CN115711318A - 电动阀、该电动阀的控制方法及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够简单地获得成为流量控制的基准的装置的位置的电动阀、该电动阀的控制方法及其制造方法。在电动阀(1)的制造工序中,(1)使转子(41)以第一转矩向闭方向旋转;(2)当在转子以第一转矩旋转时检测到步进电动机(66)的失步(第一次失步检测),则使转子以第二转矩向闭方向旋转;(3)当在转子以第二转矩旋转时检测到步进电动机的失步(第二次失步检测),则获取在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数。第一转矩是在阀芯(30)与阀座(18)接触的状态下不能够使转子向闭方向旋转的转矩,第二转矩是在阀芯与阀座接触的状态下能够使闭阀弹簧(47)压缩并使转子向闭方向旋转的转矩。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动阀、该电动阀的控制方法及制造方法。
背景技术
专利文献1公开了作为以往的电动阀的一例的电子膨胀阀。电子膨胀阀组装于空气调和机。电子膨胀阀具有阀主体、阀芯以及使阀芯移动的步进电动机。阀主体具有供流体流动的阀口。阀芯在与阀口之间形成可变节流部。步进电动机具有转子和定子。
空气调和机以开阀点所涉及的转子的位置为基准来控制电动膨胀阀。开阀点是为了使转子从旋转被止动件限制的位置(旋转限制位置)旋转至阀口中的流体的流量为规定的设定值时的位置(开阀位置)而输入步进电动机的脉冲数。开阀点有根据电动阀的零件精度或者组装精度而波动的情况。因此,专利文献1的电动膨胀阀附有制造工序中获取到的开阀点所涉及的信息。空气调和机能够通过使用该信息而在电动膨胀阀中进行正确的流量控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5218694号
发明所要解决的技术问题
专利文献1的电子膨胀阀基于阀口中的流体的流量测定开阀点,开阀点的测定较为繁琐。因此,需要一种简单地获得电动阀中成为流量控制的基准的转子的位置的方法。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能够简单地获得成为流量控制的基准的转子的位置的电动阀、该电动阀的控制方法及制造方法。
用于解决技术问题的技术手段
本发明的发明者们使用多个电动阀对开阀点与转子的位置的关系进行了认真研究。其结果是,本发明的发明者们发现在多个电动阀中,使转子从阀芯与阀座接触的位置(闭阀位置)旋转至开发位置的脉冲数没有波动,该脉冲数在多个电动阀中为通用的值。另外,本发明的发明者们发现在多个电动阀中,使转子从旋转限制位置旋转至闭阀位置的脉冲数存在波动,该脉冲数在多个电动阀的每一个中为固有的值。基于该发现,本发明的发明者们提出了能够基于电动阀的闭阀位置来获取成为流量控制的基准的转子的位置,从而完成了本发明。
为了达成上述目的,本发明的一方式的电动阀的制造方法,
该电动阀具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯经由螺旋弹簧被朝向所述阀座按压;以及止动件,在所述转子处于从所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置进一步向所述闭方向旋转后的旋转限制位置时,该止动件限制所述转子向所述闭方向的旋转,
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步(以下,称为“第一次失步检测”。),则将所述脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第二转矩向所述闭方向旋转;
(3)当在使所述转子以所述第二转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步(以下,称为“第二次失步检测”。),则获取在所述第一次失步检测与所述第二次失步检测之间输入的脉冲数;
(4)将所述脉冲数所涉及的信息记录于所述电动阀。
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩,
所述第二转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下能够使所述螺旋弹簧压缩并使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩。
在本发明中,优选的是,
使用所述脉冲数计算出所述信息,并且所述信息是为了使所述转子从所述旋转限制位置旋转至由所述阀座包围的阀口中的流体的流量成为设定值的开阀位置而输入所述步进电动机的脉冲数。
为了达成上述目的,本发明的另一方式的电动阀,
具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯经由螺旋弹簧被朝向所述阀座按压;止动件,在所述转子处于从所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置进一步向所述闭方向旋转后的旋转限制位置时,该止动件限制所述转子向所述闭方向的旋转;以及控制装置,
所述控制装置:
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步(以下,称为“第一次失步检测”。),则将所述脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第二转矩向所述闭方向旋转;
(3)当在使所述转子以所述第二转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步(以下,称为“第二次失步检测”。),则获取在所述第一次失步检测与所述第二次失步检测之间输入的脉冲数。
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩,
所述第二转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下能够使所述螺旋弹簧压缩并使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩。
为了达成上述目的,本发明的另一方式的电动阀,
具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯被朝向所述阀座按压;以及控制装置,
所述控制装置:
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则获取该失步的检测时的所述转子的位置作为所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置。
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转的大小的转矩。
为了达成上述目的,本发明的另一方式的电动阀的控制方法,
该电动阀具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯经由螺旋弹簧被朝向所述阀座按压;以及止动件,在所述转子处于从所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置进一步向所述闭方向旋转后的旋转限制位置时,该止动件限制所述转子向所述闭方向的旋转,
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步(以下,称为“第一次失步检测”。),则将所述脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第二转矩向所述闭方向旋转;
(3)当在使所述转子以所述第二转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步(以下,称为“第二次失步检测”。),则获取在所述第一次失步检测与所述第二次失步检测之间输入的脉冲数,
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩,
所述第二转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下能够使所述螺旋弹簧压缩并使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩。
在本发明中,优选的是,
进一步,(4)使用所述脉冲数计算出该脉冲数所涉及的信息,
所述信息是为了使所述转子从所述旋转限制位置旋转至由所述阀座包围的阀口中的流体的流量成为设定值的开阀位置而输入所述步进电动机的脉冲数。
为了达成上述目的,本发明的另一方式的电动阀的控制方法,
该电动阀具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;以及阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯被朝向所述阀座按压,
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则获取该失步的检测时的所述转子的位置作为所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置。
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转的大小的转矩。
发明的效果
根据本发明,阀芯与阀座相对地配置,并且当转子向闭方向旋转时,该阀芯经由螺旋弹簧被朝向阀座按压。在转子处于从阀芯与阀座接触的闭阀位置进一步向闭方向旋转后的旋转限制位置时,止动件限制转子向闭方向的旋转。并且,(1)将脉冲输入步进电动机而使转子以第一转矩向闭方向旋转。(2)当在使转子以第一转矩进行旋转时检测到步进电动机的失步(以下,称为“第一次失步检测”。),则将脉冲输入步进电动机而使转子以第二转矩向闭方向旋转。(3)当在使转子以第二转矩进行旋转时检测到步进电动机的失步(以下,称为“第二次失步检测”。),则获取在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数。其中,第一转矩是在阀芯与阀座接触的状态下不能够使转子向闭方向旋转至旋转限制位置的大小的转矩,第二转矩是在阀芯与阀座接触的状态下能够使螺旋弹簧压缩并使转子向闭方向旋转至旋转限制位置的大小的转矩。由此,第一次失步对应于闭阀位置,第二次失步对应于旋转限制位置,在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数是使转子从旋转限制位置旋转至闭阀位置的脉冲数。即,该脉冲数与能够成为流量控制的基准的转子的闭阀位置相关。因此,能够不测定流体的流量就简单地获得电动阀中成为流量控制的基准的转子的位置。
或者,根据本发明,阀芯与阀座相对地配置,并且当转子向闭方向旋转时,该阀芯被朝向阀座按压。并且,(1)将脉冲输入步进电动机而使转子以第一转矩向闭方向旋转。(2)当在使转子以第一转矩进行旋转时检测到步进电动机的失步,则将该失步的检测时的转子的位置作为阀芯与阀座接触的闭阀位置。其中,第一转矩是在阀芯与阀座接触的状态下不能够使转子向闭方向旋转的大小的转矩。由此,通过失步的检测,能够获取转子的闭阀位置。闭阀位置是电动阀中能够成为流量控制的基准的转子的位置。因此,能够不测定流体的流量就简单地获得电动阀中成为流量控制的基准的转子的位置。
附图说明
图1是本发明的实施例的电动阀的主视图。
图2是图1的电动阀所具有的阀主体组件的主视图。
图3是图2的阀主体组件的剖视图。
图4是表示图2的阀主体组件所具有的阀轴保持架的图。
图5是表示图2的阀主体组件所具有的阀轴保持架和转子的俯视图。
图6是图2的阀主体组件所具有导向衬套的侧视图。
图7是表示图2的阀主体组件所具有的止动部件的图。
图8是表示图1的电动阀所具有的定子单元的剖视图。
图9是表示图8的定子单元所具有的定位部件的图。
图10是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[0]输入时)。
图11是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[1]输入时)。
图12是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[2]输入时)。
图13是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[3]输入时)。
图14是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[4]输入时)。
图15是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[5]输入时)。
图16是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[6]输入时)。
图17是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(脉冲P[7]输入时)。
图18是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(转子处于闭阀位置的状态)。
图19是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图(转子处于开阀位置的状态)。
图20是说明图1的电动阀的制造工序中的动作的一例的图。
图21是说明图1的电动阀的制造工序中的动作的一例的图(续)。
图22是具有图1的电动阀的空气调和机的概略结构图。
图23是说明图2的阀主体组件所具有的阀轴保持架的内螺纹与导向衬套的外螺纹的位置关系的图。
符号说明
1…电动阀、1A…电动阀、1B…电动阀、5…阀主体组件、6…定子单元、7…标签、10…阀主体、11…主体部件、11a…嵌合孔、11b…贯通孔、11d…平面、13…连接部件、14…阀室、15…第一导管、16…第二导管、17…阀口、18…阀座、20…壳体、30…阀芯、31…第一轴部、32…第二轴部、33…阀部、34…台阶部、40…驱动机构、41…转子、42…阀轴保持架、42a…上壁部、42b…轴孔、42c…内螺纹、42s…可动止动件、43…导向衬套、43a…基部、43b…支承部、43c…外螺纹、43d…平面、44…止动部件、44a…止动主体、44c…内螺纹、44s…固定止动件、45…固定件、45a…固定部、45b…凸缘部、46…垫圈、47…闭阀弹簧、48…复位弹簧、60…定子、60a…定子内周面、61…A相定子、61a…极齿、61b…极齿、61c…线圈、62…B相定子、62a…极齿、62b…极齿、62c…线圈、65…引线、66…步进电动机、70…外壳、71…周壁部、71a…内周面、72…上壁部、72a…内表面、74…内侧空间、77…定位部件、77a…平板部、77b…臂部、200…空气调和机、201…压缩机、202…流路切换阀、203…室外热交换器、205…室内热交换器、210…电子控制单元、Rx…旋转限制位置、Rc…闭阀位置、Ro…开阀位置、Rd…失步检测位置、Rt…接触位置、Ni…通用脉冲数、Nj…固有脉冲数、Nk…开阀点、PTx…原点脉冲图案编号、J…开阀点信息、T1…第一转矩、T2…第二转矩
具体实施方式
以下,参照图1~图23对本发明的一实施例的电动阀的结构进行说明。本实施例的电动阀1被用作在空气调和机的制冷循环等中调节制冷剂(流体)的流量的流量控制阀。
图1是本发明的实施例的电动阀的主视图。图2是图1的电动阀所具有的阀主体组件的主视图。图3是图2的阀主体组件的剖视图。图3表示转子处于旋转限制位置的状态。图4是表示图2的阀主体组件所具有的阀轴保持架的图。图4的(A)是阀轴保持架的立体图,图4的(B)是阀轴保持架的俯视图。图5是表示图2的阀主体组件所具有的阀轴保持架和转子的俯视图。在图5中,示意性地表示转子的磁极。图6是图2的阀主体组件所具有导向衬套的侧视图。图7是表示图2的阀主体组件所具有的止动部件的图。图7的(A)是止动部件的立体图,图7的(B)是止动部件的俯视图。图8是表示图1的电动阀所具有的定子单元的剖视图。图9是表示图8的定子单元所具有的定位部件的图。图9的(A)是定位部件的立体图,图9的(B)是定位部件的侧视图。图10~图19是示意性地表示图1的电动阀进行动作时的转子的磁极与定子的极齿的位置关系和被输入步进电动机的脉冲的图。图10~图17表示脉冲P[0]~P[7]输入时。图10表示转子处于旋转限制位置的状态。图18表示转子处于闭阀位置的状态。图19表示转子处于开阀位置的状态。图10~图19的上图表示转子的磁极与定子的极齿的位置关系。图10~图19的下图表示被输入步进电动机的脉冲及转子的磁极与定子的极齿的位置关系。图20、图21是说明图1的电动阀的制造工序中的动作的一例的图。图20、图21表示被输入步进电动机的脉冲及转子的磁极与定子的极齿的位置关系。图20的(A)对应于转子处于闭阀位置的状态,图20的(B)对应于转子处于闭阀位置时失步的状态,图20的(C)对应于从失步恢复的状态,图20的(D)对应于转子从图20的(C)的状态旋转一个脉冲量的状态。图21的(A)对应于转子处于旋转限制位置的状态,图21的(B)对应于转子处于旋转限制位置时失步的状态。图22是具有图1的电动阀的空气调和机的概略结构图。图23是说明图2的阀主体组件所具有的阀轴保持架的内螺纹与导向衬套的外螺纹的位置关系的图。图23的(A)是表示阀轴保持架的内螺纹的朝上的面与导向衬套的外螺纹的朝下的面接触的状态的剖视图。图23的(B)是表示阀轴保持架的内螺纹的朝下的面与导向衬套的外螺纹的朝上的面接触的状态的剖视图。
如图1所示,电动阀1具有阀主体组件5、定子单元6以及标签7。
如图2、图3所示,阀主体组件5具有阀主体10、壳体20、阀芯30以及驱动机构40。
阀主体10例如为铝合金等的金属制。阀主体10具有主体部件11和连接部件13。主体部件11具有圆柱形状。主体部件11具有阀室14。第一导管15与主体部件11的外周面接合。第二导管16与主体部件11的下端面接合。第一导管15沿着与轴线L正交的方向(图3的左右方向)配置,并且与阀室14连接。第二导管16沿着轴线L方向配置,并且经由阀口17与阀室14连接。阀口17在阀室14被圆环形状的阀座18包围。在主体部件11的上端面形成有圆形的嵌合孔11a。嵌合孔11a的内周面具有在图3中朝向左侧的平面11d。在嵌合孔11a的底面形成有与阀室14相通的贯通孔11b。连接部件13具有圆环板形状。连接部件13的内周缘与主体部件11的上端部接合。
壳体20为不锈钢等金属制。壳体20形成为下端部开口且上端部被封闭的圆筒形状。壳体20的下端部与连接部件13的外周缘接合。
阀芯30具有第一轴部31、第二轴部32以及阀部33。第一轴部31和第二轴部32具有圆柱形状。第二轴部32的直径比第一轴部31的直径小。第二轴部32与第一轴部31的上端部同轴地连接。在第一轴部31与第二轴部32之间形成有作为朝向上方的圆环状的平面的台阶部34。阀部33具有随着从上方朝向下方而直径变小的大致圆锥形状。阀部33与第一轴部31的下端部同轴地连接。阀部33的顶端配置于阀口17。在阀部33与阀口17之间形成有可变节流部。阀部33与阀座18相对地配置,并且在闭阀状态下与阀座18接触。
驱动机构40使阀芯30在上下方向(轴线L方向)上移动。通过阀芯30的移动,阀口17进行开闭。驱动机构40具有转子41、阀轴保持架42、导向衬套43、止动部件44以及固定件45。
转子41具有圆筒形状。转子41的外径比壳体20的内径略小。转子41在壳体20的内侧配置为能够相对于阀主体10旋转。在转子41的外周面形成有多个N极和多个S极。多个N极和多个S极在上下方向上延伸。多个N极和多个S极在周向上等间隔地交替配置。在本实施例中,转子41具有12个N极和12个S极。彼此相邻的N极和S极之间的角度为15度。
图4表示阀轴保持架42。阀轴保持架42具有下端部开口且上端部被封闭的圆筒形状。如图5所示,阀轴保持架42嵌合于转子41的内侧。阀轴保持架42与转子41一同旋转。在阀轴保持架42的下端部形成有可动止动件42s。可动止动件42s是从阀轴保持架42的外周面向径向外侧突出的突部。阀芯30的第二轴部32以在轴线L方向上能够移动的方式配置于在阀轴保持架42的上壁部42a形成的轴孔42b。在阀轴保持架42的上壁部42a的下表面配置有垫圈46。在垫圈46与阀芯30的台阶部34之间配置有闭阀弹簧47。闭阀弹簧47为螺旋弹簧,阀芯30被朝向阀座18按压。在阀轴保持架42的内周面形成有内螺纹42c。
图6表示导向衬套43。导向衬套43具有基部43a和支承部43b。基部43a和支承部43b具有圆筒形状。基部43a的外周面具有平面43d。基部43a被压入主体部件11的嵌合孔11a,并且平面43d与嵌合孔11a的平面11d接触。由此,主体部件11的轴与导向衬套43的轴在轴线L上一致,并且关于绕轴线L的位置,导向衬套43相对于主体部件11被正确地定位。支承部43b的外径比基部43a的外径小。支承部43b的内径与基部43a的内径相同。支承部43b与基部43a的上端部同轴地连接。在支承部43b的外周面形成有外螺纹部43c。外螺纹部43c与阀轴保持架42的内螺纹部42c螺合。在导向衬套43的内侧配置有阀芯30的第一轴部31。导向衬套43将阀芯30支承为能够在轴线L方向上移动。
图7表示止动部件44。止动部件44具有止动主体44a。止动主体44a具有圆筒形状。在止动主体44a的内周面形成有内螺纹44c。在止动主体44a形成有固定止动件44s。固定止动件44s是从止动主体44a的外周面向径向外侧突出的突部。止动部件44通过使内螺纹44c与外螺纹43c螺合至止动主体44a与导向衬套43的基部43a抵接而固定于导向衬套43。
固定件45具有固定部45a和凸缘部45b。固定部45a具有带台阶的圆筒形状。在固定部45a的内侧配置有阀芯30的第二轴部32。固定部45a与第二轴部32焊接。凸缘部45b与固定部45a的下端部相连设置。在固定件45的外侧配置有复位弹簧48。复位弹簧48为螺旋弹簧。
定子单元6具有定子60、外壳70以及定位部件77。
定子60具有圆筒形状。定子60具有A相定子61和B相定子62。
A相定子61在内周具有多个爪极型的极齿61a、61b。极齿61a的顶端朝向下方,极齿61b的顶端朝向上方。极齿61a和极齿61b在周向上等间隔地交替配置。在本实施例中,A相定子61具有12个极齿61a和12个极齿61b。彼此相邻的极齿61a和极齿61b之间的角度为15度。当A相定子61的线圈61c被通电时,极齿61a和极齿61b成为彼此极性不同的磁极。
B相定子62在内周具有多个爪极型的极齿62a、62b。极齿62a的顶端朝向下方,极齿62b的顶端朝向上方。极齿62a和极齿62b在周向上等间隔地交替配置。在本实施例中,B相定子62具有12个极齿62a和12个极齿62b。彼此相邻的极齿62a和极齿62b之间的角度为15度。当B相定子61的线圈62c被通电时,极齿62a和极齿62b成为彼此极性不同的磁极。
A相定子61和B相定子62同轴地配置。A相定子61和B相定子62彼此接触。从轴线L方向观察时彼此相邻的A相定子61的极齿61a与B相定子62的极齿62a之间的角度为7.5度。A相定子61的线圈61c和B相定子62的线圈62c与引线65连接。
在定子60的内侧配置有壳体20。定子60与配置于壳体20的内侧的转子41一同构成步进电动机66。
步进电动机66通过向A相定子61的线圈61c和B相定子62的线圈62c输入脉冲信号而使转子41旋转。图10~图17所示的脉冲P[0]~P[7]按序输入于步进电动机66。在本说明书中,“脉冲输入于步进电动机66”与“向步进电动机66的定子60(线圈61c、62c)供给与脉冲对应的驱动电流”为相同含义。在图10~图17中,为了方便掌握转子41与定子60(A相定子61、B相定子62)的位置关系,对成为基准的极齿61a和成为基准的转子41的磁极(S极)标注黑色圆点。
在使转子41向闭方向(图10~图17中的顺时针方向)旋转的情况下,将脉冲P按降序(脉冲P[7]~P[0]的顺序)循环地输入向步进电动机66。当转子41向闭方向旋转时,通过阀轴保持架42的内螺纹42c与导向衬套43的外螺纹43c的螺纹进给作用,转子41和阀轴保持架42向下方移动。阀轴保持架42经由闭阀弹簧47将阀芯30向下方按压。阀芯30向下方移动而阀部33与阀座18接触。此时的转子41的位置为闭阀位置Rc(图18)。当使转子41从该状态向闭方向进一步旋转时,闭阀弹簧47被压缩而转子41和阀轴保持架42向下方进一步移动。阀芯30不向下方移动。然后,当阀轴保持架42的可动止动件42s与止动部件44的固定止动件44s接触时,转子41向闭方向的旋转被限制。此时的转子41的位置为旋转限制位置Rx(图10)。
在使转子41向与闭方向相反的开方向(图10~图17中的逆时针方向)旋转的情况下,将脉冲P按升序(脉冲P[0]~P[7]的顺序)循环地输入步进电动机66。当转子41向开方向旋转时,通过阀轴保持架42的内螺纹42c与导向衬套43的外螺纹43c的螺纹进给作用,转子41和阀轴保持架42向上方移动。阀轴保持架42将固定件45向上方按压。阀芯30与固定件45一同向上方移动,从而阀芯30从阀座18分离。将在规定的流量测定环境下阀口17中的流体的流量(阀口17的开度)为规定的设定值时的转子41的位置设为开阀位置Ro(图19)。根据电动阀1的结构、用途等适当地设定设定值。
外壳70为合成树脂制。外壳70被注塑成形。外壳70收容定子60。外壳70具有周壁部71和上壁部72。
周壁部71具有圆筒形状。定子60埋入周壁部71。周壁部71的内周面71a的直径与定子内周面60a的直径相同。内周面71a与定子内周面60a没有台阶差地相连。上壁部72与周壁部71的上端部连接。周壁部71的内周面71a、上壁部72的内表面72a以及定子内周面60a形成定子单元6的内侧空间74。在内侧空间74配置有壳体20。
在外壳70固定有定位部件77。定位部件77为金属制。图9表示定位部件77。定位部件77具有平板部77a和两个臂部77b。平板部77a具有矩形板形状。平板部77a固定于外壳70的下端部。臂部77b具有波纹形状的板形状。臂部77b从平板部77a的在宽度方向(图9的(B)的左右方向)上相对的边向下方延伸。臂部77b能够在平板部77a的宽度方向上弹性变形。两个臂部77b夹持第一导管15。由此,定子单元6相对于阀主体10被定位。
标签7贴在主体部件11的外周面。在标签7印刷有开阀点信息J。开阀点信息J包括开阀点Nk和原点脉冲图案编号PTx。开阀点Nk是用于使转子41从旋转限制位置Rx旋转至开阀位置Ro而输入于步进电动机66的脉冲数。原点脉冲图案编号PTx用于电动阀1中的使转子41定位于旋转限制位置Rx的动作(原点设置动作)。开阀点信息J例如以二维码形式印刷于标签7。开阀点信息J也可以以除了二维码形式以外的形式进行印刷。另外,开阀点信息J也可以直接印刷于主体部件11的外周面,或者通过激光印刻于主体部件11的外周面。另外,标签7也可以粘贴于外壳70的外表面。或者,也可以代替印刷有开阀点信息J的标签7而使用记录了开阀点信息J的RF标签(射频标签)。即,开阀点信息J以能够由控制电动阀1的装置读取的形式记录于电动阀1即可。
在电动阀1中,阀口17、壳体20、阀芯30、转子41、阀轴保持架42、导向衬套43、定子60(A相定子61、B相定子62)各自的中心轴与轴向L一致。
接着,对电动阀1的制造方法的一例进行说明。
在制造电动阀1前,先使用具有与电动阀1相同的结构且零件精度和组装精度较高的基准电动阀1S来获取用于使转子41从闭阀位置Rc旋转至开阀位置Ro而输入于步进电动机66的脉冲数(通用脉冲数Ni)。此外,闭阀位置Rc和开阀位置Ro也可以相同(即,通用脉冲数Ni=0)。零件精度和组装精度处于容许范围内的多个电动阀1各自的通用脉冲数Ni为相同的值。
制作阀主体组件5和定子单元6,并且将阀主体组件5的壳体20插入定子单元6的内侧空间74。通过定位部件77的两个臂部77b夹持第一导管15,从而将定子单元6相对于阀主体10定位。由此,得到未粘贴标签7的电动阀1。
接着,制作标签7。为了获取印刷于标签7的开阀点信息J,使用工厂出货用的检查装置(未图示)来获取电动阀1的开阀点Nk和原点脉冲图案编号PTx。检查装置具有计算机和存储器。
检查装置能够向步进电动机66输入脉冲信号(脉冲P[0]~P[7])。另外,检查装置能够变更步进电动机66的转矩。另外,检查装置能够基于流经步进电动机66的电流值来检测步进电动机66的失步。此外,对于检测步进电动机66的失步的方法,由于能够使用例如日本特开平11-98895、日本特开2001-158139等公开的公知的方法,因此省略详细的说明。
将电动阀1的引线65与检查装置连接。检查装置将阀芯30(阀部33)从阀座18分离所需的充分的数量(例如200个)的脉冲P按升序循环地输入电动阀1的步进电动机66,从而使转子41向开方向旋转。由此,阀芯30从阀座18分离。
接着,检查装置将使转子41旋转的转矩设定为第一转矩T1。第一转矩T1是在阀芯30与阀座18接触的状态下不能够使转子41向闭方向旋转至旋转限制位置Rx的大小的转矩。第一转矩T1的大小较小。然后,检查装置将脉冲P按降序循环地输入电动阀1的步进电动机66,从而使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转。另外,检查装置监视步进电动机66的失步。
当转子41向闭方向旋转时,阀芯30朝向阀座18移动。然后,通过在某一时间点输入的脉冲P(图20的(A),例如脉冲P[0]),阀芯30与阀座18接触。此时,转子41处于闭阀位置Rc。然后,检查装置在阀芯30与阀座18接触的状态下进一步输入一个脉冲P(图20的(B),例如脉冲P[7])。由于检查装置将转矩设定为第一转矩T1,因此不能够使转子41向闭方向旋转。因此,产生步进电动机66的失步,检查装置检测出步进电动机66的第一次失步(第一次失步检测)。检查装置将与第一次失步检测对应的脉冲P的脉冲图案编号PT1(例如,[7])储存于存储器。
在第一次失步检测后,检查装置将使转子41旋转的转矩设定为第二转矩T2。第二转矩T2是在阀芯30与阀座18接触的状态下能够压缩闭阀弹簧47并使转子41向闭方向旋转至旋转限制位置Rx的大小的转矩。此外,第二转矩T2也可以是用于电动阀1的通常动作(流量控制动作)的转矩。然后,检查装置将在第一次失步检测时储存于存储器的脉冲图案编号PT1所涉及的脉冲P(图20的(C),例如脉冲P[7])输入电动阀1的步进电动机66。由于检查装置将转矩设定为第二转矩T2,因此能够压缩闭阀弹簧47并使转子41向闭方向旋转。因此,步进电动机66从失步的状态恢复至正常状态。
然后,检查装置将脉冲P按降序(图20的(D),例如从脉冲P[6]降序)循环地输入电动阀1的步进电动机66,从而使转子41以第二转矩T2进一步向闭方向旋转。
当转子41向闭方向旋转时,阀芯30在与阀座18接触的状态下不移动,而闭阀弹簧47逐渐被压缩。然后,通过在某一时间点输入的脉冲P(图21的(A),例如脉冲P[0]),可动止动件42s与固定止动件44s接触。此时,转子41处于旋转限制位置Rx。然后,检查装置在可动止动件42s与固定止动件44s接触的状态下进一步输入一个脉冲P(图21的(B),例如脉冲P[7])。由于转子41处于旋转限制位置,因此检查装置不能够使转子41向闭方向旋转。因此,产生步进电动机66的失步,检查装置检测出步进电动机66的第二次失步(第二次失步检测)。
检查装置对第一次失步检测与第二次失步检测之间(具体而言,从第一次失步检测后到第二次失步检测前之间)输入步进电动机66的脉冲数(固有脉冲数Nj)进行计数,并将固有脉冲数Nj储存于存储器。另外,检查装置将紧接在与第二次失步检测对应的脉冲P之前输入的脉冲P的脉冲图案编号PT2(图21的(A),例如[0])储存于存储器。
检测装置将通用脉冲数Ni和固有脉冲数Nj相加而设为开阀点Nk(Nk=Nj+Ni),并且将脉冲图案编号PT2设为原点脉冲图案编号PTx。开阀点Nk是涉及固有脉冲数Nj的信息。然后,检查装置使用标签打印机(未图示)来制作印刷了开阀点信息J的标签7,该开阀点信息J包含开阀点Nk和原点脉冲图案编号PTx。然后,检查装置使用标签粘贴机(未图示)而将标签7粘贴于主体部件11的外周面,从而完成电动阀1。此外,检查装置也可以在开阀点信息J中代替开阀点Nk而包含固有脉冲数Nj。
接着,对具有电动阀1的空气调和机200进行说明。电动阀1能够应用于家用、车载用的空气调和机的任一种。
图22表示空气调和机200。空气调和机200进行制冷运转或者制热运转。在图22中,实线的箭头示意性地表示制冷运转时的制冷剂的流动,虚线的箭头示意性地表示制热运转时的制冷剂的流动。在空气调和机200的制冷运转时,制冷剂按序在压缩机201、流路切换阀202、室外热交换器203、电动阀1、室内热交换器205、流路切换阀202流动并返回至压缩机201。在空气调和机200的制热运转时,制冷剂按序在压缩机201、流路切换阀202、室内热交换器205、电动阀1、室外热交换器203、流路切换阀202流动并返回至压缩机201。电动阀1在空气调和机200中用作流量控制阀。
另外,空气调和机200具有控制压缩机201和电动阀1等的电子控制单元210。电子控制单元210例如具备具有非易失性存储器的微型电子计算机。电子控制单元210在制冷运转时和制热运转时控制电动阀1的阀口17中的制冷剂的流量(阀口17的开度)。电子控制单元210使转子41以第二转矩T2旋转。
组入于空气调和机200的电动阀1有因零件精度和组装精度而开阀点Nk波动的情况。因此,电子控制单元210通过使用从电动阀1的标签7读出的开阀点信息J,能够在电动阀1中进行正确的流量控制。
在电子控制单元210的非易失性存储器储存了在空气调和机200的制造工序中使用二维码读取器而读出的电动阀1的开阀点信息J。
当启动电动阀1时电子控制单元210执行原点设置动作。在原点设置动作中,电动控制单元210将可动止动件42s与固定止动件44s接触所需的充分的数量的脉冲P按降序循环地输入步进电动机66,从而使转子41向闭方向旋转。然后,电子控制单元210最后输入开阀点信息J的原点脉冲图案编号PTx所涉及的脉冲P(例如,脉冲P[0])并停止脉冲P的输入。由此,转子41定位于旋转限制位置Rx。
接着,电子控制单元210将脉冲P按升序循环地输入步进电动机66,从而使转子41向开方向旋转。此时,电子控制单元210从比原点脉冲图案编号PTx大一个编号的脉冲P(例如,脉冲P[1])开始输入。在本实施例中,比[7]大一个编号的脉冲图案编号为[0]。然后,电子控制单元210在按升序输入的脉冲数成为开阀点Nk时,停止脉冲P的输入。由此,转子41定位于开阀位置Ro,从而结束原点设置动作。
如以上说明的那样,本实施例的电动阀1具备:具有阀座18的阀主体10;以能够相对于阀主体10旋转的方式配置的转子41;与转子41一同构成步进电动机66的定子60;与阀座18相对地配置且当转子41向闭方向旋转时经由闭阀弹簧47朝向阀座18被按压的阀芯30;以及可动止动件42s和固定止动件44s,该可动止动件42s和固定止动件44s在转子41处于从阀芯30与阀座18接触的闭阀位置Rc进一步向闭方向旋转的旋转限制位置Rx时,限制转子41向闭方向的旋转。
检查装置在电动阀1的制造工序中进行如下工序:
(1)将脉冲P按降序循环地输入步进电动机66而使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转;
(2)当在使转子41以第一转矩T1进行旋转时检测到步进电动机66的失步(以下,称为“第一次失步检测”。),则将脉冲P按降序循环地输入步进电动机66而使转子41以第二转矩T2向闭方向旋转;
(3)当在使转子41以第二转矩T2进行旋转时检测到步进电动机66的失步(以下,称为“第二次失步检测”。),则获取在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数(固有脉冲数Nj);
(4)将标签7粘贴于主体部件11的外周面,该标签7印刷了开阀点信息J,开阀点信息J包含使用固有脉冲数Nj而计算出的开阀点Nk。
由此,第一次失步对应于闭阀位置Rc,第二次失步对应于旋转限制位置Rx,在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数构成使转子41从旋转限制位置Rx旋转至闭阀位置Rc的固有脉冲数Nj。固有脉冲数Nj与转子41的闭阀位置Rc有关。使用固有脉冲数Nj计算出的开阀点Nk与成为流量控制的基准的开阀位置Ro有关。因此,能够不测定流体的流量就简单地获得电动阀1中成为流量控制的基准的转子41的位置。
此外,上述的电动阀1是如下结构:将阀芯30与阀座18接触的时间点的转子41的位置作为闭阀位置Rc,当在转子41处于闭阀位置Rc的状态下进一步输入一个脉冲P时检测步进电动机66的失步。然而,根据电动阀1的结构,有在阀芯30与阀座18接触的时间点的位置处转子41在某一状态下进一步输入多个脉冲P(2~30左右的脉冲P)时,检测步进电动机66的第一次失步的情况。在该情况下,设定通用脉冲数Ni,该通用脉冲数Ni包含从阀芯30与阀座18接触的时间点到检测到第一次失步为止输入步进电动机66的脉冲数。
对通用脉冲数Ni进行具体说明。
在本实施例中,将使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转而阀芯30与阀座18接触的时间点的转子41的位置设为闭阀位置Rc。并且,设为转子41处于闭阀位置Rc时产生步进电动机66的第一次失步。实际上,在电动阀1中,当转子41处于阀芯30与阀座18接触的时间点的位置(以下,称为“接触位置Rt”。)时,闭阀弹簧47处于即将被压缩的状态,有以转子41从接触位置Rt向闭方向旋转而闭阀弹簧47略微被压缩时产生步进电动机66的第一次失步的方式设定闭阀弹簧47的各要素和第一转矩T1的情况。即,第一转矩T1被设定为转子41超过接触位置Rt并到达旋转位置Rx前,由该第一转矩T1向阀轴保持架42施加的朝下的负荷和由闭阀弹簧47向阀轴保持架42施加的朝上的负荷平衡,并且第一转矩T1是在阀芯30与阀座18接触的状态下不能够使转子41向闭方向旋转至旋转限制位置Rx的大小的转矩。在该情况下,当转子41处于接触位置Rt与旋转限制位置Rx之间时,产生步进电动机66的第一次失步,并且将产生第一次失步时的转子41的位置检测为闭阀位置Rc。也将该位置称为失步检测位置Rd。当转子41处于失步检测位置Rd时,通过导向衬套32承受由闭阀弹簧47向阀轴保持架42施加的朝上的负荷(弹簧负荷),从而内螺纹42c的朝上的面按压于外螺纹43c的朝下的面(图23的(A))。
然后,在电动阀1中,当转子41从失步检测位置Rd向开方向旋转并到达接触位置Rt时,闭阀弹簧47复位而弹簧负荷消失,成为内螺纹42c的朝上的面和外螺纹43c的朝下的面为轻轻接触的状态(或者彼此间存在微小的间隙的状态)。此时,通过阀室14的制冷剂压力与阀口17的制冷剂压力的压差而产生的负荷(差压负荷)施加于阀芯30,根据差压负荷的方向和大小,有阀芯30维持与阀座18接触的情况。然后,当转子41从接触位置Rt向开方向旋转时,通过作用于阀芯30、转子41以及阀轴保持架42的重力和差压负荷,成为内螺纹42c的朝下的面与外螺纹43c的朝上的面接触的状态(图23的(B))。在该状态下,阀芯30即将从阀座18分离,也可以将该状态时的转子41的位置设为开阀位置Ro。或者,也可以是,在该状态下,进一步使转子41向开方向旋转,并将阀芯30从阀座18分离时的转子41的位置设为开阀位置Ro。
即,通用脉冲数Ni也可以包含:(1)为了使转子41从失步检测位置Rd旋转至接触位置Rt而输入步进电动机66的脉冲数;(2)为了使转子41从内螺纹42c的朝上的面与外螺纹43c的朝下的面接触的位置旋转至内螺纹42c的朝下的面与外螺纹43c的朝上的面接触的位置而输入步进电动机66的脉冲数(即,与内螺纹42c和外螺纹43c的游隙的大小对应的脉冲数)。对于通用脉冲数Ni、第一转矩T1以及第二转矩T2,在后述的电动阀1A、1B中也相同。
另外,上述的电动阀1是在转子41处于旋转限制位置Rx的状态下进一步输入一个脉冲P时检测出步进电动机66的失步的结构。然而,根据电动阀1的结构,有在转子41处于旋转限制位置Rx的状态下进一步输入多个脉冲P(2~30左右的脉冲P)时检测出步进电动机66的第二次失步的情况。在该情况下,使用基准电动阀1S预先获取从转子41到达旋转限制位置Rx的时间点到检测第二次失步为止输入步进电动机66的脉冲数(校正用脉冲数)。然后,在检查装置中,使用由基准电动阀1S获取到的校正用脉冲数而将第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数校正为使转子41从旋转限制位置Rx旋转至闭阀位置Rc的脉冲数并将其作为固有脉冲数Nj。
上述的电动阀1是由作为上位装置的电子控制单元210直接进行控制的结构。除此以外,本发明如以下说明的电动阀1A、1B那样,还能够应用于具有基于从上位装置接收到的命令而使步进电动机66旋转的控制装置的电动阀。
以下,对具有控制装置的电动阀1A进行说明。
电动阀1A除了具有控制装置(未图示)以外与电动阀1具有相同(包括实质上相同)的结构。控制装置内置于定子单元6。
控制装置具有微型电子计算机。微型电子计算机是将例如中央运算装置、非易失性存储器、作业用存储器、通信模块、电机驱动器等集成于一个封装的组装设备用的微型电子计算机。
控制装置能够向步进电动机66输入脉冲信号(脉冲P[0]~P[7])。另外,控制装置能够变更步进电动机66的转矩。另外,控制装置能够基于流经步进电动机66的电流值来检测步进电动机66的失步。在控制装置的非易失性存储器储存有通用脉冲数Ni。
控制装置在从上位装置接收到初始化命令时执行初始化动作。控制装置在初始化动作中执行与上述的检查装置中的用于获取开阀点信息J的动作相同(包括实质上相同)的动作。
在初始化动作中,控制装置将阀芯30(阀部33)从阀座18分离所需的充分的数量(例如200个)脉冲P按升序循环地输入步进电动机66,从而使转子41向开方向旋转。由此,阀芯30从阀座18分离。
接着,控制装置将使转子41旋转的转矩设定为第一转矩T1。然后,控制装置将脉冲P按降序循环地输入步进电动机66,从而使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转。另外,控制装置监视步进电动机66的失步。
当转子41向闭方向旋转时,阀芯30朝向阀座18移动。然后,通过某一时间点输入的脉冲P(例如脉冲P[0]),阀芯30与阀座18接触。此时,转子41处于闭阀位置Rc。然后,控制装置在阀芯30与阀座18接触的状态下进一步输入一个脉冲P(例如脉冲P[7])。由于控制装置将转矩设定为第一转矩T1,因此不能够使转子41向闭方向旋转。因此,产生步进电动机66的失步,控制装置检测出步进电动机66的第一次失步(第一次失步检测)。控制装置将与第一次失步检测对应的脉冲P的脉冲图案编号PT1(例如,[7])储存于作业用存储器。
在第一次失步检测后,控制装置将使转子41旋转的转矩设定为第二转矩T2。然后,控制装置将在第一次失步检测时储存于作业用存储器的脉冲图案编号PT1所涉及的脉冲P(例如脉冲P[7])输入步进电动机66。由于控制装置将转矩设定为第二转矩T2,因此能够压缩闭阀弹簧47并使转子41向闭方向旋转。因此,从步进电动机66失步的状态恢复至正常状态。
然后,控制装置将脉冲P按降序循环地输入步进电动机66,从而使转子41以第二转矩T2进一步向闭方向旋转。
当转子41向闭方向旋转时,阀芯30在与阀座18接触的状态下不移动,而闭阀弹簧47逐渐被压缩。然后,通过某一时间点输入的脉冲P(例如脉冲P[0]),可动止动件42s与固定止动件44s接触。此时,转子41处于旋转限制位置Rx。然后,控制装置在可动止动件42s与固定止动件44s接触的状态下进一步输入一个脉冲P(例如脉冲P[7])。由于转子41处于旋转限制位置,因此控制装置不能够使转子41向闭方向旋转。因此,产生步进电动机66的失步,控制装置检测出步进电动机66的第二次失步(第二次失步检测)。
控制装置对第一次失步检测与第二次失步检测之间(具体而言,从第一次失步检测后到第二次失步检测前之间)输入步进电动机66的脉冲数(固有脉冲数Nj)进行计数,并将固有脉冲数Nj储存于作业用存储器。另外,控制装置将紧接在与第二次失步检测对应的脉冲P之前输入的脉冲P的脉冲图案编号PT2(例如[0])储存于作业用存储器。另外,控制装置将脉冲图案编号PT2所涉及的脉冲P(例如P[0])输入步进电动机66。由此,步进电动机66从失步恢复,并且转子41定位于旋转限制位置Rx。
控制装置将通用脉冲数Ni和固有脉冲数Nj相加而计算出开阀点Nk(Nk=Nj+Ni),并且将开阀点Nk储存于作业用存储器。控制装置也可以将开阀点Nk和脉冲图案编号PT2储存于非易失性存储器。开阀点Nk和脉冲图案编号PT2(即原点脉冲图案编号PTx)用于原点设置动作。
然后,控制装置将脉冲P按升序循环地输入步进电动机66,从而使转子41向开方向旋转。此时,控制装置从比脉冲图案编号PT2大一个编号的脉冲P(例如,脉冲P[1])开始输入。然后,控制装置在按升序输入的脉冲数成为开阀点Nk时,停止脉冲P的输入。由此,转子41定位于开阀位置Ro,并且结束电动阀1A的初始化动作。
电动阀1A的控制装置在初始化动作中进行如下动作:
(1)将脉冲P输入步进电动机66而使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转;
(2)当在使转子41以第一转矩T1进行旋转时检测到步进电动机66的失步(以下,称为“第一次失步检测”。),则将脉冲P输入步进电动机66而使转子41以第二转矩T2向闭方向旋转;
(3)当在使转子41以第二转矩T2进行旋转时检测到步进电动机66的失步(以下,称为“第二次失步检测”。),则获取在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数(固有脉冲数Nj)。
由此,第一次失步对应于闭阀位置Rc,第二次失步对应于旋转限制位置Rx,在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数成为使转子41从旋转限制位置Rx旋转至闭阀位置Rc的固有脉冲数Nj。固有脉冲数Nj与转子41的闭阀位置Rc相关。使用固有脉冲数Nj计算出的开阀点Nk与成为流量控制的基准的开阀位置Ro相关。因此,能够不测定流体的流量就简单地获得在电动阀1A中成为流量控制的基准的转子41的位置。
此外,电动阀1A的控制装置根据需要与上述的检查装置同样地,使用由基准电动阀1S获取到的校正用脉冲数而将在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入步进电动机66的脉冲数校正为使转子41从旋转限制位置Rx旋转至闭阀位置Rc的脉冲数并将其作为固有脉冲数Nj。
以下,对具有控制装置的电动阀1B进行说明。
电动阀1B具有与电动阀1A相同(包括实质上相同)的硬件结构。控制装置将储存于非易失性存储器的通用脉冲数Ni用作开阀点Nk而执行初始化处理。
控制装置在从上位装置接收到初始化命令时执行初始化动作。
在初始化动作中,控制装置将阀芯30(阀部33)从阀座18分离所需的充分的数量(例如200个)脉冲P按升序循环地输入步进电动机66,从而使转子41向开方向旋转。由此,阀芯30从阀座18分离。
接着,控制装置将使转子41旋转的转矩设定为第一转矩T1。然后,控制装置将脉冲P按降序循环地输入步进电动机66,从而使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转。另外,控制装置监视步进电动机66的失步。
当转子41向闭方向旋转时,阀芯30朝向阀座18移动。然后,通过某一时间点输入的脉冲P(例如脉冲P[0]),阀芯30与阀座18接触。此时,转子41处于闭阀位置Rc。然后,控制装置在阀芯30与阀座18接触的状态下进一步输入一个脉冲P(例如脉冲P[7])。由于控制装置将转矩设定为第一转矩T1,因此不能够使转子41向闭方向旋转。因此,产生步进电动机66的失步,控制装置检测出步进电动机66的失步。
控制装置将紧接在与失步的检测对应的脉冲P之前输入的脉冲P的脉冲图案编号PT1(例如[0])储存于作业用存储器。另外,控制装置将脉冲图案编号PT1所涉及的脉冲P(例如P[0])输入步进电动机66。由此,步进电动机66从失步恢复,并且转子41定位于闭阀位置Rc。即,控制装置基于失步的检测来获取闭阀位置Rc。
然后,控制装置将脉冲P按升序循环地输入步进电动机66,从而使转子41向开方向旋转。此时,控制装置从比脉冲图案编号PT1大一个编号的脉冲P(例如,脉冲P[1])开始输入。然后,当按升序输入的脉冲数成为开阀点Nk时,控制装置停止脉冲P的输入。由此,转子41定位于开阀位置Ro,并且结束电动阀1B的初始化动作。
电动阀1B的控制装置在初始化动作中进行如下动作:
(1)将脉冲P输入步进电动机66而使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转;
(2)当在使转子41以第一转矩T1进行旋转时检测到步进电动机66的失步,则将该失步的检测时的转子41的位置设为阀芯30与阀座18接触的闭阀位置Rc。
由此,控制装置通过失步的检测,能够获取转子41的闭阀位置Rc。闭阀位置Rc是在电动阀1B中成为流量控制的基准的转子41的位置。因此,能够不测定流体的流量就简单地获得在电动阀1B中成为流量控制的基准的转子41的位置。
此外,电动阀1B也可以是具有省略了止动部件44和阀轴保持架42的固定止动件44s的结构。在该结构中,第一转矩T1被设定为在闭阀弹簧47被最大限度地压缩前,由该第一转矩T1向阀轴保持架42(转子41)施加的朝下的负荷和由闭阀弹簧47向阀轴保持架42施加的朝上的负荷平衡,并且第一转矩T1是在阀芯30与阀座18接触的状态下不能够使转子41向闭方向旋转至闭阀弹簧47被最大限度地压缩的大小的转矩。此外,电动阀1B也可以具有省略闭阀弹簧47而阀轴保持架42直接将阀芯30向下方按压的结构。在该结构中,阀芯30与阀座18接触的时间点的转子41的位置为闭阀位置Rc且旋转限度位置Rx。在该情况下,第一转矩T1是在阀芯30与阀座18接触的状态下不能够使转子41向闭方向旋转的大小的转矩。
电动阀1A的控制装置是基于流经步进电动机66的电流值来检测步进电动机66的失步的结构。除此以外,例如也可以是,电动阀1A具有与转子41一同旋转的永磁体和对永磁体的磁场的方向(旋转角度)进行检测的磁传感器,并且控制装置基于磁传感器的信号来得到转子41的旋转角度,由此检测失步。电动阀1B也与电动阀1A相同。
另外,也可以是,在具有电动阀1的空气调和机200中,电子控制单元210进行与电动阀1A的控制装置或者电动阀1B的控制装置相同的动作。
即,电子控制单元210在电动阀1的初始化动作中进行如下动作:
(1)将脉冲P输入步进电动机66而使转子41以第一转矩T1向闭方向旋转;
(2)当在使转子41以第一转矩T1进行旋转时检测到步进电动机66的失步(以下,称为“第一次失步检测”。),则将脉冲P输入步进电动机66而使转子41以第二转矩T2向闭方向旋转;
(3)当在使转子41以第二转矩T2进行旋转时检测到步进电动机66的失步(以下,称为“第二次失步检测”。),则获取在第一次失步检测与第二次失步检测之间输入的脉冲数(固有脉冲数Nj)。
电子控制单元210使用固有脉冲数Nj计算出开阀点Nk,并将开阀点Nk储存于非易失性存储器。然后,电子控制单元210使用开阀点Nk进行流量控制。
或者,电子控制单元210在初始化动作中进行如下动作:
(1)将脉冲P输入步进电动机66而使转子41以第一转矩T1向一闭方向旋转;
(2)当在使转子41以第一转矩T1进行旋转时检测到步进电动机66的失步,则将该失步的检测时的转子41的位置设为阀芯30与阀座18接触的闭阀位置Rc。
电子控制单元210使用闭阀位置Rc计算出开阀点Nk,并将开阀点Nk储存于非易失性存储器。然后,电子控制单元210使用开阀点Nk进行流量控制。
在本说明书中,表示“圆筒”、“圆柱”等形状的各用词也用于实质上具有该用词的形状的部件、部件的一部分。例如,“圆筒形状的部件”包括圆筒形状的部件和实质上为圆筒形状的部件。
以上虽然对本发明的实施例进行了说明,但是本发明并不限定于这些例。只要不违背本发明的主旨,本领域技术人员对上述的实施例适当进行结构要素的追加、删除、设计变更而得到的结构、适当组合实施例的特征而得到的结构,也包含在本发明的范围内。
Claims (7)
1.一种电动阀的制造方法,该电动阀具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯经由螺旋弹簧被朝向所述阀座按压;以及止动件,在所述转子处于从所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置进一步向所述闭方向旋转后的旋转限制位置时,该止动件限制所述转子向所述闭方向的旋转,其特征在于,
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则将该失步的检测称作第一次失步检测,并将所述脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第二转矩向所述闭方向旋转;
(3)当在使所述转子以所述第二转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则将该失步的检测称作第二次失步检测,并获取在所述第一次失步检测与所述第二次失步检测之间输入的脉冲数;
(4)将所述脉冲数所涉及的信息记录于所述电动阀,
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩,
所述第二转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下能够使所述螺旋弹簧压缩并使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩。
2.根据权利要求1所述的电动阀的制造方法,其特征在于,
使用所述脉冲数计算出所述信息,并且所述信息是为了使所述转子从所述旋转限制位置旋转至由所述阀座包围的阀口中的流体的流量成为设定值的开阀位置而输入所述步进电动机的脉冲数。
3.一种电动阀,具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯经由螺旋弹簧被朝向所述阀座按压;止动件,在所述转子处于从所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置进一步向所述闭方向旋转后的旋转限制位置时,该止动件限制所述转子向所述闭方向的旋转;以及控制装置,其特征在于,
所述控制装置:
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则将该失步的检测称作第一次失步检测,并将所述脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第二转矩向所述闭方向旋转;
(3)当在使所述转子以所述第二转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则将该失步的检测称作第二次失步检测,并获取在所述第一次失步检测与所述第二次失步检测之间输入的脉冲数,
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩,
所述第二转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下能够使所述螺旋弹簧压缩并使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩。
4.一种电动阀,具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯被朝向所述阀座按压;以及控制装置,其特征在于,
所述控制装置:
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则获取该失步的检测时的所述转子的位置作为所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置,
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转的大小的转矩。
5.一种电动阀的控制方法,该电动阀具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯经由螺旋弹簧被朝向所述阀座按压;以及止动件,在所述转子处于从所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置进一步向所述闭方向旋转后的旋转限制位置时,该止动件限制所述转子向所述闭方向的旋转,其特征在于,
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则将该失步的检测称作第一次失步检测,并将所述脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第二转矩向所述闭方向旋转;
(3)当在使所述转子以所述第二转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则将该失步的检测称作第二次失步检测,并获取在所述第一次失步检测与所述第二次失步检测之间输入的脉冲数,
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩,
所述第二转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下能够使所述螺旋弹簧压缩并使所述转子向所述闭方向旋转至所述旋转限制位置的大小的转矩。
6.根据所述权利要求5所述的电动阀的控制方法,其特征在于,
进一步,(4)使用所述脉冲数计算出该脉冲数所涉及的信息,
所述信息是为了使所述转子从所述旋转限制位置旋转至由所述阀座包围的阀口中的流体的流量成为设定值的开阀位置而输入所述步进电动机的脉冲数。
7.一种电动阀的控制方法,该电动阀具备:阀主体,该阀主体具有阀座;转子,该转子以能够相对于所述阀主体进行旋转的方式配置;定子,该定子与所述转子一同构成步进电动机;以及阀芯,该阀芯与所述阀座相对地配置,当所述转子向闭方向旋转时,该阀芯被朝向所述阀座按压,其特征在于,
(1)将脉冲输入所述步进电动机而使所述转子以第一转矩向所述闭方向旋转;
(2)当在使所述转子以所述第一转矩进行旋转时检测到所述步进电动机的失步,则获取该失步的检测时的所述转子的位置作为所述阀芯与所述阀座接触的闭阀位置,
其中,
所述第一转矩是在所述阀芯与所述阀座接触的状态下不能够使所述转子向所述闭方向旋转的大小的转矩。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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