JPH0884497A - パチンコ機の打球発射用回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力の小さいステッピングモータを用いて確
実に起動し得るパチンコ機の打球発射用回転装置を提供
する。 【構成】 定常駆動周波数における脱出トルクが負荷ト
ルクの最大値より大きいステッピングモータを備えたパ
チンコ機の打球発射用回転装置において、操作を検出す
る（ステップＳ１）と、最初の励磁コイルに対して定常
動作時より十分長い時間通電し（ステップＳ２）、ロー
タの位置を起動の最適位置にした後、駆動周波数を、定
常駆動周波数における脱出トルクに相当する引き入れト
ルクを発生する駆動周波数付近から徐々に定常駆動周波
数へ引き上げる（ステップＳ３）ことにより、定常駆動
周波数における引き入れトルクが負荷トルクの最大値よ
り小さいステッピングモータであっても確実に起動し得
るようになした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータを
用いたパチンコ機の打球発射用回転装置の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】現在のパチンコ機は、遊戯者が回動式の
操作ノブを手で把持して所定角度以上回動させている
間、その回動角度に応じた強さで自動的にパチンコ球を
次々に発射する如くなっている。このようなパチンコ機
の打球発射用回転装置はその出力軸に固定されたカムに
より、バネ等によってパチンコ球の発射方向に付勢され
たハンマーを反対方向に変位させ、その後、復帰させて
パチンコ球に打撃を加えさせることにより、法令で定め
られた上限値以下の周期で間欠的にパチンコ球を発射す
るため、定常動作時に一定の回転数で回転する、即ちス
テッピングモータを一定の駆動周波数（以下、定常駆動
周波数と称す。）で駆動するように構成されている。

【０００３】図２は慣性負荷を含むステッピングモータ
の出力特性の一例を示すもので、縦軸はトルク、横軸は
駆動周波数を表している。ここでは２種類のモータ、例
えばＭ１、Ｍ２の特性を示しており、図中、Ｔi1はモー
タＭ１の引き入れトルク、Ｔo1はモータＭ１の脱出トル
ク、Ｔi2はモータＭ２の引き入れトルク、Ｔo2はモータ
Ｍ２の脱出トルクである。なお、引き入れトルクとは起
動時または脱調時に負荷側の必要とするトルク（以下、
負荷トルクと称す。）がそれ以下であれば正常回転（同
期回転）に移行させることができるトルクであり、ま
た、脱出トルクとは同期回転時に負荷トルクがこれを越
えると同期回転を維持できなくなるトルクであり、これ
らはいずれも駆動周波数に応じて変化する。

【０００４】一方、パチンコ機の打球発射用回転装置に
おける負荷トルクは、前述したハンマーを付勢するバネ
の強さ、ハンマーの変位量によって決まる。通常、バネ
の強さはこれを別のものと交換しない限り変わらないか
ら、前記負荷トルクはモータの回転状態に拘りなく、ハ
ンマーの変位量を決定する前述した操作ノブの回動角度
のみによって変化し、その最大値も一定である。従っ
て、同期回転時のみを考えれば、定常駆動周波数におけ
る脱出トルクが負荷トルクの最大値より大きいステッピ
ングモータを用いれば良いことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パチンコ機の打球発射用回転装置では、ステッピングモ
ータを定常駆動周波数で起動していたため、該定常駆動
周波数における引き入れトルクが負荷トルクの最大値よ
り大きい、出力の大きなステッピングモータが必要にな
るという問題があった。

【０００６】例えば、定常駆動周波数を２００ＰＰＳ
（パルス／秒）とし、負荷トルクの最大値を３００ｇｃ
ｍとすると、駆動周波数２００ＰＰＳにおける引き入れ
トルクが３００ｇｃｍ以上のモータ、例えば前述したモ
ータＭ１が必要になる。

【０００７】また、図３はステッピングモータの起動時
における励磁シーケンスとロータの回転角度（位置）と
の関係を示すもので、同図(a) は起動当初、実線で示す
ロータの位置が起動の最適位置付近にあった時の変化を
示しており、破線で示された理想位置に近いところを通
って回転を開始しているが、起動前、即ち通電前のステ
ッピングモータにおけるロータの位置は不定であって必
ずしも起動の最適位置付近にあるとは限らないから、負
荷トルクと引き入れトルクとの間に余裕がないような場
合には、同図(b) に示すように理想位置に達することが
できずに脱調してしまい、起動できない事態が起こると
いう問題があった。

【０００８】さらにまた、現在のパチンコ機では、操作
ノブの位置をタバコのケース等を用いて固定することに
より、一人の遊戯者が複数台のパチンコ機を同時に使用
するような不正を防止するため、操作ノブに電極を取り
付けるとともに人体を通じて該電極に誘起される交流信
号を検出するタッチセンサ回路を設けて、該タッチセン
サ回路から検出信号が出力されている間のみ打球発射用
回転装置のモータを動作させるようになしているが、従
来のタッチセンサ回路は温度特性が悪かったため、これ
を温度上昇の大きいモータを備えた打球発射用回転装置
に設けると誤動作し易く、感度を上げることが難しいと
いう問題があった。

【０００９】本発明の第１の目的は、定常駆動周波数に
おける引き入れトルクが負荷トルクの最大値より小さい
ステッピングモータを利用し得るパチンコ機の打球発射
用回転装置を提供することにある。

【００１０】本発明の第２の目的は、ステッピングモー
タを確実に起動し得るパチンコ機の打球発射用回転装置
を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第３の目的は、周囲温度の
変化に強く、安定して人体を検出し得るタッチセンサ回
路を備えたパチンコ機の打球発射用回転装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、本発明の請求項１では、定常動作時の一定の回
転数を与える一定の駆動周波数における脱出トルクが負
荷トルクの最大値より大きいステッピングモータを備え
たパチンコ機の打球発射用回転装置において、起動時の
ステッピングモータの駆動周波数を、一定の駆動周波数
における脱出トルクに相当する引き入れトルクを発生す
る駆動周波数付近から徐々に該一定の駆動周波数へ引き
上げる駆動制御手段を設けた。

【００１３】また、前記第２の目的を達成するため、本
発明の請求項２では、ステッピングモータを備えたパチ
ンコ機の打球発射用回転装置において、起動時の最初の
励磁コイルに対する通電時間を定常動作時における一の
励磁コイルに対する通電時間に比べて十分長くした駆動
制御手段を設けた。

【００１４】また、前記第３の目的を達成するため、本
発明の請求項３では、操作ノブに取り付けられた電極に
人体が接触している間のみモータを動作可能となしたパ
チンコ機の打球発射用回転装置において、一端が電極に
接続され、他端が接地されたコンデンサを含むブリッジ
と、該ブリッジの対向する一対の接続端子間に交流信号
を供給する交流信号源と、前記ブリッジの対向する他の
一対の接続端子に発生する信号をそれぞれ検波する一対
の検波回路とを有し、各検波出力の変化から電極への人
体の接触を検知するタッチセンサ回路を設けた。

【００１５】

【作用】請求項１の発明によれば、起動時の駆動周波数
を、定常動作時の一定の回転数を与える一定の駆動周波
数、即ち定常駆動周波数における脱出トルクに相当する
引き入れトルクを発生する駆動周波数付近とし、これを
徐々に定常駆動周波数へ引き上げるようにしたことによ
り、起動時の引き入れトルクを負荷トルクの最大値より
大きくすることができ、これによって、定常駆動周波数
における引き入れトルクが負荷トルクの最大値より小さ
いモータを用いて起動可能となる。

【００１６】また、請求項２の発明によれば、起動時の
最初の励磁コイルに対する通電時間を十分長くしたこと
により、起動前のロータの位置が起動の最適位置から遠
く離れている場合であってもロータは理想位置に達する
ことが可能となり、常に回転を開始する、即ち起動する
ことが可能となる。

【００１７】また、請求項３の発明によれば、温度特性
がほぼ同一の素子によって回路を構成できるブリッジ及
び一対の検波回路を用いて、人体を通じて誘導される交
流信号を検出することにより、周囲温度が変化しても安
定して人体を検出することが可能となる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明のパチンコ機の打球発射用回転
装置の一実施例を示すもので、図中、１はステッピング
モータ、２は駆動回路、３はマイクロプロセッサ、４は
電極、５はブリッジ、６ａ，６ｂは検波回路、７はコン
パレータ、８は電源回路である。

【００１９】ステッピングモータ１は４相のステッピン
グモータであり、ＷＡ，ＷＡ´，ＷＢ，ＷＢ´はその
Ａ，Ａ´，Ｂ，Ｂ´相の励磁コイルである。励磁コイル
ＷＡ，ＷＡ´相互或いはＷＢ，ＷＢ´相互の電気角は１
８０°をなしていてそれぞれバイファイラ巻きされてい
る。また、励磁コイルＷＡ，ＷＢ相互の電気角は９０°
である。

【００２０】駆動回路２はドライブ用トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４、ツェナーダイオードＺＤ
１，ＺＤ２，ＺＤ３，ＺＤ４及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３，Ｒ４からなるユニポーラ型の回路であり、後述する
マイクロプロセッサ３からの駆動制御信号ＶA ，ＶA'，
ＶB ，ＶB'によりトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ
３，Ｔｒ４のオン・オフが制御され、励磁コイルＷＡ，
ＷＡ´，ＷＢ，ＷＢ´に駆動電圧を供給する如くなって
いる。

【００２１】マイクロプロセッサ３は発振器３１、分周
器３２、速度制御パルス発生器３３、駆動パターン発生
回路３４及び制御部３５から構成されている。

【００２２】発振器３１は外付けの水晶振動子３６とと
もに一定周波数の基準クロックを発生し、これを分周器
３２に出力する。分周器３２は前記基準クロックを分周
し、所定の周波数のクロックを速度制御パルス発生器３
３及びブリッジ５に出力する。速度制御パルス発生器３
３は制御部３５による制御に基づいて駆動パターン発生
のための速度制御パルスを発生し、駆動パターン発生回
路３４に出力する。駆動パターン発生回路３４は前記速
度制御パルス及び制御部３５による制御に基づいて駆動
制御信号ＶA ，ＶA'，ＶB ，ＶB'を発生する。

【００２３】制御部３５は後述するコンパレータ７から
の人体検出信号を受け、図４に示すフローチャートに従
って速度制御パルス発生器３３及び駆動パターン発生回
路３４を制御する。

【００２４】ここで、通電ホールドモードとは、定常動
作時の励磁コイルに対する通電時間（＝１／駆動周波数
であり、送り速度ともいう。）、例えば５msec（＝１／
２００ＰＰＳ）に比べて十分長い時間、具体的にはステ
ッピングモータ１の負荷系を含めた機械的時定数より長
く且つ振動が収束する時間、例えば１００msec、励磁コ
イルに通電するモードである。

【００２５】また、スローアップモードとは、ステッピ
ングモータの駆動周波数を、定常駆動周波数、例えば２
００ＰＰＳにおける脱出トルクに相当する引き入れトル
クを発生する駆動周波数（スローアップ周波数）、例え
ば１００ＰＰＳ付近から徐々に定常駆動周波数へ引き上
げていくモードであり、具体的には、励磁コイルに対す
る通電時間で１０msecを１期間、９msecを２期間、８ms
ecを３期間、７msecを４期間、６msecを８期間、５msec
を全ての期間（定常動作）というように変化させていく
モードである。図５は本実施例におけるスローアップモ
ード時の駆動周波数の変化を示すもので、基本的にはエ
キスポネンシャルカーブをもって定常駆動周波数へ移行
させる如くなっている。

【００２６】電極４は図示しないパチンコ機の操作ノブ
に取り付けられた、人体検出用の電極である。

【００２７】ブリッジ５はその各辺に４つのコンデンサ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４をそれぞれ備え、コンデンサＣ
１はＣ２及びＣ４と隣接し、Ｃ３と対向する如く配置さ
れている。コンデンサＣ１及びＣ２の接続端子ａはマイ
クロプロセッサ３の分周器３２に接続され、該接続端子
ａに対向する接続端子ｂは接地されている。また、他の
接続端子、即ちコンデンサＣ２及びＣ３の接続端子ｃは
検波回路６ａに接続され、残りの接続端子ｄは検波回路
６ｂに接続されている。また、接続端子ｄはコンデンサ
Ｃ５を介して電極４に接続されるとともに、ツェナーダ
イオードＺＤ５を介して接地されている。

【００２８】検波回路６ａはダイオードＤ１，Ｄ２、コ
ンデンサＣ６及び抵抗Ｒ５からなる周知の回路であり、
ブリッジ５の接続端子ｃから出力される交流信号、ここ
ではマイクロプロセッサ３の分周器３２からのクロック
を直流信号に変換する。検波回路６ｂは検波回路６ａと
同一構成を有しており、ブリッジ５の接続端子ｄから出
力されるクロックを直流信号に変換する。

【００２９】ここで、接続端子ａ−ｄ間、ａ−ｃ間、ｂ
−ｃ間、ｂ−ｄ間のインピーダンスをそれぞれＺ１、Ｚ
２、Ｚ３、Ｚ４とし、検波回路６ａ，６ｂのインピーダ
ンスをＺ01，Ｚ02とした時、Ｚ１＝Ｚ２、Ｚ３＜Ｚ４、
Ｚ01＝Ｚ02に設定するものとする。また、Ｃ１とＣ２、
Ｃ３とＣ４はそれぞれ同一の温度特性を有するコンデン
サを使用するものとし、また、検波回路６ａ，６ｂを構
成する各素子のうち互いに対応する素子同士も同一の温
度特性を備えているものとする。

【００３０】コンパレータ７は検波回路６ａ，６ｂの出
力を比較し、検波回路６ａの出力より検波回路６ｂの出
力が高い時はローレベルの、また、検波回路６ａの出力
より検波回路６ｂの出力が低い時はハイレベルの人体検
出信号をマイクロプロセッサ３の制御部３５に出力す
る。

【００３１】電源回路８は整流器８１、定電圧回路８２
及び平滑用コンデンサＣ７，Ｃ８からなり、商用電源Ａ
Ｃからの交流電力を整流器８１により整流し、平滑用コ
ンデンサＣ７により平滑した直流電力をステッピングモ
ータ１に供給するとともに、該直流電力の電圧値を定電
圧回路８２により所定の一定電圧に制御し、平滑用コン
デンサＣ８により平滑した直流電圧をマイクロプロセッ
サ３及びコンパレータ７に供給する。

【００３２】次に、本実施例におけるステッピングモー
タの起動時の励磁シーケンスとロータの回転角度との関
係を示す図６を用いて動作について説明する。

【００３３】当初、電極４に人体が触れていないとする
と、前述したようにＺ３＜Ｚ４であり、この状態では検
波回路６ａの出力より検波回路６ｂの出力の方が高いか
ら、コンパレータ７はローレベルの人体検出信号、即ち
人体を検出していないことを示す信号を出力する。

【００３４】ここで、遊戯者が図示しない操作ノブをつ
かむことによって電極４に接触すると、インピーダンス
Ｚ４が低下し、Ｚ３＞Ｚ４となるため、検波回路６ａの
出力より検波回路６ｂの出力の方が低くなり、コンパレ
ータ７はハイレベルの人体検出信号を出力する。このハ
イレベルの信号はマイクロプロセッサ３の制御部３５に
入力される。

【００３５】マイクロプロセッサ３の制御部３５は前記
ハイレベルの信号を３０msec以上継続して検出する（ス
テップＳ１）と、まず、速度制御パルス発生器３３及び
駆動パターン発生回路３４を用いて通電ホールドモード
に基づくモータ駆動を行わせる（ステップＳ２）。即
ち、駆動制御信号ＶA オン，ＶB オフ，ＶA'オフ，ＶB'
オンの状態を１００msec継続して、ステッピングモータ
１のロータを起動の理想位置にホールドさせる。

【００３６】次に、マイクロプロセッサ３の制御部３５
は速度制御パルス発生器３３及び駆動パターン発生回路
３４を用いてスローアップモードに基づくモータ駆動を
行わせる（ステップＳ３）。即ち、駆動制御信号ＶA オ
ン，ＶB オン，ＶA'オフ，ＶB'オフの状態を１０msec継
続し、次に、ＶA オフ，ＶB オン，ＶA'オン，ＶB'オフ
の状態を９msec継続し、ＶA オフ，ＶB オフ，ＶA'オ
ン，ＶB'オンの状態を９msec継続し、ＶA オン，ＶB オ
フ，ＶA'オフ，ＶB'オンの状態を８msec継続し、以下同
様にして、前述した如く駆動周波数を徐々に上げながら
駆動制御信号を切り替えてゆく。この時、ステッピング
モータ１のロータは、図６に示すように破線で示された
理想位置に近いところを通って回転を開始する。

【００３７】その後、マイクロプロセッサ３の制御部３
５は速度制御パルス発生器３３及び駆動パターン発生回
路３４を用いて定常駆動周波数によるモータ駆動、即ち
５msec毎に順次切り替わる駆動制御信号によるモータ駆
動を行わせる（ステップＳ４）。また、マイクロプロセ
ッサ３の制御部３５は、前記ハイレベルの信号が３０ms
ec以上継続して検出されなくなる（ステップＳ５）と、
モータの駆動を停止する（ステップＳ６）。

【００３８】このように本実施例によれば、電極４への
人体の接触を検出すると、ステッピングモータ１の最初
の励磁コイルに対し定常動作時より十分長い時間通電し
て、ロータの位置を起動の最適位置にし、その後、駆動
周波数を、定常駆動周波数より低い周波数から徐々に定
常駆動周波数へ引き上げるようになしたため、起動時の
引き入れトルクを定常駆動周波数より大きくすることが
でき、これによって、ステッピングモータ１として、定
常駆動周波数における引き入れトルクが負荷トルクの最
大値より小さいモータ、例えば図２に示した引き入れト
ルクＴi2、脱出トルクＴo2のモータＭ２を用いることが
可能となる。

【００３９】なお、前述したステッピングモータや駆動
回路の種類、通電ホールドモードにおけるホールド時
間、スローアップモードにおける駆動周波数や期間の数
の設定は一例であり、これに限定されるものでないこと
はいうまでもない。また、人体検出の感度調節はブリッ
ジ５のバランスを変えるか、検波回路のインピーダンス
を変えるか、コンパレータ７の入力をオフセットするか
のいずれかにより容易に実現できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、起動時の駆動周波数を、定常動作時の一定の回
転数を与える一定の駆動周波数、即ち定常駆動周波数に
おける脱出トルクに相当する引き入れトルクを発生する
駆動周波数付近とし、これを徐々に定常駆動周波数へ引
き上げるようにしたことにより、起動時の引き入れトル
クを負荷トルクの最大値より大きくすることができ、こ
れによって、定常駆動周波数における引き入れトルクが
負荷トルクの最大値より小さいモータを用いて起動可能
となり、その結果、小形で消費電力も発熱量も少ないモ
ータの使用が可能となる。

【００４１】また、請求項２の発明によれば、起動時の
最初の励磁コイルに対する通電時間を十分長くしたこと
により、起動前のロータの位置が起動の最適位置から遠
く離れている場合であってもロータは理想位置に達する
ことが可能となり、常に回転を開始する、即ち起動する
ことが可能となり、その結果、負荷トルクと引き入れト
ルクとの間に余裕がないような場合でも常に確実に起動
が可能となる。

【００４２】また、請求項３の発明によれば、温度特性
がほぼ同一の素子によって回路を構成できるブリッジ及
び一対の検波回路を用いて、人体を通じて誘導される交
流信号を検出することにより、周囲温度が変化しても安
定して人体を検出することが可能となり、その結果、感
度を下げることなくモータとの一体化を図ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパチンコ機の打球発射用回転装置の一
実施例を示す電気回路図

【図２】ステッピングモータの出力特性の一例を示す図

【図３】従来のステッピングモータの起動時の励磁シー
ケンスとロータの回転角度との関係を示す図

【図４】本発明の一実施例における動作フローチャート

【図５】本発明の一実施例におけるスローアップモード
時の駆動周波数の変化を示す図

【図６】本発明の一実施例におけるステッピングモータ
の起動時の励磁シーケンスとロータの回転角度との関係
を示す図

【符号の説明】

１…ステッピングモータ、２…駆動回路、３…マイクロ
プロセッサ、４…電極、５…ブリッジ、６ａ，６ｂ…検
波回路、７…コンパレータ、８…電源回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定常動作時の一定の回転数を与える一定
   の駆動周波数における脱出トルクが負荷トルクの最大値
   より大きいステッピングモータを備えたパチンコ機の打
   球発射用回転装置において、 起動時のステッピングモータの駆動周波数を、一定の駆
   動周波数における脱出トルクに相当する引き入れトルク
   を発生する駆動周波数付近から徐々に該一定の駆動周波
   数へ引き上げる駆動制御手段を設けたことを特徴とする
   パチンコ機の打球発射用回転装置。
2. 【請求項２】 ステッピングモータを備えたパチンコ機
   の打球発射用回転装置において、 起動時の最初の励磁コイルに対する通電時間を定常動作
   時における一の励磁コイルに対する通電時間に比べて十
   分長くした駆動制御手段を設けたことを特徴とするパチ
   ンコ機の打球発射用回転装置。
3. 【請求項３】 操作ノブに取り付けられた電極に人体が
   接触している間のみモータを動作可能となしたパチンコ
   機の打球発射用回転装置において、 一端が電極に接続され、他端が接地されたコンデンサを
   含むブリッジと、該ブリッジの対向する一対の接続端子
   間に交流信号を供給する交流信号源と、前記ブリッジの
   対向する他の一対の接続端子に発生する信号をそれぞれ
   検波する一対の検波回路とを有し、各検波出力の変化か
   ら電極への人体の接触を検知するタッチセンサ回路を設
   けたことを特徴とするパチンコ機の打球発射用回転装
   置。