KR20120059353A - 전동 릴의 모터 제어 장치 - Google Patents

Abstract

<과제> 센서리스(sensorless)의 브러시리스(brushless) 모터를 이용하여도, 속도의 증감에 대응할 수 있고, 또한 코스트를 삭감할 수 있도록 한다.
<해결 수단> 모터 제어부(60)는, 2극 3상(相)의 센서리스의 브러시리스 모터를 이용한 모터(12)에 의하여, 스풀(10)을 줄 감기 방향으로 회전시킨다. 모터 제어부(60)는, 기동 제어부(65)와 회전 제어부(66)를 구비하고 있다. 기동 제어부(65)는 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출할 수 없을 때, 3상의 코일로 회전자(17)의 회전 위상에 따른 복수의 패턴으로 소정의 순서대로, 회전 방향 판단부(64)가 복수의 패턴 중 어느 하나에서 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전할 때까지 전류를 흐르게 하여 모터(12)를 기동한다. 회전 제어부(66)는, 회전 위상이 검출 가능하게 되면, 역기전류에 의하여 검출한 회전 위상에 따라 3상의 코일(16b) 중 어느 하나에 전류를 흐르게 한다.

Description

전동 릴의 모터 제어 장치{Motor Control Device for Electric Motor Drive Reel}

본 발명은, 모터 제어 장치, 특히, 역기전류에 의하여 위치 검출 가능하고, 2극의 자석과 UVW의 3상(相)의 코일을 가지는 브러시리스(brushless) 모터에 의하여 스풀을 줄 감기 방향으로 회전시키는 전동 릴의 모터 제어 장치에 관한 것이다.

스풀을 줄 감기 방향으로 회전시키는 전동 릴에 있어서, 브러시리스 모터를 사용한 것이 종래 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 종래의 전동 릴에는, 브러시리스 모터의 회전자의 회전 위상을 검출 가능한 위치 센서를 가지는 것이 이용되고 있다. 전동 릴은, 잡히는 물고기에 따라서 당김이 다르기 때문에, 부하의 변동이 크다. 이와 같은 전동 릴에 위치 센서를 가지는 브러시리스 모터를 사용하면, 부하가 큰 저속 회전에서도 부하가 작은 고속 회전에서도 회전자의 위치를 검출 가능하기 때문에, 모터의 제어가 용이하다.

일본국 공개특허공보 특개2000－175602호

상기 종래의 구성에서는, 위치 센서를 가지는 브러시리스 모터를 이용하고 있다. 이 때문에, 부하의 변동에 대하여 제어는 용이하다. 그러나, 위치 센서를 가지는 브러시리스 모터는, 센서리스(sensorless)의 브러시리스 모터에 비하여 구조가 복잡하게 된다. 또한, 위치 센서를 탑재하고 있기 때문에 배선수가 많아져, 전기 배선이 복잡하게 된다. 이 때문에, 위치 센서를 가지는 브러시리스 모터를 이용하면, 전동 릴의 코스트가 비싸진다.

한편, 브러시리스 모터에는, 스위치의 오프 시에 코일에 모인 전기가 회전자의 회전에 의하여 발생하는 역기전류에 의하여, 회전자의 회전 위상을 검출하는 센서리스의 브러시리스 모터가 있다. 센서리스의 브러시리스 모터는, 위치 센서가 없기 때문에, 코스트가 싸지고, 게다가 배선 작업이 용이하다.

그러나, 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출하는 경우, 회전자가 저속 회전하면 역기전류가 작아져, 회전자의 회전 위상을 검출할 수 없다. 이 때문에, 종래는, 센서리스의 브러시리스 모터는, 하드 디스크 등의 비교적 고속이고 정상(定常) 회전하는 장치에 사용되고 있고, 회전 속도의 변동이 격렬한 전동 릴에는 적합하지 않다고 여겨지고 있다.

본 발명의 과제는, 센서리스의 브러시리스 모터를 이용하여도, 속도의 증감에 대응할 수 있고, 또한 코스트를 삭감할 수 있도록 하는 것에 있다.

발명 1에 관련되는 전동 릴의 모터 제어 장치는, 2극의 자석을 가지는 회전자와 UVW의 3상의 코일을 가지는 고정자를 가지며, 역기전류에 의하여 회전자의 회전 위상을 검출 가능하고, 원웨이 클러치에 의하여 줄 방출 방향의 회전이 금지되는 브러시리스 모터에 의하여, 스풀을 줄 감기 방향으로 회전시키는 전동 릴의 모터 제어 장치이다. 모터 제어 장치는, 회전 방향 판단부와 회전 위상 검출부와 기동 제어부와 회전 제어부를 구비하고 있다. 회전 방향 판단부는, 회전자의 회전 방향을 검출한다. 회전 위상 검출부는, 역기전류에 의하여 회전자의 회전 위상을 검출한다. 기동 제어부는 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출할 수 없을 때, 3상의 코일로, 회전자의 회전 위상에 따른 복수의 패턴으로 소정의 순서대로, 회전 방향 판단부가 복수의 패턴 중 어느 하나에서 회전자가 줄 감기 방향으로 회전하였다고 판단할 때까지 전류를 흐르게 하여 모터를 기동한다. 회전 제어부는, 회전 위상이 검출 가능하게 되면, 역기전류에 의하여 검출한 회전 위상에 따라 3상의 코일 중 어느 하나로 전류를 흐르게 하여 브러시리스 모터를 제어한다.

이 모터 제어 장치에서는, 회전 위상 검출부가 회전자의 회전 위상을 검출할 수 없는 기동 시에, 기동 제어부에 의하여 브러시리스 모터가 기동된다. 기동 제어부에서는, 회전자의 회전 위상을 검출할 수 없기 때문에, 회전자의 회전 위상에 따른 복수의 패턴으로 전류를 순서대로 간헐적으로, 회전 방향 판단부가 줄 감기 방향으로 회전자가 회전하였다고 판단할 때까지, 3상의 코일로 흐르게 한다. 이것에 의하여, 회전자의 회전 위상을, 센서를 이용하여 검출하는 것 없이, 회전자를 줄 감기 방향으로 회전할 수 있다. 이 때문에, 역기전류에 의하여 회전자의 회전 위상을 검출할 수 있도록 되면, 회전 제어부에 의한 제어로 전환된다. 회전 제어부에서는, 회전자의 회전 위상을 역기전류에 의하여 검출하고, 회전 위상에 따라 3상의 코일 중 어느 하나로 전류를 흐르게 한다.

여기에서는, 예를 들어 부하의 변동에 의하여 회전 속도가 크게 변화하는 전동 릴에 사용되는 브러시리스 모터에 대하여, 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출할 수 있을 때와 회전 위상을 검출할 수 없는 기동 시에서 다른 제어를 행하고 있다. 이 때문에, 센서리스의 브러시리스 모터에 의하여 전동 릴을 구동하여도, 속도의 증감에 대응할 수 있고, 또한 코스트를 삭감할 수 있도록 된다.

발명 2에 관련되는 전동 릴의 모터 제어 장치는, 발명 1에 기재된 장치에 있어서, 복수의 패턴은, 제1 패턴으로부터 제6 패턴의 6개의 패턴을 가지고 있다. 제1 패턴은, U상 코일로부터 V상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제2 패턴은, U상 코일로부터 W상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제3 패턴은, V상 코일로부터 W상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제4 패턴은, V상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제5 패턴은, W상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흘리는 패턴이다. 제6 패턴은, W상 코일로부터 V상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다.

기동 제어부는, 제1 패턴으로부터 제6 패턴의 순서대로 3상의 코일로, 회전자가 줄 감기 방향으로 회전한 것을 회전 방향 판단부가 판단할 때까지 전류를 소정 시간 흐르게 하는 패턴 통류(通流)부를 가진다.

이 경우에는, UVW의 3상의 코일로 제1 패턴으로부터 제6 패턴의 순서대로 전류를 흐르게 하면, S극이 U상의 코일에 대향한 상태에서는, 회전자가 줄 감기 방향으로 돈다. 따라서, 회전자의 회전 위상이 어느 쪽에 있어도, 어느 하나의 패턴에서 반드시 회전자가 줄 감기 방향으로 회전한다. 이 때문에, 회전 방향 판단부에 의하여 줄 감기 방향으로의 회전이 확인되면, 위치 센서를 이용하는 것 없이 회전자를 줄 감기 방향으로 회전시킬 수 있다.

발명 3에 관련되는 전동 릴의 모터 제어 장치는, 발명 2에 기재된 장치에 있어서, 고정자에 흐르는 전류의 전류값 및 전류의 통류 방향을 검출하는 전류 검출부를 더 구비한다. 회전 방향 판단부는, 전류 검출부에 의하여 검출된 전류값 및 전류 방향에 의하여 브러시리스 모터가 줄 감기 방향으로 회전하였는지의 여부를 판단한다. 이 경우에는, 원웨이 클러치에 의하여 회전자의 줄 방출 방향의 회전이 금지된 브러시리스 모터의 고정자로, 줄 방출 방향으로 회전자를 회전시키는 전류가 흐르면, 회전할 수 없기 때문에 전류값이 높아진다. 따라서, 전류값 및 그 전류 방향에 의하여 회전자의 줄 감기 방향의 회전을 정도(精度) 좋게 판단할 수 있어, 회전자의 회전 위상에 관계없이 회전자를 줄 감기 방향으로 확실하게 회전시킬 수 있다.

발명 4에 관련되는 전동 릴의 모터 제어 장치는, 발명 2 또는 3에 기재된 장치에 있어서, 회전 위상에 의하여 모터의 회전 속도를 검출하는 모터 속도 검출부를 더 구비하고, 회전 제어부는, 회전 속도가 제1 속도 이하의 때, 회전 위상 검출부에 의하여 검출한 회전 위상에 따라 제1 패턴으로부터 제6 패턴 중 어느 하나로 3상의 코일로 전류를 통류하고, 회전 속도가 제1 속도보다 빠른 제2 속도 이상의 때, 회전 위상 검출부로부터의 끼어들기 신호와 진각(進角) 제어에 의하여 3상의 코일로 전류를 통류한다.

이 경우에는, 예를 들어, 브러시리스 모터가 제1 속도로서 예를 들어 4000rpm 이하로 회전하고 있을 때는, 검출된 회전 위상을 읽어들여 진각 제어하는 것 없이 여자(勵磁)하는 코일을 결정하여 전류를 흐르게 한다. 또한, 제2 속도로서 예를 들어 5000rpm 이상으로 브러시리스 모터가 회전하고 있을 때는, 회전 위상 검출부로부터의 끼어들기 신호와 진각 제어에 의하여, 현재의 여자 위치의 다음에 오는 상의 끼어들기 신호에 의하여 코일에서 전류를 흐르게 한다. 이것에 의하여, 브러시리스 모터의 회전 속도가 늦을 때는, 고정도의 회전 제어를 행할 수 있고, 속도가 높을 때는, 효율을 높여 전력 소비를 억제할 수 있다.

발명 5에 관련되는 전동 릴의 모터 제어 장치는, 발명 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 장치에 있어서, 스풀 속도 설정부와 스풀 속도 검출부를 더 구비한다. 스풀 속도 설정부는, 스풀의 회전 속도를 복수 단계 중 어느 하나로 설정한다. 스풀 속도 검출부는, 스풀의 회전 속도를 검출한다. 회전 제어부는, 스풀 속도 검출부의 검출 결과를 참조하여 스풀 속도 설정부에서 설정된 스풀 회전 속도로 되도록 브러시리스 모터를 제어한다.

이 경우에는, 스풀 속도를 복수 단으로 일정하게 제어할 수 있는 것과 함께, 부하에 의하여 스풀 속도가 저하하고, 모터의 회전이 늦어져 회전자의 회전 위상을 검출할 수 없게 되어도, 저속 제어부에 의하여 고 토크(torque)로 모터를 회전시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 예를 들어 부하의 변동에 의하여 회전 속도가 크게 변화하는 전동 릴에 사용되는 브러시리스 모터에 대하여, 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출할 수 있을 때와 회전 위상을 검출할 수 없는 기동 시에서 다른 제어를 행하고 있다. 이 때문에, 센서리스의 브러시리스 모터에 의하여 전동 릴을 구동하여도, 속도의 증감에 대응할 수 있고, 또한 코스트를 삭감할 수 있도록 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 채용된 전동 릴의 사시도.
도 2는 그 측면 단면도.
도 3은 카운터 케이스의 평면도.
도 4는 모터 장착 부분의 단면도.
도 5는 제어계의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 기억부의 기억 내용을 도시하는 블록도.
도 7은 고속 제어 시의 위치 검출 신호를 설명하는 도면.
도 8은 저속 제어 시의 코일로의 통류 패턴을 설명하는 도면.
도 9는 릴 제어부의 메인 루틴의 플로차트.
도 10은 스위치 입력의 처리 내용을 도시하는 플로차트.
도 11은 모터 회전 제어의 처리 내용을 도시하는 플로차트.
도 12는 각 동작 모드 처리의 처리 내용을 도시하는 플로차트.

＜릴의 전체 구성＞

도 1 및 도 2에 있어서, 본 발명의 일 실시예를 채용한 전동 릴은, 외부 전원으로부터 공급된 전력에 의하여 모터 구동되는 대형의 릴이다. 또한, 전동 릴은 줄 방출 길이 또는 줄 감기 길이에 따라 채비의 수심을 표시하는 수심 표시 기능을 가지는 릴이다.

전동 릴은, 낚싯대에 장착 가능한 릴 본체(1)와, 릴 본체(1)의 측방(側方)에 배치된 스풀(10)의 회전용의 핸들(2)과, 핸들(2)의 릴 본체(1) 측에 배치된 드랙 조정용의 스타 드랙(star drag, 3)과, 수심 표시용의 카운터 케이스(4)를 주로 구비하고 있다.

릴 본체(1)는, 프레임(7)과, 프레임(7)의 좌우를 덮는 제1 측커버(8a) 및 제2 측커버(8b)와, 프레임(7)의 전부(前部)를 덮는 전 커버(9)(도 2)를 가지고 있다. 프레임(7)은, 예를 들어, 유리 섬유를 함침(含浸)한 폴리아미드 수지 등의 합성 수지제이며, 제1 측판(7a) 및 제2 측판(7b)과, 그것들을 하부(下部), 후부(後部) 및 앞쪽 상부(上部)의 3개소에서 연결하는 복수의 연결 부재(7c)를 가지고 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 릴 본체(1)의 내부에는, 스풀(10)에 연동하여 동작하는 레벨 와인드 기구(13)(도 2)나 핸들(2) 및 모터(12)의 회전을 스풀(10)에 전달하는 회전 전달 기구 등이 설치되어 있다.

또한, 릴 본체(1)의 내부에는, 모터(12) 및 핸들(2)에 연결된 줄 감기용의 스풀(10)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 스풀(10)의 내부에, 스풀(10)을 줄 감기 방향으로 회전 구동하는 모터(12)가 배치되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 제2 측커버(8b)의 중앙 하부에는, 핸들(2)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 핸들(2)의 지지 부분의 상방(上方) 전부에는, 모터(12)를 복수 단계로 제어하기 위한 조정 레버(5)가 요동(搖動, 흔들려 움직임) 가능하게 지지되어 있다. 조정 레버(5)는, 스풀 속도를 복수 단계 중 어느 하나로 설정하는 스풀 속도 설정부로서 기능한다. 또한, 조정 레버(5)는, 낚싯줄에 작용하는 장력을 복수 단계 중 어느 하나로 설정하는 장력 설정부로서도 기능한다. 조정 레버(5)의 후방(後方)에는, 클러치 조작 부재(11)가 요동 가능하게 배치되어 있다. 클러치 조작 부재(11)는, 핸들(2) 및 모터(12)와 스풀(10)의 구동 전달을 온 오프하는 클러치(도시하지 않음)를 온 오프 조작하기 위한 부재이다. 이 클러치를 온하면, 채비의 자중에 의한 줄 방출 중에, 줄 방출 동작을 정지할 수 있다. 핸들(2)과 반대 측의 제1 측커버(8a)에는, 전원 케이블 접속용의 케이블 연결기(14)가 하향으로 장착되어 있다.

전 커버(9)에는, 낚싯줄 통과용의 가로로 긴 개구(開口, 9a)가 형성되어 있다. 하부의 연결 부재(7c)에는, 전동 릴을 낚싯대에 장착하기 위한 장대 장착 다리부(7d)가 형성되어 있다.

＜모터의 구성＞

모터(12)는, 예를 들어, 정격(定格) 출력이 180와트 정도의 브러시리스 모터이며, 전동 릴에 이용하는 것으로서는 비교적 대용량의 것이다.

모터(12)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 모터 케이스(15)와, 모터 케이스(15)의 내주면(內周面)에 설치된 고정자(16)와, 고정자(16)의 내주 측에 배치된 회전자(17)와, 회전자가 고정된 출력축(18)을 가지고 있다. 모터 케이스(15)는, 내식성(耐蝕性)을 높이기 위하여 알루마이트(alumite) 처리된 알루미늄 합금제의 부재이다. 모터 케이스(15)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 일단(一端)에 배치되는 제1 커버부(15a)와, 타단(他端)에 배치되는 제2 커버부(15b)와, 제1 커버부(15a)와 제2 커버부(15b)의 사이에 배치되는 중간 커버부(15c)를 가지고 있다. 제1 커버부(15a) 및 제2 커버부(15b)는, 같은 외경(外徑)을 가지는 바닥이 있는 통상(筒狀)의 부재이며, 통상 부분이 대향하여 배치되어 있다. 중간 커버부(15c)는, 제1 커버부(15a) 및 제2 커버부(15b)와 같은 외경을 가지는 통상의 부재이다. 제1 커버부(15a), 제2 커버부(15b) 및 중간 커버부(15c)는, 제1 커버부(15a) 측으로부터 삽입된 제2 커버부(15b)로 틀어 넣어지는 복수개(예를 들어 3개)의 고정 볼트(29)에 의하여 일체로 고정되어 있다. 고정 볼트(29)는, 도금 등의 방식(防蝕) 피막에 의하여 방식 처리되어 있다. 따라서, 중간 커버부(15c)는, 제1 커버부(15a) 및 제2 커버부(15b)에 의하여 협지(挾持)되어 있다. 제2 커버부(15b)의 통상 부분에는, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 물 빠짐용의 적어도 하나의 관통 구멍(15d)이 직경 방향을 따라 형성되어 있다. 관통 구멍(15d)은 모터(12) 내부에 결로(結露) 등에 의하여 생긴 물을 모터(12) 내부로부터 빼기 위하여 설치되어 있다. 관통 구멍(15d)은, 장대 장착 다리부(7d)로 향하는 하부와, 그 양측에, 예를 들어 3개 설치되어 있다.

고정자(16)는, 중간 커버부(15c)에 고정된 복수(예를 들어 3개)의 적층 코어(16a)와, 적층 코어(16a)에 권회(卷回)된, U상, V상 및 W상의 3개의 코일(16b)을 가지고 있다. 적층 코어(16a)는, 예를 들어 무방향성 규소 강판제이다. 적층 코어(16a)에는, 고정 볼트(29)에 의하여 회전 방향으로 위치 결정되는 U자상으로 오목하게 형성된 복수(3개)의 위치 결정 오목부(16c)(도 2)가 형성되어 있다. 고정자(16)는, 노출 부분이 도금 등의 방식 피막에 의하여 방식 처리되어 있다. 덧붙여, 도 4에서는, 고정 볼트(29)가 직경 상에 2개 배치되어 있는 것과 같이 그려져 있지만, 이것은 모식적으로 나타낸 것이며, 실제로는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 3개의 고정 볼트(29)가 둘레 방향에 등간격(等間隔)으로 배치되어 있다.

회전자(17)는, S극 및 N극을 가지는 2극의 자석(17a)과, 자석(17a)을 보지(保持)하는 자석 홀더(17b)를 포함하고 있다. 자석 홀더(17b)는, 출력축(18)에 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 회전자(17)는, 노출 부분이 도금 등의 방식 피막에 의하여 방식 처리되어 있다.

출력축(18)은, 예를 들어, 스테인리스 합금제의 축이며, 제1 커버부(15a) 및 제2 커버부(15b)에 좌우 한쌍의 베어링(27)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 출력축(18)의 제1단(端)(도 4 좌단(左端))에는, 출력축(18)의 줄 방출 방향의 회전을 금지하기 위한 원웨이 클러치(28)가 장착되어 있다. 원웨이 클러치(28)는, 릴 본체(1)의 제1 측판(7a)에 형성된 팽출부(膨出部, 7e) 내에 외륜(外輪, 28a)이 회전 불가능하게 장착된 롤러 클러치이다. 출력축(18)의 제2단(도 4 우단(右端))에는, 도시하지 않는 회전 전달 기구를 구성하는 유성(遊星) 톱니바퀴 기구의 태양 기어가 고정되어 있다. 스풀(10)에는 유성 톱니바퀴 기구를 통하여 모터(12)의 회전이 전달된다. 유성 톱니바퀴 기구는, 예를 들어 1/50의 감속비(減速比)로 모터(12)의 회전을 감속한다.

모터 케이스(15)의 제2 커버부(15b)는, 팽출부(7e)에 중심 맞춤된 상태로 연결되어, 복수(예를 들어 2개)의 고정 볼트(31)에 의하여 고정되어 있다. 이것으로부터 모터(12)가 릴 본체(1)에 고정된다. 제2 커버부(15b)의 단부(端部)로부터는, 코일(16b)에 전기적으로 접속되는 3개의 모터선(34)이 카운터 케이스(4)를 향하여 연장되어 있다.

릴 본체(1)의 제1 측판(7a) 및 제2 측판(7b)의 상부에, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 낚싯줄의 끝에 장착된 채비의 수심을 표시하는 카운터 케이스(4)가 고정되어 있다.

＜카운터 케이스 구성＞

카운터 케이스(4)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 릴 본체(1)의 앞쪽 상부에 재치(載置, 물건의 위에 다른 것을 올리는 것)된 케이스 본체(19)와, 액정 디스플레이를 가지는 수심 표시부(22)와 릴 제어부(23)를 구비하고 있다.

케이스 본체(19)는, 릴 본체(1)의 제1 측판(7a) 및 제2 측판(7b)에 고정되어 있다. 케이스 본체(19)는, 상면부(上面部, 33)를 가지고, 외부에 노출하는 합성 수지제의 상 케이스 부재(30)와, 상 케이스 부재(30)에 고정되는 하 케이스 부재(32)를 가지고 있다.

상 케이스 부재(30)는, 예를 들어, 유리 단섬유로 강화된 폴리아미드 수지제이다. 상 케이스 부재(30)는, 표시 부분이 앞쪽 끝으로 갈수록 가늘어지게 형성되어 있다. 상 케이스 부재(30)는, 내부에 하 케이스 부재(32)로 수납 공간을 가지고 있다.

상면부(33)의 표시 부분에는, 대체로 사다리꼴 형상의 표시용에 개구하는 표시 테두리(33a)가 형성되어 있다. 표시 테두리(33a)의 개구는, 상 케이스 부재(30)에 용착된 투명 커버(37)에 의하여 막혀 있다.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 표시 테두리(33a)의 후방에는, 메뉴 스위치(SW1), 결정 스위치(SW2), 및 메모 스위치(SW3)가 배치되어 있다. 메뉴 스위치(SW1)는, 예를 들어, 선택 조작을 행하기 위한 메뉴 조작용의 스위치이다. 결정 스위치(SW2)는, 예를 들어, 메뉴 스위치(SW1)로 선택된 조작을 결정하기 위한 스위치이다. 메모 스위치(SW3)는, 예를 들어, 물고기 서식층 메모용의 스위치이다. 메뉴 스위치(SW1)는, 수심 표시부(22) 내의 표시 항목을 선택하기 위하여 사용되는 버튼이다. 예를 들어, 메뉴 스위치(SW1)를 조작할 때마다 위로부터 모드(채비의 수심을 수면으로부터의 깊이로 표시하는 모드)와 바닥으로부터 모드(채비의 수심을 물 바닥으로부터의 수심으로 표시하는 모드)로 전환한다. 또한 메뉴 스위치(SW1)를 3초 이상 길게 누름하면, 길게 누를 때마다, 모터(12)의 제어 모드를 속도 일정 모드와 장력 일정 모드로 전환할 수 있다.

여기서, 속도 일정 모드는, 조정 레버(5)의 요동 위치에 따라 스풀(10)의 회전 속도의 상한 속도를 복수 단계(예를 들어 31단계)로 다단 속도 제어 가능한 모드이다. 장력 일정 모드는, 조정 레버(5)의 요동 위치에 따라 낚싯줄에 작용하는 장력의 상한 장력을 복수 단계(예를 들어 31단계)로 다단 장력 제어 가능한 모드이다. 덧붙여, 양 모드 모두, 최고 단계의 31단계는, 100% 듀티로 모터(12)를 동작시키는 빨리 감기 속도이며, 전류 제한은 행하지만, 속도 제어는 행하지 않는다. 덧붙여, 속도 일정 모드에 있어서, 제1 단계의 스풀 회전 속도는, 28rpm(rpm = 1분간의 회전수)으로부터 30rpm의 범위로 제어된다.

따라서, 모터(12)의 회전 속도는, 1400rpm으로부터 1500rpm의 범위로 제어된다.

하 케이스 부재(32)는, 예를 들어, 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금 등의 경량이고 열전도율이 높은 금속제의 테두리상의 부재이다. 하 케이스 부재(32)는, 복수개(예를 들어 4개)의 고정 나사(도시하지 않음)에 의하여 상 케이스 부재(30)를 고정하고 있다. 수심 표시부(22) 및 릴 제어부(23)용의 2매의 회로 기판(20)이 하 케이스 부재(32)에 탑재되어 있다.

하측의 회로 기판(20) 하면(下面)에는, 모터(12) 구동용의 복수의 FET(전계 효과 트랜지스터, 25)를 포함하는 모터 구동 회로(70)가 탑재되어 있다. FET(25)는, 모터(12)를 PWM(펄스폭 변조)할 때에 듀티비에 따라 스위칭하는 스위치 소자(素子)로서 기능한다. 또한, FET(25)는, 예를 들어, 모터(12)의 고정자(16)의 코일(16b)을 순서대로 여자 및 소자(消磁)하기 위한 스위치 소자로서 기능한다. 또한, 하측의 회로 기판(20)에, 콘덴서(21)가 접속되어 있다. 콘덴서(21)는, FET(25)로부터 발생하는 노이즈를 평활화하는 기능을 가지고 있다. 또한, 모터(12)의 역기전류를 정류하는 기능을 가지고 있다. 이 역기전류를 정류하는 것에 의하여, 모터(12)의 회전 위상을 검출하고 있다. 이 검출된 회전 위상에 의하여 FET(25)가 제어되어 코일(16b)을 순서대로 여자 및 소자하여, 모터(12)를 회전시킨다. 또한, 이 회전 위상에 의하여 모터(12)의 회전 속도를 검출하고 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 수심 표시부(22)는, 중앙에 배치된 4자리수의 16세그먼트(segment) 표시의 수심 표시 영역(22a)과, 그 오른쪽 하방에 배치된 3자리수의 7세그먼트의 메모 수심 표시 영역(22b)과, 메모 수심 표시 영역(22b)의 좌방(左方)에 배치된 7세그먼트의 단계 표시 영역(22c)을 가지고 있다. 단계 표시 영역(22c)은, 조정 레버(5)의 위치(단계(SC))를, 예를 들어 0으로부터 30까지의 31단계로 표시한다. 여기에서는, 수심 표시 영역(22a)에 16세그먼트의 표시를 이용하고 있기 때문에, 수심 표시가 보다 시인(視認)하기 쉬워진다.

＜릴 제어부의 구성＞

릴 제어부(23)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 기능 구성으로서 모터(12)를 제어하는 모터 제어부(60)(모터 제어 장치의 일례)와, 수심 표시부(22)를 제어하는 표시 제어부(61)를 가지고 있다. 모터 제어부(60)는, 모터(12)를 PWM 제어하는 것과 함께, 모터(12)의 고정자(16)의 복수의 코일(16b)을 여자 및 소자하는 제어를 행한다. 이 여자 및 소자 제어의 때에는, 모터 제어부(60)는, 콘덴서(21)로 모터(12)의 역기전류를 정류하여 얻어진 데이터에 의하여 모터(12)의 회전 위상을 검출하고, 검출된 회전 위상에 따라 복수의 코일(16b)을 순차 여자 및 소자한다.

릴 제어부(23)에는, 조정 레버(5), 메뉴 스위치(SW1), 결정 스위치(SW2), 및 메모 스위치(SW3)가 접속되어 있다. 또한, 스풀(10)의 회전 속도 및 회전 방향을 검출하기 위한 스풀 센서(41)와, 코일(16b)로의 통전을 온 오프하는 것과 함께 모터(12)를 PWM 구동하는 5개의 FET(25) 및 콘덴서(21)를 포함하는 모터 구동 회로(70)와, 버저(47)와, 수심 표시부(22)와, 기억부(46)와, 다른 입출력부가 접속되어 있다. 모터 구동 회로(70)에는, 모터(12)에 흐르는 전류값을 검출하는 전류 검출부(70a)가 설치되어 있다. 전류 검출부(70a)는, 모터에 흐르는 전류값에 더하여 전류 방향도 검출 가능하다.

스풀 센서(41)는, 전후로 나란히 배치된 2개의 리드 스위치로 구성되어 있어, 어느 리드 스위치가 먼저 검출 펄스를 발하였는지에 의하여 스풀(10)의 회전 방향을 검출할 수 있다. 또한, 검출 펄스에 의하여 스풀의 회전수 및 회전 속도를 검출할 수 있다.

기억부(46)는 예를 들어 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 등의 불휘발 메모리로 구성되어 있다. 기억부(46)에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 물고기 서식층 위치 등의 표시 데이터를 기억하는 표시 데이터 기억 에어리어(50)와, 실제의 줄 길이와 스풀 회전수의 관계를 나타내는 줄 길이 데이터를 기억하는 줄 길이 데이터 기억 에어리어(51)와, 단계(SC)에 따른 스풀(10)의 감아올림 속도(rpm) 및 감아올림 토크(전류값)를 기억하는 회전 데이터 기억 에어리어(52)와, 종종(種種)의 데이터를 기억하는 데이터 기억 에어리어(53)가 설치되어 있다.

회전 데이터 기억 에어리어(52)에는, 속도 일정 모드에서의 단계(SC)마다의 상한 속도(Vsc), 상한 속도(Vsc)의 하한값(Vsc1) 및 상한값(Vsc2)의 데이터와, 장력 일정 모드에서의 단계(SC)마다의 상한 장력(Qs)의 하한값(Qsc1) 및 상한값(Qsc2)의 데이터가 기억되어 있다. 데이터 기억 에어리어(53)에는 줄 길이에 관한 각종의 데이터가 격납되어 있다. 예를 들어 뱃전 정지 위치가 격납되어 있다.

모터 제어부(60)는, 소프트웨어로 실현되는 기능 구성으로서, 회전 위상 검출부(62)와 모터 전류 제어부(63)와 회전 방향 판단부(64)와 기동 제어부(65)와 회전 제어부(66)와 스풀 속도 검출부(67)와 스풀 속도 제어부(68)와 모드 전환부(69)를 가지고 있다. 회전 위상 검출부(62)는, 모터(12)의 역기전류를 정류하여 얻어진 데이터에 의하여 모터(12)의 회전 위상을 검출한다. 이 회전 위상의 시간적인 경과에 의하여 모터(12)의 회전 속도도 검출 가능하다.

모터 전류 제어부(63)는, 조정 레버(5)의 요동 조작 위치에 따라, 모터(12)에 흐르는 전류값을 복수 단계(예를 들어 31단계)로 제어한다. 즉, 장력 일정 모드의 때에 모터(12)의 제어를 행한다.

회전 방향 판단부(64)는, 기동 제어부(65)에 의한 제어 시에 소정의 패턴으로 모터(12)에 전류를 흐르게 할때에 모터(12)의 회전 방향을 판단한다. 모터 구동 회로(70) 내의 전류 검출부(70a)에 의하여 검출된 전류값 및 전류 방향에 의하여, 모터(12)가 줄 감기 방향으로 회전하였는지의 여부를 판단한다. 전술한 것과 같이, 모터(12)의 출력축(18)은, 원웨이 클러치(28)에 의하여 줄 방출 방향의 회전이 금지되어 있다. 이 때문에, 모터(12)가 줄 방출 방향으로 회전하면, 모터(12)에 흐르는 전류가 증가한다. 이 전류값의 증가에 의하여 모터가 줄 방출 방향으로 회전하고 있는 것을 검출한다.

기동 제어부(65)는, 패턴 통류부(65a)를 가지고 있다. 패턴 통류부(65a)는, 모터(12)가 소정 회전 속도 미만으로 회전하여 역기전류에 의한 회전 위상의 검출을 할 수 없을 때에, 도 8에 도시하는, 제1 패턴으로부터 제6 패턴을 가지는 소정의 패턴으로 전류를 순차 U상의 코일(16b)로부터 W상의 코일(16b)로 1000rpm으로 회전하는 것과 같은 전류를 소정 시간(예를 들어 0.5초간) 흐르게 한다. 그리고, 그때마다 회전 방향을 검출하여, 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전하였을 때에 기동 제어를 종료한다.

도 8에 도시하는 소정의 패턴은, 제1 패턴으로부터 제6 패턴의 6개의 패턴으로 구성되어 있다. 각 패턴에서는, 회전자(17)가 도 8에 도시한 위치에 있으면, 모터(12)는, 줄 감기 방향으로 회전한다. 제1 패턴은, 화살표 A로 도시하는 바와 같이 U상으로부터 V상의 코일(16b)로 전류를 흐르게 한다. 이 때, 전술한 것과 같이, 도 8에 도시하는 위치 이외에 회전자(17)가 위치하고 있으면, 회전자(17)는, 돌지 않거나 줄 방출 방향으로 회전한다. 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전하고 있지 않는 것을 회전 방향 판단부(64)에 의하여 판단한 경우는, 제2 패턴으로 전류를 흐르게 한다. 제2 패턴은, 화살표 B로 도시하는 바와 같이 U상으로부터 W상의 코일(16b)로 전류를 흐르게 한다. 마찬가지로, 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전하고 있지 않은 경우는, 화살표 C로 흐르게 하는 제3 패턴, 화살표 D로 흐르게 하는 제4 패턴, 화살표 E로 흐르게 하는 제5 패턴, 화살표 F로 흐르게 하는 제6 패턴으로, 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전할 때까지 U상으로부터 V상의 코일(16b)로 전류를 흐르게 한다. 덧붙여, 제3 패턴은, V상 코일로부터 W상 코일로 전류를 흐르게 한다. 제4 패턴은, V상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흐르게 한다. 제5 패턴은, W상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흐르게 한다. 제6 패턴은, W상 코일로부터 V상 코일로 전류를 흐르게 한다. 이 제6 패턴까지 제1 패턴으로부터 순서대로 전류를 흐르게 하면, 지금까지의 어느 하나의 패턴에서, 회전자(17)가 어떠한 위상에 있어도, 회전자(17)는 줄 감기 방향으로 회전한다. 따라서, 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전할 때까지는, 회전 방향을 판단하면서 다음의 패턴의 전류를 흐르게 한다. 그리고, 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전한 것을 판단하면, 처리를 종료한다.

회전 제어부(66)는, 모터(12)가 회전하고 FET(25)의 온 오프 시에 발생하는 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출할 수 있는 경우, 검출된 모터(12)의 회전자(17)의 회전 위상에 따라, 3개의 코일(16b)에 전류를 흐르게 한다. 발생하는 역기전류를 정류한 회전 위상의 검출 신호의 일례를 도 7에 도시한다. 도 7에서는, U상으로부터 W상까지 순서대로 도 8에 도시하는 바와 같이 전류를 흐르게 하였을 때에 발생하는 검출 신호를 도시하고 있다. 도 8은, 기동 제어부(65)에 의한 제어의 때에 사용하는 소정의 패턴을 도시하고 있다. 소정의 패턴은, 회전자(17)가 어느 회전 위상에 있어도, 3상 2극의 모터(12)의 경우, 6개의 패턴 중 어느 하나의 패턴의 때에 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전할 수 있다.

회전 제어 시에는, 회전 위상의 검출 결과에 따른 소정의 패턴으로 전류를 흐르게 하고 있다. 또한, U상, V상, W상에서의 각 코일(16b)의 플러스 측은, 스풀 속도 또는 전류값에 따른 주기로 온 오프하고 있다. 한편, 각 코일(16b)의 마이너스 측은, 예를 들어 20kHz의 주기의 PWM 제어에 의하여, 설정된 스풀 속도 또는 전류값에 따라 듀티 제어하고 있다.

스풀 속도 검출부(67)는, 스풀 센서(41)로부터의 출력에 의하여, 모터 제어부(60)에 있어서 사용하는 스풀(10)의 속도 및 스풀(10)의 회전 방향을 검출한다.

스풀 속도 제어부(68)는, 스풀 속도 설정부로서의 조정 레버(5)의 요동 조작 위치에 따라, 스풀(10)의 회전 속도를 복수 단계(예를 들어 31단계)로 제어한다. 즉, 속도 일정 모드의 때에 모터(12)를 제어한다.

모드 전환부(69)는, 장력 일정 모드와 속도 일정 모드를 전환하는 것이다. 전술한 것과 같이, 예를 들어, 메뉴 스위치(SW1)의 3초 이상 길게 누름 조작에 의하여 동작 모드의 전환 동작이 실현된다.

이와 같은 구성의 전동 릴에서는, 낚싯줄을 방출할 때에는, 클러치 조작 부재(11)를 가장 앞쪽(후방)으로 조작하는 것에 의하여 클러치를 오프한다. 클러치 오프하면, 스풀(10)이 자유 회전 상태가 되어, 낚싯줄에 장착된 추의 자중에 의하여 낚싯줄이 스풀(10)로부터 방출된다. 낚싯줄이 방출되면 스풀(10)이 줄 방출 방향으로 회전하고, 스풀 센서(41)의 검출 펄스에 의하여 수심 표시부(22)의 수심 표시가 방출량에 따라 변화한다. 채비가 물고기 서식층에 도달하면, 핸들(2)을 줄 감기 방향으로 돌려 도시하지 않는 클러치 반환 기구에 의하여 클러치를 온하여 낚싯줄의 방출을 정지한다.

물고기의 입질이 있으면, 조정 레버(5)를 조작하여 낚싯줄을 감아올린다. 조정 레버(5)를 도 1 시계 회전 방향으로 요동시키면, 그 요동 각도에 따라 스풀(10)의 회전 속도 또는 낚싯줄에 작용하는 장력의 최대값을 단계적으로 설정할 수 있다.

＜릴 제어부의 동작＞

다음으로 릴 제어부(23)의 구체적인 제어 동작에 관하여, 도 9 이후에 도시하는 제어 플로차트에 기초하여 설명한다. 덧붙여, 이하의 설명은 본 발명의 제어 순서의 일례이며, 본 발명의 제어 순서는 이하의 플로차트에 도시한 내용에 한정되지 않는다.

전동 릴에 도시하지 않는 전원 케이블을 통하여 전원이 투입되면, 도 9의 스텝 S1에 있어서 초기 설정을 행한다. 이 초기 설정에서는 각종의 변수나 플래그를 리셋하거나 한다. 또한, 뱃전 정지 위치(FN)(정지 수심의 일례)를 표준적인 뱃전 정지 위치인 제1 줄 길이(L1)(예를 들어, 6 m)로 세트한다.

다음으로 스텝 S2에서는 표시 처리를 행한다. 표시 처리에서는, 수심 표시 등의 각종의 표시 처리를 행한다. 여기서, 단계 표시 영역(22c)에 단계(SC)를 표시한다.

스텝 S3에서는, 후술하는 각 동작 모드에서 산출되는 수심(LX)이 제1 줄 길이(L1) 이하인지의 여부를 판단한다. 스텝 S4에서는, 어느 하나의 스위치(SW1 ~ SW3) 또는 조정 레버(5)가 눌렸는지의 여부의 스위치 입력의 판단을 행한다. 또한 스텝 S5에서는 스풀(10)이 회전하고 있는지의 여부를 판단한다. 이 판단은, 스풀 센서(41)의 출력에 의하여 판단한다. 스텝 S6에서는, 그 외의 지령이나 입력이 이루어졌는지의 여부를 판단한다.

수심(LX)이 제1 줄 길이(L1) 이하의 때에는, 스텝 S3으로부터 스텝 S7로 이행한다. 스텝 S7에서는, 그 수심에서 5초 이상 정지하고 있는지의 여부를 판단한다. 6m 이하의 수심에서 5초 이상 정지하고 있는 것은, 뱃전에서 잡은 물고기를 수중에 넣거나, 채비에 미끼를 다시 끼우거나 하는 등의 동작을 행하고 있을 때가 많다. 이 때문에, 5초 이상 정지하고 있다고 판단하면 스텝 S8로 이행하여, 그 때의 수심(LX)을 뱃전 정지 위치(FN)로 세트한다. 5초 미만의 때는 스텝 S7로부터 스텝 S4로 이행한다.

스위치 입력이 이루어진 경우에는 스텝 S4로부터 스텝 S9로 이행하여 도 10에 도시하는 스위치 입력의 처리를 실행한다. 또한 스풀(10)의 회전이 검출된 경우에는 스텝 S5로부터 스텝 S10으로 이행한다. 스텝 S10에서는 각 동작 모드 처리를 실행한다. 그 외의 지령 혹은 입력이 이루어진 경우에는 스텝 S6으로부터 스텝 S11로 이행하여 그 외의 처리를 실행한다.

스텝 S9의 스위치 입력 처리에서는, 도 10의 스텝 S15에서 조정 레버(5)가 조작되었는지의 여부를 판단한다. 스텝 S16에서는, 메뉴 스위치(SW1)가 3초 이상 길게 눌러졌는지의 여부를 판단한다. 스텝 S17에서는, 그 외의 스위치가 조작되었는지의 여부를 판단한다. 그 외의 스위치의 조작에는 메뉴 스위치(SW1)의 통상 조작, 결정 스위치(SW2) 및 메모 스위치(SW3) 등의 조작을 포함하고 있다.

조정 레버(5)가 요동 조작되었다고 판단하면 스텝 S15로부터 스텝 S18로 이행한다. 스텝 S18에서는, 조정 레버(5)의 단계(SC)를 받아 들인다. 조정 레버(5)에는 도시하지 않는 로터리 인코더(rotary encoder)가 설치되어 있어, 로터리 인코더의 출력을 받아들인다. 스텝 S19에서는, 조정 레버(5)가 단계(SC) = 0으로 조작되었는지의 여부를 판단한다. 단계(SC)가 「0」인 경우는, 스텝 S20으로 이행하여, 모터(12)를 오프하고, 스텝 S16으로 이행한다. 단계(SC)가 「0」이 아닌 경우는, 스텝 S21로 이행한다.

스텝 S21에서는, 도 11에 도시하는 모터 회전 제어 처리를 행하여, 스텝 S22로 이행한다. 스텝 S22에서는, 메뉴 스위치(SW1)의 길게 누름 조작에 의하여 속도 일정 모드나 장력 일정 모드 중 어느 하나 설정되었는지의 여부를 판단한다. 속도 일정 모드가 설정되어 있는 경우는, 스텝 S22로부터 스텝 S23으로 이행한다. 스텝 S23에서는 속도 일정 모드를 실현하기 위한 스풀 속도 제어 처리를 행하여, 스텝 S16으로 이행한다. 이 스풀 속도 제어 처리에서는, 단계(SC)마다 설정된 목표 스풀 회전 속도로 되도록 모터(12)를 피드백 제어한다.

메뉴 스위치(SW1)가 길게 누름 조작되면, 스텝 S16으로부터 스텝 S25로 이행한다. 스텝 S25에서는, 속도 일정 모드가 설정되어 있는지의 여부를 판단한다. 속도 일정 모드가 설정되어 있는 경우는, 스텝 S25로부터 스텝 S26으로 이행하여 장력 일정 모드로 설정하고, 스텝 S17로 이행한다. 장력 일정 모드가 설정되어 있는 경우는, 스텝 S25로부터 스텝 S27로 이행하여 속도 일정 모드로 설정하고, 스텝 S17로 이행한다.

장력 일정 모드가 설정되어 있는 경우는, 스텝 S22로부터 스텝 S24로 이행한다. 스텝 S24에서는, 장력 일정 모드를 실현하는 모터 전류 제어 처리를 행하여 스텝 S16으로 이행한다. 모터 전류 제어 처리에서는, 단계(SC)마다 설정된 목표 전류값으로 되도록 모터(12)를 피드백 제어한다.

다른 스위치 입력이 이루어지면, 스텝 S17로부터 스텝 S28로 이행하여, 예를 들어, 바닥으로부터 모드로의 변경이나 그 외의 모드의 설정 등의 다른 스위치 입력 처리를 행하고, 도 9에 도시하는 메인 루틴으로 돌아온다.

스텝 S21의 모터 회전 제어 처리에서는, 도 11의 스텝 S31에서 모터(12)가 이미 기동하고 있는지의 여부를 판단한다. 모터(12)가 기동하고 있는 경우는 스텝 S40으로 이행한다. 모터(12)가 기동하고 있지 않는 경우는 스텝 S32로 이행한다. 스텝 S32에서는, 제1 패턴으로부터 순서대로 전류를 코일(16b)에 흐르게 하기 위한 변수(N)(N은 양의 정수)를 「1」로 세트한다. 스텝 S33에서는, 1000rpm의 회전 속도로 모터(12)를 회전 가능한 제N 패턴의 전류를 코일(16b)에 흐르게 한다. 스텝 S34에서는, 모터(12)의 회전 방향이 줄 감기 방향인지의 여부를 판단한다. 줄 감기 방향의 회전의 경우는, 스텝 S34로부터 스텝 S40으로 이행한다.

모터(12)가 줄 감기 방향으로 회전하고 있지 않는 경우는, 스텝 S34로부터 스텝 S35로 이행한다. 스텝 S35에서는, 다음의 패턴의 전류를 흐르게 하기 위하여 변수(N)를 1 인크리먼트(increment)한다. 스텝 S36에서는, 변수(N)가 「7」인지의 여부를 판단한다. 변수(N)가 「7」의 경우는 스텝 S37로 이행하여 변수(N)를 「1」로 세트하고, 스텝 S38로 이행한다. 스텝 S38에서는, 패턴의 출력이 0.5초를 넘었는지의 여부를 판단한다. 패턴을 출력하고 나서 0.5초를 넘으면 스텝 S40으로 이행한다. 또한, 변수(N)가 7이 아닌 경우는, 스텝 S36으로부터 스텝 S33으로 이행하여, 다음의 패턴을 출력한다. 이것을, 모터(12)가 줄 감기 방향으로 회전할 때까지 반복한다.

모터(12)가 줄 감기 방향으로 회전하면 스텝 S34로부터 스텝 S40으로 이행한다. 스텝 S40에서는, 모터(12)의 회전 속도(V) 및 현재의 듀티(DR)를 받아 들인다.이것들은 기억부(46)에 기억되어 있다. 스텝 S41에서는, 모터(12)의 회전 속도가 4000rpm 이하인지의 여부를 판단한다. 모터(12)의 회전이 4000rpm 이하의 경우는, 스텝 S41로부터 스텝 S43으로 이행한다. 스텝 S43에서는, 저속 제어 처리를 행한다. 구체적으로는, 역기전류에 의하여 얻어지는 도 7에 도시하는 회전 위상을 나타내는 신호를 받아 들이고, 회전 위상을 산출하여 진각 제어하는 것 없이 여자 위치를 결정한다. 그러나, 이 제어에서 고속 회전을 행하면, 효율이 나빠져, 소비 전력이 현저하게 커진다. 그래서, 스텝 S41에서 모터(12)가 4000rpm을 넘어 회전하고 있다고 판단하면, 스텝 S42로 이행한다. 스텝 S42에서는, 모터(12)가 5000rpm 이상으로 회전하고 있는지의 여부를 판단한다. 5000rpm 이상으로 모터(12)가 회전하고 있다고 판단하면, 스텝 S42로부터 스텝 S44로 이행하여 고속 처리를 행한다. 이 고속 처리에서는, 회전 위상의 신호의 끼어 들기 신호로의 위치 검출과 진각 제어를 넣어 여자한다. 여기서, 스텝 S41과 스텝 S42에서의 판단에 1000rpm의 히스테리시스(hysteresis)를 마련하고 있는 것은, 같은 회전 속도로 판단하는 것에 의하여 발생하는 채터링(chattering)을 방지하기 위함이다.

구체적으로는, 현재의 속도로 계산되고 있는 여자 위치를 끼어들기 신호로 동기(同期)시킨다. 예를 들어, W상의 회전 위상의 신호로부터 회전 속도를 산출하여, 100μ초의 간격으로 회전 속도를 구한다. 그리고, 하기의 3개의 조건으로 각 각도를 재설정을 행하여 회전각을 조정한다.

1. 제1 및 제6 패턴에서 U상의 위치 검출 끼어들기가 발생한 경우, 위치(각도)를 0도로 한다.

2. 제2 및 제3 패턴에서 V상의 위치 검출 끼어들기가 발생한 경우, 위치(각도)를 120도로 한다.

3. 제4 및 제5 패턴에서 U상의 위치 검출 끼어들기가 발생한 경우, 위치(각도)를 240도로 한다.

여기서, 노이즈 등에 의한 불요한 각도로의 끼어들기를 막기 위하여, 현재의 여자 위치에 의하여 다음에 오는 위상의 회전 위상의 신호로 좁혀 검출을 행한다. 구체적으로는, 제2 패턴의 경우는, V상의 검출을 행하고, 제4 패턴의 경우는, W상의 검출을 행하고, 제6 패턴의 경우는, U상의 검출을 행한다. 상기의 동작을 모터(12)가 1회전할 때마다 행한다. 진각을 조정하면서 모터(12)를 회전시키고 있다. 이들 처리가 끝나면, 스텝 S22로 이행한다.

스텝 S10의 각 동작 모드 처리에서는, 도 12의 스텝 S51에서 스풀(10)의 회전 방향이 줄 방출 방향인지의 여부를 판단한다. 이 판단은, 스풀 센서(41)의 어느 리드 스위치가 먼저 펄스를 발하였는지의 여부에 의하여 판단한다. 스풀(10)의 회전 방향이 줄 방출 방향이라고 판단하면 스텝 S51로부터 스텝 S52로 이행한다. 스텝 S52에서는, 스풀 회전수가 감소할 때마다 스풀 회전수로부터 줄 길이 데이터 기억 에어리어(51)에 기억된 데이터를 읽어내어 수심(방출된 줄 길이)(LX)을 산출한다. 이 수심(LX)이 스텝 S2의 표시 처리로 표시된다. 스텝 S53에서는, 얻어진 수심(LX)이 물고기 서식층 또는 바닥 위치에 일치하였는지, 즉, 채비가 물고기 서식층 또는 바닥에 도달하였는지의 여부를 판단한다. 물고기 서식층 또는 바닥 위치는, 채비가 물고기 서식층 또는 바닥에 도달하였을 때에 메모 스위치(SW3)를 누르는 것으로 기억부(46)의 표시 데이터 기억 에어리어(50)에 세트된다. 스텝 S54에서는, 학습 모드 등의 다른 모드인지의 여부를 판단한다.

수심이 물고기 서식층 위치 또는 바닥 위치에 일치하면 스텝 S53으로부터 스텝 S55로 이행하여, 채비가 물고기 서식층 또는 바닥에 도달한 것을 알리기 위하여 버저(47)를 울린다. 다른 모드의 경우에는, 스텝 S54로부터 스텝 S56으로 이행하여, 지정된 다른 모드를 실행한다. 다른 모드가 아닌 경우에는, 각 동작 모드 처리를 끝내고 메인 루틴으로 되돌아온다.

스풀(10)의 회전이 줄 감기 방향이라고 판단하면 스텝 S51로부터 스텝 S57로 이행한다. 스텝 S57에서는, 스풀 회전수로부터 줄 길이 데이터 기억 에어리어(51)에 기억된 데이터를 읽어내어 수심(LX)을 산출한다. 이 수심(LX)이 스텝 S2의 표시 처리로 표시된다.

스텝 S58에서는, 뱃전 정지 위치에 도달하였는지의 여부를 판단한다. 뱃전 정지 위치(FN)에 도달하면 스텝 S58로부터 스텝 S59로 이행한다. 스텝 S59에서는, 채비가 뱃전에 있는 것을 알리기 위하여 버저(47)를 울린다. 스텝 S60에서는, 모터(12)를 오프한다. 이것에 의하여 물고기가 잡혔을 때나 채비를 회수하여 미끼를 교환할 때에, 수중에 넣기 쉬운 위치에 물고기나 채비가 배치된다. 뱃전 정지 위치까지 감고 있지 않은 경우에는 메인 루틴으로 되돌아간다.

＜특징＞

(A) 모터 제어부(60)는, 2극의 자석(17a)을 가지는 회전자(17)와 UVW의 3상의 코일(16b)을 가지는 고정자(16)를 가지며, 역기전류에 의하여 회전자(17)의 회전 위상을 검출 가능하고, 원웨이 클러치(28)에 의하여 줄 방출 방향의 회전이 금지되는 브러시리스 모터를 이용한 모터(12)에 의하여, 스풀(10)을 줄 감기 방향으로 회전시킨다. 모터 제어부(60)는, 회전 방향 판단부(64)와 회전 위상 검출부(62)와 기동 제어부(65)와 회전 제어부(66)를 구비하고 있다. 회전 방향 판단부(64)는, 회전자(17)의 회전 방향을 검출한다. 회전 위상 검출부(62)는, 역기전류에 의하여 회전자의 회전 위상 및 회전 속도를 검출한다. 기동 제어부(65)는 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출할 수 없을 때, 3상의 코일로 회전자(17)의 회전 위상에 따른 복수의 패턴으로 소정의 순서대로, 회전 방향 판단부(64)가 복수의 패턴 중 어느 하나에서 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전하였다고 판단할 때까지 전류를 흐르게 하여 모터(12)를 기동한다. 회전 제어부(66)는, 회전 위상이 검출 가능하게 되면, 역기전류에 의하여 검출한 회전 위상에 따라 3상의 코일(16b) 중 어느 하나에 전류를 흐르게 하여 모터(12)를 제어한다.

이 모터 제어부(60)에서는, 회전 위상 검출부(62)가 회전자(17)의 회전 위상을 검출할 수 없는 기동 시에, 기동 제어부(65)에 의하여 브러시리스 모터(12)가 기동된다. 기동 제어부(65)에서는, 회전자(17)의 회전 위상을 검출할 수 없기 때문에, 회전자(17)의 회전 위상에 따른 복수의 패턴으로 전류를 순서대로 간헐적으로 회전 방향 판단부(64)가 줄 감기 방향으로 회전자(17)가 회전하였다고 판단할 때까지 3상의 코일(16b)에 흐르게 한다. 이것에 의하여, 회전자(17)의 회전 위상을, 센서를 이용하여 검출하는 것 없이, 회전자(17)를 줄 감기 방향으로 회전할 수 있다. 이 때문에, 역기전류에 의하여 회전자(17)의 회전 위상을 검출할 수 있도록 되면, 회전 제어부(66)에 의한 제어로 전환된다. 회전 제어부(66)에서는, 회전자(17)의 회전 위상을 역기전류에 의하여 검출하고, 회전 위상에 따라 3상의 코일(16b) 중 어느 하나로 전류를 흐르게 한다.

여기에서는, 예를 들어 부하의 변동에 의하여 회전 속도가 크게 변화하는 전동 릴에 사용되는 브러시리스 모터를 이용한 모터(12)를, 역기전류에 의하여 회전 위상을 검출할 수 있을 때와 회전 위상을 검출할 수 없을 때에서 다른 제어를 행하고 있다. 이 때문에, 센서리스의 브러시리스의 모터(12)에 의하여 전동 릴을 구동하여도, 속도의 증감에 대응할 수 있고, 또한 코스트를 삭감할 수 있도록 된다.

(B) 모터 제어부(60)에 있어서, 복수의 패턴은, 제1 패턴으로부터 제6 패턴의 6개의 패턴을 가지고 있다. 제1 패턴은, U상 코일로부터 V상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제2 패턴은, U상 코일로부터 W상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제3 패턴은, V상 코일로부터 W상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제4 패턴은, V상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제5 패턴은, W상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다. 제6 패턴은, W상 코일로부터 V상 코일로 전류를 흐르게 하는 패턴이다.

기동 제어부는(65), 제1 패턴으로부터 제6 패턴의 순서대로 3상의 코일(16b)에, 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전한 것을 회전 방향 판단부(64)가 판단할 때까지 전류를 소정 시간 흐르게 하는 패턴 통류부(65a)를 가진다.

이 경우에는, UVW의 3상의 코일(16b)에 제1 패턴으로부터 제6 패턴의 순서대로 전류를 흐르게 하면, S극이 U상의 코일(16b)에 대향한 상태에서는, 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 돈다. 따라서, 회전자(17)의 회전 위상이 어느 쪽에 있어도, 어느 하나의 패턴에서 반드시 회전자(17)가 줄 감기 방향으로 회전한다. 이 때문에, 회전 방향 판단부(64)에 의하여 줄 감기 방향으로의 회전이 확인되면, 위치 센서를 이용하는 것 없이 회전자(17)를 줄 감기 방향으로 회전시킬 수 있다.

(C) 모터 제어부(60)에 있어서, 고정자(16)에 흐르는 전류의 전류값 및 전류의 통류 방향을 검출하는 전류 검출부(70a)를 더 구비한다. 회전 방향 판단부(64)는, 전류 검출부(70a)에 의하여 검출된 전류값 및 전류 방향에 의하여 모터(12)가 줄 감기 방향으로 회전하였는지의 여부를 판단한다. 이 경우에는, 원웨이 클러치(28)에 의하여 회전자(17)의 줄 방출 방향의 회전이 금지된 모터(12)의 고정자(16)에, 줄 방출 방향으로 회전자(17)를 회전시키는 전류가 흐르면, 회전자(17)가 회전할 수 없기 때문에 전류값이 높아진다. 따라서, 전류값 및 그 전류 방향에 의하여 회전자(17)의 줄 감기 방향의 회전을 정도 좋게 판단할 수 있고, 회전자(17)의 회전 위상에 관계없이 회전자(17)를 줄 감기 방향으로 확실하게 회전시킬 수 있다.

(D) 모터 제어부(60)에 있어서, 회전 위상에 의하여 모터(12)의 회전 속도를 검출하는 모터 속도 검출부를 더 구비하고, 회전 제어부(66)는, 회전 속도가 제1 속도 이하의 때, 회전 위상 검출부(62)에 의하여 검출한 회전 위상에 따라 제1 패턴으로부터 제6 패턴 중 어느 하나로 3상의 코일로 전류를 통류하고, 회전 속도가 제1 속도보다 빠른 제2 속도 이상의 때, 회전 위상 검출부(62)로부터의 끼어들기 신호와 진각 제어에 의하여 3상의 코일로 전류를 통류한다.

이 경우에는, 예를 들어, 브러시리스 모터가 제1 속도로서 예를 들어 4000rpm 이하로 회전하고 있을 때는, 검출된 회전 위상을 읽어 들여 진각 제어하는 것 없이 여자하는 코일을 결정하여 전류를 흐르게 한다. 또한, 제2 속도로서 예를 들어 5000rpm 이상으로 브러시리스 모터가 회전하고 있을 때는, 회전 위상 검출부(62)로부터의 끼어들기 신호와 진각 제어에 의하여, 현재의 여자 위치의 다음에 오는 상의 끼어들기 신호에 의하여 코일(16b)에서 전류를 흐르게 한다. 이것에 의하여, 브러시리스 모터(12)의 회전 속도가 늦을 때는, 고 정도의 회전 제어를 행할 수 있고, 속도가 높을 때는, 효율을 높여 전력 소비를 억제할 수 있다.

(E) 모터 제어부(60)에 있어서, 조정 레버(5)와 스풀 속도 검출부(67)를 더 구비한다. 조정 레버(5)는, 스풀(10)의 회전 속도를 복수 단계 중 어느 하나로 설정한다. 스풀 속도 검출부(67)는, 스풀(10)의 회전 속도를 검출한다. 회전 제어부(66)는, 스풀 속도 검출부(67)의 검출 결과를 참조하여 조정 레버(5)로 설정된 스풀 회전 속도로 되도록 모터(12)를 제어한다.

이 경우에는, 스풀 속도를 복수 단으로 일정하게 제어할 수 있는 것과 함께, 부하에 의하여 스풀 속도가 저하하고, 모터(12)의 회전이 늦어져 회전자(17)의 회전 위상을 검출할 수 없게 되어도, 회전 제어부(66)에 의하여 고 토크로 모터를 회전시킬 수 있다.

＜다른 실시예＞

이상, 본 발명의 일 실시예에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 종종의 변경이 가능하다.

(a) 상기 실시예에서는, 장력 일정 모드와 속도 일정 모드를 전환 가능하게 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 속도 일정 제어만을 행하여도 무방하다.

(b) 상기 실시예에서는, 모터(12)를 스풀의 내부에 수납하였지만, 모터를 스풀 외에 장착한 전동 릴에도 본 발명을 적용할 수 있다.

(c) 상기 실시예에서는, 모터 조작 부재로서 조정 레버를 예시하였지만 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 누름 버튼의 압압(押壓, 내리누르는 것) 조작 시간 등에 의하여 단계를 증가 및 감소하여도 무방하다.

5 : 조정 레버(스풀 속도 설정부의 일례)
10 : 스풀
12 : 모터
16 : 고정자
16b : 코일
17 : 회전자
17a : 자석
23 : 릴 제어부
28 : 원웨이 클러치
60 : 모터 제어부(전동 릴의 모터 제어 장치의 일례)
62 : 회전 위상 검출부
64 : 회전 방향 판단부
65 : 기동 제어부
65a : 패턴 통류부
66 : 회전 제어부
67 : 스풀 속도 검출부
68 : 스풀 속도 제어부
70a : 전류 검출부

Claims (5)

1. 2극의 자석을 가지는 회전자와 UVW의 3상(相)의 코일을 가지는 고정자를 가지고, 역기전류에 의하여 상기 회전자의 회전 위상을 검출 가능하고, 원웨이 클러치에 의하여 줄 방출 방향의 회전이 금지되는 브러시리스(brushless) 모터에 의하여, 스풀을 줄 감기 방향으로 회전시키는 전동 릴의 모터 제어 장치이고,
   상기 회전자의 회전 방향을 판단하는 회전 방향 판단부와,
   상기 역기전류에 의하여 상기 회전자의 회전 위상을 검출하는 회전 위상 검출부와,
   상기 회전 위상 검출부가 상기 역기전류에 의하여 상기 회전 위상을 검출할 수 없을 때, 상기 3상의 코일로, 상기 회전자의 회전 위상에 따른 복수의 패턴으로 소정의 순서대로, 회전 방향 판단부가 복수의 패턴 중 어느 하나에서 회전자가 줄 감기 방향으로 회전하였다고 판단할 때까지 전류를 흐르게 하여 모터를 기동하는 기동 제어부와,
   상기 회전 위상을 검출할 수 있었을 때, 상기 역기전류에 의하여 검출한 상기 회전 위상에 따라 상기 3상의 코일 중 어느 하나로 전류를 흐르게 하는 회전 제어부를 구비한 전동 릴의 모터 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 패턴은, U상 코일로부터 V상 코일로 전류를 흐르게 하는 제1 패턴과, U상 코일로부터 W상 코일로 전류를 흐르게 하는 제2 패턴과, V상 코일로부터 W상 코일로 전류를 흐르게 하는 제3 패턴과, V상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흐르게 하는 제4 패턴과, W상 코일로부터 U상 코일로 전류를 흐르게 하는 제5 패턴과, W상 코일로부터 V상 코일로 전류를 흐르게 하는 제6 패턴의 6개의 패턴을 가지고,
   상기 기동 제어부는, 상기 제 1 패턴으로부터 제6 패턴의 순서대로 상기 3상의 코일로, 상기 회전자가 줄 감기 방향으로 회전한 것을 상기 회전 방향 판단부가 판단할 때까지 전류를 소정 시간 흐르게 하는 패턴 통류부를 가지는, 전동 릴의 모터 제어 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정자에 흐르는 전류의 전류값 및 상기 전류의 통류 방향을 검출하는 전류 검출부를 더 구비하고,
   상기 회전 방향 판단부는, 상기 전류 검출부에 의하여 검출된 전류값 및 전류 방향에 의하여 상기 브러시리스 모터가 줄 감기 방향으로 회전하였는지의 여부를 판단하는, 전동 릴의 모터 제어 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 회전 위상에 의하여 상기 모터의 회전 속도를 검출하는 모터 속도 검출부를 더 구비하고,
   상기 회전 제어부는, 상기 회전 속도가 제1 속도 이하의 때, 상기 회전 위상 검출부에 의하여 검출한 회전 위상에 따라 상기 제1 패턴으로부터 상기 제6 패턴 중 어느 하나로 상기 3상의 코일로 전류를 통류하고,
   상기 회전 속도가 상기 제 1 속도보다 빠른 제2 속도 이상의 때, 회전 위상 검출부로부터의 끼어들기 신호와 진각(進角) 제어에 의하여 상기 3상의 코일로 전류를 통류하는, 전동 릴의 모터 제어 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스풀의 회전 속도를 복수 단계 중 어느 하나로 설정하는 스풀 속도 설정부와,
   상기 스풀의 회전 속도를 검출하는 스풀 속도 검출부를 더 구비하고,
   상기 회전 제어부는, 상기 스풀 속도 검출부의 검출 결과를 참조하여 상기 스풀 속도 설정부에서 설정된 스풀 회전 속도로 되도록 상기 브러시리스 모터를 제어하는, 전동 릴의 모터 제어 장치.

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