电动阀的制作方法

本发明涉及具备电动机作为驱动源的电动阀。

背景技术：

作为以往的电动阀，已知通过电动机驱动在前端具备阀芯的直动轴的电动阀(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-169821号公报(段落[0007]、图1)

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在上述的以往的电动阀中，存在转子相对于定子晃动而产生振动声的缺点。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够减少振动声的电动阀。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的而完成的本发明所涉及的电动阀具备：电动机；基座部，其设置于所述电动机的定子的一端；直动轴，其与所述电动机的转子螺合，并且以能够直动且无法旋转的方式支承于所述基座部；阀口，其形成于所述基座部；阀芯，其设置于所述直动轴的一端，对所述阀口进行开闭；所述转子侧的第一抵接部以及所述定子侧或者中间构件侧的第二抵接部，它们分别设置于所述转子和在所述转子与所述定子之间配置的所述中间构件或分别设置于所述转子和所述定子，且在所述转子的旋转轴方向上相互抵接；以及转子施力机构，其在旋转轴方向上对所述转子施力，以使得所述第一抵接部与所述第二抵接部相互按压。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的电动阀的侧剖视图。

图2是阀口打开的状态下的电动阀的侧剖视图。

图3是轴支承构件附近的水平剖视图。

图4是阀芯部件附近的侧剖视图。

图5是转子收容部附近的侧剖视图。

图6是变形例所涉及的转子收容部附近的侧剖视图。

图7是变形例所涉及的转子收容部附近的侧剖视图。

图8是变形例所涉及的转子收容部附近的侧剖视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，根据图1～图5对本发明的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的电动阀10具备定子11、以能够旋转的方式收容于定子11的内侧的转子40、以及通过转子40的旋转而在定子11内直动的直动轴50。

定子11通过将定子侧励磁部13固定于上下延伸的套筒12的外侧而成。定子侧励磁部13呈圆环状，排列配备有电磁线圈13a。

套筒12包括上侧筒部14和下侧筒部15(相当于本发明的“基座部”)，上述上侧筒部14与下侧筒部15配置于同一轴上。上侧筒部14整体呈大致相同直径的圆筒状，上表面开口被盖体23封闭。上述的定子侧励磁部13固定于该上侧筒部14的下端部。需要说明的是，通过套筒12、盖体23以及定子侧励磁部13构成了本发明的“定子的主体”。

如图1所示，下侧筒部15在内部具有：从下端部延伸至中间部的阀芯直动室15x、位于阀芯直动室15x的上方且直径比阀芯直动室15x大的转子收容部15y、以及位于转子收容部15y的上方且直径比转子收容部15y大的上端收容部15z。上侧筒部14的下端部嵌合于上述构件中的上端收容部15z，从而上侧筒部14与下侧筒部15连结。需要说明的是，在上侧筒部14的下端面与作为上端收容部15z的内表面的圆环台阶部15d抵接、并且从下侧筒部15的上端向侧方伸出的凸缘15f与定子侧励磁部13的下表面抵接的状态下，对上侧筒部14与下侧筒部15进行焊接。

在下侧筒部15的下端侧的开口部16嵌合有阀座构件17。阀座构件17呈圆筒状，其上端开口形成为阀口18。另外，在下侧筒部15的靠近下端的位置形成有向侧方开放的侧部开口15b。并且，第一流路r1与阀座构件17连接，第二流路r2与侧部开口15b连接。

阀口18通过配备于直动轴50的前端的阀芯60而被开闭。阀芯60呈朝向前端部而缩径的圆锥台形状，如图1所示，通过从上方进入阀口18内并与阀座19抵接，从而将阀口18堵塞而限制流动。并且，如图2所示，通过该阀芯60向上方移动而使阀口18开放，从而能够实现第一流路r1与第二流路r2之间的流动。

具有阀芯60的直动轴50被支承为相对于下侧筒部15能够直动且无法旋转。详细而言，如图1以及图3所示，直动轴50的上下方向的中间部分形成为剖面d字状的滑动轴部50b，且收容于轴支承构件25，该轴支承构件25安装于下侧筒部15中的阀芯直动室15x的上端部。轴支承构件25呈大致圆筒状，并且具有与滑动轴部50b的d字状的剖面对应的d字状的轴收容孔25d，限制直动轴50的旋转。

如图4所示，轴支承构件25具有上侧构件25a和下侧构件25b。上侧构件25a的直径比下侧构件25b小，收容于下侧构件25b的内侧。在上侧构件25a的上端设置有向侧方伸出的凸缘25f，该凸缘25f的下表面与下侧构件25b的上端抵接。另一方面，在下侧构件25b的靠近下端的位置设置有突出圆环板25h，该突出圆环板25h向内侧伸出且与上侧构件25a的下端面对置。需要说明的是，剖面d字状的轴收容孔25d形成于上侧构件25a。

需要说明的是，如图3所示，在下侧筒部15中的收容轴支承构件25的收容部15g的周边部形成有两个连通孔15h，被轴支承构件25隔开的上下的空间的压力大致均匀。

如图1所示，转子40在圆筒状的旋转螺合筒42的外侧固定有具有磁性的转子侧励磁部41。以该转子侧励磁部41与定子侧励磁部13作为主要部分而构成相当于本发明的“电动机”的步进电动机20，通过变更定子侧励磁部13的电磁线圈13a的励磁模式，从而将转子侧励磁部41定位控制于规定的旋转位置。需要说明的是，转子侧励磁部41从旋转螺合筒42的靠近下端的位置配置至上方，在定子11的转子收容部15y收容有转子40中的旋转螺合筒42的下端部。

旋转螺合筒42呈两端开放的筒状，在靠近下端的位置的内侧形成有内螺纹部42n。另外，在直动轴50的滑动轴部50b的上方的外表面形成有外螺纹部50n，该外螺纹部50n与旋转螺合筒42的内螺纹部42n螺合。

转子40在通过后述的定位机构在轴向上被定位的状态下相对于定子11旋转。伴随于该旋转，以无法旋转的方式支承于定子11的下侧筒部15的直动轴50通过与旋转螺合筒42的螺合而直动，从而变更阀芯60的直动位置。

为了限制转子40的旋转量，在电动阀10中配备有以下说明的部件。即，如图1所示，在定子11上配备有从盖体23向下方垂下的引导轴30。在该引导轴30上固定有螺旋引导件31。螺旋引导件31通过在引导轴30的下部呈螺旋状卷绕线材而成。

在螺旋引导件31上卡合有限位环32。限位环32呈收纳于螺旋引导件31中的在轴向上相邻的线材彼此的间隙的一部分的环状，并且在侧方以伸出的方式配备有限位臂32a。另外，在转子40的旋转螺合筒42的内表面形成有环抵接部42s、42s，该环抵接部42s、42s在比内螺纹部42n靠上方处沿上下方向延伸，且以夹着限位臂32a的方式配置(在图1中仅示出里侧的环抵接部42s)。并且，当转子40旋转时，限位环32按压于环抵接部42s，相对于螺旋引导件31相对旋转且上下移动，在移动至螺旋引导件31的上端部或者下端部移动时变得无法转动。由此，转子40的旋转量得到规制。

接下来，对转子40的定位机构进行说明。如图1所示，在定子11的上侧筒部14的内部的盖体23与转子40之间，配备有相当于本发明的“中间构件”的按压构件35。按压构件35具有：向下方鼓出的圆环板状的主板部35a、以及从该主板部35a的内缘向上方立起的支承用筒部35b。按压构件35在支承用筒部35b内插通有引导轴30，并将该引导轴30支承为能够直动且能够旋转。即，在本实施方式中，限制转子40的旋转量的引导轴30同时用于按压构件35的支承。

在按压构件35的主板部35a的外缘部形成有锥面35t，该锥面35t与转子40中的旋转螺合筒42的上端开口缘42a抵接。上端开口缘42a被倒角而形成为小锥面。需要说明的是，引导轴30的螺旋引导件31配置在比按压构件35靠下方的位置。

另外，在按压构件35与盖体23之间，压缩螺旋弹簧36(相当于本发明的“转子施力机构”以及“弹性构件”)以支撑的方式配置。按压构件35通过该压缩螺旋弹簧36而向下方被施力，将转子40向转子收容部15y的内表面按压。由此，转子40在轴向上被定位。需要说明的是，在本实施方式中采用如下结构，按压构件35以及压缩螺旋弹簧36随着转子40的旋转而旋转，压缩螺旋弹簧36与设置于盖体23的滑动接触板37滑动接触，但例如也可以采用如下结构，按压构件35构成为无法旋转或难以旋转，转子40与按压构件35滑动接触。

如图5所示，下侧筒部15中的转子收容部15y的内表面形成为朝向中心而下降的锥面15t。另外，在转子40的旋转螺合筒42的下端面也形成有前端变细的锥面42t，转子40通过按压构件35而向下方被施力，从而上述锥面15t、42t彼此相互面抵接，由此转子40相对于定子11定心。需要说明的是，下侧筒部15的锥面15t与旋转螺合筒42的锥面42t形成为大致相同的倾斜角。另外，上述锥面15t、42t的倾斜角优选为旋转螺合筒42不被压入转子收容部15y的内部的程度的角度(例如，15度以下)。

需要说明的是，转子40中的旋转螺合筒42的上端开口缘42a以及锥面42t相当于本发明的“第一抵接部”，按压构件35的锥面35t以及下侧筒部15的锥面15t相当于本发明的“第二抵接部”。

如图1所示，直动轴50沿上下方向延伸，在具有滑动轴部50b和外螺纹部50n的轴主体50a的下端部安装有包含阀芯60的阀芯部件55。详细而言，如图4所示，在直动轴50的轴主体50a的下端面中央部开设有连结孔50d，在该连结孔50d中收容有阀芯部件55的上端部。

以下，对阀芯部件55进行详细说明。如图4所示，阀芯部件55具有阀芯60、以及通过例如压入、焊接等而固定于阀芯60的上端部的防脱构件56。阀芯60具有：朝向下方前端变细的圆锥台状的阀芯主体部60a、从阀芯主体部60a的上表面中央向上方延伸的轴部60b、以及从阀芯主体部60a的靠近上端的位置向侧方伸出的凸缘60f。需要说明的是，凸缘60f与直动轴50相比向侧方伸出。

防脱构件56呈对阀芯60的轴部60b进行收容的上端有底的圆筒状，在其上端形成有凸缘形卡止壁56a。并且，在凸缘形卡止壁56a插入连结孔50d的状态下将防脱环57压入连结孔50d的下端部，从而防止阀芯部件55的基端部从连结孔50d脱出。另外，连结孔50d比防脱构件56的全长深，因此防脱构件56能够在连结孔50d内直动。由此，固定于防脱构件56的阀芯60能够相对于直动轴50直动。需要说明的是，防脱构件56、连结孔50d以及防脱环57相当于本发明的“直动连结机构”。

并且，在阀芯60的凸缘60f与定子11的轴支承构件25的突出圆环板25h之间配置有压缩螺旋弹簧58(相当于本发明的“轴施力机构”、“阀芯施力机构”、“转子施力机构”)。由此，阀芯60向阀口18侧被施力。此外，阀芯60相对于定子11向下方被施力，从而直动轴50也相对于定子11向下方被施力，并且转子40也向下方被施力。需要说明的是，阀芯60的凸缘60f相当于本发明的“受压部”，轴支承构件25的突出圆环板25h相当于本发明的“对置部”。

本实施方式的结构如上所述。接下来，对本实施方式的作用效果进行说明。本实施方式的电动阀10例如组装于机体(body)100(参照图1)。并且，转子40受到定子侧励磁部13的励磁而旋转，从而通过转子40与旋转螺合筒42的螺合而使具有阀芯60的直动轴50直动，变更阀开度，从而变更在第一流路r1与第二流路r2之间流动的制冷剂的流量。

在此，在本实施方式的电动阀10中，通过按压构件35以及压缩螺旋弹簧36，使转子40在按压于定子11的转子收容部15y的内表面(锥面15t)的状态下旋转，因此能够防止转子40在轴向上晃动，从而与以往相比能够减少振动声。

此外，在转子收容部15y的内表面与转子40的旋转螺合筒42的下端面分别形成有锥面15t、42t，这些锥面15t、42t彼此相互面抵接而将转子40相对于定子11定心，因此也能够防止转子40在径向上晃动，从而振动声进一步减少。

另外，在按压构件35也形成有锥面35t，该锥面35t与旋转螺合筒42的锥状的上端开口缘42a抵接，由此也将转子40相对于定子11定心。

另外，在本实施方式中，阀芯60以能够直动的方式与直动轴50连结，因此能够吸收阀芯60与阀口18的开口缘的抵接产生的冲击，并且通过压缩螺旋弹簧58，能够得到阀芯60与阀口18的开口缘之间的接触压力。

不仅如此，由于与阀口18的开口状态无关地，通过压缩螺旋弹簧58而使直动轴50与阀芯60一起相对于转子40向下方被施力，因此能够减少直动轴50与转子40之间的摇动产生的振动声。另外，直动轴50向下方被施力，从而转子40也向下方被施力，因此能够更加强力地进行转子40向转子收容部15y的内表面的按压。

并且，在本实施方式中，对阀芯60施力的压缩螺旋弹簧58同时用于转子40的施力和直动轴50的施力，因此能够实现部件数量的削减。

[其他实施方式]

本发明不限于所述实施方式，例如，以下说明的这种实施方式也包含于本发明的技术范围，此外，除下述以外也能够在不脱离主旨的范围内进行各种变更而实施。

(1)在上述实施方式中，转子收容部15y的内表面与转子40的旋转螺合筒42的下端面双方形成为锥面，但也可以如图6或者图7所示仅一方形成为锥面。

(2)在上述实施方式中，转子收容部15y的锥面15t与转子40的旋转螺合筒42的锥面42t以朝向中央部下降的方式倾斜，但也可以如图8所示，以朝向中央部上升的方式倾斜。

(3)在上述实施方式中，转子收容部15y的内表面与转子40的旋转螺合筒42的下端面面抵接，但也可以在一方设置突条、滚子等，进行点抵接或者线抵接。此时，优选转子收容部15y与旋转螺合筒42点抵接或者线抵接的位置为三处以上。

(4)在上述实施方式中，在按压构件35形成有锥面35t，但也可以不形成锥面而呈平坦形状。

(5)在上述实施方式中，本发明的“阀芯施力机构”兼用作“轴施力机构”，但也可以将它们单独设置。作为这种情况的一例，例如，可以列举如下结构：在直动轴50的外螺纹部50n插通有作为本发明的“轴施力机构”的压缩螺旋弹簧，将该压缩螺旋弹簧以压缩状态收容在旋转螺合筒42的内螺纹部42n的下侧开口缘、直动轴50的外螺纹部50n与滑动轴部50b的台阶面之间。

(6)本发明的“转子施力机构”可以仅由压缩螺旋弹簧58构成，也可以仅由压缩螺旋弹簧36构成。

(7)在上述实施方式中，本发明的“转子施力机构”为压缩螺旋弹簧36、58，但也可以为其他弹性构件(板簧、橡胶等)，例如，可以对转子40安装配重并利用配重的重量而对转子40施力，也可以对转子40与定子11的盖体23以相互排斥的方式安装磁铁，并利用它们的排斥力来进行施力。

(8)同样地，在上述实施方式中，本发明的“阀芯施力机构”以及“轴施力机构”为压缩螺旋弹簧58，但也可以为其他弹性构件(板簧、橡胶等)，例如，可以对阀芯60安装配重并利用配重的重量而对直动轴50施力，也可以对阀芯60与定子11的轴支承构件25以相互排斥的方式安装磁铁，并利用它们的排斥力而对阀芯60施力。

附图标记说明

10电动阀

11定子

15t锥面(定子侧滑动接触部)

15y转子收容部

18阀口

20步进电动机(电动机)

25轴支承构件

25d轴收容孔

30引导轴

31螺旋引导件

32限位环

35按压构件(中间构件)

35t锥面(定子侧滑动接触部)

36压缩螺旋弹簧(转子施力机构)

40转子

42旋转螺合筒

42a上端开口缘42a(转子侧滑动接触部)

42t锥面(转子侧滑动接触部)

50直动轴

55阀芯部件

58压缩螺旋弹簧(阀芯施力机构、轴施力机构、转子施力机构)

60阀芯