JP2020180704A

JP2020180704A - 電動弁

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Publication number: JP2020180704A
Application number: JP2020126415A
Authority: JP
Inventors: 聡上原; Satoshi Uehara; 裕介荒井; Yusuke Arai; 岳史細谷; Takeshi Hosoya
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2037-02-20
Also published as: JP6947445B2

Abstract

【課題】弁体の位置をより正確に検出することが可能な電動弁を提供する。【解決手段】弁体１０と、弁体を第１軸に沿って移動させるドライバ３０と、ドライバを第１軸まわりに回転させる回転シャフト５０と、永久磁石部材７０と、角度センサ８０とを具備する。永久磁石部材は、回転シャフトに配置され、回転シャフトとともに回転する。角度センサは、永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する。そして、角度センサは、永久磁石の上方に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、電動弁に関し、特に、弁体の位置を検出することが可能な電動弁に関する。

電動弁の弁開度を検出するために角度センサを用いることが知られている。

関連する技術として、特許文献１には、電動弁の弁開度検出装置が開示されている。特許文献１に記載の弁開度検出装置は、回転軸に固定したＮ極およびＳ極を円周上に等分割に着磁した磁気ドラムと、該ＮＳ極に相対するキヤン外側の円周上に設けた回転角検出用磁気センサと、回転軸の端部に設けた磁石と、磁石に相対するキヤン外側に設けた、上下位置検出用磁気センサと、回転角検出用磁気センサおよび上下位置検出用磁気センサの検出値から弁開度を演算する弁開度演算手段と、を備える。

また、特許文献２には、ステッピングモータを用いた電動弁が開示されている。特許文献２に記載の電動弁は、ステータと、ステータによって回転駆動されるロータと、ロータの回転位置を検出する検出ロータと、検出ロータの外側に配置されるホールＩＣとを備える。特許文献２に記載の電動弁では、検出ロータの外側に配置されるホールＩＣによって検出される出力信号に基づいてロータの回転位置が検出される。

特開２００１−１２６３３号公報特開２０１４−１６１１５２号公報

特許文献１、２に記載の電動弁では、ロータ等の回転体の径外方向に配置された磁気センサによって回転体の回転角度を検出する。しかし、回転体の径外方向に配置された磁気センサによって回転体の回転角度を検出する場合、回転体の径外方向に多数の磁気センサを配置しなければ、回転体の回転角度を精密に検出することが困難である。多数の磁気センサを配置する場合には、コストが増加する。また、多数の磁気センサを配置するためのスペースを確保する必要があるし、多数の磁気センサを支持するための支持機構が複雑化するおそれもある。また、磁気センサが、ホール電流の増減により回転角度を検出する場合には、電源がＯＦＦになった時に回転角度情報が失われ、再び電源がＯＮになった時に、回転体の絶対的な回転角度がわからなくなるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、回転シャフトの回転角をより正確に検出することによって、弁体の位置をより正確に検出することが可能な電動弁を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による電動弁は、弁体と、前記弁体を第１軸に沿って移動させるドライバと、前記ドライバを前記第１軸まわりに回転させる回転シャフトと、前記回転シャフトに配置され、前記回転シャフトとともに回転する永久磁石部材と、前記永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する角度センサと、前記永久磁石部材を収容するケースとを具備する。前記角度センサは、前記永久磁石の上方に配置され、前記ケースの端壁が、前記角度センサと、前記永久磁石部材との間に配置され、前記ケースの内部には、前記永久磁石と前記角度センサとの間の距離を一定に維持する永久磁石位置決め部材が配置されている。

いくつかの実施形態における電動弁において、弁体と、前記弁体を第１軸に沿って移動させるドライバと、前記ドライバを前記第１軸まわりに回転させる回転シャフトと、前記回転シャフトに配置され、前記回転シャフトとともに回転する永久磁石部材と、前記永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する角度センサと、前記永久磁石部材を収容するケースとを具備する。前記角度センサは、前記永久磁石の上方に配置され、前記ケースの端壁が、前記角度センサと、前記永久磁石部材との間に配置され、前記ケース内の空間を、上部空間と下部空間とに仕切る仕切り部材を更に備え、前記永久磁石部材は、前記上部空間内に配置されている。

いくつかの実施形態における電動弁において、前記仕切り部材は軟磁性材料で構成されていてもよい。

いくつかの実施形態における電動弁において、弁体と、前記弁体を第１軸に沿って移動させるドライバと、前記ドライバを前記第１軸まわりに回転させる回転シャフトと、前記回転シャフトに配置され、前記回転シャフトとともに回転する永久磁石部材と、前記永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する角度センサとを具備する。前記角度センサは、前記永久磁石の上方に配置され、前記回転シャフトは、前記永久磁石部材に対して、前記第１軸に沿う方向に相対移動可能であり、前記永久磁石部材は、前記永久磁石が前記回転シャフトとともに回転するように、前記回転シャフトの第１係合部に係合する第２係合部を備える。

いくつかの実施形態における電動弁において、前記角度センサは、前記回転シャフトの回転動作を制御する制御基板に支持されていてもよい。

いくつかの実施形態における電動弁において、前記ドライバと前記回転シャフトとは、別体であってもよい。前記ドライバと前記回転シャフトとは、前記第１軸に沿って、互いに相対移動可能であってもよい。

いくつかの実施形態における電動弁において、前記角度センサは、磁束の前記第１軸に沿う方向の成分を検出する複数の磁気検出素子を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態における電動弁において、コイルを含むステータ部材と、前記回転シャフトに動力伝達可能に連結されるロータ部材と、電動弁の作動異常の有無を判定する演算装置とを更に具備していてもよい。前記演算装置は、前記角度センサによって測定された前記回転角度と、前記コイルへの入力パルス数とに基づいて、電動弁の作動異常の有無を判定してもよい。

本発明により、弁体の位置をより正確に検出することが可能な電動弁を提供することができる。

図１は、第１の実施形態における電動弁の概要を示す概略断面図である。図２は、第２の実施形態における電動弁の概略断面図である。図３は、第２の実施形態における電動弁の一部の概略拡大断面図である。図４は、図３の一部分を更に拡大した図である。図５は、第３の実施形態における電動弁の一部の概略拡大断面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図７は、図５の一部分を更に拡大した図である。図８は、図５におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。図９は、永久磁石と角度センサとの配置関係を模式的に示す図である。図１０は、永久磁石と角度センサとの配置関係を模式的に示す図である。図１１は、永久磁石と角度センサとの配置関係を模式的に示す図である。図１２は、永久磁石と角度センサとの配置関係を模式的に示す図である。図１３は、電動弁の作動異常の有無を判定する演算装置の機能を模式的に示す機能ブロック図である。

以下、図面を参照して、実施形態における電動弁について説明する。なお、以下の実施形態の説明において、同一の機能を有する部位、部材については同一の符号を付し、同一の符号が付された部位、部材についての繰り返しとなる説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態における電動弁Ａについて説明する。図１は、第１の実施形態における電動弁Ａの概要を示す概略断面図である。なお、図１において、図面の複雑化を避けるため、電動弁Ａの一部の記載は省略されている。

電動弁Ａは、弁体１０と、ドライバ３０と、回転シャフト５０と、回転シャフト５０に動力を伝達する動力源６０と、永久磁石７２を含む永久磁石部材７０と、永久磁石７２の回転角度を検出する角度センサ８０とを備える。

弁体１０は、弁座２０と接触することにより流路を閉鎖し、弁座２０から離間することにより流路を開放する。

ドライバ３０は、弁体１０を第１軸Ｚに沿って移動させる部材である。図１に記載の例では、ドライバ３０の外周面には雄ねじ３１が設けられている。雄ねじ３１は、ドライバを案内する案内部材４０に設けられた雌ねじ４１に螺合している。ドライバ３０が、案内部材４０に対して回転することにより、ドライバ３０は、第１軸Ｚに沿って移動する。ドライバ３０と弁体１０とは、機械的に接続されている。このため、ドライバ３０が第１軸Ｚに沿って移動すると、弁体１０も第１軸Ｚに沿って移動する。なお、ドライバ３０と弁体１０とは、一体に形成されてもよいし、別体として形成されてもよい。

回転シャフト５０は、ドライバ３０を第１軸Ｚまわりに回転させる部材である。回転シャフト５０は、動力源６０から動力を受け取り、第１軸Ｚまわりを回転する。回転シャフト５０とドライバ３０とは、機械的に接続されている。このため、回転シャフト５０が第１軸Ｚまわりに回転すると、ドライバ３０も第１軸Ｚまわりに回転する。なお、回転シャフト５０と、ドライバ３０とは、一体に形成されてもよいし、別体として形成されてもよい。

図１に記載の例では、弁体１０と、ドライバ３０と、回転シャフト５０とが、一直線上（第１軸Ｚ上）に配置されている。このため、回転シャフト５０の回転運動を弁体１０の軸方向運動に変換する運動変換機構が単純化される。なお、実施形態は、弁体１０と、ドライバ３０と、回転シャフト５０とが、一直線上に配置されることに限定されない。

永久磁石部材７０は、回転シャフト５０とともに、第１軸Ｚまわりを回転する。永久磁石部材７０は永久磁石７２を含み、永久磁石７２は、第１軸Ｚに垂直な断面において、Ｎ極とＳ極とを含む。永久磁石部材７０は回転シャフト５０に固着されていてもよい。代替的に、後述の第３の実施形態に示されるように、永久磁石部材７０は、回転シャフト５０に対して相対回転不能かつ、回転シャフト５０に対して第１軸Ｚ方向に相対移動自在であってもよい。

角度センサ８０は、永久磁石部材７０に含まれる永久磁石７２の回転角度を検出する。角度センサ８０は、永久磁石７２の上方に配置される。角度センサ８０は、永久磁石７２の回転角度を検出するセンサであるため、永久磁石７２を含む回転体からは、離間配置されている。角度センサ８０は、磁束密度等を検出する磁気検出素子８２を含む。永久磁石７２が、第１軸Ｚのまわりを回転すると、磁気検出素子８２を通過する磁束が変化する。こうして、磁気検出素子８２（角度センサ８０）は、永久磁石７２の第１軸Ｚまわりの回転角度を検出する。

永久磁石７２が、第１軸Ｚのまわりを回転すると、永久磁石の上方に配置された磁気検出素子８２を通過する磁束の角度は連続的に変化する。よって、磁気検出素子８２（角度センサ８０）は、永久磁石７２の第１軸Ｚまわりの回転角度を連続的に検出することができる。なお、図１に記載の例において、永久磁石７２の第１軸Ｚまわりの回転角度の変化は、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置変化に比例する。よって、角度センサ８０が、永久磁石７２の第１軸Ｚまわりの回転角度を検出することによって、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置、すなわち、弁の開度を算出することができる。電動弁Ａは、角度センサ８０が出力する角度データを、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置データ、すなわち、弁の開度データに変換する演算装置を備えていてもよい。演算装置は、制御基板９０上に配置されていてもよい。

本明細書において、回転シャフト５０の弁体１０側の端部を第２端部と呼び、回転シャフト５０の弁体とは反対側の端部を第１端部と呼ぶ。また、本明細書において、「上方」は、第２端部から第１端部に向かう方向と定義される。よって、実際には、第２端部が第１端部よりも下方にある場合であっても、本明細書においては、第２端部から第１端部に向かう方向が、「上方」である。なお、本明細書では、上方と反対の方向、すなわち、第１端部から第２端部に向かう方向が「下方」である。また、角度センサ８０は、回転シャフト５０の回転軸と中心を一致させた配置に限られず、その測定感度に応じて取付位置を変えてもよい。

（任意付加的な構成例１）
第１の実施形態において採用可能な任意付加的な構成例について説明する。構成例１では、弁体１０と、回転シャフト５０と、永久磁石７２と、角度センサ８０とが一直線上に配置されている。弁体１０と、回転シャフト５０と、永久磁石７２と、角度センサ８０とが一直線上に配置されることにより、弁体の駆動機構と、永久磁石の回転角度検出機構（換言すれば、弁体の位置検出機構）とを含む電動弁Ａの全体をコンパクトにすることが可能である。

（任意付加的な構成例２）
構成例２では、角度センサ８０は、回転シャフト５０の回転動作を制御する制御基板９０に支持されている。このため、角度センサ８０を支持する支持部材を別途用意する必要がない。このため、電動弁Ａの構造が単純化され、電動弁Ａの小型化が可能となる。なお、制御基板９０は、動力源６０に制御信号を送信し、動力源の動作を制御する。

（任意付加的な構成例３）
構成例３では、電動弁Ａは、永久磁石７２を収容するケース（例えば、金属製のキャン１００）を備える。そして、ケースの端壁１０２は、角度センサ８０と、永久磁石部材７０との間に配置されている。換言すれば、角度センサ８０と永久磁石部材７０とは、ケースの端壁１０２を介して対向配置される。なお、ケースは、第１軸Ｚまわりを回転する回転体ではない。よって、電動弁Ａが作動する時には、永久磁石７２は、静止状態にあるケースに対して相対回転する。永久磁石７２等の回転体がケース内で回転するとき、回転体の振動がケースに伝わる可能性がある。図１に記載の例では、角度センサ８０が、ケースに離間配置されているため、回転体の振動が角度センサ８０に伝達されることが抑制される。よって、角度センサ８０による永久磁石の角度検出精度が向上する。

図１に記載の例では、ケースの端壁１０２は、永久磁石部材７０の上面を覆っている。また、図１に記載の例では、端壁１０２は、上側に凸であるドーム形状を有する。そして、ケースの端壁１０２からは、円筒状の側壁１０４が下方に向かって延びている。

なお、第１の実施形態において、構成例１乃至構成例３を組み合わせて採用することも可能である。例えば、第１の実施形態において、構成例１および構成例２、構成例２および構成例３、あるいは、構成例１乃至３が採用されてもよい。また、構成例１〜３は、後述の実施形態（第２の実施形態、第３の実施形態）において採用されてもよい。

（第２の実施形態）
図２乃至図４を参照して、第２の実施形態における電動弁Ｂについて説明する。図２は、第２の実施形態における電動弁Ｂの概略断面図である。図３は、第２の実施形態における電動弁Ｂの一部の概略拡大断面図である。また、図４は、図３の一部分を更に拡大した図である。

電動弁Ｂは、弁体１０と、弁座２０と、ドライバ３０と、回転シャフト５０と、回転シャフト５０に動力を伝達する動力源６０と、永久磁石７２を含む永久磁石部材７０と、永久磁石７２の回転角度を検出する角度センサ８０とを備える。

電動弁Ｂは、第１流路１１２と、第２流路１１４とを備える。弁体１０と弁座２０とが離間しているとき、換言すれば、弁体１０が上方位置にあるとき、流体が、第１流路１１２を介して弁室１１３内に流入し、弁室１１３内の流体が、第２流路１１４を介して排出される。他方、弁体１０と弁座２０とが接触しているとき、換言すれば、弁体１０が下方位置にあるとき、第１流路１１２と第２流路１１４とは互いに非連通状態となる。

なお、図２に記載の例では、第１流路１１２と、弁座２０と、第２流路１１４とが、下側ベース部材２に設けられている。

図２に記載の例において、電動弁Ｂは、動力源６０と動力伝達機構１２０とを備える。動力源６０は、コイル６２０を含むステータ部材６２と、ロータ部材６４とを備える。コイル６２０には、電源に接続された電線６３０からパルス信号が入力される。そして、コイル６２０にパルス信号が入力されると、ロータ部材６４は、パルス信号のパルス数に対応する回転角度だけ回転する。すなわち、図２に記載の例では、ステータ部材６２と、ロータ部材６４とにより、ステッピングモータが構成されている。

動力伝達機構１２０は、ロータ部材６４と回転シャフト５０との間を動力伝達可能に接続する部材である。動力伝達機構１２０は、複数の歯車を含む。動力伝達機構１２０は、遊星歯車機構を備えていてもよい。遊星歯車機構の詳細は、後述される。

図２に記載の例では、電動弁Ｂは、ハウジング部材４を備える。ハウジング部材４内には、収容空間ＳＰ（例えば、液密な閉空間）が形成され、収容空間ＳＰ内には、上述のステータ部材６２、キャン１００、制御基板９０等が収容される。

図２に記載の例では、制御基板９０が、ハウジング部材４によって支持されている。より具体的には、ハウジング部材４は、側壁を構成する筒状部材４ａと、カバー部材４ｂとを備え、制御基板９０は、カバー部材４ｂによって支持されている。

制御基板９０（より具体的には制御基板上の回路）は、コイル６２０に供給されるパルス数を制御する。コイル６２０に、所定のパルス数が供給されると、ロータ部材６４は、パルス数に対応する回転角度だけ回転する。ロータ部材６４と、回転シャフト５０とは、動力伝達機構１２０を介して動力伝達可能に接続されている。このため、ロータ部材６４が回転すると、回転シャフト５０は、ロータ部材６４の回転角度に比例する回転角度だけ回転する。

回転シャフト５０は、ドライバ３０を回転させる。図２に記載の例では、回転シャフト５０の第２端部５２（すなわち、シャフト側係合部材）と、ドライバ３０の上端部３４（すなわち、ドライバ側係合部材）とが、互いに相対回転不能に、機械的に接続されている。また、回転シャフト５０の第２端部５２と、ドライバ３０の上端部３４とは、第１軸Ｚに沿って、互いに相対移動可能である。このため、回転シャフト５０は、回転シャフト５０自身の上下位置を変化させることなく、ドライバ３０を上下動させることが可能である。

回転シャフト５０の第１端部５４には、上述の永久磁石部材７０が配置されている。図２に記載の例では、回転シャフト５０の回転動作によって、回転シャフト５０の上下方向の位置が変化しない。このため、永久磁石部材７０も、回転シャフト５０の回転動作によって、上下方向位置が変化しない。よって、電動弁Ｂの動作中に、永久磁石部材７０と、角度センサ８０との間の距離が、一定に維持される。

すなわち、第２の実施形態では、回転シャフト５０とドライバ３０とが別体であり、かつ、回転シャフト５０とドライバ３０とが、第１軸Ｚに沿って、互いに相対移動可能であるため、回転シャフト５０に配置された永久磁石部材７０と角度センサ８０との間の距離を一定に維持することが可能である。その結果、角度センサ８０による永久磁石７２の回転角度の検出の精度が向上する。ドライバ３０の上下動に伴い、回転シャフト５０および永久磁石７２が上下動する場合、角度センサ８０による永久磁石７２の回転角度の検出精度が低下するおそれがある。これに対し、第２の実施形態では、ドライバ３０が上下動しても、回転シャフト５０および永久磁石７２が上下動しないようにしている点で画期的である。

図２に記載の例では、回転シャフト５０自体が、永久磁石７２と角度センサ８０との間の距離を一定に維持する永久磁石位置決め部材として機能しているということもできる。
第２の実施形態において、回転シャフト５０と永久磁石部材７０との間の連結は、回転シャフト５０と永久磁石部材７０とが相対移動不能となるように、直接的または間接的に連結されていれば、どのような連結であっても構わない。しかし、相対移動の防止をより確実にする観点からは、回転シャフト５０と永久磁石部材７０とが直接的に固着されていることが好ましい。

図２に記載の例では、キャン１００の内部に、キャンの内部を上部空間と下部空間とに仕切る仕切り部材１３０が配置されている。そして、仕切り部材１３０によって形成された上部空間、すなわち、仕切り部材１３０とキャン１００の端壁１０２（上壁）との間の空間に、永久磁石部材７０が配置されている。このため、永久磁石部材７０に欠け等が生じた場合であっても、磁粉等が、下部空間内に入り込むおそれがない。なお、仕切り部材１３０は、キャン１００に対して、回転シャフト５０を回転自在に支持する軸受部材であってもよい。仕切り部材１３０が軸受部材である場合には、仕切り部材１３０は、永久磁石部材７０が配置される上部空間と、ロータ部材６４等が配置される下部空間との間を仕切る仕切りとしての機能と、軸受としての機能の両方の機能を備えることとなる。なお、仕切り部材１３０の形状は、例えば、円板形状である。

仕切り部材１３０の材質について説明する。本実施形態の仕切り部材１３０は、例えば、樹脂製（例えばＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド樹脂）である。代替的に、仕切り部材１３０を、軟磁性材料で形成してもよい。軟磁性材料としては、鉄、ケイ素鋼、又は磁性を有する樹脂等が例示される。キャンの内部を上部空間と下部空間とに仕切る部材を軟磁性材料で構成することで永久磁石部材７０の磁気と、他の磁気（例えば、ロータ部材６４の磁気）との干渉を防ぐことができる。具体的には、永久磁石部材７０は周方向に２極に着磁されており、ロータ部材６４は周方向に４極以上（例えば８極）の磁極が交互に入れ替わるように着磁されている。そのため、永久磁石部材７０の磁気とロータ部材６４の磁気の干渉を防ぐことで、角度センサ８０で測定される角度のずれやロータ部材６４の回転の僅かなトルク変動を防止できる。もちろん、後述する第３の実施形態の仕切り部材１３０を軟磁性材料で形成してもよい。

（動力伝達機構）
図３を参照して、動力源６０から、弁体１０に動力を伝達する機構の一例について、詳細に説明する。図３は、第２の実施形態における電動弁Ｂの一部の概略拡大断面図である。

図３に記載の例では、動力源６０の一部を構成するステータ部材６２は、キャン１００の側壁１０４に固着されている。ステータ部材６２は、ボビン６２２と、ボビンに巻き付けられたコイル６２０とを備える。

図３に記載の例では、動力源６０の一部を構成するロータ部材６４は、キャン１００の側壁１０４の内側に、キャン１００に対して回転自在に配置されている。ロータ部材６４は、磁性材料によって形成される。ロータ部材６４は、動力伝達機構１２０、例えば、太陽ギヤ部材１２１に連結される（固着される）。

太陽ギヤ部材１２１は、ロータ部材６４に連結される連結部１２１１と、太陽ギヤ１２１２とを備える。連結部１２１１は、径方向（第１軸Ｚと垂直な方向）に沿って延びており、太陽ギヤ１２１２は、第１軸Ｚに沿って延びている。太陽ギヤ１２１２の軸孔には、回転シャフト５０が、太陽ギヤの内壁に対して相対回転自在に配置されている。

太陽ギヤ１２１２の外歯は、複数の遊星ギヤ１２２と噛み合う。各遊星ギヤ１２２は、キャリア１２３によって支持されたシャフト１２４に回転自在に支持されている。各遊星ギヤ１２２の外歯は、環状のリングギヤ１２５（内歯固定ギヤ）と噛み合う。

リングギヤ１２５は、キャン１００に対して相対回転不能な部材である。図３に記載の例では、リングギヤ１２５は、円筒状の支持部材１２６を介して後述のホルダ１５０に支持されている。

また、遊星ギヤ１２２は、環状の第２リングギヤ１２７（内歯可動ギヤ）とも噛み合っている。図３に記載の例では、第２リングギヤ１２７が回転シャフト５０に固着される出力ギヤとして機能している。代替的に、第２リングギヤ１２７とは異なる出力ギヤを回転シャフト５０に固着し、第２リングギヤ１２７からの動力を、出力ギヤを介して、回転シャフト５０に伝達してもよい。なお、出力ギヤに対する回転シャフト５０の固着は、出力ギヤに対して回転シャフト５０を圧入することにより行われてもよい。

上述の歯車構成（太陽ギヤ、遊星ギヤ、内歯固定ギヤ、および、内歯可動ギヤ）は、いわゆる不思議遊星歯車機構を構成している。不思議遊星歯車機構を用いた減速装置においては、第２リングギヤ１２７の歯数を、リングギヤ１２５の歯数とわずかに異なる歯数とすることにより、太陽ギヤ１２１２の回転数を大きな減速比で減速して、第２リングギヤ１２７に伝達することができる。

なお、図３に記載の例では、動力伝達機構１２０として、不思議遊星歯車機構が採用されている。しかし、実施形態では、ロータ部材６４と回転シャフト５０との間の動力伝達機構として、任意の動力伝達機構を採用することが可能である。動力伝達機構１２０として、不思議遊星歯車機構以外の遊星歯車機構が採用されてもよい。

図３に示されるように、回転シャフト５０は、第１端部５４と第２端部５２とを備える。図３に記載の例では、回転シャフト５０は、第１端部５４を含む回転シャフト本体と、第２端部５２を含むシャフト側係合部材とを備える。そして、回転シャフト本体とシャフト側係合部材とは、例えば溶接等によって固着されている。シャフト側係合部材は、ドライバ３０の上端部３４によって構成されたドライバ側係合部材に対して、相対回転不能、かつ、第１軸Ｚ方向に沿って相対移動自在に係合している。

ドライバ３０の外周面には雄ねじ３１が設けられている。雄ねじ３１は、ドライバを案内する案内部材４０に設けられた雌ねじ４１に螺合している。このため、回転シャフト５０およびドライバ３０が第１軸Ｚまわりに回転すると、ドライバ３０は、案内部材４０によって案内されつつ上下動する。これに対して、回転シャフト５０は、太陽ギヤ１２１２あるいは案内部材４０等のシャフト受け部材によって回転自在に支持され、かつ、第１軸Ｚ方向には移動不能である。

なお、図３に記載の例において、ドライバ３０を案内する案内部材４０は、後述のホルダ１５０によって支持されている。

ドライバ３０の下端部３２は、弁体１０の上端部１２と、ボール１６０等を介して回転可能に接続されている。図３に記載の例では、ドライバ３０が第１軸Ｚまわりに回転しながら下方に移動すると、弁体１０は、第１軸Ｚまわりに回転することなく下方に移動する。また、ドライバ３０が第１軸Ｚまわりに回転しながら上方に移動すると、弁体１０は、第１軸Ｚまわりに回転することなく上方に移動する。

弁体１０の下方への移動は、弁体１０がドライバ３０に押されることにより行われる。また、弁体１０の上方への移動は、ドライバ３０が上方に移動している状態で、弁体１０が、コイルばね等のばね部材１７０によって上方に押されることにより行われる。すなわち、図３に記載の例では、ばね受け部材１７２と弁体１０との間に配置されたばね部材１７０によって、弁体１０が、常時、上方に付勢されている。代替的に、あるいは、付加的に、弁体１０と、ドライバ３０とが、第１軸Ｚに沿う方向に相対移動不能となるように、ボールジョイント等の回転継手によって連結されていてもよい。この場合、ばね部材１７０が省略されてもよい。

以上の構成により、動力源６０からの動力を用いて、弁体１０を駆動させることが可能である。弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の移動量は、回転シャフト５０および永久磁石７２の回転量に比例する。このため、第２の実施形態では、永久磁石７２の第１軸Ｚまわりの回転角度を角度センサ８０によって測定することにより、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置を正確に求めることが可能である。なお、電動弁Ｂは、角度センサ８０が出力する角度データを、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置データ、すなわち、弁の開度データに変換する演算装置を備えていてもよい。

第２の実施形態では、回転シャフト５０および永久磁石７２が、角度センサ８０に対して上下動しない。換言すれば、電動弁Ｂの作動時に、永久磁石７２と角度センサ８０との間の距離が一定距離に維持される。このため、第２の実施形態では、角度センサ８０を用いて、永久磁石７２の回転角度、および、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置を正確に算出することが可能である。

なお、図３に記載の例において、ホルダ１５０は、下側ベース部材２の凹部内に配置されている。また、ホルダ１５０と下側ベース部材２との間には、Ｏリング等の第１シール部材１５２が配置されている。また、ホルダ１５０は、弁体１０の上端部１２が移動可能な内部空間を規定している。よって、ホルダ１５０は、ステータ部材６２等が配置される空間内に液体が浸入することを防止するシール機能に加えて、弁体１０の上端部１２を収容する機能を有する。

また、ホルダ１５０は、上述のように、円筒状の支持部材１２６、および、案内部材４０のうちの少なくとも一方を支持する機能を有していてもよい。

さらに、図３に記載の例では、ホルダ１５０が、ハウジング部材４の側壁部に接するように配置されている。そして、ホルダ１５０とハウジング部材４の側壁部との間には、Ｏリング等の第２シール部材１５４が配置されている。このため、ホルダ１５０は、ステータ部材６２等が配置される空間内に液体が浸入することを、更に、防止することが可能である。

なお、第２の実施形態における電動弁Ｂの各構成は、図１に記載の第１の実施形態における電動弁Ａにおいて採用されてもよい。

（第３の実施形態）
図５乃至図８を参照して、第３の実施形態における電動弁Ｃについて説明する。図５は、第３の実施形態における電動弁Ｂの一部の概略拡大断面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図７は、図５の一部分を更に拡大した図である。図８は、図５におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

第３の実施形態における電動弁Ｃは、回転シャフト５０ａの構成、および、永久磁石部材７０の支持機構が、第１、２の実施形態における回転シャフトの構成、および、永久磁石部材の支持機構と異なる。このため、第３の実施形態では、回転シャフト５０ａの構成、および、永久磁石部材７０の支持機構を中心に説明し、その他の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

第２の実施形態では、回転シャフト５０は、キャン１００に対して、上下動しない部材であるのに対し、第３の実施形態では、回転シャフト５０ａは、キャン１００および永久磁石部材７０に対して、上下動する部材である。なお、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、永久磁石部材７０は、キャン１００に対して、上下動しない部材である。

図６を参照して、回転シャフト５０ａを、永久磁石部材７０に対して、相対移動可能にするための機構の一例について説明する。図６に示されるように、永久磁石部材７０は、回転シャフト５０ａの第１係合部５３に係合する第２係合部７３を有する。第１係合部５３と第２係合部７３とは、回転シャフト５０ａが第１軸Ｚまわりに回転する時に、互いに係合する（互いに接触する）。他方、第１係合部５３と第２係合部７３とは、第１軸Ｚに沿う方向には互いに係合しない。このため、回転シャフト５０ａは、永久磁石部材７０に対して相対回転不能、かつ、永久磁石部材７０に対して上下動可能である。

図６に示されるように、永久磁石部材７０は、貫通穴または非貫通穴である穴部７６を備えていてもよい。穴部７６の第１軸Ｚに垂直な断面形状は、非円形形状（例えば、Ｄ字形状）である。回転シャフト５０ａのうち、穴部７６内に進入する部分の断面形状は、穴部７６の内面を規定する壁面に相補的な形状であり、非円形形状（例えば、Ｄ字形状）である。

図６に記載の例では、永久磁石部材７０は、永久磁石７２と、永久磁石７２に固着されたカラー部材７４とを備える。カラー部材７４は、永久磁石７２の内側（径内方向側）に配置されている。そして、カラー部材７４に上述の第２係合部７３が設けられている。

図６に記載の例では、回転シャフト５０ａに接触するのは、永久磁石７２ではなく、カラー部材７４である。よって、回転シャフト５０ａと永久磁石７２とが接触することにより永久磁石７２が摩耗することがない。なお、カラー部材７４の材質は、例えば、ＳＵＳ３０４である。

次に、図７を参照して、永久磁石７２と角度センサ８０との間の距離を一定に維持する永久磁石位置決め部材１８０について説明する。永久磁石位置決め部材１８０は、ケースであるキャン１００の内部に配置されている。図７に記載の例では、永久磁石位置決め部材１８０は、軸受部材として機能するボール１８４と、板ばね１８２とを含む。換言すれば、永久磁石位置決め部材１８０は、永久磁石部材７０を挟むように配置されたボール１８４と板ばね１８２である。

ボール１８４は、キャン１００の端壁１０２と永久磁石部材７０との間に配置される。ボール１８４は、永久磁石部材７０に対する軸受として機能するとともに、永久磁石部材７０の上下方向位置を規定する位置決め部材として機能する。

図７に記載の例では、板ばね１８２は、仕切り部材１３０（軸受部材）と、永久磁石部材７０との間に配置されている。板ばね１８２は、永久磁石部材７０を、キャン１００の端壁１０２に向けて付勢する。なお、電動弁Ｃの組み立て誤差を吸収するために、仕切り部材１３０（軸受部材）を、キャン１００に対して、微小距離だけ上下動可能に配置する場合がある。仕切り部材がキャン１００に対して上下動可能な場合であっても、板ばね１８２が永久磁石部材７０を端壁１０２に対して付勢するため、永久磁石部材７０の上下方向位置が好適に維持される。

なお、ボール１８４とは異なる任意の軸受部材を、キャン１００の端壁１０２と永久磁石部材７０との間に配置してもよい。また、板ばね１８２に代えて、任意の軸受部材を仕切り部材１３０と永久磁石部材７０との間に配置してもよい。この場合であっても、任意の軸受部材により、永久磁石７２と角度センサ８０との間の距離が一定に維持される。

図５乃至図７に記載の例では、回転シャフト５０ａ自体が上下動可能である。このため、回転シャフト５０ａ自体を、ドライバ３０として利用することが可能である。すなわち、回転シャフト５０ａが、永久磁石部材７０を回転させる機能と、弁体１０を弁座２０に向けて移動させるドライバとしての機能の両方を備える。

第１、２の実施形態では、出力ギヤに、回転シャフト５０が固着される例が説明された。これに対し、第３の実施形態では、出力ギヤ１２９と回転シャフト５０ａとは、互いに固着されていない。代わりに、出力ギヤ１２９と回転シャフト５０ａとは、第１軸Ｚまわりに互いに相対回転不能に係合する。

図８を参照して、出力ギヤ１２９と回転シャフト５０ａとを相対回転不能に係合させる係合機構の一例について説明する。図８は、図５におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

図８に示されるように、出力ギヤ１２９は、回転シャフト５０ａの第３係合部５５に係合する第４係合部１２９０を有する。第３係合部５５と第４係合部１２９０とは、回転シャフト５０ａが第１軸Ｚまわりに回転する時に、互いに係合する（互いに接触する）。他方、第３係合部５５と第４係合部１２９０とは、第１軸Ｚに沿う方向には互いに係合しない。このため、回転シャフト５０ａは、出力ギヤ１２９に対して相対回転不能、かつ、出力ギヤ１２９に対して上下動可能である。

図８に示されるように、出力ギヤ１２９は、穴部またはスリット等の回転シャフト受容部１２９１を備えている。回転シャフト受容部１２９１の断面形状は、非円形形状（例えば、長方形形状）である。回転シャフト５０ａのうち、回転シャフト受容部１２９１内に進入する部分の断面形状は、回転シャフト受容部１２９１の内面を規定する壁面に相補的な形状であり、非円形形状（例えば、長方形形状）である。

図７に示されるように、出力ギヤ１２９は、案内部材４０等の支持部材によって、第１軸Ｚまわりに回転可能に支持される。

第３の実施形態において、動力源６０からの動力により出力ギヤ１２９が回転する。なお、動力源６０から出力ギヤ１２９までの動力伝達機構としては、第２の実施形態において説明された遊星ギヤ機構等の動力伝達機構が採用されてもよい。

出力ギヤ１２９が回転すると、回転シャフト５０ａが回転する。第３の実施形態では、回転シャフト５０ａとドライバ３０とが一体に形成された一つの部材であるか、あるいは、互いに固着されて一体化された部材である。また、ドライバ３０の外周面には雄ねじ３１が設けられており、雄ねじ３１は、ドライバを案内する案内部材４０に設けられた雌ねじ４１に螺合している。

このため、回転シャフト５０ａが回転すると、回転シャフト５０ａ（ドライバを含む回転シャフト５０ａ）は、第１軸Ｚに沿って移動する。回転シャフト５０ａと弁体１０とは、機械的に接続されている。このため、回転シャフト５０ａが第１軸Ｚに沿って移動すると、弁体１０も第１軸Ｚに沿って移動する。

以上の構成により、動力源６０からの動力を用いて、弁体１０を駆動させることが可能である。弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の移動量は、回転シャフト５０ａおよび永久磁石７２の回転量に比例する。このため、第３の実施形態では、永久磁石７２の第１軸Ｚまわりの回転角度を角度センサ８０によって測定することにより、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置を正確に求めることが可能である。なお、電動弁Ｃは、角度センサ８０が出力する角度データを、弁体１０の第１軸Ｚに沿う方向の位置データ、すなわち、弁の開度データに変換する演算装置を備えていてもよい。

第３の実施形態では、回転シャフト５０ａに、永久磁石部材７０を固着する必要がない。また、回転シャフト５０ａを出力ギヤに固着させる必要がない。このため、電動弁Ｃの組立を効率的に行うことが可能である。

（角度センサの一例）
図９乃至図１２を参照して、各実施形態における角度センサ８０の一例について説明する。図９乃至図１２は、永久磁石７２と角度センサ８０との配置関係を模式的に示す図であり、上側には底面図が記載され、下側には一部切り欠き斜視図が記載されている。

図９に示されるように、永久磁石７２は、上面視で、Ｎ極およびＳ極を備えている。図９に記載の例では、上面視で、永久磁石７２のＮ極の数は１個であり、永久磁石７２のＳ極の数は１個である。代替的に、上面視で、永久磁石のＮ極の数、永久磁石のＳ極の数が、それぞれ、２個以上であってもよい。図９に記載の例では、永久磁石７２は、Ｎ極とＳ極との境界面７８を備え、当該境界面７８は、回転シャフト（５０；５０ａ）の中心軸に一致する第１軸Ｚをとおり第１軸Ｚに垂直な面である。そして、境界面７８の一方側にＮ極が配置され、境界面７８の他方側にＳ極が配置されている。なお、永久磁石７２は、例えば、円板形状を有するマグネットである。また、永久磁石７２は、磁粉と樹脂バインダとを混合して成型することにより得られるプラスチックマグネットであってもよい。

角度センサ８０は、永久磁石７２の上方に配置されている。図９に記載の例では、角度センサ８０は、回転シャフト（５０；５０ａ）の延長線上、すなわち、第１軸Ｚ上に位置している。角度センサ８０は、少なくとも１つの磁気検出素子８２（例えば、ホール素子、磁気抵抗素子等）を含み、より好ましくは、２個以上あるいは３個以上の磁気検出素子を含む。

図９に記載の例では、角度センサ８０は、４個の磁気検出素子（８２ａ乃至８２ｄ）を備える。磁気検出素子（８２ａ乃至８２ｄ）は、磁束の第１軸Ｚに沿う方向の成分を検出する素子であってもよい。図９において、磁気検出素子８２ａおよび磁気検出素子８２ｄが＋Ｚ方向の磁束成分を検出し、磁気検出素子８２ｂおよび磁気検出素子８２ｃが−Ｚ方向の磁束成分を検出する。磁気検出素子８２ａ（または磁気検出素子８２ｂ）によって検出される磁束の大きさと、磁気検出素子８２ｄ（または磁気検出素子８２ｃ）によって検出される磁束の大きさとが等しいとき、境界面７８は、Ｘ軸に垂直である。このとき、角度センサ８０は、永久磁石７２の回転角度が、例えば、０度であると判断する。

図１０に示されるように、永久磁石７２がＲ方向に回転することを想定する。図１０において、磁気検出素子８２ａおよび磁気検出素子８２ｄが＋Ｚ方向の磁束成分を検出し、磁気検出素子８２ｂおよび磁気検出素子８２ｃが−Ｚ方向の磁束成分を検出する。図９に記載の状態から図１０に記載の状態に移行するにつれて、磁気検出素子８２ｂおよび磁気検出素子８２ｄによって検出される磁束の大きさは増加し、磁気検出素子８２ａおよび磁気検出素子８２ｃによって検出される磁束の大きさは減少する。例えば、磁気検出素子８２ａによって検出される磁束の大きさと、磁気検出素子８２ｄによって検出される磁束の大きさとの比、および、磁気検出素子８２ａによって検出される磁束の大きさと、磁気検出素子８２ｂによって検出される磁束の大きさとの比に基づいて、角度センサ８０は、磁力線のＸ軸に対する傾き、すなわち、永久磁石７２の回転角度を求めることができる。

図１１に示されるように、永久磁石７２が更にＲ方向に回転することを想定する。図１１において、磁気検出素子８２ｄが＋Ｚ方向の磁束成分を検出し、磁気検出素子８２ｂが−Ｚ方向の磁束成分を検出する。図１０に記載の状態から図１１に記載の状態に移行するにつれて、磁気検出素子８２ｂおよび磁気検出素子８２ｄによって検出される磁束の大きさは減少する。また、磁気検出素子８２ａおよび磁気検出素子８２ｃによって検出される磁束の大きさは減少する。例えば、磁気検出素子８２ａによって検出される磁束の大きさと、磁気検出素子８２ｄによって検出される磁束の大きさとの比、および、磁気検出素子８２ａによって検出される磁束の大きさと、磁気検出素子８２ｂによって検出される磁束の大きさとの比に基づいて、角度センサ８０は、磁力線のＸ軸に対する傾き、すなわち、永久磁石７２の回転角度を求めることができる。

図１２に示されるように、永久磁石７２が更にＲ方向に回転することを想定する。図１２において、磁気検出素子８２ｃおよび磁気検出素子８２ｄが＋Ｚ方向の磁束成分を検出し、磁気検出素子８２ａおよび磁気検出素子８２ｂが−Ｚ方向の磁束成分を検出する。図１１に記載の状態から図１２に記載の状態に移行するにつれて、磁気検出素子８２ａおよび磁気検出素子８２ｃによって検出される磁束の大きさは増加し、磁気検出素子８２ｂおよび磁気検出素子８２ｄによって検出される磁束の大きさは減少する。例えば、磁気検出素子８２ａによって検出される磁束の大きさと、磁気検出素子８２ｄによって検出される磁束の大きさとの比、および、磁気検出素子８２ａによって検出される磁束の大きさと、磁気検出素子８２ｂによって検出される磁束の大きさとの比に基づいて、角度センサ８０は、磁力線のＸ軸に対する傾き、すなわち、永久磁石７２の回転角度を求めることができる。

図９乃至図１２から把握されるように、角度センサ８０は、永久磁石７２のＸ軸に対する傾き、すなわち、永久磁石７２の絶対的な回転角度を検出可能である。すなわち、永久磁石７２が回転移動していない時でも、角度センサ８０は、永久磁石７２のＸ軸に対する傾き（すなわち、回転角度）を算出することができる。当該回転角度の算出は、例えば、少なくとも３つの磁気検出素子８２を通過する磁束の向きと、少なくとも３つの磁気検出素子８２を通過する磁束の大きさとに基づいて行われる。

図９乃至図１２に記載の例では、角度センサ８０は、永久磁石７２の絶対的な回転角度を検出可能である。このため、電動弁の電源がＯＦＦになり、かつ、永久磁石７２の回転角度情報が失われた場合であっても、再び電源がＯＮになった時に、角度センサ８０は、直ちに、永久磁石７２の回転角度を求めること（出力すること）ができる。

図９乃至図１２に記載の例では、各磁気検出素子が、第１軸（Ｚ軸）に沿う方向の磁束成分を検出する例について説明された。代替的に、各磁気検出素子が、Ｘ軸に沿う方向の磁束成分、および／または、Ｘ軸およびＺ軸の両者に垂直なＹ軸に沿う方向の磁束成分を検出するようにしてもよい。

なお、図９乃至図１２を参照しつつ説明された永久磁石７２および角度センサ８０の各々は、第１、２の実施形態における電動弁あるいは第３の実施形態における電動弁において採用可能である。

（電動弁の作動異常の有無を判定する演算装置）
図１３を参照して、電動弁の作動異常の有無を判定する演算装置２００について説明する。図１３は、電動弁の作動異常の有無を判定する演算装置２００の機能を模式的に示す機能ブロック図である。

電動弁は、演算装置２００を含む。演算装置２００は、例えば、ハードウェアプロセッサと記憶装置２０２と含み、出力装置２２０と情報伝達可能に接続されている。電動弁は、演算装置２００（あるいは、演算装置および出力装置２２０）を含む電動弁システムであるということもできる。

電動弁Ｂ、Ｃ（電動弁システム）は、第２の実施形態または第３の実施形態において説明されたように、コイル６２０を含むステータ部材６２と、ロータ部材６４とを含む。ロータ部材６４の回転角度、および、ロータ部材６４の回転角度に比例する弁体１０の位置（弁座２０からの高さ）は、コイル６２０に入力される入力パルス数に比例する。このため、コイル６２０に入力される入力パルス数をモニタリングすることにより、弁体１０の位置（弁座２０からの高さ）を算出することが可能である。

他方、弁体１０の位置（弁座２０からの高さ）は、永久磁石７２の回転角度にも比例する。このため、永久磁石７２の回転角度をモニタリングすることにより、弁体１０の位置（弁座２０からの高さ）を算出することが可能である。原理的には、コイル６２０への入力パルス数から算出される弁体１０の位置と、永久磁石７２の回転角度から算出される弁体１０の位置とは一致する。そこで、演算装置２００は、コイル６２０への入力パルス数から算出される弁体１０の位置と、永久磁石７２の回転角度から算出される弁体１０の位置とが異なる時に、電動弁Ｂ、Ｃ（電動弁システム）に何らかの異常があると判定する。すなわち、電動弁Ｂ、Ｃ（電動弁システム）は、自身の異常の有無を検出する自己診断機能を備える。

なお、弁体１０の位置と回転シャフト５０（５０ａ）の回転角度とは比例関係にあり、弁体１０の位置と永久磁石７２の回転角度とは比例関係にあり、弁体１０の位置と出力ギヤの回転角度とは比例関係にある。このため、本明細書において、弁体１０の位置を算出することと、回転シャフト５０の回転角度を算出することとは等価であり、弁体１０の位置を算出することと、永久磁石７２の回転角度を算出することとは等価であり、弁体１０の位置を算出することと、出力ギヤの回転角度を算出することとは等価である。

図１３を参照して、演算装置２００についてより具体的に説明する。演算装置２００は、有線あるいは無線を介して、角度センサ８０から永久磁石の回転角度データを受け取る。また、演算装置２００は、有線あるいは無線を介して、上述の制御基板９０等からコイル６２０への入力パルス数のデータを受け取る。演算装置２００は、受け取った回転角度データおよび入力パルス数のデータを記憶装置２０２に記憶する。

演算装置２００の記憶装置２０２には、永久磁石の回転角度データから弁体１０の位置αを算出する第１の弁体位置算出プログラムが記憶されている。なお、本明細書において、弁体１０の位置αには、弁体１０の位置自体の他に、回転シャフト５０の回転角度、永久磁石の回転角度、あるいは、出力ギヤの回転角度のように弁体１０の位置に比例する物理量が包含される。演算装置２００は、第１の弁体位置算出プログラムを実行することにより、永久磁石の回転角度データから弁体１０の位置αを算出する。

また、演算装置２００の記憶装置２０２には、入力パルス数のデータから弁体１０の位置βを算出する第２の弁体位置算出プログラムが記憶されている。なお、本明細書において、弁体１０の位置βには、弁体１０の位置自体の他に、回転シャフト５０の回転角度、永久磁石の回転角度、あるいは、出力ギヤの回転角度のように弁体１０の位置に比例する物理量が包含される。演算装置２００は、第２の弁体位置算出プログラムを実行することにより、コイル６２０への入力パルス数のデータから弁体１０の位置βを算出する。

さらに、演算装置２００の記憶装置２０２には、弁体の位置αと、弁体の位置βとを比較して、比較結果に基づき、電動弁（電動弁システム）の作動異常の有無を判定する判定プログラムが記憶されている。演算装置２００は、判定プログラムを実行することにより、電動弁（電動弁システム）の作動異常の有無を判定する。例えば、演算装置２００は、判定プログラムを実行することにより、弁体の位置αと弁体の位置βとの差が、予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。そして、演算装置２００は、判定プログラムを実行することにより、弁体の位置αと弁体の位置βとの差が、予め設定された閾値以上である時に、電動弁（電動弁システム）の作動異常があると判定してもよい。演算装置２００は、判定プログラムを実行することにより、電動弁（電動弁システム）の作動異常があると判定した場合、作動異常を伝える信号をディスプレイ、警報装置等の出力装置２２０に送信してもよい。代替的に、あるいは、付加的に、演算装置２００は、判定プログラムを実行することにより、電動弁（電動弁システム）の作動異常があると判定した場合、当該判定結果を、記憶装置２０２に記憶してもよい。この場合、電動弁（電動弁システム）の作動異常が、ログデータとして、記憶装置２０２に記憶されることとなる。

電動弁（電動弁システム）が、上述の演算装置２００を備える場合、コイル６２０への入力パルス数、および、角度センサによって測定された永久磁石の回転角度の両方を用いて、弁体１０の位置をダブルチェックすることが可能となる。その結果、電動弁（電動弁システム）の信頼性が飛躍的に向上する。

なお、上述の演算装置２００において、第１の弁体位置算出プログラム、第２の弁体位置算出プログラム、判定プログラム等のプログラムを用いる代わりに、第１の弁体位置算出、第２の弁体位置算出、および、電動弁（電動弁システム）の作動異常の有無の判定を、電子回路によってハード的に行ってもよい。また、当該電子回路あるいは演算装置２００のハードウェアプロセッサが、制御基板９０に搭載されてもよい。

図１３を用いて説明された演算装置２００等の構成は、第２の実施形態における電動弁Ｂあるいは第３の実施形態における電動弁Ｃにおいて採用されてもよい。図１に示される第１の実施形態における電動弁Ａに、少なくとも、コイルを含むステータ部材と、回転シャフトに動力伝達可能に連結されるロータ部材とが付加される場合には、図１３を用いて説明された演算装置２００等の構成は、図１に示される実施形態における電動弁Ａにおいて採用されてもよい。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

Ａ、Ｂ、Ｃ：電動弁
２：下側ベース部材
４：ハウジング部材
４ａ：筒状部材
４ｂ：カバー部材
１０：弁体
１２：上端部
２０：弁座
３０：ドライバ
３１：雄ねじ
３２：下端部
３４：上端部
４０：案内部材
４１：雌ねじ
５０：回転シャフト
５０ａ：回転シャフト
５２：第２端部
５３：第１係合部
５４：第１端部
５５：第３係合部
６０：動力源
６２：ステータ部材
６４：ロータ部材
７０：永久磁石部材
７２：永久磁石
７３：第２係合部
７４：カラー部材
７６：穴部
７８：境界面
８０：角度センサ
８２：磁気検出素子
８２ａ〜８２ｄ：磁気検出素子
９０：制御基板
１００：キャン
１０２：端壁
１０４：側壁
１１２：第１流路
１１３：弁室
１１４：第２流路
１２０：動力伝達機構
１２１：太陽ギヤ部材
１２２：遊星ギヤ
１２３：キャリア
１２４：シャフト
１２５：リングギヤ
１２６：支持部材
１２７：第２リングギヤ
１２９：出力ギヤ
１３０：仕切り部材
１５０：ホルダ
１５２：第１シール部材
１５４：第２シール部材
１６０：ボール
１７０：ばね部材
１７２：ばね受け部材
１８０：永久磁石位置決め部材
１８２：板ばね
１８４：ボール
２００：演算装置
２０２：記憶装置
２２０：出力装置
６２０：コイル
６２２：ボビン
６３０：電線
１２１１：連結部
１２１２：太陽ギヤ
１２９０：第４係合部
１２９１：回転シャフト受容部

上記目的を達成するために、本発明による電動弁は、弁体と、回転することで前記弁体を第１軸に沿って移動させる回転シャフトと、前記回転シャフトを回転させる出力ギアと、前記回転シャフトに配置され、前記回転シャフトとともに回転する永久磁石部材と、前記永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する角度センサとを具備し、前記角度センサは、前記永久磁石の上方に配置され、前記回転シャフトは、前記永久磁石部材に対して、前記第１軸に沿う方向に相対移動可能であり、前記回転シャフトは、前記出力ギアに対して、相対回転不能に係合している。

いくつかの実施形態における電動弁において、前記回転シャフトは、前記出力ギアに対して、前記第１軸に沿って上下動可能に係合している。

いくつかの実施形態における電動弁において、前記出力ギアを駆動する遊星歯車機構
をされに備え、前記遊星歯車機構は、前記出力ギアを含んで構成される。

いくつかの実施形態における電動弁において、前記弁体の前記第１軸に沿う位置を演算する演算装置をさらに備え、前記演算装置は、前記角度センサによって測定された前記回転角度に基づき、前記位置を演算する。

Claims

弁体と、
前記弁体を第１軸に沿って移動させるドライバと、
前記ドライバを前記第１軸まわりに回転させる回転シャフトと、
前記回転シャフトに配置され、前記回転シャフトとともに回転する永久磁石部材と、
前記永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する角度センサと、
前記永久磁石部材を収容するケースと
を具備し、
前記角度センサは、前記永久磁石の上方に配置され、
前記ケースの端壁が、前記角度センサと、前記永久磁石部材との間に配置され、
前記ケースの内部には、前記永久磁石と前記角度センサとの間の距離を一定に維持する永久磁石位置決め部材が配置されている電動弁。
弁体と、
前記弁体を第１軸に沿って移動させるドライバと、
前記ドライバを前記第１軸まわりに回転させる回転シャフトと、
前記回転シャフトに配置され、前記回転シャフトとともに回転する永久磁石部材と、
前記永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する角度センサと、
前記永久磁石部材を収容するケースと
を具備し、
前記角度センサは、前記永久磁石の上方に配置され、
前記ケースの端壁が、前記角度センサと、前記永久磁石部材との間に配置され、
前記ケース内の空間を、上部空間と下部空間とに仕切る仕切り部材を更に備え、
前記永久磁石部材は、前記上部空間内に配置されている電動弁。
前記仕切り部材は軟磁性材料で構成されている請求項２に記載の電動弁。
弁体と、
前記弁体を第１軸に沿って移動させるドライバと、
前記ドライバを前記第１軸まわりに回転させる回転シャフトと、
前記回転シャフトに配置され、前記回転シャフトとともに回転する永久磁石部材と、
前記永久磁石部材に含まれる永久磁石の回転角度を検出する角度センサと
を具備し、
前記角度センサは、前記永久磁石の上方に配置され、
前記回転シャフトは、前記永久磁石部材に対して、前記第１軸に沿う方向に相対移動可能であり、
前記永久磁石部材は、前記永久磁石が前記回転シャフトとともに回転するように、前記回転シャフトの第１係合部に係合する第２係合部を備える電動弁。
前記角度センサは、前記回転シャフトの回転動作を制御する制御基板に支持されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動弁。
前記ドライバと前記回転シャフトとは、別体であり、
前記ドライバと前記回転シャフトとは、前記第１軸に沿って、互いに相対移動可能である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動弁。
前記角度センサは、磁束の前記第１軸に沿う方向の成分を検出する複数の磁気検出素子を含む請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動弁。
コイルを含むステータ部材と、
前記回転シャフトに動力伝達可能に連結されるロータ部材と、
電動弁の作動異常の有無を判定する演算装置と
を更に具備し、
前記演算装置は、前記角度センサによって測定された前記回転角度と、前記コイルへの入力パルス数とに基づいて、電動弁の作動異常の有無を判定する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動弁。