电动阀及其制造方法与流程

文档序号:17337400发布日期:2019-04-05 22:41阅读:143来源:国知局
电动阀及其制造方法与流程

本发明涉及空调机、冷冻机等的冷冻回路的膨胀阀等对制冷剂等流体的流量进行控制的电动阀以及其制造方法。



背景技术:

以往,作为空调机、冷冻机等的冷冻回路所使用的电动阀,例如有日本特开2013-204613号公报(专利文献1)以及日本专利第5697909号公报(专利文献2)所公开的流量控制阀。该流量控制阀(电动阀)在步进马达(电动马达)的外壳内配设磁性转子,在固定于磁性转子的外螺纹轴的中心,嵌插有下部具有针状部(阀芯部)的阀芯。并且,外螺纹轴和阀主体侧的支撑部件的内螺纹一起构成了螺纹进给机构。

而且,构成为使磁性转子旋转而通过螺纹进给机构用针状部对阀口进行开闭。并且,在专利文献1的技术方案中,利用支撑部件的上端的固定下端限位器和磁性转子侧的可动下端限位器来限制磁性转子的旋转范围。并且,在专利文献2的技术方案中,通过组合导向衬套和全闭下限位器来构成限位机构,并且通过使全闭下限位器抵接于导向衬套的下方台阶部,来设定磁性转子的(以及阀芯部)的下端位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-204613号公报

专利文献2:日本专利第5697909号公报

近年来,对于空调机、冷冻机积极地研究了节能性的提高,对于其冷冻回路所使用的电动阀也需求相同的性能。作为对电动阀需求的性能,例如可以举出微小流量域的控制性的提高、流量差别的减少化等。

尤其在大型的空调机(pac,高楼用多联式空调等)中,有必需关闭电动阀的用途。该情况下,电动阀必需从闭阀状态起以规定的脉冲(开阀点)开阀,但因电动阀的组装精度以及使用部件的精度,有时开阀点存在较大的差别。在空调机进行以节能性的提高为目的的运转的情况下,只有在压缩机、风扇等的控制中考虑该差别进行处理。在开阀点存在较大的差别的情况下,指定的阀开度的流量也存在较大的差别,从而认为有损精细的控制性。对于消除这样的差别而言,尤其当在空调机中进行微小流量域的控制时是非常重要的课题,从而作为空调机所使用的电动阀也成为较大的课题。



技术实现要素:

本发明的课题在于,在电动阀中,不影响组装精度、使用部件的精度就能够减少开阀点的差别从而确保精细的控制性。

方案1的电动阀具备:支撑部件,其相对于具有阀口的阀室配置于与该阀口相反的一侧,并与该阀口的轴线同轴地形成有外螺纹部;转子轴,其在形成于上述支撑部件的阀导向孔插通,并且在上述阀口侧设有阀芯部;磁性转子,其具有与上述支撑部件的上述外螺纹部螺纹结合的内螺纹部,并且固定于上述转子轴来构成电动马达;以及限位机构,其对上述磁性转子相对于上述支撑部件的下端位置进行限制,利用上述电动马达使上述磁性转子转动,并利用该磁性转子的上述内螺纹部与上述支撑部件的上述外螺纹部的螺纹进给机构,使上述阀芯部相对于上述阀口进退,从而对通过该阀口的流体的流量进行控制,上述电动阀的特征在于,上述限位机构由固定侧限位部件和可动侧限位器构成,上述固定侧限位部件与上述支撑部件的上述外螺纹部螺纹结合而能够绕上述轴线转动且能够沿该轴线方向移动,上述可动下端限位器设于上述磁性转子侧,并能够与突出设置于上述固定侧限位部件的圆周上的一个部位的限位器抵接部抵接,上述固定侧限位部件在上述支撑部件的上述外螺纹部的中间位置接合于该支撑部件。

方案2的电动阀的制造方法是制造方案1所记载的电动阀的电动阀的制造方法,其特征在于,具备:装配工序,在该装配工序中,相对于上述固定侧限位部件螺纹结合于上述支撑部件的主体组件,装配使上述磁性转子和上述转子轴形成为一体的阀芯组件;以及设定工序,其是上述装配工序后的工序,在该设定工序中,一边对经由上述阀口而流动的流体的流量或者压力进行计测,一边使上述阀芯组件旋转,在上述流体的流量或者压力成为规定设定值的位置,使上述固定侧限位部件的限位器抵接部抵接于上述磁性转子的上述可动侧限位器,在状态下,将该固定侧限位部件接合于上述支撑部件。

方案3的电动阀的制造方法的特征在于,在方案2所记载的电动阀的制造方法中,还具备闭阀工序,其是上述装配工序后的工序,且是上述设定工序前的工序,在该闭阀工序中,使上述阀芯组件向第一旋转方向旋转,使上述阀芯部落座于上述阀口而成为闭阀状态,在上述设定工序中,使上述阀芯组件向与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转,并在上述流体的流量或者压力成为规定设定值的位置,将上述固定侧限位部件接合于上述支撑部件。

方案4的电动阀的制造方法的特征在于,在方案3所记载的电动阀的制造方法中,在上述设定工序中,使上述固定侧限位部件向与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转,并使上述阀芯组件追随地向上述第二旋转方向旋转。

方案5的电动阀的制造方法是制造方案1所记载的电动阀的电动阀的制造方法,其特征在于,具备:装配工序,在该装配工序中,相对于将上述固定侧限位部件螺纹结合于上述支撑部件的主体组件,装配使上述磁性转子和上述转子轴形成为一体的阀芯组件;闭阀工序,其是上述装配工序后的工序,在该闭阀工序中,使上述阀芯组件向第一旋转方向旋转,使上述阀芯部落座于上述阀口而成为闭阀状态;以及设定工序,其是上述闭阀工序后的工序,在该设定工序中,在使上述固定侧限位部件向上述第一旋转方向旋转规定旋转量后的位置,将该固定侧限位部件接合于上述支撑部件。

发明的效果如下。

根据方案1的电动阀,固定侧限位部件的限位器抵接部抵接于磁性转子的可动侧限位器,使磁性转子以及阀芯部在下端位置停止,从而得到规定的阀开度。并且,由于固定侧限位部件在支撑部件的外螺纹部的中间位置接合,所以在该接合前,固定侧限位部件能够沿轴线方向移动。因此,能够在从闭阀状态起打开设定开度的位置固定该固定侧限位部件,从而阀开度的设定变得容易。由于该阀开度仅通过固定侧限位部件的轴线方向的位置来设定,所以能够不受到部件精度的影响地设定阀开度。

根据方案2的电动阀的制造方法,与方案1相同,由于仅通过固定侧限位部件的轴线方向的位置来设定阀开度,所以能够不受到部件精度的影响地设定阀开度。

根据方案3的电动阀的制造方法,除方案2的效果之外,由于在通过闭阀工序而成为闭阀状态后,调整为开阀方向,所以能够迅速地进行微小的阀开度的设定。

根据方案4的电动阀的制造方法,除方案3的效果之外,由于阀芯组件追随固定侧限位部件而向第二旋转方向旋转,所以能自动地得到使固定侧限位部件的限位器抵接部抵接于磁性转子的可动侧限位器的状态。

根据方案5的电动阀的制造方法,由于仅通过固定侧限位部件的轴线方向的位置来设定规定旋转量,所以能够不受到部件精度的影响地设定阀开度,并且能够作为闭阀式样来设定。

附图说明

图1是通过本发明的一个实施方式的制造方法而制造出的电动阀的纵剖视图。

图2是示出实施方式的电动阀的制造方法中的主体组件的组装工序的图。

图3是示出实施方式的电动阀的制造方法中的阀芯组件的组装工序的图。

图4是示出实施方式的电动阀的制造方法中的将主体组件装配于阀芯组件的装配工序的图。

图5是示出实施方式的电动阀的制造方法中的闭阀工序和开阀式样的设定工序的图。

图6是示出实施方式的电动阀的制造方法中的外壳的组装工序的图。

图7是示出实施方式的电动阀的制造方法中的开阀式样的设定工序的图。

图8是示出实施方式的可动侧限位器的变形例的图。

图中:

1—阀壳,1a—阀室,11—第一接头管,12—第二接头管,13—阀口,2—支撑部件,21—支架部,21a—外螺纹部,3—阀杆(转子轴),31—针状部(阀芯部),4—固定侧限位部件(限位机构),4a—内螺纹部,4b—限位器抵接部,6—步进马达(电动马达),62—磁性转子,62a—可动侧限位器(限位机构),621a—内螺纹部,10—主体组件,20—阀芯组件,l—轴线。

具体实施方式

接下来,参照附图对本发明的电动阀以及其制造方法的实施方式进行说明。图1是通过实施方式的制造方法而制造出的实施方式的电动阀的纵剖视图。此外,以下的说明中的“上下”的概念与图1的附图中的上下对应。并且,“右旋(顺时针旋转)”以及“左旋(逆时针旋转)”的表现示出从上观察电动阀的状态下的旋转方向。

该电动阀具有由不锈钢、黄铜等并通过金属部件的切削加工而形成的阀壳1,阀壳1在其内侧具有阀室1a。在阀壳1的外周单侧连接有与阀室1a导通的第一接头管11。并且,在阀壳1的下端连接有第二接头管12且在阀壳1的内底面形成有阀口13,第二接头管12经由阀口13而与阀室1a导通。此外,第一接头管11以及第二接头管12通过硬钎焊等固定于阀壳1。在阀壳1的与阀口13相反的一侧形成有上端开口的安装孔14,并通过压入将支撑部件2安装于该安装孔14。

支撑部件2具有大致圆柱状的支架部21、和形成于该支架部21的靠阀壳1侧的凸缘部22。在支撑部件2的支架部21的外周,大致从中间部至凸缘部22形成有外螺纹部21a,并在该外螺纹部21a的上部形成有对后述的磁性转子62进行导向的圆筒状的转子导向件21b。另外,在支撑部件2的中心形成有与阀口13的轴线l同轴的阀导向孔21c,并在该导向孔21c内插通有作为“转子轴”的阀杆3。并且,在支撑部件2的支架部21配设有固定侧限位部件4。

阀杆3由不锈钢等形成,具有下端的作为“阀芯部”的针状部31、插通于支撑部件2的导向孔21c的圆柱部32、以及直径比圆柱部32的直径小的棒状的杆部33。在杆部33的周围,且在圆柱部32的台阶部32a与磁性转子62之间以压缩的状态配置有施力弹簧5。由此,总是相对于磁性转子62向阀口13侧对阀杆3进行施力。

固定侧限位部件4形成为环形盘状的形状,在其内侧形成有与阀口13的轴线l同轴的内螺纹部4a。并且,在固定侧限位部件4的以轴线l为中心的圆周上的一个部位,形成有向磁性转子62侧突出的限位器抵接部4b。而且,该固定侧限位部件4的内螺纹部4a与支撑部件两侧的外螺纹部21a螺纹结合,并在该固定侧限位部件4与凸缘部22之间设有缝隙g,例如通过焊接等接合(固定)于支撑部件2。即,通过具有该缝隙g,来将固定侧限位部件4接合于外螺纹部21a的中间位置。此外,该“中间位置”是指,若形成缝隙g,则可以是相对于外螺纹部21a在轴线l方向的任何位置,该位置是根据设定的阀开度而决定的。

在阀壳1的上端安装有盖15,并在该盖15通过焊接等气密地固定有作为“电动马达”的步进马达6的外壳61。在外壳61内以能够旋转的方式设有外周部磁化为多极的磁性转子62。并且,在外壳61的外周配设有定子线圈63,该步进马达6对定子线圈63赋予脉冲信号,由此根据该脉冲数使磁性转子62旋转。

磁性转子62由转子主体621和固定于其外周的磁铁622构成。此外,转子主体621由添加有使滑动性提高的添加材料的pps树脂构成,但这也可以是sus、黄铜等金属。磁铁622是在由pps等构成的母材中混入有磁性粉而模具成形出的。此外,磁铁622也可以是由铁素体构成的永久磁铁。

在转子主体621的中心下方,形成有与阀口13的轴线l同轴的内螺纹部621a以及其螺纹孔,并且在转子主体621的中央形成有与内螺纹部621a的螺纹孔的内周相比直径更小的圆筒状的滑动孔621b。另外,在滑动孔621b的上方中心形成有阀杆插通孔621c。并且,在磁铁622的下部一个部位形成有向下突出的可动侧限位器62a。

阀杆3插通于支撑部件2的导向孔21c,并在转子主体621的阀杆插通孔621c插通有阀杆3的端部3a(杆部33的端部)。并且,在磁性转子62的滑动孔621b插通支撑部件2的转子导向件21b,并且该磁性转子62侧的内螺纹部621a与支撑部件2侧的外螺纹部21a螺纹结合。而且,在阀杆3的端部3a压入固定部件7,通过焊接而与阀杆3一体被固定。

此外,外螺纹部21a和内螺纹部621a是螺纹进给机构,但在该实施方式中,外螺纹部21a和内螺纹部621a是右螺旋螺纹。并且,在外壳61与磁性转子62之间,配设有向闭阀方向对磁性转子62进行施力的压缩弹簧64,但通过将外螺纹部21a与内螺纹部621a的间隙去除,来起到降低磁性转子62的工作音的作用。

根据以上的结构,若磁性转子62旋转,则利用内螺纹部621a与外螺纹部21a的螺纹进给作用,磁性转子62沿轴线l方向(上下)移动。在针状部31未落座于阀口13的状态下,固定部件7通过施力弹簧5的作用力而成为抵接于磁性转子62的状态,阀杆3与磁性转子62一起移动,从而阀杆3的针状部31相对于阀口13进退。由此,使阀口13的开度变化,来控制从第一接头管11流向第二接头管12的制冷剂的流量、或者从第二接头管12流向第一接头管11的制冷剂的流量。

并且,在针状部31控制流量的控制范围内,当磁性转子62旋转而下降时,可动侧限位器62a在固定侧限位部件4的限位器抵接部4b的上方通过。另外,磁性转子62旋转而下降,若可动侧限位器62a抵接于固定侧限位部件4的限位器抵接部4b,则旋转受到限制。即,该可动侧限位器62a和固定侧限位部件4的限位器抵接部4b构成了限制磁性转子62的下端位置的限位机构。如上所述,磁性转子62的转动因限位机构而停止,将可动侧限位器62a抵接于固定侧限位部件4的限位器抵接部4b的瞬间位置称作“转子起点”。

此处,实施方式的电动阀大概能够设定为以下的两种式样。第一,当磁性转子62右旋而可动侧限位器62a抵接于固定侧限位部件4的限位器抵接部4b时、即“转子起点”,针状部31不关闭阀口13,将这样的式样称作“开阀式样”。第二,在上述“转子起点”,针状部31关闭阀口13而进一步施力弹簧5成为压缩的状态,将这样的式样称作“闭阀式样”。当然,也能够在“转子起点”时正好成为闭阀。

图2至图7是示出实施方式的电动阀的制造方法以及组装工序的图。此外,图2至图7中,仅对主要部件标注符号,而省略其它部件的符号。并且,省略了示出截面的斜线的一部分,并且以斜线示出在各工序中与动作相关的部位以及组装成的部件。

首先,如图2(a)所示,相对于安装有第一接头管11、第二接头管12以及盖15的阀壳1,在其安装孔14压入支撑部件2,并在壳体1安装支撑部件2。接下来,如图2(b)所示,相对于支撑部件2的支架部21的外螺纹部21a,将固定侧限位部件4拧入至适当的位置。由此,成为图2(c)所示的主体组件10。

另一方面,如图3(a)所示,在装配有施力弹簧4的阀杆3的杆部33装配磁性转子62和固定部件7,并如图3(b)所示,通过焊接、压入等将固定部件7接合于阀杆3的端部3a。由此,成为使磁性转子62和阀杆3为一体的阀芯组件20。

接下来,如图4(a)所示,将阀芯组件20装配于主体组件10。即,相对于支撑部件2的外螺纹部21a拧入磁性转子62的内螺纹部621a,并使阀芯组件20右旋。该右旋是“第一旋转方向”。由此,如图4(b)所示,成为使磁性转子62的可动侧限位器62a抵接于固定侧限位部件4的限位器抵接部4b的状态。

接下来,例如预先将流量计(或者压力计)设置于第一接头管11侧,并如图5(a)所示,使空气(流体)从第二接头管12经由阀口13向第一接头管11流动,并且使可动限位器62a抵接于限位器抵接部4b,在该状态下,使阀芯组件20右旋。而且,在从第一接头管11流出的空气的流量(或者压力)成为0的时刻,保持阀杆3的针状部31落座于阀口13的状态、即闭阀状态。接下来,如图5(b)所示,使空气(流体)从第二接头管12经由阀口13流向第一接头管11,并且使固定侧限位部件4向左旋转。该左旋是“第二旋转方向”。此时,由于固定侧限位部件4抵接于磁性转子62的可动限位器62a,所以阀芯组件20也追随旋转,针状部31从阀口13上升,从而开始打开阀。

而且,在从第一接头管11流出的空气的流量(或者压力)成为规定设定值的时刻,停止阀芯组件20以及固定侧限位部件4,如图5(c)所示,在该位置,通过焊接等将固定侧限位部件4接合于支撑部件2。由此,能够设定磁性转子62的可动限位器62a抵接于固定侧限位部件4的最下端位置处的阀开度。该设定是“开阀式样”的设定。此外,对于该固定侧限位部件4的接合而言,若是焊接、粘合等相对于支撑部件2接合的方法,则也可以是任意方向。

而且,在固定侧限位部件4的接合结束后,如图6所示,在阀芯组件20的上部配设压缩弹簧64并覆盖外壳61,通过焊接等将外壳61和阀壳1接合。由此,图1所示的电动阀完成。

在以上的例子中,在第一接头管11侧设置流量计(或者压力计),并使流体(例如空气)从第二接头管12流入,但也可以在第二接头管12侧设置流量计(或者压力计),并使流体(例如空气)从第一接头管11流入。并且,通过流量、压力为0的情况来对针状部31落座于阀口13的状态、即闭阀状态进行检测,但例如也可以通过检测阀杆3与阀口13(阀壳1)之间的电导通状态,来检测闭阀状态,并且也可以是其它方法。

并且,在上述的例子中,对在空气的流量(或者压力)成为规定设定值之前使固定侧限位部件4与阀芯组件20一起旋转的例子进行了说明,但也可以如下那样。在空气的流量(或者压力)成为规定设定值之前,仅使阀芯组件20旋转,并在成为该规定设定值后,在将阀芯组件20固定于阀壳1的状态下,使固定侧限位部件4旋转。而且,也可以在该固定侧限位部件4的限位器抵接部4b抵接于可动限位器62a的位置,通过焊接等将固定侧限位部件4接合于支撑部件2。

接下来,“闭阀式样”的设定如下那样。首先,在成为闭阀状态之前与上述相同地使阀芯组件20右旋(向第一旋转方向旋转)。在成为闭阀状态后,以其旋转位置为基准,如图7(a)所示地使固定侧限位器4进一步右旋,并如图7(b)所示地在旋转了规定旋转量后的位置,通过焊接等将固定侧限位部件4接合于支撑部件2。此外,图7(b)示出如下状态:在固定侧限位部件4接合于支撑部件2的状态下,使阀芯组件20右旋,而可动限位器62a抵接于固定侧限位部件4的限位器抵接部4b。并且,若使阀芯组件20从闭阀状态起右旋,则在阀芯组件20中能够在固定部件7与磁性转子62的转子主体621之间产生缝隙。

在以上的例子中,对使固定侧限位器4旋转规定旋转量的情况进行了说明,但也可以当使该固定侧限位器4旋转规定旋转量时,通过使阀芯组件20旋转,来使固定侧限位器4追随该阀芯组件20而旋转。

如上所述,在设定“开阀式样”时,在使固定侧限位部件4抵接于阀芯组件20的磁性转子62的状态下,使固定侧限位部件4旋转,并在流过阀口13的流体的流量成为设定流量的时刻,设定固定侧限位部件4和阀芯组件20的位置。并且,在设定“闭阀式样”时,使固定侧限位器4(或者阀芯组件20)从闭阀状态起旋转规定旋转量,并设定固定侧限位部件4的位置。因此,能够减少对部件精度的依存性,而能够正确地进行阀开度的调整。并且,由于能够使部件精度粗糙,所以也能够减少部件成本。

此外,在“开阀式样”的设定工序中,由于在通过闭阀工序而成为闭阀状态后,调整为开阀方向,所以能够迅速地进行微小的阀开度的设定,但也能够从某程度的开阀状态起调整为闭阀方向来设定阀开度。

在以上的实施方式中,在磁铁622的下部形成磁性转子62侧的可动侧限位器62a,但例如也可以如图8所示地在转子主体621的下部形成可动侧限位器62a。该情况也相同,若磁性转子62旋转而下降,则可动侧限位器62a抵接于固定侧限位部件4的限位器抵接部4b。

以上,参照附图,详细地对本发明的实施方式进行了说明,但具体的结构并不限定于这些实施方式,本发明也包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。

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