专利名称：阀装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种容易制造的阀装置。
背景技术：
在特开2004-092664号公报中公开了对流体的流路进行开关的电磁开关阀的一个例子。该电磁阀包括阀主体、柱塞(plunger)、吸引件、阀体、阀座形成部件、阀座、螺旋弹簧、和电磁线圈。不锈钢制的阀主体形成其一端封闭的筒状。柱塞可自由滑动地被收容在该阀主体的一端。吸引件以与柱塞相对的方式嵌入阀主体的中央部。阀体贯通该吸引件，与柱塞连接。不锈钢制的阀座形成部件塞住阀主体的另一端的开口。在该阀座形成部件上形成并由阀体进行开关的阀座与配置在柱塞和吸引件之间的螺旋弹簧产生作用力，使得阀体离开阀座。电磁线圈对吸引件进行励磁，使得阀体克服该螺旋弹簧的弹力以塞住阀座。
在特开2002-139169号公报中公开了具有阀主体、做成筒状的柱塞、阀体、吸引件、弹簧和电磁线圈的电磁阀。阀主体的一端向内侧弯曲，做成形成阀座部的筒状。做成筒状的柱塞可自由滑动地被收容在该阀主体的一端。由该柱塞保持的阀体的前端部能够对阀座部进行开关。吸引件以塞住阀主体的另一端的开口的方式嵌入阀主体中。弹簧安装在该吸引件和阀体的基端之间，对阀体施加弹力，以塞住阀座部。电磁线圈对吸引件进行励磁，使得阀体克服该弹簧的弹力，将阀座打开。
在特开2004-092664号公报中公开的以往的电磁阀，做成阀主体的一端封闭的筒状。因此，在预先将柱塞和与它一体的阀体以及吸引件和螺旋弹簧等装入阀主体内后，需要将阀座形成部件TIG焊接在阀主体上，以塞住阀主体的另一端的开口。因此，装配上的限制大，需要复杂的制造工序。另外，由于将与配管连接的一对铜管分别与阀主体和阀座形成部件钎焊接合，所以，需要与将阀座形成部件TIG焊接在阀主体上的操作分开进行，因此使操作工序数目和制造费用增加。
在特开2002-139169号公报中公开的电磁阀，可以将与配管连接的一对接头钎焊在阀主体上后，将柱塞和阀体与弹簧收容在阀主体内，然后将吸引件嵌入阀主体的另一端部，并铆接成一体。因此，与特开2004-092664号公报相比，能够简单地制造。该特开2002-139169号公报中公开的阀主体，在一对接头内流动的流体的流量较少的情况下有效。但是，随着接头内径增大，需要增大在阀主体中形成的阀室的容积，因此，存在阀主体的内径增大至需要以上、阀装置全体的重量增大的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种容易制造和装配，即使安装能够流过大量流体的大直径的接头，也能避免阀主体不必要的大型化并能使装置全体小型化的阀装置和该阀装置的制造方法。
能够达到该目的的本发明的第一方面是一种阀装置，其特征在于，包括具有小直径部和通过台阶部与该小直径部连接的大直径部，在该大直径部上形成有接头接合孔，做成筒状的主体；插入上述接头接合孔中，以从上述大直径部突出的方式与该大直径部接合，做成筒状的第一接头；具有阀座部和与其相连的做成筒状的接头保持部，外周边部与上述大直径部的开口端部接合，使得上述阀座部和上述接头保持部与上述主体的长度方向轴线成一直线状的环状的阀座部件；与上述接头保持部在嵌合的状态下接合，做成筒状的第二接头；具有自由滑动地与上述小直径部嵌合的柱塞，以与上述阀座部相对的方式从该柱塞突出，能够对上述阀座部进行开关的阀体；和对该阀体进行开关驱动的阀体驱动机构。
在本发明中，操作阀体驱动机构，将与阀体一体的柱塞引导至小直径部中，利用阀体对阀座部进行开关，在第一接头和第二接头之间切换流体的移动或流体移动的停止。这种阀装置是第一接头、阀座部件与主体接合为一体、而且第二接头与阀座部件接合为一体的状态。阀体从小直径部的开口端侧向大直径部侧收纳。
根据本发明的第一方面的阀装置，能够将主体、第一接头、阀座部件和第二接头一起接合，而且，在它们接合后，能够将阀体和柱塞从小直径部的开口端侧插入主体内。因此，阀装置容易制造和装配，能够降低其制造费用。另外，只要与第一和第二接头的直径一致地改变大直径部的尺寸即可，不需要改变小直径部的直径，所以，能够实现阀装置全体的小型化和轻量化。
在本发明的第一方面的阀装置中，阀体驱动机构可以具有固定在台阶部上的环状的弹簧支架；和安装在该弹簧支架和柱塞之间，以使阀体离开阀座部的方式施加弹力的压缩弹簧。在这种情况下，大直径部可以具有用于将弹簧支架固定在主体上的铆接部。由此，不需要用于将弹簧支架固定在主体上的追加的零件，能够抑制阀装置的重量增加。
第一接头可以具有从其外周面膨出、能够与接头接合孔的开口端边缘卡止的定位机构。在这种情况下，可以将主体与第一接头接合时用于保持它们的相对位置的夹具省略或简化，从而能够进一步简化制造工序。
大直径部可以还具有在其开口端部从内周面膨出、能够与阀座部的外周边部卡止的位置对准机构。在这种情况下，可以将主体与阀座部件接合时用于保持它们的相对位置的夹具省略或简化，从而能够进一步简化制造工序。
可以通过炉中钎焊分别将主体和第一接头、主体和阀座部件、阀座部件和第二接头一起接合。在这种情况下，可以同时进行阀装置中的全部接合操作，从而能够提高其操作性。
本发明的第二方面是本发明的第一方面的阀装置的制造方法，其特征在于，具有加压成形筒状的主体的工序；在上述主体的大直径部上形成接头接合孔的工序；加压成形环状的阀座部件的工序；将做成筒状的第一接头插入上述接头接合孔中，将上述阀座部件插入上述大直径部的开口端部中，再将做成筒状的第二接头插入上述接头保持部中，在将上述阀座部件与上述第一和第二接头分别相对于上述主体定位的状态下，一起对它们进行炉中钎焊的工序；和将阀体从上述小直径部侧插入主体内的工序。
在本发明中，由板材、管材、或成形为与主体形状接近的规定形状的预成形品，加压成形具有小直径部和通过台阶部与该小直径部连接的大直径部的筒状的主体，并在主体的大直径部上形成接头接合孔。进一步加压成形具有阀座部和与其相连的做成筒状的接头保持部的环状阀座部件。接着，将该阀座部件插入大直径部的开口端部中、并将做成筒状的第二接头插入阀座部件的接头保持部中，使得该阀座部件的阀座部和接头保持部与主体的长度方向轴线成为一直线状。进一步，将做成筒状的第一接头插入接头接合孔中。接着，在将阀座部件与第一第和二接头分别相对于主体定位的状态下，一起对它们进行炉中钎焊。然后，将阀体从小直径部侧插入主体内。
根据本发明的第二方面的阀装置的制造方法，能够在将主体、第一接头、阀座部件和第二接头一起接合后，将阀体和柱塞从小直径部的开口端侧插入主体内。因此，阀装置容易制造和装配，能够降低其制造费用。另外，只要与第一和第二接头的直径一致地改变大直径部的尺寸即可，不需要改变小直径部的直径，所以，能够实现阀装置全体的小型化。
在本发明的第二方面的阀装置的制造方法中，可以还具有在炉中钎焊之前，将环状的弹簧支架插入本体的台阶部中，通过铆接大直径部而将其固定在本体上的工序。在这种情况下，不需要用于将弹簧支架固定在主体上的追加的零件，能够抑制阀装置的重量增加。
图1为表示将本发明的阀装置应用于空气调节装置的除湿用节流阀的一个实施方式的内部结构的截面图。
图2为图1所示的除湿用节流阀的主要部分的提取放大截面图，表示闭阀状态。
具体实施例方式
参照表示其全体的截面结构的图1和将其阀体部分的主要部分提取放大的图2，对将本发明的阀装置应用于空气调节装置的除湿用节流阀的一个实施方式进行详细说明。本发明不只限于这样的实施方式，权利要求书中记载的本发明的概念所包含的所有变更和修正都可以，因此，当然也能够应用于属于本发明的主旨的其它的任意技术。
本实施方式的除湿用节流阀10是在不通电时为开阀状态的、所谓的常开式的电磁驱动式阀。该除湿用节流阀10包括做成筒状的主体11、做成筒状的第一接头13、环状的阀座部件14、做成筒状的第二接头16、阀体18、和对该阀体18进行开关驱动的阀体驱动机构19。主体11具有小直径部11a和通过台阶部11b与小直径部11a连接的大直径部11c。由铜管形成的第一接头13插入在该主体11的大直径部11c上形成的接头接合孔12中。阀座部件14具有阀座部14a和与其相连的做成筒状的接头保持部14b，外周边部与大直径部11c的开口端部15接合。由铜管形成的第二接头16在与该阀座部件14的接头保持部14b嵌合的状态下，与其接合。阀体18具有自由滑动地与小直径部11a嵌合的柱塞17，以与阀座部14a相对的方式从该柱塞17突出，能够对阀座部14a进行开关。
未图示的制冷剂循环配管分别与第一和第二接头13、16连接。在阀体18离开阀座部14a的图1所示的开阀位置，第一接头13和第二接头16，通过在大直径部11c内形成的阀室20处于连通状态。相反，在阀体18按压在阀座部14a上的图2所示的关阀位置，第一接头13和第二接头16通过插入阀体18内的后述的节流装置连通。
本实施方式的阀体驱动机构19具有环状的弹簧支架21，施加弹力使得阀体18从阀座部14a离开的压缩弹簧22，和螺线管单元23。弹簧支架21固定在主体11的台阶部11b上。压缩弹簧22安装在该弹簧支架21和柱塞17之间，施加弹力使阀体18离开阀座部14a。安装在主体11上的螺线管单元23，克服压缩弹簧22的弹力，将阀体18驱动至阀座部14a侧。
另外，本实施方式的主体11通过将具有规定直径和厚度的圆形不锈钢板加压成形而形成，成为弹簧支架21的凸缘部21a与其台阶部11b接触的状态。由做成圆板状的不锈钢等形成的弹簧支架21具有上述环状的凸缘部21a；和从该凸缘部21a向阀座部14a侧突出，引导阀体18的移动的筒状的引导部21b。利用使大直径部11c的接近台阶部11b的一部分向内周侧凹陷而形成的铆接部24，弹簧支架21的凸缘部21a成为被按压在台阶部11b上的状态，相对于主体11一体地固定。弹簧支架21的引导部21b可抑制移动时会产生的阀体18的不稳定动作，从而达到稳定的移动。另外，在图1所示的开阀状态下，通过包围阀体18的前端部(后述的端口板36的外周边部)，能够抑制由在第一接头13和第二接头16之间的制冷剂的流动引起的振动和与其相伴产生的噪音。而且，也能够抑制阀体18由于制冷剂的流动而向阀座部14a的方向移动，从而使制冷剂的流动不稳定的不利情况。
此外，也能够利用加压成形，由具有规定厚度和直径的不锈钢管来形成主体11。在将弹簧支架21固定在主体11的大直径部11c上的情况下，可以不利用上述的铆接，而利用点焊或第一接头13、阀座部件14和第二接头16一起进行炉中钎焊等来接合。
第一接头13从大直径部11c向直径方向外侧(图中为右侧)突出，通过钎焊部25与该大直径部11c接合。在该第一接头13上，向圆周方向外侧突出、并能够与大直径部11c的内壁侧的接头接合孔12的开口端边缘卡止的一对内侧定位突起26隔开180°而形成。相对于这一对内侧定位突起26相位偏移90°的一对外侧定位突起27隔开180°而形成。这一对外侧定位突起27能够与大直径部11c的外壁侧的接头接合孔12的开口端边缘卡止。即，第一接头13在利用这两对定位突起26、27夹持大直径部11c的接头接合孔12的状态下，其嵌合位置被限制。在这种情况下，请注意，在将第一接头13插入接头接合孔12时，一对内侧定位突起26的部分相对于接头接合孔12成为压入状态。
但是，不是必须利用两对定位突起26、27夹持接头接合孔12，并沿着第一接头的圆周方向，等间隔地形成定位突起26、27。该定位突起26、27只要能够规定第一接头13相对于大直径部11c的接头接合孔12的姿势即可，所以，在第一接头13上形成沿着接头接合孔12的轮廓排列的多个定位突起也是有效的。在这种情况下，能够容易并且迅速地进行位置对准操作。
由做成圆板状的不锈钢等加工的阀座部件14，通过钎焊部28与主体11的大直径部11c接合，使得阀座部14a和接头保持部14b与主体11的长度方向轴线成一直线状。另外，第二接头16通过钎焊部29与阀座部件14的接头保持部14b接合，也使得其长度方向轴线与主体11的长度方向轴线成一直线状。在本实施方式中，在大直径部11c的开口端部15上形成有限制阀座部件14相对于大直径部11c的插入位置的从大直径部11c的内周壁向直径方向内侧突出的多个铆接部30。由此，能够容易进行阀座部件14相对于主体11的大直径部11c的开口端的定位。
当然也可以利用上述的定位突起26、27和铆接部30以外的其它部件来限制第一接头13和阀座部件14相对于主体11的相对位置。
将大直径部11c夹在小直径部11a和第二接头16之间，小直径部11a位于第二接头16的相反侧，塞住该小直径部11a的开口端的塞子(plug)31紧密地嵌入小直径部11a的开口端侧(图1中为上侧)。上述柱塞17具有该塞子31的前端部能够插入的杯形截面，在该柱塞17的底部收容有能与塞子31的前端部接触的环状的缓冲部件32。
阀体18具有在前端形成有凸缘部33a的阀棒33；在该阀棒33的前端面上，隔着膜状的间隙34重叠的节流板35；和端口板36。阀棒33的基端与柱塞17的底部铆接成一体。端口板36在将节流板35夹在其间的状态下，其外周边部与阀棒33的凸缘部33a的外周边部铆接。在凸缘部33a的外周侧，形成有与和节流板35之间的间隙34连通的多个第一端口37。在节流板35的中央部，形成有将上述间隙34和在节流板35与端口板36之间形成的膜状间隙38连通的节流通路39。在外周朝向阀座部14a而成为锥形的圆锥面的端口板36的外周侧，形成有与和节流板35之间的间隙38连通的多个第二端口40。包括上述节流通路39，直至其前后的第一和第二端口37、40的部分构成上述的节流装置。
沿着阀棒33的往复运动方向的间隙34的厚度，即阀棒33的前端面和与其相对的节流板35的表面的间隔，设定成比节流通路39的内径窄。同样，沿着阀棒33的往复运动方向的间隙38的厚度，即节流板35和端口板36的相对间隔，也同样设定成比节流通路39的内径窄。通常，优选将间隙34、38的厚度设定成狭窄到节流通路39的内径的1/4左右。其理由是因为可使节流通路39和间隙34、38之间的流体的流路截面积的变化最平滑。与节流通路39的两侧连通的两个间隙34、38形成在与节流通路39的轴线正交的方向上延伸的狭缝状的制冷剂通路。因此，在节流通路39中产生的噪音难以从两个间隙34、38向外侧传播，能够得到良好的静音性。
在本实施方式中，设定成在阀棒33前端的端口板36的圆锥形外周面与阀座部14a接触的图2所示的关阀位置，与第一接头13侧连通的第一端口37的开口端位于由第一接头13构成的制冷剂通路的沿着第一接头13的长度方向的延伸区域Z。因此，能够使在第一接头13和第一端口37之间流动的流体的流动方向不强烈地弯曲、而维持大致直线状，由此能够做到静音化。
在通过除湿用节流阀10的制冷剂中混杂有微小的异物等时，这样的异物会堵塞凸缘部33a的第一端口37、在节流板35中形成的节流通路39、或端口板36的第二端口40。结果，有可能不能起到除湿用节流阀10的正常功能。从这个观点出发，在本实施方式中，将以包围凸缘部33a的外周边部的方式配置一端侧、并通过端口板36与凸缘部33a铆接成一体的筒状过滤器41安装在阀棒33上。该过滤器41的另一端部整体地埋入紧密地嵌在阀棒33的台阶部33b上的套环(collar)42中，第一端口37和第一接头13通过过滤器41成为连通状态。
关于过滤器的结构和安装方法，除了本实施方式以外，可以任意选择。同样，阀体18和上述的节流装置的结构也与本发明没有直接的关系，可以采用其它的任意结构。
本实施方式的阀体18的螺线管单元23使用电磁线圈43。即，该螺线管单元23包括收容电磁线圈43的线轴44、和通过螺栓46固定在塞子31上的框状的外壳47。线轴44与电磁线圈43一起，通过密封树脂45埋设在外壳47中。从电磁线圈43经过密封树脂45引出到外部的未图示的电缆，通过通/断(On/Off)电路与电源连接。线轴44配置成隔着小直径部11a包围柱塞17，在通电时产生使柱塞17向大直径部11c侧移动的电磁力。
如上所述，在柱塞17的底部和弹簧支架21的凸缘部21a之间，装入有施加弹力以使阀体18离开阀座部14a的压缩弹簧22。因此，在不对电磁线圈43通电时，如图1所示，第一接头13和第二接头16不是通过阀体18而是通过主体11的阀室20成为连通状态。
这种除湿用节流阀10可以如以下那样制造。首先，由冲切成具有适当直径的圆形的不锈钢板，分多次加压成形筒状的主体11，在该主体11的大直径部11c上冲切出接头接合孔12。由做成圆板状的板材加压成形环状的阀座部件14，同时冲切出阀座部14a。同样，由做成圆板状的板材，通过加压成形得到弹簧支架21。
接着，使凸缘部21a成为前方，从主体11的大直径部11c的开口端侧插入弹簧支架21，将该凸缘部21a载置在台阶部11b上。在该状态下，使大直径部11c的接近台阶部11b的一部分向内周侧凹陷，形成铆接部24，将弹簧支架21与主体11的台阶部11b固定为一体。此时，也同时形成铆接部30。
另一方面，准备第一和第二接头13、16。在第一接头13上预先加压成形两对定位突起26、27。
然后，将第一接头13插入接头接合孔12中，将阀座部件14插入大直径部11c的开口端部15中，再将做成筒状的第二接头16插入接头保持部14b中，在这些接合部分嵌入做成环状的固态钎焊料。然后，在使阀座部件14与第一和第二接头13、16分别相对于主体11定位的状态下，将它们一起进行炉中钎焊，使主体11和第一接头13、主体11和阀座部件14、阀座部件14和第二接头16一体化。在这种情况下，不需要同时使用焊剂(flux)，所以可以完全不进行后处理。
最后，从小直径部11a的开口端侧依次插入压缩弹簧22、阀体18和柱塞17、缓冲部件32、塞子31，将小直径部11a的开口端和塞子31之间密封焊接，使其与小直径部11a一体化。最后，将外壳47嵌入小直径部11a，利用螺栓46与塞子31固定为一体，由此完成本实施方式的除湿用节流阀10。
如上所述，在将弹簧支架21钎焊在主体11的台阶部11b上时，将环状的固态钎焊料载置在凸缘部21a的外周边部上，可以与阀座部件14、第一和第二接头13、16一起进行炉中钎焊。
在使用该除湿用节流阀10进行除湿时，电磁线圈43导通，阀体18克服压缩弹簧22的弹力，向第二接头16侧施加力，端口板36与阀座部14a接触，成为图2所示的关阀状态。与此相伴，从第一接头13流入主体11的阀室20内的气液两相的制冷剂，从第一端口37流入间隙34的外周部，随着从这里进入半径方向内侧，逐渐被压缩，大的气泡被分割，流入中央的节流通路39。流入节流通路39中的制冷剂在此进一步受到压缩，规定流量的制冷剂被导向第二接头16侧。从节流通路39导入间隙38中的制冷剂，向半径方向外侧，呈放射状扩展。在这种情况下，由于间隙38的间隙狭窄，其急剧的膨胀受到抑制，而缓慢地膨胀，从第二端口40向第二接头16流出。结果，能够将伴随着气泡膨胀而产生的噪声抑制为低水平。
在气液两相混杂的流路中，气泡成为固着在流路内壁上的状态，流路截面积实质上变窄，有可能损害制冷剂的平滑的流动。但是，在本实施方式中，由于面向第二接头16侧的第二端口40的开口端接近第二接头16的内壁而开口，所以从第二端口40流出到第二接头16中的制冷剂具有使附着在第二接头16的内壁上的气泡流动的效果。
在上述实施方式中，作为空气调节装置的除湿用节流阀10使用，但也能应用于膨胀阀，作为冷冻循环的制冷剂流路的节流装置特别有用。但是，本发明的阀装置除了可以应用于这些节流装置以外，当然也能应用于对流路进行开关的通常的开关阀。
权利要求
1.一种阀装置，其特征在于，包括具有小直径部和通过台阶部与该小直径部连接的大直径部，在该大直径部上形成有接头接合孔，做成筒状的主体；插入所述接头接合孔中，以从所述大直径部突出的方式与该大直径部接合，做成筒状的第一接头；具有阀座部和与其相连的做成筒状的接头保持部，外周边部与所述大直径部的开口端部接合，使得所述阀座部和所述接头保持部与所述主体的长度方向轴线成一直线状的环状的阀座部件；与所述接头保持部在嵌合的状态下接合，做成筒状的第二接头；具有自由滑动地与所述小直径部嵌合的柱塞，以与所述阀座部相对的方式从该柱塞突出，能够对所述阀座部进行开关的阀体；和对该阀体进行开关驱动的阀体驱动机构。
2.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于所述阀体驱动机构具有固定在所述台阶部上的环状的弹簧支架；和安装在该弹簧支架和所述柱塞之间，以使所述阀体离开所述阀座部的方式施加弹力的压缩弹簧。
3.如权利要求2所述的阀装置，其特征在于所述大直径部还具有用于将所述弹簧支架固定在所述主体上的铆接部。
4.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于所述第一接头具有从其外周面膨出、能够与所述接头接合孔的开口端边缘卡止的定位机构。
5.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于所述大直径部还具有在其开口端部从内周面膨出、能够与所述阀座部的外周边部卡止的位置对准机构。
6.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于所述主体和所述第一接头、所述主体和所述阀座部件、所述阀座部件和所述第二接头，分别通过炉中钎焊一起接合。
7.一种制造权利要求1～6中任一项所述的阀装置的制造方法，其特征在于，具有加压成形筒状的主体的工序；在所述主体的大直径部上形成接头接合孔的工序；加压成形环状的阀座部件的工序；将做成筒状的第一接头插入所述接头接合孔中，将所述阀座部件插入所述大直径部的开口端部中，再将做成筒状的第二接头插入所述接头保持部中，在将所述阀座部件与所述第一和第二接头分别相对于所述主体定位的状态下，一起对它们进行炉中钎焊的工序；和将阀体从所述小直径部侧插入主体内的工序。
8.如权利要求7所述的阀装置的制造方法，其特征在于，还具有在炉中钎焊之前，将环状的弹簧支架插入所述主体的台阶部中，通过铆接所述大直径部而将其固定在主体上的工序。
全文摘要
本发明提供一种阀装置，该阀装置包括具有小直径部和通过台阶部与该小直径部连接的大直径部，在该大直径部上形成有接头接合孔的筒状的主体；插入接头接合孔中，与大直径部接合的第一接头；具有阀座部和与其相连的做成筒状的接头保持部，外周边部与大直径部的开口端部接合的环状的阀座部件；与接头保持部在嵌合的状态下接合的第二接头；具有自由滑动地与小直径部嵌合的柱塞，以与阀座部相对的方式从该柱塞突出，对阀座部进行开关的阀体；和对该阀体进行开关驱动的阀体驱动机构。
文档编号F16K47/00GK1920354SQ200610115069
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月23日 优先权日2005年8月23日
发明者入子隆之, 剑持大一郎, 丸山美穗 申请人:株式会社鹭宫制作所