TW201537069A

TW201537069A - 節流閥

Info

Publication number: TW201537069A
Application number: TW103136892A
Authority: TW
Inventors: Yutaka Saito; Ryotaro Oba
Original assignee: Koganei Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-10-01
Also published as: KR101864058B1; JP2015194167A; CN206072475U; US20160356398A1; JP6134287B2; WO2015151310A1; KR20160119235A; US10024457B2

Abstract

一種節流閥10，能夠藉由輸出小的電動馬達來驅動，節流閥10藉由節流閥體22連續地增減流過連通孔17的空氣流量，其中連通孔17連通第一埠11與第二埠12。具有連通孔17的閥座部材15安裝於殼體13內。形成於殼體13的馬達收容孔24安裝有電動馬達25。電動馬達25的馬達軸28在軸向上驅動節流閥體22。馬達收容孔24與電動馬達25的間隙藉由大徑的固定密封部材41所密封，馬達軸28藉由小徑的迴轉密封部材42所密封。

Description

節流閥

本發明係關於一種節流閥，具有藉由電動馬達所驅動的節流閥體，且藉由節流閥體增減流過連通孔的空氣流量。

專利文獻1中記載有電動式針狀閥，作為使流過流入側的埠與流出側的埠之間的連通孔的空氣流量變化的節流閥。此電動式針狀閥具有圓筒形狀的閥體接受部材與針狀閥軸，其中閥體接受部材形成有連通一次側埠與二次側埠的連通孔，針狀閥軸使連通孔的開放程度改變。

【先前技術文獻】

【專利文獻1】特許第5061258號公報

為了能夠收容在軸向上自由往復移動的針狀閥軸，閥殼體上形成有導引孔。作為螺旋軸的迴轉驅動軸配置於導引孔內且具有公螺紋。針狀閥軸具有與公螺紋螺合的母螺紋。此導引孔與電動馬達的安裝孔相連。密封部材安裝於針狀閥軸的外周面。密封部材密封導引孔與針狀閥軸的間隙。

閥體導引孔導引節流閥體在軸向上自由滑動，其中節流閥體即針狀閥體，閥體導引孔即導引孔。若藉由密封部材密封節流閥體與閥體導引孔的內周面的間隙的話，則需要大驅動力作為輸出才能在軸向上驅動節流閥體。從而，因為需要能夠驅動節流閥體的大型電動馬達，所以必須使用外型尺寸大的電動馬達。從而，也就會有無法小型化節流閥體的問題點產生。

本發明的目的在於能夠藉由輸出小的電動馬達來驅動節流閥體。

本發明的節流閥具有連通第一埠與第二埠的連通孔，且藉由節流閥體連續地增減流過該連通孔的空氣流量，且具有在軸向上驅動所述節流閥體的馬達軸、安裝於馬達收容孔的電動馬達、密封所述馬達收容孔與所述電動馬達的間隙的大徑的固定密封部材、以及密封所述馬達軸的小徑的迴轉密封部材。

本發明能夠藉由固定密封部材密封電動馬達與安裝有電動馬達的馬達收容孔的間隙。本發明能夠藉由比固定密封部材來得小徑的迴轉密封部材密封馬達軸。如此一來，電動馬達與馬達收容孔的密封以及馬達軸的密封，能夠藉由大小兩個密封部材而二階段地密封，而不會施加大負載於用以驅動節流閥體的馬達軸上。藉此，能夠藉由輸出小的電動馬達驅動節流閥體，而能夠實現電動馬達的小型化，進而實現節流閥的小型化。

10‧‧‧節流閥

11‧‧‧第一埠

12‧‧‧第二埠

13‧‧‧殼體

14‧‧‧閥座收容孔

15‧‧‧閥座部材

16‧‧‧密封部材

17‧‧‧連通孔

17a‧‧‧徑向孔

17b‧‧‧軸向孔

18‧‧‧貫通孔

21‧‧‧閥體導引孔

22‧‧‧節流閥體

23‧‧‧針狀部

24‧‧‧馬達收容孔

25‧‧‧電動馬達

26‧‧‧馬達插入孔

27‧‧‧馬達外殼

28‧‧‧馬達軸

31‧‧‧迴轉驅動軸

32‧‧‧螺絲部材

33‧‧‧公螺紋

34‧‧‧母螺紋

35‧‧‧平坦面

36‧‧‧壓縮線圈彈簧

37‧‧‧段部

38‧‧‧導引筒

41‧‧‧固定密封部材

42‧‧‧迴轉密封部材

43‧‧‧密封部材

D1、d1‧‧‧外徑

D2、d2‧‧‧內徑

圖1為示意本發明一實施例之節流閥的剖面圖。

圖2為示意習知之節流閥的剖面圖。

以下將根據圖式詳細說明本發明之實施例。如圖1所示，節流閥10具有殼體13，殼體13設有第一埠11與第二埠12。殼體13藉由大致長方體形狀的角材所形成。第一埠11在殼體13的一側面形成開口，第二埠12在另一側面形成開口。殼體13的一端部上形成有斷面呈圓形的閥座收容孔14。閥座部材15設於閥座收容孔14內。密封部材16密封閥座部材15的外周面與閥座收容孔14的間隙。

連通第一埠11與第二埠12的連通孔17設於閥座部材15 內。此連通孔17具有徑向孔17a與軸向孔17b。徑向孔17a在閥座部材15上沿著徑向延伸連通第一埠11。軸向孔17b的一端連通徑向孔17a，另一端在閥座收容孔14形成開口。若第一埠11作為空氣流入側的埠的話，則從第一埠11流入的空氣透過連通孔17流出第二埠12。另一方面，若第二埠12作為空氣流入側的埠的話，則從第二埠12流入的空氣透過連通孔17流出第一埠11。第一埠11與第二埠12中的任一者都可以作為流入側的埠，而能調節流出的空氣流量。

貫通孔18形成於殼體13內，貫通孔18在長邊方向上延伸。此貫通孔18的一端部於閥座收容孔14形成開口，另一端部在殼體13的另一端面形成開口。閥體導引孔21設於貫通孔18的閥座部材15側。而且，閥體導引孔21朝閥座收容孔21形成開口。節流閥體22安裝於閥體導引孔21內，且在軸向上自由移動。針狀部23設置於節流閥體的前端，且針狀部23具有朝前端漸漸地變成小徑的圓錐。此針狀部23插入連通孔17的軸向孔17b內。從流入側埠朝流出側埠流動的空氣流量，隨著閥座部材15與針狀部23之間的間隙增減而連續地增減。

馬達收容孔24鄰接於閥體導引孔21，且設於貫通孔18中。此馬達收容孔24安裝有電動馬達25。馬達插入孔26設置於殼體13的另一端部側，且與馬達收容孔24相連通。電動馬達25從馬達插入孔26插入且固定於馬達收容孔24中。電動馬達25具有固定於馬達收容孔24的馬達外殼27。馬達軸28從馬達外殼27的前端部突出。

迴轉驅動軸31固定於馬達軸28。迴轉驅動軸31藉由螺絲部材32固定於馬達軸28。迴轉驅動軸31的前端部設有公螺紋33。此公螺紋33螺合於設在節流閥體22的母螺紋34，即螺絲結合。因此，馬達軸28使迴轉驅動軸31迴轉，且節流閥體22在閥體導引孔21中軸向上移動。為了防止節流閥體22隨著迴轉驅動軸31的迴轉而迴轉，節流閥體22具有對邊寬度結構(二面幅構造)，亦即，閥體導引孔21設有平坦面35，且節流閥體22的外周面形成有接觸此平坦面35的平坦面。

馬達軸28的迴轉藉由迴轉驅動軸31轉換成節流閥體22的軸向移動。也可不設迴轉驅動軸31，而在馬達軸28上設置公螺紋33，而將此迴轉直接轉換成節流閥體22的軸向移動。

壓縮線圈彈簧36安裝於節流閥體22與閥座部材15的間隙，以施加軸向的彈力於節流閥體22。此壓縮線圈彈簧36的一端部與閥座部材15的端面對接，且壓縮線圈彈簧36的另一端部與形成於節流閥體22的段部37對接。藉此，當施加軸向的彈力於節流閥體22，且節流閥體22藉由母螺紋34隨著公螺紋33的迴轉而在軸向上驅動時，能夠防止因螺紋間隙所產生的背隙(Backlash)發生。藉此，因為馬達軸28在正方向與反方向上迴轉的迴轉角度與節流閥體22的軸向位置正確地對應，所以能夠高精度地設定連通孔17的開放程度。

馬達外殼27的前端部上設有突出的導引筒38，馬達軸28由導引筒38的前端突出。

為了密封馬達收容孔24與電動馬達25的間隙，大徑的固定密封部材41安裝在馬達收容孔24中。此固定密封部材41接觸馬達收容孔24的內周面與馬達外殼27的端面，而封止了從馬達收容孔24與馬達外殼27的間隙所洩漏的氣體。

為了密封馬達軸28，小徑的迴轉密封部材42安裝在馬達軸28上。此迴轉密封部材42的外徑尺寸比固定密封部材41的外徑尺寸小。迴轉密封部材42接觸固定密封部材41、迴轉驅動軸31的端面。此迴轉密封部材42會與迴轉驅動軸31共同被迴轉驅動。

又，一般而言，迴轉側部材與固定側部材滑動的情況下的滑動抵抗會如同以下這樣。當抵抗迴轉側部材與固定側部材之間的滑動抵抗且在馬達使迴轉側部材迴轉的時候，對馬達的負載需考慮兩個部材間的單位長度對應的滑動抵抗與滑動部分的長度與迴轉側的半徑的積。因此，在兩個部材間的單位長度所對應的滑動抵抗相同的情況下，滑動部分的長度短者對馬達的負載變小，迴轉側半徑小者對馬達的負載小。

大徑的固定密封部材41的外徑為D1且內徑為D2，小徑的迴轉密封部材42的外徑為d1且內徑為d2，迴轉密封部材42的中心徑d3((d1+d2)/2)會設定比固定密封部材41的D3((D1+D2)/2)來得小。因此，迴轉密封部材42接觸固定密封部材41的內周面側。

如此一來，大徑的固定密封部材41密封電動馬達25與馬達收容孔24的間隙。而且，小徑的迴轉密封部材42與馬達軸28一體地迴轉，並密封馬達軸28。當馬達軸28迴轉時，迴轉密封部材42只與固定密封部材41滑動接觸。因此，迴轉密封部材42與固定密封部材41之間的滑動抵抗將變成馬達軸28的負載。但是，由於大徑的固定密封部材41是固定的，因此不會滑動，所以此滑動抵抗並不會變為馬達軸28的負載。由於迴轉密封部材42的中心徑比大徑的固定密封部材41的中心徑小，所以從小徑的迴轉密封部材42經由迴轉驅動軸31對馬達軸28所施加的負載很小。如此一來，即使使用輸出小的電動馬達25，也能夠圓滑地在軸向上驅動節流閥體22，所以能達到節流閥10的小型化。

圖2作為比較例來表示習知的節流閥10a，與圖1中所示的部材相通用的部材將加上相同的標號。

如圖2所示，為了密封閥體導引孔21與節流閥體22的間隙，節流閥體22上安裝有密封部材43。於是，使節流閥體22在軸向上移動的時候，密封部材43與閥體導引孔21之間的滑動抵抗變成電動馬達25的負載。而且，由於圖2的密封部材43設於節流閥體22的外周面，所以在加壓的空氣壓力乘上節流閥體22的截面積的力會施加在節流閥體22上。於是，使節流閥體22前進的時候，這樣的力也會變成電動馬達25的負載。因此，為了驅動節流閥體22，必須要使用大驅動力的電動馬達25。

相對於此，在圖1所示的實施型態的節流閥10中，大徑的固定密封部材41與小徑的迴轉密封部材42為兩段的密封構造，與固定密封部材41滑動接觸的迴轉密封部材42的外徑較小。因此，對於馬達的負載小，所以能夠藉由不大的驅動力驅動節流閥體22。而且，由於滑動抵抗小，對抗滑動抵抗的壓縮線圈彈簧僅需施以小的彈力即可。於是，能夠藉由小型的電動馬達25驅動節流閥體22，而能達到節流閥10的小型化。

節流閥體22沒有安裝密封部材43，為了密封迴轉驅動軸31與馬達收容孔24的間隙，會製造安裝有密封部材的迴轉驅動軸31的節流閥，節流閥體22的驅動力與圖1所示的實施型態相比，其結果是，在迴轉驅動軸31上安裝密封部材，必須要使用與圖1所示的固定密封部材41大致相同外徑的密封部材。這樣的密封部材滑動接觸馬達收容室24的內周面，所以滑動部分的長度與迴轉側的半徑大。因此，密封部材對馬達25的負載變大，不得不使用大輸出的電動馬達25，而無法達到節流閥的小型化。

本發明並不限於前述的實施型態，在不脫離主旨範圍內的種種變更都是可能的。例如，也可將形成閥座收容孔14、閥體導引孔21與馬達收容孔24的圓筒部材安裝於殼體13內。