JP2014236805A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流モータに掛かる負荷によらず、所望の回転速度で直流モータを回転させることができる駆動制御装置を提供する。
【解決手段】駆動制御装置１は、基準回転速度テーブルを記憶する記憶回路１４と、直流モータ２に駆動信号を出力する駆動信号生成回路１６と、制御回路１５とを有する。制御回路１５は、基準回転速度テーブルに従って、所定の電力量に応じた駆動信号を駆動信号生成回路に出力させて第１の回転方向に直流モータを回転させたときの実際の第２の回転速度と第２の回転方向に直流モータを回転させたときの実際の第３の回転速度との差の絶対値が所定の閾値以上である場合、第１の回転方向と第２の回転方向とで別個に単位時間当たりの電力量と回転速度の関係を表す回転速度テーブルを作成し、指定された回転方向に応じて選択した回転速度テーブルに従って、指定された回転速度に対応する、直流モータに供給する電力量を決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、遊技機に設けられた可動体を駆動する直流モータを制御する駆動制御装置に関する。

回胴遊技機または弾球遊技機などの遊技機には、遊技者の興趣を高めるために、遊技者の視覚、聴覚または感覚に訴える演出を行うための工夫が凝らされている。特に、遊技者の視覚に訴える演出を行うために、遊技機には、可動体、例えば、可動役物が設けられることがある。このような可動体の移動範囲及び移動速度は演出に応じて予め設定されている。そのため、一般的に、１ステップ当たりの回転量が決まっており、かつ、ステップ単位で回転量を制御できるステッピングモータによって可動体は駆動される。そして上位の制御装置の一例である演出用のプロセッサユニット（以下、単に演出用CPUと呼ぶ）が、遊技の状態に応じて可動体が指定された位置へ移動する移動量に相当するステップ数だけステッピングモータを回転させる命令を、ステッピングモータの制御回路へ送信することで、ステッピングモータがそのステップ数だけ回転し、その結果として可動体が指定された位置へ移動する（例えば、特許文献１を参照）。また、可動役物の動作を正確に制御するために、モータに与えたステップ数とフォトセンサによって検出された可動役物の位置とに基づいて、モータの脱調を検出し、ＣＰＵが脱調の度合いに応じてモータの減速パターンを設定し、その減速パターンでモータを制御する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００９−２４７８３３号公報 特開２０１１−６７４２９号公報

近年、遊技者の興趣を高めるために、遊技機に搭載される可動体の数が増加する傾向にある。遊技機に搭載される可動体の数が増えれば、各可動体を駆動するモータの数も増加する。しかし、遊技機の背面のスペースは限られているので、モータの数が増えるほど、それらモータを遊技機に配置することが困難となるおそれがあった。特に、ステッピングモータは、複数相の励磁制御を行う必要があるので、構造が複雑であり、それだけステッピングモータは大型化する。さらに、ステッピングモータは、比較的高価である。そのため、ステッピングモータの台数が増えることは好ましくない。

また、遊技者の興趣を高めるために、大型の可動役物が遊技機に搭載されることもある。このような可動役物を駆動するためには、高いトルクを持つモータが必要とされる。しかし、ステッピングモータのトルクを高くするためには、ステッピングモータ自体をより大型化せざるを得ず、その結果として、配置スペースの確保がより困難となるおそれがあった。

一方、一般的に入手可能なモータの一種として直流モータがある。直流モータは、ステッピングモータよりも安価で、同じトルクを発揮するのにステッピングモータよりも小型で済む。しかしながら、直流モータは、回転量を直接指定することができず、直流モータを駆動する電力が同じでも、直流モータに掛かる負荷によって単位時間当たりの回転量、すなわち回転速度が変わってしまう。

そこで、本発明は、直流モータに掛かる負荷によらず、所望の回転速度で直流モータを回転させることができる駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの形態として、遊技機に設けられた可動体を駆動する直流モータの駆動制御装置が提供される。この駆動制御装置は、直流モータに供給する単位時間当たりの電力量と直流モータの回転速度の基準値との関係を表す基準回転速度テーブルを記憶する記憶回路と、単位時間当たりの電力量に応じた駆動信号を生成し、その駆動信号を直流モータへ出力する駆動信号生成回路と、基準回転速度テーブルに従って、第１の回転速度に対応する第１の電力量に応じた駆動信号を駆動信号生成回路に出力させて第１の回転方向に直流モータを回転させたときの実際の回転速度である第２の回転速度と第１の回転速度との差を打ち消す第１の補正値を算出し、第１の補正値で基準回転速度テーブルに格納された回転速度の基準値を補正することで、第１の方向について単位時間当たりの電力量と直流モータの回転速度の関係を表す第１の回転速度テーブルを作成し、第１の回転方向に直流モータを回転させることが指定されると、第１の回転速度テーブルに従って、指定された回転速度に対応する単位時間当たりの電力量を決定し、決定した電力量を駆動信号生成回路に通知することで直流モータを第１の回転方向に回転させる制御回路とを有する。
ここで制御回路は、基準回転速度テーブルに従って、第１の電力量に応じた駆動信号を駆動信号生成回路に出力させて第２の回転方向に直流モータを回転させたときの実際の回転速度である第３の回転速度と第２の回転速度の差の絶対値が所定の閾値以上の場合、第１の回転速度と第３の回転速度の差を打ち消す第２の補正値を算出し、その第２の補正値で基準回転速度テーブルに格納された回転速度の基準値を補正することで、第２の方向について単位時間当たりの電力量と直流モータの回転速度の関係を表す第２の回転速度テーブルを作成し、第２の回転方向に直流モータを回転させることが指定されると、第２の回転速度テーブルに従って、指定された回転速度に対応する単位時間当たりの電力量を決定し、決定した電力量を駆動信号生成回路に通知することで直流モータを第２の回転方向に回転させることを特徴とする。

この駆動制御装置において、制御回路は、第３の回転速度と第２の回転速度の差の絶対値が所定の閾値未満の場合、第２の回転方向に直流モータを回転させることが指定されると、第１の回転速度テーブルに従って、指定された回転速度に対応する単位時間当たりの電力量を決定し、決定した電力量を駆動信号生成回路に通知することで直流モータを第２の回転方向に回転させることが好ましい。

本発明に係る駆動制御装置は、直流モータに掛かる負荷によらず、所望の回転速度で直流モータを回転させることができるという効果を奏する。

（ａ）は、直流モータにより駆動される可動役物の一例を示す図であり、（ｂ）は、直流モータにより駆動される可動役物の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る駆動制御装置の概略構成図である。 モータ駆動回路の回路図である。 モータ駆動回路の各スイッチに印加される駆動信号とDCモータの回転方向との関係を表すテーブルの一例を示す図である。 駆動コマンドのフォーマットの一例を示す図である。 基準回転速度テーブルの一例を示す図である。 回転速度テーブル作成処理の動作フローチャートである。 回転速度テーブルの一例を示す図である。 回転速度調節処理の動作フローチャートである。 上記の実施形態または変形例による駆動制御装置を複数備えた弾球遊技機の概略正面図である。 図１０に示した弾球遊技機の概略背面図である。

以下、本発明の一つの実施形態による駆動制御装置を、図を参照しつつ説明する。
最初に、直流モータ（以下、DCモータと呼ぶ）の回転方向などにより、負荷が異なる可動役物の例について説明する。図１（ａ）は、回転方向によって負荷が異なる可動役物の例を示す図であり、（ｂ）は、位置によって負荷が異なる可動役物の例を示す図である。

図１（ａ）に示した可動役物１００は、矢印１０１に示されるように、鉛直方向に沿って移動するように遊技盤（図示せず）に配置される。そのため、重力により、可動役物１００が下へ向けて移動するときに可動役物１００を駆動するDCモータに掛かる負荷は、可動役物１００が上へ向けて移動するときよりも小さくなる。

図１（ｂ）に示した可動役物１１０は、矢印１１３に示されるように、水平方向に沿って移動可能に遊技盤に配置されているものの、２段階に伸縮する構造を有している。そのため、可動役物１１０の根元側の部材１１１と先端側の部材１１２の両方が一緒に移動する範囲に可動役物１１０が位置する場合にDCモータに掛かる負荷は、先端側の部材１１２のみが移動する範囲に可動役物１１０が位置する場合にDCモータに掛かる負荷よりも大きくなる。

そこで、この駆動制御装置は、DCモータの回転速度の基準値とDCモータに供給する電力量との関係を表す基準回転速度テーブルを予め記憶する。この駆動制御装置は、例えば、起動時などに、基準回転速度テーブルに規定された所定の回転速度に対応する電力量をDCモータに供給したときの実際のDCモータの回転速度を測定する。そしてこの駆動制御装置は、実際の回転速度と所定の回転速度の差を打ち消すように電力量の補正値を求め、その補正値を用いて、基準回転速度テーブルに格納されている、各電力量に対応する回転速度を補正することで、通常動作時用の回転速度テーブルを作成する。さらにこの駆動制御装置は、DCモータを時計回りに回転させたときと反時計回りに回転させたときとで、DCモータに掛かる負荷が異なる場合にも対応できるように、同じ電力量をDCモータに供給したときの正転方向の回転速度と逆転方向の回転速度の差がある程度以上大きい場合には、正転用の回転速度テーブルと逆転用の回転速度テーブルを別個に作成する。

図２は、本発明の一つの実施形態に係る駆動制御装置１の概略構成図である。図２に示されるように、駆動制御装置１は、通信インターフェース回路１１と、通信制御回路１２と、レジスタ１３と、記憶回路１４と、制御回路１５と、駆動信号生成回路１６と、センサインターフェース回路１７とを有する。
駆動制御装置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。

駆動制御装置１は、演出用CPU（図示せず）から受信した制御コマンドに従って、制御対象のDCモータ２に電流を供給するモータ駆動回路３に対して、DCモータ２の任意のコイルなどに対する電流の供給のオン／オフを切り替えるパルス状の駆動信号を出力することで、DCモータ２を制御する。本実施形態では、駆動制御装置１は、制御コマンドで指定された目標回転速度でDCモータ２を回転させるために、DCモータ２に対する電流の供給をパルス幅変調(PWM)方式により制御する。そのため、駆動制御装置１は、駆動信号の1周期当たりのパルス幅、すなわちデューティ比を目標回転速度に応じて変化させる。このデューティ比は、DCモータ２に供給される単位時間当たりの電力量を表す。

また駆動制御装置１は、DC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、DC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。そして駆動制御装置１は、DCモータ２の総回転量が目標回転量に達したところ、すなわち、DCモータ２により駆動される可動体を所定距離だけで移動させた後にDCモータ２を静止させる。

図３は、モータ駆動回路３の回路図である。モータ駆動回路３は、４個のスイッチTR1〜TR4を有する。なお、各スイッチは、例えば、トランジスタまたは電界効果トランジスタとすることができる。このうち、二つのスイッチTR1及びTR3が、電源とグラウンドとの間に直列に接続される。同様に、二つのスイッチTR2及びTR4が、電源とグラウンドとの間に直列に接続される。そしてDCモータ２の正極側端子は、スイッチTR1とTR3の間に接続され、一方、DCモータ２の負極側端子は、スイッチTR2とTR4の間に接続される。そして各スイッチTR1〜TR4のスイッチ端子（例えば、スイッチTR1〜TR4がトランジスタであれば、ベース端子に相当し、スイッチTR1〜TR4が電界効果トランジスタであれば、ゲート端子に相当）は、それぞれ、駆動信号生成回路１６に接続される。そして駆動信号生成回路１６からの駆動信号は、各スイッチTR1〜TR4のスイッチ端子に入力される。

図４は、モータ駆動回路３の各スイッチに印加される駆動信号とDCモータ２の回転方向との関係を表すテーブルの一例を示す図である。
テーブル４００に示されるように、DCモータ２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、DCモータ２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、DCモータ２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、DCモータ２は、そのパルス幅に応じた速度で正転する。
なお、DCモータ２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。

一方、DCモータ２を逆転させる場合、スイッチTR2のスイッチ端子とスイッチTR3のスイッチ端子とに、PWM方式に従って設定された、DCモータ２の回転速度に応じた周期的なパルスを持つ駆動信号が印加される。一方、スイッチTR1のスイッチ端子及びスイッチTR4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、DCモータ２には、スイッチTR2とスイッチTR3とにパルスが印加されている間のみ、負極側端子に電源電圧が印加されるので、DCモータ２は、そのパルス幅に応じた速度で逆転する。
なお、DCモータ２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。

また、DCモータ２にブレーキをかける場合、スイッチTR3のスイッチ端子とスイッチTR4のスイッチ端子とがオンにされ、スイッチTR1のスイッチ端子とスイッチTR2のスイッチ端子とがオフにされる。

さらに、DCモータ２を駆動しない場合には、各スイッチのスイッチ端子はオフにされる。

ロータリーエンコーダ４は、回転角センサの一例であり、例えば、光学式のロータリーエンコーダとすることができる。そしてロータリーエンコーダ４は、例えば、制御対象のDCモータ２の回転軸に取り付けられた、その回転軸を中心とする円周方向に沿って複数のスリットを有する円盤と、その円盤を挟んで対向するように配置された光源と受光素子とを有する。そして光源と受光素子との間に何れかのスリットが位置する度に、光源からの光が受光素子に達することで、ロータリーエンコーダ４は、パルス状の検知信号を出力する。これにより、ロータリーエンコーダ４は、DCモータ２が所定角度回転する度に検知信号を出力する。例えば、DCモータ２の回転軸を中心とする円周方向に沿って、円盤に５０個のスリットが設けられることで、ロータリーエンコーダ４は、DCモータ２の回転軸が１回転する間に５０個の検知信号を出力する。

通信インターフェース回路１１は、例えば、駆動制御装置１を信号線を介して遊技機の演出用CPUと接続する。そして通信インターフェース回路１１は、演出用CPUから、信号線を介してシリアル伝送される複数のビットを持つ制御コマンドを受信する。また、通信インターフェース回路１１は、制御コマンドを解析するために、制御コマンドに含まれる複数のビットのそれぞれと同期を取るためのクロック信号を、演出用CPUから信号線を介して受信する。そして通信インターフェース回路１１は、制御コマンド及びクロック信号を通信制御回路１２へ出力する。さらに、通信インターフェース回路１１は、通信制御回路１２から受け取った、演出用CPUへ送信する応答信号を、信号線を介して演出用CPUへ出力する。

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。

制御コマンドには、制御対象のDCモータ２の動作を規定する駆動コマンドと、駆動制御装置１に対して、DCモータ２の状態を表す情報またはDCモータ２によって駆動される可動体の状態を表す情報を演出用CPUへ送信することを要求する情報取得要求コマンドが含まれる。
駆動コマンドは、例えば、制御対象のDCモータ２の１回の動作を規定し、DCモータ２が駆動する可動体の移動量に相当する、DCモータ２の目標回転量、及び可動体の移動速度に相当する回転速度といった、DCモータ２の動作を特定するための動作情報を含む。一方、情報取得要求コマンドは、例えば、演出用CPU２が取得したい情報の種類を表すフラグなどを含む。

図５は、駆動コマンドのフォーマットの一例を示す図である。図５に示されるように、駆動コマンド５００は、先頭から順に、STARTフラグ５０１と、デバイスアドレス５０２と、制御データ５０３と、ENDフラグ５０４とを有する。さらに、駆動コマンド５００は、隣接するフラグ、アドレス及びデータ間に、例えば'0'の値を持つ1ビットのスペーサを含んでもよい。

STARTフラグ５０１は、駆動コマンド５００の先頭であることを表すビット列であり、本実施形態では、'1'の値を持つ9個のビットが連続したビット列である。なお、STARTフラグ５０１は、駆動コマンド５００内の任意の他の何れのビット列とも一致しないビット列であればよい。

デバイスアドレス５０２は、駆動コマンド５００が制御対象とする駆動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。

制御データ５０３は、駆動制御装置１が制御するDCモータ２の動作情報を含む。具体的には、制御データ５０３は、回転方向フラグ５０３１と、速度データ５０３２と、回転量データ５０３３とを含む。

回転方向フラグ５０３１は、DCモータ２の回転方向を表す1ビットのフラグである。本実施形態では、回転方向フラグ５０３１が'0'であれば、駆動制御装置１は、DCモータ２を正転させ、一方、回転方向フラグ５０３１が'1'であれば、駆動制御装置１は、DCモータ２を逆転させる。

速度データ５０３２は、DCモータ２の目標回転速度を表す。本実施形態では、速度データ５０３２は4ビット長のビット列であり、'0'〜'15'の何れかの値となる。速度データ５０３２が'0'であればDCモータ２にブレーキをかけることを表す。すなわち、モータ駆動回路３のスイッチTR3及びTR4をオンにするブレーキ信号を出力することを表す。速度データ５０３２が'1'〜'15'であれば、その速度データ５０３２の値から求められる目標回転速度でDCモータ２を回転させることを表す。なお、この例では、速度データ５０３２の値が大きいほど、目標回転速度も速くなる。

回転量データ５０３３は、DCモータ２の目標回転量を表す。本実施形態では、回転量データ５０３３は13ビット長のビット列である。回転量データ５０３３は、目標回転量を、ロータリーエンコーダ４から受信する検知信号の数で表す。すなわち、回転量データ５０３３に示された値に、ロータリーエンコーダ４の隣接スリット間の中心角を乗じた値が、DCモータ２の実際の目標回転量となる。

ENDフラグ５０４は、駆動コマンド５００の終端であることを表すビット列である。ENDフラグ５０４は、駆動コマンドに含まれる、STARTフラグ及び他のビット列と一致しないビット列であればよい。

通信制御回路１２は、通信インターフェース回路１１を介して受信した制御コマンドが駆動コマンドである場合、その駆動コマンドが自装置宛てか否か判定し、自装置宛てであれば、その駆動コマンドに含まれる動作情報などをレジスタ１３に書き込む。一方、駆動コマンドが自装置宛てでなければ、受信した駆動コマンドを廃棄する。
駆動コマンドが自装置宛てか否かを判定するために、通信制御回路１２は、駆動コマンドに含まれるデバイスアドレスが、駆動制御装置１に対して設定されたアドレスと一致するか否か判定する。そしてデバイスアドレスと設定されたアドレスとが一致する場合、通信制御回路１２は、駆動コマンドが自装置宛てであると判定する。

なお、駆動制御装置１に設定されるアドレスは、例えば、通信制御回路１２が有する不揮発性メモリ内に予め書き込まれてもよい。あるいは、通信制御回路１２がアドレス設定用の複数のアドレス端子を有してもよい。この場合、各アドレス端子は、２進数のそれぞれの桁に対応し、接地されたアドレス端子に相当する桁の値を'0'、接地されていないアドレス端子に相当する桁の値を'1'とする。これにより、接地するアドレス端子の組み合わせを変えることで、駆動制御装置１に任意のアドレスが設定される。

一方、通信制御回路１２は、演出用CPUから情報取得要求コマンドを受信すると、その情報取得要求コマンドにより指定された情報を制御回路１５またはレジスタ１３から取得する。そして通信制御回路１２は、その情報を含む応答信号を作成し、演出用CPUへその応答信号を出力する。

レジスタ１３は、動作情報を少なくとも一つ記憶可能な記憶容量を持つ、いわゆる先入れ先出し(FIFO)方式のメモリ回路を有する。レジスタ１３が有するメモリ回路は、例えば、揮発性の読み書き可能な半導体メモリ回路により構成される。
レジスタ１３は、通信制御回路１２により書き込まれた動作情報を記憶する。そしてその動作情報が制御回路１５により読み出されるとその動作情報を消去する。

記憶回路１４は、例えば、不揮発性のメモリ回路及び揮発性のメモリ回路を有する。そして記憶回路１４は、DCモータ２へ供給される電力量に相当する駆動信号のデューティ比と対応するDCモータ２の回転速度の基準値との関係を表す基準回転速度テーブルを記憶する。

図６は、基準回転速度テーブルの一例を示す図である。基準回転速度テーブル６００の左側の列の各欄には、それぞれ、デューティ比（単位％）が格納され、右側の列の各欄には、その左隣の欄に格納されたデューティ比に対応する回転速度の基準値（単位rpm）が格納されている。なお、回転速度の基準値は、例えば、駆動制御装置１が実際に駆動するDCモータに限らず、市販されている様々なDCモータの何れか、あるいは仮想的なDCモータについて、所定の負荷が掛かっている場合の各デューティ比に対する回転速度とすることができる。また所定の負荷は、例えば、遊技機に実装される可動役物をDCモータ２で駆動する場合において想定される負荷の範囲内の何れかの値またはゼロとすることができる。

さらに、記憶回路１４は、回転速度テーブル作成処理により、基準回転速度テーブルに基づいて作成される、駆動信号のデューティ比と対応するDCモータ２の実際の回転速度との関係を表す回転速度テーブルを記憶する。なお、回転速度テーブル作成処理の詳細については後述する。

制御回路１５は、例えば、プロセッサ及び周辺回路を有する。そして制御回路１５は、回転速度テーブル作成処理を実行することにより、基準回転速度テーブルから回転速度テーブルを作成する。また制御回路１５は、レジスタ１３から読み出した動作情報を参照して、その動作情報に指定された目標回転速度のビット列と、回転速度との関係を表すテーブル（図示せず）を参照して、そのビット列の値に対応する回転速度を特定する。そして制御回路１５は、回転速度テーブルを参照して、その回転速度に対応する、駆動信号のデューティ比を決定する。その際、制御回路１５は、動作情報で指定された回転速度が、回転速度テーブルに格納された何れの回転速度とも一致しない場合、回転速度テーブルにおいて指定された回転速度に最も近い二つの回転速度を検出し、その二つの回転速度に対応する二つのデューティ比に対して線形補間を行うことで、指定された回転速度に対応するデューティ比を決定すればよい。そして制御回路１５は、動作情報で指定された回転方向及びデューティ比を駆動信号生成回路１６へ通知する。

さらに、制御回路１５は、駆動コマンドの実行中において、いわゆるフィードバック制御により、指定されたデューティ比に対するDCモータ２の実際の回転速度と、回転速度テーブルに規定された回転速度との差を求め、その差を打ち消すためのデューティ比の補正量を求め、その補正量に応じてデューティ比を補正する。

まず、回転速度テーブル作成処理について説明する。
図７は、回転速度テーブル作成処理の動作フローチャートである。制御回路１５は、例えば、遊技の実行がなされていない任意のタイミング、例えば、遊技機の起動時において、この動作フローチャートに従って回転速度テーブル作成処理を実行する。なお、制御回路１５は、遊技機の起動時に毎回回転速度テーブル作成処理を実行してもよく、あるいは、製品出荷時のみ、１週間あるいは１か月に１回のみ、回転速度テーブル作成処理を実行してもよい。さらには、制御回路１５は、前回の回転速度テーブル作成処理が行われてから所定期間（例えば、6時間、12時間、24時間）が経過する度、あるいは、前回の回転速度テーブル作成処理の実行時の環境条件から一定以上環境条件が変化する度（例えば、遊技盤周囲の温度が30℃以上変化した場合）に、遊技の実行がなされていない間に回転速度テーブル作成処理を実行してもよい。

制御回路１５は、基準回転速度テーブルに規定された回転速度の基準値B（第１の回転速度）に対応するデューティ比を駆動信号生成回路１６へ通知し、そのデューティ比に応じた駆動信号をモータ駆動回路３へ出力させて、DCモータ２を正転させる（ステップＳ１０１）。なお、回転速度の基準値Bに対応するデューティ比は、例えば、100％、あるいは、使用頻度の高いデューティ比、例えば、60％〜70％に設定される。
制御回路１５は、そのデューティ比でDCモータ２を駆動中の所定の単位時間当たりのロータリーエンコーダ４からの検知信号の数に基づいて、正転時におけるDCモータ２の実際の回転速度L（第２の回転速度）を測定する（ステップＳ１０２）。そして制御回路１５は、実際の回転速度Lに対する、基準回転速度テーブルに格納された、そのデューティ比に対する回転速度の基準値Bの比(B/L)を、実際の回転速度Lと基準値Bの差を打ち消す補正係数Vとして算出する（ステップＳ１０３）。例えば、図６に示されるように、所定のデューティ比が100％であり、そのデューティ比に対応する回転速度の基準値Bが5000rpmであったとする。この場合に、DCモータ２の実際の回転速度が4000rpmであったとすると、補正係数V=(5000/4000)=1.25となる。

補正係数Vが求まると、制御回路１５は、基準回転速度テーブルに格納されている、各デューティ比に対応する回転速度の基準値を、それぞれ、補正係数Vで割ることにより、各デューティ比に対する実際の回転速度を推定する。そして制御回路１５は、DCモータ２が正転する場合における、各デューティ比と対応する実際の回転速度の関係を表す正転用回転速度テーブルを作成する（ステップＳ１０４）。そして制御回路１５は、その回転速度テーブルを、正転に対応するフラグとともに記憶回路１４に書き込む。

図８は、回転速度テーブルの一例を示す図である。図８に示された回転速度テーブル８００の左側の列の各欄には、それぞれ、デューティ比（単位％）が格納され、右側の列の各欄には、その左隣の欄に格納されたデューティ比に対応する回転速度（単位rpm）が格納されている。なお、回転速度テーブル８００は、図６に示された基準回転速度テーブル６００における各デューティ比の回転速度を、補正係数V=1.25で補正した場合に得られるものである。

再度図７を参照すると、制御回路１５は、基準回転速度テーブルに規定された回転速度の基準値Bに対応するデューティ比を駆動信号生成回路１６へ通知し、そのデューティ比に応じた駆動信号をモータ駆動回路３へ出力させて、DCモータ２を逆転させる（ステップＳ１０５）。なお、このデューティ比は、ステップＳ１０１においてDCモータ２を正転させる際のデューティ比と同一である。制御回路１５は、そのデューティ比でDCモータ２を駆動中の所定の単位時間当たりのロータリーエンコーダ４からの検知信号の数に基づいて、逆転時におけるDCモータ２の実際の回転速度L'（第３の回転速度）を測定する（ステップＳ１０６）。そして制御回路１５は、そのデューティ比における、正転時の回転速度Lと逆転時の回転速度L'の差の絶対値ΔL(=|L-L'|)が、所定の閾値Th以上か否か判定する（ステップＳ１０７）。なお、所定の閾値Thは、例えば、駆動コマンドの実行時にフィードバック制御によりデューティ比を補正することで、正転時と逆転時とで同じ回転速度テーブルに基づいてデューティ比を決定できる回転速度差の上限値、例えば、2000rpmに設定される。ΔLが所定の閾値Th未満であれば（ステップＳ１０７−Ｎｏ）、制御回路１５は、正転時と逆転時とで、同じ回転速度テーブルを利用できる。そのため、制御回路１５は、記憶回路１４に既に記憶した回転速度テーブルに逆転に対応するフラグを関連付けて、その回転速度テーブルを、正転・逆転両用に設定する（ステップＳ１０８）。その後、制御回路１５は、回転速度テーブル作成処理を終了する。

一方、ΔLが所定の閾値Th以上であれば（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、制御回路１５は、正転時と逆転時とで、同じ回転速度テーブルを利用できない。そこで制御回路１５は、実際の回転速度L'に対する回転速度の基準値Bの比(B/L')を、実際の回転速度L'と基準値Bの差を打ち消す補正係数V'として算出する（ステップＳ１０９）。そして制御回路１５は、基準回転速度テーブルに格納されている、各デューティ比に対応する回転速度の基準値を、それぞれ、補正係数V'で割ることにより、各デューティ比に対する実際の回転速度を推定する。そして制御回路１５は、DCモータ２が逆転する場合における、各デューティ比と対応する実際の回転速度の関係を表す逆転用回転速度テーブルを作成する（ステップＳ１１０）。そして制御回路１５は、その回転速度テーブルを、逆転に対応するフラグとともに記憶回路１４に書き込む。その後、制御回路１５は、回転速テーブル作成処理を終了する。

制御回路１５は、回転速度テーブルが作成されると、駆動コマンドの実行時に、その駆動コマンドの動作情報で指定された回転方向に応じて、使用する回転速度テーブルを選択する。そして制御回路１５は、選択した回転速度テーブルを参照して、その駆動コマンドの動作情報で指定された回転速度に対応するデューティ比を決定し、そのデューティ比及び回転方向を駆動信号生成回路１６へ通知する。これにより、駆動信号生成回路１６は、指定された回転方向でDCモータ２を回転させる、そのデューティ比を持つPWM信号をモータ駆動回路３へ出力する。その際、制御回路１５は、ロータリーエンコーダ４から受信した検知信号に基づいて、駆動中のDCモータ２の実際の回転速度を測定し、必要に応じてデューティ比の補正量を求め、その補正量を用いてデューティ比を補正することで、DCモータ２の回転速度を駆動コマンドで指定された回転速度に保つ。

図９は、回転速度調節処理の動作フローチャートである。制御回路１５は、DCモータ２の動作中、この動作フローチャートに従って、駆動コマンドで指定された回転速度を保つようにデューティ比を決定する。

制御回路１５は、レジスタ１３から読み出した動作情報に含まれる回転方向フラグに従って、その動作情報で指定された回転方向に対応する回転速度テーブルを記憶回路１４から読み出す（ステップＳ２０１）。そして制御回路１５は、その動作情報に含まれる回転速度の指定値Pに対応するデューティ比を、読み出した回転速度テーブルを参照して決定する（ステップＳ２０２）。制御回路１５は、その所定のデューティ比でDCモータ２を駆動中の所定の単位時間当たりのロータリーエンコーダ４からの検知信号の数に基づいて、DCモータ２の実際の回転速度αを測定する（ステップＳ２０３）。なお、単位時間は、一つの動作コマンドで指定された動作の完了に要する時間よりも十分に短い時間、例えば、100msec〜500msecに設定される。そして制御回路１５は、回転速度の実測値αと動作情報で指定された回転速度の指定値Pとを比較する（ステップＳ２０４）。

実測値αと指定値Pの差が回転速度の許容誤差以下である場合、制御回路１５は、ステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。
一方、実測値αが、指定値Pに対して回転速度の許容誤差より速い場合、制御回路１５は、指定値Pに対する実測値αの比(α/P)を、速度補正指標Cとして算出する（ステップＳ２０５）。そして制御回路１５は、速度補正指標Cが1.2以下か否か判定する（ステップＳ２０６）。速度補正指標Cが1.2以下である場合（ステップＳ２０６−Ｙｅｓ）、制御回路１５は、デューティ比の設定値を、現在の設定値よりも回転速度テーブル上で１段階低下させる（ステップＳ２０７）。
一方、速度補正指標Cが1.2より大きい場合（ステップＳ２０６−Ｎｏ）、制御回路１５は、デューティ比の設定値を、現在の設定値よりも回転速度テーブル上で２段階低下させる（ステップＳ２０８）。
ステップＳ２０７またはＳ２０８の後、制御回路１５は、ステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。

また、実測値αが、指定値Pに対して回転速度の許容誤差より遅い場合、制御回路１５は、実測値αに対する指定値Pの比(P/α)を、速度補正指標Dとして算出する（ステップＳ２０９）。そして制御回路１５は、速度補正指標Dが1.2以下か否か判定する（ステップＳ２１０）。速度補正指標Dが1.2以下である場合（ステップＳ２１０−Ｙｅｓ）、制御回路１５は、デューティ比の設定値を、現在の設定値よりも回転速度テーブル上で１段階上昇させる（ステップＳ２１１）。
一方、速度補正指標Dが1.2より大きい場合（ステップＳ２１０−Ｎｏ）、制御回路１５は、デューティ比の設定値を、現在の設定値よりも回転速度テーブル上で２段階上昇させる（ステップＳ２１２）。
ステップＳ２１１またはＳ２１２の後、制御回路１５は、上昇後のデューティ比が回転速度テーブルに規定されたデューティ比の最大値（例えば、100％）を超えるか否か判定する（ステップＳ２１３）。上昇後のデューティ比が回転速度テーブルに規定されたデューティ比の最大値を超える場合（ステップＳ２１３−Ｙｅｓ）、制御回路１５は、デューティ比をその最大値に設定する（ステップＳ２１４）。ステップＳ２１２にて、上昇後のデューティ比が回転速度テーブルに規定されたデューティ比の最大値以下の場合（ステップＳ２１３−Ｎｏ）、あるいはステップＳ２１４の後、制御回路１５は、ステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。

さらにまた、制御回路１５は、駆動コマンドを実行する度に、そのコマンドの実行によりDCモータ２が回転を開始した後に、ロータリーエンコーダ４から受信した検知信号の数をカウントし、受信した検知信号の合計を、DCモータ２の総回転量とする。そして制御回路１５は、その総回転量を記憶回路１４に記憶する。

制御回路１５は、DCモータ２の総回転量を更新する度に、コマンドに含まれる回転量データに指定された目標回転量と総回転量との差を、残回転量として算出する。なお、制御回路１５は、残回転量が所定の閾値より少なくなると、駆動信号のデューティ比を、目標回転速度に対応するデューティ比よりも小さくしてもよい。そして制御回路１５は、残回転量がゼロになると、すなわち、駆動コマンドにより指定された目標回転量だけDCモータ２が回転すると、DCモータ２を静止させることを駆動信号生成回路１６に指示する。

駆動信号生成回路１６は、例えば、出力するパルスの幅を変更可能な可変パルス生成回路と、可変パルス生成回路により生成された、駆動信号である周期的なパルス信号を、モータ駆動回路３の何れのスイッチへ出力するかを切り替えるスイッチ回路とを有する。そして駆動信号生成回路１６は、制御回路１５から通知されたデューティ比に従って、DCモータ２を駆動するための駆動信号をPWM方式に従って生成し、その駆動信号をモータ駆動回路３の何れかのスイッチへ出力する。なお、駆動信号の１周期の長さは、例えば、50μ秒である。例えば、制御回路１５から通知された回転方向が正転である場合、駆動信号生成回路１６は、モータ駆動回路３のスイッチTR1とTR4へ周期的なパルス信号を出力する。一方、制御回路１５から通知された回転方向が逆転である場合、駆動信号生成回路１６は、モータ駆動回路３のスイッチTR2とTR3へ周期的なパルス信号を出力する。

センサインターフェース回路１７は、ロータリーエンコーダ４からの検知信号を受信するインターフェース回路を有する。そしてセンサインターフェース回路１７は、検知信号を受信する度に、その検知信号を制御回路１５へ出力する。

以上に説明してきたように、この駆動制御装置は、正転方向と逆転方向のそれぞれについて、所定のデューティ比について回転速度を測定し、その回転速度差の測定値に応じて、一つまたは二つの回転速度テーブルを作成する。そのため、この駆動制御装置は、正転時のDCモータの負荷と逆転時のDCモータの負荷の差が大きいときには、正転時と逆転時とで異なる回転速度テーブルを利用することで、指定された回転速度で正確にDCモータを回転させることができる。一方、正転時のDCモータの負荷と逆転時のDCモータの負荷の差が小さいときには、この駆動制御装置は、正転時と逆転時とで同じ回転速度テーブルを利用してデューティ比を決定できるようにするので、デューティ比の決定に要する処理を軽減できる。さらに、この駆動制御装置は、駆動コマンドの実行中にも、フィードバック制御により必要に応じてデューティ比を調節することで回転速度を一定に保つので、回転速度テーブル作成時と駆動コマンド作成時とで何らかの理由によりDCモータに掛かる負荷が変動したり、図１（ｂ）に示される可動役物のように駆動する可動体の位置で直流モータに掛かる負荷が変動する場合でも、駆動コマンドで指定された回転速度でDCモータを回転させることができる。

変形例によれば、制御回路１５は、回転速度テーブルの作成時において、基準回転速度テーブルに格納されている複数のデューティ比のそれぞれについて、実際の回転速度を測定し、その結果に基づいて各デューティ比の回転速度が実際の回転速度の測定値となるように、回転速度テーブルを作成してもよい。これにより、制御回路１５は、デューティ比と実際の回転速度とが比例関係に無い場合でも、駆動コマンドで指定された回転速度でDCモータ２を回転させることができる。

また他の変形例によれば、制御回路１５は、DCモータ２が駆動する可動役物の位置に応じて異なる回転速度テーブルを作成し、その位置に応じて使用する回転速度テーブルを切り替えるようにしてもよい。例えば、図１（ｂ）に示されるように、可動役物が２段階に伸縮する構造を有している場合、可動役物の位置によってDCモータ２に掛かる負荷が異なる。そこで、例えば、制御回路１５は、回転速度テーブル作成処理を実行する際、可動役物を、基準位置、例えば、可動役物の可動範囲の一端から動かし始め、DCモータ２に掛かる負荷が変化する位置までの間でDCモータ２の回転速度を測定することにより、一つの回転速度テーブルを作成する。そして制御回路１５は、可動役物がその位置を過ぎた後に、再度DCモータ２の回転速度を測定することにより、別の回転速度テーブルを作成すればよい。ただし、この変形例においても、同じ電力量がDCモータ２に供給されている場合において、可動役物の位置による実際の回転速度の差が閾値Th未満であれば、制御回路は、可動役物の位置によらず、一つの回転速度テーブルのみを作成して、DCモータ２の回転速度の制御に利用してもよい。なお、可動役物の位置は、DCモータ２の回転量と一対一に対応するので、制御回路１５は、ロータリーエンコーダ４からの検知信号の受信回数によってDCモータ２の回転量を求めることで、可動役物が負荷の変化する位置に達したか否かを判定すればよい。

さらに他の変形例によれば、駆動制御装置１は、DCモータ２を、PWM制御以外の方法、例えば、パルス高さ変調方式に従って制御してもよい。

上記の実施形態または変形例による駆動制御装置は、弾球遊技機または回胴遊技機といった遊技機に搭載されてもよい。
図１０は、上記の実施形態または変形例による駆動制御装置を複数備えた弾球遊技機１００の概略正面図である。また図１１は、弾球遊技機１００の概略背面図である。図１０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の前面に配置された５個の可動役物部１０５−１〜１０５−５を有する。また遊技盤１０１の側方にはレール（図示せず）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（図示せず）が設けられている。

操作部１０３は、遊技者の操作によるハンドルの回動量に応じて図示しない発射装置より所定の力で遊技球を発射する。発射された遊技球は、レールに沿って上方へ移動し、多数の障害釘の間を落下する。そして遊技球が何れかの入賞装置に入ったことを、図示しないセンサにより検知すると、遊技盤１０１の背面に設けられた主制御回路１１０は、遊技球が入った入賞装置に応じた所定個の遊技球を玉払い出し装置（図示せず）を介して球受け部１０２へ払い出す。さらに主制御回路１１０は、遊技盤１０１の背面に設けられた演出用CPU１１１を介して表示装置１０４に様々な映像を表示させる。

可動役物部１０５−１〜１０５−５は、それぞれ、遊技の状態に応じて移動する可動体の一例であり、遊技盤１０１の背面に設けられた、本発明の実施形態またはその変形例による駆動制御装置１１２−１〜１１２−５が制御するDCモータ及びその駆動装置（図示せず）により駆動される。各駆動制御装置１１２−１〜１１２−５は、例えば、弾球遊技機１００の起動時に、図７に示されたフローチャートに従って回転速度テーブルを作成する。

主制御回路１１０から演出用CPU１１１に伝達された遊技の状態を表す状態信号に基づいて、演出用CPU１１１は、可動役物部１０５−１〜１０５−５の目標座標及び目標移動速度を決定し、その決定に従った駆動コマンドを生成する。そして演出用CPU１１１は、生成した駆動コマンドを駆動制御装置１１２−１〜１１２−５へ出力する。そして、各駆動制御装置１１２−１〜１１２−５は、回転速度テーブルを参照して、その駆動コマンドに含まれる回転速度でDCモータを回転させ、それにより、可動役物部１０５−１〜１０５−５を動作させる。

このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

１ 駆動制御装置
２ DCモータ
３ モータ駆動回路
４ ロータリーエンコーダ
１１ 通信インターフェース回路
１２ 通信制御回路
１３ レジスタ
１４ 記憶回路
１５ 制御回路
１６ 駆動信号生成回路
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
１０５−１〜１０５−５ 可動役物部
１１０ 主制御回路
１１１ 演出用CPU
１１２−１〜１１２−５ 駆動制御装置

Claims (2)

1. 遊技機に設けられた可動体を駆動する直流モータの駆動制御装置であって、
   前記直流モータに供給する単位時間当たりの電力量と直流モータの回転速度の基準値との関係を表す基準回転速度テーブルを記憶する記憶回路と、
   単位時間当たりの電力量に応じた駆動信号を生成し、該駆動信号を前記直流モータへ出力する駆動信号生成回路と、
   前記基準回転速度テーブルに従って、第１の回転速度に対応する第１の電力量に応じた駆動信号を前記駆動信号生成回路に出力させて第１の回転方向に前記直流モータを回転させたときの実際の回転速度である第２の回転速度と前記第１の回転速度との差を打ち消す第１の補正値を算出し、該第１の補正値で前記基準回転速度テーブルに格納された前記回転速度の基準値を補正することで、前記第１の方向について単位時間当たりの電力量と前記直流モータの回転速度の関係を表す第１の回転速度テーブルを作成し、前記第１の回転方向に前記直流モータを回転させることが指定されると、該第１の回転速度テーブルに従って、指定された回転速度に対応する単位時間当たりの電力量を決定し、該決定した電力量を前記駆動信号生成回路に通知することで前記直流モータを前記第１の回転方向に回転させる制御回路と、
   を有し、
   前記制御回路は、前記基準回転速度テーブルに従って、前記第１の電力量に応じた駆動信号を前記駆動信号生成回路に出力させて第２の回転方向に前記直流モータを回転させたときの実際の回転速度である第３の回転速度と前記第２の回転速度の差の絶対値が所定の閾値以上の場合、前記第１の回転速度と前記第３の回転速度の差を打ち消す第２の補正値を算出し、該第２の補正値で前記基準回転速度テーブルに格納された前記回転速度の基準値を補正することで、前記第２の方向について単位時間当たりの電力量と前記直流モータの回転速度の関係を表す第２の回転速度テーブルを作成し、前記第２の回転方向に前記直流モータを回転させることが指定されると、該第２の回転速度テーブルに従って、指定された回転速度に対応する単位時間当たりの電力量を決定し、該決定した電力量を前記駆動信号生成回路に通知することで前記直流モータを前記第２の回転方向に回転させることを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記制御回路は、前記第３の回転速度と前記第２の回転速度の差の絶対値が前記所定の閾値未満の場合、前記第２の回転方向に前記直流モータを回転させることが指定されると、前記第１の回転速度テーブルに従って、指定された回転速度に対応する単位時間当たりの電力量を決定し、該決定した電力量を前記駆動信号生成回路に通知することで前記直流モータを前記第２の回転方向に回転させる、請求項１に記載の駆動制御装置。

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