JP5635777B2 - センサ装置並びに入力装置、遊技球発射装置 - Google Patents

Description

本発明は、直線的に変位する検出対象物体の変位量や位置などを検出するセンサ装置、並びに当該センサ装置を用いた入力装置、および当該入力装置を用いた遊技球発射装置に関する。

従来、直線的に変位する検出対象物体の変位量や位置などを検出するセンサ装置として種々のものが提供されている。例えば、特許文献１には自動車のシフトレバーを検出対象物体とし、シフトレバーに設けられたマグネットと、上記シフトレバーの各ポジションに対応するようにして配置される複数の磁気抵抗素子とを備えたセンサ装置が記載されている。各磁気抵抗素子は、それぞれ上記マグネットの位置に応じて「０」または「１」の２値信号を出力するようになっており、これらの磁気抵抗素子の出力信号の組み合わせによってシフトレバーの操作位置、すなわち、シフトポジションを識別できるようになっている。

ここで、人が操作する操作体の位置をセンサ装置で検出し、当該センサ装置の検出出力を操作入力とする入力装置、並びに当該入力装置で入力する操作入力に応じた力で遊技球（例えば、パチンコ玉）を発射する遊技球発射装置も種々提供されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２７８７２０号公報（段落［００１６］−［００３２］、及び、第１図−第９図） 特開２００３−１５９３８６号公報（第８実施形態参照）

上述の特許文献１に示したセンサ装置では、各磁気抵抗素子の出力信号の組み合わせによってシフトポジションを識別できるものではあるが、シフトパターンが異なる場合にはシフトパターンに合わせて磁気抵抗素子の配置を変更する必要があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、直線的に変位する検出対象物体の動作パターンに関わらず当該検出対象物体の位置検出が可能なセンサ装置並びに入力装置、遊技球発射装置を提供することにある。

請求項１の発明は、巻軸方向が所定の直線方向となるように配置される一対の検出コイルと、当該一対の検出コイルの筒内への挿入量が変化するように検出対象物体の変位に応じて前記巻軸方向に移動自在に配置される一対の導電性筒体と、前記一対の導電性筒体とともに移動自在に配置される可動体と、当該一対の導電性筒体の変位に応じた前記一対の検出コイルのインダクタンス変化に基づいて前記検出対象物体の変位に比例した位置信号を出力する信号出力手段とを備え、前記可動体は、前記一対の導電性筒体を保持する一対の保持体と、前記一対の保持体が両側に一体に設けられる可動体本体とを有し、前記可動体本体の中央部に、前記検出対象物体が挿通される挿通孔が設けられることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、検出コイルおよび導電性筒体は、１つの移動方向に対してそれぞれ複数配置されており、信号出力手段は、少なくとも何れか１つの検出コイルのインダクタンス変化に基づいて位置信号を出力することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、検出コイルが巻回され、当該検出コイルの巻軸方向における両端部が支持手段により支持されるコイルボビンを備えることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記一対の検出コイル、前記一対の導電性筒体、信号出力手段、および、前記可動体が少なくとも収納されるケースを備え、前記可動体およびケースは、前記可動体の移動時に当該可動体をガイドするガイド手段をそれぞれ備えることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、ケースは、可動体が当接することによって当該可動体の移動を規制するストッパーを備えることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、検出コイルと、当該検出コイルに対応する導電性筒体とで構成される検出部を２組備え、各検出部は、検出コイルに対する導電性筒体の移動方向が互いに交差するように配置されることを特徴とする。

請求項７の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜６の何れかのセンサ装置と、人の手で操作されてセンサ装置の導電性筒体を変位させる操作部と、センサ装置の信号出力手段から出力される位置信号を、操作部の変位量や位置に対応した操作信号に変換する信号処理部とを備えたことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記信号処理部は、導電性筒体の位置と一対一で対応した信号レベルの操作信号を出力するものであって、前記位置を複数の区間に分割するとともにそれぞれの区間における位置と操作信号の信号レベルとの対応関係が互いに異なる変化率を有したリニアな関係で表されることを特徴とする。

請求項９の発明は、上記目的を達成するために、請求項７又は８の入力装置と、遊技球に外力を印加して発射する発射部と、入力装置から入力される操作信号の信号レベルに応じて発射部から遊技球に印加される外力の大きさを制御する制御部とを有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、検出対象物体の変位に対応させたリニアな位置信号を出力するように構成されているので、この位置信号が入力される外部機器においてポジションを識別するための閾値を変えることで任意の動作パターンに対応することができ、その結果検出部分の共通化が図れる。また、本センサ装置からの出力をリニア出力とすることによって、検出対象物体の動作を常時モニターすることができ、その結果検出対象物体の動作方向を予測することも可能になるという効果がある。

請求項２の発明によれば、検出コイルと導電性筒体とで構成される検出手段を複数備えており、各検出手段の検出結果を比較することによって、その差が所定の基準範囲を超えている場合には何れかの検出手段が故障していると判断できるから、検出手段が故障したままで使用し続けるのを防止することができる。また、１つの検出手段の検出結果に基づいて位置検出を行う場合には、何れかの検出手段が故障した場合でも残りの検出手段により位置検出が可能であるから、誤検出を防止することができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、コイルボビンを検出コイルの巻軸方向における両端部で支持することによって、検出コイルと導電性筒体の並行度が確保され、両者間のギャップのばらつきを抑えることができるから、コイル出力のリニアリティが確保できるという効果がある。

請求項４の発明によれば、ケースおよび可動体にガイド手段を設けることによって、可動体を移動させる際にガイド手段に沿ってスムーズに移動させることができ、また振動などの外乱によるがたつきによって生じる検出コイルの出力変動を抑えることができるという効果がある。

請求項５の発明によれば、ストッパーを設けることによって、可動体の移動を所定範囲内に規制することができ、またこのストッパーには可動体が当接するようになっており、過度な力が加えられた場合でもこの力を可動体で受けることになるから、導電性筒体には過度な力が加わることがなく導電性筒体の破損を防止することができるという効果がある。

請求項６の発明によれば、各検出部の導電性筒体の移動方向が互いに交差するように両検出部を配置することによって、各検出部の検出結果から互いに交差する２方向の位置検出が可能であり、その結果平面上の位置検出が可能なセンサ装置を提供することができるという効果がある。

請求項７の発明によれば、非接触式のセンサ装置で操作部の操作位置を検出しているため、経年劣化の少ない入力装置を提供することができるという効果がある。

請求項８の発明によれば、例えば、ある区間における変化率を他の区間の変化率よりも小さくすれば、前者の区間においては操作信号の信号レベルをより細かく調整することができるという効果がある。

請求項９の発明によれば、経年劣化の少ない遊技球発射装置を提供することができるという効果がある。

本発明に係るセンサ装置の実施形態１を示す分解斜視図である。 （ａ）は同上の斜視図、（ｂ）は同上からカバーを取り外した状態の斜視図である。 同上を示し、（ａ）はカバーを取り外した状態の正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）はＸ１−Ｘ１断面図である。 本発明に係るセンサ装置の実施形態２を示す分解斜視図である。 （ａ）は同上の斜視図、（ｂ）は同上からカバーを取り外した状態の斜視図である。 同上を示し、（ａ）はカバーを取り外した状態の正面図、（ｂ）はＸ２−Ｘ２断面図、（ｃ）はＸ３−Ｘ３断面図、（ｄ）はＸ４−Ｘ４断面図である。 本発明に係る入力装置並びに遊技球発射装置の実施形態３を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上における入力装置の出力特性を示す図である。 同上の入力装置の斜視図である。 同上の入力装置の分解斜視図である。 同上の入力装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。

（実施形態１）
まず、本発明に係るセンサ装置の実施形態１について図面を参照して説明する。本発明に係るセンサ装置は、検出対象物体（例えば自動車のシフトレバーや、後述する遊技球発射装置に用いる入力装置の操作部など）の直線的な変位量を検出するために用いられる直動式のセンサ装置である。

図１は実施形態１のセンサ装置の分解斜視図であり、本センサ装置は、２組のコイルブロック２と、パイプブロック３と、制御基板（信号出力手段）４と、これらを収納するためのケース１とを備えている。

ケース１は、一面（図１中の上面）が開口する縦長の矩形箱状のケース本体１０と、ケース本体１０の開口を閉塞するように当該ケース本体１０に被着されるカバー１１とで構成されている。ケース本体１０は、例えば合成樹脂成形品であって、ケース本体１０の長手方向における一端側（図３（ｂ）の下側）には、図示しないコネクタが差込接続される矩形箱状のコネクタ接続部１２が一体に設けられており、このコネクタ接続部１２の下面（ケース本体１０と反対側の面）には、コネクタが差込接続される接続口１２ａ（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）が開口している。

また、ケース本体１０の底面中央には縦長矩形状の開口窓１０ｃが開口しており（図３（ｄ）参照）、この開口窓１０ｃの幅方向における両端縁には、上方（カバー１１側）に突出するガイドリブ１０ａ，１０ａがそれぞれ開口窓１０ｃの長手方向に沿って設けられている。さらに、開口窓１０ｃの長手方向における両端縁には、上方に突出するストッパー１０ｂ，１０ｂがそれぞれ開口窓１０ｃの幅方向に沿って設けられている。

また、コネクタ接続部１２の内部には、複数（本実施形態では４本）のＬ字状のコネクタ端子５が、その一端側を接続口１２ａに臨ませる形で横並びに配置され（図３（ｃ）参照）、さらに各コネクタ端子５の他端側は、それぞれ後述の制御基板４の所定位置に半田固定される（図２（ｂ）、図３（ａ）および図３（ｅ）参照）。なお、これらのコネクタ端子５は、コネクタ接続部１２とともにケース本体１０と同時成形される。

カバー１１は、ケース本体１０と同様に合成樹脂成形品であって、ケース本体１０の開口寸法と略同寸法に設定されており、接着あるいは超音波溶接などの方法でケース本体１０に取り付けられるようになっている。また、カバー１１の中央部には縦長矩形状の開口窓１１ａが開口しており、この開口窓１１ａの幅方向における両端縁には、下方（ケース本体１０側）に突出するリブ１１ｂ，１１ｂがそれぞれ開口窓１１ａの長手方向に沿って設けられている。ここに、これらのリブ１１ｂ，１１ｂは、後述するパイプブロック３の可動体３０に当接し、当該可動体３０のがたつきを防止するためのものである。

コイルブロック２は、直状の円筒体からなる合成樹脂製のコイルボビン２０と、コイルボビン２０の右側の約半分に設けた巻胴部２０ａに巻回される検出コイル２１と、コイルボビン２０の一端側に配置され、検出コイル２１の両端と電気的に接続される一対のコイル端子２２，２２と、コイルボビン２０の長手方向における一端部を支持するためのコイルホルダー２３とで構成される。なお、コイルボビン２０の左側の約半分には巻胴部２０ａよりも径の大きいガイド部２０ｂが設けてある。各コイルボビン２０は、コイルホルダー２３によって一端側がケース本体１０に支持されるとともに、コイルボビン２０の他端側に設けたコイル端子２２，２２が制御基板４に接続されることで他端側も支持されるようになっている。なお、各コイルブロック２は、その長手方向がケース本体１０の長手方向に沿うようにして、当該ケース本体１０の幅方向における両側にそれぞれ配置される（図２（ｂ）および図３（ａ）参照）。ここに、本実施形態では、コイル端子２２，２２と、コイルホルダー２３とで支持手段が構成されている。

パイプブロック３は、ケース本体１０に収納された上記のコイルブロック２に対して移動自在に配置される可動体３０と、可動体３０に支持される導電性筒体３１，３１とで構成される。可動体３０は、例えば合成樹脂成形品であって、矩形板状の可動体本体３０ａの幅方向における両側には、筒状の保持体３０ｂ，３０ｂが一体に設けられている。そして、これらの保持体３０ｂ，３０ｂは、それぞれ導電性筒体３１の長手方向における中間部で当該導電性筒体３１を保持している（図１参照）。また、可動体本体３０ａの中央部には長円形状の挿通孔３０ｄが設けられており、シフトレバーのような検出対象物体（図示せず）が、その一端側をこの挿通孔３０ｄに挿通させた状態で可動体３０に取り付けられるようになっている。さらに、可動体本体３０ａの下面（ケース本体１０の底面と対向する面）には、ケース本体１０側に設けたガイドリブ１０ａ，１０ａとそれぞれ係合するガイド溝３０ｃ，３０ｃが設けられている。ここに、本実施形態では、ガイドリブ１０ａ，１０ａと、ガイド溝３０ｃ，３０ｃと、リブ１１ｂ，１１ｂとでガイド手段が構成されている。

導電性筒体３１は、例えば薄いアルミニウム板から曲成された２つの半円筒体を界面接合することで略筒状に形成され、上記の保持体３０ｂを介して可動体３０に支持される。また、本実施形態では、可動体３０と導電性筒体３１の位置精度を向上させるために両者を同時成形している。なお、各導電性筒体３１の内径は、コイルボビン２０のガイド部２０ｂの外径よりも若干大きく且つ当該導電性筒体３１が対応する検出コイル２１に対して移動する際に両者が干渉しない寸法に設定されている。

制御基板４は、横長の矩形板状のプリント基板４０からなり、上述の各コネクタ端子５に対応する部位にはそれぞれスルーホール４１が貫設され、また各コイル端子２２に対応する部位にはそれぞれスルーホール４２が貫設されている（図１参照）。さらに、プリント基板４０には、マイクロコンピュータなどの電子部品も実装されており、このマイクロコンピュータでは、検出コイル２１のインダクタンス変化に基づいて上記の検出対象物体の変位に比例した位置信号を作成し、作成した位置信号をコネクタ端子５を介して外部機器（図示せず）に出力する。なお、制御基板４の長手寸法はケース本体１０の幅寸法と略同寸法に設定されており、ケース本体１０の長手方向における一端側の一部開口を閉塞する形でケース本体１０に取り付けられる（図２（ｂ）および図３（ａ）参照）。

次に、本センサ装置の組立手順について説明する。なお、以下の説明では、各コイルブロック２およびパイプブロック３が予め組み立てられているものとして説明する。まず、巻胴部２０ａに検出コイル２１が巻回された各コイルボビン２０をそれぞれ対応する導電性筒体３１に挿通させた後、各コイルボビン２０の端部にそれぞれコイルホルダー２３を取り付ける。その後、一体に組み付けられたコイルブロック２，２およびパイプブロック３を、各コイルブロック２がそれぞれケース本体１０の長手方向に沿って配置されるようにケース本体１０に収納する。なおこのとき、各コイルホルダー２３は、それぞれ接着あるいは超音波溶接などの方法でケース本体１０に固着される。さらに、制御基板４を所定位置に配置した後、各コネクタ端子５および各コイル端子２２をそれぞれ制御基板４の所定位置に半田固定する（図２（ｂ）および図３（ａ）参照）。そして最後に、ケース本体１０の開口を閉塞する形でカバー１１をケース本体１０に被着すると、センサ装置の組み立てが完了する（図２（ａ）参照）。

なお、この状態では、可動体３０の各ガイド溝３０ｃ，３０ｃはそれぞれ対応するケース本体１０のガイドリブ１０ａ，１０ａと係合し、またカバー１１のリブ１１ｂ，１１ｂは可動体３０の上面に当接している。したがって、これらのガイドリブ１０ａ，１０ａ、ガイド溝３０ｃ，３０ｃおよびリブ１１ｂ，１１ｂ（ガイド手段）を設けることによって、可動体３０を移動させる際にガイド手段に沿ってスムーズに移動させることができ、また振動などの外乱によるがたつきによって生じる検出コイル２１の出力変動を抑えることができる。

続けて、本センサ装置の動作について説明する。可動体３０に取着されたシフトレバーや入力装置の操作部のような検出対象物体（図示せず）を所定方向（カバー１１に設けた開口窓１１ａの長手方向に沿う方向）に移動させると、検出対象物体の移動に連動して可動体３０が移動する。このとき、両導電性筒体３１，３１が可動体３０とともに移動することによって、両導電性筒体３１，３１内にそれぞれ挿通される検出コイル２１，２１の挿入量が変化し、その結果各検出コイル２１のインダクタンスが変化する。そして、制御基板４では、コイル端子２２，２２を介してこれらのインダクタンス変化を検出し、検出したインダクタンス変化に基づいて検出対象物体の変位に比例した位置信号を作成した後、コネクタ端子５を介して上記位置信号を外部機器に出力する。

ここにおいて、本実施形態では、検出コイル２１と導電性筒体３１とで構成される検出手段を２組備えており、各検出手段の検出結果（つまり検出コイル２１のインダクタンス変化）を比較することによって、その差が所定の基準範囲を超えている場合には一方の検出手段が故障していると判断できるから、検出手段が故障したままで使用し続けるのを防止することができる。また、１つの検出手段の検出結果に基づいて位置検出を行う場合には、一方の検出手段が故障した場合でも残りの検出手段により位置検出が可能であるから、誤検出を防止することができる。

また、本実施形態では、可動体３０の移動方向（検出コイル２１の巻軸方向）における両端にそれぞれストッパー１０ｂ，１０ｂを設けており、可動体３０が端部に位置する状態では当該可動体３０の端部と一方のストッパー１０ｂとが当接することで、可動体３０のそれ以上の移動が規制されるようになっている。したがって、可動範囲の端部において過度な力が加えられた場合でも、この力を可動体３０で受けることになるから各導電性筒体３１には過度な力が加わることがなく、導電性筒体３１の破損を防止することができる。

而して、本実施形態によれば、シフトレバーのような検出対象物体の変位に対応させたリニアな位置信号を出力するように構成されているので、この位置信号が入力される外部機器においてポジションを識別するための閾値を変えることで任意の動作パターンに対応することができ、その結果検出部分（コイルブロック２およびパイプブロック３）の共通化が図れる。また、本センサ装置からの出力をリニア出力とすることによって、検出対象物体の動作を常時モニターすることができ、その結果検出対象物体の動作方向を予測することも可能になる。さらに、コイルボビン２０を長手方向（検出コイル２１の巻軸方向）における両端部で支持することによって、検出コイル２１と導電性筒体３１の並行度が確保され、両者間のギャップのばらつきを抑えることができるから、コイル出力のリニアリティが確保できる。

なお、本実施形態では、検出コイル２１および導電性筒体３１を各２個ずつ（すなわち、検出手段を２組）設けているが、これらの個数は本実施形態に限定されるものではなく、例えば１個ずつでもいいし、３個以上であってもよい。但し、検出コイル２１と導電性筒体３１の個数は同数であることを要する。また、可動体３０の可動範囲は取着される検出対象物体に応じて適宜設定すればよく、さらに装置の形状についても直線上の位置が検出できるものであれば他の形状でもよい。

（実施形態２）
図４は実施形態２のセンサ装置の分解斜視図であり、実施形態１では検出対象物体の変位方向が１方向である場合について説明したが、本実施形態では検出対象物体の変位方向が２方向、すなわち検出対象物体が平面上を変位する場合のセンサ装置について説明する。なお、その他の基本構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。また、図４〜図６では、コネクタ接続部およびコネクタ端子の図示を省略しているが、実際には検出対象物体の変位に比例した位置信号がコネクタ端子を介して外部機器（図示せず）に出力されるように構成されている。

本実施形態のセンサ装置は、図４に示すように４組のコイルブロック２と、２組のパイプブロック３と、制御基板（信号出力手段）４と、これらを収納するためのケース１とを備えている。

ケース１は、一面（図４中の前面）が開口する矩形箱状のケース本体１０と、ケース本体１０の開口を閉塞するように当該ケース本体１０に被着されるカバー１１とで構成されている。ケース本体１０の底面中央（図４中の後面）には矩形状の開口窓１０ｃが開口しており、この開口窓１０ｃの開口端縁には、前方（カバー１１側）に突出するガイドリブ１０ａが４辺に沿ってそれぞれ設けられている。ここにおいて、対向する２つのガイドリブ１０ａ，１０ａは、それぞれ同じ高さ寸法（ケース本体１０からの突出寸法）に設定されており、且つ隣接するガイドリブ１０ａ，１０ａは互いに異なる高さ寸法に設定されている。

カバー１１は、ケース本体１０と同様に合成樹脂成形品であって、ケース本体１０の開口寸法と略同寸法に設定されており、接着あるいは超音波溶接などの方法でケース本体１０に取り付けられるようになっている。また、カバー１１の中央部には矩形状の開口窓１１ａが開口しており、この開口窓１１ａの開口端縁には、後方（ケース本体１０側）に突出するリブ１１ｂが４辺に沿ってそれぞれ設けられている。ここにおいて、対向する２つのリブ１１ｂ，１１ｂは、それぞれ同じ高さ寸法（カバー１１からの突出寸法）に設定されており、且つ隣接するリブ１１ｂ，１１ｂは互いに異なる高さ寸法に設定されている。そして、カバー１１は、相対的に高さ寸法の小さいリブ１１ｂ，１１ｂがケース本体１０側の相対的に高さ寸法の大きいガイドリブ１０ａ，１０ａに対向するようにしてケース本体１０に被着される。ここに、上記のリブ１１ｂは、実施形態１と同様に、後述するパイプブロック３の可動体３０に当接し、当該可動体３０のがたつきを防止するためのものである。

コイルブロック２は、コイルボビン２０と、コイルボビン２０の巻胴部２０ａに巻回される検出コイル２１と、検出コイル２１の両端と電気的に接続される一対のコイル端子２２，２２と、コイルホルダー２３とで構成される。各コイルボビン２０は、コイルホルダー２３によって一端側がケース本体１０に支持されるとともに、コイルボビン２０の他端側に設けたコイル端子２２，２２が制御基板４に接続されることで他端側も支持されるようになっている。なお、各コイルブロック２は、その長手方向がケース本体１０の４辺に沿うようにしてそれぞれ配置される（図５（ｂ）および図６（ａ）参照）。ここに、本実施形態では、実施形態１と同様に、コイル端子２２，２２と、コイルホルダー２３とで支持手段が構成されている。

パイプブロック３は、実施形態１と同様に可動体３０と、導電性筒体３１，３１とで構成される。可動体３０は、例えば合成樹脂成形品であって、横長の矩形板状の可動体本体３０ａの長手方向における両端には、筒状の保持体３０ｂ，３０ｂが一体に設けられている。そして、これらの保持体３０ｂ，３０ｂは、それぞれ導電性筒体３１の長手方向における中間部で当該導電性筒体３１を保持している（図４参照）。また、可動体本体３０ａの中央部には、長円形状の挿通孔３０ｄが設けられており、シフトレバーのような検出対象物体（図示せず）の一端側がこの挿通孔３０ｄ内を移動自在に配置されることになる。
すなわち、この挿通孔３０ｄが１方向における検出対象物体の可動範囲となる。さらに、可動体本体３０ａの下面（ケース本体１０の底面と対向する面）には、ガイドリブ１０ａ，１０ａとそれぞれ係合するガイド溝３０ｃ，３０ｃが設けられている（図６（ｂ）および図６（ｃ）参照）。ここに、本実施形態では、実施形態１と同様にガイドリブ１０ａ，１０ａと、ガイド溝３０ｃ，３０ｃと、リブ１１ｂ，１１ｂとでガイド手段が構成されている。また、２つのコイルブロック２，２と、１つのパイプブロック３とで１つの検出部が構成され、本実施形態では２組の検出部を備えている。なお、導電性筒体３１については実施形態１と同様であるから、ここでは説明を省略する。

制御基板４は、矩形板状のプリント基板４０からなり、プリント基板４０の中央部には開口窓４０ａが開口している。なお、その他の構成は実施形態１と同様であるから、ここでは説明を省略する。

次に、本センサ装置の組立手順について説明する。なお、以下の説明では、各コイルブロック２およびパイプブロック３が予め組み立てられているものとして説明する。まず、巻胴部２０ａに検出コイル２１が巻回された各コイルボビン２０をそれぞれ対応する導電性筒体３１に挿通させた後、各コイルボビン２０の端部にそれぞれコイルホルダー２３を取り付け、一方の検出部を組み立てる。また、同様にしてもう一方の検出部も組み立てる。その後、各コイルブロック２がそれぞれケース本体１０の対向する２辺に沿うようにして一方の検出部をケース本体１０に収納し、さらに各コイルブロック２がそれぞれケース本体１０の残りの２辺に沿うようにしてもう一方の検出部をケース本体１０に収納する。その結果、両検出部は互いに異なる高さ位置に配置され、さらに両検出部の可動体３０の移動方向は互いに直交する方向に設定される（図５（ｂ）および図６（ａ）参照）。なお、各コイルホルダー２３は、実施形態１と同様に、それぞれ接着あるいは超音波溶接などの方法でケース本体１０に固着される。さらに、制御基板４をケース本体１０の開口を閉塞するようにしてケース本体１０に収納し、各コイル端子２２をそれぞれ制御基板４に半田固定する（図６（ｂ）、図６（ｃ）および図６（ｄ）参照）。そして最後に、ケース本体１０の開口を閉塞する形でカバー１１をケース本体１０に被着すると、センサ装置の組み立てが完了する（図５（ａ）参照）。ここにおいて、本センサ装置に検出対象物体を取り付けた状態では、互いに直交する形で配置された可動体３０，３０の両挿通孔３０ｄ，３０ｄに検出対象物体の一端部が挿通された状態であり、当該検出対象物体は両挿通孔３０ｄ，３０ｄに沿って移動することになる。

なお、本実施形態でも実施形態１と同様に、可動体３０の各ガイド溝３０ｃ，３０ｃがそれぞれ対応するケース本体１０のガイドリブ１０ａ，１０ａと係合し、またカバー１１のリブ１１ｂ，１１ｂが可動体３０の上面に当接している。したがって、これらのガイドリブ１０ａ，１０ａ、ガイド溝３０ｃ，３０ｃおよびリブ１１ｂ，１１ｂ（ガイド手段）を設けることによって、可動体３０を移動させる際にガイド手段に沿ってスムーズに移動させることができ、また振動などの外乱によるがたつきによって生じる検出コイル２１の出力変動を抑えることができる。

続けて、本センサ装置の動作について説明する。両可動体３０，３０の挿通孔３０ｄ，３０ｄ内に挿通されたシフトレバーのような検出対象物体を所定の範囲内（本実施形態ではカバー１１の開口窓１１ａの範囲内）で移動させると、検出対象物体の移動に連動して各可動体３０が互いに直交する方向に移動する。ここで、一方の検出部では、可動体３０に支持された両導電性筒体３１，３１が移動することによって、各導電性筒体３１内に挿通される検出コイル２１の挿入量が変化し、その結果各検出コイル２１のインダクタンスが変化する。そして、制御基板４では、コイル端子２２，２２を介して各検出コイル２１のインダクタンス変化を検出し、検出した各インダクタンス変化に基づいて検出対象物体の変位に比例した位置情報を算出する。また、制御基板４は、もう一方の検出部について
も同様にして、検出対象物体の変位に比例した位置情報を算出する。その後、制御基板４では、これらの位置情報から検出対象物体のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を示す位置信号を作成し、作成した位置信号をコネクタ接続部（図示せず）を介して外部機器に出力する。

而して、本実施形態によれば、検出コイル２１，２１と、各検出コイル２１，２１に対応する導電性筒体３１，３１とで構成される検出部を２組備え、一方の検出部の導電性筒体３１，３１の移動方向と、他方の検出部の導電性筒体３１，３１の移動方向とを互いに直交する方向に設定することによって、各検出部の検出結果から直交する２方向の位置検出が可能であり、その結果平面上の位置検出が可能なセンサ装置を提供することができる。

なお、本実施形態では、各検出部を構成する検出コイル２１および導電性筒体３１が各２個ずつの場合を例に説明したが、これらの個数は本実施形態に限定されるものではなく、例えば１個ずつでもいいし、３個以上であってもよい。但し、検出コイル２１と導電性筒体３１の個数は同数であることを要する。また、本実施形態においても、可動体３０の移動を規制するためのストッパーを設けてもよく、実施形態１と同様に導電性筒体３１の破損を防止することができる。さらに、可動体３０の可動範囲は取着される検出対象物体に応じて適宜設定すればよく、また装置の形状についても平面上の位置を検出できるものであれば他の形状でもよい。

（実施形態３）
以下、実施形態１のセンサ装置を用いた入力装置、並びに当該入力装置を用いた遊技球発射装置の実施形態について説明する。

この種の遊技球発射装置は、主に電動式パチンコ台におけるパチンコ玉（遊技球）の発射装置に用いられる。図７は本実施形態の遊技球発射装置を示すブロック図である。この遊技球発射装置は、入力装置Ｗ、タッチセンサ150、制御部Ｄ、発射部Ｘで構成される。発射部Ｘは、例えばソレノイドを用いてパチンコ玉に打撃力を印加して発射するものや、電磁石を用いてパチンコ玉に電磁力を印加して発射するものである。また制御部Ｄは、入力装置Ｗから入力する操作入力に応じて発射部Ｘを駆動するとともに発射部Ｘからパチンコ玉に印加される外力（ソレノイドの打撃力や電磁石の電磁力）を調整するものである。ただし、このような発射部Ｘ並びに制御部Ｄについては従来周知であるから詳細な構成の図示並びに説明は省略する。

入力装置Ｗは、図７に示すように実施形態１のセンサ装置Ｓと、センサ装置Ｓから出力される位置信号を、後述する操作部110の操作位置に対応した信号レベル（直流電圧）を有する操作信号に変換する信号処理部Ｈとを具備する。また、この入力装置Ｗは、図９〜図１１に示すようにケース100、操作部110、軸120を具備している。なお、以下の説明では図１０において入力装置Ｗの上下左右及び前後の各方向を定義する。

ケース100は合成樹脂成形体からなり、上下方向から見た形状が略台形であり且つ扁平な箱型に形成されている。このケース100は下面が開放された上ケース101と、上面が開放された下ケース102とを上下方向に結合して構成されている。上ケース101の上面には、左右方向に沿った幅細の溝孔103が上下方向に貫設されている。

センサ装置Ｓは実施形態１で説明した１方向のみを検出するタイプであって、上ケース101の溝孔103がカバー１１中央の開口窓１１ａと上下方向において重なるようにケース100内に収納される。なお、図示は省略しているが上ケース101の内底面から４本のボスが下方へ突設され、センサ装置Ｓのケース本体１０側面に突設された４つの取付片１０ｄがそれぞれ各ボスにねじ止めされることにより、センサ装置Ｓが上ケース101に固定される。

操作部110は、全体が略角錐台形状であり、上面に半円筒形の凹部111が設けられ且つ凹部111の底面中央にねじ挿通孔112が貫通した合成樹脂成形体からなる。なお、操作部110の表面は導電性を有するコーティング剤（例えば、導電性ポリマーなど）でコーティングされている。

軸120は金属製であって、円柱形状の軸本体121と、軸本体121の下端側より下方へ突出する雄ねじ部122とが一体に形成されている。なお、軸本体121の上部には上面に開口したねじ孔121ａが設けられている。

タッチセンサ150は従来周知の静電容量式のタッチセンサであって、図１０に示すように直方体状のパッケージ内に信号処理回路（センサ回路）が収納されたセンサ本体151と、電極板152と、センサ本体151と電極板152を接続するリード線153とを備えている。電極板152は円環状の金属板からなり、後述するように中央の孔152aに軸120の雄ねじ部122が挿通される。なお、センサ本体151は上ケース101の上底面に固定される（図１１（ｃ）参照）。

入力装置Ｗは、以下のような手順で組み立てられる。まず、操作部110のねじ挿通孔11２に挿通されたビス130を軸本体121のねじ孔121ａに螺合することで操作部110と軸120を固定する。そして、上ケース101上面の溝孔103並びにセンサ装置Ｓの開口窓１１ａに軸120を挿通し、軸120の雄ねじ部122をタッチセンサ150の電極板152の孔152aに挿通した後、当該雄ねじ部122にナット131を螺合する。最後に、上ケース101と下ケース102を結合することにより、入力装置Ｗの組立が完了する（図９及び図１１参照）。なお、図示は省略しているが、ケース100内に信号処理部Ｈが収納される。

ここで、軸120並びにビス130を介して操作部110表面の導電性コーティング層とタッチセンサ150の電極板152とが電気的に接続されるので、遊技者の手が操作部110に触れていることをタッチセンサ150で検出することができる。なお、タッチセンサ150は遊技者の手が操作部110に触れているときにだけ制御部Ｄに検出信号を出力する。

次に、本実施形態の入力装置Ｗ並びに遊技球発射装置の動作を説明する。遊技者が操作部110を操作（平行移動）するとその操作量（変位位置）がセンサ装置Ｓで検出され、当該操作量（変位位置）に応じた信号レベル（直流電圧）の操作信号が入力装置Ｗから制御部Ｄに入力される。制御部Ｄは、タッチセンサ150から検出信号が出力されているとき（遊技者の手が操作部110に触れているとき）に発射部Ｘを駆動し、タッチセンサ150から検出信号が出力されていないとき（遊技者の手が操作部110に触れていないとき）には発射部Ｘを駆動しない。そして、タッチセンサ150から検出信号が出力されていれば、制御部Ｄは入力装置Ｗから入力される操作信号の信号レベルが高い（操作部110の操作量が多い）ほど、パチンコ玉に印加される外力（打撃力や電磁力）が大きくなるように発射部Ｘを駆動する。

ところで、遊技球発射装置の特徴として、発射部Ｘがパチンコ玉に印加する外力（打撃力や電磁力）は所定の下限値（ゼロよりも十分に大きい値）以上である方がよい。つまり、パチンコ玉に印加される外力が前記下限値未満であると、発射されたパチンコ玉がパチンコ台の有効な位置まで届かずに無駄になってしまう（パチンコ台に回収されてしまう）からである。したがって、発射部Ｘからパチンコ玉に印加される外力の大きさは、操作部110の操作量の下限付近で急激に増大し、その後は操作部110の操作量の増加に伴って緩やかに増大することが望ましい。しかしながら、センサ装置Ｓの検出特性（パイプブロック３の変位位置と検出値の対応関係）は上述のような特性になっていない。そこで本実施形態の入力装置Ｗでは、センサ装置Ｓで検出する操作部110の操作量（検出値）と制御部Ｄに出力する操作信号の信号レベルとの対応関係（出力特性）を、信号処理部Ｈによる信号処理によって所望の対応関係（出力特性）に補正している。

例えば、操作量がゼロの基準位置から操作量が最大となる限界位置まで操作部110を操作（平行移動）し、信号処理部Ｈにおいて、その間のセンサ装置Ｓの検出値（検出信号の信号レベル）をＡ／Ｄ変換して検出値データを取得するとともに当該検出値データを操作部110の操作量（操作信号の信号レベル）と対応付けてメモリ（図示せず）に記憶する（以下、この処理をキャリブレーションと呼ぶ。）。そして、信号処理部Ｈは、検出値データを複数の区間に分割するとともにそれぞれの区間における検出値データと操作信号の信号レベルとの対応関係が互いに異なる変化率を有したリニアな関係となるように操作信号の信号レベルをマッピングする。図８はマッピングによって補正された出力特性を示し、横軸がセンサ装置Ｓの検出値、縦軸が操作信号の信号レベルを表している。例えば、図８（ａ）の出力特性では、検出値データＹが０〜Ｙ１までの区間で操作信号の信号レベルが大きな傾きでリニアに変化し、検出値データＹがＹ１〜Ｙ２までの区間で操作信号の信号レベルの傾きが緩やかになり、検出値データＹがＹ２以上の区間で操作信号の信号レベルが一定になる。また図８（ｂ）の出力特性では、検出値データＹがＹ＞０且つＹ≦Ｙ３の区間で操作信号の信号レベルが一定の傾きでリニアに変化し、検出値データＹがＹ＞Ｙ３の区間で操作信号の信号レベルが一定になる。さらに図８（ｃ）の出力特性では、検出値データＹがＹ＞０且つＹ≦Ｙ４の区間で操作信号の信号レベルが一定の傾きでリニアに変化し、検出値データＹがＹ＞Ｙ４の区間で操作信号の信号レベルがより大きな傾きでリニアに変化する。なお、図８（ａ）〜（ｃ）に示すような出力特性（検出値データと操作信号の信号レベルとの対応関係）が信号処理部Ｈのメモリに記憶されている。

そして、信号処理部Ｈにおいては、メモリに記憶されている出力特性を参照してセンサ装置Ｓの検出値データに対応する操作信号の信号レベルのデータを取得し、当該データをＤ／Ａ変換することでアナログの操作信号を制御部Ｄに出力する。これにより、発射部Ｘからパチンコ玉に印加される外力の大きさを、操作部110の操作量の下限付近では急激に増大し、その後は操作部110の操作量の増加に伴って緩やかに増大させることができる。なお、操作部110の操作量がゼロであっても、タッチセンサ150から検出信号が出力されれば直ちに制御部Ｄが発射部Ｘを駆動して所定の外力をパチンコ玉に印加するようにしても構わない。

４ 制御基板（信号出力手段）
２１ 検出コイル
３１ 導電性筒体

Claims (9)

1. 巻軸方向が所定の直線方向となるように配置される一対の検出コイルと、当該一対の検出コイルの筒内への挿入量が変化するように検出対象物体の変位に応じて前記巻軸方向に移動自在に配置される一対の導電性筒体と、前記一対の導電性筒体とともに移動自在に配置される可動体と、当該一対の導電性筒体の変位に応じた前記一対の検出コイルのインダクタンス変化に基づいて前記検出対象物体の変位に比例した位置信号を出力する信号出力手段とを備え、前記可動体は、前記一対の導電性筒体を保持する一対の保持体と、前記一対の保持体が両側に一体に設けられる可動体本体とを有し、前記可動体本体の中央部に、前記検出対象物体が挿通される挿通孔が設けられることを特徴とするセンサ装置。
2. 前記検出コイルおよび導電性筒体は、１つの移動方向に対してそれぞれ複数配置されており、前記信号出力手段は、少なくとも何れか１つの前記検出コイルのインダクタンス変化に基づいて前記位置信号を出力することを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
3. 前記検出コイルが巻回され、当該検出コイルの巻軸方向における両端部が支持手段により支持されるコイルボビンを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のセンサ装置。
4. 前記一対の検出コイル、前記一対の導電性筒体、信号出力手段、および、前記可動体が少なくとも収納されるケースを備え、前記可動体およびケースは、前記可動体の移動時に当該可動体をガイドするガイド手段をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセンサ装置。
5. 前記ケースは、前記可動体が当接することによって当該可動体の移動を規制するストッパーを備えることを特徴とする請求項４記載のセンサ装置。
6. 前記検出コイルと、当該検出コイルに対応する前記導電性筒体とで構成される検出部を２組備え、各検出部は、前記検出コイルに対する前記導電性筒体の移動方向が互いに交差するように配置されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のセンサ装置。
7. 請求項１〜６の何れかのセンサ装置と、人の手で操作されてセンサ装置の導電性筒体を変位させる操作部と、センサ装置の信号出力手段から出力される位置信号を、操作部の変位量や位置に対応した操作信号に変換する信号処理部とを備えたことを特徴とする入力装置。
8. 前記信号処理部は、導電性筒体の位置と一対一で対応した信号レベルの操作信号を出力するものであって、前記位置を複数の区間に分割するとともにそれぞれの区間における位置と操作信号の信号レベルとの対応関係が互いに異なる変化率を有したリニアな関係で表されることを特徴とする請求項７記載の入力装置。
9. 請求項７又は８の入力装置と、遊技球に外力を印加して発射する発射部と、入力装置から入力される操作信号の信号レベルに応じて発射部から遊技球に印加される外力の大きさを制御する制御部とを有することを特徴とする遊技球発射装置。

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