电动阀的制作方法

1.本发明涉及一种电动阀。


背景技术：

2.专利文献1公开了以往的电动阀。专利文献1的电动阀具有配置于外壳的内侧的转子。转子的旋转经由减速机构向螺纹轴传递。螺纹轴经由球和球支承部件使阀芯移动。球固定于螺纹轴。并且，通过球和球支承部件进行旋转滑动来使螺纹轴的旋转不向阀芯传递。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2007-24206号公报
6.发明所要解决的技术问题
7.在电动阀中，当因滑动旋转而球和球支承部件磨损时，摩擦力增加。当摩擦力增加时，需要更多用于使螺纹轴旋转的力。由此，由于闭阀动作所需的时间变长、消耗功率增加，因此电动阀的性能将下降。并且，在专利文献1的电动阀中，由于球固定于螺纹轴，因此球和球支承部件的磨损集中于特定的部位，从而磨损的进展较快。因此，在电动阀中，需要抑制磨损的进展而提高耐久性。


技术实现要素：

8.因此，本发明的目的在于提供一种能够提高耐久性的电动阀。
9.用于解决技术问题的技术手段
10.为了达成上述目的，本发明一方式的电动阀，具备：阀主体，该阀主体具有阀室和阀口；阀芯，该阀芯与所述阀口相对地配置；螺纹轴，该螺纹轴使所述阀芯相对于所述阀口进行进退；驱动部，该驱动部使所述螺纹轴绕轴旋转；以及球，该球配置于所述阀芯与所述螺纹轴之间，在所述阀芯设置有球支承部，所述球以能够滑动的方式与所述螺纹轴和所述球支承部接触。
11.根据本发明，球配置于阀芯与螺纹轴之间。在阀芯设置有球支承部。并且，球以能够滑动的方式与螺纹轴和球支承部接触。由此，球相对于螺纹轴进行滑动旋转，并且球相对于球支承部进行滑动旋转。由此，滑动部位分散，能够抑制磨损集中于特定的部位。因此，能够提高电动阀的耐久性。
12.在本发明中，优选的是，在所述螺纹轴和所述球支承部的一方设置有圆筒形状的球收容部，在该球收容部的一端具有开口，该球收容部将所述球收容为能够旋转，所述球的一部分从所述开口部突出，所述开口部的内径比所述球的直径小。由此，能够将球保持在球收容部，并且在电动阀的组装时，能够与设置有螺纹轴或者球螺纹部的阀芯一同处理球。因此，能够更容易地组装电动阀。
13.在本发明中，优选的是，所述球收容部的底面具有凹状的锥形状。由此，与球收容部的底面具有平面形状的结构相比，能够进一步分散滑动部位。因此，能够进一步提高电动
阀的耐久性。
14.在本发明中，优选的是，在所述螺纹轴和所述球支承部的另一方设置有球接触面，所述球以能够滑动的方式与该球接触面接触，所述球接触面具有凹状的锥形状。由此，与球接触面具有平面形状的结构相比，能够进一步分散滑动部位。因此，能够进一步提高电动阀的耐久性。
15.为了达成上述目的，本发明的另一方式的电动阀，具备：阀主体，该阀主体具有阀室和阀口；阀芯，该阀芯与所述阀口相对地配置；螺纹轴，该螺纹轴使所述阀芯相对于所述阀口进行进退；以及驱动部，该驱动部使所述螺纹轴绕轴旋转，该电动阀具备推力轴承，该推力轴承将所述阀芯和所述螺纹轴连接成能够绕轴相对地旋转。
16.根据本发明，具有将阀芯和螺纹轴连接成能够绕轴相对地旋转的推力轴承。由此，能够通过推力轴承来避免螺纹轴与阀芯的旋转滑动。由此，消除滑动部位而能够抑制部件的磨损。因此，能够提高电动阀的耐久性。
17.发明的效果
18.根据本发明，能够提高电动阀的耐久性。
附图说明
19.图1是本发明的第一实施例的电动阀的纵剖视图。
20.图2是图1的电动阀的放大剖视图。
21.图3是说明图1的电动阀所具有的球的滑动部位的图。
22.图4是本发明的第二实施例的电动阀的纵剖视图。
23.图5是图4的电动阀的放大剖视图。
24.图6是本发明的第三实施例的电动阀的纵剖视图。
25.图7是图6的电动阀的放大剖视图。
26.符号说明
27.1、1a、1b
…
电动阀、10
…
阀主体、11
…
壳体、11a
…
周壁部、11b
…
底壁部、11c
…
平面、12
…
阀室、13
…
阀口、14
…
套筒、14a
…
小径部、14b
…
大径部、14c
…
凸缘部、14d
…
台阶部、15
…
轴承部件、15a
…
内螺纹、16
…
凸缘状部件、18
…
第一导管、19
…
第二导管、30、30b
…
阀芯、31
…
主体部、31a
…
嵌合孔、32
…
阀部、33
…
弹簧支承部、34
…
阀芯侧嵌合部、35
…
开阀用弹簧、36、36a
…
球支承部、37
…
圆板部、37a
…
球接触面、38
…
突部、39
…
球收容部、39a
…
开口部、39b
…
底面、40、40a、40b
…
螺纹轴、41
…
圆柱部、41a
…
外螺纹、41b
…
球接触面、42
…
平板部、43
…
球收容部、43a
…
开口部、43b
…
底面、44
…
螺纹轴侧嵌合部、45
…
球、48
…
推力轴承、48a
…
下轨道盘、48b
…
上轨道盘、48c
…
珠、50
…
驱动部、51
…
外壳、52
…
定子、53
…
转子、54
…
转子轴、55
…
连结部件、56
…
轴承板、60
…
行星齿轮机构、61
…
齿轮箱、62
…
固定齿圈、63
…
太阳齿轮、64
…
行星齿轮、65
…
行星齿轮架、66
…
输出齿轮、67
…
输出轴、67a
…
狭缝、l
…
轴线、s1、s2
…
滑动部位
具体实施方式
28.(第一实施例)
29.以下，参照图1、图2对本发明的第一实施例的电动阀进行说明。
30.图1是本发明的第一实施例的电动阀的纵剖视图。图2是图1的电动阀的放大剖视图。图3是说明图1的电动阀具有的球的滑动部位的图。在本说明书中，“上下”表示各图的上下方向。
31.本实施例的电动阀1例如在热泵式制冷制热系统中作为流量控制阀而被使用。此外，第二实施例的电动阀1a和第三实施例的电动阀1b也与第一实施例的电动阀1同样地被使用。
32.电动阀1具有阀主体10、阀芯30、球支承部36、螺纹轴40、球45以及驱动部50。
33.阀主体10具有壳体11、套筒14、轴承部件15以及凸缘状部件16。
34.壳体11具有圆筒形状。壳体11具有周壁部11a和底壁部11b。在壳体11的内侧设置有阀室12。在底壁部11b设置有圆形的阀口13。阀口13向阀室12开口。在周壁部11a的内周面设置有朝向上方的圆环形状的平面11c。在周壁部11a钎焊有第一导管18。第一导管18配置为在与轴线l正交的方向(横向)上贯通周壁部11a。第一导管18与阀室12连接。在底壁部11b钎焊有第二导管19。第二导管19与阀口13连接。
35.套筒14具有大致圆筒形状。套筒14具有从下方朝向上方按序相连设置的小径部14a、大径部14b以及凸缘部14c。大径部14b的直径比小径部14a大。凸缘部14c具有圆环平板形状。凸缘部14c的内周缘与大径部14b的上端相连设置。在大径部14b的下端设置有台阶部14d。台阶部14d具有圆环平板形状。套筒14以凸缘部14c与壳体11的平面11c接触的方式配置于壳体11的内侧。
36.轴承部件15具有大致圆筒形状。轴承部件15配置于周壁部11a的上部的内侧。轴承部件15固定于周壁部11a。套筒14的凸缘部14c夹在轴承部件15的下端面与周壁部11a的平面11c之间。在轴承部件15的内周面的下部设置有内螺纹15a。
37.凸缘状部件16具有圆环平板形状。周壁部11a插通于凸缘状部件16的内侧。在凸缘状部件16的内周缘焊接有周壁部11a。
38.阀芯30具有主体部31、阀部32以及弹簧支承部33。主体部31具有圆柱形状。阀部32具有顶端朝向下方的圆锥形状。阀部32与主体部31的下端相连设置。弹簧支承部33具有圆环形状。弹簧支承部33的外径比主体部31的直径大。弹簧支承部33与主体部31的上端相连设置。主体部31的直径与套筒14的小径部14a的内径相同。主体部31以能够在轴线l方向(上下方向)上滑动的方式插通于小径部14a。另外，主体部31也插通于开阀用弹簧35。开阀用弹簧35是压缩螺旋弹簧。开阀用弹簧35配置于弹簧支承部33与套筒14的台阶部14d之间。开阀用弹簧35向上方按压阀芯30。阀芯30配置为阀部32与阀口13在轴线l方向上相对。
39.球支承部36具有圆板部37和突部38。在圆板部37的上表面设置有球接触面37a。球接触面37a具有凹状的锥形状。球接触面37a也可以具有平面形状、沿球45的表面的凹状的曲面形状。突部38具有直径比圆板部37小的柱形状。突部38与圆板部37的下表面相连设置。突部38与设置于阀芯30的主体部31的上端的嵌合孔31a嵌合。此外，在本实施例中，虽然阀芯30和球支承部36是单独的部件，但是球支承部36也可以一体地设置于阀芯30。
40.螺纹轴40具有圆柱部41、平板部42以及球收容部43。在圆柱部41的外周面设置有外螺纹41a。外螺纹41a与轴承部件15的内螺纹15a螺合。平板部42配置为从圆柱部41的上端面向上方延伸。螺纹轴40通过进行旋转，通过螺纹进给作用沿轴线l方向进行移动。螺纹轴40在闭阀动作时向下方移动以接近阀口13，在开阀动作时向上方移动以从阀口13分离。
41.球收容部43具有圆筒形状。球收容部43配置为从圆柱部41的下端面向下方延伸。球收容部43的内径比球45的直径稍大。球45能够旋转地配置于球收容部43的内侧。在组装电动阀1时，从球收容部43的开口部43a插入球45。然后，使开口部43a变形为其内径比球45的直径小。球收容部43将球45保持为不脱落。另外，球收容部43将球45保持为能够在任意的方向上进行旋转。球收容部43的底面43b(与球收容部43的开口部43a相对的面)具有凹状的锥形状。优选的是，底面43b的锥度角度与球接触面37a的锥度角度相同。底面43b也可以具有平面形状、沿球45的表面的凹状的曲面形状。球收容部43构成为在球45与底面43b接触的状态下，球45的一部分从开口部43a突出。球45的从开口部43a突出的一部分与球支承部36的球接触面37a接触。
42.球45配置于螺纹轴40与球支承部36之间。球45能够滑动地与螺纹轴40的底面43b和球支承部36的球接触面37a接触。
43.在本实施例中。球支承部36、螺纹轴40以及球45例如由不锈钢等相同的材料构成。另外，球支承部36、螺纹轴40以及球45例如被实施氮化处理等相同的表面硬化处理。
44.驱动部50使螺纹轴40旋转，并且使该螺纹轴40在轴线l方向上移动。驱动部50具有外壳51、定子52、转子53、转子轴54、连结部件55、轴承板56以及行星齿轮机构60。
45.外壳51具有上端被封闭的圆筒形状。外壳51的下端与凸缘状部件16的外周缘焊接。
46.定子52具有大致圆筒形状。定子52配置于外壳51的外侧。定子52固定于外壳51。转子53以能够旋转的方式配置于外壳51的内侧。转子53经由圆板形状的连结部件55而与转子轴54连结。定子52和转子53构成电动机。轴承板56具有圆板形状。轴承板56的直径与外壳51的内径大致相同。轴承板56在外壳51的内侧配置于转子53的上方。轴承板56将转子轴54的上端支承为能够旋转。
47.行星齿轮机构60是对转子53的旋转减速的减速机构。行星齿轮机构60配置于转子53的内侧。行星齿轮机构60具有齿轮箱61、固定齿圈62、太阳齿轮63、行星齿轮64、行星齿轮架65、输出齿轮66以及输出轴67。
48.齿轮箱61具有圆筒形状。齿轮箱61固定于壳体11的上部。固定齿圈62是内齿轮。固定齿圈62固定于齿轮箱61的上端。太阳齿轮63与连结部件55一体地设置。转子轴54插通于太阳齿轮63的内侧。行星齿轮64以包围太阳齿轮63的方式设置有多个。行星齿轮64与固定齿圈62及太阳齿轮63咬合。行星齿轮架65将行星齿轮64支承为能够旋转。输出齿轮66是具有有底筒形状的内齿轮。输出齿轮66与行星齿轮64咬合。
49.输出轴67具有大致圆柱形状。输出轴67的下部以能够旋转的方式配置于轴承部件15的内侧。输出轴67的上部压入在输出齿轮66的底部设置的贯通孔。在输出轴67的上部设置有供转子轴54的下端插入的轴承孔。在输出轴67的下部设置有狭缝67a。狭缝67a的宽度与螺纹轴40的平板部42的厚度大致相同。平板部42插入狭缝67a，从而输出轴67与螺纹轴40连接。输出轴67与输出齿轮66一同旋转。通过输出轴67的旋转，螺纹轴40旋转。
50.壳体11、阀口13、套筒14、轴承部件15、阀芯30、球支承部36、螺纹轴40、球45、外壳51、转子53、转子轴54、输出轴67配置为各自的中心轴与轴线l一致。
51.接着，对电动阀1的动作进行说明。
52.在电动阀1中，对定子52通电来使转子53向一方向旋转。转子53的旋转通过行星齿
轮机构60而被减速，并且通过输出轴67而螺纹轴40旋转。当螺纹轴40旋转时，通过螺纹进给作用，螺纹轴40向下方移动。螺纹轴40经由球45和球支承部36向下方按压阀芯30。阀芯30向下方移动，阀部32关闭阀口13(闭阀状态)。
53.在电动阀1中，对定子52通电来使转子53向另一方向旋转。转子53的旋转通过行星齿轮机构60而被减速，并且通过输出轴67而螺纹轴40旋转。当螺纹轴40旋转时，通过螺纹进给作用，螺纹轴40向上方移动。被开阀用弹簧35按压的阀芯30向上方移动，阀部32从阀口13分离，阀口13打开(开阀状态)。
54.并且，当螺纹轴40旋转时，螺纹轴40的球收容部43的底面43b与球45进行滑动，球支承部36的球接触面37a与球45进行滑动。因此，与球45固定于螺纹轴40的结构相比，滑动部位被分散。
55.另外，在电动阀1中，通过公差螺纹轴40的中心轴与阀芯30的中心轴成为具有角度的状态(交叉状态)。并且，在该状态下，根据螺纹轴40和阀芯30与球45的接触状态，螺纹轴40的底面43b和球45绕旋转轴l1旋转滑动，或者球支承部36的球接触面37a和球45绕旋转轴l2旋转滑动。如图3所示，在旋转轴l1与旋转轴l2具有角度的情况下，当球45绕旋转轴l1旋转时，球45的与球接触面37a的滑动部位s2移动至其他部位，当球45绕旋转轴l2旋转时，球45的与底面43b的滑动部位s1移动至其他部位。由此，球45的滑动部位被进一步分散。另外，在球收容部43的内侧，由于球45在横向上稍微移动，因此球45的滑动部位被进一步分散。
56.如上所述，本实施例的电动阀1具备：具有阀室12和阀口13的阀主体10；与阀口13相对地配置的阀芯30；使阀芯30相对于阀口13进退的螺纹轴40；使螺纹轴40绕轴线l旋转的驱动部50；以及配置于阀芯30与螺纹轴40之间的球45。在阀芯30设置有球支承部36。并且，球45以能够滑动的方式与螺纹轴40和球支承部36接触。由此，球45相对于螺纹轴40滑动旋转，并且球45相对于球支承部36滑动旋转。由此，滑动部位分散，能够抑制磨损集中于特定的部位。因此，能够提高电动阀1的耐久性。
57.另外，在螺纹轴40设置有圆筒形状的球收容部43，该球收容部43的一端具有开口部43a，并且将球45收容为能够旋转。球45的一部分从开口部43a突出。并且，开口部43a的内径比球45的直径小。由此，能够将球45保持在球收容部43，并且在电动阀1的组装时，能够与螺纹轴40一同处理球45。因此，能够更容易地组装电动阀1。
58.另外，球收容部43的底面43b具有凹状的锥形状。由此，与球收容部43的底面43b具有平面形状的结构相比，能够进一步分散滑动部位。因此，能够进一步提高电动阀1的耐久性。
59.另外，在球支承部36设置有球接触面37a，球45能够滑动地与该球接触面37a接触。并且，球接触面37a具有凹状的锥形状。由此，与球接触面37a具有平面形状的结构相比，能够进一步分散滑动部位。因此，能够进一步提高电动阀1的耐久性。
60.(第二实施例)
61.以下，参照图4、图5对本发明的第二实施例的电动阀进行说明。
62.图4是本发明的第二实施例的电动阀的纵剖视图。图5是图4的电动阀的放大剖视图。
63.本实施例的电动阀1a除了代替球支承部36和螺纹轴40而具有球支承部36a和螺纹轴40a以外，与上述的第一实施例的电动阀1具有相同(包括实质上相同)的结构。在以下的
说明中，对于与第一实施例的电动阀1相同的结构标注相同的符号并省略说明。
64.电动阀1a具有阀主体10、阀芯30、球支承部36a、螺纹轴40a、球45以及驱动部50。
65.球支承部36a具有圆板部37、突部38以及球收容部39。球收容部39具有与第一实施例的球收容部43相同的结构。球收容部39具有圆筒形状。球收容部39配置为从圆板部37的上表面向上方延伸。球收容部39的开口部39a的内径比球45的直径小。球收容部39将球45保持为不脱落。另外，球收容部39将球45保持为能够在任意的方向上旋转。球收容部39的底面39b具有凹状的锥形状。球收容部39构成为在球45与底面39b接触的状态下，球45的一部分从开口部39a突出。
66.螺纹轴40a具有圆柱部41和平板部42。在圆柱部41的下端面设置有球接触面41b。球接触面41b具有凹状的锥形状。球接触面41b与球45的从球收容部39的开口部39a突出的一部分接触。
67.球45配置于螺纹轴40a与球支承部36a之间。球45以能够滑动的方式与螺纹轴40a的球接触面41b以及球支承部36a的球收容部39的底面39b接触。
68.第二实施例的电动阀1a也具有与第一实施例的电动阀1相同的作用效果。
69.(第三实施例)
70.以下，参照图6、图7对本发明的第三实施例的电动阀进行说明。
71.图6是本发明的第三实施例的电动阀的纵剖视图。图7是图6的电动阀的放大剖视图。
72.本实施例的电动阀1b除了代替阀芯30、球支承部36、螺纹轴40以及球45而具有阀芯30b、螺纹轴40b以及推力轴承48以外，与上述的第一实施例的电动阀1具有相同(包括实质上相同)的结构。在以下的说明中，对于与第一实施例的电动阀1相同的结构标注相同的符号并省略说明。
73.电动阀1b具有阀主体10、阀芯30b、螺纹轴40b、推力轴承48以及驱动部50。
74.推力轴承48是具有下轨道盘48a、上轨道盘48b以及多个珠48c的推力球轴承。
75.阀芯30b具有主体部31、阀部32、弹簧支承部33以及阀芯侧嵌合部34。阀芯侧嵌合部34从主体部31的上端向上方突出。阀芯侧嵌合部34与推力轴承48的下轨道盘48a嵌合。
76.螺纹轴40b具有圆柱部41、平板部42以及螺纹轴侧嵌合部44。螺纹轴侧嵌合部44从圆柱部41的下端向下方突出。螺纹轴侧嵌合部44与推力轴承48的上轨道盘48b嵌合。
77.本实施例的电动阀1b具有推力轴承48，该推力轴承48将阀芯30b和螺纹轴40b连接成能够绕轴线l相对地旋转。由此，能够通过推力轴承48来避免螺纹轴40b与阀芯30b的旋转滑动。由此，消除滑动部位而能够抑制部件的磨损。因此，能够提高电动阀1b的耐久性。
78.以上对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于这些例子。本领域技术人员对上述的实施方式适当地进行了构成要素的追加、删除、设计变更而得到的方案、对实施方式的特征进行了适当组合而得到的方案，只要不违背本发明的主旨，也都包含在本发明的范围内。