特許 7397659 回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-05

(45)【発行日】2023-12-13

(54)【発明の名称】回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 8/36 20060101AFI20231206BHJP

【ＦＩ】

H02P8/36

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019230454

(22)【出願日】2019-12-20

(65)【公開番号】P2021100313

(43)【公開日】2021-07-01

【審査請求日】2022-10-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】高田 和夫

(72)【発明者】

【氏名】松井 隆之

(72)【発明者】

【氏名】宮路 永

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－１２３９９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ８／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転装置の出力ギヤを回転させるステッピングモータに駆動電圧を印加する駆動回路と、
外部からの駆動指令信号に含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを前記駆動回路に出力する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記駆動指令信号に含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを出力する駆動パルス出力部と、
前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部で取得した位置情報に基づいて前記回転装置に回転異常が発生しているか否かを判定する異常判定部とを有し、
前記位置情報取得部は、前記駆動パルス出力部で出力する駆動パルスの数が所定値に達するごとに、前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得し、
前記異常判定部は、前記位置情報取得部で前回取得した第１の位置情報と、前記位置情報取得部で今回取得した第２の位置情報との差分Ｄが、理想的な差分Ｃに対して、許容値α以上異なるときに、前記回転装置に回転異常が発生していると判定する、
回転装置の制御装置。

【請求項2】

回転装置の出力ギヤを回転させるステッピングモータに駆動電圧を印加する駆動回路と、
外部からの駆動指令信号に含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを前記駆動回路に出力する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記駆動指令信号に含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを出力する駆動パルス出力部と、
前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部で取得した位置情報に基づいて前記回転装置に回転異常が発生しているか否かを判定する異常判定部とを有し、
前記位置情報取得部は、前記駆動パルス出力部において前記駆動パルスの出力開始と出力終了とのそれぞれのタイミングで前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得し、
前記異常判定部は、前記駆動パルスの出力開始のタイミングにおいて前記位置情報取得部で取得した第３の位置情報と、前記駆動パルスの出力終了のタイミングにおいて前記位置情報取得部で取得した第４の位置情報との差分Ｄが、理想的な差分Ｃに対して、許容値α以上異なるときに、前記回転装置に回転異常が発生していると判定する、
回転装置の制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の回転装置の制御装置において、
前記制御回路は、前記異常判定部において前記回転装置に回転異常が発生していると判定した場合に、前記駆動パルス出力部における駆動パルスの出力を停止する出力停止部をさらに有する、
回転装置の制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の回転装置の制御装置において、
前記位置センサは前記回転位置に応じた電圧を位置情報として出力するポテンショメータである、
回転装置の制御装置。

【請求項5】

請求項１または請求項１を引用する請求項３から４のいずれかに記載の回転装置の制御装置において、
前記制御回路は、
前記駆動パルス出力部で出力する駆動パルスの数をカウントする第１のカウンタと、
前記所定値を格納する第１のメモリと、
前記第１のカウンタでカウントした値と前記第１のメモリに格納された前記所定値を比較する比較器と、
前記比較器で比較した結果、前記カウントした値が前記所定値よりも大きくなったときに、前記駆動パルスの数が所定値に達したことを判断して、前記制御回路の各部に指令する指令部とを有する、
回転装置の制御装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載の回転装置の制御装置により回転駆動されるステッピングモータと、
前記ステッピングモータの回転運動に連動して回転する出力ギヤと、
前記出力ギヤの回転位置を検出する位置センサと、を備える、
回転装置。

【請求項7】

回転装置の出力ギヤを回転させるステッピングモータに駆動電圧を印加する駆動回路に対して、駆動目標に応じた回数だけ駆動パルスを繰り返して出力する駆動パルス出力ステップと、
前記駆動パルス出力ステップの所定の繰り返しタイミングで、前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて前記回転装置に回転異常が発生しているか否かを判定する異常判定ステップとを含み、
前記異常判定ステップは、前記駆動パルス出力ステップの所定の繰り返しタイミングで前回取得した第１の位置情報と、前記駆動パルス出力ステップの所定の繰り返しタイミングで今回取得した第２の位置情報との差分Ｄが、理想的な差分Ｃに対して、許容値α以上異なるときに、前記回転装置に回転異常が発生していると判定する、
回転装置の制御方法。

【請求項8】

回転装置の出力ギヤを回転させるステッピングモータに駆動電圧を印加する駆動回路に対して、駆動目標に応じた回数だけ駆動パルスを繰り返して出力する駆動パルス出力ステップと、
前記駆動パルス出力ステップの所定の繰り返しタイミングで、前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて前記回転装置に回転異常が発生しているか否かを判定する異常判定ステップとを含み、
前記位置情報取得ステップは、前記駆動パルス出力ステップにおいて前記駆動パルスの出力開始と出力終了とのそれぞれのタイミングで前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得し、
前記異常判定ステップは、前記駆動パルスの出力開始のタイミングにおいて前記位置情報取得ステップで取得した第３の位置情報と、前記駆動パルスの出力終了のタイミングにおいて前記位置情報取得ステップで取得した第４の位置情報との差分Ｄが、理想的な差分Ｃに対して、許容値α以上異なるときに、前記回転装置に回転異常が発生していると判定する、
回転装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、いわゆるアクチュエータとして用いられる回転装置としては、たとえば特許文献１に記載されたような回転装置が知られている。この回転装置は、出力ギヤと、出力ギヤを駆動するモータと、出力ギヤに対応する位置に外部に挿通する開口部が形成された筐体とを備えており、開口部を通じて、筐体の外部から出力ギヤにアクセスすることができるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０３８２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような回転装置では、ステッピングモータを用いて出力ギヤを駆動制御することが行われている。すなわち、ステッピングモータの駆動信号のパルス数が移動目標のパルス数に到達するまでステッピングモータを回転させることにより出力ギヤを目標位置へ駆動制御をしている。ステッピングモータを用いた回転装置は、位置制御精度が高いため、きめ細やかな制御が可能である。

【0005】

しかしながら、ステッピングモータを用いた回転装置では、出力ギヤの物理的な位置情報を持たないため、ギヤの破損などにより出力ギヤの回転に異常（たとえば、空周り）があった場合、それを検出する手段がなかった。

【0006】

回転装置の駆動制御方式としては、上記のようにステッピングモータを用いてオープンループ制御をする方式以外にも、回転機構に取り付けられたポテンショメータで検出した電圧によるフィードバック制御をする方式が知られている。

【0007】

ポテンショメータによるフィードバックを用いた回転装置では、出力ギヤの回転に応じて変化する電圧をポテンショメータで検出し、検出した電圧から出力ギヤの現在位置を特定し、特定した現在位置から駆動量をフィードバックすることにより目標位置へ駆動制御をしている。ポテンショメータによるフィードバックを用いた回転装置では、出力ギヤの物理的な現在位置が把握できるといえる。

【0008】

しかしながら、ポテンショメータによるフィードバックを用いた回転装置では、位置制御の精度は、ポテンショメータの性能によるところが大きい。ポテンショメータによるフィードバックを用いた回転装置においてステッピングモータのように位置制御精度を高くするためには、たとえば、ポテンショメータの検出感度を上げることが必要となり、そのために感度特性の高いＩＣが必要となるなど、構造が複雑化するおそれがある。

【0009】

本発明は上記従来の問題に鑑みなされたものであって、本発明の課題は、簡易な構成にもかかわらず、回転の位置制御精度が高く、回転装置に回転異常があることを容易に検出可能な回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、一実施形態に記載された回転装置の制御装置は、回転装置の出力ギヤを回転させるステッピングモータに駆動電圧を印加する駆動回路と、外部からの駆動指令信号に含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを前記駆動回路に出力する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記駆動指令信号に含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを出力する駆動パルス出力部と、前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部で取得した位置情報に基づいて前記回転装置に回転異常が発生しているか否かを判定する異常判定部とを有する。

【0011】

上記回転装置の制御装置において、前記位置情報取得部は、前記駆動パルス出力部で出力する駆動パルスの数が所定値に達するごとに、前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得してもよい。

【0012】

上記回転装置の制御装置において、前記異常判定部は、前記位置情報取得部で前回取得した第１の位置情報と、前記位置情報取得部で今回取得した第２の位置情報との差分Ｄが、理想的な差分Ｃに対して、許容値α以上異なるときに、前記回転装置に回転異常が発生していると判定してもよい。

【0013】

上記回転装置の制御装置において、前記位置情報取得部は、前記駆動パルス出力部において前記駆動パルスの出力開始と出力終了とのそれぞれのタイミングで前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得し、前記異常判定部は、前記駆動パルスの出力開始のタイミングにおいて前記位置情報取得部で取得した第３の位置情報と、前記駆動パルスの出力終了のタイミングにおいて前記位置情報取得部で取得した第４の位置情報との差分Ｄが、理想的な差分Ｃに対して、許容値α以上異なるときに、前記回転装置に回転異常が発生していると判定してもよい。

【0014】

上記回転装置の制御装置において、前記制御回路は、前記異常判定部において前記回転装置に回転異常が発生していると判定した場合に、前記駆動パルス出力部における駆動パルスの出力を停止する出力停止部をさらに有していてもよい。

【0015】

上記回転装置の制御装置において、前記位置センサは前記回転位置に応じた電圧を位置情報として出力するポテンショメータであってもよい。

【0016】

上記回転装置の制御装置において、前記制御回路は、前記駆動パルス出力部で出力する駆動パルスの数をカウントする第１のカウンタと、前記所定値を格納する第１のメモリと、前記第１のカウンタでカウントした値と前記第１のメモリに格納された前記所定値を比較する比較器と、前記比較器で比較した結果、前記カウントした値が前記所定値よりも大きくなったときに、前記駆動パルスの数が所定値に達したことを判断して、前記制御回路の各部に指令する指令部とを有していてもよい。

【0017】

上記課題を解決するために、一実施形態に記載された回転装置は、上記回転装置の制御装置により回転駆動されるステッピングモータと、前記ステッピングモータの回転運動に連動して回転する出力ギヤと、前記出力ギヤの回転位置を検出する位置センサと、を備える。

【0018】

上記課題を解決するために、一実施形態に記載された回転装置の制御方法は、回転装置の出力ギヤを回転させるステッピングモータに駆動電圧を印加する駆動回路に対して、駆動目標に応じた回数だけ駆動パルスを繰り返して出力する駆動パルス出力ステップと、駆動パルス出力ステップの所定の繰り返しタイミングで、前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて前記回転装置に回転異常が発生しているか否かを判定する異常判定ステップとを含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明の回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法では、簡易な構成にもかかわらず、回転の位置制御精度が高く、回転装置に回転異常があることを容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１の実施形態の回転装置の一例を示す概略構成図である。

【図2】第１の実施形態の回転装置の制御装置の一例を示す概略構成図である。

【図3】制御回路３０の駆動制御部５０によって実現される機能ブロックの構成例を示す図である。

【図4】第１の実施形態の回転装置の制御装置の動作を説明するためのフロー図である。

【図5】異常判定について説明するための図である。

【図6】第２の実施形態の回転装置の制御装置の動作を説明するためのフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

【0022】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態の回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法について説明する。

【0023】

図１は、第１の実施形態の回転装置の一例を示す概略構成図である。回転装置１は、図１に示すように、筐体１２内に、制御基板１１と、ステッピングモータ２０と、アクチュエータ出力軸７０と、第１ギヤ７１と、第２ギヤ７２と、第３ギヤ７３と、出力ギヤ７４と、ポテンショメータ（位置センサの一例）７５と、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）７６とを備えて構成されている。

【0024】

制御基板１１は、回転装置１の制御装置１０を搭載しており、搭載された制御装置１０がＦＰＣ７６を介してステッピングモータ２０とポテンショメータ７５とに電気的に接続されるように配線されている。制御装置１０は、ステッピングモータ２０に駆動電圧を印加することによって、ステッピングモータ２０の出力軸を回転駆動する。本実施形態の回転装置の制御装置１０は、ポテンショメータ７５によって読み取った回転位置に応じた電圧を位置情報として受け取ることができるが、受け取った位置情報を回転駆動のためには用いない（位置情報に基づいてフィードバックにより回転駆動しない）。

【0025】

ステッピングモータ２０は、その出力軸に第１ギヤ７１が設けられている。第２ギヤ７２、および第３ギヤ７３は、第１ギヤ７１がステッピングモータ２０によって回転駆動されると連動して回転する。これらのギヤ７１、７２、７３が回転すると、最終的に出力ギヤ７４まで連動して回転する。

【0026】

出力ギヤ７４は、アクチュエータ出力軸７０を有しており、このアクチュエータ出力軸７０が外部の駆動対象物に接続されている。また、出力ギヤ７４にはポテンショメータ７５が設けられており、回転位置に応じて変化する電圧値を測定することによって出力ギヤ７４の回転位置を読み取ることができる。

【0027】

図２は、第１の実施形態の回転装置の制御装置の一例を示す概略構成図であり、図３は、制御回路３０の駆動制御部５０によって実現される機能ブロックの構成例を示す図である。回転装置１の制御装置１０は、図２に示すように、制御回路３０と、駆動回路４０とを備えて構成されている。

【0028】

制御回路３０にはＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを介して外部から駆動指令信号（コマンド）が入力される。駆動指令信号とは、アクチュエータ出力軸７０に接続された駆動対象物が所望の動作を行うようにステッピングモータ２０を駆動するための駆動目標を含んだ信号である。その駆動目標は、ステッピングモータ２０の回転ステップ数でもよいし、アクチュエータ出力軸７０の回転量でもよいし、アクチュエータ出力軸７０の回転位置でもよいし、特に限定されない。

【0029】

制御回路３０は、駆動指令信号に含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを制御信号として駆動回路４０に出力する駆動制御部５０を備えており、駆動回路４０は、ステッピングモータ２０を駆動する駆動電圧を印加するモータ駆動部４１を備えている。

【0030】

駆動制御部５０には、出力ギヤ７４の回転位置を読み取るポテンショメータ７５からの出力が入力されるようになっている。

【0031】

駆動制御部５０は、たとえば、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等の各種メモリ、タイマ（カウンタ）、Ａ／Ｄ変換回路、入出力Ｉ／Ｆ回路、およびクロック生成回路等のハードウェア要素を有し、各構成要素がバスや専用線を介して互いに接続されたプログラム処理装置（たとえば、マイクロコントローラ：ＭＣＵ）によって構成されている。

【0032】

駆動制御部５０は、プロセッサがメモリ等の記憶装置（図示せず）に記憶されたプログラムに従って各種演算を行うとともにＡ／Ｄ変換回路および入出力Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路を制御することによって図３に示す各機能部の構成を実現している。すなわち、図３に示すように、駆動制御部５０は、機能部として、指令部（異常判定部の一例）５１と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ：位置情報取得部の一例）５２と、Ａメモリ５３と、パルスカウンタ５４と、ポジションメモリ５５と、Ｎカウンタ５６と、第１比較部５７と、Ｘメモリ５８と、第２比較部５９と、第３比較部６０と、駆動パルス出力部６１とを備える。駆動制御部５０内の各機能部は指令部５１の指令に基づいて各種処理を実行することができる。

【0033】

指令部５１は、外部から駆動指令信号を受け取ると、そこに含まれる駆動目標に応じた数の駆動パルスを駆動パルス出力部６１に出力するとともにパルスカウンタ５４およびＮカウンタ５６にカウント指令を出力する。指令部５１は、駆動指令信号に含まれる駆動目標に達するための駆動パルスの数を目標カウント値として算出することができる。

【0034】

指令部５１は、駆動パルスの出力開始などの所定のタイミングで位置情報Ａ（基準の位置情報、第１の位置情報）を取得し、取得した位置情報ＡをＡメモリ５３に格納する指令をＡＤコンバータ５２に対して行うことができる。指令部５１は、所定のタイミングで第１比較部５７、第２比較部５９、および第３比較部６０に比較指令を行うことができる。指令部５１は、各比較部５７、５９、６０から受け取った比較結果に基づいて各種判断を行う。

【0035】

ＡＤコンバータ５２は、指令部５１からの指令を受け付けて、ポテンショメータ７５から入力された回転位置に応じた電圧（位置情報）を取得し、ＡＤ変換して第１の位置情報としてＡメモリ５３に格納する。その後、ＡＤコンバータ５２は、異常判定のタイミングで、指令部５１からの指令を受け付けて、ポテンショメータ７５から入力された回転位置に応じた電圧をＡＤ変換して第２の位置情報として第２比較部５９に渡す。なお、異常判定のタイミングで取得した第２の位置情報は、第２比較部５９に渡すとともに、第１の位置情報としてＡメモリ５３に格納された情報に上書きすることによって、異常判定のタイミングで基準位置を更新することができる。

【0036】

駆動パルス出力部６１は、指令部５１からの指令を受け付けて、駆動パルスを駆動回路４０のモータ駆動部４１に出力する。

【0037】

パルスカウンタ５４は、指令部５１からの指令を受け付けて、カウンタをインクリメントし、インクリメントしたカウント値をポジションメモリ５５に渡す。ポジションメモリ５５は、格納しているポジション（ポジションカウント値）に取得したカウント値を加えたものを回転位置の情報（ポジションカウント値）として新たに格納（更新）し、格納したことを指令部５１に通知する。

【0038】

Ｎカウンタ５６は、指令部５１からの指令を受け付けて、カウンタをインクリメントし、インクリメントしたカウント値（Ｎカウント値）を保持する。第１比較部５７は、指令部５１からの指令を受け付けて、Ｘメモリ５８に保持されている所定の値（Ｘ値ともいう）とＮカウンタ５６に保持されているＮカウント値を比較し、比較結果を指令部５１に返す。

【0039】

Ｘメモリ５８に保持されているＸ値は、回転装置の回転異常を判定するタイミングの基準となる。このＸ値は、ポテンショメータ７５の性能に基づいて設定することができ、その値は特に限定されない。ポテンショメータ７５の性能が低い場合はこのＸ値を大きくし、ポテンショメータ７５の性能が高い場合はこのＸ値を小さくすることによって、ポテンショメータ７５の性能に応じた適切な分解能で精度良く回転異常を判定することができる。

【0040】

第２比較部５９は、指令部５１からの指令を受け付けて、Ａメモリ５３に格納されている位置情報Ａ（第１の位置情報）とＡＤコンバータ５２を介して取得した位置情報Ｂ（第２の位置情報）とを比較し、比較結果を指令部５１に返す。

【0041】

第３比較部６０は、指令部５１からの指令を受け付けて、ポジションメモリ５５に保持されているポジションカウント値と駆動目標とされる目標カウント値とを比較し、比較結果を指令部５１に返す。

【0042】

上述した第１の実施形態の回転装置の制御装置の動作について説明する。図４は、第１の実施形態の回転装置の制御装置の動作を説明するためのフロー図である。本実施形態の回転装置１の制御装置１０において、指令部５１が、外部から駆動指令信号（コマンド）を受信する（Ｓ１０１）ことによって図４の動作を開始する。

【0043】

指令部５１は、駆動指令を受信すると、まず、駆動パルスの発信処理に先だって、異常判定を適切に行うための各種設定動作を行う。具体的には、指令部５１は、ポジションメモリ５５から現在のポジションを取得（現在位置をＣａｌｌ）する（Ｓ１０２）。その後、指令部５１は、ＡＤコンバータ５２に対して、現在のポテンショメータ７５で読み取った位置情報を取得する旨の指示を行う。ＡＤコンバータ５２は、ポテンショメータ７５によって読み取られた位置情報（第１の位置情報の一例）Ａを基準位置として取得し、取得した位置情報ＡをＡメモリ５３に格納する（Ｓ１０３）。また、ステップＳ１０３のタイミングで、Ｎカウンタ５６は、指令部５１からリセット指令を受け取り、Ｎカウンタの値を０にリセットする。

【0044】

ステップＳ１０３に続いて、駆動パルス出力部６１は、指令部５１から駆動パルス出力部６１に対して出力パルスの発信指令を受け取って、駆動回路４０のモータ駆動部４１に対し、駆動パルスを発信する（Ｓ１０４）。これにより、ステッピングモータ２０は、モータ駆動部４１によって駆動電圧が印加されて駆動制御される。

【0045】

ステップＳ１０４に続いて、パルスカウンタ５４は、指令部５１から出力パルスのカウント指令を受け取って、カウンタをインクリメントし（Ｓ１０５）、インクリメントしたカウント値をポジションメモリ５５に渡す。ポジションメモリ５５は、インクリメントしたカウント値を受け取ると、ステップＳ１０２でＣａｌｌしたポジションと受け取ったカウント値から現在位置（ポジションカウント値）を更新する（Ｓ１０６）。これにより、ポジションカウント値は駆動目標（目標カウント値）となるまで更新されることになる。

【0046】

ステップＳ１０６に続いて、Ｎカウンタ５６は、指令部５１からＮカウンタのカウント指令を受け取って、Ｎカウンタ値をインクリメントする（Ｓ１０７）。これにより、Ｎカウンタ値は所定の異常判定間隔ごとの駆動パルスの発信回数を反映したものとなる。

【0047】

ステップＳ１０７に続いて、第１比較部５７は、指令部５１から比較指令を受け取って、Ｎカウンタ５６のＮカウンタ値とＸメモリ５８に保持されているＸ値とを比較（Ｎカウンタ値＞Ｘ値であるかを判定）して（Ｓ１０８）、比較結果を指令部５１に渡す。これにより、Ｘ値として回転装置の回転異常を判定するタイミングの基準となるＸ値と駆動パルスの発信回数を反映したＮカウンタ値とを比較するので、所定の異常判定間隔で実行されるべき異常判定のタイミングを判断することができる。

【0048】

指令部５１は、Ｎカウンタ値がＸ値よりも大きいという比較結果を受け取った場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、所定の異常判定間隔であると判断し、異常判定処理を実行する。具体的には、指令部５１は、ＡＤコンバータ５２に対し現在の位置情報の取得を要求するとともに第２比較部５９に対し比較指令をする。第２比較部５９は、指令部５１から比較指令を受け取ると、Ａメモリ５３に格納された位置情報ＡとＡＤコンバータ５２で取得した現在の位置情報（第２の位置情報の一例）Ｂとを取得する（Ｓ１０９）。第２比較部５９は、ステップＳ１０９に続いて、位置情報Ａと位置情報Ｂとの差分Ｄ（＝Ｂ－Ａまたは＝Ａ－Ｂ）を算出し、あらかじめ保持している理想的な差分Ｃを許容値αで調整した値（（Ｃ－α）および（Ｃ＋α））と算出した差分Ｄとを比較し（Ｓ１１０）、比較結果を指令部５１に渡す。許容値αとしては任意の値を設定できる。また、－αと＋αとの絶対値が異なる値に設定してもよい。

【0049】

指令部５１は、算出した差分Ｄが理想的な差分Ｃを許容値αで調整した値の範囲外（（Ｃ－α）＜Ｄ＜（Ｃ＋α）ではない）という比較結果を得た場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）は、回転装置に回転異常が発生していると判定してエラーフラッグをＯＮし（Ｓ１１１）、駆動パルス出力部６１に対して、駆動パルスの出力を停止する。これにより、ステッピングモータ２０の駆動は停止する（Ｓ１１２）。なお、ステップＳ１１１のエラーフラッグをＯＮする処理は、省略することもできる。

【0050】

ここで、異常判定処理について図５を用いてさらに説明する。図５は、異常判定について説明するための図である。図５の例では、駆動指令信号に応じて出力されるステッピングモータの駆動１回の指令パルス数が２０パルスであり、パルスの所定の異常判定間隔が１０パルス（すなわちＸ値は９）であり、許容値はαである場合を例に挙げて説明している。なお、この例は数値の一例を示したにすぎず、これに限定されない。

【0051】

図５には、横軸にモータへの指令パルス数が示され、縦軸に位置センサ出力値が示されている。また横軸に沿って、判定用カウンタＮ（Ｎカウンタ値）と、異常判定タイミングと、移動開始タイミングが示されている。この例では、Ｎカウンタ値は１０カウントごとに更新され、１０パルス（カウント）ごとに判定タイミングとなることがわかる。また、本図では、Ａメモリ５３には基準位置として位置情報Ａ１，Ａ２，Ａ３が第１の位置情報として格納されることを示している。位置情報Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、位置情報Ａ１，Ａ２，Ａ３のそれぞれに対応する理想的な第２の位置情報を示している。

【0052】

本実施形態の回転装置１の制御装置１０では、正常時は、図５の正常時の出力値推移例のグラフが示されているように、駆動パルス数が大きくなるのに比例して位置センサの出力値（位置情報の値）が大きくなる。しかしながら、回転異常が発生すると、このグラフから外れた値を示すようになる。

【0053】

たとえば、３０ステップ目の判定タイミングにおいて、現在の位置情報Ｂとして「Ｂａ」を取得した場合と、「Ｂｂ」を取得した場合とを例に挙げて説明する。

【0054】

この場合、３０ステップ目の判定タイミングの前回の判定タイミングにおいて、Ａメモリ５３には基準位置として位置情報Ａ３が第１の位置情報として格納されている。したがって、現在の位置情報（第２の位置情報の一例）Ｂとして「Ｂａ」を取得した場合は、差分Ｄ１はＢａ－Ａ３となる。この差分Ｄ１は、理想的な差分Ｃを許容値αで調整した値の範囲内にある。従って、この場合は回転異常とは判定されない。

【0055】

一方で、現在の位置情報（第２の位置情報の一例）Ｂとして「Ｂｂ」を取得した場合は、差分Ｄ１はＢｂ－Ａ３となる。この差分Ｄ２は、理想的な差分Ｃを許容値αで調整した値の範囲外にある。従って、この場合は、出力パルス数に応じた位置である「Ｂ３」に到達していないと考えられ、回転異常と判定される。

【0056】

一方、図４のステップＳ１０８において、指令部５１は、Ｎカウンタ値がＸ値よりも大きくないという比較結果を受け取った場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）は、異常判定のタイミングではないと判断できる。同様に、指令部５１は、算出した差分Ｄが理想的な差分Ｃを許容値αで調整した値の範囲内（（Ｃ－α）＜Ｄ＜（Ｃ＋α）である）という比較結果を得た場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）は、異常判定の結果、異常がないと判定されたと判断できる。これらの場合（Ｓ１０８：ＮｏおよびＳ１１０：Ｙｅｓ）、指令部５１は、停止条件の判定のために、第３比較部６０に対し、比較指令をする。第３比較部６０は、比較指令を受け取ると、停止条件をクリアしているかを判定するために目標カウント値とポジションカウント値とを比較し（Ｓ１１３）、比較結果を指令部５１に渡す。

【0057】

指令部５１は、ポジションカウント値が目標カウント値に到達しているので停止条件をクリアしているとの比較結果を受け取った場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、駆動パルスの発信を終了する（Ｓ１１２）。

【0058】

指令部５１は、ポジションカウント値が目標カウント値に到達しておらず停止条件をクリアしていないとの比較結果を受け取った場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、ステップＳ１０８で受け取った比較結果がＮカウンタ値＞Ｘ値であるか否かにより、異常判定のタイミングであったかどうかを判定する（Ｓ１１４）。指令部５１は、ステップＳ１１４の判定の結果、異常判定のタイミングであったと判定する（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）と、ステップＳ１０３の処理に戻る。指令部５１は、ステップＳ１１４の判定の結果、異常判定のタイミングでなかったと判定する（Ｓ１１４：Ｎｏ）と、ステップＳ１０４の処理に戻る。

【0059】

本実施形態の回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法によれば、ステッピングモータの回転位置の制御は、従来通り、駆動指令信号に基づくオープン制御で行う。すなわち、位置センサによる位置情報は、通常のモータ駆動における位置情報としては用いないため、従来のステッピングモータにおける位置精度の高さ、および高分解能が損なわれることはない。一方、位置情報は、出力ギヤが物理的に動いたかどうかを判別できる程度の情報でよく、通常の位置検出に用いられる位置センサのような高精度な位置検出は必要なく、ラフな精度の安価な位置センサを用いることができるため、低コストで実現できる。

【0060】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の回転装置の制御装置、回転装置および回転装置の制御方法について説明する。第１の実施形態では、指令部５１は所定の異常判定間隔で異常判定を行っていたが、本実施形態では、指令部５１は駆動目標となる（停止条件クリア）まで駆動した後に、異常判定を行う点が異なる。第２の実施形態では、指令部５１以外の構成については、第１の実施形態と同様の構成の回転装置の制御装置、回転装置を採用することができる。第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる構成のみ説明し、第１の実施形態と共通している構成については、その説明を省略する。

【0061】

図６は、第２の実施形態の回転装置の制御装置の動作を説明するためのフロー図である。第２の実施形態における回転装置１の制御装置１０の動作について、図３および図６を参照しながら説明する。第２の実施形態における回転装置１の制御装置１０でも、図６のステップＳ２０１からステップＳ２０６までは第１の実施形態のステップＳ１０１からステップＳ１０６と同様の処理を行ない、図６のステップＳ２１０からステップＳ２１３までは第１の実施形態のステップＳ１０９からステップＳ１１２と同様の処理を行なう。

【0062】

本実施形態では、停止条件をクリアする（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）まで駆動パルスの発信（Ｓ２０４）から現在位置の更新（Ｓ２０６）まで繰り返される。

【0063】

指令部５１は、停止条件クリアと判断する（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）と、ステッピングモータ２０の駆動を停止し（Ｓ２０８）、判定条件を満たしているか否かを判定する（Ｓ２０９）。具体的には、第１比較部５７は、指令部５１により比較指令を受け取り、Ｎカウンタ５６のＮカウンタ値とＸメモリ５８のＸ値とを比較して比較結果を指令部５１に返す。指令部５１は、Ｎカウンタ値がＸ値よりも大きい場合に、判定条件を満たしていると判断する。

【0064】

本実施形態では、ステップＳ２０３において、駆動パルスの出力開始のタイミングでの位置情報を取得し、取得した位置情報（第３の位置情報の一例）Ａを基準位置の情報としてＡメモリ５３に格納する。また、異常判定処理については、ステップＳ２１０において、駆動パルスの出力終了のタイミングでの位置情報（第４の位置情報の一例）Ｂを取得し、ステップＳ２１１において、Ａメモリ５３に格納されていた位置情報Ａとの差分Ｄを算出し、比較することによって、異常判定を行っている。

【0065】

本実施形態では、駆動パルス数が小さすぎる場合は、異常判定の精度が落ちるので、ステップＳ２０９の異常判定を実行するか否かを判定する処理により、異常判定の精度の低下を回避することができる。しかしながら、駆動指令信号に応じて出力されるステッピングモータの駆動１回の駆動パルス数が十分大きい用途に用いられる場合は、ステップＳ２０９の処理は必ずしも必要でない。この場合、図３に示す制御装置のＮカウンタ５６、第１比較部５７、Ｘメモリ５８は省略することができる。

【0066】

以上の実施形態では、図１から図３の構成の回転装置を用いて、回転装置の制御方法について具体的な一例について説明した。本実施形態の回転装置の制御方法は、回転装置の出力ギヤを回転させるステッピングモータに駆動電圧を印加する駆動回路に対して、駆動目標に応じた回数だけ駆動パルスを繰り返して出力する駆動パルス出力ステップと、駆動パルス出力ステップの所定の繰り返しタイミングで、前記回転装置の出力ギヤの回転位置を読み取る位置センサから位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて前記回転装置に回転異常が発生しているか否かを判定する異常判定ステップとを含んでいればよく、具体的に実施形態に限定されない。

【0067】

（実施形態の変形例）
以上の実施形態において、制御装置１０の構成は図１の構成に限定されず、駆動制御部５０の構成は図２の構成に限定されず、回転装置の構成は図３の構成に限定されない。

【0068】

以上の実施形態において、図４、６に示した処理フローは具体例であって、処理フローはこれらに限定されない。

【0069】

また、以上の実施形態において、位置情報を読み取る手段として、ポテンショメータ７５を用いた例を挙げて説明したが、これに限定されず、ギヤの回転位置を物理的に読み取る位置センサであれば、たとえば、磁気センサなどであってもよい。

【符号の説明】

【0070】

１ 回転装置、１０ 制御装置、１１ 制御基板、１２ 筐体、２０ ステッピングモータ、３０ 制御回路、４０ 駆動回路、４１ モータ駆動部、５０ 駆動制御部、５１ 指令部（異常判定部の一例）、５２ ＡＤコンバータ（位置情報取得部の一例）、５３ Ａメモリ、５４ パルスカウンタ、５５ ポジションメモリ、５６ Ｎカウンタ、５７ 第１比較部、５８ Ｘメモリ、５９ 第２比較部、６０ 第３比較部、６１ 駆動パルス出力部、７０ アクチュエータ出力軸、７１ 第１ギヤ、７２ 第２ギヤ、７３ 第３ギヤ、７４ 出力ギヤ、７５ ポテンショメータ（位置センサの一例）、７６ ＦＰＣ、Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３ 位置情報（第１の位置情報、第３の位置情報の一例）、Ｂ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂａ，Ｂｂ 位置情報（第２の位置情報、第４の位置情報の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】