JPH0832194B2 - ステッピングモータの回転位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータの
回転位置を検出するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ステッピングモータは、
駆動パルスが供給されるごとに等角回転運動を行うよう
になっている。したがって、原理的には駆動パルス一個
あたりの回転角と、供給される駆動パルスの個数とが分
かれば、その回転角は一義的に決定できることになる。

【０００３】しかしながら、現実には脱調現象、すなわ
ちステッピングモータに供給された駆動パルスの個数
と、ステッピングモータの実際の回転量との対応関係
が、若干外れてしまう現象が生ずることがある。この結
果、ステッピングモータの回転位置を正確に決定するこ
とができなくなってしまう。

【０００４】こうした事態に対処するために、ステッピ
ングモータの一回転ごとにリセットパルスを得るように
し、このリセットパルスによって駆動パルスの個数を計
数するカウンタをリセットすることが一般に行われてい
る。このため、前記カウンタはステッピングモータの一
回転内での駆動パルスの個数を計数すればよいようにな
り、このリセットパルスの個数によりステッピングモー
タの回転数を得、さらに前記カウンタにおける計数値か
ら回転位置が得られるようになる。

【０００５】したがって、ある一回転中に例え脱調があ
ったとしても、脱調によるずれを含んだカウンタの計数
値が次の回転の直前でリセットされてしまうので、ステ
ッピングモータの回転数や回転位置を正確に求めようと
する場合に非常に有効である。

【０００６】このようなステッピングモータの特長を利
用して、ステッピングモータでリール駆動を行うように
したスロットマシンが知られている。このようなスロッ
トマシンでは、外周にシンボルが配列された例えば３本
のリールをそれぞれステッピングモータで駆動し、各リ
ールごとに駆動パルス数をカウンタで計数する。リール
の各々には基準位置に遮光片が固着され、この遮光片は
リールが一回転するごとにフォトセンサで検出され、こ
の検出信号はカウンタのリセット信号に用いられる。

【０００７】そして、ストップボタンの操作等によって
リールが停止したときには、その時点でのカウンタの計
数値を参照すれば、リールの停止位置、すなわち入賞ラ
イン上で停止しているシンボルの種類を識別することが
でき、また、リール回転中の任意の時点でも、カウンタ
の計数値を参照してリールの回転位置を監視することが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなスロットマ
シンでは、リールが起動されてから最大でリールが１回
転するまでの間はリセット信号が得られないことから、
リールの回転位置を検出することができない。したがっ
て、リールが起動されてから１回転するまでの間は、リ
ールの停止あるいはリールの停止制御のための処理を開
始することができず、この間は待機時間として費やされ
ていた。しかしながら、スロットマシンは何度も繰り返
して使用されるのがほとんどであるため、上述した待機
時間も累積されることを考慮すると、ゲーム効率の点で
問題があった。

【０００９】さらに、ステッピングモータに脱調が生じ
た場合、ステッピングモータが最大で１回転しなければ
カウンタの計数値とリールの回転位置との対応をとるこ
とが出来ないため、迅速にリールの停止制御を行おうと
する上で不都合があった。なお、こうした不都合を回避
するために、各々種類が異なる複数個の信号片を離散し
てリールに設けておき、これらの信号片の種類をセンサ
で識別しながら検出してカウンタをリセットするものも
提案されているが、信号片やセンサ、さらには信号処理
も複雑化し、コストや信頼性の点で実用性に乏しい。な
お、このような問題は単にスロットマシンだけでなく、
一般に１回転以内のステッピングモータの回転位置を検
出する場合にも共通のものである。

【００１０】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解決するためになされたもので、ステッピングモータが
起動されてから１回転に達する前に、ステッピングモー
タが予め設定された基準となる位置に達したことを表す
信号、すなわちリセット信号を得ることができるように
したステッピングモータの回転位置検出装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、信号部材の円周方向の長さを、ステッピン
グモータの所定回転角度に対応して、ステッピングモー
タが１回転する間に前記電気信号の立ち下がり及び立ち
上がりが各１回ずつ検出可能な長さとし、また、電気信
号の立ち上がり及び立ち下がり検出時とで各々異種のリ
セット信号をリセット信号発生手段から出力させ、さら
に、リセット信号発生手段から発生したリセット信号及
び、カウンタの計数値とからステッピングモータの回転
位置を検出する回転位置検出手段を備えたものである。

【００１２】また、請求項２においては、信号部材を遮
光帯とし、センサはこの遮光帯の通過を光電検出するフ
ォトセンサとしたものである。そして、請求項３におい
ては、回転体をスロットマシンリールとしたものであ
る。さらに、請求項４においては、所定回転角度を１８
０°としたものである。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、ステッピングモータが１回
転する間にはリセット信号発生手段から２つのリセット
信号が得られるようになり、これらを利用することによ
って、ステッピングモータの回転量が１回転未満であっ
てもリセット信号を得ることができるようになる。しか
も、これらのリセット信号については、電気信号の立ち
上がりあるいは立ち下がりのいずれによるものであるか
を判別することもできるから、センサを増設することな
くステッピングモータの回転角を早期に検出することが
できるようになる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。本発明を用いたスロットマシンの外観を示す図２に
おいて、スロットマシンの本体部１の前面にはフロント
ドア２が軸着され、そのパネル表示部２ａには縦長のシ
ンボル表示窓３が３個並列されている。各々のシンボル
表示窓３を通して、第１〜第３リール５ａ〜５ｃのシン
ボルを３個ずつ観察することができる。

【００１５】前記パネル表示部２ａには、横３本、斜め
２本の入賞ラインが記されており、コイン投入口６から
の投入コイン枚数に応じて有効化される入賞ラインの本
数が決められる。また、符号７はコイン投入後にリール
５ａ〜５ｃを起動させるためのスタートレバーを示し、
また符号８ａ〜８ｃは回転しているリール５ａ〜５ｃを
リールごとに停止させるときに操作されるストップボタ
ンを示している。

【００１６】前記第１リール５ａの要部を示す図１にお
いて、ステッピングモータ１０ａの駆動軸１１ａに固定
される第１リール５ａは、リール本体１２と、これにビ
ス止めされる取付け板１３と、リール本体１２の外周に
貼付されたシンボルシート１４とからなる。

【００１７】リール本体１２は、ブリッジ部１６ととも
にプラスチックで一体成形された枠体１２ａと、遮光帯
１７ａとともにプラスチックで一体成形された枠体１２
ｂとからなり、これらの枠体１２ａ、１２ｂは連結ロッ
ド１８によって一体に結合されている。また、シンボル
シート１４は柔軟性をもったプラスチックシート等で作
製され、その表面には一定ピッチでシンボルマークが配
列されている。

【００１８】リール本体１２に取付け板１３をビス止め
し、ステッピングモータ１０ａの駆動軸１１ａを、取付
け板１３の孔１３ａに挿通した後、止めネジ１９を緊締
することによって第１リール５ａは駆動軸１１ａに固着
され、第１リール５ａは駆動軸１１ａと一体に回転され
るようになる。なお、前記駆動軸１１ａ、孔１３ａ、さ
らにブリッジ部１６と取付け板１３の突出部の各々には
平坦部が形成されているため、これらは常に一定の角度
位置で固定されるようになる。

【００１９】前記遮光帯１７ａは右リール体１２ｂの内
側に半周にわたって形成されている。遮光帯１７ａの回
転路に跨がるようにフォトセンサ２０ａが設けられてお
り、遮光帯１７ａの通過はこのフォトセンサ２０ａによ
って光電検出される。ステッピングモータ１０ａによっ
てリール５ａは反時計方向に回転されるから、フォトセ
ンサ２０ａからの光電信号は、遮光帯１７ａの前縁１７
ｆが通過した瞬間に立ち上がり、後縁１７ｒが通り過ぎ
た瞬間に立ち下がるようになる。

【００２０】そして遮光帯１７ａは、前述のように円周
方向で半周の長さに設定されていることから、リール５
ａが任意の位置から半回転したときには、フォトセンサ
２０ａは遮光帯１７ａの前縁１７ｆもしくは後縁１７ｒ
の通過を検出する。

【００２１】また、遮光帯１７ａの位置と一定関係とな
る位置、例えば後縁１７ｒの位置には指標Ｓが刻印され
ており、この指標Ｓを基準にしてシンボルシート１４が
リール本体１２の外周に貼付される。この結果、駆動軸
１１ａの回転位置、遮光帯１７ａの角度位置、シンボル
シート１４上のシンボルマークの配列位置とは、互いに
一定の相対関係をもつようになる。なお、第２リール５
ｂ、第３リール５ｃについては、シンボルシートに配列
されるシンボルマークの種類、配列順が異なるだけで、
その他の構造については、この第１リール５ａの構造と
全く同様となっている。

【００２２】図３は上記スロットマシンの回路構成を示
すもので、破線Ｘで囲んだ部分はマイクロコンピュータ
で構成されている。第１〜第３リール５ａ〜５ｃを駆動
するステッピングモータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、ド
ライバ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを介してマイクロプロセ
ッサユニット（以下、ＭＰＵという）２３に接続されて
いる。各リールに一体化された遮光帯１７ａ、１７ｂ、
１７ｃの通過を検出するためのフォトセンサ２０ａ、２
０ｂ、２０ｃにはリセット信号発生回路２４ａ、２４
ｂ、２４ｃが接続されている。

【００２３】リセット信号発生回路２４ａ〜２４ｃは、
対応するフォトセンサ２０ａ〜２０ｃからの光電信号の
変化、すなわち光電信号の立ち上がりと立ち下がりとを
識別して検出するための微分回路と、この微分出力の
正、負に対応して各々異なったデータを含む信号を出力
するエンコーダとからなり、その信号出力はリセット信
号としてＭＰＵ２３に供給される。

【００２４】ＭＰＵ２３は、クロックパルス発生回路２
５から供給されるクロックパルスに基づいてドライバ２
２ａ〜２２ｃに駆動パルスを出力する。ドライバ２２ａ
〜２２ｃに供給される駆動パルスの個数を計数するため
に、各々カウンタ２６ａ、２６ｂ、２６ｃが設けられて
いる。これらのカウンタ２６ａ〜２６ｃの計数値は、ス
テッピングモータ１０ａ〜１０ｃの駆動が停止した時点
でＭＰＵ２３にフィードバックされる。また、各カウン
タ２６ａ〜２６ｃはリセット端子を備え、ＭＰＵ２３か
らリセットパルスが供給されるとカウンタの計数値は
「０」にリセットされる。

【００２５】プログラムＲＯＭ２７は、ゲーム進行に対
応してＭＰＵ２３の処理を管制し、また後述するように
ステッピングモータ１０ａ〜１０ｃの停止制御を行う。
乱数値サンプリング回路２８は、ランダムに発生される
乱数値の中からスタートレバー７が操作されたタイミン
グで乱数値をサンプリングする。確率テーブル２９は、
発生される乱数値の範囲をペイアウト率に対応して区画
したもので、前述のようにしてサンプリングされた乱数
値がどのような入賞の区画に該当する値であるか、ある
いはハズレに該当する値であるかを判定する。

【００２６】停止シンボル決定回路３０は、入賞テーブ
ル２９の判定結果に対応した入賞あるいはハズレがでる
ようにシンボルの組み合わせを決定する。すなわち、例
えばサンプリングされた乱数値がジャックポットのよう
な大ヒットに該当しているときには、有効化された入賞
ラインＰ上に大ヒットを構成するシンボルが配列される
ように、各リール５ａ〜５ｃの停止位置を制御する。

【００２７】絵柄テーブル３２はＲＯＭで構成され、第
１〜第３リール５ａ〜５ｃに対応して３種のアドレス範
囲Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ に分けられ、これらのアドレス範囲
Ｒ₁、Ｒ₂ 、Ｒ₃ の各々は、さらにＲ_1a、Ｒ_1b、Ｒ_2a、
Ｒ_2b、Ｒ_3a、Ｒ _3b のアドレス領域に分割されている。こ
れらのアドレス領域には、シンボルマークをコード化し
たシンボルコードが、各リールごとの配列にしたがって
アドレス順に格納される。

【００２８】そして、アドレス領域Ｒ_1aの先頭番地に
は、第１リール５ａの遮光帯１７ａの前縁１７ｆがフォ
トセンサ２０ａを通過する時点で、入賞ラインＰ上を通
過するシンボルマークを表すシンボルコードが格納さ
れ、またアドレス領域Ｒ_1bの先頭番地には、遮光帯１７
ａの後縁１７ｒがフォトセンサ２０ａを通過する時点で
入賞ラインＰ上を通過するシンボルマークを表すシンボ
ルコードが格納されている。

【００２９】入賞判定回路３３は、リール５ａ〜５ｃの
全てが停止したときに、入賞ラインＰ上のシンボルマー
クの組み合わせが入賞に該当しているか否かを確認す
る。このため入賞判定回路３３には、入賞に該当するシ
ンボルコードの組み合わせ、及びその入賞に対応したコ
イン払出し枚数データをメモリした入賞テーブル３４が
接続されている。払出し制御回路３５は、入賞判定の結
果、そのゲームで入賞が得られた時にＭＰＵ２３の指令
にしたがって作動し、ホッパー装置３６を介して入賞に
該当した枚数のコインを払出す。

【００３０】上記のように構成されたスロットマシンの
作用は次のとおりである。ゲームの開始に先立って、コ
イン投入口６から投入されたコインの枚数に応じて入賞
ラインの有効化本数が決定され、スタートレバー７のロ
ックが解除される。スタートレバー７を操作すると、第
１〜第３リール５ａ〜５ｃが一斉に回転を開始する。

【００３１】これと同時に、乱数値サンプリング回路２
８によって特定の乱数値がサンプリングされる。この乱
数値は確率テーブル２９と対照され、開始されたゲーム
の入賞の種別（ハズレも含む）が設定される。

【００３２】第１〜第３リール５ａ〜５ｃが起動され
て、その回転が半回転に達するまでには、各々のフォト
センサ２０ａ〜２０ｃからは光電信号の立ち上がりもし
くは立ち下がりが検出される。この検出信号は、リセッ
トパルス発生回路２４ａによってリセット信号としてＭ
ＰＵ２３に入力され、さらに各々対応したカウンタ２６
ａ〜２６ｃの計数値を「０」にリセットする。

【００３３】そして、さらにステッピングモータ１０ａ
〜１０ｃの回転が継続されてゆくと、カウンタ２６ａ〜
２６ｃは駆動パルスの数を計数し、また半回転ごとに
「０」にリセットされるようになる。

【００３４】このようにしてカウンタ２６ａ〜２６ｃの
計数値がリセットされる度に、カウンタ２６ａ〜２６ｃ
での計数値をもとにして、ＭＰＵ２３は絵柄テーブル３
２を参照しながら入賞ラインＰを通過するシンボルマー
クを監視する。そしてこの実施例では、リール５ａ〜５
ｃのいずれも、半回転すればフォトセンサ２０ａ〜２０
ｃからの光電信号の立ち上がりあるいは立ち下がりによ
るリセット信号が得られることになる。

【００３５】このシンボルマークの検索時には、カウン
タ２６ａの計数値が光電信号の立ち上がりでリセットさ
れた以降のものであるか、あるいは光電信号の立ち下が
りでリセットされた以降のものであるかが識別される。
そして、計数値が光電信号の立ち上がりでリセットされ
た以降のものであるときには、アドレス領域Ｒ_1a内のシ
ンボルコードデータが対照され、計数値に対応したアド
レスに書き込まれているシンボルコードが取り込まれ
る。また、光電信号の立ち下がりでリセットされた以降
のものであるときには、アドレス領域Ｒ_1b内のシンボル
コードデータが取り込まれる。

【００３６】その後、例えばストップボタン８ａが操作
されると、その操作タイミングをもとにして停止シンボ
ル決定回路３０が作動し、確率テーブル２９によって予
定された入賞が得られるようにステッピングモータ１０
ａの停止を制御する。このため、カウンタ２６ａの計数
値に基づき、絵柄テーブル３２のアドレス範囲Ｒ₁ にメ
モリされたシンボルコードが参照され、入賞ラインＰ上
で停止させる第１リール５ａのシンボルマークが決めら
れ、これが満足されるようにステッピングモータ１０ａ
が駆動制御される。

【００３７】同様に、第２リール５ｂ、第３リール５ｃ
についても、ストップボタン８ｂ、８ｃの操作タイミン
グと確率テーブル２９からのデータに基づいて、カウン
タ２６ｂ、２６ｃでの計数値を各々のアドレス領域
Ｒ_2a、Ｒ_2b、Ｒ_3a、Ｒ_3b内のデータと対照させながら、
入賞ラインＰ上で所定のシンボルマークを停止させるよ
うにステッピングモータ１０ｂ〜１０ｃの駆動が制御さ
れる。

【００３８】以上のようにしてステッピングモータ１０
ａ〜１０ｃが停止制御され、第１〜第３リール５ａ〜５
ｃが停止されると、その時点でカウンタ２６ａ〜２６ｃ
の計数値から再び絵柄テーブル３２が参照され、入賞ラ
インＰ上で停止しているシンボルマークの組み合わせが
入賞判定回路３３で確認される。そして入賞が得られた
場合には、その入賞に対応した枚数のコインが払出し制
御回路３５、ホッパー装置３６を介して払出され、１回
のゲームが終了する。

【００３９】上述のように、ステッピングモータ１０ａ
〜１０ｃが半回転した時点でリセット信号が得られるよ
うにしておくことによって、第１〜第３リール５ａ〜５
ｃの起動後には、リール半回転分の待機時間を設けてお
けばよく、したがって、スロットマシンを効率的に稼働
させることができるようになる。

【００４０】また、絵柄テーブル３２にシンボルコード
を格納する際には、光電信号の立ち上がり及び立ち下が
りによる異種のリセット信号に対応して２分しておくこ
とができるため、カウンタ２６ａ〜２６ｂの計数値から
シンボルコードを検索する場合の処理時間も短縮化する
ことができる。

【００４１】図４に示した本発明の他の実施例は、ステ
ッピングモータ４０の駆動軸４１に扇型の遮光帯４２を
固定した例を示している。駆動軸４１には永久磁石から
なるロータ４３も固定され、これらは巻芯及びコイルか
らなるステータ４４を保持した外装ケース４５に挿入さ
れる。ベース板４６には、外装ケース４５に嵌装される
支持筒４７が固定されており、この支持筒４７の内壁に
はフォトセンサ４８が取付けられている。

【００４２】フォトセンサ４８の投、受光部は、遮光帯
４２の回転面を挟むように配置されており、遮光帯４２
の通過を光電検出する。フォトセンサ４８からの光電信
号は、前記実施例と同様に構成されたリセット信号発生
回路４９に供給される。したがって、このリセット信号
発生回路４９はフォトセンサ４８からの光電信号の立ち
上がり時、及び立ち下がり時に、それぞれリセット信号
を出力するようになる。

【００４３】このように、ステッピングモータ４０の中
に遮光帯４２を組み込むと、例えばこれをスロットマシ
ンリール駆動用のステッピングモータとして用いる場
合、その組み立て作業時に遮光帯４２を破損したりする
おそれがなくなる。

【００４４】なお、遮光帯４２の開角を１８０°にすれ
ば、駆動軸４１の半回転ごとにリセット信号が得られる
が、この開角は必ずしも１８０°に限定されない。ま
た、扇型の遮光帯４２の代わりに、円弧状のスリットを
設けた遮光円板を駆動軸４１に固定しても同様の機能を
得ることができる。

【００４５】以上、リセット信号発生手段に供給する電
気信号を、フォトセンサを利用して光電的に取り出す実
施例について述べてきたが、ステッピングモータの駆動
軸、あるいはこれと一体に回転する回転体に固着される
信号部材に応じて、磁気センサや近接センサ等を利用し
てその通過を表す電気信号を取り出し、こうして取り出
された電気信号をリセット信号発生手段に供給しても、
同様の効果を得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、ステッピングモータの回
転位置検出装置によれば、所定の円周方向長さをもった
信号部材をステッピングモータと一体に回転させ、その
回転をセンサで電気信号として取り出すとともに、この
電気信号をリセットパルス発生手段に入力して電気信号
の立ち上がりと立ち下がりのタイミングによってリセッ
ト信号を得るようにしている。

【００４７】したがって、ステッピングモータが１回転
する間に、各々識別可能な２個のリセット信号を得るこ
とができるようになるので、１回転以内のステッピング
モータの回転位置を早期に検出することができ、しかも
機械的あるいは電気的な構成を複雑化させることもな
く、非常に実用的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部分解斜視図である。

【図２】本発明を用いたスロットマシンの外観図であ
る。

【図３】本発明を用いたスロットマシンの回路構成を示
すブロック図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す要部分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

５ａ〜５ｃ 第１〜第３リール １０ａ ステッピングモータ １１ａ 駆動軸 １２ リール本体 １７ａ〜１７ｃ 遮光帯 ２０ａ〜２０ｃ フォトセンサ ２４ａ〜２４ｃ リセット信号発生回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−55272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−185184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−46886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−131297（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−250365（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−173786（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−159871（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−45046（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭60−56074（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステッピングモータに供給される駆動パ
   ルスの個数を計数するカウンタと、前記ステッピングモ
   ータの駆動軸もしくはこの駆動軸と一体に回転する回転
   体に固着され、前記駆動軸の所定回転角度に対応した円
   周方向の長さをもった信号部材と、この信号部材の通過
   を検出して電気信号を出力するセンサと、ステッピング
   モータが１回転する間に前記電気信号の立ち上がり及び
   立ち下がりをそれぞれ１回づつ検出し、それぞれの検出
   タイミングで前記カウンタの計数値をリセットする２種
   類のリセット信号を出力するリセット信号発生手段と、
   前記リセット信号の種類と前記カウンタの計数値とから
   ステッピングモータの回転位置を検出する回転位置検出
   手段とからなることを特徴とするステッピングモータの
   回転位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記信号部材は遮光帯であり、前記セン
   サはこの遮光帯の前縁及び後縁の通過をそれぞれ光電検
   出するフォトセンサであることを特徴とする請求項１記
   載のステッピングモータの回転位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記回転体はスロットマシンリールであ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のステッピング
   モータの回転位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記所定回転角度は１８０°であること
   を特徴とする請求項１又は２又は３記載のステッピング
   モータの回転位置検出装置。