电子膨胀阀的制作方法

本发明涉及一种流量控制装置，具体涉及电动的流量控制装置。

背景技术：

电子膨胀阀包括步进电机，步进电机由控制器控制转动，在步进电机转动的过程中遇到障碍物时步进电机会发生堵转。为了检测步进电机运转是否正常，需要对电子膨胀阀进行检测，如何利用简单的结构对电子膨胀阀的运行状况进行检测是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电子膨胀阀，结构简单，能够对电子膨胀阀的运行状态进行检测。

为实现上述目的，采用如下技术方案：一种电子膨胀阀，包括转子、定子以及电路板，所述转子包括永磁体，所述永磁体包括至少两对磁极，所述定子包括线圈和线圈骨架，所述线圈通过所述线圈骨架支撑，所述线圈与所述电路板电连接，所述线圈骨架设置于所述永磁体外围，所述电子膨胀阀还包括传感器，所述传感器设置于所述永磁体的外围，所述传感器与所述电路板电连接，所述传感器包括感应部和连接部，所述感应部通过所述连接部与所述电路板电连接，所述感应部用于感应所述永磁体的磁极变化；在所述转子的整个运行过程中，所述感应部均位于所述永磁体的轴向两端部之间的对应径向区域内；或者所述转子位于下止点时，至少部分所述感应部与至少部分所述永磁体沿所述转子的轴向投影重叠设置。

电子膨胀阀通过设置于转子组件外围的传感器对永磁体的磁极变化进行检测，进而实现对电子膨胀阀的运行状况的检测。

【附图说明】

图1是电子膨胀阀的第一种实施方式的结构示意图；

图2是图1中电路板、霍尔支架以及霍尔传感器的组合的一个方向的结构示意图；

图3是图1中电路板、霍尔支架以及霍尔传感器的组合的另一个方向的结构示意图；

图4是图3中电路板的结构示意图；

图5是图2中霍尔支架的一个方向结构示意图；

图6是图2中霍尔支架的另一个方向结构示意图；

图7是图2中霍尔传感器的结构示意图；

图8是图2中霍尔支架和传感器组合的结构示意图；

图9是电子膨胀阀的第二种实施方式的结构示意图；

图10是图9中电路板、转接板以及霍尔传感器的组合的一个方向的结构示意图；

图11是图9中电路板、转接板以及霍尔传感器的组合的另一个方向的结构示意图；

图12是图11中电路板的结构示意图；

图13是图10中转接板和霍尔传感器的组合结构示意图；

图14是图13中霍尔传感器的结构示意图；

图15是电子膨胀阀的第三种实施方式的结构示意图；

图16是图15中电路板与霍尔传感器的组合的一个方向结构示意图；

图17是图15中电路板与霍尔传感器的组合的另一个方向结构示意图

图18是以上实施方式中定子组件的结构示意图；

图19是图18中定子组件的一个截面结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

结合参见图1、图9以及图15，电子膨胀阀100包括转子10和定子20，定子20设置于转子10外周，转子10包括永磁体，永磁体包括至少两对磁极，定子20包括线圈21和线圈骨架22，线圈骨架22为线圈21提供支撑部，线圈21通有一定规律变化的电流，进而在定子20的内周形成激励磁场，转子10的永磁体的磁场与定子20的激励磁场相互作用，转子10能够围绕一中心轴转动。

电子膨胀阀100还包括控制器和传感器40，其中，传感器40用于感应转子10的磁极变化并形成反馈信号，传感器40可以为霍尔传感器或者位置传感器，反馈信号包括霍尔信号；控制器包括电路板31和处理器(图中未示出)，处理器固定于电路板31上，处理器采集转子1的反馈信号，处理器根据采集到的反馈信号对定子20发出的控制信号。电源向定子20和控制器供电。控制器可以为电子膨胀阀的一部分也可以设置在电子膨胀阀应用的系统中，如：空调系统或者更上位的汽车控制器，而在电膨胀阀设置接收控制信号并将控制信号转化为驱动信号的驱动器，这样同样能实现发明目的。本实施例以控制器为电子膨胀阀的一部分进行说明。

电子膨胀阀100还包括阀针50、阀座60、阀体70以及阀口部件80，阀口部件80成形有阀口，阀体70成形有第一通道71和第二通道72，第一通道71和第二通道72设置于阀口两侧，阀针50由转子10带动运动，具体地，阀针50和转子10在上止点和下止点之间运动，阀针50位于下止点时，阀口被关闭，阀口两侧的第一流道71和第二通道72被截止；随着阀针50自下止点向上止点运动，阀口被逐渐打开，两侧的流道通过阀口连通，阀针50到达上止点后，阀口的开口达到最大。本实施例中，阀口部件80形成有阀口，阀口部件80与阀体70固定连接，阀座60与阀体70固定连接，阀针50和转子10连接设置，当然，也可以在阀体70上形成阀口，不包括阀口部件80。本实施例中，阀口部件80与阀体70单独设置，可以分别成形，有利于降低模具的工艺难度，同时有利于提高阀口的加工精度。

参见图1，电子膨胀阀100还包括丝杆11、螺母部件12以及止动部13，螺母部件12套设于丝杠11外围，螺母部件12和丝杠11通过螺纹配合，螺母部件12相于对阀座60固定设置，丝杠11可以相对于螺母部件12向上或向下运动，止动部13与丝杠11通过连接板固定连接，止动部13相对于螺母部件12向上或向下运动，止动部13与螺母部件12配合将丝杠11运动限制在上止点和下止点之间，由于阀针50可以带动丝杠11运动，进而阀针50的运动限制于上止点和下止点之间的距离内。阀针50和丝杆11之间设置有弹性元件18，这样阀针50运动到下止点时，阀针50和阀口部件80弹性接触，缓冲阀针50和阀口部件80，有利于提高两个部件的寿命。

电子膨胀阀100还包括套筒90，套筒90隔离定子20和转子10，套筒90与阀座60固定连接并密封连接，套筒90为金属件；为了保证阀针50的运动不受干涉，套筒90的长度大于转子10的长度和阀针50运行距离之和。

参见图18和图19，定子20包括线圈21、线圈骨架22以及定子外壳23，定子20还包括定子极板221，定子极板221设置有爪极，用于产生交变磁场，定子外壳23罩于线圈骨架22和线圈21的外周。

电子膨胀阀100还包括第一插针51，第一插针51为一体成形，插针51与定子20固定连接；第一插针51电连接电路板40与定子20，第一插针51包括第一部511和第二部512，第一部511与电路板31电连接，第二部512与定子20电连接，线圈骨架22包括固定部222，第二部512与固定部222过度或间隙配合，第二部512与线圈焊接固定，第一部511和第二部512呈l形；这样的结构插针成形更加容易；第一插针51先与定子20固定连接，并将线圈21的末端与第二部512电连接，再将第一插针51折弯90度与电路板31连接。

电路板31上固定有元器件，不妨碍元器件的前提下电路板31尽量下移贴近定子20设置，这样有利于减少第一部511的长度，进而有利于提高第一插针51的连接的可靠性，电路板31成形有插针孔311，第一插针51的第一部511穿过插针孔311与电路板31电连接。

电子膨胀阀100还包括注塑部，注塑部以定子20为嵌件注塑形成，注塑部包括第一侧壁61和第一底部62，第一侧壁61和第一底部62围绕成形第一腔701，其中第一腔701与定子2沿电子膨胀阀的轴向排布；注塑部60包括第二侧壁63和第二底部64，第二侧壁63和第二底部64围绕成形第二腔702，第二腔702与定子20的内腔连通设置；其中电路板31和传感器40设置于第一腔701，第一腔701与第二腔702不连通；本实施例中，第二侧壁63和第二底部64为第一底部62的一部分。

参见图1、图9以及图15，沿电子膨胀阀100的轴向，传感器40设置于电路板31以及定子20之间；沿电子膨胀阀100的径向，传感器40设置于转子10的外围，并尽量靠近转子10设置；转子10和定子20通过套筒90隔离，套筒90和第二侧壁63的厚度在保证其强度的前提下尽可能小，这样有利于磁传递。

转子10包括至少两对磁极，每对磁极分别包括n极和s极，n极和s极沿转子的圆周方向间隔分布。本实施例中，电子膨胀阀采用两相十二对极的步进电机，转子10包括12个n极和12个s极。传感器40位于转子10的外围并靠近转子10设置，当转子10旋转时，转子10的n极和s极交替经过传感器40，传感器40会产生周期性的反馈信号，该反馈信号为方波。控制器采集反馈信号，并通过反馈信号的状态来判断电子膨胀阀的运行状态，电子膨胀阀的运行状态包括正常运行和堵转等。

传感器40包括感应部41，传感器40的感应部41的感应面紧贴第二侧壁63的外周设置，可以保证传感器40的灵敏度。转子10的长度大于线圈骨架的长度与传感器40的感应部长度之和；或者在转子的整个运行过程中，感应部均位于永磁体的轴向两端部之间的对应径向区域内；转子位于下止点时，至少部分感应部与部分所述永磁体沿转子的轴向投影重叠设置；或者感应部41在转子的整个运行过程中始终位于永磁体的两端部之间；这样有利于保证传感器40的检测的准确性。

图1至图8为电子膨胀阀的第一种实施方式示意图，电子膨胀阀100还包括盒体101，盒体101形成有盒腔，盒体101包括第一侧壁61以及第一底部62，电路板31和传感器40均设置于盒腔，电子膨胀阀100还包括盒盖102，本实施例中，盒腔即为第一腔701；当然盒腔也可以大于第一腔701，比如盒盖102也成形有内腔，盒腔可以包括第一腔和内腔。

本实施例中，如图2-图8所示，传感器40包括感应部41、连接部42以及封装部43，连接部42包括第二插针421，封装部43以感应部41和第二插针421为嵌件注塑成形，封装部43包括第一端部431以及第二端部432，连接部42与第一端部432连接，感应部41设置于第一端部431和第二端部432之间，连接部42与电路板31电连接，连接部42与电路板31焊接固定，具体地，电路板31成形有第一连通孔312，连接部42穿过第一连通孔312设置并与电路板31焊接固定连接。感应部41通过封装部43相对电路板31固定设置。

本实施例中，安装部为支架91，支架91包括支架本体911、第一限位部以及第二限位部，传感器40插入第一限位部，至少部分第二限位部与部分电路板31限位并过盈配合。

本实施例中，第一限位部包括成形于支架本体911的安装槽92和贯通孔93，封装部43容纳于安装槽92，封装部43与形成安装槽92的支架本体11的侧壁紧配合，第二插针421穿过贯穿孔93与电路板31连接，电路板31设置有第一连通孔312，第二插针421穿过第一连通孔312并与电路板31焊接固定并电连接；第二限位部包括成形于支架本体911一端部的连接柱94，连接柱94与支架本体911一体注塑成形；对应于连接柱，电路板成形有第二连通孔313，连接柱94插入第二连通孔313，连接柱94与电路板31过盈配合；为了保证连接可靠性，第二插针421大于等于连接柱94长度；这样本实施例通过第二插针421和连接柱94的长度限定传感器40与电路板31之间的距离。

本实施例中，电子膨胀阀组装时，先将支架91与传感器40组装形成组件，然后将组件与电路板31组装，传感器40的连接部为第二插针421，第二插针421提供传感器40和电路板31的电连接，封装部43和感应部41通过支架91与电路板31固定连接，传感器31与支架91相对固定连接，支架91的为塑料材料成形，其强度大于第二插针421的强度，能够保持传感器40相对于电路板31的位置，有利于提高传感器40与电路板31的连接强度；尤其当电子膨胀阀的运行环境是车辆的空调系统，车辆运行过程中的振动会传递到电子膨胀阀，进而导致传感器的感应面位置变化，导致反馈信号不稳定；本实施例中利用支架将传感器与电路板限位，电路板与盒体固定，这样有利于提高传感器的连接稳定性。

图9至图14为电子膨胀阀的第二种实施方式示意图，与第一种实施方式相比较主要区别点在于：安装部为转接板81；传感器40包括感应部41、连接部42以及封装部43，封装部43包括第一端部431和第二端部432，第一端部432和第二端部433相对设置，感应部41成形于第二端部432，连接部42为成形于第一端部的引脚，转接板81设置有焊盘，传感器40通过引脚与转接板81的焊盘电连接，引脚凸出第一端部431的长度小于第一实施例中第二插针421凸出第一端部431的长度；传感器40与电路板31的距离通过转接板81限定；可以简短传感器的长度，这样有利于传感器40的小型化，同时简化电子膨胀阀的装配工艺；转接板81与电路板31插接设置，转接板81设置包括插头811，电路板31设置为插孔314；转接板81与电路板31也可以通过焊接固定连接，电路板成形有第一焊盘，转接板的端部成形有第二焊盘，第一焊盘和第二焊盘焊接固定并电连接；这样有利于提高转接板81与电路板31的连接强度；同时传感器40的连接电路可以设置于转接板81，有利于节省电路板31的布板空间。

图15至图17为电子膨胀阀的第三种实施方式示意图，与以上实施方式相比主要区别点在于：结合图14，传感器40包括感应部41、连接部42以及封装部43，封装部43与感应部41注塑固定，封装部43包括第一端部431和第二端部432，连接部42为成形于第一端部的引脚，电路板31成形有焊盘，引脚与焊盘焊接固定；由于连接部42为引脚结构，连接部42长度较短，有利于提高传感器与电路板的连接稳定性；同时为了保证感应部41位于永磁体的上下端面之间以及传感器40与电路板31的连接，利用封装部43增加传感器40的长度以及强度，进而提高传感器的连接稳定性。本实施例的结构，相对于第一种实施方式和第二种实施方式，结构更加简单。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。