JP6802104B2 - Rotation control device - Google Patents

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Description

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。 The present invention relates to a rotation control device that controls the rotation of an operation target shaft, for example, a rotation control device having a valve shaft of a control valve as an operation target shaft.

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)。 Generally, a rotation control device that controls the rotation of an operation target shaft such as a valve shaft detects a mechanical displacement of the operation target shaft in the rotation direction by a position sensor, and determines the operation amount of the shaft based on the detection result. There is. For example, in an electric actuator (actuator) that operates a valve shaft of a rotary type control valve such as a ball valve, a potentiometer composed of a variable resistor is used as a position sensor, and the direction of rotation of the valve shaft detected by the potentiometer The valve shaft is controlled based on the amount of mechanical displacement (see Patent Document 1).

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)。 In addition, as a position sensor for measuring the amount of mechanical displacement in the rotation direction of the shaft, in addition to a contact type position sensor represented by a potentiometer, a position in the rotation direction of the shaft to be measured like a rotary encoder. There is a non-contact type position sensor that detects non-contact. Further, the non-contact type position sensor outputs an absolute position sensor that outputs a signal corresponding to the angular position of the detection target axis and a signal corresponding to the rotation angle of the detection target axis, that is, the amount of change in the angular position. There is a relative position sensor. For example, as a non-contact type absolute position sensor, an absolute rotary encoder that outputs a code signal corresponding to the absolute angular position of the detection target axis is used, and as a non-contact type relative position sensor, a detection target. Incremental rotary encoders that output pulses corresponding to the rotation angle of the shaft are known (see Patent Document 2).

特開2011−074935号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-074935 特開2010−286444号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-286444

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。 In general, a potentiometer is a sensor that outputs a change in resistance value by mechanically operating a slider, and therefore tends to have low durability and a short product life. In addition, when an absolute type rotary encoder as an absolute non-contact position sensor is used instead of a potentiometer, the unit cost of parts is generally high, and a separate battery for driving the absolute type rotary encoder is required. Therefore, the product cost increases.

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。 Therefore, the inventor of the present application uses a non-contact relative position sensor such as a rotary encoder and an ON / OFF sensor that outputs a detection signal when the operation target axis reaches a predetermined position instead of the potentiometer. We proposed a new rotation control device (Japanese Patent Application No. 2017-034014). In this rotation control device, for example, as shown in FIG. 18, the ON / OFF sensor is provided on the main surface 20a of the printed circuit board 20 on which the IC chip 30 is provided near the operation target axis 200 and performs various arithmetic processes. The electrode 21a is arranged, and the short plate 201 connected to the operation target shaft 200 is brought into contact with any of the electrodes 21a to detect the absolute position of the operation target shaft although it is discontinuous. Hereinafter, a position sensor that detects the absolute position of the operation target axis while being discontinuous by using such an ON / OFF sensor may be referred to as a “discontinuous absolute position sensor”.

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。 However, in such a configuration, if the short plate 201 is not brought into contact with the printed circuit board 20, it is necessary to finely adjust the distance between the short plate and the printed circuit board 20, which not only causes an increase in cost but also realizes the realization. It's not easy. In addition, there is a problem in the reliability of contact resistance due to the secular change of the springiness of the short plate. On the contrary, if the short plate 201 slides the main surface 20a of the printed circuit board 20, the printed circuit board 20 may be adversely affected, which causes problems of durability and product life as in the potentiometer.

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。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is rotation control for measuring the position of the operation target axis in the rotation direction by a non-contact relative position sensor and an ON / OFF sensor. The purpose is to improve the durability and reliability of the device while realizing it at a lower cost.

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。 The rotation control device (100) for controlling the rotation of the operation target shaft (200) according to the present invention is operated by a relative position sensor (1) that non-contactly detects mechanical displacement of the operation target shaft in the rotation direction. At least one predetermined intermediate position (Pa,) excluding the first position and the second position in the rotatable range (SR) from the first position (Pc) to the second position (Po) in the rotation direction of the target axis. The ON / OFF sensor (2_1 to 2_n) that outputs a detection signal when the axis to be operated reaches Pm, Pb) and the mechanical displacement detected by the relative position sensor after the detection signal is output. The absolute position in the rotation direction of the operation target axis is calculated based on the integrated value (RP) and the reference value (AP) indicating a predetermined intermediate position corresponding to the ON / OFF sensor that outputs the detection signal. The operation target axis is based on the information of the position calculation unit (3), the target position (SP) in the rotation direction of the operation target axis, and the absolute position (PV) of the operation target axis calculated by the position calculation unit. Based on the operation amount calculation unit (4) that calculates the operation amount (MV) of, and the operation amount calculated by the operation amount calculation unit, it is possible to rotate from the first position to the second position in the rotation direction of the operation target axis. The operation unit (5) for operating the operation target axis is provided within the above range, and the ON / OFF sensor is provided around the operation target axis and has a main surface (20a, 20b) orthogonal to the axis of the operation target axis. The substrate (20) to be held, at least one electrode (21a, 21b) arranged on the main surface of the substrate, and one end fixed to the operation target shaft, extending in the radial direction of the operation target shaft, and the operation target shaft. A contactor (201a, 201b) in which a part of the other end contacts one of the electrodes when is in a predetermined intermediate position, and a detection circuit that outputs a detection signal when the contactor contacts one of the electrodes (201a, 201b). 23_i) and cam members (24a, 24b) arranged on the main surface of the substrate and moving the other end of the contactor in a direction away from the main surface when the operation target axis is not at a predetermined intermediate position. Be prepared.

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。 In the rotation control device, the electrodes (21a, 21b) are arranged at positions corresponding to predetermined intermediate positions on the main surface, and the cam members (24a, 24b) have a circumference about the axis of the operation target axis. It may be arranged along (C2) so that the height from the main surface decreases as it approaches a position corresponding to a predetermined intermediate position on the main surface along the circumference.

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。 In the rotation control device, the electrodes (21a, 21b) and the cam members (24a, 24b) have a first circumference (C1) having different radii about the axis of the operation target axis on the main surface, respectively. The ends of the two cam members that are arranged along the second circumference (C2) and are adjacent to each other on the main surface may be separated from each other on the main surface.

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。 In the rotation control device, the electrodes (21a, 21b) and the cam member (24a, 24b) are arranged on the same circumference (C1) centered on the axis of the operation target axis on the main surface, and the cam member. (24a, 24b) are each formed of an insulating material, and the opposite ends of the two adjacent cam members on the main surface of the cam member each cover a part of the electrode (21). They may be separated from each other on the electrodes.

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。 In the rotation control device, the contacts (201a, 201b) are elastically deformable plate-shaped members, and the width of the portion that comes into contact with the electrodes when the operation target axis is at a predetermined intermediate position is on the main surface. It may be narrower than the distance between the opposite ends of the two adjacent cam members.

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。 In the rotation control device, the substrate has a first main surface (20a) and a second main surface (20b) opposite to the first main surface as main surfaces, and the electrodes are on the first main surface. The contact is composed of at least one first electrode (21a) arranged on the second main surface and at least one second electrode (21b) arranged on the second main surface, and one end of the contactor is fixed to the operation target shaft. A first contact (201a) extending in the radial direction of the operation target shaft, and a part of the other end side contacting one of the first electrodes when the operation target shaft is in a predetermined intermediate position, and a first While being electrically connected to the contactor, one end is fixed to the operation target shaft, extends in the radial direction of the operation target shaft, and when the operation target shaft is in a predetermined intermediate position, a part of the other end side is Composed of a second contact (201b) that contacts one of the second electrodes, the cam member is placed on the first main surface of the substrate and first contacts when the operating axis is not in a predetermined intermediate position. A plurality of first cam members (24a) for moving the other end of the child in a direction away from the main surface, and a second cam member (24a) arranged on the second main surface of the substrate and when the operation target axis is not in a predetermined intermediate position. The detection circuit includes a plurality of second cam members (24b) that move the other end of the contact in a direction away from the main surface, and a part of the other end side of the first contact contacts the first electrode. In addition, a detection signal may be output when a part of the other end side of the second contactor comes into contact with the second electrode.

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。 The rotation control device further includes a reversal count counting unit (6) that counts the number of times the rotation direction of the operation target axis has been reversed, and the operation amount calculation unit (4A) counts the number of reversals without outputting a detection signal. When the value counted by the unit exceeds a predetermined threshold value, the operation amount for moving the operation target axis to any one of the first position, the second position, and the predetermined intermediate position is calculated, and the operation unit is calculated. In (5), the operation target axis may be operated based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.

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。 The rotation control device further includes an absolute value integrating unit (7) that integrates the absolute value of the mechanical displacement of the operation target shaft in the rotation direction, and the operation amount calculation unit (4B) does not output a detection signal. Calculates the amount of operation to move the operation target axis to any one of the first position, the second position, and the predetermined intermediate position when the value integrated by the absolute value integrating unit exceeds a predetermined threshold value. , The operation unit (5) may operate the operation target axis based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.

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。 The rotation control device further includes a timer (8) that integrates the elapsed time without outputting the detection signal, and the operation amount calculation unit (4C) determines the elapsed time without outputting the detection signal. When the threshold value of is exceeded, the operation amount for moving the operation target axis to any one of the first position, the second position and the predetermined intermediate position is calculated, and the operation unit (5) calculates the operation amount. The operation target axis may be operated based on the operation amount calculated by the unit.

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。 The rotation control device further includes a start count counting unit (9) that counts the number of times the operation target axis has started to move, and the operation amount calculation unit (4D) counts by the start count count unit without outputting a detection signal. When the set value exceeds a predetermined threshold value, the operation amount for moving the operation target axis to any one of the first position, the second position, and the predetermined intermediate position is calculated, and the operation unit ( In 5), the operation target axis may be operated based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.

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。 In the rotation control device, the position calculation unit (3) includes a reference value update unit (32) that resets the integrated value of the mechanical displacement detected by the relative position sensor when the detection signal is output. May be good.

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。 In the above description, as an example, reference numerals on drawings corresponding to the components of the invention are described in parentheses.

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。 As described above, according to the present invention, a rotation control device that measures the position of the operation target axis in the rotation direction by a non-contact relative position sensor and an ON / OFF sensor can be realized at a lower cost. , Its durability and reliability can be improved.

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。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rotation control device according to the first embodiment. 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。FIG. 2 is a diagram illustrating the concept of a discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 3A is a diagram showing an example of the configuration of a discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 3B is a diagram showing an example of the configuration of a discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 3C is a diagram showing an example of the configuration of a discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 3D is a diagram showing an example of the configuration of a discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 3E is a diagram illustrating the relationship between the electrode and the cam member in an example of the configuration of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 4 is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the first embodiment in the origin return operation mode. 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。FIG. 5 is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the first embodiment in the normal operation mode. 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。FIG. 6A is a diagram showing another configuration example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 6B is a diagram illustrating the relationship between the electrode and the cam member in another configuration example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 7A is a diagram showing a modified example of a discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 7B is a diagram illustrating a relationship between an electrode and a cam member in a modified example of a discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 7C is a diagram showing a modified example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 7D is a diagram showing a modified example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the rotation control device according to the second embodiment. 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。FIG. 9A is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the second embodiment. 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。FIG. 9B is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the second embodiment. 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。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the rotation control device according to the third embodiment. 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。FIG. 11A is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the third embodiment. 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。FIG. 11B is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the third embodiment. 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。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the rotation control device according to the fourth embodiment. 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。FIG. 13A is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the fourth embodiment. 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。FIG. 13B is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the fourth embodiment. 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。FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the rotation control device according to the fifth embodiment. 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。FIG. 15A is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the fifth embodiment. 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。FIG. 15B is a flow chart illustrating the operation of the rotation control device according to the fifth embodiment. 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。FIG. 16A is a diagram showing another arrangement example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 16B is a diagram showing another configuration example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 17A is a diagram showing another arrangement example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 17B is a diagram showing another configuration example of the discontinuous absolute position sensor. 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。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the configuration of the discontinuous absolute position sensor in the prior application.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference reference numerals will be given to the components common to each embodiment, and the repeated description will be omitted.

<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。
<Embodiment 1>
≪Rotation control device configuration≫
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rotation control device according to the first embodiment.
The rotation control device 100 shown in the figure is, for example, an electric actuator that controls the rotation of the valve shaft of a rotary type control valve such as a ball valve used for process control of flow rate in a plant or the like.

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。 Specifically, the rotation control device 100 includes a target value (set value) SP of the valve opening of the control valve given by a higher-level device (not shown) and an actually measured value of the valve opening of the control valve (hereinafter, “actual opening”). It is also referred to as "degree".) An operator that calculates the deviation ΔP from PV and drives the valve shaft 200 so that the deviation ΔP becomes 0, thereby controlling the valve opening degree of the control valve to be the target value. Is.

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。
Hereinafter, a specific configuration of the rotation control device 100 will be described.
As shown in FIG. 1, the rotation control device 100 includes a relative position sensor 1, a plurality of ON / OFF sensors 2_1 to 2_n (n is an integer of 2 or more), a position calculation unit 3, an operation amount calculation unit 4, and an operation amount calculation unit 4. The operation unit 5 is provided. The plurality of ON / OFF sensors 2_1 to 2_n form a discontinuous absolute position sensor.

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。 These components are housed inside a housing made of, for example, a metal material. In addition to the above-mentioned functional unit, the rotation control device 100 transmits / receives data to / from a display unit (for example, a liquid crystal display) for presenting various information such as the valve opening degree of the control valve to the user and an external device. A communication circuit or the like for performing the above may be provided.

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。 First, a discontinuous absolute position sensor including a relative position sensor 1 and an ON / OFF sensor 2_1 to 2_n for measuring the actual opening degree of the control valve, that is, the position of the valve shaft 200 in the rotational direction will be described.

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。 The relative position sensor 1 is a functional unit that non-contactly detects the mechanical displacement Md of the valve shaft 200 as the operation target shaft of the rotation control device 100 in the rotation direction. As the relative position sensor 1, an incremental rotary encoder that outputs a pulse corresponding to the rotation angle of the detection target axis (valve shaft 200) can be exemplified. In the present embodiment, the relative position sensor 1 will be described as an incremental rotary encoder.

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。 On the other hand, the discontinuous absolute position sensor includes the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, and corresponds to the predetermined position when the valve shaft 200, which is the operation target axis, reaches a predetermined position in the rotation direction. Each of the provided ON / OFF sensors 2_1 to 2_n outputs detection signals P1 to Pn, respectively. The ON / OFF sensors 2_1 to 2_n may be any component capable of outputting an electric signal indicating that the valve shaft 200 has reached a specific position in the rotation direction. Specifically, for example, a limit switch can be used as the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n. Here, the electric signal may be any signal indicating that the valve shaft 200 has reached a specific position in the rotation direction, and is, for example, an on / off signal (a signal indicating a state, for example, a digital signal).

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。 The arrangement of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an arrangement example of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_5 when n = 5.

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。 As shown in FIG. 2, the ON / OFF sensors 2_1 to 2_5 are provided corresponding to a plurality of different positions within the rotatable range SR of the valve shaft 200, and the valve shaft 200 reaches the corresponding position. When this is done, the detection signals P1 to Pn are output respectively.

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。 Here, the rotatable range SR is a rotatable range in the rotation direction of the valve shaft 200, and is, for example, a second from the fully closed position Pc where the valve opening degree as the first position in the rotation direction is 0%. The range up to the fully open position Po where the valve opening as a position becomes 100% is shown.

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。
In the rotation control device 100, the ON / OFF sensors 2-1 to 2_5 are provided corresponding to any position in the range where the valve opening degree is from 0% to 100%. For example, in the case of the arrangement example shown in FIG. 2, the ON / OFF sensor 2_1 is provided corresponding to the fully closed position Pc in which the valve opening is 0%, and the ON / OFF sensor 2_2 has a valve opening of 20%. The ON / OFF sensor 2_3 is provided corresponding to the position Pa corresponding to the position Pa, the ON / OFF sensor 2_3 is provided corresponding to the position Pm at which the valve opening is 50%, and the ON / OFF sensor 2_4 is provided at the valve opening of 70%. The ON / OFF sensor 2_5 is provided corresponding to the position Pb, and is provided corresponding to the fully open position Po at which the valve opening degree is 100%.
In the valve shaft 200, the position Pa where the valve opening is 20% and the valve opening is 50, excluding the fully closed position Pc where the valve opening is 0% and the fully open position Po where the valve opening is 100%. The position Pm at% and the position Pb at which the valve opening degree is 70% correspond to the “predetermined intermediate position” in the present invention, respectively.

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。 In the case of the arrangement example shown in FIG. 2, the ON / OFF sensor 2_1 outputs the detection signal P1 when the valve shaft 200 reaches the fully closed position Pc. The ON / OFF sensor 2_2 outputs a detection signal P2 when the valve shaft 200 reaches the position Pa (valve opening: 20%). The ON / OFF sensor 2_3 outputs a detection signal P3 when the valve shaft 200 reaches the position Pm (valve opening: 50%). The ON / OFF sensor 2_4 outputs a detection signal P4 when the valve shaft 200 reaches the position Pb (valve opening: 70%). The ON / OFF sensor 2_5 outputs a detection signal P5 when the valve shaft 200 reaches the fully open position Po (valve opening: 100%).

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。
Next, the specific structure of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n will be described.
The ON / OFF sensors 2_1 to 2_n are provided around the valve shaft 200, and have a printed circuit board 20 having a first main surface 20a and a second main surface 20b orthogonal to the axis of the valve shaft 200, and a first printed circuit board. A plurality of first electrodes 21a and second electrodes 21b arranged on the main surface 20a and the second main surface 20b, a short plate 201 fixed to the side surface of the valve shaft 200, and a first contactor of the short plate 201. The detection circuit 23_i that outputs a detection signal Pi when the 201a and the second contactor 201b come into contact with one of the plurality of first electrodes 21a and the second electrode 21b, respectively, and the first main surface 20a of the printed circuit board 20 are arranged. A plurality of first cam members 24a and a plurality of second cam members 24b arranged on the second main surface 20b are provided.

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。 Hereinafter, the first main surface 20a and the second main surface 20b of the printed circuit board 20 may be collectively referred to as "main surfaces 20a and 20b". Further, the first electrode 21a and the second electrode 21b may be collectively referred to as "electrodes 21a and 21b". Further, the first contactor 201a and the second contactor 201b of the short plate 201 may be collectively referred to as "contactors 201a, 201b". Further, the first cam member 20a and the second cam member 20b may be collectively referred to as "cam members 20a, 20b".

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。 3A to 3E are diagrams showing an example of a specific structure of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n. Here, the case where n = 5 is illustrated.

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。 Here, in FIGS. 3A and 3B, the valve shaft 200 is in the fully closed position Pc, the position Pa (valve opening: 20%), the position Pm (valve opening: 50%), and the position Pb (valve opening: 20%), respectively. It is a plan view and a cross-sectional view schematically showing the structure of the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n in a state where it reaches either 70%) or the fully open position Po (valve opening: 100%). 3C and 3D are plan views and cross-sectional views schematically showing the structure of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n when the valve shaft 200 does not reach any of the above-mentioned predetermined positions, respectively. is there. Further, FIG. 3E is a side view schematically showing the structure of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n.

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。 In this example, the individual ON / OFF sensors 2_i (1 ≦ i ≦ n) have resistors R and electrodes 21a on a printed circuit board 20 provided around the valve shaft 200, as shown in FIGS. 3A-3E. This can be achieved by arranging 21b and providing a short plate 201 on the valve shaft 200.

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。 Specifically, the first electrode 21a is formed on the first main surface 20a of the printed circuit board 20, and the resistor R is connected between the first electrode 21a and the power supply line Vcc to which the power supply voltage is supplied. Further, the second electrode 21b is formed on the second main surface 20b of the printed circuit board 20, and the second electrode 21b is connected to the ground line GND to which the ground voltage is supplied. The plurality of electrodes 21a and 21b formed on the two main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20 are arranged along the circumference C1 centered on the axis of the valve shaft 200, respectively. Here, the resistor R may be arranged, for example, on the first main surface 20a of the printed circuit board 20. Further, the power supply line Vcc may be formed on the first main surface 20a of the printed circuit board 20, for example, and the ground line GND may be formed on the second main surface 20b of the printed circuit board 20, for example.

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。 On the first main surface 20a of the printed circuit board 20, an IC chip 30 including a program processing device such as a microcontroller or a CPU that functions as a position calculation unit 3 and an operation amount calculation unit 4 described later is arranged. Here, the node na to which the resistor R and the electrode 21a described above are connected is connected to any one input terminal of the IC chip 30.

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。 The valve shaft 200 is inserted through a through hole 20c provided in the printed circuit board 20. The axis of the valve shaft 200 and the main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20 are orthogonal to each other. A short plate 201 is joined to the outer peripheral surface of the valve shaft 200.

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2接触子201b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。 As shown in FIGS. 3B and 3D, the short plate 201 is formed, for example, in a side view “U” shape. The short plate 201 may be formed in a "U" shape in a side view by bending a strip-shaped plate member made of a metal such as brass or stainless steel, for example. By fixing such a short plate 201 to the side surface of the valve shaft 200 with a screw or the like, one end of the short plate 201 is fixed to the valve shaft 200 and the first contact extends in the radial direction of the valve shaft 200. The child 201a is electrically connected to the first contactor 201a, and one end thereof is fixed to the valve shaft 200 to provide a second contactor 201b extending in the radial direction of the valve shaft 200. The first contactor 201a and the second contactor 201b are both elastically deformable plate-shaped members. The printed circuit board 20 is arranged between the pair of contacts 201a and 201b. In this state, the contacts 201a'and 201b' of these contacts 201a and 201b are urged in the directions of the two main surfaces 20a and 20b on the front and back sides of the printed circuit board 20, respectively. Therefore, the short plate 201 fixed to the valve shaft 200 rotates together with the valve shaft 200 with the pair of opposing contacts 201a and 201b sandwiching the printed circuit board 20.

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。 The valve shaft 200 is in any of the fully closed position Pc, the position Pa where the valve opening is 20%, the position Pm where the valve opening is 50%, the position Pb where the valve opening is 70%, and the fully open position Po. When the position is reached, the contacts 201a and 201b of the short plate 201 come into contact with the electrodes 21a and 21b arranged at the positions corresponding to these predetermined positions. For example, as shown in FIG. 3A, when the valve shaft 200 rotates and the short plate 201 reaches the position of the ON / OFF sensor 2_3, the contact 201a'of the short plate 201 becomes the electrode 21a of the ON / OFF sensor 2_3. At the same time, the contact 201b'of the short plate 201 comes into contact with the electrode 21b of the ON / OFF sensor 2_3. At this time, a current path is formed from the power supply line Vcc to the ground line GND via the resistor R, the electrode 21a, the short plate 201, and the electrode 21b, and the potential of the node na becomes 0V (ground potential).

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。 On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the short plate 201 is between the ON / OFF sensor 2_1 and the ON / OFF sensor 2_2, that is, when the valve shaft 200 is not in a predetermined intermediate position, the short plate 201 The contacts 201a'and 201b' are in a state where they do not come into contact with the electrodes 21a and 21b of any of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_5. As a result, the potential of the node na of each ON / OFF sensor 2_1 to 2_5 becomes Vcc (power supply voltage).

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。 In this way, by inputting the voltage change of the node na of each ON / OFF sensor 2_1 to 2_5 as a detection signal to the IC chip 30, it is possible to detect that the valve shaft 200 has reached a predetermined position in the rotation direction. It will be possible. Therefore, the resistor R whose one end is connected to the power supply line Vcc, the electrode 21a connected to the other end of the resistor R, and the electrode 21b connected to the ground line GND are the contacts 201a and 201b of the short plate 201. A detection circuit that outputs a detection signal Pi when a part of the other end side comes into contact with one of the plurality of electrodes 21a and 21b is configured.

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。 Further, in the present embodiment, the ON / OFF sensor includes a cam member 24a arranged on the first main surface 20a of the printed circuit board 20 and a cam member 24b arranged on the second main surface 20b. There is. As shown in FIGS. 3A and 3C, these cam members 24a and 24b are arranged on the two main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20 along the circumference C2 centered on the axis of the valve shaft 200, respectively. Has been done.

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。
The cam members 24a and 24b are made of a material such as plastic, and as they approach a position corresponding to a predetermined intermediate position on the main surface along the circumference C2, that is, a position where the electrodes 21a and 21b are arranged. It has a shape in which the height from the main surface is low. The opposing ends of two adjacent cam members on the two main surfaces 20a and 20b are separated from each other.
In order to fix these cam members 24a and 24b to the printed circuit board 20 with an adhesive, an adhesive or screws may be used. Instead of mounting the cam members 24a and 24b on the printed circuit board 20, the cam members 24a and 24b may be formed on a structure such as a resin case (not shown).

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。
FIG. 3D shows a discontinuous absolute position when the valve shaft 200 is not in a predetermined position, that is, at any of the fully closed position Pc, position Pa, position Pm, position Pb, and fully open position Po shown in FIG. It is a figure explaining the state of a sensor. As shown in FIG. 3D, when the valve shaft 200 is not in any of the predetermined positions, the contacts 201a and 201b of the short plate 201 are cams provided on both main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20, respectively. It comes into contact with the members 24a and 24b, and the other end side of the contacts 201a and 201b moves in a direction away from both main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20. Therefore, in this case, the contacts 201a'and 201b' of the contacts 201a and 201b do not come into contact with the main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20.
On the other hand, when the valve shaft 200 is at any of the predetermined positions, the contacts 201a and 201b of the short plate 201 come into contact with the electrodes 21a and 21b, as shown in FIG. 3B.

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。 Next, the position calculation unit 3, the operation amount calculation unit 4, and the operation unit 5 will be described.

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。 The position calculation unit 3 is a functional unit that calculates the absolute position of the valve shaft 200. The position calculation unit 3 includes the integrated value of the mechanical displacement Md detected by the relative position sensor 1 after the detection signals P1 to Pn of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n are output, and the detection signals P1 to Pn. The absolute position in the rotation direction of the operation target axis is calculated based on the reference value indicating the position corresponding to the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n that outputs.

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。 The position calculation unit 3 can be realized by, for example, program processing by a program processing device such as a microcontroller or a CPU. In the case of the above example, it is realized by the IC chip 30 mounted on the printed circuit board 20.

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。 More specifically, the position calculation unit 3 includes a reference value update unit 32, a relative position information acquisition unit 31, and a position determination unit 33.

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。 The reference value update unit 32 is a functional unit that updates the reference value AP and outputs the reset signal RST when the detection signals P1 to Pn are output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n.

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。 Here, the reference value AP is a value indicating an absolute position within the rotatable range SR, and serves as a reference when calculating the absolute position of the valve shaft 200 in the rotation direction.

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。 Specifically, the reference value updating unit 32 corresponds to the reference value AP and the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n that outputs the detection signal each time the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n outputs the detection signals P1 to Pn. Set to a value that indicates the position to be used. For example, in the case of the example of FIG. 2, when the valve shaft 200 first reaches the position Pa where the valve opening becomes 20% and the ON / OFF sensor 2_2 outputs the detection signal P2, the reference value update unit 32 sets the reference value AP to a value indicating the position Pa corresponding to the ON / OFF sensor 2_2. After that, when the valve shaft 200 further rotates and the valve shaft 200 reaches the position Pm where the valve opening degree becomes 50% and the ON / OFF sensor 2_3 outputs the detection signal P3, the reference value update unit 32 uses the reference value update unit 32 as a reference. The value AP is changed from the value indicating the position Pa to the value indicating the position Pm corresponding to the ON / OFF sensor 2_3.

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。 The relative position information acquisition unit 31 is a functional unit that acquires the mechanical displacement Md of the valve shaft 200 in the rotation direction detected by the relative position sensor 1 and calculates the integrated value RP of the mechanical displacement Md. For example, the relative position information acquisition unit 31 counts the pulses output from the incremental rotary encoder as the relative position sensor 1 and calculates the integrated value RP of the number of pulses.

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。 Further, when the reset signal RST is output from the reference value updating unit 32, the relative position information acquisition unit 31 resets the integrated value RP of the number of pulses counted up to that point. After the reset, the relative position information acquisition unit 31 resumes the pulse counting operation.

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。 That is, the relative position information acquisition unit 31 resets the integrated value RP each time a detection signal is output from any of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n. Therefore, the integrated value RP calculated by the relative position information acquisition unit 31 is the cumulative number of pulses output from the rotary encoder from the time when the reference value AP is updated immediately before to the time when the reference value AP is updated next time. It becomes a value.

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。 The position determination unit 33 is a mechanical displacement amount in the rotation direction of the valve shaft 200 based on the reference value AP generated by the reference value update unit 32 and the integrated value RP of the number of pulses calculated by the relative position information acquisition unit 31. And are added to calculate the absolute position of the valve shaft 200 in the rotatable range SR. The position determining unit 33 converts the calculated absolute position of the valve shaft 200 into a valve opening degree, and outputs the converted value as an actual opening degree PV.

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。 The operation amount calculation unit 4 operates the valve shaft 200 based on the target value SP of the valve opening as the target position in the rotation direction of the valve shaft 200 and the actual opening PV calculated by the position calculation unit 3. It is a functional part that calculates. The operation amount calculation unit 4 can be realized by program processing by a program processing device such as a microcontroller or a CPU, as in the position calculation unit 3, for example. In the case of the above example, it is realized by the IC chip 30 mounted on the printed circuit board 20.

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。 Specifically, the operation amount calculation unit 4 includes a target value acquisition unit 41, a deviation calculation unit 42, and an operation amount determination unit 43.

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。 The target value acquisition unit 41 is a functional unit that acquires the target value SP of the valve opening degree given by, for example, a higher-level device (not shown) in the valve control system. The target value SP is set by communication from an external controller or an analog signal of, for example, 4-20 mA.

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。 The deviation calculation unit 42 is a functional unit that calculates the deviation ΔP between the target value SP of the valve opening degree acquired by the target value acquisition unit 41 and the actual opening degree PV calculated by the position calculation unit 3.

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。 The operation amount determination unit 43 calculates the operation amount MV required for the valve shaft 200 to reach the target position in the rotation direction based on the target value SP based on the deviation ΔP calculated by the deviation calculation unit 42.

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。 The operation unit 5 is a functional unit that operates the valve shaft 200 within the rotatable range SR based on the operation amount MV calculated by the operation amount calculation unit 4. Specifically, the operation unit 5 includes an electric motor 52, an electric motor drive unit 51, and a speed reducer 53.

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。 The electric motor 52 is a component that generates a rotational force for operating the valve shaft 200. Examples of the electric motor 52 include brushless motors, stepping motors, and synchronous motors.

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。 The electric motor drive unit 51 is a functional unit that drives the electric motor 52. Specifically, the electric motor drive unit 51 rotates the output shaft of the electric motor 52 by applying a current (or voltage) corresponding to the operation amount MV calculated by the operation amount calculation unit 4 to the electric motor 52. ..

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。 The speed reducer 53 is a power transmission mechanism that reduces the rotational force generated by the electric motor 52 and transmits it to the valve shaft 200. For example, the speed reducer 53 is composed of various gear mechanisms such as a planetary gear mechanism. By connecting the output shaft of the speed reducer 53 to the valve shaft 200, the valve shaft 200 can be rotated by the rotational force obtained by reducing the rotational force of the electric motor 52 by a predetermined reduction ratio.

≪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。
<< Operating Principle of Rotation Control Device 100 According to Embodiment 1 >>
Next, the operating principle of the rotation control device 100 according to the first embodiment will be described.
First, the operation of returning to the origin by the rotation control device 100 will be described.

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。
FIG. 4 is a diagram showing an operation flow in the origin return operation mode of the rotation control device 100 according to the first embodiment.
Here, a case where the valve shaft 200 has reached a position where the valve opening degree becomes 80% at the time of turning on the power of the rotation control device 100 will be described as an example.

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。 When the power is turned on to the rotation control device 100, the rotation control device 100 starts the operation in the origin return operation mode in which the origin return process of the relative position sensor is performed. In the home position return operation mode, the rotation control device 100 drives the electric motor 52 in the direction of closing the control valve (S11). Specifically, the electric motor drive unit 51 drives the electric motor 52 based on the operation amount MV calculated by the operation amount determination unit 43 so that the valve opening degree becomes 0%.

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。 Next, the rotation control device 100 determines whether or not the detection signal is output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n (S12). If the detection signal is not output from the ON / OFF sensors 2-1 to 2_n in step S12, the rotation control device 100 continues to drive the electric motor 52 so that the valve opening degree becomes 0%.

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)。 On the other hand, when the detection signal is output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n in step S12, the rotation control device 100 positions the valve shaft at the position corresponding to the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n that output the detection signal. The reference value AP (initial point) when calculating the absolute position of 200 is used (S13).

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。 For example, in the case of the example of FIG. 2, the valve shaft 200 rotates in the direction from the position where the valve opening is 80% to 0% in step S11, and then the valve shaft is moved to the position Pb where the valve opening is 70%. When 200 arrives, the detection signal P4 is output from the ON / OFF sensor 2_4. At this time, the reference value updating unit 32 in the position calculation unit 3 sets a value indicating the position Pb corresponding to the ON / OFF sensor 2_4 that has output the detection signal P4 as the reference value AP, and outputs the reset signal RST.

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)。 The relative position information acquisition unit 31 that has received the reset signal RST from the reference value update unit 32 resets the integrated value RP of the number of pulses counted up to that point (S14).

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。 As a result, the home-returning process is completed, and the rotation control device 100 shifts from the home-returning operation mode to the normal operation mode.

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。
Next, the operation of the rotation control device 100 in the normal operation mode after returning to the origin will be described.
FIG. 5 is a flow chart showing an operation flow in the normal operation mode of the rotation control device according to the first embodiment.

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)。 When the home position return operation mode ends, the rotation control device 100 shifts to the normal operation mode. In the normal operation mode, the rotation control device 100 waits until the host device instructs to change the target value SP of the valve opening degree (S20). When a change in the target value SP of the valve opening is instructed, the deviation calculation unit 42 of the rotation control device 100 determines the actual opening PV based on the absolute position of the valve shaft 200 calculated by the position calculation unit 3. Is larger than the target value SP instructed by the host device (S21).

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。 In step S21, when the actual opening PV is larger than the target value SP, the rotation control device 100 drives the electric motor 52 in the direction of closing the control valve (S22a). Specifically, the operation amount determination unit 43 calculates the operation amount MV so that the valve opening becomes the target value SP based on the deviation ΔP calculated by the deviation calculation unit 42, and the electric motor drive unit 51 calculates the operation amount MV. , The electric motor 52 is driven based on the operation amount MV.

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。 On the other hand, in step S21, when the actual opening PV is smaller than the target value SP, the rotation control device 100 drives the electric motor 52 in the direction of opening the control valve (S22b). Specifically, the operation amount determination unit 43 calculates the operation amount MV so that the valve opening becomes the target value SP based on the deviation ΔP calculated by the deviation calculation unit 42, and the electric motor drive unit 51 calculates the operation amount MV. , The electric motor 52 is driven based on the operation amount MV.

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)。 After step S22a or step S22b, the rotation control device 100 determines whether or not a detection signal is output from one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n (S23).

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)。 In step S23, when the detection signal is not output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, the rotation control device 100 acquires the relative position information with the reference value AP set by the reference value update unit 32 immediately before. The actual opening PV (absolute position of the valve shaft 200) is determined based on the mechanical displacement of the valve shaft 200 based on the integrated value RP of the number of output pulses from the relative position sensor 1 calculated by the unit 31. Calculate (S26).

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。 For example, if the detection signal has never been output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n after the home return processing (steps S11 to S14) described above, the reference value set in step S13 of the home return operation mode By adding the amount of mechanical displacement of the valve shaft 200 based on the integrated value RP calculated by the relative position information acquisition unit 31 to the AP (the position where the valve opening is 70% in the above example), the actual displacement is achieved. Calculate the opening PV.

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。 On the other hand, in step S23, when the detection signal is output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, the rotation control device 100 updates the reference value AP (S24). Specifically, the reference value updating unit 32 sets the position corresponding to the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n that output the detection signal in the new reference value AP. For example, in the above-mentioned home position return operation mode, the detection signal P3 is output from the ON / OFF sensor 2_3 in step S23 immediately after the reference value AP is set to a value indicating the position Pb (valve opening: 70%). In this case, the reference value updating unit 32 changes the reference value AP from a value indicating the position Pb (valve opening: 70%) to a value indicating the position Pm (valve opening: 50%). At this time, the reference value updating unit 32 also outputs the reset signal RST.

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)。 The relative position information acquisition unit 31 that has received the reset signal RST from the reference value update unit 32 resets the integrated value RP of the number of output pulses of the relative position sensor 1 that has been counted up to that point (S25).

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。 Next, the rotation control device 100 is based on the reference value AP set by the reference value update unit 32 in step S24 and the integrated value RP counted by the relative position information acquisition unit 31 after being reset in step S25. Then, the actual opening PV (absolute position of the valve shaft 200) is calculated (S26). For example, when the reference value AP is changed to a value indicating the position Pm (valve opening: 50%) in step S24, the reference value AP is counted by the relative position information acquisition unit 31 after step S25. The absolute position of the valve shaft 200 is calculated by adding the mechanical displacement amount of the valve shaft 200 based on the integrated value RP, and the actual opening PV is calculated from that position.

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)。 Next, the rotation control device 100 determines whether or not the actual opening PV calculated in step S26 matches the target value SP (S27).

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。 If the actual opening PV does not match the target value SP in step S27, the process returns to step S21, and the rotation control device 100 again performs the above-mentioned processes (S21 to S26). On the other hand, in step S27, when the actual opening PV matches the target value SP, the rotation control device 100 ends a series of processes for setting the valve opening to the target value.

≪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。
<< Effect of Rotation Control Device 100 According to Embodiment 1 >>
As described above, in the rotation control device 100 according to the present invention, the valve shaft 200 is fully closed in addition to the non-contact relative position sensor 1 as a position sensor for measuring the position of the valve shaft 200 in the rotation direction. It is equipped with ON / OFF sensors 2_2 to 2_4 that output a detection signal when the third position (Pa, Pm, Pb) excluding the position Pc and the fully open position Po is reached. The rotation control device 100 includes a reference value AP indicating a position corresponding to the ON / OFF sensor 2_2 to 2_4 that outputs the detection signal, and a mechanical detection by the relative position sensor 1 after the detection signal is output. The absolute position of the valve shaft 200 in the rotation direction is calculated based on the integrated value RP of the displacement Md.

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。 According to this, not only the fully closed position Pc and the fully open position Po but also the third position can be regarded as a reference point in the position measurement of the valve shaft 200, that is, the “origin”, so that the fully closed position Pc or the fully open position is fully opened. Compared with the case where only the position Po is set as the origin, the time required for the origin return process can be shortened.

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。 Specifically, when n ON / OFF sensors 2_1 to 2_n are arranged within the rotatable range SR, it is necessary to return the valve shaft 200 at the fully open position Po to the origin when the rotation control device 100 is turned on. The time T is represented by the following equation (1). Here, Tf is the time required for the valve shaft to move from the fully open position to the fully closed position (full stroke time).

Figure 0006802104
Figure 0006802104

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。 For example, when five (n = 5) ON / OFF sensors 2_1 to 2_5 are arranged and the full stroke time Tf is 60 [seconds], the time required to return the valve shaft 200 at the fully open position Po to the origin. T is 60 / (5-1) = 15 [seconds].

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。
As described above, according to the rotation control device 100 according to the present invention, the time required for returning the valve shaft 200 to the origin, which is required when the relative position sensor 1 such as the incremental rotary encoder is used, is shortened. Is possible.
That is, in a rotation control device that measures the position of the operation target axis in the rotation direction by a non-contact relative position sensor, the time required for returning to the origin of the operation target axis is shortened, and the position measurement error of the operation target axis is reduced. Can be made smaller.

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。 Further, the rotation control device 100 according to the present invention performs the same process as the home return every time the valve shaft 200 passes through the third position excluding the fully closed position Pc and the fully open position Po. Specifically, when n = 5, the rotation control device 100 sets the reference value AP to the ON / OFF sensor that outputs the detection signal when the detection signal is output from the ON / OFF sensor 2_2 to 2___. The integrated value RP is reset while updating to the value indicating the position corresponding to 2_2 to 2_4.

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。 According to this, even when the rotation control device 100 is operated for a long time, the cumulative back crash of the gears constituting the speed reducer 53 and the like described above, and the electric motor such as a stepping motor and a synchronous motor as the electric motor 52 Reduces the measurement error of the mechanical displacement of the valve shaft 200 by the relative position sensor 1 due to the step-out of the electric motor when the is used in the open loop and the fluctuation of the power supply frequency when the synchronous motor is used. can do. This makes it possible to control the valve opening degree of the control valve more accurately.

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。 Further, according to the rotation control device 100, by providing a plurality of ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, even if one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n fails, the other ON / OFF sensors 2_1 to 2_n The valve opening control can be continued. As a result, the reliability of the rotation control device 100 can be improved.

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。 Further, by increasing the number of ON / OFF sensors 2_1 to 2_n installed in the rotatable range SR, the time required for returning to the origin and the measurement error of the mechanical displacement amount of the valve shaft 200 by the relative position sensor 1 are further reduced. It becomes possible to do.

<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。
<Other configuration examples of cam members>
In the first embodiment described above, an example in which the cam members 24a and 24b are arranged on the main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20, respectively, has been described. However, the arrangement of the cam members 24a and 24b is not limited to this. As described below, instead of the cam members 24a and 24b, for example, one plate-shaped member having a corrugated surface may be arranged on both main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20. .. An example of the configuration of a discontinuous absolute position sensor using such a cam member will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.

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。 FIG. 6A is a diagram showing another configuration example of the discontinuous absolute position sensor, and FIG. 6B is a diagram schematically showing a part of a cross section at the circumference C1 in FIG. 6A, and the other configuration. It is a figure explaining the relationship between an electrode and a cam member in an example.

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。 As shown in FIG. 6A, in the other configuration example, the electrodes 21a (21b) of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_5 are centered on the axis of the valve shaft 200 on the main surface 20a (20b) of the printed circuit board 20. One cam member 34a (which is formed in an arc shape in a plan view) is common to the discontinuous absolute position sensors shown in FIGS. 3A to 3E in that they are arranged on the same circumference C1. 34b) are discontinuous as shown in FIGS. 3A to 3E in that they are arranged on the main surface 20a (20b) of the printed circuit board 20 and on the circumference C2 centered on the axis of the valve shaft 200, respectively. Different from the absolute position sensor.

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。 In another configuration example, the cam members 34a and 34b are each formed of an insulating material. The surfaces of the cam members 34a and 34b are formed in a wavy shape along the circumference C2, respectively, and when arranged on both main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20, in the radial direction centered on the valve shaft 200, The portion corresponding to the wavy bottom coincides with the electrodes 21a and 21b of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_5.

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。 Therefore, the contacts 201a and 201b of the short plate 201 move in the circumferential direction while being in contact with the cam members 34a and 34b, and when the valve shaft 200 is not at any of the predetermined positions, the cam members 34a and 34b are contacted. Since the other ends of 201a and 201b are moved in a direction away from both main surfaces 20a and 20b, in this case, the contacts 201a'and 201b'of the contacts 201a and 201b are the main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20. Does not touch. On the other hand, when the valve shaft 200 is at any of the predetermined positions, the heights of the cam members 34a and 34b from both main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20 are lowered, and the contacts 201a of the short plate 201 are lowered. , 201b come into contact with the electrodes 21a, 21b.

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。 Further, as shown in FIG. 6B, by devising the surface shapes of the cam members 34a and 34b, the range W in which the contacts 201a and 201b of the short plate 201 can contact the electrodes 21a and 21b along the circumference C1 is set. It is desirable that the width is slightly wider than the width of the portions of the contacts 201a and 201b that come into contact with the electrodes 21a and 21b, and is as close as possible to the width of the contacts 201a and 201b. The reason is as follows.

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。 Since the electrodes 21a and 21b have a width in the circumferential C1 direction, even if the valve shaft 200 reaches the same position, the rotation angle of the valve shaft and the output of the detection circuit are determined according to the direction when the valve shaft 200 reaches that position. So-called hysteresis occurs, in which the relationship between the two is different. On the other hand, as in the other configuration examples, the surface shapes of the cam members 34a and 34b are devised to limit the range in which the electrodes 21a and 21b and the contacts 201a and 201b can be electrically contacted to the interval W. Thereby, the hysteresis can be reduced.

<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。
<Modification example of discontinuous absolute position sensor>
As described above, the discontinuous absolute position sensor has hysteresis because the electrodes 21a and 21b of the ON / OFF sensor have a width in the circumferential C1 direction. Therefore, a modified example of the discontinuous absolute position sensor having a configuration for reducing this hysteresis will be described.

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。
FIG. 7A is a diagram showing a modification of a discontinuous absolute position sensor, FIG. 7B is a diagram schematically showing a part of a cross section at a circumference C1 in FIG. 7A, and FIG. 7C is shown in FIG. 7A. It is a figure which shows the cross section in III-III shown, and is the figure explaining the relationship between an electrode and a cam member in this modification.
In the discontinuous absolute position sensor according to this modification, as shown in FIG. 7A, the electrodes 21a and 21b and the cam members 44a and 44b have the valve shaft 200 on the main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20, respectively. It differs from the discontinuous absolute position sensor shown in FIGS. 3A to 3E in that it is arranged on the same circumference C1 centered on the axis of.

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。 In another configuration example, the cam members 44a and 44b are each formed of an insulating material. Further, as shown in FIG. 7B, each of the cam members 44a and 44b extends between the adjacent electrodes 21a and 21b. Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, of the cam members 44a and 44b, the opposite ends of the two adjacent cam members on the main surfaces 20a and 20b are one of the electrodes 21a and 21b, respectively. It covers the part. The opposing ends of two adjacent cam members on the main surfaces 20a, 20b are separated from each other on the electrodes 21a, 21b.

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。 FIG. 7B illustrates that two adjacent first cam members 44a arranged on the first main surface 20a are arranged along the circumference C1 with an interval Wg. Similarly, the second cam members 44b adjacent to each other on the second main surface 20b are also arranged along the circumference C1 at intervals Wg. Therefore, the electrodes 21a and 21b are exposed over a distance Wg along the direction in which the contacts 201a and 201b of the short plate 201 move, that is, along the circumference C1, and the other parts are covered with the cam members 44a and 44b, respectively. It has been.

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。
Therefore, when the valve shaft 200 is not in any of the predetermined positions, the contacts 201a and 201b of the short plate 201 come into contact with the cam members 44a and 44b, respectively, from both main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20. When the valve shaft 200 is in any of the predetermined positions while moving in the direction of separation, the contacts 201a'and 201b' of the contacts 201a and 201b of the short plate 201 are respectively, as shown in FIGS. 7A and 7B. A detection signal is output in contact with the electrodes 21a and 21b.
At this time, as shown in FIG. 7B, the ends of the cam members 44a and 44b cover a part of the electrodes 21a and 21b, and the range in which the electrodes 21a and 21b and the contacts 201a and 201b can be electrically contacted is the interval Wg. Since it is limited to, the accuracy of the position detection of the valve shaft 20 can be improved and the hysteresis can be reduced.

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。
Further, the cam members 44a and 44b in this modification have grooves formed along the circumference C1 in a state of being arranged on the main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20. Therefore, as shown in FIG. 7A, when the valve shaft 200 is not in a predetermined position and the contacts 201a and 201b of the short plate 201 are located between the electrodes in a plan view, the contacts 201a and 201b The contacts 201a'and 201b'are in contact with the cam members 44a and 44b at positions other than the contacts 201a'and 201b', and as shown in FIG. 7C, the contacts 201a' and 201b'do not come into contact with the cam members 44a and 44b due to the groove. Therefore, it is possible to prevent wear of the contacts and contribute to the improvement of reliability and durability.
In this modification, an example in which the cam members 44a and 44b are provided with grooves as shown in FIG. 7C has been described, but instead of providing the grooves, as shown in FIG. 7D, the cam members 44a', Even if the cam members 44a'and 44b' are formed in a shape such that the thickness of 44b'or the height of the printed circuit board 20 from the main surfaces 20a and 20b decreases in the radial direction with respect to the valve shaft 200. Good.

<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。
<Effects of other configuration examples>
Since the electrodes 21a and 21b have a width in the circumferential C1 direction, even if the valve shaft 200 reaches the same position, the rotation angle of the valve shaft and the output of the detection circuit are determined according to the direction when the valve shaft 200 reaches that position. So-called hysteresis occurs, in which the relationship between the two is different. On the other hand, in the other configuration example, as shown in FIG. 7B, the ends of the cam members 44a and 44b cover a part of the electrodes 21a and 21b, and the electrodes 21a and 21b and the contacts 201a and 201b are formed. By limiting the range of electrical contact to the interval Wg, it is possible to approach the structure in which the contacts 201a and 201b and the electrodes 21a and 21b are in contact only when the valve shaft 200 is in a predetermined position. It is possible to improve the detection accuracy and reduce the hysteresis.

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。
From the viewpoint of reducing hysteresis, accuracy can be improved by making this interval Wg as narrow as possible.
Further, by providing grooves in the cam members 44a and 44b and providing an inclined surface with respect to the main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20, the contacts 201a'and 201b' of the contacts 201a and 201b are the electrodes 21a. It does not come into contact with the cam member or other members in any place other than. Therefore, the life and reliability of the ON / OFF sensor can be improved.

<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。
<Embodiment 2>
When the rotation control device according to the first embodiment is continuously operated without turning off the power, the process of returning to the origin is not performed for a long time, so that a speed reducer or the like is configured when the rotation direction of the valve shaft is switched. Due to the accumulation of back crashes that occur in the gears, there is a discrepancy between the integrated value of the output pulse number of the rotary encoder and the amount of mechanical displacement in the actual rotation direction of the valve shaft, resulting in an error in the valve opening measurement result. Occurs.
Further, even when a plurality of ON / OFF sensors are arranged, backlash may accumulate if the valve shaft repeatedly moves between adjacent ON / OFF sensors.

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。
Therefore, the rotation control device according to the second embodiment is a rotation control device that measures the position of the operation target axis in the rotation direction by a non-contact relative position sensor, and reduces the measurement error due to the accumulation of backlash. With the goal.
<< Configuration of the rotation control device according to the second embodiment >>
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the rotation control device according to the second embodiment.
The rotation control device 100A according to the second embodiment counts the number of times the rotation direction of the valve shaft 200 is reversed, and when the count value exceeds the threshold value, the valve shaft is operated and detected by the relative position sensor. It differs from the rotation control device 100 according to the first embodiment in that it has a forced reset function based on the number of times the valve shaft 200 is reversed in the rotation direction, which resets the integrated value RP of the mechanical displacement Md. Since the other configurations including the configuration of the ON / OFF sensor are the same as those in the first embodiment described above, the common components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

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。 Specifically, the rotation control device 100A further includes a reversal number counting unit 6. The reversal count counting unit 6 counts the number of times the rotation direction of the valve shaft 200 as the operation target shaft is reversed and holds the count value. The inversion count counting unit 6 can be realized by, for example, a counter and a program built in the microcontroller.

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。 For example, the reversal count counting unit 6 stores the direction in which the valve shaft 200 is rotated immediately before, and when the direction in which the valve shaft is rotated next is different from the direction in which the valve shaft 200 is rotated immediately before, the reversal number is counted. Increment Rc. On the other hand, when the direction in which the valve shaft is rotated next coincides with the direction in which the valve shaft 200 is rotated immediately before, the reversal count counting unit 6 does not increment the reversal count Rc.

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。 Further, the inversion count counting unit 6 resets the inversion count Rc when a detection signal is output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n. For example, the inversion count counting unit 6 resets the inversion number Rc in response to the reset signal RST output from the reference value updating unit 32.

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。 The operation amount calculation unit 4A turns on the valve shaft 200 by operating the valve shaft 200 via the operation unit 5 when the reversal count Rc counted by the reversal count counting unit 6 exceeds a predetermined threshold value Rt. / OFF Rotate the sensor to the position corresponding to any one of 2_1 to 2_n.

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。 Specifically, the manipulated variable determination unit 43A in the manipulated variable calculation unit 4A monitors the flip count Rc by the flip count counting unit 6. When the number of inversions Rc exceeds the threshold value Rt, the operation amount determination unit 43A rotates the valve shaft 200 to a position corresponding to any one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n to reset the integrated value RP. Perform the process (forced reset process).

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。 In the forced reset process, the valve shaft 200 is placed at a position corresponding to the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n closest to the position of the valve shaft 200 (short plate 201) when the count value of the reversal count counting unit 6 exceeds the threshold value. From the viewpoint of time reduction, it is preferable to move the sensor. On the other hand, when the operation target shaft is a valve shaft, the valve may be moved in the closing direction or the opening direction depending on the intended use of the valve.

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。 After the forced reset process, the operation amount determination unit 43A determines the operation amount MV based on the deviation ΔP calculated by the deviation calculation unit 42, similarly to the operation amount determination unit 43 according to the first embodiment.

≪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。
<< Operating principle of the rotation control device 100A according to the second embodiment >>
Next, the operation of the rotation control device 100A according to the second embodiment in the normal operation mode will be described.
9A and 9B are flow charts showing an operation flow in the normal operation mode of the rotation control device 100A according to the second embodiment.

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)。 First, the rotation control device 100A shifts to the normal operation mode when the origin return operation mode ends, similarly to the rotation control device 100 according to the first embodiment. In the normal operation mode, the rotation control device 100A waits until the host device instructs to change the target value SP of the valve opening degree (S20).

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。
When the change of the target value SP of the valve opening degree is instructed in step S20, in the second embodiment, the forced reset process (S3) based on the number of times the rotation direction of the valve shaft 200 is reversed is executed. The procedure of the forced reset process based on the number of inversions is shown in FIG. 9B.
First, in the rotation control device 100A, whether or not the valve shaft 200 is reversed, that is, whether the direction in which the valve shaft 200 is rotated is opposite to the direction in which the valve shaft 200 is rotated immediately before. It is determined whether or not (S30). If it is determined in step S30 that the valve shaft 200 does not reverse, the rotation control device 100A ends the forced reset process (S3) based on the number of reverse turns, returns to the main routine, and performs the processes of steps S21 to S27. Execute.
Since the series of processes from steps S21 to S27 are the same as those of the rotation control device 100 according to the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

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)。 On the other hand, when it is determined in step S30 that the valve shaft 200 is inverted, the inversion count counting unit 6 increments the inversion number Rc (S31).

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。 Next, the manipulated variable determination unit 43A determines whether or not the inversion number Rc counted by the inversion number counting unit 6 is larger than the threshold value Rt (S32). In step S32, if the number of inversions Rc does not exceed the threshold value Rt, the rotation control device 100A ends the forced reset process (S3) based on the number of inversions, returns to the main routine, and rotates according to the first embodiment. The processes of steps S21 to S27 are executed in the same manner as in the control device 100.

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。 On the other hand, in step S32, when the number of inversions Rc is larger than the threshold value Rt, the manipulated variable calculation unit 4A calculates (φh−φ) and (φ−φl), respectively, and (φ−φl) ≦ (φh). It is determined whether or not it is −φ) (S33). Here, φh indicates an opening corresponding to an ON / OFF sensor that is larger than the current valve opening φ and is closest to the current valve opening φ. For example, the current valve opening φ is 60%. For example, φh is 70% (Pb, 2_4). Further, φl indicates an opening degree corresponding to an ON / OFF sensor that is smaller than the current valve opening degree φ and is closest to the current valve opening degree φ. For example, if the current valve opening degree φ is 60%. , Φl is 50%% (Pm, 2_3).

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)。 As a result of the determination in step S33, when (φ−φl) ≦ (φh−φ), the manipulated variable calculation unit 4A moves the valve shaft 200 in the direction of closing the control valve (S34a). On the other hand, when (φ−φl)> (φh−φ), the manipulated variable calculation unit 4A moves the valve shaft 200 in the direction of opening the control valve (S34b).

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。 After step S34a or step S34b, the rotation control device 100 determines whether or not a detection signal is output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n (S35). If the detection signal is not output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n in step S35, the rotation control device 100 returns to step S33 and performs the above-described processing (S33 to S35) again.

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。 On the other hand, in step S35, when the detection signal is output from any one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, the rotation control device 100 stops the electric motor (S36) and updates the reference value AP. (S37). Specifically, the reference value updating unit 32 sets the position corresponding to the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n that output the detection signal in the new reference value AP. At this time, the reference value updating unit 32 also outputs the reset signal RST.

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)。 The relative position information acquisition unit 31 receives the reset signal RST from the reference value update unit 32, and resets the integrated value RP of the number of output pulses from the relative position sensor 1 that has been counted up to that point (S38). ..

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)。 Further, the inversion count counting unit 6 receives the reset signal RST from the reference value updating unit 32 and resets the inversion count Rc counted up to that point (S39).

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)。
With the above, the forced reset process (S3) based on the number of inversions is completed, and the process returns to the main routine. After that, the rotation control device 100A performs the processes of steps S21 to S27 as in the rotation control device 100 according to the first embodiment. To execute.
When the integrated value RP is reset in step S25, the reversal count Rc by the reversal count counting unit 6 is also reset (step S39 in FIG. 9A).

≪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。
<< Effect of rotation control device 100A according to the second embodiment >>
In a general control valve control system, the valve shaft 200 does not reach the position corresponding to the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n for a long time, for example, the position where the valve shaft 200 corresponds to the ON / OFF sensor 2_2 (valve opening). The situation of going back and forth between the degree (20%) and the position corresponding to the ON / OFF sensor 2_3 (valve opening: 50%) may continue for a long time. In this case, backlash accumulates, and there is a possibility that an error may occur in the measurement result by the relative position sensor 1 (for example, an incremental rotary encoder).

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。 On the other hand, according to the rotation control device 100A according to the second embodiment, when the number of inversions Rc exceeds a predetermined number (threshold value Rt), the integrated value RP is forcibly reset, so that even in the above-mentioned situation, the backlash It is possible to suppress the measurement error caused by the accumulation of rush.

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。 As described above, according to the rotation control device 100A according to the second embodiment, it is possible to further reduce the error in the position measurement of the operation target axis.

<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。
<Embodiment 3>
The rotation control device 100B according to the third embodiment, like the rotation control device 100A according to the second embodiment, aims to reduce the measurement error due to the accumulation of backlash. The rotation control device 100A according to the second embodiment forcibly operates the valve shaft based on the number of times of reversal of the valve shaft 200 in the rotation direction, and the integrated value RP of the mechanical displacement Md detected by the relative position sensor. However, the rotation control device 100B according to the third embodiment forcibly operates the valve shaft based on the integrated value of the movement distance of the valve shaft of the valve shaft, and is relatively relative. The difference is that the integrated value RP of the mechanical displacement Md detected by the position sensor is configured to be reset.
<< Configuration of the rotation control device according to the third embodiment >>
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the rotation control device 100B according to the third embodiment.
The rotation control device 100B according to the third embodiment integrates the moving distance of the valve shaft of the valve shaft in a situation where the valve shaft 200 does not reach the position corresponding to the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n for a long time, and the integrated value thereof. Has a forced reset function based on the so-called integrated value of the travel distance of the valve shaft 200, which resets the integrated value RP of the mechanical displacement Md detected by the relative position sensor by operating the valve shaft when the value exceeds the threshold value. In that respect, it differs from the rotation control device 100 according to the first embodiment and the rotation control device 100A according to the second embodiment. The configuration including the configuration of the ON / OFF sensor other than the forced reset process is the same as that of the first and second embodiments described above. Therefore, the common components are designated by the same reference numerals and the details thereof. Description will be omitted.

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。 Specifically, the rotation control device 100B further includes an absolute value integrating unit 7. The absolute value integrating unit 7 integrates the moving distance of the valve shaft 200 as the operation target axis in the rotation direction, and holds the integrated value. More specifically, the absolute value integrating unit 7 integrates the absolute value | ΔP | of the mechanical displacement Md of the valve shaft 200 in the rotation direction. For example, the absolute value integrating unit 7 integrates the absolute value | ΔP | of the mechanical displacement Md detected by the relative position sensor 1 and stores the integrated value. Such an absolute value integrating unit 7 can be realized by, for example, a counter and a program built in the microcontroller.

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。 Further, the absolute value integrating unit 7 resets the integrated value of the moving distance of the valve shaft B200 when the detection signal is output from the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n. For example, the absolute value integrating unit 7 receives the reset signal RST output from the reference value updating unit 32, and resets the integrated value of the moving distance of the valve shaft 200 in the rotational direction.

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。 The operation amount calculation unit 4B operates the valve shaft 200 via the operation unit 5 when the integrated value of the movement distance in the rotation direction of the valve shaft 200 integrated by the absolute value integration unit 7 exceeds a predetermined threshold value. As a result, the valve shaft 200 is rotated to a position corresponding to any one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n.

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。 Specifically, the manipulated variable determination unit 43B in the manipulated variable calculation unit 4B monitors the integrated value of the moving distance of the valve shaft 200 stored in the absolute value integrating unit 7. When the integrated value of the movement distance of the valve shaft 200 exceeds a predetermined threshold value, the operation amount determination unit 43B shifts the valve shaft 200 to a position corresponding to any one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n. The process of resetting the integrated value RP by rotating the device (forced reset process) is performed.

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。 After the forced reset process, the operation amount determination unit 43B determines the operation amount MV based on the deviation ΔP calculated by the deviation calculation unit 42, similarly to the operation amount determination unit 43 according to the first embodiment.

≪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。
<< Operating principle of the rotation control device 100B according to the third embodiment >>
Next, the operation of the rotation control device 100B according to the third embodiment in the normal operation mode will be described.
11A and 11B are flow charts showing an operation flow in the normal operation mode of the rotation control device 100B according to the third embodiment.

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。 First, the rotation control device 100B shifts to the normal operation mode when the origin return operation mode ends, similarly to the rotation control device 100 according to the first embodiment. In the normal operation mode, steps S22a and S22b for driving the electric motor from step S20 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

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。
When the operation unit 5 drives the electric motor 52 to rotate the valve shaft 200 (step S22a or S22b), the rotation control device 100B executes a forced reset process (S4) based on the integrated value of the travel distance. FIG. 11B shows a procedure of the forced reset process based on the integrated value of the moving distance of the valve shaft 200.
As shown in FIG. 11B, first, the absolute value of the mechanical displacement Md due to the rotation of the valve shaft 200 by the operating unit 5, that is, the moving distance is integrated (S41).
Next, it is determined whether or not the integrated value of the travel distance integrated by the absolute value integrating unit 7 is larger than a predetermined threshold value (S42). In step S42, if the integrated value of the movement distance does not exceed the threshold value, the rotation control device 100B ends the forced reset process (S4) based on the integrated value of the orbital distance, returns to the main routine, and returns to the main routine, which is the embodiment. The processes of steps S23 to S27 are executed in the same manner as in the rotation control device 100 according to 1.

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における手順同一であることから、その説明は省略する。 On the other hand, in step S42, when the integrated value of the movement distance is larger than the threshold value, the operation amount calculation unit 4B performs the forced reset process according to steps S33 to S38, similarly to the operation amount calculation unit 4A in the second embodiment. To execute. Procedure S33~S38 of the forced reset process, because it is identical to the procedure in the second embodiment, a description thereof will be omitted.

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)。 Further, when the detection signal is output from any of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, the absolute value integrating unit 7 receives the reset signal RST from the reference value updating unit 32, and the valve shaft 200 up to that point receives the reset signal RST. The integrated value of the travel distance is reset (S49).

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)。
With the above, the forced reset process (S4) based on the movement distance is completed, and the process returns to the main routine. After that, the rotation control device 100B is the process of steps S23 to S27 as in the rotation control device 100 according to the first embodiment. To execute.
When the integrated value RP is reset in step S25, the integrated value of the moving distance stored in the absolute value integrating unit 7 is also reset (step S49 in FIG. 11A).

≪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。
<< Effect of rotation control device 100B according to the third embodiment >>
If the valve shaft 200 does not reach the position corresponding to the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n for a long time, backlash accumulates and the measurement result by the relative position sensor 1 (for example, an incremental rotary encoder). There is a risk of error.

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。 On the other hand, according to the rotation control device 100B according to the third embodiment, the integrated value of the moving distance of the valve shaft 200 is calculated in a situation where the valve shaft 200 does not reach the position corresponding to the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n for a long time. When the threshold value is exceeded, the integrated value RP is forcibly reset, so that it is possible to suppress the measurement error due to the accumulation of backlash.

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。 Therefore, according to the rotation control device 100B according to the third embodiment, it is possible to further reduce the error in the position measurement of the operation target axis.

<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。
<Embodiment 4>
Similar to the rotation control device according to the second and third embodiments, the rotation control device according to the fourth embodiment also measures the position of the operation target axis in the rotation direction by a non-contact relative position sensor. The purpose is to reduce the measurement error due to the accumulation of backlash in the rotation control device.
<< Configuration of the rotation control device according to the fourth embodiment >>
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the rotation control device according to the fourth embodiment.
In the rotation control device 100C according to the second embodiment, when the valve shaft 200 does not reach the position corresponding to the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n and the elapsed time without outputting the detection signal exceeds the threshold value. , The rotation control device according to the first to third embodiments is different in that the valve shaft is forcibly operated to reset the integrated value RP of the mechanical displacement Md detected by the relative position sensor. Hereinafter, the configuration including the configuration of the ON / OFF sensor other than the forced reset process is the same as that of the above-described first, second, and third embodiments. Therefore, the common components are designated by the same reference numerals. A detailed description will be omitted. The time elapsed without the valve shaft 200 reaching the position corresponding to the ON / OFF sensors 2-1 to 2_n and the detection signal being output may be referred to as "residence time".

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。 Specifically, the rotation control device 100C has a timer 8. The timer 8 counts the time elapsed without the valve shaft 200 as the operation target shaft reaching the position corresponding to the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n and the detection signal is not output, that is, the residence time, and counts the time. Hold the value. The timer 8 can be realized by, for example, a clock circuit, a counter, and a program built in the microcontroller.

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。 For example, when the valve shaft 200 reaches the position corresponding to the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n and the detection signal is detected, the timer 8 is reset once and counts the time elapsed from that position as the residence time.

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。 When the residence time counted by the timer 8 exceeds a predetermined threshold value, the operation amount calculation unit 4C operates the valve shaft 200 via the operation unit 5 to turn on / off the valve shaft 200. Rotate to the position corresponding to any one of 2_n.

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。 Specifically, the operation amount determination unit 43C in the operation amount calculation unit 4C monitors the residence time counted by the timer 8. When the residence time exceeds a predetermined threshold value, the operation amount determination unit 43C rotates the valve shaft 200 to a position corresponding to any one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, and the integrated value RP. Performs a process to reset (forced reset process).

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。 After the forced reset process, the operation amount determination unit 43A determines the operation amount MV based on the deviation ΔP calculated by the deviation calculation unit 42, similarly to the operation amount determination unit 43 according to the first embodiment.

≪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。
<< Operating Principle of Rotation Control Device 100C According to Embodiment 4 >>
Next, the operation of the rotation control device 100C according to the fourth embodiment in the normal operation mode will be described.
13A and 13B are flow charts showing an operation flow in the normal operation mode of the rotation control device 100C according to the fourth embodiment.

まず、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)。 First , the rotation control device 100C shifts to the normal operation mode when the origin return operation mode ends, similarly to the rotation control device 100 according to the first embodiment. In the normal operation mode, the rotation control device 100C waits until the host device instructs to change the target value SP of the valve opening degree (S20).

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。
When the change of the target value SP of the valve opening degree is instructed in step S20, the forced reset process (S5) based on the residence time is executed in the fourth embodiment. The procedure of the forced reset process based on this residence time is shown in FIG. 13B.
First, the manipulated variable determination unit 43C reads out the residence time stored in the timer 8 (S51) and determines whether or not the residence time is larger than the threshold value (S52). In step S52, if the residence time does not exceed the threshold value, the rotation control device 100C ends the forced reset process (S5) and returns to the main routine, similarly to the rotation control device 100 according to the first embodiment. , Steps S21 to S27 are executed.

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における手順同一であることから、その説明は省略する。 On the other hand, in step S52, when the residence time is larger than the threshold value, the operation amount calculation unit 4C executes the forced reset process according to steps S33 to S38, similarly to the operation amount calculation unit 4A in the second embodiment. .. Procedure S33~S38 of the forced reset process, because it is identical to the procedure in the second embodiment, a description thereof will be omitted.

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)。 Further, when a detection signal is output from any of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, the timer 8 receives the reset signal RST from the reference value update unit 32 and determines the residence time counted up to that point. Reset (S59).

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)。
With the above, the forced reset process (S3) based on the number of inversions is completed, and the process returns to the main routine. After that, the rotation control device 100C performs the processes of steps S21 to S27 in the same manner as the rotation control device 100 according to the first embodiment. To execute.
When the integrated value RP is reset in step S25, the residence time counted by the timer 8 up to that point is also reset (step S59 in FIG. 13A).

≪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。
<< Effect of Rotation Control Device 100C According to Embodiment 4 >>
On the other hand, according to the rotation control device 100C according to the fourth embodiment, when the number of inversions Rc exceeds a predetermined number (threshold value Rt), the integrated value RP is forcibly reset. Therefore, even in the above-mentioned situation, the backlash is performed. It is possible to suppress the measurement error caused by the accumulation of rush.

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。 As described above, according to the rotation control device 100C according to the fourth embodiment, it is possible to further reduce the error in the position measurement of the operation target axis.

<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。
<Embodiment 5>
The rotation control device 100D according to the fifth embodiment, like the rotation control device 100A according to the second embodiment, aims to reduce the measurement error due to the accumulation of backlash. The rotation control device 100A according to the second embodiment is configured to perform a forced reset process based on the number of times the valve shaft 200 is reversed in the rotation direction, whereas the rotation control device 100D according to the fifth embodiment is configured. The difference is that the forced reset process is performed based on the number of times the valve shaft 200 starts to move (hereinafter, may be referred to as “starting number”) regardless of the rotation direction of the valve shaft 200.

≪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を更に有し、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。
<< Configuration of the rotation control device according to the fifth embodiment >>
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of the rotation control device 100D according to the fifth embodiment. The rotation control device 100D further includes a start count counting unit 9, and when the start count counted by the start count count unit 9 exceeds a predetermined threshold value Rt, the operation amount calculation unit 4D executes a forced reset process. To be equipped.
Since the other configurations including the configuration of the ON / OFF sensor are the same as those in the above-described first embodiment, the common components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. ..

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。
The activation number counting unit 9 counts the number of times the valve shaft 200 as the operation target axis starts to move and holds the value Rs. Specifically, since the valve shaft rotates each time the target value ST is changed, the number of times the target value ST is changed may be counted as the number of activations. Such an activation count counting unit 9 can be realized by, for example, a counter and a program built in the microcontroller.
When the detection signal is output from any of the ON / OFF sensors 2-1 to 2-n, the activation count counting unit 9 receives the reset signal RST output from the reference value updating unit 32 of the position calculation unit 3. It will be reset.

操作量算出部4Dは、通常動作モードにおいては、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。 In the normal operation mode, the operation amount calculation unit 4D is based on the target value SP of the valve opening as the target position in the rotation direction of the valve shaft 200 and the actual opening PV calculated by the position calculation unit 3. While calculating the operation amount of the valve shaft 200, when the forced reset process is executed, the valve shaft 200 is turned on by operating the valve shaft 200 via the operation unit 5, and the valve shaft 200 is turned on by any one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n. Rotate to the position corresponding to.

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。 More specifically, the operation amount determination unit 43D monitors the number of activations counted by the activation number counting unit 9. When the number of activations exceeds the threshold value, the operation amount determination unit 43D resets the integrated value RP by rotating the valve shaft 200 to a position corresponding to any one of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n. Perform processing (forced reset processing).

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。 In the forced reset process, the valve shaft 200 is placed at a position corresponding to the ON / OFF sensor 2_1 to 2_n closest to the position of the valve shaft 200 (short plate 201) when the count value of the activation count unit 9 exceeds the threshold value. From the viewpoint of time reduction, it is preferable to move the sensor. On the other hand, when the operation target shaft is a valve shaft, the valve may be moved in the closing direction or the opening direction depending on the intended use of the valve.

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。 After the forced reset process, the operation amount determination unit 43D determines the operation amount MV based on the deviation ΔP calculated by the deviation calculation unit 42, similarly to the operation amount determination unit 43 according to the first embodiment.

≪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。
<< Operating Principle of Rotation Control Device 100D According to Embodiment 5 >>
Next, the operation of the rotation control device 100D according to the fifth embodiment in the normal operation mode will be described.
15A and 15B are flow charts showing an operation flow in the normal operation mode of the rotation control device 100D according to the fifth embodiment.

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)。 First, the rotation control device 100D shifts to the normal operation mode when the origin return operation mode ends, similarly to the rotation control device 100 according to the first embodiment. In the normal operation mode, the rotation control device 100D waits until the host device instructs to change the target value SP of the valve opening degree (S20).

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。 When a change in the target value SP of the valve opening is instructed in step S20, a forced reset process (S6) based on the number of times the valve shaft 200 is started is executed.

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)。
The procedure of the forced reset process based on the number of activations is shown in FIG. 15B.
First, the activation number counting unit 9 of the rotation control device 100D increments the activation number (S61).

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。 Next, the operation amount determination unit 43D determines whether or not the number of activations counted by the activation number counting unit 9 is larger than a preset threshold value (S62). In step S62, if the number of activations does not exceed the threshold value, the rotation control device 100D ends the forced reset process (S6) based on the number of inversions and returns to the main routine.

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における手順同一であることから、その説明は省略する。 On the other hand, in step S62, when the number of activations is larger than the threshold value, the operation amount calculation unit 4B executes the forced reset process according to steps S33 to S38, similarly to the operation amount calculation unit 4A in the second embodiment. .. Procedure S33~S38 of the forced reset process, because it is identical to the procedure in the second embodiment, a description thereof will be omitted.

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)。 Further, when a detection signal is output from any of the ON / OFF sensors 2_1 to 2_n, the activation count counting unit 9 receives the reset signal RST from the reference value update unit 32 and resets the activation count up to that point. (S69).

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)。
With the above, the forced reset process (S6) based on the number of startups is completed, and the process returns to the main routine. After that, the rotation control device 100D executes the processes of steps S23 to S27 in the same manner as the rotation control device 100 according to the first embodiment.
Since the series of processes from steps S21 to S27 are the same as those of the rotation control device 100 according to the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
Further, when the integrated value RP is reset in step S25, the number of activations stored in the activation number counting unit 9 is also reset (step S69 in FIG. 15A).

≪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。
<< Effect of Rotation Control Device 100D According to Embodiment 5 >>
According to the rotation control device 100D according to the fifth embodiment, when the number of activations exceeds a predetermined number (threshold value), the integrated value RP is forcibly reset, so that the measurement error due to the accumulation of backlash can be suppressed. It will be possible.

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。 As described above, according to the rotation control device 100D according to the fifth embodiment, it is possible to further reduce the error in the position measurement of the operation target axis.

<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。
<Expansion of embodiment>
Although the inventions made by the present inventors have been specifically described above based on the embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof. No.

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。 For example, in the first embodiment described above, since the short plate 201 having a substantially “U” shape in the side view is used, the electrodes 21a and 21b and the cam member 24a are used on the two main surfaces 20a and 20b of the printed circuit board 20, respectively. , 24b has been described, but the electrode 21 and the cam member 24 may be arranged only on the printed circuit board 20, for example, the first main surface 20a.

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。 Further, for example, in the above embodiment, the valve shaft 200 has a fully closed position Pc, a position Pa where the valve opening degree is 20%, a position Pm where the valve opening degree is 50%, and a valve opening degree 70%. Although the case where the five ON / OFF sensors 2-1 to 2_5 are installed at the five positions of the position Pb and the fully open position Po, respectively, the position and the number of the ON / OFF sensors to be installed are not limited to this. Hereinafter, another example of arrangement of the ON / OFF sensor will be shown.

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。
FIG. 16A is a diagram showing another arrangement example of the ON / OFF sensor.
In this example, when n = 3, the valve shaft 200 has a fully closed position Pc in which the valve opening is 0%, an intermediate point between the fully closed position Pc and the fully open position Po, that is, an intermediate in which the valve opening is 50%. A case is shown in which three ON / OFF sensors 2_1, 2_2, and 2_3 are provided to detect that the position Pm and the fully opened position Po where the valve opening degree is 100% are reached. FIG. 16B is a diagram showing an arrangement example of the electrode 21 of the absolute position sensor and the cam member 24 corresponding to the arrangement example shown in FIG. 16A. As shown in FIG. 16B, a cam member 24 is provided between the electrodes 21 constituting the ON / OFF sensors 2_1, 2_2, and 2_3 in the circumferential direction.

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。 According to this, when the valve shaft 200 reaches the fully closed position Pc, the fully open position Po, and the intermediate position Pm at the midpoint between the fully closed position Pc and the fully open position Po, the origin returns (update of the reference value AP). As compared with the case where only the fully closed position Pc or the fully open position Po is set as the origin of the valve shaft 200, the time required for returning to the origin and the measurement error of the mechanical displacement amount by the relative position sensor 1 are reduced. It becomes possible. In addition, it is possible to suppress the additional cost by installing the ON / OFF sensor.

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。 In FIGS. 16A and 16B, the ON / OFF sensor is arranged not at both the fully closed position Pc where the valve opening is 0% and the fully open position Po where the valve opening is 100%, but at one of them. You may.

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。
Further, FIG. 17A is a diagram showing still another example of arrangement of the ON / OFF sensor.
In this example, a case is shown in which one ON / OFF sensor 2 for detecting that the valve shaft 200 has reached the intermediate position Pm where the valve opening degree is 50% is provided. At this time, as shown in FIG. 17B, cam members 24 are arranged on both sides of the electrodes 21 constituting the ON / OFF sensor 2. These cam members are arranged along the trajectory of the contact point of the short plate 201 between the fully closed position Pc and the intermediate position Pm and between the intermediate position Pm and the fully open position Po.

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。 According to this, since the origin return is performed at the position Pm which is the intermediate point between the fully closed position Pc and the fully open position Po, the origin return is performed as compared with the case where only the fully closed position Pc or the fully open position Po is set as the origin. It is possible to reduce the time required for the measurement and the measurement error of the mechanical displacement amount by the relative position sensor 1. Further, since only one ON / OFF sensor is required, it is possible to further reduce the additional cost due to the installation of the ON / OFF sensor.

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。 Further, in the above embodiment, the case where the incremental type rotary encoder is used as the relative position sensor 1 is illustrated, but any mechanical displacement Md in the rotation direction of the operation target axis can be detected without contact. For example, it can be used as the relative position sensor 1. For example, when a brushless motor is used as the electric motor 52, the signal output from the Hall element (Hall IC) constituting the brushless motor can be used as the relative position sensor 1.

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。 Further, when a stepping motor is used as the electric motor 52, the position calculation unit 3 counts the pulse signal for driving the stepping motor without separately providing the relative position sensor 1, so that the operation target axis can be operated. It is also possible to calculate the amount of mechanical displacement in the direction of rotation.

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。 Further, when a synchronous motor is used as the electric motor 52, it is possible to calculate the amount of mechanical displacement of the operation target shaft in the rotational direction without separately providing the relative position sensor 1. For example, when the drive time for driving the synchronous motor is T [s], the rotation speed is N [rpm], and the reduction ratio of the reduction gear is 1 / G, the rotation angle Φ [°] is (T × N). It is represented by × 360) / (60 × G). Therefore, the position calculation unit 3 can calculate the amount of mechanical displacement of the operation target shaft in the rotation direction by performing the above calculation.

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。 Further, in the above embodiment, the case where the rotation control device 100 is applied as an electric actuator for operating the valve shaft 200 of the control valve is illustrated, but the operation target shaft operated by the rotation control device 100 is a valve. It is not limited to the axis, and can be applied to any opening measurement system that uses a relative position sensor in the rotation control device. For example, the rotation control device 100 can be applied as an actuator for a damper that operates a damper shaft.

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。 Further, in the above embodiment, the case where the valve shaft 200 is inserted through the through hole 20c formed in the printed circuit board 20 has been illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18, a notch portion 20d having a semicircular shape in a plan view may be provided on one side of the printed circuit board 20, and the valve shaft 200 may be arranged in the notch portion 20d. In this case, the electrodes 21a may be arranged around the notch 20d on the main surface 20a of the printed circuit board 20.

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。 100 ... Rotation control device (operator), 200 ... Valve shaft, 1 ... Relative position sensor, 2,2_1 to 2_n ... ON / OFF sensor, 3 ... Position calculation unit, 4,4A ... Operation amount calculation unit, 5 ... Operation unit, 6 ... Inversion count count unit, 7 ... Absolute value integration unit, 8 ... Timer, 9 ... Start count count unit, 20 ... Printed circuit board, 20a, 20b ... Main surface, 21a, 21b ... Electrode, 201 ... Short plate , 201a, 201b ... Contact, 23_i ... Detection circuit, 24a, 24b ... Cam member, 31 ... Relative position information acquisition unit, 32 ... Reference value update unit, 33 ... Position determination unit, 41 ... Target value acquisition unit, 42 ... Deviation calculation unit, 43 ... Operation amount determination unit, 51 ... Electric motor drive unit, 52 ... Electric motor, 53 ... Reducer, SP ... Target value, PV ... Actual opening, ΔP ... Deviation, MV ... Operation amount, RP … Integrated value, AP… Reference value, RST… Reset signal.

Claims (11)

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。
A rotation control device that controls the rotation of the operation target axis.
A relative position sensor that non-contactly detects the mechanical displacement of the axis to be operated in the rotational direction,
When the operation target axis reaches at least one predetermined intermediate position excluding the first position and the second position in a rotatable range from the first position to the second position in the rotation direction of the operation target axis. An ON / OFF sensor that outputs a detection signal to
A reference indicating the integrated value of the mechanical displacement detected by the relative position sensor after the detection signal is output and the predetermined intermediate position corresponding to the ON / OFF sensor that outputs the detection signal. A position calculation unit that calculates the absolute position of the operation target axis in the rotation direction based on the value, and
The operation amount calculation unit that calculates the operation amount of the operation target axis based on the information of the target position in the rotation direction of the operation target axis and the absolute position of the operation target axis calculated by the position calculation unit. When,
Based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit, the operation unit that operates the operation target shaft within a rotatable range from the first position to the second position in the rotation direction of the operation target shaft. Prepare,
The ON / OFF sensor is
A substrate provided around the operation target axis and having a main surface orthogonal to the axis of the operation target axis.
With at least one electrode arranged on the main surface of the substrate,
One end is fixed to the operation target shaft, extends in the radial direction of the operation target shaft, and when the operation target shaft is in the predetermined intermediate position, a part of the other end side contacts one of the electrodes. With the contactor
A detection circuit that outputs the detection signal when the contactor comes into contact with one of the electrodes.
A cam member arranged on the main surface of the substrate and moving the other end of the contactor in a direction away from the main surface when the operation target axis is not in the predetermined intermediate position.
A rotation control device.
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。
In the rotation control device according to claim 1,
The electrodes are arranged at positions corresponding to the predetermined intermediate positions on the main surface.
The cam members are arranged along a circumference centered on the axis of the operation target axis, and the main surface is approached to a position corresponding to the predetermined intermediate position on the main surface along the circumference. The height from is low,
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to claim 2.
The electrode and the cam member are arranged along a first circumference and a second circumference having radii different from each other about the axis of the operation target axis on the main surface, respectively.
The opposite ends of the two cam members adjacent to each other on the main surface of the cam member are separated from each other on the main surface.
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to claim 2.
The electrode and the cam member are arranged on the same circumference centered on the axis of the operation target shaft on the main surface.
The cam members are each made of an insulating material.
The opposing ends of two adjacent cam members on the main surface of the cam member each cover a part of the electrode and are separated from each other on the electrode.
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to claim 4,
The contact is a plate-shaped member that can be elastically deformed.
The width of the portion that contacts the electrode when the operation target axis is at the predetermined intermediate position is narrower than the distance between the opposing ends of the two adjacent cam members on the main surface.
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to any one of claims 1 to 5.
The substrate has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface as the main surface.
The electrode comprises at least one first electrode arranged on the first main surface and at least one second electrode arranged on the second main surface.
One end of the contact is fixed to the operation target shaft, extends in the radial direction of the operation target shaft, and when the operation target shaft is in the predetermined intermediate position, a part of the other end side is the first. The first contactor in contact with one of the electrodes is electrically connected to the first contactor, and one end thereof is fixed to the operation target shaft and extends in the radial direction of the operation target shaft. When the operation target shaft is in the predetermined intermediate position, a part of the other end side is composed of a second contactor that comes into contact with one of the second electrodes.
The cam member is arranged on the first main surface of the substrate, and moves in a direction in which the other end of the first contact is separated from the main surface when the operation target axis is not in the predetermined intermediate position. A plurality of first cam members to be operated and the other end of the second contact are separated from the main surface when they are arranged on the second main surface of the substrate and the operation target axis is not in the predetermined intermediate position. Including a plurality of second cam members to be moved in the direction of
In the detection circuit, when a part of the other end side of the first contactor comes into contact with the first electrode and a part of the other end side of the second contactor comes into contact with the second electrode, the detection signal To output,
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to any one of claims 1 to 6.
Further, a reversing number counting unit for counting the number of times the rotation direction of the operation target axis is reversed is provided.
When the value counted by the inversion count counting unit exceeds a predetermined threshold value without outputting the detection signal, the operation amount calculation unit shifts the operation target axis to the first position and the second position. And the operation amount for moving to any one of the predetermined intermediate positions is calculated.
The operation unit operates the operation target axis based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to any one of claims 1 to 6.
Further provided with an absolute value integrating unit for integrating the absolute value of the mechanical displacement of the operation target shaft in the rotational direction.
The operation amount calculation unit shifts the operation target axis to the first position and the second position when the value integrated by the absolute value integration unit exceeds a predetermined threshold value without outputting the detection signal. And the operation amount for moving to any one of the predetermined intermediate positions is calculated.
The operation unit operates the operation target axis based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to any one of claims 1 to 6.
Further provided with a timer that integrates the elapsed time without outputting the detection signal.
When the time elapsed without outputting the detection signal exceeds a predetermined threshold value, the operation amount calculation unit sets the operation target axis at the first position, the second position, and the predetermined intermediate position. Calculate the operation amount to move to any one,
The operation unit operates the operation target axis based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to any one of claims 1 to 6.
Further provided with a start-up count unit for counting the number of times the operation target axis has started to move.
When the value counted by the activation number counting unit exceeds a predetermined threshold value without outputting the detection signal, the operation amount calculation unit shifts the operation target axis to the first position and the second position. And the operation amount for moving to any one of the predetermined intermediate positions is calculated.
The operation unit operates the operation target axis based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.
Rotation control device.
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。
In the rotation control device according to any one of claims 1 to 10.
The position calculation unit
When the detection signal is output from the ON / OFF sensor, it includes a reference value update unit that resets the integrated value of the mechanical displacement detected by the relative position sensor.
Rotation control device.
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