JP4146588B2

JP4146588B2 - モータ制御装置、及びモータ制御方法

Info

Publication number: JP4146588B2
Application number: JP30010299A
Authority: JP
Inventors: 亨舟根
Original assignee: 株式会社タイトー
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: JP2001119995A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回胴（リール）を回転させるためのステッピングモータを駆動制御するモータ制御装置、及びモータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ステッピングモータの回転停止制御方法は、リニアに加速、低速回転、リニアに減速して停止させて、ロータの停止位置を把握しておく方法が一般的である。ところが、回胴式遊技機（スロットマシーンなど）のリールを回転させるために用いられるステッピングモータに対しては、回転停止の指示があってから回転を停止させるまでの時間に規定がある。このため、回胴式遊技機で用いられるステッピングモータの回転停止制御方法は、回転停止の指示があった場合に、ステッピングモータの全相に対して同時に励磁をかけてロータの回転を急停止させる方法が用いられている。従って、回胴式遊技機における回転停止制御ではロータの停止位置を把握することができない。このため従来では、ステッピングモータを回転起動させる時、急停止によって回転が停止されるロータの回転位置に相当する特定の位相分だけずらして励磁を開始することでロータを回転させている。
【０００３】
ところが、安定化されていない電源を用いてステッピングモータを回転駆動している場合、モータの回転を全相励磁により急停止させると、電源電圧の変動に応じてロータの停止位置も変動してしまう。このため、停止位置の変動に応じてモータの回転起動時の励磁を開始する相も変化させなくてはならないが、従来では特定の位相分だけずらして励磁を開始しているだけであるため脱調（ロータの運動が指令パルスに対して正しく追従しない状態）が起きやすかった。
【０００４】
このような脱調の発生を回避するために電源を安定化させることで対応することができるが、安定化電源にするためには回路が複雑となり、部品点数が増えるためにコストが上昇してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の回胴式遊技機などで使用されるモータ制御装置では、全相励磁によりロータの回転を停止させているため停止位置を把握することができず、また電源電圧が安定していない場合には停止位置が変動するために、ステッピングモータを再起動する際に本来の励磁相を誤ってしまい脱調などを発生させてしまうことがあった。
【０００６】
本発明は前記のような事情を考慮してなされたもので、コストを増大させることなく、全相励磁により停止されるロータの回転起動を安定して行なうことが可能なモータ制御装置、及びモータ制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータの回転を全相励磁により停止させるモータ制御装置において、モータを回転させるための電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧検出手段によって検出された電源電圧が基準電圧範囲より低い場合に前記モータを回転起動させる際の励磁相を前記全相励磁により停止させた位相より前に移動させ、前記電源電圧が基準電圧範囲より高い場合に、前記励磁相を前記全相励磁により停止させた位相より後ろに移動させる位相変更手段と、前記位相変更手段によって移動された励磁相に対して励磁を開始して、前記モータを回転させるモータ駆動手段とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
これにより、電源電圧の変動に応じて変化する、全相励磁により回転が停止させた際のロータの停止位置に応じた相に対して励磁を開始することで、安定した回転を開始することができるように回転起動時に励磁を開始する相とロータの回転位置とを同期させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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。図１は本実施形態に係わるモータ制御装置を構成する回胴式遊技機のシステム構成を示すブロック図である。回胴式遊技機は、各種記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されるコンピュータの機能が実装されて実現される。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態における回胴式遊技機（スロットマシーンなど）は、ＣＰＵ２によってＲＯＭ３に格納された各種プログラムを実行することにより、各部を制御すると共に各種機能を実現する。ＲＡＭ４にはＣＰＵ２の実行に伴って各種のデータが一時的に記憶される。ＣＰＵ２は、出力ポート５を介して接続されたサウンド駆動回路６によりスピーカ７から効果音、メッセージ音などの各種の音を出力させることができ、また出力ポート５を介して接続された表示駆動回路８により各種表示器９において各種表示をさせることができる。
【００１１】
ＣＰＵ２は、出力ポート１０を介してステッピングモータ駆動回路１１と接続されている。ステッピングモータ駆動回路１１は、ＣＰＵ２の制御のもとでステッピングモータ１２の回転駆動を制御するもので、ステッピングモータ１２の回転停止が指示された場合には全相励磁により回転を停止させ、全相励磁により停止されたステッピングモータ１２を回転起動する際には、ＣＰＵ２によりセットされる位相パラメータに応じた位相に対して励磁する
ステッピングモータ１２は、ステッピングモータ駆動回路１１による回転駆動により回転して、外周部に複数種類の図柄などが付されたリール（回胴）１３を回転させる。ステッピングモータ１２によってリール１３が回転されたことは、入力ポート１４を介してリールインデックス検出回路１５よりＣＰＵ２に通知される。リールインデックス検出回路１５は、リール１３の基準位置（ホームポジション）が所定位置を通過したことを検知することで回転していることを検知する。従って、ＣＰＵ２は、基準位置がリールインデックス検出回路１５によって検出されたタイミングにより、リール１３の外周部に設けられた図柄位置を管理することができる。
【００１２】
また、ＣＰＵ２は、入力ポート１４を介して、メダル投入センサ１６、ストップスイッチ（ＳＷ）１７、スタートスイッチ（ＳＷ）１８からの通知を入力することができる。メダル投入センサ１６は、リール１３を回転させるためユーザに支払わせるメダルが投入口に投入されたことを検知する。ストップスイッチ（ＳＷ）１７は、ユーザによってリール１３の回転停止があったことをＣＰＵ２に通知する。スタートＳＷ１８は、ユーザによってリール１３の回転開始の指示があったことを通知する。ＣＰＵ２は、ストップＳＷ１７からの通知に応じてステッピングモータ駆動回路１１に対して全相励磁によりステッピングモータ１２（リール１３）の回転を停止させ、また、スタートＳＷ１８からの通知に応じて電源電圧検出回路１９によって検出された電源２０の電圧値に応じたステッピングモータ１２の相からステッピングモータ駆動回路１１により回転駆動させる。電源電圧検出回路１９は、電源２０の電源電圧を監視しており、入力ポート１４を介してＣＰＵ２に通知している。
【００１３】
また、ＣＰＵ２は、ストップＳＷ１７に対する操作によって、リール１３の外周部に設けられている特定の図柄が所定の位置となるようにリール１３が停止されたことが検出された場合に、出力ポート２２を介してホッパー駆動回路２３に対してホッパー２４を駆動させて、所定枚数のメダルを払い出させる。メダル払出センサ２５は、ホッパー２４によって払い出されたメダルを検知して、入力ポート１４を介してＣＰＵ２に通知する。
【００１４】
次に、本実施形態におけるモータ制御装置を実現する回胴式遊技機の動作について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ＣＰＵ２は、メダル投入センサ１６によりメダルが投入されたことが通知され、スタートＳＷ１８がユーザによって押されたことを検知すると（ステップＳ１）、電源電圧検出回路１９によって検出されている電源２０の電圧を取得する（ステップＳ２）。そして、ＣＰＵ２は、電源２０の電圧変化を判別するために予め設定されている基準電圧範囲と、電源電圧検出回路１９により検出された電源２０の電圧とを比較する。
【００１５】
ここで、電源２０の電圧が基準電圧範囲より低い場合（ステップＳ３）、ＣＰＵ２は、ステッピングモータ駆動回路１１がステッピングモータ１２を回転起動する際の位相が前に移動するように、通常の位相パラメータＡにαを加えてステッピングモータ駆動回路１１にセットしてステッピングモータ１２を回転させる（ステップＳ４）。すなわち、電源２０の電圧が低い場合には、ステッピングモータ１２の回転を全相励磁によって停止させた際、ロータの回転を停止させる力が通常の電圧時よりも弱く、通常の電圧時に全相励磁によって停止させた場合よりも余分に回転した状態で停止することになる。そこで、通常の位相パラメータＡに電圧低下分のαを加算しておくことで、余分に回転した状態で停止しているロータの位置に応じた位相から励磁することができる。ステッピングモータ駆動回路１１は、ＣＰＵ２からの指示に応じて、位相パラメータＡ＋αが示す位相から励磁して、ステッピングモータ１２を回転させる（ステップＳ８）。
【００１６】
一方、電源２０の電圧が基準電圧範囲より高い場合（ステップＳ５）、ＣＰＵ２は、ステッピングモータ駆動回路１１がステッピングモータ１２を回転起動する際の位相が後に移動するように、通常の位相パラメータＡにαを減らしてステッピングモータ駆動回路１１にセットしてステッピングモータ１２を回転させる（ステップＳ６）。すなわち、電源２０の電圧が高い場合には、ステッピングモータ１２の回転を全相励磁によって停止させた際、ロータの回転を停止させる力が通常の電圧時よりも強く、通常の電圧時に全相励磁によって停止させた場合よりも回転していない状態で停止することになる。そこで、通常の位相パラメータＡに電圧上昇分のαを減算しておくことで、通常よりも回転していない状態で停止しているロータの位置に応じた位相から励磁することができる。ステッピングモータ駆動回路１１は、ＣＰＵ２からの指示に応じて、位相パラメータＡ−αが示す位相から励磁して、ステッピングモータ１２を回転させる（ステップＳ８）。
【００１７】
なお、電源２０の電圧が基準電圧範囲内であった場合には、ＣＰＵ２は、ステッピングモータ駆動回路１１に対して通常の位相パラメータＡをセットして、ステッピングモータ１２を回転起動させる（ステップＳ７，Ｓ８）。
こうして、回転起動された後、ストップＳＷ１７に対する操作があるまで、ステッピングモータ駆動回路１１は、ステッピングモータ１２に対する励磁を継続してリール１３を回転させる。
【００１８】
ＣＰＵ２は、ストップＳＷ１７に対する操作によってリール１３の回転停止がユーザから指示されると（ステップＳ９）、ステッピングモータ駆動回路１１に対してステッピングモータ１２の回転停止を指示する。ステッピングモータ駆動回路１１は、ＣＰＵ２からの指示に応じてステッピングモータ１２を全相励磁によって停止させる（ステップＳ１０）。
【００１９】
このようにして、電源２０の電圧が基準電圧範囲より低い場合には位相パラメータＡに＋αし、高い場合には位相パラメータＡに−αすることで、全相励磁により回転が停止されたロータの回転位置に合わせて、ステッピングモータ１２の回転起動を安定して行なうことができる相から励磁を開始することができるようになる。
【００２０】
以下、具体例を用いてステッピングモータ１２に対するモータ制御方法について説明する。ここでは、説明を簡単にするために、図３に示すように、ロータ歯数を５とし、１相励磁方式によってＡ相→Ｂ相→Ａ’相→Ｂ’相と励磁を切り替えて行くことで、ロータが１歯とＡ相の磁軸、２歯とＢ相の磁軸、３歯とＡ’相の磁軸が対向していくように反時計回りに回転していくものとする。ロータの回転を停止させる場合には、全ての相に対して励磁することで、各歯が何れかの相にそれぞれ引きつけられて急停止する。
【００２１】
図４には電源２０が通常電圧時のステッピングモータ１２に対する励磁のタイミングを示している。電源２０が通常電圧時である時には、図４に示すように、全相励磁によってロータの回転を停止させた場合に、Ａ相に対して励磁をスタートさせることによって脱調などが発生することなく、ステッピングモータ１２（リール１３）を回転させることができるものとする。
【００２２】
これに対して、電源２０が低電圧時のステッピングモータ１２に対する励磁タイミングは図５に示すようになる。電源２０が低電圧の場合には、全相励磁によってロータの回転を停止させたとしても、通常電圧時と比較すると各相により各歯を引きつけるための電磁力が弱くなっているため、ロータが通常電圧時よりも慣性により余分に回転してしまう。従って、通常電圧時ではＡ相に対して励磁をスタートさせていたとすると、低電圧時にはＡ相より先（＋α）の相（次相）、すなわち１個先のＢ相に対して励磁をスタートさせる。これにより、余分に回転した状態で停止しているロータの位置に応じた位相から励磁することになり、脱調等の発生を回避することができる。
【００２３】
また、電源２０が高電圧時のステッピングモータ１２に対する励磁タイミングは図６に示すようになる。電源２０が高電圧の場合には、全相励磁によってロータの回転を停止させると、通常電圧時と比較すると各相により各歯を引きつけるための電磁力が強くなっているため、ロータが通常電圧時よりも慣性により回転する量が少なくなってしまう。従って、通常電圧時ではＡ相に対して励磁をスタートさせていたとすると、高電圧時にはＡ相より前（−α）の相（前相）、すなわち１個手前のＢ’相に対して励磁をスタートさせる。これにより、回転が少ない位置で停止しているロータの位置に応じた位相から励磁することになり、低電圧時の場合と同様にして脱調等の発生を回避することができる。
こうして、全相励磁により回転が停止されたロータを、電源２０の電圧が低電圧であるか、高電圧であるかに応じて、励磁を開始する相を先の相、あるいは手前の相から励磁を開始することで、安定して回転起動させることができる。
【００２４】
なお、前述した説明では、基準電圧範囲より高い場合と低い場合とで、位相パラメータＡに対して＋α、あるいは−α（具体例では前相または次相）としているが、電源２０の電圧の変化を多段階に検出し、それぞれの電圧の変化量に応じたパラメータ値を加算、あるいは減算するようにしても良い。この場合、多段階の各電源電圧と、それぞれに対応するパラメータ値との関係を示すデータをＲＯＭ３に記憶させておき、ＣＰＵ２によって利用できるようにしておく。
【００２５】
このようにして、全相励磁によるステッピングモータ１２の停止位置が電源２０の電圧の変動によって影響されたとしても、ステッピングモータ１２を回転起動する際に励磁する相（励磁相）を電源２０の電圧値に応じて変更することにより、停止位置に応じた相への励磁が行われることになり、ステッピングモータ１２の回転起動をスムーズに行え、脱調が発生しにくくなる。
また、安定化電源とする必要もないので、部品点数が増加してコスト増加を招くこともない。
なお、前述した具体例では、説明を簡単にするために１相励磁方式のステッピングモータを対象としているが多層励磁方式であっても良く、またロータ歯数を５としているが、これ以外の歯数であっても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、コストを増大させることなく、全相励磁により停止されるロータの回転起動を安定して行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係わるモータ制御装置を構成する回胴式遊技機のシステム構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態におけるモータ制御装置を実現する回胴式遊技機の動作について説明するためのフローチャート。
【図３】ステッピングモータ１２の構成の一例を示す図。
【図４】電源２０が通常電圧時のステッピングモータ１２に対する励磁のタイミングを示す図。
【図５】電源２０が低電圧時のステッピングモータ１２に対する励磁のタイミングを示す図。
【図６】電源２０が高電圧時のステッピングモータ１２に対する励磁のタイミングを示す図。
【符号の説明】
２…ＣＰＵ
３…ＲＯＭ
４…ＲＡＭ
１１…ステッピングモータ駆動回路
１２…ステッピングモータ
１３…リール
１９…電源電圧検出回路
２０…電源

Claims

モータの回転を全相励磁により停止させるモータ制御装置において、
モータを回転させるための電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記電源電圧検出手段によって検出された電源電圧が基準電圧範囲より低い場合に前記モータを回転起動させる際の励磁相を前記全相励磁により停止させた位相より前に移動させ、前記電源電圧が基準電圧範囲より高い場合に、前記励磁相を前記全相励磁により停止させた位相より後ろに移動させる位相変更手段と、
前記位相変更手段によって移動された励磁相に対して励磁を開始して、前記モータを回転させるモータ駆動手段と
を具備したことを特徴とするモータ制御装置。
前記モータ駆動手段は、位相パラメータに応じた位相に対して励磁するもので、
前記位相変更手段は、前記電源電圧検出手段によって検出された電源電圧が前記基準電圧範囲より低い場合には前記位相パラメータを電圧低下分加算し、前記電源電圧が前記基準電圧範囲より高い場合には前記位相パラメータを電圧上昇分減算することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
モータの回転を全相励磁により停止させるモータ制御装置におけるモータ制御方法であって、
モータを回転させるための電源の電圧を検出し、
この検出された電源電圧が基準電圧範囲より低い場合に、前記モータを回転起動させる際の励磁相を前記全相励磁により停止させた位相より前に移動させ、前記電源電圧が基準電圧範囲より高い場合に、前記励磁相を前記全相励磁により停止させた位相より後ろに移動させ、
この移動された励磁相に対して励磁を開始して、前記モータを回転させることを特徴とするモータ制御方法。