JP3724867B2 - 遊技球発射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遊技球発射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パチンコ機等の弾球遊技機に装着される遊技球発射装置は、打球ハンマをばねで前進側に付勢しておき、回転モータによって打球ハンマをばねの付勢力に抗して後退変位させ、適宜の位置で打球ハンマを解放することにより、ばねの付勢力で打球ハンマを前進変位させて遊技球を打撃、発射する形式が主流であった。
【０００３】
しかし、この回転モータを使用する形式では、打球ハンマ、ばね、回転モータ、回転モータの回転力を打球ハンマに伝達するための機構等が必要であり、全体として構成が複雑で小型化が難しかった。
そこで、このような回転モータを使用する遊技球発射装置の欠点を避けるものとして、リニアソレノイドのロータ自身またはロータに連結されたプランジャにより遊技球を打撃、発射するリニア型の遊技球発射装置が提案されている（例えば特開昭６２−２９２１８４号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
リニア型の採用により遊技球発射装置の小型化は可能となったのであるが、従来のリニア型の遊技球発射装置は、電圧の変動が打撃力の強弱として発現しやすく、安定した打撃力を得ることが困難であった。
【０００５】
この発明は、リニア型の遊技球発射装置において安定した打撃力を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の遊技球発射装置は、弾球遊技機に装着されて遊技球を発射する遊技球発射装置において、
軸に沿って往復移動可能なロータと、互いに分極方向を逆にして隣接し前記ロータの軸方向に沿って並置された複数の圧電体からなる第１の圧電体群、互いに分極方向を逆にして隣接し前記ロータの軸方向に沿って並置された複数の圧電体からなり前記第１の圧電体群との間に前記ロータの軸方向に沿った所定の間隔をおいて配される第２の圧電体群および前記圧電体に密着され前記ロータの外周に接する弾性体を有するステータと、前記ロータに連結され該ロータと共に往復移動し前進時には先端に設けられた打球部で遊技球を打撃するプランジャと、前記プランジャを往復自在に貫通させると共に前記ロータ及びステータを収容するケースとを備えたモータ本体と、
前記プランジャを摺動させるプランジャ孔が設けられ、互いに対向して配されて一方が前記モータ本体の前端に連結され他方が前記モータ本体の後端に連結される一対の弾性の防振板と、
断面コの字状で、前記防振板の縁部が連結されることで前記モータ本体を宙づり状に保持するカバーと
からなる発射モータを設けた。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上記の構成になる遊技球発射装置においては、ステータの第１の圧電体群に高周波電圧を印加すると各圧電体は伸縮し、その伸縮は弾性体に波及する。各圧電体は互いに分極方向を逆にして隣接しているので、弾性体には高周波の周波数に応じた定在波が発生する。同様に、第２の圧電体群に高周波電圧を印加すると、第２の圧電体群による定在波が弾性体に生じる。第１の圧電体群と第２の圧電体群とに、例えば位相をπ／２ずらした高周波電圧を印加すると、２つの定在波の干渉によって弾性体には進行波が発生する。この進行波による弾性体の変位がロータを直線運動させる。
【０００８】
この動作は、リニア型超音波モータの原理として知られているが、図１および図２によりさらに具体的に説明する。
図１に示すように、ステータは、第１の圧電体群に相当する区分Ａの圧電体、第２の圧電体群に相当する区分Ｂの圧電体とを電極で挟んだ形態とし、その一方の面には弾性体が接着されている。電極間には電圧を印加可能で、各圧電体の幅は印加される高周波の１／２波長に相当しており、区分Ａと区分Ｂとの間には３／４波長分の間隔が形成されている。
【０００９】
このステータにおいて、区分Ａには高周波電圧ψ０を、区分Ｂにはψ０とは位相がπ／２異なる高周波電圧ψ９０を印加すると、弾性体には、圧電体の伸縮により高周波に対応する定在波が発生する。
ただし、区分Ａと区分Ｂに印加される高周波の位相がπ／２だけ異なっているので、区分Ａの定在波と区分Ｂの定在波とでは位相が異なる。このため区分Ａの定在波と区分Ｂの定在波とが相互に干渉して、弾性体には進行波が発生する。
【００１０】
図２に示すように、この進行波は、波１→波２のようにＷ方向に進行する。この進行波の進行に伴って、弾性体の表面上の質点Ａは、進行波の進行方向Ｗとは逆向きに、横振幅μ、縦振幅ωの楕円運動をする。この質点Ａに示される運動がロータに相当する動体Ｍに作用して、動体ＭをＮ方向に移動させることになる。
【００１１】
このような原理によってロータが直線移動すると、プランジャは、ロータによって駆動されて前進し先端に設けられた打球部で遊技球を打撃する。
超音波モータを利用しているので、励磁作用を必要としない。このため電圧の変動が駆動力に影響することはないから安定した打撃力を得ることができる。
【００１２】
またコイル等を必要としないから構造が簡単であり、一層の小型化軽量化が可能となる。 また、モータ本体は、その前後端を防振板に保持されているので、プランジャの往復運動に伴う衝撃や振動は、防振板によって効率よく減衰される。しかも、モータ本体は、プランジャの軸方向に沿っては、防振板の弾性変形の範囲内で移動できるが、プランジャの軸方向と交差する方向についての移動を規制されるので、プランジャが芯ずれすることはない。よって、常に正確に遊技球を打撃することができる。
【００１３】
【具体例】
次に、本発明の具体例により発明の実施の形態を詳しく説明する。
図３に示すように、遊技球発射装置（以下、単に発射装置ともいう）１０は、発射装置１０の各部を保持するための主板１２と副板１４を備えており、両者はビス止めにて連結されている。
【００１４】
図３および図４に示すように、副板１４には、発射される遊技球を載置すると共に発射された遊技球の進路を保持するための発射レール１６、遊技球を打撃するためのプランジャ１７を有する発射モータ１８が取り付けられている。発射モータ１８を貫通するプランジャ１７は、前後進自在で、その先端には合成樹脂製の杵先１９が装着されている。また図３に示すように、発射レール上に遊技球を１個ずつ供給する遊技球供給装置（図示しない）を駆動するためのスライドプレート２０も副板１４に取り付けられている。
【００１５】
図３に示すように、主板１２には発射モータ１８に駆動電力を供給する等、発射モータ１８の稼働を制御するためのモータ制御回路２２、モータ制御回路２２に接続された可変抵抗９０（図３には示さない）を内蔵する回動部材２４が取り付けられている。回動部材２４は、所定の範囲で時計廻りおよび反時計廻りに回動可能で、その回動量に応じて可変抵抗９０の抵抗値が変化する。
【００１６】
発射装置１０は、発射レール１６や発射モータ１８を前面（遊技者）側として図示しない遊技機の機枠に取り付けられ、その前面側を覆うようにして、発射装置１０を操作するための発射ハンドル２６が取り付けられる。発射ハンドル２６は、図示しない回動軸を中心として回動可能で、その回動軸は回動部材２４に接続される。つまり、回動部材２４は、発射ハンドル２６によって回動操作されることになる。
【００１７】
図５に示すように、発射モータ１８は、モータ本体３０、モータ本体３０の前後端を保持するためのウレタンゴム製の防振板３２、３４、断面コの字状のカバー３６から構成されている。
防振板３２、３４は、プランジャ１７を摺動させるプランジャ孔３８、４０、モータ本体３０とビス止めするためにプランジャ孔３８、４０の周囲に設けられている４個のビス孔４２、４４、カバー３６とビス止めするために周縁部に設けられている４個のビス孔４６、４８、上下の端部に各１個設けられている位置決めボス５０、５２を備えている。
【００１８】
カバー３６は、防振板３２、３４を連結するための二対の防振板連結部５４、５６および副板１４と連結するための一対の取り付け部５８を備えている。防振板連結部５４、５６には、ビス孔６０、６２およびボス孔６４、６６が設けられており、防振板３２、３４の位置決めボス５０、５２をボス孔６４、６６に嵌合させてビス孔６０、６２でビス止めすることで、防振板３２、３４と防振板連結部５４、５６との相対位置を一定とすることができる。
【００１９】
図６に示すように、モータ本体３０は、その前後端を防振板３２、３４にビス止めされ、防振板３２、３４はカバー３６にビス止めされる。さらに、カバー３６は副板１４にビス止めされる。したがって、モータ本体３０は、副板１４に対してほぼ固定されるのであるが、防振板３２、３４がウレタンゴム製であることから、プランジャ１７の軸方向に沿っては、防振板３２、３４の弾性変形の範囲内で相対位置を変動できる。ただし、プランジャ１７の軸方向と交差する方向については、モータ本体３０の相対位置は殆ど変動しない。
【００２０】
モータ本体３０は、中空のケース７０を外殻としており、ケース７０の内部にステータ７２が固定的に組み込まれている。ステータ７２は、励振部７４と銅合金製の弾性体７６とを積層して構成されている。励振部７４は、図１に示されるように、ＰＺＴ等の圧電セラミック製の圧電体の両側に電極を積層した構造であり、ステータ７２全体としては図１に示されるように電極−圧電体−電極−弾性体の積層構造となっている。
【００２１】
ケース７０を貫通しているプランジャ１７の主軸部７８には、ロータ８０およびスペーサ８２が外嵌されている。また、この主軸部７８には、ケース７０から露出している先端には前述の杵先１９が装着され、後端には尾栓８４が固着されている。ロータ８０はアルミニウム合金製でその表面はエンジニアリングプラスチックでコーティングされており、ロータ８０とステータ７２の弾性体７６とは摩擦接触している。
【００２２】
ロータ８０と杵先１９との間では、主軸部７８とケース７０との間に空間が形成されている。この空間内には戻しばね８６が挿入されており、戻しばね８６は、プランジャ１７を後退方向（杵先１９から尾栓８４に向かう方向）に付勢している。
【００２３】
さらに、杵先１９には、スライド押し板８８が取り付けられている。このスライド押し板８８は、図３に示されるようにスライドプレート２０に接触し、プランジャ１７の前進に伴ってスライドプレート２０を前進駆動することができる。
次に、この発射装置１０の電気的な構成について説明する。
【００２４】
図７に示すように、発射ハンドル２６には、遊技者が発射ハンドル２６に接触していること、つまり遊技者が発射ハンドル２６を操作していることを検出するためのタッチ電極９２が設けられており、タッチ電極９２はモータ制御回路２２内のタッチ回路９４に接続されている。タッチ回路９４は、タッチ電極９２が接地された状態となるとタッチ信号Ｔｃを出力し、そのタッチ信号Ｔｃはタイミング回路９６および速度制御回路９８に入力される。
【００２５】
タイミング回路９６は、タッチ信号Ｔｃが入力されていると、遊技球の発射タイミングの基準となるタイミングパルスＴｍを一定周期で出力し、このタイミングパルスＴｍは速度制御回路９８に入力される。
速度制御回路９８は、タッチ信号ＴｃおよびタイミングパルスＴｍが入力されると、前進信号Ｆｗと後退信号ＲｖとをタイミングパルスＴｍの１周期毎に交互に出力する。また、速度制御回路９８は、可変抵抗９０の抵抗値Ｖｒに応じた速度信号Ｓｐを出力する。これら前進信号Ｆｗ、後退信号Ｒｖ、速度信号Ｓｐはモータ駆動回路１００に入力される。
【００２６】
図８に示すように、モータ駆動回路１００は、速度信号Ｓｐに応じた周波数の高周波を発振する発振回路１０２、その高周波（基準波）の位相をπ／２だけずらした移相波を送出する移相回路１０４を備えている。移相回路１０４は、前進信号Ｆｗが入力されているときには移相波を出力し、後退信号Ｒｖが入力されているときには移相波の出力を停止する。
【００２７】
基準波および移相波は、発射モータ１８のステータ７２に供給される。詳しくは、基準波は、図１に示される区分Ａに相当する圧電体側に供給され、移相波は、図１に示される区分Ｂに相当する圧電体側に供給される。このため、前進信号Ｆｗが入力されているときには、ステータ７２からロータ８０に駆動力が及ぼされプランジャ１７は前進駆動されるが、後退信号Ｒｖが入力されるとステータ７２はロータ８０を駆動しない。
【００２８】
次に、上述の構成になる発射装置１０の動作について説明する。
遊技者が発射ハンドル２６に手を掛けて回動操作すると、タッチ電極９２が接地された状態となるのでタッチ回路９４がタッチ信号Ｔｃを出力する。また、発射ハンドル２６の回動により回動部材２４が回動されて可変抵抗９０の抵抗値Ｖｒが変化する。
【００２９】
タイミング回路９６は、タッチ信号Ｔｃが入力されると、タイミングパルスＴｍを出力する。
速度制御回路９８は、可変抵抗９０の抵抗値Ｖｒに応じた速度信号Ｓｐを出力すると共に、タイミングパルスＴｍの周期に合わせて前進信号Ｆｗと後退信号Ｒｖとを交互に出力する。
【００３０】
モータ駆動回路１００では、発振回路１０２が速度信号Ｓｐに応じた基準波を発振、出力し、移相回路１０４は前進信号Ｆｗがあると移相波を出力し後退信号Ｒｖがあると移相波の出力を停止する。
発射モータ１８では、基準波と移相波とがステータ７２の励振部７４に印加されることにより弾性体７６に進行波が発生する。この進行波がロータ８０に及ぼされてプランジャ１７が駆動される。
【００３１】
前進駆動されたプランジャ１７は、発射レール１６上に置かれた遊技球を杵先１９で打撃して発射する。この際、戻しばね８６がロータ８０とケース７０との衝突を防止する。そして、モータ駆動回路１００に後退信号Ｒｖが入力されてステータ７２からロータ８０に駆動力が及ぼされない状態となると、プランジャ１７は戻しばね８６の付勢力により後退させられる。
【００３２】
このようにしてプランジャ１７は前後進しては遊技球を次々と打撃し、発射する。
以上のように、この発射装置１０では、遊技球を打撃するためのプランジャ１７を駆動する駆動源として、励磁作用を必要としない超音波モータを採用している。このため電圧の変動が駆動力に影響することはないから安定した打撃力を得ることができる。
【００３３】
またコイル等を必要としないから構造が簡単であり、一層の小型化軽量化が可能となる。
また、モータ本体３０は、その前後端を防振板３２、３４にビス止めされて保持されているので、プランジャ１７の往復運動に伴う衝撃や振動は、防振板３２、３４によって効率よく減衰される。しかも、モータ本体３０は、プランジャ１７の軸方向に沿っては、防振板３２、３４の弾性変形の範囲内で移動できるが、プランジャ１７の軸方向と交差する方向についての移動を規制されるので、プランジャ１７が芯ずれすることはない。よって、常に正確に遊技球を打撃することができる。
【００３４】
以上、具体例に従って、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような具体例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
例えば、具体例では、プランジャを前進方向にのみモータで駆動し、ばねの付勢力によって後退させる構成としているが、プランジャを前後進ともモータで駆動することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の遊技球発射装置では超音波モータを利用しているので、励磁作用を必要としない。このため電圧の変動が駆動力に影響することはないから安定した打撃力を得ることができる。
【００３６】
またコイル等を必要としないから構造が簡単であり、一層の小型化軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 具体例で使用している超音波モータのステータの構造と作動原理の説明図である。
【図２】 具体例で使用している超音波モータの作動原理の説明図である。
【図３】 具体例の遊技球発射装置の斜視図である。
【図４】 具体例の遊技球発射装置の平面図である。
【図５】 具体例の遊技球発射装置の発射モータ部分の分解斜視図である。
【図６】 具体例の遊技球発射装置の発射モータの構造の説明図であり、図６（ａ）は後側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆに沿った断面図である。
【図７】 具体例の遊技球発射装置の電気的な構成のブロック図である。
【図８】 具体例の遊技球発射装置のモータ駆動回路とステータの電気的な構成のブロック図である。
【符号の説明】
１０・・・遊技球発射装置、１２・・・主板、１４・・・副板、１６・・・発射レール、１７・・・プランジャ、１８・・・発射モータ、１９・・・杵先、２０・・・スライドプレート、２２・・・モータ制御回路、２４・・・回動部材、２６・・・発射ハンドル、３０・・・モータ本体、３２、３４・・・防振板、３６・・・カバー、３８、４０・・・プランジャ孔、５０、５２・・・位置決めボス、５４、５６・・・防振板連結部、５８・・・取り付け部、６４、６６・・・ボス孔、７０・・・ケース、７２・・・ステータ、７４・・・励振部、７６・・・弾性体、７８・・・主軸部、８０・・・ロータ、８２・・・スペーサ、８６・・・戻しばね、９０・・・可変抵抗、９２・・・タッチ電極、９４・・・タッチ回路、９６・・・タイミング回路、９８・・・速度制御回路、１００・・・モータ駆動回路、１０２・・・発振回路、１０４・・・移相回路。

Claims (1)

1. 弾球遊技機に装着されて遊技球を発射する遊技球発射装置において、
   軸に沿って往復移動可能なロータと、
   互いに分極方向を逆にして隣接し前記ロータの軸方向に沿って並置された複数の圧電体からなる第１の圧電体群、互いに分極方向を逆にして隣接し前記ロータの軸方向に沿って並置された複数の圧電体からなり前記第１の圧電体群との間に前記ロータの軸方向に沿った所定の間隔をおいて配される第２の圧電体群および前記圧電体に密着され前記ロータの外周に接する弾性体を有するステータと、
   前記ロータに連結され該ロータと共に往復移動し前進時には先端に設けられた打球部で遊技球を打撃するプランジャと、
   前記プランジャを往復自在に貫通させると共に前記ロータ及びステータを収容するケースとを備えたモータ本体と、
   前記プランジャを摺動させるプランジャ孔が設けられ、互いに対向して配されて一方が前記モータ本体の前端に連結され他方が前記モータ本体の後端に連結される一対の弾性の防振板と、
   断面コの字状で、前記防振板の縁部が連結されることで前記モータ本体を宙づり状に保持するカバーと
   からなる発射モータ
   を設けたことを特徴とする遊技球発射装置。

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