CN108700216A - 电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供摩擦扭矩较少且能够以较小的驱动力和低电力工作的电动阀。电动阀利用外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹结合将转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动使被收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，电动阀具备：突出地形成于利用上述螺纹结合进行直线运动的阀轴的外周的凸缘部；形成于将上述阀轴的直线运动传递至上述阀芯的筒状的阀导向件的上方的环状的顶板部；以及配置于上述凸缘部与上述顶板部之间的垫圈，上述凸缘部的最大外径大于上述垫圈的与上述凸缘部接触的面的最大外径。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及在冷冻循环等中使用的电动阀。

背景技术

现今，公知在组合式空调、冷冻机中使用的电动阀(例如专利文献1)。在该电动阀中，如图6所示，若步进电机驱动而转子103旋转，则因内螺纹131a与外螺纹121a的螺纹进给作业，阀芯114经由动轴102而在轴L方向上沿圆筒状的导向件113移动。由此，进行开闭阀芯114的调整，从而对从管接头111流入之后从管接头112流出的制冷剂的流量进行控制。

然而，在这样的电动阀中，在阀芯114也伴随动轴102的旋转而旋转那样的构造的情况、在闭阀状态下阀芯114的下端部在阀座部件115上进行旋转的情况下，也无法否定阀座部件115磨损的可能性。

为了解决这种担忧，开发出如下设计的电动阀：如图7(a)所示，通过在形成于动轴202的下端的凸缘部202a与导向件213的顶板部213a之间配置垫圈218，来减少从动轴202传递的旋转(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-148643号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述的图7(a)所示的电动阀中，在重复进行动轴202的旋转运动而垫圈218的与凸缘部202a接触的接触面磨损了的情况下，如图7(b)所示，在垫圈218的外周形成侧壁218b。在该情况下，不仅垫圈218的下表面，甚至侧壁218b也与凸缘部202a接触，从而与凸缘部202a接触的接触面积变大。因此，在垫圈218与凸缘部202a之间产生的摩擦扭矩增加，而有容易向阀芯传递动轴202的旋转这一问题。并且，这样，在摩擦扭矩增加了的情况下，必须以较大的驱动力来使电动阀工作，从而需要高电力。

本发明的目的在于提供摩擦扭矩较少、并且能够以较小的驱动力和低电力工作的电动阀。

用于解决课题的方案

用于实现上述目的的本发明的电动阀利用外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹结合将转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动使被收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，上述电动阀的特征在于，具备：

凸缘部，其突出地形成于利用上述螺纹结合进行直线运动的阀轴的外周；

环状的顶板部，其形成于将上述阀轴的直线运动传递至上述阀芯的筒状的阀导向件的上方；以及

垫圈，其配置于上述凸缘部与上述顶板部之间，

上述凸缘部的最大外径大于上述垫圈的与上述凸缘部接触的面的最大外径。

由此，即使凸缘部旋转，也不会如图7(b)所示地在垫圈218形成侧壁218b，从而能够减少在垫圈218与凸缘部202a之间产生的摩擦扭矩。因此，能够以较小的驱动力和低电力使电动阀工作。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述垫圈的与上述凸缘部接触的面的面积小于上述凸缘部的与上述垫圈接触的一侧的面的面积。

这样，通过缩小上述垫圈的与上述凸缘部接触的面的面积，能够进一步减少摩擦扭矩，从而能够提高电动阀的工作耐久性。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述垫圈具有如下截面形状：不与上述凸缘部接触的一侧的面的面积大于与上述凸缘部接触的一侧的面的面积。

由此，能够确保与形成于阀导向件的上方的顶板部接触的一侧的垫圈的面积，从而能够由垫圈可靠地支撑阀导向件。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述垫圈具有呈梯形的截面或者形成有台阶的截面。

由此，在垫圈磨损了的情况下，难以扩大垫圈与凸缘部接触的接触面积。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述凸缘部由金属制的材料，上述垫圈由树脂制的材料构成。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

构成上述垫圈的树脂制的材料是氟树脂、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚中任一种。

发明的效果如下。

根据本发明的发明，可提供摩擦扭矩较少、并且能够以较小的驱动力和低电力工作的电动阀。

附图说明

图1是实施方式的电动阀的剖视图。

图2是图1所示的电动阀的主要部分放大剖视图。

图3是实施方式的电动阀所使用的垫圈的俯视图以及剖视图。

图4是其它实施方式的电动阀的主要部分放大剖视图。

图5是其它实施方式的电动阀的主要部分放大剖视图。

图6是现有的电动阀的剖视图。

图7是示出具备减少动轴的旋转的传递的垫圈的现有的电动阀的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的电动阀进行说明。图1是示出实施方式的电动阀2的剖视图。此外，在本说明书中，在图1的状态下规定了“上”或“下”。即，转子4位于比阀芯17更靠上方。

在该电动阀2中，在由非磁性体制成且呈筒状的杯形状的外壳60的开口侧的下方，利用焊接等一体地连接有阀主体30。

此处，阀主体30是通过不锈钢钢板的冲压加工而制作成的冲压成型品，在内部具有阀室11。并且，在阀主体30，固定装配有与阀室11直接连通的不锈钢制或铜制的第一管接头12。另外，在阀主体30的下方内侧组装有阀座部件30A，该阀座部件30A形成有阀口16。在阀座部件30A，固定装配有经由阀口16而与阀室11连通的不锈钢制或铜制的第二管接头15。

在外壳60的内周收纳有能够旋转的转子4，在转子4的轴芯部分，经由衬套部件33而配置有阀轴41。利用衬套部件33而结合了的该阀轴41和转子4边旋转边一体地沿上下方向移动。此外，在该阀轴41的中间部附近的外周面形成有外螺纹41a。在本实施例中，阀轴41作为外螺纹部件发挥功能。

在外壳60的外周配置有由未图示的轭部、线轴、以及线圈等构成的定子，并由转子4和定子构成了步进电机。

在外壳60的顶板面固定有导向支撑体52。导向支撑体52具有圆筒部53、和形成于圆筒部53的上端侧的伞状部54，通过对整体进行冲压加工来一体成型。伞状部54成型为与外壳60的顶部内侧大致相同的形状。

在导向支撑体52的圆筒部53内嵌合有兼作阀轴41的导向件的筒部件65。筒部件65由放入有基于金属或合成树脂的润滑材料的材料、或者被实施表面处理后的部件构成，将阀轴41保持为能够旋转。

在阀轴41的比衬套部件33更靠下方的位置，以无法相对于阀主体30相对旋转的方式固定有阀轴支架6，该阀轴支架6如在下文中说明那样在与阀轴41之间构成螺纹结合A，并且具有抑制阀轴41的倾斜的功能。

阀轴支架6由上部侧的筒状小径部6a、下部侧的筒状大径部6b、被收纳在阀主体30的内周部侧的嵌合部6c、以及环状的凸缘部6f构成。而且，阀轴支架6的凸缘部6f利用焊接等固定于阀芯引导部件72的上端与外壳60之间。并且，在阀轴支架6的内部形成有贯通孔6h。

并且，从该阀轴支架6的筒状小径部6a的上部开口部6g朝向下方至预定深度为止形成有内螺纹6d。

而且，由形成于阀轴41的外周的外螺纹41a和形成于阀轴支架6的筒状小径部6a的内周的内螺纹6d构成了螺纹结合A。

另外，在阀轴支架6的筒状大径部6b的侧面贯穿设置有均压孔51，由该均压孔51来连通筒状大径部6b内的阀轴支架室83与转子收纳室67(第二背压室)之间。通过像这样设置均压孔51，来连通外壳60的收纳转子4的空间与阀轴支架6内的空间，由此能够顺畅地进行阀轴支架6的移动动作。

并且，在阀轴41的下端侧，以能够相对于阀轴支架6的贯通孔6h滑动的方式配置有筒状的阀导向件18，该阀导向件18将阀轴41的直线运动传递至阀芯17。以下，参照图2对实施方式的电动阀2的主要部分进行说明。如图2所示，阀导向件18的顶板部21侧通过冲压成型而大致呈直角地折弯。而且，在该顶板部21形成有贯通孔18a，在顶板部21的下侧的面，呈圆环状地形成有与后述的垫圈70接触的接触面21a。

另一方面，在阀轴41的下方，形成有以从阀轴41的外周突出的方式呈圆环状地形成且直径比阀轴41的其它位置的直径大的凸缘部41b。此处，在凸缘部41b形成有与垫圈70接触的圆环状的上表面41c。此外，阀轴41以及凸缘部41b由不锈钢或黄铜等金属制的材料构成。

此处，阀轴41以能够相对于阀导向件18旋转且能够沿径向位移的方式以松动配合的状态插入于阀导向件18的贯通孔18a。另外，凸缘部41b以能够相对于阀导向件18旋转且能够沿径向位移的方式配置在阀导向件18内。并且，阀轴41插通在贯通孔18a内，凸缘部41b的上表面41c配置为与阀导向件18的顶板部21对置。此外，凸缘部41b的直径大于阀导向件18的贯通孔18a的直径，由此进行阀轴41的防脱。

阀轴41和阀导向件18能够相互沿径向移动，由此关于阀轴支架6以及阀轴41的配置位置，并不需要高度的同心安装精度，就能得到相对于阀导向件18以及阀芯17的同心度。

并且，在阀导向件18的顶板部21与阀轴41的凸缘部41b之间配置有垫圈70。构成垫圈70的材料优选是氟树脂、PA(聚酰胺)、PP(聚丙烯)、PPS(聚苯硫醚)等高滑性树脂。此外，作为氟树脂的具体例，考虑PTFE(聚四氟乙烯)等。图3(a)是从上方观察垫圈70的俯视图，图3(b)是其A-A剖视图。如图3(a)、(b)所示，在垫圈70的中央部形成有贯通孔70a。

并且，在垫圈70的外周形成有台阶70d，并且形成为垫圈70的下表面70b(即与凸缘部41b接触的面)的面积小于垫圈70的上表面70c的面积。并且，如图2所示，凸缘部41b的最大外形Df形成为大于垫圈70的下表面70b的最大外形Dw，并且垫圈70的下表面70b的面积形成为小于凸缘部41b的上表面的面积。由此，在垫圈70磨损了的情况下，不会形成如在图7(b)所示的现有的电动阀中可见的侧壁，从而能够防止垫圈70与凸缘部41b接触的接触面积扩大。并且，通过使垫圈70的上表面70c的面积大于下表面70b的面积，能够适度地确保与顶板部21接触的接触面积，从而能够可靠地由垫圈70支撑阀导向件18。

此外，如图1所示，在阀导向件18内收纳有压缩了的板簧27和弹簧座35，在阀主体30的内侧配置有对阀芯17的沿轴向的移动进行引导的阀芯引导部件72，并且在阀芯17与阀芯引导部件72之间夹装有密封部件48。

在阀芯17的内部，形成有纵向的孔部17b和横向的导通孔17c分别作为均压路，阀口16(第二管接头15内)的压力经由作为均压路的孔部17b、导通孔17c被引导至背压室28。

并且，密封部件48是在截面呈L字状的环状衬垫48a之间夹持环状的加强板48b而形成的环状部件，并且优选在配置于上方的环状衬垫48a的上侧、以及配置于下方的环状衬垫48a的下侧分别配置板簧，该板簧总是向外侧对环状衬垫48a进行施力。

根据该实施方式的发明，使凸缘部41b的最大外形Df(参照图2)形成为大于垫圈70的下表面70b的最大外形Dw，由此即使垫圈70磨损，也不会在垫圈70形成如在图7(b)所示的现有的电动阀中可见的侧壁，从而垫圈70与凸缘部41b接触的接触面积不会扩大，进而能够减少在垫圈70与凸缘部41b之间产生的摩擦扭矩。因此，能够以较小的驱动力和低电力使电动阀工作。

并且，在垫圈70的外周形成台阶70d来使垫圈70的上表面70c的面积形成为小于凸缘部41b的上表面的面积，由此即使垫圈70磨损，与凸缘部41b接触的接触面积也不会扩大，从而能够提高电动阀2的工作耐久性。

此外，在上述的实施方式中，以如图3(b)所示地在垫圈70形成有台阶70d的情况为例进行了说明，但也可以如图4所示，垫圈70的截面形成为梯形。这样，在使垫圈70的截面形成为梯形的情况下，当垫圈70磨损时，与凸缘部41b接触的接触面积也难以扩大。

并且，在上述的实施方式中，如图5所示，也可以缩小垫圈70的上表面70c的面积而使之与下表面70b的面积一致，从而使上表面70c的面积与下表面70b的面积均等。在这种情况下，当垫圈70磨损时，也能够防止垫圈70与凸缘部41b接触的接触面积扩大。

并且，在上述的实施方式中，作为均压路以在阀芯17内设有孔部17b、导通孔17c的情况为例进行了说明，但也可以不在阀芯17内设置均压路。例如，也可以另行设置将阀口16的压力引导至背压室28的配管部件来代替在阀芯17内设置均压路。

另外，在上述的实施方式中，以具备如下构造的电动阀2为例进行了说明：在阀芯17与阀芯引导部件72之间夹装有密封部件48，利用均压路将阀口16的压力引导至背压室28来抵消作用于阀芯17的压力所产生的力的构造，但也可以是不具备这样的构造的电动阀。

符号的说明

2—电动阀，4—转子，6—阀轴支架，6a—内螺纹，11—阀室，16—阀口，17—阀芯，18—阀导向件，18a—贯通孔，21—顶板部，21a—接触面，28—背压室，30—阀主体，30A—阀座部件，41—阀轴，41a—外螺纹，41b—凸缘部，41c—上表面，48—密封部件，70—垫圈，70a—贯通孔，70b—下表面，70c—上表面，70d—台阶，72—阀芯引导部件。

Claims (6)

1.一种电动阀，利用外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹结合将转子的旋转运动变换成直线运动，并基于该直线运动使被收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，上述电动阀的特征在于，具备：

凸缘部，其突出地形成于利用上述螺纹结合进行直线运动的阀轴的外周；

环状的顶板部，其形成于将上述阀轴的直线运动传递至上述阀芯的筒状的阀导向件的上方；以及

垫圈，其配置于上述凸缘部与上述顶板部之间，

上述凸缘部的最大外径大于上述垫圈的与上述凸缘部接触的面的最大外径。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述垫圈的与上述凸缘部接触的面的面积小于上述凸缘部的与上述垫圈接触的一侧的面的面积。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

上述垫圈具有如下截面形状：不与上述凸缘部接触的一侧的面的面积大于与上述凸缘部接触的面的面积。

4.根据权利要求3所述的电动阀，其特征在于，

上述垫圈具有呈梯形的截面或者形成有台阶的截面。

5.根据权利要求1～4任一项中所述的电动阀，其特征在于，

上述凸缘部由金属制的材料构成，上述垫圈由树脂制的材料构成。

6.根据权利要求5所述的电动阀，其特征在于，

构成上述垫圈的树脂制的材料是氟树脂、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚中任一种。