(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低コストな回転制御装置を提供する。【解決手段】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２＿１〜２＿５とを備え、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５は、操作対象軸の軸線と直交する主面２０ａ、２０ｂを有するプリント基板２０と、プリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂ上に配置された電極２１ａ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２１ａの１つに接触する接触子と、接触子が電極２１ａに接触すると検知信号を出力する検出回路と、プリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂ上に配置され、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２０ａ、２０ｂから離間させる方向に移動させる複数のカム部材２４ａとを備える。【選択図】図３Ａ
2018169259.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、
前記操作対象軸の回転方向における第１位置から第２位置までの回転可能な範囲において前記第１位置と前記第２位置とを除く少なくとも１つの所定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た前記機械的変位の積算値と、前記検知信号を出力した前記ＯＮ／ＯＦＦセンサに対応する前記所定の中間位置を示す基準値とに基づいて、前記操作対象軸の回転方向の絶対的な位置を算出する位置算出部と、
前記操作対象軸の回転方向の目標位置の情報と、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方向における第１位置から第２位置まで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置された少なくとも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所定の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に配置され、前記操作対象軸が前記所定の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、
前記電極は、前記主面上の前記所定の中間位置に対応する位置に配置され、
前記カム部材は、前記操作対象軸の軸線を中心とする円周に沿って配置され、それぞれ前記円周に沿って前記主面上の前記所定の中間位置に対応する位置に近づくにつれて前記主面からの高さが低くなる、
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、
前記電極と前記カム部材とは、それぞれ、前記主面上の前記操作対象軸の軸を中心として互いに異なる半径を有する第１円周と第２円周とに沿って配置され、
前記カム部材のうち前記主面上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部は、前記主面上で互いに離間している、
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、
前記電極と前記カム部材とは、前記主面上の前記操作対象軸の軸を中心とする同一の円周上に配置され、
前記カム部材は、それぞれ絶縁性を有する材料から形成され、
前記カム部材のうち前記主面上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部は、それぞれ前記電極の一部を覆いかつ前記電極上で互いに離間している、
回転制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載された回転制御装置において、
前記接触子は、弾性変形可能な板状の部材であり、
前記操作対象軸が前記所定の中間位置にあるときに前記電極に接触する部分の幅は、前記主面上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部同士の間隔より狭い、
回転制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載された回転制御装置において、
前記基板は、前記主面として、第１主面とこの第１主面と反対側の第２主面とを有し、
前記電極は、前記第１主面上に配置された少なくとも１つの第１電極と、前記第２主面上に配置された少なくとも１つの第２電極とからなり、
前記接触子は、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所定の中間位置にあるときに他端側の一部が前記第１電極の１つに接触する第１接触子と、前記第１接触子と電気的に接続されるとともに、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所定の中間位置にあるときに他端側の一部が前記第２電極の１つに接触する第２接触子とからなり、
前記カム部材は、前記基板の前記第１主面上に配置され、前記操作対象軸が前記所定の中間位置にないときに前記第１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複数の第１カム部材と、前記基板の前記第２主面上に配置され、前記操作対象軸が前記所定の中間位置にないときに前記第２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複数の第２カム部材とを含み、
前記検出回路は、前記第１接触子の他端側の一部が前記第１電極に接触し、かつ前記第２接触子の他端側の一部が前記第２電極に接触すると前記検知信号を出力する、
回転制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された回転制御装置において、
前記操作対象軸の回転方向が反転した回数をカウントする反転回数カウント部をさらに備え、
前記操作量算出部は、前記検知信号が出力されることなく前記反転回数カウント部によってカウントされた値が所定の閾値を超えた場合に、前記操作対象軸を前記第１位置、前記第２位置および前記所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための前記操作量を算出し、
前記操作部は、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を操作する、
回転制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された回転制御装置において、
前記操作対象軸の回転方向の機械的変位の絶対値を積算する絶対値積算部をさらに備え、
前記操作量算出部は、前記検知信号が出力されることなく前記絶対値積算部によって積算された値が所定の閾値を超えた場合に、前記操作対象軸を前記第１位置、前記第２位置および前記所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための前記操作量を算出し、
前記操作部は、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を操作する、
回転制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された回転制御装置において、
前記検知信号が出力されることなく経過した時間を積算するタイマをさらに備え、
前記操作量算出部は、前記検知信号が出力されることなく経過した時間が所定の閾値を超えた場合に、前記操作対象軸を前記第１位置、前記第２位置および前記所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための前記操作量を算出し、
前記操作部は、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を操作する、
回転制御装置。  
【請求項１０】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された回転制御装置において、
前記操作対象軸の動き出した回数をカウントする起動回数カウント部をさらに備え、
前記操作量算出部は、前記検知信号が出力されることなく前記起動回数カウント部によってカウントされた値が所定の閾値を超えた場合に、前記操作対象軸を前記第１位置、前記第２位置および前記所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための前記操作量を算出し、
前記操作部は、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を操作する、
回転制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載された回転制御装置において、
前記位置算出部は、
前記ＯＮ／ＯＦＦセンサから前記検知信号が出力されると、前記相対的位置センサによって検出された前記機械的変位の積算値をリセットする基準値更新部を備える、
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し、例えば調節弁の弁軸を操作対象軸と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、例えば、図１８に示すように、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】
しかしながら、このような構成では、ショートプレート２０１をプリント基板２０に接触させないようとすると、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がプリント基板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】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、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を測定する回転制御装置をより低コストで実現しつつ、その耐久性と信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、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（１）と、操作対象軸の回転方向における第１位置（Ｐｃ）から第２位置（Ｐｏ）までの回転可能な範囲（ＳＲ）において、第１位置と第２位置とを除く少なくとも１つの所定の中間位置（Ｐａ，Ｐｍ，Ｐｂ）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（２＿１〜２＿ｎ）と、検知信号が出力されてからの、相対的位置センサによって検出された機械的変位の積算値（ＲＰ）と、その検知信号を出力したＯＮ／ＯＦＦセンサに対応する所定の中間位置を示す基準値（ＡＰ）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位置算出部（３）と、操作対象軸の回転方向の目標位置（ＳＰ）の情報と、位置算出部によって算出された操作対象軸の絶対的な位置（ＰＶ）とに基づいて、操作対象軸の操作量（ＭＶ）を算出する操作量算出部（４）と、操作量算出部によって算出された操作量に基づいて、操作対象軸の回転方向における第１位置から第２位置までの回転可能な範囲内において操作対象軸を操作する操作部（５）とを備え、ＯＮ／ＯＦＦセンサは、操作対象軸の周りに設けられ、操作対象軸の軸線と直交する主面（２０ａ、２０ｂ）を有する基板（２０）と、基板の主面上に配置された少なくとも１つの電極（２１ａ、２１ｂ）と、一端が操作対象軸に固定され、操作対象軸の径方向に延在し、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、接触子が電極の１つに接触すると検知信号を出力する検出回路（２３＿ｉ）と、基板の主面上に配置され、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カム部材（２４ａ、２４ｂ）と、を備える。
【００１０】
上記回転制御装置において、電極（２１ａ、２１ｂ）は、主面上の所定の中間位置に対応する位置に配置され、カム部材（２４ａ、２４ｂ）は、操作対象軸の軸線を中心とする円周（Ｃ２）に沿って配置され、それぞれ、円周に沿って主面上の所定の中間位置に対応する位置に近づくにつれて主面からの高さが低くなるようにしてもよい。
【００１１】
上記回転制御装置において、電極（２１ａ、２１ｂ）とカム部材（２４ａ、２４ｂ）とは、それぞれ、主面上の操作対象軸の軸を中心として互いに異なる半径を有する第１円周（Ｃ１）と第２円周（Ｃ２）とに沿って配置され、カム部材のうち主面上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部は、主面上で互いに離間するようにしてもよい。
【００１２】
上記回転制御装置において、電極（２１ａ、２１ｂ）とカム部材（２４ａ、２４ｂ）とは、主面上の操作対象軸の軸を中心とする同一の円周（Ｃ１）上に配置され、カム部材（２４ａ、２４ｂ）は、それぞれ絶縁性を有する材料から形成され、カム部材のうち主面上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部は、それぞれ電極（２１）の一部を覆いかつ電極上で互いに離間するようにしてもよい。
【００１３】
上記回転制御装置において、接触子（２０１ａ、２０１ｂ）は、弾性変形可能な板状の部材であり、操作対象軸が所定の中間位置にあるときに電極に接触する部分の幅は、主面上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部同士の間隔より狭くしてもよい。
【００１４】
上記回転制御装置において、基板は、主面として、第１主面（２０ａ）とこの第１主面と反対側の第２主面（２０ｂ）とを有し、電極は、第１主面上に配置された少なくとも１つの第１電極（２１ａ）と、第２主面上に配置された少なくとも１つの第２電極（２１ｂ）とからなり、接触子は、一端が操作対象軸に固定され、操作対象軸の径方向に延在し、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第１電極の１つに接触する第１接触子（２０１ａ）と、第１接触子と電気的に接続されるとともに、一端が操作対象軸に固定され、操作対象軸の径方向に延在し、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第２電極の１つに接触する第２接触子（２０１ｂ）とからなり、カム部材は、基板の第１主面上に配置され、操作対象軸が所定の中間位置にないときに第１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第１カム部材（２４ａ）と、基板の第２主面上に配置され、操作対象軸が所定の中間位置にないときに第２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第２カム部材（２４ｂ）とを含み、検出回路は、第１接触子の他端側の一部が第１電極に接触し、かつ第２接触子の他端側の一部が第２電極に接触すると検知信号を出力するようにしてもよい。
【００１５】
上記回転制御装置において、操作対象軸の回転方向が反転した回数をカウントする反転回数カウント部（６）をさらに備え、操作量算出部（４Ａ）は、検知信号が出力されることなく反転回数カウント部によってカウントされた値が所定の閾値を超えた場合に、操作対象軸を第１位置、第２位置および所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための操作量を算出し、操作部（５）は、操作量算出部によって算出された操作量に基づいて操作対象軸を操作するようにしてもよい。
【００１６】
上記回転制御装置において、操作対象軸の回転方向の機械的変位の絶対値を積算する絶対値積算部（７）をさらに備え、操作量算出部（４Ｂ）は、検知信号が出力されることなく絶対値積算部によって積算された値が所定の閾値を超えた場合に、操作対象軸を第１位置、第２位置および所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための操作量を算出し、操作部（５）は、操作量算出部によって算出された操作量に基づいて操作対象軸を操作するようにしてもよい。
【００１７】
上記回転制御装置において、検知信号が出力されることなく経過した時間を積算するタイマ（８）をさらに備え、操作量算出部（４Ｃ）は、検知信号が出力されることなく経過した時間が所定の閾値を超えた場合に、操作対象軸を第１位置、第２位置および所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための操作量を算出し、操作部（５）は、操作量算出部によって算出された操作量に基づいて操作対象軸を操作するようにしてもよい。
【００１８】
上記回転制御装置において、操作対象軸の動き出した回数をカウントする起動回数カウント部（９）をさらに備え、操作量算出部（４Ｄ）は、検知信号が出力されることなく起動回数カウント部によってカウントされた値が所定の閾値を超えた場合に、操作対象軸を第１位置、前記第２位置および前記所定の中間位置のいずれか一つまで移動させるための操作量を算出し、操作部（５）は、操作量算出部によって算出された操作量に基づいて操作対象軸を操作するようにしてもよい。
【００１９】
上記回転制御装置において、位置算出部（３）は、検知信号が出力されると、相対的位置センサによって検出された機械的変位の積算値をリセットする基準値更新部（３２）を備えていてもよい。
【００２０】
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】
【００２１】
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、その耐久性と信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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６Ａ】図６Ａは、不連続な絶対的位置センサの他の構成例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、不連続な絶対的位置センサの他の構成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７Ａ】図７Ａは、不連続な絶対的位置センサの変形例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、不連続な絶対的位置センサの変形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７Ｃ】図７Ｃは、不連続な絶対的位置センサの変形例を示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、不連続な絶対的位置センサの変形例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る回転制御装置の構成を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態２に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態２に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３に係る回転制御装置の構成を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態３に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施の形態３に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図１２】図１２は、実施の形態４に係る回転制御装置の構成を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態４に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態４に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５に係る回転制御装置の構成を示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施の形態５に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、実施の形態５に係る回転制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、不連続な絶対的位置センサの別の配置例を示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、不連続な絶対的位置センサの別の構成例を示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、不連続な絶対的位置センサの別の配置例を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、不連続な絶対的位置センサの別の構成例を示す図である。
【図１８】図１８は、先願における不連続な絶対的位置センサの構成の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
≪回転制御装置の構成≫
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。
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。
【００２５】
具体的に、回転制御装置１００は、図示されていない上位装置から与えられた調節弁の弁開度の目標値（設定値）ＳＰと調節弁の弁開度の実測値（以下、「実開度」とも称する。）ＰＶとの偏差ΔＰを算出し、その偏差ΔＰが０になるように弁軸２００を駆動することにより、調節弁の弁開度が目標値となるように制御する操作器である。
【００２６】
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、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、および操作部５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。
【００２７】
これらの構成要素は、例えば金属材料から成る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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
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は、それぞれ本発明における「所定の中間位置」に該当する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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および操作量算出部４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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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が所定の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。
【００４７】
このように、各ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５のノードｎａの電圧変化を検出信号として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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、その検出信号を出力した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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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、遊星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。
【００７１】
≪実施の形態１に係る回転制御装置１００の動作原理≫
次に、実施の形態１に係る回転制御装置１００の動作原理について説明する。
始めに、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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）。
【００７６】
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。
【００７７】
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）。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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）。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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）。
【００８４】
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）。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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）。
【００８８】
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。
【００８９】
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）。
【００９０】
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。
【００９１】
≪実施の形態１に係る回転制御装置１００の効果≫
上述したように、本発明に係る回転制御装置１００は、弁軸２００の回転方向の位置を測定するための位置センサとして非接触式の相対的位置センサ１に加えて、弁軸２００が全閉位置Ｐｃおよび全開位置Ｐｏを除く第３位置（Ｐａ，Ｐｍ，Ｐｂ）に到達したときに検知信号を出力するＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２〜２＿４を備えている。回転制御装置１００は、検知信号を出力したＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２〜２＿４に対応する位置を示す基準値ＡＰと、その検知信号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ＲＰとに基づいて、弁軸２００の回転方向の絶対的な位置を算出する。
【００９２】
これによれば、全閉位置Ｐｃおよび全開位置Ｐｏだけでなく上記第３位置も、弁軸２００の位置測定における基準点、すなわち、“原点”とみなすことができるので、全閉位置Ｐｃまたは全開位置Ｐｏのみを原点に設定した場合に比べて、原点復帰の処理に要する時間を短縮することが可能となる。
【００９３】
具体的には、回転可能範囲ＳＲ内にｎ個のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎを配置した場合に、回転制御装置１００の電源投入時に全開位置Ｐｏにある弁軸２００を原点復帰させるのに要する時間Ｔは、下記式（１）で表される。ここで、Ｔｆは、弁軸が全開位置から全閉位置まで移動するのに要する時間（フルストローク時間）である。
【００９４】
【数１】
2018169259.tif 000003
【００９５】
例えば、５個（ｎ＝５）のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５を配置し、フルストローク時間Ｔｆが６０〔秒〕である場合、全開位置Ｐｏにある弁軸２００を原点復帰させるのに要する時間Ｔは、６０／（５−１）＝１５〔秒〕となる。
【００９６】
このように、本発明に係る回転制御装置１００によれば、インクリメンタル型のロータリエンコーダのような相対的位置センサ１を用いた場合に必要となる弁軸２００の原点復帰に要する時間を短縮することが可能となる。
すなわち、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、操作対象軸の原点復帰に要する時間を短くし、且つ操作対象軸の位置測定の誤差を小さくすることが可能となる。
【００９７】
また、本発明に係る回転制御装置１００は、弁軸２００が全閉位置Ｐｃおよび全開位置Ｐｏを除く第３位置を通過する度に原点復帰と同様の処理を行う。具体的には、ｎ＝５としたとき、回転制御装置１００は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２〜２＿４から検知信号が出力された場合に、基準値ＡＰを、その検知信号を出力したＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２〜２＿４に対応する位置を示す値に更新するとともに、積算値ＲＰをリセットする。
【００９８】
これによれば、回転制御装置１００を長時間運転した場合であっても、上述した、減速機５３等を構成する歯車のバックラッシュの累積、電動モータ５２としてステッピングモータや同期モータ等の電動モータをオープンループで使用した場合の電動モータの脱調、および同期モータを使用した場合における電源周波数の変動等に起因する、相対的位置センサ１による弁軸２００の機械的変位量の測定誤差を小さくすることができる。これにより、調節弁の弁開度制御をより正確に行うことが可能となる。
【００９９】
また、回転制御装置１００によれば、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎを複数設けることにより、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの１つが故障した場合であっても、その他のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎによって弁開度制御を継続することができる。これにより、回転制御装置１００としての信頼性を向上させることができる。
【０１００】
また、回転可能範囲ＳＲ内に設置するＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの個数を増やすことにより、原点復帰に要する時間と相対的位置センサ１による弁軸２００の機械的変位量の測定誤差を更に小さくすることが可能となる。
【０１０１】
＜カム部材の他の構成例＞
上述した実施の形態１では、カム部材２４ａ、２４ｂを、それぞれ、プリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂ上に配置した例について説明した。しかし、カム部材２４ａ、２４ｂの配置については、これに限定されるものではない。以下に述べるように、カム部材２４ａ、２４ｂに代えて、例えば、波形の表面を有する一枚の板状部材をプリント基板２０の両主面２０ａ、２０ｂ上のそれぞれに配置するようにしても良い。このようなカム部材を用いた、不連続な絶対的位置センサの構成の例を図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。
【０１０２】
図６Ａは、不連続な絶対的位置センサの他の構成例を示す図であり、図６Ｂは、図６Ａにおいて円周Ｃ１における断面の一部を模式的に表した図で、この他の構成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。
【０１０３】
図６Ａに示すように、この他の構成例において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５の電極２１ａ（２１ｂ）がプリント基板２０の主面２０ａ（２０ｂ）上において、弁軸２００の軸を中心とする同一の円周Ｃ１上に配置されている点で、図３Ａ乃至図３Ｅに示した不連続な絶対的位置センサと共通する一方、平面視で円弧状に形成された１枚のカム部材３４ａ（３４ｂ）が、それぞれプリント基板２０の主面２０ａ（２０ｂ）上において、弁軸２００の軸を中心とする円周Ｃ２上に配置されている点で、図３Ａ乃至図３Ｅに示した不連続な絶対的位置センサと相違する。
【０１０４】
この他の構成例では、カム部材３４ａ、３４ｂは、それぞれ絶縁性を有する材料から形成される。カム部材３４ａ、３４ｂの表面は、それぞれ円周Ｃ２に沿って波状に形成され，プリント基板２０の両主面２０ａ、２０ｂにそれぞれ配置されたときに、弁軸２００を中心とする径方向において、波状の底に相当する部分がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５の電極２１ａ、２１ｂと一致する。
【０１０５】
したがって、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂはカム部材３４ａ、３４ｂと接触しながら周方向に移動して、弁軸２００が所定の位置のいずれにもないときには、カム部材３４ａ、３４ｂが接触子２０１ａ、２０１ｂの他端側を両主面２０ａ、２０ｂから離間する方向に移動させるので、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、カム部材３４ａ、３４ｂのプリント基板２０の両主面２０ａ、２０ｂからの高さが低くなり、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。
【０１０６】
さらに、図６Ｂに示すように、カム部材３４ａ、３４ｂの表面形状を工夫することによって、円周Ｃ１に沿ってショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂが電極２１ａ、２１ｂに接触できる範囲Ｗを、接触子２０１ａ、２０１ｂの電極２１ａ、２１ｂと接触する部分の幅よりも若干広い範囲で、かつ、できるだけ接触子２０１ａ、２０１ｂの幅に近づけることが望ましい。その理由は次の通りである。
【０１０７】
電極２１ａ、２１ｂは、円周Ｃ１方向に幅を持つため、弁軸２００が同じ位置に到達しても、その位置に到達するときの方向に応じて弁軸の回転角度と検出回路の出力との関係が相違するという、いわゆるヒステリシスが生じる。これに対し、この他の構成例のように、カム部材３４ａ、３４ｂの表面形状を工夫して、電極２１ａ、２１ｂと接触子２０１ａ、２０１ｂとが電気的に接触できる範囲を間隔Ｗに限定することによって、ヒステリシスを低減することができる。
【０１０８】
＜不連続な絶対的位置センサの変形例＞
上述したように、不連続な絶対的位置センサは、ＯＮ／ＯＦＦセンサの電極２１ａ、２１ｂが円周Ｃ１方向に幅を持つことによって、ヒステリシスを有する。そこで、このヒステリシスを低減するための構成を有する不連続な絶対的位置センサの変形例について説明する。
【０１０９】
図７Ａは、不連続な絶対的位置センサの変形例を示す図であり、図７Ｂは、図７Ａにおいて円周Ｃ１における断面の一部を模式的に表した図、図７Ｃは、図７Ａに示すＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面を示す図で、この変形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。
この変形例に係る不連続な絶対的位置センサは、図７Ａに示すように、電極２１ａ、２１ｂとカム部材４４ａ、４４ｂとが、それぞれプリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂ上において、弁軸２００の軸を中心とする同一の円周Ｃ１上に配置されている点で、図３Ａ乃至図３Ｅに示した不連続な絶対的位置センサと相違する。
【０１１０】
この他の構成例では、カム部材４４ａ、４４ｂは、それぞれ絶縁性を有する材料から形成される。また、図７Ｂに示すように、カム部材４４ａ、４４ｂのそれぞれは、隣り合う電極２１ａ、２１ｂの間に延在する。また、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、カム部材４４ａ、４４ｂのうち、それぞれ各主面２０ａ、２０ｂ上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部は、それぞれ電極２１ａ、２１ｂの一部を覆っている。各主面２０ａ、２０ｂ上で隣り合う２つのカム部材の互いに対向する端部は、電極２１ａ、２１ｂ上で互いに離間している。
【０１１１】
図７Ｂは、第１主面２０ａ上に配置された、互いに隣り合う２つの第１カム部材４４ａが、円周Ｃ１に沿って間隔Ｗｇを隔てて配置されていることを図示している。同様に、第２主面２０ｂ上で互いに隣り合う第２カム部材４４ｂも円周Ｃ１に沿って間隔Ｗｇを隔てて配置されている。したがって、電極２１ａ、２１ｂはそれぞれ、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂが移動する方向、すなわち、円周Ｃ１に沿って、距離Ｗｇにわたって露出し、それ以外の部分はカム部材４４ａ、４４ｂに覆われている。
【０１１２】
したがって、弁軸２００が所定の位置のいずれにもないときは、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂは、それぞれカム部材４４ａ、４４ｂと接触して、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一方、弁軸２００が所定の位置のいずれかにあるときには、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂの接点２０１ａ’、２０１ｂ’がそれぞれ電極２１ａ、２１ｂに接触して、検知信号が出力される。
このとき、図７Ｂに示すように、カム部材４４ａ、４４ｂの端部が電極２１ａ、２１ｂの一部を覆い、電極２１ａ、２１ｂと接触子２０１ａ、２０１ｂとが電気的に接触できる範囲が間隔Ｗｇに限定されているので、弁軸２０の位置検出の精度を上げられるとともに、ヒステリシスを低減することができる。
【０１１３】
また、この変形例におけるカム部材４４ａ、４４ｂは、プリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂに配置された状態で円周Ｃ１に沿って形成された溝を有している。したがって、図７Ａに示すように、弁軸２００が所定の位置になく、ショートプレート２０１の接触子２０１ａ、２０１ｂが平面視で電極と電極との間に位置する状態では、接触子２０１ａ、２０１ｂは、接点２０１ａ’、２０１ｂ’以外の位置でカム部材４４ａ、４４ｂと接し、図７Ｃに示すように、接点２０１ａ’、２０１ｂ’は、溝によってカム部材４４ａ、４４ｂと接することはない。したがって、接点の摩耗を防ぎ、信頼性と耐久性の向上に寄与することができる。
なお、この変形例では、図７Ｃに記載するように、カム部材４４ａ、４４ｂに溝を設けた例を説明したが、溝を設ける代わりに、図７Ｄに記載するように、カム部材４４ａ’、４４ｂ’の厚さ若しくはプリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂからの高さが弁軸２００を中心として径方向外側に行くにつれて低くなるような形状にカム部材４４ａ’、４４ｂ’を形成してもよい。
【０１１４】
＜他の構成例による効果＞
電極２１ａ、２１ｂは、円周Ｃ１方向に幅を持つため、弁軸２００が同じ位置に到達しても、その位置に到達するときの方向に応じて弁軸の回転角度と検出回路の出力との関係が相違するという、いわゆるヒステリシスが生じる。これに対し、この他の構成例においては、図７Ｂに示すように、カム部材４４ａ、４４ｂの端部が電極２１ａ、２１ｂの一部を覆い、電極２１ａ、２１ｂと接触子２０１ａ、２０１ｂとが電気的に接触できる範囲を間隔Ｗｇに限定することによって、弁軸２００が所定の位置にあるときにのみ接触子２０１ａ、２０１ｂと電極２１ａ、２１ｂとが接触する構造に近づけることができるので、位置検出の精度を向上させるとともに、ヒステリシスを低減することができる。
【０１１５】
なお、ヒステリシスを低減する観点からは、この間隔Ｗｇをできるだけ狭くすることで精度を上げることができる。
また、カム部材４４ａ、４４ｂに溝を設けたり、プリント基板２０の主面２０ａ、２０ｂに対して傾斜した面を持たせることよって、接触子２０１ａ，２０１ｂの接点２０１ａ’、２０１ｂ’は、電極２１ａ以外のところでカム部材やその他の部材と接することはない。したがって、ＯＮ/ＯＦＦセンサの寿命と信頼性を向上させることができる。
【０１１６】
＜実施の形態２＞
実施の形態１に係る回転制御装置を、電源を落とすことなく連続して運転させた場合、原点復帰の処理が長時間行われないため、弁軸の回転方向を切り換えた時に減速機等を構成する歯車において発生するバックラッシュの累積により、ロータリエンコーダの出力パルス数の積算値と実際の弁軸の回転方向における機械的変位量との間にずれが生じ、弁開度の測定結果に誤差が生じる。
また、ＯＮ／ＯＦＦセンサを複数配置した場合であっても、隣り合うＯＮ／ＯＦＦセンサ間で弁軸が移動を繰り返している場合には、バックラッシュが累積することがある。
【０１１７】
そこで実施の形態２に係る回転制御装置は、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、バックラッシュの累積に伴う測定誤差を低減することを目的とする。
≪実施の形態２に係る回転制御装置の構成≫
図８は、実施の形態２に係る回転制御装置の構成を示す図である。
実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａは、弁軸２００の回転方向が反転した回数をカウントし、そのカウント値が閾値を超えた場合に弁軸を操作して相対的位置センサによって検出された機械的変位Ｍｄの積算値ＲＰをリセットする、いわゆる弁軸２００の回転方向の反転回数に基づく強制リセット機能を有する点において、実施の形態１に係る回転制御装置１００と相違する。ＯＮ／ＯＦＦセンサの構成等を含む、それ以外の構成は、上述した実施の形態１と同一であるので、共通する構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１８】
具体的に、回転制御装置１００Ａは、反転回数カウント部６を更に有する。反転回数カウント部６は、操作対象軸としての弁軸２００の回転方向が反転した回数をカウントし、そのカウント値を保持する。反転回数カウント部６は、例えばマイクロコントローラに内蔵されているカウンタおよびプログラムによって実現することができる。
【０１１９】
例えば、反転回数カウント部６は、直前に弁軸２００が回転した方向を記憶しておき、次に弁軸を回転させる方向が直前に弁軸２００が回転した方向と異なる場合には、反転回数Ｒｃをインクリメントする。一方、次に弁軸を回転させる方向が直前に弁軸２００が回転した方向と一致する場合には、反転回数カウント部６は、反転回数Ｒｃをインクリメントしない。
【０１２０】
また、反転回数カウント部６は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検出信号が出力された場合には、反転回数Ｒｃをリセットする。例えば、反転回数カウント部６は、基準値更新部３２から出力されたリセット信号ＲＳＴを受けて、反転回数Ｒｃをリセットする。
【０１２１】
操作量算出部４Ａは、反転回数カウント部６によってカウントされた反転回数Ｒｃが所定の閾値Ｒｔを超えた場合に、操作部５を介して弁軸２００を操作することにより、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させる。
【０１２２】
具体的には、操作量算出部４Ａにおける操作量決定部４３Ａは、反転回数カウント部６による反転回数Ｒｃを監視する。操作量決定部４３Ａは、反転回数Ｒｃが閾値Ｒｔを超えた場合には、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させて、積算値ＲＰをリセットする処理（強制リセット処理）を行う。
【０１２３】
強制リセット処理では、弁軸２００を、反転回数カウント部６のカウント値が閾値を超えた時点での弁軸２００（ショートプレート２０１）の位置から最も近いＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置まで、時間短縮の観点からは移動させることが好ましい。これに対し、操作対象軸が弁軸の場合は、弁の用途に応じて、弁が閉まる方向、または開く方向に移動させるようにしてもよい。
【０１２４】
強制リセット処理後、操作量決定部４３Ａは、実施の形態１に係る操作量決定部４３と同様に、偏差算出部４２によって算出された偏差ΔＰに基づいて操作量ＭＶを決定する。
【０１２５】
≪実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａの動作原理≫
次に、実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａの通常動作モードにおける動作について説明する。
図９Ａおよび図９Ｂは、実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａ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。
【０１２６】
先ず、回転制御装置１００Ａは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、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１００Ａ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）。
【０１２７】
ステップＳ２０において、弁開度の目標値ＳＰの変更が指示された場合には、実施の形態２においては、弁軸２００の回転方向が反転した回数に基づく強制リセット処理（Ｓ３）を実行する。この反転した回数に基づく強制リセット処理の手順を図９Ｂに示す。
まず、回転制御装置１００Ａの反転回数カウント部６は、弁軸２００が反転するか否か、すなわち次に弁軸２００を回転させる方向が直前に弁軸２００を回転させた方向と反対であるか否かを判定する（Ｓ３０）。ステップＳ３０において、弁軸２００が反転しないと判定された場合には、回転制御装置１００Ａは、反転回数に基づく強制リセット処理（Ｓ３）を終了してメインルーチンに戻り、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。
なお、ステップＳ２１〜Ｓ２７までの一連の処理は、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【０１２８】
一方、ステップＳ３０において、弁軸２００が反転すると判定された場合には、反転回数カウント部６が、反転回数Ｒｃをインクリメントする（Ｓ３１）。
【０１２９】
次に、操作量決定部４３Ａが、反転回数カウント部６によってカウントされた反転回数Ｒｃが閾値Ｒｔよりも大きいか否かを判定する（Ｓ３２）。ステップＳ３２において、反転回数Ｒｃが閾値Ｒｔを超えていない場合には、回転制御装置１００Ａは、反転回数に基づく強制リセット処理（Ｓ３）を終了してメインルーチンに戻り、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。
【０１３０】
一方、ステップＳ３２において、反転回数Ｒｃが閾値Ｒｔよりも大きい場合には、操作量算出部４Ａは、（φｈ−φ）と（φ−φｌ）を夫々算出し、（φ−φｌ）≦（φｈ−φ）であるか否かを判定する（Ｓ３３）。ここで、φｈは、現在の弁開度φより大きく、かつ現在の弁開度φに最も近いＯＮ／ＯＦＦセンサに対応する開度を示し、例えば、現在の弁開度φが６０％とすれば、φｈは７０％（Ｐｂ、２＿４）となる。また、φｌは、現在の弁開度φより小さく、かつ現在の弁開度φに最も近いＯＮ／ＯＦＦセンサに対応する開度を示し、例えば、現在の弁開度φが６０％とすれば、φｌは５０％％（Ｐｍ、２＿３）となる。
【０１３１】
ステップＳ３３の判定の結果、（φ−φｌ）≦（φｈ−φ）の場合には、操作量算出部４Ａは、調節弁を閉じる方向に、弁軸２００を移動させる（Ｓ３４ａ）。一方、（φ−φｌ）＞（φｈ−φ）の場合には、操作量算出部４Ａは、調節弁を開く方向に、弁軸２００を移動させる（Ｓ３４ｂ）。
【０１３２】
ステップＳ３４ａ又はステップＳ３４ｂの後、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（Ｓ３５）。ステップＳ３５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、ステップＳ３３に戻り、再度、上述の処理（Ｓ３３〜Ｓ３５）を行う。
【０１３３】
一方、ステップＳ３５において、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つから検知信号が出力された場合には、回転制御装置１００は、電動モータを停止するとともに（Ｓ３６）、基準値ＡＰを更新する（Ｓ３７）。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。このとき、基準値更新部３２は、リセット信号ＲＳＴも出力する。
【０１３４】
相対的位置情報取得部３１は、基準値更新部３２からのリセット信号ＲＳＴを受けて、それまでにカウントしていた相対的位置センサ１からの出力パルス数の積算値ＲＰをリセットする（Ｓ３８）。
【０１３５】
また、反転回数カウント部６は、基準値更新部３２からのリセット信号ＲＳＴを受けて、それまでにカウントしていた反転回数Ｒｃをリセットする（Ｓ３９）。
【０１３６】
以上で反転回数に基づく強制リセット処理（Ｓ３）を終了して、メインルーチンに戻り、その後、回転制御装置１００Ａは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。
なお、ステップＳ２５おいて、積算値ＲＰがリセットされる際には、反転回数カウント部６による反転回数Ｒｃも同様にリセットされる（図９ＡのステップＳ３９）。
【０１３７】
≪実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａの効果≫
一般的な調節弁の制御システムでは、弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に長時間到達しない状況、例えば、弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿２に対応する位置（弁開度：２０％）とＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿３に対応する位置（弁開度：５０％）との間を行き来する状況が長時間続く場合がある。この場合には、バックラッシュが累積し、相対的位置センサ１（例えば、インクリメンタル型のロータリエンコーダ）による測定結果に誤差が生じるおそれがある。
【０１３８】
これに対し、実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａによれば、反転回数Ｒｃが所定数（閾値Ｒｔ）を超えると積算値ＲＰが強制的にリセットされるので、上述した状況においても、バックラッシュの累積に起因する測定誤差を抑えることが可能となる。
【０１３９】
以上、実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａによれば、操作対象軸の位置測定の誤差を更に小さくすることが可能となる。
【０１４０】
＜実施の形態３＞
実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂは、実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａと同じく、バックラッシュの累積に伴う測定誤差を低減することを目的とする。実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａは、弁軸２００の回転方向の反転回数に基づいて、強制的に弁軸を操作して相対的位置センサによって検出された機械的変位Ｍｄの積算値ＲＰをリセットするように構成したのに対し、実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂは、弁軸の弁軸の移動距離の積算値に基づいて、強制的に弁軸を操作して、相対的位置センサによって検出された機械的変位Ｍｄの積算値ＲＰをリセットするように構成する点が相違する。
≪実施の形態３に係る回転制御装置の構成≫
図１０は、実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂの構成を示す図である。
実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂは、弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に長時間到達しない状況での弁軸の弁軸の移動距離を積算し、その積算値が閾値を超えた場合に弁軸を操作して相対的位置センサによって検出された機械的変位Ｍｄの積算値ＲＰをリセットする、いわゆる弁軸２００の移動距離の積算値に基づく強制リセット機能を有する点において、実施の形態１に係る回転制御装置１００および実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａと相違する。強制リセット処理以外の、ＯＮ／ＯＦＦセンサの構成等を含む構成は、上述した実施の形態１および実施の形態２と同一であるので、共通する構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１４１】
具体的に、回転制御装置１００Ｂは、絶対値積算部７を更に有する。絶対値積算部７は、操作対象軸としての弁軸２００の回転方向の移動距離を積算し、その積算値を保持する。  より具体的には、絶対値積算部７は、弁軸２００の回転方向の機械的変位Ｍｄの絶対値｜ΔＰ｜を積算する。例えば、絶対値積算部７は、相対的位置センサ１によって検出された機械的変位Ｍｄの絶対値｜ΔＰ｜を積算し、その積算値を記憶する。このような絶対値積算部７は、例えばマイクロコントローラに内蔵されているカウンタおよびプログラムによって実現することができる。
【０１４２】
また、絶対値積算部７は、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎから検出信号が出力された場合には、弁軸Ｂ２００の移動距離の積算値をリセットする。例えば、絶対値積算部７は、基準値更新部３２から出力されたリセット信号ＲＳＴを受けて、弁軸２００の回転方向の移動距離の積算値をリセットする。
【０１４３】
操作量算出部４Ｂは、絶対値積算部７によって積算された弁軸２００の回転方向の移動距離の積算値が所定の閾値を超えた場合に、操作部５を介して弁軸２００を操作することにより、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させる。
【０１４４】
具体的には、操作量算出部４Ｂにおける操作量決定部４３Ｂは、絶対値積算部７に記憶された、弁軸２００の移動距離の積算値を監視する。操作量決定部４３Ｂは、弁軸２００の移動距離の積算値が予め定められた閾値を超えた場合には、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させて、積算値ＲＰをリセットする処理（強制リセット処理）を行う。
【０１４５】
強制リセット処理後、操作量決定部４３Ｂは、実施の形態１に係る操作量決定部４３と同様に、偏差算出部４２によって算出された偏差ΔＰに基づいて操作量ＭＶを決定する。
【０１４６】
≪実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂの動作原理≫
次に、実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂの通常動作モードにおける動作について説明する。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂ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。
【０１４７】
先ず、回転制御装置１００Ｂは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、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、ステップＳ２０から電動モータを駆動するステップＳ２２ａ、Ｓ２２ｂまでは、実施の形態１と同一であるので、説明を省略する。
【０１４８】
操作部５が電動モータ５２を駆動して弁軸２００を回転させると（ステップＳ２２ａまたはＳ２２ｂ）、回転制御装置１００Ｂは、移動距離の積算値に基づく強制リセット処理（Ｓ４）を実行する。この弁軸２００の移動距離の積算値に基づく強制リセット処理の手順を図１１Ｂに示す。
図１１Ｂに示すように、まず、操作部５によって弁軸２００が回転したことによる機械的変位Ｍｄの絶対値、すなわち移動距離を積算する（Ｓ４１）。
次に、絶対値積算部７によって積算された移動距離の積算値が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ４２）。ステップＳ４２において、移動距離の積算値が閾値を超えていない場合には、回転制御装置１００Ｂは、軌道距離の積算値に基づく強制リセット処理（Ｓ４）を終了してメインルーチンに戻り、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、ステップＳ２３〜Ｓ２７の処理を実行する。
【０１４９】
一方、ステップＳ４２において、移動距離の積算値が閾値よりも大きい場合には、操作量算出部４Ｂは、実施の形態２における操作量算出部４Ａと同様に、ステップＳ３３〜Ｓ３８にしたがって強制リセット処理を実行する。この強制リセット処理の手順ステップＳ３３〜Ｓ３８は、実施の形態２における手順を同一であることから、その説明は省略する。
【０１５０】
また、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たときは、絶対値積算部７は、基準値更新部３２からのリセット信号ＲＳＴを受けて、それまでの弁軸２００の移動距離の積算値をリセットする（Ｓ４９）。
【０１５１】
以上で移動距離に基づく強制リセット処理（Ｓ４）を終了して、メインルーチンに戻り、その後、回転制御装置１００Ｂは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、ステップＳ２３〜Ｓ２７の処理を実行する。
なお、ステップＳ２５おいて、積算値ＲＰがリセットされる際には、絶対値積算部７に記憶された移動距離の積算値も同様にリセットされる（図１１ＡのステップＳ４９）。
【０１５２】
≪実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂの効果≫
弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に長時間到達しない状況が長時間続くと、バックラッシュが累積し、相対的位置センサ１（例えば、インクリメンタル型のロータリエンコーダ）による測定結果に誤差が生じるおそれがある。
【０１５３】
これに対し、実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂによれば、弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に長時間到達しない状況で弁軸２００の移動距離の積算値が閾値を超えると積算値ＲＰが強制的にリセットされるので、バックラッシュの累積に起因する測定誤差を抑えることが可能となる。
【０１５４】
したがって、実施の形態３に係る回転制御装置１００Ｂによれば、操作対象軸の位置測定の誤差を更に小さくすることが可能となる。
【０１５５】
＜実施の形態４＞
実施の形態４に係る回転制御装置も、実施の形態２および実施の形態３に係る回転制御装置と同様に、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、バックラッシュの累積に伴う測定誤差を低減することを目的とする。
≪実施の形態４に係る回転制御装置の構成≫
図１２は、実施の形態４に係る回転制御装置の構成を示す図である。
実施の形態２に係る回転制御装置１００Ｃは、弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に到達せず、検知信号が出力されることなく経過した時間が閾値を超えた場合に、弁軸を強制的に操作して相対的位置センサによって検出された機械的変位Ｍｄの積算値ＲＰをリセットする点において、実施の形態１乃至３に係る回転制御装置と相違する。以下、強制リセット処理以外の、ＯＮ／ＯＦＦセンサの構成等を含む構成は、上述した実施の形態１、２および３と同一であるので、共通する構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に到達せず、検知信号が出力されることなく経過した時間を「滞留時間」ということがある。
【０１５６】
具体的に、回転制御装置１００Ｃは、タイマ８を有する。タイマ８は、操作対象軸としての弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に到達せず、検知信号が出力されることなく経過した時間、すなわち滞留時間をカウントし、そのカウント値を保持する。タイマ８は、例えばマイクロコントローラに内蔵されているクロック回路、カウンタおよびプログラムによって実現することができる。
【０１５７】
例えば、タイマ８は、弁軸２００がＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置に到達して検知信号が検出されると、一度リセットされ、あらためてそこから経過する時間を滞留時間としてカウントする。
【０１５８】
操作量算出部４Ｃは、タイマ８によってカウントされた滞留時間が所定の閾値を超えた場合に、操作部５を介して弁軸２００を操作することにより、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させる。
【０１５９】
具体的には、操作量算出部４Ｃにおける操作量決定部４３Ｃは、タイマ８によってカウントされた滞留時間を監視する。操作量決定部４３Ｃは、滞留時間が予め定められた閾値を超えた場合には、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させて、積算値ＲＰをリセットする処理（強制リセット処理）を行う。
【０１６０】
強制リセット処理後、操作量決定部４３Ａは、実施の形態１に係る操作量決定部４３と同様に、偏差算出部４２によって算出された偏差ΔＰに基づいて操作量ＭＶを決定する。
【０１６１】
≪実施の形態４に係る回転制御装置１００Ｃの動作原理≫
次に、実施の形態４に係る回転制御装置１００Ｃの通常動作モードにおける動作について説明する。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、実施の形態４に係る回転制御装置１００Ｃ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。
【０１６２】
ます、回転制御装置１００Ｃは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、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１００Ｃ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）。
【０１６３】
ステップＳ２０において、弁開度の目標値ＳＰの変更が指示された場合には、実施の形態４においては、滞留時間に基づく強制リセット処理（Ｓ５）を実行する。この滞留時間に基づく強制リセット処理の手順を図１３Ｂに示す。
まず、操作量決定部４３Ｃは、タイマ８に記憶された滞留時間を読み出して（Ｓ５１）、滞留時間が閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ５２）。ステップＳ５２において、滞留時間が閾値を超えていない場合には、回転制御装置１００Ｃは、強制リセット処理（Ｓ５）を終了してメインルーチンに戻り、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。
【０１６４】
一方、ステップＳ５２において、滞留時間が閾値よりも大きい場合には、操作量算出部４Ｃは、実施の形態２における操作量算出部４Ａと同様に、ステップＳ３３〜Ｓ３８にしたがって強制リセット処理を実行する。この強制リセット処理の手順ステップＳ３３〜Ｓ３８は、実施の形態２における手順を同一であることから、その説明は省略する。
【０１６５】
また、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たときは、タイマ８は、基準値更新部３２からのリセット信号ＲＳＴを受けて、それまでにカウントしていた滞留時間をリセットする（Ｓ５９）。
【０１６６】
以上で反転回数に基づく強制リセット処理（Ｓ３）を終了して、メインルーチンに戻り、その後、回転制御装置１００Ｃは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。
なお、ステップＳ２５おいて、積算値ＲＰがリセットされる際には、それまでにタイマ８がカウントしていた滞留時間も同様にリセットされる（図１３ＡのステップＳ５９）。
【０１６７】
≪実施の形態４に係る回転制御装置１００Ｃの効果≫
これに対し、実施の形態４に係る回転制御装置１００Ｃによれば、反転回数Ｒｃが所定数（閾値Ｒｔ）を超えると積算値ＲＰが強制的にリセットされるので、上述した状況においても、バックラッシュの累積に起因する測定誤差を抑えることが可能となる。
【０１６８】
以上、実施の形態４に係る回転制御装置１００Ｃによれば、操作対象軸の位置測定の誤差を更に小さくすることが可能となる。
【０１６９】
＜実施の形態５＞
実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄは、実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａと同じく、バックラッシュの累積に伴う測定誤差を低減することを目的とする。実施の形態２に係る回転制御装置１００Ａは、弁軸２００の回転方向の反転回数に基づいて、強制リセット処理を行うように構成したのに対し、実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄは、弁軸２００の回転方向に関わらず、弁軸２００の動き出した回数（以下、「起動回数」ということがある。）に基づいて強制リセット処理を行うように構成する点で相違する。
【０１７０】
≪実施の形態５に係る回転制御装置の構成≫
図１４は、実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄの構成を示す図である。この回転制御装置１００Ｄは、起動回数カウント部９を更にし、起動回数カウント部９によってカウントされた起動回数が所定の閾値Ｒｔを超えた場合に、強制リセット処理を実行する操作量算出部４Ｄを備える。
なお、ＯＮ／ＯＦＦセンサの構成等を含む、それ以外の構成は、上述した実施の形態１と同一であるので、共通する構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１７１】
起動回数カウント部９は、操作対象軸としての弁軸２００の動き出した回数をカウントしてその値Ｒｓを保持する。具体的には、目標値ＳＴが変更されるごとに弁軸は回転するので、目標値ＳＴが変更された回数を起動回数としてカウントしてもよい。このような起動回数カウント部９は、例えばマイクロコントローラに内蔵されているカウンタおよびプログラムによって実現することができる。
起動回数カウント部９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た場合には、位置算出部３の基準値更新部３２から出力されたリセット信号ＲＳＴによってリセットされる。
【０１７２】
操作量算出部４Ｄは、通常モードにおいては、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一方、強制リセット処理を実行するときには、操作部５を介して弁軸２００を操作することにより、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させる。
【０１７３】
より具体的には、操作量決定部４３Ｄは、起動回数カウント部９によってカウントされた起動回数を監視する。操作量決定部４３Ｄは、起動回数が閾値を超えた場合には、弁軸２００をＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎの何れか一つに対応する位置まで回転させることによって、積算値ＲＰをリセットする処理（強制リセット処理）を行う。
【０１７４】
強制リセット処理では、弁軸２００を、起動回数カウント部９のカウント値が閾値を超えた時点での弁軸２００（ショートプレート２０１）の位置から最も近いＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿ｎに対応する位置まで、時間短縮の観点からは移動させることが好ましい。これに対し、操作対象軸が弁軸の場合は、弁の用途に応じて、弁が閉まる方向、または開く方向に移動させるようにしてもよい。
【０１７５】
強制リセット処理後、操作量決定部４３Ｄは、実施の形態１に係る操作量決定部４３と同様に、偏差算出部４２によって算出された偏差ΔＰに基づいて操作量ＭＶを決定する。
【０１７６】
≪実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄの動作原理≫
次に、実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄの通常動作モードにおける動作について説明する。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄ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。
【０１７７】
先ず、回転制御装置１００Ｄは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、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１００Ｄ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）。
【０１７８】
ステップＳ２０において、弁開度の目標値ＳＰの変更が指示された場合には、弁軸２００の起動回数に基づく強制リセット処理（Ｓ６）を実行する。
【０１７９】
この起動回数に基づく強制リセット処理の手順を図１５Ｂに示す。
まず、回転制御装置１００Ｄの起動回数カウント部９は、起動回数をインクリメントする（Ｓ６１）。
【０１８０】
次に、操作量決定部４３Ｄが、起動回数カウント部９によってカウントされた起動回数が予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ６２）。ステップＳ６２において、起動回数が閾値を超えていない場合には、回転制御装置１００Ｄは、反転回数に基づく強制リセット処理（Ｓ６）を終了してメインルーチンに戻る。
【０１８１】
一方、ステップＳ６２において、起動回数が閾値よりも大きい場合には、操作量算出部４Ｂは、実施の形態２における操作量算出部４Ａと同様に、ステップＳ３３〜Ｓ３８にしたがって強制リセット処理を実行する。この強制リセット処理の手順ステップＳ３３〜Ｓ３８は、実施の形態２における手順を同一であることから、その説明は省略する。
【０１８２】
また、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たときは、起動回数カウント部９は、基準値更新部３２からのリセット信号ＲＳＴを受けて、それまでの起動回数をリセットする（Ｓ６９）。
【０１８３】
以上で起動回数に基づく強制リセット処理（Ｓ６）を終了して、メインルーチンに戻る。その後、回転制御装置１００Ｄは、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様に、ステップＳ２３〜Ｓ２７の処理を実行する。
なお、ステップＳ２１〜Ｓ２７までの一連の処理は、実施の形態１に係る回転制御装置１００と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
また、ステップＳ２５おいて、積算値ＲＰがリセットされる際には、起動回数カウント部９に記憶された起動回数も同様にリセットされる（図１５ＡのステップＳ６９）。
【０１８４】
≪実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄの効果≫
実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄによれば、起動回数が所定数（閾値）を超えると積算値ＲＰが強制的にリセットされるので、バックラッシュの累積に起因する測定誤差を抑えることが可能となる。
【０１８５】
以上、実施の形態５に係る回転制御装置１００Ｄによれば、操作対象軸の位置測定の誤差を更に小さくすることが可能となる。
【０１８６】
＜実施の形態の拡張＞
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１８７】
例えば、上述した実施の形態１においては、側面視略「コ」字状のショートプレート２０１を使用することから、プリント基板２０の２つの主面２０ａ、２０ｂにそれぞれ電極２１ａ、２１ｂおよびカム部材２４ａ、２４ｂを設ける例を説明したが、電極２１およびカム部材２４をプリント基板２０の、例えば第１主面２０ａのみに配置するようにしてもよい。
【０１８８】
また、例えば、上記実施の形態では、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５ヶ所に５つのＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１〜２＿５をそれぞれ設置する場合を示したが、設置するＯＮ／ＯＦＦセンサの位置や個数はこれに限定されない。以下、ＯＮ／ＯＦＦセンサの別の配置例を示す。
【０１８９】
図１６Ａは、ＯＮ／ＯＦＦセンサの別の配置例を示す図である。
この例では、ｎ＝３として、それぞれ弁軸２００が、弁開度が０％となる全閉位置Ｐｃ、全閉位置Ｐｃと全開位置Ｐｏの中間点、すなわち弁開度が５０％となる中間位置Ｐｍ、弁開度が１００％となる全開位置Ｐｏに到達したことを検出する３個のＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１、２＿２、２＿３を設ける場合が示されている。図１６Ｂは、図１６Ａに示す配置例に対応した、絶対位置センサの電極２１とカム部材２４との配置例を示す図である。図１６Ｂに示すように、周方向においてＯＮ／ＯＦＦセンサ２＿１、２＿２、２＿３をそれぞれ構成する電極２１の間に、カム部材２４が設けられている。
【０１９０】
これによれば、弁軸２００が、全閉位置Ｐｃ、全開位置Ｐｏ、および全閉位置Ｐｃと全開位置Ｐｏの中間点の中間位置Ｐｍに到達したときに、原点復帰（基準値ＡＰの更新）が行われるので、全閉位置Ｐｃまたは全開位置Ｐｏのみを弁軸２００の原点に設定した場合に比べて、原点復帰に要する時間と相対的位置センサ１による機械的変位量の測定誤差を小さくすることが可能となる。また、ＯＮ／ＯＦＦセンサを設置することによる追加のコストを抑えることが可能となる。
【０１９１】
なお、図１６Ａおよび図１６Ｂにおいて、ＯＮ／ＯＦＦセンサは、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の両方ではなく、何れか一方に配置してもよい。
【０１９２】
また、図１７Ａは、ＯＮ／ＯＦＦセンサの更に別の配置例を示す図である。
この例では、弁開度が５０％となる中間位置Ｐｍに弁軸２００が到達したことを検出する一つのＯＮ／ＯＦＦセンサ２を設ける場合が示されている。このとき、図１７Ｂに示すように、ＯＮ／ＯＦＦセンサ２を構成する電極２１の両側には、カム部材２４を配置する。これらのカム部材は、全閉位置Ｐｃと中間位置Ｐｍとの間、および中間位置Ｐｍと全開位置Ｐｏとの間に、ショートプレート２０１の接点の軌道に沿って配置する。
【０１９３】
これによれば、全閉位置Ｐｃと全開位置Ｐｏの中間点である位置Ｐｍにおいて、原点復帰が行われるので、全閉位置Ｐｃまたは全開位置Ｐｏのみを原点に設定した場合に比べて、原点復帰に要する時間と相対的位置センサ１による機械的変位量の測定誤差を小さくすることが可能となる。また、ＯＮ／ＯＦＦセンサが一つで済むので、ＯＮ／ＯＦＦセンサを設置することによる追加のコスト等を更に抑えることが可能となる。
【０１９４】
また、上記実施の形態では、相対的位置センサ１としてインクリメンタル型のロータリエンコーダを用いる場合を例示したが、非接触で操作対象軸の回転方向の機械的変位Ｍｄを検出することができるものであれば、相対的位置センサ１として用いることができる。例えば、電動モータ５２としてブラシレスモータを用いる場合には、そのブラシレスモータを構成するホール素子（ホールＩＣ）から出力される信号を相対的位置センサ１として利用することも可能である。
【０１９５】
また、電動モータ５２としてステッピングモータを用いる場合には、相対的位置センサ１を別途設けることなく、そのステッピングモータを駆動するためのパルス信号を位置算出部３がカウントすることにより、操作対象軸の回転方向の機械的変位量を算出することも可能である。
【０１９６】
また、電動モータ５２として同期モータを用いる場合には、相対的位置センサ１を別途設けることなく、操作対象軸の回転方向の機械的変位量を算出することも可能である。例えば、同期モータを駆動している駆動時間をT〔ｓ〕、回転速度をN〔rpm〕、減速機の減速比を１／Ｇとしたとき、回転角度Φ〔°〕は、(Ｔ×N×360)／(60×G)で表される。したがって、位置算出部３が上記計算を行うことにより、操作対象軸の回転方向の機械的変位量を算出することが可能となる。
【０１９７】
また、上記実施の形態では、回転制御装置１００を調節弁の弁軸２００を操作する電動式の操作器として適用する場合を例示したが、回転制御装置１００によって操作される操作対象軸は、弁軸に限定されず、回転制御装置において相対的位置センサを使用するあらゆる開度計測システムに適用することが可能となる。例えば、回転制御装置１００を、ダンパシャフトを操作するダンパ用の操作器として適用することも可能である。
【０１９８】
また、上記実施の形態では、プリント基板２０に形成した貫通孔２０ｃに弁軸２００を挿通させる場合を例示したが、これに限られない。例えば、図１８に示すように、プリント基板２０の一辺に例えば平面視半円形状の切り欠き部２０ｄを設け、この切り欠き部２０ｄに弁軸２００を配置してもよい。この場合、電極２１ａは、プリント基板２０の主面２０ａにおける切り欠き部２０ｄの周辺に配置すればよい。
【符号の説明】
【０１９９】
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、６…反転回数カウント部、７…絶対値積算部、８…タイマ、９…起動回数カウント部、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。
【図１】
2018169259.tif 000004
【図２】
2018169259.tif 000005
【図３Ａ】
2018169259.tif 000006
【図３Ｂ】
2018169259.tif 000007
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
2018169259.tif 000011
【図５】
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【図６Ａ】
2018169259.tif 000013
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2018169259.tif 000015
【図７Ｂ】
2018169259.tif 000016
【図７Ｃ】
2018169259.tif 000017
【図７Ｄ】
2018169259.tif 000018
【図８】
2018169259.tif 000019
【図９Ａ】
2018169259.tif 000020
【図９Ｂ】
2018169259.tif 000021
【図１０】
2018169259.tif 000022
【図１１Ａ】
2018169259.tif 000023
【図１１Ｂ】
2018169259.tif 000024
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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