專利名稱：斷路閥及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)外部狀況執(zhí)行相應(yīng)的操作的安全閥(國際專利分類F16K17/36)中使用電動機作為操作裝置的安全閥(國際專利分類F16K31/04)，具體地說是涉及在用于防止煤氣事故的燃氣斷路裝置中用作斷路機構(gòu)的斷路閥，更具體地說，涉及一種使閥體相對于設(shè)在流路中的閥座發(fā)生前、后移動進行流路的斷路/復原操作且動力源使用電機的斷路閥。
背景技術(shù)：
為了防止發(fā)生燃氣事故，長期以來采用過各種各樣的安全裝置。其中有一種燃氣表稱為微電腦表，它由電池電源驅(qū)動，裝有微電腦、且內(nèi)部設(shè)有燃氣斷路裝置。這種表中的微電腦通過內(nèi)置在燃氣表中的流量傳感器監(jiān)視燃氣流量，并且還監(jiān)視地震傳感器、燃氣壓力傳感器、燃氣警報器、一氧化碳傳感器等傳感器的狀況。當微電腦判定燃氣的使用狀態(tài)出現(xiàn)異常時或者通過傳感器感知到危險狀態(tài)時，即通過設(shè)在燃氣表內(nèi)部的斷路閥將燃氣切斷。這種微電腦表由于安全性很高、燃氣配管也很容易進行、且價格低廉等原因得到了很大的普及。以日本為例，幾乎所有的家庭中都安裝了這種燃氣表。
另外，將流量傳感器計測到的燃氣流量信息利用電話線等進行集中監(jiān)視/計量，具有所謂的“遠程計量功能”的集中監(jiān)視型微電腦燃氣表的市場份額也在不斷增加。同時，對其作為一個信息終端的使用方便性方面的要求也在不斷提高。
對于這樣的集中監(jiān)視型微電腦表等燃氣表，也要求能夠通過簡單的電子開關(guān)操作或者通過電話線等進行的遙控操作就可以進行燃氣的切斷/復原，通過裝在微電腦表中的電池的電能就可以切斷和恢復燃氣，并且在保持開閥狀態(tài)和閉閥狀態(tài)時無需消耗能量。
這種斷路閥的主流驅(qū)動方式以前一直使用電磁螺線管，但是近年來，以能夠?qū)崿F(xiàn)比較強的關(guān)閉力和恢復力且在不通電時也能保持住狀態(tài)的PM型步進電機作為驅(qū)動源的斷路閥倍受注目。特別是轉(zhuǎn)子設(shè)在燃氣流路內(nèi)、定子設(shè)在燃氣流路外、具有氣密隔斷壁的斷路閥由于具有在燃氣流路上容易安裝的特點，是一種很有前途的產(chǎn)品。
下面先描述一下現(xiàn)有的這種斷路閥的結(jié)構(gòu)。
這種以PM型步進電機為驅(qū)動源的現(xiàn)有斷路閥是眾所周知的(具體可參照日本專利公開公報特開平11-2351號第4-5頁及圖1，特開平9-210237號公報第3-5頁以及圖4)。
日本專利公開公報特開平11-2351號公報所述的斷路閥如圖5中所示，設(shè)有構(gòu)成氣密隔斷壁的帶有凸緣的杯狀殼體6，該殼體6通過鋁擠壓等方式成形，其外圍裝有定子4。所述殼體6的開口部上嵌著由聚醛樹脂等具有自我潤滑性的合成樹脂制成的徑向滑動軸承外襯套3，與該外襯套3設(shè)成一個整體的凸柱5被設(shè)置在偏心位置并向前方突出。殼體6內(nèi)插裝有由聚醛樹脂等具有自我潤滑性的合成樹脂制成的徑向滑動軸承內(nèi)襯套12，引導螺桿17支承在所述外襯套3及所述內(nèi)襯套12中，且其前端的凸螺紋部17a從外襯套3中伸出，可以在正、反方向上自由旋轉(zhuǎn)。引導螺桿17上與所述定子4相對應(yīng)的位置上安裝有轉(zhuǎn)子16，在設(shè)置在轉(zhuǎn)子16和所述外襯套3之間的2塊墊板20、21之間夾入有第1軸向負荷用滾珠軸承18，該軸承18通過在圓周上設(shè)置3粒以上的滾珠19而構(gòu)成。轉(zhuǎn)子16和所述內(nèi)襯套12之間也夾入了具有同樣構(gòu)成的第2軸向負荷用滾珠軸承24，第2軸向負荷用滾珠軸承24和內(nèi)襯套12之間還設(shè)有彈簧墊圈狀的彈性伸縮部件30。閥體25由閥片27、和與所述凸柱5進行凸柱-凹孔配合且與凸螺紋部分17a進行螺紋螺桿配合的閥片支承部件26所構(gòu)成。
另外，外襯套3的外圍套有帶有階梯的圓盤狀法蘭盤2，同時，殼體6的外周還嵌合有供定子4焊接在其上的圓環(huán)狀平板法蘭盤7。上述階梯狀法蘭盤2及平板法蘭盤7相互固定在一起，并將外襯套3的凸緣和殼體6的凸緣同時夾入其中。并且，在階梯狀法蘭盤2和平板法蘭盤7之間以前后方向被壓緊的狀態(tài)安裝有由彈性合成樹脂制成的截面被圓形的彈性密封部件8。
以下描述具有上述構(gòu)成的斷路閥中的操作情況。
在燃氣的使用狀態(tài)出現(xiàn)異常等情況時，轉(zhuǎn)子16中會在圖中未示出的控制部的控制下通電，發(fā)生正轉(zhuǎn)，使引導螺桿17也發(fā)生正向旋轉(zhuǎn)，閥體25從引導螺桿17一側(cè)向閥座28一側(cè)前進，頂住閥座28，關(guān)閉流路，將流體切斷。另外，在進行復原操作時，在所述控制部的通電控制下，引導螺桿17發(fā)生反向旋轉(zhuǎn)，使閥體25從閥座26一側(cè)向引導螺桿17一側(cè)后退，使流路打開，重新開始供應(yīng)流體。
這種斷路閥在設(shè)置在流路中時，燃氣等的流體壓力將對其施加上朝向閉閥方向的推力，因此在開閥的瞬間需要比其他時間更強的推量，在與軸向垂直的方向上加到轉(zhuǎn)子16和外襯套3上的力量也會變大。但是，第1軸向負荷用滾珠軸承18能夠承受該負荷，由摩擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩損失能夠減輕。
另一篇先有技術(shù)文獻特開平9-210237號公報中所述的斷路閥如圖6中所示。這種斷路閥的構(gòu)成與圖5中的斷路閥幾乎相同，其不同點在于沒有設(shè)置徑向滑動軸承的內(nèi)襯套和外襯套；且設(shè)置在轉(zhuǎn)子42的引導螺桿50上的滾珠軸承44、45是一般常用的徑向滾珠軸承，并由焊接在定子41的兩端的金屬板即法蘭盤46、后蓋47進行定位；氣密隔斷壁不是杯狀的殼體而是兩端開口的管體43，管體43的兩端和法蘭盤46、后蓋47之間設(shè)置密封部件48、49；凸柱53為頭部經(jīng)過加工的金屬棒，且被插入(固定)到法蘭盤46中。
滾珠軸承44、45能夠承受軸向負荷，從而可以減輕開閥等時等的摩擦力引起的轉(zhuǎn)矩損失。
這種斷路閥的操作與圖5中的斷路閥相同，故在此省略對其的說明。
這種以PM型步進電機為驅(qū)動源的斷路閥操作性能穩(wěn)定，電源功耗較小，因此需要保持轉(zhuǎn)子的軸心以及確保與氣密隔斷壁的同軸度。
另外，一般來說燃氣表被設(shè)置在戶外，暴露在從夏日的直射陽光下超過50℃的溫度到嚴冬期低于-20℃的溫度的嚴酷環(huán)境中，同時位于流路一側(cè)的部件則是在低分子碳化氫燃料氣體以及燃氣中所含的微量水分、硫化氫、二氧化硫等的精制過程中的雜質(zhì)(活性氣體)等的有機物環(huán)境下經(jīng)受上述的嚴酷溫度變化。另外，大氣一側(cè)是接近于屋外的飽和濕度的高溫高濕環(huán)境，而在燃氣表內(nèi)部則是可能發(fā)生結(jié)露等的嚴酷條件。另外，在燃氣表的使用期間(一般為10年)內(nèi)，還要求具有無燃氣泄漏等極高的氣密可靠性。
換句話說，既要實現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸心的保持精度，又要實現(xiàn)極高的氣密可靠性。
但是，在圖5中所示的現(xiàn)有斷路閥中，旋轉(zhuǎn)軸(引導螺桿)17的徑向定位通過合成樹脂制成的徑向滑動軸承亦即外襯套3和內(nèi)襯套12來進行，由于合成樹脂與金屬制成的引導螺桿17之間的線性膨張系數(shù)差很大，需要將孔徑設(shè)置得大一些，以免低溫時使引導螺桿17被抱死。然而這樣一來，外襯套3、內(nèi)襯套12和引導螺桿17的徑向誤差必將增大，而且聚醛樹脂等具有自我潤滑性的合成樹脂在成形時的收縮率很高，成型時的尺寸精度很難提高，從而存在旋轉(zhuǎn)軸即引導螺桿17的軸心保持精度很低的問題。
同時，圖5中的斷路閥中的徑向滑動軸承即外襯套3、內(nèi)襯套12是合成樹脂制成的，故比較容易發(fā)生磨損。磨損產(chǎn)生的粉末上還容易附上靜電，特別是滾珠19與外襯套3、轉(zhuǎn)子16的凹狀內(nèi)腔面接觸時產(chǎn)生的磨損粉末會混入墊板20、21和滾珠19之間，附著在滾珠19的外表面上，阻礙滾珠19的順暢旋轉(zhuǎn)，引發(fā)第1軸向負荷用滾珠軸承18、第2軸向負荷用滾珠軸承24功能下降、工作不穩(wěn)定的問題。
另外，在圖6中所示的現(xiàn)有斷路閥中，轉(zhuǎn)子16的軸心保持由于是由金屬板法蘭盤46、后蓋47及徑向滾珠軸承44、45來進行，故與引導軸17之間不存在線性膨張系數(shù)差，可以減小徑向公差。但是，軸心的決定一邊使法蘭盤46、轉(zhuǎn)子41、后蓋47和其他多個的部件定位一邊進行的焊接過程的精度所決定的，這一焊接步驟同時也是使管體43、法蘭盤46、后蓋47保持氣密的步驟，故在制造過程中需要非常仔細，從而存在著造價偏高的問題。
同時，需要密封的位置為密封部件48、49這2處地方，故存在著氣密可靠性不高的問題。
另外，在圖6的斷路閥中，法蘭盤46和定子41的焊接部位54位于流路一側(cè)的表面處于燃氣環(huán)境中，另一表面處于空氣環(huán)境中，因此將同時暴露在作為燃料的燃氣、燃氣中所含的微量水分、硫化氫、二氧化硫等的精制過程中的雜質(zhì)(活性氣體)等溫度有變化的有機物環(huán)境以及接近于戶外的飽和濕度的高溫高濕環(huán)境中，且燃氣表內(nèi)部也是可能發(fā)生結(jié)露等的嚴酷條件。一般來說，經(jīng)過焊接的金屬結(jié)構(gòu)之間會殘存有畸變，容易發(fā)生晶粒界面腐蝕及應(yīng)力腐蝕，存在破裂、損壞的危險性。一旦焊接部位54損壞的話，就會產(chǎn)生燃氣泄漏的問題。
另外，圖6的斷路閥中的軸承44、45采用的是高價的徑向滾珠軸承，存在著整體造價變高的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決先有技術(shù)中的上述問題，其目的在于提供這樣一種斷路閥，它可以提高能夠忍耐長期使用過程中的濕度應(yīng)力、溫度應(yīng)力、化學物質(zhì)的應(yīng)力等應(yīng)力的氣密可靠性和轉(zhuǎn)子的軸心保持精度，只用很小的電源功率就能同時實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能和很高的操作耐久性，另外通過簡單的構(gòu)造實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明中在沒有貫通孔的鍋狀金屬隔斷壁的開口端的中央同軸地設(shè)置有金屬蓋體，該金屬蓋體上設(shè)有可供所述旋轉(zhuǎn)軸穿過的孔，在該蓋體和轉(zhuǎn)子之間同軸地設(shè)置有徑向/軸向共用滾珠軸承，支承住轉(zhuǎn)子的軸心，同時支承住蓋體和轉(zhuǎn)子的軸向負荷。
通過這樣通過金屬隔斷壁、金屬蓋體和徑向/軸向共用滾珠軸承支承住轉(zhuǎn)子的軸心，線性膨張系數(shù)將與金屬旋轉(zhuǎn)軸大致相同，因溫度變化引發(fā)的鎖死等現(xiàn)象的發(fā)生可能性將會降低，徑向間隙可以設(shè)定成最低的限度，隔斷壁開口端一側(cè)的轉(zhuǎn)子軸心精度可以提高，從而通過很小的電源功耗實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能。
另外，本發(fā)明中還與制成沒有貫通孔的鍋狀金屬隔斷壁的底面同軸地設(shè)置了徑向/軸向共用滾珠軸承，支承住轉(zhuǎn)子的軸心，同時支承住隔斷壁和轉(zhuǎn)子的軸向負荷。
這樣，轉(zhuǎn)子的軸心由金屬隔斷壁和徑向/軸向共用滾珠軸承進行支承，線性膨張系數(shù)將與金屬性的旋轉(zhuǎn)軸大致相同，因溫度變化引發(fā)的鎖死等現(xiàn)象的發(fā)生可能性將會降低，徑向間隙可以設(shè)定成最低的限度，隔斷壁底面?zhèn)纫粋?cè)的轉(zhuǎn)子軸心精度可以提高，從而通過很小的電源功耗實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能。
另外，通過在轉(zhuǎn)子和蓋體之間、或者在轉(zhuǎn)子和隔斷壁之間設(shè)置了徑向/軸向共用滾珠軸承，消除了滑動接觸部分，磨耗粉末就不易發(fā)生，而且即使產(chǎn)生了磨耗粉末，由于是金屬粉因此不易帶電吸附，滾珠軸承的功能不會因此降低，從而可以實現(xiàn)很高的操作耐久性。
然后，由于隔斷壁上沒有貫通孔，隔斷壁的內(nèi)外用一個密封部件就可以進行密封可能，從而可以減少故障部位，實現(xiàn)很高的氣密可靠性。
另外，由于轉(zhuǎn)子的軸心保持在插入徑向/軸向共用滾珠軸承、完成隔斷壁和蓋體的組裝這一時點上就已經(jīng)實現(xiàn)，因此定子及法蘭盤的固定可以采用鉚接等精度較低的加工方法，這樣可以防止因焊接而產(chǎn)生的材料強度的下降及制造條件的困難化，而且即使損壞也不會造成燃氣泄漏，從而實現(xiàn)很高的氣密可靠性和經(jīng)濟性。
另外，通過隔斷壁、旋轉(zhuǎn)軸和球，或者通過蓋體、旋轉(zhuǎn)軸和球這樣的簡單結(jié)構(gòu)就可以構(gòu)成徑向/軸向共用滾珠軸承，從而可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
因此，本發(fā)明的短路閥可以提高能夠忍耐長期使用過程中的濕度應(yīng)力、溫度應(yīng)力、化學物質(zhì)的應(yīng)力等應(yīng)力的氣密可靠性和轉(zhuǎn)子的軸心保持精度，只用很小的電源功率就能同時實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能和很高的操作耐久性，另外通過簡單的構(gòu)造實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
概略地說來，技術(shù)方案1中所述的斷路閥包括定子；同軸地設(shè)置在所述定子的內(nèi)側(cè)、且設(shè)置成不帶貫通孔的鍋狀的金屬隔斷壁；將所述隔斷壁的內(nèi)外加以密封的密封部件；在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)設(shè)置成與所述定子對向的轉(zhuǎn)子；設(shè)在轉(zhuǎn)子中的金屬制成的旋轉(zhuǎn)軸；同軸地設(shè)置在所述隔斷壁的開口端上、中央設(shè)有可讓所述旋轉(zhuǎn)軸穿過的孔的金屬蓋體；同軸地設(shè)置在所述蓋體與所述轉(zhuǎn)子之間、用于支撐所述轉(zhuǎn)子的軸心、同時用于支承住所述蓋體和所述轉(zhuǎn)子之間的軸向負荷的徑向/軸向共用滾珠軸承；設(shè)置在從所述蓋體的孔中伸入流路側(cè)中的所述旋轉(zhuǎn)軸上的直線運動機構(gòu)；以及設(shè)置在所述直線運動機構(gòu)上的閥機構(gòu)。這樣，通過由金屬蓋體和徑向/軸向共用滾珠軸承支承住轉(zhuǎn)子的軸心，線性膨張系數(shù)與金屬性旋轉(zhuǎn)軸可以變得幾乎相等，發(fā)生因溫度變化引發(fā)的鎖死等現(xiàn)象的可能性將變低，徑向間隙可以被設(shè)定為最小限度，隔斷壁開口端一側(cè)的轉(zhuǎn)子軸心精度可以提高，通過很小的電源功耗就可以實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能。
同時，通過在轉(zhuǎn)子和蓋體之間設(shè)置了徑向/軸向共用滾珠軸承，消除了滑動接觸部分，磨耗粉末就不易發(fā)生，而且即使產(chǎn)生了磨耗粉末，由于是金屬粉因此不易帶電吸附，滾珠軸承的功能不會因此降低，從而可以實現(xiàn)很高的操作耐久性。
然后，由于隔斷壁上沒有貫通孔，隔斷壁的內(nèi)外用一個密封部件就可以進行密封可能，從而可以減少故障部位，實現(xiàn)很高的氣密可靠性。
技術(shù)方案2中所述的發(fā)明具體為，在技術(shù)方案1所述的斷路閥中，所述蓋體上在中央孔的外側(cè)設(shè)有與所述中央孔同軸、且從隔斷壁內(nèi)部向外鼓出的凹部；所述旋轉(zhuǎn)軸上正對著所述蓋體的凹部的部分上設(shè)有比其他部分直徑要小的槽，所述蓋體的凹部和所述旋轉(zhuǎn)軸的槽之間裝有多個可以自由旋轉(zhuǎn)的金屬球，形成徑向/軸向共用的滾珠軸承。這樣，除了上述的效果之外，還可以通過蓋體、旋轉(zhuǎn)軸和球這樣的簡單結(jié)構(gòu)來形成徑向/軸向共用滾珠軸承，從而可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
技術(shù)方案3中所述的發(fā)明具體為，技術(shù)方案2所述的斷路閥的蓋體是由不銹鋼鋼板經(jīng)分步逐漸成形法加工制成的。這樣，在屬于低分子炭化氫的燃料用燃氣、燃氣中所含的微量水分、硫化氫、二氧化硫等的精制過程中的雜質(zhì)亦即活性燃氣等的有機物環(huán)境經(jīng)受嚴酷的溫度變化時也能保持不變質(zhì)，維持穩(wěn)定的性能。同時，通過連續(xù)沖壓加工就能成形，可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
技術(shù)方案4中所述的發(fā)明具體為，技術(shù)方案2或者3所述的斷路閥的轉(zhuǎn)子上設(shè)有外側(cè)比旋轉(zhuǎn)軸的槽在所述槽方向上向轉(zhuǎn)子一側(cè)突出、呈與所述旋轉(zhuǎn)軸同軸的圓柱狀的臨時固定裝置，所述臨時固定裝置在所述旋轉(zhuǎn)軸保持成垂直狀時，可以將球臨時固定?。辉谏w體被插著時，則與球不發(fā)生接觸。這樣，就可以采用將隔斷壁的中心軸豎直使開口端處于上方、在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)安裝入多個金屬球、將轉(zhuǎn)子裝進所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)、將多個其他的金屬球掛留在臨時固定裝置中再將所述蓋體壓入/插入所述隔斷壁的開口端中的堆積式組裝步驟，可以提高組裝加工效率，實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
另外，由于在將蓋體裝到隔斷壁上之后球和臨時固定裝置之間不發(fā)生接觸，因此臨時固定裝置不會妨礙徑向/軸向共用滾珠軸承的操作。
技術(shù)方案5中所述的斷路閥包括定子；同軸地設(shè)置在所述定子的內(nèi)側(cè)、且設(shè)置成不帶貫通孔的鍋狀的金屬隔斷壁；將所述隔斷壁的內(nèi)外加以密封的密封部件；在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)設(shè)置成與所述定子對向的轉(zhuǎn)子；設(shè)在轉(zhuǎn)子中的金屬制成的旋轉(zhuǎn)軸；同軸地設(shè)置在所述隔斷壁底面與所述轉(zhuǎn)子之間、用于支撐住所述轉(zhuǎn)子的軸心、同時用于支承所述前隔斷壁和所述轉(zhuǎn)子之間的軸向負荷的徑向/軸向共用滾珠軸承；設(shè)置在從所述隔斷壁伸進流路側(cè)中的所述旋轉(zhuǎn)軸上的直線運動機構(gòu)；和設(shè)置在所述直線運動機構(gòu)上的閥體構(gòu)件。這樣，通過由金屬蓋體和徑向/軸向共用滾珠軸承支承住轉(zhuǎn)子的軸心，線性膨張系數(shù)與金屬性旋轉(zhuǎn)軸可以變得幾乎相等，發(fā)生因溫度變化引發(fā)的鎖死等現(xiàn)象的可能性將變低，徑向間隙可以被設(shè)定為最小限度，隔斷壁底面?zhèn)纫粋?cè)的轉(zhuǎn)子軸心精度可以提高，通過很小的電源功耗就可以實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能。
同時，通過在轉(zhuǎn)子和隔斷壁之間設(shè)置了徑向/軸向共用滾珠軸承，消除了滑動接觸部分，磨耗粉末就不易發(fā)生，而且即使產(chǎn)生了磨耗粉末，由于是金屬粉因此不易帶電吸附，滾珠軸承的功能不會因此降低，從而可以實現(xiàn)很高的操作耐久性。
然后，由于隔斷壁上沒有貫通孔，隔斷壁的內(nèi)外用一個密封部件就可以進行密封可能，從而可以減少故障部位，實現(xiàn)很高的氣密可靠性。
技術(shù)方案6中所述的發(fā)明具體為，在技術(shù)方案5所述的斷路閥中，隔斷壁被制成內(nèi)側(cè)很深、呈同軸二段體的沒有貫通孔的鍋狀，旋轉(zhuǎn)軸在所述隔斷壁的底面?zhèn)纫欢嗽O(shè)有直徑比其他部分小的同軸圓柱狀前端細軸部，所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)鍋狀部和所述旋轉(zhuǎn)軸的前端細軸部之間裝設(shè)有可以自由旋轉(zhuǎn)的多個金屬球，形成徑向/軸向共用滾珠軸承。這樣，在上面提高的效果之外，可以通過隔斷壁、旋轉(zhuǎn)軸和球這樣簡單的結(jié)構(gòu)就可以形成徑向/軸向共用滾珠軸承，從而可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
技術(shù)方案7中所述的發(fā)明具體為，在技術(shù)方案5所述的斷路閥中，所述隔斷壁由奧氏體鋼類不銹鋼鋼板經(jīng)分步逐漸成形法加工制成。這樣，這樣，在屬于低分子炭化氫的燃料用燃氣、燃氣中所含的微量水分、硫化氫、二氧化硫等的精制過程中的雜質(zhì)亦即活性燃氣等的有機物環(huán)境經(jīng)受嚴酷的溫度變化時也能保持不變質(zhì)，維持穩(wěn)定的性能。同時，通過連續(xù)沖壓加工就能成形，可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
另外，這里選用奧氏體鋼類不銹鋼鋼板的理由是，鐵氧體系及馬丁體系等不銹鋼鋼板是強磁性體，會妨礙轉(zhuǎn)子和定子之間的磁路，使操作性能劣化。
技術(shù)方案8中所述的發(fā)明涉及技術(shù)方案1至7所述的斷路閥的詳細結(jié)構(gòu)，包括定子；同軸地設(shè)置所述定子的內(nèi)側(cè)、制成內(nèi)側(cè)很深、呈同軸二段體的沒有貫通孔的鍋狀的金屬板隔斷壁；與所述定子對向地設(shè)置在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)上的轉(zhuǎn)子；設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的、在所述隔斷壁側(cè)一端具有直徑比其他部分小的同軸圓柱狀前端細軸部、且在所述隔斷壁的開口端一側(cè)設(shè)有直徑比其他部分小的槽的金屬旋轉(zhuǎn)軸；同軸地設(shè)在所述隔斷壁的開口端上、中央設(shè)有可讓所述旋轉(zhuǎn)軸貫穿的孔、同軸地設(shè)在所述隔斷壁的開口端上、中央設(shè)有可讓所述旋轉(zhuǎn)軸貫穿的孔、在所述中央孔外側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)軸的槽對向的位置上設(shè)有與所述中央孔同軸且從隔斷壁內(nèi)部向外鼓出的凹部的金屬板制的蓋體；所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)鍋狀部和所述旋轉(zhuǎn)軸的前端部之間裝有多個可以自由旋轉(zhuǎn)的金屬球；所述蓋體的凹部和所述旋轉(zhuǎn)軸的槽之間裝有多個可以自由旋轉(zhuǎn)的金屬球；外側(cè)在轉(zhuǎn)子一側(cè)比所述旋轉(zhuǎn)軸的槽向所述槽方向突出、呈與所述旋轉(zhuǎn)軸同軸的圓柱狀、在所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置成垂直時可以保持住所述球、在所述蓋體被插入后則與球不發(fā)生接觸的臨時固定裝置；設(shè)置在從所述蓋體上的孔向流路側(cè)突出的所述旋轉(zhuǎn)軸上的螺旋推送機構(gòu)；固定住所述旋轉(zhuǎn)軸、且設(shè)有可供所述定子從中伸出的孔的法蘭盤；密封住所述法蘭盤和所述隔斷壁的密封部件；設(shè)置在所述螺旋推送機構(gòu)上的閥體；和固定地設(shè)置在所述法蘭盤上、用于限制所述閥體的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動防止裝置。這樣，轉(zhuǎn)子的軸心由金屬蓋體和徑向/軸向共用滾珠軸承加以支承，線性膨張系數(shù)與金屬性旋轉(zhuǎn)軸可以變得幾乎相等，發(fā)生因溫度變化引發(fā)的鎖死等現(xiàn)象的可能性將變低，徑向間隙可以被設(shè)定為最小限度，隔斷壁底面?zhèn)纫粋?cè)的轉(zhuǎn)子軸心精度可以提高，通過很小的電源功耗就可以實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能。
另外，通過在轉(zhuǎn)子和蓋體之間、或者在轉(zhuǎn)子和隔斷壁之間設(shè)置了徑向/軸向共用滾珠軸承，消除了滑動接觸部分，磨耗粉末就不易發(fā)生，而且即使產(chǎn)生了磨耗粉末，由于是金屬粉因此不易帶電吸附，滾珠軸承的功能不會因此降低，從而可以實現(xiàn)很高的操作耐久性。
而且，由于隔斷壁上沒有貫通孔，隔斷壁的內(nèi)外用一個密封部件就可以進行密封可能，從而可以減少故障部位，實現(xiàn)很高的氣密可靠性。
技術(shù)方案9中所述的發(fā)明為技術(shù)方案8中所述的斷路閥的組裝方法，包括以下步驟將隔斷壁的中心軸豎直，使開口端處于上方；在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)安裝入多個金屬球；將轉(zhuǎn)子裝進所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)；將多個其他的金屬球搭置在臨時固定裝置中，再將所述蓋體壓入、插進在所述隔斷壁的開口端中。這樣，組裝效率可以提高，可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
另外，由于轉(zhuǎn)子的軸心保持在插入徑向/軸向共用滾珠軸承、將隔斷壁和蓋體組裝到的時點上就已經(jīng)完成，定子及法蘭盤的固定可以采用鉚接等精度比較低的加工方法，可以防止因焊接造成的材料強度的下降和制造條件的困難化，而且萬一被損壞的話也不會造成燃氣泄漏，從而可以實現(xiàn)很高的氣密可靠性和經(jīng)濟性。
然后，轉(zhuǎn)動限制裝置與不可移動的方式設(shè)置法蘭盤上，另外定子也固定在法蘭盤上，設(shè)在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上的螺旋推送機構(gòu)相對于定子進行轉(zhuǎn)動時，與定子之間的旋轉(zhuǎn)被限制的閥體將在前后方向作直線運動。這樣，對于轉(zhuǎn)子、隔斷壁和蓋體組裝而成的組件的旋轉(zhuǎn)方向就沒有必要進行位置限制，在組裝過程無需進行定位操作，可以提高組裝加工效率，實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
并且，通過用隔斷壁、旋轉(zhuǎn)軸和球，或者用蓋體、旋轉(zhuǎn)軸和球這樣簡單的結(jié)構(gòu)就可以形成徑向/軸向共用的滾珠軸承，因此可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
圖1為本發(fā)明實施例1的斷路閥處于閥打開狀態(tài)時的截面圖，圖2為本發(fā)明實施例1的斷路閥中的法蘭盤及閥體的斜視圖，圖3(a)為本發(fā)明的實施例1的斷路閥在蓋體組裝上之前的隔斷壁、轉(zhuǎn)子、隔斷壁開口端側(cè)及底面?zhèn)鹊膹较?軸向共用滾珠軸承的組裝圖，圖3(b)本發(fā)明的實施例1的斷路閥在蓋體插入過程的狀態(tài)下的隔斷壁、蓋體、轉(zhuǎn)子、隔斷壁開口端側(cè)及底面?zhèn)鹊膹较?軸向共用滾珠軸承的組裝圖，圖4(a)示出了本發(fā)明的實施例1的斷路閥在包括開閥操作時在內(nèi)的通常狀態(tài)的相對位置關(guān)系，圖中只示出了隔斷壁、蓋體、轉(zhuǎn)子、隔斷壁開口端側(cè)及底面?zhèn)鹊膹较?軸向共用滾珠軸承、閥體、彈簧及設(shè)置在流路中的閥座的截面圖，圖4(b)中示出了本發(fā)明的實施例1的斷路閥在閉閥狀態(tài)下的相對位置關(guān)系，圖中只示出了隔斷壁、蓋體、轉(zhuǎn)子、隔斷壁開口端側(cè)及底面?zhèn)鹊膹较?軸向共用滾珠軸承、閥體、彈簧及設(shè)在流路中的閥座的截面圖，圖5為現(xiàn)有斷路閥處于開閥狀態(tài)時的截面圖，
圖6為另一種現(xiàn)有的斷路閥處于開閥狀態(tài)時的截面圖。
圖中，65為定子，66為隔斷壁，66c為內(nèi)側(cè)鍋狀部，68為引導螺桿(直線運動機構(gòu)，螺旋推送機構(gòu))，69為旋轉(zhuǎn)軸，69a為前端細軸部，69b為槽，71為轉(zhuǎn)子，72為蓋體，72a為孔，72b為凹部，73；75為球，74，76為徑向/軸向共用滾珠軸承，77為臨時固定裝置，79為法蘭盤，79a為突塊(轉(zhuǎn)動防止裝置)，80為密封部件，81為引導螺母(直線運動機構(gòu)，螺旋推送機構(gòu))，82a為縫隙(轉(zhuǎn)動防止裝置)，84為閥體構(gòu)件。
具體實施例方式
下面借助附圖描述本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖1為本發(fā)明的實施例1中的斷路閥處于開閥狀態(tài)下的截面圖，圖2為本發(fā)明的實施例1的斷路閥中的法蘭盤及閥體的斜視圖，圖3中示出了本發(fā)明實施例1的斷路閥中的隔斷壁、蓋體、轉(zhuǎn)子、隔斷壁開口端側(cè)及底面?zhèn)鹊膹较?軸向共用滾珠軸承的組裝過程示意圖，其中圖3(a)為蓋體組裝之前的組裝圖，圖3(b)為蓋體處于插入過程中的組裝圖，圖4為本發(fā)明實施例1的斷路閥中的隔斷壁、蓋體、轉(zhuǎn)子、隔斷壁開口端側(cè)及底面?zhèn)鹊膹较?軸向共用滾珠軸承、閥體、彈簧及設(shè)在流路中閥座的截面圖，其中，圖4(a)為表示包含開閥操作時在內(nèi)的正常狀態(tài)下的相對位置關(guān)系的截面圖，圖4(b)是表示閉閥狀態(tài)下的相對位置關(guān)系的截面圖。
圖1中設(shè)有2組由勵磁線圈61、第1電磁軛鐵62、第2電磁軛鐵63組成的組件。在勵磁線圈61中，導線被卷繞在大致成繞線板形狀的線圈架上。第1電磁軛鐵62的外周上具有圓筒部，內(nèi)周上具有梳齒狀磁極。第2電磁軛鐵63被設(shè)置成大致呈圓盤狀，內(nèi)周具有梳齒狀磁極，勵磁線圈61被夾在第2電磁軛鐵63與電磁軛鐵62之間。這2個組件中的第2電磁軛鐵63的圓盤部分呈相互對向配置。另外，在第1電磁軛鐵62和第2電磁軛鐵63的梳齒狀磁極的全部間隙中一體地充填有由合成樹脂制成的固定構(gòu)件64，另外，固定構(gòu)件64同時還被充填進勵磁線圈61的導線的外周和與之對向的第1電磁軛鐵62的外周圓筒部內(nèi)側(cè)之間的全部間隙中，這樣就形成了定子65。
第1電磁軛鐵62及第2電磁軛鐵63由低碳鋼板、電磁軟鐵板或者硅鋼板等鋼板制成，表面上進行過鍍鋅、鍍鋁、設(shè)置鉻酸處理膜等防銹處理，或者由鐵氧體類電磁不銹鋼鋼板制成，從經(jīng)濟角度考慮，最好使用由鍍鋅鋼板等預先經(jīng)過電鍍的鋼板經(jīng)沖壓加工制成的部件。在本實施例中，采用的是對鍍鋅鋼板經(jīng)沖壓加工而制成的部件。第1電磁軛鐵62和第2電磁軛鐵63的梳齒狀磁極以規(guī)定的間隙進行嚙合，具體說來，2個組件中的梳齒被配置成這樣，即一個組件中的梳齒在旋轉(zhuǎn)方向上大致位于另一個組件上的兩個梳齒的中間。
定子65的內(nèi)側(cè)設(shè)置由由奧氏體鋼類不銹鋼鋼板制成的隔斷壁66，隔斷壁66沿磁極設(shè)有圓筒部66a，一端形成封閉的底部66b和與該底部66b同心的內(nèi)側(cè)鍋狀部66c。換句話說，隔斷壁66由二段同軸的無貫通孔的鍋狀物進行分步逐漸成形法加工而成。
隔斷壁66的材料可以選擇非磁性不銹鋼鋼板、銅合金、鋁合金等，考慮到燃氣是用作燃料的低分子炭化氫，而且要在燃氣中所含的微量水分、硫化氫、二酸化硫等的精制過程中的雜質(zhì)(活性氣體)等的有機物環(huán)境下要經(jīng)歷所述的嚴酷溫度變化時不能變質(zhì)、還要保持穩(wěn)定的性能和耐腐蝕性，同時還要能通過連續(xù)沖壓加工成形，具備能夠?qū)崿F(xiàn)高經(jīng)濟性的薄厚度加工性等原因，故采用奧氏體鋼類不銹鋼鋼板經(jīng)分步逐漸成形法加工來成形為最合適的方案。在以氣密可靠性為最優(yōu)先條件的情況下，在分步逐漸成形法加工后最好進行固溶化熱處理，消除殘余的內(nèi)部應(yīng)力和結(jié)晶粒的微細化。
轉(zhuǎn)子71由呈圓管狀且外周被進行了分極磁化的永久磁石67、設(shè)置成貫通永久磁石67且一端設(shè)有引導螺桿68的金屬制成的旋轉(zhuǎn)軸69、和用于將永久磁石67和旋轉(zhuǎn)軸69固定住的支承部件70所構(gòu)成，并且，永久磁石67的外周部和定子65的電磁軛鐵62、63的磁極相互對向地設(shè)置在隔斷壁66的內(nèi)側(cè)上。
由于隔斷壁66的內(nèi)側(cè)將成為燃氣側(cè)，故要求構(gòu)成轉(zhuǎn)子71的材料具有很高的耐蝕性。因此，永久磁石67最還采用耐水分腐蝕性高的鐵氧體燒結(jié)磁石，旋轉(zhuǎn)軸69可以選用鍍鎳或鍍鉻的黃銅及不銹鋼。但是考慮到燃氣中可能含有微量的硫化氫等的腐蝕性氣體，因此最好采用不銹鋼鋼棒。至于支承部件70，出于耐碳化氫化合物的性能的考慮，最好使用聚丁烯對苯酸鹽(PBT)樹脂等耐油性高的結(jié)晶性合成樹脂。
在隔斷壁66的開口端66d處，設(shè)有蓋體72。該蓋體72與開口端66d具有大致相同的外徑，中央具有與旋轉(zhuǎn)軸69可以穿過的孔72a，并且具有與孔72a同軸且從隔斷壁66內(nèi)部鼓出的凹部72b。上述蓋體72由不銹鋼鋼板通過分步逐漸成形法加工而成，被壓入、設(shè)置在開口端66d上，使轉(zhuǎn)子被包在隔斷壁66的內(nèi)部，且使引導螺桿68從孔72a伸出。
由于蓋體72也處于燃氣流路一側(cè)，也要求具有耐腐蝕性，可以選用鍍鎳或鍍鉻的黃銅或不銹鋼。但是，考慮到燃氣中含有微量的硫化氫等腐蝕性氣體，故最好采用不銹鋼制成，同時還可以通過分步逐漸成形法加工方法用連續(xù)沖壓加工來成形，可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
另外，蓋體72沒有必要一定要使用非磁性材料。另外，即使在因應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生微細裂紋的場合下也不至于發(fā)生燃氣泄漏，固溶化熱處理等也不是必須的，可以選擇鐵氧體系列的不銹鋼鋼板及未經(jīng)熱處理的奧氏體鋼類不銹鋼鋼板。
另外，由于在隔斷壁66上不能加上過度的應(yīng)力，與隔斷壁66之間的壓入過盈量需要設(shè)定為較為寬松的過盈量。
旋轉(zhuǎn)軸69中位于隔斷壁66底面?zhèn)鹊囊欢艘嗉脆徑觾?nèi)側(cè)鍋狀部66c的部位被制成直徑比其他部分小的同軸圓柱狀前端細軸部69a，上述的內(nèi)側(cè)鍋狀部66c和前端細軸部69a之間裝有可以自由旋轉(zhuǎn)的多個金屬球73，從而構(gòu)成徑向/軸向共用的滾珠軸承74。
旋轉(zhuǎn)軸69的支承部件70和引導螺桿68之間而且是與蓋體72上的凹部72b相對的部分上設(shè)有比其他部分直徑要小一些的槽69b。在上述槽69b和凹部72b之間裝設(shè)有多個可以旋轉(zhuǎn)自如的金屬球75，形成徑向/軸向共用滾珠軸承76。
如圖3中所示，隔斷壁66的內(nèi)側(cè)鍋狀部66c被設(shè)定為比前端細軸部69a的內(nèi)徑與球73的外徑D0的2倍值之和稍大一些，而蓋體72上的凹部72b的內(nèi)徑D3被設(shè)定為比槽69b的外徑D2與球75的外徑D0的2倍值之和稍大一些。另外球73、球75裝入的個數(shù)分別要比內(nèi)側(cè)鍋狀部66c、凹部72b的內(nèi)徑D3的平均直徑和前端細軸部69a、槽69b的外徑D2的平均直徑除于球73、球75的直徑D0得到的結(jié)果值要大，因此軸承74、軸承76可以支承住旋轉(zhuǎn)軸69的徑向位置。
另外，在本實施例中雖然沒有使用，在球73、球75中設(shè)置間距保持器的話，只要球73、球75的個數(shù)在3個以上，即使分別少于內(nèi)側(cè)鍋狀部66c、凹部72b內(nèi)徑和前端細軸部69a、槽69b外徑的平均徑除球73、球75的直徑得到的數(shù)字的話，也是沒有問題的。
用于聯(lián)結(jié)旋轉(zhuǎn)軸69的前端細軸部69a(外徑D2)和其他部分(外徑D1)之間的落差的圓弧R1、以及槽69b(外徑D2)和支承部件70側(cè)的粗徑部(外徑D1)之間的落差的圓弧R2最好分別設(shè)定為比球73、球75的半徑D0稍大一些的102～106％左右。但是，從旋轉(zhuǎn)軸69的加工精度的經(jīng)濟性考慮，也沒有必要一定設(shè)置這樣的限制。
另外，在上面的說明中，軸向/徑向共用滾珠軸承74、76的徑等的主要尺寸被設(shè)定為相同，但實際上也沒有必要非得進行這樣的限制。
這種斷路閥在正常情況下不會進行任何操作，而只是被擱置在一邊，但即使在壽命快結(jié)束的時候如首次出現(xiàn)了了斷路信號也要進行必要的操作，而且不使用具有劣化、板結(jié)的危險性的潤滑油，在不加油的狀態(tài)下被使用，因此，球73、球75的材料最好使用在不加油的條件下也有耐腐蝕性的SUS304等奧氏體鋼類不銹鋼球。
在旋轉(zhuǎn)軸69上的槽69b和保持(支承)裝置70之間，設(shè)有與保持裝置70形成一體的臨時固定裝置77。該臨時固定裝置77呈與旋轉(zhuǎn)軸69同軸的圓柱狀，其外側(cè)朝槽69b的方向突出；在旋轉(zhuǎn)軸69為垂直設(shè)置時，可以固定住球75，而在蓋體72被插入后，則與球75不發(fā)生接觸。
被密封地固定/安裝在流路管壁78上的開孔中時，旋轉(zhuǎn)軸69將從孔中伸出。如圖2中所示，朝中央孔的中心突起的部分79a與法蘭盤79形成一體。定子65中的電磁軛鐵62通過緊固等方式被固定在流路管壁78的外側(cè)，法蘭盤79和隔斷壁66的開口端66d的外壁之間設(shè)置有合成橡膠制成的“O”形環(huán)等密封部件80，流路管壁78的內(nèi)外被密封成氣密狀態(tài)。
閥體84由閥片支承部件82和閥片83構(gòu)成，閥片支承部件82由具有自我潤滑性的合成樹脂制成，形成在其中心孔上的引導螺母81與旋轉(zhuǎn)軸69中處于流路管壁78側(cè)前方的引導螺桿68進行螺紋螺桿配合。閥片83設(shè)置在閥片支承部件82上，由合成橡膠等可橈性材料制成。如圖2中所示，在閥片支承部件82的法蘭盤79一側(cè)設(shè)有與軸向平行且能與法蘭盤79上的突塊79a相配合的縫隙82a，縫隙82a和突起79a構(gòu)成轉(zhuǎn)動防止裝置，引導螺桿68和引導螺母81構(gòu)成螺旋推送機構(gòu)，所述螺旋推送機構(gòu)和所述轉(zhuǎn)動防止裝置構(gòu)成直線運動機構(gòu)。
設(shè)有引導螺母81的閥片支承部件82的材料可以選用帶有聚氧甲叉、聚四氟乙烯、石墨壓墊蓋或二硫化鉬等固體潤滑材料的合成樹脂。
閥體84和法蘭盤79之間設(shè)置有被壓縮了的、從而對閥體84施加朝向閥座86的方向的彈力的彈簧85，同時彈簧85的彈力在閉閥時以外還對徑向/軸向共用滾珠軸承76施加上壓力，從而提高軸心的對準精度。
在組裝斷路閥時，如圖3(a)中所示的那樣，使中心軸保持垂直，將隔斷壁66的開口端66d朝上，在隔斷壁66的內(nèi)側(cè)安裝入多個金屬球73；然后，在隔斷壁66的內(nèi)側(cè)裝上轉(zhuǎn)子71，再將多個金屬球75搭置在臨時固定裝置77上。
此時，球75與槽69b不發(fā)生接觸，其外周直徑D5為槽69b的直徑D2與球75的直徑的2倍之和，而且比蓋體72的凹部72b的內(nèi)徑D3要大。
接下來，如圖3(b)中所示的那樣，將蓋體72壓入隔斷壁66的開口端66d中、并壓緊在其中。
這時，球75將被凹部72b所壓緊，其外圓周直徑將變得與凹部72b的內(nèi)徑D3相同，貼近槽69b或者與之發(fā)生接觸，并與臨時固定裝置77脫離。之后，球75和臨時固定裝置77就不再發(fā)生接觸。
這樣，就可以實現(xiàn)將隔斷壁66、球73、轉(zhuǎn)子71、球75、蓋體72依次裝入的堆木式組裝過程，組裝加工效率可以提高，經(jīng)濟性也能提高。
下面描述實施例1的斷路閥中的操作情況和作用。
當燃氣的使用狀態(tài)沒有異常，來自各種傳感器的信號沒有表示出危險信息時，從微電腦燃氣表的控制單元(圖中未示出)不會送來電流，轉(zhuǎn)子71在止動力矩的作用下保持住靜止狀態(tài)，閥體84保持與閥座86相分離的開閥狀態(tài)，燃氣可以發(fā)生流通。
此時的轉(zhuǎn)子71與隔斷壁66的相對位置關(guān)系如圖4(a)中所示，由于彈簧85對閥體84施加了朝向閥座86一側(cè)的推力，故閥體84在軸向間隙的范圍內(nèi)偏向閥座86一側(cè)，亦即圖4(a)中的左側(cè)，結(jié)果徑向/軸向共用滾珠軸承76將受到軸向負荷，同時由于彈簧85施加的彈力起到加壓的作用，從而可以提高徑向/軸向共用滾珠軸承76的軸心保持精度。
燃氣的使用狀態(tài)出現(xiàn)異常時、或者來自各種傳感器的信號指示出有危險情況時，微電腦表的控制部將給勵磁線圈61的各個導線加上帶有位相差的脈沖狀電流，使轉(zhuǎn)子71發(fā)生正向旋轉(zhuǎn)(即圖1中從閥體84一側(cè)看時為朝順時針方向旋轉(zhuǎn))。由于轉(zhuǎn)動防止機構(gòu)中的突塊79a與縫隙82a發(fā)生互相鑲合，故閥片支承部件82的旋轉(zhuǎn)將被阻止；引導螺桿68發(fā)生正向旋轉(zhuǎn)時，引導螺母81將向閥座86一側(cè)移動，與之形成一個整體的閥體84也將移動，從而頂住設(shè)在流路管壁78中的閥座86，多余的脈沖將發(fā)生失調(diào)，斷路閥即被關(guān)閉上。
之后，從微電腦表的控制單元即使不再送來電流，轉(zhuǎn)子71也能在制動力矩的作用下保持靜止，閥體84在彈簧85的作用下被壓緊閥座86上，保持住閉閥狀態(tài)。
此時的轉(zhuǎn)子71與隔斷壁66之間的相對位置關(guān)系如圖4(b)中所示，由于閥體84頂住了閥座86，且又被直線運動機構(gòu)所推壓，故閥體84軸向間隙范圍內(nèi)將偏向上隔斷壁66的內(nèi)側(cè)鍋狀部66c一側(cè)，亦即圖4(a)中的右側(cè)方向。結(jié)果，閥片83的壓縮彈性力將同時作為軸向力和加壓作用到徑向/軸向共用滾珠軸承74上，這樣一來，徑向/軸向共用滾珠軸承74的軸心對準精度也可以提高。
當微電腦表的控制單元從來自各種傳感器的信號判斷危險已經(jīng)解除、可以恢復進行通氣的場合下，或者燃氣用戶在排除了危險情況后操作了設(shè)有在表上或遙控盤上的復原開關(guān)的場合下，或者燃氣公司等通過通信手段遙控發(fā)出復原指令等場合下，在勵磁線圈61的各個導線中施加上具有位相差的脈沖狀電流，使轉(zhuǎn)子71發(fā)生反向旋轉(zhuǎn)(圖1中從閥體84一側(cè)看來為逆時針方向的旋轉(zhuǎn))。這樣，在引導螺桿68的拉動下，閥體84將朝法蘭盤79一側(cè)移動，與閥座86脫離，使斷路閥打開。
之后，閥體84會繼續(xù)朝法蘭盤79一側(cè)移動，直至閥片保持支承部件82頂?shù)缴w體72上；再使多余的脈沖失調(diào)，這樣，斷路閥將成為全部打開的狀態(tài)。
之后，微電腦表的控制單元即使停止供電，轉(zhuǎn)子71也會在制動力矩的作用下保持靜止，使斷路閥保持開閥狀態(tài)。
在進行復原開閥操作時，轉(zhuǎn)子71與隔斷壁66的相對位置關(guān)系也如圖4(a)中所示，即閥體84在彈簧85的彈力作用下推向閥座86一側(cè)，也就是在軸向間隙的范圍內(nèi)偏向閥座86一側(cè)亦即圖4(a)中的左側(cè)。結(jié)果，徑向/軸向共用滾珠軸承76受到軸向上的推力負荷，同時由于彈簧85的彈力也起到加壓的作用，因此徑向/軸向共用滾珠軸承76的軸心保持精度可以提高。
另外，在閥體84從閥座86脫離的開閥瞬間，燃氣等的流體壓力產(chǎn)生的負荷會與彈簧85的彈力發(fā)生疊加，起到阻止閥體84向開閥方向移動的作用，但是由于徑向/軸向共用滾珠軸承76能夠承受軸向負荷的緣故，力矩損失很少，只需很少的電源功率就可以實現(xiàn)驅(qū)動。
此外，在這種以PM型步進電機作為驅(qū)動源的斷路閥中，為了使操作性能保持穩(wěn)定和使用小電源功率，保持轉(zhuǎn)子的軸心及確保與氣密隔斷壁之間的同軸度就顯得非常重要。
另外，一般來說燃氣表被設(shè)置在戶外，暴露在從夏日的直射陽光下超過50℃的溫度到嚴冬期低于-30℃的溫度的嚴酷環(huán)境中，同時通路側(cè)78的部件則是在低分子碳化氫燃料氣體以及燃氣中所含的微量水分、硫化氫、二氧化硫等的精制過程中的雜質(zhì)活性燃氣等的有機物環(huán)境下經(jīng)受上述的嚴酷溫度變化。另外，大氣一側(cè)則是接近于屋外的飽和濕度的高溫高濕環(huán)境或者使燃氣表內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)露等的嚴酷條件。另外，在燃氣表的使用期間(一般為10年)，還要求具有無燃氣泄漏等極高的氣密可靠性。
亦即，既要實現(xiàn)轉(zhuǎn)子71軸心的保持精度，又要實現(xiàn)極高的氣密可靠性。
因此，在圖1中的斷路閥中，金屬制成的隔斷壁66的內(nèi)側(cè)鍋狀部66c、設(shè)在同軸地插嵌進隔斷壁66的開口端66d中的金屬板制成蓋體72上的凹部72b、形成在金屬制成的旋轉(zhuǎn)軸69中的前端細軸部69a及小徑槽69b、裝設(shè)在內(nèi)側(cè)鍋狀部66c和前端細軸部69a之間中的多個金屬球73、以及裝設(shè)在凹部72b和槽69b之間的多個金屬球75分別形成徑向/軸向共用滾珠軸承74、76，保持住轉(zhuǎn)子71的軸心。這樣，旋轉(zhuǎn)軸69和支承機構(gòu)的線性膨張系數(shù)幾乎相同，因溫度變化發(fā)生卡死的可能性很低，可以設(shè)置最小限度的徑向間隙，從而可以提高圖1中的轉(zhuǎn)子71的左右軸心精度，使用很少的電源功率就可以實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能。另外，由于軸承中沒有滑動接觸部分，磨耗粉末也不易發(fā)生。另外，即使產(chǎn)生了磨耗粉末，由于是金屬粉末的緣故，也不易發(fā)生帶電吸附現(xiàn)象，滾珠軸承的功能不易下降，從而可以實現(xiàn)很高的作動耐久性。因此，可以用簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成徑向/軸向共用滾珠軸承74、 76，實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
另外，隔斷壁66上由于沒有設(shè)貫通孔，因此可以用一個密封部件80將隔斷壁66的內(nèi)外加以密封，從而可以減少故障位置，實現(xiàn)很高的氣密可靠性。
另外，由于轉(zhuǎn)子71的軸心固定在插入徑向/軸向共用滾珠軸承76、將隔斷壁66和蓋體72組裝完成的時點上就已經(jīng)完成，因此，定子65及法蘭盤79的固定可以采用鉚接等精度比較低的加工方法，可以防止因焊接造成的材料強度的下降和制造條件的困難化，而且萬一被損壞的話也不會造成燃氣泄漏，從而可以實現(xiàn)很高的氣密可靠性和經(jīng)濟性。
另外，由于蓋體72由不銹鋼鋼板經(jīng)分步逐漸成形法加工制成，隔斷壁66由奧氏體鋼類不銹鋼鋼板經(jīng)分步逐漸成形法加工制成，故在屬于低分子炭化氫的燃料燃氣及燃氣中所含的微量水分、硫化氫、二氧化硫等的精制過程中的雜質(zhì)即活性燃氣等的有機物環(huán)境下即使經(jīng)受所述的嚴酷溫度變化的話也能保持不變質(zhì)，能夠維持穩(wěn)定的性能，同時，還可以通過連續(xù)沖壓加工等方式成形，實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
另外，由于設(shè)置有外側(cè)向槽69b方向突出、在旋轉(zhuǎn)軸69設(shè)置成垂直狀態(tài)時可以固定住球75、在蓋體72插著后與球75不發(fā)生接觸的臨時固定裝置77，因此可以采用簡單的堆木式組裝過程，提高組裝加工效率，實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
綜上所述，采用本發(fā)明的話，可以提高能夠忍耐長期使用過程中的濕度應(yīng)力、溫度應(yīng)力、化學物質(zhì)應(yīng)力等應(yīng)力的氣密可靠性和轉(zhuǎn)子的軸心保持精度，因此能夠提供一種只用很小的電源功率就能同時實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能和很高的操作耐久性、另外還可以通過簡單的構(gòu)造實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性的斷路閥。
另外，在上面的說明中，在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)均設(shè)置了圖1、圖3、圖4中所示的徑向/軸向共用滾珠軸承74、76，但也可以在閉閥時的軸向負荷有問題的場合下只安裝上徑向/軸向共用滾珠軸承74，以及在開閥操作時的軸向負荷有問題的場合只設(shè)置徑向/軸向共用滾珠軸承76，而另一側(cè)可以用具有自我潤滑性的合成樹脂制成的滑動軸承等來構(gòu)成。
另外，雖然在附圖中示出的徑向/軸向共用滾珠軸承74、76為盡可能裝入很多球73、75的“滿珠”型，但這不是限制性的規(guī)定，只要由3個以上的球就可以，而在這種場合下最好使用用于保持軸心的間距保持器。
另外，在附圖中，隔斷壁66和法蘭盤79之間的密封部件80是在徑向被壓縮的，但是設(shè)置成在軸向被壓縮也還是可以的。
另外，在上面的說明中，雖然閥片支承部件82和引導螺母81是一體成形的，但是也可以是不同的部件。在由不同的部件構(gòu)成的場合下，最好在閥片支承部件82和引導螺母81之間設(shè)置上施加上斥力的彈簧。
另外，雖然在附圖中閥片83呈抱住閥片支承部件82的形狀，但是也可以采用在中心互相嵌合的形式或者在閥片支承部件上形成中心軸、使中心軸氣密地貫通閥片、再用其他固定部件進行緊固的形式。另外，直線運動機構(gòu)上雖然采用的是引導螺桿68和引導螺母81，但是也可以采用圓筒凸輪、蝸桿和齒條之間的組合等形式。
本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果為，在本發(fā)明中，由于是通過金屬制成的蓋體和徑向/軸向共用滾珠軸承、或者是通過金屬制成的隔斷壁和徑向/軸向共用滾珠軸承支撐住轉(zhuǎn)子的軸心，因此與金屬旋轉(zhuǎn)軸具有幾乎相同的線性膨張系數(shù)，因溫度變化引發(fā)卡死等現(xiàn)象的可能性很低，徑向間隙可以被設(shè)定成最低限度，轉(zhuǎn)子在隔斷壁開口端一側(cè)的軸心精度可以提高，從而提供電源功耗小、操作性能穩(wěn)定的斷路閥。
另外，由于可以采用將中心軸豎直、保持住隔斷壁使開口端朝上、再在隔斷壁內(nèi)側(cè)插入多個的金屬球、在隔斷壁的內(nèi)側(cè)裝設(shè)上轉(zhuǎn)子、將其他的多個金屬球擱置在臨時固定裝置中、再將蓋體插入、固定到所述隔斷壁的開口端中的堆木式組裝步驟，可以提高組裝加工效率，從而提供一種經(jīng)濟性很高的斷路閥。
權(quán)利要求
1.一種斷路閥，其特征在于包括定子；同軸地設(shè)置在所述定子的內(nèi)側(cè)、且設(shè)置成不帶貫通孔的鍋狀的金屬隔斷壁；將所述隔斷壁的內(nèi)外加以密封的密封部件；在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)設(shè)置成與所述定子對向的轉(zhuǎn)子；設(shè)在轉(zhuǎn)子中的金屬制成的旋轉(zhuǎn)軸；同軸地設(shè)置在所述隔斷壁的開口端上、中央設(shè)有可讓所述旋轉(zhuǎn)軸穿過的孔的金屬蓋體；同軸地設(shè)置在所述蓋體與所述轉(zhuǎn)子之間、用于支撐住所述轉(zhuǎn)子的軸心、同時用于支承所述蓋體和所述轉(zhuǎn)子之間的軸向負荷的徑向/軸向共用滾珠軸承；設(shè)置在從所述蓋體的孔中伸入流路側(cè)中的所述旋轉(zhuǎn)軸上的直線運動機構(gòu)；以及設(shè)置在所述直線運動機構(gòu)上的閥機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的斷路閥，其特征在于所述蓋體上在中央孔的外側(cè)設(shè)有與所述中央孔同軸、且從隔斷壁內(nèi)部向外鼓出的凹部；所述旋轉(zhuǎn)軸上正對著所述蓋體的凹部的部分上設(shè)有比其他部分直徑要小的槽，所述蓋體的凹部和所述旋轉(zhuǎn)軸的槽之間裝有多個可以自由旋轉(zhuǎn)的金屬球，形成徑向/軸向共用的滾珠軸承。
3.如權(quán)利要求2所述的斷路閥，其特征在于所述蓋體由不銹鋼鋼板經(jīng)分步逐漸成形法加工制成。
4.如權(quán)利要求2或者3所述的斷路閥，其特征在于所述轉(zhuǎn)子具有外側(cè)比旋轉(zhuǎn)軸的槽在所述槽方向上向轉(zhuǎn)子一側(cè)突出、呈與所述旋轉(zhuǎn)軸同軸的圓柱狀的臨時固定裝置，所述臨時固定裝置在所述旋轉(zhuǎn)軸保持成垂直狀時，可以將球固定?。辉谏w體被插緊后，則與球不發(fā)生接觸。
5.一種斷路閥，其特征在于定子；同軸地設(shè)置在所述定子的內(nèi)側(cè)、且設(shè)置成不帶貫通孔的鍋狀的金屬隔斷壁；將所述隔斷壁的內(nèi)外加以密封的密封部件；在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)設(shè)置成與所述定子對向的轉(zhuǎn)子；設(shè)在轉(zhuǎn)子中的金屬制成的旋轉(zhuǎn)軸；同軸地設(shè)置在所述隔斷壁底面與所述轉(zhuǎn)子之間、用于支撐住所述轉(zhuǎn)子的軸心、同時用于支承所述前隔斷壁和所述轉(zhuǎn)子之間的軸向負荷的徑向/軸向共用滾珠軸承；設(shè)置在從所述隔斷壁伸進流路側(cè)中的所述旋轉(zhuǎn)軸上的直線運動機構(gòu)；和設(shè)置在所述直線運動機構(gòu)上的閥體構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求5所述的斷路閥，其特征在于隔斷壁被制成內(nèi)側(cè)很深、呈同軸二段結(jié)構(gòu)、不設(shè)貫通孔的鍋狀，旋轉(zhuǎn)軸在所述隔斷壁的底面?zhèn)纫欢嗽O(shè)有直徑比其他部分小的同軸圓柱狀前端細軸部，所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)鍋狀部和所述旋轉(zhuǎn)軸的前端細軸部之間裝設(shè)有可以自由旋轉(zhuǎn)的多個金屬球，形成徑向/軸向共用的滾珠軸承。
7.如權(quán)利要求6所述的斷路閥，其特征在于所述隔斷壁由奧氏體鋼類不銹鋼鋼板經(jīng)分步逐漸成形法加工制成。
8.一種斷路閥，其特征在于定子；同軸地設(shè)置所述定子的內(nèi)側(cè)、制成內(nèi)側(cè)很深、呈同軸二段結(jié)構(gòu)、且不設(shè)貫通孔的鍋狀金屬隔斷壁；與所述定子對向地設(shè)置在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)上的轉(zhuǎn)子；設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的、在所述隔斷壁側(cè)一端具有直徑比其他部分小的同軸圓柱狀前端細軸部、且在所述隔斷壁的開口端一側(cè)設(shè)有直徑比其他部分小的槽的金屬旋轉(zhuǎn)軸；同軸地設(shè)在所述隔斷壁的開口端上、中央設(shè)有可讓所述旋轉(zhuǎn)軸貫穿的孔、在所述中央孔外側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)軸的槽對向的位置上設(shè)有與所述中央孔同軸且從隔斷壁內(nèi)部向外鼓出的凹部的金屬板制的蓋體；所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)鍋狀部和所述旋轉(zhuǎn)軸的前端部之間裝有多個可以自由旋轉(zhuǎn)的金屬球；所述蓋體的凹部和所述旋轉(zhuǎn)軸的槽之間裝有多個可以自由旋轉(zhuǎn)的金屬球；外側(cè)在轉(zhuǎn)子一側(cè)比所述旋轉(zhuǎn)軸的槽向所述槽方向突出、呈與所述旋轉(zhuǎn)軸同軸的圓柱狀、在所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置成垂直時可以保持住所述球、在所述蓋體被插入后則與球不發(fā)生接觸的臨時固定裝置；設(shè)置在從所述蓋體上的孔向流路側(cè)突出的所述旋轉(zhuǎn)軸上的螺旋推送機構(gòu)；固定住所述旋轉(zhuǎn)軸、且設(shè)有可供所述定子從中伸出的孔的法蘭盤；密封住所述法蘭盤和所述隔斷壁的密封部件；設(shè)置在所述螺旋推送機構(gòu)上的閥體；和固定地設(shè)置在所述法蘭盤上、用于限制所述閥體的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動防止裝置。
9.一種用于組裝如權(quán)利要求8中所述的斷路閥的組裝方法，其特征在于包括以下步驟將隔斷壁的中心軸豎直，使開口端處于上方；在所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)安裝入多個金屬球；將轉(zhuǎn)子裝進所述隔斷壁的內(nèi)側(cè)；將多個其他的金屬球搭置在臨時固定裝置中，再將所述蓋體壓入、插緊在所述隔斷壁的開口端中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有很高的氣密可靠性、電源功耗小且同時實現(xiàn)穩(wěn)定的操作性能、作動耐久性和經(jīng)濟性的斷路閥。在本發(fā)明的斷路閥中，金屬隔斷壁的內(nèi)側(cè)鍋狀部、設(shè)在金屬板制成的蓋體中的凹部、金屬旋轉(zhuǎn)軸上的前端細軸部及直徑小一些的槽、和兩組金屬球分別構(gòu)成兩個徑向/軸向共用滾珠軸承，保持住的轉(zhuǎn)子的軸心。這樣，由于旋轉(zhuǎn)軸和其支撐部件一側(cè)的線性膨脹系數(shù)幾乎相等，因溫度變化引發(fā)的鎖死等現(xiàn)象的出現(xiàn)可能性將降低，徑向間隙能夠被設(shè)定成最小限度，轉(zhuǎn)子的軸心精度可以提高，電源功耗減小，操作性能可以穩(wěn)定。通過采用了滾珠轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)很高的操作耐久性，另外通過簡單的結(jié)構(gòu)就可以構(gòu)成徑向/軸向共用滾珠軸承，可以實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
文檔編號F16K31/04GK1573189SQ20041004531
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月21日
發(fā)明者山口正樹, 笠島伸正 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社