專利名稱：一種電動(dòng)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要設(shè)置在空調(diào)設(shè)備和冷凍設(shè)備的致冷劑管上用來控制流量之類的電動(dòng)閥。
背景技術(shù)：
如圖12所示，以及日本專利No.3181118所公開的，這種電動(dòng)閥包括具有閥頭H的閥桿V，其中所述閥頭H承座于設(shè)置在閥體D中的基座Z上或從該基座移開。具有內(nèi)螺紋F和軸承部J的襯套P固定在閥體D中，而固定在步進(jìn)電機(jī)M的轉(zhuǎn)子R中的是一閥套W，其具有用于與內(nèi)螺紋F相嚙合的外螺紋T和在軸承部J上滑動(dòng)的軸頸K。
所述閥桿V安裝在閥套W內(nèi)，且一固定環(huán)L安裝在閥套W一開口側(cè)上。閥套W的上部插入到固定在轉(zhuǎn)子箱C上的容納元件G內(nèi)，和一復(fù)位彈簧U夾設(shè)在容納元件G與轉(zhuǎn)子R之間，從而使外螺紋T與內(nèi)螺紋F在由于閥完全打開而脫離后相互嚙合。閥桿推動(dòng)彈簧Q設(shè)置在閥套W與閥桿V之間，從而沿關(guān)閉閥的方向推動(dòng)閥桿V。
對(duì)步進(jìn)電機(jī)M的定子E施加預(yù)定的激勵(lì)脈沖，從而使轉(zhuǎn)子R規(guī)則和不規(guī)則地轉(zhuǎn)動(dòng)，以向前和向后移動(dòng)閥桿，從而改變閥基座Z與閥頭H之間開口的截面積以實(shí)現(xiàn)流量控制。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，在閥關(guān)閉時(shí)，閥頭H被閥桿推動(dòng)彈簧Q的力推壓在閥基座Z上。因此，當(dāng)相對(duì)于關(guān)閉的閥基座Z部分的上游側(cè)和下游側(cè)沿打開閥的方向承受過大的壓力差時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，即閥桿V被抬起且不能繼續(xù)保持閥關(guān)閉的狀態(tài)，其中所述過大壓力差是由于制冷劑壓力的瞬變或其它原因所導(dǎo)致的且其大于閥桿推動(dòng)彈簧Q的推力。
使閥關(guān)閉可不采用閥桿推動(dòng)彈簧Q，而采用這樣一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用直接設(shè)置在閥桿上的螺紋把閥桿V緊固在閥基座Z上，從而在閥關(guān)閉時(shí)提高其穩(wěn)定性。例如，在圖12中，襯套P與閥套W之間可不采用螺紋聯(lián)接，而采用這樣的特征，即在閥桿V的外周上直接設(shè)置陽螺紋部分T，其與襯套P上的陰螺紋F相嚙合，并且閥桿V隨著轉(zhuǎn)子R側(cè)的閥套W轉(zhuǎn)動(dòng)。
但是，如圖13所示，在初始化電動(dòng)閥時(shí)，步進(jìn)電機(jī)M的定子E沿關(guān)閉閥的方向被過分地施加激勵(lì)脈沖(如圖14所示)。在這種情況下，存在這樣的擔(dān)心，步進(jìn)電機(jī)M有可能會(huì)失調(diào)，而且轉(zhuǎn)子R會(huì)使閥桿回退，從而引起閥桿輕微的上下移動(dòng)。
從圖13中在閥隨著轉(zhuǎn)子R逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而被關(guān)閉時(shí)所確定的位置(①)到由位置(①)后的三個(gè)脈沖所確定的另一個(gè)位置(②)，轉(zhuǎn)子R的N極被逆時(shí)針移開的定子E的S極所吸引，因此轉(zhuǎn)子R受到沿關(guān)閉閥的方向的力。在由閥被關(guān)閉后的五個(gè)脈沖所確定的位置(③)上，轉(zhuǎn)子R的N極被定子E的S極所吸引，其中所述定子E順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)以接近N極，且轉(zhuǎn)子R受到沿打開閥方向的力。因此，轉(zhuǎn)子R在角度α的一定范圍內(nèi)規(guī)律或不規(guī)律地轉(zhuǎn)動(dòng)(④)，并且閥桿上下移動(dòng)，同時(shí)螺紋聯(lián)接被松開或旋緊，導(dǎo)致閥被關(guān)閉的狀態(tài)不能保持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的電動(dòng)閥，在電動(dòng)閥的初始狀態(tài)下，當(dāng)在閥的關(guān)閉狀態(tài)下沿進(jìn)一步關(guān)閉閥的方向施加激勵(lì)脈沖時(shí)，能良好地保持閥的關(guān)閉狀態(tài)。
權(quán)利要求1所描述的發(fā)明是一種電動(dòng)閥，其包括閥桿，所述閥桿跟隨由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件而前后移動(dòng)，從而引起閥頭承坐于形成在閥體內(nèi)的閥基座上或從該閥基座上移開，其中，為實(shí)現(xiàn)上述目的，所述閥桿設(shè)置有與閥體側(cè)相嚙合的以便前后移動(dòng)閥桿的螺紋部分；設(shè)置在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件與閥桿之間的是一聯(lián)鎖部分，其把旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)力傳遞到閥桿，并使得閥桿跟隨其轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)；聯(lián)動(dòng)防止部分(回退防止部分)，其設(shè)置在聯(lián)鎖部分的延伸的位置處，并接近于閥桿用于關(guān)閉閥的特定位置，從而使得在閥桿處于關(guān)閉閥操作時(shí)在供給步進(jìn)電機(jī)的額外的激勵(lì)脈沖的作用下，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件沿打開閥方向的移動(dòng)與閥桿不相互聯(lián)鎖。
因此，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)通過聯(lián)鎖部分使閥桿旋轉(zhuǎn)，并通過螺紋部分使閥桿前后移動(dòng)。在關(guān)閉閥的時(shí)候，閥桿通過螺紋部分緊固在閥基座上，因此在關(guān)閉閥時(shí)閥桿的穩(wěn)定性得到提高。同時(shí)，例如，在初始化電動(dòng)閥時(shí)，當(dāng)激勵(lì)脈沖在閥關(guān)閉時(shí)被過分地提供給步進(jìn)電機(jī)，且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件沿打開閥的方向移動(dòng)預(yù)定的角度時(shí)，聯(lián)動(dòng)防止部分使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件的移動(dòng)與閥桿不相互聯(lián)鎖，從而防止閥桿上下移動(dòng)而帶動(dòng)螺紋部分忽松忽緊，從而能夠很好地保持閥關(guān)閉的狀態(tài)。
權(quán)利要求2所描述的發(fā)明是一種電動(dòng)閥，其中通過更好地對(duì)準(zhǔn)磁極而減小從閥的關(guān)閉狀態(tài)到閥打開的初始狀態(tài)的激勵(lì)脈沖特定量的發(fā)散，以提高可控性，整個(gè)裝置這樣設(shè)置，即當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)脈沖被提供給步進(jìn)電機(jī)，且所述閥桿處于使閥關(guān)閉的位置時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)方向上處于穩(wěn)定的位置。
因此，在閥的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子上的特定磁極相互面對(duì)，從而在旋轉(zhuǎn)方向上具有穩(wěn)定的位置關(guān)系。因此，與使得閥桿通過螺紋部分前后移動(dòng)的穩(wěn)定操作機(jī)構(gòu)相結(jié)合，從而減小了從閥的關(guān)閉狀態(tài)到閥打開的初始狀態(tài)所提供的激勵(lì)脈沖特定量的發(fā)散。因此，即使當(dāng)重復(fù)閥的初始化時(shí)，也能進(jìn)行穩(wěn)定的閥打開操作，使得流量控制特性中的滯后程度下降，提高可控性，從而使得用于空調(diào)的溫度控制或類似的能夠很好地進(jìn)行。


圖1是說明裝配根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)閥第一實(shí)施例的視圖。
圖2是第一實(shí)施例的縱向截面視圖。
圖3是第一實(shí)施例主要部分的縱向截面視圖。
圖4是圖3的部分放大視圖。
圖5是沿圖4中的線A-A剖開的截面視圖。
圖6是沿圖4中的線B-B剖開的截面視圖。
圖7是聯(lián)動(dòng)防止部分的修改實(shí)施例的截面視圖。
圖8是說明整個(gè)結(jié)構(gòu)的裝配過程的視圖。
圖9是流量控制的特性曲線圖。
圖10是說明裝配根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)閥的第二實(shí)施例的視圖。
圖11是第二實(shí)施例的縱向截面視圖。
圖12是現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)閥的縱向截面視圖。
圖13是說明回退現(xiàn)象的視圖。
圖14是顯示提供給步進(jìn)電機(jī)的激勵(lì)脈沖的特定模式的圖表。
具體實(shí)施例方式
如圖1和2所示，第一連接管11與第二連接管12以成直角的方式連接到閥體1上。第一連接管11連接到例如室外單元側(cè)上，第二連接管12連接到例如室內(nèi)單元側(cè)上。閥基座2形成于閥體1的內(nèi)部，一體成形于圓柱狀的閥桿3一端的閥針狀閥頭31面對(duì)閥基座2。
閥桿3設(shè)置有螺紋部分5，其包括與陰螺紋41螺紋聯(lián)接的陽螺紋51，以向前和向后移動(dòng)閥桿3，其中所述陰螺紋41形成在壓配合到閥體1中的下部軸承4的內(nèi)側(cè)。螺紋部分5包括一較大的引導(dǎo)螺紋，其相對(duì)于對(duì)應(yīng)平均螺紋直徑的特定圓周長度q具有較大的螺距r，即，螺紋梯度r/q設(shè)置成8％或更大。
閥桿3設(shè)置在作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件的閥套7中，其中閥套7與步進(jìn)電機(jī)6的磁性轉(zhuǎn)子61一體成形。從閥桿3的兩側(cè)上伸出的銷30以自由滑動(dòng)的方式安裝在閥套7的一對(duì)槽70中，以形成聯(lián)鎖部分，該聯(lián)鎖部分把磁性轉(zhuǎn)子61的轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給閥桿3，并使得閥桿3隨著自身的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)。槽70的寬度可與銷30的直徑相等。
閥套7的下部由下部軸承4的外圍部分容納，閥套7的上部容納于焊接到閥體1的凸緣13上的轉(zhuǎn)子箱63中的上部軸承8。一穩(wěn)定彈簧9設(shè)置在閥桿3上的彈簧固定器32與閥套7之間，在閥桿3處于閥完全打開操作時(shí)該穩(wěn)定彈簧9被壓縮。閥體1的內(nèi)部空間14與轉(zhuǎn)子箱63的內(nèi)部通過均壓孔15相通。
閥桿在閥完全打開操作時(shí)的正常位置是這樣確定的，即其由閥桿相對(duì)于關(guān)閉閥的閥桿位置向后移動(dòng)對(duì)應(yīng)于預(yù)定脈沖的距離所確定。在閥桿處于閥完全打開操作位置，其中螺紋41與51尚未相互脫離時(shí)，且如果閥桿3沿打開閥的方向過度旋轉(zhuǎn)，所述螺紋的螺紋聯(lián)接就脫開，從而防止閥桿3過度上移。
如圖3到6所示，設(shè)置有聯(lián)動(dòng)防止部分(回退防止部分)10，其包括平行的加寬溝槽，所述平行加寬溝槽是形成前述聯(lián)鎖部分的溝槽70的延續(xù)部分，該聯(lián)動(dòng)防止部分10位于閥桿的閥關(guān)閉位置附近的槽70的開口部分，并且即使是在閥關(guān)閉時(shí)磁性轉(zhuǎn)子61由于提供給步進(jìn)電機(jī)6的額外的激勵(lì)脈沖而沿打開閥的方向移動(dòng)的情況下，該聯(lián)動(dòng)防止部分也能防止銷30與所述槽沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向相互接近，從而使得銷與槽不聯(lián)鎖。
聯(lián)動(dòng)防止部分10的槽的寬度這樣設(shè)置，使得磁性轉(zhuǎn)子61，即，閥套7在預(yù)定角度β(約18°)內(nèi)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與銷30相鄰接。通過對(duì)圖13所示的角度α(11.25到15°)增加一些裕量而得到角度β(約18°)。
本實(shí)施例中的步進(jìn)電機(jī)6和激勵(lì)脈沖的具體模式的說明見圖13和14。具體說，磁性轉(zhuǎn)子61具有包括N和S極的24個(gè)極，且定子具有48個(gè)極，通過8步一個(gè)周期的1-2相激勵(lì)系統(tǒng)每步轉(zhuǎn)動(dòng)3.75°，且用96步完成一圈。
如圖7所示，聯(lián)動(dòng)防止部分10也可采用扇形的槽，而不采用平行的加寬槽。在圖3到7中，標(biāo)號(hào)90表示均壓槽，其用于使閥桿3的上側(cè)和后側(cè)的壓力相等。
圖8示出了組裝整個(gè)電動(dòng)閥結(jié)構(gòu)的過程。插入定子62，使轉(zhuǎn)子箱63上的外突起(dimple)64與步進(jìn)電機(jī)6的定子62上的轉(zhuǎn)動(dòng)限位孔65相對(duì)準(zhǔn)(①②)。把閥桿旋入到下部軸承4中，直到閥桿3停止，再把穩(wěn)定彈簧9與磁性轉(zhuǎn)子61組裝起來(③④⑤)。
插入轉(zhuǎn)子箱63，直到其與凸緣13相接觸，且對(duì)定子62供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)脈沖，例如，圖14中任意形式的激勵(lì)脈沖。在當(dāng)定子62沿箭頭所示方向被手動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置處，會(huì)感覺到?jīng)]有力回推定子62，并且磁性轉(zhuǎn)子61在旋轉(zhuǎn)方向穩(wěn)定，插入轉(zhuǎn)子箱63直到轉(zhuǎn)子箱63的端面抵靠凸緣13(⑥)。
在轉(zhuǎn)子箱63與凸緣13之間延伸標(biāo)示一個(gè)識(shí)別標(biāo)記16。提供用于沿打開閥方向向后移動(dòng)閥桿3的100個(gè)或更多的激勵(lì)脈沖。在后面工序中的焊接操作時(shí)，為在閥的內(nèi)部填充惰性氣體的操作做準(zhǔn)備。把定子62從轉(zhuǎn)子箱63上卸下，并用于完成閥裝配的后續(xù)操作中(⑦)。
圖9示出了相對(duì)于提供給步進(jìn)電機(jī)6的激勵(lì)脈沖的流量控制的特性。在關(guān)閉閥的點(diǎn)附近，在閥打開方向與閥關(guān)閉方向之間出現(xiàn)某種滯后現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于使銷30與槽70沿聯(lián)動(dòng)防止部分10的旋轉(zhuǎn)方向的間隙(play)所致。但是，在其中閥被正?？刂剖褂玫膮^(qū)域中，閥打開方向與閥關(guān)閉方向之間幾乎沒有滯后，而表現(xiàn)出很好的特性。
圖10和11示出了采用相對(duì)較長的閥頭31的第二實(shí)施例。凸緣13單獨(dú)形成并銅焊到閥體1上。閥體1的內(nèi)側(cè)空間14與轉(zhuǎn)子箱63的內(nèi)側(cè)通過均壓孔17相通，其中均壓孔17在下軸承件4的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間延伸。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)閥，其包括閥桿，其跟隨由步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件而前后移動(dòng)，從而引起閥頭承坐在形成于閥體內(nèi)的閥基座上或從該閥基座上移開，其中所述閥桿設(shè)置有螺紋部分，其與閥體側(cè)相嚙合，以便向前和向后移動(dòng)閥桿；設(shè)置在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件與閥桿之間的聯(lián)鎖部分，其把旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)力傳遞到閥桿，并使得閥桿跟隨其轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)；聯(lián)動(dòng)防止部分，其設(shè)置在聯(lián)鎖部分的延伸的位置處，并靠近閥桿用于關(guān)閉所述閥的特定位置，從而使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件在閥桿處于關(guān)閉閥操作時(shí)在提供給步進(jìn)電機(jī)的額外的激勵(lì)脈沖的作用下的沿打開閥方向的移動(dòng)與閥桿不聯(lián)鎖。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)閥，其特征在于，整個(gè)裝置這樣設(shè)置，即當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)脈沖提供給步進(jìn)電機(jī)，且所述閥桿處于使閥關(guān)閉的位置時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)方向上處于穩(wěn)定位置。
全文摘要
一種電動(dòng)閥，其中在閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，即使就電動(dòng)閥初始化而言激勵(lì)脈沖沿閥關(guān)閉方向而被進(jìn)一步提供時(shí)，閥關(guān)閉的狀態(tài)仍然能夠被很好地保持，其中所述閥桿設(shè)置有與閥體側(cè)相嚙合的螺紋部分，以便向前和向后移動(dòng)閥桿；設(shè)置在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件與閥桿之間的聯(lián)鎖部分，其把旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)力傳遞到閥桿，并使得閥桿跟隨其轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)；還在聯(lián)鎖部分的延伸的部位設(shè)置有聯(lián)動(dòng)防止部分(10)，其接近于閥桿用于關(guān)閉所述閥的特定位置，從而使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件在閥桿處于關(guān)閉閥操作時(shí)在提供給步進(jìn)電機(jī)的額外的激勵(lì)脈沖的作用下的沿打開閥方向的移動(dòng)與閥桿不相互聯(lián)鎖。
文檔編號(hào)F16K31/04GK1551961SQ02817218
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2002年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月26日
發(fā)明者米沢徹, 米 申請(qǐng)人:千代田空調(diào)機(jī)器株式會(huì)社