步进电机驱动式的控制阀的制作方法_3

文档序号:8357922阅读:来源:国知局
4固定于第2主体8。从该状态起,使转子芯90外插于齿条引导44进行组装,并通过将螺母98紧固于从转子芯90突出的外螺纹104,来将转子31固定于工作杆32。另外,在变形例中,对于转子芯90与轴60的固定,也可以采用基于固定环或防松螺母的接合。
[0057]图5是详细表示转子芯90的构成的图。⑷是立体图,⑶是表示将⑷部分切开后的状态的图。(C)是俯视图,⑶是仰视图。(E)是(C)的B-B箭头方向剖视图,(F)是(C)的C-C箭头方向剖视图。
[0058]转子芯90是通过将PPS等树脂材料注射成型而得到的,具有自润滑性。转子芯90具有圆筒状的本体106,并在该本体106的内周面每隔45度地突出设置有引导部94。在本体106的下端,设有沿半径方向向外突出的法兰部108,在上端设有向外突出的一对爪部110。在该法兰部108与爪部110之间,以夹入的方式支承未图示的磁体92。
[0059]引导部94的下端部呈锥形,使得容易向齿条引导44插入。通过多个引导部94的内周面的假想圆被构成得比齿条引导44的大径部46略大,但两者的间隙被设定成足够小,以使得能防止转子芯90的振摆回转。阻挡构件99被一体地设于多个引导部94之一,具有面向转子芯90的一个旋转方向的卡定面112 (作为“第I被卡定面”发挥功能)。
[0060]图6是详细表不齿条引导44的构成的图。(A)是立体图,(B)是主视图,(C)是俯视图,⑶是仰视图。(E)是⑶的D-D箭头方向#1]视图。
[0061]齿条引导44是通过将含有玻璃纤维的PPS等树脂材料注射成型而得到的,具有自润滑性。齿条引导44设有3个连通孔76,使得上下贯穿大径部46和小径部48的阶梯部。另外,在大径部46的下端内周部,环状地形成有预定深度的连通槽77。在引导部68的一个侧壁的上端面,设有由小突起构成的承压部114,在引导部68的另一个侧面的下端面,一体地设有由小突起构成的承压部116。承压部114是在齿条70于上死点卡定转子芯90时、从相反侧支持该齿条70的构件。承压部116是在齿条70于下死点卡定阻挡构件64时、从相反侧支持齿条70的构件。此外,关于齿条70的卡定动作的详细情况,将在后面说明。
[0062]图7是详细表示齿条70的构成的图。(A)是表示齿条70的立体图。(B)是表示齿条70被安装于齿条引导44的状态的图。
[0063]如图7的(A)所示,齿条70是通过将PPS等树脂材料注射成型而得到的,具有自润滑性。齿条70在棱柱状的本体71的一个侧面形成有多段齿。
[0064]在本体71的上面的宽度方向一侧的一半部分突出设有卡定部72,在下面的宽度方向一侧的一半部分突出设有卡定部74。卡定部72具有面向转子31的一个旋转方向、抵接于阻挡构件99来卡定转子芯90的旋转的卡定面122 (作为“第I卡定面”发挥功能)。另一方面,卡定部74具有面向转子31的另一旋转方向、抵接于阻挡构件64来卡定工作杆32的旋转的卡定面124 (作为“第2卡定面”发挥功能)。卡定面122、124相对于转子31的旋转方向彼此朝向相反方向。
[0065]如图7的⑶所示,齿条70嵌合于引导部68,被引导向长度方向(与齿相交的方向)平动。齿条70的宽度与引导部68的开口宽度几乎相等,故齿条70随着蜗杆62的旋转而仅向平动方向变位,向旋转方向的变位被限制。在上死点,如图所示,卡定部72以与卡定面122相反侧的面抵接于承压部114。在下死点,卡定部74以与卡定面124相反侧的面抵接于承压部116。
[0066]图8是详细表示阻挡构件64的构成的图。(A)是立体图、⑶是主视图、(C)是右侧面图、(D)是左侧面图、(E)是俯视图、(F)是仰视图。
[0067]阻挡构件64是通过将PPS等树脂材料注射成型而得到的,具有环状的本体130。本体130上所形成的插通孔132如已述的那样,被形成为能与轴60的切型102嵌合的非圆形。
[0068]从本体130的侧面,沿半径方向向外突出地设有卡定部134。卡定部134是与齿条70相互卡定而使工作杆32的旋转停止的部分。卡定部134上形成有面向旋转方向的卡定面136 (作为“第2被卡定面”发挥功能)。在本体130的上面,设有与蜗杆62嵌合而彼此高精度地定位的嵌合突起138。另外,在本体130的下面,设有与轴60嵌合而彼此高精度地定位的嵌合突起140。
[0069]图9是示意性地表示齿条70的动作的图。(A)表示齿条70到达上死点时的状态,(B)表示齿条70到达下死点时的状态。此外,各图相当于从齿条引导44的背面侧(引导部68侧)来看的图。
[0070]如图9的(A)所示,在随着转子31的正转、齿条70到达上死点时,卡定部72的卡定面122与阻挡构件99的卡定面112抵接而卡定。其结果,转子31的旋转停止,阀体34向闭阀方向的驱动也停止。此时,在阻挡构件99抵接于卡定部72的同时,承压部114从与阻挡构件99的相反侧承受卡定部72,故能使作用于卡定部72的旋转方向的力为压缩力。由此,能防止向卡定部72作用剪断力的局部应力,能维持其耐久性。
[0071]另一方面,如图9的⑶所示,在随着转子31的逆转、齿条70到达下死点时,卡定部74的卡定面124与卡定部134的卡定面136抵接而卡定。其结果,转子31的旋转停止,阀体34向开阀方向的驱动也停止。此时,在卡定部134抵接于卡定部74的同时,承压部116从与卡定部134相反侧承受卡定部74,故能使作用于卡定部74的旋转方向的力为压缩力。由此,能防止对卡定部74作用剪断力的局部应力,能维持其耐久性。
[0072]此外,在本实施方式中,轴60及引导部件38的动作变换机构的螺纹节距被设定为0.5mm,而蜗杆62及齿条70的阻挡机构的螺纹节距被定为1.2mm。即、阻挡机构的螺纹节距被设定得比动作变换机构的螺纹节距大。由此,能进行精密的阀开度调整,并能加大轴60的每I转的齿条70的平动量。由此,能加大卡定部72与阻挡构件99的抵接面、及卡定部74与阻挡构件64的抵接面,使得能充分确保它们的卡定力。
[0073]如上这样构成的控制阀I作为能基于电机单元4的驱动控制来调整其阀开度的步进电机动作式的控制阀来发挥功能。下面说明控制阀I的整体动作。图10是表示控制阀的动作的剖视图。已说明的图1表示闭阀状态,图10表示全开状态。
[0074]在控制阀I的流量控制中,车辆用冷暖装置的未图示的控制部计算与设定开度相应的步进电机的驱动步数,向励磁线圈88提供驱动电流(驱动脉冲)。由此,转子31旋转时,轴60也随之旋转。此时,轴60通过与引导部件38间的螺纹机构而提高下方向、即阀部的开闭方向平动,阀部的开度被调整为设定开度。即、该螺纹机构作为通过将转子31的围绕轴线的旋转运动变换成轴60 (工作杆32)的轴线方向的平动运动(直线前进运动)、来沿阀部的开闭方向驱动阀体34的“动作变换机构”发挥功能。
[0075]此外,齿条70被沿引导部68驱动,由此,阀体34的动作范围被限制为图1所示的下死点与图10所示的上死点的范围。即、随着转子31从图1所示的闭阀状态起被向一方向旋转驱动(正转),阀体34成为开阀状态。即、随转子31 —起旋转的轴60通过螺纹机构而上升,压入衬套67以吊起的方式使阀体34向开阀方向变位。此时,相对于与轴60 —体地上升的蜗杆62,齿条70向相反方向(即下方)平动。随着转子31向一方向旋转,阀部的开度变大,在齿条70到达下死点时,如图10所示,阻挡构件64、进而转子31的旋转被卡定,阀体34停于全开位置。
[0076]另一方面,在转子31被向另一方向(相反方向)旋转驱动(逆转)时,阀部的开度变小。即、随转子31 —起逆旋转的轴60通过螺纹机构而下降,阀体34被压入衬套67支承着向闭阀方向变位。此时,弹簧63的势能力介由弹簧支座65而被传递到阀体34,故阀体34与压入衬套67 —体地稳定变位。此时,相对于与轴60 —体地下降的蜗杆62,齿条70向相反方向(即上方)平动。由此,在齿条70到达上死点时,如图1所示,阻挡构件99、进而转子31的旋转被卡定,阀体34停于闭阀位置。另外,在阀体34落座于阀座26的同时,与压入衬套67的卡定状态被解除,故在阀体34与阀座26之间不会作用过度的按压力。
[0077]这样,随着转子31的旋转,轴60和齿条70相对于轴线方向向彼此相反的方向平动,齿条70收于转子31的内部空间地进行变位。因此,能将控制阀I的内部机构整体的轴线方向的平动行程抑制得较小,能将控制阀I构成得紧凑。
[0078]转子31的转速对应于控制指令值的驱动步数,故未图示的控制部能将控制阀I控制为任意开度。在本实施方式中,针对转子31的每I转、阀体34的行程为0.5mm。
[0079]如以上说明的那样,根据本实施方式,通过在限制轴60的旋转范围的阻挡机构中采用齿条70,构造上能确保足够的刚性。此外,由于使齿条70沿一体地设于主体5 (第2主体8)的齿条引导44向平动方向引导,故能稳定地维持齿条70的动作。其结果,能使阻挡机构稳定地发挥功能。另外,由于用树脂材料构成蜗杆62、齿条70及齿条引导44,故能将蜗杆62向旋转方向及平动方向动
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