本发明涉及电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。
背景技术：
一般而言，在组合式空调、室内空调等空调机的冷冻循环系统中，电动阀有时作为膨胀阀来使用。在这样的电动阀中，阀座部件与阀壳相独立地构成，并且接头管有时通过硬钎焊而固定于阀壳。此时，若熔融的钎料向阀座部件的内周面侧流入而到达密封部(阀芯所落座或者离座的部分)并凝固，则端口径变小或者阀芯未正常地落座，从而有产生流量的降低、阀门泄漏的可能性。
因此，作为这样的电动阀，提出了在被压入至阀壳的筒状部(筒状开口部)的阀座环(阀座部件)的内周面形成有槽的电动阀(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的电动阀中，流入至阀座环的内周面侧的钎料滞留在槽内，从而难以到达阀座(密封部)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2013-164124号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的电动阀中，阀座环需要具有规定壁厚以此来形成槽，从而向筒状部的压入变得困难。若强行地压入阀座环，则被压入的部分的变形、形变向密封部传递，从而有拦截性降低的可能性。这样，难以兼得抑制钎料到达密封部的效果、和容易压入阀座部件的效果。
本发明的目的在于提供能够抑制钎料到达密封部且能够容易压入阀座部件的电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。
本发明的电动阀在阀壳的筒状开口部连接接头管并且压入阀座部件，通过使阀芯相对于该阀座部件的密封部落座或者离座来开闭阀口，上述电动阀的特征在于，上述密封部的内径比上述接头管的内径小，上述阀座部件具有：厚壁部，其形成有上述密封部；薄壁部，其形成为比该厚壁部更靠上述接头管侧并且内径扩大；以及台阶部，其在上述薄壁部与上述厚壁部之间并形成于内周面。
根据这样的本发明，由于在阀座部件的内周面形成有台阶部，所以在将接头管硬钎焊于筒状开口部时，即使钎料向阀座部件的内周面侧流入，钎料也滞留在台阶部，从而能够抑制钎料到达密封部。并且，由于在比形成有密封部的厚壁部更靠接头管侧的位置形成有薄壁部，所以能够容易将薄壁部压入至筒状开口部。此外，阀座部件可以薄壁部的整体被压入而厚壁部不被压入，并且也可以薄壁部的整体和厚壁部的一部分被压入，也可以仅薄壁部的一部分被压入。
此时，在本发明的电动阀中，上述厚壁部优选具有：中间内径部，其与上述薄壁部相比内径较小而且与上述密封部相比内径较大；以及第二台阶部，其在该中间内径部与上述密封部之间并形成于内周面。
根据这样的结构，由于在厚壁部形成有中间内径部，所以能够抑制内径在密封部与薄壁部之间急剧地变化，从而在流体流过阀座部件时难以产生紊流，进而能够抑制噪声。此时，厚壁部与薄壁部之间的台阶部、以及厚壁部处的第二台阶部均成为供钎料滞留的部分，与具有一个台阶部的结构比较，各台阶部的台阶高度变小，但能够滞留的钎料的总量难以减少。
并且，在本发明的电动阀中，上述薄壁部优选具有内周面与上述接头管的内周面平滑地连续的内径。根据这样的结构，在流体的流过时在阀座部件与接头管之间难以产生紊流，从而能够抑制噪声。
并且，在本发明的电动阀中，优选上述薄壁部的至少外周面以随着朝向上述接头管侧而缩小直径的方式倾斜。根据这样的结构，容易将薄壁部压入至筒状开口部。
本发明的冷冻循环系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，上述冷冻循环系统的特征在于，使用上述任一项中所述的电动阀作为上述膨胀阀。根据这样的本发明，使用上述那样的电动阀，能够抑制钎料到达密封部。并且，能够容易压入阀座部件，并且难以向密封部传递变形、形变，从而拦截性变高。因此，能够抑制冷冻循环系统的运转效率的降低。
发明的效果如下。
根据本发明的电动阀，由于阀座部件具有薄壁部以及台阶部，所以能够抑制钎料到达密封部，并且能够容易地压入阀座部件。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的电动阀的剖视图。
图2是放大地示出上述电动阀的主要部分的剖视图。
图3是示出上述电动阀的阀座部件的侧视图。
图4是示出在上述电动阀中对接头管进行硬钎焊的状况的剖视图。
图5是示出使用上述电动阀的冷冻循环系统的简要结构图。
图中：
1—电动阀，2—阀壳，22—筒状开口部，23—接头管，3—阀芯，7—阀座部件，70—阀口，71—密封部，73—中间内径部，7a—厚壁部，7b—薄壁部，7c—台阶部，7d—第二台阶部。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的各实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的电动阀1用于组合式空调、室内空调等空调机的冷冻循环系统，具备阀壳2、阀芯3、阀架4、支撑部件5、以及步进马达6。在本实施方式中，将阀芯3的动作方向作为z方向，并将与z方向大致正交的两个方向分别作为x方向以及y方向。
阀壳2形成为沿z方向延伸的圆筒状，并在其内侧的阀室2a内收纳阀芯3以及阀架4。并且，在阀壳2的侧面安装有与阀室2a连通且沿x方向延伸的接头管21，并且在下端部形成有筒状开口部22。在筒状开口部22插通并连接有沿z方向延伸的接头管23的端部，并且以与接头管23相邻的方式压入阀座部件7。接头管23与阀座部件7的阀口70连通。
阀芯3固定于阀架4的下端并朝向下方延伸，并且在前端具有针阀31。针阀31相对于阀座部件7的后述的密封部71落座或者离座。
阀架4形成为沿z方向延伸的圆筒状，其上端部与步进马达6的后述的转子轴61的下端部卡合。即，阀架4通过转子轴61悬垂，并能够相对于转子轴61旋转。并且，在阀架4内设有压缩螺旋弹簧41，相对于阀芯3赋予朝向下方的载荷。此外，为便于说明，图1中以虚线省略了压缩螺旋弹簧41的图示。
支撑部件5以封堵阀壳2的上方开口的方式在凸缘部51固定于阀壳2。在支撑部件5形成有收纳阀架4且沿z方向对其进行引导的引导凹部52、与转子轴61螺纹结合的内螺纹部53、以及将引导凹部52与步进马达6的后述的壳体62内的空间连通的连通孔54。
步进马达6由转子轴61、壳体62、磁性转子63、以及未图示的定子线圈构成。在壳体62内，能够旋转地设有外周部磁化成多极的磁性转子63，并在该磁性转子63固定有转子轴61。并且，在壳体62的外周配设有定子线圈，步进马达6对定子线圈施加脉冲信号，由此根据该脉冲数使磁性转子63旋转。
在转子轴61的外周面形成有与支撑部件5的内螺纹部53螺纹结合的外螺纹部611。通过驱动步进马达6，来使磁性转子63以及转子轴61旋转，并且利用由外螺纹部611和内螺纹部53构成的螺纹进给机构来使转子轴61沿z方向移动。由此，悬垂于转子轴61的阀架4边被支撑部件5的引导凹部52引导边沿z方向移动，从而阀芯3的针阀31相对于密封部71落座或者离座，来开闭阀口70。而且，根据阀芯3的在z方向上的位置(提升量)来控制阀口70的开度，从而对流过阀口70的流体的流量进行控制。
亦如图2、图3所示，阀座部件7例如利用sus等的金属部件、树脂部件等而与阀壳2相独立地构成，并且整体形成为圆筒状，并且以使其下端部抵接于接头管23的上端的方式被压入至阀壳2的筒状开口部22。在阀座部件7的外周面形成有螺旋状的槽部72，槽部72从阀座部件7的下端至上端缠绕1.5圈左右(一圈半左右)。
阀座部件7的筒的上侧的一半左右成为厚壁部7a，下侧的一半左右成为薄壁部7b。阀座部件7的外径大致恒定，薄壁部7b通过使内径扩径而形成为壁厚比厚壁部7a的壁厚薄。在阀座部件7且在薄壁部7b与上述厚壁部7a之间，在内周面形成有台阶部7c。
在厚壁部7a形成有研钵状的密封部71，针阀31相对于该密封部71落座或者离座，并由密封部71构成阀口70。并且，厚壁部7a具有与薄壁部7b相比内径较小且与密封部71相比内径较大的中间内径部73、以及在中间内径部73与密封部71之间并形成于内周面的第二台阶部7d。此外，密封部71的内径是指密封部71中内径最小的部分(研钵的下端部)的内径，与端口径相等。中间内径部73形成为内径大致恒定且沿z方向延伸的圆筒状。
在阀座部件7未被压入至阀壳2的筒状开口部22的状态下，薄壁部7b的外周面以随着朝向接头管23侧而缩小直径的方式倾斜，并且内周面沿z方向延伸(即具有大致恒定的内径)。通过阀座部件7被压入至筒状开口部22而薄壁部7b变形，内周面也以随着朝向接头管23侧而缩小直径的方式倾斜。因此，在阀座部件7被压入至筒状开口部22的状态下，薄壁部7b在内周面具有随着朝向密封部71侧而内径变大的倾斜部74，并且在外周面具有随着朝向密封部71侧而外径变大的倾斜部75。
阀座部件7主要薄壁部7b被压入至筒状开口部22。此时，也可以薄壁部7b的整体被压入而厚壁部7a不被压入，并且也可以薄壁部7b的整体和厚壁部7a的一部分被压入，而且也可以仅薄壁部7b的一部分被压入。
此处，对阀座部件7中的各部以及接头管23的内径(直径)的关系进行说明。首先，将密封部71的内径(端口径)设为d1，将中间内径部73的内径设为d2，将薄壁部7b的上端部(厚壁部7a侧的端部)的内径设为d3，将薄壁部7b的下端部(接头管23侧的端部)的内径设为d4，并将接头管23的内径设为d5。此时，d1＜d2＜d5≈d4＜d3成立。此外，为了使电动阀1大流量化并且确保台阶部7c、7d的台阶高度，密封部71的内径d1与接头管23的内径d5的比例d1/d5优选在0.61以上且在0.88以下。即，若与接头管23的内径d5相比密封部71的内径d1过小，则电动阀1的流量降低，并且若密封部71的内径d1相对于接头管23的内径d5过大，则台阶部7c、7d的台阶高度变低。
如上所述，由于薄壁部7b的下端部的内径d4与接头管23的内径d5大致相等，所以薄壁部7b的内周面与接头管23的内周面平滑地连续。
接下来，对通过硬钎焊来将接头管23固定于筒状开口部22的方法进行说明。首先，如图4所示，使筒状开口部22朝向上方侧，并且将圆环状的钎料100配置于接头管23的外侧、且接头管23与筒状开口部22的边界附近，并使之熔融。熔融了的钎料因重力、毛细管现象而下降，从而如图4中箭头所示地向接头管23的外周面与筒状开口部22的内周面之间浸透。
另外，熔融了的钎料的一部分有时在接头管23的端部与阀座部件7的端部之间流过并朝向径向内侧，之后到达阀座部件7的内周面侧。到达阀座部件7的内周面侧后的钎料因重力而进一步下降，在台阶部7c滞留并凝固。未滞留在台阶部7c而进一步下降的钎料在第二台阶部7d滞留并凝固。通过所有的钎料凝固，来结束接头管23相对于筒状开口部22的固定。
对于电动阀1而言，在后述的冷冻循环系统中，主要是接头管21与室外换热器侧连接，接头管23与室内换热器侧连接。而且，电动阀1用于如下两种流动的控制：流体(制冷剂)从接头管21流入并从接头管23流出的第一流动(图1的实线箭头的流动)；和流体从接头管23流入并从接头管21流出的第二流动(图1的虚线箭头的流动)。
上述的电动阀1例如作为膨胀阀而用于图5所示的冷冻循环系统。图5中，符号200是搭载于室外单元的室外换热器，300是搭载于室内单元的室内换热器，400是构成四通阀的流路切换阀，500是压缩机。电动阀1、室外换热器200、室内换热器300、流路切换阀400、以及压缩机500分别通过导管而如图示那样连接，从而构成热泵式冷冻循环。此外，省略了存储器、压力传感器、温度传感器等的图示。
根据这样的本实施方式，具有以下的效果。即，由于在阀座部件7的内周面形成有台阶部7c，所以在将接头管23硬钎焊于筒状开口部22时，即使钎料向阀座部件7的内周面侧流入，钎料也在台阶部7c滞留，从而能够抑制钎料到达密封部71。并且，由于在比形成有密封部71的厚壁部7a更靠接头管23侧的位置形成有薄壁部7b，所以能够容易将薄壁部7b压入至筒状开口部。
并且，由于在厚壁部7a形成有中间内径部73，所以能够抑制内径在密封部71与薄壁部7b之间急剧地变化，从而在流体流过阀座部件7时难以产生紊流，进而能够抑制噪声。此时，厚壁部7a与薄壁部7b之间的台阶部7c、以及厚壁部7a处的第二台阶部7d均成为供钎料滞留的部分，与具有一个台阶部的结构比较，各台阶部的台阶高度变小，但能够滞留的钎料的总量难以减少。
并且，薄壁部7b的内周面与接头管23的内周面平滑地连续，从而在流体流过时，难以在阀座部件7与接头管23之间产生紊流，进而能够抑制噪声。
并且，薄壁部7b的外周面以随着朝向接头管23侧而缩小直径的方式倾斜，从而容易将薄壁部7b压入筒状开口部22。
并且，具备上述那样的阀座部件7的电动阀1抑制钎料到达密封部71，能够容易压入阀座部件7，并且难以向密封部71传递变形、形变，从而拦截性变高。这样的电动阀1在冷冻循环系统中作为膨胀阀来使用，从而能够抑制冷冻循环系统的运转效率的降低。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，包括能够实现本发明的目的的其它结构等，本发明也包括以下所示的变形等。
例如，在上述实施方式中，在厚壁部7a形成有中间内径部73以及第二台阶部7d，但在薄壁部7b的内径d3与密封部71的内径d1之差较小(即台阶部7c的台阶高度较低)而难以产生噪声的情况下，也可以不形成中间内径部以及第二台阶部。
并且，在上述实施方式中，薄壁部7b的下端部的内径d4与接头管23的内径d5大致相等，并且薄壁部7b的内周面与接头管23的内周面平滑地连续，但将薄壁部的内径设定为适当的大小以此来获得所希望的流量、台阶部的台阶高度即可。例如，在增大密封部的内径来实现大流量化、或者确保台阶部的台阶高度的情况下，也可以使薄壁部的内径比接头管的内径大。
并且，在上述实施方式中，薄壁部7b的外周面以随着朝向接头管23侧而缩小直径的方式倾斜，但薄壁部也可以具有大致恒定的内径以及外径而形成为圆筒状。根据这样的结构，容易增大压入后的薄壁部的外周面与筒状开口部的内周面之间的接触面积，从而能够抑制阀座部件的位置偏移。
除此之外，用于实施本发明的最优的结构、方法等在以上的记载中公开，但本发明并不限定于此。即，本发明主要特别示出且说明了确定的实施方式，但只要不脱离本发明的技术思想以及目的范围，针对以上所说明的实施方式，本领域技术人员能够在形状、材质、数量、其它详细的结构中施加各种变形。因此，对上述公开的形状、材质等进行限定的记载是为了容易理解本发明而示例地记载的，并非限定本发明，从而本发明也包括去掉上述形状、材质等的限定的一部分、或者全部限定后的部件名称的记载。