CN212643685U - 电机单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机单元，对于用于调节流体的流量的阀装置的电机单元，即使在未安装阀芯的状态下也能够实施动作验证。该电机单元具备：电机，所述电机是驱动源；轴体，所述轴体通过所述电机进行进退动作；环状体，所述环状体固定于所述轴体上；弹性部件，所述弹性部件对所述环状体向其前进方向施力；以及阀芯安装部，所述阀芯安装部能够安装打开/关闭流体的流路的阀芯，所述环状体是与所述阀芯分开的部件，所述阀芯安装部设置于所述轴体或所述环状体上，当停止向所述电机供电时，所述弹性部件与所述环状体一起使所述阀芯安装部向前进方向移动。

Description

电机单元

技术领域

本实用新型涉及一种电机单元，特别是涉及电机单元的检查技术。

背景技术

在下述专利文献1中，公开了一种调节气体流量的电机1。电机1具有圆筒形状的转子2，在转子2的内周面切出内螺纹。在转子2的筒内旋合有丝杠4，丝杠4通过转子2旋转而在其轴线方向上前进/后退。在丝杠4的前端安装有阀部件15，通过阀部件15与丝杠4一起前进/后退来调节气管的流路宽度。

在电机1中，阀部件15被复位弹簧16始终向其前进方向侧施力。当由于停电等而切断向定子3供电时，复位弹簧16使阀部件15向前进方向移动。由此，气体的流路被阀部件15截断，防止气体泄漏等二次灾害。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-126315号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

在专利文献1的电机1的结构中，因为复位弹簧16直接对阀部件15施力，为了在发货前确认上述安全机构的动作，所以这时需要安装阀部件15。例如，在阀部件15的规格不是一种，而是根据装载电机1的产品安装不同种类的阀部件15的情况下，除非确定并安装了所使用的阀部件15，否则无法进行动作确认，这会使检查的实施条件变得复杂。

鉴于上述问题，本实用新型所要解决的技术问题在于，对于用于调节流体的流量的阀装置的电机单元，即使在未安装阀芯的状态下也能够实施动作验证。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型的电机单元的要点在于，具备：电机，所述电机是驱动源；轴体，所述轴体通过所述电机进行进退动作；环状体，所述环状体固定于所述轴体上；弹性部件，所述弹性部件对所述环状体向其前进方向施力；以及阀芯安装部，所述阀芯安装部能够安装打开/关闭流体的流路的阀芯，所述环状体是与所述阀芯分开的部件，所述阀芯安装部设置于所述轴体或所述环状体上，当停止向所述电机供电时，所述弹性部件与所述环状体一起使所述阀芯安装部向前进方向移动。

通过设为将固定于轴体上的环状体与阀芯分开设置并且弹性部件对环状体施力的结构，即使未安装阀芯也能够检查供电停止时的动作。

另外，在本实用新型的电机单元中，理想的是，采用如下结构：所述电机具有圆筒形状的转子，在该转子的筒内形成有内螺纹，在所述轴体的外表面形成有作为外螺纹的进退动作用螺纹，所述进退动作用螺纹与所述转子的筒内的内螺纹旋合。通过转子直接使轴体进退，可以简化将转子的旋转传递给轴体的机构和构造。

另外，在本实用新型的电机单元中，理想的是，采用如下结构：所述环状体是金属制的，在所述阀芯安装到所述阀芯安装部时，所述阀芯与所述环状体的前进方向侧的端部抵接。通过将环状体设为金属制，可以确保必要的强度和可靠性并且使环状体小型化和轻量化。另外，本实用新型的电机单元通过将以往为单一部件的阀部件分割为被弹性部件施力的环状体和打开/关闭流路的阀芯而实现基本构造通用化。在环状体和阀芯接触的结构中，虽然由于将阀部件分割为这两个零件而导致在理论上累积公差变大，但是通过将环状体设为容易获得尺寸精度的金属零件，可以将由于公差引起的阀芯位置的变动抑制得较小。在这种情况下，更优选阀芯也是金属零件。

另外，在本实用新型的电机单元中，理想的是，采用如下结构：所述阀芯安装部设置于所述轴体的前端部，在所述轴体的前端部的外表面形成有供所述阀芯旋合的外螺纹即阀芯安装用螺纹。通过将阀芯旋合在轴体的前端部，可以用简单的构造使环状体及阀芯(阀芯安装部)的进退动作同步。

另外，在本实用新型的电机单元中，理想的是，采用如下结构：在所述轴体的外表面形成有作为外螺纹的环状体安装用螺纹，所述环状体具有筒部和突缘部，该筒部与所述环状体安装用螺纹旋合，该突缘部从所述筒部以环状扩展，所述突缘部设置于比所述筒部的轴线方向上的前进方向侧的端部更靠后退方向侧的位置。通过将筒部与轴体的环状体安装用螺纹旋合来确保环状体和环状体安装用螺纹的旋合宽度，通过将不要求厚度(进退方向上的宽度尺寸)的部位设为突缘部，能够使环状体小型化和轻量化。另外，在阀芯与环状体的前进方向侧端部抵接的结构中，阀芯与筒部的前端面接触。由此，与将环状体设为厚度均匀的扁平的板的情况相比，可以更加容易地提高环状体的前进方向侧端部的表面精度即阀芯的定位精度。

另外，在本实用新型的电机单元中，理想的是，所述弹性部件是所述轴体插通在环内的螺旋弹簧，所述环状体在与所述螺旋弹簧的接触面具有定位凸台，所述定位凸台是与所述螺旋弹簧的内径尺寸大致同径的凸部。环状体具有定位凸台，通过该定位凸台嵌合到螺旋弹簧的环内，能够使螺旋弹簧相对于环状体的位置稳定。

另外，在本实用新型的电机单元中，理想的是，所述电机是步进电机。通过采用步进电机作为驱动源，不必另外具备编码器等就能够控制轴体的进退位置，从而能够简化电机单元的构造。

另外，在本实用新型的电机单元中，也可以设为如下结构：还具备安装到所述阀芯安装部的所述阀芯。

实用新型效果

这样，根据本实用新型的电机单元，对于用于调节流体的流量的阀装置的电机单元，即使在未安装阀芯的状态下也能够实施动作验证。

附图说明

图1是表示电机单元的外观的立体图。

图2是柱塞杆的前端部分的局部放大侧视图。

图3是表示柱塞杆的构造的俯视图。

图4是表示柱塞杆后退的状态的侧视剖视图。

图5是表示柱塞杆前进的状态的侧视剖视图。

附图标记说明

1…电机单元；11…步进电机；15…螺旋弹簧；20…定子；30…转子；31…磁铁；32…转子支撑件；321…内螺纹；40…柱塞杆；41…前端部；411…阀芯安装用螺纹；412…环状体安装用螺纹；42…中间部；421…贯通孔；422…止转销；43…后端部；431…进退动作用螺纹；50…弹簧止动部件；51…筒部；51a…前端面；52…突缘部；53…定位凸台；60…阀芯。

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型的电机单元的实施方式进行说明。本实施方式的电机单元1是控制气体等流体的流量的阀装置的驱动部。

结构概要

图1是表示电机单元1的外观的立体图。需要说明的是，以下的说明中的“前后”、“前端侧/后端侧”是指平行于同坐标轴的X轴的方向，将X1侧设为“前”、“前端侧”，将X2侧设为“后”、“后端侧”。

电机单元1是通过作为驱动源的步进电机11(以下，也简称为“电机11”)使作为轴体的柱塞杆40向前后方向前进/后退的装置。需要说明的是，在以下的说明中，将前方(X1方向)称为柱塞杆40的“前进方向”，将后方(X2侧)称为柱塞杆40的“后退方向”。

在柱塞杆40的前端附近安装有圆环形状的弹簧止动部件50。弹簧止动部件50固定于柱塞杆40上，与柱塞杆40一起前进/后退。作为弹性部件的螺旋弹簧15的前端与弹簧止动部件50的背面(后侧的面)接触，弹簧止动部件50被螺旋弹簧15向前进方向施力。螺旋弹簧15的后端被后文将描述的引导部件13保持。引导部件13的位置不变，由此，当弹簧止动部件50后退时，螺旋弹簧15被压缩，当弹簧止动部件50前进时，螺旋弹簧15伸长。

图2是电机单元1的前端部分的局部放大侧视图。如图2所示，柱塞杆40的前端部41构成安装阀芯60的阀芯安装部。在柱塞杆40的前端部41，在其外表面形成有作为外螺纹的阀芯安装用螺纹411。阀芯60通过与阀芯安装用螺纹411旋合而固定于柱塞杆40上。本实施方式的电机单元1通过在柱塞杆40的前端部分设置阀芯安装部，用简单的构造使弹簧止动部件50及阀芯60(阀芯安装部)的进退动作同步。需要说明的是，设置阀芯安装部的部件不限于柱塞杆40，阀芯安装部也可以设置于弹簧止动部件50上。

当由于停电等而停止对电机11的供电时，螺旋弹簧15与弹簧止动部件50一起使阀芯60(阀芯安装部)沿前进方向移动。由此，流体的流路被阀芯60截断，例如可以防止气体泄漏等二次灾害。

电机单元1通过具备与阀芯60分开的弹簧止动部件50，即使在未安装阀芯60的状态下也能够通过确认由螺旋弹簧15形成的安全机构的动作。在电机单元1中，例如，即使在阀芯60的规格不是一种，而是根据装载电机单元1的上位装置而分为多个种类的情况下，也可以事先单独完成作为驱动部的电机单元1的动作验证，检查作业的自由度高。

另外，在电机单元1中，通过采用步进电机11作为其驱动源，能够控制柱塞杆40的进退位置而无需另外具备编码器等。这样，简化了电机单元1的构造。

弹簧止动部件

下面，参照图2对弹簧止动部件50的形状进行说明。本实施方式的弹簧止动部件50是铝制环状体。另外，本实施方式的电机单元1所安装的阀芯60也是铝制阀芯。

弹簧止动部件50具有筒部51和突缘部52，该筒部51旋合到设置于柱塞杆40的前端部41的环状体安装用螺纹412，该突缘部52从筒部51以环状扩展。通过将弹簧止动部件50的筒部51与柱塞杆40旋合，可以确保弹簧止动部件50和柱塞杆40的旋合宽度，而且，通过将厚度(前后方向上的宽度)不要求很厚的部位设为薄型突缘部52，实现了弹簧止动部件50的小型化和轻量化。

弹簧止动部件50拧紧到其筒部51与柱塞杆40的中间部42(后文将描述)的前端面42a抵接的位置。而且，阀芯60拧紧到其后端面与筒部51的前端面51a(前进方向侧端部)抵接的位置。

另外，弹簧止动部件50在与螺旋弹簧15的接触面具有定位凸台53，该定位凸台53是与螺旋弹簧15的内径尺寸d大致同径的凸部。弹簧止动部件50具有定位凸台53，其通过嵌合到螺旋弹簧15的环内，使螺旋弹簧15相对于弹簧止动部件50的位置稳定。

如上所述，本实施方式的弹簧止动部件50是铝制的，另外，阀芯60也是铝制的。而且，当阀芯60旋合到阀芯安装用螺纹411时，阀芯60的后端面与弹簧止动部件50的前端面51a抵接。在电机单元1中，通过将以往为单一部件的阀部件(参照上述专利文献1)分割为弹簧止动部件50和阀芯60，提高了电机单元1的检查作业的自由度。在如本实施方式的电机单元1那样通过弹簧止动部件50和阀芯60接触来确定它们的位置的结构中，通过将阀部件分割为两个零件，在理论上累积公差增大。在本实施方式中，通过将弹簧止动部件50设为容易获得尺寸精度的金属零件，并且同样也将阀芯60设为金属部件，可以将由于公差引起的阀芯60的位置的变动抑制得较小。

本实施方式的突缘部52设置于比筒部51的前端靠后侧的位置。即，筒部51的前端面51a比突缘部52向前方突出。例如，与将弹簧止动部件50设为厚度均匀的板的情况相比，本实施方式的弹簧止动部件50的前端面的面积缩小到最小的必要尺寸。由此，可以更容易提高弹簧止动部件50的前端面的表面精度，即阀芯60的定位精度。

需要说明的是，为了实现如上所述的各种效果，弹簧止动部件50被设为本实施方式的形状和构造，但弹簧止动部件50的具体结构不限于本实施方式。弹簧止动部件50是能够固定于像柱塞杆40那样的轴体上的环状体，可以接纳像螺旋弹簧15那样的弹性部件的伸缩方向上的一端，只要是与阀芯分开的部件，则可以是其他任意形状和构造。

另外，本实施方式的弹簧止动部件50通过旋合到环状体安装用螺纹412而固定于柱塞杆40上，但是弹簧止动部件50的固定方法不限于此。例如也可以代替本实施方式的固定方法，采用粘接或焊接、使用防脱销的方法等，只要能够组装，则也可以将柱塞杆40和弹簧止动部件50一体成形。

柱塞杆

图3是表示柱塞杆40的构造的俯视图。下面，参照图2及图3对柱塞杆的形状及构造进行说明。

本实施方式的柱塞杆40从前方朝向后方依次具有前端部41、中间部42及后端部43。

在前端部41的外表面形成有安装弹簧止动部件50的环状体安装用螺纹412和安装阀芯60的阀芯安装用螺纹411。环状体安装用螺纹412及阀芯安装用螺纹411是连续的一个连接螺纹，将其中的后端部分作为环状体安装用螺纹412。

中间部42是圆柱形状的部位，在其后端附近，形成有在径向上贯通中间部42的孔421。在孔421中插通有止转销422，通过止转销422的长边方向上的两端嵌合到形成于引导部件13的内表面的槽部131，柱塞杆40在其周向的角度位置被固定。

在后端部43形成有与形成于转子30的内表面的内螺纹321旋合的进退动作用螺纹431。

需要说明的是，柱塞杆40的形状和构造不限于本实施方式。柱塞杆40能够通过电机11等驱动源在轴线方向上进退，只要能够固定像弹簧止动部件50那样的环状体，则可以是其他任意形状和构造。

驱动机构

图4及图5是从箭头A方向观察图1的电机单元1的侧视剖视图。图4是表示柱塞杆40后退的状态的图，图5是表示柱塞杆40前进的状态的图。

本实施方式的电机单元1主要由作为驱动源的电机11、柱塞杆40、弹簧止动部件50及螺旋弹簧15构成。

电机11是具有A相及B相两相定子20的步进电机。转子30收容在作为有底筒状的壳体的柱塞壳体12中，定子20收容于固定在柱塞壳体12的外表面的定子壳体29中。

定子20具有卷绕有线圈23的线圈骨架22和形成有极齿211的静电场起电板21。从露出到单元外的端子24向定子20供电。

转子30整体上是大致圆筒形状的旋转件，由圆筒形状的磁铁31和一体成型于磁铁31的筒内的树脂制的支承部即转子支撑件32构成。在转子支撑件32的筒内形成有内螺纹321(参照图5)。

在柱塞杆40的后端部43的外表面形成有作为外螺纹的进退动作用螺纹431。进退动作用螺纹431旋合到在转子支撑件32的内周面上切出的内螺纹321。如上所述，因为柱塞杆40其周向上的角度位置被止转销422固定，所以即使转子30旋转，柱塞杆40也不旋转。由此，当转子30旋转时，柱塞杆40由转子30的内螺纹321向前方或后方送出。这样，在电机单元1中，转子30使柱塞杆40直接前进/后退，从而可以简化将转子30的旋转传递给柱塞杆40的机构和构造。需要说明的是，柱塞杆40的进退机构不限于本实施方式，也可以根据尺寸、成本以及流量控制的精密度等要素，经由减速齿轮等使柱塞杆40前进/后退。

螺旋弹簧15的弹力调节为小于电机11的旋转扭矩，并且大于电机11的定位扭矩。因此，当停止对电机11的供电时，螺旋弹簧15与弹簧止动部件50一起向前方推压柱塞杆40。在此期间，电机11的转子30由于柱塞杆40的移动而空转。

另外，本实施方式的电机单元1具有用于使转子30的前后位置稳定的施力构造。该施力构造由下述部件构成：螺旋弹簧34，其配置于柱塞壳体12内的后端；螺旋弹簧侧球接收部件35，其为覆盖在螺旋弹簧34的前侧的罩体；转子侧球接收部件36，其嵌合在设置于转子30的后端面的中央的凹部；以及钢球37，其被保持在形成于球接收部件35、36的对置面各自的中央的凹部。由此，转子30被配置于其前方的轴承33推压，抑制转子30在前后方向上的松动。

转子支撑件32具有向前方突出的筒状的轴部322，轴部322被轴承33支承为能够旋转。另外，在柱塞壳体12的开口部附近配置有引导部件13，该引导部件13确定柱塞杆40在周向上的配置角度、能够进退的范围，并且保持螺旋弹簧15的后端部。

引导部件13是外径尺寸从前端侧朝向后端侧以阶梯状增大的凸形状的筒状部件。引导部件13的大径筒部133嵌合到柱塞壳体12。在引导部件13的小径筒部132的根部嵌入有圆环形状的推压垫片14。推压垫片14的周缘的侧视截面弯曲成く字形。本实施方式的推压垫片14例如通过冲压切断来制造。而且，在冲压切断时产生的推压垫片14的毛刺切入柱塞壳体12的内表面，并且确定引导部件13在前后方向上的位置。

引导部件13的小径筒部132的外径尺寸小于螺旋弹簧15的内径尺寸，由此，小径筒部132被插入螺旋弹簧15的环内。引导部件13的大径部133的外径尺寸大于螺旋弹簧15的外径尺寸，由此，螺旋弹簧15的后端经由推压垫片14支承于大径部133的前表面。

以上，对本实用新型的实施方式详细地进行了说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不脱离本实用新型的宗旨的范围内可以进行各种改变。

Claims (8)

1.一种电机单元，其特征在于，具备：

电机，所述电机是驱动源；

轴体，所述轴体通过所述电机进行进退动作；

环状体，所述环状体固定于所述轴体上；

弹性部件，所述弹性部件对所述环状体向该环状体的前进方向施力；以及

阀芯安装部，所述阀芯安装部能够安装打开/关闭流体的流路的阀芯，

所述环状体是与所述阀芯分开的部件，

所述阀芯安装部设置于所述轴体或所述环状体上，

当停止向所述电机供电时，所述弹性部件与所述环状体一起使所述阀芯安装部向前进方向移动。

2.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述电机具有圆筒形状的转子，在该转子的筒内形成有内螺纹，

在所述轴体的外表面形成有作为外螺纹的进退动作用螺纹，

所述进退动作用螺纹与所述转子的筒内的内螺纹旋合。

3.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述环状体是金属制的，

所述阀芯在安装到所述阀芯安装部时，与所述环状体的前进方向侧的端部抵接。

4.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述阀芯安装部设置于所述轴体的前端部，

在所述轴体的前端部的外表面形成有阀芯安装用螺纹，所述阀芯安装用螺纹是供所述阀芯旋合的外螺纹。

5.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

在所述轴体的外表面形成有作为外螺纹的环状体安装用螺纹，

所述环状体具有：筒部，所述筒部与所述环状体安装用螺纹旋合；以及突缘部，所述突缘部从所述筒部以环状扩展，

所述突缘部设置于比所述筒部的轴线方向上的前进方向侧的端部更靠后退方向侧的位置。

6.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述弹性部件是所述轴体插通在环内的螺旋弹簧，

所述环状体在与所述螺旋弹簧的接触面具有定位凸台，所述定位凸台是与所述螺旋弹簧的内径尺寸同径的凸部。

7.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述电机是步进电机。

8.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

还具备安装到所述阀芯安装部的所述阀芯。

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