CN114076203A - 电动阀以及冷冻循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够利用滚动轴承降低转子轴的旋转阻力来提高驱动力传递效率并且抑制轴向尺寸的大型化的电动阀以及冷冻循环系统。电动阀(10)具备:阀主体(1A);驱动丝杠轴(33)使之旋转的驱动部(3);伴随丝杠轴(33)的旋转而使丝杠轴(33)沿轴线(L)方向进退的螺纹进给机构(4);能够伴随丝杠轴(33)的进退而相对于阀座部(1F)落座或离座的阀芯(2);将丝杠轴(33)与阀芯(2)连接的阀架(5);内置于阀架(5)且向闭阀方向对阀芯(2)进行施力的压缩弹簧(6);以及将丝杠轴(33)的前端部与阀架(5)旋转自如地连接的滚动轴承(7),滚动轴承(7)设为位于比压缩弹簧(6)的两端部更靠内侧且更靠内径侧。
Description
技术领域
本发明涉及电动阀以及冷冻循环系统。
背景技术
现今,作为电动阀,已知一种电动阀,该电动阀具备阀主体、步进马达、丝杠轴(转子轴)、阀芯以及阀架,利用内置于阀架的压缩弹簧朝向阀座对阀芯进行施力(例如参照专利文献1)。在现有的电动阀中,丝杠轴的前端部与阀架通过球轴承(滚动轴承)连接,该球轴承的内圈固定于丝杠轴,球轴承的外圈与阀架的内周面抵接,并且在外圈的下侧抵接地设有弹簧座,在弹簧座的下侧设有压缩弹簧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:中国专利申请公开第110762276号
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在专利文献1所记载的现有的电动阀中,在阀架的内部,球轴承、弹簧座以及压缩弹簧在轴向上排列配置,因此有电动阀的轴向尺寸变得大型的问题。
本发明的目的在于提供能够利用滚动轴承降低转子轴的旋转阻力来提高驱动力传递效率、并且抑制轴向尺寸的大型化的电动阀以及冷冻循环系统。
用于解决课题的方案
本发明的电动阀的特征在于,具备:阀主体,其构成第一端口、第二端口、阀室以及阀座部;驱动部,其驱动转子轴使之旋转;螺纹进给机构,其伴随上述转子轴的旋转而使上述转子轴沿轴线方向进退;阀芯,其能够伴随上述转子轴的进退而相对于上述阀座部落座或离座;阀架,其将上述转子轴与上述阀芯连接;压缩弹簧,其内置或外插于上述阀架,向闭阀方向对上述阀芯进行施力;以及滚动轴承,其将上述转子轴或上述阀芯与上述阀架旋转自如地连接,上述滚动轴承设为位于比上述压缩弹簧的两端部更靠内侧且更靠内径侧。
根据这样的本发明,转子轴或上述阀芯与阀架通过滚动轴承旋转自如地连接,从而能够降低转子轴的旋转阻力而提高驱动力传递效率,另外,滚动轴承设为位于比压缩弹簧的两端部更靠内侧且更靠内径侧,从而能够抑制电动阀的轴向尺寸的大型化。
此时,优选为,上述滚动轴承是具有内圈、外圈以及钢球的径向轴承,上述内圈保持于上述转子轴的前端部,上述外圈保持于上述阀架。并且,也可以为,上述滚动轴承是具有内圈、外圈以及钢球的径向轴承,上述内圈保持于上述阀芯的基端部,上述外圈保持于上述阀架。根据该结构,通过使用径向轴承作为滚动轴承,能够进一步降低转子轴的旋转阻力。
并且,优选为,上述阀架具备整体大致呈圆筒状的支架主体、以及设于上述支架主体的内部的与阀芯相反的一侧的弹簧座部件,上述弹簧座部件构成为具有:筒部,其在上述压缩弹簧与上述滚动轴承之间沿轴线方向延伸;外凸边部,其从上述筒部的一端侧向径向外侧延伸且与上述压缩弹簧的一端侧抵接;以及内凸边部,其从上述筒部的另一端侧向径向内侧延伸且与上述滚动轴承的外圈抵接。根据该结构,弹簧座部件构成为具有筒部、外凸边部以及内凸边部,从而在伴随转子轴的前进而朝向阀座部按压阀芯时,能够从转子轴及滚动轴承经由弹簧座部件向压缩弹簧可靠地传递力,使压缩弹簧的作用力作用于阀芯。
另外,优选为,上述支架主体具有:圆筒部,其覆盖上述压缩弹簧的外径侧;上底部,其设于上述圆筒部的一端侧且具有使上述转子轴插通的插通孔;以及限制部,其设于上述圆筒部的另一端侧且限制上述阀芯向闭阀方向的移动,在上述上底部设有保持部,该保持部在上述插通孔的周围向上述阀架的内方延伸,且在与上述内凸边部之间保持上述滚动轴承的外圈,在上述保持部的外周面压入固定有上述弹簧座部件。
并且,优选为,上述阀架具备整体大致呈圆筒状的支架主体、以及固定于上述支架主体且与上述滚动轴承的外圈抵接的按压部件,上述支架主体具有:圆筒部,其覆盖上述压缩弹簧的外径侧;上底部,其从上述圆筒部的一端侧向径向内侧延伸;内筒部,其与上述上底部连续且在上述压缩弹簧与上述滚动轴承之间沿轴线方向延伸;以及内凸边部,其从上述内筒部的另一端侧向径向内侧延伸且与上述滚动轴承的外圈抵接,上述按压部件固定于上述支架主体的上述上底部及上述内筒部,在上述按压部件与上述内凸边部之间设有上述滚动轴承,上述压缩弹簧的一端侧设为与上述上底部的内表面抵接。根据该结构,阀架的支架主体构成为具有上底部、内筒部以及内凸边部,且压缩弹簧的一端侧设为与上底部的内表面抵接,从而在伴随转子轴的前进而朝向阀座部按压阀芯时,能够从转子轴及滚动轴承经由支架主体向压缩弹簧可靠地传递力,使压缩弹簧的作用力作用于阀芯。
并且,优选为,上述阀芯具有沿轴线方向延伸且能够落座于上述阀座部的针状部、以及将上述针状部的基端部保持为旋转自如的圆板状的凸缘部,上述凸缘部内置于上述阀架,并且被支撑为沿轴线方向移动自如,上述压缩弹簧的另一端侧与上述凸缘部抵接。根据该结构,阀芯具有针状部和凸缘部,针状部与凸缘部旋转自如地连接,并且压缩弹簧的另一端侧与凸缘部抵接,从而在落座时能够防止针状部相对于阀座部滑动旋转,进而能够抑制上述部件的磨损。
并且,优选为,上述阀架具备第一弹簧座及第二弹簧座,在上述转子轴的前端部连接有与上述压缩弹簧的一端部抵接的上述第一弹簧座,在上述阀芯的基端部连接有与上述压缩弹簧的另一端部抵接的上述第二弹簧座,在上述第一弹簧座与上述第二弹簧座之间以压缩状态夹装有上述压缩弹簧,上述第一弹簧座及上述第二弹簧座具有一方向另一方插入且沿轴线方向滑动自如的第一筒状引导部及第二筒状引导部,上述第一筒状引导部及上述第二筒状引导部均形成为沿轴线方向延伸的筒状。根据该结构,能够抑制阀架与阀主体之间的滑动阻力,能够进一步提高驱动力传递效率并且抑制轴向尺寸的大型化。
本发明的冷冻循环系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,其特征在于,使用上述任一电动阀作为上述膨胀阀。
发明的效果如下。
根据本发明的电动阀以及冷冻循环系统,能够利用滚动轴承降低转子轴的旋转阻力来提高驱动力传递效率,并且抑制电动阀的轴向尺寸的大型化。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的电动阀的开阀状态的纵剖视图。
图2是示出上述电动阀的闭阀状态的纵剖视图。
图3是放大地示出上述电动阀的主要部分的纵剖视图。
图4是放大地示出上述电动阀的变形例1中的主要部分的纵剖视图。
图5是放大地示出上述电动阀的变形例2中的主要部分的纵剖视图。
图6是放大地示出上述电动阀的变形例3中的主要部分的纵剖视图。
图7是示出上述电动阀的变形例4的电动阀的开阀状态的纵剖视图。
图8是示出上述变形例4的电动阀的闭阀状态的纵剖视图。
图9是放大地示出上述变形例4的电动阀的开阀状态的主要部分的纵剖视图。
图10是示出本发明的冷冻循环系统的图。
图中:
1—阀壳,1A—阀主体,1B—盖部件,1C—阀室,1D—第一端口,1E—第二端口,1F—阀座部,2—阀芯,3—驱动部,4—螺纹进给机构,5、8—阀架,5A—支架主体,5B—弹簧座部件,5C—按压部件,6—压缩弹簧,7—滚动轴承,8A—驱动侧弹簧座(第一弹簧座),8B—阀芯侧弹簧座(第二弹簧座),15—引导部件,21—针状部,23—凸缘部,33—丝杠轴(转子轴),51—圆筒部,52—插通孔,53—上底部,54—挡圈(限制部),55—保持部,61—筒部,62—外凸边部,63—内凸边部,66—内筒部,67—内凸边部,67—内凸边部,71—内圈,72—外圈,73—钢球,81—第一弹簧座部件,81B—第一筒状引导部,82—环部件,83—第二弹簧座部件,83B—第二筒状引导部,85—连接环,R—均压流路,100—膨胀阀(电动阀),200—室外换热器(冷凝器或蒸发器),300—室内换热器(蒸发器或冷凝器),400—流路切换阀,500—压缩机。
具体实施方式
基于图1~图3对本发明的一个实施方式的电动阀进行说明。如图1所示,本实施方式的电动阀10具备阀壳1、阀芯2、驱动部3、螺纹进给机构4、阀架5、压缩弹簧6以及滚动轴承7。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。
阀壳1具有筒状的阀主体1A和固定于阀主体1A的上部的盖部件1B。阀主体1A是切削加工后的SUS制的部件,在其内部形成有圆筒状的阀室1C,在侧面形成有第一端口1D,在底面形成有第二端口1E,且在第二端口1E的上侧形成有阀座部1F。在阀主体1A的第一端口1D安装有与阀室1C连通来供制冷剂流入或流出的第一接头管11,在第二端口1E安装有与阀室1C连通来供制冷剂流出或流入的第二接头管12。在阀座部1F形成有截面呈圆形的阀口13。盖部件1B是通过冲压加工由SUS制的金属板材形成为筒状的部件,铆接固定且硬钎焊固定于阀主体1A的上部。并且,在盖部件1B的上侧固定有覆盖驱动部3的壳体14。再者,在盖部件1B与阀主体1A的边界部固定有沿轴线L方向引导阀芯2的针状部21的引导部件15。
也如图3所示,阀芯2构成为具有:针状部21,其相对于阀座部1F接触远离来落座及离座;螺母22,其与针状部21的基端部螺纹结合;以及圆板状的凸缘部23,其旋转自如地保持于针状部21及螺母22。针状部21是整体呈圆柱状的SUS制部件,形成为具有沿轴线L方向延伸的轴部21A、在轴部21A的基端侧(上侧)缩径的缩径部21B、以及在基端侧与螺母22螺纹结合的外螺纹部21C。凸缘部23在中央设有供针状部21的缩径部21B插通的插通孔23A,在插通孔23A的周围设有多个导通孔23B,且在外周部设有供压缩弹簧6抵接的弹簧座部23C。在凸缘部23中,针状部21的缩径部21B相对于插通孔23A具有径向的游隙地插通,并且具有轴向的游隙地保持在轴部21A及缩径部21B的边界位置的台阶与螺母22之间。
驱动部3具备作为电动马达的步进马达3A和限制步进马达3A的旋转的限位机构3B。步进马达3A具备:外周部被磁化成多极的磁性转子31;配设于壳体14的外周的定子线圈32;以及固定于磁性转子31的作为转子轴的丝杠轴33。丝杠轴33经由固定部件33A固定于磁性转子31,并且沿轴线L延伸设置。在丝杠轴33的中间部,一体地形成有外螺纹部33B,该外螺纹部33B构成螺纹进给机构4的一方。在丝杠轴33的前端部形成有扩径部33C,在比扩径部33C更靠上方的位置固定有保持部件34。滚动轴承7以夹持在扩径部33C与保持部件34之间的方式安装于丝杠轴33。如图3所示,滚动轴承7是具有内圈71、外圈72以及钢球73的径向轴承,内圈71保持于丝杠轴33的前端部,外圈72保持于阀架5。
限位机构3B具备:从壳体14的顶部垂下的圆柱状的导向件35;固定于导向件35的外周的导向件线体36;以及被导向件线体36导向而能够一边旋转一边上下移动的可动滑块37。在可动滑块37设有向径向外侧突出的爪部37A、37B,通过旋转的磁性转子31的延长轴31A按压爪部37B,从而可动滑块37沿导向件线体36一边旋转一边上下移动。在导向件线体36形成有规定磁性转子31的最上端位置的上端限位器36A和规定磁性转子31的最下端位置的下端限位器36B。通过使可动滑块37的爪部37A、37B与上述上端限位器36A及下端限位器36B抵接,来使可动滑块37的旋转停止,由此限制磁性转子31的旋转,也使阀芯2的上升或下降停止。
螺纹进给机构4通过步进马达3A的旋转来使阀芯2进退,具备固定于盖部件1B的上端部的支撑部件4A和设于支撑部件4A的内部的内螺纹部件4B。支撑部件4A是整体大致形成为圆筒状的SUS制的部件,具有从其下端部向径向外侧延伸的凸缘部41,凸缘部41的外缘上端部焊接固定于盖部件1B。在凸缘部41且在周向的多个部位设有导通孔42。内螺纹部件4B是整体呈圆筒状的树脂制部件,在其内周面形成有构成螺纹进给机构4的另一方的内螺纹部43。螺纹进给机构4通过使丝杠轴33的外螺纹部33B与内螺纹部件4B的内螺纹部43螺纹结合来构成,若由步进马达3A驱动磁性转子31及丝杠轴33使之旋转,则外螺纹部33A被内螺纹部43引导而丝杠轴33沿轴线L方向进退移动,与此相伴随地阀芯2也沿轴线L上升或下降。
如图3所示,阀架5将设于丝杠轴33的前端部的滚动轴承7与阀芯2连接,并且内置压缩弹簧6,构成为具有保持阀芯2的凸缘部23的整体大致呈圆筒状的支架主体5A和设于支架主体5A的内部上侧的弹簧座部件5B。该阀架5构成为支架主体5A的外周面由盖部件1B的内周面沿轴线L方向引导而能够进退移动。
支架主体5A构成为具有:圆筒部51,其覆盖压缩弹簧6的径向外侧;上底部53,其设于圆筒部51的一端侧(上侧),且具有使丝杠轴33插通的插通孔52;以及挡圈54,其是设于圆筒部51的另一端侧(下侧)、且限制阀芯2的凸缘部23向闭阀方向(向下)移动的限制部。在上底部53设有在插通孔52的周围向阀架5的内方(下方)延伸来保持弹簧座部件5B的保持部55。弹簧座部件5B被压入固定于保持部55的外周面。并且,在支架主体5A的外周面且在周向的三个部位形成有D形切割部56,由该D形切割部56与盖部件1B的内周面之间的间隙构成均压流路R。再者,在D形切割部56形成有沿径向贯通的导通孔57,在上底部53且在周向的多个部位形成有沿轴向贯通的导通孔58。
弹簧座部件5B形成为具有:在压缩弹簧6与滚动轴承7之间沿轴线L方向延伸的筒部61;从筒部61的一端侧(上端侧)向径向外侧延伸而与压缩弹簧6的一端侧(上端侧)抵接的外凸边部62;以及从筒部61的另一端侧(下端侧)向径向内侧延伸而与滚动轴承7的外圈72抵接的内凸边部63。并且,在筒部61的上部与支架主体5A的保持部55下表面之间设有垫圈64,该垫圈64与滚动轴承7的外圈72抵接。滚动轴承7的外圈72相对于弹簧座部件5B的筒部61具有径向的游隙地保持,并且具有轴向的游隙地保持在垫圈64的下表面与内凸边部63的上表面之间。另外,压缩弹簧6以压缩状态夹装在阀芯2的凸缘部23的弹簧座部23C的上表面与弹簧座部件5B的外凸边部62的下表面之间。
压缩弹簧6是内置于阀架5的螺旋弹簧,相对于阀架5向闭阀方向(朝下)对阀芯2进行施力。滚动轴承7设为位于比压缩弹簧6的上下的两端部更靠内侧且更靠内径侧(径向的内侧)。在图1所示的开阀状态下,阀芯2的凸缘部23与阀架5的挡圈54抵接而移动受到限制,阀芯2及阀架5成为经由滚动轴承7而悬挂于丝杠轴33的状态。若从这样的开阀状态起驱动驱动部3的步进马达3A使之旋转,使丝杠轴33向闭阀方向下降,则首先,阀芯2的针状部21前端抵接(落座)于阀座部1F。若丝杠轴33进一步下降,则针状部21的台阶部与凸缘部23的轴向的游隙消失,接着,滚动轴承7与弹簧座部件5B的内凸边部63的轴向的游隙消失,之后,凸缘部23克服压缩弹簧6的作用力而从挡圈54浮起,成为图2所示的闭阀状态。在该闭阀状态下,通过由压缩弹簧6的作用力对针状部21及阀座部1F进行按压,即使在制冷剂的较高的压力从第二接头管12侧作用于针状部21的情况下,也能够防止针状部21的浮起而维持闭阀状态。
此外,在本实施方式的电动阀10中,阀架5不限定于上述的结构,也可以采用图4、图5所示的结构。图4、图5分别是放大地示出电动阀的变形例1、2中的主要部分(阀架5的周边部)的纵剖视图。图4所示的阀架5省略了弹簧座部件5B,具备整体大致呈圆筒状的支架主体5A和固定于支架主体5A且与滚动轴承7的外圈72抵接的按压部件5C。支架主体5A构成为具有:圆筒部51,其覆盖压缩弹簧6的外径侧;上底部53,其从圆筒部51的一端侧(上端侧)向径向内侧延伸;内筒部66,其与上底部53连续且在压缩弹簧6与滚动轴承7之间沿轴线L方向延伸;以及内凸边部67,其从内筒部66的另一端侧(下端侧)向径向内侧延伸且与滚动轴承7的外圈72抵接。按压部件5C固定于支架主体5A的上底部53及内筒部66,在按压部件5C与内凸边部67之间设有滚动轴承7,压缩弹簧6的一端侧(上端侧)设为与上底部53的内表面抵接。
图5所示的阀架5利用支架主体5A的保持部55、弹簧座部件5B的筒部61以及内凸边部63来保持滚动轴承7的外圈72。另一方面,在滚动轴承7的内圈71与丝杠轴33的扩径部33C及保持部件34之间设有轴向及径向的游隙。因此,伴随丝杠轴33从图1的开阀位置下降,在阀芯2的针状部21前端与阀座部1F抵接后,针状部21的台阶部与凸缘部23的轴向的游隙消失,接着,滚动轴承7与保持部件34的轴向的游隙消失,之后,凸缘部23克服压缩弹簧6的作用力而从挡圈54浮起,成为图2所示的闭阀状态,压缩弹簧6的作用力作用于针状部21及阀座部1F。
根据以上的本实施方式,丝杠轴33的前端部与阀架5通过滚动轴承7旋转自如地连接,从而能够降低丝杠轴33的旋转阻力而提高驱动力传递效率,并且滚动轴承7设为位于比压缩弹簧6的两端部更靠内侧且更靠内径侧,从而能够抑制电动阀10的轴向尺寸的大型化。
并且,滚动轴承7是具有内圈71、外圈72以及钢球73的径向轴承,内圈71保持于丝杠轴33的前端部,外圈72保持于阀架5,从而能够由径向轴承进一步降低丝杠轴33的旋转阻力。
并且,如图3、图5所示,阀架5的弹簧座部件5B构成为具有筒部61、外凸边部62以及内凸边部63,从而在伴随丝杠轴33的下降而朝向阀座部1F按压阀芯2的针状部21时,能够从丝杠轴33及滚动轴承7经由弹簧座部件5B向压缩弹簧6可靠地传递力,使压缩弹簧6的作用力作用于阀芯2。
另一方面,如图4所示,阀架5的支架主体5A构成为具有上底部53、内筒部66以及内凸边部67,压缩弹簧6的一端侧(上端侧)抵接地设于上底部53的内表面,从而在伴随丝杠轴33的下降而朝向阀座部1F按压阀芯2的针状部21时,能够从丝杠轴33及滚动轴承7经由支架主体5A向压缩弹簧6可靠地传递力,使压缩弹簧6的作用力作用于阀芯2。
并且,阀芯2具有针状部21和凸缘部23,针状部21及螺母22与凸缘部23旋转自如地连接,并且压缩弹簧6的另一端侧(下端侧)与凸缘部23的弹簧座部23C抵接,从而在落座时能够防止针状部21相对于阀座部1F滑动旋转,进而能够抑制上述部件的磨损。
并且,阀壳1具备阀主体1A和筒状的盖部件1B,阀架5的支架主体5A的外周面由盖部件1B的内周面沿轴线L方向进退引导,从而能够省略现有技术那样的导向部件,能够抑制电动阀10的径向尺寸的大型化、重量的增加。
并且,盖部件1B是通过冲压加工从金属板材形成为筒状的部件,从而能够实现盖部件1B的轻量化且廉价地制造。
并且,通过在支架主体5A的外周面与盖部件1B的内周面之间设置均压流路R,能够在阀架5前后的空间内实现压力的均衡化,从而能够使阀架5、阀芯2的动作稳定而提高电动阀10的可靠性。
并且,通过在阀主体1A与盖部件1B的边界部设置沿轴线L方向引导阀芯2的针状部21的引导部件15,从而在比阀架5及盖部件1B更接近阀主体1A的阀座部1F的位置引导针状部21,能够使针状部21相对于阀座部1F落座于适当位置,从而能够提高阀泄漏性能。
图6是放大了本发明的变形例3的电动阀10的主要部分的纵剖视图,滚动轴承设于阀芯侧。具体而言,以将阀芯2的基端部与阀芯侧弹簧座5D连接的方式设置滚动轴承7,丝杠轴33的前端部与阀架5的支架主体5A经由保持部件34连接。如图6所示,滚动轴承7是具有内圈71、外圈72及钢球73的径向轴承,内圈71插通在阀芯2的缩径部21B中,具有轴向的游隙地保持在在螺纹结合于基端部的螺母22与阀芯2的轴部21A及缩径部21B的边界位置的台阶之间,外圈72保持在阀芯侧弹簧座5D的上部内径保持部端面与能够抵接于阀架5的挡圈54的环状保持部件5E之间。此外,阀芯侧弹簧座5D与环状保持部件5E相互固定。并且,压缩弹簧6以使压缩弹簧6的上端面与阀架5的上底部53的下表面抵接、压缩弹簧6的下端面与阀芯侧弹簧座5D的外径侧弹簧保持部抵接的方式内置于阀架5。在这样的变形例3的电动阀10中,如图6所示,阀芯2的基端部与阀架5通过滚动轴承7旋转自如地连接,从而能够降低丝杠轴33的旋转阻力而提高驱动力传递效率,并且滚动轴承7设为位于比压缩弹簧6的两端部更靠内侧且更靠内径侧,从而能够抑制电动阀10的轴向尺寸的大型化。
图7~图9所示的电动阀是本发明的变形例4的电动阀10A,电动阀10A与图1~图3所示的电动阀10大致相同,具备阀壳1、阀芯2、驱动部3、螺纹进给机构4、阀架8、压缩弹簧6以及滚动轴承7。在电动阀10A中,阀架8的结构与电动阀10的阀架5不同。
以下,主要参照图9对电动阀10A的阀架8的详细结构进行说明。阀架8具备第一弹簧座及第二弹簧座,在丝杠轴33的前端部形成有扩径部33C,在比扩径部33C更靠上方的位置固定有保持部件34,在扩径部33C与保持部件34之间保持有滚动轴承7。如图9所示,滚动轴承7是具有内圈71、外圈72以及钢球73的径向轴承,内圈71保持于丝杠轴33的前端部,外圈72保持于下述的阀架8的一部分亦即作为第一弹簧座的驱动侧弹簧座部8A。
阀架8将阀芯2的基端部与丝杠轴33的前端部连接,如图9所示地具备:用于朝向闭阀方向对阀芯2进行施力的压缩弹簧6;与丝杠轴33的前端部的滚动轴承7连接且与压缩弹簧6的一端部(上端部)抵接的作为第一弹簧座的驱动侧弹簧座8A;以及与阀芯2的基端部连接且与压缩弹簧6的另一端部(下端部)抵接的作为第二弹簧座的阀芯侧弹簧座8B。压缩弹簧6是受扭螺旋弹簧,以压缩状态夹装在驱动侧弹簧座8A与阀芯侧弹簧座8B之间。
驱动侧弹簧座8A通过将第一弹簧座部件81与设于第一弹簧座部件81的内周侧且夹持滚动轴承7的外圈72的环部件82相互焊接固定来一体构成。第一弹簧座部件81形成为具有:在其上端部向径向外侧延伸且与压缩弹簧6的一端部抵接的第一外凸边部81A;与第一外凸边部81A连续且形成为向轴线L方向下方延伸的筒状的第一筒状引导部81B;以及从第一筒状引导部81B的下端部向内方延伸的第一限制部81C。环部件82从第一弹簧座部件81的上侧沿第一筒状引导部81B的内周面插入,并且以在与第一筒状引导部81B的台阶部之间夹持有滚动轴承7的外圈72的状态焊接固定于第一弹簧座部件81的上端缘。
阀芯侧弹簧座8B通过将第二弹簧座部件83、设于第二弹簧座部件83的内周侧的环状的凸缘84、以及设于凸缘84的内周侧且与阀芯2的基端部连接的连接环85相互固定来一体构成。第二弹簧座部件83形成为具有:在其下端部向径向外侧延伸且与压缩弹簧6的另一端部抵接的第二外凸边部83A;以及与第二外凸边部83A连续且形成为向轴线L方向上方延伸的筒状的第二筒状引导部83B。连接环85形成为具有:包围针状部21的缩径部21的外周的下侧筒状部85A;与下侧筒状部85A连续地向上方延伸且包围螺母22的外周的上侧筒状部85B;以及从上侧筒状部85B的上端部向外方延伸的第二限制部85C。第二弹簧座部件83与凸缘84相互压入固定,凸缘84与连接环85相互焊接固定。此外,在第一弹簧座8A及第二弹簧座8B中,一方向另一方插入且沿轴线L方向滑动自如的第一筒状引导部81B及第二筒状引导部83B的向相互分离的方向的移动由第一限制部81C及第二限制部85C限制。
综上所述,如图9所示,变形例4的电动阀10A的阀架8在图1~图3所示的阀架5的支架主体5A的外周不具备圆筒部51,另外,阀架8外插压缩弹簧6而并非内置压缩弹簧6。由此可知,变形例4的电动阀10A的阀架8不相对于阀主体1的盖部件1B滑动,从而能够进一步提高驱动力传递效率并且抑制轴向尺寸的大型化。此外,虽然未图示,但在变形例4中,当然也可以在阀芯2侧设置滚动轴承7,将滚动轴承7设为位于比压缩弹簧6的两端部更靠内侧且更靠内径侧。
接下来,基于图10对本发明的冷冻循环系统进行说明。图10是示出实施方式的冷冻循环系统的图。附图中,符号100是使用了上述实施方式的电动阀10、10A的膨胀阀,200是搭载于室外单元的室外换热器,300是搭载于室内单元的室内换热器,400是构成四通阀的流路切换阀,500是压缩机。膨胀阀100、室外换热器200、室内换热器300、流路切换阀400以及压缩机500分别通过导管如图示那样连接,从而构成热泵式的冷冻循环。此外,省略了储存器、压力传感器、温度传感器等的图示。
冷冻循环的流路由流路切换阀400切换为制冷运转时的流路和制热运转时的流路这两种。在制冷运转时,如图中实线箭头所示,由压缩机500压缩后的制冷剂从流路切换阀400向室外换热器200流入,该室外换热器200作为冷凝器发挥功能,从室外换热器200流出的液体制冷剂经由膨胀阀100向室内换热器300流入,该室内换热器300作为蒸发器发挥功能。
另一方面,在制热运转时,如图中虚线箭头所示,由压缩机500压缩后的制冷剂从流路切换阀400起按照室内换热器300、膨胀阀100、室外换热器200、流路切换阀400以及压缩机500的顺序循环,室内换热器300作为冷凝器发挥功能,室外换热器200作为蒸发器发挥功能。膨胀阀100对在制冷运转时从室外换热器200流入的液体制冷剂、或者在制热运转时从室内换热器300流入的液体制冷剂分别进行减压膨胀,进而控制该制冷剂的流量。
并且,本发明并不限定于上述实施方式,包括能够实现本发明的目的的其它结构等,以下所示的变形等也包括在本发明中。例如,在上述实施方式中,示例出在家庭用空调器等空调机中使用的电动阀10、10A,但本发明的电动阀不限定于家庭用空调器,也可以是商用空调器,并且不限定于空调机,也能够应用于各种冷冻机等。
并且,在上述实施方式的电动阀10中,阀芯2的针状部21与凸缘部23在轴向及径向上具有游隙地连接,但并不限定于此,可以不具有游隙地连接,也可以仅在轴向上具有游隙地连接,还可以仅在径向上具有游隙地连接。另外,在电动阀10中,阀架5与丝杠轴33及滚动轴承7在轴向及径向上具有游隙地连接,但并不限定于此,可以不具有游隙地连接,也可以仅在轴向上具有游隙地连接,还可以仅在径向上具有游隙地连接。
并且,在上述实施方式的电动阀10中,滚动轴承7是具有内圈71、外圈72以及钢球73的径向轴承,但作为滚动轴承,不限定于径向轴承,能够利用各种方式的轴承。再者,在电动阀10中,阀架5具有支架主体5A及弹簧座部件5B,在支架主体5A压入固定有弹簧座部件5B,但并不限定于此,弹簧座部件5B也可以相对于支架主体5A被支撑为沿轴向移动自如。
并且,在上述实施方式的电动阀10中,阀架5是支架主体5A的外周面由盖部件1B的内周面沿轴线L方向引导的结构,但并不限定于此,阀架也可以是由与盖部件分体的引导部件等沿轴向引导的结构。再者,在电动阀10中,设有沿轴线L方向引导阀芯2的针状部21的引导部件15,但能够省略该引导部件15。另外,也可以如在变形例4的电动阀10A中示出的阀架8那样,构成为在外周部不设置圆筒部,提高驱动传递效率。
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明,但具体的结构不限定于上述实施方式,不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等也包括在本发明中。
Claims (9)
1.一种电动阀,其特征在于,具备:
阀主体,其构成第一端口、第二端口、阀室以及阀座部;
驱动部,其驱动转子轴使之旋转;
螺纹进给机构,其伴随上述转子轴的旋转而使上述转子轴沿轴线方向进退;
阀芯,其能够伴随上述转子轴的进退而相对于上述阀座部落座或离座;
阀架,其将上述转子轴与上述阀芯连接;
压缩弹簧,其内置或外插于上述阀架,向闭阀方向对上述阀芯进行施力;以及
滚动轴承,其将上述转子轴或上述阀芯与上述阀架旋转自如地连接,
上述滚动轴承设为位于比上述压缩弹簧的两端部更靠内侧且更靠内径侧。
2.根据权利要求1所述的电动阀,其特征在于,
上述滚动轴承是具有内圈、外圈以及钢球的径向轴承,上述内圈保持于上述转子轴的前端部,上述外圈保持于上述阀架。
3.根据权利要求1所述的电动阀,其特征在于,
上述滚动轴承是具有内圈、外圈以及钢球的径向轴承,上述内圈保持于上述阀芯的基端部,上述外圈保持于上述阀架。
4.根据权利要求2所述的电动阀,其特征在于,
上述阀架具备整体大致呈圆筒状的支架主体、以及设于上述支架主体的内部的与上述阀芯相反的一侧的弹簧座部件,
上述弹簧支撑部件构成为具有:筒部,其在上述压缩弹簧与上述滚动轴承之间沿轴线方向延伸;外凸边部,其从上述筒部的一端侧向径向外侧延伸且与上述压缩弹簧的一端侧抵接;以及内凸边部,其从上述筒部的另一端侧向径向内侧延伸且与上述滚动轴承的外圈抵接。
5.根据权利要求4所述的电动阀,其特征在于,
上述支架主体具有:圆筒部,其覆盖上述压缩弹簧的外径侧;上底部,其设于上述圆筒部的一端侧且具有使上述转子轴插通的插通孔;以及限制部,其设于上述圆筒部的另一端侧且限制上述阀芯向闭阀方向的移动,
在上述上底部设有保持部,该保持部在上述插通孔的周围向上述阀架的内方延伸,且在与上述内凸边部之间保持上述滚动轴承的外圈,在上述保持部的外周面压入固定有上述弹簧座部件。
6.根据权利要求2所述的电动阀,其特征在于,
上述阀架具备整体大致呈圆筒状的支架主体、以及固定于上述支架主体且与上述滚动轴承的外圈抵接的按压部件,
上述支架主体具有:圆筒部,其覆盖上述压缩弹簧的外径侧;上底部,其从上述圆筒部的一端侧向径向内侧延伸;内筒部,其与上述上底部连续且在上述压缩弹簧与上述滚动轴承之间沿轴线方向延伸;以及内凸边部,其从上述内筒部的另一端侧向径向内侧延伸且与上述滚动轴承的外圈抵接,
上述按压部件固定于上述支架主体的上述上底部及上述内筒部,在上述按压部件与上述内凸边部之间设有上述滚动轴承,上述压缩弹簧的一端侧设为与上述上底部的内表面抵接。
7.根据权利要求1、2、4、5任一项中所述的电动阀,其特征在于,
上述阀芯具有沿轴线方向延伸且能够落座于上述阀座部的针状部、以及将上述针状部的基端部保持为旋转自如的圆板状的凸缘部,
上述凸缘部内置于上述阀架,并且被支撑为沿轴线方向移动自如,上述压缩弹簧的另一端侧与上述凸缘部抵接。
8.根据权利要求2或3所述的电动阀,其特征在于,
上述阀架具备第一弹簧座及第二弹簧座,
在上述转子轴的前端部连接有与上述压缩弹簧的一端部抵接的上述第一弹簧座,在上述阀芯的基端部连接有与上述压缩弹簧的另一端部抵接的上述第二弹簧座,在上述第一弹簧座与上述第二弹簧座之间以压缩状态夹装有上述压缩弹簧,
上述第一弹簧座及上述第二弹簧座具有一方向另一方插入且沿轴线方向滑动自如的第一筒状引导部及第二筒状引导部,
上述第一筒状引导部及上述第二筒状引导部均形成为沿轴线方向延伸的筒状。
9.一种冷冻循环系统,包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,其特征在于,
使用权利要求1~8任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。
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