CN1740615A

CN1740615A - 阀驱动装置

Info

Publication number: CN1740615A
Application number: CNA2005100915410A
Authority: CN
Inventors: 小泽滋; 原哲彦
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2025-08-12
Also published as: CN100412428C; KR20060053185A; KR100722081B1; JP2006057763A; US7793915B2; US20060038150A1

Abstract

本发明的阀驱动装置，具有与步进电机(10)的转子(15)上所形成的小齿轮(15e)啮合地旋转的齿轮(36)一体地构成、并将流出口(13a、13b)进行开闭用的阀体(30)，在齿轮(36)上形成有突出部(32)，并通过突出部(32)与小齿轮(15e)附近所形成的间隙(20)卡合的橡胶环(17)抵接而对阀体(30)的旋转进行限制。提供能不会发生冲撞声地使突起部回复至原点的、能可靠地掌握阀体的位置的阀驱动装置。

Description

阀驱动装置

技术领域

本发明涉及用阀体将多个开口进行开闭而对流体进行分配用的阀驱动装置。

背景技术

在冰箱中，在将共用的制冷剂(流体)分配为多个箱内冷却用而对各箱内进行冷却用的阀驱动装置中，如图6(A)、(B)所示，使用以下结构，具有：在厚度方向上贯通制冷剂的流入口13c和制冷剂的流出口13a’、13b’的阀座板13’；在该阀座板13’的表面侧和背面侧中将表面侧覆盖的密闭外壳19；在阀座板13’的表面上滑动地将流出口13a’、13b’进行开闭的、与齿轮36’一体的阀体30’。另外，转子15’和阀体30’分别可旋转地支承在固定于阀座板13’的转子支轴18和阀体支轴35’上(例如，参照专利文献1)。

另外，齿轮36’与转子15’的小齿轮15e啮合着，随着转子15’的旋转而围绕阀体支轴35’进行旋转驱动。因此，通过使阀体30’(图6(B)中用斜线表示的区域)的角度位置进行变更，能对流出口13a’、13b’的开闭进行控制。

在这样结构的阀驱动装置中，从正确进行流出口13a’、13b’的开闭的需要出发，需要正确掌握阀体30’的位置。因此，以往，如图6(B)所示，在与阀体30’一体的齿轮36’上形成突起部32，该突起部32与转子15’的小齿轮15e的附近抵接而将对旋转进行限制的位置作为原点位置进行检测，进行阀体30’位置的复位。图6(B)，表示左侧的齿轮36’的突起部32与小齿轮15e附近冲突后的形态。

[专利文献1]日本专利特开2003-21254号公报

但是，在最近，因要求提高冰箱的静音化，故在原点检测中，存在着在突起部32与小齿轮15e的附近抵接的瞬间发生冲撞声的问题。另外，为了可靠地进行突起部32的原点回复，在突起部32与小齿轮15e的附近抵接后需要稍微持续地进行通电，如上述专利文献1所述那样，在作为驱动源使用步进电机的场合，在突起部32与小齿轮15e的附近抵接后的锁定状态的期间，由于突起部32与小齿轮15e的附近持续有断续地冲撞的冲撞声，故尤其成为问题。

发明内容

本发明是鉴于以上的问题而作成的，其目的在于，提供不会发生冲撞声并使突起部回复至原点的、能可靠地掌握阀体位置的阀驱动装置。

为了解决上述问题，本发明的阀驱动装置具有流体的流入口和流体的流出口，并具有将所述流入口或所述流出口进行开闭用的阀体和对该阀体进行驱动用的驱动机构，其特征在于，所述阀体，利用所述驱动机构进行旋转并对所述流入口或所述流出口进行开闭，且具有与包括所述驱动机构和所述阀体的、从所述驱动机构至与所述阀体间的动作构件所配设的抵接部进行抵接而对所述阀体旋转进行限制的限制部，所述抵接部或所述限制部由弹性构件形成。

在本发明中，最好是，所述动作构件具有齿轮轮组，在相互啮合的齿轮构件的齿部或其附近，分别设有所述抵接部和限制部。采用这样的结构，由于能利用作为动作构件的齿轮来设置抵接部和限制部，故不需要形成抵接部和限制部用的专用构件。

在本发明中，最好是，在所述齿部的附近形成凹部，并在该凹部内配设有形成为环状的所述弹性构件。采用这样的结构，由于能仅用弹性构件形成抵接部或限制部，故可以不用弹性构件形成必要硬度的齿部。而且，由于弹性构件为环状，故能极容易地安装在凹部内。

另外，本发明的齿轮轮组，具有利用所述驱动机构进行旋转的小齿轮构件和有被该小齿轮构件旋转驱动的所述阀体的齿轮，在所述小齿轮构件的外周形成有所述凹部，并将所述弹性构件配设在所述凹部中而构成所述限制部，在所述齿轮上构成与所述弹性构件抵接的突起部而作成抵接部。该场合最好是，将所述凹部的宽度形成为比形成所述环状的所述弹性构件稍大，并作成使所述弹性构件不会因所述凹部而成为变形的状态。

在本发明中，最好是所述弹性构件具有橡胶弹性。

如上所述，在本发明中，具有与包括驱动机构和阀体的、从驱动机构至与阀体间的动作构件所配设的抵接部进行抵接、而对阀体旋转进行限制的限制部，这些抵接部或限制部由弹性构件形成。因此，由于即使抵接部与限制部有较大冲撞也能缓和该冲撞，故几乎不会发生冲撞声。另外，由于能将抵接部的强度降低至可耐受被弹性构件缓和的冲撞的强度，故能实现装置的小型化。另外，在作为驱动机构使用步进电机的场合，由于使抵接部可靠地进行原点回复，故即使在抵接部与限制部抵接后还持续向步进电机进行通电时，也能将抵接部与限制部断续冲撞的冲撞声的发生降低至无问题的水平。

附图说明

图1(A)、(B)分别是应用本发明的阀驱动装置的纵剖视图和仰视图。

图2(A)、(B)分别是将图1所示的阀驱动装置的主要部分放大后的纵剖视图和从斜上方看到将阀体周边放大后的立体图。

图3(A)～(F)分别是图1所示的阀驱动装置中的各模式的说明图。

图4是本发明的阀驱动装置中的第1流入口和第2流入口的开闭线图。

图5是将本发明的其它实施形态的阀驱动装置的主要部分放大后的纵剖视图。

图6(A)、(B)分别是表示以往的阀驱动装置的(B)中的X-X’的纵剖视图及左侧齿轮的突起部与小齿轮附近冲突形态的说明图。

具体实施方式

参照附图对应用本发明的冰箱用的阀驱动装置的一例子进行说明。

[整体结构]

图2(A)、(B)分别是将图1所示的阀驱动装置的主要部分放大后的纵剖视图和从斜上方看将阀体周边放大后的立体图。图3(A)～(F)分别是图1所示的阀驱动装置中的各模式的说明图。图4是本发明的阀体的开闭线图。

图1中，本形态的阀驱动装置1，具有阀座板13和覆盖在该阀座板13的表面侧的密闭外壳19。

在该阀驱动装置1中，利用密闭外壳19的内外，构成对阀体30进行驱动的作为阀驱动装置的步进电机10。在步进电机10中，转子15被配置在密闭外壳19的内侧，而将定子16配置在密闭外壳19的外周侧。从定子16的固定线圈16a引出的线圈端末被卷绕在端子销16c上，端子销16c与连接器16b利用FPC16d连接着。另外，与该连接器16b相对，通过从微机具有的控制部(未图示)输出驱动信号，对转子15的旋转、停止进行控制。

密闭外壳19的下端侧被扩径，构成载置定子16的台阶，并与在阀座板13的外周缘上所形成的台阶135紧密地嵌合着。

如图1所示，在阀座板13上，开设有1个流入口13c和2个流出口13a、13b。1个流入口13c与插入于阀座板13中的流入管28c连通着，2个流出口13a、13b分别与插入于阀座板13中的流出管28a、28b连通着。因此，从流入口13c向密闭外壳19导入的制冷剂就从流出口13a、13b流出。

在阀座板13上，在流出口13a、13b的附近形成有作成直孔的轴孔13d、13e，转子支轴18的基端侧和阀体支轴35的基端侧分别通过钎焊而固定在这些轴孔13d、13e中。

在本形态的场合，阀座板13由形成流出口13a、13b的区域的圆盘状的第1板结构构件11和安装了该第1板结构构件11的圆盘状的第2板结构构件12构成，第1板结构构件11，具有在将流出口13a、13b进行开闭时能构成使阀体30进行滑动的区域的全体的大小。

在图1和图2中，与阀体30构成一体的齿轮36可旋转地支承在阀体支轴35上。在本形态中，阀体30在阀座板13的表面中，在形成流出口13a、13b的区域进行滑动并作为将流出口13a、13b分别进行开闭的共用的阀体来使用。另外，在齿轮36上，如图2(B)所示，将在与阀体30的相反侧、比齿部36a直径小的圆筒缘部36b形成于齿部36a上，在该圆筒缘部36b的外周上，形成有向径向外方突出且并设在圆周方向上的2个突起部32、32。

另外，齿轮36与小齿轮15e啮合着，利用步进电机10围绕阀体支轴35被旋转驱动。因此，阀体30也成为被步进电机10旋转驱动的状态。

因此，在将第1流出口13a的闭状态、第2流出口13b的闭状态作成闭-闭模式；将第1流出口13a的闭状态、第2流出口13b的开状态作成闭-开模式；将第1流出口13a和第2流出口13b的双方的开状态作成开-开模式；将第1流出口13a的开状态、第2流出口13b的闭状态作成开-闭模式时，若对阀体30的角度位置进行控制，就能实现以下的顺序：图3(A)所示的闭-闭的原点位置(图4的0步)；图3(B)所示的闭-闭模式(图4的34步)；图3(C)所示的闭-开模式(图4的100步)；图3(D)所示的开-开模式(图4的154步)；图3(E)所示的开-闭模式(图4的195步)；图3(F)所示的开-闭的终点位置(图4的200步)。

[转子的详细结构]

本形态的阀驱动装置1中的转子15如图1和图2所示，具有将磁铁15a保持于外周侧并可旋转地支承在转子支轴18上的磁铁保持构件15b、可旋转地支承在转子支轴18上的小齿轮构件15d、可一体旋转地将这些磁铁保持构件15b与小齿轮构件15d进行连接的连接构件15c。

小齿轮构件15d，在内周侧形成为可与转子支轴18游嵌的筒状，在图中下方侧的外周侧形成小齿轮15e，并在小齿轮15e的上方侧沿轴线方向施加切去外周的一部分的所谓D切口。

另外，连接构件15c也形成为筒状，在内周侧与小齿轮构件15d的施加了D切口后的外周卡合，能一体地进行旋转。即，由于小齿轮构件15d的利用D切口被切去的外周面成为平面，故在连接构件15c的内周面上与该平面相对地形成平面，通过将两者卡合成两平面抵接的状态而能一体地旋转。另外，在连接构件15c的图中、上方侧被扩径，在轴向的3个部位形成达到至上端部的槽。因此，刚好沿圆周方向构成为3个卡合部15f向轴向延设那样的形状。

在磁铁保持构件15b上形成有可与该3个卡合部15f卡合的卡合槽，3个卡合部15f与该卡合槽卡合，使磁铁保持构件15b与连接构件15c能一体地旋转。

在磁铁保持构件15b的上端与密闭外壳19之间配设有弹簧构件21，对转子15向下方施力。因此，小齿轮构件15d的下端与阀座板13以施力状态抵接，利用随着向定子16的通电而发生的旋转磁场使磁铁保持构件15b进行旋转，使连接构件15c与小齿轮构件15d一体地旋转。

如图2(A)所示，作成使小齿轮构件15d的D切口面与连接构件15c的内壁的平面一致，当将小齿轮构件15d向连接构件15c插入时，小齿轮构件15d的上端被定位在与连接构件15c的台阶部15g抵接的位置。这时，在小齿轮构件15e的上端与连接构件15c的下端之间形成有间隙20，作为限制部的由NBR制成的橡胶环17与该间隙20卡合。另外，该橡胶环17的材料不一定限于NBR，也可以使用SBR、BR、IR等其它的合成橡胶，还可以使用天然橡胶。

这里，从正确进行流出口13a、13b的开闭的需要出发，需要掌握阀体30的位置，而本形态的场合，将在齿轮36上所形成的2个突起部32、32作为抵接部，与作为弹性构件的橡胶环17抵接而被限制旋转的位置成为原点位置。另外，在本形态中，图3(A)所示的闭-闭的原点位置(图4的0步)的位置和图3(F)所示的开-闭的终点位置(图4的200步)时成为原点位置。

另外，间隙20的轴线方向的宽度D，形成为比橡胶环17的直径稍大。因此，橡胶环17不会走样变形。因此，由于橡胶环17不会走样地使其直径变化，故能提高阀体30的原点位置的精度，能正确地进行利用阀体30的流出口13a、13b的开闭。另外，在本形态的场合，构成步进电机的转子15、齿轮36和阀体30成为动作构件。

[本形态的效果]

这样，本形态中，具有与齿轮36的突起部32抵接并限制阀体30旋转的橡胶环17。橡胶环17具有橡胶弹性，并由于即使与突起部32有较大的冲撞也能缓和其冲击，故几乎不发生冲撞声。另外，由于能将突起部32的强度降低至可耐受被橡胶环17缓和的冲撞的强度，故能使齿轮36小型化，进而实现阀驱动装置的小型化。另外，由于能使突起部32可靠地回复至原点，故在突起部32与橡胶环17抵接后，即使稍微持续有向步进电机10的通电，也能将突起部32与橡胶环17断续地冲撞的冲撞声的发生降低至无问题的水平。

另外，本形态中，在小齿轮构件15e和齿轮36上，由于分别设置了橡胶环17和突起部32，故不需要形成橡胶环17和突起部32用的专用构件。

另外，在本形态中，在小齿轮15e的附近形成有间隙20，并由于将橡胶环17配设在该间隙20内，故可以不用弹性构件来形成需要有硬度的齿部。而且，由于橡胶环17为环状，故极容易安装在间隙20内。

[其它的实施形态]

上述实施形态中的转子15，分割形成为小齿轮构件15d和连接构件15c，但不一定限于这样的结构。即，如图5所示，也可以将小齿轮构件15d与连接构件15c一体地形成。但是，在一体形成的场合，由于具有卡合槽20及卡合部15f等的复杂形状，并由于在仅向轴线方向打开的模具中不能成形，故通过使用向上下和左右地打开的模具来成形。另外，在使用仅向轴线方向打开的模具时，在未形成卡合槽20地成形后，可以通过切削等将卡合槽20在其它工序中形成。

另外，在上述实施形态中，作为限制部使用橡胶环17，但不一定需要使用橡胶环17，也可以由具有橡胶弹性的合成橡胶或天然橡胶等构成连接构件15c本身。

另外，在上述实施形态中，作为限制部使用橡胶环17，但不一定需要由弹性构件构成限制部，也可以利用弹性构件来构成抵接部侧。或也可以利用弹性构件来构成抵接部和限制部的两者。

另外，将限制部形成于转子15的一部分上，但不一定要形成在转子15上，也可以设置在包括阀座板13、覆盖在阀座板13的表面侧的密闭外壳19、利用该两者所构成的密闭空间中所配设的任何构件上。

另外，在上述实施形态中，抵接部形成在齿轮36上，但抵接部不一定需要形成在齿轮36上，也可以形成在构成转子15的各种构件及阀体30等的动作构件的任一个上。

Claims

1、一种阀驱动装置，具有流体的流入口和流体的流出口，并具有将所述流入口或所述流出口进行开闭用的阀体和对该阀体进行驱动用的驱动机构，其特征在于，

所述阀体，利用所述驱动机构进行旋转并对所述流入口或所述流出口进行开闭，且具有与包括所述驱动机构和所述阀体的、从所述驱动机构至与所述阀体间的动作构件所配设的抵接部进行抵接、对所述阀体旋转进行限制的限制部，所述抵接部或所述限制部由弹性构件形成。

2、如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，所述动作构件具有齿轮轮组，在相互啮合的齿轮构件的齿部或其附近，分别设有所述抵接部和限制部。

3、如权利要求2所述的阀驱动装置，其特征在于，在所述齿部的附近形成凹部，并在该凹部内配设有形成为环状的所述弹性构件。

4、如权利要求3所述的阀驱动装置，其特征在于，所述齿轮轮组，具有利用所述驱动机构进行旋转的小齿轮构件和有被该小齿轮构件旋转驱动的所述阀体的齿轮，在所述小齿轮构件的外周形成有所述凹部，并将所述弹性构件配设在所述凹部中而构成所述限制部，在所述齿轮上构成有与所述弹性构件抵接的突起部而作成抵接部。

5、如权利要求4所述的阀驱动装置，其特征在于，所述凹部的宽度形成为比形成所述环状的所述弹性构件稍大，并作成使所述弹性构件不会因所述凹部而成为走样的状态。

6、如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，所述弹性构件具有橡胶弹性。