專利名稱：電動閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如對空調(diào)機的制冷劑的流量進行控制所采用的電動閥。
背景技術：
圖14是表示專利文獻1所公開的現(xiàn)有電動閥的一個例子的縱剖視圖。電動閥100包括 閥本體120、閥芯123、殼體140,該閥本體120具有閥室121及形成在閥本體120內(nèi)的閥座 122，該閥芯123通過離開或接近閥座122來對閥座122的開口部進行開閉，該殼體140固定 在閥本體120上。殼體140內(nèi)置有轉子130，且驅(qū)動轉子130旋轉的定子142外嵌在殼體140 上。閥本體120上設有從閥本體120的底面向下方延伸的管120a、從閥本體120的側面在水 平方向延伸的管120b，通過這些管120a、 120b將制冷劑導入閥室121內(nèi)或?qū)㈤y室121內(nèi)的 制冷劑導出封外部。殼體140由非磁性的金屬形成并呈有頂圓筒狀，通過焊接等方式固定在凸緣板141上， 該凸緣板141固定在閥本體120的上部，殼體140的內(nèi)部保持氣密狀態(tài)。定子142包括定子 本體143和蓋在其外側的樹脂制的外裝部144。轉子本體143包括由磁性材料構成的軛鐵 151、通過線圈架152繞在該軛鐵151上的上下的定子線圈153、 153。外裝部144具有嵌于 殼體140之外的嵌合孔144a。由針閥構成的閥芯123形成在閥軸124的下端。轉子130的旋轉通過驅(qū)動機構變換為閥 芯123接近或離開閥座122的動作。該驅(qū)動機構是螺旋進給機構，包括向轉子130的方向 突出地固定在閥本體120上的、且形成有固定螺紋部125的筒狀的導向襯套126,具有與該 導向襯套126的固定螺紋部125旋合的移動螺紋部131的閥軸支架132。固定螺紋部125為 形成在導向襯套126外周上的外螺紋。又，移動螺紋部131為形成在閥軸支架132內(nèi)周上的 內(nèi)螺紋。閥軸支架132位于導向襯套126的外側且呈向下方開口的有頂圓筒形狀，其頂壁的中心 嵌合有閥軸124的上部縮徑部并通過推壓螺母133連接。閥軸124可上下移動地嵌插入閥軸 支架132的中心，總是受到壓縮安裝在閥軸支架132內(nèi)的壓縮螺旋彈簧134向下方的施力。 在導向襯套126的側壁上形成有用于實現(xiàn)閥室121和殼體140內(nèi)均壓的均壓孔126b。壓入固定在閥軸124的上端的推壓螺母133的外周上安裝有圓筒狀的壓縮螺旋彈簧所構 成的恢復彈簧135。在導向襯套126的固定螺紋部125與閥軸支架132的移動螺紋部131之 間的旋合脫離時，恢復彈簧135與殼體140的內(nèi)面抵接而施力以使兩螺紋部125、 131的旋合 恢復。閥軸支架132和轉子130通過支承環(huán)136結合。閥軸支架132的上部突部嵌合到支承環(huán) 136的內(nèi)周孔部內(nèi)，對該上部突部的外周鉚接，由此轉子130、支承環(huán)136和閥軸支架132就導向襯套126上固定有環(huán)狀的下?lián)鯄K127,在其上部突設有板狀的下?lián)跗?27a。又，閥 軸支架132上固定有環(huán)狀的上擋塊137，在其下部突設有板狀的上擋片137a，可與下?lián)跗?27a 卡合。定子142具有與定子線圈153、 153連接的多個管腳154，在該管腳154上連接有多根導 線155所連接的接線器156。遮蓋接線器156的蓋子157焊接在定子142上，蓋子157內(nèi)填 充有環(huán)氧樹脂等填充材料158。殼體140嵌合在定子142的外裝部144的嵌合孔144a內(nèi)，通過焊接在外裝部144的下面 的止轉部件159來阻止相對于閥本體120和殼體140的旋轉。止轉部件159省略圖示，具有 水平的頂壁、和從該頂壁的兩側緣向下方伸出的2個臂部。頂壁上形成有從其一端向上方突 出的定位部。使從定子142的下面突出的突起插入止轉部件159的頂壁所形成的安裝孔內(nèi)， 并通過超聲波焊接機將該突起壓碎從而固定止轉部件159。符號145'表示被壓碎的突起。定 子142使其嵌合孔144a與殼體140嵌合并沿閥本體120的方向推入，由此止轉部件159的2 個臂部就成為將水平方向的管120b在徑向挾住加以保持的狀態(tài)，因此定子142可極其容易且 可靠地固定在閥本體120和殼體140上。在該電動閥100中，為了能流暢地進行閥軸124的動作，通常采用如上所述那樣的進給 螺旋機構，轉子130的旋轉通過進給螺旋機構變換為閥芯123的上下移動，通過變更閥開度 來控制流體的流量。進給螺旋機構在結構上不能避免在外螺紋和內(nèi)螺紋的螺紋配合部分產(chǎn)生 一定程度的間隙(齒隙)。圖15所示的是將進給螺旋機構局部進行放大的剖視圖。在閉閥時，通過轉子(固定螺紋 部125)的旋轉將移動螺紋部131向下推。在圖14中流向為從管120b向管120a流動時，并 不產(chǎn)生因流體的壓力所引起的向上方向的力。其結果，施加在移動螺紋部131上的負荷主要 是向下方向。即，如圖15 (a)所示，固定螺紋部125的下側螺旋面125b與移動螺紋部131 的上側螺旋面131a抵接而將移動螺紋部131向下推，與閥座抵接。從該狀態(tài)打開閥時，首先，
必須通過旋轉固定螺紋部125吸收間隙，直到變?yōu)閳D15(b)的狀態(tài)。流向為圖14中從管120a向管120b流動時，施加在螺紋上的負荷由于制冷劑流動所產(chǎn)生 的力而為向上方向，因此如圖15 (a)所示，在螺紋接觸依舊保持在上側的情況下打開閥。 處于上側接觸狀態(tài)的螺紋在開閥后，有時會由于從流動所受到的向上方向的負荷的減少導致 的負荷的平衡而向下側移動。如上所述，由于流向的不同，螺紋的接觸方向發(fā)生變化，因此由于流體的流向而產(chǎn)生不 同的開閥點。又，在控制過程中由于螺紋接觸面的變化，流量特性曲線也表現(xiàn)出差異。施加 到脈沖電動機的驅(qū)動脈沖的每1脈沖的閥軸提升量大，間隙所產(chǎn)生的影響就較小。不過，這 種電動閥根據(jù)最近精密的流量控制的要求，采用在電動機和進給螺旋機構之間設置減速機構 等應對方式，驅(qū)動脈沖的每1脈沖的閥軸提升量有減小傾向。施加到電動機的每1脈沖的閥 軸的提升量變得極小，閥打開開始和關閉結束的時間就不一致，產(chǎn)生所謂的滯后作用(流量 差)，在流量控制方面就不能忽視該流量差。作為已有的電動閥的一形態(tài)，也有采用相對于制冷劑構成隔壁的波紋管的閥，圖16以剖 視圖表示了其中一個例子的主要部分。電動閥的上部的結構可與圖14所示的結構相同，因此 省略圖示。傳遞步進電動機的輸出的移動螺紋部131與固定螺紋部125之間螺紋配合。閥軸 124的外側配設有波紋管160，波紋管160的上端161通過環(huán)部件167采用鉚接加工和焊接方 式被固定在閥本體上，波紋管160的下端162固定在閥桿124上。波紋管160防止導入到與 閥室121連通的室163內(nèi)的制冷劑浸入設在電動閥的上部的殼體內(nèi)。閥軸124的上端部上插 入且固定有支承球165的球承接部件166。球165的上部與螺紋軸即移動螺紋部131抵接， 螺旋機構的螺紋進給作用所產(chǎn)生的軸向的推力經(jīng)由球165和球承接部件166傳遞給閥軸124 側。在波紋管160的彈力和基于波紋管160內(nèi)外的壓力差的受壓負荷的作用下，在閥軸124 上作用有向上的牽引力。因此，移動螺紋部總是被向上推，從而緩和因在螺紋部存在的間隙 所產(chǎn)生的滯后作用。不過，波紋管160是高價零件，成形性差，需要焊接等復雜的組裝作業(yè)， 成為電動閥的制造成本降低的瓶頸。又，也有提出將螺旋彈簧配置在閥支架和閥本體、閥桿.(日文》f A)或閥軸之間的 閥，該螺旋彈簧作為除去進給螺旋機構所存在的螺紋齒隙的彈性手段，該進給螺旋機構用于 將電動機的輸出旋轉變換成閥芯的軸向移動。在這些例子中，該螺旋彈簧的配置位置為閥室 的上方位置(專利文獻2、 3)。此時，存在電動閥的上下方向的尺寸變大這樣的難點。專利文獻1:日本特開2000-346226號公報專利文獻2:日本特開平8-226564號公報
專利文獻3:日本特開2005-48779號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于所述問題制成的，其目的在于提供一種小型且廉價的電動閥，其可消除在 電動機旋轉和閥開度之間容易產(chǎn)生的滯后作用。為了解決所述問題，本發(fā)明的電動閥包括具有閥室和形成在其內(nèi)部的閥座的閥本體， 通過離開或接近所述閥座來調(diào)整流體的通過流量的閥芯，具有轉子和驅(qū)動該轉子旋轉的定子 的驅(qū)動部、將所述轉子的旋轉變換為所述閥芯的接近或離開所述閥座的動作的進給螺旋機構， 以及為了除去所述進給螺旋機構內(nèi)所存在的齒隙、向使所述閥芯離開所述閥座的方向施力的 彈簧，所述彈簧配置在所述閥室內(nèi)。采用本發(fā)明，將彈簧配置在閥室內(nèi)，因此對進給螺旋機構的螺旋狀的螺紋面間存在的齒 隙進行吸收，可在閉閥結束時和開閥開始時的進給螺旋機構的旋轉與閥體的移動量之間的關 系中不產(chǎn)生滯后作用，防止進給螺旋機構產(chǎn)生無效的行程。又，可比彈簧配置在閥室的上方 的電動閥縮小上下方向的尺寸。


圖1是表示本發(fā)明的電動閥的一實施例的整體構造的剖視圖。 圖2是表示本發(fā)明的電動閥的另一實施例的主要部分剖視圖。圖3是表示軸承、軸、轉子組裝體的細節(jié)的剖視圖。圖4是表示支架、螺旋軸承、螺旋軸和球的細節(jié)的剖視圖。圖5是表示構成減速裝置的齒輪箱的細節(jié)的俯視圖和側視圖。圖6是表示固定齒輪120的細節(jié)的俯視圖、剖視圖和側視圖。圖7是防止固定齒輪上浮的碟型彈簧的俯視圖和側視圖。圖8是表示構成減速裝置的托架和行星齒輪的細節(jié)的俯視圖和剖視圖。圖9是表示構成減速裝置的輸出齒輪和輸出軸的細節(jié)的剖視圖。圖10是主要部分的分解立體圖。圖11是表示行星齒輪減速機構的例子的俯視圖。圖12是本發(fā)明的電動閥的另一實施例的主要部分的剖視圖。圖13是本發(fā)明的電動閥的其他實施例的主要部分的剖視圖。圖14是表示現(xiàn)有的電動閥的一例子的剖視圖。
圖15是進給螺旋機構的齒隙和因其所產(chǎn)生的問題點的說明圖。 圖16是表示具有波紋管的現(xiàn)有電動閥的一例子的剖視圖。
具體實施方式
圖1是表示本發(fā)明的電動閥的整體構造的剖視圖。以符號1表示整體的電動閥包括以 勵磁功能而起作用的、具有定子和轉子組成的電動機的驅(qū)動部la、輸入該驅(qū)動部la所產(chǎn)生 的旋轉驅(qū)動力后進行齒輪減速，并將減速后的旋轉輸出的齒輪減速機部lb、通過螺紋作用將 來自該齒輪減速機部lb的減速旋轉變換為螺旋軸軸向的移動而輸出的進給螺旋機構部lc。符號30是通過支承部件20固定在閥本體10上的氣密容器，為有頂圓筒狀的殼體，驅(qū)動 部la包括電動機勵磁裝置2和永磁型轉子組裝體8，該電動機勵磁裝置2配設在殼體30 的外周部，且通過繞在線圈架上而構成電動機的定子的線圈3與樹脂一體成型而成，該永磁 型轉子組裝體8旋轉自如地支承在殼體30內(nèi)部且通過電動機勵磁裝置2旋轉驅(qū)動。電動機勵 磁裝置2和永磁型轉子組裝體8構成作為電動機的一個例子的步進電動機。電動機勵磁裝置2通過板簧所形成的安裝件5可裝卸自如地嵌裝在殼體30上。在該例中， 形成在殼體30上的凸部6與形成在安裝件5上的卡合孔彈性嵌合來定位。電動機勵磁裝置2 為了對定子進行勵磁，線圈3通過接線器4和導線與外部的電源連接而接受供電。閥本體IO 其內(nèi)部形成有閥室12，且在其底部15形成有在閥本體10的底面上開口的孔14。在閥本體 10上固定有與閥室12的側面連通的管18a、和與孔14的下端連通的管18b。齒輪減速機部lb由對轉子組裝體8的旋轉進行減速的行星齒輪式減速機構(下面略稱為 "減速機構")40構成。減速機構40包括與轉子組裝體8—體的恒星齒輪41、旋轉自如地 支承在托架42上且與恒星齒輪41嚙合的多個行星齒輪43、固定支撐在閥本體10上且與行 星齒輪43的局部嚙合的環(huán)形齒輪44、與環(huán)形齒輪44齒數(shù)稍有不同的輸出內(nèi)齒齒輪45。由減 速機構40減速后的轉子組裝體8的旋轉通過輸出內(nèi)齒齒輪45傳遞給進給螺旋機構lc的輸出 軸46。另外，在本實施例中設有行星齒輪式減速機構作為減速機構40,也可用嚙合配置成直 列的齒輪系機構替代行星齒輪式減速機構?；蛘卟灰欢ㄐ枰獪p速機構40，也可直接將轉子的 旋轉輸入螺旋機構。下面參照附圖3 圖9對減速機構40和進給螺旋機構lc進行詳細說明。圖3是表示軸201和轉子組裝體8的細節(jié)的剖視圖。步進電動機的永磁型轉子即轉子組 裝體8通過軸201旋轉自如地配設在殼體30內(nèi)部。轉子組裝體8由含有磁性材料的塑料材料 形成有頂筒狀，作為周壁的筒體202與配設在中央的恒星齒輪部件204成型為一體。恒星齒 輪部件204上設有在中心垂直向下延伸且具有供軸201所用的通孔203的轂部205。在轂部205的外側上形成有減速機構的一結構要素的恒星齒輪41。圖4(a)表示構成進給螺旋機構lc的筒狀軸承50的細節(jié)的剖視圖、圖4(b)表示螺旋軸 52和球65的細節(jié)的剖視圖。筒狀軸承50下側的外周部207嵌入閥本體10內(nèi)，在下側外緣 部分，筒狀軸承50通過后述的彈簧座本體74的上側凸緣部75支承在閥本體10的臺階部64 上。筒狀軸承50的外周的安裝部206通過沖壓加工等手段安裝成不能從閥本體1 O側拔出。 又，在外周部207上形成有環(huán)狀凹部208，該環(huán)狀凹部208用來嵌入泡沫金屬等所形成的環(huán) 56，環(huán)56作為密封和除去異物用的過濾器發(fā)揮作用。筒狀軸承50的上端面209從下側支承 減速機構40的輸出內(nèi)齒齒輪45，減速機構40的輸出軸46嵌合入筒狀軸承50的上側內(nèi)周部 210。筒狀軸承50具有在其內(nèi)周的下部分所形成的內(nèi)螺紋部51，內(nèi)螺紋部51與形成在螺旋 軸52的外周的外螺紋部53旋合。螺旋軸52在上部形成有細縫狀的凹部55，減速機構40的 輸出軸46的平頭起子部即凸部54插入該細縫狀的凹部55，下部的凹部211中固定有球65。 螺旋軸52的旋轉變換成軸向的移動，通過球65傳遞到閥芯60頂U。圖5是表示構成減速機構40的齒輪箱220的細節(jié)的圖，圖(a)是俯視圖，圖(b)是剖 視圖。齒輪箱220為圓筒狀部件，其下部嵌合在閥本體10(參照圖1)的上部。從齒輪箱220 的上端緣221向上方突出而形成的4片舌片222形成頂端222a比根部222b寬的倒錐體狀， 在其兩端緣部形成有底切部。將該舌片222a插入圖11所示的環(huán)狀齒輪44的凹部234(參照 圖6)并加熱，由此環(huán)狀齒輪44的塑料材料就熔化，環(huán)狀齒輪44被可靠地固定在齒輪箱220 上。圖6表示環(huán)狀齒輪44的細節(jié)，(a)為俯視圖，(b)為沿(a)中X-X'的剖視圖，(c)為 (a)中Y向側視圖。環(huán)狀齒輪44是比如對塑料材料進行成型加工而作成的環(huán)狀物，在外周 部形成有凸緣233的同時，也在周向上交錯地形成有固定在齒輪箱220的上部用的凹部234 和凸部232。環(huán)狀齒輪44的內(nèi)周側形成有構成減速機構40的要素之一的環(huán)狀齒輪235。圖7表示碟形彈簧240的細節(jié)的圖，該蝶形彈簧240用于抑制環(huán)狀齒輪44的上浮和轉子 旋轉時的振動所產(chǎn)生的噪音，圖7(a)為俯視圖，(b)為側視圖。也如圖1所示，嵌裝在齒輪 箱220上部的環(huán)狀齒輪44通過配設在其與轉子組裝體8之間的碟形彈簧240防止上浮。又， 可通過碟形彈簧240的彈性降低轉子旋轉時所產(chǎn)生的振動，抑制振動所產(chǎn)生的噪音。碟形彈 簧240為具有孔241的環(huán)狀，該孔241內(nèi)穿過有轉子組裝體8的恒星齒輪41所設有的轂部 205，碟形彈簧240具有從在其外周向3方向延伸的彈簧部242。圖8是表示構成減速機構40的托架42和行星齒輪43的細節(jié)的圖，(a)為托架42的俯視 圖，(b)為行星齒輪43的剖視圖，(c)為托架42的剖視圖，(d)是蓋有板254的托架42的 俯視圖。托架42是比如對塑料成型加工而形成的圓盤，在中心部具有軸201穿過的孔250， 在其上面的周緣部上在周長方向交錯地設有朝著上方延伸的3根柱251和3個隔壁252。行 星齒輪43呈筒狀，在中心部具有旋轉自如地嵌合在托架42的柱251上用的孔251a，在外周 部具有齒輪部253。將行星齒輪43嵌合在各柱251上的托架42的上面覆蓋有一片墊圈狀的 板254，柱251和隔壁252頂部的凸部被壓入板254的孔255中固定。圖9是表示構成減速機構40的輸出內(nèi)齒齒輪45和與其一體的輸出軸46的細節(jié)的剖視圖。 輸出內(nèi)齒齒輪45為有底圓筒狀，底壁的中心形成有用于壓入輸出軸46的圓柱部262的孔260。 輸出內(nèi)齒齒輪45的內(nèi)周形成有內(nèi)齒輪261。輸出軸46形成有容納軸201的有底的孔263、與 形成孔263側相反側形成有一字起子(日文7^于只K，,A—)形狀的作為平頭起子部 的凸部54。如圖1所示，作為平頭起子部的凸部54成為插入螺旋軸52的細縫狀的凹部55 內(nèi)的卡合狀態(tài)。另外，也可在螺旋軸52側設有凸部，在輸出軸46側設有與該凸部卡合的凹 部。減速機構40中，轉子組裝體8的恒星齒輪41為輸入齒輪，支承在托架42上的行星齒輪 43同時與恒星齒輪41、作為固定齒輪的形成有內(nèi)齒的環(huán)狀齒輪44、和輸出內(nèi)齒齒輪45嚙合。 托架42整體被支承成在輸出內(nèi)齒齒輪45上可自由地旋轉。環(huán)狀齒輪44和輸出內(nèi)齒齒輪45 存在相互變位的關系，彼此的齒數(shù)稍有不同。行星齒輪43—邊與固定的環(huán)狀齒輪44嚙合， 一邊自轉且公轉時，根據(jù)齒數(shù)的不同，輸出內(nèi)齒齒輪45相對于環(huán)狀齒輪44進行旋轉。因此， 在減速機構40中，恒星齒輪41的輸入被減速而輸出到輸出內(nèi)齒齒輪45，比如以50比1左 右大小的減速比來進行減速。轉子組裝體8的旋轉比如以50比1被減速，傳遞給輸出軸46， 進而傳遞給螺旋軸52。螺旋軸52可以微小的轉數(shù)旋轉，可以微小的移動控制與該螺旋軸52 的旋轉相應的螺旋軸52的軸向移動，達到高分辨率的閥開度控制。圖10是電動閥1的主要部分的分解立體圖。2根配管18a、 18b液體密封地安裝在閥本 體10上。閥本體10的上部外周上焊接有用于安裝殼體30的支承部件20。閥本體10的筒狀 上部穿過支承部件20而向上方延伸，如圖l所示，該筒狀上部嵌裝有進給螺旋機構lc，該 進給螺旋機構lc包括螺旋軸52、與螺旋軸螺紋配合的筒狀軸承50。閥本體10的筒狀上部嵌 裝有齒輪箱220的下端部。在齒輪箱220的內(nèi)部，在進給螺旋機構lc的上方配置有減速機構 40。在齒輪箱220的上部形成有4片舌片222和凹部221,舌片222的頂端部222a的寬度尺 寸大于根部222b。為減速機構40的一構成要素且由樹脂等作成的固定的環(huán)狀齒輪44在內(nèi)周 面形成有環(huán)狀齒輪齒235，在外周部形成有4個凹部234。通過將該凹部234插入齒輪箱220 的舌片222 作為本發(fā)明的電動閥的實施例，能列舉出以下的電動閥。本電動閥最好是確定減速機構 40所采用的齒輪的齒大小的齒輪模數(shù)m為0.2 0.4。若齒輪模數(shù)m過于小于該范圍，齒輪的 齒的大小過小而難以制造，又為了經(jīng)得起傳遞扭矩的大小，就有必要加長軸向的長度，減速 機構40的長度增加。又，反過來使齒輪模數(shù)m大于所述范圍，就容易制造，但齒輪直徑變大， 減速機構40的直徑即電動閥的尺寸也變大。作為減速機構40的結構，通過采用使環(huán)狀齒輪 44和輸出內(nèi)齒齒輪45的齒數(shù)稍許不同的、所謂奇異齒輪(日文不思議歯車)機構，可得 到齒輪外形為比如環(huán)狀齒輪44的齒根圓直徑為150以下這樣極小型，齒輪減速比為30 100 這樣大的減速比?？蓪⒙菁y節(jié)距為0. 5 1. 5mm的M3 M7的小型三角螺紋螺桿(也可是梯形 螺紋、方螺紋)作為進給螺旋機構lc的螺旋軸52。在減速裝置40中，輸出內(nèi)齒齒輪45的齒數(shù)多于環(huán)狀齒輪44時，由于電動機勵磁裝置2 的動作，恒星齒輪41與轉子組裝體8沿順時針方向一體地旋轉，則與恒星齒輪41和環(huán)狀齒 輪44嚙合的行星齒輪43就逆時針旋轉(CCW)(自轉)且繞恒星齒輪41公轉。其結果，托架 42被減速并沿順時針(CW)旋轉。與行星齒輪43嚙合的輸出內(nèi)齒齒輪45基于與環(huán)狀齒輪44 之間的齒數(shù)的差而沿順時針(CW)進一步減速旋轉。減速機構40中，在將恒星齒輪41、行 星齒輪43、環(huán)狀齒輪44、輸出內(nèi)齒齒輪45的齒數(shù)分別為Z1、 Z2、 Z3、 Z4時，輸出內(nèi)齒齒輪 45的輸出齒輪比即減速比可用下式表示。減速比[Z4 ， (Z1+Z3)]/[Z1 (Z4-Z3)] 但Z3共Z4分母、分子分別除以Z1.Z4，也可表示為減速比=(1+Z3/Z1) / (1-Z3/Z4)。環(huán)狀齒輪44的齒數(shù)與輸出內(nèi)齒齒輪45的齒數(shù)差小，減速比大，因此想增大減速比時， 行星數(shù)為3時，作成[Z4-Z3]-3。又，Z3/Z1大時，可較大地取得減速比，因此就減小恒星齒 輪41的齒數(shù)Zl，為了得到必要的減速比，分別決定環(huán)狀齒輪44的齒數(shù)Z3和輸出內(nèi)齒齒輪 45的齒數(shù)Z4，進而決定行星齒輪43的齒數(shù)Z2。順便說下，在21=12、 Z2=18、 Z3=48、 Z4=54時，輸出內(nèi)齒齒輪45的輸出齒輪比為1/45 大小的減速比。轉子組裝體8的旋轉以大的減速比傳遞給螺旋軸52，因此，可細微地控制閥 開度，也就是可具有高分辨率地控制閥開度。圖11所示的是表示行星齒輪減速機構的例子的俯視圖。圖11 (a)為行星齒輪數(shù)為3時 的圖，圖ll (b)為行星齒輪數(shù)為4時的圖。圖ll (a)時，恒星齒輪41的齒數(shù)為22，行星 齒輪43的齒數(shù)為11，環(huán)狀齒輪44的內(nèi)齒數(shù)為44。圖11 (b)時，恒星齒輪41的齒數(shù)為13， 行星齒輪43的齒數(shù)為13，環(huán)狀齒輪44的內(nèi)齒數(shù)為39。
進給螺旋機構部lc將通過行星齒輪式減速機構40傳遞給輸出軸46的轉子組裝體8的旋 轉變換為使閥芯60接近或離開閥座62的直線運動。進給螺旋機構部lc包括筒狀軸承50和 螺旋軸52，該筒狀軸承50支承在閥本體10上且在上側旋轉自如地支承輸出軸46，同時在下 側內(nèi)周形成有內(nèi)螺紋部51、該螺旋軸52上形成有與筒狀軸承50的內(nèi)螺紋部51旋合的外螺 紋部53。筒狀軸承50以嵌入閥本體10上所形成的閥孔63的上部的狀態(tài)固定支承。g卩，筒 狀軸承50為固定螺紋部，螺旋軸52為移動螺紋部。形成在輸出軸46的下端的凸部54與形 成在螺旋軸52的上端的凹部55卡合，將輸出軸46的旋轉傳遞給螺旋軸52。輸出軸46的上 端連接固定在轉子組裝體8的旋轉軸上。螺旋軸52的軸向移動通過球65、球支承部件66傳遞給閥芯60。來自進給螺旋機構lc 的將閥芯60向閉閥方向推下的力通過球65、球支承部件66傳遞，在進給螺旋機構lc中， 為了在使螺旋軸52向開閥方向移動時，除去內(nèi)螺紋部51和外螺紋部53之間的齒隙，在閥本 體10上設有對閥芯60向開閥方向施力的螺旋彈簧70。為了支承螺旋彈簧70，在閥室12上配設有金屬制的有底筒狀的彈簧座73 (彈簧覆蓋部 件)。該彈簧座73包括留下閥軸60的下端部而覆在閥軸60的外周面上的筒狀周壁74、以 向外側彎曲的狀態(tài)形成在周壁74的上端的朝外凸緣部75、以朝內(nèi)側彎曲且留有閥軸60可穿 過的孔77的狀態(tài)形成在周壁74的下端的朝內(nèi)凸緣部76。螺旋彈簧70的上端部71與閥芯60 的大直徑部67抵接，下端部72與彈簧座73的朝內(nèi)凸緣部76抵接，由此被支承為壓縮狀態(tài)。 周壁74的朝外凸緣部75夾在臺階部64和安裝在閥孔63中的筒狀軸承50的下端部之間而被 固定，該臺階部64形成在閥本體10的閥孔63的下端。在彈簧座73內(nèi)保持成壓縮狀態(tài)的螺旋彈簧70的彈力的作用下，閥芯60總是受到朝開閥 方向(螺旋機構部lc的方向)的施力，利用來自進給螺旋機構lc的力而將閥芯60朝閉閥方 向下推時，克服螺旋彈簧70的彈力使閥芯60下移，使閥芯60的頂端頂在閥座62上，關閉 孔14。閥芯60相對于閥座62的位置可通過齒輪減速部lb以高分辨率定位，因此能高精度 地控制閥芯60和孔14之間的流路面積，可高精度地調(diào)節(jié)通過的制冷劑流量。使進給螺旋機 構lc向開閥方向動作時，利用螺旋彈簧70的彈力，閥芯60隨著螺旋軸52的上升而移動。 以往，在閥芯60的外側安裝波紋管來防止導入閥室12內(nèi)的制冷劑浸入殼體30內(nèi)，通過作用 在波紋管的流體壓力和波紋管自身的彈力在閥芯60上施加向上的作用力。采用本實施例，不 使用高價材料所制作的波紋管，制冷劑向殼體30的浸入可通過筒狀軸承50和閥本體10之間 的密封56來防止。又，只要將殼30內(nèi)的零件制成在制冷劑的作用下不會膨脹的材質(zhì)，通過 過濾器等防止異物進入殼體30,制冷劑浸入殼體30內(nèi)也沒有關系。
如上所述，螺旋彈簧70通過其彈力對進給螺旋機構lc朝開閥方向施力，因此筒狀軸承 50的內(nèi)螺紋部51和螺旋軸52的外螺紋部53之間存在的間隙通過螺旋軸52相對于筒狀軸承 50靠近上方來吸收。所以，內(nèi)螺紋部51和外螺紋部53之間的配置關系如圖15 (a)所示， 被維持在螺紋間隙B被吸收的狀態(tài)。閉閥時，閥芯60與閥座62抵接時，外螺紋部53直接將 反向力傳遞給內(nèi)螺紋部51，不經(jīng)由對螺紋間隙B吸收的無效行程。又，開闊時，閥芯60離 開閥座62時，外螺紋部53保持圖15 (a)所示的狀態(tài)隨著內(nèi)螺紋部51移動。在本實施例中， 通過將螺旋彈簧70設在閥室12內(nèi)，可比將螺旋彈簧70設在閥室12的上方縮小電動閥上下 方向的尺寸。又，在本實施例中，在閥室12的內(nèi)部配置有覆蓋螺旋彈簧70的彈簧座73，且其底部從 閥室12離開的同時，在彈簧座73的周圍和下方形成有剖面U字形的空間。因此，閥室12比 以往更寬，充分確保留存在內(nèi)部的制冷劑量。通過經(jīng)驗可判斷出閥室12越寬，在冷凍循環(huán) 的運行過程中隨著制冷劑向閥室12內(nèi)的出入的閥室12內(nèi)的狀態(tài)變化越少，制冷劑的通過聲 音被降低。在本實施例的閥本體10的構造中也可實現(xiàn)通過聲音的降低。并且，彈簧座73覆 在螺旋彈簧70的外側，因此螺旋彈簧70被保護成與制冷劑的流動隔離，同時螺旋彈簧70和 制冷劑的流動不直接干涉。因此，可避免如下情況制冷劑的流動所引起的螺旋彈簧70的變 形和破損、或制冷劑內(nèi)所含有的垃圾等附著在螺旋彈簧70上這樣的情況。并且，螺旋彈簧 70和彈簧座73組成的結構比波紋管廉價。圖2是表示本發(fā)明的另一實施例的局部剖視圖。在圖2所示的實施例中，以剖面只表示 閥本體10,驅(qū)動部la、齒輪減速部lb和進給螺旋機構lc與圖1所示的例子相同，因此省略 圖示和說明。在圖2所示的例子中，省略了圖l所示的彈簧座73。螺旋彈簧80的上端部81 與閥軸60的大直徑部67抵接，下端部82直接與閥室12的底面15抵接支承。此時，雖不能 期待將螺旋彈簧80與制冷劑隔離的保護，但可進一步削減零件個數(shù)和組裝工時，降低制造成 本。另外，通過在底面15形成容納螺旋彈簧80的下端部82的凹槽83，可使螺旋彈簧80的 下端部82的位置更穩(wěn)定。圖1所示的實施例中的螺旋彈簧70和圖2所示的實施例中的螺旋彈簧80的兩端部抵接 的配對部件即閥本體和彈簧座、或閥芯的抵接面通常形成為平坦面。螺旋彈簧70、 80的端面 相對于中心軸傾斜，因此通常難以得到螺旋彈簧70、 80沒有間隙地與閥芯60抵接的理想的 狀態(tài)。又，在螺旋彈簧70、 80組裝時或動作時，也存在螺旋彈簧70、 80相對于閥芯60傾斜 的情況。在該狀態(tài)下，螺旋彈簧70、 80不僅相對于閥芯60產(chǎn)生中心軸(閥開閉)方向的力， 也產(chǎn)生與中心軸交叉方向的力。該方向的力對閥芯60和閥座62作用有別緊力，使開閉閥的
動作不能順暢地進行，也因摩擦等原因降低耐久性。圖12是解決了所述問題的實施例的主要部分的剖視圖，螺旋彈簧70的上端部71通過與 閥芯60配置成同軸狀的彈簧座環(huán)90與閥芯60的抵接面91抵接。抵接面91呈凸球面狀，彈 簧座環(huán)90的、與螺旋彈簧70的上端部71抵接的抵接面92呈環(huán)狀平坦面，彈簧座環(huán)90的、 與閥芯60抵接的抵接面93形成為無間隙地與所述凸球面滑動連接的凹球面狀。其結果，在 組裝時，即使螺旋彈簧70產(chǎn)生傾斜，也可通過彈簧座環(huán)90和闊芯60之間的一對曲面無間隙 地滑動所產(chǎn)生的調(diào)芯作用，對螺旋彈簧70的傾斜加以吸收。通過吸收螺旋彈簧70的傾斜， 螺旋彈簧70對于閥芯60的中心軸交叉方向的力就變小，可實現(xiàn)開閉閥動作的穩(wěn)定和提高耐 久性。抵接面91、 93也可呈圓錐面以替代球面。在為圓錐面時， 一對面之間完全沒有間隙，同 時相對位置也難以移動， 一對調(diào)芯曲面發(fā)揮以球面的場合為標準的調(diào)芯作用。圖13還例示了本發(fā)明的再一實施例。通過對與圖12所示的實施例相同的零件和部位標 上相同的符號而省略再一次的說明。在圖13所示的實施例中，彈簧座73具有從其朝內(nèi)凸緣 部76沿閥芯60延伸的導向筒部78。通過導向筒部78，就增加了閥芯60的導向長度，由此 提高閥芯60的上下方向的直線前進性的同時，也防止制冷劑所含有的異物侵入進給螺旋機構上面列舉具體例子來對本發(fā)明的一實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限于所述實施方 式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可對所述實施方式進行各種變更。
權利要求
1.一種電動閥，其包括具有閥室和形成在其內(nèi)部的閥座的閥本體，通過離開或接近所述閥座來調(diào)整流體的通過流量的閥芯，具有轉子和驅(qū)動該轉子旋轉的定子的驅(qū)動部、將所述轉子的旋轉變換為所述閥芯的離開或接近所述閥座的動作的進給螺旋機構，以及為了除去所述進給螺旋機構內(nèi)所存在的齒隙、向使所述閥芯離開所述閥座的方向施力的彈簧，所述彈簧配置在所述閥室內(nèi)。
2. 如權利要求l所述的電動閥，其特征在于，設有覆蓋所述彈簧的彈簧覆蓋部件。
3. 如權利要求2所述的電動閥，其特征在于，所述彈簧覆蓋部件兼作為支承所述彈 簧的所述閥座側端部的彈簧座。
4. 如權利要求1 3中任1項所述的電動閥，其特征在于，為了將所述轉子的旋轉 減速后傳遞給所述進給螺旋機構，設有齒輪減速機構部，該齒輪減速機構部由將所述轉子 和所述進給螺旋機構之間傳動連接的齒輪系機構或行星齒輪機構組成。
5. 如權利要求1 4中任1項所述的電動閥，其特征在于，所述彈簧為螺旋彈簧。
6. 如權利要求5所述的電動閥，其特征在于，所述螺旋彈簧的端部通過與所述閥芯 配置成同軸狀的彈簧座環(huán)與所述閥芯抵接，該彈簧座環(huán)與所述閥芯滑動自如地組合以便能 消除該彈簧座環(huán)的中心軸相對于所述閥芯的中心軸傾斜的狀態(tài)。
7. 如權利要求6所述的電動閥，其特征在于，所述彈簧座環(huán)與所述閥芯的滑動接觸 面呈球面狀。
全文摘要
一種電動閥(1)包括具有轉子和定子的驅(qū)動部(1a)、進給螺旋機構(1c)、閥本體部(1d)，為了除去進給螺旋機構(1c)內(nèi)所存在的齒隙，在閥室(12)內(nèi)配置有向使閥芯(60)離開閥座(62)的方向施力的螺旋彈簧(70)。又，設置將收容螺旋彈簧(70)的收容室形成在閥室(12)內(nèi)的彈簧座(73)，由此確保在閥本體部(1d)形成寬的閥室(12)，降低流體通過電動閥時的通過聲音。閥芯(60)和螺旋彈簧(70)之間的抵接面是能夠吸收螺旋彈簧(70)的彎曲的調(diào)芯曲面。采用本發(fā)明，提供一種小型且廉價的電動閥，其可消除在電動機旋轉和閥開度之間容易產(chǎn)生的滯后作用。
文檔編號F16K1/00GK101149118SQ200710154509
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權日2006年9月20日
發(fā)明者梅澤仁志, 荒井裕介 申請人:株式會社不二工機