本发明涉及具备马达作为驱动源的电动阀。
背景技术：
作为现有的电动阀，已知有通过马达来驱动在前端具备阀体的直动轴的电动阀(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-169821号公报(说明书第[0007]段，图1)
技术实现要素：
发明要解决的课题
在上述现有的电动阀中，存在直动轴相对于定子松动而产生振动声这样的缺点。
本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于，提供一种能够减少振动声的电动阀。
解决方案
为了实现上述目的而完成的本发明的电动阀具备：马达；直动轴，其接受所述马达的动力而进行直线运动，且具有使形成于阀体的一端的阀口开闭的阀体；以及弹性构件，其设于所述阀体，且与所述直动轴的外周面抵接而限制所述直动轴的径向上的动作。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的电动阀的侧向剖视图。
图2是阀口打开的状态下的电动阀的侧向剖视图。
图3是收容筒体附近的俯视剖视图。
图4是收容筒体附近的侧向剖视图。
图5是收容筒体附近的侧向剖视图。
图6是特氟隆片附近的侧向剖视图。
图7是变形例的电动阀的侧向剖视图。
图8是变形例的弹性构件附近的俯视剖视图。
图9是变形例的电动阀的侧向剖视图。
图10是变形例的电动阀的侧向剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下基于图1～图6对本发明的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的电动阀10具备：定子11；可旋转地收容于定子11的内侧的转子40；以及通过转子40的旋转在定子11内进行直线运动的直动轴50。
定子11在阀主体11b的外侧固定有定子侧励磁部13。定子侧励磁部13呈圆环状，且同时具备电磁线圈13a。
阀主体11b具有沿上下延伸的套筒12。套筒12由上侧筒部14和下侧筒部15构成，这些上侧筒部14和下侧筒部15配置在同轴上。上侧筒部14呈整体上大致同径的圆筒状，且上表面开口被盖体23封闭。上述定子侧励磁部13固定于该上侧筒部14的下端部。
如图1所示，下侧筒部15具有：从下端部延伸到中间部的阀体直动部15x；位于阀体直动部15x的上方且内径比阀体直动部15x的内径大的轴承收容部15y；以及位于轴承收容部15y的上方且内径比轴承收容部15y的内径大的上端收容部15z。通过向它们之中的上端收容部15z嵌合上侧筒部14的下端部而将上侧筒部14与下侧筒部15连结起来。需要说明的是，在上侧筒部14的下端面与上端收容部15z的内表面即圆环阶梯部15d碰撞、且从下侧筒部15的上端向侧方伸出的凸缘15f与定子侧励磁部13的下表面抵接的状态下，对上侧筒部14与下侧筒部15进行焊接。
在下侧筒部15的下端部形成开口部16，圆筒部17从该开口部16的开口缘朝向阀体直动部15x直立配置。而且，该圆筒部17的上端开口成为阀口18。另外，在下侧筒部15的靠近下端的位置处，形成有向侧方开放的侧部开口15b。而且，在开口部16连接有第一流路r1，在侧部开口15b连接有第二流路r2。
如图1所示，在转子40的两端开放的圆筒状的旋转螺合筒42的外侧固定有具有磁性的转子侧励磁部41。以该转子侧励磁部41和定子侧励磁部13为主要部分而构成相当于本发明的“马达”的步进马达20，通过变更定子侧励磁部13的电磁线圈13a的励磁模式，将转子侧励磁部41定位于规定的旋转位置。
在转子40的上端部与盖体23之间以及转子40的下端部与下侧筒部15之间分别配置有轴承35、36。这些轴承35、36均是在外环35a、36a与内环35b、36b之间将多个滚珠35c、36c保持为能够转动的滚珠轴承。
上侧的轴承35的外环35a固定于转子40的旋转螺合筒42的上端部，内环35b固定于盖体23。需要说明的是，具体地说，在盖体23形成有向下方突出的圆筒部23t，在该圆筒部23t的外侧嵌合有内环35b。另外，转子40的旋转螺合筒42的内部空间内的上端部成为以阶梯状扩径的阶梯部42d，在该阶梯部42d嵌合有外环35a。
下侧的轴承36的外环36a固定于阀主体11b的下侧筒部15，内环36b固定于转子40的旋转螺合筒42的下端部。需要说明的是，具体地说，外环36a嵌合于下侧筒部15的轴承收容部15y。另外，转子40的旋转螺合筒42的外壁中的下端部成为以阶梯状缩径的阶梯部42e，在该阶梯部42e嵌合有内环36b。
在盖体23与上侧滚珠轴承35的内环35b之间配置有防松动用的波形垫圈37。由此，转子40在径向及轴向上被定位的状态下相对于定子11旋转。
另外，在电动阀10配备有以下说明的部件，以限制转子40的旋转量。即，如图1所示，在阀主体11b配备有从盖体23向下方垂下的引导轴30。在该引导轴30固定有螺旋引导件31。螺旋引导件31通过在引导轴30的下端部将线材卷绕为螺旋状而成。
在螺旋引导件31卡合有止动环32。止动环32呈落入螺旋引导件31中的轴向上相邻的线材彼此的一部分间隙内的环状，且具备向侧方伸出的止动臂32a。另外，在转子40的旋转螺合筒42的内表面，在比阴螺纹部42n靠上方的位置处形成有沿上下方向延伸且夹着止动臂32a而配置的环抵接部42s(图1中仅示出里侧的环抵接部42s)。当转子40进行旋转时，止动环32以按压于环抵接部42s的方式相对于螺旋引导件31相对旋转并上下移动，当移动到螺旋引导件31的上端部或下端部时成为不能转动的状态。由此来限制转子40的旋转量。
如图1所示，在转子40中的旋转螺合筒42的靠近下端的位置的内侧形成有阴螺纹部42n，该阴螺纹部42n与直动轴50螺合。直动轴50在上端部具有与转子40的阴螺纹部42n螺合的阳螺纹部50n(相当于本发明的“螺合部”)，另一方面，在下端部具有使阀口18开闭的阀体60。阀体60呈朝向前端部缩径的圆锥台形状，如图1所示，通过使阀体60从上方进入阀口18内且与阀座19抵接，从而堵塞阀口18而限制流动。而且，如图2所示，通过使阀体60向上方移动而打开阀口18，从而能够实现第一流路r1与第二流路r2之间的流动。
直动轴50被支承为，能够相对于下侧筒部15直线运动且不能够旋转，伴随着转子40的旋转，直动轴50通过与旋转螺合筒42之间的螺合而沿上下方向进行直线运动。以下，对直动轴50的支承机构进行详细说明。
如图1以及图3所示，在直动轴50中的阳螺纹部50n与阀体60之间，沿上下并排地形成有剖面呈d字状的滑动轴部50b(相当于本发明的“非圆形轴部”)和剖面呈圆形的圆形轴部50g。如图4所示，这些滑动轴部50b以及圆形轴部50g收容在设于阀主体11b的收容筒体25中。收容筒体25安装在收容部15g中，该收容部15g形成于下侧筒部15中的阀体直动部15x的上端部，且内径比阀体直动部15x大。在收容部15g的周边部形成有两根连通孔15h(参照图3)，此外，在收容筒体25的下端部的外表面与下侧筒部15的内表面(详细地说是阀体直动部15x的内表面)之间设置有间隙s。由此，由收容筒体25隔开的上下空间的压力、即阀主体11b内的空间中的阀体60上下移动的部分的压力与步进马达20内部的压力变得大致均匀。
收容筒体25具有呈圆筒状的筒主体部26。筒主体部26的内部成为剖面呈圆形的圆形孔26e，其内径比直动轴50的圆形轴部50g的外径稍大。另外，在筒主体部26的上端设置有从圆形孔26e的开口缘向内侧伸出的伸出部26a，在筒主体部26的中央形成有与滑动轴部50b对应的d字状的轴收容孔26d(相当于本发明的“非圆形孔”)。如图4以及图5所示，轴收容孔26d在直动轴50的直动范围内仅与滑动轴部50b抵接来限制直动轴50的旋转。
如图6所示，在筒主体部26的下端部形成有从外缘部向下方突出的环状突壁26c(相当于本发明的“突壁”)。而且，在该环状突壁26c的内侧，在收容有直动轴承27的状态下，环状突壁26c的前端部26u以倒向内侧的方式被敛缝，从而将直动轴承27不能旋转地固定于筒主体部26。
直动轴承27与筒主体部26同样地呈圆筒状，其内径大于直动轴50的圆形轴部50g的外径且小于筒主体部26的圆形孔26e的内径。如图4以及图5所示，直动轴承27在直动轴50的直动范围内仅与圆形轴部50g滑动接触，从而支承直动轴50的直线移动。
在此，在本实施方式的电动阀10中，在收容筒体25配备有与直动轴50中的圆形轴部50g的外周面50m抵接的特氟隆片28(相当于本发明的“弹性构件”)。
特氟隆片28呈圆环板状，其内径小于直动轴50的圆形轴部50g的外径。特氟隆片28在向筒主体部26组装直动轴承27时同时被组装，且外缘部被夹持在筒主体部26与直动轴承27之间。详细地说，特氟隆片28在从环状突壁26c的前端部26u侧被插入到筒主体部26而配置于筒主体部26的环状突壁26c突出的下端面26h的状态下，被夹持在该下端面26h与直动轴承27的上端面27h之间。此时，特氟隆片28被环状突壁26c限制径向的移动，因此，位置不易偏移。另外，筒主体部26的下端面26h和直动轴承27的上端面27h均成为随着朝向内侧而向上方倾斜的锥状，从而特氟隆片28的内缘部成为比直动轴承27的内表面向内侧伸出且朝向上方倾斜的状态。而且，当从直动轴承27侧将直动轴50穿过收容筒体25时，如图6所示，特氟隆片28成为如下状态：朝向直动轴承27的一侧的面28a的内缘部与直动轴50的圆形轴部50g的外周面m抵接，并且，朝向筒主体部26的一侧的面28b的内缘部与筒主体部26的圆形孔26e的内表面抵接。由此，直动轴50的圆形轴部50g成为借助特氟隆片28而保持于收容筒体25的状态。
以上是本实施方式的结构。接下来，对本实施方式的作用效果进行说明。本实施方式的电动阀10例如组装于主体100(参照图1)。而且，通过转子40受到定子侧励磁部13的励磁而旋转，具有阀体60的直动轴50因与转子40的旋转螺合筒42的螺合而进行直线运动，阀开度得以变更，在第一流路r1与第二流路r2之间流动的冷媒的流量得以变更。
在此，在本实施方式的电动阀10中，在阀主体11b配备有与直动轴50的外周面50m抵接的特氟隆片28，因此，能够防止直动轴50在径向上松动，能够减少振动声。
另外，由于在定子11与转子40之间配置有轴承35、36，因此，也防止了转子40在径向上松动，进一步减少振动声。此外，还利用用于防止轴承35、36的松动的波形垫圈37来将转子40定位在轴向上，因此，防止了转子40在轴向上松动，进一步减少振动声。
另外，当特氟隆片28采用与直动轴50中的剖面呈d字状的滑动轴部50b抵接的结构时，认为特氟隆片28与d字的角滑动接触而会发生磨损，但在本实施方式中，特氟隆片28构成为与剖面呈圆形状的圆形轴部50g抵接，因此，也防止了特氟隆片28的磨损。
另外，由于特氟隆片28安装在用于进行直动轴50的止转和直动支承的收容筒体25中，因此，与分开设置收容筒体25和用于固定特氟隆片28的构件的结构相比，削减了部件个数。此外，由于特氟隆片28在向筒主体部26安装直动轴承27时同时被安装，因此，缩短了作业时间。而且，通过将收容筒体25设为与下侧筒部15不同的部件，认为电动阀10的组装变得容易。
[其他实施方式]
本发明不局限于上述实施方式，例如，以下说明的实施方式也包含在本发明的技术范围内，此外，除了下述之外，在不脱离主旨的范围内能够加以各种变更来实施。
(1)在上述实施方式中，转子40的旋转螺合筒42在上侧的轴承35中固定于外环35a，在下侧的轴承36中固定于内环36b，但反之亦可，如图7所示，也可以两方均固定于外环35a、36a，还可以两方均固定于内环35b、36b。
(2)在上述实施方式中，特氟隆片28采用抵接于直动轴50中的圆形轴部50g的外周面50m的整周上的结构，但如图8(a)所示，也可以构成为，特氟隆片28的内缘形成波状，间断地抵接于直动轴50的外周面50m。另外，如图8(b)所示，还可以构成为，在直动轴承27的上端面27h的开口缘设置例如半球状的收容凹部27j，在该收容凹部27j配置弹性体制的球体28b(相当于本发明的“弹性构件”)。
需要说明的是，虽然收容凹部27j以及球体28b可以设置在两处位置，但优选如图8(b)所示那样，沿直动轴50的周向均等地设置在三处位置。另外，在上述例子的情况下，即便未形成连通孔15h以及间隙s，由收容筒体25隔开的上下空间的压力也大致均匀。
(3)在上述实施方式中，转子40的径向的动作被轴承35、36限制，但例如如图9所示，也可以构成为，将转子40的下端部与下侧筒体15相互抵接的部分设为锥状，利用该锥部来限制转子40的径向的动作。需要说明的是，图9中示出将转子40的下端部以及下侧筒体15设为锥状且在转子40的上端部与盖体23之间具备轴承35的例子，但也可以相反地在转子40的下端部与下侧筒体15之间具备轴承26，且将转子40的上端部以及盖体23设为锥状，还可以将转子40的下端部以及下侧筒体15、和转子40的上端部以及盖体23这两方设为锥状。
(4)在上述实施方式中，构成为阀体60配置在比阀口18靠步进马达20的一侧，且从上方与阀口18抵接，但也可以构成为阀体60配置在隔着阀口18而与步进马达20相反的一侧，且从下方与阀口18抵接。
(5)在上述实施方式中，直动轴50中的滑动轴部50b与圆形轴部50g配置在阳螺纹部50n与阀体60之间，并且，收容筒体25配置在阀口18与转子40之间，但也可以构成为，滑动轴部50b与圆形轴部50g配置于阳螺纹部50n的上方，收容筒体25配置于转子40的上方。
(6)在上述实施方式中，在直动轴50的上侧配置有滑动轴部50b，在下侧配置有圆形轴部50g，但反之亦可。
即，如图10所示，也可以从上方依次配置阳螺纹部50n、圆形轴部50g、滑动轴部50b、阀体60。在该情况下构成为，收容筒体25的与滑动轴部50b抵接的轴收容孔26d配置于下侧，与圆形轴部50g滑动接触或抵接的直动轴承27以及特氟隆片28配置于上侧。
(7)在上述实施方式中，特氟隆片28随着朝向内侧而向上方倾斜，但也可以构成为，特氟隆片28随着朝向内侧而向下方倾斜。另外还可以构成为，特氟隆片28的内周面与直动轴50中的圆形轴部50g的外周面50m抵接。
(8)在上述实施方式中，通过将环状突壁26c的前端部26u以倒向内侧的方式敛缝而将直动轴承27保持于筒主体部26，但也可以采用将直动轴承27压入到环状突壁26c内的结构。
附图标记说明：
10电动阀；
11定子；
11b阀主体；
18阀口；
20步进马达(马达)；
25收容筒体；
26筒主体部；
26d轴收容孔(非圆形孔)；
27直动轴承；
28特氟隆片(弹性构件)；
40转子；
50直动轴；
50b滑动轴部(非圆形轴部)；
50g圆形轴部；
50m外周面；
60阀体。