CN106537008B - 阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阀装置，即使在产生流体逆流的情况下，也能够减少该逆流的流体向阀装置内的侵入量及从流入孔的流出量，且能够防止对阀体进行施力的弹性部件损伤。阀装置具有：驱动源；基台，其具有形成有流体的流入孔以及流出孔的阀座面；壳体，其被基台的阀座面侧覆盖且与基台一起将阀室(36)划分；第一阀体(20a)，其开闭流出孔；以及第二阀体(20b)，其开闭流入孔，在阀室(36)容纳有驱动源的输出部、第一阀体(20a)及第二阀体(20b)，第一阀体(20a)的一方的端面为与阀座面中的流出孔的周缘部滑动抵接的圆柱状的部件，并能够通过第一阀体(20a)受驱动源的驱动力而转动，来解决切换流出孔被闭塞的状态和流出孔的整体或一部分被开放的状态。

Description

阀装置
技术领域
本发明涉及阀装置，更为详细地说，涉及具有逆流防止机构的阀装置。
背景技术
在以下专利文献1中公开了具有对流体的流出孔(13a、13b)进行开闭的阀体(30)的阀装置(1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007-144468号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通常公知有通过在流体的流出孔设置滑动阀等阀体，来使阀体移位，从而切断以及连通流路的阀装置。由于如果在该阀体与流出孔的接触面具有间隙，则有可能存在流体从该间隙流出的问题，因此，在切断流路时，需要使阀体与流出孔的整周紧贴。作为使阀体与流出孔紧贴的方法，而考虑到通过板簧或螺旋弹簧等弹性部件，朝向流出孔侧对阀体进行施力的方法。由于在这种情况下，如果弹性部件过度按压阀体，则有可能存在阻碍阀体的开闭动作的问题，因此弹性部件的作用力应该处于阀体不从接触面浮出的程度。
另一方面，在从阀装置流出的流体因某原因而逆流的情况下，如果逆流的流体的压力大于弹性部件的作用力，则阀体随弹性部件一起被推动，而在阀体与流出孔的接触面产生间隙。逆流的流体从该间隙向阀装置内侵入，进而从流入孔流向阀装置外。并且，在弹性部件通过被逆流的流体推动，而超过屈服点进行弯曲的情况下，存在有弹性部件破损或塑性变形，从而无法通过阀装置来控制流量的问题。
鉴于这种问题，本发明所要解决的课题在于，提供一种阀装置，即使在因某种原因而产生流体逆流的情况下，也能够减少该逆流的流体向阀装置内的侵入量以及从流入孔的流出量，而且能够防止对阀体进行施力的弹性部件的损伤。
解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的阀装置的主旨在于，具有：驱动源；基台，其具有形成有流体的流入孔以及流出孔的阀座面；壳体，其被所述基台的阀座面侧覆盖并与所述基台一起将阀室划分；第一阀体，其对所述流出孔进行开闭；以及第二阀体，其对所述流入孔进行开闭，在所述阀室容纳有所述驱动源的输出部、所述第一阀体以及所述第二阀体，所述第一阀体的一方的端面为所述阀座面中的与所述流出孔的周缘部滑动抵接的圆柱状的部件，所述第一阀体通过受所述驱动源的驱动力而转动，来切换所述流出孔被闭塞的状态和所述流出孔的整体或一部分被开放的状态。
通过不仅在流出孔设置第一阀体，而且还在流入孔侧设置第二阀体，从而即使逆流的流体向上按压第一阀体并侵入到阀室内，也能够通过利用第二阀体闭塞流入孔，而将逆流的流体停留在阀室内，来防止流体从流入孔向阀装置外逆流。
并且，还可设成这样的结构：在所述阀室还容纳有对所述第一阀体进行施力的弹性部件，所述第一阀体被所述弹性部件朝向所述流出孔侧施力，从而被所述流出孔的周缘部按压。
通过第一阀体被弹性部件朝向流出孔侧施力以及按压，第一阀体与流出孔紧贴，从而提高阀装置对流量的调整精度。并且，由于流入孔通过被第二阀体闭塞，来限制能够向阀室逆流的流体量自身，因此还降低因第一阀体被升起而给弹性部件带来的影响。
并且，还可设成这样的结构：所述第二阀体的一方的端面为与所述阀座面中的所述流入孔的周缘部滑动抵接的圆柱状的部件，所述第二阀体通过受所述驱动源的驱动力而转动，来切换所述流入孔被闭塞的状态和所述流入孔的整体或一部分被开放的状态。
在这种情况下，优选这样的结构：所述驱动源为步进马达，所述驱动源的输出部为所述步进马达的转子以及转子小齿轮，所述第一阀体以及所述第二阀体由通用的零件构成，在所述第一阀体以及所述第二阀体的外周面形成有与所述转子小齿轮啮合的齿部，如果所述转子小齿轮转动，则所述第一阀体以及所述第二阀体朝向同一方向转动。
通过在流入侧设置使用了与第一阀体通用的零件的第二阀体，并且，其驱动方法也被设成通用，从而有助于流入孔与流出孔的开闭机构被简单化，且零件管理的高效化。而且，也能在流入孔实施与流出孔的流量控制相同精度的流量控制，从而阀装置的逆流防止性能提高。
并且，还可设成这样的结构：由所述第一阀体以及所述第二阀体形成的所述流入孔以及所述流出孔的开闭状态的组合包括将所述流入孔设为闭状态的同时将所述流出孔设为开状态的组合。
在流体逆流时，能够通过将第一阀体设为开状态，来防止第一阀体被逆流的流体升高，从而弹性部件塑性变形。但是，该结构所起到的效果限于能够预先把握产生逆流的时机的情况。
并且，还可设成这样的机构：阀装置设置在冰箱的壳体内，所述流体为冰箱的制冷剂。
即使在制冷剂的流出侧的压力因某种原因随在冰箱内循环的制冷剂的液化和气化的压力的变化而增高的情况下，也能通过本发明所涉及的制冷剂阀防止制冷剂逆流。
发明的效果
根据本发明所涉及的阀装置，即使在产生流体逆流的情况下，也能够减少逆流的流体向阀装置内的侵入量以及从流入孔的流出量，并且能够防止对阀体施力的弹性部件损伤。
附图说明
图1(a)、图1(b)为本实施方式中的制冷剂阀装置的立体图。
图2为制冷剂阀装置的仰视图。
图3为制冷剂阀装置在图2中的X-X线剖视图。
图4为示出阀体驱动机构的立体图。
图5(a)、图5(b)为从上方以及下方观察阀体驱动机构的分解立体图。
图6为示出阀体中的流路连通状态的剖视图。
图7(a)、图7(b)为示出制冷剂阀装置的制冷剂流路的剖视图。
图8为示出阀体的开闭状态的其他组合的剖视图。
符号的说明
1：制冷剂阀装置
2：阀本体
3：流入管
4：流出管
5：连接器
6：安装板
10：基台
11：密闭罩
12：制冷剂入口
22：制冷剂出口
60：步进马达
61：转子
50：转子小齿轮
36：阀室
20a：第一阀体
20b：第二阀体
51a、51b：齿轮部
27a、27b：阀部
15a、15b：阀座
24a、24b：阀座面
17：支承板
171、172：腕部
具体实施方式
(整体结构)
以下，参照附图对本发明所涉及的作为阀装置的实施方式的制冷剂阀装置进行详细说明。图1(a)、图1(b)为本实施方式中的制冷剂阀装置1的立体图。制冷剂阀装置1配置在冰箱内的制冷剂流路中的压缩机与制冷器之间，来调节对冰箱内进行冷却的制冷剂的供给量。
制冷剂阀装置1具有：阀本体2；作为流体的制冷剂流进阀本体2的流入管3；制冷剂从阀本体2流出的流出管4；用于确保与外部的控制装置电连接的连接器5；以及用于将制冷剂阀装置1安装到冰箱内的安装板6。另外，在以下的说明中，为了方便起见，将流入管3以及流出管4的延伸方向作为上下方向，以阀本体2侧为上侧，以流入管3以及流出管4侧为下侧进行说明。
图2为从流入管3以及流出管4侧观察制冷剂阀装置1的图。在阀本体2的底面露出了圆盘形状的基台10的下表面。在基台10嵌合有阀座15a以及阀座15b，流出管4与阀座15a的制冷剂出口22连接，流入管3与阀座15b的制冷剂入口12连接。
图3为用图2的X-X线剖切制冷剂阀装置1的剖视图。如图3所示，阀本体2具有：基台10；以及密闭罩11，其为将开口朝下并从上方被基台10覆盖的杯状的壳体。密闭罩11从上方朝向下方具有：圆形的底部31；从底部31的外周缘朝向下方延伸的小径筒部32；直径比小径筒部32大的大径筒部33；以及从大径筒部33的下端缘(开口缘)向外周侧扩展的壳体侧凸缘34。在小径筒部32与大径筒部33之间设有环状部35，所述环状部35沿与基台10的中心轴线L0交差的方向延伸，并使小径筒部32与大径筒部33连接。在基台10的外周缘形成有上表面通过被降低从而板厚形成得较薄的环状的基台侧凸缘16。密闭罩11以基台10的上侧部分插入到大径筒部33的下端开口缘的内侧且壳体侧凸缘34从上方与基台侧凸缘16抵接的状态固定于基台10。密闭罩11被基台10覆盖且与基台10一同将阀室36划分。
在阀本体2利用密闭罩11的内外构成作为驱动源的步进马达60。作为步进马达60的输出部的转子61以及转子小齿轮50配置在阀室36内。转子61的上端固定于密闭罩11的底部31，下端被固定于基台10的中心的转子支轴62支承为能够旋转。转子支轴62的轴线与基台10的中心轴线L0一致，且与安装于阀座15a以及阀座15b的支轴25a以及支轴25b平行延伸。在转子61装设有环状的驱动磁铁63。
步进马达60的定子64装设于密闭罩11的环状部35，且配置在密闭罩11的外周侧。定子64装设驱动线圈65，驱动线圈65隔着密闭罩11的小径筒部32与转子61的驱动磁铁63相向。驱动线圈65与连接器5电连接，步进马达60被经由连接器5连接的外部的控制装置驱动控制。定子64以及连接器5被容纳在外装壳体46的内侧。
(阀体驱动机构)
图4为示出阀体驱动机构的立体图。图5(a)为从上方观察阀体驱动机构的主要部分的分解立体图，图5(b)为从下方观察阀体驱动机构的主要部分的分解立体图。如图4以及图5(a)、图5(b)所示，本实施方式中的制冷剂阀装置1的阀体驱动机构包括：作为驱动源的步进马达60的转子61；在外周面具有与设置于转子61的小齿轮构成部件54的转子小齿轮50啮合的齿部59a的第一阀体20a；具有位于第一阀体20a的下侧且供第一阀体20a的底面滑动抵接的阀座面24a的阀座15a；在外周面具有与转子小齿轮50啮合的齿部59b的第二阀体20b；以及具有位于第二阀体20b的下侧且供第二阀体20b的底面滑动抵接的阀座面24b的阀座15b。
这些第一阀体20a以及阀座15a、第二阀体20b以及阀座15b由通用的零件构成，作为驱动源的步进马达60也被设为通用。由此，与重新准备其他结构的阀体作为第二阀体20b的情况相比，能够实现制冷剂入口12以及制冷剂出口22的开闭机构简单化且零件管理的高效化。并且，以下说明中的第一阀体20a以及阀座15a的结构当然也是具有第二阀体20b以及阀座15b的结构。
在基台10形成有供阀座15a嵌合的阀座安装孔14a以及供阀座15b嵌合的阀座安装孔14b，阀座15a以及阀座15b的从轴线方向观察的平面形状呈圆形，上表面成为平坦的阀座面24a、24b。在阀座15a的离开中心轴线L1的位置形成有作为制冷剂的流出孔的制冷剂出口22，在阀座15b中的以中心轴线L0为中心与制冷剂出口22大致对称的位置形成有作为制冷剂的流入孔的制冷剂入口12。阀座面24a、24b构成基台10的上表面的一部分。
第一阀体20a的一方的端面为与阀座面24a的制冷剂出口22的周缘部滑动抵接的大致圆柱状的部件，且通过第一阀体20a受步进马达60的驱动力而旋转，来切换制冷剂出口22被闭塞的状态和制冷剂出口22的整体或一部分被开放的状态。第一阀体20a包括：具有齿部59a的转动部件的齿轮部51a；以及位于齿轮部51a的下侧，且以齿轮部51a与轴线方向的端面彼此接触的状态固定于齿轮部51a，并与齿轮部51a一体转动的阀部27a。
阀部27a的底面与阀座面24a通过被研磨加工成平坦状，而形成为能够无缝紧贴，从而防止制冷剂从滑动抵接面的间隙漏出。
如图5(a)、图5(b)所示，设有从齿轮部51a的周向的一个部位朝向径向外侧突出的突起部511a。突起部511a在齿轮部51a转动并到达规定的角度位置时，从绕轴线L1旋转的一侧或另一侧与小齿轮构成部件54的被抵接部55抵接，来限制齿轮部51a的可转动范围。
在齿轮部51a的与阀部27a的相向面，朝向阀部27a侧突出的凸部61a、62a、63a在周向上等间隔形成，在阀部27a的与齿轮部51a的相向面形成有与凸部61a、62a、63a嵌合的凹部70a、71a、72a。凹部72a为在缺口部79a被贯通的贯通孔，与凹部72a嵌合的凸部63a在缺口部79a侧被铆接。齿轮部51a通过凸部63a被铆接，而被牢固地固定于阀部27a，并能够通过步进马达60，以高精度控制阀部27a的转动。并且，由于实施铆接作业的对象为与设置于缺口部79a的凹部72a嵌合的凸部63a，因此防止被研磨加工后的阀部27a的底面擦伤和变形。
另外，本实施方式中的缺口部79a以及缺口部79b与制冷剂出口22和制冷剂入口12的形成位置相同，配置在以中心轴线L0为中心大致对称的位置，并通过步进马达60旋转，同时开放以及闭塞制冷剂出口22以及制冷剂入口12。
在第一阀体20a以及第二阀体20b的上方配置有俯视时呈大致圆形的板状部件的支承板17。在支承板17的周向的对称位置通过切削加工而形成有作为弹性部件的两个腕部171、172。腕部171、172沿支承板17的周向延伸，且其基端部以外通过从支承板17分离而能够在上下方向上弹性变形。腕部171、172的末端部形成为稍微鼓起的圆形，支轴25a、25b分别贯穿插入到设置于该末端部的孔中，并与阀座15a、15b一起将支轴25a、25b的位置固定。而且，相同的末端部通过与第一阀体20a以及第二阀体20b的上表面抵接并对它们进行施力，从而将第一阀体20a朝向制冷剂出口22的周缘部按压，将第二阀体20b朝向制冷剂入口12的周缘部按压。
图6为示出制冷剂出口22通过阀部27a的缺口部79a与制冷剂出口22在轴线L1方向上重叠而呈开放的状态，以及制冷剂入口12通过阀部27b的缺口部79b与制冷剂入口12在轴线L1方向上重叠而呈开放的状态的剖视图。
(阀体的开闭动作)
如上所述，第一阀体20a与第二阀体20b由通用的零件构成，驱动源也设为通用。由此，当转子61以及转子小齿轮50旋转一定的量时，第一阀体20a与第二阀体20b呈朝向相同方向转动相同的角度。另外，在本实施方式中，由于第一阀体20a与第二阀体20b由通用的零件形成，因此它们的旋转角度也一致，但通过改变构成这些阀体的齿轮部51a或齿轮部51b的齿数，还能使这些阀体的旋转角度相对于转子小齿轮50的旋转量不同。
如图7(a)所示，在使制冷剂的流路连通时，使步进马达60旋转，直到第一阀体20a与第二阀体20b这两方达到开状态的角度为止。由此，制冷剂在流入管3中上升并从制冷剂入口12流进阀室36，并在阀室36内呈水平方向扩散，从而从制冷剂出口22流出并在流出管4中下降。
另一方面，在切断制冷剂的流路时，如图7(b)所示，使步进马达60旋转，直到第一阀体20a与第二阀体20b这两方达到闭状态的角度为止。即使制冷剂随着在冰箱内循环的制冷剂的液化和气化的压力的变化等逆流(在流出管4中上升)，且逆流的制冷剂将第一阀体20a向上推动并从制冷剂出口22侵入到阀室36，由于制冷剂入口12能够被第二阀体20b闭塞，因此能够阻止侵入到阀室36的制冷剂从制冷剂入口12向制冷剂阀装置1外流出。
并且，由于制冷剂入口12被作为与用于制冷剂出口22的第一阀体20a相同的部件的第二阀体20b闭塞，因此能够通过与通常的流量控制相同的闭塞精度，阻止制冷剂侵入制冷剂入口12。
而且，由于阀室36通过制冷剂入口12被闭塞而成为密闭空间，因此可流进阀室36的制冷剂量也变为少量。因此，还抑制了腕部171因第一阀体20a被向上推压而形成的弯曲量，从而减小腕部171的破损和塑性变形的可能性。
本实施方式中的制冷剂入口12与制冷剂出口22的开闭状态的组合由于第一阀体20a与第二阀体20b的缺口部79a、79b处于以中心轴线L0为中心大致对称的位置，因此制冷剂只处于两方开放和两方闭塞，但还能够包括这样的组合：通过改变阀部27a或阀部27b的配置角度，或如上述那样，通过更改齿轮部51a或齿轮部51b的齿数，使第一阀体20a以及第二阀体20b的旋转角度相对于转子小齿轮50的旋转量不同，从而如图8那样，将第一阀体20a设为开状态，将第二阀体20b设为闭状态。
在预先能够掌握制冷剂逆流的时机的情况下，通过结合逆流将第一阀体20a开放并呈上述开闭状态，从而第一阀体20a不会被逆流的制冷剂向上推压，且能够将腕部171的破损和塑性变形防患于未然。
以上，对本发明的实施方式进行了详细的说明，但本发明并不限定于任何上述的实施方式，在不超出本发明的主旨的范围内，能够实施各种变更。

Claims (12)

1.一种阀装置，其特征在于具有：
驱动源；
基台，所述基台具有形成有流体的流入孔以及流出孔；
壳体，所述壳体被所述基台的阀座面侧覆盖且与所述基台一同将阀室划分；
第一阀体，所述第一阀体对所述流出孔进行开闭；以及
第二阀体，所述第二阀体对所述流入孔进行开闭，
在所述阀室容纳有所述驱动源的输出部、所述第一阀体以及所述第二阀体，
所述第一阀体的一方的端面为与所述阀座面中的所述流出孔的周缘滑动抵接的圆柱状的部件，且通过所述第一阀体受所述驱动源的驱动力而转动，来切换所述流出孔被闭塞的状态和所述流出孔的整体或一部分被开放的状态。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于：
在所述阀室还容纳有对所述第一阀体进行施力的弹性部件，
所述第一阀体被所述弹性部件向所述流出孔侧施力，从而被所述流出孔的周缘部按压。
3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于：
所述第二阀体的一方的端面为与所述阀座面中的所述流入孔的周缘部滑动抵接的圆柱状的部件，且通过所述第二阀体受所述驱动源的驱动力而转动，来切换所述流入孔被闭塞的状态和所述流入孔的整体或一部分被开放的状态。
4.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于：
所述驱动源为步进马达，
所述驱动源的输出部为所述步进马达的转子以及转子小齿轮，所述第一阀体以及所述第二阀体由通用的零件构成，
在所述第一阀体以及所述第二阀体的外周面形成有与所述转子小齿轮啮合的齿部，
如果所述转子小齿轮转动，则所述第一阀体以及所述第二阀体朝向同一个方向转动。
5.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于：
由所述第一阀体以及所述第二阀体形成的所述流入孔以及所述流出孔的开闭状态的组合还包括以所述流入孔为闭状态的同时，以所述流出孔为开状态的组合。
6.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于：
所述第二阀体的一方的端面为与所述阀座面中的所述流入孔的周缘部滑动抵接的圆柱状的部件，且通过所述第二阀体受所述驱动源的驱动力而转动，来切换所述流入孔被闭塞的状态和所述流入孔的整体或一部分被开放的状态。
7.根据权利要求6所述的阀装置，其特征在于：
所述驱动源为步进马达，
所述驱动源的输出部为所述步进马达的转子以及转子小齿轮，所述第一阀体以及所述第二阀体由通用的零件构成，
在所述第一阀体以及所述第二阀体的外周面形成有与所述转子小齿轮啮合的齿部，
如果所述转子小齿轮转动，则所述第一阀体以及所述第二阀体朝向同一个方向转动。
8.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于：
由所述第一阀体以及所述第二阀体形成的所述流入孔以及所述流出孔的开闭状态的组合还包括以所述流入孔为闭状态的同时，以所述流出孔为开状态的组合。
9.根据权利要求8所述的阀装置，其特征在于：
在所述阀室还容纳有对所述第一阀体进行施力的弹性部件，
所述第一阀体被所述弹性部件向所述流出孔侧施力，从而被所述流出孔的周缘部按压。
10.根据权利要求9所述的阀装置，其特征在于：
所述第二阀体的一方的端面为与所述阀座面中的所述流入孔的周缘部滑动抵接的圆柱状的部件，且通过所述第二阀体受所述驱动源的驱动力而转动，来切换所述流入孔被闭塞的状态和所述流入孔的整体或一部分被开放的状态。
11.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于：
所述驱动源为步进马达，
所述驱动源的输出部为所述步进马达的转子以及转子小齿轮，所述第一阀体以及所述第二阀体由通用的零件构成，
在所述第一阀体以及所述第二阀体的外周面形成有与所述转子小齿轮啮合的齿部，
如果所述转子小齿轮转动，则所述第一阀体以及所述第二阀体朝向同一个方向转动。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的阀装置，其特征在于：
所述阀装置设置在冰箱的壳体内，
所述流体为冰箱的制冷剂。
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