專(zhuān)利名稱(chēng)：帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)及使用該電動(dòng)機(jī)的流體流量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)及使用該電動(dòng)機(jī)的流體流量控制裝置。
作為對(duì)冰箱和空調(diào)機(jī)的制冷劑流量進(jìn)行控制的裝置，目前有一種使用電磁閥或針閥的裝置。
但是，使用電磁閥的流量控制裝置，一般是設(shè)定任一種的開(kāi)啟或閉合，要對(duì)流量進(jìn)行微調(diào)是不合適的。另外，開(kāi)閉動(dòng)作時(shí)的聲音較大也是一個(gè)問(wèn)題。此外，即使是開(kāi)啟或閉合的任一種狀態(tài)，要保持那種狀態(tài)就必須使電磁閥處于通電狀態(tài)，在耗電方面也存在問(wèn)題。
另一方面，使用針閥的流量控制裝置，是一種例如將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等用作為驅(qū)動(dòng)源、將該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成針閥的推力對(duì)流體流量進(jìn)行控制的裝置，與使用電磁閥的裝置相比，既可減小動(dòng)作聲音又可對(duì)流量進(jìn)行微調(diào)。
但是，使用該針閥的流量控制裝置，一般作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)的尺寸往往較大。這是因?yàn)檫@種流量控制裝置往往主要用于空調(diào)機(jī)等的制冷劑的流量控制，而在空調(diào)機(jī)的場(chǎng)合，由于制冷劑的流入側(cè)的壓力與遮斷該制冷劑時(shí)的流出側(cè)的壓力差較大，故必須用較大的推力來(lái)推動(dòng)針閥。因此，驅(qū)動(dòng)針閥用的電動(dòng)機(jī)尺寸必然較大。
但是，要將使用該針閥的裝置就那樣地用于冰箱等的制冷劑的流量控制裝置，在空間方面也有問(wèn)題。在冰箱的場(chǎng)合，因?yàn)橛绕湟^大地獲得食品室內(nèi)的空間，故盡可能要求將各零件做小。因此，制冷劑的流體控制裝置也理所當(dāng)然地被要求最大限度的小型化。而若將電動(dòng)機(jī)尺寸做小，則產(chǎn)生了為進(jìn)行可靠的流量控制而不能獲得必要轉(zhuǎn)矩的問(wèn)題。
此外，針閥還存在如下的問(wèn)題由于為了進(jìn)行高精度的控制，針閥的移動(dòng)方向的中心軸與插入該針閥的通道的中心軸的位置關(guān)系變得微妙，故高精度的設(shè)計(jì)技術(shù)和裝配時(shí)的經(jīng)驗(yàn)性技術(shù)訣竅成為必要。
另外，對(duì)于用于這種流量控制裝置的電動(dòng)機(jī)，在向關(guān)閉閥的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，盡管閥處于關(guān)閉狀態(tài)，但在其上再欲增加過(guò)分的負(fù)荷時(shí)，普遍設(shè)有用來(lái)吸收該力的摩擦機(jī)構(gòu)。即，使用針閥或其它閥的裝置，通過(guò)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成推動(dòng)閥的力并在通道中插入閥的一部分來(lái)關(guān)閉通道進(jìn)行控制。然而，這種裝置即使閥在通道上處于密封的狀態(tài)而再在壓入閥的方向施加力時(shí)，閥也處于鎖定狀態(tài)，在使閥進(jìn)行開(kāi)啟動(dòng)作時(shí)，有時(shí)不能使閥回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。
為了不產(chǎn)生那種不良情況，例如設(shè)置擋塊等，在其到達(dá)閥處于閉合狀態(tài)位置的同時(shí)，不再給予推動(dòng)閥的力，或者在電動(dòng)機(jī)上設(shè)置摩擦機(jī)構(gòu)，則盡管閥處于關(guān)閉狀態(tài)，但在其上再欲增加過(guò)分的負(fù)荷時(shí)，就起到了使轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)并不再使閥驅(qū)動(dòng)等裝置的作用。
但是，在使用擋塊等對(duì)閥的移動(dòng)進(jìn)行限制的方式中，存在著因與擋塊抵接時(shí)的沖擊聲音而產(chǎn)生噪音的問(wèn)題。另外，摩擦機(jī)構(gòu)一般存在著零件數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且裝配作業(yè)性往往較差等問(wèn)題。尤其對(duì)這種強(qiáng)烈要求小型化的裝置，在受限制的較小的空間中，因?yàn)橐O(shè)置摩擦機(jī)構(gòu)，故要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配時(shí)作業(yè)性良好且可發(fā)揮可靠的摩擦功能。
因此，本發(fā)明的目的在于，消除上述那種缺點(diǎn)，提供一種可以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠的摩擦動(dòng)作的帶有摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)以及使用該電動(dòng)機(jī)、可以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠的流量控制的流體流量控制裝置。


圖1是表示使用本發(fā)明的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的流體流量控制裝置的實(shí)施形態(tài)的側(cè)剖視圖。
圖2是從圖1中箭頭A方向看到的主視圖。
圖3是表示圖1的流體流量控制裝置所使用的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子部的圖，(A)是俯視圖，(B)是側(cè)剖視圖。
圖4是表示圖1的流體流量控制裝置所使用的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)上所用的摩擦彈簧的圖，(A)是俯視圖，(B)是從(A)圖中箭頭B方向看到的側(cè)視圖，(C)是從圖(A)中箭頭C方向看到的側(cè)視圖。
圖5是表示圖1的流體流量控制裝置所使用的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)上所用的摩擦彈簧變形例的圖，(A)是俯視圖，(B)是側(cè)視圖。
圖6是表示圖1的流體流量控制裝置所使用的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子部變形例的圖，(A)是俯視圖，(B)是側(cè)視圖。
下面，結(jié)合圖1至圖6說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的例子。
圖1及圖2是說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的圖，圖1是表示本發(fā)明帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)所使用的流體流量控制裝置結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖，圖2是從圖1中箭頭A方向看到的主視圖。
該圖1及圖2所示的流體流量控制裝置1，若將其外觀(guān)上的結(jié)構(gòu)較大地分開(kāi)來(lái)說(shuō)明，則包括本體部2；電動(dòng)機(jī)3；流體流入側(cè)的管子4以及流體流出側(cè)的管子5。電動(dòng)機(jī)3安裝在本體部2的后端側(cè)，成為驅(qū)動(dòng)閥開(kāi)閉的驅(qū)動(dòng)源。在本實(shí)施例中，該電動(dòng)機(jī)3使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，具有后述的摩擦機(jī)構(gòu)。流入側(cè)的管子(以下稱(chēng)作流入管)4安裝在本體部2的前端側(cè)，流出側(cè)的管子(以下稱(chēng)作流出管)5與流入管4連通并安裝在本體部2的前端側(cè)。另外在本實(shí)施例中，流體作為制冷劑來(lái)說(shuō)明。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3包括卷裝有繞組31的定子32；在該定子32的內(nèi)側(cè)與定子32相對(duì)配置的轉(zhuǎn)子部33；在該轉(zhuǎn)子部33的中心軸方向設(shè)置的貫通插入于貫通孔33a的旋轉(zhuǎn)軸34以及螺旋彈簧35。螺旋彈簧35的一端支承在轉(zhuǎn)子部33上，另一端做成自由狀態(tài)，在其內(nèi)孔貫通插入旋轉(zhuǎn)軸34，利用本身所具有的預(yù)期的夾緊力來(lái)保持該旋轉(zhuǎn)軸34。
在該狀態(tài)下，通過(guò)由電源供給端36向繞組31供給電源，轉(zhuǎn)子部33就進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，螺旋彈簧35構(gòu)成了摩擦機(jī)構(gòu)的一部分，關(guān)于該摩擦機(jī)構(gòu)在后面進(jìn)行說(shuō)明。另外，以下把螺旋彈簧35稱(chēng)作摩擦彈簧35。
本體部2呈圓筒狀，在其后端側(cè)，旋轉(zhuǎn)自由地對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)軸34予以軸支承的軸承21以插入內(nèi)部的狀態(tài)被固定。另外，在本體部2的后端部設(shè)有凸緣部22，在該凸緣部22上安裝有將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)子部33容納的轉(zhuǎn)子部容納體23。該轉(zhuǎn)子部容納體23由不銹鋼等形成，在其內(nèi)側(cè)底部，設(shè)有對(duì)轉(zhuǎn)子部33的移動(dòng)即旋轉(zhuǎn)軸34在中心軸方向的移動(dòng)進(jìn)行限制的限制構(gòu)件38。
該限制構(gòu)件38由板彈簧形成，當(dāng)轉(zhuǎn)子部33一邊旋轉(zhuǎn)一邊向轉(zhuǎn)子部容納體23的底部方向移動(dòng)時(shí)，通過(guò)設(shè)在轉(zhuǎn)子部33下端部的突起33b與限制構(gòu)件38抵接，來(lái)限制其移動(dòng)。
另外，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)軸34一體地具有安裝有摩擦彈簧35的大直徑部34a和形成有螺旋狀的外螺紋的小直徑部34b，且旋轉(zhuǎn)自由地支承在本體部2的軸承21上。在軸承21的內(nèi)周面設(shè)有內(nèi)螺紋，將旋轉(zhuǎn)軸34的外螺紋與軸承21的內(nèi)螺紋旋合。
當(dāng)轉(zhuǎn)子部33旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子部33與其旋轉(zhuǎn)軸34沿著旋轉(zhuǎn)軸34的軸向而在本體部2的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)并向軸向作直線(xiàn)狀移動(dòng)。另外，這里，把使旋轉(zhuǎn)軸34向本體部2的前端方向(圖1的左側(cè))前進(jìn)的轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)方向稱(chēng)為正轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)作反轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子部33與其旋轉(zhuǎn)軸34就向本體部2的后端側(cè)方向(圖1的右側(cè))移動(dòng)。在向該后端側(cè)移動(dòng)時(shí)，利用前述的限制構(gòu)件38使轉(zhuǎn)子部33的位置相對(duì)定子32而停止在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 并且，在旋轉(zhuǎn)軸34的再前方安裝有滑架24。該滑架24隨著轉(zhuǎn)子部33的正反轉(zhuǎn)而與旋轉(zhuǎn)軸34一起在本體部2內(nèi)向軸向移動(dòng)。在該滑架24的內(nèi)部且在滑架24的前端附近，容納有作為閥進(jìn)行移動(dòng)的球體25，并在該球體25與旋轉(zhuǎn)軸34之間夾裝有螺旋狀的彈簧26。另外，球體25，其球面一部分露出于滑架24而保持在滑架24內(nèi)。并在球體25與彈簧26之間夾裝著板27，利用彈簧26的彈力，將向滑架24的前端方向按壓的力給予球體25。
另外，在本體部2的前端附近的側(cè)面，安裝有流入管4，并在前端安裝有流出管5，通過(guò)流入管4的流體(此處為制冷劑)一旦流入本體部2內(nèi)后，就通過(guò)設(shè)在本體部2前端的細(xì)小的流體流出通道28而向流出管5流出。此時(shí)，制冷劑的流動(dòng)由球體25的位置所控制。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，不是談使制冷劑的流量產(chǎn)生變化的控制，而是為了使說(shuō)明簡(jiǎn)單化，對(duì)于使制冷劑通過(guò)還是阻止其流動(dòng)，即對(duì)于設(shè)定成是開(kāi)(使制冷劑通過(guò)的狀態(tài))還是關(guān)(阻止制冷劑流動(dòng)的狀態(tài))的任一種狀態(tài)的例子進(jìn)行說(shuō)明。
然而，在本體部2上設(shè)置的上述的流體流出通道28，通過(guò)與保持在滑架24上的球體25的球面抵接，就可阻止制冷劑的流動(dòng)，但為了獲得可靠的關(guān)閉狀態(tài)，故流體流出通道28的球體25的抵接部分呈具有與球體25的球面相同曲率的曲面(凹面)。其在制造階段通過(guò)強(qiáng)烈按壓與球體25相同形狀的球體就可獲得該曲面。
下面結(jié)合圖3、圖4說(shuō)明前述的摩擦機(jī)構(gòu)。
轉(zhuǎn)子部33包括合成樹(shù)脂制的圓筒構(gòu)件331和在其周?chē)惭b的磁鐵332。并且，在圓筒構(gòu)件331的中心部設(shè)有可裝拆自如地插入旋轉(zhuǎn)軸34的貫通孔33a，在該貫通孔33a的軸承21側(cè)(圖3(B)的上側(cè))，形成有內(nèi)徑比貫通孔33a還大的大直徑部。該大直徑部包括第1大直徑孔333和在該第1大直徑孔333與端部33c之間形成的比第1大直徑孔333直徑還大的第2大直徑孔334。并且，在所述第1大直徑孔333與第2大直徑孔334的側(cè)壁上，形成有從第2大直徑孔334直線(xiàn)狀通過(guò)第1大直徑孔333的狹槽335。
另一方面，在旋轉(zhuǎn)軸34上卷裝有作為摩擦機(jī)構(gòu)一部分的摩擦彈簧35。摩擦彈簧35如圖4所示，(A)是俯視圖，(B)是從圖(A)中箭頭B方向看到的側(cè)視圖，(C)是從圖(A)中箭頭C方向看到的側(cè)視圖。該摩擦彈簧35，一端部相對(duì)摩擦彈簧35的圓周切線(xiàn)向直角方向突出而形成第1突出部35a，另一端部向摩擦彈簧35的切線(xiàn)方向突出而形成第2突出部35b。該第2突出部35b從圖4(C)中也可知道，稍向下側(cè)(第1突出部35a側(cè))折彎。
并且，該摩擦彈簧35如圖4(A)所示，當(dāng)將第2突出部35b側(cè)置于上面并從其上方看時(shí)，構(gòu)成以第2突出部35b為基點(diǎn)向右旋(順時(shí)針?lè)较蚓砝@)卷繞到第1突出部35a。另外，該摩擦彈簧35的內(nèi)徑d比旋轉(zhuǎn)軸34的外徑小。因此，通過(guò)從摩擦彈簧35的第2突出部35b將摩擦彈簧35的直徑擴(kuò)開(kāi)地插入旋轉(zhuǎn)軸34，從而可將摩擦彈簧35卷裝在旋轉(zhuǎn)軸34上。并且，在通常狀態(tài)下，摩擦彈簧35利用原來(lái)所具有的預(yù)期的夾緊力而使旋轉(zhuǎn)軸34與摩擦彈簧35成為一體化的狀態(tài)。另外，該摩擦彈簧35對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸34的夾緊力，比步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩)小。
另外，在該摩擦彈簧35的第2突出部35b側(cè)，作為軸向限制構(gòu)件的E形圈37固定在旋轉(zhuǎn)軸34上，摩擦彈簧35利用該E形圈37來(lái)限制旋轉(zhuǎn)軸34向前端方向移動(dòng)(參照?qǐng)D1)。
并且，在將卷繞有摩擦彈簧35的旋轉(zhuǎn)軸34插入于轉(zhuǎn)子部33的圓筒構(gòu)件331的貫通孔33a時(shí)，設(shè)法使摩擦彈簧35的第1突出部35a進(jìn)入狹槽335內(nèi)，以將旋轉(zhuǎn)軸34插入于貫通孔33a內(nèi)。由此，摩擦彈簧35的第1突出部35a以狹槽335為導(dǎo)向而進(jìn)入到第1大直徑孔333的終端部，這樣，可限制過(guò)分插入旋轉(zhuǎn)軸34。另外，第2突出部35b不固定在轉(zhuǎn)子部33的圓筒構(gòu)件331上，而是在第2大直徑孔334的終端面上可自由地滑動(dòng)。
另外，作為設(shè)置于轉(zhuǎn)子部33圓筒構(gòu)件331上的支承部的狹槽335的深度(等于徑向長(zhǎng)度)，做成可從前端到根部將第1突出部35a予以保持的深度。這是因?yàn)?，在將轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力傳遞給摩擦彈簧35時(shí)，由于通過(guò)第1突出部35a整體受到轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力來(lái)傳遞可靠的旋轉(zhuǎn)力，故使摩擦彈簧35的耐久性提高。
另外，狹槽335槽的寬度做成與第1突出部35a的粗細(xì)(形成摩擦彈簧35的構(gòu)件粗細(xì))大致相同，當(dāng)成為將第1突出部35a插入狹槽335后的狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)方向就無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。這是因?yàn)?，?dāng)如果在有松動(dòng)的狀態(tài)下第1突出部35a插入狹槽335時(shí)，隨著轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)而存在著因松動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生噪音之虞，而對(duì)其予以防止。
另外，第2突出部35b如前所述，可自由滑動(dòng)。雖然不必特地設(shè)置該第2突出部35b，但當(dāng)保持原狀地制成摩擦彈簧35的端部時(shí)，因其端部與前述的E形圈37接觸導(dǎo)致摩擦等而影響滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故有不能進(jìn)行正常的摩擦動(dòng)作之虞，為對(duì)其予以防止，使摩擦彈簧35的端部稍許突出，并將其向下方稍稍折彎。
接著，就這種結(jié)構(gòu)的實(shí)施形態(tài)的動(dòng)作原理進(jìn)行說(shuō)明。這里，雖然主要說(shuō)明摩擦機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理，但首先就本實(shí)施形態(tài)中所示的流體流量控制裝置的制冷劑流動(dòng)的開(kāi)通、停止控制作簡(jiǎn)單說(shuō)明。
首先，滑架24內(nèi)的球體25在未與本體部2的流體流出通道28抵接的狀態(tài)下，流過(guò)流入管4的制冷劑進(jìn)入本體部2內(nèi)后，通過(guò)流體流出通道28而向流出管5流出。在該狀態(tài)下，要進(jìn)行停止制冷劑流動(dòng)的動(dòng)作，使繞組31處于通電狀態(tài)，以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)子部33作正轉(zhuǎn)。由此，轉(zhuǎn)子部33正轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸34也正轉(zhuǎn)。此時(shí)，轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力通過(guò)摩擦彈簧35而傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34。
即，摩擦彈簧35按一定的力(摩擦彈簧35原來(lái)所具有的預(yù)期的夾緊力)以?shī)A緊的狀態(tài)卷裝在旋轉(zhuǎn)軸34上，另外，由于第1突出部35a插入轉(zhuǎn)子部33圓筒構(gòu)件331的狹槽335，故通過(guò)轉(zhuǎn)子部33旋轉(zhuǎn)，從而將其旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34。由此，旋轉(zhuǎn)軸34隨著轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
另外，由于旋轉(zhuǎn)軸34上設(shè)置的外螺紋與軸承21上設(shè)置的內(nèi)螺紋相旋合，故通過(guò)轉(zhuǎn)子部33旋轉(zhuǎn)(這里作正轉(zhuǎn))，從而轉(zhuǎn)子部33與旋轉(zhuǎn)軸34共同在本體部2內(nèi)直線(xiàn)狀向其前端方向移動(dòng)，不久，安裝于旋轉(zhuǎn)軸34前端部的滑架24內(nèi)的球體25與本體部2的前端部所設(shè)置的流體流出通道28相抵接。另外，對(duì)于該球體25與流體流出通道28抵接所必需的移動(dòng)距離，即從制冷劑流動(dòng)的狀態(tài)(開(kāi)通狀態(tài))位置到阻止制冷劑流動(dòng)的位置(關(guān)閉狀態(tài))的移動(dòng)距離僅為1mm左右的距離。
這樣，當(dāng)球體25與本體部2的流體流出通道28抵接時(shí)，通過(guò)球體25的球面與流體流出通道28所形成的曲面作面接觸，就能可靠地阻止制冷劑流動(dòng)。另外，在該狀態(tài)下，也可停止驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3，但為吸收裝配誤差等，通常仍繼續(xù)驅(qū)動(dòng)。但是，按壓球體25的力由彈簧26吸收。并且，在球體25上，利用所述彈簧26的彈力按一定以上的力對(duì)流體流出通道28產(chǎn)生按壓力的作用，可獲得可靠的抵接狀態(tài)。
如此，在球體25與本體部2的流體流出通道28抵接的狀態(tài)下，當(dāng)轉(zhuǎn)子部33再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦機(jī)構(gòu)產(chǎn)生作用。即，在球體25與本體部2的流體流出通道28抵接的狀態(tài)下，當(dāng)轉(zhuǎn)子部33旋轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦彈簧35的第1突出部35a利用其旋轉(zhuǎn)力也一起旋轉(zhuǎn)，摩擦彈簧35也隨其旋轉(zhuǎn)，從而旋轉(zhuǎn)軸34也旋轉(zhuǎn)。但是，此時(shí)，由于球體25按一定以上的力成為與本體部2的流體流出通道28抵接的狀態(tài)，故可限制旋轉(zhuǎn)軸34的軸向移動(dòng)，成為所謂的鎖定狀態(tài)。
在這種狀態(tài)下，當(dāng)轉(zhuǎn)子部33再欲旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩因比摩擦彈簧35相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸34的滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，故摩擦彈簧35繞旋轉(zhuǎn)軸34的周?chē)瑒?dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子部33成為空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，可防止旋轉(zhuǎn)軸34過(guò)分旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。
這一次，為了將制冷劑流動(dòng)從如此的阻止制冷劑流動(dòng)的關(guān)閉狀態(tài)成為開(kāi)通狀態(tài)，向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3的繞組31通電，以使轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)作反轉(zhuǎn)。這樣，轉(zhuǎn)子部33開(kāi)始反轉(zhuǎn)。此時(shí)，由于球體25按一定以上的力成為與本體部2的流體流出通道28抵接的狀態(tài)，故旋轉(zhuǎn)軸34為鎖定狀態(tài)。
在該鎖定狀態(tài)下，往往是處于不能通過(guò)摩擦彈簧35而將轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34的狀態(tài)(摩擦機(jī)構(gòu)產(chǎn)生作用而轉(zhuǎn)子部33為空轉(zhuǎn)的狀態(tài))，但在本發(fā)明的摩擦機(jī)構(gòu)中，當(dāng)轉(zhuǎn)子部33作反轉(zhuǎn)時(shí)，插入于所述圓筒構(gòu)件331的狹槽335的摩擦彈簧35的第1突出部35a也一起欲向反轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。該摩擦彈簧35如圖3中說(shuō)明的那樣，因是右旋的螺旋彈簧，故當(dāng)轉(zhuǎn)子部33作反轉(zhuǎn)時(shí)，第1突出部35a就進(jìn)行欲使摩擦彈簧35的內(nèi)徑減小的動(dòng)作，即摩擦彈簧35對(duì)旋轉(zhuǎn)軸34作更強(qiáng)夾緊的動(dòng)作。
由此，轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34，旋轉(zhuǎn)軸34與轉(zhuǎn)子部33一起作反轉(zhuǎn)動(dòng)作，當(dāng)向從本體部2中拔出的方向進(jìn)行移動(dòng)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3按規(guī)定的步數(shù)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，球體25與滑架24的前端相卡合。然后，當(dāng)轉(zhuǎn)子部33再繼續(xù)反轉(zhuǎn)時(shí)，球體25與滑架24一起開(kāi)始移動(dòng)，脫離本體部2的流體流出通道28，成為制冷劑流動(dòng)的狀態(tài)(開(kāi)通狀態(tài))。
在如上所述的實(shí)施形態(tài)中，作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3的摩擦機(jī)構(gòu)，在將螺旋彈簧用作為摩擦彈簧35、轉(zhuǎn)子部33向正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用摩擦彈簧35所具有的預(yù)期的夾緊力將轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34，從而可使旋轉(zhuǎn)軸34旋轉(zhuǎn)。并且，在該旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸34上受到較大的負(fù)荷時(shí)，摩擦彈簧35隨著轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸34的周?chē)骰瑒?dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子部33成為空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，可防止旋轉(zhuǎn)軸34再?gòu)?qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，可避免旋轉(zhuǎn)軸34成為鎖定狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)欲使旋轉(zhuǎn)軸34從如此狀態(tài)回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)而使轉(zhuǎn)子部33反轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦彈簧35用較大的力夾緊旋轉(zhuǎn)軸34，故可將轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力可靠地傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34。因此，即使旋轉(zhuǎn)軸34暫時(shí)被鎖定，但在從該狀態(tài)欲使所述旋轉(zhuǎn)軸34回復(fù)到原來(lái)位置時(shí)，也可將轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)力可靠地傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34，可消除鎖定狀態(tài)。
如上所述，本發(fā)明的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，作為在使轉(zhuǎn)子部33正轉(zhuǎn)、利用旋轉(zhuǎn)軸34隨著它的轉(zhuǎn)動(dòng)作稍許動(dòng)作后、使轉(zhuǎn)子部33反轉(zhuǎn)、回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的一系列動(dòng)作時(shí)的驅(qū)動(dòng)源，可以說(shuō)是最佳的電動(dòng)機(jī)。
例如，通過(guò)用作為對(duì)在前述實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明的流體流量控制裝置中的流量予以控制用的驅(qū)動(dòng)源，則在進(jìn)行流量控制時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸34一定量地向軸向移動(dòng)，在某流量設(shè)定結(jié)束時(shí)，在旋轉(zhuǎn)軸34上受到一定以上的負(fù)荷的時(shí)刻，且在進(jìn)行使旋轉(zhuǎn)軸34停止移動(dòng)的動(dòng)作時(shí)，就可使轉(zhuǎn)子部33的旋轉(zhuǎn)不過(guò)分傳遞給旋轉(zhuǎn)軸34。另外，當(dāng)使其從該狀態(tài)回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，雖然必需使轉(zhuǎn)子部33反轉(zhuǎn)以使旋轉(zhuǎn)軸34也隨其反轉(zhuǎn)，但本發(fā)明的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)能可靠地進(jìn)行這種動(dòng)作。
由此，對(duì)于使用如此的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的流體流量控制裝置，在將制冷劑的流動(dòng)置于開(kāi)或關(guān)時(shí)，可使起到閥作用的球體25可靠地動(dòng)作，并能可靠地進(jìn)行使球體25處于阻止制冷劑流動(dòng)的位置狀態(tài)下的摩擦動(dòng)作，另外，在制冷劑的流動(dòng)從成為阻止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換成開(kāi)通狀態(tài)時(shí)，也可進(jìn)行順利的動(dòng)作，可對(duì)制冷劑進(jìn)行可靠的控制。
本實(shí)施形態(tài)的流體流量控制裝置1，旋轉(zhuǎn)軸34的球體25側(cè)的前端，從滑架24的插入彈簧26的細(xì)直徑孔部24a突出而延伸到大直徑孔部24b。另外，在細(xì)直徑孔部24a與大直徑孔部24b之間設(shè)置傾斜面。因此，當(dāng)球體25沉入在滑架24內(nèi)時(shí)，板27就碰到旋轉(zhuǎn)軸34的前端，可避免彈簧26被壓縮后的不良情況，例如可避免彈簧26進(jìn)入細(xì)直徑孔部24a不能回復(fù)，或在大直徑孔部24b內(nèi)板27固定成傾斜的位置等不良情況。
另外，上述的實(shí)施形態(tài)雖是本發(fā)明最佳的實(shí)施形態(tài)的例子，但不限于此，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，可作種種變形。例如，在上述的實(shí)施形態(tài)中，雖然使摩擦彈簧35的一端與轉(zhuǎn)子部33卡合，將另一端做成自由狀，但也可使另一端做成與旋轉(zhuǎn)軸34卡合。另外，摩擦彈簧35的第1突出部35a或第2突出部35b如圖5所示，也可做成向高度方向外方伸出的突出部35c。
另外，在上述的實(shí)施形態(tài)中，是在轉(zhuǎn)子部33的貫通孔33a上形成具有直徑比摩擦彈簧35的外徑還大的大直徑部形成為，但也可做成如圖6那樣的轉(zhuǎn)子部33。即，也可將作為進(jìn)入摩擦彈簧35的第1突出部35a的支承部的2個(gè)狹槽形成用突起33d設(shè)在轉(zhuǎn)子部33的軸向端面上。
此外，在上述實(shí)施形態(tài)中，電動(dòng)機(jī)是以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3為例來(lái)說(shuō)明的，但本發(fā)明的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)不受步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3限制。另外，作為如此的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)所適用的裝置，不限于如上述實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明的對(duì)流體流量進(jìn)行控制的裝置，可在廣泛領(lǐng)域中使用。
如上說(shuō)明，本申請(qǐng)的作為摩擦機(jī)構(gòu)的主要零件是作為摩擦彈簧的螺旋彈簧，使該螺旋彈簧的一端與轉(zhuǎn)子部卡合，將旋轉(zhuǎn)軸貫通插入螺旋彈簧的內(nèi)孔，從而構(gòu)成摩擦機(jī)構(gòu)。雖然結(jié)構(gòu)如此簡(jiǎn)單，但當(dāng)轉(zhuǎn)子部向一方的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可利用螺旋彈簧所具有的預(yù)期的夾緊力而將轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)力可靠地傳遞給旋轉(zhuǎn)軸，在該旋轉(zhuǎn)軸受到較大的負(fù)荷時(shí)，通過(guò)螺旋彈簧隨著轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸的周?chē)骰瑒?dòng)旋轉(zhuǎn)，可防止將過(guò)分的前進(jìn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸。因此，可防止旋轉(zhuǎn)軸成為鎖定狀態(tài)。
另外，當(dāng)轉(zhuǎn)子部向另一方的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于螺旋彈簧利用比預(yù)期的夾緊力還大的夾緊力夾緊旋轉(zhuǎn)軸，并將轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸，故旋轉(zhuǎn)軸即使暫時(shí)處于鎖定狀態(tài)，也能可靠地將轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸，可解除鎖定狀態(tài)。如此，由于本發(fā)明的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)能進(jìn)行可靠的摩擦動(dòng)作，另外，構(gòu)成摩擦機(jī)構(gòu)的零件個(gè)數(shù)較少且結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，故在成本方面、且容易裝配這方面來(lái)看可產(chǎn)生優(yōu)異的效果。
另外，本申請(qǐng)的作為摩擦機(jī)構(gòu)一部分的螺旋彈簧，由于使其一端突出，且使該突出部插入于在轉(zhuǎn)子部上所形成的狹槽而支承在轉(zhuǎn)子部上的，故摩擦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且非常容易裝配。另外，由于將螺旋彈簧的突出部無(wú)間隙地插入轉(zhuǎn)子部的狹槽內(nèi)，故在這些零件中無(wú)所謂的松動(dòng)現(xiàn)象，從而可防止在動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生噪音。
另外，采用本發(fā)明的流量控制裝置，可將帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)用作為對(duì)流體流量控制裝置中的流量予以控制用的驅(qū)動(dòng)源。因此，在進(jìn)行流量控制時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行一定量動(dòng)作，當(dāng)在設(shè)定成某流量的時(shí)刻、旋轉(zhuǎn)軸上受到負(fù)荷并使旋轉(zhuǎn)軸停止動(dòng)作時(shí)，能可靠地進(jìn)行不將轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)過(guò)分傳遞給旋轉(zhuǎn)軸的摩擦動(dòng)作。另外，當(dāng)使其從該狀態(tài)回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)時(shí)，在使轉(zhuǎn)子部反轉(zhuǎn)后，能可靠地將其旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸。由此，能可靠地更有效地進(jìn)行流體流量控制，而且能進(jìn)行幾乎無(wú)摩擦動(dòng)作聲音的靜音的流量控制。
權(quán)利要求
1．一種帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，包括卷裝有繞組的定子；與該定子相對(duì)配置的轉(zhuǎn)子部；貫通插入于設(shè)在該轉(zhuǎn)子部上的貫通孔的旋轉(zhuǎn)軸一端與所述轉(zhuǎn)子部卡合并在其內(nèi)孔貫通插入所述旋轉(zhuǎn)軸的螺旋彈簧，其特征在于，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子部向一方的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由所述螺旋彈簧利用該螺旋彈簧所具有的預(yù)期的夾緊力而將所述轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述旋轉(zhuǎn)軸，當(dāng)在該旋轉(zhuǎn)軸上受到一定以上的負(fù)荷時(shí)，所述螺旋彈簧隨著所述轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)而在旋轉(zhuǎn)軸上滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子部向另一方的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著所述轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)，所述螺旋彈簧利用比所述預(yù)期的夾緊力還大的夾緊力夾緊所述旋轉(zhuǎn)軸，并將所述轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述旋轉(zhuǎn)軸。
2．如權(quán)利要求1所述的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，設(shè)定得比所述螺旋彈簧相對(duì)所述旋轉(zhuǎn)軸的滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，當(dāng)在所述旋轉(zhuǎn)軸上受到所述一定以上的負(fù)荷時(shí)，所述螺旋彈簧隨著所述轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸的周?chē)瑒?dòng)旋轉(zhuǎn)。
3．如權(quán)利要求1或2所述的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述螺旋彈簧的另一端呈在所述旋轉(zhuǎn)軸的周?chē)勺杂苫瑒?dòng)的自由狀態(tài)。
4．如權(quán)利要求1或2所述的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述螺旋彈簧，至少在一端具有從該螺旋彈簧向圓周方向外側(cè)突出的突出部，所述轉(zhuǎn)子部具有支承該突出部、用來(lái)與所述螺旋彈簧一體化的支承部。
5．如權(quán)利要求1或2所述的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子部在所述貫通孔上具有直徑比所述螺旋彈簧的外徑大的大直徑部，以可插入卷裝有所述螺旋彈簧的旋轉(zhuǎn)軸，該大直徑部，形成有作為可將所述螺旋彈簧的所述突出部插入的所述支承部的狹槽，通過(guò)將所述螺旋彈簧的所述突出部插入所述轉(zhuǎn)子部的狹槽，所述螺旋彈簧的一端被支承在所述轉(zhuǎn)子部上。
6．如權(quán)利要求5所述的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括與所述螺旋彈簧的另一端抵接、在軸向方向進(jìn)行限位用的軸向限制構(gòu)件。
7．如權(quán)利要求1或2所述的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子部的軸向端面形成有作為進(jìn)入所述螺旋彈簧的所述突出部的支承部的2個(gè)狹槽用突起，通過(guò)將所述螺旋彈簧的所述突出部插入所述狹槽用突起中，所述螺旋彈簧的一端被支承在所述轉(zhuǎn)子部上。
8．如權(quán)利要求5或7所述的帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述狹槽或所述2個(gè)狹槽用突起做成可無(wú)間隙地插入所述突出部的結(jié)構(gòu)。
9．一種流體流量控制裝置，其特征在于，將權(quán)利要求1或2所述的帶所述摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸插入對(duì)流體流量進(jìn)行控制的筒狀的本體部?jī)?nèi)，通過(guò)所述轉(zhuǎn)子部旋轉(zhuǎn)，借助所述螺旋彈簧將其旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述旋轉(zhuǎn)軸，在所述本體部上設(shè)有將該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)變換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的裝置，并在所述本體部上設(shè)有與所述旋轉(zhuǎn)軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)而對(duì)流體流量進(jìn)行控制的流量控制裝置。
10．如權(quán)利要求9所述的流體流量控制裝置，其特征在于，當(dāng)流量控制裝置與所述旋轉(zhuǎn)軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)而停止流體流動(dòng)時(shí)，所述螺旋彈簧隨著所述轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸的周?chē)瑒?dòng)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種帶摩擦機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī),具有定子、轉(zhuǎn)子部、旋轉(zhuǎn)軸以及一端與轉(zhuǎn)子部卡合在其內(nèi)孔貫通插入旋轉(zhuǎn)軸的螺旋彈簧。當(dāng)轉(zhuǎn)子部向一方旋轉(zhuǎn)時(shí),利用螺旋彈簧所預(yù)期的夾緊力將轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸,當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸上受到一定以上負(fù)荷時(shí),螺旋彈簧在旋轉(zhuǎn)軸上滑動(dòng)旋轉(zhuǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)子部向另一方旋轉(zhuǎn)時(shí),螺旋彈簧利用比預(yù)期的夾緊力還大的夾緊力夾緊旋轉(zhuǎn)軸,將轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸。流體流量控制裝置利用該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行流體流量控制。本發(fā)明零件個(gè)數(shù)少且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配容易。
文檔編號(hào)H02K7/10GK1234642SQ9910257
公開(kāi)日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1999年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月24日
發(fā)明者佐佐木秀雄, 田中真吾, 原哲彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所