JP2014068921A - 遊技機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遊技機100に搭載されるモータ制御装置(1、112)は、可動部106を駆動するモータ125の種別を表すモータ種別識別信号とモータ125の目標回転量及び目標回転速度を指定する信号を含む制御コマンドを受信する通信部11と、モータ種別識別信号を参照してモータ125が直流モータであると判定した場合、モータ125が所定の回転角だけ回転する度に回転角センサ128から受信する検知信号の受信回数により算出したモータ125の総回転量が目標回転量に達するとモータ125を静止させるよう、直流モータ駆動信号生成部14に駆動信号を出力させ、モータ125がステッピングモータであると判定した場合、目標回転量に相当するステップ数だけモータ125を回転させるよう、ステッピングモータ駆動信号生成部15に駆動信号を出力させる制御部13とを有する。
【選択図】図1
Description
モータ制御装置1が有するこれらの各部は、それぞれ、別個の回路として回路基板(図示せず)上に実装されてもよく、あるいは、これらの各部が集積された集積回路として回路基板上に実装されてもよい。
またモータ制御装置1は、モータ2を目標回転量だけ回転させるために、ロータリーエンコーダ4から、モータ2の回転軸(図示せず)が所定の角度回転する度に、その所定の角度回転したことを示す検知信号を受信して、回転開始からの総回転量を算出する。そしてモータ制御装置1は、制御コマンドで指定された目標回転量から総回転量との差に応じてモータ2を適宜減速することで、モータ2が目標回転量だけ回転したところでモータ2を静止させる。
テーブル300に示されるように、直流モータを正転させる場合、スイッチTR1のスイッチ端子とスイッチTR4のスイッチ端子とに、PWM方式に従って設定された、直流モータの回転速度に応じたパルス幅を持つ、周期的なパルスを含む駆動信号が印加される。一方、スイッチTR2のスイッチ端子及びスイッチTR3のスイッチ端子には駆動信号が印加されない。これにより、直流モータには、スイッチTR1とスイッチTR4とにパルスが印加されている間のみ、正極側端子に電源電圧が印加されるので、直流モータは、そのパルス幅に応じた速度で正転する。
なお、直流モータを正転させる場合、スイッチTR1とTR4のうちの何れか一方に駆動信号を印加し、他方を常時オンとしてもよい。
なお、直流モータを逆転させる場合、スイッチTR2とTR3のうちの何れか一方に駆動信号を印加し、他方を常時オンとしてもよい。
制御コマンドは、例えば、制御対象のモータ2が駆動する可動体の移動量に相当する、モータ2の目標回転量といった、モータ2の動作を特定するための動作情報またはモータ2についての設定を規定する設定情報とを含む。モータ2に対する、動作情報と設定情報の組を、便宜上、以下ではコマンドセットと呼ぶ。一つのコマンドセットは、モータの動作を規定する。
クロック信号は、例えば、制御コマンド中の所定数のビットごとに、矩形状のパルスを持つ信号とすることができる。
デバイスアドレス502は、制御コマンド500が制御対象とするモータ制御装置を特定するための識別情報であり、本実施形態では、8ビット長のビット列で表される。デバイスアドレス502は、通信回路11により、上位の制御装置から別途受信する識別アドレスと一致するか否か判定され、一致する場合、モータ制御装置1が制御コマンド500の制御対象であると判定される。
一方、モータ2がステッピングモータである場合、回転量データ5045は、目標回転量を、ステップ数で表す。
また、モータ2が直流モータである場合、モータ2の回転速度は、モータ2が駆動する可動体の重量などによって決まる負荷トルクによっても変動する。そこで、上位の制御装置は、負荷トルクに応じて速度域を指定することで、速度データの値を変更しなくても、モータ2を目標回転速度で回転させることができる。
通信回路11は、識別アドレスと制御コマンドを受信するタイミングが異なっていても、識別アドレスとデバイスアドレスとが一致するか否かを判定できるようにするために、識別アドレスを記憶するメモリ回路を有していてもよい。
レジスタ12は、通信回路11により書き込まれたコマンドセットを記憶する。そしてそのコマンドセットが制御回路13により読み出されるとそのコマンドセットを消去する。
(1)即時停止モード
図8(a)は、即時停止モードにおける、モータ2の駆動信号の時間遷移の一例を表す図である。即時停止モードでは、モータ制御装置1は、モータ2の回転開始からの総回転量が目標回転量に達するまで、駆動信号801として、目標回転速度に応じたパルス幅を持つパルス信号を周期的に出力する。そして総回転量が目標回転量に達した後、駆動信号は、モータ駆動回路3のスイッチTR3及びTR4のみをオンにするブレーキ信号となる。すなわち、モータ2に電流が流れない状態となる。即時停止モードは、例えば、モータ2が駆動する可動体が軽量で、かつ、目標回転速度が遅く、ブレーキ信号を出力した時点で直ちにモータ2が静止する場合に用いられる。
図8(b)は、慣性移動モードにおける、モータ2の駆動信号の時間遷移の一例を表す図である。慣性移動モードでは、モータ制御装置1は、目標回転量と総回転量との差である残回転量が所定の閾値Th(ただし、閾値Th>0)以上である間、駆動信号802として、目標回転速度に応じたパルス幅を持つパルス信号を周期的に出力する。そして残回転量が閾値Th未満となった時点で、モータ制御装置1は、駆動信号802をブレーキ信号とする。これにより、モータ制御装置1は、ブレーキ信号が出力された後、その閾値Thに相当する回転量だけモータ2が慣性によって回転した時点でモータ2を停止させることで、モータ2の総回転量が目標回転量となるようにモータ2を制御する。慣性移動モードは、例えば、目標回転速度が速かったり、あるいは、モータ2が駆動する可動体が重く、モータ2にブレーキ信号を出力しても、その後しばらく、慣性でモータ2が回転する場合に用いられる。
図8(c)は、減速制御モードにおける、モータ2の駆動信号の時間遷移の一例を表す図である。減速制御モードでは、残回転量が所定の閾値Th(ただし、閾値Th>0)以上である間、モータ制御装置1は、駆動信号803として、目標回転速度に応じたパルス幅を持つパルス信号を周期的に出力する。そして残回転量が閾値Th未満となった時点で、モータ制御装置1は、モータ2の回転速度を目標回転速度よりも遅くするために、駆動信号803に含まれる各パルスの幅を狭くする。そしてモータ2が減速を開始してから、閾値Thに相当する回転量だけモータ2が回転した時点、すなわち、モータ2の総回転量が目標回転量に達した時点で、モータ制御装置1は、駆動信号803をブレーキ信号として、モータ2を静止させる。
図8(d)は、段階減速モードにおける、直流モータの駆動信号の時間遷移の一例を表す図である。段階減速モードでも、残回転量が所定の閾値Th(ただし、閾値Th>0)以上である間、モータ制御装置1は、駆動信号804として、目標回転速度に応じたパルス幅を持つパルス信号を周期的に出力する。そして残回転量が閾値Th未満となった時点で、モータ制御装置1は、モータ2の回転速度を目標回転速度よりも遅くするために、駆動信号804に含まれる各パルスの幅を狭くする。そしてモータ制御装置1は、残回転量が少なくなるほどパルス幅を狭くして、モータ2の回転速度を低下させる。最終的に、モータ2が減速を開始してから、閾値Thに相当する回転量だけモータ2が回転した時点、すなわち、モータ2の総回転量が目標回転量に達した時点で、モータ制御装置1は、駆動信号804をブレーキ信号として、モータ2を静止させる。
また、モータ2が直流モータである場合、これらの停止制御モードは、モータ2が回転を停止する時において、モータ2によって駆動される可動体、例えば、遊技機の可動役物の挙動によって選択されてもよい。例えば、モータ2の回転を可動役物に伝達するギアの遊びが大きいと、停止制御モードごとに、可動役物は以下のような挙動を示す。
停止制御モードとして即時停止モードまたは慣性移動モードが適用されている場合、モータ2が急停止することにより、可動役物はギヤの遊びの範囲内で振動する。そのため、遊技機の遊技者に対して、可動役物が何かに衝突したように可動役物を見せることができる。
一方、停止制御モードとして減速制御モードが適用されている場合、モータ2の停止時の衝撃が緩和されるので、可動役物の振動も抑制される。そのため、遊技者に対して、可動役物が振動せずに停止するように見せることができる。
また、停止制御モードとして段階減速モードが適用されている場合、モータ2の停止時の衝撃がさらに緩和される。そのため、遊技者に対して、可動役物が滑らかに停止するように見せることができる。また、この場合には、モータ2を減速開始させるタイミングが早くなり得るので、遊技者に対して、可動役物がゆっくり減速するように見せることができる。
制御回路13は、ロータリーエンコーダ4からの検知信号をセンサインターフェース回路15を介して受信したか否か判定する(ステップS101)。
検知信号を受信していなければ、制御回路13は、検知信号を受信するまでステップS101の処理を繰り返す。
一方、制御回路13は、検知信号を受信すると、すなわち、モータ2が1ステップ分の回転角だけ回転すると、実行中のコマンドセットについてのモータ2の回転開始からの総回転量に1ステップ分の回転角を加算することで、総回転量を更新する(ステップS102)。そして制御回路13は、コマンドセットに指定された目標回転量から総回転量を減じることで残回転量を算出する(ステップS103)。
残回転量が0よりも多ければ、すなわち、モータ2の総回転量が目標回転量に達していなければ(ステップS104−No)、制御回路13は、駆動信号のデューティ比を目標回転速度に相当するデューティ比に設定する(ステップS105)。そして制御回路13は、そのデューティ比を直流モータ駆動信号生成回路14に通知する。直流モータ駆動信号生成回路14は、そのデューティ比に応じたパルス幅を持つ駆動信号を生成し、その駆動信号をモータ駆動回路3へ出力する。また制御回路13は、ステップS101以降の処理を繰り返す。
そして制御回路13は、モータ2が目標回転量だけ回転したことを表す命令完了信号を、通信回路11を介して上位の制御装置へ送信することにより、命令完了を報告する(ステップS107)。その後、制御回路13は、停止制御処理を終了する。
なお、ステップS201〜ステップS203の処理は、それぞれ、図9に示されたステップS101〜S103の処理と同一であるため、説明を省略する。
一方、残回転量が0以下であれば(ステップS207−Yes)、制御回路13は、モータ2が目標回転量だけ回転したことを表す命令完了信号を、通信回路11を介して上位の制御装置へ送信することにより、命令完了を報告する(ステップS208)。その後、制御回路13は、停止制御処理を終了する。
なお、ステップS301〜ステップS303の処理は、それぞれ、図9に示されたステップS101〜S103の処理と同一であるため、説明を省略する。
なお、ステップS306において、制御回路13は、駆動信号のデューティ比を、目標回転速度の1/2に相当するデューティ比とする代わりに、ブレーキ信号を出力すると直ちにモータ2が停止できる回転速度に相当するデューティ比(例えば、5%〜10%)に設定してもよい。あるいは、制御回路13は、減速後における駆動信号のデューティ比を、モータ2が滑らかに減速できる程度、例えば、目標回転速度の1/3、2/5、3/5あるいは2/3に相当するデューティ比としてもよい。
一方、残回転量が0以下であれば(ステップS307−Yes)、制御回路13は、駆動信号のデューティ比を0に設定する。そして制御回路13は、そのデューティ比を直流モータ駆動信号生成回路14に通知する(ステップS308)。直流モータ駆動信号生成回路14は、デューティ比が0であることが通知されると、ブレーキ信号をモータ駆動回路3へ出力する。そして制御回路13は、モータ2が目標回転量だけ回転したことを表す命令完了信号を、通信回路11を介して上位の制御装置へ送信することにより、命令完了を報告する(ステップS309)。その後、制御回路13は、停止制御処理を終了する。
なお、図12に示された段階減速モードが適用される場合の停止制御処理の動作フローチャートは、図11に示された減速制御モードが適用される場合の停止制御処理の動作フローチャート比較して、ステップS406の処理のみが異なり、ステップS401〜S405及びステップS407〜S409の処理は、それぞれ、ステップS301〜S305及びステップS307〜S309の処理と同一である。そこで以下では、ステップS406の処理について説明する。
その後、残回転量が0になると、制御回路13は、駆動信号のデューティ比を0に設定し、直流モータ駆動信号生成回路14は、ブレーキ信号を出力する。その後、制御回路13は、命令完了信号を、通信回路11を介して上位の制御装置へ送信することにより、命令完了を報告する。
ステップS512、S514、S516またはS517の後、モータ制御装置1は、モータ制御処理を終了する。
また他の変形例によれば、直流モータである制御対象のモータの目標回転速度は、そのモータの回転速度の制御可能な範囲全体、すなわち、駆動信号のデューティ比が0%〜100%の範囲内で指定されてもよい。同様に、ステッピングモータである制御対象のモータの目標回転速度は、1秒当たりのステップ数について設定可能な範囲全体内で指定されてもよい。直流モータとステッピングモータの両方について、目標回転速度が設定可能な範囲全体で指定される場合には、設定情報における速度域の指定は省略されてもよい。
例えば、制御回路13は、以下に示される、目標回転速度に相当する駆動信号のデューティ比及び実際の回転速度と選択される速度域との関係を表す負荷判定テーブルを参照することにより、選択する速度域を決定し、その速度域に対応する速度テーブルを利用して駆動信号のデューティ比を決定してもよい。
なお、基準回転角は、例えば、最小検知角とステッピングモータの1ステップ当たりの回転角との公約数となる角度に設定されることが好ましい。これにより、モータ2が直流モータかステッピングモータかにかかわらず、目標回転量を基準回転角の整数倍で記述できる。
図15は、上記の実施形態または変形例によるモータ制御装置を備えた弾球遊技機100の概略斜視図である。また図16は、弾球遊技機100の概略背面図である。図15に示すように、弾球遊技機100は、上部から中央部の大部分の領域に設けられ、遊技機本体である遊技盤101と、遊技盤101の下方に配設された球受け部102と、ハンドルを備えた操作部103と、遊技盤101の略中央に設けられた表示装置104とを有する。
また弾球遊技機100は、遊技の演出のために、遊技盤101の前面において遊技盤101の下方に配置された固定役物部105と、遊技盤101と固定役物部105との間に配置された可動役物部106とを有する。また遊技盤101の側方にはレール107が配設されている。また遊技盤101上には多数の障害釘(図示せず)及び少なくとも一つの入賞装置108が設けられている。
このように、モータ制御装置112は、直流モータとステッピングモータの何れも制御できるので、可動体106が大型で直流モータにより駆動する方が好ましい場合、あるいは、可動体106をステッピングモータで駆動する方が好ましい場合にも、モータ制御装置112を搭載した遊技機は対応できる。
2 モータ
3 モータ駆動回路
4 ロータリーエンコーダ
11 通信回路
12 レジスタ
13 制御回路
14 直流モータ駆動信号生成回路
15 ステッピングモータ駆動信号生成回路
16 出力回路
17 センサインターフェース回路
100 弾球遊技機
101 遊技盤
102 球受け部
103 操作部
104 表示装置
105 固定役物部
106 可動役物部
107 レール
108 入賞装置
110 主制御回路
111 演出用CPU
112 モータ制御装置
121 装飾部材
122 支持部材
123 レール
124 減速ギア
125 モータ
126 回転軸
127 ギア
128 ロータリーエンコーダ
Claims (6)
- 遊技機本体と、
前記遊技機本体の前面に移動可能に配置される可動体と、
前記可動体を駆動するモータと、
前記モータを制御するモータ制御装置と、
遊技の状態に応じた演出を制御する演出制御部とを有し、
前記演出制御部は、前記モータの種別を表すモータ種別識別信号と、前記遊技の状態に応じて、前記可動体の現在位置から移動目的地までの移動距離に対応する前記モータの目標回転量及び前記モータの目標回転速度を指定する信号とを含む制御コマンドを生成し、当該制御コマンドを前記モータ制御装置へ伝送し、
前記モータ制御装置は、
前記制御コマンドを受信する通信部と、
前記モータが直流モータである場合に、当該モータが第1の回転角だけ回転する度に検知信号を出力する回転角センサから該検知信号を受信するセンサインターフェース部と、
前記目標回転速度で直流モータを回転させる第1の駆動信号を生成し、該第1の駆動信号を出力する直流モータ駆動信号生成部と、
前記目標回転速度でステッピングモータを回転させる第2の駆動信号を生成し、該第2の駆動信号を出力するステッピングモータ駆動信号生成部と、
前記モータ種別識別信号を参照して、前記モータがステッピングモータか直流モータかを判定し、前記モータが直流モータである場合、前記検知信号の受信回数によって前記モータの回転開始からの総回転量を算出し、当該総回転量が前記目標回転量に達したところで前記モータを静止させるよう、前記直流モータ駆動信号生成部に前記第1の駆動信号を出力させ、一方、前記モータがステッピングモータである場合、前記目標回転量に相当するステッピングモータのステップ数だけ前記モータを回転させるよう、前記ステッピングモータ駆動信号生成部に前記第2の駆動信号を出力させる制御部と、
を有することを特徴とする遊技機。 - 前記目標回転量は、所定の基準回転角を1ステップとするステップ数で表され、
前記モータ制御装置の前記制御部は、
前記モータが直流モータである場合、前記目標回転量に示されたステップ数に、前記基準回転角に対する前記第1の回転角の比を乗じることで前記第1の回転角単位の目標回転量を求め、該第1の回転角単位の目標回転量と前記総回転量を比較して前記制御対象のモータを静止するか否か判定し、
一方、前記モータがステッピングモータである場合、前記目標回転量に示されたステップ数に、前記基準回転角に対する該ステッピングモータの1ステップ当たりの回転角の比を乗じることで、前記目標回転量に相当するステッピングモータのステップ数を算出する、請求項1に記載の遊技機。 - 前記モータ制御装置の前記制御部は、
前記モータが直流モータである場合、前記目標回転速度の値と該直流モータに対する電流供給をパルス幅変調方式により制御するための1周期当たりのパルス幅との関係を表す第1のテーブルを参照することにより該パルス幅を決定し、該パルス幅を前記直流モータ駆動信号生成部に通知することで前記直流モータ駆動信号生成部に前記第1の駆動信号を生成させ、
一方、前記モータがステッピングモータである場合、前記目標回転速度の値と所定期間あたりの該ステッピングモータのステップ数との関係を表す第2のテーブルを参照することにより該所定期間あたりのステップ数を決定し、該ステップ数を前記ステッピングモータ駆動信号生成部に通知することで前記ステッピングモータ駆動信号生成部に前記第2の駆動信号を生成させる、請求項1または2に記載の遊技機。 - 前記制御コマンドは、前記モータについて設定可能な回転速度の範囲のうちの何れかの部分範囲を指定する速度域指定信号をさらに含み、かつ、前記第1のテーブルは前記部分範囲ごとに設定され、
前記モータ制御装置の前記制御部は、前記モータが直流モータである場合、前記速度域指定信号に指定された前記部分範囲に対応する前記第1のテーブルを選択し、該選択した第1のテーブルを利用して前記パルス幅を決定する、請求項3に記載の遊技機。 - 前記モータが直流モータであり、前記モータについて設定可能な回転速度の範囲のうちの互いに異なる複数の部分範囲のそれぞれごとに、前記第1のテーブルが設定され、
前記モータ制御装置の前記制御部は、前記回転角センサから受信した前記検知信号の時間間隔から前記モータの実際の回転速度を測定し、前記目標回転速度と前記実際の回転速度との差が小さくなるように、複数の前記第1のテーブルのうちの何れかを選択し、該選択した第1のテーブルを利用して前記パルス幅を決定する、請求項3に記載の遊技機。 - 前記制御コマンドは、前記速度域指定信号によって前記第1のテーブルを選択するか否かを指定する速度指定方法信号をさらに含み、
前記モータ制御装置の前記制御部は、前記モータが直流モータであり、かつ、前記速度指定方法信号が前記速度域指定信号によらずに前記第1のテーブルを選択することを示している場合、前記回転角センサから受信した前記検知信号の時間間隔から前記モータの実際の回転速度を測定し、前記目標回転速度と前記実際の回転速度との差が小さくなるように、複数の前記第1のテーブルのうちの何れかを選択し、該選択した第1のテーブルを利用して前記パルス幅を決定する、請求項4に記載の遊技機。
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