特許 7628816 動力伝達機構

(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】2025-02-03

(45)【発行日】2025-02-12

(54)【発明の名称】動力伝達機構

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/024 20160101AFI20250204BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20250204BHJP

   H02K 7/11 20060101ALI20250204BHJP

   F16H 49/00 20060101ALI20250204BHJP

【ＦＩ】

H02P29/024

H02K7/14 Z

H02K7/11

F16H49/00 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020207607

(22)【出願日】2020-12-15

(65)【公開番号】P2022094620

(43)【公開日】2022-06-27

【審査請求日】2023-11-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001472

【氏名又は名称】弁理士法人かいせい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 貴郁

(72)【発明者】

【氏名】井上 博登

(72)【発明者】

【氏名】佐原 琢郎

(72)【発明者】

【氏名】福島 龍

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 遼太郎

(72)【発明者】

【氏名】内田 和秀

【審査官】三島木 英宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１６３７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１３８５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

Ｈ０２Ｋ ７／１４

Ｈ０２Ｋ ７／１１

Ｆ１６Ｈ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁力によって駆動力を出力するモータ部（１１）と、前記モータ部の作動に伴って回転する駆動側軸（１４、３３ｓ）と、前記駆動側軸の端部に配置された駆動側マグネット（２０）とを有する駆動側機構部（１０）と、
前記駆動側軸から伝達された前記駆動力によって回転する従動側軸（４１）と、前記従動側軸の端部に配置された従動側マグネット（４０）と、を有し、前記駆動側機構部から区画されて設けられた従動側機構部（３５）と、
前記駆動側マグネットと、前記従動側マグネットを有し、前記駆動側軸と、前記従動側軸とを、磁力を利用して非接触で連結する非接触連結部（６０）と、
前記駆動側マグネットの動作に関する回転負荷の変動を用いて、前記従動側マグネットのロックが発生しているか否かを判定するロック判定部（７１）と、を有し、
前記駆動側機構部（１０）は、前記モータ部で出力される角速度を、予め定められた減速比で減速して、前記駆動側マグネットの角速度とする減速機構部（３０）を有し、
前記非接触連結部（６０）は、前記駆動側マグネットと前記従動側マグネットにより構成されるマグネットカップリング（６０ａ）であり、
前記モータ部の極数に前記減速機構部の前記減速比を乗算した値が、前記マグネットカップリングの極数と異なっており、且つ、前記減速機構部の前記減速比が、前記マグネットカップリングの極数と異なっている動力伝達機構。

【請求項2】

前記ロック判定部（７１）は、前記モータ部に対する入力電流の周波数分析を行い、予め定められた特定周波数（ｆｓ）の前記入力電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項１に記載の動力伝達機構。

【請求項3】

前記モータ部（１１）は、三相モータ（１１ａ）であり、
前記ロック判定部（７１）は、前記三相モータの駆動電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数（ｆｓ）の前記駆動電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項１に記載の動力伝達機構。

【請求項4】

前記モータ部（１１）は、整流子及びブラシを有する直流モータ（１１ｃ）であり、
前記ロック判定部（７１）は、前記直流モータの駆動電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数（ｆｓ）の前記駆動電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項１に記載の動力伝達機構。

【請求項5】

前記モータ部（１１）は、三相モータ（１１ａ）であり、
予め定められた三角波と前記回転負荷の変動に連動して定められる判定電圧の関係から、前記三相モータにおけるオン時間とオフ時間の比であるデューティー比を特定する為の三相インバータ回路（７２）を有し、
前記ロック判定部（７１）は、前記回転負荷の変動に連動して変化する前記判定電圧に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数（ｆｓ）の前記判定電圧が基準値を超えた場合に、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項１に記載の動力伝達機構。

【請求項6】

前記モータ部（１１）は、三相モータ（１１ａ）であり、
前記ロック判定部（７１）は、前記三相モータにおける何れか一相の電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数（ｆｓａ、ｆｓｂ）の前記一相の電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項１に記載の動力伝達機構。

【請求項7】

前記モータ部（１１）は、三相モータ（１１ａ）であり、
前記ロック判定部（７１）は、前記三相モータの何れか二相に関する線間電圧に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数（ｆｓａ、ｆｓｂ）の前記線間電圧が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項１に記載の動力伝達機構。

【請求項8】

前記駆動側機構部（１０）に配置され、前記回転負荷の変動に伴う振動に起因した加速度を検出する加速度センサ（７３ｄ）を有し、
前記ロック判定部（７１）は、前記加速度センサで検出された前記加速度に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数（ｆｓ）の前記加速度の変化が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項１に記載の動力伝達機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、駆動側機構部で生じた動力を従動側機構部側へ伝達する動力伝達機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータ部にて生じた動力を伝達させて、従動側の構成を動作させる技術として、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１には、大気側にモータのステータを配置して、冷媒封止されたＣＡＮ構造の内部にロータを配置することで、高圧冷媒雰囲気側の出力軸を回転させる膨張弁に関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－３４１４０号公報

【発明の概要】

【0004】

特許文献１に記載された技術の場合、モータが重力方向上方側になるように配置しなければ、ロータとケーシングの内壁にオイルが流入する虞がある。オイルが流入すると、オイルの粘性抵抗によってロータの回転が阻害される為、出力軸の回転に影響が及んでしまう。又、ケーシング内に配置された減速ギヤのグリスがオイルによって洗い流されてしまう虞がある。この為、動力伝達機構を有する装置に関して、搭載自由度に制約が生じてしまう。

【0005】

これらの点に対応する方策として、モータを含む駆動側と、弁体等が配置された従動側を、磁力を用いて非接触に結合する構成を採用することが考えられる。この構成を採用すれば、駆動側と従動側を区画することができ、オイル等に起因する制約を解消することができると考えられる。

【0006】

しかしながら、駆動側と従動側とを、磁力を用いて非接触に結合した構成とした場合、従動側がロックしてしまっても、駆動側の動作は許容される。この為、従動側におけるロックの発生を、駆動側の動作によって検知することが困難になる。この点については、特許文献１のように、従動側がロックしてしまうと駆動側の動作も制限される構成とは明確に相違する。

【0007】

本開示は、上記点に鑑み、駆動側機構部で生じた動力を、磁力を用いて非接触で結合された従動側機構部に伝達する動力伝達機構に関し、従動側のロックを検出可能な動力伝達機構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】

【0008】

前記目的を達成するため、本開示の一態様に係る動力伝達機構は、駆動側機構部（１０）と、従動側機構部（３５）と、非接触連結部（６０）と、ロック判定部（７１）と、を有する。駆動側機構部は、モータ部（１１）と、駆動側軸（１４、３３ｓ）と、駆動側マグネット（２０）とを有する。モータ部は電磁力によって駆動力を出力する。駆動側軸はモータ部の作動に伴って回転する。駆動側マグネットは、駆動側軸の端部に配置されている。

【0009】

従動側機構部は、従動側軸（４１）と、従動側マグネット（４０）と、を有し、駆動側機構部から区画されて設けられている。従動側軸は駆動側軸から伝達された駆動力によって回転する。従動側マグネットは従動側軸の端部に配置されている。

【0010】

非接触連結部は、駆動側マグネットと、従動側マグネットを有し、駆動側軸と、従動側軸とを、磁力を利用して非接触で連結する。ロック判定部は、駆動側マグネットの動作に関する回転負荷の変動を用いて、従動側マグネットのロックが発生しているか否かを判定する。駆動側機構部（１０）は、モータ部で出力される角速度を、予め定められた減速比で減速して、駆動側マグネットの角速度とする減速機構部（３０）を有している。非接触連結部（６０）は、駆動側マグネットと従動側マグネットにより構成されるマグネットカップリング（６０ａ）である。モータ部の極数に減速機構部の減速比を乗算した値が、マグネットカップリングの極数と異なっており、且つ、減速機構部の減速比が、マグネットカップリングの極数と異なっている。

【0011】

これによれば、動力伝達機構では、駆動側機構部の駆動側軸と、従動側機構部の従動側軸が、非接触連結部にて、磁力を利用して非接触で連結されている。この為、駆動側軸と共に駆動側マグネットが回転している状態で、従動側マグネット及び従動側軸がロックした場合、駆動側マグネットと従動側マグネットの間に作用する磁力の影響で、駆動側軸及び駆動側マグネットの回転負荷が周期的に変動する。動力伝達機構によれば、駆動側機構部における回転負荷の変動を用いることによって、別に区画された従動側機構部における従動側マグネットのロックが発生しているか否かを判定することができる。

【0012】

尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。

【図2】第１実施形態における動力伝達機構の構成を示す説明図である。

【図3】第１実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態における入力電流に対する周波数分析の結果を示すグラフである。

【図5】第１実施形態におけるロック判定制御に関するフローチャートである。

【図6】第２実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。

【図7】第３実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。

【図8】第３実施形態における動力伝達機構の構成を示す説明図である。

【図9】第４実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。

【図10】第４実施形態における動力伝達機構の構成を示す説明図である。

【図11】第５実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。

【図12】第５実施形態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示すグラフである。

【図13】第６実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。

【図14】第６実施形態における駆動電流に対する周波数分析の結果を示すグラフである。

【図15】第７実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。

【図16】第７実施形態における判定電圧に対する周波数分析の結果を示すグラフである。

【図17】第８実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。

【図18】第８実施形態における駆動電流に対する周波数分析の結果を示すグラフである。

【図19】第９実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。

【図20】第９実施形態における線間電圧に対する周波数分析の結果を示すグラフである。

【図21】第１０実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。

【図22】第１０実施形態における加速度に対する周波数分析の結果を示すグラフである。

【図23】ロック判定制御の変形例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合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せることも可能である。

【0015】

（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５を参照して説明する。第１実施形態では、本開示に係る動力伝達機構１を膨張弁Ｅｖに適用している。膨張弁Ｅｖは、いわゆる電気式膨張弁であり、駆動源としてのモータ部で電磁力によって生じた駆動力を伝達し、弁体を移動させることによって冷媒を減圧させる。つまり、動力伝達機構１は、膨張弁Ｅｖにおいて、モータ部１１で生じた動力を伝達して、弁体４８の移動制御を行う為に適用されている。

【0016】

そして、以下の実施形態においては、動力伝達機構１を含む膨張弁Ｅｖは、小型で大出力かつ高分解能の電動膨張弁であり、車両用空調装置における冷凍サイクルの構成機器の一つとして配置されている。冷凍サイクルは、図示は省略するが、膨張弁Ｅｖに加えて、少なくとも、圧縮機、凝縮器、蒸発器を有している。

【0017】

そして、膨張弁Ｅｖは、冷凍サイクルにて凝縮器と蒸発器の間に配置されており、凝縮器から流出した冷媒を減圧させ、蒸発器へ向かって流出させる。又、車両用空調装置は、空調制御装置を有しており、膨張弁Ｅｖにおける減圧量（即ち、絞り開度）は、空調制御装置からの制御信号によって制御される。

【0018】

先ず、第１実施形態に係る膨張弁Ｅｖの概略構成について、図１、図２を参照して説明する。図１に示すように、第１実施形態に係る膨張弁Ｅｖは、本開示に係る動力伝達機構１を含んでおり、駆動側機構部１０と、従動側機構部３５を有している。

【0019】

膨張弁Ｅｖ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。

【0020】

動力伝達機構１は、駆動側機構部１０が発生する駆動力を、磁力を用いて従動側機構部３５に伝達する。

【0021】

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、ステータ１２、ロータ１３及びシャフト１４を有しており、第１実施形態では、三相モータ１１ａにより構成されている。シャフト１４はロータ１３と一体に回転する。従って、シャフトは駆動側軸の一例に相当する。モーターケース１５は、従動側機構部３５における本体部５０の上面を構成する封止板５１に対して接合されており、その内部にモータ部１１を収容している。

【0022】

ステータ１２はモーターケース１５に固定されている。第１実施形態において、ステータ１２は、円筒状に構成されており、ステータコイル１２ａを有している。第１実施形態のステータ１２は、回路部７０を介して、ステータコイル１２ａに三相交流電流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を通電させることによって、ステータコアの内側に回転磁界を発生させる。第１実施形態におけるステータ１２のスロット数は９である。

【0023】

ロータ１３は、円筒状に構成されたステータ１２の内部に配置されている。図３に示すように、ロータ１３は、Ｎ極およびＳ極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。第１実施形態では、Ｎ極及びＳ極は各６個であるので、ロータ１３の極数は１２である。

【0024】

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が形成されている。軸合わせ部は、従動側機構部３５の本体部５０に嵌め合わされている。そして、図１に示すように、モーターケース１５の内部には、回路部７０が収容されている。

【0025】

図１に示すように、従動側機構部３５は、回転部材４１、雌ネジ部材４２、ネジ部材４３、ボール４４、ボール受け部材４５、ガイド部材４６、コイルスプリング４７、弁体４８、及び本体部５０を有している。

【0026】

回転部材４１、雌ネジ部材４２、ネジ部材４３、ボール４４、ボール受け部材４５、ガイド部材４６、コイルスプリング４７及び弁体４８は、本体部５０に収容されている。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及び弁座５５が形成されている。

【0027】

回転部材４１は、棒状の部材であり、本体部５０の内部において、回転可能に支持されている。回転部材４１は、駆動側機構部１０から動力伝達機構１を介して伝達された駆動力によって回転する。従って、第１実施形態の回転部材４１は、従動側軸の一例に相当する。

【0028】

そして、回転部材４１は、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の噛合溝４１ａには、ネジ部材４３の突出片４３ａが噛み合っている。ネジ部材４３は、回転部材４１と同軸状に配置されている。これにより、回転部材４１の回転力がネジ部材４３に伝達される。

【0029】

突出片４３ａはネジ部材４３の一端に形成されている。ネジ部材４３の外周面には雄ネジが形成されている。ネジ部材４３の雄ネジは、雌ネジ部材４２に形成されたネジ孔４２ａに螺合していてネジ機構を構成している。雌ネジ部材４２は、筒状であり、本体部５０の内部に固定されている。これにより、ネジ部材４３が回転するとネジ部材４３は軸方向に移動する。

【0030】

ネジ部材４３のうち回転部材４１と反対側の部位には、ボール４４が当接している。ボール受け部材４５はボール４４を受けている。ボール受け部材４５のうち弁座５５と反対側の端部には、弁体４８が連結されている。

【0031】

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、弁室５２内に固定されたガイド部材４６によって、ネジ部材４３と同軸状に配置され、軸方向へ移動可能に保持されている。

【0032】

弁体４８及びボール受け部材４５と、ガイド部材４６との間には、コイルスプリング４７が配置されている。コイルスプリング４７は、弁体４８及びボール受け部材４５を、弁体４８が弁座５５から軸方向に離れる方向に付勢している。

【0033】

従動側機構部３５において、ネジ部材４３が回転してネジ部材４３が軸方向に移動すると、弁体４８も軸方向に移動する。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が開閉される。

【0034】

弁室５２は、本体部５０内部に形成された冷媒流路を介して、流入口側接続口５３及び流出口側接続口５４に接続されている。流入口側接続口５３には、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、凝縮器の流出口から伸びる冷媒配管が、例えばロウ付けによって接合されている。

【0035】

そして、流出口側接続口５４には、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、蒸発器の流入口に向かって伸びる冷媒配管が、例えばロウ付けによって接合されている。従って、膨張弁Ｅｖでは、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、冷媒が流入口側接続口５３から流出口側接続口５４へ流れて減圧膨張する。

【0036】

図１に示すように、膨張弁Ｅｖの動力伝達機構１は、非接触連結部６０を備えている。非接触連結部６０は、磁気ギヤ６０ｂ及び封止板５１を有している。磁気ギヤ６０ｂは、駆動側マグネット２０、ポールピース２５及び従動側マグネット４０を備えている。

【0037】

第１実施形態に係る動力伝達機構１において、駆動側マグネット２０は、モータ部１１のシャフト１４の端部に取り付けられており、シャフト１４と一体に回転する。従って、モータ部１１において、ロータ１３を回転させる回転力が伝達されると、駆動側マグネット２０は、シャフト１４を中心として回転する。

【0038】

そして、駆動側マグネット２０は、円板状に形成されており、駆動側マグネット２０の下面には、Ｎ極２０ｎ及び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。第１実施形態における駆動側マグネット２０の極数は４である。

【0039】

モーターケース１５の内部において、駆動側マグネット２０の下方には、ポールピース２５が配置されている。つまり、ポールピース２５は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間に配置されており、複数個の軟磁性体を有している。ポールピース２５は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０との間で磁束を変調させる。

【0040】

図２に示すように、ポールピース２５における複数個の軟磁性体は、それぞれ扇台形状であり、モーターケース１５の下面に対して接合されている。ポールピース２５における複数個の軟磁性体は、円周方向に沿って一定の間隔をあけて配置されている。そして、ポールピース２５の極数は、駆動側マグネット２０の極数と従動側マグネット４０の極数との合計と同じ個数になっている。

【0041】

尚、ポールピース２５における各軟磁性体の間に間隔を設けた構成としていたが、各軟磁性体の間に非磁性体を配置する構成としても良い。この場合の非磁性体として、ステンレス又は樹脂を採用しても良い。又、モーターケース１５の下面がなく、封止板５１にポールピース２５が埋め込まれている構成を採用することもできる。

【0042】

従動側マグネット４０は、モーターケース１５の下面及び封止板５１を介して、駆動側マグネット２０及びポールピース２５と対向するように配置されている。封止板５１は、膨張弁Ｅｖにおける本体部５０の内部空間と外部とを区画すると共に、本体部５０の内部空間を封止する。封止板５１は、非磁性体（例えば、ＳＵＳ３０５）で形成されており、封止板５１の外縁は、本体部５０の上面に対して固定されている。この為、封止板５１は、本体部５０の内部空間の冷媒（高圧冷媒）が本体部５０の外部に漏れ出すことを防止することができる。

【0043】

従動側マグネット４０は、封止板５１の下方に位置する本体部５０の内部空間に配置されており、円板状に形成されている。従動側マグネット４０の上面には、Ｎ極４０ｎ及び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。従動側マグネット４０の極数は、駆動側マグネット２０の極数よりも多くなっており、第１実施形態では４０である。

【0044】

従動側マグネット４０における下面の中心には、回転部材４１が接合されている。上述したように、回転部材４１は、シャフト１４と同軸状に配置されており、従動側マグネット４０と共に回転可能に支持されている。

【0045】

次に、第１実施形態における動力伝達機構１の作動について説明する。モータ部１１の作動を開始すると、ロータ１３と共にシャフト１４が回転して、駆動側マグネット２０も一体に回転する。

【0046】

駆動側マグネット２０の磁力は、ポールピース２５、モーターケース１５の下面及び封止板５１を介して、従動側マグネット４０の磁極に作用する。この時、駆動側マグネット２０の磁極と従動側マグネット４０の磁極の間を流れる磁束は、中間に配置されたポールピース２５によって変調され、従動側マグネット４０が駆動側マグネット２０の回転方向とは逆方向に回転する。

【0047】

即ち、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間において、モータ部１１で生じた動力が、磁力を用いることで、非接触で駆動側機構部１０から従動側機構部３５へ伝達される。

【0048】

又、従動側マグネット４０は、従動側マグネット４０の回転速度と駆動側マグネット２０の回転速度との関係が予め定められた減速比に従った回転速度となるように回転する。この場合の減速比は、駆動側マグネット２０の極数及び従動側マグネット４０の極数の比率によって定められる。

【0049】

そして、従動側マグネット４０及び回転部材４１が回転することによって、モータ部１１にて発生した動力が弁体４８に伝達され、弁座５５に対して弁体４８を移動させる。これにより、膨張弁Ｅｖは、弁室５２における冷媒流路の絞り開度を調整することができ、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、冷媒を適切に減圧膨張させることができる。

【0050】

次に、第１実施形態に係る回路部７０について、図３を参照して説明する。第１実施形態に係る回路部７０は、モーターケース１５の内部に配置されている。第１実施形態における回路部７０は、モータ部１１である三相モータ１１ａ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。

【0051】

図３に示すように、回路部７０には、モータ部１１である三相モータ１１ａ及びバッテリＢが電気的に接続されている。バッテリＢは、車両の各種電気機器に電力を供給するもので、例えば、充放電可能な二次電池（本実施形態では、リチウムイオン電池）が採用される。回路部７０は、バッテリＢからの入力電力の供給を受けて、三相モータ１１ａを駆動する為の駆動電流を出力する。

【0052】

そして、回路部７０は、電子部品として、膨張弁Ｅｖの動作を制御する為のＥＣＵ等の電子部品を有しており、膨張弁Ｅｖの動作に関する制御部として働く。回路部７０は、ロック判定部７１を有している。ロック判定部７１は、制御部の一部を構成しており、膨張弁Ｅｖの動作に際し、駆動側機構部１０で生じた動力が従動側機構部３５に伝達されず、従動側にロックが生じているか否かを判定する。

【0053】

具体的に、ロック判定部７１は、図５のフローチャートに示すロック判定制御プログラムを実行することによって、従動側がロックし、弁体４８に動作エラーが生じているか否かを判定する。ロック判定制御プログラムの詳細については後述する
又、第１実施形態に係る回路部７０には、入力電流センサ７３ａが接続されている。入力電流センサ７３ａは、バッテリＢから回路部７０に入力される入力電流の値を測定する為のセンサである。第１実施形態では、ロック判定部７１は、入力電流センサ７３ａの検出結果に対して、高速フーリエ変換を使った周波数分析を施し、その分析結果に基づいて、従動側にロックが生じているか否かを判定する。

【0054】

上述のように構成された動力伝達機構１において、従動側構成（例えば、従動側マグネット４０及び回転部材４１）がロックした場合の挙動について説明する。先ず、駆動側機構部１０からの動力が従動側構成に正常に伝達され、従動側構成が回転部材４１を軸に回転している場合について説明する。

【0055】

第１実施形態における非接触連結部６０は、駆動側マグネット２０と、ポールピース２５と、従動側マグネット４０により構成された磁気ギヤ６０ｂである。駆動側マグネット２０は、Ｎ極２０ｎ及びＳ極２０ｓからなる磁極対を複数（本実施形態では、２対）有している。Ｎ極２０ｎ及びＳ極２０ｓは、駆動側マグネット２０の下面において、予め定められたピッチで環状となるように配置されている。

【0056】

又、従動側マグネット４０は、Ｎ極４０ｎ及びＳ極４０ｓからなる磁極対を複数（本実施形態では、２０対）有している。Ｎ極４０ｎ及びＳ極４０ｓは、従動側マグネット４０の上面において、予め定められたピッチで環状となるように配置されている。

【0057】

そして、ポールピース２５は、積層ケイ素鋼板等により構成された複数の軟磁性体を有している。各ポールピース２５は、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の磁極の間において、予め定められたピッチで環状になるように配置されている。本実施形態では、ポールピース２５として、駆動側マグネット２０における磁極対の個数である２と、従動側マグネット４０における磁極対の数である２０の合計となる２２個の軟磁性体が配置されている。２２個の軟磁性体は、それぞれ、モーターケース１５の下面に対して溶接等により固定されている。

【0058】

又、磁気ギヤ６０ｂでは、モータ部１１の動作により駆動側マグネット２０が回転すると、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間における磁気的相互作用により、従動側マグネット４０及び回転部材４１が駆動側マグネット２０とは逆方向に回転する。

【0059】

具体的には、駆動側マグネット２０における磁束は、所定ピッチをもって配置されたポールピース２５によって分断されることで変調される。これにより、駆動側マグネット２０に由来する変調磁束は、従動側マグネット４０の磁束と噛み合う状態に変調され、従動側マグネット４０の磁束と鎖交して、駆動側機構部１０からの動力が従動側機構部３５に伝達される。

【0060】

この時、駆動側マグネット２０が予め定められた方向（例えば、時計回り）に回転すると、従動側マグネット４０は、駆動側マグネット２０とは逆方向（即ち、反時計回り）に回転する。そして、従動側マグネット４０の角速度は、駆動側マグネット２０における角速度を予め定められた減速比で減速した値となる。磁気ギヤ６０ｂにおける減速比は、従動側マグネット４０に配置されている磁極対の数／駆動側マグネット２０に配置されている磁極対の数によって定められる。

【0061】

次に、第１実施形態における磁気ギヤ６０ｂが標準状態にある場合の駆動側マグネット２０における回転負荷の変動について説明する。尚、標準状態とは、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間で動力が好適に伝達され、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が何れも円滑に回転する状態をいう。

【0062】

標準状態において、一回の回転における駆動側マグネット２０と駆動側マグネット２０の間における回転負荷の変動は、駆動側マグネット２０の磁極対の数と、従動側マグネット４０の磁極対の数の最小公倍数となる時点で発生する。

【0063】

例えば、標準状態において、駆動側マグネット２０が一秒間に時計回りに１０回転し、従動側マグネット４０が一秒間に反時計回りに１回転する場合、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０における相対的な回転速度差は、１秒間に１１回転となる。この為、標準状態における回転負荷の変動は２２０Ｈｚで発生することになる。

【0064】

続いて、第１実施形態における磁気ギヤ６０ｂがロック状態にある場合における回転負荷の変動について説明する。尚、ロック状態とは、駆動側マグネット２０は回転自在な状態であるが、従動側マグネット４０が何らかの事由で固着している状態を意味する。

【0065】

上述した標準状態の例を用いて、ロック状態を考察すると、従動側マグネット４０とポールピース２５の作用によって、駆動側マグネット２０とポールピース２５の間の空隙に４極の空間高調波が固定された状態になる。このため、駆動側マグネット２０の４極とシャフト１４の回転数から２０Ｈｚの回転負荷の変動を生じる。

【0066】

そして、第１実施形態では、駆動側マグネット２０は、シャフト１４を介して、モータ部１１のロータ１３と一体化している。この為、ロック状態における回転負荷の変動が発生すると、駆動側マグネット２０の回転負荷の変動は、モータ部１１に関する速度フィードバックによって、入力電流の変動として表れる。

【0067】

従って、第１実施形態では、入力電流センサ７３ａの検出結果に対して、ロック判定部７１によって周波数分析を施すことで、
尚、ロック状態において発生する入力電流の変動に係る周波数は、モータ部１１に対する駆動電流の変動に係る周波数とは異なっている為、入力電流の変動に係る周波数を特定することで、従動側マグネット４０等がロックしたことを検知することができる。

【0068】

そして、標準状態における入力電力に対する周波数分析の結果と、ロック時分析結果ＲＬを比較する際に、ある特定の周波数（以下、特定周波数という）に着目することによって、より容易に、従動側マグネット４０等にロックが生じていることがわかる。

【0069】

図４は、入力電流センサ７３ａの検出結果に対して、ロック判定部７１によって周波数分析を施したロック時分析結果ＲＬの一例を示すグラフである。図４に示すロック時分析結果ＲＬからわかるように、特定周波数ｆｓにおいて、入力電流のピークが表れており、従動側マグネット４０等のロックによる回転負荷の変動によるものである。

【0070】

第１実施形態における特定周波数ｆｓのピークは、モータ部１１の極数と駆動側マグネット２０の極数が異なっている（例えば、モータ部１１の極数が１２で駆動側マグネット２０の極数が４）という条件を満たすことで、より明確に特定することができる。

【0071】

このように、第１実施形態に係る動力伝達機構１によれば、ロック判定部７１にて入力電流の周波数分析を行った結果について、標準状態とロック状態を比較することで、従動側マグネット４０等にロックが生じているか否かを、容易に判定することができる。

【0072】

続いて、第１実施形態に係る動力伝達機構１におけるロック判定制御の内容について、図５を参照して説明する。上述したように、動力伝達機構１を含む膨張弁Ｅｖは、車両に搭載された車両用空調装置における冷凍サイクルの構成機器として搭載されている。従って、ロック判定制御は、車両が起動された時点で、ロック判定部７１により実行される。

【0073】

先ず、車両の起動と共に実行されるステップＳ１では、駆動側機構部１０を構成するモータ部１１の駆動が行われる。この時、モータ部１１は、ロータ１３を一定回転で作動させる。

【0074】

ステップＳ２に移行すると、ステップＳ１における入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップＳ１におけるモータ部１１の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部７１によって行われる。

【0075】

ステップＳ３では、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。ロック判定条件とは、従動側マグネット４０等がロックしていると判定される条件を意味しており、第１実施形態では、入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数ｆｓにおける入力電流の値が基準値を超えることである。

【0076】

尚、基準値とは、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数ｆｓにおける入力電流の値に基づいて定められる。

【0077】

入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数ｆｓにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップＳ１２に処理を移行し、そうでない場合は、ステップＳ４に処理を進める。

【0078】

ステップＳ４においては、エアコン起動信号を受信したか否かが判定される。エアコン起動信号は、車両用空調装置を構成する空調制御装置から出力される制御信号であり、例えば、車両の操作パネルを用いて、空調運転の開始を指示する操作が行われた場合に出力される。エアコン起動信号を受信していない場合は、エアコン起動信号を受信するまで、処理を待機し、エアコン起動信号を受信した場合、ステップＳ５に処理を進める。

【0079】

ステップＳ５に移行すると、車両用空調装置における空調運転の開始に伴う初期化処理の一つとして、駆動側機構部１０を構成するモータ部１１の駆動が行われる。この場合もステップＳ１と同様に、モータ部１１は、ロータ１３を一定回転で作動させる。

【0080】

ステップＳ６においては、ステップＳ５における入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップＳ５におけるモータ部１１の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部７１によって行われる。

【0081】

ステップＳ７では、ステップＳ３と同様に、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数ｆｓにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップＳ１２に処理を移行し、そうでない場合は、ステップＳ８に処理を進める。

【0082】

ステップＳ８においては、ステップＳ４～ステップＳ７において、従動側マグネット４０等のロックが発生していないと判定されている為、エアコン起動信号に基づいて、車両用空調装置における空調運転が開始される。

【0083】

この時、車両用空調装置では、空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルからの操作信号に基づいて運転モードが選定され、選定された運転モードに基づいて車両用空調装置の各構成機器に対する制御信号が出力される。従って、膨張弁Ｅｖに対しては、運転モードに基づく開度制御を実現する為に、モータ部１１の駆動制御信号が出力される。

【0084】

ステップＳ９では、車両用空調装置の空調運転中において、駆動側機構部１０を構成するモータ部１１の駆動が行われる。車両用空調装置の空調運転が実行されている為、膨張弁Ｅｖのモータ部１１には、空調運転の態様に応じた絞り開度を実現する為の制御信号が出力され、モータ部１１は、制御信号に基づいてロータ１３を作動させる。

【0085】

ステップＳ１０においては、ステップＳ９における膨張弁Ｅｖの開度制御に伴う入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップＳ１０におけるモータ部１１の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部７１によって行われる。

【0086】

ステップＳ１１では、ステップＳ３、ステップＳ７と同様に、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数ｆｓにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップＳ１２に処理を移行し、そうでない場合は、ステップＳ９に処理を戻し、空調運転中における従動側マグネット４０等のロック判定を継続する。

【0087】

ステップＳ１２に移行すると、ステップＳ３、ステップＳ７、ステップＳ１１にてロック判定条件を満たすと判定されたことに基づいて、ロック発生信号を出力する。ロック発生信号は、従動側マグネット４０や回転部材４１が固着してロックしている状態であることを示す信号である。ロック発生信号を出力した後、ロック判定制御を終了する。

【0088】

尚、ロック発生信号の出力先としては、例えば、車両用空調装置の空調制御装置や、車両本体側の制御装置にすることができる。ロック発生信号を空調制御装置に対して出力した場合、空調制御装置は、動力伝達機構１の動作（即ち、膨張弁Ｅｖの動作）を停止させる。又、ステップＳ７、ステップＳ１１において、ロック判定条件を満たした場合については、車両用空調装置の空調運転を停止させても良い。

【0089】

第１実施形態に係る動力伝達機構１によれば、図５に示すロック判定制御を実行することによって、従動側マグネット４０等にロックが発生しているか否かを常時監視することができる。つまり、従動側マグネット４０等にロックが発生した時点で、ロックの発生を認知して、ロックを解消する為の対応策をとることができる。

【0090】

以上説明したように、第１実施形態に係る動力伝達機構１によれば、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が、非接触連結部６０である磁気ギヤ６０ｂにて、磁力を利用して非接触で連結されている。この為、駆動側マグネット２０が回転している状態で、従動側マグネット４０及び回転部材４１がロックすると、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間における磁力の影響で、シャフト１４及び駆動側マグネット２０の回転負荷が周期的に変動する。

【0091】

動力伝達機構１によれば、駆動側機構部１０における回転負荷の変動を用いることによって、別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックが発生しているか否かを判定することができる。

【0092】

図１、図２に示すように、第１実施形態に係る動力伝達機構１における非接触連結部６０は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間に、ポールピース２５を配置した磁気ギヤ６０ｂにより構成されている。そして、この構成において、モータ部１１の極数が駆動側マグネット２０におけるＮ極２０ｎ及びＳ極２０ｓを合算した極数と異なっている。

【0093】

これにより、図５に示すロック判定制御における周波数分析において、特定周波数ｆｓを明確に区別することができ、ロック判定条件を満たすか否かの判定精度を向上させることができる。モータ部１１の駆動電流と異なる周波数で、ロック判定条件を満たすか否かを判定できるので、機器の経年劣化等で発生する駆動電流の増加等に起因する誤検知を抑制することができる。

【0094】

そして、図３～図５に示すように、第１実施形態に係る動力伝達機構１において、モータ部１１の入力電流に対する周波数分析が行われ、特定周波数ｆｓにおける入力電流が基準値を超えた場合に、従動側マグネット４０のロックが発生していると判定される。

【0095】

これにより、比較的検出が容易な入力電流の変動に基づいて、駆動側機構部１０とは区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定することができる。

【0096】

（第１実施形態の変形例）
上述した第１実施形態においては、モータ部１１の極数と駆動側マグネット２０の極数が異なるように構成されていることを条件として、ロック時分析結果ＲＬにおける特定周波数ｆｓの値を用いて、ロック判定条件を満たすか否かを判定していた。

【0097】

第１実施形態に係る変形例として、ロック判定条件を、２種類の特定周波数ｆｓ及び特定周波数ｆｓｓの値を用いるように構成することも可能である。

【0098】

この態様を採用する際の条件の一つとして、モータ部１１の極数の１／２が、駆動側マグネット２０における極数の１／２と従動側マグネット４０における極数の１／２の最小公倍数と異なっていることが挙げられる。この条件を満たすことによって、図４に示すロック時分析結果ＲＬにおける特定周波数ｆｓにおけるピークを用いて、ロック判定条件を満たすか否かを判定することができる。

【0099】

又、モータ部１１の極数とモータ部１１のステータ１２における突極数の最小公倍数が、駆動側マグネット２０における極数の１／２と従動側マグネット４０における極数の１／２の最小公倍数と異なっているという条件を満たしている。これにより、特定周波数ｆｓｓの値を利用することができ、図４に示すように、特定周波数ｆｓｓは、特定周波数ｆｓよりも高い周波数を示している。

【0100】

このように、ロック判定条件に際して、特定周波数ｆｓの値による判定と、特定周波数ｆｓｓの値による判定を用いることによって、より高い精度をもって、従動側マグネット４０等のロックが生じているか否かを判定することができる。

【0101】

（第２実施形態）
次に、第１実施形態と異なる第２実施形態について、図６を参照して説明する。第２実施形態では、非接触連結部６０の構成が第１実施形態と相違している。その他の構成については、第１実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0102】

図６に示すように、第２実施形態に係る膨張弁Ｅｖにおいても、動力伝達機構１が配置されている。第２実施形態の動力伝達機構１には、非接触連結部６０として、マグネットカップリング６０ａが採用されている。マグネットカップリング６０ａは、駆動側マグネット２０と、従動側マグネット４０によって構成されている。つまり、マグネットカップリング６０ａの場合、上述した磁気ギヤ６０ｂと異なり、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間に、ポールピース２５が配置されていない。

【0103】

第２実施形態に係る駆動側マグネット２０は、第１実施形態と同様に、円板状に形成されており、駆動側マグネット２０の下面には、Ｎ極２０ｎ及び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。第２実施形態における駆動側マグネット２０の極数は８である。

【0104】

そして、第２実施形態に係る従動側マグネット４０は、第１実施形態と同様に、円板状に形成されており、図６に示すように、封止板５１の下方に位置する本体部５０の内部空間に配置されている。従動側マグネット４０の上面には、Ｎ極４０ｎ及び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。第２実施形態における従動側マグネット４０の極数は、駆動側マグネット２０の極数と同数であり、８である。

【0105】

第２実施形態における駆動側マグネット２０の磁極の数と従動側マグネット４０の磁極の数が同数である為、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０は、磁気的相互作用によって同期して回転する。つまり、従動側マグネット４０の回転速度は、駆動側マグネット２０の回転速度と等しくなる。

【0106】

第２実施形態によれば、モーターケース１５及び封止板５１を介して、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間で磁気的相互作用を発揮させることで、駆動側機構部１０で生じた動力を、磁力を用いて従動側機構部３５に伝達することができる。

【0107】

第２実施形態に係る動力伝達機構１においても、従動側マグネット４０等が固着したロック状態になった場合、駆動側マグネット２０側は、制限を受けることなく回転し続けることができる。この場合、マグネットカップリング６０ａの極数（即ち、駆動側マグネット２０の極数又は従動側マグネット４０の極数）に応じて、駆動側マグネット２０に対する回転負荷の変動が特定周波数ｆｓで発生する。

【0108】

そして、第２実施形態においても、回転負荷の変動は速度フィードバックによって入力電流等の変動となって現れる。この結果、第２実施形態に係る動力伝達機構１でも、入力電流等に対して周波数分析を施すことで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知することができる。

【0109】

そして、この構成において、モータ部１１の極数がマグネットカップリング６０ａの極数と異なっている。マグネットカップリング６０ａの極数は、駆動側マグネット２０におけるＮ極２０ｎ及びＳ極２０ｓを合算した極数であり、従動側マグネット４０におけるＮ極４０ｎ及びＳ極４０ｓを合算した極数である。

【0110】

これにより、第２実施形態に係る動力伝達機構１においても、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数ｆｓを明確に区別することができ、ロック判定条件を満たすか否かの判定精度を向上させることができる。

【0111】

以上説明したように、第２実施形態に係る動力伝達機構１によれば、非接触連結部６０がマグネットカップリング６０ａにて構成されている場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0112】

即ち、第２実施形態に係る動力伝達機構１によれば、非接触連結部６０としてマグネットカップリング６０ａを採用した場合でも、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定できる。

【0113】

又、第２実施形態においては、モータ部１１の極数が、マグネットカップリング６０ａの極数と異なっている。この為、第２実施形態に係る動力伝達機構１においても、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数ｆｓを明確に区別することができる。

【0114】

（第３実施形態）
続いて、上述した実施形態と異なる第３実施形態について、図７、図８を参照して説明する。第３実施形態では、駆動側機構部１０の構成が上述した実施形態と相違している。従動側機構部３５等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0115】

図７、図８に示すように、第３実施形態に係る動力伝達機構１では、モータ部１１で生じた動力は、減速機構部３０を介して、駆動側マグネット２０に伝達されるように構成されている。

【0116】

第３実施形態に係る減速機構部３０は、遊星歯車機構によって構成され、太陽歯車３１と、リングギヤである出力ギヤ３３と、これらのギヤと噛み合う３つの遊星歯車３２を回転自在に支持するキャリヤとを有している。減速機構部３０は、遊星歯車機構の差動を利用して、モータ部１１のロータ１３の回転を大きく減速して、駆動側マグネット２０に伝達している。

【0117】

第３実施形態に係る動力伝達機構１において、シャフト１４の下端部には、太陽歯車３１が取り付けられている。上述したように、シャフト１４はロータ１３と一体的に回転する為、太陽歯車３１はロータ１３の回転と同期して回転する。

【0118】

上述したように、出力ギヤ３３はリングギヤによって構成されており、リングギヤの内側に予め定められた歯数の内歯を有している。図７、図８に示すように、太陽歯車３１は出力ギヤ３３に係るリングの中央部に配置されている。

【0119】

キャリヤは、リング状に形成されており、太陽歯車３１の外歯と出力ギヤ３３の内歯の間に位置するように、モーターケース１５に固定されている。３つの遊星歯車３２は、太陽歯車３１の外歯と、出力ギヤ３３の内歯と夫々噛み合うように配置されており、キャリヤによって回転自在に支持されている。

【0120】

このように構成することで、減速機構部３０では、太陽歯車３１の回転が、予め定められた減速比で減速されて出力ギヤ３３に伝達される。出力ギヤ３３には、出力軸３３ｓが取り付けられている。第３実施形態において、出力軸３３ｓは、シャフト１４及び回転部材４１と同軸状に配置されており、出力ギヤ３３と共に回転する。

【0121】

図７、図８に示すように、第３実施形態では、出力軸３３ｓの下端部に対して、駆動側マグネット２０が取り付けられている。駆動側マグネット２０は、出力ギヤ３３の回転に伴って一体的に回転する。つまり、第３実施形態において、モータ部１１のロータ１３の回転は、予め定められた減速比で減速されて、出力ギヤ３３に伝達されるので、駆動側マグネット２０は、モータ部１１によって回転させられる。

【0122】

そして、第３実施形態に係る動力伝達機構１において、非接触連結部６０として、マグネットカップリング６０ａが採用されており、駆動側マグネット２０と、従動側マグネット４０によって構成されている。マグネットカップリング６０ａの構成及び作用については、第２実施形態において既に説明済みである為、再度の説明は省略する。

【0123】

従って、第３実施形態においても、回転負荷の変動は速度フィードバックによって入力電流等の変動となって現れる。この結果、第３実施形態に係る動力伝達機構１でも、入力電流等に対して周波数分析を施すことで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知することができる。

【0124】

そして、第３実施形態において、モータ部１１の極数に対して減速機構部３０の減速比を乗算した値が、マグネットカップリング６０ａの極数と異なっているという条件を満たすように構成されている。更に、第３実施形態では、減速機構部３０の減速比がマグネットカップリング６０ａの極数と異なっているという条件を満たすように構成されている。

【0125】

このように構成することで、第３実施形態に係る動力伝達機構１でも、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数ｆｓを明確に区別することができ、ロック判定条件を満たすか否かの判定精度を向上させることができる。

【0126】

以上説明したように、第３実施形態に係る動力伝達機構１によれば、モータ部１１から駆動側マグネット２０の間に減速機構部３０を配置した構成であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0127】

即ち、第３実施形態に係る動力伝達機構１によれば、減速機構部３０を介して、駆動側マグネット２０に動力を伝達する構成とした場合でも、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定できる。

【0128】

又、第３実施形態においては、モータ部１１の極数に減速機構部３０の減速比を乗算した値が、マグネットカップリング６０ａの極数と異なっており、且つ、減速機構部３０の減速比がマグネットカップリング６０ａの極数と異なるように構成されている。この為、第３実施形態に係る動力伝達機構１においても、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数ｆｓを明確に区別することができる。

【0129】

（第４実施形態）
次に、上述した実施形態と異なる第４実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。第４実施形態では、駆動側機構部１０におけるモータ部１１の構成が上述した実施形態と相違している。従動側機構部３５及び非接触連結部６０等の構成については、上述した第１実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0130】

図９、図１０に示すように、第４実施形態に係る動力伝達機構１では、モータ部１１として、アキシャルギヤップモータ１１ｂが採用されている。アキシャルギヤップモータ１１ｂは、ステータ１２と、ロータ１３と、シャフト１４を有しており、ステータ１２及びロータ１３がシャフト１４の軸方向に重なるように配置されている。

【0131】

アキシャルギヤップモータ１１ｂは、ステータ１２及びロータ１３が軸方向に重なるように配置することで、ステータ１２とロータ１３の対向面積を確保することができる。即ち、アキシャルギヤップモータ１１ｂは、モータ部１１の薄型化と、高トルクの維持を両立させている。

【0132】

アキシャルギヤップモータ１１ｂにおけるステータ１２は、環状に形成されたバックヨークと、バックヨークから垂直に伸びる複数のティースを有するステータコアに対して、三相（即ち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイル１２ａを巻回して構成されている。

【0133】

図１０に示すように、ロータ１３は、円板状に形成されており、ステータ１２の下側において、同軸上に配置されている。ロータ１３には、ロータマグネットが円環状に設けられており、ステータ１２における複数のティースと対向するように配置されている。そして、ロータ１３の中心部には、シャフト１４の一端部が接合されている。ロータ１３より下方に伸びるシャフト１４の他端部には、駆動側マグネット２０が取り付けられている。

【0134】

従って、第４実施形態においても、アキシャルギヤップモータ１１ｂの動作によってロータ１３が回転すると、駆動側マグネット２０は、ロータ１３及びシャフト１４と一体的に回転する。又、図９に示すように、モーターケース１５の内部において、駆動側マグネット２０の下方には、第１実施形態と同様に、ポールピース２５が配置されている。

【0135】

つまり、第４実施形態に係る動力伝達機構１によれば、アキシャルギヤップモータ１１ｂで生じた動力を、非接触連結部６０である磁気ギヤ６０ｂを介して、従動側機構部３５の従動側マグネット４０及び弁体４８に伝達することができる。

【0136】

そして、第４実施形態に係る動力伝達機構１においても、駆動側マグネット２０に係る回転負荷の変動は入力電流等に影響を及ぼす為、第１実施形態と同様に、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知することができる。

【0137】

以上説明したように、第４実施形態に係る動力伝達機構１によれば、駆動側機構部１０のモータ部１１として、アキシャルギヤップモータ１１ｂを採用した場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0138】

即ち、第４実施形態に係る動力伝達機構１によれば、モータ部１１をアキシャルギヤップモータ１１ｂで構成とした場合でも、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定できる。

【0139】

尚、第４実施形態において、アキシャルギヤップモータ１１ｂのロータ１３と、駆動側マグネット２０を一体化して、円盤状に構成することも可能である。この場合、円盤状に形成された磁石の上面を、アキシャルギヤップモータ１１ｂのステータ１２と作用させて電磁力を発生させ、円盤状の磁石の下面をポールピース２５と作用させる。非接触連結部６０をマグネットカップリング６０ａで構成した場合、円盤状の磁石の下面を、従動側マグネット４０の上面と作用させる。

【0140】

（第５実施形態）
続いて、上述した実施形態と異なる第５実施形態について、図１１、図１２を参照して説明する。第５実施形態では、従動側マグネット４０等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。駆動側機構部１０、従動側機構部３５等の基本的な構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0141】

図１１に示すように、第５実施形態に係る動力伝達機構１において、駆動側機構部１０を構成するモータ部１１として、三相モータ１１ａが採用されている。そして、第５実施形態に係る回路部７０は、ロック判定部７１と、三相インバータ回路７２と、駆動電流センサ７３ｂを有している。

【0142】

ロック判定部７１は、第１実施形態と同様である。又、駆動電流センサ７３ｂは、三相モータ１１ａにおける各相のステータコイル１２ａに供給される駆動電流を検出する為のセンサである。

【0143】

そして、三相インバータ回路７２は、バッテリＢから供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路であり、複数のＭＯＳＦＥＴを組み合わせて構成されている。図１１に示すように、三相インバータ回路７２は、バッテリＢと三相モータ１１ａと電気的に接続されており、バッテリＢの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ１１ａの各相のステータコイル１２ａに供給する。

【0144】

第５実施形態に係る三相インバータ回路７２は、整流回路（ＲＣＦ）と、包絡線検波器（ＥＮＶ）とを有している。整流回路は、三相信号をアナログ信号に変換することにより三相交流波形を生成すると共に、三相交流波形を全波整流する。包絡線検波器は、全波整流波形の包絡線を検出して出力する。

【0145】

次に、第５実施形態におけるロック判定制御について、図１２を参照して説明する。非接触連結部６０がロック状態にある場合、駆動側マグネット２０側は回転するが、従動側マグネット４０は停止した状態となる。この為、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。

【0146】

この為、回転負荷の変動に伴って、駆動側マグネット２０の回転速度が変動することになる。モータ部１１の駆動電流は、駆動側マグネット２０等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転負荷の変動に伴って、駆動電流の周波数も変動し、駆動電流の包絡線にも表れる。

【0147】

第５実施形態では、ロック判定条件を満たすか否かを判定する際に、三相インバータ回路７２の包絡線検波器から出力される駆動電流の包絡線に対する周波数分析が行われる。図１２に、駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果の一例を示す。図１２には、標準分析結果ＲＳと、ロック時分析結果ＲＬが示されている。標準分析結果ＲＳは、標準状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示している。そして、ロック時分析結果ＲＬは、ロック状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示している。

【0148】

上述したように、駆動電流の包絡線の値は、従動側マグネット４０等がロックすると、回転負荷の変動に伴って変動する。この為、図１２に示すように、回転負荷の変動に対応する特定周波数ｆｓにおいて、ロック時分析結果ＲＬにおける値のピークは、標準分析結果ＲＳの値よりも突出して大きな値を示す。

【0149】

従って、第５実施形態では、駆動電流の包絡線に対して、ロック判定部７１によって周波数分析を施すことで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知することができる。

【0150】

そして、第５実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果において、特定周波数ｆｓにおける駆動電流の包絡線の値が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果（即ち、標準分析結果ＲＳ）にて、特定周波数ｆｓにおける駆動電流の包絡線の値に基づいて定められる。

【0151】

この場合、特定周波数ｆｓにおける駆動電流の包絡線の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット２０における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット４０等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が回転可能な標準状態であると判定することができる。

【0152】

以上説明したように、第５実施形態に係る動力伝達機構１によれば、三相モータ１１ａの駆動電流の包絡線に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0153】

即ち、第５実施形態に係る動力伝達機構１によれば、駆動電流の包絡線の変動に基づいて、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定することができる。

【0154】

（第６実施形態）
次に、上述した実施形態と異なる第６実施形態について、図１３、図１４を参照して説明する。第６実施形態では、モータ部１１及び従動側マグネット４０等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部３５等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0155】

図１３に示すように、第６実施形態に係る動力伝達機構１においては、モータ部１１として、直流モータ１１ｃが採用されている。直流モータ１１ｃは、整流子及びブラシを有する直流整流子電動機である。

【0156】

そして、第６実施形態に係る回路部７０は、ロック判定部７１と、駆動電流センサ７３ｂを有している。回路部７０には、バッテリＢと直流モータ１１ｃが電気的に接続されている。ロック判定部７１は、上述した実施形態と同様である。又、第６実施形態に係る駆動電流センサ７３ｂは、直流モータ１１ｃに供給される駆動電流を検出する為のセンサである。

【0157】

次に、第６実施形態におけるロック判定制御について、図１４を参照して説明する。第６実施形態に係る動力伝達機構１では、モータ部１１として、整流子及びブラシを有する直流モータ１１ｃを採用している。従って、直流モータ１１ｃにおいて、ロータ１３の回転方向を所定方向に保つために、ロータ１３の回転位相が予め定められた位相となった時点で、整流子及びブラシによって電流の向きが切り替えられる。

【0158】

従って、直流モータ１１ｃの駆動電流に対して周波数分析を行った場合、図１４に示すように、標準分析結果ＲＳ及びロック時分析結果ＲＬの何れにおいても、整流子及びブラシによる電流切替に起因するピークが表れる。

【0159】

そして、第６実施形態においても、非接触連結部６０がロック状態にある場合、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。回転負荷が変動する周期は、整流子及びブラシの電流切替に関する周期とは異なる為、特定周波数ｆｓにおいて、ロック時分析結果ＲＬに係る駆動電流のピークは、標準分析結果ＲＳに係る駆動電流の値と明確に区別することができる。

【0160】

従って、第６実施形態では、直流モータ１１ｃの駆動電流に対して、ロック判定部７１によって周波数分析を施すことで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知することができる。

【0161】

そして、第６実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、直流モータ１１ｃの駆動電流に対する周波数分析の結果において、特定周波数ｆｓにおける駆動電流が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における直流モータ１１ｃ駆動電流に対する周波数分析の結果（即ち、標準分析結果ＲＳ）にて、特定周波数ｆｓにおける駆動電流の値に基づいて定められる。

【0162】

この場合、特定周波数ｆｓにおける直流モータ１１ｃの駆動電流の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット２０における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット４０等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が回転可能な標準状態であると判定することができる。

【0163】

以上説明したように、第６実施形態に係る動力伝達機構１によれば、直流モータ１１ｃの駆動電流に対する周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0164】

即ち、第６実施形態に係る動力伝達機構１によれば、直流モータ１１ｃの駆動電流の変動に基づいて、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定することができる。

【0165】

（第７実施形態）
続いて、上述した実施形態と異なる第７実施形態について、図１５、図１６を参照して説明する。第７実施形態では、従動側マグネット４０等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部３５等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0166】

図１５に示すように、第７実施形態に係る動力伝達機構１において、駆動側機構部１０を構成するモータ部１１として、三相モータ１１ａが採用されている。そして、第７実施形態に係る回路部７０は、ロック判定部７１と、三相インバータ回路７２と、判定電圧特定部７４を有している。

【0167】

ロック判定部７１は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路７２は、上述した実施形態と同様に、バッテリＢと三相モータ１１ａと電気的に接続されており、バッテリＢの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ１１ａの各相のステータコイル１２ａに供給する。

【0168】

第７実施形態に係る三相インバータ回路７２は、モータ部１１のオン時間とオフ時間の比であるデューティー比を決定し、決定されたディーティー比に基づいて、直流モータ１１ｃに対する電力供給を行う。即ち、三相モータ１１ａに対するＰＷＭ制御が行われる。

【0169】

具体的には、予め定められた三角波と、判定電圧とを比較して、三角波が判定電圧よりも高い期間と、三角波が判定電圧よりも低い期間の比により、三相モータ１１ａに供給される電圧のデューティー比が定められる。判定電圧特定部７４は、デューティー比を決定する為の判定電圧を特定する。判定電圧特定部７４は、例えば、コンパレータに対して、三角波と判定電圧が入力される場合に、コンパレータに入力される判定電圧の値を特定する。

【0170】

次に、第７実施形態におけるロック判定制御について、図１６を参照して説明する。上述したように、第７実施形態における三相モータ１１ａの作動は、ＰＷＭ制御によって制御されている。従って、デューティー比が高いほど、三相モータ１１ａにおけるロータ１３の回転速度は速くなり、デューティー比が低くなれば、ロータ１３の回転速度は遅くなる。

【0171】

この為、第７実施形態において、従動側マグネット４０等が固着してロック状態になって、駆動側マグネット２０に係る回転負荷が変動すると、回転負荷の変動に連動して、デューティー比が変動することになる。上述したように、デューティー比は、三角波と判定電圧を比較することによって定められる為、判定電圧がディーティー比の変動と同じ周期で変動する。

【0172】

一方、標準状態である場合には、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間の回転負荷に大きな変動が発生しない為、デューティー比及び判定電圧についても、大きな変動は生じない。

【0173】

第７実施形態に係るロック判定制御においては、判定電圧に対して周波数分析を行っている。図１６に示すように、ロック時分析結果ＲＬでは、回転負荷の変動に対応する特定周波数ｆｓにて、判定電圧のピークが表れる。一方、標準状態の場合、回転負荷の大きな変動はなく、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が適切に回転している。この為、標準分析結果ＲＳにおいては、特定周波数ｆｓにて、判定電圧の値が大きく変動することはない。

【0174】

従って、第７実施形態では、ＰＷＭ制御に係る判定電圧に対して、ロック判定部７１によって周波数分析を施すことで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知することができる。

【0175】

そして、第７実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、ＰＷＭ制御に係る判定電圧に対する周波数分析の結果において、特定周波数ｆｓにおける判定電圧が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における判定電圧に対する周波数分析の結果（即ち、標準分析結果ＲＳ）にて、特定周波数ｆｓにおける判定電圧の値に基づいて定められる。

【0176】

この場合、特定周波数ｆｓにおける判定電圧の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット２０における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット４０等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が回転可能な標準状態であると判定することができる。

【0177】

以上説明したように、第７実施形態に係る動力伝達機構１によれば、モータ部１１のＰＷＭ制御に係る判定電圧に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0178】

即ち、第７実施形態に係る動力伝達機構１によれば、判定電圧の変動に基づいて、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定することができる。

【0179】

（第８実施形態）
次に、上述した実施形態と異なる第８実施形態について、図１７、図１８を参照して説明する。第８実施形態では、従動側マグネット４０等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部３５等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0180】

図１７に示すように、第８実施形態に係る動力伝達機構１において、駆動側機構部１０を構成するモータ部１１として、三相モータ１１ａが採用されている。そして、第８実施形態に係る回路部７０は、ロック判定部７１と、三相インバータ回路７２と、駆動電流センサ７３ｕを有している。

【0181】

ロック判定部７１は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路７２は、上述した実施形態と同様に、バッテリＢと三相モータ１１ａと電気的に接続されており、バッテリＢの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ１１ａの各相のステータコイル１２ａに供給する。

【0182】

第８実施形態に係る駆動電流センサ７３ｕは、三相モータ１１ａに対するＵ相、Ｖ相、Ｗ相のうち、Ｕ相の駆動電流を検出するセンサである。駆動電流センサ７３ｕは、三相モータ１１ａに対する駆動電流の内、何れか一相に係る駆動電流を検出すればよい。

【0183】

次に、第８実施形態におけるロック判定制御について、図１８を参照して説明する。非接触連結部６０がロック状態にある場合、駆動側マグネット２０側は回転するが、従動側マグネット４０は停止した状態となる。この為、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。

【0184】

従動側マグネット４０が停止している為、駆動側マグネット２０が回転する際に、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間において、磁気が吸引するように作用する状態と、磁気が反発するように作用する状態が生じる。駆動側マグネット２０側の回転速度は、従動側マグネット４０との間における磁気の吸引及び反発の影響によって、加速及び減速する。モータ部１１の駆動電流は、駆動側マグネット２０等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転速度の変動に伴って、駆動電流の周波数も変動する。

【0185】

尚、以下の説明では、従動側マグネット４０との間の磁力の影響で回転速度が遅くなった場合の特定周波数を第１特定周波数ｆｓａといい、従動側マグネット４０との間の磁力の影響で回転速度が速くなった場合の特定周波数を第２特定周波数ｆｓｂという。

【0186】

一方、標準状態にある場合は、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０は、一定の回転速度で回転する為、駆動電流の周波数も一定となる。標準状態における一定の回転速度に対応する周波数を標準周波数ｆｃという。

【0187】

そして、第８実施形態に係るロック判定制御では、三相モータ１１ａに対する何れか一相の駆動電流に対して周波数分析を行っている。図１８に示すように、標準分析結果ＲＳでは、標準周波数ｆｃにて駆動電流のピークが表れる。

【0188】

一方、ロック時分析結果ＲＬにおいては、標準周波数ｆｃよりも小さな第１特定周波数ｆｓａにて、駆動電流のピークが表れる。第１特定周波数ｆｓａにおける駆動電流は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット２０の回転速度が遅くなった時点の値を示している。

【0189】

又、ロック時分析結果ＲＬでは、標準周波数ｆｃよりも大きな第２特定周波数ｆｓｂにおいて、駆動電流のピークが表れる。第２特定周波数ｆｓｂにおける駆動電流は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット２０の回転速度が速くなった時点の値を示している。

【0190】

上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０は一定の回転速度で回転している為、標準周波数ｆｃにピークが表れ、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂにピークが表れることはない。

【0191】

従って、第８実施形態では、三相モータ１１ａに対する何れか一相の駆動電流に対して周波数分析を施し、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂの値を比較することで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知できる。

【0192】

そして、第８実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、三相モータ１１ａの何れか一相の駆動電流に対する周波数分析の結果にて、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂにおける駆動電流が基準値を超えていることが採用される。

【0193】

この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、第１特定周波数ｆｓａに係る基準値は、標準分析結果ＲＳにおいて、第１特定周波数ｆｓａにおける駆動電流の値に基づいて定められる。又、第２特定周波数ｆｓｂに係る基準値は、標準分析結果ＲＳにおいて、第２特定周波数ｆｓｂにおける駆動電流の値に基づいて定められる。

【0194】

第１特定周波数ｆｓａにおける駆動電流の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット２０における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット４０等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が回転可能な標準状態であると判定することができる。

【0195】

第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂの何れにおいても、駆動電流の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、従動側マグネット４０等のロックが発生していると判定することで、より確実に、ロック状態の発生を検知することができる。

【0196】

尚、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂの何れか一方において、駆動電流の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、ロック状態が発生していると判定するように構成しても良い。

【0197】

以上説明したように、第８実施形態に係る動力伝達機構１によれば、三相モータ１１ａの何れか一相の駆動電流に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0198】

即ち、第８実施形態に係る動力伝達機構１によれば、三相モータ１１ａの何れか一相の駆動電流の変動に基づいて、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定することができる。

【0199】

（第９実施形態）
続いて、上述した実施形態と異なる第９実施形態について、図１９、図２０を参照して説明する。第９実施形態では、従動側マグネット４０等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部３５等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0200】

図１９に示すように、第９実施形態に係る動力伝達機構１において、駆動側機構部１０を構成するモータ部１１として、三相モータ１１ａが採用されている。そして、第９実施形態に係る回路部７０は、ロック判定部７１と、三相インバータ回路７２と、線間電圧センサ７３ｃを有している。

【0201】

ロック判定部７１は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路７２は、上述した実施形態と同様に、バッテリＢと三相モータ１１ａと電気的に接続されており、バッテリＢの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ１１ａの各相のステータコイル１２ａに供給する。

【0202】

線間電圧センサ７３ｃは、三相モータ１１ａに対する三相のうち、何れか二相の間の電圧の値を検出するセンサである。線間電圧センサ７３ｃは、例えば、三相モータ１１ａに対するＵ相、Ｖ相、Ｗ相のうち、Ｕ相とＶ相の間の線間電圧の値を検出する。

【0203】

次に、第９実施形態におけるロック判定制御について、図２０を参照して説明する。上述したように、ロック状態にある場合、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。

【0204】

そして、従動側マグネット４０が停止している為、駆動側マグネット２０が回転する際に、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間において、磁気が吸引するように作用する状態と、磁気が反発するように作用する状態が生じる。この為、駆動側マグネット２０側の回転速度は、従動側マグネット４０との間における磁気の吸引及び反発の影響によって加速及び減速する。モータ部１１の駆動電流は、駆動側マグネット２０等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転速度の変動に伴って、三相モータ１１ａにおける何れか二相の線間電圧も変動する。

【0205】

そして、第９実施形態に係るロック判定制御では、三相モータ１１ａの何れか二相の線間電圧に対して周波数分析を行っている。図２０に示すように、標準分析結果ＲＳでは、標準周波数ｆｃにて線間電圧のピークが表れる。

【0206】

一方、ロック時分析結果ＲＬでは、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂにて、駆動電流のピークが表れる。第１特定周波数ｆｓａにおける線間電圧は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット２０の回転速度が遅くなった時点の値を示している。第２特定周波数ｆｓｂにおける線間電圧は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット２０の回転速度が速くなった時点の値を示している。

【0207】

上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０は一定の回転速度で回転している為、標準周波数ｆｃにピークが表れ、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂにピークが表れることはない。

【0208】

従って、第９実施形態では、三相モータ１１ａの何れか二相の線間電圧に対して周波数分析を施し、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂの値を比較することで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知できる。

【0209】

そして、第９実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、三相モータ１１ａの何れか二相の線間電圧に対する周波数分析の結果にて、第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂにおける線間電圧が基準値を超えていることが採用される。

【0210】

この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、第１特定周波数ｆｓａに係る基準値は、標準分析結果ＲＳにおいて、第１特定周波数ｆｓａにおける線間電圧の値に基づいて定められる。又、第２特定周波数ｆｓｂに係る基準値は、標準分析結果ＲＳにおいて、第２特定周波数ｆｓｂにおける線間電圧の値に基づいて定められる。

【0211】

第１特定周波数ｆｓａにおける線間電圧の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット２０における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット４０等がロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が回転可能な標準状態であると判定することができる。

【0212】

第１特定周波数ｆｓａ及び第２特定周波数ｆｓｂの何れにおいても、線間電圧の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、従動側マグネット４０等のロックが発生していると判定することで、より確実に、ロック状態の発生を検知することができる。

【0213】

以上説明したように、第９実施形態に係る動力伝達機構１によれば、三相モータ１１ａの線間電圧に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0214】

即ち、第９実施形態に係る動力伝達機構１によれば、三相モータ１１ａの線間電圧の変動に基づいて、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定することができる。

【0215】

（第１０実施形態）
次に、上述した実施形態と異なる第１０実施形態について、図２１、図２２を参照して説明する。第１０実施形態では、従動側マグネット４０等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部３５等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

【0216】

第１０実施形態に係る動力伝達機構１では、回路部７０は、ロック判定部７１と、加速度センサ７３ｄを有している。図２１に示すように、加速度センサ７３ｄは、駆動側機構部１０のモーターケース１５に配置されており、駆動側機構部１０に生じた加速度の変化を検出する。従って、第１０実施形態に係る動力伝達機構１では、駆動側機構部１０のモータ部１１の作動によって生じた振動を、加速度センサ７３ｄによって検出することができる。

【0217】

次に、第１０実施形態におけるロック判定制御について、図２２を参照して説明する。上述したように、標準状態にある場合、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の間における回転負荷の変動は、ほとんどなく、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が一体的に回転する。つまり、駆動側機構部１０は、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が一体的に回転することにより一定の周期で振動する。

【0218】

一方、ロック状態にある場合、従動側マグネット４０が停止している為、駆動側マグネット２０が回転する際に、従動側マグネット４０との間における磁気的相互作用によって回転負荷が変動する。回転負荷の変動によって、駆動側マグネット２０及びシャフト１４の回転速度が変化する為、モータ部１１を含む駆動側機構部１０には、回転負荷の変動に起因した振動が生じる。

【0219】

ロック状態における振動の発生周期は、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間における磁気の影響によって、標準状態における振動の発生周期と相違する。これにより、加速度センサ７３ｄによって、駆動側機構部１０に生じた振動の周期を分析することで、従動側マグネット４０等のロックが生じているか否かを判定できる。

【0220】

そして、第１０実施形態に係るロック判定制御では、加速度センサ７３ｄの検出信号に対して周波数分析を行っている。図２２に示すように、標準分析結果ＲＳでは、標準周波数ｆｃにて加速度のピークが表れる。標準周波数ｆｃは、標準状態において、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の回転による振動の発生周期に対応している。

【0221】

一方、ロック時分析結果ＲＬでは、特定周波数ｆｓにて、加速度のピークが表れる。特定周波数ｆｓにおける加速度のピークは、回転負荷の変動によって駆動側機構部１０の振動に起因している。

【0222】

上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０は一定の回転速度で回転している為、標準周波数ｆｃにピークが表れ、特定周波数ｆｓに加速度のピークが表れることはない。

【0223】

従って、第１０実施形態では、加速度センサ７３ｄの検出信号に対して周波数分析を施し、特定周波数ｆｓの値を比較することで、従動側マグネット４０等のロックが発生したことを検知できる。

【0224】

そして、第１０実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、加速度センサ７３ｄの検出信号に対する周波数分析の結果にて、特定周波数ｆｓにおける加速度の値が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準分析結果ＲＳにおいて、特定周波数ｆｓにおける加速度の値に基づいて定められる。

【0225】

特定周波数ｆｓにおける加速度の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット２０における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット４０等がロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が回転可能な標準状態であると判定することができる。

【0226】

以上説明したように、第１０実施形態に係る動力伝達機構１によれば、加速度センサ７３ｄで検出された加速度に対する周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0227】

即ち、第１０実施形態に係る動力伝達機構１によれば、加速度センサ７３ｄで検出される加速度の変動に基づいて、駆動側機構部１０とは別に区画された従動側機構部３５における従動側マグネット４０のロックを、精度良く判定することができる。

【0228】

（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。

【0229】

（１）上述した実施形態においては、図５に示すフローチャートに従って、車両の起動時、車両用空調装置の起動時、及び空調運転中に、ロック判定条件を満たすか否かを判定することで、従動側マグネット４０等のロックの発生を常時監視している。

【0230】

しかしながら、ロック判定制御及びロック判定条件に関する判定タイミングは、上述したタイミングに限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、図５に示すフローチャートに替えて、図２３に示すフローチャートを実行するように構成しても良い。

【0231】

図２３に示すように、先ず、ステップＳ２１にて、エラー発生信号を受信したか否かが判定される。エラー発生信号を受信した場合、ステップＳ２２に進み、エラー発生信号を受信していない場合、そのまま、図２３に示すロック判定制御を終了する。

【0232】

ここで、エラー発生信号とは、外部に配置された制御装置から出力される制御信号であって、動力伝達機構１の動作にエラーがあると考えられる場合に出力される。例えば、車両用空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒温度や冷媒圧力が明らかな異常値を示していた場合、車両用空調装置の空調制御装置は、エラー発生信号を出力する。

【0233】

ステップＳ２２では、動力伝達機構１の動作をチェックする為、モータ部１１を駆動させる。この時、ステップＳ２等と同様に、ロータ１３を一定回転で作動させる。ステップＳ２３においては、ステップＳ２２におけるモータ部１１の駆動で出力される出力信号（例えば、入力電流）に対する信号分析処理が行われる。信号分析処理の内容は、ステップＳ３等と同様であり、出力信号に対する周波数分析が行われる。

【0234】

ステップＳ２４に移行すると、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。ロック判定条件を満たす場合は、従動側マグネット４０等が固着したロック状態であると判定し、ステップＳ２５にてロック発生信号を出力する。

【0235】

ロック判定条件を満たしていない場合、ステップＳ２６において、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が回転可能な標準状態であると判定して、正常信号を出力する。正常信号は、駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０が一体的に回転する標準状態であることを示す。

【0236】

図２３に示す変形例に係るロック判定制御では、外部からのエラー発生信号の受信を契機として、モータ部１１の駆動、周波数分析、ロック判定条件に関する判定を行う構成である。この為、変形例に係る動力伝達機構１は、適切なタイミングで従動側マグネット４０等のロックが発生しているかを判定することができる。又、常時監視する構成と比較して、ロック判定部７１の処理負担を軽減することができる。

【0237】

（２）又、上述した実施形態においては、駆動側マグネット２０に対する回転負荷の変動に対応する入力電流等に対して周波数分析を施し、その結果に基づいて、従動側マグネット４０等がロックしているかを判定していたが、これに限定されるものではない。

【0238】

例えば、駆動側マグネット２０に対する回転負荷の変動に対応する信号において、その波形の周期が基準値を超えた場合に、ロック状態であると判定する方式を採用することも可能である。この方式に対応する信号としては、回路部７０に対する入力電流や、ロータ１３の回転を測定しているホール素子の電圧信号等を挙げることができる。

【0239】

（３）又、駆動側マグネット２０に対する回転負荷の変動に対応する信号において、その波形の振幅が基準値を超えた場合に、ロック状態であると判定する方式を採用することも可能である。この方式に対応する信号としては、回路部７０に対する入力電流や、モータ部１１の相電流等を挙げることができる。

【0240】

（４）更に、従動側マグネット４０等がロックしているかを判定する方式として、従動側マグネット４０の回転を検出する為のセンサ（例えば、ホール素子やサーチコイル）を配置しても良い。この場合、センサの検出信号によって、モータ部１１に対する回転指示に対して従動側マグネット４０が回転していないことが検出された場合に、ロック状態であると判定される。

【0241】

（５）そして、第３実施形態では、減速機構部３０として、遊星歯車機構を採用していたが、この構成に限定されるものではない。減速機構部３０としては、駆動側の回転速度を減じて出力することができる構成であれば、サイクロイドギヤ等の種々の減速機構を採用することができる。

【0242】

（６）又、上述した実施形態において、非接触連結部６０における駆動側マグネット２０、従動側マグネット４０の位置関係を、シャフト１４に沿ったアキシャル方向（図１等における上下方向）としていたが、これに限定されるものではない。

【0243】

非接触連結部６０における駆動側マグネット２０及び従動側マグネット４０の配置を、シャフト１４を中心としたラジアル方向（径方向）に配置しても良い。この配置で、非接触連結部６０が磁気ギヤ６０ｂで構成される場合には、径方向において、駆動側マグネット２０と従動側マグネット４０の間に、ポールピース２５が位置するように構成される。

【0244】

（７）又、上述した実施形態では、膨張弁Ｅｖは車両に縦置き配置されているが、膨張弁Ｅｖは車両に横置き配置されていてもよい。横置き配置とは、弁体４８の軸方向が車両前後左右方向と略平行となるような配置のことである。膨張弁Ｅｖの配置として、駆動側機構部１０が下方に位置し、従動側機構部３５が上方に位置する態様を採用することも可能である。

【0245】

（８）そして、上述した実施形態では、動力伝達機構１を蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張弁Ｅｖに適用しているが、これに限定されるものではない。モータ部１１を含む駆動側機構部１０で生じた動力を、マグネットカップリング６０ａ等の非接触連結部６０を介して、従動側機構部３５に伝達する構成を有していれば、種々の機器に採用することができる。例えば、流体回路における流量調整弁の構成として、動力伝達機構１を採用しても良く、小型ポンプ等の回転機械の構成として、動力伝達機構１を採用しても良い。

【符号の説明】

【0246】

１ 動力伝達機構
１０ 駆動側機構部
１１ モータ部
１４ シャフト
２０ 駆動側マグネット
２５ ポールピース
３５ 従動側機構部
４０ 従動側マグネット
４１ 回転部材
６０ 非接触連結部

【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】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】