电动阀的制作方法

1.本发明涉及一种电动阀。


背景技术：

2.在专利文献1中公开有以往的电动阀的一例。如图3所示，专利文献1的电动阀901具有圆筒形状的阀主体905和焊接于阀主体905的壳体948。在阀主体905及壳体948的内侧配置有导向套950和以能够沿上下方向移动的方式支承于导向套950的阀轴934。在导向套950设置有阴螺纹951c。在阀轴934设置有与阴螺纹951c螺纹结合的阳螺纹935c。
3.在阀轴934连接有圆筒形状的阀保持架941。阀保持架941的内侧的空间经由均压孔941a与阀主体905的阀室913连接。阀保持架941将阀芯930支承为能够沿上下方向移动。阀芯930与以包围阀主体905的阀口917的方式配置的阀座919接触、分离。在阀保持架941的内侧配置有弹簧支承部件943和闭阀弹簧944。弹簧支承部件943与阀芯930接触。闭阀弹簧944经由弹簧支承部件943将阀芯930向下方按压。随着阀轴934的旋转，弹簧支承部件943与阀保持架941一起绕轴线l旋转。阀芯930的绕轴线l的旋转被限制。弹簧支承部件943相对于阀芯930旋转滑动。在阀室913连接有第一导管926。在阀口917连接有第二导管927。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：专利第6476158号公报
7.上述的电动阀901有时在阀口917的流体压力比阀室913的流体压力非常大的系统中使用。在这样的情况下，由于阀口917的流体压力而施加于阀芯930的力(开阀方向的力f1)变得比由于阀室913的流体压力而施加于阀芯930的力(闭阀方向的力f2)非常大。在图3中，用箭头示意性地表示开阀方向的力f1及闭阀方向的力f2。箭头的长度表示力的大小。需要增强闭阀弹簧944的力以免阀口917因流体压力而打开。
8.然而，在电动阀901中，若增强闭阀弹簧944的力，则弹簧支承部件943被强力按压于阀芯930，弹簧支承部件943与阀芯930的接触部分有可能变形。由此，弹簧支承部件943与阀芯930的接触面积增加，弹簧支承部件943有时难以相对于阀芯930旋转滑动。另外，弹簧支承部件943与阀芯930的合计长度变短，闭阀弹簧944伸长与变短相应的量，闭阀弹簧944有时无法以适当的力按压阀芯930。


技术实现要素：

9.因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制阀芯与弹簧支承部件的接触部分的变形的电动阀。
10.为了实现上述目的，本发明所涉及的电动阀的特征在于，具有：阀主体，该阀主体设有阀室以及阀口；支承部件，该支承部件固定于所述阀主体；阀轴，该阀轴以能够在轴向上移动的方式支承于所述支承部件；阀保持架，该阀保持架与所述阀轴连接，在内部设有背压室；阀芯，该阀芯以能够在所述轴向上移动的方式支承于所述阀保持架，所述阀芯的一端
与所述阀口的阀座接触、分离；弹簧支承部件，该弹簧支承部件以与所述阀芯的另一端接触的方式配置于所述阀保持架的内侧；以及闭阀弹簧，该闭阀弹簧配置于所述背压室，该闭阀弹簧经由所述弹簧支承部件将所述阀芯向一端侧按压，在所述阀芯设置有均压通路，该均压通路在所述阀芯的一端与所述阀座接触的状态下将所述阀口与所述背压室连接。
11.在本发明中，优选的是，在所述阀保持架与所述阀芯之间配置有封闭部件，所述阀口的直径与所述阀芯中的由所述封闭部件封闭的部位的直径相等。
12.本发明所涉及的电动阀能够在阀芯的一端与阀座接触的状态(即阀口关闭的状态)下使阀口的流体压力与背压室的流体压力相等。由此，能够防止由于阀口的流体压力而施加于阀芯的力(开阀方向的力)与由于背压室的流体压力而施加于阀芯的力(闭阀方向的力)之差变得非常大的情况。因此，不需要增强闭阀弹簧的力，能够抑制阀芯与弹簧支承部件的接触部分的变形。
13.另外，在电动阀中设为如下结构：在阀保持架与阀芯之间配置有封闭部件，且阀口的直径与由封闭部件封闭的封闭部位的直径相等，由此能够消除开阀方向的力与闭阀方向的力的差、或能够使该差非常小。因此，不需要增强闭阀弹簧的力，能够更有效地抑制阀芯与弹簧支承部件的接触部分的变形。
附图说明
14.图1是本发明的一个实施例所涉及的电动阀的剖视图。
15.图2是图1的电动阀的剖视图。
16.图3是以往的电动阀的剖视图。
17.符号说明
[0018]1…
电动阀、5
…
阀主体、10
…
座部件、13
…
阀室、17
…
阀口、19
…
阀座、25
…
圆筒部件、25a
…
下端、25e
…
上端面、26
…
第一导管、27
…
第二导管、30
…
阀芯、30a
…
下端、30b
…
上端、31
…
第一部分、31a
…
外周面、32
…
第二部分、32a
…
下端面、33
…
均压通路、34
…
阀轴、35
…
大径部、35c
…
阳螺纹、36
…
小径部、37
…
圆盘部、40
…
连结机构、41
…
阀保持架、41a
…
板部件、41b
…
环状突部、41c
…
间隔件、42
…
封闭部件、42a
…
o型圈、42b
…
衬垫、43
…
弹簧支承部件、43a
…
凸缘、44
…
闭阀弹簧、45
…
背压室、48
…
壳体、48a
…
下端、50
…
导向套、51
…
圆柱部、51a
…
第一止动部、51b
…
第二止动部、51c
…
阴螺纹、52
…
圆筒部、53
…
凸缘状圆盘、60
…
阀芯驱动部、61
…
转子、61a
…
周壁部、61b
…
上壁部、62
…
定子、63
…
连结体、64a
…
下止动体、64b
…
上止动体、f1
…
开阀方向的力、f2
…
闭阀方向的力
具体实施方式
[0019]
以下，参照图1～图2对本发明的一个实施例所涉及的电动阀进行说明。
[0020]
图1、图2是本发明的一个实施例所涉及的电动阀的剖视图。图1表示开阀状态的电动阀。图2表示闭阀状态的电动阀。在图2中省略了定子的记载。
[0021]
如图1、图2所示，电动阀1具有阀主体5、阀芯30、阀轴34、连结机构40、壳体48、作为支承部件的导向套50、以及阀芯驱动部60。
[0022]
阀主体5具有座部件10和圆筒部件25。在阀主体5的内侧设置有阀室13。
[0023]
座部件10例如由不锈钢材料构成。座部件10具有圆筒形状。在座部件10设置有阀
口17和阀座19。阀口17是圆形孔。阀口17向阀室13开口。阀座19是圆环形状的锥面。阀座19以包围阀口17的方式配置。
[0024]
圆筒部件25例如由不锈钢材料构成。在圆筒部件25的下端25a嵌入有座部件10。圆筒部件25的下端25a被座部件10闭塞。圆筒部件25的下端25a被钎焊于座部件10。
[0025]
阀主体5具有第一导管26和第二导管27。第一导管26在横向上贯通圆筒部件25，与阀室13连接。第一导管26被钎焊于圆筒部件25。第二导管27与阀口17连接。第二导管27被钎焊于座部件10。
[0026]
阀芯30例如由不锈钢材料构成。阀芯30具有圆柱形状。阀芯30具有圆盘形状的第一部分31和与第一部分31的下表面连续设置的圆柱形状的第二部分32。第二部分32的直径小于第一部分31的直径。在阀芯30设置有从第一部分31的外周面31a延伸至第二部分32的下端面32a的均压通路33。均压通路33在第一部分31的外周面31a朝向横向开口。均压通路33在第二部分32的下端面32a朝向下方开口。阀芯30的下端30a(一端)配置于阀室13。阀芯30的上端30b(另一端)配置于后述的背压室45。
[0027]
阀芯30对阀口17进行开闭。阀芯30与阀口17在上下方向(轴线l方向)相对地配置。阀芯30的下端30a与阀座19接触、分离。当阀芯30的下端30a从阀座19离开时，阀口17打开而成为开阀状态。在开阀状态下，第一导管26与第二导管27经由阀室13连接。当阀芯30的下端30a与阀座19接触时，阀口17关闭而成为闭阀状态。在闭阀状态下，第一导管26与第二导管27被切断。阀芯30绕轴线l的旋转被限制。
[0028]
阀轴34例如由不锈钢材料构成。阀轴34具有长条的圆柱形状。阀轴34具有大径部35、与大径部35的上端连续设置的小径部36、以及与大径部35的下端连续设置的圆盘部37。小径部36的直径比大径部35的直径小。圆盘部37的直径比大径部35的直径大。在大径部35的外周面设置有阳螺纹35c。在大径部35的下端固定有下止动体64a。在大径部35的上端固定有上止动体64b。下止动体64a和上止动体64b与阀轴34一起旋转，与阀轴34一起在上下方向上移动。
[0029]
连结机构40将阀芯30与阀轴34连结。连结机构40具有阀保持架41、封闭部件42、弹簧支承部件43以及闭阀弹簧44。
[0030]
阀保持架41具有圆筒形状。在阀保持架41的上端铆接固定有阀轴34的圆盘部37的周缘部。阀保持架41的上端与阀轴34连接。在阀保持架41的下端铆接固定有圆环形状的板部件41a。在阀保持架41的内侧设置有向径向内侧突出的环状突部41b。在板部件41a与环状突部41b之间配置有封闭部件42。在环状突部41b上配置有圆环形状的间隔件41c。在板部件41a、封闭部件42、环状突部41b以及间隔件41c插入有阀芯30的第二部分32。间隔件41c的内径比阀芯30的第一部分31的外径小。第一部分31在阀保持架41的内侧配置于间隔件41c的上方。阀保持架41将阀芯30支承为能够沿上下方向移动。
[0031]
封闭部件42具有圆环形状。在本实施例中，封闭部件42具有由橡胶材料构成的o型圈42a和配置于o型圈42a的内侧的聚四氟乙烯(ptfe)制的圆环形状的衬垫42b。衬垫42b被按压于阀芯30的第二部分32的外周面。
[0032]
封闭部件42在阀保持架41与阀芯30的第二部分32之间以压缩状态配置。封闭部件42对阀室13与背压室45之间进行封闭。在本实施例中，阀芯30的第二部分32的直径(即，阀芯30中的由封闭部件42封闭的部位的直径)与阀口17的直径相等。
[0033]
弹簧支承部件43具有圆筒形状。在弹簧支承部件43的下端设置有向径向外侧突出的凸缘43a。弹簧支承部件43以能够在上下方向上移动的方式配置于阀保持架41的内侧。弹簧支承部件43与阀保持架41一起绕轴线l旋转。弹簧支承部件43的下表面与阀芯30的第一部分31(即阀芯30的上端30b)接触。
[0034]
闭阀弹簧44是压缩螺旋弹簧。闭阀弹簧44配置于阀轴34的圆盘部37与弹簧支承部件43的凸缘43a之间。通过闭阀弹簧44，弹簧支承部件43的下表面被按压于阀芯30的第一部分31。闭阀弹簧44经由弹簧支承部件43将阀芯30向下方(即阀芯30的下端30a侧)按压。
[0035]
在阀保持架41的内侧设置有作为密封空间的背压室45。背压室45与阀室13划分开。在背压室45配置有阀芯30的第一部分31、弹簧支承部件43以及闭阀弹簧44。
[0036]
当阀保持架41与阀轴34一起向上方移动时，阀芯30的第一部分31钩挂于间隔件41c，阀芯30也向上方移动。当阀芯30从阀座19离开时，通过闭阀弹簧44，经由弹簧支承部件43而将第一部分31按压于间隔件41c。
[0037]
当阀保持架41与阀轴34一起向下方移动时，阀芯30也向下方移动。当阀芯30与阀座19接触时，阀芯30的移动停止，阀保持架41进一步向下方移动，第一部分31从间隔件41c离开。
[0038]
壳体48例如由不锈钢材料构成。壳体48具有上端被封闭的圆筒形状。壳体48的外径与圆筒构件25的外径大致相等。壳体48的内径比圆筒部件25的内径大。壳体48的下端48a焊接于圆筒部件25的上端面25e的外周缘部。
[0039]
导向套50具有圆柱部51、圆筒部52和凸缘状圆盘53。在圆柱部51的下端设置有第一止动部51a。在圆柱部51的上端设置有第二止动部51b。在圆柱部51设置有沿上下方向贯通的阴螺纹51c。在阴螺纹51c螺纹结合有阀轴34的阳螺纹35c。当阀轴34绕轴线l旋转时，该阀轴34通过螺纹进给作用而在上下方向上移动。圆柱部51将阀轴34支承为能够沿上下方向移动。当阀轴34到达上限位置时，下止动体64a与第一止动部51a抵接，阀轴34向上方的移动被限制。当阀轴34到达下限位置时，上止动体64b与第二止动部51b抵接，阀轴34向下方的移动被限制。圆筒部52与圆柱部51的下端连续设置。在圆筒部52插入有阀轴34的圆盘部37、下止动体64a以及连结机构40。圆筒部52的内径与阀保持架41的外径相等。圆筒部52将阀保持架41支承为能够沿上下方向移动。凸缘状圆盘53具有圆环形状。凸缘状圆盘53的内周缘部埋入圆柱部51。凸缘状圆盘53的外周缘部焊接于阀主体5的圆筒部件25的上端面25e的内周缘部。导向套50直接固定于阀主体5。导向套50也可以经由其他部件而间接地固定于阀主体5。
[0040]
阀芯驱动部60使阀芯30沿上下方向移动。通过阀芯驱动部60，阀芯30与阀座19接触、分离。阀芯驱动部60具有转子61和定子62。
[0041]
转子61具有上端被封闭的圆筒形状。转子61具有圆筒形状的周壁部61a和与周壁部61a的上端连续设置的上壁部61b。上壁部61b经由连结体63与阀轴34的小径部36连结。转子61以能够旋转的方式配置在壳体48的内侧。定子62配置在壳体48的外侧。利用转子61和定子62构成步进电机。
[0042]
在电动阀1中，阀主体5(阀口17、阀座19、圆筒部件25)、阀芯30(第一部分31、第二部分32)、阀轴34、连结机构40(阀保持架41、弹簧支承部件43)、壳体48、导向套50(圆柱部51、圆筒部52、凸缘状圆盘53)以及转子61以各自的中心轴与轴线l一致的方式配置。
[0043]
接着，对电动阀1的动作的一例进行说明。
[0044]
在电动阀1中，对定子62通电以使得转子61向一个方向旋转。阀轴34与转子61一起旋转，且阀轴34通过阀轴34的阳螺纹35c与导向套50的阴螺纹51c的螺纹进给作用而向下方移动。阀保持架41也与阀轴34一起一边旋转一边向下方移动。此时，弹簧支承部件43也与阀保持架41一起旋转，弹簧支承部件43相对于阀芯30旋转滑动。随着阀保持架41向下方的移动，阀芯30向下方移动，阀芯30与阀座19接触而关闭阀口17(闭阀状态)。
[0045]
在闭阀状态下，阀口17与背压室45通过阀芯30的均压通路33连接。由此，阀口17的流体压力与背压室45的流体压力相等。因此，能够防止由于阀口17的流体压力而施加于阀芯30的力(开阀方向的力f1)变得比由于背压室45的流体压力而施加于阀芯30的力(闭阀方向的力f2)非常大的情况。
[0046]
在电动阀1中，对定子62通电以使得转子61向另一个方向旋转。阀轴34与转子61一起旋转，且阀轴34通过阀轴34的阳螺纹35c与导向套50的阴螺纹51c的螺纹进给作用而向下方移动。阀保持架41也与阀轴34一起一边旋转一边向上方移动。此时，弹簧支承部件43也与阀保持架41一起旋转，弹簧支承部件43相对于阀芯30旋转滑动。随着阀保持架41向上方的移动，阀芯30向上方移动，阀芯30从阀座19离开而打开阀口17(开阀状态)。
[0047]
综上所述，本实施例的电动阀1具有与阀轴34连接的阀保持架41。圆柱形状的阀芯30以能够在上下方向上移动的方式支承于阀保持架41。阀芯30的下端30a与阀口17的阀座19接触、分离。弹簧支承部件43以与阀芯30的上端30b接触的方式配置于阀保持架41的内侧。闭阀弹簧44经由弹簧支承部件43将阀芯30向下端30a侧按压。在阀保持架41的内侧设置有作为密封空间的背压室45。并且，在阀芯30设置有在闭阀状态下将阀口17与背压室45连接的均压通路33。由于如此设置，因此能够在闭阀状态下使阀口17的流体压力与背压室45的流体压力相等。由此，能够防止由于阀口17的流体压力而施加于阀芯30的向上的力(开阀方向的力f1)与由于背压室45的流体压力而施加于阀芯30的向下的力(闭阀方向的力f2)之差变得非常大的情况。因此，不需要增强闭阀弹簧44的力，能够抑制阀芯30与弹簧支承部件43的接触部分的变形。
[0048]
另外，在阀保持架41与阀芯30的第二部分32之间配置有封闭部件42。并且，阀口17的直径与阀芯30的第二部分32的直径相等。通过如此设置，从而，能够在闭阀状态下消除开阀方向的力f1与闭阀方向的力f2之差、或能够使该差非常小。因此，不需要增强闭阀弹簧44的力，能够更有效地抑制阀芯30与弹簧支承部件43的接触部分的变形。此外，第二部分32的直径也可以与阀口17的直径不同，但为了减小开阀方向的力f1与闭阀方向的力f2之差，优选减小阀口17的直径与第二部分32的直径之差。
[0049]
以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限定于这些例子。本领域技术人员对上述的实施例适当地进行了构成要素的追加、删除、设计变更而得到的方案、对实施例的特征进行了适当组合而得到的方案，只要不违背本发明的主旨，也都包含在本发明的范围内。