(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】2024-06-14
(45)【発行日】2024-06-24
(54)【発明の名称】電動弁制御装置および電動弁装置、ならびに、電動弁の制御方法
(51)【国際特許分類】
F16K 31/04 20060101AFI20240617BHJP
F25B 41/35 20210101ALI20240617BHJP
【ＦＩ】
F16K31/04 A
F16K31/04 Z
F25B41/35
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2023551337
(86)(22)【出願日】2022-09-20
(86)【国際出願番号】 JP2022034932
(87)【国際公開番号】W WO2023054050
(87)【国際公開日】2023-04-06
【審査請求日】2023-09-12
(31)【優先権主張番号】P 2021162138
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【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】萩元 大志
(72)【発明者】
【氏名】石塚 勇介
【審査官】西山 智宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０１６２４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－１１６０９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０２７３７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ３１／０４
Ｆ２５Ｂ ４１／３５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、複数のコイルを有しかつ前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記複数のコイルのそれぞれに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させる回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記複数のコイルのそれぞれに生じる電圧を取得する電圧取得部と、
（ｉ）１つの前記コイルに生じる前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉ）１つの前記コイルに生じる前記電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する状態判定部と、を有することを特徴とする電動弁制御装置。
【請求項3】
前記ステーターが、Ａ相ステーターとＢ相ステーターとを有し、前記Ａ相ステーターが前記複数のコイルのうちの１つを有し、
前記Ｂ相ステーターが前記複数のコイルのうちの他の１つを有し、
前記電圧取得部が、前記回転制御部がＡ相ステーターの前記コイルおよびＢ相ステーターの前記コイルの一方のみに駆動電流を供給したときに他方に生じる前記電圧を取得する、請求項１に記載の電動弁制御装置。
【請求項4】
前記基準位置が、前記ローターが前記弁座に前記弁体が接する閉弁位置よりさらに前記第一方向に回転した位置にあり、
前記状態判定部が、前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅が漸減したとき、前記電動弁が前記ローターが前記閉弁位置と前記基準位置との間にある中間状態であると判定する、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の電動弁制御装置。
【請求項5】
弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、複数のコイルを有しかつ前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記複数のコイルのそれぞれに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させる回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記複数のコイルのそれぞれに生じる電流を取得する電流取得部と、
（ｉ）１つの前記コイルに生じる前記電流の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉ）１つの前記コイルに生じる前記電流の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する状態判定部と、を有することを特徴とする電動弁制御装置。
【請求項6】
前記電動弁と、請求項１または請求項５に記載の電動弁制御装置と、を有する電動弁装置であって、前記弁体が、前記弁座と向かい合い、前記ローターが前記第一方向に回転するとコイルばねを介して前記弁座に向けて押され、
前記基準位置が、前記ローターが前記弁座に前記弁体が接する閉弁位置よりさらに前記第一方向に回転した位置にある、電動弁装置。
【請求項7】
弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、複数のコイルを有しかつ前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、前記複数のコイルのそれぞれに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させ、
前記ローターの回転によって前記複数のコイルのそれぞれに生じる電圧を取得し、
（ｉ）１つの前記コイルに生じる前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉ）１つの前記コイルに生じる前記電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する、ことを特徴とする電動弁の制御方法。
【請求項8】
弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、複数のコイルを有しかつ前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、前記複数のコイルのそれぞれに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させ、
前記ローターの回転によって前記複数のコイルのそれぞれに生じる電流を取得し、
（ｉ）１つの前記コイルに生じる前記電流の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉ）１つの前記コイルに生じる前記電流の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する、ことを特徴とする電動弁の制御方法。
【請求項9】
前記弁体が、前記弁座と向かい合い、前記ローターが前記第一方向に回転するとコイルばねを介して前記弁座に向けて押され、前記基準位置が、前記ローターが前記弁座に前記弁体が接する閉弁位置よりさらに前記第一方向に回転した位置にある、請求項７または請求項８に記載の電動弁の制御方法。
【請求項10】
弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記ステーターには、モータードライバが接続されており、
前記モータードライバに順番を有する複数のパルスを前記順番で循環的に入力することにより前記ステーターに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させる回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得する電圧取得部と、
（ｉ）循環的に入力される前記複数のパルスのうちの１つに対応する区間における前記電圧の波形の面積に基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する状態判定部と、を有することを特徴とする電動弁制御装置。
【請求項11】
弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記ステーターには、モータードライバが接続されており、
前記モータードライバに順番を有する複数のパルスを前記順番で循環的に入力することにより前記ステーターに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させる回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得する電圧取得部と、
（ｉｉ）循環的に入力される前記複数のパルスのうちの１つに対応して前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅に基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する状態判定部と、を有することを特徴とする電動弁制御装置。
【請求項12】
弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記ステーターには、モータードライバが接続されており、
前記モータードライバに順番を有する複数のパルスを前記順番で循環的に入力することにより前記ステーターに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させる回転制御部と、
前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得する電圧取得部と、
（ｉｉｉ）循環的に入力される前記複数のパルスのうちの１つに対応して前記電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現に基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する状態判定部と、を有することを特徴とする電動弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動弁制御装置および電動弁制御装置を有する電動弁装置、ならびに、電動弁の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、従来の電動弁の一例を開示している。このような電動弁は、エアコンの冷凍サイクルに組み込まれる。電動弁は、弁本体と、弁体と、弁体を移動させるためのステッピングモーターと、を有している。ステッピングモーターは、ローターとステーターとを有している。ステッピングモーターにパルスが入力されるとローターが回転する。ローターの回転に応じて弁体が移動する。ローターが基準位置にあるとき、ローターとともに回転する可動ストッパが弁本体に固定された固定ストッパに当接して、ローターの第一方向への回転が規制される。
【0003】
電動弁は、電動弁制御装置によって制御される。電動弁制御装置は、初期化動作において、ステッピングモーターにパルスを入力してローターを第一方向に回転させ、ローターを基準位置に位置付ける。ステッピングモーターに入力するパルスの数は、可動ストッパが固定ストッパに当接するために十分な数（以下、「初期化数」という。）である。ローターが第一方向に回転して可動ストッパが固定ストッパに当接すると、ローターが基準位置に位置付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０１９／１３０９２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電動弁制御装置は、ステッピングモーターに入力したパルス数が初期化数に達するまで、ステッピングモーターにパルスを入力する。そのため、電動弁制御装置は、ローターが基準位置に位置付けられた後もパルスを入力することがあり、初期化動作に長い時間がかかる。また、ローターが基準位置に位置付けられた後にステッピングモーターにパルスが入力されると、可動ストッパが固定ストッパに繰り返し衝突して騒音が発生する。特に、初期化動作直前のローターの位置が基準位置に近い場合、騒音が長い時間発生する。
【0006】
そこで、本発明は、電動弁の初期化動作にかかる時間を短くして騒音を抑制することができる電動弁制御装置および電動弁制御装置を有する電動弁装置、ならびに、電動弁の制御方法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】
【0007】
本発明者らは、複数の電動弁を用いて、初期化動作においてローターの回転によってステーターに生じる電圧（ステーターに電磁誘導される電圧）を測定して、測定結果について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、ストッパ機構によってローターの回転が規制される前の電圧の波形と、ストッパ機構によってローターの回転が規制された後の電圧の波形と、の違いを見出し、本発明に至った。
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電動弁制御装置は、弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記ステーターに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させる回転制御部と、前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得する電圧取得部と、（ｉ）前記電圧の波形の面積、（ｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する状態判定部と、を有することを特徴とする。
【0009】
本発明において、前記回転制御部が、前記状態判定部によって前記電動弁が前記回転規制状態であると判定されたとき、前記ステーターへの駆動電流の供給を停止することが好ましい。
【0010】
本発明において、前記ステーターが、Ａ相ステーターとＢ相ステーターとを有し、前記電圧取得部が、前記回転制御部がＡ相ステーターおよびＢ相ステーターの一方のみに駆動電流を供給したときに他方に生じる前記電圧を取得する、ことが好ましい。
【0011】
本発明において、前記弁体が、前記弁座と向かい合い、前記ローターが前記第一方向に回転するとコイルばねを介して前記弁座に向けて押され、前記基準位置が、前記ローターが前記弁座に前記弁体が接する閉弁位置よりさらに前記第一方向に回転した位置にあり、前記状態判定部が、前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅が漸減したとき、前記電動弁が前記ローターが前記閉弁位置と前記基準位置との間にある中間状態であると判定する、ことが好ましい。
【0012】
上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る電動弁制御装置は、弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁を制御する電動弁制御装置であって、前記ステーターに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させる回転制御部と、前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電流を取得する電流取得部と、（ｉ）前記電流の波形の面積、（ｉｉ）前記電流の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）前記電流の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する状態判定部と、を有することを特徴とする。
【0013】
上記目的を達成するために、本発明の他の一態様にかかる電動弁装置は、前記電動弁と、前記電動弁制御装置と、を有する。
【0014】
上記目的を達成するために、本発明の他の一態様にかかる電動弁の制御方法は、弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、前記ステーターに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させ、前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電圧を取得し、（ｉ）前記電圧の波形の面積、（ｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）前記電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する、ことを特徴とする。
【0015】
上記目的を達成するために、本発明の他の一態様にかかる電動弁の制御方法は、弁座を有する弁本体と、前記弁本体に対して回転可能なローターと、前記ローターとともにステッピングモーターを構成するステーターと、前記弁座と向かい合い、前記ローターが第一方向に回転すると前記弁座に向けて押される弁体と、前記ローターが基準位置にあるときに前記ローターの前記第一方向への回転を規制するストッパ機構と、を有する電動弁の制御方法であって、前記ステーターに駆動電流を供給して前記ローターを前記第一方向に回転させ、前記ローターの回転によって前記ステーターに生じる電流を取得し、（ｉ）前記電流の波形の面積、（ｉｉ）前記電流の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）前記電流の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記電動弁が前記ストッパ機構によって前記ローターの前記第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明の一態様によれば、ステーターに駆動電流を供給してローターを第一方向に回転させる。ローターの回転によってステーターに生じる電圧を取得する。そして、（ｉ）電圧の波形の面積、（ｉｉ）電圧の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）電圧の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、電動弁がストッパ機構によってローターの第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する。
【0017】
本発明の他の一態様によれば、ステーターに駆動電流を供給してローターを第一方向に回転させる。ローターの回転によってステーターに生じる電流を取得する。そして、（ｉ）電流の波形の面積、（ｉｉ）電流の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）電流の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、電動弁がストッパ機構によってローターの第一方向への回転が規制される回転規制状態であるか否かを判定する。
【0018】
このようにしたことから、電動弁が回転規制状態であると判定したときにローターが基準位置にある。そのため、電動弁が回転規制状態であると判定したときに、ローターの第一方向への回転を停止することで、初期化動作にかかる時間を短くすることができる。また、ローターが基準位置に位置付けられたあとに、騒音が長い時間発生することを抑制できる。
【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装置を有するエアコンシステムのブロック図である。
【図8】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［１］入力時）。
【図9】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［２］入力時）。
【図10】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［３］入力時）。
【図11】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［４］入力時）。
【図12】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［５］入力時）。
【図13】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［６］入力時）。
【図14】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［７］入力時）。
【図15】ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である（パルスＰ［８］入力時）。
【図16】電動弁装置の初期化動作において、ローターの回転によってステーターに生じた電圧の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
【0021】
図１は、本発明の一実施例に係る電動弁装置を有するエアコンシステムのブロック図である。図２は、図１の電動弁装置の断面図である。図２において、ステーターおよび電動弁制御装置を模式的に示している。図３は、図２の電動弁装置が有する弁軸ホルダーを示す図である。図３Ａは、弁軸ホルダーの斜視図であり、図３Ｂは、弁軸ホルダーの平面図である。図４は、図２の電動弁装置が有するガイドブッシュの側面図である。図５は、図２の電動弁装置が有するストッパ部材を示す図である。図５Ａは、ストッパ部材の斜視図であり、図５Ｂは、ストッパ部材の平面図である。図６は、図２の電動弁装置が有する弁軸ホルダー、ストッパ部材、ローターおよびステーターの平面図である。図６において、ステーターを模式的に示している。また、図６において、ローターの磁極を模式的に示している。図７は、図２の電動弁装置が有するコンピュータ、モータードライバおよびステッピングモーターを説明する図である。図７Ａは、電動弁制御装置が有するコンピュータとモータードライバとステッピングモーターとの接続を模式的に示す。図７Ｂは、パルスとモータードライバがステーターに供給する駆動電流との対応の一例を示す。図８～図１５は、ローターの磁極とステーターの極歯との位置関係を模式的に示す図である。図８～図１５は、パルスＰ［１］～Ｐ［８］入力時に対応している。図８～図１５において、ステーターを模式的に示している。また、図８～図１５において、ローターの磁極を模式的に示している。図１６は、電動弁装置の初期化動作において、ローターの回転によってステーターに生じた電圧の波形の一例を示す図である。図１７は、図１６の電圧の波形の一部（期間Ｔ１）を拡大した図である。図１８は、図１６の電圧の波形の他の一部（期間Ｔ７）を拡大した図である。図１９は、図２の電動弁装置が有するコンピュータが実行する初期化動作の一例を示すフローチャートである。
【0022】
図１に、車両に搭載されるエアコンシステム１００の一例を示す。このエアコンシステム１００は、配管１０５を介して順に接続された圧縮機１０１、凝縮器１０２、電動弁装置１（電動弁５）および蒸発器１０３を有している。電動弁装置１は、膨張弁である。エアコンシステム１００は、エアコン制御装置１１０を有している。エアコン制御装置１１０は、電動弁装置１と通信可能に接続されている。エアコン制御装置１１０は、電動弁装置１を用いて配管１０５を流れる冷媒の流量を制御する。
【0023】
図２に示すように、電動弁装置１は、電動弁５と、電動弁制御装置７０と、を有している。
【0024】
電動弁５は、弁本体１０と、キャン２０と、弁体３０と、駆動機構４０と、ステーター６０と、を有している。
【0025】
弁本体１０は、本体部材１１と、接続部材１３と、を有している。本体部材１１は、円柱形状を有している。本体部材１１は、弁室１４を有している。本体部材１１には、第１導管１５および第２導管１６が接合されている。第１導管１５は、軸線Ｌと直交する方向（図２の左右方向）に沿って配置され、弁室１４に接続されている。第２導管１６は、軸線Ｌ方向（図２の上下方向）に沿って配置され、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は、円形の嵌合穴１１ａを有している。嵌合穴１１ａは、本体部材１１の上端面に配置されている。嵌合穴１１ａの内周面は、図２において左方を向く平面１１ｄを有している。嵌合穴１１ａの底面には、弁室１４に通じる貫通孔１１ｂが設けられている。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、本体部材１１の上端部に接合されている。本体部材１１および接続部材１３は、アルミニウム合金、ステンレス、真ちゅうなどの金属製である。
【0026】
キャン２０は、ステンレスなどの金属製である。キャン２０は、円筒形状を有している。キャン２０は、下端部が開口しかつ上端部が塞がれている。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。
【0027】
弁体３０は、第１軸部３１と、第２軸部３２と、弁部３３と、を有している。第１軸部３１は、円柱形状を有している。第２軸部３２は、円柱形状を有している。第２軸部３２の径は、第１軸部３１の径より小さい。第２軸部３２は、第１軸部３１の上端部に同軸に連設されている。弁体３０は、上方を向く円環状の平面である段部３４を有している。段部３４は、第１軸部３１と第２軸部３２との連設部分に配置されている。弁部３３は、上方から下方に向かうにしたがって径が小さくなる略円錐形状を有している。弁部３３は、第１軸部３１の下端部に同軸に連設されている。弁部３３は、弁口１７に配置される。弁部３３と弁口１７との間に可変絞り部が形成される。弁部３３は、弁座１８と向かい合って配置される。弁部３３が弁座１８に接すると、弁口１７が閉じる。
【0028】
駆動機構４０は、弁体３０を上下方向（軸線Ｌ方向）に移動させる。弁体３０の移動によって弁口１７が開閉する。駆動機構４０は、ローター４１と、弁軸ホルダー４２と、ガイドブッシュ４３と、ストッパ部材４４と、固定具４５と、を有している。
【0029】
ローター４１は、円筒形状を有している。ローター４１の外径は、キャン２０の内径より若干小さい。ローター４１は、キャン２０の内側に配置される。ローター４１は、弁本体１０に対して回転可能である。ローター４１は、複数のＮ極および複数のＳ極を有している。複数のＮ極および複数のＳ極は、ローター４１の外周面に配置されている。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。電動弁装置１において、ローター４１は、例えば、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。
【0030】
図３は弁軸ホルダー４２を示す。弁軸ホルダー４２は、円筒形状を有している。弁軸ホルダー４２は、下端部が開口しかつ上端部が塞がれている。弁軸ホルダー４２はローター４１の嵌合孔４１ａに嵌合されている。弁軸ホルダー４２は、ローター４１と共に回転する。弁軸ホルダー４２の外周面の下端部には、径方向外方に突出する突部である可動ストッパ４２ｓが配置されている。弁軸ホルダー４２の上壁部４２ａには、軸孔４２ｂが形成されている。軸孔４２ｂには、弁体３０の第２軸部３２が軸線Ｌ方向に移動可能に配置される。弁軸ホルダー４２の上壁部４２ａの下面にはワッシャー４６が配置される。ワッシャー４６と弁体３０の段部３４との間には閉弁ばね４７が配置される。閉弁ばね４７は、コイルばねであり、弁体３０を弁座１８に向けて押す。弁軸ホルダー４２の内周面には、雌ねじ４２ｃが形成されている。可動ストッパ４２ｓは、ローター４１に対して固定されている。
【0031】
図４はガイドブッシュ４３を示す。ガイドブッシュ４３は、基部４３ａと、支持部４３ｂと、を有している。基部４３ａは、円筒形状を有している。支持部４３ｂは、円筒形状を有している。基部４３ａの外周面は、平面４３ｄを有している。基部４３ａは本体部材１１の嵌合穴１１ａに圧入され、平面４３ｄが嵌合穴１１ａの平面１１ｄと接する。これにより、本体部材１１の中心軸とガイドブッシュ４３の中心軸とが軸線Ｌ上で一致するとともに、ガイドブッシュ４３が本体部材１１に対して軸線Ｌ周りに正しく位置付けられる。支持部４３ｂの外径は、基部４３ａの外径より小さい。支持部４３ｂの内径は、基部４３ａの内径と同じである。支持部４３ｂは、基部４３ａの上端部に同軸に連設されている。支持部４３ｂの外周面には、雄ねじ４３ｃが形成されている。雄ねじ４３ｃは、弁軸ホルダー４２の雌ねじ４２ｃと螺合される。ガイドブッシュ４３の内側には、弁体３０の第１軸部３１が配置される。ガイドブッシュ４３は、弁体３０を軸線Ｌ方向に移動可能に支持する。
【0032】
図５はストッパ部材４４を示す。ストッパ部材４４は、ストッパ本体４４ａを有している。ストッパ本体４４ａは、円筒形状を有している。ストッパ本体４４ａの内周面には、雌ねじ４４ｃが形成されている。ストッパ本体４４ａの外周面には、径方向外方に突出する突部である固定ストッパ４４ｓが配置されている。雌ねじ４４ｃは、ストッパ本体４４ａがガイドブッシュ４３の基部４３ａに当接するまで雄ねじ４３ｃに螺合されている。これにより、ストッパ部材４４は、ガイドブッシュ４３に固定される。固定ストッパ４４ｓは、弁本体１０に対して固定されている。
【0033】
固定具４５は、固定部４５ａと、フランジ部４５ｂと、を有している。固定部４５ａは、段付きの円筒形状を有している。固定部４５ａの内側には、弁体３０の第２軸部３２が配置される。固定部４５ａは、第２軸部３２に接合される。フランジ部４５ｂは、固定部４５ａの下端部に連設されている。固定具４５の外側には、復帰ばね４８が配置される。復帰ばね４８は、コイルばねである。
【0034】
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、を有している。
【0035】
Ａ相ステーター６１は、複数のクローポール型の極歯６１ａ、６１ｂを内周に有している。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。電動弁装置１において、Ａ相ステーター６１は、例えば、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の磁極となる。
【0036】
Ｂ相ステーター６２は、複数のクローポール型の極歯６２ａ、６２ｂを内周に有している。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。電動弁装置１において、Ｂ相ステーター６２は、例えば、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の磁極となる。
【0037】
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は、Ｂ相ステーター６２と接している。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。つまり、Ｂ相ステーター６２は、極歯６１ａと極歯６２ａとが軸線Ｌ方向に並ぶ位置からＡ相ステーター６１に対して軸線Ｌ周りに７．５度回転した位置にある。図７Ａに示すように、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２およびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２は、電動弁制御装置７０（モータードライバ７７）に接続されている。
【0038】
ステーター６０の内側には、キャン２０が配置される。キャン２０の内側には、ローター４１が配置される。ステーター６０とローター４１とは、ステッピングモーター６６を構成する。
【0039】
ステッピングモーター６６にパルスＰ（Ｐ［１］～Ｐ［８］）が入力されることによりローター４１が回転する。具体的には、ステッピングモーター６６のステーター６０にパルスＰに応じた駆動電流が供給されることによりローター４１が回転する。本明細書において、「ステッピングモーター６６にパルスＰが入力されること」は、「ステッピングモーター６６のステーター６０にパルスＰに応じた駆動電流が供給されること」と同義である。
【0040】
ステッピングモーター６６には、図７Ｂに示すパルスＰ［１］～Ｐ［８］が順番に入力される。Ａ相ステーター６１に供給される駆動電流とＢ相ステーター６２に供給される駆動電流との組み合わせは、パルスＰ毎に異なる。組み合わせの数は、８であり、パルスＰのパターンの数という。「パターン」は「スイッチングモード」ともいわれる。パルスＰ［１］～Ｐ［８］の数字（１～８）は、パルスＰ［１］～Ｐ［８］を特定するためのパターン番号である。図８～図１５に、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が入力されたときのローター４１とステーター６０との位置関係の例を示す。図８～図１５において、ローター４１とステーター６０（Ａ相ステーター６１、Ｂ相ステーター６２）との位置関係を把握しやすくするため、基準となる極歯６１ａおよび基準となるローター４１の磁極（Ｓ極）に黒丸を付している。
【0041】
ローター４１を第一方向（図８～図１５において時計方向）に回転させる場合、ステッピングモーター６６にパルスＰを昇順（パルスＰ［１］～Ｐ［８］の順番）で循環的に入力する。ローター４１が第一方向に回転すると、弁軸ホルダー４２の雌ねじ４２ｃとガイドブッシュ４３の雄ねじ４３ｃとのねじ送り作用によってローター４１および弁軸ホルダー４２が下方に移動する。ローター４１（弁軸ホルダー４２）が、閉弁ばね４７を介して弁体３０を下方に押す。弁体３０が下方に移動して弁部３３が弁座１８に接する。このときのローター４１の位置は、閉弁位置Ｒｃである。この状態からローター４１を第一方向にさらに回転させると、閉弁ばね４７が圧縮されてローター４１が下方にさらに移動する。弁体３０は下方に移動しない。そして、弁軸ホルダー４２の可動ストッパ４２ｓがストッパ部材４４の固定ストッパ４４ｓに接すると、ローター４１の第一方向への回転が規制される。このときのローター４１の位置は、基準位置Ｒｘである。
【0042】
ローター４１を第一方向と反対の第二方向（図８～図１５において反時計方向）に回転させる場合、ステッピングモーター６６にパルスＰを降順（パルスＰ［８］～Ｐ［１］の順番）で循環的に入力する。ローター４１が第二方向に回転すると、弁軸ホルダー４２の雌ねじ４２ｃとガイドブッシュ４３の雄ねじ４３ｃとのねじ送り作用によってローター４１および弁軸ホルダー４２が上方に移動する。ローター４１（弁軸ホルダー４２）が固定具４５を上方に押す。固定具４５とともに弁体３０が上方に移動して、弁体３０が弁座１８から離れる。所定の流量測定環境において弁口１７における流体の流量（弁口１７の開度）が所定の設定値であるときのローター４１の位置を開弁位置Ｒｏとする。設定値は、電動弁装置１の構成や用途などに応じて適宜設定される。
【0043】
電動弁５において、弁口１７、弁座１８、キャン２０、弁体３０、ローター４１、弁軸ホルダー４２、ガイドブッシュ４３、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。
【0044】
電動弁制御装置７０は、複数の電子部品（図示なし）が実装された基板７１を有している。電動弁制御装置７０は、図１に示すように、不揮発性メモリ７５と、通信装置７６と、モータードライバ７７と、コンピュータ８０と、を有している。電動弁制御装置７０は、エアコン制御装置１１０からの命令に基づいて、電動弁５を制御する。
【0045】
不揮発性メモリ７５は、電源が切断された場合でも保持する必要があるデータを記憶する。不揮発性メモリ７５は、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリである。
【0046】
通信装置７６は、有線通信バス１２０を介してエアコン制御装置１１０と通信可能に接続されている。エアコンシステム１００は、例えば、Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＩＮ）やＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）などの通信方式を採用している。なお、通信装置７６は、エアコン制御装置１１０と無線通信可能に接続されていてもよい。
【0047】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０から入力されるパルスＰに基づいてステッピングモーター６６に駆動電流を供給する。図７Ａに示すように、モータードライバ７７は、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２およびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２と接続されている。図７Ｂに、パルスＰとモータードライバ７７が供給する駆動電流との対応の一例を示す。図７Ｂにおいて、（＋）は、端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流、または、端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給することを示し、（－）は、端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流、または、端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給することを示し、（０）は、駆動電流を供給しないことを示す。
【0048】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［１］が入力されると、コイル６１ｃに端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流を供給し（＋）、コイル６２ｃに駆動電流を供給しない（０）。
【0049】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［２］が入力されると、コイル６１ｃに端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流を供給し（＋）、コイル６２ｃに端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給する（＋）。
【0050】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［３］が入力されると、コイル６１ｃに駆動電流を供給せず（０）、コイル６２ｃに端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給する（＋）。
【0051】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［４］が入力されると、コイル６１ｃに端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流を供給し（－）、コイル６２ｃに端子Ｂ１から端子Ｂ２への駆動電流を供給する（＋）。
【0052】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［５］が入力されると、コイル６１ｃに端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流を供給し（－）、コイル６２ｃに駆動電流を供給しない（０）。
【0053】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［６］が入力されると、コイル６１ｃに端子Ａ２から端子Ａ１への駆動電流を供給し（－）、コイル６２ｃに端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給する（－）。
【0054】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［７］が入力されると、コイル６１ｃに駆動電流を供給せず（０）、コイル６２ｃに端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給する（－）。
【0055】
モータードライバ７７は、コンピュータ８０からパルスＰ［８］が入力されると、コイル６１ｃに端子Ａ１から端子Ａ２への駆動電流を供給し（＋）、コイル６２ｃに端子Ｂ２から端子Ｂ１への駆動電流を供給する（－）。
【0056】
コンピュータ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースおよびＡ／Ｄ変換器などが１つのパッケージに組み込まれた組込機器用のマイクロコンピュータである。コンピュータ８０は、不揮発性メモリ７５、通信装置７６およびモータードライバ７７を含んでいてもよい。コンピュータ８０は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、回転制御部８１、電圧取得部８２および状態判定部８３として機能する。
【0057】
回転制御部８１は、ステッピングモーター６６にパルスＰを入力してローター４１を第一方向または第二方向に回転させる。具体的には、回転制御部８１は、エアコン制御装置１１０から受信した命令に基づいて、モータードライバ７７にパルスＰ［１］～Ｐ［８］を入力する。モータードライバ７７は、入力されたパルスＰ［１］～Ｐ［８］に応じて、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に駆動電流を供給する。
【0058】
電圧取得部８２は、ローター４１の回転によってステーター６０に生じる電圧（ステーター６０に電磁誘導される電圧）を取得する。具体的には、電圧取得部８２は、回転制御部８１がパルスＰ［１］およびＰ［５］に応じてＡ相ステーター６１のコイル６１ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ｂ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧ＶＢを時系列的に取得する。電圧取得部８２は、回転制御部８１がパルスＰ［３］およびＰ［７］に応じてＢ相ステーター６２のコイル６２ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧ＶＡを時系列的に取得する。電圧取得部８２は、回転制御部８１がパルスＰ［２］、Ｐ［４］、Ｐ［６］およびＰ［８］に応じてコイル６１ｃおよびコイル６２ｃに駆動電流を供給したとき、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得しない。なお、電圧取得部８２は、回転制御部８１がパルスＰ［１］～Ｐ［８］に応じてコイル６１ｃおよびコイル６２ｃに駆動電流を供給したときに、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを時系列的に取得してもよい。この場合、電圧取得部８２は、端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離して、当該電圧成分を電圧ＶＡとする。電圧取得部８２は、端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離して、当該電圧成分を電圧ＶＢとする。時系列的に取得した電圧ＶＡは、電圧ＶＡの波形である。時系列的に取得した電圧ＶＢは、電圧ＶＢの波形である。
【0059】
状態判定部８３は、ローター４１を基準位置Ｒｘに位置付ける動作（以下、「初期化動作」という。）において、電圧取得部８２によって取得された電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形に基づいて、電動弁５の状態を判定する。電動弁５は、回転許容状態Ｓｐと回転規制状態Ｓｒとを有している。回転許容状態Ｓｐは、ローター４１が基準位置Ｒｘに到達しておらず、ローター４１の第一方向への回転が許容される状態である。回転規制状態Ｓｒは、ローター４１が基準位置Ｒｘに到達し、可動ストッパ４２ｓが固定ストッパ４４ｓに当接してローター４１の第一方向への回転が規制される状態である。可動ストッパ４２ｓおよび固定ストッパ４４ｓは、ストッパ機構４９を構成する。
【0060】
本明細書において、「波形」とは、１定点における物理量（電圧）の時間的変化である。「波形」を可視化する場合は、物理量を縦軸とし、時間を横軸とした座標面に表現される。また、コンピュータ８０のＲＡＭや不揮発性メモリ７５において物理量データと時間データとが関連付けられて記憶されたデータテーブルなどの不可視のものも「波形」に含まれる。また、「波形の面積」とは、当該波形を、物理量を縦軸とし時間を物理量０に対応する横軸とする座標面に表現したときに、当該波形と横軸とによって囲まれる領域の面積である。
【0061】
図１６～図１８は、初期化動作において測定した電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形の一例を示す。期間Ｔ１～Ｔ９のそれぞれにおいて、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が昇順でステッピングモーター６６に入力される。図１６には記載されていないが、期間Ｔ１より前の電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形は、期間Ｔ１における電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形と同じ（実質的に同じを含む）である。電動弁装置１において、例えば、パルスＰの周期は８ｍｓであり、１つの期間Ｔは６４ｍｓである。時刻ｔｃにおいて、弁体３０が弁座１８に接し、ローター４１が閉弁位置Ｒｃに位置付けられる。時刻ｔｘにおいて、可動ストッパ４２ｓが固定ストッパ４４ｓに当接し、ローター４１が基準位置Ｒｘに位置付けられる。ローター４１の第一方向への回転は、時刻ｔｘ前は許容され、時刻ｔｘ後は規制される。
【0062】
電圧ＶＡの波形は、Ａ波（ａ１～ａ９）と、Ｂ波（ｂ１～ｂ９）と、Ｃ波（ｃ１～ｃ９）と、Ｄ波（ｄ１～ｄ９）と、Ｅ波（ｅ７～ｅ９）と、を含む。Ａ波およびＢ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される負の電圧（－Ｖ）の波である。Ｃ波およびＤ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。Ｅ波は、時刻ｔｘ後に周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。なお、各波は、所定の大きさ以上の振幅を有する。
【0063】
期間Ｔ１～Ｔ９におけるパルスＰ［７］に対応する区間の波形（Ｃ波およびＤ波を含む波形）の面積をＳＡ１～ＳＡ９とすると、時刻ｔｘ後の期間Ｔ６～Ｔ９における面積ＳＡ６～ＳＡ９は、時刻ｔｘ前の期間Ｔ１～Ｔ５における面積ＳＡ１～ＳＡ５より小さい。
【0064】
また、Ｄ波は、時刻ｔｘ前には比較的振幅が大きい正の電圧の波であり（ｄ１～ｄ５）、時刻ｔｘ後に比較的振幅が小さい正の電圧の波になる（ｄ６～ｄ９）。
【0065】
また、Ｅ波は、時刻ｔｘ前には観測されず、時刻ｔｘ後に周期的に観測される（ｅ７～ｅ９）。つまり、Ｅ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される波とは異なる新しい波であり、時刻ｔｘ後に周期的に出現する。
【0066】
電圧ＶＢの波形は、Ｆ波（ｆ１～ｆ９）と、Ｇ波（ｇ１～ｇ９）と、Ｈ波（ｈ１～ｈ９）と、Ｊ波（ｊ１～ｊ９）と、Ｋ波（ｋ１～ｋ９）と、Ｍ波（ｍ７～ｍ９）と、を含む。Ｆ波およびＧ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。Ｈ波、Ｊ波およびＫ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される負の電圧（－Ｖ）の波である。Ｍ波は、時刻ｔｘ後に周期的に観測される正の電圧（＋Ｖ）の波である。なお、各波は、所定の大きさ以上の振幅を有する。
【0067】
期間Ｔ１～Ｔ９におけるパルスＰ［１］に対応する区間の波形（Ｆ波、Ｇ波およびＨ波を含む波形）の面積をＳＢ１～ＳＢ９とすると、時刻ｔｘ後の期間Ｔ７～Ｔ９における面積ＳＢ７～ＳＢ９は、時刻ｔｘ前の期間Ｔ１～Ｔ６における面積ＳＢ１～ＳＢ６より小さい。
【0068】
また、Ｇ波は、時刻ｔｘ前には比較的振幅が大きい正の電圧の波であり（ｇ１～ｇ６）、時刻ｔｘ後に比較的振幅が小さい負の電圧の波になる（ｇ７～ｇ９）。なお、Ｇ波は、時刻ｔｘ後にＨ波と合わさり１つの波になる（ｇ７～ｇ９）。
【0069】
また、Ｋ波は、時刻ｔｘ前には比較的振幅が小さい負の電圧の波であり（ｋ１～ｋ５）、時刻ｔｘ後に比較的振幅が大きい負の電圧の波になる（ｋ７～ｋ９）。
【0070】
また、Ｍ波は、時刻ｔｘ前には観測されず、時刻ｔｘ後に周期的に観測される（ｍ７～ｍ９）。つまり、Ｍ波は、全ての期間Ｔにわたって周期的に観測される波とは異なる新しい波であり、時刻ｔｘ後に周期的に出現する。
【0071】
このことから、電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形は、時刻ｔｘの前後で以下の違いがある。
（ｉ）時刻ｔｘ後の期間Ｔにおける波形の面積が、時刻ｔｘ前の期間Ｔにおける波形の面積より小さくなる。
（ｉｉ）時刻ｔｘ後の波の振幅が、時刻ｔｘ前の波の振幅と異なる。
（ｉｉｉ）時刻ｔｘ前に観測された波とは異なる波が時刻ｔｘ後に周期的に出現する。
（ｉ）時刻ｔｘ後の期間Ｔにおける波形の面積が、時刻ｔｘ前の期間Ｔにおける波形の面積より小さくなる。
（ｉｉ）時刻ｔｘ後の波の振幅が、時刻ｔｘ前の波の振幅と異なる。
（ｉｉｉ）時刻ｔｘ前に観測された波とは異なる波が時刻ｔｘ後に周期的に出現する。
【0072】
したがって、電圧ＶＡの波形または電圧ＶＢの波形において、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの少なくとも１つを検出することによって、時刻ｔｘを過ぎたこと、すなわち、ローター４１が基準位置Ｒｘに到達して電動弁５が回転規制状態Ｓｒになったことを判定できる。
【0073】
状態判定部８３は、初期化動作中に、電圧取得部８２が取得した電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形において上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちのいずれも検出していないとき、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定する。状態判定部８３は、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの少なくとも１つを検出したとき、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。そして、状態判定部８３が回転規制状態Ｓｒであると判定すると、回転制御部８１が、ステッピングモーター６６へのパルスＰ［１］～Ｐ［８］の入力を停止して、初期化動作を終了する。
【0074】
なお、状態判定部８３は、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す現象のうちの２つ以上を検出したとき、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定してもよい。この場合、状態判定部８３は、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定しなかったとき、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定する。
【0075】
次に、電動弁制御装置７０の動作の一例を、図１９を参照して説明する。
【0076】
電動弁制御装置７０（具体的にはコンピュータ８０）は、エアコン制御装置１１０から初期化命令を受信すると（Ｓ１１０）、ステッピングモーター６６への昇順でのパルスＰ［１］～Ｐ［８］の入力を開始する（Ｓ１２０）。これにより、初期化動作が開始され、パルスＰ［１］～Ｐ［８］に応じた駆動電流がステーター６０に供給され、ローター４１が第一方向に回転する。
【0077】
電動弁制御装置７０は、ローター４１が第一方向に回転しているとき、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧ＶＡおよびＢ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧ＶＢを時系列的に取得する（Ｓ１３０）。すなわち、電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形および電圧ＶＢの波形を取得する。具体的には、電動弁制御装置７０は、パルスＰ［１］およびＰ［５］に応じてＡ相ステーター６１のコイル６１ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ｂ相ステーター６２のコイル６２ｃの端子Ｂ１、Ｂ２間に生じる電圧ＶＢを取得する。また、電動弁制御装置７０は、パルスＰ［３］およびＰ［７］に応じてＢ相ステーター６２のコイル６２ｃのみに駆動電流を供給したときに、Ａ相ステーター６１のコイル６１ｃの端子Ａ１、Ａ２間に生じる電圧ＶＡを取得する。電動弁制御装置７０は、パルスＰ［２］、Ｐ［４］、Ｐ［６］およびＰ［８］を入力したときは、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得しない。
【0078】
電動弁制御装置７０は、パルスＰ［１］～Ｐ［８］が入力される現在の期間Ｔが終了したタイミングで、電動弁５の状態を判定する（Ｓ１４０）。具体的には、電動弁制御装置７０は、以下の（１）～（８）を行う。
【0079】
（１）電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるパルスＰ［７］に対応する区間の波形の面積ＳＡ（ｋ）を算出する。そして、電動弁制御装置７０は、当該面積ＳＡ（ｋ）が、１つ前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるパルスＰ［７］に対応する区間の波形の面積ＳＡ（ｋ－１）よりも小さくかつ面積ＳＡ（ｋ）と面積ＳＡ（ｋ－１）との差が所定の第１面積判定値以上であることを検出すると、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。なお、面積ＳＡ（ｋ）は、期間Ｔ（ｋ）の一部区間における波形の面積であってもよく、期間Ｔ（ｋ）の全区間における波形の面積であってもよい。
【0080】
（２）電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるＤ波の振幅ＷＡ（ｋ）を取得する。そして、電動弁制御装置７０は、当該振幅ＷＡ（ｋ）が、直前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるＤ波の振幅ＷＡ（ｋ－１）よりも小さくかつ振幅ＷＡ（ｋ）と振幅ＷＡ（ｋ－１）との差が所定の第１振幅判定値以上であることを検出すると、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。
【0081】
（３）電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形に関して、全ての期間Ｔにわたって観測されるＡ波、Ｂ波、Ｃ波、Ｄ波とは異なる新しいＥ波が連続する複数の期間Ｔ（例えば３つの期間）にわたって周期的に出現したことを検出すると、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。
【0082】
（４）電動弁制御装置７０は、電圧ＶＢの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるパルスＰ［１］に対応する区間の波形の面積ＳＢ（ｋ）を算出する。そして、電動弁制御装置７０は、当該面積ＳＢ（ｋ）が、１つ前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるパルスＰ［１］に対応する区間の波形の面積ＳＢ（ｋ－１）よりも小さくかつ面積ＳＢ（ｋ）と面積ＳＢ（ｋ－１）との差が所定の第２面積判定値以上であることを検出すると、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。なお、面積ＳＢ（ｋ）は、期間Ｔ（ｋ）の一部区間における波形の面積であってもよく、期間Ｔ（ｋ）の全区間における波形の面積であってもよい。
【0083】
（５）電動弁制御装置７０は、電圧ＶＢの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるＧ波の振幅ＷＢ１（ｋ）を取得する。そして、電動弁制御装置７０は、当該振幅ＷＢ１（ｋ）が、直前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるＧ波の振幅ＷＢ１（ｋ－１）よりも小さくかつ振幅ＷＢ１（ｋ）と振幅ＷＢ１（ｋ－１）との差が所定の第２振幅判定値以上であることを検出すると、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。
【0084】
（６）電動弁制御装置７０は、電圧ＶＢの波形に関して、現在の期間Ｔ（ｋ）におけるＫ波の振幅ＷＢ２（ｋ）を取得する。そして、電動弁制御装置７０は、当該振幅ＷＢ２（ｋ）が、直前の期間Ｔ（ｋ－１）におけるＫ波の振幅ＷＢ２（ｋ－１）よりも大きくかつ振幅ＷＢ２（ｋ）と振幅ＷＢ２（ｋ－１）との差が所定の第３振幅判定値以上であることを検出すると、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。
【0085】
（７）電動弁制御装置７０は、電圧ＶＢの波形に関して、全ての期間Ｔにわたって観測されるＦ波、Ｇ波、Ｈ波、Ｊ波、Ｋ波とは異なる新しいＭ波が連続する複数の期間Ｔ（例えば３つの期間）にわたって周期的に出現したことを検出すると、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定する。
【0086】
なお、上記（１）、（２）、（４）～（６）で用いる面積および振幅は、連続する複数の期間Ｔにおける移動平均値であってもよい。また、電動弁制御装置７０は、上記（１）～（７）のうちの一部のみ行ってもよい。
【0087】
（８）電動弁制御装置７０は、上記（１）～（７）において、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定されなかったとき、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定する。
【0088】
なお、電動弁制御装置７０は、上記（１）～（７）を仮判定としてもよい。この場合、電動弁制御装置７０は、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると複数回（例えば２回以上）仮判定した場合に、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると正式に判定する。電動弁制御装置７０は、回転規制状態Ｓｒであると正式に判定しなかった場合に、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであると判定する。
【0089】
電動弁制御装置７０は、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるとき（Ｓ１５０でＹ）、ステッピングモーター６６へのパルスＰ［１］～Ｐ［８］の入力を終了し、エアコン制御装置１１０に初期化動作の完了を通知する（Ｓ１７０）。
【0090】
電動弁制御装置７０は、電動弁５が回転許容状態Ｓｐであり（Ｓ１５０でＮ）、ステッピングモーター６６に入力したパルスＰの数が初期化数Ｘを超えたとき（Ｓ１６０でＹ）、ステッピングモーター６６へのパルスＰの入力を終了し、エアコン制御装置１１０に初期化動作の完了を通知する（Ｓ１７０）。初期化数Ｘは、弁口１７の最大開度に対応するローター４１の位置（全開位置Ｒｚ）から基準位置Ｒｘまでローター４１を回転させるために必要なパルスＰの数である。例えば、初期化数Ｘは５００である。
【0091】
電動弁制御装置７０は、ステッピングモーター６６に入力したパルスＰの数が初期化数Ｘ以下であるとき（Ｓ１６０でＮ）、再び電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得して（Ｓ１３０）、上記動作（Ｓ１３０～Ｓ１６０）を繰り返す。
【0092】
以上説明したように、本実施例に係る電動弁装置１は、電動弁５と電動弁制御装置７０とを有している。電動弁５は、弁座１８を有する弁本体１０と、弁本体１０に対して回転可能なローター４１と、ローター４１とともにステッピングモーター６６を構成するステーター６０と、弁座１８と向かい合い、ローター４１が第一方向に回転すると閉弁ばね４７を介して弁座１８に向けて押される弁体３０と、ローター４１が基準位置Ｒｘにあるときにローター４１の第一方向への回転を規制するストッパ機構４９と、を有する。電動弁制御装置７０は、ステーター６０に駆動電流を供給してローター４１を第一方向に回転させる。電動弁制御装置７０は、ローター４１の回転によってステーター６０に生じる電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得する。そして、電動弁制御装置７０は、（ｉ）電圧ＶＡおよび電圧ＶＢの波形の面積、（ｉｉ）電圧ＶＡおよび電圧ＶＢの波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）電圧ＶＡおよび電圧ＶＢの波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、電動弁５がストッパ機構４９によってローター４１の第一方向への回転が規制される回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定する。
【0093】
このようにしたことから、電動弁制御装置７０が電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定したとき、ローター４１が基準位置Ｒｘにある。そのため、電動弁制御装置７０が電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定したときに、ローター４１の第一方向への回転を停止することで、初期化動作にかかる時間を短くすることができる。また、ローター４１が基準位置Ｒｘに位置付けられたあとに、可動ストッパ４２ｓが固定ストッパ４４ｓに繰り返し衝突する回数を低減できる。そのため、電動弁制御装置７０は、騒音が長い時間発生してしまうことを抑制できるとともに、可動ストッパ４２ｓと固定ストッパ４４ｓとの摩耗および疲労を抑制できる。電動弁制御装置７０は、騒音を抑制し、電動弁５の寿命をのばすことができる。
【0094】
また、電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形の面積ＳＡおよび電圧ＶＢの波形の面積ＳＢに基づいて、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定する。電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形において周期的に観測されるＤ波の振幅ＷＡ、ならびに、電圧ＶＢの波形において周期的に観測されるＧ波の振幅ＷＢ１およびＫ波の振幅ＷＢ２、に基づいて、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定する。電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形において周期的に観測されるＡ波、Ｂ波、Ｃ波、Ｄ波とは異なる新たなＥ波の周期的な出現、および、電圧ＶＢの波形において周期的に観測されるＦ波、Ｇ波、Ｈ波、Ｊ波、Ｋ波とは異なる新たなＭ波の周期的な出現、に基づいて、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定する。このようにすることで、電圧ＶＡおよび電圧ＶＢについて比較的簡易な処理を行うことで電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定することができる。
【0095】
また、電動弁制御装置７０は、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであると判定したとき、ステッピングモーター６６へのパルスＰの入力を停止し、ステーター６０への駆動電流の供給を停止する。このようにすることで、例えば、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであることをエアコン制御装置１１０に通知し、エアコン制御装置１１０から停止命令を受信して、初期化動作を停止する構成に比べて、簡易かつ迅速にローター４１の第一方向への回転を停止することができる。
【0096】
また、ステーター６０が、Ａ相ステーター６１とＢ相ステーター６２とを有する。電動弁制御装置７０が、Ａ相ステーター６１のみに駆動電流を供給したときにＢ相ステーター６２に生じる電圧ＶＢを取得し、Ｂ相ステーター６２のみに駆動電流を供給したときにＡ相ステーター６１に生じる電圧ＶＡを取得する。このようにすることで、電動弁制御装置７０において、Ａ相ステーター６１に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離する必要がなく、Ｂ相ステーター６２に生じる電圧から電磁誘導に係る電圧成分を分離する必要がない。そのため、比較的簡易な構成によって電圧ＶＡおよび電圧ＶＢを取得することができる。
【0097】
電動弁制御装置７０は、電動弁５が回転許容状態Ｓｐまたは回転規制状態Ｓｒであるかを判定する。電動弁制御装置７０は、回転許容状態Ｓｐまたは回転規制状態Ｓｒ以外の電動弁５の状態を判定してもよい。
【0098】
図１６によれば、電圧ＶＡの波形において、Ｄ波は、時刻ｔｃ前の各期間Ｔにおいて振幅が一定の正の電圧の波であり（ｄ１、ｄ２）、時刻ｔｃから時刻ｔｘまでの間で振幅が漸減している（ｄ３～ｄ５）。また、電圧ＶＢの波形において、Ｋ波は、時刻ｔｃ前の各期間において振幅が一定の負の電圧の波であり（ｋ１、ｋ２）、時刻ｔｃから時刻ｔｘまでの間で振幅が漸減している（ｋ３～ｋ５）。これらは、ローター４１が閉弁位置Ｒｃを過ぎて閉弁ばね４７が徐々に圧縮されることにより、ローター４１の回転速度が徐々に低下することに起因すると推測される。そのため、電圧ＶＡの波形または電圧ＶＢの波形における波の振幅の漸減を検出することで、ローター４１が閉弁位置Ｒｃと基準位置Ｒｘとの間の位置にあると判定することができる。
【0099】
そこで、電動弁制御装置７０は、電圧ＶＡの波形において周期的に観測されるＤ波の振幅が漸減したとき、および／または、電圧ＶＢの波形において周期的に観測されるＫ波の振幅が漸減したとき、電動弁５がローター４１が閉弁位置Ｒｃと基準位置Ｒｘとの間にある中間状態Ｓｑであると判定してもよい。中間状態Ｓｑは、回転許容状態Ｓｐと回転規制状態Ｓｒとの間の状態である。例えば、回転規制状態Ｓｒの判定条件に電動弁５が中間状態Ｓｑであると判定したことを含めることで、回転規制状態Ｓｒの判定の精度をより高めることができる。
【0100】
また、電動弁５は、ローター４１が第一方向に回転すると、ローター４１と嵌合された弁軸ホルダー４２が閉弁ばね４７を介して弁体３０を下方に押す構成である。電動弁５は、ローター４１が第一方向に回転すると、ローター４１と嵌合された弁軸ホルダー４２が直接的に弁体３０を下方に押す構成でもよい。または、電動弁５は、ローター４１（または弁軸ホルダー４２）と弁体３０とが固定されている構成でもよい。この構成において、弁体３０が弁座１８に接するとローター４１の第一方向への回転が規制される。つまり、弁体３０と弁座１８とがストッパ機構を構成し、弁体３０が弁座１８に接したときのローター４１の位置が、ローター４１の第一方向への回転が規制される基準位置Ｒｘである。
【0101】
また、電動弁制御装置７０は、ローター４１の回転によってステーター６０に生じる電圧に基づいて、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定する。電流と電圧とは密接な関係を有することから、電動弁制御装置７０は、ローター４１の回転によってステーター６０に生じる電流に基づいて、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定してもよい。この構成では、電動弁制御装置７０は、電圧取得部に代えて、ローター４１の回転によってステーター６０に生じる電流（ステーター６０に電磁誘導される電流）を取得する電流取得部を有する。そして、状態判定部が、（ｉ）電流の波形の面積、（ｉｉ）電流の波形において周期的に観測される波の振幅、および（ｉｉｉ）電流の波形において周期的に観測される波とは異なる新たな波の周期的な出現、のうちの少なくとも１つに基づいて、電動弁５が回転規制状態Ｓｒであるか否かを判定する。
【0102】
電動弁５は、ローター４１の回転を減速することなく用いる駆動機構４０を有している。電動弁５は、駆動機構４０に代えて、ローター４１の回転を減速する減速機構を有する駆動機構を有していてもよい。
【0103】
本明細書において、「円筒」や「円柱」等の形状を示す各用語は、実質的にその用語の形状を有する部材や部材の部分にも用いられている。例えば、「円筒形状の部材」は、円筒形状の部材と実質的に円筒形状の部材とを含む。
【0104】
上記に本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例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】
【0105】
１…電動弁装置、５…電動弁、１０…弁本体、１１…本体部材、１１ａ…嵌合穴、１１ｂ…貫通孔、１１ｄ…平面、１３…接続部材、１４…弁室、１５…第１導管、１６…第２導管、１７…弁口、１８…弁座、２０…キャン、３０…弁体、３１…第１軸部、３２…第２軸部、３３…弁部、３４…段部、４０…駆動機構、４１…ローター、４１ａ…嵌合孔、４２…弁軸ホルダー、４２ａ…上壁部、４２ｂ…軸孔、４２ｃ…雌ねじ、４２ｓ…可動ストッパ、４３…ガイドブッシュ、４３ａ…基部、４３ｂ…支持部、４３ｃ…雄ねじ、４３ｄ…平面、４４…ストッパ部材、４４ａ…ストッパ本体、４４ｃ…雌ねじ、４４ｓ…固定ストッパ、４５…固定具、４５ａ…固定部、４５ｂ…フランジ部、４６…ワッシャー、４７…閉弁ばね、４８…復帰ばね、４９…ストッパ機構、６０…ステーター、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、６６…ステッピングモーター、７０…電動弁制御装置、７１…基板、７５…不揮発性メモリ、７６…通信装置、７７…モータードライバ、８０…コンピュータ、８１…回転制御部、８２…電圧取得部、８３…状態判定部、１００…エアコンシステム、１０１…圧縮機、１０２…凝縮器、１０３…蒸発器、１１０…エアコン制御装置、１２０…有線通信バス、Ａ１…端子、Ａ２…端子、Ｂ１…端子、Ｂ２…端子、Ｌ…軸線、Ｐ…パルス、Ｒｃ…閉弁位置、Ｒｏ…開弁位置、Ｒｘ…基準位置、Ｓｐ…回転許容状態、Ｓｑ…中間状態、Ｓｒ…回転規制状態、Ｔ…期間、ｔｃ…時刻、ｔｘ…時刻、ＶＡ…電圧、ＶＢ…電圧
【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】
【図17】
【図18】
【図19】