WO2019235502A1

WO2019235502A1 - 弁装置

Info

Publication number: WO2019235502A1
Application number: PCT/JP2019/022251
Authority: WO
Inventors: 真治河田; 立石　聖二; 光大塚; 井上　博登; 新鍬田; 伊藤　哲也; 慎二橋元
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2019-12-12
Also published as: JP2019211179A; DE112019002855T5; US20210080022A1; CN112292573A

Abstract

弁装置は、弁と、駆動装置と、変速部とを含む。弁は、冷凍サイクル装置の循環路内を流れる冷媒の流動態様を変更する。駆動装置は弁を駆動する。駆動装置はハウジング及び駆動源としての電動駆動部を含む。変速部は、電動駆動部から弁までの駆動伝達経路に設けられ、電動駆動部の駆動に基づいて生じる回転を変速する。変速部の全部又は一部が、循環路から液密に仕切られたハウジング内に配置されている。

Description

弁装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１８年６月７日に出願された日本出願番号２０１８－１０９４４９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、電動駆動部を有する電動式の弁装置に関する。

　冷凍サイクル装置に用いる四方弁等の弁装置においては、例えば特許文献１に開示されるものがある。この弁装置は、電動駆動部としてのモータと、モータのロータの回転動作を減速・高トルク化する減速部とを備え、減速部の出力軸を通じて弁体を駆動する。

特開平１１－１３９１９号公報

　ところで、特許文献１のような遊星歯車機構を含めた変速部の全部又は一部が冷媒に晒される空間内に設置されると、冷媒中の水分による腐食や円滑動作に悪影響を与えること等が懸念されるところである。

　一方で、本発明者は、長期に亘り安定的に使用可能な、変速部を含む弁装置を検討している。
　本開示の目的は、長期に亘り安定的に使用できることを可能とした電動式の弁装置を提供することにある。

　上記目的を達成する弁装置は、弁と、駆動装置と、変速部とを含む。前記弁は、冷凍サイクル装置の循環路内を流れる冷媒の流動態様を変更する。前記駆動装置は前記弁を駆動する。前記駆動装置はハウジング及び駆動源としての電動駆動部を含む。前記変速部は、前記電動駆動部から前記弁までの駆動伝達経路に設けられ、前記電動駆動部の駆動に基づいて生じる回転を変速する。前記変速部の全部又は一部が、前記循環路から液密に仕切られた前記ハウジング内に配置されている。

　上記態様によれば、変速部の構成部材の全部又は一部は、冷媒の流路から液密に仕切られた駆動装置のハウジング内に配置される。つまり、これらハウジング内の構成部材は冷媒に晒されずに済む。そのため、ハウジング内の構成部材が冷媒中の水分により腐食したり、同構成部材の円滑動作に悪影響が生じたりすること等を回避できる。したがって、弁装置を長期に亘って安定的に使用できる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参酌しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は一実施形態の弁装置を備える冷凍サイクル装置を示す概略構成図。図２は膨張弁装置を示す概略構成図。図３（ａ）～（ｃ）は第１及び第２磁気減速部（駆動側回転体、磁気伝達部材及び従動側回転体）を示す平面図。図４（ａ）～（ｃ）は第１及び第２磁気減速部の動作を説明するための展開図。図５は別例の減速部（磁気減速部）の構成を示す断面図。図６は別例の減速部（歯車減速部）及び減速部周りの構成を示す断面図。

　以下、弁装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

　図１に示すように、本実施形態の熱交換器１０は、電動車両（ハイブリッド車、ＥＶ車など）の空調用の冷凍サイクル装置Ｄ（ヒートポンプサイクル装置）に用いられる。冷凍サイクル装置Ｄを備えた車両空調装置は、エバポレータ１４によって冷やした空気を車室内に送風する冷房モードと、ヒータコア１５によって温めた空気を車室内に送風する暖房モードとを切り替え可能に構成されている。また、冷凍サイクル装置Ｄの冷媒循環回路Ｄａは、冷房モードに対応した循環回路（冷房循環経路α）と、暖房モードに対応した循環回路（暖房循環経路β）とに切り替え可能に構成されている。なお、冷凍サイクル装置Ｄの冷媒循環回路Ｄａに流通される冷媒としては、例えばＨＦＣ系冷媒やＨＦＯ系冷媒を用いることができる。また、冷媒には、コンプレッサ１１を潤滑するためのオイルが含まれることが好ましい。

　冷凍サイクル装置Ｄは、冷媒循環回路Ｄａにおいて、コンプレッサ１１と、水冷コンデンサ１２と、熱交換器１０と、弁としての膨張弁１３（弁装置としての膨張弁装置３０）と、エバポレータ１４とを備えている。

　コンプレッサ１１は、車室外のエンジンルームに配置される電動式圧縮機であって、気相冷媒を吸引して圧縮し、それにより過熱状態（高温高圧）となった気相冷媒を水冷コンデンサ１２に向けて吐出する。コンプレッサ１１から吐出された高温高圧の気相冷媒は、水冷コンデンサ１２内に流入する。なお、コンプレッサ１１の圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構やベーン型圧縮機構などの各種圧縮機構を用いることができる。また、コンプレッサ１１は、冷媒吐出能力が制御されるようになっている。

　水冷コンデンサ１２は周知の熱交換器であって、冷媒循環回路Ｄａ上に設けられた第１熱交換部１２ａと、冷却水循環装置における冷却水の循環回路Ｃ上に設けられた第２熱交換部１２ｂとを備える。なお、循環回路Ｃ上には、前記ヒータコア１５が設けられている。水冷コンデンサ１２は、第１熱交換部１２ａ内を流れる気相冷媒と第２熱交換部１２ｂ内を流れる冷却水との間で熱交換させる。即ち、水冷コンデンサ１２では、第１熱交換部１２ａ内の気相冷媒の熱によって第２熱交換部１２ｂ内の冷却水が加熱される一方、第１熱交換部１２ａ内の気相冷媒が冷却されるようになっている。従って、水冷コンデンサ１２は、コンプレッサ１１から吐出され第１熱交換部１２ａに流入した冷媒が持つ熱を、冷却水とヒータコア１５とを介して車両空調装置の送風空気に放熱させる放熱器として機能する。

　水冷コンデンサ１２の第１熱交換部１２ａを通過した気相冷媒は、後述の統合弁装置２４を介して熱交換器１０に流入する。熱交換器１０は、車室外のエンジンルーム内における車両前方側に配置される室外熱交換器である。熱交換器１０は、熱交換器１０の内部を流通する冷媒と、図示しない送風ファンにより送風された車室外空気（外気）との間で熱交換させる。

　熱交換器１０は、具体的には、第１熱交換部２１と、過冷却器として機能する第２熱交換部２２とを備える。更に、熱交換器１０は、第１及び第２熱交換部２１，２２と連結された貯液器２３と、貯液器２３に設けられた統合弁装置２４とが一体に構成されてなる。第１熱交換部２１の流入路２１ａ及び流出路２１ｂは、統合弁装置２４と連通されている。また、第２熱交換部２２の流入路２２ａは、貯液器２３及び統合弁装置２４と連通されている。

　第１熱交換部２１は、内部に流通する冷媒の温度に応じて凝縮器又は蒸発器として機能する。貯液器２３は気相冷媒と液相冷媒とを分離し、その分離した液相冷媒が貯液器２３内に貯まるように構成されている。第２熱交換部２２は、貯液器２３から流入した液相冷媒と外気との間で熱交換させることで液相冷媒を更に冷却して冷媒の過冷却度を高め、その熱交換後の冷媒を膨張弁１３へと流す。なお、第１熱交換部２１、第２熱交換部２２及び貯液器２３は、例えばボルト締結にて相互に連結されることで一体的に構成されている。

　統合弁装置２４は、貯液器２３内に配置される弁本体部２５と、弁本体部２５を駆動させるための電動駆動部２６とを備え、電動駆動部２６にモータ（例えばステッピングモータ等）を用いる電動式の弁装置である。統合弁装置２４は、暖房モード時において、水冷コンデンサ１２の第１熱交換部１２ａと第１熱交換部２１の流入路２１ａとを連通すると共に、第１熱交換部２１の流出路２１ｂを直接的にコンプレッサ１１と連通させる暖房循環経路αを確立させる。また、統合弁装置２４は、冷房モード時において、水冷コンデンサ１２の第１熱交換部１２ａと第１熱交換部２１の流入路２１ａとを連通すると共に、第１熱交換部２１の流出路２１ｂを第２熱交換部２２、膨張弁１３及びエバポレータ１４を介してコンプレッサ１１と連通させる冷房循環経路βを確立させる。停止時における統合弁装置２４は、何れの流路も閉弁状態とする。つまり、統合弁装置２４は、電動駆動部２６の駆動により弁本体部２５を動作させて、停止、暖房モード及び冷房モードの各状態に合った動作切り替えを行っている。

　膨張弁１３は、熱交換器１０から供給された液相冷媒を減圧膨張させる弁である。本実施形態では、弁本体である膨張弁１３と同膨張弁１３を動作可能な後述の電動駆動部（モータ）４２とが一体化され、電動式の膨張弁装置３０を構成している。膨張弁装置３０の具体構成は後述する。膨張弁１３は、低温高圧状態の液相冷媒を減圧してエバポレータ１４に供給する。

　エバポレータ１４は、冷房モード時において送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。膨張弁１３からエバポレータ１４に供給された液相冷媒は、エバポレータ１４周辺（車両空調装置のダクト内）の空気と熱交換する。この熱交換によって、液相冷媒が気化し、エバポレータ１４周辺の空気が冷却される。その後、エバポレータ１４内の冷媒はコンプレッサ１１に向けて流出され、コンプレッサ１１で再び圧縮される。

　次に、本実施形態の膨張弁装置３０の具体構成について説明する。
　図２に示すように、膨張弁装置３０は、基台ブロック３１と、基台ブロック３１内に設けられる膨張弁１３と、基台ブロック３１に対して一体的に固定されて膨張弁１３を駆動する駆動装置３２とを備える。

　基台ブロック３１には、第２熱交換部２２からエバポレータ１４に冷媒を流入させる流入路３１ａが設けられている。流入路３１ａは循環路の一部として機能する。流入路３１ａは、断面円形の通路形状をなしている。ここで、基台ブロック３１は、略直方体形状をなしており、駆動装置３２が固定される一面を上面３１ｘとした場合（以降、基台ブロック３１が下側、駆動装置３２が上側として説明する）、流入路３１ａは、一方側の側面３１ｙ１からその反対側の側面３１ｙ２に向けて貫通して形成されている。

　流入路３１ａの途中には、流入路３１ａの延びる方向と直交する上下方向に延びる縦通路３１ｂが設けられる。縦通路３１ｂの上側は断面円形状の弁収容穴３１ｄと連通している。弁収容穴３１ｄ内には弁体３３が収容されている。弁体３３は針状の弁体であり、下方に向けて尖った先端部３３ａを有している。即ち、膨張弁１３はニードル弁にて構成される。弁体３３が自身の軸方向（図２では上下方向）に沿って進退することで、先端部３３ａが縦通路３１ｂの開口部３１ｃを開閉する。膨張弁１３はこのようにして流入路３１ａの冷媒の流通を許容・遮断し、更には流通量を調整する。

　弁体３３は、上記先端部３３ａと、中間部に位置する雄ネジ部３３ｂと、基端部に位置する従動側回転体４６Ｂとを備える。従動側回転体４６Ｂは後述のとおり第２磁気減速部４３Ｂの一部を構成する。雄ネジ部３３ｂは、弁収容穴３１ｄの内周面に形成された雌ネジ部３１ｅと螺合する。雄ネジ部３３ｂは、弁体３３自身の回転を弁体３３の軸方向（上下方向）への直動動作に変換する。従動側回転体４６Ｂは、弁体３３の基端部に同軸固定される。従動側回転体４６Ｂは、後述の駆動側回転体４４Ｂと磁気伝達部材４５Ｂを介して非接触で磁気的に連結している。なお、駆動側回転体４４Ｂは第１磁気減速部４３Ａを介して電動駆動部４２と連結しており、駆動側回転体４４Ｂは電動駆動部４２によって駆動される。つまり、電動駆動部４２により第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂの回転駆動が行われて最終段の従動側回転体４６Ｂが連れ回りすると、これに伴い弁体３３が回転動作する。第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂの各々は変速部（磁気変速部）として機能する。弁体３３の回転動作は雄ネジ部３３ｂと雌ネジ部３１ｅとで弁体３３の軸方向の直動動作、即ち膨張弁１３の開閉動作に変換される。

　基台ブロック３１の上面３１ｘには、弁収容穴３１ｄの開口部３１ｆを閉塞するための閉塞板３４が固定ネジ（図示略）にて固定されている。閉塞板３４は、金属製（例えばＳＵＳ製）の平板形状をなしている。閉塞板３４は、弁収容穴３１ｄの開口部３１ｆを液密に閉塞し、冷媒が流れる弁収容穴３１ｄと駆動装置３２とを仕切っている。つまり、閉塞板３４は、基台ブロック３１の弁収容穴３１ｄの開口部３１ｆを液密に閉塞する仕切壁として機能する。閉塞板３４は、基台ブロック３１から外部に（駆動装置３２等に）冷媒が漏出しないように開口部３１ｆを封止している。

　駆動装置３２は、閉塞板３４を介在する態様にて基台ブロック３１の上面３１ｘに取付ネジ（図示略）等にて固定されている。駆動装置３２は、上面に開口部４０ａを有するハウジング４０と、ハウジング４０の開口部４０ａを閉塞するカバー４１とを備える。駆動装置３２はさらに、ハウジング４０内に収容された電動駆動部４２と、第１磁気減速部４３Ａと、第２磁気減速部４３Ｂの一部である駆動側回転体４４Ｂ及び磁気伝達部材４５Ｂと、回路基板４７とを備える。第１磁気減速部４３Ａは、駆動側回転体４４Ａと磁気伝達部材４５Ａと従動側回転体４６Ａとを含む。なお、第２磁気減速部４３Ｂの従動側回転体４６Ｂはハウジング４０ではなく弁収容穴３１ｄに配置されている。

　電動駆動部４２、駆動側回転体４４Ａ、磁気伝達部材４５Ａ、従動側回転体４６Ａ、駆動側回転体４４Ｂ、及び磁気伝達部材４５Ｂは、膨張弁１３の弁体３３（従動側回転体４６Ｂ）の軸線上に設けられている。電動駆動部４２の下側に駆動側回転体４４Ａ、磁気伝達部材４５Ａ、従動側回転体４６Ａ、駆動側回転体４４Ｂ、磁気伝達部材４５Ｂがこの順番で配置されている。

　電動駆動部４２は、例えばステッピングモータ、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等にて構成されている。電動駆動部４２は、複数本の接続端子４２ｘを介して回路基板４７に接続され、接続端子４２ｘを介して回路基板４７から電源供給を受ける。電動駆動部４２は、回路基板４７（制御回路）からの電源供給に基づいて回転駆動し、回転軸４２ａを回転させる。また、電動駆動部４２は、回転軸４２ａと一体回転する被検出体（センサマグネット）４８を備える。回路基板４７の位置検出部（ホールＩＣ）４９による被検出体４８の検出によって、回転軸４２ａの回転情報（回転位置や速度等）の検出が行われる。電動駆動部４２の回転軸４２ａは、本体下方側から突出し、第１磁気減速部４３Ａの駆動側回転体４４Ａと一体回転可能に連結される。

　第１磁気減速部４３Ａ及び第２磁気減速部４３Ｂは、それぞれ磁気減速機である。駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂは同一構成であり、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂは同一構成であり、従動側回転体４６Ａ，４６Ｂは同一構成である。第１磁気減速部４３Ａ及び第２磁気減速部４３Ｂは、それぞれ磁気継手としても機能する。第１磁気減速部４３Ａは、電動駆動部４２の回転軸４２ａの回転を減速・高トルク化する第１段目の磁気減速機であり、第２磁気減速部４３Ｂは、更に第１磁気減速部４３Ａの出力軸４３ｘの回転を減速・高トルク化する第２段目（最終段）の磁気減速機である。回転軸４２ａの回転は、第１磁気減速部４３Ａ及び第２磁気減速部４３Ｂを経て弁体３３に伝達される。駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂ、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂは、電動駆動部４２の回転軸４２ａと弁体３３とを通る軸線上に配置されるように、回転軸４２ａ及び弁体３３と同軸配置されている。

　そして、回転軸４２ａと一体回転する駆動側回転体４４Ａの下側に磁気伝達部材４５Ａが配置され、磁気伝達部材４５Ａの下側に従動側回転体４６Ａが配置される。駆動側回転体４４Ａの磁気対向面４４ｘは磁気伝達部材４５Ａの上面と対向する。従動側回転体４６Ａの磁気対向面４６ｘは磁気伝達部材４５Ａの下面と対向している。また、従動側回転体４６Ａと一体回転する駆動側回転体４４Ｂの下側に磁気伝達部材４５Ｂが配置され、磁気伝達部材４５Ｂの下側に従動側回転体４６Ｂが配置される。駆動側回転体４４Ｂの磁気対向面４４ｘは磁気伝達部材４５Ｂの上面と対向する。従動側回転体４６Ｂの磁気対向面４６ｘは磁気伝達部材４５Ｂの下面と閉塞板３４を挟む態様にて対向している。

　駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂは共通する部材から構成されており、磁気対向面４４ｘを各々有している。図３（ａ）に示すように、磁気対向面４４ｘの外周側環状領域には、Ｎ極磁極４４ｎとＳ極磁極４４ｓとの２極の磁石磁極が設けられている。Ｎ極磁極４４ｎとＳ極磁極４４ｓとは１８０°角度範囲ずつ等角度間隔に設けられている。駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂは、磁気対向面４４ｘが下方を向くように電動駆動部４２の回転軸４２ａに同軸固定される（図２参照）。

　磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂは共通する部材から構成されている。図３（ｂ）に示すように、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂの上面の外周側環状領域には、駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂの各磁極４４ｎ，４４ｓと軸方向に対向する６つの磁気伝達体４５ａが設けられている。６つの磁気伝達体４５ａは磁性金属製である。６つの磁気伝達体４５ａは等間隔に互いに離間するようにして樹脂製（非磁性）のベース部材４５ｂに一体的に組み込まれている。各磁気伝達体４５ａは、磁性金属板を軸方向に複数枚積層されてなるものであり、ベース部材４５ｂにインサート成形されるか、若しくはベース部材４５ｂに別体組付けがなされる。また、各磁気伝達体４５ａは、自身が３０°の角度範囲の扇状をなしており、隣接する磁気伝達体４５ａ間にそれぞれ３０°に相当する間隔を有して配置されている。つまり、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂは、各磁気伝達体４５ａによる磁性部分とベース部材４５ｂによる非磁性部分とが交互に３０°角度範囲ずつ等角度間隔に設けられて構成されている。

　因みに、図２に示すように、第２磁気減速部４３Ｂの磁気伝達部材４５Ｂはハウジング４０の底面部に位置する。ハウジング４０の底面部は開放形状をなし、閉塞板３４によって閉塞されている。磁気伝達部材４５Ｂは、自身の下面が閉塞板３４の上面に当接する態様にて配置される。磁気伝達部材４５Ｂの上面は、駆動側回転体４４Ｂの下面の磁気対向面４４ｘと軸方向に設定距離だけ離間して対向する。磁気伝達部材４５Ａの下面は、従動側回転体４６Ａの上面の磁気対向面４６ｘと軸方向に設定距離だけ離間して対向する。磁気伝達部材４５Ａの上面は、駆動側回転体４４Ａの下面の磁気対向面４４ｘと軸方向に設定距離だけ離間して対向する。

　図３（ｃ）に示すように、従動側回転体４６Ａ，４６Ｂの磁気対向面４６ｘは外周側環状領域を有している。磁気対向面４６ｘの外周側環状領域は、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂの各磁気伝達体４５ａと軸方向に対向する外周側環状領域である。磁気対向面４６ｘの外周側環状領域には、５つのＮ極磁極４６ｎと５つのＳ極磁極４６ｓとの合計１０極の磁石磁極が交互に３６°角度範囲ずつ等角度間隔に設けられている。従動側回転体４６Ａは、閉塞板３４の上面寄りのハウジング４０内の位置に収容される一方で、従動側回転体４６Ｂは、閉塞板３４の下面寄りの基台ブロック３１の弁収容穴３１ｄ内に収容され、弁体３３に同軸固定される。

　このように構成される第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂは、図４（ａ）～（ｃ）に示すようにして動作する。以下では、駆動側回転体４４Ａ，４４ＢのＮ極磁極４４ｎに着目して説明する。因みに、本実施形態の駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂ、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂの構成から、駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂの１８０°範囲のＮ極磁極４４ｎは、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂにおいては３つの磁気伝達体４５ａ（磁性部分）とその間の３つの非磁性部分とが交互に連続する角度範囲に相当するように構成されている。従動側回転体４６Ａ，４６Ｂにおいては３つのＳ極磁極４６ｓと２つのＮ極磁極４４ｎとが交互に連続する角度範囲に相当するように構成されている。

　先ずは第１磁気減速部４３Ａについて説明する。図４（ａ）に示す状態では、駆動側回転体４４ＡのＮ極磁極４４ｎと対向する磁気伝達部材４５Ａの３つ並びの磁気伝達体４５ａがそれぞれＮ極に励磁される。そのＮ極磁極４４ｎの磁極中心に、３つ並びの磁気伝達体４５ａのうちの真ん中の伝達体４５ａの中心が位置する。この状態では、３つ並びの磁気伝達体４５ａには従動側回転体４６ＡのＳ極磁極４６ｓのうちの３つ並びのＳ極磁極４６ｓが対向している。また、真ん中の磁気伝達体４５ａの中心に、３つ並びのＳ極磁極４６ｓの真ん中の磁極４６ｓの中心が位置している。すなわち、図４（ａ）に示す状態は、従動側回転体４６Ａに回転力が作用しない安定した状態である。そして、電動駆動部４２の駆動により駆動側回転体４４Ａが１つの磁気伝達体４５ａに相当する分だけ回転すると（矢印Ｒ１）、図４（ｂ）に示す状態となる。

　図４（ｂ）に示す状態では、図４（ａ）に示す３つ並びの磁気伝達体４５ａに対して１つの磁気伝達体４５ａ分だけずれた３つ並びの磁気伝達体４５ａが駆動側回転体４４ＡのＮ極磁極４４ｎと対向する。そのＮ極磁極４４ｎの磁極中心に、対向する３つ並びの磁気伝達体４５ａのうちの真ん中の伝達体４５ａの中心が位置する。この状態では、従動側回転体４６Ａの３つ並びのＳ極磁極４６ｓが対向しているが、３つ並びのＳ極磁極４６ｓのうちの駆動側回転体４４Ａの回転方向とは逆側の端のＳ極磁極４６ｓの中心が磁気伝達体４５ａの中心に位置している。すると、図４（ｃ）に示すように、３つ並びの磁気伝達体４５ａのうちの真ん中の磁気伝達体４５ａの中心に、３つ並びのＳ極磁極４６ｓのうちの真ん中のＳ極磁極４６ｓの中心が位置するよう、駆動側回転体４４Ａの回転方向とは逆方向の回転力が従動側回転体４６Ａに作用する。これにより従動側回転体４６Ａが駆動側回転体４４Ａの回転方向とは逆方向に回転する（矢印Ｒ２）。

　なお、図４（ａ）～（ｃ）の動作は、磁気減速部４３Ａ（駆動側回転体４４Ａ、磁気伝達部材４５Ａ及び従動側回転体４６Ａ）の回転原理を理解し易くするために描いたものである。特に図４（ｂ）に示す状態は、駆動側回転体４４Ａが回転しても従動側回転体４６Ａを停止させている状態を描いている。実際は、駆動側回転体４４Ａの回転に伴い、従動側回転体４６Ａが即座に追従し、従動側回転体４６Ａが円滑に回転動作するものである。また、Ｓ極磁極４４ｓによってもＮ極磁極４４ｎと同様な動作が行われる。

　そして、駆動側回転体４４Ａが連続的に回転することで上記動作が繰り返され、従動側回転体４６Ａはその駆動側回転体４４Ａとは逆方向に駆動側回転体４４Ａに追従して回転する。この場合、駆動側回転体４４Ａが磁気伝達部材４５Ａの磁気伝達体４５ａを１つ分回転、即ち６０°回転すると、従動側回転体４６ＡはＳ極磁極４６ｓを１つ分回転、即ち１２°だけ逆方向に回転する。つまり、駆動側回転体４４Ａと従動側回転体４６Ａとの回転比（減速比）は「５：１」に設定され、駆動側回転体４４Ａの回転は、磁気伝達部材４５Ａを介して従動側回転体４６Ａに伝達する過程で減速・高トルク化される。

　次に第２磁気減速部４３Ｂについて説明すると、この第２磁気減速部４３Ｂにおいても上記第１磁気減速部４３Ａと同様な動作を行い、駆動側回転体４４Ｂと従動側回転体４６Ｂとの回転比（減速比）は「５：１」となる。結果、第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂの２段構成とした本実施形態においては、第１磁気減速部４３Ａの駆動側回転体４４Ａと第２磁気減速部４３Ｂの従動側回転体４６Ｂとの回転比（減速比）は「２５：１」となり、大きく減速・高トルク化されるようになっている。

　このような第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂは、周知の歯車減速機構のように複数の歯車の噛み合いにて減速して駆動伝達する構成と異なり、磁気減速により非接触で駆動伝達可能な構造をなしている。そのため、駆動伝達の際に極めて高い静粛性を実現できる。また、第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂは磁気継手としても機能する。そのため、第２磁気減速部４３Ｂの磁気伝達部材４５Ｂと従動側回転体４６Ｂとの間に閉塞板３４を介在でき、この閉塞板３４にて基台ブロック３１の弁収容穴３１ｄの開口部３１ｆが液密に閉塞可能である。つまり、冷媒の浸入経路となりがちな駆動伝達経路を通じたその冷媒の電動駆動部４２（駆動装置３２内）への浸入が閉塞板３４による液密構造にて確実に防止されている。

　また本実施形態では、電動駆動部４２の体格（出力）を抑えつつ磁気減速機構を２段構成として大きな減速比を得るような構成としている。本実施形態では、第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂを構成する部材に同一構成のもの（共通部品）を使用可能である。具体的には、各駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂが同一構成であり、各磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂが同一構成であり、各従動側回転体４６Ａ，４６Ｂが同一構成である。そのため、多段減速機構を用いていても部品品番の増加が抑えられる。

　ハウジング４０の開口部４０ａ付近には、回路基板４７が配置されている。回路基板４７には、各種電子部品（図示略）が搭載されている。回路基板４７は、電動駆動部４２の駆動制御を行う制御回路を構成している。回路基板４７は、自身の平面方向が電動駆動部４２の軸方向と直交する方向に沿うように配置されている。

　そして、制御回路（回路基板４７）は、電動駆動部４２の回転駆動を制御し、各磁気減速部４３Ａ，４３Ｂを介して膨張弁１３の弁体３３の進退位置を調整し、エバポレータ１４への冷媒の供給量の調整を行う。つまり、制御回路（回路基板４７）は、車両空調装置の統合弁装置２４と連動した膨張弁１３（膨張弁装置３０）の開閉制御を行い、統合弁装置２４を制御する制御回路と共に空調制御を行うようになっている。

　本実施形態の効果について説明する。
　（１）本実施形態の減速部は、第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂの２段構成をなし、第１磁気減速部４３Ａの構成部材である駆動側回転体４４Ａ、磁気伝達部材４５Ａ及び従動側回転体４６Ａと、第２磁気減速部４３Ｂの構成部材である駆動側回転体４４Ｂ及び磁気伝達部材４５Ｂとは、冷媒の流路から液密に仕切られた駆動装置３２のハウジング４０内に配置される。つまり、これらハウジング４０内の構成部材は冷媒に晒されずに済む。そのため、ハウジング４０内の構成部材が冷媒中の水分により腐食したり、同構成部材の円滑動作に悪影響が生じたりすること等を回避できる。したがって、膨張弁装置３０を長期に亘って安定的に使用することができる。

　（２）磁気減速部４３Ａ，４３Ｂの各々において、駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂの各々における磁石磁極（磁極４４ｎ，４４ｓ）の数が例えば「２」に設定されている。磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂの各々における磁気伝達体４５ａの数が例えば「６」に設定されている。従動側回転体４６Ａ，４６Ｂの各々における磁石磁極（磁極４６ｎ，４６ｓ）の数が例えば「１０」に設定されている。このような数に設定されることで、磁気減速部４３Ａ，４３Ｂの各々において磁気減速が可能となる。このような磁気減速部４３Ａ，４３Ｂは、駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂから磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂを介して従動側回転体４６Ａ，４６Ｂに回転を非接触で伝達する。したがって、静粛性が高い膨張弁装置３０を構成することが期待できる。

　（３）膨張弁装置３０は２段の第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂを含む。そのため、膨張弁装置３０は大きな変速比が得られる。しかも本実施形態の場合、対をなす駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂ、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂはそれぞれ同一構成をなす。そのため共通部品を使用することができ、部品品番の増加の抑制を図ることができる。

　（４）弁収容穴３１ｄの開口部３１ｆが閉塞板３４にて液密に閉塞される。そのため、第２磁気減速部４３Ｂにおける磁気伝達部材４５Ｂと従動側回転体４６Ｂとの間に閉塞板３４が介在してそれらの間が仕切られている。そのため、駆動装置３２のハウジング４０内への冷媒の浸入が、磁気継手としても機能する磁気減速部４３Ｂ及び閉塞板３４を用いる構造にて防止できる。例えば磁性金属を用いて作製される磁気伝達部材４５Ｂ及び第１磁気減速部４３Ａの磁気伝達部材４５Ａが冷媒中の水分によって腐食することを防止することができる。

　（５）磁気減速部４３Ａにおいて、駆動側回転体４４Ａ、磁気伝達部材４５Ａ及び従動側回転体４６Ａは互いに軸方向に対向する。また、磁気減速部４３Ｂにおいて、駆動側回転体４４Ｂ、磁気伝達部材４５Ｂ及び従動側回転体４６Ｂは互いに軸方向に対向する。そのため、磁気減速部４３Ａ，４３Ｂの軸直交方向（径方向）への小型化、ひいては駆動装置３２（膨張弁装置３０）の同方向への小型化に貢献できる。また、これら構成部材が軸方向に対向する構成のため、本実施形態のように磁気伝達部材４５Ｂと従動側回転体４６Ｂとの間に閉塞板３４を介在する構造を構成し易い。そのため、本実施形態のように平板形状の閉塞板３４を用いることができる。

　（６）磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂにおいて、複数の磁気伝達体４５ａが樹脂製のベース部材４５ｂに一体的に組み込まれて構成される。そのため、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂとしての取扱いや膨張弁装置３０（駆動装置３２）への組付けが行い易い。

　（７）電動駆動部（モータ）４２の回転を第２磁気減速部４３Ｂからネジ機構（雄ネジ部３３ｂ及び雌ネジ部３１ｅ）を介して弁体３３の直動動作（進退動作）に変換する。このような構成によれば、構造上がたつきを有するネジ機構（ネジ部３３ｂ，３１ｅ）に対し、磁気減速部４３Ｂにおいて生じる吸引力（すなわち駆動側回転体４４Ｂ、磁気伝達部材４５Ｂ及び従動側回転体４６Ｂの間の吸引力）を作用させることができる。そのため、ネジ機構（ネジ部３３ｂ，３１ｅ）のがたつき、ひいては弁体３３のがたつきを付勢部材を用いずに抑制することができる。

　（８）基台ブロック３１には冷凍サイクル装置Ｄの循環路の一部である流入路３１ａが構成されると共に膨張弁１３が収容される。基台ブロック３１に対して駆動装置３２が一体的に固定されてユニット化される。そのため、膨張弁装置３０としての組付性向上等の効果を期待することができる。

　（９）ハウジング４０内において、回路基板４７と基台ブロック３１との間の距離は、電動駆動部４２と基台ブロック３１との間の距離よりも長い。すなわち、回路基板４７は冷媒の循環路を有する基台ブロック３１から離れた位置（開口部４０ａ側）に配置される。そのため、回路基板４７が上側に配置される構造において、万一冷媒がハウジング４０内に浸入しても回路基板４７への到達を抑制でき、回路基板４７の破損を抑制することができる。

　本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・第１及び第２磁気減速部４３Ａ，４３Ｂを用いた２段構成としたが、３段以上の多段の磁気減速部にて構成してもよい。なおこの場合も、対で設けられる駆動側回転体、磁気伝達部材及び従動側回転体をそれぞれ同一構成（共通部品）とすれば、部品品番の増加を抑えるという意味で好ましい。また図５に示すように、単段の磁気減速部４３Ｃにて構成してもよい。磁気減速部４３Ｃは、上記と同様な構成の駆動側回転体４４Ｃ、磁気伝達部材４５Ｃ及び従動側回転体４６Ｃを用いる。また図５のように、磁気伝達部材４５Ｃを従動側回転体４６Ｃと同じく弁収容穴３１ｄに収容してもよい。この場合、磁気伝達部材４５Ｃは、耐冷媒性を高める表面処理等を行うことが好ましい。図５の態様では、駆動側回転体４４Ｃが冷媒に晒されないため、冷媒による劣化は生じない。

　・駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂの各磁極４４ｎ，４４ｓ、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂの各磁気伝達体４５ａ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂの各磁極４６ｎ，４６ｓの数をそれぞれ「２」「６」「１０」として磁気減速する構成としたが、上記で挙げた数は一例であり、適宜変更してもよい。

　・駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂの各磁気対向面４４ｘ，４６ｘに設けた各磁極４４ｎ，４４ｓ，４６ｎ，４６ｓについて特に言及しなかったが、各磁気対向面４４ｘ，４６ｘに主として磁極が現れる極異方性磁石にて構成してもよい。極異方性磁石とすれば、駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂにバックヨーク等が不要となるため、部品低減を図ることができる。なお、駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂの表裏面に磁極が現れる一般的な軸方向配向型の磁石等、他の構成の磁石磁極を用いてもよい。

　・磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂにおいて複数の磁気伝達体４５ａを樹脂製のベース部材４５ｂに一体的に組み込んで構成したが、複数の磁気伝達体４５ａを個別に配置する等、構成を適宜変更してもよい。

　・駆動側回転体４４Ａ，４４Ｂ、磁気伝達部材４５Ａ，４５Ｂ及び従動側回転体４６Ａ，４６Ｂを軸方向に対向する構成としたが、それぞれ径方向に対向する構成のものを用いてもよい。この場合、径方向に対向する例えば磁気伝達部材４５Ｂと従動側回転体４６Ｂとの間に閉塞板３４の一部を介在させるような閉塞板３４の形状変更等の対応が必要となる。

　・磁気減速部４３Ａ，４３Ｂは電動駆動部（モータ）４２の駆動に基づく回転を減速するものであったが、電動駆動部（モータ）４２の駆動に基づく回転を増速する磁気増速部も含めた磁気変速部に適用してもよい。

　・磁気減速部４３Ａ，４３Ｂにて構成したが、複数の歯車の噛み合いにて機械的な減速を行う図６に示す歯車減速部５０を用いてもよい。歯車減速部５０は変速部（歯車変速部）として機能する。なお、図６の態様では、歯車減速部５０の後段において（膨張弁１３（弁体３３）との間の駆動伝達経路において）、磁気継手５１が設けられている。磁気継手５１は、歯車減速部５０の出力軸５０ａに同軸固定される駆動側回転体５１ａと弁体３３に同軸固定される従動側回転体５１ｂとが軸方向に対向し、各磁気対向面５１ａ１，５１ｂ１同士にて磁気連結している。そして、この駆動側回転体５１ａと従動側回転体５１ｂとの間が閉塞板３４にて液密に仕切られている。つまり、冷媒の浸入経路となりがちな駆動伝達経路を通じたその冷媒の駆動装置３２のハウジング４０内への浸入が磁気継手５１の駆動側回転体５１ａと従動側回転体５１ｂとの間の仕切り構造にて防止でき、歯車減速部５０の噛み合い部分に塗布されるグリスが冷媒により流出して減速部５０の円滑動作の妨げの防止が可能となる。なお、歯車変速部として歯車減速部５０を用いたが、歯車増速部を用いてもよい。

　・回路基板４７をハウジング４０の開口部４０ａ付近で、電動駆動部４２よりも上側に配置したが、これに限らない。例えば、回路基板４７を自身の平面方向が上下方向に沿うように配置してもよい。この場合、ハウジング４０の側面部に沿って配置してもよい。

　・膨張弁装置３０は基台ブロック３１を下側、駆動装置３２を上側としたが、配置構造はこれに限らず、適宜変更してもよい。
　・膨張弁装置３０（膨張弁１３）以外の弁に適用してもよく、実施形態の冷凍サイクル装置Ｄで言えば例えば統合弁装置２４に適用してもよい。

　・車両空調用の冷凍サイクル装置Ｄに適用したが、車両以外の空調用の冷凍サイクル装置や、空調以外の例えば電池冷却用の冷凍サイクル装置等、その他の冷凍サイクル装置の冷媒循環路上に用いる弁装置に適用してもよい。

　・本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　冷凍サイクル装置の循環路内を流れる冷媒の流動態様を変更する弁と、
　前記弁を駆動する駆動装置であって、該駆動装置はハウジング及び駆動源としての電動駆動部を含む、前記駆動装置と、
　前記電動駆動部から前記弁までの駆動伝達経路に設けられ、前記電動駆動部の駆動に基づいて生じる回転を変速する変速部と、を備え、
　前記変速部の全部又は一部が、前記循環路から液密に仕切られた前記ハウジング内に配置されている弁装置。
　前記変速部は、駆動側回転体、磁気伝達部材及び従動側回転体、を含む磁気変速部であり、
　前記駆動側回転体は、前記電動駆動部の駆動に基づき回転すると共に回転方向に複数の磁石磁極を有しており、
　前記磁気伝達部材は、前記磁石磁極にて励磁可能な複数の磁気伝達体を含んでおり、該複数の磁気伝達体は回転方向に互いに離間して配置されており、
　前記従動側回転体は、前記回転方向に複数の磁石磁極を有し前記磁気伝達体を介した前記駆動側回転体の複数の磁石磁極の回転動作に追従して回転し、
　前記磁気変速部は、前記磁石磁極及び前記磁気伝達体の数を異ならせることで前記回転を減速又は増速するように構成されている請求項１に記載の弁装置。
　前記駆動側回転体は複数段の駆動側回転体のうちの一つであり、前記複数段の駆動側回転体は前段の駆動側回転体及び最終段の駆動側回転体を含み、
　前記磁気伝達部材は複数段の磁気伝達部材のうちの一つであり、前記複数段の磁気伝達部材は前段の磁気伝達部材及び最終段の磁気伝達部材を含み、
　前記従動側回転体は複数段の従動側回転体のうちの一つであり、前記複数段の従動側回転体は前段の従動側回転体及び最終段の従動側回転体を含み、
　前記変速部は複数段の変速部のうちの一つであり、前記複数段の変速部は前記前段の駆動側回転体及び前記最終段の駆動側回転体と、前記前段の磁気伝達部材及び前記最終段の磁気伝達部材と、前記前段の従動側回転体及び前記最終段の従動側回転体と、を含み、
　前記前段の前記従動側回転体と前記最終段の前記駆動側回転体とが駆動可能に連結され、
　前記前段の駆動側回転体及び前記最終段の駆動側回転体は同一構成であり、
　前記前段の磁気伝達部材及び前記最終段の磁気伝達部材は同一構成であり、
　前記前段の従動側回転体及び前記最終段の従動側回転体は同一構成である請求項２に記載の弁装置。
　前記循環路の一部を構成すると共に、前記弁の弁体を収容する弁収容穴を有する基台ブロックと、
　前記弁収容穴の開口部を液密に閉塞する閉塞板と、をさらに備え、
　前記駆動側回転体及び磁気伝達部材を含む群と前記従動側回転体との間が前記閉塞板にて仕切られている請求項２に記載の弁装置。
　前記循環路の一部を構成すると共に、前記弁の弁体を収容する弁収容穴を有する基台ブロックと、
　前記弁収容穴の開口部を液密に閉塞する閉塞板と、をさらに備え、
　前記複数段の変速部では、前記最終段の前記駆動側回転体及び前記最終段の磁気伝達部材を含む群と前記最終段の従動側回転体との間が前記閉塞板にて仕切られている請求項３に記載の弁装置。
　前記変速部は、複数の歯車の噛み合いにて前記回転を減速又は増速する歯車変速部であり、
　前記変速部と前記弁との間の駆動伝達経路には、互いに磁気連結された駆動側回転体と従動側回転体とを含む磁気継手が設けられ、
　前記駆動側回転体は、前記従動側回転体よりも前記変速部寄りに設けられ、
　前記従動側回転体は、前記駆動側回転体よりも前記弁寄りに設けられ、
　前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間が液密に仕切られている請求項１に記載の弁装置。
　前記冷凍サイクル装置は、車両に搭載される車両用の冷凍サイクル装置である請求項１～５の何れか１項に記載の弁装置。