JP6590373B2

JP6590373B2 - 振動特性判別器

Info

Publication number: JP6590373B2
Application number: JP2016215584A
Authority: JP
Inventors: 太輔後藤; 伸行赤津; 坂元　和也; 和也坂元
Original assignee: Amiteq Co Ltd
Current assignee: Amiteq Co Ltd
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-11-04
Also published as: JP2017090452A

Description

本発明は、振動又は衝撃を検出するための振動特性判別器に関し、特に、パチンコ等の遊技機（アミューズメント機器）等に対して作為的に加えられる異常振動又は衝撃を検出するのに適したものである。

パチンコ等の遊技機（アミューズメント機器）においては、遊技中の使用者が機器を叩く等の不正行為を行なうことがある。そのため、セキュリティ対策として、そのような不正行為によって機器にもたらされる異常振動又は衝撃を適切に検出することが従来より行なわれている。例えば、下記特許文献１においては、環状コイル上に鋼球を設置し、振動・衝撃による鋼球の移動変位をコイルのインダクタンス変位から電圧信号として捕らえ、所定の閾値にて判定出力する。この場合、電圧信号のレベルが所定の閾値を超えたかどうかのみに基づき判定を行なっているため、判定精度が悪いという問題がある。そこで、遊技機状態（入賞球、その他）の信号を入力し、該状態に応じてその都度閾値を変更することにより、判定精度を高めている。しかし、そのため、遊技機状態を検出しなければならないという不利がある。

下記特許文献２においては、衝撃センサとして圧電素子を使用し、その出力電圧信号をフィルタ処理することにより、遊技機台を揺らす周波数と叩く周波数の弁別を行なうことを開示している。また、前述と同様に、遊技機状態を監視し該遊技機状態とセンサによる検出情報とを組み合わせることにより、不正判定の精度を高めることを開示している。下記特許文献３においても、衝撃センサとして圧電素子を使用し、その出力電圧信号をフィルタ処理することにより、遊技機台を揺らす周波数と叩く周波数の弁別を行なうことを開示しており、また、弁別した各周波数に対してゲインを変えることにより不正判定を行なうようにしている。しかし、これらの従来技術においては、周波数弁別用のフィルタを必要とするという不利がある。

特許第５２１１５０２号公報特開２０１０−１２４９９９号公報特許第４９８７５５２号公報

上述した従来技術においては、遊技機に対する外力による振動（衝撃）を検出するに当たり、検出感度を高くすると、実質的な外力が無い状態で振動検出する場合が発生することがある。これを回避するには、検出感度を低くすれば良いが、そうすると本来の外力による振動を検出できない不都合が生じる。そこで、遊技機の状態を監視し、入賞球に関係無い場合、センサ判定を無効にしたり、判定用の閾値を上げて検出感度を低くする一方で、入賞球の時は、検出感度を高くして判定するようにしている。そのため、遊技機状態を検出するためのシステム構成を採用しなければならないという不都合がある。また、外力による振動を検出し易い場所（入賞口近傍）にセンサを設置する必要があるが、センサ１個では検出確度が低い為、２個以上設置する必要があり、センサ単体での検出が非常に困難な現状がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、パチンコ等の遊技機（アミューズメント機器）等に対して作為的に加えられる振動又は衝撃を、簡単な構成で、精度よく検出するのに適した振動特性判別器を提供しようとするものであり、さらには、精度の良い振動検出装置を提供しようとするものである。

本発明に係る振動特性判別器は、機械的振動を検出する１個のセンサからなるセンサ部と、前記センサ部による振動検出信号のレベルが所定閾値以上持続する時間に基づき振動又は衝撃を判定する判定部であって、２以上の異なる閾値のそれぞれに対応して異なる判定基準時間を設定することにより、２以上の異なる種類の振動又は衝撃を区別して判定する前記判定部とを備える。

本発明によれば、１個のセンサからなるセンサ部による振動検出信号のレベルが所定閾値以上持続する時間に基づき振動又は衝撃を判定する構成であり、かつ、２以上の異なる閾値のそれぞれに対応して異なる判定基準時間を設定することにより、２以上の異なる種類の振動又は衝撃を区別して判定する構成であるから、判定しようとする振動又は衝撃の種類に対応して、所定閾値以上のレベル変化とその持続時間の組み合わせを適切に設定することにより、遊技機状態を検出することなく、また、周波数弁別用のフィルタを設けることなく、かつ、センサ数を増すこともなく、特定の複数種類の振動又は衝撃を容易に判定することができる。

一実施例において、前記センサ部は、コイルと、検出対象である機械的振動に応じて前記コイルに対して変位するように配置された磁気応答部材と、前記コイルを発振要素として組み込み、該コイルに対する前記磁気応答部材の変位に応じた該コイルのインダクタンス変化に応じて発振周波数が変化する自励発振回路と、前記自励発振回路の発振出力信号に基づき発振周波数に応じた計測値を生成し、該計測値の時間的差分値を速度データとして求め、該速度データを積分することにより変位データを求め、該変位データを前記振動検出信号として出力する演算部とを備える。これにより、コイルの出力信号を処理する演算部は全デジタル回路として構成され、精度の良い計測を行うことができる。また、発振周波数の変化から速度データを求め、該速度データから変位データを求める構成であるため、コイルのインダクタンス変化に応じた発振周波数変化に基づき衝撃又は振動に応じた変位データを適切に生成することができ、精度の良い振動検出を行うことができる。

本発明の別の観点に従えば、前記コイルを用いた前記センサ部は、単体の振動検出装置として応用することができる。すなわち、本発明に係る振動検出装置は、コイルと、検出対象である機械的振動に応じて前記コイルに対して変位するように配置された磁気応答部材と、前記コイルを発振要素として組み込み、該コイルに対する前記磁気応答部材の変位に応じた該コイルのインダクタンス変化に応じて発振周波数が変化する自励発振回路と、前記自励発振回路の発振出力信号に基づき発振周波数に応じた計測値を生成し、該計測値の時間的差分値を速度データとして求め、該速度データを積分することにより変位データを求め、該変位データを振動検出信号として出力する演算部とを備える。これによれば、コイルのインダクタンス変化に応じた発振周波数の変化から速度データを求め、該速度データから変位データを求める構成であるため、コイルのインダクタンス変化に応じた発振周波数変化に基づき衝撃又は振動に応じた変位データを適切に生成することができ、精度の良い振動検出を行うことができる。

本発明の一実施例を示すブロック図。図１における判定部の動作例を示すタイミングチャート。図１におけるセンサ部の詳細例を示すブロック図。（ａ）は図１におけるコイルと磁気応答部材の組み合わせの一例を示す斜視図、（ｂ）は図１におけるコイルと磁気応答部材の組み合わせの別の一例を示す側面図。

図１において、本発明の一実施例に係る振動特性判別器は、センサ部１０と判定部２０とを備える。センサ部１０は、遊技機（例えばパチンコ）の内部の適宜の位置に設けられ、該遊技機に対して外部から加えられる機械的振動を検出するものである。この機械的振動とは、例えば遊技者が遊技機を叩く若しくは揺する等のセキュリティ上好ましくないものである。センサ部１０は例えば該機械的振動の変位に応じたレベルを持つ振動検出信号（変位検出データ）を出力する。センサ部１０としては、後述するようなコイル（インダクタンス要素）を用いたもの、あるいは圧電素子を用いたものなど、適宜の振動検出デバイスを使用してよい。なお、センサ部１０の出力信号は、振動の中点（変位の０点）を０として、正負の値を持つものとする。

判定部２０は、前記センサ部１０による振動検出信号のレベルＬｄが所定閾値以上持続する時間に基づき振動又は衝撃を判定するものであり、１以上の異なる閾値Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに対応して異なる判定基準時間Ｔｈ１，Ｔｈ２を設定することにより、１以上の異なる種類の異常振動又は衝撃を判定するように構成されている。図１においては、一例として、判定部２０は２つの判定系列を含む。第１の判定系列において、比較部２１は、前記振動検出信号のレベルＬｄの絶対値が所定の第１閾値Ｌ１以上であるか否かを判定する。すなわち、正又は負の値からなるレベルＬｄを、第１閾値Ｌ１の正の＋Ｌ１及び負の値−Ｌ１とそれぞれ比較し、Ｌｄ≧＋Ｌ１又はＬｄ≦−Ｌ１が成立するかを判定する。持続時間カウント部２３は、「Ｌｄ≧＋Ｌ１」又は「Ｌｄ≦−Ｌ１」が連続的に成立している持続時間Ｔ１をカウントし、比較部２５は、該持続時間Ｔ１が所定の判定基準時間Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。また、第２の判定系列においても同様に、比較部２２が前記振動検出信号のレベルＬｄの絶対値が所定の第２閾値Ｌ２以上であるか否か（つまり、Ｌｄ≧＋Ｌ２又はＬｄ≦−Ｌ２が成立するか否か）を判定し、持続時間カウント部２４において「Ｌｄ≧＋Ｌ２」」又は「Ｌｄ≦−Ｌ２」が連続的に成立している持続時間Ｔ２をカウントし、比較部２６は該持続時間Ｔ２が所定の判定基準時間Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。

第１の判定系列は、遊技機を叩く等の比較的短時間の強い衝撃が加えられたことを判定するように、前記所定の第１閾値Ｌ１及び判定基準時間Ｔｈ１が設定される。そのような衝撃に関して、センサ部１０から出力される振動検出信号の周波数は相対的に高く、また、振幅レベルも相対的に高い。一方、第２の判定系列は、遊技機を揺する等の振動が加えられたことを判定するように、前記所定の第２閾値Ｌ２及び判定基準時間Ｔｈ２が設定される。そのような、揺する等の振動に関して、センサ部１０から出力される振動検出信号の周波数は相対的に低く、また、振幅レベルも相対的に低い。そうすると、各閾値及び判定基準時間の関係は、一般的に、Ｌ１＞Ｌ２及びＴｈ１＜Ｔｈ２というような関係になる。

図２は、判定部２０の動作例を示すタイミングチャートである。図２（ａ）における波形１及び２は、遊技機を叩く等の比較的短時間の強い衝撃が加えられたときにセンサ部１０から出力される振動検出信号の一例を示している。この場合、波形１の最初のピーク（正のピーク）において、該波形１からなる振動検出信号のレベルＬｄが所定の第１閾値Ｌ１以上持続する時間Ｔ１が所定の判定基準時間Ｔｈ１以上となり、比較部２５から異常衝撃判定信号Ｄ１が出力される。一方、波形２の最初のピーク（負のピーク）において、該波形２からなる振動検出信号のレベルＬｄの絶対値が所定の第１閾値Ｌ１よりも大きくなることがあるが、その持続時間Ｔ１は所定の判定基準時間Ｔｈ１未満のため、比較部２５からは異常衝撃判定信号Ｄ１が出力されない。

図２（ｂ）における波形３は、遊技機を揺する等の振動が加えられたときにセンサ部１０から出力される振動検出信号の一例を示している。この場合、波形３の最初のピーク（正のピーク）において、該波形３からなる振動検出信号のレベルＬｄの絶対値が所定の第２閾値Ｌ２以上持続する時間Ｔ２が所定の判定基準時間Ｔｈ２以上となり、比較部２６から異常振動判定信号Ｄ２が出力される。

比較部２５又は２６から出力された異常判定信号Ｄ１又はＤ２は、オア回路２７を介して異常判定信号としてオア合成される。なお、異常衝撃判定信号Ｄ１と異常振動判定信号Ｄ２をオア合成することなく、異なる種類の異常判定信号として適宜利用するようにしてもよい。

図１では、２つの判定系列を設けているが、１つの判定系列のみ又は３以上の判定系列を設けてもよく、要は、１以上の各判定系列におけるレベル判定用の閾値と持続時間判定用の基準時間とをそれぞれ判定対象とする衝撃又は振動の種類に合わせて、適宜異なる値に設定すればよい。このように、本発明によれば、遊技機の状態を検出することなく、また、周波数弁別用のフィルタを設けることなく、１以上の異なる種類の振動又は衝撃を簡単な構成で判定することができる。

図３は、検出要素としてコイルを使用する場合におけるセンサ部１０の一具体例を示す。図３において、センサ部１０は、１つのコイル１１と、検出対象である機械的振動に応じて該コイル１１に対して相対的に変位するように配置された磁気応答部材１２と、該コイル１１を発振要素として組み込み、該コイル１１に対する該磁気応答部材１２の変位に応じた該コイル１１のインダクタンス変化に応じて発振周波数が変化する自励発振回路１３とを備える。センサ部１０は、更に、前記自励発振回路１３の発振出力信号に基づき前記検出対象である機械的振動に応じた変位データを求めるための演算部１４を備える。演算部１４は、前記自励発振回路１３の発振出力信号に基づき発振周波数に応じた計測値を生成し、該計測値の時間的差分値を速度データとして求め、該速度データを積分することにより変位データを求め、該変位データを前記振動検出信号として出力するように構成されている。

図４（ａ）は、前記コイル１１と磁気応答部材１２の組み合わせの一例を示す斜視図である。図４（ａ）の例においては、フラットコイルからなるコイル１１が固定部１５に固定され、磁性材質又は非磁性かつ導電材質からなる板バネ状の可動部１６が磁気応答部材１２として機能する。検出対象である機械的振動に応じて板バネ状の可動部１６が振動し、コイル１１と該可動部１６とのギャップが変化することにより、該機械的振動に応じたインダクタンス変化がコイル１１に生じる。

図４（ｂ）は、前記コイル１１と磁気応答部材１２の組み合わせの別の一例を示す側面図である。図４（ｂ）の例においては、フラットコイルからなるコイル１１が固定部１５に固定され、フラットコイルの一面に対向して磁性材質からなる板バネ状の第１可動部１７が配置され、該フラットコイルの他面に対向して非磁性かつ導電材質からなる板バネ状の第２可動部１８が配置され、両可動部１７及び１８が磁気応答部材１２として機能する。この場合も、検出対象である機械的振動に応じて板バネ状の第１及び第２可動部１７、１８が振動し、コイル１１と該第１及び第２可動部１７、１８とのギャップが変化することにより、該機械的振動に応じたインダクタンス変化がコイル１１に生じる。なお、この構成においては、検出対象である機械的振動に応じて一方の磁性可動部１７がコイル１１に近づくとき他方の非磁性可動部１８がコイル１１から遠ざかる、というようにプッシュプルで変位することにより、コイル１１に生じるインダクタンスが相加的に変化し、検出精度が向上する。

図３に戻り、演算部１４は、前記自励発振回路１３の発振出力信号に基づき発振周波数に応じた計測値を生成するための手段として、発振周期計測ステップ３０を含む。この場合、例えば、発振周波数の周期をカウントし易いように、前記発振出力信号を適宜分周することにより、拡張した周期を持つ矩形波信号を生成し、該矩形波信号が持つ拡張した周期をカウントすることにより、前記発振周波数に応じた計測値を生成するとよい。

次のステップ３１では、前記ステップ３０で求めた前記計測値の時間的差分値を求めることにより速度データを算出する。次に、ステップ３２では、前記ステップ３１で求めた速度データを積分することにより変位データＬｄを算出する。

演算部１４におけるステップ３２で求められた変位データＬｄが、図３及び図４に示されたセンサ部１０により検出された振動検出信号として、図１における前記判定部２０に供給される。図３及び図４の構成例においては、検出対象の衝撃又は振動が発振周波数の変化として一次的に検出されるが、図３に示された演算部１４の処理により、検出対象の衝撃又は振動を、取り扱い易い変位データに変換して二次的に検出するので、実用性が高いという優れた効果を奏する。したがって、図３及び図４に示されたセンサ部１０は、前記判定部２０から切り離して、単独の振動検出装置として、適宜の計測分野において有利に応用され得る。

なお、演算部１４の機能は、マイクロコンピュータと各ステップの処理を実現するためのソフトウェアとの組み合わせで実現するようにしてよいが、それに限らず、専用のデジタル回路で実現してもよい。また、図１における前記判定部２０の機能も、マイクロコンピュータと各部２１〜２７の処理を実現するためのソフトウェアとの組み合わせによって実現することができるし、あるいは、専用のデジタル回路で実現するようにしてもよい。

１０センサ部
１１コイル
１２磁気応答部材
１３自励発振回路
１４演算部
２０判定部

Claims

機械的振動を検出する１個のセンサからなるセンサ部と、
前記センサ部による振動検出信号のレベルが所定閾値以上持続する時間に基づき振動又は衝撃を判定する判定部であって、２以上の異なる閾値のそれぞれに対応して異なる判定基準時間を設定することにより、２以上の異なる種類の振動又は衝撃を区別して判定する前記判定部と
を備える振動特性判別器。
前記判定部は、第１の閾値に対応して第１の判定基準時間を設定することにより第１種類の振動又は衝撃を判定し、前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値に対応して前記第１の判定基準時間よりも長い第２の判定基準時間を設定することにより第２種類の振動又は衝撃を判定する、請求項１の振動特性判別器。
前記センサ部は、
コイルと、
検出対象である機械的振動に応じて前記コイルに対して変位するように配置された磁気応答部材と、
前記コイルを発振要素として組み込み、該コイルに対する前記磁気応答部材の変位に応じた該コイルのインダクタンス変化に応じて発振周波数が変化する自励発振回路と、
前記自励発振回路の発振出力信号に基づき発振周波数に応じた計測値を生成し、該計測値の時間的差分値を速度データとして求め、該速度データを積分することにより変位データを求め、該変位データを前記振動検出信号として出力する演算部と
を備える、請求項１又は２に記載の振動特性判別器。