JP5660659B2 - 球体計数装置 - Google Patents
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Description
前記係数部は、前記分離ホイールに接触する接触子を有し、分離ホイールが球体1個分の角度回転するとき1回揺動する揺動部材と、該揺動部材の揺動を検出するセンサとを含むものに構成できる。
あるいは、前記センサを2個設け、いずれのセンサも、暗(Low:OFF)の時間の方が明(High:ON)の時間より長く、かつ互いのOFFの間に互いのONがくるように設定することができる。
また、前記放出路に、通過する球体を検知もしくは計数するセンサを設けるようにしてもよい。
前記駆動部に電磁ソレノイドを用いることができる。
図1は球体計数装置10の一部破断正面説明図である。
図1において、12は通路であり、べース14に上下方向を向けて固定してある。通路12は、上部の挿入口15から挿入されたパチンコ玉等の球体(以下パチンコ玉として説明する)16を連続して重力により自然落下させるものであり、パイプ状をなしている。
屈曲路18、垂直路19、進入路20の長さは特に限定されるものではないが、パチンコ玉16が1〜3個程度存在する長さ程度でよい。また、屈曲路18は必ずしも設けなくともよい。
分離ホイール25は、外周に、突出部27、およびパチンコ玉16を1つづつ受け入れる凹部28が交互に複数形成されたスプロケット状をなしている。本実施の形態では、突出部27および凹部28が10個設けられているがこれに限定されるものではない。分離ホイール25は、軽量の耐摩耗性、耐衝撃性を備えた、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂等で形成されているが、その他の材質や金属製としてもよい。
そして、分離ホイール25はその外周の一部が、通路12に設けられたスリット29から進入路20と連通路21との境界部付近の通路12内に進入するように設けられている。
また、進入路20の傾斜角(進入角)を2〜45°の範囲で調節することにより、パチンコ玉16が凹部28に向かう速度が変化するので、計数速度の調節ができる。
さらに、進入路20の傾斜角(進入角)とともに進入路20の長さ(凹部28までの距離)を調節して計数速度の調節を行うことができる。したがって、進入路の長さにおいては、本実施形態に限定されず、適宜調節できる。
なお、前記傾斜角(進入角)の上限を45°としているが、これに限らず例えば60°またはそれ以上としてもよい、45°としている理由は、パチンコ玉1個ごとの計数間隔が安定した計数速度が得られる範囲であり、計数時間や前記安定性を無視するなら、またはパチンコ玉とは異なる球体に対応して、球体を分離するために分離ホイールの回転力が得られる限りその角度に制限はない。
32は係止部材で、電磁ソレノイド(駆動部)33によって駆動され、常時は駆動部33に内蔵されたスプリング等の付勢部材によって突出され、分離ホイール25の凹部28に係合して、分離ホイール25の回転を阻止している。
なお、駆動部33は電磁力によって係止部材32を駆動できるものであればよい。電磁ソレノイドであれば、プランジャ型ソレノイド、可動鉄片型ソレノイド等で、更には、自己保持型ソレノイド等を用いることができる。
36は揺動部材であり、回転軸37を中心に揺動可能になっている。
揺動部材36は、所定間隔をおいて設けられた2つの接触子38、38を有し、この接触子38、38は、分離ホイール25の凹部28の突出部27に至る凹面に接触可能となっている。回転軸37に対して接触子38とは反対側となる揺動部材36の部位に、図1において揺動部材36を時計回転方向に付勢する錘39が取り付けられている。
分離ホイール25が回転を始めると、左側の接触子38が突出部27の壁面によって外側方向に押圧され、揺動部材36は反時計回転方向に回動される。左側の接触子38が1つの突出部27を乗り越えるとともに右側の接触子38は左側の接触子38が入り込んでいた凹部28とは異なる位置の凹部28に入り込む(図1では、交互に複数形成された凹部28で、左側の接触子38が入り込んでいた凹部28から見て半時計方向に1つ飛ばした凹部28)、つづいて、揺動部材36は右側の接触子38が入り込んだ凹部28の突出部27の壁面によって外側方向に押圧されるとともに、錘39に付勢されて時計回転方向に回動され、図1の状態に戻る。つまり、揺動部材36は、分離ホイール25が36°回転してパチンコ玉16を1個放出する毎に、1往復する揺動を行う。このように揺動部材36が正確に揺動を行う構造は、機械式時計におけるエスケープメント機構の原理を応用したものである。
図示しない制御部には、パチンコ玉16の払い出し数が、入力もしくは設定される。紙幣が紙幣識別装置(図示せず)に挿入されるなどして払出信号が制御部に入力されると、制御部は電磁ソレノイド33に通電するよう指令し、これにより電磁ソレノイド33が駆動され、係止部材32が付勢部材の付勢力に抗して引き込まれ、分離ホイール25の係止状態が解除され、分離ホイール25が、パチンコ玉16の重力によって回転を開始され、パチンコ玉16が放出路23を経て下方に放出される。
また、本実施形態では、通路12の進入路20と連通路21との境界部付近の通路12内に設けられたスリット29へ、分離ホイール25の突出部27が進入するにあたり、凹部28の底面が連通路21の壁面より突出しないようにすることもできる。そのことにより、進入路20を通り凹部28に達するパチンコ玉16の衝突を、連通路21の壁面で受け止め、分離ホイール25への衝撃をさらに緩和することができる。
また、計数部35における、揺動部材の形状や検知部の位置および形状または検知手段については、同様の効果が得られるものであれば、これに限定されるものではない。
また、通路12の、分離ホイール25よりも上流側に通過するパチンコ玉の有無を検知もしくは計数するセンサ(図示せず)を設けるようにしてもよい。
また、放出路23に、通過するパチンコ玉を計数するセンサを設けてもよい。
しかしながら、センサが1個の場合は、製品寿命を考慮した寿命・加速試験を長時間継続すると、寿命末期に近づくに従い計数誤差が発生することがわかった。調査結果、誤差を生じさせる主要因となるものは、パチンコ玉に付着する汚染物質によることが判明した。パチンコ玉は遊技台から回収され、ストック部分に送られまた上部から遊技台に供給されるという循環を繰り返している。循環経路中で拭き取る装置も設置されているが、遊技者および遊戯装置にとって実用上差し支えない範囲での清浄工程であり、完全に塵埃を除去できるものではない。この目に見えない汚れや、試験装置内にわずかにあると思われる油脂分・空気中の水分等の影響と推定される汚染物質がパチンコ玉から分離ホイール25に付着し、さらに揺動部材36の接触子38に転移する等により、振動周期に遅れ等のずれが生じるとともにその結果、突出部27先端と揺動部材36の接触子38が予期せぬ衝突を起こして、揺動部材36の不要な振動、つまりセンサ側にとってはいわゆるチャタリング現象と呼ばれる動作が発生し、実際より多くカウントしてしまう誤差が、試験時間の経過とともに増加した。
なお、以下に述べる、センサ2個による計数機構は、それ自体独立した発明であり、本発明に係る計数装置のみならず、一般的な計数装置にも適用できるものである。
なお、センサ1、2は2段重ねでなく、図4に示すように、所要間隔をおいて併設し、長孔を有する1つの検知板40によってON―OFF動作させてもよい。
ここで、OFFとONをコード化して説明する。OFFをコード0、ONをコード1として、センサ1(41)、センサ2(42)の順に2桁の単一パターンと、2桁の単一パターンを複数組み合わせた複合パターンで表すなら、パチンコ玉を1個計数するにあたり、01−11−10−11−01で1サイクルとする複合パターンで表すことができる。このサイクルでは、11に挟まれて10が存在するが、制御部はまず01−11となる複合パターンを検知したら、そこを最初の計数ポイントとして計数1とする、チャタリング現象等が無く正常であれば、次は10−11の複合パターンが続くわけであるが、仮にチャタリング現象等が発生し、10−01−10−01というような、正常とは異なる複合パターンや単一パターンを検知してもそれらを無視しつづけ、次に11となるタイミングを待てばよい。つまり、01でスタートし11が最初の計数ポイントで計数1とする、その後11以外の現象を経た後の11−01で1サイクル終了と判定できる。
1)初期(スタンバイ)状態
⇒ 電磁ソレノイド33はOFF(通電されていない)状態で、付勢部材により係止部材32が係止部30の凹部31に入り、分離ホイール25の回転を係止している。このときセンサ1はOFF(暗) 状態、センサ2はON(明)状態をそれぞれ保持している。
2)係止部材32の係止を開放する。
図5のA点(以下ポイント符号のみ記載)
⇒ 電磁ソレノイド33に通電され、プランジャーに直結させた係止部材32が上昇し、係止歯車(係止部)30がフリーになる。制御部は電磁ソレノイドにON信号を送信したことを記憶する。
3)分離ホイール25が回転を開始し、揺動部材36が揺動を開始する。
4)センサ1が「High」(ON)となったことを検知する B点
⇒ 前記送信信号+センサ1検知の条件一致で、このB点を計数点として制御部の計数部の記憶数0に1を加算する。カウント0の初期から1個目をカウントする条件が、電磁ソレノイド33の通電信号とセンサ1を検知することで、2個目以降の条件とは異なる。
制御部の記憶から、前記ソレノイドON信号を送信した記憶とセンサ1検知信号の記憶を消去 (リセット) する。
ここで1をカウントできる根拠は、分離ホイール25の回転の原動力は略1個のパチンコ玉の重量以外にない条件が整っており、係止(爪)部30が開放されセンサ1を検知する位置まで分離ホイール25が回転した状態では、係止(爪)部30を戻しても回転を戻す(パチンコ玉の落下を停止させ元の位置まで逆転させて戻す)応力の発生は不可能である(図6(c))。したがって、センサ1を検知しても実際はパチンコ玉がないという条件はあり得ないこと、パチンコ玉を戻すこともできないことから、カウント1が成立する。なお、図6は、1個のパチンコ玉を放出する際の動作の流れ説明図であり、詳細は後記する。
揺動部材36はエスケープメント機構の応用により、分離ホイール25(歯および歯先)により揺動力を得て、揺動動作が開始されると共に、突出部の歯1枚の回転角で1回の揺動を行い、分離ホイール25の突出部が1歯分回転しても揺動が0であったり2となることはない。機械式時計技術等で信頼されている機構である。
5)続いてセンサ2が「Low」となったことを検知する C点
⇒ センサ2が「Low」となったことを制御部に記憶する。
この後、以下に説明する条件が成立するまで、再度センサ2を検知したとしても無視する。
再度センサ2を検知する理由は、チャタリング現象にある。このチャタリング現象を簡単な構成で解決したのが「センサ2」を追加したことである。また、揺動部材36は、センサ2が「Low」となっているこのステップ中に最大振幅から初期方向に向かう戻りに方向変換している。
6)センサ2の「High」D点を確認 、 センサ1の「Low」E点を確認、そしてセンサ1の 「High」を確認 B点
⇒ 5)の記憶C点通過 + D点通過 + E点通過 + B点(計数点)(検知条件の「C+D+E+B」と呼ぶ)の条件一致で 制御部の計数部の記憶部に1を加算する。最低条件は C点+B点(計数点)でよい。但し、B点(計数点)の検出にはE点がないと電圧値の変化が検出できないのでE点は準必須要件となる。
ここで、計数部の記憶数に1を加算後検知記憶をリセットする。
各ポイントを記憶後は、次のポイントチェック条件が一致するまで、その他のセンサ挙動を記憶しない(検知しても無視する)。このことが、チャタリング現象から誤カウントを完全に防止する手段である。このメカニズムは、後で詳述する。
7)計数終了動作について
⇒ 前記各ステップで、制御部の計数部の記憶部の記憶数に1を加算する工程を説明した。その加算した数の和の合計が、計数所定値と比較して一致すれば、その瞬間に電磁ソレノイドの通電を停止する信号を送り電磁ソレノイドを停止する。プランジャーは付勢部材の付勢力により係止部材32を係止部30の凹部31に向かって下降させる(図6(c))。この瞬間には、今カウントしたパチンコ玉を保持しつつ、落下回転中であるので、係止部材32は係止部30の歯面に接触し下降を止められ(図6(c))、係止部30の回転と共に係止部材32は歯面の傾斜に沿って、徐々に凹部31に向かって入り込み(図6(d)、図6(e))、パチンコ玉を放出落下させるとほぼ同時に次のパチンコ玉を保持して(但し、待機パチンコ玉がない場合は、保持待ち状態で)、次の待機パチンコ玉の衝撃力をほとんど受けずに静かに停止する(図6(f))。
1)図6(a)はスタンバイ状態であり、このときセンサ1(41)−OFF、センサ2(42)−ONである(図7(a))。電磁ソレノイド(駆動部)33ON(図6(b))すると同時に分離ホイール25がパチンコ玉1の重量により回転を開始する。センサ1(41)−OFF、センサ2(42)−ONで、開始時と変化しない。
2)図6(c)のように、分離ホイール25は揺動部材36を揺動させながら回転を続け、センサ1(41)−ONとなり、センサ2(42)と同時ONになる(図7(b))。ここで、カウントに1を加え、計数値n=1となるので、電磁ソレノイド(駆動部)33をOFFとし、係止部材32は下降を開始する。
3)(図6(c)〜図6(d))に示すように、分離ホイール25は回転を続け、係止部材32は係止部30の回転外周面から凹部31に向かう斜面に当接した後、分離ホイール25の回転角度に伴い前記斜面をすべりながら、凹部31に向かって入り込むことになる。また、その間にセンサ1(41)がONのままセンサ2(42)がOFFとなり揺動変換点に到達し、揺動部材36の揺動方向がスタンバイ方向に変換される(図7(c)〜図7(d))。
4)(図6(e))に示すように、スタンバイ方向に戻りつつ、センサ2(42)がONに変わり,センサ1(41)と同時ONになる(図7(b))。
5)揺動部材36が、スタンバイ位置に戻る(図6(f))少し手前に、分離ホイール25の規制から解かれて、パチンコ玉が放出路22に放出されるポイントがあり、パチンコ玉が自由落下するとともに係止部材32が完全に係止部30の凹部31に一致して、分離ホイール25の回転を停止させ、計数動作が終了する(図6(f)、図7(a))。
6)このように、分離ホイールにパチンコ玉を保持し回転が開始された直後の早いタイミングで計数することで、その後発生する可能性のあるチャタリングによる計数誤差を完全に排除することができる。図6(c)において、係止部材32が既に係止部30に接触しているように見えるが、実際には分離ホイール25の回転の方が先に進むので、図6(d)位置付近まで回転が進んでから当接する。ここで、付勢部材の付勢力を強くすることにより、戻り速さも速くなる。しかしながら、付勢部材の付勢力は、電磁ソレノイド(駆動部)33の吸引力より当然弱く設定され、その付勢力は、係止部材32が図6(d)位置より手前で入り込むほど速くなく、かりに凹部31と斜面の接点付近に入り込んだとしても、凹部31の壁に作用して強制的に逆転させるほどの付勢力もない程度に設定されているので、分離ホイール25の回転速さと回転力に遅れて、図6(d)位置付近に入り込むことになる。よって、図6(b)の瞬間から、玉は逆転後戻り不可能となるので、次につづく図6(c)点で、計数することが可能になるのである。
なお、検知分界線は、センサ出力が全電圧の1/2の変化を検知と判定する。すなわち、Low→High、またはHigh→Lowに向かって変化する値が、検知分界線を超えたとき、Highになった、またはLowになったものと判定し、検知点とする。
1)A1は、電磁ソレノイド33にON信号が送信された瞬間であり、信号を発した制御部はそれを記憶する。
2)各センサの検知限界は出力電圧値の変化を検知するようにしている。
3)例えばLow→Highとなる時、ほぼ中間に線で示した検知分界線を境に、その線を下方から上方に越えた瞬間に、Highと判定し次のステップに進む。High→Lowも同じように検知分界線を上方から下方に越えた瞬間に、Lowと判定する。
4)図8のB1(Low→Highとなる時、検知分界線を下方から上方に越えた瞬間)では、制御部の計数部の記憶部に1を加算し、0個からスタートしているので計数値n=1と記憶するとともに、A1、B1の検知記憶をリセットする。
5)つづいてC1(High→Lowとなる時、検知分界線を上方から下方に越えた瞬間)を記憶する。Fは検知分界線を超えないので、検知しない。
6)D1、E1の検知を参照しつつ、B2で記憶部に1を加算し計数値n=2と記憶する。つまり、B2は明らかにチャタリング現象を検知しているが、検知条件の「C+(D)+(E)+B」(この(D)、(E)は単に通過点であり必須条件としなくてもよい)が成立するからである。ここで、前記ポイントの検知記憶をリセットする。
7)次に、C2を待つのであるが、その前にE2−B3を検出する、しかし「C」を待つという条件が一致しないので、この検出を無視してカウントは行わない。
8)C2の検出により、C2の検知を記憶する。次にD2−C3とつづくが条件不一致のためC2−D2の検出を無視してC2の記憶をC3の検知に書き換えてに記憶する。あるいは、D2−C3を無視してC2の記憶を保持してもよい。
9)「C3+(D3)+(E3)+B4」(この(D3)、(E3)は単に通過点であり必須条件としなくてもよい)の条件一致で記憶部に1を加算し計数値n=3と記憶する。このときB4手前のGは検知分界線を越えていないので前記F同様検出しない。
10)ここで計数所定値を3と仮定すると、前記計数値n=3と同時に、電磁ソレノイドにOFF信号を送り、3個の計数を終了する。所定数を25とするなら、計数値n=25となるまで、継続すればよい。
11)図8に見るようにB4の次に「H」ポイントに大きなチャタリング現象が発生しているがB4ポイントで既に計数を終了しておりこれを無視するので、カウント精度には何ら影響しない。なお、前述したチャタリング現象「H」ポイントを無視するものの、計数を終了しているにもかかわらず、継続して検知条件の「C+D+E+B」が繰り返され一定回数に達した場合に、制御部は係止部材32の係止機能あるいはその他の故障と判断をして、何らかの表示または警報等を発することもできる。
12)また「B2−E2」、「D2−C3」、「F、G」等の瞬時変化に対しては、短時間内の変化を無視する制御やセンサ反応時間を遅く(感度を鈍く)する等の制御方法もある、しかしながら、図9の実測チャートからもわかるように、大目盛が200ms(ミリ秒)で全体が約1,640ms(ミリ秒)である、つまり、約1.6秒間に25回の振動を捉えている、このように、毎秒10回から20回の振動を正確に捉える方法としては、前者では、検知すべき変化ポイントを検知無しと判定してしまったり、後者では検知すべき変化をとらえにくくなるので、いずれの制御も理論上不可能ではないが適切とは言えない。
図10は、上記とは逆に、センサ1とセンサ2のいずれも、暗(Low:OFF)の時間の方が明(High:ON)の時間より長く、かつ互いのOFFの間に互いのONがくるように、検知板40における長孔とセンサ位置を設定している。本実施の形態では、双方が『暗』『暗』となるタイミングを繰り返し発生させ、その1サイクルを計数1個とするものである。このようにしても、チャタリングを防止できる。
1)初期(スタンバイ)状態
⇒ 電磁ソレノイド33はOFF(通電されていない)状態で、付勢部材により係止部材32が係止部30の凹部31に入り、分離ホイール25の回転を係止している。このときセンサ1はOFF(暗) 状態、センサ2はON(明)状態をそれぞれ保持している(図 11(a))。
2)A点−制御部は電磁ソレノイド33ON信号を送信したことを記憶する。
3)B点−センサ2が「Low」(OFF)となったことを検知し(図11(b))、制御部の計数部の記憶数0に1を加算する。
⇒ 制御部の記憶から、前記ソレノイドON信号を送信した記憶とセンサ1検知信号の記憶を消去 (リセット) する。
4)C点−センサ1が「High」(ON)となったことを検知し(図11(c))制御部に記憶する。
5)D点、E点を確認しつつ、次のB点で計数部の記憶部に1を加算する。
6)計数終了動作は、記憶部に1を加算するタイミングで所定数と比較し、一致したとき電磁ソレノイド33に通電を停止する信号を送出し計数動作が停止される。
また、上記各実施の形態では、パチンコ玉の供給量を設定し、所定の供給数に達したか否かを計数する場合を例として説明したが、単に通路内を流れるパチンコ玉を計数する場合のみの装置にも適応できることはもちろんである。さらに、パチンコ球に限定されず、球体であれば適用できる。
12 通路
14 ベース
15 挿入口
16 パチンコ玉
17 垂直路
18 屈曲路
19 垂直路
20 進入路
21 連通路
22 放出路
23 垂直路
25 分離ホイール
26 回転軸
27 突出部
28 凹部
29 スリット
30 係止部
31 凹部
32 係止部材
33 電磁ソレノイド(駆動部)
35 検知部
36 揺動部材
37 回転軸
38 接触子
40 検知板
41 センサ(センサ1)
42 センサ(センサ2)
Claims (10)
- パチンコ玉等の球体を連続して重力により自然落下させる通路と、外周に、突出部、および球体を1つずつ受け入れる凹部が交互に複数形成され、回転軸を中心に回転することにより前記凹部が順次通路内に臨み、通路から供給される球体を順次受け入れて放出路に放出する分離ホイールと、該放出路に放出される球体数を算出する計数部とを具備する球体計数装置において、
前記分離ホイールもしくは分離ホイールに関連する部材に係止し、分離ホイールの回転を停止させる係止部材と、
該係止部材を駆動し、前記係止を解除して、分離ホイールを回転可能とする駆動部と、
該駆動部の駆動を制御する制御部とを具備すると共に、
前記通路は、
斜め下方に向けて屈曲する屈曲路と、
該屈曲路の直近下流側の前記分離ホイールの直前で、分離ホイールに向けて、前記屈曲路とは逆方向の斜め下方に伸びていて、前記屈曲路からの球体を前記分離ホイールの凹部に送り込むにあたり、移動する球体の重心の軌跡の方向が、該軌跡と平行な分離ホイールの下側の接線よりも上方で、かつ、前記分離ホイールの回転軸を向く方向よりも下方であって、球体の重力により前記分離ホイールを下方に向けて回転させる方向を向く進入路と、
該進入路から前記分離ホイールの凹部に送り込まれた球体を分離ホイールが回転することにより進入路から前記放出路に向けて通過させる連通路とを具備し、
前記屈曲路および前記進入路に存在する球体の数がそれぞれ1〜3個となるように前記屈曲路および進入路の長さが設定されていることを特徴とする球体計数装置。 - 前記通路は、前記屈曲路と前記進入路との間に、鉛直方向を向く垂直路を有し、該垂直路の長さが、球体が1〜3個存在する長さに設定されていることを特徴とする請求項1記載の球体計数装置。
- 前記進入路の水平面からの傾斜角度が5〜45°であることを特徴とする請求項1または2記載の球体計数装置。
- 前記放出路は、球体を鉛直方向ではない斜め下方に放出する放出路に形成されていることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の球体計数装置。
- 前記係数部は、
前記分離ホイールに接触する接触子を有し、分離ホイールが球体1個分の角度回転するとき1回揺動する揺動部材と、
該揺動部材の揺動を検出するセンサとを含むことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の球体計数装置。 - 前記センサは2個設けられ、いずれのセンサも、明(High:ON)の時間の方が暗(Low:OFF)の時間より長く、かつ互いのONの間に互いのOFFがくるように設定されていることを特徴とする請求項5記載の球体計数装置。
- 前記センサは2個設けられ、いずれのセンサも、暗(Low:OFF)の時間の方が明(High:ON)の時間より長く、かつ互いのOFFの間に互いのONがくるように設定されていることを特徴とする請求項5記載の球体計数装置。
- 前記通路の、前記分離ホイールよりも上流側に通過する球体の有無を検知もしくは計数するセンサを有することを特徴とする請求項1〜7いずれか1項記載の球体計数装置。
- 前記放出路に、通過する球体を検知もしくは計数するセンサを有することを特徴とする請求項1〜8いずれか1項記載の球体計数装置。
- 前記駆動部は電磁ソレノイドであることを特徴とする請求項1〜9いずれか1項記載の球体計数装置。
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