JP2009261770A - 遊技機の払出モータ制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ステッピングモータ停止制御期間中の低消費電力化。
【解決手段】第１励磁電流I_pは、所定時間流れるが、発熱を防止するため、第２スイッチング素子７をオフとし、スイッチング素子４をオフとすることで、経路（１）から経路（２）に切り替えて、逆起電力により、励磁電流が流れるように設定し、回路上の損失により、時間とともに減衰するので、停止励磁に最低限必要な励磁電流値I_MINを下回らないように、再び、第１スイッチング素子７がオンすることで、スイッチング素子４がオンし、駆動用電源Ｖをオンすることで、経路が（２）から（１）に切り替わるように設定し、図２に示すＩ_TR2の経路（２）で電流を維持し、このような動作を周期的に繰り返すことにより、低消費電力の停止励磁を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ステッピングモータで回転体を回転させてパチンコ球を払い出すようにした遊技機の払出モータ制御回路に関するものである。

特許文献１に記載の発明は、払出動作停止中に外部からの衝撃等により回転体（スプロケット）が回転してパチンコ球が誤って払い出されることを未然に防止できるパチンコ球払出制御装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、特許文献１に記載のパチンコ球払出制御装置は、少なくとも２種類の電源電圧を動作電源として用いるパチンコ機に設けられ、ステッピングモータの停止制御期間中（払出動作停止中）に、その直前の最終の励磁相（以下「停止相」という）を引き続き停止時保持制御手段により励磁するようにしたところに第１の特徴があり、更に、ステッピングモータに印加する電圧を前記少なくとも２種類の電源電圧の中から選択する電源電圧選択手段を備え、ステッピングモータの回転駆動時に高い方の電源電圧を選択し、ステッピングモータの停止制御期間中に低い方の電源電圧を選択するようにしたところに第２の特徴がある。つまり、励磁相を切り換えなければ、ステッピングモータは励磁相に対応する位置に保持されるので、払出動作停止中に停止相を励磁し続ければ、その励磁によって発生する保持トルク（励磁時保持トルク）によってステッピングモータ（回転体）を停止位置に保持し続けることができる。この励磁時保持トルクは、従来の払出動作停止中に働く無励磁時保持トルクと比べて明らかに大きいので、外部から衝撃が加わっても、パチンコ球の荷重で回転体が回転することを防ぐことができ、パチンコ球が誤って払い出されることを防止することができる。

この場合、ステッピングモータの停止制御期間中に、停止相に対して回転駆動時の励磁相の印加電圧よりも低い電圧を印加して励磁することが好ましい。このようにすれば、ステッピングモータを停止位置に保持するための励磁電流、消費電力を低く抑えることができて、ステッピングモータの発熱・劣化を抑制することができる。

ステッピングモータの停止制御期間中に、停止相の印加電圧を低下させる手段として、ドロッパ型レギュレータやチョッパ型レギュレータ等の各種のレギュレータを用いることが考えられるが、近年のパチンコ機は、複数の電源電圧を動作電源として用いるので、特許文献１の発明では、ステッピングモータに印加する電圧をパチンコ機に用いる少なくとも２種類の電源電圧の中から選択する電源電圧選択手段を設け、回転駆動時に高い方の電源電圧を選択し、ステッピングモータの停止制御期間中に低い方の電源電圧を選択するようにしている。このようにすれば、新たにレギュレータを設けなくても、電源電圧を選択するだけの極めて簡単な回路で、ステッピングモータの停止制御期間中に、停止相の印加電圧を低下させることができ、回路構成を簡単化することができる。

特許第３５０６４１７号公報

しかしながら、モータ停止制御期間中の低消費電力化については、未だに十分とはいえない。

なぜならば、本来、モータを停止させるのに必要な電流は、モータ回転時よりも低くなるのであるが、特許文献１の発明によれば、停止励磁相を常時オンさせるという発明では、抵抗などによる発熱現象があり、停止中も回転中と同等程度の消費電力を必要とする。具体的には、図１のモータ制御回路１は、ＰＮＰ型のトランジスタ２８を有し、このトランジスタ２８が停止保持制御期間中であっても常時オンの状態となり、問題が未解決である。また、図６、図７も同様にトランジスタ３６，４１が停止保持制御期間中であっても常時オンであり、同様の未解決の問題がある。

そこで、本発明は、賞球の誤払い出しを防止するとともに、ステッピングモータの停止制御期間中の低消費電力化を実現する遊技機の払出モータ制御回路を提供することを目的とする。

以上の課題に鑑み、本発明に係る遊技機の払出モータ制御回路は、ステッピングモータで回転体を回転させてパチンコ球を払い出し、該ステッピングモータの停止制御期間中に、励磁相を引き続き励磁する停止時保持制御を行うようにした遊技機の払出モータ制御回路において、前記ステッピングモータに電源を供給するスイッチング素子とを備え、前記ステッピングモータを、第１コイルと第２コイルとを備えたユニポーラ型の構成とし、前記ステッピングモータの停止制御期間中において、前記スイッチング素子がオン期間とオフ期間を周期的に繰り返すように構成し、前記オン期間においては、前記スイッチング素子と前記第１コイルに第１停止励磁電流が流れ、前記オフ期間においては、逆起電力により、前記第１コイルと第２コイルに第２停止励磁電流が流れるように設定したことを特徴とする遊技機の払出モータ制御回路とするものである。

請求項１の発明は、払出駆動源として、例えば、ユニポーラ型のステッピングモータを用いた払出モータ制御回路において、モータ停止制御中に重力、振動等によりモータが回転し、遊技球が排出されることがない様に停止中にもモータを励磁させることができる構成である。

本発明は、モータ駆動用電源をオン・オフするスイッチング素子を設け、停止励磁相はオンしたまま、モータ駆動用電源をオン・オフさせる。電源オン時はスイッチング素子と第１コイルを含む経路で励磁電流が流れる。電源オフ時は、逆起電力により、励磁電流を維持する。該励磁電流は、回路上の損失（トランシスタ・ダイオード、モータの直流抵抗によるエネルギー消費）により減衰するが、停止励磁に必要な電流値以下に減衰する前に再び、スイッチング素子をオンすることにより、駆動用電源をオンする。前記のオン・オフ動作を周期的に繰り返すことにより、低消費電力における停止励磁を行うことができる。

本発明の具体的な回路構成としては、種々の態様が実施できるが、一態様としては、モータ駆動用電源をオン・オフするスイッチング素子をオン・オフさせる第１スイッチング素子と、第１コイルと接続され停止制御期間中はオンを維持する第２スイッチング素子と、該第２スイッチング素子と第２コイルとに接続され停止制御期間中はオフを維持する第３スイッチング素子を備えることが好ましい。

前記逆起電力を発生させるためには、整流素子（たとえばダイオード）を用いることが好ましい。

請求項１の発明によれば、低消費電力を実現した上で、外部から衝撃が加わっても、パチンコ球の荷重で回転体が回転することを防ぐことができ、パチンコ球が誤って払い出されることを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る遊技機の払出モータ制御回路１について図１〜図５を参照して説明する。

本発明実施形態の遊技機の払出モータ制御回路１は、払出制御回路２から払出指令信号を受けて、図１、図２、図４、図５に示す通り、ステッピングモータ３で回転体（図示略）を回転させてパチンコ球を払い出し、ステッピングモータ３の停止制御期間中に、励磁相を引き続き励磁する停止時保持制御を行うように構成したものである。払出制御回路２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、この払出制御回路２から出力される制御信号に基づいてステッピングモータ３への印加電圧（励磁電流）を制御するモータ制御回路１が設けられている。

この払出モータ制御回路１は、ステッピングモータ３に駆動用電源Ｖを供給するスイッチング素子４を備えている。ステッピングモータ３は、第１コイル５と第２コイル６とを備えたユニポーラ型の構成としている。そして、ステッピングモータの停止制御期間中において、図４に示す通り、スイッチング素子４がオン期間Ｔ_ONとオフ期間Ｔ_OFFを周期的に繰り返すように構成し、オン期間Ｔ_ONにおいては、スイッチング素子４と第１コイル５にそれぞれ第１停止励磁電流I_P、Ｉ_TR1が流れる。この場合、励磁電流相互の関係は、I_P＝Ｉ_TR1、Ｉ_TR2＝０である。一方、オフ期間Ｔ_OFFにおいては、逆起電力により、第１コイル５と第２コイル６にそれぞれ第２停止励磁電流Ｉ_TR1、Ｉ_TR2が流れるように設定したことを特徴とする。この場合、上記停止励磁電流相互の関係は、I_P＝Ｉ_TR1＋Ｉ_TR2＝０、Ｉ_TR1＝−Ｉ_TR2である_。以下、本実施形態の詳細な構造を説明する。

ステッピングモータ３はユニポーラ型であり、第１コイル５側がＡ+相、第２コイル６側がＡ−相である。本実施形態の特徴は、電源供給を切った場合に、逆起電力を利用して、Ａ−相とＡ+相に励磁電流を流すことである。

払出モータ制御回路１は、図２に示す通り、ＰＮＰ型のトランジスタであるスイッチング素子４を備え、モータ駆動用電源Ｖをオン・オフするスイッチング素子４をオン・オフさせるＮＰＮ型のトランジスタである第１スイッチング素子７と、接続点ＡとＢとの間に配線される抵抗８と、接続点Ｂと第１スイッチング素子７との間に配線される抵抗９と、を備えている。スイッチング素子４のコレクタの配線下流が２つの第１コイル５と第２コイル６に接続点Ｃで分岐され、それぞれが、ステッピングモータ３の鉄心１０に巻かれている。この第１コイル５の他端から延びる配線は、ＮＰＮ型のトランジスタである第２スイッチング素子１１のコレクタに接続されている。第２スイッチング素子１１のエミッタから延びだす配線は、ＮＰＮ型のトランジスタである第３スイッチング素子１２のエミッタに接続点Ｄにて接続するとともに接地されている。第２コイル６の他端から延びる配線は、第３スイッチング素子１２のコレクタに接続されている。

第２コイル６と第３スイッチング素子１２とを接続する配線の途中にある接続点Ｅから配線が分岐し、この配線にはＰＮ接合ダイオードである整流素子１３のＮ側の端子が接続され、この整流素子１３のＰ側の端子が接地されている。

また、第１スイッチング素子７、第２スイッチング素子１１、第３スイッチング素子１２の各々のベースは、払出制御回路２と接続され、制御信号を受信するようになっている。第１スイッチング素子７はオン・オフを繰り返すものである。第２スイッチング素子１１は、第１コイル５と接続され停止制御期間中はオンを維持するものであり、第３スイッチング素子１２は、この第２スイッチング素子１１と第２コイル６とに接続され停止制御期間中はオフを維持するものである。

さらに、第３スイッチング素子１２の動作を円滑にするため複数の整流素子１４〜１７が設けられている。すなわち、スイッチング素子４のコレクタと接続する配線の途中にある接続点Ｆから分岐した配線に接続されるダイオード１４と、このダイオード１４のＮ側と接続する接続点Ｇから分岐した配線に接続されるダイオート１５，１６と、を備えている。ダイオード１５のＰ側は、第１コイル５と第２スイッチング素子１１とを結ぶ配線と接続点Ｈで接続されている。接続点Ｉから配線が分岐しダイオード１７が接続され、ダイオード１７のＰ側が接地されている。ダイオード１６のＰ側が、接続点Ｊにおいて、第２コイル６と第３スイッチング素子１２とを結ぶ配線の途中（ここでは接続点Ｅに隣接）に形成されている。

ところで、図３に示す比較例では、払出駆動源として、ユニポーラ型のステッピングモータを用いた払出制御回路において、モータ停止制御中に重力、振動等によりモータが回転し、遊技球が排出されることがない様に停止中にもモータを励磁させるため、停止励磁する相を常時オンさせるという制御回路である。図３に示す通り、比較例では、ステッピングモータ３の停止制御期間中は、第１スイッチング素子７がオン状態、第２スイッチング素子１１がオン状態、第３スイッチング素子１２がオフ状態に維持されるように、払出制御回路２から制御信号が送信される。本来、ステッピングモータを停止させるに必要な電流は回転時よりも低くなるが、この回路では、停止中も回転中と同程度の消費電力を必要し、余計な消費電力を使用していた。

そこで、本実施形態では、ステッピングモータ３の停止制御期間中は、第１スイッチング素子７がオン状態とオフ状態を繰り返し、第２スイッチング素子１１がオン状態、第３スイッチング素子１２がオフ状態に維持されるように、払出制御回路２から制御信号が送信される回路構成である。モータ駆動用電源Ｖをオン・オフするスイッチング素子４を設け、停止励磁相はオンしたまま、駆動用電源Ｖをオン・オフさせるものである。

すなわち、図４に示す通り、上記の第１〜第３スイッチング素子７、１１、１２のオン・オフに対応して、第１停止励磁電流I_P、Ｉ_TR1と、第２停止励磁電流Ｉ_TR2とがオン・オフとを繰り返す。まず、第１スイッチング素子７をオンとし、スイッチング素子４をオンさせることで、経路（１）で電流が流れるように設定してある。電源オン時は比較例の停止励磁と同様に図２に示すＩ_TR1の経路（１）で電流が流れる。

第１励磁電流I_pは、所定時間流れるが、発熱を防止するため、第２スイッチング素子７をオフとし、スイッチング素子４をオフとすることで、経路（１）から経路（２）に切り替えて励磁電流が流れるように設定してある。すなわち、電源Ｖのオフ時は、逆起電力により、図２に示すＩ_TR2の経路（２）で励磁電流を維持する。この場合、回路上の損失（トランシスタ・ダイオード、モータの直流抵抗によるエネルギー消費）により、時間とともに減衰するが、図４、図５に示す通り、停止励磁に最低限必要な励磁電流値I_MINを下回らないように、再び、第１スイッチング素子７がオンすることで、スイッチング素子４がオンし、駆動用電源Ｖをオンすることで、経路が（２）から（１）に切り替わるように設定してある。このような動作を周期的に繰り返すことにより、低消費電力の停止励磁を行うことができる。

図５（ａ）（ｂ）の電流波形は、パルス幅１ｍｓ、ＯＮ−デューティ１／３のときの電流波形である。

〔実施形態の動作〕
本実施形態に係る遊技機の払出モータ制御回路１の動作例につき図面を参照して説明する。払出制御回路２は、賞球要求信号又は貸球要求信号に応じた数のパチンコ球を払い出した時点で、励磁相の切換を停止する。そして、スイッチング素子７のオン・オフを繰り返し切り替えるとともに、スイッチング素子１１をオン、スイッチング素子１２をオフに維持した状態で励磁相を固定し、ステッピンモータ３を停止状態とさせる。ステッピングモータ３の停止制御期間中（払出動作停止中）は、このような動作が行われ続ける。これにより、ステッピングモータ３の停止励磁によって発生する保持トルクによってステッピングモータ３が停止相に対応した所定の停止位置に保持され続ける。

スイッチング素子４がオンの場合（オン期間Ｔ_ON）の動作を説明する。第１スイッチング素子７がオン、第２スイッチング素子１１がオン、第３スイッチング素子１２がオフである。第１励磁電流Ｉ_p（＝Ｉ_TR1）が、駆動用電源Ｖ、接続点Ａ、スイッチング素子４、接続点Ｆ、接続点Ｃ、第１コイル５、接続点Ｉ、接続点Ｈ、第２スイッチング素子１１、接続点Ｄ、接地を循環するループ電流となる。このとき、第２コイル６には電流が流れない。

スイッチング素子４がオフの場合（オフ期間Ｔ_OFF）の動作を説明する。第１スイッチング素子７がオフ、第２スイッチング素子１１がオン、第３スイッチング素子１２がオフである。第２励磁電流Ｉ_TR1（＝−Ｉ_TR2）が、ダイオード１３、接続点Ｅ、第２コイル６、第１コイル５、接続点Ｉ、接続点Ｈ、第２スイッチング素子１１、接続点Ｄ、接地を循環するループ電流となる。このとき、スイッチング素子４には電流が流れない。

オフ期間Ｔ_OFFで第２励磁電流Ｉ_TR1が前述の通り減衰し、最低励磁電流Ｉ_MINに到達するか、または到達する直前に、第１スイッチング素子７をオフからオンに切り替えて、オフ期間Ｔ_OFFからオン期間Ｔ_ONへと移行する。

要するに、スイッチング素子１１のオン状態、スイッチング素子１２のオフ状態を維持することにより励磁相を固定し、電源側のスイッチング素子４、７のオン・オフを繰り返し切り替えることで、励磁電流の経路（１）（２）を切り替える。

〔実施形態の効果〕
本実施形態の遊技機の払出モータ制御回路１によれば、図２の回路において、ステッピングモータ３の停止制御期間中、励磁電流の経路（１）（２）を切り替えることにより、ステッピングモータ３の逆起電力を利用して逆励磁をかけておくことで、常時、電源Ｖをオンにしている場合と対比して、モータの抵抗による発熱を大幅に抑制することで、消費電力を抑制できる。また、ステッピングモータ３の電源供給路は変えることはせず、スイッチング素子のオン・オフだけで済むので、回路構成が簡素である。

また、払出動作停止中に停止相の励磁により発生する励磁時保持トルクは、従来の払出動作停止中に働く無励磁時保持トルクと比べて明らかに大きいので、外部から衝撃等によってステッピングモータ３が回転することを防ぐことができ、パチンコ球が誤って払い出されることを防止することができて、払出制御の信頼性を向上できる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。回路構成は一例であって、回路素子の種類、配置など、種々の変更が可能である。たとえば、励磁電流の流れ方向を逆にする場合には、適宜、第２、第３スイッチング素子１１、１２などの配置を変更することができる。

本発明実施形態の遊技機の払出モータ制御回路についてのブロック図である。 同実施形態の遊技機の払出モータ制御回路の回路図である。 比較例の遊技機の払出モータ制御回路のトランジスタのオン・オフ状態を示すタイムチャートである。 同実施形態の遊技機の払出モータ制御回路における、ステーピングモータの停止制御期間中の、トランジスタのオン・オフ状態と、第１停止励磁電流と第２停止励磁電流の波形である。 （ａ）は第１停止励磁電流の拡大波形図、（ｂ）は第２停止励磁電流の拡大波形図である。

符号の説明

１・・・遊技機の払出モータ制御回路 ２・・・払出制御回路
３・・・ステッピングモータ Ｖ・・・駆動用電源 ４・・・スイッチング素子
５・・・第１コイル ６・・・第２コイル ７・・・第１スイッチング素子
８、９・・・抵抗 １０・・・鉄心 １１・・・第２スイッチング素子
１２・・・第３スイッチング素子 １３・・・整流素子 １４〜１７・・・整流素子

Claims (1)

1. ステッピングモータで回転体を回転させてパチンコ球を払い出し、該ステッピングモータの停止制御期間中に、励磁相を引き続き励磁する停止時保持制御を行うようにした遊技機の払出モータ制御回路において、
   前記ステッピングモータに電源を供給するスイッチング素子を備え、
   前記ステッピングモータを、第１コイルと第２コイルとを備えたユニポーラ型の構成とし、
   前記ステッピングモータの停止制御期間中において、前記スイッチング素子がオン期間とオフ期間を周期的に繰り返すように構成し、
   前記オン期間においては、前記スイッチング素子と前記第１コイルに第１停止励磁電流が流れ、前記オフ期間においては、逆起電力により、前記第１コイルと第２コイルに第２停止励磁電流が流れるように設定したことを特徴とする遊技機の払出モータ制御回路。

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