(57)【要約】      （修正有）【課題】非接触式の相対的位置センサによって操作対象軸の回転方向の位置の測定を行う回転制御装置において、位置検出精度の低下を早期に検知することで装置の信頼性を向上させる。【解決手段】回転制御装置は、操作対象軸の回転方向の機械的変位を非接触で検出する相対的位置センサと、操作対象軸の回転方向における所定の中間位置に操作対象軸が到達したときに検知信号を出力するＯＮ／ＯＦＦセンサと前記操作対象軸の回転位置を補正する機能診断部とを備え、ＯＮ／ＯＦＦセンサは、操作対象軸の軸線と直交する主面を有する基板と、基板の主面上に配置された電極（２１ａ、２１ｂ）と、操作対象軸が所定の中間位置にあるときに他端側の一部が電極の１つに接触する接触子（２０１ａ、２０１ｂ）と、操作対象軸が所定の中間位置にないときに接触子の他端を主面から離間させる方向に移動させる複数のカム部材（２４ａ、２４ｂ）とを備える。【選択図】図８
2020034082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作対象軸の回転を制御する回転制御装置であって、
前記操作対象軸の回転の機械的変位を非接触で検出する相対的位置センサと、
前記操作対象軸の回転可能な範囲の間にある少なくとも１つの中間位置に前記操作対象軸が到達したときに検知信号を出力するＯＮ／ＯＦＦセンサと、
前記検知信号が出力されてからの、前記相対的位置センサによって検出される前記機械的変位の積算値と、前記ＯＮ／ＯＦＦセンサが出力する前記検知信号によって検出される前記中間位置を示す基準値とに基づいて、前記操作対象軸の絶対的な回転位置を算出する位置算出部と、
前記操作対象軸の回転位置の目標値の情報と、前記位置算出部によって算出された前記操作対象軸の絶対的な回転位置とに基づいて、前記操作対象軸の操作量を算出する操作量算出部と、
前記操作量算出部によって算出された前記操作量に基づいて、前記操作対象軸の回転可能な範囲内において前記操作対象軸を操作する操作部と、
前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断する機能診断部とを備え、
前記ＯＮ／ＯＦＦセンサは、前記操作対象軸の周りに設けられ、前記操作対象軸の軸線と直交する主面を有する基板と、前記基板の主面上に配設された少なくとも１つの電極と、一端が前記操作対象軸に固定され、前記操作対象軸の径方向に延在し、前記操作対象軸が前記中間位置にあるときに他端側の一部が前記電極の１つに接触する接触子と、前記接触子が前記電極の１つに接触すると前記検知信号を出力する検出回路と、前記基板の前記主面上かつ前記電極間に配置され、前記操作対象軸が前記中間位置にないときに前記接触子の他端を前記主面から離間させる方向に移動させるカム部材とを備え、
前記機能診断部は、前記検知信号の出力状態が変化する回転位置の経時的変化に基づいて前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断する、
回転制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された回転制御装置において、
前記機能診断部は、前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置の間の回転変位量の経時的変化に基づいて前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断する、
回転制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された回転制御装置において、
前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置は、同一の前記ＯＮ／ＯＦＦセンサに関連づけられている、
回転制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載された回転制御装置において、
前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置は、互いに異なる２つの前記ＯＮ／ＯＦＦセンサに関連づけられている、
回転制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された回転制御装置において、
第１の時点における前記検知信号の出力状態が変化する回転位置と第２の時点における前記検知信号の出力状態が変化する回転位置との差分に基づいて前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断する、
回転制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載された回転制御装置において、
前記検知信号の出力状態が変化する回転位置は、前記相対的位置センサによって検出される任意の基準位置からの機械的変位の積算値として計測される、
回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作対象軸の回転を制御する回転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、弁軸などの操作対象軸の回転を制御する回転制御装置は、操作対象軸の回転方向の機械的変位を位置センサによって検出し、その検出結果に基づいて軸の操作量を決定している。例えば、ボール弁等のロータリ式の調節弁の弁軸を操作する電動式の操作器（アクチュエータ）では、位置センサとして可変抵抗器から成るポテンショメータを用い、そのポテンショメータによって検出した弁軸の回転方向の機械的変位量に基づいて、弁軸を制御している（特許文献１参照）。
【０００３】
また、軸の回転方向の機械的変位量を測定するための位置センサとしては、ポテンショメータに代表される接触式の位置センサの他に、ロータリエンコーダのように、測定対象の軸の回転方向の位置を非接触で検出する非接触式の位置センサがある。さらに、非接触式の位置センサには、検出対象軸の角度位置に対応した信号を出力する絶対的位置センサと、検出対象軸の回転角度、すなわち角度位置の変化量に応じた信号を出力する相対的位置センサとがある。例えば、非接触式の絶対的位置センサとしては、検出対象軸の絶対的な角度位置に対応したコード信号を出力するアブソリュート型のロータリエンコーダが、非接触式の相対的位置センサとしては、検出対象軸の回転角度に対応してパルスを出力するインクリメンタル型のロータリエンコーダが、夫々知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０７４９３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ポテンショメータは、摺動子を機械的に操作することによる抵抗値の変化を出力するセンサであるため、耐久性が低く、製品寿命が短い傾向がある。また、ポテンショメータの代わりに、絶対的非接触位置センサとしてのアブソリュート型のロータリエンコーダを用いた場合、一般に部品単価が高い上に、アブソリュート型のロータリエンコーダを駆動するためのバッテリが別途必要になることから、製品コストが増大してしまう。
【０００６】
そこで、本願発明者は、ポテンショメータの代わりに、ロータリエンコーダ等の非接触式の相対的位置センサと、所定の位置に操作対象軸が到達したときに検知信号を出力するＯＮ／ＯＦＦセンサとを用いた新たな回転制御装置を提案した（特願２０１７−０３４０１４）。この回転制御装置において、ＯＮ／ＯＦＦセンサは、操作対象軸２００の近傍に設けられ、各種演算処理を行うＩＣチップ３０を搭載したプリント基板２０の主面２０ａに電極２１ａを配置し、操作対象軸２００に連結されたショートプレート２０１を電極２１ａのいずれかと接触させて、不連続ながらも操作対象軸の絶対的な位置を検出する。以下、このようなＯＮ／ＯＦＦセンサを用いて、不連続ながらも操作対象軸の絶対的な位置を検出する位置センサを「不連続な絶対的位置センサ」ということがある。
【０００７】
ところが、このような構成では、ショートプレート（２０１）とプリント基板（２０）とを離間させるのに、ショートプレートとプリント基板２０との間隔の微妙な調整が必要となり、コスト上昇の原因となるばかりか、実現は容易ではない。また、ショートプレートのバネ性の経年変化による、接触抵抗の信頼性にも問題がある。逆に、ショートプレート２０１にプリント基板２０の主面２０ａを摺動させてしまうと、プリント基板２０に悪影響を与える恐れがあり、ポテンショメータと同じく、耐久性および製品寿命の問題が生じてしまう。
【０００８】
そこで、本願発明者は、ショートプレート（２０１）とプリント基板（２０）とを電極（２１ａ）上の所定領域で接触させつつその他の領域で簡易かつ確実に双方を離間させるための構造として、例えば、電極（２１ａ）と電極（２１ａ）との間の領域に、ショートプレート（２０１）の先端部に設けられた接点（２０１ａ’）をプリント基板（２０）の主面（２０ａ）から離間する方向に移動させるカム部材（２４）が配設された新たな回転制御装置を提案した（特願２０１７−０６６０００）。
【０００９】
ところが、このような構成の回転制御装置では、例えば、ショートプレート（２０１）が、カム部材（２４）や電極（２１ａ）と摺動するため、使用を重ねるなかでカム部材（２４）や電極（２１ａ）が摩耗する。この結果、ＯＮ／ＯＦＦセンサによって検出される操作対象軸（２００）の回転位置が変化してしまい、高い精度で操作対象軸の位置制御ができなくなるといった問題が生じる恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作対象軸（２００）の回転位置の検出精度が低下したことを適宜検知することで、回転制御装置およびこれを備えるシステム全体に不具合が生じることを未然に防止することのできる回転制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る、操作対象軸（２００）の回転を制御する回転制御装置（１００）は、前記操作対象軸の回転の機械的変位を非接触で検出する相対的位置センサと、前記操作対象軸の回転可能な範囲の間にある少なくとも１つの中間位置に前記操作対象軸が到達したときに検知信号を出力するＯＮ／ＯＦＦセンサと、前記検知信号が出力されてからの、前記相対的位置センサによって検出される前記機械的変位の積算値と、前記ＯＮ／ＯＦＦセンサが出力する前記検知信号によって検出される前記中間位置を示す基準値とに基づいて、前記操作対象軸の絶対的な回転位置を算出する位置算出部と、前記操作対象軸の回転位置の目標値の情報と、前記位置算出部によって算出された前記操作対象軸の絶対的な回転位置とに基づいて、前記操作対象軸の操作量を算出する操作量算出部と、前記操作量算出部によって算出された前記操作量に基づいて、前記操作対象軸の回転可能な範囲内において前記操作対象軸を操作する操作部と、前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断する機能診断部とを備え、前記ＯＮ／ＯＦＦセンサは、前記操作対象軸の周りに設けられ、前記操作対象軸の軸線と直交する主面を有する基板と、前記基板の主面上に配設された少なくとも１つの電極と、一端が前記操作対象軸に固定され、前記操作対象軸の径方向に延在し、前記操作対象軸が前記中間位置にあるときに他端側の一部が前記電極の１つに接触する接触子と、前記接触子が前記電極の１つに接触すると前記検知信号を出力する検出回路と、前記基板の前記主面上かつ前記電極間に配置され、前記操作対象軸が前記中間位置にないときに前記接触子の他端を前記主面から離間させる方向に移動させるカム部材とを備え、前記機能診断部は、前記検知信号の出力状態が変化する回転位置の経時的変化に基づいて前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断する回転制御装置である。
【００１２】
上記回転制御装置において、前記機能診断部が、前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置の間の回転変位量の経時的変化に基づいて前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断するように構成してもよい。
【００１３】
上記回転制御装置において、前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置が、同一の前記ＯＮ／ＯＦＦセンサに関連づけられるように構成してもよい。例えば、前記接触子が、前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置において、いずれも前記ＯＮ／ＯＦＦセンサが備える同一の前記電極上にあるように構成してもよい。
【００１４】
上記回転制御装置において、前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置が、互いに異なる２つの前記ＯＮ／ＯＦＦセンサに関連づけられるように構成してもよい。例えば、前記接触子が、前記検知信号の出力状態が変化する２つの回転位置において、前記ＯＮ／ＯＦＦセンサが備える異なる前記電極上にあるように構成してもよい。
【００１５】
上記回転制御装置において、第１の時点における前記検知信号の出力状態が変化する回転位置と第２の時点における前記検知信号の出力状態が変化する回転位置との差分に基づいて前記操作対象軸の回転を制御する機能を診断するように構成してもよい。
【００１６】
上記回転制御装置において、前記検知信号の出力状態が変化する回転位置が、前記相対的位置センサによって検出される任意の基準位置からの機械的変位の積算値として計測されるように構成してもよい。
【００１７】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したことにより、本発明によれば、非接触式の相対的位置センサとＯＮ／ＯＦＦセンサとによって操作対象軸の回転方向の位置の測定を行う回転制御装置をより低コストで実現しつつ、その検出精度が低下した場合には、これを早期検出し、回転制御装置及びこれを用いたシステム全体の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る回転制御装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、不連続な絶対的位置センサの概念を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、不連続な絶対的位置センサの構成の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、不連続な絶対的位置センサの構成の一例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、不連続な絶対的位置センサの構成の一例を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、不連続な絶対的位置センサの構成の一例を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、不連続な絶対的位置センサの構成の一例における電極とカム部材との関係を説明する図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る回転制御装置の原点復帰動作モードにおける動作を説明するフロー図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る回転制御装置の通常動作モードにおける動作を説明するフロー図である。
【図６】図６は、初期時の所定の位置を検出する様子を示す図である。
【図７】図７は、初期時の所定の位置を検出するプロセスを示すフロー図である。
【図８】図８は、診断時の回転変位量の計測の様子を示す図である。
【図９】図９は、診断時の回転変位量の計測および経時的変化量を算出するプロセスを示すフロー図である。
【図１０】図１０は、診断時の回転変位量の計測の様子を示す図である。
【図１１】図１１は、診断時の回転変位量の計測および経時的変化量を算出するプロセスを示すフロー図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、回転変位量Ｌの別の計測方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
≪回転制御装置の構成≫
はじめに、本実施の形態に係る回転制御装置１００の構成にいついて説明する。
図１は、本発明に係る実施の形態としての回転制御装置の構成を示す図である。
同図に示される回転制御装置１００は、例えば、プラント等において流量のプロセス制御に用いられるボール弁等のロータリ式の調節弁の弁軸の回転を制御する電動式の操作器である。
【００２１】
以下、回転制御装置１００の具体的な構成について説明する。
図１に示すように、操作対象軸としての弁軸２００の回転を制御する回転制御装置１００は、相対的位置センサ１、複数のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎ（ｎは、２以上の整数）、位置算出部３、操作量算出部４、操作部５および機能診断部１０を備えている。複数のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎは、不連続な絶対的位置センサを構成する。
【００２２】
これらの構成要素は、筐体内部に収容される。なお、回転制御装置１００は、上述した機能部に加えて、調節弁の弁開度等の各種情報をユーザに提示するための表示部（例えば液晶ディスプレイ）や外部機器との間でデータの送受信を行うための通信回路等を備えていてもよい。
【００２３】
先ず、調節弁の実開度、すなわち弁軸２００の回転方向の位置を測定するための相対的位置センサ１およびＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎを含む不連続な絶対的位置センサについて説明する。
【００２４】
相対的位置センサ１は、回転制御装置１００の操作対象軸としての弁軸２００の回転方向の機械的変位Ｍｄを非接触で検出する機能部である。相対的位置センサ１としては、検出対象軸（弁軸２００）の回転角度に対応してパルスを出力するインクリメンタル型のロータリエンコーダを例示することができる。本実施の形態では、相対的位置センサ１が、インクリメンタル型のロータリエンコーダであるとして説明する。
【００２５】
一方、不連続な絶対的位置センサは、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎを含み、操作対象軸である弁軸２００が回転方向における所定の位置に到達したときに、その所定の位置に対応して設けられた各ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎはそれぞれ検知信号Ｐ１〜Ｐｎを出力する。ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎは、弁軸２００が回転方向において特定の位置に到達したことを示す電気信号を出力することが可能な部品であればよい。具体的には、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎとして、例えば、リミットスイッチ、フォトインタラプタ―およびホール素子を用いることができる。ここで、上記電気信号は、弁軸２００が回転方向において特定の位置に到達したことを示す信号であればよく、例えばオン・オフ信号（状態を表す信号、例えばデジタル信号）である。
【００２６】
図２を参照して、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの配置について説明する。図２には、ｎ＝５とした場合のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５の配置例が示されている。
【００２７】
図２に示すように、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５は、弁軸２００の回転可能範囲ＳＲ内において、互いに異なる複数の位置毎に対応して設けられ、弁軸２００がその対応する位置に到達したときに検知信号Ｐ１〜Ｐｎを夫々出力する。
【００２８】
ここで、回転可能範囲ＳＲとは、弁軸２００の回転方向における回転可能な範囲であり、例えば、回転方向における第１位置としての弁開度が０％となる全閉位置Ｐｃから、第２位置としての弁開度が１００％となる全開位置Ｐｏまでの範囲を示す。
【００２９】
回転制御装置１００において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５は、弁開度が０％から１００％までの範囲における何れかの位置に対応して設けられている。例えば、図２に示す配置例の場合、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１は、弁開度が０％となる全閉位置Ｐｃに対応して設けられ、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２は、弁開度が２０％となる位置Ｐａに対応して設けられ、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３は、弁開度が５０％となる位置Ｐｍに対応して設けられ、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿４は、弁開度が７０％となる位置Ｐｂに対応して設けられ、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿５は、弁開度が１００％となる全開位置Ｐｏに対応して設けられている。
なお、通常動作モードに関する説明中の「所定の中間位置」は、弁軸２００において、弁開度が０％となる全閉位置Ｐｃと弁開度が１００％となる全開位置Ｐｏとを除いた、弁開度が２０％となる位置Ｐａ、弁開度が５０％となる位置Ｐｍ、弁開度が７０％となる位置Ｐｂを意味する。
【００３０】
図２に示す配置例の場合、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１は、弁軸２００が全閉位置Ｐｃに到達したときに検知信号Ｐ１を出力する。ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２は、弁軸２００が位置Ｐａ（弁開度：２０％）に到達したときに検知信号Ｐ２を出力する。ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３は、弁軸２００が位置Ｐｍ（弁開度：５０％）に到達したときに検知信号Ｐ３を出力する。ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿４は、弁軸２００が位置Ｐｂ（弁開度：７０％）に到達したときに検知信号Ｐ４を出力する。ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿５は、弁軸２００が全開位置Ｐｏ（弁開度：１００％）に到達したときに検知信号Ｐ５を出力する。
【００３１】
次に、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの具体的な構造について説明する。
ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎは、弁軸２００の周りに設けられ、弁軸２００の軸線と直交する第１主面２０ａおよび第２主面２０ｂを有するプリント基板２０と、このプリント基板の第１主面２０ａおよび第２主面２０ｂ上にそれぞれ配置された複数の第１電極２１ａおよび第２電極２１ｂと、弁軸２００の側面に固定されたショートプレート２０１と、ショートプレート２０１の第１接触子２０１ａおよび第２接触子２０１ｂが複数の第１電極２１ａおよび第２電極２１ｂの１つにそれぞれ接触すると検知信号Ｐｉを出力する検出回路２３＿ｉと、プリント基板２０の第１主面２０ａ上に配置された複数の第１カム部材２４ａと、第２主面２０ｂ上に配置された複数の第２カム部材２４ｂとを備えている。
【００３２】
以下、プリント基板２０の第１主面２０ａおよび第２主面２０ｂをあわせて「主面２０ａ、２０ｂ」ということがある。また、第１電極２１ａおよび第２電極２１ｂをあわせて「電極２１ａ、２１ｂ」ということがある。また、ショートプレート２０１の第１接触子２０１ａおよび第２接触子２０１ｂをあわせて「接触子２０１ａ、２０１ｂ」ということがある。また、第１カム部材２０ａと第２カム部材２０ｂとをあわせて「カム部材２０ａ、２０ｂ」ということがある。
【００３３】
図３Ａ〜３Ｅは、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの具体的な構造の一例を示す図である。ここでは、ｎ＝５とした場合が図示されている。
【００３４】
ここで、図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、弁軸２００が全閉位置Ｐｃ、位置Ｐａ（弁開度：２０％）、位置Ｐｍ（弁開度：５０％）、位置Ｐｂ（弁開度：７０％）、全開位置Ｐｏ（弁開度：１００％）の何れかに到達した状態におけるＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの構造を模式的に示す平面図および断面図である。また、図３Ｃおよび図３Ｄは、それぞれ、弁軸２００が上記の所定の位置の何れにも到達していないときのＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの構造を模式的に示す平面図および断面図である。また、図３Ｅは、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの構造を模式的に示す側面図である。
【００３５】
この例において、個々のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿ｉ（１≦ｉ≦ｎ）は、図３Ａ〜３Ｅに示されるように、弁軸２００の周りに設けられるプリント基板２０上に、抵抗Ｒと電極２１ａ、２１ｂを配置し、弁軸２００にショートプレート２０１を設けることによって実現することができる。
【００３６】
具体的には、プリント基板２０の第１主面２０ａに第１電極２１ａを形成するとともに、第１電極２１ａと電源電圧が供給される電源ラインＶｃｃとの間に抵抗Ｒを接続する。また、プリント基板２０の第２主面２０ｂに第２電極２１ｂを形成するとともに、第２電極２１ｂを、グラウンド電圧が供給されるグラウンドラインＧＮＤに接続する。プリント基板２０の二つの主面２０ａ、２０ｂにそれぞれ形成される複数の電極２１ａ、２１ｂは、弁軸２００の軸を中心とする円周Ｃ１に沿って配置されている。ここで、抵抗Ｒは、例えば、プリント基板２０の第１主面２０ａに配置すればよい。また、電源ラインＶｃｃは、例えば、プリント基板２０の第１主面２０ａに形成し、グラウンドラインＧＮＤは、例えば、プリント基板２０の第２主面２０ｂに形成すればよい。
【００３７】
プリント基板２０の第１主面２０ａには、後述する位置算出部３、操作量算出部４および機能診断部１０として機能するマイクロコントローラやＣＰＵ等のプログラム処理装置を含むＩＣチップ３０や記憶用メモリー等が配置される。ここで、上述した抵抗Ｒと電極２１ａとが接続されるノードｎａは、ＩＣチップ３０の何れか一つの入力端子に接続される。
【００３８】
弁軸２００は、プリント基板２０に設けられた貫通孔２０ｃに挿通されている。弁軸２００の軸線とプリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂとは互いに直交する。弁軸２００の外周面には、ショートプレート２０１が接合されている。
【００３９】
図３Ｂ，３Ｄに示されるように、ショートプレート２０１は、例えば側面視「コ」字状に形成されている。ショートプレート２０１は、例えば、真鍮やステンレス等の金属から成る短冊状の板部材を曲げ加工して側面視「コ」字状に形成すればよい。このようなショートプレート２０１を弁軸２００の側面にネジ等で固定することによって、このショートプレート２０１は、一端が弁軸２００に固定されてこの弁軸２００の径方向に延在する第１接触子２０１ａと、この第１接触子２０１ａと電気的に接続され、一端が弁軸２００に固定されてこの弁軸２００の径方向に延在する第１接触子２０１ａとを提供することとなる。第１接触子２０１ａと第２接触子２０１ｂとは、ともに弾性変形可能な板状の部材である。プリント基板２０は、これら一対の接触子２０１ａ、２０１ｂの間に配置される。この状態でこれらの接触子２０１ａ、２０１ｂの接点２０１ａ’、２０１ｂ’がプリント基板２０の表と裏の２つの主面２０ａ、２０ｂの方向にそれぞれ付勢されている。したが
って、弁軸２００に固定されたショートプレート２０１は、対向する一対の接触子２０１ａ，２０１ｂがプリント基板２０を挟み込んだ状態で弁軸２００とともに回転する。
【００４０】
弁軸２００が、全閉位置Ｐｃ、弁開度が２０％となる位置Ｐａ、弁開度が５０％となる位置Ｐｍ、弁開度が７０％となる位置Ｐｂ、および全開位置Ｐｏの何れかの位置に到達したとき、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂは、これらの所定の位置に対応する位置に配置された電極２１ａ、２１ｂと接触する。例えば、図３Ａに示すように、弁軸２００が回転して、ショートプレート２０１がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３の位置に到達したとき、ショートプレート２０１の接点２０１ａ’がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３の電極２１ａと接触するとともに、ショートプレート２０１の接点２０１ｂ’がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３の電極２１ｂと接触する。このとき、電源ラインＶｃｃから、抵抗Ｒ、電極２１ａ、ショートプレート２０１、および電極２１ｂを介してグラウンドラインＧＮＤに至る電流経路が形成され、ノードｎａの電位が０Ｖ（グラウンド電位）となる。
【００４１】
一方、図３Ｃに示すように、ショートプレート２０１がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１とＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２との間にあるときは、すなわち、弁軸２００が中間位置にないときは、ショートプレート２０１の接点２０１ａ’，２０１ｂ’は、何れのＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５の電極２１ａ，２１ｂにも接触しない状態となる。これにより、各ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５のノードｎａの電位がＶｃｃ（電源電圧）となる。
【００４２】
このように、各ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５のノードｎａの電圧変化を検知信号としてＩＣチップ３０に入力することにより、弁軸２００が回転方向における所定の位置に到達したことを検出することが可能となる。したがって、一端が電源ラインＶｃｃに接続された抵抗Ｒと、この抵抗Ｒの他端に接続された電極２１ａと、グラウンドラインＧＮＤに接続された電極２１ｂは、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂの他端側の一部が、複数の電極２１ａ、２１ｂのうち１つにそれぞれ接触すると検知信号Ｐｉを出力する検出回路を構成する。
【００４３】
さらに本実施の形態においては、ＯＮ／ＯＦＦセンサは、プリント基板２０の第１主面２０ａ上に配置されたカム部材２４ａと、第２主面２０ｂ上に配置されたカム部材２４ｂとを備えている。図３Ａおよび図３Ｃに示すように、これらのカム部材２４ａ、２４ｂは、それぞれプリント基板２０の２つの主面２０ａ、２０ｂ上において、弁軸２００の軸線を中心とする円周Ｃ２に沿って配置されている。
【００４４】
カム部材２４ａ、２４ｂは、プラスチック等の材料から構成され、それぞれ、円周Ｃ２に沿って主面上の所定の中間位置に対応する位置、すなわち電極２１ａ、２１ｂが配置されている位置に近づくにつれて主面からの高さが低くなる形状を有している。２つの主面２０ａ、２０ｂのそれぞれで隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部は、互いに離間している。
これらのカム部材２４ａ、２４ｂを接着剤でプリント基板２０に固定するには、接着剤やネジを用いればよい。なお、カム部材２４ａ、２４ｂをプリント基板２０上に実装する代わりに、図示しない樹脂ケース等の構造物上にカム部材２４ａ、２４ｂを形成してもよい。
【００４５】
図３Ｄは、弁軸２００が所定の位置、すなわち、図２に示した全閉位置Ｐｃ、位置Ｐａ、位置Ｐｍ、位置Ｐｂ、および全開位置Ｐｏのいずれかにないときの不連続な絶対的位置センサの様子を説明する図である。図３Ｄに示すように、弁軸２００が所定の位置のいずれにもないときに、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂは、プリント基板２０の両主面２０ａ、２０ｂ上にそれぞれ設けられたカム部材２４ａ、２４ｂと接触し、接触子２０１ａ、２０１ｂの他端側はプリント基板２０の両主面２０ａ、２０ｂから離間する方向に移動する。したがって、この場合は、接触子２０１ａ、２０１ｂの接点２０１ａ’、２０１ｂ’はプリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂとは接触しない。
これに対し、弁軸２００が所定の位置のいずれかにあるときは、図３Ｂに示すように、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂは電極２１ａ、２１ｂに接触する。
【００４６】
次に、位置算出部３、操作量算出部４、および操作部５について説明する。
【００４７】
位置算出部３は、弁軸２００の絶対的な位置を算出する機能部である。位置算出部３は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの検知信号Ｐ１〜Ｐｎが出力されてからの、相対的位置センサ１によって検出された機械的変位Ｍｄの積算値と、その検知信号Ｐ１〜Ｐｎを出力したＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置を示す基準値とに基づいて、操作対象軸の回転方向の絶対的な位置を算出する。
【００４８】
位置算出部３は、例えば、マイクロコントローラやＣＰＵ等のプログラム処理装置によるプログラム処理によって実現することができる。上述の例の場合、プリント基板２０に載置されたＩＣチップ３０によって実現される。
【００４９】
より具体的には、位置算出部３は、基準値更新部３２、相対的位置情報取得部３１、および位置決定部３３を含む。
【００５０】
基準値更新部３２は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検知信号Ｐ１〜Ｐｎが出力された場合に、基準値ＡＰを更新するとともにリセット信号ＲＳＴを出力する機能部である。
【００５１】
ここで、基準値ＡＰは、回転可能範囲ＳＲ内における絶対的な位置を示す値であり、弁軸２００の回転方向の絶対的な位置を算出する際の基準となる。
【００５２】
具体的に、基準値更新部３２は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎが検知信号Ｐ１〜Ｐｎを出力する度に、基準値ＡＰを、その検知信号を出力したＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置を示す値に設定する。例えば、図２の例の場合、先ず、弁軸２００が回転して弁開度が２０％となる位置Ｐａに到達し、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２が検知信号Ｐ２を出力した場合、基準値更新部３２は、基準値ＡＰを、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２に対応する位置Ｐａを示す値に設定する。その後、弁軸２００が更に回転し、弁開度が５０％となる位置Ｐｍに弁軸２００が到達してＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３が検知信号Ｐ３を出力した場合、基準値更新部３２は、基準値ＡＰを、位置Ｐａを示す値からＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３に対応する位置Ｐｍを示す値に変更する。
【００５３】
相対的位置情報取得部３１は、相対的位置センサ１によって検出された弁軸２００の回転方向の機械的変位Ｍｄを取得し、その機械的変位Ｍｄの積算値ＲＰを算出する機能部である。例えば、相対的位置情報取得部３１は、相対的位置センサ１としてのインクリメンタル型のロータリエンコーダから出力されるパルスをカウントし、そのパルス数の積算値ＲＰを算出する。
【００５４】
また、相対的位置情報取得部３１は、基準値更新部３２からリセット信号ＲＳＴが出力された場合に、それまでにカウントしていたパルス数の積算値ＲＰをリセットする。リセット後、相対的位置情報取得部３１は、パルスのカウント動作を再開する。
【００５５】
すなわち、相対的位置情報取得部３１は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎのいずれかから検知信号が出力される度に、積算値ＲＰをリセットする。したがって、相対的位置情報取得部３１によって算出される積算値ＲＰは、直前に基準値ＡＰが更新されてから次に基準値ＡＰが更新されるまでに、ロータリエンコーダから出力されたパルス数の累積値となる。
【００５６】
位置決定部３３は、基準値更新部３２によって生成された基準値ＡＰと、相対的位置情報取得部３１によって算出されたパルス数の積算値ＲＰに基づく弁軸２００の回転方向の機械的変位量とを加算して、回転可能範囲ＳＲにおける弁軸２００の絶対的な位置を算出する。位置決定部３３は、算出した弁軸２００の絶対的な位置を弁開度に換算し、換算した値を実開度ＰＶとして出力する。
【００５７】
操作量算出部４は、弁軸２００の回転方向の目標位置としての弁開度の目標値ＳＰと、位置算出部３によって算出された実開度ＰＶとに基づいて、弁軸２００の操作量を算出する機能部である。操作量算出部４は、例えば、位置算出部３と同様に、マイクロコントローラやＣＰＵ等のプログラム処理装置によるプログラム処理によって実現することができる。上述の例の場合、プリント基板２０に載置されたＩＣチップ３０によって実現される。
【００５８】
具体的には、操作量算出部４は、目標値取得部４１、偏差算出部４２、および操作量決定部４３を含む。
【００５９】
目標値取得部４１は、例えばバルブ制御システムにおける上位装置（図示せず）から与えられた弁開度の目標値ＳＰを取得する機能部である。目標値ＳＰは、外部コントローラから通信や、例えば4-20mＡのアナログ信号によって設定される。
【００６０】
偏差算出部４２は、目標値取得部４１によって取得された弁開度の目標値ＳＰと、位置算出部３によって算出された実開度ＰＶとの偏差ΔＰを算出する機能部である。
【００６１】
操作量決定部４３は、偏差算出部４２によって算出された偏差ΔＰに基づいて、弁軸２００が目標値ＳＰに基づく回転方向の目標位置に到達するまでに必要な操作量ＭＶを算出する。
【００６２】
操作部５は、操作量算出部４によって算出された操作量ＭＶに基づいて、弁軸２００を回転可能範囲ＳＲ内で操作する機能部である。具体的に、操作部５は、電動モータ５２、電動モータ駆動部５１、および減速機５３を含む。
【００６３】
電動モータ５２は、弁軸２００を操作するための回転力を発生させる部品である。電動モータ５２としては、ブラシレスモータやステッピングモータ、同期モータ等を例示することができる。
【００６４】
電動モータ駆動部５１は、電動モータ５２を駆動する機能部である。具体的に、電動モータ駆動部５１は、操作量算出部４によって算出された操作量ＭＶに応じた電流（または電圧）を電動モータ５２に印加することにより、電動モータ５２の出力軸を回転させる。
【００６５】
減速機５３は、電動モータ５２よって発生した回転力を減速して弁軸２００に伝達する動力伝達機構である。例えば、減速機５３は、平歯車機構等の各種歯車機構によって構成されている。減速機５３の出力軸が弁軸２００に連結されることにより、電動モータ５２の回転力を所定の減速比で減速した回転力によって弁軸２００を回転させることができる。
【００６６】
次に、機能診断部１０について説明する。
この機能診断部１０は、位置算出部３で算出される弁軸２００の回転位置に変化を生じさせる事象、例えば、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎを構成する要素（特にカム部材２４ａ、２４ｂ）が摩耗しその形状が経時的に変化するといった事象が生じた場合、この弁軸２００の経時的な回転位置の変化を定量的に測定し、この計測された経時的変化量の大きさに基づいて、回転制御装置が適正に機能し得るか否かを診断する機能部である。
ここで、弁軸２００の経時的な回転位置の変化の測定は、以下のようにして行われる。まず、検知信号Ｐ１〜Ｐｎが、非出力状態から出力状態へと変化する位置、または出力状態から非出力状態へと変化する位置を検出し、この２つの（回転）位置（以下、「第１の検出位置Ｐα１」および「第２の検出位置Ｐα２」という。）の間を回転する弁軸２００の回転変位量Ｌを測定する。この弁軸２００の回転変位量Ｌを異なる２つの時点、例えば初期時と診断時とで測定し、その差分として求められる経時的変化量ΔＬの大小から、弁軸２００の経時的な回転位置の変化の程度を検知する。経時的変化量ΔＬが、予め規定された閾値Ｎよりも大きくなると、機能不全状態にあると診断する。
【００６７】
機能診断部１０は、操作指示部１１、位置検出部１２、位置情報保存部１３、回転位置変化量算出部１４および診断部１５から構成され、例えば、基板２０上に設けられたメモリー（またはＩＣチップ３０内のメモリー）に演算プログラムの形で組み込まれる。
【００６８】
操作指示部１１は、例えば電源投入後に自動的に実行され、または、通常動作時において制御対象の制御に支障が生じない任意のタイミングで実施される機能診断モード（機能診断モードの詳細については後述する。）において、第１位置と第２位置との間に位置する弁軸２００（調節弁）を、間を回転させる（または停止させる）指示を与える機能部である。
操作指示部１１は、弁軸２００を回転させる指示信号ＳＳ１０を操作部５に向けて出力するとともに、後述する位置検出部１２から出力される回転停止の指示信号ＳＳ１６を受信したとき、弁軸２００の回転を停止させる指示信号ＳＳ１０−２を操作部５に向けて出力する。
【００６９】
位置検出部１２は、前記操作指示部１１からの指示命令に基づいて、回転する弁軸２００の位置を、例えば「第１の検出位置Ｐα１」および「第２の検出位置Ｐα１」として検出する機能部である。位置検出部１２は、例えば、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎからの検知信号（以下、通常動作モードにおける検知信号と区別するために、「診断用検知信号ＳＳ１１」という。）を受信し、この受信の開始または受信の終了をトリガーに、換言すれば、診断用検知信号ＳＳ１１の出力状態の変化をトリガーに、診断時における弁軸２００の回転位置を検出する。
弁軸２００の回転位置に関する情報ＳＳ１３は、位置検出部１２から回転位置変化量算出部１４に向けて送信される。
【００７０】
位置情報保存部１３は、例えば、「第１の検出位置」と「第２の検出位置」との間を回転する弁軸２００の回転変位量Ｌに関し、その初期値（以下、診断時の「回転変位量Ｌ」と区別するために「初期回転変位量Ｌｒｅｆ」という。）に関する情報（以下、「初期情報」という。）を記憶する機能部である。
初期情報および基本情報は、例えば、基板２０上（またはＩＣチップ３０内）に設けられた不揮発性メモリーに記憶される。
【００７１】
ここで、前記初期および初期値とは、本実施の形態に係る回転制御装置１００が製造された直後に、工場の完成品検査工程等において、「回転変位量Ｌの初期値の計測方法」のところで詳述する所定の方法によって初期回転変位量Ｌｒｅｆが計測される時点およびその計測値を意味する。
【００７２】
回転位置変化量算出部１４は、「機能診断モードの動作原理」のところで詳述する方法によって、診断時の回転変位量Ｌを計測し、この回転変位量Ｌと位置情報保存部１３に格納されている初期回転変位量Ｌｒｅｆとから、これらの差分に相当する経時的変化量ΔＬを算出する機能部である。
【００７３】
ここで、回転変位量Ｌおよび初期回転変位量Ｌｒｅｆは、いずれも相対的位置センサ１によって検出される機械的変位の積算値Ｍｄ、より具体的には、相対的位置センサ１を構成するインクリメンタル型のロータリエンコーダから一定の回転角毎に出力されるパルスの数を積算（カウント）して計測される（以下、回転変位量Ｌに対応する積算値を「回転変位積算値ＰＣ」といい、初期回転変位量Ｌｒｅｆに対応する積算値を「初期回転変位積算値ＰＣｒｅｆ」という。）。
【００７４】
回転位置変化量算出部１４は、位置検出部１２が出力する検知信号ＳＳ１３を受信するとともに、相対的位置センサ１から機械的変位Ｍｄに関する情報を受信する。回転位置変化量算出部１４は、これら受信情報に基づいて、回転変位積算値ＰＣを計測する。さらに、回転位置変化量算出部１４は、位置情報保存部１３に格納されている、初期回転変位量Ｌｒｅｆに対応した初期回転変位積算値ＰＣｒｅｆに関する情報ＳＳ１７受信し、この初期回転変位積算値ＰＣｒｅｆと回転変位積算値ＰＣとの差分から、経時的変化量ΔＬに対応した経時的変化積算値ΔＰＣを算出する。
【００７５】
診断部１５は、回転位置変化量算出部１４によって測定された経時的変化量ΔＬ（経時的変化積算値ΔＰＣ）に基づいて、弁軸２００の回転位置の経時的変化が許容範囲内か否かを診断する機能部である。この診断は、例えば、測定された経時的変化量ΔＬ（経時的変化積算値ΔＰＣ）が予め規定されている閾値よりも小さければ許容範囲内にある、すなわち機能を果たせる状態にあると診断し、閾値以上であれば許容範囲外、すなわち機能を果たせる状態ないと診断する。
【００７６】
≪回転制御装置１００における通常動作モードの動作原理≫
次に、前記構成からなる本実施の形態に係る回転制御装置１００の動作態様のうち、通常動作モードの動作原理について、その一例を図１ないし図５を参照しながら説明する。
まず、回転制御装置１００による原点復帰の動作について説明する。
【００７７】
図４は、実施の形態１に係る回転制御装置１００の原点復帰動作モードにおける動作の流れを示す図である。
ここでは、回転制御装置１００の電源投入の時点で、弁軸２００が、弁開度が８０％となる位置に到達している場合を例にとり、説明する。
【００７８】
回転制御装置１００に電源が投入された場合、回転制御装置１００は、相対的位置センサの原点復帰の処理を行う原点復帰動作モードで動作を開始する。原点復帰動作モードにおいて、回転制御装置１００は、調節弁を閉じる方向に電動モータ５２を駆動する（Ｓ１１）。具体的には、電動モータ駆動部５１は、操作量決定部４３によって弁開度が０％となるように算出された操作量ＭＶに基づいて、電動モータ５２を駆動する。
【００７９】
次に、回転制御装置１００は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検知信号が出力されたか否かを判定する（Ｓ１２）。ステップＳ１２において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検知信号が出力されなかった場合には、回転制御装置１００は、引き続き、弁開度が０％になるように電動モータ５２を駆動する。
【００８０】
一方、ステップＳ１２において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検知信号が出力された場合には、回転制御装置１００は、検知信号を出力したＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置を、弁軸２００の絶対的な位置を算出する際の基準値ＡＰ（初期点）とする（Ｓ１３）。
【００８１】
例えば、図２の例の場合、ステップＳ１１において弁開度が８０％となる位置から０％になる方向に弁軸２００が回転し、その後、弁開度が７０％となる位置Ｐｂに弁軸２００が到達したときに、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿４から検知信号Ｐ４が出力される。このとき、位置算出部３における基準値更新部３２は、検知信号Ｐ４を出力したＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿４に対応する位置Ｐｂを示す値を基準値ＡＰとして設定するとともに、リセット信号ＲＳＴを出力する。
【００８２】
基準値更新部３２からのリセット信号ＲＳＴを受けた相対的位置情報取得部３１は、それまでにカウントしていたパルス数の積算値ＲＰをリセットする（Ｓ１４）。
【００８３】
以上により原点復帰の処理が完了し、回転制御装置１００は、原点復帰動作モードから通常動作モードに移行する。
【００８４】
次に、原点復帰後の通常動作モードにおける回転制御装置１００の動作について説明する。
図５は、実施の形態１に係る回転制御装置の通常動作モードにおける動作の流れを示すフロー図である。
【００８５】
回転制御装置１００は、原点復帰動作モードが終了すると、通常動作モードに移行する。通常動作モードにおいて、回転制御装置１００は、上位装置から弁開度の目標値ＳＰの変更が指示されるまで待機する（Ｓ２０）。弁開度の目標値ＳＰの変更が指示された場合には、回転制御装置１００の偏差算出部４２が、位置算出部３によって算出された弁軸２００の絶対的な位置に基づく実開度ＰＶが上位装置から指示された目標値ＳＰよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００８６】
ステップＳ２１において、実開度ＰＶが目標値ＳＰよりも大きい場合、回転制御装置１００は、調節弁を閉じる方向に電動モータ５２を駆動する（Ｓ２２ａ）。具体的には、操作量決定部４３が、偏差算出部４２によって算出された偏差ΔＰに基づいて、弁開度が目標値ＳＰとなるように操作量ＭＶを算出し、電動モータ駆動部５１が、その操作量ＭＶに基づいて電動モータ５２を駆動する。
【００８７】
一方、ステップＳ２１において、実開度ＰＶが目標値ＳＰよりも小さい場合、回転制御装置１００は、調節弁を開く方向に電動モータ５２を駆動する（Ｓ２２ｂ）。具体的には、操作量決定部４３が、偏差算出部４２によって算出された偏差ΔＰに基づいて、弁開度が目標値ＳＰとなるように操作量ＭＶを算出し、電動モータ駆動部５１が、その操作量ＭＶに基づいて電動モータ５２を駆動する。
【００８８】
ステップＳ２２ａまたはステップＳ２２ｂの後、回転制御装置１００は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの一つから検知信号が出力されたか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００８９】
ステップＳ２３において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検知信号が出力されていない場合には、回転制御装置１００は、直前に基準値更新部３２によって設定された基準値ＡＰと、相対的位置情報取得部３１によって算出された相対的位置センサ１からの出力パルス数の積算値ＲＰに基づく弁軸２００の機械的変位量とに基づいて、実開度ＰＶ（弁軸２００の絶対的な位置）を算出する（Ｓ２６）。
【００９０】
例えば、上述の原点復帰の処理（ステップＳ１１〜Ｓ１４）の後、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検知信号が一度も出力されていない場合には、原点復帰動作モードのステップＳ１３において設定した基準値ＡＰ（上記例の場合、弁開度が７０％となる位置）に、相対的位置情報取得部３１によって算出された積算値ＲＰに基づく弁軸２００の機械的変位量を加算することによって、実開度ＰＶを算出する。
【００９１】
一方、ステップＳ２３において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検知信号が出力された場合には、回転制御装置１００は、基準値ＡＰを更新する（Ｓ２４）。具体的には、基準値更新部３２が、検知信号を出力したＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置を、新たな基準値ＡＰに設定する。例えば、上述の原点復帰動作モードにおいて、基準値ＡＰが位置Ｐｂ（弁開度：７０％）を示す値に設定された直後のステップＳ２３において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３から検知信号Ｐ３が出力された場合には、基準値更新部３２は、基準値ＡＰを、位置Ｐｂ（弁開度：７０％）を示す値から位置Ｐｍ（弁開度：５０％）を示す値に変更する。このとき、基準値更新部３２は、リセット信号ＲＳＴも出力する。
【００９２】
基準値更新部３２からのリセット信号ＲＳＴを受けた相対的位置情報取得部３１は、それまでにカウントしていた相対的位置センサ１の出力パルス数の積算値ＲＰをリセットする（Ｓ２５）。
【００９３】
次に、回転制御装置１００は、ステップＳ２４において基準値更新部３２によって設定された基準値ＡＰと、ステップＳ２５でリセットされた後に相対的位置情報取得部３１によってカウントされた積算値ＲＰとに基づいて、実開度ＰＶ（弁軸２００の絶対的な位置）を算出する（Ｓ２６）。例えば、ステップＳ２４において、基準値ＡＰが位置Ｐｍ（弁開度：５０％）を示す値に変更された場合には、その基準値ＡＰに、ステップＳ２５以降に相対的位置情報取得部３１によってカウントされた積算値ＲＰに基づく弁軸２００の機械的変位量を加算することによって弁軸２００の絶対的な位置を算出し、その位置から実開度ＰＶを算出する。
【００９４】
次に、回転制御装置１００は、ステップＳ２６において算出された実開度ＰＶが目標値ＳＰと一致するか否かを判定する（Ｓ２７）。
【００９５】
ステップＳ２７において、実開度ＰＶが目標値ＳＰと一致しない場合には、ステップＳ２１に戻り、回転制御装置１００は、再度、上述の処理（Ｓ２１〜Ｓ２６）を行う。一方、ステップＳ２７において、実開度ＰＶが目標値ＳＰと一致した場合には、回転制御装置１００は、弁開度を目標値に設定する一連の処理を終了する。
【００９６】
≪回転制御装置１００における機能診断モードの原理≫
次に、前記構成からなる本実施の形態に係る回転制御装置１００の動作態様のうち、例えば、電源投入後に自動的に実施され、または、通常動作時において制御対象の制御に支障が生じない任意のタイミングで実施される機能診断モードの動作原理について、図６ないし図１１を参照しながら説明する。
【００９７】
はじめに、弁軸２００の絶対的な位置に変化をもたらす事象について説明する。
基板２０、およびこの基板２０に設けられた電極２１ａ、２１ｂやカム部材２４ａ、２４ｂといったＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎを構成する要素は、回転制御装置１００が作動している間、ショートプレート２０１を介して弁軸２００に接合する接触子２０１ａ、２０１ｂと摺動するため、使用時間・頻度に比例して摩耗する。これら構成要素の摩耗による経時的形状変化、特にカム部材２４ａ、２４ｂの摩耗による経時的形状変化は、接触子２０１ａ、２０１ｂと電極２１ａ、２１ｂとの接触態様を変様させ、検知信号Ｐ１〜Ｐｎが出力される時点の弁軸２００の回転位置を経時的に変化させる。このため、弁軸２００の位置を正確に検出するには、検知信号Ｐ１〜Ｐｎに基づいて検出される中間位置、すなわち、全閉位置Ｐｃ、弁開度２０％位置Ｐａ、弁開度５０％位置Ｐｍ、弁開度７０％位置Ｐｂおよび全開位置Ｐｏを示す基準値ＡＰも、経時的変化にあわせて変化させる必要がある。ところが、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎが不連続な絶対的位置センサとして機能する回転制御装置１００にあっては、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎによって検出される全閉位置Ｐｃ、位置Ｐａ、位置Ｐｍ、位置Ｐｂおよび全開位置Ｐｏを示すそれぞれの基準値ＡＰは、通常動作モードにおいて固定されている。このため、検知信号Ｐ１〜Ｐｎが出力される時点の弁軸２００の回転位置と、固定された基準値ＡＰに基づいて算出される弁軸２００の絶対的な回転位置との間に齟齬が生じることなる。
【００９８】
本実施の形態において実施される機能診断は、検知信号Ｐ１〜Ｐｎが出力される時点における弁軸２００の回転位置の経時的変化がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎによって検出される中間位置（全閉位置Ｐｃ、弁開度２０％位置Ｐａ、弁開度５０％位置Ｐｍ、弁開度７０％位置Ｐｂ）の検出位置の経時的変化であるとの理解を前提に行われる。
【００９９】
ここで、中間位置は、前述したように、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５から出力される検知信号Ｐ１〜Ｐ５によって検出される。検出精度の観点から、接触子２０１ａ、２０１ｂと電極２１ａ、２１ｂとが接触している間に相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄをできるだけ小さくなるように（望ましくはゼロとなるように）、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎ（より詳細には、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎを構成する電極２１ａ、２１ｂやカム部材２４ａ、２４ｂ等）を設計することが求められる。しかし、使用に伴い、カム部材２４ａ、２４ｂが摩耗し、結果として、接触子２０１ａ、２０１ｂと電極２１ａ、２１ｂとの接触範囲が拡張する。接触範囲が過大に拡張すると、検出精度が過度に低下し、回転制御に支障をきたすことになる。
【０１００】
そこで、接触子２０１ａ、２０１ｂと電極２１ａ、２１ｂとの接触範囲が経時的に拡張することに伴う検知信号Ｐ１〜Ｐｎの出力状態の変化、すなわち、検知信号Ｐ１〜Ｐｎが出力→非出力となる位置および／または非出力→出力となる位置（以下、「検知信号変化位置」という。）の経時的な変化に着目し、この検知信号変化位置のうちの少なくとも２つの（回転）位置にあたる「第１の検出位置Ｐα１」および「第２の検出位置Ｐα２」を検出し、この２つの（回転）位置の間を回転する弁軸２００の回転変位量Ｌを測定する。この弁軸２００の回転変位量Ｌは、例えば、初期時と診断時といった異なる２つの時点で測定され、その差分として求められる経時的変化量ΔＬの大小から、弁軸２００の回転位置の経時的変化の程度を検知する。経時的変化量ΔＬが、予め規定された閾値よりも大きくなると、機能不全状態にあると診断する。
【０１０１】
＜初期情報の計測＞
次に、初期情報、すなわち、初期時における、「第１の検出位置Ｐα１」および「第２の検出位置Ｐα２」に関する位置情報と、これら２つの（回転）位置の間を回転する弁軸２００の初期回転変位量Ｌｒｅｆ（初期回転変位積算値ＰＣｒｅｆ）の計測に関して、図６および７を参照しながら説明する。
【０１０２】
ここで、初期および初期値とは、前述したように、本実施の形態に係る回転制御装置１００が製造された直後に、例えば製造工場の検査工程において計測される時点、およびその計測値を意味する。また、添え字「ｒｅｆ」が付された符号によって示される値は、前述したものを含め、全て初期値を意味する。
初期情報の計測は、製造工場に備え付けの所定の装置を用いて実施してもよいし、回転制御装置１００が備える各種機能部、例えば、機能診断部１０を通じて実施してもよい。
【０１０３】
初期情報の計測は、例えば、図６に示すような態様によって実行される。すなわち、全閉位置Ｐｃ、弁開度２０％位置Ｐａ、弁開度５０％位置Ｐｍ、弁開度７０％位置Ｐｂおよび全開位置Ｐｏのうちのいずれかである特定中間位置Ｐｚにおいて、検知信号が出力→非出力へと変化する第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆ、および検知信号が非出力→出力へと変化する第２の初期検出位置Ｐα２ｒｅｆを、それぞれ基準位置Ｐｓｔを起点とした変位量（以下、第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆに対応した変位量を「初期回転変位量Ｌα１ｒｅｆ」といい、第２の初期検出位置Ｐα２ｒｅｆに対応した変位量を「初期回転変位量Ｌα２ｒｅｆ」という。）として計測する。
【０１０４】
初期回転変位量Ｌｒｅｆは、初期回転変位量Ｌα１ｒｅｆと初期回転変位量Ｌα２ｒｅｆとの差分として計測される。
【０１０５】
初期回転変位量Ｌα１ｒｅｆおよび初期回転変位量Ｌα２ｒｅｆは、例えば、前記通常動作モードの動作原理と同様に、「第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆ」と基準位置Ｐｓｔ、および「第２の初期検出位置Ｐα２ｒｅｆ」と基準位置Ｐｓｔとの間を弁軸２００が回転する間に、相対的位置センサ１を構成するインクリメンタル型のロータリエンコーダから出力されるパルスの数を積算することで、第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆおよび第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆの形で計測される。
【０１０６】
初期回転変位量Ｌｒｅｆは、第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆと第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆとの差分の形で計測される。
【０１０７】
計測された初期情報は、前述したように、例えば基板２０上（またはＩＣチップ３０内）に設けられた不揮発性メモリーに記憶され保存される。
【０１０８】
なお、基準位置Ｐｓｔは、第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆおよび第２の初期検出位置Ｐα２ｒｅｆを検出する際の基準・起点となる位置であり、第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆおよび第２の初期検出位置Ｐα２ｒｅｆは、基準位置Ｐｓｔに対する相対的位置として検出される。このため、基準位置Ｐｓｔは、１つの位置に限定されるわけではなく、図６に示すように、第１位置を形成する全閉位置Ｐｃに設けられてもよいし、全開位置Ｐｏ等の他の位置に設けられてもよく、また、必ずしも不動の位置である必要もない。ただし、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎ上にある全ての検知信号変化位置を検出できるように配設されることが望ましい。
【０１０９】
本実施の形態では、全ての中間位置、すなわち、全閉位置Ｐｃ、弁開度２０％位置Ｐａ、弁開度５０％位置Ｐｍ、弁開度７０％位置Ｐｂおよび全開位置Ｐｏを特定中間位置Ｐｚとし、それぞれにおいて、前述したような態様で初期情報の計測が行われる。
【０１１０】
初期情報の計測は、例えば図７に示すようなステップを介して実行される。
はじめに、弁軸２００（より詳細には、弁軸２００に接合されたショートプレート２０１に設けられた接触子２０１ａ、２０１ｂ）を、基準位置Ｐｓｔ１を形成する全閉位置Ｐｃに配置する（ステップＰＳ１）。
このとき、全閉位置Ｐｃに配設されたＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１の電極２１ａ、２１ｂと接触子２０１ａ、２０１ｂ（より詳細には、接触子２０１ａの先端部に突設された接点２０１ａ’、２０１ｂ’）とが接し、検知信号Ｐ１が出力された状態となる。
【０１１１】
次に、弁軸２００を開方向（全開位置Ｐｏに向けた方向）へ回転させるように電動モータ５２を駆動する。これと同時に、相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄの積算、より具体的には、相対的位置センサ１を構成するインクリメンタル型のロータリエンコーダから出力されるパルス数の積算（カウント）を開始する（ステップＰＳ２）。
【０１１２】
その後、前記検知信号変化位置、すなわち、回転弁軸２００と接合する接触子２０１ａ、２０１ｂ（より詳細には、接触子２０１ａの先端部に突設された接点２０１ａ’、２０１ｂ’）が、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎが備える電極２１ａ、２１ｂと接触した状態から非接触の状態へと遷移することで検知信号の出力状態が出力→非出力へと変化し、または、電極２１ａ、２１ｂと非接触の状態から接触した状態へと遷移することで検知信号の出力状態が非出力→出力へと変化する位置が検出されたか否かを、位置検出部を通じた検知信号の受信態様に基づいて判定する（ステップＰＳ３）。
前記検知信号変化位置が検出されなければ、ステップＰＳ２へと戻り、弁軸２００を開方向へ回転させながら相対的位置センサ１を構成するインクリメンタル型のロータリエンコーダから出力されるパルス数の積算（カウント）を継続する。
【０１１３】
弁軸２００が、検知信号の出力状態が変化する位置（例えば、第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆ）に到達すると、この位置に至るまでに相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄの積算値、すなわち、インクリメンタル型ロータリエンコーダから出力されたパルスのカウント数（積算値）を計測し、この計測値を不揮発性メモリーに記憶する（ステップＰＳ４）。
これによって、第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆが、第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆの形で定量的に検出される。
【０１１４】
さらにその後、弁軸２００が全開位置Ｐｏに到達したかを、例えば、全開位置Ｐｏに配設されているＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿５から出力される検知信号Ｐ５の受信の有無に基づいて判定する（ステップＰＳ５）。
【０１１５】
弁軸２００が全開位置Ｐｏに到達していなければ、ステップＰＳ２へと戻り、ステップＰＳ２ないしステップＰＳ５が繰り返される。これによって、例えば第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆに隣接する第２の初期検出位置Ｐα２ｒｅｆが、第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆの形で定量的に検出され、最終的にＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎ（ｎ＝５）上にある全ての検知信号変化位置の初期位置が、相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄの積算値の形で検出される。これら検知信号変化位置の初期位置に関する情報は、前述したように、例えば基板２０上（またはＩＣチップ３０内）に設けられた不揮発性メモリーに記憶され保存される。
なお、初期回転変位量Ｌｒｅｆは、前述したように、前記ステップによって検出された複数の検知信号変化位置の差分として計測される。
【０１１６】
＜経時的変化量ΔＬの算出＞
次に、機能診断時に実施される回転変位量Ｌの計測方法、および経時的変化量ΔＬの算出方法を、図８ないし図１１を参照しながら説明する。
【０１１７】
〔第１の方法〕
はじめに、図８および図９に示された第１の方法について説明する。
【０１１８】
この第１の方法は、例えば図８に示すように、機能診断時に、第１基準位置Ｐｓｔ１としての全閉位置Ｐｃと第２基準位置Ｐｓｔ２としての全開位置Ｐｏとの間の任意の位置にある弁軸２００（より詳細には、弁軸２００に接合するショートプレート２０１に設けられた接触子２０１ａ、２０１ｂ）を、第１基準位置Ｐｓｔ１（全閉位置Ｐｃ）に向かう閉方向へ回転させ、この間に検出される検知信号変化位置のうちの第１の検出位置Ｐα１および第２の検出位置Ｐα２の間の回転変位量Ｌを、相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄの積算値（すなわち、回転変位積算値ＰＣ）の形で定量的に計測し、この回転区間積算値ＰＣと、位置情報保存部１３に記憶・保存されている第１の初期検出位置Ｐα１ｒｅｆおよび第２の初期検出位置Ｐα２ｒｅｆに対応した第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆおよび第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆとから、回転変位量Ｌを回転変位積算値ＰＣの形で定量的に計測するというものである。
この第１の方法は、例えば、所定の期間が経過した後に電源が投入されると自動的に機能診断が開始され、または、通常動作時において制御対象の制御に支障が生じない任意のタイミングで実施される機能診断モードにおいて実行される。
【０１１９】
第１の方法は、例えば図９に示すステップＣＳ１ないしＣＳ７を経て実行される。
はじめに、機能診断部１０は、機能診断モードが始動すると、前記任意の位置にある弁軸２００を、全閉位置Ｐｃに配設された第１基準位置Ｐｓｔ１に向かう閉方向へ回転させるように、電動モータを駆動させる（ステップＣＳ１）。
このとき機能診断部１０は、操作指示部１１を通じて、操作部５に向けて回転指示命令信号ＳＳ１０を出力する。
【０１２０】
次に機能診断部１０は、弁軸２００（より詳細には、弁軸２００に接合されたショートプレート２０１に設けられた接触子２０１ａ、２０１ｂの先端部に突設された接点２０１ａ’、２０１ｂ’）が、第１基準位置Ｐｓｔ１に向かう閉方向へ回転している間に、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎからの検知信号が出力→非出力へと変化する位置、換言すれば、位置検出部１２を通じた検知信号の受信状態が受信→非受信へと変化する位置に到達すると、位置検出部１２を通じて、当該位置を前記検知信号変化位置うちの１つ、例えば第２の検出位置Ｐα２として検出する（ステップＣＳ２）。このとき位置検出部１２は、第２の検出位置Ｐα２の検出情報ＳＳ１３を回転位置変化量算出部１４に向けて出力する。
【０１２１】
ここで、検知信号変化位置の検出について改めて説明すると、弁軸２００が、前記任意の位置と第１基準位置Ｐｓｔ１との間に配設された中間位置のうちのいずれか１つである特定中間位置Ｐｚに到達すると、弁軸２００と連動して回転する接触子２０１ａ、２０１ｂの先端部に突設された接点２０１ａ’、２０１ｂ’と、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿ｚが備える電極２１ａ、２１ｂとが接触する。これにより、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿ｚから検知信号が出力され、機能診断部１０は、この検知信号の受信を開始する。さらに、弁軸２００が回転すると、接点２０１ａ’、２０１ｂ’と電極２１ａ、２１ｂとが離間し、検知信号が非出力状態となる。これにより、機能診断部１０による検知信号の受信は終了する。位置検出部１２は、この検知信号の受信状態の変化に基づいて、前記検知信号変化位置を検出する。
【０１２２】
機能診断部１０は、回転位置変化量算出部１４を通じて、検知信号変化位置のうちの１つである第２の検出位置Ｐα２が検出されると、相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄのカウントを開始する（ステップＣＳ３）。具体的には、通常動作モードと同様に、相対的位置センサ１を構成するインクリメンタル型のロータリエンコーダから出力されるパルス数の積算（カウント）を開始する。この動作は、回転変位量Ｌを回転変位積算値ＰＣの形で計測する際の起点動作にあたる。
【０１２３】
さらに機能診断部１０は、弁軸２００を、全閉位置Ｐｃに配設された第１基準位置Ｐｓｔ１に向かう閉方向へ引き続き回転させるように、操作指示部１１を通じて、電動モータを駆動させる（ステップＣＳ４）。このとき操作指示部１１は、操作部５に向けて回転指示命令信号ＳＳ１０を送信する。
【０１２４】
次に機能診断部１０は、ステップＣＳ２で検出した第２の検出位置Ｐα２と異なる前記検知信号変化位置である第１の検出位置Ｐα１を検出したかを判定する（ステップＣＳ５）。この判定は、位置検出部１２を通じた検知信号の受信態様の変化、すなわち、前述したように、回転弁軸２００と接合する接触子２０１ａ、２０１ｂ（より詳細には、接触子２０１ａの先端部に突設された接点２０１ａ’、２０１ｂ’）が、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎが備える電極２１ａ、２１ｂと接触した状態から非接触の状態へと遷移することで検知信号の出力状態が出力→非出力へと変化し、または、電極２１ａ、２１ｂと非接触の状態から接触した状態へと遷移することで検知信号の出力状態が非出力→出力へと変化するといった受信態様の変化に基づいて実行される。
【０１２５】
第１の検出位置Ｐα１を検出しなければ、ステップＣＳ４へと戻り、引き続き弁軸２００を閉方向へと回転させるよう、操作指示部１１を通じて操作部５に回転指示命令信号ＳＳ１０を送信する。
【０１２６】
他方、機能診断部１０が、位置検出部１２を通じて第１の検出位置Ｐα１を検出すると、この検出情報ＳＳ１３が位置検出部１２から回転位置変化量算出部１４へと送られる。第１の検出位置Ｐα１の検出情報ＳＳ１３を受信した回転位置変化量算出部１４は、相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄのカウントを終了し、
カウントした機械的変位Ｍｄの積算値に基づいて回転変位積算値ＰＣを計測する（ステップＣＳ７）。この回転変位積算値ＰＣは、前述したように、機能診断時の回転変位量Ｌを定量的に表す計測値である。
【０１２７】
さらに、回転位置変化量算出部１４は、回転変位積算値ＰＣと、位置情報保存部１３に記憶・保存されている第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆおよび第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆから、経時的変化積算値ΔＰＣを算出する（ステップＣＳ７）。この経時的変化積算値ΔＰＣは、前述したように、機能診断時の経時的変化量ΔＬを定量的に表す計測値である。
ここで、回転変位積算値ＰＣ、第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆおよび第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆの間には、ΔＰＣ＝ＰＣｒｅｆ−ＰＣ（ただし、ＰＣｒｅｆ＝ＰＣα２ｒｅｆ −ＰＣα１ｒｅｆ）の関係式が成り立つ。
【０１２８】
以上のステップにより、第１の方法による経時的変化量ΔＬ（経時的変化積算値ΔＰＣ）の算出が終了する。
第１の方法で計測・算出された数値データは、例えば、回転制御装置１００が備える記憶装置に保存し、または、有線又は無線によって遠隔地に設けられた記憶装置に送信して記憶・保存される。
【０１２９】
なお、前記任意の位置から第１基準位置Ｐｓｔ１に至るまでの間に、弁軸２００（より詳細には、弁軸２００に接合するショートプレート２０１に設けられた接触子２０１ａ、２０１ｂ）が複数の前記検知信号変化位置を通過する場合には、機能診断部１０は、それぞれの検知信号変化位置に対してステップＣＳ２ないしステップＣＳ６を適宜実行するように構成してもよい。
【０１３０】
〔第２の方法〕
次に、図１０および図１１で示される第２の方法について説明する。
【０１３１】
第２の方法は、第１の方法と基本的手順は同じであるが、図１０に示すように、回転変位量Ｌ（回転変位積算値ＰＣ）を計測する過程で、第１基準位置Ｐｓｔ１としての全閉位置Ｐｃと第２基準位置Ｐｓｔ２としての全開位置Ｐｏとの間の任意の位置にある弁軸２００を、第１基準位置Ｐｓｔ１（全閉位置Ｐｃ）に向かう閉方向ではなく、第２基準位置Ｐｓｔ２（全開位置Ｐｏ）に向かう開方向へ回転させる点が第１の方法と異なっている。このため、１つめの検知信号変化位置として検出されるのは第１の検出位置Ｐα１であり、２つめの検知信号変化位置として検出されるのは第２の検出位置Ｐα２となる。
なお、この第２の方法も、第１の方法と同様、例えば、所定の期間が経過した後に電源が投入されると自動的に機能診断が開始され、または、通常動作時において制御対象の制御に支障が生じない任意のタイミングで実施される機能診断モードにおいて実行される。
【０１３２】
第２の方法は、例えば図１１に示すステップＣＳ１０ないしＣＳ１６を経て実行される。
すなわち、機能診断部１０は、機能診断モードが始動すると、前記任意の位置にある弁軸２００を、全開位置Ｐｏに配設された第２基準位置Ｐｓｔ２に向かう開方向へ回転させるように、電動モータを駆動させる（ステップＣＳ１０）。
このとき機能診断部１０は、操作指示部１１を通じて、操作部５に向けて回転指示命令信号ＳＳ１０を出力する。
【０１３３】
弁軸２００（より詳細には、弁軸２００に接合されたショートプレート２０１に設けられた接触子２０１ａ、２０１ｂの先端部に突設された接点２０１ａ’、２０１ｂ’）は、第２基準位置Ｐｓｔ２に向かう開方向へ回転している間に、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎからの検知信号が出力→非出力へと変化する位置、換言すれば、位置検出部１２を通じた検知信号の受信状態が受信→非受信へと変化する位置に到達する。機能診断部１０は、位置検出部１２を通じて、当該位置を前記検知信号変化位置うちの１つ、例えば第１の検出位置Ｐα１として検出する（ステップＣＳ１１）。このとき位置検出部１２は、第１の検出位置Ｐα１の検出情報ＳＳ１３を回転位置変化量算出部１４に向けて出力する。
【０１３４】
機能診断部１０は、回転位置変化量算出部１４を通じて、検知信号変化位置のうちの１つである第１の検出位置Ｐα１を検出すると、相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄのカウントを開始する（ステップＣＳ１２）。具体的には、通常動作モードと同様に、相対的位置センサ１を構成するインクリメンタル型のロータリエンコーダから出力されるパルス数の積算（カウント）を開始する。この動作は、回転変位量Ｌを回転変位積算値ＰＣの形で計測する際の起点動作にあたる。
【０１３５】
機能診断部１０は、弁軸２００を、全開位置Ｐｏに配設された第２基準位置Ｐｓｔ２に向かう開方向へ引き続き回転させるように、操作指示部１１を通じて、電動モータを駆動させる（ステップＣＳ１３）。このとき操作指示部１１は、操作部５に向けて回転指示命令信号ＳＳ１０を送信する。
【０１３６】
その後、機能診断部１０は、ステップＣＳ２で検出した第１の検出位置Ｐα１と異なる前記検知信号変化位置である第２の検出位置Ｐα２を検出したかを判定する（ステップＣＳ１４）。この判定は、従前の第１の方法におけるステップＣＳ５と同様に、位置検出部１２を通じた検知信号の受信態様の変化に基づいて実行される。
【０１３７】
第２の検出位置Ｐα２を検出しなければ、ステップＣＳ１３へと戻り、引き続き弁軸２００を開方向へと回転させるよう、操作指示部１１を通じて操作部５に回転指示命令信号ＳＳ１０を送信する。
【０１３８】
他方、機能診断部１０が、位置検出部１２を通じて第２の検出位置Ｐα２を検出すると、この検出情報ＳＳ１３が位置検出部１２から回転位置変化量算出部１４へと送られる。第２の検出位置Ｐα２の検出情報ＳＳ１３を受信した回転位置変化量算出部１４は、相対的位置センサ１によって検出される機械的変位Ｍｄのカウントを終了し、カウントした機械的変位Ｍｄの積算値に基づいて回転変位積算値ＰＣを計測する（ステップＣＳ１５）。この回転変位積算値ＰＣは、前述したように、機能診断時の回転変位量Ｌを定量的に表す計測値である。
【０１３９】
さらに、回転位置変化量算出部１４は、回転変位積算値ＰＣと、位置情報保存部１３に記憶・保存されている第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆおよび第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆから、経時的変化積算値ΔＰＣを算出する（ステップＣＳ１６）。この経時的変化積算値ΔＰＣは、前述したように、機能診断時の経時的変化量ΔＬを定量的に表す計測値である。
ここで、回転変位積算値ＰＣ、第１の回転変位初期積算値ＰＣα１ｒｅｆおよび第２の回転変位初期積算値ＰＣα２ｒｅｆの間には、ΔＰＣ＝ＰＣｒｅｆ−ＰＣ（ただし、ＰＣｒｅｆ＝ＰＣα２ｒｅｆ −ＰＣα１ｒｅｆ）の関係式が成り立つ。
【０１４０】
以上のステップにより、第２の方法による経時的変化量ΔＬ（経時的変化積算値ΔＰＣ）の算出が終了する。
第２の方法で計測・算出された数値データは、例えば、回転制御装置１００が備える記憶装置に保存し、または、有線又は無線によって遠隔地に設けられた記憶装置に送信して記憶・保存される。
【０１４１】
なお、前記任意の位置から第１基準位置Ｐｓｔ１に至るまでの間に、弁軸２００（より詳細には、弁軸２００に接合するショートプレート２０１に設けられた接触子２０１ａ、２０１ｂ）が複数の前記検知信号変化位置を通過する場合には、機能診断部１０は、それぞれの検知信号変化位置に対してステップＣＳ１１ないしステップＣＳ１５を適宜実行するように構成してもよい。
【０１４２】
〔その他の方法〕
図６ないし図１１で示される第１及びだ２の方法では、隣接する２つの前記検知信号変化位置（第１の検出位置Ｐα１および第２の検出位置Ｐα２）を検出し、この検出位置に基づいて回転変位量Ｌを計測し、経時的変化量ΔＬを算出したが、検出される前記検知信号変化位置は、必ずしも隣接する必要はない。このため、回転変位量Ｌの計測方法には、図１２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）で示すような複数の方法がある。
【０１４３】
＜機能診断方法＞
機能診断部１０は、診断部１５を通じて、前記第１の方法および第２の方法によって算出された経時的変化量ΔＬ（経時的変化積算値ΔＰＣ）を用いて、機能診断を実行する。例えば、測定された経時的変化量ΔＬ（経時的変化積算値ΔＰＣ）がめ規定されている閾値よりも小さければ許容範囲内にある、すなわち機能を果たせる状態にあると診断し、閾値以上であれば許容範囲外、すなわち、機能を果たせる状態ないと診断する。
この診断結果は、回転制御装置１００が備える記憶装置に保存し、または、有線又は無線によって遠隔地に設けられた記憶装置に送信して記憶・保存される。また、この診断結果を、回転制御装置１００が備える表示装置、または有線／無線によって接続されている表示装置を通じて、作業者に警告するように構成してもよい。
【０１４４】
≪本実施の形態に係る機能診断の効果≫
実施の形態に係る機能診断によれば、検出精度を監視し、位置制御機能が機能不全に陥ることを未然に防止することができる。これによって、回転制御装置及びこれを用いたシステム全体の信頼性を向上させることができる。
また、前記方法によって計測、算出された各数値データを、回転制御装置１００が備える記憶装置に保存し、または、有線又は無線によって遠隔地に設けられた記憶装置に送信して記憶・保存することで、機能診断が実施されるごとにデータが蓄積され、これら蓄積デーを、例えば時系列なトレンドをモニターするといった形で分析することで、回転制御装置１００の故障診断や予防保全に役立てることができる。このとき、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの使用頻度を表すパラメータ、例えば、通常動作モードにおいてＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから出力される検知信号Ｐ１〜Ｐｎの回数等を同時に取得することで、摩耗による回転変位量Ｌの経時的変化ΔＬと使用頻度との相関を求めることができ、より効果的な予防保全が可能になる。
【符号の説明】
【０１４５】
１００…回転制御装置（操作器）、２００…弁軸、１…相対的位置センサ、２，２＿１〜２＿ｎ…ＯＮ／ＯＦＦセンサ、３…位置算出部、４，４Ａ…操作量算出部、５…操作部、１０…機能診断部、１１…操作指示部、１２…位置検出部、１３…位置情報保存部、１４…回転位置変化量算出部、１５…診断部、２０…プリント基板、２０ａ、２０ｂ…主面、２１ａ、２１ｂ…電極、２０１…ショートプレート、２０１ａ、２０１ｂ…接触子、２３＿ｉ…検出回路、２４ａ、２４ｂ…カム部材、３１…相対的位置情報取得部、３２…基準値更新部、３３…位置決定部、４１…目標
値取得部、４２…偏差算出部、４３…操作量決定部、５１…電動モータ駆動部、５２…電動モータ、５３…減速機、ＳＰ…目標値、ＰＶ…実開度、ΔＰ…偏差、ＭＶ…操作量、ＲＰ…積算値、ＡＰ…基準値、ＲＳＴ…リセット信号、Ｐα…特定中間位置、
Ｐα１…第１の検出位置、Ｐα２…第２の検出位置、Ｐα１ｒｅｆ…第１の初期検出位置、Ｐα２ｒｅｆ…第２の初期検出位置、Ｐｍ…特定中間位置、Ｐｓｔ１…第１基準位置、Ｐｓｔ２…第２基準位置、ＰＣ…回転変位積算値、ＰＣｒｅｆ…経時的変化積算値、ＰＣα１ｒｅｆ…第１の回転変位初期積算値、ＰＣα２ｒｅｆ…第２の回転変位初期積算値、Ｌ…回転変位量、Ｌｒｅｆ…初期回転変位量、ΔＬ…経時的変化量。
【図１】
2020034082.tif 000003
【図２】
2020034082.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
2020034082.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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