电动阀及其组装方法
【专利摘要】本发明提供一种电动阀及其组装方法，根据负荷扭矩的变化率，能够准确地检测找出控制用原点时的组装用基准位置，能够提高流量等的控制准确度。电动阀(1)是以下述形成的：为制造出通过阀体施力弹簧(24)的施加力将阀体(25)按压到阀座(11a)的按压闭阀状态，在通过升降驱动机构将阀轴(21)向单方向一边转动一边下降而使阀体(25)落座于阀座(11a)之后，更进一步地将阀轴(21)抗拒阀体施力弹簧(24)的施加力而下降到由闭阀方向阻挡机构所规定的控制用原点位置，由固定阻挡(29)和可动阻挡(27)构成的组装用阻挡机构设于阀体(25)和阀轴(21)之间，该组装用阻挡机构是用于在电动阀组装时，检测使阀轴(21)比控制用原点位置只下降预定量的组装用基准位置的。
【专利说明】
电动阀及其组装方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种组装使用在热栗式冷暖房系统等之中的电动阀，特别涉及利用转子的转动通过螺旋进给而使阀体与阀座接近或分离类型的电动阀及其组装方法。
【背景技术】
[0002]作为该种电动阀，以下内容已是众所周知:即使阀体落座于阀座之后，在将阀体施力弹簧压缩到预定量为止，使阀体持续下降(持续按压)，而制造出以预定的按压力将阀体按压到阀座的按压闭阀状态(例如参照专利文献1、2)。
[0003]该种电动阀的现有例子如图12所示，以下进行简单的说明(因为其基本构成与后述的本发明实施方式大致一样，详细内容请参照后述)。
[0004]图示例的电动阀I’以下述方式形成:具备:阀体25;阀轴21，该阀轴21能够在轴方向上相对移动及相对转动地保持该阀体25，并具有外螺纹部21e;压缩装配在阀体25和阀轴21之间的阀体施力弹簧24;设有导向套15和阀座Ila的阀主体10，该导向套15具有与阀轴21的外螺纹部21^累旋接合的内螺纹部15i，阀体25与阀座Ila接近或分离;升降驱动机构，该升降驱动机构具有对于导向套15用于使阀轴21—边转动一边升降的转子30和定子50;以及规定阀轴21的控制用原点位置的闭阀方向阻挡机构(固定阻挡55、可动阻挡35)，为制造出通过阀体施力弹簧24的施加力将阀体25按压到阀座Ila的按压闭阀状态，在通过所述升降驱动机构使阀轴21向单方向一边转动一边下降而使阀体25落座于阀座Ila之后，更进一步地使阀轴21抗拒阀体施力弹簧24的施加力而下降到由闭阀方向阻挡机构所规定的控制用原点位置，换而言之，下降到将可动阻挡35与构成闭阀方向阻挡机构的固定阻挡55抵接卡止的所述控制用原点位置。
下面具体说明电动阀I’的动作。
[0006]S卩、通过向定子50供给成为闭阀方向用驱动模式的脉冲(有时称为正转脉冲)，转子30和阀轴21被向单方向(例如俯视时顺时针方向)转动，通过由内螺纹部15i和外螺纹部21e构成的螺旋进给机构，阀轴21和闭阀方向用可动阻挡35—边转动一边下降，阀体25落座于阀座11a，阀口被关闭。
[0007]在该时点，可动阻挡35还未与固定阻挡55抵接，转子30和阀轴21的转动下降没有停止，脉冲的供给一直持续到阀体施力弹簧24被压缩到预定量为止，以此，阀体25依旧落座于阀座部件11，转子30、阀轴21和阀保持具23等更进一步地一边转动一边下降。
[0008]这时，由于阀轴21和阀保持具23相对于阀体25下降，所以阀体施力弹簧24被压缩，以此，阀轴21和阀保持具23的下降力量被吸收，之后，在阀体施力弹簧24的压缩量成为预定量时，可动阻挡35与固定阻挡55抵接卡止，转子30和阀轴21到达最下降位置，即使持续向定子50供给成为闭阀方向用驱动模式的脉冲，转子30和阀轴21的下降也被强制停止。此时的阀轴21的位置称为控制用原点位置，从所述落座位置到所述原点位置的下降量La用脉冲数换算为Po(例如在32个脉冲，有时将其称为开阀设定脉冲数Po)。另外，在本例的电动阀I’之中，由步进电动机的I个脉冲的供给带来的转动角度、阀轴21的外螺纹部21e的间距等都事先知道，所以阀轴21的下降量和上升量，通过计数成为闭阀方向用驱动模式的正转脉冲数、成为开阀方向用驱动模式的反转脉冲数能够进行设定。
[0009]像这样，即使在阀体25落座于阀座IIa而阀口被关闭之后，在到达可动阻挡35与固定阻挡55抵接卡止的控制用原点位置为止，通过转子30、阀轴21和阀保持具23的持续下降，阀体施力弹簧24被压缩，所以阀体25被用力地按压到阀座Ila(该状态称为按压闭阀状态)，能够可靠地防止阀泄漏。
[0010]另一方面，若从上述控制用原点位置(按压闭阀状态)向定子50供给成为开阀方向用驱动模式的脉冲(有时称为反转脉冲)，转子30和阀轴21则向与上述相反的方向(例如俯视时反时针方向)转动，通过由内螺纹部15i和外螺纹部21e构成的螺旋进给机构，转子30、阀轴21、阀保持具23和开阀方向用可动阻挡36—边转动一边上升，伴随此，对阀体25的按压力变弱，阀体施力弹簧24伸张预定量恢复到原来的设定状态，阀体25与阀座Ila分离，阀口被打开。此时，如图8所示，按照供给定子50的脉冲数决定阀体25的升程(阀开度=流量)，更进一步地持续供给所述脉冲，最终成为全开状态，并且可动阻挡36与开阀方向用固定阻挡56抵接卡止，由此，转子30、阀轴21和阀保持具23的转动及上升被强制停止。
[0011]在上述那样的电动阀I’之中，要求有:在组装时，准确地找出控制用原点位置，在该原点位置将可动阻挡35与闭阀方向阻挡机构的固定阻挡55可靠地抵接卡止。
[0012]所以，在上述电动阀I’的组装时，例如可以采用以下步骤。
[0013]另外，在本例中如图13所示，事先准备包含组装用电动机210的组装用电动机单元200，该组装用电动机210和用于使阀轴21 —边转动一边升降的、所述电动阀I ’的具有转子30和定子50的步进电动机是同样规格。在该单元200中，硬件本身具备众所周知的内设有微机的控制器100和操作面板120等，组装用电动机210的输出轴220通过转动传动机构240与阀轴21连接，另外，在输出轴220设有扭矩传感器150，该扭矩传感器150用于检测施加在阀轴21的负荷扭矩。从扭矩传感器150向控制器100供给按照阀轴21的负荷扭矩的信号。
[0014]在组装时，如图13所示，首先，将导向套15、阀座部件11组装到阀主体10，将阀保持具23组装到阀轴21，并在其之间装配阀体施力弹簧24的状态下将阀体25组装而得到阀轴组装体20 ο使阀轴组装体20的阀轴21 (的外螺纹部21 e)与导向套15 (的内螺纹部15i)螺旋接入口 ο
[0015]接下来，对组装用电动机单元200的操作面板120进行操作，向控制器100传送开始信号。于是，控制器100执行如图6A流程图所示的处理。也就是，开始后，在步骤S71(以下省略步骤)中向组装用电动机210供给正转脉冲，并在S72中根据来自扭矩传感器150的信号计算出负荷扭矩的变化率A T，接下来，在S73中判断负荷扭矩的变化率△ T是否大于事先规定的阀值α，在该步骤S73，在判断为变化率△ T为阀值α以下时(No的情况)，到变化率△ T超过阀值α为止，重复执行步骤S71、S72、S73。
[0016]此处的处理表示图5Α的从供给脉冲数为O的点到落座点为止，由于阀轴组装体20的摩擦抵抗等，负荷扭矩缓慢地上升，但是其变化率A T通常为所述阀值α以下。所述阀值α设定为:即使在阀座25落座于阀座Ila之后，阀轴21更进一步地下降且阀体施力弹簧24被压缩时，能够超过的值。
[0017]在S73中，在判断为变化率ΔT超过阀值α时(Yes的情况)，判断为阀体25落座于阀座11 a。该落座时点的状态表示在图14，该落座点位置为组装用基准位置。在S73中Ye S的情况，前进到S74，开始供给事先规定的脉冲数Po (例如32个脉冲)的正转脉冲，并将传送的脉冲数进行计数(这次的脉冲数P—上次的脉冲数P+1)。
[0018]于是，在S75中，在正转脉冲数P到达事先规定的脉冲数Po为止，重复执行S74，在正转脉冲数P成为脉冲数Po以上时，前进到S76，停止供给正转脉冲，该程序结束。通过供给所述脉冲数Po(例如32个脉冲)，上述那样的阀轴21如图5A及图15所示，从落座点位置(组装用基准位置)下降到控制用原点位置(下降量Lo)。此时，如图7A的(1)、(2)所示，在图14所示的落座点位置时，阀体施力弹簧24的长度为Wl，但是如图15所示，若阀轴21下降Lo部分，阀体施力弹簧24则被压缩所述Lo部分其长度成为W2。
[0019]在以上那样的、阀轴21在控制用原点位置状态，如图12所示，成为将闭阀方向用可动阻挡35拧入阀轴21并与闭阀方向用固定阻挡55抵接的状态，并且在其上面以覆盖转子30形式载置，通过焊接将转子30的连接体32和阀轴21的小径部21b固定。以此，在转子30和可动阻挡35—体地一边转动一边下降并且在阀轴21到达控制用原点位置时，可动阻挡35与固定阻挡55抵接卡止。
[0020]接下来，若通过焊接将罐45的下端部与阀主体10密封接合，并且将定子50定位固定在罐45的外周，则完成电动阀I’的组装。
[0021 ] 专利文献I:日本特开2012-172839号公报
[0022]专利文献2:日本特开2007-198372号公报
【发明内容】
[0023]在如上所述的、现有的电动阀I，组装之中，通过将负荷扭矩的变化率ΔT与阀值α进行比较，进行阀体25是否落座于阀座Ila的判断，但是即使阀体25落座，由于阀轴21被下按，所以负荷扭矩缓慢地变化，在变化率A Τ>阀值α的落座点位置，S卩、在找出控制用原点时的组装用基准位置容易产生大的误差，所以，即使给予电动阀I’预定数的脉冲，也不能成为所要的按压闭阀状态，存在不能得到所希望的升程(=流量)的问题发生的担心。
[0024]本发明鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电动阀及其组装方法，根据负荷扭矩的变化率，能够将找出控制用原点时的组装用基准位置准确地检测，以此能够尽可能地提尚流量等的控制准确度。
[0025]为到达上述目的，本发明所涉及的电动阀，其特征在于，具备:阀体；阀轴，该阀轴在轴方向上能够相对移动及相对转动地保持该阀体，并且具有外螺纹部;压缩装配在所述阀体和所述阀轴之间的阀体施力弹簧;设有导向套和阀座的阀主体，该导向套具有与所述阀轴的外螺纹部螺旋接合的内螺纹部，所述阀体与该阀座接近或分离;升降驱动机构，该升降驱动机构具有对于所述导向套用于使所述阀轴一边转动一边升降的转子和定子;以及闭阀方向阻挡机构，该闭阀方向阻挡机构规定所述阀轴的控制用原点位置，该电动阀如下形成:为制造出通过所述阀体施力弹簧的施加力将所述阀体按压到所述阀座的按压闭阀状态，在通过所述升降驱动机构使所述阀轴向单方向一边转动一边下降且使所述阀体落座于所述阀座之后，更进一步地使所述阀轴抗拒所述阀体施力弹簧的施加力而下降到由所述闭阀方向阻挡机构所规定的所述控制用原点位置，由固定阻挡和可动阻挡构成的组装用阻挡机构设于所述阀体和所述阀轴之间，该组装用阻挡机构是用于在所述电动阀的组装时，检测使所述阀轴比所述控制用原点位置更进一步地只下降预定量的组装用基准位置。
[0026]在一个优选的【具体实施方式】中，滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀轴的下部，并且所述阀体在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的底部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在所述阀体和所述阀保持具的天顶部之间，并且在所述阀体的比所述阀保持具的底部向下侧突出的部分设有凸缘状部，所述组装用阻挡机构以将所述阀保持具的底部作为可动阻挡，将所述阀体的凸缘状部作为固定阻挡而构成。
[0027]在其他优选的【具体实施方式】中，滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀体的上部，并且所述阀轴在轴方向上能够相对移动以及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的天顶部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在所述阀体和外嵌固定在所述阀轴的弹簧承受部件之间，并且在所述阀轴的位于比所述阀保持具的天顶部向上侧的部分设有凸缘状部，所述组装用阻挡机构以将所述阀保持具的天顶部作为固定阻挡，将所述阀轴的凸缘状部作为可动阻挡而构成。
[0028]在其他优选的【具体实施方式】中，滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀轴的下部，并且所述阀体在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的底部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在设于所述阀体上部的弹簧承受部件和所述阀保持具的天顶部之间，所述组装用阻挡机构以将所述阀保持具的天顶部作为可动阻挡，将所述弹簧承受部件作为固定阻挡而构成。
[0029]在其他优选的【具体实施方式】中，滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀体的上部，并且所述阀轴在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的天顶部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在设于所述阀体上部的下侧弹簧承受部件和设于所述阀轴下部的上侧弹簧承受部件之间，所述组装用阻挡机构以将所述下侧弹簧承受部件作为固定阻挡，将所述上侧弹簧承受部件作为可动阻挡而构成。
[0030]在优选的【具体实施方式】中，以所述阀轴下降到所述组装用基准位置时的所述阀体施力弹簧的压缩量，比所述阀轴下降到所述控制用原点位置时的压缩量大，并且比所述阀体施力弹簧发生塑性变形的压缩量小的形式，来设定各部分的尺寸形状。
[0031 ]在其他优选的【具体实施方式】中，以所述阀轴下降到所述组装用基准位置时的所述阀体施力弹簧的压缩量，成为所述阀轴下降到所述控制用原点位置时的压缩量的整数倍的形式，来设定各部分的尺寸形状。
[0032]另一方面，本发明所涉及的电动阀的组装方法，是上述构成的电动阀的组装方法，其特征在于，将所述导向套组装到所述阀主体，并且将所述阀体在其之间安装所述阀体施力弹簧的状态下组装到所述阀轴而得到阀轴组装体，使该阀轴组装体的阀轴与所述导向套螺旋接合，通过事先准备的组装用电动机从所述阀体离开所述阀座的状态使所述阀轴向单方向一边转动一边下降，并且计算出此时的负荷扭矩的变化率，在该负荷扭矩的变化率大于事先规定的阀值时，停止所述阀轴的下降，接着，一边向其他方向只转动从所述组装用阻挡机构的可动阻挡抵接到固定阻挡的作为设计值的下降量之中减去所述阀轴中的所述阀体落座在所述阀座的位置起到所述控制用原点位置的作为设计值的下降量而得到的量，一边上升并停止，在该停止状态，将所述转子和所述闭阀方向用阻挡的可动阻挡在与闭阀方向用固定阻挡抵接的状态下组装固定在所述阀轴。
[0033]在本发明所涉及的电动阀之中，在阀体和阀轴之间设有由固定阻挡和可动阻挡构成的组装用阻挡机构，在组装时，使阀轴下降并使可动阻挡与固定阻挡抵接，使负荷扭矩发生大变化，检测该负荷扭矩发生大变化的拐点并将其作为组装用基准位置，所以，与现有那样的、将负荷扭矩变化并不那么大的落座点附近作为组装用基准位置的情况相比，能够更准确地找出控制用原点，其结果，能够尽可能地提高流量等的控制准确度。
【附图说明】
[0034]图1A表示本发明所涉及的电动阀的第一实施方式的纵剖面图。
[0035]图1B是图1A的A向视图。
[0036]图2是用于说明图1A所示电动阀的组装方法的、表示初期设定状态的纵剖面图。
[0037]图3是用于说明图1A所示电动阀的组装方法的、表示组装用基准位置的纵剖面图。
[0038]图4是用于说明图1A所示电动阀的组装方法的、表示控制用原点位置的纵剖面图。
[0039]图5A是用于说明现有电动阀的组装方法的、负荷扭矩和螺旋进给量的关系图。
[0040]图5B是用于说明本发明电动阀的组装方法的、负荷扭矩和螺旋进给量的关系图。
[0041]图6A是用于说明现有电动阀的组装方法的、表示组装时找出控制用原点程序一例的流程图。
[0042]图6B是用于说明本发明电动阀的组装方法的、表示组装时找出控制用原点程序一例的流程图。
[0043]图7A是用于说明现有的、阀体施力弹簧压缩量的图。
[0044]图7B是用于说明本发明的、阀体施力弹簧压缩量的图。
[0045]图8表示电动阀的流量和供给脉冲数关系的图。
[0046]图9表示本发明所涉及的电动阀的第二实施方式的纵剖面图。
[0047]图10表示本发明所涉及的电动阀的第三实施方式的纵剖面图。
[0048]图11表示本发明所涉及的电动阀的第四实施方式的纵剖面图。
[0049]图12表示现有的电动阀一例的纵剖面图。
[0050]图13是用于说明图12所示电动阀的组装方法的、表示初期设定状态的纵剖面图。
[0051]图14是用于说明图12所示电动阀的组装方法的、表示落座位置(组装用基准位置)的纵剖面图。
[0052]图15是用于说明图12所示电动阀的组装方法的、表示控制用原点位置的纵剖面图。
[0053]标号说明
[0054]1:电动阀；1:阀主体；I Ia:阀座(阀口)； 15:导向套；151:内螺纹部；20:阀轴组装体;21:阀轴;21e:外螺纹部;23:阀保持具;24:阀体施力弹簧;25:阀体;26:弹簧承受部件；27:底板部(组装用可动阻挡)；29:凸缘状部(组装用固定阻挡)；30:转子;35:闭阀方向用可动阻挡；36:开阀方向用可动阻挡；50:定子;55:闭阀方向用固定阻挡;56:开阔方向用固定阻挡。
【具体实施方式】
[0055]以下，参照附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0056](第一实施方式)
[0057]图1A表示本发明所涉及的电动阀的第一实施方式的纵剖面图，图1B是图1A的A向视图(转子的上面图)，图2至图4是用于说明图1A所示电动阀的组装方法(找出控制用原点)的图。
[0058]图示电动阀I具备:上面开口的、有底圆筒状的阀主体10;其下端部通过焊接等与该阀主体10的上端面部外周侧密封接合的罐45;附带凸缘状圆板18的导向套15，该凸缘状圆板18通过焊接等固定在阀主体1的上端面部内周侧；阀轴21，形成在该阀轴21的轴状部21a外周的外螺纹部21e与形成在该导向套15的小径上部15b的内螺纹部15i螺旋接合;与该阀轴21能够一体转动地连接固定的转子30;以及为转动驱动该转子30而外嵌在所述罐45外周的定子50。
[0059]在这里，步进电动机由转子30和定子50构成，另外，螺旋进给机构由导向套15的内螺纹部15i和阀轴21的外螺纹部21e构成，用于使阀轴21—边转动一边升降的升降驱动机构由所述步进电动机和螺旋进给机构构成。
[0060]所述阀主体10是将金属板材作为材料的冲压加工制成的，在其底部1b通过钎焊等固定有具有阀座(阀口)I Ia的阀座部件11，在其上部插入有导向套15的下部。
[0061 ]在所述阀主体10的阀室12的一侧，通过钎焊等连接有由管接头构成的第一出入口6，另外，在阀座部件11，通过钎焊等连接有由管接头构成的第二出入口 7。
[0062]所述阀轴21具有:小径部21b，该小径部21b外嵌有所述转子30的连接体32;外螺纹部21e，该外螺纹部21 e与导向套15的内螺纹部15i螺旋接合；以及下部连接部21c，该下部连接部21c附带有比该外螺纹部21e更下侧的凸缘状部21d和箍紧部21f，在该阀轴21的下端部，在其箍紧部21f连接固定有其顶穴部分，在导向套15的大径圆筒状躯干部15a保持有滑动自在地嵌插的圆筒状的阀保持具23，该阀保持具23附带有天顶部23b，在该阀保持具23的圆筒部23a下部，滑动自在地插入有阀体25的上部。
[0063]阀体25具有:倒圆锥台状的阀体部25a，该阀体部25a的下部插入并落座在具有倒圆锥面部的阀座(阀口)11 a内；与该阀体部25a的上部连接的圆柱状躯干部25b;以及较厚的防脱落套管25c，该防脱落套管25c通过压入、焊接等外嵌固定在该圆柱状躯干部25b的上部，再加上，在所述圆柱状躯干部25b下部所预定的部位，设有凸缘状部29。这里，插入到底板部27的贯穿孔的所述圆柱状躯干部25b(的上部)的外径，比所述阀座(阀口)lla的直径大，该底板部27固定在所述阀保持具23的下端部。
[0064]在所述阀保持具23的下端部，在其之间夹着较薄的环状圆板28而将所述阀体25(的防脱落套管25c)防脱落卡止，并且设有贯穿孔且由较厚板构成的底板部27通过箍紧、焊接等而被保持固定。
[0065]在另一方面，在阀体25的上面载有剖面形状为帽子状的弹簧承受部件26，在该弹簧承受部件26的凸缘状部和阀保持具23的天顶部23b之间压缩装配有阀体施力弹簧24，该阀体施力弹簧24由按压阀体并兼备缓冲用的压缩螺旋弹簧构成，阀体25被阀体施力弹簧24常时向下施力。
[0066]在此，设在所述阀体25的凸缘状部29和设在阀保持具23并构成该阀保持具23底部的底板部27，分别成为用于提供后述组装(用于检测组装用基准位置)方便的组装用阻挡机构的固定阻挡和可动阻挡(后面详述)。
[0067]在阀体25从阀座Ila离开的状态(开阀状态)，上述阀轴21、阀保持具23、阀体25以及阀体施力弹簧24实质上一体地一边转动一边升降。
[0068]此时，在如图2所示的开阀状态(组装初期状态)，阀体25的防脱落套管25c在其之间夹着环状圆板28对接卡止在底板部27，底板部27的下面和所述凸缘状部29的上面，换而言之，组装用阻挡机构的固定阻挡(底板部)27和可动阻挡(凸缘状部)29，只离开预定距离Lp(组装在后面详述)。
[0069]另外，为设定转子30和阀轴21的控制用原点位置，在导向套15的小径上部15b的上面，剖面矩形的闭阀方向用固定阻挡55向上突出设置，该闭阀方向用固定阻挡55具有预定的宽度、高度、进深，在导向套15的大径圆筒状躯干部15a的上部，剖面矩形的开阀方向用固定阻挡56向下突出设置，该开阀方向用固定阻挡56具有预定的宽度、高度、进深。
[0070]在阀轴21的外螺纹部21e的上端部螺旋接合有闭阀方向用可动阻挡35，并被转子30的圆板状天顶部防脱落卡止。该闭阀方向用可动阻挡35由螺母部35a和剖面矩形的阻挡部35s构成，该螺母部35a的与外螺纹部21^累旋接合且俯视时外形为六角形并且其一边形成为圆弧状，该阻挡部35s从该螺母部35a向下突出设置且具有预定的宽度、高度、进深。
[0071]另外，在阀轴21的外螺纹部21e的下端部螺旋接合有所述开阀方向用可动阻挡36，并被阀保持具23的天顶部23b防脱落卡止，该开阀方向用可动阻挡36与所述开阀方向用固定阻挡56抵接卡止。该开阀方向用可动阻挡36由螺母部36a和剖面矩形的阻挡部36s构成，该螺母部36a与外螺纹部2化螺旋接合，该阻挡部36s从该螺母部36a向上突出设置且具有预定的宽度、高度、进深。
[0072]所述转子30由附带有天顶部的圆筒状的磁铁31和与该天顶部一体接合的连接体32构成，连接体32外嵌在阀轴21的小径部21b，且载置于所述闭阀方向用可动阻挡35上，并焊接固定在所述小径部21b。
[0073]此处，如图1B中虚线所示，在所述转子30的天顶部的下面侧设有凹部33，该凹部33具有俯视时两端部形成为D字形状的D切割部，在形成于该凹部33的D切割部以外的圆弧状部分，所述闭阀方向用可动阻挡35的螺母部35a的圆弧状的一边以抵接状态被嵌入，所述螺母部35a的其他两边以抵接状态被嵌入在D切割部，以此，转子30、闭阀方向用可动阻挡35和阀轴21 —体地一边转动一边升降。
[0074]另一方面，在所述罐45的外周，外嵌有由磁轭51、线圈架52、线圈53和树脂模具54等构成的定子50。通过设在其底部的定位固定具(省略图示)，该定子50相对于阀主体10被定位固定在预定的位置。
[0075]另外，在本实施方式的电动阀I，为进行该电动阀I的动作(流量)控制等，具备内设有微机的控制器。该控制器根据来自各种传感器或操作面板(遥控器)等的信号进行所需要的运算处理，向电动阀I的定子50供给驱动脉冲，该各种传感器设置在该电动阀I所编入的系统内。
[0076]由此，电动阀I的转子30按照供给的脉冲数转动相应的部分。若转子30转动，则阀轴21与其一体转动。此时，通过所述螺旋进给机构，阀轴21伴随阀体25而升降，以此，冷媒的通过流量被调整。
[0077]以下，对电动阀I的动作具体说明。
[0078]S卩、通过向定子50供给成为闭阀方向用驱动模式的脉冲(有时成为正转脉冲)，转子30和阀轴21向单方向(例如俯视时顺时针方向)转动，通过由内螺纹部15i和外螺纹部21 e构成的螺旋进给机构，阀轴21和闭阀方向用可动阻挡35—边转动一边下降，阀体25落座于阀座11a，阀口被关闭。
[0079]在该时点，可动阻挡35还未与固定阻挡55抵接，转子30和阀轴21的转动下降没有停止，脉冲的供给一直持续到阀体施力弹簧24被压缩到预定量为止，以此，在阀体25依旧落座于阀座部件11，转子30、阀轴21和阀保持具23等更进一步地一边转动一边下降。
[0080]这时，由于阀轴21和阀保持具23相对于阀体25下降，所以阀体施力弹簧24被压缩，以此，阀轴21和阀保持具23的下降力量被吸收，之后，在阀体施力弹簧24的压缩量成为预定量时，可动阻挡35与固定阻挡55抵接卡止，转子30和阀轴21到达最下降位置，即使持续向定子50供给成为闭阀方向用驱动模式的脉冲，转子30和阀轴21的下降也被强制停止。此时的阀轴21的位置称为控制用原点位置，从所述落座位置到所述原点位置的下降量Lo用脉冲数换算为Po (例如在32个脉冲，有时将其称为开阀设定脉冲数Po)。另外，在本例的电动阀I之中，由步进电动机的I个脉冲的供给带来的转动角度、阀轴21的外螺纹部21e的间距等都事先知道，所以阀轴21的下降量和上升量，通过计数成为闭阀方向用驱动模式的正转脉冲数、成为开阀方向用驱动模式的反转脉冲数而能够设定。
[0081]像这样，即使在阀体25落座于阀座Ila且阀口被关闭之后，在到达可动阻挡35与固定阻挡55抵接卡止的控制用原点位置为止，通过转子30、阀轴21和阀保持具23的持续下降，阀体施力弹簧24被压缩，所以阀体25被用力地按压到阀座Ila(该状态称为按压闭阀状态)，能够可靠地防止阀泄漏。
[0082]另一方面，若从上述控制用原点位置(按压闭阀状态)向定子50供给成为开阀方向用驱动模式的脉冲(有时称为反转脉冲)，转子30和阀轴21则向与上述相反的方向(例如俯视时反时针方向)转动，通过由内螺纹部15i和外螺纹部21e构成的螺旋进给机构，转子30、阀轴21、阀保持具23和开阀方向用可动阻挡36—边转动一边上升，伴随此，对阀体25的按压力变弱，阀体施力弹簧24伸张预定量恢复到原来的设定状态，阀体25与阀座Ila分离，阀口被打开。此时，如图8所示，按照供给定子50的脉冲数决定阀体25的升程(阀开度=流量)，更进一步地持续供给所述脉冲，最终成为全开状态，并且可动阻挡36与开阀方向用固定阻挡56抵接卡止，由此，转子30、阀轴21和阀保持具23的转动及上升被强制停止。
[0083]在上述那样的电动阀I之中，要求有:在组装时，准确地找出控制用原点位置，在该原点位置将可动阻挡35与闭阀方向阻挡机构的固定阻挡55可靠地抵接卡止。
[0084]所以，在上述电动阀I的组装时，例如可以采用以下步骤。
[0085]另外，在本例中如图2所示，事先准备包含组装用电动机210的组装用电动机单元200，该组装用电动机210和用于使阀轴21 —边转动一边升降的、所述电动阀I的具有转子30和定子50的步进电动机是同样规格。在该单元200中，硬件本身具备众所周知的内设有微机的控制器100和操作面板120等，组装用电动机210的输出轴220通过转动传动机构240与阀轴21连接，另外，在输出轴220设有扭矩传感器150，该扭矩传感器150用于检测施加在阀轴21的负荷扭矩。从扭矩传感器150向控制器100供给按照阀轴21的负荷扭矩的信号。
[0086]在组装时，如图2所示，首先，将导向套15、阀座部件11组装到阀主体10，将阀保持具23组装到阀轴21，并在其之间装配阀体施力弹簧24的状态下将阀体25组装而得到阀轴组装体20 ο使阀轴组装体20的阀轴21 (的外螺纹部21 e)与导向套15 (的内螺纹部15i)螺旋接口 O
[0087]接下来，对组装用电动机单元200的操作面板120进行操作，向控制器100传送开始信号。于是，控制器100执行如图6B流程图所示的处理。也就是，开始后，在步骤S81(以下省略步骤)中向组装用电动机210供给正转脉冲，在S82中根据来自扭矩传感器150的信号计算出负荷扭矩的变化率A T，接下来，在S83中判断负荷扭矩的变化率△ T是否大于事先规定的阀值β，在该步骤S83，在判断为变化率Δ T为阀值β以下时(No的情况)，到变化率Δ T超过阀值β为止，重复执行步骤S81、S82、S83。
[0088]此处的处理表示图5Β的从供给脉冲数为O的点到组装用基准位置为止，该组装用基准位置是组装用可动阻挡27与固定阻挡29抵接的位置。此处，若组装用可动阻挡27与固定阻挡29抵接卡止，则负荷扭矩以与垂直接近的角度增大，负荷扭矩的变化率△ T急剧变大，所以能够将所述阀值β设定为阀体施力弹簧24被压缩(弹性变形)状态下不可能取得的程度的大的值，所以，能够准确并且可靠地检测组装用可动阻挡27与固定阻挡29抵接的组装用基准位置。
[0089]在S83中，在判断为变化率ΔT超过阀值β时(Yes的情况)，判断为已经到达组装用可动阻挡27与固定阻挡29抵接的组装用基准位置。该组装用基准位置的状态如图3所示。在S83中Yes的情况，前进到S84，开始供给事先规定的脉冲数Pr的反转脉冲，将传送的脉冲数进行计数(这次的脉冲数P’—上次的脉冲数P’+l)。在此，反转脉冲数Pr设定为:从组装用可动阻挡27与固定阻挡29抵接为止的、作为设计值的下降量Lp之中，减去从上述落座点位置到控制用原点位置为止的下降量Lo而得到的返回量Lr(Lr = Lp-Lo)相当的脉冲数。在本例中，下降量Lp、下降量Lo、返回量(上升量)Lr作为设计值事先被设定，下降量Lo换算为脉冲数Po(例如32个脉冲)，下降量Lp换算为下降量Lo的2倍，S卩、脉冲数Po(例如32个脉冲)的2倍的脉冲数Pp(例如64个脉冲)，上升量Lr换算为从脉冲数Pp(例如64个脉冲)中减去脉冲数Po(例如32个脉冲)而得到的脉冲数Pr (例如32个脉冲)。
[0090]于是，在S85中，在反转脉冲数P’返回并到达脉冲数Pr为止，重复执行S84，在反转脉冲数P，成为脉冲数Pr以上时，前进到S86，停止供给反转脉冲，该程序结束。通过供给所述反转脉冲数Pr(例如32个脉冲)，上述那样的阀轴21如图5B及图4所示，从组装用可动阻挡27与固定阻挡29抵接的组装用基准位置上升到控制用原点位置(上升量Lr)。此时，如图5B、图7B的(1)、(2)、(3)所示，在图2所示的在初期设定位置时，阀体施力弹簧24的长度为W1，但是如图3、图4所示，若阀轴21下降b = Lp部分，贝幌体施力弹簧24被压缩所述Lp部分，其长度成为W3。之后，若阀轴21上升Lr部分，则阀体施力弹簧24则伸长所述Lr部分，其长度成为W2，此时的压缩量a = Lo。另外，通过将压缩量b = Lp作为压缩量a = Lo的整数倍，没有必要将治具等变大就能够依旧使用现有的治具。另外，在此，虽然将压缩量b = Lp作为压缩量a = Lo的整数倍，但是压缩量b = Lp比压缩量a = Lo大，并且在阀体施力弹簧24能够维持弹性的压缩量的上限内能够自由设定，优选例如将压缩量b = Lp设定为压缩量a = Lo的1.5倍至3.0倍之间。
[0091]在上述那样的、阀轴21在控制用原点位置状态，如图1所示，成为将闭阀方向用可动阻挡35拧入阀轴21并与闭阀方向用固定阻挡55抵接的状态，并且在其上面以覆盖转子30的形式而载置，通过焊接将转子30的连接体32和阀轴21的小径部21b固定。以此，在转子30和可动阻挡35—体地一边转动一边下降，并且在阀轴21到达控制用原点位置时，可动阻挡35与固定阻挡55抵接卡止。
[0092]接下来，通过焊接等将罐45的下端部与阀主体10密封接合，并且将定子50定位固定在罐45的外周，则完成电动阀I的组装。
[0093]如上述那样，在本实施方式的电动阀I之中，在阀体25和阀轴21之间设有由固定阻挡29和可动阻挡27构成的组装用阻挡机构，在组装时，使阀轴21下降，使可动阻挡27与固定阻挡29抵接，使负荷扭矩发生大变化，所以根据负荷扭矩的变化率，能够准确且可靠地检测使阀轴21比控制用原点位置更进一步地只下降预定量的组装用基准位置。此时，因为下降量Lp、下降量Lo、返回量(上升量)Lr作为设计值事先被设定，所以能够准确地检测所述组装用基准位置，并与此互起作用，其误差与现有那样的、检测将阀体25落座与阀座Ila时的负荷扭矩变化的拐点的情况相比，变得相当小，所以能够准确地找出控制用原点，其结果，能够尽可能地提尚流量等的控制准确度。
[0094](第二实施方式)
[0095]图9表示本发明所涉及的电动阀的第二实施方式的纵剖面图。在图示例的电动阀2之中，与第一实施方式的电动阀I的各部分同样构成或同样功能的部分付与同样的标号，并省略重复说明，以下只对不同点进行说明。
[0096]在本实施方式的电动阀2之中，阀体65具有:倒圆锥台状的阀体部65a；短圆柱状躯干部65b;以及上部突设部65c，滑动自如地嵌插在导向套15的圆筒部15a的阀保持具60固定在阀体65的短圆柱状躯干部65b的上部，并且阀轴21在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具60，且其之间夹着环状圆板66而被该阀保持具60的天顶部60b防脱落卡止。另外，在阀保持具60的圆筒部60a内，阀体施力弹簧24压缩装配于外嵌在阀体65的上部突设部65c的下侧弹簧承受部件62和外嵌固定在阀轴21的下部连接部21c的上侧弹簧承受部件61之间，并且在阀轴21的位于比阀保持具60的天顶部60b更上侧的部分设有凸缘状部21g，所述组装用阻挡机构以将阀保持具60的天顶部60b作为固定阻挡，将阀轴21的凸缘状部21g作为可动阻挡而构成。
[0097]在如此构成的电动阀2之中，作为固定阻挡的阀保持具60的天顶部60b和作为可动阻挡的阀轴21的凸缘状部21g之间的间隔距离设定为第一实施方式的下降量Lp，另外，第一实施方式的下降量Lo、返回量(上升量)Lr也被同样设定，在组装时，使阀轴21下降，使可动阻挡21g与固定阻挡60b抵接，使负荷扭矩发生大变化，所以根据负荷扭矩的变化率，能够准确且可靠地检测使阀轴21比控制用原点位置更进一步地只下降预定量的组装用基准位置。此时，因为下降量Lp、下降量Lo、返回量(上升量)Lr作为设计值事先被设定，所以能够准确地检测所述组装用基准位置，并与此互起作用，其误差与现有那样的、检测将阀体65落座与阀座Ila时的负荷扭矩变化的拐点的情况相比，变得相当小，所以能够准确地找出控制用原点，其结果，能够尽可能地提高流量等的控制准确度。
[0098](第三实施方式)
[0099]图10表示本发明所涉及的电动阀的第三实施方式的纵剖面图，是从图1所示的第一实施方式之中删除设在阀体25的凸缘状部29，并在弹簧承受部件26形成固定阻挡，在阀保持具23形成可动阻挡的例子。在图示例的电动阀3之中，与第一实施方式的电动阀I的各部分同样构成或同样功能的部分付与同样的标号，并省略重复说明，以下只对不同点进行说明。
[0100]在本实施方式的电动阀3之中，设在阀保持具23的天顶部23b的顶孔周围的部分比箍紧部21f向下方延长，其下部作为可动阻挡而形成，设在阀体25上部的弹簧承受部件26与第一实施方式相比向上侧延长，其上部作为固定阻挡而形成，以此构成所述组装用阻挡。[0101 ]在如此构成的电动阀3之中，作为可动阻挡的阀保持具23的天顶部23b和作为固定阻挡的弹簧承受部件26之间的间隔距离设定为第一实施方式的下降量Lp，另外，第一实施方式的下降量Lo、返回量(上升量)Lr也被同样设定，在组装时，使阀轴21下降，使可动阻挡23b与固定阻挡26抵接，使负荷扭矩发生大变化，所以与第一实施方式同样，根据负荷扭矩的变化率，能够准确且可靠地检测使阀轴21比控制用原点位置更进一步地只下降预定量的组装用基准位置。
[0102](第四实施方式)
[0103]图11表示本发明所涉及的电动阀的第四实施方式的纵剖面图，是从图9所示的第二实施方式之中删除设在阀轴21的凸缘状部21g，并在与阀轴21下端一体设置的上侧弹簧承受部件61形成可动阻挡，在下侧弹簧承受部件62形成固定阻挡的例子。在图示例的电动阀之中，与第二实施方式的电动阀2的各部分同样构成或同样功能的部分付与同样的标号，并省略重复说明，以下只对不同点进行说明。
[0104]在本实施方式的电动阀4之中，将上侧弹簧承受部件61和阀轴21—体形成，上侧弹簧承受部件61的下面延长到下侧，其下部作为可动阻挡而形成，设在阀体65上部的下侧弹簧承受部件62与第二实施方式相比向上侧延长，其上部作为固定阻挡而形成，以此构成所述组装用阻挡。
[0105]在如此构成的电动阀4之中，作为可动阻挡的上侧弹簧承受部件61和作为固定阻挡的下侧弹簧承受部件62之间的间隔距离设定为第一实施方式的下降量Lp，另外，第一实施方式的下降量Lo、返回量(上升量)Lr也被同样设定，在组装时，使阀轴21下降，使可动阻挡61与固定阻挡62抵接，使负荷扭矩发生大变化，所以与第二实施方式同样，根据负荷扭矩的变化率，能够准确且可靠地检测使阀轴21比控制用原点位置更进一步地只下降预定量的组装用基准位置。
【主权项】
1.一种电动阀，其特征在于，具备:阀体；阀轴，该阀轴在轴方向上能够相对移动及相对转动地保持该阀体，并且具有外螺纹部;压缩装配在所述阀体和所述阀轴之间的阀体施力弹簧;设有导向套和阀座的阀主体，该导向套具有与所述阀轴的外螺纹部螺旋接合的内螺纹部，所述阀体与该阀座接近或分离;升降驱动机构，该升降驱动机构具有对于所述导向套用于使所述阀轴一边转动一边升降的转子和定子；以及闭阀方向阻挡机构，该闭阀方向阻挡机构规定所述阀轴的控制用原点位置， 该电动阀如下形成:为制造出通过所述阀体施力弹簧的施加力将所述阀体按压到所述阀座的按压闭阀状态，在通过所述升降驱动机构使所述阀轴向单方向一边转动一边下降且使所述阀体落座于所述阀座之后，更进一步地使所述阀轴抗拒所述阀体施力弹簧的施加力而下降到由所述闭阀方向阻挡机构所规定的所述控制用原点位置， 由固定阻挡和可动阻挡构成的组装用阻挡机构设于所述阀体和所述阀轴之间，该组装用阻挡机构是用于在所述电动阀的组装时，检测使所述阀轴比所述控制用原点位置更进一步地只下降预定量的组装用基准位置。2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于， 滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀轴的下部，并且所述阀体在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的底部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在所述阀体和所述阀保持具的天顶部之间，并且在所述阀体的比所述阀保持具的底部向下侧突出的部分设有凸缘状部，所述组装用阻挡机构以将所述阀保持具的底部作为可动阻挡，将所述阀体的凸缘状部作为固定阻挡而构成。3.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于， 滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀体的上部，并且所述阀轴在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的天顶部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在所述阀体和外嵌固定在所述阀轴的弹簧承受部件之间，并且在所述阀轴的位于比所述阀保持具的天顶部向上侧的部分设有凸缘状部，所述组装用阻挡机构以将所述阀保持具的天顶部作为固定阻挡，将所述阀轴的凸缘状部作为可动阻挡而构成。4.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于， 滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀轴的下部，并且所述阀体在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的底部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在设于所述阀体上部的弹簧承受部件和所述阀保持具的天顶部之间，所述组装用阻挡机构以将所述阀保持具的天顶部作为可动阻挡，将所述弹簧承受部件作为固定阻挡而构成。5.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于， 滑动自如地嵌插在所述导向套的圆筒部的阀保持具设于所述阀体的上部，并且所述阀轴在轴方向上能够相对移动及相对转动地内插在该阀保持具并被所述阀保持具的天顶部防脱落卡止，所述阀体施力弹簧压缩装配在设于所述阀体上部的下侧弹簧承受部件和设于所述阀轴下部的上侧弹簧承受部件之间，所述组装用阻挡机构以将所述下侧弹簧承受部件作为固定阻挡，将所述上侧弹簧承受部件作为可动阻挡而构成。6.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于， 以所述阀轴下降到所述组装用基准位置时的所述阀体施力弹簧的压缩量，比所述阀轴下降到所述控制用原点位置时的压缩量大，并且比所述阀体施力弹簧发生塑性变形的压缩量小的形式，来设定各部分的尺寸形状。7.根据权利要求6所述的电动阀，其特征在于， 以所述阀轴下降到所述组装用基准位置时的所述阀体施力弹簧的压缩量，成为所述阀轴下降到所述控制用原点位置时的压缩量的整数倍的形式，来设定各部分的尺寸形状。8.—种电动阀的组装方法，是权利要求1所述的电动阀的组装方法，其特征在于， 将所述导向套组装到所述阀主体，并且将所述阀体在其之间安装所述阀体施力弹簧的状态下组装到所述阀轴而得到阀轴组装体，使该阀轴组装体的阀轴与所述导向套螺旋接合，通过事先准备的组装用电动机从所述阀体离开所述阀座的状态使所述阀轴向单方向一边转动一边下降，并且计算出此时的负荷扭矩的变化率，在该负荷扭矩的变化率大于事先规定的阀值时，停止所述阀轴的下降，接着，一边向其他方向只转动从所述组装用阻挡机构的可动阻挡抵接到固定阻挡的作为设计值的下降量之中减去所述阀轴中的所述阀体落座在所述阀座的位置起到所述控制用原点位置的作为设计值的下降量而得到的量，一边上升并停止，在该停止状态，将所述转子和所述闭阀方向用阻挡的可动阻挡在与闭阀方向用固定阻挡抵接的状态下组装固定在所述阀轴。
【文档编号】F16K1/48GK105909804SQ201610099188
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】大内共存, 菅沼威, 菱谷康平
【申请人】株式会社不二工机