專利名稱：電動閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及在空調機等中控制制冷劑的流量的針閥型電動閥，具體涉及改良閥座相對針閥的閥口形狀的電動閥。
背景技術：
以往，在制冷循環中，從控制制冷劑流量的電動閥產生的、與流體通過相伴的噪音經常成為問題。作為采取此類噪音對策的電動閥例如公開在日本特開2008-232290號公報 (專利文獻1)中的電動閥。此外，作為現有的電動閥例如有圖10中所示的結構。該電動閥具有形成閥室3A 的閥殼3，在閥殼3的側部安裝一次接頭管(一次継手管)31，并且在閥室3A的軸線L方向的單側端部安裝二次接頭管(二次継手管)32。另外，在閥殼3內設置閥座部件9，在該閥座部件9上形成有將閥室3A和二次接頭管32連通的截面形狀為圓形的閥口 91。在支承部件33的導引孔33a內可滑動地嵌合閥支架34。在該閥支架34的下端部固定有在端部具有針閥41的閥芯4，且閥支架34與步進電動機5的轉子軸53的下端部配合。此外，在轉子軸53上形成外螺紋部53a，該外螺紋部53a與在支承部件33上形成的內螺紋部3 螺紋結合。而且，通過步進電動機5的驅動，磁轉子52旋轉，轉子軸53和閥芯4在軸線L方向上移動，利用針閥41的部分使閥口 9的開口面積增減，抑制從一次接頭管31向二次接頭管32流動的流體的流量。專利文獻1 日本特開2008-232^0號公報在上述圖10所示的現有的電動閥中，在閥座部件9上形成的閥口 91如圖11所示， 做成從閥口 91的入口開口部到二次接頭管32側的出口開口部為一定直徑的一個圓筒狀的形狀。因此，相對于二次接頭管32從針閥41和閥口 91的間隙流動的制冷劑成為以下狀態 從針閥41和閥口 91的間隙流出的制冷劑在從閥口 91的入口開口部向二次接頭管32并到達出口開口部之前在該閥口 91中加速。即，制冷劑被加速的長度增長，制冷劑的壓力減小的幅度增大。此外，由于閥口 91內產生的較大的渦流的影響，保持幾乎不減速的狀態高速流出到二次接頭管32內，產生的空穴現象在到達二次接頭管32內深處之后消失，所以沖擊易于傳遞到二次接頭管32，在電動閥自身產生大的噪音。此外，即使在專利文獻1的電動閥中閥口的形狀也與上述圖11同樣，同樣產生噪音。
發明內容
本發明為消除上述問題而作出，其目的是提供改良閥座部件的閥口以減小噪音的電動閥。方案一的電動閥，形成有與一次接頭管連通的閥室的閥殼；形成有將所述閥室和二次接頭管連通的截面形狀為圓形的閥口的閥座部件；以及與所述閥口同軸設置的針閥， 通過使所述針閥在軸線方向上移動來開閉所述閥口，從而控制制冷劑的流量，該制冷劑從所述一次接頭管流入所述閥室并經過所述閥口向所述二次接頭管流出，其特征在于由位于所述閥室側的內徑Dl的第一閥口和位于所述二次接頭管側的內徑D2的第二閥口構成所述閥座部件的所述閥口，以如下方式構成所述閥座部件，即第一閥口的內徑D1、第二閥口的內徑D2、和所述二次接頭管的內徑D3的關系為Dl < D2 < D3。再有，這些內徑Dl、D2、 D3是能在將第一閥口、第二閥口和二次接頭管連接的內側的通路內面實質地形成階梯差的值。方案二的電動閥是根據方案一所述的電動閥，其特征在于在所述閥座部件上形成有將所述第一閥口和所述第二閥口連接的錐形部。方案三的電動閥是根據方案一或二所述的電動閥，其特征在于以如下方式構成所述閥座部件，即在所述針閥將所述第一閥口關閉時所述針閥的前端位于所述第二閥口的中間位置。發明的效果根據方案一的電動閥，從第一閥口和針閥的間隙流出的制冷劑流出到比第一閥口內徑大的第二閥口內，在到達二次接頭管前的閥座部件的第二閥口內使流速減小，因此能夠使制冷劑的流動穩定，能夠抑制二次接頭管的振動等從而減小噪音。根據方案二的電動閥，除了方案一的效果外，由于從第一閥口和針閥的間隙流出的制冷劑模仿錐形部而流到第二閥口，且錐形部和針閥之間向第二閥口側擴展，所以制冷劑難以附著在錐形部，可減小制冷劑的通過聲音。根據方案三的電動閥，除了方案一或二的效果外，由于針閥的前端位于第二閥口的大體中央部，所以能夠在到達第二閥口的出口之前在該第二閥口 12進一步使流速減小， 能夠進一步使制冷劑的流動穩定，且能夠抑制二次接頭管的振動從而減小噪音。
圖1是本發明第一實施方式的電動閥的縱向剖視圖。圖2是本發明第一實施方式的電動閥的閥座部件附近的重要部分放大縱向剖視圖。圖3是說明本發明第一實施方式的電動閥的閥座部件的作用的圖。圖4是本發明第二實施方式的電動閥的縱向剖視圖。圖5是本發明第二實施方式的電動閥的閥座部件附近的重要部分放大縱向剖視圖。圖6是說明本發明第二實施方式的電動閥的閥座部件的作用的圖。圖7是表示使用實施方式的電動閥的空調機的一個實例的圖。圖8是表示關于本發明第一實施方式的電動閥的Dl和D2的尺寸比和噪音減小值的實測例。圖9是本發明第二實施方式的電動閥的錐形部的角度α 3的變化和噪音減小值的實測例。圖10是表示現有的電動閥的一個實例的圖。圖11是說明現有的電動閥的問題的圖。附圖標記說明1-閥座部件，11-第一閥口，12-第二閥口，2-閥座部件，21-第一閥口，22-第二閥口，23-錐形部，3-閥殼，3A-閥室，31- —次接頭管，32- 二次接頭管，4-閥芯，41-針閥，6-閥桿，61-針閥，10-電動閥，L-軸線。
具體實施例方式其次，參照附圖來說明本發明的電動閥的實施方式。圖1是第一實施方式的電動閥的縱向剖視圖，圖2是第一實施方式的電動閥的閥座部件附近的重要部分放大縱向剖視圖，圖3是說明第一實施方式的電動閥的閥座部件的作用的圖，圖4是第二實施方式的電動閥的縱向剖視圖，圖5是第二實施方式的電動閥的閥座部件附近的重要部分放大縱向剖視圖，圖6是說明第二實施方式的電動閥的閥座部件的作用的圖，圖7是表示使用實施方式的電動閥的空調機的一個實例的圖。再有，在第二實施方式中，對于與第一實施方式相同的要素和相應的要素標以相同標記以省略重復的詳細說明。首先，根據圖7對實施方式涉及的空調機進行說明。在圖7中，標記10是本發明第一實施方式或第二實施方式的電動閥。此外，標記20是裝載在室外單元100中的室外換熱器，標記30是裝載在室內單元200中的室內換熱器，標記40是構成四通閥的流路切換閥， 標記50是壓縮機。再有，電動閥10、流路切換閥40和壓縮機50裝載在室外單元100中。 電動閥10、室外換熱器20、室內換熱器30、流路切換閥40和壓縮機50分別由導管如圖所示地連接，構成熱泵式制冷循環。再有，蓄熱器、壓力傳感器、溫度傳感器等省略圖示。制冷循環的流路由流路切換閥40切換為暖風模式和冷風模式的二通流路。在暖風模式中，如圖7中實線的箭頭所示，被壓縮機50壓縮后的制冷劑從流路切換閥40流入室內單元200的室內換熱器30，從室內換熱器30流出的制冷劑通過管路a流入室外單元100 的電動閥10中。而且，制冷劑在該電動閥中膨脹，以室外換熱器20、流路切換閥40、壓縮機 50的順序循環。在冷風模式中，如圖7中虛線的箭頭所示，被壓縮機50壓縮后的制冷劑從流路切換閥40流入室外換熱器20，從室外換熱器20流出的制冷劑在電動閥10中膨脹，在管路a中流動而流入室內換熱器30中。流入該室內換熱器30的制冷劑經由流路切換閥40 流入壓縮機50。電動閥10作為控制制冷劑流量的節流裝置進行工作，在暖風模式中，室外換熱器 20作為蒸發器發揮功能，室內換熱器30作為冷凝器發揮功能，進行室內的采暖。此外，在冷風模式中，室外換熱器20作為冷凝器發揮功能，室內換熱器30作為蒸發器發揮功能，進行室內的冷卻。這里，在暖風模式中，在管路a中流入電動閥10的一次接頭管31的制冷劑液化， 液態制冷劑充滿管路a內。因此，由于電動閥10的制冷劑通過等產生振動，該振動經管路a 傳遞到室內單元200側，在室內單元200中產生噪音。于是，如后所述，各實施方式的電動閥10通過改良閥口，從而減小在暖風模式中制冷劑從一次接頭管31流入電動閥10主體再從二次接頭管32流出制冷劑狀態下的制冷劑通過聲音等。其次，根據圖1及圖2對第一實施方式的電動閥10進行說明。該電動閥10具有閥殼3，在閥殼3中形成圓筒圓柱狀(円筒* 'J >夕·狀)的閥室3A。此外，在閥殼3上安裝有從側面側與閥室3A連通的一次接頭管(一次継手管)31，并且在閥室3A的軸線L方向的單側端部安裝有二次接頭管(二次継手管)32。再有，在閥殼3上并在二次接頭管32的閥室3A側配置有閥座部件1。而且，在閥座部件1上形成有將閥室3A和二次接頭管32連通的截面形狀為圓形的第一閥口 11和第二閥口 12。在閥殼3的上部安裝有支承部件33。在支承部件33上形成有在軸線L方向上長的導引孔33a，在該導引孔33a上在軸線L方向上可滑動地嵌合有圓筒狀的閥支架34。閥支架34與閥室3A同軸地安裝，在該閥支架34的下端部固定有在端部具有針閥41的閥芯 4。此外，在閥支架34內可在軸線L方向上移動地設有彈簧支架35，在彈簧支架35和閥芯 4之間以施加規定載荷的狀態安裝有壓縮螺旋彈簧36。在閥殼3的上端通過焊接等氣密固定有步進電動機5的外殼51。在外殼51內可旋轉地設有將外周部磁化為多極的磁轉子52，在該磁轉子52上固定有轉子軸53。轉子軸 53的上端部可旋轉地嵌合在從外殼51的頂部垂下的圓筒狀的導引部M內。此外，在外殼 51的外周配置有定子線圈55，通過對該定子線圈55給與脈沖信號，從而磁轉子52與該脈沖數對應地旋轉。而且，與磁轉子52—體的轉子軸53由于該磁轉子52的旋轉而旋轉。再有，在導引部M的外周設有對磁轉子52的旋轉限動機構56.閥支架34的上端部與步進電動機5的轉子軸53的下端部配合，閥支架34在由轉子軸53可旋轉地懸下的狀態下被支承。此外，在轉子軸53上形成有外螺紋部53a，該雄螺紋部53a與形成于支承部件33的內螺紋部3 螺紋結合。通過以上結構，轉子軸53隨著磁轉子52的旋轉在軸線L方向上移動。通過與該旋轉相伴的轉子軸53的軸線L方向移動從而使閥芯4與閥支架34 —同在軸線L方向上移動。而且，閥芯4利用針閥41的部分來增減第一閥口 11的開口面積，控制從一次接頭管31 向二次接頭管32流動的流體的流量。閥座部件1的第一閥口 11和第二閥口 12為圓筒形狀，如圖2所示，第一閥口 11 的內徑Dl是與針閥41的外周一致的尺寸。此外，第二閥口 12的內徑D2是比第一閥口 11 的內徑Dl大的尺寸，并且成為比二次接頭管32的內徑D3小的尺寸。再有，第二閥口 12的長度L2成為比第一閥口 11的長度Ll大的尺寸，并以如下方式設定該第二閥口 12的長度 L2，即在針閥41將第一閥口 11關閉的狀態下該針閥41的前端位于第二閥口 12的大體中央位置。還可適當設定針閥41的角度α 2。再有，對于這些尺寸的條件，與第二實施方式一同在后面敘述。圖3是說明第一實施方式的針閥41、第一閥口 11和第二閥口 12的作用的圖。通過針閥41和第一閥口 11的間隙的制冷劑通過第二閥口 12流向二次接頭管32。此時，存在受到針閥41的特別是前端的影響而成為不穩定液流的情況。但是，由于針閥41的前端位于第二閥口 12的大體中央部，所以能夠在到達第二閥口 12的出口之前在該第二閥口 12使流速減小。即，在制冷劑到達二次接頭管32前的閥座部件1的部分能夠使制冷劑的流動穩定，能夠抑制二次接頭管32的振動以減小噪音。在圖4所示的第二實施方式的電動閥10中，與第一實施方式的針閥41對應的針閥61位于閥桿6的前端，該閥桿6相對于轉子軸53在軸線L方向上可移動。此外，支承部件33形成有與閥室3Α連通的連通路331、332。而且，在閥殼3內配置的閥座部件2安裝在支承部件33的下端部，在該閥座部件2上形成有將閥室3Α和二次接頭管32連通的截面形狀為圓形的第一閥口 21和第二閥口 22，且在該第一閥口 21和第二閥口 22之間形成錐形部 23。在支承部件33的中心形成有內螺紋3 和其螺紋孔，并且形成有圓筒狀的滑動孔33c。而且，在該內螺紋33b的螺紋孔和滑動孔33c中配置轉子軸53，轉子軸53的外螺紋 53a與支承部件33的內螺紋3 螺紋結合。在轉子軸53上形成有下部縱向孔531和上部縱向孔532，以貫穿下部縱向孔531 的方式配置閥桿6。該閥桿6在其下端具備針閥61。在上部縱向孔532內配置螺旋彈簧71， 在上部縱向孔532的上端部分配置有配件72。配件72由凸緣部7 和插入部7 構成，插入部72b的周圍形成滾花。而且，將插入部72b壓入上部縱向孔532中，由凸緣部7 和轉子軸53的凸緣部533夾持磁轉子52。這樣，將磁轉子52和轉子軸53互相嵌合固定，且利用螺旋彈簧71的作用力將閥桿6向閥座部件2側加力。通過以上構成，轉子軸53伴隨磁轉子52的旋轉在軸線L方向移動。閥桿6由于與該旋轉伴隨的轉子軸53的軸線L方向移動在軸線L方向移動，用針閥61的部分增減第一閥口 21的開口面積，控制從一次接頭管31流向二次接頭管32的流體的流量。閥座部件2的第一閥口 21和第二閥口 22是圓筒形狀，如圖5所示，第一閥口 21 的內徑Dl是與針閥61的外周一致的尺寸。此外，第二閥口 22的內徑D2是比第一閥口 21 的內徑Dl大的尺寸，并且，成為比二次接頭管32的內徑D3小的尺寸。再有，第二閥口 22 的長度L2成為比第一閥口 21的長度Ll大的尺寸，并以如下方式設定該第二閥口 22的長度L2，即在針閥61將第一閥口 21關閉的狀態下該針閥61的前端位于第二閥口 22的大體中央位置。再有，還適當地設定錐形部23的開口角度α 3、針閥61的角度α 2、針閥61和錐形部23所成的角度α 1。圖6是說明第二實施方式的針閥61、第一閥口 21、第二閥口 22和錐形部23的作用的圖。如圖6(A)所示，通過針閥61和第一閥口 21的間隙的制冷劑通過錐形部幻和第二閥口 22流向二次接頭管32。此時，存在受到針閥61的特別是前端的影響而成為不穩定液流的情況。但是，由于針閥61的前端位于第二閥口 22的大體中央部，所以能夠在到達第二閥口 22的出口之前在該第二閥口 22使流速減小。即，在制冷劑到達二次接頭管32前的閥座部件2的部分能夠使制冷劑的流動穩定，能夠抑制二次接頭管32的振動以減小噪音。 此外，從第一閥口 21和針閥61的間隙流動的制冷劑模仿錐形部23在第二閥口 22中流動。 再有，錐形部23和針閥61的間隙在第二閥口 22側馬上擴展，所以制冷劑難以附著在錐形部23上，能夠減小制冷劑的通過聲音。這樣，雖然第二閥口 22成為針閥61的前端位于第二閥口 22的大體中央部的長度，但是，如圖6(B)所示的閥座部件2’，如果第二閥口 22’的內徑與二次接頭管32的內徑相同，該第二閥口 22’的長度較短，針閥61的前端位于接近二次接頭管32的位置則產生問題。即，在該針閥61的前端易于產生壓力下降部分，該前端的影響所產生的不穩定的流動原樣地流入二次接頭管32。因此，容易產生二次接頭管32的振動等。該情況能夠在第二實施方式(及第一實施方式)中避免。這里，第一實施方式和第二實施方式涉及的電動閥10適用于制冷劑的壓力為以下條件的制冷循環。一次接頭管31內的壓力是2. 8 3. 4 (MPa 兆帕)，二次接頭管32內的壓力是1. 2 1. S(MPa)。而且，對于此類條件，第一實施方式的閥座部件1和第二實施方式的閥座部件2的各部分的尺寸設定為滿足以下的條件，這樣，可得到上述的噪音減小的效果。錐形部23的角度α 3設定為90°彡α 3彡150°…(1)的范圍。再有，第一實施方式的場合，該錐形部的角度是180°。針閥41、61的角度α 2設定為4°彡α 2彡20° ... (2)的范圍。第一閥口 11、21的內徑Dl設定為Imm彡Dl彡2. 6mm…(3)的范圍。第一閥口 11、21的長度Ll設定為Omm < Ll < 0. 8mm…的范圍。第二閥口 12、22的內徑D2和第一閥口 11、12的內徑Dl設定成如下1.0mm含 ^/[(￡)2)2-(Z)I)2]芟3.8mm…(5)。第二閥口 12、22的長度L2和第一閥口 11、21的長度Ll設定成如下。8 ( L2/L1 ( 18... (6)。第一實施方式的二次接頭管32的內徑D3設定為D3 = 5. Omm…(7)。第二實施方式的二次接頭管32的內徑D3設定為D3 = 6. 3mm…⑶。圖8是表示關于第一實施方式的電動閥的Dl和D2的尺寸比和噪音減小值的實測例。運轉條件為一次接頭管31內的壓力是2. 8 3. 4(MPa)、二次接頭管32內的壓力是 1.2 1.8 (MPa)。制冷劑的流向是從一次接頭管31向二次接頭管32的方向。Ll = 0. 5mm。 相對于 D3 = 5. Omm 而使 Dl = 1. 0mm, Dl = 1. 8mm,相對于 D3 = 6. 3mm 而使 Dl = 2. 6mm,表
示相對于這些值、相對于使D2變化時的條件式(5) m^[(D2f -(Dl)2]的噪音減小值。從圖
中可知，在滿足條件式(5)的范圍(1. Omm 3. 8mm)中噪音變低。再有，^[(1>2)2-(Dl)2] =0 是Dl =D2的情況。圖9是第二實施方式的電動閥的錐形部23的角度α 3的變化和噪音減小值的實測例。運轉條件為一次接頭管31內的壓力是2. 8 3. 4(MPa)、二次接頭管32內的壓力是 1.2 1.8(MPa)。制冷劑的流向是從一次接頭管31向二次接頭管32的方向。Ll = 0. 5mm。
相對于D3 = 5. Omm使Dl = 1. 8mm，相對于該Dl，設定使條件式(5) ^/[(￡) 2 -(Dl)2]的值為 1. 0mm、2. 4mm、3. 6mm的D2，表示相對于錐形角度α 3的噪音減小值。從圖中可知，在錐形角度α 3滿足條件式(1)的范圍(90° 150° )中噪音變低。再有，α3 = 180°是第一實施方式的情況。
權利要求
1.一種電動閥，具備形成有與一次接頭管連通的閥室的閥殼；形成有將所述閥室和二次接頭管連通的截面形狀為圓形的閥口的閥座部件；以及與所述閥口同軸設置的針閥， 通過使所述針閥在軸線方向上移動來開閉所述閥口，從而控制制冷劑的流量，該制冷劑從所述一次接頭管流入所述閥室并經過所述閥口向所述二次接頭管流出，其特征在于由位于所述閥室側的內徑Dl的第一閥口和位于所述二次接頭管側的內徑D2的第二閥口構成所述閥座部件的所述閥口，以如下方式構成所述閥座部件，即第一閥口的內徑D1、第二閥口的內徑D2、和所述二次接頭管的內徑D3的關系為Dl <D2 <D3。
2.根據權利要求1所述的電動閥，其特征在于在所述閥座部件上形成有將所述第一閥口和所述第二閥口連接的錐形部。
3.根據權利要求1或2所述的電動閥，其特征在于以如下方式構成所述閥座部件，即在所述針閥將所述第一閥口關閉時所述針閥的前端位于所述第二閥口的中間位置。
全文摘要
本發明涉及電動閥，在用針閥開閉閥口以控制制冷劑的流量的電動閥中，使在閥口處的制冷劑的流動穩定，以抑制二次接頭管的振動等從而減小噪音。在閥座部件(1)以截面圓形狀形成內徑D1的第一閥口(11)和內徑D2的第二閥口(12)。相對于二次接頭管(32)的內徑D3，使D1＜D2＜D3。使通過第一閥口(11)和針閥(41)的間隙的制冷劑通過第二閥口(12)向二次接頭管(32)流動。由于使針閥(41)的前端位于第二閥口(12)的大體中央部，因而在到達第二閥口(12)的出口之前在第二閥口(12)使流速減小，在制冷劑到達二次接頭管(32)之前在閥座部件(1)的部分使流動穩定。
文檔編號F16K27/00GK102384311SQ20111019371
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月5日 優先權日2010年8月25日
發明者中島聰宏, 中川大樹, 中野誠一 申請人:株式會社鷺宮制作所