CN1865740A - 电动阀 - Google Patents

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Abstract

一种电动阀，可提高相对于转子旋转的阀轴的移动量的分解能力。该电动阀(1)在壳(30)内具有转子单元(60)，由定子单元(40)旋转驱动。转子单元(60)的旋转传送给螺杆进给部件(70)。固定在阀本体(10)上的轴杆部件(110)通过第1螺纹部(S1)与螺杆进给部件(70)螺合。螺杆进给部件(70)同时通过第2螺纹部(S2)而与固定在阀轴(120)上的外螺纹部件(160)螺合。第1螺纹部(S1)和第2螺纹部(S2)构成差动螺纹机构，根据螺距之差进给阀轴。

Description

电动阀
                                技术领域
本发明关于装入空调、冰箱等内进行使用的电动阀，涉及即使在采用高压的制冷剂时，也可以精确地将制冷剂的通过流量调整到微小量的电动阀。
                                背景技术
比如，下述的专利文献1表示现有的一般的电动阀，其具有这样一种机构：利用设在壳外侧的定子旋转驱动设在壳内侧的转子，利用螺杆机构将转子的旋转运动变换成直线运动并控制阀芯相对于阀座的阀开度。
日本专利文献1：特开2001-50415号公报
在如前述那样的现有电动阀中，制冷剂的通过流量取决于阀口的实效开口面积，即阀芯离开阀座的升程量，阀芯的升程量取决于所述螺杆机构的螺距和转子的转速(步进电动机的步进数)。
在此，在这种电动阀中，一般为了获得所期望的最大通过流量，要预先确定阀芯的最大升程量(全开状态)，换言之，要预先确定步进电动机的步进数。即，可以对定子进行通电控制以使转子旋转最大比如5圈。此时，若所述螺杆机构的螺距例如为0.6mm的场合、所述转子以及阀轴支架旋转1圈、2圈、3圈、4圈、5圈，所述阀芯的升程量就0.6、1.2、1.8、2.4、3.0mm地以0.6mm间隔进行变化。
但是，特别是冰箱等所使用的电动阀(作为膨胀阀来使用)，虽然控制制冷剂流量虽然是非常微小，但在公知技术中控制是粗糙的。特别是在采用二氧化碳(气体)等时，存在如下问题：必须将制冷剂压力设为高压(以现有比例是10倍左右)，若采用高压的制冷剂，则如前所述那样以0.6mm间隔使阀芯升程时，制冷剂的通过流量的变化过大。
作为消除这种问题的一个方案，比如，可以考虑减小所述阀口的口径和阀角度(实效开口面积)。但是，减小实效开口面积也存在极限，仅凭此，不能完全消除这种问题。
又作为其他的方案，考虑减小所述螺杆机构的螺距(比如从0.6mm减小到0.2mm)。不过，减小所述螺杆机构的螺距，就需要高精度加工而提高加工成本，加上转子每旋转时的升程量减小，就产生不能恰当地进行限制旋转用的固定制动件和可动制动件之间的接触、脱离等问题。
                                发明内容
本发明是鉴于这种问题而作成的，其目的在于提供这样一种结构新颖的电动阀，其共用既有电动阀所采用的定子等零件，同时，即使采用高压的制冷剂时也不会给旋转限制等带来妨碍，可以精细而恰当地调整制冷剂的通过流量。
为了达到所述的目的，本发明的电动阀具有收容在壳内侧的电动机的转子、配设在壳外侧的包括励磁线圈的定子，通过螺杆机构将所述转子的旋转运动变换为直线运动并控制阀芯相对于阀座的阀开度，所述螺杆机构由具有同一方向但螺距不同的2个螺纹部的差动螺杆构成。
并且，其具有：与所述转子一体旋转的螺杆进给部件；固定在收容所述阀座的阀本体上的轴杆部件；滑动自如地插入所述轴杆部件并支承所述阀芯的阀轴；以及固定在阀轴上的外螺纹部件，所述螺杆进给部件具有设在与所述轴杆部件之间的第1螺纹部和设在与外螺纹部件之间的第2螺纹部，第1螺纹部具有比第2螺纹部大的螺距。
本发明的电动阀由于具有差动螺杆机构，故可以提高相对于转子旋转角度的阀开度的分解能力，可以进行更高精度的控制。
                                附图说明
图1是表示本发明的电动阀的整体结构的说明图。
图2是表示取下定子单元40、壳30、配管20、22等的状态的电动阀结构的说明图。
图3是主要部件的说明图。
图4是表示转子单元的整体结构的说明图。
图5是表示阀轴单元的整体结构的说明图。
图6是表示阀轴的组装体的说明图。
图7是表示轴杆部件的整体结构的说明图。
图8是表示本发明的电动阀的其他实施例的说明图。
                               具体实施方式
图1表示本发明的电动阀的整体构造。
以符号1表示整体的电动阀具有阀本体10，阀座部件16插入阀本体10内。配管20、22与阀本体10连接。
作为圆筒形状的压力容器的壳30通过承接部件50被固定在阀本体10的上部。作为驱动电动机的一例子的步进电动机的定子单元40被安置在壳30的外侧。
转子单元60旋转自如地被配设在壳30的内部。转子单元60包括转子62和螺杆进给部件70，该转子62由磁性材料混入树脂而成形的塑料磁铁组成，该螺杆进给部件70通过环部件64而与转子62连接。
螺杆进给部件70具有形成相同旋向的第1螺纹部S1和第2螺纹部S2，将第1螺纹部S1的螺距设定为大于第2螺纹部S2的螺距。
固定于阀本体10的轴杆部件110具有与第1螺纹部S1螺合的外螺纹部。旋转制动部件80固定在螺杆进给部件70的外侧，在转子单元60下降到最下端时，通过旋转制动部件80的突部与固定侧的制动部件112的突部抵接，转子单元60的下端位置受到限制。
阀轴120滑动自如地插入在轴杆部件110内。阀芯130被安装在阀轴120的前端，受到螺旋弹簧150施压。阀芯130控制与阀座部件16之间的流路开口面积。
安装在阀轴120上部的外螺纹部件160具有与螺杆进给部件70的第2螺纹部S2螺合的外螺纹部。在外螺纹部件160的上部安装有去除螺纹部的反作用力(backlash)用的施力弹簧170。
当转子单元60收到来自定子单元40的脉冲信号而旋转时，转子单元60就对应于与轴杆部件110螺合的第1螺纹部S1的螺距而上下移动。
转子单元60一旋转，螺杆进给部件70的第2螺纹部S2的内螺纹侧也旋转，通过被安装在阀轴120上的外螺纹部件160的螺旋作用来进给阀轴120。
阀轴120的进给量(螺距)是第1螺纹部S1的螺距减去第2螺纹部S2的螺距。即，第1螺纹部S1和第2螺纹部S2构成所谓的差动螺杆机构。通过采用该差动螺杆机构，本发明的电动阀就能在步进电动机的分解能力保持相同的状态下提高阀开度的分解能力。
图2是表示将定子单元40、壳30、配管20、22等取下后状态的电动阀结构的说明图。
构成转子单元60的转子62通过环部件64被固定在螺杆进给部件70上。作为固定方式，采用铆接方式K1，阀轴120的上端部具有小径部122，小径部122的截面形状具有平坦面，并被加工成所谓的D切削面。
外螺纹部件160利用该D切削面被嵌装在阀轴120上，利用铆接加工方式K2固定。采用该结构，外螺纹部件160具有止转功能并被固定在阀轴120上。螺杆进给部件70和外螺纹部件160通过第2螺纹部S2螺合。螺杆进给部件70与转子62一起旋转，阀轴120通过第2螺纹部S2的作用而上下移动。
另一方面，螺杆进给部件70具有内螺纹部，并通过第1螺纹部S1与轴杆部件110的外螺纹部螺合。
第1螺纹部S1和第2螺纹部S2被加工有相同旋向的螺纹部，比如，第1螺纹部S1被加工成标称直径为6mm、螺距为0.6mm的螺纹。第2螺纹部S1被加工成标称直径为3.5mm、螺距为0.5mm的螺纹。
采用这样的结构，转子62转1圈，螺杆进给部件70就上下移动0.6mm。同时，与螺杆进给部件70螺合的阀轴120相对螺杆进给部件70而上下移动0.5mm。因为螺纹部S1、S2是具有相同旋向的螺纹部，阀轴120相对于转子62的转一圈而移动0.1mm。
于是，作为进给螺纹部例如仅具有第1螺纹部S1的电动阀在转子每旋转一圈就有0.6mm的进给量，因此对于该电动阀可以具有6倍的控制精度(分解能力)。
又，在该电动阀中，不使阀轴120绕轴线旋转而必须使其沿轴线方向滑动的机构。
在本发明的电动阀中构成有如下机构：通过将止转部件140压入阀轴120的前端、并与压入阀本体的导向部件144抵接，使旋转停止，沿轴线方向滑动。
图3表示插入阀本体10前的主要部件。
其所示的是旋转制动部件80的下端部的突部与固定在轴杆部件110上的制动部件112的突部112a抵接而使转子单元的下端位置受到限制的状态。
图4表示转子单元60的整体结构。其所示的是第1螺纹部S1的内螺纹部和第2螺纹部S2的内螺纹部以及形成在旋转限制部件80下端部的突起80a。
图5所示阀轴单元100的整体结构。
阀轴120被滑动自如地插入在轴杆部件110内，同时被压入止转部件140。止转部件140具有一部分设在大径部140a上的平坦面或槽部。
固定在阀本体10侧的导向部件144具有向内侧突出的突部144a，与止转部件140的平坦面或槽部抵接，构成阀轴120的止转件。
图6表示阀轴的组装体，表示了安装在小径部122上的外螺纹部件160的详细结构。阀轴120的小径部122的上端部具有被加工在圆筒面122a上的平坦面122b。将外螺纹部件160嵌合在阀轴120的小径部上，通过从外侧进行铆接加工(图2及图3所示的K2部分)而固定在阀轴120上。铆接加工部的内侧与平坦面122b压接，兼作止转件。
图7表示轴杆部件的整体结构。轴杆部件110的内径部110a滑动自如地容纳阀轴120。在外周部上固定有制动部件112，制动部件112具有制动用的突部112a。
图8表示本发明的电动阀的其他实施例。
阀轴前端部124内插入止转部件140的结构与前面的实施例相同。
喷嘴200(オリフイス)被固定在阀本体10上，代替被固定在阀本体10上的导向部件。喷嘴200具有阻止所通过的制冷剂中的气泡通过的功能，同时前端部与止转部件140抵接而具有作为阀轴的止转件的功能。

Claims (7)

1.一种电动阀，具有收容在壳内侧的电动机的转子、配设在壳外侧的包括励磁线圈的定子，通过螺杆机构将所述转子的旋转运动变换为进退运动并控制阀芯相对于阀座的阀开度，其特征在于，
所述螺杆机构由具有同一方向但不同螺距的2个螺纹部的差动螺杆构成。
2.一种电动阀，具有收容在壳内侧的电动机的转子、配设在壳外侧的包括励磁线圈的定子，通过螺杆机构将所述转子的旋转运动变换为进退运动并控制阀芯相对于阀座的阀开度，其特征在于，
具有：与所述转子一体旋转的螺杆进给部件；固定在收容所述阀座的阀本体上的轴杆部件；滑动自如地插入所述轴杆部件并支承所述阀芯的阀轴；以及固定在所述阀轴上的外螺纹部件，
所述螺杆进给部件具有设在与所述轴杆部件之间的第1螺纹部和设在与外螺纹部件之间的第2螺纹部，第1螺纹部具有比第2螺纹部大的螺距。
3.如权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，
具有去除所述螺纹部的反作用力的施力弹簧。
4.如权利要求2所述的电动阀，其特征在于，
具有去除所述螺纹部的反作用力的施力弹簧，
所述施力弹簧是夹装在所述外螺纹部件和所述壳内侧面之间的螺旋弹簧。
5.如权利要求2所述的电动阀，其特征在于，具有阀轴的止转装置。
6.如权利要求5所述的电动阀，其特征在于，
所述止转装置具有被固定在所述阀本体的制动部件。
7.如权利要求5所述的电动阀，其特征在于，
所述止转装置被固定在所述阀本体上并设在阻止制冷剂中所包含的气泡通过的喷嘴上。
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