通道52，形成将第1背压室11b和第2背压室15b始终连通的第1先导通道16。
另外，在主体部件2上，为了连通第2阀室15a和流出室12，而在带阶梯的凹孔6(第2阀室15a)的下表面的大致中央部与形成在带阶梯的横孔5的里侧的流出室12的上表面之间形成有由纵孔构成的第2先导通道17。在该第2先导通道17上，向第2阀室15a突出地与主体部件2一体形成有带第2阀口18a的第2阀座18，该第2阀口18a在第2阀室15a开口并根据先导阀芯50的升降动作而开闭。
此处，所述第2阀口18a(即，第2先导通道17)形成为比第1阀口13a(即流出室12)小的小口径，且形成为与第1先导主通道16a相同直径或比第1先导主通道16a小的小口径。
此外，在主体部件2上，为了不通过后述的第1阀芯20的第1均压通道26、第1背压室11b及第1先导主通道16a而直接连通第1阀室11a和第1先导通道16(尤其是其第2阀室15a)，在带阶梯的凹孔6(第2阀室15a)的下表面的靠右方部分与带阶梯的横孔5(第1阀室11a)的上表面之间设有由纵向的小孔构成的第2均压通道14。此处，第2均压通道14设在流入口3的横向宽度的范围内。另外，考虑到加工布置上的制约和均压性的提高等，该第2均压通道14也可在主体部件2上形成多个。
嵌插于流入室11的第1阀芯20，从右侧开始具有：带横向的顶部23的大致圆筒状的大径部21；以及从大径部21的顶部23大致中央部向左方延伸的大致圆柱状的小径部22。
大径部21形成为与流入室11(由带阶梯的横孔5的内周面形成的滑动面5b)大致相同直径，在设于大径部21外周面的环状槽内，安装有特氟龙(注册商标)等的合成树脂制的活塞环21a，该大径部21其外周面与滑动面5b滑动接触，并向横向(左右方向)移动。另外，为了向左方(第1阀口13a的闭阀方向)对第1阀芯20进行施力，而在由大径部21的圆筒状空部构成的弹簧支架孔21b的底面与堵塞部件8的嵌合部7的弹簧支架孔7b的底面之间压缩装有由压缩螺旋弹簧构成的第1闭阀弹簧24。另外，在弹簧支架孔21b的底面的大致中央部设有向左方凸出的圆锥面21c。另外，设在大径部21右端部的缩径部21f，被做成与堵塞部件8的嵌合部7的凹状凹陷7a的底面抵接而确定第1阀芯20的右方移动界限的止动件，在该大径部21的缩径部21f上，沿周向设有多个释放孔21d，以使当该缩径部21f与凹状凹陷7a的底面抵接时弹簧支架孔21b内的压力释放到其外部(即第1先导主通道16a)。另外，为了减小大径部21的缩径部21f与凹状凹陷7a的底面抵接时的接触面积，缩径部21f的外周侧被做成倒角(倒角部21e)。
另一方面，小径部(圆柱状部分)22形成为比流入口3、流出口4、流出室12及流出室12的第1阀口13a小的小径，且在小径部22的左端面形成有具有圆锥状底面的横向的凹状孔22a。另外，在小径部22的左端部朝向外侧突出地设有具有圆环状槽27a的阀芯部27。在该圆环状槽27a内嵌合由橡胶或特氟龙(注册商标)等构成的圆环状的密封件25，该密封件25与第1阀座13接触或离开而对第1阀口13a进行开闭，小径部22的左端部(构成凹状孔22a的部分)通过压板28而朝向外侧被铆接，由此，所述密封件25被固定在圆环状槽27a内。
另外，在小径部22上，遍及大径部21的顶部23而设有连通第1阀室11a和第1背压室11b的第1均压通道26，以使第1阀室11a和第1背压室11b均压。该第1均压通道26包括：沿纵向(上下方向)贯通大致圆状的小径部22并在其上下表面在第1阀室11a(换言之，具有在第1阀室11a开口的上侧开口和下侧开口)开口的纵向通道26a；以及从纵向通道26a的大致中央延伸至大径部21的弹簧支架孔21b的底面中央部(圆锥面21c的顶部)的横向通道26b。该第1均压通道26形成于第1阀芯20的小径部22，由此，在侧面看时遍及第1阀芯20的滑动宽度地设在流入口3的高度(上下方向的尺寸)范围内。
阀轴30配置在与第2先导通道17、先导阀芯50和保持架部件9同一轴线上，其针型的第2阀芯31插通在保持架部件9的插通孔9e内并滑动自如地嵌插在其保持孔9d内，该第2阀芯31的顶端部(倒圆锥状的阀芯部32)升降自如地配置在嵌插孔9c(先导阀室15的第2背压室15b)内。另外，在第2阀芯31的上方设有大径驱动部33，该大径驱动部33升降自如地内插在后述的电磁式促动器40的柱塞42内并通过该柱塞42等而被向升降方向(纵向)驱动。电磁式促动器40动作而大径驱动部33通过柱塞42或第2闭阀弹簧47而被向纵向驱动，由此，第2阀芯31的外周面与保持架部件9的保持孔9d的内周面滑动接触，并且该第2阀芯31被升降，第2阀芯31顶端部的阀芯部32与设在先导阀芯50中央部的先导孔51(的上表面开口)接触或离开，该先导孔51被打开或关闭。
电磁式促动器40配置在阀主体10的上方以覆盖对阀轴30进行保持的保持架部件9。该电磁式促动器40主要具有：由带顶部的圆筒状部件构成的套筒41；由升降自如地配置在套筒41内侧的带底部的圆筒状部件构成的柱塞42；外插固定于套筒41的绕线架43；配置在绕线架43外侧的通电励磁用的线圈44；以及配置成将绕线架43及线圈44的外侧覆盖的壳体45。套筒41及柱塞42内插在绕线架43的大致上半部，在绕线架43的大致下半部内插有保持架部件9的上方延伸部9b。套筒41的下端外插在保持架部件9的上方延伸部9b的上端外周，且利用钎焊或焊接等方式而固定于保持架部件9的上方延伸部9b。
柱塞42的下表面形成为截头倒圆锥台状，且保持架部件9的上方延伸部9b的上表面(与柱塞42下表面相对的面)具有与该柱塞42下表面互补的形状。在柱塞42的下表面与由设在保持架部件9的插通孔9e内周面的环状阶梯构成的弹簧支座面9g之间，压缩装有由压缩螺旋弹簧构成的柱塞弹簧46，以向上方(即，先导阀芯50的先导孔51的开阀方向)对柱塞42进行施力。另外，在柱塞42的圆筒状部分设有横向孔42a，该横向孔42a将该柱塞42的圆筒状空部和柱塞42与套筒41的滑动面间隙连通。另外，在柱塞42底部的大致中央形成有与阀轴30的第2阀芯31大致相同直径的贯通孔42b，且如上所述，在阀轴30的大径驱动部33被内插在柱塞42的圆筒状空部内的状态下，阀轴30的第2阀芯31就被插通在贯通孔42b及保持架部件9的插通孔9e内，在阀轴30的大径驱动部33的上表面与套筒41的顶部下表面之间，压缩装有由压缩螺旋弹簧构成的第2闭阀弹簧47，以向下方(即，先导阀芯50的先导孔51的闭阀方向)对阀轴30进行施力。此处，第2闭阀弹簧47的作用力设定得比前述柱塞弹簧46的作用力小。
先导阀芯50是根据所述阀轴30(的第2阀芯31)的升降动作而被开闭驱动的。
详细地说，该先导阀芯50是螺合安装在阀主体10突设部2a的带阶梯的凹孔6内的沿纵向滑动自如地嵌插在保持架部件9的嵌插孔9c内的短圆柱状体，包括黄铜等金属制的外周部件50b、和内嵌于该外周部件50b并利用铆接部50c铆接固定的截面为凸形状的特氟龙(注册商标)等的合成树脂制的内周部件50a，该内周部件50a与第2先导通道17的第2阀座18接触或离开。另外，为了贯通先导阀芯50的内周部件50a中央部，而将先导阀室15的第2阀室15a和第2背压室15b连通，且形成有由所述第2阀芯31开闭的带阶梯的先导孔51。此外，在外周部件50b上形成有将先导阀室15的第2阀室15a和第2背压室15b始终连通的由带阶梯的纵孔构成的连通通道52。
另外，在保持架部件9的嵌插孔9c的下部内周面，设有向下方扩径的倾斜面9h，且在该倾斜面9h上突出地设有由环状的阶梯构成的弹簧支座面9i(参照图2)。在先导阀芯50(的外周部件50b)下表面的外缘部分与设在倾斜面9h的弹簧支座面9i之间，压缩装有由圆锥状的压缩螺旋弹簧构成的开阀弹簧53，以向上方(即，第2先导通道17的第2阀口18a的开阀方向)对先导阀芯50进行施力并缓解先导阀芯50(的内周部件50a)与第2阀座18抵接时的冲击。
<二级先导式电磁阀的动作>
下面，参照图1及图3～图7，来说明上述结构的电磁阀1的动作状态。
在上述结构的电磁阀1中，当向线圈44通电时(通电时)，如图1所示，柱塞42克服柱塞弹簧46的作用力而被向下方驱动，阀轴30利用第2闭阀弹簧47的作用力而与柱塞42一起向下方移动，阀轴30的第2阀芯31的阀芯部32被按压到先导阀芯50(的内周部件50a)，先导阀芯50的先导孔51由第2阀芯31的阀芯部32关闭。与此同时，先导阀芯50克服开阀弹簧53的作用力而与阀轴30等一起向下方移动，先导阀芯50(的内周部件50a)被按压到第2先导通道17的第2阀座18而关闭第2阀口18a。通过流入口3而被导入到流入室11的第1阀室11a的高压流体(制冷剂)，流入到第1阀芯20的第1均压通道26及第1阀芯20(的大径部21)的外周面至活塞环21a的外周面与流入室11的内周面(带阶梯的横孔5的滑动面5b)之间的滑动面间隙→第1背压室11b→第1先导主通道16a→第2阀室15a→先导阀芯50的连通通道52→第2背压室15b。其结果是，流入室11的第1阀室11a的压力P1和第1背压室的压力P3(此处，P1＝P3)等高于流出室12的压力P2，第1阀芯20因第1闭阀弹簧24的作用力及流入室11的第1阀室11a与流出室12的差压而被按压到第1阀座13上而关闭第1阀口13a(全闭状态)。
接着，当从上述全闭状态停止向线圈44通电时(未通电时)，如图3所示，柱塞42因柱塞弹簧46的作用力而被驱动到上方(直至上端面与套筒41的顶部下表面抵接)，阀轴30克服第2闭阀弹簧47的作用力而与柱塞42一起被提起到上方，阀轴30的第2阀芯31的阀芯部32离开先导阀芯50(的内周部件50a)，先导阀芯50的先导孔51被打开。由此，被导入到第2背压室15b的高压流体(制冷剂)通过先导孔51而流入第2先导通道17及流出室12。
当高压的流体(制冷剂)从第2背压室15b流入第2先导通道17及流出室12时，第2背压室15b的压力P4就下降。更详细地说，第2背压室15b的压力P4高于流出室12的压力P2，且低于第1背压室11b和先导主通道16a、第2阀室15a的压力P3，且如图4所示，先导阀芯50因开阀弹簧53的作用力及第2背压室15b与先导主通道16a的差压而从第2阀座18被提起，比先导孔51大的大口径的第2阀口18a被打开。当第2阀口18a打开时，被导入到第1背压室11b和第1先导主通道16a的高压流体(制冷剂)就通过第2阀口18a而从第2阀室15a流入第2先导通道17及流出室12。
当第1背压室11b和第1先导主通道16a的高压流体(制冷剂)，通过第2阀口18a而从第2阀室15a流入第2先导通道17及流出室12时，第1背压室11b等的压力P3就下降。更详细地说，第1背压室11b的压力P3高于流出室12的压力P2，且低于第1阀室11a的压力P1，在第1阀芯20的左右产生差压。并且，当该差压胜过第1闭阀弹簧24的施力时，如图5所示，第1阀芯20克服第1闭阀弹簧24的作用力而向右方(开阀方向)移动而离开第1阀座13，大口径的第1阀口13a被打开。由此，从流入口3被导入到流入室11的第1阀室11a的高压流体(制冷剂)，通过大口径的第1阀口13a而被导入流出口4。即，在本实施方式中，在线圈44未通电时(电磁式促动器40未动作时)，大口径的第1阀口13a被开阀，流体(制冷剂)向流入口3→第1阀室11a→第1阀口13a→流出口4流动。
接着，当为了对流入口3与流出口4之间的第1阀口13a进行闭阀而向线圈44通电时，如图6所示，柱塞42克服柱塞弹簧46的作用力而被驱动到下方，阀轴30因第2闭阀弹簧47的作用力而与柱塞42一起向下方移动，阀轴30的第2阀芯31的阀芯部32被按压到先导阀芯50(的内周部件50a)，先导阀芯50的先导孔51由第2阀芯31的阀芯部32关闭。
当先导孔51被关闭时，先导阀室15的第2阀室15a的压力P3和第2背压室15b的压力P4相等(即，第2阀室15a与第2背压室15b被均压)，由于第2闭阀弹簧47的作用力，阀轴30和先导阀芯50成为一体并克服开阀弹簧53的作用力而被下推到下方，且如图7所示，先导阀芯50(的内周部件50a)被按压到第2先导通道17的第2阀座18上而关闭第2阀口18a。
当先导孔51及第2阀口18a被关闭时，流入室11的第1阀室11a的压力P1和第1背压室11b等的压力P3相等(即，第1阀室11a与第1背压室11b被均压)，第1阀芯20因第1闭阀弹簧24的作用力而向左方(闭阀方向)移动，第1阀芯20被按压到第1阀座13上而关闭第1阀口13a(参照图1)。即，在本实施方式中，大口径的第1阀口13a利用向线圈44的通电(电磁式促动器40的动作)而被闭阀，且从该第1阀口13a的流入口3向流出口4的流体(制冷剂)的流动被切断。
在这种结构的电磁阀1中，由于小型的电磁式促动器40所产生的小驱动力对具有第2阀芯31的阀轴30及先导阀芯50进行驱动并可驱动对大口径的第1阀口13a进行开闭的第1阀芯20，且该第1阀芯20在不同于配置在同一轴线上的阀轴30及先导阀芯50的升降方向的方向上移动自如，特别是在与阀轴30及先导阀芯50的升降方向正交的横向(左右方向)上移动自如，因此，可使电磁阀1整体的尺寸小型化，可提高该电磁阀1的搭载性，并能可靠而迅速地驱动该第1阀芯20。
另外，在上述结构的电磁阀1中，存在机油等高粘性的流体与高压制冷剂一起通过流入口3而大量地流入到流入室11内的情况，当第1均压通道26因这种机油等而被堵塞导致均压性下降时，有可能产生第1阀口13a的闭阀延迟，或不能将第1阀口13闭阀。在本实施方式的电磁阀1中，即使在机油等的高粘性的流体如此通过流入口3而流入到流入室11的情况下，由于第1均压通道26以遍及第1阀芯20的滑动方向地处于流入口3的高度(上下方向的尺寸)的范围内的方式设在第1阀芯20的小径部(圆柱状部分)22，因此，可抑制该机油等所产生的第1均压通道26的堵塞，能可靠地确保该第1均压通道26的均压性。另外，由于该第1均压通道26具有与第1阀室11a相连的多个开口(在图示例子中，为上侧开口和下侧开口)，由此，即使第1均压通道26的所述开口的相对于阀主体10的位置因例如插入第1阀芯20时的旋转等而产生变化的情况下，也能可靠地避免机油等所产生的第1均压通道26的堵塞，能进一步可靠地确保该第1均压通道26的均压性。
另外，在上述结构的电磁阀1中，由于在阀主体10上设有将第1阀室11a和第1先导通道16、特别是将第1阀室11a和构成第1先导通道16的第2阀室15a直接连通的第2均压通道14，由此，即使在将第1背压室11b和第2背压室15b连通的第1先导通道16的一部分因例如流入到第1阀室11a的机油等而被堵塞的情况下，也能通过第1均压通道26及第2均压通道14而将第1背压室11b和第2背压室15b连通，能可靠地确保该第1先导通道16的均压性。此外，该第2均压通道14在侧面看时设在流入口3的横向的宽度范围内，由此，在例如将该电磁阀1倾斜90度而以被分隔为第1阀室11a和第1背压室11b的流入室11的第1背压室11b处于下方的姿势(换言之，堵塞部件8处于下方的姿势)进行使用的状态下，即使机油等流入到流入室11，也能抑制该机油等所产生的第2均压通道14的堵塞，能可靠地确保该第2均压通道14的均压性。
另外，在上述的实施方式中，对于在未通电时第1阀口13a开阀的常开型的二级先导式电磁阀作了说明，但是，对于在未通电时第1阀口13a闭阀、在通电时该第1阀口13a开阀的常闭型的二级先导电磁阀，当然可适用上述的结构。
另外，将第1背压室11b和第2背压室15b始终连通的第1先导通道16、将流出室12和第2阀室15a连通的第2先导通道17、将第1阀室11a和第1背压室11b连通的第1均压通道26等的结构，可适当进行变更。例如，在上述的实施方式中，虽然通过设在先导阀芯50的连通通道52而使第1背压室11b和第2背压室15b连通，但是，也可在例如保持架部件9等的零件上形成将第2阀室15a和第2背压室15b连通的连通孔，且通过该连通孔而使第1背压室11b和第2背压室15b连通。
另外，本发明的二级先导式电磁阀不仅适用于车辆用或家庭用的热泵式制冷制热系统，而且当然也可适用于其它的系统。

Claims (11)

1.一种二级先导式电磁阀，具有：第1阀芯；设在阀轴上的第2阀芯；电磁式促动器，该电磁式促动器用于使该阀轴升降；先导阀芯，该先导阀芯根据所述阀轴的升降动作而被开闭驱动；以及阀主体，该阀主体设有流入口及流出口，
在所述阀主体中的所述流入口与所述流出口之间设有：流入室，该流入室嵌插滑动自如的所述第1阀芯并利用该第1阀芯而被分隔为与所述流入口相连的第1阀室和第1背压室；流出室，该流出室具有第1阀口，该第1阀口在所述第1阀室开口且与所述流出口连通，并根据所述第1阀芯的滑动动作而开闭；以及先导阀室，该先导阀室配置有升降自如的所述先导阀芯及所述第2阀芯，且利用该先导阀芯而被分隔为第2阀室和第2背压室，并且所述二级先导式电磁阀中设有：第1先导通道，该第1先导通道通过所述第2阀室而将所述第1背压室和所述第2背压室连通；第2先导通道，该第2先导通道将所述流出室和所述第2阀室连通，且具有在所述第2阀室开口并根据所述先导阀芯的升降动作而开闭的第2阀口；以及第1均压通道，该第1均压通道将所述第1阀室和所述第1背压室连通，
所述先导阀芯的先导孔及所述第2先导通道的所述第2阀口根据所述阀轴的升降动作而被开闭，所述第1阀芯被移动而开闭所述流出室的所述第1阀口，该二级先导式电磁阀的特征在于，
所述第1阀芯在不同于所述阀轴及所述先导阀芯的升降方向的方向上移动自如。
2.如权利要求1所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第1阀芯在与所述阀轴及所述先导阀芯的升降方向正交的方向上移动自如。
3.如权利要求1或2所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第1均压通道在侧面看时设在所述流入口的高度的范围内。
4.如权利要求1至3中任一项所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第1均压通道具有与所述第1阀室相连的多个开口。
5.如权利要求4所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第1均压通道包括：与所述第1阀室相连的纵向通道；以及与该纵向通道和所述第1背压室相连的横向通道。
6.如权利要求5所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第1均压通道设在所述第1阀芯的圆柱状部分。
7.如权利要求1至6中任一项所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，还设有将所述第1阀室和所述第1先导通道直接连通的第2均压通道。
8.如权利要求7所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第2均压通道与构成所述第1先导通道的所述第2阀室连通。
9.如权利要求7或8所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第2均压通道在侧面看时设在所述流入口的宽度的范围内。
10.如权利要求7至9中任一项所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，所述第2均压通道由纵孔构成。
11.如权利要求1至10中任一项所述的二级先导式电磁阀，其特征在于，构成为，在所述升降驱动部未动作时，所述先导阀芯的先导孔及所述第2先导通道的所述第2阀口成为打开状态或关闭状态。
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