本发明涉及控制阀及其制造方法。
背景技术
例如，公知在配置于空调设备的制冷剂的循环流路中的流量控制阀等控制阀中，将包含阀室的阀主体和收容阀驱动部的壳体连结而组装控制阀。
作为关联的技术，在专利文献1中公开了步进电机驱动式的控制阀。在专利文献1所记载的控制阀中，在壳体的下端设置有凸缘。并且，通过在螺纹环与阀主体之间夹持该凸缘，而将壳体固定于阀主体。
在专利文献2中公开了控制阀用阀外壳的制造方法。在专利文献2所记载的制造方法中，通过利用模制材料在金属制成的阀壳单元的周围一体成型而形成模制主体部。并且，在专利文献2所记载的制造方法中，在柱塞外壳的下端固定有盖部件。并且，在将柱塞外壳固定于模制主体部时，通过将金属制成的阀壳单元的端部压紧，而将柱塞外壳的下端的盖部件固定于模制主体部。
专利文献1：日本特开2014-196810号公报
专利文献2：日本特许第5465686号公报
在专利文献1和专利文献2所记载的控制阀中，用于将构成控制阀的单元之间连接的专用零件较多。换言之，在专利文献1和专利文献2所记载的控制阀中，单元间的连接构造没有对应于控制阀的小型轻量化。
技术实现要素：
因此，本发明的目的在于，提供能够实现小型轻量化的控制阀及其制造方法。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的控制阀具有：阀主体，在该阀主体的内部形成有阀室；连接部件，该连接部件固定于所述阀主体；以及壳体，该壳体固定于所述阀主体。所述阀主体与所述壳体包含相同的金属材料。所述连接部件是树脂制成的。所述连接部件具有用于连接配管零件的紧固部。
在上述的控制阀中，所述阀主体也可以是不锈钢制成的。并且，所述壳体也可以是不锈钢制成的。
在上述的控制阀中，所述阀主体与所述壳体也可以被焊接固定。
在上述的控制阀中，所述阀主体与所述连接部件也可以通过嵌件成型而一体化。
在上述的控制阀中，所述阀主体也可以具有第一配管，该第一配管具有第一凸缘部。并且，所述连接部件也可以具有配置在所述第一配管的周围的第一凸缘接收部。
在上述的控制阀中，所述紧固部的数量也可以为一个。
上述的控制阀还可以具有：转子部件，该转子部件配置在所述壳体内；以及定子部件，该定子部件配置在所述壳体外。
本发明的控制阀的制造方法具有如下的工序：准备包含金属制成的阀主体和树脂制成的连接部件的阀侧单元的工序；以及将金属制成的所述阀主体和金属制成的壳体固定在一起的工序。所述连接部件具有用于连接配管零件的紧固部。
发明效果
根据本发明，能够提供实现小型轻量化的控制阀及其制造方法。
附图说明
图1是实施方式的控制阀1的概略侧视图。
图2是实施方式的控制阀1的概略主视图。
图3是沿图1的a-a向视剖视图。
图4是沿图2的b-b向视剖视图。
图5是示出连接部件与配管零件之间的连结构造的一例的概略剖视图。
图6是示出控制阀的制造方法的一例的流程图。
符号说明
1控制阀
2阀侧单元
3驱动单元
4外壳
10阀主体
11第一配管
13第二配管
14阀座
15间隔壁
16第一连接部
20连接部件
22紧固部
22-1第一端面
22-2第二端面
22a第一紧固部
22b第二紧固部
22c内螺纹部
22h孔部
30壳体
30a下端部
32侧壁
34端壁
50引导单元
50c第二螺纹部
58止动件
62定子部件
64转子部件
70阀轴
70a第一端部
70b第二端部
75阀体
76施力部件
80配管零件
81第一配管零件
83第二配管零件
91第一密封部件
93第二密封部件
113第一凸缘部
113a第一承接面
133第二凸缘部
133a第二承接面
213第一凸缘接收部
213h孔部
233第二凸缘接收部
233h孔部
620线圈
622线架
640内筒
640c第一螺纹部
641外筒
643连结部件
646定位部件
648阀轴支承部
810配管连接部
811第一连接管
815配管零件侧紧固部
815h孔部
830配管连接部
831第二连接管
835配管零件侧紧固部
835h孔部
f1紧固部件
f2紧固部件
fp1第一流路
fp2第二流路
vs阀室
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式的控制阀及其制造方法进行说明。另外，在以下的实施方式的说明中，对具有相同的功能的部位、部件标注相同的符号，关于标注了相同的符号的部位、部件，省略重复的说明。以下，对控制阀1是电动阀的例子进行说明，但控制阀也可以是电磁阀。
(实施方式)
参照图1至图4对实施方式的控制阀1进行说明。图1是实施方式的控制阀1的概略侧视图。图2是实施方式的控制阀1的概略主视图。图3是沿图1的a-a向视剖视图。图4是沿图2的b-b向视剖视图。
参照图1和图2，控制阀1具有规定流路和阀室的阀侧单元2、以及驱动阀体的驱动单元3。在阀侧单元2中包含阀主体10和连接部件20，在驱动单元3中包含壳体30。
参照图3，实施方式的控制阀1具有：在内部形成有阀室vs的阀主体10；固定于阀主体10的连接部件20；以及固定于阀主体10的壳体30。
阀主体10是金属制成的。因此，阀主体10的强度较高，并且从阀主体10的漏液的风险较小。
壳体30是金属制成的。阀主体10和壳体30包含相同的金属材料。更具体而言，阀主体10的主材料(即，含有比率最高的元素)与壳体30的主材料(即，含有比率最高的元素)一致。因此，容易将壳体30直接固定于阀主体10。例如，能够通过焊接来固定阀主体10和壳体30。在图3所记载的例中，通过焊接来固定阀主体10与壳体的下端部30a。另外，阀主体10的主材料与壳体30的主材料相同，由此也可降低电蚀风险。阀主体10的材料与壳体30的材料也可以完全相同。
阀主体10例如是sus304等不锈钢制成的，并且壳体30是sus304等不锈钢制成的。通过使阀主体10和壳体30由不锈钢制成，而降低阀主体10和壳体30的腐蚀风险。
在图3所记载的例中，阀主体10和壳体30而不夹装o型圈等密封部件而彼此固定。因此，削减零件件数。并且，在通过焊接来固定阀主体10和壳体30的情况下，与例如通过压紧加工等来固定阀主体10和壳体30的情况相比较，漏液的风险较低。
如图4所示，连接部件20具有用于连接配管零件(例如，后述的第一连接管811、第二连接管831或者具有连接管的块零件)的紧固部22。在图4所记载的例中，紧固部22包含接收螺钉或者螺栓等紧固部件的孔部22h(紧固用孔部)。孔部22h可以包含贯通孔，也可以包含非贯通孔。
连接部件20是树脂制成的。因此，连接部件20的重量降低。构成连接部件20的树脂例如是聚苯硫醚树脂(pps树脂)。
金属制成的阀主体10与树脂制成的连接部件20之间的连结优选通过嵌件成型来进行。换言之，阀主体10与连接部件20优选通过嵌件成型而一体化。例如，在成型模内配置了金属制成的阀主体10之后，向成型模内流入树脂材料。通过使树脂材料固化，而将阀主体10和树脂制成的连接部件20一体化的复合零件被嵌件成型。嵌件成型后的复合零件具有阀主体10以及在阀主体10的一部分的周围配置的连接部件20。
在通过嵌件成型来进行金属制成的阀主体10与树脂制成的连接部件20之间的连结的情况下，不需要将阀主体10和连接部件20之间连结的专用的紧固部件。并且，在图3所记载的例中，阀主体10与连接部件20不夹装o型圈等密封部件地彼此固定。因此，削减控制阀1的零件件数，降低控制阀1的重量，使控制阀1小型化。在通过嵌件成型来进行金属制成的阀主体10与树脂制成的连接部件20之间的连结的情况下，从阀主体10与连接部件20之间的漏液风险较小。
在实施方式中，控制阀1包含阀侧单元2，该阀侧单元2具有金属制成的阀主体10和树脂制成的连接部件20。该阀侧单元2包含对后述的配管零件进行紧固的紧固部22和供流体流动的阀室vs双方。并且，阀侧单元2的组装所需的零件和工时较少。由于零件数的降低而降低控制阀1的重量，使控制阀1小型化。并且，在实施方式中，由于阀主体10和壳体30包含相同的金属材料，因此容易将壳体30直接固定于阀主体10。此外，在实施方式中，由于连接部件20是树脂制成的，因此降低控制阀1的重量。
并且，在实施方式中，在阀主体10和壳体30是不锈钢制成的情况下，阀主体10和壳体30难以腐蚀。
此外，在实施方式中，在对阀主体10和壳体30进行焊接固定的情况下，阀主体10与壳体30之间的连结构造变得牢固，并且不容易产生漏液。并且，在对阀主体10和壳体30进行焊接固定的情况下，不需要将阀主体10与壳体30之间连结的专用的紧固部件和专用的密封部件。因此，进一步削减控制阀1的零件件数，降低控制阀1的重量，使控制阀1小型化。
另外，在阀主体10连结有树脂制成的部件的情况下，在阀主体10与壳体30的焊接时，树脂制成的部件有可能熔化。但是，在实施方式中，由于树脂制成的连接部件20位于与焊接部分离的位置，因此在阀主体10与壳体30的焊接时，不存在树脂制成的连接部件20熔化的风险。
并且，在实施方式中，在通过嵌件成型将阀主体10和连接部件20一体化的情况下，不需要将阀主体10与连接部件20之间连结的专用的紧固部件和专用的密封部件。因此，进一步削减控制阀1的零件件数，降低控制阀1的重量，使控制阀1小型化。
(实施方式的更详细的说明)
参照图1至图4对实施方式的控制阀1的各结构进行更详细地说明。
(阀主体10)
在图3所记载的例中，阀主体10具有规定第一流路fp1的第一配管11、规定第二流路fp2的第二配管13、阀室vs、以及阀座14。并且，第一流路fp1与阀室vs连通，阀室vs与第二流路fp2连通。阀座14设置于对阀室vs和第二流路fp2进行分隔的间隔壁15的壁面上。
阀主体10也可以具有第一连接部16，该第一连接部16连接有对阀轴70的移动进行引导的引导单元50。
在图3所记载的例中，在第一配管11的端部设置有第一凸缘部113。并且，在第二配管13的端部设置有第二凸缘部133。也可以在第一凸缘部113设置有与后述的第一密封部件91接触的第一承接面113a，也可以在第二凸缘部133设置有与后述的第二密封部件93接触的第二承接面133a。
另外，在图3所记载的例中，阀主体10是一体形成的一个金属部件，但阀主体10也可以通过将单独准备的多个金属零件结合而形成。
阀主体10也可以通过对金属块实施切削加工和研磨加工等而形成，该金属块是通过锻造、冲压加工、铸造等而形成的。
(连接部件20)
连接部件20具有配置在第一配管11(更具体而言为第一凸缘部113)的周围的第一凸缘接收部213。在第一凸缘接收部213中设置有供第一配管11穿过的孔部213h。
并且，连接部件20具有配置在第二配管13(更具体而言为第二凸缘部133)的周围的第二凸缘接收部233。在第二凸缘接收部233中设置有供第二配管13穿过的孔部233h。
在图4所记载的例中，第一凸缘接收部213与第二凸缘接收部233经由紧固部22而连结。也可以取而代之，使第一凸缘接收部213与第二凸缘接收部233彼此分离。
在图4所记载的例中，紧固部22具有第一方向侧(第一凸缘接收部213侧)的第一紧固部22a和第二方向侧(第二凸缘接收部233侧)的第二紧固部22b。并且，紧固部22具有孔部22h，孔部22h具有与紧固部件(螺钉或者螺栓等)的外螺纹部螺合的内螺纹部22c。另外，在使用螺栓和螺母来结合紧固部22和后述的配管零件80的情况下，孔部22h也可以是无螺纹孔部。在图4所记载的例中，孔部22h是从紧固部22的第一端面22-1到达紧固部22的第二端面22-2的一个孔部，但孔部22h也可以在中央部分被分离成两部分。换言之，也可以在箭头ar所示的部分配置有间隔壁。
在图4所记载的例中，连接部件20在从第一配管11的中心轴线ax偏心的位置上只具有一个紧固部22。因此，与紧固部22为两个以上的情况相比较，降低控制阀1的零件件数。并且，在紧固部22仅为一个的情况下，容易调整紧固部22与第一配管11和第二配管13之间的位置关系，控制阀1的设计的自由度提高。但是，在实施方式中，紧固部22的数量不限于一个，紧固部22的数量也可以为两个以上。另外，在本说明书中，关于紧固部22的数量，与第一配管11的中心轴线ax相距的距离以及相对于中心轴线ax的方位双方一致的紧固部被计数为相同的紧固部。因此，在图4所记载的例中，由第一紧固部22a和第二紧固部22b构成一个紧固部22。
(壳体30)
在图3所记载的例中，壳体30具有圆筒状的侧壁32和端壁34。端壁34具有向上侧凸出的圆顶形状。并且，侧壁32从端壁34的外周部朝向下方延伸。侧壁32的下端部30a是环状，环状的下端部30a与阀主体10彼此焊接。
(转子部件64和定子部件62)
在图3所记载的例中，控制阀1具有配置在壳体30内的转子部件64和配置在壳体30外的定子部件62。
定子部件62包含线架622和卷绕在线架上的线圈620。从与电源连接的电线对线圈620输入脉冲信号。并且，当对线圈620输入脉冲信号时，转子部件64旋转与脉冲信号的脉冲数对应的旋转角度。即，在图3所记载的例中，通过定子部件62和转子部件64来构成步进电机。
在图3所记载的例中，定子部件62安装于壳体30的侧壁32。而且，定子部件62收容在树脂制成的外壳4内。
转子部件64相对于壳体30旋转自如地配置在壳体30的侧壁32的内侧。转子部件64的至少一部分由磁性材料形成，转子部件64具有磁铁。
对转子部件64的一例，更详细地进行说明。转子部件64具有包含磁铁的外筒641和包含第一螺纹部640c的内筒640。外筒641中包含的磁铁例如是塑料磁体。
内筒640的材质例如是金属。内筒640的第一螺纹部640c是内螺纹部。第一螺纹部640c与引导单元50的第二螺纹部50c(外螺纹部)螺合。
在图3所记载的例中，转子部件64包含连结部件643。并且，外筒641的上端部与内筒640的上端部经由连结部件643而连结。连结部件643例如具有环形形状。连结部件643的材质例如是黄铜等金属。连结部件643和外筒641(塑料磁体)也可以通过嵌件成型而一体地形成。连结部件643和内筒640也可以通过铆接加工来固定。
在图3所记载的例中，转子部件64包含定位部件646。定位部件646规定转子部件64的移动下限位置。具体而言，当转子部件64旋转并且向下方移动时，定位部件646与止动件58接触。定位部件646与止动件58接触的位置是转子部件64的移动下限位置。
止动件58能够设置于不与转子部件64一同旋转的任意的部件。在图3所记载的例中，止动件58设置于引导单元50。也可以取而代之，将止动件58设置于壳体30。
在图3所记载的例中，转子部件64与引导单元50经由第一螺纹部640c和第二螺纹部50c而螺合。因此，转子部件64旋转并且上下运动。也可以取而代之，转子部件64是不上下运动的转子部件。
(阀驱动部)
阀驱动部是根据转子部件64的旋转而经由阀轴70使阀体75升降的机构，收容在壳体30中。阀轴70(阀轴体)是支承阀体75的棒状的部件。在阀轴70的第一端部70a配置有阀体75。并且，通过使阀轴70向下方向移动，而使阀体75落座于阀座14，通过使阀轴70向上方向移动，而使阀体75与阀座14分离。
在图3所记载的例中，阀轴70的第二端部70b由转子部件64支承。在图3所记载的例中，阀轴70的第二端部70b的下表面由转子部件64的上表面(更具体而言为内筒640的上表面)支承。
在图3所记载的例中，阀轴70的第二端部70b由转子部件64的阀轴支承部648(例如，凹部)支承。通过施力部件76向下方对阀轴70施力。因此，在阀体75与阀座14分离的状态下，阀轴70的第二端部70b与转子部件64的阀轴支承部648接触。由此，阀轴70与转子部件64一同上下运动。并且，阀轴70的第二端部70b和阀轴支承部648由于施力部件76的作用力而彼此压接。因此，在阀体75与阀座14分离的状态下，阀轴70与转子部件64一同旋转。
当阀体75与阀座14接触之后，转子部件64旋转并且进一步向下方移动时，施力部件76收缩，阀体75被向阀座14按压。并且，由于阀体75与阀座14之间的摩擦力而使阀轴70(和阀体75)停止旋转。
另外，在图3所记载的例中，阀轴70的移动(上下运动和绕中心轴线的旋转移动)由引导单元50的内周面进行引导。换言之，阀轴70的外周面与引导单元50的内周面之间的间隙是微小间隙。并且，在图3所记载的例中，在阀轴70的外表面上没有设置与其他的部件螺合的螺纹部。
在图3所记载的例中，施力部件76配置在转子部件64与阀轴70(更具体而言为阀轴70的台阶部)之间。
施力部件76具有如下功能：向下方对阀轴70施力，在阀体75落座于阀座14时，使阀体75朝向阀座14按压。除此之外，施力部件76还具有如下功能：向上方对转子部件64施力，使转子部件64与阀轴70彼此压接，使阀轴70的移动追随于转子部件64的移动。
在图3所记载的例中，阀轴70沿轴向移动。即，控制阀1是使阀体75在与阀座座面垂直的方向上移动的形式的提升阀。也可以取而代之，控制阀1是提升阀以外的阀，例如是球阀、蝶形阀等。
(配管零件)
参照图5，对与连接部件20的紧固部22连结的配管零件80的一例进行说明。图5是示出连接部件20与配管零件80之间的连结构造的一例的概略剖视图。
在图5所记载的例中，配管零件80具有与紧固部22(第一紧固部22a)连结的第一配管零件81。
第一配管零件81具有配置有第一连接管811的配管连接部810以及紧固于紧固部22(第一紧固部22a)的配管零件侧紧固部815。
第一连接管811内的流路与第一配管11内的流路连通。在图5所记载的例中，配管连接部810的表面与第一凸缘接收部213的表面彼此接触。并且，在由配管连接部810和第一凸缘接收部213以及第一配管11形成的空间内配置有第一密封部件91(o型圈等)。第一密封部件91由配管连接部810和第一凸缘部113的第一承接面113a夹持。
在图5所记载的例中，在配管零件侧紧固部815中形成有供螺栓、螺钉等紧固部件f1插入的孔部815h。
在图5所记载的例中，配管零件80具有与紧固部22(第二紧固部22b)连结的第二配管零件83。
第二配管零件83具有配置有第二连接管831的配管连接部830以及紧固于紧固部22(第二紧固部22b)的配管零件侧紧固部835。
第二连接管831内的流路与第二配管13内的流路连通。在图5所记载的例中，配管连接部830的表面与第二凸缘接收部233的表面彼此接触。并且，在由配管连接部830和第二凸缘接收部233以及第二配管13形成的空间内配置有第二密封部件93(o型圈等)。第二密封部件93由配管连接部830和第二凸缘部133的第二承接面133a夹持。
在图5所记载的例中，在配管零件侧紧固部835中形成有供螺栓、螺钉等紧固部件f2插入的孔部835h。
配管零件80例如是金属制成的。在图5所记载的例中，配管零件80是块状的块零件，但配管零件80也可以是配管自身(例如，第一连接管811、第二连接管831)。
(实施方式的控制阀的制造方法)
参照图6对实施方式的控制阀的制造方法的一例进行说明。图6是示出控制阀的制造方法的一例的流程图。
在第一步骤st1中，准备包含金属制成的阀主体10和树脂制成的连接部件20的阀侧单元2。例如，第一，将具有阀室vs的阀主体10嵌件成型模内。接着，第二，向成型模内流入树脂材料。这样，包含金属制成的阀主体10和树脂制成的连接部件20的阀侧单元2被嵌件成型。
另外，通过第一步骤st1而制作的阀侧单元2中包含的连接部件20具有用于连接配管零件80的紧固部22。
在第二步骤st2中，直接地固定金属制成的阀主体10和金属制成的壳体30。例如，通过对阀主体10和壳体30进行焊接而直接地固定阀主体10和壳体30。
另外，在第二步骤st2中，也可以在与阀主体10连结的壳体30的内部收容转子部件64等阀驱动部。另外，在控制阀1是电磁阀的情况下，阀驱动部是柱塞(例如，可动铁片)，能量赋予部是螺线管(线圈)。
也可以在第一步骤st1与第二步骤st2之间执行如下的步骤：将引导阀轴70的移动的引导单元50固定于阀主体10。将引导单元50固定于阀主体10的步骤例如通过使引导单元50与阀主体10的第一连接部16螺合而执行。在该情况下，在引导单元50与阀主体10之间配置有o型圈等密封部件。
如上所述，在实施方式中，不需要复杂的作业就能够容易地制造控制阀1。
(控制阀1与配管零件80的连结)
参照图6，对将控制阀1和配管零件80连结的方法的一例进行说明。
在第三步骤st3中，在第一配管零件81的配管连接部810与阀主体10的第一配管11对位的状态下，使配管连接部810与连接部件20的第一凸缘接收部213彼此接触。此时，也可以在配管连接部810与第一配管11之间配置有第一密封部件91。
在第四步骤st4中，使第一配管零件81的配管零件侧紧固部815与连接部件20的紧固部22彼此接触。第四步骤st4也可以在第三步骤st3之前执行，也可以在第三步骤st3之后执行，也可以与第三步骤st3同时执行。
在第五步骤st5中，对第一配管零件81的配管零件侧紧固部815与连接部件20的紧固部22进行紧固。配管零件侧紧固部815与紧固部22之间的紧固也可以通过将紧固部件f1插入于配管零件侧紧固部815的孔部815h和紧固部22的孔部22h中而进行。
在第六步骤st6中，在第二配管零件83的配管连接部830与阀主体10的第二配管13对位的状态下，使配管连接部830与连接部件20的第二凸缘接收部233彼此接触。此时，也可以在配管连接部830与第二配管13之间配置有第二密封部件93。
在第七步骤st7中，使第二配管零件83的配管零件侧紧固部835与连接部件20的紧固部22彼此接触。另外，第七步骤st7也可以在第六步骤st6之前执行，也可以在第六步骤st6之后执行，也可以与第六步骤st6同时执行。
在第八步骤st8中，对第二配管零件83的配管零件侧紧固部835和连接部件20的紧固部22进行紧固。配管零件侧紧固部835与紧固部22之间的紧固也可以通过将紧固部件f2插入于配管零件侧紧固部835的孔部835h和紧固部22的孔部22h中而进行。
如上所述，在实施方式中，不需要复杂的作业就能够容易地执行控制阀1与配管零件之间的连结。
另外，本发明不限于上述的实施方式。并且，在本发明的范围内，能够进行实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中省略任意的结构要素。