步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的控制閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的控制閥，特別涉及適于向車輛安裝的控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛用冷暖裝置具有包括壓縮機(jī)、室外熱交換器、蒸發(fā)器、室內(nèi)熱交換器等的制冷循環(huán)，在制暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室外熱交換器的功能被切換。在制暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室外熱交換器作為蒸發(fā)器來發(fā)揮功能。此時(shí)，在冷媒在制冷循環(huán)中循環(huán)的過程中，室內(nèi)熱交換器散熱，通過該熱，車廂內(nèi)的空氣被加熱。另一方面，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室外熱交換器作為冷凝器發(fā)揮功能。此時(shí)，在室外熱交換器中冷凝后的冷媒在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，通過其蒸發(fā)潛熱，車廂內(nèi)的空氣被冷卻。此時(shí)，還進(jìn)行除濕。
[0003]在像這樣根據(jù)制冷循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、多個(gè)蒸發(fā)器發(fā)揮功能的情況下，需要調(diào)整流過各蒸發(fā)器的冷媒流量的比例。多個(gè)冷凝器發(fā)揮功能時(shí)也是一樣。因此，有時(shí)在冷媒循環(huán)通路的特定位置設(shè)置能電子地調(diào)整閥開度的控制閥。特別是在需要進(jìn)行閥開度的精密控制的情況下，會(huì)采用常見于住宅用冷暖裝置的那樣的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的控制閥。這是因?yàn)槟芡ㄟ^步數(shù)(驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù))的設(shè)定，準(zhǔn)確地調(diào)整閥體的變位量、進(jìn)而準(zhǔn)確地調(diào)整閥開度。
[0004]作為這樣的控制閥，有具備將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成驅(qū)動(dòng)軸的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，來沿閥部的開閉方向驅(qū)動(dòng)閥體的動(dòng)作變換機(jī)構(gòu)的構(gòu)造。但是，需要將閥體的驅(qū)動(dòng)量限制在設(shè)定范圍內(nèi)，故設(shè)置用于分別限制轉(zhuǎn)子向一個(gè)方向和另一方向旋轉(zhuǎn)的阻擋機(jī)構(gòu)。例如，有使一圈線圈狀的旋轉(zhuǎn)阻擋構(gòu)件卡定于從主體延伸的螺旋狀的引導(dǎo)部，使該旋轉(zhuǎn)阻擋構(gòu)件與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)地沿軸線方向變位，并在引導(dǎo)部的端部卡定，由此使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止的構(gòu)造(例如參照專利文獻(xiàn)I) O此外，也有使旋轉(zhuǎn)滑塊螺合于從主體延伸的引導(dǎo)外螺紋，使該旋轉(zhuǎn)滑塊與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)地沿軸線方向變位，并在引導(dǎo)外螺紋的端部卡定，由此使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止的構(gòu)造(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005][在先技術(shù)文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)]
[0007][專利文獻(xiàn)I]日本特開2012-107709號(hào)公報(bào)
[0008][專利文獻(xiàn)2]日本特開2010-38219號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]〔發(fā)明所要解決的課題〕
[0010]但是，在專利文獻(xiàn)I所述的構(gòu)成中，由于旋轉(zhuǎn)阻擋構(gòu)件是線圈狀的，故與引導(dǎo)部的游隙較大，容易受到從車輛傳來的振動(dòng)的影響，從而由于該旋轉(zhuǎn)阻擋構(gòu)件的振動(dòng)而易產(chǎn)生刺耳的噪音。另外，由于旋轉(zhuǎn)阻擋構(gòu)件的剛性較小，故卡定于引導(dǎo)部的端部時(shí)的撓曲較大，存在基于轉(zhuǎn)子的停止位置的控制上的原點(diǎn)位置難以確定這樣的問題。關(guān)于這一點(diǎn)，專利文獻(xiàn)2所述的旋轉(zhuǎn)滑塊在剛性方面是有利的，但由于是隨著平動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，故動(dòng)作不穩(wěn)定，也容易受到從車輛傳來的振動(dòng)的影響。因此，仍然存在易產(chǎn)生噪音這樣的問題。
[0011]本發(fā)明的目的之一在于，在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的控制閥中，使限制閥體的驅(qū)動(dòng)范圍的阻擋機(jī)構(gòu)穩(wěn)定地發(fā)揮功能。
[0012]〔用于解決課題的手段〕
[0013]為解決上述課題，本發(fā)明一個(gè)方案的控制閥是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的控制閥，包括:主體，具有從上游側(cè)導(dǎo)入流體的導(dǎo)入口、向下游側(cè)導(dǎo)出流體的導(dǎo)出口、以及連通導(dǎo)入口和導(dǎo)出口的流體通路；閥體，開閉被設(shè)于流體通路的閥部；步進(jìn)電機(jī)，包含用于將閥體向閥部的開閉方向驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子；軸，同軸狀地設(shè)于轉(zhuǎn)子，并在前端部支承閥體；以及阻擋機(jī)構(gòu)，用于限制軸向一方向及另一方向的旋轉(zhuǎn)量。
[0014]阻擋機(jī)構(gòu)包括:蝸桿，一體地設(shè)于軸；齒條，與蝸桿相嚙合；齒條引導(dǎo)，一體地設(shè)于主體，引導(dǎo)齒條使其與蝸桿的軸線平行地平動(dòng)；第I阻擋構(gòu)件，在蝸桿的一端側(cè)與軸一體而設(shè)，通過與向一方向移動(dòng)來的齒條相互卡定，來限制軸的旋轉(zhuǎn)；以及第2阻擋構(gòu)件，在蝸桿的另一端側(cè)與軸一體而設(shè)，通過與向另一方向移動(dòng)來的齒條相互卡定，來限制軸的旋轉(zhuǎn)。
[0015]根據(jù)該方案，通過蝸桿、齒條、第I阻擋構(gòu)件、第2阻擋構(gòu)件的組合，實(shí)現(xiàn)了限制軸的旋轉(zhuǎn)范圍的阻擋機(jī)構(gòu)。并且，通過特別采用齒條，構(gòu)造上能確保足夠的剛性。此外，由于將齒條沿一體地設(shè)于主體的齒條引導(dǎo)朝平動(dòng)方向引導(dǎo)，故能穩(wěn)定地維持齒條的動(dòng)作。其結(jié)果，能使阻擋機(jī)構(gòu)穩(wěn)定地發(fā)揮功能。
[0016]〔發(fā)明效果〕
[0017]通過本發(fā)明，在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的控制閥中，能使限制閥體的驅(qū)動(dòng)范圍的阻擋機(jī)構(gòu)穩(wěn)定地發(fā)揮功能。
【附圖說明】
[0018]圖1是表示實(shí)施方式的控制閥的構(gòu)成的一個(gè)剖視圖。
[0019]圖2是圖1的A-A箭頭方向剖視圖。
[0020]圖3是表示為說明控制閥的外觀及內(nèi)部構(gòu)成而部分地切開的狀態(tài)的立體圖。
[0021]圖4是表不轉(zhuǎn)子及工作桿的構(gòu)成部件的分解立體圖。
[0022]圖5是詳細(xì)表示轉(zhuǎn)子芯的構(gòu)成的圖。
[0023]圖6是詳細(xì)表示齒條引導(dǎo)的構(gòu)成的圖。
[0024]圖7是詳細(xì)表示齒條的構(gòu)成的圖。
[0025]圖8是詳細(xì)表示阻擋構(gòu)件的構(gòu)成的圖。
[0026]圖9是示意性地表示齒條的動(dòng)作的圖。
[0027]圖10是表示控制閥的動(dòng)作的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0029]圖1是表示實(shí)施方式控制閥的構(gòu)成的一個(gè)剖視圖。圖2是圖1的A-A箭頭方向剖視圖。圖3是表示為說明控制閥的外觀及內(nèi)部構(gòu)成而部分切開的狀態(tài)的立體圖。
[0030]控制閥I適用于例如安裝于車輛的熱泵式的冷暖裝置。該車輛用冷暖裝置具有用配管連接壓縮機(jī)、室內(nèi)冷凝器、室外熱交換器、蒸發(fā)器及儲(chǔ)液器的制冷循環(huán)(冷媒循環(huán)回路)。通過冷媒在制冷循環(huán)內(nèi)一邊變化狀態(tài)一邊循環(huán)的過程中所進(jìn)行的熱交換，來進(jìn)行車廂內(nèi)的空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。冷媒循環(huán)回路中配設(shè)有用于恰當(dāng)控制冷暖的各種控制閥，控制閥I構(gòu)成其一?？刂崎yI被構(gòu)成為其開度被調(diào)整成設(shè)定開度的比例閥，調(diào)整從上游側(cè)向下游側(cè)流動(dòng)的冷媒的流量。
[0031]如圖1所示，控制閥I被構(gòu)成為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的電動(dòng)閥，是組裝閥本體2和電機(jī)單元4而構(gòu)成的。閥本體2具有收容閥部的主體5。電機(jī)單元4被以密封主體5的上端開口部的方式安裝。主體5是在棱柱狀的第I主體6的上半部組裝階梯圓筒狀的第2主體8而構(gòu)成的。第I主體6由鋁合金構(gòu)成，第2主體8由銅合金構(gòu)成。此外，在變形例中，也可以用不銹鋼(以下標(biāo)記為“SUS”)構(gòu)成第2主體8。
[0032]在第I主體6的一側(cè)面的上部，設(shè)有從上游側(cè)導(dǎo)入冷媒的導(dǎo)入口 10，在相反側(cè)面的下部，設(shè)有向下游側(cè)導(dǎo)出冷媒的導(dǎo)出口 12。在第I主體6的中央，形成有上下方向的連接通路14，其上游側(cè)通路16連通于導(dǎo)入口 10，下游側(cè)通路18連通于導(dǎo)出口 12。在第I主體6的上半部，形成有朝上方階段性地?cái)U(kuò)徑的階梯圓孔狀的安裝孔20。連接通路14構(gòu)成安裝孔20的一部分。
[0033]另一方面，第2主體8呈其外徑及內(nèi)徑朝下方階段性地縮徑的階梯圓筒狀，具有與安裝孔20互補(bǔ)形狀的外形。第2主體8以從第I主體6的上方嵌合于安裝孔20的方式被安裝。在第I主體6與第2主體8之間，在連接通路14的位置裝有密封用的O環(huán)22。
[0034]在第2主體8的下端部設(shè)有閥孔24，在其上端開口部形成閥座26。在第2主體8的與導(dǎo)入口 10的相對(duì)面，設(shè)有連通內(nèi)外的連通孔28。閥孔24介由該連通孔28與上游側(cè)通路16連通。此外，在連通孔28的外側(cè)設(shè)有上下貫穿第2主體8的連通路30，使得能將上游側(cè)通路16的冷媒也導(dǎo)入電機(jī)單元4偵U。
[0035]在第2主體8的內(nèi)部，插通有從電機(jī)單元4的轉(zhuǎn)子31同軸狀地延伸的工作桿32 (主軸)。工作桿32在一端部(下端部)支承針狀的閥體34。閥體34通過從上游側(cè)接合/分離于閥座26而開閉閥部。
[0036]在第2主體8的軸線方向中段壓入圓筒狀的滑動(dòng)軸承36，在緊鄰其的上方段壓入圓筒狀的引導(dǎo)部件38(作為“圓筒部件”來發(fā)揮功能)。在本實(shí)施方式中，作為滑動(dòng)軸承36，采用了以筒狀的金屬網(wǎng)為芯材進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)的樹脂軸承?；瑒?dòng)軸承36是采用聚四氟乙烯(以下標(biāo)記為“PTFE”)作為其樹脂材料的無油軸承(具有自潤(rùn)滑性的軸承)?；瑒?dòng)軸承36通過施以精壓(sizing)加工而提高了內(nèi)徑的尺寸精度及與第2主體8的同軸性。通過這樣的工藝，既維持了滑動(dòng)軸承36的低摩擦及耐磨損性，又提高了耐承重性能。此外，在變形例中，也可以取代金屬網(wǎng)而采用鋼板材料作為芯材。
[0037]在引導(dǎo)部件38的內(nèi)周面，形成有內(nèi)螺紋39 (作為“內(nèi)螺紋部”發(fā)揮功能)。引導(dǎo)部件38是通過在SUS構(gòu)成的管材的內(nèi)周面切削加工出內(nèi)螺紋39而得到的。在本實(shí)施方式中，以推力大、耐磨損性優(yōu)良的臺(tái)形螺紋構(gòu)成內(nèi)螺紋39。在變形例中，也可以以三角螺紋構(gòu)成內(nèi)螺紋39。在引導(dǎo)部件38的軸線方向中央，設(shè)有沿半徑方向向外突出的法蘭部40，隨著該法蘭部40的下面卡定于第2主體8的階梯部，其壓入量被限制。更詳