CN102377317A - 电子膨胀阀及其步进电机线圈装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种步进电机线圈装置，用于空调的电子膨胀阀，包括线圈绕组(1)；所述步进电机线圈装置还包括驱动电路板(2)，所述驱动电路板(2)上设有驱动接口(21)和电路板总线接口(22)，所述驱动接口(21)与所述线圈绕组(1)连接；所述空调包括主控制板，所述主控制板上设有主控制板总线接口，所述电路板总线接口(22)与所述主控制板总线接口连接。利用该装置的结构设计能够简化电子膨胀阀主控制板的结构，并减少与主控制板连接的线束。此外，本发明还公开了一种包括上述步进电机线圈装置的电子膨胀阀。

Description

电子膨胀阀及其步进电机线圈装置
技术领域
本发明涉及电子膨胀阀技术领域，特别涉及一种步进电机线圈装置。此外，本发明还涉及一种包括上述步进电机线圈装置的电子膨胀阀。
背景技术
在家用空调领域，现有的步进马达式电子膨胀阀采用的结构都是主控制板集成步进马达驱动电路，从而直接驱动步进马达来调节阀体的开度。由于步进马达驱动电路集成在主控制板上，因而主控制板需要增加额外的驱动线去驱动步进马达，这样不仅增加了主控制板的复杂程度，而且额外增加了控制线束。
在汽车空调领域，普遍使用的是热力膨胀阀(TXV)，TXV由感温包或气箱头感知蒸发器出口制冷剂的压力温度，并通过该具有特殊热力学性质的气箱头和传动机构来调节阀门开度，从而控制进入蒸发器的制冷剂流量，因而空调主控制板和热力膨胀阀之间没有传感、控制的电子线路。该热力膨胀阀的控制特性由自身的机械结构和热力学性能决定，每个产品的动态特性都是固定的，因而热力膨胀阀不能根据不同空调系统的参数差异来调整开阀性能，通用性较差。而采用电子膨胀阀可根据不同的空调系统特点设计不同的开阀特性，产品的适用性更广。
鉴于此，本领域技术人员考虑将家用空调领域的电子膨胀阀应用到汽车空调上，然而汽车空调主控制板需要同时控制日光传感器、湿度传感器和温度传感器等多个传感器，并同时控制压缩机、多个风机和电子膨胀阀等，因而空调主控制板需要控制的部件很多，在有限的空间中，如果空调主控制板与电子膨胀阀等执行元件直接连接的话，空调的主控制板的结构会非常复杂，并且从主控制板上引出的驱动线会非常多。
有鉴于此，如何对现有技术中的电子膨胀阀进行改进，从而简化其主控制板的结构，并减少与主控制板连接的线束，是本领域技术亟需解决的问题。
发明内容
本发明的要解决的技术问题为提供一种步进电机线圈装置，利用该装置的结构设计能够简化电子膨胀阀主控制板的结构，并减少与主控制板连接的线束，从而一方面提高了工作的可靠性，另一方面降低了制造成本。此外，本发明另一个要解决的技术问题为提供一种包括上述步进电机线圈装置的电子膨胀阀。
为解决上述技术问题，本发明提供一种步进电机线圈装置，用于电子膨胀阀，包括线圈绕组；所述步进电机线圈装置还包括驱动电路板，所述驱动电路板上设有驱动接口和电路板总线接口，所述驱动接口与所述线圈绕组连接；所述电子膨胀阀包括主控制板，所述主控制板上设有主控制板总线接口，所述电路板总线接口与所述主控制板总线接口连接。
优选地，所述线圈绕组设有线圈插针，所述线圈插针与所述驱动接口连接。
优选地，所述线圈插针的末端为簧片状部件，所述簧片状部件抵接于所述驱动接口上。
优选地，所述线圈绕组的侧面设有安装盒，所述驱动电路板设于所述安装盒中；所述驱动电路板的上端部与所述线圈插针对应的位置设有所述驱动接口，所述驱动电路板的下端部设有所述电路板总线接口。
优选地，所述步进电机线圈装置包括用于缠绕所述线圈绕组的上骨架和下骨架，所述上骨架配合有上部线圈外壳，所述下骨架配合有下部线圈外壳；所述下骨架侧面的插针引出部向下延伸有内侧板，所述上骨架的插针引出部支撑有倒“L”型盖板，所述内侧板与所述盖板形成所述安装盒。
优选地，所述上部线圈外壳与所述上骨架的插针引出部夹持所述倒“L”型盖板的水平部，所述内侧板与所述盖板的竖直部形成下部开口，所述驱动电路板通过所述下部开口设于所述安装盒中。
优选地，所述下部开口设有密封部件，所述电路板总线接口穿过所述密封部件与所述主控制板总线接口连接。
优选地，所述线圈插针与所述驱动接口焊接。
优选地，所述驱动电路板设置于所述线圈绕组的侧面，且所述驱动电路板和所述线圈插针的外部包裹有第一塑封件；所述驱动电路板的上端部与所述线圈插针对应的位置设有所述驱动接口，所述驱动电路板的下端部设有所述电路板总线接口。
优选地，所述驱动电路板设置于所述线圈绕组的上方，且所述驱动电路板和所述线圈插针的外部包裹有第二塑封件；所述驱动电路板设有凸出于所述线圈绕组侧面的外端部，所述驱动接口与所述电路板总线接口均开设于所述外端部上。
优选地，所述主控制板总线接口具体为“LIN/CAN”控制总线接口。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种电子膨胀阀，包括阀体和阀芯；还包括上述任一项所述的步进电机线圈装置。
在现有技术的基础上，本发明所提供的步进电机线圈装置还包括驱动电路板，所述驱动电路板上设有驱动接口和电路板总线接口，所述驱动接口与所述线圈绕组连接；所述电子膨胀阀包括主控制板，所述主控制板上设有主控制板总线接口，所述电路板总线接口与所述主控制板总线接口连接。
相对于现有技术，本发明将驱动电路板从所述主控制板上移到步进电机线圈装置上，因而使得主控制板的结构大为简化，提高了其工作的可靠性。此外，驱动电路板上设有电路板总线接口，同时主控制板上设有主控制板总线接口，且两个总线接口之间仅连接有三条线(比如LIN/CAN总线仅包括一根电源线、一根地线和一根信号线等三根线)，相对于现有技术直接从主控制板上引驱动线的结构(现有技术中通常需要从主控制板上引出六条驱动线)，明显减少了与主控制板连接的线束，同时也减少了步进电机线圈装置连接的线束，因而显著降低了制造成本。
本发明所提供的包括上述步进电机线圈装置的电子膨胀阀，其技术效果与上文基本相同，在此不再赘述。此外，当将本发明所提供的电子膨胀阀应用到汽车空调上时，由于在汽车电子领域，LIN/CAN总线是一种标准的通讯协议，因而可以通过LIN/CAN总线实现汽车主控系统与电子膨胀阀的无缝连接，从而简化了对电子膨胀阀的控制。
附图说明
图1为本发明第一种实施例中步进电机线圈装置结构示意图；
图2为本发明第一种实施例中步进电机线圈装置的装配过程示意图；
图3为本发明第二种实施例中步进电机线圈装置的轴测图；
图4为图2中步进电机线圈装置的结构示意图；
图5为图4中步进电机线圈装置的侧视图；
图6为本发明第三种实施例中步进电机线圈装置的轴测图；
图7为图6中步进电机线圈装置的结构示意图。
上述图中，附图标记与各个部件的对应关系为：
1线圈绕组；
2驱动电路板；21驱动接口；22电路板总线接口；23外端部；
3线圈插针；31簧片状部件；
4安装盒；41内侧板；42盖板；43下部开口；44密封部件；
51上骨架；上骨架的插针引出部511；52下骨架；521下骨架的插针引出部；
61上部线圈外壳；62下部线圈外壳；
71第一塑封件；72第二塑封件
具体实施方式
本发明的核心为提供一种步进电机线圈装置，利用该装置的结构设计能够简化电子膨胀阀主控制板的结构，并减少与主控制板连接的线束，从而一方面提高了工作的可靠性，另一方面降低了制造成本。此外，本发明另一个核心为提供一种包括上述步进电机线圈装置的电子膨胀阀。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
首先需要说明的是，本文中所述的“上、下、左、右”均是以附图所示位置作为参照，因而不能作为对于本发明保护范围的限制。
请参考图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，图1为本发明第一种实施例中步进电机线圈装置结构示意图；图2为本发明第一种实施例中步进电机线圈装置的装配过程示意图；图3为本发明第二种实施例中步进电机线圈装置的轴测图；图4为图2中步进电机线圈装置的结构示意图；图5为图4中步进电机线圈装置的侧视图；图6为本发明第三种实施例中步进电机线圈装置的轴测图；图7为图6中步进电机线圈装置的结构示意图。
如图1所示，本发明所提供的步进电机线圈装置，用于空调的电子膨胀阀，包括上骨架51和下骨架52，并且上骨架51和下骨架52均缠绕有线圈绕组1，上骨架51配合有上部线圈外壳61，下骨架52配合下部线圈外壳62。
在上述现有技术的基础上，如图1、图4和图7所示，所述步进电机线圈装置还包括驱动电路板2，驱动电路板2上设有驱动接口21和电路板总线接口22，驱动接口21与线圈绕组1连接；所述空调包括主控制板，所述主控制板上设有主控制板总线接口，电路板总线接口22与所述主控制板总线接口连接。
相对于现有技术，本发明将驱动电路板2从空调的主控制板上移到步进电机线圈装置上，因而使得主控制板的结构大为简化，提高了其工作的可靠性。此外，驱动电路板2上设有电路板总线接口21，同时主控制板上设有主控制板总线接口，且两个总线接口之间仅连接有三条线(比如LIN/CAN总线仅包括一根电源线、一根地线和一根信号线等三根线)，因而相对于现有技术直接从主控制板上引驱动线的结构，由于信号信传输是采用编解码形式，只要按特定的传输协议，可以实现多种信号的传输和信号的反馈，使线圈跟具有智能化，适合于当今电器产品的技术特定。同时也减少了步进电机线圈装置连接的线束，因而显著降低了制造成本。
需要说明的是，所述主控制板总线接口和所述电路板总线接口22两个概念中的“总线”是指一种标准的通讯协议，具体可以指LIN/CAN控制总线，此时主控制板总线接口和电路板总线接口22均为LIN/CAN控制总线接口；当然所述“总线”亦可以指TTP、J1850、MOST和IDB等其他控制总线技术。
需要说明的是，上述技术方案对于线圈绕组1与驱动接口21之间的连接结构不作限制，因而任意一种连接结构，只要具有连通的功能，就均应该在本发明的保护范围之内。具体地，如图1、图4和图7所示，线圈绕组1可以设有线圈插针3，线圈插针3与驱动接口21连接，亦即线圈绕组1通过线圈插针3与驱动接口21连接。
需要说明的是，线圈插针的形成具有两种方式：一为在线圈绕组1的末端连接上线圈插针3，此时线圈绕组1和线圈插针3为相互独立的两个部件；二为线圈绕组1的末端部分直接引出，形成线圈插针3，此时线圈插针3实为线圈绕组1的一部分。
请参考图1和图2所示，在本发明的第一种实施例中，线圈插针3的末端为簧片状部件31，并且该簧片状部件31抵接于驱动接口21上，两者之间形成一种弹性接触，此时驱动电路板2的驱动接口21的结构类似手机电池的电极结构。
如图1和图2所示，线圈绕组1的侧面可以设有安装盒4，驱动电路板2设于安装盒4中；驱动电路板2的上端部与线圈插针3对应的位置设有驱动接口21，以便簧片状部件31抵接驱动接口21；同时，驱动电路板2的下端部设有电路板总线接口22。需要说明的是，在本技术方案中，对于安装盒4的形成方式和结构设计不作限制，因而任意一种安装盒，只要具有固定并保护驱动电路板2的功能，就均应该在本发明的保护范围之内。
具体地，如图1和图2所示，可以具体设计一种安装盒的形成方式和结构设计。下骨架52侧面设有插针引出部521，该插针引出部521向下延伸有内侧板41，该内侧板41可以与下骨架52一体注塑形成；上骨架51设有另一插针引出部511，该插针引出部511支撑有倒“L”型盖板42，上述内侧板41和上述倒“L”型盖板42形成了安装盒4。
进一步地，该倒“L”型盖板42具有水平部和竖直部，上部线圈外壳61与上骨架51的插针引出部511夹持倒“L”型盖板42的水平部；内侧板41与盖板42的竖直部形成下部开口43，驱动电路板2便通过下部开口43设于安装盒4中。
进一步地，如图1和图2所示，为了隔绝外界环境对驱动电路板2造成影响，该安装盒4的下部开口43可以进一步设有密封部件44，该密封部件44可以通过注塑形成。同时，电路板总线接口22从该密封部件44中穿出，该电路板总线接口22与其外围的密封部件44形成一种插座结构，从而方便总线的连接。显然，上述安装盒的形成方式和结构设计充分利用了线圈装置的现有结构，因而结构比较简单，制造成本较低，同时具有较高的工作可靠性，能够起到很好的防护作用。
与上述第一种实施例中线圈插针3与驱动接口21的连接结构不同，在本发明第二种和第三种实施例中，线圈插针3与所述驱动接口21焊接。
在上述焊接结构的基础上，在本发明第二种实施例中，如图3、图4和图5所示，驱动电路板2设置于线圈绕组1的侧面，且驱动电路板2和线圈插针3的外部包裹有第一塑封件71；驱动电路板2的上端部与线圈插针3对应的位置设有驱动接口21，驱动电路板2的下端部设有电路板总线接口22。需要说明的是，如图3所示，塑封塑料在电路板总线接口22的周围形成一种插座结构，以便于总线的连接。
将电路板设于线圈绕组1的侧面，可以增加驱动电路板2的散热面积，也有利于将驱动电路安装盒4固定在金属阀体上，更加改善电路和线圈的散热效果，从而避免对驱动电路板2的工作性能造成影响。
在本发明第三种实施例中，请参考图6和图7，驱动电路板2可以设置于线圈绕组1的上方，且驱动电路板2和线圈插针3的外部包裹有第二塑封件72；驱动电路板2设有凸出于线圈绕组1侧面的外端部23，驱动接口21与电路板总线接口22均开设于外端部23上。
进一步地，线圈插针3向上弯曲与驱动接口21连接，电路板总线接口22的引出方向大体向下并垂直于驱动电路板2，并且电路板总线接口22周围的塑封材料形成一种插座结构，以便于总线的连接。
此外，本发明还提供一种电子膨胀阀，该膨胀阀包括阀体和阀芯，并且还包括上述任一种实施例中的步进电机线圈装置，且所述步进电机线圈装置套装于所述阀体的上端部。其技术效果与所述步进电机线圈装置的技术效果基本相同，在此不再赘述。
再者，可以将本发明的电子膨胀阀应用到空调上，该空调包括主控制板，且所述主控制板设有主控制板总线接口；该空调还包括上述实施例中的电子膨胀阀，且所述主控制板总线接口与电路板总线接口22连接。该空调具体可以为汽车空调，当将本发明所提供的电子膨胀阀应用到汽车空调上时，由于在汽车电子领域，LIN/CAN总线是一种标准的通讯协议，因而可以通过LIN/CAN总线实现汽车主控系统与电子膨胀阀的无缝连接，从而简化了对电子膨胀阀的控制。具体地，可以将汽车的主控系统与空调的主控制板通过总线连接，然后再由该空调的主控制板与所述电子膨胀阀通过总线连接。或者，将空调的主控制板集成于汽车的主控系统中，作为其一部分，此时，可以认为电子膨胀阀直接通过总线与汽车的主控系统连接(具体来说，是与主控系统中控制空调的模块连接)。
以上对本发明所提供电子膨胀阀及其步进电机线圈装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种步进电机线圈装置，用于空调的电子膨胀阀，包括线圈绕组(1)；其特征在于，所述步进电机线圈装置还包括驱动电路板(2)，所述驱动电路板(2)上设有驱动接口(21)和电路板总线接口(22)，所述驱动接口(21)与所述线圈绕组(1)连接；所述空调包括主控制板，所述主控制板上设有主控制板总线接口，所述电路板总线接口(22)与所述主控制板总线接口连接。
2.如权利要求1所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述线圈绕组(1)设有线圈插针(3)，所述线圈插针(3)与所述驱动接口(21)连接。
3.如权利要求2所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述线圈插针(3)的末端为簧片状部件(31)，所述簧片状部件(31)抵接于所述驱动接口(21)上。
4.如权利要求3所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述线圈绕组(1)的侧面设有安装盒(4)，所述驱动电路板(2)设于所述安装盒(4)中；所述驱动电路板(2)的上端部与所述线圈插针(3)对应的位置设有所述驱动接口(21)，所述驱动电路板(2)的下端部设有所述电路板总线接口(22)。
5.如权利要求4所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述步进电机线圈装置包括用于缠绕所述线圈绕组(1)的上骨架(51)和下骨架(52)，所述上骨架(51)配合有上部线圈外壳(61)，所述下骨架(52)配合有下部线圈外壳(62)；所述下骨架(52)侧面的插针引出部(521)向下延伸有内侧板(41)，所述上骨架(51)的插针引出部(511)支撑有倒“L”型盖板(42)，所述内侧板(41)与所述盖板(42)形成所述安装盒(4)。
6.如权利要求5所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述上部线圈外壳(61)与所述上骨架(51)的插针引出部(511)夹持所述倒“L”型盖板(42)的水平部，所述内侧板(41)与所述盖板(42)的竖直部形成下部开口(43)，所述驱动电路板(2)通过所述下部开口(43)设于所述安装盒(4)中。
7.如权利要求6所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述下部开口(43)设有密封部件(44)，所述电路板总线接口(22)穿过所述密封部件(44)与所述主控制板总线接口连接。
8.如权利要求2所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述线圈插针(3)与所述驱动接口(21)焊接。
9.如权利要求8所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述驱动电路板(2)设置于所述线圈绕组(1)的侧面，且所述驱动电路板(2)和所述线圈插针(3)的外部包裹有第一塑封件(71)；所述驱动电路板(2)的上端部与所述线圈插针(3)对应的位置设有所述驱动接口(21)，所述驱动电路板(2)的下端部设有所述电路板总线接口(22)。
10.如权利要求8所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述驱动电路板(2)设置于所述线圈绕组(1)的上方，且所述驱动电路板(2)和所述线圈插针(3)的外部包裹有第二塑封件(72)；所述驱动电路板(2)设有凸出于所述线圈绕组(1)侧面的外端部(23)，所述驱动接口(21)与所述电路板总线接口(22)均开设于所述外端部(23)上。
11.如权利要求1-10任一项所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述主控制板总线接口具体为“LIN/CAN”控制总线接口。
12.一种电子膨胀阀，包括阀体和阀芯；其特征在于，还包括如权利要求1至10任一项所述的步进电机线圈装置。
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