CN108953620B - 电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明的电动阀具备：阀轴支架，其被固定为相对于阀室形成部件不能相对旋转；阀轴，其安装于阀轴支架内侧并与转子一体地旋转，使配置于下方的阀芯相对于阀座部沿上下方向移动来进行阀的开闭动作；以及螺纹进给机构，其中，阀轴中，在上部侧的外周形成有外螺纹部，在外螺纹部的下方形成有未形成螺纹槽的轴部分，阀轴支架中，从筒状部的内周面上部开口部朝向下方设有内螺纹部，在筒状部的内周面的下端部侧设有对阀轴的轴部分进行引导且未形成螺纹槽的轴承部，阀轴支架一体形成，由内螺纹部及外螺纹部构成的螺纹进给机构以不与阀轴支架室接触的方式位于内侧，轴部分在轴向上位于外螺纹部和阀架之间，轴承部在轴向上位于内螺纹部和阀轴支架室之间。

Description

电动阀

本申请是申请号为201510411828.0，申请日为2015年7月14日，名称为“电动阀”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对冷冻循环等的制冷剂流量进行控制的步进马达驱动型的电动阀。

背景技术

在作为可变节流阀、流量控制阀等而使用的步进马达驱动型的电动阀中，利用由内螺纹和外螺纹构成的螺纹进给机构将电动马达的转子的旋转运动变换为阀轴的直线运动，通过使配置于阀轴的下方的阀芯相对于阀座移动来进行阀的开闭。

图3表示这样的以往的电动阀10A。

在该电动阀10A中，由形成于阀轴63的外周的外螺纹部29(可动螺纹部)和形成于阀轴支架86的内周的内螺纹部28(固定螺纹部)构成了针对阀轴63的螺纹进给机构16。

而且，在该电动阀10A中，利用螺纹进给机构16将转子30的旋转运动变换为阀轴63的直线运动，并通过该直线运动使配置于阀轴63的正下方的阀芯61相对于阀座72b接触、离开，由此对制冷剂等流体的流量进行调整。

然而，在这样的电动阀10A中，阀轴支架86的形成有内螺纹部28的部分的长度相对于阀轴63的形成有外螺纹部29的部分形成得较短。而且，在构成像这样形成得较短的阀轴支架86的下部侧的一部分的小径筒部85的外侧，安装形成为圆筒状的导向阀杆80的上侧部分，并构成为由该导向阀杆80的圆筒部分81引导阀轴63的前端大径部62。此外，该导向阀杆80的凸状底面部82在形成为杯形状的壳体40与阀室形成部件74之间被固定为无法移动。

在这样的电动阀10A中，对于阀轴63的沿上下方向的引导而言，上部侧由阀轴支架86来进行，下部侧由导向阀杆80来进行，另外，由导向阀杆80限制了阀轴63移动时的阀轴63的倾斜(摇摆)。

然而，在这样的结构的电动阀10A中，由于阀轴支架86是和导向阀杆80不同的部件，并且这些阀轴支架86和导向阀杆80相互分离配置，所以难以同心状地配置上述部件。在上述部件的轴心偏离的情况下，结果有阀轴63的沿上下方向的移动从电动阀10A的中心轴偏离的可能。因此，存在配置于阀轴63的下方的阀芯61倾斜地与阀座72b抵接、或以不稳定的姿势与阀座72b抵接的问题。在这样的情况下，在利用阀芯61和阀座72b正确地进行流量控制的方面产生问题。

并且，图4表示其它以往的电动阀20A。

在该电动阀20A中，由形成于阀轴3的外周的外螺纹部5(可动螺纹部)和形成于阀轴支架7的筒状小径部7a的内周的内螺纹部8(固定螺纹部)构成螺纹进给机构9。

而且，在该电动阀20A中，利用螺纹进给机构9将转子11的旋转运动变换为阀轴3的直线运动，并通过该直线运动使配置于阀轴3的下方的阀芯12相对于阀座13接触、离开，由此对制冷剂等的流量进行控制。

然而，在这样的电动阀20A中，阀轴支架7由筒状小径部7a和筒状大径部7b构成，与图3所示的阀轴支架86相比，相对于阀轴63在轴向上形成得较长。并且，该电动阀20A的阀轴支架7的形成于其内周的内螺纹部8形成为从筒状小径部7a的中间部附近直至筒状小径部7a的下端部。而且，在阀轴3的正下方，配置有螺旋弹簧54和阀芯12。

在这样的结构的以往的电动阀20A中，沿上下方向引导阀轴3的部件不是两个部件，而仅是长条且一体的阀轴支架7。由此，难以产生“中心的偏离”。

然而，在电动阀20A的情况下，有可能产生以下的问题。

图5(A)表示闭阀时的阀轴3与阀轴支架7的位置关系，与图4的状态对应。

另一方面，图5(B)表示完全开阀时的阀轴3与阀轴支架7的位置关系。

由图5(A)、图5(B)可明确，比较图5(A)(闭阀状态)时的螺纹进给机构9的螺纹结合长度L1和图5(B)(开阀状态)时的螺纹进给机构9的螺纹结合长度L2时，L1＜L2。

这样，在以往的电动阀20A的情况下，螺纹进给机构9的螺纹结合长度不固定，并且若在动作中螺纹结合长度变化，则存在螺纹进给机构9的动作稳定性受损、耐久性降低的问题。并且，由于闭阀时的螺纹结合长度L1短，所以载荷在该短的部分集中。结果，需要高强度地设计螺纹进给机构9。

并且，在以往的电动阀20A中，如图4所示，第一接头15和第二接头17连接于阀室形成部件31，在从任一个接头向另一个接头供给的中途被导入了阀室形成部件31内的流体的一部分在阀室19通过，并如图4中箭头所示，经由设于阀轴支架7的均压孔41被导入阀轴支架7的筒状大径部7b内。

然而，由于螺纹进给机构9的下端部向阀轴支架7的筒状大径部7b内露出，所以在流体中存在的异物进入螺纹进给机构9的内部，结果，存在阻碍螺纹进给机构9的动作性的问题。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-96203号公报

专利文献2：日本特表2013-539849号公报

发明内容

发明所要解决的课题

鉴于这样的以往的实际情况，本发明的目的在于提供能够使沿上下方向移动的阀芯始终以稳定的姿势抵接于阀座的电动阀。

用于实现上述目的的本发明的电动阀具备：

壳体60，其形成为杯形状；

阀室形成部件70，其与上述壳体60的开口侧的下端部一体地连接；

转子2，其容纳于上述壳体60的内周且能够旋转；

阀轴支架6，其被固定为相对于上述阀室形成部件70不能相对旋转，且在该阀轴支架6的筒状部6a的内周形成有内螺纹部6d，并在上述筒状部6a的下方的内部形成阀轴支架室83；

阀轴4，其安装于上述阀轴支架6的内侧并与上述转子2一体地旋转，在外周部形成有外螺纹部4a，并且使配置于下方的阀芯32相对于阀座部21沿上下方向移动来进行阀的开闭动作；

螺纹进给机构A，其由上述阀轴支架6的内螺纹部6d及上述阀轴4的上述外螺纹部4a构成；以及

筒状的阀架25，其配置于上述阀轴4的下方并容纳螺旋弹簧27，

上述电动阀的特征在于，

上述阀轴4中，在上部侧的外周形成有外螺纹部4a，并且在上述外螺纹部4a的下方侧形成有未形成螺纹槽的轴部分4b，

上述阀轴支架6中，从上述筒状部6a的内周面上部开口部6g朝向下方设有上述内螺纹部6d，并且在上述筒状部6a的内周面的下端部侧设有对上述阀轴4的上述轴部分4b进行引导且未形成螺纹槽的轴承部6e，而且上述阀轴支架6一体形成，

上述螺纹进给机构A以不与上述阀轴支架室83接触的方式位于内侧，

上述轴部分4b在轴向上位于上述外螺纹部4a和上述阀架25之间，并且，上述轴承部6e在轴向上位于上述内螺纹部6d和上述阀轴支架室83之间。

根据这样的结构的电动阀，由于能够始终以稳定的姿势沿上下方向引导阀轴，所以能够正确地进行流量控制，从而能够长期良好地维持动作性。而且，由于螺纹进给机构A以不与形成于阀轴支架的筒状部的下方的内部的阀轴支架室接触的方式位于内侧，由此，即使在被导入了阀轴支架室内的流体内混入了垃圾等，也防止其嵌入螺纹进给机构A。由此，不会导致阀开度的调整产生不顺利。

此处，本发明优选构成为，

在上述阀轴支架6的外周侧部，设有被压入上述阀室形成部件70的内周侧部的压入部34，

通过将上述压入部34压入上述阀室形成部件70内，来相对于上述阀室形成部件70进行上述阀芯32的定心。

若像这样在阀轴支架6的外周侧部设有压入部34，则能够简单并且高精度地进行阀芯32相对于阀室形成部件70的定心。并且，由于构造也简单，所以谁都能可靠地进行组装操作。而且，利用现有的构成部件能够进行定心，也不需要使用夹具，从而与以往相比更能够抑制电动阀的制造成本。

发明的效果如下。

根据本发明的电动阀，由于利用阀轴支架能够使阀轴始终以稳定的姿势沿上下方向移动，所以能够正确地进行流量控制，从而能够长期良好地维持动作性。而且，由于螺纹进给机构A以不与形成于阀轴支架的筒状部的下方的内部的阀轴支架室接触的方式位于内侧，由此，即使在被导入了阀轴支架室内的流体内混入了垃圾等，也防止其嵌入螺纹进给机构A。由此，不会导致阀开度的调整产生不顺利。

并且，本发明的电动阀尤其能够有助于阀轴的有效直径的缩小化。

附图说明

图1是表示本发明的电动阀的优选的一个实施方式的剖视图。

图2(A)是表示图1所示的电动阀处于闭阀状态时的螺纹进给机构的位置的剖视图，图2(B)是表示处于开阀状态时的螺纹进给机构的位置的剖视图。

图3是日本特开2010-96203号公报所公开的以往的电动阀的剖视图。

图4是日本特表2013-539849号公报所公开的其它以往的电动阀的剖视图。

图5(A)是表示图4所示的其它以往的电动阀处于闭阀状态时的螺纹进给机构的位置的剖视图，图5(B)是表示图4所示的其它以往的电动阀处于开阀状态时的螺纹进给机构的位置的剖视图。

图中：

2—转子，2a—限位部，4—阀轴，4a—外螺纹部，4b—轴部分，4c—缩径部，6—阀轴支架，6a—筒状部，6b—筒状大径部，6c—下端部，6d—内螺纹部，6e—轴承部，6h—限位部，6f—凸缘部，6g—内周面上部开口部，6h—限位部，10—电动阀，14—输入输出口，21—阀座部，25—阀架，27—螺旋弹簧，32—阀芯，34—压入部，35—弹簧座，33—轴套部件，37—第二接头，38—第一接头，51—均压孔，60—壳体，60a—下端部，70—阀室形成部件，70a—阀室，70b—上端部，83—阀轴支架室，A—螺纹进给机构，D1—阀轴支架的内螺纹部的内径，D2—阀轴支架的轴承部的内径，L—螺纹结合长度。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的一个实施方式进行说明。

图1是表示本发明的优选的一个实施方式的电动阀的剖视图。

此外，本说明书中，“上”或者“下”是在图1的状态下规定的。

在该电动阀10中，在由非磁性体制且形成为筒形的杯形状的壳体60的开口侧的下端部，通过焊接一体地连接有阀室形成部件70。

在阀室形成部件70的阀室70a内，在下方(轴向)连接第一接头38，在侧方连接第二接头37，在与第一接头38连接的阀室形成部件70的输入输出口14的上部固定设有阀座部21。

此外，该阀座部21是与配置于壳体60的下端侧的阀室形成部件70不同的部件，阀座部21也可以直接形成于阀室形成部件70。

在壳体60的内周容纳有能够旋转的转子2。

在壳体60的外周，配置有未图示的由轭部、绕线管、以及线圈等构成的定子，由转子2和定子构成了步进马达。

并且，在壳体60的下端部60a与阀室形成部件70的上端部70b之间，固定有在内部形成有贯通孔的筒状的阀轴支架6，该阀轴支架6经由其凸缘部6f被固定为相对于阀室形成部件70不能相对旋转。该阀轴支架6是一体形成的单一部件，优选由适当的树脂一体成形。而且，阀轴支架6具有抑制后述的阀轴4的倾斜的功能。

上述阀轴支架6由上部侧的筒状部6a、下部侧的筒状大径部6b、被压入阀室形成部件70的内周侧部的压入部34、以及环状的凸缘部6f构成。

虽未图示，但阀轴支架6的压入部34在阀轴支架6的筒状大径部6b的外周侧部以规定间隔分离地设有多个。在本实施方式中，沿周向分离地在四个位置设有压入部34，但不特别限定为四个位置，例如也可以是在每隔180°的角度设置的情况下的两个位置。但是当在每隔180°的角度的两个位置设有压入部34的情况下，当向阀室形成部件70压入阀轴支架6时，存在阀轴支架6偏离而相对于阀室形成部件70斜向倾斜的担忧。由此，为了进一步可靠地在阀室形成部件70固定阀轴支架6，优选在三个位置以上设置该压入部34。若像这样在三个位置以上设置压入部34，则当相对于阀室形成部件70压入阀轴支架6时，没有阀轴支架6向前后左右偏离的担忧，从而能够可靠地进行定心。

并且，在阀轴支架6的筒状部6a的外周，形成有对转子2的限位部2a进行引导的螺旋槽。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，该均压孔51实现形成于阀轴支架6的内部的阀轴支架室83与阀轴支架6的外部空间之间的均压。通过设置这样的均压孔51，由此顺畅地进行阀架25的移动动作。

另外，在该阀轴支架6中，从筒状部6a的内周面上部开口部6g朝向下方形成有内螺纹部6d，在内螺纹部6d的下方形成有轴承部6e，该轴承部6e未形成螺纹槽。利用该轴承部6e来防止后述的阀轴4的倾斜(摇摆)。

在转子2的轴心部分，经由轴套部件33贯通地配置有阀轴4。阀轴4的主要部分安装于阀轴支架6的内侧，该阀轴4与转子2一体地旋转。在阀轴4的上部侧的外周部形成有外螺纹部4a，并在从该外螺纹部4a向下隔着缩径部4c的下方侧形成有轴部分4b。

而且，由形成于阀轴4的外周的外螺纹部4a和形成于阀轴支架6的内周的内螺纹部6d构成了螺纹进给机构A。

另外，在阀轴4的下端侧、并且在阀轴支架6的筒状大径部6b的内侧配置有筒状的阀架25，该阀架25的上端部侧通过冲压成形而折弯为大致直角。阀架25利用该折弯了的凸缘部而实现了针对阀轴4的防脱。而且，在筒状的阀架25内，容纳有压缩了的螺旋弹簧27和弹簧座35。并且，在阀架25的下端通过焊接等固定有阀芯32。

而且，在该电动阀10中，阀轴4、阀架25、弹簧座35、螺旋弹簧27以及阀芯32等作为一体地上下动的一个阀轴组装体50而构成。此外，固定设置于阀架25的下端部的阀芯32能够相对于阀轴4进行轴向的相对移动以及相对旋转。

此外，本实施方式中的阀轴4的外螺纹部的有效直径是2～3mm。

在本实施方式中，为了使配置于阀轴4的下方的阀芯32始终以稳定的姿势抵接于阀座部21，而采用了如下的特征结构。

即，阀轴支架6的轴承部6e设置在筒状部6a的下端部侧，阀轴4的外螺纹部4a设置在筒状部6a的上部侧。

这样，若轴承部6e设置在筒状部6a的下端部侧，并且阀轴4的外螺纹部4a设置在筒状部6a的上部侧，则能够减少阀轴4的摇摆幅度。

并且，阀轴支架6的内螺纹部6d的内径D1被设定为比阀轴支架6的轴承部6e的内径D2小。

这样，若设定为D1＜D2，则能够将螺纹进给机构A的螺纹结合长度L设定为始终恒定的长度。

以下，对如上述那样构成的电动阀10的动作进行说明。

当关闭电动阀10时，通过对未图示的线圈给予脉冲信号来使转子2向俯视时的顺时针方向旋转，同时因螺纹进给机构A的作用，阀轴4也一边旋转一边下降，而阀芯32被插入阀座部21内。在阀芯32被插入至阀座部21内的规定位置后，转子2进一步旋转而阀芯32和阀座部21相互抵接，在该状态下，转子2的限位部2a抵接于阀轴支架6的限位部6h，强制性地停止阀轴4的下降，从而动作以图1的姿势结束。

另一方面，在打开电动阀10的情况下，例如，若在图1的状态下给予使转子2向逆时针方向旋转的脉冲信号，而转子2向逆时针方向旋转，则与此同时，阀轴4也旋转上升，从而阀芯32从阀座部21离开而电动阀10开阀。

在像这样进行流量控制的电动阀10中，如上所述，在表示闭阀时的状态的图2(A)和表示开阀时的状态的图2(B)中，螺纹进给机构A的螺纹结合长度L始终恒定。即，在如图2(A)所示地阀轴4最大限地向下方移动了时，在如图2(B)所示地阀轴4最大限地向上方移动了时，由于外螺纹部4a均遍及阀轴支架6的内螺纹部6d的整个区域螺纹结合，所以螺纹结合长度L始终恒定。

由此，图1所示的阀芯32始终以稳定的姿势抵接于阀座部21或者从阀座部21远离。

由此，在电动阀10中，能够正确地进行流量调整。

并且，在电动阀10中，螺纹进给机构A以不与形成于阀轴支架6的筒状大径部6b内的阀轴支架室83接触的方式位于内侧。

由此，在本实施方式的情况下，即使在被导入了阀轴支架室83内的流体内混入了垃圾等，也防止其嵌入螺纹进给机构A。由此，不会导致阀开度的调整产生不顺利。

由此，能够正确地进行流量控制。

以上，对本发明的电动阀的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于此。

例如，在本实施方式中，阀轴4、阀架25、弹簧座35、螺旋弹簧27以及阀芯32等作为一个阀轴组装体50而构成，但阀芯32也可以以其它的结构来设置。

并且，在本实施方式中，在阀芯32和阀座部21相互抵接的状态下，利用转子2的限位部2a和阀轴支架6的限位部6h来使阀轴4的下降停止，但也可以设定限位部2a和限位部6h抵接的时机，以便在阀芯32和阀座部21相互抵接之前使阀轴4的下降停止。

另外，在本实施方式的阀轴4的外螺纹部4a的有效直径是2～3mm那样的小径的情况下能够有效地应用本发明，当然也能够应用于在此以上的直径。

Claims (2)

1.一种电动阀，具备：

壳体(60)，其形成为杯形状；

阀室形成部件(70)，其与上述壳体(60)的开口侧的下端部一体地连接；

转子(2)，其容纳于上述壳体(60)的内周且能够旋转；

阀轴支架(6)，其被固定为相对于上述阀室形成部件(70)不能相对旋转，且在该阀轴支架(6)的筒状部(6a)的内周形成有内螺纹部(6d)，并在上述筒状部(6a)的下方的内部形成阀轴支架室(83)；

阀轴(4)，其安装于上述阀轴支架(6)的内侧并与上述转子(2)一体地旋转，在外周部形成有外螺纹部(4a)，并且使配置于下方的阀芯(32)相对于阀座部(21)沿上下方向移动来进行阀的开闭动作；

螺纹进给机构(A)，其由上述阀轴支架(6)的内螺纹部(6d)及上述阀轴(4)的上述外螺纹部(4a)构成；以及

筒状的阀架(25)，其配置于上述阀轴(4)的下方并容纳螺旋弹簧(27)，

上述电动阀的特征在于，

上述阀轴(4)中，在上部侧的外周形成有外螺纹部(4a)，并且在上述外螺纹部(4a)的下方侧形成有未形成螺纹槽的轴部分(4b)，

上述阀轴支架(6)中，从上述筒状部(6a)的内周面上部开口部(6g)朝向下方设有上述内螺纹部(6d)，并且在上述筒状部(6a)的内周面的下端部侧设有对上述阀轴(4)的上述轴部分(4b)进行引导且未形成螺纹槽的轴承部(6e)，而且上述阀轴支架(6)一体形成，

上述螺纹进给机构(A)以不与上述阀轴支架室(83)接触的方式位于上述阀轴支架(6)的上述筒状部(6a)的内侧，

伴随上述转子(2)的旋转，上述阀轴(4)一边旋转一边沿上下方向移动，由此当上述阀轴(4)从上向下或者从下向上移动了时，上述螺纹进给机构(A)的螺纹结合长度(L)恒定，

上述轴部分(4b)在轴向上位于上述外螺纹部(4a)和上述阀架(25)之间，并且，上述轴承部(6e)在轴向上位于上述内螺纹部(6d)和上述阀轴支架室(83)之间。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

在上述阀轴支架(6)的外周侧部，设有被压入上述阀室形成部件(70)的内周侧部的压入部(34)，

通过将上述压入部(34)压入上述阀室形成部件(70)内，来相对于上述阀室形成部件(70)进行上述阀芯(32)的定心。