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JP7628816B2 - Power transmission mechanism - Google Patents
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Description

本開示は、駆動側機構部で生じた動力を従動側機構部側へ伝達する動力伝達機構に関する。 This disclosure relates to a power transmission mechanism that transmits power generated in a drive mechanism to a driven mechanism.

従来、モータ部にて生じた動力を伝達させて、従動側の構成を動作させる技術として、特許文献1に記載された技術が知られている。特許文献1には、大気側にモータのステータを配置して、冷媒封止されたCAN構造の内部にロータを配置することで、高圧冷媒雰囲気側の出力軸を回転させる膨張弁に関する技術が開示されている。 Conventionally, the technology described in Patent Document 1 is known as a technology for transmitting the power generated in the motor section to operate the driven side configuration. Patent Document 1 discloses a technology related to an expansion valve in which the stator of the motor is arranged on the atmospheric side and the rotor is arranged inside a refrigerant-sealed can structure, thereby rotating the output shaft on the high-pressure refrigerant atmosphere side.

特開2020-34140号公報JP 2020-34140 A

特許文献1に記載された技術の場合、モータが重力方向上方側になるように配置しなければ、ロータとケーシングの内壁にオイルが流入する虞がある。オイルが流入すると、オイルの粘性抵抗によってロータの回転が阻害される為、出力軸の回転に影響が及んでしまう。又、ケーシング内に配置された減速ギヤのグリスがオイルによって洗い流されてしまう虞がある。この為、動力伝達機構を有する装置に関して、搭載自由度に制約が生じてしまう。 In the case of the technology described in Patent Document 1, if the motor is not positioned so that it is facing upward in the direction of gravity, there is a risk that oil will flow into the rotor and the inner wall of the casing. If oil flows in, the viscous resistance of the oil will hinder the rotation of the rotor, affecting the rotation of the output shaft. There is also a risk that the grease on the reduction gear placed inside the casing will be washed away by the oil. This places restrictions on the degree of freedom in mounting devices with power transmission mechanisms.

これらの点に対応する方策として、モータを含む駆動側と、弁体等が配置された従動側を、磁力を用いて非接触に結合する構成を採用することが考えられる。この構成を採用すれば、駆動側と従動側を区画することができ、オイル等に起因する制約を解消することができると考えられる。 One possible solution to these problems is to use a configuration in which the driving side, which includes the motor, and the driven side, where the valve body and other components are located, are connected in a non-contact manner using magnetic force. By using this configuration, it is possible to separate the driving side from the driven side, which is thought to eliminate the constraints caused by oil and other factors.

しかしながら、駆動側と従動側とを、磁力を用いて非接触に結合した構成とした場合、従動側がロックしてしまっても、駆動側の動作は許容される。この為、従動側におけるロックの発生を、駆動側の動作によって検知することが困難になる。この点については、特許文献1のように、従動側がロックしてしまうと駆動側の動作も制限される構成とは明確に相違する。 However, if the drive side and driven side are connected in a non-contact manner using magnetic force, the drive side is permitted to operate even if the driven side is locked. This makes it difficult to detect the occurrence of locking on the driven side from the operation of the drive side. In this respect, it is clearly different from the configuration in Patent Document 1, in which the operation of the drive side is also restricted if the driven side is locked.

本開示は、上記点に鑑み、駆動側機構部で生じた動力を、磁力を用いて非接触で結合された従動側機構部に伝達する動力伝達機構に関し、従動側のロックを検出可能な動力伝達機構を提供することを目的とする。 In view of the above, the present disclosure relates to a power transmission mechanism that transmits power generated in a drive mechanism to a driven mechanism that is connected in a non-contact manner using magnetic force, and aims to provide a power transmission mechanism that can detect locking of the driven mechanism.

前記目的を達成するため、本開示の一態様に係る動力伝達機構は、駆動側機構部(10)と、従動側機構部(35)と、非接触連結部(60)と、ロック判定部(71)と、を有する。駆動側機構部は、モータ部(11)と、駆動側軸(14、33s)と、駆動側マグネット(20)とを有する。モータ部は電磁力によって駆動力を出力する。駆動側軸はモータ部の作動に伴って回転する。駆動側マグネットは、駆動側軸の端部に配置されている。 In order to achieve the above object, a power transmission mechanism according to one embodiment of the present disclosure has a drive side mechanism (10), a driven side mechanism (35), a non-contact connection unit (60), and a lock determination unit (71). The drive side mechanism has a motor unit (11), a drive side shaft (14, 33s), and a drive side magnet (20). The motor unit outputs a drive force by electromagnetic force. The drive side shaft rotates in response to the operation of the motor unit. The drive side magnet is disposed at the end of the drive side shaft.

従動側機構部は、従動側軸(41)と、従動側マグネット(40)と、を有し、駆動側機構部から区画されて設けられている。従動側軸は駆動側軸から伝達された駆動力によって回転する。従動側マグネットは従動側軸の端部に配置されている。 The driven side mechanism has a driven side shaft (41) and a driven side magnet (40), and is partitioned off from the drive side mechanism. The driven side shaft rotates due to the driving force transmitted from the drive side shaft. The driven side magnet is disposed at the end of the driven side shaft.

非接触連結部は、駆動側マグネットと、従動側マグネットを有し、駆動側軸と、従動側軸とを、磁力を利用して非接触で連結する。ロック判定部は、駆動側マグネットの動作に関する回転負荷の変動を用いて、従動側マグネットのロックが発生しているか否かを判定する。駆動側機構部(10)は、モータ部で出力される角速度を、予め定められた減速比で減速して、駆動側マグネットの角速度とする減速機構部(30)を有している。非接触連結部(60)は、駆動側マグネットと従動側マグネットにより構成されるマグネットカップリング(60a)である。モータ部の極数に減速機構部の減速比を乗算した値が、マグネットカップリングの極数と異なっており、且つ、減速機構部の減速比が、マグネットカップリングの極数と異なっている。 The non-contact coupling unit has a driving magnet and a driven magnet, and couples the driving shaft and the driven shaft in a non-contact manner using magnetic force. The lock determination unit determines whether or not the driven magnet is locked by using a fluctuation in rotation load related to the operation of the driving magnet. The driving mechanism unit (10) has a reduction mechanism unit (30) that reduces the angular velocity output by the motor unit at a predetermined reduction ratio to obtain the angular velocity of the driving magnet. The non-contact coupling unit (60) is a magnetic coupling (60a) composed of a driving magnet and a driven magnet. The value obtained by multiplying the number of poles of the motor unit by the reduction ratio of the reduction mechanism unit is different from the number of poles of the magnetic coupling, and the reduction ratio of the reduction mechanism unit is different from the number of poles of the magnetic coupling.

これによれば、動力伝達機構では、駆動側機構部の駆動側軸と、従動側機構部の従動側軸が、非接触連結部にて、磁力を利用して非接触で連結されている。この為、駆動側軸と共に駆動側マグネットが回転している状態で、従動側マグネット及び従動側軸がロックした場合、駆動側マグネットと従動側マグネットの間に作用する磁力の影響で、駆動側軸及び駆動側マグネットの回転負荷が周期的に変動する。動力伝達機構によれば、駆動側機構部における回転負荷の変動を用いることによって、別に区画された従動側機構部における従動側マグネットのロックが発生しているか否かを判定することができる。 According to this, in the power transmission mechanism, the drive shaft of the drive mechanism and the driven shaft of the driven mechanism are connected in a non-contact manner using magnetic force at the non-contact connection section. Therefore, if the driven magnet and the driven shaft are locked while the drive magnet is rotating together with the drive shaft, the rotational load of the drive shaft and the drive magnet will periodically fluctuate due to the influence of the magnetic force acting between the drive magnet and the driven magnet. According to the power transmission mechanism, by using the fluctuation in the rotational load in the drive mechanism, it is possible to determine whether or not the driven magnet in the separately partitioned driven mechanism has locked.

尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The symbols in parentheses for each means described in this section and in the claims indicate the corresponding relationship with the specific means described in the embodiments described below.

第1実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a first embodiment. 第1実施形態における動力伝達機構の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a power transmission mechanism in the first embodiment. 第1実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a control system of the expansion valve according to the first embodiment. FIG. 第1実施形態における入力電流に対する周波数分析の結果を示すグラフである。5 is a graph showing a result of a frequency analysis of an input current in the first embodiment. 第1実施形態におけるロック判定制御に関するフローチャートである。4 is a flowchart relating to a lock determination control in the first embodiment. 第2実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a second embodiment. 第3実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a third embodiment. 第3実施形態における動力伝達機構の構成を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of a power transmission mechanism in a third embodiment. 第4実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a fourth embodiment. 第4実施形態における動力伝達機構の構成を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a configuration of a power transmission mechanism in a fourth embodiment. 第5実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a control system of an expansion valve according to a fifth embodiment. 第5実施形態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示すグラフである。13 is a graph showing the results of a frequency analysis of an envelope of a driving current in the fifth embodiment. 第6実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a control system of an expansion valve according to a sixth embodiment. 第6実施形態における駆動電流に対する周波数分析の結果を示すグラフである。13 is a graph showing the results of a frequency analysis of a driving current in the sixth embodiment. 第7実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a control system of an expansion valve according to a seventh embodiment. 第7実施形態における判定電圧に対する周波数分析の結果を示すグラフである。23 is a graph showing the results of a frequency analysis of a determination voltage in the seventh embodiment. 第8実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a control system of an expansion valve according to an eighth embodiment. 第8実施形態における駆動電流に対する周波数分析の結果を示すグラフである。13 is a graph showing the results of a frequency analysis of a driving current in the eighth embodiment. 第9実施形態に係る膨張弁の制御系を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a control system for an expansion valve according to a ninth embodiment. 第9実施形態における線間電圧に対する周波数分析の結果を示すグラフである。13 is a graph showing the results of a frequency analysis of a line voltage in the ninth embodiment. 第10実施形態に係る膨張弁の構成を示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing the configuration of an expansion valve according to a tenth embodiment. 第10実施形態における加速度に対する周波数分析の結果を示すグラフである。23 is a graph showing the results of a frequency analysis of acceleration in the tenth embodiment. ロック判定制御の変形例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a modified example of lock determination control.

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Below, multiple embodiments for implementing the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to matters described in the preceding embodiment may be given the same reference numerals, and duplicated descriptions may be omitted. In cases where only a portion of the configuration is described in each embodiment, other previously described embodiments may be applied to the other portions of the configuration. In addition to combinations of parts that are specifically specified as being possible in each embodiment, it is also possible to partially combine embodiments even if not specified, as long as there is no particular problem with the combination.

(第1実施形態)
本開示における第1実施形態について、図1~図5を参照して説明する。第1実施形態では、本開示に係る動力伝達機構1を膨張弁Evに適用している。膨張弁Evは、いわゆる電気式膨張弁であり、駆動源としてのモータ部で電磁力によって生じた駆動力を伝達し、弁体を移動させることによって冷媒を減圧させる。つまり、動力伝達機構1は、膨張弁Evにおいて、モータ部11で生じた動力を伝達して、弁体48の移動制御を行う為に適用されている。
First Embodiment
A first embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 5. In the first embodiment, a power transmission mechanism 1 according to the present disclosure is applied to an expansion valve Ev. The expansion valve Ev is a so-called electric expansion valve, and reduces the pressure of the refrigerant by transmitting a driving force generated by an electromagnetic force in a motor section as a driving source, thereby moving a valve body. In other words, the power transmission mechanism 1 is applied to the expansion valve Ev to transmit the power generated in a motor section 11 and control the movement of a valve body 48.

そして、以下の実施形態においては、動力伝達機構1を含む膨張弁Evは、小型で大出力かつ高分解能の電動膨張弁であり、車両用空調装置における冷凍サイクルの構成機器の一つとして配置されている。冷凍サイクルは、図示は省略するが、膨張弁Evに加えて、少なくとも、圧縮機、凝縮器、蒸発器を有している。 In the following embodiment, the expansion valve Ev including the power transmission mechanism 1 is a small, high-output, high-resolution electric expansion valve, and is arranged as one of the components of the refrigeration cycle in the vehicle air conditioning system. Although not shown in the figure, the refrigeration cycle has at least a compressor, a condenser, and an evaporator in addition to the expansion valve Ev.

そして、膨張弁Evは、冷凍サイクルにて凝縮器と蒸発器の間に配置されており、凝縮器から流出した冷媒を減圧させ、蒸発器へ向かって流出させる。又、車両用空調装置は、空調制御装置を有しており、膨張弁Evにおける減圧量(即ち、絞り開度)は、空調制御装置からの制御信号によって制御される。 The expansion valve Ev is located between the condenser and the evaporator in the refrigeration cycle, and reduces the pressure of the refrigerant flowing out of the condenser and causes it to flow toward the evaporator. The vehicle air conditioner also has an air conditioning control device, and the amount of pressure reduction (i.e., the throttle opening) of the expansion valve Ev is controlled by a control signal from the air conditioning control device.

先ず、第1実施形態に係る膨張弁Evの概略構成について、図1、図2を参照して説明する。図1に示すように、第1実施形態に係る膨張弁Evは、本開示に係る動力伝達機構1を含んでおり、駆動側機構部10と、従動側機構部35を有している。 First, the schematic configuration of the expansion valve Ev according to the first embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2. As shown in Fig. 1, the expansion valve Ev according to the first embodiment includes a power transmission mechanism 1 according to the present disclosure, and has a drive side mechanism section 10 and a driven side mechanism section 35.

膨張弁Evは、車両に縦置き配置されている。縦置き配置とは、弁体48の軸方向が車両上下方向と略平行となり、かつ駆動側機構部10が従動側機構部35に対して車両上方側になるような配置のことである。 The expansion valve Ev is disposed vertically in the vehicle. Vertical disposition means that the axial direction of the valve body 48 is approximately parallel to the vertical direction of the vehicle, and the driving side mechanism 10 is disposed above the driven side mechanism 35.

動力伝達機構1は、駆動側機構部10が発生する駆動力を、磁力を用いて従動側機構部35に伝達する。 The power transmission mechanism 1 transmits the driving force generated by the driving mechanism 10 to the driven mechanism 35 using magnetic force.

駆動側機構部10は、モータ部11およびモーターケース15を有している。モータ部11は、ステータ12、ロータ13及びシャフト14を有しており、第1実施形態では、三相モータ11aにより構成されている。シャフト14はロータ13と一体に回転する。従って、シャフトは駆動側軸の一例に相当する。モーターケース15は、従動側機構部35における本体部50の上面を構成する封止板51に対して接合されており、その内部にモータ部11を収容している。 The driving side mechanism 10 has a motor 11 and a motor case 15. The motor 11 has a stator 12, a rotor 13, and a shaft 14, and in the first embodiment is configured as a three-phase motor 11a. The shaft 14 rotates integrally with the rotor 13. Therefore, the shaft corresponds to an example of a driving side shaft. The motor case 15 is joined to a sealing plate 51 that constitutes the upper surface of the main body 50 in the driven side mechanism 35, and houses the motor 11 inside.

ステータ12はモーターケース15に固定されている。第1実施形態において、ステータ12は、円筒状に構成されており、ステータコイル12aを有している。第1実施形態のステータ12は、回路部70を介して、ステータコイル12aに三相交流電流(U相、V相、W相)を通電させることによって、ステータコアの内側に回転磁界を発生させる。第1実施形態におけるステータ12のスロット数は9である。 The stator 12 is fixed to the motor case 15. In the first embodiment, the stator 12 is cylindrical and has a stator coil 12a. The stator 12 in the first embodiment generates a rotating magnetic field inside the stator core by passing a three-phase AC current (U-phase, V-phase, W-phase) through the stator coil 12a via the circuit unit 70. The number of slots in the stator 12 in the first embodiment is nine.

ロータ13は、円筒状に構成されたステータ12の内部に配置されている。図3に示すように、ロータ13は、N極およびS極からなる一対の磁石が円周方向に沿って複数組配置されている。第1実施形態では、N極及びS極は各6個であるので、ロータ13の極数は12である。 The rotor 13 is disposed inside the stator 12, which is cylindrically configured. As shown in FIG. 3, the rotor 13 has multiple pairs of magnets, each consisting of a north pole and a south pole, arranged along the circumferential direction. In the first embodiment, there are six north poles and six south poles, so the rotor 13 has 12 poles.

モーターケース15には、駆動側機構部10のシャフト14と従動側機構部35の回転部材41とを軸合わせ(芯出し)するため軸合わせ部が形成されている。軸合わせ部は、従動側機構部35の本体部50に嵌め合わされている。そして、図1に示すように、モーターケース15の内部には、回路部70が収容されている。 The motor case 15 is formed with an axial alignment section for axially aligning (centering) the shaft 14 of the drive side mechanism 10 and the rotating member 41 of the driven side mechanism 35. The axial alignment section is fitted into the main body 50 of the driven side mechanism 35. As shown in FIG. 1, a circuit section 70 is housed inside the motor case 15.

図1に示すように、従動側機構部35は、回転部材41、雌ネジ部材42、ネジ部材43、ボール44、ボール受け部材45、ガイド部材46、コイルスプリング47、弁体48、及び本体部50を有している。 As shown in FIG. 1, the driven mechanism 35 has a rotating member 41, a female screw member 42, a screw member 43, a ball 44, a ball receiving member 45, a guide member 46, a coil spring 47, a valve body 48, and a main body 50.

回転部材41、雌ネジ部材42、ネジ部材43、ボール44、ボール受け部材45、ガイド部材46、コイルスプリング47及び弁体48は、本体部50に収容されている。本体部50には、弁室52、流入口側接続口53、流出口側接続口54及び弁座55が形成されている。 The rotating member 41, the female screw member 42, the screw member 43, the ball 44, the ball receiving member 45, the guide member 46, the coil spring 47, and the valve body 48 are housed in the main body 50. The main body 50 is formed with a valve chamber 52, an inlet side connection port 53, an outlet side connection port 54, and a valve seat 55.

回転部材41は、棒状の部材であり、本体部50の内部において、回転可能に支持されている。回転部材41は、駆動側機構部10から動力伝達機構1を介して伝達された駆動力によって回転する。従って、第1実施形態の回転部材41は、従動側軸の一例に相当する。 The rotating member 41 is a rod-shaped member that is rotatably supported inside the main body 50. The rotating member 41 rotates due to the driving force transmitted from the driving mechanism 10 via the power transmission mechanism 1. Therefore, the rotating member 41 in the first embodiment corresponds to an example of a driven shaft.

そして、回転部材41は、シャフト14と同軸状に配置されている。回転部材41のうち駆動側機構部10と反対側の端部には噛合溝41aが形成されている。回転部材41の噛合溝41aには、ネジ部材43の突出片43aが噛み合っている。ネジ部材43は、回転部材41と同軸状に配置されている。これにより、回転部材41の回転力がネジ部材43に伝達される。 The rotating member 41 is arranged coaxially with the shaft 14. An engagement groove 41a is formed at the end of the rotating member 41 opposite the drive side mechanism unit 10. A protruding piece 43a of the screw member 43 engages with the engagement groove 41a of the rotating member 41. The screw member 43 is arranged coaxially with the rotating member 41. This allows the rotational force of the rotating member 41 to be transmitted to the screw member 43.

突出片43aはネジ部材43の一端に形成されている。ネジ部材43の外周面には雄ネジが形成されている。ネジ部材43の雄ネジは、雌ネジ部材42に形成されたネジ孔42aに螺合していてネジ機構を構成している。雌ネジ部材42は、筒状であり、本体部50の内部に固定されている。これにより、ネジ部材43が回転するとネジ部材43は軸方向に移動する。 The protruding piece 43a is formed on one end of the screw member 43. A male thread is formed on the outer circumferential surface of the screw member 43. The male thread of the screw member 43 screws into a screw hole 42a formed in the female screw member 42 to form a screw mechanism. The female screw member 42 is cylindrical and fixed inside the main body 50. As a result, when the screw member 43 rotates, the screw member 43 moves in the axial direction.

ネジ部材43のうち回転部材41と反対側の部位には、ボール44が当接している。ボール受け部材45はボール44を受けている。ボール受け部材45のうち弁座55と反対側の端部には、弁体48が連結されている。 A ball 44 abuts against the screw member 43 at a portion opposite the rotating member 41. The ball receiving member 45 receives the ball 44. A valve body 48 is connected to the end of the ball receiving member 45 opposite the valve seat 55.

弁体48は、弁室52内に配置された棒状の部材である。弁体48は、弁室52内に固定されたガイド部材46によって、ネジ部材43と同軸状に配置され、軸方向へ移動可能に保持されている。 The valve body 48 is a rod-shaped member disposed within the valve chamber 52. The valve body 48 is disposed coaxially with the screw member 43 and is held axially movable by a guide member 46 fixed within the valve chamber 52.

弁体48及びボール受け部材45と、ガイド部材46との間には、コイルスプリング47が配置されている。コイルスプリング47は、弁体48及びボール受け部材45を、弁体48が弁座55から軸方向に離れる方向に付勢している。 A coil spring 47 is disposed between the valve body 48 and the ball receiving member 45 and the guide member 46. The coil spring 47 biases the valve body 48 and the ball receiving member 45 in a direction in which the valve body 48 moves axially away from the valve seat 55.

従動側機構部35において、ネジ部材43が回転してネジ部材43が軸方向に移動すると、弁体48も軸方向に移動する。弁体48が軸方向に移動することにより弁体48が弁座55に当接したり弁座55から離れたりして弁室52が開閉される。 In the driven mechanism 35, when the screw member 43 rotates and moves axially, the valve body 48 also moves axially. As the valve body 48 moves axially, the valve body 48 comes into contact with the valve seat 55 or separates from the valve seat 55, opening and closing the valve chamber 52.

弁室52は、本体部50内部に形成された冷媒流路を介して、流入口側接続口53及び流出口側接続口54に接続されている。流入口側接続口53には、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、凝縮器の流出口から伸びる冷媒配管が、例えばロウ付けによって接合されている。 The valve chamber 52 is connected to an inlet side connection port 53 and an outlet side connection port 54 via a refrigerant flow path formed inside the main body 50. A refrigerant pipe extending from the outlet of the condenser in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner is joined to the inlet side connection port 53 by, for example, brazing.

そして、流出口側接続口54には、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、蒸発器の流入口に向かって伸びる冷媒配管が、例えばロウ付けによって接合されている。従って、膨張弁Evでは、弁室52内において、弁体48が弁座55から離れることにより、冷媒が流入口側接続口53から流出口側接続口54へ流れて減圧膨張する。 The outlet side connection port 54 is connected, for example by brazing, to a refrigerant pipe that extends toward the inlet of the evaporator in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner. Therefore, in the expansion valve Ev, when the valve body 48 moves away from the valve seat 55 in the valve chamber 52, the refrigerant flows from the inlet side connection port 53 to the outlet side connection port 54 and is decompressed and expanded.

図1に示すように、膨張弁Evの動力伝達機構1は、非接触連結部60を備えている。非接触連結部60は、磁気ギヤ60b及び封止板51を有している。磁気ギヤ60bは、駆動側マグネット20、ポールピース25及び従動側マグネット40を備えている。 As shown in FIG. 1, the power transmission mechanism 1 of the expansion valve Ev includes a non-contact connection part 60. The non-contact connection part 60 includes a magnetic gear 60b and a sealing plate 51. The magnetic gear 60b includes a driving side magnet 20, a pole piece 25, and a driven side magnet 40.

第1実施形態に係る動力伝達機構1において、駆動側マグネット20は、モータ部11のシャフト14の端部に取り付けられており、シャフト14と一体に回転する。従って、モータ部11において、ロータ13を回転させる回転力が伝達されると、駆動側マグネット20は、シャフト14を中心として回転する。 In the power transmission mechanism 1 according to the first embodiment, the driving magnet 20 is attached to the end of the shaft 14 of the motor unit 11 and rotates integrally with the shaft 14. Therefore, when a rotational force that rotates the rotor 13 is transmitted in the motor unit 11, the driving magnet 20 rotates around the shaft 14.

そして、駆動側マグネット20は、円板状に形成されており、駆動側マグネット20の下面には、N極20n及びS極20sからなる一対の磁石が、円周方向に沿って少なくとも一組配置されている。第1実施形態における駆動側マグネット20の極数は4である。 The driving magnet 20 is formed in a disk shape, and at least one pair of magnets consisting of an N pole 20n and an S pole 20s is arranged along the circumferential direction on the underside of the driving magnet 20. The number of poles of the driving magnet 20 in the first embodiment is four.

モーターケース15の内部において、駆動側マグネット20の下方には、ポールピース25が配置されている。つまり、ポールピース25は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間に配置されており、複数個の軟磁性体を有している。ポールピース25は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40との間で磁束を変調させる。 Inside the motor case 15, a pole piece 25 is disposed below the driving magnet 20. In other words, the pole piece 25 is disposed between the driving magnet 20 and the driven magnet 40, and has multiple soft magnetic bodies. The pole piece 25 modulates the magnetic flux between the driving magnet 20 and the driven magnet 40.

図2に示すように、ポールピース25における複数個の軟磁性体は、それぞれ扇台形状であり、モーターケース15の下面に対して接合されている。ポールピース25における複数個の軟磁性体は、円周方向に沿って一定の間隔をあけて配置されている。そして、ポールピース25の極数は、駆動側マグネット20の極数と従動側マグネット40の極数との合計と同じ個数になっている。 As shown in FIG. 2, the soft magnetic bodies in the pole piece 25 are each frustum-shaped and are joined to the underside of the motor case 15. The soft magnetic bodies in the pole piece 25 are arranged at regular intervals along the circumferential direction. The number of poles in the pole piece 25 is the same as the total number of poles in the driving magnet 20 and the driven magnet 40.

尚、ポールピース25における各軟磁性体の間に間隔を設けた構成としていたが、各軟磁性体の間に非磁性体を配置する構成としても良い。この場合の非磁性体として、ステンレス又は樹脂を採用しても良い。又、モーターケース15の下面がなく、封止板51にポールピース25が埋め込まれている構成を採用することもできる。 In the above embodiment, the pole pieces 25 are spaced apart from each other, but non-magnetic material may be placed between the soft magnetic bodies. In this case, stainless steel or resin may be used as the non-magnetic material. It is also possible to use a configuration in which the motor case 15 does not have a bottom surface, and the pole pieces 25 are embedded in the sealing plate 51.

従動側マグネット40は、モーターケース15の下面及び封止板51を介して、駆動側マグネット20及びポールピース25と対向するように配置されている。封止板51は、膨張弁Evにおける本体部50の内部空間と外部とを区画すると共に、本体部50の内部空間を封止する。封止板51は、非磁性体(例えば、SUS305)で形成されており、封止板51の外縁は、本体部50の上面に対して固定されている。この為、封止板51は、本体部50の内部空間の冷媒(高圧冷媒)が本体部50の外部に漏れ出すことを防止することができる。 The driven magnet 40 is arranged to face the driving magnet 20 and the pole piece 25 via the underside of the motor case 15 and the sealing plate 51. The sealing plate 51 separates the internal space of the main body 50 in the expansion valve Ev from the outside, and seals the internal space of the main body 50. The sealing plate 51 is made of a non-magnetic material (e.g., SUS305), and the outer edge of the sealing plate 51 is fixed to the upper surface of the main body 50. Therefore, the sealing plate 51 can prevent the refrigerant (high-pressure refrigerant) in the internal space of the main body 50 from leaking out to the outside of the main body 50.

従動側マグネット40は、封止板51の下方に位置する本体部50の内部空間に配置されており、円板状に形成されている。従動側マグネット40の上面には、N極40n及びS極40sからなる一対の磁石が円周方向に沿って略等間隔に複数個配置されている。従動側マグネット40の極数は、駆動側マグネット20の極数よりも多くなっており、第1実施形態では40である。 The driven magnet 40 is disposed in the internal space of the main body 50 located below the sealing plate 51, and is formed in a disk shape. On the upper surface of the driven magnet 40, a plurality of pairs of magnets each consisting of an N pole 40n and an S pole 40s are disposed at approximately equal intervals along the circumferential direction. The number of poles of the driven magnet 40 is greater than the number of poles of the driving magnet 20, and is 40 in the first embodiment.

従動側マグネット40における下面の中心には、回転部材41が接合されている。上述したように、回転部材41は、シャフト14と同軸状に配置されており、従動側マグネット40と共に回転可能に支持されている。 A rotating member 41 is joined to the center of the lower surface of the driven magnet 40. As described above, the rotating member 41 is arranged coaxially with the shaft 14 and is supported so as to be rotatable together with the driven magnet 40.

次に、第1実施形態における動力伝達機構1の作動について説明する。モータ部11の作動を開始すると、ロータ13と共にシャフト14が回転して、駆動側マグネット20も一体に回転する。 Next, the operation of the power transmission mechanism 1 in the first embodiment will be described. When the motor unit 11 starts to operate, the shaft 14 rotates together with the rotor 13, and the drive side magnet 20 also rotates integrally.

駆動側マグネット20の磁力は、ポールピース25、モーターケース15の下面及び封止板51を介して、従動側マグネット40の磁極に作用する。この時、駆動側マグネット20の磁極と従動側マグネット40の磁極の間を流れる磁束は、中間に配置されたポールピース25によって変調され、従動側マグネット40が駆動側マグネット20の回転方向とは逆方向に回転する。 The magnetic force of the driving magnet 20 acts on the magnetic pole of the driven magnet 40 via the pole piece 25, the underside of the motor case 15, and the sealing plate 51. At this time, the magnetic flux flowing between the magnetic pole of the driving magnet 20 and the magnetic pole of the driven magnet 40 is modulated by the pole piece 25 located in between, and the driven magnet 40 rotates in the opposite direction to the rotation direction of the driving magnet 20.

即ち、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間において、モータ部11で生じた動力が、磁力を用いることで、非接触で駆動側機構部10から従動側機構部35へ伝達される。 That is, the power generated by the motor unit 11 is transmitted from the driving side mechanism unit 10 to the driven side mechanism unit 35 in a non-contact manner between the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40 by using magnetic force.

又、従動側マグネット40は、従動側マグネット40の回転速度と駆動側マグネット20の回転速度との関係が予め定められた減速比に従った回転速度となるように回転する。この場合の減速比は、駆動側マグネット20の極数及び従動側マグネット40の極数の比率によって定められる。 The driven magnet 40 rotates so that the relationship between the rotational speed of the driven magnet 40 and the rotational speed of the driving magnet 20 is a rotational speed according to a predetermined reduction ratio. In this case, the reduction ratio is determined by the ratio between the number of poles of the driving magnet 20 and the number of poles of the driven magnet 40.

そして、従動側マグネット40及び回転部材41が回転することによって、モータ部11にて発生した動力が弁体48に伝達され、弁座55に対して弁体48を移動させる。これにより、膨張弁Evは、弁室52における冷媒流路の絞り開度を調整することができ、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、冷媒を適切に減圧膨張させることができる。 When the driven magnet 40 and the rotating member 41 rotate, the power generated by the motor unit 11 is transmitted to the valve body 48, moving the valve body 48 relative to the valve seat 55. This allows the expansion valve Ev to adjust the throttle opening of the refrigerant flow path in the valve chamber 52, allowing the refrigerant to be appropriately decompressed and expanded in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner.

次に、第1実施形態に係る回路部70について、図3を参照して説明する。第1実施形態に係る回路部70は、モーターケース15の内部に配置されている。第1実施形態における回路部70は、モータ部11である三相モータ11aを制御する為の複数の電子部品を搭載した回路基板を有している。 Next, the circuit unit 70 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 3. The circuit unit 70 according to the first embodiment is disposed inside the motor case 15. The circuit unit 70 in the first embodiment has a circuit board on which multiple electronic components are mounted for controlling the three-phase motor 11a, which is the motor unit 11.

図3に示すように、回路部70には、モータ部11である三相モータ11a及びバッテリBが電気的に接続されている。バッテリBは、車両の各種電気機器に電力を供給するもので、例えば、充放電可能な二次電池(本実施形態では、リチウムイオン電池)が採用される。回路部70は、バッテリBからの入力電力の供給を受けて、三相モータ11aを駆動する為の駆動電流を出力する。 As shown in FIG. 3, the circuit unit 70 is electrically connected to the three-phase motor 11a, which is the motor unit 11, and the battery B. The battery B supplies power to various electrical devices in the vehicle, and is, for example, a rechargeable secondary battery (in this embodiment, a lithium ion battery). The circuit unit 70 receives input power from the battery B and outputs a drive current for driving the three-phase motor 11a.

そして、回路部70は、電子部品として、膨張弁Evの動作を制御する為のECU等の電子部品を有しており、膨張弁Evの動作に関する制御部として働く。回路部70は、ロック判定部71を有している。ロック判定部71は、制御部の一部を構成しており、膨張弁Evの動作に際し、駆動側機構部10で生じた動力が従動側機構部35に伝達されず、従動側にロックが生じているか否かを判定する。 The circuit unit 70 has electronic components such as an ECU for controlling the operation of the expansion valve Ev, and functions as a control unit for the operation of the expansion valve Ev. The circuit unit 70 has a lock determination unit 71. The lock determination unit 71 constitutes part of the control unit, and determines whether or not the power generated in the drive side mechanism unit 10 is not transmitted to the driven side mechanism unit 35 during the operation of the expansion valve Ev, causing a lock on the driven side.

具体的に、ロック判定部71は、図5のフローチャートに示すロック判定制御プログラムを実行することによって、従動側がロックし、弁体48に動作エラーが生じているか否かを判定する。ロック判定制御プログラムの詳細については後述する
又、第1実施形態に係る回路部70には、入力電流センサ73aが接続されている。入力電流センサ73aは、バッテリBから回路部70に入力される入力電流の値を測定する為のセンサである。第1実施形態では、ロック判定部71は、入力電流センサ73aの検出結果に対して、高速フーリエ変換を使った周波数分析を施し、その分析結果に基づいて、従動側にロックが生じているか否かを判定する。
Specifically, the lock determination unit 71 executes a lock determination control program shown in the flowchart of Fig. 5 to determine whether the driven side is locked and an operation error has occurred in the valve body 48. Details of the lock determination control program will be described later. Also, an input current sensor 73a is connected to the circuit unit 70 according to the first embodiment. The input current sensor 73a is a sensor for measuring the value of the input current input from the battery B to the circuit unit 70. In the first embodiment, the lock determination unit 71 performs frequency analysis using a fast Fourier transform on the detection result of the input current sensor 73a, and determines whether or not a lock has occurred on the driven side based on the analysis result.

上述のように構成された動力伝達機構1において、従動側構成(例えば、従動側マグネット40及び回転部材41)がロックした場合の挙動について説明する。先ず、駆動側機構部10からの動力が従動側構成に正常に伝達され、従動側構成が回転部材41を軸に回転している場合について説明する。 The behavior of the power transmission mechanism 1 configured as described above when the driven side configuration (e.g., the driven side magnet 40 and the rotating member 41) is locked will be described. First, a case will be described in which the power from the driving side mechanism 10 is normally transmitted to the driven side configuration, and the driven side configuration rotates around the rotating member 41 as an axis.

第1実施形態における非接触連結部60は、駆動側マグネット20と、ポールピース25と、従動側マグネット40により構成された磁気ギヤ60bである。駆動側マグネット20は、N極20n及びS極20sからなる磁極対を複数(本実施形態では、2対)有している。N極20n及びS極20sは、駆動側マグネット20の下面において、予め定められたピッチで環状となるように配置されている。 The non-contact connection part 60 in the first embodiment is a magnetic gear 60b composed of a driving magnet 20, a pole piece 25, and a driven magnet 40. The driving magnet 20 has multiple magnetic pole pairs (two pairs in this embodiment) consisting of an N pole 20n and an S pole 20s. The N pole 20n and the S pole 20s are arranged in a ring shape at a predetermined pitch on the underside of the driving magnet 20.

又、従動側マグネット40は、N極40n及びS極40sからなる磁極対を複数(本実施形態では、20対)有している。N極40n及びS極40sは、従動側マグネット40の上面において、予め定められたピッチで環状となるように配置されている。 The driven magnet 40 also has multiple magnetic pole pairs (20 pairs in this embodiment) consisting of N poles 40n and S poles 40s. The N poles 40n and S poles 40s are arranged in a ring shape at a predetermined pitch on the upper surface of the driven magnet 40.

そして、ポールピース25は、積層ケイ素鋼板等により構成された複数の軟磁性体を有している。各ポールピース25は、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の磁極の間において、予め定められたピッチで環状になるように配置されている。本実施形態では、ポールピース25として、駆動側マグネット20における磁極対の個数である2と、従動側マグネット40における磁極対の数である20の合計となる22個の軟磁性体が配置されている。22個の軟磁性体は、それぞれ、モーターケース15の下面に対して溶接等により固定されている。 The pole pieces 25 have multiple soft magnetic bodies made of laminated silicon steel plates or the like. Each pole piece 25 is arranged in a ring shape at a predetermined pitch between the magnetic poles of the driving magnet 20 and the driven magnet 40. In this embodiment, 22 soft magnetic bodies are arranged as pole pieces 25, which is the sum of 2, which is the number of magnetic pole pairs in the driving magnet 20, and 20, which is the number of magnetic pole pairs in the driven magnet 40. Each of the 22 soft magnetic bodies is fixed to the bottom surface of the motor case 15 by welding or the like.

又、磁気ギヤ60bでは、モータ部11の動作により駆動側マグネット20が回転すると、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間における磁気的相互作用により、従動側マグネット40及び回転部材41が駆動側マグネット20とは逆方向に回転する。 In addition, in the magnetic gear 60b, when the driving magnet 20 rotates due to the operation of the motor unit 11, the magnetic interaction between the driving magnet 20 and the driven magnet 40 causes the driven magnet 40 and the rotating member 41 to rotate in the opposite direction to the driving magnet 20.

具体的には、駆動側マグネット20における磁束は、所定ピッチをもって配置されたポールピース25によって分断されることで変調される。これにより、駆動側マグネット20に由来する変調磁束は、従動側マグネット40の磁束と噛み合う状態に変調され、従動側マグネット40の磁束と鎖交して、駆動側機構部10からの動力が従動側機構部35に伝達される。 Specifically, the magnetic flux in the driving magnet 20 is modulated by being divided by the pole pieces 25 arranged at a predetermined pitch. As a result, the modulated magnetic flux originating from the driving magnet 20 is modulated to a state in which it meshes with the magnetic flux of the driven magnet 40, and interlinks with the magnetic flux of the driven magnet 40, transmitting the power from the driving mechanism 10 to the driven mechanism 35.

この時、駆動側マグネット20が予め定められた方向(例えば、時計回り)に回転すると、従動側マグネット40は、駆動側マグネット20とは逆方向(即ち、反時計回り)に回転する。そして、従動側マグネット40の角速度は、駆動側マグネット20における角速度を予め定められた減速比で減速した値となる。磁気ギヤ60bにおける減速比は、従動側マグネット40に配置されている磁極対の数/駆動側マグネット20に配置されている磁極対の数によって定められる。 At this time, when the driving magnet 20 rotates in a predetermined direction (e.g., clockwise), the driven magnet 40 rotates in the opposite direction to the driving magnet 20 (i.e., counterclockwise). The angular velocity of the driven magnet 40 is a value obtained by reducing the angular velocity of the driving magnet 20 at a predetermined reduction ratio. The reduction ratio of the magnetic gear 60b is determined by the number of magnetic pole pairs arranged in the driven magnet 40/the number of magnetic pole pairs arranged in the driving magnet 20.

次に、第1実施形態における磁気ギヤ60bが標準状態にある場合の駆動側マグネット20における回転負荷の変動について説明する。尚、標準状態とは、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間で動力が好適に伝達され、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が何れも円滑に回転する状態をいう。 Next, we will explain the fluctuation of the rotational load on the driving magnet 20 when the magnetic gear 60b in the first embodiment is in a standard state. The standard state refers to a state in which power is suitably transmitted between the driving magnet 20 and the driven magnet 40, and both the driving magnet 20 and the driven magnet 40 rotate smoothly.

標準状態において、一回の回転における駆動側マグネット20と駆動側マグネット20の間における回転負荷の変動は、駆動側マグネット20の磁極対の数と、従動側マグネット40の磁極対の数の最小公倍数となる時点で発生する。 In the standard state, the fluctuation in the rotational load between the driving magnet 20 and the driving magnet 20 during one rotation occurs at the point where the number of magnetic pole pairs of the driving magnet 20 and the number of magnetic pole pairs of the driven magnet 40 are the least common multiple.

例えば、標準状態において、駆動側マグネット20が一秒間に時計回りに10回転し、従動側マグネット40が一秒間に反時計回りに1回転する場合、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40における相対的な回転速度差は、1秒間に11回転となる。この為、標準状態における回転負荷の変動は220Hzで発生することになる。 For example, in the standard state, if the driving magnet 20 rotates 10 times per second clockwise and the driven magnet 40 rotates once per second counterclockwise, the relative rotational speed difference between the driving magnet 20 and the driven magnet 40 is 11 rotations per second. Therefore, the fluctuation in the rotational load in the standard state occurs at 220 Hz.

続いて、第1実施形態における磁気ギヤ60bがロック状態にある場合における回転負荷の変動について説明する。尚、ロック状態とは、駆動側マグネット20は回転自在な状態であるが、従動側マグネット40が何らかの事由で固着している状態を意味する。 Next, we will explain the fluctuation of the rotational load when the magnetic gear 60b in the first embodiment is in a locked state. Note that the locked state means that the driving magnet 20 is in a freely rotatable state, but the driven magnet 40 is stuck for some reason.

上述した標準状態の例を用いて、ロック状態を考察すると、従動側マグネット40とポールピース25の作用によって、駆動側マグネット20とポールピース25の間の空隙に4極の空間高調波が固定された状態になる。このため、駆動側マグネット20の4極とシャフト14の回転数から20Hzの回転負荷の変動を生じる。 Considering the locked state using the example of the standard state described above, the action of the driven magnet 40 and the pole piece 25 causes the four-pole spatial harmonic to be fixed in the gap between the driving magnet 20 and the pole piece 25. As a result, the four poles of the driving magnet 20 and the rotation speed of the shaft 14 cause a fluctuation in the rotation load of 20 Hz.

そして、第1実施形態では、駆動側マグネット20は、シャフト14を介して、モータ部11のロータ13と一体化している。この為、ロック状態における回転負荷の変動が発生すると、駆動側マグネット20の回転負荷の変動は、モータ部11に関する速度フィードバックによって、入力電流の変動として表れる。 In the first embodiment, the driving magnet 20 is integrated with the rotor 13 of the motor unit 11 via the shaft 14. Therefore, when a fluctuation in the rotational load occurs in the locked state, the fluctuation in the rotational load of the driving magnet 20 appears as a fluctuation in the input current due to the speed feedback related to the motor unit 11.

従って、第1実施形態では、入力電流センサ73aの検出結果に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、
尚、ロック状態において発生する入力電流の変動に係る周波数は、モータ部11に対する駆動電流の変動に係る周波数とは異なっている為、入力電流の変動に係る周波数を特定することで、従動側マグネット40等がロックしたことを検知することができる。
Therefore, in the first embodiment, the lock determination unit 71 performs frequency analysis on the detection result of the input current sensor 73a,
Furthermore, since the frequency of the fluctuations in the input current that occur in a locked state is different from the frequency of the fluctuations in the drive current to the motor unit 11, it is possible to detect that the driven side magnet 40, etc., has locked by identifying the frequency of the fluctuations in the input current.

そして、標準状態における入力電力に対する周波数分析の結果と、ロック時分析結果RLを比較する際に、ある特定の周波数(以下、特定周波数という)に着目することによって、より容易に、従動側マグネット40等にロックが生じていることがわかる。 When comparing the results of the frequency analysis of the input power in the standard state with the locked analysis result RL, by focusing on a certain specific frequency (hereinafter referred to as the specific frequency), it becomes easier to determine whether the driven magnet 40, etc., is locked.

図4は、入力電流センサ73aの検出結果に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施したロック時分析結果RLの一例を示すグラフである。図4に示すロック時分析結果RLからわかるように、特定周波数fsにおいて、入力電流のピークが表れており、従動側マグネット40等のロックによる回転負荷の変動によるものである。 Figure 4 is a graph showing an example of a locked-state analysis result RL obtained by performing a frequency analysis on the detection result of the input current sensor 73a by the lock determination unit 71. As can be seen from the locked-state analysis result RL shown in Figure 4, a peak in the input current appears at a specific frequency fs, which is due to fluctuations in the rotation load caused by the locking of the driven magnet 40, etc.

第1実施形態における特定周波数fsのピークは、モータ部11の極数と駆動側マグネット20の極数が異なっている(例えば、モータ部11の極数が12で駆動側マグネット20の極数が4)という条件を満たすことで、より明確に特定することができる。 The peak of the specific frequency fs in the first embodiment can be more clearly identified by satisfying the condition that the number of poles of the motor unit 11 and the number of poles of the drive side magnet 20 are different (for example, the number of poles of the motor unit 11 is 12 and the number of poles of the drive side magnet 20 is 4).

このように、第1実施形態に係る動力伝達機構1によれば、ロック判定部71にて入力電流の周波数分析を行った結果について、標準状態とロック状態を比較することで、従動側マグネット40等にロックが生じているか否かを、容易に判定することができる。 In this way, with the power transmission mechanism 1 according to the first embodiment, the lock determination unit 71 performs frequency analysis of the input current and compares the standard state with the locked state, making it easy to determine whether the driven magnet 40, etc., is locked.

続いて、第1実施形態に係る動力伝達機構1におけるロック判定制御の内容について、図5を参照して説明する。上述したように、動力伝達機構1を含む膨張弁Evは、車両に搭載された車両用空調装置における冷凍サイクルの構成機器として搭載されている。従って、ロック判定制御は、車両が起動された時点で、ロック判定部71により実行される。 Next, the contents of the lock determination control in the power transmission mechanism 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 5. As described above, the expansion valve Ev including the power transmission mechanism 1 is installed as a component of the refrigeration cycle in the vehicle air conditioner installed in the vehicle. Therefore, the lock determination control is executed by the lock determination unit 71 when the vehicle is started.

先ず、車両の起動と共に実行されるステップS1では、駆動側機構部10を構成するモータ部11の駆動が行われる。この時、モータ部11は、ロータ13を一定回転で作動させる。 First, in step S1, which is executed when the vehicle is started, the motor unit 11 that constitutes the drive side mechanism unit 10 is driven. At this time, the motor unit 11 operates the rotor 13 at a constant rotation speed.

ステップS2に移行すると、ステップS1における入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップS1におけるモータ部11の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部71によって行われる。 When the process proceeds to step S2, a signal analysis process is performed on the input current detection result in step S1. That is, the lock determination unit 71 performs a frequency analysis using a fast Fourier transform on the input current detection result detected when the motor unit 11 is driven in step S1.

ステップS3では、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。ロック判定条件とは、従動側マグネット40等がロックしていると判定される条件を意味しており、第1実施形態では、入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えることである。 In step S3, it is determined whether or not the lock determination condition is satisfied. The lock determination condition refers to a condition under which the driven magnet 40 or the like is determined to be locked, and in the first embodiment, the result of frequency analysis of the input current is that the value of the input current at a specific frequency fs exceeds a reference value.

尚、基準値とは、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値に基づいて定められる。 The reference value is determined based on the standard state, for example, based on the value of the input current at a specific frequency fs as a result of frequency analysis of the input current in the standard state.

入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップS12に処理を移行し、そうでない場合は、ステップS4に処理を進める。 If the result of the frequency analysis of the input current indicates that the value of the input current at a specific frequency fs exceeds the reference value, the process proceeds to step S12; otherwise, the process proceeds to step S4.

ステップS4においては、エアコン起動信号を受信したか否かが判定される。エアコン起動信号は、車両用空調装置を構成する空調制御装置から出力される制御信号であり、例えば、車両の操作パネルを用いて、空調運転の開始を指示する操作が行われた場合に出力される。エアコン起動信号を受信していない場合は、エアコン起動信号を受信するまで、処理を待機し、エアコン起動信号を受信した場合、ステップS5に処理を進める。 In step S4, it is determined whether an air conditioner start signal has been received. The air conditioner start signal is a control signal output from an air conditioning control device that constitutes a vehicle air conditioner, and is output when, for example, an operation is performed using the vehicle's operation panel to instruct the start of air conditioning operation. If the air conditioner start signal has not been received, processing waits until the air conditioner start signal is received, and if the air conditioner start signal is received, processing proceeds to step S5.

ステップS5に移行すると、車両用空調装置における空調運転の開始に伴う初期化処理の一つとして、駆動側機構部10を構成するモータ部11の駆動が行われる。この場合もステップS1と同様に、モータ部11は、ロータ13を一定回転で作動させる。 When the process proceeds to step S5, the motor unit 11 constituting the drive side mechanism unit 10 is driven as part of the initialization process associated with the start of air conditioning operation in the vehicle air conditioner. In this case, as in step S1, the motor unit 11 operates the rotor 13 at a constant rotation speed.

ステップS6においては、ステップS5における入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップS5におけるモータ部11の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部71によって行われる。 In step S6, a signal analysis process is performed on the input current detection result in step S5. That is, the lock determination unit 71 performs a frequency analysis using a fast Fourier transform on the input current detection result detected when the motor unit 11 is driven in step S5.

ステップS7では、ステップS3と同様に、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップS12に処理を移行し、そうでない場合は、ステップS8に処理を進める。 In step S7, similar to step S3, it is determined whether the lock determination condition is met. If the result of the frequency analysis of the input current indicates that the input current value at the specific frequency fs exceeds the reference value, the process proceeds to step S12; otherwise, the process proceeds to step S8.

ステップS8においては、ステップS4~ステップS7において、従動側マグネット40等のロックが発生していないと判定されている為、エアコン起動信号に基づいて、車両用空調装置における空調運転が開始される。 In step S8, since it has been determined in steps S4 to S7 that the driven magnet 40 or the like has not been locked, the air conditioning operation in the vehicle air conditioner is started based on the air conditioner start signal.

この時、車両用空調装置では、空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルからの操作信号に基づいて運転モードが選定され、選定された運転モードに基づいて車両用空調装置の各構成機器に対する制御信号が出力される。従って、膨張弁Evに対しては、運転モードに基づく開度制御を実現する為に、モータ部11の駆動制御信号が出力される。 At this time, the vehicle air conditioner selects an operation mode based on the detection signals of the air conditioning control sensors and the operation signal from the operation panel, and outputs control signals to each component of the vehicle air conditioner based on the selected operation mode. Therefore, a drive control signal for the motor unit 11 is output to the expansion valve Ev to realize opening control based on the operation mode.

ステップS9では、車両用空調装置の空調運転中において、駆動側機構部10を構成するモータ部11の駆動が行われる。車両用空調装置の空調運転が実行されている為、膨張弁Evのモータ部11には、空調運転の態様に応じた絞り開度を実現する為の制御信号が出力され、モータ部11は、制御信号に基づいてロータ13を作動させる。 In step S9, the motor unit 11 constituting the drive side mechanism unit 10 is driven during the air conditioning operation of the vehicle air conditioner. As the air conditioning operation of the vehicle air conditioner is being performed, a control signal is output to the motor unit 11 of the expansion valve Ev to realize a throttle opening degree according to the state of the air conditioning operation, and the motor unit 11 operates the rotor 13 based on the control signal.

ステップS10においては、ステップS9における膨張弁Evの開度制御に伴う入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップS10におけるモータ部11の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部71によって行われる。 In step S10, a signal analysis process is performed on the detection result of the input current associated with the opening control of the expansion valve Ev in step S9. That is, the lock determination unit 71 performs a frequency analysis using a fast Fourier transform on the detection result of the input current detected when the motor unit 11 is driven in step S10.

ステップS11では、ステップS3、ステップS7と同様に、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップS12に処理を移行し、そうでない場合は、ステップS9に処理を戻し、空調運転中における従動側マグネット40等のロック判定を継続する。 In step S11, as in steps S3 and S7, it is determined whether the lock determination condition is met. If the result of the frequency analysis of the input current indicates that the value of the input current at a specific frequency fs exceeds the reference value, the process proceeds to step S12; if not, the process returns to step S9 and the lock determination of the driven magnet 40, etc. during air conditioning operation continues.

ステップS12に移行すると、ステップS3、ステップS7、ステップS11にてロック判定条件を満たすと判定されたことに基づいて、ロック発生信号を出力する。ロック発生信号は、従動側マグネット40や回転部材41が固着してロックしている状態であることを示す信号である。ロック発生信号を出力した後、ロック判定制御を終了する。 When the process proceeds to step S12, a lock occurrence signal is output based on the determination that the lock determination conditions are met in steps S3, S7, and S11. The lock occurrence signal is a signal indicating that the driven magnet 40 or the rotating member 41 is stuck and locked. After the lock occurrence signal is output, the lock determination control is terminated.

尚、ロック発生信号の出力先としては、例えば、車両用空調装置の空調制御装置や、車両本体側の制御装置にすることができる。ロック発生信号を空調制御装置に対して出力した場合、空調制御装置は、動力伝達機構1の動作(即ち、膨張弁Evの動作)を停止させる。又、ステップS7、ステップS11において、ロック判定条件を満たした場合については、車両用空調装置の空調運転を停止させても良い。 The lock occurrence signal can be output to, for example, an air conditioning control device of a vehicle air conditioner or a control device on the vehicle body side. When the lock occurrence signal is output to the air conditioning control device, the air conditioning control device stops the operation of the power transmission mechanism 1 (i.e., the operation of the expansion valve Ev). Also, if the lock determination conditions are met in steps S7 and S11, the air conditioning operation of the vehicle air conditioner may be stopped.

第1実施形態に係る動力伝達機構1によれば、図5に示すロック判定制御を実行することによって、従動側マグネット40等にロックが発生しているか否かを常時監視することができる。つまり、従動側マグネット40等にロックが発生した時点で、ロックの発生を認知して、ロックを解消する為の対応策をとることができる。 According to the power transmission mechanism 1 of the first embodiment, by executing the lock determination control shown in FIG. 5, it is possible to constantly monitor whether or not a lock has occurred in the driven magnet 40, etc. In other words, when a lock occurs in the driven magnet 40, etc., it is possible to recognize the occurrence of the lock and take measures to eliminate the lock.

以上説明したように、第1実施形態に係る動力伝達機構1によれば、駆動側機構部10のシャフト14と、従動側機構部35の回転部材41が、非接触連結部60である磁気ギヤ60bにて、磁力を利用して非接触で連結されている。この為、駆動側マグネット20が回転している状態で、従動側マグネット40及び回転部材41がロックすると、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間における磁力の影響で、シャフト14及び駆動側マグネット20の回転負荷が周期的に変動する。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the first embodiment, the shaft 14 of the driving side mechanism 10 and the rotating member 41 of the driven side mechanism 35 are connected in a non-contact manner using magnetic force by the magnetic gear 60b, which is the non-contact connecting part 60. Therefore, if the driven side magnet 40 and the rotating member 41 are locked while the driving side magnet 20 is rotating, the rotational load of the shaft 14 and the driving side magnet 20 will periodically fluctuate due to the influence of the magnetic force between the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40.

動力伝達機構1によれば、駆動側機構部10における回転負荷の変動を用いることによって、別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックが発生しているか否かを判定することができる。 The power transmission mechanism 1 can use the fluctuation in the rotational load in the drive mechanism 10 to determine whether or not the driven magnet 40 in the separately partitioned driven mechanism 35 has been locked.

図1、図2に示すように、第1実施形態に係る動力伝達機構1における非接触連結部60は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間に、ポールピース25を配置した磁気ギヤ60bにより構成されている。そして、この構成において、モータ部11の極数が駆動側マグネット20におけるN極20n及びS極20sを合算した極数と異なっている。 As shown in Figures 1 and 2, the non-contact connection unit 60 in the power transmission mechanism 1 according to the first embodiment is composed of a magnetic gear 60b with a pole piece 25 disposed between the driving magnet 20 and the driven magnet 40. In this configuration, the number of poles in the motor unit 11 is different from the total number of poles of the N poles 20n and S poles 20s in the driving magnet 20.

これにより、図5に示すロック判定制御における周波数分析において、特定周波数fsを明確に区別することができ、ロック判定条件を満たすか否かの判定精度を向上させることができる。モータ部11の駆動電流と異なる周波数で、ロック判定条件を満たすか否かを判定できるので、機器の経年劣化等で発生する駆動電流の増加等に起因する誤検知を抑制することができる。 As a result, in the frequency analysis in the lock determination control shown in FIG. 5, the specific frequency fs can be clearly distinguished, and the accuracy of determining whether or not the lock determination condition is met can be improved. Since it is possible to determine whether or not the lock determination condition is met at a frequency different from the drive current of the motor unit 11, it is possible to suppress erroneous detections caused by an increase in the drive current due to aging of the equipment, etc.

そして、図3~図5に示すように、第1実施形態に係る動力伝達機構1において、モータ部11の入力電流に対する周波数分析が行われ、特定周波数fsにおける入力電流が基準値を超えた場合に、従動側マグネット40のロックが発生していると判定される。 As shown in Figures 3 to 5, in the power transmission mechanism 1 according to the first embodiment, a frequency analysis is performed on the input current of the motor unit 11, and if the input current at a specific frequency fs exceeds a reference value, it is determined that the driven magnet 40 is locked.

これにより、比較的検出が容易な入力電流の変動に基づいて、駆動側機構部10とは区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定することができる。 This makes it possible to accurately determine the locking of the driven side magnet 40 in the driven side mechanism section 35, which is separated from the drive side mechanism section 10, based on fluctuations in the input current, which are relatively easy to detect.

(第1実施形態の変形例)
上述した第1実施形態においては、モータ部11の極数と駆動側マグネット20の極数が異なるように構成されていることを条件として、ロック時分析結果RLにおける特定周波数fsの値を用いて、ロック判定条件を満たすか否かを判定していた。
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment described above, the number of poles of the motor unit 11 and the number of poles of the drive side magnet 20 are configured to be different, and the value of the specific frequency fs in the locked state analysis result RL is used to determine whether or not the lock determination condition is satisfied.

第1実施形態に係る変形例として、ロック判定条件を、2種類の特定周波数fs及び特定周波数fssの値を用いるように構成することも可能である。 As a modified example of the first embodiment, it is also possible to configure the lock determination condition to use two types of specific frequency fs and specific frequency fss values.

この態様を採用する際の条件の一つとして、モータ部11の極数の1/2が、駆動側マグネット20における極数の1/2と従動側マグネット40における極数の1/2の最小公倍数と異なっていることが挙げられる。この条件を満たすことによって、図4に示すロック時分析結果RLにおける特定周波数fsにおけるピークを用いて、ロック判定条件を満たすか否かを判定することができる。 One of the conditions for adopting this embodiment is that 1/2 of the number of poles in the motor unit 11 is different from the least common multiple of 1/2 the number of poles in the driving magnet 20 and 1/2 the number of poles in the driven magnet 40. By satisfying this condition, it is possible to determine whether or not the lock determination condition is satisfied using the peak at a specific frequency fs in the locked state analysis result RL shown in Figure 4.

又、モータ部11の極数とモータ部11のステータ12における突極数の最小公倍数が、駆動側マグネット20における極数の1/2と従動側マグネット40における極数の1/2の最小公倍数と異なっているという条件を満たしている。これにより、特定周波数fssの値を利用することができ、図4に示すように、特定周波数fssは、特定周波数fsよりも高い周波数を示している。 In addition, the condition that the least common multiple of the number of poles of the motor unit 11 and the number of salient poles in the stator 12 of the motor unit 11 is different from the least common multiple of 1/2 the number of poles in the driving side magnet 20 and 1/2 the number of poles in the driven side magnet 40 is satisfied. This makes it possible to utilize the value of the specific frequency fss, and as shown in Figure 4, the specific frequency fss indicates a frequency higher than the specific frequency fs.

このように、ロック判定条件に際して、特定周波数fsの値による判定と、特定周波数fssの値による判定を用いることによって、より高い精度をもって、従動側マグネット40等のロックが生じているか否かを判定することができる。 In this way, by using the value of the specific frequency fs and the value of the specific frequency fss as the lock determination conditions, it is possible to determine with greater accuracy whether or not the driven magnet 40, etc., is locked.

(第2実施形態)
次に、第1実施形態と異なる第2実施形態について、図6を参照して説明する。第2実施形態では、非接触連結部60の構成が第1実施形態と相違している。その他の構成については、第1実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment, which is different from the first embodiment, will be described with reference to Fig. 6. In the second embodiment, the configuration of the non-contact connecting portion 60 is different from that of the first embodiment. The other configurations are the same as those of the first embodiment, so that the description will be omitted.

図6に示すように、第2実施形態に係る膨張弁Evにおいても、動力伝達機構1が配置されている。第2実施形態の動力伝達機構1には、非接触連結部60として、マグネットカップリング60aが採用されている。マグネットカップリング60aは、駆動側マグネット20と、従動側マグネット40によって構成されている。つまり、マグネットカップリング60aの場合、上述した磁気ギヤ60bと異なり、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間に、ポールピース25が配置されていない。 As shown in FIG. 6, the power transmission mechanism 1 is also arranged in the expansion valve Ev according to the second embodiment. In the power transmission mechanism 1 of the second embodiment, a magnetic coupling 60a is adopted as the non-contact connecting part 60. The magnetic coupling 60a is composed of a driving side magnet 20 and a driven side magnet 40. In other words, in the case of the magnetic coupling 60a, unlike the magnetic gear 60b described above, a pole piece 25 is not arranged between the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40.

第2実施形態に係る駆動側マグネット20は、第1実施形態と同様に、円板状に形成されており、駆動側マグネット20の下面には、N極20n及びS極20sからなる一対の磁石が、円周方向に沿って少なくとも一組配置されている。第2実施形態における駆動側マグネット20の極数は8である。 The driving side magnet 20 according to the second embodiment is formed in a disk shape, as in the first embodiment, and at least one pair of magnets consisting of an N pole 20n and an S pole 20s is arranged along the circumferential direction on the underside of the driving side magnet 20. The number of poles of the driving side magnet 20 in the second embodiment is eight.

そして、第2実施形態に係る従動側マグネット40は、第1実施形態と同様に、円板状に形成されており、図6に示すように、封止板51の下方に位置する本体部50の内部空間に配置されている。従動側マグネット40の上面には、N極40n及びS極40sからなる一対の磁石が円周方向に沿って略等間隔に複数個配置されている。第2実施形態における従動側マグネット40の極数は、駆動側マグネット20の極数と同数であり、8である。 The driven magnet 40 according to the second embodiment is formed in a disk shape, as in the first embodiment, and is disposed in the internal space of the main body 50 located below the sealing plate 51, as shown in FIG. 6. A plurality of pairs of magnets, each consisting of an N pole 40n and an S pole 40s, are disposed at approximately equal intervals along the circumferential direction on the upper surface of the driven magnet 40. The number of poles of the driven magnet 40 in the second embodiment is the same as the number of poles of the driving magnet 20, which is 8.

第2実施形態における駆動側マグネット20の磁極の数と従動側マグネット40の磁極の数が同数である為、駆動側マグネット20と従動側マグネット40は、磁気的相互作用によって同期して回転する。つまり、従動側マグネット40の回転速度は、駆動側マグネット20の回転速度と等しくなる。 In the second embodiment, the number of magnetic poles of the driving magnet 20 and the number of magnetic poles of the driven magnet 40 are the same, so the driving magnet 20 and the driven magnet 40 rotate synchronously due to magnetic interaction. In other words, the rotational speed of the driven magnet 40 is equal to the rotational speed of the driving magnet 20.

第2実施形態によれば、モーターケース15及び封止板51を介して、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間で磁気的相互作用を発揮させることで、駆動側機構部10で生じた動力を、磁力を用いて従動側機構部35に伝達することができる。 According to the second embodiment, by exerting magnetic interaction between the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40 via the motor case 15 and the sealing plate 51, the power generated in the driving side mechanism 10 can be transmitted to the driven side mechanism 35 using magnetic force.

第2実施形態に係る動力伝達機構1においても、従動側マグネット40等が固着したロック状態になった場合、駆動側マグネット20側は、制限を受けることなく回転し続けることができる。この場合、マグネットカップリング60aの極数(即ち、駆動側マグネット20の極数又は従動側マグネット40の極数)に応じて、駆動側マグネット20に対する回転負荷の変動が特定周波数fsで発生する。 Even in the power transmission mechanism 1 according to the second embodiment, when the driven magnet 40 or the like is stuck and locked, the driving magnet 20 can continue to rotate without restriction. In this case, the rotational load on the driving magnet 20 fluctuates at a specific frequency fs depending on the number of poles of the magnetic coupling 60a (i.e., the number of poles of the driving magnet 20 or the number of poles of the driven magnet 40).

そして、第2実施形態においても、回転負荷の変動は速度フィードバックによって入力電流等の変動となって現れる。この結果、第2実施形態に係る動力伝達機構1でも、入力電流等に対して周波数分析を施すことで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知することができる。 In the second embodiment, the fluctuation in the rotational load also appears as a fluctuation in the input current, etc., due to speed feedback. As a result, in the power transmission mechanism 1 according to the second embodiment, it is possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc., by performing frequency analysis on the input current, etc.

そして、この構成において、モータ部11の極数がマグネットカップリング60aの極数と異なっている。マグネットカップリング60aの極数は、駆動側マグネット20におけるN極20n及びS極20sを合算した極数であり、従動側マグネット40におけるN極40n及びS極40sを合算した極数である。 In this configuration, the number of poles of the motor section 11 is different from the number of poles of the magnetic coupling 60a. The number of poles of the magnetic coupling 60a is the total number of poles of the N poles 20n and S poles 20s of the driving side magnet 20, and is the total number of poles of the N poles 40n and S poles 40s of the driven side magnet 40.

これにより、第2実施形態に係る動力伝達機構1においても、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数fsを明確に区別することができ、ロック判定条件を満たすか否かの判定精度を向上させることができる。 As a result, in the power transmission mechanism 1 according to the second embodiment, the specific frequency fs can be clearly distinguished in the frequency analysis during the lock determination control, as in the above-described embodiment, and the accuracy of determining whether or not the lock determination condition is satisfied can be improved.

以上説明したように、第2実施形態に係る動力伝達機構1によれば、非接触連結部60がマグネットカップリング60aにて構成されている場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the second embodiment, even if the non-contact connecting portion 60 is configured as a magnetic coupling 60a, the same effects as those of the above-mentioned embodiment can be obtained from the same configuration as those of the above-mentioned embodiment.

即ち、第2実施形態に係る動力伝達機構1によれば、非接触連結部60としてマグネットカップリング60aを採用した場合でも、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定できる。 In other words, according to the power transmission mechanism 1 of the second embodiment, even when a magnetic coupling 60a is used as the non-contact connecting part 60, the locking of the driven side magnet 40 in the driven side mechanism part 35, which is partitioned separately from the driving side mechanism part 10, can be accurately determined.

又、第2実施形態においては、モータ部11の極数が、マグネットカップリング60aの極数と異なっている。この為、第2実施形態に係る動力伝達機構1においても、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数fsを明確に区別することができる。 In addition, in the second embodiment, the number of poles of the motor unit 11 is different from the number of poles of the magnetic coupling 60a. Therefore, in the power transmission mechanism 1 according to the second embodiment, the specific frequency fs can be clearly distinguished by frequency analysis in the lock determination control, as in the above-mentioned embodiment.

(第3実施形態)
続いて、上述した実施形態と異なる第3実施形態について、図7、図8を参照して説明する。第3実施形態では、駆動側機構部10の構成が上述した実施形態と相違している。従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Fig. 7 and Fig. 8. In the third embodiment, the configuration of the drive side mechanism 10 is different from that of the above-described embodiment. The configuration of the driven side mechanism 35 and the like is the same as that of the above-described embodiment, so a repeated description will be omitted.

図7、図8に示すように、第3実施形態に係る動力伝達機構1では、モータ部11で生じた動力は、減速機構部30を介して、駆動側マグネット20に伝達されるように構成されている。 As shown in Figures 7 and 8, in the power transmission mechanism 1 according to the third embodiment, the power generated in the motor section 11 is configured to be transmitted to the driving side magnet 20 via the reduction mechanism section 30.

第3実施形態に係る減速機構部30は、遊星歯車機構によって構成され、太陽歯車31と、リングギヤである出力ギヤ33と、これらのギヤと噛み合う3つの遊星歯車32を回転自在に支持するキャリヤとを有している。減速機構部30は、遊星歯車機構の差動を利用して、モータ部11のロータ13の回転を大きく減速して、駆動側マグネット20に伝達している。 The reduction mechanism 30 according to the third embodiment is configured with a planetary gear mechanism and has a sun gear 31, an output gear 33 which is a ring gear, and a carrier which rotatably supports three planetary gears 32 which mesh with these gears. The reduction mechanism 30 utilizes the differential of the planetary gear mechanism to significantly reduce the rotation of the rotor 13 of the motor 11 and transmit it to the drive magnet 20.

第3実施形態に係る動力伝達機構1において、シャフト14の下端部には、太陽歯車31が取り付けられている。上述したように、シャフト14はロータ13と一体的に回転する為、太陽歯車31はロータ13の回転と同期して回転する。 In the power transmission mechanism 1 according to the third embodiment, a sun gear 31 is attached to the lower end of the shaft 14. As described above, the shaft 14 rotates integrally with the rotor 13, so the sun gear 31 rotates in synchronization with the rotation of the rotor 13.

上述したように、出力ギヤ33はリングギヤによって構成されており、リングギヤの内側に予め定められた歯数の内歯を有している。図7、図8に示すように、太陽歯車31は出力ギヤ33に係るリングの中央部に配置されている。 As described above, the output gear 33 is composed of a ring gear and has a predetermined number of internal teeth on the inside of the ring gear. As shown in Figures 7 and 8, the sun gear 31 is disposed in the center of the ring associated with the output gear 33.

キャリヤは、リング状に形成されており、太陽歯車31の外歯と出力ギヤ33の内歯の間に位置するように、モーターケース15に固定されている。3つの遊星歯車32は、太陽歯車31の外歯と、出力ギヤ33の内歯と夫々噛み合うように配置されており、キャリヤによって回転自在に支持されている。 The carrier is formed in a ring shape and is fixed to the motor case 15 so as to be positioned between the external teeth of the sun gear 31 and the internal teeth of the output gear 33. The three planetary gears 32 are arranged so as to mesh with the external teeth of the sun gear 31 and the internal teeth of the output gear 33, respectively, and are supported rotatably by the carrier.

このように構成することで、減速機構部30では、太陽歯車31の回転が、予め定められた減速比で減速されて出力ギヤ33に伝達される。出力ギヤ33には、出力軸33sが取り付けられている。第3実施形態において、出力軸33sは、シャフト14及び回転部材41と同軸状に配置されており、出力ギヤ33と共に回転する。 By configuring in this way, in the reduction mechanism 30, the rotation of the sun gear 31 is reduced at a predetermined reduction ratio and transmitted to the output gear 33. An output shaft 33s is attached to the output gear 33. In the third embodiment, the output shaft 33s is arranged coaxially with the shaft 14 and the rotating member 41, and rotates together with the output gear 33.

図7、図8に示すように、第3実施形態では、出力軸33sの下端部に対して、駆動側マグネット20が取り付けられている。駆動側マグネット20は、出力ギヤ33の回転に伴って一体的に回転する。つまり、第3実施形態において、モータ部11のロータ13の回転は、予め定められた減速比で減速されて、出力ギヤ33に伝達されるので、駆動側マグネット20は、モータ部11によって回転させられる。 As shown in Figures 7 and 8, in the third embodiment, a driving magnet 20 is attached to the lower end of the output shaft 33s. The driving magnet 20 rotates integrally with the output gear 33 as it rotates. In other words, in the third embodiment, the rotation of the rotor 13 of the motor unit 11 is reduced at a predetermined reduction ratio and transmitted to the output gear 33, so that the driving magnet 20 is rotated by the motor unit 11.

そして、第3実施形態に係る動力伝達機構1において、非接触連結部60として、マグネットカップリング60aが採用されており、駆動側マグネット20と、従動側マグネット40によって構成されている。マグネットカップリング60aの構成及び作用については、第2実施形態において既に説明済みである為、再度の説明は省略する。 In the power transmission mechanism 1 according to the third embodiment, a magnetic coupling 60a is used as the non-contact connecting part 60, and is composed of a driving magnet 20 and a driven magnet 40. The configuration and function of the magnetic coupling 60a have already been explained in the second embodiment, so a repeated explanation will be omitted.

従って、第3実施形態においても、回転負荷の変動は速度フィードバックによって入力電流等の変動となって現れる。この結果、第3実施形態に係る動力伝達機構1でも、入力電流等に対して周波数分析を施すことで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知することができる。 Therefore, even in the third embodiment, fluctuations in the rotational load are manifested as fluctuations in the input current, etc., due to speed feedback. As a result, even in the power transmission mechanism 1 according to the third embodiment, it is possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc., by performing frequency analysis on the input current, etc.

そして、第3実施形態において、モータ部11の極数に対して減速機構部30の減速比を乗算した値が、マグネットカップリング60aの極数と異なっているという条件を満たすように構成されている。更に、第3実施形態では、減速機構部30の減速比がマグネットカップリング60aの極数と異なっているという条件を満たすように構成されている。 In the third embodiment, the motor unit 11 is configured to satisfy the condition that the reduction ratio of the reduction mechanism unit 30 is different from the number of poles of the magnetic coupling 60a. In the third embodiment, the motor unit 11 is configured to satisfy the condition that the reduction ratio of the reduction mechanism unit 30 is different from the number of poles of the magnetic coupling 60a.

このように構成することで、第3実施形態に係る動力伝達機構1でも、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数fsを明確に区別することができ、ロック判定条件を満たすか否かの判定精度を向上させることができる。 By configuring it in this way, the power transmission mechanism 1 according to the third embodiment can also clearly distinguish the specific frequency fs in the frequency analysis during the lock determination control, as in the above-described embodiment, thereby improving the accuracy of determining whether or not the lock determination condition is satisfied.

以上説明したように、第3実施形態に係る動力伝達機構1によれば、モータ部11から駆動側マグネット20の間に減速機構部30を配置した構成であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the third embodiment, even if the reduction mechanism section 30 is arranged between the motor section 11 and the driving side magnet 20, the same effect as in the above-mentioned embodiment can be obtained from the same configuration as in the above-mentioned embodiment.

即ち、第3実施形態に係る動力伝達機構1によれば、減速機構部30を介して、駆動側マグネット20に動力を伝達する構成とした場合でも、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定できる。 In other words, according to the power transmission mechanism 1 of the third embodiment, even if the power is transmitted to the driving magnet 20 via the reduction mechanism 30, the locking of the driven magnet 40 in the driven mechanism 35, which is partitioned separately from the driving mechanism 10, can be accurately determined.

又、第3実施形態においては、モータ部11の極数に減速機構部30の減速比を乗算した値が、マグネットカップリング60aの極数と異なっており、且つ、減速機構部30の減速比がマグネットカップリング60aの極数と異なるように構成されている。この為、第3実施形態に係る動力伝達機構1においても、ロック判定制御における周波数分析にて、上述した実施形態と同様に、特定周波数fsを明確に区別することができる。 In addition, in the third embodiment, the value obtained by multiplying the number of poles of the motor unit 11 by the reduction ratio of the reduction mechanism unit 30 is different from the number of poles of the magnetic coupling 60a, and the reduction ratio of the reduction mechanism unit 30 is different from the number of poles of the magnetic coupling 60a. Therefore, in the power transmission mechanism 1 according to the third embodiment, the specific frequency fs can be clearly distinguished by frequency analysis in the lock determination control, as in the above-mentioned embodiment.

(第4実施形態)
次に、上述した実施形態と異なる第4実施形態について、図9、図10を参照して説明する。第4実施形態では、駆動側機構部10におけるモータ部11の構成が上述した実施形態と相違している。従動側機構部35及び非接触連結部60等の構成については、上述した第1実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Figures 9 and 10. In the fourth embodiment, the configuration of the motor unit 11 in the drive side mechanism unit 10 is different from that of the above-described embodiment. The configurations of the driven side mechanism unit 35 and the non-contact connecting unit 60, etc. are the same as those of the first embodiment described above, so that a repeated description will be omitted.

図9、図10に示すように、第4実施形態に係る動力伝達機構1では、モータ部11として、アキシャルギヤップモータ11bが採用されている。アキシャルギヤップモータ11bは、ステータ12と、ロータ13と、シャフト14を有しており、ステータ12及びロータ13がシャフト14の軸方向に重なるように配置されている。 As shown in Figures 9 and 10, the power transmission mechanism 1 according to the fourth embodiment employs an axial gear motor 11b as the motor section 11. The axial gear motor 11b has a stator 12, a rotor 13, and a shaft 14, and the stator 12 and the rotor 13 are arranged to overlap in the axial direction of the shaft 14.

アキシャルギヤップモータ11bは、ステータ12及びロータ13が軸方向に重なるように配置することで、ステータ12とロータ13の対向面積を確保することができる。即ち、アキシャルギヤップモータ11bは、モータ部11の薄型化と、高トルクの維持を両立させている。 The axial gear motor 11b is able to secure a sufficient opposing area between the stator 12 and the rotor 13 by arranging the stator 12 and the rotor 13 so that they overlap in the axial direction. In other words, the axial gear motor 11b achieves both a thin motor section 11 and the maintenance of high torque.

アキシャルギヤップモータ11bにおけるステータ12は、環状に形成されたバックヨークと、バックヨークから垂直に伸びる複数のティースを有するステータコアに対して、三相(即ち、U相、V相、W相)のステータコイル12aを巻回して構成されている。 The stator 12 in the axial gear motor 11b is constructed by winding three-phase (i.e., U-phase, V-phase, and W-phase) stator coils 12a around a stator core having a ring-shaped back yoke and multiple teeth extending vertically from the back yoke.

図10に示すように、ロータ13は、円板状に形成されており、ステータ12の下側において、同軸上に配置されている。ロータ13には、ロータマグネットが円環状に設けられており、ステータ12における複数のティースと対向するように配置されている。そして、ロータ13の中心部には、シャフト14の一端部が接合されている。ロータ13より下方に伸びるシャフト14の他端部には、駆動側マグネット20が取り付けられている。 As shown in FIG. 10, the rotor 13 is formed in a disk shape and is arranged coaxially below the stator 12. The rotor 13 has a rotor magnet arranged in an annular shape and arranged to face multiple teeth on the stator 12. One end of the shaft 14 is joined to the center of the rotor 13. A drive magnet 20 is attached to the other end of the shaft 14, which extends downward from the rotor 13.

従って、第4実施形態においても、アキシャルギヤップモータ11bの動作によってロータ13が回転すると、駆動側マグネット20は、ロータ13及びシャフト14と一体的に回転する。又、図9に示すように、モーターケース15の内部において、駆動側マグネット20の下方には、第1実施形態と同様に、ポールピース25が配置されている。 Therefore, in the fourth embodiment, when the rotor 13 rotates due to the operation of the axial gear motor 11b, the driving magnet 20 rotates integrally with the rotor 13 and the shaft 14. Also, as shown in FIG. 9, inside the motor case 15, a pole piece 25 is disposed below the driving magnet 20, as in the first embodiment.

つまり、第4実施形態に係る動力伝達機構1によれば、アキシャルギヤップモータ11bで生じた動力を、非接触連結部60である磁気ギヤ60bを介して、従動側機構部35の従動側マグネット40及び弁体48に伝達することができる。 In other words, according to the power transmission mechanism 1 of the fourth embodiment, the power generated by the axial gear motor 11b can be transmitted to the driven side magnet 40 and the valve body 48 of the driven side mechanism part 35 via the magnetic gear 60b, which is the non-contact connecting part 60.

そして、第4実施形態に係る動力伝達機構1においても、駆動側マグネット20に係る回転負荷の変動は入力電流等に影響を及ぼす為、第1実施形態と同様に、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知することができる。 In the power transmission mechanism 1 according to the fourth embodiment, fluctuations in the rotational load on the driving magnet 20 affect the input current, etc., so that it is possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc., just as in the first embodiment.

以上説明したように、第4実施形態に係る動力伝達機構1によれば、駆動側機構部10のモータ部11として、アキシャルギヤップモータ11bを採用した場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the fourth embodiment, even if an axial gear motor 11b is used as the motor section 11 of the drive side mechanism section 10, the same effects as those of the above-mentioned embodiments can be obtained from a configuration similar to that of the above-mentioned embodiments.

即ち、第4実施形態に係る動力伝達機構1によれば、モータ部11をアキシャルギヤップモータ11bで構成とした場合でも、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定できる。 In other words, according to the power transmission mechanism 1 of the fourth embodiment, even if the motor section 11 is configured as an axial gear motor 11b, the locking of the driven side magnet 40 in the driven side mechanism section 35, which is partitioned separately from the drive side mechanism section 10, can be determined with high accuracy.

尚、第4実施形態において、アキシャルギヤップモータ11bのロータ13と、駆動側マグネット20を一体化して、円盤状に構成することも可能である。この場合、円盤状に形成された磁石の上面を、アキシャルギヤップモータ11bのステータ12と作用させて電磁力を発生させ、円盤状の磁石の下面をポールピース25と作用させる。非接触連結部60をマグネットカップリング60aで構成した場合、円盤状の磁石の下面を、従動側マグネット40の上面と作用させる。 In the fourth embodiment, the rotor 13 of the axial gear motor 11b and the driving magnet 20 can be integrated into a disk shape. In this case, the upper surface of the disk-shaped magnet is made to interact with the stator 12 of the axial gear motor 11b to generate electromagnetic force, and the lower surface of the disk-shaped magnet is made to interact with the pole piece 25. When the non-contact connection unit 60 is made of a magnetic coupling 60a, the lower surface of the disk-shaped magnet is made to interact with the upper surface of the driven magnet 40.

(第5実施形態)
続いて、上述した実施形態と異なる第5実施形態について、図11、図12を参照して説明する。第5実施形態では、従動側マグネット40等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。駆動側機構部10、従動側機構部35等の基本的な構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment, which is different from the above-described embodiments, will be described with reference to Figs. 11 and 12. In the fifth embodiment, a method for determining whether locking of the driven side magnet 40, etc. has occurred is different from that of the above-described embodiments. The basic configurations of the drive side mechanism 10, the driven side mechanism 35, etc. are the same as those of the above-described embodiments, so a repeated description will be omitted.

図11に示すように、第5実施形態に係る動力伝達機構1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第5実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、駆動電流センサ73bを有している。 As shown in FIG. 11, in the power transmission mechanism 1 according to the fifth embodiment, a three-phase motor 11a is used as the motor section 11 constituting the drive side mechanism section 10. The circuit section 70 according to the fifth embodiment has a lock determination section 71, a three-phase inverter circuit 72, and a drive current sensor 73b.

ロック判定部71は、第1実施形態と同様である。又、駆動電流センサ73bは、三相モータ11aにおける各相のステータコイル12aに供給される駆動電流を検出する為のセンサである。 The lock determination unit 71 is the same as in the first embodiment. The drive current sensor 73b is a sensor for detecting the drive current supplied to the stator coil 12a of each phase in the three-phase motor 11a.

そして、三相インバータ回路72は、バッテリBから供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路であり、複数のMOSFETを組み合わせて構成されている。図11に示すように、三相インバータ回路72は、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。 The three-phase inverter circuit 72 is a power conversion circuit that converts DC power supplied from battery B into AC power, and is configured by combining multiple MOSFETs. As shown in FIG. 11, the three-phase inverter circuit 72 is electrically connected to battery B and the three-phase motor 11a, converts the DC power of battery B into three-phase AC, and supplies it to the stator coils 12a of each phase of the three-phase motor 11a.

第5実施形態に係る三相インバータ回路72は、整流回路(RCF)と、包絡線検波器(ENV)とを有している。整流回路は、三相信号をアナログ信号に変換することにより三相交流波形を生成すると共に、三相交流波形を全波整流する。包絡線検波器は、全波整流波形の包絡線を検出して出力する。 The three-phase inverter circuit 72 according to the fifth embodiment has a rectifier circuit (RCF) and an envelope detector (ENV). The rectifier circuit generates a three-phase AC waveform by converting a three-phase signal into an analog signal, and also full-wave rectifies the three-phase AC waveform. The envelope detector detects and outputs the envelope of the full-wave rectified waveform.

次に、第5実施形態におけるロック判定制御について、図12を参照して説明する。非接触連結部60がロック状態にある場合、駆動側マグネット20側は回転するが、従動側マグネット40は停止した状態となる。この為、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。 Next, the lock determination control in the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 12. When the non-contact connection part 60 is in a locked state, the driving magnet 20 rotates, but the driven magnet 40 is stopped. Therefore, the fluctuation of the rotation load between the driving magnet 20 and the driven magnet 40 occurs at a constant cycle due to magnetic interaction, as in the above-mentioned embodiment.

この為、回転負荷の変動に伴って、駆動側マグネット20の回転速度が変動することになる。モータ部11の駆動電流は、駆動側マグネット20等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転負荷の変動に伴って、駆動電流の周波数も変動し、駆動電流の包絡線にも表れる。 As a result, the rotational speed of the drive magnet 20 fluctuates with fluctuations in the rotational load. Because the drive current of the motor section 11 flows at a frequency synchronized with the rotational speed of the drive magnet 20, etc., the frequency of the drive current also fluctuates with fluctuations in the rotational load, and this is also reflected in the envelope of the drive current.

第5実施形態では、ロック判定条件を満たすか否かを判定する際に、三相インバータ回路72の包絡線検波器から出力される駆動電流の包絡線に対する周波数分析が行われる。図12に、駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果の一例を示す。図12には、標準分析結果RSと、ロック時分析結果RLが示されている。標準分析結果RSは、標準状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示している。そして、ロック時分析結果RLは、ロック状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示している。 In the fifth embodiment, when determining whether or not the lock determination condition is satisfied, a frequency analysis is performed on the envelope of the drive current output from the envelope detector of the three-phase inverter circuit 72. FIG. 12 shows an example of the result of the frequency analysis on the envelope of the drive current. FIG. 12 shows a standard analysis result RS and a locked analysis result RL. The standard analysis result RS shows the result of the frequency analysis on the envelope of the drive current in the standard state. And the locked analysis result RL shows the result of the frequency analysis on the envelope of the drive current in the locked state.

上述したように、駆動電流の包絡線の値は、従動側マグネット40等がロックすると、回転負荷の変動に伴って変動する。この為、図12に示すように、回転負荷の変動に対応する特定周波数fsにおいて、ロック時分析結果RLにおける値のピークは、標準分析結果RSの値よりも突出して大きな値を示す。 As described above, when the driven magnet 40 or the like is locked, the value of the envelope of the drive current fluctuates with the fluctuation of the rotational load. For this reason, as shown in FIG. 12, at a specific frequency fs corresponding to the fluctuation of the rotational load, the peak value in the locked analysis result RL shows a value that is significantly larger than the value in the standard analysis result RS.

従って、第5実施形態では、駆動電流の包絡線に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知することができる。 Therefore, in the fifth embodiment, the lock determination unit 71 performs frequency analysis on the envelope of the drive current, making it possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc.

そして、第5実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果において、特定周波数fsにおける駆動電流の包絡線の値が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果(即ち、標準分析結果RS)にて、特定周波数fsにおける駆動電流の包絡線の値に基づいて定められる。 In the lock determination control of the fifth embodiment, the lock determination condition is that the value of the envelope of the drive current at a specific frequency fs exceeds a reference value in the result of frequency analysis of the envelope of the drive current. In this case, the reference value is determined based on the standard state, and is determined, for example, based on the value of the envelope of the drive current at a specific frequency fs in the result of frequency analysis of the envelope of the drive current in the standard state (i.e., the standard analysis result RS).

この場合、特定周波数fsにおける駆動電流の包絡線の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット40等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が回転可能な標準状態であると判定することができる。 In this case, if the value of the envelope of the drive current at a specific frequency fs exceeds a reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the drive magnet 20 has occurred, and that the driven magnet 40, etc. has stuck and is in a locked state. If not, it can be determined that power is being properly transmitted between the drive magnet 20 and the driven magnet 40, and that the drive magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they can rotate.

以上説明したように、第5実施形態に係る動力伝達機構1によれば、三相モータ11aの駆動電流の包絡線に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the fifth embodiment, even if a frequency analysis is performed on the envelope of the drive current of the three-phase motor 11a, the same effect as in the above-mentioned embodiment can be obtained from a configuration similar to that of the above-mentioned embodiment.

即ち、第5実施形態に係る動力伝達機構1によれば、駆動電流の包絡線の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定することができる。 In other words, the power transmission mechanism 1 according to the fifth embodiment can accurately determine the locking of the driven magnet 40 in the driven mechanism section 35, which is partitioned separately from the driving mechanism section 10, based on the fluctuation of the envelope of the drive current.

(第6実施形態)
次に、上述した実施形態と異なる第6実施形態について、図13、図14を参照して説明する。第6実施形態では、モータ部11及び従動側マグネット40等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Sixth Embodiment
Next, a sixth embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Fig. 13 and Fig. 14. In the sixth embodiment, the method of determining whether the motor unit 11 and the driven magnet 40 are locked is different from that of the above-described embodiment. The configuration of the other components, such as the driven mechanism unit 35, is the same as that of the above-described embodiment, so a repeated description will be omitted.

図13に示すように、第6実施形態に係る動力伝達機構1においては、モータ部11として、直流モータ11cが採用されている。直流モータ11cは、整流子及びブラシを有する直流整流子電動機である。 As shown in FIG. 13, in the power transmission mechanism 1 according to the sixth embodiment, a DC motor 11c is used as the motor section 11. The DC motor 11c is a DC commutator motor having a commutator and brushes.

そして、第6実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、駆動電流センサ73bを有している。回路部70には、バッテリBと直流モータ11cが電気的に接続されている。ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。又、第6実施形態に係る駆動電流センサ73bは、直流モータ11cに供給される駆動電流を検出する為のセンサである。 The circuit unit 70 according to the sixth embodiment has a lock determination unit 71 and a drive current sensor 73b. The battery B and the DC motor 11c are electrically connected to the circuit unit 70. The lock determination unit 71 is the same as in the above-mentioned embodiment. The drive current sensor 73b according to the sixth embodiment is a sensor for detecting the drive current supplied to the DC motor 11c.

次に、第6実施形態におけるロック判定制御について、図14を参照して説明する。第6実施形態に係る動力伝達機構1では、モータ部11として、整流子及びブラシを有する直流モータ11cを採用している。従って、直流モータ11cにおいて、ロータ13の回転方向を所定方向に保つために、ロータ13の回転位相が予め定められた位相となった時点で、整流子及びブラシによって電流の向きが切り替えられる。 Next, the lock determination control in the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 14. In the power transmission mechanism 1 according to the sixth embodiment, a DC motor 11c having a commutator and brushes is used as the motor section 11. Therefore, in the DC motor 11c, the direction of the current is switched by the commutator and brushes when the rotation phase of the rotor 13 reaches a predetermined phase in order to keep the rotation direction of the rotor 13 in a predetermined direction.

従って、直流モータ11cの駆動電流に対して周波数分析を行った場合、図14に示すように、標準分析結果RS及びロック時分析結果RLの何れにおいても、整流子及びブラシによる電流切替に起因するピークが表れる。 Therefore, when a frequency analysis is performed on the drive current of the DC motor 11c, as shown in Figure 14, peaks due to current switching by the commutator and brushes appear in both the standard analysis result RS and the locked analysis result RL.

そして、第6実施形態においても、非接触連結部60がロック状態にある場合、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。回転負荷が変動する周期は、整流子及びブラシの電流切替に関する周期とは異なる為、特定周波数fsにおいて、ロック時分析結果RLに係る駆動電流のピークは、標準分析結果RSに係る駆動電流の値と明確に区別することができる。 In the sixth embodiment, when the non-contact connection part 60 is in a locked state, the fluctuation in the rotational load between the driving magnet 20 and the driven magnet 40 occurs at a constant period due to magnetic interaction, as in the above-mentioned embodiment. Since the period in which the rotational load fluctuates is different from the period related to the current switching of the commutator and brushes, at a specific frequency fs, the peak of the drive current related to the locked analysis result RL can be clearly distinguished from the value of the drive current related to the standard analysis result RS.

従って、第6実施形態では、直流モータ11cの駆動電流に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知することができる。 Therefore, in the sixth embodiment, the lock determination unit 71 performs frequency analysis on the drive current of the DC motor 11c, making it possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc.

そして、第6実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、直流モータ11cの駆動電流に対する周波数分析の結果において、特定周波数fsにおける駆動電流が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における直流モータ11c駆動電流に対する周波数分析の結果(即ち、標準分析結果RS)にて、特定周波数fsにおける駆動電流の値に基づいて定められる。 In the lock determination control of the sixth embodiment, the lock determination condition is that the drive current at a specific frequency fs exceeds a reference value in the results of frequency analysis of the drive current of the DC motor 11c. In this case, the reference value is determined based on the standard state, and is determined based on the value of the drive current at a specific frequency fs in the results of frequency analysis of the drive current of the DC motor 11c in the standard state (i.e., the standard analysis result RS).

この場合、特定周波数fsにおける直流モータ11cの駆動電流の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット40等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が回転可能な標準状態であると判定することができる。 In this case, if the value of the drive current of the DC motor 11c at the specific frequency fs exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotation load on the drive magnet 20 has occurred, and that the driven magnet 40, etc. has stuck and is in a locked state. If not, it can be determined that power is being properly transmitted between the drive magnet 20 and the driven magnet 40, and that the drive magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they can rotate.

以上説明したように、第6実施形態に係る動力伝達機構1によれば、直流モータ11cの駆動電流に対する周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the sixth embodiment, even if a frequency analysis is performed on the drive current of the DC motor 11c, the same effect as the above-mentioned embodiment can be obtained from a configuration similar to that of the above-mentioned embodiment.

即ち、第6実施形態に係る動力伝達機構1によれば、直流モータ11cの駆動電流の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定することができる。 In other words, the power transmission mechanism 1 according to the sixth embodiment can accurately determine the locking of the driven magnet 40 in the driven mechanism section 35, which is partitioned separately from the driving mechanism section 10, based on the fluctuations in the drive current of the DC motor 11c.

(第7実施形態)
続いて、上述した実施形態と異なる第7実施形態について、図15、図16を参照して説明する。第7実施形態では、従動側マグネット40等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Seventh Embodiment
Next, a seventh embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Fig. 15 and Fig. 16. In the seventh embodiment, the method of determining whether the driven magnet 40, etc., is locked is different from that of the above-described embodiment. The remaining configurations of the driven mechanism portion 35, etc. are the same as those of the above-described embodiment, and therefore will not be described again.

図15に示すように、第7実施形態に係る動力伝達機構1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第7実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、判定電圧特定部74を有している。 As shown in FIG. 15, in the power transmission mechanism 1 according to the seventh embodiment, a three-phase motor 11a is used as the motor section 11 constituting the drive side mechanism section 10. The circuit section 70 according to the seventh embodiment has a lock determination section 71, a three-phase inverter circuit 72, and a determination voltage specification section 74.

ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路72は、上述した実施形態と同様に、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。 The lock determination unit 71 is the same as in the embodiment described above. And, the three-phase inverter circuit 72 is electrically connected to the battery B and the three-phase motor 11a, as in the embodiment described above, and converts the DC power of the battery B into three-phase AC and supplies it to the stator coils 12a of each phase of the three-phase motor 11a.

第7実施形態に係る三相インバータ回路72は、モータ部11のオン時間とオフ時間の比であるデューティー比を決定し、決定されたディーティー比に基づいて、直流モータ11cに対する電力供給を行う。即ち、三相モータ11aに対するPWM制御が行われる。 The three-phase inverter circuit 72 according to the seventh embodiment determines the duty ratio, which is the ratio between the on-time and off-time of the motor unit 11, and supplies power to the DC motor 11c based on the determined duty ratio. In other words, PWM control is performed on the three-phase motor 11a.

具体的には、予め定められた三角波と、判定電圧とを比較して、三角波が判定電圧よりも高い期間と、三角波が判定電圧よりも低い期間の比により、三相モータ11aに供給される電圧のデューティー比が定められる。判定電圧特定部74は、デューティー比を決定する為の判定電圧を特定する。判定電圧特定部74は、例えば、コンパレータに対して、三角波と判定電圧が入力される場合に、コンパレータに入力される判定電圧の値を特定する。 Specifically, a predetermined triangular wave is compared with the judgment voltage, and the duty ratio of the voltage supplied to the three-phase motor 11a is determined by the ratio of the period during which the triangular wave is higher than the judgment voltage to the period during which the triangular wave is lower than the judgment voltage. The judgment voltage specification unit 74 specifies the judgment voltage for determining the duty ratio. For example, when a triangular wave and a judgment voltage are input to the comparator, the judgment voltage specification unit 74 specifies the value of the judgment voltage input to the comparator.

次に、第7実施形態におけるロック判定制御について、図16を参照して説明する。上述したように、第7実施形態における三相モータ11aの作動は、PWM制御によって制御されている。従って、デューティー比が高いほど、三相モータ11aにおけるロータ13の回転速度は速くなり、デューティー比が低くなれば、ロータ13の回転速度は遅くなる。 Next, the lock determination control in the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 16. As described above, the operation of the three-phase motor 11a in the seventh embodiment is controlled by PWM control. Therefore, the higher the duty ratio, the faster the rotation speed of the rotor 13 in the three-phase motor 11a, and the lower the duty ratio, the slower the rotation speed of the rotor 13.

この為、第7実施形態において、従動側マグネット40等が固着してロック状態になって、駆動側マグネット20に係る回転負荷が変動すると、回転負荷の変動に連動して、デューティー比が変動することになる。上述したように、デューティー比は、三角波と判定電圧を比較することによって定められる為、判定電圧がディーティー比の変動と同じ周期で変動する。 For this reason, in the seventh embodiment, when the driven magnet 40 or the like is stuck and locked, causing the rotational load on the driving magnet 20 to fluctuate, the duty ratio will fluctuate in conjunction with the fluctuation in the rotational load. As described above, the duty ratio is determined by comparing the triangular wave with the judgment voltage, so the judgment voltage fluctuates with the same period as the fluctuation in the duty ratio.

一方、標準状態である場合には、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間の回転負荷に大きな変動が発生しない為、デューティー比及び判定電圧についても、大きな変動は生じない。 On the other hand, in the standard state, there is no large fluctuation in the rotational load between the driving magnet 20 and the driven magnet 40, so there is no large fluctuation in the duty ratio and the judgment voltage.

第7実施形態に係るロック判定制御においては、判定電圧に対して周波数分析を行っている。図16に示すように、ロック時分析結果RLでは、回転負荷の変動に対応する特定周波数fsにて、判定電圧のピークが表れる。一方、標準状態の場合、回転負荷の大きな変動はなく、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が適切に回転している。この為、標準分析結果RSにおいては、特定周波数fsにて、判定電圧の値が大きく変動することはない。 In the lock determination control according to the seventh embodiment, a frequency analysis is performed on the determination voltage. As shown in FIG. 16, in the locked analysis result RL, a peak in the determination voltage appears at a specific frequency fs that corresponds to fluctuations in the rotation load. On the other hand, in the standard state, there is no large fluctuation in the rotation load, and the drive magnet 20 and the driven magnet 40 rotate appropriately. For this reason, in the standard analysis result RS, the value of the determination voltage does not fluctuate greatly at the specific frequency fs.

従って、第7実施形態では、PWM制御に係る判定電圧に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知することができる。 Therefore, in the seventh embodiment, the lock determination unit 71 performs frequency analysis on the determination voltage related to the PWM control, thereby making it possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc.

そして、第7実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、PWM制御に係る判定電圧に対する周波数分析の結果において、特定周波数fsにおける判定電圧が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における判定電圧に対する周波数分析の結果(即ち、標準分析結果RS)にて、特定周波数fsにおける判定電圧の値に基づいて定められる。 In the seventh embodiment, the lock determination condition is that the determination voltage at a specific frequency fs exceeds a reference value in the results of frequency analysis of the determination voltage related to PWM control. In this case, the reference value is determined based on the standard state, and is determined based on the value of the determination voltage at a specific frequency fs in the results of frequency analysis of the determination voltage in the standard state (i.e., the standard analysis result RS).

この場合、特定周波数fsにおける判定電圧の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット40等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が回転可能な標準状態であると判定することができる。 In this case, if the value of the judgment voltage at the specific frequency fs exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the driving magnet 20 has occurred, and that the driven magnet 40, etc. has stuck and is in a locked state. If not, it can be determined that power is being properly transmitted between the driving magnet 20 and the driven magnet 40, and that the driving magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they can rotate.

以上説明したように、第7実施形態に係る動力伝達機構1によれば、モータ部11のPWM制御に係る判定電圧に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the seventh embodiment, even if a frequency analysis is performed on the judgment voltage related to the PWM control of the motor unit 11, the same effect as in the above-mentioned embodiment can be obtained from a configuration similar to that of the above-mentioned embodiment.

即ち、第7実施形態に係る動力伝達機構1によれば、判定電圧の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定することができる。 In other words, the power transmission mechanism 1 according to the seventh embodiment can accurately determine the locking of the driven magnet 40 in the driven mechanism section 35, which is partitioned separately from the drive mechanism section 10, based on the fluctuation of the judgment voltage.

(第8実施形態)
次に、上述した実施形態と異なる第8実施形態について、図17、図18を参照して説明する。第8実施形態では、従動側マグネット40等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Eighth embodiment
Next, an eighth embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Fig. 17 and Fig. 18. In the eighth embodiment, the method of determining whether the driven magnet 40 or the like is locked is different from that of the above-described embodiment. The remaining configurations of the driven mechanism 35 and the like are the same as those of the above-described embodiment, and therefore will not be described again.

図17に示すように、第8実施形態に係る動力伝達機構1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第8実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、駆動電流センサ73uを有している。 As shown in FIG. 17, in the power transmission mechanism 1 according to the eighth embodiment, a three-phase motor 11a is used as the motor section 11 constituting the drive side mechanism section 10. The circuit section 70 according to the eighth embodiment has a lock determination section 71, a three-phase inverter circuit 72, and a drive current sensor 73u.

ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路72は、上述した実施形態と同様に、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。 The lock determination unit 71 is the same as in the embodiment described above. And, the three-phase inverter circuit 72 is electrically connected to the battery B and the three-phase motor 11a, as in the embodiment described above, and converts the DC power of the battery B into three-phase AC and supplies it to the stator coils 12a of each phase of the three-phase motor 11a.

第8実施形態に係る駆動電流センサ73uは、三相モータ11aに対するU相、V相、W相のうち、U相の駆動電流を検出するセンサである。駆動電流センサ73uは、三相モータ11aに対する駆動電流の内、何れか一相に係る駆動電流を検出すればよい。 The drive current sensor 73u according to the eighth embodiment is a sensor that detects the drive current of the U phase among the U phase, V phase, and W phase for the three-phase motor 11a. The drive current sensor 73u only needs to detect the drive current for any one phase of the drive current for the three-phase motor 11a.

次に、第8実施形態におけるロック判定制御について、図18を参照して説明する。非接触連結部60がロック状態にある場合、駆動側マグネット20側は回転するが、従動側マグネット40は停止した状態となる。この為、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。 Next, the lock determination control in the eighth embodiment will be described with reference to FIG. 18. When the non-contact connection part 60 is in a locked state, the driving magnet 20 rotates, but the driven magnet 40 is stopped. Therefore, the fluctuation in the rotation load between the driving magnet 20 and the driven magnet 40 occurs at a constant cycle due to magnetic interaction, as in the above-mentioned embodiment.

従動側マグネット40が停止している為、駆動側マグネット20が回転する際に、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間において、磁気が吸引するように作用する状態と、磁気が反発するように作用する状態が生じる。駆動側マグネット20側の回転速度は、従動側マグネット40との間における磁気の吸引及び反発の影響によって、加速及び減速する。モータ部11の駆動電流は、駆動側マグネット20等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転速度の変動に伴って、駆動電流の周波数も変動する。 Because the driven magnet 40 is stopped, when the driving magnet 20 rotates, there are states where the magnetism acts to attract and where the magnetism acts to repel between the driving magnet 20 and the driven magnet 40. The rotation speed of the driving magnet 20 accelerates and decelerates due to the influence of the magnetic attraction and repulsion between the driving magnet 20 and the driven magnet 40. The driving current of the motor unit 11 flows at a frequency synchronized with the rotation speed of the driving magnet 20, etc., so the frequency of the driving current also fluctuates with the fluctuation of the rotation speed.

尚、以下の説明では、従動側マグネット40との間の磁力の影響で回転速度が遅くなった場合の特定周波数を第1特定周波数fsaといい、従動側マグネット40との間の磁力の影響で回転速度が速くなった場合の特定周波数を第2特定周波数fsbという。 In the following description, the specific frequency when the rotation speed is slowed down due to the influence of the magnetic force between the driven magnet 40 is referred to as the first specific frequency fsa, and the specific frequency when the rotation speed is increased due to the influence of the magnetic force between the driven magnet 40 is referred to as the second specific frequency fsb.

一方、標準状態にある場合は、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40は、一定の回転速度で回転する為、駆動電流の周波数も一定となる。標準状態における一定の回転速度に対応する周波数を標準周波数fcという。 On the other hand, in the standard state, the drive magnet 20 and the driven magnet 40 rotate at a constant rotational speed, so the frequency of the drive current is also constant. The frequency corresponding to the constant rotational speed in the standard state is called the standard frequency fc.

そして、第8実施形態に係るロック判定制御では、三相モータ11aに対する何れか一相の駆動電流に対して周波数分析を行っている。図18に示すように、標準分析結果RSでは、標準周波数fcにて駆動電流のピークが表れる。 In the lock determination control according to the eighth embodiment, a frequency analysis is performed on the drive current of one of the phases of the three-phase motor 11a. As shown in FIG. 18, in the standard analysis result RS, a peak in the drive current appears at the standard frequency fc.

一方、ロック時分析結果RLにおいては、標準周波数fcよりも小さな第1特定周波数fsaにて、駆動電流のピークが表れる。第1特定周波数fsaにおける駆動電流は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が遅くなった時点の値を示している。 On the other hand, in the locked analysis result RL, a peak in the drive current appears at a first specific frequency fsa that is lower than the standard frequency fc. The drive current at the first specific frequency fsa indicates the value at the point in time when the rotational speed of the drive side magnet 20 slows down due to fluctuations in the rotational load.

又、ロック時分析結果RLでは、標準周波数fcよりも大きな第2特定周波数fsbにおいて、駆動電流のピークが表れる。第2特定周波数fsbにおける駆動電流は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が速くなった時点の値を示している。 In addition, in the locked analysis result RL, a peak in the drive current appears at a second specific frequency fsb that is higher than the standard frequency fc. The drive current at the second specific frequency fsb indicates the value at the point in time when the rotational speed of the drive side magnet 20 increases due to a change in the rotational load.

上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40は一定の回転速度で回転している為、標準周波数fcにピークが表れ、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにピークが表れることはない。 As described above, in the standard state, the driving magnet 20 and the driven magnet 40 rotate at a constant rotational speed, so a peak appears at the standard frequency fc, but no peak appears at the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb.

従って、第8実施形態では、三相モータ11aに対する何れか一相の駆動電流に対して周波数分析を施し、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの値を比較することで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知できる。 Therefore, in the eighth embodiment, by performing a frequency analysis on the driving current of any one phase of the three-phase motor 11a and comparing the values of the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb, it is possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc.

そして、第8実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、三相モータ11aの何れか一相の駆動電流に対する周波数分析の結果にて、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにおける駆動電流が基準値を超えていることが採用される。 In the lock determination control in the eighth embodiment, the lock determination condition is that the drive current at the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb exceeds a reference value as a result of frequency analysis of the drive current of any one phase of the three-phase motor 11a.

この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、第1特定周波数fsaに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第1特定周波数fsaにおける駆動電流の値に基づいて定められる。又、第2特定周波数fsbに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第2特定周波数fsbにおける駆動電流の値に基づいて定められる。 In this case, the reference values are determined based on the standard state. For example, the reference value for the first specific frequency fsa is determined based on the value of the drive current at the first specific frequency fsa in the standard analysis result RS. Furthermore, the reference value for the second specific frequency fsb is determined based on the value of the drive current at the second specific frequency fsb in the standard analysis result RS.

第1特定周波数fsaにおける駆動電流の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット40等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が回転可能な標準状態であると判定することができる。 If the value of the drive current at the first specific frequency fsa exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the drive magnet 20 has occurred, and that the driven magnet 40, etc. has stuck and is in a locked state. If not, it can be determined that power is being properly transmitted between the drive magnet 20 and the driven magnet 40, and that the drive magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they can rotate.

第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの何れにおいても、駆動電流の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、従動側マグネット40等のロックが発生していると判定することで、より確実に、ロック状態の発生を検知することができる。 When the drive current value exceeds the respective reference value at either the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb, it is determined that the driven magnet 40 or the like is locked, thereby making it possible to more reliably detect the occurrence of a locked state.

尚、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの何れか一方において、駆動電流の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、ロック状態が発生していると判定するように構成しても良い。 In addition, the system may be configured to determine that a lock state has occurred if the drive current value exceeds the respective reference value at either the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb.

以上説明したように、第8実施形態に係る動力伝達機構1によれば、三相モータ11aの何れか一相の駆動電流に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the eighth embodiment, even if a frequency analysis is performed on the drive current of one of the phases of the three-phase motor 11a, the same effect as the above-mentioned embodiment can be obtained from a configuration similar to that of the above-mentioned embodiment.

即ち、第8実施形態に係る動力伝達機構1によれば、三相モータ11aの何れか一相の駆動電流の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定することができる。 In other words, the power transmission mechanism 1 according to the eighth embodiment can accurately determine the locking of the driven magnet 40 in the driven mechanism section 35, which is partitioned separately from the drive mechanism section 10, based on the fluctuation of the drive current of one of the phases of the three-phase motor 11a.

(第9実施形態)
続いて、上述した実施形態と異なる第9実施形態について、図19、図20を参照して説明する。第9実施形態では、従動側マグネット40等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Ninth embodiment
Next, a ninth embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Fig. 19 and Fig. 20. In the ninth embodiment, the method of determining whether the driven magnet 40, etc., is locked is different from that of the above-described embodiment. The rest of the configuration of the driven mechanism portion 35, etc. is the same as in the above-described embodiment, so a repeated description will be omitted.

図19に示すように、第9実施形態に係る動力伝達機構1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第9実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、線間電圧センサ73cを有している。 As shown in FIG. 19, in the power transmission mechanism 1 according to the ninth embodiment, a three-phase motor 11a is used as the motor section 11 constituting the drive side mechanism section 10. The circuit section 70 according to the ninth embodiment has a lock determination section 71, a three-phase inverter circuit 72, and a line voltage sensor 73c.

ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路72は、上述した実施形態と同様に、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。 The lock determination unit 71 is the same as in the embodiment described above. And, the three-phase inverter circuit 72 is electrically connected to the battery B and the three-phase motor 11a, as in the embodiment described above, and converts the DC power of the battery B into three-phase AC and supplies it to the stator coils 12a of each phase of the three-phase motor 11a.

線間電圧センサ73cは、三相モータ11aに対する三相のうち、何れか二相の間の電圧の値を検出するセンサである。線間電圧センサ73cは、例えば、三相モータ11aに対するU相、V相、W相のうち、U相とV相の間の線間電圧の値を検出する。 The line voltage sensor 73c is a sensor that detects the value of the voltage between any two of the three phases for the three-phase motor 11a. For example, the line voltage sensor 73c detects the value of the line voltage between the U phase and the V phase of the U phase, V phase, and W phase for the three-phase motor 11a.

次に、第9実施形態におけるロック判定制御について、図20を参照して説明する。上述したように、ロック状態にある場合、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。 Next, the lock determination control in the ninth embodiment will be described with reference to FIG. 20. As described above, when in a locked state, the fluctuation in the rotational load between the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40 occurs at a constant cycle due to magnetic interaction, as in the above-mentioned embodiment.

そして、従動側マグネット40が停止している為、駆動側マグネット20が回転する際に、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間において、磁気が吸引するように作用する状態と、磁気が反発するように作用する状態が生じる。この為、駆動側マグネット20側の回転速度は、従動側マグネット40との間における磁気の吸引及び反発の影響によって加速及び減速する。モータ部11の駆動電流は、駆動側マグネット20等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転速度の変動に伴って、三相モータ11aにおける何れか二相の線間電圧も変動する。 And because the driven magnet 40 is stopped, when the driving magnet 20 rotates, there are states where the magnetism acts to attract and where the magnetism acts to repel between the driving magnet 20 and the driven magnet 40. Therefore, the rotation speed of the driving magnet 20 side accelerates and decelerates due to the influence of the magnetic attraction and repulsion between the driving magnet 20 and the driven magnet 40. Since the drive current of the motor section 11 flows at a frequency synchronized with the rotation speed of the driving magnet 20, etc., the line voltage of any two phases in the three-phase motor 11a also fluctuates with the fluctuation in the rotation speed.

そして、第9実施形態に係るロック判定制御では、三相モータ11aの何れか二相の線間電圧に対して周波数分析を行っている。図20に示すように、標準分析結果RSでは、標準周波数fcにて線間電圧のピークが表れる。 In the lock determination control according to the ninth embodiment, a frequency analysis is performed on the line voltage of any two phases of the three-phase motor 11a. As shown in FIG. 20, in the standard analysis result RS, a peak of the line voltage appears at the standard frequency fc.

一方、ロック時分析結果RLでは、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにて、駆動電流のピークが表れる。第1特定周波数fsaにおける線間電圧は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が遅くなった時点の値を示している。第2特定周波数fsbにおける線間電圧は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が速くなった時点の値を示している。 On the other hand, in the locked state analysis result RL, the drive current peaks appear at the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb. The line voltage at the first specific frequency fsa indicates the value at the point when the rotation speed of the drive side magnet 20 slows down due to fluctuations in the rotation load. The line voltage at the second specific frequency fsb indicates the value at the point when the rotation speed of the drive side magnet 20 increases due to fluctuations in the rotation load.

上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40は一定の回転速度で回転している為、標準周波数fcにピークが表れ、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにピークが表れることはない。 As described above, in the standard state, the driving magnet 20 and the driven magnet 40 rotate at a constant rotational speed, so a peak appears at the standard frequency fc, but no peak appears at the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb.

従って、第9実施形態では、三相モータ11aの何れか二相の線間電圧に対して周波数分析を施し、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの値を比較することで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知できる。 Therefore, in the ninth embodiment, by performing frequency analysis on the line voltage of any two phases of the three-phase motor 11a and comparing the values of the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb, it is possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc.

そして、第9実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、三相モータ11aの何れか二相の線間電圧に対する周波数分析の結果にて、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにおける線間電圧が基準値を超えていることが採用される。 In the lock determination control of the ninth embodiment, the lock determination condition is that the line voltage at the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb exceeds a reference value as a result of frequency analysis of the line voltage of any two phases of the three-phase motor 11a.

この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、第1特定周波数fsaに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第1特定周波数fsaにおける線間電圧の値に基づいて定められる。又、第2特定周波数fsbに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第2特定周波数fsbにおける線間電圧の値に基づいて定められる。 In this case, the reference values are determined based on the standard state. For example, the reference value for the first specific frequency fsa is determined based on the value of the line voltage at the first specific frequency fsa in the standard analysis result RS. Furthermore, the reference value for the second specific frequency fsb is determined based on the value of the line voltage at the second specific frequency fsb in the standard analysis result RS.

第1特定周波数fsaにおける線間電圧の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット40等がロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が回転可能な標準状態であると判定することができる。 If the value of the line voltage at the first specific frequency fsa exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotation load on the driving magnet 20 has occurred and that the driven magnet 40 and other magnets are in a locked state. If not, it can be determined that the driving magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they can rotate.

第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの何れにおいても、線間電圧の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、従動側マグネット40等のロックが発生していると判定することで、より確実に、ロック状態の発生を検知することができる。 When the line voltage value exceeds the respective reference value at either the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb, it is determined that the driven magnet 40, etc., is locked, thereby making it possible to more reliably detect the occurrence of a locked state.

以上説明したように、第9実施形態に係る動力伝達機構1によれば、三相モータ11aの線間電圧に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the ninth embodiment, even if a frequency analysis is performed on the line voltage of the three-phase motor 11a, the same effect as in the above-mentioned embodiment can be obtained from a configuration similar to that of the above-mentioned embodiment.

即ち、第9実施形態に係る動力伝達機構1によれば、三相モータ11aの線間電圧の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定することができる。 In other words, the power transmission mechanism 1 according to the ninth embodiment can accurately determine the locking of the driven magnet 40 in the driven mechanism section 35, which is partitioned separately from the drive mechanism section 10, based on the fluctuation in the line voltage of the three-phase motor 11a.

(第10実施形態)
次に、上述した実施形態と異なる第10実施形態について、図21、図22を参照して説明する。第10実施形態では、従動側マグネット40等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Tenth embodiment
Next, a tenth embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Fig. 21 and Fig. 22. In the tenth embodiment, the method of determining whether the driven magnet 40, etc., is locked is different from that of the above-described embodiment. The rest of the configuration of the driven mechanism portion 35, etc., is the same as in the above-described embodiment, so a repeated description will be omitted.

第10実施形態に係る動力伝達機構1では、回路部70は、ロック判定部71と、加速度センサ73dを有している。図21に示すように、加速度センサ73dは、駆動側機構部10のモーターケース15に配置されており、駆動側機構部10に生じた加速度の変化を検出する。従って、第10実施形態に係る動力伝達機構1では、駆動側機構部10のモータ部11の作動によって生じた振動を、加速度センサ73dによって検出することができる。 In the power transmission mechanism 1 according to the tenth embodiment, the circuit section 70 has a lock determination section 71 and an acceleration sensor 73d. As shown in FIG. 21, the acceleration sensor 73d is disposed in the motor case 15 of the drive side mechanism section 10, and detects changes in acceleration occurring in the drive side mechanism section 10. Therefore, in the power transmission mechanism 1 according to the tenth embodiment, the acceleration sensor 73d can detect vibrations caused by the operation of the motor section 11 of the drive side mechanism section 10.

次に、第10実施形態におけるロック判定制御について、図22を参照して説明する。上述したように、標準状態にある場合、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の間における回転負荷の変動は、ほとんどなく、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が一体的に回転する。つまり、駆動側機構部10は、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が一体的に回転することにより一定の周期で振動する。 Next, the lock determination control in the tenth embodiment will be described with reference to FIG. 22. As described above, in the standard state, there is almost no fluctuation in the rotational load between the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40, and the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40 rotate integrally. In other words, the driving side mechanism 10 vibrates at a constant period due to the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40 rotating integrally.

一方、ロック状態にある場合、従動側マグネット40が停止している為、駆動側マグネット20が回転する際に、従動側マグネット40との間における磁気的相互作用によって回転負荷が変動する。回転負荷の変動によって、駆動側マグネット20及びシャフト14の回転速度が変化する為、モータ部11を含む駆動側機構部10には、回転負荷の変動に起因した振動が生じる。 On the other hand, in the locked state, the driven magnet 40 is stopped, so when the driving magnet 20 rotates, the rotational load fluctuates due to magnetic interaction with the driven magnet 40. The fluctuation in the rotational load changes the rotational speed of the driving magnet 20 and the shaft 14, and vibrations due to the fluctuation in the rotational load occur in the driving mechanism 10 including the motor unit 11.

ロック状態における振動の発生周期は、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間における磁気の影響によって、標準状態における振動の発生周期と相違する。これにより、加速度センサ73dによって、駆動側機構部10に生じた振動の周期を分析することで、従動側マグネット40等のロックが生じているか否かを判定できる。 The period of vibration occurring in the locked state differs from the period of vibration occurring in the standard state due to the influence of magnetism between the driving side magnet 20 and the driven side magnet 40. As a result, by analyzing the period of vibration occurring in the driving side mechanism part 10 using the acceleration sensor 73d, it is possible to determine whether or not the driven side magnet 40, etc., is locked.

そして、第10実施形態に係るロック判定制御では、加速度センサ73dの検出信号に対して周波数分析を行っている。図22に示すように、標準分析結果RSでは、標準周波数fcにて加速度のピークが表れる。標準周波数fcは、標準状態において、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の回転による振動の発生周期に対応している。 In the lock determination control according to the tenth embodiment, frequency analysis is performed on the detection signal of the acceleration sensor 73d. As shown in FIG. 22, in the standard analysis result RS, an acceleration peak appears at the standard frequency fc. The standard frequency fc corresponds to the period of occurrence of vibration due to the rotation of the driving magnet 20 and the driven magnet 40 in the standard state.

一方、ロック時分析結果RLでは、特定周波数fsにて、加速度のピークが表れる。特定周波数fsにおける加速度のピークは、回転負荷の変動によって駆動側機構部10の振動に起因している。 On the other hand, in the locked analysis result RL, an acceleration peak appears at a specific frequency fs. The acceleration peak at the specific frequency fs is caused by vibration of the drive side mechanism part 10 due to fluctuations in the rotation load.

上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40は一定の回転速度で回転している為、標準周波数fcにピークが表れ、特定周波数fsに加速度のピークが表れることはない。 As described above, in the standard state, the driving magnet 20 and the driven magnet 40 rotate at a constant rotational speed, so a peak appears at the standard frequency fc, and no acceleration peak appears at the specific frequency fs.

従って、第10実施形態では、加速度センサ73dの検出信号に対して周波数分析を施し、特定周波数fsの値を比較することで、従動側マグネット40等のロックが発生したことを検知できる。 Therefore, in the tenth embodiment, by performing frequency analysis on the detection signal of the acceleration sensor 73d and comparing the value of the specific frequency fs, it is possible to detect the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc.

そして、第10実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、加速度センサ73dの検出信号に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける加速度の値が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準分析結果RSにおいて、特定周波数fsにおける加速度の値に基づいて定められる。 In the lock determination control of the tenth embodiment, the lock determination condition is that the acceleration value at the specific frequency fs exceeds a reference value in the result of frequency analysis of the detection signal of the acceleration sensor 73d. In this case, the reference value is determined based on the standard state, and is determined based on the acceleration value at the specific frequency fs in the standard analysis result RS, for example.

特定周波数fsにおける加速度の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、従動側マグネット40等がロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が回転可能な標準状態であると判定することができる。 If the acceleration value at a specific frequency fs exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the driving magnet 20 has occurred, and that the driven magnet 40 and other magnets are in a locked state. If not, it can be determined that the driving magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they can rotate.

以上説明したように、第10実施形態に係る動力伝達機構1によれば、加速度センサ73dで検出された加速度に対する周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 1 of the tenth embodiment, even if a frequency analysis is performed on the acceleration detected by the acceleration sensor 73d, the same effect as in the above-mentioned embodiment can be obtained from a configuration similar to that of the above-mentioned embodiment.

即ち、第10実施形態に係る動力伝達機構1によれば、加速度センサ73dで検出される加速度の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35における従動側マグネット40のロックを、精度良く判定することができる。 In other words, the power transmission mechanism 1 according to the tenth embodiment can accurately determine the locking of the driven magnet 40 in the driven mechanism section 35, which is partitioned separately from the drive mechanism section 10, based on the fluctuation in acceleration detected by the acceleration sensor 73d.

(他の実施形態)
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。
Other Embodiments
Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.

(1)上述した実施形態においては、図5に示すフローチャートに従って、車両の起動時、車両用空調装置の起動時、及び空調運転中に、ロック判定条件を満たすか否かを判定することで、従動側マグネット40等のロックの発生を常時監視している。 (1) In the above-described embodiment, the occurrence of locking of the driven magnet 40, etc. is constantly monitored by determining whether the locking determination conditions are met when the vehicle is started, when the vehicle air conditioner is started, and during air conditioning operation according to the flowchart shown in FIG. 5.

しかしながら、ロック判定制御及びロック判定条件に関する判定タイミングは、上述したタイミングに限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、図5に示すフローチャートに替えて、図23に示すフローチャートを実行するように構成しても良い。 However, the timing of the lock determination control and the determination of the lock determination condition is not limited to the above-mentioned timing and can be changed as appropriate. For example, instead of the flowchart shown in FIG. 5, the flowchart shown in FIG. 23 can be executed.

図23に示すように、先ず、ステップS21にて、エラー発生信号を受信したか否かが判定される。エラー発生信号を受信した場合、ステップS22に進み、エラー発生信号を受信していない場合、そのまま、図23に示すロック判定制御を終了する。 As shown in FIG. 23, first, in step S21, it is determined whether or not an error occurrence signal has been received. If an error occurrence signal has been received, the process proceeds to step S22, and if an error occurrence signal has not been received, the lock determination control shown in FIG. 23 is terminated.

ここで、エラー発生信号とは、外部に配置された制御装置から出力される制御信号であって、動力伝達機構1の動作にエラーがあると考えられる場合に出力される。例えば、車両用空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒温度や冷媒圧力が明らかな異常値を示していた場合、車両用空調装置の空調制御装置は、エラー発生信号を出力する。 The error occurrence signal is a control signal output from an externally placed control device, and is output when it is believed that there is an error in the operation of the power transmission mechanism 1. For example, if the refrigerant temperature or refrigerant pressure in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner indicates an obviously abnormal value, the air conditioning control device of the vehicle air conditioner outputs an error occurrence signal.

ステップS22では、動力伝達機構1の動作をチェックする為、モータ部11を駆動させる。この時、ステップS2等と同様に、ロータ13を一定回転で作動させる。ステップS23においては、ステップS22におけるモータ部11の駆動で出力される出力信号(例えば、入力電流)に対する信号分析処理が行われる。信号分析処理の内容は、ステップS3等と同様であり、出力信号に対する周波数分析が行われる。 In step S22, the motor unit 11 is driven to check the operation of the power transmission mechanism 1. At this time, similar to step S2 and the like, the rotor 13 is operated at a constant rotation. In step S23, a signal analysis process is performed on the output signal (e.g., input current) output by driving the motor unit 11 in step S22. The contents of the signal analysis process are the same as those of step S3 and the like, and frequency analysis is performed on the output signal.

ステップS24に移行すると、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。ロック判定条件を満たす場合は、従動側マグネット40等が固着したロック状態であると判定し、ステップS25にてロック発生信号を出力する。 When the process proceeds to step S24, it is determined whether or not the lock determination condition is met. If the lock determination condition is met, it is determined that the driven magnet 40, etc. is in a locked state and a lock occurrence signal is output in step S25.

ロック判定条件を満たしていない場合、ステップS26において、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が回転可能な標準状態であると判定して、正常信号を出力する。正常信号は、駆動側マグネット20及び従動側マグネット40が一体的に回転する標準状態であることを示す。 If the lock determination condition is not met, in step S26, it is determined that the driving magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they can rotate, and a normal signal is output. The normal signal indicates that the driving magnet 20 and the driven magnet 40 are in a standard state in which they rotate together.

図23に示す変形例に係るロック判定制御では、外部からのエラー発生信号の受信を契機として、モータ部11の駆動、周波数分析、ロック判定条件に関する判定を行う構成である。この為、変形例に係る動力伝達機構1は、適切なタイミングで従動側マグネット40等のロックが発生しているかを判定することができる。又、常時監視する構成と比較して、ロック判定部71の処理負担を軽減することができる。 The lock determination control according to the modified example shown in FIG. 23 is configured to drive the motor unit 11, perform frequency analysis, and perform a determination regarding the lock determination conditions in response to receipt of an error occurrence signal from outside. Therefore, the power transmission mechanism 1 according to the modified example can determine whether a lock has occurred in the driven magnet 40, etc., at an appropriate timing. Furthermore, the processing load on the lock determination unit 71 can be reduced compared to a configuration that constantly monitors.

(2)又、上述した実施形態においては、駆動側マグネット20に対する回転負荷の変動に対応する入力電流等に対して周波数分析を施し、その結果に基づいて、従動側マグネット40等がロックしているかを判定していたが、これに限定されるものではない。 (2) In the above-described embodiment, a frequency analysis is performed on the input current, etc., corresponding to the fluctuation of the rotation load on the driving magnet 20, and based on the result of the analysis, it is determined whether the driven magnet 40, etc. is locked, but this is not limited to the above.

例えば、駆動側マグネット20に対する回転負荷の変動に対応する信号において、その波形の周期が基準値を超えた場合に、ロック状態であると判定する方式を採用することも可能である。この方式に対応する信号としては、回路部70に対する入力電流や、ロータ13の回転を測定しているホール素子の電圧信号等を挙げることができる。 For example, it is possible to adopt a method of determining that a locked state exists when the period of the waveform of a signal corresponding to the fluctuation of the rotation load on the driving magnet 20 exceeds a reference value. Examples of signals that correspond to this method include the input current to the circuit unit 70 and the voltage signal of the Hall element that measures the rotation of the rotor 13.

(3)又、駆動側マグネット20に対する回転負荷の変動に対応する信号において、その波形の振幅が基準値を超えた場合に、ロック状態であると判定する方式を採用することも可能である。この方式に対応する信号としては、回路部70に対する入力電流や、モータ部11の相電流等を挙げることができる。 (3) It is also possible to adopt a method of determining that a locked state exists when the amplitude of the waveform of a signal corresponding to the fluctuation of the rotational load on the driving magnet 20 exceeds a reference value. Examples of signals corresponding to this method include the input current to the circuit unit 70 and the phase current of the motor unit 11.

(4)更に、従動側マグネット40等がロックしているかを判定する方式として、従動側マグネット40の回転を検出する為のセンサ(例えば、ホール素子やサーチコイル)を配置しても良い。この場合、センサの検出信号によって、モータ部11に対する回転指示に対して従動側マグネット40が回転していないことが検出された場合に、ロック状態であると判定される。 (4) Furthermore, as a method for determining whether the driven magnet 40, etc. is locked, a sensor (e.g., a Hall element or a search coil) for detecting the rotation of the driven magnet 40 may be disposed. In this case, if the detection signal of the sensor detects that the driven magnet 40 is not rotating in response to a rotation command given to the motor unit 11, it is determined that the magnet is locked.

(5)そして、第3実施形態では、減速機構部30として、遊星歯車機構を採用していたが、この構成に限定されるものではない。減速機構部30としては、駆動側の回転速度を減じて出力することができる構成であれば、サイクロイドギヤ等の種々の減速機構を採用することができる。 (5) In the third embodiment, a planetary gear mechanism is used as the reduction mechanism unit 30, but this configuration is not limited to this. Various reduction mechanisms such as cycloid gears can be used as the reduction mechanism unit 30 as long as the reduction mechanism unit 30 is configured to reduce the rotational speed of the drive side and output the reduced speed.

(6)又、上述した実施形態において、非接触連結部60における駆動側マグネット20、従動側マグネット40の位置関係を、シャフト14に沿ったアキシャル方向(図1等における上下方向)としていたが、これに限定されるものではない。 (6) In the above embodiment, the positional relationship between the driving magnet 20 and the driven magnet 40 in the non-contact connection portion 60 is in the axial direction along the shaft 14 (the up-down direction in FIG. 1, etc.), but this is not limited to this.

非接触連結部60における駆動側マグネット20及び従動側マグネット40の配置を、シャフト14を中心としたラジアル方向(径方向)に配置しても良い。この配置で、非接触連結部60が磁気ギヤ60bで構成される場合には、径方向において、駆動側マグネット20と従動側マグネット40の間に、ポールピース25が位置するように構成される。 The driving magnet 20 and driven magnet 40 in the non-contact connecting part 60 may be arranged in the radial direction (diameter direction) centered on the shaft 14. In this arrangement, if the non-contact connecting part 60 is configured as a magnetic gear 60b, the pole piece 25 is configured to be located between the driving magnet 20 and driven magnet 40 in the radial direction.

(7)又、上述した実施形態では、膨張弁Evは車両に縦置き配置されているが、膨張弁Evは車両に横置き配置されていてもよい。横置き配置とは、弁体48の軸方向が車両前後左右方向と略平行となるような配置のことである。膨張弁Evの配置として、駆動側機構部10が下方に位置し、従動側機構部35が上方に位置する態様を採用することも可能である。 (7) In the above embodiment, the expansion valve Ev is disposed vertically in the vehicle, but the expansion valve Ev may be disposed horizontally in the vehicle. A horizontal arrangement means an arrangement in which the axial direction of the valve body 48 is approximately parallel to the front-rear and left-right directions of the vehicle. It is also possible to adopt an arrangement in which the drive side mechanism 10 is located below and the driven side mechanism 35 is located above as the arrangement of the expansion valve Ev.

(8)そして、上述した実施形態では、動力伝達機構1を蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張弁Evに適用しているが、これに限定されるものではない。モータ部11を含む駆動側機構部10で生じた動力を、マグネットカップリング60a等の非接触連結部60を介して、従動側機構部35に伝達する構成を有していれば、種々の機器に採用することができる。例えば、流体回路における流量調整弁の構成として、動力伝達機構1を採用しても良く、小型ポンプ等の回転機械の構成として、動力伝達機構1を採用しても良い。 (8) In the above-described embodiment, the power transmission mechanism 1 is applied to the expansion valve Ev of a vapor compression refrigeration cycle, but is not limited to this. As long as the power transmission mechanism 1 has a configuration in which the power generated in the driving side mechanism 10 including the motor unit 11 is transmitted to the driven side mechanism 35 via a non-contact connecting unit 60 such as a magnetic coupling 60a, it can be used in various devices. For example, the power transmission mechanism 1 may be used as a configuration for a flow control valve in a fluid circuit, or as a configuration for a rotating machine such as a small pump.

1 動力伝達機構
10 駆動側機構部
11 モータ部
14 シャフト
20 駆動側マグネット
25 ポールピース
35 従動側機構部
40 従動側マグネット
41 回転部材
60 非接触連結部
REFERENCE SIGNS LIST 1 power transmission mechanism 10 driving mechanism 11 motor 14 shaft 20 driving magnet 25 pole piece 35 driven mechanism 40 driven magnet 41 rotating member 60 non-contact connecting portion

Claims (8)

電磁力によって駆動力を出力するモータ部(11)と、前記モータ部の作動に伴って回転する駆動側軸(14、33s)と、前記駆動側軸の端部に配置された駆動側マグネット(20)とを有する駆動側機構部(10)と、
前記駆動側軸から伝達された前記駆動力によって回転する従動側軸(41)と、前記従動側軸の端部に配置された従動側マグネット(40)と、を有し、前記駆動側機構部から区画されて設けられた従動側機構部(35)と、
前記駆動側マグネットと、前記従動側マグネットを有し、前記駆動側軸と、前記従動側軸とを、磁力を利用して非接触で連結する非接触連結部(60)と、
前記駆動側マグネットの動作に関する回転負荷の変動を用いて、前記従動側マグネットのロックが発生しているか否かを判定するロック判定部(71)と、を有し、
前記駆動側機構部(10)は、前記モータ部で出力される角速度を、予め定められた減速比で減速して、前記駆動側マグネットの角速度とする減速機構部(30)を有し、
前記非接触連結部(60)は、前記駆動側マグネットと前記従動側マグネットにより構成されるマグネットカップリング(60a)であり、
前記モータ部の極数に前記減速機構部の前記減速比を乗算した値が、前記マグネットカップリングの極数と異なっており、且つ、前記減速機構部の前記減速比が、前記マグネットカップリングの極数と異なっている動力伝達機構。
a drive-side mechanism section (10) including a motor section (11) that outputs a drive force by electromagnetic force, a drive-side shaft (14, 33s) that rotates in association with the operation of the motor section, and a drive-side magnet (20) disposed at an end of the drive-side shaft;
a driven-side mechanism section (35) that is partitioned off from the drive-side mechanism section and includes a driven-side shaft (41) that rotates by the driving force transmitted from the drive-side shaft and a driven-side magnet (40) that is disposed at an end of the driven-side shaft;
a non-contact connection unit (60) having the driving side magnet and the driven side magnet, and connecting the driving side shaft and the driven side shaft in a non-contact manner by utilizing a magnetic force;
a lock determination unit (71) that determines whether or not the driven magnet is locked by using a fluctuation in a rotation load related to the operation of the drive magnet,
The drive side mechanism (10) has a reduction mechanism (30) that reduces the angular velocity output by the motor at a predetermined reduction ratio to obtain an angular velocity of the drive side magnet,
The non-contact connection portion (60) is a magnetic coupling (60a) constituted by the driving side magnet and the driven side magnet,
A power transmission mechanism in which a value obtained by multiplying the number of poles of the motor unit by the reduction ratio of the reduction mechanism unit is different from the number of poles of the magnetic coupling, and the reduction ratio of the reduction mechanism unit is different from the number of poles of the magnetic coupling .
前記ロック判定部(71)は、前記モータ部に対する入力電流の周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記入力電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項1に記載の動力伝達機構。 2. The power transmission mechanism according to claim 1, wherein the lock determination unit (71) performs a frequency analysis of an input current to the motor unit, and determines that a lock of the driven magnet has occurred when the input current at a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value. 前記モータ部(11)は、三相モータ(11a)であり、
前記ロック判定部(71)は、前記三相モータの駆動電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記駆動電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項1に記載の動力伝達機構。
The motor unit (11) is a three-phase motor (11a),
2. The power transmission mechanism according to claim 1, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on a drive current of the three-phase motor, and determines that a lock has occurred in the driven magnet when the drive current at a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
前記モータ部(11)は、整流子及びブラシを有する直流モータ(11c)であり、
前記ロック判定部(71)は、前記直流モータの駆動電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記駆動電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項1に記載の動力伝達機構。
The motor unit (11) is a DC motor (11c) having a commutator and brushes,
2. The power transmission mechanism according to claim 1, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on a drive current of the DC motor, and determines that a lock has occurred in the driven magnet when the drive current at a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
前記モータ部(11)は、三相モータ(11a)であり、
予め定められた三角波と前記回転負荷の変動に連動して定められる判定電圧の関係から、前記三相モータにおけるオン時間とオフ時間の比であるデューティー比を特定する為の三相インバータ回路(72)を有し、
前記ロック判定部(71)は、前記回転負荷の変動に連動して変化する前記判定電圧に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記判定電圧が基準値を超えた場合に、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項1に記載の動力伝達機構。
The motor unit (11) is a three-phase motor (11a),
a three-phase inverter circuit (72) for determining a duty ratio, which is a ratio of an on time to an off time in the three-phase motor, from a relationship between a predetermined triangular wave and a determination voltage determined in conjunction with a fluctuation in the rotation load;
2. The power transmission mechanism according to claim 1, wherein the lock determination unit (71) performs a frequency analysis on the determination voltage, which changes in conjunction with fluctuations in the rotational load, and determines that a lock has occurred in the driven magnet when the determination voltage at a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
前記モータ部(11)は、三相モータ(11a)であり、
前記ロック判定部(71)は、前記三相モータにおける何れか一相の電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fsa、fsb)の前記一相の電流が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項1に記載の動力伝達機構。
The motor unit (11) is a three-phase motor (11a),
2. The power transmission mechanism according to claim 1, wherein the lock determination unit (71) performs a frequency analysis on a current of any one of the phases in the three-phase motor, and determines that a lock has occurred in the driven magnet when a current of the one phase at a predetermined specific frequency (fsa, fsb) exceeds a reference value.
前記モータ部(11)は、三相モータ(11a)であり、
前記ロック判定部(71)は、前記三相モータの何れか二相に関する線間電圧に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fsa、fsb)の前記線間電圧が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項1に記載の動力伝達機構。
The motor unit (11) is a three-phase motor (11a),
2. The power transmission mechanism according to claim 1, wherein the lock determination unit (71) performs a frequency analysis on line voltages for any two phases of the three-phase motor, and determines that a lock has occurred in the driven magnet when the line voltage at a predetermined specific frequency (fsa, fsb) exceeds a reference value.
前記駆動側機構部(10)に配置され、前記回転負荷の変動に伴う振動に起因した加速度を検出する加速度センサ(73d)を有し、
前記ロック判定部(71)は、前記加速度センサで検出された前記加速度に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記加速度の変化が基準値を超えた場合、前記従動側マグネットのロックが発生していると判定する請求項1に記載の動力伝達機構。
an acceleration sensor (73d) disposed in the drive side mechanism portion (10) for detecting acceleration caused by vibration accompanying fluctuations in the rotation load;
2. The power transmission mechanism according to claim 1, wherein the lock determination unit (71) performs a frequency analysis on the acceleration detected by the acceleration sensor, and determines that a lock of the driven magnet has occurred when a change in the acceleration at a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
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