JP5525955B2 - 遊技機用のソレノイドアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、パチンコ機やパチスロ機等といった遊技機において、アタッカーなどの役物、打球発射装置、玉送り装置等として使用される遊技機用のソレノイドアクチュエータに関するものである。

従来、上記のような遊技機においては、種々の電子部品が搭載されており、このような電子部品の中でもソレノイドは遊技の進行に伴って遊技状態を変化させる等のために多用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００６−１８１０８２号公報 特開２００６−０５５５７７号公報 特開２００７−２２９２００号公報

ところが、上記従来のソレノイドは性能が安定しておらず、例えばパチンコ玉の打球発射装置等のような高出力を要求する部品として使う場合に問題がある。
すなわち、従来のソレノイドは、鉄板や鋼板を切削等することによってコア（鉄芯）を製造しているが、このようなコアは、個々の性能にばらつきがあり、ソレノイドの磁場の大きさにもばらつきが生じてしまう。
また、高出力とするべくソレノイドの磁場を大きくするには、ソレノイドに通電する電流を高くする、あるいは巻線の巻数を増やすことが必要となる。しかし、ソレノイドは、電流を高めるに従い、また巻線の巻数が増すに従い発生する熱も高くなり、熱振動による磁気モーメントのゆらぎまたは反転によって磁束が減少する現象（高温減磁）が発生することでその性能を低下させてしまう。加えて、巻数を増したソレノイドはサイズが大きなものとなるため、狭小な遊技機内部への装着が難しくなる。
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、小型化を図ることが出来るとともに、高い磁力特性を安定して発揮することができる遊技機用のソレノイドアクチュエータを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の遊技機用のソレノイドアクチュエータの発明は、遊技機に内装されて使用される遊技機用ソレノイドアクチュエータであって、略筒状に形成されて内部に孔を有するボビンの外周面上に巻線を巻いてなるコイルの複数個が、同じ極性の磁極が同じ向きで揃うように、並列に配設されており、磁性材料からなるヨークが該複数個のコイルを、各コイルの磁極同士を繋ぐように連結しているとともに、複数個のうち何れか１個のコイルにおいてボビンの孔には、電磁力によって可動するプランジャーが通されており、上記プランジャーが通されたコイルを除く他のコイルにおいてボビンの孔には、電磁鋼からなる薄板を複数枚積層したうえでプレス加工によって所定形状に成形したコアが通されていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遊技機用のソレノイドアクチュエータの発明において、上記複数個のコイルは、相互に直列方式で電気的に接続されており、隣接するもの同士で巻線の巻き方向が反対とされていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の遊技機用のソレノイドアクチュエータの発明において、上記複数個のコイルのうち上記コアが通されるコイルにおいて、上記ボビンには孔として四角孔が形成されており、該四角孔には、四角柱状に形成された上記コアが圧入されるように構成されているとともに、該四角孔の各角部には断面円弧状の拡張孔が設けられていることを要旨とする。

［作用］
本発明の遊技機用のソレノイドアクチュエータは、複数個のコイルが、同じ極性の磁極が同じ向きに揃えられた、つまり各コイルのＮ極、Ｓ極がそれぞれ同じ向きに揃えられた状態で、並列に配設されており、さらに各コイルの磁極同士が磁性材料からなるヨークで繋げられた構成を有している。このように複数個のコイルが、Ｎ極とＳ極を同じ向きに揃えた状態で、ヨークで繋がれた場合、複数個のコイル全体が一体的にまとまって一つの磁気回路を構成するため、磁束密度が高まり、大きな磁場を発生させることが出来るようになる。従って、通電する電流を高くしたり、巻線の巻数を増やしたりせずとも、大きな磁場を得ることが出来るとともに、コイルからの発熱も抑えることが出来るため、高温減磁の発生を抑えることが出来る。さらにコアは、その材料に、コアを磁化したときに失われる電気エネルギー（鉄損）が非常に小さい電磁鋼が使用されるとともに、切削等によることなくプレス加工で形成されているから、成型による内部応力の変化、形状の変形、切削や研磨による傷付き等を原因とする透磁率の低下を抑えることが出来るため、遊技機用のソレノイドアクチュエータが高い磁力特性を安定して発揮することができるようになる。
また複数個のコイルを相互に直列方式で電気的に接続した場合、例えばコイルが２個であればコイルが１個のものに比べて電気抵抗値が２倍になり、電流値が１／２倍になる等のように、ソレノイドアクチュエータ全体での電気抵抗値が増すことで電流値が低くなる。このため、電流値が高くなることによる発熱を避けることができ、高温減磁による性能低下を抑えることができる。
またプレス加工によってコアを形成する場合、コアの周縁角部にプレス加工による鋭利なバリが形成されてしまう。該バリは、コアのボビンの四角孔への圧入時に四角孔の内周面にダメージを与えたり、四角孔に対してコアを位置ずれさせたりするので、研磨や切削などして除去することが望ましいが、コアは、このような切削や研磨などによって透磁率が低下してしまう可能性が高い。本発明の遊技機用のソレノイドアクチュエータは、ボビンの四角孔の各角部に該バリを収容するための断面円弧状の拡張孔を設けたことにより、該バリを完全に除去せずともよく、コアの透磁率の低下を最小限に抑えることが可能であり、大きな磁場を維持することが出来る。

［効果］
本発明によれば、小型化を図ることが出来るとともに、高い磁力特性を安定して発揮することができる遊技機用のソレノイドアクチュエータを提供することができる。

実施形態のソレノイドアクチュエータを示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。 （ａ）は第１コイルのボビンを示す斜視図、（ｂ）は第１コイルのコアを示す斜視図、（ｃ）は第１コイルを示す正面図。 （ａ）は第２コイルのボビンを示す斜視図、（ｂ）は第２コイルを示す正面図。 第１及び第２コイルをヨークに組み付ける状態を示す分解斜視図。 ソレノイドアクチュエータの磁気回路形成を示す（ａ）は作用図、（ｂ）は概念図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、実施形態の遊技機用ソレノイドアクチュエータ１０（以下ソレノイド１０と略す）は、第１コイル１１と第２コイル１２の２個のコイルを有している。第１コイル１１及び第２コイル１２は、２つのヨーク１３の間に挟まれるようにして、互いに連結されている。また該２つのヨーク１３は、ボルト１４ａ及びナット１４ｂによって接続固定されている。そして、第１コイル１１の中にはコア１５が通され、第２コイル１２の中にはプランジャー１６が通されている。
なお、この実施形態のソレノイド１０は、遊技機（図示略）の打球発射装置として使用されるものであり、遊技機の打球発射部に内装され、該ソレノイド１０から生じた電磁力によってプランジャー１６を可動させることにより、該プランジャー１６でパチンコ玉（図示略）を弾くように構成されている。

上記第１コイル１１とコア１５の構成について説明する。
該第１コイル１１は、第１ボビン２１Ａと、該第１ボビン２１Ａの外周面上に巻かれた巻線１７とによって構成されている。
図２（ａ）に示すように、上記第１ボビン２１Ａは、その材料に絶縁体である合成樹脂が使用されており、筒部２２と、該筒部２２の両端に形成された２つのフランジ部２３と、を有している。上記巻線１７は、２つのフランジ部２３の間で、筒部２２の外周面上に巻き方向が一定になるようにして巻回される。
また該筒部２２は、四角筒状に形成されており、その内部は上記コア１５を挿通させるための四角孔２４Ａとされている。該四角孔２４Ａの各角部には、断面円弧状の拡張孔２５が設けられている。
図２（ｂ）に示すように、上記コア１５は、電磁鋼からなる薄板１５ａを複数枚積層したうえでプレス加工することにより、四角柱状に形成されている。
図２（ｃ）に示すように、プレス加工によって形成された上記コア１５の側縁部にはバリ１５ｂが形成されている。通常であれば、該バリ１５ｂはコア１５を第１ボビン２１Ａの四角孔２４Ａに通す際に該四角孔２４Ａの内周面を傷付けるので切削などして取り除くが、切削などによってコア１５の表面が傷付くと透磁率の低下を招いてしまうため、該バリ１５ｂによる該四角孔２４Ａの内周面の傷付きを防止するために上記拡張孔２５が設けられている。すなわち、該コア１５を第１ボビン２１Ａの四角孔２４Ａに通す際、該バリ１５ｂは該四角孔２４Ａの内周面に接触することなく該拡張孔２５に収容されているため、該バリ１５ｂによる該四角孔２４Ａの内周面の傷付きが防止され、かつ該バリ１５ｂの除去に伴う透磁率の低下が防止されている。
上記第１コイル１１において、上記コア１５は、上記第１ボビン２１Ａの四角孔２４Ａに圧入されているとともに、その両端を四角孔２４Ａから外部へ露出させており（図４参照）、このように外部へ露出した該コア１５の両端が、それぞれ該第１コイル１１の磁極２６Ｎ，２６Ｓとされる。また該第１コイル１１では巻線１７が、図２（ｃ）中に矢印で示す時計回りで、正面側から奥側へ向かう（図１（ａ）中で下側から上側）螺旋状に巻回されている。

上記第２コイル１２の構成について説明する。
該第２コイル１２は、概ね上記第１コイル１１と同様の構成であり、異なる部分のみを説明する。図３（ａ）に示すように、該第２コイル１２を構成する第２ボビン２１Ｂは、筒部２２が四角筒状に形成されているが、その内部は上記プランジャー１６を挿入させるための丸孔２４Ｂとされている。
上記第２コイル１２において、上記プランジャー１６は、上記ヨーク１３を介して該第２ボビン２１Ｂの外部から丸孔２４Ｂへ挿入されており（図１（ａ）参照）、このようにプランジャー１６が挿入される第２コイル１２の両端が、それぞれ該第２コイル１２の磁極２６Ｎ，２６Ｓとされる。また該第２コイル１２では巻線１７が、図３（ｂ）中に矢印で示す反時計回りで、正面側から奥側へ向かう（図１（ａ）中で下側から上側）螺旋状に巻回されており、上記第１コイル１１の巻方向と反対になっている。

図４に示すように、上記ヨーク１３は、鉄などの磁性材料を用いて長板状に形成されており、上記第１コイル１１が取り付けられる箇所に四角形状の第１透孔１３ａが透設され、上記第２コイル１２が取り付けられる箇所に円形状の第２透孔１３ｂが透設されている。また該第１透孔１３ａと該第２透孔１３ｂの間には、上記ボルト１４ａが挿通される挿通孔１３ｃが透設されている。
第１コイル１１及び第２コイル１２は、上記ヨーク１３への取り付けに際して、第１コイル１１から伸びる巻線１７の一端が、第２コイル１２から伸びる巻線１７の一端と繋がれることにより、相互に直列方式で電気的に接続されている。また上記ヨーク１３の第１透孔１３ａにはコア１５の端部が挿入され、上記ヨーク１３の第２透孔１３ｂにはプランジャー１６が挿通される。そして、第１コイル１１及び第２コイル１２は、上記ヨーク１３を介して互いの磁極２６Ｓ（２６Ｎ）が繋がるように、並列に配設されて連結される。

図５（ａ）に示すように、ソレノイド１０に通電すると、第１コイル１１と第２コイル１２は、それぞれ磁力を発生させる。該第１コイル１１では電流が正面側から奥側（図５（ａ）中で下側から上側）へ向かって流れ、該第１コイル１１に直列方式で接続された第２コイル１２では電流が奥側から正面側（図５（ａ）中で上側から下側）へ向かって流れるが、上記したように第１コイル１１と第２コイル１２では巻線１７の巻き方向が反対となっているため、第１コイル１１と第２コイル１２は、同じ極性の磁極２６Ｎ，２６Ｓが同じ向きで揃う。
一方、第１コイル１１及び第２コイル１２の各磁極２６Ｎ，２６Ｓは、上記ヨーク１３によって繋がっているため、コア１５、プランジャー１６及び２つのヨーク１３は、図５（ｂ）に示すような環状コアＣと同様の磁気回路を構成し、第１コイル１１と第２コイル１２は、該環状コアＣの周面上で対向位置に、互いに対する巻方向が反対となるように巻回されたコイルと同様の機能を発揮する。
その結果、第１コイル１１及び第２コイル１２は、各磁極２６Ｎ，２６Ｓから発生した磁力が図５（ａ）中に点線で示したようにヨーク１３に通されることで一体的にまとまり、一つの磁気回路として振る舞うことで、ソレノイド１０の磁束密度を高め、大きな磁場を発生させる。

なお、本発明は上記の実施形態の構成に限定されず、以下のように変更してもよい。
上記の実施形態ではコイルを２個としたが、同じ極性の磁極が同じ向きで揃う配置であれば、コイルを３個以上としてもよい。
また上記の実施形態では第１コイル１１の奥側（図１（ａ）又は図５（ａ）中で上側）の巻線１７と、第２コイル１２の奥側（図１（ａ）又は図５（ａ）中で上側）の巻線１７を繋いだが、第１コイル１１の正面側（図１（ａ）又は図５（ａ）中で下側）の巻線１７と第２コイル１２の奥側の巻線１７、あるいは第１コイル１１の奥側の巻線１７と第２コイル１２の正面側（図１（ａ）又は図５（ａ）中で下側）の巻線１７、を繋いでもよい。なお、この場合には第１コイル１１と第２コイル１２の巻線１７の巻き方向を同じ方向とすれば、同じ極性の磁極が同じ向きで揃う。
またコイル同士は、必ずしも直列方式で電気的に接続する必要はなく、並列方式で電気的に接続してもよい。

本発明の遊技機用のソレノイドアクチュエータによれば、電流量の増加や巻線の巻数の増加に依らずとも、大きな磁場を得ることが出来、高い磁力特性を安定して発揮することができるものであるから、産業上利用可能である。

１０ 遊技機用ソレノイドアクチュエータ
１１ 第１コイル
１２ 第２コイル
１３ ヨーク
１５ コア
１６ プランジャー
１７ 巻線
２１Ａ 第１ボビン
２１Ｂ 第２ボビン
２４Ａ 四角孔
２５ 拡張孔
２６Ｎ，２６Ｓ 磁極

Claims (3)

1. 遊技機に内装されて使用される遊技機用ソレノイドアクチュエータであって、
   略筒状に形成されて内部に孔を有するボビンの外周面上に巻線を巻いてなるコイルの複数個が、同じ極性の磁極が同じ向きで揃うように、並列に配設されており、
   磁性材料からなるヨークが該複数個のコイルを、各コイルの磁極同士を繋ぐように連結しているとともに、
   複数個のうち何れか１個のコイルにおいてボビンの孔には、電磁力によって可動するプランジャーが通されており、
   上記プランジャーが通されたコイルを除く他のコイルにおいてボビンの孔には、電磁鋼からなる薄板を複数枚積層したうえでプレス加工によって所定形状に成形したコアが通されている
   ことを特徴とする遊技機用のソレノイドアクチュエータ。
2. 上記複数個のコイルは、相互に直列方式で電気的に接続されており、隣接するもの同士で巻線の巻き方向が反対とされている
   請求項１に記載の遊技機用のソレノイドアクチュエータ。
3. 上記複数個のコイルのうち上記コアが通されるコイルにおいて、上記ボビンには孔として四角孔が形成されており、該四角孔には、四角柱状に形成された上記コアが圧入されるように構成されているとともに、該四角孔の各角部には断面円弧状の拡張孔が設けられている
   請求項１又は請求項２に記載の遊技機用のソレノイドアクチュエータ。