电动阀的制作方法

1.本发明涉及将前端侧插入于在阀安装对象构件的外表面开口的阀装配孔并且在基端侧具有作为驱动源的马达的电动阀。


背景技术：

2.以往，作为这种电动阀，已知具有将马达的转子收容的转子壳体且在该转子壳体的外侧嵌合筒形的定子的电动阀(例如参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2016-65595号公报(图1、3)


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.对于上述以往的电动阀，要求马达的防水性的强化。
8.用于解决课题的方案
9.为了解决上述课题而完成的技术方案1的发明为一种电动阀，其将前端侧插入于在内部具有流路的阀安装对象构件的外表面开口的阀装配孔并且在基端侧具有作为驱动源的马达，并能够变更在所述流路流动的流体的流量，其中，所述电动阀具备：阀体，其具有转子壳体，所述转子壳体沿所述阀装配孔的轴向延伸并且在基端侧收容所述马达的转子；一端有底且另一端开放的筒形的定子，其嵌合于所述转子壳体的外侧；定子对置部，其通过将所述阀体的轴向的中途位置扩径而成，并在所述轴向上与所述定子对置；筒部，其一体地设置于所述定子，并朝向所述定子对置部突出；以及环状的密封构件，其在所述轴向上被夹在所述定子对置部与所述筒部之间，并限制向所述定子的内侧的浸水，在所述阀体中包括：第一主体套筒，其具有与所述流路连通的阀内流路；以及第二主体套筒，其组装于所述第一主体套筒的内侧，所述转子壳体固定于所述第二主体套筒的基端部，所述第一主体套筒的内表面与所述第二主体套筒的外表面之间的嵌合间隙在所述定子对置部的与所述定子对置的对置面开口并且被所述密封构件覆盖。
附图说明
10.图1是第一实施方式的电动阀的立体图。
11.图2是电动阀的侧剖视图。
12.图3是将电动阀的一部分放大而得到的侧剖视图。
13.图4是定子的下部的密封结构的侧剖视图。
14.图5是从下方观察定子而得到的立体图。
15.图6是第二实施方式的电动阀中的密封结构的侧剖视图。
16.图7是第三实施方式的电动阀中的密封结构的侧剖视图。
17.图8是第四实施方式的电动阀中的密封结构的侧剖视图。
18.图9是变形例(1)的电动阀的侧剖视图。
19.图10是变形例(2)的电动阀的侧剖视图。
具体实施方式
20.[第一实施方式]
[0021]
以下，参照图1～图5，对本发明的第一实施方式的电动阀10a进行说明。图1所示的本实施方式的电动阀10a是将前端侧插入于在阀安装对象构件90的外表面90a开口的阀装配孔91而被使用的电动阀。
[0022]
需要说明的是，在图1、图2等中，阀装配孔91以及电动阀10a的轴向朝向上下方向，但电动阀10a也可以将其轴向朝向上下方向以外的方向来使用。另外，在以下的说明中，将阀装配孔91的轴向称作“上下方向j1”，将图1、图2等中的上侧简称作“上侧”，将其相反侧简称作“下侧”。
[0023]
阀安装对象构件90是流体机器的一个部件，且在内部具有流路92。如图2所示，阀装配孔91在下端附近位置具有台阶部91d，比该台阶部91d靠上侧的部位形成大径部91a，另一方面，比该台阶部91d靠下侧的部位形成小径部91b。另外，在流路92中包括从小径部91b起在下方延长线上延伸的第一流路92a以及从大径部91a中的台阶部91d附近位置起向侧方延伸的第二流路92b。而且，在阀装配孔91的开口缘形成有用于将后述的o形圈13e向阀装配孔91导入的锥状的导入面91g。
[0024]
需要说明的是，阀安装对象构件90作为具体例可以列举空调、燃气炉、液压机器等，但只要是流体机器则可以是任意的机器。另外，在流路92流动的流体既可以是气体，也可以是液体，还可以是空调的冷媒那样的液体与气体的中间体。
[0025]
电动阀10a具有沿上下方向j1延伸的阀体11。阀体11具有从上下方向j1的中途位置向侧方伸出的凸缘部12，比凸缘部12靠下侧的部位成为插入于阀装配孔91的插入部13。在插入部13具备与阀装配孔91的大径部91a以及小径部91b对应的大径部13a以及小径部13b。另外，在大径部13a的凸缘部12附近位置以及小径部13b的上下方向j1的大致中央部设置有收容o形圈13e、13f的o形圈槽13c、13d。并且，插入部13的小径部13b嵌合于阀装配孔91的小径部91b，插入部13的大径部13a嵌合于阀装配孔91的大径部91a。
[0026]
另外，在阀体11的内部具备将阀装配孔91的第一流路92a与第二流路92b之间连通的阀内流路14。并且，沿上下方向j1直线移动的阀芯16向阀内流路14的中途位置突入，从而通过阀内流路14流体的流量被控制。
[0027]
作为用于使阀芯16直线移动的驱动源，在电动阀10a的上端部具备马达50。该马达50的转子51收容在阀体11中的比凸缘部12靠上侧的部位所具备的转子壳体17内，马达50的定子52嵌合于转子壳体17的外侧。
[0028]
具体而言，转子壳体17呈沿上下方向延伸的薄壁圆筒结构，其上端部被盖17a封堵。阀体11通过将转子壳体17的下端部固定于阀体主体18的上端部而成。
[0029]
阀体主体18呈在第一主体套筒21的内侧组装有第二主体套筒25，而且在其第二主体套筒25的内侧组装有第三主体套筒26的结构。
[0030]
第一主体套筒21具有前述的凸缘部12与插入部13。如图1所示，凸缘部12例如呈圆
板状并从第一主体套筒21的上端部向侧方伸出，凸缘部12的外径比定子52的外径大。另外，在凸缘部12中的成为比定子52的外径靠外侧的范围，在将周向多等分的位置具备沿上下方向j1贯通的多个安装孔12l，并且设置有用于将定子52固定于阀体11的螺纹孔12n。而且，如图4所示，在凸缘部12的上表面具备使内缘部呈带台阶状突出而成的台座部12z，台座部12z的侧面与比台座部12z靠外侧的凸缘部12的上表面之间的角部被倒圆角。需要说明的是，凸缘部12不限定为圆形，也可以是椭圆形、多边形等。另外，安装孔12l也可以是锪孔。
[0031]
如图3所示，第一主体套筒21的内侧从上侧起依次成为第一内径部22a、内螺纹部22b、第二内径部22c、锥部22d。另外，从第一内径部22a趋向第二内径部22c而阶段性地缩径，锥部22d随着远离第二内径部22c而扩径。另外，在第二内径部22c中的锥部22d侧的端部嵌合固定有阀座构件23，在该阀座构件23形成有与锥部22d连续的锥状的贯通孔23a。而且，从第二内径部22c向侧方延伸有分支孔22e。并且，由锥部22d、第二内径部22c、贯通孔23a以及分支孔22e形成前述的阀内流路14，阀座构件23的贯通孔23a的上端形成阀口15，前述的阀芯16从第二内径部22c侧向该阀口15突入。
[0032]
第二主体套筒25的外表面从上侧起依次成为第一外径部25a、第二外径部25b、外螺纹部25c。如图4所示，第二外径部25b的外径比第一外径部25a的外径稍大，在第一外径部25a与第二外径部25b之间形成有台阶面25d。另外，在第二外径部25b设置有收容o形圈25n的o形圈槽25m。为了将该o形圈25n向第一主体套筒21内导入，将第一内径部22a的内表面与凸缘部12的上表面(详细而言为台座部12z的上表面)所交叉的角部倒角而形成了导入面22g。并且，如图3所示，第二主体套筒25的外螺纹部25c螺合于第一主体套筒21的内螺纹部22b，第二主体套筒25的第二外径部25b与第一主体套筒21的第一内径部22a的周面之间被o形圈25n密封。另外，在第二主体套筒25组装到第一主体套筒21的状态下，如图4所示，第二主体套筒25的台阶面25d与第一主体套筒21的凸缘部12的台座部12z的上表面成为大致共面。
[0033]
对于第二主体套筒25的内侧而言，第一外径部25a的内侧成为大径部25e，比第一外径部25a靠下侧的部位成为小径部25f。并且，在大径部25e的内侧嵌合转子壳体17且转子壳体17抵接于大径部25e与小径部25f的台阶面25g。另外，第三主体套筒26以嵌合的状态固定于小径部25f。如图3所示，第三主体套筒26的下端部从第二主体套筒25的下表面向第二内径部22c内突出，第三主体套筒26的上端部比第二主体套筒25的台阶面25g向上方突出。另外，在第三主体套筒26的中心部从上侧起依次具备第一内径部26a、内螺纹部26b、第二内径部26c，并从上向下阶段性地缩径。以上是有关于阀体11的说明。
[0034]
如前所述，马达50的转子51收容于阀体11所具备的转子壳体17的内侧。转子51是呈下端有底的圆筒形状的磁铁，且以在周向上n极与s极交替地排列的方式被磁化。
[0035]
在转子51的底壁51a的中心部固定有旋转套筒30。旋转套筒30呈从大径筒部30a起向下方延长有小径筒部30b的结构。并且，大径筒部30a的上端附近位置固定为贯通了转子51的底壁51a的状态，大径筒部30a中的比转子51靠下侧的下侧部分以能够旋转的方式支承于第三主体套筒26的第一内径部26a，而且，形成于小径筒部30b的外表面的外螺纹部30n螺合于第三主体套筒26的内螺纹部26b。由此，转子51以及旋转套筒30能够相对于阀体11旋转的同时进行直线移动。
[0036]
旋转套筒30的上端被填充塞27封堵。另外，从填充塞27向上方立起有支柱27a。并
且，利用由在支柱27a卷绕线材而成的螺旋引导件27b、从盖17a的相对于中心偏移的位置垂下的抵接杆17b、螺合于螺旋引导件27b并且抵接于抵接杆17b的螺合构件17d构成的公知的限位机构来限制转子51能够旋转的范围。
[0037]
在旋转套筒30的小径筒部30b的内侧穿过中心轴31。在中心轴31的下端部设置阀芯16，另一方面，在中心轴31的上端部具备头部31h，该头部31h收容于大径筒部30a。另外，在头部31h之上配置滚珠32，利用在滚珠32与填充塞27之间设置的压缩螺旋弹簧33，将头部31h按压于大径筒部30a的内表面与小径筒部30b的内表面之间的台阶面。
[0038]
阀芯16呈从外径比中心轴31的外径大的圆柱状的基部16a向下方突出有比基部16a小径的突入部16b的结构。另外，突入部16b成为随着趋向下方而平缓缩径的锥状。并且，基部16a的下端抵接于阀口15的开口缘并将阀口15全闭，当基部16a的下端从阀口15的开口缘离开时，根据突入部16b向阀口15的突入量来变更阀口15的开口面积而使通过阀口15的流量改变。并且，利用马达50控制阀芯16在上下方向j1上的位置，从而控制通过阀口15的流量。
[0039]
需要说明的是，阀芯16并不限定于上述形状。另外，阀芯16例如也可以不控制通过阀口15的流量，而仅将阀口15开闭。而且，阀芯16也可以设为在已将阀口15关闭的状态下稍微使流体通过阀口15的结构。
[0040]
如图2所示，马达50的定子52成为利用防水罩54覆盖电枢53的外侧的结构。电枢53包括多个电磁线圈53a和形成磁路的磁轭53b，且整体呈圆筒状。另外，从电枢53的外周面突出有用于向电枢53供电的连接器部53c。如图1所示，连接器部53c呈在树脂制的帽53d的内部具备端子配件53k的结构。需要说明的是，电枢53也可以不具有磁轭53b。
[0041]
防水罩54在电枢53的外侧模塑成形，并呈上端有底且下端开放的筒状。详细而言，防水罩54具有：圆筒状的大径部55，其将电枢53的上下的两面与侧面覆盖，除上述的连接器部53c以外；以及上端有底的圆筒状的小径部56，其从大径部55的上表面中央部突出，并具有与电枢53的内周面共面的内周面。另外，连接器部53c将大径部55的侧壁55a贯通并向外侧突出。
[0042]
在将电枢53的下表面覆盖的大径部55的底壁55b的中央部形成有比电枢53的内径稍大的开口，从该开口缘垂下有筒部57。筒部57呈圆筒状，该筒部57的内径与第一主体套筒21中的第一内径部22a的内径大致相同，且该筒部57的外径比台座部12z的外径小。
[0043]
定子52嵌合于转子壳体17的外侧。具体而言，当转子壳体17从筒部57的下端开口嵌合于定子52内，并到达正规嵌合位置时，如图2所示，成为转子壳体17的上端部与定子52内的上表面抵接或相邻的状态。于是，筒部57的下表面位于从台座部12z的上表面稍微离开的上方。
[0044]
如图4所示，在定子52与阀体11中的在上下方向j1上和定子52对置的定子对置部11d之间夹着密封构件58。这里，在本实施方式中，阀体11中的第一主体套筒21以及第二主体套筒25的位于比转子壳体17的外侧面靠侧方的位置的部分的整体相当于定子对置部11d。另外，密封构件58呈圆板状，且跨定子对置部11d中的台座部12z的上表面以及与该上表面共面的台阶面25d地铺设。另外，密封构件58的外径比定子52的筒部57的外径大，且密封构件58的内径比筒部57的内径稍小。而且，密封构件58的厚度相对于筒部57配置到针对转子壳体17的正规嵌合位置的状态下的筒部57的下表面与台座部12z的上表面的间隔，为2
～4倍程度。
[0045]
详细而言，密封构件58通过将聚氨酯泡沫的片冲裁而成。该聚氨酯泡沫呈半连续气泡结构，能够压缩至压缩率为50～75％。另外，该聚氨酯泡沫为半连续气泡结构，因此能够以低应力进行压缩，压缩后为独立气泡结构化而不使空气、水通过。由此，在将定子52嵌合于转子壳体17时，不需要用于将密封构件58压扁的较大的力就能够嵌合至正规嵌合位置。并且，利用被压扁的密封构件58将筒部57与凸缘部12之间密封，并且也将第一主体套筒21与第二主体套筒25之间的嵌合间隙21z密封。另外，嵌合间隙21z的上端部通过导入面22g而扩展，因此成为密封构件58进入到该嵌合间隙21z的上端部的状态，获得高密封性。
[0046]
需要说明的是，密封构件58为半连续气泡结构的聚氨酯泡沫，但并不限定于此，只要为在筒部57与凸缘部12之间被压扁的构件，则可以是任意构件，例如，既可以是半连续气泡结构的聚氨酯以外的弹性体的发泡体，也可以是独立气泡结构的聚氨酯、其他构件的发泡体，而且也可以是非发泡的弹性体。
[0047]
为了将定子52固定于阀体11，如图5所示，在定子52固定有连结构件60。具体而言，连结构件60通过将板料冲裁并且弯折而成，且具备与定子52的下表面中的比筒部57靠外侧的外侧部分重叠的环部61。另外，从定子52的下表面突出有多个固定突部55t，这些固定突部55t穿过并且热铆于在环部61形成的贯通孔61a，从而环部61固定于大径部55。并且，从环部61中的与定子52的下表面的外缘部重叠的部分垂下有连结片63。另外，连结片63的下端部以向定子52的外侧伸出的方式直角弯曲，并在此处设置有上下贯通的安装孔63a。并且，当定子52嵌合到正规嵌合位置时，能够使连结片63的下表面与凸缘部12的上表面重叠，且使安装孔63a与凸缘部12的螺纹孔12n(参照图1)重叠。以该状态穿过了安装孔63a的螺栓紧固于螺纹孔12n而将定子52固定于阀体11。需要说明的是，在本实施方式中，在连结构件60仅具备一个连结片63，但也可以具备多个连结片63。
[0048]
以上是关于本实施方式的电动阀10a的结构的说明。接下来，对该电动阀10a的作用效果进行说明。为了将电动阀10a安装于阀安装对象构件90，例如，将电动阀10a分离成阀体11与定子52，并将阀体11插入于阀装配孔91。此时，以阀体11的分支孔22e与阀安装对象构件90的第二流路92b连通的方式将旋转位置对准，而将阀体11压入阀装配孔91中。另外，若对凸缘部12加压而将阀体11压入阀装配孔91中，则能够不对转子壳体17施加载荷，而以较强的力将阀体11压入阀装配孔91中。并且，将穿过凸缘部12的安装孔12l的螺栓紧固于在阀安装对象构件90的阀装配孔91的周围形成的螺纹孔93，从而阀体11固定于阀安装对象构件90。
[0049]
接着，将定子52嵌合于阀体11的转子壳体17。于是，筒部57在密封构件58处将其压扁，从而凸缘部12与筒部57之间被密封。这里，密封构件58为半连续气泡结构的发泡体，因此容易被压扁，将密封构件58压扁不会成为定子52的嵌合操作的障碍。并且，将螺栓穿过定子52的连结构件60所具备的连结片63的安装孔63a(参照图5)并紧固于凸缘部12的螺纹孔12n，从而定子52固定于阀体11。
[0050]
需要说明的是，也可以与上述顺序不同，在将定子52组装于阀体11之后，将阀体11插入于阀装配孔91中而将阀体11固定于阀安装对象构件90。
[0051]
如上述那样，本实施方式的电动阀10a的定子52呈一端有底且另一端开放的筒形。并且，定子52嵌合于阀体11所具备的转子壳体17的外侧，环状的密封构件58在阀体11的轴
向上被夹在阀体11所具备的定子对置部11d与定子52之间，而限制向定子52的内侧的浸水。由此，马达50的防水性与以往相比提高。这里，为了限制向定子52内的浸水，考虑密封构件在径向上被定子52的内表面与阀体11的外表面夹着的密封结构，但与那样的密封结构相比，若如本实施方式这样设为密封构件58在阀体11的轴向上被夹着的密封结构，则抑制定子52的嵌合阻力增加，能够实现马达50的防水性的强化并且能够容易地进行定子52的组装，还实现小型化。并且，在本实施方式中，在定子52设置有外径比密封构件58小的筒部57，该筒部57抵接并陷入密封构件58，因此能够获得高密封性。
[0052]
[第二实施方式]
[0053]
本实施方式的电动阀10b如图6那样，代替第一实施方式的电动阀10a的定子52的筒部57，而具备被夹在定子52与定子对置部11d之间的圆筒状的中间套筒57x。另外，在定子52的下表面的内缘部形成有凹部54z，在此处收容有由与台座部12z上的密封构件58相同的材料(例如半连续气泡结构的聚氨酯泡沫)构成的圆板状的密封构件58x。并且，密封构件58在中间套筒57x与定子对置部11d之间被压扁，并且密封构件58x在中间套筒57x与定子52之间被压扁，从而各自之间被密封。根据本实施方式的结构，将中间套筒57x设为与定子52独立，从而能够缓和在电枢53发热时由于电枢53与防水罩54的热膨胀率不同而产生的内部应力。
[0054]
[第三实施方式]
[0055]
在第一实施方式的电动阀10a中，抵接于密封构件58的筒部57设置于定子52，但本实施方式的电动阀10c如图7那样，筒部57y设置于定子对置部11d。具体而言，筒部57y呈圆筒状，并从定子对置部11d中的台座部12z向上方突出。另外，在定子52的下表面形成有与前述第二实施方式相同的凹部54z，并在此处收容有密封构件58x。并且，密封构件58x在筒部57y与定子52的电枢53之间被压扁从而它们之间被密封。通过本实施方式的结构也起到与第二实施方式相同的效果。另外，还获得密封构件58x收容于定子52的凹部54z而被保护这样的效果。
[0056]
[第四实施方式]
[0057]
本实施方式的电动阀10d如图8那样，呈如下结构：具备在第一实施方式的电动阀10a的筒部57的内侧面配备多个卡合凹部57k而得到的结构的筒部57z，并且使与这些卡合凹部57k卡合的卡合突部25t从阀体11突出。并且，当将定子52嵌合到阀体11的正规位置时，多个卡合突部25t与卡合凹部57k相互卡合，从而定子52固定于阀体11。
[0058]
[其他实施方式]
[0059]
(1)如图9所示的电动阀10e那样，也可以是，凸缘部12的多个安装孔12l配置于凸缘部12中的被定子52从上方覆盖的位置。另外，也可以是如该图所示的连结构件60的连结片62那样与凸缘部12的外周面重叠地被螺纹固定的结构。
[0060]
(2)如图10所示的电动阀10f那样，也可以是，将在第一实施方式说明了的连结构件60的连结片63的安装孔63a设为使穿过凸缘部12的安装孔12l的螺栓b1穿过的大小，螺栓b1穿过安装孔63a与安装孔12l而紧固于阀安装对象构件90的螺纹孔93。
[0061]
(3)也可以是，在阀安装对象构件90中的阀装配孔91的内表面形成内螺纹，并在此处螺合形成于插入部13的外表面的外螺纹，从而阀体11固定于阀安装对象构件90。
[0062]
(4)在前述第一实施方式的电动阀10a中，也可以是，在固定于定子52的防水罩54
的连结构件60具备连结片63，连结片63一体形成于防水罩54。
[0063]
需要说明的是，在本说明书以及附图中公开了技术方案所包括的技术的具体例子，但技术方案所记载的技术并不限定于这些具体例子，也包括对具体例进行各种变形、变更而得到的方案，另外，也包括从具体例单独提取出一部分而得到的方案。