(57)【要約】【課題】  省スペースかつ安価でありながら、ノイズによる誤動作がなく正確な位置で転車台を回転停止させる鉄道模型用転車装置を提供する。【解決手段】  ベース盤１０に対して転車台１２をモータ６３の動力により回転駆動させる鉄道模型用転車装置において、転車台１２の回転を制御するための発光素子１９と受光素子１８とを備え、発光素子１９からの光を発する発光手段２１を転車台１２に設置し、発光手段２１からの光を受ける受光手段２０をベース盤１０の周囲に複数配置し、受光手段２０で受けた光を受光素子１８まで伝送する光伝送手段１７をベース盤１０側に複数配置し、受光素子１８で検出した光に基づき回転位置検出信号を出力する回転位置検出手段３１と、回転位置検出信号を監視して転車台１２の回転を制御する転車台制御手段３０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2013188271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース盤１０に対して転車台１２をモータ６３の動力により回転駆動させる鉄道模型用転車装置において、
転車台１２の回転を制御するための発光素子１９と受光素子１８とを備え、
発光素子１９からの光を発する発光手段２１を転車台１２に設置し、
発光手段２１からの光を受ける受光手段２０をベース盤１０の周囲に複数配置し、
受光手段２０で受けた光を受光素子１８まで伝送する光伝送手段１７をベース盤１０側に複数配置し、
受光素子１８で検出した光に基づき回転位置検出信号５３を出力する回転位置検出手段３１と、回転位置検出信号５３を監視して転車台１２の回転を制御する転車台制御手段３０とを備えた
ことを特徴とする鉄道模型用転車装置。
【請求項２】
前記発光素子１９をベース盤１０側に配置し、発光素子１９が発する光を発光手段２１まで伝送する光伝送手段１７を備え、伝送される光がベース盤１０と転車台１２との回動中心に形成された空間を通過するように光伝送手段１７が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道模型用転車装置。
【請求項３】
ベース盤１０に対して転車台１２をモータ６３の動力により回転駆動させる鉄道模型用転車装置において、
転車台１２の回転を制御するための発光素子１９と受光素子１８とを備え、
発光素子１９からの光を発する発光手段２１をベース盤１０の周囲に複数配置し、
発光素子１９が発する光を発光手段２１まで伝送する光伝送手段１７をベース盤１０側に複数配置し、
発光手段２１からの光を受ける受光手段２０を転車台１２に設置し、
受光素子１８で検出した光に基づき回転位置検出信号５３を出力する回転位置検出手段３１と、回転位置検出信号５３を監視して、転車台１２の回転を制御する転車台制御手段３０とを備えた
ことを特徴とする鉄道模型用転車装置。
【請求項４】
前記受光素子１８をベース盤１０側に配置し、受光手段２０で受けた光を受光素子１８まで伝送する光伝送手段１７を備え、伝送される光がベース盤１０と転車台１２との回動中心に形成された空間を通過するように光伝送手段１７が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の鉄道模型用転車装置。
【請求項５】
前記ベース盤１０側に配置した光伝送手段１７の受光素子１８側又は発光素子１９側の端部を束状にして受光素子１８又は発光素子１９に対向配置したことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置。
【請求項６】
特定の回転位置検出信号５３を基準回転位置検出信号５４とする回転位置検出手段３１と、基準回転位置検出信号５４に基づき転車台回転位置を決定する転車台制御手段３０とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置。
【請求項７】
前記転車台１２に設けた、発光手段２１の発光面又は受光手段２０の受光面に光領域制限手段２３を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置。
【請求項８】
前記回転位置検出信号５３を検出して計時開始する遅延カウンタ６０と、遅延カウンタ６０の終了により転車台１２の回転を停止させる転車台制御手段３０と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置。
【請求項９】
前記光伝送手段１７が光ファイバーであることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道模型用転車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道模型用転車装置は、入替線線路から転車台線路に模型機関車を移動し、転車台を所定の回転位置まで回転させ入替線線路に模型機関車を戻すことにより、模型機関車の方向転換に使用される。
【０００３】
これまで鉄道模型用転車装置は、転車台の運転スイッチを操作しながら、目視にて所定の回転位置に停止する方法が用いられてきた。このやり方では、転車台を正確な回転位置に停止させるために運転スイッチを頻繁に入り切りする必要があり非常に煩わしかった。
【０００４】
前記問題を解決するために、鉄道模型用転車装置の転車台駆動軸にロータリーエンコーダを取り付けたものが市販されている。この転車装置は、転車台制御手段がロータリーエンコーダの出力信号に基づき、転車台の現在回転位置を監視し、あらかじめ設定された転車台の回転停止位置と現在回転位置とを比較し、両者が一致したときに転車台を停止させるものである。
【０００５】
さらに別の技術として鉄道模型用転車装置（特許文献１）がある。これは「環状枠体の内周面に設けられ、指標計数用接触子を進退動作させる凸部又は凹部から構成された」転車装置である。この転車装置は指標計数用接触子の進退動作を通じて転車台の回転位置を監視し、設定回転停止位置で転車台を停止させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７９４８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
転車台の現在回転位置を監視するためにロータリーエンコーダを使用する場合、ロータリーエンコーダは高価であるため鉄道模型用転車装置を低コスト化できないし、この転車装置をジオラマに組込んで使用する場合には、ジオラマ台枠の高さ制限等により転車装置をジオラマに設置することができないときがあり、小型化に対応できないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１の場合には転車台の回転位置を「指標計数用接触子の進退動作」により監視しているため、指標計数用接触子及び凸部又は凹部の加工精度がばらつく場合や、指標計数用接触子と凸部又は凹部との摩擦により接触子の停止位置が異なる場合があり正確な回転位置の監視ができない場合がある。
そのため、別途「他のモータ」によって駆動される位置決め手段が必要となりコストアップとなる。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、小型化、低コスト化が可能でありながら、ノイズによる誤動作がなく、正確な位置で転車台を回転停止させることができる鉄道模型用転車装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために請求項１に係る発明は、ベース盤１０に対して転車台１２をモータ６３の動力により回転駆動させる鉄道模型用転車装置において、転車台１２の回転を制御するための発光素子１９と受光素子１８とを備え、発光素子１９からの光を発する発光手段２１を転車台１２に設置し、発光手段２１からの光を受ける受光手段２０をベース盤１０の周囲に複数配置し、受光手段２０で受けた光を受光素子１８まで伝送する光伝送手段１７をベース盤１０側に複数配置し、受光素子１８で検出した光に基づき回転位置検出信号５３を出力する回転位置検出手段３１と、回転位置検出信号５３を監視して転車台１２の回転を制御する転車台制御手段３０と、を備えたことを特徴とする鉄道模型用転車装置である。
【００１１】
このような構成にすれば、ベース盤１０の周囲に複数配置された受光手段２０で受けた光を光伝送手段１７により受光素子１８まで光伝送するので、ベース盤１０周囲に配置すべきであった受光素子１８や受光素子１８の電気配線を無くすことができ、小型化、低コスト化が可能でありながら、ノイズによる誤動作がなく、正確な位置で転車台１２を回転停止させる鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記発光素子１９をベース盤１０側に配置し、発光素子１９が発する光を発光手段２１まで伝送する光伝送手段１７を備え、伝送される光がベース盤１０と転車台１２との回動中心に形成された空間を通過するように光伝送手段１７が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道模型用転車装置である。
【００１３】
このような構成にすれば、転車台１２に発光素子１９を配置する必要がないため、転車台制御手段３０から発光素子１９までの電気配線が不要で、スリップリング６４等を使用する必要がなく、電気配線に重畳するノイズによる誤動作がない鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、ベース盤１０に対して転車台１２をモータ６３の動力により回転駆動させる鉄道模型用転車装置において、転車台１２の回転を制御するための発光素子１９と受光素子１８とを備え、発光素子１９からの光を発する発光手段２１をベース盤１０の周囲に複数配置し、発光素子１９が発する光を発光手段２１まで伝送する光伝送手段１７をベース盤１０側に複数配置し、発光手段２１からの光を受ける受光手段２０を転車台１２に設置し、受光素子１８で検出した光に基づき回転位置検出信号５３を出力する回転位置検出手段３１と、回転位置検出信号５３を監視して、転車台１２の回転を制御する転車台制御手段３０と、を備えたことを特徴とする鉄道模型用転車装置である。
【００１５】
このような構成にすれば、発光素子１９が発した光を光伝送手段１７によりベース盤１０周囲に複数配置された発光手段２１まで光伝送するので、ベース盤１０周囲に配置すべきであった発光素子１９や発光素子１９の電気配線を無くすことができ、小型化、低コスト化が可能でありながら、ノイズによる誤動作がなく、正確な位置で転車台１２を回転停止させる鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、前記受光素子１８をベース盤１０側に配置し、受光手段２０で受けた光を受光素子１８まで伝送する光伝送手段１７を備え、伝送される光がベース盤１０と転車台１２との回動中心に形成された空間を通過するように光伝送手段１７が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の鉄道模型用転車装置である。
【００１７】
このような構成にすれば、転車台１２に受光素子１８を配置する必要がないため、受光素子１８から転車台制御手段３０までの電気配線が不要で、スリップリング６４等を使用する必要がなく、電気配線に重畳するノイズによる誤動作がない鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、前記ベース盤１０側に配置した光伝送手段１７の受光素子１８側又は発光素子１９側の端部を束状にして受光素子１８又は発光素子１９に対向配置したことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置である。
【００１９】
このような構成にすれば、受光素子１８又は発光素子１９の個数を少なくすることができ、小型化、低コスト化が可能な鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、特定の回転位置検出信号５３を基準回転位置検出信号５４とする回転位置検出手段３１と、基準回転位置検出信号５４に基づき転車台回転位置を決定する転車台制御手段３０とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置である。
【００２１】
このような構成にすれば、転車台制御手段３０が転車台１２の基準回転位置を監視することができるので、ノイズにより回転位置検出信号５３の誤検出があったとしても、それを修正して転車台１２を正確な位置に停止させる鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、前記転車台１２に設けた、発光手段２１の発光面又は受光手段２０の受光面に光領域制限手段２３を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置である。
【００２３】
このような構成にすれば、転車台１２の回転停止位置を正確な位置に停止させることができる鉄道模型用転車装置を提供することができる
【００２４】
請求項８に係る発明は、前記回転位置検出信号５３を検出して計時開始する遅延カウンタ６０と、遅延カウンタ６０の終了により転車台１２の回転を停止させる転車台制御手段３０と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置である。
【００２５】
このような構成にすれば、転車台１２の回転停止位置を正確な位置により確実に停止させることができる鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【００２６】
請求項９に係る発明は、前記光伝送手段１７が光ファイバーであることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の鉄道模型用転車装置である。
【００２７】
このような構成にすれば、低コスト化可能な鉄道模型用転車装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、小型化、低コスト化が可能でありながら、ノイズによる誤動作がなく、正確な位置で転車台を回転停止させる鉄道模型用転車装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第1の実施形態に係る転車装置の断面概略図である。
【図２】本発明の第1の実施形態に係る転車台の斜視図である。
【図３】本発明の第1の実施形態に係る転車台の他の実施例の部分拡大斜視図である。
【図４】本発明の第1の実施形態に係る転車装置の他の実施例の断面概略図である。
【図５】図１の転車台及びベース盤周辺の中心方向から見た拡大断面概略図である。
【図６】図１の転車台及びベース盤周辺の側面方向から見た拡大断面概略図である。
【図７】図３の転車台及びベース盤周辺の中心方向から見た拡大断面概略図である。
【図８】図１の受光手段の断面図である。
【図９】本発明の第1の実施形態に係る他の実施例の受光手段の断面図である。
【図１０】本発明の第1の実施形態に係る他の実施例の受光手段の断面図である。
【図１１】本発明の第1の実施形態に係る他の実施例の受光手段の断面図である。
【図１２】本発明の第1の実施形態に係る他の実施例の受光手段の断面図である。
【図１３】図１の発光手段の発光面の正面図である。
【図１４】本発明の第1の実施形態に係る他の実施例の発光手段の発光面の正面図である。
【図１５】本発明の第1の実施形態に係る束状にした光伝送手段の装着要領図である。
【図１６】本発明の第1の実施形態に係る他の実施例の束状にした光伝送手段の装着要領図である。
【図１７】本発明の第1の実施形態に係る別の実施例の転車装置の断面概略図である。
【図１８】本発明の第1の実施形態に係る転車装置裏面からの斜視概略図である。
【図１９】本発明の第1の実施形態に係る回転位置検出手段の回路図である。
【図２０】図１９の回路を適用したときの転車装置の動作波形である。
【図２１】転車台の運転、停止時の転車装置の動作波形である。
【図２２】本発明の第1の実施形態に係る回転位置検出手段周辺の回路図である。
【図２３】図２２の回路を適用したときの転車装置の動作波形である。
【図２４】本発明の第1の実施形態に係る遅延カウンタを使用したときの転車装置の動作波形である。
【図２５】本発明の第２の実施形態に係る転車装置の断面概略図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態に係る他の実施例の転車装置の断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は発光手段２１からの光を受光手段２０で受光することにより、転車台１２の回転位置検出を行うものである。受光手段２０と発光手段２１の取り付け位置は、両者のうちどちらか一方を転車台１２側に取り付け、他方をベース盤１０側に取り付ける二通りの方法がある。
【００３１】
第1の実施形態では受光手段２０をベース盤１０に取り付け、発光手段２１を転車台１２に取り付けた形態を説明し、第２の実施形態では受光手段２０を転車台１２に取り付け、発光手段２１をベース盤１０に取り付けた形態を説明する。
【００３２】
＜第1の実施形態＞
全体構成を図１に基づいて説明する。ベース盤１０の上部に転車台１２を配置している。ベース盤１０の外形は通常円状であるが、特に円状である必要はない。図１でベース盤１０は上側がくぼんだ凹状になっているが、特にこのような形状である必要はない。
【００３３】
モータ６３の駆動軸に設置した歯車と転車台駆動軸１３に設置した歯車のかみ合わせにより、モータ６３の動力を転車台駆動軸１３に伝え、転車台１２はベース盤１０の中心を回転する。また、モータ６３はベース盤１０側に設置されていなくてもよく、転車台１２側に設置されていてもよい。
【００３４】
モータ６３についてはＤＣモータでもよいし、ステッピングモータでもよい。その他のモータでもよい。モータ６３に設置した歯車、あるいは転車台駆動軸１３に設置した歯車は、これに限ることはない。例えばベルトによってモータの動力を伝えるものでもよい。
【００３５】
転車台１２が回転し、転車台１２に設置された発光手段２１が発した光は、ベース盤１０に配置された受光手段２０に照射され、受光手段２０がこれを受光する。光伝送手段１７は受光手段２０で受光した光を受光素子１８まで伝送する。
【００３６】
受光素子１８は光伝送手段１７により伝送された光を検知し受光素子出力信号５０を出力する。回転位置検出手段３１は受光素子出力信号５０を受け取り、回転位置検出信号を出力する。転車台制御手段３０は回転位置検出信号を監視して、転車台１２の回転を制御する。
【００３７】
（受光素子）
受光素子１８について図１に基づき説明する。受光素子１８はベース盤１０側に配置される。ベース盤１０に配置された受光手段２０で受光した光が光伝送手段１７により受光素子１８まで伝送される。受光素子１８は光伝送手段１７からの光を検知し受光素子出力信号５０を出力する。
【００３８】
受光素子１８はベース盤１０上に配置することも可能であるが、ベース盤１０から離れた場所に配置することもできる。
【００３９】
受光素子１８はフォトトランジスタやフォトダイオードを使用すればよく、受光した光を電気信号に変換できるものであれば、それ以外でもよい。
【００４０】
図１のようにベース盤１０に配置された受光手段２０が受けた光を受光素子１８まで伝送する光伝送手段１７を以後の説明では「ベース盤側の光伝送手段１７」とする。
【００４１】
（発光素子）
発光素子１９は発光素子駆動信号５１により駆動され発光する。発光素子１９は転車台１２側に設置してもよいし、発光手段２１と一体に構成してもよい、さらにベース盤１０側に設置してもよい。
【００４２】
発光素子１９を転車台１２側に設置したときは、図１のようにスリップリング６４等を経由して発光素子駆動信号５１を伝送する。スリップリング６４の使用目的は、発光素子駆動信号５１を伝送するために使用する電気ケーブル等がねじれることを防止するためである。特にスリップリング６４である必要はない。
【００４３】
発光素子１９をベース盤１０側に設置する場合は、図４のように発光素子１９から転車台１２に設置した発光手段２１までの光伝送を光伝送手段１７により行う。
【００４４】
図１において発光素子１９が発した光は、発光手段２１の発光面から受光手段２０に向けて照射される。発光素子１９は赤外発光ダイオードが考えられるが、可視光発光ダイオードでも実現可能であるし、その他の発光デバイスでもよい。
【００４５】
発光素子１９が発光ダイオードの場合には、直流で駆動してもよいし、パルス状の電流で駆動してもよい。パルス状の電流にすれば、発光素子１９に流すことができる最大許容電流を大きくすることができ、より高輝度で発光させることができる。
【００４６】
図４において発光素子１９が発した光を転車台１２に設置した発光手段２１まで伝送する光伝送手段１７を以後の説明では「転車台側の光伝送手段１７」とする。
【００４７】
（受光手段）
受光手段２０の配置について説明する。ベース盤１０が図２のような凹形状の場合には、ベース盤１０の凹部の底面に受光手段２０を配置してもよいし、図３のようにベース盤１０の凹部側面の周囲に受光手段２０を配置してもよい。さらにベース盤１０上部の入替線線路７１の両レール間中心部に配置してもよい。
【００４８】
受光手段２０はベース盤１０の周囲に均等配置してもよいし、ベース盤１０の任意の停止位置に配置してもよい。転車台線路１４と受光手段２０との相対位置は、図５に示す拡大断面概略図のように転車台線路１４の両レール間の中心に位置するようにし、図６に示す拡大断面概略図のように発光手段２１からの光を受光できる位置とすればよい。
【００４９】
受光手段２０の構造は、図８のようにベース盤１０に穴をあけた丸穴状のものでよいし長穴状のものでもよい。また図９のように特定の帯域の光のみを通す樹脂性のフィルタを受光手段２０の穴に挿入して構成したものや、そのフィルタにレンズ機能を持たせたものでもよい。
【００５０】
（発光手段）
発光手段２１は、図１の発光素子１９又は図４の転車台側の光伝送手段１７の一端を取り付けるための支持具であり、さらに発光素子１９が発する光を受光手段２０に照射する手段でもある。
【００５１】
発光手段２１を転車台１２へ設置する場合は、例えば、図５に示す拡大断面概略図のように、転車台線路１４の両レール間中心位置とし、図６に示す拡大断面概略図のように、受光手段２０が受光可能な位置とすればよい。
【００５２】
また受光手段２０を図３のようにベース盤１０の凹部側面の周囲に設けた場合は、図７のように、発光手段２１の発光面をベース盤１０の凹部側面に対向するように設置すればよい。
【００５３】
（光領域制限手段）
発光手段２１からの光が拡散して広がると、受光手段２０で受光する領域が大きくなり過ぎて、転車台１２の回転停止位置に角度誤差が生じる場合がある。このようなときには、発光手段２１の発光面側に光領域制限手段２３を設ける。
【００５４】
光領域制限手段２３は図１３のようなスリット状のものでもよいし、図１４のような円状の穴でもよい。さらに光領域制限手段２３に光の焦点距離を調節するレンズを装着してもよい。要するに、発光手段２１から発せられる光領域の拡散を制限するものであればよい。
【００５５】
光領域制限手段２３の前記スリット幅あるいは前記円状の穴径は小さいほど角度誤差が小さくなるが、小さくしすぎると受光手段２０が受光する光量が低下し受光素子１８の誤動作の原因になるので、実験により最適値を求める必要がある。
【００５６】
（ベース盤側の光伝送手段）
ベース盤側の光伝送手段１７の設置方法は、図８のように受光手段２０に光伝送手段１７を挿入するだけでもよいし、受光手段２０と光伝送手段１７の隙間を接着剤等により固定したものでもよい。
【００５７】
図９のように受光手段２０の一部を構成する前記樹脂性のフィルタと光伝送手段１７とを一体構造にしてもよい。さらに図１０のように支持体６６に光伝送手段１７を固定した後、ベース盤１０の下部から受光手段２０に圧入してもよい。さらに図１１のように、おねじが形成され中心に穴を持つ支持体６６に光伝送手段１７を固定して、ベース盤１０の下部方向から受光手段２０にねじ込んでもよい。
【００５８】
また、ベース盤１０が板金等薄い材料の場合、図１２のように光伝送手段１７を支持体６６に固定しベース盤１０の下部に溶接、あるいはねじ止め等してもよい。
【００５９】
ベース盤側の光伝送手段１７において、受光素子１８側の端面は受光素子１８に対向配置させ、受光手段２０で受光した光を受光素子１８で検知できる位置に設置する。
【００６０】
ベース盤側の光伝送手段１７が複数存在する場合には、光伝送手段１７の受光素子側の端面を束状にして受光素子１８に対向配置すると、一個の受光素子１８で複数の光伝送手段１７の光を検知できる。
【００６１】
束状にした部位は接着剤等で固定するだけでもよいし、図１５のように筒状の装着容器７０に束状にした部位を挿入して固定してもよい。また、図１６のように複数の穴をあけた装着容器７０のそれぞれの穴に光伝送手段１７を挿入してもよい。
【００６２】
ベース盤側の光伝送手段１７は樹脂で成形されたものでもよいし、光ファイバーを使用してもよく、光を伝送できるものなら何でもよい。
【００６３】
（転車台側の光伝送手段）
発光素子１９を図４のようにベース盤１０と転車台１２との回動中心のベース盤１０側に設置した場合には、前記回動中心に形成された転車台駆動軸１３の空間を通過するように転車台側の光伝送手段１７を設置し、光伝送手段１７の一端を発光素子１９に対向配置し、他端を転車台１２に設置した発光手段２１に設置する。光伝送手段１７の発光手段２１側の端面は、ベース盤１０に配置した受光手段２０に光を照射できる方向に設置する。
【００６４】
光伝送手段１７の発光素子１９側の配置は、ベース盤１０側の発光素子１９が発した光が転車台駆動軸１３の中心空間を通過して転車台１２に設置した光伝送手段１７の端面で受光される位置であればよい。従って、光伝送手段１７は図４のように転車台駆動軸１３の中心空間を通過して設置しなくてもよい。
【００６５】
転車台側の光伝送手段１７は、樹脂で成形されたものでもよいし、光ファイバーを使用してもよく、光を伝送できるものなら何でもよい。
【００６６】
（転車台制御手段）
転車台制御手段３０について図１７により説明をする。転車台制御手段３０はマイクロプロセッサ４０、回転位置検出手段３１、発光素子駆動手段３２、及びモータ駆動手段３３で構成される。
【００６７】
マイクロプロセッサ４０はＣＰＵ，記憶素子、出力ポート、入力ポート、外部割込端子、タイマ等で構成され、転車台回転指令５９、回転停止位置指令６７、及び位置検出信号５３を受け取って、転車台１２の回転制御を行う。
【００６８】
転車台回転指令５９は転車台の回転を開始するための指令であり、回転停止位置指令６７は転車台１２の回転停止位置を指令するものである。
【００６９】
転車台回転指令５９、及び回転停止位置指令６７は転車装置に設置したスイッチから入力してもよいし、別途通信手段を設けて、パソコン等から指令してもよい。その他の方法でもよい。
【００７０】
転車台回転指令５９と回転停止位置指令６７を受けたマイクロプロセッサ４０はモータ駆動手段３３に指令を送り、モータ駆動手段３３はモータ駆動信号５２を出力することによりモータ６３を駆動する。またマイクロプロセッサ４０は、発光素子駆動手段３２に指令を送り、発光素子駆動手段３２は発光素子駆動信号５１を出力することにより発光素子１９を発光させる。
【００７１】
発光素子１９はモータ６３が停止中に発光停止してもよいし、発光し続けてもよい。スリップリング６４は回動する転車台１２に設置された発光素子１９に発光素子駆動信号５１を伝送するためにあり、特にスリップリングである必要はない。
【００７２】
回転位置検出手段３１は受光素子１８から出力される受光素子出力信号５０を受けて、回転位置検出信号５３をマイクロプロセッサ４０に出力する。
【００７３】
モータ駆動手段３３は、モータ６３がＤＣモータであれば、ブリッジＰＷＭ駆動等があるし、モータ６３がステッピングモータであれば、ユニポーラ駆動、あるいはバイポーラ駆動等があり、モータ６３を駆動できるものであればどのような手段でもよい。
【００７４】
転車台制御手段３０はベース盤１０に設置してもよいし、ベース盤１０から離れた場所に設置してもよい。
【００７５】
（回転位置検出手段）
回転位置検出手段３１について図１７により説明をする。転車台１２が回転しベース盤１０に設置した受光手段２０の上部を通過中に、発光手段２１から照射された光が受光手段２０で受光され、受光手段２０で受光した光がベース盤側の光伝送手段１７により受光素子１８まで伝送される。光を検知した受光素子１８は受光素子出力信号５０を出力する。
【００７６】
転車台１２に複数の回転停止位置がある場合、例えば回転角１５度毎に回転停止位置がある場合には、図１８のように受光手段２０ａ乃至２０ｘをベース盤１０の転車台停止位置に配置する。各受光手段２０ａ乃至２０ｘに光伝送手段１７ａ乃至１７ｘの一端を配置し、他端を受光素子１８ａ乃至１８ｘに対向配置する。
【００７７】
受光素子１８ａ乃至１８ｘの出力である受光素子出力信号５０ａ乃至５０ｘを、マイクロプロセッサ４０の入力ポートにそれぞれ入力する。
【００７８】
マイクロプロセッサ４０のポート数に制限がある場合、あるいは外部割込端子を使用したい場合には、受光素子１８と回転位置検出手段３１を図１９のように構成すればよい。
【００７９】
図１９では、受光素子１８ａ乃至１８ｘの出力をすべて並列接続して、その接続部を制御回路の電源に一端をプルアップした抵抗器２５の他端に接続する。
【００８０】
もし受光素子１８が受光していないときは、受光素子出力信号５０がハイレベルになり、受光素子１８ａ乃至１８ｘのいずれかが受光したときに受光素子出力信号５０がローレベルになる。
【００８１】
受光素子出力信号５０をシュミットトリガーインバータ２７に入力してノイズを除去したのち、シュミットトリガーインバータ２７の出力すなわち回転位置検出信号５３を、マイクロプロセッサ４０の外部割込端子に入力する。
【００８２】
マイクロプロセッサ４０は回転位置検出信号５３の立ち上がりエッジで外部割込処理を即時実行することにより、回転位置検出信号を監視する。
【００８３】
図１９の回路は一例であり、同じような機能であればこれに限らない。また図１９は回転位置検出信号５３を一つにしているが、回転位置検出信号５３が複数となるように回路を構成してもよい。また、回転位置検出信号５３の立ち上がりエッジで外部割込処理を行っているが、回路構成を変更して立下りエッジで外部割込処理を行ってもよい。
【００８４】
受光素子出力信号５０、回転位置検出信号５３、及び外部割込処理５６についてのタイミングを図２０に示す。図２０において１８ａ乃至１８ｘは、各受光素子１８が受光しているときをハイレベルで表している。但し、図２０において１８ｃ乃至１８ｗは省略している。
【００８５】
回転位置検出信号５３は、受光素子１８ａ乃至１８ｘがそれぞれ受光したときにハイレベルとなり、回転位置検出信号５３の立ち上がりエッジで外部割込処理５６が実行される。外部割込処理５６は、割込処理毎に回転位置カウンタ５７をカウントしていき転車台の回転位置を監視する。
【００８６】
転車台制御手段３０の電源投入時には回転位置カウンタ５７が未定であるため、電源投入時に転車台を基準回転位置に移動させ、基準回転位置の停止位置番号を回転位置カウンタ５７にセットする必要がある。基準回転位置、及び停止位置番号は転車装置の使用者が特定してもよいし、転車装置の製造時に特定しておいてもよい。
【００８７】
回転位置カウンタ５７は、転車台制御手段３０に設けたスイッチにより手動設定してもよいし、パソコンから指令を送り手動設定してもよい。また他の方法でもよい。
【００８８】
外部割込処理５６は、図２１に示すように、回転停止位置指令６７の値と回転位置カウンタ５７の値を監視比較して両者が一致したときに、モータ駆動信号５２を遮断し転車台１２を回転停止させる。図２１においてモータ駆動信号５２がハイレベルのときにモータ駆動信号が出力されていることを表している。図２１では一例として、回転停止位置指令６７を「４」としている。
【００８９】
ところで、図１８の方法では各光伝送手段１７ａ乃至１７ｘの各端部をそれぞれ受光素子１８ａ乃至１８ｘに対向配置していたが、前述したように光伝送手段１７ａ乃至１７ｘの端部を束状にして受光素子１８に対向配置すると、一個の受光素子１８で光伝送手段１７ａ乃至１７ｘの光を検知できる。
【００９０】
（基準回転位置検出信号）
転車台１２の複数ある停止位置の中から特定の停止位置をあらかじめ選択し、それを基準回転位置とする。以下の説明では、基準回転位置に配置した受光手段２０を受光手段２０ａとする。前記特定の停止位置は転車装置の製造時にあらかじめ決定しておけばよい。
【００９１】
受光手段２０ａに一端を設置したベース盤側の光伝送手段１７ａの他端を図２２のように受光素子１８ａに対向配置し、基準回転位置以外に配置した受光手段２０ｂ乃至２０ｘに一端を設置した光伝送手段１７ｂ乃至１７ｘの他端を束状にして受光素子１８ｂに対向配置する。
【００９２】
受光素子出力信号５０ａはシュミットトリガーインバータ２７ａに、受光素子出力信号５０ｂはシュミットトリガーインバータ２７ｂにそれぞれ入力して信号に含まれるノイズを除去する。
【００９３】
シュミットトリガーインバータ２７ａ、及び２７ｂの両者の出力をＯＲ回路２６に入力して論理和をとる。そしてＯＲ回路２６の出力、すなわち回転位置検出信号５３をマイクロプロセッサ４０の外部割込端子に入力する。また、シュミットトリガーインバータ２７ａの出力、すなわち基準回転位置検出信号５４をマイクロプロセッサ４０の入力ポートに入力する。
【００９４】
転車台制御手段３０の動作を図２３で説明する。１７ａ乃至１７ｘはベース盤側の光伝送手段１７が光を伝送しているときをハイレベルで表わし、１８ａあるいは１８ｂは、それぞれ受光素子１８ａあるいは１８ｂが光を検知したときをハイレベルで表している。
但し、図２３において１７ｄ乃至１７ｗは省略している。
【００９５】
受光素子１８ａが光を検知したとき、その出力信号５０ａはローレベルとなり、受光素子１８ｂが光を検知したとき、その出力信号５０ｂはローレベルとなる。
【００９６】
回転位置検出信号５３は受光素子１８ａ、あるいは１８ｂのいずれかの受光素子が受光したときにハイレベルとなる。また基準回転位置検出信号５４は受光素子１８ａが受光したときのみハイレベルとなる。
【００９７】
マイクロプロセッサ４０は、回転位置検出信号５３の立ち上がりエッジで外部割込処理５６を実行する。外部割込処理５６では回転位置カウンタ５７をカウントする一方、基準回転位置検出信号５４を監視し、基準回転位置検出信号５４がハイレベルのときには転車台１２は基準回転位置にあり、ローレベルのときには転車台１２は基準回転位置以外にあると判断する。
【００９８】
転車台制御手段３０は、転車台１２が基準回転位置にあると判断したときに回転位置カウンタ５７を基準回転位置の回転位置番号に設定する。図２３では回転位置番号を「０」としている。そして、これ以後は外部割込処理毎に回転位置カウンタ５７をカウントしていき回転位置を監視する。基準回転位置の回転位置番号は「０」である必要はない。
【００９９】
転車装置の電源投入時に上記の方法で基準回転位置を設定した場合には、前述した回転位置カウンタ５７の手動設定を自動化することができる。
【０１００】
（遅延カウンタ）
発光手段２１の光領域制限手段２３のスリット幅や受光手段２０の穴径の大きさによる影響で位置検出誤差が発生する場合や、転車台１２をさらに正確な回転位置で停止させたい場合には遅延カウンタ６０によって図２４のように位置検出誤差を補正する。
【０１０１】
図２４において、回転位置検出信号５３の立ち上がりエッジでマイクロプロセッサ４０は外部割込処理５６を行い、遅延カウンタ６０に所定の値を設定後、計時開始する。マイクロプロセッサ４０は遅延カウンタ６０が計時終了すると、モータ駆動信号５２を遮断しモータ６３の回転を停止させる。
【０１０２】
これにより回転位置検出信号５３の立ち上がりエッジのタイミングからモータ６３が停止するタイミングを遅らせ、位置検出誤差を補正することができる。図２４では回転位置検出信号５３は転車台１２が停止後もハイレベルを維持している。これはモータ駆動信号５２の遮断後も発光素子１９が発光し続けているためである。
【０１０３】
上記の遅延カウンタ６０はマイクロプロセッサ４０に搭載されたタイマ機能を使用すれば容易に実現できる。また、遅延カウンタ６０の設定値は、モータの種類、モータ回転速度等により固有の値を有しているため、あらかじめ実験により求めてマイクロプロセッサ４０の記憶素子に記憶させておけばよい。
【０１０４】
＜第２の実施形態＞
受光手段２０を転車台１２に取り付け、発光手段２１をベース盤１０に取り付ける形態を説明する。
【０１０５】
図２５ではベース盤１０側に設置した発光素子１９の光がベース盤側の光伝送手段１７によりベース盤１０に配置された発光手段２１まで伝送される。そして発光手段２１からの光が転車台１２に設置された受光手段２０に照射し、受光素子１８で光を検知する。
【０１０６】
受光素子１８は受光素子出力信号５０を出力し、受光素子出力信号５０はスリップリング６４を経由して回転位置検出手段３１に入力される。スリップリング６４の使用目的は、受光素子出力信号５０を伝送するために使用する電気ケーブル等がねじれることを防止するためである。特にスリップリング６４である必要はない。
【０１０７】
（受光素子）
受光素子１８は図２５のように転車台１２側に設置してもよいし、受光手段２０と一体に構成してもよい。さらに、図２６のようにベース盤１０側に設置してもよい。受光素子１８をベース盤１０側に設置したときには転車台側の光伝送手段１７により受光手段２０で受けた光を受光素子１８まで伝送する。
【０１０８】
（発光素子）
発光素子１９はベース盤１０側に配置される。発光素子１９が発した光はベース盤１０側に配置された発光手段２１まで伝送される。発光素子１９はベース盤１０上に配置することも可能であるが、ベース盤１０から離れた場所に配置することもできる。
【０１０９】
（受光手段）
受光手段２０は受光素子１８又は転車台側の光伝送手段１７の一端を取り付けるための支持具であり、さらに発光手段２１からの光を受光素子１８又は転車台側の光伝送手段１７の端面に導く手段でもある。
【０１１０】
受光手段２０を転車台１２に設置する方法は、図５又は図６の発光手段２１を受光手段２０に、発光素子１９を受光素子１８に、受光手段２０を発光手段２１にそれぞれ置き換えたものを参照すればよい。また図７の発光手段２１を受光手段２０に、発光素子１９を受光素子１８にそれぞれ置き換えたものを参照してもよい。
【０１１１】
（発光手段）
発光手段２１の配置は図２、又は図３の受光手段２０を発光手段２１に置き換えたものを参照すればよい。
【０１１２】
発光手段２１はベース盤１０の周囲に均等配置してもよいし、ベース盤１０の任意の停止位置に配置してもよい。転車台線路１４と発光手段２１との相対位置は、図５又は図６の受光手段２０を発光手段２１に、発光素子１９を受光素子１８に、発光手段２１を受光手段２０に、それぞれ置き換えたものを参照すればよい。
【０１１３】
発光手段２１の構造は、図８、又は図９の受光手段２０を発光手段２１に置き換えたものを参照すればよい。
【０１１４】
（光領域制限手段）
発光手段２１からの光が拡散して広がると、受光手段２０で受光する領域が大きくなり過ぎて、転車台１２の回転停止位置に角度誤差が生じる場合がある。このようなときには、受光手段２０の受光面側に光領域制限手段２３を設ける。
【０１１５】
光領域制限手段２３の形状は図１３、又は図１４の発光素子１９を受光素子１８に、発光手段２１を受光手段２０にそれぞれ置き換えたものを参照すればよい。
【０１１６】
（ベース盤側の光伝送手段）
光伝送手段１７の発光手段２１側の設置方法は図８乃至図１２の受光手段２０を発光手段２１に置き換えたものを参照すればよい。
【０１１７】
光伝送手段１７の発光素子１９側の端面は発光素子１９に対向配置させ、発光素子１９が発した光を受光できるようにする。
【０１１８】
また、光伝送手段１７の端部を束状にして発光素子１９に対向配置させる方法は、図１５、又は図１６において、受光素子１８を発光素子１９に置き換えたものを参照すればよい。このとき図１５、又は図１６において「受光面」を「発光面」に、受光素子出力信号５０を発光素子駆動信号５１に、それぞれ置き換えたものを参照すればよい
【０１１９】
（転車台側の光伝送手段）
受光素子１８を図２６のようにベース盤１０と転車台１２との回動中心のベース盤１０側に設置した場合には、前記回動中心に形成された転車台駆動軸１３の空間を通過するように転車台側の光伝送手段１７を設置し、光伝送手段１７の一端を受光素子１８に対向配置し、他端を転車台１２に設置した受光手段２０に設置する。光伝送手段１７の受光手段２０側の端面は、ベース盤１０に配置した発光手段２１からの光を受光できる方向に設置する。
【０１２０】
光伝送手段１７の受光素子１８側の配置は、光伝送手段１７により伝送される光が転車台駆動軸１３の中心空間を通過して、受光素子１８に照射される位置であればよい。従って、光伝送手段１７は図２６のように転車台駆動軸１３の中心空間を通過して設置しなくてもよい。
【０１２１】
（転車台制御手段）
転車台制御手段３０は、第１の実施形態と同じである。
【０１２２】
（回転位置検出手段）
図２５、及び図２６では受光素子１８が１個設置されているため、受光素子１８と回転位置検出手段３１の構成は図１９において受光素子１８ｂ乃至１８ｘを無くして、受光素子１８ａのみを設置すればよい。
【０１２３】
（基準回転位置検出信号）
以下の説明では、発光手段２１ａ乃至２１ｘがベース盤１０の周囲に配置されており、基準回転位置の発光手段２１が発光手段２１ａであり、さらに基準回転位置の回転位置番号を「０」とする。
【０１２４】
転車装置の電源投入時に転車台１２を回転させ、さらに基準回転位置の発光手段２１ａのみから光を照射する。このとき検出された回転位置検出信号５３は基準回転位置の信号であり、これを基準回転位置検出信号５４とする。マイクロプロセッサ４０は、回転位置検出信号５３、すなわち基準回転位置検出信号５４の立ち上がりエッジで外部割込処理５６を実行する。外部割込処理５６は、転車台１２が基準回転位置にあると判断し回転位置カウンタ５７を基準回転位置の回転位置番号「０」に設定する。
【０１２５】
以後、マイクロプロセッサ４０はすべての発光手段２１ａ乃至２１ｘから光を照射し、回転位置検出信号５３の立ち上がりエッジで外部割込処理５６を実行する。外部割込処理５６は回転位置カウンタ５７をカウントし回転位置を監視する。
【０１２６】
（遅延カウンタ）
遅延カウンタ６０は、第１の実施形態と同じである。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  ベース盤
１２  転車台
１３  転車台駆動軸
１４  転車台線路
１７  光伝送手段
１８  受光素子
１９  発光素子
２０  受光手段
２１  発光手段
２３  光領域制限手段
２５  抵抗器
２６  ＯＲ回路
２７  シュミットトリガーインバータ
３０  転車台制御手段
３１  回転位置検出手段
３２  発光素子駆動手段
３３  モータ駆動手段
４０  マイクロプロセッサ
５０  受光素子出力信号
５１  発光素子駆動信号
５２  モータ駆動信号
５３  回転位置検出信号
５４  基準回転位置検出信号
５６  外部割込処理
５７  回転位置カウンタ
５９  転車台回転指令
６０  遅延カウンタ
６３  モータ
６４  スリップリング
６６  支持体
６７  回転停止位置指令
７０  装着容器
７１  入替線線路
【図１】
2013188271.tif 000003
【図２】
2013188271.tif 000004
【図３】
2013188271.tif 000005
【図４】
2013188271.tif 000006
【図５】
2013188271.tif 000007
【図６】
2013188271.tif 000008
【図７】
2013188271.tif 000009
【図８】
2013188271.tif 000010
【図９】
2013188271.tif 000011
【図１０】
2013188271.tif 000012
【図１１】
2013188271.tif 000013
【図１２】
2013188271.tif 000014
【図１３】
2013188271.tif 000015
【図１４】
2013188271.tif 000016
【図１５】
2013188271.tif 000017
【図１６】
2013188271.tif 000018
【図１７】
2013188271.tif 000019
【図１８】
2013188271.tif 000020
【図１９】
2013188271.tif 000021
【図２０】
2013188271.tif 000022
【図２１】
2013188271.tif 000023
【図２２】
2013188271.tif 000024
【図２３】
2013188271.tif 000025
【図２４】
2013188271.tif 000026
【図２５】
2013188271.tif 000027
【図２６】
2013188271.tif 000028