特許 7438873 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】2024-02-16

(45)【発行日】2024-02-27

(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 8/34 20060101AFI20240219BHJP

   H02P 29/024 20160101ALI20240219BHJP

【ＦＩ】

H02P8/34

H02P29/024

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020120108

(22)【出願日】2020-07-13

(65)【公開番号】P2022017048

(43)【公開日】2022-01-25

【審査請求日】2023-05-16

(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】佐野 英生

(72)【発明者】

【氏名】宮路 永

【審査官】安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－１８５３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０９６７０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０６－０６９７１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－３２０４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０９９６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１２３９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１２０１０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ８／３４

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

(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前記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回転異常判定部と、
前記ステッピングモータによって回転された前記出力ギヤの回転位置が、前記位置センサが回転位置を読み取ることのできない前記位置センサの不感帯内の位置であるときに、前記回転異常判定部における判定が実行されないように制限する回転異常判定制限部とを有する、
回転装置の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の回転装置の制御装置であって、
前記制御回路は、電源起動時に前記位置情報取得部から取得した前記位置情報が、前記出力ギヤの回転位置が前記位置センサの不感帯内の位置であることを示す場合に、初期位置異常として判定する初期位置異常判定部をさらに有し、
前記制御回路は、初期位置異常判定部で判定した初期位置異常を外部に通知する、
回転装置の制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の回転装置の制御装置であって、
前記制御回路は、前記初期位置異常判定部で初期位置異常と判定された後の電源起動後に最初の駆動指令信号を受け取ったときは、前記駆動パルス出力部は、当該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に代えて、前記位置情報取得部において前記位置センサで読み取れた回転位置にもとづく位置情報が取得できるまでの駆動パルスを出力する、
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１項に記載の回転装置の制御装置であって、
前記制御回路は、
前記出力ギヤの回転位置と、前記出力ギヤの回転数との組み合わせからなる現在位置を格納したポジションメモリと、
前記駆動パルス出力部において出力された駆動パルスの数をカウントしてパルスカウント値を出力するパルスカウンタと、
前記ポジションメモリの現在位置から、前記パルスカウント値に相当する駆動パルスによって、前記位置センサの１回転内の基準位置を順方向に通過した回数をカウントした周回カウント値を出力する周回カウンタとを備え、
前記ポジションメモリの現在位置を、前記パルスカウント値と前記周回カウント値とを用いて更新する
回転装置の制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の回転装置の制御装置であって、
前記周回カウンタは、前記位置センサの１回転内の基準位置を逆方向に通過した場合に、周回カウント値をカウントダウンする、
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１項に記載の回転装置の制御装置であって、
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、
前記回転異常判定部は、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7】

請求項１から６のいずれか１項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、
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、
前記ステッピングモータによって回転された前記出力ギヤの回転位置が、前記位置センサが前記回転位置を読み取ることのできない前記位置センサの不感帯内の位置であるか否かを判定する不感帯判定ステップと、
不感帯判定ステップにおいて、前記出力ギヤの回転位置が前記位置センサの不感帯内の位置ではないと判定された場合のみに、前記位置情報取得ステップで取得した前記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回転異常判定ステップと、
を含む、
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（例えば、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、例えば、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】

また、ポテンショメータなどの位置センサによる回転位置検出を用いた回転装置においては、位置センサの１回転の範囲内に位置情報を取得できない不感帯が存在すること、また、１回転（３６０度）を超えると出力値がリセットされるため、１回転以上の位置管理が困難であることから、これらの回転位置検出が困難な領域を可動域として制御することが困難なため、可動域が狭いといった問題がある。

【0010】

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でき、かつ、回転可動域の拡大が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】

【0011】

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前記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回転異常判定部と、前記ステッピングモータによって回転された前記出力ギヤの回転位置が、前記位置センサが回転位置を読み取ることのできない前記位置センサの不感帯内の位置であるときに、前記回転異常判定部における判定が実行されないように制限する回転異常判定制限部とを有する。

【発明の効果】

【0012】

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でき、かつ、回転可動域の拡大をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【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】制御回路の駆動制御部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】ポテンショメータの不感帯について説明するための図である。

【図5】回転装置の制御装置における電源起動時の初期設定動作の流れを示すフロー図である。

【図6】回転装置の制御装置における電源起動後の最初の駆動指令に対する動作の流れを示すフロー図である。

【図7】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8】回転異常判定について説明するための図である。

【図9】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。

【図10】制御回路の駆動制御部によって実現される機能ブロックの構成の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

１．実施形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

【0015】

〔１〕本発明の代表的な実施形態に係る回転装置（１）の制御装置（１０）は、回転装置（１）の出力ギヤ（７４）を回転させるステッピングモータ（２０）に駆動電圧を印加する駆動回路（４０）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（４０）に出力する制御回路（３０）とを備え、前記制御回路（３０）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（６１）と、前記回転装置（１）の出力ギヤ（７４）の回転位置を読み取る位置センサ（７５）から位置情報を取得する位置情報取得部（５２）と、前記位置情報取得部（５２）で取得した前記位置情報に基づいて前記回転装置（１）に回転異常が発生しているか否かを判定する回転異常判定部（５１）と、前記ステッピングモータ（２０）によって回転された前記出力ギヤ（７４）の回転位置が、前記位置センサ（７５）が回転位置を読み取ることのできない前記位置センサ（７５）の不感帯内の位置であるときに、前記回転異常判定部（５１）における判定が実行されないように制限する回転異常判定制限部（５１、６２）とを有する。

【0016】

〔２〕上記〔１〕に記載の回転装置の制御装置であって、前記制御回路は、電源起動時に前記位置情報取得部から取得した前記位置情報が、前記出力ギヤの回転位置が前記位置センサの不感帯内の位置であることを示す場合に、初期位置異常として判定する初期位置異常判定部をさらに有し、前記制御回路は、初期位置異常判定部で判定した初期位置異常を外部に通知してもよい。

【0017】

〔３〕上記〔２〕に記載の回転装置の制御装置であって、前記制御回路は、前記初期位置異常判定部で初期位置異常と判定された後の電源起動後に最初の駆動指令信号を受け取ったときは、前記駆動パルス出力部は、当該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に代えて、前記位置情報取得部において前記位置センサで読み取れた回転位置にもとづく位置情報が取得できるまでの駆動パルスを出力してもよい。

【0018】

〔４〕上記〔１〕から〔３〕のいずれか１つに記載の回転装置の制御装置であって、前記制御回路は、前記出力ギヤの回転位置と、前記出力ギヤの回転数との組み合わせからなる現在位置を格納したポジションメモリと、前記駆動パルス出力部において出力された駆動パルスの数をカウントしてパルスカウント値を出力するパルスカウンタと、前記ポジションメモリの現在位置から、前記パルスカウント値に相当する駆動パルスによって、前記位置センサの１回転内の基準位置を順方向に通過した回数をカウントした周回カウント値を出力する周回カウンタとを備え、前記ポジションメモリの現在位置を、前記パルスカウント値と前記周回カウント値とを用いて更新するようにしてもよい。

【0019】

〔５〕上記〔４〕に記載の回転装置の制御装置であって、前記周回カウンタは、前記位置センサの１回転内の基準位置を逆方向に通過した場合に、周回カウント値をカウントダウンしてもよい。

【0020】

〔６〕上記〔１〕から〔５〕のいずれか１つに記載の回転装置の制御装置であって、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、前記回転異常判定部は、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。

【0021】

〔７〕本発明の代表的な実施形態に係る回転装置は、上記〔１〕から〔６〕のいずれか１つ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。

【0022】

〔８〕本発明の代表的な実施形態に係る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、前記ステッピングモータによって回転された前記出力ギヤの回転位置が、前記位置センサが前記回転位置を読み取ることのできない前記位置センサの不感帯内の位置であるか否かを判定する不感帯判定ステップと、不感帯判定ステップにおいて、前記出力ギヤの回転位置が前記位置センサの不感帯内の位置ではないと判定された場合のみに、前記位置情報取得ステップで取得した前記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回転異常判定ステップと、を含む。

【0023】

２．実施形態の具体例
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。

【0024】

（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。

【0025】

図１は、第１の実施形態の回転装置１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。

【0026】

制御基板１１は、回転装置１の制御装置を搭載しており、搭載された制御装置が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１の制御装置は、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）。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

図２は、第１の実施形態の回転装置１の制御装置１０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。

【0030】

制御回路３０にはＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを介して上位コントローラ（外部の一例）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、アクチュエータ出力軸７０の回転位置を用いることができる。

【0031】

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。

【0032】

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（位置情報）が入力されるようになっている。また、駆動制御部５０は、必要に応じて、回転装置１の駆動状態を示すステータス信号を上位コントローラに出力する。

【0033】

駆動制御部５０は、例えば、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（例えば、マイクロコントローラ：ＭＣＵ）によって構成されている。

【0034】

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（回転異常判定部、回転異常判定制限部、初期位置異常判定部の一例）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、第４比較部６２と、不感帯メモリ６３と、第５比較部６４と、周回カウンタ６５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。

【0035】

指令部５１は、上位コントローラ（不図示；外部の一例）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。

【0036】

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、第３比較部６０、第４比較部６２、および第５比較部６４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、６２、６４から受け取った比較結果に基づいて各種判断制御を行う。

【0037】

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変換した値（以下、ＡＤＣ値とも呼ぶ）を第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、回転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変換した値（ＡＤＣ値）を第２の位置情報として第２比較部５９に渡す。なお、回転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、回転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。

【0038】

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。

【0039】

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パルスカウント値をポジションメモリ５５と周回カウンタ６５とに渡す。周回カウンタ６５は、パルスカウンタ５４からパルスカウント値を受け取ると、ポジションメモリ５５に格納された出力ギヤ７４の現在の回転位置（ポジションカウント値：０度から３６０度に対応する値）を参照して、パルスカウンタ５４から受け取ったパルスカウント値をポジションカウント値に加えることにより、ポテンショメータ７５の１回転内の境界（基準位置）を順方向に通過する回数だけ周回カウント値をカウントアップしてポジションメモリ５５に渡す。ポジションメモリ５５は、格納している出力ギヤ７４の回転位置にあたるポジション（ポジションカウント値および周回カウント値）に取得したパルスカウント値および周回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および周回カウント値）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。すなわち、ポジションメモリ５５の現在位置（ポジション）は、パルスカウント値と周回カウント値とを用いて更新される。

【0040】

指令部５１は、必要に応じて、ポジションメモリ５５に格納しているポジションをステータス信号として上位コントローラに送信することができる。本実施形態の回転装置１では、ポジションメモリ５５に格納する現在位置（ポジション）をポジションカウント値と周回カウント値とにより管理している。従来の３６０度の回転範囲内（すなわち、１回転内）のポジションをポジションカウント値Ｐにより管理し、３６０度の回転範囲を超える領域（すなわち、１回転を超える領域）においては、周回カウント値ｎも利用して管理することができる。ポテンショメータ７５のワイパが基準位置（例えば、０度）を時計回りに通過するとき（順方向の一例）は、周回カウント値ｎをカウントアップし、ポテンショメータ７５のワイパが基準位置（例えば、０度）を反時計回りに通過するとき（逆方向の一例）は、周回カウント値ｎをカウントダウンする。ポジションメモリ５５に格納しているポジションは、例えば、３周を１０００ポジションと定義した場合、現在の回転位置は、周回カウント値ｎに対応する、ｎ×（１０００÷３）ポジションと、ポジションカウント値Ｐに対応する、（Ｐ÷３６０）×（１０００÷３）ポジションとの和で表すことができる。指令部５１は、このポジションカウント値Ｐと周回カウント値ｎとを用いた現在のポジションを上位コントローラに報告することができる。これにより、本実施形態の回転装置１を、ラック機構やリンク機構などの３６０度以上の回転が必要な機構にも用いることができる。なお、基準位置は０度に限定されず、任意の角度位置に設定することができる。

【0041】

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。

【0042】

指令部５１は、第１比較部５７から受け取った比較結果に基づいて、回転異常を判定するタイミングであるか否かを判断する。指令部５１は、回転異常を判定するタイミングであれば、第２比較部５９に回転異常の判定のための比較処理を実行するように指令する。

【0043】

Ｘメモリ５８に保持されているＸ値は、回転装置１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。

【0044】

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。

【0045】

指令部５１は、第２比較部５９から受け取った比較結果に基づいて、回転異常であるか否かを判断する。指令部５１は、回転異常でなければ、第３比較部６０に停止条件の判定のための処理を実行するように指令する。

【0046】

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（ポジションカウント値および周回カウント値）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。

【0047】

指令部５１は、第３比較部６０から受け取った比較結果に基づいて、ポジションと目標カウント値との間に差分がある場合には駆動パルスを発信する必要があると判断することができ、ポジションと目標カウント値とが一致する場合は、停止条件クリアと判断することができる。

【0048】

第4比較部６２は、回転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、駆動パルスによって駆動された出力ギヤ７４の回転位置を示すポジションカウント値と不感帯メモリ６３に格納されているポテンショメータ（７５）の不感帯に対応する回転位置とを比較し、比較結果を指令部５１に渡す。ポジションカウント値は、指令部５１が第４比較部６２に対して指令を行う際に、ポジションメモリ５５から取得して、第４比較部６２に渡すことができる。

【0049】

指令部５１は、第４比較部６２から受け取った比較結果に基づいて、ステッピングモータ２０によって回転された出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であるか否かを判断する。指令部５１は、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であると判断した場合には、回転異常判定制限部として機能し、回転異常を判定するタイミングであっても回転異常判定を実行しないように制御する。すなわち、指令部５１は、ステッピングモータ２０によって回転された出力ギヤ７４の回転位置が、ポテンショメータ７５が回転位置を読み取ることのできないポテンショメータ７５の不感帯内の位置であるときに、回転異常判定制限部として機能し、回転異常判定を実行しないように制限することができる。

【0050】

図４は、ポテンショメータ７５の不感帯について説明するための図である。ここでポテンショメータ７５の不感帯について説明する。本実施形態の回転装置１における回転異常判定の際に、第２比較部５９で比較される第１の位置情報および第２の位置情報は、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変換して得られる値である。ポテンショメータ７５には、図４に示すように、不感帯といわれる領域、すなわち全回転位置のうちの一部において電圧の測定ができない領域が存在する。不感帯では、ポテンショメータ７５が回転位置を読み取ることができないので、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内に位置するときに回転異常判定を行おうとしても、回転異常判定を正確に実行できないので、通常の制御では、回転可動域としていなかった。

【0051】

本実施形態の回転装置１では、ポテンショメータ７５の不感帯の情報（不感帯が回転位置のどこの領域であるかを示す情報）を不感帯メモリ６３に格納し、不感帯メモリ６３を参照して、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であれば回転異常判定をしないように制限しつつ、全回転位置を回転可動域としている。なお、図４では、回転位置が「３００」と「３６０（＝０）」との間の領域が不感帯であるので、「０」を超えた回転位置から「３００」の回転位置までが位置検出可能領域となる。

【0052】

第５比較部６４は、電源起動時に、指令部５１からの指令を受け付けて、ＡＤコンバータ５２から取得した位置情報（ＡＤＣ値）と、異常値として定義された所定の値とを比較し、比較結果を指令部５１に渡す。異常値は、ポテンショメータ７５が値を取得できなかったときにＡＤコンバータ５２から取得される値であり、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯であることを示す値である。例えば、ＡＤコンバータ５２から取得した位置情報が「０」などの値である。
指令部５１は、第５比較部６４から受け取った比較結果に基づいて、ＡＤコンバータ５２から取得した位置情報が異常値であるか否かを判断する。指令部５１は、電源起動時にＡＤコンバータ５２から取得した位置情報が異常値である場合に、ＡＤコンバータ５２から取得した位置情報が、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であることを示しているとして、上位コントローラに初期位置異常であることを通知することができる。すなわち、指令部５１は、初期位置異常判定部として機能し、電源起動時にＡＤコンバータ（位置情報取得部の一例）５２から取得した位置情報が、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であることを示す場合に、初期位置異常であると判定し、初期位置異常を上位コントローラ（外部の一例）に通知することができる。

【0053】

上述した第１の実施形態の回転装置１の制御装置１０の電源起動時における動作について説明する。

【0054】

図５は、回転装置１の制御装置１０における電源起動時の初期設定動作の流れを示すフロー図であり、図６は、回転装置１の制御装置１０における電源起動後の最初の駆動指令に対する動作の流れを示すフロー図である。

【0055】

まず、図５に示すように、回転装置１の制御装置１０が電源起動すると（ステップＳ１０１）、ＡＤコンバータ５２が、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（ステップＳ１０２）、初期位置情報としてＡＤ変換した値（起動時ＡＤＣ値）を第５比較部６４に渡す（ステップＳ１０３）。第５比較部６４は、初期位置情報（起動時ＡＤＣ値）と異常値（出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であることを示す値）とを比較し、比較結果を指令部５１が受け取り、指令部５１は、初期位置異常判定部として機能し、異常値であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

【0056】

指令部５１は、初期位置情報が異常値でなければ（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、初期位置情報（起動時ＡＤＣ値）から計算されるポジションをポジションメモリ５５に記録する（ステップＳ１０５）。一方、指令部５１は、初期位置情報が異常値であれば（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、上位コントローラ等の外部に対して、電源起動時に取得した位置情報が、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置にある（初期位置異常である）ことを示していることを通知する（ステップＳ１０５）。

【0057】

このように、指令部５１は、電源起動時にＡＤコンバータ５２から取得した位置情報が、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内に位置していることを示している場合は、その旨を上位コントローラに通知することができるので、上位コントローラは、指令部５１が電源起動時にＡＤコンバータ５２から位置情報を正しく取得できなかったことを知ることができる。

【0058】

次に、図６に示すように、指令部５１は、電源起動後に最初の駆動指令信号を受け取ると（ステップＳ２０１）、ＡＤコンバータ５２から出力される起動時ＡＤＣ値が異常（初期位置異常）であったか否かを判断する（ステップＳ２０２）。指令部５１は、ＡＤコンバータ５２から出力される起動時ＡＤＣ値が異常でなかったら（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、駆動指令信号に含まれる駆動目標に基づいて通常の駆動制御を実行する（ステップＳ２０３）。通常の駆動制御では、駆動目標まで移動するために、必要なパルス数の駆動パルスを出力することにより駆動制御を実行する。

【0059】

指令部５１は、ＡＤコンバータ５２から出力される起動時ＡＤＣ値が異常であったら（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、通常の駆動制御とは異なり、ポテンショメータ７５（位置センサ）を利用して、ステッピングモータ２０の回転位置を移動させる（ステップＳ２０４）。具体的には、ステップＳ２０４の処理は、ＡＤコンバータ５２から出力されるＡＤＣ値が異常値でなくなるまで駆動パルス出力部６１が駆動パルスを出力することにより、ステッピングモータ２０の回転位置を移動させる。このとき、ステッピングモータ２０は、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の位置検出可能領域になるまで回転する。すなわち、指令部５１が、初期位置異常と判定した後の電源起動後に最初の駆動指令信号を受け取ったときは、駆動パルス出力部６１は、こ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に代えて、ＡＤコンバータ５２においてポテンショメータ７５で読み取れた回転位置にもとづく位置情報が取得できるまでの駆動パルスを出力する。

【0060】

出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の位置検出可能領域まで回転したら、起動時ＡＤＣ値異常をリセットする（ステップＳ２０５）。このとき、指令部５１は、ポテンショメータ７５の位置検出可能領域に移動後のＡＤコンバータ５２から出力されるＡＤＣ値から計算されるポジションを出力ギヤ７４の現在の回転位置としてポジションメモリ５５に記録することができる。ポジションメモリ５５に記録後は、通常の駆動動作が可能になる。

【0061】

このように、指令部５１は、電源起動時に取得したＡＤコンバータ５２から出力される位置情報が、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内に位置していることを示している場合であっても、駆動指令信号にしたがって、出力ギヤ７４の回転位置をポテンショメータ７５の位置検出可能領域に移動させて位置情報を取得してから通常の駆動動作をすることができる。すなわち、電源起動前に、ポテンショメータ７５の不感帯に相当する駆動目標に基づいて駆動された結果、電源起動時の出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内に位置するようになった場合でも、問題なく駆動動作を開始できるので、ポテンショメータ７５の不感帯に相当する回転位置も回転可動域に含めることができる。

【0062】

次に、上述した第１の実施形態の回転装置１の制御装置１０の動作について説明する。

【0063】

図７は、第１の実施形態の回転装置１の制御装置１０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、上位コントローラから駆動指令信号（コマンド）を受信する（ステップＳ３０１）ことによって図７の動作を開始する。
なお、本実施形態の回転装置１の制御方法は、回転装置１の出力ギヤ７４を回転させるステッピングモータ２０に駆動電圧を印加する駆動回路４０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、出力ギヤ７４の回転位置を読み取るポテンショメータ７５から位置情報を取得する位置情報取得ステップと、ステッピングモータ２０によって回転された出力ギヤ７４の回転位置が、ポテンショメータ７５が回転位置を読み取ることのできないポテンショメータ７５の不感帯内の位置であるか否かを判定する不感帯判定ステップと、不感帯判定ステップにおいて、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置ではないと判定された場合のみに、位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて回転装置１に回転異常が発生しているか否かを判定する回転異常判定ステップと、を含む。

【0064】

指令部５１は、上位コントローラから駆動指令信号を受信すると、まず、駆動パルスの発信処理に先だって、回転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から周回カウント値ＺをＣａｌｌ（呼び出し）する（ステップＳ３０２）とともに、ポジションカウント値ＣｏをＣａｌｌし（ステップＳ３０３）、出力ギヤ７４の現在のポジションを再計算する（ステップＳ３０４）。現在のポジションＣｐの再計算は、ポジションカウント値Ｃｏ＋３６０×周回カウント値Ｚにより算出することができる。

【0065】

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（ステップＳ３０５）。また、ステップＳ３０５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。

【0066】

ステップＳ３０５に続いて、駆動パルス出力部６１は、指令部５１から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（ステップＳ３０６；駆動パルス出力ステップ）。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。

【0067】

ステップＳ３０６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（ステップＳ３０７）、インクリメントしたパルスカウント値をポジションメモリ５５と周回カウンタ６５に渡す。

【0068】

周回カウンタ６５は、ポジションメモリ５５に格納された出力ギヤ７４の現在の回転位置（ポジションカウント値）を参照して、パルスカウンタ５４から受け取ったパルスカウント値をポジションカウント値に加えることにより、ポテンショメータ７５のワイパが１回転の境界線（基準位置）をまたいだか否かを判定し（ステップＳ３０８）、ポテンショメータ７５のワイパが境界線をまたいだ場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）は、さらにポテンショメータ７５の回転方向が順方向であるか否かを判定する（ステップＳ３０９）。周回カウンタ６５は、ポテンショメータ７５の回転方向が順方向であると判定した場合（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）は、周回カウント値Ｚを「＋１」し（ステップＳ３１１）、ポテンショメータ７５の回転方向が逆方向であると判定した場合（ステップＳ３０９：Ｎｏ）は、周回カウント値Ｚを「－１」し（ステップＳ３１２）、周回カウント値をポジションメモリ５５に渡す。

【0069】

ポジションメモリ５５は、インクリメントしたパルスカウント値と周回カウント値を受け取ると、ステップＳ３０４で再計算したポジションと受け取ったパルスカウント値と周回カウント値をもとに出力ギヤ７４の現在位置（ポジションカウント値）を更新する（ステップＳ３１３）。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。

【0070】

ステップＳ３１３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（ステップＳ３１４；位置情報取得ステップ）。これにより、Ｎカウンタ値は所定の回転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。

【0071】

ステップＳ３１４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（ステップＳ３１５）、比較結果を指令部５１に渡す。これにより、回転装置１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、所定の回転異常判定間隔で実行されるべき回転異常判定のタイミングを判断することができる。

【0072】

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（ステップＳ３１５：Ｙｅｓ）、所定の回転異常判定間隔であると判断し、さらに、第４比較部６２から受け取った比較結果に基づいて、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であるか否かを判断し（ステップＳ３１６；不感帯判定ステップ）、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置ではないと判断した場合（ステップＳ３１６：Ｎｏ）に、回転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（ステップＳ３１７）。第２比較部５９は、ステップＳ３１７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（ステップＳ３１８；回転異常判定ステップ）、比較結果を指令部５１に渡す。なお、許容値α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。なお、理想的な差分Ｃは、前回の回転異常判定処理の実行時から今回の回転異常判定処理の実行時との間に出力された駆動パルス数に単位駆動パルスごとの回転位置の変化量とを掛け合わせて決定される値である。

【0073】

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（ステップＳ３１８：Ｎｏ）は、回転装置１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（ステップＳ３１９）、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（ステップＳ３２０）。なお、ステップＳ３１９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。

【0074】

ここで、回転異常判定処理について図８を用いてさらに説明する。図８は、回転異常判定について説明するための図である。図８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２０の駆動１回の指令パルス数が２０パルスであり、パルスの所定の回転異常判定間隔が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。

【0075】

図８には、横軸にステッピングモータ２０への指令パルス数が示され、縦軸に位置センサ出力値（ポテンショメータ７５から出力される位置情報の値）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、回転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。

【0076】

本実施形態の回転装置１の制御装置１０では、正常時は、図８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ポテンショメータ７５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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。すなわち、指令部５１は、回転異常判定部として機能し、ＡＤコンバータ（位置情報取得部の一例）５２で前回取得した第１の位置情報と、ＡＤコンバータ５２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、回転装置に回転異常が発生していると判定する。

【0080】

一方、図７のステップＳ３１５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（ステップＳ３１５：Ｎｏ）は、回転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、第４比較部６２から受け取った比較結果に基づいて、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であると判断した場合（ステップＳ３１６：Ｙｅｓ）も、回転異常判定のタイミングではないと判断できる。また、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（ステップＳ３１８：Ｙｅｓ）は、回転異常判定の結果、異常がないと判定されたと判断できる。これらの場合（ステップＳ３１５：Ｎｏ、ステップＳ３１６：ＹｅｓおよびステップＳ３１８：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（ステップＳ３２１）、比較結果を指令部５１に渡す。

【0081】

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（ステップＳ３２１：Ｙｅｓ）、駆動パルスの発信を終了する（ステップＳ３２０）。

【0082】

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（ステップＳ３２１：Ｎｏ）、ステップＳ３１５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、回転異常判定のタイミングであったかどうかを判定する（ステップＳ３２２）。指令部５１は、ステップＳ３２２の判定の結果、回転異常判定のタイミングであったと判定する（ステップＳ３２２：Ｙｅｓ）と、ステップＳ１０３の処理に戻る。指令部５１は、ステップＳ３２２の判定の結果、回転異常判定のタイミングでなかったと判定する（ステップＳ３２２：Ｎｏ）と、ステップＳ３０６の処理に戻る。

【0083】

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。

【0084】

また、位置センサの１回転の範囲内に位置情報を取得できない不感帯が存在するにもかかわらず、位置センサの全回転位置および１回転（３６０度）を超えた回転位置も可動域に含めることができるので、従来の回転装置に比べて可動域の拡大することも可能である。

【0085】

（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は所定の回転異常判定間隔で回転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、回転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。

【0086】

図９は、第２の実施形態の回転装置１の制御装置１０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９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９のステップＳ４０１からステップＳ４１３までは第１の実施形態のステップＳ３０１からステップＳ３１３と同様の処理を行ない、図９のステップＳ４１８からステップＳ４２１までは第１の実施形態のステップＳ３１７からステップＳ３２０と同様の処理を行なう。

【0087】

本実施形態では、停止条件をクリアする（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）まで駆動パルスの発信（ステップＳ４０６）から現在位置の更新（ステップＳ４１３）まで繰り返される。

【0088】

指令部５１は、停止条件クリアと判断する（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）と、ステッピングモータ２０の駆動を停止し（ステップＳ４１５）、さらに、指令部５１は、第４比較部６２から受け取った比較結果に基づいて、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置にあるか否かを判断し（ステップＳ４１６）、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置ではないと判断した場合（ステップＳ４１６：Ｎｏ）に、判定条件を満たしているか否かを判定する（ステップ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。指令部５１は、出力ギヤ７４の回転位置がポテンショメータ７５の不感帯内の位置であると判断した場合（ステップＳ４１６：Ｙｅｓ）は、回転異常判定処理の実行をせずに、駆動処理を終了する。

【0089】

本実施形態では、ステップＳ４０５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、回転異常判定処理については、ステップＳ４１８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Ｓ４１９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、回転異常判定を行っている。

【0090】

本実施形態では、駆動パルス数が小さすぎる場合は、回転異常判定の精度が落ちるので、ステップＳ４１７の回転異常判定を実行するか否かを判定する処理により、回転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２０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Ｓ４１７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１０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。

【0091】

以上の実施形態では、図１から図３の構成の回転装置１を用いて、回転装置１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１の制御方法は、回転装置１の出力ギヤを回転させるステッピングモータ２０に駆動電圧を印加する駆動回路４０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、出力ギヤ７４の回転位置を読み取るポテンショメータ７５（位置センサの一例）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回転装置１に回転異常が発生しているか否かを判定する回転異常判定ステップとを含んでいればよく、具体的な実施形態に限定されない。

【0092】

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

【0093】

具体例として、駆動制御部の変形例について、説明する。図１０は、制御回路１０の駆動制御部５０ａによって実現される機能ブロックの構成の変形例を示す図である。図３において、指令部５１と接続された構成であった第４比較部６２に代えて、図１０に示すように、ＡＤコンバータ５２の手前に比較判定部６６（回転異常判定制限部の一例）を設けることによっても回転異常判定を制限することができる。この場合、比較判定部６６は、駆動パルスによって駆動された出力ギヤ７４の回転位置が、ポテンショメータ７５が回転位置を読み取ることのできないポテンショメータ７５の不感帯内の位置であるときに、ＡＤコンバータ５２に信号を出力しないようにすれば、実質的に、第２の比較部５９における比較処理ができないので、回転異常判定処理の実行を制限することができる。

【0094】

例えば、図３において、ポテンショメータ７５の不感帯の情報を格納した不感帯メモリ６３に代えて、位置検出可能領域の情報を格納したメモリを用いてもよい。この場合、第４比較部６２における判断処理において不感帯メモリ６３を用いて判定した判定結果に基づく処理とは異なる。すなわち、判定結果がＹｅｓであったときの処理と判定結果がＮｏであったときの処理とが逆になる。

【0095】

以上の実施形態において、図５、６、７、９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。

【0096】

また、以上の実施形態において、位置情報を読み取る位置センサとして、ポテンショメータを用いた例を挙げて説明したが、これに限定されず、出力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、例えば、磁気センサなどであってもよい。

【符号の説明】

【0097】

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、５０，５０ａ…駆動制御部、５１…指令部（回転異常判定部、回転異常判定制限部、初期位置異常判定部の一例）、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、６２…第４比較部、６３…不感帯メモリ、６４…第５比較部、６５…周回カウンタ、６６…比較判定部（回転異常判定制限部の一例）、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】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】