步进电机驱动式的控制阀的制作方法_2

文档序号:8357922阅读:来源:国知局
。另外,在变形例中,也可以仅通过压入来将引导部件38相对于第2主体8固定。
[0037]也如图2所示那样,在第2主体8的上面竖立设置有齿条引导44 (作为“引导部件”发挥功能)。齿条引导44的下半部被制成大径部46、上半部被制成小径部48,下端部被固定在第2主体8的上面。更详细来说,使齿条引导44的下端部外插嵌合于通过在第2主体8的上面成型环状的嵌合槽50而得到的浮凸(emboss)部52,并以被紧固于第2主体8的上端的大径的螺纹环54从上方按压的方式而固定。浮凸部52作为与阀孔24同轴地形成的“嵌合部”来发挥功能。此外,在变形例中,也可以通过将齿条引导44向第2主体8压入或铆接来固定。
[0038]在本实施方式中,是通过基于车床的车削加工来使第2主体8成形的,故阀孔24 (阀座26)、被压入滑动轴承36的阶梯部的嵌合孔、被压入引导部件38的阶梯部的嵌合孔、以及浮凸部52成为同轴状。因此,滑动轴承36、引导部件38及齿条引导44相对于阀孔24(阀座26)的同轴度较高。滑动轴承36作为支承轴60的下端部的“支承部”来发挥功能。
[0039]工作杆32是组装轴60、蜗杆62及阻挡构件64而构成的。轴60是对由SUS构成的棒材进行切削加工而得到的,下半部扩径而形成为圆筒状,并在其外周面形成有外螺纹66。在本实施方式中,以推力大、耐磨损性优良的台形螺纹构成了外螺纹66。在变形例中,也可以以三角螺纹构成外螺纹66。该外螺纹66与引导部件38的内螺纹39相螺合。即、轴60的下半部作为“外螺纹部”来发挥功能。此外,在本实施方式中,对外螺纹66及内螺纹39施以DLC(Diamond-Like Carbon)处理来提高了其耐承重性能。另外,在变形例中,也可以取代DLC处理而采用耐承重性能、耐磨损性、滑动阻抗降低性优良的其它表面处理。或者,也可以采用析出硬化型的不锈钢。
[0040]在轴60的上半部外插有阻挡构件64及蜗杆62。轴60的上半部的剖面被构成为非圆形,阻挡构件64及蜗杆62也具有同形状的插通孔。因此,防止了阻挡构件64及蜗杆62插通嵌合于轴60后、它们相对变位的情况。阻挡构件64被夹持在轴60的下半部与蜗杆62之间。
[0041 ] 在轴60的下半部内部,从上方起收容有弹簧63 (作为“势能赋予部件”发挥功能)、弹簧支座65、阀体34。在轴60的下端开口部,被同心状地压入圆筒状的压入衬套67,可滑动地从下方支承阀体34。阀体34由SUS构成,弹簧支座65及压入衬套67由铜合金构成。
[0042]阀体34贯穿压入衬套67,但在其上端部具有沿半径方向向外突出的法兰部69。通过该法兰部69的下面被卡定于压入衬套67的上面,来防止阀体34向下方的脱落。弹簧支座65将弹簧63向下方(闭阀方向)赋予的势能力传递到阀体34。此外,阀体34的上端为半球状的曲面,成为点接触于弹簧支座65的底面的状态。通过这样的构成,即使弹簧支座65多少有些倾斜,其影响也不会及于阀体34的轴线方向的运动。另外,阀体34在不与阀座26相接触的状态下,与压入衬套67及弹簧支座65 —体地旋转,但在接触于阀座26的状态下,旋转被限制。阀体34的曲面形状抑制在这样的时候、在与弹簧支座65之间发生磨损的情况。
[0043]也如图3所示那样,齿条引导44的小径部48上的圆周方向的I个部位沿半径方向向外压痕成凹状,成为按预定宽度上下平整地延伸的引导部68。引导部68与蜗杆62的轴线平行地延伸,收容有小片状的齿条70。齿条70具有棱柱状的本体71。该本体71呈与引导部68为互补形状的剖面长方形状,并在其内面侧与蜗杆62啮合。齿条70随着蜗杆62的旋转而被引导部68引导着沿上下方向平动。在本体71的上面,突出设置有在齿条70位于上死点时被卡定的卡定部72,在下面,突出设置有在齿条70位于下死点时被卡定的卡定部74。关于该齿条70的构成及动作的详细情况,将在后面说明。
[0044]如图1所示,在作为齿条引导44的大径部46与小径部48的分界的阶梯部,设有连通内外的连通孔76。另外,在齿条引导44的下端部的内周面,形成有用于连通内外的连通槽77。该连通槽77与连通路30连通,使得能将上游侧通路16的冷媒也导入电机单元4侦U。大径部46空有小间隙地插通于转子31的下端部。该间隙被设定成能防止转子31的振摆回转的程度。
[0045]另一方面,电机单元4被构成为含有转子31和定子线圈33的步进电机。电机单元4是具有有底圆筒状的容器35、并在该容器35的内部配置转子31、在外部配置定子线圈33而构成的。容器35是覆盖配置阀体34及其驱动机构的空间、并内包转子31的筒状部件,划分出冷媒压力发生作用的内部的压力空间和不发生作用的外部的非压力空间。
[0046]容器35包括非磁性的圆筒状的本体80、封闭本体80的上端开口部的圆板状的端部件82、以及连设于本体80的下端的环状的连接部件84。连接部件84在其下端部形成有外螺纹,也作为螺纹环来发挥功能。在第I主体6的上端部,形成有可与该外螺纹螺合的内螺纹,通过将连接部件84螺合紧固于第I主体6,能将电机单元4固定于主体5。如图所示,连接部件84以外插于第2主体8的上半部的方式组装。在第I主体6的上端部与连接部件84之间,装有密封用的O环86,防止从导入口 10导入的冷媒从容器35与主体5之间通过而泄漏到外部。此外,在变形例中,也可以通过压入、铆接、熔接等将容器35 (连接部件84)固定于第I主体6。
[0047]定子线圈33收容励磁线圈88,被配设在容器35的外周。定子线圈33被固定于主体5。另外,定子线圈33向主体5的连接例如可通过螺固、恪接、硬焊(brazing)、铆接等来进行。由于定子线圈33被配置在不受冷媒的压力影响的大气中,故只要以能耐受控制阀I所被适用的环境、例如汽车安装环境下的振动的强度来固定就足够,无需像需要耐压固定的容器35那样的固定强度。
[0048]转子31具有以轴60为轴线的圆筒状的转子芯90和沿转子芯90的外周而设的磁体92。在转子芯90的内部,形成有几乎涉及其全长的内部空间。在转子芯90的内周面,沿圆周方向每隔45度地设有平行于轴线地延伸的引导部94。引导部94由平行于轴线地延伸的突条(肋)构成。
[0049]多个引导部94的上端部沿半径方向向内伸出,并连结于圆筒轴96。该圆筒轴96被同轴地固定于工作杆32 (主轴)的上端部。该固定通过使圆筒轴96嵌合于工作杆32的上端部、并紧固螺母98来进行。在圆筒轴96的预定部位,设有用于规定齿条70的上死点的阻挡构件99。
[0050]通过以上这样的结构,成为转子31的旋转轴的工作杆32被齿条引导44的小径部48和滑动轴承36两点支承。此外,齿条引导44的大径部46与引导部94的间隙被设定使得能限制转子31的振动。因此,即使控制阀I被安装于车辆,转子31也不易受到振动的影响,能围绕轴线稳定地旋转。此外,工作杆32在蜗杆62的位置被齿条引导44轴支承,但蜗杆62和齿条引导44都是由自润滑性的树脂材料构成的,因此两者间不会发生磨损的问题。
[0051]随着转子31的旋转,齿条70上下平动。随着转子31向一个方向的旋转,齿条70上升,在到达预先设定的上死点时,齿条70和阻挡构件99相互卡定,从而限制轴60的旋转。由此,轴60向下方(闭阀方向)的变位被限制。另外,随着转子31向另一方向(相反方向)的旋转,齿条70下降,在到达预先设定的下死点时,齿条70与阻挡构件64相互卡定,从而限制轴60的旋转。由此,轴60提高方(开阀方向)的变位被限制。即、在本实施方式中,阻挡构件99作为“第I阻挡构件”发挥功能,阻挡构件64作为“第2阻挡构件”发挥功能。并且,蜗杆62、齿条70、阻挡构件64及阻挡构件99作为用于限制轴60向一方向及另一方向的旋转量的“阻挡机构”发挥功能。
[0052]接下来说明构成控制阀I的各部分的详细情况。
[0053]图4是表示转子31及工作杆32的构成部件的分解立体图。
[0054]如图所示,轴60具有从下方提高方阶段性地小径化的阶梯圆柱状的外形。在轴60的紧邻外螺纹66的上方段,设置了具有非圆形剖面的(所谓的D-cut构造)嵌合部102。在轴60的上端部形成有外螺纹104。从轴60的下端开口部依次插入弹簧63、弹簧支座65、阀体34,通过压入压入衬套67而将它们保持在轴60内。
[0055]工作杆32从该轴60的上方依次插通阻挡构件64、蜗杆62来进行组装。阻挡构件64及蜗杆62分别通过用含有玻璃纤维的聚亚苯基硫醚(以下标记为“PPS”)等树脂材料(玻璃纤维强化树脂)进行注射成型而得到,并设有与嵌合部102互补形状的插通孔。因此,阻挡构件64及蜗杆62在向轴60组装的同时被定位,且能防止组装后的错位。
[0056]在组装控制阀I时,如图1所示,依次向第2主体8组装滑动轴承36和引导部件38,并通过螺纹环42固定。从该状态起,将如上述那样组装后的工作杆32螺合于引导部件38,进行同轴组装。然后,在使齿条70啮合于蜗杆62的状态下,从上方组装齿条引导44。此时,一边进行位置配合、使得齿条70收于引导部68,一边使齿条引导44的下端部嵌合于浮凸部52,并通过螺纹环5
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