WO2023248869A1

WO2023248869A1 - 電動弁

Info

Publication number: WO2023248869A1
Application number: PCT/JP2023/021885
Authority: WO
Inventors: 貴郁松本; 博登井上; 琢郎佐原; 慎二橋元; 諭宮野; 理功大内; 弘之川島; 繁次大石
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2022-06-24
Filing date: 2023-06-13
Publication date: 2023-12-28

Abstract

電力が供給されることによって回転駆動力を発生するモータ部（１１）と、流体が通過する弁口（５２ａ）を形成する弁口形成部材（５０）と、弁口を開閉する弁体（４８）と、モータ部の出力軸（１４）から弁体に回転動力を磁気的に伝達する磁気ギア（６０ｂ）と、モータ部に供給する電流を制御する制御部（８１）とを備え、制御部は、弁体によって弁口を全閉する全閉作動時に、モータ部に供給する電流を全閉時制限電流値（Ｉｓ）以下に制限し、全閉時制限電流値は、弁体によって弁口の開度を調整する開度調整時にモータ部に供給される電流の値である開度調整時電流値（Ｉａ）よりも大きい電流値である。

Description

電動弁

関連出願の相互参照

　本出願は、２０２２年６月２４日に出願された日本特許出願２０２２－１０１８３４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、電動モータによって開閉駆動される電動弁に関する。

　従来、特許文献１には、この種の電動弁が特許文献１に記載されている。この従来技術では、電動モータにより主弁体を駆動し、主弁体が主弁座に着座することで、主弁ポートが閉じられた弁閉状態にすることができる。

特開２０２０－３４１４０号公報

　電動弁においては、流量調整される流体が電動モータに侵入しないように流体を良好に封止することが求められる。その対策として、電動モータから弁体への回転駆動力の伝達機構に、回転駆動力を磁気的に伝達する磁気ギアを用いることが考えられる。

　しかしながら、この対策では、電動モータのトルクが磁気ギアの脱調トルクを上回ると磁気ギアが脱調して正転逆転を繰り返すようになるので、確実に弁閉状態にすることができなくなり流体漏れが発生してしまう。

　本開示は、上記点に鑑みて、磁気ギアを有する電動弁において、全閉時の流体漏れを低減することを目的とする。

　本開示の一態様による電動弁は、モータ部と、弁口形成部材と、弁体と、磁気ギアと、制御部とを備える。

　モータ部は、電力が供給されることによって回転駆動力を発生する。弁口形成部材は、流体が通過する弁口を形成する。弁体は、弁口を開閉する。磁気ギアは、モータ部の出力軸から弁体に回転駆動力を磁気的に伝達する。制御部は、モータ部に供給する電流を制御する。

　制御部は、弁体によって弁口を全閉する全閉作動時に、モータ部に供給する電流を全閉時制限電流値以下に制限する。全閉時制限電流値は、開度調整時電流値よりも大きい電流値である。開度調整時電流値は、弁体によって弁口の開度を調整する開度調整時にモータ部に供給される電流の値である。

　これによると、全閉作動時にモータ部に供給される電流が過大になって磁気ギアが脱調することを抑制できる。そのため、磁気ギアの脱調による弁体の逆転を抑制できるので、弁口の全閉性を向上させることができる。

　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、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確となる。
第１実施形態の車両用空調装置を示す全体構成図である。第１実施形態の第１膨張弁を示す断面図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。第１実施形態の車両用空調装置の電子制御部を示すブロック図である。第１実施形態の第１膨張弁のモータ部におけるトルクと電流との関係を示すグラフである。第１実施形態の第１膨張弁制御装置に記憶されている故障検知電流値および全閉時制限電流値を説明するグラフである。第１実施形態の第１膨張弁制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。第２実施形態の第１膨張弁制御装置に記憶されている故障検知電流値および全閉時制限電流値を説明するグラフである。第３実施形態の第１膨張弁制御装置に記憶されている故障検知電流値および全閉時制限電流値を説明するグラフである。第４実施形態の第１膨張弁制御装置に記憶されている故障検知電流値および全閉時制限電流値を説明するグラフである。第５実施形態の第１膨張弁制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。第６実施形態の第１膨張弁制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。

　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

　（第１実施形態）
　本開示における第１実施形態について、図１～図７を参照して説明する。本実施形態の動力伝達装置１は、蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０の第１膨張弁１１３および第２膨張弁１１５に適用されている。蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０は、図１に示す車両用空調装置１００に適用されている。車両用空調装置１００は、車両走行用の駆動力を走行用の電動モータから得る電気自動車に適用されている。

　車両用空調装置１００は、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、および車室内を除湿しつつ暖房する除湿暖房モードの３つの動作モードを備えている。図１では、冷房モードでの冷媒流れは実線矢印で示され、暖房モードでの冷媒流れは破線矢印で示され、除湿暖房モードでの冷媒流れは二点鎖線矢印で示されている。

　車両用空調装置１００は、蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０と車室内空調ユニット１２０とを備えている。

　蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０は、圧縮機１１１、室内熱交換器１１２、第１膨張弁１１３、室外熱交換器１１４、第２膨張弁１１５、蒸発器１１６、電磁開閉弁１１７およびアキュムレータ１１８を有している。

　圧縮機１１１は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する電動圧縮機である。蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルであり、蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０を循環する冷媒としては、フロン系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）が採用されている。

　室内熱交換器１１２は、圧縮機１１１から吐出された冷媒を、車室内空調ユニット１２０内を流れる空気と熱交換させて凝縮させる。第１膨張弁１１３は、室内熱交換器１１２で凝縮された冷媒を減圧膨張させる。室外熱交換器１１４は、第１膨張弁１１３から流出した冷媒と外気とを熱交換させる。

　第２膨張弁１１５は、室外熱交換器１１４から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器１１６は、第２膨張弁１１５で減圧膨張された冷媒を車室内空調ユニット１２０内を流れる空気と熱交換させて蒸発させる。

　電磁開閉弁１１７は、室外熱交換器１１４から流出した冷媒を、第２膨張弁１１５および蒸発器１１６をバイパスさせてアキュムレータ１１８へ導く冷媒流路を開閉する電磁弁である。アキュムレータ１１８は、蒸発器１１６で蒸発した冷媒、および電磁開閉弁１１７を通過した冷媒の気液を分離する。

　車室内空調ユニット１２０は、車室内に配置されており、その内部に空気通路を形成している。車室内空調ユニット１２０内の空気通路には、送風機１２１、蒸発器１１６、室内熱交換器１１２およびエアミックスドア１２２が配置されている。

　送風機１２１は、車室内空調ユニット１２０内の空気通路に送風する電動送風機である。蒸発器１１６は、送風機１２１に対し空気流れの下流に配置されている。室内熱交換器１１２は、蒸発器１１６に対し空気流れの下流に配置されている。エアミックスドア１２２は、室内熱交換器１１２へ流れる空気と室内熱交換器１１２をバイパスして流れる空気との流量比を調節する。車室内空調ユニット１２０は、エアミックスドア１２２により調温された空気を車室内に吹き出す。

　車両用空調装置１００の冷房モードでは、電磁開閉弁１１７は閉弁状態とされ、エアミックスドア１２２は、室内熱交換器１１２への空気流路を閉塞する。そのため、圧縮機１１１から吐出された冷媒は、室内熱交換器１１２では熱交換されずに室内熱交換器１１２を通過し、第１膨張弁１１３、室外熱交換器１１４、第２膨張弁１１５、蒸発器１１６、アキュムレータ１１８の順に流れて、アキュムレータ１１８から圧縮機１１１に戻る。

　このとき、第１膨張弁１１３は冷媒流れを絞らない全開状態にされ、第２膨張弁１１５は冷媒流れを絞る弁開度にされるので、室外熱交換器１１４では冷媒が凝縮され、蒸発器１１６では冷媒が蒸発する。

　車両用空調装置１００の暖房モードでは、電磁開閉弁１１７は開弁状態とされ、第２膨張弁１１５は冷媒流れを遮断する閉弁状態とされ、エアミックスドア１２２は、空気が室内熱交換器１１２へ流通するように開かれる。そのため、圧縮機１１１から吐出された冷媒は、室内熱交換器１１２、第１膨張弁１１３、室外熱交換器１１４、電磁開閉弁１１７、アキュムレータ１１８の順に流れて、アキュムレータ１１８から圧縮機１１１に戻る。このとき、第１膨張弁１１３は冷媒流れを絞る弁開度にされ、第２膨張弁１１５は閉弁状態にされるので、室内熱交換器１１２では冷媒が凝縮され、室外熱交換器１１４では冷媒が蒸発され、蒸発器１１６には冷媒が流れない。

　車両用空調装置１００の除湿暖房モードでは、電磁開閉弁１１７は閉弁状態とされ、エアミックスドア１２２は、空気が室内熱交換器１１２へ流通するように開かれる。そのため、圧縮機１１１から吐出された冷媒は、室内熱交換器１１２、第１膨張弁１１３、室外熱交換器１１４、第２膨張弁１１５、蒸発器１１６、アキュムレータ１１８の順に流れて、アキュムレータ１１８から圧縮機１１１に戻る。

　このとき、第１膨張弁１１３および第２膨張弁１１５は冷媒流れを絞る弁開度にされるので、室内熱交換器１１２では冷媒が凝縮され、室外熱交換器１１４および蒸発器１１６では冷媒が蒸発される。

　図２に示すように、第１膨張弁１１３は、動力伝達装置１、駆動側機構部１０および従動側機構部３５を有している。第１膨張弁１１３は、車両に縦置き配置されている。縦置き配置とは、弁体４８の軸方向が車両上下方向と略平行となり、かつ駆動側機構部１０が従動側機構部３５に対して車両上方側になるような配置のことである。

　動力伝達装置１は、駆動側機構部１０が発生する回転駆動力を、磁力を用いて従動側機構部３５に伝達する。

　駆動側機構部１０は、モータ部１１およびモーターケース１５を有している。モータ部１１は、速度フィードバック制御によって駆動可能なモータであり、ステータ１２、ロータ１３およびシャフト１４を有している。モータ部１１は例えば三相ブラシレスモータやＤＣブラシモータ等である。

　シャフト１４は、モータ部１１の出力軸であるとともに動力伝達装置１の入力軸であり、ロータ１３と一体に回転する。モーターケース１５は、モータ部１１を収容している。

　ステータ１２はモーターケース１５に固定されている。ステータ１２はステータコイル１２ａを有している。本例では、ステータ１２のスロット数Ｎｓは６である。

　ロータ１３は円筒状であり、ロータ１３の内部にステータ１２が配置されている。図３に示すように、ロータ１３は、Ｎ極１３ｎおよびＳ極１３ｓからなる一対の磁石が円周方向に沿って複数組配置されている。本例では、Ｎ極１３ｎおよびＳ極１３ｓは各４個であるので、ロータ１３の極数Ｐｒは８である。ステータ１２およびロータ１３は、シャフト１４を回転させる駆動力を電磁力によって出力する。

　モーターケース１５には、駆動側機構部１０のシャフト１４と従動側機構部３５の回転部材４１とを軸合わせ（芯出し）するため軸合わせ部１５ａが形成されている。軸合わせ部１５ａは、従動側機構部３５の本体部５０に嵌め合わされている。

　モーターケース１５内には回路部７０が収容されている。回路部７０は、モータ部１１を制御する為の複数の電子部品を搭載した回路基板を有している。

　従動側機構部３５は、回転部材４１、弁体４８、軸受部材４９および本体部５０を有している。回転部材４１、弁体４８および軸受部材４９は本体部５０に収容されている。本体部５０は、モーターケース１５とともに、第１膨張弁１１３の筐体を構成している。本体部５０には、弁室５２、流入口側接続口５３、流出口側接続口５４および弁座５５が形成されている。本体部５０は、弁室５２の弁口５２ａを形成する弁口形成部材である。

　回転部材４１は、動力伝達装置１の出力軸であり、駆動側機構部１０から伝達された駆動力によって回転する。回転部材４１は、棒状の部材であり、シャフト１４と同軸状に配置されている。回転部材４１のうち駆動側機構部１０と反対側の端部には噛合溝４１ａが形成されている。回転部材４１は、本体部５０に固定された軸受部材４９によって回転可能に支持されている。

　弁体４８は、弁室５２内に配置された棒状の部材である。弁体４８は、回転部材４１と同軸状に配置されている。回転部材４１の噛合溝４１ａには弁体４８の突出片４８ａが噛み合っている。これにより、回転部材４１の回転力が弁体４８に伝達される。

　突出片４８ａは弁体４８の一端に形成されている。弁体４８の外周面には雄ネジが形成されている。弁体４８の雄ネジは、本体部５０に形成されたネジ孔５０ａに螺合していてネジ機構を構成している。これにより、弁体４８が回転すると弁体４８は軸方向に移動する。

　弁体４８は複数の部材で形成されている。具体的には、弁体４８は回転部材４１側に位置して上述の雄ネジが形成された雄ネジ部材４８１と、弁座５５側に位置する弁座側部材４８２と、両部材４８１、４８２の間に配置されたボール４８３とで構成されている。両部材４８１、４８２の間にボール４８３が配置されていることにより、弁体４８のうち弁座側部材４８２は、回転することなく軸方向に移動する。

　弁体４８のうちボール受け部材をなす弁座側部材４８２は、弁体４８が弁座５５から軸方向に離れる側に、コイルスプリング４７によって付勢されている。

　弁体４８が軸方向に移動することにより弁体４８が弁座５５に当接したり弁座５５から離れたりして弁室５２の弁口５２ａが開閉される。弁室５２内において、弁体４８が弁座５５から離れることにより、冷媒は弁口５２ａを通じて流入口側接続口５３から流出口側接続口５４へ流れて減圧膨張する。

　動力伝達装置１は、非接触連結部６０を備えている。非接触連結部６０は、磁気ギア６０ｂおよび封止板５１を有している。磁気ギア６０ｂは、駆動側マグネット２０、ポールピース２５および固定マグネット４０を備えている。

　駆動側マグネット２０は、モータ部１１のシャフト１４と一体に回転する。ポールピース２５は、駆動側マグネット２０と固定マグネット４０との間で磁束を変調させ、回転部材４１と一体に回転する。固定マグネット４０は、第１膨張弁１１３の本体部５０に固定されている。

　駆動側マグネット２０は、円筒状であり、モータ部１１のロータ１３の外周面に、円筒状の介在部材２１を介して接合されている。すなわち、モータ部１１は、駆動側マグネット２０の内側に配置されている。介在部材２１は磁性体で形成されている。

　駆動側マグネット２０は、Ｎ極２０ｎおよびＳ極２０ｓからなる一対の磁石が円周方向に沿って少なくとも一組配置されている。本例では、Ｎ極２０ｎおよびＳ極２０ｓは各１個であるので、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎは２である。

　駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎは、ロータ１３の極数Ｐｒからステータ１２のスロット数Ｎｓを減算した値と同じになっている。本例では、ロータ１３の極数Ｐｒは８であり、ステータ１２のスロット数Ｎｓは６であるので、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎは２になっている。

　封止板５１は、第１膨張弁１１３の内部空間を駆動側空間１１３ａと従動側空間１１３ｂとに区画するとともに、従動側空間１１３ｂを封止する封止部材である。駆動側空間１１３ａは、駆動側機構部１０側の空間であり、従動側空間１１３ｂは従動側機構部３５側の空間である。

　封止板５１は、従動側空間１１３ｂに存在する冷媒（高圧冷媒）が駆動側空間１１３ａに漏れ出すのを防止する。本例では、封止板５１は非磁性体（例えば、ＳＵＳ３０５）で形成されている。

　封止板５１は、中央部が下方に向かって凹んだ円盤状であり、封止上面部５１ａと封止円筒部５１ｂと封止底面部５１ｃとを有している。封止上面部５１ａは、円環板状であり、外縁部が第１膨張弁１１３の本体部５０に固定されている。封止円筒部５１ｂは、円筒状であり、駆動側マグネット２０の外径側に位置している。封止底面部５１ｃは、駆動側マグネット２０の下方側に位置しており、封止円筒部５１ｂを駆動側空間１１３ａ側から塞いでいる。

　封止底面部５１ｃは、中央部が下方に向かって湾曲した円板状である。封止円筒部５１ｂと封止底面部５１ｃとの境界をなす角部は、直角ではなく、所定の曲率半径で丸められた形状になっていて耐圧性が高められている。

　封止板５１は、耐圧性を向上させるために、封止上面部５１ａ、封止円筒部５１ｂおよび封止底面部５１ｃが一体成形されている。

　封止底面部５１ｃは、シャフト１４および回転部材４１の軸方向において、シャフト１４と回転部材４１との間の空隙に配置されている。すなわち、封止底面部５１ｃは、トルク発生点の少ない場所に配置されている。そのため、封止板５１における耐トルク性および耐圧性の確保が容易になっている。

　ポールピース２５は、円筒状であり、封止板５１の封止円筒部５１ｂの外径側に配置されている。ポールピース２５は、従動側機構部３５の回転部材４１に接合されている。

　固定マグネット４０は、円筒状であり、ポールピース２５の外径側に配置されている。固定マグネット４０は、円筒状のバックヨーク５６を介して、本体部５０（換言すれば、筐体）のうち円筒状の本体円筒部５０ｂ（換言すれば、筐体円筒部）に嵌め込まれている。バックヨーク５６および本体円筒部５０ｂは磁性体で形成されている。

　固定マグネット４０は、Ｎ極４０ｎおよびＳ極４０ｓからなる一対の磁石が円周方向に沿って略等間隔に複数個配置されている。固定マグネット４０の極数Ｐｆは、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎよりも多くなっている。本例では、Ｎ極４０ｎおよびＳ極４０ｓは各２０個であるので、固定マグネット４０の極数Ｐｆは４０である。

　ポールピース２５は、複数個の磁性体部２５ａおよび複数個の非磁性体部２５ｂを有している。磁性体部２５ａおよび非磁性体部２５ｂは扇台形状であり、磁性体部２５ａが円周方向に沿って略等間隔に配されている。非磁性体部２５ｂは、磁性体部２５ａ同士の間に配置されている。例えば、磁性体部２５ａは軟磁性体（例えば鉄系金属）で形成されており、非磁性体部２５ｂは非磁性体（例えばステンレスまたは樹脂）で形成されている。

　ポールピース２５の極数Ｐｐは、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎと固定マグネット４０の極数Ｐｆとの合計と同じ個数になっている。本例では、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎは２であり、固定マグネット４０の極数Ｐｆは４０であるので、ポールピース２５の極数Ｐｐは４２である。すなわち、磁性体部２５ａおよび非磁性体部２５ｂは各２１個である。すなわち、磁性体部２５ａの個数Ｎｐｐは、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎおよび固定マグネット４０の極数Ｐｆに対して、以下の関係になっている。
Ｎｐｐ＝（Ｐｉｎ＋Ｐｆ）／２
　ポールピース２５の軸方向長さは、固定マグネット４０の軸方向長さよりも短くなっている。これにより、ポールピース２５での軸方向への磁束漏れが低減でき、伝達トルクを向上できる。

　第２膨張弁１１５の構成は第１膨張弁１１３と同様であるので、第２膨張弁１１５の詳細構成の説明を省略する。

　次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。図４に示す空調制御装置８０、第１膨張弁制御装置８１および第２膨張弁制御装置８２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータ、および周辺回路を有する電子制御ユニットである。空調制御装置８０、第１膨張弁制御装置８１および第２膨張弁制御装置８２は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。

　第１膨張弁制御装置８１および第２膨張弁制御装置８２は空調制御装置８０とハーネスを介して互いに通信可能に接続されている。従って、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置の出力側に接続された制御対象機器の作動を制御することができる。

　空調制御装置８０は、蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０の圧縮機１１１、電磁開閉弁１１７、車室内空調ユニット１２０の送風機１２１、エアミックスドア１２２の駆動用のアクチュエータ等の作動を制御する。

　第１膨張弁制御装置８１は、冷凍サイクル１１０の第１膨張弁１１３の作動を制御する。具体的には、第１膨張弁制御装置８１のモータ部１１に出力する駆動電流の値を演算し、演算結果に基づいてモータ部１１に駆動電流を出力する。第１膨張弁制御装置８１は、第１膨張弁１１３の回路部７０によって構成されている。

　第２膨張弁制御装置８２は、蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０の第２膨張弁１１５の作動を制御する。具体的には、第２膨張弁制御装置８２のモータ部１１に出力する駆動電流の値を演算し、演算結果に基づいてモータ部１１に駆動電流を出力する。第２膨張弁制御装置８２は、第２膨張弁１１５の回路部７０によって構成されている。

　空調制御装置８０の入力側には、内気温センサ８３、外気温センサ８４、日射センサ８５、空調風温度センサ８６、高圧側冷媒センサ８７、低圧側冷媒センサ８８等の制御用センサ群が接続されている。空調制御装置８０には、これらのセンサの検出信号が入力される。これらのセンサは、冷凍サイクルを構成する構成機器に含まれる。

　内気温センサ８３は、車室内の温度である内気温Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサ８４は、車室外の温度である外気温Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサ８５は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。空調風温度センサ８６は、車室内空調ユニット１２０から車室内へ送風される空調風の温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。

　高圧側冷媒センサ８７は、蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０の高圧側冷媒の圧力および温度を検出する高圧側冷媒検出部である。低圧側冷媒センサ８８は、蒸気圧縮式冷凍サイクル１１０の低圧側冷媒の圧力および温度を検出する低圧側冷媒検出部である。

　空調制御装置８０の入力側には、空調用操作パネルに設けられた各種操作スイッチも接続されている。空調用操作パネルは、車室内前部の計器盤付近に配置されている。計器盤は、車室内前部の運転席の正面付近に配置されている。計器盤は、電気自動車の走行速度や電気自動車の作動状態等の種々の情報を表示する。計器盤は、電気自動車の各種機器に異常や故障が生じた場合に表示や音声等によって乗員に警告を行う。

　空調制御装置８０には、空調用操作パネルの各種操作スイッチからの操作信号が入力される。空調用操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等がある。

　オートスイッチは、乗員が車室内空調の自動制御運転を設定あるいは解除する操作部である。エアコンスイッチは、乗員が室内蒸発器にて空気の冷却を行うことを要求する操作部である。風量設定スイッチは、乗員が送風機１２１の風量をマニュアル設定する操作部である。温度設定スイッチは、乗員が車室内の設定温度Ｔｓｅｔを設定する操作部である。

　第１膨張弁制御装置８１の入力側には、第１電流電圧センサ９０および第１回転角センサ９１が接続されている。第１電流電圧センサ９０は、第１膨張弁１１３のモータ部１１に供給される電流電圧を検出する第１膨張弁電流電圧検出部である。第１回転角センサ９１は、第１膨張弁１１３のモータ部１１の回転角（換言すれば回転位置）を検出する第１回転角検出部である。

　第１電流電圧センサ９０は、第１膨張弁１１３に取り付けられている。第１電流電圧センサ９０では、電流検出部と電圧検出部とが一体化されているが、電流検出部と電圧検出部とが別体で構成されていてもよい。

　第２膨張弁制御装置８２の入力側には、第２電流電圧センサ９２および第２回転角センサ９３が接続されている。第２電流電圧センサ９２は、第２膨張弁１１５のモータ部１１に供給される電流電圧を検出する第２膨張弁電流電圧検出部である。第２回転角センサ９３は、第２膨張弁１１５のモータ部１１の回転角（換言すれば回転位置）を検出する第２転角検出部である。

　第２電流電圧センサ９２は、第２膨張弁１１５に取り付けられている。第２電流電圧センサ９２では、電流検出部と電圧検出部とが一体化されているが、電流検出部と電圧検出部とが別体で構成されていてもよい。

　次に、本実施形態における車両用空調装置１００の作動の概要を説明する。空調制御装置８０は、内気温センサ８３、外気温センサ８４、日射センサ８５、空調風温度センサ８６、高圧側冷媒センサ８７、低圧側冷媒センサ８８等の制御用センサ群からの検出信号に基づいて、冷房モード、暖房モードおよび除湿暖房モードのいずれかの動作モードを実行するかを決定する。

　空調制御装置８０は、電磁開閉弁１１７、第１膨張弁１１３および第２膨張弁１１５を開閉制御して、決定した動作モードに切り替える。

　冷房モードでは電磁開閉弁１１７は閉弁状態とされ、第１膨張弁１１３は冷媒流れを絞らない全開状態にされ、第２膨張弁１１５は冷媒流れを絞る弁開度にされる。このとき、空調制御装置８０は、制御用センサ群からの検出信号に基づいて第２膨張弁１１５の目標絞り開度を決定し、決定した目標絞り開度を第２膨張弁制御装置８２に出力する。第２膨張弁制御装置８２は、第２膨張弁１１５の開度が、空調制御装置８０から出力された目標絞り開度となるように第２膨張弁１１５を制御する。

　暖房モードでは電磁開閉弁１１７は開弁状態とされ、第１膨張弁１１３は冷媒流れを絞る弁開度にされ、第２膨張弁１１５は冷媒流れを遮断する閉弁状態とされる。このとき、空調制御装置８０は、制御用センサ群からの検出信号に基づいて第１膨張弁１１３の目標絞り開度を決定し、決定した目標絞り開度を第１膨張弁制御装置８１に出力する。第１膨張弁制御装置８１は、第１膨張弁１１３の開度が、空調制御装置８０から出力された目標絞り開度となるように第１膨張弁１１３を制御する。

　除湿暖房モードでは、電磁開閉弁１１７は閉弁状態とされ、第１膨張弁１１３および第２膨張弁１１５は冷媒流れを絞る弁開度にされる。このとき、空調制御装置８０は、制御用センサ群からの検出信号に基づいて第１膨張弁１１３の目標絞り開度および第２膨張弁１１５の目標絞り開度を決定し、決定した目標絞り開度を第１膨張弁制御装置８１および第２膨張弁制御装置８２に出力する。

　第１膨張弁制御装置８１は、第１膨張弁１１３の開度が、空調制御装置８０から出力された目標絞り開度となるように第１膨張弁１１３を制御する。第２膨張弁制御装置８２は、第２膨張弁１１５の開度が、空調制御装置８０から出力された目標絞り開度となるように第２膨張弁１１５を制御する。

　次に、本実施形態における第１膨張弁１１３の作動を説明する。第２膨張弁１１５の作動は第１膨張弁１１３の作動と同様であるので、第２膨張弁１１５の作動についての説明を省略する。

　第１膨張弁制御装置８１から第１膨張弁１１３のモータ部１１に駆動電流が出力されると、モータ部１１のロータ１３が回転し、モータ部１１のシャフト１４も一体に回転する。モータ部１１のシャフト１４が回転して駆動側マグネット２０も一体に回転すると、駆動側マグネット２０と固定マグネット４０との間の磁気的相互作用により、ポールピース２５が駆動側マグネット２０の回転方向と同じ方向に回転する。

　このときの減速比は、ポールピース２５の極数Ｐｐを駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎで除した値と同じになる。ポールピース２５の極数Ｐｐは駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎよりも大きいので、ポールピース２５の回転数は駆動側マグネット２０の回転数よりも小さくなる。

　本例では、ポールピース２５の極数Ｐｐは４２であり、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎは２であるので、減速比は２１となる。

　これに対し、ポールピース２５が固定され、固定マグネット４０と同じ極数のマグネットを従動側機構部３５の回転部材４１に接合させて回転させる構成（以下、この構成を比較例と言う。）では、減速比は２０となる。

　ポールピース２５の極数Ｐｐが固定マグネット４０の極数Ｐｆよりも大きいので、ポールピース２５を回転させる本実施形態では、固定マグネット４０と同じ極数のマグネットを回転させる比較例よりも減速比が大きくなる。

　ポールピース２５を回転させる本実施形態においては、ポールピース２５は封止板５１から独立した部材となる。そのため、従来技術のようにポールピースが回転せず封止板に埋没されている構造と比較して、封止板５１の耐圧性を向上させることができる。

　封止板５１は、封止円筒部５１ｂと封止底面部５１ｃとを有していることにより、中央部が従動側機構部３５側に向かって凹んだ円盤状になっている。そのため、封止板５１をポールピース２５から独立した部材として配置できるので、封止板５１の耐圧性を高めることができる。

　ポールピース２５が有する磁性体部２５ａの個数Ｎｐｐは、駆動側マグネット２０の極数Ｐｉｎおよび固定マグネット４０の極数Ｐｆに対して、以下の関係になっている。
Ｎｐｐ＝（Ｐｉｎ＋Ｐｆ）／２
　これにより、駆動側マグネット２０の回転力をポールピース２５に伝達できる。駆動側マグネット２０の回転力がポールピース２５に伝達されることで動力伝達装置１の出力軸である回転部材４１が回転し、回転部材４１の回転力が弁体４８に伝達されることで弁体４８が軸方向に移動する。弁体４８が軸方向に移動することで弁室５２の弁口５２ａが開閉されて弁口５２ａを通過する冷媒の流量が調整される。

　第１膨張弁制御装置８１は、第１電流電圧センサ９０および第１回転角センサ９１の検出信号に基づいて、モータ部１１をフィードバック制御する。図５に示すように、モータ部１１が発生するトルク（以下、モータトルクと言う。）は、モータ部１１に供給される電流（以下、モータ電流と言う。）と比例関係にある。

　第１膨張弁制御装置８１には、図６に示す故障検知電流値Ｉｂおよび全閉時制限電流値Ｉｓが予め記憶されている。故障検知電流値Ｉｂ（換言すれば、異常判定電流値）は故障検知トルク値Ｔｂに対応する電流値である。全閉時制限電流値Ｉｓは全閉時制限トルク値Ｔｓに対応する電流値である。

　故障検知トルク値Ｔｂ（換言すれば、異常判定トルク値）は、弁体４８の作動に異常が発生したときのモータトルク値である。すなわち、故障検知トルク値Ｔｂは、弁体４８に異物が干渉する等の原因によってモータ部１１の回転に異常が生じてモータトルクが急増したときのモータトルク値である。

　全閉時制限トルク値Ｔｓは、弁体４８が弁口５２ａを全閉状態にしたときのモータトルクの値である。すなわち、全閉時制限トルク値Ｔｓは、弁体４８が弁座５５に押し付けられてモータトルクが急増したときのモータトルク値である。

　図６に示すように、故障検知トルク値Ｔｂは、弁体４８が弁口５２ａの開度を正常に調整している時（換言すれば、通常使用時）のモータトルクの最大値Ｔａ（以下、開度調整時トルク値と言う。）よりも大きく、モータ部１１の基底速度トルク値Ｔｖ（以下、モータ基底速度トルク値と言う。）よりも小さい。

　モータ部１１は、モータトルクがモータ基底速度トルク値Ｔｖよりも小さい範囲ではモータ部１１の回転速度（以下、モータ回転速度と言う。）はモータトルクに対して一定であり、モータトルクがモータ基底速度トルク値Ｔｖよりも大きい範囲ではモータトルクが大きくなるにつれてモータ回転速度が小さくなるという特性を有している。

　上述のようにモータトルクはモータ電流と比例関係にあることから、故障検知電流値Ｉｂは、開度調整時電流値Ｉａよりも大きく、モータ基底速度電流値Ｉｖよりも小さい。開度調整時電流値Ｉａは、開度調整時トルク値Ｔａに対応する電流値である。モータ基底速度電流値Ｉｖは、モータ基底速度トルク値Ｔｖに対応する電流値である。

　全閉時制限トルク値Ｔｓは、モータ基底速度トルク値Ｔｖよりも大きく、磁気ギア脱調トルク値Ｔｇよりも小さい。磁気ギア脱調トルク値Ｔｇは、磁気ギア６０ｂが脱調するモータトルクの最小値である。

　したがって、全閉時制限電流値Ｉｓは、モータ基底速度電流値Ｉｖよりも大きく、磁気ギア脱調電流値Ｉｇよりも小さい。磁気ギア脱調電流値Ｉｇは、磁気ギア脱調トルク値Ｔｇに対応する電流値である。

　図７は、第１膨張弁制御装置８１が実行する制御処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０００では、空調制御装置８０から第１膨張弁１１３の作動モードの指示信号が入力される。具体的には、全閉作動モードおよび開度調整モードのいずれかの指示信号が入力される。全閉作動モードは、第１膨張弁１１３を全閉する作動モードである。開度調整モードは、第１膨張弁１１３を目標開度に調整する作動モードである。

　ステップＳ１０１０では、空調制御装置８０から指示された作動モードが全閉作動モードであるか否かが判定され、全閉作動モードでない（すなわち開度調整モードである）と判定された場合、ステップＳ１０２０へ進む。

　ステップＳ１０２０では、空調制御装置８０から目標開度の指示信号が入力される。ステップＳ１０３０では、空調制御装置８０に予め記憶された故障検知電流値Ｉｂが読み出される。

　ステップＳ１０４０では、モータ部１１の回転位置を目標位置に近づけるようにモータ部１１をフィードバック制御する。

　ステップＳ１０５０では、故障検知制御（換言すれば異常判定制御）が行われる。具体的には、第１電流電圧センサ９０の検出信号に基づいて、モータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達したか否かが判定される。ステップＳ１０５０にてモータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達していないと判定された場合、ステップＳ１０６０へ進む。

　ステップＳ１０６０では、第１回転角センサ９１の検出信号に基づいて、モータ部１１の回転位置が目標位置に到達したか否かが判定される。モータ部１１の回転位置が目標位置に到達していないと判定した場合、ステップＳ１０４０へ戻る。

　ステップＳ１０６０にてモータ部１１の回転位置が目標位置に到達したと判定された場合、ステップ１０７０へ進み、モータ部１１が目標位置に到達したことを表す信号が空調制御装置８０に出力される。

　一方、ステップＳ１０５０にてモータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達したと判定された場合、ステップＳ１０８０へ進み、膨張弁故障の信号が空調制御装置８０に送信される。

　すなわち、異物等の干渉によってモータ電流が開度調整時電流値Ｉａよりも大きくなったと考えられることから、第１膨張弁１１３が故障した（換言すれば、弁体４８の作動に異常が発生した）と推定する。

　一方、ステップＳ１０１０にて空調制御装置８０から指示された作動モードが全閉作動モードであると判定された場合、ステップＳ１１００へ進み、空調制御装置８０に予め記憶された全閉時制限電流値Ｉｓが読み出される。

　ステップＳ１１１０では、モータ部１１の回転位置を目標位置（弁体４８を全閉させる位置）に近づけるようにモータ部１１をフィードバック制御する。
ステップＳ１１２０では、第１電流電圧センサ９０の検出信号に基づいて、モータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達したか否かが判定される。ステップＳ１１２０にてモータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達していないと判定された場合、ステップＳ１１１０へ戻る。

　ステップＳ１１２０にてモータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達したと判定された場合、ステップＳ１１３０へ進み、閉弁が完了したことを表す信号が空調制御装置８０に出力される。

　これにより、モータ部１１のトルクが磁気ギア脱調トルク値Ｔｇを超えることを抑制できるので、磁気ギア６０ｂが脱調して正転逆転を繰り返すことを抑制できる。その結果、第１膨張弁１１３を確実に全閉させることができる。

　このとき、全閉時制限トルク値Ｔｓがモータ基底速度トルク値Ｔｖよりも大きいため、全閉時制限トルク値Ｔｓがモータ基底速度トルク値Ｔｖよりも小さい場合と比較して、第１膨張弁１１３を大きいモータトルクで確実に全閉状態にすることができる。

　以上の制御処理により、弁体４８によって弁口５２ａの開度を調整する開度調整時には第１膨張弁１１３の故障を検知することができ、弁体４８によって弁口５２ａを全閉する全閉作動時には弁口５２ａを確実に全閉させることができる。

　本実施形態のようにモータ基底速度トルク値Ｔｖが磁気ギア脱調トルク値Ｔｇより小さい構成はモータ体格を小さくできるが、全閉作動時に磁気ギアを脱調させると弁を閉めることができないという課題があった。

　この点、本実施形態では、全閉作動時に電流制限をかけてモータ部１１を作動させることで、磁気ギア６０ｂの脱調による逆転を防止して確実に全閉できる。

　また、磁気ギア６０ｂの特性上、着座してから全閉になるまでに徐々に負荷トルクが上がり減速するため、シール性を向上できる。

　全閉作動時には故障検知を適用しないことにより、弁体４８が弁座５５に着座した後、締め切りに適したモータトルクで弁体４８を締め付けることで冷媒漏れを低減できる。全閉完了時に全閉時制限電流値Ｉｓに到達するため、全閉作動の完了を検出できる。

　流量調整作動時には故障検知を適用することにより、異物詰まり等の原因でモータ部１１の出力軸や弁体４８が動かなくなる故障を故障検知電流値Ｉｂへの到達によって検出できる。そのため、故障に伴う磁気ギア６０ｂの脱調を防止できるので、磁気ギア６０ｂの脱調に伴うモータ回転速度の大きな変動を防止でき、ひいては冷媒配管の大きな振動を防止できる。

　本実施形態では、第１膨張弁制御装置８１は、全閉作動時に、モータ部１１に供給する電流を全閉時制限電流値Ｉｓ以下に制限する。全閉時制限電流値Ｉｓは開度調整時電流値Ｉａよりも大きい電流値である。

　これによると、全閉作動時にモータ電流が過大になって磁気ギア６０ｂが脱調することを抑制できる。そのため、磁気ギア６０ｂの脱調による弁体４８の逆転を抑制できるので、弁口５２ａの全閉性を向上させることができる。

　本実施形態では、全閉時制限電流値Ｉｓは磁気ギア脱調電流値Ｉｇよりも小さい電流値である。これによると、全閉作動時に磁気ギア６０ｂが脱調することを確実に抑制できる。

　本実施形態では、第１膨張弁制御装置８１は故障検知制御を行う。故障検知制御では、モータ部１１に供給する電流が故障検知電流値Ｉｂに到達したら第１膨張弁１１３が故障したと判定する。故障検知電流値Ｉｂは、開度調整時電流値Ｉａよりも大きく、かつ全閉時制限電流値Ｉｓよりも小さい電流値である。これによると、磁気ギア６０ｂが脱調する前に第１膨張弁１１３が故障したことを検知できる。

　本実施形態では、故障検知電流値Ｉｂは、磁気ギア脱調電流値Ｉｇよりも小さい電流値である。これによると、第１膨張弁１１３が故障したことを磁気ギア６０ｂが脱調する前に確実に検知できる。

　本実施形態では、開度調整時電流値Ｉａ、故障検知電流値Ｉｂ、全閉時制限電流値Ｉｓおよび磁気ギア脱調電流値Ｉｇが、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている。これによると、磁気ギア６０ｂが脱調する前に弁体４８の作動に異常が生じたことを確実に判定することができるとともに、全閉作動時に磁気ギア６０ｂが脱調することを確実に抑制できる。

　本実施形態では、第１膨張弁制御装置８１は、全閉作動時には故障検知制御を行わない。これによると、弁体４８が弁口５２ａを閉じる際に第１膨張弁１１３が故障したと誤検知されることを回避できる。

　本実施形態では、全閉時制限電流値Ｉｓは、モータ部１１が回転不可になったときのモータ電流値である。これによると、全閉作動時に磁気ギア６０ｂが脱調することを確実に抑制できる。

　（第２実施形態）
　上記第１実施形態では、開度調整時電流値Ｉａ、故障検知電流値Ｉｂ、モータ基底速度電流値Ｉｖ、全閉時制限電流値Ｉｓおよび磁気ギア脱調電流値Ｉｇが、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｖ＜Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている。

　本実施形態では、図８に示すように、開度調整時電流値Ｉａ、故障検知電流値Ｉｂ、モータ基底速度電流値Ｉｖ、全閉時制限電流値Ｉｓおよび磁気ギア脱調電流値Ｉｇが、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｓ＜Ｉｖ＜Ｉｇの関係になっている。

　これにより、弁シャット時も基底速度で回転できるため、弁シャット時に基底速度よりも遅い速度で回転する上記第１実施形態と比較して、シャットまでの時間を短くできる。

　（第３実施形態）
　上記第１実施形態では、開度調整時電流値Ｉａ、故障検知電流値Ｉｂ、モータ基底速度電流値Ｉｖ、全閉時制限電流値Ｉｓおよび磁気ギア脱調電流値Ｉｇが、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｖ＜Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている。

　本実施形態では、図９に示すように、開度調整時電流値Ｉａ、故障検知電流値Ｉｂ、モータ基底速度電流値Ｉｖ、全閉時制限電流値Ｉｓおよび磁気ギア脱調電流値Ｉｇが、Ｉａ＜Ｉｖ＜Ｉｂ＜Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている。

　これにより、上記第１実施形態と比較して故障検知トルク値Ｔｂが大きくなるので、上記第１実施形態と比較して大きなトルクで流量調整作動を行うことができる。

　（第４実施形態）
　上記第１実施形態では、開度調整時電流値Ｉａ、故障検知電流値Ｉｂ、モータ基底速度電流値Ｉｖ、全閉時制限電流値Ｉｓおよび磁気ギア脱調電流値Ｉｇが、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｖ＜Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている。

　本実施形態では、図１０に示すように、開度調整時電流値Ｉａ、故障検知電流値Ｉｂ、モータ基底速度電流値Ｉｖ、全閉時制限電流値Ｉｓおよび磁気ギア脱調電流値Ｉｇが、Ｉａ＜Ｉｖ＜Ｉｂ＝Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている。

　これにより、故障検知トルク値Ｔｂと全閉時制限トルク値Ｔｓとが互いに異なる場合と比較して、制御を簡素化できる。

　（第５実施形態）
　上記第１実施形態の故障検知制御では、モータ部１１の電流が故障検知電流値Ｉｂに到達した場合、第１膨張弁１１３が故障したと判定されるが、本実施形態の故障検知制御では、モータ部１１の電流が故障検知電流値Ｉｂに到達し且つモータ部１１が回転していない場合、第１膨張弁１１３が故障したと判定される。

　図１１は、本実施形態の第１膨張弁制御装置８１が実行する制御処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０００では、空調制御装置８０から作動モードの指示信号が入力される。ステップＳ２０１０では、空調制御装置８０から指示された作動モードが全閉作動モードであるか否かが判定され、全閉作動モードでない（すなわち開度調整モードである）と判定された場合、ステップＳ２０２０へ進む。

　ステップＳ２０２０では、空調制御装置８０から目標開度の指示信号が入力される。ステップＳ２０３０では、空調制御装置８０に予め記憶された故障検知電流値Ｉｂが読み出される。ステップＳ２０４０では、モータ部１１の回転位置を目標位置に近づけるようにモータ部１１をフィードバック制御する。

　ステップＳ２０５０では、第１電流電圧センサ９０の検出信号に基づいて、モータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達したか否かが判定される。ステップＳ２０５０にてモータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達していると判定された場合、ステップＳ２０６０へ進む。

　ステップＳ２０６０では、第１回転角センサ９１の検出信号に基づいて、モータ部１１が回転しているか否かが判定される。ステップＳ２０６０にてモータ部１１が回転していないと判定された場合、ステップＳ２０７０へ進み、膨張弁故障の信号が空調制御装置８０に送信される。

　すなわち、異物等の干渉によってモータ電流が開度調整時電流値Ｉａよりも大きくなるのみならずモータ部１１が回転できなくなったと考えられることから、第１膨張弁１１３が故障したと推定する。

　ステップＳ２０５０にてモータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達していないと判定された場合、ステップＳ２０８０へ進む。ステップＳ２０６０にてモータ部１１が回転していると判定された場合もステップＳ２０８０へ進む。

　ステップＳ２０８０では、第１回転角センサ９１の検出信号に基づいて、モータ部１１の回転位置が目標位置に到達したか否かが判定される。モータ部１１の回転位置が目標位置に到達していないと判定した場合、ステップＳ２０４０へ戻る。

　ステップＳ２０８０にてモータ部１１の回転位置が目標位置に到達したと判定された場合、ステップＳ２０９０へ進み、モータ部１１が目標位置に到達したことを表す信号が空調制御装置８０に出力される。

　一方、ステップＳ２０１０にて空調制御装置８０から指示された作動モードが全閉作動モードであると判定された場合、ステップＳ２１００へ進み、空調制御装置８０に予め記憶された全閉時制限電流値Ｉｓが読み出される。

　ステップＳ２１１０では、モータ部１１の回転位置を目標位置（弁体４８を全閉させる位置）に近づけるようにモータ部１１をフィードバック制御する。
ステップＳ２１２０では、第１電流電圧センサ９０の検出信号に基づいて、モータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達したか否かが判定される。ステップＳ２１２０にてモータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達していないと判定された場合、ステップＳ２１１０へ戻る。

　ステップＳ２１２０にてモータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達したと判定された場合、ステップＳ２１３０へ進み、閉弁が完了したことを表す信号が空調制御装置８０に出力される。

　これにより、上記第１実施形態と同様に、開度調整時には第１膨張弁１１３の故障を検知することができ、全閉作動時には弁口５２ａを確実に全閉させることができる。

　本実施形態では、第１膨張弁制御装置８１は、故障検知制御において、モータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達し、かつモータ部１１が回転不能になった場合、第１膨張弁１１３が故障したと判定する。

　これによると、磁気ギア６０ｂが脱調する前に第１膨張弁１１３が故障したことを確実に検知できる。

　（第６実施形態）
　上記第１実施形態の故障検知制御では、モータ部１１の電流が故障検知電流値Ｉｂに到達した場合、第１膨張弁１１３が故障したと判定されるが、本実施形態の故障検知制御では、モータ部１１が所定時間以内に目標位置まで到達しなかった場合、第１膨張弁１１３が故障したと判定される。

　図１２は、本実施形態の第１膨張弁制御装置８１が実行する制御処理を示すフローチャートである。ステップＳ３０００では、空調制御装置８０から作動モードの指示信号が入力される。ステップＳ３０１０では、空調制御装置８０から指示された作動モードが全閉作動モードであるか否かが判定され、全閉作動モードでない（すなわち開度調整モードである）と判定された場合、ステップＳ３０２０へ進む。

　ステップＳ３０２０では、空調制御装置８０から目標開度の指示信号が入力される。ステップＳ３０３０では、空調制御装置８０に予め記憶された故障検知電流値Ｉｂが読み出される。

　ステップＳ３０４０では、モータ部１１の回転位置を目標位置に近づけるようにモータ部１１をフィードバック制御する。ステップＳ３０５０では、モータ部１１が回転を開始してから所定時間が経過したか否かが判定される。モータ部１１が回転を開始してから所定時間が経過していないと判定された場合、ステップＳ３０４０へ戻る。

　ステップＳ３０５０にてモータ部１１が回転を開始してから所定時間が経過したと判定された場合、ステップＳ３０６０へ進み、第１回転角センサ９１の検出信号に基づいて、モータ部１１の回転位置が所定時間内に目標位置に到達したか否かが判定される。

　ステップＳ３０６０にてモータ部１１の回転位置が目標位置に到達したと判定された場合、ステップ３０７０へ進み、モータ部１１が目標位置に到達したことを表す信号が空調制御装置８０に出力される。

　ステップＳ３０６０にてモータ部１１の回転位置が所定時間内に目標位置に到達していないと判定した場合、ステップＳ３０８０へ進み、膨張弁故障の信号が空調制御装置８０に送信される。

　すなわち、異物等の干渉によってモータ部１１の回転位置が目標位置に到達することが妨げられていると考えられることから、第１膨張弁１１３が故障したと推定する。

　一方、ステップＳ３０１０にて空調制御装置８０から指示された作動モードが全閉作動モードであると判定された場合、ステップＳ３１００へ進み、空調制御装置８０に予め記憶された全閉時制限電流値Ｉｓが読み出される。ステップＳ３１１０では、モータ部１１の回転位置を目標位置（弁体４８を全閉させる位置）に近づけるようにモータ部１１をフィードバック制御する。
ステップＳ３１２０では、第１電流電圧センサ９０の検出信号に基づいて、モータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達したか否かが判定される。ステップＳ３１２０にてモータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達していないと判定された場合、ステップＳ３１１０へ戻る。

　ステップＳ３１２０にてモータ電流が全閉時制限電流値Ｉｓに到達したと判定された場合、ステップＳ３１３０へ進み、閉弁が完了したことを表す信号が空調制御装置８０に出力される。

　本実施形態では、第１膨張弁制御装置８１は、故障検知制御において、モータ電流が故障検知電流値Ｉｂに到達し、かつモータ部１１が所定時間内に目標回転位置に到達しなかった場合、第１膨張弁１１３が故障したと判定する。故障検知電流値Ｉｂは、開度調整時電流値Ｉａよりも大きく、かつ全閉時制限電流値Ｉｓよりも小さい電流値である。

　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

　上記実施形態では、本開示を蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張弁に適用した例を示したが、膨張弁に限定されるものではなく、流体が通過する弁口を弁体によって開閉する種々の電動弁に本開示を適用できる。

　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。

　本明細書に開示された電動弁の特徴を以下の通り示す。

　（項目１）
　電力が供給されることによって回転駆動力を発生するモータ部（１１）と、
　流体が通過する弁口（５２ａ）を形成する弁口形成部材（５０）と、
　前記弁口を開閉する弁体（４８）と、
　前記モータ部の出力軸（１４）から前記弁体に前記回転駆動力を磁気的に伝達する磁気ギア（６０ｂ）と、
　前記モータ部に供給する電流を制御する制御部（８１）とを備え、
　前記制御部は、前記弁体によって前記弁口を全閉する全閉作動時に、前記モータ部に供給する電流を全閉時制限電流値（Ｉｓ）以下に制限し、
　前記全閉時制限電流値は、前記弁体によって前記弁口の開度を調整する開度調整時に前記モータ部に供給される電流の値である開度調整時電流値（Ｉａ）よりも大きい電流値である電動弁。

　（項目２）
　前記全閉時制限電流値は、前記磁気ギアが脱調するときの電流値である磁気ギア脱調電流値（Ｉｇ）よりも小さい電流値である項目１に記載の電動弁。

　（項目３）
　前記制御部は、前記モータ部に供給する電流が異常判定電流値（Ｉｂ）に到達した場合、前記弁体の作動に異常が生じたと判定する異常判定制御を行い、
　前記異常判定電流値は、前記開度調整時電流値よりも大きく、かつ前記全閉時制限電流値よりも小さい電流値である項目１または２に記載の電動弁。

　（項目４）
　前記制御部は、前記モータ部に供給される電流が異常判定電流値（Ｉｂ）に到達し、かつ前記モータ部が回転不能になった場合、前記弁体の作動に異常が生じたと判定する異常判定制御を行い、
　前記異常判定電流値は、前記開度調整時電流値よりも大きく、かつ前記全閉時制限電流値よりも小さい電流値である項目１または２に記載の電動弁。

　（項目５）
　前記制御部は、前記モータ部に供給される電流が異常判定電流値（Ｉｂ）に到達し、かつ前記モータ部が所定時間内に目標回転位置に到達しなかった場合、前記弁体の作動に異常が生じたと判定する異常判定制御を行い、
　前記異常判定電流値は、前記開度調整時電流値よりも大きく、かつ前記全閉時制限電流値よりも小さい電流値である項目１または２に記載の電動弁。

　（項目６）
　前記異常判定電流値は、前記磁気ギアが脱調する電流である磁気ギア脱調電流値（Ｉｇ）よりも小さい電流値である項目３ないし５のいずれか１つに記載の電動弁。

　（項目７）
　前記開度調整時電流値をＩａとし、前記異常判定電流値をＩｂとし、前記全閉時制限電流値をＩｓとし、前記磁気ギア脱調電流値をＩｇとしたとき、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている項目６に記載の電動弁。

　（項目８）
　前記制御部は、前記全閉作動時には前記異常判定制御を行わない項目７に記載の電動弁。

　（項目９）
　前記制御部は、前記モータ部に供給する電流を、前記モータ部の回転位置に基づいてフィードバック制御し、
　前記全閉時制限電流値は、前記モータ部が回転不可になったときに前記モータ部に供給される電流値である項目１ないし８のいずれか１つに記載の電動弁。

Claims

　電力が供給されることによって回転駆動力を発生するモータ部（１１）と、
　流体が通過する弁口（５２ａ）を形成する弁口形成部材（５０）と、
　前記弁口を開閉する弁体（４８）と、
　前記モータ部の出力軸（１４）から前記弁体に前記回転駆動力を磁気的に伝達する磁気ギア（６０ｂ）と、
　前記モータ部に供給する電流を制御する制御部（８１）とを備え、
　前記制御部は、前記弁体によって前記弁口を全閉する全閉作動時に、前記モータ部に供給する電流を全閉時制限電流値（Ｉｓ）以下に制限し、
　前記全閉時制限電流値は、前記弁体によって前記弁口の開度を調整する開度調整時に前記モータ部に供給される電流の値である開度調整時電流値（Ｉａ）よりも大きい電流値である電動弁。
　前記全閉時制限電流値は、前記磁気ギアが脱調するときの電流値である磁気ギア脱調電流値（Ｉｇ）よりも小さい電流値である請求項１に記載の電動弁。
　前記制御部は、前記モータ部に供給する電流が異常判定電流値（Ｉｂ）に到達した場合、前記弁体の作動に異常が生じたと判定する異常判定制御を行い、
　前記異常判定電流値は、前記開度調整時電流値よりも大きく、かつ前記全閉時制限電流値よりも小さい電流値である請求項１に記載の電動弁。
　前記制御部は、前記モータ部に供給される電流が異常判定電流値（Ｉｂ）に到達し、かつ前記モータ部が回転不能になった場合、前記弁体の作動に異常が生じたと判定する異常判定制御を行い、
　前記異常判定電流値は、前記開度調整時電流値よりも大きく、かつ前記全閉時制限電流値よりも小さい電流値である請求項１に記載の電動弁。
　前記制御部は、前記モータ部に供給される電流が異常判定電流値（Ｉｂ）に到達し、かつ前記モータ部が所定時間内に目標回転位置に到達しなかった場合、前記弁体の作動に異常が生じたと判定する異常判定制御を行い、
　前記異常判定電流値は、前記開度調整時電流値よりも大きく、かつ前記全閉時制限電流値よりも小さい電流値である請求項１に記載の電動弁。
　前記異常判定電流値は、前記磁気ギアが脱調する電流である磁気ギア脱調電流値（Ｉｇ）よりも小さい電流値である請求項３ないし５のいずれか１つに記載の電動弁。
　前記開度調整時電流値をＩａとし、前記異常判定電流値をＩｂとし、前記全閉時制限電流値をＩｓとし、前記磁気ギア脱調電流値をＩｇとしたとき、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｓ＜Ｉｇの関係になっている請求項６に記載の電動弁。
　前記制御部は、前記全閉作動時には前記異常判定制御を行わない請求項７に記載の電動弁。
　前記制御部は、前記モータ部に供給する電流を、前記モータ部の回転位置に基づいてフィードバック制御し、
　前記全閉時制限電流値は、前記モータ部が回転不可になったときに前記モータ部に供給される電流値である請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動弁。