專利名稱：電動針閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由電動馬達驅(qū)動錐形形狀的針閥軸的電動針閥。
背景技術：
針閥具有以能夠沿著軸向自由往復運動的方式組裝于連通孔內(nèi)的錐形形狀的針閥軸，該連通孔用于使一次側(cè)口部(port)與二次側(cè)口部連通。當使針閥軸沿著軸向移動時，由連通孔的內(nèi)周面形成的閥座面與針閥軸的外周面之間的間隙寬度發(fā)生變化，從而調(diào)整閥開度。針閥被用作用于對流體的流動施加阻力而控制供給至執(zhí)行機構的流體的流量的流量控制閥或節(jié)流閥，而且，還被用作用于對執(zhí)行機構的致動速度進行調(diào)節(jié)的速度控制閥。由于針閥軸設置在使一次側(cè)口部與二次側(cè)口部連通的連通孔內(nèi)，因此，會在軸向上施加流體壓力，流體壓力在使針閥軸沿軸向調(diào)整移動時成為阻力。在專利文獻1中記載有在閥體內(nèi)形成平衡室并將施加于閥體上的流體壓力引導向該平衡室內(nèi)以抵消施加于閥體上的流體壓力的節(jié)流閥。在先技術文獻專利文獻1 日本實開昭51-130936號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題通常的針閥通過手動操作把手從而沿著軸向驅(qū)動針閥軸來調(diào)節(jié)閥開度，但是，期望開發(fā)出根據(jù)來自外部的信號自動進行閥開度調(diào)整的電動針閥。如果能夠利用電動馬達來調(diào)節(jié)閥開度，則能夠遙控操作供給執(zhí)行機構的流體的流量、壓力，并且能夠高精度地調(diào)節(jié)閥開度。為了實現(xiàn)電動針閥的小型化，需要利用小型的電動馬達沿著軸向驅(qū)動針閥軸，但是， 如果由輸出扭矩小的小型電動馬達來驅(qū)動針閥軸，則存在無法抵抗施加于針閥軸上的流體壓力而使針閥軸沿軸向驅(qū)動的問題。為了由電動馬達將針閥軸沿軸向驅(qū)動，需要使由電動馬達驅(qū)動的螺旋軸與形成于針閥軸上的螺紋孔螺紋結(jié)合，因此，如果在針閥軸內(nèi)形成平衡室和螺紋孔，則無法減小針閥軸的直徑，存在無法避免針閥大型化的問題。本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)電動針閥的小型化。用于解決問題的手段本發(fā)明的電動針閥其特征在于，具有殼體，形成有與圓筒形狀的連通孔的一端部相連通的第一口部以及與所述連通孔的另一端部相連通的第二口部；針閥軸，以沿軸向自由移動的方式安裝于所述連通孔內(nèi)，并形成有錐形部，該錐形部的外徑從所述連通孔的所述一端部側(cè)朝向所述另一端部側(cè)而發(fā)生變化，且所述錐形部與所述連通孔的閥座面之間的間隙隨著所述錐形部在軸向上的位置而發(fā)生變化；螺旋軸，與所述針閥軸螺紋結(jié)合，所述螺旋軸被電動馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)從而沿軸向驅(qū)動所述針閥軸；導向件，設置于所述殼體上，所述導向件限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動；以及壓力抵消軸，設置于所述針閥軸的前端，并具有受壓活塞，所述受壓活塞用于抵消所述第一口部和所述第二口部中的一個口部的流體朝向所述螺旋軸而施加在所述針閥軸上的軸向推力。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，在形成于所述第一口部與所述第二口部之間并使兩者相連通的閥體收容孔內(nèi)，安裝有具有形成有所述連通孔的圓筒部的閥體受納部件，在所述閥體受納部件上安裝有用于阻斷所述第一口部與所述第二口部之間的連通的密封部件。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，所述受壓活塞以滑動自由的方式配置在所述閥體受納部件內(nèi)部，在所述閥體受納部件上形成有貫通孔，所述貫通孔用于使在所述受壓活塞與所述錐形部之間形成于所述閥體受納部件內(nèi)的壓力抵消室與所述第一口部和所述第二口部中的一個口部連通。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，套筒隔著與所述第一口部和所述第二口部中的一個口部連通而形成的壓力抵消室，與所述閥體受納部件共軸地安裝于所述殼體上，且所述受壓活塞以滑動自由的方式配置于所述套筒。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，所述電動馬達組裝于所述殼體中。根據(jù)本發(fā)明的電動針閥的其它方面，所述電動馬達以能夠自由裝卸的方式安裝于所述殼體中。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，在所述殼體中設置有旋轉(zhuǎn)防止機構，所述旋轉(zhuǎn)防止機構用于在所述電動馬達已從所述殼體拆下時限制所述螺旋軸的旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，在所述殼體中形成有用于使所述第一口部與所述第二口部直接連接的直接連接孔，并在所述直接連接孔內(nèi)安裝有逆止閥，所述逆止閥用于在從一個所述口部供給流體時關閉所述直接連接孔，將流體導向至所述連通孔，而在從另一個所述口部供給流體時打開所述直接連接孔，將流體經(jīng)由所述直接連接孔直接導向至一個所述口部。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，在所述壓力抵消軸上形成有沿所述壓力抵消軸的徑向貫通且沿軸向延伸的長孔，由貫通所述長孔并固定于所述圓筒部上的棒材形成用于限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動的導向件。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，在所述針閥軸的外周面上形成有沿軸向延伸的平坦面，由安裝于所述殼體且與所述平坦面相接觸的棒材來形成用于限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動的導向件。本發(fā)明的電動針閥其特征在于，在所述針閥軸的外周面上形成有沿軸向延伸的平坦面，由形成于所述殼體且與所述平坦面相接觸的導向面來形成用于限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動的導向件。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在安裝于連通孔內(nèi)的針閥軸上設置有具有受壓活塞的壓力抵消軸， 因此，基于連通孔內(nèi)的流體壓力而施加在針閥軸上的、用于驅(qū)動該針閥軸的朝向螺旋軸的推力幾乎都被壓力抵消軸所抵消。由此，在由電動馬達抵抗施加于針閥軸上的流體壓力而驅(qū)動該針閥軸時，施加于針閥軸上的流體壓力很微弱，因此，利用輸出扭矩小的小型電動馬達也能夠自動調(diào)節(jié)閥開度。由于連通孔內(nèi)的流體壓力只是微弱地施加在針閥軸上，因此，可以由電動馬達高精度地設定閥開度。針閥軸被與其螺紋結(jié)合的螺旋軸所驅(qū)動，為了防止在使螺旋軸旋轉(zhuǎn)時針閥軸隨著螺旋軸旋轉(zhuǎn)，針閥軸被導向件限制旋轉(zhuǎn)且沿軸向而被驅(qū)動。如果將用于驅(qū)動螺旋軸的電動馬達以可自由拆卸的方式安裝于電動針閥的殼體中，則能夠在調(diào)整了閥開度后將電動馬達拆下，并能夠通過一個電動馬達來調(diào)整多個電動針閥的開度。由于可以在拆下電動馬達后， 由旋轉(zhuǎn)防止機構防止螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，因此，即使拆下電動馬達也可維持所設定的閥開度。
如果將逆止閥組裝于電動針閥中，則可以調(diào)整從第一口部和第二口部中的一個口部供給的流體的流量。針對于此，從另一個口部供給的流體可以不調(diào)整流量，而直接使該流體排出到相反一側(cè)的口部。


圖1是作為本發(fā)明的一實施方式的電動針閥的截面圖。圖2是沿圖1中的2-2線的截面圖。圖3是圖1的左側(cè)面圖。圖4是作為本發(fā)明的其他實施方式的電動針閥的截面圖。圖5是沿圖4中的5-5線的截面圖。圖6是作為本發(fā)明的其他實施方式的電動針閥的、與圖2同樣的部分的截面圖。圖7是比較例的電動針閥的截面圖。圖8是表示作為本發(fā)明的其他實施方式的電動針閥的截面圖。圖9的㈧是沿圖8中的9A-9A線的截面圖，圖9的(B)是沿圖8中的9B-9B線的截面圖。圖10的㈧是沿圖8中的10A-10A線的截面圖，圖10的⑶是表示圖8所示的針閥軸的主視圖。圖11是表示作為本發(fā)明的其他實施方式的電動針閥的截面圖。圖12的(A)是表示作為本發(fā)明的其他實施方式的電動針閥的截面圖，圖12的(B) 是沿圖12的㈧中的12B-12B線的截面圖。圖13的(A)是表示作為本發(fā)明的其他實施方式的電動針閥的截面圖，圖13的(B) 是沿圖13的㈧中的UB-UB線的截面圖。圖14的(A)是表示作為本發(fā)明的其他實施方式的電動針閥的截面圖，圖14的(B) 是表示由圖14的(A)所示的行星齒輪機構構成的減速單元的示意圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式。在各附圖中，對于共通的部件標注了相同的標號。圖1 圖3所示的針閥具有整體上由長方體形狀的部件構成的口部塊(port block) 10。在該口部塊10上形成有在其一端面上開口的第一口部11以及在其另一端面上開口的第二口部12。各口部11、12分別在圖1中的上側(cè)的安裝面13上開口。在安裝面13 上配置有閥室(valve case) 14。如圖3所示，該閥室14通過貫通口部塊10的螺栓15固定于口部塊10上。在閥室14上，形成有在圖1中的左端面上開口的圓筒形狀的閥體收容孔 16。在該閥體收容孔16中，在其底壁面?zhèn)冗B通有第一口部11，在其內(nèi)周面連通有第二口部 12，第一口部11與第二口部12經(jīng)由閥體收容孔16而連通。在閥室14上，形成有使第一口 部11與閥體收容孔16連通的供排孔19a，并且形成有使第二口部12與閥體收容孔16連通的供排孔1%。在閥室14上形成有與閥體收容孔16在同軸上的導孔17。該導孔17貫通了閥體收容孔16的底壁面與閥室14的一端面之間。在導孔17內(nèi)，針閥軸18的基端部成為能夠沿軸向自由往復運動。用于支承電動馬達20的支承塊21抵接于閥室14的一端面上，電動馬達20通過與支承塊21抵接的安裝塊22從而固定在支承塊21上。如圖2所示，安裝塊22和支承塊 21通過貫通這些塊體且與閥室14螺紋結(jié)合的螺栓23從而固定在閥室14上。由口部塊10、閥室14、支承塊21以及安裝塊22形成了電動針閥的殼體M。針閥軸18具有錐形部18a，該錐形部18a的外徑從基端部側(cè)的大徑部朝向前端部側(cè)的小徑部而逐漸變小，在錐形部18a的基端部設置有外徑固定的直部18b。在形成于直部18b的環(huán)狀槽內(nèi)設置有密封部件25，該密封部件25用于防止流體從閥體收容孔16經(jīng)由導孔17與直部18b之間的間隙泄漏到外部。在針閥軸18上形成有螺紋孔沈，在該螺紋孔 26中螺紋結(jié)合有設置于螺旋軸27前端的外螺紋部27a。在螺旋軸27的基端部設置有大徑的接合部27b，在該接合部27b上連接有電動馬達20的主軸28，該主軸28通過固定螺釘四被固定在螺旋軸27上。如果由電動馬達20驅(qū)動螺旋軸27旋轉(zhuǎn)，針閥軸18則沿軸向進行往復運動。在電動馬達20中組裝有用于使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)減速并將其傳遞給主軸觀的未圖示的減速機構。在閥體收容孔16中安裝有閥體受納部件30。該閥體受納部件30具有與閥體收容孔16的另一端部相嵌合的凸緣30a、以及從凸緣30a向閥體收容孔16底壁突出的圓筒部 30b。在該圓筒部30b中，沿軸向貫通形成有圓筒形狀的連通孔31。該連通孔31向第一口部11開口，并經(jīng)由閥體受納部件30與針閥軸18之間的間隙而與第一口部11相連通。在圓筒部30b上形成有用于使連通孔31與第二口部12連通的貫通孔32。由此，連通孔31在其一端部與第一口部11連通，在其另一端部經(jīng)由貫通孔32與第二口部12連通。在閥體收容孔16內(nèi)安裝有貼緊嵌合地固定于閥體受納部件30的圓筒部30b的外周面30c上的環(huán)狀密封支架33。為了使第一口部11與第二口部12不經(jīng)由圓筒部30b的外側(cè)而相互連通，由該密封支架33阻斷兩個口部之間。在密封支架33的外周面上設置有用于密封閥體收容孔16的內(nèi)周面的密封材34。針閥軸18以能夠沿軸向自由移動的方式被安裝于連通孔31內(nèi)。連通孔31的一端部側(cè)成為針閥軸18的錐形部18a中的大徑側(cè)部所接觸的閥座面35。如果由電動馬達20 沿軸向驅(qū)動針閥軸18，則錐形部18a與閥座面35之間的間隙發(fā)生變化，從而來調(diào)節(jié)閥開度。 根據(jù)該閥開度，來調(diào)節(jié)從第一口部11和第二口部12中的一個口部流入而向另一個口部流出的流體的流量。因此，如果用于控制供給執(zhí)行機構的流體的流量而使用該電動針閥，則該電動針閥成為流量控制閥或節(jié)流閥，如果用于調(diào)節(jié)執(zhí)行機構的致動速度而使用該電動針閥，則該電動針閥成為速度控制閥。在該電動針閥中，將第一口部11作為一次側(cè)口部、將第二口部12作為二次側(cè)口部時，從第一口部11流入的流體被調(diào)節(jié)流量并向第二口部12流出。另一方面，將第二口部12 作為一次側(cè)口部、將第一口部11作為二次側(cè)口部時，從第二口部12流入的流體被調(diào)節(jié)流量并向第一口部11流出。在任一種使用方式中，均由第二口部12內(nèi)的流體對針閥軸18在使針閥軸18朝向螺旋軸27的方向、即開閥方向上施加軸向的推力。該推力大約為針閥軸18 的截面面積乘以第二口部12或第一口部11的壓力所得到的值。為了抵消在針閥軸18上向開閥方向施加的推力，在針閥軸18上設置有壓力抵消軸36。在該壓力抵消軸36的一端部設置有與針閥軸18的螺紋孔沈的另一端部螺紋結(jié)合的外螺紋37。壓力抵消軸36螺合固定在針閥軸18的另一端部上，兩者貼緊嵌合而使流體不向螺紋孔沈漏出。在閥體受納部件30的圓筒部30b內(nèi)的連通孔31的另一端部側(cè)形成有大徑孔31a，該大徑孔31a形成為與連通孔31的一端部側(cè)相比直徑略大。在壓力抵消軸 36的另一端部設置有與大徑孔31a的內(nèi)周面滑動接觸的受壓活塞38。在閥體受納部件30 內(nèi)，在受壓活塞38與針閥軸18之間劃分出壓力抵消室40，壓力抵消室40經(jīng)由貫通孔32與第二口部12連通。壓力抵消軸36設置于針閥軸18的前端。經(jīng)由貫通孔32與第二口部12連通的壓力抵消室40內(nèi)的流體主要對壓力抵消軸36的受壓活塞38和錐形部18a的外周面加壓而達到大致平衡，因而針閥軸18的軸向推力很微弱。壓力抵消軸36的外徑略小于錐形部18a 的最小徑，因此，連通孔31內(nèi)的流體對針閥軸18施加朝向圖1和圖2中的右側(cè)方向、即開閥方向的推力，但對受壓活塞38施加反向的推力。由此，施加于針閥軸18上的向開閥方向的軸向推力被壓力抵消軸36所抵消。這樣，在施加于針閥軸18上的向開閥方向的軸向推力被壓力抵消軸36抵消的情況下，當將針閥軸18向閉閥方向驅(qū)動時，基于加壓后的流體的軸向推力很微弱，因此，能夠使用輸出扭矩小的小型電動馬達20來驅(qū)動針閥軸18。另外，能夠使電動針閥小型化，并且能夠以較少的耗電來驅(qū)動針閥。在形成于受壓活塞38外周面上的環(huán)狀槽中，安裝有用于密封受壓活塞38與連通孔31的大徑孔31a之間的密封部件39。在壓力抵消軸36中形成有沿徑向貫通且沿軸向延伸的長孔41。在閥體受納部件 30的圓筒部30b中作為導向件固定有貫通長孔41的棒材42。在使螺旋軸27旋轉(zhuǎn)并沿軸向驅(qū)動針閥軸18時，該棒材42限制針閥軸18以及與針閥軸18成為一體的壓力抵消軸36 的旋轉(zhuǎn)，并容許針閥軸18的軸向移動。為了將電動針閥固定于規(guī)定的安裝部，在口部塊10和閥室14中，如圖1所示地形成有沿殼體M的寬度方向貫通的裝配孔43。另外，沿殼體M的高度方向貫通的裝配孔44 如圖2所示地形成在口部塊10和閥室14中。圖1及圖2是表示針閥軸18的錐形部18a與連通孔31的閥座面35接觸從而連通孔31被針閥軸18所阻斷的閉閥狀態(tài)。在該狀態(tài)下，為了使連通孔31開放，而向電動馬達20流入驅(qū)動電流以使螺旋軸27旋轉(zhuǎn)，并將針閥軸18向圖1、2中的右方向、即開閥方向驅(qū)動。由此，在錐形部18a與閥座面35之間形成間隙，從而成為連通孔31使第一口部11 與第二口部12連通的開閥狀態(tài)。閥開度是根據(jù)針閥軸18的軸向的位置來設定的。在將針閥軸18向閉閥方向驅(qū)動而縮小閥開度時，使電動馬達20向開閥方向的相反方向驅(qū)動?；诘诙诓?2的壓力對針閥軸18向開閥方向施加有推力，但由于在針閥軸18上設置有壓力抵消軸36，因此，由壓力抵消軸36向針閥軸18施加使開閥方向的推力減少抵消的方向的推力。由此，能夠由輸出扭矩小的小型電動馬達20可靠地將針閥軸18 向閉閥方向驅(qū)動。圖1 圖3所示的電動針閥設置在氣壓線路中，以用作用于調(diào)整向執(zhí)行機構供給的壓縮空氣的流量的流量控制閥或節(jié)流閥，該氣壓線路用于將壓縮空氣作為工作流體而供給向氣壓氣缸等執(zhí)行機構。在該電動針閥中，針閥軸18的直部18b的外徑大約為8mm左右， 電動馬達20的外徑尺寸也形成為與針閥軸18的外徑大致同樣的外徑。即使使用這樣的小型、低輸出扭矩的電動馬達20，也可以由壓力抵消軸36抵消施加于針閥軸18的開閥方向上的推力，從而可以可靠地驅(qū)動針閥軸18。接著，對圖4及圖5所示的電動針閥進行說明。在圖4及圖5中，對與上述電動針閥共通的部件標注了相同的標記。在該電動針閥中，閥室14由第一座片1 和第二座片14b兩個部件形成。在座片 Ha上形成有閥體收容孔16，并在座片14b上形成有導孔17。安裝于閥體收容孔16內(nèi)的閥體受納部件30以如下所述的方式固定于殼體M上，即、設置于該閥體受納部件30的一端部的凸緣30a被氣密地壓入座片14a中，且凸緣30a與第二座片14b之間緊夾著0型環(huán) 25a。在閥體受納部件30的圓筒部30b內(nèi)形成有連通孔31。連通孔31通過形成于圓筒部 30b內(nèi)的貫通孔32與第一口部11連通。貫通孔32在圓筒部30b的連通孔31的大徑孔31a 開口。在閥體受納部件30的另一端部設置有環(huán)狀的密封突起部30d，以使第一口部11與第二口部12不會經(jīng)由圓筒部30b的外側(cè)而相互連通，由該環(huán)狀的密封突起部30d阻斷兩方的口部之間。在密封突起部30d的外周面設置有用于密封閥體收容孔16內(nèi)周面的密封材 34。在針閥軸18的直部18b內(nèi)形成有帶底的螺紋孔26。在該螺紋孔沈中，螺紋結(jié)合有由電動馬達20驅(qū)動的螺旋軸27的外螺紋部27a。為了防止流體從閥體收容孔16經(jīng)由直部18b與導孔17之間的間隙泄漏到外部，在閥室14上安裝有密封部件25。如圖5所示，在針閥軸18的直部18b的外周面上形成有沿軸向延伸的平坦面45。 平坦面45以如下所述的方式形成在針閥軸18上，S卩、通過沿著圓周方向錯開180度相位將直部18b切除兩處而使得兩個平坦面45相互平行。在座片14b上固定有與各平坦面45接觸的棒材46作為導向件。二支棒材46朝著與針閥軸18的移動方向成直角的方向固定在座片14b上。在使螺旋軸27旋轉(zhuǎn)并沿軸向驅(qū)動針閥軸18時，二支棒材46限制針閥軸18 的旋轉(zhuǎn)而容許其的軸向移動。在針閥軸18上，與針閥軸18 —體地設置有與錐形部18a相連的壓力抵消軸36。 在該壓力抵消軸36上設置有受壓活塞38，受壓活塞38以能夠沿軸向自由滑動地方式嵌合在設置于座片Ha上的作為導向部件的套筒47內(nèi)。壓力抵消軸36被套筒47的導孔47a引導并沿軸向移動。為了防止流體從套筒47的導孔47a與壓力抵消軸36之間泄漏到外部， 在安裝于套筒47的支架48內(nèi)安裝有密封部件49。閥體受納部件30與套筒47之間形成為壓力抵消室40。第二口部12經(jīng)由供排孔 19b與該壓力抵消室40連通。因此，壓力抵消室40內(nèi)雖然形成第二口部12的流體的壓力， 但壓力抵消軸36與錐形部18a成為一體，壓力抵消室40內(nèi)的流體主要作為對壓力抵消軸 36施加使其朝向圖4中的左方向的推力和對錐形部18a施加使其朝向右方向的推力來發(fā)揮作用，由于這些推力被抵消，因此，施加于針閥軸18上的軸向推力很微弱。受壓活塞38的外徑與錐形部18a的最小徑大致對應，基于壓力抵消室40內(nèi)的流體在錐形部18a上施加開閥方向的推力，但是，錐形部18a的最大徑與最小徑的差值微小，在將針閥軸18閉閥時，施加于針閥軸18上的開閥方向的推力由于電動馬達20而不會對閉閥動作造成影響。如果使受壓活塞38的外徑與錐形部18a的最大徑相對應，則可以提高施加于錐形部18a上的開閥方向的推力的抵消力。下面，對圖6所示的電動針閥進行說明。圖6表示圖1 圖3所示的電動針閥的與圖2相同的部分。在圖1 圖3所示的電動針閥中，密封支架33和閥體受納部件30為獨立設置的部件，密封支架33貼緊嵌合于閥體受納部件30上。針對于此，在圖6所示的電動針閥中， 密封支架33 —體地設置于閥體受納部件30上。另外，在圖1 圖3所示的電動針閥中，受壓活塞38與針閥軸18形成為獨立設置的部件，針閥軸18與受壓活塞38的外螺紋37螺紋結(jié)合。針對于此，在圖6所示的電動針閥中，受壓活塞38—體地設置于針閥軸18上。圖6所示的針閥軸18的錐形部18a的大徑部及小徑部與上述針閥軸18形成為大小關系相反。也就是說，錐形部18a的電動馬達20側(cè)的一端部形成為小徑部，另一端部形成為大徑部。這樣，對于錐形部18a的錐形面的方向，哪個方向均可作為小徑部。如圖6所示，在針閥軸18的大徑部上設置有壓力抵消軸36的方式中，由壓力抵消室40內(nèi)的流體對針閥軸18以朝向螺旋軸27的方式施加閉閥方向的推力，但是，由壓力抵消室40內(nèi)的流體對受壓活塞38施加開閥方向的推力，因此，可以防止在將針閥軸18向開閥方向驅(qū)動時對電動馬達20施加大負荷。圖2所示的閥室14、支承塊21和裝配塊22安裝在與圖1所示的電動針閥同樣的口部塊10上，以構成殼體24。圖7是表示比較例的電動針閥的截面圖。該電動針閥的基本結(jié)構與圖4及圖5所示的結(jié)構相同，在圖7中，對與圖4及圖5所示的部件共通的部件標注了相同的標記。如圖7所示，針閥軸18具有錐形部18a和直部18b，但是，在針閥軸18上未設置有壓力抵消軸。因此，第二口部12的流體對針閥軸18的端面50和錐形部18a的表面進行加壓，由流體對針閥軸18施加圖7中的右側(cè)方向、即開閥方向的推力。因此，在將針閥軸18 向閉閥方向驅(qū)動時，能夠由電動馬達20抵抗流體施加于針閥軸18上的推力而驅(qū)動針閥軸 18。在使用了作為比較例而示出的試制品的情況下，通過外徑與針閥軸18的外徑大致相同的小型電動馬達20無法可靠地驅(qū)動針閥軸18。針對于此，在針閥軸18上設置壓力抵消軸36并在針閥軸18的端面方向上抵消流體壓力的情況下，可以由小型的電動馬達20可靠地驅(qū)動針閥軸18。接著，對圖8 圖10所示的電動針閥進行說明。在口部塊10上，與裝配面13抵接安裝有閥室14，閥室14被安裝于口部塊10上的蓋部51所覆蓋。在閥室14的閥體收容孔16內(nèi)，與圖6所示的閥體受納部件30同樣地組裝有和密封支架33形成為一體的閥體受納部件30。如圖9的(A)所示，形成于閥體受納部件30的圓筒部30b的貫通孔32，通過形成于閥室14的供排孔19b經(jīng)由第二口部12的連通室1 而與第二口部12連通。另一方面，如圖9的⑶所示，形成于閥室14的供排孔19a與形成于口部塊10兩側(cè)的凹部52連通。該凹部52經(jīng)由形成于口部塊10的貫通孔5 與連通室Ila連通，第一口部11經(jīng)由供排孔19a與閥體受納部件30的端面相連通。第一口部11和第二口部12與口部塊10形成為共軸狀，兩方的口部11、12通過直接連接孔53而相互直接連接。在第一口部11安裝有用于連接流體導向管Ma的接頭M， 在第二口部12安裝有用于連接流體導向管55a的接頭55。在口部塊10上安裝有逆止閥 56，以使將流體從流體導向管5 供給至第二口部12時，關閉直接連接孔53而將流體引導至連通孔31，以及將流體從流體導向管5 供給至第一口部11時，開放直接連接孔53而將流體直接引導至第二口部12。逆止閥56具有閥體57，該閥體57形成有用于使口部12與連通孔31連通的流路57a,由安裝在固定于口部塊10上的固定環(huán)58與閥體57之間的作為彈簧部件的壓縮螺旋彈簧59、對閥體57施加關閉直接連接孔53的方向的彈簧力。在閥體57上安裝有用于密封直接連接孔53與閥體57之間的密封材60。例如，在將該電動針閥應用到為了使活塞桿直線往復運動而具有流體壓力氣缸和流體供給源的未圖示的流體回路中的情況下，存在第一口部11通過流體導向管5 與流體供給源相連接，且第二口部12通過流體導向管5 與流體壓力氣缸的壓力室相連接來進行使用的情況。在這樣的情況下，在從流體壓力源通過流體導向管Ma供給至第一口部11的流體供給至流體壓力氣缸的壓力室時，流體貫通直接連接孔53而供給壓力室。另一方面，從壓力室內(nèi)排出且通過流體導向管5 返回到第二口部12的流體流入連通孔31，由針閥軸18來調(diào)節(jié)流量并流入第一口部11。在組裝于閥體受納部件30中的針閥軸18的前端安裝有壓力抵消軸36，并在壓力抵消軸36上設置有受壓活塞38。在閥室14上一體地設置有直徑小于閥體收容孔16的圓筒部14c，在該圓筒部14c中以能夠沿軸向自由滑動的方式嵌合有設置于針閥軸18的基端的連接端部18c。該連接端部18c形成有大于直部18b的直徑，且其外徑與受壓活塞38的外徑大致相同。在直部18b上安裝有墊片61，如果針閥軸18的錐形部18a與閥座面35接觸，則墊片61與閥體受納部件30的端面接觸。在連接端部18c上設置有耐擦環(huán)62和密封部件25。在連接端部18c中形成有螺紋孔沈，在該螺紋孔沈內(nèi)螺紋結(jié)合有螺旋軸27的外螺紋部27a。在閥室14中形成有馬達收容孔16a，組裝于該馬達收容孔16a中的電動馬達 20的主軸觀與設置于螺旋軸27基端部的接合部27b連接。如圖10的⑶所示，在針閥軸18的連接端部18c的外周面上形成有沿軸向延伸的平坦面45。平坦面45是以如下所述的方式形成在針閥軸18的連接端部18c上，即、通過沿著圓周方向錯開180度的相位將連接端部18c切除兩處而使得兩個平坦面45相互平行。 如圖10的㈧所示，在閥室14上，與各個平坦面45接觸的導向面63作為導向件而形成。 各導向面63朝著與針閥軸18的移動方向成直角的方向。在使螺旋軸27旋轉(zhuǎn)并沿軸向驅(qū)動針閥軸18時，各導向面63限制針閥軸18的旋轉(zhuǎn)并容許其的軸向移動。如圖8所示，在蓋部51內(nèi)部組裝有用于連接電動馬達20的供電電纜64的基板 65。在基板65上安裝有與供電電纜64電連接的連接器66，在連接器66上連接有與電源相連接的電源電纜。在蓋部51上安裝有開閉蓋67，當打開開閉蓋67時，連接器66露出于外部。圖8所示的電動針閥也與上述各電動針閥同樣，在針閥軸18的前端設置有壓力抵消軸36，在該壓力抵消軸36上安裝有受壓活塞38，受壓活塞38與連通孔31中與閥座面35 相連且直徑大于閥座面35的大徑孔31a的內(nèi)周面相接觸，并且隔著壓力抵消室40與錐形部18a相對。因此，經(jīng)由貫通孔32與第二口部12連通的壓力抵消室40內(nèi)的流體，主要對壓力抵消軸36的受壓活塞38和錐形部18a的外周面進行加壓而達到大致平衡，而針閥軸 18的軸向推力很微弱。連通孔31內(nèi)的流體對針閥軸18向圖1及圖2中的右側(cè)方向、即開閥方向施加推力，但對受壓活塞38施加相反方向的推力。由此，對針閥軸18在開閥方向上施加的軸向推力被壓力抵消軸36所抵消。接著，對圖11所示的電動針閥進行說明。該電動針閥具有口部塊10和閥室14。 分別與圖8所示的口部塊10和閥室14的基本結(jié)構相同，并由口部塊10和閥室14形成殼CN 102483177 A說明書9/10 頁
體24。在閥室14上形成有馬達裝配孔16b，在馬達裝配孔16b中以可自由拆卸的方式安裝有電動馬達20。在電動馬達20的主軸觀上設置有十字形狀的嚙合部71，在螺旋軸27 的接合部27b中形成有供嚙合部71進入的嚙合孔72。由此，如果將電動馬達20插入馬達裝配孔16b中且使嚙合部71與嚙合孔72嚙合，則主軸觀與螺旋軸27連接。如果將電動馬達20從馬達裝配孔16b拆下，則嚙合部71與嚙合孔72分離，從而解除主軸觀與螺旋軸 27的連接。在圖11所示的電動針閥中，可以將電動馬達20從殼體M的閥室14拆下，因此， 可以在調(diào)整了一個電動針閥的閥開度后，將電動馬達20從閥室14拆下并用于調(diào)整其他電動針閥的閥開度。為了在卸下電動馬達20后防止螺旋軸27旋轉(zhuǎn)，在閥室14上安裝有鎖緊螺栓73作為旋轉(zhuǎn)防止機構。鎖緊螺栓73在電動馬達20驅(qū)動螺旋軸27時松開，鎖緊螺栓 73在拆下電動馬達20時緊固在螺旋軸27上。接著，對圖12的(A)、圖12的⑶所示的電動針閥進行說明。在圖12所示的電動針閥中，在形成于閥室14中的齒輪收容室16c內(nèi)配置有用于支承螺旋軸27的軸承74，在螺旋軸27上設置有蝸輪75。如圖12的(B)所示，在閥室14中以旋轉(zhuǎn)自如的方式組裝有相對于螺旋軸27沿直角方向延伸的驅(qū)動軸76，在該驅(qū)動軸76上設置有與蝸輪75嚙合的蝸桿 77。在驅(qū)動軸76上形成有供設置于電動馬達20的主軸觀上的十字形狀的嚙合部71進入的嚙合孔72。由此，如果以從閥室14的側(cè)面使嚙合部71與嚙合孔72嚙合的方式將電動馬達20壓入閥室14中，則主軸28與驅(qū)動軸76連接。如果將電動馬達20從閥室14拆下，則嚙合部71與嚙合孔72分離，從而解除主軸28與驅(qū)動軸76的連接。由蝸桿77和蝸輪75構成的減速機構將蝸桿77的旋轉(zhuǎn)傳遞至蝸輪75。另一方面， 即使在蝸輪75上施加了旋轉(zhuǎn)力，蝸輪75的旋轉(zhuǎn)也會被蝸桿77所限制，由蝸桿77和蝸輪75 構成的減速機構成為旋轉(zhuǎn)防止機構。由此，即使拆下了電動馬達20，也能夠防止螺旋軸27 的旋轉(zhuǎn)且防止針閥軸18的軸向移動。接著，對圖13的(A)、圖13的⑶所示的電動針閥進行說明。在圖13所示的電動針閥中，在形成于閥室14的馬達裝配孔16b內(nèi)配置有用于支承螺旋軸27的軸承81。與圖 11所示的螺旋軸27同樣，在螺旋軸27中形成有供設置于電動馬達20的主軸觀上的嚙合部71進入的嚙合孔72。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)電動馬達20與螺旋軸27連接的狀態(tài)、或解除了兩者連接的狀態(tài)。在螺旋軸27上設置有棘輪82，棘爪83以與棘輪82相鄰接的方式安裝在閥室14 上。通過棘爪83與棘輪82的嚙合，對螺旋軸27施加有旋轉(zhuǎn)阻力。將基于電動馬達20的主軸觀的旋轉(zhuǎn)力設定為大于施加在螺旋軸27上的旋轉(zhuǎn)阻力。由此，在通過主軸觀使螺旋軸27旋轉(zhuǎn)時，棘爪83在棘輪82的外周面上沿圓周方向形成為山形的凹凸部上滑動。另一方面，在已將電動馬達20從殼體M拆下的狀態(tài)下，在螺旋軸27上施加棘爪83的阻力，從而限制螺旋軸27的旋轉(zhuǎn)。這樣，由棘輪車輪82和棘輪爪83形成用于限制螺旋軸27的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)防止機構。下面，對圖14的(A)、圖14的⑶所示的電動針閥進行說明。在圖14所示的電動針閥中，在馬達裝配孔16b中安裝有由行星齒輪機構構成的減速單元85，該減速單元85的輸出軸與螺旋軸27連接。在上述的各個電動馬達20中內(nèi)置有減速單元85，針對于此，在圖14所示的電動馬達20a中未內(nèi)置有減速單元85。由此，電動馬達20a的軸向長度短于上述電動馬達20的軸向長度。如圖14的⑶所示，減速單元85具有安裝于單元箱體86上的固定內(nèi)齒輪87和以可自由旋轉(zhuǎn)的方式組裝于單元箱體86內(nèi)的可動內(nèi)齒輪88，可動內(nèi)齒輪88與螺旋軸27連接。在固定內(nèi)齒輪87和可動內(nèi)齒輪88上嚙合有多個行星齒輪89，各行星齒輪89以可自由旋轉(zhuǎn)的方式安裝在可自由旋轉(zhuǎn)的行星齒輪架91上。在電動馬達20的主軸觀上固定有太陽齒輪92，如果將電動馬達20插入馬達裝配孔16b中，則太陽齒輪92與各行星齒輪89嚙
口 O固定內(nèi)齒輪87和可動內(nèi)齒輪88齒數(shù)略有不同且分別成為過渡齒輪，并分別與行星齒輪89嚙合，因此，主軸28的太陽齒輪92的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞給螺旋軸27。減速單元85 包括太陽齒輪92而構成也被稱為奇異齒輪減速機的減速機構。即使對可動內(nèi)齒輪88施加旋轉(zhuǎn)力，行星齒輪89也不會旋轉(zhuǎn)，因此，該減速單元85成為用于限制螺旋軸27的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)防止機構。在圖11 圖14所示的電動針閥中，針閥軸18的結(jié)構與圖8所示針閥軸的結(jié)構相同，對于針閥軸18在開閥方向上施加的軸向推力被壓力抵消軸36所抵消。因此，在將針閥軸18向閉閥方向驅(qū)動時，基于加壓了的流體的軸向推力很微弱，因此，可以使用輸出扭矩小的小型電動馬達20來驅(qū)動針閥軸18。另外，可以使電動針閥小型化，并且可以通過較少的耗電來驅(qū)動針閥。在圖11 圖14所示的電動針閥中，也與圖6所示的電動針閥相同，可以在附圖中使錐形部18a的朝向左右反轉(zhuǎn)，將錐形部18a的大徑側(cè)設置在針閥軸18的前端部側(cè)。在如圖11 圖14所示那樣相對于殼體M以拆卸自由的方式安裝用于驅(qū)動針閥軸18的電動馬達20的方式中，可以在調(diào)整閥的開度后將電動馬達20從殼體M拆下。在已將電動馬達20從殼體M拆下的方式中，如圖11 圖14所示，可以將用于限制螺旋軸27 的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)防止機構組裝于殼體M內(nèi)。作為旋轉(zhuǎn)防止機構，并不局限于圖示的結(jié)構。產(chǎn)業(yè)上的可利用性該電動針閥能夠用于調(diào)整在流體線路內(nèi)流動的壓縮空氣等流體的流量。
權利要求
1.一種電動針閥，其特征在于，具有殼體，形成有與圓筒形狀的連通孔的一端部相連通的第一口部以及與所述連通孔的另一端部相連通的第二口部；針閥軸，以沿軸向自由移動的方式安裝于所述連通孔內(nèi)，并形成有錐形部，該錐形部的外徑從所述連通孔的所述一端部側(cè)朝向所述另一端部側(cè)而發(fā)生變化，且所述錐形部與所述連通孔的閥座面之間的間隙隨著所述錐形部在軸向上的位置而發(fā)生變化；螺旋軸，與所述針閥軸螺紋結(jié)合，所述螺旋軸被電動馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)從而沿軸向驅(qū)動所述針閥軸；導向件，設置于所述殼體上，所述導向件限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動；壓力抵消軸，設置于所述針閥軸的前端，并具有受壓活塞，所述受壓活塞用于抵消所述第一口部和所述第二口部中的一個口部的流體朝向所述螺旋軸而施加在所述針閥軸上的軸向推力。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動針閥，其特征在于，阻斷在形成于所述第一口部與所述第二口部之間并使兩者相連通的閥體收容孔內(nèi)，安裝有具有形成有所述連通孔的圓筒部的閥體受納部件，在所述閥體受納部件上安裝有用于阻斷所述第一口部與所述第二口部之間的連通的密封部件。
3.根據(jù)權利要求2所述的電動針閥，其特征在于，所述受壓活塞以滑動自由的方式配置在所述閥體受納部件內(nèi)部，在所述閥體受納部件上形成有貫通孔，所述貫通孔用于使在所述受壓活塞與所述錐形部之間形成于所述閥體受納部件內(nèi)的壓力抵消室與所述第一口部和所述第二口部中的一個口部連通。
4.根據(jù)權利要求2所述的電動針閥，其特征在于，套筒隔著與所述第一口部和所述第二口部中的一個口部連通而形成的壓力抵消室，與所述閥體受納部件共軸地安裝于所述殼體上，且所述受壓活塞以滑動自由的方式配置于所述套筒。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的電動針閥，其特征在于，所述電動馬達組裝于所述殼體中。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的電動針閥，其特征在于，所述電動馬達以能夠自由裝卸的方式安裝于所述殼體中。
7.根據(jù)權利要求6所述的電動針閥，其特征在于，在所述殼體中設置有旋轉(zhuǎn)防止機構，所述旋轉(zhuǎn)防止機構用于在所述電動馬達已從所述殼體拆下時限制所述螺旋軸的旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的電動針閥，其特征在于，在所述殼體中形成有用于使所述第一口部與所述第二口部直接連接的直接連接孔，并在所述直接連接孔內(nèi)安裝有逆止閥，所述逆止閥用于在從一個所述口部供給流體時關閉所述直接連接孔，將流體導向至所述連通孔，而在從另一個所述口部供給流體時打開所述直接連接孔，將流體經(jīng)由所述直接連接孔直接導向至一個所述口部。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的電動針閥，其特征在于，在所述壓力抵消軸上形成有沿所述壓力抵消軸的徑向貫通且沿軸向延伸的長孔，由貫通所述長孔并固定于所述圓筒部上的棒材形成用于限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動的導向件。
10.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的電動針閥，其特征在于，在所述針閥軸的外周面上形成有沿軸向延伸的平坦面，由安裝于所述殼體且與所述平坦面相接觸的棒材來形成用于限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動的導向件。
11.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的電動針閥，其特征在于，在所述針閥軸的外周面上形成有沿軸向延伸的平坦面，由形成于所述殼體且與所述平坦面相接觸的導向面來形成用于限制所述針閥軸的旋轉(zhuǎn)并容許所述針閥軸的軸向移動的導向件。
全文摘要
在作為殼體(24)的口部塊(10)上，形成有與連通孔(31)的一端部相連通的第一口部(11)和與另一端部相連通的第二口部(12)，在連通孔(31)內(nèi)，以可沿軸向自由移動的方式安裝有設有錐形部(18a)的針閥軸(18)。通過電動馬達(20)驅(qū)動螺旋軸(27)旋轉(zhuǎn)來將針閥軸(18)向軸向驅(qū)動，針閥軸(18)的旋轉(zhuǎn)被作為導向件的棒材(42)所限制。在針閥軸(18)上，設置有具有受壓活塞(38)的壓力抵消軸(36)，由第二口部(12)的流體施加于針閥軸(18)上的朝向螺旋軸(27)的軸向推力被受壓活塞(38)所抵消。
文檔編號F16K1/02GK102483177SQ20108003536
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者大場良太郎 申請人:株式會社小金井