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：
目前，已知用于柜式空调机、室内空调机、冷冻机等的电动阀(例如，参照专利文献1)。如图6所示，在该电动阀100中，当步进马达驱动而转子103旋转时，利用内螺纹131a与外螺纹121a的螺纹进给作用，阀芯114在中心轴l方向上移动。由此，调整阀口121的开闭，控制从管接头111流入并从管接头112流出的制冷剂的流量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－172839号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
但是，在上述的电动阀100中，因外螺纹121a与内螺纹131a之间的缝隙，可能得不到电动阀100的良好的动作性。
例如，在将阀轴141焊接于衬套部件133的贯通孔133a时，如图7所示，阀轴141也可能偏离轴芯而固定于偏置的位置。该情况下，若外螺纹121a与内螺纹131a的啮合缝隙大，则转子103以偏置的轴为中心旋转，因此电动阀100的动作性被阻碍，难以使转子103高精度旋转。
本发明的目的在于提供能够使转子恰当地旋转且具有高动作性的电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。
用于解决课题的方案
本发明的电动阀通过外螺纹部件与内螺纹部件的螺纹结合而将收纳于壳体的内周的转子的旋转运动变换成直线运动，且基于该直线运动使收纳在阀主体内的阀芯在轴向上移动，上述电动阀的特征在于，具备衬套部件，该衬套部件形成有供上述外螺纹部件贯通并固定的贯通孔，且将上述转子的旋转传递至上述外螺纹部件，就上述贯通孔的内周径与上述外螺纹部件的外周径的差而言，比上述外螺纹部件的外螺纹的牙顶径与上述内螺纹部件的内螺纹的牙底径的差和上述外螺纹部件的外螺纹的牙底径与上述内螺纹部件的内螺纹的牙顶径的差中较小的一方小。
这样，缩窄衬套部件的贯通孔与外螺纹部件之间的缝隙，从而能够抑制转子旋转时转子相对于轴芯偏芯。因此，能够使转子恰当地旋转，能够提供具有高动作性的电动阀。
另外，本发明的电动阀的特征在于，就上述壳体的内周径与上述转子的外周径的差而言，比上述外螺纹部件的外螺纹的牙顶径与上述内螺纹部件的内螺纹的牙底径的差和上述外螺纹部件的外螺纹的牙底径与上述内螺纹部件的内螺纹的牙顶径的差中较大的一方大。
这样，扩宽壳体与转子之间的缝隙的间隔，从而能够防止转子旋转时转子接触壳体的内侧而转子在壳体的内周面滑动。
另外，本发明的电动阀的特征在于，上述内螺纹部件由树脂形成。
由此，能够降低内螺纹部件的摩擦系数，能够提高耐久性。
另外，本发明的冷冻循环包含压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器等，上述冷冻循环系统的特征在于，使用上述的电动阀作为上述膨胀阀。
发明效果
根据本发明，能够提供能够使转子恰当地旋转且具有高动作性的电动阀以及使用了该电动阀的冷冻循环系统。
附图说明
图1是实施方式的电动阀的剖视图。
图2是实施方式的电动阀的螺纹结合部分的放大剖视图。
图3是实施方式的衬套部件与阀轴间的缝隙的放大剖视图。
图4是实施方式的壳体与转子间的缝隙的放大剖视图。
图5是表示电动阀中旋转轴的轴芯倾斜的状态的图。
图6是现有的电动阀的剖视图。
图7是说明电动阀中阀轴偏离轴芯而固定于衬套部件的状态的剖视图。
图中：
2—电动阀，4—转子，4o—转子的外周，6—阀轴架，6a—筒状小径部，6d—内螺纹，6m—内螺纹的螺纹牙顶，6v—内螺纹的螺纹牙底，17—阀芯，33—衬套部件，33a—贯通孔，33i—贯通孔的内周，34—缝隙，41—阀轴，41a—外螺纹，41c—焊接部，41m—外螺纹的螺纹牙顶，41o—阀轴的外周，41v—外螺纹的螺纹牙底，60—壳体，60i—壳体的内周，66—间隙，68—缝隙。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式的电动阀进行说明。图1是表示实施方式的电动阀2的剖视图。此外，在本说明书中，“上”和“下”是在图1的状态下规定的。即，转子4位于比阀芯17靠上方。
在该电动阀2中，在由非磁性体的金属形成筒状的杯形状的壳体60的开口侧的下方，通过焊接等一体地连接有阀主体30。
在此，阀主体30由不锈钢等金属构成，且在内部具有阀室11。另外，在阀主体30固定装配有与阀室11直接连通的不锈钢制或铜制的第一管接头12。而且，在阀主体30的下方内侧装入有形成有剖面圆形的阀口16a的阀座部件16。在阀座部件16固定装配有经由阀口16a连通于阀室11的不锈钢制或铜制的第二管接头15。
在壳体60的内周收纳有能够旋转的转子4，在转子4的轴芯部分经由衬套部件33配置有阀轴41。通过衬套部件33结合的该阀轴41和转子4一边旋转一边在上下方向上一体地移动。此外，在该阀轴41的中间部附近的外周面形成有外螺纹41a。在本实施方式中，阀轴41发挥外螺纹部件的功能。
在此，衬套部件33由不锈钢等金属构成，且为在中央形成有供阀轴41贯通的贯通孔33a的圆筒状的部件。转子4由含有磁性粉的聚苯硫醚(pps)等树脂材料、铁氧体磁铁等具有磁性的原料形成。另外，衬套部件33通过嵌入成形固定于转子4。此外，阀轴41通过使阀轴41贯通衬套部件33的贯通孔33a并形成焊接部41c而固定于衬套部件33。这样，转子4和衬套部件33、衬套部件33和阀轴41分别固定，从而转子4的旋转传递至阀轴41。
在壳体60的外周配置有由未图示的磁轭、线圈架以及线圈等构成的定子，由转子4和定子构成步进马达。
在壳体60的顶棚面固定有导向支撑体52。导向支撑体52具有圆筒部53和形成于圆筒部53的上端侧的伞状部54，且整体通过冲压加工而一体成形。伞状部54形成为与壳体60的顶部内侧大致相同的形状。
在阀轴41的比衬套部件33靠下方相对于阀主体30不能相对旋转地固定有阀轴架6，阀轴架6如后述地在与阀轴41之间构成螺纹结合a，并且具有抑制阀轴41倾斜的功能。
阀轴架6例如由聚苯硫醚(pps)等树脂材料形成，且为了降低摩擦系数而含有添加剂。作为添加剂，使用聚四氟乙烯(ptfe)等氟类树脂、碳纤维等。
该阀轴架6包括上部侧的筒状小径部6a、下部侧的筒状大径部6b、收纳于阀主体30的内周部侧的嵌合部6c、以及圈状的突缘部6f。而且，阀轴架6的突缘部6f通过焊接等固定于阀主体30的上端。另外，在阀轴架6的内部形成有收纳后述的阀导向件18的收纳室6h。
另外，从该阀轴架6的筒状小径部6a的上部开口部6g到预定的深度向下方形成有内螺纹6d。因此，在本实施方式中，阀轴架6发挥内螺纹部件的功能。然后，通过形成于阀轴41的外周的外螺纹41a和形成于阀轴架6的筒状小径部6a的内周的内螺纹6d构成螺纹结合a。
而且，在阀轴架6的筒状大径部6b的侧面穿孔设置有均压孔51，通过该均压孔51，筒状大径部6b内的阀轴架室83与转子收纳室67(第二背圧室)之间连通。通过这样设置均压孔51，能够通过连通壳体60的收纳转子4的空间和阀轴架6内的空间而顺畅地进行阀轴架6的移动动作。
另外，在阀轴41的下方相对于阀轴架6的收纳室6h能够滑动地配置有筒状的阀导向件18。该阀导向件18的顶棚部21侧通过冲压成形折弯成大致直角。而且，在该顶棚部21形成有贯通孔18a。另外，在阀轴41的下方还形成有凸缘部41b。
在此，阀轴41以相对于阀导向件18能够旋转且在径向上能够位移的方式以游隙贯通状态插入阀导向件18的贯通孔18a，凸缘部41b以相对于阀导向件18能够旋转且在径向上能够位移的方式配置于阀导向件18内。另外，阀轴41插通贯通孔18a，且配置成凸缘部41b的上表面与阀导向件18的顶棚部21对置。此外，凸缘部41b比阀导向件18的贯通孔18a直径大，从而防止阀轴41脱落。
阀轴41和阀导向件18能够互相在径向上移动，从而关于阀轴架6及阀轴41的配置位置，不要求过高的同芯安装精度而能得到与阀导向件18及阀芯17的同芯性。
在阀导向件18的顶棚部21与阀轴41的凸缘部41b之间设置有在中央部形成有贯通孔的垫圈70。垫圈70优选为高滑性表面的金属制垫圈、氟树脂等高滑性树脂垫圈或高滑性树脂涂层的金属制垫圈、含有高滑性树脂的各种树脂垫圈等。
而且，在阀导向件18内收纳有压缩了的阀弹簧27和弹簧座35。
接下来，对本发明的要点即构成电动阀2的构件的尺寸关系进行说明。图2是实施方式的电动阀2的螺纹结合a部分的放大剖视图。如图2所示，在结合a部分的阀轴41的外周形成有外螺纹41a，在阀轴架6的筒状小径部6a的内周形成有内螺纹6d。此外，内螺纹6d的内径设计成比外螺纹41a的外径大，在外螺纹41a的螺纹牙顶41m、螺纹牙底41v与内螺纹6d的螺纹牙顶6m、螺纹牙底6v之间分别在径向上形成有间隙66。
另外，图3是实施方式的电动阀2的示于图1的圆b内的部分的放大剖视图。如图3所示，在阀轴41的贯通于贯通孔33a的部分的外周41o未形成螺纹，在衬套部件33的贯通孔33a的内周33i与阀轴41的外周41o之间存在缝隙34。该缝隙34形成得比间隙66窄。即，贯通孔33a的内周径与阀轴41(外螺纹部件)的外周径的差形成为比以下的(1)、(2)所示的差中较小的一方小。
(1)阀轴41(外螺纹部件)的外螺纹41a的牙顶径(螺纹牙顶41m的外周径)与阀轴架6(内螺纹部件)的内螺纹6d的牙底径(螺纹牙底6v的内周径)的差；
(2)阀轴41(外螺纹部件)的外螺纹41a的牙底径(螺纹牙底41v的外周径)与阀轴架6(内螺纹部件)的内螺纹6d的牙顶径(螺纹牙顶6m的内周径)的差。
而且，图4是实施方式的电动阀2的示于图1的圆c内的部分的放大剖视图。如图4所示，在电动阀2中，在壳体60的内周60i与转子4的外周4o之间存在比间隙66宽的缝隙68。即，壳体60的内周径与转子4的外周径的差形成为比上述的(1)、(2)所示的差中较大的一方大。
根据该实施方式的电动阀2，使衬套部件33的贯通孔33a与阀轴41之间的缝隙34比外螺纹41a与内螺纹6d之间的间隙66窄，从而能够抑制在转子4旋转时转子4相对于轴芯偏芯。由此，能够使转子4恰当地旋转，能够提供具有高动作性的电动阀2。
此外，如上所述，阀轴架6(内螺纹部件)由聚苯硫醚(pps)等树脂形成，因此摩擦系数低，且耐久性优异。另一方面，就一般通过注射成形而成形的树脂制的构件而言，若考虑因注射成形而导致的凹痕、翘曲等尺寸变形、线膨胀、溶胀等树脂成形特有的尺寸变化，则多存在难以精密成形的情况。
因此，在采用了树脂制的阀轴架6的情况下，具有外螺纹41a与内螺纹6d的啮合产生的间隙66易于变大的倾向。若间隙66变大，则如图5所示，可能不仅转子4，而且阀轴41(外螺纹部件)也以偏置的轴为中心旋转。
但是，通过使衬套部件33的贯通孔33a与阀轴41之间的缝隙34比外螺纹41a与内螺纹6d之间的间隙66窄，从而能够抑制转子4偏心。因此，在电动阀2中，在将阀轴架6(内螺纹部件)做成树脂制的情况下，能够降低对动作性的影响的效果更为显著。
另外，根据实施方式的电动阀2，将壳体60的内周与转子4的外周之间的缝隙68扩宽，并比间隙66大，从而能够防止在转子4旋转时转子4接触壳体60的内侧而转子4在壳体60的内周面滑动。因此，能够使转子4高精度且恰当地旋转。
在此，也考虑了以下情况，在采用了树脂制的阀轴架6的情况下，由于外螺纹41a与内螺纹6d之间的间隙66变大，从而如图5所示，旋转轴的轴芯倾斜，转子4与壳体60接触(参照圆f内)，而阻碍转子4的旋转。
但是，将壳体60的内周与转子4的外周之间的缝隙68(参照图4)扩宽，使缝隙68比间隙66大，从而即使在将阀轴架6(内螺纹部件)做成树脂制的情况下，也能够使转子4不与壳体60接触。
此外，转子4与壳体60的缝隙68的间隔无需过于宽广。因此，即使扩宽转子4与壳体60的缝隙68，只要将缝隙68维持在预定间隔以下，就能够将转子4与线圈的气隙抑制为较小，能够降低扭矩的减小。
另外，在本实施方式的电动阀2中，以衬套部件33为与转子4不同的部件的情况为例进行了说明，但是转子4和衬套部件33也可以作为一个部件形成。该情况下，转子4的旋转也传递至阀轴41。
另外，在本实施方式的电动阀2中，以阀轴架6(内螺纹部件)由树脂形成的情况为例进行了说明，但是阀轴架6也可以由金属形成。即使阀轴架6为金属制，只要外螺纹41a与内螺纹6d之间的间隙66大，就能够通过缩窄衬套部件33的贯通孔33a与阀轴41之间的缝隙34来抑制转子旋转时转子4相对于轴芯偏芯。
此外，本实施方式的电动阀2例如在由压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器等构成的冷冻循环系统中用作设于冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀。