CN113404879B - 调整螺纹机构的固定构造及阀装置以及冷冻循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供调整螺纹机构的固定构造及阀装置以及冷冻循环系统。在使用了利用由外螺纹部和内螺纹部构成的螺纹机构对调整弹簧的压缩量进行调整的调整螺纹机构的固定构造的温度式膨胀阀中，实现轻型化并且缩短加工时间。在温度式膨胀阀(10)中，使用能够对调整弹簧(14)(弹性体)的压缩量进行调整的调整螺纹机构(1)。调整螺纹机构(1)由调整螺纹件(13)的外螺纹部(12)、内螺纹部(11)以及调整弹簧(14)构成。调整螺纹机构(1)的外螺纹部(12)和内螺纹部(11)由树脂部件构成。在外螺纹部(12)与内螺纹部(11)的螺纹结合部分的界面通过超声波熔敷而固定。

Description

调整螺纹机构的固定构造及阀装置以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及利用螺纹机构对弹性体的压缩量进行调整的调整螺纹机构的固定构造及阀装置以及冷冻循环系统，该螺纹机构由能够在该弹性体的变形方向上相互调整的外螺纹部和内螺纹部构成。

背景技术

以往，在阀装置中，公开了如下技术，例如在日本特开2014－5906号公报(专利文献1)中公开了利用对组装于阀内部的弹性体的压缩量进行调整的调整螺纹机构，来对阀芯(阀部件)的工作特性进行调整的技术。此外，在该专利文献1中，螺旋弹簧(压缩弹簧)是弹性体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－5906号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中的作为调整螺纹机构的固定构造，使用基于金属彼此的铆接的固定构造、基于粘接剂向螺纹部的涂敷等的固定构造。

但是，在基于铆接的固定构造中，难以在螺纹机构使用树脂部件，需要由金属部件构成，在阀装置的轻型化上存在制约。另外，在基于粘接剂的固定构造中，直到接粘接剂干燥花费时间，存在加工时间变长之类的问题。

本发明的课题是，在使用了利用由外螺纹部和内螺纹部构成的螺纹机构对弹性体的压缩量进行调整的调整螺纹机构的固定构造的阀装置中，实现轻型化并且缩短加工时间。

用于解决课题的方案

本发明的调整螺纹机构的固定构造利用螺纹机构对弹性体的压缩量进行调整，该螺纹机构由能够在该弹性体的变形方向上相互调整的外螺纹部和内螺纹部构成，上述调整螺纹机构的固定构造的特征在于，上述调整螺纹机构的上述外螺纹部和上述内螺纹部由树脂部件构成，该外螺纹部与内螺纹部相互在螺纹结合部分的界面通过熔敷而固定。

此时，优选调整螺纹机构的固定构造的特征在于，上述外螺纹部与内螺纹部相互仅在螺纹结合部分的界面的一部分通过熔敷而固定。

另外，优选调整螺纹机构的固定构造的特征在于，在上述外螺纹部与上述内螺纹部的螺纹结合状态下，内螺纹谷底的径向间隙与外螺纹谷底的径向间隙的合计为内螺纹谷底直径与外螺纹谷底直径的差的20％以上。

另外，优选调整螺纹机构的固定构造的特征在于，上述调整螺纹机构构成为，在与驱动执行器所产生的载荷方向对置的方向上调整产生载荷的上述弹性体的压缩量。

本发明的阀装置构成为利用阀芯来控制流体流动的阀口的开度，并且具备上述调整螺纹机构的固定构造，上述阀装置的特征在于，构成为将上述驱动执行器的驱动力传递至上述阀芯。

此时，优选阀装置的特征在于，上述阀芯和上述阀口构成为膨胀阀，该膨胀阀对从流入通路流入的制冷剂进行节流并使该制冷剂膨胀而从流出通路流出。

本发明的冷冻循环系统是包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及节流装置的冷冻循环系统，其特征在于，使用上述阀装置作为上述节流装置。

发明的效果

根据本发明的调整螺纹机构的固定构造及阀装置以及冷冻循环系统，调整螺纹机构的外螺纹部和内螺纹部由树脂部件构成，并且该外螺纹部与内螺纹部通过超声波熔敷而固定，因此能够实现轻型化并且缩短加工时间。

附图说明

图1是具备作为本发明的实施方式的阀装置的温度式膨胀阀的冷却装置的局部剖视图。

图2是实施方式的温度式膨胀阀中的调整螺纹机构的主要部分放大剖视图。

图3是实施方式中调整螺纹件的变形例1的主要部分放大剖视图。

图4是表示实施方式中的超声波熔敷的工序的简略图。

图5是表示实施方式中的调整螺纹件的变形例2的图。

图6是表示本发明的实施方式的冷冻循环系统的图。

图中：

1—调整螺纹机构，11—内螺纹部，12—外螺纹部，13—调整螺纹件，14—调整弹簧，2—阀主体，2A—下侧部分，2B—上侧部分，21—侧部开口，22—下端开口，23—阀导向孔，24—工作轴导向孔，25—制冷剂通过部，26—弹簧室，27—均压孔，3—驱动执行器，3A—上盖，3B—下盖，3C—防脱部件，31—凸缘部，32—圆筒部，32a—阀座部，33—阀口，34—膜片，35—膜片室，36—均压室，37—压板，38—工作轴，38a—下端部，39—螺旋弹簧，4—阀芯，41—内空间，42—贯通孔，43—针状部，5—感温筒，X—轴线，10—温度式膨胀阀，20—壳体，20A—阀单元装配孔，20B—流入通路，20C—流出通路，100—压缩机，200—冷凝器，300—蒸发器，400—储液器。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的调整螺纹件的固定构造及阀装置以及冷冻循环系统的实施方式进行说明。

图6是表示使用了实施方式的温度式膨胀阀的冷却装置的冷冻循环系统的主要部分的图，首先，对实施方式的冷冻循环系统进行说明。在图6中，符号10是实施方式的温度式膨胀阀，符号100是压缩机，符号200是冷凝器，符号300是蒸发器，符号400是储液器，它们通过由配管连接成环状而构成冷冻循环系统。如后文所述，温度式膨胀阀10装配在壳体20内，具有膜片式的驱动执行器3、例如与现有的感温筒相同的感温筒5、以及毛细管6。壳体20的流入通路20B与冷凝器200的出口侧配管200a连接，壳体20的流出通路20C与蒸发器300的入口侧配管300a连接。并且，蒸发器300与作为冷却对象的未图示的发热体接触地并列设置、或者配置在作为空调、冷蔵用而被冷却的室内环境气体中等，在该蒸发器300的出口侧配管300b安装有感温筒5。

压缩机100对流动于冷冻循环系统的制冷剂进行压缩，压缩后的制冷剂由冷凝器200冷凝液化，通过流入通路20B向温度式膨胀阀10流入。使流入到温度式膨胀阀10的制冷剂减压(膨胀)并从流出通路20C向蒸发器300流入。蒸发器300使制冷剂的一部分蒸发气化，气液混合状态的制冷剂向储液器400流入，气相制冷剂从该储液器400向压缩机100循环。并且，蒸发器300通过使制冷剂的一部分蒸发气化，来从发热体、空气等吸收热。由此，发热体、或者空气等被冷却。另外，通过吸附填充等在感温筒5封入气体，该感温筒5利用毛细管6与驱动执行器3连结。

图1是具备作为实施方式的阀装置的温度式膨胀阀的冷却装置的局部剖视图，图2是该温度式膨胀阀中的调整螺纹机构的主要部分放大剖视图。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，由单点划线示出的轴线X为后述的阀口33的中心线，并且与工作轴38以及阀芯4的移动方向对应。

该实施方式的冷却装置是在壳体20搭载有实施方式的温度式膨胀阀10的装置。阀壳20整体由金属部件构成，在该壳体20形成有阀单元装配孔20A、流入通路20B以及流出通路20C。阀单元装配孔20A具有：在轴线X方向下方以轴线X为中心的圆柱状的小径室20A1；在该小径室20A1的上方以轴线X为中心的圆柱状的大径室20A2；以及在大径室20A2的上方以轴线X为中心的薄型圆柱状的驱动执行器室20A3。并且，在阀单元装配孔20A内嵌合有温度式膨胀阀10。

温度式膨胀阀10由阀主体2、驱动执行器3、阀芯4、以及感温筒5(参照图6)构成。此外，在阀主体2与壳体20之间，且在小径室20A1的大径室20A2侧的端部与大径室20A2的驱动执行器室20A3侧的端部，设有O型圈P、Q，利用O型圈P来确保流入通路20B与流出通路20C之间的气密性。另外，利用O型圈Q来确保阀主体2与壳体20的相对于外部空间的气密性。

阀主体2由树脂部件构成，并收纳在壳体20的小径室20A1和大径室20A2。阀主体2中收纳在小径室20A1的下侧部分2A形成为以轴线X方向为轴向的圆筒状，在其侧面具有侧部开口21并且在下端具有下端开口22。另外，在该下侧部分2A的上部内周形成有阀导向孔23，在该阀导向孔23内收纳有阀芯4。并且，在该下侧部分2A的下端开口22的轴线X方向内侧形成有内螺纹部11，并且在其内侧配设有由树脂部件构成的调整螺纹件13。在调整螺纹件13的外周形成有外螺纹部12，该外螺纹部12与内螺纹部11螺纹结合，并且在调整螺纹件13与阀芯4之间配设有作为“弹性体”的调整弹簧14。该内螺纹部11和调整螺纹件13以及调整弹簧14构成调整螺纹机构1。此外，在调整螺纹件13的中心形成有贯通孔13a和扳手孔13b。

另外，阀主体2中收纳在大径室20A2的上侧部分2B具有：在后述的阀座部32a的上方沿轴线X方向延伸的筒状的工作轴导向孔24；以与工作轴导向孔24正交的方式延伸的制冷剂通过部25；从驱动执行器室20A3侧绕工作轴导向孔24形成为环状的深槽的弹簧室26；以及将弹簧室26与制冷剂通过部25连通的均压孔27。

在阀主体2的上部构成的驱动执行器3利用薄型圆盘状的上盖3A和下盖3B构成外壳体。下盖3B具有与上盖3A对置的凸缘部31、以及与该凸缘部31连结且以轴线X为中心的成为有底圆筒状的形状的圆筒部32。另外，下盖3B通过使圆筒部32处于阀主体2内并对阀主体2进行嵌入成形而与阀主体2构成为一体，该圆筒部32的构成底部的阀座部32a配置在阀主体2的上侧部分2B的工作轴导向孔24的下端侧。并且，在该阀座部32a的中央形成有以轴线X为中心的阀口33。

此外，在壳体20的驱动执行器室20A3安装有防脱部件3C，驱动执行器3的上盖3A的外缘部的上表面由防脱部件3C卡定，由此驱动执行器3以及阀主体2不会从阀单元装配孔20A脱落。

另外，在上盖3A与下盖3B之间具备膜片34，由该膜片34划分出膜片室35和均压室36。在下盖3B内配设有压板37，在该压板37连接有工作轴38。此外，在弹簧室26内，且在弹簧室26的底部与压板37之间，以压缩的状态配设有螺旋弹簧39。由此，螺旋弹簧39向膜片34侧对工作轴38施力。

工作轴38能够滑动地插通在工作轴导向孔24内。另外，工作轴38的下端部38a以具有能够通过阀口33的外径的方式成为销状，该工作轴38的下端部38a贯通阀口33。并且，该工作轴38的下端部38a将膜片34的动作传递至阀芯4。

阀芯4形成为上表面被封闭且下表面开口的有底筒状，在其内侧具有内空间41。另外，在上表面的一部分形成有将阀口33与内空间41连通的贯通孔42，并且在上表面的中央具有针状部43。并且，该针状部43通过相对于阀座部32a接近或者分离来控制阀口33的开度。另外，工作轴38的下端部38a抵接于该针状部43的上端。

根据以上的结构，流入通路20B从冷凝器200接入制冷剂，该制冷剂被导入到阀单元装配孔20A之后，依次通过下侧部分2A的侧部开口21以及调整螺纹件13的扳手孔13b及贯通孔13a、阀芯4的内空间41以及贯通孔42、阀口33以及制冷剂通过部25，并从流出通路20C向蒸发器300送出。另外，若膜片室35的内压根据感温筒5的感测温度而上升或者下降，则膜片34变形，使得膜片室35膨胀或者收缩。并且，伴随该膜片34的变形，工作轴38沿轴线X方向移动，阀口33与阀芯4的针状部43的间隙即阀开度发生变化。

并且，在温度式膨胀阀10的调整螺纹机构1中，调整弹簧14构成为相对于阀芯4设于下方并赋予向上方的作用力，并且通过调整螺纹件13相对于内螺纹部11的旋入量，能够调整相对于该阀芯4的作用力。即，通过对调整螺纹件13的旋入量进行调整，从而能够调整阀芯4按压工作轴38的力，因此能够根据膜片室35的导入压力来调整阀口33开始打开的压力、即设定压力。此外，在进行调整螺纹件13的旋入(旋转)时，使扳手等嵌合于调整螺纹件13的扳手孔13b来旋转。

温度式膨胀阀10如上所述调整了设定压力后，在阀主体2的下侧部分2A的内螺纹部11紧固调整螺纹件13。阀主体2和调整螺纹件13分别是树脂部件(树脂制的部件)，如图2那样进行超声波熔敷。此外，超声波熔敷是通过超声波振动来熔融粘接外螺纹部与内螺纹部的界面。

即，在图2中，在下侧部分2A的内螺纹部11与调整螺纹件13的外螺纹部12的边界部分形成有熔融固化层D(椭圆的细的影线的部分)。图4是表示超声波熔敷的工序的简略图，针对设置有杆轴40a的固定夹具40装配温度式膨胀阀10。具体而言，将杆轴40a插通在调整螺纹件13的扳手孔13b与贯通孔13a中，并且以使驱动执行器3的上盖3A和下盖3B的外周缘从固定夹具40的水平台40b浮起的状态载置。并且，向阀主体20的下侧部分2A按压焊头50，进行超声波熔敷。

由于从与轴线X(中心轴)呈直角的方向朝阀主体2的下侧部分2A的外周按压焊头50，因此下侧部分2A的被按压的一侧利用超声波振动熔融粘接外螺纹部与内螺纹部的界面，但与螺纹晃动相应地，未按压焊头50的相反侧在外螺纹部与内螺纹部的界面存在间隙，为非接触，因此存在未熔敷的部分。另外，如图4所示，由于以从水平台40b浮起的状态载置，因此按压焊头50的一侧因熔融而向与轴线X(中心轴)呈直角的方向熔融，相应地，阀主体2向下移动，因此，未按压焊头50的相反侧的间隙在螺纹间进一步敞开，难以熔敷。因此，外螺纹部与内螺纹部相对于相互螺纹结合部分的界面的整周仅在一部分通过熔敷而固定。螺纹结合部分的一部分未熔融而残留，从而抑制熔融时的轴线X方向的偏移，因此在精度良好地调整上述弹性体的压缩量的情况下优选。虽然仅在一部分通过熔敷而固定，但根据熔融条件，即使是一部分，固定强度也足够。

另外，在该实施方式中，如图2所示，调整螺纹件13的外螺纹部12的外周部分(相当于螺旋的棱线的部分)的一部分形成有缺损部分。即，外螺纹部12和内螺纹部11的一方(外螺纹部12)的螺纹牙的高度比另一方(内螺纹部11)的螺纹槽的深度小。由此，在外螺纹部12的山与内螺纹部11的谷之间形成作为“熔融积存部”的空隙S1。由此，超声波熔敷时的熔融树脂不会向流路等溢出，因此能够防止溢出部脱落作为异物向冷冻循环系统的流路内流出而成为不良状况。

另外，在该图2的实施方式中，示出了外螺纹部12和内螺纹部11的一方(外螺纹部12)的螺纹牙的高度比另一方(内螺纹部11)的螺纹槽的深度小的例子，但并限定于小的例子，对也包含相同的尺寸的情况的图3的变形例1进行说明。如图3所示，在熔融前的状态下，内螺纹的谷的直径[D1]与外螺纹的山的顶径(外径)[D2]的差[A](内螺纹谷底的径向间隙)、和内螺纹的内径[D3]与外螺纹的谷的直径[D4]的差[B](外螺纹谷底的径向间隙)的合计(A+B)为内螺纹的谷的直径[D1]与外螺纹的谷的直径[D4]的差[C](外螺纹与内螺纹的谷底间径向长度)的20％以上、即、在A＝D1－D2、B＝D3－D4、C＝D1－D4中，成为(A+B)/C×100≥20，由此充分形成作为“熔融积存部”的间隙[A]的空隙S1和间隙[B]的空隙S3。由此，超声波熔敷时的熔融树脂不会向流路等溢出，因此能够防止溢出部偏移并作为异物向冷冻循环系统的流路内流出而成为不良状况。

另外，内螺纹的谷的直径[D1]与外螺纹的山的顶径(外径)[D2]的差[A](内螺纹谷底的径向间隙)、和内螺纹的内径[D3]与外螺纹的谷的直径[D4]的差[B](外螺纹谷底的径向间隙)的合计(A+B)优选为内螺纹的谷的直径[D1]与外螺纹的谷的直径[D4]的差[C](外螺纹与内螺纹的谷底间径向长度)的30～40％，由此，与上述相比，能够充分确保释放熔融树脂的空隙，因此更加优选。另外，若为50％左右，则更加优选。

图5是表示实施方式中的调整螺纹的变形例2的图，该变形例2的调整螺纹件13′在外螺纹部12′的轴线X方向的两外侧端部设置有不与内螺纹部11螺纹结合的缺损部，在该缺损部的部分，在外螺纹部12′的山的缺损部的部分与内螺纹部11的谷之间设置有作为“熔融积存部”的空隙S2。由此，超声波熔敷时的熔融树脂G不会向流路等溢出，因此能够防止溢出部偏移并作为异物向冷冻循环系统的流路内流出而成为不良状况。

以上，对作为阀装置的温度式膨胀阀进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式，包含能够实现本发明的目的的其它结构等，以下所示那样的变形等也包含在本发明中。在上述实施方式中，作为阀装置示出了温度式膨胀阀的例子，但能够应用于具备基于外螺纹与内螺纹的螺纹结合的调整螺纹机构的阀装置。例如，也可以应用于如专利文献1那样，调整螺旋弹簧的变形量来调整设定压力那样的压力调整阀。另外，不限于温度式膨胀阀、压力调整阀，也可以应用于设置有对调整弹簧等弹性体的变形量进行调整的机构的其它电磁阀、电动阀等阀装置。另外，也可以应用于阀装置以外的设备。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，对其它实施方式也进行了详细叙述，但具体的结构并不限于这些实施方式，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。

Claims (6)

1.一种调整螺纹机构的固定构造，利用螺纹机构对弹性体的压缩量进行调整，该螺纹机构由能够在该弹性体的变形方向上相互调整的外螺纹部和内螺纹部构成，

上述调整螺纹机构的固定构造的特征在于，

上述调整螺纹机构的上述外螺纹部和上述内螺纹部由树脂部件构成，该外螺纹部与内螺纹部相互仅在螺纹结合部分的界面的作为整周中的一部分的一处通过熔敷而固定，相对于熔敷部的周向的相反侧没有被熔敷，使得上述外螺纹部的螺纹牙的轴向的上述弹性体侧的斜面和与上述内螺纹部的螺纹牙的轴向的上述弹性体相反侧的斜面之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的调整螺纹机构的固定构造，其特征在于，

在上述外螺纹部与上述内螺纹部的螺纹结合状态下，内螺纹谷底的径向间隙与外螺纹谷底的径向间隙的合计为内螺纹谷底直径与外螺纹谷底直径的差的20％以上。

3.根据权利要求1或2所述的调整螺纹机构的固定构造，其特征在于，

上述调整螺纹机构构成为，在与驱动执行器所产生的载荷方向对置的方向上调整产生载荷的上述弹性体的压缩量。

4.一种阀装置，其构成为利用阀芯来控制流体流动的阀口的开度，并且具备权利要求3的调整螺纹机构的固定构造，

上述阀装置的特征在于，

构成为将上述驱动执行器的驱动力传递至上述阀芯。

5.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于，

上述阀芯和上述阀口构成为膨胀阀，该膨胀阀对从流入通路流入的制冷剂进行节流并使该制冷剂膨胀而从流出通路流出。

6.一种冷冻循环系统，是包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及节流装置的冷冻循环系统，其特征在于，

使用权利要求5所述的阀装置作为上述节流装置。

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