(57)【要約】【課題】吸入制御弁の摺動部に流入する冷凍機油が低温時に高粘度化するのを防止することにより、ステッピングモータの小型化、惹いては吸入制御弁自体の小型化、コスト軽減及び重量軽減を図った吸入制御弁の駆動トルク軽減方法及びこのような駆動トルク軽減方法により駆動される吸入制御弁を組み入れた冷凍装置を提供すること。【解決手段】吸入制御弁がステッピングモータにより弁を駆動させていない状態であって、かつ吸入制御弁が所定の低温状態にある場合に、ステッピングモータを回転しない通電パターンとして当該ステッピングモータのステータコイルに通電する。【選択図】　図１
2004125287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータにより弁を駆動するモータ駆動吸入制御弁において、吸入制御弁がステッピングモータにより弁を駆動させていない状態であって、かつ所定の低温状態である場合に、ステッピングモータを回転しない通電パターンとして当該ステッピングモータのステータコイルに通電することを特徴とする吸入制御弁の駆動トルク軽減方法。
【請求項２】
前記所定の低温状態は、外気温度を所定時間毎に検出し、この外気温度が所定温度以下の状態にあるときに当該低温状態であるとされることを特徴とする請求項１記載の吸入制御弁の駆動トルク軽減方法。
【請求項３】
前記所定の低温状態は、吸入管温度を所定時間毎に検出し、この吸入管温度が所定温度以下の状態にあるときに当該低温状態であるとされることを特徴とする請求項１記載の吸入制御弁の駆動トルク軽減方法。
【請求項４】
前記所定の低温状態は、吸入圧力を所定時間毎に検出し、この吸入圧力が所定圧力以下の状態にあるときに当該低温状態であるとされることを特徴とする請求項１記載の吸入制御弁の駆動トルク軽減方法。
【請求項５】
前記所定の低温状態は、吸入弁指示パルスに対する適正吸入圧力の相関関係を関数化し、吸入圧力を所定時間毎に検出し、この吸入圧力が適正吸入圧力範囲外にあるときに当該低温状態であるとされることを特徴とする請求項１記載の吸入制御弁の駆動トルク軽減方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項記載の駆動トルク軽減方法により制御される吸入制御弁が組み込まれていることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッピングモータにより弁を駆動する吸入制御弁の駆動トルク軽減方法及びこの駆動トルク軽減方法により制御される吸入制御弁を組み込んだ冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷凍装置の冷凍能力を制御する一つの方法として蒸発圧力を調節する吸入制御弁が用いられることがある。また、最近ではこのような吸入制御弁としてステッピングモータにより弁を駆動するモータ駆動吸入制御弁が用いられている。
また、このようなモータ駆動吸入制御弁としては、例えば特許文献１に記載されているようなものが一般的に用いられている。図９はその吸入制御弁の構造を示す。
【０００３】
この図に示されるように、一般的なモータ駆動吸入制御弁は、弁本体１０と、弁本体１０の上部に一体的に固着された弁駆動部の一部をなすステッピングモータ２０とから構成されている。
弁本体１０は、内部に、一対の弁座１１ａ、１１ｂを備えた弁室１２が形成されている。また、弁室１２には、弁座１１ａ、１１ｂに対し接離する一対の弁１３ａ、１３ｂが配設されている。弁１３ａ、１３ｂは、弁棒１４の下方部に取り付けられている。弁棒１４の上部は中空状の大径部に形成され、この中空状の大径部の内部にリング１６を介してベアリング１５が取り付けられている。そして、このベアリング１５に、ステッピングモータ２０の回転軸としての連結棒２１が支持されている。また、連結棒２１の下端部とベアリング１５の下面との間にコイルばね２２が設けられている。
【０００４】
ステッピングモータ２０は、弁本体１０の上部に弁駆動部の基部としてのモータ本体２３が取り付けられており、このモータ本体２３にステッピングモータ２０が取り付けられている。
また、ステッピングモータ２０は、上下一組のステータコイル２５ａ、２５ｂ、ステッピングモータ２０のロータを構成するマグネット２６、ケース２８、ケース２８に固着された心棒２９、ガイド３０、スライダー３１、スプリング３２からなる回転停止機構を備えている。また、モータ本体２３に下蓋受け３５が固着され、さらに、下蓋受け３５に雄ねじ３６が立設固定されている。また、ケース２８内においてロータを形成する雌ねじ３７が雄ねじ３６の雄ねじ部に螺合するように支持されて設けられている。
【０００５】
図９の状態は基点出し時（弁全開時）を表わしている。
基点出し時はマグネット２６を時計方向に回るようにステータコイル２５ａ、２５ｂに通電する。
【０００６】
また、弁閉時（弁１３ａ、１３ｂを閉方向に動作させるとき）には、マグネット２６が反時計方向に回るようにステータコイル２５ａ、２５ｂに通電する。ステータコイル２５ａ、２５ｂが通電されると、マグネット２６は雌ねじ３７とともに反時計方向に回転する。雌ねじ３７は下蓋受け３５に立設された雄ねじ３６に噛み合っているため、雌ねじ３７の回転運動が連結棒２１の直線運動に変換される。これにより、連結棒２１は回転しながら上方向に移動する。
【０００７】
また、連結棒２１がベアリング１５及びリング１６を介して弁棒１４に連結されているので、連結棒２１が上方向に移動すると、弁棒１４が回転運動を伴うことなく上方向に移動する。弁棒１４が上方向に移動することにより弁１３ａ、１３ｂの閉動作が行われる。なお、弁１３ａ、１３ｂが弁座１１ａ、１１ｂに下方から当接すると、ベアリング１５の下方に配設されているコイルばね２２が撓み、各弁１３ａ、１３ｂがそれぞれ弁座１１ａ、１１ｂに密着する。このようにして吸入制御弁が全閉とされる。
【０００８】
次に、弁開時（弁１３ａ、１３ｂを開方向に動作させるとき）には、マグネット２６が時計方向に回るようにステータコイル２５ａ、２５ｂに通電する。ステータコイル２５ａ、２５ｂが通電されると、マグネット２６は雌ねじ３７とともに時計方向に回転する。そして、前述の弁１３ａ、１３ｂを閉方向に動作させるときと同じ機構により、雌ねじ３７の回転運動が連結棒２１の直線運動に変換される。これにより、連結棒２１は回転しながら下方向に移動する。そして、弁閉時に圧縮されていたコイルばね２２が弾性力により伸び、これに伴い弁１３ａ、１３ｂが弁座１１ａ、１１ｂから離れる方向に移動する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３９４１７号公報　（第２〜５頁、図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構成を備えた従来一般の吸入制御弁において、弁棒１４の上部外周面とモータ本体２３との隙間、連結棒２１がモータ本体２３を貫通する部分の隙間、マグネット２６とケース２８との隙間などの摺動部には、弁本体１０から冷媒に含まれる冷凍機油が流れ込んでいる。また、これら摺動部に流れ込んだ冷凍機油は、摺動部の温度が低い場合に高粘度化する。これにより弁１３ａ、１３ｂの駆動に必要なトルクが上昇する。
特に、吸入制御弁がステッピングモータ２０により弁１３ａ、１３ｂを駆動させていない状態において、前述の摺動部に浸入した冷凍機油が低温時に高粘度化すると、駆動トルクが大きくなるという問題があった。
【００１１】
なお、このように吸入制御弁がステッピングモータ２０により弁１３ａ、１３ｂを駆動させていない状態は、次のような場合に発生する。例えば、冷凍冷蔵用海上コンテナーでは、庫内温度を一定に保つように制御されている。したがって、航海時において、コンテナー外部からの熱浸入による熱負荷と冷凍装置の冷凍能力がバランスした状態、つまりコンテナーの冷凍負荷と冷凍装置の冷凍能力とがバランスした状態では、吸入制御弁は作動する必要がなく弁１３ａ、１３ｂは駆動しない状態となる。また、冷凍能力が最大になるように吸入制御弁が制御されている状態において、冷凍負荷に対しなお冷凍能力が不足している場合には、庫内温度が所定温度に低下するまではその状態が継続され、弁１３ａ、１３ｂの駆動は行われない。また、逆に、冷凍能力が最小になるように吸入制御弁が制御されている状態において、冷凍負荷に対しなお冷凍能力がなお過大である場合であって、庫内温度と設定温度との温度差が所定範囲にある場合には（庫内温度と設定温度との温度差が所定範囲を超えて低くなっているような場合であって冷凍装置の運転が停止される場合を除く）、庫内温度が所定温度に上昇するまでその状態が継続され、弁１３ａ、１３ｂの駆動は行われない。
【００１２】
このため、従来一般の吸入制御弁では、摺動部の温度が低くなるような環境下でも十分な駆動トルクを得ることができるようにするために、大きなステッピングモータを取り付ける必要があった。このため、従来一般の吸入制御弁では、ステッピングモータの大型化に伴う吸入制御弁の大型化、コスト上昇、重量アップなどを招いていた。
【００１３】
本発明は、このような従来技術に存する問題点を解決するためのものであり、吸入制御弁の摺動部に流入する冷凍機油が低温時に高粘度化するのを防止することにより、ステッピングモータの小型化、惹いては吸入制御弁自体の小型化、コスト軽減及び重量軽減を図った吸入制御弁の駆動トルク軽減方法を提供すること及びこのような駆動トルク軽減方法により駆動される吸入制御弁を組み入れた冷凍装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法は、ステッピングモータにより弁を駆動するモータ駆動吸入制御弁において、吸入制御弁がステッピングモータにより弁を駆動させていない状態であって、かつ所定の低温状態である場合に、ステッピングモータを回転しない通電パターンとして当該ステッピングモータのステータコイルに通電することを特徴とする。
【００１５】
なお、ここに、「所定の低温状態」とは、吸入制御弁の摺動部などに滞留する冷凍機油の温度が低下することにより、冷凍機油が高粘度化し、当該吸入制御弁のステッピングモータの駆動トルクが所定値以上になることが予測されるような状態をいうものとする。
【００１６】
また、本発明をこのように構成すれば、吸入制御弁がステッピングモータにより弁を駆動させていない状態であって、従来では吸入制御弁が所定の低温状態に陥るような環境下にある場合に、ステッピングモータを回転しない通電パターンとして当該ステッピングモータのステータコイルに通電するため、冷凍機油の滞留場所の温度が上昇し、冷凍機油の粘度が低下する。この結果、ステッピングモータの駆動トルクの増大が回避され、ステッピングモータを特別に大型化していなくても、吸入制御弁を駆動することができるようになる。
【００１７】
また、前記所定の低温状態は、外気温度を所定時間毎に検出し、この外気温度が所定温度以下の状態にあるときに当該低温状態であるとされるようにしてもよい。
なお、この外気温度についての所定温度は、外気温度と冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータに対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき設定することが可能となる。
また、このように構成することにより、簡易な方法で吸入制御弁が所定の低温状態にあるか否かを判断することができる。
【００１８】
また、前記所定の低温状態は、吸入管温度を所定時間毎に検出し、この吸入管温度が所定温度以下の状態にあるときに当該低温状態であるとされるようにしてもよい。
なお、この吸入管温度についての所定温度は、吸入管温度と冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータに対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき設定することが可能となる。
また、このように構成することにより、簡易な方法で吸入制御弁が所定の低温状態にあるか否かを判断することができる。
【００１９】
また、前記所定の低温状態は、吸入圧力を所定時間毎に検出し、この吸入圧力が所定圧力以下の状態にあるときに当該低温状態であるとされるようにしてもよい。
なお、この吸入圧力についての所定圧力は、吸入圧力と冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータに対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき設定することが可能となる。
また、このように構成することにより、簡易な方法で吸入制御弁が所定の低温状態にあるか否かを判断することができる。
【００２０】
また、前記所定の低温状態は、吸入弁指示パルスに対する適正吸入圧力の相関関係を関数化し、吸入圧力を所定時間毎に検出し、この吸入圧力が適正吸入圧力範囲外にあるときに当該低温状態であるとされるようにしてもよい。
なお、この吸入圧力についての適正吸入圧力範囲は、吸入圧力と冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータに対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき設定することが可能となる。また、適正吸入圧力範囲は、外気温度や庫内温度をパラメータとして冷凍装置が運転される範囲内のものを作成するようにすればよい。
また、このように構成した場合は、種々の設定運転条件に対し、簡易な方法で吸入制御弁が所定の低温状態にあるか否かを判断することができる。
【００２１】
また、上記の駆動トルク軽減方法により制御される吸入制御弁を組み入れて冷凍装置を構成することができる。
このような冷凍装置によれば、安価で、小型、かつ軽量の吸入制御弁を使用することにより、冷凍装置自体のコストの軽減、小型化及び軽量化を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。なお、図１は本発明の実施の形態１に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートであり、図２は図１の通電制御フローチャートにおける外気温度の設定状態説明図である。
【００２３】
この実施の形態における吸入制御弁は、機構的な面については、従来の吸入制御弁として説明した図９の構造と同一の構造を有するものとし、その説明には図９に使用した符号を使用するものとする。なお、後述の実施の形態２以下においても同様とする。
【００２４】
実施の形態１による吸入制御弁の駆動トルク軽減方法は、冷凍負荷と冷凍能力とがバランスしている等により弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動していない状態であって、吸入制御弁が所定の低温状態になった場合に、ステッピングモータ２０を回転しない通電パターンとしてステータコイル２５ａ、２５ｂに通電（励磁）するものである。
【００２５】
また、実施の形態１においては、吸入制御弁が所定の低温状態になっているかどうかを判断する手段として、外気温度Ｔａが所定温度以下にあるかどうかで判断するようにしている。
【００２６】
外気温度Ｔａについての所定温度は、外気温度Ｔａと冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータ２０に対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき、冷凍機油の粘度が高くなって駆動トルクが所定値以上になると予測される外気温度である。
【００２７】
なお、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂに通電するかしないかはオンオフ制御となるので、ハンチングを避けるために、図２に示すように、外気温度Ｔａが低温側から高温側に変化する場合においてステータコイル２５ａ、２５ｂに通電するときの温度を前述のＴａ１とし、外気温度が高温側から低温側に変化する場合においてステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂの通電をＯＦＦさせるときの温度をＴａ２とし、Ｔａ１とＴａ２との間にディファレンシャルを設けている。
【００２８】
なお、ステッピングモータ２０における回転しない通電パターン（以下停止通電パターンという）は、弁１３ａ、１３ｂを駆動させていないときのパルス数を発生させるときの通電パターンを意味する。また、以下の説明（実施の形態２以降の実施の形態の説明を含む）においてステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電というときは、この停止通電パターンによる通電を意味する。
【００２９】
次に、本実施の形態における駆動トルクの軽減方法としてのステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電制御方法を図１に基づき説明する。
吸入制御弁がステッピングモータ２０により弁１３ａ、１３ｂを駆動させていない状態にあるときには、まず、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＮかＯＦＦか判断する（ステップＳ１）。ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＮの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される外気温度Ｔａが所定温度Ｔａ１を超えたかどうか判断する（ステップＳ２）。
【００３０】
外気温度Ｔａが所定温度Ｔａ１を超えていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態にあると判断されるのでステップＳ１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＮの状態が継続される。しかし、このステップＳ２で外気温度が所定温度Ｔａ１を超えていると判断された場合は、もはや吸入制御弁が低温状態にないと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂの通電がＯＦＦされる（ステップＳ３）。
【００３１】
次に、ステップＳ１においてステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される外気温度Ｔａが所定温度Ｔａ２以下に下がったかどうか判断する（ステップＳ４）。
【００３２】
外気温度Ｔａが所定温度Ｔａ２以下に下がっていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態になっていないと判断されるのでステップＳ１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの状態が継続される。しかし、このステップＳ４で外気温度が所定温度Ｔａ２以下に下がったと判断された場合は、吸入制御弁が低温状態になったと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂの通電がＯＮされる（ステップＳ５）。
【００３３】
実施の形態１では、弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動されていない状態にあるときに、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電が以上のごとく制御されるので、吸入制御弁は開閉動作をしないが、ステータコイル２５ａ、２５ｂの温度が上昇する。これによってステッピングモータ２０のロータを構成するマグネット２６とケース２８との隙間などの冷凍機油が滞留する部分の温度が上昇し、冷凍機油の粘度が低下する。この結果、ステッピングモータ２０の駆動トルクの増大が回避され、ステッピングモータ２０を特別に大型化していなくても、吸入制御弁を駆動することができるようになる。
【００３４】
（実施の形態２）
次に，実施の形態２について説明する。実施の形態１においては、吸入制御弁が所定の低温状態になっているかどうかを判断する手段として、外気温度が所定温度Ｔａ１以下にあるかどうかで判断するようにしていたが、実施の形態２ではこの外気温度Ｔａに代えて吸入管温度Ｔｓを用いるようにしたものである。なお、図３は本発明の実施の形態２に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートであり、図４は図２の通電制御フローチャートにおける吸入管温度の設定状態説明図である。
【００３５】
実施の形態２による吸入制御弁の駆動トルク軽減方法は、冷凍負荷と冷凍能力とがバランスしている等により弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動されていない状態であって、吸入制御弁が所定の低温状態になった場合に、ステッピングモータ２０を回転しない通電パターンとしてステータコイル２５ａ、２５ｂに通電する。また、吸入制御弁が所定の低温状態になっているかどうかを判断する手段として、吸入管温度Ｔｓが所定温度以下にあるかどうかで判断するものである。
【００３６】
吸入管温度Ｔｓについての所定温度は、吸入管温度Ｔｓと冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータ２０に対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき、冷凍機油の粘度が高くなって駆動トルクが所定値以上になると予測される吸入管温度である。
【００３７】
なお、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂに通電するかしないかのオンオフ制御は、ハンチングするのを避けるために、図４に示すように、吸入管温度Ｔｓが低温側から高温側に変化する場合においてステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電をＯＦＦさせるときの温度をＴｓ１とし、高温側から低下する場合においてステータコイル２５ａ、２５ｂに通電するときの温度をＴｓ２とし、Ｔｓ１とＴｓ２との間にディファレンシャルを設けている。
【００３８】
次に、本実施の形態における駆動トルクの軽減方法としてのステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電制御方法を図３に基づき説明する。
吸入制御弁がステッピングモータ２０により弁１３ａ、１３ｂを駆動させていない状態にあるときには、まず、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＮかＯＦＦか判断する（ステップＳ１１）。ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＮの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される吸入管温度Ｔｓが所定温度Ｔｓ１を超えたかどうか判断する（ステップＳ１２）。
【００３９】
吸入管温度Ｔｓが所定温度Ｔｓ１を超えていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態にあると判断されるのでステップＳ１１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＮの状態が継続される。しかし、このステップＳ１２で吸入管温度Ｔｓが所定温度Ｔｓ１を超えていると判断された場合は、もはや吸入制御弁が低温状態にないと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＦＦされる（ステップＳ１３）。
【００４０】
次に、ステップＳ１１においてステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される吸入管温度Ｔｓが所定温度Ｔｓ２以下に下がったかどうか判断する（ステップＳ１４）。
【００４１】
吸入管温度Ｔｓが所定温度Ｔｓ２以下に下がっていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態になっていないと判断されるのでステップＳ１１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの状態が継続される。しかし、このステップＳ１４で吸入管温度Ｔｓが所定温度Ｔｓ２以下に下がったと判断された場合は、吸入制御弁が低温状態になったと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂの通電がＯＮされる（ステップＳ１５）。
【００４２】
実施の形態２では、弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動されていない状態にあるときに、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電が以上のごとく制御されるので、吸入制御弁は開閉動作をしないが、ステータコイル２５ａ、２５ｂの温度が上昇する。これによってステッピングモータ２０のロータを構成するマグネット２６とケース２８との隙間などの冷凍機油が滞留する部分の温度が上昇し、冷凍機油の粘度が低下する。この結果、ステッピングモータ２０の駆動トルクの増大が回避され、ステッピングモータ２０を特別に大型化していなくても、吸入制御弁を駆動することができるようになる。
【００４３】
（実施の形態３）
次に，実施の形態３について説明する。実施の形態１においては、吸入制御弁が所定の低温状態になっているかどうかを判断する手段として、外気温度が所定温度Ｔａ１以下にあるかどうかで判断するようにしていたが、実施の形態３ではこの外気温度に代えて吸入圧力を用いるようにしたものである。なお、図５は本発明の実施の形態３に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートであり、図６は図５の通電制御フローチャートにおける吸入圧力の設定状態説明図である。
【００４４】
実施の形態３による吸入制御弁の駆動トルク軽減方法は、冷凍負荷と冷凍能力とがバランスしている等により弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動されていない状態であって、吸入制御弁が所定の低温状態になった場合に、ステッピングモータ２０を回転しない通電パターンとしてステータコイル２５ａ、２５ｂに通電する。また、吸入制御弁が所定の低温状態になっているかどうかを判断する手段として、吸入圧力Ｐｓが所定値以下にあるかどうかで判断するものである。
【００４５】
吸入圧力Ｐｓについての所定圧力は、吸入圧力Ｐｓと冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータ２０に対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき、冷凍機油の粘度が高くなって駆動トルクが所定値以上になると予測される吸入圧力である。
【００４６】
なお、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂに通電するかしないかのオンオフ制御は、ハンチングするのを避けるために、図６に示すように、吸入圧力Ｐｓが低圧側から高圧側に変化する場合においてステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電をＯＦＦさせるときの圧力をＰｓ１とし、吸入圧力Ｐｓが高圧側から低下する場合においてステータコイル２５ａ、２５ｂに通電するときの温度を前述のＰｓ２とし、Ｐｓ１とＰｓ２との間にディファレンシャルを設けている。
【００４７】
次に、本実施の形態における駆動トルクの軽減方法としてのステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電制御方法を図５に基づき説明する。
吸入制御弁がステッピングモータ２０により弁１３ａ、１３ｂを駆動させていない状態にあるときには、まず、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＮかＯＦＦか判断する（ステップＳ２１）。ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＮの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される吸入圧力Ｐｓが所定圧力Ｐｓ１を超えたかどうか判断する（ステップＳ２２）。
【００４８】
吸入圧力Ｐｓが所定圧力Ｐｓ１を超えていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態にあると判断されるのでステップＳ２１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＮの状態が継続される。しかし、このステップＳ２２で吸入圧力Ｐｓが所定圧力Ｐｓ１を超えていると判断された場合は、もはや吸入制御弁が低温状態にないと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＦＦされる（ステップＳ２３）。
【００４９】
次に、ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される吸入圧力Ｐｓが所定圧力Ｐｓ２以下に下がったかどうか判断する（ステップＳ２４）。
【００５０】
吸入圧力Ｐｓが所定圧力Ｐｓ２以下に下がっていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態にないと判断されるのでステップＳ２１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの状態が継続される。しかし、このステップＳ２４で吸入圧力Ｐｓが所定圧力Ｐｓ２以下に下がったと判断された場合は、吸入制御弁が低温状態になったと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＮされる（ステップＳ２５）。
【００５１】
実施の形態３では、弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動されていない状態にあるときに、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電が以上のごとく制御されるので、吸入制御弁は開閉動作をしないが、ステータコイル２５ａ、２５ｂの温度が上昇する。これによって、ステッピングモータ２０のロータを構成するマグネット２６とケース２８との隙間などの冷凍機油が滞留する部分の温度が上昇し、冷凍機油の粘度が低下する。この結果、ステッピングモータ２０の駆動トルクの増大が回避され、ステッピングモータ２０を特別に大型化していなくても、吸入制御弁を駆動することができるようになる。
【００５２】
（実施の形態４）
次に，実施の形態４について説明する。実施の形態１においては、吸入制御弁が所定の低温状態になっているかどうかを判断する手段として、外気温度が所定温度Ｔａ１以下にあるかどうかで判断するようにしていたが、実施の形態４では吸入弁指示パルスに対する適正吸入圧力の相関関係を関数化し、吸入圧力を所定時間毎に検出し、この吸入圧力が適正吸入圧力範囲外にあるときに低温状態であると判断するようにしたものである。なお、図７は本発明の実施の形態４に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートであり、図８は図７の通電制御フローチャートにおける適正吸入圧力範囲の説明図である。
【００５３】
実施の形態４による吸入制御弁の駆動トルク軽減方法は、冷凍負荷と冷凍能力とがバランスしている等により弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動されていない状態であって、吸入制御弁が所定の低温状態になった場合に、ステッピングモータ２０を回転しない通電パターンとしてステータコイル２５ａ、２５ｂに通電する。また、吸入制御弁が所定の低温状態になっているかどうかを判断する手段として、吸入弁指示パルスに対する適正吸入圧力がある程度の幅で定まるので、この相関関係を関数化し、所定時間毎に検出される吸入圧力Ｐｓが適正吸入圧力範囲内にあるかどうかで判断するものである。
【００５４】
吸入圧力Ｐｓについての適正吸入圧力範囲は、吸入圧力Ｐｓと冷凍機油の粘度との関係、冷凍機油の粘度とステッピングモータ２０に対する必要駆動トルクの関係などの実験的データに基づき関数化することが可能となる。図８はこの一例としてある運転条件に基づくものを示している。また、適正吸入圧力範囲は、外気温度や庫内温度をパラメータとして使用範囲内のものを作成することが好ましい。
【００５５】
なお、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂに通電するかしないかのオンオフ制御は、ハンチングするのを避けるために、図８に示すように、領域Ａと領域Ａに対し若干狭めた領域Ｂとを定める。そして、吸入圧力Ｐｓが適正圧力範囲内から適正圧力範囲外になるときの基準を領域Ａとし、反対に吸入圧力が適正圧力範囲外から適正圧力範囲内なるときの基準を領域Ｂとする。
【００５６】
次に、本実施の形態における駆動トルクの軽減方法としてのステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電制御方法を図７に基づき説明する。
吸入制御弁がステッピングモータ２０により弁１３ａ、１３ｂを駆動させていない状態にあるときには、まず、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＮかＯＦＦか判断する（ステップＳ３１）。ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＮの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される吸入圧力Ｐｓが領域Ｂ内に入ったかどうかを判断する（ステップＳ３２）。
【００５７】
吸入圧力Ｐｓが領域Ｂ内に入っていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態にあると判断されるのでステップＳ３１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂの通電ＯＮの状態が継続される。しかし、このステップＳ３２で吸入圧力Ｐｓが領域Ｂ内に入ったと判断された場合は、もはや吸入制御弁が低温状態にないと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＦＦされる（ステップＳ３３）。
【００５８】
次に、ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの場合には、一定時間（例えば１分）毎に検出される吸入圧力Ｐｓが領域Ａ外になったかどうか判断する（ステップＳ３４）。
【００５９】
吸入圧力Ｐｓが領域Ａ外になっていない場合は、依然吸入制御弁が低温状態になっていないと判断されるのでステップＳ３１に帰還し、そのままステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電ＯＦＦの状態が継続される。しかし、このステップＳ３４で吸入圧力Ｐｓが領域Ａ外になったと判断された場合は、吸入制御弁が低温状態になったと判断されるので、ステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電がＯＮされる（ステップＳ３５）。
【００６０】
実施の形態３では、弁１３ａ、１３ｂがステッピングモータ２０により駆動されていない状態にあるときに、ステッピングモータ２０のステータコイル２５ａ、２５ｂへの通電が以上のごとく制御されるので、吸入制御弁は開閉動作をしないが、ステータコイル２５ａ、２５ｂの温度が上昇する。これによってステッピングモータ２０のロータを構成するマグネット２６とケース２８との隙間などの冷凍機油が滞留する部分の温度が上昇し、冷凍機油の粘度が低下する。この結果、ステッピングモータ２０の駆動トルクの増大が回避され、ステッピングモータ２０を特別に大型化していなくても、吸入制御弁を駆動することができるようになる。
【００６１】
また、実施の形態４の場合は、保有すべきデータやデータ処理量が増加するが、例えば、海上冷凍コンテナーにおける設定庫内温度が変更されるような場合などの設定運転条件の変化に対し追従することが可能となる利点がある。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の吸入制御弁の駆動トルク軽減方法によれば、吸入制御弁がステッピングモータにより弁を駆動させていない状態であって、従来では吸入制御弁が所定の低温状態に陥るような環境下にある場合に、ステッピングモータを回転しない通電パターンとして当該ステッピングモータのステータコイルに通電するため、冷凍機油の滞留場所の温度が上昇し、冷凍機油の粘度が低下する。この結果、ステッピングモータの駆動トルクの増大が回避され、ステッピングモータを特別に大型化していなくても、吸入制御弁を駆動することができる。
また、本発明の駆動トルク軽減方法で制御される吸入制御弁を組み入れた冷凍装置によれば、安価で、小型、かつ軽量の吸入制御弁を使用することにより、冷凍装置自体のコストの軽減、小型化及び軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートである。
【図２】図１の通電制御フローチャートにおける外気温度の設定状態説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートである。
【図４】図３の通電制御フローチャートにおける吸入管温度の設定状態説明図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートである。
【図６】図５の通電制御フローチャートにおける吸入圧力の設定状態説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る吸入制御弁の駆動トルク軽減方法における吸入制御弁の通電制御フローチャートである。
【図８】図７の通電制御フローチャートにおける適正吸入圧力範囲の説明図である。
【図９】従来の吸入制御弁の縦断面図である。
【符号の説明】
１０　　　弁本体
１１ａ　弁座
１２　　　弁室
１３ａ　弁
１３ｂ　弁
１４　　　弁棒
１５　　　ベアリング
１６　　　リング
２０　　　ステッピングモータ
２１　　　連結棒
２３　　　モータ本体
２５ａ　ステータコイル
２５ｂ　ステータコイル
２６　　　マグネット
２８　　　ケース
Ａ　　　　　領域
Ｂ　　　　　領域
Ｐｓ　　　吸入圧力
Ｐｓ１　所定圧力
Ｐｓ２　所定圧力
Ｔａ　　　外気温度
Ｔａ１　所定温度
Ｔａ２　所定温度
Ｔｓ　　　吸入管温度
Ｔｓ１　所定温度
Ｔｓ２　所定温度
Ｔｓ２　所定温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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