JP4713792B2

JP4713792B2 - Gaming device having solenoid drive circuit

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Publication number: JP4713792B2
Application number: JP2001279884A
Authority: JP
Inventors: 光次蓮沼
Original assignee: Heiwa Corp
Current assignee: Heiwa Corp
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: JP2003079901A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高トルクを必要とする役物を作動させるソレノイド駆動回路を有する遊技機、および、ソレノイドの駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パチンコ機等の遊技機の分野においては、高トルクを必要とする役物を作動させるために、ソレノイドの駆動を利用している。
【０００３】
このソレノイドは、長時間の通電状態によって過熱することから、近年、その過熱を効率良く軽減させるための駆動回路の開発が盛んに行われている。
【０００４】
例えば、第１の従来例として、特許第１７４６４７５号に記載された「パチンコ機におけるソレノイド駆動装置」では、ソレノイドに高電圧を印加してプランジャが作動したとき、マイクロスイッチによって高電圧から低電圧に切り替え可能としたことにより、ソレノイドを長時間通電においても過熱しないようにしている。
【０００５】
第２の従来例として、特許第１７４９７３９号に記載された「パチンコ機におけるソレノイド駆動装置」では、ソレノイドを駆動するに際して、第１のスイッチング素子をオンさせる短期のパルス信号と、第２スイッチング素子をオンさせる所要期の矩形波信号とを同時に、各々制御装置から出力させることにより、ソレノイドを長時間通電させる場合においても過熱しないようにしている。
【０００６】
第３の従来例として、特許第１８６４０９３号に記載された「パチンコ機における入賞口開閉機構のソレノイド装置駆動方法」では、ソレノイドのプランジャ吸引状態が安定した後、この吸引状態を維持できる範囲でソレノイドへの供給電力を減少させることにより、余剰電力を小さくして発熱を抑えていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術では、以下の問題が生じる。
【０００８】
第１の従来例では、ソレノイドの吸引動作によってプランジャが作動したとき、マイクロスイッチによるメカ的な接触によって高電圧から低電圧への切り替え制御を行っている。このため、マイクロスイッチに高トルクで引くソレノイドのレバーが衝撃的に当たり、耐久性に問題が生じるおそれがある。
【０００９】
第２の従来例では、２種類のスイッチング素子を用い、ソレノイドの駆動制御系を２系統必要とするため、制御系の回路が複雑化し、負担が多くなるという問題がある。
【００１０】
第３の従来例では、ソレノイドの駆動制御をチョッパー制御にして電流制限を行って過熱を防止しているので、制御系の負担が多くなると共に、電流変化が多くなり、配線からノイズ信号を発生させるという問題点がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、マイクロスイッチで電圧を切り替えたり、高低電圧の２系統を制御で切り替えたり、チョッパー制御したりすることなく、ソレノイドを長時間通電した場合においても、ソレノイドの過熱を効率良く軽減させて省力化を図ると共に、シンプルな制御回路構成を実現することが可能な、ソレノイド駆動回路を有する遊技機、および、ソレノイドの駆動制御方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、ノイズ発生を極力抑え、耐久性にも優れた、ソレノイド駆動回路を有する遊技機、および、ソレノイドの駆動制御方法を提供することにある。
【００１３】
本発明は、役物を作動させるソレノイド駆動回路を有する遊技装置であって、ソレノイドを高トルクで動作させるために必要な、出力電圧の上限値を設定する第１の電源と、前記ソレノイドを低トルクで動作させるために必要な、前記出力電圧の下限値を設定する第２の電源と、前記出力電圧の前記第２の電源の下限値から前記第１の電源の上限値に至るまでのコンデンサへの充電処理と、前記第１の電源の上限値から前記第２の電源の下限値に至るまでの前記コンデンサの放電処理とを、前記ソレノイドの動作に連動して行う充放電手段と、前記ソレノイドが、プランジャー吸引時の駆動初期状態では、前記第１の電源の上限値から前記第２の電源の下限値に至るまでの前記コンデンサの放電期間に対応して高トルクで動作し、かつ、プランジャー吸引後の駆動後期状態では、前記第２の電源の下限値に対応して低トルクを保持するように、制御信号に基づいて駆動制御する第１の制御手段と、前記ソレノイドが、プランジャー非吸引時の駆動停止状態では、前記第２の電源の下限値から前記第１の電源の上限値に至るまでの前記コンデンサの充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号に基づいて駆動制御する第２の制御手段とを具え、前記第１の電源は、抵抗を介して前記コンデンサと接続されて、該コンデンサを充電し、前記抵抗の抵抗値は、前記ソレノイドの直流抵抗値よりも十分に高く設定され、前記第２の電源は、前記コンデンサと接続されて、放電後の該コンデンサの出力電圧は、前記第２の電源の出力電圧に落ちつくことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
本例では、役物を作動させるためのソレノイド駆動回路を有する遊技機として、パチンコ遊技機を例に挙げて説明する。
【００１７】
＜システム構成＞
まず、パチンコ機の概略構成を、図６〜図７に基づいて説明する。
【００１８】
図６は、パチンコ機１の電気的構成を示すブロック図であり、遊技盤（後述する図７参照）の裏面側に設けられている。
【００１９】
本パチンコ機１は、主基板１０と、入力側のサブ基板２０と、出力側のサブ基板３０とに大別される。主基板１０と、サブ基板２０，３０との間は、それぞれインターフェース部を介して接続されている。
【００２０】
主基板１０は、遊技の制御機能や指令コマンドの発生機能を備えた、遊技用制御の主制御装置である。この主基板１０には、統括的な制御を行う主制御部（ＣＰＵ）１１と、システム用のプログラムや各種の制御用のプログラムが記憶されたＲＯＭ１２と、各種データの記憶域や演算処理の作業域等として用いられるＲＡＭ１３と、本発明に係るソレノイド駆動回路３００とが設けられている。
【００２１】
入力側のサブ基板２０には、入力ポート２１を介して、特別図柄始動スイッチ２２、普通図柄作動スイッチ２３、大入賞口スイッチ２４が接続されている。さらに、商用ＡＣ電源１００ＶをＡＣ２４Ｖに変換する電源回路２５と、主プログラムのリセット動作を所定の周期で行わせるためのリセット回路２６が設けられている。
【００２２】
出力側のサブ基板３０には、出力ポート３１を介して、特別図柄表示装置１００、ミニデジタル形式の普通図柄表示装置２０５、ランプ表示装置２０７、効果音発生装置３２、賞球払出装置３３等の各種遊技機能が分割された装置が搭載されており、これらの各装置は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、コマンド受信機能を含み、プログラム化されている。すなわち、主基板１０側の装置とサブ基板３０側との装置とは、マスタ−スレーブの関係になっている。
【００２３】
この他に、サブ基板３０には、図示しないが、実際の検査部品、ＬＥＤ燈、ランプ燈、各種アクチュエータ（ソレノイド、回転モータ）、スピーカ、表示器等が搭載されている。
【００２４】
また、出力ポート３１には、普通電動役物作動ソレノイド３４や、大入賞口作動ソレノイド３５が接続されている。これらソレノイド３４，３５は、ソレノイド駆動回路３００によって駆動制御される。
【００２５】
（遊技盤）
図７は、特別図柄表示装置１００を備えたパチンコ機の遊技盤の正面図を示す。
【００２６】
特別図柄表示装置１００において、ＬＣＤパネル１１０上には、左図柄１１０ａ、中図柄１１０ｂ、右図柄１１０ｃの３つの図柄が形成されている。これら図柄は２次元画像や３次元画像により形成され、各々別個に変動する。
【００２７】
２００は、遊技球２０１が入賞する始動入賞口である。この始動入賞口２００は、普通電動役物（電動チューリップ）となっている。
【００２８】
そして、この始動入賞口２００は、本発明に係るソレノイド駆動回路３００によって普通電動役物作動ソレノイド３４を駆動制御することによって、開閉動作する。
【００２９】
２０２は、大入賞口２０３を有する可変入賞球装置（アタッカー）である。この大入賞口２０３には、継続入賞領域（Ｖゾーン）２０４が設けられている。
【００３０】
そして、この可変入賞球装置２０２は、本発明に係るソレノイド駆動回路３００によって大入賞口作動ソレノイド３５を駆動制御することによって、開閉動作する。
【００３１】
２０５は、ミニデジタル形式の普通図柄表示装置である。２０６は、普通図柄作動ゲート（スルーチャッカー）である。
【００３２】
２０７は、ランプ表示装置である。２０８は、アウト口である。
【００３３】
（ソレノイド駆動回路）
次に、本発明に係るソレノイド駆動回路３００を、図１〜図５に基づいて説明する。
【００３４】
図１は、高トルク動作および低トルク保持が可能なソレノイド駆動回路３００の回路構成を示す。
【００３５】
３０１は、ブリッジ整流器である。このブリッジ整流器３０１は、入力側のＡＣ２４Ｖを整流する。
【００３６】
３０２は、その整流された＋ＤＣ電圧を出力する電源ラインである。３０３は、アースライン（ＧＮＤ）である。
【００３７】
３０４は、平滑用コンデンサであり、ピーク電圧として約ＤＣ３２Ｖを作る。
【００３８】
３０５は、電源ライン３０２と、アースライン３０３と、平滑用コンデンサ３０４とからなる電源部である。
【００３９】
３０６は、定電圧電源である。この定電圧電源３０６は、入力される約ＤＣ３２Ｖの電圧を、ＤＣ１２ＶおよびＤＣ５Ｖの定電圧に変換する。
【００４０】
３０７は、ＤＣ１２Ｖの電圧を出力する出力ラインである。
【００４１】
３０８は、ＤＣ５Ｖの電圧を出力する出力ラインである。
【００４２】
３０９は、電源ライン３０２にアノード側が接続されたダイオード（Ｄ１）である。このダイオード３０９は、電源ライン３０２の電流に対して、逆流を防止する整流器としての機能をもつ。
【００４３】
３１０は、出力ライン３０７にアノード側が接続されたダイオード（Ｄ２）である。このダイオード３１０は、電源ライン３０７の電流に対して、逆流を防止する整流器としての機能をもつ。
【００４４】
３１１は、ダイオード３０９のカソードとダイオード３１０のカソードとの間に接続された、抵抗（Ｒ）である。この抵抗３１１は、出力ライン３０２の電流をダイオード３０９を通してコンデンサ３１２に充電するための電流を制限する。
【００４５】
３１２は、一端が抵抗３１１およびダイオード３１０のカソードと接続され、他端がアースライン３０３と接続された、コンデンサである。このコンデンサ３１２は、出力ライン３０２の電圧を充電し、ソレノイド３１３の引き始めに電流を流す。
【００４６】
３１３は、一端がコンデンサ３１２のＰ点に接続され、他端がパワーデバイス３１４と接続されたソレノイドである。このソレノイド３１３は、前述した普通電動役物作動ソレノイド３４や大入賞口作動ソレノイド３５に相当する。このソレノイド３１３の動作によって、役物として、始動入賞口２００や、可変入賞球装置２０２が開閉動作する。
【００４７】
３１４は、ソレノイド３１３を駆動するパワーデバイスである。パワーデバイス３１４としては、例えば、パワー型ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ素子を用いる。
【００４８】
３１５は、各種のスイッチ信号等が入力され、パワーデバイス３１４を駆動するための制御信号３１７等の各種制御信号を出力する制御回路である。この制御回路３１５には、定電圧電源３０６から出力ライン３０７，３０８を通じてＤＣ１２Ｖ、ＤＣ５Ｖが供給されている。
【００４９】
３１６は、スイッチ信号等の各種の入力信号が、前述した主制御部１１を介して入力される信号入力ラインである。スイッチ信号としては、普通図柄作動スイッチ２３や、大入賞口スイッチ２４等からの信号である。
【００５０】
３１７は、制御回路３１５からパワーデバイス３１４に対して出力される制御信号である。
【００５１】
３１８は、制御回路３１５から出力されるその他の制御出力としての制御信号である。
【００５２】
以上説明したようなソレノイド駆動回路３００において、本発明を実現する上で最小限必要なものとして、以下の構成要素が挙げられる。すなわち、高トルク（図３中のＮａ）を発生するために必要な高電圧を出力する電源部３０５と、低トルク（図３中のＮｂ）を発生するために必要な低電圧を出力する定電圧電源３０６と、ソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃを吸引しきるだけのエネルギーを充電できるコンデンサ３１２と、コンデンサ３１２の充電電流制限およびソレノイド３１３の保持時間中に必要以上の発熱をしない抵抗３１１と、２系統の電圧が逆流しないようにするダイオード３０９，３１０と、ソレノイド３１３を動作させるパワーデバイス３１４と、パワーデバイス３１４の駆動を制御する制御信号３１７を出力する制御回路３１５とが最小限必要である。
【００５３】
そして、このようなソレノイド駆動回路３００において、高トルクＮａ発生用の電源部３０５は、ダイオード３０９と抵抗３１１とを通してコンデンサ３１２に充電された約ＤＣ３２Ｖの高電圧を使用し、低トルクＮｂ保持用の定電圧電源３０６はＤＣ１２Ｖ等の低電圧をダイオード３１０を通して同じコンデンサ３１２に充電すると共に、安定した保持電圧を保つように制御する。
【００５４】
（ソレノイドの基本的構成）
図２は、ソレノイド３１３の一般的な構成例を示す。
ソレノイド３１３は、一般的に、ボビンに巻いたコイル３１３ａと、コイル３１３ａに通電した時に発生する磁界を効率良く通す金属製のフレーム３１３ｂと、コイル３１３ａを巻いたボビンの中をスライドして移動するプランジャー３１３ｃとから構成されている。プランジャー３１３ｃの先端部は、スプリング４００を介して、支持板４０１に接続されている。また、プランジャー３１３ｃには、回転軸４０２を基準として回動自在な回動板４０３が取付けられている。この回動板４０３は、ストッパー４０４によって回動が制限されている。
【００５５】
そして、プランジャー３１３ｃは、動作開始時（駆動初期状態）では、コイル３１３ａを巻いたボビンから必要な動作距離部分が出ている状態から動作を開始する。この動作開始時では、コイル３１３ａを巻いたボビンとプランジャー３１３ｃとの関係から、同じ電流を流しても吸引力が一番弱い状態から動作を開始し、プランジャー３１３ｃがコイル３１３ａを巻いたボビンの中に吸引されるに従って吸引トルクも増大していくことになる。
【００５６】
プランジャー３１３ｃの動作開始時の位置（原点）をＸ０とし、動作終了時の位置（最長端）をＸ１とすると、全ストローク長はＬ＝Ｘ１−Ｘ０として表すことができる。このストロークの変位量は、ΔＸとして表すものとする。従って、プランジャー３１３ｃの吸引動作に伴って回動板４０３を回動することによって、変位量ΔＸに対応して役物（始動入賞口２００、可変入賞球装置２０２等の開閉口）を開閉動作させることができる。
【００５７】
＜システム動作＞
以下、ソレノイド駆動回路３００を含む本装置の動作について説明する。
【００５８】
本例では、前述した図２に示したようなソレノイド３１３の動作特性を十分活用し、かつ、ソレノイド３１３の発熱を抑えながら高トルクＮａで動作可能な駆動回路を提供するものである。
【００５９】
（回路動作）
まず、ソレノイド駆動回路３００の動作について説明する。
【００６０】
図１において、ＡＣ２４Ｖがブリッジ整流器３０１に入力され、電源ライン３０２の＋ＤＣ電圧とアースライン３０３の−ＤＣ電圧とに整流される。この整流された電圧は、平滑用コンデンサにより平滑されて、ピーク電圧約ＤＣ３２Ｖが作られ、定電圧電源３０６に供給されると共に、ダイオード３０９と抵抗３１１とを通してコンデンサ３１２に充電される。
【００６１】
定電圧電源３０６では、ＤＣ１２Ｖの定電圧およびＤＣ５Ｖの定電圧を作る。ＤＣ１２Ｖの電圧は、ダイオード３１０を通してコンデンサ３１２に充電されると共に、ソレノイド３１３の保持電圧として供給される。
【００６２】
制御回路３１５は、ＤＣ１２ＶおよびＤＣ５Ｖの電源の供給を受けて動作する。この動作は、信号入力ライン３１６からのスイッチ信号等の入力信号によって各種制御を行い、その出力として制御信号３１７をパワーデバイス３１４に送る。パワーデバイス３１４のスイッチング動作によって、ソレノイド３１３が吸引動作を行う。制御回路３１５は、その他の制御信号３１８も出力している。
【００６３】
（ソレノイドの動作）
次に、ソレノイド３１３の動作について説明する。
【００６４】
図３は、制御信号３１７に対するコンデンサ３１２の充電電圧およびソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃの動作曲線を示す。
【００６５】
Ｖｃは、制御回路３１５から出力される制御信号３１７である。
【００６６】
Ｖｐは、コンデンサ３１２の充電・放電に基づくＰ点側の充電電圧に相当する出力電圧である。この出力電圧Ｖｐは、最大値Ｖａ＝ＤＣ３２Ｖから、最小値Ｖｂ＝ＤＣ１２Ｖの範囲内で変化する。最大値Ｖａは、電源部３０５からダイオード３０９、抵抗３１１を介して作成される。最小値Ｖｂは、定電圧電源３０６からダイオード３１０を介して作成される。
【００６７】
ΔＸは、ソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃにおけるストロークの変位量を示す。この変位量ΔＸは、ストロークの最大値Ｘ１から最小値Ｘ０の範囲で変位する。全ストローク長は、Ｌ＝Ｘ１−Ｘ０とする。
【００６８】
図１および図３において、電源部３０５のＤＣ電圧を、ダイオード３０９と抵抗３１１とを通して、コンデンサ３１２に充電する。この充電電流は、抵抗３１１によって制限されており、オン・オフのパルス信号等からなる制御信号３１７に基づいてパワーデバイス３１４がスイッチング動作を行うと、ソレノイド３１３に電流が流れて、プランジャー３１３ｃの吸引動作が開始される。完全に吸引状態になったときには、抵抗３１１に流れる電流による発熱を生じるため、十分な容量を持った抵抗とする。
【００６９】
ここで、抵抗３１１とコンデンサ３１２との関係は、ソレノイド３１３を動作させる間隔および動作時間で決まり、この定数はソレノイド３１３の動作していない時間（図３では、ｔ_２〜ｔ_３のオフ時間）に、コンデンサ３１２にソレノイド３１３を動作させるだけの電圧を充電できる抵抗値を設定する必要がある。従って、動作間隔が短い設定になると、コンデンサ３１３に十分充電できなくなると共に、ソレノイド３１３の発熱を軽減する手段も講じられないことになる。
【００７０】
コンデンサ３１２は、電源部３０５からの電圧をダイオード３０９、抵抗３１１を通して充電され、その充電電圧が出力電圧Ｖｐとしてソレノイド３１３に印加されるため、ソレノイド３１３が十分吸引できる容量を必要とする。
【００７１】
また、コンデンサ３１２とソレノイド３１３との関係は、パワーデバイス３１４がスイッチング動作を行ってオン状態となると、ソレノイド３１３にはコンデンサ３１２に充電された充電電圧すなわち動作に必要な最大電圧（最大値Ｖａ≒ＤＣ３２Ｖ）である出力電圧Ｖｐが印加される。この出力電圧Ｖｐの印加により、時間の経過と共に、ソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃはコイル３１３ａを巻いたボビンに引き込まれていく。この動作と平行して、コンデンサ３１２の充電電圧すなわち出力電圧Ｖｐの値は降下して行き、出力ライン３０７からダイオード３１０を通した電圧（最小値Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖ）まで降下して安定する。この安定状態が保持状態になる。
【００７２】
なお、適切なコンデンサ３１２の容量とソレノイド３１３の電流容量とをマッチングさせることによって、無駄のない安定した、ソレノイド３１３の動作を行うことができる。
【００７３】
（具体例）
次に、具体例について説明する。
【００７４】
図４は、前述した図３に関連した波形を示す。
Ｖｐは、充電・放電するコンデンサ３１２の出力電圧である。最大値Ｖａ（約ＤＣ３２Ｖ）から、最小値Ｖｂ（ＤＣ１２Ｖ）の範囲内で変化する。
【００７５】
Ｖｏは、パワーデバイス３１４の端子電圧である。
【００７６】
Ｖｃは、制御回路３１５から出力される制御信号３１７のパルス波形である。
【００７７】
Ｉｓは、ソレノイド３１３に流れる動作電流（放電電流）である。
【００７８】
ただし、抵抗３１１をＲ＝１．１ｋΩ、コンデンサ３１２の容量Ｃ＝１０００μＦ、ソレノイド３１３の直流抵抗Ｒｓ＝５０Ωに設定する。
【００７９】
このように設定した場合、コンデンサ３１２の充電電圧すなわち出力電圧Ｖｐ≒ＤＣ３２Ｖによって、駆動初期状態として約５０ｍ秒間（図３では、オン期間中のｔ_０〜ｔ_１の期間）だけソレノイド３１３に動作電流Ｉｓが流れる。その後は、ＤＣ１２Ｖの出力ライン３０７から供給される電流によって安定し、コンデンサ３１２の出力電圧はＶｐ≒ＤＣ１２Ｖに落つく。
【００８０】
そして、ソレノイド３１３の動作終了後、ダイオード３０９、Ｒ＝１．１ｋΩの抵抗３１１を通して、容量Ｃ＝１０００μＦのコンデンサ３１２がフル充電され、これにより、コンデンサ３１２の出力電圧は再びＶｐ≒ＤＣ３２Ｖに設定される。このフル充電に要する時間は約３秒（図３では、ｔ_２〜ｔ_３のオフ期間）かかるため、ソレノイド３１３の間欠動作は、理想的には、そのオフ時間を少なくとも３秒以上とることが望ましい。従って、オフ時間が３秒以上となるように、制御回路３１５から出力される制御信号３１７のパルス波形のパルス幅を設定する必要がある。
【００８１】
（ソレノイドの駆動制御の手順）
次に、ソレノイド３１３の駆動制御の手順を整理して説明する。
【００８２】
図５は、役物を作動させるソレノイド３１３の駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ１では、ソレノイド３１３を高トルクＮａで動作させるために必要な、コンデンサ３１２のＰ点での充電電圧に相当する出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａを設定する。ここでの出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａとは、電源部３０５の電源ライン３０２から供給される値であり、Ｖａ≒ＤＣ３２Ｖに相当する。
【００８４】
ステップＳ２では、ソレノイド３１３を低トルクＮｂで動作させるために必要な、コンデンサ３１２のＰ点での充電電圧に相当する出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂを設定する。ここでの出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂとは、定電圧電源３０６の出力ライン３０７から供給される値であり、Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖに相当する。
【００８５】
ステップＳ３では、出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂから上限値Ｖａに至るまでの充電処理、および、上限値Ｖａから下限値Ｖｂに至るまでの放電処理が、ソレノイド３１３の動作に連動して行えるように充放電回路を設計する。
【００８６】
ステップＳ４では、ソレノイド３１３が、プランジャー３１３ｃ吸引時の駆動初期状態では出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａから下限値Ｖｂに至る放電期間に対応して高トルクＮａで動作し、かつ、プランジャー３１３ｃ吸引後の駆動後期状態では出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂに対応して低トルクＮｂを保持するように、制御信号３１７に基づいてパワーデバイス３１４を駆動制御する。
【００８７】
すなわち、制御信号３１７をオン状態としてパワーデバイス３１４を駆動状態とすることによって、プランジャー３１３ｃを吸引する駆動初期状態、すなわち、図３に示す制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ_０〜ｔ_１期間（例えば５０ｍ秒）では、コンデンサ３１２の出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａ≒ＤＣ３２Ｖから下限値Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖに至る範囲内の放電を行うことによって、その放電電流すなわち動作電流Ｉｓの大きさに対応した高トルクＮａを発生する。
【００８８】
また、同じく制御信号３１７をオン状態としたままでパワーデバイス３１４の駆動状態を維持することによって、プランジャー３１３ｃを吸引後の駆動後期状態、すなわち、図３に示す制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ_１〜ｔ_２期間では、コンデンサ３１２の出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖに基づいて微弱な放電を行うことによって、その放電電流すなわち動作電流Ｉｓの大きさに対応した低トルクＮｂを発生する。
【００８９】
ステップＳ５では、ソレノイド３１３が、プランジャー３１３ｃ非吸引時の駆動停止状態では、出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂから上限値Ｖａに至るまでの充電期間中はトルクを発生しないように、制御信号３１７に基づいてパワーデバイス３１４を駆動制御する。
【００９０】
すなわち、制御信号３１７をオフ状態としてパワーデバイス３１４を動作停止状態にすることによって、プランジャー３１３ｃを吸引しない動作停止期間、すなわち、図３に示す制御信号Ｖｃのオフ期間中のｔ_２〜ｔ_３期間（例えば３秒以上）において、コンデンサ３１２の出力電圧Ｖｐの下限値≒ＤＣ１２Ｖから上限値≒ＤＣ３２Ｖへ至る範囲のフル充電を行う。
【００９１】
従って、ソレノイド３１３が動作状態にあっても、プランジャー３１３ｃを吸引後の駆動後期状態（図３中のｔ_１〜ｔ_２期間）では低トルクＮｂを保持し続けるため、従来に比べてソレノイド動作中の発熱量を大幅に低減することが可能となる。これにより、大当りが発生して、継続入賞が連続して生じたような場合、大入賞口作動ソレノイド３５を長時間通電してもソレノイド３１３を過熱するようなことをなくすことができる。
【００９２】
このようなことから、従来例のような、マイクロスイッチで電圧を切り替える制御機構、高低電圧の２系統を制御で切り替える制御機構、チョッパーによる制御機構等を無くし、制御回路の構成を単純化することができる。
【００９３】
（高トルク／低トルク）
次に、高トルクＮａおよび低トルクＮｂについて説明する。
【００９４】
ソレノイド３１３の吸引力をＦとし、プランジャー３１３ｃの変位量をΔＸとするとき、トルクＮは、
Ｎ（トルク）＝Ｆ（吸引力）×ΔＸ（変位量） …（１）
として定義することができる。
【００９５】
ここで、吸引力Ｆは、ソレノイド３１３によってプランジャー３１３ｃに作用する磁化力に比例し、この磁化力はソレノイド３１３に発生する磁界の強さに比例し、磁界の強さはコイル３１３ａに流れる動作電流Ｉｓに比例する。従って、動作電流Ｉｓが大きければ、吸引力Ｆが増加することになる。
【００９６】
図４に示すように、動作電流Ｉｓは、駆動初期状態である制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ_０〜ｔ_１期間（約５０ｍ秒間）においては大きい値を示すが、駆動後期状態である制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ_１〜ｔ_２期間においては当初の約１／２以下の小さな値しか示さない。
【００９７】
以上のことから、高トルクＮａおよび低トルクＮｂは、それぞれ次のように定義することができる。
【００９８】
高トルクＮａとは、プランジャー３１３ｃに対する吸引力Ｆが最大（動作電流Ｉｓは最大）となるときのエネルギー、すなわち、変位量ΔＸが０から全ストローク長Ｌになるまでに必要な吸引エネルギーに相当する。
【００９９】
低トルクＮｂとは、プランジャー３１３ｃを吸引後にその状態を保持（動作電流Ｉｓは最小）するために必要なエネルギー、すなわち、吸引後の全ストローク長Ｌに相当する変位量ΔＸをそのまま維持するために必要な保持エネルギーに相当する。
【０１００】
従って、例えば、図３において、制御信号Ｖｃの１サイクルの時間を３０秒とし、プランジャー３１３ｃ非吸引時の駆動停止時間（ｔ_２〜ｔ_３期間）を３秒に設定した場合、プランジャー３１３ｃ吸引時の高トルクに対応するオン時間（ｔ_０〜ｔ_１期間）は非常に短く５０ｍ秒位であるため、プランジャー３１３ｃ吸引後の低トルクに対応するオン時間（ｔ_１〜ｔ_２期間）を非常に長くとることが可能となり、例えば約２６．９５秒にとることができる。
【０１０１】
この１サイクルの期間は、入賞口の１回分の開閉動作に相当するため、大当りが発生し継続入賞が生じたような場合、例えば２０回継続した場合は、２０×３０秒＝６００秒（１０分）間だけ入賞口の開閉動作が継続することになり、その分、ソレノイド動作中の発熱量が増加することになる。しかし、本発明では、オン期間中の高トルクを動作させる時間（すなわち５０ｍ秒／３０秒）は、低トルクを保持する時間（すなわち２６．９５秒／３０秒）に比べてわずかな時間であるため、たとえ１０分間に渡って連続動作した場合でも、従来に比べてソレノイド動作中の発熱量を大幅に低減することができる。
【０１０２】
しかも、図４からわかるように、低トルク時（ｔ_１〜ｔ_２期間）の動作電流Ｉｃの値は高トルク時（ｔ_０〜ｔ_１期間）の約１／２であるため、低トルク時の発熱量（Ｉｃの２乗に比例）は高トルク時の約１／４に抑えることができる。
【０１０３】
以上のことから、大入賞口作動ソレノイド３５を長時間通電してもソレノイド３１３を過熱するようなことをなくすことができる。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ソレノイドの駆動初期状態ではコンデンサ出力電圧の上限値（高電圧）から下限値（低電圧）に至る放電期間に対応して高トルクＮａ動作とし、かつ、ソレノイドのプランジャー吸引後の駆動後期状態ではコンデンサ出力電圧の下限値に対応して低トルクＮｂを保持するように、制御信号に基づく第１の駆動制御を行い、さらに、プランジャーを吸引しない駆動停止状態では出力電圧の下限値から上限値へ至る充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号に基づく第２の駆動制御を行うので、発熱の少ないソレノイド駆動回路を実現することができ、これにより、ソレノイドの過熱を軽減させた状態で長時間動作を行うことが可能となり、省力化を図り、作業効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、本発明によれば、ソレノイドの駆動初期状態において、コンデンサに充電された高電圧はソレノイドの動作に伴って放電し、なめらかな放電曲線を描くので、外部に対してのノイズの発生を低減することができ、さらに、機械的な制御に頼らずソフトウェア的な制御でソレノイドを駆動することができるので、耐久性にも優れた装置を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である、ソレノイド駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】ソレノイドの基本的な構成および動作を示す説明図である。
【図３】制御信号に対するコンデンサの出力電圧およびソレノイドプランジャーの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】測定例を示すタイミングチャートである。
【図５】ソレノイドの駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図６】ソレノイド駆動回路を備えたパチンコ機の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】遊技盤の構成例を示す正面図である。
【符号の説明】
３００ソレノイド駆動回路
３０１ブリッジ整流器
３０２電源ライン
３０３アースライン
３０４平滑コンデンサ
３０５電源部
３０６定電圧電源
３０７，３０８出力ライン
３０９，３１０ダイオード
３１１抵抗
３１２コンデンサ
３１３ソレノイド
３１３ａコイル
３１３ｂフレーム
３１３ｃプランジャー
３１４パワーデバイス
３１５制御回路
３１６信号入力ライン
３１７，３１８制御信号
４００スプリング
４０１支持板
４０２回転軸
４０３回動板
４０４ストッパー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gaming machine having a solenoid drive circuit that operates a character requiring high torque, and a solenoid drive control method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the field of gaming machines such as pachinko machines, the driving of solenoids has been used to operate an accessory that requires high torque.
[0003]
Since this solenoid is overheated due to a long-time energization state, in recent years, a drive circuit for efficiently reducing the overheat has been actively developed.
[0004]
For example, as a first conventional example, in the “solenoid driving device in a pachinko machine” described in Japanese Patent No. 1746475, when a high voltage is applied to the solenoid and the plunger is operated, the micro switch switches the high voltage to the low voltage. By enabling switching, the solenoid is prevented from overheating even when energized for a long time.
[0005]
As a second conventional example, in a “solenoid driving device in a pachinko machine” described in Japanese Patent No. 1749739, when driving a solenoid, a short-term pulse signal for turning on the first switching element and a second switching element are provided. By simultaneously outputting the rectangular wave signals of the required period to be turned on from the respective control devices, overheating is prevented even when the solenoid is energized for a long time.
[0006]
As a third conventional example, in the “solenoid device driving method of a winning opening / closing mechanism in a pachinko machine” described in Japanese Patent No. 1864093, the solenoid is in a range in which the suction state can be maintained after the plunger suction state is stabilized. By reducing the power supplied to the battery, surplus power was reduced to suppress heat generation.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems occur in the conventional technique.
[0008]
In the first conventional example, when the plunger is actuated by the suction operation of the solenoid, switching control from a high voltage to a low voltage is performed by mechanical contact by a microswitch. For this reason, the lever of the solenoid that pulls with high torque impacts the micro switch, and there is a possibility that a problem in durability may occur.
[0009]
In the second conventional example, since two types of switching elements are used and two solenoid drive control systems are required, there is a problem that the circuit of the control system becomes complicated and the load increases.
[0010]
In the third conventional example, the solenoid drive control is chopper controlled to limit the current and prevent overheating. This increases the burden on the control system, increases the current change, and generates a noise signal from the wiring. There is a problem of making it.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to efficiently overheat the solenoid even when the solenoid is energized for a long time without switching the voltage with a microswitch, switching between two systems of high and low voltage, or performing chopper control. An object of the present invention is to provide a gaming machine having a solenoid drive circuit and a solenoid drive control method capable of reducing power well and saving labor and realizing a simple control circuit configuration.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a gaming machine having a solenoid drive circuit that suppresses noise generation as much as possible and has excellent durability, and a solenoid drive control method.
[0013]
The present invention is a gaming apparatus having a solenoid drive circuit that operates an accessory, and sets an upper limit value of an output voltage necessary for operating the solenoid at a high torque.First power supplyAnd a lower limit value of the output voltage necessary for operating the solenoid at a low torque.Second power supplyAnd the output voltageSecond power supplyFrom the lower limitOf the first power sourceUp to the upper limitTo capacitorCharging process and,AboveOf the first power supplyFrom the upper limitSecond power supplyUp to the lower limitOf the capacitorCharging / discharging means that performs discharge processing in conjunction with the operation of the solenoid, and the solenoid is in an initial driving state during plunger suction.,AboveOf the first power supplyFrom the upper limitSecond power supplyUp to the lower limitOf the capacitorOperates with high torque corresponding to the discharge period, and in the late driving state after plunger suction,AboveSecond power supplyIn the drive stop state when the plunger is not sucked, the first control means for driving and controlling based on the control signal so as to maintain the low torque corresponding to the lower limit value,Second power supplyFrom the lower limitOf the first power supplyUp to the upper limitOf the capacitorSecond control means for controlling driving based on a control signal so as not to generate torque corresponding to the charging period.The first power source is connected to the capacitor via a resistor to charge the capacitor; The resistance value of the resistor is set sufficiently higher than the DC resistance value of the solenoid, the second power source is connected to the capacitor, and the output voltage of the capacitor after discharging is the second power source. It is characterized by being settled to the output voltage of.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
In this example, a pachinko gaming machine will be described as an example of a gaming machine having a solenoid drive circuit for operating an accessory.
[0017]
<System configuration>
First, a schematic configuration of the pachinko machine will be described with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the pachinko machine 1 and is provided on the back side of the game board (see FIG. 7 described later).
[0019]
The pachinko machine 1 is roughly divided into a main board 10, an input-side sub-board 20, and an output-side sub-board 30. The main board 10 and the sub-boards 20 and 30 are connected to each other via an interface unit.
[0020]
The main board 10 is a main control device for game control provided with a game control function and a command command generation function. The main board 10 includes a main control unit (CPU) 11 that performs overall control, a ROM 12 that stores a system program and various control programs, a storage area for various data, and an operation process. A RAM 13 used as a region and the like, and a solenoid drive circuit 300 according to the present invention are provided.
[0021]
A special symbol start switch 22, a normal symbol operation switch 23, and a big prize opening switch 24 are connected to the input side sub-board 20 via an input port 21. Furthermore, a power supply circuit 25 that converts the commercial AC power supply 100V into AC24V and a reset circuit 26 that performs a reset operation of the main program at a predetermined cycle are provided.
[0022]
The sub-board 30 on the output side is connected to the special symbol display device 100, the mini-digital normal symbol display device 205, the lamp display device 207, the sound effect generator 32, the prize ball payout device 33, etc. via the output port 31. A device in which various game functions are divided is mounted, and each of these devices includes a CPU, a ROM, a RAM, and a command receiving function, and is programmed. That is, the apparatus on the main board 10 side and the apparatus on the sub board 30 side have a master-slave relationship.
[0023]
In addition, although not illustrated, the sub-board 30 is mounted with actual inspection parts, LED lamps, lamp lamps, various actuators (solenoids, rotary motors), speakers, displays, and the like.
[0024]
The output port 31 is connected to a normal electric accessory operating solenoid 34 and a special prize opening operating solenoid 35. These solenoids 34 and 35 are driven and controlled by a solenoid drive circuit 300.
[0025]
(Game board)
FIG. 7 shows a front view of a game board of a pachinko machine equipped with the special symbol display device 100.
[0026]
In the special symbol display device 100, three symbols of a left symbol 110a, a middle symbol 110b, and a right symbol 110c are formed on the LCD panel 110. These symbols are formed by a two-dimensional image or a three-dimensional image and fluctuate separately.
[0027]
Reference numeral 200 denotes a start winning opening through which the game ball 201 wins. The start winning opening 200 is an ordinary electric accessory (electric tulip).
[0028]
The start winning opening 200 is opened and closed by driving and controlling the ordinary electric accessory operating solenoid 34 by the solenoid driving circuit 300 according to the present invention.
[0029]
Reference numeral 202 denotes a variable winning ball apparatus (attacker) having a big winning opening 203. The big winning opening 203 is provided with a continuous winning area (V zone) 204.
[0030]
The variable winning ball apparatus 202 is opened and closed by driving and controlling the special winning opening operating solenoid 35 by the solenoid driving circuit 300 according to the present invention.
[0031]
Reference numeral 205 denotes a mini-digital format normal symbol display device. 206 is a normal symbol operation gate (through chucker).
[0032]
Reference numeral 207 denotes a lamp display device. Reference numeral 208 denotes an out port.
[0033]
(Solenoid drive circuit)
Next, a solenoid drive circuit 300 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0034]
FIG. 1 shows a circuit configuration of a solenoid drive circuit 300 capable of high torque operation and low torque holding.
[0035]
301 is a bridge rectifier. The bridge rectifier 301 rectifies the AC24V on the input side.
[0036]
A power supply line 302 outputs the rectified + DC voltage. 303 is a ground line (GND).
[0037]
Reference numeral 304 denotes a smoothing capacitor, which produces about DC32V as a peak voltage.
[0038]
A power supply unit 305 includes a power supply line 302, an earth line 303, and a smoothing capacitor 304.
[0039]
Reference numeral 306 denotes a constant voltage power source. The constant voltage power source 306 converts an input voltage of about DC 32V into a constant voltage of DC 12V and DC 5V.
[0040]
Reference numeral 307 denotes an output line for outputting a DC 12V voltage.
[0041]
Reference numeral 308 denotes an output line that outputs a voltage of DC5V.
[0042]
Reference numeral 309 denotes a diode (D 1) whose anode side is connected to the power supply line 302. The diode 309 has a function as a rectifier for preventing a backflow with respect to the current of the power supply line 302.
[0043]
Reference numeral 310 denotes a diode (D2) whose anode side is connected to the output line 307. The diode 310 has a function as a rectifier for preventing a backflow with respect to the current of the power supply line 307.
[0044]
Reference numeral 311 denotes a resistor (R) connected between the cathode of the diode 309 and the cathode of the diode 310. This resistor 311 limits the current for charging the capacitor 312 through the diode 309 with the current of the output line 302.
[0045]
Reference numeral 312 denotes a capacitor having one end connected to the resistor 311 and the cathode of the diode 310 and the other end connected to the earth line 303. The capacitor 312 charges the voltage of the output line 302 and passes a current at the start of the solenoid 313.
[0046]
Reference numeral 313 denotes a solenoid having one end connected to the point P of the capacitor 312 and the other end connected to the power device 314. The solenoid 313 corresponds to the above-described ordinary electric accessory operating solenoid 34 or special prize opening operating solenoid 35. By the operation of the solenoid 313, the start winning opening 200 and the variable winning ball apparatus 202 are opened and closed as an accessory.
[0047]
A power device 314 drives the solenoid 313. As the power device 314, for example, a transistor element such as a power MOSFET is used.
[0048]
A control circuit 315 receives various switch signals and outputs various control signals such as a control signal 317 for driving the power device 314. The control circuit 315 is supplied with DC 12 V and DC 5 V from the constant voltage power supply 306 through the output lines 307 and 308.
[0049]
Reference numeral 316 denotes a signal input line through which various input signals such as switch signals are input via the main control unit 11 described above. The switch signal is a signal from the normal symbol operation switch 23, the big prize opening switch 24, or the like.
[0050]
Reference numeral 317 denotes a control signal output from the control circuit 315 to the power device 314.
[0051]
Reference numeral 318 denotes a control signal as another control output output from the control circuit 315.
[0052]
In the solenoid drive circuit 300 as described above, the following components are listed as the minimum necessary for realizing the present invention. That is, a power supply unit 305 that outputs a high voltage necessary for generating high torque (Na in FIG. 3) and a constant voltage that outputs a low voltage necessary for generating low torque (Nb in FIG. 3). Two systems: a voltage power supply 306, a capacitor 312 that can charge enough energy to attract the plunger 313c of the solenoid 313, a resistor 311 that does not generate more heat than necessary during the charging current limit of the capacitor 312 and the holding time of the solenoid 313 The diodes 309 and 310 that prevent the reverse current flow, the power device 314 that operates the solenoid 313, and the control circuit 315 that outputs the control signal 317 that controls the driving of the power device 314 are required at a minimum.
[0053]
In such a solenoid drive circuit 300, the power supply unit 305 for generating high torque Na uses a high voltage of about DC 32V charged in the capacitor 312 through the diode 309 and the resistor 311 to maintain the low torque Nb. The constant voltage power supply 306 controls a low voltage such as DC12V to charge the same capacitor 312 through the diode 310 and keep a stable holding voltage.
[0054]
(Basic configuration of solenoid)
FIG. 2 shows a general configuration example of the solenoid 313.
The solenoid 313 generally slides and moves in a coil 313a wound around a bobbin, a metal frame 313b that efficiently passes a magnetic field generated when the coil 313a is energized, and a bobbin wound around the coil 313a. And a plunger 313c. The distal end portion of the plunger 313 c is connected to the support plate 401 via the spring 400. The plunger 313c is provided with a rotating plate 403 that is rotatable with respect to the rotating shaft 402. The rotation of the rotating plate 403 is restricted by a stopper 404.
[0055]
The plunger 313c starts operating from a state in which a necessary operating distance portion is out of the bobbin around which the coil 313a is wound when the operation is started (driving initial state). At the time of starting the operation, the bobbin around which the coil 313a is wound is started from the state where the suction force is the weakest even when the same current is applied, due to the relationship between the bobbin around which the coil 313a is wound and the plunger 313c. The suction torque also increases as it is sucked into the inside.
[0056]
If the position (origin) at the start of the operation of the plunger 313c is X0 and the position (the longest end) at the end of the operation is X1, the total stroke length can be expressed as L = X1-X0. The displacement amount of this stroke is expressed as ΔX. Therefore, by rotating the rotating plate 403 in accordance with the suction operation of the plunger 313c, the accessory (opening / closing opening of the start winning opening 200, the variable winning ball apparatus 202, etc.) is opened / closed corresponding to the displacement amount ΔX. Can be made.
[0057]
<System operation>
Hereinafter, the operation of the present apparatus including the solenoid drive circuit 300 will be described.
[0058]
In this example, a drive circuit capable of operating with high torque Na while sufficiently utilizing the operation characteristics of the solenoid 313 as shown in FIG. 2 and suppressing the heat generation of the solenoid 313 is provided.
[0059]
(Circuit operation)
First, the operation of the solenoid drive circuit 300 will be described.
[0060]
In FIG. 1, AC 24 V is input to the bridge rectifier 301 and rectified into a + DC voltage on the power supply line 302 and a −DC voltage on the ground line 303. The rectified voltage is smoothed by a smoothing capacitor to generate a peak voltage of about DC 32 V, supplied to the constant voltage power supply 306, and charged to the capacitor 312 through the diode 309 and the resistor 311.
[0061]
The constant voltage power source 306 generates a constant voltage of DC 12V and a constant voltage of DC 5V. The voltage of DC 12 V is charged to the capacitor 312 through the diode 310 and supplied as the holding voltage of the solenoid 313.
[0062]
The control circuit 315 operates by receiving power supply of DC12V and DC5V. In this operation, various controls are performed by an input signal such as a switch signal from the signal input line 316, and a control signal 317 is sent to the power device 314 as the output. The solenoid 313 performs a suction operation by the switching operation of the power device 314. The control circuit 315 also outputs other control signals 318.
[0063]
(Solenoid operation)
Next, the operation of the solenoid 313 will be described.
[0064]
FIG. 3 shows a charging voltage of the capacitor 312 with respect to the control signal 317 and an operation curve of the plunger 313c of the solenoid 313.
[0065]
Vc is a control signal 317 output from the control circuit 315.
[0066]
Vp is an output voltage corresponding to the charging voltage on the P point side based on charging / discharging of the capacitor 312. The output voltage Vp changes within the range of the maximum value Va = DC32V to the minimum value Vb = DC12V. The maximum value Va is created from the power supply unit 305 via the diode 309 and the resistor 311. The minimum value Vb is created from the constant voltage power supply 306 via the diode 310.
[0067]
ΔX indicates a stroke displacement amount of the plunger 313c of the solenoid 313. This displacement amount ΔX is displaced in the range from the maximum value X1 to the minimum value X0 of the stroke. The total stroke length is L = X1-X0.
[0068]
In FIG. 1 and FIG. 3, the capacitor 312 is charged with the DC voltage of the power supply unit 305 through the diode 309 and the resistor 311. This charging current is limited by the resistor 311. When the power device 314 performs a switching operation based on a control signal 317 including an on / off pulse signal, a current flows through the solenoid 313, and the plunger 313c A suction operation is started. When the suction state is completely achieved, heat is generated by the current flowing through the resistor 311. Therefore, the resistor has a sufficient capacity.
[0069]
Here, the relationship between the resistor 311 and the capacitor 312 is determined by the interval at which the solenoid 313 is operated and the operation time, and this constant is the time when the solenoid 313 is not operating (in FIG. 3, t 3₂~ T₃In this case, it is necessary to set a resistance value that can charge the capacitor 312 with a voltage sufficient to operate the solenoid 313. Therefore, if the operation interval is set to be short, the capacitor 313 cannot be charged sufficiently and no means for reducing the heat generation of the solenoid 313 can be taken.
[0070]
The capacitor 312 is charged with the voltage from the power supply unit 305 through the diode 309 and the resistor 311, and the charged voltage is applied to the solenoid 313 as the output voltage Vp. Therefore, the capacitor 312 needs a capacity that can be sufficiently attracted by the solenoid 313.
[0071]
Further, the relationship between the capacitor 312 and the solenoid 313 is that when the power device 314 performs a switching operation and is turned on, the solenoid 313 has a charging voltage charged in the capacitor 312, that is, a maximum voltage required for the operation (maximum value Va≈ An output voltage Vp of DC 32V) is applied. By applying the output voltage Vp, the plunger 313c of the solenoid 313 is drawn into the bobbin around which the coil 313a is wound as time passes. In parallel with this operation, the value of the charging voltage of the capacitor 312, that is, the value of the output voltage Vp drops, and drops to the voltage (minimum value Vb≈DC12V) from the output line 307 through the diode 310 and stabilizes. This stable state becomes the holding state.
[0072]
In addition, by matching the capacity of the appropriate capacitor 312 and the current capacity of the solenoid 313, the solenoid 313 can be operated stably without waste.
[0073]
(Concrete example)
Next, a specific example will be described.
[0074]
FIG. 4 shows the waveforms associated with FIG. 3 described above.
Vp is an output voltage of the capacitor 312 to be charged / discharged. It changes within the range from the maximum value Va (about DC32V) to the minimum value Vb (DC12V).
[0075]
Vo is a terminal voltage of the power device 314.
[0076]
Vc is a pulse waveform of the control signal 317 output from the control circuit 315.
[0077]
Is is an operating current (discharge current) flowing through the solenoid 313.
[0078]
However, the resistor 311 is set to R = 1.1 kΩ, the capacitance C of the capacitor 312 is set to 1000 μF, and the DC resistance Rs of the solenoid 313 is set to 50Ω.
[0079]
When set in this manner, the initial driving state is about 50 msec by the charging voltage of the capacitor 312, that is, the output voltage Vp≈DC32 V (in FIG. 3, t₀~ T₁), The operating current Is flows through the solenoid 313 only. Thereafter, the output voltage is stabilized by the current supplied from the DC12V output line 307, and the output voltage of the capacitor 312 drops to Vp≈DC12V.
[0080]
After the operation of the solenoid 313 is completed, the capacitor 312 having a capacitance C = 1000 μF is fully charged through the diode 309 and the resistor 311 having R = 1.1 kΩ, whereby the output voltage of the capacitor 312 is again set to Vp≈DC32V. The The time required for this full charge is about 3 seconds (in FIG. 3, t₂~ T₃Therefore, the intermittent operation of the solenoid 313 should ideally take at least 3 seconds or more. Therefore, it is necessary to set the pulse width of the pulse waveform of the control signal 317 output from the control circuit 315 so that the off time is 3 seconds or more.
[0081]
(Procedure for solenoid drive control)
Next, the procedure for driving control of the solenoid 313 will be described in an organized manner.
[0082]
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of drive control processing of the solenoid 313 for operating the accessory.
[0083]
In step S1, the upper limit value Va of the output voltage Vp corresponding to the charging voltage at the point P of the capacitor 312 is set that is necessary for operating the solenoid 313 with high torque Na. Here, the upper limit value Va of the output voltage Vp is a value supplied from the power supply line 302 of the power supply unit 305 and corresponds to Va≈DC32V.
[0084]
In Step S2, a lower limit value Vb of the output voltage Vp corresponding to the charging voltage at the point P of the capacitor 312 necessary for operating the solenoid 313 with the low torque Nb is set. The lower limit value Vb of the output voltage Vp here is a value supplied from the output line 307 of the constant voltage power supply 306, and corresponds to Vb≈DC12V.
[0085]
In step S3, the charging process from the lower limit value Vb to the upper limit value Va of the output voltage Vp and the discharging process from the upper limit value Va to the lower limit value Vb can be performed in conjunction with the operation of the solenoid 313. Design the charge / discharge circuit.
[0086]
In step S4, the solenoid 313 operates at a high torque Na corresponding to the discharge period from the upper limit value Va to the lower limit value Vb of the output voltage Vp in the initial driving state when the plunger 313c is attracted, and the plunger 313c is attracted. In a later driving late state, the power device 314 is driven and controlled based on the control signal 317 so as to maintain the low torque Nb corresponding to the lower limit value Vb of the output voltage Vp.
[0087]
That is, by setting the control signal 317 to the on state and the power device 314 to the driving state, the driving initial state in which the plunger 313c is sucked, that is, t during the on period of the control signal Vc shown in FIG.₀~ T₁In the period (for example, 50 milliseconds), discharge is performed within the range from the upper limit value Va≈DC32V to the lower limit value Vb≈DC12V of the output voltage Vp of the capacitor 312, thereby corresponding to the magnitude of the discharge current, that is, the operating current Is. High torque Na is generated.
[0088]
Further, by maintaining the driving state of the power device 314 while the control signal 317 is kept in the ON state, the driving late state after the plunger 313c is sucked, that is, during the ON period of the control signal Vc shown in FIG. t₁~ T₂In the period, by performing weak discharge based on the lower limit value Vb≈DC12V of the output voltage Vp of the capacitor 312, a low torque Nb corresponding to the magnitude of the discharge current, that is, the operating current Is is generated.
[0089]
In step S5, when the solenoid 313 is in the drive stop state when the plunger 313c is not suctioned, the control signal 317 is set so that torque is not generated during the charging period from the lower limit value Vb of the output voltage Vp to the upper limit value Va. Based on this, the power device 314 is driven and controlled.
[0090]
That is, by turning off the power device 314 by turning off the control signal 317, the operation stop period during which the plunger 313c is not sucked, that is, t during the off period of the control signal Vc shown in FIG.₂~ T₃During the period (for example, 3 seconds or more), full charge is performed in a range from the lower limit value of the output voltage Vp of the capacitor 312 ≈ DC12V to the upper limit value ≈ DC32V.
[0091]
Therefore, even if the solenoid 313 is in the operating state, the driving late state after the plunger 313c is sucked (t in FIG. 3).₁~ T₂In the period), the low torque Nb is continuously maintained, so that the amount of heat generated during the solenoid operation can be greatly reduced as compared with the conventional case. As a result, when the big hit occurs and the continuous winning is continuously generated, the solenoid 313 can be prevented from being overheated even if the big winning opening operating solenoid 35 is energized for a long time.
[0092]
For this reason, the control circuit for switching the voltage with a microswitch, the control mechanism for switching between two high and low voltage systems, the control mechanism with a chopper, etc., as in the conventional example, are eliminated, and the configuration of the control circuit is simplified. Can do.
[0093]
(High torque / Low torque)
Next, the high torque Na and the low torque Nb will be described.
[0094]
When the suction force of the solenoid 313 is F and the displacement amount of the plunger 313c is ΔX, the torque N is
N (torque) = F (suction force) × ΔX (displacement amount) (1)
Can be defined as
[0095]
Here, the attractive force F is proportional to the magnetizing force acting on the plunger 313c by the solenoid 313, and this magnetizing force is proportional to the strength of the magnetic field generated in the solenoid 313, and the strength of the magnetic field flows through the coil 313a. It is proportional to the current Is. Therefore, if the operating current Is is large, the attractive force F increases.
[0096]
As shown in FIG. 4, the operating current Is is t during the ON period of the control signal Vc, which is the initial driving state.₀~ T₁A large value is shown in the period (about 50 msec), but t during the ON period of the control signal Vc which is a late driving state₁~ T₂In the period, only a small value of about 1/2 or less of the initial value is shown.
[0097]
From the above, the high torque Na and the low torque Nb can be defined as follows.
[0098]
The high torque Na corresponds to the energy when the suction force F with respect to the plunger 313c is maximum (the operating current Is is maximum), that is, the suction energy required until the displacement amount ΔX becomes 0 to the full stroke length L. To do.
[0099]
The low torque Nb is to maintain the energy necessary for maintaining the state after the plunger 313c is sucked (the operating current Is is minimum), that is, the displacement ΔX corresponding to the full stroke length L after the suction. This corresponds to the necessary holding energy.
[0100]
Therefore, for example, in FIG. 3, the time of one cycle of the control signal Vc is 30 seconds, and the drive stop time (t₂~ T₃When the period is set to 3 seconds, the on-time corresponding to the high torque when the plunger 313c is sucked (t₀~ T₁(Period) is very short and is about 50 milliseconds, so the on-time corresponding to the low torque after the plunger 313c is sucked (t₁~ T₂The period) can be very long, for example about 26.95 seconds.
[0101]
This one-cycle period corresponds to one opening / closing operation of the winning opening, and therefore, when a big hit occurs and a continuous winning is generated, for example, when it is continued 20 times, 20 × 30 seconds = 600 seconds (10 The opening / closing operation of the winning opening continues only during the period of (min), and the amount of heat generated during solenoid operation increases accordingly. However, in the present invention, the time for operating the high torque during the ON period (ie, 50 msec / 30 sec) is a little time compared to the time for maintaining the low torque (ie 26.95 sec / 30 sec). Therefore, even if the operation is continued for 10 minutes, the amount of heat generated during solenoid operation can be greatly reduced as compared with the conventional case.
[0102]
Moreover, as can be seen from FIG. 4, at low torque (t₁~ T₂The value of the operating current Ic during the period₀~ T₁Therefore, the heat generation amount at low torque (proportional to the square of Ic) can be suppressed to about ¼ at high torque.
[0103]
From the above, it is possible to prevent the solenoid 313 from overheating even if the special winning opening operating solenoid 35 is energized for a long time.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the initial driving state of the solenoid, the high torque Na operation is performed corresponding to the discharge period from the upper limit value (high voltage) to the lower limit value (low voltage) of the capacitor output voltage, and The first drive control based on the control signal is performed so that the low torque Nb is maintained corresponding to the lower limit value of the capacitor output voltage in the late driving state after the solenoid plunger is sucked, and the plunger is not sucked. Since the second drive control based on the control signal is performed so that torque is not generated corresponding to the charging period from the lower limit value to the upper limit value of the output voltage in the drive stop state, a solenoid drive circuit with less heat generation is realized. This makes it possible to operate for a long time with reduced solenoid overheating, saving labor and improving work efficiency. .
[0105]
Further, according to the present invention, in the initial driving state of the solenoid, the high voltage charged in the capacitor is discharged along with the operation of the solenoid, and a smooth discharge curve is drawn, thereby reducing the generation of noise to the outside. Furthermore, since the solenoid can be driven by software control without relying on mechanical control, a device with excellent durability can be created.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a solenoid drive circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a basic configuration and operation of a solenoid.
FIG. 3 is a timing chart showing the output voltage of a capacitor and the operation of a solenoid plunger with respect to a control signal.
FIG. 4 is a timing chart showing a measurement example.
FIG. 5 is a flowchart showing solenoid drive control processing;
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of a pachinko machine equipped with a solenoid drive circuit.
FIG. 7 is a front view showing a configuration example of a game board.
[Explanation of symbols]
300 Solenoid drive circuit
301 bridge rectifier
302 Power line
303 Earth line
304 Smoothing capacitor
305 Power supply
306 Constant voltage power supply
307,308 Output line
309, 310 Diode
311 resistance
312 capacitor
313 Solenoid
313a coil
313b frame
313c Plunger
314 Power device
315 Control circuit
316 signal input line
317, 318 Control signal
400 spring
401 Support plate
402 Rotation axis
403 Rotating plate
404 stopper

Claims

A gaming device having a solenoid drive circuit for actuating an accessory,
A first power source for setting an upper limit value of an output voltage necessary for operating the solenoid at a high torque;
A second power supply for setting a lower limit value of the output voltage necessary for operating the solenoid at a low torque;
And charging process of the capacitor from the lower limit value of the second power of the output voltage up to the upper limit value of the first power source, the lower limit value of the second power supply from the upper limit value of the first power supply Charging and discharging means for performing the discharging process of the capacitor up to the operation of the solenoid;
The solenoid is in the initial driving state when the plunger attraction, in response to the discharge period of the capacitor from the upper limit value of the first power supply up to the lower limit value of the second power supply operating at high torque, and, in the driving late state after plunger suction, so as to hold the low torque corresponding to the lower limit value of the second power supply, first control means for controlling driving on the basis of a control signal,
The solenoid does not generate torque corresponding to the charging period of the capacitor from the lower limit value of the second power source to the upper limit value of the first power source when the plunger is not driven. And second control means for controlling the driving based on the control signal ,
The first power source is connected to the capacitor via a resistor to charge the capacitor,
The resistance value of the resistor is set sufficiently higher than the DC resistance value of the solenoid,
The gaming machine having a solenoid drive circuit, wherein the second power source is connected to the capacitor, and an output voltage of the capacitor after discharging drops to an output voltage of the second power source .