特許 7375395 弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20231031BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20231031BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20231031BHJP

   H02P 3/22 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 C

H02K7/06 A

H02K7/14 Z

H02P3/22 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019164540

(22)【出願日】2019-09-10

(65)【公開番号】P2021042804

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】城 幸宏

(72)【発明者】

【氏名】高木 由人

(72)【発明者】

【氏名】中島 登志久

(72)【発明者】

【氏名】河田 真治

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１７０３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１８３０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３３８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０２０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１２４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－０９９４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６４８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２６４６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／０４ － ３１／０５

Ｈ０２Ｐ ３／００ － ３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（４０）内に固定された回転子（５２）、および、複数の電機子巻線（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）を有しかつ前記回転子を回転させるために磁界を発生する固定子（５１）を含む電動モータ（４２）と、
出力部（４４）を含み前記電動モータの回転速度を減速して出力する減速機構（４３）と、
前記出力部から出力される回転力により駆動される弁体（２４）と、
前記電動モータを駆動する電源（６３）と、
前記電源および前記電動モータと電気的に接続し、前記複数の電機子巻線にブリッジ接続された複数のスイッチング素子（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆ）を有する駆動回路（６１）と、
前記電動モータに流れる電流を前記スイッチング素子の開閉により制御する制御部（６２）と、
を備え、
前記制御部は、前記弁体を開弁状態における任意の位置で保持する保持モードの際に、前記弁体から前記電動モータへ伝達される回転力に対抗する力を生じるように前記駆動回路を制御し、前記保持モードの際に、前記電動モータに生じた誘導電流が前記電源を経由せずに流れる閉回路を形成し、複数の前記スイッチング素子のうち前記電源の正極側と前記固定子との間に接続される高圧側素子（６４ａ，６４ｃ，６４ｅ）を閉じ且つ複数の前記スイッチング素子のうち前記電源の負極側と前記固定子との間に接続される低圧側素子（６４ｂ，６４ｄ，６４ｆ）を開く第１閉回路モードと、前記高圧側素子を開き且つ前記低圧側素子を閉じる第２閉回路モードとのうち、前記高圧側素子の温度と前記低圧側素子の温度との比較結果に基づき、温度がより低い方の素子が閉とされるいずれかの前記閉回路モードを選択する弁装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記スイッチング素子の温度を、前記誘導電流と前記素子の抵抗値とに基づいて算出する請求項１に記載の弁装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記誘導電流を前記出力部に加わる力から推定する請求項２に記載の弁装置。

【請求項4】

前記電機子巻線は三相電機子巻線であり、
前記駆動回路は、前記三相電機子巻線に三相ブリッジ接続された６つの前記スイッチング素子を備え、
前記制御部は、６つの前記スイッチング素子のうち３つの前記高圧側素子を閉じ且つ３つの前記低圧側素子を開く前記第１閉回路モードと、３つの前記高圧側素子を開き且つ３つの前記低圧側素子を閉じる前記第２閉回路モードとのうち、いずれかの前記閉回路モードを選択する請求項１～３のうちいずれか一項に記載の弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動源に電動モータを用いた電動式の弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されるように、駆動源に電動モータを用いた電動式の弁装置（電動弁）、およびこの弁装置を備える冷凍サイクル装置が知られている。弁装置は、冷凍サイクルにおける膨張弁として用いられる。

【0003】

こうした弁装置では、電動モータと、電動モータの回転速度を減速する減速機構と、減速機構から回転力を出力する出力部と、出力部によって駆動される弁体とを備えている。電動モータの出力部から弁体までの動力伝達経路には、ねじ機構部が設けられている。ねじ機構部は、雄ねじ部と雌ねじ部とを有している。雄ねじ部は、弁体の軸方向の中間部に形成される。雌ねじ部は、弁収容穴の内周面に形成され、雄ねじ部と螺合する。ねじ機構部は、弁体自身の回転を弁体の軸方向への直動動作に変換する。また、ねじ機構部は、弁収容穴における面での摩擦により、冷媒圧力によって弁体が開弁方向に移動することを防止する。すなわち、ねじ機構部は、弁体を任意の位置で保持するための摩擦部材として機能する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１３２３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、このような弁装置を小型化して搭載性を向上させるためには、ねじ機構部において、リード角を大きくすることで弁体の軸方向と直交する方向の幅を小さくすること、または、ねじ機構部自体をなくすことが考えられる。しかし、リード角を大きくする、または、ねじ機構部をなくすと、ねじ機構部で発生する抗力が小さくなる。そして、ねじ機構部での抗力が、冷媒圧力により弁体に作用する荷重より小さくなると、弁体が軸方向の力を受けて回転してしまう。すなわち、弁軸力を受けて弁体が回転し易くなっていまい、十分な弁保持性能を得ることができないという問題が生じていた。

【0006】

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、弁体の位置保持性能を確保しつつ搭載性を向上させることが可能な電動式の弁装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の弁装置は、電動モータ（４２）と、減速機構（４３）と、弁体（２４）と、電源（６３）と、駆動回路（６１）と、制御部（６２）と、を備える。電動モータは、ハウジング（４０）内に固定された回転子（５２）、および、複数の電機子巻線（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）を有しかつ回転子を回転させるために磁界を発生する固定子（５１）を含む。減速機構は、出力部（４４）を含み電動モータの回転速度を減速して出力する。弁体は、出力部から出力される回転力により駆動される。電源は、電動モータを駆動する。駆動回路（６１）は、電源および電動モータと電気的に接続し、複数の電機子巻線にブリッジ接続された複数のスイッチング素子（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆ）を有する。制御部は、電動モータに流れる電流をスイッチング素子の開閉により制御する。制御部は、弁体を開弁状態における任意の位置で保持する保持モードの際に、弁体から電動モータへ伝達される回転力に対抗する力を生じるように駆動回路を制御し、保持モードの際に、電動モータに生じた誘導電流が電源を経由せずに流れる閉回路を形成し、複数のスイッチング素子のうち電源の正極側と固定子との間に接続される高圧側素子（６４ａ，６４ｃ，６４ｅ）を閉じ且つ複数のスイッチング素子のうち電源の負極側と固定子との間に接続される低圧側素子（６４ｂ，６４ｄ，６４ｆ）を開く第１閉回路モードと、高圧側素子を開き且つ低圧側素子を閉じる第２閉回路モードとのうち、高圧側素子の温度と低圧側素子の温度との比較結果に基づき、温度がより低い方の素子が閉とされるいずれかの閉回路モードを選択する。

【0008】

本発明の構成によれば、弁体を開弁状態における任意の位置で保持する保持モードの際に、弁体から電動モータへ伝達される回転力に対抗する力が発生する。これにより、例えば弁体が開閉する流路を流れる流体によって、弁体が開弁方向に力を受けたときに、弁体を任意の位置に保持可能となる。このため、電動モータから弁体への動力伝達経路において、弁体を保持するための保持部材（例えばねじ機構部など）を有する必要がなく、または、保持部材を備えた構成としても、保持部材を小型化することができ設計自由度が向上する。よって、本構成によれば、弁体の位置保持性能を確保しつつ弁装置の搭載性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態による電動式弁装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】電動モータ周辺の概略的な回路図である。

【図3】図２の回路図において、バッテリを経由しない第１閉回路モードを形成する場合の制御を示した回路図である。

【図4】図２の回路図において、バッテリを経由しない第２閉回路モードを形成する場合の制御を示した回路図である。

【図5】モータ制御部が実行する弁保持制御を説明するフローチャートである。

【図6】第２実施形態による、モータ制御部が実行する弁保持制御を説明するフローチャートである。

【図7】第３実施形態による、モータ制御部が実行する弁保持制御を説明するフローチャートである。

【図8】第４実施形態による、モータ制御部が実行する弁保持制御を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、第２実施形態以下の複数の実施形態において、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0011】

〈第１実施形態〉
［構成］
本発明の第１実施形態の構成について、図１、図２を参照しつつ説明する。本実施形態の電動式弁装置１０は、例えば車両の空気調和機に用いられる冷凍サイクル装置に備えられる。図示しない冷凍サイクル装置は、冷媒循環回路において、コンプレッサ、コンデンサ、レシーバ、電動式弁装置１０、およびエバポレータ１１等を備える周知の装置である。電動式弁装置１０は、レシーバから供給された低温高圧状態の液相冷媒を減圧膨張させてエバポレータ１１に供給する。なお、図１では、電動モータ４２および減速機構４３の構成を概略的に簡略化して示している。

【0012】

図１に示すように、電動式弁装置１０は、基台ブロック１２と、膨張弁１３と、駆動部１４とを主に備えている。膨張弁１３は、基台ブロック１２内に設けられている。駆動部１４は、基台ブロック１２に固定されており、膨張弁１３を駆動する。基台ブロック１２には、エバポレータ１１側に冷媒を流通させる流路１５が形成されている。流路１５は、断面円形の通路である。基台ブロック１２の形状の一例は、直方体である。基台ブロック１２において、駆動部１４が固定される一面を上面１６とした場合、流路１５は、一方側の側面１７から反対側の側面１８に向けて貫通して形成されている。なお、以下の説明では、基台ブロック１２側を電動式弁装置１０の下側、駆動部１４側を電動式弁装置１０の上側とする。

【0013】

基台ブロック１２には、縦通路２１と、弁収容穴２２とが形成されている。縦通路２１は、流路１５の途中に、流路１５の延びる方向と直交する上下方向に延びて形成されている。弁収容穴２２は、縦通路２１の上側と連通し、後述する弁体２４を収容する弁収容空間として機能する。弁収容穴２２の断面形状は円形である。なお、後述する減速機構４３は、弁収容穴２２の上端と連通する収容凹部２３に収容されている。

【0014】

膨張弁１３は、弁体２４と、ねじ機構部２８とを有している。弁体２４は、弁収容穴２２に収容され、下方の先端部２５が尖った針状のニードル弁である。膨張弁１３は、弁体２４が上下方向に沿って進退することで、弁体２４の先端部２５が縦通路２１の開口部１９を開閉し、冷媒の流通を許容または遮断し、さらに、その流量を調整する。

【0015】

弁体２４は、下方から順に、先端部２５と、雄ねじ部２６と、連結部２７とを有している。連結部２７は、図示しない磁気継手を有する出力側回転体の出力部４４と連結する。雄ねじ部２６は、弁収容穴２２の内周面に形成された雌ねじ部と螺合する。雄ねじ部２６と雌ねじ部とでねじ機構部２８が構成される。

【0016】

ねじ機構部２８は、弁体２４自身の回転を弁体２４の軸方向、すなわち上下方向の直動動作に変換する。また、ねじ機構部２８は、弁収容穴２２における面での摩擦により、冷媒圧力によって弁体２４が開弁方向に移動することを抑制する。すなわち、ねじ機構部２８は、弁体２４を任意の位置で保持するための摩擦部材として機能する。連結部２７は、出力側回転体からの回転動作を弁体２４に伝達し、弁体２４の直動動作が可能となるように出力側回転体と連結する。

【0017】

基台ブロック１２と、駆動部１４との上下間には、平板状の閉塞板２９が設けられている。閉塞板２９と基台ブロック１２の上面１６との間には、収容凹部２３の開口部３１の周囲を囲む態様をなす環状溝３２に、環状のシール部材３３が装着されている。これにより、基台ブロック１２の開口部３１は液密に閉塞され、基台ブロック１２から駆動部１４側等の外部に冷媒が漏出しないように封止されている。

【0018】

駆動部１４は、一部が閉塞板２９を介在する態様にて基台ブロック１２の上面１６に、図示しない取付ねじにて固定されている。駆動部１４は、ハウジング４０、カバー４１と、電動モータ４２、減速機構４３、減速機構４３の出力部４４、および制御回路基板４５等を主に備えている。カバー４１は、ハウジング４０の上面の開口部４６を閉塞する。制御回路基板４５、電動モータ４２、および減速機構４３は、ハウジング４０の内部に設けられている。電動モータ４２は、ステッピングモータにて構成されている。減速機構４３は、電動モータ４２の回転速度を減速して出力する。

【0019】

駆動部１４内の電動モータ４２、減速機構４３および磁気継手は、膨張弁１３の弁体２４よりも上方において上下方向に並ぶようにして配置され、最も上側に電動モータ４２が配置されている。制御回路基板４５は、ハウジング４０内において、電動モータ４２の上側の開口部４６付近に配置されている。制御回路基板４５は、電動モータ４２から延びる接続端子４７と接続されている。この接続端子４７を介して、制御回路基板４５は電動モータ４２に電源供給を行う。電動モータ４２は、制御回路基板４５からの電源供給に基づいて回転駆動が制御される。

【0020】

次に、電動モータ４２の周辺構成、および制御回路基板４５に形成されるモータ駆動回路６１の構成について、図２を参照して説明する。図２に示すように、モータモジュール６０は、電動モータ４２、駆動回路６１、及びモータ制御部６２を主に備えている。電動モータ４２は、駆動回路６１を介して、バッテリ６３に接続されている。バッテリ６３は、「電源」に相当する。

【0021】

電動モータ４２は、三相交流の電動発電機であり、固定子５１と、回転子５２と、を備えている。固定子５１は、三相の電機子巻線５１ａ，５１ｂ，５１ｃを含んでいる。回転子５２は、界磁巻線５２ａを含んでいる。電動モータ４２は、さらに調節部５３を備えている。調節部５３は、モータ制御部６２の指令に基づいて、界磁巻線５２ａに流す励磁電流の大きさを調節する。

【0022】

駆動回路６１は、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴを複数備えるインバータ回路である。具体的には、駆動回路６１は、６つのＭＯＳＦＥＴ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆを備えている。ＭＯＳＦＥＴ６４ａ、６４ｂの接続点には、固定子５１のＵ相の電機子巻線５１ａの一端が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ６４ｃ，６４ｄの接続点には、固定子５１のＶ相の電機子巻線５１ｂの一端が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ６４ｅ，６４ｆの接続点には、固定子５１のＷ相の電機子巻線５１ｃの一端が接続されている。

【0023】

電機子巻線５１ａの他端、電機子巻線５１ｂの他端、および電機子巻線５１ｃの他端は互いに中性点で接続されている。駆動回路６１には、スイッチ制御部６５が備わっており、モータ制御部６２の指令に基づいて、スイッチ制御部６５は各ＭＯＳＦＥＴ６４ａ～６４ｆの開閉動作を制御する。

【0024】

以下、高電圧側となる３つのＭＯＳＦＥＴ６４ａ，６４ｃ，６４ｅ（図２において上側アームのＭＯＳＦＥＴ）を、「高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅ」とも言う。また、低電圧側となる３つのＭＯＳＦＥＴ６４ｂ，６４ｄ，６４ｆ（図２において下側アームのＭＯＳＦＥＴ）を、「低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆ」とも言う。

【0025】

モータ制御部６２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンとして構成されている。モータ制御部６２は、界磁巻線５２ａに流す励磁電流を調節部５３に調節させる。これにより、電動モータ４２に生じる発電電圧を調節する。また、モータ制御部６２は、駆動回路６１を構成するＭＯＳＦＥＴ６４ａ～６４ｆの開閉動作をスイッチ制御部６５に制御させる。なお、モータ制御部６２は、図示しないＥＣＵに電気的に接続している。

【0026】

本実施形態のモータモジュール６０は、膨張弁１３の動作を示すモードとして、膨張弁１３を開閉動作させる開閉時モードと、膨張弁１３を開弁状態の任意の位置に保持する保持モードとを有している。保持モードは、さらに、ＭＯＳＦＥＴ６４ａ～６４ｆの開閉状態に応じて、第１閉回路モードと第２閉回路モードとを有している。詳細については後述する。膨張弁１３を開閉動作させる開閉時モードでは、３つのＭＯＳＦＥＴ６４ｂ、６４ｄ、６４ｅが閉状態となるように制御され、バッテリ６３から供給される直流電流を三相の電力へと変換し、三相の電力を固定子５１へと供給する。

【0027】

第１閉回路モードでは、図３に示すように、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅが閉状態となり、低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆが開状態となるように制御される。すなわち、固定子５１が有する全相を短絡させる。これにより、電動モータ４２の回転子５２が回転することで固定子５１の巻線に生じた誘導電流がバッテリ６３を経由しないで循環する閉回路が駆動回路６１内に形成される。

【0028】

また、第２閉回路モードでは、図４に示すように、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅが開状態となり、低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆが閉状態となるように制御される。第１閉回路モードと同様に、第２閉回路モードでは、固定子５１に生じた誘導電流がバッテリ６３を経由しないで循環する閉回路が駆動回路６１内に形成される。

【0029】

これにより、第１閉回路モードおよび第２閉回路モードでは、バッテリ６３の電力を消費することなく、弁体２４から電動モータ４２へ伝達される回転力に対向する力が生じ、弁体２４は任意の開弁状態の範囲内に保持される。

【0030】

［弁保持制御について］
次に、モータ制御部６２が実行する弁保持制御について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ステップ１００（以下、ステップを「Ｓ」と略す。）において、各種信号が読み込まれる。ここで読み込まれる各種信号は、例えば膨張弁１３の動作モード、直前の動作モード時におけるＭＯＳＦＥＴ６４ａ～６４ｆの素子温度、出力部４４に加わる力Ｆ、等である。次いで、Ｓ２００において、膨張弁１３が保持モードであるか否かが判断される。保持モードであると判断されると（Ｓ２００：ＹＥＳ）、Ｓ３００に進み、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの温度と低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆの温度とが比較される。

【0031】

ここでは、比較する素子温度として、３つの素子温度の平均値を用いることができる。その他、３つの素子のうち最も温度が高い素子の温度値、予め定めた任意の代表素子の温度値、等を比較しても良い。なお、以下の説明において、単に「素子の温度」または「素子温度」とは、上記のように低圧側および高圧側を構成する各素子における平均値や代表値を意味する。

【0032】

次いで、Ｓ４００において、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅと低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆのうち、温度が低い方の素子が「閉」である閉回路モードを選択する。例えば、Ｓ３００で素子温度を比較した結果、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの温度が低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆの温度より低い場合には、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅが閉とされる第１閉回路モードが選択される。また、低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆの温度が高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの温度より低い場合には、低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆが閉とされる第２閉回路モードが選択される。

【0033】

次いで、Ｓ５００において、出力部４４に加わる力Ｆから誘導電流Ｉが算出される。なお、力Ｆは、冷媒の圧力や圧力変動を計測することにより、弁に加わる圧力と弁（先端部２５）の表面積から算出される。力Ｆは、弁に加わる荷重である。そして、力Ｆと、減速機構４３の伝達効率およびねじ機構部２８の効率から、モータ軸のトルクが算出される。さらに、モータ軸のトルクとモータの電流特性から、誘導電流Ｉが推定される。

【0034】

誘導電流Ｉが算出されると、Ｓ５０１において、誘導電流Ｉから閉素子温度Ｔが推定される。閉素子温度Ｔは、初期温度Ｔ０（例えば環境温度）に素子の上昇温度ΔＴを加えることで求められる。初期温度Ｔ０は、車内に設けられた温度センサから読み取ることができる。そして、素子の抵抗値をマップや定数で記憶しておくことで、誘導電流Ｉに基づいて素子の発熱量から上昇温度ΔＴが算出される。

【0035】

ここで、上記のように誘導電流Ｉに基づいて推定される「閉素子温度Ｔ」とは、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅと低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆのうち、選択されている閉回路モードにおいて「閉」となっている素子の温度である。すなわち、第１閉回路モードが選択されている場合には、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの素子温度である。第２閉回路モードが選択されている場合には、低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆの素子温度である。

【0036】

次いで、Ｓ６００において、Ｓ５０１で推定された閉素子温度Ｔが閾値Ｔｔｈより高いか否かが判断される。閾値Ｔｔｈは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆの発熱量として、許容される上限に若干の余裕を持って予め設定されている。閉素子温度Ｔが閾値Ｔｔｈより高いと判断されると（Ｓ６００：ＹＥＳ）、Ｓ７００に進み、閉回路モードが切り替えられる。例えば、元々第１閉回路モードが選択されていた場合には第２閉回路モードに変更され、元々第２閉回路モードが選択されていた場合には第１閉回路モードに変更される。

【0037】

すなわち、本制御では、電流が流れる閉素子の温度である閉素子温度Ｔが閾値Ｔｔｈを超える前に、閉回路モードが切り替えられる。切替後は、本処理を終了する。また、Ｓ６００において、閉素子温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以下である場合（Ｓ６００：ＮＯ）、およびＳ２００において、保持モードではない場合（Ｓ２００：ＮＯ）には、本処理を終了する。

【0038】

［効果］
（１）本実施形態では、弁保持モード時には、電動モータ４２の回転子５２が回転することで固定子５１の巻線に生じた誘導電流Ｉが、バッテリ６３を経由しないで循環する閉回路が駆動回路６１内に形成される。弁保持モードの際に、弁体２４が冷媒圧力を受けて開弁方向に押されると、弁体２４に接続する出力部４４および減速機構４３を通じて回転力が回転子５２に作用し、回転子５２が回転する。回転子５２が回転することで、固定子５１には誘導電流Ｉが流れる。この生じた誘導電流Ｉにより、閉弁方向への力、すなわち弁体２４が冷媒圧力を受けて弁体２４から電動モータ４２へ伝達される回転力に対向する力が生じるため、冷媒圧力に影響されることなく、弁体２４を任意の開弁状態の範囲内に保持することができる。

【0039】

この制御によれば、ねじ機構部２８の摩擦力に頼らず弁体２４を保持できるため、ねじ機構部２８の形態を所望に構成することができる。例えば、ねじ機構部２８のリード角を大きくすることで弁体２４の軸方向と直交する方向の幅を小さくし、弁装置全体としてコンパクト化を図ることができる。すなわち、弁体２４の位置保持性能を確保しつつ搭載性を向上させることができる。

【0040】

（２）また、閉回路モードではバッテリ６３を経由しないため、弁保持時にバッテリ６３の電力を消費することがない。すなわち、バッテリ６３の電力過剰消費を抑制することができる。

【0041】

（３）本実施形態では、二つの閉回路モードを有し、図５においてＳ３００，Ｓ４００に示すように、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの温度と低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆの温度との比較結果に基づき、温度がより低い方の素子が閉とされる閉回路モードを選択するようにしている。閉となる素子には電流が流れるため、素子は発熱する。本実施形態のように、より温度の低い素子が「閉」となる閉回路を適宜採用することで、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅと低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆとに、熱負荷を分散させることができ、ＭＯＳＦＥＴ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆの劣化を抑制して寿命を長くすることができる。

【0042】

（４）本実施形態では、誘導電流Ｉと素子の抵抗値に基づいて、素子の上昇温度ΔＴから素子の温度を推定するため、素子温度計測用の温度センサが不要であり、装置構成を簡略化できる。

【0043】

（５）本実施形態では、誘導電流Ｉを出力部４４に加わる力Ｆから推定するため、電流センサが不要であり、装置構成を簡略化できる。

【0044】

〈第２実施形態〉
次に、本発明の第２実施形態の弁装置について、図６を参照して説明する。第２実施形態の弁装置は、素子温度を計測する素子温度センサを備えており、その他の機械的な装置構成については第１実施形態と同様である。

【0045】

第２実施形態におけるモータ制御部６２が実行する弁保持制御について説明する。図６に示すように、第２実施形態では、Ｓ４００でいずれかの閉回路モードを選択した後には、Ｓ５０２に進み、閉素子温度Ｔが素子温度センサにより計測される。次いで、Ｓ６００で、計測された閉素子温度Ｔが閾値Ｔｔｈより高いか否かが判断される。

【0046】

本実施形態によれば、第１実施形態における上記（１）～（３）に記載と同様の効果を奏することができる。

【0047】

〈第３実施形態〉
次に、本発明の第３実施形態の弁装置について、図７を参照して説明する。第３実施形態の弁装置は、誘導電流Ｉを計測する電流センサを備えており、その他の機械的な装置構成については第１実施形態と同様である。

【0048】

第３実施形態におけるモータ制御部６２が実行する弁保持制御について説明する。図７に示すように、第３実施形態では、Ｓ４００でいずれかの閉回路モードを選択した後には、Ｓ５０３に進み、誘導電流Ｉが電流センサにより計測される。次いで、Ｓ５０４で、計測された誘導電流Ｉから閉素子温度Ｔが推定される。

【0049】

本実施形態によれば、第１実施形態における上記（１）～（３）に記載と同様の効果を奏することができる。

【0050】

〈第４実施形態〉
次に、本発明の第４実施形態の弁装置について、図８を参照して説明する。第４実施形態の弁装置は、機械的な装置構成については第１実施形態と同様である。第４実施形態においてモータ制御部６２が実行する弁保持制御について説明する。図８に示すように、Ｓ２００において保持モードであると判断されると（Ｓ２００：ＹＥＳ）、Ｓ５０５において、第１閉回路モードが選択される。

【0051】

次に、Ｓ５０６において、閉となっている高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの温度Ｔａ（以下、単に「高圧側素子温度Ｔａ」という）が推定される。次いで、Ｓ５０７において、高圧側素子温度Ｔａが閾値Ｔｔｈより高いか否かが判断される。そして、高圧側素子温度Ｔａが閾値Ｔｔｈより高いと判断されると（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、Ｓ５０８において、第２閉回路モードが選択される。第２閉回路モードが選択された後は、本処理を終了する。また、Ｓ５０７において高圧側素子温度Ｔａが閾値Ｔｔｈ以下である場合（Ｓ５０７：ＮＯ）には、本処理を終了する。

【0052】

すなわち、第１～第３実施形態では、高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの温度と低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆの温度との比較結果に基づき、温度がより低い方の素子が閉とされる閉回路モードを選択するようにしたが、第４実施形態では、弁保持モードになったとき、まずは第１閉回路モードが選択される。そして、閉となっている高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの高圧側素子温度Ｔａが閾値Ｔｔｈ以上に上昇した場合には、第２閉回路モードに切り替えられる。

【0053】

本実施形態によれば、第１実施形態における上記（１）～（３）に記載と同様の効果を奏すると共に、ロバストな制御として実施することができる。

【0054】

〈他の実施形態〉
・ 上記各実施形態において、電動モータ４２の回転を直動運動に変換する構成として、ねじ機構部２８の代わりにカム等を用いてもよい。

【0055】

・ 上記第４実施形態では、まずは第１閉回路モードが選択され、閉となっている高圧側素子６４ａ，６４ｃ，６４ｅの高圧側素子温度Ｔａが閾値Ｔｔｈ以上となるまで上昇した場合には、第２閉回路モードに切り替えられるようにした。これとは逆に、まずは第２閉回路モードが選択され、低圧側素子６４ｂ，６４ｄ，６４ｆの温度が閾値以上まで上昇した場合に、第１閉回路モードが選択されるようにしても良い。

【0056】

・ 上記各実施形態では、駆動回路６１にＭＯＳＦＥＴ６４ａ～６４ｆを設けたが、これに代えて、ＩＧＢＴやパワートランジスタ、サイリスタ、トライアックなどを用いても良い。

【0057】

・ 上記各実施形態において、電動モータ４２は三相交流であるとしたが、その他、単相交流であっても良いし、複相交流であっても良い。

【0058】

・ 上記各実施形態において、回転子５２は界磁巻線５２ａを含んで構成されるものとした。これに代えて、界磁用の永久磁石を含んで構成されていても良い。この場合、電動モータは、埋め込み磁石同期機（ＩＰＭＳＭ）や表面磁石同期機（ＳＰＭＳＭ）等となる。

【0059】

・ 上記各実施形態では、固定子５１が有する全相を短絡させることで、固定子５１に生じた誘導電流Ｉがバッテリ６３を経由しないで循環する閉回路を駆動回路６１内に形成した。これに代えて、例えば、ＭＯＳＦＥＴ６４ｃ、６４ｅを閉状態とし、それ以外のＭＯＳＦＥＴ６４ａ、６４ｂ、６４ｄ、６４ｆを開状態とすることで、固定子５１が有する相のうちＶ相とＷ相同士を短絡させる。これにより、固定子５１に生じた誘導電流がバッテリ６３を経由しないで流れる閉回路を形成しても良い。

【0060】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0061】

１０ ・・・弁装置
２４ ・・・弁体
４０ ・・・ハウジング
４２ ・・・電動モータ
４３ ・・・減速機構
４４ ・・・出力部
５１ ・・・固定子
５２ ・・・回転子
６１ ・・・駆動回路
６２ ・・・モータ制御部
６３ ・・・電源
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆ ・・・ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】