CN105909851B

CN105909851B - 电动阀

Info

Publication number: CN105909851B
Application number: CN201610099201.0A
Authority: CN
Inventors: 吉田龙也; 矢泽将志
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2019-06-25
Anticipated expiration: 2036-02-23
Also published as: JP6412443B2; CN105909851A; JP2016156439A

Abstract

本发明提供一种能够简单地组装的电动阀。在阀轴支架(30)的外周，在阀轴支架(30)的上端设置有由圆锥台面构成的锥面(30a)，从该锥面(30a)向下方连续地设置有平坦面(30b)，且从该平坦面(30b)的上端缘的下侧的位置向下方突设沿上下方向延伸的突条(30c)，在转子(51)的内周设置由与平坦面(30b)配合的平面构成的承受面(51d)和嵌合有突条(30c)的纵槽(51e)，通过使平坦面(30b)与承受面(51d)卡合及使突条(30c)与纵槽(51e)卡合，使阀轴支架(30)与转子(51)一起旋转。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及作为流量控制阀等安装于空调、冷冻机等的冷冻循环而使用的电动阀。

背景技术

作为这种电动阀，例如已知一种结构(例如参照专利文献1)，其具备：阀主体，该阀主体具有阀室及形成于该阀室的阀孔；阀芯，该阀芯开闭所述阀孔；壳体，该壳体从所述阀主体突出；定子线圈，该定子线圈配置于该壳体的外侧；转子，该转子配置于所述壳体的内侧，且通过所述定子线圈的通电励磁而旋转；螺纹管，该螺纹管固定于所述阀主体；阀轴支架，该阀轴支架形成为能够与该转子一起旋转，且在该阀轴支架与所述螺纹管的螺纹进给作用下，经由阀轴通过所述阀芯使所述阀孔开闭；闭阀弹簧，该闭阀弹簧安装于该阀轴支架与所述阀轴之间，且经由该阀轴使所述阀芯向所述阀孔的闭方向施力；及止动件，该止动件与该闭阀弹簧协同动作，防止所述阀芯开闭所述阀孔的方向上的所述阀轴支架与所述转子的相对移动。

在如上所述的电动阀中，所述阀轴支架在外表面具有在所述阀芯开闭所述阀孔的方向上延伸设置的多个突条，所述转子在内表面具有卡合于该多个突条的多个槽部，使该多个槽部与所述多个突条卡合，或者，在从所述阀芯开闭所述阀孔的方向观察时，所述阀轴支架具有截面为D字形的D切部，所述转子具有卡合于该D切部的孔部，通过该孔部与所述D切部卡合，所述阀轴支架与所述转子一起旋转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-208716号公报

然而，在如上所述的以往的电动阀中，将阀轴支架从转子的下方侧内插到该转子内，使所述多个槽部与所述多个突条卡合，或者使所述孔部与所述D切部卡合。另外，为了使阀轴支架精准地与转子一起旋转，所述多个突条延伸设置到作为向转子组装的组装开始侧的外周面的上端。因此，在将阀轴支架内插到转子内并使所述多个突条卡合到所述多个槽部的情况下，需要预先使阀轴支架与转子的中心轴线和绕该中心轴线的角度位置准确地一致，存在该组装困难的问题。

发明内容

本发明使鉴于所述课题而完成的，其目的在于提供一种能够简单组装的电动阀。

为了解决上述课题，本发明的电动阀具备：阀轴，该阀轴在下端部设置有阀芯；导衬，该导衬具有圆筒部，该阀轴以在轴线方向上能够相对移动及能够相对旋转的状态内插于圆筒部；阀主体，该阀主体具有与所述阀芯接触或分离的阀座部且安装固定有所述导衬；壳体，该壳体接合于该阀主体；转子，该转子配置于该壳体的内侧且所述导衬的外侧；定子，该定子配置于所述壳体的外侧以旋转驱动该转子；阀轴支架，该阀轴支架具有内插有所述导衬的圆筒部和贯通设置有插通孔的顶部，并且该阀轴支架与所述阀轴连结，在所述壳体内一边支承所述转子一边与该转子一体地旋转，该插通孔插通有所述阀轴的上端部；及螺纹进给机构，该螺纹进给机构由形成于所述导衬的外周的固定螺纹部与形成于所述阀轴支架的内周的可动螺纹部构成，用于使连结于所述阀轴支架的所述阀轴的所述阀芯根据所述转子的旋转驱动而相对于所述阀座部升降，该电动阀的特征在于，在所述阀轴支架的外周，在所述阀轴支架的上端设置有由圆锥台面构成的锥面，从该锥面向下方连续地设置平坦面，且从该平坦面的上端缘的下侧的位置向下方突设沿上下方向延伸的突条，在所述转子的内周设置由与所述平坦面配合的平面构成的承受面和嵌合有所述突条的纵槽，通过使所述平坦面与所述承受面卡合及使所述突条与所述纵槽卡合，使所述阀轴支架与所述转子一起旋转,在所述突条的上端部设置有越向上方越细的锥部。

其他优选的方式是，所述转子形成为由内筒与外筒构成的双层管结构，在该内筒的内周设置有所述承受面与所述纵槽。

进一步优选的方式是，所述内筒的上下方向的高度比所述外筒的上下方向的高度小，所述内筒收容于所述外筒的内部。

发明效果

根据本发明的电动阀，在组装阀轴支架与转子时，首先，将包含设置于阀轴支架的上端的锥面在内的部分内插到转子内，接着，将包含连续地设置于锥面的平坦面在内的部分内插到转子内，使阀轴支架的平坦面与转子的承受面卡合，使阀轴支架与转子的中心轴线和绕该中心轴线的角度位置大致对齐。因此，进一步将阀轴支架插入转子内，当突设于所述平坦面的突条内插到转子内时，阀轴支架的突条与转子的纵槽顺利地卡合，从而能够简单地组装阀轴支架与转子。

另外，在突条的上端部设置有越向上方越细的锥部，从而能够使阀轴支架的突条与转子的纵槽更顺利地卡合。

附图说明

图1是表示本发明的电动阀的一实施方式的纵剖视图。

图2是表示图1所示的电动阀的转子的图，其中，(A)是俯视图，(B)是(A)的A-A向视剖视图。

图3是表示图1的电动阀的阀轴支架的图，其中，(A)是立体图，(B)是主视图，(C)是左侧视图，(D)是右侧视图，(E)是俯视图，(F)是仰视图，(G)是(D)的B-B向视剖视图。

图4是用于对图1所示的电动阀的组装工序中、组装转子与阀轴支架的工序进行说明的图，其中，(A)是表示阀轴支架刚要插入转子的内筒内之前的状态的纵剖视图及其纵剖视图的C-C向视剖视图，(B)是表示阀轴支架的锥面部被插入到转子的内筒内的状态的纵剖视图及其纵剖视图的C-C向视剖视图，(C)是表示阀轴支架的平坦面部被插入到转子的内筒内的状态的纵剖视图及其纵剖视图的C-C向视剖视图，(D)是表示阀轴支架的突条被插入到转子的内筒内的状态的纵剖视图及其纵剖视图的C-C向视剖视图。

图5是表示图1所示的电动阀的带定位部的转子压板的图，其中，(A)是俯视图，(B)是(A)的D-D向视剖视图。

图6是用于对图1所示的电动阀的组装工序中、阀芯的原点位置(最下降位置)伸出工序进行说明的图，其中，(A)是表示落座状态的俯视图及纵剖视图，(B)是表示分离状态的俯视图及纵剖视图。

图7是表示图1所示的电动阀的流量特性的图。

符号说明

1 电动阀

10 阀轴

14 阀芯

20 导衬

21 圆筒部

23 固定螺纹部(外螺纹部)

24 固定止动体

28 螺纹进给机构

29 下部止动机构

30 阀轴支架

30a 锥面

30b 平坦面

30c 突条

30d 锥部

30e 卡定面

31 圆筒部

32 顶部

33 可动螺纹部(内螺纹部)

34 可动止动体

40 阀主体

40a 阀室

41 第1开口

41a 第1导管

42 第2开口

42a 第2导管

43 插通孔

44 嵌合孔

45 底部壁

46 阀口节流孔

46a 阀座部

47 凸缘状板

50 步进电机

51 转子

51a 内筒

51b 外筒

51d 承受面

51e 纵槽

52 定子

55 壳体

60 压缩螺旋弹簧(施力部件)

70 防脱卡定部件

71 衬套螺母(固定部件)

72 转子压板

73 定位部

74 长孔

O 轴线

具体实施方式

在以下，参照附图对本发明的电动阀的实施方式进行说明。另外，在各图中，关于形成于部件间的间隙、部件间的隔离距离等，为了容易理解发明，另外，为了便于作图，有时会夸张描绘。另外，在本说明书中，表示上下左右等位置、方向的表述是以图1的方向箭头表示为基准的，并不表示是指实际使用状态下的位置、方向。

图1是表示本发明的电动阀的一实施方式的纵剖视图。

图示实施方式的电动阀1主要具备阀轴10、导衬20、阀轴支架30、阀主体40、壳体55、由转子51与定子52构成的步进电机50、压缩螺旋弹簧(施力部件)60、防脱卡定部件70、螺纹进给机构28及下部止动机构29。

所述阀轴10从上侧起具有上部小径部11、中间大径部12及下部小径部13，在该下部小径部13的下端部一体地形成有带台阶的倒圆锥形的阀芯14。

所述导衬20具有圆筒部21与延设部22，所述阀轴10(的中间大径部12)以在轴线O方向上能够相对移动(滑动)及绕轴线O相对旋转的状态内插于该圆筒部21，该延设部22从该圆筒部21的上端部上方延伸、内径比该圆筒部21大、且内插有所述阀轴10的中间大径部12的上端侧与上部小径部11的下端侧。在所述导衬20的圆筒部21的外周形成有固定螺纹部(外螺纹部)23，该固定螺纹部23构成根据转子51的旋转驱动而使所述阀轴10的阀芯14相对于阀主体40的阀座部46a进行升降的螺纹进给机构28的一方，且在该固定螺纹部23的下端螺合有固定止动体24，该固定止动体24构成限制阀轴支架30的旋转及向下移动的下部止动机构29的一方。

所述阀轴支架30具有内插有所述导衬20的圆筒部31和贯通设置有插通孔32a的顶部32，该插通孔32a插通有所述阀轴10(的上部小径部11)的上端部。在所述阀轴支架30的圆筒部31的内周形成有与所述导衬20的固定螺纹部23螺合且构成所述螺纹进给机构28的可动螺纹部(内螺纹部)33，并且在该圆筒部31的外周下端一体地突设有构成所述下部止动机构29的另一方的可动止动体34。

另外，在形成于所述阀轴10的上部小径部11与中间大径部12之间的平台面和所述阀轴支架30的顶部32的下表面之间，以外插于阀轴10的上部小径部11的方式，压缩安装有压缩螺旋弹簧(施力部件)60，该压缩螺旋弹簧60向所述阀轴10与所述阀轴支架30在升降方向(轴线O方向)上分离的方向施力，换言之，对所述阀轴10始终向下方(闭阀方向)施力。

所述阀主体40例如由黄铜、SUS等金属制圆筒体构成。该阀主体40在内部具有阀室40a，在设置于该阀室40a的侧部的横向的第1开口41处通过钎焊等连结固定有第1导管41a，在该阀室40a的顶部形成有插通孔43与嵌合孔44，该插通孔43在所述阀轴10(的中间大径部12)能够沿轴线0方向相对移动(滑动)及绕轴线O相对旋转的状态下被插通，该嵌合孔44嵌合所述导衬20(的圆筒部21)的下端部来安装固定，在设置于该阀室40a的下部的纵向的第2开口42处通过钎焊等连结固定有第2导管42a，且在所述阀室40a与所述第2开口42之间的底部壁45形成有阀口节流孔46，该阀口节流孔46具有与所述阀芯14接触或分离的阀座部46a。

在所述阀主体40的上端部通过铆接等紧固有凸缘状板47，且带顶的圆筒状的壳体55的下端部与设置于该凸缘状板47的外周的台阶部对接焊接。

在所述壳体55的内侧且所述导衬20及所述阀轴支架30的外侧旋转自如地配置有转子51，为了旋转驱动所述转子51，在所述壳体55的外侧配置有由磁轭52a、线圈架52b、定子线圈52c及树脂模罩52d等构成的定子52。在定子线圈52c连接有多个引线端子52e，在这些引线端子52e经由基板52f连接有多个引线52g，通过对定子线圈52c的通电励磁而使配置于壳体55内的转子51绕轴线O旋转。

配置于壳体55内的所述转子51卡合支承于所述阀轴支架30，该阀轴支架30与所述转子51一起(一体)旋转。

详细而言，如参照图2可知，所述转子51为由内筒51a、外筒51b及连接内筒51a与外筒51b的连接部51c构成双层管结构，内筒51a的上下方向的高度比外筒51b的上下方向的高度小，所述内筒51a收容于所述外筒51b的内部。另外，在内筒51a的内周设置有(绕轴线O以120度的角度间隔)由平面构成的承受面(D切面)51d与沿上下方向形成于该承受面51d的中央的纵槽51e。另外，连接部51c设置于与所述承受面51d及纵槽51e相同的位置(绕轴线O以120度的角度间隔)。

另一方面，如参照图3可知，在所述阀轴支架30的外周，在其上端设置有由圆锥台面构成的锥面30a，(绕轴线O以120度的角度间隔)从该锥面30a向下方连续地设置有平坦面(切断阀轴支架30的外周的一部分而形成的D切面)30b，且从该平坦面30b的上端缘的下侧的位置向下方突设有沿上下方向延伸的突条30c，在该突条30c的上端部设置有越向上方越细的四棱锥台状的锥部30d。在此，阀轴支架30的平坦面30b具有与所述转子51的承受面51d配合的形状，且阀轴支架30的突条30c具有嵌合于所述转子51的纵槽51e的形状。另外，所述平坦面30b(及在该平坦面30b的中央沿上下方向形成的突条30c)延伸至阀轴支架30的中腹部，在该平坦面30b的下端且突条30c的下部两侧形成有支承所述转子51的卡定面30e。

参照图4对组装所述转子51与阀轴支架30的工序进行详细说明，使阀轴支架30经由转子51的外筒51b的下侧开口而靠近该转子51的内筒51a(参照图4(A))，首先，将包含设置于阀轴支架30的上端的锥面30a在内的部分(锥面部)内插到内筒51a内(参照图4(B))，接着，将包含连续地设置于锥面30a的平坦面30b在内的部分(平坦面部)内插到内筒51a内(参照图4(C))，使阀轴支架30的平坦面30b与转子51的承受面51d卡合，使阀轴支架30与转子51的中心轴线和绕该中心轴线的角度位置大致对齐。当阀轴支架30进一步被插入到内筒51a内时，突设于平坦面30b的突条30c从设置于其上端部的锥部30d内插到内筒51a内(参照图4(D))，阀轴支架30的突条30c与转子51的纵槽51e卡合，使阀轴支架30与转子51的中心轴线和绕该中心轴线的角度位置精确地对齐。并且，当阀轴支架30进一步被插入到内筒51a内时，阀轴支架30的卡定面30e与转子51的下表面抵接，转子51由阀轴支架30支承固定。

这样一来，阀轴支架30的卡定面30e与转子51的下表面抵接，使阀轴支架30的平坦面30b与转子51的承受面51d及阀轴支架30的突条30c与转子51的纵槽51e卡合，从而所述阀轴支架30一边将所述转子51支承在所述壳体55内一边与该转子51一起旋转。

如图1所示，在所述转子51及阀轴支架30的上侧配置有衬套螺母(固定部件)71与防脱卡定部件70，该衬套螺母71通过压入、焊接等外嵌固定于所述阀轴10(的上部小径部11)的上端部，以防止阀轴支架30与转子51的升降方向上的相对移动(换言之，相对于阀轴支架30将转子51推到下方)并且将阀轴10与阀轴支架30连接在一起，该防脱卡定部件70由配置于该衬套螺母71与转子51之间的平板状部件构成的转子压板72构成。即，所述转子51夹持在通过压缩螺旋弹簧60的施力而向上方施力的阀轴支架30与所述转子压板72之间。另外，从阀轴支架30的上端到卡定面30e为止的(上下方向的)高度与转子51的内筒51a的(上下方向的)高度相同，阀轴支架30(的顶部32)的上表面与所述转子压板72的下表面(平坦面)抵接。

另外，在本实施方式中，如参照图5可知，在所述转子压板72(的上表面左半部)一体形成有规定厚度H的定位部73，且在带有该定位部73的转子压板72，以横穿由该定位部73所形成的台阶(高度H的台阶)的方式形成有长孔74，使得阀轴10的上端部在横向上滑动自如地插通。如图1所示，在该带定位部73的转子压板72中，在该转子压板72与衬套螺母71之间安装有定位部73，换言之，以在定位部73上载置衬套螺母71的方式配置，由此，在阀芯14位于最下降位置(原点位置)时，在所述阀芯14与所述阀座部46a之间形成与定位部73的厚度H量对应的间隙。

参照图6对由所述带定位部73的转子压板72进行的阀芯14的原点位置(最下降位置)伸出工序进行详细说明，首先，在组装了阀轴10、导衬20、压缩螺旋弹簧60、阀轴支架30、转子51、固定止动体24及阀主体40等的状态下，利用由导衬20的固定螺纹部23与阀轴支架30的可动螺纹部33构成的螺纹进给机构28，使所述阀轴支架30、转子51及阀轴10一边旋转一边下降。并且，设置于阀轴10的下端部的阀芯14抵接(落座)于阀座部46a，压缩螺旋弹簧60被稍微压缩且与固定于阀轴支架30的可动止动体34与导衬20的固定止动体24抵接，在阀轴支架30配置于最下降位置的状态下，在阀轴10的上端部嵌入转子压板72并通过压入、焊接等外嵌固定衬套螺母71。此时，衬套螺母71在载置于转子压板72的定位部73以外的部分上的状态下进行固定(落座状态，参照图6(A))。

接着，在保持阀轴支架30配置于最下降位置的状态下，克服压缩螺旋弹簧60的作用力来提起阀轴10，在阀轴10的上端部被插通于长孔74的状态下使带定位部73的转子压板72向横向(图中右方)滑动，使定位部73安装到转子压板72与衬套螺母71之间，当释放对阀轴10的提起力时，衬套螺母71配置于转子压板72的定位部73上，阀轴10相对于阀主体40被提起与所述定位部73的厚度H相当的量。由此，在所述阀芯14与所述阀座部46a之间形成相当于定位部73的厚度H的间隙(升降方向上的尺寸为H的间隙)(分离状态，参照图6(B))。

另外，最后也可以通过焊接等紧固衬套螺母71(的下端部)与转子压板72的定位部73。

由此，在阀芯14位于最下降位置(原点位置)时，在阀芯14与阀座部46a之间形成升降方向上的尺寸相当于定位部73的厚度H的间隙。

另外，在固定于所述阀轴10的上端部的所述衬套螺母71外装有由使阀轴支架30向导衬20侧施力的线圈弹簧构成的恢复弹簧75，以防止如下情况：在动作时阀轴支架30相对于导衬20向上方过度移动，导衬20的固定螺纹部23与阀轴支架30的可动螺纹部33的螺合被解除。

在该结构的电动阀1中，当通过对定子52(的定子线圈52c)通电励磁而使转子51旋转紧固时，阀轴支架30及阀轴10与其一体地被旋转紧固。此时，通过导衬20的固定螺纹部23与阀轴支架30的可动螺纹部33构成的螺纹进给机构28，阀轴10伴随阀芯14而被升降紧固，从而使阀芯14与阀座部46a之间的间隙(提升量)增减，调整制冷剂等流体的通过流量。另外，即使阀轴支架30的可动止动体34与固定于导衬20的固定止动体24抵接、阀芯14位于最下降位置时，由于在阀芯14与阀座部46a之间形成有间隙(闭阀时需求提升量)，也可确保规定量的通过流量(参照图7)。

这样一来，在本实施方式的电动阀1中，在组装阀轴支架30与转子51的情况下，首先，将包含设置于阀轴支架30的上端的锥面30a在内的部分内插到转子51的内筒51a内，接着，将包含连续地设置于锥面30a的平坦面30b在内的部分内插到转子51的内筒51a内，使阀轴支架30的平坦面30b与转子51的承受面51d卡合，使阀轴支架30与转子51的中心轴线和绕该中心轴线的角度位置大致对齐。因此，当将阀轴支架30进一步插入转子51的内筒51a内而将突设于所述平坦面30b的突条30c内插到转子51的内筒51a内时，能够使阀轴支架30的突条30c与转子51的纵槽51e顺利地卡合，能够简单地组装阀轴支架30与转子51。

另外，在突条30c的上端部设置有越向上方越细的锥部30d，从而能够使阀轴支架30的突条30c与转子51的纵槽51e更顺利地卡合。

另外，在上述实施方式中，对阀轴支架30的可动止动体34与固定于导衬20的固定止动体24抵接，在阀芯14位于最下降位置(通常成为全关闭状态)时，在阀芯14与阀座部46a之间形成规定大小的间隙的非闭阀型的电动阀进行了说明，但本发明也理所当然地能够应用于其以外的电动阀。即，本发明也能够应用于如下电动阀：例如，在阀芯位于最下降位置时，阀芯抵接(落座)于阀座部而切断流体的流动的闭阀型的电动阀，或者阀芯抵接(落座)于阀座部且经由设置于阀芯的连通孔、设置于阀座部的排放槽等来确保规定量的通过流量的类型的电动阀。

Claims

1.一种电动阀，具备：

阀轴，该阀轴在下端部设置有阀芯；

导衬，该导衬具有圆筒部，该阀轴以在轴线方向上能够相对移动及能够相对旋转的状态内插于圆筒部；

阀主体，该阀主体具有与所述阀芯接触或分离的阀座部且安装固定有所述导衬；

壳体，该壳体接合于该阀主体；

转子，该转子配置于该壳体的内侧且所述导衬的外侧；

定子，该定子配置于所述壳体的外侧以旋转驱动该转子；

阀轴支架，该阀轴支架具有内插有所述导衬的圆筒部和贯通设置有插通孔的顶部，并且该阀轴支架与所述阀轴连结，在所述壳体内一边支承所述转子一边与该转子一体地旋转，该插通孔插通有所述阀轴的上端部；及

螺纹进给机构，该螺纹进给机构由形成于所述导衬的外周的固定螺纹部与形成于所述阀轴支架的内周的可动螺纹部构成，用于使连结于所述阀轴支架的所述阀轴的所述阀芯根据所述转子的旋转驱动而相对于所述阀座部进行升降，

该电动阀的特征在于，

在所述阀轴支架的外周，在所述阀轴支架的上端设置有由圆锥台面构成的锥面，从该锥面向下方连续地设置平坦面，且从该平坦面的上端缘的下侧的位置向下方突设沿上下方向延伸的突条，

在所述转子的内周设置由与所述平坦面配合的平面构成的承受面和嵌合有所述突条的纵槽，

通过使所述平坦面与所述承受面卡合及使所述突条与所述纵槽卡合，使所述阀轴支架与所述转子一起旋转,

在所述突条的上端部设置有越向上方越细的锥部。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

所述转子形成为由内筒与外筒构成的双层管结构，在该内筒的内周设置有所述承受面与所述纵槽。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

所述内筒的上下方向的高度比所述外筒的上下方向的高度小，所述内筒收容于所述外筒的内部。