CN111173936B - 阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供实现成本降低且能精度良好地将支承部件相对于主体外壳固定的阀装置。阀装置具备阀主体和凸缘，该阀主体具有：主体外壳，具有在内周面形成有台阶部的圆筒部；阀芯，收容于所述主体外壳内；支承部件，与所述主体外壳的所述台阶部抵接配置并在所述主体外壳内对所述阀芯进行支承，该凸缘具有与所述主体外壳的所述圆筒部嵌合的嵌合部，所述支承部件具有与所述阀芯连结的连结部和从所述连结部向径向外侧延伸的延伸部，在所述支承部件的延伸部在所述圆筒部的台阶部和嵌合于所述圆筒部的所述嵌合部之间被按压而产生塑性变形的状态下，所述圆筒部的端部相对于所述嵌合部通过铆接而固定，所述圆筒部、所述凸缘及所述支承部件由相同材料形成。

Description

阀装置
技术领域
本发明涉及一种阀装置。
背景技术
一直以来，在例如汽车空调等的制冷循环中，在蒸发器(evaporator)与压缩机(compressor)之间配置压力调整用的阀装置，并通过该压力调整用的阀装置(压力调整阀)调整为蒸发器内的制冷剂压力不成为规定压力以下而防止蒸发器的结霜(frost)。
作为这样的压力调整阀的现有技术，例如在专利文献1中公开了一种阀装置，连接于与蒸发器及压缩机相连的制冷剂配管，并根据制冷剂的压力而波纹管(bellows)在主体外壳内进行伸缩，由此，阀进行开闭。
在专利文献1所公开的阀装置中，为了将波纹管支承于主体外壳而设置有垫圈。该垫圈具有固定于波纹管的端部的中央部和从该中央部向径向外侧延伸的三个延伸部。在凸缘与主体外壳的台阶部之间沿轴线方向夹持有延伸部的端部，并进一步地通过铆接将主体外壳的端部相对于凸缘固定，从而将垫圈安装于主体外壳。
在此，相对于凸缘及主体外壳的材料，垫圈的材料的刚性或硬度高，因此若在组装时从凸缘对垫圈赋予朝向主体外壳的台阶部按压那样的轴向力，则垫圈的延伸部的端部所抵接的凸缘及主体外壳的台阶部以凹陷的方式变形。延伸部的端部沉入该凹陷，因此垫圈相对于主体外壳、凸缘被支承为不能绕轴线相对旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-4395号公报
发明所要解决的课题
然而，在该现有技术中，垫圈的延伸部设置有三个，若无法在各延伸部处均等地确保凹陷量，则有垫圈相对于轴线倾斜而损害阀装置的顺畅的工作的担忧。因此，在阀装置的装配时，在通过铆接将主体外壳的端部相对于凸缘固定时要求赋予均等的铆接压力。然而，精度良好而均等地赋予铆接压力伴随着困难的作业，因此制造工时增大，作为其结果而导致成本增加。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种实现成本降低且能够精度良好地将支承部件相对于主体外壳固定的阀装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明所涉及的阀装置具备阀主体和凸缘，所述阀主体具有：主体外壳，该主体外壳具有在内周面形成有台阶部的圆筒部；阀芯，该阀芯收容于所述主体外壳内；以及支承部件，该支承部件与所述主体外壳的所述台阶部抵接配置，并在所述主体外壳内对所述阀芯进行支承，所述凸缘具有与所述主体外壳的所述圆筒部嵌合的嵌合部，所述支承部件具有与所述阀芯连结的连结部和从所述连结部向径向外侧延伸的延伸部，在所述支承部件的延伸部在所述圆筒部的台阶部和嵌合于所述圆筒部的所述嵌合部之间被按压而产生塑性变形的状态下，所述圆筒部的端部相对于所述嵌合部通过铆接而固定，所述圆筒部、所述凸缘及所述支承部件由相同材料形成。
发明效果
根据本发明，能够提供一种实现成本降低且能够精度良好地将支承部件相对于主体外壳固定的阀装置。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的压力调整阀的实施方式的轴线方向剖视图。
图2是沿轴线L方向观察的垫圈4的俯视图。
图3是垫圈4的立体图。
图4是将图1的箭头A部分放大表示的图。
图5是将图1的箭头A部分放大表示的图，表示通过加压装置赋予载荷前的状态。
图6是将图1的箭头A部分放大表示的图，表示通过加压装置赋予载荷后的状态。
图7是变形例所涉及的垫圈4A的俯视图。
符号说明
1 压力调整阀
2 主体外壳
3 阀芯
4 垫圈(支承部件)
5 阀主体
6 凸缘
21 台阶部
22 圆筒部
23 连接部
24 突出设置部
25 阀座
31 阀部
32 波纹管
33 波纹管组件
34 调整螺纹件
35 板
41 中央环状部
42 延伸部
43 外周部
61 嵌合部
62 连接部
63 O型圈
64 突出设置部
L 轴线
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的阀装置的实施方式进行说明。此外，在以下，作为本发明所涉及的阀装置，例示主要在汽车空调等的制冷循环中使用的压力调整阀来进行说明，但本发明所涉及的阀装置除了所述压力调整阀之外例如也能够应用于止回阀等各种方式的阀装置。
<压力调整阀的结构>
在图1中示出本发明所涉及的实施方式的压力调整阀的剖视图。在此，将压力调整阀1的轴线设为L。
图1所示的压力调整阀1在内部具有供制冷剂通过的制冷剂流路，且具备阀主体5和凸缘6，该阀主体5由大致圆筒状的主体外壳2、收容于主体外壳2的阀芯3及在主体外壳2内对阀芯3进行支承的垫圈(支承部件)4构成，该凸缘6固定于阀主体5。在阀主体5及凸缘6例如连接与蒸发器及压缩机相连的制冷剂配管(未图示)而形成制冷循环。在此，在图1中将制冷剂的流动设为如箭头所示那样压力调整阀1的右侧为制冷剂的入口侧且左侧为制冷剂的出口侧。
阀主体5的主体外壳2具有连接部23和圆筒部22，连接部23与制冷剂配管连接，圆筒部22与连接部23相比内径大且在内周面形成有台阶部21。连接部23的内部设为例如制冷剂经由制冷剂配管而从蒸发器流入的入口侧流路23b，在连接部23的入口侧端部23a朝向远离轴线L的一侧而形成有突出设置部24。在连接部23的突出设置部24形成有用于紧固制冷剂配管的内螺纹孔24a，内螺纹孔24a与轴线L平行。在连接部23的出口侧端部23c形成有供后述的阀部31的阀座部31c落座/分离的阀座25。
收容于主体外壳2的阀芯3具有滑动自如地插嵌于主体外壳2的连接部23的阀部31和对阀部31的开阀压力进行调整的波纹管组件33。波纹管组件33具有被把持于阀部31的金属制的板35、经由板35而与阀部31连结且伸缩自如地收容于主体外壳2的圆筒部22内的金属制的波纹管32及对波纹管32的设定载荷进行调整的调整螺纹件34。
阀部31根据制冷剂压力而在主体外壳2内沿着轴线L移动，具有对从入口侧流路23b流入的制冷剂的流量进行调整的功能。阀部31具有滑动部31a和阀座部31c，滑动部31a呈大致圆筒状且在内部形成制冷剂流路并具有与主体外壳2的连接部23的内径大致相同的外径，阀座部31c与滑动部31a相比直径大且阀座部31c的外缘部与连接部23的阀座25进行落座/分离。在滑动部31a的侧部沿周向大致等间隔地形成有多个缺损部31b，通过缺损部31b来确保制冷剂通过的流路。另外，在阀座部31c的大致中心形成有贯通孔31e，并且在阀座部31c的出口侧侧面31f的外缘，在相对于轴线L大致对称的位置形成有多个爪部31d。另外，在贯通孔31e与爪部31d之间，形成与所述爪部31d相比高度低的凸部31g。
波纹管32具有呈波纹状且能够伸缩的侧壁部32a和将侧壁部32a的轴线L方向上的入口侧堵塞的底板部32b，轴线L方向上的出口侧开口。波纹管32的底板部32b与大致圆板状的金属制的板35焊接接合。该板35由在阀座部31c的出口侧侧面31f设置的爪部31d和凸部31g夹持，从而将波纹管32与阀部31连结。另外，波纹管32的出口侧的开口端与在调整螺纹件34的入口侧端部34a设置的扩径部34b焊接接合，由此，在波纹管32的内部形成有密闭空间SP。在密闭空间SP内封入有氮气、氦气等非活性气体。
调整螺纹件34对波纹管32的设定载荷进行调整，在螺纹设置于其螺纹部34d的外周面的外螺纹34e与螺纹设置于后述的垫圈4的内周面的内螺纹41e螺合。垫圈4如后述那样固定于主体外壳2，因此当使未图示的工具与调整螺纹件34的端部的卡合缝34g卡合而使调整螺纹件34转动时，螺纹部34d相对于内螺纹41e螺纹移动从而调整螺纹件34向轴线L方向移动，由此，由于波纹管32的长度改变，从而波纹管32的设定载荷被调整。调整螺纹件34与垫圈4螺合固定，并经由垫圈4而被支承在主体外壳2内。在调整螺纹件34的调整结束之后，通过使锁紧螺母36螺合于调整螺纹件34而能够阻止内螺纹41e与调整螺纹件34之间意外的螺纹移动。
在波纹管32的内部设置有杆331、引导件332、线圈弹簧333及波纹管按压件334。杆331、引导件332及线圈弹簧333、波纹管按压件334由金属部件构成。
杆331和引导件332是对阀部31的轴线L方向上的移动进行引导的引导部件。杆331是沿主体外壳2的轴线L方向延伸的轴部件。从阀部31侧的引导件332的端部开口突出出来的杆331的入口端部固定于波纹管按压件334，波纹管按压件334从内侧对波纹管32的底板部32b进行按压。因此，杆331经由波纹管按压件334、波纹管32的底板部32b而与阀部31连结，并与阀部31一起移动。
杆331的出口侧部分插入作为圆筒状的筒部件的引导件332的内部，并能够在引导件332的内部滑动。引导件332的出口侧端部嵌合保持于调节螺纹件34的相对的扩径部34b。此外，引导件332的出口侧端部受到线圈弹簧333施力而相对于调节螺纹件34始终被按压，因此引导件332的出口侧端部被保持为不从扩径部34b分离。
线圈弹簧333与波纹管32同样地对阀部31赋予向关闭制冷剂通路的一侧的载荷。线圈弹簧333的出口侧端保持于引导件332的出口侧端部，线圈弹簧333的入口侧端保持于波纹管按压件334。
接着，对垫圈4进行说明。图2是沿轴线L方向观察的垫圈4的俯视图，图3是垫圈4的立体图。将垫圈4的轴线设为X。垫圈4具有中央环状部(连结部)41和从中央环状部41朝向径向外侧放射状地延伸的多个(在此为三个)延伸部42。延伸部42的外侧端向周向延伸而成为呈单一的环状的外周部43。在中央环状部41的内周面螺纹设置有内螺纹41e，该内螺纹41e与螺纹设置于调整螺纹件34的螺纹部34d的外螺纹34e螺合。在沿轴线X方向观察下，中央环状部41与延伸部42的连接部以光滑的圆弧相连，另外，在沿轴线X方向观察下，延伸部42与外周部43的连接部以光滑的圆弧相连。
延伸部42分别沿周向大致等间隔地配置，通过由中央环状部41、延伸部42及外周部43包围的三个空间PG而形成制冷剂流路。另外，垫圈4的厚度设计为，螺纹设置于内周面的内螺纹41e与调整螺纹件34的螺纹部34d的外螺纹34e(图1)能够充分长地螺合且能够承受例如内部的制冷剂流动、车辆行驶时的振动等。如图1所示，垫圈4在通过调整螺纹件34而调整了波纹管32的设定载荷之后，通过锁紧螺母36而固定于调整螺纹件34。
在图1中，中空的凸缘6具有嵌合部61和连接部62。嵌合部61的内周面61c朝向出口侧逐渐缩径，并连接于具有大致恒定的内径的连接部62的内周面62a。在嵌合部61的外周面形成有环状槽部61b，在环状槽部61b安装有作为将圆筒部22的内周面与嵌合部61的外周面之间封闭的密封部件的O型圈63。
连接部62的内部设为例如经由制冷剂配管而使制冷剂向压缩器流出的出口侧流路，连接部62以朝向远离轴线L的一侧的方式形成有突出设置部64，在该突出设置部64与轴线L方向平行地形成有用于紧固制冷剂配管的内螺纹64a。
在嵌合部61的外周面，在与主体外壳2的圆筒部22的出口侧端部22a对应的部分形成有环状的凹陷65。圆筒部22的出口侧端部22a的多个部位，具体而言，出口侧端部22a中的例如沿周向等间隔的四个位置朝向凹陷65按压变形，主体外壳2的圆筒部22与凸缘6的嵌合部61通过铆接C而固定，详细内容后述。
包含圆筒部22的主体外壳2、凸缘6及垫圈4由相同材料(在此为铝材)形成。
图4是将图1的箭头A部分放大表示的图，且夸张地表示表面粗糙度。在此，嵌合部61的入口侧端部61a的表面粗糙度、主体外壳2的圆筒部22的台阶部21的表面粗糙度、与入口侧端部61a抵接的垫圈4的外周部43中的第一面43a的表面粗糙度及与台阶部21抵接的垫圈4的外周部43中的第二面43b的表面粗糙度大致相等。具体而言，各表面粗糙度以算术平均粗糙度计算为20μm～30μm，其差优选为10μm以下。
<压力调整阀的工作>
接着，简单地对上述的压力调整阀1的工作进行说明。在图1中，例如在经由制冷剂配管(未图示)而与阀主体5的主体外壳2连接的蒸发器的制冷剂压力比将阀部31向闭阀方向(在图1中为右方)施力的波纹管32及线圈弹簧333的设定载荷小的情况下，阀部31的阀座部31c落座于主体外壳2的连接部23的阀座25，在压力调整阀1流动的制冷剂流量降低。
另外，例如在上述蒸发器的制冷剂压力比将阀部31向闭阀方向施力的波纹管32及线圈弹簧333的设定载荷大的情况下，阀部31向开阀方向(在图1中为左方)移动，阀部31的阀座部31c从主体外壳2的连接部23的阀座25离开，在压力调整阀1流动的制冷剂流量增加。
<压力调整阀的装配>
接着，对上述的压力调整阀1的装配工序进行说明。在对压力调整阀1进行装配的情况下，首先，在将杆331、引导件332、线圈弹簧333及波纹管按压件334如上述那样组装到波纹管32内的基础上，将板35及调整螺纹件34焊接接合于该波纹管32而制作波纹管组件33，将波纹管组件33与阀部31等组装成一体而制作阀芯3。接着，在阀芯3的调整螺纹件34的螺纹部34d螺合垫圈4并配置于规定位置，通过锁紧螺母36将垫圈4固定于调整螺纹件34的螺纹部34d。接着，将新成为组件的阀芯3、垫圈4、锁紧螺母36插入主体外壳2，使阀芯3的阀部31的滑动部31a插嵌于主体外壳2的连接部23，并且使垫圈4的外周部43抵接于主体外壳2的圆筒部22的台阶部21地进行配置。
接着，在将O型圈63安装于环状槽部61b的状态下，将凸缘6的嵌合部61从主体外壳2的出口侧端部22a插嵌于主体外壳2的圆筒部22。将该状态下的图1的箭头A部分在图5中放大表示。如图5所示，在凸缘6和主体外壳2与垫圈4的外周部43仅接触的状态下，外周部43不变形。
其后，例如使用未图示的加压装置将主体外壳2和凸缘6以规定压力以上向轴线L方向按压。由此，如图6所示，嵌合部61的入口侧端部61a和与该入口侧端部61a抵接的垫圈4的外周部43中的第一面43a分别发生塑性变形并沿径向膨胀。另外，与圆筒部22的台阶部21抵接的垫圈4的外周部43中的第二面43b也发生塑性变形并沿径向膨胀。由此，在垫圈4的外周部43的轴线L方向(图1)上的中央部与圆筒部22的内周面之间产生间隙δ。另外，垫圈4的外周部43的轴线L方向(图1)上的端部与圆筒部22的内周面在接触点P处接触。
但是，主体外壳2、凸缘6及垫圈4由相同材料形成，因此与垫圈4的外周部43中的第一面43a抵接的嵌合部61的入口侧端部61a和与其第二面43b抵接的圆筒部22的台阶部21均几乎不凹陷。换言之，即使以强的压力按压主体外壳2和凸缘6，也能够抑制台阶部21的轴线L方向上的变形，因此能够抑制垫圈4的轴线X相对于压力调整阀1的轴线L倾斜。
此外，一边维持以规定压力以上将主体外壳2和凸缘6向轴线L方向按压的状态，一边将圆筒部22的出口侧端部22a的多个部位朝向在嵌合部61的外周面形成的凹陷65而向径向内侧按压，从而通过铆接C将主体外壳2的圆筒部22与凸缘6的嵌合部61固定。以上，完成压力调整阀1的装配。
根据本实施方式，嵌合部61的入口侧端部61a的表面粗糙度、主体外壳2的圆筒部22的台阶部21的表面粗糙度、与入口侧端部61a抵接的垫圈4的外周部43中的第一面43a的表面粗糙度及与台阶部21抵接的垫圈4的外周部43中的第二面43b的表面粗糙度保持机械加工后的状态且大致相等。因此，通过沿轴线L方向赋予强的按压力，从而入口侧端部61a与第一面43a以紧密接触的状态强力地卡合在一起，另外，台阶部21与第二面43b以强力地紧密接触的状态卡合在一起，因此能够通过由此引起的摩擦力(及粘合现象(日语：リンギング現象))来阻止垫圈4相对于主体外壳2相对旋转。
另外，垫圈4具有环状的外周部43，因此相对于入口侧端部61a和台阶部21以整周抵接，即，与使无外周部43的延伸部42的外侧端抵接的情况相比抵接面积大幅增大，因此能够更有效地阻止垫圈4相对于主体外壳2相对旋转。另外，通过设置环状的外周部43，从而抑制相对于大致相同直径的台阶部21偏心，因此也能够使垫圈4相对于主体外壳2的同轴度提高而确保波纹管组件33的顺畅的动作。
[变形例]
在图7中示出本发明所涉及的垫圈的变形例。
图7中的垫圈4A具有中央环状部41、从中央环状部41朝向径向外侧放射状地延伸的延伸部42及从各延伸部42的外侧端向周向两侧延伸的外周部43A。各外周部43A可以是同轴的环的一部分。从各延伸部42延伸的长度在两侧可以不均等，另外也可以是每个延伸部42中不同。对于除此之外的结构，附加相同符号并省略重复说明。
此外，本发明不限定于上述的实施方式。在本发明的范围内，能够进行上述的实施方式的任意的构成要素的变形。另外，在上述的实施方式中能够进行任意的构成要素的追加或省略。

Claims (4)

1.一种阀装置，其特征在于，
具备阀主体和凸缘，
所述阀主体具有：主体外壳，该主体外壳具有在内周面形成有台阶部的圆筒部；阀芯，该阀芯收容于所述主体外壳内；以及支承部件，该支承部件与所述主体外壳的所述台阶部抵接配置，并在所述主体外壳内对所述阀芯进行支承，
所述凸缘具有与所述主体外壳的所述圆筒部嵌合的嵌合部，
所述支承部件具有与所述阀芯连结的连结部和从所述连结部向径向外侧延伸的延伸部，
在所述支承部件的延伸部在所述圆筒部的台阶部和嵌合于所述圆筒部的所述嵌合部之间被按压而产生塑性变形的状态下，所述圆筒部的端部相对于所述嵌合部通过铆接而固定，以通过由此引起的摩擦力和粘合现象阻止所述支承部件相对于所述主体外壳相对旋转，
所述圆筒部、所述凸缘及所述支承部件由相同材料形成。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，
所述延伸部具有从该延伸部的外侧端向周向延伸的外周部，且所述外周部被夹持于所述圆筒部的台阶部与所述嵌合部之间。
3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，
所述外周部呈在周向上连续的环状。
4.根据权利要求2或3所述的阀装置，其特征在于，
在所述圆筒部的端部相对于所述嵌合部通过铆接而固定的状态下，所述外周部的轴线方向中央部相对于所述圆筒部具有间隙，所述外周部的轴线方向端部与所述圆筒部接触。
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