CN102483177B - 电动针阀 - Google Patents

Abstract

在作为壳体(24)的口部块(10)上，形成有与连通孔(31)的一端部相连通的第一口部(11)和与另一端部相连通的第二口部(12)，在连通孔(31)内，以可沿轴向自由移动的方式安装有设有锥形部(18a)的针阀轴(18)。通过电动马达(20)驱动螺旋轴(27)旋转来将针阀轴(18)向轴向驱动，针阀轴(18)的旋转被作为导向件的棒材(42)所限制。在针阀轴(18)上，设置有具有受压活塞(38)的压力抵消轴(36)，由第二口部(12)的流体施加于针阀轴(18)上的朝向螺旋轴(27)的轴向推力被受压活塞(38)所抵消。

Description

电动针阀

技术领域

本发明涉及一种由电动马达驱动锥形形状的针阀轴的电动针阀。

背景技术

针阀具有以能够沿着轴向自由往复运动的方式组装于连通孔内的锥形形状的针阀轴，该连通孔用于使一次侧口部(port)与二次侧口部连通。当使针阀轴沿着轴向移动时，由连通孔的内周面形成的阀座面与针阀轴的外周面之间的间隙宽度发生变化，从而调整阀开度。针阀被用作用于对流体的流动施加阻力而控制供给至执行机构的流体的流量的流量控制阀或节流阀，而且，还被用作用于对执行机构的致动速度进行调节的速度控制阀。

由于针阀轴设置在使一次侧口部与二次侧口部连通的连通孔内，因此，会在轴向上施加流体压力，流体压力在使针阀轴沿轴向调整移动时成为阻力。在专利文献1中记载有在阀体内形成平衡室并将施加于阀体上的流体压力引导向该平衡室内以抵消施加于阀体上的流体压力的节流阀。

在先技术文献

专利文献1：日本实开昭51-130936号公报

发明内容

发明所要解决的问题

通常的针阀通过手动操作把手从而沿着轴向驱动针阀轴来调节阀开度，但是，期望开发出根据来自外部的信号自动进行阀开度调整的电动针阀。如果能够利用电动马达来调节阀开度，则能够遥控操作供给执行机构的流体的流量、压力，并且能够高精度地调节阀开度。为了实现电动针阀的小型化，需要利用小型的电动马达沿着轴向驱动针阀轴，但是，如果由输出扭矩小的小型电动马达来驱动针阀轴，则存在无法抵抗施加于针阀轴上的流体压力而使针阀轴沿轴向驱动的问题。

为了由电动马达将针阀轴沿轴向驱动，需要使由电动马达驱动的螺旋轴与形成于针阀轴上的螺纹孔螺纹结合，因此，如果在针阀轴内形成平衡室和螺纹孔，则无法减小针阀轴的直径，存在无法避免针阀大型化的问题。

本发明的目的在于实现电动针阀的小型化。

用于解决问题的手段

本发明的电动针阀其特征在于，具有：壳体，形成有与圆筒形状的连通孔的一端部相连通的第一口部以及与所述连通孔的另一端部相连通的第二口部；针阀轴，以沿轴向自由移动的方式安装于所述连通孔内，并形成有锥形部，该锥形部的外径从所述连通孔的所述一端部侧朝向所述另一端部侧而发生变化，且所述锥形部与所述连通孔的阀座面之间的间隙随着所述锥形部在轴向上的位置而发生变化；螺旋轴，与所述针阀轴螺纹结合，所述螺旋轴被电动马达驱动旋转从而沿轴向驱动所述针阀轴；导向件，设置于所述壳体上，所述导向件限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动；以及压力抵消轴，设置于所述针阀轴的前端，并具有受压活塞，所述受压活塞用于抵消所述第一口部和所述第二口部中的一个口部的流体朝向所述螺旋轴而施加在所述针阀轴上的轴向推力。

本发明的电动针阀其特征在于，在形成于所述第一口部与所述第二口部之间并使两者相连通的阀体收容孔内，安装有具有形成有所述连通孔的圆筒部的阀体受纳部件，在所述阀体受纳部件上安装有用于阻断所述第一口部与所述第二口部之间的连通的密封部件。本发明的电动针阀其特征在于，所述受压活塞以滑动自由的方式配置在所述阀体受纳部件内部，在所述阀体受纳部件上形成有贯通孔，所述贯通孔用于使在所述受压活塞与所述锥形部之间形成于所述阀体受纳部件内的压力抵消室与所述第一口部和所述第二口部中的一个口部连通。本发明的电动针阀其特征在于，套筒隔着与所述第一口部和所述第二口部中的一个口部连通而形成的压力抵消室，与所述阀体受纳部件共轴地安装于所述壳体上，且所述受压活塞以滑动自由的方式配置于所述套筒。本发明的电动针阀其特征在于，所述电动马达组装于所述壳体中。

根据本发明的电动针阀的其它方面，所述电动马达以能够自由装卸的方式安装于所述壳体中。本发明的电动针阀其特征在于，在所述壳体中设置有旋转防止机构，所述旋转防止机构用于在所述电动马达已从所述壳体拆下时限制所述螺旋轴的旋转。

本发明的电动针阀其特征在于，在所述壳体中形成有用于使所述第一口部与所述第二口部直接连接的直接连接孔，并在所述直接连接孔内安装有逆止阀，所述逆止阀用于在从一个所述口部供给流体时关闭所述直接连接孔，将流体导向至所述连通孔，而在从另一个所述口部供给流体时打开所述直接连接孔，将流体经由所述直接连接孔直接导向至一个所述口部。本发明的电动针阀其特征在于，在所述压力抵消轴上形成有沿所述压力抵消轴的径向贯通且沿轴向延伸的长孔，由贯通所述长孔并固定于所述圆筒部上的棒材形成用于限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动的导向件。本发明的电动针阀其特征在于，在所述针阀轴的外周面上形成有沿轴向延伸的平坦面，由安装于所述壳体且与所述平坦面相接触的棒材来形成用于限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动的导向件。本发明的电动针阀其特征在于，在所述针阀轴的外周面上形成有沿轴向延伸的平坦面，由形成于所述壳体且与所述平坦面相接触的导向面来形成用于限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动的导向件。

发明的效果

根据本发明，在安装于连通孔内的针阀轴上设置有具有受压活塞的压力抵消轴，因此，基于连通孔内的流体压力而施加在针阀轴上的、用于驱动该针阀轴的朝向螺旋轴的推力几乎都被压力抵消轴所抵消。由此，在由电动马达抵抗施加于针阀轴上的流体压力而驱动该针阀轴时，施加于针阀轴上的流体压力很微弱，因此，利用输出扭矩小的小型电动马达也能够自动调节阀开度。由于连通孔内的流体压力只是微弱地施加在针阀轴上，因此，可以由电动马达高精度地设定阀开度。

针阀轴被与其螺纹结合的螺旋轴所驱动，为了防止在使螺旋轴旋转时针阀轴随着螺旋轴旋转，针阀轴被导向件限制旋转且沿轴向而被驱动。如果将用于驱动螺旋轴的电动马达以可自由拆卸的方式安装于电动针阀的壳体中，则能够在调整了阀开度后将电动马达拆下，并能够通过一个电动马达来调整多个电动针阀的开度。由于可以在拆下电动马达后，由旋转防止机构防止螺旋轴的旋转，因此，即使拆下电动马达也可维持所设定的阀开度。

如果将逆止阀组装于电动针阀中，则可以调整从第一口部和第二口部中的一个口部供给的流体的流量。针对于此，从另一个口部供给的流体可以不调整流量，而直接使该流体排出到相反一侧的口部。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式的电动针阀的截面图。

图2是沿图1中的2-2线的截面图。

图3是图1的左侧面图。

图4是作为本发明的其他实施方式的电动针阀的截面图。

图5是沿图4中的5-5线的截面图。

图6是作为本发明的其他实施方式的电动针阀的、与图2同样的部分的截面图。

图7是比较例的电动针阀的截面图。

图8是表示作为本发明的其他实施方式的电动针阀的截面图。

图9的(A)是沿图8中的9A-9A线的截面图，图9的(B)是沿图8中的9B-9B线的截面图。

图10的(A)是沿图8中的10A-10A线的截面图，图10的(B)是表示图8所示的针阀轴的主视图。

图11是表示作为本发明的其他实施方式的电动针阀的截面图。

图12的(A)是表示作为本发明的其他实施方式的电动针阀的截面图，图12的(B)是沿图12的(A)中的12B-12B线的截面图。

图13的(A)是表示作为本发明的其他实施方式的电动针阀的截面图，图13的(B)是沿图13的(A)中的13B-13B线的截面图。

图14的(A)是表示作为本发明的其他实施方式的电动针阀的截面图，图14的(B)是表示由图14的(A)所示的行星齿轮机构构成的减速单元的示意图。

具体实施方式

下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式。在各附图中，对于共通的部件标注了相同的标号。

图1～图3所示的针阀具有整体上由长方体形状的部件构成的口部块(port block)10。在该口部块10上形成有在其一端面上开口的第一口部11以及在其另一端面上开口的第二口部12。各口部11、12分别在图1中的上侧的安装面13上开口。在安装面13上配置有阀室(valve case)14。如图3所示，该阀室14通过贯通口部块10的螺栓15固定于口部块10上。在阀室14上，形成有在图1中的左端面上开口的圆筒形状的阀体收容孔16。在该阀体收容孔16中，在其底壁面侧连通有第一口部11，在其内周面连通有第二口部12，第一口部11与第二口部12经由阀体收容孔16而连通。在阀室14上，形成有使第一口部11与阀体收容孔16连通的供排孔19a，并且形成有使第二口部12与阀体收容孔16连通的供排孔19b。

在阀室14上形成有与阀体收容孔16在同轴上的导孔17。该导孔17贯通了阀体收容孔16的底壁面与阀室14的一端面之间。在导孔17内，针阀轴18的基端部成为能够沿轴向自由往复运动。

用于支承电动马达20的支承块21抵接于阀室14的一端面上，电动马达20通过与支承块21抵接的安装块22从而固定在支承块21上。如图2所示，安装块22和支承块21通过贯通这些块体且与阀室14螺纹结合的螺栓23从而固定在阀室14上。

由口部块10、阀室14、支承块21以及安装块22形成了电动针阀的壳体24。

针阀轴18具有锥形部18a，该锥形部18a的外径从基端部侧的大径部朝向前端部侧的小径部而逐渐变小，在锥形部18a的基端部设置有外径固定的直部18b。在形成于直部18b的环状槽内设置有密封部件25，该密封部件25用于防止流体从阀体收容孔16经由导孔17与直部18b之间的间隙泄漏到外部。在针阀轴18上形成有螺纹孔26，在该螺纹孔26中螺纹结合有设置于螺旋轴27前端的外螺纹部27a。在螺旋轴27的基端部设置有大径的接合部27b，在该接合部27b上连接有电动马达20的主轴28，该主轴28通过固定螺钉29被固定在螺旋轴27上。如果由电动马达20驱动螺旋轴27旋转，针阀轴18则沿轴向进行往复运动。在电动马达20中组装有用于使转子的旋转减速并将其传递给主轴28的未图示的减速机构。

在阀体收容孔16中安装有阀体受纳部件30。该阀体受纳部件30具有与阀体收容孔16的另一端部相嵌合的凸缘30a、以及从凸缘30a向阀体收容孔16底壁突出的圆筒部30b。在该圆筒部30b中，沿轴向贯通形成有圆筒形状的连通孔31。该连通孔31向第一口部11开口，并经由阀体受纳部件30与针阀轴18之间的间隙而与第一口部11相连通。在圆筒部30b上形成有用于使连通孔31与第二口部12连通的贯通孔32。由此，连通孔31在其一端部与第一口部11连通，在其另一端部经由贯通孔32与第二口部12连通。

在阀体收容孔16内安装有贴紧嵌合地固定于阀体受纳部件30的圆筒部30b的外周面30c上的环状密封支架33。为了使第一口部11与第二口部12不经由圆筒部30b的外侧而相互连通，由该密封支架33阻断两个口部之间。在密封支架33的外周面上设置有用于密封阀体收容孔16的内周面的密封材34。

针阀轴18以能够沿轴向自由移动的方式被安装于连通孔31内。连通孔31的一端部侧成为针阀轴18的锥形部18a中的大径侧部所接触的阀座面35。如果由电动马达20沿轴向驱动针阀轴18，则锥形部18a与阀座面35之间的间隙发生变化，从而来调节阀开度。根据该阀开度，来调节从第一口部11和第二口部12中的一个口部流入而向另一个口部流出的流体的流量。因此，如果用于控制供给执行机构的流体的流量而使用该电动针阀，则该电动针阀成为流量控制阀或节流阀，如果用于调节执行机构的致动速度而使用该电动针阀，则该电动针阀成为速度控制阀。

在该电动针阀中，将第一口部11作为一次侧口部、将第二口部12作为二次侧口部时，从第一口部11流入的流体被调节流量并向第二口部12流出。另一方面，将第二口部12作为一次侧口部、将第一口部11作为二次侧口部时，从第二口部12流入的流体被调节流量并向第一口部11流出。在任一种使用方式中，均由第二口部12内的流体对针阀轴18在使针阀轴18朝向螺旋轴27的方向、即开阀方向上施加轴向的推力。该推力大约为针阀轴18的截面面积乘以第二口部12或第一口部11的压力所得到的值。

为了抵消在针阀轴18上向开阀方向施加的推力，在针阀轴18上设置有压力抵消轴36。在该压力抵消轴36的一端部设置有与针阀轴18的螺纹孔26的另一端部螺纹结合的外螺纹37。压力抵消轴36螺合固定在针阀轴18的另一端部上，两者贴紧嵌合而使流体不向螺纹孔26漏出。在阀体受纳部件30的圆筒部30b内的连通孔31的另一端部侧形成有大径孔31a，该大径孔31a形成为与连通孔31的一端部侧相比直径略大。在压力抵消轴36的另一端部设置有与大径孔31a的内周面滑动接触的受压活塞38。在阀体受纳部件30内，在受压活塞38与针阀轴18之间划分出压力抵消室40，压力抵消室40经由贯通孔32与第二口部12连通。

压力抵消轴36设置于针阀轴18的前端。经由贯通孔32与第二口部12连通的压力抵消室40内的流体主要对压力抵消轴36的受压活塞38和锥形部18a的外周面加压而达到大致平衡，因而针阀轴18的轴向推力很微弱。压力抵消轴36的外径略小于锥形部18a的最小径，因此，连通孔31内的流体对针阀轴18施加朝向图1和图2中的右侧方向、即开阀方向的推力，但对受压活塞38施加反向的推力。由此，施加于针阀轴18上的向开阀方向的轴向推力被压力抵消轴36所抵消。

这样，在施加于针阀轴18上的向开阀方向的轴向推力被压力抵消轴36抵消的情况下，当将针阀轴18向闭阀方向驱动时，基于加压后的流体的轴向推力很微弱，因此，能够使用输出扭矩小的小型电动马达20来驱动针阀轴18。另外，能够使电动针阀小型化，并且能够以较少的耗电来驱动针阀。在形成于受压活塞38外周面上的环状槽中，安装有用于密封受压活塞38与连通孔31的大径孔31a之间的密封部件39。

在压力抵消轴36中形成有沿径向贯通且沿轴向延伸的长孔41。在阀体受纳部件30的圆筒部30b中作为导向件固定有贯通长孔41的棒材42。在使螺旋轴27旋转并沿轴向驱动针阀轴18时，该棒材42限制针阀轴18以及与针阀轴18成为一体的压力抵消轴36的旋转，并容许针阀轴18的轴向移动。

为了将电动针阀固定于规定的安装部，在口部块10和阀室14中，如图1所示地形成有沿壳体24的宽度方向贯通的装配孔43。另外，沿壳体24的高度方向贯通的装配孔44如图2所示地形成在口部块10和阀室14中。

图1及图2是表示针阀轴18的锥形部18a与连通孔31的阀座面35接触从而连通孔31被针阀轴18所阻断的闭阀状态。在该状态下，为了使连通孔31开放，而向电动马达20流入驱动电流以使螺旋轴27旋转，并将针阀轴18向图1、2中的右方向、即开阀方向驱动。由此，在锥形部18a与阀座面35之间形成间隙，从而成为连通孔31使第一口部11与第二口部12连通的开阀状态。阀开度是根据针阀轴18的轴向的位置来设定的。

在将针阀轴18向闭阀方向驱动而缩小阀开度时，使电动马达20向开阀方向的相反方向驱动。基于第二口部12的压力对针阀轴18向开阀方向施加有推力，但由于在针阀轴18上设置有压力抵消轴36，因此，由压力抵消轴36向针阀轴18施加使开阀方向的推力减少抵消的方向的推力。由此，能够由输出扭矩小的小型电动马达20可靠地将针阀轴18向闭阀方向驱动。

图1～图3所示的电动针阀设置在气压线路中，以用作用于调整向执行机构供给的压缩空气的流量的流量控制阀或节流阀，该气压线路用于将压缩空气作为工作流体而供给向气压气缸等执行机构。在该电动针阀中，针阀轴18的直部18b的外径大约为8mm左右，电动马达20的外径尺寸也形成为与针阀轴18的外径大致同样的外径。即使使用这样的小型、低输出扭矩的电动马达20，也可以由压力抵消轴36抵消施加于针阀轴18的开阀方向上的推力，从而可以可靠地驱动针阀轴18。

接着，对图4及图5所示的电动针阀进行说明。在图4及图5中，对与上述电动针阀共通的部件标注了相同的标记。

在该电动针阀中，阀室14由第一座片14a和第二座片14b两个部件形成。在座片14a上形成有阀体收容孔16，并在座片14b上形成有导孔17。安装于阀体收容孔16内的阀体受纳部件30以如下所述的方式固定于壳体24上，即、设置于该阀体受纳部件30的一端部的凸缘30a被气密地压入座片14a中，且凸缘30a与第二座片14b之间紧夹着O型环25a。在阀体受纳部件30的圆筒部30b内形成有连通孔31。连通孔31通过形成于圆筒部30b内的贯通孔32与第一口部11连通。贯通孔32在圆筒部30b的连通孔31的大径孔31a开口。

在阀体受纳部件30的另一端部设置有环状的密封突起部30d，以使第一口部11与第二口部12不会经由圆筒部30b的外侧而相互连通，由该环状的密封突起部30d阻断两方的口部之间。在密封突起部30d的外周面设置有用于密封阀体收容孔16内周面的密封材34。

在针阀轴18的直部18b内形成有带底的螺纹孔26。在该螺纹孔26中，螺纹结合有由电动马达20驱动的螺旋轴27的外螺纹部27a。为了防止流体从阀体收容孔16经由直部18b与导孔17之间的间隙泄漏到外部，在阀室14上安装有密封部件25。

如图5所示，在针阀轴18的直部18b的外周面上形成有沿轴向延伸的平坦面45。平坦面45以如下所述的方式形成在针阀轴18上，即、通过沿着圆周方向错开180度相位将直部18b切除两处而使得两个平坦面45相互平行。在座片14b上固定有与各平坦面45接触的棒材46作为导向件。二支棒材46朝着与针阀轴18的移动方向成直角的方向固定在座片14b上。在使螺旋轴27旋转并沿轴向驱动针阀轴18时，二支棒材46限制针阀轴18的旋转而容许其的轴向移动。

在针阀轴18上，与针阀轴18一体地设置有与锥形部18a相连的压力抵消轴36。在该压力抵消轴36上设置有受压活塞38，受压活塞38以能够沿轴向自由滑动地方式嵌合在设置于座片14a上的作为导向部件的套筒47内。压力抵消轴36被套筒47的导孔47a引导并沿轴向移动。为了防止流体从套筒47的导孔47a与压力抵消轴36之间泄漏到外部，在安装于套筒47的支架48内安装有密封部件49。

阀体受纳部件30与套筒47之间形成为压力抵消室40。第二口部12经由供排孔19b与该压力抵消室40连通。因此，压力抵消室40内虽然形成第二口部12的流体的压力，但压力抵消轴36与锥形部18a成为一体，压力抵消室40内的流体主要作为对压力抵消轴36施加使其朝向图4中的左方向的推力和对锥形部18a施加使其朝向右方向的推力来发挥作用，由于这些推力被抵消，因此，施加于针阀轴18上的轴向推力很微弱。受压活塞38的外径与锥形部18a的最小径大致对应，基于压力抵消室40内的流体在锥形部18a上施加开阀方向的推力，但是，锥形部18a的最大径与最小径的差值微小，在将针阀轴18闭阀时，施加于针阀轴18上的开阀方向的推力由于电动马达20而不会对闭阀动作造成影响。如果使受压活塞38的外径与锥形部18a的最大径相对应，则可以提高施加于锥形部18a上的开阀方向的推力的抵消力。

下面，对图6所示的电动针阀进行说明。图6表示图1～图3所示的电动针阀的与图2相同的部分。

在图1～图3所示的电动针阀中，密封支架33和阀体受纳部件30为独立设置的部件，密封支架33贴紧嵌合于阀体受纳部件30上。针对于此，在图6所示的电动针阀中，密封支架33一体地设置于阀体受纳部件30上。另外，在图1～图3所示的电动针阀中，受压活塞38与针阀轴18形成为独立设置的部件，针阀轴18与受压活塞38的外螺纹37螺纹结合。针对于此，在图6所示的电动针阀中，受压活塞38一体地设置于针阀轴18上。

图6所示的针阀轴18的锥形部18a的大径部及小径部与上述针阀轴18形成为大小关系相反。也就是说，锥形部18a的电动马达20侧的一端部形成为小径部，另一端部形成为大径部。这样，对于锥形部18a的锥形面的方向，哪个方向均可作为小径部。如图6所示，在针阀轴18的大径部上设置有压力抵消轴36的方式中，由压力抵消室40内的流体对针阀轴18以朝向螺旋轴27的方式施加闭阀方向的推力，但是，由压力抵消室40内的流体对受压活塞38施加开阀方向的推力，因此，可以防止在将针阀轴18向开阀方向驱动时对电动马达20施加大负荷。图2所示的阀室14、支承块21和装配块22安装在与图1所示的电动针阀同样的口部块10上，以构成壳体24。

图7是表示比较例的电动针阀的截面图。该电动针阀的基本结构与图4及图5所示的结构相同，在图7中，对与图4及图5所示的部件共通的部件标注了相同的标记。

如图7所示，针阀轴18具有锥形部18a和直部18b，但是，在针阀轴18上未设置有压力抵消轴。因此，第二口部12的流体对针阀轴18的端面50和锥形部18a的表面进行加压，由流体对针阀轴18施加图7中的右侧方向、即开阀方向的推力。因此，在将针阀轴18向闭阀方向驱动时，能够由电动马达20抵抗流体施加于针阀轴18上的推力而驱动针阀轴18。在使用了作为比较例而示出的试制品的情况下，通过外径与针阀轴18的外径大致相同的小型电动马达20无法可靠地驱动针阀轴18。

针对于此，在针阀轴18上设置压力抵消轴36并在针阀轴18的端面方向上抵消流体压力的情况下，可以由小型的电动马达20可靠地驱动针阀轴18。

接着，对图8～图10所示的电动针阀进行说明。在口部块10上，与装配面13抵接安装有阀室14，阀室14被安装于口部块10上的盖部51所覆盖。在阀室14的阀体收容孔16内，与图6所示的阀体受纳部件30同样地组装有和密封支架33形成为一体的阀体受纳部件30。如图9的(A)所示，形成于阀体受纳部件30的圆筒部30b的贯通孔32，通过形成于阀室14的供排孔19b经由第二口部12的连通室12a而与第二口部12连通。另一方面，如图9的(B)所示，形成于阀室14的供排孔19a与形成于口部块10两侧的凹部52连通。该凹部52经由形成于口部块10的贯通孔52a与连通室11a连通，第一口部11经由供排孔19a与阀体受纳部件30的端面相连通。

第一口部11和第二口部12与口部块10形成为共轴状，两方的口部11、12通过直接连接孔53而相互直接连接。在第一口部11安装有用于连接流体导向管54a的接头54，在第二口部12安装有用于连接流体导向管55a的接头55。在口部块10上安装有逆止阀56，以使将流体从流体导向管55a供给至第二口部12时，关闭直接连接孔53而将流体引导至连通孔31，以及将流体从流体导向管54a供给至第一口部11时，开放直接连接孔53而将流体直接引导至第二口部12。

逆止阀56具有阀体57，该阀体57形成有用于使口部12与连通孔31连通的流路57a，由安装在固定于口部块10上的固定环58与阀体57之间的作为弹簧部件的压缩螺旋弹簧59、对阀体57施加关闭直接连接孔53的方向的弹簧力。在阀体57上安装有用于密封直接连接孔53与阀体57之间的密封材60。例如，在将该电动针阀应用到为了使活塞杆直线往复运动而具有流体压力气缸和流体供给源的未图示的流体回路中的情况下，存在第一口部11通过流体导向管54a与流体供给源相连接，且第二口部12通过流体导向管55a与流体压力气缸的压力室相连接来进行使用的情况。在这样的情况下，在从流体压力源通过流体导向管54a供给至第一口部11的流体供给至流体压力气缸的压力室时，流体贯通直接连接孔53而供给压力室。另一方面，从压力室内排出且通过流体导向管55a返回到第二口部12的流体流入连通孔31，由针阀轴18来调节流量并流入第一口部11。

在组装于阀体受纳部件30中的针阀轴18的前端安装有压力抵消轴36，并在压力抵消轴36上设置有受压活塞38。在阀室14上一体地设置有直径小于阀体收容孔16的圆筒部14c，在该圆筒部14c中以能够沿轴向自由滑动的方式嵌合有设置于针阀轴18的基端的连接端部18c。该连接端部18c形成有大于直部18b的直径，且其外径与受压活塞38的外径大致相同。在直部18b上安装有垫片61，如果针阀轴18的锥形部18a与阀座面35接触，则垫片61与阀体受纳部件30的端面接触。在连接端部18c上设置有耐擦环62和密封部件25。

在连接端部18c中形成有螺纹孔26，在该螺纹孔26内螺纹结合有螺旋轴27的外螺纹部27a。在阀室14中形成有马达收容孔16a，组装于该马达收容孔16a中的电动马达20的主轴28与设置于螺旋轴27基端部的接合部27b连接。

如图10的(B)所示，在针阀轴18的连接端部18c的外周面上形成有沿轴向延伸的平坦面45。平坦面45是以如下所述的方式形成在针阀轴18的连接端部18c上，即、通过沿着圆周方向错开180度的相位将连接端部18c切除两处而使得两个平坦面45相互平行。如图10的(A)所示，在阀室14上，与各个平坦面45接触的导向面63作为导向件而形成。各导向面63朝着与针阀轴18的移动方向成直角的方向。在使螺旋轴27旋转并沿轴向驱动针阀轴18时，各导向面63限制针阀轴18的旋转并容许其的轴向移动。

如图8所示，在盖部51内部组装有用于连接电动马达20的供电电缆64的基板65。在基板65上安装有与供电电缆64电连接的连接器66，在连接器66上连接有与电源相连接的电源电缆。在盖部51上安装有开闭盖67，当打开开闭盖67时，连接器66露出于外部。

图8所示的电动针阀也与上述各电动针阀同样，在针阀轴18的前端设置有压力抵消轴36，在该压力抵消轴36上安装有受压活塞38，受压活塞38与连通孔31中与阀座面35相连且直径大于阀座面35的大径孔31a的内周面相接触，并且隔着压力抵消室40与锥形部18a相对。因此，经由贯通孔32与第二口部12连通的压力抵消室40内的流体，主要对压力抵消轴36的受压活塞38和锥形部18a的外周面进行加压而达到大致平衡，而针阀轴18的轴向推力很微弱。连通孔31内的流体对针阀轴18向图1及图2中的右侧方向、即开阀方向施加推力，但对受压活塞38施加相反方向的推力。由此，对针阀轴18在开阀方向上施加的轴向推力被压力抵消轴36所抵消。

接着，对图11所示的电动针阀进行说明。该电动针阀具有口部块10和阀室14。分别与图8所示的口部块10和阀室14的基本结构相同，并由口部块10和阀室14形成壳体24。

在阀室14上形成有马达装配孔16b，在马达装配孔16b中以可自由拆卸的方式安装有电动马达20。在电动马达20的主轴28上设置有十字形状的啮合部71，在螺旋轴27的接合部27b中形成有供啮合部71进入的啮合孔72。由此，如果将电动马达20插入马达装配孔16b中且使啮合部71与啮合孔72啮合，则主轴28与螺旋轴27连接。如果将电动马达20从马达装配孔16b拆下，则啮合部71与啮合孔72分离，从而解除主轴28与螺旋轴27的连接。

在图11所示的电动针阀中，可以将电动马达20从壳体24的阀室14拆下，因此，可以在调整了一个电动针阀的阀开度后，将电动马达20从阀室14拆下并用于调整其他电动针阀的阀开度。为了在卸下电动马达20后防止螺旋轴27旋转，在阀室14上安装有锁紧螺栓73作为旋转防止机构。锁紧螺栓73在电动马达20驱动螺旋轴27时松开，锁紧螺栓73在拆下电动马达20时紧固在螺旋轴27上。

接着，对图12的(A)、图12的(B)所示的电动针阀进行说明。在图12所示的电动针阀中，在形成于阀室14中的齿轮收容室16c内配置有用于支承螺旋轴27的轴承74，在螺旋轴27上设置有蜗轮75。如图12的(B)所示，在阀室14中以旋转自如的方式组装有相对于螺旋轴27沿直角方向延伸的驱动轴76，在该驱动轴76上设置有与蜗轮75啮合的蜗杆77。在驱动轴76上形成有供设置于电动马达20的主轴28上的十字形状的啮合部71进入的啮合孔72。由此，如果以从阀室14的侧面使啮合部71与啮合孔72啮合的方式将电动马达20压入阀室14中，则主轴28与驱动轴76连接。如果将电动马达20从阀室14拆下，则啮合部71与啮合孔72分离，从而解除主轴28与驱动轴76的连接。

由蜗杆77和蜗轮75构成的减速机构将蜗杆77的旋转传递至蜗轮75。另一方面，即使在蜗轮75上施加了旋转力，蜗轮75的旋转也会被蜗杆77所限制，由蜗杆77和蜗轮75构成的减速机构成为旋转防止机构。由此，即使拆下了电动马达20，也能够防止螺旋轴27的旋转且防止针阀轴18的轴向移动。

接着，对图13的(A)、图13的(B)所示的电动针阀进行说明。在图13所示的电动针阀中，在形成于阀室14的马达装配孔16b内配置有用于支承螺旋轴27的轴承81。与图11所示的螺旋轴27同样，在螺旋轴27中形成有供设置于电动马达20的主轴28上的啮合部71进入的啮合孔72。由此，能够实现电动马达20与螺旋轴27连接的状态、或解除了两者连接的状态。

在螺旋轴27上设置有棘轮82，棘爪83以与棘轮82相邻接的方式安装在阀室14上。通过棘爪83与棘轮82的啮合，对螺旋轴27施加有旋转阻力。将基于电动马达20的主轴28的旋转力设定为大于施加在螺旋轴27上的旋转阻力。由此，在通过主轴28使螺旋轴27旋转时，棘爪83在棘轮82的外周面上沿圆周方向形成为山形的凹凸部上滑动。另一方面，在已将电动马达20从壳体24拆下的状态下，在螺旋轴27上施加棘爪83的阻力，从而限制螺旋轴27的旋转。这样，由棘轮车轮82和棘轮爪83形成用于限制螺旋轴27的旋转的旋转防止机构。

下面，对图14的(A)、图14的(B)所示的电动针阀进行说明。在图14所示的电动针阀中，在马达装配孔16b中安装有由行星齿轮机构构成的减速单元85，该减速单元85的输出轴与螺旋轴27连接。在上述的各个电动马达20中内置有减速单元85，针对于此，在图14所示的电动马达20a中未内置有减速单元85。由此，电动马达20a的轴向长度短于上述电动马达20的轴向长度。

如图14的(B)所示，减速单元85具有安装于单元箱体86上的固定内齿轮87和以可自由旋转的方式组装于单元箱体86内的可动内齿轮88，可动内齿轮88与螺旋轴27连接。在固定内齿轮87和可动内齿轮88上啮合有多个行星齿轮89，各行星齿轮89以可自由旋转的方式安装在可自由旋转的行星齿轮架91上。在电动马达20的主轴28上固定有太阳齿轮92，如果将电动马达20插入马达装配孔16b中，则太阳齿轮92与各行星齿轮89啮合。

固定内齿轮87和可动内齿轮88齿数略有不同且分别成为过渡齿轮，并分别与行星齿轮89啮合，因此，主轴28的太阳齿轮92的旋转减速并传递给螺旋轴27。减速单元85包括太阳齿轮92而构成也被称为奇异齿轮减速机的减速机构。即使对可动内齿轮88施加旋转力，行星齿轮89也不会旋转，因此，该减速单元85成为用于限制螺旋轴27的旋转的旋转防止机构。

在图11～图14所示的电动针阀中，针阀轴18的结构与图8所示针阀轴的结构相同，对于针阀轴18在开阀方向上施加的轴向推力被压力抵消轴36所抵消。因此，在将针阀轴18向闭阀方向驱动时，基于加压了的流体的轴向推力很微弱，因此，可以使用输出扭矩小的小型电动马达20来驱动针阀轴18。另外，可以使电动针阀小型化，并且可以通过较少的耗电来驱动针阀。

在图11～图14所示的电动针阀中，也与图6所示的电动针阀相同，可以在附图中使锥形部18a的朝向左右反转，将锥形部18a的大径侧设置在针阀轴18的前端部侧。

在如图11～图14所示那样相对于壳体24以拆卸自由的方式安装用于驱动针阀轴18的电动马达20的方式中，可以在调整阀的开度后将电动马达20从壳体24拆下。在已将电动马达20从壳体24拆下的方式中，如图11～图14所示，可以将用于限制螺旋轴27的旋转的旋转防止机构组装于壳体24内。作为旋转防止机构，并不局限于图示的结构。

产业上的可利用性

该电动针阀能够用于调整在流体线路内流动的压缩空气等流体的流量。

Claims (10)

1.一种电动针阀，其特征在于，具有：

壳体，形成有与圆筒形状的连通孔的一端部相连通的第一口部以及与所述连通孔的另一端部相连通的第二口部；

针阀轴，以沿轴向自由移动的方式安装于所述连通孔内，并形成有锥形部，该锥形部的外径从所述连通孔的所述一端部侧朝向所述另一端部侧而发生变化，且所述锥形部与所述连通孔的阀座面之间的间隙随着所述锥形部在轴向上的位置而发生变化；

螺旋轴，与所述针阀轴螺纹结合，所述螺旋轴被电动马达驱动旋转从而沿轴向驱动所述针阀轴；

导向件，设置于所述壳体上，所述导向件限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动；

压力抵消轴，设置于所述针阀轴的前端，并具有受压活塞，所述受压活塞用于抵消所述第一口部和所述第二口部中的一个口部的流体朝向所述螺旋轴而施加在所述针阀轴上的轴向推力；

阀体受纳部件，安装在形成于所述第一口部与所述第二口部之间并使两者相连通的阀体收容孔内，所述阀体受纳部件具有形成有所述连通孔的圆筒部；以及

密封部件，安装在所述阀体受纳部件上，用于阻断所述第一口部与所述第二口部之间的连通。

2.根据权利要求1所述的电动针阀，其特征在于，

所述受压活塞以滑动自由的方式配置在所述阀体受纳部件内部，在所述阀体受纳部件上形成有贯通孔，所述贯通孔用于使在所述受压活塞与所述锥形部之间形成于所述阀体受纳部件内的压力抵消室与所述第一口部和所述第二口部中的一个口部连通。

3.根据权利要求1所述的电动针阀，其特征在于，

套筒隔着与所述第一口部和所述第二口部中的一个口部连通而形成的压力抵消室，与所述阀体受纳部件共轴地安装于所述壳体上，且所述受压活塞以滑动自由的方式配置于所述套筒。

4.根据权利要求1所述的电动针阀，其特征在于，

所述电动马达组装于所述壳体中。

5.根据权利要求4所述的电动针阀，其特征在于，

所述电动马达以能够自由装卸的方式安装于所述壳体中。

6.根据权利要求5所述的电动针阀，其特征在于，

在所述壳体中设置有旋转防止机构，所述旋转防止机构用于在所述电动马达已从所述壳体拆下时限制所述螺旋轴的旋转。

7.根据权利要求1所述的电动针阀，其特征在于，

在所述壳体中形成有用于使所述第一口部与所述第二口部直接连接的直接连接孔，并在所述直接连接孔内安装有逆止阀，所述逆止阀用于在从一个所述口部供给流体时关闭所述直接连接孔，将流体导向至所述连通孔，而在从另一个所述口部供给流体时打开所述直接连接孔，将流体经由所述直接连接孔直接导向至一个所述口部。

8.根据权利要求1所述的电动针阀，其特征在于，

在所述压力抵消轴上形成有沿所述压力抵消轴的径向贯通且沿轴向延伸的长孔，由贯通所述长孔并固定于所述圆筒部上的棒材形成用于限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动的导向件。

9.根据权利要求1所述的电动针阀，其特征在于，

在所述针阀轴的外周面上形成有沿轴向延伸的平坦面，由安装于所述壳体且与所述平坦面相接触的棒材来形成用于限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动的导向件。

10.根据权利要求1所述的电动针阀，其特征在于，

在所述针阀轴的外周面上形成有沿轴向延伸的平坦面，由形成于所述壳体且与所述平坦面相接触的导向面来形成用于限制所述针阀轴的旋转并容许所述针阀轴的轴向移动的导向件。

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