CN107795696A - 控制阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种不增加零件件数，就能够在双向流动时确保控制性的控制阀。在从第一出入口(11)经由主阀室(13)朝向第二出入口(12)的一个方向和从第二出入口(12)经由主阀室(13)朝向第一出入口(11)的另一个方向这两个方向的流向中，为了使作用于配置在主阀室(13)内主阀芯(20)的流体压为相同方向，在阀主体(10)内配置有多个差压阀(50、60、70、80)。

Description

控制阀
技术领域
本发明涉及一种组入空气调节机、制冷机等制冷循环而用作流量控制阀的电动阀或电磁阀等控制阀。
背景技术
作为这种控制阀，已知一种电磁阀，在相对于主阀芯的流入路或流出路设置在前后的差压为规定压力以上时解放流路的差压阀(例如，参照下述专利文献1)。
在如上所述的以往的电磁阀中，阀内的流体的流动方向通过设于流入路或流出路的差压阀而被规定为一个方向(从流入路朝向流出路的方向)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11―193976号公报
(发明所要解决的课题)
然而，由于如上所述的电磁阀不是双向流动，因此在将该电磁阀组入空气调节机(空气调节器)等制冷循环而进行使用的情况下，为了应对因循环的运转模式的切换等而产生的流体(制冷剂)的流动方向的变化，需要并排地设置上述电磁阀来改变方向，或者在循环内设置多个差压阀、电磁阀以控制流体(制冷剂)的流动方向。
另外，也可以考虑到省略流入路或者流出路的差压阀，使用上述电磁阀且使其双向流动，但是，如上所述的电磁阀并未设想成使流体向逆向(从流出路朝向流入路的方向)流动而使用。因此，存在如下担忧：例如在逆向流动时流路被主阀芯关闭的状况下，若流出路侧与流入路侧的压力差(差压)增大到设想以上，则对主阀芯(具有主阀芯的柱塞)向闭阀方向施力的柱塞弹簧的作用力比施加到该主阀芯的差压小而导致开阀，控制性降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种不增加零件件数，就能够在双向流动时确保控制性的控制阀。
(用于解决课题的手段)
为了达成上述的目的，本发明的控制阀的特征在于，基本上具备：阀主体，该阀主体设有主阀室和第一出入口及第二出入口，且朝向所述主阀室开口有底部开口、第一侧部开口及第二侧部开口；主阀芯，为了控制在所述底部开口流动的流体的流量，该主阀芯以能够相对于所述底部开口升降的方式配置于所述主阀室；以及升降驱动源，该升降驱动源用于使所述主阀芯相对于所述底部开口升降，在从所述第一出入口经由所述主阀室朝向所述第二出入口的一个方向和从所述第二出入口经由所述主阀室朝向所述第一出入口的另一个方向这两个方向的流向中，为了使作用于所述主阀芯的流体压为相同方向，在所述阀主体内的所述第一出入口与所述第一侧部开口之间、所述第二出入口与所述第二侧部开口之间、所述第一出入口与所述底部开口之间以及所述第二出入口与所述底部开口之间分别配置有根据前后的差压而动作的差压阀。
在更优选的方式中，在所述阀主体内的所述第一出入口与所述第一侧部开口之间配置有第一侧部差压阀，该第一侧部差压阀根据所述第一出入口与所述第一侧部开口的差压而使流体仅向从所述第一出入口朝向所述第一侧部开口的方向或者其反方向流动，在所述阀主体内的所述第二出入口与所述第二侧部开口之间配置有第二侧部差压阀，该第二侧部差压阀根据所述第二出入口与所述第二侧部开口的差压而使流体仅向从所述第二出入口朝向所述第二侧部开口的方向或者其反方向流动，在所述阀主体内的所述第一出入口与所述底部开口之间配置有第一底部差压阀，该第一底部差压阀根据所述第一出入口与所述底部开口的差压而使流体仅向从所述底部开口朝向所述第一出入口的方向或者其反方向流动，在所述阀主体内的所述第二出入口与所述底部开口之间配置有第二底部差压阀，该第二底部差压阀根据所述第二出入口与所述底部开口的差压而使流体仅向从所述底部开口朝向所述第二出入口的方向或者其反方向流动。
在更具体的优选的方式中，具备：阀主体，该阀主体设有主阀室和第一出入口及第二出入口，朝向所述主阀室的底部开口有流出口，且朝向所述主阀室的侧部开口有第一流入口及第二流入口；主阀芯，为了控制在所述流出口流动的流体的流量，该主阀芯以能够相对于所述流出口升降的方式配置于所述主阀室；以及升降驱动源，该升降驱动源用于使所述主阀芯相对于所述流出口升降，在从所述第一出入口经由所述主阀室朝向所述第二出入口的一个方向和从所述第二出入口经由所述主阀室朝向所述第一出入口的另一个方向这两个方向的流向中，为了使作用于所述主阀芯的流体压为相同方向，在所述阀主体内的所述第一出入口与所述第一流入口之间配置有第一侧部差压阀，该第一侧部差压阀根据所述第一出入口与所述第一流入口的差压而使流体仅向从所述第一出入口朝向所述第一流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第二出入口与所述第二流入口之间配置有第二侧部差压阀，该第二侧部差压阀根据所述第二出入口与所述第二流入口的差压而使流体仅向从所述第二出入口朝向所述第二流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述流出口与所述第一出入口之间配置有第一底部差压阀，该第一底部差压阀根据所述流出口与所述第一出入口的差压而使流体仅向从所述流出口朝向所述第一出入口的方向流动，在所述阀主体内的所述流出口与所述第二出入口之间配置有第二底部差压阀，该第二底部差压阀根据所述流出口与所述第二出入口的差压而使流体仅向从所述流出口朝向所述第二出入口的方向流动。
在优选的方式中，所述第一侧部差压阀及所述第二侧部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向相同的方向移动，并且所述第一底部差压阀及所述第二底部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向正交的方向移动。
在更具体的优选的方式中，具备：阀主体，该阀主体设有主阀室和第一出入口及第二出入口，朝向所述主阀室的底部开口有流入口，且朝向所述主阀室的侧部开口有第一流出口及第二流出口；主阀芯，为了控制在所述流入口流动的流体的流量，该主阀芯以能够相对于所述流入口升降的方式配置于所述主阀室；以及升降驱动源，该升降驱动源用于使所述主阀芯相对于所述流入口升降，为了在从所述第一出入口经由所述主阀室朝向所述第二出入口的一个方向和从所述第二出入口经由所述主阀室朝向所述第一出入口的另一个方向这两个方向的流向中，作用于所述主阀芯的流体压为相同方向，在所述阀主体内的所述第一出入口与所述流入口之间配置有第一底部差压阀，该第一底部差压阀根据所述第一出入口与所述流入口的差压而使流体仅向从所述第一出入口朝向所述流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第二出入口与所述流入口之间配置有第二底部差压阀，该第二底部差压阀根据所述第二出入口与所述流入口的差压而使流体仅向从所述第二出入口朝向所述流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第一流出口与所述第一出入口之间配置有第一侧部差压阀，该第一侧部差压阀根据所述第一流出口与所述第一出入口的差压而使流体仅向从所述第一流出口朝向所述第一出入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第二流出口与所述第二出入口之间配置有第二侧部差压阀，该第二侧部差压阀根据所述第二流出口与所述第二出入口的差压而使流体仅向从所述第二流出口朝向所述第二出入口的方向流动。
在优选的方式中，所述第一底部差压阀及所述第二底部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向相同的方向移动，并且所述第一侧部差压阀及所述第二侧部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向正交的方向移动。
(发明效果)
根据本发明，在从第一出入口经由主阀室朝向第二出入口的一个方向和从第二出入口经由主阀室朝向第一出入口的另一个方向这两个方向的流向中，作用于主阀芯的流体压为相同方向，为了使作用于在主阀室内配置的主阀芯的流体压为相同方向，在阀主体内组入且配置有多个差压阀，因此能够避免因施加于主阀芯的差压(流体压)而导致该主阀芯进行与控制不同的动作(开闭)的问题。因此，不增加零件件数，就能够在双向流动时确保控制性。
附图说明
图1是表示本发明的控制阀的第一实施方式(电磁阀)的纵剖视图，是表示流体向一个方向(从第一出入口朝向第二出入口的方向)流动的状态的图。
图2是表示本发明的控制阀的第一实施方式(电磁阀)的纵剖视图，是表示流体向另一个方向(从第二出入口朝向第一出入口的方向)流动的状态的图。
图3是表示本发明的控制阀的第二实施方式(电动阀)的纵剖视图，是表示流体向一个方向(从第一出入口朝向第二出入口的方向)流动的状态的图。
图4是表示本发明的控制阀的第二实施方式(电动阀)的纵剖视图，是表示流体向另一个方向(从第二出入口朝向第一出入口的方向)流动的状态的图。
符号说明
1 电磁阀(控制阀的第一实施方式)
2 电动阀(控制阀的第二实施方式)
10 阀主体
11 第一出入口
12 第二出入口
13 主阀室
13a 第一侧部开口
13b 第二侧部开口
13c 底部开口
14 装配孔
15、16、17、18 安装孔
19a、19b 纵孔
19c 横孔
19d、19e 倾斜孔
20 主阀芯
21 阀轴
27 螺纹进给机构
30 电磁式促动器(升降驱动源)(第一实施方式)
39 保持部件
40 步进电动机(升降驱动源)(第二实施方式)
45 奇异行星齿轮减速机构
47 阀轴支承部件
48 外壳
49 保持部件
50 差压阀(第一侧部差压阀)
51 阀芯
60 差压阀(第二侧部差压阀)
61 阀芯
70 差压阀(第一底部差压阀)
71 阀芯
70 差压阀(第二底部差压阀)
81 阀芯
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。
此外，在本说明书中，表示上下、左右等的位置、方向的记述是用于避免说明变烦琐而根据附图方便起见而附加的，未必指示实际的使用状态下的位置、方向。
另外，在各图中存在如下情况：为了容易理解发明，另外，为了实现作图上的方便，形成于部件之间的间隙、部件之间的间隔距离等与各构成部件的尺寸相比增大或者减小地描绘。
(第一实施方式)
图1及图2是表示作为本发明的控制阀的第一实施方式的电磁阀的纵剖视图，图1是表示流体向一个方向(从第一出入口朝向第二出入口的方向)流动的状态的图，图2是表示流体向另一方向(从第二出入口朝向第一出入口的方向)流动的状态的图。
图示实施方式的控制阀(电磁阀)1是组入于例如采用CO2制冷剂的空气调节机(空气调节器)等制冷循环而使用的控制阀，因此，主要具备例如金属制的阀主体10、球型的主阀芯20、用于通过电磁力而使主阀芯20升降的电磁式促动器(升降驱动源)30以及四个差压阀50、60、70、80。
(阀主体10的结构)
所述阀主体10设有：两个出入口(第一出入口11、第二出入口12)；配置有升降自如的主阀芯20的主阀室13；朝向主阀室13的左侧部开口并且与第一出入口11相连的第一流入口(第一侧部开口)13a；朝向主阀室13的右侧部开口并且与第二出入口12相连的第二流入口(第二侧部开口)13b；以及朝向主阀室13的底部开口并且与第一出入口11和第二出入口12相连的流出口(底部开口)13c。
详细而言，所述阀主体10具有纵截面大致矩形状，在其四个侧面(左面、右面、上面、下面)中，在上面侧的中央附近设有由截面圆形的凹孔构成的装配孔14，在上面侧的左右(装配孔14的左右)分别开设有由纵向的截面圆形的凹孔构成的安装孔15、16。另外，在阀主体10的左面侧的中央附近设有由右向的横孔构成的第一出入口11，在左面侧的下部开设有由横向的截面圆形的凹孔构成的安装孔17，并且在阀主体10的右面侧的中央附近设有由左向的横孔构成的第二出入口12，在右面侧的下部开设有由横向的截面圆形的凹孔构成的安装孔18。
在所述装配孔14及安装孔15～18(的开口部分)的内周形成有用于安装固定电磁式促动器30(的保持部件39)及差压阀50、60、70、80(的阀芯保持架59、69、79、89)的内螺纹部，在所述装配孔14(的内螺纹部)螺装有保持电磁式促动器30的保持部件39(的外螺纹部)，从而在该装配孔14的下部划分出主阀室13，主阀芯20能够升降地配置于该主阀室13。
另外，在所述阀主体10中，在装配孔14(的下部左侧部)(即，主阀室13的左侧部)与左侧的安装孔15(的下部右侧部)之间、以及装配孔14(的下部右侧部)(即，主阀室13的右侧部)与右侧的安装孔16(的下部左侧部)之间分别设有由横孔构成的第一流入口13a及第二流入口13b，并且在安装孔15(的底部中央)与安装孔17(的右部上侧部)之间设有与所述第一出入口11相连(交叉)的纵孔19a，在安装孔16(的底部中央)与安装孔18(的左部上侧部)之间设有与所述第二出入口12相连(交叉)的纵孔19b。
在装配孔14的底部(设置的凸状部)中央设有由纵孔构成的流出口13c，该纵孔的上端部为与主阀芯20接触、分离的阀座13d，在设于阀主体10的下部的安装孔17(的底部中央)与安装孔18(的底部中央)之间设有与所述流出口13c相连(交叉)的横孔19c。
此外，在本例中，为了形成向装配孔14(主阀室13)开口的横向的第一流入口13a和第二流入口13b，在所述阀主体10的右面侧的上部(与第一流入口13a及第二流入口13b大致相同高度的部分)形成有大径孔19(直径比第一流入口13a及第二流入口13b大的凹孔)，所述第一流入口13a及第二流入口13b从该大经孔19(的底部的下侧部分)经由安装孔16(的下部)在同一直线上(相同轴线上)形成。在所述大径孔19(的内周形成的内螺纹)螺装固定有截面凸状的带有盖部件的封闭部件9(的外周形成的外螺纹部)。
在本例中，第一出入口11、第二出入口12、与第一出入口11相连的纵孔19a、与第二出入口12相连的纵孔19b、横孔19c、第一流入口13a以及第二流入口13b形成为直径大致相同，并且流出口13c与所述第一流入口13a及第二流入口13b等相比直径形成得稍小。
(包含主阀芯20的电磁式促动器30的结构)
电磁式促动器30配置于所述阀主体10的上方。
所述电磁式促动器30主要具备：绕线管31；配置于绕线管31的外侧的通电励磁用的线圈32；以覆盖线圈32的外周的方式配置的壳体33；配置于线圈32的上部内周侧且通过螺栓34固定于壳体33的有底圆筒状或圆筒状的吸引子35；上端通过焊接等固定于吸引子35的外周阶梯部的导向管36；以及滑动自如地嵌插于导向管36的带有阶梯的长圆柱状的柱塞37，在柱塞37的下端(阀主体10侧的顶端)设有保持孔37a，由滚珠构成的主阀芯20以其下面的一部分露出的状态收纳于该保持孔37a且铆接固定(铆接部37b)。另外，在与吸引子35相对配置的柱塞37的上部形成有构成弹簧室的纵孔37c和与该纵孔37c连通的均压孔即横孔37d，在所述纵孔37c内装有由对柱塞37(设置的主阀芯29)向闭阀方向(下方)施力的压缩螺旋弹簧构成的柱塞弹簧38。
导向管36设置成延伸至壳体33的下侧，在该导向管36的下部，隔着圆板状部件39c地外插有带有凸缘状盖部39b的圆筒状的保持部件39，所述保持部件39通过设于导向管36的下端的凸缘状卡定部36a而被保持固定。即，所述保持部件39在中间夹着圆板状部件39c地由导向管36的凸缘状卡定部36a与壳体33夹持。
在保持部件39的圆筒部39a的外周形成有外螺纹部，保持部件39(的圆筒部39a)的外螺纹部螺装于在阀主体10设置的装配孔14的内螺纹部，从而该电磁式促动器30配置于阀主体10的上方且(纵向配置)固定。
在上述结构的电磁式促动器30中，通过向线圈32通电而柱塞37沿上下方向移动(升降)，设于柱塞37的顶端的主阀芯20与设于流出口13c的阀座13d接触、分离(对流出口13c进行开闭)，在流出口13c流动的流体(制冷剂)的流量被控制。
(差压阀50、60、70、80的结构)
由于安装于所述安装孔15、16、17、18的差压阀50、60、70、80(第一侧部差压阀50、第二侧部差压阀60、第一底部差压阀70、第二底部差压阀80)其结构自身分别大致相同，因此，以下，以差压阀50为代表进行说明。此外，在差压阀60、70、80中对具有与差压阀50相同功能及作用的部分标注相同的符号(相对于差压阀50的各部的符号分别加上10、20、30后的符号)。
所述差压阀50根据安装孔15的前后的差压(即，第一出入口11与第一流入口13a的差压)，更具体而言，在第一出入口11侧的压力比第一流入口13a侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从第一出入口11朝向第一流入口13a的方向流动，所述差压阀50基本上具有：内插于所述安装孔15的带有盖部件59b的圆筒状的阀芯保持架59；以及(沿上下方向)滑动自如地配置于阀芯保持架59的圆筒部59a的圆柱状的活塞52，在活塞52的顶端设有保持孔52a，由直径比活塞52稍微小的滚珠构成的阀芯(差压阀芯)51以使其下面的一部分露出的状态被收纳于该保持孔52a且铆接固定(铆接部52b)。另外，在活塞52的上面(盖部件59b侧的面)及阀芯保持架59的盖部件59b的下面(活塞52侧的面)分别形成有凹状的弹簧支架孔52c、59c，在活塞52的弹簧支架孔52c(的底面)与阀芯保持架59的盖部件59b的弹簧支架孔59c(的底面)之间，压缩安装有由对活塞52(设置的阀芯51)向闭阀方向(下方)施力的压缩螺旋弹簧构成的闭阀弹簧53。
所述阀芯保持架59的圆筒部59a从盖部件59b侧开始具有外径大的厚壁圆筒部59aa和外径小的薄壁圆筒部59ab，在厚壁圆筒部59aa的外周形成有外螺纹部，并且在薄壁圆筒部59ab形成有多个(在图示例中，等角度间隔四个)贯通孔58。阀芯保持架59(的圆筒部59a的厚壁圆筒部59aa)的外螺纹部螺装于在阀主体10设置的安装孔15的内螺纹部，从而该差压阀50安装固定于阀主体10。
此外，在图示例中，阀芯保持架59的圆筒部59a的薄壁圆筒部59ab的下端部分外嵌于在安装孔15的底部设置的凸部且定位。
在如上所述的结构的差压阀50中，在第一出入口11侧的压力比第一流入口13a侧的压力低时(在流体向从第二出入口12朝向第一出入口11的方向流动时)，设于活塞52的阀芯51通过闭阀弹簧53(的作用力)按压于朝向安装孔15的底部开口的纵孔19a(的上端部)，第一出入口11与第一流入口13a之间的流路关闭。
另一方面，在第一出入口11侧的压力比第一流入口13a侧的压力高(规定值以上)，施加于阀芯51的差压克服闭阀弹簧53的作用力时(在流体向从第一出入口11朝向第二出入口12的方向流动时)，活塞52克服闭阀弹簧53的作用力上升，设于活塞52的阀芯51从朝向安装孔15的底部开口的纵孔19a(的上端部)离开，第一出入口11与第一流入口13a之间的流路打开，由此，流体从第一出入口11侧经由纵孔19a的上侧部分→安装孔15内的阀芯保持架59的圆筒部59a的内侧→贯通孔58等向第一流入口13a侧(即，主阀室13)流动。
即，所述差压阀50(的阀芯51)根据第一出入口11和第一流入口13a的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从第一出入口11朝向第一流入口13a的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从第一出入口11朝向第一流入口13a的方向流入的位置。
此外，即使在安装于安装孔16的差压阀60中，也与所述差压阀50同样地，根据安装孔16的前后的差压(即，第二出入口12与第二流入口13b的差压)，更具体而言，在第二出入口12侧的压力比第二流入口13b侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从第二出入口12朝向第二流入口13b的方向流动，所述差压阀60(的阀芯61)根据第二出入口12与第二流入口13b的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从第二出入口12朝向第二流入口13b的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从第二出入口12朝向第二流入口13b的方向流入的位置。
另外，即使在安装于安装孔17的差压阀70中，也与所述差压阀50同样地，根据安装孔17的前后的差压(即，流出口13c与第一出入口11的差压)，更具体而言，在流出口13c侧的压力比第一出入口11侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从流出口13c朝向第一出入口11的方向流动，所述差压阀70(的阀芯71)根据流出口13c与第一出入口11的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从流出口13c朝向第一出入口11的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从流出口13c朝向第一出入口11的方向流入的位置。
另外，即使在安装于安装孔18的差压阀80中，也与所述差压阀50同样地，根据安装孔18的前后的差压(即，流出口13c与第二出入口12的差压)，更具体而言，在流出口13c侧的压力比第二出入口12侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从流出口13c朝向第二出入口12的方向流动，所述差压阀80(的阀芯81)根据流出口13c与第二出入口12的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从流出口13c朝向第二出入口12的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从流出口13c朝向第二出入口12的方向流入的位置。
(电磁阀1的动作)
在具有如上所述的结构的电磁阀1中，在流体向从第一出入口11(高压侧)朝向第二出入口12(低压侧)的方向(一个方向)流动的情况下，第一出入口11侧的压力比第一流入口13a(主阀室13)侧的压力和流出口13c(主阀室13)侧的压力高，第二出入口12侧的压力比第二流入口13b(主阀室13)侧的压力和流出口13c(主阀室13)侧的压力低。因此，设于安装孔15的差压阀50(的阀芯51)和设于安装孔18的差压阀80(的阀芯81)处于所述开位置，设于安装孔16的差压阀60(的阀芯61)和设于安装孔17的差压阀70(的阀芯71)处于所述闭位置。
因此，从第一出入口11导入的流体(制冷剂)经由纵孔19a的上侧部分→安装孔15内(阀芯保持架59的圆筒部59a的内侧及贯通孔58等)→由横孔构成的第一流入口13a而流入至装配孔14内(主阀室13)，并且，在流出口13c打开的情况下，从第一出入口11导入的流体(制冷剂)经由由纵孔构成的流出口13c→横孔19c的右侧部分→安装孔18内(阀芯保持架89的圆筒部89a的内侧及贯通孔88等)→纵孔19b的下侧部分而向第二出入口12流动(图1所示的状态)。
另一方面，在流体向从第二出入口12(高压侧)朝向第一出入口11(低压侧)的方向(另一个方向)流动的情况下，第一出入口11侧的压力比第一流入口13a(主阀室13)侧的压力和流出口13c(主阀室13)侧的压力低，第二出入口12侧的压力比第二流入口13b(主阀室13)侧的压力和流出口13c(主阀室13)侧的压力高。因此，设于安装孔15的差压阀50(的阀芯51)和设于安装孔18的差压阀80(的阀芯81)处于所述闭位置，设于安装孔16的差压阀60(的阀芯61)和设于安装孔17的差压阀70(的阀芯71)处于所述开位置。
因此，从第二出入口12导入的流体(制冷剂)经由纵孔19b的上侧部分→安装孔16内(阀芯保持架69的圆筒部69a的内侧及贯通孔68等)→由横孔构成的第二流入口13b而流入至装配孔14内(主阀室13)，并且，在流出口13c打开的情况下，从第二出入口12导入的流体(制冷剂)经由由纵孔构成的流出口13c→横孔19c的左侧部分→安装孔17内(阀芯保持架79的圆筒部79a的内侧及贯通孔78等)→纵孔19a的下侧部分而向第一出入口11流动(图2所示的状态)。
这样一来，在本实施方式的控制阀(电磁阀)1中，在从第一出入口11经由主阀室13朝向第二出入口12的一个方向和从第二出入口12经由主阀室13朝向第一出入口11的另一个方向这两个方向的流向中，为了使作用于配置在主阀室13内的主阀芯20的流体压为相同方向(横→下)，在阀主体10内装入且配置有多个差压阀(止回阀)50、60、70、80，因此，例如即使在第一出入口11与第二出入口12的压力差大的情况下，也能够避免因施加于主阀芯20的差压(流体压)而该主阀芯20进行与控制不同的动作(开闭)的问题。因此，不增加零件件数，就能够在双向流动时确保控制性。
另外，在本实施方式中，差压阀50、60的阀芯51、61沿纵向(即，与主阀芯20的移动方向相同的方向)移动，并且差压阀70、80的阀芯71、81沿横向(即，与主阀芯20的移动方向正交的方向)移动，因此具有能够使阀主体10小型化，并且使该电磁阀1的机构简单化的效果。
(第二实施方式)
图3及图4是表示作为本发明的控制阀的第二实施方式的电动阀的纵剖视图，图3是表示流体向一个方向(从第一出入口朝向第二出入口的方向)流动的状态的图，图4是表示流体向另一个方向(从第二出入口朝向第一出入口的方向)流动的状态的图。
此外，在本第二实施方式的电动阀2中，对于具有与上述第一实施方式的电磁阀1的各部分相同的功能的部分标注相同的符号。
与所述的第一实施方式同样地，图示实施方式的控制阀(电动阀)2是组入于例如采用CO2制冷剂的空气调节机(空气调节器)等制冷循环且被使用的控制阀，因此，主要具备例如金属制的阀主体10、平型的主阀芯20、用于使主阀芯20升降的步进电动机(升降驱动源)40以及四个差压阀50、60、70、80。
(阀主体10的结构)
所述阀主体10设有：两个出入口(第一出入口11、第二出入口12)；配置有升降自如的主阀芯20的主阀室13；朝向主阀室13的左侧部开口并且与第一出入口11相连的第一流出口(第一侧部开口)13a；朝向主阀室13的右侧部开口并且与第二出入口12相连的第二流出口(第二侧部开口)13b；以及朝向主阀室13的底部开口并且与第一出入口11和第二出入口12相连的流入口(底部开口)13c。
详细而言，所述阀主体10具有纵截面大致矩形状，在其四个侧面(左面、右面、上面、下面)中，在上面侧的中央附近设有由截面圆形的带有阶梯的凹孔构成的装配孔14。另外，在阀主体10的左面侧的中央附近设有由右向的横孔构成的第一出入口11，在左面侧的上部(装配孔14的左侧)开设有由横向的截面圆形的凹孔构成的安装孔15，并且在阀主体10的右面侧的中央附近设有由左向的横孔构成的第二出入口12，在右面侧的上部(装配孔14的右侧)开设有由横向的截面圆形的凹孔构成的安装孔16。另外，在阀主体10的下面侧的左右分别开设有由纵向的截面圆形的凹孔构成的安装孔17、18。
在所述装配孔14及安装孔15～18(的开口部分)的内周形成有用于安装步进电动机40(的保持部件49)及差压阀50、60、70、80(的阀芯保持架59、69、79、89)的内螺纹部，在所述装配孔14(的内螺纹部)(在此，之间夹着阀轴支承部件47地)螺装有保持步进电动机40的保持部件49(的外螺纹部)，从而在该装配孔14的下部划分出主阀室13，主阀芯20能够升降地配置于该主阀室13。
另外，在所述阀主体10中，在装配孔14(的下部左侧部)(即，主阀室13的左侧部)与左侧的安装孔15(的底部中央)之间、以及装配孔14(的下部右侧部)(即，主阀室13的右侧部)与右侧的安装孔16(的底部中央)之间分别设有由横孔构成的第一流出口13a及第二流出口13b，并且在安装孔15(的右部下侧部)与安装孔17(的底部中央)之间设有与所述第一出入口11相连(交叉)的纵孔19a，在安装孔16(的左部下侧部)与安装孔18(的底部中央)之间设有与所述第二出入口12相连(交叉)的纵孔19b。
在装配孔14的底部(设置的凸状部)中央设有由纵孔构成的流入口13c，该纵孔的上端部为与主阀芯20接触、分离的阀座13d，在设于阀主体10的下部的安装孔17(的右侧部)与安装孔18(的左侧部)分别设有与所述流入口13c(的下部)相连的比较短的右侧偏高的倾斜孔19d和左侧偏高的倾斜孔19e。
在本例中，第一出入口11、第二出入口12、与第一出入口11相连的纵孔19a、与第二出入口12相连的纵孔19b、第一流出口13a以及第二流出口13b形成为直径大致相同，并且流入口13c、与流入口13c相连的倾斜孔19d以及倾斜孔19e与所述第一流出口13a及第二流出口13b等相比直径稍大。
另外，在本例中，所述阀主体10(包含后述的差压阀50、60、70、80)设为大致左右对称。
(包含主阀芯20的步进电动机40的结构)
步进电动机40配置于所述阀主体10的上方。
在所述阀主体10的装配孔14内插有带有阶梯的圆筒状的保持部件49的下部(盖部49a的下侧的嵌合部49b)，该保持部件49的中间部外周形成有由环状突部构成的盖部49a，有盖圆筒状的外壳48经由环形状的基座板48a固定于该保持部件49。在保持部件49的上部外周(的阶梯部)固定有基座板48a，并且有盖圆筒状的外壳48的下端部通过对焊等密封接合于该基座板48a(的外周阶梯部)
所述步进电动机40由外嵌于外壳48的定子41和旋转自如地配置于外壳48的内周的转子42构成。
安装于外壳48的外周的定子41是由磁轭41a、绕线管41b、线圈41c以及树脂模塑罩盖41d等构成的，(不会上下移动地)旋转自如地支承于外壳48的内部的转子42是，由磁性材料制作的圆筒状的转子部件42a和由树脂材料制作的太阳齿轮部件42b一体地连结而构成的。在太阳齿轮部件42b的中心部插入有轴43，该轴43的上部由配置于外壳48的顶部内侧的支承部件44支承。
太阳齿轮部件42b的太阳齿轮42c与多个行星齿轮45d啮合，该多个行星齿轮45d旋转自如地支承于轴45c，该轴45c设于在输出齿轮45a的底面上载置的行星齿轮架45b。行星齿轮45d的上半部分与环状的齿圈(内齿固定齿轮)45e啮合，行星齿轮45d的下半部分与环状的输出齿轮45a的内齿轮45aa啮合，环状的齿圈45e通过铆接安装于固定在保持部件49的上部的圆筒部件49b的上部。齿圈45e的齿数和输出齿轮45a的内齿轮45aa的齿数设为稍微不同的齿数，由此，太阳齿轮42c的转速以大的减速比降低且传递至输出齿轮45a(这样的齿轮结构称为所谓的奇异行星齿轮减速机构45)。
输出齿轮45a滑动接触于筒状的轴承部件46a的上表面，在该输出齿轮45a的底部中央压入有带有阶梯的圆筒状的输出轴46b的上部，输出轴46b的下部旋转自如地插入于嵌插孔46c，该嵌插孔46c形成于轴承部件46a的中心部上半部。另外，在输出轴46b的上部嵌入有轴43的下部。
阀轴21从上侧开始具有螺纹驱动部件(也称为驱动器)22、带有阶梯的圆筒状的推力传递轴28、以及带有阶梯的轴状的连结轴29，该带有阶梯的轴状的连结轴29的上部小径部内嵌固定于推力传递轴28的下部，所述平型的主阀芯20一体地设于连结轴29的下端部(即，阀轴21的下端部)。
在设于所述轴承部件46a(的下半部内周)的内螺纹部46d螺合有设于构成阀轴21的螺纹驱动部件22(的外周)的外螺纹部22a，该螺纹驱动部件22通过由外螺纹部22a和内螺纹部46d构成的螺纹进给机构27而将输出齿轮45a(即，转子42)的旋转运动转换为轴线O方向(升降方向)的直线运动。在此，输出齿轮45a在轴线O方向的恒定位置不会上下移动地旋转运动，输出轴46b连结于输出齿轮45a，将设于螺纹驱动部件22的上端部的平头形状的板状部22b插入设于输出轴46b的下端部的狭缝状的嵌合槽46e，将输出齿轮45a的旋转运动传递至螺纹驱动部件22侧。设于螺纹驱动部件22的板状部22b在输出轴46b的嵌合槽46e内沿轴线O方向滑动，从而与若输出齿轮45a(转子42)旋转则该输出齿轮45a不向其旋转方向移动的情况无关地，螺纹驱动部件22在所述螺纹进给机构27沿轴线O方向直线运动。螺纹驱动部件22的直线运动经由由滚珠23和滚珠支座24构成的滚珠状接头25传递至推力传递轴28，滚珠支座24嵌入于在推力传递轴28的上部设置的带有阶梯的嵌合孔。与推力传递轴28连结的连结轴29滑动自如地内插于内插固定在阀主体10的装配孔14的带有阶梯的圆筒状的阀轴支撑部件47(的下部小径滑动部47a)，阀轴21通过该阀轴支承部件47(的下部小径滑动部47a)引导而沿轴线O方向移动(升降)。另外，在阀轴支承部件47(的形成于下部小径滑动部47a与上部大径嵌插部47b之间的向上的阶梯面)与推力传递轴28(的向下的阶梯面)之间压缩安装有对阀轴21始终向开阀方向(上方)施力的压缩螺旋弹簧26。
此外，在所述阀轴支承部件47的上部大径嵌插部47b的上端(向外侧)突出设置有凸缘状卡定部47c，上部大径嵌插部47b内嵌于所述装配孔14(的下部)，并且所述凸缘状卡定部47c由所述装配孔14的阶梯部和内插于装配孔14的保持部件49(的嵌合部49b)的下端部夹持，从而内插固定于所述阀主体10的装配孔14。
在保持部件49的嵌合部49b的下半部外周形成有外螺纹部，在嵌合部49b的上半部外周(形成的环状槽)安装有作为密封部件的O型圈49c，保持部件49(的嵌合部49b)的外螺纹部(之间夹着阀轴支承部件47地)螺装于在阀主体10设置的装配孔14(的上部)的内螺纹部，从而(包含降低转子42的转速的奇异行星齿轮减速机构45等的)该步进电动机40(纵向配置地)配置固定于阀主体10的上方。
在上述结构的步进电动机40中，在使转子42向一个方向旋转驱动时，转子42的旋转经由奇异行星齿轮减速机构45减速且传递至螺纹驱动部件22，螺纹驱动部件22通过由螺纹驱动部件22的外螺纹部22a和轴承部件46a的内螺纹部46d构成的螺纹进给机构27而一边旋转一边例如下降，推力传递轴28及连结轴29通过螺纹驱动部件22的推力而克服压缩螺旋弹簧26的作用力下压，最终设于连结轴29的顶端的主阀芯20落座于设于流入口13c的阀座13d而流入口13c关闭。相对于此，在使转子42向另一个方向旋转驱动时，转子42的旋转经由奇异行星齿轮减速机构45减速且传递至螺纹驱动部件22，螺纹驱动部件22通过所述螺纹进给机构27而一边旋转一边例如上升，伴随此，推力传递轴28及连结轴29因压缩螺旋弹簧26的作用力上升，设于连结轴29的顶端的主阀芯20从阀座13d离开而流入口13c打开。由此，在流入口13c流动的流体(制冷剂)的流量被控制。
(差压阀50、60、70、80的结构)
相对于上述第一实施方式，安装于所述安装孔15、16、17、18的差压阀50、60、70、80(第一侧部差压阀50、第二侧部差压阀60、第一底部差压阀70、第二底部差压阀80)其结构分别仅在安装孔15、16、17、18的形成方向以及伴随之的差压阀50、60、70、80的安装方向(换言之，活塞52、62、72、82及阀芯51、61、71、81的移动方向)不同，且其结构自身大致相同，因此，在此，其详细构造的说明省略。
但是，在本第二实施方式中，安装于所述安装孔15的差压阀50根据安装孔15的前后的差压(即，第一流出口13a与第一出入口11的差压)，更具体而言，在第一流出口13a侧的压力比第一出入口11侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从第一流出口13a朝向第一出入口11的方向流动，所述差压阀50(的阀芯51)根据第一流出口13a与第一出入口11的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从第一流出口13a朝向第一出入口11的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从第一流出口13a朝向第一出入口11的方向流入的位置。
另外，即使在安装于安装孔16的差压阀60中，也与所述差压阀50同样地，根据安装孔16的前后的差压(即，第二流出口13b与第二出入口12的差压)，更具体而言，在第二流出口13b侧的压力比第二出入口12侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从第二流出口13b朝向第二出入口12的方向流动，所述差压阀60(的阀芯61)根据第二流出口13b与第二出入口12的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从第二流出口13b朝向第二出入口12的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从第二流出口13b朝向第二出入口12的方向流入的位置。
另外，即使在安装于安装孔17的差压阀70中，也与所述差压阀50同样地，根据安装孔17的前后的差压(即，第一出入口11与流入口13c的差压)，更具体而言，在第一出入口11侧的压力比流入口13c侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从第一出入口11朝向流入口13c的方向流动，所述差压阀70(的阀芯71)根据第一出入口11与流入口13c的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从第一出入口11朝向流入口13c的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从第一出入口11朝向流入口13c的方向流入的位置。
另外，即使在安装于安装孔18的差压阀80中，也与所述差压阀50同样地，根据安装孔18的前后的差压(即，第二出入口12与流入口13c的差压)，更具体而言，在第二出入口12侧的压力比流入口13c侧的压力高出规定值以上时，使流体仅向从第二出入口12朝向流入口13c的方向流动，所述差压阀80(的阀芯81)根据第二出入口12与流入口13c的差压选择性地获得开位置和闭位置，其中，开位置是允许流体向从第二出入口12朝向流入口13c的方向流入的位置，闭位置是阻止(禁止)流体向从第二出入口12朝向流入口13c的方向流入的位置。
(电动阀2的动作)
在具有如上所述的结构的电动阀2中，在流体向从第一出入口11(高压侧)朝向第二出入口12(低压侧)的方向(一个方向)流动的情况下，第一出入口11侧的压力比第一流出口13a(主阀室13)侧的压力和流入口13c(主阀室13)侧的压力高，第二出入口12侧的压力比第二流出口13b(主阀室13)侧的压力和流入口13c(主阀室13)侧的压力低。因此，设于安装孔16的差压阀60(的阀芯61)和设于安装孔17的差压阀70(的阀芯71)处于所述开位置，设于安装孔15的差压阀50(的阀芯51)和设于安装孔18的差压阀80(的阀芯81)处于所述闭位置。
因此，从第一出入口11导入的流体(制冷剂)经由纵孔19a的下侧部分→安装孔17内(阀芯保持架79的圆筒部79a的内侧及贯通孔78等)→倾斜孔19d而流入至由纵孔构成的流入口13c，并且，在流入口13c打开的情况下，从第一出入口11导入的流体(制冷剂)经由装配孔14内(主阀室13)→由横孔构成的第二流出口13b→安装孔16内(阀芯保持架69的圆筒部69a的内侧及贯通孔68等)→纵孔19b的上侧部分而向第二出入口12流动(图3所示的状态)。
另一方面，在流体向从第二出入口12(高压侧)朝向第一出入口11(低压侧)的方向(另一个方向)流动的情况下，第一出入口11侧的压力比第一流出口13a(主阀室13)侧的压力和流入口13c(主阀室13)侧的压力低，第二出入口12侧的压力比第二流出口13b(主阀室13)侧的压力和流入口13c(主阀室13)侧的压力高。因此，设于安装孔16的差压阀60(的阀芯61)和设于安装孔17的差压阀70(的阀芯71)处于所述闭位置，设于安装孔15的差压阀50(的阀芯51)和设于安装孔18的差压阀80(的阀芯81)处于所述开位置。
因此，从第二出入口12导入的流体(制冷剂)经由纵孔19b的下侧部分→安装孔18内(阀芯保持架89的圆筒部89a的内侧及贯通孔88等)→倾斜孔19e而流入至由纵孔构成的流入口13c，并且，在流入口13c打开的情况下，从第二出入口12导入的流体(制冷剂)经由装配孔14内(主阀室13)→由横孔构成的第一流出口13a→安装孔15内(阀芯保持架59的圆筒部59a的内侧及贯通孔58等)→纵孔19a的上侧部分而向第一出入口11流动(图4所示的状态)。
这样一来，即使在本实施方式的控制阀(电动阀)2中，也与上述第一实施方式的电磁阀同样地，为了在从第一出入口11经由主阀室13朝向第二出入口12的一个方向和从第二出入口12经由主阀室13朝向第一出入口11的另一个方向这两个方向的流向中，作用于配置在主阀室13内主阀芯20的流体压为相同方向(横→下)，在阀主体10内组入且配置有多个差压阀(止回阀)50、60、70、80，因此，例如即使在第一出入口11和第二出入口12的压力差大的情况下，也能够避免因施加于主阀芯20的差压(流体压)而该主阀芯20进行与控制不同的动作(开闭)的问题。因此，不增加零件件数，就能够在双向流动时确保控制性。
另外，在本实施方式中，差压阀70、80的阀芯71、81沿纵向(即，与主阀芯20的移动方向相同的方向)移动，并且差压阀50、60的阀芯51、61沿横向(即，与主阀芯20的移动方向正交的方向)移动，因此具有能够使阀主体10小型化，并且使该电动阀2的机构简单化的效果。
此外，在上述第一实施方式及第二实施方式中，以作为使主阀芯20升降的升降驱动源而采用电磁式促动器30和步进电动机40的直动式的结构为示例进行了说明，但是，当然，本发明能够应用于例如利用流体的压力差而使主阀芯驱动(升降)的先导阀等各种阀装置。

Claims (6)

1.一种控制阀，其特征在于，具备：
阀主体，该阀主体设有主阀室和第一出入口及第二出入口，且朝向所述主阀室开口有底部开口、第一侧部开口及第二侧部开口；
主阀芯，为了控制在所述底部开口流动的流体的流量，该主阀芯以能够相对于所述底部开口升降的方式配置于所述主阀室；以及
升降驱动源，该升降驱动源用于使所述主阀芯相对于所述底部开口升降，
在从所述第一出入口经由所述主阀室朝向所述第二出入口的一个方向和从所述第二出入口经由所述主阀室朝向所述第一出入口的另一个方向这两个方向的流向中，为了使作用于所述主阀芯的流体压为相同方向，在所述阀主体内的所述第一出入口与所述第一侧部开口之间、所述第二出入口与所述第二侧部开口之间、所述第一出入口与所述底部开口之间以及所述第二出入口与所述底部开口之间分别配置有根据前后的差压而动作的差压阀。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，
在所述阀主体内的所述第一出入口与所述第一侧部开口之间配置有第一侧部差压阀，该第一侧部差压阀根据所述第一出入口与所述第一侧部开口的差压而使流体仅向从所述第一出入口朝向所述第一侧部开口的方向或者其反方向流动，
在所述阀主体内的所述第二出入口与所述第二侧部开口之间配置有第二侧部差压阀，该第二侧部差压阀根据所述第二出入口与所述第二侧部开口的差压而使流体仅向从所述第二出入口朝向所述第二侧部开口的方向或者其反方向流动，
在所述阀主体内的所述第一出入口与所述底部开口之间配置有第一底部差压阀，该第一底部差压阀根据所述第一出入口与所述底部开口的差压而使流体仅向从所述底部开口朝向所述第一出入口的方向或者其反方向流动，
在所述阀主体内的所述第二出入口与所述底部开口之间配置有第二底部差压阀，该第二底部差压阀根据所述第二出入口与所述底部开口的差压而使流体仅向从所述底部开口朝向所述第二出入口的方向或者其反方向流动。
3.一种控制阀，其特征在于，具备：
阀主体，该阀主体设有主阀室和第一出入口及第二出入口，朝向所述主阀室的底部开口有流出口，且朝向所述主阀室的侧部开口有第一流入口及第二流入口；
主阀芯，为了控制在所述流出口流动的流体的流量，该主阀芯以能够相对于所述流出口升降的方式配置于所述主阀室；以及
升降驱动源，该升降驱动源用于使所述主阀芯相对于所述流出口升降，
在从所述第一出入口经由所述主阀室朝向所述第二出入口的一个方向和从所述第二出入口经由所述主阀室朝向所述第一出入口的另一个方向这两个方向的流向中，为了使作用于所述主阀芯的流体压为相同方向，
在所述阀主体内的所述第一出入口与所述第一流入口之间配置有第一侧部差压阀，该第一侧部差压阀根据所述第一出入口与所述第一流入口的差压而使流体仅向从所述第一出入口朝向所述第一流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第二出入口与所述第二流入口之间配置有第二侧部差压阀，该第二侧部差压阀根据所述第二出入口与所述第二流入口的差压而使流体仅向从所述第二出入口朝向所述第二流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述流出口与所述第一出入口之间配置有第一底部差压阀，该第一底部差压阀根据所述流出口与所述第一出入口的差压而使流体仅向从所述流出口朝向所述第一出入口的方向流动，在所述阀主体内的所述流出口与所述第二出入口之间配置有第二底部差压阀，该第二底部差压阀根据所述流出口与所述第二出入口的差压而使流体仅向从所述流出口朝向所述第二出入口的方向流动。
4.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，
所述第一侧部差压阀及所述第二侧部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向相同的方向移动，并且所述第一底部差压阀及所述第二底部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向正交的方向移动。
5.一种控制阀，其特征在于，具备：
阀主体，该阀主体设有主阀室和第一出入口及第二出入口，朝向所述主阀室的底部开口有流入口，且朝向所述主阀室的侧部开口有第一流出口及第二流出口；
主阀芯，为了控制在所述流入口流动的流体的流量，该主阀芯以能够相对于所述流入口升降的方式配置于所述主阀室；以及
升降驱动源，该升降驱动源用于使所述主阀芯相对于所述流入口升降，
在从所述第一出入口经由所述主阀室朝向所述第二出入口的一个方向和从所述第二出入口经由所述主阀室朝向所述第一出入口的另一个方向这两个方向的流向中，为了使作用于所述主阀芯的流体压为相同方向，
在所述阀主体内的所述第一出入口与所述流入口之间配置有第一底部差压阀，该第一底部差压阀根据所述第一出入口与所述流入口的差压而使流体仅向从所述第一出入口朝向所述流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第二出入口与所述流入口之间配置有第二底部差压阀，该第二底部差压阀根据所述第二出入口与所述流入口的差压而使流体仅向从所述第二出入口朝向所述流入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第一流出口与所述第一出入口之间配置有第一侧部差压阀，该第一侧部差压阀根据所述第一流出口与所述第一出入口的差压而使流体仅向从所述第一流出口朝向所述第一出入口的方向流动，在所述阀主体内的所述第二流出口与所述第二出入口之间配置有第二侧部差压阀，该第二侧部差压阀根据所述第二流出口与所述第二出入口的差压而使流体仅向从所述第二流出口朝向所述第二出入口的方向流动。
6.根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，
所述第一底部差压阀及所述第二底部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向相同的方向移动，并且所述第一侧部差压阀及所述第二侧部差压阀的阀芯沿与所述主阀芯的移动方向正交的方向移动。
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