CN1987167B - 电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动阀，其中，即使转子的材料采用稀土类塑料磁铁仍可获得必要的转矩，并且可使外壳的底端部和阀主体的焊接部分确保充分的接合强度。该电动阀包括阀主体，该阀主体通过与阀室内的阀座接触分离的阀体，调整制冷剂等的流体的通过流量；外壳，该外壳的底端部通过焊接与上述阀主体密封接合；转子，该转子按照以规定间隙间隔开的方式设置于该外壳的内周；定子，该定子外嵌于上述外壳上，以便旋转驱动上述转子；驱动机构，该驱动机构设置于上述转子和上述阀体之间，利用上述转子的旋转，使上述阀体与上述阀座接触分离，上述外壳在上述转子和定子之间部分的壁厚小于上述外壳的底端部的壁厚。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及组装于空气调和机、冷冻机等中使用的电动阀，本发明特别是涉及下述的电动阀，该电动阀可在谋求低成本的同时，在转子侧获得所需的转矩，并且可提高焊接部分的接合强度。

背景技术

图3表示这种电动阀的现有实例。图示的电动阀10’包括阀主体20，该阀主体20具有阀室21、阀座22(阀口22a)、凸缘状部件23等；外壳40’，该外壳40’的底端部通过焊接而密封接合于该阀主体20上；转子30’，该转子30’设置于该外壳40’的内周；定子50，该定子50外嵌于上述外壳40’上，以便旋转驱动上述转子30’，上述阀主体20通过与阀座22接触分离的阀体24a(阀杆24)，调整制冷剂等的流体的通过流量，在阀主体20的凸缘状部件23(形成于其上的台阶部23a)上，下方开口的带底圆筒状的外壳40’的底端部40b’通过对接焊接而密封接合。

在上述阀主体20的阀室21的一侧，连接有制冷剂导入管61，并且在阀室21的下方，连接有制冷剂导出管62。

在该外壳40’的内周，按照以规定间隙α’间隔开的方式设置转子30’，在上述外壳40’的外周外嵌由轭铁51、线圈架52、定子线圈53、53和树脂模制罩体56等形成的定子50，以便旋转驱动该转子30’。

另外，在转子30’与阀杆24之间设置有驱动机构，该驱动机构利用转子30’的旋转，使上述阀体24a与上述阀座22接触分离。该驱动机构为螺纹传送机构，该螺纹传送机构由筒状的导向衬套26(形成于其外周的固定螺纹部25)和下方开口的筒状的阀杆保持部32(形成于其内周的，与上述固定螺纹部25螺合的移动螺纹部31)构成，该导向衬套26的底端部26a以压配合的方式固定于阀主体20上，阀杆24以可滑动的方式内插于导向衬套26中，该阀杆保持部32设置于上述阀杆24和导向衬套26的外周(具体来说，参照下述的专利文献1等)。

专利文献1：JP特开2001-50415号文献

发明内容

但是，在上述的电动阀10’中，转子30’的材料采用稀土类烧结磁铁。可是，稀土类烧结磁铁的矫顽力极大、价格高。因此，人们考虑采用价格较低的稀土类塑料磁铁。

但是，由于与稀土类烧结磁铁相比较，稀土类塑料磁铁的价格虽然较低但磁铁矫顽力较小，故如果上述外壳40’和转子30’的尺寸形状等相同，则转子30’侧无法获得必需的转矩。即，在转子侧产生的转矩由轭铁51到转子30’之间的距离，即，通过外壳40’的壁厚与上述外壳40’和转子30’之间的间隙α’相加而形成的距离确定。但是，如果减小间隙α’，由于具有转子30’与外壳40’的内周面接触的危险，故无法按照超过规定程度的方式变窄。因此，人们考虑减小外壳40’的壁厚。但是，如果减小外壳40’的壁厚，则无法使外壳40’的底端部40b’与阀主体20(的凸缘状部件23)的焊接部分K(台阶部23a)获得充分的接合强度，变得脆弱。

另外，在用于空气调和机、冷冻机等中的电动阀10’中，制冷剂充满外壳40’的内部，但是，特别是作为制冷剂采用二氧化碳(气体)代替氟利昂系的类型的场合，由于将制冷剂压力设定较高，故外壳40’内部处于极高的压力状态，由此，如果上述焊接部分K的接合强度较小，则容易产生漏气等现象，可靠性降低。

本发明是针对上述的情况而提出，本发明的目的在于提供一种电动阀，其中，即使在转子的材料采用稀土类塑料磁铁的情况下，仍获得必要的转矩，并且可使外壳的底端部和阀主体的焊接部分确保充分的接合强度。

为了实现上述目的，本发明的电动阀包括阀主体，该阀主体通过与阀室内的阀座接触分离的阀体调整制冷剂等的流体的通过流量；外壳，该外壳的底端部通过焊接而与上述阀主体密封接合；转子，该转子按照规定间隙间隔开的方式设置于该外壳的内周；定子，该定子外嵌于上述外壳上，以便旋转驱动上述转子；驱动机构，该驱动机构设置于上述转子和上述阀体之间，利用上述转子的旋转，使上述阀体与上述阀座接触分离，其特征在于上述外壳的底端部的壁厚和转子与定子之间的部分的壁厚具有厚度差。

按照优选的形式，上述转子和上述定子之间的部分的壁厚小于上述外壳的底端部的壁厚，在上述阀主体上形成台阶部，上述外壳的底端部卡合于该台阶部，该底端部通过对接焊接密封接合于该台阶部。

按照另一优选的形式，上述转子由稀土类塑料磁铁构成。

在本发明的电动阀中，外壳的底端部的壁厚小于转子和定子之间的部分的壁厚。换言之，与在转子侧获得的转矩有关的部分(转子和定子之间的部分)的壁厚小于过去的值，定子的轭铁到转子之间的距离(外壳的壁厚与该外壳和转子之间的间隙相加而形成的距离)缩短。

由此，由于即使转子的材料采用低价格的稀土类的塑料磁铁，仍可获得必要的转矩，同时外壳的底端部的壁厚增加，故可使外壳的底端部和阀主体的焊接部分确保充分的接合强度，即使在制冷剂采用高压的二氧化碳等的情况下仍难以产生气体泄漏等，可靠性提高。

附图说明

图1为表示本发明的电动阀的一个实施例的纵向剖视图；

图2(A)为表示图1所示的外壳周围的放大图，图2(B)为表示图3所示的外壳周围的放大图；

图3为表示已有的电动阀的一个实例的纵向剖视图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的电动阀的实施例进行具体描述。

图1为本发明的电动阀的一个实施例的纵向剖视图。另外，在图1中，对于与前述图3所示的电动阀10’的各部分相对应的部分采用同一标号。

图1所示的电动阀10包括阀主体20，该阀主体20具有阀室21、阀座22(阀口22a)、凸缘状部件23等，通过与上述阀座22接触分离的针状的阀体24a，调整制冷剂的通过流量；外壳40(在后面进行具体描述)，该外壳40中的底端部40b通过焊接而密封接合于上述阀主体20；转子30，该转子30按照以规定间距α间隔开的方式设置于该外壳40的内周；定子50，该定子50外嵌于外壳40上，以便旋转驱动该转子30。

在上述阀主体20的阀室21的一侧，连接有制冷剂导入管61，该制冷剂导入管61用于将作为制冷剂的二氧化碳(气体)送入阀室21，并且在阀室21的下方连接有制冷剂导出管62。

定子50由通过磁性材料形成的轭铁51、通过线圈骨架52而卷绕于该轭铁51上的上下的定子线圈53、53、树脂模制外罩56构成，步进电动机由转子30和定子50构成。

在这里，上述转子30的材料采用Nd-Fe-B系等的稀土类塑料磁铁。

在上述外壳40中，以不锈钢等的非磁性的金属板为母材，通过深冲加工等形成为具有半球状的最底部40a的带底圆筒状，其底端部(开口端缘部)40b通过对接焊接而密封接合于台阶部23a(焊接部分K)，该台阶部23a形成于固定在阀主体20的顶部上的不锈钢制的凸缘状部件23上，内部保持在气密状态。

在这里，在本实施例中，像图2(A)所示的那样，外壳40的底端部40b壁厚Ib大于其它的部分的壁厚Ia。换言之，外壳40的底端部40b以外的部分通过减薄拉深加工(冲薄)等方式变薄。更具体地说，与在转子30侧获得的转矩有关的部分(转子30和定子50之间的部分)的壁厚Ia小于图2(B)所示的那样的，现有的外壳40’中的相同部分的壁厚Ia’，并且底端部40b的壁厚Ib大于过去的值(Ib’)(在过去的外壳40’的场合，Ia’＝Ib’)。

在此场合，本实施例的外壳40的外径Da和现有的值(Da’)相同，但是，本实施例的外壳40的内径Db和转子30的外径Ra的值大于过去的值(Db’、Ra’)(壁厚较薄的量)。因此，本实施例的定子50的轭铁51到转子30之间的距离(由外壳40的壁厚Ia，与外壳40和转子30之间的间隙α相加而形成的距离)短于过去的距离。

阀体24a形成于黄铜制的阀杆24的底端。使该阀体24a与阀座22接触分离的驱动机构为螺纹传送机构，该螺纹传送机构由以可滑动的方式嵌插阀杆24的筒状的导向衬套26，与设置于其外周的下方开口的筒状的阀杆保持部32构成，该导向衬套26中的底端部26a以压配合(或螺合)方式固定在开设于阀主体20中的嵌合孔42中，在其中间部附近形成阳螺纹部25，在上述阀杆保持部32中形成与导向衬套26的阳螺纹部(固定螺纹部)25螺合的阴螺纹部(移动螺纹部)31，另外，在其最底中间部，插嵌有阀杆24的顶部较小直径部。该阀杆24的顶部较小直径部的顶端部以压配合的方式固定在装载于阀杆保持部32的最底顶面的螺母33上。

另外，上述阀杆24通过缓冲用的螺旋弹簧34始终向下方偏置，该缓冲用的螺旋弹簧34以压缩方式安装于阀杆保持部32的最底部和阀杆24的中间台阶部之间。在导向衬套26的侧面，形成实现阀室21和外壳40内压力均匀的均压孔32a。

在阀杆保持部32的最底部上，设置有由螺旋弹簧形成的恢复弹簧35。恢复弹簧35按照在导向衬套26的固定螺纹部25和阀杆保持部32的移动螺纹部31的螺合脱开时，与外壳40的内面接触，恢复固定螺纹部25和移动螺纹部31的螺合的方式作用。

阀杆保持部32和转子30通过支承环36而连接，支承环36在本实施例的场合，由在转子30成形时嵌入的黄铜制的金属环构成。在支承环36上通过敛缝方式固定阀杆保持部32的顶部突部，由此，转子30、支承环36和阀杆保持部32成一体地连接。

在导向衬套26上固定有构成止动机构中的一个的底部止动部(固定止动部)27，在阀杆保持部32上固定有构成止动机构中的另一个的顶部止动部(移动止动部)37。

在这样的结构的电动阀10中，如果对定子线圈53、53进行一个方向的通电进行励磁，则相对固定于阀主体20上的导向衬套26，转子30和阀杆保持部32沿一个方向旋转，通过导向衬套26的固定螺纹部25和阀杆保持部32的移动螺纹部31的螺纹传送，比如，阀杆保持部32向下方移动，阀体24a压靠于阀座22上，将阀口22a封闭。

在将阀口22a封闭的时刻，顶部止动部37尚未与底部止动部27接触，在阀体24a将阀口22a封闭的状态，转子30和阀杆保持部32进一步旋转下降。此时，由于相对阀杆24，阀杆保持部32下降，故缓冲用的螺旋弹簧34受到压缩，由此，吸收阀杆保持部32的下降力。然后，转子30进一步旋转，阀杆保持部32下降，则此时，顶部止动部37与底部止动部27碰撞，即使在对定子线圈53、53通电的情况下，仍强制地停止阀杆保持部32的下降。

另一方面，如果对定子线圈53、53进行另一个方向的通电进行励磁，则相对固定于阀主体20上的导向衬套26，转子30和阀杆保持部32沿与前述场合相反的方向旋转，通过导向衬套26的固定螺纹部25和阀杆保持部32的移动螺纹部31的螺纹传送，此次，阀杆保持部32向上方移动，阀杆24的底端的阀体24a与阀座22离开，阀口22a打开，制冷剂通过阀口22a。在此场合，可通过转子30的旋转量，调整阀口22a实效开口面积，即可调整制冷剂的通过流量，由于转子30的旋转量通过脉冲数量控制，故可高精度地调整制冷剂通过流量。

像上述那样，在本实施例的电动阀10中，外壳40的底端部40b的壁厚Ib大于转子30和定子50之间的部分的壁厚Ia。换言之，与在转子侧获得的转矩有关的部分的壁厚Ia小于过去的值，定子50的轭铁51到转子30之间的距离(由外壳40的壁厚Ia与间隙α相加而形成的距离)变短。由此，即使转子30的材料采用廉价的稀土类塑料磁铁，仍可获得必要的转矩，并且由于外壳40的底端部40b的壁厚增加，故可使外壳40的底端部40b和阀主体20(凸缘状部件23)的焊接部分(K)确保具有充分的接合强度，即使在制冷剂采用高压的二氧化碳等的情况下，仍难以产生漏气等现象，可提高可靠性。

Claims (3)

1.一种电动阀，该电动阀包括阀主体，该阀主体通过与阀室内的阀座接触分离的阀体调整制冷剂流体的通过流量；外壳，该外壳的底端部通过焊接与上述阀主体密封接合；转子，该转子按照以规定间隙间隔开的方式设置于该外壳的内周；定子，该定子外嵌于上述外壳上，以便旋转驱动上述转子；驱动机构，该驱动机构设置于上述转子和上述阀体之间，利用上述转子的旋转，使上述阀体与上述阀座接触分离，其特征在于：

上述外壳在上述转子和定子之间部分的壁厚小于上述外壳的底端部的壁厚。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于在上述阀主体上形成台阶部，上述外壳的底端部卡合于该台阶部，该底端部通过对接焊接而密封接合于该台阶部。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于上述转子由稀土类塑料磁铁构成。

Images