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电动阀

阅读：655发布：2020-05-13

IPRDB可以提供电动阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供电动阀，能够使阀轴高精度地移动。电动阀(100)具有导向衬套(8)，该导向衬套具有大致圆筒形状，供阀轴(6)插通，在内周面将该阀轴(6)支承为能够移动。该导向衬套(8)具有压入部(8b)，该压入部包含阀轴(6)的插通区域的一部分，该压入部(8b)被压入于阀主体(2)。而且，在该压入部(8b)内的内周面的至少一部分形成有台阶部(16)，该台阶部通过将压入部(8b)的内周面扩径而成。，下面是电动阀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电动阀，该电动阀控制流量，其特征在于，具有：阀主体，该阀主体具有阀室；

多个端口，该多个端口与所述阀主体连接，并经由所述阀室而连通；

节流孔，该节流孔设置于所述端口中的一个；

阀轴，该阀轴在到达所述节流孔的端部形成有阀芯，该阀轴被支承为能够沿轴向移动，通过该阀轴沿轴向移动，使所述阀芯向所述节流孔的插入量发生变化；以及导向衬套，该导向衬套具有大致圆筒形状，供所述阀轴插通，在该导向衬套的内周面将该阀轴支承为能够移动，所述导向衬套具有：

压入部，该压入部包含所述阀轴的插通区域的一部分，该压入部被压入于所述阀主体；

以及

台阶部，该台阶部形成于所述压入部内的内周面的至少一部分，且通过将所述压入部的内周面扩径而形成。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述台阶部遍及一周地形成于所述压入部的所述内周面。

3.根据权利要求1或2所述的电动阀，其特征在于，所述台阶部一直形成到所述压入部的顶端，所述压入部的顶端是所述压入部在被压入时插入至所述阀主体的最深处的部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动阀，其特征在于，该电动阀具有：圆筒部件，该圆筒部件与所述阀主体重合，内部密闭；以及均压孔，该均压孔使所述阀室和所述圆筒部件内均压，所述均压孔形成于所述台阶部的内周面。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动阀，其特征在于，该电动阀具有：圆筒部件，该圆筒部件与所述阀主体连接；以及定子，该定子外装于所述圆筒部件。

说明书全文

电动阀

技术领域

[0001] 本发明涉及组装于空调机、制冷机等制冷循环中而使用的进行流量控制等的电动阀。

背景技术

[0002] 在电动阀中，第一端口与第二端口经由阀室而相连，通过阀室内的阀芯使第一端口的开口截面积发生变化，从而控制流量。在第一端口设置有节流孔。另一方面，阀芯逐渐缩径而顶端变细。因此，阀芯与节流孔之间的间隙的截面积根据阀芯向节流孔的插入量而改变。

[0003] 阀芯形成于顶端到达节流孔的阀轴。通过使阀轴沿轴向移动，使得阀芯向节流孔的插入量可变。阀轴的周面被导向衬套沿着周向支承(例如参照专利文献1)。即，导向衬套具有圆筒形状，通过使阀轴插通到圆筒内，而利用内周面来限制阀轴在半径方向上的变动、轴的倾斜。导向衬套被固定于具有阀室的阀主体，从而被组装于电动阀。作为导向衬套的固定方式，公知有如下方式：预先在阀主体形成与导向衬套的外周大致相同直径的支承孔，然后将导向衬套的端部压入于支承孔。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开2018-025308号公报

[0007] 发明要解决的课题

[0008] 在导向衬套的内周面与阀轴之间以阀轴能够移动的方式设置有间隙。近年来，从使由电动阀进行的流量控制高精度化的观点出发，该间隙朝着变小的方向发展。另一方面，当将导向衬套压入于支承孔时，在导向衬套中以向轴中心方向鼓出的方式产生变形。于是，导向衬套的内周面被压接于插通到导向衬套中的阀轴，可能妨碍阀轴的移动。

发明内容

[0009] 本发明是为了解决上述那样的现有技术的问题点而提出的，其目的在于提供能够使阀轴高精度地移动的电动阀。

[0010] 用于解决课题的手段

[0011] 为了达成上述目的，本发明的电动阀控制流量，该电动阀具有：阀主体，该阀主体具有阀室；多个端口，该多个端口与所述阀主体连接，并经由所述阀室而连通；节流孔，该节流孔设置于所述端口中的一个；阀轴，该阀轴在到达所述节流孔的端部形成有阀芯，该阀轴被支承为能够沿轴向移动，通过该阀轴沿轴向移动，使所述阀芯向所述节流孔的插入量发生变化；以及导向衬套，该导向衬套具有大致圆筒形状，供所述阀轴插通，在该导向衬套的内周面将该阀轴支承为能够移动，所述导向衬套具有：压入部，该压入部包含所述阀轴的插通区域的一部分，该压入部被压入于所述阀主体；以及台阶部，该台阶部形成于所述压入部内的内周面的至少一部分，且通过将所述压入部的内周面扩径而形成。

[0012] 也可以是，所述台阶部遍及一周地形成于所述压入部的所述内周面。

[0013] 也可以是，所述台阶部一直形成到所述压入部的顶端，所述压入部的顶端是所述压入部在被压入时插入至所述阀主体的最深处的部分。

[0014] 也可以是，该电动阀具有：圆筒部件，该圆筒部件与所述阀主体重合，内部密闭；以及均压孔，该均压孔使所述阀室和所述圆筒部件均压，所述均压孔形成于所述台阶部的内周面。

[0015] 也可以是，该电动阀具有：圆筒部件，该圆筒部件与所述阀主体连接；以及定子，该定子外装于所述圆筒部件。

[0016] 发明效果

[0017] 根据本发明，即使是通过压入将导向衬套固定于阀主体的方式，也能够确保阀轴的良好的移动性。

附图说明

[0018] 图1是示出本实施方式的电动阀的结构的剖视图。

[0019] 图2示出了设置于本实施方式的导向衬套的台阶部，是台阶部所存在的高度的剖视图，是从阀室侧向圆筒部件侧观察的图。

[0020] 图3是示出本实施方式的导向衬套的压入部被压入于阀主体的状态的图。

[0021] 图4示出了本实施方式的台阶部的第二例，是示出导向衬套的压入部被压入于阀主体的状态的图。

[0022] 图5示出了本实施方式的台阶部的第三例，是将导向衬套的压入部的内周面展开的图。

[0023] 图6示出了本实施方式的台阶部的第四例，是将导向衬套的压入部的内周面展开的图。

[0024] 图7示出了本实施方式的台阶部的第五例，是将导向衬套的压入部的内周面展开的图。

[0025] 图8示出了本实施方式的台阶部的第六例，是将导向衬套的压入部的内周面展开的图。

[0026] 符号说明

[0027] 1 圆筒部件

[0028] 2 阀主体

[0029] 2a 阀室

[0030] 2b 支承孔

[0031] 2c 贯通孔

[0032] 2d 凸缘状部件

[0033] 3 第一端口

[0034] 4 第二端口

[0035] 5 节流孔

[0036] 6 阀轴

[0037] 6a 台阶部

[0038] 7 阀芯

[0039] 8 导向衬套

[0040] 8a 固定螺纹

[0041] 8b 压入部

[0042] 9 阀轴保持架

[0043] 9a 可动螺纹

[0044] 9b 顶部

[0045] 9c 止动件

[0046] 10 转子

[0047] 10a 安装孔

[0048] 10b 支承体

[0049] 11 转子按压件

[0050] 12 顶推螺母

[0051] 13 恢复弹簧

[0052] 14 压缩螺旋弹簧

[0053] 15 下部止动件

[0054] 16 台阶部

[0055] 17 均压孔

[0056] 18 螺纹进给机构

[0057] 100 电动阀

具体实施方式

[0058] 以下，参照附图对本发明的电动阀的实施方式进行详细说明。图1是示出本实施方式的电动阀100的结构的剖视图。但是，省略了设置于圆筒部件1的外侧的步进电机的定子。

[0059] 如图1所示，在电动阀100中，作为制冷剂等流体的路径的第一端口3和第二端口4分别与阀室2a连接，第一端口3与第二端口4经由阀室2a而连通。在第一端口3设置有节流孔5。此外，在阀室2a中收纳有阀芯7。阀芯7朝向节流孔5而顶端变细，该阀芯7的腰围根据距顶端的高度而不同。该阀芯7形成于能够沿轴向移动的阀轴6的顶端。阀轴6以步进电机为驱动源，借助螺纹进给机构18而以朝向节流孔5或者远离节流孔5的方式沿轴向移动。由此，阀芯
7向节流孔5的插入量可变，从而根据插入量来控制第一端口3与第二端口4之间的流量。

[0060] 这样的电动阀100是通过将圆筒部件1与阀主体2重合并连接而构成的。圆筒部件1是包含螺纹进给机构18在内的、收纳阀轴6的移动机构的气密容器。阀主体2的内部空间是阀室2a，收纳有阀芯7。该圆筒部件1也被称为壳体，例如以不锈钢等非磁性的金属板为原材料，具有一端面被封闭成半球状的杯形形状，该圆筒部件1外装有电动阀100所具有的步进电机的定子(未图示)。阀主体2也被称为阀体，是具有内部空间的大致圆筒，在阀主体2的一端面设置有开口。圆筒部件1和阀主体2以圆筒部件1的开口与阀主体2的开口对齐的方式重叠。典型地，在阀主体2设置有向圆筒部件1侧朝着半径方向外侧扩展的凸缘状部件2d，圆筒部件1与阀主体2经由凸缘状部件2d而连接。凸缘状部件2d可以与阀主体2一体，即，凸缘状部件2d可以以从阀主体2延长的方式形成。

[0061] 第一端口3连接于阀主体2的与朝向圆筒部件1的开口相反的端面而与阀室2a相通，该第一端口3与圆筒部件1的中心轴同轴地延伸。第二端口4与阀主体2的侧周面连接而与阀室2a相通，该第二端口4与第一端口3的延伸方向垂直地延伸。节流孔5设置于第一端口3的开口端面。

[0062] 阀轴6与圆筒部件1的中心轴同轴地配置，具有棒形状。该阀轴6穿过圆筒部件1的开口和阀主体2的开口，而从圆筒部件1内向阀室内突出，阀轴6的顶端到达第一端口3的节流孔5。在到达节流孔5的阀轴6的顶端形成有阀芯7。使该阀轴6朝向顶端缩径地形成该阀芯7。

[0063] 阀轴6除了两端区域之外被配置于圆筒部件1的导向衬套8支承为能够旋转并且升降。导向衬套8沿着轴向支承阀轴6的周面。在导向衬套8的外周形成有作为外螺纹的固定螺纹8a。另一方面，导向衬套8与配置在圆筒部件1内的阀轴保持架9螺合。即，阀轴保持架9是在圆筒部件1的有底侧的端面具有穿孔的顶部9b的圆筒体，在阀轴保持架9的内周形成有作为内螺纹的可动螺纹9a。而且，导向衬套8的固定螺纹8a与阀轴保持架9的可动螺纹9a螺合。

[0064] 步进电机的转子10同轴地设置于阀轴保持架9的外周。转子10例如以Nd-Fe-B系等稀土类塑料磁铁为原材料，并具有圆筒形状，在转子10的内周面延伸设置有支承阀轴保持架9的支承体10b。在该支承体10b开口有阀轴保持架9的安装孔10a，通过阀轴保持架9嵌入于该安装孔10a，从而转子10和阀轴保持架9被固定。

[0065] 此外，朝向圆筒部件1的有底部的阀轴6的后端从导向衬套8突出，进而也从阀轴保持架9的顶部9b的开口突出。在该突出部分经由沿圆筒部件1的半径方向扩展的垫圈状的转子按压件11而以压入、焊接等方式固定有顶推螺母12。而且，阀轴6从轴的中途至后端而一段成为细径从而形成有台阶部6a，在该台阶部6a与阀轴保持架9的顶部9b之间设置有嵌入于阀轴6的压缩螺旋弹簧14。

[0066] 压缩螺旋弹簧14对阀轴保持架9向顶推螺母12侧施力。因此，由压缩螺旋弹簧14和顶推螺母12弹力地式夹入转子按压件11和阀轴保持架9的顶部9b，固定于转子10的阀轴保持架9、转子按压件11、顶推螺母12以及阀轴6与转子10一同成为一体。

[0067] 另外，在顶推螺母12的外周嵌入有恢复弹簧13。在阀轴6移动到圆筒部件1的有底部侧的情况下，恢复弹簧13与圆筒部件1的有底部接触而被压缩，该恢复弹簧13朝着使与阀轴6一体的阀轴保持架9的可动螺纹9a和导向衬套8的固定螺纹8a啮合的方向施力。

[0068] 此外，在导向衬套8中的嵌入有阀轴保持架9的部分的下方固定有下部止动件15。下部止动件15例如通过将设置于该下部止动件15的内侧的内螺纹拧入固定螺纹8a从而固定于导向衬套8。在阀轴保持架9的下部一体地设置有止动件9c。止动件9c在阀轴保持架9到达最下降位置的情况下与下部止动件15抵接，限制了阀轴保持架9的进一步的旋转和下降。

[0069] 在这样的电动阀100中，来自外部的脉冲信号被输入到步进电机，转子10旋转。转子10的旋转量与脉冲数成比例。通过由压缩螺旋弹簧14和顶推螺母12形成的一体性，当转子10旋转时，阀轴保持架9也绕着导向衬套8进行轴旋转。

[0070] 这里，如图1所示，导向衬套8配置于圆筒部件1，且一部分从圆筒部件1的内部突出。阀主体2的开口是通到阀室2a的带台阶的孔，由大径的支承孔2b和小径的贯通孔2c构成，该大径的支承孔2b供导向衬套8固定，该小径的贯通孔2c贯通设置于该支承孔2b的底面，供阀轴6穿过。导向衬套8中的从圆筒部件1突出的部分是压入部8b。该压入部8b被压入于支承孔2b，从而将导向衬套8固定于阀主体2。即，压入部8b与支承孔2b具有榫头与卯眼的关系。

[0071] 因此，导向衬套8的位置被固定。于是，阀轴保持架9与导向衬套8通过固定螺纹8a与可动螺纹9a而处于螺合关系，因此，阀轴保持架9一边绕着导向衬套8进行轴旋转一边沿轴向移动。当阀轴保持架9沿轴向移动时，通过由压缩螺旋弹簧14和顶推螺母12形成的一体性，阀轴6也被导向衬套8支承着沿轴向移动。

[0072] 在阀轴6移动时，导向衬套8沿着轴向支承阀轴6的周面，由此，一边限制半径方向上的变动、轴的倾斜，一边将阀芯7向节流孔5引导。即，导向衬套8与阀轴6同轴地配置，具有在内周面覆盖阀轴6的圆筒形状。在导向衬套8的内周面与阀轴6之间设置有间隙。间隙是如下程度的间隙：高精度地限制半径方向的变动、轴的倾斜，并且阀轴6能够沿轴向移动。

[0073] 如图1和图2所示，阀轴6穿过压入部8b而到达阀室2a。在压入部8b的内周面上形成有台阶部16。台阶部16是压入部8b的内周面扩径后的区域，且遍及压入部8b的内周面的整周和整个区域地形成为一个连接物。例如，该台阶部16从插入至阀主体2的最深处的压入部8b的顶端朝向固定螺纹8a侧遍及压入部8b的压入长度地形成。在压入部8b的顶端被实施了倒角的情况下，台阶部16至少比该倒角长。

[0074] 在向支承孔2b压入前，台阶部16与阀轴6的外周面之间的间隙Ca被设定为比没有台阶部16的导向衬套8的内周面与阀轴6的外周面之间的间隙Cb大。另一方面，在将压入部8b压入于支承孔2b的状态下，如图3所示，压入部8b以内周面鼓出的方式变形，压入部8b的内周面与阀轴6之间的间隙减小。但是，台阶部16与阀轴6之间的间隙Ca变大了。因此，即使压入部8b变形，在台阶部16与阀轴6之间也残留有间隙Cc，压入部8b的内周面不与阀轴6压接，不会妨碍阀轴6沿轴向的移动。

[0075] 因此，由于台阶部16的存在，阀轴6良好地响应于来自外部的脉冲信号并高精度地移动，阀芯7向节流孔5的插入量良好地变化。当顶端变细的阀芯7的插入量发生变化时，由阀芯7的外周面和节流孔5的内周面划分的间隙的截面积根据插入量而发生变化。由上，电动阀100能够高精度地控制第一端口3和第二端口4的流量。

[0076] 另外，在该电动阀100中，如图1和图4所示，在导向衬套8以穿孔设置的方式而加工有均压孔17。均压孔17经由导向衬套8与阀轴6之间的间隙和阀轴6与贯通孔2c之间的间隙而将阀室2a与圆筒部件1的内部连接起来，将阀室2a和圆筒部件1的内部空间保持为均压。

[0077] 以穿孔设置的方式在台阶部16加工出均压孔17。即，在以穿孔设置的方式加工出的均压孔17可能产生作为突起的毛刺B。若毛刺B达到阀轴6，则阻碍阀轴6沿轴向的移动。但是，均压孔17形成于扩径了一级的台阶部16。因此，毛刺B难以到达阀轴6，降低了妨碍阀轴6沿轴向的移动的可能性。而且，由于台阶部16的存在，即使压入部8b变形，均压孔17也不会被阀轴6的外周面封闭，从而将阀室2a和圆筒部件1的内部空间良好地保持为均压。在将均压孔17设置于台阶部16的情况下，如图4所示，台阶部16脱离压入部8b的范围而伸向固定螺纹8a侧。

[0078] 关于台阶部16，台阶部16的形成范围是压入部8b的整周和整个区域，但只要至少是压入部8b的内周面与阀轴6接触的范围即可。典型地，压入部8b的内周面与阀轴6可能接触的范围是从导向衬套8的开始变形的基端到朝向阀室2a的压入部8b的顶端的范围。另一方面，也有时从导向衬套8的变形的基端起，间隙开始减少，但在压入部8b的根部附近，仍存在充分的间隙。在该情况下，无需使台阶部16到达压入部8b的根部。即，如图5所示，台阶部16可以在从压入部8b的中途的接触基点到顶端的范围内形成在比压入部8b的压入长度La短的范围内。当然，为了确保充分的富余量，也可以将台阶部16形成为与压入部8b的压入长度La相同的长度。

[0079] 此外，台阶部16不限于形成在压入部8b的内周面与阀轴6接触的整个范围内，也可以形成于压入部8b的内周面与阀轴6接触的一部分的范围内。这是因为虽然压入部8b与阀轴6接触，但它们的接触压力仍然能够存在于不妨碍阀轴6的滑动性的范围内。在该情况下，无需将台阶部16形成为直到低接触压力的范围。例如，如果虽然在压入部8b的根部地点开始接触，但根部地点的接触压力不妨碍阀轴6的滑动性，则也可以不将台阶部16形成为直到压入部8b的根部地点。当然，为了可靠地保障阀轴6的移动性，也可以在所有可能接触的范围内形成台阶部16。

[0080] 此外，台阶部16的深度、即台阶部16的内周面的直径期望是如下程度：即使压入部8b发生变形，在压入部8b与阀轴6之间也存在有间隙。此外，能够容许阀轴6的滑动性在实际使用中能够承受的接触压力。即，压入部8b的深度可以以非接触为目的而设定，也可以设定规定接触压力的上限并使接触压力收敛于该上限的程度。当然，为了可靠地保障阀轴6的移动性，也可以将台阶部16形成至非接触的深度。

[0081] 此外，即使不将台阶部16设置于压入部8b的整周和整个区域内，也通过接触面积的减少而抑制了滑动性的恶化。因此，例如，如图6所示，台阶部16可以与压入部8b的内周相比在圆周方向上宽度窄，且在周向上间断地并列设置有多个。相邻的台阶部16之间是沿着阀轴6的移动方向延伸的肋16a。该肋16a沿着阀轴6的滑动方向延伸，因此，即使与阀轴6接触，也使阀轴6的滑动性的恶化程度减少。当然，为了可靠地保障阀轴6的移动性，也可以将台阶部16设置于压入部8b的整周和整个区域。

[0082] 此外，如图7所示，该宽度窄的台阶部16可以是越靠近压入部8b的顶端而逐渐变宽。随着接近接触压力较高的压入部8b的顶端，该台阶部16使阀轴6与导向衬套8的接触面积减小。也可以是，在压入部8b的顶端侧将台阶部16的宽度大的部位连结，在压入部8b的顶端，使扩径区域在内周面的整周范围内连续。

[0083] 此外，台阶部16可以形成为到达压入部8b的顶端，也可以如图8所示，以收纳于压入部8b的内周面内的方式挖掘形成台阶部16。收纳在压入部8b的内周面内的台阶部16可以在导向衬套8的轴向和内周方向上并列地排列有多行列。在该情况下，可以使沿周向并列的台阶部16的数量随着接近压入部8b的顶端的列而数量增加。挖掘出的台阶部16的形状可以是矩形，可以是圆形，可以是椭圆形，可以是多边形，还可以是复杂的形状。

[0084] 如上所述，该电动阀100具有导向衬套8，该导向衬套8具有大致圆筒形状，供阀轴6插通，在内周面将该阀轴6支承为能够移动。该导向衬套8具有压入部8b，该压入部8b包含阀轴6的插通区域的一部分，该压入部8b被压入于阀主体2。而且，在该压入部8b内的内周面的至少一部分形成有将压入部8b的内周面扩径而成的台阶部16。由此，即使通过压入将导向衬套8固定于阀主体2，也能够确保穿过导向衬套8的阀轴6的良好的移动性。

[0085] 该台阶部16遍及一周地形成于压入部8b的内周面。此外，台阶部16一直形成到压入部8b的顶端，该压入部8b的顶端是压入部8b在被压入时插入至阀主体2的最深处的部分。由此，能够排除导向衬套8的内周面与阀轴6压接的部位，阀轴6能够更精密地沿轴向移动。

[0086] 此外，使均压孔17在台阶部16开口，该均压孔17使得阀室2a和圆筒部件1成为均压。由此，即使均压孔17在导向衬套8内开口，以穿孔设置的方式进行加工所导致的毛刺到达阀轴6的可能性也较低，能够使阀轴6精密地沿轴向移动。

[0087] (其他实施方式)

[0088] 如上述那样对本发明的实施方式进行了说明，但能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换以及变更。而且，该实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨并且包含于权利要求书中记载的发明及其等同的范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
电动阀-专利编号CN108700217B	2020-05-11	633
电动阀-专利编号CN110388508A	2020-05-12	980
电动阀-专利编号CN110345292A	2020-05-12	241
电动阀-专利编号CN108953620B	2020-05-11	702
电动阀-专利编号CN110848397A	2020-05-11	131
电动阀-专利编号CN108779871B	2020-05-12	1025
电动阀-专利编号CN110425331A	2020-05-11	80
电动阀-专利编号CN110319205A	2020-05-13	654
电动阀-专利编号CN110094519A	2020-05-13	982
电动阀-专利编号CN110345258A	2020-05-13	690

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