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控制 阀

阅读：814发布：2020-05-13

专利汇可以提供控制阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供具有活塞部件的控制阀，其能够在保持于活塞部件的密封部件避免压力的积存。活塞单元构成为，包括：活塞部件(36)；保持于活塞部件(36)的第一凹部(36A)的作为密封部件的阀芯(42)；以及卡合于阀芯(42)且将阀芯(42)保持于活塞部件(36)的第一凹部(36A)的保持用环状部件(44)，在保持用环状部件(44)的伸出部(44F)的靠近与阀芯(42)的凹陷(42a)的底面抵接的部分、且接近贯通孔(42b)的内周面的部分，在一个部位形成有贯通固定部(44d)及伸出部(44F)，且在压力比一次侧低的二次侧开口的贯通孔(44c)。，下面是控制阀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种控制阀，其特征在于，具备：
阀主体部，其具有连接于第一通路的入口端口和连接于第二通路的出口端口，且具备活塞单元容纳部，该活塞单元容纳部连通于该入口端口及该出口端口，且能够移动地容纳对该出口端口进行开闭控制的活塞单元；以及
活塞单元动作控制部，其调整上述活塞单元容纳部内的上述活塞单元的上部的压力，并使上述活塞单元进行对上述出口端口进行开闭控制的动作，
上述活塞单元具备：密封部件，其具有选择性地与形成于上述出口端口的周缘的阀座抵接的环状的抵接面；以及保持用环状部件，该保持用环状部件卡合于该密封部件且保持该密封部件，而且具有至少一个贯通孔，该贯通孔具有供与上述密封部件的抵接面的内缘相邻形成的凹陷的底面的一部分以及该密封部件的贯通孔的内周面的一部分侵入的一方的开口端部，并且具有与上述出口端口连通的另一方的开口端部。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，
上述密封部件具有供上述活塞单元的活塞部件的第一凹部内的圆柱部插入的贯通孔和与该贯通孔同心地形成的凹陷，上述保持用环状部件具有固定于上述活塞单元的上述活塞部件的与第一凹部连通的第二凹部内的固定部、与该固定部相连且卡合于上述密封部件的凹陷的周缘的伸出部、以及贯通该固定部及该伸出部的中央部且直径相互不同的两个孔，
上述保持用环状部件的一方的孔的与另一方的孔的开口端相交的内周面的角由圆弧面形成。
3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，
上述活塞单元的活塞部件的第一凹部内的圆柱部插入上述密封部件的贯通孔，上述保持用环状部件通过形成于上述第二凹部的周缘的铆接部固定于上述活塞部件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制阀，其特征在于，
上述活塞单元动作控制部是先导部，该先导部具有对设于上述阀主体的下部的先导流路进行开闭的球阀和具备该球阀的柱塞，而且该柱塞的中心轴线与上述活塞单元的中心轴线正交。

说明书全文

控制阀

技术领域

[0001] 本发明涉及具有活塞部件的控制阀。

背景技术

[0002] 在作为用于空调装置等的控制阀的切换阀中，例如，如专利文献1所示，提出有在一个阀主体具备先导电磁阀机构和差压阀机构的切换阀。

[0003] 这样的先导电磁阀机构对连通于第一通路的上腔室与连通于第二通路的下腔室之间的阀口进行开闭控制。先导电磁阀机构构成为，作为主要要素，包括：柱塞管内的吸引件；能够滑动地配设于柱塞管内的吸引件的上方的柱塞；配置于吸引件与柱塞之间的压缩盘簧；配设于柱塞的下端部的孔的针；在一端具有供针的前端抵接的阀座且通过针选择性地抵接于上述上腔室的阀口周缘的阀座的电磁阀用的阀芯；以及配设于柱塞管的外周部的周围的电磁线圈。

[0004] 如专利文献1的图5(A)、(B)所示，提出了电磁阀用的阀芯在下端部具有抵接于上腔室的阀口周缘的阀座而密封阀口的衬垫。这样的作为密封部件的衬垫通过金属片的两端保持于阀芯的下端部。另外，该金属片的两端的阀芯外缘部构成为抵接于上腔室的阀口周缘的阀座的阶梯部。

[0005] 上述差压阀机构在阀主体内具有：上腔室，其经由连通孔连通于与蒸发器相连的第三通路，并且经由其它连通孔连通于上述电磁阀用的上腔室；以及下腔室，其经由连通孔连通于上述电磁阀用的下腔室。在差压阀机构的上腔室内能够滑动地配设有阀芯，该阀芯具有划分上腔室和下腔室的膜片，且对连通于第三通路的连通孔进行开闭。另外，在差压阀机构的下腔室内配置有阀芯接受部、调整器、以及压缩盘簧。

[0006] 上述结构中，在制热的情况下，在电磁线圈被励磁时，先导电磁阀机构的电磁阀用的阀芯将阀口设为关闭状态，差压阀机构的阀芯将连通于第三通路的连通孔设为打开状态，由此，来自压缩机热气通过上述的先导电磁阀机构中的第一通路、上腔室、连通孔、上述的差压阀机构中的上腔室、连通孔、第三通路供给至蒸发器。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本特开2001-124440号公报

[0010] 专利文献2：日本特开2001-330167号公报

[0011] 专利文献3：日本特开2001-263527号公报

发明内容

[0012] 发明所要解决的课题

[0013] 在上述专利文献1所示的先导电磁阀机构的电磁阀用的阀芯将阀口设为关闭状态的情况下，衬垫和阀座抵接而成为闭阀状态。

[0014] 但是，电磁阀用的衬垫以紧贴的状态由金属片的两端保持于阀芯的下端部，对于衬垫与阀芯的下端部的间隙，不存在流体排放通路(排气孔)，因此，正如专利文献2的段落[0008]所启示地，有可能在衬垫与阀芯的下端部的间隙产生压力(液体)的积存、所谓的液封。

[0015] 在这样的衬垫与阀芯的下端部的间隙处于液封状态的情况下，例如，在从制冷运转切换到上述那样的制热运转时，阀芯的下端部暴露于压力较高且高温的热气中，因此积存于衬垫与阀芯的下端部的间隙内的液状的制冷剂的体积急激膨胀，由此存在衬垫从金属片的两端脱落的风险。

[0016] 考虑到以上的问题点，本发明的目的在于，提供一种具有活塞部件的控制阀，其能够在保持于活塞部件的密封部件避免压力的积存。

[0017] 用于解决课题的方案

[0018] 为了实现上述目的，本发明的控制阀的特征在于，具备：阀主体部，其具有连接于第一通路的入口端口和连接于第二通路的出口端口，且具备活塞单元容纳部，该活塞单元容纳部连通于入口端口及出口端口，且能够移动地容纳对出口端口进行开闭控制的活塞单元；以及活塞单元动作控制部，其调整活塞单元容纳部内的活塞单元的上部的压力，并使活塞单元进行对出口端口进行开闭控制的动作，活塞单元具备：密封部件，其具有选择性地与形成于出口端口的周缘的阀座抵接的环状的抵接面；以及保持用环状部件，该保持用环状部件卡合于密封部件且保持密封部件，而且具有至少一个贯通孔，该贯通孔具有供与密封部件的抵接面的内缘相邻形成的凹陷的底面的一部分以及密封部件的贯通孔的内周面的一部分侵入的一方的开口端部，并且具有与上述出口端口连通的另一方的开口端部。

[0019] 另外，也可以是，密封部件具有供活塞单元的活塞部件的第一凹部内的圆柱部插入的贯通孔和与贯通孔同心地形成的凹陷，保持用环状部件具有固定于活塞单元的活塞部件的与第一凹部连通的第二凹部内的固定部、与固定部相连且卡合于密封部件的凹陷的周缘的伸出部、以及贯通固定部及该伸出部的中央部且直径相互不同的两个孔，保持用环状部件的一方的孔的与另一方的孔的开口端相交的内周面的角由圆弧面形成。

[0020] 进一步地，也可以是，活塞单元的活塞部件的第一凹部内的圆柱部插入密封部件的贯通孔，保持用环状部件通过形成于第二凹部的周缘的铆接部固定于活塞部件。

[0021] 也可以是，活塞单元动作控制部是先导部，该先导部具有对设于阀主体的下部的先导流路进行开闭的球阀和具备球阀的柱塞，而且柱塞的中心轴线与活塞单元的中心轴线正交。

[0022] 发明效果

[0023] 根据本发明的控制阀，卡合于密封部件且保持密封部件的保持用环状部件沿着活塞单元的中心轴线具有至少一个贯通孔，该贯通孔供与密封部件的抵接面相邻形成的凹陷的底面的一部分、以及密封部件的内周面的一部侵入，从而位于密封部件的抵接面与凹陷的底面之间的间隙的流体通过贯通孔而排出至出口端口，因此，能够在保持于活塞部件的密封部件避免压力的积存。附图说明

[0024] 图1是将本发明的控制阀的一例中的活塞单元的主要部分局部放大而表示的局部剖视图。

[0025] 图2是将本发明的控制阀的一例的结构和配管用管一起表示的剖视图。

[0026] 图3是表示在图2所示的例中使用的阀芯的剖视图。

[0027] 图4中，(A)是在图2所示的例中使用的保持用环状部件的俯视图，(B)是沿(A)的IVB-IVB线表示的剖视图。

[0028] 图中：

[0029] 10—阀主体部，10B—活塞单元容纳部，36—活塞部件，36A—第一凹部，36C—第二凹部，36sw—铆接部，42—阀芯，42a—凹陷，42b—贯通孔，44—保持用环状部件，44a—小径孔，44b—大径孔。

具体实施方式

[0030] 图2将本发明的控制阀的一例的结构和配管用管一起概略性地表示。

[0031] 在图2中，控制阀例如配置于与空调设备内的分配器关联的配管。

[0032] 控制阀例如采用先导式电磁阀，且构成为，作为主要要素，包括：活塞单元，其在内部具有配设被球阀34开闭的阀座40且沿着Z坐标轴的纵向的阶梯孔36b和与阶梯孔36b正交的沿着X坐标轴的横向的连通路36a；阀主体部10，其在内侧具有可在Z坐标轴方向上移动地容纳活塞单元的活塞单元容纳部10B；以及先导部，其调整活塞单元容纳部10B内的压力，使活塞单元移动而使阀主体部10的出口端口10PE开闭。此外，在图2中，X坐标轴设定为平行于后述的一次侧配管用管12的延伸方向，Z坐标轴设定为平行于二次侧配管用管14的延伸方向，Y坐标轴设为与X坐标轴及Z坐标轴正交。

[0033] 上述的作为活塞单元动作控制部的先导部一体地形成于后述的阀主体部10的下部的出口端口10PE的侧方部分，且构成为，作为主要要素，包括：具有球阀22且可沿X坐标轴移动地配设于柱塞管26内的柱塞28；被柱塞28的球阀22开闭的先导流路10a；以及配设于柱塞管26的外周部且选择性地对柱塞28进行励磁的电磁线圈单元。柱塞管26的一端固定于阀主体部10内的形成先导室10A的侧壁部的圆筒状端部。先导部的柱塞28的中心轴线平行于X坐标轴，且与平行于Z坐标轴的后述的活塞部件36的中心轴线正交。

[0034] 电磁线圈单元构成为，作为主要要素，包括：配设于柱塞管26的外周部的线圈部20；堵塞柱塞管26的一端的吸引件24；以及覆盖线圈部20且将其容纳于内侧的壳体(未图示)。线圈部20经由引线(未图示)与省略图示的驱动控制部电连接。通过将小螺钉(未图示)经由壳体的安装孔拧入吸引件24的内螺纹孔，壳体固定于吸引件24。在吸引件24及柱塞28被线圈部20励磁的情况下，通过磁力，柱塞28被吸引件24吸引。

[0035] 如图2所示，柱塞28配置为可在柱塞管26内的吸引件24的端部与先导流路10a的开口端部之间移动。柱塞28在内部具有容纳配设于柱塞28与吸引件24的相互间的盘簧30的一端。盘簧30的一端抵接于柱塞28的凹部的底面。盘簧30的另一端抵接于吸引件24的端面。由此，通过盘簧30的作用力，柱塞28及球阀22向接近先导流路10a的开口端部的方向被施力。另外，柱塞28具有连通于柱塞28的外周部与柱塞管26的内周部之间的间隙和上述凹部的在半径方向上延伸的连通孔28a。

[0036] 因此，作为活塞单元动作控制部的先导部的先导流路10a的开闭驱动机构构成为，包括：电磁线圈单元；具备球阀22的柱塞28；以及盘簧30。

[0037] 在上述结构中，在吸引件24及柱塞28被线圈部20励磁的情况下，在通过磁力，柱塞28被吸引件24吸引时，先导流路10a的开口端部成为打开状态，因此，如后述地，经由入口端口10PI供给至活塞单元容纳部10B内的预定的压力的制冷剂的一部分经由连通路10P、先导流路10a以及出口端口10PE送出至二次侧配管用管14内。由此，活塞单元容纳部10B内的活塞部件36的C型活塞环32与帽部件16的端面之间的压力(以下，也称为活塞内部压力)比入口端口10PI的压力低，因此，通过入口端口10PI的压力与活塞内部压力的差(以下，也简称为压力差)，活塞部件36抵抗盘簧38的作用力而上升，因此，出口端口10PE从关闭状态成为打开状态后，维持打开状态。

[0038] 阀主体部10由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金等中的任意的金属材料制成，且在内侧具有容纳活塞单元的活塞单元容纳部10B。在活塞单元容纳部10B形成有：在与活塞单元的中心轴线大致正交的X坐标轴线上连接作为第一通路的一次侧配管用管12的一端的入口端口10PI；以及在与活塞单元的中心轴线共通的Z坐标轴线上连接作为第二通路的二次侧配管用管14的一端的出口端口10PE。

[0039] 如图1中放大所示地，在活塞单元容纳部10B的内周部的出口端口10PE的开口端部形成有环状的阀座10V。后述的作为密封部件的阀芯42选择性地与阀座10V的圆弧状的前端抵接。

[0040] 活塞单元容纳部10B的面向上述阀座10V的端部通过圆板状的帽部件16与外部隔离。帽部件16固定于形成于活塞单元容纳部10B的端部的阶梯孔。阀主体部10的上端部的外周缘例如通过冲压加工以阀主体部10的外周缘保持阶梯孔内的帽部件16的方式被铆接。活塞单元容纳部10B中的接近帽部件16的部分连通于与活塞单元容纳部10B相邻形成的连通路10P的一端。连通路10P的另一端朝向先导室10A沿Z坐标轴延伸，并与先导室10A连通。

[0041] 在支撑于被盘簧38的作用力按压的后述的活塞部件36的端部的阀芯42抵接于阀座10V而使出口端口10PE成为关闭状态的情况下，在先导部的吸引件24及柱塞28通过线圈部20被励磁时，通过磁力，柱塞28被吸引件24吸引，活塞内部压力的一部分经由连通路10P、先导流路10a、以及出口端口10PE送出至二次侧配管用管14内。由此，活塞内部压力的压力降低，活塞部件36抵抗盘簧38的作用力，通过上述压力差而上升，其结果，出口端口10PE成为打开状态。

[0042] 活塞单元构成为，包括：能够沿着Z坐标轴移动地配设于上述阀主体部10的活塞单元容纳部10B内的活塞部件36；保持于活塞部件36的第一凹部36A的作为密封部件的阀芯42；以及卡合于阀芯42且将阀芯42保持于活塞部件36的第一凹部36A的保持用环状部件44。

[0043] 活塞部件36由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金等中的任意的金属材料制成，且如图2所示，在内部具有供阀座40及球阀34插入的阶梯孔36b。在活塞部件36的外周部形成有配设C型活塞环32的环状的凹陷。配设于该凹陷的C型活塞环32能够与活塞部件36一起相对于活塞单元容纳部10B的内周面滑动。由此，利用与活塞单元容纳部10B的内周面滑动接触的C型活塞环32使通过入口端口10PI而供给至活塞单元容纳部10B内的压力较高、例如约4.2MPa的制冷剂的流量减少。从而，在球阀22将先导流路10a的开口端部设为打开状态时，活塞内部压力减小，因此，能够通过压力差使活塞单元顺滑地上升。

[0044] 上述阶梯孔36b形成于与活塞部件36的中心轴线共通的轴线上。阶梯孔36b的一方的开口端部朝向配设盘簧38的凹部36B开口。另外，在阶梯孔36b的一方的开口端部设有挡住球阀34的阀座40。通过将阶梯孔36b的周缘朝向阀座40的周缘铆接，从而阀座40被固定。阶梯孔36b的另一方的开口端部朝向连通路36a开口。阶梯孔36b中的球阀34受从阶梯孔36b的另一方的端部以横切连通路36a的方式突出的盘簧46的作用力而以预定的压力被按压于阀座40的孔周缘。因此，由球阀34、阀座40、以及盘簧46形成所谓的止回阀。此外，图2表示球阀34的关闭状态。

[0045] 在活塞部件36的比连通路36a更靠近阀座10V的端部的周缘形成有对阀芯42进行定位的环状的突起部36D。另外，如图1中局部放大所示地，在突起部36D的内侧形成有供阀芯42插入的环状的第一凹部36A。此时，第一凹部36A的深度设定为与后述的阀芯42的深度T大致相同。第一凹部36A的内周部的最大径Dc以具有预定的间隙的方式设定为比阀芯42的最大直径稍大。

[0046] 作为密封部件的阀芯42由树脂材料、例如、聚四氟乙烯(PTFE)那样的氟树脂或者工程塑料等如图3中放大所示地形成为环状。阀芯42在中央具有供上述活塞部件36的第一凹部36A内的圆柱部36E插入的圆形的贯通孔42b。在贯通孔42b的一方的开口端部周缘与贯通孔42b同心地形成有供后述的保持用环状部件44的伸出部44F卡定的较浅的环状的凹陷42a。凹陷42a的直径设定为比贯通孔42b的直径大。在凹陷42a的周围同心地形成有供阀座
10V的前端抵接的环状的抵接面42c。

[0047] 而且，在活塞部件36的第一凹部36A内的圆柱部36E的端部形成有环状的第二凹部36C，该第二凹部36C供与保持用环状部件44的伸出部44F相连的固定部44d配设。第二凹部
36C的内周部由喇叭状的铆接部36sw形成。铆接部36sw将保持用环状部件44的固定部44d保持于第二凹部36C内。铆接部36sw遍及全周形成。此外，铆接部36sw形成为，在依次将阀芯42及保持用环状部件44装配于第一凹部36A、第二凹部36C后，通过冲压加工具有预定的铆接量。这时，铆接部36sw的前端部被按入后述的保持用环状部件44的大径孔44b。

[0048] 如图4(A)及(B)所示，保持用环状部件44由陶瓷、或者金属材料、例如、黄铜、不锈钢、铝合金等中的任意的金属材料制作成环状。此外，保持用环状部件44的材质不限定于上述的例，例如，只要是具有在通过活塞部件36的铆接部36sw卡定时不变形、不破损的强度并且相对于工作流体具有耐蚀性的材质即可。

[0049] 保持用环状部件44由固定于上述活塞部件36的第二凹部36C内的固定部和与固定部相连且卡合于阀芯42的凹陷42a的周缘的伸出部44F构成。其固定部在中央部具有小径孔44a，该小径孔44a供成为上述活塞部件36的铆接部36sw的冲压加工前的圆筒部插入。小径孔44a与形成于保持用环状部件44的内侧的大径孔44b连通。小径孔44a与大径孔44b同心地形成。此外，伸出部44F的形状不限定于上述例，例如，也可以是正方形、多边形那样的圆环状以外的形状。

[0050] 在伸出部44F的与固定部44d的外周部相交的部分形成有一个贯通孔44c。贯通孔44c与中心轴线大致平行地贯通固定部44d及伸出部44F。贯通孔44c的一方的开口端部与图
3中用双点划线表示的阀芯42的区域42AE对置。即，贯通孔44c的一方的开口端部的沿卡合面44e的部分被阀芯42的凹陷42a的底面的一部分堵塞，贯通孔44c的一方的开口端部的垂直于卡合面44e的部分具有预定的间隙地接近阀芯42的贯通孔42b的内周面。

[0051] 图3中与贯通孔44c对置的用双点划线表示的阀芯42的区域42AE、即阀芯42的凹陷42a的底面的一部分、及阀芯42的内周面42b的一部侵入贯通孔44c的一端部的在伸出部44F的卡合面44e开口的部分。由于贯通孔44c的一方的开口端部沿着卡合面44e开口，并且相对于卡合面44e在垂直方向上开口，因此，贯通孔44c的在伸出部44F的卡合面44e开口的部分的开口面积具有不会增加贯通孔44c的横截面的直径且与阀芯42的区域42AE对置的较大的面积。由此，即使位于阀芯42的贯通孔42b的内周面与圆柱部36E的外周面之间、以及阀芯42的凹陷42a的底面与保持用环状部件44的伸出部44F的卡合面44e之间的间隙的工作流体(制冷剂)的体积膨胀，也能够通过贯通孔44c向压力比入口端口10PI的压力低的出口端口
10PE放出工作流体(制冷剂)。另外，在阀芯42的凹陷42a的底面被保持用环状部件44的伸出部44F的卡合面44e按压时，也可避免由于阀芯42的变形而导致贯通孔44c被阀芯42堵塞的情况。贯通孔44c与压力比入口端口10PI的压力低的出口端口10PE连通，因此，工作流体(制冷剂)难以浸入阀芯42的贯通孔42b的内周面与圆柱部36E的外周面之间、以及阀芯42的凹陷42a的底面与保持用环状部件44的伸出部44F的卡合面44e之间。

[0052] 在伸出部44F的面向卡合面44e的部分，遍及全周地形成有圆弧面44arc。由此，在阀芯42远离阀座10V时，制冷剂由圆弧面引导。另外，大径孔44b的与小径孔44a的开口端相交的内周面的角由具有预定的半径Ra的圆弧面形成。由此，如上所述，铆接部36sw的前端部被铆接而按入大径孔44b时，保持用环状部件44及贯通孔44c的变形得以抑制。

[0053] 此外，贯通孔44c不限于上述例，也可以在靠近伸出部44F的与阀芯42的凹陷42a的底面抵接的部分、且接近贯通孔42b的内周面的部分设置多处。

[0054] 由此，在保持用环状部件44保持阀芯42的情况下，如图1中局部放大所示地，阀芯42的贯通孔42b的内周面与活塞部件36的第一凹部36A内的圆柱部36E的外周面对置，并且与保持用环状部件44的固定部对置。另外，阀芯42的凹陷42a的底面遍及全周以预定的压力抵接于保持用环状部件44的伸出部44F的卡合面44e。

[0055] 在上述结构中，例如，在向活塞单元容纳部10B内导入约120℃以上且4.2MPa以上的高温高压的制冷剂的情况下，如图1中用箭头RE表示地，即使位于阀芯42的贯通孔42b的内周面与圆柱部36E的外周面之间、以及阀芯42的凹陷42a的底面与保持用环状部件44的伸出部44F的卡合面44e之间的间隙的工作流体(制冷剂)、或者气体的体积膨胀，也会将工作流体(制冷剂)、或者气体通过贯通孔44c放出至成为低压的出口端口10PE。其结果，可避免所谓的液封。

[0056] 在上述例中，保持用环状部件44通过铆接部36sw被固定于活塞部件36，但不限于上述例，例如，也可以将保持用环状部件44的小径孔44a设为内螺纹孔，在第二凹部36C的内周部形成外螺纹，从而使保持用环状部件44固定于活塞部件36。另外，本发明的控制阀的一例应用于先导式电磁阀，但无需一定这样设置，例如，不言而喻，本发明的控制阀的一例也可以应用于直动式电磁阀。

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