(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体からなるケースに設けられたステータと該ケース内に設けられ極数がｎに着磁された駆動用磁気ドラムを有するロータとによりステッピングモータを構成し、前記ステータの駆動コイルに通電して前記ロータを周方向に回転させることにより弁を開閉するとともに、該ロータの基点位置を規制するストッパを有し、前記ケースの外周面上に磁気検出手段と該磁気検出手段に磁界を供給する磁気発生手段とが設けられ、前記ロータ側に配置された磁性体の回転によって起こる前記磁気発生手段よりの磁界の変化を前記磁気検出手段で検出し、前記ロータの回転及び停止を監視する電動弁を駆動する、電動弁の駆動装置であって、
前記電動弁の基点位置出し時に前記ロータを基点位置に復帰するように前記駆動コイルに基点位置出しパルス出力を行うとともに、
前記磁気検出手段からの磁気検出信号を入力し、該磁気検出信号のハイレベルからローレベルあるいローレベルからハイレベルに遷移したときとストッパ当たりとのタイミングの差に対応する変化パターンを認識する制御工程と、該制御工程により認識した前記変化パターンに応じた工程で前記ロータの前記ストッパへの当接を検出し、前記基点位置出しパルス出力を停止する制御工程と、を備えたことを特徴とする電動弁の駆動装置。
【請求項２】
請求項１の電動弁の駆動装置を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルの膨張弁として用いるのに好適な電動弁の駆動装置及び該電動弁の駆動装置を備えた冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステッピングモータを用いた電動弁における異音や振動を防止する技術として、例えば特許第３０３７８３１号公報（従来技術−１という。）に開示されたものがある。この従来技術−１は、基点位置出し時の異音、振動の発生を防止、あるいは電動弁の寿命低下を防止するために、電動弁にマグネットと磁気検出手段とを備え、該磁気検出手段を例えば、リードスイッチで構成し、該リードスイッにより全開信号を出力するように、構成されている。
【０００３】
また、ステッピングモータの回動位置を検出する技術として、例えば特開２００１−１２６３３号公報（従来技術−２という。）に開示されたものがある。この従来技術−２の第１実施例は、弁開度の検出及び脱調の検出を行うために、電動弁の回転軸に固定した磁気ドラム、並びに回転軸の端部に磁石を設け、磁気ドラムのＮＳ極の磁界の大きさと極性を検出する２つの磁気センサ及び磁石の上下位置を検出する磁気センサの検出値から弁開度を演算するように構成されている。また、従来技術−２の第２実施例は、２つの磁気センサを磁気ドラムの上面に配し、磁気ドラムの上下動も２つの磁気センサによって検出するように構成されている。
【０００４】
また、特開平９−２４３１３７号公報（従来技術−３という。）においては、電子膨張弁（電動弁）の開度を記憶しておく開度記憶手段と、電子膨張弁の初期位置決めを行う位置決め手段とを備え、空気調和機の運転開始時に電子膨張弁を全閉状態に戻す初期位置決めパルス数を、開度記憶手段に記憶されている電子膨張弁開度に所定パルス数を加算したパルス数にするよう、構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術−１のものでは、ケース内にマグネットと可動部材からなる構造を収容する必要があり、全体構造が複雑となるという問題がある。また、従来技術−２においては、開度の検出（演算）を行っているが、複数の磁気センサを用いており、基点位置出し時の異音、振動の発生を防止するため適用するには、構造が複雑すぎるという問題がある。
【０００６】
また、従来技術−３においては、電子膨張弁の初期位置決め時間を短縮できるとともに、電子膨張弁の増し締めを防止することができるが、同公報のコラム「００１２」に「位置決めパルス＝前回の停止ＬＥＶ開度＋α」と記載されている。この点、加算するパルス数が所定パルス（＋α）といえども、該所定パルス数分が増し締めに作用し、この増し締めを防止できずに弁の耐久性の面で、問題がある。さらに、この従来技術−３においては、他の実施の形態として、同公報のカラム「００１８」に「位置決めパルス＝前回の停止ＬＥＶバンドの上限開度＋α」と記載されている。このαパルスは、電子膨張弁の駆動中にＬＥＶ５のステッピングモータの脱調等による駆動開度と実開度のズレ分の最大値に相当する開度として設定するが、駆動開度と実開度のズレが発生するという、問題がある。
【０００７】
本発明は、空気調和機等の電動弁において、簡単な構造で基点位置出し時の異音や振動等を防止することを課題とする。また、駆動開度と実開度のズレがないように電動弁の開度を制御できるようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の電動弁の駆動装置は、非磁性体からなるケースに設けられたステータと該ケース内に設けられ極数がｎに着磁された駆動用磁気ドラムを有するロータとによりステッピングモータを構成し、前記ステータの駆動コイルに通電して前記ロータを周方向に回転させることにより弁を開閉するとともに、該ロータの基点位置を規制するストッパを有し、前記ケースの外周面上に磁気検出手段と該磁気検出手段に磁界を供給する磁気発生手段とが設けられ、前記ロータ側に配置された磁性体の回転によって起こる前記磁気発生手段よりの磁界の変化を前記磁気検出手段で検出し、前記ロータの回転及び停止を監視する電動弁を駆動する、電動弁の駆動装置であって、前記電動弁の基点位置出し時に前記ロータを基点位置に復帰するように前記駆動コイルに基点位置出しパルス出力を行うとともに、前記磁気検出手段からの磁気検出信号を入力し、該磁気検出信号のハイレベルからローレベルあるいローレベルからハイレベルに遷移したときとストッパ当たりとのタイミングの差に対応する変化パターンを認識する制御工程と、該制御工程により認識した前記変化パターンに応じた工程で前記ロータの前記ストッパへの当接を検出し、前記基点位置出しパルス出力を停止する制御工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１における電動弁によれば、磁気検出手段がケースの外周面上に設けられているので構成が簡単になる。また、ロータが回転するときは検出用磁気ドラムの回転により磁気検出手段による検出信号が反転するが、ロータがストッパによって停止したときは検出信号の態様が変化するので、基点位置出し時にロータがストッパによって停止したことを磁気検出手段によりすぐに検出でき、駆動コイルに通電する基点位置出しパルスをすぐに停止して、異音や振動等を防止することができる。
【００１３】
また、基点位置出し時にロータがストッパによって停止したことを磁気検出手段によりすぐに検出でき、駆動コイルに通電する基点位置出しパルスをすぐに停止して、異音や振動等を防止することができる。また、ロータ側に配置された磁性体は歯車状の形状としてロータの回転により該磁性体の山と谷が磁気発生手段の磁界を交互に横切る時の磁束の変化を磁気検出手段で検出することができる。この場合、磁性体の歯車の山と谷のピッチを大きくすることができるので、磁界を検出するのに十分な磁力が確保でき、ストッパ位置に対して、ケース外周面上の任意の位置に磁気検出手段を設けることができる。
【００１５】
さらに、電動弁本体と駆動コイルとを組み合わせたことにより発生する複数の変化パターン（検出パターン）を個々に認識するので、組立が任意で容易であり、コストを低減できる。すなわち、電動弁本体のロータと駆動コイル及びストッパの位置関係（組み合わせ）により変化パターンは異なるが、この変化パターンを個々に認識するので、これらの位置関係を任意にすることができる。
【００１６】
本発明の請求項２の冷凍サイクル装置は、請求項１の電動弁の駆動装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２の冷凍サイクル装置によれば、請求項１と同様な作用効果が得られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電動弁、電動弁の駆動装置、電動弁の制御装置、及び冷凍サイクル装置並びに空気調和機の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３１】
図８は本発明の実施形態に係る空気調和機の一例を示すブロック図であり、この実施形態の空気調和機は室内ユニット（図の一点鎖線の内側）と室外ユニット（図の一点鎖線の外側）とによりヒートポンプ式ルームエアコンとして構成されている。図中４は圧縮機、９Ａは室内ユニットに搭載された室内熱交換器、９Ｂは室外ユニットに搭載された室外熱交換器、１０Ａは実施形態の電動弁としての絞り装置、２００はアキュムレータ、１００は流体の流路モードを暖房モード、あるいは冷房モードに切り換える流路切換弁（四方弁）である。
【００３２】
室内ユニットには室内熱交換器９Ａを通過する空気を送風するためのクロスフローファン９１Ａが設けられており、このクロスフローファン９１Ａを回転させる室内熱交ファンモータ３０１は、マイクロコンピュータ等で構成された室内制御部３００の制御によりドライバＣ７を介して回転制御が行われる。これにより、室内熱交換器９Ａの熱交換能力が制御される。また、室内温度Ｔａは温度センサ３０２によって検出され、室内熱交換器９Ａの温度Ｔｃは温度センサ３０３によって検出される。なお、赤外線式等のリモコン５００の信号を受信部３０４で受信することにより、室内制御部３００の運転の切換えや設定等がリモコン操作でも可能となっている。
【００３３】
室外制御部４００は、ドライバ４０６に制御信号を出力し、ドライバ４０６は流路切換弁１００の例えば四方弁コイル１０１を駆動し流路モードを切り換える。室外ユニットには室外熱交換器９Ｂを通過する空気を送風するためのファン９１Ｂが設けられており、このファン９１Ｂを回転させる室外熱交ファンモータ４０１は、マイクロコンピュータ等で構成された室外制御部４００の制御によりドライバＣ８を介して回転制御が行われる。これにより、室外熱交換器９Ｂの熱交換能力が制御される。また、外気温度Ｔａ′は温度センサ４０２によって検出され、室外熱交換器９Ｂの温度Ｔｃ′は温度センサ４０３によって検出される。
【００３４】
また、絞り装置１０Ａは、後述のようにステッピングモータ４０４を備えており、室外制御部４００はドライバＣ６を介して、ステッピングモータ４０４を駆動し、絞り装置１０Ａの絞りの開度（弁開度）を制御する。さらに、絞り装置１０Ａは、ホールＩＣユニット２０を備えており、室外制御部４００は、このホールＩＣユニット２０から磁気検出信号として出力されるホールＩＣ信号に基づいて、絞り装置１０Ａにおけるステッピングモータ４０４の回転／停止（ロータの回転／停止）を検出する。なお、室外制御部４００は、圧縮機４の吐出部温度Ｔｄを温度センサ４０５で検出するとともに、後述説明するインバータモジュールＣ９からの三相電力により圧縮機モータ４５０を駆動制御する。
【００３５】
図９は室内制御部３００と室外制御部４００の主に電気系統を示すブロック図である。室内制御部３００は主電源をオン／オフするパワーリレー３１０を内蔵しており、また、１００Ｖ等の単相交流がＡＣ／ＤＣコンバータ３２０に供給され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２０で各種所定の直流電圧に変換され、マイコン３３０等に供給される。なお、マイコン３３０にはＥＥＰＲＯＭ３４０が接続されている。また、パワーリレー３１０を介して供給される１００Ｖの単相交流は電源供給線２２０を介して室外制御部４００にも供給される。
【００３６】
室外制御部４００では、供給される交流をノイズフィルタ４１０にかけた後、コンバータ４２０で整流して平滑コンデンサ４３０で平滑し、所定の直流電力に変換される。前記変換された直流電力による電流は、シャント抵抗４４０を介してインバータモジュールＣ９に供給される。そして、インバータモジュールＣ９により三相電力が生成され（インバータ駆動）圧縮機モータ４５０に供給される。一方、平滑コンデンサ４３０の出力はＤＣ／ＤＣコンバータ４６０により、所定の内部直流電圧に変換され、マイコン４７０等に供給される。そして、マイコン４７０はインバータモジュールＣ９にドライブ信号を出力することにより圧縮機モータ４５０を駆動し、圧縮機４を運転制御する。なお、マイコン４７０にはＥＥＰＲＯＭ４８０および電圧検出器４９０が接続されており、このＥＥＰＲＯＭ４８０には、運転モードに応じた室外制御部４００の各種のデータが記憶される。また、マイコン４７０は通信線２１０を介して室内制御部３００のマイコン３３０とシリアル通信を行ってデータの授受を行う。
【００３７】
図９では省略したが、室内制御部３００のマイコン３３０はリモコン５００から「運転／停止」の指令を受けてパワーリレー３１０を制御する。室外制御部４００のマイコン４７０は通信線２１０を介して「リモコンの停止指令による給電停止」と「停電による給電停止」とを識別できることはいうまでもない。
【００３８】
図７は本発明の空気調和機の制御装置の一実施形態の原理的ブロック図であり、この原理的ブロック図の各要素は図８及び図９の各要素や各要素の組合せに対応している。なお、冷凍サイクルＡにおいて図８と同じ要素には同符号を付記してある。図７に一点鎖線で示した制御装置Ｃは、室内制御部３００及び室外制御部４００に対応しており、この制御装置Ｃの処理部Ｃ１は室内制御部３００のマイコン３３０及び室外制御部４００のマイコン４７０に対応している。また、入力部Ｃ２は室内ユニットの受信部３０４、あるいは図示しないマニュアルスイッチなどの入力手段に対応し、検出部Ｃ３は、絞り装置１０Ａに配設されたホールＩＣユニット２０からのホールＩＣ信号Ｓを検出する検出手段、温度センサ３０２、３０３、４０２、４０３、４０５、あるいは図示しないが、圧力検出手段、流量検出手段、周波数検出手段等に対応している。さらに、停電検出部Ｃ４は室外制御部４００の電圧検出器４９０に対応し、半固定記憶部Ｃ５は室内制御部３００のＥＥＰＲＯＭ３４０および室外制御部４００のＥＥＰＲＯＭ４８０に対応している。なお、停電検出部Ｃ４を室内制御部３００に設ける場合もある。
【００３９】
絞り装置駆動部Ｃ６、室内熱交モータ駆動部Ｃ７、室外熱交モータ駆動部Ｃ８、流路切換弁駆動部４０６および圧縮機モータ駆動部Ｃ９は、後述する制御プログラムの実行により機能する手段である。
【００４０】
絞り装置駆動部Ｃ６は絞り装置駆動源（ステッピングモータ）４０４に制御信号を出力し、絞り装置駆動源４０４を介して絞り装置１０Ａの絞りの開度を制御する。
【００４１】
室内熱交モータ駆動部Ｃ７は室内熱交ファンモータ３０１に制御信号を出力し、室内熱交ファンモータ３０１は制御信号に応じてクロスフローファン９１Ａ等を駆動し、運転または停止するとともに、回転数により室内熱交換器９Ａの熱交換能力を制御する。室外熱交モータ駆動部Ｃ８は室外熱交ファンモータ４０１に制御信号を出力し、室外熱交ファンモータ４０１は制御信号に応じてファン９１Ｂ等を駆動し、運転または停止するとともに、回転数により室外熱交換器９Ｂの熱交換能力を制御する。
【００４２】
また、流路切換弁駆動部４０６は、流路切換弁１００の四方弁コイル等の流路切換弁駆動源１０１を駆動し、流路切換弁１００における流路（冷凍サイクルＡの流路モード）の切り換えを行う。さらに、圧縮機モータ駆動部Ｃ９は圧縮機モータ（例えば、インバータ駆動式のモータ）４５０に制御信号を出力し、圧縮機モータ４５０は圧縮機４を駆動し、運転、始動、停止、能力切り換え等を制御する。
【００４３】
図６は、絞り装置１０Ａと室外制御部４００との接続部の要部回路図であり、処理部（マイコン）Ｃ１、検出部Ｃ３に含まれ絞り装置１０ＡのホールＩＣユニット２０からのホールＩＣ信号のレベルを変換するレベル変換部Ｃ２０１、停電検出部（電圧検出部）Ｃ４、半固定記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）Ｃ５、絞り装置１０Ａのステッピングモータ４０４のステータを駆動する、トランジスタアレイによるドライバＩＣからなる絞り装置駆動部Ｃ６、コネクタＣＮ１、コネクタＣＮ２より構成されている。
【００４４】
次に、実施形態の電動弁としての絞り装置１０Ａの構造と具体的な動作について説明する。図１は実施形態の絞り装置１０Ａの断面図であり、図の左半分は閉状態、右半分は開状態を示している。この絞り装置１０Ａは弁本体１１を備え、弁本体１１には弁室１１ａが形成されている。弁室１１ａにはその側面に開口する第１ポート１１ｂと下面に開口する第２ポート１１ｃが形成され、第２ポート１１ｃの弁室１１ａ側の端部には弁座１１ｄが配設されている。第１ポート１１ｂには室内熱交換器９Ａに接続された一次継手１１０が接続され、第２ポート１１ｃには室外熱交換器９Ｂに接続された二次継手１２０が接続されている。
【００４５】
弁本体１１の上方には非磁性体からなる円筒状のケース１２が取り付けられており、ケース１２の内部にはロータ１３が回動自在に配設されている。ロータ１３は樹脂製で筒状に形成され、その外周に駆動用磁気ドラム１３ａを有し、さらに、この駆動用磁気ドラム１３ａの下部に緩衝帯１３ｂを挟んで検出用磁気ドラム１３ｃを有している。駆動用磁気ドラム１３ａにはロータ１３の外周に沿ってＮ極及びＳ極が２０極分等間隔で着磁され、検出用磁気ドラム１３ｃにはロータ１３の外周に沿ってＮ極及びＳ極が１０極分等間隔で着磁されている。また、ロータ１３の内周の一カ所には半径方向中心側に突出するとともに上下に板状に延びるストッパ部１３ｄが形成され、さらに、ロータ１３の中心部には回転軸１３ｅが取り付けられている。
【００４６】
弁本体１１の上部にはケース１２内に膨出された雌ネジホルダ１４が取り付けられ、この雌ネジホルダ１４には雌ネジ１４ａが取り付けられている。ロータ１３の回転軸１３ｅの下部略半分の周囲には雄ネジ１３ｆが切られ、この雄ネジ１３ｆが雌ネジ１４ａ内に螺合されている。
【００４７】
弁本体１１の第２ポート１１ｃと反対側には、弁室１１ａの上部を封止するニードルガイド１１ｅが取り付けられ、このニードルガイド１１ｅ内には、ロータ１３の回転軸１３ｅの下端部に取り付けられたニードル弁１５が摺動自在に嵌合されている。ニードル弁１５は、ニードルガイド１１ｅに嵌合する円筒状のバネカバー１５ａと、バネカバー１５ａの下端に取り付けられたニードル１５ｂと、バネカバー１５ａ内に配設されニードル１５ｂに当接する下バネ受１５ｃと、バネカバー１５ａ内に配設され回転軸１３ｅの下端部に取り付けられた上バネ受１５ｄと、下バネ受１５ｃと上バネ受１５ｄとの間に配設されたバネ１５ｅとで構成されている。
【００４８】
ケース１２の上端内面の中央にはストッパ機構１６が取り付けられている。ストッパ機構１６は、ガイド管１６ａと、その周囲に嵌着された螺旋状のガイド１６ｂと、このガイド１６ｂに沿って摺動自在に配設された螺旋状のスライダバネ１６ｃとで構成されている。ガイド１６ｂの下端にはストッパ部１６ｂ−１が形成されている。
【００４９】
ケース１２の外周には駆動コイル１７ａを収納したステータ１７が取付られており、ロータ１３及びステータ１７はステッピングモータを構成している。また、ステータ１７の下面一箇所には、「磁気検出手段」としてのホールＩＣユニット２０がホルダ１９により取り付けられている。ホールＩＣユニット２０はホールＩＣ２０ａを有し、ホールＩＣ２０ａは非磁性体のケース１２の周囲に対面するように配置され、ロータ１３の検出用磁気ドラム１３ｃの磁極による磁界を検出する。
【００５０】
以上の構成により、ステータ１７の駆動コイル１７ａに所定の駆動パルスを供給するとロータ１３が回転し、回転軸１３ｅ及びニードル弁１５がロータ１３の回転方向に応じて下降または上昇する。すなわち、駆動コイル１７ａに正位相の駆動パルスを供給すると、ニードル弁１５が下降してニードル１５ｂが弁座１１ｄに着座し（図１の左半分の状態）、駆動コイル１７ａに逆位相の駆動パルスを供給すると、ニードル弁１５が上昇してニードル１５ｂが弁座１１ｄから離座する（図１の右半分の状態）。
【００５１】
一方、ロータ１３が回転すると、ロータ１３のストッパ部１３ｄがスライダバネ１６ｃに当接し、スライダバネ１６ｃがロータ１３と供に回転する。そして、ロータ１３が正位相の駆動パルスにより回転すると、スライダバネ１６ｃの下端がガイド１６ｂのストッパ部１６ｂ−１に当接して、このスライダバネ１６ｃの回転が規制され、これによって、ロータ１３の回転も強制的に停止される。このときのロータ１３の回転の停止はストッパ機構１６の機械的な作用によるものであり、当該絞り装置１０Ａの基点位置出し時の動作である。
【００５２】
すなわち、基点位置出し時には、駆動コイル１７ａに正位相の駆動パルスを供給してロータ１３を回転し、ニードル弁１５のニードル１５ｂが弁座１１ｄに着座し、さらにバネ１５ｅを圧縮しながらロータ１３を回転し、上記ストッパ機構１６によりロータ１３の回転が規制される。そして、この基点位置出し時に、ロータ１３の回転及び停止の状態を、検出用磁気ドラム１３ｃの磁極による磁界の変化をホールＩＣ２０ａで検出することにより判断し、ロータ１３のストッパ機構１６による停止を検出し、即座に駆動パルスの供給を停止する。なお、駆動コイル１７ａに正位相の駆動パルスを供給して、ストッパ機構１６においてスライダバネ１６ｃの下端がガイド１６ｂのストッパ部１６ｂ−１に当接することを、以下の説明では「ストッパ当たり」という。
【００５３】
図２はホールＩＣユニット２０内の前記ホールＩＣ２０ａと検出用磁気ドラム１３ｃの関係を示す概略斜視図であり、駆動用磁気ドラム１３ａの外周には等間隔でＮ極及びＳ極が２０極着磁されているが、検出用磁気ドラム１３ｃの外周には等間隔でＮ極及びＳ極が１０極着磁されている。そして、ホールＩＣ２０ａは、この検出用磁気ドラム１３ｃの最も接近している部分からの磁気とその変化に応じて作動し、Ｓ極の接近により出力がＯＮし、Ｎ極の接近により出力はＯＦＦする。なお、ホールＩＣ２０ａの感知領域は図２の▲１▼の破線の領域である。
【００５４】
図３はホールＩＣユニット２０からホールＩＣ２０ａのホールＩＣ信号（磁気検出信号）を得るための回路の一例を示す図であり、ホールＩＣユニット２０にＳ極が接近すると、出力がＯＮとなり発行ダイオードｐが発光してフォトトランジスタｔが導通し、ホールＩＣ出力（ホールＩＣ信号）がハイレベルとなる。また、ホールＩＣユニット２０にＮ極が接近すると、出力がＯＦＦとなり発行ダイオードｐが消灯してフォトトランジスタｔが非導通となり、ホールＩＣ出力がローレベルとなる。このホールＩＣ信号は「磁気検出信号」として検出部Ｃ３に入力される。
【００５５】
ここで、この実施形態におけるロータ１３とステータ１７（駆動コイル１７ａ）で構成されるステッピングモータは、励磁方式が１−２相、駆動用磁気ドラム１３ａの極数が２０、検出用磁気ドラム１３ｃの極数が１０、ステータ極数が４０、ロータ１３の１回転当たりの駆動パルス数が８０である。したがって、検出用磁気ドラム１３ｃの１極当たりの駆動パルス数は８パルスである。
【００５６】
図４は基点位置出し時にホールＩＣ２０ａが出力するホールＩＣ信号の例を示す図である。なお、図中の“ｐｓ”は「パルス」を表している。４つのパターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ストッパ機構１６によるロータ１３の回転規制位置とホールＩＣ２０ａの取り付け位置の相対位置に応じたホールＩＣ信号のパターンの違いを示すものであり、ホールＩＣ信号がハイレベルからローレベルあるいローレベルからハイレベルに遷移したとき（以後、このときの信号を「遷移信号」という。）とストッパ当たりとのタイミングの差に応じたものである。
【００５７】
すなわち、パターンＡは、ホールＩＣ２０ａで検出される磁極がＮ極からＳ極に変わったときの遷移信号（立ち上がり）のタイミングから駆動パルス数が５パルス以上〜８パルスのときに「ストッパ当たり」となった場合に相当する。また、パターンＢは、磁極がＳ極からＮ極に変わったときの遷移信号（立ち下がり）のタイミングから駆動パルス数が５パルス以上〜８パルスのときに「ストッパ当たり」となった場合に相当する。また、パターンＣは、磁極がＮ極からＳ極に変わったときの遷移信号のタイミングから駆動パルス数が４パルス以内で「ストッパ当たり」となった場合に相当する。さらに、パターンＤは、磁極がＳ極からＮ極に変わったときの遷移信号のタイミングから駆動パルス数が４パルス以内で「ストッパ当たり」となった場合に相当する。
【００５８】
最初のストッパ当たりの後、従来のように駆動パルスを供給し続けると、ストッパ当たり後にロータ１３が反転を繰り返し、これが、異音や振動の要因になるので、ストッパ当たりを迅速に検出する。このロータ１３が反転を繰り返すときに従来のように駆動パルスを供給し続けると、遷移信号のタイミングから５パルス以上〜８パルスで「ストッパ当たり」となる場合（パターンＡ，Ｂ相当）には、磁極の変化がないのでホールＩＣ信号はハイレベルまたはローレベルで維持される。一方、遷移信号のタイミングから４パルス以内で「ストッパ当たり」となる場合（パターンＣ，Ｄ相当）には、ホールＩＣ信号はハイレベル／ローレベルと変化を繰り返す。
【００５９】
そこで、これらのホールＩＣ信号のパターンに応じて、一つの制御プログラムでストッパ当たりを即座に検出できるように制御する。図５はホールＩＣ信号とストッパ当たりの検出動作を概念的に示す図であり、このストッパ当たりの検出にはオンフラグとオフフラグ、及び駆動パルス数（後述のＨｉｇｈカウント，Ｌｏｗカウント）をカウントするカウンタを用いる。このカウンタは遷移信号が検出される毎にリセットされる。
【００６０】
図５(A) に示したように、ホールＩＣ信号の立ち上がりの遷移信号から駆動パルスをカウントし、３パルスをカウントしたとき「オンフラグ」をセットし、立ち下がりの遷移信号から駆動パルスをカウントし、５パルスをカウントしたときオンフラグをリセットする。また、ホールＩＣ信号の立ち上がりの遷移信号から駆動パルスをカウントし、５パルスをカウントしたとき「オフフラグ」をリセットし、立ち下がりの遷移信号から駆動パルスをカウントし、３パルスをカウントしたときオフフラグをセットする。すなわち、オンフラグとオフフラグは、位相はずれるが、それぞれ１０パルス分だけセットされ、６パルス分だけリセットされる。
【００６１】
図５(B) は、立ち上がりの遷移信号から５パルス以上〜８パルスでストッパ当たりとなった場合であり、ストッパ当たり後はロータ１３が回転できず（あるいは反転しても）同極の範囲内であり、ホールＩＣ信号の遷移信号が検出されずカウンタ（Ｈｉｇｈカウント）はリセットされない。そこで、ホールＩＣ信号のハイレベルが１１パルス連続したら、イニシャライズ（基点位置出し）終了とする。
【００６２】
図５(C) は、(B) の逆で、立ち下がりの遷移信号から５パルス以上〜８パルスでストッパ当たりとなった場合であり、ストッパ当たり後は遷移信号が検出されず、カウンタ（Ｌｏｗカウント）はリセットされない。そこで、ホールＩＣ信号のローレベルが１１パルス連続したら、イニシャライズ（基点位置出し）終了とする。
【００６３】
図５(D) は立ち下がりの遷移信号（Ｈｉｇｈ→Ｌｏｗ）から４パルス以内でストッパ当たりとなった場合であり、ストッパ当たり後のロータ１３の反転により遷移信号（Ｌｏｗ→Ｈｉｇｈ）が検出されてＬｏｗカウントはリセットされるが、Ｌｏｗ→Ｈｉｇｈより４パルス以内に再び遷移（Ｈｉｇｈ→Ｌｏｗ）するので、５パルスをカウントしたとき「オフフラグ」をリセットするという通常の動作とならず「オフフラグ」はセットされたままとなる。Ｈｉｇｈ→Ｌｏｗに遷移したのち再び３パルスをカウントした時点で、「オフフラグがセットで」かつ「カウンタ（Ｌｏｗカウント）が３パルスをカウントした」という条件で、イニシャライズ（基点位置出し）終了とする。
【００６４】
図５(E) は(D) の逆で、立ち上がりの遷移信号（Ｌｏｗ→Ｈｉｇｈ）から４パルス以内でストッパ当たりとなった場合であり、ストッパ当たり後のロータ１３の反転により遷移信号（Ｈｉｇｈ→Ｌｏｗ）が検出されてＨｉｇｈカウントはリセットされるが、Ｈｉｇｈ→Ｌｏｗより４パルス以内に再び遷移（Ｌｏｗ→Ｈｉｇｈ）するので、５パルスをカウントしたとき「オンフラグ」をリセットするという通常の動作とならず「オンフラグ」はセットされたままとなる。Ｌｏｗ→Ｈｉｇｈに遷移したのち再び３パルスをカウントした時点で、「オンフラグがセットで」かつ「カウンタ（Ｈｉｇｈカウント）が３パルスをカウントした」という条件で、イニシャライズ（基点位置出し）終了とする。
【００６５】
図１０は、上記ストッパ当たりの検出動作を行う基点位置出し判定処理のフローチャートであり、この処理は１パルスの駆動パルス出力の後、次の駆動パルス出力までの間に実行している。まず、ステップＳ１で「ホールＩＣ信号はハイレベル（Ｈｉｇｈ）であるか」の判定を行い、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ１２に進み、判定が「ｎｏ」ならステップＳ２に進む。ステップＳ２ではカウンタのＨｉｇｈカウント（ハイレベル状態のパルス数）をリセットし、カウンタのＬｏｗカウントをインクリメントする。次に、ステップＳ３で「Ｌｏｗカウントは２より大きいか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ６に進み、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ４に進む。
【００６６】
ステップＳ４では、「Ｌｏｗカウントが３でかつオフフラグがセットされているか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ５でオフフラグをセットしてステップＳ６に進み、判定が「ｙｅｓ」なら「イニシャライズ終了」（駆動パルスの停止）として元のルーチンに復帰する。この処理はパターンＤ．のイニシャライズ終了に相当する。
【００６７】
ステップＳ６では、「Ｌｏｗカウントは４より大きいか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ１８に進み、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ７でオンフラグをリセットしてステップＳ１８に進む。
【００６８】
一方、ステップＳ１２ではカウンタのＬｏｗカウント（ローレベル状態のパルス数）をリセットし、カウンタのＨｉｇｈカウントをインクリメントする。次に、ステップＳ１３で「Ｈｉｇｈカウントは２より大きいか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ１６に進み、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ１４に進む。
【００６９】
ステップＳ１４では、「Ｈｉｇｈカウントが３でかつオンフラグがセットされているか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ１５でオンフラグをセットしてステップＳ１６に進み、判定が「ｙｅｓ」なら「イニシャライズ終了」（駆動パルスの停止）として元のルーチンに復帰する。この処理はパターンＥ．のイニシャライズ終了に相当する。
【００７０】
ステップＳ１６では、「Ｈｉｇｈカウントは４より大きいか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ１８に進み、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ１７でオフフラグをリセットしてステップＳ１８に進む。
【００７１】
ステップＳ１８では、「Ｈｉｇｈカウントは１０より大きいか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ１９に進み、判定が「ｙｅｓ」なら「イニシャライズ終了」（駆動パルスの停止）として元のルーチンに復帰する。この処理はパターンＢ．のイニシャライズ終了に相当する。
【００７２】
次に、ステップＳ１９で、「Ｌｏｗカウントは１０より大きいか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」なら基点位置出し判定処理を終了するために元のルーチンに復帰して、次回の１パルスのコイル駆動に備える。また、判定が「ｙｅｓ」なら「イニシャライズ終了」（駆動パルスの停止）として元のルーチンに復帰する。この処理はパターンＣ．のイニシャライズ終了に相当する。
【００７３】
次に実施形態における制御装置Ｃの全体的な制御動作をフローチャートに基づいて説明する。なお、この制御動作では基点位置出し時の閉パルスのカウント数が９パルス以上または７パルス以下の時に「全閉点」と判定する。図１１はメインルーチンのフローチャートである。このメインルーチンは、第１回目の給電あるいは停電からの復帰の場合、すなわち、処理部Ｃ１（マイコン３３０及びマイコン４７０）のパワーＯＮリセットで第１のスタートとなる。そして、ステップＳ２１でＲＡＭのオールクリア等の「初期化処理−１」を行って、ステップＳ２２でＥＥＰＲＯＭに格納されているデータをＲＡＭに格納し、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、空気調和機を運転するための準備として「制御装置の初期設定処理−１」（図１２のサブルーチンの処理）を行い、ステップＳ２７に進む。このステップＳ２３において、後述の「電動弁の基点位置出し」を実行する。
【００７４】
一方、リモコン５００の「停止指令」によりオフしていたパワーリレー３１０が、リモコン５００の「運転指令」によりオンした場合、すなわち、「運転指令による給電」の場合、パワーリレー３１０がオンしてマイコン４７０がパワーオンリセットするので、第２のスタートとする。そして、ステップＳ２４でＲＡＭの一部クリア等の「初期化処理−２」を行って、ステップＳ２５でＥＥＰＲＯＭのデータをＲＡＭに格納し、マイコン３３０のＲＡＭのデータを通信線２１０を介してマイコン４７０のＲＡＭに格納する。次に、ステップＳ２６で空気調和機を運転するための準備として「制御装置の初期設定処理−２」を行いステップＳ２７に進む。このステップＳ２６においては、室内制御部４００のマイコン４７０からのデータを受けて電動弁の弁開度を記憶しているので、ステップＳ２５で電動弁の弁開度をマイコン４７０のＲＡＭに記憶すれば、「電動弁の基点位置出し」を実行する必要はない、この点がステップＳ２３とは異なっている。なお、ステップＳ２６で「電動弁の基点位置出し」を実行しても何ら問題ない。
【００７５】
以上の初期化が終わると、ステップＳ２７で、リモコンやスイッチなどによる運転モードや空気調和機の運転制御に関わる圧力、温度、流量、電圧、電流、電気的周波数などの各種入力信号の入力処理を行う。次に、ステップＳ２８で空気調和機の制御条件を決めるため、入力信号の演算、比較、判断処理を行って、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では「空気調和機を運転するか」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ２７に戻り、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ３１で、図７に示す空気調和機の冷凍サイクルＡを構成する機能部品に関する「機能部品駆動処理」（図１３のサブルーチンの処理）を行う。
【００７６】
次に、ステップＳ３２で表示など各種出力の処理を行い、ステップＳ３３で「空気調和機の運転を継続するか」の判定を行う。判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ２７に戻り、判定が「ｎｏ」ならステップＳ３４で空気調和機の運転を停止する。次に、ステップＳ３５で所定時間待機した後、ステップＳ３６でパワーリレー３１０をオフして室外制御部４００への給電を止め、処理を終了する。なお、ステップＳ３５は、一般に３分マスクと呼ばれる処理である。
【００７７】
図１２は図１１のステップＳ２３に関わるサブルーチンのフローチャートであり、「電動弁の基点位置出し」に係る処理を行う。まず、ステップＳ４１で、１パルスの駆動出力で電動弁を閉める。次に、ステップＳ４２で、「ホールＩＣから遷移信号は入力したか」を判定する。判定が「ｎｏ」ならステップＳ４１に戻り、判定が「ｙｅｓ」になるまで繰り返し、判定が「ｙｅｓ」になるとステップＳ４３に進む。このステップＳ４１，Ｓ４２の処理は、初回の通電時、弁の位置が不明であるため、最初の遷移信号を認識するための処理である。この処理により、以後、所定パルス数毎に遷移信号が入力する。
【００７８】
次に、ステップＳ４３で、１パルスの駆動出力で電動弁を閉め、ステップＳ４４で、閉パルス数をカウントする（この実施形態では８パルスをカウントする）。次に、ステップＳ４５で、「ホールＩＣから遷移信号は入力したか」を判定し、判定が「ｎｏ」ならステップＳ４８に進み、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ４６で、「閉パルス数は８パルス未満か」を判定する。判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ４９に進み、判定が「ｎｏ」ならステップＳ４７で閉パルス数を０にしてステップＳ４３に戻り、再び「基点位置出し」処理を続ける。
【００７９】
ステップＳ４８では「閉パルス数は９パルス以上か」を判定し、判定が「ｎｏ」なら未だ全閉位置に達していないので、ステップＳ４３に戻る。すなわち、カウント数が１〜８パルスの場合である。判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ４９で弁開度を全閉としてＲＡＭに格納することで、電動弁の基点位置出し処理を完了する。
【００８０】
ここで、ステップＳ４６の「ｙｅｓ」による処理の完了は図５(D) ，(E) に対応し、ステップＳ４８の「ｙｅｓ」による処理の完了は図５(B) ，(C) に対応する。
【００８１】
ステップＳ４９の処理が終了すると、ステップＳ５１で、全開の直前近傍まで弁を開けて、ホールＩＣ信号の遷移信号が入力した８パルス毎の弁開度をＲＡＭに格納する。次に、ステップＳ５２で全閉直前の遷移信号が入力された位置（弁開度）まで弁を閉めて、ホールＩＣ信号の遷移信号が入力した８パルス毎の弁開度をＲＡＭに格納して、元のルーチンに復帰する。
【００８２】
図１３は図１１のステップＳ３１に関わるサブルーチンのフローチャートであり、「電動弁の開度制御」に係る処理を行う。まず、ステップＳ６１で、「圧縮機は運転中か」を判定し、判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ６３に進み、判定が「ｎｏ」ならステップＳ６２で、圧縮機を始動して、ステップＳ６３に進む。ステップＳ６３では室外ファンモータ４０１の駆動処理を行い、ステップＳ６４で室内ファンモータ３０１の駆動処理を行い、ステップＳ６５で、圧縮機４の周波数制御処理を行い、次に、ステップＳ６６で、流路切換弁１００の駆動処理を行う。ここに、ステップＳ６１〜Ｓ６６の駆動処理／制御処理は、詳細を省くが、停止も含む所定の運転や能力制御を行う。
【００８３】
次に、ステップＳ６７で、「絞り装置は所定開度か」の判定を行い、判定が「ｙｅｓ」なら元のルーチンに復帰し、判定が「ｎｏ」ならステップＳ６８で１パルスの（開／閉）駆動パルスを出力する。次にステップＳ６９で、ＲＡＭに記憶している弁開度を１パルス更新する。次に、ステップＳ７１で「更新した弁開度は８パルス毎の遷移点か」の判定を行い、判定が「ｎｏ」ならステップＳ６７に戻り、所定の処理を続ける。判定が「ｙｅｓ」ならステップＳ７２で「ホールＩＣから遷移信号は入力したか」の判定を行い、判定が「ｙｅｓ」なら弁開度はズレがないのでステップＳ６７に戻り、所定の処理を続ける。判定が「ｎｏ」ならステップＳ７３で１パルスの（開／閉）駆動パルスを出力し、ステップＳ７２に戻る。
【００８４】
以上の処理では、図１１のステップＳ２３の「電動弁の基点位置出し」に係る処理（図１２）により基点位置出しを行っているが、図１１のステップＳ２３において、前記図１０の基点位置出し判定処理を行ってもよい。
【００８５】
また、実施形態の電動弁はロータ１３側に検出用磁気ドラム１３ｃを設けるようにしているが、ケースの外周面上に磁気検出手段と該磁気検出手段に磁界を供給する磁気発生手段とを設け、前記ロータと共に回転する磁性体の山と谷によって起こる磁気発生手段よりの磁界の変化を検出するようにしてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１の電動弁の駆動装置によれば、磁気検出手段がケースの外周面上に設けられているので構成が簡単になるとともに、基点位置出し時にロータがストッパによって停止したことを磁気検出手段によりすぐに検出でき、駆動コイルに通電する基点位置出しパルスをすぐに停止して、異音や振動等を防止することができる。
【００８７】
また、異音や振動等を防止することができるとともに、磁性体の歯車の山と谷のピッチを大きくすることができるので、磁界を検出するのに十分な磁力が確保でき、ストッパ位置に対して、ケース外周面上の任意の位置に磁気検出手段を設けることができる。
【００８８】
さらに、組立が任意で容易であり、コストを低減できる。
【００８９】
請求項２の冷凍サイクル装置によれば、請求項１と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の絞り装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるホールＩＣユニット内のホールＩＣと検出用磁気ドラムの関係を示す概略斜視図である。
【図３】実施形態におけるホールＩＣのホールＩＣ信号を得るための回路の一例を示す図である。
【図４】実施形態における基点位置出し時のホールＩＣ信号の例を示す図である。
【図５】実施形態におけるホールＩＣ信号とストッパ当たりの検出動作を概念的に示す図である。
【図６】実施形態における絞り装置と室外制御部との接続部の要部回路図である。
【図７】実施形態の原理的ブロック図である。
【図８】実施形態に係る空気調和機の一例を示すブロック図である。
【図９】実施形態に係る室内制御部と室外制御部の主に電気系統を示すブロック図である。
【図１０】実施形態における基点位置出し判定処理のフローチャートである。
【図１１】他の実施形態におけるメインルーチンのフローチャートである。
【図１２】他の実施形態における基点位置出し処理のフローチャートである。
【図１３】他の実施形態における機能部品駆動処理のフローチャートである。
【符号の説明】
４      圧縮機
９Ａ    室内熱交換器
９Ｂ    室外熱交換器
１０Ａ  電動弁
１１ｄ  弁座
１２    ケース
１３    ロータ
１３ｃ  検出用磁気ドラム
１３ｄ  ストッパ部
１５    ニードル弁
１６    ストッパ機構
１７ａ  駆動コイル
２０    ホールＩＣユニット（磁気検出手段）
１００  流路切換弁
２００  アキュムレータ
４００  室外制御部
【図１】
0004028291.tif 000002
【図２】
0004028291.tif 000003
【図３】
0004028291.tif 000004
【図４】
0004028291.tif 000005
【図５】
0004028291.tif 000006
【図６】
0004028291.tif 000007
【図７】
0004028291.tif 000008
【図８】
0004028291.tif 000009
【図９】
0004028291.tif 000010
【図１０】
0004028291.tif 000011
【図１１】
0004028291.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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