电动阀

文档序号:1131948 发布日期:2020-10-02 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 电动阀 (Electric valve ) 是由 荒井良太 于 2019-01-11 设计创作,主要内容包括:提供一种能够不使流通的流体(制冷剂)中所含有的异物被咬入阀芯与阀座之间而被强力地按压于阀芯和阀座,由此能够在阀座、阀芯不产生划痕、碰伤等,能够难以产生阀泄漏的可靠性高的电动阀。通过螺纹进给机构将转子(57)的旋转转换为主阀芯(20)的上下运动的电动阀(1),用于对阀口(9)进行开闭的副阀芯(30)能够上下运动地配设在主阀芯(20)的周围,在主阀芯(20)将阀口(9)闭阀时,该副阀芯(30)先于主阀芯(20)而将阀口(9)闭阀。(Provided is a highly reliable electrically operated valve in which foreign matter contained in a fluid (refrigerant) flowing therethrough can be strongly pressed against a valve element and a valve seat without being caught between the valve element and the valve seat, whereby scratches, and the like can be prevented from being generated in the valve seat and the valve element, and valve leakage can be prevented from occurring. An electrically operated valve (1) for converting the rotation of a rotor (57) into the vertical movement of a main valve element (20) by a screw feed mechanism, wherein a sub valve element (30) for opening and closing a valve port (9) is disposed around the main valve element (20) so as to be movable vertically, and when the main valve element (20) closes the valve port (9), the sub valve element (30) closes the valve port (9) prior to the main valve element (20).)

电动阀

技术领域

本发明涉及一种适用于热泵式制冷制热系统等的电动阀,尤其涉及一种难以因流通的流体(制冷剂)中所含有的金属粉等的异物而产生不良情况的电动阀。

背景技术

以往,作为电动阀,已知有以下的结构:该结构具有:阀主体,该阀主体设有阀室、多个出入口、阀座及阀口等;阀芯,该阀芯能够上下运动地被配置在所述阀室;用于使该阀芯相对于所述阀座接触分离的螺纹进给机构,该螺纹进给机构例如由设有外螺纹的阀轴和设有内螺纹的导杆等构成;圆筒状的壳体,该壳体与所述阀主体密封接合;以及步进电机,该步进电机由转子和定子构成,该转子能够旋转地配置在该壳体的内侧,该定子配置在该壳体的外侧,通过螺纹进给机构将所述转子的旋转转换为阀芯的上下运动,使阀芯的上升量(阀开度)变化,由此来调整通过阀口的流体(制冷剂)的流量(例如参照专利文献1)。

在该电动阀中,通常将转子的旋转不减速地传递到螺纹进给机构(将该类型称为直动式电动阀),但近年来,例如在专利文献2中所示的那样,为了提高密封压力,在转子与螺纹进给机构之间夹装行星齿轮式减速机构,将转子的旋转减速而传递到螺纹进给机构,以此增大阀芯的轴力,即增大阀芯向阀座的按压力(将该类型称为齿轮减速式电动阀)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-172749号公报

特许文献2:日本特开2013-130271号公报

发明要解决的技术问题

然而,在如上所述的以往的电动阀中,在阀芯的上升量微小(微开)时,流体(制冷剂)中所含有的异物(金属粉、切削渣、研磨材料、浆料(日文:スラッジ)等)有堵塞阀芯部分的倾向,当从该微开状态闭阀时,有堵塞倾向的异物被咬入阀芯与阀座之间,存在由于该异物咬入而容易阀泄漏的问题。

尤其是在使阀芯向阀座的按压力増大的齿轮减速式的电动阀中,在闭阀时,若异物被咬入阀芯与阀座之间,由于该被咬入的异物被阀芯强力地按压于阀座,因此在阀座、阀芯(的密封面)产生划痕、碰伤等,容易产生阀泄漏。

于是,以往,在将如上所述的齿轮减速式的电动阀作为例如紧急截止阀使用的情况下,为了提高安全性而将两台该电动阀串联连接,但在该对策中,若考虑到组装到系统的阀、配管等,则与仅使用一台电动阀的情况相比,成本大幅增大,并且由于异物咬入自身也可能发生,在性价比的方面上并非良策。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种能够不使流通的流体(制冷剂)中所含有的异物被咬入阀芯与阀座之间而被强力地按压于阀芯和阀座,由此能够在阀座、阀芯不产生划痕、碰伤等,能够难以产生阀泄漏的可靠性高的电动阀。

用于解决技术问题的技术手段

为了达成上述目的,本发明的电动阀的特征在于,基本上具有:阀主体,该阀主体设有阀室、多个出入口及阀口;主阀芯,该主阀芯能够上下运动地配置在所述阀室,以对所述阀口进行开闭;筒状的壳体,该壳体接合于所述阀主体;步进电机,该步进电机由转子和定子构成,该转子能够旋转地配置在该壳体的内侧,该定子配置在该壳体的外侧;以及螺纹进给机构,该螺纹进给机构将所述转子的旋转转换成所述主阀芯的上下运动,用于使所述阀口开闭的副阀芯能够上下运动地配设在所述主阀芯,在所述主阀芯将所述阀口闭阀时,该副阀芯先于所述主阀芯而将所述阀口闭阀。

在优选的方案中,在所述阀主体中的所述阀口分开设置有主阀座和副阀座,所述主阀芯与该主阀座接触分离,所述副阀芯与该副阀座接触分离。

在更优选的方案中,所述主阀芯相对于所述主阀座沿垂直方向上下运动而对所述阀口进行开闭,所述副阀芯相对于所述副阀座沿垂直方向上下运动而对所述阀口进行开闭。

在其他优选的方案中,所述副阀芯能够沿上下方向滑动且防脱卡定地配置在所述主阀芯。

在其他优选的方案中,所述副阀芯能够上下运动地配置在所述主阀芯的外周侧。

在其他优选的方案中,所述副阀芯能够上下运动地配置在所述主阀芯的内周侧。

在更优选的方案中,在所述主阀芯设有兼作防脱卡定部和弹簧承受部的上侧凸缘状部,并且在该上侧凸缘状部的下侧滑动自如地外插有带下侧凸缘状部的圆筒状的副阀芯,在该副阀芯的外周侧配设有圆筒状防脱部件,该圆筒状防脱部件设有与所述上侧凸缘状部卡定的内凸缘状钩挂部,并且固定安装于所述下侧凸缘状部,在所述上侧凸缘状部与所述下侧凸缘状部之间压缩安装有压缩螺旋弹簧,该压缩螺旋弹簧对所述副阀芯向闭阀方向施力。

在更优选的方案中,所述主阀芯具有:大径的主阀芯部,该主阀芯部对所述阀口进行开闭;以及小径的躯干部,该躯干部比该主阀芯部靠上侧,所述副阀芯具有:大径外插部,该大径外插部滑动自如地或空开间隙地外插于所述主阀芯部;小径外插部,该小径外插部滑动自如地外插于所述躯干部;以及所述大径外插部与所述小径外插部之间的阶梯部,该阶梯部兼作防脱卡定部和弹簧承受部,在所述阶梯部与设于所述阀主体的比该阶梯部靠上侧的不动部分之间压缩安装有压缩螺旋弹簧,该压缩螺旋弹簧对所述副阀芯向闭阀方向施力。

在更优选的方案中,所述主阀芯具有圆筒状的主阀芯部,所述副阀芯滑动自如地配置在所述主阀芯部的内周侧,并且防脱卡定在设于所述主阀芯的防脱卡定部,在所述副阀芯与所述主阀芯之间压缩安装有压缩螺旋弹簧,该压缩螺旋弹簧对该副阀芯向闭阀方向施力。

在更优选的方案中,所述副阀芯滑动自如地外插在副阀芯支承杆,该副阀芯支承杆具有固定安装于所述主阀芯的所述防脱卡定部。

在更优选的方案中,所述副阀芯滑动自如地内插于圆筒状躯干部,该圆筒状躯干部具有所述主阀芯和所述防脱卡定部。

在另一优选的方案中,在所述转子与所述螺纹进给机构之间设有行星齿轮式减速机构。

发明效果

在本发明的电动阀中,在主阀芯设有先于主阀芯而将阀口闭阀的副阀芯,因此在副阀芯处于微开状态时,流体(制冷剂)中所含有的异物被副阀芯阻挡,若副阀芯从那里闭阀,则流体(制冷剂)实际上变为不流动,因此异物不会被咬入主阀芯与主阀座之间,因此,即使主阀芯闭阀而被强力地按压于主阀座,在主阀芯、主阀座也不会产生划痕、碰伤等。

另外,虽然异物有可能被咬入副阀芯与副阀座之间,但副阀芯仅由压缩螺旋弹簧施力,因而其按压力没有那么强,因此,在副阀芯与副阀座不会产生划痕、碰伤等。

另外,即使异物被咬入副阀芯与副阀座之间而在它们之间产生间隙,由于主阀芯闭阀,因此不会产生阀泄漏。

像这样,根据本发明,能够难以产生流体(制冷剂)中所含有的异物被咬入主阀芯与主阀座之间而被强力地按压于主阀芯和主阀座的事态,因此,能够不在阀座、阀芯产生划痕、碰伤等。其结果是,能够有效地防止阀泄漏而提高闭阀的可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的电动阀的第一实施方式的全闭状态的整体纵剖视图。

图2是图1所示的电动阀的主要部分放大纵剖视图。

图3是第一实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(1)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图4是第一实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(2)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图5是第一实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作结束(全闭)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图6是第一实施方式的电动阀中的用于第一流动时的开阀动作期间的说明的主要部分放大纵剖视图。

图7是第一实施方式的电动阀中的用于第二流动时的闭阀动作期间(1)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图8是第一实施方式的电动阀中的用于第二流动时的闭阀动作期间(2)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图9是表示本发明的电动阀的第二实施方式的全闭状态的整体纵剖视图。

图10是第二实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(1)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图11是第二实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(2)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图12是第二实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作结束(全闭)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图13是第二实施方式的电动阀中的用于第一流动时的开阀动作期间的说明的主要部分放大纵剖视图。

图14表示本发明的电动阀的第三实施方式,是第三实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(1)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图15是第三实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(2)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图16是第三实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作结束(全闭)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图17是第三实施方式的电动阀中的用于第一流动时的开阀动作期间的说明的主要部分放大纵剖视图。

图18是本发明的电动阀的第三实施方式的另一例(全闭状态)的主要部分放大纵剖视图。

图19是表示本发明的电动阀的第四实施方式的全闭状态的整体纵剖视图。

图20是第四实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(1)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图21是第四实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(2)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图22是第四实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作结束(全闭)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图23是第四实施方式的电动阀中的用于第一流动时的开阀动作期间的说明的主要部分放大纵剖视图。

图24表示本发明的电动阀的第五实施方式,是第五实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(1)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图25是第五实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作期间(2)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图26是第五实施方式的电动阀中的用于第一流动时的闭阀动作结束(全闭)的说明的主要部分放大纵剖视图。

图27是第五实施方式的电动阀中的用于第一流动时的开阀动作期间的说明的主要部分放大纵剖视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1是表示本发明的电动阀的第一实施方式的全闭状态的整体纵剖视图,图2是图1所示的电动阀的主要部分放大纵剖视图。另外,图3~图8是用于图1和图2所示的电动阀的结构以及动作说明的主要部分放大纵剖视图。

另外,在本说明书中,表示上下、左右、前后等的位置、方向的记述是为了避免说明变繁琐,依据附图为方便起见而标注的,并不限于指示实际组装入系统的状态下的位置、方向。

另外,在各图中,为了便于理解发明,另外为了作图上的方便,形成于部件间的间隙、部件间的间隔距离等有时被描绘得比各结构部件的尺寸大或小。

图示实施方式的电动阀1例如适合作为热泵式制冷制热系统中的膨胀阀使用,因此使流体(制冷剂)向双向(从横向向下的第一流动方向与从下向横向的第二流动方向)流动。另外,如后述那样,本实施方式的电动阀1将行星齿轮式减速机构夹装在转子与螺纹进给机构之间,以提高主阀芯的轴力,提高密封性。

电动阀1具有:阀主体10,该阀主体10具有板金制的有底的筒状基体10A;主阀芯20,该主阀芯20被能够上下运动地配置在该阀主体10内;以及步进电机50,为了使该主阀芯20上下运动,该步进电机50安装于阀主体10的上侧。

在阀主体10的筒状基体10A形成有阀室7,并且在筒状基体10A的侧部安装有向阀室7开口的横向的第一出入口(导管接头)11,在筒状基体10A的底部固定有带台阶的阀座部件8,该阀座部件8形成有从下侧向阀室7开口的纵向的阀口9、由该阀口9的上端内周角部构成的主阀座8a以及由该阀口9的上部外周圆锥台面构成的副阀座8b,在该阀座部件8安装有与所述阀口9相连的第二出入口(导管接头)12。

在筒状基体10A的上面开口部安装有带台阶的筒状基台13,构成步进电机50的一部分的带顶部的圆筒状的壳体58的下端部通过焊接等与该筒状基台13的上端部密封接合。带隔壁14c的筒状保持部件14通过压入等被固定在筒状基台13的内周侧,在下部内周设有内螺纹15i的轴承部件15被铆接卡止而固定在该筒状保持部件14的上部。筒状保持部件14的隔壁14c的正上方被设为收纳有由压缩螺旋弹簧构成的开阀弹簧25的弹簧室14a。

另外,所述主阀芯20具有带台阶的圆筒状,被设为相对于主阀座8a沿垂直方向上下运动而对阀口9进行开闭的提升阀。参照图2可知,该主阀芯20具有:直径稍大的主阀芯部20A,该主阀芯部20A与所述阀座部件8的主阀座8a接触分离而对阀口9进行开闭;以及比该主阀芯部20A靠上侧的躯干部20B,躯干部20B的上部滑动自如地嵌插在筒状保持部件14中的比隔壁14c靠下侧的阀芯引导孔14b。为了获得所需的密封性,在主阀芯部20A的下面外周部设有与所述主阀座8a实际上线接触的倒圆锥台状的密封面20a。

而且,在本实施方式中,在所述主阀芯20的下部外周侧,沿上下方向能够滑动地配设有用于对阀口9进行开闭的副阀芯30。即,如上所述,在阀主体10中的阀座部件8(阀口9)的上部内周侧(角部)设有与主阀芯部20A(的密封面20a)接触分离的主阀座8a,与该主阀座8a分开地,在阀座部件8的上部外周侧设有与副阀芯30的密封面(下端内周侧角部)30a接触分离的圆锥台状的副阀座8b。该副阀芯30具有滑动自如地外插在主阀芯20的下部外周的圆筒状部30A,该圆筒状部30A(的密封面(下端内周侧角部)30a)相对于所述副阀座8b沿垂直方向上下运动以对阀口9进行开闭。

更详细地,在主阀芯部20A设有兼作防脱卡定部和弹簧承受部(详细而言,上表面被设为防脱卡定部,下表面被设为弹簧承受部)的上侧凸缘状部20C,在该上侧凸缘状部20C的下侧滑动自如地外插有带下侧凸缘状部30B的圆筒状的(换言之,具有带下侧凸缘状部30B的圆筒状部30A的)副阀芯30。在该副阀芯30的外周侧配设有圆筒状防脱部件32,该圆筒状防脱部件32在其上端部设有与上侧凸缘状部20C卡定的内凸缘状钩挂部32B,并且其下端部通过焊接等固定于所述下侧凸缘状部30B的上表面外周部,所述上侧凸缘状部20C(的下表面)与所述下侧凸缘状部30B(的上表面)之间压缩安装有作为施力部件的压缩螺旋弹簧33,该压缩螺旋弹簧33始终对所述副阀芯30向下方(闭阀方向)施力。

另外,在圆筒状防脱部件32的圆筒部32A与上侧凸缘状部20C之间(详细而言,形成在上侧凸缘状部20C的外周的环状槽)夹装有作为密封部件的O形圈34。

所述副阀芯30的各部分的尺寸形状被设定为:使主阀芯20从开阀状态闭阀时,先于主阀芯20而将阀口9闭阀(后文详述)。

另一方面,配置在阀主体10(的筒状基体10A)的上侧的步进电机50具有定子55和转子57,该定子55具有由磁轭51、绕线架52、线圈53以及树脂模制件54等构成的二相的线圈部,并外嵌固定于壳体58,该转子57旋转自如地配置在壳体58内,在该转子57的上部内侧固定有转子支承部件56。另外,在转子57的内周侧附设有奇异行星齿轮式减速机构40,该奇异行星齿轮式减速机构40包括如下部件等:太阳齿轮41,该太阳齿轮41与转子支承部件56设置为一体;固定环齿轮47,该固定环齿轮47固定于筒状体14d的顶端,该筒状体14d固定安装于筒状保持部件14的上端部;行星齿轮42,该行星齿轮42与所述太阳齿轮41以及固定环齿轮47啮合;行星齿轮架44,该行星齿轮架44将该行星齿轮42支承为旋转自如;环状的输出齿轮45,该输出齿轮45与所述行星齿轮42啮合;以及输出轴46,该输出轴46固定安装于该输出齿轮45。所述固定环齿轮47的齿数被设为与所述输出齿轮45的齿数不同。

支承轴49的下部插通于设在所述输出轴46的上部的孔,所述行星齿轮架44、太阳齿轮41(转子支承部件56)被该支承轴49插通。

在壳体58内部,在该壳体58的顶部与转子支承部件56之间配置有支承部件48,该支承部件48具有与该壳体58的内径大致相同的直径,所述支承轴49的上部插通于设在支承部件48的中心部的孔。

所述奇异行星齿轮式减速机构40的输出轴46旋转自如地嵌插在轴承部件15的上部,该输出轴46的旋转向旋转上下运动轴17传递,该旋转上下运动轴17设有与设于所述轴承部件15的内螺纹15i螺合的外螺纹17e。在输出轴46的下部设有狭缝状嵌合部46a,在旋转上下运动轴17的上部突出设置有板状部17a,该板状部17a滑动自如地嵌合在所述狭缝状嵌合部46a,当输出轴46旋转时,通过所述内螺纹15i与外螺纹17e的螺纹进给,旋转上下运动轴17一边旋转一边上下运动。

在旋转上下运动轴17的下方配置有带台阶的筒状的推力传递部件23,该推力传递部件23经由滚珠18、滚珠支座19传递有该旋转上下运动轴17的向下方的推力。另外,通过介入滚珠18,即使旋转上下运动轴17一边旋转一边下降,从旋转上下运动轴17向推力传递部件23也仅传递向下方的推力,不传递旋转力。

推力传递部件23从上到下依次由大径上部23a、中间躯干部23b、小径下部23c构成,该大径上部23a在内周嵌入有所述滚珠支座19,该中间躯干部23b滑动自如地插通所述筒状保持部件14的隔壁14c,该小径下部23c的直径比该中间躯干部23b的直径小,在推力传递部件23的内部设有构成后述的均压通路26的上部的贯通孔26d和向后述的背压室27开口的多个横孔26e。另外,贯通孔26d的上端开口由滚珠支座19封闭。

推力传递部件23的小径下部23c通过压入等嵌合固定于带台阶的圆筒状的主阀芯20的上部嵌合孔20d,主阀芯20与推力传递部件23一体地上下运动。在主阀芯20的上端面与推力传递部件23的中间躯干部23b的下端阶梯部之间,在所述小径下部23c的压入时按压部件24被夹入且固定,在设于该按压部件24和主阀芯20的上端部的环状槽与所述筒状保持部件14的阀芯引导孔14b之间,安装有由O形圈、环状垫片构成的密封部件29。

另外,由压缩螺旋弹簧构成的开阀弹簧25以其下端与隔壁14c抵接的状态压缩安装在比筒状保持部件14的隔壁14c靠上侧的弹簧室14a,并且为了将该开阀弹簧25的作用力(上拉力)经由推力传递部件23向主阀芯20传递,在弹簧室14a配置有上下具有凸缘状钩挂部(上钩挂部28a,下钩挂部28b)的上拉弹簧承受体28。上拉弹簧承受体28的上钩挂部28a载置在开阀弹簧25的上方,下钩挂部28b与推力传递部件23的大径上部23a的下端阶梯部挂止。

因此,在本实施方式中,螺纹进给机构由设有内螺纹15i的轴承部件15与设有外螺纹17e的旋转上下运动轴17等构成,在使步进电机50(转子57)向一个方向旋转时,旋转上下运动轴17通过所述内螺纹15i与外螺纹17e的螺纹传送一边旋转一边例如向下运动,通过旋转上下运动轴17的推力,推力传递部件23和主阀芯20克服开阀弹簧25的作用力而被下压,最终主阀芯部20A的密封面20a按压于主阀座8a,阀口9被关闭。

与此相对,在使步进电机50(转子57)向另一个方向旋转时,旋转上下运动轴17通过所述内螺纹15i与外螺纹17e的螺纹传送一边旋转一边例如向上运动,与之相伴的,推力传递部件23和主阀芯20通过开阀弹簧25的作用力而上拉,主阀芯部20A的密封面20a从主阀座8a上升(lift)而使阀口9打开。

另外,后述包含副阀芯30的详细动作说明。

在本实施方式中,在所述主阀芯20的上方的按压部件24与筒状保持部件14的隔壁14c之间划分出背压室27。另外,在主阀芯20内设有使该主阀芯20的顶端部(下端部)与背压室27连通的带台阶的均压通路26。该均压通路26和所述的推力传递部件23的纵孔26d以及横孔26e一起与背压室27连通。在此,为了使闭阀状态下的作用于主阀芯20的下压力(向闭阀方向作用的力)与作用于主阀芯20的上压力(向开阀方向作用的力)平衡(抵消压差),背压室27的室径Da与阀口9的口径Dc被设定为大致相同。

接下来,参照图2~图8对在具有如上所述的结构的电动阀1中的包含副阀芯30的开闭动作进行说明。

首先,如图2和图5所示,在闭阀动作结束而主阀芯20和副阀芯30位于最下方的状态,即,在主阀芯20落座于主阀座8a且被按压,副阀芯30落座于副阀座8b且被按压,一起闭阀时(全闭时),压缩螺旋弹簧33被上侧凸缘状部20C下压而在该上侧凸缘状部20C的下表面与副阀芯30的圆筒状部30A的上端之间空出有间隙La,并且在上侧凸缘状部20C的上表面与圆筒状防脱部件32的内凸缘状钩挂部32B的下表面之间空出有间隙Lb。

另一方面,如图3所示,在从横向向下的第一流动时,在使步进电机50(转子57)向一个方向旋转,主阀芯20伴随副阀芯30向下运动时,即,在主阀芯20和副阀芯30均为开状态的闭阀动作期间(1)中,副阀芯30由于压缩螺旋弹簧33的作用力而被下压,圆筒状防脱部件32的内凸缘状钩挂部32B(的下表面)与上侧凸缘状部20C(的上表面)抵接而卡定,在上侧凸缘状部20C的下表面与副阀芯30的圆筒状部30A的上端之间空出有间隙La+Lb。

在该闭阀动作期间(1),在本例中,副阀芯30的下端与主阀芯20的下端相比位于下侧,制冷剂和其中所含有的异物(金属粉、切削渣、研磨材料、浆料等)流过副阀芯30与副阀座8b之间以及主阀芯20与主阀座8a之间。

接下来,从如图3所示的主阀芯20小开,副阀芯30微开的状态,到如图4所示的主阀芯20进一步向下运动,副阀芯30落座于副阀座8b而闭阀的闭阀动作期间(2),即,当形成于副阀芯30与副阀座8b之间的间隙逐渐变小最终变为0时,制冷剂中所含有的异物被形成于副阀芯30和副阀座8b之间的微小间隙阻挡,在图4中以E1箭头所示的部位,即,在形成于副阀芯30与副阀座8b之间的微小间隙的上游侧(外周侧)积存而有堵塞的倾向。在副阀芯30落座于副阀座8b而闭阀时,异物被副阀芯30阻挡而不会流向下游侧(在此是内周侧的主阀芯20和主阀座8a侧)。

这样,在副阀芯30从微开状态到闭阀的闭阀动作期间(2)中,主阀芯20从小开状态向微开状态而向下运动,通过主阀芯20的制冷剂流量逐渐变小,当副阀芯30闭阀时,制冷剂变为不流动,流量实际上变为0。

接着,当主阀芯20从图4所示的微开状态进一步向下运动时,如图5所示,主阀芯20的密封面20a落座于主阀座8a而闭阀。在该情况下,主阀芯20被奇异行星齿轮式减速机构40的高轴力强力地按压于主阀座8a。此时,如上所述,压缩螺旋弹簧33被上侧凸缘状部20C下压间隙Lb的量,形成于该上侧凸缘状部20C的下表面与副阀芯30的圆筒状部30A的上端之间的间隙从La+Lb变为La,并且在上侧凸缘状部20C的上表面与圆筒状防脱部件32的内凸缘状钩挂部32B的下表面之间空出有间隙Lb,副阀芯30被压缩螺旋弹簧33的作用力按压于副阀座8b。

在此,当副阀芯30落座于副阀座8b而闭阀时(图4所示的状态),在异物被咬入副阀芯30与副阀座8b之间的情况下,通过被压缩Lb的量的压缩螺旋弹簧33的作用力,异物被按压于副阀芯30和副阀座8b,但其按压力没有那么强,因此在副阀芯30和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,此时,即使主阀芯20从微开状态闭阀,异物也被副阀芯30阻挡,制冷剂实际上变为不流动,因此主阀芯20与主阀座8a之间不会咬入异物,因此,即使主阀芯20被奇异行星齿轮式减速机构40的高轴力强力地按压于主阀座8a,在主阀芯20、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

在从图5所示的全闭状态开阀时,使步进电机50(转子57)向另一个方向旋转,由此,如图6所示,主阀芯20被上拉。在该情况下,当主阀芯20被上拉间隙Lb的量时,主阀芯20从闭阀状态微开,由此,通过压缩螺旋弹簧33的作用力,上侧凸缘状部20C的上表面与圆筒状防脱部件32的内凸缘状钩挂部32B的下表面抵接而卡定,并且形成于上侧凸缘状部20C的下表面与副阀芯30的圆筒状部30A的上端之间的间隙从La变为La+Lb,虽然副阀芯30保持闭阀的状态,但压缩螺旋弹簧33的按压力变小。

当主阀芯20被从该状态进一步上拉时,副阀芯30的密封面30a从副阀座8b离开,成为如图3所示的主阀芯20小开、副阀芯30微开的状态。

以上是对从横向向下的第一流动时的说明,但在从下向横向的第二流动时也一样,如图7、图8(与图3、图4对应的状态)所示,从主阀芯20小开、副阀芯30微开的状态使主阀芯20向下运动,当形成于副阀芯30与副阀座8b之间的间隙逐渐减小最终变为0时,制冷剂中所含有的异物被形成于副阀芯30与副阀座8b之间的微小间隙阻挡,在图8中以E2箭头所示的部位,即,在形成于主阀芯20与主阀座8a之间的间隙的下游侧(外周侧),在形成于副阀芯30与副阀座8b之间的微小间隙的上游侧(内周侧)积存而有堵塞的倾向。

在该副阀芯30从微开状态到闭阀的闭阀动作期间(2)中,主阀芯20从小开状态向微开状态向下运动,通过主阀芯20的制冷剂流量逐渐变小,当副阀芯30闭阀时,制冷剂变为不流动,因此异物不会堵塞主阀芯20与主阀座8a之间的间隙。

接着,当主阀芯20从如图8所示的微开状态进一步向下运动时,主阀芯20落座于主阀座8a而闭阀。此时,如上所述,压缩螺旋弹簧33被上侧凸缘状部20C下压间隙Lb的量,形成于该上侧凸缘状部20C的下表面与副阀芯30的圆筒状部30A的上端之间的间隙从La+Lb变为La,并且上侧凸缘状部20C的上表面与圆筒状防脱部件32的内凸缘状钩挂部32B的下表面之间空开间隙Lb,副阀芯30通过压缩螺旋弹簧33的作用力被按压于副阀座8b。

在此,在该第二流动时也一样,副阀芯30落座于副阀座8b而闭阀时(图8所示的状态),在异物被咬入副阀芯30与副阀座8b之间的情况下,通过被压缩Lb的量的压缩螺旋弹簧33,异物被按压于副阀芯30和副阀座8b,但其按压力没有那么强,因此,在副阀芯30和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,此时,即使主阀芯20从微开状态闭阀,制冷剂实际上变为不流动,因此主阀芯20与主阀座8a之间几乎不咬入异物,因此,即使主阀芯20被强力地按压于主阀座8a,在主阀芯20、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

像这样,在本实施方式的电动阀1中,由于在主阀芯20的外周设有先于主阀芯20而将阀口9闭阀的副阀芯30,因此在副阀芯30处于微开状态时,流体(制冷剂)中所含有的异物被副阀芯30阻挡,若副阀芯30从那里闭阀则流体(制冷剂)实际上变为不流动,因此异物不会被咬入主阀芯20与主阀座8a之间,因此,即使主阀芯20闭阀而被强力地按压于主阀座8a,在主阀芯20、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

另外,虽然异物有可能被咬入副阀芯30与副阀座8b之间,但副阀芯30仅由压缩螺旋弹簧33施力,因而其按压力没有那么强,因此,在副阀芯30和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,即使异物被咬入副阀芯30与副阀座8b之间而在它们之间产生间隙,由于主阀芯20闭阀,因此不会产生阀泄漏。

像这样,在本第一实施方式的齿轮减速式的电动阀1中,为了提高密封性而可靠地防止阀泄漏,在转子57与螺纹进给机构(设有内螺纹15i的轴承部件15、设有外螺纹17e的旋转上下运动轴17)之间夹装奇异行星齿轮式减速机构40,增大主阀芯20的轴力,即增大主阀芯20向主阀座8a的按压力,在这样的结构中,能够使流体(制冷剂)中所含有的异物被咬入主阀芯20与主阀座8a之间而被强力地按压于主阀芯20和主阀座8a的事态难以发生,因此,能够在主阀座8a、副阀座8b、主阀芯20、副阀芯30不产生划痕、碰伤等。其结果是,能够有效地防止阀泄漏而提高闭阀的可靠性。

[第二实施方式]

图9是表示本发明的电动阀的第二实施方式的全闭状态的整体纵剖视图。另外,图10~图13是用于图9所示的电动阀的结构以及动作说明的主要部分放大纵剖视图。

图示第二实施方式的电动阀2在除了主阀芯和副阀芯周围之外是与图1~图8所示的第一实施方式的电动阀1大致相同的结构。因此,对与第一实施方式的电动阀1的各部分对应的部分以及具有相同功能的部分标注共通的符号并省略重复说明,以下,以主阀芯和副阀芯周围为中心进行说明。

在图示实施方式的电动阀2中,构成阀主体10的筒状基体10B具有带底部的大径的下部圆筒部10a、中间厚壁部10b、以及***于壳体58的上部圆筒部10c。在筒状基体10B的下部圆筒部10a形成有阀室7,并且在下部圆筒部10a的侧部安装有向阀室7开口的横向的第一出入口(导管接头)11,在下部圆筒部10a的底部一体地设有阀座部8,该阀座部8形成有从下侧向阀室7开口的纵向的阀口9、由该阀口9的上端内周角部构成的主阀座8a以及由该阀口9的上部外周圆锥台面构成的副阀座8b(参照图10~图13),在该阀座部8安装有与所述阀口9相连的第二出入口(导管接头)12。

在筒状基体10B的中间厚壁部10b的外周阶梯部安装有环状基台13,在该环状基台13的上端外周部通过焊接等密封接合有带顶部的圆筒状的壳体58的下端部。在环状基台13的内周侧通过压入等固定有筒状基体10B的上部圆筒部10c的基部,在该筒状基体10B的上部圆筒部10c铆接卡止而固定有轴承部件15,该轴承部件15在下部内周设有内螺纹15i。

在该轴承部件15的下表面与筒状基体10B的中间厚壁部10b的内周阶梯部之间,夹持有兼作弹簧承受部和主阀芯引导部的板金制的带台阶的圆筒体65的上端凸缘状部65D。带台阶的圆筒体65具有下部小径引导部65A和上部大径部65B,在该下部小径引导部65A与上部大径部65B之间隔着圆环状的阶梯(台阶)部65C,主阀芯70(的躯干部70B)滑动自如地嵌插于该下部小径引导部65A,该上部大径部65B设有所述上端凸缘状部65D,在该阶梯部65C与推力传递部件23的大径上部23a之间压缩安装有由压缩螺旋弹簧构成的开阀弹簧25。

另外,所述主阀芯70是相对于主阀座8a沿垂直方向上下运动而对阀口9进行开闭的提升阀。该主阀芯70具有:大径的主阀芯部70A,该主阀芯部70A与所述阀座部8的主阀座8a接触分离而对阀口9进行开闭;小径的躯干部70B,该躯干部70B比主阀芯部70A靠上侧;以及上凸部70C,该上凸部70C通过压入等固定安装于所述推力传递部件23的小径下部23c,躯干部70B滑动自如地嵌插在带台阶的圆筒体65的下部小径引导部65A。在主阀芯部70A的下表面外周部设有与所述主阀座8a实际上线接触的倒圆锥台状的密封面70a(参照图10~图13),以得到所需的密封性。

而且,在本实施方式中,在所述主阀芯70的下部外周侧沿上下方向能够滑动地配设有用于对阀口9进行开闭的副阀芯80。即,如上所述,在阀主体10中的阀座部8(阀口9)的上部内周侧(角部)设有与主阀芯部70A的密封面70a接触分离的主阀座8a,在阀座部8的上部外周侧,与该主阀座8a分开地设有圆锥台状的副阀座8b,该副阀座8b与副阀芯80的密封面(下端内周侧角部)80a接触分离。

副阀芯80被设为带台阶的圆筒状,由以下部件构成:滑动自如地外插在主阀芯70的主阀芯部70A的外周的大径外插部80A;滑动自如地外插在主阀芯70的躯干部70B的小径外插部80B;以及大径外插部80A与小径外插部80B之间的兼作防脱卡定部和弹簧承受部(详细而言,下表面被设为防脱卡定部,上表面被设为弹簧承受部)的圆环状的阶梯(台阶)部80C。在阶梯部80C与设于阀主体10的比该阶梯部80C靠上侧的作为不动部分的带台阶的圆筒体65的阶梯部65C之间压缩安装有压缩螺旋弹簧73,该压缩螺旋弹簧73作为始终对副阀芯80向下方(闭阀方向)施力的施力部件。在此,大径外插部80A(的密封面(下端内周侧角部)80a)被设为相对于所述副阀座8b沿垂直方向上下运动而对阀口9进行开闭。

另外,在副阀芯84的小径外插部80B与主阀芯70的躯干部70B的滑动面间也可以夹装O形圈等的密封部件。

接下来,参照图10~图13对具有如上所述的结构的电动阀2中的包含副阀芯80的开闭动作进行说明。

首先,如图12所示,在闭阀动作结束的状态,即主阀芯70落座于主阀座8a且被按压,副阀芯80落座于副阀座8b且被按压,一起闭阀时(全闭时),在主阀芯部70A的上表面与副阀芯80的阶梯部80C的下表面之间空出有间隙Lc。

另一方面,如图10所示,在从横向向下的第一流动时,使步进电机50(转子57)向一个方向旋转,在主阀芯70伴随副阀芯80向下运动的闭阀动作期间(1)中,副阀芯80由于压缩螺旋弹簧73的作用力而被下压,副阀芯80的阶梯部80C与主阀芯部70A的上表面抵接而卡定,在本例中,副阀芯80的下端比主阀芯70的下端位于下侧,制冷剂和其中所含有的异物(金属粉、切削渣、研磨材料、浆料等)流过副阀芯80与副阀座8b之间以及主阀芯70与主阀座8a之间。

接着,从如图10所示的主阀芯70小开、副阀芯80微开的状态,如图11所示,使主阀芯70进一步向下运动,到副阀芯80落座于副阀座8b而闭合的闭阀动作期间(2),即,当形成于副阀芯80与副阀座8b之间的间隙逐渐变小最终变为0时,制冷剂中所含有的异物被形成于副阀芯80与副阀座8b之间的微小间隙阻挡,在图11中以E1箭头所示的部位,即,在形成于副阀芯80与副阀座8b之间的微小间隙的上游侧(外周侧)积存而有堵塞的倾向。在副阀芯80落座于副阀座8b而闭阀时,异物被副阀芯80阻挡而不会流向下游侧(在此是内周侧的主阀芯70和主阀座8a侧)。

这样,在副阀芯80从微开状态到闭阀的闭阀动作期间(2)中,主阀芯70从小开状态向微开状态而向下运动,通过主阀芯70的制冷剂流量逐渐变小,当副阀芯80闭阀时,制冷剂变为不流动,流量实际上变为0。

接着,当主阀芯70从图11所示的微开状态进一步向下运动时,如图12所示,副阀芯80由于压缩螺旋弹簧73的作用力而被按压于副阀座8b,主阀芯70落座于主阀座8a并被奇异行星齿轮式减速机构40的高轴力强力地按压于主阀座8a,成为全闭状态。在该全闭时,如上所述,在主阀芯部70A的上表面与副阀芯80的阶梯部80C的下表面之间空出有间隙Lc。

在此,当副阀芯80落座于副阀座8b而闭阀时(图11所示的状态),在异物被咬入副阀芯80与副阀座8b之间的情况下,通过压缩螺旋弹簧73的作用力,异物被按压于副阀芯80和副阀座8b,但其按压力没有那么强,因此在副阀芯80和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,此时,即使主阀芯70从微开状态闭阀,异物也被副阀芯80阻挡,制冷剂实际上变为不流动,因此主阀芯70与主阀座8a之间不会咬入异物,因此,即使主阀芯70被奇异行星齿轮式减速机构40的高轴力强力地按压于主阀座8a,在主阀芯70、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

在从图12所示的全闭状态开阀时,使步进电机50(转子57)向另一个方向旋转,由此,如图13所示,主阀芯70被上拉而开阀。在该情况下,当主阀芯70被上拉间隙Lc的量时,主阀芯部70A的上表面与副阀芯80的阶梯部80C的下表面抵接,若主阀芯70被进一步上拉,则副阀芯80与之相伴地被上拉,副阀芯80的密封面80a从副阀座8b离开,副阀芯80也开阀。

以上是关于从横向向下的第一流动时的说明,但在从下向横向的第二流动时也成为与上述第一流动时相同的动作,能够得到与使用图7、图8所述的第一实施方式的第二流动时的作用效果相同的作用效果。

像这样,本第二实施方式的电动阀2中也一样,在主阀芯70的外周设有先于主阀芯70而将阀口9闭阀的副阀芯80,因此在副阀芯80处于微开状态时,流体(制冷剂)中所含有的异物被副阀芯80阻挡,若副阀芯80从那里闭阀则流体(制冷剂)实际上变为不流动,因此异物不会被咬入主阀芯70与主阀座8a之间,因此,即使主阀芯70闭阀而被强力地按压于主阀座8a,在主阀芯70、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

另外,虽然异物有可能被咬入副阀芯80与副阀座8b之间,但副阀芯80仅由压缩螺旋弹簧73施力,因而其按压力没有那么强,因此,在副阀芯80和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,即使异物被咬入副阀芯80与副阀座8b之间而在它们之间产生间隙,由于主阀芯70闭阀,因此不会产生阀泄漏。

像这样,在本第二实施方式的齿轮减速式的电动阀2中,也能够使流体(制冷剂)中所含有的异物被咬入主阀芯70与主阀座8a之间而被强力地按压于主阀芯70和主阀座8a的事态难以发生,因此,能够在主阀座8a、副阀座8b、主阀芯70、副阀芯80不产生划痕、碰伤等。其结果是,能够有效地防止阀泄漏而提高闭阀的可靠性。

[第三实施方式]

图14~图17是用于本发明的电动阀的第三实施方式的结构以及动作说明的主要部分放大纵剖视图。

图示第三实施方式的电动阀3在除了主阀芯和副阀芯周围之外是与图9~图13所示的第二实施方式的电动阀2大致相同的结构。因此,对与第二实施方式的电动阀2的各部分对应的部分以及具有相同功能的部分标注共通的符号并省略重复说明,以下,以主阀芯和副阀芯周围为中心进行说明。

在图示实施方式的电动阀3中,与上述第二实施方式的电动阀2相反,在阀座部8的外周侧(角部)设有主阀座8a,在阀座部8的内周侧(角部)设有副阀座8b。另外,主阀芯72被设为圆筒状,副阀芯82被设为倒圆锥台状,主阀芯72(的主阀芯部72A的倒圆锥台状的密封面72a)位于副阀芯82(的倒圆锥台状的密封面82a)的外周侧(换言之,副阀芯82位于主阀芯72的内侧)。

详细而言,主阀芯72具有:圆筒状躯干部72B;凸缘状的主阀芯部72A,该主阀芯部72A从圆筒状躯干部72B的下端向外突出设置并具有倒圆锥台状的密封面72a;以及上端内凸缘状部72C,该上端内凸缘状部72C从圆筒状躯干部72B的上端向内突出设置,并通过压入等固定安装于第二实施方式中的躯干部70B的下端部。

在所述躯干部70B的下部中央,通过压入等固定安装有副阀芯支承杆75的上端部,副阀芯82滑动自如地外插在该副阀芯支承杆75。在该副阀芯支承杆75的下端部设有大径的防脱卡定部75a,该大径的防脱卡定部75a嵌入于设在副阀芯82的顶端面(下端面)的下端凹部83,使该副阀芯82防脱卡定。在此,副阀芯82的顶端面(下端面)成为倒圆锥台状的密封面82a,该密封面82a在主阀座8a的内侧,相对于副阀座8b沿垂直方向上下运动而对阀口9进行开闭。

另外,在主阀芯72的上端内凸缘状部72C与副阀芯82之间,压缩安装有对副阀芯82始终向下方(闭阀方向)施力的压缩螺旋弹簧77。

接着,参照图14~图17对具有如上所述的结构的电动阀3中的包含副阀芯82的开闭动作进行说明。

首先,如图16所示,在闭阀动作结束的状态,即主阀芯72落座于主阀座8a且被按压,副阀芯82落座于副阀座8b且被按压,一起闭阀时(全闭时),在副阀芯82的下端凹部83的上表面与副阀芯支承杆75的防脱卡定部75a的上表面之间空出有间隙Ld。

另一方面,如图14所示,在从横向向下的第一流动时,使步进电机50(转子57)向一个方向旋转,在主阀芯72伴随副阀芯82向下运动的闭阀动作期间(1)中,副阀芯82由于压缩螺旋弹簧77的作用力被下压,副阀芯82与副阀芯支承杆75的防脱卡定部75a抵接而卡定,在本例中,副阀芯82的下端比主阀芯72的下端位于下侧,制冷剂和其中所含有的异物(金属粉、切削渣、研磨材料、浆料等)流过副阀芯82与副阀座8b之间以及主阀芯72与主阀座8a之间。

接着,从如图14所示的主阀芯72小开、副阀芯82微开的状态,如图15所示,使主阀芯72进一步向下运动,到副阀芯82落座于副阀座8b而闭阀的闭阀动作期间(2),即,当形成于副阀芯82与副阀座8b之间的间隙逐渐变小最终变为0时,制冷剂中所含有的异物被形成于副阀芯82和副阀座8b之间的微小间隙阻挡,在形成于副阀芯82与副阀座8b之间的微小间隙的上游侧(外周侧)积存而有堵塞的倾向。在副阀芯82落座于副阀座8b而闭阀时,异物被副阀芯82阻挡而不会流向下游侧(在此是内周侧的阀口9侧)。

这样,在副阀芯82从微开状态到闭阀的闭阀动作期间(2)中,主阀芯72从小开状态向微开状态而向下运动,通过主阀芯72的制冷剂流量逐渐变小,当副阀芯82闭阀时,制冷剂变为不流动,流量实际上变为0。

接着,当主阀芯72从图15所示的微开状态进一步向下运动时,如图16所示,副阀芯82由于压缩螺旋弹簧77的作用力而被按压于副阀座8b,主阀芯72落座于主阀座8a并被奇异行星齿轮式减速机构40的高轴力强力地按压于主阀座8a,成为全闭状态。在该全闭时,如上所述,在副阀芯82的下端凹部83的上表面与副阀芯支承杆75的防脱卡定部75a的上表面之间空出有间隙Ld。

在此,当副阀芯82落座于副阀座8b而闭阀时(图15所示的状态),在异物被咬入副阀芯82与副阀座8b之间的情况下,通过压缩螺旋弹簧77的作用力,异物被按压于副阀芯82和副阀座8b,但其按压力没有那么强,因此在副阀芯82和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,此时,即使主阀芯72从微开状态闭阀,由于异物被副阀芯82阻挡,并且制冷剂实际上变为不流动,因此主阀芯72与主阀座8a之间几乎不会咬入异物,因此,即使主阀芯72被奇异行星齿轮式减速机构40的高轴力强力地按压于主阀座8a,在主阀芯72、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等(合并参照使用图7、图8所述的第一实施方式的第二流动时的动作说明)。

在从图16所示的全闭状态开阀时,使步进电机50(转子57)向另一个方向旋转,由此,如图17所示,主阀芯72被上拉而开阀。在该情况下,当主阀芯72被上拉间隙Ld的量时,副阀芯支承杆75的防脱卡定部75a的上表面与副阀芯82的下端凹部83的上表面抵接,若主阀芯72被进一步上拉,则副阀芯82与之相伴地被上拉,副阀芯82的密封面82a从副阀座8b离开,副阀芯82也开阀。

以上是关于从横向向下的第一流动时的说明,在从下向横向的第二流动时也成为与上述第一流动时相同的动作,能够得到与使用图7、图8所述的第一实施方式的第二流动时、使用图9~图13所述的第二实施方式的第一流动时相同的作用效果。

另外,在图14~图17所示的例中,在阀座部8的外周侧角部设有主阀座8a,在阀座部8的内周侧角部设有副阀座8b,也可以例如如图18所示,将阀座部8的上表面设为倾斜面,将主阀座8a设在该倾斜面,将副阀座8b设在该倾斜面的内端(角部)。另外,在该情况下,也可以将主阀芯72的圆筒状躯干部72B的下端部作为具有密封面72a的主阀芯部72A。

像这样,在本第三实施方式的电动阀3中也与第一实施方式和第二实施方式的电动阀1、2一样,在主阀芯72的外周设有先于主阀芯72而将阀口9闭阀的副阀芯82,因此在副阀芯82处于微开状态时,流体(制冷剂)中所含有的异物被副阀芯82阻挡,若副阀芯82从那里闭阀则流体(制冷剂)实际上变为不流动,因此异物不会被咬入主阀芯72与主阀座8a之间,因此,即使主阀芯72闭阀而被强力地按压于主阀座8a,在主阀芯72、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

另外,虽然异物有可能被咬入副阀芯82与副阀座8b之间,但副阀芯82仅由压缩螺旋弹簧73施力,因而其按压力没有那么强,因此,在副阀芯82和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,即使异物被咬入副阀芯82与副阀座8b之间而在它们之间产生间隙,由于主阀芯72闭阀,因此不会产生阀泄漏。

像这样,在第三实施方式的齿轮减速式的电动阀3中,也能够使流体(制冷剂)中所含有的异物被咬入主阀芯72与主阀座8a之间而被强力地按压于主阀芯72和主阀座8a的事态难以发生,因此,能够在主阀座8a、副阀座8b、主阀芯72、副阀芯82不产生划痕、碰伤等。其结果是,能够有效地防止阀泄漏而提高闭阀的可靠性。

[第四实施方式]

图19是表示本发明的电动阀的第四实施方式的全闭状态的整体纵剖视图。另外,图20~图23是用于图19所示的电动阀的结构以及动作说明的主要部分放大纵剖视图。

图示第四实施方式的电动阀4是直动式的结构,主要是从图9~图13所示的第二实施方式的电动阀2去除了奇异行星齿轮式减速机构40以及与其相关联的部分的结构,主阀芯以及副阀芯等是与第二实施方式的结构类似的形状。因此,对与第二实施方式的电动阀2的各部分对应的部分以及具有相同功能的部分标注共通的符号并省略重复说明,以下以不同点为中心进行说明。即,首先,说明除去副阀芯的基本的整体结构,之后说明包含副阀芯的本发明的特征部分。另外,在本第四实施方式的电动阀4中的详细结构和动作的说明,如有需要请参照上述的专利文献1等。

图示实施方式的电动阀4基本上具有:阀轴125,该阀轴125一体地设有主阀芯74;阀主体10,该阀主体10具有设有阀室7、阀口9、阀座部8等的有底的筒状基体10B;带顶部的圆筒状的壳体58,该壳体58的下端部通过焊接等与该阀主体10密封接合;步进电机50,该步进电机50由转子57和定子55构成,该转子57在该壳体58的内周空开规定的间隙而配置,该定子55外嵌于所述壳体58以驱动该转子57旋转;以及螺纹进给机构,该螺纹进给机构配置在所述转子57与所述主阀芯74之间,利用所述转子57的旋转而使主阀芯74与形成于阀座部8的主阀座8a接触分离。

在所述转子57一体地接合有支承环136,并且在该支承环136铆接固定有下方开口且为筒状的阀轴支架132的上部突部,该阀轴支架132配置在所述阀轴125和导向衬套126的外周,由此,转子57、支承环136以及阀轴支架132被连结为一体。

所述螺纹进给机构由固定螺纹部(外螺纹部)128和移动螺纹部(内螺纹部)138构成,该固定螺纹部128形成于筒状的导向衬套126的外周,该导向衬套126的下端部126a被压入固定于设于阀主体10的筒状基体10B的嵌合孔142,并且阀轴125(的下部大径部125a)滑动自如地内插于该导向衬套126,该移动螺纹部138形成在所述阀轴支架132的内周,并与所述固定螺纹部128螺合。

另外,所述导向衬套126的上部小径部126b内插于阀轴支架132的上部,并且阀轴125的上部小径部125b插通于阀轴支架132的顶部中央(形成的通孔)。在阀轴125的上部小径部125b的上端部(从阀轴支架132的通孔向上侧突出的部分)压入固定有防松螺母(pushnut)133。

另外,所述阀轴125被由压缩螺旋弹簧构成的闭阀弹簧134始终向下方(闭阀方向)施力,该闭阀弹簧134外插于该阀轴125的上部小径部125b且压缩安装在阀轴支架132的顶部与阀轴125中的下部大径部125a的上端台阶面之间。在阀轴支架132的顶部上且防松螺母133的外周设有由螺旋弹簧构成的复位弹簧135。

在所述导向衬套126固定安装有构成旋转下降止动机构的一方的下止动体(固定止动件)127,该旋转下降止动机构用于在所述转子57旋转下降到规定的闭阀位置时阻止所述转子57进一步旋转下降,在阀轴支架132外装而固定有构成所述旋转下降止动机构的另一方的上止动体(移动止动件)137。

在这样构成的直动式的电动阀4中也一样,在使步进电机50(转子57)向一个方向旋转时,通过由固定螺纹部(外螺纹部)128和与其螺合的移动螺纹部(内螺纹部)138构成的螺纹传送,阀轴125一边旋转一边例如向下运动,最终主阀芯74的密封面74a被按压于主阀座8a(参照图20~图23),阀口9被关闭。

与此相对,在使步进电机50(转子57)向另一个方向旋转时,通过由固定螺纹部(外螺纹部)128和与其螺合的移动螺纹部(内螺纹部)138构成的螺纹传送,阀轴125一边旋转一边例如向上运动,主阀芯74的密封面74a与之相伴地从主阀座8a离开(参照图20~图23)而使阀口9打开。

接着,参照图20~图23对上述电动阀4的主阀芯74和副阀芯84周围的结构进行说明。

在本实施方式的电动阀4中,主阀芯74具有:卡定用大径部74C,该卡定用大径部74C与阀轴125的下部相连设置且比该阀轴125的直径稍大;主阀芯部74A,该主阀芯部74A具有由倒圆锥台面构成的密封面74a;以及倒圆锥台状的尖细下部74B,该尖细下部74B与该主阀芯部74A的下侧相连设置且插通于阀口9。在该阀轴125的下部和主阀芯74的外周侧能够沿上下方向滑动地配设有用于对阀口9进行开闭的副阀芯84。

副阀芯84被设为带台阶的圆筒状,由以下结构构成:(空开间隙地)配置在主阀芯74的外周侧的大径阀芯部(大径外插部)84A;滑动自如地外插在阀轴125的下部的小径外插部84B;以及大径阀芯部84A与小径外插部84B之间的兼作防脱卡定部和弹簧承受部(详细而言,下表面被设为防脱卡定部,上表面被设为弹簧承受部)的圆环状的阶梯(台阶)部84C。即,阶梯部84C防脱卡定在主阀芯74的卡定用大径部74C。在此,大径阀芯部84A(的密封面(下端平坦面)84a)被设为相对于副阀座8b沿垂直方向上下运动而对阀口9进行开闭,该副阀座8b由形成在所述阀座部8的上表面的平坦面构成。

另外,在副阀芯84的阶梯部84C与设于阀主体10的比该阶梯部80C靠上侧的作为不动部分的导向衬套126的下端部126a之间压缩安装有作为施力部件的压缩螺旋弹簧73,该压缩螺旋弹簧73始终对副阀芯84向下方(闭阀方向)施力。

另外,副阀芯84的小径外插部84B与阀轴125的下部的滑动面间也可以夹装O形圈等的密封部件。

如图22所示,在如上所述的结构的基础上,在闭阀动作结束的状态,即,主阀芯74落座于主阀座8a且被按压,副阀芯84落座于副阀座8b且被按压,一起闭阀时(全闭时),在卡定用大径部74C的上表面与阶梯部84C的下表面之间空出有间隙Le。

参照图20~图23可知,在具有这样的结构的本第四实施方式的电动阀4中也与第二实施方式的电动阀2一样,在主阀芯74的外周设有先于主阀芯74而将阀口9闭阀的副阀芯84,因此在副阀芯84处于微开状态时,流体(制冷剂)中所含有的异物被副阀芯84阻挡,若副阀芯84从那里闭阀则流体(制冷剂)实际上变为不流动,因此异物不会被咬入主阀芯74与主阀座8a之间,因此,即使主阀芯74闭阀而被强力地按压于主阀座8a,在主阀芯74、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

另外,虽然异物有可能被咬入副阀芯84与副阀座8b之间,但副阀芯84仅由压缩螺旋弹簧73施力,因而其按压力没有那么强,因此,在副阀芯84和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,即使异物被咬入副阀芯84与副阀座8b之间而在它们之间产生间隙,由于主阀芯74闭阀,因此不会产生阀泄漏。

像这样,在本第四实施方式的直动式的电动阀4中,也能够使流体(制冷剂)中所含有的异物被咬入主阀芯74与主阀座8a之间而被强力地按压于主阀芯74和主阀座8a的事态难以发生,因此,能够在主阀座8a、副阀座8b、主阀芯74、副阀芯84不产生划痕、碰伤等。其结果是,能够有效地防止阀泄漏而提高闭阀的可靠性。

[第五实施方式]

图24~图27是用于本发明的电动阀的第五实施方式的结构和动作说明的主要部分放大纵剖视图。

图示第五实施方式的电动阀5除了主阀芯和副阀芯周围之外的整体结构与上述第四实施方式的电动阀4相同(参照图19),另外,主阀芯和副阀芯周围是与图14~图17所示的第三实施方式的电动阀3类似的结构。因此,对与第三和第四实施方式的电动阀3、4的各部分对应的部分以及具有相同功能的部分标注共通的符号并省略重复说明,以下,对主阀芯和副阀芯周围进行简要说明。

在图示实施方式的电动阀5中,与上述第四实施方式的电动阀4相反,且为与上述第三实施方式的电动阀3相同的结构,在阀座部8的外周侧(角部)设有主阀座8a,在阀座部8的内周侧(角部)设有副阀座8b。另外,主阀芯76被设为圆筒状,副阀芯86被设为带台阶的倒圆锥台状,主阀芯76(的主阀芯部76A的倒圆锥台状的密封面76a)位于副阀芯86(的副阀芯部86A的倒圆锥台状的密封面86a)的外周侧(换言之,副阀芯86位于主阀芯76的内侧)。

详细而言,主阀芯76具有:圆筒状躯干部76B;主阀芯部76A,该主阀芯部76A具有由该圆筒状躯干部76B的下端部与内周突部构成的倒圆锥台状的密封面76a;以及上端固定部76C,该上端固定部76C通过压入等固定安装于形成在阀轴125的下端凸缘状部125d。在此,构成主阀芯部76A的内周突部成为防脱卡定部,该防脱卡定部使副阀芯86(的上部凸缘状部86C)防脱卡定,该副阀芯86滑动自如地内插于圆筒状躯干部76B。

副阀芯86的上部滑动自如地内插在所述主阀芯76的内周侧。即,副阀芯86从上侧开始依次具有:上部凸缘状部86C,该上部凸缘状部86C滑动自如地内插于所述主阀芯70的圆筒状躯干部76B,并兼作防脱卡定部和弹簧承受部(详细而言,下表面被设为防脱卡定部,上表面被设为弹簧承受部);(空开间隙地)配置在主阀芯部76A的内侧的副阀芯部86A,该副阀芯部86A形成有倒圆锥台状密封面86a;以及倒圆锥台状的尖细状下部86B,该尖细状下部86B与该副阀芯部86A的下侧相连设置并插通于阀口9。另外,在阀轴125的下端凸缘状部125d(与主阀芯76的上端固定部76C连结的部分)与副阀芯86的上部凸缘状部86C之间压缩安装有作为施力部件的压缩螺旋弹簧77,该压缩螺旋弹簧77对副阀芯86始终向下方(闭阀方向)施力。

如图26所示,在如上所述的结构的基础上,在闭阀动作结束的状态,即,主阀芯76落座于主阀座8a且被按压,副阀芯86落座于副阀座8b且被按压,一起闭阀时(全闭时),在主阀芯部76A的内周突部(防脱卡定部)的上表面与上部凸缘状部86C的下表面之间空出有间隙Lf。

参照图24~图27可知,在具有这样的结构的本五实施方式的电动阀5中也与第三实施方式的电动阀3一样,在主阀芯76的外周设有先于主阀芯76而将阀口9闭阀的副阀芯86,因此在副阀芯86处于微开状态时,流体(制冷剂)中所含有的异物被副阀芯86阻挡,若副阀芯86从那里闭阀则流体(制冷剂)实际上变为不流动,因此异物不会被咬入主阀芯76与主阀座8a之间,因此,即使主阀芯76闭阀而被强力地按压于主阀座8a,在主阀芯76、主阀座8a也不会产生划痕、碰伤等。

另外,虽然异物有可能被咬入副阀芯86与副阀座8b之间,但副阀芯86仅由压缩螺旋弹簧77施力,因而其按压力没有那么强,因此,在副阀芯86和副阀座8b不会产生划痕、碰伤等。

另外,即使异物被咬入副阀芯86与副阀座8b之间而在它们之间产生间隙,由于主阀芯76闭阀,因此不会产生阀泄漏。

像这样,在本第五实施方式的直动式的电动阀5中,也能够使异物被咬入主阀芯76与主阀座8a之间而被强力地按压于主阀芯76和主阀座8a的事态难以发生,因此,能够在主阀座8a、副阀座8b、主阀芯76、副阀芯86不产生划痕、碰伤等。其结果是,能够有效地防止阀泄漏而提高闭阀的可靠性。

另外,本发明的电动阀当然不限于上述的各实施方式的结构,例如主阀芯和副阀芯周围的结构等能够进行各种变更。

符号说明

1、2、3、4、5 电动阀(第一~第五实施方式)

7 阀室

8 阀座部件

8a 主阀座

8b 副阀座

9 阀口

10 阀主体

10A、10B 筒状基体

11 第一出入口

12 第二出入口

20、70、72、74、76 主阀芯(第一~第五实施方式)

30、80、82、84、86 副阀芯(第一~第五实施方式)

33、73、77 压缩螺旋弹簧

40 奇异行星齿轮式减速机构

50 步进电机

55 定子

57 转子

58 壳体

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