专利名称:电动阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对在冷气设备或暖气设备或进行除湿的空调机中使用的制冷剂那样的流体进行流量控制的电动阀。
背景技术：
以往，在冷气设备或暖气设备或进行除湿的空调机中，从使用方便性考虑，制冷剂的流量控制，使用了利用电动机来控制阀的开闭或者开度的电动阀。
若是使用了电动阀的空调机，则在深夜进行除湿运转时，出现重复开闭电动阀的动作声，这是使用者不大喜欢的，故最好是不全闭电动阀而在缩小制冷剂量的状态下进行运转。因此，具有如下电动阀通过在阀座上添加凹口和锲形的缺口，即使在阀位于全闭位置的状态，在阀座和阀芯之间也具有微小的间隙，形成有确保很小流量的渗出口(专利文献1)。但是，采用该电动阀时，存在着反复进行阀芯与阀座接触的动作致使渗出口磨耗而制冷剂流量容易变化的问题。
又，若是适用于冷冻循环的电动阀，则通过对线圈进行通电，转子转动，在一端部具有针状阀芯的阀轴进行与阀座接触、分离的动作，来进行流量控制。为了流量的正确控制，关于阀轴的移动，必需有制动构造，该制动构造进行基点确定，即阀芯在哪个位置开阀在哪个位置闭阀。随着冷冻循环的大容量化，提出了可长期地防止正确的基点确定发生偏离的电动式控制阀的制动构造(专利文献2)。但是，该制动构造存在易磨耗、耐久性低的问题。
特开平11-51514号公报[专利文献2]特开2003-65454号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种可解决上述问题点、提高耐久性的电动阀。
为了解决上述的课题，本发明的电动阀，包括阀本体，在其内部形成有阀室和向所述阀室开口的节流孔；阀轴，该阀轴可沿轴线方向移动地安装在所述阀本体上，在其顶端部上具有可从所述阀室侧与所述节流孔接触、分离的阀芯；以及驱动机构，该驱动机构附设在所述阀本体上，用于控制通过所述节流孔的流体的通过流量，具有将步进电动机和所述步进电动机的转动变换成所述阀轴的轴方向的移动的变换装置，其特征在于所述阀轴在轴方向中间部具有卡止部，该卡止部在所述阀芯位于闭阀位置时卡止于形成在所述阀本体上的制动部上从而限制所述阀轴向闭阀方向的移动，所述阀芯，在所述闭阀位置，在与所述节流孔之间形成有很小的间隙从而构成渗出口。
采用该电动阀，通过驱动步进电动机，且将步进电动机的转动变换成阀轴在轴方向的移动，阀轴在阀本体内沿轴方向进行移动。阀轴的顶端部所具有的阀芯与节流孔接触、分离，可通过改变节流孔的开口量来控制通过节流孔的流体的通过流量。当阀芯位于闭阀位置，阀轴在轴方向中间部上所具有的卡止部卡止在形成于阀本体上的制动部上。由于阀芯在闭阀位置与节流孔之间形成很小的间隙而构成渗出口，故即使在阀的全闭位置，流体也能勉强地通过阀芯与节流口之间形成的间隙而流动。因此，可确保除湿所必要的制冷剂流路，同时在压缩机起动时等那样的场合，可延迟·缓和在流路中产生较大的压力变动，可减轻所谓的起动声。
采用本发明，由阀芯和节流孔之间的间隙形成渗出口，阀芯不与节流孔接触，故可得到渗出口难以磨耗且耐久性高的电动阀。
图1是表示本发明的电动阀的一实施例的整体的纵剖视图。
图2是放大表示图1所示的电动阀的要部的剖视图。
具体实施方式以下，参照附图对本发明的电动阀的实施例进行说明。
在图1中，用符号1表示整体的电动阀具有阀本体10，在其内部形成有阀室11和在阀室11上开口的节流孔12。又，在阀本体10上连接有配管20、22。配管20是与阀本体10的阀室11的一侧连接、用于将作为制冷剂的二氧化碳(气体)导入阀室11的制冷剂倒入管，与阀室11的下方连接的配管22是制冷剂导出管。在阀本体10的上部，附设有开闭驱动阀的驱动机构13。
作为圆筒状的压力容器的外壳30在其下端部31通过对接焊接而与固定在阀本体10上部的不锈钢制的凸缘状的承受部件23上形成的阶梯部23a密封连接，由此驱动机构13安装在阀本体10的上部。外壳30以不锈钢等的非磁性金属板作为材料，通过深拉深加工等形成具有半球状的顶部32的有底圆筒状，外壳30的内部保持气密状态。在外壳30的外侧，装备有步进电动机40的定子单元41，在外壳30的内侧，留有规定的间隙α，配设有转动自如的步进电动机40的转子单元42。
转子单元42具有由在树脂里混入磁性材料而成型的塑料磁体构成的转子43，和通过环部件44与转子43连接的、具有下方开口的筒状形状的螺纹进给部件45。作为转子43的材料的例子，可举出Nd-Fe-B系列等的稀土类塑料磁体。螺纹进给部件45也具有作为用于保持后述的阀轴16的阀轴保持架的功能。环部件44在本实施形态中由转子43成型时嵌入的黄铜制的金属环构成。螺纹进给部件45的上部突部通过铆接部46固定在环部件44上，由此，转子43、环部件44及螺纹进给部件45被一体地连接。
利用驱动机构13，使黄铜制的阀轴16在阀本体10内进行升降。在阀轴16的下端形成有针状的阀芯17。在节流孔12的阀室11侧打开的开口为阀口15。通过使阀芯17向节流孔12接近或后退来开闭阀口15，从而控制通过节流孔12的流体(制冷剂)的通过流量。
驱动机构13还具有被阀轴16滑动自如地嵌插的筒状导向轴衬47，上述的螺纹进给部件45与导向轴衬47的外周嵌合，且螺纹卡合。导向轴衬47的下端部47a形成为大径，压入(或是螺合)固定在设在阀本体10上的嵌合孔24内。在导向轴衬47的中央部附近形成有阳螺纹部48。在螺纹进给部件45上，形成有与导向轴衬47的阳螺纹部(固定螺纹部)48螺合的阴螺纹部(移动螺纹部)49。将转子43的转动变换为阀轴16在轴方向上的移动的变换装置由螺纹进给部件45和导向轴衬47构成。
在螺纹进给部件45的顶部50的中央部插通有阀轴16的上部小径部18。上部小径部18的上端部压入固定在作为安装在螺纹进给部件45的顶部上面的限制部件的螺母19内。
通过作为缩装在螺纹进给部件45的顶部50和阀轴16的中间阶梯部51之间的弹簧部件的缓冲用盘簧52，阀轴16通常被施加向下方、即闭阀方向的力。阀轴16相对于螺纹进给部件45向闭阀方向的移动通过螺母19与螺纹进给部件45抵接而被限制。在导向轴衬47的侧面形成有谋求阀室11和外壳30内的均压的均压孔53。在螺纹进给部件45的顶部50上设有由盘簧构成的复位弹簧54。在导向轴衬47的固定螺纹部48和螺纹进给部件45的移动螺纹部49之间的螺合分离时，复位弹簧54如下动作，其与外壳30的内面抵接以使固定螺纹部48和移动螺纹部49之间的螺合复原。
安装在外壳30的外侧的定子单元41包括由磁性材料构成的磁轭61，通过绕线管62卷绕在磁轭61上的上下定子线圈63、63，和树脂铸型盖66。
在导向轴衬47的大径的下端部47a上，固定有构成制动机构一方的、高度较低的大致筒状的下制动体(固定制动部)67，在螺纹进给部件45的外周，固定有构成制动机构的另一方的、高度较高的大致筒状的上制动体(移动制动部)68。
图2是放大表示图1所示的电动阀的要部的剖视图。在图2中，阀轴16在轴方向中间部具有卡止部71，该卡止部71在当图示的阀芯17位于闭阀位置时卡止于形成在阀本体10上的制动部70。阀芯17在闭阀位置，与节流孔12之间形成很小的间隙72来构成渗出口，阀芯17不与阀口15的周缘部接触。阀芯17即使在图示的全闭位置，也允许流体勉强通过间隙72流动。因此，除湿时可确保必要的制冷剂流量，同时在冷冻循环的压缩机起动时等那样的场合，也可延迟·缓和在流路中产生较大压力变动，可减轻所谓的起动声。由于阀轴16与制动部70抵接的停止位置是阀轴16不能进一步再下降的极限位置(阀轴的上下升降的基点)，故不需要用于使阀轴16从该位置再进一步下降的步进电动机40的驱动力，所以不会强加给步进电动机40不必要的负荷。
在阀本体10中，制动部70形成在插通孔74的端缘部，该插通孔74将面对节流孔12的开口的阀室11的壁部73贯通且插通有阀轴16。阀轴16的卡止部71作为阶梯形成在阀轴16的周面上。由于制动部70和卡止部71采用如此构造，故可通过切削和锻造等简单的机械加工来形成，有助于降低电动阀的制造成本。从阀轴16的卡止部71到阀芯17的部分呈顶端较细的锥形轴部78，不会与插通孔74和节流孔12产生干扰。
在本实施例中，节流孔12形成为在咽喉部75向阀室11开口的顶端越来越窄的锥形孔。又，阀芯17具有截面相同的轴状部分76和与轴状部分76的顶端侧连接且面向顶端缩小直径的顶端较细部分77。当阀芯17位于闭阀位置，使轴状部分76的靠近顶端较细部分77的部位位于咽喉部75，由此一旦驱动机构13从全闭位置向开阀方向驱动阀轴16，阀芯17的顶端较细部分77立即与节流孔12的咽喉部75分离，因此可提高阀开度的应答性。在节流孔12的咽喉部75的开口周围，形成有呈环状形状的锪孔部79。通过在咽喉部75的开口周围形成锪孔部79，可除去咽喉部75形成时的毛刺，防止阀芯17和咽喉部75之间的干涉，可有助于阀芯17的平稳的开闭移动对于如此构成的电动阀1，在驱动机构13中，步进电动机40驱动，将步进电动机40的转动变换成阀轴16的轴方向的移动，由此阀轴16在阀本体10内沿轴方向进行移动。阀轴16的顶端部所具有的阀芯17向节流孔12接近或是后退，可通过变更节流孔12的阀口15的开口量来控制通过节流孔12的通过流量。即，当在定子线圈63、63上进行一方向的通电来励磁时，转子43及螺纹进给部件45相对于固定在阀本体10上的导向轴衬47向一方向转动，通过导向轴衬47的固定螺纹部48和螺纹进给部件45的移动螺纹部49之间的螺纹进给，例如螺纹进给部件45向下方移动。由于螺纹进给部件45的下方移动通过盘簧52使阀轴16下降，故阀芯17进入节流孔12内，阀口15大致闭合。阀芯17和节流口12之间存在间隙72成为渗出口，即，即使在闭阀状态流体也能勉强地通过间隙72流动。
在卡止部71卡止于制动部70而闭合阀口15时，上制动体67还未与下制动体68抵接，在阀芯17闭合阀口15保持不变的状态下转子43及螺纹进给部件45进一步转动下降。此时，由于螺纹进给部件45相对于阀轴16进行下降，缓冲用的盘簧52被压缩，由此吸收螺纹进给部件45的下降力。此后，当转子43进一步转动而螺纹进给部件45下降时，上制动体67与下制动体68冲接，即使对定子线圈63、63继续进行通电，螺纹进给部件45的下降也被强制停止。由此，给与了步进电动机的转动控制的转动基点。又，制动体67、68一边通过盘簧52被缓冲一边抵接故难以磨耗、耐久性高。
另一方面，当在定子线圈63、63上进行另一方向的通电而励磁时，转子43及螺纹进给部件45相对于固定在阀本体10上的导向轴衬47向与上述相反的方向转动。通过导向轴衬47的固定螺纹部48和螺纹进给部件45的移动螺纹部49之间的螺纹进给，螺纹进给部件45向上方移动。阀轴16的下端的阀芯17从节流孔12分离，阀口15被打开，制冷剂通过阀口15。该场合，可根据转子43的转动量来调整阀口15的实际开口面积、即制冷剂的通过流量。转子43的转动量由施加在步进电动机40上的脉冲数来控制，故可高精度地调整制冷剂通过流量。
权利要求
1.一种电动阀，包括阀本体，在其内部形成有阀室和向所述阀室开口的节流孔；阀轴，所述阀轴可沿轴线方向移动地安装在所述阀本体上，在其顶端部具有可从所述阀室侧与所述节流孔接触、分离的阀芯；以及驱动机构，所述驱动机构附设在所述阀本体上，其用于控制通过所述节流孔的流体的通过流量，具有将步进电动机和所述步进电动机的转动变换成所述阀轴的轴向移动的变换装置，其特征在于，所述阀轴在轴方向中间部具有卡止部，当所述阀芯位于闭阀位置时该卡止部卡止在形成于所述阀本体上的制动部上从而限制所述阀轴向闭阀方向的移动，所述阀芯，在所述闭阀位置，在与所述节流孔之间形成有很小的间隙从而构成渗出口。
2.如权利要求
1所述的电动阀，其特征在于，所述制动部在所述阀本体上形成在插通孔的端缘部，该插通孔贯通面向所述节流孔的开口的所述阀室的壁部且插通有所述阀轴，所述阀轴的卡止部作为阶梯而形成在所述阀轴的周面上。
3.如权利要求
1所述的电动阀，其特征在于，所述节流孔形成为在咽喉部向所述阀室开口的顶端越来越窄的锥形孔，所述阀芯具有截面相同的轴状部分和与所述轴状部分的顶端侧连接且面向顶端缩小直径的顶端较细部分，当所述阀芯位于所述闭阀位置，所述轴状部分的靠近所述顶端较细部分的部位位于所述咽喉部。
4.如权利要求
1所述的电动阀，其特征在于，在所述节流孔的所述咽喉部的开口周围，形成有锪孔部。
5.如权利要求
1所述的电动阀，其特征在于，所述变化装置包括固定在所述阀本体上且嵌插着滑动自如的所述阀轴的导向轴衬；由所述步进电动机转动驱动且与所述导向轴衬螺纹卡合的螺纹进给部件；夹装在所述阀轴和所述螺纹进给部件之间的、对所述阀轴向闭阀方向施力的弹簧部件；以及限制所述阀轴相对所述螺纹进给部件向闭阀方向的移动的限制部件，在所述螺纹进给部件和所述阀本体之间，设有制动机构，该制动机构在所述卡止部卡止于所述制动部的状态下，在所述螺纹进给部件向所述阀轴的闭阀方向继续移动后使所述螺纹进给部件停止。
专利摘要
本发明提供一种电动阀，当阀芯(17)位于闭阀位置，阀轴(16)在轴方向中间部所具有的卡止部(71)卡止于形成在阀本体(10)上的制动部(70)而停止。阀芯(17)与节流孔(12)的之间形成很小的间隙从而构成渗出口，故即使在阀的全闭位置流体也能勉强地通过该间隙，减轻压缩机起动时等容易产生的所谓的起动声。由于阀轴(16)因制动部(70)而停止，故渗出口变得难以磨耗。螺纹进给部件(45)在进一步由步进电动机(40)驱动时向闭阀方向的移动通过盘簧(52)被吸收，此后，通过上下的制动体(67)、(68)的抵接，来确保呈零点点流量的步进电动机的转动基点。在将步进电动机作为阀的驱动机构的场合，可减轻起动声且渗出口难以磨耗、具有耐久性。
文档编号F16K47/02GK1995786SQ200710002355
公开日2007年7月11日 申请日期2007年1月5日
发明者望月健一, 井上靖 申请人:株式会社不二工机导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan