JP2012034835A - 磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象方向に対する前方側からの磁場変化と後方側からの磁場変化とを識別でき、特定方向からの磁場の印加を正確に検出できる磁気検出装置を提供すること。
【解決手段】この磁気検出装置１３は、検出対象方向Ｄ１の前方側に配置された第一磁気センサ１５と、第一磁気センサ１５に対して検出対象方向Ｄ１の後方側に配置された第二磁気センサ１６と、第一磁気センサ１５の出力信号の変化量及び第二磁気センサ１６の出力信号の変化量から磁場印加方向を算出する演算部１７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気検出装置に関し、例えば、弾球遊技機に対する磁石を用いた不正行為の検出に用いられる磁気検出装置に関する。

近年、弾球遊技機においては、磁石を用いて遊技球を誘導する不正行為が問題となっている。この不正行為は、弾球遊技機正面のガラス越しに磁石を近づけて遊技領域内を転動落下する遊技球を引き付け、引き付けた遊技球を遊技領域中央部のセンター役物装置の入球口に誘導することにより行われる。このような不正行為を防止するため、ガラス越しに遊技領域に印加される磁場を検出する磁気検出装置を備えた弾球遊技機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる弾球遊技機においては、センター役物装置の入球口近傍に磁気検知センサが配置され、この磁気検知センサにより入球口近傍に印加される磁場を検出する。遊技球を引き付けた磁石が入球口近傍に移動した場合には、磁石の磁場が磁気検知センサによって検出されるため、磁石を用いた不正行為を防止することができる。

特開２０１０−２９３９１号公報

ところで、弾球遊技機においては、入球口に入球した遊技球を始動入賞口に導く複数の回転体や、センター役物装置の各種演出装置などを駆動するため、内部にコイルを有するステッピングモータやソレノイドが入球口近傍に設置されている。このため、特許文献１に記載の弾球遊技機においては、ステッピングモータやソレノイドの駆動によって生じた磁場が、磁気検知センサによって磁石の磁場として検出される問題があった。

また、従来の磁気検出装置においては、検出する磁場の極性を制限することにより、磁場の印加方向を特定することは可能となる。しかしながら、上述した磁石を用いた不正行為においては、必ずしも磁石の一方の極性の磁場（例えば、Ｎ極）のみによって不正行為が行われるわけではなく、印加される磁場の極性によらずに不特定方向からの磁石の磁場を検出することが必要とされる。このように、従来の磁気検出装置においては、弾球遊技機内部からの磁場と弾球遊技機外部からの磁場とが混在する場合において、検出対象となる弾球遊技機の外部からの磁場を識別することが困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、検出対象方向に対する前方側からの磁場の印加と後方側からの磁場の印加とを識別でき、特定方向からの磁場の印加を正確に検出できる磁気検出装置を提供することを目的とする。

本発明の磁気検出装置は、検出対象方向の前方側に配置された第一磁気センサと、前記第一磁気センサに対して前記検出対象方向の後方側に配置された第二磁気センサと、前記第一磁気センサの出力信号の変化量及び前記第二磁気センサの出力信号の変化量に基づいて磁場印加方向を算出する演算手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、被検出体から印加される磁場により、検出対象方向に対して被検出体と異なる距離に配置された第一磁気センサの出力信号及び第二磁気センサの出力信号が、第一磁気センサ及び第二磁気センサと被検出体との間の距離に応じて変化する。このため、第一磁気センサの出力信号の変化量と第二磁気センサの出力信号の変化量とをそれぞれ算出することにより、検出対象方向の前方側からの磁場の印加と後方側からの磁場の印加とを識別することが可能となる。したがって、被検出体からの磁場印加方向を識別することができ、特定方向から印加される磁場を正確に検出することができる。

本発明の磁気検出装置においては、前記演算手段は、前記第一磁気センサ及び第二磁気センサの出力信号の変化量を所定の時定数で算出することが好ましい。この構成により、第一磁気センサ及び第二磁気センサと被検出体との間の距離に応じて変化する出力信号の変化量を所定の時定数で算出するので、検出対象方向の前方側又は後方側からの被検出体の接近を検出することができる。

本発明の磁気検出装置においては、前記演算手段は、前記第一磁気センサの出力信号と前記第二磁気センサの出力信号との差分値を算出することが好ましい。この構成により、第一磁気センサ及び第二磁気センサに共に作用する外来ノイズの影響を低減できるので、被検出体の検出精度を向上させることができる。

本発明の磁気検出装置においては、前記第一磁気センサ及び前記第二磁気センサが、ＧＭＲ素子で構成されたことが好ましい。この構成により、磁気検出装置の検出範囲を拡大することができる。

本発明の磁気検出装置においては、前記第一磁気センサ及び前記第二磁気センサが、同一のパッケージ材に封入されてなることが好ましい。この構成により、磁気検出装置を小型化することができる。

本発明の遊技機は、筺体と、前記筺体に設けられた上記磁気検出装置と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、筺体の正面側から印加される磁場と筺体内部から印加される磁場とを識別することが可能となる。このため、磁石を用いた不正行為を正確に検出することができる。

本発明によれば、検出対象方向に対する前方側からの磁場の印加と後方側からの磁場の印加とを識別でき、特定方向からの磁場の印加を正確に検出できる磁気検出装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る磁気検出装置を備えた遊技機の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る磁気検出装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る磁気検出装置の構成例を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る磁気検出装置において検出対象方向の前方側から磁石が接近した場合の検出原理の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る磁気検出装置における前方側から磁石が接近した場合の第一磁気センサ及び第二磁気センサの磁場強度と第一磁気センサ及び第二磁気センサの出力信号との関係を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る磁気検出装置において検出対象方向の後方側から磁石が接近した場合の検出原理の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る磁気検出装置における後方側から磁石が接近した場合の第一磁気センサ及び第二磁気センサ磁場強度と第一磁気センサ及び第二磁気センサの出力信号との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る磁気検出装置の他の構成例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態においては、本発明の実施の形態に係る磁気検出装置を遊技機に適用した例について説明するが、本実施の形態に係る磁気検出装置は遊技機以外にも適用可能である。

図１は、本実施の形態に係る磁気検出装置を備えた遊技機１の斜視図である。この遊技機１は、正面に円形の凹状部が設けられた筺体１１と、筺体１１の凹状部を覆うように設けられたガラス板１２と、筺体１１内に配設された磁気検出装置１３とを備える。筺体１１の凹状部底部には、正面視において円形形状の遊技盤が固定されており、この遊技盤とガラス板１２との間には遊技球の移動範囲となる遊技領域が形成されている。遊技盤の中央部には、入球口を有するセンター役物装置が設けられており、この入球口の近傍には各種演出装置が設けられている。磁気検出装置１３は、遊技領域中央部の入球口近傍に配置され、ガラス板１２を介して遊技領域に印加される磁石１４の磁場Ｍ（図３参照）を検出するようにその検出範囲が設定されている。また、筺体１１内の遊技盤中央部に対応する位置には、各種演出装置を駆動するソレノイドやステッピングモータが配置されている。

図２は、本実施の形態に係る磁気検出装置１３の機能ブロック図である。図２に示すように、磁気検出装置１３は、磁石１４から印加される磁場Ｍを検出する第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６と、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号を演算処理する演算部１７とを備える。第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６はそれぞれ演算部１７に電気的に接続されている。第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６から出力された信号は、演算部１７にそれぞれ入力される。演算部１７では、磁石１４の磁場Ｍによって変化する第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号の変化量をそれぞれ算出して比較することにより、ガラス板１２越しに接近する磁石１４を検出する。

図３は、本実施の形態に係る磁気検出装置１３の構成例を示す模式図である。図３に示すように、第一磁気センサ１５は、パッケージ材１８に封入され、磁気検出装置１３の検出対象方向Ｄ１となるガラス板１２側（以下、単に前方側という）に配置される。第二磁気センサ１６は、パッケージ材１９に封入され、ガラス板１２の反対側（以下、単に後方側という）に配置される。すなわち、本実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６と検出対象方向Ｄ１に対して前後に離間して配置され、ガラス板１２越しに印加される磁石１４の磁場Ｍを第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６によって検出する。

次に、磁気検出装置１３の検出範囲について説明する。磁気検出装置１３の検出範囲は、磁気検出装置１３を中心とした球形形状となり、ガラス板１２によってガラス板１２内側の検出範囲Ｒ１とガラス板１２外側の検出範囲Ｒ２とに仕切られる。ガラス板１２外側の検出範囲Ｒ２は、ガラス板１２外側に膨出したドーム形状となる。このドーム形状の検出範囲Ｒ２が磁石１４の検出範囲となる。

次に、図４〜図７を参照して本実施の形態に係る磁気検出装置１３の検出原理について説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）は、本実施の形態に係る磁気検出装置１３において検出対象方向Ｄ１の前方側から磁石１４が接近した場合の検出原理の説明図であり、図５（ａ）、図５（ｂ）は、図４（ａ）、図４（ｂ）における第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の磁場強度Ｈと第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号との関係を示す図である。

図４（ａ）に示すように、磁場印加方向Ｄ２がガラス板１２の主面と直交するように検出対象方向Ｄ１の前方側から磁石１４が接近した場合、ガラス板１２の主面に対して垂直に磁場Ｍが印加される。この場合、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６に対して検出対象方向Ｄ１の前方側から磁場Ｍが印加される。このため、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、磁石１４との間の距離が小さい第一磁気センサ１５の出力信号が、第二磁気センサ１６の出力信号に対して相対的に大きく変化して出力信号差Ｓ１が生じる。

図４（ｂ）に示すように、磁場印加方向Ｄ３がガラス板１２の主面と平行になるように検出対象方向Ｄ１の前方側から磁石１４が接近した場合、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６に対してガラス板１２の主面に対する平行方向から磁場Ｍが印加される。この場合においても、磁石１４を中心として磁場Ｍが形成されるので、磁石１４との間の距離が小さい第一磁気センサ１５の出力信号が、第二磁気センサ１６の出力信号に対して相対的に大きく変化する。このため、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６との間に出力信号差Ｓ１が生じる。

図６（ａ）、図６（ｂ）は、本実施の形態に係る磁気検出装置１３において検出対象方向Ｄ１の後方側から磁石１４が接近した場合の検出原理の説明図であり、図７（ａ）、図７（ｂ）は、図６（ａ）、図６（ｂ）における第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の磁場強度Ｈと第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号との関係を示す図である。

図６（ａ）に示すように、磁場印加方向Ｄ４がガラス板１２の主面と直交するように検出対象方向Ｄ１の後方側から磁石１４が接近した場合、ガラス板１２の主面に対して垂直に磁場Ｍが印加される。この場合、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６に対して検出対象方向Ｄ１の後方側から磁場Ｍが印加される。このため、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、磁石１４との間の距離が小さい第二磁気センサ１６の出力信号が、第一磁気センサ１５の出力信号に対して相対的に大きく変化して出力信号差Ｓ２が生じる。

また、図６（ｂ）に示すように、磁場印加方向Ｄ５がガラス板１２の主面と平行になるように検出対象方向Ｄ１の後方側から磁石１４が接近した場合、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６に対してガラス板１２の主面に対する平行方向から磁場Ｍが印加される。この場合においても、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、磁石１４との間の距離が小さい第二磁気センサ１６の出力信号が、第一磁気センサ１５の出力信号に対して相対的に大きく変化して出力信号差Ｓ２が生じる。

このように、本実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、検出対象方向Ｄ１から磁場Ｍが印加される場合（図４（ａ）、及び図６（ａ）参照）、検出対象方向Ｄ１に対する垂直方向から磁場Ｍが印加される場合（図４（ｂ）、図６（ｂ）参照）のいずれにおいても磁石１４を検出することができる。また、検出対象方向Ｄ１の前方側から磁石が接近する場合（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）、検出対象方向Ｄ１の後方側から磁石１４が接近する場合（図６（ａ）、図６（ｂ）参照）のいずれにおいても磁石１４を検出することができる。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図６（ａ）、図６（ｂ）に示した例においては、磁石１４の磁場Ｍの極性を反転させた場合においても第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号差Ｓ１、Ｓ２を得ることができ、磁石１４を検出することができる。

第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６との間の距離は、磁石１４を検出可能である範囲でれば特に限定されないが、３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲とすることが好ましい。第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６との間の距離が３ｍｍ以上であれば、第一磁気センサ１５の出力信号の変化量及び第二磁気センサ１６の出力信号の変化量に基づいて磁石１４の接近方向を検出することが可能となる。また、第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６との間の距離が１５ｍｍ以下であれば、磁気検出装置１３を小型化することができるので好ましい。第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６との間の距離は、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とすることがより好ましい。

第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６としては、磁石１４の接近によって印加される磁場Ｍを検出できるものであれば特に限定されないが、例えば、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ）素子などの磁気抵抗効果素子、ホール素子、ホールＩＣ，磁気ダイオード、磁気トランジスタなどを用いることができる。これらの中でもＧＭＲ素子を用いることが好ましい。ＧＭＲ素子を用いることにより、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の検出範囲を拡大することができる。また、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６としては、多層膜ＧＭＲ素子を用いてもよい。この場合においては、ガラス板１２の外面上から遊技領域に対して垂直に磁場Ｍを印加する磁石１４に対して、多層膜ＧＭＲ素子の製造工程において形成される磁化容易軸方向を検出方向に向けて配置することにより、検出範囲を拡大することもできる。

次に、本実施の形態に係る遊技機１における磁石１４を用いた不正行為の検出動作の概略について説明する。まず、遊技機１と共に磁気検出装置１３が駆動され、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号がそれぞれ検出される。磁石１４が接近していない状態においては、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６からは一定の出力信号値が検出される。磁石１４によってガラス板１２から遊技領域に対して磁場Ｍが印加された場合には、筺体１１の前方側に配置された第一磁気センサ１５の出力信号の変化量が、第二磁気センサ１６の出力信号の変化量に対して相対的に大きくなる。

一方で、磁石１４が接近していない状態で、筺体１１内部のソレノイドやステッピングモータなどが駆動された場合には、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号の変化量が略等しくなり、又は検出対象方向Ｄ１の後方側に配置された第二磁気センサ１６の出力信号の変化量が、第一磁気センサ１５の出力信号の変化量に対して相対的に大きく変化する。

このように、本実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、磁石１４によって遊技領域に印加される磁場Ｍが検出された場合と、筺体１１内部のノイズに由来する磁場が検出される場合とで第一磁気センサ１５の出力信号の変化量と第二磁気センサ１６の出力信号の変化量が異なる。このため、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号の変化量をそれぞれ算出することにより、磁石１４による遊技領域に対する磁場Ｍの印加を筺体１１内部のノイズに由来する磁場などから識別することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る磁気検出装置１３によれば、検出対象方向Ｄ１に対して前方側に配置された第一磁気センサ１５の出力信号の変化量と、検出対象方向Ｄ１に対して後方側に配置された第二磁気センサ１６の出力信号の変化量とをそれぞれ算出することにより、検出対象方向Ｄ１に対する前方側からの磁場の印加と後方側からの磁場の印加とを識別できる。このため、特定方向からの磁場の印加を正確に検出することができる。

特に、本実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、入球口近傍に配置されたソレノイドやステッピングモータなどのノイズから磁石１４による磁場Ｍの印加を識別することができ、磁石１４を用いた不正行為を正確に検出することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号の変化量を所定の時定数毎に算出してもよい。このように所定の時定数毎に第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号を算出することにより、磁石１４の接近を検出することができる。

また、上記実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、演算部１７によって第一磁気センサ１５の出力信号の変化量と第二磁気センサ１６の出力信号の変化量とを算出して磁石１４を検出する例について説明したが、第一磁気センサ１５の出力信号と第二磁気センサ１６の出力信号との差分値によって磁石１４を検出してもよい。この場合においては、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の出力信号の差分値に所定の閾値を設け、この閾値を基準に磁石１４の接近を検出することができる。このように差分値を用いることにより、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６に共に作用するノイズの影響を低減でき、磁石１４の検出精度を向上させることができる。

さらに、上記実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、第一磁気センサ１５をパッケージ材１８に封入し、第二磁気センサ１６をパッケージ材１９に封入する構成としたが、図８に示すように、第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６とを一つのパッケージ材に封入してもよい。この場合においては、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６を一つのパッケージ材２０で封入するため、第一磁気センサ１５と第二磁気センサ１６との間の距離を小さくすることができ、磁気検出装置１３を小型化することが可能となる。

また、上記実施の形態に係る磁気検出装置１３においては、第一磁気センサ１５及び第二磁気センサ１６の２つの磁気センサによって磁気検出装置１３を構成したが、磁気センサの数及び配置は、各磁気センサの出力信号の大きさを検出して磁石の接近方向を特定できる範囲であれば特に限定されず適時変更可能である。

さらに、上記実施の形態に係る磁気検出装置においては、検出対象方向Ｄ１は、必ずしもガラス板１２の主面と直交する方向でなくともよく、ガラス板１２外側から遊技領域の入球口近傍に印加される磁石１４の磁場Ｍを検出できる方向であれば特に限定されず、磁気検出装置１３が設置される装置に応じて適時変更可能である。

以上説明したように、本発明は、検出対象方向における前方側からの磁場の印加と後方側からの磁場の印加とを識別でき、特定方向からの磁場の印加を正確に検出できるという効果を有し、特に、弾球遊技機に対する磁石を用いた不正行為の検出に用いられる磁気検出装置に有用である。

１ 遊技機
１１ 筺体
１２ ガラス板
１３ 磁気検出装置
１４ 磁石
１５ 第一磁気センサ
１６ 第二磁気センサ
１７ 演算部
１８、１９、２０ パッケージ材

Claims (6)

1. 検出対象方向の前方側に配置された第一磁気センサと、前記第一磁気センサに対して前記検出対象方向の後方側に配置された第二磁気センサと、前記第一磁気センサの出力信号の変化量及び前記第二磁気センサの出力信号の変化量に基づいて磁場印加方向を算出する演算手段と、を備えたことを特徴とする磁気検出装置。
2. 前記演算手段は、前記第一磁気センサ及び第二磁気センサの出力信号の変化量を所定の時定数で算出することを特徴とする請求項１記載の磁気検出装置。
3. 前記演算手段は、前記第一磁気センサの出力信号と前記第二磁気センサの出力信号との差分値を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気検出装置。
4. 前記第一磁気センサ及び前記第二磁気センサが、ＧＭＲ素子で構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の磁気検出装置。
5. 前記第一磁気センサ及び前記第二磁気センサが、同一のパッケージ材に封入されてなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気検出装置。
6. 筺体と、前記筺体に設けられた請求項１から請求項５のいずれかに記載の磁気検出装置と、を備えたことを特徴とする遊技機。

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