JP5723117B2 - 電動リールのモータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、特に、ブラシレスモータによりスプールを駆動する電動リールのモータ制御装置に関する。

電動リールは、モータによりスプールを糸巻取方向に回転させて釣り糸を巻き取る。この種の電動リールにおいて、スプール駆動用のモータとして、ブラシレスモータを採用したものが従来知られている（例えば、特許文献１参照）。

ブラシレスモータは、固定子側に磁石が配置され、回転子側に複数のコイルが周方向に間隔を隔てて配置される。そして、回転子の位置を検出して複数のコイルを順次励磁及び消磁するように、スイッチング素子でスイッチングしている。これにより、ブラシとの摩擦が生じなくなり、回転時の騒音を抑えてモータの長寿命化を図ることができる。また、ブラシによるノイズが生じなくなり、ノイズによる制御系の暴走を防止できる。従来の電動リールでは、操作レバーの操作位置に応じて複数段階のスプール速度を得るようにモータを速度制御している。

一方、電動リールには、スプール速度ではなく、釣り糸に作用する張力が一定になるようにモータを制御することも行われている（例えば、特許文献２参照）。従来の張力一定制御では、モータに作用する巻き上げトルクを、例えば電流値により検出し、複数段階毎に設定された電流値になるようにモータを制御する。

特開２０００−１７５６０２号公報 特許４４２７１２６号明細書

従来のブラシレスモータを採用した電動リールでは、張力一定制御を行うと、設定された張力が小さいとき、負荷によりモータが低速回転することがある。このようなモータの低速回転時にブラシレスモータでは回転むらが生じて回転が不安定になることがある。

本発明の課題は、電動リールにおいて、張力一定制御を行っても、ブラシレスモータの回転を安定させることにある。

発明１に係る電動リールのモータ制御装置は、ブラシレスモータによりスプールを駆動する電動リールのモータ制御装置である。モータ制御装置は、モータ電流制御部と、回転速度検出部と、モータ速度制御部と、を備えている。モータ電流制御部は、モータ操作部材の操作に応じて、ブラシレスモータに流れる電流値を複数段階に制御する。回転速度検出部は、ブラシレスモータの回転速度を検出する。モータ速度制御部は、複数段階の少なくともいずれかでのモータ電流制御部による制御中に、回転速度検出部が所定速度以下の回転速度を検出すると、所定速度を下回らないようにブラシレスモータを制御する。

このモータ制御装置では、通常は、ブラシレスモータに流れる電流値を、モータ操作部材の操作に応じて複数段階のいずれかに制御して段階毎に張力一定制御を行う。また、複数段階の少なくともいずれか段階での制御中にブラシレスモータの回転速度が所定速度以下になると、所定回転数を下回らないようにブラシレーモータが制御される。

ここでは、すくなくともいずれかの段階での電流制御中に負荷によりブラシレスモータの回転速度が所定速度以下に低下すると、所定速度を維持するようにブラシレスモータが制御される。このため、電流値により張力一定制御を行っていても、回転速度が常に所定速度以上に回復されるので、張力一定制御を行っても、ブラシレスモータの回転を安定させることができる。ここで、所定速度は、例えば、８００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ程度の低い回転速度である。

発明２に係る電動リールのモータ制御装置は、発明１に記載の装置において、回転速度検出部は、ブラシレスモータの逆起電流を整流して得られたデータによりブラシレスモータの回転位相を検出する位相検出部を有する。

この場合には、ブラシレスモータの制御に用いるための位相検出部の検出結果によりモータの回転速度を検出できるので、モータの回転速度を検出するためのセンサを設けことなくモータ制御部で使用するモータの回転速度を検出できる。

発明３に係る電動リールのモータ制御装置は、発明１又は２に記載の装置において、モータ速度制御部は、電流値が所定値以下となるような段階以下でモータ電流制御部がブラシレスモータを制御しているときに、所定速度を下回らないようにブラシレスモータを速度制御する。

この場合には、あまり電流値が高くない状態で電流値を増やす速度制御を行うので、速度制御により電流値を増加させて制御を行ってもブラシレスモータが過熱しにくくなる。

発明４に係る電動リールのモータ制御装置は、発明１から３のいずれかに記載の装置において、スプールの回転速度を検出するスプール速度検出部と、スプール速度制御部と、モード切換部と、をさらに備える。スプール速度制御部は、モータ操作部材の操作に応じて、スプールの回転速度を複数段階に制御する。モード切換部は、モータ電流制御部による張力一定モードと、スプール速度制御部による速度一定モードと、を切換可能である。

この場合には、釣りを行う状況や魚種によって、モータの制御を変更できるので、より多くの釣果を望むことができる。

本発明によれば、すくなくともいずれかの段階での電流制御中に負荷によりブラシレスモータの回転速度が所定速度以下に低下すると、所定速度を維持するようにブラシレスモータが制御される。このため、電流値により張力一定制御を行っていても、回転速度が常に所定速度以上に回復されるので、張力一定制御を行っても、ブラシレスモータの回転を安定させることができる。

本発明の一実施形態が採用された電動リールの斜視図。 その側面断面図。 カウンタケースの平面図。 カウンタケースの断面図。 モータ装着部分の断面図。 制御系の構成を示すブロック図。 記憶部の記憶内容を示すブロック図。 リール制御部のメインルーチンのフローチャート。 スイッチ入力の処理内容を示すフローチャート。 スプール速度制御の処理内容を示すフローチャート。 モータ電流制御の処理内容を示すフローチャート。 モータ速度制御の処理内容を示すフローチャート。 各動作モード処理の処理内容を示すフローチャート。

＜リールの全体構成＞
図１及び図２において、本発明の一実施形態を採用した電動リールは、外部電源から供給された電力によりモータ駆動される大型のリールである。また、電動リールは糸繰り出し長さ又は糸巻取長さに応じて仕掛けの水深を表示する水深表示機能を有するリールである。

電動リールは、釣り竿に装着可能なリール本体１と、リール本体１の側方に配置されたスプール１０の回転用のハンドル２と、ハンドル２のリール本体１側に配置されたドラグ調整用のスタードラグ３と、本発明の一実施形態による水深表示用のカウンタケース４と、を主に備えている。

リール本体１は、フレーム７と、フレーム７の左右を覆う第１側カバー８ａ及び第２側カバー８ｂと、フレーム７の前部を覆う前カバー９（図２）とを有している。フレーム７は、例えば、ガラス繊維を含浸したポリアミド樹脂等の合成樹脂製であり、第１側板７ａ及び第２側板７ｂと、それらを下部、後部及び前上部の３箇所で連結する複数の連結部材７ｃと、を有している。

図２に示すように、リール本体１の内部には、スプール１０に連動して動作するレベルワインド機構１３（図２）やハンドル２及びモータ１２の回転をスプール１０に伝達する回転伝達機構等が設けられている。

また、リール本体１の内部には、モータ１２及びハンドル２に連結された糸巻用のスプール１０が回転自在に支持されている。スプール１０の内部に、スプール１０を糸巻取方向に回転駆動するモータ１２が配置されている。

図１に示すように、第２側カバー８ｂの中央下部には、ハンドル２が回転自在に支持されている。また、ハンドル２の支持部分の上方前部には、モータ１２を複数段階に制御するための調整レバー５が揺動自在に支持されている。調整レバー５の後方には、クラッチ操作部材１１が揺動自在に配置されている。クラッチ操作部材１１は、ハンドル２及びモータ１２とスプール１０との駆動伝達をオンオフするクラッチ（図示せず）をオンオフ操作するための部材である。このクラッチをオンすると、仕掛けの自重による糸繰り出し中に、糸繰り出し動作を停止できる。ハンドル２と逆側の第１側カバー８ａには、電源ケーブル接続用のケーブルコネクタ１４が下向きに装着されている。

前カバー９には、釣り糸通過用の横長の開口９ａが形成されている。下部の連結部材７ｃには、電動リールを釣り竿に装着するための竿装着脚部７ｄが形成されている。

＜モータの構成＞
モータ１２は、例えば、定格出力が１８０ワット程度のブラシレスモータであり、電動リールに用いるものとしては比較的大容量のものである。

モータ１２は、図２に示すように、モータケース１５と、モータケース１５の内周面に設けられた固定子１６と、固定子１６の内周側に配置された回転子１７と、回転子が固定された出力軸１８と、を有している。モータケース１５は、耐食性を高めるためにアルマイト処理されたアルミニウム合金製の部材である。モータケース１５は、図５に示すように、一端に配置される第１カバー部１５ａと、他端に配置される第２カバー部１５ｂと、第１カバー部１５ａと第２カバー部１５ｂとの間に配置される中間カバー部１５ｃと、を有している。第１カバー部１５ａ及び第２カバー部１５ｂは、同じ外径を有する有底筒状の部材であり、筒状部分が対向して配置されている。中間カバー部１５ｃは、第１カバー部１５ａ及び第２カバー部１５ｂと同じ外径を有する筒状の部材である。第１カバー部１５ａ、第２カバー部１５ｂ及び中間カバー部１５ｃは、第１カバー部１５ａ側から挿入された第２カバー部１５ｂにねじ込まれる複数本（例えば３本）の固定ボルト２９により一体で固定されている。固定ボルト２９は、メッキ等の防食被膜により防食処理されている。したがって、中間カバー部１５ｃは、第１カバー部１５ａ及び第２カバー部１５ｂにより挟持されている。第２カバー部１５ｂの筒状部分には、図２及び図５に示すように、水抜き用の少なくとも一つの貫通孔１５ｄが径方向に沿って形成されている。貫通孔１５ｄはモータ１２内部に結露等により生じた水をモータ１２内部から抜くために設けられている。貫通孔１５ｄは、竿装着脚部７ｄに向かう下部と、その両側とに、例えば３つ設けられている。

固定子１６は、中間カバー部１５ｃに固定された複数（例えば３個）の積層コア１６ａと、積層コア１６ａに巻回された複数（例えば３個）のコイル１６ｂと、を有している。積層コア１６ａは、例えば無方向性珪素鋼板製である。積層コア１６ａには、固定ボルト２９により回転方向に位置決めされるＵ字状に凹んで形成された複数（３個）の位置決め凹部１６ｃ（図２）が形成されている。固定子１６は、露出部分がメッキ等の防食被膜により防食処理されている。なお、図５では、固定ボルト２９が直径上に２本配置されているように描かれているが、これは模式的に表したものであり、実際には、図２に示すように、３本の固定ボルト２９が周方向に等間隔に配置されている。

回転子１７は、複数（例えば４個）の磁石１７ａと、複数の磁石１７ａを一括して保持する磁石ホルダ１７ｂとを含んでいる。磁石ホルダ１７ｂは、出力軸１８に一体回転可能に連結されている。回転子１７は、出力軸１８に装着された左右一対の第１位置決め部材２６ａ及び第２位置決め部材２６ｂにより出力軸１８に軸方向に位置決めされている。第１位置決め部材２６ａ及び第２位置決め部材２６ｂは、それぞれ鍔付き筒状の真鍮製の部材であり、その鍔部分２６ｃがバランスウェイトの機能を有している。鍔部分２６ｃは、磁石１７ａの両端面に接触して配置されている。鍔部分２６ｃに外側面には、磁石１７ａに係合して磁石１７ａを回転方向及び径方向への移動を規制するための規制凹部２６ｄがそれぞれ形成されている。回転子１７、第１位置決め部材２６ａ及び第２位置決め部材２６ｂは、露出部分がメッキ等の防食被膜により防食処理されている。

出力軸１８は、例えば、ステンレス合金製の軸であり、第１カバー部１５ａ及び第２カバー部１５ｂに左右一対の軸受２７により回転自在に支持されている。出力軸１８の第１端（図５左端）には、出力軸１８の糸繰り出し方向の回転を禁止するためのワンウェイクラッチ２８が装着されている。ワンウェイクラッチ２８は、リール本体１の第１側板７ａに形成された膨出部７ｅ内に外輪２８ａが回転不能に装着されたローラクラッチである。出力軸１８の第２端（図５右端）には、図示しない回転伝達機構を構成する遊星歯車機構の太陽ギアが固定されている。スプール１０には遊星歯車機構を介してモータ１２の回転が伝達される。遊星歯車機構は、例えば１／５０の減速比でモータ１２の回転を減速する。

モータケース１５の第２カバー部１５ｂは、膨出部７ｅに芯出された状態で連結され、複数（例えば２本）の固定ボルト３１により固定されている。これよりモータ１２がリール本体１に固定される。第２カバー部１５ｂの端部からは、コイル１６ｂに電気的に接続される３本のモータ線３４がカウンタケース４に向けて延びている。

リール本体１の第１側板７ａ及び第２側板７ｂの上部に、図１及び図２に示すように、釣り糸の先に装着された仕掛けの水深を表示するカウンタケース４が固定されている。

＜カウンタケース構成＞
カウンタケース４は、図３及び図４に示すように、リール本体１の前上部に載置されたケース本体１９と、回路基板２０と、複数のコンデンサ２１と、液晶ディスプレイを有する水深表示部２２と、リール制御部２３と、を備えている。

ケース本体１９は、リール本体１の第１側板７ａ及び第２側板７ｂに固定されている。ケース本体１９は、外部に露出する合成樹脂製の上ケース部材３０と、上ケース部材３０に固定される下ケース部材３２と、を有している。

上ケース部材３０は、例えば、ガラス短繊維で強化されたポリアミド樹脂製である。上ケース部材３０は、表示部分が前細りに形成されている。上ケース部材３０は、内部に下ケース部材３２とで収納空間ＳＡ（図４）を有している。

上面部３３の表示部分には、概ね台形形状の表示用に開口する表示枠３３ａが形成されている。表示枠３３ａの開口は、上ケース部材３０に溶着された透明カバー３７により塞がれている。

また、表示枠３３ａの後方には、メニュースイッチＳＷ１、決定スイッチＳＷ２、及びメモスイッチＳＷ３が配置されている。メニュースイッチＳＷ１は、例えば、選択操作を行うためのメニュー操作用のスイッチである。決定スイッチＳＷ２は、例えば、メニュースイッチＳＷで選択された操作を決定するためのスイッチである。メモスイッチＳＷ３は、例えば、棚メモ用のスイッチである。メニュースイッチＳＷ１は、水深表示部２２内の表示項目を選択するために使用されるボタンである。たとえば、メニュースイッチＳＷ１を操作するごとに上からモード（仕掛けの水深を水面からの深さで表示するモード）と底からモード（仕掛けの水深を水底からの水深で表示するモード）とに切り換える。またメニュースイッチＳＷ１を３秒以上長押しすると、長押しの都度、モータ１２の制御モードを速度一定モードと張力一定モードとに切り換えできる。ここで、速度一定モードは、調整レバー５の揺動位置に応じてスプール１０の回転速度の上限速度を複数段階（例えば３１段階）に多段速度制御可能なモードである。張力一定モードは、調整レバー５の揺動位置に応じて釣り糸に作用する張力の上限張力を複数段階（例えば３１段階）に多段張力制御可能なモードである。なお、両モードとも、最高段階の３１段階は、１００％デューティでモータ１２を動作させる速巻速度であり、電流制限は行うが、速度制御は行わない。なお、速度一定モードにおいて、第１段階のスプール回転速度は、２８ｒｐｍ（ｒｐｍ＝１分間の回転数）から３０ｒｐｍの範囲に制御される。したがって、モータ１２の回転速度は、１４００ｒｐｍから１５００ｒｐｍの範囲に制御される。

図４に示すように、下ケース部材３２は、前上部の連結部材７ｃに位置決めして載置される。下ケース部材３２は、第１側板７ａ及び第２側板７ｂの内側面に複数本（例えば２本）のねじ３１により固定される。下ケース部材３２は、例えば、アルミニウム合金及びマグネシウム合金等の軽量で熱伝導率が高い金属製の枠状の部材である。下ケース部材３２は、複数本（例えば４本）の固定ねじ（図示せず）により上ケース部材３０を固定している。下ケース部材３２に回路基板２０が搭載されている。

＜回路基板の構成＞
回路基板２０は、図４に示すように、第１回路基板２０ａと、第１回路基板２０ａの下方に配置された第２回路基板２０ｂと、を有している。第１回路基板２０ａと第２回路基板２０ｂとは基板コネクタ４３により電気的に接続されている。第１回路基板２０ａは、水深表示部２２が搭載される概ね台形形状の基板である。第２回路基板２０ｂは、リール制御部２３が搭載される概ね台形の合成樹脂製の基板である。第１回路基板２０ａ及び第２回路基板２０ｂは、下ケース部材３２に固定されている。

第２回路基板２０ｂの上面には、図４に示すように、リール制御部２３を構成するワンチップマイクロコンピュータ２４が搭載される。第２回路基板２０ｂの下面には、モータ１２を駆動する複数のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２５が搭載される。ＦＥＴ２５は、モータ１２をＰＷＭ（パル幅変調）する際にデューティ比に応じてスイッチングするスイッチ素子として機能する。また、ＦＥＴ２５は、例えば、モータ１２の固定子１６のコイル１６ｂを順に励磁及び消磁するためのスイッチ素子として機能する。また、第２回路基板２０ｂに、コンデンサ２１が接続されている。コンデンサ２１は、ＦＥＴ２５から発生するノイズを平滑化する機能を有している。また、モータ１２の逆起電流を整流する機能を有している。この逆起電流を整流することにより、モータ１２の回転位相を検出している。この検出された回転位相によりＦＥＴ２５が制御されてコイル１６ｂを順に励磁及び消磁し、モータ１２を回転させる。また、この回転位相によりモータ１２の回転速度を検出している。

水深表示部２２は、中央に配置された４桁の１６セグメント表示の水深表示領域２２ａと、その右下方に配置された３桁の７セグメントのメモ水深表示領域２２ｂと、メモ水深表示領域２２ｂの左方に配置された７セグメントの段階表示領域２２ｃとを有している。段階表示領域２２ｃは、調整レバー５の位置（段階ＳＣ）を、例えば０から３０までの３１段階で表示する。ここでは、水深表示領域２２ａに１６セグメントの表示を用いているので、水深表示がより視認しやすくなる。

＜リール制御部の構成＞
リール制御部２３は、図６に示すように、機能構成としてモータ１２を制御するモータ制御部６０と、水深表示部２２を制御する表示制御部６１と、を有している。モータ制御部６０は、モータ１２をＰＷＭ制御するとともに、モータ１２の固定子１６の複数のコイル１６ｂを励磁及び消磁する制御を行う。この励磁及び消磁制御の際には、モータ制御部６０は、コンデンサ２１でモータ１２の逆起電流を整流して得られたデータによりモータ１２の回転位相を検出し、検出された回転位相に応じて複数のコイル１６ｂを順次励磁及び消磁する。

リール制御部２３には、調整レバー５、メニュースイッチＳＷ１、決定スイッチＳＷ２、及びメモスイッチＳＷ３が接続されている。また、スプール１０の回転速度及び回転方向を検出するためのスプールセンサ４１と、コイル１６ｂへの通電をオンオフするとともにモータ１２をＰＷＭ駆動する５つのＦＥＴ２５及びコンデンサ２１を含むモータ駆動回路６８と、ブザー４７と、水深表示部２２と、記憶部４６と、他の入出力部と、が接続されている。モータ駆動回路６８は、第２回路基板２０ｂに搭載されている。モータ駆動回路６８には、モータ１２に流れる電流を検出する電流検出部６８ａが設けられている。

スプールセンサ４１は、前後に並べて配置された２つのリードスイッチから構成されており、いずれのリードスイッチが先に検出パルスを発したかによりスプール１０の回転方向を検出できる。また、検出パルスによりスプールの回転数を検出できる。

記憶部４６はたとえばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発メモリから構成されている。記憶部４６には、図７に示すように、棚位置等の表示データを記憶する表示データ記憶エリア５０と、実際の糸長とスプール回転数との関係を示す糸長データを記憶する糸長データ記憶エリア５１と、段階ＳＣに応じたスプール１０の巻き上げ速度（ｒｐｍ）及び巻き上げトルク（電流値）を記憶する回転データ記憶エリア５２と、種々のデータを記憶するデータ記憶エリア５３とが設けられている。

回転データ記憶エリア５２には、速度一定モードでの段階ＳＣ毎の上限速度Ｖｓｃ、上限速度Ｖｓｃの下限値Ｖｓｃ１及び上限値Ｖｓｃ２のデータ並びに張力一定モードでの上限張力Ｑｓの下限値Ｑｓｃ１及び上限値Ｑｓｃ２のデータが記憶されている。

データ記憶エリア５３には糸長に関する各種のデータが格納されている。たとえば船縁停止位置が格納されている。

モータ制御部６０は、ソフトウェアで実現される機能構成として、回転速度検出部６２と、モータ電流制御部６３と、モータ速度制御部６４と、スプール速度検出部６５と、スプール速度制御部６６と、モード切換部６７と、を有している。回転速度検出部６２は、モータ１２の逆起電流を整流して得られたデータによりモータ１２の回転位相を検出する位相検出部６２ａを有している。この回転位相の時間的な変化によりモータ１２の回転速度を検出している。

モータ電流制御部６３、モータ操作部材としての調整レバー５の揺動操作位置に応じて、モータ１２に流れる電流値を複数段階（例えば３１段階）に制御する。すなわち、張力一定モードの際にモータ１２の制御を行う。モータ速度制御部６４は、モータ電流制御部６３による張力一定制御中に、回転速度検出部６２が所定速度Ｓ（例えば、速度一定モードの第１段階（ＳＣ＝１）のモータ回転速度である１４００ｒｐｍから１５００ｒｐｍの範囲の速度）以下の回転速度を検出すると、少なくともいずれかの段階で、所定速度Ｓを下回らないようにモータ１２を制御する。ただし、この実施形態では、モータ電流制御部６３が、３１段階のうち、始めの５段階（ＳＣ＝５）以下で電流制御を行っているときにのみ、モータ速度制御部６４が動作するようにしている。これは、電流値が大きい段階で速度制御を行うと、さらに速度を上げるためにモータ１２に大きな電流を流すことになる。このため、モータ１２が過熱するおそれがあるからである。スプール速度検出部６５は、スプールセンサ５９からの出力により、スプール１０の回転方向及び回転速度を検出する。スプール速度制御部６６は、調整レバー５の揺動操作位置に応じて、スプール１０の回転速度を複数段階（例えば３１段階）に制御する。すなわち、速度一定モードの際にモータ１２を制御する。モード切換部６７は、張力一定モードと速度一定モードとを切り換えるものである。前述したように、例えば、メニュースイッチＳＷ１の３秒以上長押し操作により動作モードの切り換え動作が実現される。

このような構成の電動リールでは、釣り糸を繰り出す時には、クラッチ操作部材１１を手前（後方）に操作することによりクラッチをオフする。クラッチオフすると、スプール１０が自由回転状態になり、釣り糸に装着された重りの自重により釣り糸がスプール１０から繰り出される。釣り糸が繰り出されるとスプール１０が糸繰り出し方向に回転し、スプールセンサ５９の検出パルスにより水深表示部２２の水深表示が繰り出し量に応じて変化する。仕掛けが棚に到達すると、ハンドル２を糸巻取方向に回して図示しないクラッチ戻し機構によりクラッチをオンして釣り糸の繰り出しを停止する。

魚の当たりがあると、調整レバー５を操作し釣り糸を巻き上げる。調整レバー５を図１時計回りに揺動させると、その揺動角度に応じてスプール１０の回転速度又は釣り糸に作用する張力の最大値を段階的に設定できる。

＜リール制御部の動作＞
次にリール制御部２３の具体的な制御動作について、図８以降に示す制御フローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明は本発明の制御手順の一例であり、本発明の制御手順は以下のフローチャートで示した内容に限定されない。

電動リールに図示しない電源ケーブルを介して電源が投入されると、図８のステップＳ１において初期設定を行う。この初期設定では各種の変数やフラグをリセットしたりする。また、船縁停止位置ＦＮ（停止水深の一例）を標準的な船縁停止位置である第１糸長Ｌ１（たとえば、６ｍ）にセットする。

次にステップＳ２では表示処理を行う。表示処理では、水深表示等の各種の表示処理を行う。ここで、段階表示領域５ｃに段階ＳＣを表示する。

ステップＳ３では、後述する各動作モードで算出される水深ＬＸが第１糸長Ｌ１以下か否かを判断する。ステップＳ４では、いずれかのスイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ３又は調整レバー５が押されたか否かのスイッチ入力の判断を行う。またステップＳ５ではスプール１０が回転しているか否かを判断する。この判断は、スプールセンサ４１の出力により判断する。ステップＳ６では、その他の指令や入力がなされたか否かを判断する。

水深ＬＸが第１糸長Ｌ１以下のときには、ステップＳ３からステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、その水深で５秒以上停止しているか否かを判断する。６ｍ以下の水深で５秒以上停止しているのは、船縁で釣った魚を取り込んだり、仕掛けに餌を付け直したりする等の動作を行っているときが多い。このため、５秒以上停止していると判断するとステップＳ８に移行し、そのときの水深ＬＸを船縁停止位置ＦＮにセットする。５秒未満の時はステップＳ７からステップＳ４に移行する。

スイッチ入力がなされた場合にはステップＳ４からステップＳ９に移行して図９に示すスイッチ入力の処理を実行する。またスプール１０の回転が検出された場合にはステップＳ５からステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では各動作モード処理を実行する。その他の指令あるいは入力がなされた場合にはステップＳ６からステップＳ１１に移行してその他の処理を実行する。

ステップＳ６のスイッチ入力処理では、図９のステップＳ１５で調整レバー５が操作されたか否かを判断する。ステップＳ１６では、メニュースイッチＳＷ１が３秒以上長押されたか否かを判断する。ステップＳ１７では、その他のスイッチが操作されたか否かを判断する。その他のスイッチの操作にはメニュースイッチＳＷ１の通常操作、決定スイッチＳＷ２、及びメモスイッチＳＷ３等の操作を含んでいる。

調整レバー５が揺動操作されたと判断するとステップＳ１５からステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、調整レバー５の段数を取り込む。調整レバー５には図示しないロータリエンコーダが設けられており、ロータリエンコーダの出力を取り込む。ステップＳ１９では、調整レバー５が段階ＳＣ＝０に操作されたか否かを判断する。段階ＳＣが０ではない場合は、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、メニュースイッチＳＷ１の長押し操作により速度一定モードか張力一定モードのいずれか設定されたか否かを判断する。速度一定モードが設定されている場合は、ステップＳ２０からステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、図１０に示す速度一定モードを実現するためのスプール速度制御処理を行い、ステップＳ１７に移行する。このスプール速度制御処理では、段階ＳＣ毎に設定されたスプール回転数となるようにモータ１２をフィードバック制御する。

取り込んだ段階ＳＣが「０」のときは、ステップＳ２０からステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、モータ１２をオフする。

張力一定モードが設定されている場合は、ステップＳ２０からステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、張力一定モードの段階ＳＣが「６」以上か否かを判断する。段階ＳＣが「６」以上の場合は、ステップＳ２３からステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、図１１に示す張力一定モードを実現するモータ電流制御処理を行いステップＳ１６に移行する。モータ電流制御処理では、段階ＳＣ毎に設定された電流値となるようにモータ１２をフィードバック制御する。

張力一定モードに設定され、段階ＳＣが５以下の場合は、ステップＳ２３からステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では、モータ１２の回転速度ＭＶを取り込む。ステップＳ２６では、取り込んだモータ１２の回転速度ＭＶが所定回転速度（例えば、１４００ｒｐｍ）Ｓを超えているか否かを判断する。モータ１２の回転速度ＭＶが所定回転速度Ｓを超えている場合は、ステップＳ２６からステップＳ２４に移行してモータ電流制御処理を行う。モータ１２の回転速度ＭＶが所定回転速度Ｓを超えていない場合は、ステップＳ２６からステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７では、図１２に示すモータ速度制御処理を行い、ステップＳ１６に移行する。モータ速度制御処理では、所定回転速度Ｓを維持するようにモータ１２をフィードバック制御する。

メニュースイッチＳＷ１が長押し操作されると、ステップＳ１６からステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では、モータ１２の制御モードが速度一定モードか否かを判断する。速度一定モードのときは、ステップＳ２８からステップＳ２９に移行し、制御モードを張力一定モードに設定する。速度一定モードではなく張力一定モードのときは、ステップＳ２８からステップＳ３０に移行し、制御モードを速度一定モードに設定する。これらの処理が終わると、ステップＳ１７に移行する。

他のスイッチ入力がなされると、ステップＳ１７からステップＳ３１に移行し、たとえば、底からモードへの変更やその他のモードの設定等の他のスイッチ入力処理を行い、図８に示すメインルーチンに戻る。

ステップＳ２１のスプール速度制御処理では、スプール１０の回転数が段階ＳＣ毎に設定された上限速度Ｖｓｃとなるようにモータ１２を制御する。なお、上限速度Ｖｓｃは、スプール１０の糸巻径により補正され、実際には、スプール１０に巻き付ける釣り糸の巻き上げ速度が一定になるようにモータ１２が制御される。

スプール速度制御処理では、図１０のステップＳ４１で調整レバー５により設定された段階ＳＣ及びスプールセンサ４１の出力により算出されたスプール１０の回転速度Ｖｄを取り込む。ステップＳ４２では、スプール１０の速度Ｖｄが段階ＳＣに応じた上限速度Ｖｓｃの下限値Ｖｓｃ１未満か否かを判断する。ステップＳ４３では、スプール１０の速度Ｖｄが段階ＳＣ段階ＳＣｃに応じた上限速度Ｖｓｃの上限値Ｖｓｃ２を超えているか否かを判断する。なお、速度制御を行う際に、段階ＳＣ毎に上限速度Ｖｓｃの下限値Ｖｓｃ１及び上限値Ｖｓｃ２を設けたのは、下限値Ｖｓｃ１及び上限値Ｖｓｃ２の間で速度が変動している場合にはデューティ比が変化せず、デューティ比が頻繁に変動するワウリングが生じなくなり、フィードバック制御が安定するからである。この上限値Ｖｓｃ２と下限値Ｖｓｃ１とは上限速度Ｖｓｃの、たとえば±１０％以内に設定されている。

速度Ｖｄが下限値Ｖｓｃ１未満の場合には、ステップＳ４２からステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４では、現在の第１デューティ比Ｄ１を取り込む。この第１デューティ比Ｄ１は、記憶部４６の回転データ記憶エリア５２に設定が変更される都度記憶されている。また、各段階ＳＣ毎に最大値ＤＵｓｃと最小値ＤＬｓｃが回転データ記憶エリア５２に設定されており、最初に各段階ＳＣに設定されたときには、たとえばその中間の第１デューティ比Ｄ１＝（（ＤＵｓｃ＋ＤＬｓｃ）／２）にセットされる。ステップＳ４５では、現在の第１デューティ比Ｄ１が設定された段階の最大値ＤＵｓｃを超えているか否かを判断する。超えている場合はステップＳ４７に移行して第１デューティ比Ｄ１に最大値ＤＵｓｃをセットする。超えていない場合には、ステップＳ４５からステップＳ４６に移行し、第１デューティ比Ｄ１を所定の増分ＤＩ（たとえば１％）だけ増やしてステップＳ４３に移行する。なお、最高段階（ＳＣ＝３１）のデューティ比は、１００％に設定されているが、それより前までの段階（ＳＣ＝１から３０）では最大値ＤＵｓｃはデューティ比が８５％以下に設定されている。

速度Ｖが上限値Ｖｓｃ２を超えている場合には、ステップＳ４３からステップＳ４８に移行して現在の第１デューティ比Ｄ１を取り込む。この第１デューティ比Ｄ１もステップＳ４４と同様である。ステップＳ４９では、現在の第１デューティ比Ｄ１が設定された段階の最小値ＤＬｓｃを下回っているか否かを判断する。下回っている場合はステップＳ５１に移行して第１デューティ比Ｄ１に最小値ＤＬｓｃをセットする。下回っていない場合には、ステップＳ４９からステップＳ５０に移行し、第１デューティ比Ｄ１を所定の減分ＤＩ（たとえば１％）だけ減らしてスイッチ入力処理に戻る。

ステップＳ２４のモータ電流制御処理では、図１１のステップＳ６１で調整レバー５により設定された段階ＳＣ及び電流検出部６８ａの検出結果のトルクを糸巻径で補正した張力Ｑｄを取り込む。ステップＳ６２では、張力Ｑｄが段階ＳＣに応じた上限張力Ｑｓの下限値Ｑｓｃ１未満か否かを判断する。ステップＳ６３では、張力Ｑｄが段階ＳＣに応じた上限張力Ｑｓの下限値Ｑｓｃ２を超えているか否かを判断し、スイッチ入力処理に戻る。なお、張力制御を行う際に、段階ＳＣ毎に上限張力Ｔｓの下限値Ｑｓｃ１及び上限値Ｑｓｃ２を設けたのは、速度一定モードと同様に両張力Ｑｓｃ１，Ｑｓｃ２の間で張力が変動している場合にはデューティ比が変化せず、デューティ比が頻繁に変動するワウリングが生じなくなり、フィードバック制御が安定するからである。この上限値Ｑｓｃ２と下限値Ｑｓｃ１とは上限張力Ｑｓｃの、たとえば±１０％以内に設定されている。

張力Ｑｄが下限値Ｑｓｃ1未満の場合には、ステップＳ６２からステップＳ６４に移行する。ステップＳ６４では、現在の第２デューティ比Ｄ４を取り込む。この第２デューティ比Ｄ４は、回転データ記憶エリア５２に設定が変更される都度記憶されている。ステップＳ６５では、第２デューティ比Ｄ４を所定の増分ＤＩ（たとえば１％）だけ増やしてステップＳ６３に移行する。これを張力Ｑｄが下限値Ｑｓｃ１を超えるまで続ける。

張力Ｑｄが上限値Ｑｓｃ２を超えている場合には、ステップＳ６３からステップＳ６６に移行して現在の第２デューティ比Ｄ４を取り込む。この第２デューティ比Ｄ４もステップＳ６４と同様である。つぎのステップＳ６７では、第２デューティ比Ｄ４を所定の減分ＤＩ（たとえば１％）だけ減らしてステップＳ１６に移行する。これを張力Ｑｄが上限値Ｑｓｃ２を下回るまで続ける。

ステップＳ２７のモータ制御処理では、モータ１２の回転速度ＭＶが所定速度Ｓを下回らないようにモータ１２を制御する。

モータ速度処理では、図１２のステップＳ７１では、現在の張力Ｑｄ及び第２デューティ比Ｄ４を取り込む。ステップＳ７２では、現在の張力Ｑｄが一つ上位の段階（ＳＣ＋１）の張力の上限値Ｑ（ｓｃ＋１）２を超えたか否かを判断する。例えば、現在の段階ＳＣ＝３の場合、現在の張力Ｑｄが段階ＳＣ＝４の張力の上限値Ｑ（ｓｃ４）２を超えたか否かを判断する。現在の張力Ｑｄが一つ上位の段階の張力の上限値Ｑ（ｓｃ＋１）２以下の場合は、ステップＳ７３に移行する。ステップＳ７３では、第２デューティ比Ｄ４を所定の増分ＤＭＩ（例えば、５％から１０％）だけ増やしてスイッチ入力処理に戻る。このモータ速度制御処理では、増分の割合が大きく設定されている。

また、現在の張力Ｑｄが段階の張力の上限値Ｑ（ｓｃ＋１）２を超えている場合には、ステップＳ７３をスキップしてスイッチ入力処理に戻る。これにより、現在の張力Ｑｄが上位の段階ＳＣ＋１の張力の上限値Ｑ（ｓｃ＋１）２を超えると、第２デューティ比Ｄ４は変化しない。このモータ制御処理により、弱い張力に設定された張力一定モードの際に、モータ１２の回転速度が所定速度Ｓより低くなると、モータ１２を増速制御する。このため、張力一定制御において、張力が弱く設定されている場合に、モータ１２の低速回転による不具合を防止できる。張力一定制御においては、いずれの段階ＳＣであっても、負荷が増大するとモータ１２が停止することがある。

ステップＳ１０の各動作モード処理では、図１３のステップＳ８１でスプール１０の回転方向が糸繰り出し方向か否かを判断する。この判断は、スプールセンサ４１のいずれのリードスイッチが先にパルスを発したか否かにより判断する。スプール１０の回転方向が糸繰り出し方向と判断するとステップＳ８１からステップＳ８２に移行する。ステップＳ８２では、スプール回転数が減少する毎にスプール回転数から糸長データ記憶エリア５１に記憶されたデータを読み出して水深（放出された糸長）ＬＸを算出する。この水深ＬＸがステップＳ２の表示処理で表示される。ステップＳ８３では、得られた水深ＬＸが棚又は底位置に一致したか、つまり、仕掛けが棚又は底に到達したか否かを判断する。棚又は底位置は、仕掛けが棚又は底に到達したときにメモスイッチＳＷ３を押すことで記憶部４６の表示データ記憶エリア５０にセットされる。ステップＳ８４では、学習モード等の他のモードか否かを判断する。

水深が棚位置又は底位置に一致するとステップＳ８３からステップＳ８５に移行し、仕掛けが棚又は底に到達したことを報知するためにブザー４７を鳴らす。他のモードの場合には、ステップＳ８４からステップＳ８６に移行し、指定された他のモードを実行する。他のモードではない場合には、各動作モード処理を終わりメインルーチンに戻る。

スプール１０の回転が糸巻き取り方向と判断するとステップＳ８１からステップＳ８７に移行する。ステップＳ８７では、スプール回転数から糸長データ記憶エリア５１に記憶されたデータを読み出して水深ＬＸを算出する。この水深ＬＸがステップＳ２の表示処理で表示される。

ステップＳ８８では、船縁停止位置に到達したか否かを判断する。船縁停止位置ＦＮに到達するとステップＳ８８からステップＳ８９に移行する。ステップＳ８９では、仕掛けが船縁にあることを報知するためにブザー４７を鳴らす。ステップＳ９０では、モータ１２をオフする。これにより魚や釣れたときや仕掛けを回収して餌を交換するときに、取り込みやすい位置に魚や仕掛けが配置される。船縁停止位置まで巻き取っていない場合にはメインルーチンに戻る。

＜特徴＞
（Ａ）モータ制御部６０は、ブラシレスモータを用いたモータ１２によりスプール１０をものである。モータ制御部６０は、回転速度検出部６２と、モータ電流制御部６３と、モータ速度制御部６４と、を備えている。回転速度検出部６２は、モータ１２の回転速度を検出する。モータ電流制御部６３は、調整レバー５の操作位置に応じて、モータ１２に流れる電流値を複数段階ＳＣに制御する。モータ速度制御部は、複数段階ＳＣの少なくともいずれかでのモータ電流制御部６３による制御中に、回転速度検出部６２が所定速度Ｓ以下の回転速度ＭＶを検出すると、所定速度Ｓを下回らないようにモータ１２を制御する。

このモータ制御部６０では、通常は、モータ１２に流れる電流値を、調整レバー５の操作に応じて複数段階ＳＣのいずれかに制御して段階ＳＣ毎に張力一定制御を行う。また、複数段階ＳＣの少なくともいずれか段階ＳＣでの制御中にモータ１２の回転速度ＭＶが所定速度Ｓ以下になると、所定速度Ｓを下回らないようにモータ１２が制御される。

ここでは、すくなくともいずれかの段階ＳＣでの電流制御中に負荷によりモータ１２の回転速度ＭＶが所定速度Ｓ以下に低下すると、所定速度Ｓを維持するようにモータ１２が制御される。このため、電流値により張力一定制御を行っていても、回転速度ＭＶが常に所定速度し以上に回復されるので、張力一定制御を行っても、モータ１２の回転を安定させることができる。

（Ｂ）モータ制御部６０において、回転速度検出部６２は、モータの逆起電流を整流して得られたデータによりブラシレスモータの回転位相を検出する位相検出部６２ａを有する。

この場合には、モータ１２の制御に用いるための位相検出部６２ａの検出結果によりモータ１２の回転速度を検出できるので、モータ１２の回転速度を検出するためのセンサを設けことなくモータ制御部６０で使用するモータ１２の回転速度を検出できる。

（Ｃ）モータ制御部６０において、モータ速度制御部６４は、電流値が所定値以下となるような段階ＳＣ以下でモータ電流制御部６３がモータ１２を制御しているときに、所定速度Ｓを下回らないようにモータ１２を速度制御する。

この場合には、あまり電流値が高くない状態で電流値を増やす速度制御を行うので、速度制御により電流値を増加させて制御を行ってもモータ１２が過熱しにくくなる。

（Ｄ）モータ制御部６０において、スプール１０の回転速度を検出するスプール速度検出部６５と、スプール速度制御部６６と、モード切換部６７と、をさらに備える。スプール速度制御部６６は、調整レバー５の操作に応じて、スプール１０の回転速度を複数段階ＳＣに制御する。モード切換部６７は、モータ電流制御部６３による張力一定モードと、スプール速度制御部６６による速度一定モードと、を切換可能である。

この場合には、釣りを行う状況や魚種によって、モータの制御を変更できるので、より多くの釣果を望むことができる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（ａ）前記実施形態では、張力一定制御と、速度一定モードとを切り換え可能にしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、張力一定制御だけを行ってもよい。

（ｂ）前記実施形態では、モータ１２のスプールの内部に収納したが、モータをスプール外に装着した電動リールにも本発明を適用できる。

（ｃ）前記実施形態では、モータの回転位相を逆起電流により検出したが、専用のセンサを設けてモータの回転位相を検出してもよい。

（ｄ）前記実施形態では、モータ操作部材として調整レバーを例示したが本発明はこれに限定されない。例えば、押しボタンの押圧操作時間等により段階を増加及び減少してもよい。

５ 調整レバー（モータ操作部材の一例）
１０ スプール
１２ モータ
２３ リール制御部
４６ 記憶部
５１ 糸長データ記憶エリア
５２ 回転データ記憶エリア
６０ モータ制御部
６２ 回転速度検出部
６３ モータ電流制御部
６４ モータ速度制御部
６５ スプール速度検出部
６６ スプール速度制御部
６７ モード切換部
６８ モータ駆動回路
６８ａ 電流検出部
ＳＷ１ メニュースイッチ
ＳＷ２ 決定スイッチ
ＳＷ３ メモスイッチ

Claims (4)

1. ブラシレスモータによりスプールを駆動する電動リールのモータ制御装置であって、
   モータ操作部材の操作に応じて、前記ブラシレスモータに流れる電流値を複数段階に制御するモータ電流制御部と、
   前記ブラシレスモータの回転速度を検出する回転速度検出部と、
   前記複数段階の少なくともいずれかの段階での前記モータ電流制御部による制御中に、前記回転速度検出部が所定速度以下の回転速度を検出すると、前記所定速度を下回らないように前記ブラシレスモータを制御するモータ速度制御部と、
   を備えた電動リールのモータ制御装置。
2. 前記回転速度検出部は、前記ブラシレスモータの逆起電流を整流して得られたデータにより前記ブラシレスモータの回転位相を検出する位相検出部を有する、請求項１に記載の電動リールのモータ制御装置。
3. 前記モータ速度制御部は、前記電流値が所定値以下となるような段階以下で前記モータ電流制御部が前記ブラシレスモータを制御しているときに、前記所定速度を下回らないように前記ブラシレスモータを速度制御する、請求項１又は２に記載の電動リールのモータ制御装置。
4. 前記スプールの回転速度を検出するスプール速度検出部と、
   前記モータ操作部材の操作に応じて、前記スプールの回転速度を複数段階に制御するスプール速度制御部と、
   前記モータ電流制御部による電流制御モードと、前記スプール速度制御部による速度制御モードと、を切換可能なモード切換部と、
   をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の電動リールのモータ制御装置。

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