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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025041830
(43)【公開日】2025-03-26
(54)【発明の名称】電動弁
(51)【国際特許分類】
F16K 31/04 20060101AFI20250318BHJP
【ＦＩ】
F16K31/04 K
F16K31/04 A
F16K31/04 Z
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024227511
(22)【出願日】2024-12-24
(62)【分割の表示】P 2021116728の分割
【原出願日】2021-07-14
(71)【出願人】
【識別番号】391002166
【氏名又は名称】株式会社不二工機
(74)【代理人】
【識別番号】110002608
【氏名又は名称】弁理士法人オーパス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】成川 文太
(72)【発明者】
【氏名】林 晃弘
(57)【要約】
【課題】弁体の形状に依存せずに所望の流量特性を得ることができる電動弁を提供する。
【解決手段】制御装置２００は、弁体の閉弁位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納している。制御装置２００は、弁体移動命令に応じたパルス番号を取得して、パルス番号の順番に各パルス番号に対応するステップ角度でステッピングモーターを回転させる。弁体の基準位置から全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定される。第１区間にはフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作のステップ角度が設定され、第２区間にはフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作のステップ角度が設定され、第３区間には、フルステップ動作のステップ角度が設定される。
【選択図】図７
【解決手段】制御装置２００は、弁体の閉弁位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納している。制御装置２００は、弁体移動命令に応じたパルス番号を取得して、パルス番号の順番に各パルス番号に対応するステップ角度でステッピングモーターを回転させる。弁体の基準位置から全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定される。第１区間にはフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作のステップ角度が設定され、第２区間にはフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作のステップ角度が設定され、第３区間には、フルステップ動作のステップ角度が設定される。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記ステッピングモーターにモータードライバが接続され、
前記回転制御部が、前記パルス番号に対応する前記ステップ角度情報を用いて取得した前記ステップ角度を前記モータードライバに入力して前記ステッピングモーターを回転させることを特徴とする電動弁。
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記ステッピングモーターにモータードライバが接続され、
前記回転制御部が、前記パルス番号に対応する前記ステップ角度情報を用いて取得した前記ステップ角度を前記モータードライバに入力して前記ステッピングモーターを回転させることを特徴とする電動弁。
【請求項2】
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第３区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第３角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度と前記第３角度とが互いに異なる、請求項１に記載の電動弁。
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第３区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第３角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度と前記第３角度とが互いに異なる、請求項１に記載の電動弁。
【請求項3】
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第３角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、請求項２に記載の電動弁。
ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数であり、ｍ≠ｎである。
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第３角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、請求項２に記載の電動弁。
ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数であり、ｍ≠ｎである。
【請求項4】
前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、
前記弁体が前記第１区間、前記第２区間または前記第３区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項２または請求項３に記載の電動弁。
前記弁体が前記第１区間、前記第２区間または前記第３区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項２または請求項３に記載の電動弁。
【請求項5】
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｎ倍であり、
前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｍ倍である、請求項３に記載の電動弁。
前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｍ倍である、請求項３に記載の電動弁。
【請求項6】
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度とが異なる、請求項１に記載の電動弁。
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度とが異なる、請求項１に記載の電動弁。
【請求項7】
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、請求項６に記載の電動弁。
ただし、ｎは２以上の自然数である。
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、請求項６に記載の電動弁。
ただし、ｎは２以上の自然数である。
【請求項8】
前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、
前記弁体が前記第１区間または前記第２区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項６または請求項７に記載の電動弁。
前記弁体が前記第１区間または前記第２区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項６または請求項７に記載の電動弁。
【請求項9】
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度のｎ倍である、請求項７に記載の電動弁。
【請求項10】
弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記記憶部が、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する起動状態パルス番号情報と、前記起動状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する起動状態ステップ角度情報と、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する通常動作状態パルス番号情報と、前記通常動作状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する通常動作状態ステップ角度情報と、を格納し、
前記制御装置が、
起動状態のときに前記起動状態パルス番号情報および前記起動状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用い、
前記起動状態のあとの通常動作状態のときに前記通常動作状態パルス番号情報および前記通常動作状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用いる、電動弁。
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記記憶部が、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する起動状態パルス番号情報と、前記起動状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する起動状態ステップ角度情報と、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する通常動作状態パルス番号情報と、前記通常動作状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する通常動作状態ステップ角度情報と、を格納し、
前記制御装置が、
起動状態のときに前記起動状態パルス番号情報および前記起動状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用い、
前記起動状態のあとの通常動作状態のときに前記通常動作状態パルス番号情報および前記通常動作状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用いる、電動弁。
【請求項11】
前記制御装置が、前記起動状態のときに前記通信部が通常動作開始命令を外部装置から受信すると、前記通常動作状態に移行する、請求項１０に記載の電動弁。
【請求項12】
前記制御装置が、前記起動状態のときに前記弁体が所定の起動完了位置に移動すると、前記通常動作状態に移行する、請求項１０または請求項１１に記載の電動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、空気調和機の冷凍サイクルで用いられる電動弁に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、従来の電動弁を開示している。特許文献１の電動弁は、弁体と、ステッピングモーターと、を有している。弁体は、弁口と対向して配置されている。弁体は、ステッピングモーターの回転によって弁口との対向方向に移動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平８－２６８０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した電動弁では、ステッピングモーターはパルスに応じて回転する。ステッピングモーターの１パルスあたりの回転角度（ステップ角度）は一定であり、１パルスあたりの弁体の移動量も一定である。そのため、電動弁の流量特性は弁体の形状に依存し、所望の流量特性を得るためには、流量特性に応じた形状を有する弁体を用いる必要があった。
【0005】
そこで、本発明は、弁体の形状に依存せずに所望の流量特性を得ることができる電動弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動弁は、弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、前記制御装置が、前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有することを特徴とする。
【0007】
本発明において、前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定され、前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、前記第３区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第３角度が設定され、前記第１角度と前記第２角度と前記第３角度とが互いに異なる、ことが好ましい。
【0008】
本発明において、前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、前記第３角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、ことが好ましい。ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数であり、ｍ≠ｎである。
【0009】
本発明において、前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、前記弁体が前記第１区間、前記第２区間または前記第３区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、ことが好ましい。
【0010】
本発明において、前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｎ倍であり、前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｍ倍である、ことが好ましい。
【0011】
本発明において、前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間とが設定され、前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、前記第１角度と前記第２角度とが異なる、ことが好ましい。
【0012】
本発明において、前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、ことが好ましい。ただし、ｎは２以上の自然数である。
【0013】
本発明において、前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、前記弁体が前記第１区間または前記第２区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、ことが好ましい。
【0014】
本発明において、前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度のｎ倍である、ことが好ましい。
【0015】
本発明において、前記記憶部が、前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する起動状態パルス番号情報と、前記起動状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する起動状態ステップ角度情報と、前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する通常動作状態パルス番号情報と、前記通常動作状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する通常動作状態ステップ角度情報と、を格納し、前記制御装置が、起動状態のときに前記起動状態パルス番号情報および前記起動状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用い、前記起動状態のあとの通常動作状態のときに前記通常動作状態パルス番号情報および前記通常動作状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用いる、ことが好ましい。
【0016】
本発明において、前記制御装置が、前記起動状態のときに前記通信部が通常動作開始命令を外部装置から受信すると、前記通常動作状態に移行する、ことが好ましい。
【0017】
本発明において、前記制御装置が、前記起動状態のときに前記弁体が所定の起動完了位置に移動すると、前記通常動作状態に移行する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、電動弁の制御装置は、弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納している。制御装置は、弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する。制御装置は、弁体の現在位置から移動目標位置までに割り当てられたパルス番号を取得する。そして、制御装置は、弁体の現在位置から移動目標位置までに割り当てられたパルス番号の順番に各パルス番号に対応するステップ角度でステッピングモーターを回転させる。このようにしたことから、電動弁は、弁体の基準位置から全開位置までに割り当てられたパルス毎に個別にステップ角度を設定可能であり、１パルスあたりの弁体の移動量（すなわち、弁口を流れる冷媒の流量の変化量）を調整することができる。そのため、電動弁において、弁体の形状に依存せずに所望の流量特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施例に係る電動弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
（実施例）
以下、本発明の一実施例に係る電動弁１について、図１～図１０を参照して説明する。電動弁１は、例えば、空気調和機の冷凍サイクルに組み込まれ、空気調和機の制御ユニット４００からの命令に応じて動作する。制御ユニット４００は、電動弁１の外部にある外部装置である。
以下、本発明の一実施例に係る電動弁１について、図１～図１０を参照して説明する。電動弁１は、例えば、空気調和機の冷凍サイクルに組み込まれ、空気調和機の制御ユニット４００からの命令に応じて動作する。制御ユニット４００は、電動弁１の外部にある外部装置である。
【0021】
図１は、本発明の一実施例に係る電動弁の断面図である。図２は、図１の電動弁のステーターユニットの断面図である。図３、図４は、図１の電動弁の弁体およびその近傍の拡大断面図である。図３は、弁体が閉弁位置にある状態を示す。図４は、弁体が全開位置にある状態を示す。図５は、図１の電動弁における弁開度と流量との関係を示すグラフである。図６は、図１の電動弁のマグネットローターとステーターとの位置関係を説明する図である。図６Ａは、マグネットローターの磁極とＡ相ステーターの極歯とが向かい合った状態を示す。図６Ｂは、マグネットローターの磁極とＢ相ステーターの極歯とが向かい合った状態を示す。図７は、図１の電動弁の機能ブロック図である。図８は、図１の電動弁の制御装置に格納されたパルス番号情報およびステップ角度情報に関するテーブルを示す図である。図９は、図８のテーブルに示す、閉弁位置から全開位置までに割り当てられたパルス番号と弁体の位置との関係を説明する図である。図１０は、図１の電動弁のステッピングモーターが図８のテーブルに基づいて回転したときの弁体の位置と流量との関係を示すグラフである。
【0022】
【0023】
弁本体１０は、アルミニウム合金などの金属製である。弁本体１０は、本体部材１１と、支持部材１２と、接続部材１３と、を有している。本体部材１１は、直方体形状を有している。本体部材１１は、弁室１４と、流路１５、１６と、を有している。流路１５は、弁室１４に接続されている。流路１６は、弁口１７を介して弁室１４に接続されている。弁口１７は、弁室１４において円環形状の弁座１８に囲まれている。本体部材１１の上面には、弁室１４に通じる取付孔１１ａが形成されている。支持部材１２は、円筒形状を有している。支持部材１２は、本体部材１１の取付孔１１ａにねじ構造で取り付けられている。支持部材１２の上部は、本体部材１１の上面から突出している。接続部材１３は、円環板形状を有している。接続部材１３の内周縁は、支持部材１２の上端部に接合されている。
【0024】
キャン２０は、ステンレスなどの金属製である。キャン２０は、下端部が開口しかつ上端部が塞がれた円筒形状を有している。キャン２０の下端部は、接続部材１３の外周縁に接合されている。
【0025】
駆動機構３０は、弁体４０を上下方向（軸線Ｌ方向）に移動させる。駆動機構３０は、マグネットローター３１と、弁軸ホルダー３２と、ガイドブッシュ３３と、弁軸３４と、永久磁石３８と、ステーターユニット５０と、を有している。
【0026】
マグネットローター３１は、円筒形状を有している。マグネットローター３１の外径は、キャン２０の内径より若干小さい。マグネットローター３１の外周面には、複数のＮ極および複数のＳ極が形成されている。複数のＮ極および複数のＳ極は、上下方向に延在している。複数のＮ極および複数のＳ極は、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。本実施例において、マグネットローター３１は、Ｎ極を１２個有し、Ｓ極を１２個有している。互いに隣り合うＮ極とＳ極との間の角度は、１５度である。
【0027】
弁軸ホルダー３２は、下端部が開口しかつ上端部が塞がれた円筒形状を有している。弁軸ホルダー３２の上端部には支持リング３５が固定されている。支持リング３５は、マグネットローター３１と弁軸ホルダー３２とを連結している。弁軸ホルダー３２の内周面には、雌ねじ３２ｃが形成されている。
【0028】
ガイドブッシュ３３は、基部３３ａと、弁軸支持部３３ｂと、を有している。基部３３ａと弁軸支持部３３ｂとは、円筒形状を有している。基部３３ａは、支持部材１２に形成された嵌合孔１２ａに圧入されている。弁軸支持部３３ｂの外径は、基部３３ａの外径より小さい。弁軸支持部３３ｂの内径は、基部３３ａの内径と同じである。弁軸支持部３３ｂは、基部３３ａの上端部に同軸に接続されている。弁軸支持部３３ｂの外周面には、雄ねじ３３ｃが形成されている。雄ねじ３３ｃは、弁軸ホルダー３２の雌ねじ３２ｃと螺合される。ガイドブッシュ３３は、支持部材１２と結合されている。
【0029】
弁軸３４は、大径部３４ａと、小径部３４ｂと、を有している。大径部３４ａと小径部３４ｂとは、円柱形状を有している。大径部３４ａの外径は、ガイドブッシュ３３の内径よりわずかに小さい。小径部３４ｂの外径は、大径部３４ａの外径より小さい。小径部３４ｂは、大径部３４ａの上端部に同軸に接続されている。小径部３４ｂは、弁軸ホルダー３２を貫通している。小径部３４ｂには、抜け止め用のプッシュナット３６が取り付けられている。弁軸３４は、ガイドブッシュ３３の内側および支持部材１２の内側に配置されている。弁軸３４は、ガイドブッシュ３３に上下方向に摺動可能に支持されている。弁軸３４の下端部は、弁室１４に配置されている。弁軸３４は、大径部３４ａと小径部３４ｂとの間に段部３４ｃが形成されている。段部３４ｃは、上方を向く円環状の平面である。弁軸ホルダー３２と段部３４ｃとの間には、閉弁ばね３７が配置されている。閉弁ばね３７は、圧縮コイルばねである。閉弁ばね３７は、弁軸３４を下方に向けて押している。
【0030】
永久磁石３８は、キャン２０の内側においてマグネットローター３１の上方に配置されている。永久磁石３８は、円環平板形状を有している。永久磁石３８は、１つのＮ極と１つのＳ極とを有している。永久磁石３８における直径で区画された一方の部分にＮ極が配置され、他方の部分にＳ極が配置されている。永久磁石３８は、固定具３９を介して支持リング３５に固定されている。永久磁石３８は、マグネットローター３１とともに回転される。
【0031】
弁体４０は、弁軸３４の大径部３４ａの下端部に一体的に接続されている。弁体４０は、弁室１４に配置されている。弁体４０は、弁口１７と上下方向に対向している。弁体４０は、弁口１７に向かうにしたがって徐々に径が小さくなるテーパー面４１を有している。テーパー面４１は、弁軸３４の大径部３４ａの下端部近傍から弁体４０の先端４０ａまで軸線Ｌ方向に延在している。上下方向は、弁体４０と弁口１７との対向方向である。なお、弁体４０は、テーパー角度が互いに異なる複数のテーパー面を有していてもよい。
【0032】
弁体４０は、駆動機構３０によって上下方向に移動される。弁体４０の移動によって弁口１７が開閉される。具体的には、弁体４０は、テーパー面４１が弁座１８に接した閉弁位置Ｐ１（図３）から弁体４０の先端４０ａの上下方向の位置が弁座１８の上下方向の位置となる全開位置Ｐ２（図４）まで移動される。閉弁位置Ｐ１は、基準位置である。電動弁１において、テーパー面４１と弁口１７の内周面との間に形成される円環形状の隙間の大きさによって弁口１７を流れる冷媒の流量が決まる。
【0033】
図５のグラフは、電動弁１における弁開度と流量との関係を示している。弁開度は、弁体４０の弁座１８に対する位置（閉弁位置Ｐ１からのリフト量）を示し、弁体４０が閉弁位置Ｐ１にあるときを０％とし、全開位置Ｐ２にあるときを１００％として、パーセンテージで示される。流量は、電動弁１（弁口１７）を流れる冷媒の流量を示し、弁体４０が閉弁位置Ｐ１にあるときのＣｖ値を０％とし、全開位置Ｐ２にあるときのＣｖ値を１００％として、パーセンテージで示される。図５に示すように、電動弁１（弁体４０）の基本的な流量特性は、弁開度に比例して流量が直線的に変化するリニア特性である。なお、弁体４０は、基本的な流量特性がイコールパーセント特性となる形状などを有していてもよい。
【0034】
ステーターユニット５０は、ステーター６０と、ハウジング７０と、ケース８０と、メイン基板９０と、サブ基板１００と、磁気センサー１１０と、マイクロコンピューター１２０と、を有している。
【0035】
ステーター６０は、円筒形状を有している。ステーター６０は、Ａ相ステーター６１と、Ｂ相ステーター６２と、合成樹脂製のモールド６３と、を有している。
【0036】
Ａ相ステーター６１は、内周側に複数のクローポール型の極歯６１ａ、６１ｂを有している。極歯６１ａの先端は下方に向いており、極歯６１ｂの先端は上方に向いている。極歯６１ａと極歯６１ｂとは、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。本実施例において、Ａ相ステーター６１は、極歯６１ａを１２個有し、極歯６１ｂを１２個有している。互いに隣り合う極歯６１ａと極歯６１ｂとの間の角度は、１５度である。Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃが通電されると、極歯６１ａと極歯６１ｂとは互いに異なる極性となる。
【0037】
Ｂ相ステーター６２は、内周側に複数のクローポール型の極歯６２ａ、６２ｂを有している。極歯６２ａの先端は下方に向いており、極歯６２ｂの先端は上方に向いている。極歯６２ａと極歯６２ｂとは、周方向に等角度間隔で交互に配置されている。本実施例において、Ｂ相ステーター６２は、極歯６２ａを１２個有し、極歯６２ｂを１２個有している。互いに隣り合う極歯６２ａと極歯６２ｂとの間の角度は、１５度である。Ｂ相ステーター６２のコイル６２ｃが通電されると、極歯６２ａと極歯６２ｂとは互いに異なる極性となる。
【0038】
Ａ相ステーター６１とＢ相ステーター６２とは、同軸に配置されている。Ａ相ステーター６１とＢ相ステーター６２とは、互いに接している。軸線Ｌ方向から見たときに互いに隣り合うＡ相ステーター６１の極歯６１ａとＢ相ステーター６２の極歯６２ａとの間の角度は、７．５度である。
【0039】
モールド６３は、Ａ相ステーター６１およびＢ相ステーター６２の内側に充填されている。また、モールド６３は、極歯６１ａ、６１ｂおよび極歯６２ａ、６２ｂとともにステーター内周面６０ａを構成している。ステーター内周面６０ａの径は、キャン２０の外周面の径と同じである。モールド６３は、端子支持部６４を有している。
【0040】
端子支持部６４は、Ａ相ステーター６１およびＢ相ステーター６２から横方向（軸線Ｌと直交する方向）に延びている。端子支持部６４は、複数の端子６５を支持している。複数の端子６５は、端子支持部６４の先端から横方向に突出している。複数の端子６５は、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃおよびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃと接続されている。
【0041】
ステーター６０の内側には、キャン２０が配置される。ステーター６０は、キャン２０の内側に配置されたマグネットローター３１とともにステッピングモーター６６を構成する。
【0042】
ステッピングモーター６６は、フルステップ動作およびマイクロステップ動作が可能である。フルステップ動作とは、１パルスの入力に対して、マグネットローター３１を、磁極（Ｎ極、Ｓ極）がＡ相ステーター６１の極歯６１ａ、６１ｂと向かい合う位置（図６Ａに示す位置）から、磁極が当該極歯６１ａ、６１ｂの隣にあるＢ相ステーター６２の極歯６２ａ、６２ｂと向かい合う位置（図６Ｂに示す位置）まで回転させる動作、または、図６Ｂに示す位置から図６Ａに示す位置まで回転させる動作、である。図６Ａ、図６Ｂにおいて、基準となる磁極および極歯に黒丸を付している。本実施例において、フルステップ動作時の１パルスあたりの回転角度（ステップ角度）は、７．５度である。マイクロステップ動作とは、１パルスの入力に対して、フルステップ動作のステップ角度を等分割したステップ角度でマグネットローター３１を回転させる動作である。マイクロステップ動作は、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの電流値とＢ相ステーター６２のコイル６２ｃの電流値とを細かく制御することにより行う。マイクロステップ動作時のステップ角度は、例えば、０．９３７５度（８分割）、１．８７５度（４分割）、または、１．５度（５分割）である。
【0043】
本実施例において、ステッピングモーター６６は、弁体４０が閉弁位置Ｐ１にある状態において、５００パルス分のフルステップ動作（マグネットローター３１の３７５０度の回転）を行うと弁体４０が全開位置Ｐ２まで移動する。
【0044】
ハウジング７０は、合成樹脂製である。ハウジング７０は、射出成形されている。ハウジング７０は、ステーター６０を収容している。ハウジング７０は、周壁部７１と、上壁部７２と、を有している。
【0045】
周壁部７１は、円筒形状を有している。周壁部７１における上下方向の中央部分には、ステーター６０が埋め込まれている。周壁部７１の内周面７１ａの径は、ステーター内周面６０ａの径と同じである。内周面７１ａは、ステーター内周面６０ａに段差なく連なっている。上壁部７２は、ドーム形状を有している。上壁部７２は、周壁部７１の上端部に接続されている。周壁部７１の内周面７１ａ、上壁部７２の内面７２ａおよびステーター内周面６０ａは、ステーターユニット５０の内側空間７４を形成している。内側空間７４にはキャン２０が配置される。周壁部７１の下部７３の内側には、支持部材１２が配置されている。周壁部７１の下部７３と支持部材１２との間には、円環形状の封止部材１９が配置されている。封止部材１９は、ゴム材などの弾性材料で構成されている。封止部材１９は、内側空間７４に水分が進入することを抑制する。
【0046】
ハウジング７０は、サブ基板収容空間７５を有している。サブ基板収容空間７５は、横方向に延在している。サブ基板収容空間７５は、内側空間７４と隣り合っている。内側空間７４とサブ基板収容空間７５との間に隔壁７６が配置されている。隔壁７６は、内側空間７４とサブ基板収容空間７５とを区画している。
【0047】
ケース８０は、合成樹脂製である。ケース８０は、射出成形されている。ケース８０は、ケース本体８１と、蓋体８２と、コネクタ８３と、を有している。ケース本体８１は、１つの側面（図１、図２において右側の側面）が開口した直方体箱形状を有している。蓋体８２は、平板形状を有している。蓋体８２は、ケース本体８１の側面の開口を塞いでいる。コネクタ８３は、楕円筒形状を有している。コネクタ８３は、ケース本体８１の上部から横方向に延びている。ケース本体８１とコネクタ８３とは、一体的に形成されている。
【0048】
ケース本体８１は、側壁部８４を有している。側壁部８４は、平板形状を有している。側壁部８４は、蓋体８２と横方向に間隔をあけて向かい合っている。側壁部８４には、矩形状のケース開口８４ａが形成されている。ケース開口８４ａは、ハウジング７０のサブ基板収容空間７５と接続される。側壁部８４におけるケース開口８４ａの周縁部が、ハウジング７０と接合されている。
【0049】
メイン基板９０は、電子部品が実装されるプリント基板である。メイン基板９０は、ケース８０の内側に上下方向に沿って配置されている。メイン基板９０における側壁部８４側の面には、基板コネクタ９１が配置されている。メイン基板９０には、マイクロコンピューター１２０が実装されている。メイン基板９０には、ステーター６０の複数の端子６５が接続されている。
【0050】
サブ基板１００は、電子部品が実装されるプリント基板である。サブ基板１００は、ハウジング７０のサブ基板収容空間７５に横方向に沿って配置されている。サブ基板１００は、メイン基板９０に対して直角に配置されている。サブ基板１００の一方の端部１００ａは、メイン基板９０の近傍に配置されている。サブ基板１００の他方の端部１００ｂは、ハウジング７０の隔壁７６の近傍に配置されている。
【0051】
サブ基板１００の一方の端部１００ａには、基板端子１０１が配置されている。基板端子１０１は、メイン基板９０の基板コネクタ９１に接続される。サブ基板１００は、基板端子１０１および基板コネクタ９１を介してメイン基板９０に接続される。
【0052】
磁気センサー１１０は、回転角度センサーである。磁気センサー１１０は、サブ基板１００の他方の端部１００ｂに配置されている。磁気センサー１１０は、キャン２０および隔壁７６を介して永久磁石３８と横方向に向かい合っている。磁気センサー１１０は、永久磁石３８が生じる磁界の向き（すなわち、永久磁石３８とともに回転するマグネットローター３１の回転角度）に応じた信号を出力する。
【0053】
マイクロコンピューター１２０は、例えば、中央演算装置、不揮発性メモリ、作業用メモリ、通信モジュール、モータードライバなどを１つのパッケージに集積した組み込み機器用のマイクロコンピューターである。マイクロコンピューター１２０は、電動弁１の制御を司る制御装置２００として機能する。不揮発性メモリ、作業用メモリ、通信モジュールおよびモータードライバは、個別の電子部品であって、マイクロコンピューター１２０に外部接続されるものであってもよい。
【0054】
図７に示すように、制御装置２００は、記憶部２１０と、通信部２２０と、演算部２３０と、回転制御部２４０と、を有している。不揮発性メモリは、記憶部２１０を構成する。中央演算装置は、不揮発性メモリに格納されたプログラムを実行し、通信部２２０、演算部２３０および回転制御部２４０として機能する。作業用メモリは、弁体４０の現在位置Ｐｃなどの変数を一時的に格納する。通信モジュールは、コネクタ８３に接続された図示しないケーブルを介して空気調和機の制御ユニット４００と接続されている。モータードライバは、ステッピングモーター６６（Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃおよびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃ）と接続されている。
【0055】
記憶部２１０は、例えば、図８に示すテーブル３１０を格納している。テーブル３１０は、区間情報領域３１１と、パルス番号情報領域３１２と、ステップ角度情報領域３１３と、を有している。
【0056】
区間情報領域３１１には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までの間に設定された区間に関する情報が設定される。区間情報領域３１１には、区間に関する情報として「第１区間」、「第２区間」、「第３区間」が設定されている。
【0057】
パルス番号情報領域３１２には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに昇順で割り当てられたパルス番号に関する情報（パルス番号情報）が設定される。パルス番号情報領域３１２には、パルス番号情報としてパルス番号「１」～「１５００」が設定されている。また、区間情報領域３１１の「第１区間」には、パルス番号「１」～「８００」が割り当てられ、「第２区間」には、パルス番号「８０１」～「１２００」が割り当てられ、「第３区間」には、パルス番号「１２０１」～「１５００」が割り当てられている。
【0058】
図９に、弁体４０の位置とパルス番号との関係を示す。閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに弁体４０の位置「０」～「１５００」が昇順で設定されている。そして、位置「０」～「１５００」の間隔部分に対してパルス番号「１」～「１５００」が割り当てられている。位置「０」と位置「１」との間隔部分にパルス番号「１」が割り当てられており、位置「１」と位置「２」との間隔部分にパルス番号「２」が割り当てられており、以降も同様である。例えば、弁体４０が位置「１」にある場合、弁体４０を位置「０」に移動させるにはパルス番号「１」に係る情報が用いられ、弁体４０を位置「２」に移動させるにはパルス番号「２」に係る情報が用いられる。
【0059】
ステップ角度情報領域３１３は、パルス番号情報領域３１２に設定されたパルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する情報（ステップ角度情報）が設定される。ステップ角度情報領域３１３には、ステップ角度情報として、フルステップ動作におけるステップ角度の分割数が設定される。ステップ角度情報領域３１３には、パルス番号「１」～「８００」に対応して「８」が設定され、パルス番号「８０１」～「１２００」に対応して「４」が設定され、パルス番号「１２０１」～「１５００」に対応して「１」が設定されている。つまり、「第１区間」のステップ角度（第１角度）として、７．５度／８＝０．９３７５度が設定され、「第２区間」のステップ角度（第２角度）として、７．５度／４＝１．８７５度が設定され、「第３区間」のステップ角度（第３角度）として、７．５度／１＝７．５度が設定されている。ステッピングモーター６６は、第１区間、第２区間および第３区間において互いに異なるステップ角度を有している。なお、ステップ角度情報として、ステップ角度を示す数値が設定されていてもよい。
【0060】
記憶部２１０は、パルス番号情報およびステップ角度情報をテーブル形式で格納しているが、数式などの他の形式で格納していてもよい。
【0061】
電動弁１は、ステッピングモーター６６（マグネットローター３１）がテーブル３１０に基づいて回転されることにより、図１０に示す流量特性を有する電動弁として動作する。
【0062】
通信部２２０は、通信モジュールを通じて制御ユニット４００と通信する。通信部２２０は、各種命令を制御ユニット４００から受信して演算部２３０に転送する。通信部２２０は、電動弁１の各種状態を演算部２３０や回転制御部２４０から取得して制御ユニット４００に送信する。通信部２２０は、制御ユニット４００から弁体移動命令を受信する。弁体移動命令は、弁体４０の移動目標位置Ｐｔに関する情報を含んでいる。移動目標位置Ｐｔは、弁開度として指定される。なお、移動目標位置Ｐｔは、弁体４０の現在位置Ｐｃからの相対的な移動距離（パルス数など）として指定されてもよい。弁体の現在位置Ｐｃは作業用メモリに格納される。
【0063】
電動弁１において、制御ユニット４００が指定する弁開度０［％］～１００［％］は、弁体４０の位置「０」～「１５００」に対応している。そして、弁体４０の現在位置Ｐｃを示す番号が移動目標位置Ｐｔを示す番号より小さいとき、ステッピングモーター６６の回転方向は弁体４０が弁座１８から離れる方向（開弁方向）である。弁体４０の現在位置Ｐｃを示す番号が移動目標位置Ｐｔを示す番号より大きいとき、ステッピングモーター６６の回転方向は弁体４０が弁座１８に近づく方向（閉弁方向）である。
【0064】
演算部２３０は、各種演算を行う。演算部２３０は、通信部２２０が弁体移動命令を受信すると、弁体移動命令の移動目標位置Ｐｔが指定する弁開度に対応する弁体４０の位置を取得する。演算部２３０は、例えば、弁開度が１０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「１５０」を取得し、弁開度が５０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「７５０」を取得し、弁開度が９０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「１３５０」を取得する。
【0065】
そして、演算部２３０は、弁体４０の現在位置Ｐｃ（始点）と移動目標位置Ｐｔ（終点）との間にあるパルス番号を取得する。例えば、演算部２３０は、現在位置Ｐｃが位置「０」であり移動目標位置Ｐｔが位置「１５０」であるとき、パルス番号「１」～「１５０」を取得する。演算部２３０は、現在位置Ｐｃが位置「１５０」であり移動目標位置Ｐｔが位置「７５０」であるとき、パルス番号「１５１」～「７５０」を取得する。演算部２３０は、現在位置Ｐｃが位置「７５０」であり移動目標位置Ｐｔが位置「３００」であるとき、パルス番号「７５０」～「３０１」を取得する。
【0066】
また、演算部２３０は、磁気センサー１１０が出力した信号に基づいてマグネットローター３１の回転角度を取得する。
【0067】
回転制御部２４０は、弁体４０の現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号の順番でテーブル３１０から各パルス番号に対応するステップ角度情報を１つずつ取得する。そして、回転制御部２４０は、ステップ角度情報を用いてステップ角度を算出し、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６を回転させる。
【0068】
回転制御部２４０において、弁体４０が第１区間にあるときのパルス速度が、弁体４０が第３区間にあるときのパルス速度の８倍に設定されている。回転制御部２４０において、弁体４０が第２区間にあるときのパルス速度が、弁体４０が第３区間にあるときのパルス速度の４倍に設定されている。パルス速度は、１秒間に入力されるパルスの数（ＰＰＳ）で示される。本実施例において、弁体４０が第１区間にあるときのパルス速度は１０００［ＰＰＳ］であり、弁体４０が第２区間にあるときのパルス速度は５００［ＰＰＳ］であり、弁体４０が第３区間にあるときのパルス速度は１２５［ＰＰＳ］である。
【0069】
また、回転制御部２４０は、弁体移動命令の成否判定を行う。具体的には、回転制御部２４０は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられた各パルス番号に対応するステップ角度を積算したマグネットローター３１の回転角度を、演算部２３０が磁気センサー１１０の信号に基づいて取得したマグネットローター３１の回転角度と比較する。これら回転角度が一致した場合、回転制御部２４０は、通信部２２０を介して弁体移動命令が成功したことを示す情報を命令実行結果として制御ユニット４００に送信する。これら回転角度が一致しない場合、回転制御部２４０は、通信部２２０を介して弁体移動命令が失敗したことを示す情報を命令実行結果として制御ユニット４００に送信する。
【0070】
電動弁１において、支持部材１２、弁口１７、キャン２０、マグネットローター３１、弁軸ホルダー３２、ガイドブッシュ３３、弁軸３４、弁体４０（テーパー面４１）、ステーター６０（Ａ相ステーター６１、Ｂ相ステーター６２）は、それぞれの中心軸が軸線Ｌに一致する。
【0071】
次に、電動弁１の動作の一例について説明する。
【0072】
電動弁１の制御装置２００は、電源が投入されると起動状態になる。制御装置２００は、起動状態において、初期化処理を行う。制御装置２００は、弁体４０を閉弁位置Ｐ１に移動させたあと、通常動作状態に移行する。このとき、弁体４０の現在位置Ｐｃは、閉弁位置Ｐ１（弁体４０の位置「０」）である。通常動作状態において、制御装置２００は、制御ユニット４００からの命令を待つ。制御ユニット４００は、電動弁１が図１０に示す流量特性を有するものと認識している。
【0073】
制御装置２００は、例えば、弁開度９０［％］を指定する移動目標位置Ｐｔを含む弁体移動命令を制御ユニット４００から受信すると、移動目標位置Ｐｔとして位置「１３５０」を取得する。そして、制御装置２００は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号「１」～「１３５０」を取得する。
【0074】
制御装置２００は、テーブル３１０に基づいて、パルス番号「１」～「１３５０」に対応するステップ角度を算出する。制御装置２００は、現在位置Ｐｃを示す番号（位置「０」）が移動目標位置Ｐｔを示す番号（位置「１３５０」）より小さいため、回転方向を「開弁方向」とする。制御装置２００は、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６（マグネットローター３１）を回転させる。マグネットローター３１とともに弁軸ホルダー３２が回転する。弁軸ホルダー３２の雌ねじ３２ｃとガイドブッシュ３３の雄ねじ３３ｃとのねじ送り作用により、弁軸ホルダー３２が上方に移動する。弁軸ホルダー３２とともに弁軸３４が上方に移動して弁体４０が弁座１８から離れる。
【0075】
制御装置２００は、第１区間（パルス番号「１」～「８００」）では１０００［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第２区間（パルス番号「８０１」～「１２００」）では５００［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第３区間（パルス番号「１２０１」～「１３５０」）では１２５［ＰＰＳ］でパルスを入力する。また、制御装置２００は、パルス番号「１」～「１３５０」までのパルス番号に対応するステップ角度を積算する。
【0076】
制御装置２００は、パルス番号「１」～「１３５０」に対応するステップ角度でのステッピングモーター６６の回転が終了すると、現在位置Ｐｃとして、位置「１３５０」を作業用メモリに格納する。また、制御装置２００は、弁体移動命令の成否判定を行う。具体的には、制御装置２００は、ステップ角度を積算して得たマグネットローター３１の回転角度と、磁気センサー１１０の信号に基づいて得たマグネットローター３１の回転角度と、を比較する。これら回転角度が一致した場合、制御装置２００は、弁体移動命令が成功したことを示す情報を命令実行結果として制御ユニット４００に送信する。これら回転角度が一致しない場合、制御装置２００は、弁体移動命令が失敗したことを示す情報を命令実行結果として制御ユニット４００に送信する。そして、制御装置２００は、制御ユニット４００からの次の命令を待つ。
【0077】
次に、制御装置２００は、例えば、弁開度５０［％］を指定する移動目標位置Ｐｔを含む弁体移動命令を制御ユニット４００から受信すると、移動目標位置Ｐｔとして位置「７５０」を取得する。そして、制御装置２００は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号「１３５０」～「７５１」を取得する。
【0078】
制御装置２００は、テーブル３１０に基づいて、パルス番号「１３５０」～「７５１」に対応するステップ角度を算出する。制御装置２００は、現在位置Ｐｃを示す番号（位置「１３５０」）が移動目標位置Ｐｔを示す番号（位置「７５０」）より大きいため、回転方向を「閉弁方向」とする。制御装置２００は、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６（マグネットローター３１）を回転させる。マグネットローター３１とともに弁軸ホルダー３２が回転する。弁軸ホルダー３２の雌ねじ３２ｃとガイドブッシュ３３の雄ねじ３３ｃとのねじ送り作用により、弁軸ホルダー３２が下方に移動する。弁軸ホルダー３２とともに弁軸３４が下方に移動して弁体４０が弁座１８に近づく。
【0079】
制御装置２００は、第３区間（パルス番号「１３５０」～「１２０１」）では１２５［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第２区間（パルス番号「１２００」～「８０１」）では５００［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第１区間（パルス番号「８００」～「７５１」）では１０００［ＰＰＳ］でパルスを入力する。また、制御装置２００は、パルス番号「１３５０」～「７５１」までのパルス番号に対応するステップ角度を積算する。
【0080】
制御装置２００は、パルス番号「１３５０」～「７５１」に対応するステップ角度でのステッピングモーター６６の回転が終了すると、現在位置Ｐｃとして、位置「７５１」を作業用メモリに格納する。また、制御装置２００は、弁体移動命令の成否判定を行い、弁体移動命令の命令実行結果を制御ユニット４００に送信する。そして、制御装置２００は、制御ユニット４００からの次の命令を待つ。以降、制御装置２００は、受信した命令に応じた動作を行う。
【0081】
本実施例に係る電動弁１は、弁口１７を有する弁本体１０と、弁口１７と対向して配置された弁体４０と、弁体４０を上下方向に移動させる駆動機構３０と、駆動機構３０を制御する制御装置２００と、を有している。駆動機構３０が、ステッピングモーター６６を有しており、ステッピングモーター６６の回転によって弁体４０を移動させる。制御装置２００が、記憶部２１０と、通信部２２０と、演算部２３０と、回転制御部２４０と、を有している。記憶部２１０は、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２まで昇順に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する。通信部２２０は、弁体４０の移動目標位置Ｐｔに関する弁体移動命令を制御ユニット４００から受信する。演算部２３０は、弁体４０の現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号を取得する。回転制御部２４０は、弁体４０の現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号の順番に各パルス番号に対応するステップ角度でステッピングモーター６６を回転させる。
【0082】
このようにしたことから、電動弁１は、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに割り当てられたパルス毎に個別にステップ角度を設定可能であり、１パルスあたりの弁体４０の移動量（すなわち、弁口１７を流れる冷媒の流量の変化量）を調整することができる。そのため、電動弁１において、弁体の形状に依存せずに所望の流量特性を得ることができる。
【0083】
また、電動弁１において、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定されている。第１区間に割り当てられたパルス番号に対応するステップ角度に、第１角度（０．９３７５度）が設定されている。第２区間に割り当てられたパルス番号に対応するステップ角度に、第２角度（１．８７５度）が設定されている。第３区間に割り当てられたパルス番号に対応するステップ角度に、第３角度（７．５度）が設定されている。そして、第１角度と第２角度と第３角度とが互いに異なる。このようにすることで、電動弁１が、１パルスあたりの流量の変化量が異なる３つの区間を有する流量特性を得ることができる。電動弁１は、弁開度が比較的小さい範囲において流量を精密に制御できる。
【0084】
また、第１角度が、ステッピングモーター６６のフルステップ動作を１／ｎ（ｎ＝８）したマイクロステップ動作におけるステップ角度である。第２角度が、ステッピングモーター６６のフルステップ動作を１／ｍ（ｍ＝４）したマイクロステップ動作におけるステップ角度である。そして、第３角度が、ステッピングモーター６６のフルステップ動作におけるステップ角度である。このようにすることで、電動弁１が、比較的簡易な構成によって、１パルスあたりの流量の変化量が異なる３つの区間を有する流量特性を得ることができる。
【0085】
また、弁体４０が、弁口１７に向かうにしたがって径が小さくなるテーパー面４１を有している。そして、弁体４０が第１区間、第２区間または第３区間にあるとき、テーパー面４１と弁口１７の内周面との隙間によって流量が決定される。このようにすることで、電動弁１が、比較的簡易な形状の弁体４０を用いて、１パルスあたりの流量の変化量が異なる３つの区間を有する流量特性を得ることができる。
【0086】
また、弁体４０が第１区間にあるときのパルス速度（第１区間パルス速度）が、弁体４０が第３区間にあるときのパルス速度（第３区間パルス速度）の８倍である。そして、弁体４０が第２区間にあるときのパルス速度（第２区間パルス速度）が、第３区間パルス速度の４倍である。このようにすることで、電動弁１は、第１区間、第２区間および第３区間において、弁体４０の移動速度を同じにすることができる。これにより、第１区間、第２区間および第３区間においてパルス速度を同じにした場合に比べて、弁体４０を閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までより速く移動させることができる。
【0087】
なお、電動弁１は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔに第１区間が含まれている場合に、第１区間における弁体４０の移動に係るパルス数が所定の基準パルス数（例えば、１００）を超えるとき、第１区間パルス速度を第３区間パルス速度の８倍とし、基準パルス数以下とき、第１区間パルス速度を第３区間パルス速度と同じにしてもよい。同様に、電動弁１は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔに第２区間が含まれている場合に、第２区間における弁体４０の移動に係るパルス数が基準パルス数を超えるとき、第２区間パルス速度を第３区間パルス速度の４倍とし、基準パルス数以下とき、第２区間パルス速度を第３区間パルス速度と同じにしてもよい。このようにすることで、第１区間または第２区間において弁体４０の移動量が大きいときは弁体４０を高速で移動させて、流量の切り換えにかかる時間を短くできる。また、第１区間または第２区間において弁体４０の移動量が小さいときは弁体４０を低速で移動させて、流量を緩やかに切り換えることができる。
【0088】
なお、電動弁１は、１パルスあたりの流量の変化量が異なる３つの区間を有する流量特性を有するものであるが、テーブル３１０を適宜設定することにより、イコールパーセント特性など、他の流量特性を有していてもよい。
【0089】
【0090】
図１１は、図８のテーブルの変形例を示す図である。図１２は、図１１のテーブルに示す、閉弁位置から全開位置までに割り当てられたパルス番号と弁体の位置との関係を説明する図である。図１３は、図１の電動弁のステッピングモーターが図１１のテーブルに基づいて回転したときの弁体の位置と流量との関係を示すグラフである。図１４は、図８のテーブルの他の変形例を示す図である。図１５は、図１４のテーブルに示す、閉弁位置から全開位置までに割り当てられたパルス番号と弁体の位置との関係を説明する図である。図１６は、図１の電動弁のステッピングモーターが図１４のテーブルに基づいて回転したときの弁体の位置と流量との関係（流量特性）を示すグラフである。図１６において、一点鎖線のグラフが起動状態での流量特性を示し、実線のグラフが通常動作状態での流量特性を示す。図１６の位置「６５０」～「１９００」において、一点鎖線と実線とを上下にずらして記載しているが、実際には互いに一致している。
【0091】
上述した電動弁１は、制御装置２００の記憶部２１０に格納された図８に示すテーブル３１０に基づいてステッピングモーター６６を回転させる。そして、電動弁１は、テーブル３１０に代えて図１１に示すテーブル３２０を有することにより、流量特性の異なる電動弁１Ａとなる。電動弁１Ａのハードウエア構成は、電動弁１と同じである。
【0092】
電動弁１Ａにおいて、記憶部２１０は、図１１に示すテーブル３２０を格納している。テーブル３２０は、区間情報領域３２１と、パルス番号情報領域３２２と、ステップ角度情報領域３２３と、を有している。
【0093】
区間情報領域３２１には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までの間に設定された区間に関する情報が設定される。区間情報領域３２１には、区間に関する情報として「第２区間」、「第１区間」が設定されている。
【0094】
パルス番号情報領域３２２には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに昇順で割り当てられたパルス番号に関する情報（パルス番号情報）が設定される。パルス番号情報領域３２２には、パルス番号情報としてパルス番号「１」～「１５００」が設定されている。また、区間情報領域３２１の「第２区間」には、パルス番号「１」～「２５０」が割り当てられ、「第１区間」には、パルス番号「２５１」～「１５００」が割り当てられている。
【0095】
図１２に、弁体４０の位置とパルス番号との関係を示す。閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに弁体４０の位置「０」～「１５００」が昇順で設定されている。そして、位置「０」～「１５００」の間隔部分に対してパルス番号「１」～「１５００」が割り当てられている。
【0096】
ステップ角度情報領域３２３は、パルス番号情報領域３２２に設定されたパルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する情報（ステップ角度情報）が設定される。ステップ角度情報領域３２３には、ステップ角度情報として、フルステップ動作におけるステップ角度の分割数が設定される。ステップ角度情報領域３２３には、パルス番号「１」～「２５０」に対応して「１」が設定され、パルス番号「２５１」～「１５００」に対応して「５」が設定される。つまり、「第２区間」のステップ角度（第２角度）として、７．５度／１＝７．５度が設定され、「第１区間」のステップ角度（第１角度）として、７．５度／５＝１．５度が設定されている。ステッピングモーター６６は、第２区間および第１区間において互いに異なるステップ角度を有している。
【0097】
電動弁１Ａは、ステッピングモーター６６（マグネットローター３１）がテーブル３２０に基づいて回転されることにより、図１３に示す流量特性を有する電動弁として動作する。
【0098】
電動弁１Ａにおいて、制御ユニット４００が指定する弁開度０［％］～１００［％］は、弁体４０の位置「０」～「１５００」に対応している。
【0099】
回転制御部２４０において、弁体４０が第１区間にあるときのパルス速度が、弁体４０が第２区間にあるときのパルス速度の５倍に設定されている。電動弁１Ａにおいて、弁体４０が第１区間にあるときのパルス速度は６２５［ＰＰＳ］であり、弁体４０が第２区間にあるときのパルス速度は１２５［ＰＰＳ］である。
【0100】
次に、電動弁１Ａの動作の一例について説明する。
【0101】
電動弁１Ａの制御装置２００は、電源が投入されると起動状態になる。制御装置２００は、起動状態において、初期化処理を行う。制御装置２００は、弁体４０を閉弁位置Ｐ１に移動させたあと、通常動作状態に移行する。このとき、弁体４０の現在位置Ｐｃは、閉弁位置Ｐ１（弁体４０の位置「０」）である。通常動作状態において、制御装置２００は、制御ユニット４００からの命令を待つ。制御ユニット４００は、電動弁１Ａが図１３に示す流量特性を有するものと認識している。
【0102】
制御装置２００は、例えば、弁開度９０［％］を指定する移動目標位置Ｐｔを含む弁体移動命令を制御ユニット４００から受信すると、移動目標位置Ｐｔとして位置「１３５０」を取得する。そして、制御装置２００は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号「１」～「１３５０」を取得する。
【0103】
制御装置２００は、テーブル３２０に基づいて、パルス番号「１」～「１３５０」に対応するステップ角度を算出する。制御装置２００は、現在位置Ｐｃを示す番号（位置「０」）が移動目標位置Ｐｔを示す番号（位置「１３５０」）より小さいため、回転方向を「開弁方向」とする。制御装置２００は、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６を回転させる。これにより、弁体４０が弁座１８から離れる。
【0104】
制御装置２００は、第２区間（パルス番号「１」～「２５０」）では１２５［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第１区間（パルス番号「２５１」～「１３５０」）では６２５［ＰＰＳ］でパルスを入力する。また、制御装置２００は、パルス番号「１」～「１３５０」までのパルス番号に対応するステップ角度を積算する。
【0105】
制御装置２００は、パルス番号「１」～「１３５０」に対応するステップ角度でのステッピングモーター６６の回転が終了すると、現在位置Ｐｃとして、位置「１３５０」を作業用メモリに格納する。また、制御装置２００は、弁体移動命令の成否判定を行い、弁体移動命令の命令実行結果を制御ユニット４００に送信する。そして、制御装置２００は、制御ユニット４００からの次の命令を待つ。
【0106】
次に、制御装置２００は、例えば、弁開度１０［％］を指定する移動目標位置Ｐｔを含む弁体移動命令を制御ユニット４００から受信すると、移動目標位置Ｐｔとして位置「１５０」を取得する。そして、制御装置２００は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号「１３５０」～「１５１」を取得する。
【0107】
制御装置２００は、テーブル３２０に基づいて、パルス番号「１３５０」～「１５１」に対応するステップ角度を算出する。制御装置２００は、現在位置Ｐｃを示す番号（位置「１３５０」）が移動目標位置Ｐｔを示す番号（位置「１５０」）より大きいため、回転方向を「閉弁方向」とする。制御装置２００は、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６（マグネットローター３１）を回転させる。これにより、弁体４０が弁座１８に近づく。
【0108】
制御装置２００は、第１区間（パルス番号「１３５０」～「２５１」）では６２５［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第２区間（パルス番号「２５０」～「１５１」）では１２５［ＰＰＳ］でパルスを入力する。また、制御装置２００は、パルス番号「１３５０」～「１５１」までのパルス番号に対応するステップ角度を積算する。
【0109】
制御装置２００は、パルス番号「１３５０」～「１５１」に対応するステップ角度でのステッピングモーター６６の回転が終了すると、現在位置Ｐｃとして、位置「１５０」を作業用メモリに格納する。また、制御装置２００は、弁体移動命令の成否判定を行い、弁体移動命令の命令実行結果を制御ユニット４００に送信する。そして、制御装置２００は、制御ユニット４００からの次の命令を待つ。以降、制御装置２００は、受信した命令に応じた動作を実行する。
【0110】
電動弁１Ａは、上述した電動弁１と同様の作用効果を奏する。
【0111】
また、電動弁１Ａにおいて、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までの間に、第１区間と第２区間とが設定されている。第１区間に割り当てられたパルス番号に対応するステップ角度に、第１角度（１．５度）が設定されている。第２区間に割り当てられたパルス番号に対応するステップ角度に、第２角度（７．５度）が設定されている。そして、第１角度と前記第２角度とが異なる。このようにすることで、電動弁１Ａが、１パルスあたりの流量の変化量が異なる２つの区間を有する流量特性を得ることができる。電動弁１Ａは、弁開度が比較的大きい範囲において流量を精密に制御できる。
【0112】
また、第１角度が、ステッピングモーター６６のフルステップ動作を１／ｎ（ｎ＝５）したマイクロステップ動作におけるステップ角度である。第２角度が、ステッピングモーター６６のフルステップ動作におけるステップ角度である。このようにすることで、電動弁１Ａが、比較的簡易な構成によって、１パルスあたりの流量の変化量が異なる２つの区間を有する流量特性を得ることができる。
【0113】
また、弁体４０が、弁口１７に向かうにしたがって径が小さくなるテーパー面４１を有している。そして、弁体４０が第１区間または第２区間にあるとき、テーパー面４１と弁口１７の内周面との隙間によって流量が決定される。このようにすることで、電動弁１Ａが、比較的簡易な形状の弁体４０を用いて、１パルスあたりの流量の変化量が異なる２つの区間を有する流量特性を得ることができる。
【0114】
また、弁体４０が第１区間にあるときのパルス速度が、弁体４０が第２区間にあるときのパルス速度の５倍である。このようにすることで、電動弁１Ａは、第１区間および第２区間において、弁体４０の移動速度を同じにすることができる。これにより、第１区間および第２区間においてパルス速度を同じにした場合に比べて、弁体４０を閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までより速く移動させることができる。
【0115】
【0116】
電動弁１Ｂにおいて、記憶部２１０は、図１４に示すテーブル３３０、３４０を格納している。テーブル３３０は、電動弁１Ｂの起動直後の起動状態で用いられる。テーブル３４０は、電動弁１Ｂの起動状態のあとの通常動作状態で用いられる。
【0117】
テーブル３３０は、区間情報領域３３１と、パルス番号情報領域３３２と、ステップ角度情報領域３３３と、を有している。
【0118】
区間情報領域３３１には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までの間に設定された区間に関する情報が設定される。区間情報領域３３１には、区間に関する情報として「第２区間」、「第１区間」が設定されている。
【0119】
パルス番号情報領域３３２には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに昇順で割り当てられたパルス番号に関する情報（パルス番号情報）が設定される。パルス番号情報領域３３２には、パルス番号情報としてパルス番号「４０１」～「１９００」が設定されている。また、区間情報領域３３１の「第２区間」には、パルス番号「４０１」～「６５０」が割り当てられ、「第１区間」には、パルス番号「６５１」～「１９００」が割り当てられている。
【0120】
ステップ角度情報領域３３３は、パルス番号情報領域３３２に設定されたパルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する情報（ステップ角度情報）が設定される。ステップ角度情報領域３３３には、ステップ角度情報として、フルステップ動作におけるステップ角度の分割数が設定される。ステップ角度情報領域３３３には、パルス番号「４０１」～「６５０」に対応して「１」が設定され、パルス番号「６５１」～「１９００」に対応して「５」が設定されている。つまり、「第２区間」のステップ角度（第２角度）として、７．５度／１＝７．５度が設定され、「第１区間」のステップ角度（第１角度）として、７．５度／５＝１．５度が設定されている。
【0121】
テーブル３４０は、区間情報領域３４１と、パルス番号情報領域３４２と、ステップ角度情報領域３４３と、を有している。
【0122】
区間情報領域３４１には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までの間に設定された区間に関する情報が設定される。区間情報領域３４１には、区間に関する情報として「第２区間」、「第１区間」が設定されている。
【0123】
パルス番号情報領域３４２には、弁体４０の閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに昇順で割り当てられたパルス番号に関する情報（パルス番号情報）が設定される。パルス番号情報領域３４２には、パルス番号情報としてパルス番号「１」～「１９００」が設定されている。また、区間情報領域３４１の「第２区間」には、パルス番号「１」～「１５０」が割り当てられ、「第１区間」には、パルス番号「１５１」～「１９００」が割り当てられている。
【0124】
ステップ角度情報領域３４３は、パルス番号情報領域３４２に設定されたパルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する情報（ステップ角度情報）が設定される。ステップ角度情報領域３４３には、ステップ角度情報として、フルステップ動作におけるステップ角度の分割数が設定される。ステップ角度情報領域３４３には、パルス番号「１」～「１５０」に対応して「１」が設定され、パルス番号「１５１」～「１９００」に対応して「５」が設定されている。つまり、「第２区間」のステップ角度（第２角度）として、７．５度／１＝７．５度が設定され、「第１区間」のステップ角度（第１角度）として、７．５度／５＝１．５度が設定されている。
【0125】
図１５に、弁体４０の位置とパルス番号との関係を示す。図１５において、起動状態における閉弁位置Ｐ１、全開位置Ｐ２、第１区間および第２区間を一点鎖線で示し、通常動作状態における閉弁位置Ｐ１、全開位置Ｐ２、第１区間および第２区間を実線で示す。起動状態で用いられるテーブル３３０に対応して、閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに弁体４０の位置「４００」～「１９００」が昇順で設定されている。そして、位置「４００」～「１９００」の間隔部分に対してパルス番号「４０１」～「１９００」が割り当てられている。また、通常動作状態で用いられるテーブル３４０に対応して、閉弁位置Ｐ１から全開位置Ｐ２までに弁体４０の位置「０」～「１９００」が昇順で設定されている。そして、位置「０」～「１９００」の間隔部分に対してパルス番号「１」～「１９００」が割り当てられている。
【0126】
テーブル３３０のパルス番号情報領域３３２に設定されたパルス番号情報およびステップ角度情報領域３３３に設定されたステップ角度情報は、起動状態パルス番号情報および起動状態ステップ角度情報である。テーブル３４０のパルス番号情報領域３４２に設定されたパルス番号情報およびステップ角度情報領域３４３に設定されたステップ角度情報は、通常動作状態パルス番号情報および通常動作状態ステップ角度情報である。起動状態パルス番号情報にはパルス番号「４０１」～「１９００」が設定され、通常動作状態パルス番号情報にはパルス番号「１」～「１９００」が設定されている。そのため、起動状態パルス番号情報と通常動作状態パルス番号情報とは、互いに異なる。また、起動状態パルス番号情報のパルス番号「４０１」～「６５０」には起動状態ステップ角度情報として「１」が割り当てられ、起動状態パルス番号情報のパルス番号「６５１」～「１９００」には起動状態ステップ角度情報として「５」が割り当てられている。また、通常動作状態パルス番号情報のパルス番号「１」～「１５０」には通常動作状態ステップ角度情報として「１」が割り当てられ、通常動作状態パルス番号情報のパルス番号「１５１」～「１９００」には通常動作状態ステップ角度情報として「５」が割り当てられている。そのため、起動状態ステップ角度情報と通常動作状態ステップ角度情報とは、互いに異なる。なお、起動状態パルス番号情報と通常動作状態パルス番号情報とが同じで、起動状態ステップ角度情報と通常動作状態ステップ角度情報とが互いに異なるものであってもよい。
【0127】
電動弁１Ｂにおいて、演算部２３０は、通信部２２０が通常動作開始命令を制御ユニット４００から受信すると、起動状態から通常動作状態に移行する。起動状態において、制御ユニット４００が指定する弁開度０［％］～１００［％］は、弁体４０の位置「４００」～「１９００」に対応している。通常動作状態において、制御ユニット４００が指定する弁開度０［％］～１００［％］は、弁体４０の位置「０」～「１９００」に対応している。そして、演算部２３０は、起動状態および通常動作状態において、通信部２２０が弁体移動命令を受信すると、弁体移動命令の移動目標位置Ｐｔが指定する弁開度に対応する弁体４０の位置を取得する。演算部２３０は、起動状態において、例えば、弁開度が１０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「５５０」を取得し、弁開度が５０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「１１５０」を取得し、弁開度が８０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「１６００」を取得する。演算部２３０は、通常動作状態において、例えば、弁開度が１０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「１９０」を取得し、弁開度が５０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「９５０」を取得し、弁開度が８０［％］のとき、移動目標位置Ｐｔとして位置「１５２０」を取得する。
【0128】
次に、電動弁１Ｂの動作の一例について説明する。
【0129】
電動弁１Ｂの制御装置２００は、起動状態においてテーブル３３０を用いてステッピングモーター６６を回転させ、通常動作状態においてテーブル３４０を用いてステッピングモーター６６を回転させる。
【0130】
電動弁１Ｂの制御装置２００は、電源が投入されると起動状態になる。制御装置２００は、起動状態において、初期化処理を行う。制御装置２００は、弁体４０を閉弁位置Ｐ１に移動させる。このとき、弁体４０の現在位置Ｐｃは、閉弁位置Ｐ１（弁体４０の位置「４００」）である。起動状態において、制御装置２００は、制御ユニット４００からの命令を待つ。制御ユニット４００は、電動弁１Ｂが起動状態において図１６の一点鎖線で示す流量特性を有し、通常動作状態において図１６の実線で示す流量特性を有するものと認識している。
【0131】
制御装置２００は、例えば、弁開度８０［％］を指定する移動目標位置Ｐｔを含む弁体移動命令を制御ユニット４００から受信すると、移動目標位置Ｐｔとして位置「１６００」を取得する。そして、制御装置２００は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号「４０１」～「１６００」を取得する。
【0132】
制御装置２００は、テーブル３３０に基づいて、パルス番号「４０１」～「１６００」に対応するステップ角度を算出する。制御装置２００は、現在位置Ｐｃを示す番号（位置「４００」）が移動目標位置Ｐｔを示す番号（位置「１６００」）より小さいため、回転方向を「開弁方向」とする。制御装置２００は、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６を回転させる。これにより、弁体４０が弁座１８から離れる。
【0133】
制御装置２００は、第２区間（パルス番号「４０１」～「６５０」）では１２５［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第１区間（パルス番号「６５１」～「１６００」）では６２５［ＰＰＳ］でパルスを入力する。また、制御装置２００は、パルス番号「４０１」～「１６００」までのパルス番号に対応するステップ角度を積算する。
【0134】
制御装置２００は、パルス番号「４０１」～「１６００」に対応するステップ角度でのステッピングモーター６６の回転が終了すると、現在位置Ｐｃとして、位置「１６００」を作業用メモリに格納する。また、制御装置２００は、弁体移動命令の成否判定を行い、弁体移動命令の命令実行結果を制御ユニット４００に送信する。そして、制御装置２００は、制御ユニット４００からの次の命令を待つ。
【0135】
次に、制御装置２００は、通常動作開始命令を制御ユニット４００から受信すると、起動状態から通常動作状態に移行する。通常動作状態に移行することにより、制御装置２００は、テーブル３３０に代えてテーブル３４０を用いる。
【0136】
次に、制御装置２００は、例えば、弁開度５０［％］を指定する移動目標位置Ｐｔを含む弁体移動命令を制御ユニット４００から受信すると、移動目標位置Ｐｔとして位置「９５０」を取得する。そして、制御装置２００は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号「１６００」～「９５１」を取得する。
【0137】
制御装置２００は、テーブル３４０に基づいて、パルス番号「１６００」～「９５１」に対応するステップ角度を算出する。制御装置２００は、現在位置Ｐｃを示す番号（位置「１６００」）が移動目標位置Ｐｔを示す番号（位置「９５０」）より大きいため、回転方向を「閉弁方向」とする。制御装置２００は、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６を回転させる。これにより、弁体４０が弁座１８に近づく。
【0138】
制御装置２００は、第１区間（パルス番号「１６００」～「９５１」）では６２５［ＰＰＳ］でパルスを入力する。また、制御装置２００は、パルス番号「１６００」～「９５１」までのパルス番号に対応するステップ角度を積算する。
【0139】
制御装置２００は、パルス番号「１６００」～「９５１」に対応するステップ角度でのステッピングモーター６６の回転が終了すると、現在位置Ｐｃとして、位置「９５１」を作業用メモリに格納する。また、制御装置２００は、弁体移動命令の成否判定を行い、弁体移動命令の命令実行結果を制御ユニット４００に送信する。そして、制御装置２００は、制御ユニット４００からの次の命令を待つ。
【0140】
次に、制御装置２００は、例えば、弁開度０［％］を指定する移動目標位置Ｐｔを含む弁体移動命令を制御ユニット４００から受信すると、移動目標位置Ｐｔとして位置「０」を取得する。そして、制御装置２００は、現在位置Ｐｃから移動目標位置Ｐｔまでに割り当てられたパルス番号「９５０」～「１」を取得する。
【0141】
制御装置２００は、テーブル３４０に基づいて、パルス番号「９５０」～「１」に対応するステップ角度を算出する。制御装置２００は、現在位置Ｐｃを示す番号（位置「９５０」）が移動目標位置Ｐｔを示す番号（位置「０」）より大きいため、回転方向を「閉弁方向」とする。制御装置２００は、パルス、ステップ角度および回転方向をモータードライバに入力してステッピングモーター６６を回転させる。これにより、弁体４０が弁座１８に接する。
【0142】
制御装置２００は、第１区間（パルス番号「９５０」～「１５１」）では６２５［ＰＰＳ］でパルスを入力し、第２区間（パルス番号「１５０」～「１」）では１２５［ＰＰＳ］でパルスを入力する。また、制御装置２００は、パルス番号「９５０」～「１」までのパルス番号に対応するステップ角度を積算する。
【0143】
制御装置２００は、パルス番号「９５０」～「１」に対応するステップ角度でのステッピングモーター６６の回転が終了すると、現在位置Ｐｃとして、位置「０」を作業用メモリに格納する。また、制御装置２００は、弁体移動命令の成否判定を行い、弁体移動命令の命令実行結果を制御ユニット４００に送信する。そして、制御装置２００は、制御ユニット４００からの次の命令を待つ。以降、制御装置２００は、受信した命令に応じた動作を実行する。
【0144】
電動弁１Ｂは、上述した電動弁１および電動弁１Ａと同様の作用効果を奏する。
【0145】
また、記憶部２１０が、テーブル３３０とテーブル３４０とを格納している。制御装置が、起動状態のときにテーブル３３０に設定されたパルス番号情報およびステップ角度情報（起動状態パルス番号情報および起動状態ステップ角度情報）を用い、通常動作状態のときにテーブル３４０に設定されたパルス番号情報およびステップ角度情報（通常動作状態パルス番号情報および通常動作状態ステップ角度情報）を用いる。このようにすることで、電動弁１Ｂは、動作中に流量特性を変更することができ、電動弁１Ｂが組み込まれるシステムの要求により柔軟に対応できる。
【0146】
また、制御装置２００が、起動状態のときに通常動作開始命令を制御ユニット４００から受信すると、通常動作状態に移行する。このようにすることで、制御装置２００の動作状態を制御ユニット４００によって変更できる。そのため、制御装置２００が自律的に動作状態を変更する場合に比べて、制御ユニット４００が把握している制御装置２００の動作状態と、制御装置２００の実際の動作状態と、の不一致を防止できる。
【0147】
なお、制御装置２００が、起動状態のときに弁体４０が所定の起動完了位置（例えば、図１６における位置「６５０」）に移動すると、自律的に通常動作状態に移行してもよい。
【0148】
電動弁１は、駆動機構３０においてマグネットローター３１の回転を減速することなく用いる直動式の電動弁であったが、本発明は、マグネットローターの回転を減速する減速機構を有する駆動機構を有する電動弁に適用することもできる。
【0149】
上記に本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例の構成に限定されるものではない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0150】
１、１Ａ、１Ｂ…電動弁、１０…弁本体、１１…本体部材、１１ａ…取付孔、１２…支持部材、１２ａ…嵌合孔、１３…接続部材、１４…弁室、１５…流路、１６…流路、１７…弁口、１８…弁座、１９…封止部材、２０…キャン、３０…駆動機構、３１…マグネットローター、３２…弁軸ホルダー、３２ｃ…雌ねじ、３３…ガイドブッシュ、３３ａ…基部、３３ｂ…弁軸支持部、３３ｃ…雄ねじ、３４…弁軸、３４ａ…大径部、３４ｂ…小径部、３４ｃ…段部、３５…支持リング、３６…プッシュナット、３７…閉弁ばね、３８…永久磁石、３９…固定具、４０…弁体、４０ａ…先端、４１…テーパー面、５０…ステーターユニット、６０…ステーター、６０ａ…ステーター内周面、６１…Ａ相ステーター、６１ａ…極歯、６１ｂ…極歯、６１ｃ…コイル、６２…Ｂ相ステーター、６２ａ…極歯、６２ｂ…極歯、６２ｃ…コイル、６３…モールド、６４…端子支持部、６５…端子、６６…ステッピングモーター、７０…ハウジング、７１…周壁部、７１ａ…内周面、７２…上壁部、７２ａ…内面、７３…下部、７４…内側空間、７５…サブ基板収容空間、７６…隔壁、８０…ケース、８１…ケース本体、８２…蓋体、８３…コネクタ、８４…側壁部、８４ａ…ケース開口、９０…メイン基板、９１…基板コネクタ、１００…サブ基板、１００ａ…端部、１００ｂ…端部、１０１…基板端子、１１０…磁気センサー、１２０…マイクロコンピューター、２００…制御装置、２１０…記憶部、２２０…通信部、２３０…演算部、２４０…回転制御部、３１０…テーブル、３１１…区間情報領域、３１２…パルス番号情報領域、３１３…ステップ角度情報領域、３２０…テーブル、３２１…区間情報領域、３２２…パルス番号情報領域、３２３…ステップ角度情報領域、３３０…テーブル、３３１…区間情報領域、３３２…パルス番号情報領域、３３３…ステップ角度情報領域、３４０…テーブル、３４１…区間情報領域、３４２…パルス番号情報領域、３４３…ステップ角度情報領域、４００…制御ユニット、Ｌ…軸線、Ｐ１…閉弁位置、Ｐ２…全開位置、Ｐｃ…現在位置、Ｐｔ…移動目標位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【手続補正書】
【提出日】2024-12-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第３区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第３角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度と前記第３角度とが互いに異なり、
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第３角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度であり、
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｎ倍であり、
前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｍ倍である、電動弁。
ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数であり、ｍ≠ｎである。
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第３区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第３角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度と前記第３角度とが互いに異なり、
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第３角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度であり、
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｎ倍であり、
前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｍ倍である、電動弁。
ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数であり、ｍ≠ｎである。
【請求項2】
前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、
前記弁体が前記第１区間、前記第２区間または前記第３区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項１に記載の電動弁。
前記弁体が前記第１区間、前記第２区間または前記第３区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項１に記載の電動弁。
【請求項3】
弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度とが異なり、
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度であり、
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度のｎ倍である、電動弁。
ただし、ｎは２以上の自然数である。
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度とが異なり、
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度であり、
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度のｎ倍である、電動弁。
ただし、ｎは２以上の自然数である。
【請求項4】
前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、
前記弁体が前記第１区間または前記第２区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項３に記載の電動弁。
前記弁体が前記第１区間または前記第２区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項３に記載の電動弁。
【請求項5】
弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記記憶部が、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する起動状態パルス番号情報と、前記起動状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する起動状態ステップ角度情報と、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する通常動作状態パルス番号情報と、前記通常動作状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する通常動作状態ステップ角度情報と、を格納し、
前記制御装置が、
起動状態のときに前記起動状態パルス番号情報および前記起動状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用い、
前記起動状態のあとの通常動作状態のときに前記通常動作状態パルス番号情報および前記通常動作状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用いる、電動弁。
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記記憶部が、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する起動状態パルス番号情報と、前記起動状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する起動状態ステップ角度情報と、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する通常動作状態パルス番号情報と、前記通常動作状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する通常動作状態ステップ角度情報と、を格納し、
前記制御装置が、
起動状態のときに前記起動状態パルス番号情報および前記起動状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用い、
前記起動状態のあとの通常動作状態のときに前記通常動作状態パルス番号情報および前記通常動作状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用いる、電動弁。
【請求項6】
前記制御装置が、前記起動状態のときに前記通信部が通常動作開始命令を外部装置から受信すると、前記通常動作状態に移行する、請求項５に記載の電動弁。
【請求項7】
前記制御装置が、前記起動状態のときに前記弁体が所定の起動完了位置に移動すると、前記通常動作状態に移行する、請求項５または請求項６に記載の電動弁。