CN111742468A - 定子单元以及具备该定子单元的电动阀 - Google Patents

Abstract

提供一种能够减少零部件数量以及装配工时，能够抑制零部件成本、制造成本的定子单元以及具备该定子单元的电动阀。止转部件(30)具有：圆环状平板部(31)；止转用的卡合片部(37)，该卡合片部设于从该圆环状平板部(31)的内周侧设置三个以上的向与磁轭(51)侧相反的方向弯折的卡合板部(35)；以及三个以上的突起片部(39)，该突起片部(39)从所述圆环状平板部(31)向磁轭(51)侧弯曲竖起，突起片部(39)的顶端部与磁轭(54)焊接接合。

Description

定子单元以及具备该定子单元的电动阀

技术领域

本发明涉及一种定子单元，尤其是涉及一种使用聚氨酯树脂等的硬度低的树脂作为模制树脂的铸塑型的定子单元以及具备该定子单元的电动阀。

背景技术

在图9中显示以往的定子单元的一例以及使用该定子单元的电动阀，并简单说明该定子单元的结构(详细结构参照专利文献1)。

图9所示的以往例的电动阀100在具有构成横方向出入口的管接头111和构成下方向出入口的管接头112的阀主体110通过焊接等密封接合有带顶部的圆筒状的外壳120的下端部。在该外壳120的内周空开规定间隙地配置有转子(未图示)，并且在外壳120外嵌固定有定子单元50以驱动该转子旋转。由所述转子与定子单元50构成步进电机。

所述定子单元50具有二相(A相、B相)的定子线圈50A、50B。上段侧的定子线圈50A由上下成对的磁轭51、52、安装于该磁轭51、52的绕线架55以及卷装于该绕线架55的线圈56等构成。另外，下段侧的定子线圈50B是使上段侧的定子线圈50A上下反转的结构，由上下成对的磁轭52、51、安装于该磁轭52、51的绕线架55以及卷装于该绕线架55的线圈56等构成。

所述磁轭51、52以磁性材料作为原材料制作，在各磁轭51、52的内周侧空开规定角度间隔(例如30°间隔)地设有细长爪形状或者等腰三角形状的磁极齿58。

所述定子单元50使用ABS树脂等的热可塑性树脂作为模制树脂59来模制成形。

在使具有该结构的定子线圈50A、50B的定子单元50模制成形时，将层叠状态的定子线圈50A、50B放置于模制成形用的模具。模制成形用的模具例如具有：载置层叠的定子线圈50A、50B的下模具；用于形成供外壳120嵌插的嵌插孔61的模具芯；以及以覆盖下模具的方式覆盖并与下模具和模具芯协同形成密闭空间的上模具。

若在这样的结构的模具内放置定子线圈50A、50B，熔融作为模制树脂59的热可塑性树脂并向模具内注射，则在定子线圈50A、50B的外周和内部的空隙部分覆盖、填充有模制树脂59。之后，当模制树脂59硬化时，定子线圈50A、50B的外侧(外周和上下部分)被密封。

在由被该模制树脂59覆盖、填充而密封的部分构成的定子主体60的一侧部，设有引线连接部分70。该引线连接部分70配置有用于将多根线圈端子销72和多根引线75连接的基体板73和连接器74，该引线连接部分70安装有覆盖所述线圈端子销72、基体板73、连接器74以及引线75等的上部的罩76，并且罩76内被硅树脂、环氧树脂等的树脂77填充而密封。

另一方面，在定子主体60中的模制树脂59的下表面侧安装固定有环状的止转部件30，用来阻止定子单元50与外壳120和阀主体110的相对旋转以及相对移动。

详细而言，止转部件30是通过对SUS等的具有导电性的金属板进行冲切冲压加工制作而成，具有圆环状平板部31，该圆环状平板部31具有供外壳120能够插通的开口32。在定子主体60中的模制树脂59的下表面侧向下突出设置有多根棒状部，在所述圆环状平板部31形成有供所述棒状部能够插通的圆孔33。

止转部件30向定子单元50的安装固定是通过将所述棒状部穿过圆孔33，由超声波焊接机等使该棒状部熔融并压溃而形成(压溃状态的棒状部64)。

另外，在止转部件30的圆环状平板部31的开口32侧(内周侧)切割竖起有多个倒立L字形的卡合板部35，在该卡合板部35的向下的卡合片部37形成有圆形或者长孔形的卡合孔38，并且在所述外壳120，与所述卡合孔38嵌合的半球状的突部122形成在外壳120的周向上。

因此，通过将止转部件30如上述那样安装固定于定子单元50，将该定子单元50外嵌于外壳120，将形成于外壳120的突部122分别嵌入形成于卡合板部35的向下的卡合片部37的卡合孔38，从而卡合片部37向外侧挠曲，通过该弹簧力而使突部122与卡合孔38牢固地嵌合。由此，定子单元50被外嵌固定于外壳120，它们的相对旋转和相对移动被阻止。

另外，在该电动阀100中，为了抑制在磁轭51、52与外壳120之间产生不希望的放电，在位于最下侧的磁轭51的磁极齿58与所述止转部件30之间夹装有具有导电性的导通弹簧40。由此，由于止转部件30与外壳120和阀主体110在卡合孔38嵌合有突部122而电连接，因此磁轭51、52与外壳120和阀主体110通过导通弹簧40和止转部件30而电连接。因此，即使高电压的噪声被施加于定子线圈50A、50B，由于磁轭51、52与外壳120成为同电位，因此能够抑制磁轭51、52与外壳120之间产生不希望的放电，能够降低对周边电路的不良影响。

另外，作为止转部件，不是如上说那样的外嵌于外壳的环状结构，还公知有如专利文献2所示那样的、具有一对的圆弧状挟持部的分叉状类型的结构，该结构安装在定子主体的一侧，通过夹持作为横方向出入口的管接头而阻止定子单元50与外壳120的相对旋转和相对移动。

另外，作为与磁轭和阀主体电连接的部件，不是上述那样的导通弹簧，还公知有如专利文献2所示那样的环状部件或销类型的部件等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-14453号公报

专利文献2：日本特开2004-353679号公报

发明要解决的技术问题

然而，在上述的以往的定子单元50中，使用ABS树脂等的热可塑性树脂作为模制树脂59，通过注射成形以制作定子主体60，但用于模制成形的ABS树脂等的热可塑性树脂硬化后变得比较硬。因此，对伴随温度变化的热变形的追随性变差，容易发生龟裂、扭曲等，在耐久性、产品寿命等方面希望有所改善。

于是，近年来，使用聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂作为模制树脂逐渐成为主流。

但是，若使用聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂作为模制树脂，则用于将止转部件30固定于定子主体60的棒状部64等变软，因此不能使止转部件30牢固地固定于定子主体60，而且定子线圈50A、50B的位置也容易变得不适当。另外，由于模制树脂是热硬化性树脂，因此也不能采用超声波焊接、热铆接等的通过后加工的紧固方法。

于是，为了处理上述问题，已经采用了如图10、图11A、11B所示的结构作为定子单元。另外，在图10、图11A、11B中，对与图9所示的定子单元50的各部分对应的部分标注共通的符号。

在图10、图11A、11B所示例的定子单元90中，在图9所示的定子单元50中的模制树脂59与引线连接部分70的树脂77被设为由聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂形成的模制树脂19，由该模制树脂19密封的部分成为定子主体20。该定子主体20的除去下表面侧的外周面覆盖安装有由ABS等的热可塑性树脂制作的罩57。

在定子主体20中的模制树脂19的下部配置有止转部件30，该止转部件30安装有具有导电性的SUS等的金属制的带台阶的短圆柱状的台座41。该带有台座41的止转部件30的除了台座41以外的部分是与图9所示的止转部件30大致相同的结构。

即，在止转部件30的圆环状平板部31形成有多个(在图示例中，间隔45°的八个)圆孔33，在定子线圈50A、50B的装配之前，在该圆孔33(在图示例中，八个圆孔33之中的跳过一个(90°间隔)的四个)嵌入有带台阶的短圆柱状的台座41的小径部并焊接接合(焊接部K1)。

另外，通过焊接安装有台座41的止转部件30的台座41的上表面在定子线圈50A、50B的装配前与位于最下侧的磁轭51的下表面通过电阻焊接接合(焊接部K2)。

通过这样，使带台座41的止转部件30与磁轭51接合后，装配定子线圈50A、50B，将该装配了的定子线圈50A、50B上下层叠，放置在预先配置了罩57的模具内，通过真空铸塑向模具内流入作为模制树脂的聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂，接着在干燥炉使其硬化。之后，脱模，得到止转部件30的包含台座41的部分被由聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂构成的模制树脂19覆盖、填充而密封的定子单元90。

通过这样使用带金属制的台座41的止转部件30，能够使止转部件30固定于定子主体20，并且也能比较适当地进行定子线圈50A、50B的定位。

另外，台座41是由具有导电性的SUS等的金属制，因此与图9所示的定子单元50中的导通弹簧40相同，磁轭51、52与外壳120以及阀主体110通过台座41和止转部件30而电连接。因此，即使高电压的噪声被施加于定子线圈50A、50B，由于磁轭51、52与外壳120成为同电位，因此能够抑制磁轭51、52与外壳120之间产生不希望的放电，能够降低对周边电路的不良影响。

但是，在上述的以往的定子单元90中，需要安装于止转部件30的台座41，也需要将各台座41与止转部件30、以及各台座41与磁轭51分别焊接接合。因此零部件数量变多，并且各台座41与止转部件30的焊接以及各台座41与磁轭51的焊接必须各自单独进行，因此装配工时増加。另外，由于短圆柱状的台座41与磁轭54焊接时的接触面积变大，因此存在电阻焊接困难、焊接部的强度没有那么大的担忧。而且，在焊接接合各台座41与止转部件30时，磁轭与止转部件之间的间隔距離，换言之，定子线圈50A、50B与外壳、转子等的位置关系可能产生偏差。另外，所述台座41需要通过切削加工制作，因此也存在零部件成本变高的担忧。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够减少零部件数量以及装配工时，能够抑制零部件成本、制造成本的定子单元以及具备该定子单元的电动阀。

为了达到所述目的，本发明的定子单元的特征在于，基本上具有：定子主体，该定子主体的定子线圈的外侧被模制树脂密封，该定子线圈由磁轭、安装于该磁轭的绕线架以及卷装于该绕线架的线圈构成；以及止转部件，该止转部件与该定子主体中的所述磁轭相邻配置，所述止转部件具有：基体板部；从该基体板部向与所述磁轭侧相反的方向设置的止转用的卡合片部；以及从所述基体板部向所述磁轭侧弯曲竖起的突起片部，所述突起片部的顶端部与所述磁轭焊接接合。

在更优选的方案中，本发明的定子单元的特征在于，基本上具有：定子主体，该定子主体的定子线圈的外侧被模制树脂密封，该定子线圈由磁轭、安装于该磁轭的绕线架以及卷装于该绕线架的线圈构成；以及止转部件，该止转部件与该定子主体中的所述磁轭相邻配置，所述止转部件具有：圆环状的基体板部；从该基体板部向与所述磁轭侧相反的方向设置的止转用的卡合片部；以及从所述基体板部向所述磁轭侧弯曲竖起的突起片部，所述突起片部的顶端部与所述磁轭焊接接合。

在优选的方案中，所述止转部件以使所述卡合片部的一部分或者全部从所述模制树脂突出的方式埋设配置在所述模制树脂内。

在更优选的方案中，所述卡合片部设于从所述基体板部的内周侧向与所述磁轭侧相反的方向弯折的卡合板部。

在更优选的方案中，所述突起片部从所述基体板部的内周与外周之间的部分向所述磁轭侧切割竖起而形成。

在更优选的方案中，所述卡合片部和所述突起片部在周向上等角度间隔地设置有三个以上。

在另一优选的方案中，使用聚氨酯树脂、硅树脂、或者环氧树脂作为所述模制树脂。

在其他的优选的方案中，所述止转部件由具有导电性的金属板制作。

另一方面，本发明的电动阀的特征在于，上述的定子单元外嵌固定于外壳，该外壳固定于阀主体。

发明效果

在本发明的定子单元中，由于在止转部件设有向磁轭侧弯起的突起片部，该突起片部与磁轭焊接接合，因此能够使止转部件牢固地固定于定子主体，并且能够比较适当地进行定子线圈的定位。

另外，带突起片部的止转部件能够通过例如冲切冲压加工而由单一零部件构成，因此与上述的以往例那样的使用了分体的带台座的止转部件的定子单元相比，能够大幅减少零部件数量，并且能够使焊接部位(次数)减半，能够抑制零部件成本、制造成本。另外，由于各突起片部与磁轭焊接时的接触面积变小，因此能够容易进行电阻焊接，能够充分地确保焊接部的强度。进而，能够得到抑制磁轭与止转部件的间隔距离，换言之，能够抑制定子线圈与外壳、转子等的位置关系的偏差等的优点。

附图说明

图1是表示本发明的定子单元的一个实施方式的俯视图。

图2是图1的A-A向视剖视图。

图3是图1的B-B向视剖视图。

图4是用于图1～图3所示的定子单元的止转部件的上方立体图。

图5是图2、图3所示的磁轭和与其焊接接合的止转部件的下方立体图。

图6是图5的仰视图。

图7是图5的右侧视图(图6的上下反转C向视图)。

图8是图5的D1-D1向视剖视图(图6的上下反转D2-D2向视剖视图)。

图9是表示具备了以往的定子单元的电动阀的一例的局部剖切主视图。

图10是表示以往的定子单元的另一例的整体纵剖视图。

图11A是图10所示的止转部件的上方立体图。

图11B是图10所示的磁轭和与其焊接接合的止转部件的下方立体图。

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。

另外，在各图中，为了使发明便于理解，另外为了作图上的方便，有时夸张地描绘形成在部件间的间隙、部件间的间隔距离等。另外，在本说明书中，表示上下、左右等的位置、方向的表述是依照图纸标注的，并不是指实际使用状态下的位置、方向。

图1是表示本发明的定子单元的一个实施方式的俯视图，图2、图3分别是图1的A-A向视剖视图、B-B向视剖视图。图4是用于图1～图3所示的定子单元的止转部件的上方立体图。图5是图2、图3所示的磁轭和与其焊接接合的止转部件的下方立体图，图6～图8分别是图5的仰视图、右侧视图(图6的上下反转C向视图)、D1-D1向视剖视图(图6的上下反转D2-D2向视剖视图)。

另外，在图1～图8中，对与图9～图11A、11B所示的以往的定子单元50、90的各部对应的部分标注共通的符号并省略重复说明，以下，对不同点进行重点说明。

本实施方式的定子单元10与以往例的定子单元50、90相同，外嵌固定于如图9所示的固定于电动阀100的阀主体110的外壳120，与配置在外壳120内的转子(未图示)构成步进电机。

本实施方式的定子单元10与图10所示的定子单元90相同，具有由聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂形成的模制树脂19，由该模制树脂19密封的部分成为定子主体20(参照图2和图3)。该定子主体20的除去下表面侧的外周面覆盖安装有由ABS等的热可塑性树脂制作的罩57。

在定子主体20中的模制树脂19的下部，以使设于内周侧的卡合板部35的向下的卡合片部37的一部分或者全部从该模制树脂19突出的方式，在该模制树脂19内埋设配置有具有导电性的金属板制的止转部件30。该止转部件30的基本结构与图9～图11A、11B所示的止转部件30大致相同。

即，止转部件30是例如将SUS等的具有导电性的金属板通过冲切冲压加工而制作的，具有圆环状平板部(圆环状的基体板部)31，该圆环状平板部31具有供外壳120能够插通的开口32，在该圆环状平板部31以45°间隔形成有共计八个圆孔33。

在止转部件30的圆环状平板部31的开口32侧(内周侧)，以90°间隔切割竖起(弯折形成)有四个倒立L字形的卡合板部35，在该卡合板部35的向下(向与相邻的磁轭51侧相反的方向)的卡合片部37形成有圆形或长孔形的卡合孔38。

另外，在以45°间隔形成的共计八个圆孔33之中的相邻四组的圆孔间(33-33)，从圆环状平板部31向上(相邻的磁轭51侧)大致垂直地切割竖起有四个矩形状的突起片部39。即，在此，各突起片部39从圆环状平板部31的内周与外周之间的部分(更详细而言，在径向上的大致中央部分)向上切割竖起而形成。

在本实施方式的止转部件30中，例如，上述的八个圆孔33与四个卡合板部35通过某种冲切冲压加工而形成，四个突起片部39通过另外的冲切冲压加工而形成。

从圆环状平板部31向上弯曲竖起的四个相同形状的突起片部39在定子线圈50A、50B的装配之前，其上端面(顶端部)分别与位于最下侧的磁轭51的下表面(圆环状平面部)51d对接，通过电阻焊接而接合(焊接部K3)。该焊接接合如以下进行：使用夹具等相对于磁轭51的下表面(圆环状平面部)51d进行该止转部件30的上下方向和周向的定位，从而使磁轭51与止转部件30的相对位置关系变得适当。

通过这样，设于止转部件30的四个突起片部39与磁轭51的下表面51d焊接接合后，装配定子线圈50A、50B，将该装配了的定子线圈50A、50B上下层叠，放置在预先配置了罩57的模具内，通过真空铸塑向模具内流入作为模制树脂的聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂，接着在干燥炉使其硬化。之后，脱模，得到止转部件30的包含突起片部39周围的部分被由聚氨酯树脂等的硬度低的热硬化性树脂构成的模制树脂19覆盖、填充而密封的定子单元10。

通过将这样获得的定子单元10外嵌于外壳120，将形成于外壳120的四个突部122分别嵌入形成于四个卡合板部35的向下的卡合片部37的卡合孔38，从而卡合片部37向外侧挠曲，通过该弹簧力而使突部122与卡合孔38牢固地嵌合。由此，定子单元50被外嵌固定于外壳120，它们的相对旋转和相对移动被阻止。

在这样构成的本实施方式的定子单元10中，在止转部件30设置四个向磁轭51侧弯曲竖起的突起片部39，该各突起片部39与磁轭51焊接接合，因此能够使止转部件30牢固地固定于定子主体20，也能够比较适当地进行定子线圈50A、50B的定位。

另外，带突起片部39的止转部件30能够通过例如冲切冲压加工而由单一零部件构成，因此与上述的以往例那样的使用了分体的带台座41的止转部件30的定子单元相比，能够大幅减少零部件数量，并且能够使焊接部位(次数)减半，能够抑制零部件成本、制造成本。另外，由于各突起片部39与磁轭51焊接时的接触面积变小，因此能够容易进行电阻焊接，能够充分地确保焊接部的强度。进而，能够得到抑制磁轭51与止转部件30的间隔距离，换言之，能够抑制定子线圈50A、50B与外壳120、转子等的位置关系的偏差等的优点。

除了上述之外，由于包含四个突起片部39的止转部件30是具有导电性的SUS等的金属制，与图9～图11A、11B所示的定子单元50、90相同，磁轭51、52与外壳120和阀主体110经由包含四个突起片部39的止转部件30而电连接。因此，即使高电压的噪声被施加于定子线圈50A、50B，由于磁轭51、52与外壳120成为同电位，因此能够抑制磁轭51、52与外壳120之间产生不希望的放电，能够降低对周边电路的不良影响。

另外，定子线圈的结构、模制树脂的种类等当然不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，使用聚氨酯树脂作为模制树脂，但也可以使用硅树脂、环氧树脂等的热硬化性树脂。另外，形成于止转部件30的圆环状平板部(圆环状的基体板部)31的突起片部39、卡合片部37等的个数、形状、配置方式等当然也能够进行适当的变更。

另外，本发明不仅可以用前述的止转部件30那样的外嵌于外壳120的环状结构作为止转部件，也能够适用于例如在专利文献2中所示的那样的、具有基体板部和从该基体板部向下(向与磁轭侧相反的方向)设置的止转用的卡合片部(一对圆弧状挟持部)的分叉状类型的止转部件等。在该情况下，在配置于磁轭的下侧的基体板部设有从该基体板部向磁轭侧弯曲竖起的突起片部，将该突起片部的顶端部与磁轭的下表面焊接接合即可。

符号说明

10 定子单元

19 模制树脂

20 定子主体

30 止转部件

31 圆环状平板部(圆环状的基体板部)

32 开口

33 圆孔

35 卡合板部

37 卡合片部

38 卡合孔

39 突起片部

50A、50B 定子线圈

51、52 磁轭

51d 圆环状平面部

55 绕线架

56 线圈

57 罩

58 磁极齿

60 定子主体

61 嵌插孔

100 电动阀

110 阀主体

120 外壳

122 突部

K1～K3 焊接部

Claims (9)

1.一种定子单元，具有：

定子主体，该定子主体的定子线圈的外侧被模制树脂密封，该定子线圈由磁轭、安装于该磁轭的绕线架以及卷装于该绕线架的线圈构成；以及

止转部件，该止转部件与该定子主体中的所述磁轭相邻配置，该定子单元的特征在于，

所述止转部件具有：基体板部；从该基体板部向与所述磁轭侧相反的方向设置的止转用的卡合片部；以及从所述基体板部向所述磁轭侧弯曲竖起的突起片部，所述突起片部的顶端部与所述磁轭焊接接合。

2.一种定子单元，具有：

定子主体，该定子主体的定子线圈的外侧被模制树脂密封，该定子线圈由磁轭、安装于该磁轭的绕线架以及卷装于该绕线架的线圈构成；以及

止转部件，该止转部件与该定子主体中的所述磁轭相邻配置，该定子单元的特征在于，

所述止转部件具有：圆环状的基体板部；从该基体板部向与所述磁轭侧相反的方向设置的止转用的卡合片部；以及从所述基体板部向所述磁轭侧弯曲竖起的突起片部，所述突起片部的顶端部与所述磁轭焊接接合。

3.根据权利要求2所述的定子单元，其特征在于，

所述止转部件以使所述卡合片部的一部分或者全部从所述模制树脂突出的方式埋设配置在所述模制树脂内。

4.根据权利要求2或3所述的定子单元，其特征在于，

所述卡合片部设于从所述基体板部的内周侧向与所述磁轭侧相反的方向弯折的卡合板部。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的定子单元，其特征在于，

所述突起片部从所述基体板部的内周与外周之间的部分向所述磁轭侧切割竖起而形成。

6.根据权利要求2至5中任意一项所述的定子单元，其特征在于，

所述卡合片部和所述突起片部在周向上等角度间隔地设置有三个以上。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的定子单元，其特征在于，

使用聚氨酯树脂、硅树脂或者环氧树脂作为所述模制树脂。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的定子单元，其特征在于，

所述止转部件由具有导电性的金属板制作。

9.一种电动阀，其特征在于，权利要求1至8中任意一项所述的定子单元外嵌固定于外壳，该外壳固定于阀主体。

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