JP3735692B2

JP3735692B2 - Opening / closing member driving method

Info

Publication number: JP3735692B2
Application number: JP2000122117A
Authority: JP
Inventors: 哲彦原; 滋小澤
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2020-04-24
Also published as: KR20010098525A; JP2001309695A; KR100425820B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開口部を開閉する開閉部材の駆動方法に関する。さらに詳しく述べれば、開閉部材の初期位置（原点位置）をイニシャライズ（認識化）させるに好適な開閉部材の駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷蔵庫内の温度調節のために冷気の通り道となるダクトの開閉調節を行うダンパー装置や、空調機の冷媒の流路を開閉操作するバルブ装置等、モータの駆動力を利用して開閉部材を開閉駆動し開口部を開閉操作する装置が種々提案されている。また、このような装置の駆動制御方法に関しても種々提案されている。
【０００３】
このような装置では、状況に応じて（冷蔵庫内の冷え過ぎや温度の上昇等、種々の状況に応じて）開閉部材の開閉を的確に行う必要がある。このため、開閉部材の開閉を操作するための駆動源となるモータのロータの回転位置を正確に位置検出する必要がある。このような事情から、従来、上述のような開閉部材駆動装置においては、ロータの回転位置を検出するための検出器を備えたものが主流であったが、近年は装置の小型化に伴いこの検出器を無くし、駆動源にステッピングモータを用いてこのステッピングモータのステップ数を制御することにより常にロータの回転位置を認識するものも種々提案されている。
【０００４】
なお、上述したような開閉部材の駆動装置において、駆動源にステッピングモータを用いたものは、理論上、ステップ数を制御装置によって認識していればロータの位置検出が常時なされていることとなる。しかしながら、実際には、開閉部材に加わる負荷が何らかの原因により変化したりする等に原因により、電気的なステップ数と現実のロータ位置とにズレが生じる恐れがあるため、通常、所定時間ごとにイニシャライズ（原点位置出し）動作が行われる。このイニシャライズ動作は、ロータがどの位置で停止しているにもかかわらず、所定時間毎に原点位置方向へロータをフルステップ駆動することによって、原点位置においてロータをメカロックさせることによりロータを原点復帰させることによりなされる。
【０００５】
しかしながら、原点位置におけるオーバーステップの衝突音を考えると、１−２相励磁のステッピングモータの場合、８ステップで電気角３６０度分のロータ回転がなされるが、原点位置に到達した後の余分なステップ数が仮に７２あるとすると、３６０度分の電気角、例えば８ステップが進んだときに３６０度分（８ステップ分）元に戻ってしまい、再度進行する現象が生じ、８ステップで１回、計９回（７２÷８＝９）、衝突音が発生することとなる。
【０００６】
なお、イニシャライズ動作時における過剰なメカロックを避けるため、一旦原点位置とは反対方向に所定ステップ数分ロータを駆動した後に、原点位置方向へフルステップ（メカ的にロータが回動可能な範囲を電気的なステップ数に換算した際の最多ステップ数）＋１００ステップ程度の駆動を行うものも、本出願人によって提案されている（特開平１１−１９４８２６号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、一旦原点位置と反対方向へ駆動するという行程のない、いわゆる単なるフルステップ駆動方式によるイニシャライズでは、特にイニシャライズ動作前に原点位置付近でロータが停止していた場合、原点復帰時に多大なオーバーステップが発生する。このため、原点位置において多大な衝突音が発生してしまうという問題に加えて、ステップ飛び（メカ的な衝突時等においてロータが電気信号に追随できず電気角で３６０度分飛んでしまうこと）が発生し、これによって制御される部材の位置精度に支障が生ずる。
【０００８】
なお、上述の特開平１１−１９４８２６号公報記載の駆動装置の制御方法では、一旦原点位置とは反対方向に所定ステップ数分ロータを駆動した後に、原点位置方向へロータをフルステップ＋１００ステップ程度のステップ駆動をするため、オーバーステップによる衝突音の問題はある程度回避される。加えて、この特開平１１−１９４８２６号公報記載の駆動装置の場合は、駆動源となるステッピングモータと開閉部材との間に減速輪列を介する構成となっているため、１ステップ当たりの最終段の回動部材（開閉部材を直接動作させる部材）の回動角度は微々たるものであり、１００ステップ程度のオーバーステップを行っても上述の衝突音やステップ飛びはそれほど問題とならない。逆に言えば、少なくとも１００ステップ程度オーバーステップさせることにより、ロータを完全に原点位置へ復帰させるようにしている。
【０００９】
しかしながら、このような制御方法を、ロータの回転を他の輪列を介さずに直接的に伝達することにより、ロータの回動角度と開閉部材の開閉動作とが完全に同期してしまうタイプの開閉部材の駆動装置に適用すると、１ステップ当たりの回動部材の回動角度が大きいため、衝突音やステップ飛びによる位置精度の悪化問題が顕著となる。
【００１０】
本発明の目的は、ロータの回転を他の輪列を介さずに直接的に伝達することによりロータと開閉部材の動作とを完全に同期させるタイプの開閉部材の駆動装置の駆動方法において、衝突音を減少させステップ飛びの発生を防止でき、確実にしかも静かにイニシャライズがなされる開閉部材の駆動方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明の開閉部材の駆動方法は、開口部を開閉する開閉部材と、この開閉部材を開方向及び閉方向に駆動するための双方向回転可能な駆動源としてのステッピングモータとを備え、開閉部材が他の輪列を介さずステッピングモータのロータの回転により直接的に駆動される開閉部材の駆動方法において、ロータと共に一体的に回転し、いずれの方向への回転時にも回転止め用突起にぶつかることでロータの回転規制を行う係合凸部を設け、ロータを一方向に回動させ、係合凸部が上記回転止め用突起にぶつかった位置である最大限回動させた位置もしくは他方向に回動させ、係合凸部が回転止め用突起にぶつかった位置である最大限回動させた位置のいずれか一方を、上記ロータがぶつかって停止する原点位置とすると共に、ロータを途中位置に停止可能に構成し、その途中位置から原点位置にロータを戻すときは、まず、ロータを原点位置と反対方向に駆動する第１の動作を行い、次に、ロータを原点位置の方向に駆動して原点復帰させる第２の動作を行うことを特徴としている。
【００１２】
このため、ロータがイニシャライズ時の原点位置における長時間のメカロックが防止される。この結果、メカロックを原因とする多大な衝突音の発生が防止される。加えて、メカロックを原因とするステップ飛び（メカロックが生じた際にロータが電気角３６０度分飛んで逆方向に回動してしまう現象）が防止されるため、イニシャライズ後のロータの位置検出が正確なものとなる。
【００１３】
また、他の発明は、上述の発明に加え、開閉部材を冷媒バルブ用の弁体としている。このため、冷媒バルブが精度良く駆動される。
【００１４】
また、他の発明は、上述の発明に加え、ロータを囲むようにステータを配置し、このステータとロータとの間にケースカバーを設けている。このため、ステッピングモータのディテントトルクが減少し、さらに一層ステップ飛びが防止される。
【００１５】
また、他の発明は、上述の開閉部材の駆動方法に加えて、ロータの回転可能な全範囲の回動角度をステッピングモータの駆動ステップ数に換算した（以下、メカ的なフルステップ数という）場合のステップ数をｎ、原点位置から第１の動作の開始位置までのステッピングモータの実際のパルス数をｍ１、第１の動作に要するステッピングモータの実際のパルス数をｍ２、第２の動作時においてロータを駆動する際のステッピングモータの実際のパルス数をｍ３としたとき、ｍ１＋ｍ２＝ｍ３で、かつ｜ｎ−ｍ３｜がステッピングモータの電気角における１／４周期分未満に相当するステップ数となるように駆動している。
【００１６】
このように、上述の発明は、原点位置と反対方向への駆動時におけるステッピングモータの実際のパルス数（ｍ１＋ｍ２）と、原点位置方向への駆動時におけるステッピングモータの実際のパルス数（ｍ３）とを同数としている。したがって、原点位置と反対側への駆動時及び原点復帰時においてのメカ的な当接機会が厳密に限定される。
【００１７】
加えて、メカ的なフルステップ数（ｎ）と電気的なフルステップ数（ｍ３）とをほぼ同様としている。より具体的には、ステッピングモータを１−２相励磁する場合は、電気角における１／４周期分未満（１周期は８ステップであるため１／４周期分未満＝実質上±１ステップ）の差とし、ステッピングモータを２相励磁する場合は、電気角における１／４周期分未満（１周期は４ステップであるため１／４周期分未満＝実質上０ステップ）の差とする。このように構成したため、ステップ飛びをさらに確実に回避することが可能となる。
【００１８】
また、他の発明は、上述の開閉部材の駆動方法に加えて、ｎ−ｍについて、ｎ−ｍ＞０となるように設定されている。このように第２の動作時における駆動パルス数を若干メカ的なフルステップ数より少なくすることにより、イニシャライズ動作に関して原点位置付近でロータを確実に停止させることができると共に、メカ的な当接機会をさらに減少させ衝撃音の出る可能性を低減することが可能となる。
【００１９】
また、他の発明は、上述の開閉部材の駆動方法に加えて、ステッピングモータを、１−２相励磁することにより電気角における１周期を８ステップとし、これによって｜ｎ−ｍ３｜が−１，０，１のいずれかとなるように駆動している。このため、ロータ成型時の着磁位置とメカロック部（原点位置出し用の凸部等で構成）との位置ズレ等に対して若干余裕（正規の取り付け位置に対し±３ステップ以内）ができ、製品不良の数を低減することが可能となる。
【００２０】
また、他の発明は、上述の開閉部材の駆動方法に加えて、ステッピングモータを、２相励磁することにより電気角における１周期を４ステップとし、これによって｜ｎ−ｍ３｜が０となるように駆動している。このため、ロータ成型時の着磁位置とメカロック部（原点位置出し用の凸部等で構成）との位置ズレ等に対して若干余裕（正規の取り付け位置に対し±１ステップ以内）ができ、製品不良の数を低減することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の開閉部材の駆動方法を冷媒ガス切替用のバルブ駆動装置に適用した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１、図２，図３及び図４に示されている実施の形態にかかるバルブ駆動装置１は、その外観上の構成を大きく分けて説明すると、冷媒ガスが流入・流出する本体ケース２と、この本体ケース２内において冷媒ガスの切り替えを行うように開閉する開閉部材を構成する２つの弁球体３ａ，３ｂと、これら２つの弁球体３ａ，３ｂを開方向及び閉方向に駆動するための双方向回転可能な駆動源としてのステッピングモータ４ｂを備えた弁体駆動手段４とから構成されている。
【００２３】
上述の本体ケース２は、カップ状の主ケース２ａとケースカバー２ｂを、互いに対面するように突き合わせたものであって、これらの主ケース２ａとケースカバー２ｂとの突き合わせ部分に設けられたフランジ部どうしが密着された状態で溶接されていることにより、ほぼ円筒状の気密ガス収納空間が形成されている。また、ケース２ａの底壁面２ａ１には、冷媒ガスを本体ケース２内に流入させるための流入管５が直接連結されると共に、本体ケース２内の冷媒ガスを流出させるための２つの流出管６ａ，６ｂがバルブ継手管７ａ，７ｂを介して連結されている。そして、バルブ継手管７ａ，７ｂの立設先端開口部のそれぞれに対して、弁球体３ａ，３ｂが各々密着状態となるように載置されている。この弁球体３ａ，３ｂは、両バルブ継手管７ａ，７ｂ間に鍔型状の押え部７ａ３，７ｂ３によって位置決め規制されたガイド部材２ｃの１対の弁支持枠２ｃ２，２ｃ３によって位置規制されている
【００２４】
すなわち、弁球体３ａ，３ｂは、両弁支持枠２ｃ２，２ｃ３により形成されたほぼ矩形状の内方側空間内に、後述するような開閉移動の範囲内での移動が許容されつつ、バルブ継手管７ａ，７ｂの開口部から脱落することのないように保持されている。
【００２５】
弁球体３ａ，３ｂの開閉動作は、後述するように、当該弁球体３ａ，３ｂの上方側に接触するように配置された弁体駆動手段４のカム部材４ａによって行われる構成になされている。なお、このカム部材４ａは、駆動源となるステッピングモータ４ｂのロータ部４ｂ２と一体的に形成されており、ロータ部４ｂ２ｂの回転動作は直接的に弁球体３ａ，３ｂを操作するようになっている。
【００２６】
カム部材４ａは、弁球体３ａ，３ｂに対し、図１における紙面下方に向かう付勢力を与える円盤状部材でなる第１のカム部材４ａ１と、その第１のカム部材４ａ１の中心側部分から図１の下方に向かって突出する第２のカム部材４ａ２とを備えており、第１のカム部材４ａ１の下端面側には、所定の凸凹形状からなるカム面４ａ３が設けられているとともに、第２のカム部材４ａ２の円筒状周面部にはカム面４ａ４が設けられている。
【００２７】
また、このようなカム部材４の第１のカム部材４ａ１と弁球体３ａ，３ｂとの間には、弁体付勢手段としての板バネ１０が介在され、この板バネ１０とカム部材４ａとカム部材４ａを回転駆動するためのステッピングモータ４ｂとで開閉制御手段を構成している。なお、図１においては、他の構成要素の配置関係の理解の妨げとならないように、板バネ１０を破線で示し、しかも、その形状は簡略化して示されている。
【００２８】
この板バネ１０は、上述の弁球体３ａ，３ｂが第２のカム面４ａ２によって半径方向外側に押し出された際（図１におけるに弁球体３ｂのような状態時）、上側に撓んで弁球体３ａ，３ｂをその押し出された位置にて保持するようにするためのものである。すなわち、板バネ１０は撓んだ状態で、弁球体３ａ，３ｂを上述のバルブ継手管７ａ，７ｂの開口部の端の部分に押し付けるように付勢し、この開口部の端の部分で弁球体３ａ，３ｂを保持するようになっている。このとき、上述のバルブ継手管７ａ，７ｂは、弁球体３ａ，３ｂが開口の中心部から端の方へずれた状態となっており開状態となる。そして、板バネ１０は、第２のカム部材４ａ２が回転して弁球体３ａ，３ｂと頂部４ａ９との対向状態が解除されることにより、上述の撓み力で弁球体３ａ，３ｂを上述の押し出された位置から元の位置へ戻すようになっている。これにより、バルブ継手管７ａ，７ｂは、閉状態となる。
【００２９】
板バネ１０は、図２に示すように、４箇所に設けられた突出部１２ａがケースカバー２ｂの鍔部２ｂ４（図１参照）の下端面によって押さえられた状態で支持される。これによって、弁球体３ａ，３ｂには板バネ１０の多少のたわみ力が付勢力として加わり、その付勢力により弁球体３ａ，３ｂはバルブ継手管７ａ，７ｂ側に押圧される状態となる。
【００３０】
ところで、ステッピングモータ４ｂは、コイルが巻装されたステータ部４ｂ１と、このステータ部４ｂ１の内側に対向配置されたロータ部４ｂ２と、このロータ部４ｂ２の回転中心部分が回転自在に挿通された固定軸４ｂ３とを備えた構成となっている。
【００３１】
ロータ部４ｂ２においては、樹脂成形材料にマグネット４ｂ６がインサート成形されており、このマグネット４ｂ６が、ステータ部４ｂ１に対して半径方向に対向するように配置されているとともに、当該ロータ部４ｂ２の中心部分は、前述した第１及び第２のカム部材４ａ１，４ａ２の回転中心軸となる固定軸４ｂ３に対して回転自在に装着されている。このロータ部４ｂ２は、上述した本体ケース２のケースカバー２ｂの内部空間に収納されており、そのケースカバー２ｂによって、上述したステータ部４ｂ１側に対して空間的に隔絶されている。
【００３２】
また、上述のロータ部４ｂ２における図１上側の端面は、ケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１と軸方向に対向するように配置されているが、当該ロータ部４ｂ２の上端面と、ケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１との間には、ロータ部４ｂ２の全体を図１下方側である主ケース２ａ側へ向かって付勢するコイルバネ４ｂ７が圧縮状態で装着されていて、当該コイルバネ４ｂ７の付勢力によって、ロータ部４ｂ２が主ケース２ａ側に付勢されながら回転されるようになっている。
【００３３】
一方、ロータ部４ｂ２の他端側（図１の下端部）の端面には、上述したカム部材４ａの第１のカム部材４ａ１及び第２のカム部材４ａ２が、一体的に設けられていて、これら第１のカム部材４ａ１及び第２のカム部材４ａ２は、上記ステッピングモータ４ｂを駆動源として、ロータ部４ｂ２と一体的に回転されるようになっている。
【００３４】
このうち第１のカム部材４ａ１は、薄板円盤状の部材から形成されている。そして、当該第１のカム部材４ａ１の図１下端面に設けられたカム面４ａ３は、上述した筒状のバルブ継手管７ａ，７ｂの先端面に対して直上位置から対向するように配置されていて、そのカム面４ａ３とバルブ継手管７ａ，７ｂとの間に、バルブ継手管７ａ，７ｂの開口部を開閉する弁球体３ａ，３ｂが前述した板バネ１０を介在して配置されている。
【００３５】
このとき、一対のバルブ継手管７ａ，７ｂ及び弁球体３ａ，３ｂは、固定軸４ｂ３に対してほぼ対称な位置関係となるように配置されており、一対のバルブ継手管７ａ，７ｂどうし、及び一対の弁球体３ａ，３ｂどうしが、それぞれ前記固定軸４ｂ３を中心として１８０°反対側の領域に配置されている。すなわち、これら一対のバルブ継手管７ａ，７ｂどうし、及び弁球体３ａ，３ｂどうしは，それぞれほぼ直線状の位置関係をなす配置関係にて構成されている。
【００３６】
また、第１のカム部材４ａ１のカム面４ａ３は、バルブ継手管７ａ，７ｂに対向配置されるドーナツ形状を有しており、そのカム面４ａ３の面形状は、弁球体３ａ，３ｂをバルブ継手管７ａ，７ｂの上端部の開口部側に弁球体３ａ，３ｂを押し付けたり、弁球体３ａ，３ｂから離間させることによって開閉動作を行わせる形状になされている。
【００３７】
次に、第１のカム部材４ａ１に設けられたカム面４ａ３の面形状、及び弁球体３ａ，３ｂの動作を詳細に説明する。
【００３８】
図２に示されているように、第１のカム部材４ａ１のカム面４ａ３は、弁球体３ａ，３ｂに対し、バルブ継手管７ａ，７ｂの開口部を塞ぐ方向に動作させるための突出山部４ａ５と、バルブ継手管７ａ，７ｂの開口部を開く方向に動作させるための低面谷部４ａ６と、を有している。
【００３９】
上述の突出山部４ａ５と低面谷部４ａ６は、固定軸４ｂ３の軸方向に凹凸形状を有するように形成されており、そのうちの突出山部４ａ５は、バルブ継手管７ａ，７ｂの開口部に向かって突出するように形成されている。
【００４０】
これによって各弁球体３ａ，３ｂは、突出山部４ａ５に対向して接触している際には、バルブ継手管７ａ，７ｂ側に押し付けられて開口部を閉塞する。また、各弁球体３ａ，３ｂは、この低面谷部４ａ６に対向している際には、後述する第２のカム部材４ａ２の働きによって板バネ１０を撓ませながら低面谷部４ａ６側へ移動し、開口部を開放するようになっている。
【００４１】
また、第１のカム部材４ａ１の外周面には、ロータ部４ｂ２の回転規制、すなわちロータ部４ｂ２を所定の範囲でのみ回転可能として原点検出を行う基準位置ロック部としての係合凸部４ａ８が、半径方向外方に向かって突出するように形成されている。
【００４２】
この係合凸部４ａ８は、前述したガイド部材２ｃに形成された回転止め用突起２ｃ５と当接可能な位置に形成されていて、係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５と当接すると、ロータ部４ｂ２がそれ以上回転するのを阻止するように構成されている。また、ロータ部４ｂ２が逆方向において所定位置まで回転した際も、係合凸部４ａ８は回転止め用突起２ｃ５にぶつかる。このような構成となっているため、カム部材４ａと一体的に回動するロータ部４ｂ２は、係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５にぶつからない範囲において回動可能となっている。
【００４３】
一方、第２のカム部材４ａ２は、上述した第１のカム部材４ａ１と同軸上に配置されており、固定軸４ｂ３を回転中心として１８０度離れた位置に配置された両弁球体３ａ，３ｂの間に位置している。
【００４４】
そして、第２のカム部材４ａ２の外周部にはカム面４ａ４が形成されており、そのカム面４ａ４には、第１のカム部材４ａ１の低面谷部４ａ６のほぼ中心部に向かって突出する頂部４ａ９が設けられている。この第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９が、弁球体３ａ，３ｂのいずれかに当接した際には、当接した弁球体３ａまたは３ｂが板バネ１０の付勢力に抗して半径方向外方側に向かって押しやられ（図１の弁球体３ｂ参照）、低面谷部４ａ６によって形成されるスペースに移動する。これによって、バルブ継手管７ａまたは７ｂの開口部が開放されるようになっている。
【００４５】
すなわち、この第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９は、弁球体３ａ，３ｂが第１のカム部材４ａ１の低面谷部４ａ６に対向する状態となると、その弁球体３ａ，３ｂを外側に押し出すようになっている。従って、この第２のカム部材４ａ２は、弁球体３ａ，３ｂの外側方向への移動手段となっていて、これにより上記弁球体３ａ，３ｂは、確実にバルブ継手管７ａ，７ｂを開放することができる。
【００４６】
以上図１及び図２を用いて説明した本実施の形態のバルブ駆動装置１の駆動方法について図３、図４、図５、図６、図７、図８及び図９を用いて説明する。
【００４７】
上述したバルブ駆動装置１は、ロータ部４ｂ２の回転によって、両弁球体３ａ，３ｂをそれぞれ作動させるものであり、それによって、両弁球体３ａ，３ｂが、両バルブ継手管７ａ，７ｂを開閉し、両バルブ継手管７ａ，７ｂの開閉状態を４つの状態、すなわち、両方とも閉状態となる第３、第５のモードと、一方が閉で他方が開となる第２、第４のモードのいずれかにすることができるものとなっている。なお、第１のモードは、原点位置出しのためのモードとなっており、バルブ継手管７ｂは閉塞し、バルブ継手管７ｂは半開き状態となる。図３（Ａ），（Ｂ）及び図４（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、各種モード時におけるカム４ａと弁球体３ａ，３ｂの関係を示している。
【００４８】
また、図５は、本実施の形態のバルブ駆動装置１の両バルブ継手管７ａ，７ｂの開閉状態とロータ部４ｂ２の回転角度との関係を、ステッピングモータ４ｂの電気的なパルス（ステップ）数に換算して表したものである。すなわち、ロータ部４ｂ２の回動角度を電気的なパルス数（２相励磁では１パルス当たり約７．５度だが、この実施の形態の１−２励磁では３．７５度）に置き換えたものである。以下、ロータ部４ｂ２のメカ的な回動角度を、位置（１），（２），（３）．．と表記する。
【００４９】
ロータ部４ｂ２は、上述したような範囲（係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５にぶつかるまでの範囲）で回動可能となっていると共に、途中位置で停止可能に構成されており、その回転停止位置を制御することにより両弁球体３ａ，３ｂの開閉制御を行うようになっている。なお、ロータ部４ｂ２の回動可能な全範囲の回動角度をステッピングモータ４ｂの駆動パルス数に換算すると８５パルスとなる。以下の説明においては、これをメカ的なフルステップ数という。また、以下の説明においては、ロータ部４ｂ２の回転方向に関し随時述べるが、この回転方向は図１における下方から上方を見上げた状態における回転方向をいうものとする。すなわち、原点位置方向への回転をＣＷ方向回転、これとは反対方向への回転をＣＣＷ方向回転という。
【００５０】
また、図６は、本実施の形態のバルブ駆動装置１のステッピングモータ４ｂのＣＣＷ回転時における励磁順序を示したものである。このステッピングモータ４ｂは、いわゆる１−２相励磁のものであって電気角における１周期（３６０度）が８ステップで構成されるものとなっている。この図６に示すように、ステッピングモータ４ｂの励磁順序は、共通端子となるＣＯＭを＋にＡ相を−に励磁する第１のステップ、ＣＯＭを＋にＡ相及びＢ相を−に励磁する第２のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相を−に励磁する第３のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相及びＡ相（Ａ相の巻き線に対して逆方向に電流を流すもの）を−に励磁する第４のステップ、ＣＯＭを＋にＡ相を−に励磁する第５のステップ、ＣＯＭを＋にＡ相及びＢ相（Ｂ相の巻き線に対して逆方向に電流を流すもの）を−に励磁する第６のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相を−に励磁する第７のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相及びＡ相を−に励磁する第８のステップとなっており、この第１〜第８のステップに対応する入力を繰り返すようになっている。なお、本実施の形態では、上述の第５のステップ入力時を各モード（第１のモードを除く）の停止励磁相としている。また、原点となる第１モードにおいては、上述の第８のステップ入力時を停止励磁相としている。
【００５１】
また、図７は、図６に示すように、１−２相励磁を行った際のある相に対するロータ部４ｂ２のグラフを示している。さらに具体的には、この実施の形態における基準励磁相（ステップ数のカウント基準）であるＡＢ相（第８の入力ステップ）に対してのロータ部４ｂ２の位置を示す正弦波グラフとなっている。
【００５２】
本実施の形態では、ロータ部４ｂ２をＣＷ方向において最大限回転し、係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５にぶつかってロータ部４ｂ２がロックされる状態を原点位置（＝位置（０））としている（図３（Ａ）参照）。なお、本実施の形態では、ロータ部４ｂ２をＣＷ方向へ最大限回転させた状態を原点位置としたが、他の方向、具体的にはＣＣＷ方向へ最大限回転させた状態を原点位置としても良い。
【００５３】
上述した各モードについて説明する。図３（Ａ）に示す第１のモードは、カム部材４ａの係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５にぶつかってロータ部４ｂ２がメカ的にロックされた状態となっている。換言すると、ロータ４ｂ２が位置（０）で停止した状態を示している。この状態は、突出山部４ａ５を弁球体３ｂに当接させ、低面谷部４ａ６と突出山部４ａ５との境目部分の斜面部を弁球体３ａに当接させ、弁球体３ｂでバルブ継手管７ｂを閉塞し、弁球体３ａをバルブ継手管７ｂから若干離してバルブ継手管７ｂを半開きさせた状態となっている。
【００５４】
また、図３（Ｂ）に示す第２のモードは、第１のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ１３パルス分回転させた状態である（図５の▲３▼参照）。換言すると、ロータ４ｂ２が位置（１３）で停止した状態を示している。この状態は、突出山部４ａ５を弁球体３ｂに当接させ、低面谷部４ａ６を弁球体３ａに当接させ、弁球体３ｂでバルブ継手管７ｂを閉塞し、弁球体３ａをバルブ継手管７ａから完全に離してバルブ継手管７ａを開放した状態となっている。
【００５５】
また、図４（Ｃ）に示す第３のモードは、第２のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ２４パルス分（原点位置から見ると通算３７パルス分）回転させた状態である（図５の▲４▼参照）。換言すると、ロータ４ｂ２が位置（３７）で停止した状態を示している。これは、上記第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５で両弁球体３ａ，３ｂを両バルブ継手管７ａ，７ｂ側へ押し下げ、両バルブ継手管７ａ，７ｂをともに閉塞させた状態となっている。なお、この状態からＣＷ方向へ２４パルス分回転させると、上述の図３（Ｂ）に示す第２のモードとなる（図５の▲７▼参照）。
【００５６】
また、図４（Ｄ）に示す第４のモードは、第３のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ２４パルス分（原点位置から見ると通算６１パルス分）回転させた状態である（図５の▲５▼及び▲６▼参照）。換言すると、ロータ４ｂ２が位置（６１）で停止した状態を示している。これは、第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５を弁球体３ａに当接させ、低面谷部４ａ６を弁球体３ｂに当接させ、弁球体３ａでバルブ継手管７ａを閉塞し、弁球体３ｂをバルブ継手管７ｂから離してバルブ継手管７ｂを開放した状態となっている。
【００５７】
また、図４（Ｅ）に示す第５のモードは、第４のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ２４パルス分（原点位置から見ると通算８５パルス分）回転させた状態である。換言すると、ロータ４ｂ２が原点位置とは反対側に最大限回転した位置（８５）で停止した状態を示している。これは、上述の第３のモードと同様、上記第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５で両弁球体３ａ，３ｂを両バルブ継手管７ａ，７ｂ側へ押し下げ、両バルブ継手管７ａ，７ｂをともに閉塞させた状態となっている。
【００５８】
なお、本実施の形態のバルブ駆動装置１は、上述の原点位置からロータ部４ｂ２を１３パルス分ＣＣＷ方向に回転させて位置（１３）で停止させた状態、すなわち図３（Ｂ）で示すバルブ継手管７ａが開、バルブ継手管７ｂが閉となった状態で出荷される。そして、この状態で空調機等に取り付けられ電源を投入されることにより、まずイニシャライズ（原点位置出し）される。
【００５９】
以下、このイニシャライズ動作について詳細に説明する。
【００６０】
まず、上述したように、出荷時に図３（Ｂ）に示すような第２のモード（位置（１３）で停止した位置）となっているため、電源投入された際、電源側の制御装置（図示省略）は、このバルブ駆動装置１のロータ部４ｂ２の回転位置が原点位置よりＣＣＷ方向に１３パルス駆動された位置で停止していることを認識するようにプログラムされている。この位置（１３）においては、上述の第５のステップ入力時となるＡ相が停止励磁相として励磁された状態となっている（Ａ相における電気角は０度となる）。なお、本実施の形態において位置（３７），（６１），（８５）は、位置（１３）と同様、Ａ相が励磁された状態時の入力ステップと一致するように設定されている。
【００６１】
上述の条件に基づいて、制御装置は、ステッピングモータ４ｂにロータ部４ｂ２をＣＣＷ方向へ７２パルス回転するように駆動指令をかける。この７２パルスは、制御装置によって想定された途中位置（１３パルスの位置）から原点位置とは反対側に最大限回動した位置（以下、反対側の当接部という＝位置（８５））までの回動角度に相当する量である。これによって、ロータ部４ｂ２は７２パルス分ＣＣＷ方向に駆動される（図５の▲１▼参照）。
【００６２】
このとき、出荷されたバルブ駆動装置１の当初のロータ部４ｂ２の実際の回転位置が、制御装置のプログラムで認識されている「位置（１３）」の通りであった場合、原点位置と反対側部分にロータ部４ｂ２がメカ的に当接する。なお、このように全く位置ズレのない状態で途中位置（位置（１３））からＣＷ方向に７２パルス分送られた場合は、ロータ４ｂ２は位置（８５）で停止する。
【００６３】
そして、次に、制御装置は、ステッピングモータ４ｂにロータ部４ｂ２をＣＷ方向へ８５パルス分回転するように駆動指令をかける。この８５パルスは、ロータ部４ｂ２の回転可能な全範囲の回動角度に相当する量である。これによって、ロータ部４ｂ２は８５パルス分ＣＷ方向に駆動される（図５の▲２▼参照）。
【００６４】
なお、この駆動に際しては、上述の第４の入力ステップ時の励磁相であるＡＢ相から入力され始める。そして、順に、第３の入力ステップ時の励磁相であるＢ相、第２の入力ステップ時の励磁相であるＡＢ相、第１の入力ステップ時の励磁相であるＡ相と励磁され、この第１の入力ステップ時の励磁以降は第８、第７、第６．．とＣＣＷ方向への駆動時の励磁と反対のステップ順で励磁される。このようにして８５パルス目に第８の入力ステップとなるＡＢ相の励磁がなされたとき、ロータ４ｂ２は原点（＝位置（０））に当接して停止する。これにより、イニシャライズ動作が終了する。そして、その後の指示に対しては最初の第１の入力ステップとなるＡ相を第１番目の励磁相として、順に第２、第３．．．と励磁することにより、ロータ部４ｂ２はＣＣＷ方向へ駆動され、正規の位置で位置決めされる。
【００６５】
なお、このイニシャライズ動作において、衝突音は最高で２回、すなわち原点位置と反対側となる当接部（位置（８５））で１回、原点位置（位置（０））で１回の計２回となる。これは、当然ながらＣＣＷ方向への駆動をせずにＣＷ方向（原点位置側）へフルステップ（８５パルス）させた場合の合計９回（（８５−１３）÷８≒９）に比して大幅に衝突音が減少したこととなる。
【００６６】
なお、上述の説明では、出荷されたバルブ駆動装置１の当初のロータ部４ｂ２の実際の回転位置が、制御装置のプログラムで認識されている「位置（１３）」であった場合について説明したが、ロータ成型時の着磁位置とメカロック部（原点位置出し用の係合凸部４ａ８に相当）との位置ズレ等の原因により出荷時のロータ位置が正規位置から若干ずれていた場合について以下に説明する。なお、このような位置ズレ角度を、電気的なステップ数に換算すると±３ステップ分程度までは頻繁に起こりうる。
【００６７】
ロータ成型時に発生した位置ズレにより出荷時におけるロータ位置が、「位置（１３）」ではなく「位置（１２）」となっていた場合、すなわち、ＡＢ相に対するロータ部４ｂ２の位置が図７の１点鎖線で示すように左へ１ステップずれた状態の場合は、制御装置のプログラムで認識されている位置よりもロータ部４ｂ２が実際には原点位置側に１ステップ回動された状態となる。このような場合、ロータ部４ｂ２がＣＣＷ方向に７２ステップ送られても原点と反対の当接部（位置（８５））にぶつからず、メカ的に当接部の１ステップ手前（位置（８４））で停止する（図８における点線上の矢示Ｂ’参照）。
【００６８】
そして、この状態から、次に制御装置はステッピングモータ４ｂにロータ部４ｂ２をＣＷ方向へ８５パルス分回転するように駆動指令をかける。これによって、ロータ部４ｂ２はＣＷ方向に駆動されることとなる。このとき、ロータ４ｂ２は、位置（８４）からステップ駆動が開始されるため、フルステップとなる８５パルス目の１パルス手前のパルス、すなわち８４パルス目の駆動時に原点位置（位置（０））でぶつかる（図９のＢ”参照）。このぶつかった際の励磁相（Ａ相＝第１の入力ステップ）に対するロータ４ｂ２の位置関係は電気角において０度となっておりステップ飛び（ぶつかった衝撃を受けて駆動方向と反対方向に１周期分となる８ステップ分回転してしまうこと）が生じない位置関係となっているため、ステップ飛びは起こらずロータ４ｂ２が原点位置に当接した状態が維持される。加えて、余っている次のステップ（ＡＢ相＝第８の入力ステップ）用の励磁がなされた際も、この励磁相に対するロータ４ｂ２の位置関係はステップ飛びを起こさないようになっているため、８４パルス目の次の８５パルス目は、空ステップとなり、ロータ部４ｂ２が原点位置にぶつかった状態でさらにＣＷ方向へ押されるようになる。これによって、イニシャライズ動作が終了し、ロータ４ｂ２は原点位置（位置（０））で停止する。
【００６９】
なお、原点位置（０）では、上述したようにロータ４ｂ２の位置が図７の１点鎖線で示すように左へ１ステップずれているため、位置（０）における電気的な１パルス目が入力された際、実際にはロータ４ｂ２がＣＣＷ方向へ回動しない。すなわち、位置（０）におけるロータ４ｂ２は、第１のステップ用のＡ相が励磁された際に１ステップ分の位置ズレが生じているためにステータ側からの駆動力が伝達されず、第２のステップ用のＡＢ相が励磁されて初めてＣＣＷ方向への回転を開始する。すなわち、第２のステップ入力用のＡＢ相が励磁されることにより、メカ的には原点位置（０）から位置（１）まで回転する。このため、その後の指示に対してもメカ的に１ステップずれた状態（第３のステップ入力用の励磁に対してメカ的に位置（２）でまで駆動される）でロータ部４ｂ２はＣＣＷ方向へ駆動され、正規の位置から見ると常に１ステップ手前の位置で停止する。なお、このように常に１ステップずれた状態を継続しているためステップ駆動制御に関しては問題のない状態となる。
【００７０】
また、ロータ成型時に発生した位置ズレにより出荷時におけるロータ位置が、「位置（１３）」ではなく「位置（１１）」となっていた場合、すなわち、ＡＢ相に対するロータ部４ｂ２の位置が原点位置側に２ステップ分ずれた状態の場合も、上述の１ステップずれていた場合と同様である。すなわち、ロータ部４ｂ２がＣＷ方向にフルステップ駆動された場合、そのフルステップとなる８５パルス目の２パルス手前のパルス（８３パルス目）の駆動時に原点位置（位置（０））でぶつかり、その後の２ステップ分の空ステップ駆動がなされた後にイニシャライズ動作が終了し、ロータ４ｂ２は原点位置（位置（０））で停止する。そして、このような状態から第２のモードとなるようにＣＣＷ方向へ駆動をすると、ズレ分の２パルスが最初に空ステップとして発生し、３パルス目から実際にロータ４ｂ２がＣＣＷ方向への回転を始める。従って、制御上、位置（１３）へ駆動すると、実際には位置（１１）までロータ４ｂ２がＣＣＷ方向へ回転して停止する。なお、出荷時のロータ位置が、「位置（１３）」ではなく「位置（１０）」となっており、正規位置から原点位置側に３ステップ分ずれていた場合も同様である。
【００７１】
次に、ロータ成型時に発生した位置ズレにより出荷時におけるロータ位置が、「位置（１３）」ではなく「位置（１４）」となっていた場合、すなわち、ＡＢ相に対するロータ部４ｂ２の位置が図７の２点鎖線で示すように右へ１ステップずれた状態の場合は、制御装置のプログラムで認識されている位置よりもロータ部４ｂ２が実際には当接位置（位置（８５））側に１ステップ回動された状態となる。
【００７２】
このような場合、図８の２点鎖線で示すように、ロータ部４ｂ２をＣＣＷ方向に７２パルス分送ろうとすると、７１パルス目で原点と反対の当接部（位置（８５））にロータ部４ｂ２が当接する。このぶつかった際の励磁相（ＢＡ相＝第４の入力ステップ）に対するロータ４ｂ２の位置関係は電気角において０度となっておりステップ飛びが生じない位置関係となっているため、ステップ飛びは起こらずロータ４ｂ２が当接部（位置（８５））に当接した状態が維持される。加えて、余っている次のステップ（Ａ相＝第５の入力ステップ）用の励磁がなされた際も、この励磁相に対するロータ４ｂ２の位置関係はステップ飛びを起こさないようになっているため、７１パルス目の次の７２パルス目は、空ステップとなり、ロータ部４ｂ２が当接部（位置（８５））にぶつかった状態でさらに当接部方向へ押されるようになる。
【００７３】
そして、この状態から、次に制御装置はステッピングモータ４ｂにロータ部４ｂ２をＣＷ方向へ８５パルス分回転するように駆動指令をかける。これによって、ロータ部４ｂ２はＣＷ方向に駆動されるが、ロータ４ｂ２の位置が図７の２点鎖線で示すように右へ１ステップずれているため、位置（８５）における電気的な１パルス目が入力された際、実際にはロータ４ｂ２がＣＷ方向へ回動しない。すなわち、位置（８５）におけるロータ４ｂ２は、第５のステップ用の停止励磁相となるＡ相が励磁された際に１ステップ分の位置ズレが生じているため、ＣＷ方向への最初のステップとなる第４の入力ステップ用のＢＡ相が励磁された場合にその最初の１ステップ分の駆動力が伝達されず、２番目となる第３のステップ用のＢ相が励磁されて初めてＣＷ方向への回転を開始する。すなわち、最初に１ステップ分の空ステップが発生した後、第３のステップ入力用のＢ相が励磁されることによりメカ的には位置（８５）から位置（８４）まで回転する。
【００７４】
このように位置（８５）側で１ステップ分の空ステップが発生したため、このＣＷ方向への駆動により、ロータ４ｂ２は原点位置まで回転せず、原点位置の１ステップ手前となる位置（１）で停止することとなる。そして、その後の指示に対しては、最初の駆動ステップからロータ４ｂ２が反応して回転することとなり、電気的に１３パルス分駆動すると、ロータ４ｂ２は位置（１）から位置（１４）まで回転して停止することとなる。なお、このように常に原点位置と反対側に１ステップずれた状態を常時継続するためステップ駆動制御に関しては問題のない。なお、同様に、ロータ４ｂ２が原点位置と反対側に２ステップずれている場合も、加えて３ステップずれている場合も、当接部となる位置（８５）側で位置ズレが生じている分の空ステップを発生させながら、常に同じズレ量を維持するため制御的には問題ない。
【００７５】
このように上述したイニシャライズの方法によれば、制御装置が認識しているロータ部４ｂ２の回転位置がメカ的にずれていても、そのズレが３ステップ以内であれば、一旦原点位置と反対側に７２パルス分ロータ部４ｂ２を送り、その後原点位置側にフルステップである８５パルス分送れば常に同じ状態で各モードが制御される。なお、イニシャライズ前のロータ部４ｂ２の停止位置が、制御装置によって想定している位置より大きくずれている場合は、原点位置もしくはその反対側の位置においてメカロックによる衝突音がそのズレ分に対応して多く発生することとなる。
【００７６】
なお、上述の実施の形態では、原点位置からＣＣＷ方向へ１３パルス分送られた位置（位置（１３））にロータ部４ｂ２が停止しているという想定の下で上述のようなイニシャライズがなされているが、例えば、原点位置からＣＣＷ方向へ３７パルス分送られた図４（Ｃ）の状態（位置（３７））を初期位置と想定する場合は、この位置から残りの４８パルス分ＣＣＷ方向へ送り、その後その反対にＣＷ方向へフルステップ駆動すればよい。また、例えば、原点位置からＣＣＷ方向へ６１パルス分送られた図４（Ｄ）の状態（位置（６１））を初期位置と想定する場合は、この位置から残りの２４パルス分ＣＣＷ方向へ送り、その後その反対にＣＷ方向へフルステップ駆動すればよい。
【００７７】
なお、本実施の形態では、制御装置によって想定された途中位置から原点位置と反対側に最大限回動した位置までの回動角度に相当する量は±３ステップ分の余裕（これ以上に大きくずれていてもイニシャライズできるが上述したように衝突音の発生が生じてしまうことからここでは３ステップ分の余裕といっている）があるが、原点位置方向への回転可能な全範囲の回動角度に相当する量の許容範囲は、メカ的なフルステップである８５パルスに対して±１ステップ、すなわち８４〜８６ステップである。すなわち、８３もしくは８７ステップとすると、上述したようにロータ４ｂ２の位置が若干（±３ステップ以内）ずれていた場合に対応できない。すなわち、イニシャライズ動作による原点位置出しができない。なお、この程度の位置ズレは製品を製造する上において頻繁に生じるものであり、これに対応できないのは問題である。以下、その理由について、図１０を用いて説明する。
【００７８】
まず、上述したように制御装置は、出荷時に位置（１３）で停止していることを認識するようにプログラムされている。例えば、プログラムによりＣＷ方向（原点位置方向）への駆動を８３パルスで行うものとすると、上述した空きスペース分のフルステップに相当する７２パルスではなく、この７２パルスから−２パルスとなる７０パルスをＣＣＷ方向へ送りその後ＣＷ方向へ８３パルスへ送るようにする。このようにすれば、メカ的には原点位置で停止する計算となる。
【００７９】
これに基づいて、制御装置は、ステッピングモータ４ｂにロータ部４ｂ２をＣＣＷ方向へ７０パルス分回転するように駆動指令をかける。なお、この例では、出荷されたバルブ駆動装置１の当初のロータ部４ｂ２の実際の回転位置が、制御装置のプログラムで認識されている「位置（１３）」より実際には３ステップ原点位置とは反対方向にずれて「位置（１６）」であったとする。なお、この位置ズレは、上述した例と同様、すなわちロータ成型時に発生する着磁と係合突部４ａ８との位置ズレに起因するものとする。
【００８０】
このようにメカ的な位置において「位置（１６）」に停止していた状態からＣＣＷ方向に７０パルス分送られた場合は、図１０に示すように、ロータ部４ｂ２は６９パルス目で原点と反対の当接部（位置（８５））にロータ部４ｂ２が当接する。このぶつかった際の励磁相（ＡＢ相＝第２の入力ステップ）に対するロータ４ｂ２の位置関係は電気角において０度となっておりステップ飛びが生じない位置関係となっているため、ステップ飛びは起こらずロータ４ｂ２が原点位置に当接した状態が維持される。加えて、余っている次のステップ（Ｂ相＝第３の入力ステップ）用の励磁がなされた際も、この励磁相に対するロータ４ｂ２の位置関係はステップ飛びを起こさないようになっているため、６９パルス目の次の７０パルス目は、空ステップとなり、ロータ部４ｂ２が位置（８５）にぶつかった状態でさらに位置（８５）方向へ押されるようになる。
【００８１】
そして、この状態から、次に制御装置はステッピングモータ４ｂにロータ部４ｂ２をＣＷ方向へ８３パルス分回転するように駆動指令をかける。これによって、ロータ部４ｂ２はＣＷ方向に駆動されるが、ロータ４ｂ２の位置が当接部（位置（８５））方向へ３ステップ分ずれているため、位置（８５）における電気的な最初の１〜３パルス目が入力された際、実際にはロータ４ｂ２がＣＷ方向へ回動しない。すなわち、位置（８５）におけるロータ４ｂ２は、ＣＷ方向への第１〜第３のステップとなるＡＢ相（第２の入力ステップ）、Ａ相（第１の入力ステップ）及びＡＢ相（第８の入力ステップ）が励磁された際にその３ステップ分の駆動力はロータ４ｂ２に伝達されず、４番目となる第７のステップ用のＢ相が励磁されて初めてＣＷ方向への回転を開始する。すなわち、最初に３ステップ分の空ステップが発生した後、第７のステップ入力用のＢ相が励磁されることによりメカ的には位置（８５）から位置（８４）まで回転する。
【００８２】
このように位置（８５）側で３ステップ分の空ステップが発生したため、この原点位置側へ８３パルス分の駆動により、ロータ４ｂ２は原点位置まで回転せず、実際にはロータ４ｂ２が原点位置の５ステップ手前となる位置（５）で停止することとなる。このようにメカ的な位置ズレを駆動ステップ数に換算した場合に５ステップ分ずれてしまうと、すなわち電気角において１８０度以上ずれてしまうと、次の駆動開始時において５ステップ分の空ステップを発生させるか、空ステップなしですぐにロータ４ｂ２が回転し始めるか不安定な状態となる。従って、次の動作からの位置認識において常に大きな位置ズレが生じる。
【００８３】
このようにロータ４ｂ２がイニシャライズ動作において、原点位置から５ステップ以上離れた位置で停止してしまうとイニシャライズとして機能しない。すなわち、原点復帰後の駆動時において、その位置認識が不正確となり、各モード制御に支障を来す可能性が生じる。本実施の形態の駆動源であるステッピングモータ４ｂは、１−２相励磁となっており、８ステップが電気角における１周期（３６０度）となっているため、その半分の４周期（１８０度）毎にロータ停止状態における通電保持時における力の方向が逆転する（図７参照）。
【００８４】
上述したようにステップ飛びなきようにイニシャライズ動作によって常に確実に原点位置あるいはその付近でロータ部４ｂ２を停止させるには、原点位置方向へのステップ駆動時における電気的なステップ数を、以下のように設定する必要がある。
【００８５】
すなわち、回転可能な全範囲に相当するメカ的なフルステップ数ｎから、ロータ部４ｂ２を原点位置方向へ駆動する場合のステッピングモータ４ｂの実際の電気的なステップ（パルス）数ｍ３を引いたときの差の絶対値｜ｎ−ｍ３｜が、ステッピングモータの電気角における１／４周期分以下に相当するステップ数とする必要がある。この理由は、原点位置と反対側（ＣＣＷ方向）に駆動した際に、上述したように３ステップ分の空ステップが刻まれる可能性を考慮し、原点位置側（ＣＷ方向）に駆動する際にこの３ステップ分の空ステップを差し引いて計算した場合に、電気的なステップ数とメカ的なステップ数との差が４ステップ以内となる必要があるからである。なお、上述の条件に加えて、原点位置から途中位置までの駆動ステップ数ｍ１と、この途中位置から原点位置と反対方向（ＣＣＷ方向）への駆動ステップ数ｍ２との和（ｍ１＋ｍ２）が上述の第２の動作時におけるＣＷ方向への駆動ステップ数ｍ３と同数とする条件を付加する必要がある。
【００８６】
また、上述の条件を２相励磁タイプのステッピングモータに適用すると、１周期が４ステップとなるため、１／４周期分は０．５ステップとなり、実質的にはメカ的なステップ数と電気的なステップ数を同数とする必要がある。さらに、この場合もこの条件に加えて、原点位置から途中位置までの駆動ステップ数ｍ１と、この途中位置から原点位置と反対方向（ＣＣＷ方向）への駆動ステップ数ｍ２との和（ｍ１＋ｍ２）が上述の第２の動作時におけるＣＷ方向への駆動ステップ数ｍ３と同数とする条件を付加する必要がある。
【００８７】
なお、上述の実施の形態では、ロータ成型時における位置ズレが±３ステップ以内となることを想定している。そのため、上述したように原点位置から途中位置までの駆動ステップ数ｍ１と、この途中位置から原点位置と反対方向（ＣＣＷ方向）への駆動ステップ数ｍ２との和（ｍ１＋ｍ２）を、第２の動作時におけるＣＷ方向への駆動ステップ数ｍ３と同数とし、かつ回転可能な全範囲に相当するメカ的なフルステップ数ｎから、ロータ部４ｂ２を原点位置方向へ駆動する場合のステッピングモータ４ｂの実際の電気的なステップ（パルス）数ｍ３を引いたときの差の絶対値｜ｎ−ｍ３｜をステッピングモータの電気角における１／４周期分以下に相当するステップ数としたが、上述の位置ズレが発生しないことが保証されている場合は、逆に駆動ステップ数のほうに若干幅を持たせ、上述の｜ｎ−ｍ３｜を３以内としても良い。
【００８８】
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。上述の実施の形態では、本発明の駆動方法を冷媒バルブの駆動装置の開閉部材となる弁球体３ａ，３ａを駆動制御する方法として説明したが、他の装置、例えば冷蔵庫内の冷気の流量を制御するためのダンパー装置等、開閉部材を備えた装置の開閉部材の駆動制御のために種々適用可能である。
【００８９】
また、上述の実施の形態で説明した冷媒バルブ用のバルブ駆動装置１は、ステッピングモータ４ｂの駆動力でカム部材４ａを回転させることによって弁球体３ａ，３ｂを移動させて、バルブ継手管７ａ，７ｂの開口部を開閉するように構成されたが、他の方法、例えば、ステッピングモータの駆動力によって２枚のディスク部材をそれぞれ駆動し、このディスク部材に形成されたスリットを移動させることによって開口部を開閉操作するようにしても良い。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、開口部を開閉する開閉部材と、この開閉部材を開方向及び閉方向に駆動するための双方向回転可能な駆動源としてのステッピングモータとを備え、開閉部材が他の輪列を介さずステッピングモータのロータの回転により直接的に駆動される開閉部材の駆動方法において、ロータと共に一体的に回転し、いずれの方向への回転時にも回転止め用突起にぶつかることでロータの回転規制を行う係合凸部を設け、ロータを一方向に回動させ、係合凸部が回転止め用突起にぶつかった位置である最大限回動させた位置もしくは他方向に回動させ、係合凸部が回転止め用突起にぶつかった位置である最大限回動させた位置のいずれか一方を、上記ロータがぶつかって停止する原点位置とすると共に、ロータを途中位置に停止可能に構成し、その途中位置から原点位置にロータを戻すときは、まず、ロータを原点位置と反対方向に駆動する第１の動作を行い、次に、ロータを原点位置の方向に駆動して原点復帰させる第２の動作を行うことを特徴としている。
【００９１】
このため、ロータがイニシャライズ時の原点位置における長時間のメカロックが防止される。この結果、メカロックを原因とする多大な衝突音の発生が防止される。加えて、メカロックを原因とするステップ飛びによるロータ位置の誤認識が防止されるため、イニシャライズ後のロータの位置検出が正確なものとなる。なお、第１及び第２の動作においてメカロック位置もしくはその近傍で停止させると、第１及び第２の動作におけるメカロックによる衝突音をさらに減少させることが可能となる。
【００９２】
また、モータをステッピングモータで構成し、ロータの回転可能な全範囲の回動角度を前記ステッピングモータの駆動ステップ数に換算した（以下、メカ的なフルステップ数という）場合のステップ数をｎ、原点位置から第１の動作の開始位置までのステッピングモータの実際のパルス数をｍ１、第１の動作に要するステッピングモータの実際のパルス数をｍ２、第２の動作時においてロータを駆動する際のステッピングモータの実際のパルス数をｍ３としたとき、ｍ１＋ｍ２＝ｍ３で、かつ｜ｎ−ｍ３｜がステッピングモータの電気角における１／４周期分未満に相当するステップ数となるようにしている。
【００９３】
このように、上述の発明は、メカ的なフルステップ数と電気的なステップ数とをほぼ同様としている。より具体的には、ステッピングモータを１−２相励磁する場合は、電気角における１／４周期分未満（１周期は８ステップであるため１／４周期分（２ステップ）未満＝実質上１ステップ）の差とし、ステッピングモータを２相励磁する場合は、電気角における半周期分未満（１周期は４ステップであるため１／４周期分（２ステップ）未満＝実質上０ステップ）の差とする。このように構成したため、ステップ飛びによる原点位置の誤認識をさらに確実に回避することが可能となる。
【００９４】
また、上記ｎ−ｍ３について、ｎ−ｍ３＞０となるように設定すると第２の動作時における衝突機会がさらに減少することとなる。加えて、ステッピングモータを、１−２相励磁することにより電気角における１周期を８ステップとし、これによって｜ｎ−ｍ３｜が−１，０，１のいずれかとなるような駆動としたり、２相励磁することにより電気角における１周期を４ステップとし、これによって｜ｎ−ｍ３｜が０となるような駆動とすれば、ロータ成型時の着磁部とメカロック部との位置ズレにある程度対応でき、従来ならばこのような対応ができず不良品とされたものを不良品とせず、使用可能な製品とすることが可能となり歩留まりを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開閉部材の駆動方法を実現するための実施の形態の一例としてのバルブ駆動装置の縦断面説明図である。
【図２】第１のカム部材、第２のカム部材、弁球体、板バネの配置関係を説明するための図で、これらの配置関係を平面的に示す図である。
【図３】図１のバルブ駆動装置におけるカム部材によるバルブ切り替え動作を表した平面透視図であって、（Ａ）は原点位置となる第１のモード時の、（Ｂ）は原点位置から矢示Ｑ方向に１３ステップ分回転した状態となる第２のモード時のカム部材をそれぞれ示した図である。
【図４】図１のバルブ駆動装置におけるカム部材によるバルブ切り替え動作を表した平面透視図であって、（Ｃ）は原点位置から矢示方向に３７ステップ分回転した状態となる第３のモード時の、（Ｄ）は原点位置から矢示方向に６１ステップ分回転した状態となる第４のモード時の、（Ｅ）は原点位置から矢示方向に８５ステップ分回転した状態となる第５のモード時の、カム部材をそれぞれ示した図である。
【図５】図１のバルブ駆動装置の両開口部の開閉状態とロータの回転角度との関係を、ステッピングモータの電気的なステップ数に換算して表したチャート図である。
【図６】図１のバルブ駆動装置のステッピングモータのＣＣＷ回転時における励磁順序を示した表である。
【図７】図１のバルブ駆動装置のステッピングモータのＣＣＷ回転時におけるある励磁相に対するロータのグラフである。
【図８】図１のバルブ駆動装置のロータをＣＣＷ方向へ所定ステップ分回動させた際の原点位置と反対方向の当接部付近におけるメカ的なステップ数と電気的なステップ数との関係を示したグラフであり、ロータの出荷時における停止位置が制御装置による認識位置と一致もしくは原点位置方向あるいはその反対方向にずれていた場合について説明するためのものである。
【図９】図１のバルブ駆動装置のロータをＣＷ方向へフルステップ分回動させた際の原点位置付近におけるメカ的なステップ数と電気的なステップ数との関係を示したグラフである。
【図１０】図１のバルブ駆動装置のロータをＣＣＷ方向へ７０ステップ（図８に示したものより−２ステップ）回動させた際の原点位置と反対方向の当接部付近におけるメカ的なステップ数と電気的なステップ数との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１バルブ駆動装置
２本体ケース
３ａ，３ｂ弁球体（開閉部材）
４弁体駆動手段
４ａカム部材
４ａ１第１のカム部材
４ａ２第２のカム部材
４ｂステッピングモータ
５流入管
６ａ，６ｂ流出管
７ａ，７ｂバルブ継手管（開口部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving method of an opening / closing member that opens and closes an opening. More specifically, the present invention relates to a driving method for an opening / closing member suitable for initializing (recognizing) the initial position (origin position) of the opening / closing member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a damper device that adjusts the opening and closing of a duct, which is a path for cool air, to control the temperature in the refrigerator, and a valve device that opens and closes the refrigerant flow path of the air conditioner, etc. Various devices for opening and closing a member by opening and closing a member have been proposed. Various proposals have also been made regarding drive control methods for such devices.
[0003]
In such an apparatus, it is necessary to accurately open and close the opening / closing member according to the situation (according to various situations such as overcooling in the refrigerator and a rise in temperature). For this reason, it is necessary to accurately detect the rotational position of the rotor of the motor serving as a drive source for operating the opening / closing member. Under such circumstances, conventionally, in the opening / closing member driving device as described above, a device provided with a detector for detecting the rotational position of the rotor has been mainly used. Various proposals have been made to always recognize the rotational position of the rotor by eliminating the detector and using a stepping motor as a drive source to control the number of steps of the stepping motor.
[0004]
In addition, in the drive device for the opening / closing member as described above, in the case where the stepping motor is used as the drive source, the position of the rotor is always detected if the number of steps is theoretically recognized by the control device. . However, in practice, the load applied to the opening / closing member may change due to some cause, etc., which may cause a deviation between the number of electrical steps and the actual rotor position. An initialization (origin position finding) operation is performed. This initialization operation returns the rotor to the origin by mechanically locking the rotor at the origin position by driving the rotor full-step toward the origin position every predetermined time regardless of where the rotor is stopped. Is made by
[0005]
However, considering the overstep collision noise at the origin position, in the case of a stepping motor of 1-2 phase excitation, the rotor is rotated by an electrical angle of 360 degrees in 8 steps. Assuming that the number of steps is 72, an electrical angle of 360 degrees, for example, when 8 steps progress, it returns to 360 degrees (8 steps), and a phenomenon of proceeding again occurs, once in 8 steps. , A total of 9 times (72 ÷ 8 = 9), the collision sound will be generated.
[0006]
In order to avoid excessive mechanical lock during the initialization operation, once the rotor has been driven a predetermined number of steps in the direction opposite to the origin position, then the full-step (mechanically rotating range where the rotor can be mechanically rotated) The present applicant has also proposed that the driving of about 100 steps) (see Japanese Patent Laid-Open No. 11-194826).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, with the initialization based on the so-called full-step drive method that does not have a process of once driving in the direction opposite to the origin position, especially when the rotor is stopped near the origin position before the initialization operation, Overstep occurs. For this reason, in addition to the problem that a large collision sound is generated at the origin position, step jump (the rotor cannot follow the electric signal at the time of a mechanical collision or the like, and jumps by 360 degrees in electric angle). This causes a problem in the position accuracy of the member to be controlled.
[0008]
In the drive device control method described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-194826, after the rotor is once driven a predetermined number of steps in the direction opposite to the origin position, the rotor is moved to the origin position direction by about full steps +100 steps. Since step driving is performed, the problem of collision noise due to overstep is avoided to some extent. In addition, in the case of the driving device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-194826, since the reduction gear train is interposed between the stepping motor serving as the driving source and the opening / closing member, the final stage per one step The rotation angle of the rotation member (the member that directly moves the opening / closing member) is insignificant, and even if an overstep of about 100 steps is performed, the above-described collision noise and step skipping are not a problem. In other words, the rotor is completely returned to the origin position by overstepping at least about 100 steps.
[0009]
However, such a control method is a type in which the rotation angle of the rotor and the opening / closing operation of the opening / closing member are completely synchronized by directly transmitting the rotation of the rotor without passing through another wheel train. When applied to a driving device for an opening / closing member, since the rotation angle of the rotation member per step is large, the problem of deterioration in position accuracy due to collision noise or step skip becomes significant.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a driving method for an opening / closing member drive device of a type in which the rotor and the opening / closing member operation are completely synchronized by directly transmitting the rotation of the rotor without passing through another wheel train. It is an object of the present invention to provide a driving method of an opening / closing member that can reduce noise and prevent occurrence of step jumping and can be surely and quietly initialized.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve this object, an opening / closing member driving method according to the present invention includes an opening / closing member for opening / closing an opening, and a bidirectionally rotatable drive source for driving the opening / closing member in an opening direction and a closing direction.steppingWith a motor, and the opening and closing member does not pass through another train wheelsteppingIn the driving method of the opening and closing member that is directly driven by the rotation of the rotor of the motor,An engaging projection that regulates the rotation of the rotor by rotating together with the rotor and hitting the rotation stop projection when rotating in any direction is providedThe rotor in one directionIt is a position where it is rotated and the engaging convex part hits the rotation stopping projection.Fully rotated position or in other directionIt is the position where the engaging projection bumps against the rotation stop projection.Either one of the fully rotated positionsThe rotor hits and stopsWhen the rotor is set to the origin position and can be stopped at the middle position, and when the rotor is returned from the middle position to the origin position, first, the first operation for driving the rotor in the direction opposite to the origin position is performed. In addition, the second operation of returning the origin by driving the rotor in the direction of the origin position is performed.
[0012]
For this reason, long-time mechanical locking at the origin position when the rotor is initialized is prevented. As a result, the generation of a large collision sound due to the mechanical lock is prevented. In addition, step jumping caused by mechanical lock (a phenomenon in which the rotor jumps by an electrical angle of 360 degrees and rotates in the opposite direction when mechanical lock occurs) is prevented, so that the position detection of the rotor after initialization is prevented. It will be accurate.
[0013]
  In addition, other inventionsIn addition to the invention, the opening / closing member may be a valve body for a refrigerant valve.is doing.For this reason, the refrigerant valve is driven with high accuracy.
[0014]
  In addition, other inventionsIn addition to the above-described invention, a stator is disposed so as to surround the rotor, and a case cover is provided between the stator and the rotor. For this reason, the detent torque of the stepping motor is reduced, and step skipping is further prevented.
[0015]
  In another invention, in addition to the above-described opening / closing member driving method, the rotation angle of the entire rotatable range of the rotor is converted into the number of driving steps of the stepping motor (hereinafter referred to as the mechanical full step number). The number of steps is n, the actual number of pulses of the stepping motor from the origin position to the start position of the first operation is m1, the actual number of pulses of the stepping motor required for the first operation is m2, and the second operation time Where m1 + m2 = m3 and | n−m3 | is less than a quarter cycle of the electrical angle of the stepping motor, where m3 is the actual number of pulses of the stepping motor when driving the rotor in FIG. To beDriveis doing.
[0016]
As described above, the above-described invention has the actual number of pulses of the stepping motor (m1 + m2) when driven in the direction opposite to the origin position, and the actual number of pulses of the stepping motor (m3) when driven in the direction of the origin position. Are the same number. Therefore, the mechanical contact opportunities at the time of driving to the opposite side of the origin position and at the time of returning to the origin are strictly limited.
[0017]
In addition, the mechanical full step number (n) and the electrical full step number (m3) are substantially the same. More specifically, when the stepping motor is excited by 1-2 phase, the electrical angle is less than ¼ period (because one period is 8 steps, less than ¼ period = substantially ± 1 step). When the two-phase excitation is performed for the stepping motor, the difference is less than ¼ cycle in electrical angle (because one cycle is 4 steps, less than ¼ cycle = substantially 0 step). Since it comprised in this way, it becomes possible to avoid step jumping more reliably.
[0018]
In another invention, in addition to the above-described opening / closing member driving method, nm is set to satisfy nm> 0. Thus, by making the number of drive pulses during the second operation slightly smaller than the number of mechanical full steps, the rotor can be stopped reliably in the vicinity of the origin position with respect to the initialization operation, and a mechanical contact opportunity It is possible to further reduce the possibility of making an impact sound.
[0019]
  In addition to the above-described driving method of the opening / closing member, another invention sets one cycle in the electrical angle to 8 steps by exciting the stepping motor 1-2 phase.Drive so that | n-m3 | is -1, 0, or 1.is doing. For this reason, there is a slight margin for misalignment between the magnetized position at the time of rotor molding and the mechanical lock part (consisting of a convex part for positioning the origin).(Within ± 3 steps from the normal mounting position)It is possible to reduce the number of product defects.
[0020]
  In addition to the above-described driving method of the opening / closing member, another invention makes one cycle in the electrical angle four steps by exciting the stepping motor in two phases.Drive so that | n−m3 |is doing. For this reason, there is a slight margin for misalignment between the magnetized position at the time of rotor molding and the mechanical lock part (consisting of a convex part for positioning the origin).(Within ± 1 step from the normal mounting position)It is possible to reduce the number of product defects.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a driving method of an opening / closing member of the present invention is applied to a valve driving device for switching refrigerant gas will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
The valve drive device 1 according to the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. The two valve ball bodies 3a and 3b constituting the opening and closing member that opens and closes so as to switch the refrigerant gas in the main body case 2 and for driving the two valve ball bodies 3a and 3b in the opening direction and the closing direction. It comprises valve body driving means 4 having a stepping motor 4b as a drive source capable of bidirectional rotation.
[0023]
The above-mentioned main body case 2 is a cup-shaped main case 2a and a case cover 2b which are butted so as to face each other, and a flange portion provided at the butted portion of these main case 2a and case cover 2b By welding in a state where the two are in close contact with each other, a substantially cylindrical airtight gas storage space is formed. An inflow pipe 5 for allowing the refrigerant gas to flow into the main body case 2 is directly connected to the bottom wall surface 2a1 of the case 2a, and two outflow pipes 6a for allowing the refrigerant gas in the main body case 2 to flow out. , 6b are connected via valve joint pipes 7a, 7b. The valve ball bodies 3a and 3b are placed so as to be in close contact with each of the standing opening portions of the valve joint pipes 7a and 7b. The valve ball bodies 3a and 3b are regulated in position by a pair of valve support frames 2c2 and 2c3 of a guide member 2c that is regulated by a saddle-shaped presser 7a3 and 7b3 between the valve joint pipes 7a and 7b.
[0024]
That is, the valve ball bodies 3a and 3b are allowed to move within a substantially rectangular inner space formed by the both valve support frames 2c2 and 2c3 within a range of opening and closing movements, which will be described later. The pipes 7a and 7b are held so as not to drop out from the openings.
[0025]
As described later, the opening and closing operation of the valve ball bodies 3a and 3b is performed by a cam member 4a of the valve body driving means 4 arranged so as to contact the upper side of the valve ball bodies 3a and 3b. The cam member 4a is formed integrally with the rotor portion 4b2 of the stepping motor 4b serving as a drive source, and the rotation operation of the rotor portion 4b2b directly operates the valve balls 3a and 3b. Yes.
[0026]
The cam member 4a is a first cam member 4a1 that is a disk-shaped member that applies an urging force toward the lower side of the drawing in FIG. 1 to the valve ball bodies 3a and 3b, and a central side portion of the first cam member 4a1. 2 and a second cam member 4a2 projecting downward from the first cam member 4a1, and a cam surface 4a3 having a predetermined uneven shape is provided on the lower end surface side of the first cam member 4a1, and A cam surface 4a4 is provided on the cylindrical peripheral surface portion of the second cam member 4a2.
[0027]
Further, between the first cam member 4a1 of the cam member 4 and the valve ball bodies 3a and 3b, a leaf spring 10 as a valve body urging means is interposed, and the leaf spring 10 and the cam member 4a The stepping motor 4b for rotationally driving the cam member 4a constitutes an opening / closing control means. In FIG. 1, the leaf spring 10 is indicated by a broken line, and the shape thereof is simplified so as not to disturb the understanding of the arrangement relationship of other components.
[0028]
The leaf spring 10 is bent upward when the above-described valve ball bodies 3a and 3b are pushed radially outward by the second cam surface 4a2 (when the valve ball body 3b in FIG. 1 is in a state). This is for holding 3a and 3b at the pushed-out positions. That is, in a state where the leaf spring 10 is bent, the valve ball bodies 3a and 3b are urged so as to be pressed against the end portions of the opening portions of the valve joint pipes 7a and 7b, and the valve portions are opened at the end portions of the opening portions. The spheres 3a and 3b are held. At this time, the valve joint pipes 7a and 7b described above are in an open state because the valve ball bodies 3a and 3b are shifted from the center of the opening toward the end. Then, the leaf spring 10 is pushed out of the valve ball bodies 3a and 3b by the above-described bending force when the second cam member 4a2 rotates and the opposed state of the valve ball bodies 3a and 3b and the top portion 4a9 is released. It returns to the original position from the position. Thereby, valve joint pipes 7a and 7b will be in a closed state.
[0029]
As shown in FIG. 2, the leaf spring 10 is supported in a state in which the protruding portions 12a provided at four locations are pressed by the lower end surface of the flange portion 2b4 (see FIG. 1) of the case cover 2b. As a result, a slight deflection force of the leaf spring 10 is applied as an urging force to the valve ball bodies 3a and 3b, and the valve ball bodies 3a and 3b are pressed toward the valve joint pipes 7a and 7b by the urging force.
[0030]
By the way, the stepping motor 4b includes a stator portion 4b1 around which a coil is wound, a rotor portion 4b2 disposed opposite to the inner side of the stator portion 4b1, and a rotation center portion of the rotor portion 4b2 that is rotatably inserted. The shaft 4b3 is provided.
[0031]
In the rotor portion 4b2, a magnet 4b6 is insert-molded in a resin molding material. The magnet 4b6 is disposed so as to face the stator portion 4b1 in the radial direction, and the central portion of the rotor portion 4b2. Is rotatably attached to a fixed shaft 4b3 that is a rotation center axis of the first and second cam members 4a1 and 4a2. The rotor portion 4b2 is housed in the internal space of the case cover 2b of the main body case 2 described above, and is spatially isolated from the stator portion 4b1 side by the case cover 2b.
[0032]
Moreover, although the end surface of FIG. 1 upper side in the above-mentioned rotor part 4b2 is arrange | positioned so that the bottom wall surface 2b1 of the case cover 2b may be opposed to an axial direction, the upper end surface of the said rotor part 4b2 and the bottom of the case cover 2b Between the wall surface 2b1, a coil spring 4b7 that urges the entire rotor portion 4b2 toward the main case 2a, which is the lower side in FIG. 1, is mounted in a compressed state, and the rotor is driven by the urging force of the coil spring 4b7. The portion 4b2 is rotated while being urged toward the main case 2a.
[0033]
On the other hand, the first cam member 4a1 and the second cam member 4a2 of the cam member 4a described above are integrally provided on the end surface on the other end side (lower end portion in FIG. 1) of the rotor portion 4b2. The first cam member 4a1 and the second cam member 4a2 are rotated integrally with the rotor portion 4b2 using the stepping motor 4b as a drive source.
[0034]
Of these, the first cam member 4a1 is formed of a thin disk-shaped member. The cam surface 4a3 provided on the lower end surface in FIG. 1 of the first cam member 4a1 is disposed so as to face the tip surfaces of the above-described cylindrical valve joint pipes 7a and 7b from a position immediately above. Between the cam surface 4a3 and the valve joint pipes 7a and 7b, valve ball bodies 3a and 3b for opening and closing the openings of the valve joint pipes 7a and 7b are arranged with the leaf spring 10 described above interposed therebetween.
[0035]
At this time, the pair of valve joint pipes 7a and 7b and the valve ball bodies 3a and 3b are disposed so as to have a substantially symmetrical positional relationship with respect to the fixed shaft 4b3, and the pair of valve joint pipes 7a and 7b, and A pair of valve balls 3a and 3b are disposed in a region opposite to the 180 ° centering on the fixed shaft 4b3. That is, the pair of valve joint pipes 7a and 7b and the valve ball bodies 3a and 3b are configured in an arrangement relationship that forms a substantially linear positional relationship.
[0036]
Further, the cam surface 4a3 of the first cam member 4a1 has a donut shape disposed to face the valve joint pipes 7a and 7b. The surface shape of the cam surface 4a3 is such that the valve ball bodies 3a and 3b are connected to the valve joint. The valve bodies 3a and 3b are pressed against the opening side of the upper ends of the tubes 7a and 7b, or are separated from the valve bodies 3a and 3b so that the opening and closing operation is performed.
[0037]
Next, the surface shape of the cam surface 4a3 provided on the first cam member 4a1 and the operation of the valve ball bodies 3a and 3b will be described in detail.
[0038]
As shown in FIG. 2, the cam surface 4a3 of the first cam member 4a1 is a protruding ridge for operating the valve ball bodies 3a and 3b in a direction to close the openings of the valve joint pipes 7a and 7b. 4a5 and a lower surface valley portion 4a6 for operating the valve joint pipes 7a and 7b in the opening direction.
[0039]
The protruding peak 4a5 and the lower valley 4a6 are formed so as to have a concavo-convex shape in the axial direction of the fixed shaft 4b3, and the protruding peak 4a5 is formed at the opening of the valve joint pipes 7a and 7b. It is formed so as to protrude.
[0040]
As a result, when the valve ball bodies 3a and 3b are in contact with the protruding ridges 4a5, they are pressed against the valve joint pipes 7a and 7b to close the openings. Further, when each valve ball 3a, 3b is opposed to the lower surface valley 4a6, the leaf spring 10 is bent by the action of a second cam member 4a2 described later, toward the lower surface valley 4a6 side. It moves and opens the opening.
[0041]
Further, on the outer peripheral surface of the first cam member 4a1, there is an engagement convex portion 4a8 as a reference position lock portion for restricting the rotation of the rotor portion 4b2, that is, detecting the origin by making the rotor portion 4b2 rotatable only within a predetermined range. , Is formed so as to protrude outward in the radial direction.
[0042]
The engaging convex portion 4a8 is formed at a position where it can come into contact with the anti-rotation protrusion 2c5 formed on the guide member 2c described above, and when the engaging convex portion 4a8 comes into contact with the anti-rotation protrusion 2c5, The rotor portion 4b2 is configured to prevent further rotation. Also, when the rotor portion 4b2 rotates to a predetermined position in the reverse direction, the engaging convex portion 4a8 hits the rotation stopping projection 2c5. Because of such a configuration, the rotor portion 4b2 that rotates integrally with the cam member 4a is rotatable within a range in which the engaging convex portion 4a8 does not hit the anti-rotation protrusion 2c5.
[0043]
On the other hand, the second cam member 4a2 is arranged coaxially with the first cam member 4a1 described above, and the two valve ball bodies 3a, 3b arranged at a position 180 degrees away from the fixed shaft 4b3 as the rotation center. Located between.
[0044]
And the cam surface 4a4 is formed in the outer peripheral part of the 2nd cam member 4a2, and the cam surface 4a4 protrudes toward the substantially center part of the low surface trough part 4a6 of the 1st cam member 4a1. A top 4a9 is provided. When the top portion 4a9 of the second cam member 4a2 comes into contact with either of the valve ball bodies 3a and 3b, the contacted valve ball body 3a or 3b resists the urging force of the leaf spring 10 and moves radially outward. It is pushed toward the side (see the valve ball 3b in FIG. 1) and moves to the space formed by the low-surface valley portion 4a6. As a result, the opening of the valve joint pipe 7a or 7b is opened.
[0045]
That is, the top 4a9 of the second cam member 4a2 pushes the valve bodies 3a, 3b outward when the valve bodies 3a, 3b are opposed to the lower face valley 4a6 of the first cam member 4a1. It has become. Therefore, the second cam member 4a2 serves as a means for moving the valve ball bodies 3a, 3b in the outward direction, so that the valve ball bodies 3a, 3b can reliably open the valve joint pipes 7a, 7b. Can do.
[0046]
The driving method of the valve driving device 1 of the present embodiment described above with reference to FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9. FIG.
[0047]
The valve driving device 1 described above operates both the valve ball bodies 3a and 3b by the rotation of the rotor portion 4b2, whereby the both valve ball bodies 3a and 3b open and close both the valve joint pipes 7a and 7b. The open and closed states of both valve joint pipes 7a and 7b are four states, that is, the third and fifth modes in which both are closed, and the second and fourth modes in which one is closed and the other is open. It can be either. Note that the first mode is a mode for determining the origin position, the valve joint pipe 7b is closed, and the valve joint pipe 7b is in a half-open state. FIGS. 3A, 3B and 4C, 4D, 4E show the relationship between the cam 4a and the valve bodies 3a, 3b in various modes.
[0048]
  FIG. 5 shows the relationship between the open / closed state of both valve joint pipes 7a and 7b and the rotation angle of the rotor portion 4b2 of the valve drive device 1 of the present embodiment, and the number of electrical pulses (steps) of the stepping motor 4b. It is expressed in terms of. That is, the rotation angle of the rotor part 4b2 is set to the number of electrical pulses (In 2-phase excitationAbout 7.5 degrees per pulseHowever, it is 3.75 degrees with 1-2 excitation in this embodiment.). Hereinafter, the mechanical rotation angle of the rotor part 4b2 is set to positions (1), (2), (3). . Is written.
[0049]
The rotor portion 4b2 is configured to be rotatable in the range as described above (the range until the engaging convex portion 4a8 hits the rotation stop projection 2c5), and can be stopped at an intermediate position. By controlling the rotation stop position, opening and closing control of both valve ball bodies 3a and 3b is performed. When the rotation angle of the entire range in which the rotor portion 4b2 is rotatable is converted into the number of drive pulses of the stepping motor 4b, it becomes 85 pulses. In the following description, this is called the mechanical full step number. In the following description, the rotational direction of the rotor portion 4b2 will be described as needed. This rotational direction refers to the rotational direction when looking upward from below in FIG. That is, rotation in the origin position direction is referred to as CW direction rotation, and rotation in the opposite direction is referred to as CCW direction rotation.
[0050]
FIG. 6 shows the excitation sequence during CCW rotation of the stepping motor 4b of the valve drive device 1 of the present embodiment. The stepping motor 4b is of so-called 1-2 phase excitation, and one cycle (360 degrees) in electrical angle is composed of 8 steps. As shown in FIG. 6, the excitation order of the stepping motor 4b is the first step in which COM, which is the common terminal, is excited to + and the A phase is excited to-, and the COM and the A phase and B phase are excited to-. Second step, third step to excite COM to + and B phase to-, COM to + B phase andA4th step of exciting the phase (current flowing in the opposite direction to the winding of the A phase) to-, COM to +A5th step to excite the phase to-, COM to +APhase andB6th step of exciting the phase (current flowing in the opposite direction to the B-phase winding) to-, COM to +B7th step of exciting the phase to-, COM to +BThis is an eighth step for exciting the phase and the A phase to-, and the inputs corresponding to the first to eighth steps are repeated. In the present embodiment, the above-described fifth step input time is set as the stop excitation phase of each mode (except for the first mode). In the first mode as the origin, the above-described eighth step input is set as the stop excitation phase.
[0051]
FIG. 7 shows a graph of the rotor portion 4b2 for a certain phase when 1-2 phase excitation is performed as shown in FIG. More specifically, A which is the reference excitation phase (count reference for the number of steps) in this embodiment.BIt is the sine wave graph which shows the position of the rotor part 4b2 with respect to a phase (8th input step).
[0052]
In the present embodiment, the rotor portion 4b2 is rotated as much as possible in the CW direction, and the engagement projection 4a8 hits the rotation stop projection 2c5 and the rotor portion 4b2 is locked to the origin position (= position (0)). (See FIG. 3A). In the present embodiment, the state where the rotor portion 4b2 is rotated to the maximum in the CW direction is set as the origin position, but the state where the rotor portion 4b2 is rotated to the maximum in the CCW direction is also set as the origin position. good.
[0053]
Each mode described above will be described. In the first mode shown in FIG. 3A, the engaging projection 4a8 of the cam member 4a hits the rotation stop projection 2c5, and the rotor 4b2 is mechanically locked. In other words, the rotor 4b2 is stopped at the position (0). In this state, the protruding ridge portion 4a5 is brought into contact with the valve ball body 3b, the inclined surface portion of the boundary portion between the lower surface valley portion 4a6 and the protruding ridge portion 4a5 is brought into contact with the valve ball body 3a, 7b is closed, the valve ball 3a is slightly separated from the valve joint pipe 7b, and the valve joint pipe 7b is half-opened.
[0054]
The second mode shown in FIG. 3B is a state in which the first cam member 4a1 is rotated by 13 pulses in the CCW direction (arrow Q direction) from the first mode (▲ in FIG. 5). 3 ▼). In other words, the rotor 4b2 is stopped at the position (13). In this state, the protruding ridge 4a5 is brought into contact with the valve ball 3b, the lower valley 4a6 is brought into contact with the valve ball 3a, the valve joint tube 7b is closed with the valve ball 3b, and the valve ball 3a is closed with the valve joint tube. The valve joint pipe 7a is opened completely away from 7a.
[0055]
In addition, in the third mode shown in FIG. 4C, the first cam member 4a1 from the second mode in the CCW direction (arrow Q direction) is 24 pulses (37 pulses in total when viewed from the origin position). It is in the rotated state (see (4) in FIG. 5). In other words, the rotor 4b2 is stopped at the position (37). This is a state where both the valve ball bodies 3a, 3b are pushed down to the both valve joint pipes 7a, 7b side by the projecting crest 4a5 of the first cam member 4a1, and both the valve joint pipes 7a, 7b are closed. Yes. In addition, if it is rotated by 24 pulses in the CW direction from this state, the second mode shown in FIG. 3B described above is entered (see (7) in FIG. 5).
[0056]
Further, in the fourth mode shown in FIG. 4D, the first cam member 4a1 is 24 pulses in the CCW direction (arrow Q direction) from the third mode (61 pulses in total when viewed from the origin position). It is in a rotated state (see (5) and (6) in FIG. 5). In other words, the rotor 4b2 is stopped at the position (61). This is because the projecting crest 4a5 of the first cam member 4a1 is brought into contact with the valve ball 3a, the lower face valley 4a6 is brought into contact with the valve ball 3b, the valve joint 3a is closed with the valve ball 3a, The spherical body 3b is separated from the valve joint pipe 7b and the valve joint pipe 7b is opened.
[0057]
Further, in the fifth mode shown in FIG. 4E, the first cam member 4a1 is 24 pulses in the CCW direction (arrow Q direction) from the fourth mode (a total of 85 pulses when viewed from the origin position). It is in a rotated state. In other words, the rotor 4b2 is stopped at the position (85) that has been rotated to the maximum side opposite to the origin position. In the same manner as in the third mode described above, both the valve ball bodies 3a, 3b are pushed down to the both valve joint pipes 7a, 7b by the protruding ridges 4a5 of the first cam member 4a1, and both valve joint pipes 7a, 7b are pressed. Are closed together.
[0058]
In the valve driving device 1 of the present embodiment, the rotor portion 4b2 is rotated in the CCW direction by 13 pulses from the above-described origin position and stopped at the position (13), that is, the valve shown in FIG. Shipped with the joint pipe 7a open and the valve joint pipe 7b closed. Then, in this state, it is attached to an air conditioner or the like and turned on to initialize (initial position) first.
[0059]
Hereinafter, the initialization operation will be described in detail.
[0060]
First, as described above, since the second mode (the position stopped at the position (13)) as shown in FIG. 3B is set at the time of shipment, when the power is turned on, the control device ( (Not shown) is programmed to recognize that the rotational position of the rotor portion 4b2 of the valve driving device 1 is stopped at a position driven by 13 pulses in the CCW direction from the origin position. At this position (13), the above-mentioned fifth step is input.AThe phase is excited as a stop excitation phase (AThe electrical angle in the phase is 0 degrees). In the present embodiment, the positions (37), (61), and (85) are the same as the position (13).AIt is set to match the input step when the phase is excited.
[0061]
Based on the above conditions, the control device issues a drive command to the stepping motor 4b so that the rotor portion 4b2 rotates 72 pulses in the CCW direction. The 72 pulses are from a halfway position (13 pulse position) assumed by the control device to a position rotated to the maximum side opposite to the origin position (hereinafter referred to as a contact portion on the opposite side = position (85)). Is an amount corresponding to the rotation angle. Thereby, the rotor part 4b2 is driven in the CCW direction by 72 pulses (see (1) in FIG. 5).
[0062]
At this time, when the actual rotational position of the initial rotor portion 4b2 of the shipped valve drive device 1 is as "position (13)" recognized by the program of the control device, the opposite side to the origin position The rotor portion 4b2 mechanically contacts the portion. When 72 pulses are sent in the CW direction from the midway position (position (13)) in such a state where there is no positional deviation, the rotor 4b2 stops at the position (85).
[0063]
Then, the control device issues a drive command to the stepping motor 4b so as to rotate the rotor portion 4b2 by 85 pulses in the CW direction. The 85 pulses are an amount corresponding to the rotation angle of the entire range in which the rotor portion 4b2 can rotate. As a result, the rotor portion 4b2 is driven in the CW direction by 85 pulses (see (2) in FIG. 5).
[0064]
In this drive, it is the excitation phase at the time of the fourth input step described above.AInput begins from phase B. Then, in sequence, the B phase that is the excitation phase at the third input step, the AB phase that is the excitation phase at the second input step, and the A phase that is the excitation phase at the first input step are excited. After the excitation in the first input step, the eighth, seventh, sixth. . And excitation in the order of steps opposite to the excitation at the time of driving in the CCW direction. In this way, A becomes the eighth input step at the 85th pulse.BWhen the phase is excited, the rotor 4b2 comes into contact with the origin (= position (0)) and stops. This completes the initialization operation. For subsequent instructions, the A phase, which is the first first input step, is set as the first excitation phase, and the second, third,. . . The rotor portion 4b2 is driven in the CCW direction and is positioned at a normal position.
[0065]
In this initialization operation, the collision sound is a maximum of 2 times, that is, once at the contact portion (position (85)) opposite to the origin position and once at the origin position (position (0)). Times. This is of course compared to a total of nine times ((85-13) ÷ 8≈9) when full step (85 pulses) is performed in the CW direction (origin position side) without driving in the CCW direction. This means that the impact noise has been greatly reduced.
[0066]
In the above description, the case where the actual rotational position of the initial rotor portion 4b2 of the shipped valve drive device 1 is “position (13)” recognized by the program of the control device has been described. The case where the rotor position at the time of shipment is slightly deviated from the normal position due to misalignment between the magnetized position at the time of molding the rotor and the mechanical lock part (corresponding to the engaging convex part 4a8 for positioning the origin) will be described below. explain. Note that when such a misalignment angle is converted into the number of electrical steps, it can frequently occur up to about ± 3 steps.
[0067]
When the position of the rotor at the time of shipment is “position (12)” instead of “position (13)” due to the positional deviation generated at the time of rotor molding, that is, ABWhen the position of the rotor part 4b2 with respect to the phase is shifted by one step to the left as shown by the one-dot chain line in FIG. 7, the rotor part 4b2 is actually the origin position rather than the position recognized by the program of the control device. It will be in the state rotated 1 step to the side. In such a case, even if the rotor part 4b2 is sent 72 steps in the CCW direction, it does not hit the contact part (position (85)) opposite to the origin, but mechanically one step before the contact part (position (84)). ) (See arrow B ′ on the dotted line in FIG. 8).
[0068]
Then, from this state, the control device next issues a drive command to the stepping motor 4b to rotate the rotor portion 4b2 by 85 pulses in the CW direction. Thereby, the rotor part 4b2 is driven in the CW direction. At this time, since the step driving of the rotor 4b2 is started from the position (84), the first pulse before the 85th pulse, which is a full step, that is, the origin position (position (0)) at the time of the 84th pulse driving. (Refer to B "in FIG. 9) The positional relationship of the rotor 4b2 with respect to the excitation phase (A phase = first input step) at the time of the collision is 0 degree in electrical angle, and step jump (impact of impact) And the rotation of 8 steps corresponding to one cycle in the direction opposite to the driving direction) does not occur. Therefore, step skipping does not occur and the state where the rotor 4b2 is in contact with the origin position is maintained. In addition, the next step (ABEven when excitation for phase = eighth input step) is performed, the positional relationship of the rotor 4b2 with respect to this excitation phase does not cause step skipping, so the 85th pulse after the 84th pulse is It becomes an empty step, and the rotor portion 4b2 is pushed further in the CW direction in a state where it hits the origin position. As a result, the initialization operation ends, and the rotor 4b2 stops at the origin position (position (0)).
[0069]
At the origin position (0), as described above, the position of the rotor 4b2 is shifted by one step to the left as shown by the one-dot chain line in FIG. 7, so the first electrical pulse at the position (0) is input. In practice, the rotor 4b2 does not actually rotate in the CCW direction. That is, the rotor 4b2 at the position (0) has a displacement of one step when the A-phase for the first step is excited, so that the driving force from the stator side is not transmitted, and the second The rotation in the CCW direction is not started until the AB phase for the step is excited. That is, when the AB phase for the second step input is excited, it mechanically rotates from the origin position (0) to the position (1). For this reason, the rotor portion 4b2 is moved in the CCW direction in a state where it is mechanically deviated by one step with respect to the subsequent instruction (mechanically driven to the position (2) with respect to the excitation for the third step input). When viewed from the normal position, it always stops at the position one step before. Since the state shifted by one step is always maintained in this way, there is no problem with respect to step drive control.
[0070]
Further, when the rotor position at the time of shipment is “position (11)” instead of “position (13)” due to the positional deviation generated at the time of rotor molding, that is, ABThe case where the position of the rotor portion 4b2 with respect to the phase is shifted by two steps toward the origin position is the same as the case where the position is shifted by one step. That is, when the rotor part 4b2 is driven in a full step in the CW direction, it collides at the origin position (position (0)) when driving the second pulse before the 85th pulse (the 83rd pulse) that becomes the full step, and then After the two-step empty step drive is performed, the initialization operation ends, and the rotor 4b2 stops at the origin position (position (0)). Then, when driving in the CCW direction so as to enter the second mode from such a state, two pulses corresponding to the deviation are generated as empty steps first, and the rotor 4b2 is actually rotated in the CCW direction from the third pulse. Begin. Therefore, for control purposes, when driving to the position (13), the rotor 4b2 actually rotates to the position (11) and stops in the CCW direction. Note that the same applies when the rotor position at the time of shipment is “position (10)” instead of “position (13)” and is shifted by three steps from the normal position to the origin position.
[0071]
Next, when the rotor position at the time of shipment is not “position (13)” but “position (14)” due to the positional deviation generated at the time of rotor molding, that is, ABWhen the position of the rotor part 4b2 with respect to the phase is shifted by one step to the right as shown by a two-dot chain line in FIG. 7, the rotor part 4b2 actually contacts the position recognized by the program of the control device. The state is turned one step to the position (position (85)) side.
[0072]
In such a case, as shown by a two-dot chain line in FIG. 8, when the rotor portion 4b2 is to be sent for 72 pulses in the CCW direction, the rotor portion is moved to the contact portion (position (85)) opposite to the origin at the 71st pulse. 4b2 contacts. Excitation phase (BASince the positional relationship of the rotor 4b2 with respect to the phase = the fourth input step) is 0 degree in electrical angle and the step relationship does not occur, the step skip does not occur and the rotor 4b2 does not contact the contact portion (position The state in contact with (85)) is maintained. In addition, the next step (AEven when excitation for phase = fifth input step) is performed, the positional relationship of the rotor 4b2 with respect to this excitation phase does not cause step jumping, so the 72nd pulse after the 71st pulse is It becomes an empty step, and the rotor portion 4b2 is further pushed toward the contact portion in a state where it hits the contact portion (position (85)).
[0073]
Then, from this state, the control device next issues a drive command to the stepping motor 4b to rotate the rotor portion 4b2 by 85 pulses in the CW direction. As a result, the rotor portion 4b2 is driven in the CW direction, but the position of the rotor 4b2 is shifted by one step to the right as shown by the two-dot chain line in FIG. Is input, the rotor 4b2 does not actually rotate in the CW direction. That is, the rotor 4b2 at the position (85) becomes a stop excitation phase for the fifth step.AWhen the phase is excited, there is a position shift of one step, so B for the fourth input step, which is the first step in the CW direction.AWhen the phase is excited, the driving force for the first step is not transmitted, and the rotation in the CW direction starts only after the B phase for the third step, which is the second step, is excited. That is, after an empty step for one step is first generated, the third step input B-phase is excited to mechanically rotate from position (85) to position (84).
[0074]
In this way, an empty step of one step has occurred on the position (85) side, so that the rotor 4b2 does not rotate to the origin position by driving in the CW direction, but at the position (1) that is one step before the origin position. Will stop. In response to subsequent instructions, the rotor 4b2 reacts and rotates from the first drive step, and when electrically driven for 13 pulses, the rotor 4b2 rotates from position (1) to position (14). Will stop. Note that there is no problem with the step drive control because the state always shifted by one step to the side opposite to the origin position is always continued. Similarly, when the rotor 4b2 is shifted by 2 steps on the opposite side of the origin position and when it is additionally shifted by 3 steps, the positional deviation occurs on the position (85) side as the contact portion. In order to maintain the same shift amount while generating the empty step, there is no problem in terms of control.
[0075]
As described above, according to the initialization method described above, even if the rotational position of the rotor portion 4b2 recognized by the control device is mechanically shifted, if the deviation is within three steps, it is once opposite to the origin position. Each mode is always controlled in the same state if the rotor portion 4b2 is sent for 72 pulses and then 85 pulses as a full step are sent to the origin position side. If the stop position of the rotor 4b2 before initialization is greatly deviated from the position assumed by the control device, the collision sound due to the mechanical lock corresponds to the deviation at the origin position or the opposite position. Many will occur.
[0076]
In the above-described embodiment, the above-described initialization is performed on the assumption that the rotor portion 4b2 is stopped at the position (position (13)) sent by 13 pulses in the CCW direction from the origin position. However, for example, when assuming the state of FIG. 4C (position (37)) that is sent 37 pulses in the CCW direction from the origin position as the initial position, the remaining 48 pulses in the CCW direction from this position. Then, it is sufficient to perform full step driving in the CW direction. Also, for example, when assuming the state of FIG. 4D (position (61)) sent 61 pulses in the CCW direction from the origin position as the initial position, the remaining 24 pulses are sent in the CCW direction from this position. Then, on the contrary, full-step driving in the CW direction may be performed.
[0077]
In the present embodiment, the amount corresponding to the rotation angle from the halfway position assumed by the control device to the maximum rotation position on the side opposite to the origin position is a margin of ± 3 steps (more than this) Although it can be initialized even if it is deviated, there is a margin of 3 steps because of the occurrence of a collision sound as described above), but there is a full range of rotation angles that can rotate in the direction of the origin position. The allowable range of the amount corresponding to is ± 1 step, that is, 84 to 86 steps with respect to 85 pulses which are mechanical full steps. That is, with 83 or 87 steps, it is impossible to cope with the case where the position of the rotor 4b2 is slightly shifted (within ± 3 steps) as described above. That is, the origin position cannot be determined by the initialization operation. Note that this degree of misalignment frequently occurs in manufacturing products, and it is a problem that this cannot be accommodated. Hereinafter, the reason will be described with reference to FIG.
[0078]
First, as described above, the control device is programmed to recognize that it is stopped at the position (13) at the time of shipment. For example, if driving in the CW direction (origin position direction) is performed with 83 pulses by a program, it is not 72 pulses corresponding to the full step corresponding to the above-mentioned empty space, but 70 pulses that are changed from 72 pulses to -2 pulses. Is sent in the CCW direction and then sent in 83 pulses in the CW direction. In this way, the calculation is mechanically stopped at the origin position.
[0079]
Based on this, the control device issues a drive command to the stepping motor 4b to rotate the rotor portion 4b2 by 70 pulses in the CCW direction. In this example, the actual rotational position of the initial rotor portion 4b2 of the shipped valve drive device 1 is actually a three-step origin position than “position (13)” recognized by the control device program. Is shifted to the opposite direction and is “position (16)”. Note that this positional deviation is caused by the positional deviation between the magnetization generated during rotor molding and the engaging protrusion 4a8, as in the above-described example.
[0080]
In this mechanical position, when 70 pulses are sent in the CCW direction from the state stopped at “position (16)”, as shown in FIG. 10, the rotor portion 4 b 2 has the origin at the 69th pulse. The rotor part 4b2 comes into contact with the opposite contact part (position (85)). Since the positional relationship of the rotor 4b2 with respect to the excitation phase (AB phase = second input step) at the time of the collision is 0 degree in electrical angle, the step skip does not occur. The state where the rotor 4b2 is in contact with the origin position is maintained. In addition, even when excitation for the remaining next step (B phase = third input step) is performed, the positional relationship of the rotor 4b2 with respect to this excitation phase is such that no step jump occurs. The 70th pulse after the 69th pulse is an empty step, and is pushed further in the direction of the position (85) in a state where the rotor portion 4b2 hits the position (85).
[0081]
Then, from this state, the control device next issues a drive command to the stepping motor 4b to rotate the rotor portion 4b2 by 83 pulses in the CW direction. As a result, the rotor portion 4b2 is driven in the CW direction. However, since the position of the rotor 4b2 is shifted by three steps in the direction of the contact portion (position (85)), the electrical first 1 at the position (85) is obtained. When the third pulse is input, the rotor 4b2 does not actually rotate in the CW direction. That is, the rotor 4b2 at the position (85) has an AB phase (second input step), an A phase (first input step), and A that are first to third steps in the CW direction.BWhen the phase (eighth input step) is excited, the driving force for the three steps is not transmitted to the rotor 4b2, and is used for the fourth seventh step.BThe rotation in the CW direction starts only after the phase is excited. That is, after empty steps for 3 steps are generated first,BWhen the phase is excited, it mechanically rotates from position (85) to position (84).
[0082]
Since three empty steps have occurred on the position (85) side in this way, the rotor 4b2 does not rotate to the origin position by driving 83 pulses to the origin position side, and the rotor 4b2 is actually at the origin position. It will stop at the position (5) which is 5 steps before. Thus, when the mechanical position deviation is converted into the number of drive steps, if it is shifted by 5 steps, that is, if the electrical angle is shifted by 180 degrees or more, the empty step for 5 steps is started at the start of the next drive. Or the rotor 4b2 starts to rotate immediately without an empty step or becomes unstable. Therefore, a large positional shift always occurs in position recognition from the next operation.
[0083]
In this way, if the rotor 4b2 stops at a position separated by 5 steps or more from the origin position in the initialization operation, it does not function as initialization. That is, when driving after returning to the origin, the position recognition becomes inaccurate, which may cause a problem in each mode control. The stepping motor 4b, which is the drive source of the present embodiment, has 1-2 phase excitation, and 8 steps are one cycle (360 degrees) in electrical angle. ), The direction of the force during energization holding in the rotor stopped state is reversed (see FIG. 7).
[0084]
As described above, in order to ensure that the rotor portion 4b2 is always stopped at or near the origin position by the initialization operation without step skipping, the number of electrical steps at the time of step driving in the direction of the origin position is as follows: Must be set.
[0085]
That is, when the actual number of electrical steps (pulses) m3 of the stepping motor 4b when driving the rotor portion 4b2 in the direction of the origin position is subtracted from the mechanical full step number n corresponding to the entire rotatable range. The absolute value | n−m3 | of the difference between the two needs to be the number of steps corresponding to ¼ period or less in the electrical angle of the stepping motor. The reason for this is that when driving to the opposite side (CCW direction) from the origin position, considering the possibility that three empty steps are engraved as described above, when driving to the origin position side (CW direction) This is because the difference between the number of electrical steps and the number of mechanical steps needs to be within four steps when the calculation is performed by subtracting these three empty steps. In addition to the above-mentioned conditions, the sum (m1 + m2) of the number of driving steps m1 from the origin position to the middle position and the number of driving steps m2 from the middle position to the direction opposite to the origin position (CCW direction) is as described above. It is necessary to add a condition that is the same as the number of driving steps m3 in the CW direction during the second operation.
[0086]
Moreover, when the above-mentioned conditions are applied to a two-phase excitation type stepping motor, one cycle is 4 steps, so a quarter cycle is 0.5 steps, which is substantially the number of mechanical steps and electrical Need to have the same number of steps. Furthermore, in this case, in addition to this condition, the sum (m1 + m2) of the number of driving steps m1 from the origin position to the middle position and the number of driving steps m2 from the middle position to the direction opposite to the origin position (CCW direction) is also obtained. It is necessary to add a condition that is the same as the number of drive steps m3 in the CW direction during the second operation described above.
[0087]
In the above-described embodiment, it is assumed that the positional deviation during rotor molding is within ± 3 steps. Therefore, as described above, the sum (m1 + m2) of the number of driving steps m1 from the origin position to the middle position and the number of driving steps m2 from the middle position to the direction opposite to the origin position (CCW direction) is calculated as the second operation. The actual number of stepping motors 4b in the case of driving the rotor portion 4b2 in the direction of the origin position from the mechanical full step number n corresponding to the entire rotatable range is the same as the number of driving steps m3 in the CW direction. The absolute value | n−m3 | of the difference when the number of electrical steps (pulses) m3 is subtracted is set to the number of steps corresponding to ¼ period or less in the electrical angle of the stepping motor. In the case where it is guaranteed that this will not occur, conversely, the number of drive steps may be slightly wider so that the above | n−m3 |
[0088]
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In the above-described embodiment, the driving method of the present invention has been described as a method for driving and controlling the valve ball bodies 3a and 3a that are opening and closing members of the refrigerant valve driving device. The present invention can be variously applied to drive control of an opening / closing member of a device provided with an opening / closing member such as a damper device for controlling.
[0089]
Further, the valve driving device 1 for the refrigerant valve described in the above embodiment moves the valve ball bodies 3a and 3b by rotating the cam member 4a with the driving force of the stepping motor 4b, so that the valve joint pipe 7a, 7b is configured to open and close the opening portion, but another method, for example, by driving the two disk members by the driving force of the stepping motor, and moving the slit formed in the disk member to open the opening The part may be opened and closed.
[0090]
【The invention's effect】
  As described above, the present inventionOpen and close the openingOpening and closing member and this opening and closing memberIn open and close directionsDriveStepping as a drive source capable of bidirectional rotationWith a motor, and the opening and closing member does not pass through another train wheelsteppingIn the driving method of the opening and closing member that is directly driven by the rotation of the rotor of the motor,An engaging projection that regulates the rotation of the rotor by rotating together with the rotor and hitting the rotation stop projection when rotating in any direction is providedThe rotor in one directionIt is the position where the engaging projection bumps against the rotation stop projection.Fully rotated position or in other directionIt is the position where the engaging projection bumps against the rotation stop projection.Either one of the fully rotated positionsThe rotor hits and stopsWhen the rotor is set to the origin position and can be stopped at the middle position, and when the rotor is returned from the middle position to the origin position, first, the first operation for driving the rotor in the direction opposite to the origin position is performed. Next, drive the rotor in the direction of the origin positionAnd perform the second operation to return to the origin.It is characterized by that.
[0091]
For this reason, long-time mechanical locking at the origin position when the rotor is initialized is prevented. As a result, the generation of a large collision sound due to the mechanical lock is prevented. In addition, since the erroneous recognition of the rotor position due to the step jump caused by the mechanical lock is prevented, the position detection of the rotor after initialization becomes accurate. Note that when the first and second operations are stopped at or near the mechanical lock position, it is possible to further reduce the collision sound caused by the mechanical lock in the first and second operations.
[0092]
Further, when the motor is composed of a stepping motor and the rotation angle of the entire range in which the rotor can rotate is converted into the number of driving steps of the stepping motor (hereinafter referred to as mechanical full step number), the number of steps is n, The actual number of pulses of the stepping motor from the origin position to the start position of the first operation is m1, the actual number of pulses of the stepping motor required for the first operation is m2, and when the rotor is driven in the second operation When the actual number of pulses of the stepping motor is m3, m1 + m2 = m3 and | n−m3 | is set to a number of steps corresponding to less than a quarter cycle of the electrical angle of the stepping motor.
[0093]
Thus, the above-mentioned invention makes the mechanical full step number and the electric step number substantially the same. More specifically, when the stepping motor is subjected to 1-2 phase excitation, the electrical angle is less than 1/4 cycle (since 1 cycle is 8 steps, less than 1/4 cycle (2 steps) = substantially 1 When the stepping motor is excited in two phases, the difference in electrical angle is less than half a cycle (because one cycle is 4 steps, less than 1/4 cycle (2 steps) = substantially 0 step) And With this configuration, erroneous recognition of the origin position due to step skipping can be avoided more reliably.
[0094]
  If n−m3 is set to satisfy n−m3> 0, the chance of collision during the second operation is further reduced. In addition, by energizing the stepping motor with 1-2 phase, one cycle in electrical angle is set to 8 steps.Driving such that | n−m3 | is either −1, 0, or 1.Or by two-phase excitation, one cycle in the electrical angle is set to 4 steps.Driving so that | n−m3 |If this is the case, it can cope to some extent with the misalignment between the magnetized part and the mechanical lock part when molding the rotor. To improve yieldLetIt becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional explanatory view of a valve driving device as an example of an embodiment for realizing a driving method of an opening / closing member of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the positional relationship among a first cam member, a second cam member, a valve ball, and a leaf spring, and is a diagram showing the positional relationship in plan view.
3 is a plan perspective view showing a valve switching operation by a cam member in the valve drive device of FIG. 1, in which (A) is in the first mode where the origin position is set, and (B) is an arrow from the origin position. It is the figure which each showed the cam member at the time of the 2nd mode which will be in the state rotated 13 steps in the Q direction.
4 is a plan perspective view showing a valve switching operation by a cam member in the valve driving device of FIG. 1, and FIG. 4C is a third mode in which the valve is rotated by 37 steps from the origin position in the direction of the arrow. (D) is the fourth mode in which the rotation is 61 steps in the direction indicated by the arrow from the origin position, and (E) is the fifth state in which the rotation is 85 steps in the direction indicated by the arrow from the origin position. It is the figure which each showed the cam member at the time of mode.
5 is a chart showing the relationship between the open / closed state of both openings of the valve drive device of FIG. 1 and the rotation angle of the rotor, converted into the number of electrical steps of the stepping motor.
6 is a table showing an excitation sequence during CCW rotation of the stepping motor of the valve drive device of FIG. 1;
7 is a graph of the rotor for a certain excitation phase during CCW rotation of the stepping motor of the valve drive device of FIG. 1;
FIG. 8 shows the relationship between the number of mechanical steps and the number of electrical steps in the vicinity of the contact portion in the direction opposite to the origin position when the rotor of the valve drive device of FIG. 1 is rotated by a predetermined step in the CCW direction. This is a graph for explaining the case where the stop position at the time of shipment of the rotor coincides with the recognition position by the control device or is deviated in the direction of the origin position or in the opposite direction.
9 is a graph showing the relationship between the number of mechanical steps and the number of electrical steps in the vicinity of the origin when the rotor of the valve drive device of FIG. 1 is rotated in the CW direction by a full step.
10 is a mechanical view in the vicinity of the contact portion in the direction opposite to the origin position when the rotor of the valve drive device of FIG. 1 is rotated in the CCW direction by 70 steps (−2 steps from that shown in FIG. 8). It is the graph which showed the relationship between the number of steps and the number of electrical steps.
[Explanation of symbols]
1 Valve drive
2 Body case
3a, 3b Valve body (opening / closing member)
4 Valve body drive means
4a Cam member
4a1 first cam member
4a2 Second cam member
4b Stepping motor
5 Inflow pipe
6a, 6b Outflow pipe
7a, 7b Valve joint pipe (opening)

Claims

An opening / closing member for opening and closing the opening, and a stepping motor as a drive source capable of bidirectional rotation for driving the opening / closing member in the opening direction and the closing direction, and the opening / closing member does not pass through another wheel train In the driving method of the opening / closing member that is directly driven by the rotation of the rotor of the stepping motor, the rotation of the rotor is restricted by rotating integrally with the rotor and hitting the rotation stop protrusion when rotating in any direction. the engaging portion for performing provided to rotate the said rotor in one direction, the engaging protrusion is rotated to the position or the other direction were maximally rotated a position bumped into the rotation stop protrusion , one of the position the engaging protrusion is obtained by maximally rotating the position of bumped into the rotation stop protrusion, as well as the origin position to stop the rotor hit, the rotor When the rotor is configured to be able to stop at an intermediate position and is returned from the midway position to the origin position, first, a first operation for driving the rotor in a direction opposite to the origin position is performed, and then the rotor A driving method for the opening / closing member, wherein a second operation is performed to return the origin by driving in the direction of the origin position.

2. The opening / closing member driving method according to claim 1, wherein the opening / closing member is a valve body for a refrigerant valve .

The method for driving an opening / closing member according to claim 1, wherein a stator is disposed so as to surround the rotor, and a case cover is provided between the stator and the rotor .

The number of steps when the rotation angle of the entire rotatable range of the rotor is converted to the number of driving steps of the stepping motor (hereinafter referred to as mechanical full step number) is n, and the first operation from the origin position The actual number of pulses of the stepping motor up to the start position is m1, the actual number of pulses of the stepping motor required for the first operation is m2, and the stepping when driving the rotor in the second operation When the actual number of pulses of the motor is m3, driving is performed so that m1 + m2 = m3 and | n−m3 | becomes a number of steps corresponding to less than a quarter cycle of the electrical angle of the stepping motor. 4. A driving method of an opening / closing member according to claim 1, 2, or 3 .

5. The opening / closing member driving method according to claim 4, wherein n-m3 is set such that n-m3> 0.

The stepping motor is driven so that one cycle in the electrical angle is 8 steps by performing 1-2 phase excitation, so that | n−m3 | becomes −1, 0, or 1. The driving method of the opening / closing member according to claim 4 .

The driving of the opening / closing member according to claim 4 , wherein the stepping motor is driven so that one cycle in the electrical angle is set to four steps by performing two-phase excitation, so that | n-m3 | becomes zero. Method.