JP2007222235A - 近接物検出センサー及び金属球検出センサー - Google Patents

Abstract

【課題】パチンコ玉検出センサーの検出孔の周囲に接近してコイルを配置するスペースを設け、しかも、検出孔の外周にコイルを配置でき、さらに、使用する周波数帯域に対して浮遊容量の減少量に対応したコイルの分割数を設定する。
【解決手段】パチンコ玉検出センサー１は、近接物が中又は上面を通過する検出孔３と、近接物が検出孔３を通過したこと又は検出孔３の上面を通過したことを検出コイルで検出すると、検出コイルで生じる変化を検出回路で検出するものであって、検出コイルは、検出孔３の外周を覆うように配置され、検出孔３と同軸方向に複数分割して形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、コインが近接したこと、あるいはパチンコ玉等の金属球の通過したことを検出する近接物検出センサー及び金属球検出センサーに関する。

従来、コインやパチンコ球等の検出センサーにおいて、ボビンを介して巻線を行い、検出コイルとして用いられていた。しかしこのように防磁対策が行われていないセンサーにおいて、近くに配置された検出センサー同士が、互いに干渉し合うという問題が発生する。このため、シールド板が環状の基部と基部から延出されてコイルの巻方向に沿って配置される延出部とを有した検出センサーが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１に記載の検出センサーは、シールド板を配置させることによって、コイル外側周辺部での電磁界の発生を抑え、検出センサーを複数個用いたとしても、互いに干渉を防ぐようになっている。（特許文献１、図１参照）。
特開２００２−１２２６７７号公報

しかし、特許文献１に記載される検出センサーは、検出コイルが巻線をボビンに介して巻回しているため、ボビンの肉厚分だけ大型化してしまい、検出センサーの小型化を図ることができない。また、巻線のインダクタンス分と巻線間の浮遊容量によって、自己共振周波数が決るが、発振周波数に対して、自己共振周波数が十分に高くなる設計でないと、製品のばらつきが大きくなり、不具合が生じる。

また、通常は、発振回路の発振周波数で検出コイルのインダクタンス値が決まる。このため、インダクタンス値が発振周波数に合っていない場合には、発振が不安定になったり、発振レベルが低くなり、最悪の場合には発振が止ったりする不具合が生じる。

さらに、特許文献１に記載される検出センサーは、通常ｋＨｚ帯域で用いられるが、発振周波数に対して、自己共振周波数を高くしたい場合、インダクタンスもしくは浮遊容量を小さくしなければならないが、浮遊容量は、巻線の持つ容量のため、巻線の仕方によって大きく変化し、また、インダクタンス値を低くした場合には、発振周波数を高くしないと発振が不安定になるため、発振周波数を上げざるを得なくなり、自己共振周波数に近づいてしまう。

図８の点線で示す特性１７２は、非分割空芯コイルの自己共振周波数ｆを示す図である。例えば、図８に示す特性１７２のうち、パチンコ玉検出センサーの場合には、使用帯域はｋＨｚ帯である。

そこで、本発明は、パチンコ玉検出センサーの検出孔の周囲に接近してコイルを配置するためのスペースを設けることが可能であり、しかも、パチンコ玉検出センサーの検出孔の外周にコイルを配置することができ、さらに、使用する周波数帯域に対して自己共振周波数を上げるべく、浮遊容量の減少量に対応したコイルの分割数を設定することができる近接物検出センサー及び金属球検出センサーを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の近接物検出センサーは、近接物が近接したことを検出する検出コイルと、この検出コイルで生じる変化を検出する検出回路と、を備え、この検出コイルは、複数分割して形成されることを特徴としている。
また、本発明の好ましい形態としては、検出コイルは空芯コイルで形成され、外周方向に多層で形成されることを特徴としている。

また、本発明の金属球検出センサーは、ケース内に設けられ、このケース内において金属球が通過する貫通孔を有するベース部材と、貫通孔の周りを囲むように配置され、金属球が貫通孔を通過したこと又は貫通孔の上面を通過したことを検出する検出コイルと、この検出コイルで生じる変化を検出する検出回路と、この検出回路と検出コイルが配設される基板と、を備え、この基板はベース部材上に配置されるとともに、検出コイルは、貫通孔の軸方向に複数分割されて、貫通孔の外周を覆うように配置されることを特徴としている。

本発明の近接物検出センサーによれば、検出コイルは、貫通孔の外周を覆うように配置され、貫通孔と同軸方向に複数分割して形成されるので、近接物検出センサーの検出孔の周囲に接近して配置するためのスペースを設けることが可能であり、しかも、検出孔の外周に配置することができる。このため、省スペース化を図ることができると共に、検出の精度を向上させることができる。

さらに、本発明の金属球検出センサーによれば、金属球検出センサーの使用する周波数帯域に対して浮遊容量の減少量に対応した分割数を設定することができる。このため、使用する周波数帯域までコイルのインダクタンスを機能させることができる。

以下に、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明によるパチンコ玉検出センサーの構成を示す外観斜視図である。
図１において、パチンコ玉検出センサー１の本体２は、上面、底面及び側面を有する細長い薄板状で形成され、一方の端部に上面と底面とを貫通する貫通孔である検出孔３が設けられている。また、パチンコ玉検出センサー１の本体２は、他方の端部にパチンコ玉検出センサー１の本体２を図示しない遊戯台の電気回路の接続部に接続可能なコネクター５が設けられている。

さらに、パチンコ玉検出センサー１の本体２は、一方及び他方の端部の中央の対向する両側面にパチンコ玉検出センサー１の本体２を、図示しない遊戯台の固定位置にはめ込み可能な凹部４、４`が設けられている。ここで、パチンコ玉検出センサー１の本体２のカバー部材は透明又は半透明で構成されるため、内部の検出部が改造されていないか否かを容易に判別できるようになっている。

図２は、パチンコ玉検出センサーの分解斜視図であり、具体的には、図１に示した本体２の斜め上面から見た分解斜視図である。
図２において、本体２のカバー部材１１は、上面１２、長手方向の側面１３，１４及び短手方向の側面１５，１６を有し、上面１２の一方の端部には検出孔３となる孔１７が設けられている。また、カバー部材１１は、短手方向の中央の対向する両側面１５，１６に内側へ対称にへこむ一対の凹部４、４`が設けられている。

また、カバー部材１１には、短手方向の対向する両側面１５，１６の周囲に、カバー部材１１の位置決め用の孔１９、１９`、２０、２０`が複数設けられている。また、カバー部材１１の、他方の端部、すなわち、孔１７が設けられていない側の端部である長手方向の側面１４に、内部に設けられる検出部の基板と電気的に接続するためのコネクター５をはめ込むための開口部２１が設けられている。
また、カバー部材１１には、内部に設けられる検出部が収納可能な下方開口部１８が設けられている。

また、本体２のカバー部材１１で形成される上面１２に対して、本体２の底面にはベース部材５１が設けられる。ベース部材５１は、本体２の底面を構成すると共に上面に検出部の基板を配置可能な床部５２を有し、かつ金属球がその中あるいは上面を通過する貫通孔（検出孔３）となる孔５４が形成される筒部５３とを有している。ベース部材５１の床部５２には、カバー部材１１の凹部４、４`がはめ込まれるように対応する位置に凹部５６、５６`が設けられている。

また、ベース部材５１の床部５２には、カバー部材１１の位置決め用の孔１９、１９`、２０、２０`にはめ込まれるように対応する位置に凸部５５、５７が設けられている。また、ベース部材５１の床部５２には、コネクター５をはめ込むための凹部５８が設けられている。

また、ベース部材５１の筒部５３には、カバー部材１１の孔１７に対応する位置に、床部５２の底面からカバー部材１１の上面１２までの貫通長を有する孔５４が設けられている。このベース部材５１の筒部５３は、他の部材をはめ込むための位置決めの機能を果たすものである。

また、検出部の基板４１は、一方の端部であってベース部材５１の筒部５３にはめ込まれるように対応する位置に孔４２が設けられている。また、検出部の基板４１の実装面側には、他方の端部であってベース部材５１の床部５２に対応する位置に、検出回路を構成する電子部品及び検出回路の回路パターン４４が設けられている。

検出回路の回路パターン４４は、後述する分割空芯コイル３１と電気的に接続されるようになっていて、分割空芯コイル３１で金属球が貫通孔を通過したこと又は貫通孔の上面を通過したことを検出したとき、後述する分割空芯コイル３１で生じる変化を検出する機能を有している。
また、基板４１は、他方の端部であってベース部材５１の床部５２の凹部５８に対応する位置にコネクター５をピン４９を介してはめ込むための切り欠き部４３が設けられている。

また、基板４１は、後述する分割空芯コイル３１の端子３６，３８を回路パターン４４の検出回路に接続するための接続部４６，４７が設けられている。また、基板４１は、後述するシールド部材２１の接続部２７を回路パターン４４のグランドパターンに接続するための接続部４５が設けられている。
また、基板４１は、ベース部材５１の床部５２の凹部５６、５６`と共に、カバー部材１１の凹部４、４`がはめ込まれるように対応する位置に凹部４８、４８`が設けられている。

また、分割空芯コイル３１は、巻き始めの端子３６を有する第１のコイル３２と、巻き終わりの端子３８を有する第２のコイル３３と、第１のコイル３２の巻き終わり及び第２のコイル３３の巻き始めを結合する結合部３７が設けられている。分割空芯コイル３１の第１のコイル３２及び第２のコイル３３は、基板４１がはめ込まれた上からベース部材５１の筒部５３にはめ込まれるように対応する位置に孔３４、３５が設けられている。

分割空芯コイル３１の第１のコイル３２及び第２のコイル３３は、ベース部材５１の筒部５３で形成される貫通孔（検出孔３）となる孔５４の軸方向に添って、ベース部材５１の筒部５３で形成される貫通孔（検出孔３）となる孔５４を覆うように形成される。

また、シールド部材２１は、上面の端部にベース部材５１の筒部５３にはめ込まれるように対応する位置に孔２７が設けられている。また、シールド部材２１は、分割空芯コイル３１の端部及び側部を覆うように対応する位置に側面２３，２４，２５，２６，２６`が設けられている。また、シールド部材２１の上面の他方の端部は、基板４１の回路パターン４４を覆うように対応する位置まで延出されている。

この基板４１の実装面側には、検出回路を構成する電子部品及び回路パターン４４が配置され、非実装面側には絶縁層又は電子部品を除くグランドパターンが形成されている。
この基板４１に実装される分割空芯コイル３１と検出回路の回路パターン４４は、近接センサーを構成しており、この分割空芯コイル３１を含む発振回路が形成されて、分割空芯コイル３１の周囲に高周波電磁界が形成されるようになっている。

そして、パチンコ玉が高周波電磁界を通過すると、パチンコ玉に渦電流が流れてエネルギーが消費され、分割空芯コイル３１のＱが減少するため、発振回路の発振条件が変化して振幅が低下する。この発振条件の変化によりパチンコ玉の通過検出が行われる。なお、この分割空芯コイル３１としては、通常、ボビンを使用した分割コイルが用いられるが、ここでは、ボビンを使用しない分割コイルについて説明する。

図３は、分割空芯コイルの分割の態様を示す図であり、図３Ａは分割空芯コイルの断面図、図３Ｂは連続した領域による分割状態、図３Ｃは結合による分割状態である。
図３Ａに示すように、分割空芯コイル３１は、巻き始めの端子３６を有する第１のコイル３２と、巻き終わりの端子３８を有する第２のコイル３３と、第１のコイル３２の巻き終わり及び第２のコイル３３の巻き始めを結合する図２に示した結合部３７が設けられている。
ここで、分割空芯コイル３１は、分割の態様として、図３Ｂに示す連続した領域による分割状態と、図３Ｃに示す結合による分割状態との２つの態様を有している。

図３Ｂに示す連続した領域による分割状態では、分割空芯コイル３１は、巻き始めの端子３６を有する第１の領域６１と、巻き終わりの端子３８を有する第２の領域６２と、第１の領域６１の巻き終わり及び第２の領域６２の巻き始めに連続する連続部６３が設けられている。つまり、第１の領域６１と、連続部６３と、第２の領域６２とは連続した１つのコイルで形成される。

また、図３Ｃに示す結合による分割状態では、分割空芯コイル３１は、巻き始めの端子３６を有する第１のコイル６４と、巻き終わりの端子３８を有する第２のコイル６５と、第１のコイル６４の巻き終わり及び第２のコイル６５の巻き始めとをより線とすると共にハンダ結合するより線及びハンダ結合部６６が設けられている。つまり、第１のコイル６４と、第２のコイル６５とは別個の２つのコイルで形成され、第１のコイル６４及び第２のコイル６５はより線及びハンダ結合部６６で結合される。

以下に示す具体的な分割空芯コイルの巻回手順の例では、図３Ｂに示す連続した領域による分割状態を示すが、これに限らず、図３Ｃに示す結合による分割状態にも適用することができる。
図４は、分割空芯コイルの巻回手順を示す図である。図４は、分割空芯コイル３１及び治具９１の中心断面を示すものである。なお、治具９１は、例えば、平面状の端部９２と円筒状の軸部９３とを有している。

図４において、この例の分割空芯コイル３１では、第１の領域６１において、治具９１の端部９２に接する巻き始めのコイル位置７１から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７２まで順次巻回して第１層を形成する。次に、第１層の巻き終わりのコイル位置７２に接する位置で外周方向に第２層の巻き始めのコイル位置７３を形成し、第２層の巻き始めのコイル位置７３から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７４まで順次巻回して第２層を形成する。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置７４に接する位置で外周方向に第３層の巻き始めのコイル位置７５を形成し、第３層の巻き始めのコイル位置７５から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７６まで順次巻回して第３層を形成する。次に、第３層の巻き終わりのコイル位置７６に接する位置で外周方向に第４層の巻き始めのコイル位置７７を形成し、第４層の巻き始めのコイル位置７７から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７８まで順次巻回して第４層を形成する。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置７８に接する位置で外周方向に第５層の巻き始めのコイル位置７９を形成し、第５層の巻き始めのコイル位置７９から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８０まで順次巻回して第５層を形成する。このようにして、第１の領域６１が形成される。

そして、分割空芯コイル３１では、第２の領域６２において、第１の領域６１の第５層の巻き終わりのコイル位置８０から連続部６３を介して内周方向に戻って治具９１の軸部９３に接する巻き始めのコイル位置８１から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８２まで順次巻回して第１層を形成する。次に、第１層の巻き終わりのコイル位置８２に接する位置で外周方向に第２層の巻き始めのコイル位置８３を形成し、第２層の巻き始めのコイル位置８３から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８４まで順次巻回して第２層を形成する。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置８４に接する位置で外周方向に第３層の巻き始めのコイル位置８５を形成し、第３層の巻き始めのコイル位置８５から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８６まで順次巻回して第３層を形成する。次に、第３層の巻き終わりのコイル位置８６に接する位置で外周方向に第４層の巻き始めのコイル位置８７を形成し、第４層の巻き始めのコイル位置８７から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８８まで順次巻回して第４層を形成する。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置８８に接する位置で外周方向に第５層の巻き始めのコイル位置８９を形成し、第５層の巻き始めのコイル位置８９から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置９０まで順次巻回して第５層を形成する。このようにして、第２の領域６２が形成される。

分割空芯コイル３１は、上述した巻回手順において加熱による溶融状態で円筒状に密着して形成されるため、除熱後に治具９１を取り外すことにより、分割状態で空芯のコイルが形成される。

図４は、各積層したコイルの中心部が外周方向に一直線上に揃うように巻回するソレノイド巻きの手順を示したが、これに限らず、以下に示すように、各積層したコイルの中心部が外周方向に一直線上に揃わないように巻回するようにしてもよい。

図５は、分割空芯コイルの変形した巻回手順を示す図である。
図５において、この変形した例の分割空芯コイル３１では、第１の領域６１において、治具９１の端部９２に接する巻き始めのコイル位置７１から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７２まで順次巻回して第１層を形成する。

次に、第１層の巻き終わりのコイル位置７２に接する位置で外周方向に第２層の巻き始めのコイル位置７３を形成し、第２層の巻き始めのコイル位置７３から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７４まで点線１０１で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第２層を形成する。これにより、第１層の各コイル位置間にできる空間に第２層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置７４に接する位置で外周方向に第３層の巻き始めのコイル位置７５を形成し、第３層の巻き始めのコイル位置７５から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７６まで点線１０２で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第３層を形成する。これにより、第１層と第２層の各コイル位置間にできる空間に第３層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第３層の巻き終わりのコイル位置７６に接する位置で外周方向に第４層の巻き始めのコイル位置７７を形成し、第４層の巻き始めのコイル位置７７から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置７８まで点線１０３で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第４層を形成する。これにより、第２層と第３層の各コイル位置間にできる空間に第４層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置７８に接する位置で外周方向に第５層の巻き始めのコイル位置７９を形成し、第５層の巻き始めのコイル位置７９から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８０まで点線１０４で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第５層を形成する。これにより、第３層と第４層の各コイル位置間にできる空間に第５層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。このようにして、第１の領域６１が形成される。

そして、分割空芯コイル３１では、第２の領域６２において、第１の領域６１の第５層の巻き終わりのコイル位置８０から連続部６３を介して内周方向に戻って治具９１の軸部９３に接する巻き始めのコイル位置８１から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８２まで順次巻回して第１層を形成する。

次に、第１層の巻き終わりのコイル位置８２に接する位置で外周方向に第２層の巻き始めのコイル位置８３を形成し、第２層の巻き始めのコイル位置８３から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８４まで点線１０５で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第２層を形成する。これにより、第１層の各コイル位置間にできる空間に第２層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置８４に接する位置で外周方向に第３層の巻き始めのコイル位置８５を形成し、第３層の巻き始めのコイル位置８５から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８６まで点線１０６で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第３層を形成する。これにより、第１層と第２層の各コイル位置間にできる空間に第３層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第３層の巻き終わりのコイル位置８６に接する位置で外周方向に第４層の巻き始めのコイル位置８７を形成し、第４層の巻き始めのコイル位置８７から治具９１の軸部９３の他方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置８８まで点線１０７で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第４層を形成する。これにより、第２層と第３層の各コイル位置間にできる空間に第４層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置８８に接する位置で外周方向に第５層の巻き始めのコイル位置８９を形成し、第５層の巻き始めのコイル位置８９から治具９１の軸部９３の一方の同軸方向の巻き終わりのコイル位置９０まで点線１０８で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第５層を形成する。これにより、第３層と第４層の各コイル位置間にできる空間に第５層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。このようにして、第２の領域６２が形成される。

図６は、他の分割空芯コイルの巻回手順を示す図である。図６は、他の分割空芯コイル３１及び治具１３１の中心断面を示すものである。なお、治具１３１は、例えば、平面状の端部１３２と円筒状の軸部１３３とを有している。

図６において、この例の他の分割空芯コイル３１では、第１の領域６１において、治具１３１の端部１３２に接する巻き始めのコイル位置１１１に接する位置で第１層の巻き始めのコイル位置１１２から治具１３１の軸部１３３の他の方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１３まで順次巻回して第１層を形成する。次に、第１層の巻き終わりのコイル位置１１３を第２層の巻き始めのコイル位置１１３とし、第２層の巻き始めのコイル位置１１３から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１１４まで順次巻回して第２層を形成する。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置１１４を第３層の巻き始めのコイル位置１１４とし、第３層の巻き始めのコイル位置１１４から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１５まで順次巻回して第３層を形成する。次に、第３層の巻き終わりのコイル位置１１５を第４層の巻き始めのコイル位置１１５とし、第４層の巻き始めのコイル位置１１５から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１１６まで順次巻回して第４層を形成する。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置１１６を第５層の巻き始めのコイル位置１１６とし、第５層の巻き始めのコイル位置１１６から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１７まで順次巻回して第５層を形成する。次に、第５層の巻き終わりのコイル位置１１７を第６層の巻き始めのコイル位置１１７とし、第６層の巻き始めのコイル位置１１７から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１１８まで順次巻回して第６層を形成する。

次に、第６層の巻き終わりのコイル位置１１８を第７層の巻き始めのコイル位置１１８とし、第７層の巻き始めのコイル位置１１８から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１９まで順次巻回して第７層を形成する。次に、第７層の巻き終わりのコイル位置１１９を第８層の巻き始めのコイル位置１１９とし、第８層の巻き始めのコイル位置１１９から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１２０まで順次巻回して第８層を形成する。

次に、第８層の巻き終わりのコイル位置１２０を第９層の巻き始めのコイル位置１２０とし、第９層の巻き始めのコイル位置１２０から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２１まで順次巻回して第９層を形成する。第９層の巻き終わりのコイル位置１２１に接する位置で一方の同軸方向に第１の領域６１の巻き終わりのコイル位置１２２を形成する。このようにして、第１の領域６１が形成される。

そして、分割空芯コイル３１では、第２の領域６２において、第１の領域６１の巻き終わりのコイル位置１２２から連続部６３を介して内周方向に戻って治具１３１の軸部１３３に接する巻き始めのコイル位置１２３に接する位置で第１層の巻き始めのコイル位置１２４から治具１３１の軸部１３３の他の方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２５まで順次巻回して第１層を形成する。次に、第１層の巻き終わりのコイル位置１２５を第２層の巻き始めのコイル位置１２５とし、第２層の巻き始めのコイル位置１２５から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１２６まで順次巻回して第２層を形成する。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置１２６を第３層の巻き始めのコイル位置１２６とし、第３層の巻き始めのコイル位置１２６から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２７まで順次巻回して第３層を形成する。次に、第３層の巻き終わりのコイル位置１２７を第４層の巻き始めのコイル位置１２７とし、第４層の巻き始めのコイル位置１２７から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１２８まで順次巻回して第４層を形成する。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置１２８を第５層の巻き始めのコイル位置１２８とし、第５層の巻き始めのコイル位置１２８から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２９まで順次巻回して第５層を形成する。次に、第５層の巻き終わりのコイル位置１２９を第６層の巻き始めのコイル位置１２９とし、第６層の巻き始めのコイル位置１２９から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１３０まで順次巻回して第６層を形成する。

次に、第６層の巻き終わりのコイル位置１３０を第７層の巻き始めのコイル位置１３０とし、第７層の巻き始めのコイル位置１３０から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１３１まで順次巻回して第７層を形成する。次に、第７層の巻き終わりのコイル位置１３１を第８層の巻き始めのコイル位置１３１とし、第８層の巻き始めのコイル位置１３１から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１３２まで順次巻回して第８層を形成する。

次に、第８層の巻き終わりのコイル位置１３２を第９層の巻き始めのコイル位置１３２とし、第９層の巻き始めのコイル位置１３２から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１３３まで順次巻回して第９層を形成する。第９層の巻き終わりのコイル位置１３３に接する位置で一方の同軸方向に第２の領域６２の巻き終わりのコイル位置１３４を形成する。
このようにして、第２の領域６２が形成される。

他の分割空芯コイル３１は、上述した巻回手順において加熱による溶融状態で円筒状に密着して形成されるため、除熱後に治具１３１を取り外すことにより、分割状態で空芯のコイルが形成される。
図６は、各積層したコイルの中心部が治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向又は治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向に一直線上に揃うように巻回するバンク巻きの手順を示したが、これに限らず、以下に示すように、各積層したコイルの中心部が治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向又は治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向に一直線上に揃わないように巻回するようにしてもよい。

図７は、他の分割空芯コイルの変形した巻回手順を示す図である。
図７において、この変形した例の他の分割空芯コイル３１では、第１の領域６１において、治具１３１の端部１３２に接する巻き始めのコイル位置１１１に接する位置で第１層の巻き始めのコイル位置１１２から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１３まで順次巻回して第１層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第１層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１４１で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第１層を形成する。これにより、巻き始めのコイル位置１１１と第１層の各コイル位置間にできる空間に第１層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第１層の巻き終わりのコイル位置１１３を第２層の巻き始めのコイル位置１１３とし、第２層の巻き始めのコイル位置１１３から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１１４まで順次巻回して第２層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第２層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１４２で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第２層を形成する。これにより、巻き始めのコイル位置１１１と第１層の各コイル位置間にできる空間に第２層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置１１４を第３層の巻き始めのコイル位置１１４とし、第３層の巻き始めのコイル位置１１４から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１５まで順次巻回して第３層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第３層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１４３で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第３層を形成する。これにより、巻き始めのコイル位置１１１と第２層の各コイル位置間にできる空間に第３層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第３層の巻き終わりのコイル位置１１５を第４層の巻き始めのコイル位置１１５とし、第４層の巻き始めのコイル位置１１５から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１１６まで順次巻回して第４層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第４層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１４４で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第４層を形成する。これにより、第２層のコイル位置と第３層の各コイル位置間にできる空間に第４層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置１１６を第５層の巻き始めのコイル位置１１６とし、第５層の巻き始めのコイル位置１１６から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１７まで順次巻回して第５層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第５層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１４５で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第５層を形成する。これにより、第３層の各コイル位置と第４層の各コイル位置間にできる空間に第５層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第５層の巻き終わりのコイル位置１１７を第６層の巻き始めのコイル位置１１７とし、第６層の巻き始めのコイル位置１１７から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１１８まで順次巻回して第６層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第６層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１４６で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第６層を形成する。これにより、第４層のコイル位置と第５層の各コイル位置間にできる空間に第６層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第６層の巻き終わりのコイル位置１１８を第７層の巻き始めのコイル位置１１８とし、第７層の巻き始めのコイル位置１１８から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１１９まで順次巻回して第７層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第７層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１４７で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第７層を形成する。これにより、第５層の各コイル位置と第６層の各コイル位置間にできる空間に第７層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第７層の巻き終わりのコイル位置１１９を第８層の巻き始めのコイル位置１１９とし、第８層の巻き始めのコイル位置１１９から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１２０まで順次巻回して第８層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第４層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１４８で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第８層を形成する。これにより、第６層のコイル位置と第７層の各コイル位置間にできる空間に第８層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第８層の巻き終わりのコイル位置１２０を第９層の巻き始めのコイル位置１２０とし、第９層の巻き始めのコイル位置１２０から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２１まで順次巻回して第９層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第９層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１４９で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第９層を形成する。これにより、第７層の各コイル位置と第８層の各コイル位置間にできる空間に第９層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

第９層の巻き終わりのコイル位置１２１に接する位置で一方の同軸方向に第１の領域６１の巻き終わりのコイル位置１２２を形成する。このとき、第１の領域６１の巻き終わりのコイル位置１２２よりも、点線１５０で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第１の領域６１の巻き終わりのコイル位置１２２を形成する。これにより、第８層のコイル位置と第９層の各コイル位置間にできる空間に第１の領域６１の巻き終わりのコイル位置１２２を内周方向に落としこむ。
このようにして、第１の領域６１が形成される。

そして、変形した例の他の分割空芯コイル３１では、第２の領域６２において、第１の領域６１の巻き終わりのコイル位置１２２から連続部６３を介して内周方向に戻って治具１３１の軸部１３３に接する巻き始めのコイル位置１２３に接する位置で第１層の巻き始めのコイル位置１２４から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２５まで順次巻回して第１層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第１層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１５１で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第１層を形成する。これにより、巻き始めのコイル位置１２３と第１層の各コイル位置間にできる空間に第１層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第１層の巻き終わりのコイル位置１２５を第２層の巻き始めのコイル位置１２５とし、第２層の巻き始めのコイル位置１２５から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１２６まで順次巻回して第２層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第２層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１５２で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第２層を形成する。これにより、巻き始めのコイル位置１２３と第１層の各コイル位置間にできる空間に第２層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第２層の巻き終わりのコイル位置１２６を第３層の巻き始めのコイル位置１２６とし、第３層の巻き始めのコイル位置１２６から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２７まで順次巻回して第３層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第３層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１４３で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第３層を形成する。これにより、巻き始めのコイル位置１２３と第２層の各コイル位置間にできる空間に第３層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第３層の巻き終わりのコイル位置１２７を第４層の巻き始めのコイル位置１２７とし、第４層の巻き始めのコイル位置１２７から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１２８まで順次巻回して第４層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第４層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１５４で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第４層を形成する。これにより、第２層のコイル位置と第３層の各コイル位置間にできる空間に第４層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第４層の巻き終わりのコイル位置１２８を第５層の巻き始めのコイル位置１２８とし、第５層の巻き始めのコイル位置１２８から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１２９まで順次巻回して第５層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第５層である治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１５５で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第５層を形成する。これにより、第３層の各コイル位置と第４層の各コイル位置間にできる空間に第５層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第５層の巻き終わりのコイル位置１２９を第６層の巻き始めのコイル位置１２９とし、第６層の巻き始めのコイル位置１２９から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１３０まで順次巻回して第６層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第６層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１５６で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第６層を形成する。これにより、第４層のコイル位置と第５層の各コイル位置間にできる空間に第６層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第６層の巻き終わりのコイル位置１３０を第７層の巻き始めのコイル位置１３０とし、第７層の巻き始めのコイル位置１３０から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１３１まで順次巻回して第７層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第７層である治具１３１の軸部１３３の他の方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１５７で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第７層を形成する。これにより、第５層の各コイル位置と第６層の各コイル位置間にできる空間に第７層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第７層の巻き終わりのコイル位置１３１を第８層の巻き始めのコイル位置１３１とし、第８層の巻き始めのコイル位置１３１から治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向の巻き終わりのコイル位置１３２まで順次巻回して第８層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第４層である治具１３１の軸部１３３の一方の同軸方向の斜め内周方向よりも、点線１５８で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第８層を形成する。これにより、第６層のコイル位置と第７層の各コイル位置間にできる空間に第８層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

次に、第８層の巻き終わりのコイル位置１３２を第９層の巻き始めのコイル位置１３２とし、第９層の巻き始めのコイル位置１３２から治具１３１の軸部１３３の他方の同軸方向の斜め外周方向の巻き終わりのコイル位置１３３まで順次巻回して第９層を形成する。

このとき、一直線上に形成される第９層である治具１３１の軸部１３３の他の方の同軸方向の斜め外周方向よりも、点線１５９で示すように他方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第９層を形成する。これにより、第７層の各コイル位置と第８層の各コイル位置間にできる空間に第９層の各コイル位置を内周方向に落としこむ。

第９層の巻き終わりのコイル位置１３３に接する位置で一方の同軸方向に第２の領域６２の巻き終わりのコイル位置１３４を形成する。このとき、第２の領域６２の巻き終わりのコイル位置１３４よりも、点線１６０で示すように一方の同軸方向の斜め内周方向にずらしながら順次巻回して第２の領域６２の巻き終わりのコイル位置１３４を形成する。これにより、第８層のコイル位置と第９層の各コイル位置間にできる空間に第２の領域６２の巻き終わりのコイル位置１３４を内周方向に落としこむ。
このようにして、第２の領域６２が形成される。

変形した例の他の分割空芯コイル３１は、上述した巻回手順において加熱による溶融状態で円筒状に密着して形成されるため、除熱後に治具１３１を取り外すことにより、分割状態で空芯のコイルが形成される。

図８の実線で示す特性１７１は、分割空芯コイルの自己共振周波数ｆを示す図である。また、自己共振周波数ｆ２は、分割していない点線１７２の自己共振周波数ｆ１に比べて、高周波側に伸びており、それによって、回路の発振周波数で駆動する際、余裕が出て、良好な駆動が可能となる。

この例では、コイルの総巻回数に対して２分割の分割空芯コイルの浮遊容量は、非分割分割空芯コイルによる浮遊容量の４分の１に低下させることができた。これにより、自己共振周波数を高周波に伸すことができるようになった。

出願人の実験により、分割空芯コイルの分割数が２分の１のとき浮遊容量が４分の１となり、分割空芯コイルの分割数が３分の１のとき浮遊容量が９分の１となり、分割空芯コイルの分割数が４分の１のとき浮遊容量が１６分の１となることが分かった。これにより、分割空芯コイルの分割数ｎに対して浮遊容量がｎの２乗分の１となることが分かった。

次に、分割空芯コイルの各種条件の設定や作用を説明する。
図９は、分割空芯コイルの条件設定及び作用を示すフローチャートである。
図９において、まず、分割空芯コイルの総巻回数を設定する（ステップＳ１）。具体的には、必要なインダクタンスを得ることができるように総巻回数を設定する。ここでは、インダクタンスを下げると自己共振周波数が、発振周波数に近づくため、動作が不安定になる。よって、発振周波数に見合ったインダクタンス値がおのずと決ってくるため、総巻回数を予め設定する。

次に、分割空芯コイルによる自己共振周波数ｆを発振周波数に対してどのくらいにするのか設定する（ステップＳ２）。具体的には、発振が安定できるように、発振周波数に対して十分に高い自己共振周波数となるように、分割空芯コイルによる自己共振周波数ｆを発振周波数よりも高い周波数領域に設定する。

ステップ２で決めた自己共振周波数に近づけるように、分割コイルの分割数を決める。（ステップＳ３）。具体的には、分割空芯コイルの分割数ｎに対して浮遊容量がｎの２乗分の１となることが分かっているので、許容される浮遊容量に収まるように、浮遊容量の低下分を見込んでおく。

従って、これにより、分割空芯コイルによる自己共振周波数ｆが高くなる。（ステップＳ４）。具体的には、総巻回数に応じた一定のインダクタンスで、分割空芯コイルによる浮遊容量が低下すれば、分割空芯コイルによる自己共振周波数ｆは上昇する。

なお、本発明は、上述した本発明の実施の形態に限るものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、その構成を変更しうることができることはいうもでもない。

本発明によるパチンコ玉検出センサーの構成を示す外観斜視図である。 パチンコ玉検出センサーの分解斜視図である。 分割空芯コイルの分割の態様を示す図であり、図３Ａは分割空芯コイルの断面図、図３Ｂは連続した領域による分割状態、図３Ｃは結合による分割状態である。 分割空芯コイルの巻回手順を示す図である。 分割空芯コイルの変形した巻回手順を示す図である。 他の分割空芯コイルの巻回手順を示す図である。 他の分割空芯コイルの変形した巻回手順を示す図である。 非分割空芯コイル、分割空芯の自己共振周波数ｆを示す図である。 分割空芯コイルの条件設定及び作用を示すフローチャートである。

符号の説明

１…パチンコ玉検出センサー、２…本体、３…検出孔、４、４`…凹部、５…コネクター、１１…カバー部材、２１…シールド部材、３１…分割空芯コイル、４１…基板、５１…ベース部材、６１…第１領域、６２…第２領域、６３…連続部、６４…第１コイル、６５…第２コイル、６６…より線及びハンダ結合、１７１…分割巻き（特性）、１７２…非分割巻き（特性）

Claims (3)

1. 近接物が近接したことを検出する検出コイルと、
   該検出コイルで生じる変化を検出する検出回路と、を備え、
   前記検出コイルは、複数分割して形成されることを特徴とする近接物検出センサー。
2. 前記検出コイルは、空芯コイルで形成され、外周方向に多層で形成されることを特徴とする請求項１に記載の近接物検出センサー。
3. ケース内に設けられ、該ケース内において金属球が通過する貫通孔を有するベース部材と、
   前記貫通孔の周りを囲むように配置され、前記金属球が前記貫通孔を通過したこと又は前記貫通孔の上面を通過したことを検出する検出コイルと、
   該検出コイルで生じる変化を検出する検出回路と、
   該検出回路と前記検出コイルが配設される基板と、を備え、
   該基板は前記ベース部材上に配置されるとともに、前記検出コイルは、前記貫通孔の軸方向に複数分割されて、前記貫通孔の外周を覆うように配置されることを特徴とする金属球検出センサー。

Images