(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する対象物の回転量や回転角度、あるいは回転位置などを検出するセンサ装置であって、
絶縁基板の表面に印刷形成された検出コイルと、非磁性体材料からなり、対象物と連動して円周軌道上を変位する検出体と、検出コイル並びに検出体を内部に収納し且つ検出体の円周軌道と検出コイルが絶縁基板の厚み方向に沿って対向するように絶縁基板を支持するケースとを備え、
表面に検出コイルが印刷形成された２枚の前記絶縁基板が、検出体の円周軌道を挟んでそれぞれの表面に形成されている検出コイルが互いに対向するように前記ケースに支持され、
２枚の前記絶縁基板それぞれの表面に形成されている検出コイルが、２枚の前記絶縁基板間に設けられた端子ピンにより前記ケース内で電気的に接続されていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記１乃至２枚の絶縁基板の表面に複数の検出コイルが印刷形成され、それぞれの絶縁基板表面に形成されている複数の検出コイルと各別に対向する複数の前記検出体を備えたことを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記ケースは、ケース内における絶縁基板の位置を規制する規制手段が一体に形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記１乃至複数の検出体を保持する保持体を備え、前記ケースは、保持体を回動自在に支持する支持手段を有す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。
【請求項５】
前記支持手段は、回動軸方向に沿って保持体を弾性付勢する弾性体を有することを特徴とする請求項４記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記保持体は、一端側がケース内に収納されて対象物と連動して回動する軸部を有し、当該軸部を受ける複数の軸受部がケースに設けられてな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。
【請求項７】
合成樹脂成形体からなる前記ケースに非磁性体材料製の磁気シールド体が同時成形によって一体に形成されてなることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のセンサ装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかのセンサ装置と、人の手で回動されてセンサ装置により回転量や回転角度、あるいは回転位置が検出される操作部と、センサ装置で検出される回転量や回転角度、あるいは回転位置に対応した操作信号を出力する信号処理部とを有することを特徴とする入力装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、センサ装置で検出する検出値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、前記検出値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８記載の入力装置。
【請求項１０】
請求項８又は９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する対象物の回転量や回転角度、あるいは回転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。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転する対象物の回転量や回転角度、あるいは回転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には対象物の回転位置を検出するためのセンサ装置（ポジションセンサ）が記載されている。このポジションセンサは、一定の曲率で湾曲形成されたボビンに巻回される検出コイルと、同様に一定の曲率で湾曲形成され、前記検出コイル内に進退自在に挿入されるコアとを備え、検出コイルへのコアの挿入量に応じて検出コイルのインピーダンスが変化するように構成されている。そして、定電流回路から出力される定電流と、検出コイルのインピーダンスにより決まる検出コイルの両端電圧のピーク値に応じて、コアと検出コイルとの位置情報を示す変位信号が出力され、コアと連動する対象物の回転位置が検出可能となっている。なお、別の検出方法として、発振回路から基準周波数（検出コイルのインダクタンスに対応した周波数）の発振信号を検出コイルに印加し、検出コイルと非磁性材料製の検出体との距離に応じて変化する検出コイルのインダクタンスに応じた変位信号を出力する方法もある（特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、人が操作する操作体の回転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３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９００２号公報（段落００７０及び図２参照）
【特許文献２】特開２００８−２９２３７６号公報
【特許文献３】特開２００３−１５９３８６号公報（第８実施形態参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来例のセンサ装置では、筒状のボビンに円筒形のコアを内挿しなければならないため、ボビンとコアを収納するハウジング（ケース）の厚み寸法が大きくなってしまうという問題や、部品点数が多いためにコストが高くなり、且つ組立の作業性も低いという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、薄型化並びに部品点数の削減による低コスト化と組立作業性の向上が図れる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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、回転する対象物の回転量や回転角度、あるいは回転位置などを検出するセンサ装置であって、絶縁基板の表面に印刷形成された検出コイルと、非磁性体材料からなり、対象物と連動して円周軌道上を変位する検出体と、検出コイル並びに検出体を内部に収納し且つ検出体の円周軌道と検出コイルが絶縁基板の厚み方向に沿って対向するように絶縁基板を支持するケースとを備え、表面に検出コイルが印刷形成された２枚の前記絶縁基板が、検出体の円周軌道を挟んでそれぞれの表面に形成されている検出コイルが互いに対向するように前記ケースに支持され、２枚の前記絶縁基板それぞれの表面に形成されている検出コイルが、２枚の前記絶縁基板間に設けられた端子ピンにより前記ケース内で電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、絶縁基板の表面に印刷形成された検出コイルのインダクタンスが円周軌道上を変位する検出体の位置に応じて変化することを利用して回転する対象物の回転量や回転角度、あるいは回転位置などを検出することができ、しかも、筒状のボビンに円筒形のコアを進退自在に内挿する従来例と比較して、検出コイル並びに検出体を薄く且つ小さくすることができる。その結果、薄型化並びに部品点数の削減による低コスト化と組立作業性の向上が図れる。また、一対の検出コイルが検出体の円周軌道を挟んで対向配置されるため、当該対向方向に沿って検出体が変位しても常に安定した検出結果を得ることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記１乃至２枚の絶縁基板の表面に複数の検出コイルが印刷形成され、それぞれの絶縁基板表面に形成されている複数の検出コイルと各別に対向する複数の前記検出体を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明によれば、例えば、一つの検出コイルが断線しても残りの検出コイルで検出体を検出することができるために信頼性の向上が図れる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記ケースは、ケース内における絶縁基板の位置を規制する規制手段が一体に形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明によれば、外部から加わる振動や衝撃による絶縁基板（検出コイル）のがたつきを規制することができる。
【００１５】
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１乃至複数の検出体を保持する保持体を備え、前記ケースは、保持体を回動自在に支持する支持手段を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明によれば、外部から加わる振動や衝撃による検出体（保持体）のがたつきを規制することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記支持手段は、回動軸方向に沿って保持体を弾性付勢する弾性体を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明によれば、検出体（保持体）のがたつきを防ぐことができる。
【００１９】
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、前記保持体は、一端側がケース内に収納されて対象物と連動して回動する軸部を有し、当該軸部を受ける複数の軸受部がケースに設けられてなることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明によれば、複数の軸受部で軸部を受けることによって軸部の傾きに起因した検出出力の変動を抑制することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか１項の発明において、合成樹脂成形体からなる前記ケースに非磁性体材料製の磁気シールド体が同時成形によって一体に形成されてなることを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明によれば、検出コイルの周囲に生じる磁界が磁気シールド体に遮蔽されるため、ケース外に非磁性体が接近することによる検出体の誤検出が防止できる。
【００２３】
請求項８の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜７の何れかのセンサ装置と、人の手で回動されてセンサ装置により回転量や回転角度、あるいは回転位置が検出される操作部と、センサ装置で検出される回転量や回転角度、あるいは回転位置に対応した操作信号を出力する信号処理部とを有することを特徴とする。
【００２４】
請求項８の発明によれば、薄型化並びに部品点数の削減による低コスト化と組立作業性の向上を図ることが可能な入力装置が提供できる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記信号処理部は、センサ装置で検出する検出値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、前記検出値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。
【００２６】
請求項９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。
【００２７】
請求項１０の発明は、上記目的を達成するために、請求項８又は９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。
【００２８】
請求項１０の発明によれば、薄型化並びに部品点数の削減による低コスト化と組立作業性の向上を図ることが可能な遊技球発射装置が提供できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、薄型化並びに部品点数の削減による低コスト化と組立作業性の向上を図ることが可能なセンサ装置並びに入力装置、遊技球発射装置が提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１を示す分解斜視図である。
【図２】同上を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面矢視図、（ｅ）はケースカバー並びに第２の絶縁基板を取り外した状態の正面図、（ｆ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す分解斜視図である。
【図４】同上を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面矢視図、（ｅ）はケースカバー並びに第２の絶縁基板を取り外した状態の正面図、（ｆ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図５】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。
【図６】（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。
【図７】同上の入力装置の斜視図である。
【図８】同上の入力装置の分解斜視図である。
【図９】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。
【図１０】本発明に係る入力装置の実施形態４を示す分解斜視図である。
【図１１】同上を示し、（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。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１並びに図２を参照して、本発明に係るセンサ装置の実施形態１について詳細に説明する。尚、以下の説明では図１において上下左右及び前後の向きを定義する。
【００３２】
本実施形態のセンサ装置は、表面（上面）に一対の検出コイル３０Ａ，３０Ｂが印刷形成された第１の絶縁基板３と、同じく表面（下面）に一対の検出コイル（図示せず）が印刷形成された第２の絶縁基板４と、非磁性材料（例えば、アルミ板）で略扇形に形成された一対の検出体５０Ａ，５０Ｂ並びに当該検出体５０Ａ，５０Ｂを保持する保持体５１、保持体５１と一体に回動する軸部５２からなるロータブロック５と、第１および第２の絶縁基板３，４とロータブロック５を内部に収納するケースボディ１と、ケースボディ１に取り付けられてケースボディ１の開口面を閉塞するケースカバー２とを備えている。ただし、検出体５０Ａ，５０Ｂの形状は厳密に言うと扇形ではなく、扇形から一回り小さい相似形の扇形を切り取った残りの図形に等しい形状であり、以降の説明における「扇形」は全て「扇形から一回り小さい相似形の扇形を切り取った残りの図形」を指すものとする。
【００３３】
第１の絶縁基板３は円盤状に形成されるとともに中央部には円形の貫通孔３１が貫設されている。そして、一対の検出コイル３０Ａ，３０Ｂは、第１の絶縁基板３の上面において貫通孔３１を挟んで対向する位置に印刷形成されている。なお、これら一対の検出コイル３０Ａ，３０Ｂは、その外径が略扇形となるようにパターニングされている。また、第１の絶縁基板３の外周縁には、相対的に幅が細い複数（図示例では４つ）の切欠３２と、相対的に幅が太い複数（図示例では３つ）の切欠３３とがそれぞれ等間隔且つ互い違いに設けられている。さらに、第１の絶縁基板３の後端部には４つのスルーホール３４が周方向に沿って並設されており、第１の絶縁基板３の裏面（下面）において、２つの検出コイル３０Ａ，３０Ｂのそれぞれのコイル端末と電気的に接続されたランド（図示せず）が各スルーホール３４の開口端に印刷形成されている。
【００３４】
第２の絶縁基板４は円盤状に形成されるとともに中央部に円形の貫通孔４１が貫設された主片４０と、主片４０後側の外周縁から突出する矩形の端子片４２とが一体に形成されてなる。そして、第２の絶縁基板４の表面（下面）には貫通孔４１を挟んで対向する位置に一対の検出コイルが印刷形成されている。なお、図示は省略しているが、これら一対の検出コイルは第１の絶縁基板３の検出コイル３０Ａ，３０Ｂと同形状及び同寸法に形成されている。また、第２の絶縁基板４の外周縁には、幅細の複数（図示例では３つ）の切欠４３が等間隔に設けられている。さらに、主片４０の後端部（端子片４２との連結部分）に４つのスルーホール４４が周方向に沿って並設されるとともに、端子片４２にも４つのスルーホール４５が左右方向に沿って並設されている。第２の絶縁基板４の裏面（上面）において、表面側の２つの検出コイルのそれぞれのコイル端末と電気的に接続されたランド（図示せず）が各スルーホール４４の開口端に印刷形成されるとともに、図示しない導電パターンによって当該４つのランドとそれぞれ電気的に接続された４つのランド（図示せず）が端子片４２の各スルーホール４５の開口端に印刷形成されている。
【００３５】
ここで、第１の絶縁基板３に形成されている一方の検出コイル３０Ａと第２の絶縁基板４に形成されている一方（上下方向において検出コイル３０Ａと対向する方）の検出コイル、並びに第１の絶縁基板３に形成されている他方の検出コイル３０Ｂと第２の絶縁基板４に形成されている他方（上下方向において検出コイル３０Ｂと対向する方）の検出コイルは、それぞれ端子ブロック６を介して電気的に直列接続されている。端子ブロック６は、４本の端子ピン６０と、これら４本の端子ピン６０をそれぞれの中央部分で保持する絶縁体６１とを有する。そして、第１の絶縁基板３の４つのスルーホール３４にそれぞれ端子ピン６０の下端部分が挿通されて第１の絶縁基板３下面のランドにはんだ付けされるとともに、第２の絶縁基板４の４つのスルーホール４４にそれぞれ端子ピン６０の上端部分が挿通されて第２の絶縁基板４上面のランドにはんだ付けされる。つまり、４本の端子ピン６０を介して第１の絶縁基板３側の検出コイル３０Ａ，３０Ｂの端末と、第２の絶縁基板４側の検出コイルの端末とが電気的に接続されている。
【００３６】
ロータブロック５の保持体５１は、合成樹脂材料によって上面が開口する有底円筒形状に形成されており、扇形に形成されている一対の検出体５０Ａ，５０Ｂを同時成形によって周面から前後方向に突出するように保持している。また、軸部５２は全体が円柱形状であって、相対的に径の大きい大径部５２ａと、相対的に径が小さく且つ大径部５２ａの両端から突出する一対の小径部５２ｂとが金属材料によって一体に形成されている。そして、保持体５１の底面中央から一方の小径部５２ｂが上向きに突出するとともに大径部５２ａ及び他方の小径部５２ｂが下向きに突出するようにして軸部５２が保持体５１に同時成形されてロータブロック５が構成されている。
【００３７】
ケースボディ１は合成樹脂成形品からなり、上面が開口する扁平な有底円筒形状に形成された収納部１０と、収納部１０周面の後端側より後方に突設された矩形筒状のコネクタハウジング部１１と、収納部１０周面の左右両端側より各々左右方向に突設された略三角形状のフランジ部１２とを有している。なお、収納部１０にはアルミ板などの非磁性材料によって扁平な有底筒形に形成された磁気シールド体１５が同時成形され、収納部１０の内側に磁気シールド体１５が露出している。
【００３８】
収納部１０の内底面中央には円筒形のボス１３が突設され、このボス１３の内部には金属材料によって円筒形に形成された軸受部１４が同時成形によって埋設されている。そして、ボス１３に埋設されている軸受部１４によってロータブロック５の軸部５２（大径部５２ａ）が回動自在に軸支される。また、ボス１３上面における前後両端部分にはそれぞれ直方体状の位置決め突起１３ａが上向きに突設されている。一方、第１の絶縁基板３における貫通孔３１周縁には前後方向に切り欠かれた一対の嵌合溝３１ａが形成されており、これら一対の嵌合溝３１ａに位置決め突起１３ａをそれぞれ嵌合させることでボス１３に対する第１の絶縁基板３の位置決めが行われる。
【００３９】
また収納部１０の内周面には、内底面からの高さ寸法が異なる２種類のリブ１０ａ，１０ｂが突設されるとともに、これら２種類のリブ１０ａ，１０ｂの上面にはそれぞれリブ１０ａ，１０ｂよりも小型のリブ１０ｃ，１０ｄが上向きに突設されている。高さ寸法の低い（背の低い）リブ１０ａ上面に突設されているリブ１０ｃは、第１の絶縁基板３の外周縁に設けられている幅細の切欠３２とそれぞれ嵌合する。一方、高さ寸法の高い（背の高い）リブ１０ｂは、同じく第１の絶縁基板３の外周縁に設けられている幅広の切欠３３とそれぞれ嵌合する。また、背の高いリブ１０ｂ上面に突設されているリブ１０ｄは、第２の絶縁基板４の外周縁に設けられている切欠４３とそれぞれ嵌合する。そして、後述するように背の低いリブ１０ａの上面に第１の絶縁基板３が載置され、背の高いリブ１０ｂの上面に第２の絶縁基板４が載置される。
【００４０】
コネクタハウジング部１１は有底角筒状に形成されており、その内底部分に４本のコンタクト１６が左右方向に等間隔に並ぶようにして同時成形されている。またコネクタハウジング部１１の前端部（収納部１０との連結部分）は上面が開口しており、当該前端部内に第２の絶縁基板４の端子片４２が収納される。コンタクト１６は棒状の金属材料を鈎形に折曲してなり、コネクタハウジング部１１の前記前端部内において上向きに立ち上がる端部が第２の絶縁基板４の端子片４２に設けられているスルーホール４５にそれぞれ挿通されて各スルーホール４５開口端に印刷形成されたランド（図示せず）にはんだ付けされる。
【００４１】
一対のフランジ部１２には上下方向に貫通する円筒形のねじ挿通孔１２ａが貫設されており、これら一対のねじ挿通孔１２ａに挿通した取付ねじを用いてケースボディ１が被取付面に取付られるものである。
【００４２】
ケースカバー２は円盤状の主部２０と、主部２０の後端縁より後方に突出する矩形板状の端子カバー部２１とが合成樹脂成形品として一体に形成されてなり、ケースボディ１の収納部１０上面を主部２０で閉塞するとともに、コネクタハウジング部１１の前端部上面を端子カバー部２１で閉塞するようにケースボディ１上面に取り付けられる。つまり、ケースボディ１とケースカバー２とでケースが構成される。尚、主部２０にはアルミ板などの非磁性材料によって円環状に形成された磁気シールド体２５が同時成形され、主部２０の下面側に磁気シールド体２５が露出している（図２（ｄ）参照）。また、主部２０の中央部には上向きに突出する円錐台形状の突部２２が突設され、当該突部２２の内部には下面が開口する有底円筒形状の軸受部２３が凹設されている（図２（ｆ）参照）。さらに、主部２０の下面における軸受部２３の周縁には、後述するように軸部５２の上側小径部５２ｂに外挿されたコイルばね７の上端が嵌るばね座部２４が凹設されている（図２（ｆ）参照）。
【００４３】
次に、本実施形態のセンサ装置の組立手順を説明する。まず、ケースボディ１の収納部１０内に、端子ブロック６が実装された第１の絶縁基板３を収納する。続いて、軸受部１４に軸部５２を内挿してロータブロック５をボス１３の上に載置した後、第２の絶縁基板４を収納部１０内に収納する。そして、第２の絶縁基板４の主部４０のスルーホール４４に端子ブロック６の端子ピン６０の上端部分を挿通し且つ第２の絶縁基板４上面のランドに端子ピン６０をはんだ付けするとともに、第２の絶縁基板４の端子片４２のスルーホール４５にコンタクト１６の端部をそれぞれ挿通し且つスルーホール４５開口端に印刷形成されたランド（図示せず）にコンタクト１６の端部をはんだ付けする。最後に、軸部５２の上側の小径部５２ｂにコイルばね７を外挿した後、ケースボディ１の上面にケースカバー２を被せ、ケースボディ１の収納部１０上端面とケースカバー２の周縁部とを接着や溶着などの適宜の方法で固定すれば、本実施形態のセンサ装置の組立が完了する。
【００４４】
本実施形態のセンサ装置では、第１の絶縁基板３に印刷形成された一方の検出コイル３０Ａと、第２の絶縁基板４に印刷形成された一方の検出コイルとが検出体５０Ａ，５０Ｂの円周軌道を挟んで上下方向に対向配置されるとともにこれら２つの検出コイルが電気的に直列接続され、同様に、第１の絶縁基板３に印刷形成された他方の検出コイル３０Ｂと、第２の絶縁基板４に印刷形成された他方の検出コイルとが検出体５０Ａ，５０Ｂの円周軌道を挟んで上下方向に対向配置されるとともにこれら２つの検出コイルが電気的に直列接続されており、ロータブロック５の軸部５２が回動すると、軸部５２と連動して一対の検出体５０Ａ，５０Ｂが互いに１８０度ずれて円周軌道上を変位することになる。そして、特許文献２に記載されている従来例と同様に外部の発振回路から各コンタクト１６を通して基準周波数の発振信号を供給し、ロータブロック５の検出体５０Ａ，５０Ｂと２組の検出コイルとの位置に応じて変化する検出コイルのインダクタンスに基づき、ロータブロック５の検出体５０Ａ，５０Ｂと検出コイルとの位置情報、すなわち、ロータブロック５と連動する対象物の回転位置を検出することができる。但し、具体的な検出方法については特許文献２にも開示されているように従来周知であるから詳細な説明を省略する。
【００４５】
上述のように本実施形態のセンサ装置によれば、絶縁基板３，４の表面に印刷形成された検出コイル３０Ａ，３０Ｂのインダクタンスが円周軌道上を変位する検出体５０Ａ，５０Ｂの位置に応じて変化することを利用して回転する対象物の回転量や回転角度、あるいは回転位置などを検出することができ、しかも、筒状のボビンに円筒形のコアを進退自在に内挿する従来例と比較して、検出コイル３０Ａ，３０Ｂ並びに検出体５０Ａ，５０Ｂを薄く且つ小さくすることができ、その結果、薄型化並びに部品点数の削減による低コスト化と組立作業性の向上が図れるものである。
【００４６】
また本実施形態のセンサ装置では、電気的に直列接続されている一対の検出コイルが円周軌道を挟んで対向配置されているので、振動やがたつき等が原因で検出体５０Ａ，５０Ｂが上下方向に沿って変位したとしても、直列接続されている一対の検出コイルのインダクタンスには影響せず、常に安定した検出結果を得ることができる。しかも、本実施形態では上記一対の検出コイルを２組設けているので、例えば、一方の組の何れかの検出コイルが断線しても他方の組の検出コイルで検出体を検出することができるために信頼性の向上が図れるという利点がある。
【００４７】
ここで、本実施形態のセンサ装置では、２枚の絶縁基板３，４がケースボディ１の収納部１０内に設けられている複数のリブ１０ａ〜１０ｄによって前後方向並びに左右方向に支持されているため、外部から加わる振動や衝撃による検出コイル３０Ａ，３０Ｂのがたつきを規制する（防ぐ）ことができるという利点もある。
【００４８】
さらに、ロータブロック５の保持体５１がケースボディ１の収納部１０内に設けられているボス１３（軸受部１４）に支持されるとともに、コイルばね７によって下向きに弾性付勢されているため、外部から加わる振動や衝撃による検出体（保持体５１）のがたつきを規制する（防ぐ）ことができるという利点もある。
【００４９】
さらに本実施形態のセンサ装置では、ロータブロック５の軸部５２が、ケースボディ１側の軸受部１４とケースカバー２側の軸受部２３とで回動自在に軸支されており、複数の軸受部１４，２３で軸部５２を受けることによって軸部５２の傾きに起因した検出出力の変動を抑制することができるという利点もある。
【００５０】
尚、本実施形態のセンサ装置では、合成樹脂成形体からなるケース（ケースボディ１並びにケースカバー２）にアルミ板などの非磁性体材料製の磁気シールド体１５，２５が同時成形によって一体に形成されているので、通電によって検出コイル３０Ａ，３０Ｂの周囲に生じる磁界が磁気シールド体１５，２５に遮蔽されるため、ケース外に非磁性体が接近することによる検出体５０Ａ，５０Ｂの誤検出が防止できるものである。
【００５１】
（実施形態２）
図３並びに図４を参照して、本発明に係るセンサ装置の実施形態２について説明する。但し、本実施形態のセンサ装置の基本構成は実施形態１のセンサ装置と共通であるから、若干の形状の相違があっても機能的に実施形態１のセンサ装置と共通する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。尚、以下の説明では図３において上下左右及び前後の向きを定義する。
【００５２】
実施形態１のセンサ装置では、対象物と連動して回動する軸部５２をロータブロック５に具備するとともに、この軸部５２を回動自在に支持する軸受部１４，２３をケースボディ１及びケースカバー２に具備しているが、本実施形態のセンサ装置は、対象物と連動する軸体を回動自在に支持する軸受のみを備えている点で実施形態１のセンサ装置と相違する。
【００５３】
本実施形態におけるロータブロック５は、金属材料により円筒形状に形成された中間体５３と、中間体５３の軸方向中央部に外挿されて中間体５３と一体に回動する保持体５１と、保持体５１に同時成形されて保持される一対の検出体５０Ａ，５０Ｂとを具備している。中間体５３は、対象物と連動する軸体（図示せず）に外挿して固定されるものであり、外周面には固定用のＤカット加工が施されている。保持体５１は圧入又は同時成形などの適宜の方法で中間体５３の軸方向中央部に外挿されて固定されている。ここで、中間体５３の上端面には径方向に沿って目印５３ａが刻印されており、この目印５３ａと、ケースカバー２の主部２０上面に形成されている目印２０ａとによって円周軌道上における検出体５０Ａ，５０Ｂの位置がケースカバー２の外から視認できるようになっている（図４（ａ）参照）。
【００５４】
一方、ケースボディ１並びケースカバー２には、ロータブロック５のスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受部１７，２６と、ロータブロック５のラジアル荷重を受けるためのラジアル軸受部１８，２７とがそれぞれ設けられている。
【００５５】
ケースボディ１側のスラスト軸受部１７は、ケースボディ１の収納部１０における底面中央から上向きに突出する円筒形状に形成され、その上端面においてロータブロック５の保持体５１下面を支持することでスラスト荷重を受けている。またケースボディ１側のラジアル軸受部１８は、ケースボディ１における下面中央に開口する円形の貫通孔周縁部からなり、スラスト軸受部１７の内側に挿通される中間体５３の下端部外周面を支持することでラジアル荷重を受けている。
【００５６】
ケースカバー２側のスラスト軸受部２６は、ケースカバー２における下面中央から下向きに突出する円筒形状に形成され、その下端面においてロータブロック５の保持体５１上面を支持することでスラスト荷重を受けている。またケースカバー２側のラジアル軸受部２７は、ケースカバー２における上面中央に開口する円形の貫通孔周縁部からなり、スラスト軸受部２６の内側に挿通される中間体５３の上端部外周面を支持することでラジアル荷重を受けている。
【００５７】
而して、対象物と連動する軸体を中間体５３に挿通して両者を固定すれば、軸体と一体に中間体５３、すなわち、ロータブロック５が回動して検出体５０Ａ，５０Ｂが円周軌道上を回動することになる。
【００５８】
本実施形態のセンサ装置も実施形態１のセンサ装置と同様に、筒状のボビンに円筒形のコアを進退自在に内挿する従来例と比較して、検出コイル３０Ａ，３０Ｂ並びに検出体５０Ａ，５０Ｂを薄く且つ小さくすることができるので、薄型化並びに部品点数の削減による低コスト化と組立作業性の向上が図れるものである。
【００５９】
（実施形態３）
以下、実施形態２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。
【００６０】
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５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。
【００６１】
入力装置Ｗは、図５に示すように実施形態２のセンサ装置Ｓと、センサ装置Ｓの検出出力を補正する信号処理部Ｈとを具備するとともに、図７〜図９に示すようにベース100、操作部110、ボルト120、カバー130、回転軸140を具備している。なお、以下の説明では図８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。
【００６２】
ベース100は合成樹脂材料製であって、有底円筒形状のベース本体101と、ベース本体101の前方に設けられた円環状の大径部102とが一体に形成されている。ベース本体101の内底面中央に円形の貫通孔101aが前後方向に貫設されている（図９（ｃ）参照）。またベース本体101の内底面における貫通孔101aの周囲には３本のボス103と１本の回り止め軸104が前方へ立設されている。これら３本のボス103は後端面側が開口する有底円筒形状に形成されるとともに、前端面には取付ねじ（図示せず）のねじ部よりも大径であり且つ当該取付ねじの頭部よりも小径のねじ挿通孔103aが貫設されている（図９（ｃ）参照）。
【００６３】
回転軸140は金属製の円柱体からなり、両底面の中央に開口するねじ孔141が前後方向に沿って貫設されている。この回転軸140は、図９（ｃ）に示すように後端部が貫通孔101aに遊嵌されることでベース本体101に対して回動自在に支持される。
【００６４】
センサ装置Ｓは、実施形態２のセンサ装置のケース内に発振器や増幅器などのセンシング用の回路が収納されたものである。ただし、図７〜図９ではケースのコネクタハウジング部１１の図示は省略している。
【００６５】
操作部110は、円盤状の回動体111と、回動体111の周面より径方向に突出する３つの指掛け突起112とが合成樹脂材料によって一体成形されるとともに回動体111並びに指掛け突起112の表面が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。回動体111の中心にはボルト120のねじ部121が挿通される挿通孔113が貫通している。また回動体111には、挿通孔113を中心とする円弧状の３つの溝114が略等間隔に貫通している。
【００６６】
カバー130は合成樹脂材料によって略半球状に形成され、内側から３本のボス131が略平行に突設されている。なお、これら３本のボス131の先端部（後端部）には、取付ねじのねじ部と螺合する雌ねじ部131aが形成されている（図９（ｃ）参照）。
【００６７】
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８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、中央の孔152aにボルト120のねじ部121が挿通される。なお、センサ本体151はベース本体101の内底面に固定される（図９（ｃ）参照）。
【００６８】
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の挿通孔113にボルト120のねじ部121を挿通した後、当該ねじ部121にセンサ装置Ｓの中間体５３を外挿する。さらにボルト120のねじ部121をタッチセンサ150の電極板152の孔152aに挿通した後、回転軸140のねじ孔141に螺合させて操作部110とセンサ装置Ｓを回転軸140に固定する。そして、回転軸140の後端部をベース本体101底面の貫通孔101aに遊嵌する。このとき、センサ装置Ｓのフランジ部１２に設けられたねじ挿通孔１２ａにベース本体101の回り止め軸104が嵌合することにより、ベース100に対してセンサ装置Ｓのケースが回り止めされる。そして、カバー130を操作部110の前面側に配置し、３本のボス131をそれぞれ１本ずつ操作部110の３つの溝114に挿通するとともに、ベース本体101の３本のボス103の先端にそれぞれボス131の先端を突き合わせる。最後に、ベース100の後方からボス103，131同士をそれぞれ取付ねじでねじ止めしてベース100とカバー130を結合することにより、入力装置Ｗの組立が完了する（図７及び図９参照）。なお、図示は省略しているが、ベース本体101内に信号処理部Ｈが収納される。
【００６９】
ここで、センサ装置Ｓの中間体５３並びにボルト120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。
【００７０】
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（回動）するとその操作量（回動量）がセンサ装置Ｓで検出され、当該操作量（回動量）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。
【００７１】
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（ロータブロック５の回動量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。
【００７２】
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（回動）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６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６（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６（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６（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６（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。
【００７３】
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。
【００７４】
（実施形態４）
本実施形態は入力装置Ｗの構造に特徴がある。ただし、入力装置Ｗの基本構造は実施形態３と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
実施形態３ではセンサ装置Ｓのケースがベース100に固定され、センサ装置Ｓのロータブロック５が操作部110と連動する構造であった。これに対して本実施形態は、センサ装置Ｓのロータブロック５がベース100に固定され、センサ装置Ｓのケースが操作部110と連動する構造である点に特徴がある。
【００７６】
図１０及び図１１に示すようにベース本体101の底面中央から円筒形の回動軸105が前方へ突設されている。また操作部110の回動体111前面に円柱状の回り止め突起116が前方へ突設されている。
【００７７】
本実施形態の入力装置Ｗは、以下のような手順で組み立てられる。まず、センサ装置Ｓの中間体５３をボルト120のねじ部121に外挿する。そして、ベース本体101の回動軸105の前端部を操作部110の中央に貫設されている軸受け孔115に遊挿した後、ボルト120のねじ部121を回動軸105の前端部に設けられたねじ孔105aに螺合させる。このとき、センサ装置Ｓのフランジ部１２に設けられたねじ挿通孔１２ａに操作部110（回動体111）の回り止め突起116が嵌合することにより、操作部110に対してセンサ装置Ｓのケースが回り止めされる（図１１（ｃ）参照）。そして、カバー130を操作部110の前面側に配置し、３本のボス131をそれぞれ１本ずつ操作部110の３つの溝114に挿通してベース100とカバー130を結合することにより、入力装置Ｗの組立が完了する。なお、タッチセンサ150の電極板152は操作部110の回動体111後面にねじ止めされる（図１１（ｃ）参照）。
【００７８】
而して、センサ装置Ｓのロータブロック５がボルト120でベース100に固定されているため、センサ装置Ｓのケースのみが操作部110に連動して回動し、検出体５０Ａ，５０Ｂと検出コイル３０Ａ，３０Ｂの相対的な位置関係が変化して操作部110の回動量（操作量）を検出することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１  ケースボディ
２  ケースカバー
３  第１の絶縁基板
４  第２の絶縁基板
５  ロータブロック
３０Ａ，３０Ｂ  検出コイル
５０Ａ，５０Ｂ  検出体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005607939.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005607939.tif 000011
【図１１】
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