CN108779870B - 电动阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够容易地确保部件间的同心度的电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。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，基于该直线运动并通过阀芯引导部件的引导使被收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，并且在上述阀芯的上方侧设有背压室，向上述背压室导入阀口内的压力，其中，将上述内螺纹部件压入上述阀芯引导部件或者上述阀主体来进行组装。

Description

电动阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及在冷冻循环等中使用的电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。

背景技术

一直以来，公知在大型的组合式空调、冷冻机中使用的流量控制阀(例如参照专利文献1)。在该流量控制阀中，从将作为流量控制用而使用的多个电动阀集中成一个等控制设备合理化等背景看，期望在大口径且产生了高压力差时也能够发挥良好的工作性的性能，但对于较大口径的流量控制而言，与因磁铁的扭矩而产生的螺纹件的推力相比，因压力差而产生的对阀芯的负荷较大，从而为了使阀芯工作，需要较大的驱动力。

因此，为了提高这样的阀芯的工作性，采用了以下说明的构造。例如，在图9所示的流量控制阀101中，在与筒状保持部件114的内周面滑动接触的阀芯120装配密封部件137来在阀室107的上方侧划分背压室129，并且经由设于阀芯120的导通路124将阀口119内的压力导入背压室129内，利用背压室129内的压力(背压)，从而消除闭阀状态下作用于阀芯120的下压力(向闭阀方向作用的力)和上推力(向开阀方向作用的力)之间的压力差所产生的力，进而减小对阀芯120的负荷。

在该流量控制阀中，为了防止阀泄漏并提高耐久性，需要以较高的精度组装阀轴支架106、筒状保持部件114、以及阀主体130。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-35006号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述的流量控制阀中，当将阀轴支架106组装于筒状保持部件114时，如图10(a)(图9的圆F内)所示，在使凸缘部106f与形成于筒状保持部件114的上端的台阶部分114a卡合而进行了定心后，利用焊接来固定凸缘部106f和筒状保持部件114的上端。在该情况下，为了确保阀轴支架106与筒状保持部件114的同心度，要求高精度的尺寸公差，在此基础上还需要组装精度。

同样，在将筒状保持部件114组装于阀主体130时，如图10(b)(图9的圆G内)所示，使形成于筒状保持部件114的台阶部分114b与形成于阀主体130的台阶部分130a卡合，边确保气密性和耐压强度边通过硬钎焊来固定筒状保持部件114和阀主体130。在这种情况下，为了确保组装时筒状保持部件114与阀主体130的同心度，也要求高精度的尺寸公差。

本发明的目的在于提供能够容易地确保部件间的同心度的电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。

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，基于该直线运动并通过阀芯引导部件的引导使被收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，并且在上述阀芯的上方侧设有背压室，向上述背压室导入阀口内的压力，上述电动阀的特征在于，

将上述内螺纹部件压入上述阀芯引导部件或者上述阀主体来进行组装。

由此，在组装电动阀的情况下，即使没有高度的组装精度，也能够容易地确保部件间的同心度。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

将上述内螺纹部件压入上述阀芯引导部件，并且将上述阀芯引导部件压入上述阀主体来进行组装。

由此，在组装电动阀时，能够容易地确保阀主体、阀芯引导部件、以及内螺纹部件(阀轴支架)的同心度，从而可靠地进行阀主体、阀芯引导部件、以及内螺纹部件(阀轴支架)的定位、固定。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

在上述阀芯引导部件设置台阶，由此在上述阀芯引导部件形成第一压入部分、和直径因上述台阶而小于上述第一压入部分的直径的第二压入部分，

将上述第一压入部分压入上述阀主体而将上述阀芯引导部件组装于上述阀主体，

将上述内螺纹部件压入上述阀芯引导部件的上述第二压入部分从而组装于上述阀主体。

这样，通过在阀芯引导部件形成台阶，来在第一压入部分与内螺纹部件(阀轴支架)之间、以及第二压入部分与阀主体之间分别形成空间，从而阀芯引导部件能够在径向上弹性变形。因此，能够使阀芯引导部件顺利地压入至阀主体，并且使内螺纹部件(阀轴支架)顺利地压入至阀芯引导部件，从而能够容易地组装电动阀。并且，通过在阀芯引导部件设置台阶来形成空间，即使在进行压入的过程中阀芯引导部件、内螺纹部件(阀轴支架)倾斜，由于阀芯引导部件在径向上弹性变形，所以不会在阀芯引导部件、内螺纹部件(阀轴支架)倾斜的状态下进行组装，进而能够可靠地确保阀主体、阀芯引导部件、以及内螺纹部件(阀轴支架)各自的同心度。

并且，本发明的电动阀的特征在于，

上述阀芯引导部件是与上述内螺纹部件相独立地构成的金属部件。

这样，通过由金属构成阀芯引导部件，能够提高阀芯的滑动性。

并且，本发明的冷冻循环系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、以及蒸发器等，其特征在于，

使用上述的电动阀作为上述膨胀阀。

发明的效果如下。

根据本发明，可提供能够容易地确保部件间的同心度的电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。

附图说明

图1是第一实施方式的电动阀的剖视图。

图2是示出第一实施方式的电动阀的阀轴支架(内螺纹部件)的构造的图。

图3是图1所示的电动阀的主要部分放大剖视图。

图4是第二实施方式的电动阀的剖视图。

图5是图4所示的电动阀的主要部分放大剖视图。

图6是第三实施方式的电动阀的剖视图。

图7是图6所示的电动阀的主要部分放大剖视图。

图8是其它实施方式的电动阀的剖视图。

图9是日本特开2014-35006号公报所公开的现有的流量控制阀的剖视图。

图10是图6所示的现有的流量控制阀的主要部分放大剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的第一实施方式的电动阀进行说明。图1是示出第一实施方式的电动阀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是通过对不锈钢钢板等金属材料进行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形成有截面呈圆形的阀口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。在本实施方式中，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和定子构成了步进马达。

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。

图2是示出阀轴支架6的构造的图。此处，图2(a)是阀轴支架6的侧视图，图2(b)是从上方观察阀轴支架6的俯视图。并且，图2(c)是从下方观察阀轴支架6的仰视图，图2(d)是图2(b)的A-A剖视图。

如图2所示，阀轴支架6是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、以及从嵌合部6c突出的凸缘部6f构成的部件。此处，筒状小径部6a、筒状大径部6b、以及嵌合部6c例如由PPS(聚苯硫醚)树脂等树脂材料形成，凸缘部6f由不锈钢等金属形成。

并且，如图2(c)所示，在嵌合部6c设有向外周的四方突出的突出部6c1。另外，由该突出部6c1的外壁面形成的嵌合部6c的最大外径形成为不小于阀主体30的内周面侧的直径。因此，若将阀轴支架6压入阀芯引导部件72，则能够使阀轴支架6的突出部6c1紧密地卡定于阀芯引导部件72的大径部72a的内周面，从而能够使阀轴支架6相对于阀芯引导部件72不移动。并且，凸缘部6f具有围绕筒状大径部6b的下端的环状。

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形成有内螺纹6d。因此，在本实施方式中，阀轴支架6作为内螺纹部件发挥功能。此外，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构成了图1所示的螺纹结合A。

另外，在阀轴支架6的内部形成有收纳阀导向件18的收纳室6h。并且，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来如图1所示地连通筒状大径部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的下方，以能够相对于阀轴支架6的收纳室6h滑动的方式配置有筒状的阀导向件18。该阀导向件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。并且，在阀轴41的下方还形成有凸边部41b。

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，并且凸边部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，凸边部41b的上表面配置为与阀导向件18的顶板部21对置。此外，凸边部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，并不要求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。

在阀导向件18的顶板部21与阀轴41的凸边部41b之间设置有在中央部形成有贯通孔的垫圈70。垫圈70优选是高滑性表面的金属制垫圈、氟树脂等高滑性树脂垫圈、或者涂层有高滑性树脂的金属制垫圈等。

另外，在阀导向件18内收纳有压缩了的阀簧27和弹簧座35。

并且，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。

此处，在阀芯17内，作为均压路而形成有纵向的孔部17b和横向的导通孔17c。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而被引导至背压室28。

阀芯引导部件72是内部贯通的金属制的筒体，具有位于最上位的凸缘部72c、其下方的大径部72a、以及其下方的小径部72b，并通过对不锈钢钢板等金属材料进行冲压成形而形成。并且，阀芯引导部件72的大径部72a的外周面侧的直径形成为比阀主体30的内周面侧的直径稍大。因此，若将阀芯引导部件72压入至阀主体30，则能够使阀芯引导部件72的大径部72a紧密地卡定于阀主体30的内周面，从而能够使阀芯引导部件72相对于阀主体30不移动。

此外，也考虑不将阀芯引导部件72设为独立构件而使之与阀轴支架6形成为一体的情况，但在本实施方式中，以阀芯引导部件72是与阀轴支架6不同的独立构件的情况为例进行说明。

密封部件48是在由PTFE等高滑性树脂材料构成的截面呈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。此外，在密封部件48中，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。

接下来，对第一实施方式中的电动阀2的主要部分进行说明。图3是将第一实施方式的电动阀2的主要部分放大的剖视图。如图3所示，在电动阀2中，阀轴支架6、阀芯引导部件72、以及阀主体30分别由独立的部件构成。

此处，在组装电动阀2的情况下，首先，使阀芯引导部件72的大径部72a的外周面接触阀主体30的内周面，来将阀芯引导部件72压入至阀主体30。并且，使阀轴支架6的从嵌合部6c的外周突出的突出部6c1接触阀芯引导部件72的大径部72a的内周面，来将阀轴支架6压入至阀芯引导部件72。在压入后，利用焊接将阀轴支架6的凸缘部6f的下表面、阀主体30的上端部、以及阀芯引导部件72的凸缘部72c之间固定为一体且遍及整周封闭的状态。

这样，在使阀芯引导部件72的大径部72a的外周面接触阀主体30的内周面来将阀芯引导部件72压入阀主体30后的情况下，能够使阀芯引导部件72紧密地卡定于阀主体30，从而阀芯引导部件72自然地配置在与阀主体30同心的位置。同样，在使阀轴支架6的突出部6c1接触阀芯引导部件72的大径部72a的内周面来将阀轴支架6压入阀芯引导部件72后的情况下，能够使阀轴支架6的突出部6c1紧密地卡定于阀芯引导部件72，从而阀轴支架6自然地配置在与阀芯引导部件72同心的位置。

因此，根据第一实施方式的发明，在组装电动阀2时，即使没有高度的组装精度，也能够容易地确保阀主体30、阀芯引导部件72、以及阀轴支架6的同心度，从而可靠地进行阀主体30、阀芯引导部件72、以及阀轴支架6的定位、固定。因此，也不需要使用夹具等来确保同心度。并且，通过使阀芯引导部件72紧密地卡定于阀主体30，能够可靠地将形成于阀芯17的外侧的第一室26与由阀芯17和阀轴支架6形成的背压室28之间封闭，从而能够防止第一室26与背压室28之间的压力泄漏。并且，阀芯引导部件72由金属构成，密封部件48的环状衬垫48a由PTFE等高滑性树脂材料构成，从而能够提高阀芯17的滑动性。

接下来，参照附图对第二实施方式的电动阀进行说明。该第二实施方式的电动阀是在第一实施方式的结构中将阀轴支架6直接压入阀主体30的电动阀。因此，省略与第一实施方式相同的结构的说明，仅说明不同的部分。

图4是第二实施方式的电动阀的剖视图，图5是将其主要部分放大的剖视图。如图4所示，阀轴支架6形成为，由突出部6c1的外壁面形成的嵌合部6c的最大外径不小于阀主体30的内周面侧的直径。因此，若将阀轴支架6压入阀主体30，则能够使阀轴支架6的突出部6c1紧密地卡定于阀主体30的内周面，从而能够使阀轴支架6相对于阀主体30不移动。

并且，阀芯引导部件72具有大径部72a和其下方的小径部72b，阀芯引导部件72的大径部72a的外周面侧的直径形成为比阀主体30的内周面侧的直径稍大。此外，该第二实施方式的电动阀200所使用的阀芯引导部件72并非如第一实施方式的电动阀2那样具备凸缘部72c(参照图1)。并且，通过将大径部72a焊接至阀主体30的内周面，来将阀芯引导部件72安装于阀轴支架6的下方。

此处，在组装电动阀200的情况下，如图5所示，使阀轴支架6的嵌合部6c的突出部6c1直接接触阀主体30的内周面，来将阀轴支架6压入阀主体30。在压入后，利用焊接将阀轴支架6的凸缘部6f的下表面与阀主体30的上端部固定为一体且遍及整周封闭的状态。

这样，在使阀轴支架6的突出部6c1直接接触阀主体30的内周面来将阀轴支架6压入阀芯引导部件72后的情况下，阀轴支架6的突出部6c1紧密地卡定于阀主体30，从而阀轴支架6自然地配置在与阀主体30同心的位置。

根据该第二实施方式的发明，在组装电动阀200时，即使没有高度的组装精度，也能够容易地确保阀主体30与阀轴支架6的同心度，从而可靠地进行阀主体30、阀轴支架6的定位、固定。

接下来，参照附图对第三实施方式的电动阀进行说明。该第三实施方式的电动阀是在第一实施方式的结构中在阀芯引导部件72设有台阶的电动阀。因此，省略与第一实施方式相同的结构的说明，仅说明不同的部分。

图6是第三实施方式的电动阀的剖视图。如图6所示，阀芯引导部件72具备大径部72a、下方的小径部72b、以及凸缘部72c。并且，在大径部72a，遍及整周形成有台阶74。图7是将电动阀202的主要部分亦即台阶74的附近放大的剖视图。如图7所示，阀芯引导部件72的大径部72a构成为直径以台阶74为分界而变化，具备形成于台阶74的上方的第一压入部分75、和形成于台阶74的下方且直径小于第一压入部分75的直径的第二压入部分76。此外，这样，通过在阀芯引导部件72的大径部72a形成台阶74，来在第一压入部分75与阀轴支架6之间形成空间82，并在第二压入部分76与阀主体30之间形成空间84。因此，能够使阀芯引导部件72在径向上弹性变形。

并且，由于第一压入部分75的外周面侧的直径形成为比阀主体30的内周面侧的直径稍大，所以若将阀芯引导部件72压入阀主体30，则第一压入部分75紧密地卡定于阀主体30的内周面。同样，由于由突出部6c1的外壁面形成的阀轴支架6的嵌合部6c的最大外径形成为不小于第二压入部分76的内周面侧的直径，所以若将阀轴支架6压入阀芯引导部件72，则阀轴支架6的突出部6c1紧密地卡定于第二压入部分76的内周面。

此处，在组装电动阀202的情况下，使阀芯引导部件72的大径部72a的第一压入部分75的外周面接触阀主体30的内周面，来将阀芯引导部件72压入阀主体30。在该情况下，由于在第一压入部分75与阀轴支架6之间形成有空间82，所以第一压入部分75能够因阀主体30的内周面的反作用力而在径向上收缩，与在阀芯引导部件72未设有台阶74的情况相比，能更顺利地将阀芯引导部件72压入阀主体30。

并且，使阀轴支架6的从嵌合部6c的外周突出的突出部6c1接触阀芯引导部件72的大径部72a的第二压入部分76的内周面，来将阀轴支架6压入至阀芯引导部件72。在该情况下，由于在第二压入部分76与阀主体30之间形成有空间84，所以第二压入部分76能够因阀轴支架6的突出部6c1而在径向上扩张，从而顺利地将阀轴支架6压入阀芯引导部件72。

在压入后，利用焊接将阀轴支架6的凸缘部6f的下表面、阀主体30的上端部、以及阀芯引导部件72的凸缘部72c之间固定为一体且遍及整周封闭的状态。

根据该第三实施方式的发明，在大径部72a设置台阶74来形成空间82、空间84，阀芯引导部件72能够在径向上弹性变形，由此能够使阀芯引导部件72顺利地压入至阀主体30，并且使阀轴支架6顺利地压入至阀芯引导部件72，从而能够容易地组装电动阀202。并且，通过在阀芯引导部件72的两侧设置由台阶74形成的空间82、空间84，即使在进行压入的过程中阀芯引导部件72、阀轴支架6倾斜，由于阀芯引导部件72在径向上弹性变形，所以不会在阀芯引导部件72、阀轴支架6倾斜的状态下进行组装，进而能够可靠地确保阀主体30、阀芯引导部件72、以及阀轴支架6各自的同心度。

此外，在上述的各实施方式中，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。

并且，在上述的各实施方式中，以使用在截面呈L字状的环状衬垫48a之间夹持环状的加强板48b而形成的环状部件作为密封部件48的情况为例进行了说明，但密封部件48的结构不一定限定于此。例如，也可以如图8所示，作为密封部件48而采用组合有O型圈48d和由PTFE等高滑性树脂材料构成的截面呈C字状的环状衬垫48f而成的复合密封件。

此外，上述的各实施方式的电动阀例如在由压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器等构成的冷冻循环系统中，作为设于冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀来使用。

符号的说明

2—电动阀，6—阀轴支架(内螺纹部件)，6c—嵌合部，6c1—突出部，6d—内螺纹，17—阀芯，30—阀主体，41—阀轴，41a—外螺纹，48—密封部件，72—阀芯引导部件，72a—大径部，72b—小径部，72c—凸缘部，74—台阶，75—第一压入部分，76—第二压入部分，82—空间，84—空间。

Claims (5)

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，基于该直线运动并通过阀芯引导部件的引导使被收纳在阀主体内的阀芯沿轴向移动，并且在上述阀芯的上方侧设有背压室，向上述背压室导入阀口内的压力，上述电动阀的特征在于，

上述内螺纹部件具有被收纳在上述阀主体的内周部侧的嵌合部，

在上述嵌合部设有向外周突出的多个突出部，

将上述内螺纹部件压入上述阀芯引导部件来进行组装，

在将上述内螺纹部件压入上述阀芯引导部件时，使上述突出部紧密地卡定于上述阀芯引导部件的内周，

上述内螺纹部件具有凸缘部，该凸缘部与上述阀芯引导部件抵接，

在上述阀芯引导部件上设置使上述阀芯引导部件的上述突出部接触的部分的外径比上述阀芯引导部件的转子侧的外径缩小的台阶，

在上述阀芯引导部件的上述突出部接触的部分的外周面与位于上述阀芯引导部件的外侧的上述阀主体的内周面之间形成通过上述台阶而离开的空间。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

将上述阀芯引导部件压入上述阀主体来进行组装。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，

在上述阀芯引导部件设置台阶，由此在上述阀芯引导部件形成第一压入部分、和直径因上述台阶而小于上述第一压入部分的直径的第二压入部分，

将上述第一压入部分压入上述阀主体而将上述阀芯引导部件组装于上述阀主体，

将上述内螺纹部件压入上述阀芯引导部件的上述第二压入部分而组装于上述阀主体。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，

上述阀芯引导部件是与上述内螺纹部件相独立地构成的金属部件。

5.一种冷冻循环系统，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，其特征在于，

使用权利要求1～4任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。

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