(57)【要約】【課題】  模型用ラジオコントロール装置の被制御体に搭載されるサーボモータ装置において、サーボモータ装置の出力軸の回転角度とポテンショメータの抵抗値に応じて形成される出力信号の出力値の関係を較正して、精度よく駆動するサーボモータ装置を提供する。【解決手段】  ブラシレスモータの持つセンサの情報を利用して、モータの回転の位置をカウンタによって表す。カウンタの値から求められるサーボモータ装置の出力軸の回転角度と、このときのポテンショメータからの出力信号の出力値を対応付けて複数記録し、データテーブルを作成する。サーボモータ装置を使用するときには、出力信号からデータテーブルを用いて出力軸の回転角度を求め、この回転角度を利用した駆動制御を行う。【選択図】  図３
2010148251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置の較正方法において、
前記モータはブラシレスモータであって、センサ出力検出器で前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するステップと、前記回転方向の変化に基づいて前記ブラシレスモータの回転量をカウンタで計数するステップと、前記カウンタが所定の複数の値となる度に前記ブラシレスモータの駆動を一時的に停止して前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を前記変換器で変換した出力信号を読み取る、または所定の複数の位置で前記ブラシレスモータが一時的に停止したときの前記カウンタの値と前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を前記変換器で変換した出力信号を読み取るステップと、出力信号の出力値とカウンタで示された値から求めた前記出力軸の回転角度を第１の記憶部に記録するステップと、前記第１の記憶部に記録された複数の出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを制御部で作成して、第２の記憶部に記録するステップと、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して制御部で補間を行い対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御するステップとを有することを特徴とするサーボモータ装置の較正方法。
【請求項２】
制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置の較正方法において、
前記モータはブラシレスモータであって、センサ出力検出器で前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するステップと、前記回転方向の変化に基づいて前記ブラシレスモータの回転量をカウンタで計数するステップと、前記カウンタが所定の複数の値となる度に前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を前記変換器で出力信号に変換するまでの経過時間を内部タイマで計測するステップと、一定時間内の前記センサ出力検出器の変化量から速度検出部で前記ブラシレスモータの角速度を検出するステップと、出力値補正部で前記経過時間と前記角速度から求めた移動量で前記出力信号の出力値を補正するステップと、補正した出力値と前記カウンタで示された値から求めた前記出力軸の回転角度を第１の記憶部に記録するステップと、前記第１の記憶部に記録された複数の出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを制御部で作成して、第２の記憶部に記録するステップと、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して制御部で補間を行い対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御するステップとを有することを特徴とするサーボモータ装置の較正方法。
【請求項３】
制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置において、
前記モータはブラシレスモータであって、前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するセンサ出力検出器と、前記ブラシレスモータの回転量を計数するカウンタと、前記カウンタの複数の値からそれぞれ求めた前記出力軸の回転角度と複数の前記回転角度にそれぞれ対応した出力信号の出力値を記録する第１の記憶部と、前記第１の記憶部に記録された複数の出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを作成し、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御する制御部と、前記データテーブルを記録する第２の記憶部とを有することを特徴とする較正手段を備えたサーボモータ装置。
【請求項４】
制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置において、
前記モータはブラシレスモータであって、前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するセンサ出力検出器と、前記ブラシレスモータの回転量を計数するカウンタと、時間を計測する内部タイマと、一定時間内の前記ブラシレスモータの回転量から角速度を検出する速度検出部と、前記出力信号の出力値をブラシレスモータの所定の時間の回転量から補正する出力値補正部と、カウンタの所定の複数の値からそれぞれ求めた前記出力軸の回転角度と複数の前記回転角度にそれぞれ対応した補正出力値とを記録する第１の記憶部と、前記第１の記憶部に記録された複数の補正出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを作成し、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御する制御部と、前記データテーブルを記録する第２の記憶部とを有することを特徴とする較正手段を備えたサーボモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータ装置に係わり、特にブラシレスモータのセンサを利用してサーボモータ装置のポテンショメータの抵抗値に応じた出力信号の出力値と出力軸の回転角度の関係を較正することを特徴としたサーボモータ装置の較正方法、およびサーボモータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線を利用して車や飛行機、船舶等の模型またはロボットなどを被制御体として遠隔制御するラジオコントロール装置（以下、ラジコン装置という。）が存在する。このラジコン装置の被制御体の各操作部位を駆動する機構のひとつとして特許文献１のようなサーボモータ装置が用いられている。
【０００３】
以下、図５を用いてサーボモータ装置の構成について説明する。
サーボモータ装置４０は、モータ４１と、モータ４１の回転を減速して伝達する減速機４２と、減速機４２の最終段で回転を外部に出力する出力軸４３と、筐体４６ａから外部に突出した出力軸４３の一端に連結されたサーボホーン４４と、筐体４６ｂ内の出力軸４３の他端に連結されたポテンショメータ４５と、図示しない制御回路によって構成されている。
【０００４】
このポテンショメータ４５は、出力軸４３の回転と一体に回転して、出力軸４３の回転角度に応じて抵抗値が変化する可変抵抗器である。
そして、サーボモータ装置４０の制御部である制御回路は、ラジコン装置から送信され、受信機で受信して入力された入力信号の入力値と、ポテンショメータ４５の抵抗値に応じた電圧などの信号の出力から形成される出力信号の出力値とを比較し、出力信号の出力値が入力信号の入力値に一致するように制御信号によってモータ４１の制御を行っている。
【０００５】
また、用途に合わせて様々な形状をしたサーボホーン４４が被制御体の操作部位に連結されている。これによって、サーボモータ装置４０が動作すると被制御体の操作部位が駆動する。
【０００６】
しかし、サーボモータ装置のポテンショメータは抵抗値のばらつきが大きく、しかもポテンショメータの回転角度に対して抵抗値が直線的に変化しない。そのため、入力信号の入力値に対してポテンショメータの抵抗値に応じた出力信号の出力値が一致するようにサーボモータ装置が駆動しても、出力軸の回転角度に誤差が生じてしまう。
【０００７】
出力軸の回転角度に高い精度を求められるサーボモータ装置では、この誤差が問題となる。そこで、例えば特許文献２のようにサーボモータ装置の出力軸の中立位置の設定を行って、出力軸の駆動範囲の基準が明確になるようにしたサーボモータ装置が存在する。
【０００８】
図６を用いて、特許文献２に記載の中立位置の設定について説明する。
図６はサーボモータ装置の出力軸５０に設けた第１の部材５１と図示しない筐体に設けた第２の部材５２によるストッパ構造である。中立位置の設定操作を行うと、サーボモータ装置の出力軸５０は任意の方向に回転を始める。やがて第１の部材５１と第２の部材５２のストッパ構造により両部材が接触して出力軸５０の回転は所定の位置で停止する。このときの図示しないポテンショメータの抵抗値を読み取る。
【０００９】
これを数回繰り返し、読み取ったポテンショメータの抵抗値の平均値を最大回転角度の抵抗値とする。この操作を左右の各回転方向で行って、各最大回転角度の中間の抵抗値を出力軸の中立位置の抵抗値として設定する。また、中立位置を中心とした左右の各回転方向の最大回転角度の抵抗値を設定しておくこともできる。
【００１０】
これによって、出力軸の駆動範囲の中立位置および最大回転角度の位置が決定され、これらの決定した位置を基準にサーボモータ装置を駆動制御することができる。
【００１１】
【特許文献１】実開昭５６−５０４９４
【００１２】
【特許文献２】特開２００８−２０６６７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のサーボモータ装置では、出力軸の中立位置と最大回転角度の位置が設定されるだけであり、途中の位置に関しては何ら設定されていない。サーボモータ装置を用いてラジコン装置の被制御体に正確な動作を行わせる場合、これらの設定だけでは誤差が生じてしまう。
また、中立位置の設定時に部材が接触しあうので部材が破損するおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、ポテンショメータの抵抗値に応じた出力信号の出力値と出力軸の回転角度の誤差を較正したサーボモータ装置を提供することである。とくにサーボモータ装置のモータがブラシレスモータである場合にブラシレスモータの備えるセンサの情報を利用して、サーボモータ装置のポテンショメータの抵抗値に応じた出力信号の出力値と出力軸の回転角度の誤差を較正する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載のサーボモータ装置の較正方法は、制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置の較正方法において、前記モータはブラシレスモータであって、センサ出力検出器で前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するステップと、前記回転方向の変化に基づいて前記ブラシレスモータの回転量をカウンタで計数するステップと、前記カウンタが所定の複数の値となる度に前記ブラシレスモータの駆動を一時的に停止して前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を前記変換器で変換した出力信号を読み取る、または所定の複数の位置で前記ブラシレスモータが一時的に停止したときの前記カウンタの値と前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を前記変換器で変換した出力信号を読み取るステップと、前記出力信号の出力値とカウンタで示された値から求めた前記出力軸の回転角度を第１の記憶部に記録するステップと、前記第１の記憶部に記録された複数の出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを制御部で作成して、第２の記憶部に記録するステップと、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して制御部で補間を行い対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御するステップとを有することを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載のサーボモータ装置の較正方法は、制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置の較正方法において、前記モータはブラシレスモータであって、センサ出力検出器で前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するステップと、前記回転方向の変化に基づいて前記ブラシレスモータの回転量をカウンタで計数するステップと、前記カウンタが所定の複数の値となる度に前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を前記変換器で出力信号に変換するまでの経過時間を内部タイマで計測するステップと、一定時間内の前記センサ出力検出器の変化量から速度検出部で前記ブラシレスモータの角速度を検出するステップと、出力値補正部で前記経過時間と前記角速度から求めた移動量で前記出力信号の出力値を補正するステップと、補正した出力値と前記カウンタで示された値から求めた前記出力軸の回転角度を第１の記憶部に記録するステップと、前記第１の記憶部に記録された複数の出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを制御部で作成して、第２の記憶部に記録するステップと、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して制御部で補間を行い対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御するステップとを有することを特徴としている。
【００１７】
請求項３のサーボモータ装置は、制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置において、前記モータはブラシレスモータであって、前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するセンサ出力検出器と、前記ブラシレスモータの回転量を計数するカウンタと、前記カウンタの複数の値からそれぞれ求めた前記出力軸の回転角度と複数の前記回転角度にそれぞれ対応した出力信号の出力値を記録する第１の記憶部と、前記第１の記憶部に記録された複数の出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを作成し、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御する制御部と、前記データテーブルを記録する第２の記憶部とを有することを特徴としている。
【００１８】
請求項４記載のサーボモータ装置は、制御信号に基づいて駆動するモータと、前記モータの回転を減速して伝達する減速機と、前記減速機の最終段で回転を外部に出力する出力軸と、前記出力軸と一体に回動して抵抗値が変化する可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を出力信号に変換する変換器と、サーボモータ装置に入力された入力信号の入力値と前記出力信号の出力値を比較し、前記出力信号の出力値が前記入力信号の入力値に一致するように前記制御信号によって前記モータを駆動制御する制御部と、モータと減速機と可変抵抗器と変換器と制御部を内部に納め、外部に突出した出力軸を備えた筐体とを備えたサーボモータ装置において、前記モータはブラシレスモータであって、前記ブラシレスモータの回転方向の変化を検出するセンサ出力検出器と、前記ブラシレスモータの回転量を計数するカウンタと、時間を計測する内部タイマと、一定時間内の前記ブラシレスモータの回転量から角速度を検出する速度検出部と、前記出力信号の出力値をブラシレスモータの所定の時間の回転量から補正する出力値補正部と、カウンタの所定の複数の値からそれぞれ求めた前記出力軸の回転角度と複数の前記回転角度にそれぞれ対応した補正出力値とを記録する第１の記憶部と、前記第１の記憶部に記録された複数の補正出力値と回転角度の関係を示したデータテーブルを作成し、サーボモータ装置の使用時に出力信号の出力値に対して前記データテーブルを利用して対応する回転角度を求めて当該回転角度を利用して前記ブラシレスモータを駆動制御する制御部と、前記データテーブルを記録する第２の記憶部とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明のサーボモータ装置の較正方法、およびサーボモータ装置は構成されているので、データテーブルを利用してポテンショメータの抵抗値に応じた出力信号と出力軸の回転角度の誤差が較正される。
また、較正にはサーボモータ装置のブラシレスモータを利用して、較正のための大掛かりな装置を必要としない。
さらに、サーボモータ装置の部材が較正時に接触することも無いので、破損のおそれがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本願発明のサーボモータ装置の較正方法およびサーボモータ装置について述べる。
【００２１】
まず、ブラシレスモータの特徴について述べる。ブラシレスモータは、モータ内部のステータ（固定子）側に設けられたセンサからロータ（回転子）の状態を読み取った信号によって、モータ駆動回路を介してステータである駆動コイルの切り替えを行っている。
【００２２】
このブラシレスモータの駆動方法の特徴を利用すれば、ブラシレスモータの累積的な回転の位置をセンサを利用して測定することができる。このとき、センサで検出できるブラシレスモータの回転の位置の最小単位はブラシレスモータの極スロット数から決まる。
【００２３】
ブラシレスモータの回転の位置を表すには、センサの出力からセンサ出力検出器でブラシレスモータの回転方向を検出して、前回のセンサ出力との比較によって得られる実際のブラシレスモータの回転量をカウンタで計数すればよい。さらに、サーボモータ装置のギア比が明らかであれば、サーボモータ装置の出力軸の位置である回転角度をカウンタで表すことができる。
【００２４】
例えば、センサがブラシレスモータに対して１２度毎に回転の位置を検出できるとき、サーボモータ装置のギア比が「２５０／１」であれば、サーボモータ装置の出力軸が仮に３６０度移動するのにカウンタの値は「７５００」増加または減少する。このカウンタを利用することで、サーボモータ装置の出力軸の回転角度を０．０４８度単位で測定が可能となる。
このとき、サーボモータ装置の出力軸の回転角度６度毎に出力信号の出力値を読み取ろうとした場合、「６」を「０．０４８」で除すれば「１２５」となる。よって、カウンタの値が「１２５」変化する度に出力信号の出力値を読み取れば、出力軸の回転角度６度毎の出力値を読み取れる。
【００２５】
次に、図１と図２を用いて、本願発明の第１の実施形態について述べる。図１は本願発明の第１の実施形態のサーボモータ装置の構成を示したブロック図である。なお、従来例と構成が同一のものは同一符号を付して説明を省略する。また、図２は本願発明の第１の実施形態のサーボモータ装置の較正のためのデータテーブル作成のフローチャート図である。
【００２６】
サーボモータ装置１０のポテンショメータ５の抵抗値に応じた出力信号の出力値と出力軸の回転角度の誤差を較正する方法について述べる。
なお、この実施形態ではブラシレスモータ３のセンサが１２度毎にブラシレスモータ３の回転の位置を検出でき、サーボモータ装置１０のギア比は「２５０／１」であるとする。このときセンサを利用してサーボモータ装置１０の出力軸の回転角度を０．０４８度単位で測定できる。
また、本実施形態のサーボモータ装置１０の補正を行う範囲は出力軸の中立位置を中心に±１５０度である。なお、ポテンショメータ５が検出可能な出力軸の回転角度範囲は補正を行う範囲より多少広く、サーボモータ装置１０が実際に使用される駆動範囲は補正を行う範囲より多少狭い。
さらに、出力軸の回転角度６度毎となる、カウンタ１５の値が「１２５」加えた値になる度にデータテーブル作成のための処理を行う。
【００２７】
まず、ドライバ回路１を介してサーボモータ装置１０がデータテーブル作成操作開始の信号を受信すると、第２の記憶部１７に記憶されたプログラムに従って自動的にデータテーブルの作成が開始される（Ｓ１００）。なお、第２の記憶部１７はプログラムなどの情報を不揮発的に記憶するＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置である。
【００２８】
次に、サーボモータ装置１０の出力軸がデータテーブル作成のための初期位置に移動する（Ｓ１０１）。この初期位置は出力軸を一方の方向（この方向を逆方向とする。）に所定の角度、回転させた位置であり、サーボモータ装置１０が使用される駆動範囲の一端の外側で、ポテンショメータ５で検出可能な位置である。この実施形態では初期位置の出力軸の回転角度は中立位置を０度としたときの−１５０度の位置であるとする。
なお、第２の記憶装置１７には出力軸の回転角度に対応した出力値の理論値があらかじめ記録されており、この理論値を参照して初期位置に移動する。
そして、出力軸が初期位置に到達したらカウンタ１５の値をリセットして「０」とする（Ｓ１０２）。
【００２９】
続いて、サーボモータ装置１０は、正方向に駆動を開始する（Ｓ１０３）。この移動ではカウンタ１５の値は増加していく。カウンタ１５が所定の値となったときに、サーボモータ装置１０の駆動を一旦停止する（Ｓ１０４Ｙｅｓ、Ｓ１０５）。
しかし、カウンタ１５の値が所定の値になったときに、サーボモータ装置１０を停止しようとしても慣性で多少動作してから停止する。よって、カウンタ１５の値が所定の値のときに正確に停止するようにあらかじめサーボモータ装置１０を制御してもよい。
そして、このときのポテンショメータ５の抵抗値に応じた出力を変換器であるＡＤ変換器１３で出力信号に変換する（Ｓ１０６）。次に、出力信号の出力値と、カウンタ１５の値から求められる回転角度とを合わせて第１の記憶部１６に記録する（Ｓ１０７）。なお、第１の記憶部１６は情報を一時的に記録する揮発性の記憶装置である。
【００３０】
再びブラシレスモータ３を駆動し、カウンタ１５が一定の間隔で設けられた所定の値をとる度に同様の動作を繰り返す。この実施形態では、サーボモータ装置１０の出力軸の回転角度６度毎の出力値を記録するために、カウンタ１５の値が「１２５」を加えた値になる度に出力値と回転角度を記録する。
【００３１】
やがて、サーボモータ装置１０のカウンタ１５がプログラム中で設けられた目標値の回転角度に到達すると、初期位置へ向かい逆方向に駆動を開始する（Ｓ１０８Ｙｅｓ、Ｓ１０９）。この移動ではカウンタ１５の値は減少していく。このとき目標値の回転角度は、サーボモータ装置１０が使用される駆動範囲の他端の外側で、ポテンショメータ５で検出可能な位置である。この実施形態では目標値はカウンタ１５の値に「６２５０」を加えた値とする。これは中立位置を０度としたとき、＋１５０度の位置である。
【００３２】
そして、カウンタ１５が所定の値となったとき、サーボモータ装置１０の駆動を停止し、先ほどと同様にポテンショメータ５の抵抗値に応じた信号をＡＤ変換器１３で出力信号に変換する（Ｓ１１０Ｙｅｓ、Ｓ１１１、Ｓ１１２）。
【００３３】
さらに、変換された出力信号の出力値と、カウンタ１５の値から求められる回転角度とを合わせて第１の記憶部１６に記録する。
このとき、第１の記憶部１６にはある回転角度に対して、初期位置から目標値に向かって駆動したときの出力値と、目標値から初期位置へ駆動したときの出力値の２つの出力値が存在する。２つの出力値を平均したものを回転角度に対応する出力値として第２の記憶部１７に不揮発的に記憶する（Ｓ１１３）。
【００３４】
この動作もカウンタ１５が一定の間隔で設けられた所定の値をとる度に繰り返される。この実施形態では、出力軸の回転角度６度毎に記録をするために、カウンタ１５の値が「１２５」を減じた値になる度に動作が繰り返される。
【００３５】
カウンタ１５の値が「０」である初期位置に到達すると、これまでに記録されたすべての出力値と回転角度との対応を示したデータテーブルが制御部１２で作成される（Ｓ１１４Ｙｅｓ、Ｓ１１５）。作成されたデータテーブルは第２の記憶部１７に記憶される（Ｓ１１６）。このデータテーブルより、サーボモータ装置１０の出力軸が駆動範囲の中立位置になるように移動して、データテーブルの作成は完了する（Ｓ１１７）。
【００３６】
データテーブルが作成されたサーボモータ装置１０は使用時に、ＡＤ変換器１３から出力信号が出力されると、出力信号の出力値から第２の記憶部１７に保存されたデータテーブルより対応する回転角度が検索される。出力値がデータテーブルに保存されていない値の場合は、データテーブルから直近の２つの出力値を利用して制御部１２で線形補間を行い、対応する回転角度を求めている。
【００３７】
このデータテーブルから求めた回転角度とサーボモータ装置１０に入力された入力信号を使用して、サーボモータ装置１０の駆動制御を行う。
【００３８】
なお、本実施形態のＳ１０４からＳ１０７およびＳ１１０からＳ１１３の処理において、第２の記憶装置１７に記憶されている出力値の理論値などを参照して、出力軸の回転角度を理論値で６度毎にサーボモータ装置１０を停止させ、停止した位置でのカウンタ１５の値とポテンショメータ５の出力を変換した出力信号の出力値を読み取って、データテーブルの作成に使用してもよい。
【００３９】
また、制御部１２、ＡＤ変換器１３、センサ出力検出器１４、カウンタ１５、第１の記憶部１６、第２の記憶部１７の機能は個々に構成されていても、サーボコントローラであるＭＣＵ（Micro Controller Unit）１１で一体的に実現されていてもよい。
【００４０】
本実施形態は、サーボモータ装置のブラシレスサーボに備えられたセンサの出力を利用して、ポテンショメータの抵抗値に応じた出力信号の出力値と出力軸の回転角度の誤差を較正するためのデータテーブルを作成しているので、大掛かりな装置を必要としない。
【００４１】
また、本実施形態はＡＤ変換を行った後の出力信号の出力値をそのままデータテーブルのデータに使用することが出来る。
【００４２】
次に、図３と図４を用いて、本願発明の第２の実施形態について述べる。図３は本願発明の第２の実施形態のラジオコントロール用サーボモータ装置の構成を示したブロック図である。なお、従来例および第１の実施形態と構成が同一のものは同一符号を付して説明を省略する。また、図４は本願発明の第２の実施形態のラジオコントロール用サーボモータ装置の較正のためのデータテーブル作成のフローチャート図である。
【００４３】
サーボモータ装置２０のポテンショメータ５の抵抗値に応じた出力信号の出力値と出力軸の回転角度の誤差を較正する方法について述べる。
なお、この実施形態ではブラシレスモータ３は第１の実施形態と同一のものである。また、サーボモータ装置２０のギア比も第１の実施形態と同一のものであるとする。
そして、本実施形態のサーボモータ装置２０の補正を行う範囲および条件も第１の実施例と同一のものとする。
【００４４】
まず、ドライバ回路１を介してサーボモータ装置２０がデータテーブル作成操作開始の信号を受信すると、第２の記憶部２７に記憶されたプログラムに従って自動的にデータテーブルの作成が開始される（Ｓ２００）。なお、第２の記憶部２７はプログラムなどの情報を不揮発的に記憶するＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置である。
【００４５】
次に、サーボモータ装置２０の出力軸がデータテーブル作成のための初期位置に移動する（Ｓ２０１）。この初期位置は出力軸を一方の方向（この方向を逆方向とする。）に所定の角度、回転させた位置であり、サーボモータ装置２０が使用される駆動範囲の一端の外側で、ポテンショメータ５で検出可能な位置である。この実施形態では初期位置の出力軸の回転角度は中立位置を０度としたときの−１５０度の位置であるとする。
なお、第２の記憶装置２７には出力軸の回転角度に対応した出力値の理論値があらかじめ記録されており、この理論値を参照して初期位置に移動する。
そして、出力軸が初期位置に到達したらカウンタ２５の値をリセットして「０」とする（Ｓ２０２）。
【００４６】
次に、サーボモータ装置２０は、正方向に駆動を開始する（Ｓ２０３）。この移動でカウンタ２５の値は増加していく。そして、カウンタ２５が所定の値となったときに、このときのポテンショメータ５の抵抗値に応じた出力を変換器であるＡＤ変換器２３で出力信号に変換する。
しかし、実際にはサーボモータ装置２０は常に駆動しており、カウンタ２５が所定の値となる時刻と、ポテンショメータ５の出力をＡＤ変換する時刻は一致しない。
【００４７】
そこで、カウンタ２５が所定の値となった時刻からポテンショメータ５の抵抗値に応じた信号をＡＤ変換器２３で出力信号に変換する時刻までの経過時間を内部タイマ２９で計測する（Ｓ２０４Ｙｅｓ、Ｓ２０５、Ｓ２０６）。
また、センサ出力検出器２４の出力を利用して一定時間のブラシレスモータ３の回転量より速度検出部２８でサーボモータ装置２０の出力軸の角速度が検出される（Ｓ２０７）。
【００４８】
そして、出力値補正部３０で出力信号の出力値から、内部タイマ２９で計測した経過時間とサーボモータ装置２０の出力軸の角速度から算出される移動量を差し引いて、カウンタ２５が所定の値となったときの出力信号の出力値となるように補正を行った補正出力値を算出する（Ｓ２０８、Ｓ２０９）。この補正出力値とカウンタ２５の値から求めた回転角度とを合わせて第１の記憶部２６に記録する（Ｓ２１０）。なお、第１の記憶部２６は情報を一時的に記録する揮発性の記憶装置である。
【００４９】
この動作をカウンタ２５が一定の間隔で設けられた所定の値をとる度に繰り返す。この実施形態では、サーボモータ装置２０の出力軸の回転角度６度毎の出力値を記録するために、カウンタ２５の値が「１２５」を加えた値になる度に出力値と回転角度を記録する。
【００５０】
やがて、サーボモータ装置２０のカウンタ２５がプログラム中で設けられた目標値の回転角度に到達すると、初期位置へ向かい逆方向に駆動を開始する（Ｓ２１１Ｙｅｓ、Ｓ２１２）。この移動ではカウンタ２５の値は減少していく。このとき目標値の回転角度は、サーボモータ装置２０が使用される駆動範囲の他端の外側で、ポテンショメータ５で検出可能な位置である。この実施形態では目標値はカウンタ２５に「６２５０」を加えた値とする。これは中立位置を０度としたとき＋１５０度の位置である。
【００５１】
そして、カウンタ２５が所定の値となったとき、先ほどと同様の動作を行い、補正出力値と、回転角度とを合わせて第１の記憶部に記録する（Ｓ２１３ＹｅｓからＳ２１９）。
【００５２】
このとき、第１の記憶部２６にはある回転角度に対して、初期位置から目標値に向かって駆動したときの補正出力値と、目標値から初期位置へ駆動したときの補正出力値の２つの補正出力値が存在する。２つの補正出力値を平均したものを回転角度に対応する出力値として第２の記憶部２７に不揮発的に記憶する（Ｓ２２０）。
【００５３】
この一連の動作もカウンタ２５が一定の間隔で設けられた所定の値をとる度に繰り返される。この実施形態では、出力軸の回転角度６度毎に記録をするために、カウンタ２５の値が「１２５」を減じた値になる度に動作が繰り返される。
【００５４】
カウンタ２５の値が「０」である初期位置に到達すると、これまでに記録されたすべての出力値と回転角度との対応を示したデータテーブルが制御部２２で作成される（Ｓ２２１Ｙｅｓ、Ｓ２２２）。作成されたデータテーブルは第２の記憶部２７に記憶される（Ｓ２２３）。このデータテーブルより、サーボモータ装置２０の出力軸が駆動範囲の中立位置になるように移動して、データテーブルの作成は完了する（Ｓ２２４）。
【００５５】
データテーブルが作成されたサーボモータ装置２０は使用時に、ＡＤ変換器２３から出力信号が出力されると、出力信号の出力値から第２の記憶部２７に保存されたデータテーブルより対応する回転角度が検索される。出力値がデータテーブルに保存されていない値の場合は、データテーブルから直近の２つの出力値を利用して制御部２２で線形補間を行い、対応する回転角度を求めている。
【００５６】
このデータテーブルから求めた回転角度とサーボモータ装置２０に入力された入力信号を使用して、サーボモータ装置２０の駆動制御を行う。
【００５７】
なお、制御部２２、ＡＤ変換器２３、センサ出力検出器２４、カウンタ２５、第１の記憶部２６、第２の記憶部２７、速度検出部２８、内部タイマ２９、出力値補正部３０の機能は個々に構成されていても、サーボコントローラであるＭＣＵ（Micro Controller Unit）２１で一体的に実現されていてもよい。
【００５８】
また、本実施形態ではサーボモータ装置２０の駆動する一定の角速度をあらかじめ設定しておき、その一定の角速度によってデータテーブルの作成を行ってもよい。
【００５９】
本実施形態も第１の実施形態と同様に、サーボモータ装置のブラシレスサーボに備えられたセンサの出力を利用して、ポテンショメータの抵抗値に応じた出力信号の出力値と出力軸の回転角度の誤差を較正するためのデータテーブルを作成しているので、大掛かりな装置を必要としない。
【００６０】
また、第１の実施形態は、カウンタが所定の値をとる度にサーボモータ装置が停止するので、ギアのバックラッシュなどがデータテーブルに影響を与えてしまう。これに対して第２の実施形態は、データテーブルの作成時にサーボモータ装置を常に駆動することでバックラッシュの影響をほとんど受けずにより精度よくデータテーブルの作成を行え、さらに、サーボモータ装置が常に駆動しているのでデータテーブルの作成の時間を短くすることができる。
【００６１】
なお、第１の実施形態と第２の実施形態でともにサーボモータ装置を両方向へ駆動して、出力信号または補正出力信号の収集を２回行っているが、サーボモータ装置を一方の方向にのみ駆動し、出力信号または補正出力信号を１回しか収集しない場合でもデータテーブルの作成は可能である。この場合は、較正にかかる時間が短くなる。
【００６２】
また、第１の実施形態と第２の実施形態ではデータテーブルが作成されたサーボモータの使用時に、データテーブルの２つの出力値を利用して線形補間を行ったが、どちらの実施形態の場合も補間の方法はこれに限らずデータテーブルを利用した多項式補間など他の補間方法を用いてもよい。
このような他の補間方法を用いる際にデータテーブルを利用して求められた補間に用いる関数を第２の記憶部に記録させて、以降のサーボモータ装置の使用時にこの関数を参照するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、第１の実施形態と第２の実施形態において、データテーブル作成の時の初期位置と目標値は、サーボモータ装置の駆動範囲内であってもよい。
また、第１の実施形態と第２の実施形態において、データテーブル作成のために出力軸の回転角度６度毎の出力信号を記録したが、データテーブル作成のための回転角度の間隔は何度であってもよい。その際に、ブラシレスモータの回転の位置の検出精度、ギア比に応じて、求めようとする回転角度とカウンタの値を決定すればよい。
【００６４】
さらに、第１の実施形態と第２の実施形態の説明に用いたブラシレスモータおよびギアの各数値はあくまで一例であり、この数値のブラシレスモータおよびギアに限らず他のブラシレスモータおよびギアでも本発明は実施可能である。
【００６５】
なお、第１の実施形態と第２の実施形態に記載のサーボモータ装置はラジコン装置の被制御体の各操作部意を駆動するための機構として利用できるだけでなく、他の用途のサーボモータ装置としても利用が可能である。
また、本発明は上記実施形態および図面に記載された範囲に限定されることはなく、その要旨を変更しない範囲で変形して実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第1の実施形態のサーボモータ装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のサーボモータ装置の較正のためのデータテーブル作成のフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態のサーボモータ装置のブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のサーボモータ装置の較正のためのデータテーブル作成のフローチャートである。
【図５】サーボモータ装置の構成を示した図である。
【図６】従来の中立位置設定に利用される部材を示した図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ドライバ回路
３  ブラシレスモータ
５  ポテンショメータ
１０、２０  サーボモータ装置
１２、２２  制御部
１３、２３  ＡＤ変換器
１４、２４  センサ出力検出回路
１５、２５  カウンタ
１６、２６  第１の記憶部
１７、２７  第２の記憶部
２８  速度検出部
２９  内部タイマ
３０  出力値補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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