JP2019195247A - アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被駆動体の位置を検出するためのセンサを別途設けることなく、精度の高い動作を行うことのできるアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ装置１０は、その温度に応じて変形することにより、ＩＲセンサ２２０（被駆動体）の位置を変化させるアクチュエータ部材２３０と、アクチュエータ部材２３０の温度調整を行う電熱線２３１（温度調整部材）と、アクチュエータ部材２３０の温度を取得する温度取得部１１０と、電熱線２３１による温度調整を制御する制御部１２０と、を備える。制御部１２０は、温度取得部１１０によって取得されたアクチュエータ部材２３０の温度に基づいて、電熱線２３１による温度調整を制御する。【選択図】図１

Description

本開示はアクチュエータ装置に関する。

被駆動体の位置を変化させるためのアクチュエータとしては、例えば電磁力を用いた回転電機等、種々の方式のものが知られている。下記特許文献１には、その温度に応じて変形するポリマーファイバーを用いたアクチュエータについての記載がある。当該アクチュエータは、例えば人工筋肉等の用途に用いられるものであって、被駆動体を直線に沿って移動させたり、特定の軸の周りに回転させたりすることが可能となっている。

本発明者らは、上記のような温度に応じて変形するアクチュエータを、例えばセンサの向きを変化させるためのアクチュエータとして用いることについて検討を進めている。温度に応じて変形するアクチュエータは、電磁モータのような従来のアクチュエータに比べると、その体格を小さく抑えることができる等の多くの利点を有している。

特開２０１６−４２７８３号公報

温度に応じて変形するアクチュエータは、その動作が周囲の環境温度等によって影響を受けてしまうため、被駆動体の位置決めを精度よく行うことが難しいという問題を有している。精度よく位置決めを行うためには、例えば被駆動体の位置を検出するためのセンサを別途設け、検出された位置をフィードバックしながら制御を行うことが考えられる。しかしながら、そのような構成においてはアクチュエータの全体の体格が大きくなってしまい、温度に応じて変形するアクチュエータの利点が損なわれることとなるので好ましくない。また、位置検出用のセンサの構成によっては、当該センサによる動作抵抗が、アクチュエータの動作に影響を及ぼしてしまう可能性もある。

本開示は、被駆動体の位置を検出するためのセンサを別途設けることなく、精度の高い動作を行うことのできるアクチュエータ装置を提供することを目的とする。

本開示に係るアクチュエータ装置（１０）は、その温度に応じて変形することにより、被駆動体（２２０）の位置を変化させるアクチュエータ部材（２３０）と、アクチュエータ部材の温度調整を行う温度調整部材（２３１）と、アクチュエータ部材の温度を取得する温度取得部（１１０）と、温度調整部材による温度調整を制御する制御部（１２０）と、を備える。制御部は、温度取得部によって取得されたアクチュエータ部材の温度に基づいて、温度調整部材による温度調整を制御する。

このようなアクチュエータ装置では、アクチュエータ部材の温度に基づいて温度調整部材による温度調整が制御され、その結果としてアクチュエータ部材の動作が制御される。

アクチュエータ部材の温度と、アクチュエータ部材の形状（被駆動体の位置といってもよい）との関係には相関が有る。このため、上記構成のアクチュエータ装置によれば、被駆動体の位置を検出するためのセンサを用いることなく、被駆動体を精度よく動作させることが可能となる。

尚、上記における「被駆動体の位置」とは、被駆動体を並進運動させる場合における被駆動体の位置（例えば特定位置からの移動距離）だけでなく、被駆動体を回転運動させる場合における被駆動体の位置（例えば特定位置からの回転角度）をも含むものである。

本開示によれば、被駆動体の位置を検出するためのセンサを別途設けることなく、精度の高い動作を行うことのできるアクチュエータ装置が提供される。

図１は、第１実施形態に係るアクチュエータ装置の全体構成を模式的に示す図である。 図２は、アクチュエータ部材の一部を拡大して示した図である。 図３は、アクチュエータ部材の温度と、被駆動体の位置と、の対応関係の例を示す図である。 図４は、アクチュエータ部材の温度と、電熱線の抵抗値と、の対応関係の例を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る制御方法について説明するためのブロック線図である。 図６は、第１実施形態に係るアクチュエータ装置の、制御装置によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、第１実施形態に係るアクチュエータ装置の、制御装置によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、第２実施形態に係る制御方法について説明するためのブロック線図である。 図９は、アクチュエータ部材の温度と、被駆動体の位置と、の対応関係の例を示す図である。 図１０は、第２実施形態に係るアクチュエータ装置の、制御装置によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は、発熱体の温度の時間変化の例を示す図である。 図１２は、第３実施形態に係るアクチュエータ装置の、制御装置によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図１３は、第４実施形態に係るアクチュエータ装置の構成を説明するための図である。 図１４は、第４実施形態に係る制御方法について説明するための図である。 図１５は、第４実施形態に係るアクチュエータ装置の、制御装置によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図１６は、第５実施形態に係るアクチュエータ装置の全体構成を模式的に示す図である。 図１７は、第５実施形態に係る制御方法について説明するためのブロック線図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。本実施形態に係るアクチュエータ装置１０は、不図示の車両に搭載される装置であって、センサユニット２００を動作させるための装置として構成されている。図１及び図２を参照しながら、センサユニット２００の構成について先ず説明する。

センサユニット２００は、車両の車室内に設置され、車室内の各部における表面温度（例えば乗員の体温）を検知するためのものである。図１に示されるように、センサユニット２００は、筐体２１０と、ＩＲセンサ２２０と、アクチュエータ部材２３０と、弾性体２４０と、を備えている。

筐体２１０は、全体が概ね矩形の箱状の部材である。後述のＩＲセンサ２２０やアクチュエータ部材２３０等は、筐体２１０の内側に収容されている。筐体２１０は、車室内のうち運転席よりも前方側部分（例えば車両のインストルメントパネル上）に固定される。筐体２１０のうち後方側の側面には開口ＯＰが形成されている。次に説明するＩＲセンサ２２０は、開口ＯＰから筐体２１０の内側に入射する輻射（赤外線）に基づいて、車室内の各部における表面温度を検知する。

ＩＲセンサ２２０は、車室ＲＭ内にある物体から発せられる輻射を受光し、当該輻射の強度に基づいて物体の表面温度を検知するセンサである。本実施形態におけるＩＲセンサ２２０は、車室内に存在する乗員の表面温度を検知し、当該表面温度に基づいて空調を適切に行うための温度センサとして設けられている。

ＩＲセンサ２２０の側面には、輻射を受光するための部分である受光部２２１が設けられている。後述のアクチュエータ部材２３０によってＩＲセンサ２２０が回転すると、受光部２２１の向きが左右方向に変化し、ＩＲセンサ２２０が表面温度を検知し得る範囲が変化する。センサユニット２００は、受光部２２１の向きを上記のように変化させることで、車室内の表面温度を広範囲に亘って検知することができる。

アクチュエータ部材２３０は、アクチュエータ装置１０の一部を成すものであって、ＩＲセンサ２２０を上記のように回転させるためのアクチュエータである。ＩＲセンサ２２０の位置（具体的には、特定の向き基準とした回転角度）は、アクチュエータ部材２３０の動作によって変化する。ＩＲセンサ２２０は、本実施形態における「被駆動体」に該当する。

アクチュエータ部材２３０は、例えばポリアミドのような高分子材料からなる繊維であって、当該繊維を螺旋状に捩じることによって全体を概ね棒状としたものである。棒状となったアクチュエータ部材２３０の中心軸は、概ね鉛直方向に沿っている。アクチュエータ部材２３０の下端は筐体２１０の底面に接続されており、アクチュエータ部材２３０の上端はＩＲセンサ２２０の下端に接続されている。アクチュエータ部材２３０は、温度に応じてその長さを変化させるような高分子材料によって形成されている。具体的には、アクチュエータ部材２３０は高温になるほど収縮して短くなる。

図２には、上記のように螺旋状に捩じられたアクチュエータ部材２３０の一部を、直線状に伸ばした状態が示されている。同図に示されるように、アクチュエータ部材２３０の外周面には、アクチュエータ部材２３０よりも細い電熱線２３１が螺旋状に巻き付けられている。電熱線２３１は、電力の供給を受けてジュール熱により発熱する発熱体であって、アクチュエータ部材２３０と共にアクチュエータ装置１０の一部を成すものである。

電圧が印加されることによって電熱線２３１が発熱すると、これに当接しているアクチュエータ部材２３０は加熱され、その温度を上昇させる。これに伴い、螺旋状に捩じられたアクチュエータ部材２３０は収縮するので、その先端部分が捩じれ方向に回転する。その結果、ＩＲセンサ２２０はアクチュエータ部材２３０から受ける力によって回転し、その向きを変化させる。電熱線２３１に対する電圧の印加が停止されると、アクチュエータ部材２３０の温度は低下し、ＩＲセンサ２２０の向きは元に戻ることとなる。このように、アクチュエータ部材２３０は、電熱線２３１に対して印加される電圧に応じて、ＩＲセンサ２２０の位置を図１の矢印で示される方向に変化させることができる。電熱線２３１に対して印加される電圧の大きさは、後述の制御装置１００によって制御される。

以上のように、アクチュエータ部材２３０は、その温度に応じて変形することにより、被駆動体であるＩＲセンサ２２０の位置を変化させるものである。また、電熱線２３１は、アクチュエータ部材２３０に当接した状態で自らの温度を変化させることにより、アクチュエータ部材２３０の温度調整を行うためのものである。このような電熱線２３１は、本実施形態における「温度調整部材」に該当する。

尚、アクチュエータ部材２３０が螺旋状に捩じられていない場合には、アクチュエータ部材２３０の温度が変化すると、ＩＲセンサ２２０は鉛直方向に沿って並進運動することとなる。アクチュエータ部材２３０は、本実施形態のように被駆動体を回転運動させるものであってもよいが、上記のように被駆動体を並進運動させるものであってもよい。

弾性体２４０は、樹脂によって形成された棒状の部材である。弾性体２４０の上端は筐体２１０の天面に接続されており、弾性体２４０の下端はＩＲセンサ２２０の上端に接続されている。弾性体２４０の中心軸は、棒状となったアクチュエータ部材２３０の中心軸と一致している。

アクチュエータ部材２３０によってＩＲセンサ２２０の向きが変化すると、弾性体２４０は捩じれて変形する。その結果、アクチュエータ部材２３０によって加えられる力とは反対方向の力が、弾性体２４０によってＩＲセンサ２２０へと加えられる。このため、電熱線２３１に対する電圧の印加が停止され、アクチュエータ部材２３０からＩＲセンサ２２０に加えられる力が０になると、ＩＲセンサ２２０は弾性体２４０によって元の位置（回転角度）へと戻されることとなる。

このような態様に替えて、アクチュエータ部材２３０とは反対の方向に捩じられた別のアクチュエータ部材が、弾性体２４０に換えて設けられているような態様としてもよい。このような構成とすれば、一対のアクチュエータ部材のそれぞれによって、ＩＲセンサ２２０の位置を双方向に変化させることができる。

引き続き図１を参照しながら、アクチュエータ装置１０の構成について説明する。アクチュエータ装置１０は、先に説明したアクチュエータ部材２３０や電熱線２３１に加えて、制御装置１００と、気温センサ１５０と、湿度センサ１６０と、を備えている。

制御装置１００は、アクチュエータ装置１０の全体の動作を統括し制御するための装置である。制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等（いずれも不図示）を有するコンピュータシステムとして構成されている。制御装置１００は、機能的な制御ブロックとして、温度取得部１１０と、制御部１２０と、位置温度記憶部１３０と、抵抗温度記憶部１４０と、を備えている。

温度取得部１１０は、アクチュエータ部材２３０の温度を取得する部分である。後に説明するように、本実施形態における温度取得部１１０は、アクチュエータ部材２３０の温度を、電熱線２３１の抵抗値に基づいて推定し取得する。このような態様に替えて、温度取得部１１０が、アクチュエータ部材２３０の温度を温度センサによって直接測定して取得することとしてもよい。

制御部１２０は、電熱線２３１に印加される電圧を調整し、これによりアクチュエータ部材２３０の温度を制御する部分である。図１では、電熱線２３１の両端に電圧を印加するための一対の導線が、点線ＤＬで示されている。

制御部１２０は、温度取得部１１０によって取得されるアクチュエータ部材２３０の温度が目標温度となるように、電熱線２３１に印加される電圧を調整する。これにより、アクチュエータ部材２３０の位置が所定の目標位置となるように制御されることとなる。このような制御部１２０は、温度調整部材（電熱線２３１）によるアクチュエータ部材２３０の温度調整を制御する部分、ということができる。制御部１２０によって行われる当該制御の具体的な内容については後に説明する。

位置温度記憶部１３０は、アクチュエータ部材２３０の温度と、被駆動体であるＩＲセンサ２２０の位置（アクチュエータ部材２３０の形状ともいえる）との対応関係を記憶する部分である。先に述べたように、アクチュエータ部材２３０はその温度に応じて変形するので、当該温度とＩＲセンサ２２０の位置との対応関係が定まることとなる。図３の線Ｌ１には、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係の一例が示されている。

図３のグラフの横軸はアクチュエータ部材２３０の温度であり、縦軸はＩＲセンサ２２０の位置である。同図に示される「Ｔ０」は周囲の環境温度である。図３では、アクチュエータ部材２３０の温度がＴ０となっているときにおけるＩＲセンサ２２０の位置（回転角度）が０とされている。

アクチュエータ部材２３０の温度がＴ１０よりも低いときには、線Ｌ１は右肩上がりの直線状となっている。アクチュエータ部材２３０の温度がＴ１０を超えると、線Ｌ１は右肩上がりの曲線状となっている。アクチュエータ部材２３０の温度が更に高くなると、線Ｌ１は再び右肩上がりの直線状となっている。高温時における線Ｌ１の傾きは、低温時における線Ｌ１の傾きよりも大きい。Ｔ１０で示される温度は所謂「ガラス転移点」と称される温度であって、温度に基づくアクチュエータ部材２３０の変形の仕方が上記のように変わる温度となっている。線Ｌ１で示される対応関係は、予め実験等によって求められ、位置温度記憶部１３０に記憶されている。図３に示される線Ｌ２及び線Ｌ３については後に説明する。

抵抗温度記憶部１４０は、発熱体である電熱線２３１の抵抗値と、アクチュエータ部材２３０の温度との対応関係を記憶する部分である。図４には、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係の一例が示されている。

図４のグラフの横軸はアクチュエータ部材２３０の温度であり、縦軸は電熱線２３１の抵抗値である。

図２に示されるように、電熱線２３１はその全体がアクチュエータ部材２３０に当接しているので、電熱線２３１の温度はアクチュエータ部材２３０の温度に概ね等しい。このため、アクチュエータ部材２３０の温度が高いときには、電熱線２３１の温度も高くなっている。電熱線２３１の温度が高いときには、よく知られているように電熱線２３１の電気抵抗も高くなる。以上のようであるから、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係は、図４に示されるような右肩上がりのグラフとなっている。図４に示される対応関係は、予め実験等によって求められ、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている。

図１に戻って説明を続ける。気温センサ１５０は、アクチュエータ部材２３０の周囲の気温を取得するためのセンサである。気温センサ１５０は、本実施形態における「気温取得部」に該当する。気温センサ１５０によって測定された気温は制御装置１００に入力される。

湿度センサ１６０は、アクチュエータ部材２３０の周囲の湿度を取得するためのセンサである。湿度センサ１６０は、本実施形態における「湿度取得部」に該当する。湿度センサ１６０によって測定された湿度は制御装置１００に入力される。

図５のブロック線図を参照しながら、制御部１２０によって実行される制御の内容について説明する。図５に示されるブロックＢ０１等は、制御部１２０によって実現される機能をブロックとして模式的に表現したものとなっている。

ブロックＢ０１は、入力される目標位置を目標温度に変換するものである。ここでいう「目標位置」とは、ＩＲセンサ２２０の位置（回転角度）についての目標値として、制御装置１００が行う演算によって予め算出され設定されるものである。ブロックＢ０１では、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係に基づいて、目標位置に対応するアクチュエータ部材２３０の温度が目標温度として算出される。「目標温度」は、アクチュエータ部材２３０の温度についての目標値である。既に述べたように、制御部１２０は、温度取得部１１０によって取得されるアクチュエータ部材２３０の温度が目標温度となるように、電熱線２３１に印加される電圧を調整する。これにより、アクチュエータ部材２３０の位置は目標位置に近づけられることとなる。

ブロックＢ０１で算出された目標温度は、ブロックＢ０２に入力される。ブロックＢ０２は所謂減算器である。ブロックＢ０２には、後述のブロックＢ０５から、アクチュエータ部材２３０の温度も入力される。ブロックＢ０２では、目標温度からアクチュエータ部材２３０の温度を差し引くことにより、温度偏差が算出される。算出された温度偏差はブロックＢ０３に入力される。

ブロックＢ０３は、上記の温度偏差が０に近づくよう、電熱線２３１への印加電圧をＰＩＤ制御によって調整し、これによりアクチュエータ部材２３０の位置を変化させるものである。このようなブロックＢ０３は、フィードバック制御を行うための制御器に該当する。

ブロックＢ０４は、電圧が印加されて発熱する電熱線２３１、及び電熱線２３１によって加熱され動作するアクチュエータ部材２３０を、単一のブロックとして表現したものである。ブロックＢ０４に入力される印加電圧が変化すると、ブロックＢ０４から出力されるアクチュエータ部材２３０の位置が変化する。

図５において、ブロックＢ０４からブロックＢ０５へと伸びるように描かれているのは、電熱線２３１の抵抗値である。当該抵抗値は、電熱線２３１に印加される電圧の値と、電熱線２３１に流れる電流の値とに基づいて、制御装置１００によって都度算出されるものである。算出された抵抗値はブロックＢ０４からブロックＢ０５へと入力される。

尚、上記のように電熱線２３１の抵抗値を算出するにあたっては、例えばホイーストンブリッジ等によって、電熱線２３１における電圧降下を増幅して検出することとしてもよい。

ブロックＢ０５は、入力される抵抗値をアクチュエータ部材２３０の温度に変換するものである。ブロックＢ０５では、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係に基づいて、抵抗値に対応するアクチュエータ部材２３０の温度が推定値として算出される。アクチュエータ部材２３０の温度をこのように算出する処理は、既に述べたように温度取得部１１０によって行われる。

このように、本実施形態に係る温度取得部１１０は、電熱線２３１（発熱体）の抵抗値に基づいてアクチュエータ部材２３０の温度を推定し取得する。具体的には、電熱線２３１（発熱体）の抵抗値と、抵抗温度記憶部１４０に記憶された対応関係とに基づいて、アクチュエータ部材２３０の温度を推定し取得する。取得されたアクチュエータ部材２３０の温度は、ブロックＢ０５からブロックＢ０２に入力され、既に述べたように温度偏差の算出に供される。

本実施形態に係る制御部１２０は、ＩＲセンサ２２０（被駆動体）の目標位置と、位置温度記憶部１３０に記憶された対応関係とに基づいて、アクチュエータ部材２３０の目標温度を設定する（ブロックＢ０１）。制御部１２０は更に、温度取得部１１０によって取得されたアクチュエータ部材２３０の温度と、目標温度との偏差（ブロックＢ０２で算出される温度偏差）に基づいて、電熱線２３１（温度調整部材）による温度調整を制御する（ブロックＢ０３）。

以上のように構成された制御部１２０は、温度取得部１１０によって取得されたアクチュエータ部材２３０の温度に基づいて、電熱線２３１（温度調整部材）によるアクチュエータ部材２３０の温度調整を制御する。アクチュエータ部材２３０の温度をフィードバックして目標温度に一致させる制御を制御部１２０が行うことで、ＩＲセンサ２２０の位置を検出するためのセンサを備えていないにも拘らず、ＩＲセンサ２２０を精度よく動作させることが可能となっている。

制御装置１００によって行われるその他の処理について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６及び図７に示されるそれぞれの処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御装置１００によって繰り返し実行される処理となっている。

図６に示される処理の最初のステップＳ０１では、湿度センサ１６０によって測定される湿度が取得される。ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、位置温度記憶部１３０に記憶された対応関係を、湿度に基づいて更新する処理が行われる。

アクチュエータ部材２３０の温度と、ＩＲセンサ２２０の位置との対応関係は、常に同じなのではなく、アクチュエータ部材２３０の周囲の湿度に応じて異なるものとなる。図３の線Ｌ２に示される対応関係は、線Ｌ１の場合よりも湿度が高い場合における対応関係である。また、同図の線Ｌ３に示される対応関係は、線Ｌ１の場合よりも湿度が低い場合における対応関係である。制御装置１００には、アクチュエータ部材２３０の周囲の湿度に応じた複数の対応関係が、制御に用いられる対応関係の候補として予め記憶されている。

図６のステップＳ０２では、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係（つまり制御に用いられる対応関係）が、ステップＳ０１で取得された湿度に対応した対応関係となるように、複数の候補の中から選択され更新される。このような更新処理は制御部１２０によって行われる。

以上のように、制御部１２０は、湿度センサ１６０（湿度取得部）によって取得された湿度に基づいて、位置温度記憶部１３０に記憶された対応関係を変化させる。具体的には、取得された湿度が高くなる程、図３に示されるグラフの傾きが大きくなるように、位置温度記憶部１３０に記憶された対応関係を更新する。これにより、図５のブロックＢ０１で行われる変換の処理を、状況に応じて常に適切に行うことが可能となる。

図７に示される処理の最初のステップＳ１１では、気温センサ１５０によって測定される気温が取得される。ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、図５のブロックＢ０３で行われるＰＩＤ制御のゲイン、すなわちフィードバックゲインを調整する処理が行われる。当該処理は制御部１２０によって行われる。

具体的には、外気温が高くなるほど、Ｐゲイン、Ｉゲイン、及びＤゲインのうちの一部又は全部の値が小さくされる。外気温が高いときには、電熱線２３１からの入熱が同じであっても、アクチュエータ部材２３０の温度が上昇しやすくなる。このため、上記のようにフィードバックゲインを小さくすることで、アクチュエータ部材２３０の動作の応答性を概ね一定に維持することができる。

以上のように、制御部１２０は、気温センサ１５０（気温取得部）によって取得された気温に基づいて、電熱線２３１（温度調整部材）による温度調整のフィードバックゲインを変化させる。これにより、図５のブロックＢ０３で行われるＰＩＤ制御を、状況に応じて常に適切に行うことが可能となる。

第２実施形態について説明する。本実施形態では、制御部１２０によって実行される処理の内容において第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なっている点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図８のブロック線図を参照しながら、本実施形態に係る制御部１２０によって実行される制御の内容について説明する。当該ブロック線図は、図５に示される第１実施形態のブロック線図に替わるものである。

ブロックＢ１１は所謂減算器である。ブロックＢ１１には目標位置が入力される。この目標位置は、図５のブロックＢ０１に入力されるものと同じである。ブロックＢ１１には更に、後述のブロックＢ１３からＩＲセンサ２２０の位置も入力される。ブロックＢ１１では、目標位置からＩＲセンサ２２０の位置を差し引くことにより、位置偏差が算出される。算出された位置偏差はブロックＢ１２に入力される。

ブロックＢ１２は、上記の位置偏差が０に近づくよう、電熱線２３１への印加電圧をＰＩＤ制御によって調整し、これによりアクチュエータ部材２３０の位置を変化させるものである。このようなブロックＢ１２は、図５のブロックＢ０３と同様に、フィードバック制御を行うための制御器に該当する。

ブロックＢ０４は、図５のブロックＢ０４と同じものである。ブロックＢ０４に入力される印加電圧が変化すると、ブロックＢ０４から出力されるアクチュエータ部材２３０の位置が変化する。

図８において、ブロックＢ０４からブロックＢ０５へと伸びるように描かれているのは、電熱線２３１の抵抗値である。当該抵抗値は、電熱線２３１に印加される電圧の値と、電熱線２３１に流れる電流の値とに基づいて、制御装置１００によって都度算出されるものである。算出された抵抗値はブロックＢ０４からブロックＢ０５へと入力される。

ブロックＢ０５は、図５のブロックＢ０５と同じものである。ブロックＢ０５では、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係に基づいて、抵抗値に対応するアクチュエータ部材２３０の温度が推定値として算出される。当該処理は温度取得部１１０によって行われる。算出されたアクチュエータ部材２３０の温度はブロックＢ１３に入力される。

ブロックＢ１３は、ブロックＢ０５から入力されるアクチュエータ部材２３０の温度を、ＩＲセンサ２２０の位置に変換するものである。ブロックＢ１３では、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係に基づいて上記の変換が行われ、ＩＲセンサ２２０の位置が算出される。このように、本実施形態に係る制御部１２０は、温度取得部１１０によって取得されたアクチュエータ部材２３０の温度と、位置温度記憶部１３０に記憶された対応関係とに基づいて、ＩＲセンサ２２０（被駆動体）の位置を推定し取得する。

ブロックＢ１３で取得されたＩＲセンサ２２０の位置は、ブロックＢ１３からブロックＢ１１に入力され、既に述べたように位置偏差の算出に供される。このように、本実施形態に係る制御部１２０は、ＩＲセンサ２２０の位置と、ＩＲセンサ２２０の目標位置との偏差（ブロックＢ１１で算出される位置偏差）に基づいて、電熱線２３１（温度調整部材）による温度調整を制御する（ブロックＢ１２）。

ブロックＢ１３で行われる処理について更に説明する。図９には、アクチュエータ部材２３０の温度と、ＩＲセンサ２２０の位置との対応関係の例が示されている。

図９では、アクチュエータ部材２３０の温度について４つの温度域（ＴＲ１等）が示されている。温度域ＴＲ１は、アクチュエータ部材２３０の温度がＴ０よりも低い範囲を示す温度域である。温度域ＴＲ２は、アクチュエータ部材２３０の温度がＴ０以上Ｔ１１未満である範囲を示す温度域である。温度域ＴＲ３は、アクチュエータ部材２３０の温度がＴ１１以上Ｔ１２未満である範囲を示す温度域である。温度域ＴＲ４は、アクチュエータ部材２３０の温度がＴ１２以上である範囲を示す温度域である。

図９に示される線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４は、位置温度記憶部１３０に記憶される対応関係の候補を示す線となっている。これら候補は、制御に用いられる対応関係の候補として、制御装置１００に予め記憶されている。位置温度記憶部１３０には、これら４つの線で示される対応関係のうちの一つだけが記憶されることとなる。

線Ｌ１１は、アクチュエータ部材２３０の温度が温度域ＴＲ１である場合に用いられる対応関係を示す線である。線Ｌ１１は右肩上がりの直線であって、当該直線を示す数式として制御装置１００に記憶されている。

線Ｌ１２は、アクチュエータ部材２３０の温度が温度域ＴＲ２である場合に用いられる対応関係を示す線である。線Ｌ１２は右肩上がりの直線であって、当該直線を示す数式として制御装置１００に記憶されている。

線Ｌ１３は、アクチュエータ部材２３０の温度が温度域ＴＲ３である場合に用いられる対応関係を示す線である。線Ｌ１３は右肩上がりの二次曲線であって、当該二次曲線を示す数式として制御装置１００に記憶されている。

線Ｌ１４は、アクチュエータ部材２３０の温度が温度域ＴＲ４である場合に用いられる対応関係を示す線である。線Ｌ１４は右肩上がりの直線であって、当該直線を示す数式として制御装置１００に記憶されている。

図１０に示される処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御装置１００によって繰り返し実行される処理となっている。当該処理の最初のステップＳ２１では、温度取得部１１０によって、アクチュエータ部材２３０の温度を取得する処理が行われる。ステップＳ２１に続くステップＳ２２では、ステップＳ２１で取得された温度に対応する対応関係を、図９に示される４つの候補（線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４）の中から一つ選択し、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係を当該候補に置き換えて更新する処理が行われる。当該処理は制御部１２０によって行われる。以降は、当該候補を用いて、図８のブロックＢ１３における変換処理が行われることとなる。

以上に説明したように、本実施形態において位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係は、アクチュエータ部材２３０の温度域に応じて複数の候補の中から選択されたものとなっている。それぞれの候補は、上記のように比較的単純な数式として記憶されている。このため、例えば図３の線Ｌ１で示される対応関係の全体が位置温度記憶部１３０に記憶される場合に比べると、位置温度記憶部１３０に必要な容量を低減することができる。

第３実施形態について説明する。本実施形態では、制御部１２０によって実行される処理の内容において第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なっている点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図１１に示される線Ｌ２１、Ｌ２２は、電熱線２３１に電圧が印加され始めた以降における、電熱線２３１の温度の時間変化を示すグラフである。線Ｌ２１に示されるのは、正常時における電熱線２３１の温度の時間変化である。一方、線Ｌ２２に示されるのは、電熱線２３１とアクチュエータ部材２３０との間の密着性が低下した場合における、電熱線２３１の温度の時間変化である。このような密着性の低下は、例えば、繰り返し動作することに伴うアクチュエータ部材２３０や電熱線２３１の変形により生じることがある。

線Ｌ２２に示されるように、電熱線２３１とアクチュエータ部材２３０との間の密着性が低下すると、電熱線２３１の温度は正常時（線Ｌ２１）に比べて高くなる。これは、電熱線２３１の熱がアクチュエータ部材２３０に奪われにくくなるためである。このような状態になると、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係、すなわち、電熱線２３１の抵抗値とアクチュエータ部材２３０の温度との対応関係が変化してしまうこととなる。

そこで、本実施形態に係る制御部１２０は、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係を必要に応じて更新することとしている。このために行われる処理について、図１２を参照しながら説明する。図１２に示される処理は、電熱線２３１への電圧印加が行われる際に、制御装置１００によって実行される処理となっている。

当該処理の最初のステップＳ３１では、電熱線２３１に電圧が印加される。これにより、電熱線２３１によるアクチュエータ部材２３０の加熱が開始される。

ステップＳ３１に続くステップＳ３２では、ステップＳ３１の処理が実行されてから所定期間が経過したか否かが判定される。所定期間が未だ経過していなければ、ステップＳ３２の処理が繰り返し実行される。所定期間が経過していればステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３３では、発熱体である電熱線２３１の抵抗値に基づいて、電熱線２３１の温度を算出し取得する処理が行われる。本実施形態では、電熱線２３１の電圧及び電流から算出される抵抗値と、電熱線２３１の温度との対応関係が、予めマップとして制御装置１００に記憶されている。ステップＳ３３では、当該マップを参照することによって電熱線２３１の温度が取得される。

ステップＳ３３に続くステップＳ３４では、ステップＳ３３で取得された温度に基づいて、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係を更新する処理が行われる。例えば、ステップＳ３３で取得された温度が所定の閾値を越えている場合には、図４に示される対応関係を示すグラフを例えば下方側にシフトさせたり、グラフの傾きを小さくしたりする処理が行われる。これにより、電熱線２３１とアクチュエータ部材２３０との間の密着性が低下した場合であっても、図５や図８のブロックＢ０５の処理を適切に行うことが可能となる。

このように、本実施形態に係る制御部１２０は、電熱線２３１（発熱体）の抵抗値に基づいて電熱線２３１の温度を推定し、当該温度の時間変化に基づいて、抵抗温度記憶部１４０に記憶された対応関係を調整するように構成されている。上記の「時間変化」とは、本実施形態では、所定期間が経過した時点における電熱線２３１の温度のことである。

ステップＳ３４では、上記とは別の態様で対応関係が更新されることとしてもよい。例えば、所定期間経過後における電熱線２３１の温度ではなく、当該温度の上昇量が閾値を越えている場合に、図４に示される対応関係を示すグラフを下方側にシフトさせたりする等の処理が行われることとしてもよい。

第４実施形態について説明する。本実施形態では、センサユニット２００の構成、及び、制御部１２０によって実行される処理の内容において第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なっている点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図１３は、本実施形態に係るセンサユニット２００を上面視で描いたものである。同図においては、筐体２１０及び弾性体２４０の図示が省略されている。同図に示されるように、本実施形態に係るセンサユニット２００は、一対のタッチセンサ２５１、２５２を備えている。これらはいずれも、筐体２１０の内面に固定されている。

タッチセンサ２５１は、ＩＲセンサ２２０が図１３の矢印の方向に回転する際における、可動範囲の限界を規定するような位置に設けられている。また、タッチセンサ２５２は、ＩＲセンサ２２０が図１３の矢印とは反対の方向に回転する際における、可動範囲の限界を規定するような位置に設けられている。

タッチセンサ２５１、２５２はいずれも、ＩＲセンサ２２０が当接したらその旨を検知し、検知結果を示す出力信号を制御装置１００に入力するものである。このため、ＩＲセンサ２２０が回転して可動範囲の限界まで来ると、制御装置１００はその旨及びそのタイミングを把握することができる。タッチセンサ２５１、２５２は、ＩＲセンサ２２０（被駆動体）の位置が特定位置（この例では可動範囲の限界位置）となったことを検知するためのセンサであって、本実施形態における「位置検知部」に該当する。

図１４（Ａ）に示されるのは、電熱線２３１に電圧が印加され始めた以降における、電熱線２３１の温度の時間変化を示すグラフである。時刻ｔ２０において電熱線２３１への電圧印加が開始されると、以降においては電熱線２３１の温度が次第に上昇して行く。それに伴い、アクチュエータ部材２３０は変形し、ＩＲセンサ２２０の位置は次第に変化していく。この例では、図１３の矢印で示される方向にＩＲセンサ２２０の位置が変化して行く。

図１４（Ｂ）に示されるのは、タッチセンサ２５１からの出力信号の時間変化を示すグラフである。同図では、タッチセンサ２５１にＩＲセンサ２２０が当接していないときの出力信号が「ＯＦＦ」と示されており、タッチセンサ２５１にＩＲセンサ２２０が当接しているときの出力信号が「ＯＮ」と示されている。図１４（Ｂ）の例では、時刻ｔ２０よから時間ＴＭ１１が経過した時刻ｔ２１において、タッチセンサ２５１の出力信号がＯＮとなっている。

尚、電熱線２３１への電圧印加が開始される時刻ｔ２０よりも前においては、ＩＲセンサ２２０の位置は、例えば反対側のタッチセンサ２５２に当接するような初期位置となっている。このため、図１４（Ｂ）に示される時間ＴＭ１１は、ＩＲセンサ２２０の位置が初期位置から限界位置となるまでに要した時間、ということができる。

このような時間ＴＭ１１は、アクチュエータ部材２３０の温度変化が仮に一定であれば、常に同じとなるように思われる。しかしながら、実際にはアクチュエータ部材２３０の劣化等に起因して、正常時よりも長くなったり短くなったりすることがある。この場合、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係が、正常時から変化しているということになる。

そこで、本実施形態に係る制御部１２０は、タッチセンサ２５１、２５２の出力信号がＯＮとなるまでに要する時間（上記の時間ＴＭ１１）に基づいて、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係を適宜調整することとしている。このために行われる処理について、図１５を参照しながら説明する。図１５に示される処理は、電熱線２３１への電圧印加が行われる際に、制御装置１００によって実行される処理となっている。

当該処理の最初のステップＳ４１では、電熱線２３１に電圧が印加される。これにより、電熱線２３１によるアクチュエータ部材２３０の加熱が開始され、アクチュエータ部材２３０によるＩＲセンサ２２０の駆動が開始される。

ステップＳ４２では、ＩＲセンサ２２０の位置が特定位置となったか否か、具体的には、タッチセンサ２５１に当接する限界位置となったか否かが判定される。当該判定は、タッチセンサ２５１からの出力信号に基づいて行われる。

ＩＲセンサ２２０の位置が未だ限界位置に到達していなければ、ステップＳ４２の処理が繰り返し実行される。ＩＲセンサ２２０の位置が限界位置に到達していれば、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４３では、ＩＲセンサ２２０の移動に要した時間（以下では「移動時間」とも称する）が算出される。当該移動時間は、ステップＳ４１の実行時点から、ステップＳ４３に移行した時点までの経過時間であって、図１４（Ｂ）における時間ＴＭ１１に該当するものである。

ステップＳ４４では、温度取得部１１０によってアクチュエータ部材２３０の温度が取得される。

ステップＳ４４に続くステップＳ４５では、ステップＳ４３で取得された時間と、ステップＳ４４で取得された温度とに基づいて、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係を更新する処理が行われる。

本実施形態に係る制御装置１００には、正常時においてＩＲセンサ２２０の移動に要する時間、である基準時間が、アクチュエータ部材２３０の温度域ごとに予め複数記憶されている。ステップＳ４５では、ステップＳ４４で取得された温度に対応する上記基準時間と、ステップＳ４３で算出された移動時間とが比較される。

尚、ステップＳ４４における温度の取得は、ステップＳ４３の後の後のタイミングで行われてもよいのであるが、ステップＳ４１が行われてから一定の期間が経過したタイミングで行われることとしてもよい。

移動時間が基準時間よりも長かった場合には、ステップＳ４５では、図３の線Ｌ１に示される対応関係の傾きが小さくなるように、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係が更新される。逆に、移動時間が基準時間よりも短かった場合には、ステップＳ４５では、図３の線Ｌ１に示される対応関係の傾きが大きくなるように、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係が更新される。

このように、本実施形態に係る制御部１２０は、アクチュエータ部材２３０の温度と、ＩＲセンサ２２０（被駆動体）の位置が特定位置となるまでに要した時間（上記の経過時間）と、に基づいて、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係を調整するように構成されている。これにより、アクチュエータ部材２３０の動作特性が劣化等によって変化した場合であっても、図５におけるブロックＢ０１等の処理を適切に行うことが可能となる。

第５実施形態について説明する。本実施形態では、センサユニット２００の構成、及び、制御装置１００の各部によって実行される処理の内容において第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なっている点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態に係るセンサユニット２００の構成について、図１６を参照しながら説明する。センサユニット２００が備えるアクチュエータ部材２３０は、第１アクチュエータ部材２３０Ａと、第２アクチュエータ部材２３０Ｂと、を有している。これらはいずれも、ＩＲセンサ２２０を回転させるためのアクチュエータであって、第１実施形態におけるアクチュエータ部材２３０と同様の部材が用いられている。

第１アクチュエータ部材２３０Ａ、及び第２アクチュエータ部材２３０Ｂのそれぞれには、図２を参照しながら説明した第１実施形態と同様に、不図示の電熱線２３１が螺旋状に巻き付けられている。制御装置１００の制御部１２０は、第１アクチュエータ部材２３０Ａに巻き付けられた電熱線２３１に印加される電圧と、第２アクチュエータ部材２３０Ｂに巻き付けられた電熱線２３１に印加される電圧と、を個別に調整することができる。

第１アクチュエータ部材２３０Ａの下端は筐体２１０の底面に接続されており、第１アクチュエータ部材２３０Ａの上端はＩＲセンサ２２０の下端に接続されている。また、第２アクチュエータ部材２３０Ｂの下端はＩＲセンサ２２０の上端に接続されており、第２アクチュエータ部材２３０Ｂの上端は筐体２１０の天面に接続されている。棒状となった第１アクチュエータ部材２３０Ａ、及び、第２アクチュエータ部材２３０Ｂのそれぞれの中心軸は互いに一致しており、概ね鉛直方向に沿っている。第１アクチュエータ部材２３０Ａの長さと、第２アクチュエータ部材２３０Ｂの長さとは互いに同じである。

ＩＲセンサ２２０から見た場合において、第１アクチュエータ部材２３０Ａが螺旋状に捩じられている方向と、第２アクチュエータ部材２３０Ｂが螺旋状に捩じられている方向とは、互いに反対の方向となっている。第１アクチュエータ部材２３０Ａが加熱されると、第１アクチュエータ部材２３０Ａが収縮することに伴って、ＩＲセンサ２２０は第１アクチュエータ部材２３０Ａから矢印ＡＲ１の方向に回転するような力を受ける。一方、第２アクチュエータ部材２３０Ｂが加熱されると、第２アクチュエータ部材２３０Ｂが収縮することに伴って、ＩＲセンサ２２０は第２アクチュエータ部材２３０Ｂから矢印ＡＲ２の方向（つまり矢印ＡＲ１とは反対の方向）に回転するような力を受ける。

図１６において矢印ＡＲ１で示される方向は、本実施形態における「第１方向」に該当する。図１６において矢印ＡＲ２で示される方向は、本実施形態における「第２方向」に該当する。以上のように、本実施形態に係るアクチュエータ部材２３０は、被駆動体であるＩＲセンサ２２０の位置を第１方向に変化させる第１アクチュエータ部材２３０Ａと、ＩＲセンサ２２０の位置を第１方向とは反対の第２方向に変化させる第２アクチュエータ部材２３０Ｂと、を有している。

引き続き図１６を参照しながら、本実施形態に係る制御装置１００の構成について説明する。制御装置１００は、第１実施形態と同様に、温度取得部１１０と、制御部１２０と、位置温度記憶部１３０と、抵抗温度記憶部１４０と、を備えている。

本実施形態における温度取得部１１０は、第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度と、第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度と、をそれぞれ個別に取得できるように構成されている。第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度のことを、以下では「第１温度」とも称する。また、第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度のことを、以下では「第２温度」とも称する。

温度取得部１１０は、第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度である第１温度を、第１アクチュエータ部材２３０Ａに巻き付けられている電熱線２３１の抵抗値に基づいて推定し取得する。同様に、温度取得部１１０は、第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度である第２温度を、第２アクチュエータ部材２３０Ｂに巻き付けられている電熱線２３１の抵抗値に基づいて推定し取得する。

本実施形態における制御部１２０は、上記それぞれの電熱線２３１に印加される電圧を個別に調整し、第１温度及び第２温度を制御するように構成されている。図１６では、第１アクチュエータ部材２３０Ａに巻き付けられた電熱線２３１の両端に電圧を印加するための一対の導線が、点線ＤＬ１で示されている。また、第２アクチュエータ部材２３０Ｂに巻き付けられた電熱線２３１の両端に電圧を印加するための一対の導線が、点線ＤＬ２で示されている。

制御部１２０は、第２温度と第１温度との差に基づいて、それぞれの電熱線２３１よる温度調整を制御する。そのための具体的な処理の内容については後述する。第２温度から第１温度を差し引いて得られる温度差のことを、以下では単に「温度差」とも表記する。

本実施形態における位置温度記憶部１３０は、上記の温度差と、被駆動体であるＩＲセンサ２２０の位置（具体的には回転角度）との対応関係を記憶する部分として構成されている。温度差と、ＩＲセンサ２２０の位置とが対応する理由については後述する。

本実施形態における抵抗温度記憶部１４０は、第１アクチュエータ部材２３０Ａに巻き付けられている電熱線２３１の抵抗値と、第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度との対応関係を記憶する部分として構成されている。また、抵抗温度記憶部１４０は、第２アクチュエータ部材２３０Ｂに巻き付けられている電熱線２３１の抵抗値と、第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度との対応関係を記憶する部分としても構成されている。抵抗温度記憶部１４０に記憶されている上記それぞれの対応関係は、図４を参照しながら説明したものと同様である。

制御部１２０によって実行される制御の概要について説明する。第１アクチュエータ部材２３０ＡからＩＲセンサ２２０に対して図１６の矢印ＡＲ１の方向に加えられるトルクの大きさを、以下では「Ｍ₁」と表記する。Ｍ₁は以下の式（１）によって表すことができる。
Ｍ₁＝Ａθ＋Ｂ（Ｔ₁−Ｔ_A）・・・・・（１）

式（１）におけるθは、ＩＲセンサ２２０の位置（回転角度）を、矢印ＡＲ２の方向を正として表すパラメータである。Ｔ₁は第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度、すなわち第１温度である。Ｔ_Aは、センサユニット２００の周囲の気温、すなわち環境温度である。式（１）におけるＡ及びＢは、第１アクチュエータ部材２３０Ａの材料物性や寸法等によって定まる定数である。

式（１）は、第１温度であるＴ₁が高くなるほど、Ｍ₁が大きくなることを示している。また、ＩＲセンサ２２０が矢印ＡＲ２の方に回転し、θが大きくなるほど、その反力としてＭ₁が大きくなることを示している。

第２アクチュエータ部材２３０ＢからＩＲセンサ２２０に対して図１６の矢印ＡＲ２の方向に加えられるトルクの大きさを、以下では「Ｍ₂」と表記する。Ｍ₂は以下の式（２）によって表すことができる。
Ｍ₂＝−Ａθ＋Ｂ（Ｔ₂−Ｔ_A）・・・・・（２）

式（２）におけるθ及びＴ_Aは、それぞれ式（１）に示されるものと同じである。Ｔ₂は第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度、すなわち第２温度である。式（２）におけるＡ及びＢは、第１アクチュエータ部材２３０Ａの材料物性や寸法等によって定まる乗数である。本実施形態では、第１アクチュエータ部材２３０Ａと第２アクチュエータ部材２３０Ｂとが、螺旋状に捩じられている方向を除いては全て同一となっている。このため、式（１）に示される定数Ａ、Ｂと、式（２）に示される定数Ａ、Ｂと、がそれぞれ互いに同一となっている。

式（２）は、第２温度であるＴ₂が高くなるほど、Ｍ₂が大きくなることを示している。また、ＩＲセンサ２２０が矢印ＡＲ２の方に回転し、θが大きくなるほど、Ｍ₂が小さくなることを示している。

ＩＲセンサ２２０の位置（回転角度）が定まっているときには、Ｍ₁とＭ₂とが互いに等しくなる。この条件の下で、式（１）及び式（２）をθについて解くと、以下の式（３）を得ることができる。
θ＝（Ｂ／２Ａ）×（Ｔ₂−Ｔ₁）・・・・・（３）

式（３）は、ＩＲセンサ２２０の位置を示すθが、そのときの「温度差」であるＴ₂−Ｔ₁に対応して定まることを示している。また、温度差とθとの対応関係が、環境温度であるＴ_Aの影響を受けないことを示している。上記の対応関係は、先に述べた位置温度記憶部１３０に記憶されているものである。

制御部１２０は、温度差（Ｔ₂−Ｔ₁）が、ＩＲセンサ２２０の目標位置に対応して設定される目標温度差に一致するように、第１温度及び第２温度を個別に調整する処理を行う。このような処理により、ＩＲセンサ２２０の位置を目標位置に一致させることができる。

図１７のブロック線図を参照しながら、制御部１２０によって実行される制御の具体的な内容について説明する。図１７に示されるブロックＢ２１等は、制御部１２０によって実現される機能をブロックとして模式的に表現したものとなっている。

ブロックＢ２１は、入力される目標位置を目標温度差に変換するものである。ブロックＢ２１に入力される目標位置は、図５のブロックＢ０１に入力されるものと同じである。ブロックＢ２１で算出される目標温度差は、上記の温度差について設定される目標値であって、入力される目標位置に対応して設定されるものである。

ブロックＢ２１では、位置温度記憶部１３０に記憶されている対応関係に基づいて、目標位置に対応する目標温度差が算出される。既に述べたように、制御部１２０は、温度取得部１１０によって取得される実際の温度差（Ｔ₂−Ｔ₁）が目標温度差となるように、それぞれの電熱線２３１に印加される電圧を調整する。これにより、第１アクチュエータ部材２３０Ａ等の位置は目標位置に近づけられることとなる。

ブロックＢ２１で算出された目標温度差は、ブロックＢ２２に入力される。ブロックＢ２２は所謂減算器である。ブロックＢ２２には、後述のブロックＢ２６から、実際に測定された温度差も入力される。ブロックＢ２２では、目標温度差から実際の温度差を差し引くことにより、温度差偏差が算出される。算出された温度差偏差はブロックＢ２３に入力される。

ブロックＢ２３は、上記の温度差偏差が０に近づくよう、第１アクチュエータ部材２３０Ａ、及び第２アクチュエータ部材２３０Ｂのそれぞれに巻き付けられた電熱線２３１への印加電圧をＰＩＤ制御によって個別に調整し、第１アクチュエータ部材２３０Ａ及び第２アクチュエータ部材２３０Ｂの位置を変化させるものである。このようなブロックＢ２３は、フィードバック制御を行うための制御器に該当する。

ブロックＢ２４１は、電圧が印加されて発熱する電熱線２３１、及び電熱線２３１によって加熱され動作する第１アクチュエータ部材２３０Ａを、単一のブロックとして表現したものである。ブロックＢ２３からブロックＢ２４１に入力される印加電圧が変化すると、ブロックＢ２４１から出力される第１アクチュエータ部材２３０Ａの位置が変化する。

ブロックＢ２４２は、電圧が印加されて発熱する電熱線２３１、及び電熱線２３１によって加熱され動作する第２アクチュエータ部材２３０Ｂを、単一のブロックとして表現したものである。ブロックＢ２３からブロックＢ２４２に入力される印加電圧が変化すると、ブロックＢ２４２から出力される第２アクチュエータ部材２３０Ｂの位置が変化する。

ブロックＢ２３から、ブロックＢ２４１及びブロックＢ２４２のそれぞれに入力される印加電圧は、既に述べたように個別に調整される。これにより、ブロックＢ２３に入力される温度差偏差が０に近づけられる。

尚、ブロックＢ２４１から出力される第１アクチュエータ部材２３０Ａの位置、及び、ブロックＢ２４２から出力される第２アクチュエータ部材２３０Ｂの位置は、本実施形態の構成においては互いに同一の位置となる。当該位置は、ＩＲセンサ２２０の位置である上記のθに等しい。

図１７において、ブロックＢ２４１からブロックＢ２５１へと伸びるように描かれているのは、第１アクチュエータ部材２３０Ａに巻き付けられている電熱線２３１の抵抗値である。当該抵抗値のことを、以下では「第１抵抗値」とも称する。第１抵抗値は、電熱線２３１に印加される電圧の値と、電熱線２３１に流れる電流の値とに基づいて、制御装置１００によって都度算出されるものである。算出された第１抵抗値はブロックＢ２４１からブロックＢ２５１へと入力される。

同様に、ブロックＢ２４２からブロックＢ２５２へと伸びるように描かれているのは、第２アクチュエータ部材２３０Ｂに巻き付けられている電熱線２３１の抵抗値である。当該抵抗値のことを、以下では「第２抵抗値」とも称する。第２抵抗値は、電熱線２３１に印加される電圧の値と、電熱線２３１に流れる電流の値とに基づいて、制御装置１００によって都度算出されるものである。算出された第２抵抗値はブロックＢ２４２からブロックＢ２５２へと入力される。

ブロックＢ２５１は、上記のように入力される第１抵抗値を第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度に変換するものである。ブロックＢ２５１では、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係に基づいて、第１抵抗値に対応する第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度が推定値として算出される。第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度をこのように算出する処理は、既に述べたように温度取得部１１０によって行われる。

ブロックＢ２５２は、上記のように入力される第２抵抗値を第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度に変換するものである。ブロックＢ２５２では、抵抗温度記憶部１４０に記憶されている対応関係に基づいて、第２抵抗値に対応する第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度が推定値として算出される。第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度をこのように算出する処理は、既に述べたように温度取得部１１０によって行われる。

ブロックＢ２６は所謂減算器である。ブロックＢ２６には、ブロックＢ２５１から出力される第１アクチュエータ部材２３０Ａの温度（つまり第１温度）と、ブロックＢ２５２から出力される第２アクチュエータ部材２３０Ｂの温度（つまり第２温度）と、が入力される。ブロックＢ２６では、第２温度から第１温度を差し引くことによって温度差が算出される。算出された温度差は、ブロックＢ２６からブロックＢ２２へと入力され、既に述べたように温度差偏差の算出に供される。

以上のように、本実施形態に係るアクチュエータ装置１０では、制御装置１００が、第２温度から第１温度を差し引いて得られる温度差に基づいて、温度調整部材（それぞれの電熱線２３１）による温度調整を制御するように構成されている。これにより、環境温度（Ｔ_A）の影響を受けることなく、被駆動体であるＩＲセンサ２２０の位置を精度よく制御することができる。

以上においては、温度差として、第２温度から第１温度を差し引いて得られる値が用いられる例について説明した。これとは逆に、第１温度から第２温度を差し引いて得られる値が、温度差として用いられることとしてもよい。例えば、式（１）や式（２）に示されるθの増加する方向が、逆方向となるようにθを定義した場合には、第１温度から第２温度を差し引いて得られる差が「温度差」として用いられることとなる。

以上においては、第１アクチュエータ部材２３０Ａ及び第２アクチュエータ部材２３０Ｂのそれぞれが、被駆動体を回転運動させるものである場合の例についてせつめいした。このような態様に替えて、第１アクチュエータ部材２３０Ａ及び第２アクチュエータ部材２３０Ｂのそれぞれが、被駆動体を並進運動させるものとして構成されていてもよい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：アクチュエータ装置
１１０：温度取得部
１２０：制御部
２２０：ＩＲセンサ
２３０：アクチュエータ部材
２３１：電熱線

Claims (12)

1. アクチュエータ装置（１０）であって、
   その温度に応じて変形することにより、被駆動体（２２０）の位置を変化させるアクチュエータ部材（２３０）と、
   前記アクチュエータ部材の温度調整を行う温度調整部材（２３１）と、
   前記アクチュエータ部材の温度を取得する温度取得部（１１０）と、
   前記温度調整部材による温度調整を制御する制御部（１２０）と、を備え、
   前記制御部は、
   前記温度取得部によって取得された前記アクチュエータ部材の温度に基づいて、前記温度調整部材による温度調整を制御するアクチュエータ装置。
2. 前記アクチュエータ部材の温度と前記被駆動体の位置との対応関係を記憶する位置温度記憶部（１３０）を更に備える、請求項１に記載のアクチュエータ装置。
3. 前記アクチュエータ部材の周囲の湿度を取得する湿度取得部（１６０）を更に備え、
   前記制御部は、
   前記湿度取得部によって取得された湿度に基づいて、前記位置温度記憶部に記憶された対応関係を変化させる、請求項２に記載のアクチュエータ装置。
4. 前記被駆動体の位置が特定位置となったことを検知する位置検知部（２５１，２５２）を更に備え、
   前記制御部は、
   前記アクチュエータ部材の温度と、前記被駆動体の位置が特定位置となるまでに要した時間と、に基づいて、前記位置温度記憶部に記憶されている対応関係を調整する、請求項２に記載のアクチュエータ装置。
5. 前記制御部は、
   前記被駆動体の目標位置と、前記位置温度記憶部に記憶された対応関係とに基づいて、前記アクチュエータ部材の目標温度を設定し、
   前記温度取得部によって取得された前記アクチュエータ部材の温度と、前記目標温度との偏差に基づいて、前記温度調整部材による温度調整を制御する、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のアクチュエータ装置。
6. 前記制御部は、
   前記温度取得部によって取得された前記アクチュエータ部材の温度と、前記位置温度記憶部に記憶された対応関係とに基づいて、前記被駆動体の位置を推定し、
   当該位置と、前記被駆動体の目標位置との偏差に基づいて、前記温度調整部材による温度調整を制御する、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のアクチュエータ装置。
7. 前記位置温度記憶部に記憶された対応関係は、前記アクチュエータ部材の温度域に応じて複数の候補の中から選択されたものである、請求項２乃至６のいずれか１項に記載のアクチュエータ装置。
8. 前記温度調整部材は電力の供給を受けて発熱する発熱体（２３１）であって、
   前記温度取得部は、前記発熱体の抵抗値に基づいて前記アクチュエータ部材の温度を推定し取得する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアクチュエータ装置。
9. 前記発熱体の抵抗値と前記アクチュエータ部材の温度との対応関係を記憶する抵抗温度記憶部（１４０）を更に備え、
   前記温度取得部は、
   前記発熱体の抵抗値と、前記抵抗温度記憶部に記憶された対応関係とに基づいて、前記アクチュエータ部材の温度を推定し取得する、請求項８に記載のアクチュエータ装置。
10. 前記制御部は、
    前記発熱体の抵抗値に基づいて前記発熱体の温度を推定し、当該温度の時間変化に基づいて、前記抵抗温度記憶部に記憶された対応関係を調整する、請求項９に記載のアクチュエータ装置。
11. 前記アクチュエータ部材の周囲の気温を取得する気温取得部（１５０）を更に備え、
    前記制御部は、
    前記気温取得部によって取得された気温に基づいて、前記温度調整部材による温度調整のフィードバックゲインを変化させる、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のアクチュエータ装置。
12. 前記アクチュエータ部材は、
    前記被駆動体の位置を第１方向に変化させる第１アクチュエータ部材と、前記被駆動体の位置を前記第１方向とは反対の第２方向に変化させる第２アクチュエータ部材と、を有し、
    前記温度取得部は、
    前記第１アクチュエータ部材の温度である第１温度と、前記第２アクチュエータ部材の温度である第２温度と、をそれぞれ取得するように構成されており、
    前記制御部は、
    前記第１温度及び前記第２温度のうち、一方から他方を差し引いて得られる温度差に基づいて、前記温度調整部材による温度調整を制御する、請求項１に記載のアクチュエータ装置。

Images