CN112648407A - 阀装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够有效地密闭电机壳体的阀装置。流路切换阀(1)具有：阀主体(10)、收容于阀主体(10)的球阀芯(20)、驱动球阀芯(20)的驱动部(70)、以及收容驱动部(70)的壳体(50)。壳体(50)具有收容驱动部(70)的电机(71)的电机壳体(60)。电机壳体(60)具有：圆筒状的壳体主体(61)、安装于壳体主体(61)以封闭壳体主体(61)的下端开口的盖体(62)、以压缩状态配置于壳体主体(61)与盖体(62)之间的第一O型圈(63)以及以压缩状态配置于电机(71)与盖体(62)之间的第二O型圈(64)。

Description

阀装置

技术领域

本发明涉及一种具有收容对阀芯进行驱动的电机的电机壳体的阀装置。

背景技术

专利文献1公开了作为以往的阀装置的一例的流路切换阀。该流路切换阀具有：具有阀室的阀主体、配置于阀室的球状的阀芯、以及连结于阀芯的阀轴。流路切换阀具有旋转驱动部，该旋转驱动部具备电机以及驱动齿轮。旋转驱动部经由阀轴而驱动阀芯旋转。

专利文献1的流路切换阀具有收容电机的电机壳体。图9表示了以往的流路切换阀具有的电机壳体的一例。以往的电机壳体960具有合成树脂制成的圆筒状的壳体主体961和配置为堵塞壳体主体961的下端开口的盖体962。盖体962通过螺纹件965而被安装于壳体主体961。电机壳体960具有O型圈966。O型圈966配置为夹于壳体主体961、盖体962以及电机971之间。O型圈966密封壳体主体961与盖体962之间。另外，O型圈966对电机971施加向上方推起的力。O型圈966在电机壳体960内将电机971的位置固定，并抑制其松动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-115690号公报

发明所要解决的技术问题

然而，在上述的电机壳体960中，O型圈966受到来自三个部件的压缩力。因此，O型圈966变形为歪曲的形状。另外，为了对壳体主体961与壳体962之间进行充分密封，O型圈966被相对较强的力压缩。因此，如果超过了O型圈966的压溃率(压缩率)的极限，O型圈966会失去能够恢复到原来的形状的弹性力。另外，O型圈966为了对壳体主体961与盖体962之间进行密封，需要使O型圈966的直径与壳体主体961的内径一致。因此，不能改变O型圈966的直径，且对O型圈966的弹性力的调整是困难的。由此，将电机971向上方推起的力成为必要以上的强度，而其反作用力作用于壳体主体961中的螺纹件965的螺合部位而产生因蠕变导致的松动。因此，有不能够充分确保电机壳体960的密闭的担忧。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够有效地密闭电机壳体的阀装置。

用于解决技术问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明所涉及的阀装置具有：阀主体；阀芯，该阀芯收容于所述阀主体；驱动部，该驱动部驱动所述阀芯；以及壳体，该壳体收容所述驱动部，所述驱动部具有电机，所述壳体具有电机壳体，该电机壳体收容所述电机，所述电机壳体具有：合成树脂制成的筒状的壳体主体；盖体，该盖体以封闭所述壳体主体的一端的开口的方式安装于该壳体主体；密封用弹性部件，该密封用弹性部件以压缩状态配置于所述壳体主体与所述盖体之间；以及位置固定用弹性部件，该位置固定用弹性部件以压缩状态配置于所述电机与所述盖体之间。

在本发明中，优选的是，所述盖体具有多个贯通孔，所述壳体主体具有多个凸起，该多个凸起插通于所述多个贯通孔，该多个凸起的顶端部通过红外线铆接加工而被扩径。

在本发明中，优选的是，所述位置固定用弹性部件配置于在所述盖体设置的凹槽，所述电机与所述盖体接触。

发明的效果

根据本发明，分别具有以压缩状态配置于电机壳体的壳体主体与盖体之间的密封用弹性部件和以压缩状态配置于电机与盖体之间的位置固定用弹性部件。由此，密封用弹性部件仅受到来自壳体主体与盖体这两个部件的压缩力，因此能够抑制其变形为歪曲的形状。另外，在选定密封用弹性部件时，仅需要考虑壳体主体与盖体之间的间隙的大小即可，因此，能够根据该间隙的大小容易地选定密封用弹性部件。由此，能够以适当的力压缩密封用弹性部件，能够将壳体主体与盖体之间适当地密封。同样地，由于位置固定用弹性部件受到来自电机与盖体这两个部件的压缩力，因此能够抑制其变形为歪曲的形状。另外，在选定位置固定用弹性部件时，仅需要考虑推压电机的弹性力即可，因此，无需考虑壳体主体的内径就能够根据该弹性力容易地选定位置固定用弹性部件。由此，能够以适当的力推压电机，且能够抑制因蠕动变形等而引起的松动。因此，能够有效地密闭电机壳体。

另外，盖体具有多个贯通孔，壳体主体具有插通于多个贯通孔的多个凸起，且多个凸起的顶端部通过红外线铆接加工而被扩径，因此能够通过这些多个贯通孔和多个凸起而将盖体安装于壳体主体。因此，相比通过螺纹件而将盖体安装于壳体主体的结构，螺纹件不会被紧固至超过必要的强度，并且，能够减小蠕动变形的影响。因此，能够更为有效地密闭电机壳体。

另外，位置固定用弹性部件配置于在盖体设置的凹槽，且与电机和盖体接触，由此能够抑制位置固定用弹性部件被过度地压缩。

附图说明

图1是本发明的一实施例所涉及的流路切换阀的立体图。

图2是图1的流路切换阀的纵剖视图。

图3是沿图2的A-A线的剖视图。

图4是表示图1的流路切换阀中去除了齿轮箱的上壁部的状态的俯视图。

图5是沿图4的B-B线的剖视图。

图6是表示安装于图1的流路切换阀所具有的电机的驱动轴的第一蜗杆的图。

图7是从下方看图1的流路切换阀的电机壳体的立体图。

图8是说明图1的流路切换阀的电机壳体的装配方法的图。

图9是以往的流路切换阀的电机壳体的剖视图。

符号说明

1…流路切换阀、10…阀主体、11…第一流路、12…第二流路、13…第三流路、14…阀室、20…球阀芯、24…阀轴插入孔、30…阀座部件、40…阀轴、41…圆柱部、41a

…端面、42…棱柱部、44…O型圈、45…安装孔、50…壳体、52…齿轮箱、53…底壁部、54…上壁部、55…周壁部、56…轴承部、57…内侧周壁部、60…电机壳体、61…壳体主体、61a…凸起、62…盖体、62a…内侧圆筒部、62b…外侧圆筒部、62c…上壁部、62d…底壁部、62e…凸缘部、62f…安装突部、62g…贯通孔、62h、62i…凹槽、63…第一O型圈、64…第二O型圈、70…驱动部、71…电机、71a…驱动轴、72…第一蜗杆、72a…齿轮主体、72b…止转部件、72c…轴孔、72d…螺纹齿、72e…槽、72f…安装孔、73…中间齿轮体、74…轴部、74a…一端部、74b…另一端部、75…小径齿轮、76…第二蜗杆、77…大径齿轮、80…旋转位置检测部、81…电位计轴、81a…嵌合轴部、82…电位计基座、83…基座主体部、84…传感器支承部、85…电位计、86…转子、87…电位计主体部、960…电机壳体、961…壳体主体、962…盖体、965…螺纹件、966…O型圈、971…电机、L…轴线

具体实施方式

以下，参照图1至图8对本发明的阀装置的一实施例所涉及的流路切换阀进行说明。

图1是本发明的一实施例所涉及的流路切换阀的立体图。图2是沿图1的流路切换阀的阀轴的轴向的剖视图(纵剖视图)。图3是沿图2的A-A线的剖视图。图4是表示图1的流路切换阀中去除了齿轮箱的上壁部的状态的俯视图。图5是沿图4的B-B线的剖视图。图6是表示安装于图1的流路切换阀所具有的电机的驱动轴的第一蜗杆的图。图6的(a)是第一蜗杆的分解立体图。图6的(b)是第一蜗杆的立体图。图7是从下方观察图1的流路切换阀的电机壳体的立体图。图8是说明图1的流路切换阀的电机壳体的装配方法的剖视图。图8的(a)表示电机壳体的壳体主体与盖体进行装配前的图。图8的(b)表示壳体主体的凸起插通盖体的贯通孔的状态。图8的(c)表示壳体主体与盖体通过红外线铆接加工而结合的状态。在图1至图5中，将X轴方向设为左右方向，将Y轴方向设为跟前-里侧方向(正面-背面方向)，将Z轴方向设为上下方向。X轴、Y轴、Z轴彼此正交。

如各图所示，本实施例的流路切换阀1具有阀主体10、作为阀芯的球阀芯20、阀座部件30、30以及阀轴40。另外，流路切换阀1具有壳体50、驱动部70以及旋转位置检测部80。

阀主体10例如以聚苯硫醚(PPS)等合成树脂作为材料，且阀主体10形成为上端开口的大致立方体箱状。阀主体10设置有：大致L字形的第一流路11、直线状的第二流路12以及大致L字形的第三流路13。第一流路11、第二流路12以及第三流路13与设置于阀主体10内的阀室14相通。合成树脂制成的圆环状的阀座部件30、30以在左右方向上彼此隔开间隔且相对的方式配置于阀室14。

球阀芯20例如以金属、合成树脂等作为材料，且形成为中空球状(球体状)。球阀芯20被阀座部件30、30支承为能够旋转并被收容于阀室14。本实施例中使用球阀芯20作为阀芯，但是也可以使用柱状的阀芯。

在球阀芯20的上部设置有阀轴插入孔24。在阀轴插入孔24插入有阀轴40。阀轴插入孔24以球阀芯20伴随着阀轴40的旋转而绕着作为旋转轴线的轴线L进行旋转的方式形成。球阀芯20通过绕轴线L进行旋转而切换第一流路11、第二流路12以及第三流路13的连接。在本实施例中，阀轴插入孔24形成为正六边形。

阀轴40为合成树脂制成。阀轴40形成为整体沿直线状延伸的柱形状。阀轴40具有圆柱部41和棱柱部42，棱柱部42与圆柱部41的下端同轴地相连。阀轴40沿轴线L配置。

在圆柱部41的下端部遍及整周地设置有槽。O型圈44嵌入该槽。O型圈44以橡胶材料等弹性部件作为材料且形成为环状。在圆柱部41的上端部同轴地安装有驱动部70的大径齿轮77。另外，在圆柱部41中的朝向上方的端面41a的中央设置有沿着轴线L的大致圆柱状的安装孔45。旋转位置检测部80的电位计轴81被压入于安装孔45。

棱柱部42与轴线L正交的截面形状(横截面形状)形成为与阀轴插入孔24相同的正六边形的柱状。棱柱部42插入球阀芯20的阀轴插入孔24，且以沿着轴线L的方式安装于该球阀芯20。棱柱部42的横截面形状形成为与阀轴插入孔24相同的正六边形，且棱柱部42与阀轴插入孔24嵌合。球阀芯20伴随着阀轴40的旋转而绕轴线L进行旋转。

壳体50例如以聚苯硫醚(PPS)等合成树脂作为材料而构成。壳体50安装于阀主体10。壳体50收容驱动部70。壳体50具有齿轮箱52和电机壳体60。

齿轮箱52具有底壁部53、上壁部54以及周壁部55。底壁部53形成为平板状。电机壳体60的壳体主体61与底壁部53设置为一体。上壁部54配置成与底壁部53在上下方向上相对。周壁部55连结底壁部53与上壁部54。在本实施例中，底壁部53与周壁部55设置为一体。上壁部54通过未图示的螺纹固定构造、卡扣构造等而被安装于周壁部55的上端。齿轮箱52收容驱动部70的第一蜗杆72、中间齿轮体73以及大径齿轮77。齿轮箱52也收容旋转位置检测部80。

齿轮箱52具有圆筒状的轴承部56。轴承部56与底壁部53设置为一体。阀轴40的圆柱部41插入轴承部56。轴承部56将圆柱部41支承为能够旋转。另外，齿轮箱52具有大致四方筒状的内侧周壁部57。内侧周壁部57设置为从底壁部53向下方突出。内侧周壁部57插入阀主体10的内侧并通过超声波熔焊等而与阀主体10接合。此外，齿轮箱52也可以通过螺纹固定构造等而被安装于阀主体10。

电机壳体60形成为大致有底圆筒状。电机壳体60收容驱动部70的电机71。电机壳体60具有：壳体主体61、盖体62、作为密封用弹性部件的第一O型圈63以及作为位置固定用弹性部件的第二O型圈64。

壳体主体61为合成树脂制成。壳体主体61形成为圆筒状。壳体主体61的下端开口且壳体主体61的上端连接设置于齿轮箱52的底壁部53。多个朝下方突出的圆柱状的凸起61a以等角度间隔的方式设置于壳体主体61的下端面。本实施例中，四个凸起61a以90度间隔的方式配置。

盖体62一体地具有：内侧圆筒部62a、外侧圆筒部62b、上壁部62c、底壁部62d、凸缘部62e以及多个安装突部62f。

内侧圆筒部62a与外侧圆筒部62b配置为同轴。上壁部62c形成为圆环状且配置为连结内侧圆筒部62a的上端与外侧圆筒部62b的上端。内侧圆筒部62a和外侧圆筒部62b以及上壁部62c在壳体主体61的内侧配置为与该壳体主体61同轴。此外，也可以是省略上壁部62c，设为将内侧圆筒部62a与外侧圆筒部62b一体化的圆筒部。底壁部62d形成为圆板状且配置为封闭内侧圆筒部62a的下端。凸缘部62e形成为圆环状。凸缘部62e配置为从外侧圆筒部62b的下端向侧方突出。多个安装突部62f从凸缘部62e的侧面突出且与壳体主体61的多个凸起61a对应地以等角度间隔的方式配置。在本实施例中，四个安装突部62f以90度间隔的方式配置。在各安装突部62f设置有供凸起61a插通的贯通孔62g。贯通孔62g的直径与凸起61a的直径相同或略大。插通于安装突部62f的贯通孔62g的凸起61a的顶端部通过红外线铆接加工而被扩径，从而变形为半球状。由此，将盖体62安装于该壳体主体61，以封闭壳体主体61的下端的开口。

第一O型圈63例如以橡胶材料等弹性部件作为材料而构成。在盖体62的外侧圆筒部62b的外周面设置有环状的凹槽62h。第一O型圈63嵌入凹槽62h。第一O型圈63以压缩状态配置于壳体主体61的内周面与盖体62的外侧圆筒部62b的外周面之间。第一O型圈63是将壳体主体61与盖体62之间密封以使水等不会浸入电机壳体60的内侧的密封部件。

第二O型圈64例如以橡胶材料等的弹性部件作为材料而构成。在盖体62的上壁部62c的上表面设置有圆环状的凹槽62i。第二O型圈64嵌入凹槽62i。第二O型圈64以压缩的状态配置于电机71的下表面与盖体62的上壁部62c的上表面之间。另外，电机71的下表面与上壁部62c的上表面接触。第二O型圈64对电机71施加向上方推起的力。由此，电机71被夹在齿轮箱52的底壁部53与盖体62之间，并且通过第二O型圈64而被按压于底壁部53。因此，电机71不松动地收容于电机壳体60。另外，能够通过电机71与第二O型圈64之间的摩擦力来抑制在电机71动作时该电机71以驱动轴71a为中心进行旋转。此外，作为位置固定用弹性部件，例如也可以在上壁部62c的上表面以等角度间隔的方式设置多个凹部，并在各凹部内配置球状、立方体状的弹性部件来代替第二O型圈64。

驱动部70经由阀轴40而驱动球阀芯20进行旋转。驱动部70具有：电机71；以及构成减速机的第一蜗杆72、中间齿轮体73及大径齿轮77。

电机71收容于电机壳体60。电机71的驱动轴71a从设置于齿轮箱52的底壁部53的贯通孔向齿轮箱52内突出。在驱动轴71a的顶端安装有第一蜗杆72。

如图6所示，第一蜗杆72具有合成树脂制成的大致圆柱状的齿轮主体72a和黄铜等的金属制成的大致直方体形状的止转部件72b。在齿轮主体72a设置有在轴向上贯通的轴孔72c。电机71的驱动轴71a插入轴孔72c。轴孔72c的直径与驱动轴71a的直径相同或者略大，以使在驱动轴71a插入轴孔72c时齿轮主体72a不变形。在齿轮主体72a的轴向的中央部设置有一条或者多条螺旋状的螺纹齿72d。在齿轮主体72a的电机71侧的端面设置有供止转部件72b压入的槽72e。槽72e沿齿轮主体72a的径向延伸。另外，在止转部件72b设置有供电机71的驱动轴71a压入的安装孔72f。

在第一蜗杆72中，止转部件72b压入齿轮主体72a的槽72e。然后，电机71的驱动轴71a压入止转部件72b的安装孔72f并插入齿轮主体72a的轴孔72c。由此，在将第一蜗杆72安装于电机71的驱动轴71a时，能够抑制螺纹齿72d的变形。另外，由于止转部件72b压入齿轮主体72a的槽72e，因此能够抑制齿轮主体72a与止转部件72b之间的松动。

中间齿轮体73配置于齿轮箱52内。中间齿轮体73具有轴部74、小径齿轮75(第一蜗轮)、以及第二蜗杆76。小径齿轮75设置于轴部74的一端部74a。小径齿轮75与第一蜗杆72啮合。第二蜗杆76设置于轴部74的另一端部74b。第二蜗杆76与大径齿轮77(第二蜗轮)啮合。

大径齿轮77配置于齿轮箱52内。在大径齿轮77的中央设置有贯通孔。阀轴40的圆柱部41压入该贯通孔。

驱动部70通过第一蜗杆72、中间齿轮体73以及大径齿轮77而将电机71的驱动轴71a的旋转力传递至阀轴40，从而使阀轴40绕轴线L旋转。由此，使球阀芯40定位于希望的旋转位置。

旋转位置检测部80具有电位计轴81、电位计基座82、以及作为旋转角传感器的电位计85。

电位计轴81例如为不锈钢、黄铜等金属制成或者聚苯硫醚(PPS)等合成树脂制成。电位计轴81与阀轴40分体设置。电位计轴81被压入于阀轴40的安装孔45，并同轴地固定安装于阀轴40。设置于电位计轴81的上端部的D切割形状的嵌合轴部81a与电位计85的转子86嵌合。此外，也可以省略安装孔45以及电位计轴81，而将与转子86嵌合的嵌合轴部一体地设置于阀轴40的端面41a。

电位计基座82为合成树脂制成，且一体地具有基座主体部83和传感器支承部84。基座主体部83形成为大致平板状，且通过螺纹件95、95而被固定于从齿轮箱52的底壁部53向上方突出的凸起(未图示)。传感器支承部84形成为相比大径齿轮77小径的大致圆板状，且电位计85安装于传感器支承部84的中央。传感器支承部84在齿轮箱52内配置成重合于大径齿轮77的上方。

电位计85是用于检测旋转角的旋转角传感器。电位计85具有圆板状的转子86和电位计主体部87。电位计主体部87将转子86支承为能够旋转。电位计主体部87是根据转子86的旋转角而输出信号(电压)的信号输出部。在转子86的中央设置有俯视观察时为D字形的嵌合孔。在嵌合孔嵌合有电位计轴81的嵌合部轴81a。嵌合轴部81a配置为贯通嵌合孔。转子86伴随着嵌合轴部81a的旋转而旋转。由此，电位计85检测电位计轴81(即，阀轴40以及球阀芯20)绕轴线L的旋转角。

在流路切换阀1中，具有驱动部70的电机71的驱动轴71a的旋转力经由大径齿轮77等而向阀轴40输出，从而阀轴40绕轴线L旋转。球阀芯20伴随着该阀轴40的旋转而绕轴线L旋转，并定位于各旋转位置。由此，实现与旋转位置对应的流路连接。另外，电位计轴81与阀轴40一同绕轴线L旋转，并从电位计85输出与电位计轴81的旋转角对应的信号。根据从电位计85输出的信号，能够监视球阀芯20的旋转位置。

接着，参照图8对上述流路切换阀1所具有的电机壳体60的装配方法进行说明。

如图8的(a)所示，从壳体主体61的下端开口向内侧收容电机71，且使电机71的上表面碰到齿轮箱52的底壁部53(参照图5)。第一O型圈63嵌入盖体62的凹槽62h。第二O型圈64嵌入盖体62的凹槽62i。然后，使盖体62接近壳体主体61。此时，将盖体主体61的多个凸起61a插入与各凸起61a对应地设置于盖体62的多个贯通孔62g。

然后，如图8的(b)所示，继续使盖体62接近壳体主体61而向多个凸起61a的多个贯通孔62g插入，并且使盖体62的上壁部62c碰到电机71。此时，盖体62的内侧圆筒部62a、外侧圆筒部62b以及上壁部62c配置于壳体主体61的内侧。第一O型圈63被夹在壳体主体61的内周面与盖体62的外侧圆筒部62b的外周面之间而成为压缩状态。第二O型圈被夹在电机71的下表面与盖体62的上壁部62c的上表面之间而成为压缩状态。

然后，如图8的(c)所示，通过对多个凸起61a的顶端部进行红外线铆接加工而使多个凸起61a的顶端部扩径而变形为半球状，从而将盖体62安装于壳体本体61。这样，电机壳体60被装配。

通过上述，根据本实施例的流路切换阀1分别具有以压缩状态配置于电机壳体60的壳体主体61与盖体62之间的第一O型圈63和以压缩状态配置于电机71与盖体62之间的第二O型圈64。因此，由于第一O型圈63仅受到来自壳体主体61与盖体62这两个部件的压缩力，因此能够抑制其变形为歪曲的形状。另外，在选定第一O型圈63时，仅需要考虑壳体主体61与盖体62之间的间隙的大小即可，因此，能够根据该间隙的大小容易地选定第一O型圈63。由此，能够以适当的力压缩第一O型圈63，能够将壳体主体61与盖体62之间适当地密封。同样地，第二O型圈64由于受到来自电机71与盖体62这两个部件的压缩力，因此能够抑制其变形为歪曲的形状。另外，在选定第二O型圈64时，仅需要考虑将电机71推起的弹性力即可，因此，无需考虑壳体主体61的内径就能够根据该弹性力容易地选定第二O型圈64。由此，能够以适当的力推压电机71，且能够抑制因蠕动变形等而引起的松动。因此，能够有效地密闭电机壳体60。

另外，盖体62具有多个贯通孔62g。壳体主体61具有多个凸起61a，该多个凸起61a插通于盖体62的多个贯通孔62g。多个凸起61a的顶端部通过红外线铆接而被扩径。由此，通过这些多个贯通孔62g与多个凸起61a能够将盖体62安装于壳体主体61。因此，相比通过螺纹件而将盖体62安装于壳体主体61的结构，螺纹件不会被紧固至超过必要的强度，并且能够减小蠕动变形的影响。因此，能够更为有效地密闭电机壳体60。

另外，第二O型圈64配置于在盖体62的上壁部62c设置的凹槽62i，且与电机71和盖体62接触。由此，能够抑制对第二O型圈64进行过度的压缩。

上述对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限定于这些例子。只要不违反本发明的主旨，本领域技术人员对上述的实施例进行构成要素的追加、删除、设计变更、将实施例的特征进行适当的组合，都包含在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种阀装置，具有：阀主体；阀芯，该阀芯收容于所述阀主体；驱动部，该驱动部驱动所述阀芯；以及壳体，该壳体收容所述驱动部，该阀装置的特征在于，

所述驱动部具有电机，

所述壳体具有电机壳体，该电机壳体收容所述电机，

所述电机壳体具有：合成树脂制成的筒状的壳体主体；盖体，该盖体以封闭所述壳体主体的一端的开口的方式安装于该壳体主体；密封用弹性部件，该密封用弹性部件以压缩状态配置于所述壳体主体与所述盖体之间；以及位置固定用弹性部件，该位置固定用弹性部件以压缩状态配置于所述电机与所述盖体之间。

2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，

所述盖体具有多个贯通孔，

所述壳体主体具有多个凸起，该多个凸起插通于所述多个贯通孔，该多个凸起的顶端部通过红外线铆接加工而被扩径。

3.根据权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于，

所述位置固定用弹性部件配置于在所述盖体设置的凹槽，

所述电机与所述盖体接触。

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