CN106953496B - 步进电机线圈装置及电子阀 - Google Patents

Abstract

一种步进电机线圈装置及电子阀，该步进电机线圈装置包括线圈部件、驱动板部件以及固定元件，所述线圈部件的线圈外壳上侧一体形成有封盖部，该线圈外壳下侧一体形成安装开口，所述线圈部件的驱动板部件形成有与线圈部件电性连接的第一接口、能够与系统控制器电性连接的第二接口，所述步进电机线圈装置具有向外延伸出线圈外壳的线圈插针，该线圈插针电性连接驱动板部件，通过该驱动板部件可分别电性连接线圈部件和系统总线控制器，可相对简化系统对步进电机线圈及其电子阀的控制线路。

Description

步进电机线圈装置及电子阀

技术领域

本发明涉及一种电子控制的电子阀。

背景技术

在空调领域，现有的步进马达式电子阀采用的结构大多数为，主控制板集成步进马达驱动电路，从而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，这样可能会增加主控制板的复杂程度，而且可能会额外增加控制线束。比如在车辆空调领域，汽车空调主控制板更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、多个风机及电子阀件等，因而空调主控制板需要控制的部件较多，在车辆的有限空间内，如果空调主控制板与所述电子阀件采用驱动线连接的话，可能会使得空调的主控制板的结构及系统线路相对变得较为复杂。

因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可相对简化控制线路的电子阀及该电子阀的步进电机线圈装置。

为实现上述目的，本发明步进电机线圈装置采用如下技术方案：一种步进电机线圈装置，至少包括线圈部件、驱动板部件，所述线圈部件包括定子组件与线圈外壳，所述线圈外壳包覆于所述定子组件的外侧，该线圈外壳下侧一体形成安装开口，所述定子组件包括第一绕组、第二绕组、第一电磁极板、第二电磁极板以及第一定子外壳、第二定子外壳，所述第一电磁极板、第二电磁极板至少部分露出所述线圈外壳；所述驱动板部件形成有与线圈部件电性连接的第一接口、能够与系统控制器电性连接的第二接口，所述定子组件具有向外延伸出线圈外壳的线圈插针，该线圈插针电性连接所述驱动板部件。

本发明还公开一种电子阀，包括所述步进电机线圈装置，所述电子阀还包括能够执行机械动作的阀体部件，所述线圈部件形成有收容该阀体部件上侧部分的安装腔，该安装腔自所述安装开口向内凹设而成，所述固定元件分别与线圈部件、阀体部件相固定。

与现有技术相比，本发明通过电子阀及其步进电机线圈设置有驱动板部件，可分别电性连接线圈部件和系统总线控制器，可相对简化系统对步进电机线圈及其电子阀的控制线路。

附图说明

图1是本实施方式电子阀的步进电机线圈装置的立体侧视示意图，并局部剖视示意了线圈部件与驱动板部件之间的连接关系；

图2是图1所示步进电机线圈装置的立体组合图，并未显示电子阀的阀体部件及驱动板部件；

图3是图1所示步进电机线圈装置的部分立体侧视示意图，并显示所述驱动板部件去掉盖板之后的内部结构；

图4是图1所示步进电机线圈装置的线圈部件的剖视结构图；

图5是图4所示线圈部件的立体俯视图；

图6是图4所示线圈部件的定子组件的剖视结构图；

图7是图6所示定子组件的第一绕组的局部剖视图；

图8是图2所示电子阀的驱动板部件的剖视结构图；

图9是图1所示步进电机线圈装置的局部剖视图，主要示意显示了线圈部件与驱动板部件之间的配合结构；

图10是图3所示驱动板部件的局部侧视图，主要示意性显示出底板的内部结构。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，本实施方式揭示了一种步进电机线圈装置1及包括有该步进电机线圈的电子阀，该电子阀可应用于汽车空调系统等制冷系统中，比如以二氧化碳为制冷剂的汽车空调系统，所述电子阀能够根据系统控制器发送给给电子阀的控制信号来进行相应的动作，本实施方式以电子膨胀阀为例进行说明，所述控制信号可控制电子膨胀阀的开度大小，其他实施方式中，所述电子阀也可以为用于流量分配的电子流量阀，该电子阀连接在两个换热回路的流路上，所述控制信号通过控制该电子流量阀的动作，在两个或多个不同换热回路之间进行切换，和/或调节不同换热回路的流量比例。

请参考图1到图6所示，所述步进电机线圈装置1至少包括有线圈部件2、驱动板部件3以及固定元件4，具体地所述线圈部件2包括定子组件21、线圈外壳22，其中定子组件21包括第一绕组211、第二绕组212、第一电磁极板213、第二电磁极板214以及第一定子外壳215、第二定子外壳216，所述第一、第二绕组呈上下组合排布，该第一绕组211包括骨架2111、绕线2112以及两根线圈插针2113，该第二绕组也包括其骨架、绕线以及两根线圈插针，所述第一绕组、第二绕组的绕线分别缠绕于各自骨架周侧且缠绕到各自线圈插针处，所述第一电磁极板、第二电磁极板至少部分露出所述线圈外壳，所述电子阀还包括用于执行机械动作的阀体部件(未图示)，所述线圈插针2113延伸出所述线圈外壳22外，用于与驱动板部件3电性连接，通电后驱动板部件3将控制电信号传递给线圈部件2以驱动所述阀体部件进行动作；所述线圈外壳22通过在定子组件21外侧一体注塑而成，且下侧形成安装开口220，该线圈部件2还形成有收容所述阀体部件上侧部分的安装腔221，所述阀体部分的上侧自所述安装开口220插入所述线圈部件2内，具体地阀体部件包括与固定元件4相组装固定的阀体、部分伸入该阀体且与阀体通过螺纹连接方式固定的阀座、与阀座上设置的阀口相配合的阀针，所述阀针可通过组装连接螺纹传动机构在一定行程内远离或靠近所述阀口，从而调节所述电子阀的开度大小。所述线圈部件2的线圈外壳22包括封盖部222、底壳部223，该封盖部为线圈外壳一体注塑而成，能阻隔外界物质、防水防尘，可降低定子组件内所述电磁极板、定子外壳及阀体部件被空气水分腐蚀的风险。所述线圈外壳22的底壳部223包覆定子组件四周周侧，该底壳部与所述封盖部222为一体形成。所述线圈部件2具有凸伸设置于线圈外壳一侧的插针引出部224，该插针引出部224为线圈外壳22一体注塑时形成，可防止线圈插针2113的根部暴露在空气中，降低该线圈插针被腐蚀的几率。

请参考图1到图4以及图7到图10所示，所述驱动板部件3包括壳体31、导电组件32以及部分包覆该导电组件32的绝缘体33，其中该壳体包括底板311、盖板312，该底板、盖板分别为绝缘材料通过注塑而成的一体结构，所述底板与所述线圈外壳22组装固定；所述驱动板部件3形成有与线圈部件电性连接的第一接口301、与系统控制器电性连接的第二接口302，该第一接口为驱动接口，第二接口为驱动板总线接口，当电子阀的控制程序存储于车辆主控制器中时，所述电子阀和车辆主控制器之间的通讯通过串行网络连接，如本地互联网络(Local InterconnectNetwork,LIN)信号实现连接，此时所述第二接口为LIN控制模式的总线接口；具体地，所述导电组件32包括有印刷电路板321或者导电线缆，该印刷电路板或者导电线缆与线圈插针2113为电性连接，所述导电组件32还包括插针322，该插针与底板311相嵌设固定，具体地该插针与底板一体注塑成型固定，该插针通过钎焊与印刷电路板321相焊接固定、两者电性连接，所述绝缘体33通过硅凝胶一体注塑而成，具体地硅凝胶贯入底板凝固而成，所述绝缘体33包覆所述印刷电路板321，使得印刷电路板321防水防尘性能较好，所述盖板312与底板311相焊接固定，从而完成驱动板部件组装固定，本实施方式所述插针322为三根布置于第二接口302处，用于与系统控制器电性连接，可接收LIN控制信号，相对减少布线数量，且可实现双极性恒流驱动控制。

通过所述线圈部件2与驱动板部件3电性连接，该驱动板部件3通过符合LIN总线规范的插针322，来传输LIN总线发送给电子阀的控制信号，从而系统控制器通过软件命令即可操作电子阀动作，可方便读取电子阀的错误代码，且可简化布线布置，使得电子阀在车辆内的安装布置较为便利。再者，所述定子绕组21为双绕组，每一绕组有一相，定子绕组和印刷电路板可通过四根插针实现电性连接，所述步进电机线圈装置采用双极性恒流驱动方式，可降低电源大小和环境温度波动对步进电机线圈的输出扭矩的影响，使电子阀的驱动能力恒定，有助于提高寿命、降低功耗。

所述底板311一侧与线圈部件2相固定，具体地该底板311一侧设置有通孔3111，所述线圈部件的插针引出部224与该通孔3111相套装以预定位，当然两者也可通过附加另一固定元件间接固定；所述线圈部件2中的插针2113与驱动板部件3的印刷电路板321通过钎焊进行固定，进一步地，所述线圈部件2与底板311可通过超声波焊接进行固定，所述线圈部件2设置有限位凸台225与底板在焊接过程中进行限位，本实施方式中限位凸台225沿插针引出部224周向向外凸设而成，可相对限制所述线圈外壳22与驱动板部件的底板311的相对位置；进一步，所述线圈部件2的线圈外壳22向外凸设有若干第一凸起2251，所述第一凸起以线圈部件2的中心布置在限位凸台225的周侧，每一第一凸起朝向底板一侧凸伸成锥形凸出状，比如三角锥形；所述底板311凸设有若干第二凸起3112，该第二凸起以底板的通孔3111为中心布置在所述底板311的通孔周侧，每一第二凸起成锥形凸出状，比如三角锥形，所述底板311上的锥形凸起与线圈部件2上的锥形凸起正好错开，在焊接过程中第一、第二凸起变形、焊料较为充足，结构结合更加稳固。所述底板311设置有数个支撑凸部3113用于支撑印刷电路板5，对印刷电路板进行预先限位、相对限定印刷电路板位置。所述壳体的底板311与盖板312通过焊接方式进行固定，比如超声波焊接，所述底板311设置有焊接凸台3114，盖板312也设置对应的焊接凸台，各自的焊接凸台错开对应布置，且每一焊接凸台可为锥形凸出，焊料更充分，防止焊接有缺焊、漏焊，便于两者紧密焊接。

请参考图1到图2所示，所述线圈部件通过线圈外壳22与所述固定元件4焊接而固定，该固定元件4分别与线圈部件2、阀体部件相直接固定，从而三者相对固定为一个整体，本实施方式中，线圈部件2底侧部分和固定元件4通过焊接方式进行组装固定，比如超声波焊接，所述线圈部件的线圈外壳向外一体凸伸有数个焊接柱体226，比如四个、五个、六个、七个、八个或更多凸台，所述固定元件4具有与该焊接柱体相对应的固定孔401，焊接过程中，所述线圈部件上的焊接柱体226贯穿固定元件所设置的固定孔401，焊接柱体226经过熔化变形、再凝固挤压，焊接柱体226为变形结构，从而可卡扣在固定元件4两侧，从而稳固固定所述固定元件与线圈部件2，但是焊接柱体以外区域，两者并未焊接为一体，再进一步所述焊接柱体226相对于线圈部件中心对称布置，在焊接时，焊接一部分焊接柱体即可，保证固定强度，同时固定元件可从多种装配角度安装在线圈部件底侧。其他实施方式中所述固定元件4与线圈部件2也可通过铆合固定、嵌合固定或者螺钉固定。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种步进电机线圈装置，至少包括线圈部件、驱动板部件以及固定元件，所述线圈部件包括定子组件与线圈外壳，所述线圈外壳包覆于所述定子组件的外侧，该线圈外壳上侧一体形成有封盖部，该线圈外壳下侧一体形成安装开口，所述定子组件包括第一绕组、第二绕组、第一电磁极板、第二电磁极板以及第一定子外壳、第二定子外壳，所述第一电磁极板、第二电磁极板至少部分露出所述线圈外壳；所述驱动板部件形成有与线圈部件电性连接的第一接口、能够与系统控制器电性连接的第二接口，所述定子组件具有向外延伸出线圈外壳的线圈插针，该线圈插针电性连接所述驱动板部件，所述驱动板部件包括壳体、导电组件以及包覆导电组件的绝缘体，所述绝缘体通过硅凝胶一体注塑形成，所述壳体包括底板，所述线圈外壳设置有限位凸台，所述线圈部件的线圈外壳向外凸设有若干第一凸起，所述第一凸起以线圈部件的中心布置在限位凸台的周侧，所述底板凸设有若干第二凸起，所述第二凸起以所述底板的通孔为中心布置在所述底板的通孔周侧，所述第一凸起、第二凸起错开设置。

2.如权利要求1所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述线圈外壳形成有包覆定子组件周侧的底壳部，所述封盖部与该底壳部为一体设置，所述线圈外壳与所述固定元件为焊接固定。

3.如权利要求1或2所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述导电组件包括有插针、印刷电路板或者导电线缆，所述插针位于第二接口，所述线圈插针位于第一接口，所述插针、所述线圈插针与所述印刷电路板或者导电线缆三者电性连接。

4.如权利要求3所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述壳体包括盖板，该底板与盖板分别为一体结构，所述底板与所述线圈外壳组装固定，所述导电组件的插针与所述底板相嵌设固定，所述印刷电路板与该插针相焊接固定，所述盖板与底板相焊接固定。

5.如权利要求4所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述线圈部件具有凸伸设置于线圈外壳一侧的插针引出部，该插针引出部自线圈外壳外侧一体凸伸设置，所述驱动板部件的底板具有与该插针引出部相配合的通孔。

6.如权利要求5所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述第一绕组包括骨架、绕线以及线圈插针，和/或所述第二绕组包括骨架、绕线以及线圈插针，所述第一绕组、第二绕组的绕线分别缠绕于各自骨架周侧且缠绕到各自线圈插针处，该限位凸台与所述底板相对应抵接，且该限位凸台沿所述插针引出部周向凸伸而成。

7.如权利要求5所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述线圈外壳向外一体凸伸有数个焊接柱体，所述固定元件具有与该焊接柱体相对应的固定孔，所述焊接柱体卡扣固定在该固定元件两侧。

8.如权利要求7所述的步进电机线圈装置，其特征在于，所述焊接柱体相对于线圈部件的中心对称布置，所述焊接柱体与固定元件相互固定时，至少一部分焊接柱体为变形结构。

9.一种电子阀，包括权利要求1-8中任一项所述的步进电机线圈装置，所述电子阀还包括能够执行机械动作的阀体部件，所述线圈部件形成有收容该阀体部件上侧部分的安装腔，该安装腔自所述安装开口向内凹设而成，所述固定元件分别与线圈部件、阀体部件相固定。

10.如权利要求9所述的电子阀，其特征在于，所述阀体部件 的上侧自所述安装开口插入所述线圈部件，所述阀体部件 包括与固定元件相组装固定的阀体、部分伸入该阀体且与阀体通过螺纹连接方式固定的阀座、与阀座所设置阀口相配合的阀针，所述阀针远离或靠近所述阀口，能够调节所述电子阀的开度大小。

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