步进电机驱动式的控制阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。作为该动作变换机构，例如采用丝杆机构(例如参照专利文献I)。是在控制阀的主体上形成内螺纹，并在与转子一体的轴上形成外螺纹，在该轴的前端支承阀体的构造。能通过转子的旋转来将轴向轴线方向驱动，使阀体平动。
[0005][在先技术文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献I]日本特开2010-38219号公报
【发明内容】
[0008]〔发明所要解决的课题〕
[0009]然而，这样的控制阀中，丝杠机构本身多兼具转子的轴承功能，特别在安装于车辆时等易受到振动的环境下，存在无法得到足够的耐久性这样的问题。即、这样的控制阀是转子在保持有质量大的磁石的状态下被比较不稳定的悬臂状地保持的结构，且无法避免定子线圈的吸引力产生些许的偏心。因此，在转子旋转动作时，其轴承部可能会作用较大的转矩。特别是在安装于车辆的情况下，会进一步受到来自外部的振动，故容易发生因转子的惯性力引起的振摆回转。因此，在丝杠作为轴承发挥功能时，螺纹部所负载的荷重较大，无法得到足够的耐久性的可能性较大。
[0010]本发明的目的之一在于，在步进电机驱动式的控制阀中，抑制转子的振摆回转，使耐振性提尚。
[0011]〔用于解决课题的手段〕
[0012]为解决上述课题，本发明一个方案的控制阀包括: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阀孔；阀体，通过接合或分离于阀孔，来开闭阀部；步进电机，包含用于将阀体向阀部的开闭方向驱动的转子；工作杆，与转子同轴状地设置，在一端部支承阀体；筒状的引导部件，其一端侧以固定于主体的方式竖立设置，另一端侧作为工作杆的轴承发挥功能；以及动作变换机构，通过将转子的围绕轴线的旋转运动变换成工作杆的轴线方向的平动运动，来将阀体向阀部的开闭方向驱动。
[0013]转子呈中空形状；主体具有在与转子的相对面、与阀孔同轴地设置的嵌合部，和在阀孔与嵌合部之间、与阀孔同轴地设置的支承部。引导部件呈在轴线方向上同轴地一体成型有大径部和小径部的阶梯筒状，大径部以插通于嵌合部的方式嵌合并固定于主体，小径部伸入转子的内部空间；工作杆以贯穿转子的内部空间的方式而设，被以主体的支承部为一端侧的轴承、以引导部件的小径部为另一端侧的轴承地可旋转地支承。
[0014]根据该方案，在主体中向确保了与阀孔的同轴度的嵌合部嵌合阶梯筒状的引导部件的大径部。由此，能高精度地得到引导部件与阀孔的同轴度。另一方面，主体上还设有确保了与阀孔的同轴度的支承部。引导部件的小径部被确保了与大径部的同轴度。因此，能高精度地得到成为工作杆的一端侧的轴承的主体的支承部与成为另一端侧的轴承的引导部件的小径部的同轴度。此外，由于引导部件的小径部伸入转子的内部空间，故能充分得到该小径部与支承部的间隔、即轴承间隔。即，能以双支承、而不是单支承地支承成为转子的旋转轴的工作杆，且能确保两轴承的同轴度。因此，即使受到了来自外部的振动，也能防止或抑制转子的振摆回转，能稳定地维持其旋转。其结果，能提高作为控制阀的耐振性。
[0015]〔发明效果〕
[0016]通过本发明，能在步进电机驱动式的控制阀中抑制转子的振摆回转，提高耐振性。
【附图说明】
[0017]图1是表示实施方式的控制阀的构成的一个剖视图。
[0018]图2是图1的A-A箭头方向剖视图。
[0019]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。
[0020]图4是表不转子及工作杆的构成部件的分解立体图。
[0021]图5是详细表示转子芯的构成的图。
[0022]图6是详细表示齿条引导的构成的图。
[0023]图7是详细表示齿条的构成的图。
[0024]图8是详细表示阻挡构件的构成的图。
[0025]图9是示意性地表示齿条的动作的图。
[0026]图10是表示控制阀的动作的剖视图。
【具体实施方式】
[0027]以下参照附图详细说明本发明的实施方式。
[0028]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。
[0029]控制阀I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I构成其一。控制阀I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。
[0030]如图1所示，控制阀I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I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I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。
[0031]在第I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I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I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。
[0032]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I主体6的上方嵌合于安装孔20的方式被安装。在第I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。
[0033]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侦U。
[0034]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。
[0035]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的同轴性。通过这样的工艺，既维持了滑动轴承36的低摩擦及耐磨损性，又提高了耐承重性能。此外，在变形例中，也可以取代金属网而采用钢板材料作为芯材。
[0036]在引导部件38的内周面，形成有内螺纹39 (作为“内螺纹部”发挥功能)。引导部件38是通过在SUS构成的管材的内周面切削加工出内螺纹39而得到的。在本实施方式中，以推力大、耐磨损性优良的台形螺纹构成内螺纹39。在变形例中，也可以以三角螺纹构成内螺纹39。在引导部件38的轴线方向中央，设有沿半径方向向外突出的法兰部40，随着该法兰部40的下面卡定于第2主体8的阶梯部，其压入量被限制。更详细来说，引导部件38被轻压入到第2主体8，并以被紧固于第2主体8的上端的小径的螺纹环42从上方按压的方式固定