CN108343750A - 电动阀及冷冻循环*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动阀及冷冻循环***，电动阀(100)通过相对于阀壳(1)装配支撑部件(2)和密闭壳体(3)而成，将支撑部件的固定金属件(23)和密闭壳体相对于阀壳消除焊接不良地可靠焊接。在阀壳的开口端部的全周设置台阶部(11)。台阶部由内侧的第一环状面(11a)和外侧的第二环状面(11b)构成。将固定金属件(23)配置于第二环状面(11b)的内侧，使突缘部(232)抵接于第一环状面(11a)。焊接第一环状面(11a)与突缘部(232)的抵接部分的全周。使第二环状面(11b)抵接于密闭壳体的下端的开口端部。焊接第二环状面(11b)与密闭壳体的开口端部的抵接部分的全周。相对于阀壳(阀主体)，在轴线(L)方向的不同的位置焊接支撑部件和密闭壳体。

Description

电动阀及冷冻循环***

技术领域

本发明涉及用于冷冻循环***等的电动阀及冷冻循环***。

背景技术

以往，作为这种电动阀，利用步进马达的磁性转子及转子轴的旋转，经由螺纹进给机构使转子轴和阀部件工作，通过阀部件对阀口进行开闭。另外，具备支撑转子轴的支撑部件。这样的电动阀例如公开在日本专利第5395775号公报(专利文献1)中。

另外，该现有的电动阀需要密闭流体的流路，在与阀主体一同形成密闭构造的圆筒形状的密闭壳体(外壳)内收纳有马达部磁性转子。而且，该阀主体和密闭壳体通过焊接等被密闭固定。另外，在步进马达的转子轴形成外螺纹部，使外螺纹部与支撑部件的内螺纹部螺纹结合，从而转子轴被支撑部件支撑。而且，支撑部件和密闭壳体装配于阀壳(阀主体)的上部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5395775号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述的专利文献1的技术中，在将支撑部件和密闭壳体装配于阀壳时，首先将支撑部件嵌合于阀壳的开口端部，将固定金属件和阀壳的开口端部的周边通过焊接而固定。然后，将密闭壳体相对于阀壳的开口端部通过焊接而固定。

这样，在现有的技术中，相对于阀壳的开口端部的相同的端面，一般通过焊接来固定支撑部件和密闭壳体，因此，存在以下问题。支撑部件的固定金属件先焊接于阀壳的开口端部的端面，因此在装配密闭壳体时，固定金属件的因焊接而引起的熔融凝固部(焊道部)形成于阀壳的开口端部的端面。因此，有时密闭壳体和熔融凝固部干涉，存在密闭壳体错位或产生焊接不良的情况。

本发明的课题在于，提供一种电动阀，相对于阀主体，装配将转子轴支撑在轴线上的支撑部件和收纳磁性转子的密闭壳体而成，该电动阀将支撑部件的固定金属件和密闭壳体相对于阀主体不存在焊接不良地可靠焊接。

用于解决课题的方案

方案1为一种电动阀，其是将支撑部件和圆筒形状且金属制的密闭壳体装配于圆筒形状且金属制的阀主体而成的电动阀，其中，该阀主体内置有通过马达部的磁性转子及转子轴的旋转而工作的阀部件，该支撑部件将上述转子轴支撑在轴线上，该密闭壳体收纳上述磁性转子，上述电动阀的特征在于，上述支撑部件具有固定金属件，该固定金属件在绕上述轴线的外周形成向与该轴线正交的方向突出的突出面，在上述阀主体的嵌合上述支撑部件的开口端部绕上述轴线具有位于与上述轴线正交的面内的内侧的第一环状面，且绕上述轴线的全周具有位于与上述轴线正交的面内的外侧的第二环状面，并且该第一环状面和该第二环状面以上述轴线的方向的位置不同的方式构成台阶部，焊接上述阀主体的上述第一环状面与上述支撑部件的上述固定金属件的抵接部分，并且焊接上述阀主体的上述第二环状面与上述密闭壳体的开口端部的抵接部分。

方案2根据方案1记载的电动阀，其特征在于，上述固定金属件具有通过板金的冲压加工而产生的塌边面部，该塌边面部的背面侧抵接于上述第一环状面，并焊接所抵接的部分。

方案3根据方案2记载的电动阀，其特征在于，上述固定金属件相对于与上述轴线正交的面呈非对称的形状。

方案4根据方案4载的电动阀，其特征在于，上述支撑部件具有压入上述阀主体的上述开口端部内的树脂制的基部，上述固定金属件构成为具有：以上述轴线为中心的圆筒状的边缘；以及突缘部，其在上述边缘的外周形成向与轴线L正交的方向突出的突出面，上述固定金属件以使上述边缘处于上述阀主体的内侧的方式配置在上述基部内，且与上述基部一同嵌入成形。

方案5为一种冷冻循环***，包含压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，上述冷冻循环***的特征在于，使用方案1至4中任一项所述的电动阀作为上述膨胀阀。

发明效果

根据方案1至4的电动阀，在相对于阀主体装配支撑部件和密闭壳体时，焊接固定金属件的第一环状面的位置和用于焊接密闭壳体的第二环状面的轴线方向的位置不同，因此，焊接密闭壳体时，熔融凝固部不会与密闭壳体干涉，能够可靠地焊接该密闭壳体。

根据方案2的电动阀，固定金属件的冲压加工时产生的毛刺面部抵接于阀主体的第一环状面并焊接，因此，焊接时，不存在与塌边面部抵接时那样的缝隙，因此消除焊接时的熔断、强度不足，得到稳定的焊接性。

根据方案3的电动阀，固定金属件相对于与轴线正交的面呈非对称的形状，因此，通过做成支撑部件的嵌入成形时固定金属件翻过来不能进入的金属模具构造，从而毛刺面必定抵接于阀主体的第一环状面，因此能够得到稳定的焊接性，并且无需进行表背面的区分作业，装配性提高。

根据方案4的电动阀，固定金属件的边缘在支撑部件的基部内配置为处于阀主体的内侧，因此即使在将支撑部件的基部压入阀主体的开口端部时相对于基部产生应力，也能够通过边缘的加强作用防止基部的内径面的变形，在基部的内径面滑动的阀架的运动不会变差，能够防止阀操作性的变差。

根据方案5的冷冻循环***，能够得到与方案1至4相同的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电动阀的纵剖视图。

图2是第一实施方式的电动阀的固定金属件的剖视图及局部放大剖视图。

图3是第一实施方式的电动阀的阀壳、支撑部件以及密闭壳体的装配部分的剖视图。

图4是第二实施方式的电动阀的阀壳、支撑部件以及密闭壳体的装配部分的剖视图。

图5是表示实施方式的冷冻循环***的图。

图中：

1—阀壳(阀主体)，11—台阶部，11a—第一环状面，11b—第二环状面，101—第一接头管，102—第二接头管，103—阀座圈，103a—阀口，2—支撑部件，21—架部，21a—内螺纹部，22—基部，23—固定金属件，231—边缘，232—突缘部，A—塌边面部，B—毛刺面部，3—密闭壳体，4—阀架，5—针阀(阀部件)，6—步进马达(马达部)，61—转子轴，61a—外螺纹部，62—磁性转子，63—定子线圈，P—熔融凝固部，Q—熔融凝固部，1′—阀壳(阀主体)，12—台阶部，12a—第一环状面，12b—第二环状面，23′—固定金属件，232′—突缘部，3′—密闭壳体，P′—熔融凝固部，Q′—熔融凝固部，L—轴线，100—电动阀(膨胀阀)，200—室外热交换器，300—室内热交换器，400—流路切换阀，500—压缩机。

具体实施方式

接下来，参照附图，对本发明的电动阀及冷冻循环***的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的电动阀的纵剖视图，图2是第一实施方式的电动阀的固定金属件的剖视图及局部放大剖视图，图3是第一实施方式的电动阀的阀壳、支撑部件及密闭壳体的装配部分的剖视图。此外，以下的说明中的“上下”的概念与图1的图面中的上下对应。

该电动阀100具备作为“阀主体”的阀壳1、支撑部件2、密闭壳体3、阀架4、作为“阀部件”的针阀5以及作为“马达部”的步进马达6。

阀壳1由不锈钢等呈大致圆筒形状形成，在其内侧具有阀室1R。在阀壳1的外周一侧连接与阀室1R导通的第一接头管101，并且在从下端向下方延伸的筒状部连接有第二接头管102。另外，在第二接头管102的阀室1R侧嵌合有阀座圈103。阀座圈103的内侧成为阀口103a，第二接头管102经由阀口103a与阀室1R导通。此外，第一接头管101、第二接头管102以及阀座圈103相对于阀壳1通过焊接等固定。

支撑部件2具有中央的架部21、该架部21的外周的较厚的基部22以及后述的固定金属件23，固定金属件23通过嵌入成形与架部21及基部22一同设置成一体。由此，固定金属件23突出地设置于绕支撑部件2的轴线L的外周。而且，如后述地，支撑部件2经由固定金属件23通过焊接固定于阀壳1的上端部。在架部21的中心形成有与轴线L同轴的内螺纹部21a及其螺纹孔，并且形成有直径比内螺纹部21a的螺纹孔大的圆筒形状的导向孔21b。

密闭壳体3形成为上端部堵塞的大致圆筒形状，且如后述地通过焊接而气密地固定于阀壳1的上端。在密闭壳体3内的上部设置导向件31，并且在导向31的外周设有旋转限位机构32。

阀架4是圆筒状的部件，其嵌合于支撑部件2的导向孔21b内，并配设成能够在轴线L方向上滑动。而且，在阀架4的下端部固定有针阀5。在阀架4内，弹簧座41以能够在轴线L方向上移动的方式设置，在弹簧座41与针阀5之间以被赋予预定的载荷的状态安装有压缩盘簧42。

步进马达6包括转子轴61、能够旋转地配设于密闭壳体3的内部的磁性转子62、在密闭壳体3的外周相对于磁性转子62对置配置的定子线圈63、以及其它未图示的磁轭、外部装配部件等。转子轴61安装于磁性转子62的中心，该转子轴61向支撑部件2侧延伸设置。在转子轴61的支撑部件2侧的外周形成有外螺纹部61a，该外螺纹部61a与支撑部件2的内螺纹部21a螺纹结合。而且，在支撑部件2的导向孔21b内，阀架4的上端部卡合于转子轴61的下端部，阀架4及针阀5被转子轴61支撑为能够旋转地悬挂的状态。另外，转子轴61的上端部转动自如地嵌入密闭壳体3内的导向件31内。

根据以上的结构，磁性转子62及转子轴61通过步进马达6的驱动而旋转，通过转子轴61的外螺纹部61a与支撑部件2的内螺纹部21a的螺纹进给机构，转子轴61在轴线L方向上移动。然后，阀部件5在轴线L方向上移动，相对于阀座圈103近接或远离。由此，开闭阀口103a，控制从第一接头管101流向第二接头管102、或者从第二接头管102流向第一接头管101的制冷剂的流量。此外，磁性转子62的上下的旋转位置由旋转限位机构32限制。

这样，电动阀100是如下电动阀：相对于内置有通过步进马达6(马达部)的磁性转子62及转子轴61的旋转而工作的针阀5(阀部件)的圆筒形状的金属制的阀壳1(阀主体)，装配将转子轴61在轴线L上支撑的支撑部件2和收纳磁性转子62的圆筒形状且金属制的密闭壳体3而成的电动阀。

如图2所示，固定金属件23通过不锈钢制的板金的冲压加工而形成，一体地具有：以轴线L为中心的圆筒状的边缘231；以及在边缘231的外周形成向与轴线L正交的方向突出的突出面的突缘部232。如图2的用点划线的圆围住的局部放大图所示，在突缘部232的外周且与边缘231相反的一侧的端部形成有由冲压加工而产生的塌边面部A。另外，在该固定金属件23的焊接前的状态下，在与塌边面部A相反的一侧的端部形成有由冲压加工而产生的毛刺面部B。由冲压加工而产生的毛刺面部B在冲压加工后实施毛刺处理，因此，在该毛刺面部B不存在毛刺。此外，在毛刺面部B部分焊接固定金属件23。

如图1及图3所示，支撑部件2的基部22被压入嵌合于阀壳1的上端的开口端部。固定金属件23以在支撑部件2的基部22内，边缘231成为阀壳1的阀室1R侧的方式配置，并与该基部22一同嵌入成形。另外，阀壳1在嵌合支撑部件2的基部22的开口端部具有台阶部11。该台阶部11具有在绕轴线L的全周上分别位于与轴线L正交的面内的内侧的第一环状面11a和外侧的第二环状面11b。该第一环状面11a和第二环状面11b在轴线L方向的位置不同。在该第一实施方式中，第二环状面11b相比第一环状面11a形成于轴线L方向较低的位置。此外，在图1及图3中，示出了阀壳1及密闭壳体3的纵剖面，但是该阀壳1除了嵌合第一接头管101的孔外，均为绕轴线L旋转对称的形状。另外，密闭壳体3的阀壳1侧的圆筒部是绕轴线L旋转对称的形状。

支撑部件2的固定金属件23配置于第二环状面11b的内侧，在第一环状面11a抵接有固定金属件23的突缘部232。而且，对该第一环状面11a与突缘部232的抵接部分的全周进行焊接，在其全周形成有熔融凝固部P。由此，支撑部件2固定于阀壳1。另外，密闭壳体3的下端的开口端部抵接于第二环状面11b。而且，对该第二环状面11b与密闭壳体3的开口端部的抵接部分的全周进行焊接，在其全周形成有熔融凝固部Q。由此，密闭壳体3固定于阀壳1。

这样，在相对于阀壳1(阀主体)装配支撑部件2和密闭壳体3时，焊接固定金属件23(突缘部232)的位置相比第二环状面11b成为轴线L方向较高的位置。因此，在焊接密闭壳体3时，熔融凝固部P不会与密闭壳体3干涉，能够可靠地焊接该密闭壳体3。

另外，固定金属件23以使突缘部232的上述毛刺面部B抵接于阀壳1的第一环状面11a的方式焊接。假设，若欲以使塌边面抵接的方式焊接，则出现缝隙，焊接性不稳定，因此容易产生焊接不良。但是，实施方式中突缘部232的毛刺面部B抵接于第一环状面11a，消除与塌边面部A抵接时那样的缝隙，被焊接形状稳定。因此，只要在抵接的线上进行焊接即可，所以能够消除焊接时的熔断、强度不足，得到稳定的焊接性。

另外，固定金属件23仅在一侧具有边缘231。既，固定金属件具有由板金的冲压加工而产生的塌边面部A，且相对于与轴线L正交的面为非对称的形状。因此，通过做成在支撑部件2的嵌入成形时固定金属件23翻过来不能进入的金属模具构造，从而毛刺面必定抵接于阀主体的第一环状面，因此能够到稳定的焊接性，并且无需进行表背面的区别作业，装配性提高。

另外，固定金属件23的边缘231在支撑部件2的基部22内位于阀壳1的阀室1R侧，因此即使将基部22压入阀壳1的开口端部，通过该压力，从阀壳1的开口端部向轴线L的半径方向(向内)产生应力，也能够通过边缘231的加强作用防止基部22的内径面的变形。因此，在基部22的内径面滑动的阀架4的运动不会变差，能够防止阀操作性变差。

图4是第二实施方式的电动阀的阀壳、支撑部件以及密闭壳体的装配部分的剖视图。该第二实施方式与第一实施方式的不同在于，阀壳的开口端部、固定金属件的外径以及密闭壳体的高度。其它构造与图1相同，对与第一实施方式相同的单元及对应的单元标注与图1至图3相同的符号，并省略重复的说明及整体构造的图示。

该第二实施方式的阀壳1′在嵌合基部22的开口端部具有台阶部12。该台阶部12具有在绕轴线L的全周上分别位于与轴线L正交的面内的内侧的第一环状面12a和外侧的第二环状面12b。该第一环状面12a和第二环状面12b的轴线L方向的位置不同。在该第二实施方式中，第二环状面12b相比第一环状面12a形成于轴线L方向的较高的位置。该第二实施方式的阀壳1′及密闭壳体3′与第一实施方式相同的其它主要部分为绕轴线L旋转对称的形状。

支撑部件2的固定金属件23′配置于第二环状面12b的内侧，在第一环状面12a抵接有固定金属件23′的突缘部232′。然后，焊接该第一环状面12a与突缘部232′的抵接部分的全周，在其全周形成有熔融凝固部P′。由此，支撑部件2固定于阀壳1′。另外，密闭壳体3′的下端的开口端部抵接于第二环状面12b。然后，焊接该第二环状面12b与密闭壳体3′的开口端部的抵接部分的全周，在其全周形成有熔融凝固部Q′。由此，密闭壳体3′固定于阀壳1′。

这样，第二实施方式中，在相对于阀壳1(阀主体)装配支撑部件2和密闭壳体3时，焊接固定金属件23′(突缘部232′)的位置相比第二环状面12b成为轴线L方向较低的位置。因此，焊接密闭壳体3′时，熔融凝固部P′不会与密闭壳体3′干涉，能够可靠地焊接该密闭壳体3′。

图5是表示实施方式的冷冻循环***的图。图中，符号100是构成膨胀阀的本发明的实施方式的电动阀，符号200是搭载于室外单元的室外热交换器，符号300是搭载于室内单元的室内热交换器，符号400是构成四通阀的流路切换阀，符号500是压缩机。电动阀100、室外热交换器200、室内热交换器300、流路切换阀400以及压缩机500分别通过导管如图示那样连接，构成热泵式的冷冻循环。此外，储液器、压力传感器、温度传感器等省略了图示。

冷冻循环的流路通过流路切换阀400切换成制冷运转时的流路和制热运转时的流路这两条。制冷运转时，如图中实线箭头所示地，被压缩机500压缩了的制冷剂从流路切换阀400流入室外热交换器200，该室外热交换器200发挥冷凝器的功能，从室外热交换器200流出的液体制冷剂经由电动阀100流入室内热交换器300，该室内热交换器300发挥蒸发器的功能。

另一方面，在制热运转时，如图中虚线箭头所示地，被压缩机500压缩了的制冷剂以从流路切换阀400至室内热交换器300、电动阀100、室外热交换器200、流路切换阀400、以及压缩机500的顺序循环，室内热交换器300发挥冷凝器的功能，室外热交换器200发挥蒸发器的功能。电动阀100将制冷运转时从室外热交换器200流入的液体制冷剂、或者制热运转时从室内热交换器300流入的液体制冷剂分别减压膨胀，进一步地控制该制冷剂的流量。

本发明的实施方式的说明中，固定金属件与主体的上述环状面的焊接为全周焊接，但是不限于全周焊接，也可以为局部焊接。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但是具体的结构不限于这些实施方式，不脱离本发明的主旨的范围的设计的变更等也属于本发明。

Claims (5)

1.一种电动阀，其是将支撑部件和圆筒形状且金属制的密闭壳体装配于圆筒形状且金属制的阀主体而成的电动阀，其中，该阀主体内置有通过马达部的磁性转子及转子轴的旋转而工作的阀部件，该支撑部件将上述转子轴支撑在轴线上，该密闭壳体收纳上述磁性转子，

上述电动阀的特征在于，

上述支撑部件具有固定金属件，该固定金属件在绕上述轴线的外周形成向与该轴线正交的方向突出的突出面，

在上述阀主体的嵌合上述支撑部件的开口端部绕上述轴线具有位于与上述轴线正交的面内的内侧的第一环状面，且绕上述轴线的全周具有位于与上述轴线正交的面内的外侧的第二环状面，并且该第一环状面和该第二环状面以上述轴线的方向的位置不同的方式构成台阶部，

焊接上述阀主体的上述第一环状面与上述支撑部件的上述固定金属件的抵接部分，并且焊接上述阀主体的上述第二环状面与上述密闭壳体的开口端部的抵接部分。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述固定金属件具有通过板金的冲压加工而产生的塌边面部，该塌边面部的背面侧抵接于上述第一环状面，并焊接所抵接的部分。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

上述固定金属件相对于与上述轴线正交的面呈非对称的形状。

4.根据权利要求3所述的电动阀，其特征在于，

上述支撑部件具有压入上述阀主体的上述开口端部内的树脂制的基部，

上述固定金属件构成为具有：以上述轴线为中心的圆筒状的边缘；以及突缘部，其在上述边缘的外周形成向与轴线L正交的方向突出的突出面，

上述固定金属件以使上述边缘处于上述阀主体的内侧的方式配置在上述基部内，且与上述基部一同嵌入成形。

5.一种冷冻循环***，其包含压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，

上述冷冻循环***的特征在于，

使用权利要求1至4中任一项所述的电动阀作为上述膨胀阀。