步进电机驱动式的控制阀制造技术

在步进电机驱动式的控制阀中，使限制阀体的驱动范围的阻挡机构稳定地发挥功能。控制阀(1)的阻挡机构包括：蜗杆(62)，被一体地设于轴(60)；齿条(70)，与蜗杆(62)啮合；齿条引导(44)，一体地设于主体(5)，引导齿条(70)使其与蜗杆(62)的轴线平行地平动；阻挡构件(99)，在蜗杆(62)的一端侧与轴(60)一体而设，通过与朝一方向移动来的齿条(70)相互卡定，来限制轴(60)的旋转；以及阻挡构件(64)，在蜗杆(62)的另一端侧与轴(60)一体而设，通过与朝另一方向移动来的齿条(70)相互卡定，来限制轴(60)的旋转。

【技术实现步骤摘要】
步进电机驱动式的控制阀
本专利技术涉及步进电机驱动式的控制阀，特别涉及适于向车辆安装的控制阀。
技术介绍
车辆用冷暖装置具有包括压缩机、室外热交换器、蒸发器、室内热交换器等的制冷循环，在制暖运转时和制冷运转时，室外热交换器的功能被切换。在制暖运转时，室外热交换器作为蒸发器来发挥功能。此时，在冷媒在制冷循环中循环的过程中，室内热交换器散热，通过该热，车厢内的空气被加热。另一方面，在制冷运转时，室外热交换器作为冷凝器发挥功能。此时，在室外热交换器中冷凝后的冷媒在蒸发器中蒸发，通过其蒸发潜热，车厢内的空气被冷却。此时，还进行除湿。在像这样根据制冷循环的运转状态、多个蒸发器发挥功能的情况下，需要调整流过各蒸发器的冷媒流量的比例。多个冷凝器发挥功能时也是一样。因此，有时在冷媒循环通路的特定位置设置能电子地调整阀开度的控制阀。特别是在需要进行阀开度的精密控制的情况下，会采用常见于住宅用冷暖装置的那样的步进电机驱动式的控制阀。这是因为能通过步数(驱动脉冲数)的设定，准确地调整阀体的变位量、进而准确地调整阀开度。作为这样的控制阀，有具备将转子的旋转运动变换成驱动轴的平动运动，来沿阀部的开闭方向驱动阀体的动作变换机构的构造。但是，需要将阀体的驱动量限制在设定范围内，故设置用于分别限制转子向一个方向和另一方向旋转的阻挡机构。例如，有使一圈线圈状的旋转阻挡构件卡定于从主体延伸的螺旋状的引导部，使该旋转阻挡构件与转子一起旋转地沿轴线方向变位，并在引导部的端部卡定，由此使转子的旋转停止的构造(例如参照专利文献1)。此外，也有使旋转滑块螺合于从主体延伸的引导外螺纹，使该旋转滑块与转子一起旋转地沿轴线方向变位，并在引导外螺纹的端部卡定，由此使转子的旋转停止的构造(例如参照专利文献2)。[在先技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2012-107709号公报[专利文献2]日本特开2010-38219号公报
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕但是，在专利文献1所述的构成中，由于旋转阻挡构件是线圈状的，故与引导部的游隙较大，容易受到从车辆传来的振动的影响，从而由于该旋转阻挡构件的振动而易产生刺耳的噪音。另外，由于旋转阻挡构件的刚性较小，故卡定于引导部的端部时的挠曲较大，存在基于转子的停止位置的控制上的原点位置难以确定这样的问题。关于这一点，专利文献2所述的旋转滑块在刚性方面是有利的，但由于是随着平动而旋转的结构，故动作不稳定，也容易受到从车辆传来的振动的影响。因此，仍然存在易产生噪音这样的问题。本专利技术的目的之一在于，在步进电机驱动式的控制阀中，使限制阀体的驱动范围的阻挡机构稳定地发挥功能。〔用于解决课题的手段〕为解决上述课题，本专利技术一个方案的控制阀是步进电机驱动式的控制阀，包括：主体，具有从上游侧导入流体的导入口、向下游侧导出流体的导出口、以及连通导入口和导出口的流体通路；阀体，开闭被设于流体通路的阀部；步进电机，包含用于将阀体向阀部的开闭方向驱动的转子；轴，同轴状地设于转子，并在前端部支承阀体；以及阻挡机构，用于限制轴向一方向及另一方向的旋转量。阻挡机构包括：蜗杆，一体地设于轴；齿条，与蜗杆相啮合；齿条引导，一体地设于主体，引导齿条使其与蜗杆的轴线平行地平动；第1阻挡构件，在蜗杆的一端侧与轴一体而设，通过与向一方向移动来的齿条相互卡定，来限制轴的旋转；以及第2阻挡构件，在蜗杆的另一端侧与轴一体而设，通过与向另一方向移动来的齿条相互卡定，来限制轴的旋转。根据该方案，通过蜗杆、齿条、第1阻挡构件、第2阻挡构件的组合，实现了限制轴的旋转范围的阻挡机构。并且，通过特别采用齿条，构造上能确保足够的刚性。此外，由于将齿条沿一体地设于主体的齿条引导朝平动方向引导，故能稳定地维持齿条的动作。其结果，能使阻挡机构稳定地发挥功能。〔专利技术效果〕通过本专利技术，在步进电机驱动式的控制阀中，能使限制阀体的驱动范围的阻挡机构稳定地发挥功能。附图说明图1是表示实施方式的控制阀的构成的一个剖视图。图2是图1的A-A箭头方向剖视图。图3是表示为说明控制阀的外观及内部构成而部分地切开的状态的立体图。图4是表示转子及工作杆的构成部件的分解立体图。图5是详细表示转子芯的构成的图。图6是详细表示齿条引导的构成的图。图7是详细表示齿条的构成的图。图8是详细表示阻挡构件的构成的图。图9是示意性地表示齿条的动作的图。图10是表示控制阀的动作的剖视图。具体实施方式以下参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是表示实施方式控制阀的构成的一个剖视图。图2是图1的A-A箭头方向剖视图。图3是表示为说明控制阀的外观及内部构成而部分切开的状态的立体图。控制阀1适用于例如安装于车辆的热泵式的冷暖装置。该车辆用冷暖装置具有用配管连接压缩机、室内冷凝器、室外热交换器、蒸发器及储液器的制冷循环(冷媒循环回路)。通过冷媒在制冷循环内一边变化状态一边循环的过程中所进行的热交换，来进行车厢内的空调运转。冷媒循环回路中配设有用于恰当控制冷暖的各种控制阀，控制阀1构成其一。控制阀1被构成为其开度被调整成设定开度的比例阀，调整从上游侧向下游侧流动的冷媒的流量。如图1所示，控制阀1被构成为步进电机驱动式的电动阀，是组装阀本体2和电机单元4而构成的。阀本体2具有收容阀部的主体5。电机单元4被以密封主体5的上端开口部的方式安装。主体5是在棱柱状的第1主体6的上半部组装阶梯圆筒状的第2主体8而构成的。第1主体6由铝合金构成，第2主体8由铜合金构成。此外，在变形例中，也可以用不锈钢(以下标记为“SUS”)构成第2主体8。在第1主体6的一侧面的上部，设有从上游侧导入冷媒的导入口10，在相反侧面的下部，设有向下游侧导出冷媒的导出口12。在第1主体6的中央，形成有上下方向的连接通路14，其上游侧通路16连通于导入口10，下游侧通路18连通于导出口12。在第1主体6的上半部，形成有朝上方阶段性地扩径的阶梯圆孔状的安装孔20。连接通路14构成安装孔20的一部分。另一方面，第2主体8呈其外径及内径朝下方阶段性地缩径的阶梯圆筒状，具有与安装孔20互补形状的外形。第2主体8以从第1主体6的上方嵌合于安装孔20的方式被安装。在第1主体6与第2主体8之间，在连接通路14的位置装有密封用的O环22。在第2主体8的下端部设有阀孔24，在其上端开口部形成阀座26。在第2主体8的与导入口10的相对面，设有连通内外的连通孔28。阀孔24介由该连通孔28与上游侧通路16连通。此外，在连通孔28的外侧设有上下贯穿第2主体8的连通路30，使得能将上游侧通路16的冷媒也导入电机单元4侧。在第2主体8的内部，插通有从电机单元4的转子31同轴状地延伸的工作杆32(主轴)。工作杆32在一端部(下端部)支承针状的阀体34。阀体34通过从上游侧接合/分离于阀座26而开闭阀部。在第2主体8的轴线方向中段压入圆筒状的滑动轴承36，在紧邻其的上方段压入圆筒状的引导部件38(作为“圆筒部件”来发挥功能)。在本实施方式中，作为滑动轴承36，采用了以筒状的金属网为芯材进行了补强的树脂轴承。滑动轴承36是采用聚四氟乙烯(以下标记为“PTFE”)作为其树脂材料的无油轴承(具有自润滑性的轴承)。滑动轴承36通过施以精压(sizing)加工而提高了内径的尺寸精度及与第2主体8的同轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机驱动式的控制阀，其特征在于，包括：主体，具有从上游侧导入流体的导入口、向下游侧导出流体的导出口、以及连通上述导入口和上述导出口的流体通路，阀体，开闭被设于上述流体通路的阀部，步进电机，包含用于将上述阀体向上述阀部的开闭方向驱动的转子，轴，同轴状地设于上述转子，并在前端部支承上述阀体，以及阻挡机构，用于限制上述轴向一方向及另一方向的旋转量；其中，上述阻挡机构包括：蜗杆，一体地设于上述轴，齿条，与上述蜗杆相啮合，齿条引导，一体地设于上述主体，引导上述齿条使其与上述蜗杆的轴线平行地平动，第1阻挡构件，在上述蜗杆的一端侧与上述轴一体而设，通过与向一方向移动来的上述齿条相互卡定，来限制上述轴的旋转，以及第2阻挡构件，在上述蜗杆的另一端侧与上述轴一体而设，通过与向另一方向移动来的上述齿条相互卡定，来限制上述轴的旋转。

【技术特征摘要】
2013.11.29 JP 2013-2484671.一种步进电机驱动式的控制阀，其特征在于，包括：主体，具有从上游侧导入流体的导入口、向下游侧导出流体的导出口、以及连通上述导入口和上述导出口的流体通路，阀体，开闭被设于上述流体通路的阀部，步进电机，包含用于将上述阀体向上述阀部的开闭方向驱动的转子，轴，同轴状地设于上述转子，并在前端部支承上述阀体，以及阻挡机构，用于限制上述轴向一方向及另一方向的旋转量；其中，上述阻挡机构包括：蜗杆，一体地设于上述轴，齿条，与上述蜗杆相啮合，齿条引导，一体地设于上述主体，引导上述齿条使其与上述蜗杆的轴线平行地平动，第1阻挡构件，在上述蜗杆的一端侧与上述轴一体而设，通过与向一方向移动来的上述齿条相互卡定，来限制上述轴的旋转，第2阻挡构件，在上述蜗杆的另一端侧与上述轴一体而设，通过与向另一方向移动来的上述齿条相互卡定，来限制上述轴的旋转，以及动作变换机构，通过将上述转子的围绕轴线的旋转运动变换成上述轴的轴线方向的平动运动，来将上述阀体向上述阀部的开闭方向驱动；上述阀体通过接合或分离于上述流体通路所设的阀孔，来开闭阀部；上述动作变换机构包括被一体地设于上述轴的外螺纹部，和被一体地设于上述主体、且与上述外螺纹部啮合的内螺纹部；上述第1阻挡构件通过与向一方向移动来的上述齿条相互...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥和司，汤浅智宏，大江勇人，
申请(专利权)人：株式会社TGK，
类型：发明
国别省市：日本;JP