CN109196259B - 电动阀 - Google Patents

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Abstract

在电动阀中，当异物向阀口(13)咬入时抑制针阀(3)与导向孔(14、21c)的摩擦阻力，防止针阀(3)的约束并顺畅地进行进退移动。在阀主体(1)的内部设置阀室(1A)和阀口(13)。相对于阀口(13)插入棒状的针阀(3)的前端的针状部(31)。通过阀主体(1)的主体导向孔(14)和支撑部件(2)的驱动部导向孔(21c)来使针阀(3)的圆柱部(33)插通地进行导向。针阀(3)通过步进马达(5)来驱动，利用外螺纹部(21a)和内螺纹部(521a)的螺纹进给机构对针阀(3)进行进退驱动。相比于阀口(13)和针阀(3)的针状部(31)的间隙，主体导向孔(14)和驱动部导向孔(21c)与针阀(3)的圆柱部(33)的间隙设定得较大。

Description

电动阀
技术领域
本发明涉及对空调机、冷冻机等的冷冻回路的膨胀阀等制冷剂等的流体的流量进行控制的电动阀。
背景技术
以往，作为空调机、冷冻机等冷冻回路所使用的电动阀，例如有公开于日本特开2013－204613号公报(专利文献1)以及日本特开2011－174587号公报(专利文献2)的电动阀。
专利文献1的电动阀在步进马达的壳体内配设磁性转子，在紧固于磁性转子的外螺纹轴的中心插嵌有在下部具有针状部(阀芯部)的针阀。另外，外螺纹轴与阀主体侧的支撑部件的内螺纹一起构成螺纹进给机构。并且，利用磁性转子的旋转和螺纹进给机构对针阀进行进退驱动，从而对阀口(阀端口)的开度进行控制。在专利文献2的电动阀中，阀芯不是针阀，但构成为利用磁性转子的旋转和螺纹进给机构来对阀芯进行进退驱动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－204613号公报
专利文献2：日本特开2011－174587号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，在空调机、冷冻机中，积极地研究节能性的提高，对其冷冻回路所使用的电动阀也要求同样的性能。例如，为了提高节能性，实行使压缩机以低频率运转，来减少冷冻循环的制冷剂的循环量的措施。该情况下，与该循环量同时要求使电动阀的阀开度非常小来对流量进行节流，电动阀要求在该微小流量域的较高的控制性。
然而，若使阀开度非常小，则有在阀口与针阀的前端部(针状部)之间咬入异物的情况，存在与对该针阀进行导向的导向部(孔等)的摩擦阻力增大，针阀的动作变差，针阀受约束而导致动作不良之类的问题。尤其是，在低流量的情况下，由于将针阀的平直部(或者针状部)与阀口的间隙控制得较小，因此异物的影响变大。
本发明的课题是，在电动阀中，当异物咬入阀口时抑制针阀与导向孔的摩擦阻力，防止针阀的约束，能够顺畅地进行进退移动。
用于解决课题的方案
方案1的电动阀具备：阀室，其设于阀主体的内部并且具有阀口；棒状的针阀，其相对于上述阀口插入前端的针状部；导向孔，其使上述针阀的中间部插通而进行导向；以及驱动部，其对上述针阀进行进退驱动，上述电动阀的特征在于，设定为上述导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙比上述阀口与上述针阀的上述针状部的间隙大。此外，也有针阀的中间部或者导向孔稍微成为锥形状的情况，但导向孔与针阀的中间部的间隙是该导向孔与中间部之间的最小的间隙。
方案2的电动阀根据方案1所述的电动阀，其特征在于，上述导向孔由设于上述阀主体的一部分的主体导向孔、和形成于上述驱动部的一部分的驱动部导向孔构成，设定为上述驱动部导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙比上述主体导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙大。
方案3的电动阀根据方案1所述的电动阀，其特征在于，上述导向孔由设于上述阀主体的一部分的主体导向孔、和形成于上述驱动部的一部分的驱动部导向孔构成，设定为上述主体导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙比上述驱动部导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙大。
方案4的电动阀根据方案1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，上述针阀的上述针状部在上述中间部侧的端部具备平直部，该平直部使上述针阀的上述针状部与上述阀口的间隙成为最小。
发明的效果
根据方案1的电动阀，当异物咬入阀口与针状部之间时，也能够抑制针阀的中间部与导向孔的摩擦阻力并防止针阀的约束，顺畅地进行针阀的进退移动。即、若阀口与针状部的间隙比导向孔与针阀的中间部的间隙大，则在阀口与针状部之间产生了异物的咬入的情况下，将导致针阀被导向孔约束，但本发明能够防止这种情况。
根据方案2的电动阀，除了方案1的效果以外，由于设定为驱动部导向孔与针阀的中间部的间隙比主体导向孔与针阀的中间部的间隙大，因此能够提高主体导向孔的密封性，并且能够抑制中间部与驱动部导向孔的滑动阻力。
根据方案3的电动阀，除了方案1的效果以外，由于设定为主体导向孔与针阀3的中间部的间隙比驱动部导向孔与针阀的中间部的间隙大，因此即使在组装时相对于阀主体压入例如支撑部件时产生同心偏差，也能够吸收该同心偏差。
根据方案4的电动阀，除了方案1～3任一项的效果以外，在平直部处于阀口内的范围，即使针阀的进退位置变动，也能够将最少的微小流量域确保为恒定。
附图说明
图1是本发明的实施方式的电动阀的纵向剖视图。
图2是实施方式中的针状部和阀口附近的放大图。
图3是实施方式中的圆柱部和导向孔的部分的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电动阀的实施方式进行说明。图1是实施方式的电动阀的纵向剖视图。此外，以下的说明中的“上下”的概念与图1的附图中的上下对应。
该电动阀具有通过不锈钢、黄铜等金属部件的切削加工而形成的阀主体1，阀主体1在其内部具有阀室1A。在阀主体1的外周单侧连接有与阀室1A导通的第一接头管11。另外，在阀主体1的下端连接有第二接头管12，并且在阀主体1的内底面形成有阀口13，第二接头管12经由阀口13而与阀室1A导通。此外，第一接头管11以及第二接头管12通过硬钎焊等相对于阀主体1紧固。在阀主体1的与阀口13相反侧形成有向上端开口的作为“导向孔”的一部分的主体导向孔14、和安装孔15，通过在安装孔15压入支撑部件2来安装。
支撑部件2构成“驱动部”的一部分，具有大致圆柱状的支架部21、形成于该支架部21的靠阀主体1侧的凸缘部22、以及固定侧限位部23。在支架部21的外周形成有外螺纹部21a，在比该外螺纹部21a靠上部形成有对后述的磁性转子52进行导向的圆筒状的转子导向件21b。并且，在支撑部件2的中心形成有与阀口13的轴线X同轴的作为“导向孔”的一部分的驱动部导向孔21c，在该驱动部导向孔21c内插通有针阀3。
针阀3由不锈钢、黄铜等金属部件形成，具有下侧的前端的针状部31和圆锥台形状的锥形部32。另外，针阀3具有：插通于阀主体1的主体导向孔14和支撑部件2的驱动部导向孔21c的作为“中间部”的圆柱部33；以及直径比圆柱部33小的棒状的杆部34。在杆部34的周围，且在圆柱部33的台阶部33a与磁性转子52之间，以压缩的状态配置有施力弹簧4。由此，针阀3总是对磁性转子52向阀口13侧施力。
在阀主体1的上端安装有盖16，在该盖16，通过焊接等气密地固定有构成“驱动部”的一部分的步进马达5的壳体51。在壳体51内，能够旋转地设有使外周部磁化为多极的磁性转子52。另外，在壳体51的外周配设有定子线圈53，通过向定子线圈53给予脉冲信号，该步进马达5根据该脉冲数使磁性转子52旋转。磁性转子52由转子主体521和紧固于其外周的磁体522构成。
在转子主体521的中心下方形成有与阀口13的轴线X同轴的内螺纹部521a及其螺纹孔，并且在转子主体521的中央形成有直径比内螺纹部521a的螺纹孔的内周小的圆筒状的滑动孔521b。并且，在滑动孔521b的上方中心形成有针阀插通孔521c。另外，在磁体522的下部一个部位形成有向下突出的可动侧限位部52a。
针阀3的圆柱部33插通于阀主体1的主体导向孔14和支撑部件2的驱动部导向孔21c，并且在转子主体521的针阀插通孔521c插通有针阀3的端部3a(杆部34的端部)。另外，在磁性转子52的滑动孔521b插通支撑部件2的转子导向件21b，并且该磁性转子52侧的内螺纹部521a与支撑部件2侧的外螺纹部21a螺纹结合。并且，在针阀3的端部3a压入固定部件6，通过焊接而紧固成(针阀3和固定部件6)一体。
此外，外螺纹部21a和内螺纹部521a为螺纹进给机构，但在该实施方式中，外螺纹部21a和内螺纹部521a为右螺纹。另外，在壳体51与磁性转子52之间配设有对磁性转子52向闭阀方向施力的压缩弹簧54，通过去除外螺纹部21a与内螺纹部521a的背隙，从而起到减低磁性转子52的工作音的作用。
根据以上的结构，若磁性转子52旋转，则通过内螺纹部521a和外螺纹部21a的螺纹进给作用，磁性转子52沿轴线X方向(上下)移动。另外，针阀3的上端的固定部件6通过施力弹簧4的作用力而与磁性转子52抵接，针阀3与磁性转子52一起移动，针阀3的针状部31相对于阀口13进退。由此，使阀口13的开度变化，对从第一接头管11流向第二接头管12的制冷剂的流量、或者从第二接头管12流向第一接头管11的制冷剂的流量进行控制。
另外，针状部31在锥形部32侧的端部具有圆柱状的平直部31a，该平直部31a与阀口13的间隙是微小的，该平直部31a位于阀口13内时，进行微小流量域的控制。此外，磁性转子52的下端位置由固定侧限位部23限制。即、磁性转子52旋转下降时，可动侧限位部52a在固定侧限位部23的上方通过，若可动侧限位部52a与固定侧限位部23抵接，则限制旋转。
图2是针状部31和阀口13附近的放大图，图3是圆柱部33和导向孔的部分的放大图。如图2所示，若将阀口13的直径设为D1、将针状部31的平直部31a的直径设为D2，则直径D2比直径D1稍小，
D1－D2＝CL1
成为阀口13与针状部31(平直部31a)的间隙。
另外，如图3所示，若将主体导向孔14的直径设为D3、将驱动部导向孔21c的直径设为D4、将针阀3的圆柱部33的直径设为D5，则D3以及D4比D5稍大，而且，成为
D3＜D4。并且，
D3－D5＝CL2
是主体导向孔14与圆柱部33的间隙，
D4－D5＝CL3
成为驱动部导向孔21c与圆柱部33的间隙。因此，成为
CL2＜CL3。
并且，在该实施方式中，成为
CL1＜CL2＜CL3。
即、相比阀口13与针阀3的前端的针状部31的间隙(CL1)，主体导向孔14以及驱动部导向孔21c(导向孔)与圆柱部33(中间部)的间隙(CL2以及CL3)设定得较大。
由此，当异物咬入阀口13与针状部31之间时，也能够抑制针阀3的圆柱部33与主体导向孔14以及驱动部导向孔21c的摩擦阻力来防止针阀3的约束，能够顺畅地进行该针阀3的进退移动。即、若阀口13与针状部的间隙比导向孔与针阀3的圆柱部33的间隙大，则在阀口13与针状部3之间产生了异物的咬入的情况下，将导致针阀3被导向孔约束，但能够防止这种情况。
另外，相比于主体导向孔14与针阀3的圆柱部33(中间部)的间隙(CL2)，驱动部导向孔21c与针阀3的圆柱部33(中间部)的间隙(CL3)设定得较大。因此，能够提高主体导向孔14的密封性，并且能够抑制圆柱部33与驱动部导向孔21c的滑动阻力。
与上述的实施方式相反，相比于驱动部导向孔21c与针阀3的圆柱部33(中间部)的间隙(CL3)，主体导向孔14与针阀3的圆柱部33(中间部)的间隙(CL2)也可以设定得较大。该情况下，圆柱部33实际上不与主体导向孔14接触，因此即使组装时相对于阀主体1压入支撑部件2时产生同心偏差，也能够吸收该同心偏差。
就以上的实施方式的电动阀而言，构成螺纹进给机构的外螺纹部21a与内螺纹部521a的关系是外螺纹部21a固定于阀主体1侧、内螺纹部521a固定于磁性转子52侧，但也可以是相反的结构。即、本发明也能够应用于如下电动阀：例如如专利文献1那样，使相对于磁性转子具有固定关系的外螺纹部与相对于阀主体具有固定关系的内螺纹部螺纹结合，从而构成螺纹进给机构。
另外，在以上的实施方式中，驱动部利用螺纹进给功能使针阀进行进退驱动，但驱动部只要是对针阀进行进退驱动的构件，则也可以是其它结构。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构并不限定于这些实施方式，不脱离本发明的主旨的范围的设计的变更等也包含在本发明中。
符号的说明
1—阀主体，1A—阀室，11—第一接头管，12—第二接头管，13—阀口，14—主体导向孔(导向孔)，2—支撑部件(驱动部)，21—支架部，21a—外螺纹部，21b—转子导向件，21c—驱动部导向孔(导向孔)，3—针阀，31—针状部，31a—平直部，32—锥形部，33—圆柱部(中间部)，34—杆部，4—施力弹簧，5—步进马达(驱动部)，51—壳体，52—磁性转子，521a—内螺纹部，53—定子线圈，X—轴线。

Claims (4)

1.一种电动阀，其具备：
阀室，其设于阀主体的内部并且具有阀口；
棒状的针阀，其具有位于前端的针状部、和中间部，所述针状部相对于上述阀口插入，且所述中间部形成为圆柱状或锥形圆柱状；
导向孔，其使上述针阀的上述中间部插通而进行导向；以及
驱动部，其对上述针阀进行进退驱动，
上述导向孔由设于上述阀主体的一部分的主体导向孔、和形成于上述驱动部的一部分的驱动部导向孔构成，
上述电动阀的特征在于，
设定为上述主体导向孔的内径与上述针阀的上述中间部的外径的最小差即间隙、以及上述驱动部导向孔的内径与上述中间部的外径的最小差即间隙这两个间隙都比上述阀口与上述针阀的上述针状部的间隙大。
2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，
设定为上述驱动部导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙比上述主体导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙大。
3.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，
设定为上述主体导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙比上述驱动部导向孔与上述针阀的上述中间部的间隙大。
4.根据权利要求1～3任一项中所述的电动阀，其特征在于，
上述针阀的上述针状部在上述中间部侧的端部具备平直部，该平直部使上述针阀的上述针状部与上述阀口的间隙成为最小。
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