JPH0324819A - 近接スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 この発明は、物体の接近を無接触で検出するための近接
スイッチに関連し、殊にこの発明は、検出回路部として
ＬＣ共振回路を含む発振回路が用いられた近接スイッチ
に関する． 〈従来の技術〉 例えばパチンコ機械において、入賞口にパチンコ玉が入
ったことを検出するのに近接スイッチより或る電磁誘導
式のパチンコ玉センサが用いられている。この方式のパ
チンコ玉センサは、金属体であるパチンコ玉が入賞口を
通過したことを電磁誘導作用を利用して無接触で検出す
るものであるが、このパチンコ玉センサとしては、この
電磁誘導式の他に、接点式や光学式などが実用化されて
いる。

このうち接点式のパチンコ玉センサは、パチンコ玉の通
過により可動片を変位させて接点機構をオン・オフ動作
させる方式のものであるが、接点部の摩耗により寿命が
短く、チヤタリング現象が発生し易いなどの欠点がある
。

また光学式のパチンコ玉センサは、パチンコ玉の通過に
より投光素子と受光素子との間の光路を遮断させて受光
素子の受光量を変化させる方式のものであるが、この方
式は、外乱光による影響を受けて、誤動作し易いという
不利がある。

従って従来は電磁誘導式のパチンコ玉センサが寿命的に
も優れ、また外部要因の影響を最も受けにくいものとさ
れ、最も信頼性が高いものとして多くの機械に用いられ
てきている。

第９図は、この種のパチンコ玉センサｌ１の外観を示す
ものである． 同図のものは、薄板状をなす合威樹脂製のケース体ｌ２
にパチンコ玉１４の通過が可能な孔径をもつ検出孔１３
が肉厚方向に貫通形威されている。このケース体１２は
、検出孔１３の一側部に近接スイッチの検出回路部１９
が組み込まれると共に、検出孔１３の周囲に、検出回路
部ｌ９の一部をなす発振回路の発振コイルＬが配備され
ている。

第ｌＯ図および第１１図は、このパチンコ玉センサ１１
に組み込まれる近接スイッチの原理を示している。

第１０図（１）において、，いま発振コイルＬに対して
金属体ｌ５が十分に離れた距離ｌ，に位置するとき、発
振回路１６が発振動作し、その出力■。。７として第ｌ
Ｏ図（２）に示すような出力波形が得られる． つぎに第１１図（１）に示す如く、金属体１５が発振コ
イルＬに対して距離ｌ，の位置まで接近すると、金属体
１５は発振コイルＬの磁力線を受けてその内部に電磁誘
導による渦電流が生ずるため、発振コイルＬの抵抗分が
大きくなって発振が停止し、その出力Ｖ。Ｕアは第１１
図（２）に示すような波形となる． この発振回路１６として、第１２図に示すような分離型
ハートレー発振回路が用いられる。

この発振回路１６は、増幅用のトランジスタＴＲ．にＬ
Ｃ共振回路ｌ７や抵抗Ｒ．ｔを電気接続したもので、同
図の定電流源２１やバイアス電圧Ｅ，によりトランジス
タＴＲ．の動作点が能動領域となるよう補慣されている
。またトランジスタｉｎ，！．ＴＲ＋３はξラー回路を
構威し、トランジスタＴＲ＋＋のコレクタ電流と同じ電
流をＬＣ共振回路ｌ７へ帰還させている。なおｖｅｃは
電源電圧であり、ｖｏＵ？は出力、Ｇはアースをそれぞ
れ示す． 上記発振回路ｌ６を含む近接スイッチに対し、第１３図
に“示す如く、金属体１５が接近したり、離反したりす
るとき、出力Ｖ。ｕＴは第１４図（１）に示すような信
号波形となり、この信号を積分して所定のしきい値で２
値化すれば、第１４図（２）に示すような金属体ｌ５の
接近に対応して立ち上がる検出信号Ｓが得られる。

かくしてこのような近接スイッチを用いてパチンコ玉検
出センサ１１を構威“した場合、パチンコ玉１４が検出
孔１３を通過゛する毎に検出信号Ｓが出力され、これに
より人１口へパチンコ玉が入ったことが検出できる。

なお前記の発振回路１６としてハードレー型に代えて第
１５図に示すようなコルピッツ聾を用いることもできる
。このコルピッツ型の発振回路１６は発振コイルＬに対
し２個のコンデンサＣ，，Ｃｔを用いてＬＣ共振回路２
０を構威したもので、２個のトランジスタＴＲＩ４　．
ＴＲｔｓに対しＬＣ共振回路２０と複数の抵抗ＲＩ３〜
ＲＩＳとが電気接続してある。

く発明が解決しようとする問題点〉 上記パチンコ玉センサ１ｌが用いられたパチンコ機械に
おいて、遊戯者の中には不正行為を働く者があり、パチ
ンコ玉センサ１１を誤動作させてパチンコ玉を不当に詐
取している。

すなわち入賞口に位置するパチンコ玉センサ１１に向け
て電波を発射して、）くチンコ玉が入賞口に入っていな
いにもかかわらず、バチーンコ玉センサ１１が恰もパチ
ンコ玉を検出したかのように誤動作させるのである。

この誤動作は、発振回路１６におけるトランジスタＴＲ
ｚの内部容量１８に起因するものと考えられ、発振コイ
ルＬから発振回路１６に至った電波が前記内部容量１８
を通じてトランジスタＴＲ＋＋の″ベースに達すること
により、内部容量１８の両端の電位が下がり、トランジ
スタＴＲ＋＋のベースーエミッタ間に十分な電圧ＶＩＥ
がかからなくなって、トランジスタＴＲ＋＋が遮゛断状
態となるのである。

そこでこの発明は、近接スイッチにおける発振回路に電
波の到来を検出する機能を付加することにより、電波に
よる誤動作の発生を防止することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は、検出回路部としてＬＣ共振回路を含む発振
回路が用いられた近接スイッチにおいて、前記発振回路
に、電波の到来を検知して禁止信号を生或するための電
波検知回路を具備させることにした。

く作用〉 被検出物が離れていると、発振回路は発振動作し、また
被検出物が接近すると、発振回路は発振動作を停止して
、検出回路部は検出信号を出力する。

もし電波が到来すると、電波検知回路がこれを検知して
禁止信号を生成するため、たとえ発振回路がこの電波に
感応して検出回路部が検出動作を行っても、前記禁止信
号により検出回路部が検出信号を出力するのを阻止し得
、誤動作の発生を防止できる。

〈実施例〉 第１図は、この発明が適用実施されたパチンコ玉センサ
の検出回路部ｌを示すが、この発明の近接スイッチは、
パチンコ玉センサに限らず、他の用途にも適用できるこ
とは勿論である。

なおこのパチンコ玉センサの外観は、第９図に示すもの
と同様であって、ここでは図示およびその説明を省略す
る。

第１図に示す検出回路部１は、ＬＣ共振回路６を含む発
振回路２に対し、積分・比較回路３と出力回路４とを電
気接続して或るもので、前記発振回路２には公知の物体
検知回路部５に加えて電波検知回路部７が設けられてい
る。

前記発振回路２は、金属体であるパチンコ玉が離れてい
ると発振動作し、接近すると発振動作を停止するもので
、物体検知回路部５はこの発振および発振停止に対応し
てパチンコ玉の検出孔ｌ３の通過を検知する。

第２図（１）は、この物体検知回路部５の出力■。ＬＩ
？−１を示しており、パチンコ玉の接近と離反とに対応
して発振波形が現れている。

電波検知回路部７は、電波の到来を検知して禁止信号を
生威し、これを出力回路４へ与えるためのものである。

第２図（２）がこの電波検知回路部７の出力■。ＬＩＴ
−　ｔであって、電波の到来に対応して禁止信号Ｋがオ
ンする。

なお物体検知回路部５は、電波の到来に対しても感応し
、第２図（１）中破線で示す如く、電波到来時には発振
波形が消失する。

積分・比較回路３ば、物体検知回路部５の出力■。ＬＩ
Ｔ−　１を積分した後、所定のしきい値と比較して、第
２図（３）に示すような２値化された出力■。ｕｔ−ｉ
を得る。

出力回路４は、この出力■。ＵＴ−３の通過を前記禁止
信号Ｋにより規制するためのゲートであって、禁止信号
Ｋがオフ状態のときのみ、前記積分・比較回路３の出力
ＶＤＵＴ−３を通過させる。

第２図（４）は、この出力回路４による最終出力ｖｏｕ
ｔであり、電波の到来時期ａには検出信号Ｓはオフとな
る。なお同図中、ｂはパチンコ玉が接近していないにも
かかわらず、電波の到来で物体検知回路部５が検出動作
した誤動作領域を表しており、前記禁止信号Ｋにより誤
動作の発生が完全に阻止される。

第３図は、分離型ハートレー発振回路が用いられた前記
発振回路２の具体例を示しており、パチンコ玉の接近を
検出するための物体検知回路部５と、電波の到来を検知
するための電波検知回路部７とを含んでいる。

物体検知回路部５は、増幅用のトランジスタＴＲＩ　，
　ＴＩ？．に対しＬＣ共振回路６，抵抗Ｒボリューム抵
抗ＶＲなどを電気接続して或るもので、トランジスタＴ
Ｒ．はベースとコレクタとを短絡したダイオード接続と
なっている。同図の定電流源８はトランジスタＴＲＩ　
，　ＴＲ．にバイアスを与え、またトランジスタＴＲ，
〜ＴＲｓは帰還回路を構威する。トランジスタＴＲ３と
ＴＲ４　とはミラー回路を構威し、ＬＣ共振回路６ヘト
ランジスタＴＲ２のコレクタ電流と同じ電流を帰還させ
る。

つぎに電波検知回路部７は、２個のトランジスタＴＲ＆
　，　ＴＲｔと複数の抵抗Ｒ２〜Ｒ，とを含んでおり、
前記物体検知回路部５のトランジス？Ｔｌ？，のベース
に抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴＲ．が接続してある
。このトランジスタＴＲ．はトランジスタＴＲ．のベー
スーエξツタ間の電圧Ｖ．■をバイアスとする能動回路
であって、トランジスタＴＲ＆のベースーエミッタ間の
電圧をｖｍｔ＆　、抵抗Ｒ２の電圧ドロップ分をｖ，Ｉ
！とすると、つぎの関係が或り立つ。

■富■”Ｖｍｉａ＋Ｖ■ 従ってトランジスタＴＲｔのコレクタ電流■。

とトランジスタＴＲ＆のコレクタ電流ＩＣ＆とは、定常
動作中はＩ　ａ　＞　＞　Ｉ　ｃｂの関係となり、トラ
ンジスタＴＲａの動作点はトランジスタＴＲ．よりも遮
断領域の側に位置する。このためトランジスタＴＲ．の
ベースーエξツタ間の電圧Ｖｌｔｌがなんらかの要因で
下がれば、トランジスタＴＲ，がオフ状態へ移行する前
に、トランジスタＴＲ．がオフ状態となる。

第６図はトランジスタＴＲ．のベースおよびエミッタの
各電位Ｖ，，Ｖ，と物体検知回路部５の出力Ｖ。ＩＩ？
−１　とを示しており、第６図（１）は金属体が接近し
て発振動作が停止したときの電圧波形を、また第６図（
２）は金属体が離れて発振動作しているときの電圧波形
を、それぞれ示している。第６図（２）によれば、トラ
ンジスタＴＲ，のベースの電位Ｖ，は（Ｒ＋　　・Ｉ（
１　＋Ｖｓｔ＋　）　（Ｄ電圧レベルを中心に、またエ
ミッタの電位Ｖ，はＲ，・Ｉ０の電圧レベルを中心に、
さらに出力Ｖ。ａｔ−＋は０１Ｂ｝を中心に、それぞれ
発振振幅が乗っている。

かくして電波検知回路部７のトランジスタＴＲ＆には前
記電位Ｖ，，Ｖ，がかかるため、そのベース７エミッタ
間の電圧ＶＩＥ＆は一定であり、コレクタ電流ＩＣ＆は
理論上一定（実際は発振脈流がのる）となる。

そこで抵抗Ｒ４の両端の電圧（Ｒ４　　・ｌｅａ）を、
Ｒ　４　　’　Ｉ　ｃｈ＞０．６＃ルト（１１Ｂ｝程度
）に設定すると、トランジスタＴＲ７は物体検知回路部
５が発振動作しているときも、発振動作が停止したとき
も、オン状態となる。

第７図は、トランジスタＴＲ？のベースの電位■−とト
ランジスタＴＲ＆のコレクタの電位■，とを示すもので
、第７図（１）は発振停止時の電圧波形を、また第７図
（２）は発振時の電圧波形を、それぞれ示している。な
お第７図（２）によれば、トランジスタＴＲ６のコレク
タの電位Ｖ，にはわずかに発振脈流が乗っている。

つぎに上記発振回路２の動作を、第４図に示すタイムチ
ャートに基づいて説明する。

いまパチンコ玉のような金属体が発振コイルＬより離反
した状態にあるとき、発振回路２は発振動作し、回路各
部の電圧には第４図（１）〜（３）に示すような発振波
形が現れる。

第４図（１）は物体検知回路部５のトランジスタＴＲ．
のベース電位Ｖ，を、第４図（２）は電波検知回路部７
のトランジスタＴＲ．のベースｔ　位Ｖ　ｚを、第４図
（３）はトランジスタＴＲ＆のコレクタ電位Ｖ３を、そ
れぞれ示している。

この発振動作時の物体検知回路部５の出力ｖ　ｏｕｔ−
　＋　は第２図（１）に、また積分・比較回路３および
出力回路４の各出力Ｖ。Ｔ−３　＊　ＶＯＬｌ？−４は
第２図（３）（４）に、それぞれ示すとおりである．ま
た電波検知回路部７の出力Ｖ。？−２′は、トランジス
タＴＲ？がオン状態にあるから、第４図（４）に示すよ
うな波形となる。この電波検知回路部７の出力Ｖ。ｕ１
４′は、図示しないコンバレータに入力されて所定の基
準値ＴＩと大小比較され、これにより第２図（２）に示
す電圧波形の出力■。ＵＴ−２が生戒される。

つぎに金属体が発振コイルＬに接近してきたとき、発振
回路２は発振動作を停止し、回路各部の電圧には、第４
図（１）〜（３）に示す如く、発振波形が消失する。そ
の結果、積分・比較回路３の出力Ｖ。ｔｌア−，は、第
２図（３）に示す如く立ち下がるが、電波検知回路部７
の出力Ｖ。０アー２′は、トランジスタＴＲｙがオン状
態を維持するから、第４図（４）に示す如く、変化しな
い。

いま電波が到来して発振コイルＬより発振回路２中へ進
入すると、この電波は第５図中、破線で示す如く、トラ
ンジスタＴＲ，の内部容ｉ１１８を通じてトランジスタ
ＴＲ，のベースへ到達する。

このため内部容量ｌ８の両端の電位が下がり、トランジ
スタＴＩ？，のベースーエξツタ間には十分な電圧　Ｖ
ＩＩＥＩがかからなくなって、トランジスタＴＲ．を遮
断状態へ移行させる。その結果、トランジスタＴＲ，　
，　ＴＲ．の各ベース電位■１，ｖ２は、第４図（１）
（２）に示す如く、電波の強さに応して低下し、物体検
知回路部５の出力Ｖ。ＬＩ？−１は第２図（】）に示す
如くになり、積分・比較回路３の出力Ｖ。ＵＴ−　’３
は立ち上がる。

ところが電波検知回路部７のトランジスタＴＲ６はその
動作点が物体検知回路部５のトランジスタＴＲ＋より遮
断領域の側に設定されているから、トランジスタＴＲ＋
が遮断状態となる以前に、まずトランジスタＴＲ６の方
が遮断状態へ移行することになる。このためトランジス
タＴＲ＆のコレクタ電流Ｉｅ＆が小さくなって、コレク
タの電位Ｖ，は第４図〈３）に示す如く押し上げられる
。その結果、トランジスタＴＲ，のベースーエミッタ電
圧■．！７が小さくなってトランジスタＴＲｔはオフ状
態となり、電波検知回路部７の出力Ｖ。ｕｔ−ｚ′は、
第４図（４）に示す如く、ほぼゼロレベルまで落ちるこ
とになる。これにより出力Ｖ。ｕＴ−ｔ′はコンバレー
夕の基準値ＴＨを下回り、第２図（２）に示すように、
出力Ｖ。Ｌ＋７−２が立ち上がって、禁止信号Ｋが生或
される。

かくして出力回路４はこの禁止信号Ｋにより電波の到来
に起因して立ち上がった前記積分・比較回Ｈ３の出力Ｖ
。ｏ７−３が通過するのを規制する。

なお上記実施例は、発振回路２としてハートレー型を用
いたものであるが、これに限らず、第８図に示すような
コルピッッ型を用いることも可能である。

同図の発振回路２は、発振コイルＬと２個のコンデンサ
Ｃ，，Ｃ．とから威るＬＣ共振回路６を含むもので、ト
ランジスタＴＲ．　，　ＴＲ．に対しこのＬＣ共振回路
６と抵抗Ｒ６〜Ｒ．とを接続して物体検知回路部５を構
成すると共に、前記トランジスタＴＲｅのベースに抵抗
Ｒ９を介してトランジスタＴＲｑを接続し、さらにこの
トランジスタＴＲ９に抵抗Ｒ，。＋ＲＩ１とトランジス
タＴＲ．０とを接続して電波検知回路部７が形威してあ
る。

なお第８図の発振回路２も、前記と同様の物体検知およ
び電波検知を行うものであり、ここではその説明を省略
する。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、検出回路部としてＬＣ共振回路
を含む発振回路が用いられた近接スインチにおいて、前
記発振回路に．。電波の到来を検知して禁止信号を生戒
するための電波検知回路を具備させているから，、たと
え発振回路が電波に感応して検出回路部が検出動作を行
っても、電波検知回路が電波検知を行って禁止信号を生
成するため、この禁止信号により検出回路部が検出信号
を出力するのを阻止し得、誤動作の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用実施されたパチンコ玉センサの
検出回路部を示すブロック図、第２図は第１図の検出回
路部の回路動作を示すタイムチャート、第３図は発振回
路の具体例を示す電気回路図、第４図は第３図の発振回
路の回路動作を示すタイムチャート、第５図は発振回路
への電波の進入経路を示す電気回路図、第６図および第
７図は発振回路における回路各部の電圧波形を示す説明
図、第８図は発振回路の他の実施例を示す電気回路図、
第９図はパチンコ玉センサの外観を示す斜面図、第１０
図および第１１図は近接スイッチの原理を示す説明図、
第ｌ２図は従来の近接スイッチに用いられた発振回路を
示す電気回路図、第１３図は近接スイッチに対する金属
体の接近・離反の状態と電波の到来状態を示す説明図、
第１４図は近接スイッチの出力波形を示す説明図、第ｌ
５図は従来の近接スイッチに用いられた他の発振回路を
示す電気回路図である。 １・・・・検出回路部　　　２・・・・発振回路５・・
・・物体検知回路部　６・・・・ＬＣ共振回路７・・・
・電波検知回路部 第 ４ 図 寸３恥のあ壌ｏ％の回ｍカσ１示亨夕仏チャート！５５
１ ｔ＊僅−与への電破のＬλＡ条号ト１示す宅λ田Ｒ一恐
第 ６ 図 発１ｋ回高シｒｕげ４圓路各ε戸の電（ふ兜升＞ｚＭ、
グむ１万玉ａ第 ８ 図 金↑ム圧七昏φイヒの貢才と＃Ｊｇ示づ電λ０凶ｋａ（
１） （２） 第 ７ 図 勇’Ｊ＆ｌ！１ＭＫおすゐ旧ｚ４各，言トの電圧リｔ杆
〉１示１ｇ／明図第 ９ 図 ハＩｌナ；コＬ−ｔ＞”ｒｔｎｆトＪ！！！．ｔ　；ｒ
−４　Ｎ　ｔｋＪ　図（１） （２》 第 ０ 図 ｉＬ＃ｒスイ７ヶの＃．Ｃｌｇ示す記か一代目（１） （２） 第１１ 図 近，惇スイッナの昂Ｌ４ＬＸ斤、４ｉｔ明Ｃ４箆１４ 図 ，近，撞スイッチの貞／７助υ沙ｆ＃Ｊｔｔ’明図第１
２ 図 本０扛カｉｔ拳スイＶナＫ用・・られｈｉ４δ目９４２
０頃プリａ路品（１） １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検出回路部としてＬＣ共振回路を含む発振回路が用いら
   れた近接スイッチにおいて、 前記発振回路には、電波の到来を検知して禁止信号を生
   成するための電波検知回路を具備させて成る近接スイッ
   チ。