JP6379950B2 - 近接センサ及び遊技機 - Google Patents

Description

本発明は、近接センサ及びそのような近接センサを利用する遊技機に関する。

遊技機において、遊技球が入賞口等を通過したことを検出する近接センサが知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。特許文献１及び２に記載の近接センサは、金属体である遊技球の接近及び離反に応じて磁束が変化する検出コイルを含む発振回路から出力される発振信号の発振状態を検知することで、遊技球が入賞口等を通過したことを検出する。

より詳細には、特許文献１及び２に記載の近接センサは、遊技球の通過に応じて磁束が変化する検出コイルを含む発振回路と、発振回路が出力する発振信号に応じた検波信号を平滑して出力する検波回路と、検波信号を遅延して出力する遅延回路とを有する。特許文献１及び２に記載の近接センサは、遅延回路の出力信号としきい値とを比較して、遊技球が通過したか否かを判定する比較回路と、比較回路が判定した比較結果を出力する出力回路とを更に有する。

また、遊技球が入賞口等を通過する速度に関わらず、遊技球を検出したときに所定の幅より広いパルス幅を有する出力信号を出力するために、遊技球が離反したことを示すエッジを遅延させることが知られている。特許文献１に記載の近接センサでは、遊技球の離反を示すエッジを遅延させるために、金属体が検出部から離反するときに検出部が非検出状態となってから検出信号を出力するまでの遅れ時間を制御するタイマ回路が、比較回路と出力回路の間に配置されている。特許文献２に記載の近接センサは、電圧検知回路の検知出力によりトリガされ所定のタイマ時間をカウントするタイマ回路を有し、タイマ時間のカウント中に出力回路の出力が変化しないように発振回路等を制御している。

特開２００４−３６４２２６号公報 特開２０００−２５４２８０号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載された近接センサでは、遊技球の検出終了を示すエッジを遅延させるために、種々の構成素子を有するタイマ回路を配置しているので、構成が複雑になるという課題がある。

そこで、本発明は、最小限の回路構成で金属体の離反に応じて検知電流が変化してから出力信号が遷移するまでの出力遅れ時間を大きくすることができる近接センサを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る近接センサは、金属体の通過に応じて磁束が変化する検出コイルと、磁束の変化に応じて出力する検知電流の大きさを変化させる検知部と、検知部に接続された第１端子を有し、検知部から入力される検知電流に応じて第１端子の第１電圧を第１時定数で遅延させて、金属体の非検出を示す非検出レベルから金属体の検出を示す検出レベルに遷移させる第１遅延回路と、第１遅延回路に並列接続され且つ第２端子を有し、検知部から入力される検知電流に応じて第２端子の第２電圧を検出レベルに対応する電圧から非検出レベルに対応する電圧に遷移させるときに第１時定数よりも大きい第２時定数で遅延させる第２遅延回路と、第１端子と第２端子との間に配置され、第１電圧が第２電圧以上であるときに、第１端子と第２端子との間を接続する接続切替部と、第１電圧の電圧レベルに応じて金属体を検出したか否かを示す出力信号を出力する判定回路とを有する。

また、この近接センサにおいて、接続切替部は、アノードが第１端子に接続され且つカソードが第２端子に接続されたダイオードを有し、ダイオードは、第１電圧が第２電圧としきい値電圧とを加算した電圧以上になったときに第１端子から第２端子に電流を流すことが好ましい。

また、この近接センサにおいて、接続切替部は、第１電圧と、第２電圧とを比較するコンパレータと、コンパレータが第１電圧が第２電圧以上であると判定したときに、第１端子から第２端子に電流を流す電流経路を形成する電流経路形成素子と、を有することが好ましい。

また、この近接センサにおいて、第１遅延回路は、第１端子に接続された第１コンデンサと、第１コンデンサに接続された第１抵抗素子とを有し、第１時定数は、第１コンデンサの容量及び第１抵抗素子の抵抗値により規定され、第２遅延回路は、第１コンデンサに並列接続された第２コンデンサと、第２コンデンサに接続された第２抵抗素子とを有し、第２時定数は、第２コンデンサの容量及び第２抵抗素子の抵抗値により規定されることが好ましい。

さらに、本発明の他の実施形態によれば、遊技機は、遊技球が通過する入賞口装置と、入賞口装置に配置され、入賞口装置を通過した遊技球を検出したことを示す出力信号を出力する近接センサと、近接センサに接続され、近接センサから入力される出力信号に応じて、所定個数の遊技球を払い出す制御装置と、を有し、近接センサは、金属体の通過に応じて磁束が変化する検出コイルと、磁束の変化に応じて出力する検知電流の大きさを変化させる検知部と、検知部に接続された第１端子を有し、検知部から入力される検知電流に応じて第１端子の第１電圧を第１時定数で遅延させて、金属体の非検出を示す非検出レベルから金属体の検出を示す検出レベルに遷移させる第１遅延回路と、第１遅延回路に並列接続され且つ第２端子を有し、検知部から入力される検知電流に応じて第２端子の第２電圧を検出レベルに対応する電圧から非検出レベルに対応する電圧に遷移させるときに第１時定数よりも大きい第２時定数で遅延させる第２遅延回路と、第１端子と第２端子との間に配置され、第１電圧が第２電圧以上であるときに、第１端子と第２端子との間を接続する接続切替部と、第１電圧の電圧レベルに応じて金属体を検出したか否かを示す出力信号を出力する判定回路と、を有する。

本発明に係る近接センサは、最小限の回路構成で金属体の離反に応じて検知電流が変化してから出力信号が遷移するまでの出力遅れ時間の操作により出力時間を大きくすることができるという効果を奏する。

実施形態に係る近接センサを備える遊技機の概略斜視図である。 図１に示す遊技機が備える近接センサの分解斜視図である。 図２に示す近接センサの回路ブロック図である。 図３に示す近接センサの動作のタイミングチャートを示す図である。 第２実施形態に係る近接センサの回路ブロック図である。 図５に示す近接センサの動作のタイミングチャートを示す図である。 第３実施形態に係る近接センサの回路ブロック図である。

以下、本発明の実施形態による近接センサを、図を参照しつつ説明する。この近接センサは、金属体の通過による検出コイルの磁束の変化に応じて大きさが変化する検知電流が供給される第１遅延回路及び第２遅延回路と、接続切替部とを有する。検知電流は、金属体が検出コイルに近接しているときに供給されず、金属体が検出コイルに近接していないときに供給される。第１遅延回路は、検知電流が供給される第１端子を有し、検知部から入力される検知電流に応じて第１端子の第１電圧を、金属体の非検出を示す非検出レベルから金属体の検出を示す検出レベルとの間で遷移させるときに第１時定数に応じて遅延させる。第２遅延回路は、第１遅延回路に並列接続され且つ第２端子を有し、検知部から入力される検知電流に応じて第２端子の第２電圧を、検出レベルに対応する電圧から非検出レベルに対応する電圧に遷移させるときに第１時定数より大きい第２時定数に応じて遅延させる。接続切替部は、第１端子と第２端子との間に配置され、第１電圧が第２電圧以上であるときに、第１端子と第２端子との間を接続する。第２時定数が第１時定数より大きいので、金属体が検出コイルに接近し検知電流の供給が停止し第１コンデンサ及び第２コンデンサが放電されるとき、接続切替部は、第１端子と第２端子との間の接続を遮断し続ける。一方、金属体が離反し検知電流の供給が開始されるときに、第１電圧が第２電圧以上になると、接続切替部が第１端子と第２端子との間を接続するので、検知電流は第１遅延回路及び第２遅延回路の双方に供給される。検知電流が第１遅延回路及び第２遅延回路の双方に供給されることにより、第１電圧の立上り遅延を大きくすることができる。これにより、この近接センサは、金属体の接近に応じて検知電流が変化してから出力信号が遷移するまでの出力遅れ時間を変更することなく、金属体の離反に応じて検知電流が変化してから出力信号が遷移するまでの出力遅れ時間を操作し、出力時間を大きく設定することができる。以下、金属体の接近に応じて検知電流が変化してから出力信号が遷移するまでの出力遅れ時間は、検出遅れ時間と称され、金属体の離反に応じて検知電流が変化してから出力信号が遷移するまでの出力遅れ時間は、非検出遅れ時間と称される。以下の説明では、遊技機で使用される遊技球を検知対象の金属体の一例として使用して実施形態に係る近接センサについて説明する。

図１は、本発明に係る近接センサを備える遊技機の概略斜視図である。

遊技機１は、上部から中央部の大部分の領域に設けられた遊技盤２と、下部に配設された玉受け部３及び発射ハンドル４などで構成される。遊技機１では、遊技者が発射ハンドル４を回動させると、遊技機１に内蔵された発射制御装置（図示せず）が、一定の発射間隔で、その回転角に応じた発射速度で遊技球を発射する。発射された遊技球は、遊技盤２の側方に設けられたレール５に沿って上方へ移動し、遊技盤２上に設けられた多数の障害釘６の間を落下する。そして、その落下する遊技球が、実施形態に係る近接センサを含む入賞口装置７に入ると、実施形態に係る近接センサは、遊技球が通過したときに検出コイルにより発生される磁束が変化することにより遊技球を検知する。実施形態に係る近接センサは、入賞口装置７を通過した遊技球を検出したことを示す出力信号を、近接センサに接続された制御装置（図示せず）に出力する。制御装置が入賞したと判定した場合、所定個数の遊技球を、遊技盤２の背面に設置された賞球払出装置（図示せず）を通じて玉受け部３へ払い出す。さらに、遊技盤２の略中央部に配設された表示装置８は、入賞の有無などに応じて様々に変化する遊技情報を遊技者に表示する。

図２は、入賞口装置７に配置される実施形態に係る近接センサの分解斜視図である。

近接センサ１０は、筐体１０１と、第１シールド部材１０２と、基板１０３と、第２シールド部材１０４と、カバー１０５とを有する。基板１０３は、樹脂製のコイルスプール１０６が圧入されると共に、後に詳細に説明される検知部、遅延回路、接続切替部及び判定回路が搭載される。コイルスプール１０６の外周には検出コイル２１が巻回される。近接センサ１０は、遊技球が貫通口Ｈを通過するときに、検出コイル２１により発生される磁束が変化することにより遊技球の近接及び離反を検知する。

図３は、近接センサ１０の回路ブロック図である。

近接センサ１０は、検出コイル２１と、検知部２２と、第１遅延回路２３と、第２遅延回路２４と、接続切替部２５と、判定回路２６とを有する。検知部２２、第１遅延回路２３、第２遅延回路２４、接続切替部２５及び判定回路２６は、基板１０３に搭載される。検知部２２は、発振回路３０と、検波回路３１と、ｐｎｐトランジスタである第１トランジスタ３２を有する。第１遅延回路２３は、第１コンデンサ４０と、第１抵抗素子４１と、第１端子４２とを有し、第２遅延回路２４は、第２コンデンサ５０と、第２抵抗素子５１と、第２端子５２とを有する。接続切替部２５は、ダイオード６０を有する。判定回路２６は、比較回路３３と、出力回路３４とを有する。

検出コイル２１は、貫通口Ｈの周囲を巻回すように配置され、遊技球の接近及び離反に応じて磁束が変化する。発振回路３０は、遊技球の接近及び離反による検出コイル２１の磁束の変化に応じて出力信号が変化する。発振回路３０は、検出コイル２１に遊技球が近接していないときの検出コイル２１の磁束に応じて、所定の振幅の発振信号Ｖ１を出力する。検出コイル２１に遊技球が接近していくと、検出コイル２１の磁束が徐々に変化し、発振回路３０は、発振信号Ｖ１の振幅を徐々に小さくし、検出コイル２１に遊技球が近接している間、発振信号Ｖ１の出力を停止する。検出コイル２１に近接していた遊技球が離反していくと、発振回路３０は、発振信号Ｖ１の振幅を徐々に大きくし、検出コイル２１から遊技球が離反すると再び所定の振幅の発振信号Ｖ１を出力し始める。

検波回路３１は、発振回路３０から入力される発振信号Ｖ１の振幅に応じて信号レベルが変化する検波信号Ｖ２を出力する。発振回路３０から所定以上の振幅の発振信号Ｖ１が入力されるとき、検波回路３１はＬレベルの検波信号Ｖ２を出力し、発振回路３０から入力される発振信号Ｖ１の振幅が所定値未満のとき、検波回路３１はＨレベルの検波信号Ｖ２を出力する。遊技球が検出コイル２１に徐々に接近するとき、検波回路３１から出力される検波信号の振幅は、発振信号Ｖ１の振幅の減少に応じて徐々に増大する。また、遊技球が検出コイル２１に徐々に離反するとき、検波回路３１から出力される検波信号Ｖ２の振幅は、発振信号Ｖ１の振幅の増大に応じて徐々に減少する。

第１トランジスタ３２は、エミッタが電源電圧Ｖｃｃに接続され、コレクタが第１遅延回路２３の第１端子４２及びダイオード６０のアノードに接続され、ベースに入力される電流に応じてオンオフされる。第１トランジスタ３２は、検波信号Ｖ２の信号レベルが電源電圧Ｖｃｃとベース―エミッタ間電圧Ｖbeとの差よりも小さくなりベース電流が流れるとオンして定電流である検知電流Ｉoを流す。また、第１トランジスタ３２は、検波信号Ｖ２の信号レベルが電源電圧Ｖｃｃとベース―エミッタ間電圧Ｖbeとの差よりも大きくなりベース電流が流れなくなるとオフする。

第１遅延回路２３の第１コンデンサ４０及び第１抵抗素子４１の一端は第１端子４２を介して第１トランジスタ３２のコレクタに接続され、第１コンデンサ４０及び第１抵抗素子４１の他端は接地される。第１遅延回路２３の時定数τ１は、第１コンデンサ４０の容量Ｃ１及び第１抵抗素子４１の抵抗値Ｒ１から、
τ１ ＝ Ｃ１＊Ｒ１ （１）
で示される。

第２遅延回路２４の第２コンデンサ５０及び第２抵抗素子５１の一端は第２端子５２を介してダイオード６０のカソードに接続され、第２コンデンサ５０及び第２抵抗素子５１の他端は接地される。第２遅延回路２４の時定数τ２は、第２コンデンサ５０の容量Ｃ２及び第２抵抗素子５１の抵抗値Ｒ２から、
τ２ ＝ Ｃ２＊Ｒ２ （２）
で示される。第２遅延回路２４の時定数τ２が第１遅延回路２３の時定数τ１よりも大きくなるように、第１コンデンサ４０及び第２コンデンサの容量Ｃ１及びＣ２並びに第１抵抗素子４１及び第２抵抗素子５１の抵抗値Ｒ１及びＲ２のそれぞれが定められる。

以下、第１トランジスタ３２から検知電流Ｉｏの供給の変化に応じて遷移する第１遅延回路２３の第１端子の第１電圧Ｖ３及び第２遅延回路２４の第２端子の第２電圧Ｖ４の遅延特性について説明する。

まず、第１トランジスタ３２から検知電流Ｉｏが供給されなくなり、第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４が立ち下がるときの立下り波形について説明する。第１トランジスタ３２から検知電流Ｉｏが供給されて第１コンデンサ４０及び第２コンデンサ５０の双方に電荷が充電されているとき、第１電圧Ｖ３は、第２電圧Ｖ４よりダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚだけ高くなっている。第１トランジスタ３２からの検知電流Ｉｏの供給が停止すると、第１コンデンサ４０は第１時定数τ１に応じた遅延時間で立ち下がり、第２コンデンサ５０は第１時定数τ１よりも大きな値である第２時定数τ２に応じた遅延時間で立ち下がる。第２時定数τ２が第１時定数τ１よりも大きいので、第１トランジスタ３２からの検知電流Ｉｏの供給が停止して第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４の双方が立ち下がるとき、双方の電圧差は徐々に小さくなり、やがて双方の電圧は逆転する。このため、第１電圧Ｖ３が立ち下がるとき、第１電圧Ｖ３が第２電圧Ｖ４とダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚとを加算した電圧以上になることはなく、ダイオード６０はオフし続ける。このため、第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４が立ち下がるとき、第１遅延回路２３と第２遅延回路２４との間の接続は、ダイオード６０によって遮断されて、第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４は個別に放電されることになる。よって、第１トランジスタ３２から検知電流Ｉｏが供給されなったときの第１電圧Ｖ３の立下り波形は、第１時定数τ１及び電源電圧Ｖｃｃから、
Ｖ３＝Ｖｃｃ＊ｅｘｐ（−ｔ／τ１） （３）
と示される。また、このときの第２電圧Ｖ４の立下り波形は、第２時定数τ２、電源電圧Ｖｃｃ及びダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚから、
Ｖ４＝（Ｖｃｃ−Ｖｚ）＊ｅｘｐ（−ｔ／τ２） （４）
と示される。第２電圧Ｖ４の立下り波形は、第１電圧Ｖ３の立下り波形に対して定常項がダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚの分だけ低い第１電圧Ｖ３の立下り波形に対応した波形となる。

次に、第１トランジスタ３２から検知電流Ｉｏが供給されて、第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４が立ち上がるときの立上り波形について説明する。第１トランジスタ３２からの検知電流Ｉｏの供給が停止されて第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４が立ち下がっている間、第１電圧Ｖ３は第２電圧Ｖ４よりも小さいのでダイオード６０はオフしている。したがって、第１トランジスタ３２からの検知電流Ｉｏの供給が開始され、ダイオード６０がオフしている間は、第１遅延回路２３のみに検知電流Ｉｏが供給される。このときの第１電圧Ｖ３の立上り波形は、
Ｖ３＝Ｒ１＊Ｉo{１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）} （５）
で示される。一方、第１トランジスタ３２からの検知電流Ｉｏの供給が開始され、ダイオード６０がオフしている間は、第２遅延回路２４に検知電流Ｉｏは供給されず、第２電圧Ｖ４は式（４）に従って下降し続けている。

第１電圧Ｖ３が上昇すると共に第２電圧Ｖ４が下降して、双方の電位差がダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚ以上になると、ダイオード６０がオンする。ダイオード６０がオンすると、検知電流Ｉｏは第１遅延回路２３及び第２遅延回路２４の双方に供給されることになる。このときの、第１電圧Ｖ３の立上り波形は、
Ｖ３＝Ｒ１／／Ｒ２＊（Ｉo＋Ｖｚ／Ｒ２）＊Ｉo{１−ｅｘｐ（−ｔ／τ３）} （６）
と示される。ここで、ＩoはＶｚ／Ｒ２よりも非常に大きいので、
Ｖ３≒Ｒ１／／Ｒ２＊Ｉo{１−ｅｘｐ（−ｔ／τ３）} （７）
と近似される。Ｒ１／／Ｒ２は第１抵抗素子４１及び第２抵抗素子５１の合成抵抗であり、
Ｒ１／／Ｒ２＝Ｒ１＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） （８）
で示される。また、τ３はダイオード６０がオンしたときの第３時定数であり、
τ３＝（Ｃ１＋Ｃ２）＊（Ｒ１／／Ｒ２） （９）
で示される。第３時定数τ３は、第１コンデンサ４０及び第２コンデンサ５０の容量を加算した値（Ｃ１＋Ｃ２）を、第１抵抗素子４１及び第２抵抗素子５１の合成抵抗（Ｒ１／／Ｒ２）の積なので、第１時定数τ１よりも大きい値になる。ダイオード６０がオンしているとき、第２電圧Ｖ４は第１電圧Ｖ３よりもダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚだけ小さくなり、第２電圧Ｖ４の立上り波形は、
Ｖ４≒Ｒ１／／Ｒ２＊Ｉo{１−ｅｘｐ（−ｔ／τ３）}−Ｖｚ （１０）
と示される。ダイオード６０がオンした後の第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４は、第１時定数τよりも大きい第３時定数τ３に応じて立ち上がる。第２電圧Ｖ４の立上り波形は、第１電圧Ｖ３の立上り波形に対して定常項がダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚの分だけ低い第１電圧Ｖ３の立上り波形に対応した波形となる。

ダイオード６０がオンした後の第１電圧Ｖ３は、第１時定数τよりも大きい第３時定数τ３に応じて立ち上がることにより、ダイオード６０がオンすることなく第１時定数τ１に応じて第１電圧Ｖ３が上昇したときの立上り時間よりも長くなる。また、式（５）に示すように、第１遅延回路２３のみに検知電流Ｉｏが供給された場合の定常項はＲ１＊Ｉoであるのに対し、ダイオード６０がオンした後の定常項は、式（７）に示すように、Ｒ１／／Ｒ２＊Ｉoである。Ｒ１／／Ｒ２はＲ１より小さいので、近接センサ１０における第１電圧の立上り時間は、ダイオード６０がオンすることなく第１時定数τ１に応じて第１電圧Ｖ３が上昇したときの立上り時間よりも更に長くなる。

比較回路３３は、コンパレータ７０と、電源７１と、第３抵抗素子７２と、第４抵抗素子７３と、第５抵抗素子７４とを有し、シュミットトリガ回路を形成する。比較回路３３は、第１電圧Ｖ３が立上り遷移するとき、信号レベルが第１しきい値ＶＳＨになる比較信号Ｖ５と第１電圧Ｖ３とを比較する。比較回路３３は、第１電圧Ｖ３の大きさである電圧レベルが第１しきい値ＶＳＨ以上であるときに、第１電圧Ｖ３が非検出レベルであると判定する。また、比較回路３３は、第１電圧Ｖ３が立下り遷移するとき、信号レベルが第２しきい値ＶＳＬになる比較信号Ｖ５と第１電圧Ｖ３とを比較する。比較回路３３は、第１電圧Ｖ３の大きさである電圧レベルが第２しきい値ＶＳＬ以下であるときに、第１電圧Ｖ３が検出レベルであると判定する。出力回路３４は、ｎｐｎトランジスタである第２トランジスタ７５と、第６抵抗素子７６と、第７抵抗素子７７とを有する。出力回路３４の出力信号Ｖ７は、比較回路３３から第２トランジスタ７５のベースに入力される比較結果を示す比較信号Ｖ６の信号レベルに応じて、信号レベルが変化する。出力回路３４は、比較信号Ｖ６の信号レベルがＬレベルのとき、遊技球を検出していないことを示すＨレベルの出力信号Ｖ７を制御装置（図示せず）に出力する。また、出力回路３４は、比較信号Ｖ６の信号レベルがＨレベルのとき、遊技球を検出していることを示すＬレベルの出力信号Ｖ７を制御装置に出力する。

図４は、近接センサ１０の動作を示すタイミングチャートを示す図である。図４において、横軸は時間を示し、符号４０１が示す波形は発振信号Ｖ１を示し、符号４０２が示す波形は検波信号Ｖ２を示す。また、符号４０３が示す波形は第１電圧Ｖ３を示し、符号４０４が示す波形は第２電圧Ｖ４を示す。また、符号４０５が示す波形は比較信号Ｖ５を示し、符号４０６が示す波形は比較信号Ｖ５を示し、符号４０７が示す波形は出力信号Ｖ７を示す。また、符号４０８が示す波形はダイオード６０がオンせず第１遅延回路２３のみに検知電流Ｉｏが流れた場合の第１電圧Ｖ３を示す。図４において、期間（ａ）及び（ｅ）は金属体である遊技球が検出コイル２１から離反している状態を示し、期間（ｂ）は遊技球が検出コイル２１に接近していく状態を示す。期間（ｃ）は遊技球が検出コイル２１に近接している状態を示し、期間（ｄ）は遊技球が検出コイル２１から離反していく状態を示す。

発振回路３０は、期間（ａ）及び（ｅ）に示すように、遊技球が検出コイル２１から離反している状態では、Ａoの振幅を有する発振信号Ｖ１を出力する。期間（ａ）に続く期間（ｂ）では、遊技球が検出コイル２１に接近していくに従って、発振回路３０が出力する発振信号Ｖ１の振幅はＡｏから徐々に減少していき、遊技球が検出コイル２１に近接している期間（ｃ）では発振信号Ｖ１は出力されなくなる。次いで、期間（ｄ）では、遊技球が検出コイル２１から離反していくに従って、発振回路３０が出力する発振信号Ｖ１の振幅は徐々に増加していき、期間（ｅ）では発振信号Ｖ１の振幅はＡｏに戻る。

矢印Ａで示すように、検波信号Ｖ２の信号レベルが電源電圧Ｖｃｃと第１トランジスタ３２のベース―エミッタ間電圧Ｖbeとの差よりも大きくなりベース電流が流れなくなると、第１トランジスタ３２がオフして検知電流Ｉｏの供給を停止する。検知電流Ｉｏの供給が停止されると、第１電圧Ｖ３は、式（３）に示すように、第１時定数τ１に応じた立下り波形で下降する。このとき、第２電圧Ｖ４は、式（４）に示すように、第２時定数τ２に応じた立下り波形で下降する。第１時定数τ１が第２時定数τ２より小さいので、第１電圧Ｖ３が立ち下がるとき、第１電圧Ｖ３は第２電圧Ｖ４とダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚとを加算した値よりも大きくなることはなく、ダイオード６０はオフし続ける。

第１電圧Ｖ３が第２しきい値ＶＳＬよりも小さくなると、比較回路３３が比較信号をＬレベルからＨレベルに遷移させることに応じて、出力回路３４は、遊技球の検出を示すＬレベルの出力信号Ｖ７を出力する。遊技球が検出コイル２１に近接してから出力回路３４が遊技球の検出を示す出力信号Ｖ７を出力するまでの検出遅れ時間Δｔ１は、第１遅延回路２３の第１時定数τ１に応じて規定される。

矢印Ｂで示すように、検波信号Ｖ２が電源電圧Ｖｃｃと第１トランジスタ３２のベース―エミッタ間電圧Ｖbeとの差よりも小さくなりベース電流が流れると、第１トランジスタ３２がオンして検知電流Ｉｏの供給を開始する。検知電流Ｉｏの供給が開始されると、第１電圧Ｖ３は、式（５）に示すように、第１時定数τ１に応じた立上り波形で上昇する。このとき、ダイオード６０がオフして検知電流Ｉｏが供給されないため、第２電圧Ｖ４は、下降し続けている。

第１電圧Ｖ３が上昇すると共に第２電圧Ｖ４が下降して、双方の電位差がダイオード６０のカットイン電圧Ｖｚ以上になると、ダイオード６０がオンして、第１トランジスタ３２から第２遅延回路２４への電流の供給が開始される。第１トランジスタ３２がオンしてからダイオード６０がオンするまでの時間は、図４ではΔｔ２１で示される。

第１トランジスタ３２がオンしてから時間Δｔ２１経過後にダイオード６０がオンした後は、第１電圧Ｖ３は、式（７）に示すように、第３時定数τ３に応じた立上り波形で上昇する。このとき、第２電圧Ｖ４は、式（１０）に示すように、第３時定数τ３に応じた立上り波形で上昇する。

ダイオード６０がオンしてから時間Δｔ２２経過後に、第１電圧Ｖ３が第１しきい値ＶＳＨよりも大きくなると、比較回路３３が比較信号をＨレベルからＬレベルに遷移させ、出力回路３４は、遊技球の非検出を示すＨレベルの出力信号Ｖ７を出力する。

遊技球が検出コイル２１から離反し始めてからダイオード６０がオンするまでの時間Δｔ２１は、第１遅延回路２３の第１時定数τ１に応じて規定される。また、ダイオード６０がオンしてから出力回路３４が遊技球の非検出を示すＨレベルの出力信号Ｖ７を出力するまでの時間Δｔ２２は、第１時定数τ１よりも大きい第３時定数τ３に応じて規定される。

検出コイル２１に近接していた遊技球が検出コイル２１から離反し始めてから出力回路３４が遊技球の非検出を示す出力信号Ｖ７を出力するまでの非検出遅れ時間Δｔ２は、時間Δｔ２１及びΔｔ２２を加算した時間である。非検出遅れ時間Δｔ２は、第１時定数τ１よりも大きい第３時定数τ３に応じた時間Δｔ２２を含むので、ダイオード６０がオンすることなく第１時定数τ１に応じて第１電圧Ｖ３が上昇したときの時間Δｔ３よりも長くなる。

以上に説明してきたように、この近接センサは、第１遅延回路と第１遅延回路より時定数が大きい第２遅延回路と、第２遅延回路への電流の流入を制御する接続切替部とを有することにより、最小限の回路構成で非検出遅れ時間を大きくすることができる。すなわち、遊技球が検出コイルに接近して第１遅延回路の第１端子の第１電圧が立下り遷移するとき、接続切替部が第１端子と第２遅延回路の第２端子との間の接続を遮断するため、第１電圧は、第１遅延回路の第１時定数に応じて立下り遷移する。一方、遊技球が検出コイルから離反して第１電圧が立上り遷移するとき、第１電圧が第２電圧とダイオードのカットイン電圧とを加算した電圧以上になると接続切替部が第１端子と第２端子との間を接続する。接続切替部が第１端子と第２端子との間を接続すると、第１電圧は、式（７）に示す立上り波形に応じて立上り遷移する。式（７）に示す波形は、第１時定数よりも大きい第３時定数に応じて遷移するとともに、式（７）の定常項は式（５）に示す第１遅延回路２３のみに検知電流Ｉｏが供給された場合の定常項よりも小さい。したがって、接続切替部が第１端子と第２端子との間を接続して第１電圧が式（７）に示す立上り波形に応じて立上り遷移することにより、この近接センサは、第１電圧の立上り遷移に応じて規定される非検出遅れ時間を大きくすることができる。

次に、第２実施形態に係る近接センサについて説明する。第２実施形態に係る近接センサでは、接続切替部は、第１遅延回路の第１端子の第１電圧と第２遅延回路の第２端子の第２電圧とを比較して第１電圧が第２電圧以上であるときに、第１遅延回路の第１端子と第２遅延回路の第２端子とを接続する。第２実施形態に係る近接センサでは、ダイオードのカットイン電圧の分だけ第１実施形態に係る近接センサよりも早く第１遅延回路の第１端子と第２遅延回路の第２端子とを接続することができるので、非検出遅れ時間をより大きくすることができる。
図５は、第２実施形態に係る近接センサの回路ブロック図である。

第２実施形態に係る近接センサ１１は、ダイオード６０を有する接続切替部２５の代わりに接続切替部２７が配置されることが、図３に示される第１実施形態に係る近接センサ１０と相違する。そこで、以下では第１実施形態と相違する接続切替部２７について説明する。なお、近接センサ１１の接続切替部２７以外の構成素子は、第１実施形態に係る近接センサ１０と同様な構成及び機能を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。

第２実施形態に係る接続切替部２７は、コンパレータ６１と、第３トランジスタ６２とを有する。コンパレータ６１は、一方の入力端子に第１端子４２が接続され、他方の入力端子に第２端子５２が接続され、出力端子に第３トランジスタ６２のベースが接続される。第３トランジスタ６２は、エミッタに第１端子４２が接続され、コレクタに第２端子５２が接続される。コンパレータ６１は、第１電圧Ｖ３と第２電圧Ｖ４とを比較する比較回路であり、第１電圧Ｖ３が第２電圧Ｖ４以上になったときに、第３トランジスタ６２のベースに電流を流す。第３トランジスタ６２は、電流経路を形成する電流経路形成素子であり、第１電圧Ｖ３が第２電圧Ｖ４以上になったときに流れるベース電流に応じて、第１端子４２から第２端子５２に電流を流す。

図６は、近接センサ１１の動作を示すタイミングチャートを示す図である。図６において、横軸は時間を示し、符号６０１〜６０８のそれぞれは、図４に示される４０１〜４０８と同様の波形である。図６に示される期間（ａ）〜（ｅ）のそれぞれは、図４に示される期間（ａ）〜（ｅ）と同様の期間である。

矢印Ａで示す時点において、第１トランジスタ３２がオフして検知電流Ｉｏの供給を停止すると、第１電圧Ｖ３は、式（３）に示すように、第１時定数τ１に応じた立下り波形で下降する。このとき、矢印Ａで示す時点において第１電圧Ｖ３と同電位であった第２電圧Ｖ４は、式（４）に示すように、第２時定数τ２に応じた立下り波形で下降する。第１時定数τ１が第２時定数τ２より小さいので、第１電圧Ｖ３が立ち下がるとき、第１電圧Ｖ３は第２電圧Ｖ４とよりも大きくなることはなく、第３トランジスタ６２はオフし続ける。遊技球が検出コイル２１に近接してから出力回路３４が遊技球の検出を示す出力信号Ｖ７を出力するまでの検出遅れ時間Δｔ１は、第１遅延回路２３の第１時定数τ１に応じて規定される。

矢印Ｂで示す時点において、第１トランジスタ３２がオンして検知電流Ｉｏの供給を開始すると、第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４は、式（５）に示すように、第１時定数τ１に応じた立上り波形で上昇する。このとき、第１電圧よりも第２電圧の方が大きいので、第３トランジスタ６２はオフして、第２電圧Ｖ４は、下降し続けている。

第１電圧Ｖ３が上昇して、第１電圧Ｖ３が第２電圧Ｖ４以上になると、第３トランジスタ６２がオンして、第１トランジスタ３２から第２遅延回路２４への電流の供給が開始される。第１トランジスタ３２がオンしてから第３トランジスタ６２がオンするまでの時間は、図６ではΔｔ２１で示される。

第１トランジスタ３２がオンしてから時間Δｔ２１経過後に第３トランジスタ６２がオンした後は、第１電圧Ｖ３及び第２電圧Ｖ４は、同電位になり、式（７）に示すように、第３時定数τ３に応じた立上り波形で上昇する。

検出コイル２１に近接していた遊技球が検出コイル２１から離反し始めてから出力回路３４が遊技球の非検出を示す出力信号Ｖ７を出力するまでの非検出遅れ時間Δｔ２は、時間Δｔ２１及びΔｔ２２を加算した時間である。非検出遅れ時間Δｔ２は、第１時定数τ１よりも大きい第３時定数τ３に応じた時間Δｔ２２を含むので、第３トランジスタ６２がオンすることなく第１時定数τ１に応じて第１電圧Ｖ３が上昇したときの時間Δｔ３よりも長くなる。

以上に説明してきたように、この近接センサは、接続切替部は、ダイオードを使用することなくコンパレータとトランジスタとで構成される。これにより、この近接センサは、ダイオードのカットイン電圧の分だけ第１実施形態に係る近接センサよりも早く第１遅延回路の第１端子と第２遅延回路の第２端子とを接続することができるので、非検出遅れ時間をより大きくすることができる。

次に、第３実施形態に係る近接センサについて説明する。第３実施形態に係る近接センサでは、判定回路は直流２線式出力回路として構成される。第３実施形態に係る近接センサでは、遊技球が検出コイルに近接しているときの判定回路からの出力信号は、近接センサに流入する電流の大きさに依存する。第３実施形態に係る近接センサでは、遊技球が検出コイルに近接しているときに近接センサに流入する電流の大きさは略一定値であるので、遊技球が検出コイルに近接しているときの出力信号を略一定値に維持することができる。
図７は、第３実施形態に係る近接センサの回路ブロック図である。

第３実施形態に係る近接センサ１２は、判定回路２６の代わりに判定回路２８が配置されることが、図３に示される第１実施形態に係る近接センサ１０と相違する。そこで、以下では第１実施形態と相違する判定回路２８について説明する。なお、近接センサ１２の判定回路２８以外の構成素子は、第１実施形態に係る近接センサ１０と同様な構成及び機能を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。

第３実施形態に係る判定回路２８は、比較回路３３と、出力回路３５と、定電圧回路３６と、第９抵抗素子３７とを有する直流２線式出力回路である。出力回路３５は、第２トランジスタ７５、第６抵抗素子７６及び第７抵抗素子７７に加えて、第８抵抗素子７８と、第４トランジスタ７９と、ツェナーダイオード８０とを有する。第８抵抗素子７８は、一端が第２トランジスタ７５のコレクタに接続され、他端が第４トランジスタ７９のベースに接続される。第４トランジスタ７９は、コレクタがツェナーダイオード８０のアノードに接続され、エミッタが接地される。ツェナーダイオードのカソードは、定電圧回路３６及び第９抵抗素子３７の一端に接続される。第９抵抗素子３７の他端は、一端が電源電圧Ｖｓに接続された負荷抵抗素子１０７の他端に接続される。

近接センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔは、第９抵抗素子３７と負荷抵抗素子１０７との間の電圧である。遊技球が検出コイルから離反しているときの近接センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、
Ｖｏｕｔ１＝ＶＺＤ１＋（ＶＳ−ＶＺＤ１）＊Ｒ９／（Ｒ９＋ＲＬ） （１１）
で示される。ここで、ＶＺＤ１はツェナーダイオード８０のツェナー電圧であり、Ｒ９は第９抵抗素子３７の抵抗値であり、ＲＬは負荷抵抗素子１０７の抵抗値である。一方、遊技球が検出コイルに近接しているときの近接センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、
Ｖｏｕｔ２＝Ｖｓ−ＲＬ＊Ｉ９ （１２）
で示される。ここで、ＲＬは負荷抵抗素子１０７の抵抗値であり、Ｉ９は負荷抵抗素子１０７を流れる第９電流である。第９電流Ｉ９は、定電圧回路３６の流入する第６電流Ｉ６と第２トランジスタ７５のエミッタ電流である第７電流Ｉ７とから、
Ｉ９＝Ｉ６＋Ｉ７ （１３）
と示される。また、第６電流Ｉ６は、発振回路３０に流入する第１電流Ｉ１、検波回路３１に流入する第２電流Ｉ２、第１トランジスタ３２のエミッタ電流である第３電流Ｉ３、コンパレータ７０に流入する第４電流Ｉ４及び第５抵抗素子７４に流入する第５電流Ｉ５から、
Ｉ６＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４＋Ｉ５ （１４）
と示される。遊技球が検出コイルに近接しているとき、発振回路３０は発振を停止し、第１トランジスタ３２はオフするため、第１電流Ｉ１及び第３電流Ｉ３は略ゼロである。また、第２電流Ｉ２、第４電流Ｉ４、第５電流Ｉ５及び第７電流Ｉ７は、遊技球が検出コイル２１に近接している間は略一定の値になる。このため、近接センサ１２は、遊技球が検出コイルに近接している間、近接センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔ２を略一定値に維持することができる。

以上に説明してきたように、この近接センサは、近接センサに流入する電流の大きさは略一定値であるので、遊技球が検出コイルに近接しているときの出力信号を略一定値に維持することができる。

説明された各実施形態では、第１遅延回路２３及び第２遅延回路２４はＣＲ回路であるが、近接センサは、ＣＲ回路の代わりにＬＣＲ回路等の他の遅延回路を有してもよい。また、説明された実施形態では、近接センサは、入賞口装置を通過した遊技球の検出に使用されるが、賞球払出装置等、遊技機が備える他の装置を通過する遊技球の検出に使用されてもよい。また、説明された実施形態では、近接センサは遊技球の検出に使用されるが、他の金属体の検出に使用されてもよい。このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

１ 遊技機
７ 入賞口
１０〜１２ 近接センサ
２１ 検出コイル
２２ 検知部
２３ 第１遅延回路
２４ 第２遅延回路
２５ 接続切替部
２６ 判定回路

Claims (5)

1. 金属体の通過に応じて磁束が変化する検出コイルと、
   前記磁束の変化に応じて出力する検知電流の大きさを変化させる検知部と、
   前記検知部に接続された第１端子を有し、前記検知部から入力される前記検知電流に応じて前記第１端子の第１電圧を金属体の検出を示す検出レベルと金属体の非検出を示す非検出レベルとの間で遷移させるときに第１時定数に応じた遅延時間で遅延させる第１遅延回路と、
   前記第１遅延回路に並列接続され且つ第２端子を有し、前記検知部から入力される前記検知電流に応じて前記第２端子の第２電圧を前記検出レベルに対応する電圧と前記非検出レベルに対応する電圧との間で遷移させるときに前記第１時定数よりも大きい第２時定数に応じた遅延時間で遅延させる第２遅延回路と、
   前記第１端子と前記第２端子との間に配置され、前記第１電圧が前記第２電圧以上であるときに、前記第１端子と前記第２端子との間を接続する接続切替部と、
   前記第１電圧の電圧レベルに応じて金属体を検出したか否かを示す出力信号を出力する判定回路と、
   を有することを特徴とする近接センサ。
2. 接続切替部は、アノードが前記第１端子に接続され且つカソードが前記第２端子に接続されたダイオードを有し、前記ダイオードは、前記第１電圧が前記第２電圧としきい値電圧とを加算した電圧以上になったときに前記第１端子から前記第２端子に電流を流す、請求項１に記載の近接センサ。
3. 接続切替部は、前記第１電圧と、前記第２電圧とを比較するコンパレータと、
   前記コンパレータにて前記第１電圧が前記第２電圧以上であると判定したときに、前記第１端子から前記第２端子に電流を流す電流経路を形成する電流経路形成素子と、を有する、請求項１に記載の近接センサ。
4. 前記第１遅延回路は、前記第１端子に接続された第１コンデンサと、前記第１コンデンサに接続された第１抵抗素子とを有し、前記第１時定数は、前記第１コンデンサの容量及び前記第１抵抗素子の抵抗値により規定され、
   前記第２遅延回路は、前記第１コンデンサに並列接続された第２コンデンサと、前記第２コンデンサに接続された第２抵抗素子とを有し、前記第２時定数は、前記第２コンデンサの容量及び前記第２抵抗素子の抵抗値により規定される、請求項１〜３の何れか一項に記載の近接センサ。
5. 遊技球が通過する入賞口装置と、
   前記入賞口装置に配置され、前記入賞口装置を通過した遊技球を検出したことを示す出力信号を出力する近接センサと、
   前記近接センサに接続され、前記近接センサから入力される出力信号に応じて、所定個数の遊技球を払い出す制御装置と、を有し、
   前記近接センサは、
   金属体の通過に応じて磁束が変化する検出コイルと、
   前記磁束の変化に応じて出力する検知電流の大きさを変化させる検知部と、
   前記検知部に接続された第１端子を有し、前記検知部から入力される前記検知電流に応じて前記第１端子の第１電圧を金属体の検出を示す検出レベルと金属体の非検出を示す非検出レベルとの間で遷移させるときに第１時定数に応じた遅延時間で遅延させる第１遅延回路と、
   前記第１遅延回路に並列接続され且つ第２端子を有し、前記検知部から入力される前記検知電流に応じて前記第２端子の第２電圧を前記検出レベルに対応する電圧と前記非検出レベルに対応する電圧との間で遷移させるときに前記第１時定数よりも大きい第２時定数に応じた遅延時間で遅延させる第２遅延回路と、
   前記第１端子と前記第２端子との間に配置され、前記第１電圧が前記第２電圧以上であるときに、前記第１端子と前記第２端子との間を接続する接続切替部と、
   前記第１電圧の電圧レベルに応じて金属体を検出したか否かを示す出力信号を出力する判定回路と、を有することを特徴とする遊技機。

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