JP3788196B2 - パチンコ球検出装置の感度調整方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出部へのパチンコ球の近接もしくは接触を、非接触で検出するパチンコ球検出装置の感度調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非接触でパチンコ球のような被検出体の検出を行なう検出装置は、被検出体の存在による光量（反射光もしくは透過光の光量）の変化を用いて検出するものや、被検出体による静電容量の変化を用いたものなどが知られている。こうした検出装置では、検出感度の調整は、光量や静電容量等を一旦電気的な信号に変換し、この電気信号の大きさを比較する比較値を可変したり、電気信号の増幅度を可変することで行なわれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、検出感度を電気信号に対する比較値や増幅度の調整により可変しようとすると、回路基板上の抵抗器等を取り替えたり、基板上の可変抵抗器を調整するといった手間を要するという問題があった。特に、回路基板を筐体内に収納した後、検出感度の調整を行なわざる得ない場合には、感度調整は極めて困難になってしまう。更に、被検出体の検出を行なう各種装置に検出装置を取り付けた状態で感度調整を行なおうとすると、回路基板上の可変抵抗器の調整などはできないことが多いから、調整用の機器を外付けせねばならないといった問題を招致する。
【０００４】
本発明は、こうした問題を解決して、非接触で行なう検出感度等の調整を容易にすることを目的としてなされ、次の構成を採った。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のパチンコ球検出装置の感度調整方法は、
パチンコ球の近接を非接触で検出してオン・オフ信号を出力するとともに、パチンコ球の近接の検出感度を感度調整機構を操作することによって変更可能なパチンコ球検出装置についての感度を調整する方法であって、
（ａ）前記パチンコ球検出装置の検出位置に、複数のパチンコ球を連続して送る工程と、
（ｂ）前記パチンコ球検出装置から出力されるオン・オフ信号を読み込む工程と、
（ｃ）前記オン・オフ信号のデューティ比を検出する工程と、
（ｄ）前記デューティ比に応じて前記感度調整機構の操作を行なう工程と
を備えることを要旨とする。
【０００６】
以上のように構成された本発明のパチンコ球検出装置の感度調整方法では、パチンコ球検出装置から出力されるオン・オフ信号のデューティ比を検出して、そのデューティ比に応じてパチンコ球検出装置の感度調整機構の操作を行なうことで、パチンコ球検出装置の検出感度を高精度に、しかも容易に調整することができる。
【０００７】
なお、前記パチンコ球検出装置の感度調整方法において、前記工程（ｄ）は、前記デューティ比が所定の範囲となるように、前記感度調整機構の操作を行なうものとすることができる。
【０００８】
また、前記パチンコ球検出装置の感度調整方法において、前記工程（ａ）は、前記パチンコ球検出装置の検出位置に、複数のパチンコ球を等間隔で連続して送ることとすることができる。
【０００９】
さらに、前記パチンコ球検出装置の感度調整方法において、前記工程（ａ）は、複数のパチンコ球が一の円周上に等間隔で並ぶように各パチンコ球を支持した状態で、各パチンコ球を前記円周上で等速度にて回転させることにより、前記パチンコ球検出装置の検出位置に、前記複数のパチンコ球を連続して送ることとすることができる。
【００１０】
この構成のパチンコ球検出装置の感度調整方法では、複数のパチンコ球が一の円周上に等間隔で並ぶように各パチンコ球を支持した状態で、各パチンコ球を前記円周上で等速度にて回転させることにより、前記パチンコ球検出装置の検出位置に、前記複数のパチンコ球を容易に連続して送ることができる。また、パチンコ球検出装置から出力されるオン・オフ信号のデューティ比を検出して、そのデューティ比に応じて検出装置の感度調整を行なうことから、検出装置の検出感度を高精度に行なうことができる。
【００１１】
【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は実施例としての検出装置１の構造を示す断面図、図２は検出装置１の回路図である。本実施例では、検出装置１は、検出装置１の出力信号を利用して各種処理を行なう周知のマイクロプロッセシングユニット（以下、ＭＰＵと呼ぶ）２の入力ポートＰＢ１に接続されている。
【００１２】
図１に示すように、検出装置１は、断面「Ｌ」の字形の筐体１１を備え、この内部に回路基板１３を備える。この回路基板１３の一端は、筐体１１の外に飛び出しており、接続端子１５として用いられている。回路基板１３には、図２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。図１に示すように、コイルＬ１は、「Ｌ」の字形の筐体１１の突出した収納部２１に収納される。
【００１３】
筐体１１のコイルＬ１背面位置には、下穴３１が設けられている。筐体１１は合成樹脂製なので、この下穴３１に六角穴付き止めネジの形状をした調整ネジ４１をねじ込むと、下穴３１の内周面にはネジ溝がある程度形成される。従って、調整ネジ４１はこのネジ溝に螺合し、下穴３１内の位置が調整自在となる。調整ネジ４１は、電気良導体である鉄製である。調整ネジ４１は、頭部の六角穴に専用レンチを入れて回転することで、コイルＬ１の軸方向に沿った位置（以下、前後方向位置と呼ぶ）を調整することできる。この調整ネジ４１を用いた調整については、後述する。
【００１４】
検出装置１は、図２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とを有する。この検出端子Ｔ２は、回路のグランドレベルを兼ねており、ＭＰＵ２側で抵抗器ＲＤを介して接地されている。検出装置１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とから構成されている。
【００１５】
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により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。
【００１６】
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の両エミッタとグランドラインとの間に介装された抵抗器Ｒ３，コンデンサＣ１，Ｃ２およびコイルＬ１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。
【００１７】
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。このトランジスタ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、エミッタ端子には抵抗器Ｒ４（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の充放電により継続され、トランジスタＴｒ２はオン状態に保たれる。
【００１８】
発振回路ＣＯが発振している状態で、コイルＬ１に金属製の被検出体、例えばパチンコ玉Ｐが接近すると、図１に例示したように、コイルＬ１の磁束Ｂ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Ｉ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。
【００１９】
パチンコ玉ＰがコイルＬ１に接近していない状態では、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Ｒ４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Ｒ４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ＭＰＵ２の入力ポートＰＢ１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、ＭＰＵ２は入力ポートＰＢ１の状態を監視することで、検出装置１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。
【００２０】
次に、この検出装置１の感度や発振条件の調整について説明する。図３に示すように、本実施例の検出装置１の調整を行なう場合には、検出装置１の出力をオシロスコープ５１に接続するか、直接信号のデューティ比を検出する検出器に接続する。ここでは理解の便を図るため、オシロスコープ５１に接続したものとして説明する。検査装置は、オシロスコープ５１と、アーム５３に取り付けられモータ５５により回転する４個のパチンコ玉ｐ１ないしｐ４とからなり、実施例の検出装置１は、回転するパチンコ玉ｐ１ないしｐ４に所定の離間距離をもって対向する位置に、図示しない治具等を用いて設置される。
【００２１】
モータ５５が回転すると、パチンコ玉ｐ１ないしｐ４は、繰り返し、検出装置１に近づき最近点を通って遠ざかる。パチンコ玉ｐ１ないしｐ４の動きに伴って、検出装置１はオン・オフを繰り返し、オシロスコープ５１上で観察されるその出力信号は、図４に示すように、１周期Ｓ２においてオフ時間（信号はハイレベルとなっている時間）Ｓ１の矩形波となる。この信号のデューティ比Ｓは、Ｓ＝Ｓ１／Ｓ２となり、検出装置１の検出感度を反映したものとなっている。
【００２２】
検出装置１は、回路を構成する部品の誤差の累積等に起因して、検出感度に相当の機差を有する。発振回路ＣＯをとってみても、コイルＬ１、コンデンサＣ１，Ｃ２は民生品であれば、５ないし１０パーセントの許容誤差を有する。従って、これらの誤差が累積すると、発振回路ＣＯの発振強度や周波数も相当に変化する。そこで、調整ネジ４１を回転して、その前後方向位置を調整し、コイルＬ１が形成する磁束Ｂに対する相対的な位置を変更し、検出装置１のデューティ比Ｓが所定の範囲に入るようその調整を行なう。なお、モータ５５の回転数を一定に制御すれば、デューティ比Ｓをいちいち計算する必要はなく、オフ時間Ｓ１を所定幅に調整すれば良い。
【００２３】
鉄製の調整ネジ４１は、前述したように電気的な良導体であり、磁束Ｂがこの調整ネジ４１を貫通すれば渦電流Ｉが流れ、電流損失を生じることは、パチンコ玉Ｐの場合と同一である。従って、調整ネジ４１の前後方向位置を調整ネジ４１がコイルＬ１に近づく方向に調整してゆくと、調整ネジ４１の内部を貫通する磁束密度は高くなり、渦電流による損失は増加する。従って、検出装置１の発振回路ＣＯの発振は止まり易くなり、検出感度は高くなって、デューティ比Ｓは大きくなる。一方、調整ネジ４１をコイルＬ１から遠ざかる方向に調整してゆくと、調整ネジ４１の内部を貫通する磁束密度は低下し、調整ネジ４１による電流損失は低減するから、検出感度は低くなってデューティ比Ｓは小さくなる。
【００２４】
以上説明したように、本実施例の検出装置１によれば、パチンコ玉Ｐのような金属製もしくは金属被膜を有する被検出体を非接触で確実に検出することができ、しかもその検出感度の調整を容易に行なうことができる。特に、検出感度を、電気回路の電圧や抵抗値，あるいは増幅度などを変えて調整するのではなく、筐体１１に設けた調整ネジ４１の位置を変更することにより調整するので、調整は筐体１１の外部から極めて容易に行なうことができる。従って、回路基板１３の筐体１１への組み付け後に調整することも容易であり、例えば検出装置１を実際の使用場所に組み付けた後に調整することもできる。
【００２５】
なお、本実施例では、感度調整用の部材として六角穴付き止めネジを用いたので、ネジを筐体１１の内部に完全に収納した状態で使用することができ、調整後の不慮の位置変更等が生じにくいという利点がある。また、調整ネジ４１を検出部の背面に設けたので、機器に取り付けた状態での調整が行ない易いという利点も得られた。もっとも、調整ネジ４１は、コイルＬ１の生成する磁束の範囲に位置すれば良く、図５に示すように、筐体１１のコイルＬ１側部に設けても差し支えない。
【００２６】
また、図５に示した調整ネジ４１に替えて、図６に示すように、スライドツマミ４５に連結された立方体形状の導体部材４６を筺体１１のコイルＬ１側部に設け、スライドツマミ４５を図中、上下方向にスライドすることで、導体部材４６が案内溝４７に沿ってコイルＬ１の軸方向に移動するように構成してもよい。
【００２７】
上述してきたいくつかの実施例では、調整ネジ４１の位置を変更することで調整を行なったが、図７に示すように、導体部材の存在量を変更することで調整を行なうものとしてもよい。図７に示した構成では、電気良導体である鉄やアルミニウム，あるいは銅等の小片Ｈ１を挿入・固定可能な溝を筐体１１のコイルＬ１側部に４箇所設け、ここに所定数の小片Ｈ１を差し込んで調整を行なっている。この例では、感度調整は段階的に行なうことになり、製品製造時の調整としては、ネジ等の位置を調整する構成より簡易である。なお、小片Ｈ１の挿入量を調整すれば、調整部材の位置による調整と併用することも可能である。
【００２８】
更に、以上説明した実施例では、次の回路上の利点が存在する。トランジスタＴｒ２がオン状態となってツェナーダイオードＤ１に流れる電流が上昇すると、ツェナーダイオードＤ１の特性によってはツェナー電圧Ｖｚはある程度上昇する。従って、発振回路ＣＯの双トランジスタＴｒ１のベース電位が上昇し、発振回路ＣＯの発振条件は強化される。一方、双トランジスタＴｒ１がオフ状態となればツェナー電圧Ｖｚは低下するから、発振条件は悪くなり、発振は停止し易くなる。即ち、本実施例の回路では、ツェナーダイオードのツェナー電圧の特性が悪い場合（電流が増大したときのツェナー電圧がある程度以上高くなるものの場合）、発振回路ＣＯの発振条件に正帰還をかけ、コイルＬ１にパチンコ玉が近づき遠ざかる場合のスイッチング回路ＳＷのスイッチング特性を改善している。なお、ツェナー特性の優れたツェナーダイオードＤ１を用いる場合には、図８に示すように、トランジスタＴｒ２のコレクタを抵抗器Ｒ５を介してグランドラインに接続すると共に、抵抗器Ｒ６を介して双トランジスタＴｒ１のベースに帰還させることで、同様の効果を得ることができる。
【００２９】
なお、図８に示した検出装置１０１は、検出用のコイルＬ１にもう一つのコイルＬ２を並列に接続している。この検出装置１０１は、図９に示すように、「コ」の字形の筐体１１１に、第１実施例と同様の回路基板１１３を収納したものであり、この回路基板１１３上に実装されたコイルＬ１，Ｌ２は、「コ」の字形の筐体１１１の突出した収納部１２１，１２２に各々収納される。収納部１２１，１２２の中心間距離、即ちコイルＬ１，Ｌ２の中心間距離は、被検出体であるパチンコ玉Ｐの直径の丁度１．５倍の距離とされている。
【００３０】
この検出装置１０１では、隣合ったパチンコ玉Ｐが連なった状態で移動している場合、これを連続したレベル信号として検出することができる。検出装置１のコイルＬ１，Ｌ２は、図９に示したように、その中心間距離ＤＬは、パチンコ玉Ｐの直径の１．５倍となっている。従って、コイルＬ１の中心（磁束密度最大）にパチンコ玉Ｐの中心が位置しているとき、コイルＬ２の中心は、隣り合ったパチンコ玉の接触点にほぼ対応した位置となる。換言すれば、コイルＬ１の中心がパチンコ玉の中心からはずれるに従って、コイルＬ２の中心にパチンコ玉の中心が近づいてくることになる。従って、パチンコ玉が隣同士接した状態となっていれば、パチンコ玉全体が移動していても、コイルＬ１，Ｌ２の磁束のいずれかにより渦電流損失を生じ、発振回路ＣＯの発振は常時ほぼ停止状態となり、スイッチング回路ＳＷのトランジスタＴｒ２はオフ状態となって、ＭＰＵ２の入力ポートＰＢ１はロウレベルとなる。
【００３１】
なお、本実施例の検出装置１０１では、コイルＬ１の背面側には、第１実施例と同様、感度調整用の導体部材である第１調整ネジ１４１が設けられており、コイルＬ２の背面側には、感度調整用の第２調整ネジ１４２が設けられている。第１および第２調整ネジ１４１，１４２を調整すると、第１実施例と同様、各コイルＬ１，Ｌ２における渦電流損失が変化し、検出装置１０１の検出感度が調整される。
【００３２】
以上説明したように、本実施例の検出装置１０１では、パチンコ玉が互いに接する程度の距離を保って移動する場合、コイルＬ１とコイルＬ２との中心間距離がパチンコ玉の直径の約１．５倍となっているので、これを検出して連続した信号を出力することができる。しかも、コイルＬ１，Ｌ２おける渦電流損失の大きさをきめ細かく調整できるので、単に検出感度の調整に留まらず、例えば隣接するパチンコ玉がどの程度離れている場合に出力信号をオン・オフするか等の設定も調整することができる。
【００３３】
また、本実施例の構成では、筐体や回路基板はそのままにして、コイルＬ２を実装するか否かにより、隣合った状態で移動するパチンコ玉等の被検出物を連続した信号で検出する検出装置とするか、パチンコ玉一個一個をオン・オフ信号で検出する検出装置とするかを、ほぼ同一の構成で実現することができ、構成部品の共通化を図ることができる。
【００３４】
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、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。例えば、導体部材として銅，アルミニウム，鉄以外の例えば銅合金などの電気良導体を用いた構成、導体部材を回転軸に対して異形形状としてその回転角度によって渦電流損失やコイルのインダクタンスへの影響が変化する構成、更にこの場合に導体部材の頭部をツマミ形状として指等で直接調整可能とした構成、導体部材をコイルの被検出体側に設けた構成、あるいはコイルを複数個設ける場合にコイルＬ１とＬ２との間隔を被検出体の直径の１．５倍以外の距離、例えば１．３倍など整数倍以外の距離とした構成など、種々な実施の態様が可能である。
【００３５】
本発明はコイルの形成する磁束が金属物内で渦電流を生じて発振回路の発振エネルギを消費することに着目してなされたものであり、同様の原理を利用して金属もしくは金属被膜を有する被検出体の近接もしくは接触を検出することは容易である。渦電流損失を生じる物であれば、被検出体は、パチンコ玉以外に、例えばメタル、硬貨、部品、物流品など、いかなるものであっても差し支えない。一方、渦電流損失以外の損失により発振状況が変わることを利用して被検出体の検出を行なうことも考えられる。例えば、発振回路の一部から（例えば図２、点ａから）直接、あるいはコンデンサ等を介してリード線を引き出し、ここに金属プレートを接続してタッチスイッチとして用いることもできる。金属プレートに人体が近接もしくは接触すると、人体のインピーダンスにより高周波発振回路から発振エネルギが失われ、発振状況は変化するのである。この場合でも、調整部材による渦電流損失を利用してタッチスイッチの検出感度を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての検出装置１の構成図である。
【図２】実施例としての検出装置１の回路図である。
【図３】実施例の検出装置１において感度調整を実際に行なう場合の構成を示す説明図である。
【図４】感度調整における検出装置１の出力信号の様子を示す説明図である。
【図５】導体部材の他の配置を示す断面図である。
【図６】同じく他の構成例を示す断面図である。
【図７】同じく他の構成例を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【図９】同じくその構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…検出装置
２…ＭＰＵ
１１…筐体
１３…回路基板
２１…収納部
４１…調整ネジ
ＣＯ…発振回路
ＳＷ…スイッチング回路

Claims (4)

1. パチンコ球の近接を非接触で検出してオン・オフ信号を出力するとともに、パチンコ球の近接の検出感度を感度調整機構を操作することによって変更可能なパチンコ球検出装置についての感度を調整する方法であって、
   （ａ）前記パチンコ球検出装置の検出位置に、複数のパチンコ球を連続して送る工程と、
   （ｂ）前記パチンコ球検出装置から出力されるオン・オフ信号を読み込む工程と、
   （ｃ）前記オン・オフ信号のデューティ比を検出する工程と、
   （ｄ）前記デューティ比に応じて前記感度調整機構の操作を行なう工程と
   を備えるパチンコ球検出装置の感度調整方法。
2. 前記工程（ｄ）は、前記デューティ比が所定の範囲となるように、前記感度調整機構の操作を行なうことである請求項１記載のパチンコ球検出装置の感度調整方法。
3. 請求項１または２に記載のパチンコ球検出装置の感度調整方法であって、
   前記工程（ａ）は、
   前記パチンコ球検出装置の検出位置に、複数のパチンコ球を等間隔で連続して送ることであるパチンコ球検出装置の感度調整方法。
4. 請求項３に記載のパチンコ球検出装置の感度調整方法であって、
   前記工程（ａ）は、
   複数のパチンコ球が一の円周上に等間隔で並ぶように各パチンコ球を支持した状態で、各パチンコ球を前記円周上で等速度にて回転させることにより、前記パチンコ球検出装置の検出位置に、前記複数のパチンコ球を連続して送ることであるパチンコ球検出装置の感度調整方法。

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