JP2011172396A

JP2011172396A - 遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法

Info

Publication number: JP2011172396A
Application number: JP2010034399A
Authority: JP
Inventors: Toru Motojima; 亨本島; Hiroyuki Hirabayashi; 宏之平林; Shogo Sasaki; 章吾佐々木
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: JP5604663B2

Abstract

【課題】本発明は、バイポーラ定電圧駆動方式リール駆動ユニットにおける各Ｈアームをオンさせることにより、巻線両端をＶＤＤ電位に接続し、低消費電力化、小型化を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明による遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法は、コントローラによりリールを停止させるための条件が発生したリール停止条件発生後、前記各Ｈブリッジ(1,2)における各Ｈアーム(3,7)を全てオンとし、二相巻線(10)の両端を電源電位に接続してステップモータ(5)を停止させる場合、前記リール停止条件発生後、一旦、前記二相巻線(10)を励磁し、前記コントローラ(20)に予めパラメータとして設定された時間経過後に前記各Ｈアーム(3,7)をオンとする方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法に関し、特に、バイポーラ定電圧駆動方式リール駆動ユニットにおけるＨブリッジ回路のＨアーム両側をオンさせることにより、巻線両端をＶＤＤ電位に接続し、回路構成の簡略化、低消費電力化及び小型化を達成するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のステップモータの駆動・停止制御方法としては、一般に、ステップモータをユニポーラ定電圧駆動方式によって駆動及び停止させる方式が採用され、リール停止制御はモータ巻線全ての相（Ａ相、Ａバー相、Ｂ相、Ｂバー相）に励磁を行い、全相を励磁させることによって発生するトルクによってモータにブレーキをかける方式である。

また、バイポーラ方式の場合、バイポーラ定電圧駆動方式によるリール駆動ユニットの場合においては、停止制御の例として、モータ巻線の両端を接地することによって、停止を実現していた。
前述のユニポーラ定電圧駆動方式及びバイポーラ定電圧駆動方式は、後述の特許文献１及び２に開示されている。

特開２００２−１１１４８号公報特開２００７−７１９２号公報

従来の遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、一般に、ユニポーラ定電圧駆動方式とバイポーラ定電圧駆動方式とを比較すると、次のような長所及び短所が存在する。
ユニポーラ駆動における長所・短所
長所：駆動回路構成及び制御が簡単（ＦＥＴ等が４点で構成可能）
短所：モータ巻線を駆動時に半分しか使えないため、巻線に対する効率が悪い。
同一トルク基準ならば、バイポーラ方式に比べてモータは大型化
バイポーラ駆動における長所・短所
長所：巻線を全て使った励磁ができるため、同一トルクを基準とするならば、モータ小型化が可能
短所：駆動回路構成及び制御が複雑化する（ＦＥＴ等が８点必要）

前述のユニポーラ定電圧駆動方式においては、遊技機のリール停止時に全相励磁停止制御を行っているが、全相巻線に流す電流は全て無効電流であり、結果的にモータでの消費電力が増えることになっていた。

また、前述のバイポーラ定電圧駆動方式においては、モータの巻線両端を接地して停止させるため、ブリッジのＨアームとＬアームのオン／オフ遅延による貫通電流発生の可能性があり、この貫通電流の発生を防止するために、前述のオン／オフ遅延の制御及び貫通電流保護回路を含む機能を有する専用ＩＣを作らなくてはならず、コストダウンが困難であった。
また、他の方法として、Ｈアーム及びＬアーム素子においてオンからオフへの遅延時間と、オフからオンへの遅延時間の特性を選定することにより、貫通電流を予め回避することも可能であるが、このように組合わせる素子の特性を選定することは多大の労力を必要とし、大量生産には大きい障害となっていた。

本発明による遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法は、二相巻線をバイポーラ定電圧駆動方式の各ＨブリッジにおけるＨアーム及びＬアームの切換えにより励磁し、ステップモータをステップ駆動及び停止させてリールの動作をコントローラにより制御するようにした遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法において、前記コントローラにより前記リールを停止させるための条件が発生したリール停止条件発生後、前記各Ｈブリッジにおける各Ｈアームを全てオンとし、前記二相巻線の両端を電源電位に接続させて前記ステップモータを停止させる場合、前記リール停止条件発生後、一旦、前記二相巻線を励磁し、前記コントローラに予めパラメータとして設定された時間経過後に前記各Ｈアームをオンとする方法である。

本発明による遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、二相巻線をバイポーラ定電圧駆動方式の各ＨブリッジにおけるＨアーム及びＬアームの切換えにより励磁し、ステップモータをステップ駆動及び停止させてリールの動作をコントローラにより制御するようにした遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法において、前記コントローラにより前記リールを停止させるための条件が発生したリール停止条件発生後、前記各Ｈブリッジにおける各Ｈアームを全てオンとし、前記二相巻線の両端を電源側に接続させて前記ステップモータを停止させることにより、従来のブリッジＩＣ等の代わりにコントローラからなる制御構成のみで、貫通電流の発生を回避し、ステップモータの小型化や低消費電力化が可能となり、さらに、停止制御時には、巻線の両端をＶＤＤ電位に接続することにより、電流を流すことなくステップモータの停止制御を行うことができる。
また、低消費電力化及び小型化等によるコスト削減にも寄与できるものである。

本発明による遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法を示す構成図である。図１の停止時の励磁状態を示す構成図である。本発明の駆動・停止制御方法を適用するためのブロック図である。

本発明は、バイポーラ定電圧駆動方式リール駆動ユニットにおけるＨブリッジ回路のＨアーム両側をオンさせることにより、巻線両端をＶＤＤ電位に接続し、回路構成の簡略化、低消費電力化及び小型化を達成するようにした遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明による図３のモータ駆動部２６を構成するためのバイポーラ定電圧駆動回路を示し、このバイポーラ定電圧駆動回路は、Ａ相用とＢ相用の周知の各Ｈブリッジ１,２で構成され、前記各Ｈブリッジ１は、ＶＤＤに接続されたＨアーム３側の素子ＡＨ及びＡバーＨと接地側であるＡＧに接続されたＬアーム４側のＡバーＬ及びＡＬとからなり、ステップモータ５のＡ相巻線６が前記Ｈアーム３とＬアーム４間のＡ及びＡバー間に接続されている。

前記Ｂ相用のＨブリッジ２は、ＶＤＤに接続されたＨアーム７側の素子ＢＨ及びＢバーＨと接地側であるＡＧに接続されたＬアーム側８のＢバーＬ及びＢＬとからなり、前記ステップモータ５のＢ相巻線９が前記Ｈアーム７とＬアーム８間のＢ及びＢバー間に接続されている。
尚、前述のＡ相巻線６及びＢ相巻線９はステップモータ５をバイポーラ定電圧駆動するための二相巻線１０を形成している。

次に、前述のバイポーラ定電圧駆動回路を用いてスロットマシーン等の遊技機のリール（図示せず）をステップモータ５によって駆動・停止する場合について説明する。
前記Ａ相巻線６及びＢ相巻線９に接続された前記各ブリッジ１,２の各スイッチングトランジスタであるＡＨ，ＡＬ，ＢＨ，ＢＬ，ＡバーＨ，ＡバーＬ，ＢバーＨ，ＢバーＬを次の表１の第１表で示される各パターン０〜７に沿って、図３に示すコントローラとしての制御部２０によって駆動制御することにより、前記ステップモータ５を介して遊技機のリール（図示せず）の回転駆動と停止を行うことができる。

前述の場合、回転中の前記リールを停止させようとする場合、図３における遊技者のストップボタン３１，３２，３３の操作（ボタンのオン動作）がトリガとなり、遊技機内蔵の前記コントローラによって所望位置に停止するため、コントローラ２０がタイミングを計ってリール停止処理が行われるが、このリールを停止させるためのリール停止条件が前述のように成立（発生）した時点において、ステップモータ５では８通り（前述のパターン０〜７）の励磁組合わせのうちの何れかの１パターンの励磁が行われている。

前述の時点で、本発明の提案である各Ｈブリッジ１,２の各Ｈアーム３,７のＡＨ，ＡバーＨ，ＢＨ及びＢバーＨを全てをオンとし、各巻線６,９の両端をＶＤＤ側に接続するとステップモータ５は停止状態に移行する。

尚、前述の場合、各ブリッジ１,２のＨアーム３および７とＬアーム４,８のオン／オフ遅延が仮に発生すると、従来のような貫通電流が発生する可能性が残るため、コントローラ２０によって前記リール停止条件発生後に、一旦、前記二相巻線１０を励磁し、前記コントローラ２０に予めパラメータとて設定された時間経過後に前記各Ｈアーム３,７のＡＨ，ＡバーＨ，ＢＨ及びＢバーＨをオンとして各巻線６，９の両端を電源電位に接続して停止させることにより、貫通電流を確実に回避してステップモータ５及びリールの回転を停止させることができる。
従って、各Ｈブリッジ１,２の各素子のオン／オフ遅延を制御したり、貫通電流保護回路等を含むと云う機能を備えた従来の専用ＩＣを用いることなく、単純な制御構成のみの前記コントローラ２０のみで貫通電流の発生を回避した停止制御を行うことができる。

また、図３は、本発明における遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法を適用するためのブロック図である。この遊技機の構成は制御部２０、操作部２１、モータ駆動部２２に分かれる。前記制御部２０はマイコン２３とメモリであるＲＯＭ２４及びＲＡＭ２５にて構成され、操作部２１からの入力信号処理と、モータ駆動部２６への制御出力処理を行うＩ／Ｏ２７を有している。
前記操作部２１は、遊戯者によるリール回転開始操作のためのスタートレバー３０と、３つあるリールをそれぞれ停止する３個のストップボタン３１，３２，３３にて構成される。このスタートレバー３０と３個のストップボタン３１〜３３の入力はマイコン２３のＩ／Ｏ２７に接続される。
前記モータ駆動部２６は図１で示したトランジスタ等の駆動用素子からなるＡ相用Ｈブリッジ１及びＢ相用Ｈブリッジ２によって構成され、トランジスタはマイコンのＩ／Ｏ２７に接続されている。

遊戯者はスタートレバー３０を操作することによって、スタートレバー３０からの信号をマイコン２３がＩ／Ｏ２７経由にて受領し、ステップモータ５を回転させる駆動パルスをマイコン２３内にて生成させ、３個のリール（図示せず）を回すための信号をＩ／Ｏ２７経由にてモータ駆動部２６に出力する。
このモータ駆動部２６はこの駆動パルスにてステップモータ５を回転開始させ、目標回転速度となった時点で定速回転の制御に切り替える。
リールが一定回転となった状態において、遊戯者がストップボタン３１，３２，３３を操作すると、ストップボタン３１，３２，３３からの信号をマイコン２３がＩ／Ｏ２７経由にて受領し、３個あるストップボタン３１〜３３のうち操作した何れかのストップボタン３１〜３３に該当したリールを停止すべく、リールへの停止制御をモータ駆動部２６へＩ／Ｏ２７経由にて出力する。
このモータ駆動部２６は指示された制御パターンにて、リール停止を行う。

従って、本発明による遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法は、遊技機だけではなく、工作機等の駆動停止にも適用可能である。

１，２Ａ相、Ｂ相用Ｈブリッジ
３，７Ｈアーム
４，８Ｌアーム
５ステップモータ
６Ａ相巻線
９Ｂ相巻線
１０二相巻線
２０コントローラ（制御部）

Claims

二相巻線(10)をバイポーラ定電圧駆動方式の各Ｈブリッジ(1,2)におけるＨアーム(3,7)及びＬアーム(4,8)の切換えにより励磁し、ステップモータ(5)をステップ駆動及び停止させてリールの動作をコントローラ(20)により制御するようにした遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法において、
前記コントローラ(20)により前記リールを停止させるための条件が発生したリール停止条件発生後、前記各Ｈブリッジ(1,2)における各Ｈアーム(3,7)を全てオンとし、前記二相巻線(10)の両端を電源電位に接続して前記ステップモータ(5)を停止させる場合、前記リール停止条件発生後、一旦、前記二相巻線(10)を励磁し、前記コントローラ(20)に予めパラメータとして設定された時間経過後に前記各Ｈアーム(3,7)をオンとすることを特徴とする遊技機用ステップモータの駆動・停止制御方法。