CN110388468B - 电动阀以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动阀以及冷冻循环系统，在相对于阀外壳(1)压入形成有对阀部件(5)进行导向的导向孔(22a)的导向部件(2)的电动阀中，防止导向部件(2)的导向孔(22a)的变形。利用连结部(2A)将压接于阀外壳(1)的开口部内的内周面(1A)的压入部(21)、导向孔(22a)的外周部即导向部(22)连结而构成导向部件(2)。在导向部件(2)上，在压入部(21)与导向部(22)之间形成有作为在轴线(L)方向上具有长度的非传递部的非连结空间(S)。利用作为非传递部的非连结空间(S)而不向导向部(22)传递作用于压入部(21)的来自阀外壳(1)的反作用力。

Description

电动阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及使用于冷冻循环系统等的电动阀以及冷冻循环系统。

背景技术

一直以来，作为这种电动阀，例如有在日本专利第6214488号公报(专利文献1)中公开的技术。该电动阀是步进电机的转子轴与内螺纹部件螺纹结合而构成螺纹传送机构、通过转子轴的旋转并经由螺纹传送机构而使转子轴与阀部件进退移动而用阀部件控制阀口的开度的结构。并且，该电动阀通过将内螺纹部件压入阀外壳内并进行固定，相对于阀外壳进行阀体的定芯。

现有技术文献

专利文献1：日本特许第6214488号公报

在现有的电动阀中，导向部件由主体部与其外周的压入部构成，在主体部的中心设置有在轴线方向上对阀部件进行滑动导向的导向孔。另外，导向部件是树脂制的情况多。因此，由于将导向部件压入阀外壳内，导向部件弹性变形，由阀外壳承受由该弹性变形产生的反作用力。因此，会存在主体部产生在与轴线交叉的方向上产生变形(收缩)、导向孔变形而使阀部件的滑动性恶化的问题。

发明内容

本发明的目的在于，在相对于阀外壳压入与转子轴一起构成螺纹传送机构并形成有对阀部件进行导向的导向孔的导向部件的电动阀中，防止导向部件的导向孔变形。

方案1的电动阀的特征为，具备在底部具有阀口的圆筒形状的阀外壳、被压入上述阀外壳的与上述阀口相反侧的开口部内的内周面且与电机部的转子轴一起构成螺纹传送机构的导向部件，在上述导向部件形成有对上述阀部件进行导向的导向孔，通过上述转子轴的旋转并经由上述螺纹传送机构而使上述阀部件在转子轴的轴线方向上进退移动，控制上述阀口的开度，上述导向部件具有上述导向孔的外周部即导向部、压接于上述阀外壳的上述开口部内的内周面的部分即压入部，上述导向部件在上述压入部与上述导向部之间形成有在上述轴线方向上具有长度的非传递部。

方案2的电动阀的特征为，在方案1所述的电动阀中，上述非传递部的上述轴线方向的长度为上述压入部的上述轴线方向长度以上的长度。

方案3的电动阀的特征为，在方案1或2所述的电动阀中，在上述轴线方向的位置上，上述压入部与上述导向部不重叠。

方案4的电动阀的特征为，在方案1至3任一项所述的电动阀中，上述导向部件在上述导向部的周围具有多个上述压入部。

方案5的电动阀的特征为，在方案1至4任一项所述的电动阀中，上述非传递部是非连结空间。

方案6的电动阀的特征为，在方案1至4任一项所述的电动阀中，上述非传递部由比导向部件容易弹性变形的材料构成。

方案7的电动阀的特征为，在方案1至6任一项所述的电动阀中，上述导向部以及上述压入部是树脂制。

方案8的冷冻循环系统的特征为，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器的冷冻循环系统，作为上述膨胀阀使用方案1至7任一项所述的电动阀。发明效果

根据方案1至7的电动阀，由于在导向部件中，在压入部与导向部之间形成在轴线方向上具有长度的非连结空间，因此即使相对于阀外壳压入导向部件，由于压入部不会将由阀外壳承受的反力向导向部传递，因此能够防止形成于该导向部的导向孔变形，能够得到阀部件稳定的动作特性。

根据方案8的冷冻循环系统能够得到与方案1至7同样的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电动阀的纵向剖视图。

图2是第一实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图。

图3是表示图2的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。

图4是图3的主要部分放大图。

图5是表示第一实施方式的变形例的图。

图6是第二实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图。

图7是表示图6的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。

图8是第三实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图。

图9是表示图8的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。

图10是第四实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图。

图11是表示图10的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。

图12是第五实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图。

图13是表示图12的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。

图14是表示实施方式的冷冻循环系统的图。

图中：1—阀外壳，1A—内周面，1R—阀室，11—第一接头管，12—第二接头管，13—阀口，L—轴线，2—导向部件，2A—连结部，S—非连结空间(非传递部)，23a—内螺纹部，21—压入部，21'—压入部，22—导向部，22a—导向孔，23—支架部，24—凸缘部，3—密封壳体，4—步进电机(电机部)，41—转子轴，42—磁铁转子，43—定子线圈，41a—外螺纹部，5—阀部件，51—阀支架，52—针阀，53—弹簧支撑件，54—压缩螺旋弹簧，100—电动阀，200—室外热交换器，300—室内热交换器，400—流路切换阀，500—压缩机。

具体实施方式

其次，参照附图说明本发明的电动阀以及冷冻循环系统的实施方式。图1是第一实施方式的电动阀的纵向剖视图，图2是第一实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图，图3是表示图2的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图，图4是图2的主要部分放大图。并且，以下说明中的“上下”的概念与图1的图面中的上下对应。

该电动阀100具备阀外壳1、导向部件2、密封壳体3、作为“电机部”的步进电机4、阀部件5。

阀外壳1例如由黄铜、不锈钢等的金属形成为大致圆筒形状，在其内侧具备阀室1R。在阀外壳1的外周一侧上连接与阀室1R导通的第一接头管11。另外，在阀外壳1的下端连接第二接头管12，并且，在阀外壳11的内底面形成阀口13，第二接头管12通过阀口13与阀室1R导通。阀口13是将轴线L作为中心的圆柱形状的通孔。并且，第一接头管11以及第二接头管12通过钎焊等相对于阀外壳1被固定。

在阀外壳1的上端的开口部安装导向部件2。导向部件2具有被压入阀外壳1的内周面1A内的压入部21、位于压入部21的内侧的大致圆柱状的导向部22、在导向部的上部延伸设置的支架部23、位于导向部22的外周的环状的凸缘部24，压入部21、导向部22、支架部23作为树脂制的一体部件而构成。另外，凸缘部24例如是黄铜、不锈钢等的金属板，是将轴线L作为中心的圆圈盘状的平板。另外，凸缘部24通过嵌入成形与树脂制的压入部21以及支架部22一起一体地设置。

并且，导向部件2组装于阀外壳1，通过凸缘部24由焊接固定于阀外壳1的上端部。另外，在导向部件2上，在导向部22上形成与轴线L同轴的圆筒形状的导向孔22a，并且，在支架部23的中心上形成与导向孔22a同轴的内螺纹部23a与其螺纹孔。

密封壳体3形成为上端部封闭的大致圆筒形状，通过焊接气密地固定于阀外壳1的上端。

步进电机4通过转子轴41、能旋转地配置于密封壳体3的内部的磁铁转子42、在密封壳体3的外周相对于磁铁转子42对置配置的定子线圈43以及其他的未图示的磁轭、外装部件等构成。转子轴41通过衬套421安装于磁铁转子42的中心，在该转子轴41的导向部件2侧的外周形成外螺纹部41a。并且，该螺纹部41a螺纹结合于导向部件2的内螺纹部23a。由此，导向部件2在轴线L上支撑转子轴41。另外，转子轴41的上端部被密封壳体的内部的导向件44支撑。并且，在导向件44的外周设置旋转限制机构6。

阀部件5具有圆筒形状的阀支架51、被固定于阀支架51的下端的针阀52、弹簧支撑件53、配置于弹簧支撑件53与针阀52之间的压缩螺旋弹簧54。并且，阀部件5在导向部件2的导向孔22a内能在轴线L方向上滑动地配置。另外，阀部件5的阀支架51的上端部与转子轴41的下端部卡合，阀支架51以及针阀52通过转子轴41在吊挂的状态下能旋转地被支撑。

通过以上的结构，通过步进电机4的驱动，磁铁转子42以及转子轴4旋转1，通过转子轴41的外螺纹部41a与导向部件2的内螺纹部23a的螺纹传送机构，转子轴41在轴线L方向上移动。并且，阀部件5在轴线L方向上移动，针阀52相对于阀口13靠近或离开。由此，控制阀口13的开度，控制从第一接头管11向第二接头管12、或从第二接头管12向第一接头管11流动的制冷剂的流量。并且，在磁铁转子42上形成突起部42a，伴随磁铁转子42的旋转，突起部42a使旋转限制机构6动作，限制转子轴41(以及磁铁转子42)的最下端位置以及最上端位置。

如此，电动阀100是具备在底部具有阀口13的圆筒形状的阀外壳1、被压入阀外壳1的与阀口13相反侧的内周面1A且与步进电机4的转子轴41一起构成螺纹传送机构的导向部件2的电动阀。是在导向部件2上形成对阀部件5进行导向的导向孔22a、通过转子轴41的旋转并经由螺纹传送机构使阀部件5在转子轴41的轴线L上进退移动并控制阀口13的开度的电动阀。

如图2以及图3所示，在导向部件2上，压入部21是被压接于阀外壳1的内周面1A的部分。在该实施方式中，压入部21在导向部22的外周上形成在将轴线L作为中心以90°分离的四个位置上，该压入部21用凸缘部24侧的连结部2A连结于导向部22。

在此，在连结部2A的阀外壳1的内周面1A侧上形成使连结部2A从内周面1A离开的避让空间P，比该避让空间P靠下方的部分是压接于内周面1A的部分、即压入部21。另外，压入部21通过该连结部2A从导向部22离开，该压入部21与导向部22之间形成有通过连结部2A而离开的量的作为“非传递部”的非连结空间S。另外，如图4所示，作为该“非传递部”的非连结空间S在轴线L方向上的长度X1比压入部21的轴线L方向上的长度X2长。即，X1≧X2。由此，如在图4中箭头所示，通过在阀外壳1中压入导向部件2，在压入部21上产生弹性力，并且，从阀外壳1产生反作用力。可是，该反作用力由于作为“非传递部”的非连结空间S的存在，导向部22几乎不传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

图5是表示第一实施方式的变形例的图，与图4对应。并且，在以下的变形例以及第二至第五实施方式中，在与第一实施方式相同的元件以及对应的元件上标注与图1至图3相同的符号，重复的说明以及整体结构的图示省略。

该变形例与第一实施方式的不同是形成使连结部2A从内周面离开的避让空间P的方式，该变形例的避让空间P通过在阀外壳1的内周面1A的端部上设置圆锥面1B而形成。即，连结部2A内的作为“非传递部”的非连结空间S具有径向的宽度的部分的高度H1、避让空间P的轴线L方向的高度(圆锥面1B的高度)H2为H1＜H2。由此，比该避让空间P靠下方的部分是压接于内周面1A的部分、即压入部21。并且，作为“非传递部”的非连结空间S在轴线L方向上的长度X1比压入部21的轴向L方向上的长度X2长。由此，与第一实施方式相同，来自阀外壳1的反作用力由于作为“非传递部”的非连结空间S的存在，导向部22几乎不传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

图6是第二实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图，图7是表示图6的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。并且，在以下的实施方式中，省略转子轴41以及阀部件5的图示。

在该第二实施方式中，在导向部件2中，压入部21是比凸缘部24'的下面靠下的部分，是压接于阀外壳1的内周面的部分。在该实施方式中，压入部21在导向部22的外周形成于将轴线L作为中心以90°离开的四个位置，该压入部21利用一体地形成于凸缘部24'的通孔24a'内的连结部2A连结于导向部22。

另外，压入部21是压接于阀外壳1的内周面1A的部分。并且，在压入部21与导向部22之间形成作为“非传递部”的非连结空间S。在该实施方式中，作为“非传递部”的非连结空间S在轴线L方向上的长度与压入部21在轴线L方向上的长度相同。即，作为“非传递部”的非连结空间S的轴线L方向的长度为压入部21的轴线L方向的长度以上的长度(也包括相同的长度)。即使该情况下，也与第一实施方式相同，来自阀外壳1的反作用力由于作为“非传递部”的非连结空间S的存在，导向部22几乎不传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

图8是第三实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图，图9是表示图8的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。在该第三实施方式中，压入部21'由与导向部22不同材质的部件形成，但也可以用与导向部22相同材质的部件形成。该压入部21'是与第二实施方式21相同的形状，是压接于阀外壳1的内周面1A的部分。另外，该实施方式中，压入部21'也在导向部22的外周形成于将轴线L作为中心以90°离开的四个位置。并且，在压入部21'与导向部22之间形成有作为“非传递部”的非连结空间S。该实施方式也与第二方式相同，来自阀外壳1的反作用力由于作为“非传递部”的非连结空间S的存在，导向部22几乎不会传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

图10是第四实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图，图11是表示图10的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。在该第四实施方式中，连结部2A在导向部22的外周以L字向下方延伸而形成，压入部21在连结部2A的下端形成于在轴线L方向上从导向部22的端部离开的位置。该压入部21也是压接于阀外壳1的内周面1A的部分。该实施方式中，压入部21也在导向部22的外周形成于将轴线L作为中心以90°离开的四个位置。另外，在压入部21与导向部22之间形成作为在轴线L方向上具有长度的“非传递部”的非连结空间S。该实施方式也与各实施方式相同，来自阀外壳1的反作用力由于作为“非传递部”的非连结空间S的存在，导向部22几乎不传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

图12是第五实施方式的电动阀中的阀外壳以及导向部件的组装部分的放大剖视图，图13是表示图12的阀外壳以及导向部件的A-A剖视图。在该第五实施方式中，连结部2A形成于导向部22的外周的下端，压入部21在连结部2A的下端形成于在轴线L方向上从导向部22的端部离开的位置。该压入部21也是压接于阀外壳1的内周面1A的部分。该实施方式中，压入部21也在导向部22的外周形成于将轴线L作为中心离开90°的四个位置。另外，在压入部21与导向部22之间形成作为在轴线L方向上具有长度的“非传递部”的非连结空间S。该实施方式也与各实施方式相同，来自阀外壳1的反作用力由于作为“非传递部”的非连结空间S的存在，导向部22几乎不传递。因此，能够防止导向孔22的变形。

图14是表示实施方式的冷冻循环系统的图。在图中，符号100是构成膨胀阀的本发明的各实施方式的电动阀，200是搭载于室外单元的室外热交换器，300是搭载于室内单元的室内热交换器，400是构成四通阀的流路切换阀，500是压缩机。电动阀100、室外热交换器200、室内热交换器300、流路切换阀400以及压缩机500如图示分别通过导管连接，构成热泵式冷冻循环。并且，蓄电池、压力传感器、温度传感器等省略图示。

冷冻循环的流路通过流路切换阀400切换为制冷运转时的流路与制热运转时的流路的双通路。如图中实线箭头所示，在制冷运转时由压缩机500压缩的制冷剂从流路切换阀400流入室外热交换器200，该室外热交换器200作为冷凝器而发挥功能，从室外热交换器200流出的液态制冷剂通过电动阀100流入室内热交换器300，该室内热交换器300作为蒸发器而发挥功能。

另一方面，如图中虚线箭头所示，在制热运转时由压缩机500压缩的制冷剂按照从流路切换阀400向室内热交换器300、电动阀100、室外热交换器200、流路切换阀400、且压缩机500的顺序进行循环，室内热交换器300作为冷凝器而发挥功能，室外热交换器200作为蒸发器而发挥功能。电动阀100分别在制冷运转时对从室外热交换器200流入的液态制冷剂、或在制热运转时从室内热交换器300流入的液态制冷剂进行减压膨胀，还控制该制冷剂的流量。

在以上的第一至第五实施方式中，在导向部件2上形成内螺纹部23a，在转子轴41上形成外螺纹部41a，该阳螺纹部41a螺纹结合于内螺纹部23a，通过螺纹传送机构控制阀口的开闭，但并不限于该螺纹的组合，相反，可以在导向部件2上形成外螺纹部，在转子轴上形成内螺纹部，为内螺纹部和外螺纹部相反配置的电动阀。

另外，在以上的第一至第五实施方式中，将非传递部作为非连结空间，但非传递部并不限于非连结空间，非传递部可以由比导向部件容易弹性变形的材料构成。在此，所谓的容易弹性变形的材料是指柔软、或具有可塑性等的材料。具体的说，考虑杨氏模量比导向部件小的材料的情况。例如，导向部为树脂材料的情况下，为相比于该树脂杨氏模量小的树脂、橡胶材料等的材料。这样的实施方式例如是在第一至第四实施方式的非连结空间S中填充该材料的结构。为该结构的情况也与非连结空间S相同，压入时的反作用力被比导向部件容易弹性变形的材料吸收，几乎不会向导向部传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

另外，作为非传递部可以由比导向部件容易弹性变形的材料构成的其他具体例，非传递部可以由具有弹性的弹簧材料构成。具体的说，为利用具有弹性的线体材料等构成的螺旋弹簧配置于第一至第四实施方式的非连结空间S、被夹持于导向部与压入部之间的结构。为该结构的情况也与非连结空间S相同，压入时的反作用力被螺旋弹簧吸收，几乎不会向导向部传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

另外，作为非传递部可以由比导向部件容易弹性变形的材料构成的其他具体例，可以即使非传递部是非连结空间S的情况下，以压入部在树脂成形之后不会向径向倾倒的方式，在非连结空间S上竖起将导向部与压入部连接的薄肋(加强)。为该结构的情况也由于仅在非连结空间S中竖起薄肋，通过在压入时肋变形，与非连结空间S相同，压入时的反作用力几乎不会向导向部传递。因此，能够防止导向孔22a的变形。

以上，参照附图关于本发明的第一至第五实施方式详细叙述，关于其他的实施方式也详细叙述，但具体的结构并不限于这些实施方式，即使具有未脱离本发明的宗旨的范围内的设计变更等也包含于本发明。

Claims (8)

1.一种电动阀，其具备在底部具有阀口的圆筒形状的阀外壳、被压入上述阀外壳的与上述阀口相反侧的开口部内且与电机部的转子轴一起构成螺纹传送机构的导向部件，在上述导向部件形成有对阀部件进行导向的导向孔，通过上述转子轴的旋转并经由上述螺纹传送机构而使上述阀部件在转子轴的轴线方向上进退移动，从而控制上述阀口的开度，该电动阀的特征在于，

上述导向部件具有上述导向孔的外周部即导向部以及压接于上述阀外壳的上述开口部内的内周面部分即压入部，

上述导向部件在上述压入部与上述导向部之间形成有在上述轴线方向上具有长度的非传递部，

在将上述导向部件压入上述阀外壳中时，通过上述非传递部的存在，上述导向部不传递从上述阀外壳产生的反作用力，从而能够防止上述导向孔的变形。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，

上述非传递部的上述轴线方向的长度为上述压入部的上述轴线方向的长度以上的长度。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

在上述轴线方向的位置上，上述压入部与上述导向部不重叠。

4.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述导向部件在上述导向部的周围具有多个上述压入部。

5.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述非传递部是非连结空间。

6.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述非传递部由比导向部件容易弹性变形的材料构成。

7.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，

上述导向部以及上述压入部是树脂制。

8.一种冷冻循环系统，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，该冷冻循环系统的特征在于，

作为上述膨胀阀使用权利要求1～7任一项所述的电动阀。

Images