CN111396618B - 电动阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动阀，能够抑制在阀芯位于最下降位置时的伴随流体(制冷剂)的流动方向的变化而产生的流量变化。当阀芯(14)位于最下降位置时，阀芯(14)侧的直部(14s)的至少一部分与阀座部(46a)侧的直部(46s)的至少一部分在升降方向上重合。

Description

电动阀
本申请是下述专利申请的分案申请：
申请号：201710100047.9
申请日：2017年2月23日
发明名称：电动阀及其组装方法
技术领域
本发明涉及作为流量控制阀等而安装于空气调和机、制冷机等的制冷循环而使用的电动阀，尤其涉及在阀芯位于最下降位置(通常是成为全关闭状态)时，在阀芯与阀座部之间形成规定大小的间隙的非闭阀型的电动阀及其组装方法。
背景技术
作为这种电动阀，例如已知一种结构，其具备：阀轴；具有内插有该阀轴的圆筒部的导杆；保持并固定于所述阀轴的下端部且内插于所述导杆的圆筒状的阀保持架；阀芯，该阀芯以能够相对于所述阀轴在轴方向上相对移动及相对旋转的状态内插于该阀保持架，并且通过压缩安装于阀芯与所述阀轴之间的螺旋弹簧而被向下方施力，且通过所述阀保持架进行防脱卡定；阀主体，该阀主体具有与该阀芯接触分离的阀座部，且安装固定有所述导杆；接合于该阀主体的壳体；配置于该壳体的内周的转子；转子保持架，该转子保持架经由外嵌固定于所述阀轴的上端部的结合部件将所述转子和所述阀轴连结；为了与设置于所述转子的卡合部卡合而形成于所述转子保持架的凹部；为了旋转驱动所述转子而配置于所述壳体的外周的定子；配置于所述导杆的圆筒部内周侧的内螺纹部件；螺纹进给机构，该螺纹进给机构由形成于该内螺纹部件的内周的固定螺纹部与形成于所述阀轴的外周的可动螺纹部构成，且用于使所述阀芯和所述阀座部接触分离；以及配置于所述导杆的圆筒部的外周且限制所述转子的旋转及上下移动的止动机构，所述止动机构由具有上侧卡定部及下侧卡定部的螺旋状的固定止动件和环状或螺旋状的滑动件构成，该环状或螺旋状的滑动件设置有与所述上侧卡定部抵接并卡定的第一抵接部及与所述下侧卡定部抵接并卡定的第二抵接部，且该滑动件组装于所述固定止动件的螺旋部分，在所述转子旋转时，通过设置于该转子的推动部来推动所述第一抵接部，所述滑动件边旋转边上下移动直到所述第一抵接部与所述上侧卡定部抵接或使所述第二抵接部与所述下侧卡定部抵接，在所述滑动件的第二抵接部与所述下侧卡定部抵接并被停止的原点位置，在所述阀芯与所述阀座部之间形成有规定的大小的间隙(例如，参照专利文献1)。
在使用具有如前所述的结构的电动阀中，即使阀芯位于最下降位置(通常是成为全关闭状态)时，也在阀芯与阀座部之间形成有规定大小的间隙，因此与通常的闭阀型电动阀相比，能够可靠地防止阀芯向阀座部咬合，并具有在将该电动阀使用于空调机的情况下防止由压缩机的烧粘而产生的运转不佳的优点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5164579号公报
发明所要解决的课题
然而在如前所述的以往的非闭阀型的电动阀中，制冷剂出入阀主体的阀室的一侧部用的第一导管以及制冷剂出入阀室的下部用的第二导管分别通过钎焊等连结固定，流体(制冷剂)从第一导管经由阀室朝向第二导管的一方向(正方向)和从第二导管经由阀室朝向第一导管的另一方向(反方向)这两个方向流动，但是在螺纹进给机构(构成螺纹进给机构的固定螺纹部与可动螺纹部之间)必然存在齿隙(螺纹间隙)，因此当流体(制冷剂)的流动方向从正方向朝向反方向或从反方向朝向正方向变化时，由该流体的压力对阀芯施力，导致该阀芯相对于阀座部以所述齿隙(螺纹间隙)程度上下移动(参照图7(A)、(B))。
并且，在上述以往的电动阀中，一般，控制流经阀口节流孔的流体的通过流量的阀芯由倒圆锥台面或倒圆锥面(锥面)构成。因此，产生如下的课题：由于如上所述的流体的流动方向的变化而导致阀芯相对于阀座部上下移动，于是当阀芯位于原点位置(也称作最下降位置、对于电动机供给的脉冲数为0脉冲的位置)时，导致在该流体的流动方向变化前后，流经阀口节流孔的流体的通过流量(也称作0脉冲流量)变化(参照图8)。
并且，在上述以往的电动阀中，一般，在组装时阀芯的原点位置对准时，使阀芯的锥面与阀座部抵接而形成基准位置，并从该基准位置开始使阀芯相对于阀座部升起从而进行阀芯的原点位置对准。即，阀芯的锥面是阀芯的原点位置对准的基准面(具体参照专利文献1等)。因此，原点位置处的阀芯与阀座部之间的所述间隙的尺寸精度依赖于阀芯的锥面的部件精度(加工精度)，总体来看，所述间隙的尺寸偏差增大且流量特性(例如，在中间开度下的流量的拐点)有产生偏差的可能性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而制成的，其目的在于提供一种电动阀及其组装方法，能够抑制在阀芯位于最下降位置时的伴随流体(制冷剂)的流动方向的变化而产生的流量变化。
并且，本发明的另一目的在于提供一种电动阀及其组装方法，能够抑制在原点位置处的形成于阀芯与阀座部之间的间隙的尺寸偏差，进而能够抑制流量特性的偏差。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明所涉及的电动阀具备：阀轴，该阀轴设置有阀芯；阀主体，该阀主体设置有阀口节流孔并形成有阀室，所述阀口节流孔具有与所述阀芯接触分离或靠近远离的阀座部，流体被导入导出所述阀室；电动机，该电动机具有与所述阀轴连结的转子、以及用于使该转子旋转的定子；螺纹进给机构，该螺纹进给机构由设置于所述阀主体侧的固定螺纹部与设置于所述阀轴侧的可动螺纹部构成，且该螺纹进给机构用于根据所述转子的旋转驱动来使所述阀轴的所述阀芯相对于所述阀主体的所述阀座部升降；以及下部止动机构，该下部止动机构用于对所述阀轴的旋转下降进行限制，当所述阀芯通过所述下部止动机构而位于最下降位置时，所述阀芯与所述阀座部之间形成有间隙，并且，流体在从所述阀室向所述阀口节流孔的正方向与从所述阀口节流孔向所述阀室的反方向这两个方向流动，其中，在所述阀芯设置有阀芯侧直部，该阀芯侧直部的外径在升降方向上恒定，在所述阀座部设置有阀座侧直部，该阀座侧直部的内径在升降方向上恒定，并且，各部件的尺寸形状以如下方式设置：当所述阀芯位于最下降位置时，所述阀芯侧直部的至少一部分与所述阀座侧直部的至少一部分在升降方向上重合。
在优选的方式中，各部件的尺寸形状以如下方式设置：当所述阀芯位于最下降位置且所述流体向所述反方向流动时，所述阀芯侧直部与所述阀座侧直部在升降方向上的重合量为0，当所述阀芯位于最下降位置且所述流体向所述正方向流动时，所述阀芯侧直部与所述阀座侧直部在升降方向上的重合量为所述螺纹进给机构的固定螺纹部与可动螺纹部之间的齿隙的程度。
在其他优选的方式中，在所述阀芯的所述阀芯侧直部的上侧，设置有阀芯侧抵接部，该阀芯侧抵接部具有相对于升降方向垂直的面，当所述阀芯相比于所述最下降位置下降时，所述阀芯的所述阀芯侧抵接部与所述阀主体抵接。
在进一步优选的方式中，所述阀芯侧抵接部由相对于升降方向垂直的平面构成，在所述阀主体设置有与所述阀芯侧抵接部以平面方式抵接的阀主体侧抵接部。
优选的是，所述阀座部以及所述阀口节流孔形成于所述阀主体的一部分上。
优选的是，所述阀座部以及所述阀口节流孔形成于阀座部件，该阀座部件内插固定在形成于所述阀主体的一部分的插嵌孔。
本发明所涉及的电动阀的组装方法具备：阀轴，该阀轴设置有阀芯；导向衬套，该导向衬套具有圆筒部，所述阀轴以在轴线方向上可相对移动以及可相对旋转的状态内插于所述圆筒部；阀主体，该阀主体设置有阀口节流孔并形成有阀室，所述阀口节流孔具有与所述阀芯接触分离或靠近远离的阀座部，流体被导入导出所述阀室，并且所述导向衬套安装固定于该阀主体；阀轴保持架，该阀轴保持架具有圆筒部和顶部，并且与所述阀轴连结固定，所述圆筒部内插有所述导向衬套，所述顶部贯通设置有被所述阀轴的上端部插通的插通孔；施力部件，该施力部件夹装于所述阀轴与所述阀轴保持架之间，以对所述阀芯向闭阀方向施力；电动机，该电动机具有与所述阀轴保持架连结的转子以及用于使该转子旋转的定子，以使所述阀轴保持架相对于所述导向衬套旋转；螺纹进给机构，该螺纹进给机构由形成于所述导向衬套外周的固定螺纹部与形成于所述阀轴保持架内周的可动螺纹部构成，且该螺纹进给机构用于根据所述转子的旋转驱动来使所述阀轴的所述阀芯相对于所述阀主体的所述阀座部升降；以及下部止动机构，该下部止动机构由设置于下部止动件的固定止动体和设置于所述阀轴保持架的可动止动体构成，以限制所述阀轴保持架的旋转下降，所述下部止动件具有与所述导向衬套的所述固定螺纹部螺接的雌螺纹部，当所述阀芯通过所述下部止动机构而位于最下降位置时，在所述阀芯与所述阀座部之间形成有间隙，并且，流体在从所述阀室向所述阀口节流孔的正方向与从所述阀口节流孔向所述阀室的反方向这两个方向流动，在该电动阀的组装方法中，在所述电动阀的所述阀芯设置有阀芯侧直部，该阀芯侧直部的外径在升降方向上恒定，在所述阀座部设置有阀座侧直部，该阀座侧直部的内径在升降方向上恒定，并且，在所述阀芯的所述阀芯侧直部的上侧设置有阀芯侧抵接部，该阀芯侧抵接部具有相对于升降方向垂直的面，所述组装方法包含：在所述阀轴未与所述阀轴保持架连结固定的状态下，将所述下部止动件可相对旋转地螺合到所述导向衬套并配置在规定位置，通过所述下部止动机构来使所述阀轴保持架位于最向下移动位置，并且使所述阀芯相比于所述最下降位置下降而使所述阀芯侧抵接部与所述阀主体抵接的工序；将所述阀轴与所述阀轴保持架连结固定的工序；以及当所述阀芯位于所述最下降位置时，以所述阀芯侧直部的至少一部分与所述阀座侧直部的至少一部分在升降方向上重合的方式，将所述阀芯侧抵接部与所述阀主体抵接的位置作为基准，使位于所述规定位置的所述下部止动件相对于所述导向衬套向开阀方向旋转规定旋转角而将所述下部止动件与该导向衬套连结为不能相对旋转的工序。
发明效果
根据本发明，当阀芯位于最下降位置时，各部件的尺寸被设定为，设置于阀芯的阀芯侧直部的至少一部分与设置于阀座部的阀座侧直部的至少一部分在升降方向上重合。更具体而言，当阀芯位于最下降位置而阀芯离阀座部最远时(在流体向反方向流动时)，阀芯侧直部的至少一部分与阀座侧直部的至少一部分在升降方向上重合。因此，当阀芯位于最下降位置时，即使根据流体的流动方向的变化而导致阀芯相对于阀座部上下移动，流经阀口节流孔的流体的通过流量(0脉冲流量)也连续地变化，与例如控制流经阀口节流孔的流体(制冷剂)的通过流量的阀芯由锥面构成的以往的电动阀相比，能够可靠地抑制阀芯位于最下降位置时的伴随流体(制冷剂)的流动方向变化的流量变化。
并且，在阀芯的阀芯侧直部的上侧，设置有阀芯侧抵接部，该阀芯侧抵接部具有相对于升降方向垂直的面，在组装时的阀芯的原点位置对准时当使所述阀芯相比于所述最下降位置下降时，所述阀芯的抵接部与阀主体抵接。即，设置于阀芯的阀芯侧直部的上侧的抵接部(相对于升降方向垂直的面)构成阀芯的原点位置对准处的基准面，原点位置的阀芯与阀座部之间的间隙的尺寸精度基本上依赖于阀芯的抵接部的部件精度(加工精度)。因此，与例如将阀芯的锥面作为阀芯的原点位置对准的基准面的以往的电动阀相比，能够更加有效地抑制所述间隙的尺寸偏差，进而能够更加有效地抑制流量特性(例如，在中间阀开度下的流量的拐点)的偏差。并且，所述阀芯侧直部(在升降方向上的长度)以抵接部(基准面)为基准确定，因此，能够确保所述阀芯侧直部的尺寸精度，从这一点来说，也能够更加有效地抑制流量特性(例如，在中间阀开度下的流量的拐点)的偏差。
附图说明
图1表示本发明所涉及的电动阀的一实施方式的纵剖视图。
图2是将图1所示的电动阀的重要部分放大表示的重要部分放大纵剖视图，图2(A)是表示正方向流动状态的图，图2(B)是表示反方向流动状态的图。
图3是表示图1所示的电动阀的流量特性的一例的图。
图4是表示图1所示的电动阀的流量特性的其他例的图。
图5是将图1所示的电动阀的其他例的重要部分放大表示的重要部分放大纵剖视图。
图6是提供图1所示的电动阀的组装工序中，在阀芯的原点位置(最下降位置)对准工序中，使下部止动件相对于导向衬套旋转的工序的说明的俯视图以及局部放大纵剖视图。
图7是将以往的电动阀的重要部分放大表示的重要部分放大纵剖视图，图7(A)是表示正方向流动状态的图，图7(B)是表示反方向流动状态的图。
图8是表示以往的电动阀的流量特性的图。
符号说明
1 电动阀
10 阀轴
14 阀芯
14f 环状平坦面(阀芯侧抵接部)
14s 阀芯侧直部
20 导向衬套
21 圆筒部
23 固定螺纹部(雄螺纹部)
28 螺纹进给机构
29 下部止动机构
30 阀轴保持架
33 可动螺纹部(雌螺纹部)
40 阀主体
40a 阀室
41 第一开口
41a 第一导管
42 第二开口
42a 第二导管
45 底部壁
45f 环状平坦面(主体侧抵接部)
46 阀口节流孔
46a 阀座部
46s 阀座侧直部
47 凸缘状部
48 阀座部件
50 步进电机
51 转子
52 定子
55 壳体
60 压缩螺旋弹簧
70 防脱卡定部件
O 轴线
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的电动阀及其组装方法的具体实施方式进行说明。另外，为了使对发明的理解变得容易并且考虑到制图上的方便，在各图中，在部件间形成的间隙、部件间的隔离距离有夸张绘制的情况。并且，在本说明书中，表示上下、左右等位置，方向的描述是以图1中方向箭头表示为基准，而不是指实际使用状态下的位置、方向。
并且，在本说明书中，将从第一导管经由阀室和阀口节流孔朝向第二导管的方向作为“正方向”，将从第二导管经由阀口节流孔和阀室朝向第一导管的方向作为“反方向”，所述第一导管与阀主体中的阀室的侧方连结，所述阀口节流孔朝向纵向并形成于所述阀室的底部，所述第二导管与阀室的下方连结。
(电动阀的结构以及动作)
图1是表示本发明所涉及的电动阀的一实施方式的纵剖视图。
图示实施方式的电动阀1主要具备：阀轴10；导向衬套20；阀轴保持架30；阀主体40；壳体55；由转子51和定子52构成的步进电机50；压缩螺旋弹簧(施力部件)60；防脱卡定部件70；螺纹进给机构28；以及下部止动机构29。
所述阀轴10从上侧开始具有上部小径部11、中间大径部12、下部小径部13，并且在其下部小径部13的下端部一体地形成有阀芯14，所述阀芯14用于控制流经阀口节流孔46的流体(制冷剂)的通过流量。
同时参照图1和图2而清楚地了解到，所述阀芯14从上侧(阀室40a侧)开始具有直部(阀芯侧直部)14s、上侧锥面部14t、下侧锥面部14u，所述直部(阀芯侧直部)14s由比阀轴10的下部小径部13直径稍小的圆筒面(在升降方向上外径固定)构成，所述上侧锥面部14t由倒圆锥台面构成，所述下侧锥面部14u由相比于上侧锥面部14t控制角(和与阀芯14的中心轴线O平行的线的交叉角)大的倒圆锥台面构成。
所述直部14s的升降方向(上下方向)上的长度被设计为大于螺纹进给机构28(构成螺纹进给机构28的固定螺纹部23与可动螺纹部33之间)的齿隙(螺纹间隙)程度(详细情况后述)。
并且，在阀芯14的直部14s的上侧(与该直部14s连接)，设置有环状平坦面(水平面)(阀芯侧抵接部)14f，该环状平坦面14f由形成于阀轴10的下部小径部13与阀芯14(的直部14s)之间的台阶面构成。该环状平坦面14f是相对于升降方向垂直的面，并且是在组装该电动阀1时的阀芯14的原点位置(最下降位置)对准时，该阀芯14相比于最下降位置下降时与阀主体40(具体而言，是形成于阀主体40的底部壁45的上表面的作为阀主体侧抵接部的环状平坦面45f)抵接的基准面(详细情况后述)。
所述导向衬套20具有圆筒部21和延伸部22，所述阀轴10(的中间大径部12)在能够在轴线O方向上相对移动(滑动)且能够绕轴线O相对旋转的状态下内插于该圆筒部21，该延伸部22从该圆筒部21的上端部向上方延伸，且内径相比于该圆筒部21的内径大，且内插有所述阀轴10的中间大径部12的上端侧与上部小径部11的下端侧。在所述导向衬套20的圆筒部21的外周形成有固定螺纹部(雄螺纹部)23，该固定螺纹部23构成根据转子51的旋转驱动来使所述阀轴10的阀芯14相对于阀主体40的阀座部46a升降的螺纹进给机构28的一方。并且，所述圆筒部21的下部(比固定螺纹部23更下侧的部分)是与阀主体40的嵌合孔44相嵌合的大径的嵌合部27。在所述固定螺纹部23(中的比阀轴保持架30更下侧)，下部止动件25螺紧固定为与嵌合部27的上表面27a空出规定的间隙h，且在该下部止动件25的外周一体地突出设置有固定止动体24，该固定止动体24构成对阀轴保持架30(即，与阀轴保持架30连结的阀轴10)的旋转下降进行限制的下部止动机构29的一方。另外，如后述的那样，在本实施方式中，嵌合部27的上表面27a是对下部止动件25的下降进行限制(换言之，规定下部止动件25的下降界限位置或最向下移动位置)的止动部。
所述阀轴保持架30具有圆筒部31和顶部32，该圆筒部31内插有所述导向衬套20，该顶部32贯通设置有被所述阀轴10(的上部小径部11)的上端部插通的插通孔32a。在所述阀轴保持架30的圆筒部31的内周形成有可动螺纹部(雌螺纹部)33，该可动螺纹部33与所述导向衬套20的固定螺纹部23螺合而构成所述螺纹进给机构28，并且在所述阀轴保持架30的圆筒部31的外周下端一体地突出设置有可动止动体34，该可动止动体34构成所述下部止动机构29的另一方。
并且，在形成于所述阀轴10的上部小径部11和中间大径部12之间的台阶面与所述阀轴保持架30的顶部32的下表面之间以外插在阀轴10的上部小径部11的方式压缩装配有压缩螺旋弹簧(施力部件)60，该压缩螺旋弹簧60向使所述阀轴10与所述阀轴保持架30在升降方向(轴线O方向)上远离的方向施力，换言之，该压缩螺旋弹簧60对所述阀轴10(阀芯14)总是向下方(闭阀方向)施力。
所述阀主体40由例如黄铜、SUS等的金属制圆筒体构成。该阀主体40具有阀室40a，在阀室40a的内部导入导出流体，第一导管41a通过钎焊等方式与设置于该阀室40a的侧部的横向第一开口41连结固定，在该阀室40a的顶部形成有插通孔43以及嵌合孔44，所述阀轴10(的中间大径部12)以能够在轴线O方向上相对移动(滑动)且能够绕轴线O相对旋转的状态下插通于该插通孔43，在该嵌合孔44嵌合并安装固定有所述导向衬套20的下部(嵌合部27)，第二导管42a通过钎焊等方式与设置于该阀室40a的下部的纵向第二开口42连结固定。并且，在设置于所述阀室40a和所述第二开口42之间的底部壁45形成有大致圆锥台状的阀口节流孔46，该阀口节流孔46具有与所述阀芯14接触分离或靠近远离的阀座部46a，并且在该阀座部46a设置有直部(阀座侧直部)46s(参照图2)。
所述直部46s(的内径)比所述阀芯14的直部14s的直径稍大，并且，所述直部46s被设计为比所述阀轴10的下部小径部13的直径小。
并且，在阀主体40的底壁部45的上表面的阀口节流孔46(阀座部46a)周围，是环状平坦面(水平面)(阀主体侧抵接部)45f，该环状平坦面45f是在组装该电动阀1时的阀芯14的原点位置(最下降位置)对准时与阀芯14侧的环状平坦面14f平面抵接的抵接面(基准面)(详细情况后述)。
另外，在所述阀主体40的上端部通过铆接等固定有凸缘状板47，并且在设置于该凸缘状板47的外周的台阶部通过对头焊接而密封接合有带顶的圆筒状的壳体55的下端部。
在所述壳体55的内侧且所述导向衬套20以及所述阀轴保持架30的外侧，旋转自如地配置有转子51，在所述壳体55的外侧，配置有旋转驱动所述转子51的定子52，该定子52由轭铁52a、线圈架52b、定子线圈52c、以及树脂模制外壳52d等构成。在定子线圈52c连接有多个接线端子52e，在这些接线端子52e经由基板52f连接有多个接线52g，从而构成为通过向定子线圈52c通电励磁来使配置于壳体55内的转子51绕轴线O旋转。
配置于壳体55内的所述转子51卡合支承于所述阀轴保持架30，且该阀轴保持架30构成为与所述转子51一起(一体地)旋转。
更具体而言，所述转子51是由内筒51a、外筒51b、连接部51c构成的二重管结构，该连接部51c在绕轴线O的规定的角度位置连接内筒51a与外筒51b，在内筒51a的内周(例如，绕轴线O以120°的角度间隔)形成有沿着轴线O方向(上下方向)延伸的纵槽51d。
另外，在所述阀轴保持架30的外周(的上半部分)，(例如，绕轴线O以120°角度间隔)突出设置有沿着上下方向延伸的突条30a，在该突条30a的下部两侧形成有支承所述转子51的朝上的卡定面(未图示)。
转子51的内筒51a的纵槽51d和阀轴保持架30的突条30a卡合，并且，通过转子51的内筒51a的下表面与阀轴保持架30的卡定面抵接，从而转子51在相对于阀轴保持架30定位的状态下被支承固定。所述阀轴保持架30一边在所述壳体55内支承所述转子51，一边与该转子51一起旋转。
在所述转子51以及阀轴保持架30的上侧配置有防脱卡定部件70，该防脱卡定部件70由推压螺母71与转子按压部件72构成，该推压螺母71通过压入、焊接等外嵌固定在所述阀轴10(的上部小径部11)的上端部，以防止阀轴保持架30和转子51在升降方向上的相对移动(换言之，将转子51相对于阀轴保持架30向下方按压)并连结阀轴10和阀轴保持架30，该转子按压部件72介于该推压螺母71与转子51之间，由在中央形成供阀轴10的上端部插通的插通孔72a的圆板状部件构成。即，所述转子51被夹持在通过压缩螺旋弹簧60的施力而被向上方施力的阀轴保持架30与所述转子按压部件72之间。另外，从阀轴保持架30的上端到卡定面为止的(上下方向的)高度与转子51的内筒51a的(上下方向的)高度相同，阀轴保持架30(的顶部32)的上表面与所述转子按压部件72的下表面(平坦面)抵接。
并且，在固定于所述阀轴10的上端部的所述推压螺母71外装有由对阀轴保持架30向导向衬套20侧施力的螺旋弹簧构成的恢复弹簧75，该恢复弹簧75防止在动作时阀轴保持架30相对于导向衬套20向上方过度移动而导致导向衬套20的固定螺纹部23与阀轴保持架30的可动螺纹部33的螺合脱扣。
并且，在该电动阀1中，当阀芯14位于最下降位置(原点位置)时，在阀芯14与阀座部46a之间形成规定大小的间隙以防止例如阀芯14向阀座部46a咬入，并确保在低流量区域的控制性。在本例中，阀芯14的直部14s和阀主体40的底部壁45的直部46s之间，以及与直部14s连接的环状平坦面14f和与直部46s连接的环状平坦面45f之间，形成规定大小的间隙。
在该结构的电动阀1中，当通过向定子52(的定子线圈52c)通电励磁来使转子51旋转时，与转子51一体的阀轴保持架30以及阀轴10旋转。此时，通过由导向衬套20的固定螺纹部23与阀轴保持架30的可动螺纹部33构成的螺纹进给机构28来使阀轴10随同阀芯14升降，由此，使阀芯14与阀座部46a之间的间隙(升起量、阀开度)增减，从而调整制冷剂等流体的通过流量。并且，即使当阀轴保持架30的可动止动体34与固定于导向衬套20的下部止动件25的固定止动体24抵接，阀芯14位于最下降位置时，由于阀芯14与阀座部46a之间形成有间隙(闭阀时要求升起量)，也能够确保规定量的通过流量(参照图3)。
然而，在本实施方式的电动阀1中，流体(制冷剂)向双方向流动，具体而言，流体从第一导管41a(第一开口41)经由阀室40a以及阀口节流孔46向第二导管42a(第二开口42)的方向(即，横→下方向)(以下，将该状态称为正方向流动状态)和从第二导管42a(第二开口42)经由阀口节流孔46以及阀室40a向第一导管41a(第一开口41)的方向(即，下→横方向)(以下，将该状态称为反方向状态)这两个方向流动，根据该流体的压力，在所述正方向流动状态下，阀芯14被向下方施力，在所述反方向流动状态下，阀芯14被向上方施力。并且，在使阀芯14相对于阀座部46a升降的螺纹进给机构28中，在与阀芯14(阀轴10)连结的阀轴保持架30的可动螺纹部33和与阀主体40连结固定的导向衬套20的固定螺纹部23之间，存在齿隙(螺纹间隙)。因此，在所述正方向流动状态下，阀芯14(直到阀轴保持架30的可动螺纹部33的下表面侧与导向衬套20的固定螺纹部23的上表面侧接触为止)向下方移动(图2(A)所表示的状态)，在所述反方向流动状态下，阀芯14(直到阀轴保持架30的可动螺纹部33的上表面侧与导向衬套20的固定螺纹部23的下表面侧接触为止)向上方移动(图2(B)所表示的状态)。即，当流体(制冷剂)的流动方向从正方向变化为反方向或从反方向变化到正方向时，阀芯14相对于阀座部46a以所述齿隙的程度上下移动。
在此，在本实施方式中，各部件的尺寸形状以如下的方式设置：当阀芯14位于最下降位置时，阀芯14侧的直部14s的至少一部分与阀座部46a侧的直部46s的至少一部分在升降方向(上下方向)上重合(重叠)。更具体而言，直部14s在升降方向(上下方向)上的长度被设计为螺纹进给机构28(构成螺纹进给机构28的固定螺纹部23和可动螺纹部33之间)的齿隙程度以上，当阀芯14位于最下降位置而阀芯14离阀座部46a最远时(反方向流动状态)，阀芯14侧的直部14s的下侧部分与阀座部46a侧的直部46s的上侧部分在升降方向上仅重合为重合量(重叠量)Lmin(图2(B)所示的状态)。
并且在该情况下，在正方向流动状态下，阀芯14侧的直部14s与阀座部46a侧的直部46s在升降方向上的重合量Lmax成为所述重合量Lmin加上螺纹进给机构28的齿隙程度的量(图2(A)所示的状态)。
因此，如图3所示，当阀芯14位于最下降位置时，即使流体的流动方向从正方向朝向反方向或从反方向朝向正方向变化而导致阀芯14相对于阀座部46a上下移动，流经阀口节流孔46的流体的通过流量(0脉冲流量)也连续地变化，与例如控制流经阀口节流孔的流体(制冷剂)的通过流量的阀芯由锥面构成的以往的电动阀相比，当阀芯14位于最下降位置时，能够可靠地抑制伴随流体(制冷剂)的流动方向变化的流量变化。
并且，在本实施方式中，在阀芯14的直部14s的上侧设置有环状平坦面(阀芯侧抵接部)14f，该环状平坦面14f具有相对于升降方向垂直的面，并且，在阀主体40的底部壁45的上表面的阀口节流孔46(阀座部46a)周围设置有环状平坦面(阀主体侧抵接部)45f，在该电动阀1组装时的阀芯14的原点位置(最下降位置)对准时，当使所述阀芯14相比于最下降位置下降时，阀芯14侧的环状平坦面14f与阀主体40侧的环状平坦面45f抵接。即，设置于阀芯14的直部14s上侧的环状平坦面14f以及阀主体40的环状平坦面45f构成阀芯14的原点位置对准的基准面，原点位置处的阀芯14与阀座部46a之间的间隙的尺寸精度基本上依赖于阀芯14的环状平坦面14f的部件精度(加工精度)(详细情况后述)。因此，与例如将阀芯的锥面作为阀芯的原点位置对准的基准面的以往的电动阀相比，能够更加有效地抑制所述间隙的尺寸偏差，进而能够更加有效地抑制流量特性(例如，在中间阀开度下的流量的拐点)的偏差。并且，所述阀芯14侧的直部14s在升降方向上的长度以环状平坦面14f(基准面)为基准来确定，因此，能够确保所述阀芯14侧的直部14s的尺寸精度，从这一点来说，也能够更加有效地抑制流量特性(例如，在中间阀开度下的流量的拐点)的偏差。
另外，在图3所示的例子中，在阀芯14被向上方施力的反方向流动状态下，阀芯14侧的直部14s的下侧部分与阀座部46a侧的直部46s的上侧部分在升降方向上仅重合为规定的重合量Lmin，但是例如图4所示，在所述反方向流动状态下，各部分的尺寸形状也可以设定为，阀芯14侧的直部14s的下端部与阀座部46a侧的直部46s的上端部一致(即，在升降方向上重合量Lmin为0)。该情况下，在正方向流动的状态下，阀芯14侧的直部14s与阀座部46a的直部46s在升降方向上的重合量Lmax成为螺纹进给机构28的齿隙程度。
并且，在上述实施方式中，阀芯14侧的环状平坦面14f与阀主体40侧的环状平坦面45f构成为平面抵接，但是也可以构成为平面以外的抵接方式，例如，也可以将阀芯14侧的环状平坦面14f以及阀主体40侧的环状平坦面45f的一方或两方构成为截面突起状。
并且，在上述实施方式中，在阀主体40的底部壁45形成有阀口节流孔46，该阀口节流孔46具有设置有直部46s的阀座部46a，但是也可以是例如图5所示，通过切削加工等制作阀座部件48，该阀座部件48形成有阀口节流孔46，该阀口节流孔46具有设置有直部46s的阀座部46a，将该阀座部件48内插固定在设置于阀主体40的底部壁45的插嵌孔49。该情况下，阀座部件48的上表面的阀口节流孔46(阀座部46a)周围是环状平坦面(水平面)(阀主体侧抵接部)48f，构成在该电动阀1组装时的阀芯14的原点位置(最下降位置)对准时与阀芯14侧的环状平坦面14f平面抵接的抵接面(基准面)。
如图5所示，通过使用与阀主体40分体的部件阀座部件48，提高阀座部件48的部件精度，特别是提高直部46s、环状平坦面48f的尺寸精度等，从而能够更加有效地抑制流量特性的偏差。
(电动阀的组装方法)
当一边参照图1以及图2一边对上述电动阀1的组装工序的一例，特别是对阀芯14的原点位置(最下降位置)对准工序的一例进行大致说明时，首先要对阀轴10、导向衬套20、下部止动件25、压缩螺旋弹簧60、阀轴保持架30、转子51、阀主体40等进行安装。此时，使下部止动件25相对于导向衬套20螺合为可相对旋转。另外，在该阶段，下部止动件25可以与导向衬套20的止动部27a抵接配置，也可以与该止动部27a空开间隔配置。接着，设置于阀轴10的下端部的阀芯14与阀座部46a抵接(即，阀芯14的环状平坦面14f与阀主体40的环状平坦面45f抵接)，压缩螺旋弹簧60稍微压缩，阀轴保持架30的可动止动体34与下部止动件25的固定止动体24抵接，并且，直到下部止动件25(的下表面)与导向衬套20的止动部27a抵接为止，利用由导向衬套20的固定螺纹部23与阀轴保持架30的可动螺纹部33构成的螺纹进给机构28来使所述阀轴保持架30、转子51、以及阀轴10一边旋转一边下降。并且，在这种阀轴保持架30位于最向下移动位置，并且阀芯14相比于最下降位置下降且其环状平坦面14f与阀主体40的环状平坦面45f抵接的状态下，在阀轴10的上端部嵌入转子按压部件72并且通过压入、焊接等外嵌固定推压螺母71。
接着，从上述状态开始，利用所述螺纹进给机构使阀轴10、阀轴保持架30、转子51、防脱卡定部件70(推压螺母71和转子按压部件72)等一体的组装体一边旋转一边上升并从导向衬套20取下后，使下部止动件25相对于导向衬套20向开阀方向(图示的例子中，是在主视图中逆时针旋转)旋转规定旋转角度。接着，在将该下部止动件25通过焊接、熔敷、粘结等与导向衬套20(的固定螺纹部23)连结固定为不能相对旋转后，再次利用螺纹进给机构28将所述组装体安装到导向衬套20。由此，因为下部止动件25的固定止动体24相对导向衬套20的位置改变，所以即使在阀轴保持架30的可动止动体34与下部止动件25的固定止动体24抵接，阀轴保持架30位于最向下移动位置时(即，阀芯14位于最下降位置时)，也在阀芯14与阀座部46a之间形成规定大小的间隙(正方向流动状态下在升降方向上尺寸为H的间隙)(参照图2(A))。此时，阀芯14侧的直部14s与阀座部46a侧的直部46s在升降方向的重合量Lmax是例如螺纹进给机构28的齿隙程度。另外，虽然对在使所述组装体上升并从导向衬套20取下后，使下部止动件25相对于导向衬套20向开阀方向仅旋转规定旋转角度，并将该下部止动件25通过焊接、熔敷、粘结等与导向衬套20连结固定为不能相对旋转的工序进行了说明，但是，若能够形成如下程度的间隙：仅使所述组装体相对于导向衬套20上升，就能够使下部止动件25相对于导向衬套20向开阀方向仅旋转规定旋转角度并且能够将下部止动件25通过焊接、熔敷、粘结等与导向衬套20连结固定为不能相对旋转，则不必将所述组装体从导向衬套20取下。
另外，在下部止动件25的雌螺纹部26、导向衬套20的固定螺纹部(雄螺纹部)23采用无齿隙型的螺纹部的情况下，形成于阀芯14与阀座部46a之间的间隙在升降方向上的尺寸H和下部止动件25(的下表面)与导向衬套20的止动部27a的间隙h一致或大致一致。但是，一般而言，在螺纹部设置有齿隙(游隙或间隙)。因此，如上述实施方式那样，使下部止动件25与导向衬套20的止动部27a抵接而被拧紧后，在使下部止动件25向开阀方向旋转(松开)而进行阀芯14的原点位置对准的情况下，所述下部止动件25在旋转的最初阶段保持与导向衬套20的止动部27a抵接的状态(即，不上升)旋转，因此所述尺寸H与所述间隙h不一定一致。
参照图6以更加清楚地理解，具体而言，在将下部止动件25的雌螺纹部26与导向衬套20的固定螺纹部23之间的齿隙程度的旋转角度设为θb[°](在图示的例子中，大约180°)的情况下，在上述原点位置对准工序中，从使下部止动件25与导向衬套20的止动部27a抵接而被拧紧的状态(在该状态中，下部止动件25的雌螺纹部26的上表面侧与导向衬套20的固定螺纹部23的下表面侧接触)开始，当使该下部止动件25向开阀方向旋转(松开)时，在齿隙程度的旋转角度θb[°]的范围内，由于自重，下部止动件25(的下表面)与导向衬套20的止动部27a持续地抵接(图6的(1)～(3))。但是，下部止动件25自身旋转，因而设置于该下部止动件25的固定止动体24的旋转位置改变。
假如，在该齿隙程度的旋转角度θb[°]的范围内将下部止动件25固定于导向衬套20，利用螺纹进给机构28来使阀轴保持架30一边旋转一边下降，当使阀轴保持架30的可动止动体34与下部止动件25的固定止动体24抵接时，阀轴保持架30的最向下移动位置根据下部止动件25的旋转量逐渐上升。例如，在下部止动件25的雌螺纹部26的螺纹牙距(螺牙之间的间隔)为p时，在齿隙相抵时点的阀轴保持架30的最向下移动位置的上升量Hb规定为p×θb/360(图6的(3))。
在齿隙相抵后(下部止动件25的旋转角度到达齿隙程度的旋转角度θb[°]后)(在该状态中，下部止动件25的雌螺纹部26的下表面侧与导向衬套20的固定螺纹部23的上表面侧接触)，当使下部止动件25进一步向开阀方向旋转时，下部止动件25一边旋转一边开始上升，并在下部止动件25和导向衬套20的止动部27a之间形成间隙h。
最终，从使下部止动件25与导向衬套20的止动部27a抵接而被拧紧的状态开始，当使下部止动件25向开阀方向仅旋转旋转角度θb[°]并固定于导向衬套20时，阀轴保持架30的最向下移动位置仅上升规定为p×θb/360的上升量H，因此当阀轴保持架30位于最下降位置时(即，阀芯14位于最下降位置时)，在阀芯14与阀座部46a之间形成在(正方向流动状态下的)升降方向上形成有规定尺寸H的间隙(参照图2(A))。另一方面，在下部止动件25与导向衬套20的止动部27a之间形成从所述上升量H中减去齿隙程度后的间隙h，即形成由p×(θ－θb)/360规定的间隙h。
另外，在图示的实施方式中，通过使下部止动件25旋转超过齿隙程度的旋转角度θb[°]而在下部止动件25与导向衬套20的止动部27a之间形成间隙h，但由于在形成于阀芯14与阀座部46a之间的间隙在升降方向上的尺寸被设定为上述Hb以下的情况下，下部止动件25只要在齿隙的旋转角度θb[°]的范围内旋转即可，因此在下部止动件25与导向衬套20的止动部27a之间不形成间隙，下部止动件25(的下表面)保持与导向衬套20的止动部27a抵接的状态。
并且，在上述实施方式中，将使下部止动件25与导向衬套20的止动部27a抵接而被拧紧的状态作为下部止动件25向开阀方向旋转的基准状态，然而，显然在该基准状态下的下部止动件25的紧固状态、在上下方向上的位置不限定于图示的本实施方式。例如，下部止动件25也可以将在图6的(1)～(3)中所示的齿隙程度的旋转角度范围内的任意状态作为基准状态。并且，该下部止动件25没有必要在其基准状态下与导向衬套20的止动部27a抵接，例如如图6的(4)所示，可以将导向衬套20(的固定螺纹部23)上的任意位置作为基准状态。另外，在将下部止动件25与导向衬套20的止动部27a分离(不抵接)的状态作为所述基准状态的情况下，上述齿隙不存在，且在组装完成后，形成于阀芯14与阀座部46a之间的间隙在升降方向上的尺寸H变得比下部止动件25(的下表面)与导向衬套20的止动部27a的间隙h小(换言之，下部止动件25与导向衬套20的止动部27a在升降方向上的间隙h变得比所述尺寸H大)。
在通过该组装方法装配的电动阀1中，如上所述，当通过向定子52(的定子线圈52c)通电励磁来使转子51旋转时，使与转子51一体的阀轴保持架30以及阀轴10旋转。此时，通过由导向衬套20的固定螺纹部23与阀轴保持架30的可动螺纹部33构成的螺纹进给机构28来使阀轴10随同阀芯14升降，由此，使阀芯14与阀座部46a之间的间隙(升起量、阀开度)增减，从而调整制冷剂等流体的通过流量。并且，即使当阀轴保持架30的可动止动体34与固定于导向衬套20的下部止动件25的固定止动体24抵接，阀芯14位于最下降位置时，由于阀芯14与阀座部46a之间形成有间隙(闭阀时要求升起量)，也能够确保规定量的通过流量(参照图3)。
在本实施方式的电动阀1中，具有螺纹牙距p的雌螺纹部26的下部止动件25在导向衬套20的规定位置螺合为可相对旋转，因下部止动机构29从而阀轴保持架30位于最向下移动位置，并且，使阀芯14相比于最下降位置下降从而使阀芯14的环状平坦面14f与阀主体40的环状平坦面45f抵接，其后，将阀芯14的环状平坦面14f与阀主体40的环状平坦面45f抵接的位置作为基准，使位于所述规定位置的下部止动件25相对于导向衬套20向开阀方向仅旋转规定角度θ且与该导向衬套20连结为不能相对旋转，于是因下部止动机构29从而阀轴保持架30位于最向下移动位置时，在阀芯14与阀座部46a之间(具体而言，环状平坦面14f与环状平坦面45f之间)，形成正方向流动状态下在升降方向上的尺寸H由p×θ/360规定的间隙，并且，阀芯14的直部14s的至少一部分与阀座部46a的直部46s的至少一部分在升降方向上重合。也就是说，通过在使下部止动件25相对于导向衬套20向开阀方向旋转后使下部止动件25与该导向衬套20连结为不能相对旋转，来规定在正方向流动状态下的阀芯14的最下降位置，换言之，来规定当阀芯14位于最下降位置时阀芯14与阀座部46a之间在升降方向上的间隙。即，原点位置的阀芯14与阀座部46a之间的间隙的尺寸精度基本上依赖于构成下部止动机构29的下部止动件25的雌螺纹部26与导向衬套20的固定螺纹部23的尺寸精度，因此能够抑制所述间隙的尺寸偏差，还能够提高低流量区域的流体(制冷剂)流量的控制性。此外，通过将设置于阀芯14的直部14s的上侧的环状平坦面14f以及阀主体40的环状平坦面45f作为阀芯14组装时的原点位置对准的基准面，原点位置的阀芯14与阀座部46a之间的间隙的尺寸精度基本上依赖于阀芯14的环状平坦面14f的部件精度(加工精度)，从而能够有效地抑制所述间隙的尺寸偏差，进而能够更加有效地抑制流量特性(例如，在中间阀开度下的流量的拐点)的偏差。

Claims (4)

1.一种电动阀，具备：
阀轴，该阀轴设置有阀芯；
阀主体，该阀主体设置有阀口节流孔并形成有阀室，所述阀口节流孔具有与所述阀芯接触分离或靠近远离的阀座部，流体被导入导出所述阀室；
电动机，该电动机具有与所述阀轴连结的转子、以及用于使该转子旋转的定子；
螺纹进给机构，该螺纹进给机构由设置于所述阀主体侧的固定螺纹部与设置于所述阀轴侧的可动螺纹部构成，且该螺纹进给机构用于根据所述转子的旋转驱动来使所述阀轴的所述阀芯相对于所述阀主体的所述阀座部升降；以及
下部止动机构，该下部止动机构用于对所述阀轴的旋转下降进行限制，
当所述阀芯通过所述下部止动机构而位于最下降位置时，流体在从所述阀室向所述阀口节流孔的正方向与从所述阀口节流孔向所述阀室的反方向这两个方向流动，该电动阀的特征在于，
所述阀轴贯通所述固定螺纹部地配置，并且所述阀轴的下端部与所述阀芯一体地形成，
在所述阀芯设置有阀芯侧直部，该阀芯侧直部的外径在升降方向上恒定，在所述阀座部设置有阀座侧直部，该阀座侧直部的内径在升降方向上恒定，
所述阀芯侧直部的长度在所述阀轴通过所述螺纹进给机构而能够移动的长度以下，
在所述阀芯通过所述下部止动机构而位于最下降位置时，无论所述流体是在所述正方向上流动还是在所述反方向上流动，所述阀芯侧直部的至少一部分与所述阀座侧直部的至少一部分在升降方向上重合，
在所述阀芯侧直部的上侧，设置有阀芯侧抵接部，
在组装时的所述阀芯的原点位置对准时，将在所述阀芯相比于最下降位置下降时所述阀芯侧抵接部与所述阀主体抵接的状态作为所述阀芯的组装时的原点位置对准的基准位置。
2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，
所述阀座部以及所述阀口节流孔形成于所述阀主体的一部分。
3.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，
所述阀座部以及所述阀口节流孔形成于阀座部件，该阀座部件内插固定在形成于所述阀主体的一部分的插嵌孔。
4.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，
所述阀芯侧抵接部具有相对于升降方向垂直的面，
所述阀主体具有平坦面，
将所述面与所述平坦面抵接的状态作为所述原点位置对准的基准位置。
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