JP2008073419A - 遊技機用の過電圧入力保護回路 - Google Patents

Abstract

【課題】規定の使用電圧よりも異常に高い過電圧が入力された時、遊技機本体とその電源ユニットを故障や破損などの事故から守る。
【解決手段】変圧器やインバータなどの電圧変換器（１０）により生成した交流電圧を、整流回路（１１）と平滑回路（１２）（１３）により直流電圧に変換すると共に、その直流電圧を遊技機への必要な低電圧として分配供給するように定めた電源回路において、上記整流回路（１１）と平滑回路（１３）との間に介在するスイッチングトランジスタ（１７）と、同じく整流回路（１１）とスイッチングトランジスタ（１７）との間に介在する入力電圧検知回路（１９）と、その入力電圧検知回路（１９）が規定の使用電圧よりも異常に高い過電圧を検知した出力に基いて、上記スイッチングトランジスタ（１７）をオフ動作させるスイッチング制御回路（２４）とを具備して成る。
【選択図】 図２

Description

本発明はパチンコ店に設置されているスロットマシンやパチンコ機を初め、ゲームセンタに設置されているゲーム機などの各種遊技機用過電圧入力保護回路に係り、規定の使用電圧よりも異常に高い過電圧が入力された時、遊技機本体とその電源ユニットを故障や破損から守るために工夫されたものである。

この種遊技機の電源電圧としては、一般に商用電源ＡＣ１００Ｖと、変圧器やインバータなどの電圧変換器により生成されたＡＣ２４Ｖとの２種が主流をなすが、その２種の電源に接続される差込みプラグの形状は互いに同一として、電線メーカの汎用差込みプラグ付き電源コードが使われている。

そのため識別できず、万一誤まってＡＣ２４Ｖの遊技機をＡＣ１００Ｖの電源に接続使用した場合、遊技機本体とその電源ユニットが瞬時に故障・破損する致命的な事故を起すばかりでなく、火災に発展する危険もある。その予防対策として、電源コードの差込みプラグにはＡＣ２４Ｖ専用のラベルが取り付けられているが、一旦設置された遊技機の使用管理人についてはまだしも、その遊技機を設置する当初の工事業者に至るまでも、上記接続使用上の注意や指導を徹底的に行なうことは困難な現実である。

尚、逆にＡＣ２４Ｖの電源へ誤まってＡＣ１００Ｖの遊技機を接続使用した場合、その遊技機が動作しないことは言うまでもない。

上記遊技機本体とその電源ユニットを故障や破損などの事故から守る予防対策としては、ヒューズを溶断する方法が考えられるが、これはあくまでも過電流を検知対象とし、しかも開閉機能を有さないため、動作（溶断）後に新品と交換する必要があり、その作業上甚だ煩らわしい。

それにもまして、ヒューズの動作（溶断）速度は遅いため、電源回路を瞬時に切断することができず、動作（溶断）し終るまでの間にも異常に高い入力電圧が加わるため、遊技機本体とその電源ユニットの故障・破損してしまう可能性が高い。

本発明はこのような課題の改良を目的としており、その目的を達成するために、請求項１では変圧器やインバータなどの電圧変換器により生成した交流電圧を、整流回路と平滑回路により直流電圧に変換すると共に、その直流電圧を遊技機への必要な低電圧として分配供給するように定めた電源回路において、

上記整流回路と平滑回路との間に介在するスイッチングトランジスタと、同じく整流回路とスイッチングトランジスタとの間に介在する入力電圧検知回路と、その入力電圧検知回路が規定の使用電圧よりも異常に高い過電圧を検知した出力に基いて、上記スイッチングトランジスタをオフ動作させるスイッチング制御回路とを具備したことを特徴とする。

又、請求項１に従属する請求項２では入力電圧検知回路が定電圧ダイオードと、その一定電圧を分圧する抵抗との直列回路から成り、

スイッチング制御回路が上記定電圧ダイオードの一定電圧保持中に、スイッチングトランジスタをオン動作させる一方、同じく定電圧ダイオードにより一定電圧以上の高い入力過電圧を検知した時には、上記スイッチングトランジスタをオフ動作させるｎｐｎ型の制御トランジスタと、

その制御トランジスタをこれに加わる絶対最大入力電圧から保護し、且つスイッチングトランジスタのオン動作時に加わる電圧を一定に保持する定電圧ダイオードと、

上記制御トランジスタと直列に接続されて、その制御トランジスタの過電流と上記スイッチングトランジスタの制御電流を制限する抵抗とから成ることを特徴とする。

請求項１の上記構成によれば、冒頭に述べた識別不能な汎用差込みプラグ付き電源コードの使用に起因して、遊技機の設置当初から万一規定電圧（ＡＣ２４Ｖ）以上の高い過電圧が入力されたとしても、その過電圧が遊技機本体へ加わる前に、入力電圧検知回路により検知し、その電圧検知出力を受けたスイッチング制御回路のスイッチングトランジスタが、電源の直流回路を瞬時での高速に切断するようになっているため、遊技機本体とその電源ユニットを故障や破損などの致命的な事故から確実に予防できる効果がある。

又、上記構成の過電圧入力保護回路を電源ユニットの一部として、その遊技機本体と別個な外付け式の電源基板へ内蔵設置しておくことにより、遊技機の電源電圧として商用電源ＡＣ１００Ｖと、変圧器やインバータなどの電圧変換器により生成されたＡＣ２４Ｖとの２種が混在する同一店舗内においても、汎用差込みプラグ付き電源コードへ従来と同様なＡＣ２４Ｖ専用のラベルを取り付けておくこと以外に、特別の注意や指導を行なう必要がなく、遊技機の設置工事業者や使用管理人にとって、常時安全に差し込み使用できるのである。

更に、スイッチング制御回路の高速に動作するスイッチングトランジスタが、電源の直流回路を瞬時に切断して、高い過電圧が入力された時にも、電源ユニットとしての機能を発揮することになるため、その電源ユニットの交換を行なう必要がないことは勿論、冒頭に述べたヒューズの交換やリセットするための操作なども一切不要であり、規定の使用電圧に復帰した場合、電源ユニットも自動復帰する。

特に、請求項２の構成を採用するならば、スイッチング制御回路のスイッチングトランジスタとその制御トランジスタを、定電圧ダイオードと電流制限用抵抗によって、その過電圧や過電流から安全に保護することができ、本発明に係る過電圧入力保護回路としての信頼性と耐久性がますます向上する。

しかも、その過電圧入力保護回路の必要構成として、最少の部品点数で足り、その部品定数を豊富な種類の中から最適に選択使用することができ、組立の簡素化や保守点検の容易化にも役立ち、実益大である。

以下、図面に基いて本発明の構成を説明すると、図１は遊技機における就中スロットマシンの電源ユニットを例示したブロック図であるが、その電源ユニットは遊技機本体の主制御基板などと別個な電源基板に組み込まれており、その主制御基板などへ着脱自在のコネクタを介して接続される。

そして、電源ユニットは商用電源に接続使用され、その電源電圧ＡＣ１００ＶからＡＣ２４Ｖに生成する変圧器やインバータなどの電圧変換器（１０）と、そのＡＣ２４Ｖから約ＤＣ３４Ｖに変換する整流回路（１１）並びに平滑回路（１２）（１３）と、更にその約ＤＣ３４Ｖから遊技機本体に必要なＤＣ２４ＶやＤＣ１２Ｖ、ＤＣ５Ｖなどの低電圧に電力変換するＤＣ−ＤＣコンバータ（１４）（１５）（１６）を備えており、その並列する複数のＤＣ−ＤＣコンバータ（１４）（１５）（１６）から、例えばＤＣ２４Ｖが遊技機本体のランプによる演出系やドラム（回胴）の回転信号系、ＤＣ１２Ｖが制御系や液晶表示の電源系、ＤＣ５ＶがデジタルＩＣの動作系などへ分配供給されるようになっている。

本発明の過電圧入力保護回路（Ｅ）は上記整流回路（１１）とＤＣ−ＤＣコンバータ（１４）（１５）（１６）との間に組み込み設置されており、その詳細を図２に示す如く、整流回路（１１）のプラス極から入力側平滑コンデンサ（１２）並びに出力側平滑コンデンサ（１３）、これらの平滑回路（１２）（１３）と並列に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ（１４）（１５）（１６）、スイッチングトランジスタ（１７）のドレイン端子、同じくスイッチングトランジスタ（１７）のソース端子、整流回路（１１）のマイナス極に至る一連の直流回路（１８）を形作っている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ（１４）（１５）（１６）の絶対最大定格の最大電源入力電圧は約ＤＣ４０Ｖであり、これよりも異常に高い過電圧が入力されると、発熱や断線、破損、爆発などを起し、電源ユニットとしての機能を消失する。

又、電源電圧ＡＣ１００Ｖから整流回路（１１）により整流された直流電圧は約１４０Ｖであり、入力側平滑コンデンサ（１２）のほか、その後段部に接続された入力電圧検知回路（１９）にも流れる。

茲に、入力電圧検知回路（１９）は定電圧ダイオード（ツエナーダイオード）（２０）と、その一定電圧（約ＤＣ４０Ｖ）と、残りの電圧を分圧する一対の抵抗（２１）（２２）との直列回路から成り、その定電圧ダイオード（２０）が一定電圧になるまでの間通過電流を阻止し、これよりも高い過電圧になると電流を通過させ、その電流値が増加しても、アノード端子とカソード端子との相互間における電圧を一定に保つ。

そして、入力電圧検知回路（１９）をなす定電圧ダイオード（２０）の通過電流値と、上記抵抗（２２）における抵抗値との積が、過電圧入力時の検知電圧となり、そのまま制御トランジスタ（２３）のベース端子へ入力されるようになっている。

（２４）はそのｎｐｎ型の制御トランジスタ（２３）と、そのコレクタ端子に接続された電流制限用の抵抗（２５）並びに定電圧ダイオード（ツエナーダイオード）（２６）とから成るスイッチング制御回路であり、その制御トランジスタ（２３）のベース端子から上記入力電圧検知回路（１９）をなす定電圧ダイオード（２０）のアノード端子と抵抗（２２）との相互間に接続されている。

又、上記制御トランジスタ（２３）のコレクタ端子とスイッチングトランジスタ（１７）のゲート端子を接続する途中から、スイッチング制御回路（２４）を形作る上記定電圧ダイオード（２６）のカソード端子が分岐配線されている。

つまり、定電圧ダイオード（２６）は制御トランジスタ（２３）のコレクタ端子とエミッタ端子との相互間に加わる最大定格電圧によって、制御トランジスタ（２３）が破壊されることを防止し、しかもスイッチングトランジスタ（１７）のオン動作時に、そのゲート端子の一定電圧を保持するようになっている。制御トランジスタ（２３）との直列回路をなす上記電流制限用抵抗（２５）は、その制御トランジスタ（２３）の過電流とスイッチングトランジスタ（１７）の制御電流を制限するためのものである。

本発明の過電圧入力保護回路（Ｅ）は上記した構成を備えており、その作用を説明すると、次のとおりである。

即ち、規定の使用電圧が正常に入力されている時、整流回路（１１）により整流された直流電圧（Ｖ１）は約３４Ｖになって、平滑回路（１２）（１３）と入力電圧検知回路（１９）に加わるが、その入力電圧検知回路（１９）における定電圧ダイオード（２０）の動作電圧（Ｖ２）は、上記直流電圧（Ｖ１）よりも大きく、通過電流を阻止するため、その電流が抵抗（２１）（２２）に流れない。

更に言えば、スイッチング制御回路（２４）を形作っている制御トランジスタ（２３）のベース端子電圧は、上記抵抗（２２）における両端の直流電圧（Ｖ３）であり、制御トランジスタ（２３）の動作電圧（約０．６Ｖ）に達しないオフ状態にあるため、その制御トランジスタ（２３）のコレクタ端子とスイッチングトランジスタ（１７）のゲート端子並びに定電圧ダイオード（２６）のカソード端子に加わる直流電圧（Ｖ４）は高く、スイッチングトランジスタ（１７）が電源の直流回路（１８）と接続されたままのオン動作を保ち、規定の正常な使用電圧を遊技機本体へ供給し、電源ユニットとしての機能を発揮し得る。

そして、ＡＣ２４Ｖの電源に対するＡＣ１００Ｖの誤まった接続使用により、万一異常に高い過電圧が入力されると、その高い直流電圧（Ｖ５）はやはり平滑回路（１２）と入力電圧検知回路（１９）に加わり、その入力電圧検知回路（１９）の定電圧ダイオード（２０）が電流を通過させ、抵抗（２１）（２２）にも流れる。その定電圧ダイオード（２０）の通過電流値と、分圧された抵抗（２２）の抵抗値との積である検知電圧は、スイッチング制御回路（２４）における制御トランジスタ（２３）の動作電圧（Ｖ３）以上となり、その高い検知電圧が制御トランジスタ（２３）のベース端子に入力される。

そうすると、その制御トランジスタ（２３）がオン動作して、スイッチングトランジスタ（１７）のゲート端子電圧（Ｖ４）は整流回路（１１）のマイナス側の電圧（零ボルト）に近づき、そのスイッチングトランジスタ（１７）のオフ動作により、電源の直流回路（１８）を瞬時に切断する。

その結果、直流回路（１８）を形作っているＤＣ−ＤＣコンバータ（１４）（１５）（１６）や出力側平滑コンデンサ（１３）に過電圧が入力せず、これらの回路素子は勿論のこと、遊技機本体とその電源ユニットも過電圧による発熱や断線、破損などから確実に保護することができる。

その場合、本発明のスイッチング制御回路（２４）は特にスイッチングトランジスタ（１７）と、上記入力電圧検知回路（１９）からの電圧検知出力を受けて、そのスイッチングトランジスタ（１７）を駆動する制御トランジスタ（２３）と、スイッチングトランジスタ（１７）のゲート端子に加わる電圧を一定以下に低く抑制する定電圧ダイオード（２６）と、スイッチングトランジスタ（１７）の制御電流やその制御トランジスタ（２３）の過電流を制限する抵抗（２５）とから構成されているため、冒頭に述べたヒューズを初め、電磁開閉器やその他の開閉スイッチング手段と比べて、上記直流回路（１８）を数十倍もの高速度で切断することができ、しかもスイッチングトランジスタ（１７）の耐久性と信頼性を大いに昂め得るのであり、冒頭に述べた汎用差込みプラグの誤まった差し込みによって、遊技機の設置当初から規定以上の高い過電圧が入力される場合に、顕著な予防効果を発揮する。

尚、上記のように高い過電圧が入力されても、電源ユニットとしての機能は消失しないため、ＡＣ２４Ｖの電源に対して正しく差込みプラグを接続し直せば、その規定の使用電圧を遊技機本体へ自づと瞬時に供給することができ、上記スイッチングトランジスタ（１７）をリセットするための特別な回路素子や操作は一切不要である。

本発明を組み込んだ遊技機用電源ユニットのブロック図である。 図１から抽出して示す本発明の詳細な電気回路図である。

符号の説明

（１０）・電圧変換器
（１１）・整流回路
（１２）（１３）・平滑回路
（１４）（１５）（１６）・ＤＣ−ＤＣコンバータ
（１７）・スイッチングトランジスタ
（１８）・直流回路
（１９）・入力電圧検知回路
（２０）・定電圧ダイオード
（２１）（２２）・抵抗
（２３）・制御トランジスタ
（２４）・スイッチング制御回路
（２５）・抵抗
（２６）・定電圧ダイオード
（Ｅ）・過電圧入力保護回路

Claims (2)

1. 変圧器やインバータなどの電圧変換器（１０）により生成した交流電圧を、整流回路（１１）と平滑回路（１２）（１３）により直流電圧に変換すると共に、その直流電圧を遊技機への必要な低電圧として分配供給するように定めた電源回路において、
   上記整流回路（１１）と平滑回路（１３）との間に介在するスイッチングトランジスタ（１７）と、同じく整流回路（１１）とスイッチングトランジスタ（１７）との間に介在する入力電圧検知回路（１９）と、その入力電圧検知回路（１９）が規定の使用電圧よりも異常に高い過電圧を検知した出力に基いて、上記スイッチングトランジスタ（１７）をオフ動作させるスイッチング制御回路（２４）とを具備したことを特徴とする遊技機用の過電圧入力保護回路。
2. 入力電圧検知回路（１９）が定電圧ダイオード（２０）と、その一定電圧を分圧する抵抗（２１）（２２）との直列回路から成り、
   スイッチング制御回路（２４）が上記定電圧ダイオード（２０）の一定電圧保持中には、スイッチングトランジスタ（１７）をオン動作させる一方、同じく定電圧ダイオード（２０）により一定電圧以上の高い入力過電圧を検知した時には、上記スイッチングトランジスタ（１７）をオフ動作させるｎｐｎ型の制御トランジスタ（２３）と、
   その制御トランジスタ（２３）をこれに加わる最大定格電圧から保護し、且つスイッチングトランジスタ（１７）のオン動作時に加わる電圧を一定に保持する定電圧ダイオード（２６）と、
   上記制御トランジスタ（２３）と直列に接続されて、その制御トランジスタ（２３）の過電流と上記スイッチングトランジスタ（１７）の制御電流を制限する抵抗（２５）とから成ることを特徴とする請求項１記載の遊技機用の過電圧入力保護回路。

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