JP7328057B2 - 電動アクチュエータおよび診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータおよび診断装置に関する。

電動アクチュエータは、駆動装置となるモータの回転に応じて、出力機構を機械的に変位させる装置であり、様々な分野で利用されている。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アクチュエータでは、バルブの弁体に連結された回転軸にモータの回転をギアその他の伝達機構を介して伝達して、この回転軸を回動させるとともに、回転軸の回転方向の機械的変位、すなわち回転角を、可変抵抗器から成るポテンショメータなどの位置センサによって検出し、その検出結果に基づいて回転軸の操作量を決定している（特許文献１参照）。

また、電動アクチュエータの駆動装置となるモータには、回転量または回転角度を制御する観点から、しばしばブラシレス直流モータ、ステッピングモータや交流モータが用いられる。また、ブラシレス直流モータには、ホール素子等の位置検出素子が設けられ、この位置検出素子によってモータの回転量または回転角度を検出している（例えば、特許文献２）。

また、回転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絶対的位置センサの他に、測定対象の回転軸の回転方向の絶対的な位置を非接触で検出する非接触式の絶対的位置センサや、測定対象の回転軸の回転方向の相対的な位置を非接触で検出する非接触式の相対的位置センサが知られている。例えば、非接触式の絶対的位置センサとしては、回転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知られており、非接触式の相対的位置センサとしては、回転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知られている（特許文献３参照）。

特開２０１１－７４９３５号公報 特開２０１５－１２５０３８号公報 特開２０１０－２８６４４４号公報

ところで、電動アクチュエータは、定期的に点検および保守が行われるとしても、実際に不具合が生じたときには、作業員が現場に赴き、しばしばその不具合の原因を特定する作業から始めなければならず、その負担は小さくない。また、原因の特定や修理のために、電動アクチュエータのみならず、その電動アクチュエータを含むシステム全体の使用を臨時に中止しなければならないこともある。このようなシステムの使用中止を回避するとともに、点検・修理の負担を軽減することは、人手不足の問題を抱える中で、緊急の課題ともいえる。このような課題を解決する手段として、電動アクチュエータの故障診断を不具合が発生する前から適宜行うことが有効であると考えられる。

しかしながら、従来の電動アクチュエータにおいて、電動アクチュエータの故障診断を行っているものはない。そのため、使用中の電動アクチュエータに実際に不具合が生じた場合には、その対応に手間がかかっていた。

そこで、本発明は、電動アクチュエータの診断を可能とすることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る電動アクチュエータは、モータ（１０）と、前記モータの回転を制御する制御回路（５０）と、前記モータの回転に応じて機械的に変位する出力機構（３０）と、前記モータの回転を検出する第１のセンサ（ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ）と、前記出力機構の機械的変位を検出する第２のセンサ（４０）および第３のセンサ（４１）と、前記第１のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第１の算出回路（７１１）と、前記第２のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第２の算出回路（７１２）と、前記第３のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第３の算出回路（７１３）と、前記第１の算出回路によって算出された前記出力機構の第１の変位量と、前記第２の算出回路によって算出された前記出力機構の第２の変位量と、前記第３の算出回路によって算出された前記出力機構の第３の変位量とを互いに比較する比較回路（７２）と、前記比較回路によって前記第１の変位量と前記第２の変位量と前記第３の変位量とを比較した結果に基づいて前記第１のセンサ、前記第２のセンサおよび前記第３のセンサの状態を診断する診断回路（７３）とを備える。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記モータは、永久磁石（１１ｍ）を備えたロータ（１１）と、前記制御回路と接続されて前記ロータと対向して配置された巻線（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを有するブラシレス直流モータであり、前記第１のセンサは、前記ロータの位置を検出するホールセンサ（ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ）である。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記第２のセンサ（４０）および前記第３のセンサ（４１）は、前記出力機構の位置に応じて出力される信号に基づいて前記機械的な変位量を検出する絶対的位置センサである。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記第２のセンサは、前記出力機構の位置に応じて出力される信号に基づいて前記機械的な変位量を検出する絶対的位置センサであり、前記第３のセンサは、前記出力機構が前記複数の位置のそれぞれに対応する位置に到達したときにそれぞれ検知信号を出力する絶対的位置センサである。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記第２のセンサおよび前記第３のセンサの少なくともひとつは、ポテンショメータ（４０）である。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記第２のセンサおよび前記第３のセンサの少なくともひとつは、前記出力機構の変移の方向に沿って設けられた互いに異なる複数の位置に対応して設けられ、前記出力機構が前記複数の位置のそれぞれに対応する位置に到達したときにそれぞれ検知信号を出力する複数の位置センサを含む。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記第１の変位量と、前記第２の変位量と、前記第３の変位量とを他の装置に出力するインターフェース回路を含み、前記比較回路と前記診断回路とは、前記他の装置に設けられている。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記比較回路によって前記第１の変位量と前記第２の変位量と前記第３の変位量とを比較した結果を他の装置に出力するインターフェース回路を含み、前記診断回路は、前記他の装置に設けられている。

本発明の一実施の形態に係る電動アクチュエータにおいて、前記インターフェース回路は、無線通信インターフェース回路およびネットワーク・インターフェース回路の少なくとも一つである。

本発明に係る診断装置は、モータと、前記モータの回転に応じて機械的に変位する出力機構とを有する電動アクチュエータの診断装置であって、前記モータの回転を検出する第１のセンサ（ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ）と、前記出力機構の機械的変位を検出する第２のセンサ（４０）および第３のセンサ（４１）と、前記第１のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第１の算出回路（７１１）と、前記第２のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第２の算出回路（７１２）と、前記第３のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第３の算出回路（７１３）と、前記第１の算出回路によって算出された前記出力機構の第１の変位量と、前記第２の算出回路によって算出された前記出力機構の第２の変位量と、前記第３の算出回路によって算出された前記出力機構の第３の変位量とを互いに比較する比較回路（７２）と、前記比較回路によって前記第１の変位量と前記第２の変位量と前記第３の変位量とを比較した結果に基づいて故障箇所を診断する診断回路（７３）とを備える。

本発明によれば、電動アクチュエータの診断が可能となる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータおよび診断装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータにおけるモータおよびその駆動回路の構成例を示す図である。 図３Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータにおけるモータの動作とホールセンサの関係を示す図である。 図３Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータにおけるホールセンサの出力の例を説明する図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータにおけるモータの動作とホールセンサの出力との関係を示す図である。 図５は、角度位置センサの一例を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの診断に用いるステータスを説明する図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの診断装置のハードウェア構成を示す図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの診断の手順を説明するためのフローチャートである。 図９は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの診断の手順を説明するためのフローチャートである。 図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの診断の他の手順を説明するためのフローチャートである。 図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る電動アクチュエータおよび診断装置の構成を示す図である。 図１２は、端末装置のハードウェア構成を示す図である。 図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る電動アクチュエータおよび診断装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータ１００は、図１に示すように、モータ１０と、モータ１０の回転を伝達する伝達機構となる減速機２０と、減速機２０を介して伝達されるモータ１０の回転に応じて軸線周りに回動する回転軸３０と、回転軸３０の回転角を測定する２つの角度センサ、すなわち、ポテンショメータ４０および角度位置センサ４１と、モータ１０の回転を制御する制御回路５０と、制御回路５０からの制御信号に基づいてモータ１０を回転させる駆動回路６０と、モータ１０の診断を行う診断装置７０とを備えている。このうち、モータ１０と、減速機２０と、回転軸３０の一部と、ポテンショメータ４０と、角度位置センサ４１と、制御回路５０と、駆動回路６０は、筐体８０の中に収容されている。また、後述する診断の結果を含め、各種情報を表示する表示装置９０が設けられている。表示装置９０としては、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）等を用いることができる。

［電動アクチュエータの構成］
上述した構成要素のうち、モータ１０は、本実施の形態においては、三相のブラシレス直流モータである。図２に駆動回路６０とモータ１０との構成例を示し、図３Ａにモータ１０の構成例を示す。モータ１０は、モータ軸に直交する方向に分極した永久磁石１１ｍを有するロータ１１と、このロータ１１の磁極と対向して配置された３つの巻線Ｕ、Ｖ、Ｗとからなる。また、図３Ａに示すように、モータ１０には、３つのホールセンサＨＵ、ＨＶ、ＨＷが、モータ軸を中心に互いに１２０°間隔をあけて設けられている。例えば、図３Ａは、ロータ１１の永久磁石１１ｍによる磁界がＶ相のホールセンサＨＶの方向を向いている。このときの各ホールセンサから出力される信号は、図３Ｂに示すように、Ｖ相のホールセンサＨＶの信号が「Ｈ」レベルを示すのに対し、他の２相、すなわちＵ相とＷ相のホールセンサＨＵ、ＨＷの信号は、いずれも「Ｌ」レベルとなる。これらホールセンサＨＵ、ＨＶ、ＨＷの信号はロータ１１の回転にともなって変化することから、一組のホールセンサＨＵ、ＨＶ、ＨＷは、モータ１０の回転を検出する第１のセンサとして機能する。以下、一組のホールセンサＨＵ、ＨＶ、ＨＷを単に「一組のホールセンサＨ」ということがある。

一方、駆動回路６０は、図２に示すように、巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に対応して並列に設けられた３対のＭＯＳＦＥＴ Ｑuu、Ｑul；Ｑvu、Ｑvl；Ｑwu、Ｑwlを備えている。各対のＭＯＳＦＥＴは、互いに直列に接続され、制御回路５０がこれらのＭＯＳＦＥＴを適宜オン／オフすることによって、モータ１０の３つの巻線Ｕ，Ｖ，Ｗのうち通電する相、すなわち巻線と、その電流の方向、すなわちその巻線によって生じる磁界の方向を切り替えることができる。
なお、駆動回路６０には、ＭＯＳＦＥＴのほかにトランジスタを用いてもよい。

制御回路５０は、一組のホールセンサＨから出力される信号に応じて、駆動回路６０のＭＯＳＦＥＴのオン／オフを切り替えて、通電する相とその通電する方向を切り替えることによって回転磁界を生成して、モータ１０を回転させることができる。

また、制御回路５０は、目標角度θspとポテンショメータ４０によって検出される回転軸３０の回転角度θptとの偏差に応じて操作量を決定し、駆動回路６０を動作させることによってモータ１０の回転を制御する。より具体的には、制御回路５０は、目標角度θｓｐとポテンショメータ４０によって検出される回転軸３０の回転角度θptとの偏差に応じて操作量ＯＡを決定し、駆動回路６０にこの操作量ＯＡに応じた駆動信号Ｄを与える。例えば、一般的な比例制御（Ｐ制御）の場合は、ＯＡ＝α（θsp－θpt）（ただし、αは比例定数）よって算出される。制御回路５０は、このようにして求められた操作量ＯＡとモータ１０の状態を表す一組のホールセンサＨの信号とに基づいて、図２に示すような駆動回路６０のＭＯＳＦＥＴをオン／オフさせる駆動信号Ｄを生成して出力する。

なお、上述した比例制御は、モータ１０または回転軸３０の回転角度の制御の一例にすぎず、本発明においては、例えば、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御の他、ニューラルネットワークモデルその他のモデルを用いたモデル制御など、どのような制御手法を用いていてもよい。

減速機２０は、互いに組み合わされた複数のギアから構成されるが、チェーンやベルトを組み合わせた機構であってもよい。本実施の形態においては、減速機２０は、モータ１０の回転を所定の減速比Ｇで減速して回転軸３０に伝達するものとする。

回転軸３０は、剛性の高い金属等から形成された棒状の部材であり、一端が減速機２０の出力端に連結されるとともに、筐体８０にその軸線周りに回動可能に支持される。図示はしないが、回転軸３０の他端は、バルブの弁体その他、操作対象要素に連結される。

本実施の形態に係る電動アクチュエータ１００においては、出力機構である回転軸３０の回転方向の機械的変位を検出するセンサとして、ポテンショメータ４０と角度位置センサ４１の２つの角度センサを備えている。

このうち角度位置センサ４１は、回転軸３０の回動範囲内に、任意の基準位置から互いに異なる複数の回転角に対応する位置にそれぞれ設けられた位置センサを備えている。回転軸３０がいずれかの位置センサに対応する位置に到達したときに検知信号を出力するように構成されている。そのような角度位置センサ４１の一構成例を図５に示す。

この構成例に係る角度位置センサ４１は、電動アクチュエータ１００の回転軸３０に取り付けられて、回転軸３０と一体になって回動するショートプレート４０１と、回転軸３０の近傍に設けられた基板（図示せず。）と、この基板の表面のショートプレート４０１が回転軸３０とともに回動する範囲内に設けられた複数の電極４＿１～４＿５とを備えている。この例は、電動アクチュエータ１００をバルブの開閉に用いる場合を想定し、複数の電極４＿１～４＿５は、それぞれバルブの開度に応じた位置に設けられており、回転軸３０が回動してショートプレート４０１が複数の電極４＿１～４＿５のいずれかと接触することによって、回転軸３０の回転角が所定の大きさとなったことを示す検知信号θpsが出力される。

このような角度位置センサ４１は、ポテンショメータと同じく、任意の基準位置からの絶対的な回転角を検出するアブソリュートセンサの一種であるが、ポテンショメータが連続的な回転角の変化を検出して出力するのに対し、角度位置センサ４１は、ショートプレート４０１が複数の電極４＿１～４＿５のいずれかと接触したときのみに検知信号を出力するので、離散的な回転角の変化を検出して出力するセンサということができる。

上述したポテンショメータ４０および角度位置センサ４１は、それぞれ、本発明における「出力機構（回転軸３０）の機械的変位を検出する第２のセンサおよび第３のセンサ」に相当する。

本実施の形態においては、角度センサとして、可変抵抗器から成るポテンショメータ４０と、角度位置センサ４１とを用いるものとするが、これらに代えて、回転軸３０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や、回転軸３０の回転角度に対応してパルスを出力する、相対的位置センサであるインクリメンタル型のロータリエンコーダなどを用いてもよい。

［診断装置の構成］
診断装置７０は、図１に示すように、算出回路７１、比較回路７２、診断回路７３および出力回路７４を備えている。

ここで算出回路７１は、各センサの出力から回転軸３０の機械的な変位量をそれぞれ計算する演算回路である。このような算出回路７１は、各センサに対応して第１算出回路７１１、第２算出回路７１２、および第３算出回路７１３から構成される。
このうち第１算出回路７１１は、次のようにして、モータ１０の一組のホールセンサＨの出力から回転軸３０の機械的な変位量（Δθh）を算出する。

図４に示すように、三相のブラシレス直流モータにおいて極対数１の場合には、各ホールセンサ信号のエッジの切り替えのパルスが６０°ごとに発生し、モータ１０のモータ軸が１回転すると合計６回発生する。したがって、各ホールセンサ信号のエッジの切り替えのパルスを計数して、モータの極対数をｐ、減速比をＧとし、電動アクチュエータ１００の回転軸３０がΔθptだけ回転したときに発生したパルス数をｎとすれば、一組のホールセンサＨの信号の変化から算出した変位量Δθhは、次の式（１）で表すことができる。

Δθh＝（６０・ｎ）／（ｐ・Ｇ） （１）

以下、一組のホールセンサＨの信号の変化に基づいて第１算出回路７１１によって算出された回転軸３０の回転角の変位量Δθhを「第１の変位量Δθh」ということがある。

第２算出回路７１２は、ポテンショメータ４０の出力θptから回転軸３０の回転角の変位量Δθptを算出する。また、第３算出回路７１３は、角度位置センサ４１の出力から回転軸３０出力機構の機械的な変位量Δθpsを算出する。
以下、ポテンショメータ４０の出力に基づいて第２算出回路７１２によって算出された回転軸３０の回転角の変位量Δθptを「第２の変位量Δθpt」といい、角度位置センサ４１の出力に基づいて第２算出回路７１２によって算出された回転軸３０の回転角の変位量Δθpsを「第３の変位量Δθps」ということがある。

なお、説明の便宜上、図１には、第１算出回路７１１、第２算出回路７１２、第３算出回路７１３が独立して描かれているが、実装する場合は、第１～第３算出回路７１１、７１２、７１３を含む算出回路７１を、１または複数の演算回路によって実現してもよい。

比較回路７２は、第１算出回路７１１によって算出された第１の変位量Δθhと、第２算出回路７１２によって算出された第２の変位量Δθptと、第３算出回路７１３によって算出された第３の変位量Δθpsとを互いに比較する回路である。より具体的には、比較回路７２は、第１の変位量Δθhと第２の変位量Δθptとを比較して、その差の大きさに応じた信号を診断回路７３に出力する。また、第１の変位量Δθhと第３の変位量Δθpsとを比較して、その差の大きさに応じた信号を診断回路７３に出力する。また、第２の変位量Δθptと第３の変位量Δθpsとを比較して、その差の大きさに応じた信号を診断回路７３に出力する。

例えば、比較回路７２は、電動アクチュエータ１００の回転軸３０が、図５に示す位置Ｐａから位置Ｐｍまで回転して、角度位置センサ４１によって第３の変位量Δθpsが検出されたとする。このとき一組のホールセンサＨの信号の変化から算出された第１の変位量Δθhと、ポテンショメータ４０の出力θptから算出された第２の変位量Δθptとを比較して、次の式（２）によって、２つの変位量の差の割合ＡＥh-pt［％］を算出する。同様に、第１の変位量Δθhと第３の変位量Δθpsとの差の割合ＡＥh-ps、および第２の変位量Δθptと第３の変位量Δθpsとの差の割合ＡＥps-ptをそれぞれ次の式（３）および（４）によって算出する。（以下、２つの変位量の差の割合を「開度エラーの割合」ということがある。）

ＡＥh-pt ＝（（Δθｈ－Δθpt）／Δθpt）・１００ （２）
ＡＥh-ps ＝（（Δθh －Δθps）／Δθps）・１００ （３）
ＡＥps-pt＝（（Δθps－Δθpt）／Δθpt）・１００ （４）

さらに、比較回路７２は、開度エラーの割合ＡＥh-pt、ＡＥh-ps、ＡＥps-ptのそれぞれを予め定めたしきい値と比較し、しきい値を超えているか否かを示す信号を、第１の変位量Δθhと第２の変位量Δθptと第３の変位量Δθpsとの比較結果として、診断回路７３に出力する。

診断回路７３は、比較回路７２によって第１の変位量Δθhと第２の変位量Δθptと第３の変位量Δθpsとを比較した結果に基づいて、一組のホールセンサＨ、ポテンショメータ４０、および角度位置センサ４１の状態を診断する。ここで「変位量を比較した結果」は、例えば、比較対象とされた２つのセンサの組み合わせのそれぞれについて、開度エラーの割合、言い換えれば、２つのセンサがそれぞれ検出した変位量のずれ（差）の割合の大小を表す情報である。開度エラーの割合がしきい値を超えているか否かを示す情報は、「変位量を比較した結果」の一例である。

診断回路７３は、各センサによって検出された変位量を比較した結果の組み合わせと診断内容とを関連づけて記憶している。このような関連づけの例を図６に示す。

図６において、左欄の「ホールセンサ⇔ポテンショメータ」、「ホールセンサ⇔角度位置センサ」および、「ポテンショメータ⇔角度位置センサ」は、それぞれ第１の変位量Δθhと第２の変位量Δθptとの開度エラーの割合ＡＥh-pt、第１の変位量Δθhと第３の変位量Δθpsとの開度エラーの割合ＡＥh-ps、第２の変位量Δθptと第３の変位量Δθpsとの開度エラーの割合ＡＥps-ptに対応する。また、「Ｈ」は、各開度エラーの割合がしきい値を超えており、「Ｌ」は超えていないことを示している。

要するに、本実施の形態においては、一組のホールセンサ（第１のセンサ）、ポテンショメータ（第２のセンサ）、および角度位置センサ（第３のセンサ）の３つのセンサそれぞれの出力から変位量を算出していることから、比較するセンサの組み合わせは３Ｃ２＝３通りある。したがって、１回の診断にあたっては、これら３通りのセンサの組み合わせごとに開度エラーの割合の大小の組み合わせが算出される。これら３通りのセンサの組み合わせごとに算出された開度エラーの割合の大小の組み合わせを「ステータス」と呼ぶことにする。

本実施の形態においては、第１～第３のセンサから比較対象とされた２つのセンサの組み合わせに対して、開度エラーの割合がしきい値を超えているか否かによって開度エラーの割合の大小を「Ｈ／Ｌ」の２値で表しているため、全部で２＾３＝８通りのステータスが存在する。そして、電動アクチュエータの診断の観点を加味すると、図６に示すように、各ステータスに応じて次のような診断を行うことができる。

［ステータス１］ ホールセンサ、ポテンショメータ、角度位置センサの２つ以上が異常であるが、異常のあるセンサを特定することはできない。
［ステータス２］ 角度位置センサが異常。したがって、「ホールセンサ⇔角度位置センサ」および「ポテンショメータ⇔角度位置センサ」のいずれかの診断は実施しなくても良いので診断時間が短縮できる。
［ステータス３］ ポテンショメータが異常。したがって、「ホールセンサ⇔ポテンショメータ」および「ポテンショメータ⇔角度位置センサ」のいずれかの診断は実施しなくても良いので診断時間が短縮できる。
［ステータス４］ 論理的に発生することはないステータス。
［ステータス５］ ホールセンサが異常。したがって、「ホールセンサ⇔角度位置センサ」および「ホールセンサ⇔角度位置センサ」のいずれかの診断は実施しなくても良いので診断時間が短縮できる。
［ステータス６］ 論理的に発生することはないステータス。
［ステータス７］ 論理的に発生することはないステータス。
［ステータス８］ ホールセンサ、ポテンショメータ、角度位置センサのすべてが正常。

診断回路７３は、上述したステータスと診断結果との関係を記憶しており、比較回路７２の比較結果によって定まるステータスに応じて診断を行うことができる。それによって、故障個所を特定することが可能となる。

この診断回路７３による診断の結果は、出力回路７４から外部に出力され、例えば、表示装置９０に表示される。また、いずれかのセンサに故障もしくは何らかの異常がある状態と診断されたときには、メンテナンスを促すメッセージを、異常があると診断されたセンサを特定する情報とともに、表示装置９０に表示するように構成してもよい。

上述した診断装置７０のハードウェア構成の例を図７に示す。診断装置７０は、バス７０４を介して互いに通信可能に接続された演算装置７０１、メモリ７０２、Ｉ／Ｆ回路７０３を含むコンピュータと、このコンピュータにインストールされたコンピュータプログラムとから構成することができる。比較回路７２が用いるしきい値や、診断回路７３が用いる、図６に示すようなステータス表は、メモリ７０２に記憶させることができる。コンピュータを構成する各種ハードウェア資源がコンピュータプログラムにしたがって協働することにより、このコンピュータが上述した算出回路７１、比較回路７２、診断回路７３、出力回路７４の機能を実現する。

［診断装置の動作］
次に、診断装置７０の動作について、図８、図９を参照して説明する。

全体的な動作としては、図８に示すように、まず、一組のホールセンサＨの出力から算出される回転軸３０の機械的な変位量Δθhとポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptとを比較して、開度エラーの割合ＡＥh-ptがしきい値を超えているか否かを判断する（ステップＳ１０）。次に、一組のホールセンサＨの出力から算出される回転軸３０の機械的な変位量Δθhと角度位置センサ４１の出力から算出される変位量Δθpsとを比較して、開度エラーの割合ＡＥh-psがしきい値を超えているか否かを判断する（ステップＳ２０）。次に、ポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptと角度位置センサ４１の出力から算出される変位量Δθpsとを比較して、開度エラーの割合ＡＥps-ptがしきい値を超えているか否かを判断する（ステップＳ３０）。そして、２つのセンサの組み合わせごとの判断結果、すなわち、ステータスに応じて診断を行い、故障個所を特定する（Ｓ４０）。
なお、ステップＳ１０～Ｓ３０はいずれを先に実行してもよく、これらの実行順序はここに示すものには限定されない。

図８に示したサブルーチンＳ１０～Ｓ３０の、変位量を比較する手順について、Ｓ１０を例に、図９を参照して説明する。

まず、モータ１０を回転させて回転軸３０を回動させる（ステップＳ１０１）。診断タイミングが到来していなければ（ステップＳ１０２：ＮＯ）、回転軸３０の回動を続ける（ステップＳ１０１）。診断タイミングが到来すれば（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、算出回路７１は、一組のホールセンサＨの出力から算出される回転軸３０の機械的な変位量Δθhとポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptとを算出して、その結果を比較回路７２に出力する（ステップＳ１０３）。ここで「診断タイミングが到来する」とは、例えば、角度位置センサ４１から検知信号が出力されることをいう。仮に角度位置センサ４１に代えて、アブソリュート型やインクリメンタル型の連続的な出力が得られるセンサを採用している場合は、任意のタイミングで診断を開始してもよい。

比較回路７２は、変位量Δθhと変位量θptから上述した式（２）に基づき、開度エラーの割合ＡＥh-ptを算出し（ステップＳ１０４）、これをしきい値と比較して、開度エラーの割合ＡＥh-ptが正常範囲内かどうかを判断する（ステップ１０５）。開度エラーの割合ＡＥh-ptが正常範囲内であれば（ステップ１０５：ＹＥＳ）、一組のホールセンサＨの出力から算出される変位量Δθhとポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptとの比較結果は正常であるとして、判断結果「Ｌ」を診断回路７３に出力する（ステップ１０６ａ）。

一方、開度エラーの割合ＡＥh-ptが正常範囲内になければ（ステップ１０５：ＮＯ）、一組のホールセンサＨの出力から算出される変位量Δθhとポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptとの比較結果は異常であるとして、判断結果「Ｈ」を診断回路７３に出力する（ステップＳ１０６ｂ）。この時点では、一組のホールセンサＨとポテンショメータ４０の何れかに異常が生じていることが疑われるが、どちらに異常が生じているのかは、一組のホールセンサＨの出力から算出される変位量Δθhと角度位置センサ４１の出力から算出される変位量Δθpsとの比較の結果、およびポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptと角度位置センサ４１の出力から算出される変位量Δθpsとの比較の結果を踏まえることによって特定することができる。

一組のホールセンサＨの出力から算出される変位量Δθhと角度位置センサ４１の出力から算出される変位量Δθpsとの比較（ステップＳ２０）、およびポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptと角度位置センサ４１の出力から算出される変位量Δθpsとの比較（ステップＳ３０）も、図９に示したステップＳ１０の手順に準じて行うことができるので、詳細な説明は省略する。

なお、各センサの出力から算出された変位量および／または変位量の比較結果、すなわち、開度エラーの割合もしくは開度エラーの割合が正常範囲内であったか否かを時系列でメモリ７０２に記憶しておき、これらをトレンドデータとして出力回路７４を介して外部に出力してもよい。

［第１の実施の形態の変形例］
本実施の形態に係る電動アクチュエータ１００の診断装置７０においては、図９に示したように、各センサの出力から算出した変位量を比較することによって故障個所を特定したが、本発明における「出力機構の機械的な変位量」として、出力機構の機械的な変位の時間的な変化量、すなわち、各センサの出力から算出される速度または角速度を比較するようにしてもよい。

図８に示したサブルーチンＳ１０、すなわち一組のホールセンサＨの出力から算出される変位量とポテンショメータ４０の出力から算出される変位量とを比較する場合において、それぞれ角速度を算出して比較する例を図１０に示す。

まず、モータ１０を回転させて回転軸３０を回動させる（ステップＳ１１１）。診断タイミングが到来していなければ（ステップＳ１１２：ＮＯ）、回転軸３０の回動を続ける（ステップＳ１１１）。診断タイミングが到来すれば（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、算出回路７１は、一組のホールセンサＨの出力から算出される回転軸３０の機械的な変位量Δθhとポテンショメータ４０の出力から算出される変位量Δθptとを算出するとともに（ステップＳ１１３）、その間の時間ｔを測定し（ステップＳ１１４）、下記の式（５）および（６）に従って、角速度ωhとωptを求める（ステップＳ１１５）。

例えば、三相のブラシレス直流モータにおいて極対数１の場合には、各ホールセンサ信号のエッジの切り替えのパルスが６０°ごとに発生し、モータ１０のモータ軸が１回転すると合計６回発生する。したがって、モータの極対数をｐ、減速比をＧとし、電動アクチュエータ１００の回転軸３０がΔθptだけ回転したときに発生したパルス数をｎ、回動時間をｔとすれば、第１算出回路７１１は、一組のホールセンサＨの信号の変化から算出した角速度ωhを次の式（５）から算出することができる。

ωh＝（２π／（３６０・ｔ））（（６０・ｎ）／（ｐ・Ｇ）） （５）

また、第２算出回路７１２は、上記のωhの算出対象となった電動アクチュエータ１００の動作によって回転軸３０が回転し、ポテンショメータ４０の出力から算出される回転軸３０の回転角の変位量Δθptから、その時の角速度ωptを次の式（６）に基づいて算出する。

ωpt＝（２π・Δθpt）／（３６０・ｔ） （６）

比較回路７２は、一組のホールセンサＨの信号の変化から第１算出回路７１１によって算出された回転軸３０の角速度ωhと、ポテンショメータ４０の出力から第２算出回路７１２によって算出された角速度ωptとを比較して、次の式（７）によって表される角速度エラーの割合ωＥh-pt［％］を算出して（ステップＳ１１６）、予め定められたしきい値と比較することによって、角速度エラーの割合ωＥh-ptが正常範囲内か否かを判断する（ステップＳ１１７）。

ωＥh-pt＝（ωh－ωpt）／ωpt・１００ （７）

開度エラーの割合ＡＥh-ptが正常範囲内であれば（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、一組のホールセンサＨの出力から算出される角速度ωhと、ポテンショメータ４０の出力から算出される角速度ωptとの比較結果は正常であるとして、判断結果「Ｌ」を診断回路７３に出力する（ステップＳ１１８ａ）。また、角速度エラーの割合ωＥh-ptが正常範囲内になければ（ステップＳ１１７：ＮＯ）、一組のホールセンサＨの出力から算出される角速度ωhとポテンショメータ４０の出力から算出される角速度ωptとの比較結果は異常であるとして、判断結果「Ｈ」を診断回路７３に出力する（ステップＳ１１８ｂ）。

一組のホールセンサＨの出力から算出される角速度ωhと角度位置センサ４１の出力から算出される角速度ωpsとを比較し、角速度エラーの割合ωＥh-psをしきい値と比較する手順（図８に示すステップＳ２０）、およびポテンショメータ４０の出力から算出される角速度ωptと角度位置センサ４１の出力から算出される角速度ωpsとを比較し、角速度エラーの割合ωＥps-ptをしきい値と比較する手順（ステップＳ３０）も、図１０に示したステップＳ１０の手順に準じて行うことができるので、詳細な説明は省略する。

なお、ωps、ωＥh-ps、ωＥps-ptは、次の式により算出される。

ωps＝（２π・Δθps）／（３６０・ｔ） （８）
ωＥh-ps＝（ωh－ωps）／ωps・１００ （９）
ωＥps-pt＝（ωps－ωpt）／ωpt・１００ （１０）

診断回路７３は、以上のようにして求めた角速度エラーの割合ωＥh-pt、ωＥh-ps、およびωＥps-ptのステータスに基づいて故障個所を特定し（図８のＳ４０）、その旨を出力して処理を終了する。

［第１の実施の形態の効果］
本実施の形態に係る電動アクチュエータ１００によれば、診断装置７０を備えることによって、電動アクチュエータの診断を行うことができる。
具体的には、異なる複数のセンサの出力からそれぞれ算出される回転軸の変位量を比較して、複数の比較結果に基づいて診断を行うので、故障箇所を特定することが可能となる。したがって、電動アクチュエータを停止させなくても、故障箇所を特定することができ、メンテナンスの作業負担を軽減することができる。

また、各センサの出力から算出された変位量（変位量の時間的変化、すなわち速度または角速度を含む。）および／または変位量の比較結果、すなわち、開度エラーの割合もしくは開度エラーの割合が正常範囲内であったか否かの時系列データからこれらのトレンドをモニタすることにより、バルブの故障診断などの予防保全に適用できる。

また、本実施の形態に係る電動アクチュエータを弁の開閉に用いた場合には、次のような効果を得ることができる。

本実施の形態に係る電動アクチュエータを弁の開閉に用いた場合には、モータ１０に備えられた一組のホールセンサＨの信号から算出される回転軸３０の回転角の変化Δθhまたは角速度ωhと、ポテンショメータ４０の出力から算出される回転軸３０の回転角の変化Δθptまたは角速度ωptと、角度位置センサ４１の出力から算出される回転軸３０の回転角の変化Δθpsまたは角速度ωpsとの差（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）を容易に把握することができる。したがって、回転軸３０の変位量（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または角速度の差（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）の当初の設計値からの乖離幅に応じて、ホールセンサＨ、ポテンショメータ４０および角度位置センサ４１の劣化状態を容易に把握することができる。したがって、回転角の変化の差（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または角速度の差（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）の当初の設計値からの乖離幅が大きくなって劣化が進んだ場合には、故障発生する前に適切な対応をとることができ、極めて効果的な予知保全を実現することが可能となる。これにより、保証期間を超える長期使用を想定した場合でも、一定の信頼性を提供することが可能となる。また、角度センサや制御回路など、電動アクチュエータの既存構成を用いて劣化指標を容易に計算でき、回路規模さらには製品コストの増大を必要とすることなく、電動アクチュエータの信頼性を高めることが可能となる。

その際には、比較回路７２が、モータ１０に備えられた一組のホールセンサＨの信号から算出される回転軸３０の変位量Δθhまたは角速度ωhと、ポテンショメータ４０の出力から算出される回転軸３０の変位量Δθptまたは角速度ωptと、角度位置センサ４１の出力から算出される回転軸３０の回転角の変化Δθpsまたは角速度ωpsとから、変位量の差（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または角速度の差（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）の当初の設計値からの乖離幅を計算して、データ通信により上位装置へ順次通知してもよい。

さらには、比較回路７２が、変位量の差（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または角速度の差（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）をメモリ７０２に時系列データとして順次保存しておき、この時系列データから生成した近似関数に基づき将来の変位量の差（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または角速度の差（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）の当初の設計値からの乖離幅を推定し、この推定値が正常範囲Ｅから離脱する時期を注意点として予測するようにしてもよい。これにより、モータ、ポテンショメータ４０および角度位置センサ４１の劣化時期すなわち交換時期を予測することができる。

また、変位量の差（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または角速度の差（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）の経時変化を、診断回路７３や上位装置でモニタすることにより、モータ、ポテンショメータ４０および角度位置センサ４１の劣化時期すなわち交換時期を予測でき、流量制御バルブや風量調整ダンパーなどの予知保全に極めて有用である。また、変位量の差（Δθh－Δθpt），（Δθh －Δθps），（Δθps－Δθpt）、または角速度の差（ωh－ωpt），（ωh －ωps），（ωps－ωpt）を計算する時には、その所要時間は、ポテンショメータ４０で開度を検出するという、極めて短い時間で済むため、アプリケーションによっては、通常の運転動作中であっても回転角の変化の差または角速度の差を算出することができる。したがって、回転角の変化の差または角速度の差を定期的に算出することにより、ホールＩＣ、ポテンショメータ４０および角度位置センサ４１の劣化状態の変化をいち早く検出でき、迅速な対応をとることが可能となる。

［第２の実施の形態］
上述した第１の実施の形態においては、電動アクチュエータ１００内に診断装置７０が設けられた例を説明したが、診断装置７０を構成する各種回路を複数の装置に分散させて構成することも可能である。本発明の第２の実施の形態に係る診断装置は、診断回路７３を電動アクチュエータとは別の装置である端末装置に設ける例である。

図１１に、本発明の第２の実施の形態に係る診断装置の構成例を示す。この例では、電動アクチュエータ１００Ｂには、算出回路７１と、比較回路７２と、無線通信インターフェース回路（無線Ｉ／Ｆ）７５とを含む測定装置７０Ｂが設けられる。このうち測定装置７０Ｂに設けられた無線通信インターフェース回路７５は、無線通信により各種データを出力することを可能にする。

一方、端末装置２００には、無線通信インターフェース回路（無線Ｉ／Ｆ）２００３と診断回路７３と出力回路７４と表示装置９０とが設けられている。この端末装置２００は、図１２に示すように、バス２００４を介して互いに通信可能に接続された演算装置２００１、メモリ２００２、無線通信インターフェース回路２００３、Ｉ／Ｏ装置２００５を含むコンピュータと、このコンピュータにインストールされたコンピュータプログラムとから構成することができる。

このうち、無線通信インターフェース回路２００３は、例えば、電動アクチュエータ１００Ｂ側の測定装置７０Ｂの無線通信インターフェース回路７５と、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信規格に則った通信方式に則って無線で接続する。また、Ｉ／Ｏ装置２００５は、タッチパネル等の入力装置やＬＣＤ等の表示装置９０を含む。このような端末装置２００は、例えば、現場の担当者が使用する持ち運び可能なモバイル端末装置である。

上述した構成を有することにより、端末装置２００は、無線通信インターフェース回路２００３を介して、電動アクチュエータ１００Ｂ側の測定装置７０Ｂの無線通信インターフェース回路７５と無線通信を行い、比較回路７２によって取得された比較結果等の出力データを受信して、これを診断回路７３に入力するように構成されている。そして、端末装置２００に構成された診断回路７３は、電動アクチュエータ１００Ｂ側の測定装置７０Ｂから出力された出力データに基づき、診断を行う。その診断の結果は、出力回路７４を介して表示装置９０に表示される。

以上の機能は、端末装置２００のコンピュータを構成する各種ハードウェア資源がコンピュータプログラムにしたがって協働することにより実現される。

このように比較回路７２と診断回路７３とを、それぞれ電動アクチュエータ１００Ｂと端末装置２００とに分けて設けることによって、電動アクチュエータ１００Ｂと端末装置２００とは、一体となって診断装置を構成することとなる。その結果、電動アクチュエータ１００Ｂ側の測定装置７０Ｂを構成する演算装置の負荷を軽減することができる。
また、保守担当者等が使用する端末装置２００において診断が行えるので、保守作業の効率が向上することが期待できる。

なお、本実施の形態において、電動アクチュエータ１００Ｂ側の測定装置７０Ｂと端末装置２００とは無線通信により互いに接続されるものとして説明したが、有線で接続されるように構成してもよい。

［第３の実施の形態］
上述した第２の実施の形態においては、診断装置を構成する比較回路７２と診断回路７３をそれぞれ電動アクチュエータ１００Ｂと端末装置２００とに分離して設けたが、本発明の第３の実施の形態においては、図１３に示すように、電動アクチュエータ１００ＣがネットワークＮＷを介して上位装置３００に接続されている場合において、診断装置を構成する比較回路７２と診断回路７３のうち、比較回路７２を電動アクチュエータ１００Ｃ側の測定装置７０Ｃに設け、診断回路７３を、上位装置３００に設ける例である。

電動アクチュエータ１００Ｃ側の測定装置７０Ｃには、ネットワーク・インターフェース回路（ＮＷ Ｉ／Ｆ）７６が設けられ、測定装置７０Ｃは、このネットワーク・インターフェース回路７６を介して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のネットワークＮＷに接続可能に構成されている。

一方、上位装置３００も、ネットワーク・インターフェース回路３００３を備えており、ネットワークＮＷを介して、電動アクチュエータ１００Ｃの測定装置７０Ｃと通信可能に構成されている。この上位装置３００も、演算装置やメモリ、各種Ｉ／Ｆ回路やＩ／Ｏ装置から構成されたコンピュータであり、これらのハードウェア資源と上位装置３００にインストールされたコンピュータプログラムとが協働することによって、診断回路７３の機能を実現する。

電動アクチュエータ１００Ｃに設けられた測定装置７０Ｃと上位装置３００とは、それぞれネットワーク・インターフェース回路７６、３００３を介してネットワークＮＷに接続可能な構成をとることによって、各センサの出力から算出された変位量を比較回路７２によって比較した結果を、出力データとして、測定装置７０Ｃから上位装置３００にネットワークＮＷを介して送信することができる。

一方、上位装置３００は、測定装置７０Ｃから出力される出力データを受信で、これを診断回路７３に入力するように構成されており、診断回路７３は、ネットワークＮＷを介して受信したデータに基づき、診断を行う。

このように比較回路７２と診断回路７３とを、それぞれ電動アクチュエータ１００Ｃと上位装置３００とに分けて設けることによって、電動アクチュエータ側の測定装置７０Ｃを構成する演算装置の負荷を軽減することができる。
また、中央監視装置を構成する上位装置３００で診断を行うので、現場に行かなくても、電動アクチュエータ１００Ｃの診断を行うことができる。

［実施の形態のその他の変形例］
上述した実施の形態の他にも、様々な変形例が考えられる。

［変形例１］
上記の第１～第３の実施の形態においては、モータの回転を検出する第１のセンサとして、ブラシレス直流モータ１０に備えられたホールセンサＨＵ、ＨＶ、ＨＷを用いたが、ホールセンサに代えて、モータ１０のロータ１１に設けられたロータリエンコーダなど相対的位置センサを用いてもよい。
この場合、モータ１０は、ブラシレス直流モータ以外のモータ、例えば、ステッピングモータや交流モータなど、ホールセンサを備えていないモータを使用することができる。

［変形例２］
上記の第１～第３の実施の形態においては、診断回路７３は、比較回路７２から出力される比較結果に基づいて診断を行う例について説明したが、比較回路７２による比較結果をメモリ７０２等の記憶装置に記憶させておき、診断回路７３は、この記憶装置に記憶された比較結果に基づいて診断するようにしてもよい。このように記憶装置を設けることによって、比較結果のトレンドに基づいて診断を行うことが可能となる。

［変形例３］
上記の第２および第３の実施の形態においては、電動アクチュエータ１００Ｂ，１００Ｃ側の測定装置に算出回路７１および比較回路７２を設ける例について説明したが、診断装置を構成する各回路のうちいずれの回路を電動アクチュエータ側に設けるのかは任意である。例えば、電動アクチュエータ側には、算出回路７１とインターフェース回路のみを設け、比較回路７２および診断回路７３を端末装置２００や上位装置３００に設けるようにしてもよい。または、電動アクチュエータ側にはインターフェース回路のみを設ける一方、端末装置２００や上位装置３００に算出回路７１、比較回路７２、診断回路７３を設けるようにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、電動アクチュエータの診断装置を例に説明したが、本発明は、電動アクチュエータのみならず、相対的位置センサあるいはアブソリュート位置センサなどの位置センサを使用した全ての製品に適用できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

本発明は、電動アクチュエータの維持管理に利用することができる。

１００、１００Ｂ、１００Ｃ…電動アクチュエータ、１０…モータ、２０…減速機、３０…回転軸、４０…ポテンショメータ、４１…角度位置センサ、５０…制御回路、６０…駆動回路、７０…診断装置、７１…算出回路、７２…比較回路、７３…診断回路、７４…出力回路、７５…無線通信インターフェース回路、７６…ネットワーク・インターフェース回路、８０…筐体、９０…表示装置、２００…端末装置、２００３…無線通信インターフェース回路、３００…上位装置、３００３…ネットワーク・インターフェース回路、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ…ホールセンサ。

Claims (10)

1. モータと、
   前記モータの回転を制御する制御回路と、
   前記モータの回転に応じて機械的に変位する出力機構と、
   前記モータの回転を検出する第１のセンサと、
   前記出力機構の機械的変位を検出する第２のセンサおよび第３のセンサと、
   前記第１のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第１の算出回路と、
   前記第２のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第２の算出回路と、
   前記第３のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第３の算出回路と、
   前記第１の算出回路によって算出された前記出力機構の第１の変位量と、前記第２の算出回路によって算出された前記出力機構の第２の変位量と、前記第３の算出回路によって算出された前記出力機構の第３の変位量とを互いに比較する比較回路と、
   前記比較回路によって前記第１の変位量と前記第２の変位量と前記第３の変位量とを比較した結果に基づいて前記第１のセンサ、前記第２のセンサおよび前記第３のセンサの状態を診断する診断回路と
   を備え、
   前記第２のセンサおよび前記第３のセンサは、それぞれ前記出力機構の同一の機械的変位を互いに異なる方法で検出する、
   電動アクチュエータ。
2. 請求項１に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記モータは、永久磁石を備えたロータと、前記制御回路と接続されて前記ロータと対向して配置された巻線とを有するブラシレス直流モータであり、
   前記第１のセンサは、前記ロータの位置を検出するホールセンサである、
   電動アクチュエータ。
3. 請求項１または２に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記第２のセンサおよび前記第３のセンサは、前記出力機構の位置に応じて出力される信号に基づいて前記機械的な変位量を検出する絶対的位置センサである、
   電動アクチュエータ。
4. 請求項１または２に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記第２のセンサは、前記出力機構の位置に応じて出力される信号に基づいて前記機械的な変位量を検出する絶対的位置センサであり、
   前記第３のセンサは、前記出力機構が前記複数の位置のそれぞれに対応する位置に到達したときにそれぞれ検知信号を出力する絶対的位置センサである、
   電動アクチュエータ。
5. 請求項３または４に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記第２のセンサおよび前記第３のセンサの少なくともひとつは、ポテンショメータである、
   電動アクチュエータ。
6. 請求項３または４に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記第２のセンサおよび前記第３のセンサの少なくともひとつは、前記出力機構の変移の方向に沿って設けられた互いに異なる複数の位置に対応して設けられ、前記出力機構が前記複数の位置のそれぞれに対応する位置に到達したときにそれぞれ検知信号を検知信号を出力する複数の位置センサを含む、
   電動アクチュエータ。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記第１の変位量と、前記第２の変位量と、前記第３の変位量とを他の装置に出力するインターフェース回路を含み、
   前記比較回路と前記診断回路とは、前記他の装置に設けられている、
   電動アクチュエータ。
8. 請求項１～６のいずれか一項に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記比較回路によって前記第１の変位量と前記第２の変位量と前記第３の変位量とを比較した結果を他の装置に出力するインターフェース回路を含み、
   前記診断回路は、前記他の装置に設けられている、
   電動アクチュエータ。
9. 請求項７または請求項８に記載された電動アクチュエータにおいて、
   前記インターフェース回路は、無線通信インターフェース回路およびネットワーク・インターフェース回路の少なくとも一つである、
   電動アクチュエータ。
10. モータと、前記モータの回転に応じて機械的に変位する出力機構とを有する電動アクチュエータの診断装置であって、
    前記モータの回転を検出する第１のセンサと、
    前記出力機構の機械的変位量を検出する第２のセンサおよび第３のセンサと、
    前記第１のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第１の算出回路と、
    前記第２のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第２の算出回路と、
    前記第３のセンサの出力から前記出力機構の機械的な変位量を算出する第３の算出回路と、
    前記第１の算出回路によって算出された前記出力機構の第１の変位量と、前記第２の算出回路によって算出された前記出力機構の第２の変位量と、前記第３の算出回路によって算出された前記出力機構の第３の変位量とを互いに比較する比較回路と、
    前記比較回路によって前記第１の変位量と前記第２の変位量と前記第３の変位量とを比較した結果に基づいて故障箇所を診断する診断回路と
    を備え、
    前記第２のセンサおよび前記第３のセンサは、それぞれ前記出力機構の同一の機械的変位を互いに異なる方法で検出する
    診断装置。

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