CN105937644A - 电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动阀，尤其当在大型的电动阀中设置背压室时能够减少部件件数而组装容易、并且有助于小型化。在该电动阀中，利用在外周面形成有外螺纹(41a)的外螺纹部(41)与在内周面形成有内螺纹(6d)的内螺纹部(6a)之间的螺纹结合(A)将转子(4)的旋转运动变换为直线运动，基于该直线运动使阀芯(17)沿轴向直线地移动，其特征在于，形成有内螺纹(6d)的内螺纹部(6a)和引导阀芯(17)的朝轴向的移动的阀芯引导部件(6b)一体化为一个部件，并且阀芯(17)以外周面与阀芯引导部件(6b)的内周面滑动接触的状态沿轴向被引导。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及用于冷冻循环等的电动阀。

背景技术

根据将作为流量控制用而使用多个的电动阀集中为一个等的控制设备合理化等的背景，对于大型的组装式空调、冷冻机所使用的电动阀期望大口径并且在产生了高压力差时也具有良好的动作性的性能。

但是，口径比较大的电动阀相对于由磁铁的转矩产生的螺纹的推力因差压而产生的对阀芯的负荷较大，从而阀芯的动作性存在悬念。

因此，例如，在图4所示的以往的电动阀1中，在当进行开阀动作时用于抬起阀芯31的棒状的部件(连结金属零件34)的外周面夹装密封部件37，利用该密封部件37在阀室10A内划分背压室25，通过利用该背压室25内的背压，来使相等的压力均衡地作用于阀芯31的正面侧和背面侧，由此抵消上述的差压力，从而缩小了针对阀芯31的负荷。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2014-035006号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，尤其在大型的组装式空调、制冷机所使用的电动阀1中，由于需要将转子63的旋转运动变换为直线运动而向阀芯31传递，所以若构成用于在阀室10A内划分背压室25的构造，则存在电动阀整体大型化、并且变得复杂的问题。

例如，以往的电动阀1中，在马达壳体61与一部分容纳于阀主体10a内的筒状的阀导向件20之间，以不能上下移动的方式设置形成有内螺纹22a的阀导向件盖部22，并且阀芯31设置为相对于阀导向件20的阀导向件主体部21能够沿上下方向移动，另外，在***于阀芯31的贯通孔内的轴状的连结金属零件34的外周夹装密封部件37，利用该密封部件37来气密地分离阀室10A和背压室25。

这样以往的电动阀1中，当在阀室10A内设置背压室25时，存在部件件数变多而组装复杂、并且导致大型化的问题。

鉴于这样的以往的实际情况，本发明的目的在于提供一种电动阀，尤其当在大型的电动阀中设置背压室时能够减少部件件数而组装容易，并且有助于小型化。

用于实现上述目的的本发明的电动阀构成为，

利用在外周面形成有外螺纹的外螺纹部与在内周面形成有内螺纹的内螺纹部之间的螺纹结合，来将通过马达而旋转的转子的旋转运动变换为直线运动，并基于该直线运动来使阀芯沿轴向直线地移动，其特征在于，

形成有上述内螺纹的内螺纹部和引导上述阀芯的沿轴向的移动的阀芯引导部件一体化为一个部件，并且上述阀芯以外周面与上述阀芯引导部件的内周面滑动接触的状态沿轴向被引导。

根据这样的结构的本发明的电动阀，用于设置背压室的构造不需要是复杂的形状的部件，能够以较少的部件件数来构成。

并且，本发明的电动阀优选构成为，

上述内螺纹部和上述阀芯引导部件通过合成树脂而一体成型。

若是这样的结构，则制作能够容易而也有助于轻型化。

并且，本发明也可以构成为，以相对于上述内螺纹部不同的部件准备上述阀芯引导部件，该不同的部件通过镶嵌成型而与上述内螺纹部一体化。

若是这样的结构，则针对设计变更的处理变得容易。

并且，本发明的电动阀也可以构成为，

在上述阀芯引导部件与上述阀芯之间夹装有密封部件。

这样，若在阀芯引导部件与上述阀芯之间夹装有密封部件，则能够气密地分离上述的背压室。

另外，本发明的电动阀构成为，

利用在外周面形成有外螺纹的外螺纹部与在内周面形成有内螺纹的内螺纹部之间的螺纹结合，来将通过马达而旋转的转子的旋转运动变换为直线运动，并基于该直线运动来使阀芯沿轴向直线地移动，其特征在于，

形成有上述外螺纹的外螺纹部和引导上述阀芯的沿轴向的移动的阀芯引导部件一体化为一个部件，并且上述阀芯以外周面与上述阀芯引导部件的内周面滑动接触的状态沿轴向被引导。

这样的电动阀中，用于设置背压室的构造也不需要是复杂的形状的部件，能够以较少的部件件数来构成。

发明的效果如下。

根据本发明的电动阀，当在阀室内设置背压室时，能够减少部件件数而组装容易，并且有助于小型化。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的电动阀的剖视图。

图2是本发明的其它实施例的电动阀的主要部分剖视图。

图3是本发明的其它实施例的电动阀的剖视图。

图4是日本特开2014-35006号公报中公开的以往的电动阀的剖视图。

图中：

4—转子，6—带抑制阀轴的倾斜、引导阀芯的功能的阀轴支架(阀轴支架)，6a—筒状小径部(内螺纹部)，6b—筒状大径部(阀芯引导部件)，6c—嵌合部，6d—内螺纹，6f—凸缘部，6g—上部开口部，6h—贯通孔，11—阀室，12—第一管接头，13—阀口，15—第二管接头，17—阀芯，17a—锥形部，17b—孔部，17c—导通孔，18—阀导向件，18d—下方突起，18a—贯通孔，21—顶棚部，27—阀弹簧，30—阀主体，33—轴衬部件，35—弹簧座，35a—半球状抵接部，41—阀轴(外螺纹部)，41a—外螺纹，41b—凸边部，48—密封部件，51—均压孔，52—导向件支承体，53—圆筒部，54—伞状部，56—开阀限位突起部，57—定位孔，58—切起片，59—螺旋导向件，60—壳体，62—限位部，63—可动限位部件，65—筒部件，67—背压室，70—垫圈，80a—外螺纹，83—阀轴支架室，A—螺纹结合。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式(实施例)进行说明。

图1是表示本发明的一个实施例的电动阀的图。

此外，本说明书中，“上”或者“下”是在图1的状态下规定的。即，转子4位于比阀芯17靠上方。

该电动阀2中，在非磁性体制且呈筒状的杯形状的壳体60的开口侧的下端部，通过焊接等一体地连接有阀主体30。

阀主体30是通过不锈钢钢板的冲压加工而制作成的冲压成型品，在内部具有阀室11。在阀主体30，分别通过焊接、硬钎焊等固定安装有与阀室11直接连通的铜制的第一管接头12、和经由阀口13与阀室11连通的铜制的第二管接头15。此外，阀口13不限定于如图1所示那样直接形成于阀主体30。例如，也可以作为不同的部件准备形成有阀口13的阀座部件，将该不同的部件设置于阀主体30内。

在壳体60的内周容纳有能够旋转的转子4，并在转子4的轴芯部分经由轴衬部件33配置有阀轴41。通过轴衬部件33结合了的该阀轴41和转子4一边旋转一边沿上下方向一体地移动。此外，在该阀轴41的中间部附近的外周面形成有外螺纹41a。本实施例中，阀轴41构成外螺纹部。

在壳体60的外周配置有由未图示的轭部、线轴、以及线圈等构成的定子，由转子4和定子构成了步进电机。

在壳体60的顶棚面固定有导向件支承体52。导向件支承体52具有圆筒部53、和形成于圆筒部53的上端侧的伞状部54，通过对整体进行冲压加工而一体成型。伞状部54成型为与壳体60的顶部内侧大致相同的形状。

导向件支承体52的圆筒部53以与转子4同心的状态从壳体60的顶棚部中央沿轴向垂下地设置。并且，在圆筒部53的下端部冲压成型有定位孔57，并在定位孔57的内部具备切起片58。

在导向件支承体52的圆筒部53，以对该圆筒部53的外周进行卷绕的方式设有螺旋导向件59，该螺旋导向件59通过具有弹性的线材而形成为螺旋弹簧状。螺旋导向件59在其下端部具有沿轴向延长的限位部62。

该螺旋导向件59在上端侧与形成于导向件支承体52的中途的开阀限位突起部56抵接，下端部的限位部62***并嵌合于定位孔57，而限位部62的前端因螺旋导向件59的弹力而与切起片58抵接。

由此，螺旋导向件59通过轴向的弹簧载荷而被夹在开阀限位突起部56与定位孔57之间，从而不具有松动地决定了安装位置。在螺旋导向件59能够旋转地卡合有可动限位部件63。可动限位部件63形成为一圈螺旋弹簧状。

可动限位部件63通过转子4的旋转而回旋，从而一边旋转一边被螺旋导向件59引导而进行螺旋运动，并沿螺旋导向件59的轴向移动。可动限位部件63与螺旋导向件59的限位部62抵接，由此更进一步朝下方进行的左旋转停止，从而以闭阀基准机械式地设定转子4的原点位置。并且，可动限位部件63与开阀限位突起部56抵接，由此更进一步朝上方进行的右旋转停止，从而机械式地设定开阀(全开)位置。

在导向件支承体52的圆筒部53内，嵌合有兼作阀轴41的导向件的筒部件65。筒部件65由基于金属或者合成树脂的放入有润滑材的材料、或者实施了表面处理的部件构成，并将阀轴41保持为能够旋转。

以下，对与阀轴41结合的轴衬部件33的下方侧的结构进行说明。

在阀轴41的轴衬部件33的下方，以不能相对于阀主体30相对旋转的方式固定有带抑制阀轴的倾斜、引导阀芯的功能的阀轴支架6，该带抑制阀轴的倾斜、引导阀芯的功能的阀轴支架6具有抑制阀轴41的倾斜的功能和引导阀芯17的轴向的移动的功能这两个功能。(以下，将这样的带抑制阀轴的倾斜、引导阀芯的功能的阀轴支架6仅记载为“阀轴支架6”。)

上述阀轴支架6由上部侧的筒状小径部6a、下部侧的筒状大径部6b、容纳于阀主体30的内周部侧的嵌合部6c以及环状的凸缘部6f构成，凸缘部6f通过焊接等固定于阀主体30的上部开口端。并且，在阀轴支架6的内部形成有贯通孔6h。

上述阀轴支架6优选由合成树脂、例如注射成型性优异的聚苯硫醚(Polyphenylenesulfide‐PPS)等一体成型。

并且，在该阀轴支架6，从筒状小径部6a的上部开口部6g朝下方至规定的深度为止形成有内螺纹6d。

而且，由形成于阀轴41的外周的外螺纹41a、和形成于阀轴支架6的筒状小径部6a的内周的内螺纹6d构成了螺纹结合A。

另外，在阀轴支架6的筒状大径部6b的侧面贯穿设置有均压孔51，通过该均压孔51，将在设于阀轴支架6的上方侧的筒状大径部6b内形成的阀轴支架室83与背压室67之间连通。通过设置这样的均压孔51，如以下将要说明那样，来将容纳壳体60的转子4的空间和阀轴支架6内的空间连通，从而能够顺畅地进行阀轴支架6的移动动作。

并且，在阀轴41的下端侧、并且在阀轴支架6的比凸缘部6f靠下方的筒状大径部6b的内侧，以能够相对于阀轴支架6的贯通孔6h滑动的方式配置有筒状的阀导向件18。该阀导向件18的顶棚部21侧通过冲压成型而大致折弯成直角。而且，在该顶棚部21形成有贯通孔18a。

另一方面，在阀轴41的下端部形成有凸边部41b。

该阀轴41的凸边部41b以松嵌合的状态能够相对于阀导向件18旋转且能够沿径向位移地嵌合于阀导向件18的贯通孔18a。并且，凸边部41b的直径比阀导向件18的贯通孔18a的直径大，从而实现了阀轴41的防脱。

阀轴41和阀导向件18能够相互沿径向移动，由此关于阀轴支架6以及阀轴41的配置位置，并不需求那么高的同心安装精度，而得到与阀导向件18以及阀芯17的同心性。

在阀导向件18的顶棚部21与阀轴41的凸边部41b之间设置有垫圈70。垫圈70优选是高滑性表面的金属制垫圈、氟树脂等高滑性树脂垫圈、或者高滑性树脂涂层的金属制垫圈等。在垫圈70的中央部形成有贯通孔。

阀轴41的位于垫圈70的上面侧的轴部分以松嵌合状态相对于阀导向件18能够旋转、且能够沿径向位移地贯通。

另外，在阀导向件18内容纳有压缩了的阀弹簧27和弹簧座35。而且，阀导向件18的下端通过焊接等固定于阀芯17的基部侧外周面。

另一方面，在本实施例的阀芯17形成有纵向的孔部17b，该纵向的孔部17b为了向阀芯17的上方侧(背面侧)引导阀口13(第二管接头15内)的压力而从下端侧朝向上端侧具备锥形部17a，另外，以横跨该孔部17b的方式形成有横向的导通孔17c。

并且，在阀芯17与阀轴支架6的筒状大径部6b之间夹装有密封部件48。本实施例中，作为密封部件48采用了O型圈，但该密封部件48并不限定于O型圈。

本实施例中，通过将这样的密封部件48夹装在阀轴支架6的筒状大径部6b与阀芯17的外周面之间，来气密地分离阀室11和背压室67。

本发明的一个实施例的电动阀2如上述那样形成，但在本发明的一个实施例的电动阀2中，其特征在于，形成有构成螺纹结合A的内螺纹6d的阀轴支架6的筒状小径部6a(内螺纹部)和引导阀芯17的朝轴向的移动的阀轴支架6的筒状大径部6b(阀芯引导部件)一体化为一个部件。即，至今的电动阀中，引导阀芯的轴向的移动的部件相对于构成螺纹结合A的内螺纹部作为不同的部件构成，但在本发明中，其特征在于，它们一体化为一个部件。

即，本发明的一个实施例的电动阀2中，构成阀轴支架6的一部分的筒状大径部6b对阀芯17的轴向的移动进行引导，但在本实施例中，该筒状大径部6b和形成有内螺纹6d的筒状小径部6a一体化为一个部件。

另外，在本发明的一个实施例的电动阀2中，由于使密封部件48夹设在阀芯17的外周面与筒状大径部6b的内周面之间，所以气密地分离阀室11和背压室67。

以上对本发明的电动阀2进行了说明，以下对电动阀2的作用进行说明。

上述的电动阀2向步进电机发送驱动脉冲信号，从而转子4与脉冲数对应地旋转，相伴随地阀轴41旋转，而通过由阀轴41的外螺纹41a和固定配置的阀轴支架6的内螺纹6d构成的螺纹结合A，阀轴41一边旋转一边沿轴向移动。

阀轴41的上升移动(开阀方向移动)通过弹簧座35、凸边部41b、垫圈70、顶棚部21的抵接而向阀导向件18传递，从而阀导向件18以及阀芯17进行上升移动。

该上升移动中，阀轴41通过垫圈70能够相对于阀导向件18以低摩擦阻力的方式相对滑动旋转。并且，在阀导向件18与阀轴支架6的贯通孔6h之间的摩擦阻力较大时，阀轴41也能够旋转，产生推力而使阀导向件18、阀芯17上升移动。

在阀轴41的下降移动(闭阀方向移动)中，也通过弹簧座35、凸边部41b、垫圈70、顶棚部21、阀弹簧27的抵接向阀导向件18传递，从而阀导向件18以及阀芯17进行下降移动。

此外，对于开阀、闭阀中任一个，阀导向件18内的阀弹簧27通过与弹簧座35的卡合而与阀轴41一起连带转动，弹簧座35相对于阀芯17的背面旋转，但是由于弹簧座35是高滑性树脂制，具有半球状抵接部35a而实际上以点接触的状态抵接于凸边部41b，从而在弹簧座35与凸边部41b之间也不会产生较大的摩擦阻力，进而阀弹簧27不会扭转。

并且，由于阀轴41由阀轴支架6和筒部件65支承，而成为两端支承，所以相比悬臂支承的情况，转子4的旋转振动减少。由此，开阀闭阀时的动作噪声减少。

这样，本发明中，由于形成有内螺纹6d的作为内螺纹部的筒状小径部6a和引导阀芯17的朝轴向的移动的阀芯引导部件(筒状大径部6b)一体化，所以能够实现部件件数的减少。并且，设置背压室67不需要复杂的形状的部件。

以上，对本发明的一个实施例进行了说明，但本发明不限定于上述实施例。

例如，上述实施例中，表示了具备筒状小径部6a、筒状大径部6b以及凸缘部6f的阀轴支架6(带抑制阀轴的倾斜、引导阀芯的功能的阀轴支架6)全部利用合成树脂而一体成型的例子，但本发明不限定于此。

例如，也能够如图2所示构成为：将引导阀芯17的轴向的移动的阀芯引导部件36作为不同的部件来准备，在使该阀芯引导部件36具备凸缘部6f、并且对该阀芯引导部件36进行基于镶嵌成型的注射成型时，使其与作为内螺纹部的筒状小径部6a一体化为一个部件。

这样的电动阀中，也能够起到与图1所示的实施例的电动阀的情况大致相同的作用效果。

并且，一体化为一个部件并不限定于成型，也能够通过基于机械加工的切出而一体化。总之，在图1的实施例中，引导阀芯17的朝轴向的移动的部件亦即筒状大径部6b和筒状小径部6a不通过铆接等组装即可。

并且，图3的实施例中，引导阀芯17的轴向的移动的阀芯引导部件36和筒状小径部6a不是通过铆接而组装的方式即可。此外，在通过铆接而组装的情况下，组装时的作业工时增加。

并且，阀轴41的相对于壳体60的安装等也可以是其它的构造。

另外，上述实施例中，表示了利用步进电机使转子4旋转的例子，但本发明也能够应用于利用步进电机以外的机构来驱动的阀。

并且，图1所示的本发明的一个实施例的电动阀2中，表示了内螺纹部(阀轴支架6的筒状小径部6a)和引导阀芯17的沿上下方向的移动的阀芯引导部(阀轴支架6的筒状大径部6b)一体化为一个部件的例子，但本发明不限定于此。

例如，也能够如图3所示的电动阀50那样，使形成有外螺纹80a的外螺纹部80和引导阀芯17的沿上下方向的移动的筒状大径部82一体化为一个部件。

以下，对图3所示的其它的实施例的电动阀50进行说明。

即，图3所示的其它的实施例的电动阀50中，由转子磁铁4和转子支架45构成了转子组装体46。并且，在转子支架46形成有贯通孔45a，阀轴41以具备若干游隙的状态松嵌合在该贯通孔45a内。

另外，在形成有外螺纹80a的外螺纹部80的外侧，配置有形成有内螺纹6d的转子支架45，由外螺纹80a和内螺纹6d构成了螺纹结合A。

在阀轴41的下端部具备阀芯17。并且，在阀轴41的头部安装有固定件47，固定件47和阀轴41的头部通过焊接而固定。

而且，本实施例中，剖面呈大致凸形状的外螺纹部80和筒状大径部82一体化为一个部件。此外，筒状大径部82经由形成于壳体60的底板部60a的孔60b而被压入阀主体30内，通过该压入，筒状大径部82以不能移动的方式组装于阀主体30。另外，该筒状大径部82具有沿轴向引导阀芯17的功能。

并且，电动阀50中，在包括转子支架45的内周侧的壳体60内构成了背压室67。而且，在转子支架45的内周侧，以压缩状态夹装有螺旋弹簧49，利用螺旋弹簧49的作用力向固定件47侧按压转子组装体46。另外，在转子支架45的顶棚部与壳体60的顶棚部之间，以压缩状态夹装有螺旋弹簧69。此外，该螺旋弹簧69具有防止转子组装体46旋转时的声音的功能。

这样的电动阀50中，在从阀芯17的闭至开的开阀动作中，首先，向步进电机发送驱动脉冲信号，从而转子组装体46与脉冲数对应地旋转。若转子组装体46旋转，则通过螺纹结合A，转子组装体46相对于作为固定部件的外螺纹部80向上方移动。当转子组装体46向上方移动时，转子组装体46一边压缩螺旋弹簧69一边移动，从而能够进行转子组装体46的稳定的移动，由此防止噪声的产生。并且，当转子组装体46向上方移动时，向上方对通过焊接与阀轴41一体化了的固定件47进行按压，从而向上方抬起阀轴41。由此，同时向上方抬起阀轴41的下方所具备的阀芯17。

这样的电动阀50中，当设置背压室67时，也能够减少部件件数。因此，能够容易地进行电动阀50的组装。

如上所述，本发明中，阀芯引导部件也可以一体化地设于外螺纹部80侧。

Claims (5)

1.一种电动阀，其利用在外周面形成有外螺纹的外螺纹部与在内周面形成有内螺纹的内螺纹部之间的螺纹结合，来将通过马达而旋转的转子的旋转运动变换为直线运动，并基于该直线运动来使阀芯沿轴向直线地移动，其特征在于，

形成有上述内螺纹的内螺纹部和引导上述阀芯的沿轴向的移动的阀芯引导部件一体化为一个部件，并且上述阀芯以外周面与上述阀芯引导部件的内周面滑动接触的状态沿轴向被引导。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述内螺纹部和上述阀芯引导部件通过合成树脂而一体成型。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

以相对于上述内螺纹部不同的部件准备上述阀芯引导部件，该不同的部件通过镶嵌成型而与上述内螺纹部一体化。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，

在上述阀芯引导部件与上述阀芯之间夹装有密封部件。

5.一种电动阀，其利用在外周面形成有外螺纹的外螺纹部与在内周面形成有内螺纹的内螺纹部之间的螺纹结合，来将通过马达而旋转的转子的旋转运动变换为直线运动，并基于该直线运动来使阀芯沿轴向直线地移动，其特征在于，

形成有上述外螺纹的外螺纹部和引导上述阀芯的沿轴向的移动的阀芯引导部件一体化为一个部件，并且上述阀芯以外周面与上述阀芯引导部件的内周面滑动接触的状态沿轴向被引导。