JP2009262255A - 球体揚送研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ負荷や球体数が変動した場合に、これを早期に検出して、安定して稼働し、かつ、電力消費を少なくすることができる揚送研磨装置を提供する。
【解決手段】(ａ)モータに外部信号により回転数を制御可能なものを用い、(ｂ)モータの回転を常に監視するモータ監視手段と、(ｃ)研磨装置内又は前における球体の状況を検知する状況検知手段と、(ｄ)モータ監視手段及び状況検知手段からの情報を基に、モータの起動、停止、回転数等を制御するモータ制御手段とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、下部タンクに貯留されたパチンコ玉等の球体を上部タンクに向けて揚送しながら磨く球体揚送研磨装置（以下、揚送研磨装置という。）に関する。

上部タンクに貯留されている球体を分配パイプを介して各遊技機に分配し、遊技によって外れた球体は、各遊技機からは排出パイプを介して各遊技機に共通の下部タンクに集合して貯留され、その下部タンクの球体は上部タンクに揚送して帰還されるが、その揚送の際に球体の汚れを除去するなどのため、揚送しながら磨く揚送研磨装置が用いられている。

揚送研磨装置には、図４に示すベルトコンベア式の揚送研磨装置Ａ１と、図５に示すスクリューコンベア式の揚送研磨装置Ａ２とがある。図４はベルトコンベア式の揚送研磨装置の縦断面図であり、図５はスクリューコンベア式の揚送研磨装置の側面図である。

ベルトコンベア式の揚送研磨装置Ａ１は、角筒状のフレーム１に上下のプーリ２，３及び中間のテンションプーリ４ａ，４ｂ，４ｃにより無端ベルトで構成される搬送ベルト５を張設するとともに、フレーム１に搬送ベルト５の上昇側において扉６の内面にレール体７を介して研磨布８が支持されている。レール体７に形成されている縦溝(不図示)に沿って研磨布８に複数条の玉案内溝(不図示)を形成してある。下部タンク(不図示)から供給される球体は、搬送ベルト５の下端部付近に設けた導入ダクト９に設けられている球体取込み口１０から取り込まれ、所定方向に回転されている搬送ベルト５と研磨布８の間を、前記各玉案内溝に沿って１列ずつ回転されながら揚送され、その間に球体は研磨されて、搬送ベルト５の上端部から排出ダクト１１を介して図外の上部タンクに排出されるように構成されている。図１において、Ｍ１は駆動プーリ３を回転させるモータである。（例えば、特許文献１）

スクリューコンベア式の揚送研磨装置Ａ２は、下部タンク(不図示)から供給される球体を導入台２０に設けた球体取込み口２１に収容し、この球体取込み口２１において研磨材タンク２２から供給されるペレット状の樹脂からなる研磨材を球体と混合させ、その混合物を導入ダクト２０から支柱２３の上端部に設けた上部タンク２４まで延びる揚送パイプ２５内に取り込み、その揚送パイプ２５内に設けられたコイルバネ又は螺旋状の平バネ( 不図示)を上部タンク２４の上側に設けたモータＭ２により回転させることにより、球体 と研磨材とをコイルバネ又は螺旋状の平バネで攪拌しながら揚送する間に球体を磨き、上部タンク２４においてフルイ等の分別装置２６により研磨材を球体から分別して研磨材タンク２２に帰還させ、球体のみを上部タンク２４に貯留して、要求に応じて分配パイプ（不図示）に供給するように構成されている。（例えば、特許文献２）
特許第３９０１０４４号公報 特許第３８７１７８３号公報

上記従来の揚送研磨装置Ａ１は、搬送ベルトを回転して揚送研磨するために、また、揚送研磨装置Ａ２は、コイルバネ又は螺旋状の平バネを回転して球体と研磨材との混合物を攪拌揚送するために、モータＭ１，Ｍ２に主にインダクションモータ等の安価なモータを使用していた。そして、研磨される球体の多少に関わらず、そのインダクションモータを常に運転していた。

球体と研磨材は、静電気その他の要因により、球体同士、研磨材同士又は球体と研磨材の粘着性が増すため、攪拌の際のモータに対する負荷が大きくなったり、極端な場合は、ロックしてしまうことがある。その際のモータの焼損を防ぐため、モータへの電源供給を止めるブレーカー等を設けている。しかし、ブレーカーが作動した場合の復旧は、揚送研磨装置の操作員が手動で行う必要があり、揚送研磨装置の円滑な稼働の妨げになっていた。

また、従来は、研磨される球体の多少に関わらず、最大球体数に対応し得る回転トルクを有するインダクションモータを常に運転しているので、電力消費量が多かった。球体が少ない時は、揚送研磨装置を停止する方法もあるが、球体が多い時に再起動させると、急に負荷が増大してブレーカーが作動することがあった。従って、状況に応じて柔軟に対処して、運休を少なくすることができなかった。

本発明の目的は、かかる課題を解決すること、すなわち、球体を揚送・研磨する際にモータ負荷や球体数が変動した場合に、これを早期に検出して、安定して稼働し、かつ、電力消費を少なくすることができる揚送研磨装置を提供することにある。換言すると、状況に応じて、起動・停止のみでなく、中間の速度コントロールを行って休止を極力避ける、柔軟な制御ができるようにすることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、モータにより駆動される球体揚送研磨装置において、(ａ)前記モータに外部信号により回転数を制御可能なものを用い、(ｂ)前記モータの回転を常に監視するモータ監視手段と、(ｃ)前記研磨装置内又は前における球体の状況を検知する状況検知手段と、(ｄ)前記モータ監視手段及び前記状況検知手段からの情報を基に、前記モータの起動、停止、回転数等を制御するモータ制御手段とを備えたことを特徴とする(請求項１)。

本発明は、前記モータ監視手段が、前記モータの主軸に連結された位置検出器、回転数検出器又は位相検出器であることを特徴とする(請求項２)。

本発明は、前記状況検知手段が、前記モータの負荷、前記研磨装置内の球体数、前記研磨装置に流れ込む球体数のうち一つ又複数の状況を検知するものであることを特徴とする(請求項３)。

本発明は、前記状況検知手段が、前記モータ制御手段に包含され、そのモータ制御手段が前記モータ監視手段からの情報とモータ制御信号とを比較演算するものであることを特徴とする(請求項４)。

本発明は、揚送研磨装置が、球体と研磨剤との混合物を螺旋状の回転体によって攪拌し、研磨と揚送を同時に行う装置であることを特徴とする(請求項５)。

本発明によれば、状況検知手段が研磨装置内又は前における球体の状況を検知し、モータ監視手段がモータの回転を常に監視し、その検知した球体の状況とモータの回転数との情報を基に、モータ制御手段がモータの起動、停止、回転数等を制御するので、モータが球体の状況に即応した合理的な運転が行われる。従って、安定して稼働し、かつ、電力消費の少ない揚送研磨装置を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は揚送研磨装置の要部の構成を示すブロック図、図２は球体流入数とモータ過負荷状態の関係図である。図３（ａ）は遊技島全体の構成を示す背面図であり、図３（ｂ）は（ａ）の円内の拡大図である。なお、装置内の球体数との関係図を用いて説明することもできるが、ここでは省略する。

図１において、モータＭは、上記ベルトコンベア式の揚送研磨装置Ａ１又はスクリューコンベア式の揚送研磨装置Ａ２のモータＭ１、Ｍ２に代わって用いられるモータであり、例えば、サーボモータ又はブラシレスＤＣモータなど、外部信号により回転数を制御可能なものが用いられている。

モータＭには、モータ監視手段１００が備えられている。モータ監視手段１００は、モータＭを閉ループ制御するためのものであり、例えば、モータＭがサーボモータの場合は、そのモータの主軸に連結されたエンコーダなどの位置検出器１０１あるいはタコジェネレータなどの回転数検出器１０２であり、モータＭがブラシレスＤＣモータである場合は、位相検出器１０３であって、これらにより、モータＭの回転状況を監視して、その状況情報を出力することができるように構成されている。

また、いずれの揚送研磨装置Ａ１、Ａ２にも、状況検知手段２００が備えられている。状況検知手段２００は、モータＭの出力を決定するための情報源として、揚送研磨装置Ａ１、Ａ２の状況、例えば、装置内の球体数やモータ負荷の異常発生を予測したり、検知したりするものである。状況検知手段２００は、例えば、揚送研磨装置内又は導入前の球体を計数するための、玉取込み口１０、２１の前後に設けた球体数カウンタ２０１により構成することもできる。また、モータ負荷検知回路２０２で構成することもできる。
玉取込み口１０、２１の前後に設けられる球体数カウンタ２０１には、特許文献１に記載されたセンサ、すなわち、導入ダクト９，２２の球体通路に個々に対応して設けられたセンサの検知信号を計数するセンサを用いることができる。そして、単位時間当たりの計数値を算出することにより、球体についての状況を知ることができる。球体数カウンタ２０１の球体数計数値及び／又はモータ負荷検知回路２０２からの負荷測定値のデータは、後述されるモータ制御手段３００に入力されるように、構成されている。

モータ制御手段３００は、上記モータ監視手段１００及び状況検知手段２００から入力する情報に応じて、モータＭの制御を行うものであり、例えば、電子演算回路又はＣＰＵ３０１と、その演算結果に応じた出力をモータＭに与える制御回路３０２とからなっている。モータ制御手段３００は、球体数カウンタ２０１からの球体数計数値データに基づいて装置内又は前の球体数を検知し、あるいはさらに過負荷状態をいち早く察知して、又はモータ負荷検知回路２０２からの負荷測定値データに基づいて過負荷状態を検知して、球体数又は負荷に応じた合理的な出力でモータＭの回転を最適に保ったり、揚送研磨装置がロックする最悪の事態になる前に、適切な回転制御を行うように構成されている。従って、負荷が少ない時（球体数が少ない時）には、モータの出力（回転数）を下げることができる。

図２において、横軸に玉取込み口１０からの単位時間当たりの球体の流入数が表され、縦軸にモータ負荷が表されている。直線Ｌ１で示されるように、揚送研磨装置Ａ１内の状況が正常である場合は、流入数Ｃｍａｘ１までは過負荷状態にならないが、直線Ｌ２で示されるように、静電気等により揚送研磨装置Ａ１内の状況が異常になると、流入数がＣｍａｘ１よりも少ないＣｍａｘ２において過負荷状態になり、流入数がそれよりも多いＣｏ達した時点で、従来の揚送研磨装置の場合は、装置内で球体がロックしてしまいモータＭ１又はＭ２が停止するおそれがある。本発明においては、状況検出を基に、正常の場合の最大流入数Ｃｍａｘ１と異常の場合の最大流入数Ｃｍａｘ２をモータ制御手段３００に記憶させ、状況検出手段２００の球体数カウンタ２０１からの情報（計数値）及びモータ負荷検知回路２０２からの負荷測定値に基づいて、静電気等によるロックの危険性の有無及び過負荷状態を予測演算し、過負荷にならない流入数ＣｏｐとなるようにモータＭの回転数を減らす制御を行うように構成されている。

万一、過負荷のためにモータＭの回転が停止され、保守点検後に再起動する場合も、その時の状況に応じて適切な回転制御が行われるので、再起動時に急に負荷が増大してブレーカーが作動することも防止される。

前記モータ制御手段３００から、下部タンクから球体を玉取込み口１０、２１に供給する球体補給機や研磨材供給機、上部タンクから球体を排出する排出機などの関連機器にも歩調する制御信号を出力するように構成すると、球体循環システム全体を状況に合わせて有機的に稼働させることができる。

モータＭにブラシレスＤＣモータを用いる場合の動作原理と負荷検出の原理について説明する。
ブラシレスＤＣモータは、通常のＤＣモータにあるブラシの代用として、回転軸に取り付けたホール素子等の位相検出器によってコイルに流れる電流の向きを切り替える。ブラシレスモータがある回転数で回っている時に、一時的に負荷が増大すると、回転数が下がって位相検出の間隔が長くなる。逆に、負荷が下がると、位相検出の間隔が短くなる。従って、位相検出の間隔（単位時間当たりの回転数）が一定になるように、コイルに流す電流を可変にすれば、そのコイルに流れる電流を検出することにより、モータに掛かる負荷を検出することができる。従って、コイルに結合した電流検出回路で状況検出手段を構成することができる。

続いて、過負荷の検出とロックの予防について説明する。
揚送研磨装置がロックする時の状況は、従来のインダクションモータでの電流値の観察から、次のようなことが判っている。すなわち、ａ）通常の１．５〜２倍の負荷（電流値）がロック前に数分間以上持続する。これは、ロックの予兆であると理解することができる。ｂ）その後、突然、ロックが生じ、通常の５倍以上の電流値となり、安全装置（ブレーカー）が働く。
従って、図２における流入球体数と負荷との関係を前もって記憶しておき、ある流入数に対して電流検出回路からの検出値が記憶された通常値の１．５〜２倍である状況が数分間持続するようであれば、突然のロックの前に上記予兆として捉えることができる。そして、何らかの処置、例えば、モータＭを一旦停止する、回転数を変える、又は球体補給機器により玉取込み口１０、２２に流入する球体数を制限する、などの処置を行うことにより、ロックを防ぐことが可能である。

最後に、本発明による省電力効果について説明する。
モータの定格は、揚送研磨装置における最大処理能力に基づいて決められるので、これを連続運転する場合は、電力ロスが大きい。インダクションモータの場合は、起動と停止の二つの場合しか選べないが、サーボモータやブラシレスモータは、回転数を変えて運転することができる。従って、揚送研磨装置に流入する球体数の情報や実際の負荷変動等の状況に合わせて回転数を変えて柔軟に運転することにより、省電力効果が得られる。

揚送研磨装置の要部の構成を示すブロック図。 球体流入数とモータ過負荷状態の関係図。 （ａ）は遊技島全体の構成を示す背面図、（ｂ）は（ａ）の円内拡大図。 ベルトコンベア式の揚送研磨装置の縦断面図。 スクリューコンベア式の揚送研磨装置の側面図。

符号の説明

Ｍ モータ
１００ モータ監視手段
２００ 状況検出手段
３００ モータ制御手段

Claims (5)

1. モータにより駆動される球体揚送研磨装置において、前記モータに外部信号により回転数を制御可能なものを用い、前記モータの回転を常に監視するモータ監視手段と、前記研磨装置内又は前における球体の状況を検知する状況検知手段と、前記モータ監視手段及び前記状況検知手段からの情報を基に、前記モータの起動、停止、回転数等を制御するモータ制御手段とを備えたことを特徴とする球体揚送研磨装置。
2. 前記モータ監視手段は、前記モータの主軸に連結された位置検出器、回転数検出器又は位相検出器であることを特徴とする請求項１に記載の球体揚送研磨装置。
3. 前記状況検知手段は、前記モータの負荷、前記研磨装置内の球体数、前記研磨装置に流れ込む球体数のうち一つ又複数の状況を検知するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の球体揚送研磨装置。
4. 前記状況検知手段は、前記モータ制御手段に包含され、そのモータ制御手段が前記モータ監視手段からの情報とモータ制御信号とを比較演算するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の球体揚送研磨装置。
5. 球体揚送研磨装置は、球体と研磨剤との混合物を螺旋状の回転体によって攪拌し、研磨と揚送を同時に行う装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の球体揚送研磨装置。

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