本發(fā)明涉及一種電動閥，例如在冷暖房系統(tǒng)等之中控制流體(制冷劑)流量的電動閥。

背景技術(shù)：

將該種電動閥的現(xiàn)有例子表示在圖2。圖示現(xiàn)有例子的電動閥1’基本上由以下內(nèi)容構(gòu)成：閥主體10，該閥主體10具有閥室14和在其內(nèi)部形成的閥座15；附帶天頂部的圓筒形狀的罐子30，該罐子30通過底板31與閥主體10固定；步進(jìn)電動機(jī)63，該步進(jìn)電動機(jī)63由裝備于罐子30外部的定子40和裝備于罐子30內(nèi)部的轉(zhuǎn)子50構(gòu)成；將轉(zhuǎn)子50的轉(zhuǎn)動數(shù)減速的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60；與所述閥座15接近或離開而控制流體通過量的閥體21；以及，螺絲驅(qū)動部件22，該螺絲驅(qū)動部件22將行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60的輸出齒輪57的轉(zhuǎn)動運動通過螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27變換為直線運動而驅(qū)動閥體21。

在閥主體10形成有與閥室14連通的閥口16，并在該閥口16側(cè)連接有管道11，并且，在閥主體10，以與形成在閥室14側(cè)面的開口相連通的形式連接有管道12。另外，在閥主體10的閥室14的上部，嵌插有中心部下半部形成有內(nèi)螺紋部13a的螺絲軸承部件13，該螺絲軸承部件13通過緊箍而固定在閥主體10(緊箍部17)。

嵌在罐子30外周部的定子40由磁軛41、線圈架42、線圈43和樹脂模具44等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動自如地支持在罐子30內(nèi)部的(上下不能動的)轉(zhuǎn)子50以由磁性材料制成的圓筒形狀的轉(zhuǎn)子部件51和由樹脂材料制成的太陽輪部件52一體連接而構(gòu)成。在太陽輪部件52的中心部插入有軸62，該軸62的上部被設(shè)置在罐子30頂部內(nèi)側(cè)的支持部件61支持。

太陽輪部件52的太陽輪53，與轉(zhuǎn)動自如地支持在軸56的多個行星 輪55相嚙合，該軸56設(shè)在載置于輸出齒輪57底面上的支架54。行星輪55的上半部分與環(huán)狀的齒圈(內(nèi)齒固定齒輪)58相嚙合，該齒圈58通過緊箍而安裝在筒狀部件18的上部，該筒狀部件18同定在閥主體10的上部，行星輪55的下半部分與環(huán)狀的輸出齒輪57的內(nèi)齒齒輪57a相嚙合。齒圈58的齒數(shù)形成為與輸出齒輪57的內(nèi)齒齒輪57a的齒數(shù)稍微不同的齒數(shù)，以此，太陽輪53的轉(zhuǎn)動數(shù)通過大的減速比被減速并傳遞到輸出齒輪57(將這樣的齒輪結(jié)構(gòu)稱為所謂的奇異行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60)。

輸出齒輪57與螺絲軸承部件13的上表面滑動接觸，在該輸出齒輪57的底部中央壓入有附帶階梯的圓筒形狀的輸出軸59的上部，輸出軸59的下部轉(zhuǎn)動自如地插入在嵌插孔13b內(nèi)，該嵌插孔13b形成在螺絲軸承部件13的中心部上半部。另外，在輸出軸59的上部嵌入有軸62的下部。

在螺絲軸承部件13的內(nèi)螺紋部13a，螺旋接合有構(gòu)成閥軸20的螺絲驅(qū)動部件(也稱為螺絲刀)22的外螺紋部22a，該螺絲驅(qū)動部件22通過由外螺紋部22a和內(nèi)螺紋部13a構(gòu)成的螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27，將輸出齒輪57(也就是轉(zhuǎn)子50)的轉(zhuǎn)動運動變換為軸線O方向(升降方向)上的直線運動。在此，輸出軸57在軸線O方向的一定位置上下不動而轉(zhuǎn)動，將設(shè)在螺絲驅(qū)動部件22上端部的平螺絲刀形狀的板狀部22b插入到設(shè)在輸出軸59下端部的狹縫狀的嵌合槽59b內(nèi)，將輸出齒輪57的轉(zhuǎn)動運動傳遞到螺絲驅(qū)動部件22側(cè)，該輸出軸59與輸出齒輪57連接。通過設(shè)在螺絲驅(qū)動部件22的板狀部22b在輸出軸59的嵌合槽59b內(nèi)沿軸線O方向滑動，若輸出齒輪57(轉(zhuǎn)子50)轉(zhuǎn)動，則該輸出齒輪57在其轉(zhuǎn)動軸方向盡管不移動，但是螺絲驅(qū)動部件22通過所述螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27沿軸線O方向直線運動。螺絲驅(qū)動部件22的直線運動，通過由球23和球承受座24構(gòu)成的球狀接頭25傳遞到軸狀的閥體21，閥體21被固定在閥主體10內(nèi)部的附帶階梯的圓筒形狀的彈簧殼體19所引導(dǎo)而沿軸線O方向移動。另外，在彈簧殼體19和閥體21之間壓縮安裝有壓縮線圈彈簧26，該壓縮線圈彈簧26將閥體21始終向開閥方向施加力。

通過上述構(gòu)成，閥體21和閥座15之間的流路面積(閥開度)變化，能 夠控制通過閥口16的制冷劑的流量。

但是，為了容許該螺絲驅(qū)動部件進(jìn)行圓滑的直線運動，在上述螺絲驅(qū)動部件的板狀部和輸出軸的嵌合槽的卡合部分，有必要存在一定程度的間隙。轉(zhuǎn)子(與輸出齒輪連接的輸出軸)向雙方向轉(zhuǎn)動并通過螺絲驅(qū)動部件來控制閥體的軸線方向的位置，但是，由于上述間隙的存在，如圖3所示，在輸出軸的轉(zhuǎn)動和螺絲驅(qū)動部件的轉(zhuǎn)動之間，轉(zhuǎn)動方向變化時必然地發(fā)生滯后現(xiàn)象(hysteresis)。

作為處理此問題的現(xiàn)有技術(shù)，有專利文獻(xiàn)1和2提案。

在專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有技術(shù)中，從軸方向(升降方向)看時，嵌合槽的側(cè)面和板狀部的側(cè)面互相重合的重合寬度，比螺絲軸承部件的內(nèi)螺紋部的內(nèi)徑大。

另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的現(xiàn)有技術(shù)中，在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)內(nèi)將輸出齒輪形成為升降自如的方式，將輸出軸和螺絲驅(qū)動部件一體成型并將輸出齒輪和螺絲驅(qū)動部件一體形成。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2015-014306號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2012-197849號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

但是，在專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有技術(shù)中，由于是通過輸出軸的嵌合槽和螺絲驅(qū)動部件的板狀部的卡合(嚙合)，而將輸出齒輪(轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動運動傳遞到螺絲驅(qū)動部件側(cè)的構(gòu)成，所以上述的滯后現(xiàn)象不能充分地解決。

另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的現(xiàn)有技術(shù)中，由于為了確保輸出齒輪在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)內(nèi)下降時的齒輪強(qiáng)度，有整體高度增加的可能性，并且由于有追加限制轉(zhuǎn)子的軸方向位置的盤形彈簧等的必要，所以結(jié)構(gòu)有變復(fù)雜的可能性。

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種電動閥，不需對現(xiàn)有電動閥做大的變動，以簡單的結(jié)構(gòu)能夠解決轉(zhuǎn)動方向變化時發(fā)生的滯后現(xiàn)象。

為解決上述問題，本發(fā)明所涉及的電動閥，其特征在于，具備：閥主體，該閥主體具有閥室和閥座；閥軸，該閥軸具有相對于所述閥座而升降的閥體；電動機(jī)，該電動機(jī)由相對于所述閥主體以不能升降的形式而轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子和用于使該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的定子構(gòu)成；減速機(jī)構(gòu)，該減速機(jī)構(gòu)介于所述轉(zhuǎn)子和所述閥軸之間；螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)，該螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)為了伴隨所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而使所述閥軸相對于所述閥主體升降，而設(shè)在所述閥軸和所述閥主體之間；滑動機(jī)構(gòu)，該滑動機(jī)構(gòu)為了容許所述閥軸相對于所述閥主體的升降移動而設(shè)在所述閥軸和所述減速機(jī)構(gòu)之間；以及，施力部件，該施力部件安裝在所述閥軸和所述閥主體之間，該電動閥是形成為具有上動沖程和下動沖程的電動閥，該上動沖程是通過使所述轉(zhuǎn)子向一個方向轉(zhuǎn)動，所述閥軸通過所述螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)而相對于所述閥主體一邊轉(zhuǎn)動一邊上升的沖程，該下動沖程是通過使所述轉(zhuǎn)子向其他方向轉(zhuǎn)動，所述閥軸通過所述螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)而相對于所述閥主體一邊轉(zhuǎn)動一邊下降的沖程，在所述上動沖程和所述下動沖程，以將所述閥軸相對于所述閥主體而向一個方向或其他方向轉(zhuǎn)動的方向始終施加力的形式，來設(shè)定所述螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺絲部的摩擦角、導(dǎo)程角和所述施力部件的施加力。

在優(yōu)選的具體實施方式中，在所述滑動機(jī)構(gòu)具備有伴隨所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而使所述閥軸轉(zhuǎn)動的卡合機(jī)構(gòu)。

在更優(yōu)選的具體實施方式中，所述卡合機(jī)構(gòu)由板狀部和嵌合槽構(gòu)成，該板狀部設(shè)于所述閥軸，該嵌合槽設(shè)于所述減速機(jī)構(gòu)的輸出軸并以能夠升降的形式嵌插有所述板狀部。

根據(jù)本發(fā)明的電動閥，在上動沖程和下動沖程的兩沖程中，以將構(gòu)成螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)的閥軸相對于閥主體而向一個方向或其他方向轉(zhuǎn)動的方向始終施加力的形式，來設(shè)定所述螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺絲部的摩擦角、導(dǎo)程角及安裝在閥軸和閥主體之間的施力部件的施加力，例如能夠?qū)⒋嬖谟谇逗喜酆桶鍫畈康目ê喜糠值拈g隙始終靠緊。所以，例如在轉(zhuǎn)動方向變化時(也就是，上動沖程和下動沖程相互切換時)不受其間隙的影響，輸出齒輪(轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動運動立刻能夠傳遞到螺絲驅(qū)動部件22側(cè)，所以能夠 可靠地解決轉(zhuǎn)動方向變化時發(fā)生的流量特性的滯后現(xiàn)象。

附圖說明

圖1是說明本發(fā)明所涉及的電動閥的一實施方式的卡合機(jī)構(gòu)狀態(tài)變化的主要部分放大立體圖。

圖2表示現(xiàn)有電動閥的縱剖面圖。

圖3是說明圖2的現(xiàn)有電動閥的卡合機(jī)構(gòu)狀態(tài)變化的主要部分放大立體圖。

標(biāo)號說明

1’：電動閥；10：閥主體；13：螺絲軸承部件；13a：內(nèi)螺紋；14：閥室；15：閥座；16：閥口；18：圓筒部件；19：彈簧殼體；20：閥軸；21：閥體；22：螺絲驅(qū)動部件；22a：外螺紋部；22b：板狀部；26：壓縮線圈彈簧(施力部件)；27：螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)；30：罐子；31：底板；40：定子；50：轉(zhuǎn)子；57：輸出齒輪；59：輸出軸；59b：嵌合槽；60：奇異行星齒輪減速機(jī)構(gòu)；61：支持部件；62：軸；63：步進(jìn)電動機(jī)。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明所涉及的電動閥的具體實施方式進(jìn)行說明。在圖中，為了更容易的理解本發(fā)明或為了制圖上的方便，有將部件之間形成的間隙或部件之間的相隔距離進(jìn)行夸張描繪的情況。

另外，對于以下所示的本實施方式的電動閥，與上述圖2、圖3所表示的現(xiàn)有例子的電動閥1’的各部分對應(yīng)的部分賦予同樣的標(biāo)號并省略詳細(xì)說明，以下對不同之處進(jìn)行重點說明。

圖1是說明本發(fā)明所涉及的電動閥的一實施方式的卡合機(jī)構(gòu)狀態(tài)變化的主要部分放大立體圖。

本實施方式的電動閥，因為其基本結(jié)構(gòu)與圖2所示的現(xiàn)有例子的電動閥1’一樣，所以省略圖示，但是主要具備：閥主體10，該閥主體10具有閥室14和閥座15；閥軸20，該閥軸20具有配置在閥室14內(nèi)且相對于閥座15升降的閥體21、和通過球狀接頭25與所述閥體21連接的螺 絲驅(qū)動部件22；步進(jìn)電動機(jī)63，該步進(jìn)電動機(jī)63由相對于閥主體10以不能升降(上下不能動)的形式而轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子50和用于使該轉(zhuǎn)子50轉(zhuǎn)動的定子40構(gòu)成；行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60，該行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60介于轉(zhuǎn)子50和閥軸20之間；螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27，該螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27為了伴隨轉(zhuǎn)子50的轉(zhuǎn)動而使閥軸20相對于閥主體10一邊轉(zhuǎn)動一邊升降，設(shè)于閥軸20和閥主體10之間；滑動機(jī)構(gòu)，該滑動機(jī)構(gòu)為了容許閥軸20相對于閥主體10的升降移動而設(shè)于閥軸20和行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60之間；以及，壓縮線圈彈簧26，該壓縮線圈彈簧26安裝在閥軸20和閥主體10之間。

所述螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27如上所述，由形成在螺絲軸承部件13內(nèi)周的內(nèi)螺紋部13a和形成在螺絲驅(qū)動部件22外周的外螺紋部22a構(gòu)成，該螺絲軸承部件13固定在閥主體10的閥室14的上部。

另外，轉(zhuǎn)子50(輸出軸59)轉(zhuǎn)動時，通過突出設(shè)置在螺絲驅(qū)動部件22的板狀部22b在輸出軸59的嵌合槽59b內(nèi)沿軸線O方向(升降方向)滑動，螺絲驅(qū)動部件22成為相對于閥主體10等沿升降方向直線運動，以此構(gòu)成容許伴隨轉(zhuǎn)子50的轉(zhuǎn)動而閥軸20相對于閥主體10的升降移動的所述滑動機(jī)構(gòu)。此外，作為該滑動機(jī)構(gòu)，例如也可以采用專利文獻(xiàn)2所表示那樣的、在該行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60內(nèi)使行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60的輸出齒輪57等相對于行星輪55等沿升降方向移動的機(jī)構(gòu)。另外，在現(xiàn)有例子中，雖然在與輸出齒輪57連接的輸出軸59設(shè)置嵌合槽59b，在螺絲驅(qū)動部件22設(shè)置板狀部22b，與此相反，也可以在輸出軸59設(shè)置板狀部，在螺絲驅(qū)動部件22設(shè)置嵌合槽。

在如此構(gòu)成的電動閥中，具有上動沖程和下動沖程，該上動沖程是下述內(nèi)容的沖程：通過使轉(zhuǎn)子50向一個方向(例如逆時針方向)轉(zhuǎn)動，通過行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60的輸出軸59，轉(zhuǎn)子50的轉(zhuǎn)動被減速并傳遞到閥軸20，閥軸20(的螺絲驅(qū)動部件22)通過所述螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27而相對于閥主體10(的螺絲軸承部件13)一邊轉(zhuǎn)動一邊上升，閥體21從閥座15離開；該下動沖程是下述內(nèi)容的沖程：通過使轉(zhuǎn)子50向其他方向(例如順時針方向)轉(zhuǎn)動，通過行星齒輪減速機(jī)構(gòu)60的輸出軸59，轉(zhuǎn)子50的轉(zhuǎn)動被減速并傳遞到閥軸20，閥軸20(的螺絲驅(qū)動部件22)通過所述螺旋進(jìn)給機(jī) 構(gòu)27而相對于閥主體10(的螺絲軸承部件13)一邊轉(zhuǎn)動一邊下降，閥體21接近閥座15(例如，最終落座)。

在此，在本實施方式的電動閥中，如圖1所示，在上述的上動沖程和下動沖程的兩沖程之中，以將構(gòu)成螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27的閥軸20相對于閥主體10向一個方向(例如逆時針方向)轉(zhuǎn)動的方向而始終施加力的形式，來設(shè)定螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)27的外螺紋部22a和內(nèi)螺紋部13a的摩擦角、導(dǎo)程角(換而言之，外螺紋部22a和內(nèi)螺紋部13a的接觸面的摩擦系數(shù)、螺紋間距)、以及安裝在閥軸20和閥主體10之間的壓縮線圈彈簧26的施加力。圖示例中，通過壓縮線圈彈簧26的施加力，閥軸20相對于閥主體10而向開閥方向(壓縮線圈彈簧26的施加力的作用方向)始終被施加力，螺絲驅(qū)動部件22的板狀部22b在開閥方向(例如逆時針方向)上被始終按壓到輸出軸59的嵌合槽59b的內(nèi)面，并成為抵接(卡合或嚙合)的形式。

所以，在上動沖程(從閉閥到開閥)中，若轉(zhuǎn)子50轉(zhuǎn)動，則輸出軸59向被閥軸20的螺絲驅(qū)動部件22賦予施加力的方向相同的方向轉(zhuǎn)動，通過被閥軸20賦予的施加力，閥軸20的螺絲驅(qū)動部件22在該螺絲驅(qū)動部件22的板狀部22b與輸出軸59的嵌合槽59b內(nèi)面抵接的狀態(tài)下，以追隨輸出軸59的轉(zhuǎn)動的形式而一邊轉(zhuǎn)動一邊上升。

另一方面，在下動沖程(從開閥到閉閥)中，若轉(zhuǎn)子50轉(zhuǎn)動，則輸出軸59向被閥軸20的螺絲驅(qū)動部件22賦予施加力的方向相反的方向轉(zhuǎn)動，但是，勝過閥軸20所賦予的施加力的轉(zhuǎn)動力從輸出軸59傳遞到螺絲驅(qū)動部件22的板狀部22b，所以，閥軸20的螺絲驅(qū)動部件22抗拒閥軸20所賦予的施加力而轉(zhuǎn)動。此時，通過被閥軸20賦予的施加力(與轉(zhuǎn)動方向相反方向的力)，閥軸20的螺絲驅(qū)動部件22在該螺絲驅(qū)動部件22的板狀部22b與輸出軸59的嵌合槽59b內(nèi)面抵接的狀態(tài)下，一邊與輸出軸59的轉(zhuǎn)動一體地轉(zhuǎn)動一邊下降。

像這樣，在本實施方式的電動閥中，在上動沖程和下動沖程的兩沖程中，能夠?qū)⒋嬖谟谳敵鲚S59的嵌合槽59b和閥軸20的螺絲驅(qū)動部件22的板狀部22b的卡合部分的間隙始終靠緊，該輸出軸59構(gòu)成所述滑動 機(jī)構(gòu)的卡合機(jī)構(gòu)。所以，在轉(zhuǎn)動方向變化時(也就是，上動沖程和下動沖程相互切換時)不收其間隙的影響，輸出齒輪57(轉(zhuǎn)子50)的轉(zhuǎn)動運動立刻能夠傳遞到螺絲驅(qū)動部件22側(cè)，所以能夠可靠地解決轉(zhuǎn)動方向變化時發(fā)生的流量特性的滯后現(xiàn)象。

另外，本發(fā)明如圖示例子那樣，除提升式或活塞式的閥體位于最下降位置時，該閥體落座于閥座而流體的流動被遮斷的類型之外，也可以采用于各種各樣類型的電動閥，這也不用多說。例如，也可以是在閥體位于最上升位置時，該閥體落座于設(shè)在閥口背面?zhèn)鹊拈y座而流體的流動被遮斷的閉閥類型的電動閥(該情況下，在閥軸和閥主體之間安裝有將閥體向閉閥方向施加力的壓縮線圈彈簧)。另外，也可以是閥體一邊落座于閥座，一邊通過設(shè)在閥體的連通孔或設(shè)在閥座的泄放槽等來確保預(yù)定量的流通流量的電動閥，也可以是閥體位于最下降位置(若是通常則為全關(guān)閉狀態(tài))時，在閥體和閥座之間形成預(yù)定大小的間隙來確保預(yù)定量的流通流量的無閉閥類型的電動閥。