CN210859993U - 控制装置及电动阀 - Google Patents

Abstract

一种控制装置以及包括该控制装置的电动阀，其中控制装置包括驱动机构、减速机构以及电路板，驱动机构包括定子组件和转子组件，控制装置具有安装腔，安装腔包括第一安装腔和第二安装腔，电路板和定子组件位于第一安装腔，减速机构位于第二安装腔，部分转子组件位于第一安装腔，另外部分转子组件位于第二安装腔，这样设置电路板、驱动机构以及减速机构，结构相对紧凑，有利于减小控制装置的体积，从而减小电动阀的体积。

Description

控制装置及电动阀

【技术领域】

本实用新型涉及一种控制装置以及包括该控制装置的电动阀。

【背景技术】

控制装置可以应用于电动阀，控制装置一般包括电路板、驱动机构、减速机构，电路板控制驱动机构输出转矩，驱动机构通过减速机构来带动电动阀的阀芯动作，从而达到流体切换或通断的目的。如何设置电路板、驱动机构以及减速机构以减小控制装置的轴向体积是一个技术问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种控制装置以及包括该控制装置的电动阀，有利于减小控制装置的轴向体积。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种控制装置，所述控制装置包括驱动机构、减速机构、电路板以及输出轴，所述输出轴与所述减速机构连接，所述驱动机构包括定子组件和转子组件，所述定子组件位于所述转子组件外周，所述定子组件与所述电路板电连接，所述电路板控制所述定子组件产生激励磁场，所述转子组件在所述激励磁场的作用下输出力矩，通过所述减速机构传递给所述输出轴，所述控制装置具有安装腔，所述控制装置包括隔板，所述安装腔包括第一安装腔和第二安装腔，所述第一安装腔位于所述隔板一侧，所述第二安装腔位于所述隔板另一侧，所述电路板和所述定子组件位于所述第一安装腔，所述减速机构位于所述第二安装腔，所述转子组件部分位于所述第一安装腔，所述转子组件又一部分位于所述第二安装腔。

一种电动阀，所述电动阀包括控制装置、阀芯以及阀体组件，所述阀芯位于所述阀体组件形成的内腔，所述控制装置包括输出轴，所述输出轴与所述阀芯连接，所述阀体组件设置有至少一个用于与外部连通的流通通道，所述控制装置带动所述阀芯转动，使所述阀芯与所述流通通道连通或不连通或选择性地与所述流通通道中的一个连通或不连通，所述控制装置为上述的控制装置。

本实用新型提供的一种控制装置以及包括该控制装置的电动阀，其中控制装置包括驱动机构、减速机构以及电路板，驱动机构包括定子组件和转子组件，控制装置具有安装腔，安装腔包括第一安装腔和第二安装腔，电路板和定子组件位于第一安装腔，减速机构位于第二安装腔，部分转子组件位于第一安装腔，又一部分转子组件位于第二安装腔，这样设置电路板、驱动机构以及减速机构，结构相对紧凑，有利于减小控制装置的轴向体积，从而减小电动阀的轴向体积。

【附图说明】

图1是控制装置应用于电动球阀的一个实施例的一个截面结构示意图；

图2是图1中控制装置的一个截面结构示意图；

图3是图2中第一定子段的一个立体的分解结构示意图；

图4是图2中下壳体的一个立体结构示意图；

图5是图2中上壳体的一个立体结构示意图；

图6是图2中转子组件的一个立体的分解结构示意图；

图7是图2中减速机构的一个立体结构示意图；

图8是磁环或磁饼嵌入于输出轴的实施方式的正面结构示意图；

图9是控制装置的第二种实施方式的一个截面结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

参见图1，为本实用新型的控制装置应用于电动球阀的一个实施例，电动球阀可应用于汽车领域，电动球阀1包括控制装置2、阀芯3以及阀体组件4，阀芯3呈球状，阀芯3位于阀体组件4形成的内腔，控制装置2 包括输出轴27，输出轴27的一端与阀芯3连接，控制装置2的输出力矩通过输出轴27输出，输出轴27带动阀芯3转动；阀芯3设置有孔道31，孔道31贯穿阀芯3设置，阀体组件4设置有至少一个用于与外部连通的流通通道41，流通通道41的一个流通路径如图1中虚线所示，电动球阀1 通过控制装置2带动阀芯3转动，使阀芯3的孔道31与流通通道41连通或不连通或选择性地与流通通道中的一个连通或不连通，从而打开或关闭或切换电动球阀1的流通路径。

参见图2，控制装置2包括上壳体20、下壳体21、驱动机构22以及减速机构23，上壳体20和下壳体21可以分别通过一体注塑成型，上壳体 20与下壳体21固定连接；在本实施例中，参见图5，上壳体20设置有导向筋204，相应地，参见图4，下壳体21设置有与导向筋204配合的导向槽212，导向筋204插入导向槽212内，使上壳体20与下壳体21定位，再通过灌胶使上壳体20与下壳体21密封固定，当然作为其他实施方式，上壳体20与下壳体21还可以通过本领域技术人员已知的其他方式固定，如焊接固定、配合固定等。参见图2，控制装置2形成有安装腔201，本实施例中，安装腔201位于上壳体20和下壳体21之间，驱动机构22和减速机构23位于安装腔201。驱动机构22包括定子组件221和转子组件222，进一步地，定子组件221包括第一定子段221a和第二定子段221b，第一定子段221a和第二定子段221b结构相同。参见图3，第一定子段221a包括第一电磁极板2211、第二电磁极板2212、线圈骨架2213、漆包线2214 以及连接贴片2215，以连接贴片2215为注塑嵌件一体注塑形成线圈骨架 2213，漆包线2214缠绕于线圈骨架2213，漆包线2214的两端与连接贴片 2215固定并能够电连接，第一电磁极板2211和第二电磁极板2212与线圈骨架2213组装并与线圈骨架2213固定连接，从而形成第一定子段221a，第二定子段221b的结构与第一定子段221a的结构相同，在此不作赘述。当然作为其他实施方式，连接贴片2215还可以用本领域技术人员已知的其他导电部件代替，例如插针等。

参见图2，控制装置2还包括电路板24，电路板24位于安装腔201，具体地，第一定子段221a位于电路板24的一侧，第二定子段221b位于电路板24的另一侧，或者说电路板24位于第一定子段221a和第二定子段221b之间，第一定子段221a和第二定子段221b同轴线设置，第一定子段 221a和第二定子段221b通过连接贴片2215与电路板24焊接固定并能够电连接。在本实施例中，为使第一定子段221a、第二定子段221b与电路板24更好的固定，参见图3，第一定子段221a或第二定子段221b还包括固定贴片2216，固定贴片2216与线圈骨架2213通过注塑固定，固定贴片 2216与电路板24焊接固定，从而保证第一定子段221a、第二定子段221b 与电路板24的固定稳定，需要说明的是，固定贴片2216仅为固定作用，固定贴片2216的数量至少为一个。当然作为其他实施方式，第一定子段 221a和第二定子段221b还可以通过本领域技术人员已知的其他方式，例如通过粘胶等方式来保证定子段(221a、221b)与电路板24的固定稳定。

参见图2，定子组件221固定于电路板24上，为减小电路板24的受力，控制装置2还包括隔板25，隔板25能够用以支撑定子组件221，隔板 25位于安装腔201并将安装腔201分隔为第一安装腔201a和第二安装腔 201b，在本实施例中，隔板25与下壳体21通过螺钉固定连接，具体地，参见图4，下壳体21上设置有与螺钉配合的至少两个第一凸起部210，通过螺钉与第一凸起部210拧紧配合，使隔板25与下壳体21固定连接。参见图2，定子组件221和电路板24位于第一安装腔201a，减速机构23位于第二安装腔201b，由于电路板24位于第一定子段221a和第二定子段 221b之间，设置隔板25大致呈阶梯状，具体地，隔板25包括第一台阶部 251和第二台阶部252，第二台阶部252比第一台阶部251靠近电路板24 设置，第一台阶部251与第二定子段221b抵接，第一台阶部251与第二台阶部252呈阶梯状分布，这样隔板25在支撑定子组件221的同时可以更充分的利用安装腔201的空间，使控制装置2的整体结构更加紧凑。

参见图2，上壳体20还包括接口部202，接口部202具有容纳腔2021，控制装置2还包括第一插针26，部分第一插针26与上壳体20注塑固定，第一插针26的一端伸入第一安装腔201a与电路板24焊接或压接固定并能够电连接和/或信号连接，第一插针26的另一端伸入容纳腔2021用于与外界电连接和/或信号连接。在本实施例中，为使电路板24更好的固定，电路板24与上壳体20通过螺钉固定连接，具体地，参见图5，上壳体20在安装腔201内设置有与螺钉配合的至少两个第二凸起部203，通过螺钉与第二凸起部203拧紧配合，使电路板24与上壳体20固定连接。

参见图2和图6，转子组件222包括永磁体2220和支架2221，以支架 2221为注塑嵌件，一体注塑形成永磁体2220；参见图2，定子组件221和电路板24形成有一中空腔，第一台阶部251设置有允许转子组件222通过的第一通孔，部分转子组件222位于中空腔，另外部分转子组件222穿过第一通孔伸入第二安装腔201b，具体地可以为永磁体2220位于中空腔，支架2221不与永磁体2220注塑固定的部分穿过第一通孔伸入第二安装腔 201b。控制装置2还包括转子轴2222，转子轴2222的一端支撑于上壳体 20，转子轴2222的另一端支撑于下壳体21，转子组件222套设于转子轴 2222的径向外周，控制装置2还包括第一垫圈101和第二垫圈102，第一垫圈101套设于转子轴2222的径向外周并位于上壳体20和转子组件222 之间，第二垫圈102套设于转子轴2222的径向外周并位于转子组件222 和下壳体21之间，即转子组件222通过第一垫圈101和第二垫圈102限位，设置第一垫圈101和第二垫圈102有利于减小转子组件222在转动时转子组件以及壳体的摩擦损耗。

参见图7，在本实施例中，减速机构23为三级传动齿轮减速机构，具体包括第一齿轮组、第二齿轮组以及第三齿轮组，更进一步地，第一齿轮组包括第一齿轮231和第二齿轮232；第三齿轮组包括第三齿轮233和第四齿轮234；第二齿轮组包括第五齿轮235和第六齿轮236，在本实施例中，第一齿轮231与支架2221固定连接或一体注塑成型，第二齿轮232与第三齿轮233一体注塑成型，第四齿轮234与第五齿轮235一体注塑成型，减速机构23还包括第一齿轮轴237和第二齿轮轴238，第二齿轮232和第三齿轮233套设于第一齿轮轴237的径向外周，第四齿轮234和第五齿轮235 套设于第二齿轮轴238的径向外周，第六齿轮236套设于输出轴27的径向外周并与输出轴27固定连接，当然作为其他实施方式，第二齿轮232和第三齿轮233还可以单独加工成型，第四齿轮234和第五齿轮235还可以单独加工成型。参见图2和图7，第一齿轮轴237和第二齿轮轴238的一端支撑于下壳体21，第一齿轮轴237和第二齿轮轴238的另一端支撑于隔板 25，从而对第二齿轮232、第三齿轮233、第四齿轮234以及第五齿轮235 进行限位，进一步地，为减小上述齿轮在转动时的摩擦损耗，还可以通过增设垫圈来减小摩擦损耗；输出轴27包括第一凸缘部271，下壳体21设置有允许输出轴27伸出的第二通孔，输出轴27的一端穿过第二通孔，用于与阀芯3固定连接，并通过第一凸缘部271与下壳体21抵接限位；隔板 25的第二台阶部252还设置有允许输出轴27通过的第三通孔，输出轴27 的另一端穿过第三通孔使得输出轴27支撑于隔板25。第一齿轮231与第二齿轮232啮合连接，第三齿轮233与第四齿轮234啮合连接，第五齿轮 235与第六齿轮236啮合连接，这样，在定子组件221的激励磁场作用下，转子组件222的永磁体2220带动支架2221转动，支架2221带动第一齿轮 231转动，第一齿轮231与第二齿轮232啮合，即第一齿轮231带动第二齿轮232转动，第二齿轮232与第三齿轮233一体注塑成型且套设于第一齿轮轴237的径向外周，即第二齿轮232转动的同时，第三齿轮233也跟着以相同角速度转动，第三齿轮233又与第四齿轮234啮合，即第三齿轮 233带动第四齿轮234转动，同样第五齿轮235与第四齿轮234以相同角速度转动，第五齿轮235带动第六齿轮236转动，第六齿轮236与输出轴 27注塑固定，即第六齿轮236带动输出轴27转动，从而带动阀芯3转动。

参见图2，控制装置2还包括检测组件，检测组件包括磁环280和霍尔传感器281，磁环280套设于输出轴27的径向外周并与输出轴27固定连接，具体地，磁环280套设于输出轴27伸入第一安装腔201a的一端的径向外周并固定连接，即磁环280位于第一安装腔201a，霍尔传感器281 位于磁环280的正上方且设置于电路板24上，霍尔传感器281能够与电路板24电连接和信号连接，这样，保证了磁环280和霍尔传感器281之间足够近的距离，霍尔传感器281能够准确地检测出磁环280随输出轴27转动产生的磁极变化，进而检测出磁环280随输出轴27转过的角度，当输出轴 27与阀芯3连接时，也就能检测出阀芯3随输出轴27转过的角度，从而对阀芯3的位置进行反馈，以提高电动球阀1的控制精度。当然作为其他实施方式，参见图8，磁环280还可以嵌入到输出轴27伸入第一安装腔201a 的一端，且保持磁环280的端面与输出轴27的端面平行，或者磁环280 用磁饼280’代替。

参见图9，第二种实施方式的技术方案与第一种实施方式的技术方案的主要区别在于：在第二种实施方式中，电路板24’不包括位于第一定子段221a和第二定子段221b之间的部分，即电路板24’位于第一定子段221a 和第二定子段221b之间的延长线上，电路板24’的一侧与第一定子段221a 通过连接贴片2215焊接固定并能够电连接，电路板24’的另一侧与第二定子段221b通过连接贴片2215焊接固定并能够电连接。第一定子段221a 与第二定子段221b同轴线设置并固定连接，从而形成定子组件221，定子组件221和电路板24’位于第一安装腔201a，定子组件221与隔板25抵接，这样，相比与第一种实施方式，可以减少电路板24的长度，从而节省电路板24的材料。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种控制装置，所述控制装置包括驱动机构、减速机构、电路板以及输出轴，所述输出轴与所述减速机构连接，所述驱动机构包括定子组件和转子组件，所述定子组件位于所述转子组件外周，所述定子组件与所述电路板电连接，所述电路板控制所述定子组件产生激励磁场，所述转子组件在所述激励磁场的作用下输出力矩，通过所述减速机构传递给所述输出轴，所述控制装置具有安装腔，其特征在于：所述控制装置包括隔板，所述安装腔包括第一安装腔和第二安装腔，所述第一安装腔位于所述隔板一侧，所述第二安装腔位于所述隔板另一侧，所述电路板和所述定子组件位于所述第一安装腔，所述减速机构位于所述第二安装腔，所述转子组件部分位于所述第一安装腔，所述转子组件又一部分位于所述第二安装腔。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述定子组件包括第一定子段和第二定子段，所述第一定子段与所述第二定子段同轴线设置，部分所述电路板位于所述第一定子段和所述第二定子段之间。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述定子组件包括第一定子段和第二定子段，所述第一定子段与所述第二定子段同轴线设置，所述电路板位于所述第一定子段和所述第二定子段之间的延长线上。

4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述第一定子段和所述第二定子段包括固定贴片，所述固定贴片的数量至少为一个，所述第一定子段和所述第二定子段通过所述固定贴片与所述电路板焊接固定。

5.根据权利要求3或4所述的控制装置，其特征在于：所述第一定子段和所述第二定子段包括连接贴片，所述第一定子段和所述第二定子段通过所述连接贴片与所述电路板焊接固定并能够电连接。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于：所述隔板大致呈阶梯状设置，所述隔板包括第一台阶部和第二台阶部，所述第二台阶部比所述第一台阶部靠近所述电路板设置，所述第一台阶部与所述定子组件抵接，所述第一台阶部与所述第二台阶部呈阶梯状分布。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括上壳体、下壳体以及转子轴，所述上壳体和所述下壳体固定连接，所述转子轴的一端支撑于所述上壳体，所述转子轴的另一端支撑于所述下壳体，所述转子组件套设于所述转子轴的径向外周，所述控制装置还包括第一垫圈和第二垫圈，所述第一垫圈套设于所述转子轴的径向外周并位于所述上壳体和所述转子组件之间，所述第二垫圈套设于所述转子轴的径向外周并位于所述转子组件和所述下壳体之间，所述转子组件通过所述第一垫圈和所述第二垫圈限位。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于：所述转子组件还包括支架，部分所述支架位于所述第二安装腔；所述减速机构包括第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组包括第一齿轮，所述第二齿轮组包括第六齿轮，所述第一齿轮与所述支架固定连接或一体注塑成型，所述第六齿轮与所述输出轴固定连接，所述输出轴的一端位于所述第一安装腔，所述输出轴的另一端穿过所述下壳体位于所述安装腔外部。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括检测组件，所述检测组件包括磁环和霍尔传感器，所述磁环套设于所述输出轴的径向外周并与所述输出轴固定连接，所述磁环位于所述第一安装腔，所述霍尔传感器位于所述磁环的正上方，所述霍尔传感器设置于所述电路板上，所述霍尔传感器与所述电路板电连接和信号连接。

10.一种电动阀，其特征在于：所述电动阀包括控制装置、阀芯以及阀体组件，所述阀芯位于所述阀体组件形成的内腔，所述控制装置包括输出轴，所述输出轴与所述阀芯连接，所述阀体组件设置有至少一个用于与外部连通的流通通道，所述控制装置带动所述阀芯转动，使所述阀芯与所述流通通道连通或不连通或选择性地与所述流通通道中的一个连通或不连通，所述控制装置为权利要求1-9任一项所述的控制装置。

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