JP5949403B2 - Game machine - Google Patents
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Description
本発明は、複数種類のモータを制御可能なモータ制御装置を有する遊技機に関する。 The present invention relates to a gaming machine having a motor control device capable of controlling a plurality of types of motors.
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)。 In order to enhance the interest of the player, a device such as a spinning machine or a ball game machine has been devised to produce an effect that appeals to the player's visual, auditory, or senses. In particular, in order to perform an effect appealing to the player's vision, the gaming machine may be provided with a movable body, for example, a movable accessory. Such moving range and moving speed of the movable body are set in advance according to the effects. Therefore, generally, the amount of rotation per step is determined, and the movable body is driven by a stepping motor that can control the amount of rotation in units of steps. Then, the number of steps corresponding to the amount of movement of the processor unit for effecting (hereinafter simply referred to as the effecting CPU), which is an example of the higher-level control device, moves to the designated position according to the state of the game. By transmitting a command to rotate the stepping motor to the control circuit of the stepping motor, the stepping motor rotates by the number of steps, and as a result, the movable body moves to the designated position (see, for example, Patent Document 1) ).
また近年、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。 In recent years, in order to increase the interest of the player, the number of movable bodies mounted on the gaming machine tends to increase. As the number of movable bodies mounted on the gaming machine increases, the number of motors that drive each movable body also increases. However, since the space on the back of the gaming machine is limited, it may be difficult to arrange the motors in the gaming machine as the number of motors increases. In particular, since a stepping motor needs to perform excitation control of a plurality of phases, the structure is complicated, and the stepping motor becomes larger accordingly. Furthermore, stepping motors are relatively expensive. Therefore, it is not preferable that the number of stepping motors increases.
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。 In order to increase the interest of the player, a large movable accessory may be mounted on the gaming machine. In order to drive such a movable accessory, a motor having a high torque is required. However, in order to increase the torque of the stepping motor, the stepping motor itself has to be increased in size, and as a result, there is a possibility that securing the arrangement space may be more difficult.
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ないので、遊技機では、1回当たりの移動量が予め定められている可動体を駆動するのに適していない。また、直流モータとステッピングモータとでは、制御方法が異なる。そのため、可動体を駆動するモータとして、ステッピングモータの代わりに直流モータを用いるためには、演出用CPUは、ステッピングモータ用の制御信号とは別個のコマンド体系の制御信号を用意せねばならず、その結果、演出用CPUの開発工数が増加して、演出用CPUのコストが増加してしまうおそれがあった。 On the other hand, there is a DC motor as a kind of generally available motor. A DC motor is less expensive than a stepping motor and is smaller than a stepping motor to produce the same torque. However, since the direct current motor cannot directly specify the rotation amount, the gaming machine is not suitable for driving a movable body whose movement amount per one time is predetermined. Further, the control method differs between the DC motor and the stepping motor. Therefore, in order to use a direct current motor instead of a stepping motor as a motor for driving a movable body, the rendering CPU must prepare a control signal of a command system separate from the control signal for the stepping motor, As a result, the development man-hours for the production CPU may increase, and the production CPU cost may increase.
そこで、本発明は、直流モータとステッピングモータの何れも制御することが可能なモータ制御装置を有することで可動体の大型化または個数の増加に対応できる遊技機を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gaming machine that can cope with an increase in the size or the number of movable bodies by including a motor control device that can control both a DC motor and a stepping motor.
本発明の一つの形態として、遊技機本体と、遊技機本体の前面に移動可能に配置される可動体と、可動体を駆動するモータと、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する遊技機が提供される。この遊技機において、演出制御部は、モータの種別を表すモータ種別識別信号と、遊技の状態に応じて、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モータの目標回転量及び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、その制御コマンドをモータ制御装置へ伝送する。一方、モータ制御装置は、制御コマンドを受信する通信部と、モータが直流モータである場合に、そのモータが第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検知信号を受信するセンサインターフェース部と、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、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、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、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、モータ種別識別信号を参照して、可動体を駆動するモータがステッピングモータか直流モータかを判定し、そのモータが直流モータである場合、検知信号の受信回数によってそのモータの回転開始からの総回転量を算出し、その総回転量が目標回転量に達したところでそのモータを静止させるよう、直流モータ駆動信号生成部に第1の駆動信号を出力させ、一方、そのモータがステッピングモータである場合、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そのモータを回転させるよう、ステッピングモータ駆動信号生成部に第2の駆動信号を出力させる制御部とを有する。 As one form of the present invention, a gaming machine main body, a movable body that is movably disposed on the front surface of the gaming machine main body, a motor that drives the movable body, a motor control device that controls the motor, and a game state A gaming machine having an effect control unit for controlling the corresponding effect is provided. In this gaming machine, the effect control unit includes a motor type identification signal indicating the type of the motor, and a target rotation amount of the motor corresponding to a moving distance from the current position of the movable body to the moving destination according to the state of the game and A control command including a signal designating a target rotational speed of the motor is generated, and the control command is transmitted to the motor control device. On the other hand, the motor control device receives a detection signal from a communication unit that receives a control command and a rotation angle sensor that outputs a detection signal each time the motor rotates by a first rotation angle when the motor is a DC motor. A sensor interface unit that receives the signal, a first drive signal that rotates the DC motor at a target rotation speed, a DC motor drive signal generation unit that outputs the first drive signal, and a stepping motor that rotates at the target rotation speed Referring to the stepping motor drive signal generator that generates the second drive signal and outputs the second drive signal, and the motor type identification signal, it is determined whether the motor that drives the movable body is a stepping motor or a DC motor. If the motor is a DC motor, calculate the total amount of rotation from the start of rotation of the motor based on the number of detection signal receptions, and the total amount of rotation The DC motor drive signal generator outputs a first drive signal so that the motor is stopped when the rotation amount is reached. On the other hand, if the motor is a stepping motor, the stepping motor step corresponding to the target rotation amount A control unit that causes the stepping motor drive signal generation unit to output a second drive signal so as to rotate the motor by a certain number.
この遊技機において、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ることが好ましい。この場合において、モータ制御装置の制御部は、可動体を駆動するモータが直流モータである場合、目標回転量に示されたステップ数に、基準回転角に対する第1の回転角の比を乗じることで第1の回転角単位の目標回転量を求め、第1の回転角単位の目標回転量と総回転量を比較してそのモータを静止するか否か判定し、一方、そのモータがステッピングモータである場合、目標回転量に示されたステップ数に、基準回転角に対する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ことが好ましい。 In this gaming machine, the target rotation amount is preferably represented by the number of steps with a predetermined reference rotation angle as one step. In this case, when the motor that drives the movable body is a DC motor, the control unit of the motor control device multiplies the number of steps indicated by the target rotation amount by the ratio of the first rotation angle to the reference rotation angle. The target rotation amount in the first rotation angle unit is obtained and the target rotation amount in the first rotation angle unit is compared with the total rotation amount to determine whether or not the motor is stationary. On the other hand, the motor is a stepping motor. In this case, the number of steps of the stepping motor corresponding to the target rotation amount can be calculated by multiplying the number of steps indicated by the target rotation amount by the ratio of the rotation angle per step of the stepping motor to the reference rotation angle. preferable.
また、この遊技機において、モータ制御装置の制御部は、可動体を駆動するモータが直流モータである場合、目標回転速度の値と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そのパルス幅を決定し、そのパルス幅を直流モータ駆動信号生成部に通知することで直流モータ駆動信号生成部に第1の駆動信号を生成させ、一方、そのモータがステッピングモータである場合、目標回転速度の値と所定期間あたりの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所定期間あたりのステップ数を決定し、その所定期間あたりのステップ数をステッピングモータ駆動信号生成部に通知することでステッピングモータ駆動信号生成部に第2の駆動信号を生成させることが好ましい。 Further, in this gaming machine, the control unit of the motor control device is configured to control the target rotational speed value and the current supply to the DC motor by a pulse width modulation method when the motor driving the movable body is a DC motor. The pulse width is determined by referring to the first table representing the relationship with the pulse width per cycle, and the DC motor drive signal generation unit is notified of the pulse width by sending the pulse width to the DC motor drive signal generation unit. On the other hand, if the motor is a stepping motor, by referring to the second table showing the relationship between the value of the target rotational speed and the number of steps of the stepping motor per predetermined period, Stepping by determining the number of steps and notifying the stepping motor drive signal generator of the number of steps per predetermined period It is preferable to generate a second drive signal to the over motor drive signal generation unit.
さらに、制御コマンドは、可動体を駆動する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、第1のテーブルは部分範囲ごとに設定されることが好ましい。この場合において、モータ制御装置の制御部は、そのモータが直流モータである場合、速度域指定信号に指定された部分範囲に対応する第1のテーブルを選択し、選択した第1のテーブルを利用してパルス幅を決定することが好ましい。 Further, the control command further includes a speed range designation signal for designating any partial range of rotation speed ranges that can be set for the motor that drives the movable body, and the first table is set for each partial range. It is preferably set. In this case, when the motor is a direct current motor, the control unit of the motor control device selects the first table corresponding to the partial range specified in the speed range specification signal, and uses the selected first table. Thus, it is preferable to determine the pulse width.
あるいは、モータが直流モータであり、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第1のテーブルが設定されていることが好ましい。この場合において、モータ制御装置の制御部は、回転角センサから受信した検知信号の時間間隔からモータの実際の回転速度を測定し、目標回転速度と実際の回転速度との差が小さくなるように、複数の第1のテーブルのうちの何れかを選択し、選択した第1のテーブルを利用してパルス幅を決定することが好ましい。 Alternatively, it is preferable that the motor is a DC motor, and the first table is set for each of a plurality of different partial ranges in a range of rotation speeds that can be set for the motor. In this case, the control unit of the motor control device measures the actual rotation speed of the motor from the time interval of the detection signal received from the rotation angle sensor so that the difference between the target rotation speed and the actual rotation speed becomes small. It is preferable to select any one of the plurality of first tables and determine the pulse width using the selected first table.
あるいはまた、制御コマンドは、速度域指定信号によって第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むことが好ましい。この場合において、モータ制御装置の制御部は、モータが直流モータであり、かつ、速度指定方法信号が速度域指定信号によらずに第1のテーブルを選択することを示している場合、回転角センサから受信した検知信号の時間間隔からモータの実際の回転速度を測定し、目標回転速度と実際の回転速度との差が小さくなるように、複数の第1のテーブルのうちの何れかを選択し、その選択した第1のテーブルを利用してパルス幅を決定することが好ましい。 Alternatively, it is preferable that the control command further includes a speed designation method signal for designating whether or not to select the first table by the speed range designation signal. In this case, if the motor is a DC motor and the speed designation method signal indicates that the first table is selected without relying on the speed range designation signal, the control unit of the motor control device The actual rotational speed of the motor is measured from the time interval of the detection signal received from the sensor, and one of a plurality of first tables is selected so that the difference between the target rotational speed and the actual rotational speed is reduced. The pulse width is preferably determined using the selected first table.
本発明に係る遊技機は、直流モータとステッピングモータの何れも制御することが可能なモータ制御装置を有することで可動体の大型化または個数の増加に対応できるという効果を奏する。 The gaming machine according to the present invention has an effect of being able to cope with an increase in the number of movable bodies or an increase in the number of movable bodies by having a motor control device capable of controlling both a DC motor and a stepping motor.
以下、本発明の一つの実施形態による遊技機に搭載されるモータ制御装置を、図を参照しつつ説明する。このモータ制御装置は、直流モータとステッピングモータの何れも制御可能とするために、パルス幅変調(PWM)方式による直流モータの駆動信号を生成・出力する直流モータ駆動信号生成回路と、ステッピングモータの駆動信号を生成・出力するステッピングモータ駆動信号生成回路とを有する。このモータ制御装置は、制御コマンドに含まれる、制御対象のモータの識別情報を参照することで、制御対象のモータが直流モータかステッピングモータかを判別する。そしてこのモータ制御装置は、判別結果に応じて、制御コマンドに含まれる、モータの回転速度及び回転量を表す値から直流モータまたはステッピングモータの駆動信号のパルス幅などを決定することで、直流モータ及びステッピングモータの何れも制御可能とする。 Hereinafter, a motor control device mounted on a gaming machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This motor control device is capable of controlling both a DC motor and a stepping motor, and generates and outputs a DC motor drive signal by a pulse width modulation (PWM) system, and a stepping motor A stepping motor drive signal generation circuit that generates and outputs a drive signal. The motor control device determines whether the control target motor is a DC motor or a stepping motor by referring to the identification information of the control target motor included in the control command. The motor control device determines the pulse width of the drive signal of the DC motor or the stepping motor from the value representing the rotation speed and the rotation amount of the motor included in the control command according to the determination result, and thereby the DC motor Both the stepping motor and the stepping motor can be controlled.
図1は、本発明の一つの実施形態に係る遊技機に搭載されるモータ制御装置の概略構成図である。図1に示されるように、モータ制御装置1は、通信回路11と、レジスタ12と、制御回路13と、直流モータ駆動信号生成回路14と、ステッピングモータ駆動信号生成回路15と、出力回路16と、センサインターフェース回路17とを有する。
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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor control device mounted on a gaming machine according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the motor control device 1 includes a communication circuit 11, a
Each of these units included in the motor control device 1 may be mounted on a circuit board (not shown) as a separate circuit, or may be mounted on the circuit board as an integrated circuit in which these units are integrated. May be.
モータ制御装置1は、上位の制御装置から受信した制御コマンドに従って、制御対象のモータ2に電流を供給するモータ駆動回路3に対して、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、モータ2を制御する。
The motor control device 1 turns on / off current supply to an arbitrary coil or the like of the
制御対象のモータ2が直流モータである場合、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速度でモータ2を回転させるために、モータ2に対する電流の供給をPWM方式により制御する。そのため、モータ制御装置1は、駆動信号の1周期当たりのパルス幅を目標回転速度に応じて変化させる。
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。
When the
Further, the motor control device 1 has rotated a predetermined angle from the
図2は、制御対象のモータ2が直流モータである場合のモータ駆動回路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、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、出力回路16に接続される。そして直流モータ駆動信号生成回路14からの駆動信号は、出力回路16を介して各スイッチTR1〜TR4のスイッチ端子に入力される。
FIG. 2 is a circuit diagram of the
図3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直流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。
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。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a table representing the relationship between the drive signal applied to each switch of the
As shown in the table 300, when the DC motor is rotated forward, the switch terminal of the switch TR1 and the switch terminal of the switch TR4 have a pulse width corresponding to the rotational speed of the DC motor set according to the PWM method. A drive signal including a periodic pulse is applied. On the other hand, no drive signal is applied to the switch terminal of the switch TR2 and the switch terminal of the switch TR3. As a result, since the power supply voltage is applied to the positive terminal only while the pulse is applied to the switch TR1 and the switch TR4, the DC motor rotates forward at a speed corresponding to the pulse width. To do.
When the DC motor is rotated forward, a drive signal may be applied to one of the switches TR1 and TR4 and the other may be always on.
一方、直流モータを逆転させる場合、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、直流モータ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、直流モータには、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、直流モータは、そのパルス幅に応じた速度で逆転する。
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。
On the other hand, when the DC motor is reversely rotated, a drive signal having a periodic pulse corresponding to the rotational speed of the DC motor set according to the PWM method is applied to the switch terminal of the switch TR2 and the switch terminal of the switch TR3. . On the other hand, no drive signal is applied to the switch terminal of the switch TR1 and the switch terminal of the switch TR4. As a result, since the power supply voltage is applied to the negative terminal only while the pulse is applied to the switch TR2 and the switch TR3, the DC motor reverses at a speed corresponding to the pulse width. .
When the DC motor is reversely rotated, a drive signal may be applied to one of the switches TR2 and TR3, and the other may be always on.
また、直流モータ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。 When the brake is applied to the DC motor, the switch terminal of the switch TR3 and the switch terminal of the switch TR4 are turned on, and the switch terminal of the switch TR1 and the switch terminal of the switch TR2 are turned off.
さらに、直流モータ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。 Further, when the DC motor is not driven, the switch terminal of each switch is turned off.
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、制御対象のモータ2(直流モータ)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、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、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、モータの回転軸が1回転する間に50個の検知信号を出力する。なお、ロータリーエンコーダ4は、モータ2がステッピングモータである場合には、省略されてもよい。
The
一方、制御対象のモータ2がステッピングモータであれば、モータ制御装置1は、目標回転速度に応じて1ステップ当たりの時間(すなわち、ステップ幅)を決定し、ステッピングモータ駆動信号生成回路15により、固定子の各巻線ごとに、そのステップ単位でオンまたはオフが切り替えられるパルス状の駆動信号を生成する。そしてモータ制御装置1は、目標回転量に相当するステップ数だけ、その駆動信号を、出力回路16を介してモータ駆動回路3へ出力する。
On the other hand, if the
図4(a)は、制御対象のモータ2がステッピングモータである場合のモータ駆動回路3の部分回路図である。モータ駆動回路3は、ステッピングモータの固定子の巻線(コイル)L1ごとに、電源とグラウンドとの間に、そのコイルL1と直列に接続されるスイッチTR11を有する。なお、スイッチTR11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。そしてスイッチTR11のスイッチ端子(例えば、スイッチTR11がトランジスタであれば、ベース端子に相当し、スイッチTR11が電界効果トランジスタであれば、ゲート端子に相当)は、出力回路16に接続される。そしてステッピングモータ駆動信号生成回路15からの駆動信号は、出力回路16を介してスイッチTR11のスイッチ端子に入力される。
FIG. 4A is a partial circuit diagram of the
図4(b)は、ステッピングモータが二相励磁方式によって駆動される場合の駆動信号の一例を示す図である。この例では、4種の駆動信号401〜404が、それぞれ、モータ駆動回路3に出力される。また駆動信号401〜404の下に表したステップの番号405に示されるように、これら駆動信号401〜404の組のオン・オフの組み合わせが、ステップ単位で切り替わることで、ステッピングモータはステップ単位で回転する。
FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a drive signal when the stepping motor is driven by the two-phase excitation method. In this example, four types of drive signals 401 to 404 are output to the
なお、制御対象のモータ2がステッピングモータである場合には、モータ制御装置1は、回転角センサを利用しなくてもモータ2の総回転量をもとめることができるので、センサインターフェース部17には何も接続されなくてよい。
When the
以下、モータ制御装置1の各部について説明する。 Hereinafter, each part of the motor control device 1 will be described.
通信回路11は、例えば、モータ制御装置1を上位の制御装置と接続する。上位の制御装置は、例えば、モータ制御装置1が実装された遊技機の演出用CPUである。そして通信回路11は、上位の制御装置から、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。なお、通信回路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も、上位の制御装置から受信してもよい。
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。
For example, the communication circuit 11 connects the motor control device 1 to a host control device. The host control device is, for example, an effect CPU for a gaming machine in which the motor control device 1 is mounted. The communication circuit 11 receives a control command having a plurality of bits that are serially transmitted from a higher-level control device. Note that the communication circuit 11 may also receive a clock signal for synchronizing with each of a plurality of bits included in the control command from the host control device in order to analyze the control command.
The control command defines, for example, operation information for specifying the operation of the
The clock signal can be, for example, a signal having a rectangular pulse for every predetermined number of bits in the control command.
図5(a)は、動作情報を含む制御コマンドのフォーマットの一例を示す図である。図5(a)に示されるように、動作情報を含む制御コマンド500は、先頭から順に、STARTフラグ501と、デバイスアドレス502と、動作/設定切替フラグ503と、制御データ504と、ENDフラグ505とを有する。さらに、制御コマンド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。
FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a format of a control command including operation information. As shown in FIG. 5A, the
STARTフラグ501は、制御コマンド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、制御コマンド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、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。
The
The
動作/設定切替フラグ503は、制御コマンドが動作情報を含むか設定情報を含むかを表す1ビットのフラグである。本実施形態では、動作/設定切替フラグ503が'0'であれば、制御コマンドは動作情報を含み、動作/設定切替フラグ503が'1'であれば、制御コマンドは設定情報を含む。図5(a)の例では、制御コマンド500は動作情報を含むので、動作/設定切替フラグ503は'0'である。
The operation /
制御データ504は、モータ制御装置1が制御するモータ2の動作情報を含む。具体的には、制御データ504は、モータ種別識別フラグ5041と、回転方向フラグ5042と、速度データ5043と、停止制御モード/励磁モードフラグ5044と、回転量データ5045とを含む。
The
モータ種別識別フラグ5041は、制御対象のモータ2の種別を表す1ビットのフラグである。本実施形態では、モータ種別識別フラグ5041が'0'であれば、制御対象のモータ2がステッピングモータであることを表し、一方、モータ種別識別フラグ5041が'1'であれば、制御対象のモータ2が直流モータであることを表す。
The motor
回転方向フラグ5042は、制御対象のモータ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5042が'0'であれば、モータ制御装置1は、モータ2を正転させ、一方、回転方向フラグ5042が'1'であれば、モータ制御装置1は、モータ2を逆転させる。
The
速度データ5043は、制御対象のモータ2の目標回転速度を表す。本実施形態では、速度データ5043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5043が'0'であればモータ2にブレーキをかけることを表す。すなわち、制御対象のモータ2が直流モータであれば、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。一方、制御対象のモータ2がステッピングモータであれば、常にオフとなる駆動信号を出力することを表す。速度データ5042が'1'〜'15'であれば、その速度データ5042の値、及び設定情報により設定される速度域から求められる目標回転速度でモータ2を回転させることを表す。なお、この例では、速度データ5043の値が大きいほど、目標回転速度も速くなる。
The
停止制御モード/励磁モードフラグ5044は、2ビットのフラグであり、制御対象のモータ2が直流モータである場合、すなわち、モータ種別識別フラグ5041が'1'である場合、一旦回転を開始したモータ2を静止させる際の停止方式を指定する停止制御モードを表す。停止制御モード/励磁モードフラグ5044が'00'であれば、即時停止モードが適用される。また停止制御モード/励磁モードフラグ5044が'01'であれば、慣性移動モードが適用される。一方、停止制御モード/励磁モードフラグ5044が'10'であれば、減速制御モードが適用される。そして停止制御モード/励磁モードフラグ5044が'11'であれば、段階減速モードが適用される。なお、停止制御モードの詳細については後述する。
The stop control mode /
一方、制御対象のモータ2がステッピングモータである場合、すなわち、モータ種別識別フラグ5041が'0'である場合、停止制御モード/励磁モードフラグ5044は、ステッピングモータの励磁モードを指定する。本実施形態では、停止制御モード/励磁モードフラグ5044が'00'であれば、一相励磁モードが適用される。また停止制御モード/励磁モードフラグ5044が'01'であれば、二相励磁モードが適用される。一方、停止制御モード/励磁モードフラグ5044が'10'であれば、一-二相励磁モードが適用される。なお、モータ2は、上記の励磁方式以外の励磁方式に従って駆動されてもよい。
On the other hand, when the
回転量データ5045は、制御対象のモータ2の目標回転量を表す。本実施形態では、回転量データ5045は13ビット長のビット列である。そしてモータ2が直流モータである場合、回転量データ5045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5045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、モータ2の実際の目標回転量となる。
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。
The
On the other hand, when the
ENDフラグ505は、制御コマンド500の終端であることを表すビット列である。ENDフラグ505は、制御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。
The
本実施形態では、制御対象のモータ2が直流モータかステッピングモータかにかかわらず、回転方向フラグ5042、速度データ5043及び回転量データ5045は同じフォーマットで規定される。そのため、上位の制御装置は、モータ2が直流モータかステッピングモータかを気にすることなく、これらの値を設定できるので、上位の制御装置の開発工数を削減できる。
In this embodiment, regardless of whether the
図5(b)は、設定情報を含む制御コマンドのフォーマットの一例を示す図である。図5(b)に示されるように、設定情報を含む制御コマンド510は、先頭から順に、STARTフラグ511と、デバイスアドレス512と、動作/設定切替フラグ513と、速度域設定フラグ514と、ENDフラグ515とを有する。設定情報を含む制御コマンド510は、動作情報を含む制御コマンド500と比較して、動作/設定切替フラグ513の値が'1'であること、及び制御データ504の代わりに速度域設定フラグ514を含む点で異なる。そこで以下では、速度域設定フラグ514について説明する。
FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a format of a control command including setting information. As shown in FIG. 5B, the
速度域設定フラグ514は、2ビット長を持ち、モータ2の回転速度の設定可能範囲のうち、実際に使用される範囲を速度域として指定する。このように、速度域を指定することで、モータ制御装置1及び上位の制御装置は、相対的に少ないビット数で回転速度を詳細に指定することができる。
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。
The speed
When the
図6は、速度域設定フラグの値と速度域との関係の一例を示す図である。本実施形態では、制御対象のモータ2が直流モータである場合、PWM方式によってモータ2の回転速度が制御される。そのため、速度域は、モータ2を駆動する駆動信号が有する1周期当たりのパルス幅、すなわちデューティ比が取り得る範囲で表される。速度域設定フラグの値が'00'である場合、駆動信号のデューティ比は、矢印601に示されるように、40%〜100%の間に設定される。また、速度域設定フラグの値が'01'である場合、駆動信号のデューティ比は、矢印602に示されるように、30%〜90%の間に設定される。さらに、速度域設定フラグの値が'10'である場合、駆動信号のデューティ比は、矢印603に示されるように、20%〜80%の間に設定される。そして速度域設定フラグの値が'11'である場合、駆動信号のデューティ比は、矢印604に示されるように、10%〜70%の間に設定される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the value of the speed range setting flag and the speed range. In this embodiment, when the
一方、モータ2がステッピングモータである場合、回転速度に応じて、1秒当たりのステップ数が変化する。例えば、1秒当たりのステップ数を、0パルス/秒(pps)から1000ppsまでの範囲内で調整可能なステッピングモータであれば、速度域設定フラグの値が'00'、'01'、'10'、'11'のそれぞれの場合に対応するステップ数の範囲は、例えば、それぞれ、400pps〜1000pps、300pps〜900pps、200pps〜800pps、100pps〜700ppsに設定される。
On the other hand, when the
モータ2の目標回転速度は、制御データに含まれる速度データ5043の値と、速度域設定フラグ514により指定された速度域に応じて設定される。例えば、指定された速度域が15等分される。そして速度データ5043の取り得る値'0001'〜'1111'が、それぞれ、その15等分された速度域の何れかの値に対応する。
The target rotational speed of the
さらに、通信回路11は、上位の制御装置から、制御コマンド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アドレスを受信する。そして通信回路11は、識別アドレスと、制御コマンド中に含まれるデバイスアドレスとが一致する場合、その制御コマンドに含まれる動作情報または設定情報をレジスタ12に書き込む。一方、通信回路11は、識別アドレスとデバイスアドレスとが一致しない場合、受信した制御コマンドを廃棄する。
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。
Furthermore, the communication circuit 11 receives an identification address for specifying the motor control device to be controlled by the control command from the upper control device. When the identification address matches the device address included in the control command, the communication circuit 11 writes the operation information or setting information included in the control command to the
The communication circuit 11 has a memory circuit for storing the identification address so that it can be determined whether or not the identification address and the device address match even when the identification address and the timing of receiving the control command are different. You may do it.
さらに、通信回路11は、モータ2について、レジスタ12に記憶されているコマンドセットが一つ実行されると、すなわち、そのコマンドセットに含まれる目標回転量だけモータ2が回転すると、そのコマンドセットが実行されたことを示す命令完了信号を上位の制御装置へ出力する。命令完了信号は、例えば、単パルス信号とすることができる。
Further, when one command set stored in the
レジスタ12は、モータのコマンドセット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12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。
The
The
制御回路13は、例えば、プロセッサ及び不揮発性のメモリ回路を有する。そして制御回路13は、レジスタ12から読み出したコマンドセットを参照して、制御対象のモータ2の回転方向を決定する。また制御回路13は、そのコマンドセットを参照して、制御対象のモータ2がステッピングモータか直流モータかを判定する。
The
モータ2がステッピングモータである場合、制御回路13は、コマンドセットに指定された励磁モード、回転方向及び目標回転速度に基づいて、1秒当たりのステップ数及びステッピングモータの固定子のそれぞれの巻線に対する駆動信号の遅延量を決定する。そして制御回路13は、1秒当たりのステップ数及び各駆動信号の遅延量をステッピングモータ駆動信号生成回路15へ通知する。
When the
さらに、制御回路13は、制御コマンドで指定された目標回転量を残ステップ数としてメモリ回路に記憶する。そして制御回路13は、ステッピングモータ駆動信号生成回路15から、1ステップ分の駆動信号を出力した旨の通知を受け取る度に、残ステップ数を1減じる。そして制御回路13は、残ステップ数が0になった時点で、ステッピングモータ駆動信号生成回路15にパルス信号の出力を停止させるとともに、通信回路11を介して上位の制御装置に命令完了信号を送信する。
Further, the
一方、モータ2が直流モータである場合、制御回路13は、目標回転速度に基づいて、駆動信号のデューティ比を決定する。そして制御回路13は、回転方向及びデューティ比を直流モータ駆動信号生成回路14へ通知する。
On the other hand, when the
ステップ数またはデューティ比を決定するために、制御回路13は、メモリ回路に予め記憶されている、速度域ごとに速度データの値とステップ数及びデューティ比との対応関係を表した速度テーブルのうち、コマンドセットに含まれる速度域設定フラグの値に対応する速度テーブルを特定する。そして制御回路13は、特定した速度テーブルを参照することにより、速度データに対応するステップ数またはデューティ比を、目標回転速度に対応するステップ数またはデューティ比とする。
In order to determine the number of steps or the duty ratio, the
図7は、速度域ごとの速度テーブルの一例を示す図である。速度テーブル701〜704は、それぞれ、速度域設定フラグの値'00'、'01'、'10'、'11'に対応する。各速度テーブルにおいて、左側の列の各欄の値は速度データを表し、中央の列の各欄の値は、左隣の欄の速度データに対応する、ステッピングモータについての1秒当たりのステップ数を表す。右側の列の各欄の値は、その欄と同じ行の左端の欄の速度データに対応する直流モータについての駆動信号のデューティ比を表す。例えば、モータ2がステッピングモータであり、かつ、速度域設定フラグの値が'01'であり、速度データが'0111'である場合、制御回路13は、目標回転速度に対応する1秒当たりのステップ数を600ppsと決定する。一方、モータ2が直流モータであり、かつ、速度域設定フラグの値が'00'であり、速度データが'0011'である場合、制御回路13は、目標回転速度に対応するデューティ比を55%と決定する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a speed table for each speed range. The speed tables 701 to 704 correspond to speed range setting flag values “00”, “01”, “10”, and “11”, respectively. In each speed table, the value in each column in the left column represents the speed data, and the value in each column in the center column represents the number of steps per second for the stepping motor corresponding to the speed data in the left adjacent column. Represents. The value in each column in the right column represents the duty ratio of the drive signal for the DC motor corresponding to the speed data in the leftmost column in the same row as that column. For example, when the
また、モータ2が直流モータである場合、モータ制御装置1は、モータ2の回転量を直接指定することはできない。そこで制御回路13は、コマンドセットを実行する度に、そのコマンドセットの実行によりモータ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、モータ2の総回転量とする。そして制御回路13は、その総回転量をメモリ回路に記憶する。
When the
制御回路13は、モータ2の総回転量を更新する度に、コマンドセット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。そして制御回路13は、制御コマンドにより指定された目標回転量だけモータ2が回転した時点で静止するよう、残回転量が少なくなると、コマンドセットに含まれる停止制御モードフラグにより指定された停止制御モードに従って、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する。
Whenever the total rotation amount of the
図8(a)〜図8(d)を参照しつつ、モータ2が直流モータである場合の停止制御モードについて説明する。なお、図8(a)〜図8(d)において、横軸は、モータ2の総回転量を表す。一方、縦軸は、駆動信号の電圧を表し、ONは、モータ2に電流が流れる電圧であることを表し、OFFは、モータ2に電流が流れない電圧であることを表す。
The stop control mode in the case where the
本実施形態で停止制御モードは以下の通りである。
(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。
In this embodiment, the stop control mode is as follows.
(1) Immediate Stop Mode FIG. 8A is a diagram illustrating an example of time transition of the drive signal of the
(2)慣性移動モード
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。
(2) Inertial movement mode FIG.8 (b) is a figure showing an example of the time transition of the drive signal of the
(3)減速制御モード
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。
(3) Deceleration control mode FIG.8 (c) is a figure showing an example of the time transition of the drive signal of the
(4)段階減速モード
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。
(4) Step Deceleration Mode FIG. 8D is a diagram illustrating an example of time transition of the DC motor drive signal in the step deceleration mode. Even in the stepped deceleration mode, while the remaining rotation amount is equal to or greater than the predetermined threshold value Th (threshold value Th> 0), the motor control device 1 outputs a pulse signal having a pulse width corresponding to the target rotation speed as the
減速制御モード及び段階減速モードは、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い場合であっても、モータ2の総回転量を慣性移動モードよりも正確に目標回転量となるようにモータ2を制御する場合に用いられる。
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。
In the deceleration control mode and the stepped deceleration mode, for example, even when the target rotation speed is high or the movable body driven by the
When the
When the immediate stop mode or the inertia movement mode is applied as the stop control mode, the movable accessory vibrates within the play range of the gear when the
On the other hand, when the deceleration control mode is applied as the stop control mode, the impact when the
Further, when the step deceleration mode is applied as the stop control mode, the impact when the
図9は、停止制御モードとして即時停止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である。
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)。
FIG. 9 is an operation flowchart of stop control processing when the immediate stop mode is applied as the stop control mode.
The
If the detection signal has not been received, the
On the other hand, when the
残回転量がもとまると、制御回路13は、残回転量が0以下か否か判定する(ステップS104)。
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。
When the remaining rotation amount is found, the
If the remaining rotation amount is larger than 0, that is, if the total rotation amount of the
一方、残回転量が0以下であれば、すなわち、モータ2の総回転量が目標回転量に達していれば(ステップS104−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S106)。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S107)。その後、制御回路13は、停止制御処理を終了する。
On the other hand, if the remaining rotation amount is 0 or less, that is, if the total rotation amount of the
Then, the
図10は、停止制御モードとして慣性移動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である。
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。
FIG. 10 is an operation flowchart of stop control processing when the inertial movement mode is applied as the stop control mode.
In addition, since the process of step S201-step S203 is respectively the same as the process of step S101-S103 shown by FIG. 9, description is abbreviate | omitted.
ステップS203にて残回転量がもとまると、制御回路13は、残回転量が閾値Th未満となったか否か判定する(ステップS204)。なお、閾値Thは、モータ2にブレーキをかけてからモータ2が静止するまでの回転量に相当する正の値である。なお、閾値Thは、予め定められた固定値であってもよく、あるいは、目標回転速度が速いほど大きくなるように、目標回転速度に応じて設定されてもよい。この場合には、例えば、駆動信号のデューティ比と閾値Thとの関係を表すテーブルが制御回路13が有するメモリに予め記憶される。そして制御回路13は、そのテーブルを参照して、駆動信号のデューティ比に対応する閾値Thを決定する。
When the remaining rotation amount is obtained in step S203, the
残回転量が閾値Th以上であれば、すなわち、モータ2に対して直ちにブレーキをかけたとしたとき、慣性運動による回転を考慮しても総回転量が目標回転量に達しない場合(ステップS204−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S205)。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S201以降の処理を繰り返す。
If the remaining rotation amount is equal to or greater than the threshold Th, that is, if the brake is immediately applied to the
一方、残回転量がTh未満であれば(ステップS204−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S206)。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。
On the other hand, if the remaining rotation amount is less than Th (step S204—Yes), the
駆動信号のデューティ比を0に設定した後、制御回路13は、残回転量が0か否か判定する(ステップS207)。残回転量が0よりも多ければ(ステップS207−No)、制御回路13は、ステップS201以降の処理を繰り返す。
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。
After setting the duty ratio of the drive signal to 0, the
On the other hand, if the remaining rotation amount is 0 or less (step S207-Yes), the
図11は、停止制御モードとして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である。
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。
FIG. 11 is an operation flowchart of stop control processing when the deceleration control mode is applied as the stop control mode.
In addition, since the process of step S301-step S303 is respectively the same as the process of step S101-S103 shown by FIG. 9, description is abbreviate | omitted.
ステップS303にて残回転量がもとまると、制御回路13は、残回転量が閾値Th未満となったか否か判定する(ステップS304)。なお、閾値Thは、慣性移動モードと同様に、予め定められた固定値であってもよく、あるいは、目標回転速度が速いほど大きくなるように、目標回転速度に応じて設定されてもよい。ただし、減速制御モードにおける残回転量の閾値Thは、慣性移動モードにおける残回転量の閾値と等しくてもよく、あるいは、長くてもよい。
When the remaining rotation amount is obtained in step S303, the
残回転量が閾値Th以上であれば(ステップS304−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S305)。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S301以降の処理を繰り返す。
If the remaining rotation amount is equal to or greater than the threshold value Th (step S304—No), the
一方、残回転量がTh未満であれば(ステップS304−Yes)、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の1/2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S306)。直流モータ駆動信号生成回路14は、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。
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。
On the other hand, if the remaining rotation amount is less than Th (step S304—Yes), the
In step S306, the
駆動信号のデューティ比を小さくした後、制御回路13は、残回転量が0以下か否か判定する(ステップS307)。残回転量が0よりも多ければ(ステップS307−No)、制御回路13は、ステップS301以降の処理を繰り返す。
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。
After reducing the duty ratio of the drive signal, the
On the other hand, if the remaining rotation amount is 0 or less (step S307—Yes), the
図12は、停止制御モードとして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である。
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。
FIG. 12 is an operation flowchart of stop control processing when the stepped deceleration mode is applied as the stop control mode.
The operation flowchart of the stop control process when the stepped deceleration mode shown in FIG. 12 is applied is compared with the operation flowchart of the stop control process when the deceleration control mode shown in FIG. 11 is applied. Only the process of step S406 is different, and the processes of steps S401 to S405 and steps S407 to S409 are the same as the processes of steps S301 to S305 and steps S307 to S309, respectively. Therefore, the process of step S406 will be described below.
ステップS404において、残回転量が閾値Th未満であれば(ステップS404−Yes)、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、(残回転量/Th)を乗じた値に設定する。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S406)。直流モータ駆動信号生成回路14は、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。これにより、残回転量が少なくなるほど、モータ2は減速する。
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。
In step S404, if the remaining rotation amount is less than the threshold value Th (step S404-Yes), the
Thereafter, when the remaining rotation amount becomes 0, the
直流モータ駆動信号生成回路14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。そして直流モータ駆動信号生成回路14は、制御対象のモータ2が直流モータである場合、制御回路13から通知されたデューティ比に従って、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13から通知された回転方向が正転である場合、直流モータ駆動信号生成回路14は、出力回路16を介してモータ駆動回路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13から通知された回転方向が逆転である場合、直流モータ駆動信号生成回路14は、出力回路16を介してモータ駆動回路3のスイッチTR2とTR3へ周期的なパルス信号を出力する。
The DC motor drive
ステッピングモータ駆動信号生成回路15は、例えば、出力するパルスの幅及びパルスの周期を変更可能な可変パルス生成回路と、可変遅延回路とを有する。そしてステッピングモータ駆動信号生成回路15は、制御対象のモータ2がステッピングモータである場合、可変パルス生成回路により、制御回路13から通知された1秒当たりのステップ数及び励磁方式に応じたパルスの幅及びパルスの周期を持つ、ステッピングモータの固定子の巻線ごとのパルス信号を駆動信号として生成する。そしてステッピングモータ駆動信号生成回路15は、可変遅延回路により、各駆動信号を、制御回路13から通知された遅延量に応じて遅延させる。そしてステッピングモータ駆動信号生成回路15は、出力回路16を介してモータ駆動回路3へ、ステップ単位で各巻線に対する駆動信号を出力する。またステッピングモータ駆動信号生成回路15は、1ステップ分の駆動信号を出力する度に、制御回路13へその旨を通知する。なお、ステッピングモータ駆動信号生成回路15は、パルス信号を出力しない間は常にオフとなる信号を出力する。
The stepping motor drive
出力回路16は、複数のOR回路を有し、各OR回路には、それぞれ、直流モータ駆動信号生成回路14から出力される信号の何れかと、ステッピングモータ駆動信号生成回路15から出力される信号の何れかとが入力される。そして各OR回路の出力信号は、それぞれ、出力回路16の出力端子から出力される。そのため、出力回路16は、直流モータ駆動信号生成回路14が駆動信号を出力している間は、その直流モータ駆動信号生成回路14からの駆動信号を出力し、一方、ステッピングモータ駆動信号生成回路15が駆動信号を出力している間は、そのステッピングモータ駆動信号生成回路15からの駆動信号を出力する。
The
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、制御対象のモータ2が直流モータである場合、検知信号を受信する度に、その検知信号を制御回路13へ出力する。
The
図13及び図14は、モータ制御装置1により実行されるモータ制御処理の動作フローチャートである。このモータ制御処理は、モータ制御装置1が上位の制御装置からコマンドセットを受け取り、レジスタ12にそのコマンドセットが記憶される度に実行される。
13 and 14 are operation flowcharts of the motor control process executed by the motor control device 1. This motor control process is executed each time the motor control device 1 receives a command set from a host control device and the command set is stored in the
制御回路13は、レジスタ12に記憶されたコマンドセットを読み込み、レジスタ12からそのコマンドセットを消去する(ステップS501)。そして制御回路13は、コマンドセットに含まれる、目標回転速度、目標回転量、停止制御モードまたは励磁モードを表すフラグ及び回転方向を表すフラグを、制御回路13のメモリに記憶する。
The
制御回路13は、モータ種別識別フラグを参照して、制御対象のモータ2がステッピングモータか否か判定する(ステップS502)。モータ2がステッピングモータである場合(ステップS502−Yes)、制御回路13は、励磁モード、回転方向及び目標回転速度に従って、1秒当たりのステップ数及び固定子の各巻線に対する駆動信号の遅延量を決定する(ステップS503)。そして制御回路13は、そのステップ数及び遅延量をステッピングモータ駆動信号生成回路15へ通知する(ステップS504)。
The
ステッピングモータ駆動信号生成回路15は、各駆動信号を生成し、出力回路16を介して回路へそれら駆動信号をモータ駆動回路3へ出力する(ステップS505)。またステッピングモータ駆動信号生成回路15は、1ステップ分の駆動信号を出力する度に、その旨を制御回路13へ通知する。制御回路13は、ステッピングモータ駆動信号生成回路15から、1ステップ分の駆動信号を出力した旨の信号を受け取る度に、ステッピングモータの残ステップ数から1を減じる(ステップS506)。なお、残ステップ数の初期値は、制御コマンドで指定された目標回転量である。
The stepping motor drive
制御回路13は、残ステップ数が0か否か判定する(ステップS507)。残ステップ数が0よりも多ければ(ステップS507−No)、制御回路13は、ステップS505以降の処理を繰り返す。一方、残ステップ数が0になっていれば(ステップS507−Yes)、制御回路13は、ステッピングモータ駆動信号生成回路15へ駆動信号の出力の停止を指示するとともに、命令完了信号を通信回路11を介して上位の制御装置へ通知する(ステップS508)。そして制御回路13は、モータ制御処理を終了する。
The
図14に示されるように、ステップS502にて、制御対象のモータ2が直流モータであると判定されると(ステップS502−No)、制御回路13は、回転方向フラグを参照してモータ2の回転方向を決定し、直流モータ駆動信号生成回路14へその回転方向を通知する(ステップS509)。さらに、制御回路13は、目標回転速度に相当するデューティ比を直流モータ駆動信号生成回路14へ通知する(ステップS510)。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、その駆動信号を出力回路16を介してモータ駆動回路3へ出力する。これにより、モータ2は回転を開始する。
As shown in FIG. 14, when it is determined in step S502 that the
制御回路13は、停止制御モードフラグの値が'00'であるか否か判定する(ステップS511)。停止制御モードフラグの値が'00'であれば(ステップS511−Yes)、制御回路13は、即時停止モードによりモータ停止制御を実行する(ステップS512)。
The
一方、停止制御モードフラグの値が'00'でなければ(ステップS511−No)、制御回路13は、停止制御モードフラグの値が'01'であるか否か判定する(ステップS513)。停止制御モードフラグの値が'01'であれば(ステップS513−Yes)、制御回路13は、慣性移動モードによりモータ停止制御を実行する(ステップS514)。
On the other hand, if the value of the stop control mode flag is not “00” (step S511—No), the
一方、停止制御モードフラグの値が'01'でなければ(ステップS513−No)、制御回路13は、停止制御モードフラグの値が'10'であるか否か判定する(ステップS515)。停止制御モードフラグの値が'10'であれば(ステップS515−Yes)、制御回路13は、減速制御モードによりモータ停止制御を実行する(ステップS516)。一方、停止制御モードフラグの値が'10'でなければ(ステップS515−No)、制御回路13は、段階減速モードによりモータ停止制御を実行する(ステップS517)。
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。
On the other hand, if the value of the stop control mode flag is not “01” (step S513—No), the
After step S512, S514, S516 or S517, the motor control device 1 ends the motor control process.
以上に説明してきたように、このモータ制御装置は、制御対象のモータがステッピングモータか直流モータかにかかわらず、同じコマンド体系で作成された制御コマンドにより、その制御対象のモータを制御できる。そのため、このモータ制御装置は、上位の制御装置の開発工数を削減できる。さらに、このモータ制御装置は、直流モータを制御する場合、ロータリーエンコーダを用いて直流モータの回転開始からの実際の回転量を求め、実際回転量が目標回転量に達するよりも前に直流モータを減速する。これにより、このモータ制御装置は、ステッピングモータと同様に、直流モータも目標回転量だけ回転させることができる。 As described above, this motor control device can control a motor to be controlled by a control command created by the same command system regardless of whether the motor to be controlled is a stepping motor or a DC motor. Therefore, this motor control device can reduce the development man-hours of the host control device. Further, when controlling the DC motor, this motor control device uses a rotary encoder to determine the actual rotation amount from the start of rotation of the DC motor, and the DC motor is turned on before the actual rotation amount reaches the target rotation amount. Slow down. Thereby, this motor control device can rotate the direct current motor by the target rotation amount as well as the stepping motor.
なお、本発明に係るモータ制御装置は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、一つの制御コマンドが、動作情報と設定情報の両方を含んでいてもよい。また、変形例によれば、モータ制御装置は、上記の複数の停止制御モードのうち、何れか一つのみに対応するものであってもよい。この場合には、制御コマンドは、停止制御モードフラグを含まなくてもよい。
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。
The motor control device according to the present invention is not limited to the above embodiment. For example, one control command may include both operation information and setting information. Moreover, according to the modification, the motor control device may correspond to only one of the plurality of stop control modes. In this case, the control command may not include the stop control mode flag.
According to another modification, the target rotational speed of the motor to be controlled that is a DC motor is the entire controllable range of the rotational speed of the motor, that is, the duty ratio of the drive signal is in the range of 0% to 100%. May be specified within. Similarly, the target rotation speed of the motor to be controlled, which is a stepping motor, may be specified within the entire settable range for the number of steps per second. When the target rotational speed is specified for the entire settable range for both the DC motor and the stepping motor, the specification of the speed range in the setting information may be omitted.
さらに他の変形例によれば、制御対象のモータ2が直流モータである場合、制御回路13は、ロータリーエンコーダ4から受信する検知信号の間隔によってモータ2の実際の回転速度を測定し、目標回転速度と実際の回転速度の差が小さくなるように、自動的に適用する速度テーブルを切り替えてもよい。例えば、実際の回転速度が目標回転速度よりも遅ければ、制御回路13は、現在適用している速度テーブルよりも、より速い速度域に対応する速度テーブル、すなわち、制御コマンドの速度データの値に対してより高いデューティ比を割り当てる速度テーブルに切り替えて、駆動信号のデューティ比を決定してもよい。逆に、実際の回転速度が目標回転速度よりも速ければ、制御回路13は、現在適用している速度テーブルよりも、より遅い速度域に対応する速度テーブル、すなわち、制御コマンドの速度データの値に対してより低いデューティ比を割り当てる速度テーブルに切り替えて、駆動信号のデューティ比を決定してもよい。
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。
For example, the
さらに他の変形例によれば、制御コマンドは、制御コマンドによって適用される速度域を指定するか、あるいは上記のような自動制御によって速度域を決定するかを切り替えるための自動/手動切り替えフラグをさらに有していてもよい。自動/手動切り替えフラグは、例えば、動作情報を含む制御コマンド中に設けられてもよく、あるいは、設定情報を含む制御コマンド中に設けられてもよい。この変形例では、制御回路13は、自動/手動切り替えフラグを参照し、そのフラグが制御コマンドによって速度域を指定することを示す値(例えば、'1')を持つ場合、速度域設定フラグの値を参照して適用される速度テーブルを決定する。一方、自動/手動切り替えフラグが自動制御であることを示す値(例えば、'0')を持つ場合、御回路13は、速度域設定フラグで指定された速度テーブルによりデューティ比の初期値を決定し、モータ2の回転が開始されてからは、上記のような自動制御によって適用される速度テーブルを決定すればよい。
According to still another modification, the control command sets an automatic / manual switching flag for switching whether to specify a speed range to be applied by the control command or to determine the speed range by the automatic control as described above. Furthermore, you may have. For example, the automatic / manual switching flag may be provided in a control command including operation information, or may be provided in a control command including setting information. In this modification, the
また、ステッピングモータの1ステップ当たりの回転角と、直流モータに取り付けられたロータリーエンコーダが1回の検知信号を出力する度の直流モータの回転角(便宜上、最小検知角と呼ぶ)とは異なることがある。そこで制御回路13のメモリ回路は、目標回転量を決定するための基準回転角に対する、ステッピングモータの1ステップ当たりの回転角の比R1、及び、基準回転角に対する最小検知角の比R2を記憶していてもよい。この場合、制御コマンドの回転量データでは、目標回転量は、基準回転角単位のステップ数で表されてもよい。そして制御回路13は、制御対象のモータがステッピングモータである場合には、回転量データに示されたステップ数に比R1を乗じることにより、ステッピングモータのステップ単位の目標回転量を算出する。また制御回路13は、制御対象のモータが直流モータである場合には、回転量データに示されたステップ数に比R2を乗じることにより、最小検知角単位の目標回転量を算出する。この変形例によれば、上位の制御装置は、制御対象のモータがステッピングモータか直流モータかによらず、制御コマンドの回転量データの値を計算できる。
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。
Also, the rotation angle per step of the stepping motor is different from the rotation angle of the DC motor every time the rotary encoder attached to the DC motor outputs a detection signal (referred to as the minimum detection angle for convenience). There is. Therefore, the memory circuit of the
The reference rotation angle is preferably set to an angle that is a common divisor between the minimum detection angle and the rotation angle per step of the stepping motor, for example. Thereby, regardless of whether the
さらに他の変形例によれば、直流モータ駆動信号生成回路14とステッピングモータ駆動信号生成回路15は、出力回路16を介さずに、それぞれ、直接駆動信号としてのパルス信号を出力してもよい。この変形例では、一つのモータ制御装置が、同時にステッピングモータと直流モータとを動作させることができる。
According to still another modification, the DC motor drive
上記の実施形態または変形例によるモータ制御装置は、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。
The motor control device according to the above-described embodiment or modification may be mounted on a gaming machine such as a ball game machine or a spinning game machine.
FIG. 15 is a schematic perspective view of the
Further, the
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107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108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108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。
The
可動役物部106は、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モータ制御装置112により制御されるモータ125(図17(a)〜(c)を参照)によって駆動される。なお、モータ125は、ステッピングモータ及び直流モータの何れでもよいが、本実施形態では、モータ125は直流モータであるとした。
The movable
図17(a)は、固定役物部105を透過して見た、モータ制御装置112により駆動される可動役物部106の概略正面図であり、図17(b)は、固定役物部105の背面側から見た、可動役物部106が移動可能範囲の一端に位置する場合の概略背面図であり、図17(c)は、固定役物部105の背面側から見た、可動役物部106が移動可能範囲の他端に位置する場合の概略背面図である。
FIG. 17A is a schematic front view of the
この実施形態では、可動役物部106は、星型の装飾部材121と、その装飾部材121を一端にて保持する棒状の支持部材122とを有する。支持部材122は、固定役物部105の背面側に、遊技盤101の左下端から右上方へ向けて斜め方向に、支持部材122の下端と接するように設けられたレール123と係合し、そのレール123に沿って直進移動可能に保持されている。この例では、図17(b)に示されるように、可動役物部106がその移動可能範囲の左下方側の端部に位置する場合、遊技盤101の前面側から見て、装飾部材121が固定役物部105の背後に隠れて遊技者から見えなくなる。一方、図16(c)に示されるように、可動役物部106がその移動可能範囲の右上方側の端部に位置する場合、装飾部材121全体が固定役物部105よりも遊技盤101の中央側に位置することとなり、遊技者が装飾部材121全体を視認可能となる。
In this embodiment, the movable
支持部材122の上面側には、直線歯車としての歯が形成されており、この歯が、移動可能範囲の右上方側の端部に可動役物部106が位置する場合の支持部材122の左下端側の端部の位置近傍に設置された減速ギア124と係合する。また減速ギア124は、モータ125の回転軸126に取り付けられたギア127と係合している。そのため、モータ125が所定角度回転することにより、ギア127及び減速ギア124を介して、その回転角度に対応する所定の移動量だけ可動役物部106が移動する。そしてモータ125は、モータ制御装置112により制御される。
Teeth as linear gears are formed on the upper surface side of the
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106の目標座標を決定し、その決定に従った制御コマンドを生成する。そして演出用CPU111は、生成した制御コマンドをモータ制御装置112へ出力する。例えば、遊技球が入賞装置107に入る前は、演出用CPU111は、可動役物部106が固定役物部105に隠れるように、可動役物部106をその現在地から移動可能範囲の左下方の端部までの移動距離に相当するモータ125の回転量を目標回転量として指定するとともに、例えば、減速制御モードを指定する制御コマンドをモータ制御装置112へ送信する。一方、遊技球が入賞装置107に入ったことが検知され、そのことを示す状態信号が主制御回路110から演出用CPU111に入力されると、演出用CPU111は、可動役物部106をその現在地から移動可能範囲の右上方の端部までの移動距離に相当するモータ125の回転量を目標回転量として指定するとともに、例えば、慣性移動モードを指定する制御コマンドを生成し、その制御コマンドをモータ制御装置112へ送信する。なお、演出用CPU111は、演出の状態によって可動役物部106を移動可能範囲の右上方の端部まで移動させる際の停止制御モードを変えてもよい。例えば、最大限の盛り上がりを演出したい場合には、演出用CPU111は、可動役物部106を急激に停止させることで可動役物部106が停止時に振動するよう、慣性移動モードを指定し、一方、控えめな盛り上がりを演出したい場合には、演出用CPU111は、可動役物部106を緩やかに停止させるよう、段階減速モードを指定してもよい。
On the basis of the state signal indicating the state of the game transmitted from the
モータ制御装置112は、上記の実施形態またはその変形例によるモータ制御装置であり、演出用CPU111から受け取った制御コマンドと、ロータリーエンコーダ128から受け取った検知信号に基づいて、モータ125が目標回転量だけ回転したところで静止するように、モータ125を制御する。これにより、モータ125が直流モータであっても、可動役物部106は、演出に応じた移動目的地まで正確に移動できる。
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。
The
Thus, since the
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。 As described above, those skilled in the art can make various modifications in accordance with the embodiment to be implemented within the scope of the present invention.
1 モータ制御装置
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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。 A gaming machine body,
A movable body movably disposed on the front surface of the gaming machine body;
A motor for driving the movable body;
A motor control device for controlling the motor;
A production control unit that controls production according to the state of the game,
The production control unit includes a motor type identification signal indicating the type of the motor, a target rotation amount of the motor corresponding to a moving distance from the current position of the movable body to a moving destination, according to the state of the game, and Generating a control command including a signal designating a target rotational speed of the motor, and transmitting the control command to the motor control device;
The motor control device
A communication unit for receiving the control command;
When the motor is a DC motor, a sensor interface unit that receives the detection signal from a rotation angle sensor that outputs a detection signal each time the motor rotates by a first rotation angle;
A direct current motor drive signal generator that generates a first drive signal for rotating the direct current motor at the target rotational speed and outputs the first drive signal;
Generating a second drive signal for rotating the stepping motor at the target rotational speed, and outputting the second drive signal;
Referring to the motor type identification signal, it is determined whether the motor is a stepping motor or a DC motor. When the motor is a DC motor, the total rotation amount from the start of rotation of the motor is determined by the number of times the detection signal is received. The DC motor drive signal generator outputs the first drive signal so that the motor is stopped when the total rotation amount reaches the target rotation amount, while the motor is a stepping motor. A controller that outputs the second drive signal to the stepping motor drive signal generator so as to rotate the motor by the number of steps of the stepping motor corresponding to the target rotation amount;
A gaming machine characterized by comprising:
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。 The target rotation amount is represented by the number of steps with a predetermined reference rotation angle as one step,
The control unit of the motor control device includes:
When the motor is a DC motor, the target rotation amount in units of the first rotation angle is obtained by multiplying the number of steps indicated by the target rotation amount by the ratio of the first rotation angle to the reference rotation angle. And determining whether to stop the motor to be controlled by comparing the target rotation amount in the first rotation angle unit with the total rotation amount,
On the other hand, when the motor is a stepping motor, the target rotation amount is obtained by multiplying the number of steps indicated by the target rotation amount by the ratio of the rotation angle of the stepping motor per step to the reference rotation angle. The gaming machine according to claim 1, wherein the number of steps of the corresponding stepping motor is calculated.
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。 The control unit of the motor control device includes:
When the motor is a direct current motor, a first table representing the relationship between the value of the target rotational speed and the pulse width per cycle for controlling the current supply to the direct current motor by the pulse width modulation method is referred to. The pulse width is determined thereby, and the DC motor drive signal generation unit is caused to generate the first drive signal by notifying the pulse width to the DC motor drive signal generation unit,
On the other hand, if the motor is a stepping motor, the number of steps per predetermined period can be determined by referring to a second table that represents the relationship between the target rotational speed value and the number of steps of the stepping motor per predetermined period. The gaming machine according to claim 1 or 2, wherein the stepping motor drive signal generator is configured to generate the second drive signal by determining and notifying the stepping motor drive signal generator of the step number.
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。 The control command further includes a speed range designation signal for designating any partial range in a range of rotation speeds that can be set for the motor, and the first table is set for each partial range,
When the motor is a DC motor, the control unit of the motor control device selects the first table corresponding to the partial range specified by the speed range specification signal, and the selected first table The gaming machine according to claim 3, wherein the pulse width is determined by using.
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。 The motor is a DC motor, and the first table is set for each of a plurality of different partial ranges in a range of rotation speeds that can be set for the motor,
The control unit of the motor control device measures an actual rotation speed of the motor from a time interval of the detection signal received from the rotation angle sensor, and a difference between the target rotation speed and the actual rotation speed is small. The game machine according to claim 3, wherein any one of the plurality of first tables is selected and the pulse width is determined using the selected first table.
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。 The control command further includes a speed designation method signal for designating whether or not to select the first table by the speed range designation signal.
When the motor is a direct current motor and the speed designation method signal indicates that the first table is selected regardless of the speed range designation signal, the control unit of the motor control device, The actual rotational speed of the motor is measured from the time interval of the detection signal received from the rotational angle sensor, and a plurality of the first rotational speeds are reduced so that the difference between the target rotational speed and the actual rotational speed is reduced. 5. The gaming machine according to claim 4, wherein any one of the tables is selected, and the pulse width is determined using the selected first table.
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