JP3606172B2 - 検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性体あるいは金属体からなる被検出体の存在や移動の方向などの移動情報を、非接触で検出する検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の検出装置の検出部として、被検出体の磁性あるいは導電性を利用して発振回路の回路定数を変化させ、その近接を検出するものが知られている。図8に示すように、数十kHzの高周波発振回路中の発振コイルLからでた磁界中に被検出体Kが入ると、被検出体K内に渦電流が流れる。この渦電流の発生は、電流損失を生じ、高周波発振回路の発振エネルギを消費することになるから、通常その発振は停止し、この発振状況から被検出体Kの存在を検出するのである。
【0003】
また、被検出体が磁性体である場合にも、発振コイルLの磁界中に被検出体Kが入ると、発振コイルLの鎖交磁束Φが変化することで発振コイルLの自己インダクタンス値が変化して高周波発振条件が崩れ、発振が停止するため、同様に被検出体Kの存在を検出することができる。
【0004】
従って、この様な検出部を複数備え、各検出部の発振状況に基づいて検出状況を判別すれば、被検出体Kの移動方向や移動速度などの近接状況を知ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図8に示した検出装置の検出部では、被検出体Kの通路の傍らに比較的寸法の大きな発振コイルLを設ける必要があることから、装置全体をコンパクトに設計することができないといった問題があった。被検出体Kの近接状況を詳細に知ろうとすれば、被検出体Kの移動経路により多くの検出部を設ける必要があり、その問題は一層顕著となる。しかも、被検出体Kの近接速度などを知るためには、被検出体Kが通過したことをおおよその位置で検出するのでは足りず、いわばピンポイントでの検出が必要となるが、従来の装置では、検出位置にはかなりのバラツキがあり、近接速度などの正確な検出は困難であるという問題があった。
【0006】
また、従来の検出装置は、複数の発振コイルLとこれに電気的に接続される回路基板とから構成されていることから、部品点数が多くなり、組立作業が複雑で、信頼性が低いという問題があった。特に、複数の発振コイルLと回路基板との電気的接続にリード線などを用いる場合には、組立工数が増大するのみならず、その接続を間違えて装置の信頼性が低くなるという問題もあった。結線関係を誤れば、被検出体Kの移動方向を実際とは逆方向に認識してしまうことも考えられ、装置の信頼性にも大きく影響してしまう。
【0007】
本発明の検出装置は、こうした問題を解決し、信頼性および組立作業性の向上を図りつつも、装置全体の小型化および組立の簡易化を可能とすることを目的としてなされ、次の構成を採った。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の検出装置は、
被検出体の通路に設けられ、該被検出体を検出する検出装置であって、
配線パターンにて形成されるコイルと、該コイルのインダクタンス成分を用いて発振する発振回路と、該発振回路の発振状況に応じてオン・オフするスイッチング回路とを、同一の基板に実装し、
該基板を、上蓋と下箱とからなるケースに収納し、
該ケースを構成する前記上蓋と下箱とは、係合片が突出部を乗り上げることで係合する係合部を備え、
前記基板の前記コイルの内側、およびこれに対応する前記上蓋および下箱の位置に、前記被検出体が通過する開口部を設け、
前記係合部を、前記ケースの前記開口部を挟んだ両側に設けたこと
を要旨とする。
【0009】
以上説明したように本発明の検出装置では、磁性体あるいは金属体からなる被検出体の近接方向等の近接状況を非接触で確実に検出することができ、しかも、装置の部品点数を低減して、信頼性および組立作業性の向上を図ると共に、装置全体をコンパクトに収めることができる。
【0010】
ここで、係合部の二つは、上蓋の開口部側の両隅に設けられたL字形の係合片と、前記下箱の前記係合片と係合する位置に設けられた突出片とから構成することができる。あるいは、係合部の二つは、上蓋の開口部とは反対側の両側部に設けられたT字形の係合片と、前記下箱の前記係合片と係合する位置に設けられた2つの突出片とを有する構成とすることもできる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の検出装置の好適な実施例について説明する。図1は検出部10の外観を示す斜視図、図2は実施例の検出装置2を備え付けたパチンコ遊技台1の概略構成を示す説明図、図3は検出部10Aの分解斜視図、図4は検出部10の回路図、図5は検出装置全体の回路図である。以下、各図を適宜参照しつつ説明する。
【0013】
この実施例は、パチンコ玉を被検出体としており、検出装置を、パチンコ遊技台1において遊技盤3に向けて発射され実際に遊技に使用されるパチンコ玉の遊技状況を検出するパチンコ玉発射検出装置として用いたものである。このパチンコ玉発射検出装置は、図1に示した検出部10と、図5に示した移動情報判定部としての制御回路70とから構成されている。パチンコ遊技台1における使用について説明する関係上、検出部10から説明する。検出部10は、図2に示すように、図示しないパチンコ玉発射装置から発射されたパチンコ玉がパチンコ遊技盤3へ飛び出していく発射経路5の途中であって、戻玉経路9との分岐点下流に配置されている。
【0014】
戻玉経路9(図中の一点鎖線)は、パチンコ玉発射装置からの発射初速が不十分であるときの戻玉、あるいはパチンコ遊技台の釘の弾発力により発射経路に戻って来た戻玉を受け皿7へ導き、次のパチンコ玉の発射の妨げとならないように構成されている。従って、検出部10に対してパチンコ玉は、通常は、パチンコ玉発射装置からパチンコ遊技盤3への方向に通過し、発射初速が不十分な場合等には、その逆方向に通過する。
【0015】
次に、パチンコ玉発射検出装置2の構成について説明する。パチンコ玉発射検出装置2の検出部10は、図1に示すように、2個の同一の検出部10A,10Bを重ねた形状をしている。この検出部10A,10Bは、単独でも使用可能なものであり、ここでは、これを2個重ねて接着剤等で張り合わせている。パチンコ玉発射検出装置2は、パチンコ玉の発射経路に、検出部10Aが上流側となるよう、即ち発射装置によって発射されたパチンコ玉の場合、検出部10Aが先に検出するように配置される。検出部10A,10Bの詳細な構造について説明する。なお、2つの検出部10A,10Bは同一の構造であり、説明の重複を避けるために両検出部10A,10Bに共通の構造については符号A,Bを省略して説明する。
【0016】
図1,図3に示すように、検出部10は、上蓋11と下箱12とを備え、両部材を組み合わせた内部に回路基板13を備える。
この上蓋11には、略L字形の1対のL字片21,22と、略T字形の1対のT字片23(図中、片側だけを示す)とが設けられおり、下箱12には、L字片21,22とそれぞれ係合する1対の突出片31、32と、T字片23と係合する1対の突出片33、34(図中、片側だけを示す)とが設けられている。上蓋11および下箱12は、各片が係合することにより、ワンタッチで組み合わされて、立方体形状の箱体を形成する。なお、上蓋11および下箱12には、パチンコ玉Pが貫通する貫通孔41,42がそれぞれ設けられている。
【0017】
回路基板13の一端は、その上蓋11および下箱12からなる箱体の外に飛び出しており、後述する制御回路70への接続用の端子T1,T2として用いられている。回路基板13には、図4に示したコイルL1やトランジスタTr1,Tr2等の電子部品が組み立てられている。なお、図3に示すように、回路基板13には、上蓋11および下箱12を組み合わせたときに貫通孔41,42と連通する位置に、パチンコ玉Pの貫通孔51が設けられており、コイルL1は、その貫通孔51の周囲に形成された表面と裏面それぞれ1ターンの計2ターンの配線パターン52から構成されている。両面基板の裏面は、ファラディシールドとなっており、ノイズを防いで、回路基板13の誤動作を防止している。
【0018】
回路基板13には、図4に示すように、12ボルトが供給される電源端子T1と、検出端子T2とが設けられている。この検出端子T2は、回路のグランドレベルを兼ねており、MPU72側では抵抗器RDを介して接地されている。回路基板13には、発振回路COと、発振回路COの発振状態に基づいてオン・オフするスイッチング回路SWとが設けられている。
【0019】
スイッチング回路SWには、電源端子T1から12ボルトの電圧が加えられているが、検出端子T2が抵抗器RD(本実施例では抵抗値680Ω)により接地されていることから、スイッチング回路SWの電源電圧(端子T1−T2間電圧)は、スイッチング回路SWのトランジスタTr2のオン・オフ状態により変化する。一方、発振回路COには、電源端子T1と検出端子T2との間に介装された抵抗器R1(本実施例では抵抗値27KΩ)とツェナーダイオードD1によって安定化されたツェナー電圧Vz(本実施例では約5.5ボルト)が供給される。
【0020】
発振回路COは、特性が同一の2つのトランジスタを同一チップ内に形成した双トランジスタTr1を備え、この双トランジスタTr1の一方のエミッタとグランドラインとの間に介装されたコンデンサC1およびコイルL1と、双トランジスタTr1の他方のエミッタとコイルL1の中間タップとの間に介装された抵抗器R3およびコンデンサC2とにより、コルピッツ型の高周波発振回路として構成されている。なお、双トランジスタTr1のベースは、抵抗器R2を介して電源ラインに接続されている。この発振回路COの発振周波数は、コイルL1のインダクタンスとコンデンサC1,C2の容量とで決まり、本実施例ではおよそ300KHzとなっている。
【0021】
双トランジスタTr1のコレクタの一方は使用されていないが、他方はスイッチング回路SWのトランジスタTr2のベース端子に接続されている。トランジスタTr2のベース端子には、グランドラインとの間にコンデンサC3が接続されており、また、電源ラインとの間に抵抗器R4が接続されている。エミッタ端子には抵抗器R5(本実施例では220Ω)が接続されている。また、トランジスタTr2のコレクタ端子は、電源ラインに接続されている。発振回路COが発振している状態では、双トランジスタTr1は約300KHzでオン・オフを繰り返しており、双トランジスタTr1がオンのときには、そのコレクタ電流はスイッチング回路SWのトランジスタTr2のベースから流れ込んでトランジスタTr2をターンオンする。一方、発振回路COの発振により双トランジスタTr1が僅かの時間オフとなる間は、トランジスタTr2のベース電流はコンデンサC3の放充電により継続され、トランジスタTr2はオン状態に保たれる。
【0022】
発振回路COが発振している状態で、回路基板13の貫通孔51を金属製の被検出体であるパチンコ玉Pが通過すると、コイルL1の磁束がパチンコ玉Pを通り抜けることになり、パチンコ玉P内には渦電流が流れて電流損失を生じる。パチンコ玉Pは通常金属製であるが、パチンコ玉が金属以外の材料で作られ表面にメッキがしてある場合でも、メッキなどの薄膜では断面積が小さいことからかなり大きな渦電流損失となる。渦電流の発生は発振回路COの発振エネルギを消費することになるから、その高周波発振は著しく減衰しほぼ停止する。
【0023】
パチンコ玉Pが貫通孔51を通過せずコイルL1に接近していない状態、即ち、発振回路COが発振している状態では、トランジスタTr2はオン状態となっており、一方、発振回路COの発振がほぼ停止状態となると、スイッチング回路SWのトランジスタTr2はターンオフする。抵抗器R5は抵抗器R1より抵抗値が小さいから(本実施例では220Ω:27KΩ)、トランジスタTr2がオン状態となると、電源端子T1からトランジスタTr2,抵抗器R5を介してツェナーダイオードD1に流れる電流は、抵抗器R1を介して流れる電流より増大する(本実施例ではおよそ約130倍となる)。この電流は最終的には、検出端子T2に接続された抵抗器RDを介して接地側に流れ込むから、抵抗器RDの両端電圧、即ちMPU72の入力ポートPの電圧は、トランジスタTr2がオフ状態で約0.2ボルト、オン状態で約4.9ボルトとなる。従って、MPU72は入力ポートPの状態を監視することで、検出部10がパチンコ玉Pを検出している状態(ロウレベル)、検出していない状態(ハイレベル)を容易に知ることができる。
【0024】
以上のようにして検出部10A,10Bからの検出信号はMPU72の入力ポートPA,PBに入力され、MPU72は発射経路の途中でのパチンコ玉の通過状況を知ることができる。なお、入力ポートPA,PBは一度に読み取ることができる。図5は、このMPU72を中心として構成される制御回路70の回路構成図である。この制御回路70は、移動情報判定部として作動するが、同時にパチンコ玉発射装置80を構成するモータ82の回転数やパチンコ遊技台の役物などをも駆動制御する。
【0025】
図示するようにMPU72は、プログラムを不揮発的に記憶しているROMや情報を一時的に記憶するRAMなどの周辺回路を内蔵した1チップのコンピュータである。また、このMPU72は、前述した検出部10からの検出信号ばかりでなく、パチンコ玉発射装置80を駆動する直流モータ82への供給電圧を調整するモータドライバ74を制御し、パチンコ遊技盤3に備えられる各種入出力機器90を入出力インタフェース76を介して制御あるいは監視している。入出力機器90としては、ハンドル92の操作を検出するタッチセンサ,入賞球を検出する入賞球センサ等あるいは各種スイッチ等の入力機器、役物の駆動用ソレノイドやランプなどの電装品がある。
【0026】
次に、このMPU72により実行される各種プログラムの中で、検出部10A,10Bからの検出信号を処理する機能を実現する有効球数カウント処理ルーチンについて説明する。図6は、そのパチンコ玉発射プログラムのフローチャートである。このプログラムは、遊技者が発射ハンドル92を操作したことをタッチセンサにより検出したとき、直流モータ82への通電制御をMPU72が開始すると同時に、割込処理により繰り返し処理される。この繰り返しの処理は、パチンコ玉Pの移動方向を検出するのに、十分な間隔で実行される。なお、以下に説明する処理におけるフラグFn,Fr等のデフォルト値は値0である。
【0027】
本ルーチンを開始すると、MPU72は、まずポートPA,PBの状態を読み込む処理を行ない(ステップS100)、続いてこの状態を判別する(ステップS110)。パチンコ玉Pが検出部10Aの側から、即ち通常の発射経路5に沿って通過すると、パチンコ玉Pの侵入は検出部10Aが検出部10Bより先に検出するから、ポートPAがロウレベル(値0)でポートPBがハイレベル(値1)となる。この場合には、処理はステップS120に進み、フラグFnに値1をセットする処理を行なう(ステップS120)。
【0028】
一方、検出部10に対して検出部10B側からパチンコ玉Pが侵入する場合には、ポートPBがロウレベルでポートPAがハイレベルとタイミングが先に生じる。パチンコ玉Pが検出部10B側から侵入するようなケースは、パチンコ玉Pがパチンコ遊技盤3の釘に跳ねて戻ってくる場合やパチンコ玉発射装置80によるパチンコ玉発射の初速が小さくてパチンコ玉発射検出部10を一旦は通過しながらパチンコ遊技盤3に打ち出されることなく発射経路5を戻ってくる場合に生じる。この場合には、フラグFrを値1にセットする処理を行なう(ステップS130)。
【0029】
パチンコ玉Pがパチンコ玉発射検出部10に対していずれの方向から侵入するかによりフラグFnもしくはフラグFrをセットした後(ステップS120,130)、各々相反するフラグFr,Fnが値1か否かの判断を行なう(ステップS140,150)。パチンコ玉Pが検出部10に侵入した直後には、相反するフラグFrもしくはFnはセットされていないので、MPU72に内蔵のタイマをリセット(t←0)を行なった後(ステップS155)、「NEXT」に抜けて本ルーチンを一旦終了する。一方、パチンコ玉Pが検出部10を通り抜けたり、検出部10の丁度半ばまできて戻ったりした場合には、両者のフラグがセットされることになる。そこで、パチンコ玉Pの挙動と判断の状態について説明する。
【0030】
ポートPA,PBの状態を、検出部10A,10Bの出力に基づいて、両者が共にパチンコ玉Pを検出していない状態を「11」、一方が検出している状態を「01」「10」、両者が検出している状態を「00」と表わすものとすると、パチンコ玉Pの挙動により、次の5種類の変化が考えられる。
▲1▼ パチンコ玉Pが発射されて正常に通過するとき
「11」→「01」→「00」→「10」→「11」
▲2▼ パチンコ玉Pがパチンコ遊技盤3から戻ってきて通過するとき
「11」→「10」→「00」→「01」→「11」
▲3▼ パチンコ玉Pがパチンコ玉発射検出部10の途中まで来て戻るとき
(A)検出部10Aのみ検出して戻る場合
「11」→「01」→「01」→「01」→「11」
(B)検出部10A,10Bが共に検出して戻る場合
「11」→「01」→「00」→「01」→「11」
(C)一旦検出部10Bのみが検出する状態となってから戻る場合
「11」→「01」→「00」→「10」→「00」→「01」→「11」
【0031】
▲1▼のケースでは、ステップS150での判断が最終的には「YES」となり、パチンコ玉Pの発射総数を示す変数CSを値1だけインクリメントする処理を行なう(ステップS160)。
▲2▼のケースでは、ステップS140での判断が最終的には「YES」となり、パチンコ玉Pの発射総数を示す変数CSを値1だけデクリメントする処理を行なう(ステップS170)。
▲3▼(C)のケースでは、一旦ステップS150での判断が「YES」となって変数CSがインクリメントされた後、続けてステップS140での判断が「YES」となって変数CSがデクリメントされるので、結果的に発射総数を示す変数CSは増減しない。
ステップS120ないしステップS170の処理の後、MPU72は、タイマ変数t値0を書き込むことで内蔵タイマをリセットし、これを0からスタートさせる処理を行なう(ステップS155)
【0032】
▲4▼(A)(B)のケースでは、ステップS140,150での判断が「YES」となることはない。こうした場合も含めて、パチンコ玉Pが検出部10から離脱すると、やがてポートPA,PBは共にハイレベル(値1)となって、処理はステップS180に移行する。ステップS180では、ステップS155でリセットされたタイマtにより、最後にパチンコ玉Pを検出したときから、時間t1が経過したか否かの判断を行ない、経過していなければフラグFn,Frを値0にリセットし(ステップS190)、「NEXT」に抜けて本ルーチンを一旦終了する。この結果、▲4▼(A)(B)のケースでは、最終的にフラグは初期状態に戻り、発射総数を示す変数CSは変化しない。
【0033】
一方、時間t1が経過したと判断されたときには、遊技者が発射ハンドル92を操作しているにもかかわらずパチンコ玉発射検出装置2がパチンコ玉Pを所定時間t1に亘って検出しない場合には、パチンコ玉Pが受け皿に供給されていなかったり、球詰まり等を起こしていると判断できるので、異常処理を行なう(ステップS200)。異常処理としては、パチンコ遊技台1に接続されたホストコンピュータへの通知やパチンコ玉発射装置80を所定時間停止する等の処理が考えられる。
【0034】
以上説明したように、本実施例のパチンコ玉発射検出装置2によれば、この装置をパチンコ玉の発射経路5の1箇所に設置するだけで、パチンコ玉Pの通過方向を確実に特定し、パチンコ遊技盤3に供給されるパチンコ玉Pの総数CSを確実に検出することができる。なお、総数CSは、所定時間毎に0にリセットし、単位時間当たりの数としてカウントしてもよい。また、本実施例のパチンコ玉発射検出装置2は、パチンコ玉Pを非接触で確実に検出することができる。しかも、その検出部10は、コイルL1を回路基板13に形成された配線パターン52により構成していることから、回路基板13と一体化され、部品点数が低減される。このため、信頼性の向上を図ることができる。更に、部品点数が低減されることから、組立作業性に優れ、特に、コイルL1の回路基板13への組付けが不要となる。しかも、この検出部10の大きさは、回路基板13そのものの大きさに制限されるだけであり、厚みの薄いコンパクトなものとすることができる。
【0035】
以上説明した実施例では、回路基板13の基材として樹脂製の通常のプリント基板を用いているが、これに替えて、可撓性の高いフィルム状のものを用いる構成としてもよい。こうした構成により、全体をさらに薄くすると共に、貫通孔51の周囲の部分が破損しにくい回路基板を提供することができる。また、被検出体が貫通しない上述した検出部10の検出精度を更に上げる上でも好適である。例えば、フィルム状のプリント基板を円筒状あるいは樋状に形成して、この内部を被検出体が通過するものとし、被検出体の通過方向にずれた位置に2以上のコイルを形成して、検出装置を構成することも可能である。なお、回路基板の材質によらず、検出部10とMPU72とを同一基板上に構成することも可能である。
【0036】
以上のいくつかの実施例では、コイルL1を構成する配線パターン52は、表面と裏面に1ターンを設けているに過ぎないが、これに替えて、図7に示すように、回路基板60上のコイルL1を構成する配線パターン61を表面と裏面に2ターンずつ形成してもよい。もとより、更にターン数の多い構成も可能である。また、検出部は、2個に限定されるものではなく、3以上であっても差し支えない。
【0037】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、例えば、回路基板をケース内に収納せず裸のままで使用する構成、貫通孔を回路基板上に複数設けいずれかの貫通孔を被検出体が通過した場合にこれを検出する構成など、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【0038】
なお、本発明は、コイルがからする磁束によって金属体内で渦電流を生じ、あるいは磁性体によりコイルの自己インダクタンスが変化し、発振回路の発振条件が変化することに着目してなされたものであり、被検出体としては、パチンコ玉以外の例えばメタル、硬貨、生産ライン上の部品、物流品等であっても差し支えない。この場合、貫通孔を設けるのであれば、被検出体の形状に応じた形状をとることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるパチンコ玉発射検出装置の検出部10の構成を示す斜視図である。
【図2】検出部10のパチンコ遊技台1における配置を示す説明図である。
【図3】検出部10の構成を示す分解斜視図である。
【図4】検出部10の電気的な構成を示す回路図である。
【図5】パチンコ玉発射検出装置2の全体を示す電気回路図である。
【図6】パチンコ玉発射検出装置2の移動情報判定部に相当するプログラムのフローチャートである。
【図7】コイルを構成する配線パターンの別態様を示す平面図である。
【図8】渦電流を用いた従来の被検出体検出の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
10…検出部
11…上蓋
12…下箱
13…回路基板
51…貫通孔
52…配線パターン
70…制御回路
72…MPU
CO…発振回路
L1…コイル
SW…スイッチング回路
Tr1…双トランジスタ
Claims (3)
- 被検出体の通路に設けられ、該被検出体を検出する検出装置であって、
配線パターンにて形成されるコイルと、該コイルのインダクタンス成分を用いて発振する発振回路と、該発振回路の発振状況に応じてオン・オフするスイッチング回路とを、同一の基板に実装し、
該基板を、上蓋と下箱とからなるケースに収納し、
該ケースを構成する前記上蓋と下箱とは、係合片が突出部を乗り上げることで係合する係合部を備え、
前記基板の前記コイルの内側、およびこれに対応する前記上蓋および下箱の位置に、前記被検出体が通過する開口部を設け、
前記係合部を、前記ケースの前記開口部を挟んだ両側に設けた
検出装置。 - 前記係合部の二つは、上蓋の前記開口部側の両隅に設けられたL字形の係合片と、前記下箱の前記係合片と係合する位置に設けられた突出片とからなる請求項1記載の検出装置。
- 前記係合部の二つは、上蓋の前記開口部とは反対側の両側部に設けられたT字形の係合片と、前記下箱の前記係合片と係合する位置に設けられた2つの突出片とからなる請求項1または請求項2記載の検出装置。
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