專利名稱：電動閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對在冷氣設(shè)備或暖氣設(shè)備或進行除濕的空調(diào)機中使用的制冷劑那樣的流體進行流量控制的電動閥。
背景技術(shù)：
以往，在冷氣設(shè)備或暖氣設(shè)備或進行除濕的空調(diào)機中，從使用方便性考慮，制冷劑的流量控制，使用了利用電動機來控制閥的開閉或者開度的電動閥。
若是使用了電動閥的空調(diào)機，則在深夜進行除濕運轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)重復(fù)開閉電動閥的動作聲，這是使用者不大喜歡的，故最好是不全閉電動閥而在縮小制冷劑量的狀態(tài)下進行運轉(zhuǎn)。因此，具有如下電動閥通過在閥座上添加凹口和鍥形的缺口，即使在閥位于全閉位置的狀態(tài)，在閥座和閥芯之間也具有微小的間隙，形成有確保很小流量的滲出口(專利文獻1)。但是，采用該電動閥時，存在著反復(fù)進行閥芯與閥座接觸的動作致使?jié)B出口磨耗而制冷劑流量容易變化的問題。
又，若是適用于冷凍循環(huán)的電動閥，則通過對線圈進行通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，在一端部具有針狀閥芯的閥軸進行與閥座接觸、分離的動作，來進行流量控制。為了流量的正確控制，關(guān)于閥軸的移動，必需有制動構(gòu)造，該制動構(gòu)造進行基點確定，即閥芯在哪個位置開閥在哪個位置閉閥。隨著冷凍循環(huán)的大容量化，提出了可長期地防止正確的基點確定發(fā)生偏離的電動式控制閥的制動構(gòu)造(專利文獻2)。但是，該制動構(gòu)造存在易磨耗、耐久性低的問題。
特開平11-51514號公報[專利文獻2]特開2003-65454號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可解決上述問題點、提高耐久性的電動閥。
為了解決上述的課題，本發(fā)明的電動閥，包括閥本體，在其內(nèi)部形成有閥室和向所述閥室開口的節(jié)流孔；閥軸，該閥軸可沿軸線方向移動地安裝在所述閥本體上，在其頂端部上具有可從所述閥室側(cè)與所述節(jié)流孔接觸、分離的閥芯；以及驅(qū)動機構(gòu)，該驅(qū)動機構(gòu)附設(shè)在所述閥本體上，用于控制通過所述節(jié)流孔的流體的通過流量，具有將步進電動機和所述步進電動機的轉(zhuǎn)動變換成所述閥軸的軸方向的移動的變換裝置，其特征在于所述閥軸在軸方向中間部具有卡止部，該卡止部在所述閥芯位于閉閥位置時卡止于形成在所述閥本體上的制動部上從而限制所述閥軸向閉閥方向的移動，所述閥芯，在所述閉閥位置，在與所述節(jié)流孔之間形成有很小的間隙從而構(gòu)成滲出口。
采用該電動閥，通過驅(qū)動步進電動機，且將步進電動機的轉(zhuǎn)動變換成閥軸在軸方向的移動，閥軸在閥本體內(nèi)沿軸方向進行移動。閥軸的頂端部所具有的閥芯與節(jié)流孔接觸、分離，可通過改變節(jié)流孔的開口量來控制通過節(jié)流孔的流體的通過流量。當(dāng)閥芯位于閉閥位置，閥軸在軸方向中間部上所具有的卡止部卡止在形成于閥本體上的制動部上。由于閥芯在閉閥位置與節(jié)流孔之間形成很小的間隙而構(gòu)成滲出口，故即使在閥的全閉位置，流體也能勉強地通過閥芯與節(jié)流口之間形成的間隙而流動。因此，可確保除濕所必要的制冷劑流路，同時在壓縮機起動時等那樣的場合，可延遲·緩和在流路中產(chǎn)生較大的壓力變動，可減輕所謂的起動聲。
采用本發(fā)明，由閥芯和節(jié)流孔之間的間隙形成滲出口，閥芯不與節(jié)流孔接觸，故可得到滲出口難以磨耗且耐久性高的電動閥。


圖1是表示本發(fā)明的電動閥的一實施例的整體的縱剖視圖。
圖2是放大表示圖1所示的電動閥的要部的剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的電動閥的實施例進行說明。
在圖1中，用符號1表示整體的電動閥具有閥本體10，在其內(nèi)部形成有閥室11和在閥室11上開口的節(jié)流孔12。又，在閥本體10上連接有配管20、22。配管20是與閥本體10的閥室11的一側(cè)連接、用于將作為制冷劑的二氧化碳(氣體)導(dǎo)入閥室11的制冷劑倒入管，與閥室11的下方連接的配管22是制冷劑導(dǎo)出管。在閥本體10的上部，附設(shè)有開閉驅(qū)動閥的驅(qū)動機構(gòu)13。
作為圓筒狀的壓力容器的外殼30在其下端部31通過對接焊接而與固定在閥本體10上部的不銹鋼制的凸緣狀的承受部件23上形成的階梯部23a密封連接，由此驅(qū)動機構(gòu)13安裝在閥本體10的上部。外殼30以不銹鋼等的非磁性金屬板作為材料，通過深拉深加工等形成具有半球狀的頂部32的有底圓筒狀，外殼30的內(nèi)部保持氣密狀態(tài)。在外殼30的外側(cè)，裝備有步進電動機40的定子單元41，在外殼30的內(nèi)側(cè)，留有規(guī)定的間隙α，配設(shè)有轉(zhuǎn)動自如的步進電動機40的轉(zhuǎn)子單元42。
轉(zhuǎn)子單元42具有由在樹脂里混入磁性材料而成型的塑料磁體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子43，和通過環(huán)部件44與轉(zhuǎn)子43連接的、具有下方開口的筒狀形狀的螺紋進給部件45。作為轉(zhuǎn)子43的材料的例子，可舉出Nd-Fe-B系列等的稀土類塑料磁體。螺紋進給部件45也具有作為用于保持后述的閥軸16的閥軸保持架的功能。環(huán)部件44在本實施形態(tài)中由轉(zhuǎn)子43成型時嵌入的黃銅制的金屬環(huán)構(gòu)成。螺紋進給部件45的上部突部通過鉚接部46固定在環(huán)部件44上，由此，轉(zhuǎn)子43、環(huán)部件44及螺紋進給部件45被一體地連接。
利用驅(qū)動機構(gòu)13，使黃銅制的閥軸16在閥本體10內(nèi)進行升降。在閥軸16的下端形成有針狀的閥芯17。在節(jié)流孔12的閥室11側(cè)打開的開口為閥口15。通過使閥芯17向節(jié)流孔12接近或后退來開閉閥口15，從而控制通過節(jié)流孔12的流體(制冷劑)的通過流量。
驅(qū)動機構(gòu)13還具有被閥軸16滑動自如地嵌插的筒狀導(dǎo)向軸襯47，上述的螺紋進給部件45與導(dǎo)向軸襯47的外周嵌合，且螺紋卡合。導(dǎo)向軸襯47的下端部47a形成為大徑，壓入(或是螺合)固定在設(shè)在閥本體10上的嵌合孔24內(nèi)。在導(dǎo)向軸襯47的中央部附近形成有陽螺紋部48。在螺紋進給部件45上，形成有與導(dǎo)向軸襯47的陽螺紋部(固定螺紋部)48螺合的陰螺紋部(移動螺紋部)49。將轉(zhuǎn)子43的轉(zhuǎn)動變換為閥軸16在軸方向上的移動的變換裝置由螺紋進給部件45和導(dǎo)向軸襯47構(gòu)成。
在螺紋進給部件45的頂部50的中央部插通有閥軸16的上部小徑部18。上部小徑部18的上端部壓入固定在作為安裝在螺紋進給部件45的頂部上面的限制部件的螺母19內(nèi)。
通過作為縮裝在螺紋進給部件45的頂部50和閥軸16的中間階梯部51之間的彈簧部件的緩沖用盤簧52，閥軸16通常被施加向下方、即閉閥方向的力。閥軸16相對于螺紋進給部件45向閉閥方向的移動通過螺母19與螺紋進給部件45抵接而被限制。在導(dǎo)向軸襯47的側(cè)面形成有謀求閥室11和外殼30內(nèi)的均壓的均壓孔53。在螺紋進給部件45的頂部50上設(shè)有由盤簧構(gòu)成的復(fù)位彈簧54。在導(dǎo)向軸襯47的固定螺紋部48和螺紋進給部件45的移動螺紋部49之間的螺合分離時，復(fù)位彈簧54如下動作，其與外殼30的內(nèi)面抵接以使固定螺紋部48和移動螺紋部49之間的螺合復(fù)原。
安裝在外殼30的外側(cè)的定子單元41包括由磁性材料構(gòu)成的磁軛61，通過繞線管62卷繞在磁軛61上的上下定子線圈63、63，和樹脂鑄型蓋66。
在導(dǎo)向軸襯47的大徑的下端部47a上，固定有構(gòu)成制動機構(gòu)一方的、高度較低的大致筒狀的下制動體(固定制動部)67，在螺紋進給部件45的外周，固定有構(gòu)成制動機構(gòu)的另一方的、高度較高的大致筒狀的上制動體(移動制動部)68。
圖2是放大表示圖1所示的電動閥的要部的剖視圖。在圖2中，閥軸16在軸方向中間部具有卡止部71，該卡止部71在當(dāng)圖示的閥芯17位于閉閥位置時卡止于形成在閥本體10上的制動部70。閥芯17在閉閥位置，與節(jié)流孔12之間形成很小的間隙72來構(gòu)成滲出口，閥芯17不與閥口15的周緣部接觸。閥芯17即使在圖示的全閉位置，也允許流體勉強通過間隙72流動。因此，除濕時可確保必要的制冷劑流量，同時在冷凍循環(huán)的壓縮機起動時等那樣的場合，也可延遲·緩和在流路中產(chǎn)生較大壓力變動，可減輕所謂的起動聲。由于閥軸16與制動部70抵接的停止位置是閥軸16不能進一步再下降的極限位置(閥軸的上下升降的基點)，故不需要用于使閥軸16從該位置再進一步下降的步進電動機40的驅(qū)動力，所以不會強加給步進電動機40不必要的負荷。
在閥本體10中，制動部70形成在插通孔74的端緣部，該插通孔74將面對節(jié)流孔12的開口的閥室11的壁部73貫通且插通有閥軸16。閥軸16的卡止部71作為階梯形成在閥軸16的周面上。由于制動部70和卡止部71采用如此構(gòu)造，故可通過切削和鍛造等簡單的機械加工來形成，有助于降低電動閥的制造成本。從閥軸16的卡止部71到閥芯17的部分呈頂端較細的錐形軸部78，不會與插通孔74和節(jié)流孔12產(chǎn)生干擾。
在本實施例中，節(jié)流孔12形成為在咽喉部75向閥室11開口的頂端越來越窄的錐形孔。又，閥芯17具有截面相同的軸狀部分76和與軸狀部分76的頂端側(cè)連接且面向頂端縮小直徑的頂端較細部分77。當(dāng)閥芯17位于閉閥位置，使軸狀部分76的靠近頂端較細部分77的部位位于咽喉部75，由此一旦驅(qū)動機構(gòu)13從全閉位置向開閥方向驅(qū)動閥軸16，閥芯17的頂端較細部分77立即與節(jié)流孔12的咽喉部75分離，因此可提高閥開度的應(yīng)答性。在節(jié)流孔12的咽喉部75的開口周圍，形成有呈環(huán)狀形狀的锪孔部79。通過在咽喉部75的開口周圍形成锪孔部79，可除去咽喉部75形成時的毛刺，防止閥芯17和咽喉部75之間的干涉，可有助于閥芯17的平穩(wěn)的開閉移動對于如此構(gòu)成的電動閥1，在驅(qū)動機構(gòu)13中，步進電動機40驅(qū)動，將步進電動機40的轉(zhuǎn)動變換成閥軸16的軸方向的移動，由此閥軸16在閥本體10內(nèi)沿軸方向進行移動。閥軸16的頂端部所具有的閥芯17向節(jié)流孔12接近或是后退，可通過變更節(jié)流孔12的閥口15的開口量來控制通過節(jié)流孔12的通過流量。即，當(dāng)在定子線圈63、63上進行一方向的通電來勵磁時，轉(zhuǎn)子43及螺紋進給部件45相對于固定在閥本體10上的導(dǎo)向軸襯47向一方向轉(zhuǎn)動，通過導(dǎo)向軸襯47的固定螺紋部48和螺紋進給部件45的移動螺紋部49之間的螺紋進給，例如螺紋進給部件45向下方移動。由于螺紋進給部件45的下方移動通過盤簧52使閥軸16下降，故閥芯17進入節(jié)流孔12內(nèi)，閥口15大致閉合。閥芯17和節(jié)流口12之間存在間隙72成為滲出口，即，即使在閉閥狀態(tài)流體也能勉強地通過間隙72流動。
在卡止部71卡止于制動部70而閉合閥口15時，上制動體67還未與下制動體68抵接，在閥芯17閉合閥口15保持不變的狀態(tài)下轉(zhuǎn)子43及螺紋進給部件45進一步轉(zhuǎn)動下降。此時，由于螺紋進給部件45相對于閥軸16進行下降，緩沖用的盤簧52被壓縮，由此吸收螺紋進給部件45的下降力。此后，當(dāng)轉(zhuǎn)子43進一步轉(zhuǎn)動而螺紋進給部件45下降時，上制動體67與下制動體68沖接，即使對定子線圈63、63繼續(xù)進行通電，螺紋進給部件45的下降也被強制停止。由此，給與了步進電動機的轉(zhuǎn)動控制的轉(zhuǎn)動基點。又，制動體67、68一邊通過盤簧52被緩沖一邊抵接故難以磨耗、耐久性高。
另一方面，當(dāng)在定子線圈63、63上進行另一方向的通電而勵磁時，轉(zhuǎn)子43及螺紋進給部件45相對于固定在閥本體10上的導(dǎo)向軸襯47向與上述相反的方向轉(zhuǎn)動。通過導(dǎo)向軸襯47的固定螺紋部48和螺紋進給部件45的移動螺紋部49之間的螺紋進給，螺紋進給部件45向上方移動。閥軸16的下端的閥芯17從節(jié)流孔12分離，閥口15被打開，制冷劑通過閥口15。該場合，可根據(jù)轉(zhuǎn)子43的轉(zhuǎn)動量來調(diào)整閥口15的實際開口面積、即制冷劑的通過流量。轉(zhuǎn)子43的轉(zhuǎn)動量由施加在步進電動機40上的脈沖數(shù)來控制，故可高精度地調(diào)整制冷劑通過流量。
權(quán)利要求
1.一種電動閥，包括閥本體，在其內(nèi)部形成有閥室和向所述閥室開口的節(jié)流孔；閥軸，所述閥軸可沿軸線方向移動地安裝在所述閥本體上，在其頂端部具有可從所述閥室側(cè)與所述節(jié)流孔接觸、分離的閥芯；以及驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)附設(shè)在所述閥本體上，其用于控制通過所述節(jié)流孔的流體的通過流量，具有將步進電動機和所述步進電動機的轉(zhuǎn)動變換成所述閥軸的軸向移動的變換裝置，其特征在于，所述閥軸在軸方向中間部具有卡止部，當(dāng)所述閥芯位于閉閥位置時該卡止部卡止在形成于所述閥本體上的制動部上從而限制所述閥軸向閉閥方向的移動，所述閥芯，在所述閉閥位置，在與所述節(jié)流孔之間形成有很小的間隙從而構(gòu)成滲出口。
2.如權(quán)利要求1所述的電動閥，其特征在于，所述制動部在所述閥本體上形成在插通孔的端緣部，該插通孔貫通面向所述節(jié)流孔的開口的所述閥室的壁部且插通有所述閥軸，所述閥軸的卡止部作為階梯而形成在所述閥軸的周面上。
3.如權(quán)利要求1所述的電動閥，其特征在于，所述節(jié)流孔形成為在咽喉部向所述閥室開口的頂端越來越窄的錐形孔，所述閥芯具有截面相同的軸狀部分和與所述軸狀部分的頂端側(cè)連接且面向頂端縮小直徑的頂端較細部分，當(dāng)所述閥芯位于所述閉閥位置，所述軸狀部分的靠近所述頂端較細部分的部位位于所述咽喉部。
4.如權(quán)利要求1所述的電動閥，其特征在于，在所述節(jié)流孔的所述咽喉部的開口周圍，形成有锪孔部。
5.如權(quán)利要求1所述的電動閥，其特征在于，所述變化裝置包括固定在所述閥本體上且嵌插著滑動自如的所述閥軸的導(dǎo)向軸襯；由所述步進電動機轉(zhuǎn)動驅(qū)動且與所述導(dǎo)向軸襯螺紋卡合的螺紋進給部件；夾裝在所述閥軸和所述螺紋進給部件之間的、對所述閥軸向閉閥方向施力的彈簧部件；以及限制所述閥軸相對所述螺紋進給部件向閉閥方向的移動的限制部件，在所述螺紋進給部件和所述閥本體之間，設(shè)有制動機構(gòu)，該制動機構(gòu)在所述卡止部卡止于所述制動部的狀態(tài)下，在所述螺紋進給部件向所述閥軸的閉閥方向繼續(xù)移動后使所述螺紋進給部件停止。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動閥，當(dāng)閥芯(17)位于閉閥位置，閥軸(16)在軸方向中間部所具有的卡止部(71)卡止于形成在閥本體(10)上的制動部(70)而停止。閥芯(17)與節(jié)流孔(12)的之間形成很小的間隙從而構(gòu)成滲出口，故即使在閥的全閉位置流體也能勉強地通過該間隙，減輕壓縮機起動時等容易產(chǎn)生的所謂的起動聲。由于閥軸(16)因制動部(70)而停止，故滲出口變得難以磨耗。螺紋進給部件(45)在進一步由步進電動機(40)驅(qū)動時向閉閥方向的移動通過盤簧(52)被吸收，此后，通過上下的制動體(67)、(68)的抵接，來確保呈零點點流量的步進電動機的轉(zhuǎn)動基點。在將步進電動機作為閥的驅(qū)動機構(gòu)的場合，可減輕起動聲且滲出口難以磨耗、具有耐久性。
文檔編號F16K47/02GK1995786SQ20071000235
公開日2007年7月11日 申請日期2007年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者望月健一, 井上靖 申請人:株式會社不二工機