专利名称：电动阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如对空调机的制冷剂的流量进行控制所采用的电动阀。
背景技术：
图14是表示专利文献1所公开的现有电动阀的一个例子的纵剖视图。电动阀100包括 阀本体120、阀芯123、壳体140,该阀本体120具有阀室121及形成在阀本体120内的阀座 122，该阀芯123通过离开或接近阀座122来对阀座122的开口部进行开闭，该壳体140固定 在阀本体120上。壳体140内置有转子130，且驱动转子130旋转的定子142外嵌在壳体140 上。阀本体120上设有从阀本体120的底面向下方延伸的管120a、从阀本体120的侧面在水 平方向延伸的管120b，通过这些管120a、 120b将制冷剂导入阀室121内或将阀室121内的 制冷剂导出封外部。壳体140由非磁性的金属形成并呈有顶圆筒状，通过焊接等方式固定在凸缘板141上， 该凸缘板141固定在阀本体120的上部，壳体140的内部保持气密状态。定子142包括定子 本体143和盖在其外侧的树脂制的外装部144。转子本体143包括由磁性材料构成的轭铁 151、通过线圈架152绕在该轭铁151上的上下的定子线圈153、 153。外装部144具有嵌于 壳体140之外的嵌合孔144a。由针阀构成的阀芯123形成在阀轴124的下端。转子130的旋转通过驱动机构变换为阀 芯123接近或离开阀座122的动作。该驱动机构是螺旋进给机构，包括向转子130的方向 突出地固定在阀本体120上的、且形成有固定螺纹部125的筒状的导向衬套126,具有与该 导向衬套126的固定螺纹部125旋合的移动螺纹部131的阀轴支架132。固定螺纹部125为 形成在导向衬套126外周上的外螺纹。又，移动螺纹部131为形成在阀轴支架132内周上的 内螺纹。阀轴支架132位于导向衬套126的外侧且呈向下方开口的有顶圆筒形状，其顶壁的中心 嵌合有阀轴124的上部缩径部并通过推压螺母133连接。阀轴124可上下移动地嵌插入阀轴 支架132的中心，总是受到压缩安装在阀轴支架132内的压缩螺旋弹簧134向下方的施力。 在导向衬套126的侧壁上形成有用于实现阀室121和壳体140内均压的均压孔126b。压入固定在阀轴124的上端的推压螺母133的外周上安装有圆筒状的压缩螺旋弹簧所构 成的恢复弹簧135。在导向衬套126的固定螺纹部125与阀轴支架132的移动螺纹部131之 间的旋合脱离时，恢复弹簧135与壳体140的内面抵接而施力以使两螺纹部125、 131的旋合 恢复。阀轴支架132和转子130通过支承环136结合。阀轴支架132的上部突部嵌合到支承环 136的内周孔部内，对该上部突部的外周铆接，由此转子130、支承环136和阀轴支架132就导向衬套126上固定有环状的下挡块127,在其上部突设有板状的下挡片127a。又，阀 轴支架132上固定有环状的上挡块137，在其下部突设有板状的上挡片137a，可与下挡片127a 卡合。定子142具有与定子线圈153、 153连接的多个管脚154，在该管脚154上连接有多根导 线155所连接的接线器156。遮盖接线器156的盖子157焊接在定子142上，盖子157内填 充有环氧树脂等填充材料158。壳体140嵌合在定子142的外装部144的嵌合孔144a内，通过焊接在外装部144的下面 的止转部件159来阻止相对于阀本体120和壳体140的旋转。止转部件159省略图示，具有 水平的顶壁、和从该顶壁的两侧缘向下方伸出的2个臂部。顶壁上形成有从其一端向上方突 出的定位部。使从定子142的下面突出的突起插入止转部件159的顶壁所形成的安装孔内， 并通过超声波焊接机将该突起压碎从而固定止转部件159。符号145'表示被压碎的突起。定 子142使其嵌合孔144a与壳体140嵌合并沿阀本体120的方向推入，由此止转部件159的2 个臂部就成为将水平方向的管120b在径向挟住加以保持的状态，因此定子142可极其容易且 可靠地固定在阀本体120和壳体140上。在该电动阀100中，为了能流畅地进行阀轴124的动作，通常采用如上所述那样的进给 螺旋机构，转子130的旋转通过进给螺旋机构变换为阀芯123的上下移动，通过变更阀开度 来控制流体的流量。进给螺旋机构在结构上不能避免在外螺纹和内螺纹的螺纹配合部分产生 一定程度的间隙(齿隙)。图15所示的是将进给螺旋机构局部进行放大的剖视图。在闭阀时，通过转子(固定螺纹 部125)的旋转将移动螺纹部131向下推。在图14中流向为从管120b向管120a流动时，并 不产生因流体的压力所引起的向上方向的力。其结果，施加在移动螺纹部131上的负荷主要 是向下方向。即，如图15 (a)所示，固定螺纹部125的下侧螺旋面125b与移动螺纹部131 的上侧螺旋面131a抵接而将移动螺纹部131向下推，与阀座抵接。从该状态打开阀时，首先，
必须通过旋转固定螺纹部125吸收间隙，直到变为图15(b)的状态。流向为图14中从管120a向管120b流动时，施加在螺纹上的负荷由于制冷剂流动所产生 的力而为向上方向，因此如图15 (a)所示，在螺纹接触依旧保持在上侧的情况下打开阀。 处于上侧接触状态的螺纹在开阀后，有时会由于从流动所受到的向上方向的负荷的减少导致 的负荷的平衡而向下侧移动。如上所述，由于流向的不同，螺纹的接触方向发生变化，因此由于流体的流向而产生不 同的开阀点。又，在控制过程中由于螺纹接触面的变化，流量特性曲线也表现出差异。施加 到脉冲电动机的驱动脉冲的每1脉冲的阀轴提升量大，间隙所产生的影响就较小。不过，这 种电动阀根据最近精密的流量控制的要求，采用在电动机和进给螺旋机构之间设置减速机构 等应对方式，驱动脉冲的每1脉冲的阀轴提升量有减小倾向。施加到电动机的每1脉冲的阀 轴的提升量变得极小，阀打开开始和关闭结束的时间就不一致，产生所谓的滞后作用(流量 差)，在流量控制方面就不能忽视该流量差。作为已有的电动阀的一形态，也有采用相对于制冷剂构成隔壁的波纹管的阀，图16以剖 视图表示了其中一个例子的主要部分。电动阀的上部的结构可与图14所示的结构相同，因此 省略图示。传递步进电动机的输出的移动螺纹部131与固定螺纹部125之间螺纹配合。阀轴 124的外侧配设有波纹管160，波纹管160的上端161通过环部件167采用铆接加工和焊接方 式被固定在阀本体上，波纹管160的下端162固定在阀杆124上。波纹管160防止导入到与 阀室121连通的室163内的制冷剂浸入设在电动阀的上部的壳体内。阀轴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的上部与螺纹轴即移动螺纹部131抵接， 螺旋机构的螺纹进给作用所产生的轴向的推力经由球165和球承接部件166传递给阀轴124 侧。在波纹管160的弹力和基于波纹管160内外的压力差的受压负荷的作用下，在阀轴124 上作用有向上的牵引力。因此，移动螺纹部总是被向上推，从而缓和因在螺纹部存在的间隙 所产生的滞后作用。不过，波纹管160是高价零件，成形性差，需要焊接等复杂的组装作业， 成为电动阀的制造成本降低的瓶颈。又，也有提出将螺旋弹簧配置在阀支架和阀本体、阀杆.(日文》f A)或阀轴之间的 阀，该螺旋弹簧作为除去进给螺旋机构所存在的螺纹齿隙的弹性手段，该进给螺旋机构用于 将电动机的输出旋转变换成阀芯的轴向移动。在这些例子中，该螺旋弹簧的配置位置为阀室 的上方位置(专利文献2、 3)。此时，存在电动阀的上下方向的尺寸变大这样的难点。专利文献1:日本特开2000-346226号公报专利文献2:日本特开平8-226564号公报
专利文献3:日本特开2005-48779号公报发明内容本发明是鉴于所述问题制成的，其目的在于提供一种小型且廉价的电动阀，其可消除在 电动机旋转和阀开度之间容易产生的滞后作用。为了解决所述问题，本发明的电动阀包括具有阀室和形成在其内部的阀座的阀本体， 通过离开或接近所述阀座来调整流体的通过流量的阀芯，具有转子和驱动该转子旋转的定子 的驱动部、将所述转子的旋转变换为所述阀芯的接近或离开所述阀座的动作的进给螺旋机构， 以及为了除去所述进给螺旋机构内所存在的齿隙、向使所述阀芯离开所述阀座的方向施力的 弹簧，所述弹簧配置在所述阀室内。采用本发明，将弹簧配置在阀室内，因此对进给螺旋机构的螺旋状的螺纹面间存在的齿 隙进行吸收，可在闭阀结束时和开阀开始时的进给螺旋机构的旋转与阀体的移动量之间的关 系中不产生滞后作用，防止进给螺旋机构产生无效的行程。又，可比弹簧配置在阀室的上方 的电动阀縮小上下方向的尺寸。
图1是表示本发明的电动阀的一实施例的整体构造的剖视图。 图2是表示本发明的电动阀的另一实施例的主要部分剖视图。图3是表示轴承、轴、转子组装体的细节的剖视图。图4是表示支架、螺旋轴承、螺旋轴和球的细节的剖视图。图5是表示构成减速装置的齿轮箱的细节的俯视图和侧视图。图6是表示固定齿轮120的细节的俯视图、剖视图和侧视图。图7是防止固定齿轮上浮的碟型弹簧的俯视图和侧视图。图8是表示构成减速装置的托架和行星齿轮的细节的俯视图和剖视图。图9是表示构成减速装置的输出齿轮和输出轴的细节的剖视图。图10是主要部分的分解立体图。图11是表示行星齿轮减速机构的例子的俯视图。图12是本发明的电动阀的另一实施例的主要部分的剖视图。图13是本发明的电动阀的其他实施例的主要部分的剖视图。图14是表示现有的电动阀的一例子的剖视图。
图15是进给螺旋机构的齿隙和因其所产生的问题点的说明图。 图16是表示具有波纹管的现有电动阀的一例子的剖视图。
具体实施方式
图1是表示本发明的电动阀的整体构造的剖视图。以符号1表示整体的电动阀包括以 励磁功能而起作用的、具有定子和转子组成的电动机的驱动部la、输入该驱动部la所产生 的旋转驱动力后进行齿轮减速，并将减速后的旋转输出的齿轮减速机部lb、通过螺纹作用将 来自该齿轮减速机部lb的减速旋转变换为螺旋轴轴向的移动而输出的进给螺旋机构部lc。符号30是通过支承部件20固定在阀本体10上的气密容器，为有顶圆筒状的壳体，驱动 部la包括电动机励磁装置2和永磁型转子组装体8，该电动机励磁装置2配设在壳体30 的外周部，且通过绕在线圈架上而构成电动机的定子的线圈3与树脂一体成型而成，该永磁 型转子组装体8旋转自如地支承在壳体30内部且通过电动机励磁装置2旋转驱动。电动机励 磁装置2和永磁型转子组装体8构成作为电动机的一个例子的步进电动机。电动机励磁装置2通过板簧所形成的安装件5可装卸自如地嵌装在壳体30上。在该例中， 形成在壳体30上的凸部6与形成在安装件5上的卡合孔弹性嵌合来定位。电动机励磁装置2 为了对定子进行励磁，线圈3通过接线器4和导线与外部的电源连接而接受供电。阀本体IO 其内部形成有阀室12，且在其底部15形成有在阀本体10的底面上开口的孔14。在阀本体 10上固定有与阀室12的侧面连通的管18a、和与孔14的下端连通的管18b。齿轮减速机部lb由对转子组装体8的旋转进行减速的行星齿轮式减速机构(下面略称为 "减速机构")40构成。减速机构40包括与转子组装体8—体的恒星齿轮41、旋转自如地 支承在托架42上且与恒星齿轮41啮合的多个行星齿轮43、固定支撑在阀本体10上且与行 星齿轮43的局部啮合的环形齿轮44、与环形齿轮44齿数稍有不同的输出内齿齿轮45。由减 速机构40减速后的转子组装体8的旋转通过输出内齿齿轮45传递给进给螺旋机构lc的输出 轴46。另外，在本实施例中设有行星齿轮式减速机构作为减速机构40,也可用啮合配置成直 列的齿轮系机构替代行星齿轮式减速机构。或者不一定需要减速机构40，也可直接将转子的 旋转输入螺旋机构。下面参照附图3 图9对减速机构40和进给螺旋机构lc进行详细说明。图3是表示轴201和转子组装体8的细节的剖视图。步进电动机的永磁型转子即转子组 装体8通过轴201旋转自如地配设在壳体30内部。转子组装体8由含有磁性材料的塑料材料 形成有顶筒状，作为周壁的筒体202与配设在中央的恒星齿轮部件204成型为一体。恒星齿 轮部件204上设有在中心垂直向下延伸且具有供轴201所用的通孔203的毂部205。在毂部205的外侧上形成有减速机构的一结构要素的恒星齿轮41。图4(a)表示构成进给螺旋机构lc的筒状轴承50的细节的剖视图、图4(b)表示螺旋轴 52和球65的细节的剖视图。筒状轴承50下侧的外周部207嵌入阀本体10内，在下侧外缘 部分，筒状轴承50通过后述的弹簧座本体74的上侧凸缘部75支承在阀本体10的台阶部64 上。筒状轴承50的外周的安装部206通过冲压加工等手段安装成不能从阀本体1 O侧拔出。 又，在外周部207上形成有环状凹部208，该环状凹部208用来嵌入泡沫金属等所形成的环 56，环56作为密封和除去异物用的过滤器发挥作用。筒状轴承50的上端面209从下侧支承 减速机构40的输出内齿齿轮45，减速机构40的输出轴46嵌合入筒状轴承50的上侧内周部 210。筒状轴承50具有在其内周的下部分所形成的内螺纹部51，内螺纹部51与形成在螺旋 轴52的外周的外螺纹部53旋合。螺旋轴52在上部形成有细缝状的凹部55，减速机构40的 输出轴46的平头起子部即凸部54插入该细缝状的凹部55，下部的凹部211中固定有球65。 螺旋轴52的旋转变换成轴向的移动，通过球65传递到阀芯60顶U。图5是表示构成减速机构40的齿轮箱220的细节的图，图(a)是俯视图，图(b)是剖 视图。齿轮箱220为圆筒状部件，其下部嵌合在阀本体10(参照图1)的上部。从齿轮箱220 的上端缘221向上方突出而形成的4片舌片222形成顶端222a比根部222b宽的倒锥体状， 在其两端缘部形成有底切部。将该舌片222a插入图11所示的环状齿轮44的凹部234(参照 图6)并加热，由此环状齿轮44的塑料材料就熔化，环状齿轮44被可靠地固定在齿轮箱220 上。图6表示环状齿轮44的细节，(a)为俯视图，(b)为沿(a)中X-X'的剖视图，(c)为 (a)中Y向侧视图。环状齿轮44是比如对塑料材料进行成型加工而作成的环状物，在外周 部形成有凸缘233的同时，也在周向上交错地形成有固定在齿轮箱220的上部用的凹部234 和凸部232。环状齿轮44的内周侧形成有构成减速机构40的要素之一的环状齿轮235。图7表示碟形弹簧240的细节的图，该蝶形弹簧240用于抑制环状齿轮44的上浮和转子 旋转时的振动所产生的噪音，图7(a)为俯视图，(b)为侧视图。也如图1所示，嵌装在齿轮 箱220上部的环状齿轮44通过配设在其与转子组装体8之间的碟形弹簧240防止上浮。又， 可通过碟形弹簧240的弹性降低转子旋转时所产生的振动，抑制振动所产生的噪音。碟形弹 簧240为具有孔241的环状，该孔241内穿过有转子组装体8的恒星齿轮41所设有的毂部 205，碟形弹簧240具有从在其外周向3方向延伸的弹簧部242。图8是表示构成减速机构40的托架42和行星齿轮43的细节的图，(a)为托架42的俯视 图，(b)为行星齿轮43的剖视图，(c)为托架42的剖视图，(d)是盖有板254的托架42的 俯视图。托架42是比如对塑料成型加工而形成的圆盘，在中心部具有轴201穿过的孔250， 在其上面的周缘部上在周长方向交错地设有朝着上方延伸的3根柱251和3个隔壁252。行 星齿轮43呈筒状，在中心部具有旋转自如地嵌合在托架42的柱251上用的孔251a，在外周 部具有齿轮部253。将行星齿轮43嵌合在各柱251上的托架42的上面覆盖有一片垫圈状的 板254，柱251和隔壁252顶部的凸部被压入板254的孔255中固定。图9是表示构成减速机构40的输出内齿齿轮45和与其一体的输出轴46的细节的剖视图。 输出内齿齿轮45为有底圆筒状，底壁的中心形成有用于压入输出轴46的圆柱部262的孔260。 输出内齿齿轮45的内周形成有内齿轮261。输出轴46形成有容纳轴201的有底的孔263、与 形成孔263侧相反侧形成有一字起子(日文7^于只K，,A—)形状的作为平头起子部 的凸部54。如图1所示，作为平头起子部的凸部54成为插入螺旋轴52的细缝状的凹部55 内的卡合状态。另外，也可在螺旋轴52侧设有凸部，在输出轴46侧设有与该凸部卡合的凹 部。减速机构40中，转子组装体8的恒星齿轮41为输入齿轮，支承在托架42上的行星齿轮 43同时与恒星齿轮41、作为固定齿轮的形成有内齿的环状齿轮44、和输出内齿齿轮45啮合。 托架42整体被支承成在输出内齿齿轮45上可自由地旋转。环状齿轮44和输出内齿齿轮45 存在相互变位的关系，彼此的齿数稍有不同。行星齿轮43—边与固定的环状齿轮44啮合， 一边自转且公转时，根据齿数的不同，输出内齿齿轮45相对于环状齿轮44进行旋转。因此， 在减速机构40中，恒星齿轮41的输入被减速而输出到输出内齿齿轮45，比如以50比1左 右大小的减速比来进行减速。转子组装体8的旋转比如以50比1被减速，传递给输出轴46， 进而传递给螺旋轴52。螺旋轴52可以微小的转数旋转，可以微小的移动控制与该螺旋轴52 的旋转相应的螺旋轴52的轴向移动，达到高分辨率的阀开度控制。图10是电动阀1的主要部分的分解立体图。2根配管18a、 18b液体密封地安装在阀本 体10上。阀本体10的上部外周上焊接有用于安装壳体30的支承部件20。阀本体10的筒状 上部穿过支承部件20而向上方延伸，如图l所示，该筒状上部嵌装有进给螺旋机构lc，该 进给螺旋机构lc包括螺旋轴52、与螺旋轴螺纹配合的筒状轴承50。阀本体10的筒状上部嵌 装有齿轮箱220的下端部。在齿轮箱220的内部，在进给螺旋机构lc的上方配置有减速机构 40。在齿轮箱220的上部形成有4片舌片222和凹部221,舌片222的顶端部222a的宽度尺 寸大于根部222b。为减速机构40的一构成要素且由树脂等作成的固定的环状齿轮44在内周 面形成有环状齿轮齿235，在外周部形成有4个凹部234。通过将该凹部234插入齿轮箱220 的舌片222 作为本发明的电动阀的实施例，能列举出以下的电动阀。本电动阀最好是确定减速机构 40所采用的齿轮的齿大小的齿轮模数m为0.2 0.4。若齿轮模数m过于小于该范围，齿轮的 齿的大小过小而难以制造，又为了经得起传递扭矩的大小，就有必要加长轴向的长度，减速 机构40的长度增加。又，反过来使齿轮模数m大于所述范围，就容易制造，但齿轮直径变大， 减速机构40的直径即电动阀的尺寸也变大。作为减速机构40的结构，通过采用使环状齿轮 44和输出内齿齿轮45的齿数稍许不同的、所谓奇异齿轮(日文不思議歯車)机构，可得 到齿轮外形为比如环状齿轮44的齿根圆直径为150以下这样极小型，齿轮减速比为30 100 这样大的减速比。可将螺纹节距为0. 5 1. 5mm的M3 M7的小型三角螺纹螺杆(也可是梯形 螺纹、方螺纹)作为进给螺旋机构lc的螺旋轴52。在减速装置40中，输出内齿齿轮45的齿数多于环状齿轮44时，由于电动机励磁装置2 的动作，恒星齿轮41与转子组装体8沿顺时针方向一体地旋转，则与恒星齿轮41和环状齿 轮44啮合的行星齿轮43就逆时针旋转(CCW)(自转)且绕恒星齿轮41公转。其结果，托架 42被减速并沿顺时针(CW)旋转。与行星齿轮43啮合的输出内齿齿轮45基于与环状齿轮44 之间的齿数的差而沿顺时针(CW)进一步减速旋转。减速机构40中，在将恒星齿轮41、行 星齿轮43、环状齿轮44、输出内齿齿轮45的齿数分别为Z1、 Z2、 Z3、 Z4时，输出内齿齿轮 45的输出齿轮比即减速比可用下式表示。减速比[Z4 ， (Z1+Z3)]/[Z1 (Z4-Z3)] 但Z3共Z4分母、分子分别除以Z1.Z4，也可表示为减速比=(1+Z3/Z1) / (1-Z3/Z4)。环状齿轮44的齿数与输出内齿齿轮45的齿数差小，减速比大，因此想增大减速比时， 行星数为3时，作成[Z4-Z3]-3。又，Z3/Z1大时，可较大地取得减速比，因此就减小恒星齿 轮41的齿数Zl，为了得到必要的减速比，分别决定环状齿轮44的齿数Z3和输出内齿齿轮 45的齿数Z4，进而决定行星齿轮43的齿数Z2。顺便说下，在21=12、 Z2=18、 Z3=48、 Z4=54时，输出内齿齿轮45的输出齿轮比为1/45 大小的减速比。转子组装体8的旋转以大的减速比传递给螺旋轴52，因此，可细微地控制阀 开度，也就是可具有高分辨率地控制阀开度。图11所示的是表示行星齿轮减速机构的例子的俯视图。图11 (a)为行星齿轮数为3时 的图，图ll (b)为行星齿轮数为4时的图。图ll (a)时，恒星齿轮41的齿数为22，行星 齿轮43的齿数为11，环状齿轮44的内齿数为44。图11 (b)时，恒星齿轮41的齿数为13， 行星齿轮43的齿数为13，环状齿轮44的内齿数为39。
进给螺旋机构部lc将通过行星齿轮式减速机构40传递给输出轴46的转子组装体8的旋 转变换为使阀芯60接近或离开阀座62的直线运动。进给螺旋机构部lc包括筒状轴承50和 螺旋轴52，该筒状轴承50支承在阀本体10上且在上侧旋转自如地支承输出轴46，同时在下 侧内周形成有内螺纹部51、该螺旋轴52上形成有与筒状轴承50的内螺纹部51旋合的外螺 纹部53。筒状轴承50以嵌入阀本体10上所形成的阀孔63的上部的状态固定支承。g卩，筒 状轴承50为固定螺纹部，螺旋轴52为移动螺纹部。形成在输出轴46的下端的凸部54与形 成在螺旋轴52的上端的凹部55卡合，将输出轴46的旋转传递给螺旋轴52。输出轴46的上 端连接固定在转子组装体8的旋转轴上。螺旋轴52的轴向移动通过球65、球支承部件66传递给阀芯60。来自进给螺旋机构lc 的将阀芯60向闭阀方向推下的力通过球65、球支承部件66传递，在进给螺旋机构lc中， 为了在使螺旋轴52向开阀方向移动时，除去内螺纹部51和外螺纹部53之间的齿隙，在阀本 体10上设有对阀芯60向开阀方向施力的螺旋弹簧70。为了支承螺旋弹簧70，在阀室12上配设有金属制的有底筒状的弹簧座73 (弹簧覆盖部 件)。该弹簧座73包括留下阀轴60的下端部而覆在阀轴60的外周面上的筒状周壁74、以 向外侧弯曲的状态形成在周壁74的上端的朝外凸缘部75、以朝内侧弯曲且留有阀轴60可穿 过的孔77的状态形成在周壁74的下端的朝内凸缘部76。螺旋弹簧70的上端部71与阀芯60 的大直径部67抵接，下端部72与弹簧座73的朝内凸缘部76抵接，由此被支承为压縮状态。 周壁74的朝外凸缘部75夹在台阶部64和安装在阀孔63中的筒状轴承50的下端部之间而被 固定，该台阶部64形成在阀本体10的阀孔63的下端。在弹簧座73内保持成压缩状态的螺旋弹簧70的弹力的作用下，阀芯60总是受到朝开阀 方向(螺旋机构部lc的方向)的施力，利用来自进给螺旋机构lc的力而将阀芯60朝闭阀方 向下推时，克服螺旋弹簧70的弹力使阀芯60下移，使阀芯60的顶端顶在阀座62上，关闭 孔14。阀芯60相对于阀座62的位置可通过齿轮减速部lb以高分辨率定位，因此能高精度 地控制阀芯60和孔14之间的流路面积，可高精度地调节通过的制冷剂流量。使进给螺旋机 构lc向开阀方向动作时，利用螺旋弹簧70的弹力，阀芯60随着螺旋轴52的上升而移动。 以往，在阀芯60的外侧安装波纹管来防止导入阀室12内的制冷剂浸入壳体30内，通过作用 在波纹管的流体压力和波纹管自身的弹力在阀芯60上施加向上的作用力。采用本实施例，不 使用高价材料所制作的波纹管，制冷剂向壳体30的浸入可通过筒状轴承50和阀本体10之间 的密封56来防止。又，只要将壳30内的零件制成在制冷剂的作用下不会膨胀的材质，通过 过滤器等防止异物进入壳体30,制冷剂浸入壳体30内也没有关系。
如上所述，螺旋弹簧70通过其弹力对进给螺旋机构lc朝开阀方向施力，因此筒状轴承 50的内螺纹部51和螺旋轴52的外螺纹部53之间存在的间隙通过螺旋轴52相对于筒状轴承 50靠近上方来吸收。所以，内螺纹部51和外螺纹部53之间的配置关系如图15 (a)所示， 被维持在螺纹间隙B被吸收的状态。闭阀时，阀芯60与阀座62抵接时，外螺纹部53直接将 反向力传递给内螺纹部51，不经由对螺纹间隙B吸收的无效行程。又，开阔时，阀芯60离 开阀座62时，外螺纹部53保持图15 (a)所示的状态随着内螺纹部51移动。在本实施例中， 通过将螺旋弹簧70设在阀室12内，可比将螺旋弹簧70设在阀室12的上方缩小电动阀上下 方向的尺寸。又，在本实施例中，在阀室12的内部配置有覆盖螺旋弹簧70的弹簧座73，且其底部从 阀室12离开的同时，在弹簧座73的周围和下方形成有剖面U字形的空间。因此，阀室12比 以往更宽，充分确保留存在内部的制冷剂量。通过经验可判断出阀室12越宽，在冷冻循环 的运行过程中随着制冷剂向阀室12内的出入的阀室12内的状态变化越少，制冷剂的通过声 音被降低。在本实施例的阀本体10的构造中也可实现通过声音的降低。并且，弹簧座73覆 在螺旋弹簧70的外侧，因此螺旋弹簧70被保护成与制冷剂的流动隔离，同时螺旋弹簧70和 制冷剂的流动不直接干涉。因此，可避免如下情况制冷剂的流动所引起的螺旋弹簧70的变 形和破损、或制冷剂内所含有的垃圾等附着在螺旋弹簧70上这样的情况。并且，螺旋弹簧 70和弹簧座73组成的结构比波纹管廉价。图2是表示本发明的另一实施例的局部剖视图。在图2所示的实施例中，以剖面只表示 阀本体10,驱动部la、齿轮减速部lb和进给螺旋机构lc与图1所示的例子相同，因此省略 图示和说明。在图2所示的例子中，省略了图l所示的弹簧座73。螺旋弹簧80的上端部81 与阀轴60的大直径部67抵接，下端部82直接与阀室12的底面15抵接支承。此时，虽不能 期待将螺旋弹簧80与制冷剂隔离的保护，但可进一步削减零件个数和组装工时，降低制造成 本。另外，通过在底面15形成容纳螺旋弹簧80的下端部82的凹槽83，可使螺旋弹簧80的 下端部82的位置更稳定。图1所示的实施例中的螺旋弹簧70和图2所示的实施例中的螺旋弹簧80的两端部抵接 的配对部件即阀本体和弹簧座、或阀芯的抵接面通常形成为平坦面。螺旋弹簧70、 80的端面 相对于中心轴倾斜，因此通常难以得到螺旋弹簧70、 80没有间隙地与阀芯60抵接的理想的 状态。又，在螺旋弹簧70、 80组装时或动作时，也存在螺旋弹簧70、 80相对于阀芯60倾斜 的情况。在该状态下，螺旋弹簧70、 80不仅相对于阀芯60产生中心轴(阀开闭)方向的力， 也产生与中心轴交叉方向的力。该方向的力对阀芯60和阀座62作用有别紧力，使开闭阀的
动作不能顺畅地进行，也因摩擦等原因降低耐久性。图12是解决了所述问题的实施例的主要部分的剖视图，螺旋弹簧70的上端部71通过与 阀芯60配置成同轴状的弹簧座环90与阀芯60的抵接面91抵接。抵接面91呈凸球面状，弹 簧座环90的、与螺旋弹簧70的上端部71抵接的抵接面92呈环状平坦面，弹簧座环90的、 与阀芯60抵接的抵接面93形成为无间隙地与所述凸球面滑动连接的凹球面状。其结果，在 组装时，即使螺旋弹簧70产生倾斜，也可通过弹簧座环90和阔芯60之间的一对曲面无间隙 地滑动所产生的调芯作用，对螺旋弹簧70的倾斜加以吸收。通过吸收螺旋弹簧70的倾斜， 螺旋弹簧70对于阀芯60的中心轴交叉方向的力就变小，可实现开闭阀动作的稳定和提高耐 久性。抵接面91、 93也可呈圆锥面以替代球面。在为圆锥面时， 一对面之间完全没有间隙，同 时相对位置也难以移动， 一对调芯曲面发挥以球面的场合为标准的调芯作用。图13还例示了本发明的再一实施例。通过对与图12所示的实施例相同的零件和部位标 上相同的符号而省略再一次的说明。在图13所示的实施例中，弹簧座73具有从其朝内凸缘 部76沿阀芯60延伸的导向筒部78。通过导向筒部78，就增加了阀芯60的导向长度，由此 提高阀芯60的上下方向的直线前进性的同时，也防止制冷剂所含有的异物侵入进给螺旋机构上面列举具体例子来对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限于所述实施方 式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可对所述实施方式进行各种变更。
权利要求
1.一种电动阀，其包括具有阀室和形成在其内部的阀座的阀本体，通过离开或接近所述阀座来调整流体的通过流量的阀芯，具有转子和驱动该转子旋转的定子的驱动部、将所述转子的旋转变换为所述阀芯的离开或接近所述阀座的动作的进给螺旋机构，以及为了除去所述进给螺旋机构内所存在的齿隙、向使所述阀芯离开所述阀座的方向施力的弹簧，所述弹簧配置在所述阀室内。
2. 如权利要求l所述的电动阀，其特征在于，设有覆盖所述弹簧的弹簧覆盖部件。
3. 如权利要求2所述的电动阀，其特征在于，所述弹簧覆盖部件兼作为支承所述弹 簧的所述阀座侧端部的弹簧座。
4. 如权利要求1 3中任1项所述的电动阀，其特征在于，为了将所述转子的旋转 减速后传递给所述进给螺旋机构，设有齿轮减速机构部，该齿轮减速机构部由将所述转子 和所述进给螺旋机构之间传动连接的齿轮系机构或行星齿轮机构组成。
5. 如权利要求1 4中任1项所述的电动阀，其特征在于，所述弹簧为螺旋弹簧。
6. 如权利要求5所述的电动阀，其特征在于，所述螺旋弹簧的端部通过与所述阀芯 配置成同轴状的弹簧座环与所述阀芯抵接，该弹簧座环与所述阀芯滑动自如地组合以便能 消除该弹簧座环的中心轴相对于所述阀芯的中心轴倾斜的状态。
7. 如权利要求6所述的电动阀，其特征在于，所述弹簧座环与所述阀芯的滑动接触 面呈球面状。
全文摘要
一种电动阀(1)包括具有转子和定子的驱动部(1a)、进给螺旋机构(1c)、阀本体部(1d)，为了除去进给螺旋机构(1c)内所存在的齿隙，在阀室(12)内配置有向使阀芯(60)离开阀座(62)的方向施力的螺旋弹簧(70)。又，设置将收容螺旋弹簧(70)的收容室形成在阀室(12)内的弹簧座(73)，由此确保在阀本体部(1d)形成宽的阀室(12)，降低流体通过电动阀时的通过声音。阀芯(60)和螺旋弹簧(70)之间的抵接面是能够吸收螺旋弹簧(70)的弯曲的调芯曲面。采用本发明，提供一种小型且廉价的电动阀，其可消除在电动机旋转和阀开度之间容易产生的滞后作用。
文档编号F16K1/00GK101149118SQ200710154509
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月17日 优先权日2006年9月20日
发明者梅泽仁志, 荒井裕介 申请人:株式会社不二工机