特許 7533147 モータ制御装置

(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】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 7/29 20160101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

H02P7/29 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020190939

(22)【出願日】2020-11-17

(65)【公開番号】P2022080011

(43)【公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-09-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100133835

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 努

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(72)【発明者】

【氏名】水谷 昌樹

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２４５４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０４７２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ７／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流モータを制御するモータ制御装置であって、
前記直流モータの目標回転速度がスティックスリップ現象を生じ得る所定の速度である場合に、スティックスリップ現象を生じないトルクを前記直流モータに発生させる第１の駆動信号を、前記直流モータを駆動する駆動回路へ出力する第１の期間と、前記直流モータにブレーキを掛ける第２の駆動信号を前記駆動回路へ出力する第２の期間とが交互に繰り返されるように、前記直流モータを制御するモータ制御部、
を有するモータ制御装置。

【請求項2】

上位の制御回路から前記目標回転速度を設定する速度設定信号を受信する通信部と、
前記速度設定信号にて設定された前記目標回転速度が前記所定の速度か否か判定し、前記速度設定信号にて設定された前記目標回転速度が前記所定の速度でない場合、前記モータ制御部に対して、前記直流モータを定速回転させることを指示し、一方、前記速度設定信号にて設定された前記目標回転速度が前記所定の速度である場合、前記モータ制御部に対して前記第１の期間と前記第２の期間とが交互に繰り返されるように前記直流モータを制御することを指示する判定部と、
をさらに有する、請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項3】

前記モータ制御部は、前記目標回転速度が前記所定の速度である場合、前記直流モータが所定のサンプリング角度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最後に前記検知信号を受信したときの回転位置から第１の角度回転した位置を目標位置として設定し、前記目標位置を設定してから前記直流モータの回転角度が前記目標位置に達するまでを前記第１の期間とするとともに、前記直流モータの回転角度が前記目標位置に達した後、前記目標位置を設定してからの経過時間が前記目標回転速度で前記直流モータが回転したときに前記目標位置に到達するのに要する時間に達するまでを前記第２の期間とする、請求項１または２に記載のモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流モータを制御するためのモータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、可動役物あるいは回転リール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。そして上位制御装置（例えば、演出用のプロセッサユニット（以下、単に演出用CPUと呼ぶ）あるいは主制御装置）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。特に、回転及び停止を厳密に制御することが要求される、回胴遊技機の回転リール（あるいはドラムとも呼ばれる）を駆動するために、ステッピングモータが用いられる。

【0003】

さらに、遊技者の興趣を高めるために、回転リールの回転速度を速くすることも検討されている。そこで、回転リールの回転速度を速くするために、ステッピングモータよりも高いトルクを得ることが可能で、より高速に回転させることが容易な直流モータを、回転リールを駆動するために用いる技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１５７６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記とは逆に、遊技者の興趣を高めるための演出の一つとして、回転リールを、約10～20rpmといった低速で回転させることがある。このような低速回転を実現するような一定のトルクを発揮するよう、直流モータを駆動すると、スティックスリップ現象と呼ばれる、静止摩擦力が作用する状態と動摩擦力が作用する状態とが交互に発生することによる自励振動が生じ、直流モータ及び直流モータで駆動される回転リールの回転速度が不安定になることがある。

【0006】

そこで、本発明は、可動体を駆動する直流モータを低速回転させても、直流モータの回転速度を安定させることが可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一つの形態として、直流モータを制御するモータ制御装置が提供される。このモータ制御装置は、直流モータの目標回転速度がスティックスリップ現象を生じ得る所定の速度である場合に、スティックスリップ現象を生じないトルクを直流モータに発生させる第１の駆動信号を、直流モータを駆動する駆動回路へ出力する第１の期間と、直流モータにブレーキを掛ける第２の駆動信号を駆動回路へ出力する第２の期間とが交互に繰り返されるように直流モータの回転を制御するモータ制御部を有する。
係る構成を有することにより、このモータ制御装置は、可動体を駆動する直流モータを低速回転させても、直流モータの回転速度を安定させることができるという効果を奏する。

【0008】

また、このモータ制御装置は、上位の制御回路から目標回転速度を設定する速度設定信号を受信する通信部と、速度設定信号にて設定された目標回転速度が上記の所定の速度か否か判定し、速度設定信号にて設定された目標回転速度がその所定の速度でない場合、モータ制御部に対して、直流モータを定速回転させることを指示し、一方、速度設定信号にて設定された目標回転速度がその所定の速度である場合、モータ制御部に対して第１の期間と第２の期間とが交互に繰り返されるように直流モータを制御することを指示する判定部とをさらに有することが好ましい。
これにより、このモータ制御装置は、直流モータの目標回転速度がスティックスリップ現象を生じ得る速度か否かに応じて、直流モータの制御を適切に切り替えることができる。

【0009】

さらに、このモータ制御装置において、モータ制御部は、目標回転速度が上記の所定の速度である場合、直流モータが所定のサンプリング角度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最後に検知信号を受信したときの回転位置から第１の角度回転した位置を目標位置として設定し、目標位置を設定してから直流モータの回転角度が目標位置に達するまでを第１の期間とするとともに、直流モータの回転角度が目標位置に達した後、目標位置を設定してからの経過時間が目標回転速度で直流モータが回転したときに目標位置に到達するのに要する時間に達するまでを第２の期間とすることが好ましい。
これにより、このモータ制御装置は、目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得るような速度であっても、直流モータの回転速度をその目標回転速度に近付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一つの実施形態に係るモータ制御装置の概略構成図である。

【図2】モータ駆動回路の回路図である。

【図3】モータ駆動回路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。

【図4】アップダウンカウンタの値の時間経過と、指定速度の設定タイミングとの関係の一例を示す図である。

【図5】（ａ）は、比較例による、モータの目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得る速度である場合における、モータの回転速度とモータ駆動回路に出力されるパルスのデューティ比との時間変化の一例を示す図である。（ｂ）は、本実施形態による、モータの目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得る速度である場合における、モータの回転速度とモータ駆動回路に出力されるパルスのデューティ比との時間変化の一例を示す図である。

【図6】本実施形態による、モータ制御処理の動作フローチャートである。

【図7】本発明の実施形態または変形例に係るモータ制御装置を備えた回胴遊技機の概略斜視図である。

【図8】本発明の実施形態または変形例に係るモータ制御装置を備えた回胴遊技機の概略内部構成図である。

【図9】リールユニットが有する一つの回転リールの概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一つの実施形態によ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、例えば、回胴遊技機に実装され、回胴遊技機が有する、可動体の一例である回転リールを駆動する直流モータを制御する。そしてこのモータ制御装置は、上位制御装置から受信した速度設定信号で設定された目標となる回転速度（以下、単に目標回転速度と呼ぶ）で直流モータを回転させる。特に、設定された目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じるような低速である場合、このモータ制御装置は、スティックスリップ現象が生じないトルクを直流モータに発生させて回転リールを回転させる第１の期間（以下、説明の便宜上、オン期間と呼ぶことがある）と、直流モータにブレーキを掛ける第２の期間（以下、説明の便宜上、オフ期間と呼ぶことがある）とが交互に繰り返されるように直流モータの回転を制御する。このような制御により、このモータ制御装置は、直流モータを低速回転させても、直流モータの回転速度を安定させることを図る。

【0012】

なお、以下の実施形態では、速度設定信号は、モータが駆動する回転リールの目標回転速度を設定する。したがって、モータの回転軸に対して回転リールが直接取り付けられる場合、モータの目標回転速度は、速度設定信号にて設定された目標回転速度そのものとなる。一方、モータの回転軸に対して回転リールがギヤを介して取り付けられる場合、モータの目標回転速度は、速度設定信号にて設定された目標回転速度を、そのギヤによるギヤ比で補正した回転速度となる。以下の説明では、速度設定信号にて設定された回転リールの目標回転速度に対応する、モータの目標回転速度を、単にモータの目標回転速度と呼ぶことがある。

【0013】

図１は、本発明の一つの実施形態に係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、通信インターフェース回路１０と、メモリ１１と、判定回路１２と、駆動制御回路１３と、駆動信号生成回路１４と、ブレーキタイミング判定回路１５と、速度設定回路１６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。また、駆動制御回路１３及び駆動信号生成回路１４は、モータ制御部の一例である。

【0014】

モータ制御装置１は、上位制御装置から受信した速度設定信号及び駆動信号に従って、直流モータであるモータ２を駆動するモータ駆動回路３を制御することで、モータ２の回転を制御する。本実施形態では、モータ制御装置１は、モータ２に対する電流の供給のオン／オフを切り替える駆動信号を、パルス幅変調(PWM)方式により生成する。そしてモータ制御装置１は、生成した駆動信号を、モータ駆動回路３へ出力することで、モータ２の回転を制御する。その際、モータ制御装置１は、駆動信号のデューティ比を、速度設定信号にて設定された目標回転速度に対応するデューティ比に設定することで、モータ２をその設定された目標回転速度で回転させる。モータ２が回転することにより、モータ２の回転軸（図示せず）に対して直接またはギヤを介して取り付けられる回転リール５も回転する。なお、回転リール５は、可動体の一例である。そしてモータ制御装置１は、モータ２の回転量を調べるための回転角センサ４から、モータ２の回転軸が所定のサンプリング角度だけ回転する度に、その角度回転したことを示す検知信号を受信し、検知信号の受信回数に応じてモータ２にブレーキを掛け始めるタイミングを制御する。

【0015】

さらに、モータ制御装置１は、速度設定信号にて設定される目標回転速度に基づいて、モータ２を定速回転させるようにモータ２の回転を制御する通常モードと、モータ２に対してオン期間とオフ期間とが交互に繰り返されるようにモータ２の回転を制御する低速モードの何れが適用されるかを判定する。そしてモータ制御装置１は、通常モードと低速モードのうちの適用されるモードに従ってモータ２の回転を制御する。

【0016】

図２は、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、駆動信号生成回路１４に接続される。そして駆動信号生成回路１４からの駆動信号は、各スイッチTR1～TR4のスイッチ端子に入力される。

【0017】

図３は、各スイッチに印加される駆動信号とモータ２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、モータ２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、モータ２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、モータ２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、モータ２は、そのパルス幅に応じた速度で正転する。
なお、モータ２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。

【0018】

一方、モータ２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、モータ２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、モータ２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、モータ２は、そのパルス幅に応じた速度で逆転する。
なお、モータ２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。

【0019】

本実施形態では、モータ２が正転しているときにモータ２にブレーキをかける場合には、駆動信号生成回路１４は、直流モータ２を逆転させる駆動信号をモータ駆動回路３へ出力する。逆に、モータ２が逆転しているときに直流モータ２にブレーキをかける場合には、駆動信号生成回路１４は、モータ２を正転させる駆動信号をモータ駆動回路３へ出力する。あるいは、駆動信号生成回路１４は、パルス幅をゼロとする駆動信号をモータ駆動回路３へ出力してもよい。

【0020】

また、モータ２の静止状態を維持する場合、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。

【0021】

さらに、モータ２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。

【0022】

回転角センサ４は、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。そして回転角センサ４は、例えば、モータ２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含むスリットの組が形成された円盤と、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、回転角センサ４は、パルス状の検知信号を出力する。これにより、回転角センサ４は、モータ２が所定のサンプリング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、回転角センサ４は、直流モータ２の回転軸が１回転する間に５０個の検知信号を出力する。さらに、円盤には、モータ２の回転軸からの距離が互いに異なる位置に、上記のスリットの組が２セット設けられてもよい。この場合、一方のスリットの組に含まれる各スリットの円周方向の位置に対して、他方のスリットの組に含まれる各スリットの円周方向の位置が所定のオフセット量だけずれるように、各スリットが形成される。これにより、一方のスリットの組についての検知信号が出力されるタイミングと、他方のスリットの組についての検知信号が出力されるタイミングとの差が、モータ２の回転方向に応じて異なることとなるので、そのタイミングの差により、モータ２の回転方向も検知可能となる。

【0023】

なお、回転角センサ４は、光学式のロータリーエンコーダに限られず、他の形式の回転角センサであってもよい。例えば、回転角センサ４は、モータ２の回転軸を中心とする円周方向に沿って配置される複数のホールＩＣにより構成されてもよい。この場合、回転角センサ４は、モータ２が回転することによる磁場変動を検知して、モータ２が所定角度回転する度に検知信号を出力する。

【0024】

以下、モータ制御装置１の各部について説明する。

【0025】

通信インターフェース回路１０は、通信部の一例である。そして通信インターフェース回路１０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が実装された回胴遊技機本体の制御部である。そして通信インターフェース回路１０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速度設定信号を、モータ２が駆動する回転リール５の目標回転速度が変更される度に受信する。例えば、速度設定信号が２ビットを有するとする。この場合、速度設定信号のビット値‘00’は、低速モードが適用されることを示すとともに、目標回転速度として10[rpm]が設定される。同様に、速度設定値のビット値‘01’、‘10’、‘11’のそれぞれは、通常モードが適用されることを示すとともに、目標回転速度として80[rpm]、240[rpm]、333[rpm]が設定される。また、通信インターフェース回路１０は、速度設定信号とともに、あるいは、速度設定信号とは別個に、回転リール５の回転方向を指定する回転方向設定信号を上位の制御装置から受信してもよい。

【0026】

さらに、通信インターフェース回路１０は、回転リール５が回転駆動されている間、上位の制御装置から、回転リール５を図柄一つ分の回転量だけ回転させる度に、回転リール５の回転を継続することを表す駆動制御信号を受信する。なお、駆動制御信号は、例えば、矩形の単パルス信号とすることができる。

【0027】

通信インターフェース回路１０は、速度設定信号を受信する度に、受信した速度設定信号を判定回路１２及び駆動制御回路１３へ渡す。同様に、通信インターフェース回路１０は、回転方向設定信号を受信する度に、受信した回転方向設定信号を駆動制御回路１３へ渡す。さらに、通信インターフェース回路１０は、駆動制御信号を受信する度に、駆動制御信号を受信したことを駆動制御回路１３へ通知する。なお、回転リール５の回転が停止される場合には、上位の制御装置は、駆動制御信号をモータ制御装置１へ送信しないので、通信インターフェース回路１０から駆動制御回路１３にも、駆動制御信号の受信が通知されない。なお、モータ２の回転が停止されることを、以下では、単にモータ２が停止されると呼ぶことがある。同様に、回転リール５の回転が停止されることを、以下では、単に回転リール５が停止されると呼ぶことがある。

【0028】

メモリ１１は、例えば、不揮発性の半導体メモリ回路を有する。そしてメモリ１１は、回転リール５の回転制御に必要な情報を記憶する。本実施形態では、メモリ１１は、速度設定信号と回転リール５の回転速度との関係を表す速度テーブルと、回転速度ごとの、何れかの図柄が所定の停止位置にて停止するよう、回転中の回転リール５が静止するまで、すなわち、回転中のモータ２が停止するまでの検知信号数（以下、停止所要数と呼ぶ）とを記憶する。なお、停止所要数は、停止閾値の一例である。さらに、メモリ１１は、回転速度ごとのデューティ比を表すデューティ比テーブルと、回転速度とブレーキ力に応じたデューティ比との関係を表す速度ブレーキ値テーブルとを記憶する。さらにまた、メモリ１１は、モータ２の回転と回転リール５の回転とが完全に同期する理想的な場合においてモータ２が駆動する回転リール５が一周する間に受信する受信信号数（以下、一周所要数と呼ぶ）とを記憶する。さらにまた、メモリ１１は、低速モードが適用される場合における、速度設定信号の値、及び、オン期間でのモータ２の回転速度の目標値である低速目標速度を記憶する。

【0029】

判定回路１２は、判定部の一例であり、上位の制御装置から受信した速度設定信号にて設定される、モータ２の目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得る速度か否か判定する。本実施形態では、判定回路１２は、速度設定信号で設定された値が、低速モードが適用されることを示す値である場合、モータ２の目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得る速度であると判定する。すなわち、判定回路１２は、速度設定信号は低速命令であると判定する。一方、速度設定信号で設定された値が通常モードが適用されることを示す値である場合、判定回路１２は、モータ２の目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得る速度でないと判定する。すなわち、判定回路１２は、速度設定信号は低速命令でないと判定する。

【0030】

速度設定信号が低速命令でない場合、判定回路１２は、駆動制御回路１３に対して通常モードでモータ２を制御するよう指示する。

【0031】

一方、速度設定信号が低速命令である場合、判定回路１２は、駆動制御回路１３に対して低速モードでモータ２を制御するよう指示する。さらに、判定回路１２は、メモリ１１を参照して、スティックスリップ現象が生じないトルクをモータ２に発生させることができる低速目標速度が設定されているか否か判定し、低速目標速度が設定されていない場合、速度設定回路１６に対して低速目標速度を設定することを指示する。

【0032】

駆動制御回路１３は、通常モード及び低速モードのうち、適用されるモードに従ってモータ２の回転を制御する。

【0033】

判定回路１２から通常モードでモータ２を制御することを通知されると、駆動制御回路１３は、メモリ１１から速度テーブルを読み込んで、その速度テーブルを参照することで、速度設定信号にて設定された値に対応する目標回転速度を求める。さらに、駆動制御回路１３は、目標回転速度に応じて、駆動信号のパルスのデューティ比を設定する。駆動制御回路１３は、デューティ比テーブルを参照して、目標回転速度に対応するデューティ比を決定すればよい。そして駆動制御回路１３は、そのデューティ比を駆動信号生成回路１４へ出力する。これにより、駆動制御回路１３は、モータ２を定速回転させることができる。

【0034】

駆動制御回路１３は、速度設定信号で設定された目標回転速度が変更される度に、その速度設定信号にて設定された目標回転速度に対応するデューティ比を駆動信号生成回路１４へ出力する。また、駆動制御回路１３は、回転方向設定信号にて指定された回転方向を表す情報を駆動信号生成回路１４へ出力する。

【0035】

さらに、駆動制御回路１３は、駆動制御信号を受信したことが通知される度に、１図柄当たりの回転量に相当する、回転角センサ４からの検知信号の数（以下、図柄単位検知信号数と呼ぶ）をブレーキタイミング判定回路１５へ出力する。例えば、モータ２と回転リール５のギヤ比が1:10であり、回転角センサ４が、モータ２が一回転する間に50個の検知信号を出力するとすれば、回転リール５が一回転する間に500個の検知信号が出力される。したがって、回転リール５に20個の図柄が設けられる場合、１図柄当たり25個の検知信号が出力される。そのため、この例では、駆動制御回路１３は、駆動制御信号を受信したことが通知される度に、図柄単位検知信号数として、‘25’をブレーキタイミング判定回路１５へ出力する。なお、回転リール５が停止される場合には、駆動制御信号を受信したことが通知されないので、駆動制御回路１３は、図柄単位検知信号数を出力しない。

【0036】

さらに、駆動制御回路１３は、速度設定信号で設定された目標回転速度が変更される度に、その目標回転速度をブレーキタイミング判定回路１５へ通知する。

【0037】

また、駆動制御回路１３は、判定回路１２から低速モードでモータ２を制御することが通知されると、モータ２に対してオン期間とオフ期間とが交互に繰り返されるようにモータ２の回転を制御する。

【0038】

具体的に、駆動制御回路１３は、回転角センサ４から最後に検知信号を受信したときのモータ２の回転位置から第１の角度だけ回転した位置を、低速時目標位置として設定する。なお、第１の角度は、例えば、回転角センサ４によるサンプリング角度（すなわち、回転角センサ４により検知可能なモータ２の回転角度の解像度）と等しいか、そのサンプリング角度の数倍程度に設定される。

【0039】

また、駆動制御回路１３は、速度設定信号で設定された目標回転速度でモータ２が回転したときに、回転角センサ４から検知信号を受信する時間間隔（以下、説明の便宜上、基準検知間隔と呼ぶ）を算出する。本実施形態では、モータ２と回転リール５のギヤ比が1:10であるとして、基準検知間隔は次式に従って算出される。
基準検知間隔[ms] = 6000/(速度設定信号にて設定された回転リール５の目標回転速度[rpm]*モータ２の１回転当たりの検知信号数)

【0040】

駆動制御回路１３は、モータ２の回転速度を制御するために、アップダウンカウンタを有し、低速モードによる制御が開始された時点でそのアップダウンカウンタの値をゼロにリセットする。また、駆動制御回路１３は、基準検知間隔が経過する度に、そのアップダウンカウンタに１を加算する。さらに、駆動制御回路１３は、回転角センサ４から検知信号を受信する度に、アップダウンカウンタから１を減算する。したがって、モータ２が、自身の目標回転速度で回転していれば、基準検知間隔の経過によりアップダウンカウンタに１が加算される周期と検知信号の受信によりアップダウンカウンタから１が減算される周期とが一致するので、アップダウンカウンタの値は±１の範囲に収まる。一方、モータ２の実際の回転速度が目標回転速度よりも遅ければ、基準検知間隔の経過によりアップダウンカウンタに１が加算される周期の方が、検知信号の受信によりアップダウンカウンタから１が減算される周期よりも短くなるので、アップダウンカウンタの値は正となり、その絶対値は徐々に増加する。逆に、モータ２の実際の回転速度が目標回転速度よりも速ければ、基準検知間隔の経過によりアップダウンカウンタに１が加算される周期の方が、検知信号の受信によりアップダウンカウンタから１が減算される周期よりも長くなるので、アップダウンカウンタの値は負となり、その絶対値は徐々に増加する。

【0041】

駆動制御回路１３は、モータ２の回転角度が低速時目標位置に到達するまでの期間、すなわち、オン期間において、フィードバック制御によりモータ２の回転速度を制御する。そのために、駆動制御回路１３は、クロックを有し、低速時目標位置を設定してからの経過時間をクロックにて計時する。そして駆動制御回路１３は、その経過時間が基準検知間隔の整数倍となる度に、アップダウンカウンタの値と低速目標速度とに基づいて、モータ２に対して指定する回転速度である指定速度を設定する。上記のように、アップダウンカウンタの値が正であれば、モータ２の実際の回転速度は、目標回転速度よりも遅くなっている。そこで、駆動制御回路１３は、アップダウンカウンタの値が正であり、かつ、その絶対値が大きいほど、大きな値となる補正速度量を低速目標速度に加算することで、指定速度を算出する。

【0042】

逆に、アップダウンカウンタの値が負であれば、モータ２の実際の回転速度は、目標回転速度よりも速くなっている。そこで、駆動制御回路１３は、アップダウンカウンタの値が負であり、かつ、その絶対値が大きいほど、大きな値となる補正速度量を低速目標速度から減算することで、指定速度を算出する。補正速度量は、例えば、アップダウンカウンタの絶対値が１増える度に5[rpm]増加する。このように、低速目標速度に基づいて指定速度が設定されることで、モータ２は、スティックスリップ現象が生じないトルクを発生させることができる。

【0043】

さらに、駆動制御回路１３は、低速時目標位置を設定してから受信した検知信号の数をカウントし、そのカウント値を第１の角度に相当する値と比較する。そのカウント値が第１の角度に相当する値に達した時点において、駆動制御回路１３は、モータ２の回転位置が低速時目標位置に達したと判定し、オン期間からオフ期間に切り替える。そして駆動制御回路１３は、指定速度を、モータ２に対してブレーキを掛けることを表す値に設定する。その後、駆動制御回路１３は、低速時目標位置を設定してからの経過時間が目標回転速度でモータ２が回転したときに低速時目標位置に到達するのに要する目標所要時間に達するまでを、オフ期間とする。経過時間が目標所要時間に達すると、駆動制御回路１３は、オフ期間からオン期間に切り替えるとともに、上記のように、次の低速時目標位置を設定して、上記の処理を繰り返す。

【0044】

駆動制御回路１３は、デューティ比テーブルを参照して、設定された指定速度に対応するデューティ比を決定すればよい。そして駆動制御回路１３は、そのデューティ比を駆動信号生成回路１４へ出力する。なお、指定速度が低速目標速度に基づいて設定される場合における、駆動信号生成回路１４からの駆動信号は、スティックスリップ現象が発生しないトルクをモータ２に発生させる第１の駆動信号に相当する。一方、指定速度がモータ２に対してブレーキを掛けることを表す場合における、駆動信号生成回路１４からの駆動信号は、モータ２にブレーキを掛ける第２の駆動信号に相当する。

【0045】

図４は、アップダウンカウンタの値の時間経過と、指定速度の設定タイミングとの関係の一例を示す図である。図４において、横軸は時間経過を表し、縦軸はアップダウンカウンタの値を表す。さらに、波形４００は、各時刻における、アップダウンカウンタの値を表す。

【0046】

波形４００に示されるように、基準検知間隔Pが経過する度に、アップダウンカウンタの値は１増加する。また、検知信号が受信される度に、アップダウンカウンタの値は１減少する。そして上記のように、アップダウンカウンタの値が正であれば、指定速度を低速目標速度よりも速くするよう、指定速度が修正される。逆に、アップダウンカウンタの値が負であれば、指定速度を低速目標速度よりも遅くするよう、指定速度が修正される。そして、モータ２の回転角度が低速時目標位置に達すると、オン期間からオフ期間に切り替わり、指定速度は、ブレーキに相当する値に設定される。

【0047】

図５（ａ）は、比較例による、モータ２の目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得る速度である場合における、モータ２の回転速度とモータ駆動回路３に出力されるパルスのデューティ比との時間変化の一例を示す図である。この比較例では、フィードバック制御により、モータ２の回転速度が目標回転速度に近付くように制御される。一方、図５（ｂ）は、本実施形態による、モータ２の目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得る速度である場合における、モータ２の回転速度とモータ駆動回路３に出力されるパルスのデューティ比との時間変化の一例を示す図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）において、横軸は時間を表す。また、左側の縦軸は、回転速度を表し、右側の縦軸はデューティ比を表す。また、図５（ａ）において、波形５０１は、モータ２の回転速度の時間変化を表し、波形５０２は、デューティ比の時間変化を表す。同様に、図５（ｂ）において、波形５１１は、モータ２の回転速度の時間変化を表し、波形５１２は、デューティ比の時間変化を表す。

【0048】

図５（ａ）において波形５０１及び波形５０２に示されるように、比較例では、モータ２の回転速度は、目標回転速度Stに収束せずに不安定となり、場合によっては、モータ２が停止してしまうことが分かる。

【0049】

これに対して、図５（ｂ）において波形５１１及び波形５１２に示されるように、本実施形態によれば、スティックスリップ現象が生じないトルクをモータ２が発生させるオン期間とオフ期間とが非常に短い周期で繰り返されることで、モータ２の回転速度が目標回転速度Stに近い速度に収束しており、かつ、その回転速度が安定していることが分かる。

【0050】

なお、駆動制御回路１３は、低速モードが適用される場合についても、通常モードが適される場合と同様に、駆動制御信号を受信したことが通知される度に、図柄単位検知信号数をブレーキタイミング判定回路１５へ出力する。さらに、駆動制御回路１３は、速度設定信号で設定された目標回転速度をブレーキタイミング判定回路１５へ通知する。これにより、低速モードが適用される場合でも、通常モードが適用される場合と同様に、回転リール５を目標位置にて停止することが可能となる。

【0051】

駆動信号生成回路１４は、例えば、出力するパルスの幅（すなわち、デューティ比）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。そして駆動信号生成回路１４は、駆動制御回路１３からデューティ比が通知される度に、モータ２を駆動するための駆動信号であるパルス信号をPWM方式に従って生成し、所定の出力周期ごとに、そのパルス信号を、モータ駆動回路３へ出力することで、モータ２の回転を制御する。その際、駆動信号生成回路１４は、通知されたデューティ比に従って、パルス信号のパルス幅を設定すればよい。一方、駆動信号生成回路１４は、ブレーキタイミング判定回路１５からブレーキ開始タイミングになったことを通知されると、モータ２にブレーキを掛けて停止させるための駆動信号を、モータ駆動回路３へ出力する。

【0052】

駆動信号生成回路１４は、モータ２にブレーキを掛ける場合、メモリ１１から読み込んだブレーキ値テーブルを参照して、モータ２に印加するブレーキ力を設定する。

【0053】

本実施形態では、駆動信号生成回路１４は、ブレーキ開始タイミングから、停止所要数だけモータ２が回転した時点でモータ２が停止するよう、ブレーキ力を制御する。そこで、ブレーキ力に相当する駆動信号のデューティ比は、モータ２の回転速度に応じて設定される。すなわち、駆動信号生成回路１４は、メモリ１１に記憶されている速度ブレーキ値テーブルを参照して、モータ２の回転速度に対応するデューティ比を特定すればよい。なお、速度ブレーキ値テーブルでは、例えば、モータ２の回転速度が高いほど、高いデューティ比、すなわち、高いブレーキ力が設定される。

【0054】

駆動信号生成回路１４は、ブレーキ力を決定するために、回転角センサ４から受信した検知信号に基づいて、モータ２の現在の回転速度を算出すればよい。そのために、駆動信号生成回路１４は、例えば、タイマとカウンタとをさらに有する。そして駆動信号生成回路１４は、タイマにより計時された一定期間中に受信した検知信号の数をカウンタによりカウントし、その検知信号の数に、回転角センサ４のサンプリング角度を乗じて得られる回転量をその一定期間で除することで回転速度を算出する。なお、駆動信号生成回路１４は、一定期間内に受信した検知信号の数が１個以下である場合、モータ２の回転速度を0としてもよい。

【0055】

駆動信号生成回路１４は、モータ２が停止するまで、特定したデューティ比の駆動信号をモータ駆動回路３へ出力する。

【0056】

なお、駆動信号生成回路１４は、モータ２の回転量が目標回転量となり、かつ、モータ２の回転速度が0になると、モータ２に対するブレーキを停止させ、モータ２の静止状態を維持させる駆動信号をモータ駆動回路３へ出力してもよい。

【0057】

ブレーキタイミング判定回路１５は、ブレーキタイミング判定部の一例であり、停止設定値に応じてモータ２にブレーキを掛け始めるタイミング（すなわち、ブレーキ開始タイミング）を決定する。

【0058】

ブレーキタイミング判定回路１５は、回転リール５の目標停止位置に対応する所定の目標回転量と、回転リール５の現在の回転位置に対応するモータ２の回転量との差（すなわち、残回転量）が停止所要数以下になるとブレーキ開始タイミングになったと判定する。本実施形態では、ブレーキタイミング判定回路１５は、駆動制御回路１３から受け取った図柄単位検知信号数の累積値（以下、単に累積値と呼ぶ）と、受信した検知信号の数とに基づいてブレーキ開始タイミングを決定する。なお、モータ２が、回転リール５の１図柄分回転しても上位制御装置から駆動制御信号を受信しなかったとき、すなわち、モータ２の回転の停止が指示されたときの累積値が、モータ２を停止させる目標停止位置までのモータ２の目標回転量に相当し、それ以降に受信した検知信号の数がモータ２の回転量に相当する。したがって、回転角センサ４から検知信号を受信する度に更新される累積値は、目標回転量までの残回転量に相当する。

【0059】

例えば、ブレーキタイミング判定回路１５は、回転リール５が回転を開始する前の時点で、累積値を0に設定する。そしてブレーキタイミング判定回路１５は、駆動制御回路１３から回転リール５の回転速度を通知されると、その回転速度に対応する停止所要数をメモリ１１から読み込む。またブレーキタイミング判定回路１５は、駆動制御回路１３から図柄単位検知信号数を受信する度に、累積値に受信した図柄単位検知信号数を加算する。

【0060】

一方、ブレーキタイミング判定回路１５は、回転角センサ４から検知信号を受信する度に、累積値から1を減じる。そしてブレーキタイミング判定回路１５は、累積値がメモリ１１から読み込んだ停止所要数以下となったときをブレーキ開始タイミングとする。

【0061】

速度設定回路１６は、速度設定部の一例であり、判定回路１２から低速目標速度を設定することを指示されると、低速目標速度を設定する。

【0062】

例えば、速度設定回路１６は、モータ２に対して候補速度を設定する。最初に設定される候補速度は、例えば、モータ２に対して設定可能であり、かつ、０でない最小速度とすることができる。速度設定回路１６は、駆動制御回路１３と同様に、メモリ１１に記憶されているデューティ比テーブルを参照することで、候補速度に対応するデューティ比を決定する。そして速度設定回路１６は、決定したデューティ比を、上位の制御装置から受信した回転方向設定信号にて指定された回転方向を表す情報とともに駆動信号生成回路１４へ出力することで、モータ２に、その指定された回転方向に候補速度で回転させるための電力が供給されるようにする。

【0063】

その後、速度設定回路１６は、設定した候補速度に相当するデューティ比を駆動信号生成回路１４へ出力してから所定時間内に回転角センサ４から検知信号を受信できたとき、その候補速度を、低速目標速度として設定する。一方、速度設定回路１６は、設定した候補速度に相当するデューティ比を駆動信号生成回路１４へ出力してから所定時間内に回転角センサ４から検知信号を受信できない場合、すなわち、モータ２が回転していない場合、速度設定回路１６は、候補速度を所定量だけ増加して、上記の処理を繰り返す。そして速度設定回路１６は、設定した候補速度に相当するデューティ比を駆動信号生成回路１４へ出力してから所定時間内に回転角センサ４から検知信号を最初に受信できたときの候補速度を、低速目標速度として設定すればよい。これにより、速度設定回路１６は、スティックスリップ現象を生じないだけのトルクをモータ２に発生させる回転速度を低速目標速度に設定することができる。

【0064】

速度設定回路１６は、低速目標速度を設定すると、設定した低速目標速度をメモリ１１に書き込む。一度設定された低速目標速度は、モータ制御装置１に電力が供給されている間、メモリ１１に記憶される。したがって、低速目標速度の設定は、モータ制御装置１が最初に低速命令を受信したときに１回だけ実行されればよい。

【0065】

なお、速度設定回路１６は、モータ２の回転方向ごとに、上記の処理を実行することで、モータ２の回転方向ごとに低速目標速度を設定してもよい。

【0066】

図６は、本実施形態による、モータ制御処理の動作フローチャートである。

【0067】

判定回路１２は、上位の制御装置から受信した速度設定信号の値が、低速モードが適用される値か否か判定する（ステップＳ１０１）。速度設定信号の値が、低速モードが適用される値でない場合（ステップＳ１０１－Ｎｏ）、判定回路１２は、駆動制御回路１３に対して通常モードが適用されることを通知する。そして駆動制御回路１３は、回転リール５が速度設定信号にて設定された目標回転速度で定速回転するように、駆動信号生成回路１４及びモータ駆動回路３を介してモータ２の回転を制御する（ステップＳ１０２）。

【0068】

一方、速度設定信号の値が、低速モードが適用される値である場合（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）、判定回路１２は、駆動制御回路１３に対して低速モードが適用されることを通知する。そして駆動制御回路１３は、低速目標速度に従って設定される、スティックスリップ現象が生じないトルクをモータ２に発生させるよう、指定速度でモータ２を回転させるオン期間とモータ２にブレーキを掛けるオフ期間とが交互に繰り返されるように、駆動信号生成回路１４及びモータ駆動回路３を介してモータ２の回転を制御する（ステップＳ１０３）。

【0069】

また、ブレーキタイミング判定回路１５は、モータ２の残回転量と停止所要数とを比較し、残回転量が停止所要数以下になると、駆動信号生成回路１４に、モータ２にブレーキを掛けさせることで、回転リール５を目標停止位置にて停止させる（ステップＳ１０４）。そしてモータ制御装置１は、モータ制御処理を終了する。

【0070】

以上に説明してきたように、このモータ制御装置は、モータの目標回転速度が、スティックスリップ現象が生じ得るような低い回転速度である場合、スティックスリップ現象が生じないトルクをモータに発生させるオン期間とモータにブレーキを掛けるオフ期間とが繰り返されるようにモータの回転を制御する。これにより、このモータ制御装置は、モータの実際の回転速度を、目標回転速度に近付けるとともに、モータの回転速度を安定させることができる。

【0071】

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。

【0072】

図７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回胴遊技機１００の概略斜視図である。また図８は、回胴遊技機１００の回路ブロック図である。さらに、図９は、リールユニット１２０が有する一つの回転リールの概略斜視図である。図７に示すように、回胴遊技機１００は、遊技機本体である本体筐体１１０と、リールユニット１２０と、スタートレバー１３０と、ストップボタン１４０ａ～１４０ｃとを有する。

【0073】

また回胴遊技機１００は、本体筐体１１０内に、回胴遊技機１００の各部を制御する制御回路１５０と、リールユニット１２０が有する回転リールを駆動するための３個のモータ１５１－１～１５１－３と、各モータを駆動する３個のモータ駆動回路１５２－１～１５２－３と、３個のモータ制御装置１５３－１～１５３－３とを有する。なお、モータ制御装置１５３－１～１５３－３は、上記の実施形態または変形例によるモータ制御装置とすることができる。また、モータ駆動回路１５２－１～１５２－３は、上記の実施形態または変形例によるモータ駆動回路とすることができる。さらに、回胴遊技機１００は、回胴遊技機１００の各部に電力を供給する電源回路（図示せず）及び制御回路１５０からの制御信号に応じてメダルを一時貯留し、かつメダルを排出するためのメダル貯留及び排出機構（図示せず）を有する。

【0074】

本体筐体１１０の前面の中央上部には開口１１１が形成されており、その開口１１１を通じて、リールユニット１２０の一部が視認可能になっている。また開口１１１の下側の枠１１２の上面には、メダルを投入するためのメダル投入口１１３が形成されている。

【0075】

リールユニット１２０は、３個の回転リール１２１－１～１２１－３を有する。回転リール１２１－１～１２１－３は、それぞれ、制御回路１５０からの駆動制御信号に応じて、本体筐体１１０の前面に対して略平行かつ略水平な回転軸（図示せず）を回転中心として、それぞれ、別個に回転可能となっている。さらに、回転リール１２１－１～１２１－３のそれぞれの回転軸は、ギヤ（図示せず）を介してモータ１５１－１～１５１－３の回転軸と係合される。そしてモータ１５１－１～１５１－３が回転することで、回転リール１２１－１～１２１－３も回転する。さらに、モータ１５１－１～１５１－３のそれぞれの回転軸には、回転角センサ（図示せず）が取り付けられ、回転角センサは、モータ１５１－１～１５１－３が所定のサンプリング角度だけ回転する度に、検知信号をモータ制御装置１５３－１～１５３－３へ出力する。
また、回転リール１２１－１～１２１－３の表面は、それぞれ、回転方向、すなわち、円周方向に沿って複数の略同一幅を持つ領域に区切られ、領域ごとに様々な図柄が描かれており、それら領域のうちの一部が開口１１１を介して遊技者に視認可能となっている。

【0076】

スタートレバー１３０は、本体筐体１１０の枠１１２の前面に向かって左側に設けられている。また、枠１１２の前面略中央には、ストップボタン１４０ａ～１４０ｃが設けられている。ストップボタン１４０ａ～１４０ｃは、それぞれ、回転リール１２１－１～１２１－３に対応する。

【0077】

本体筐体１１０の前面の下部には、メダルを排出するためのメダル排出口１１４が形成されている。そしてメダル排出口１１４の下方には、排出されたメダルが落下することを防止するためのメダル受け皿１１５が取り付けられている。

【0078】

メダルがメダル投入口１１３に投入された後に、スタートレバー１３０が操作されると、スタートレバー１３０が操作されたことを示す信号が制御回路１５０へ伝達される。そして制御回路１５０は、回転リール１２１－１～１２１－３の回転を開始させる。すなわち、制御回路１５０は、モータ制御装置１５３－１～１５３－３へ、速度設定信号を出力するとともに、回転リール１２１－１～１２１－３がそれぞれ１図柄分だけ回転する度に、駆動制御信号を出力する。なお、制御回路１５０は、遊技の状態に応じて、回転リール１２１－１～１２１－３の回転速度を変更してもよい。この場合、制御回路１５０は、回転リール１２１－１～１２１－３の回転速度を変更する度に、変更後の回転速度を目標回転速度として設定する速度設定信号をモータ制御装置１５３－１～１５３－３へ出力すればよい。なお、制御回路１５０は、回転リール１２１－１～１２１－３のそれぞれごとに、異なる回転速度を設定してもよい。また、制御回路１５０は、回転リール１２１－１～１２１－３のそれぞれごとに、回転速度を変更するタイミングを互いに異ならせてもよい。さらにまた、制御回路１５０は、遊技の状態によって、回転リール１２１－１～１２１－３の何れかを低速回転させる場合には、モータ制御装置１５３－１～１５３－３のうちのその低速回転する回転リールに対応するモータ制御装置に対して、低速モードが適用されることを示す速度設定信号を出力する。

【0079】

その後、本体筐体１１０の枠１１２の前面略中央に設けられたストップボタン１４０ａ～１４０ｃの何れかが押下されると、制御回路１５０は、その押下されたボタンから押下されたことを示す信号を受信し、その押下されたボタンに対応する回転リールの回転を停止させる。あるいは、制御回路１５０は、回転リール１２１－１～１２１－３のうち、回転を開始してから所定期間が経過するまでに、対応するストップボタンが押下されなかった回転リールを、その所定期間経過後に停止させる。回転リールを停止させる場合、制御回路１５０は、駆動制御信号の出力を停止すればよい。
そして全ての回転リールが停止した時点で、同一の図柄が全ての回転リールにわたって一列に並んでいると、制御回路１５０は、その図柄に応じた所定枚数のメダルを、メダル排出口１１４を通じて排出する。

【0080】

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。

【符号の説明】

【0081】

１ モータ制御装置
２ 直流モータ
３ モータ駆動回路
４ 回転角センサ
１０ 通信インターフェース回路
１１ メモリ
１２ 判定回路
１３ 駆動制御回路
１４ 駆動信号生成回路
１５ ブレーキタイミング判定回路
１６ 速度設定回路
１００ 回胴遊技機
１１０ 本体筐体
１２０ リールユニット
１２１－１～１２１－３ 回転リール
１３０ スタートレバー
１４０ａ～１４０ｃ ストップボタン
１５０ 制御回路
１５１－１～１５１－３ モータ
１５２－１～１５２－３ モータ駆動回路
１５３－１～１５３－３ モータ制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】