(57)【要約】【課題】パチンコ遊技機の遊技球発射装置において、既存の発射用鎚等の発射機構を変更することなく、ステッピングモータの小型化、軽量化等を実現できること。【解決手段】スプリング３６の復元力を利用して遊技球３４を発射させる発射用鎚３０と、ステッピングモータ４の回転力により、スプリングの復元力に対抗して発射用鎚を回転させるカム（発射用カム２）と、カムの１回転中の少なくともスプリングに抗してカムを回転させる負荷区間（Ｔτ）を低速回転、他の区間を高速回転に制御する制御手段（モータ制御回路６）とを備えてステッピングモータの高低２速制御を行い、小型化、軽量化等を実現している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプリングの復元力を利用して遊技球を発射させる発射用鎚と、
ステッピングモータの回転力により、前記スプリングの復元力に対抗して前記発射用鎚を回転させるカムと、
このカムの１回転中の少なくとも前記スプリングに抗して前記カムを回転させる負荷区間を低速回転、他の区間を高速回転に制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするパチンコ遊技機の遊技球発射装置。
【請求項２】
前記負荷区間の前後の僅かの区間を前記負荷区間と同様に低速回転に制御することを特徴とする請求項１記載のパチンコ遊技機の遊技球発射装置。
【請求項３】
前記カムの回転位置を検出する位置検出手段を備え、この位置検出手段で前記１回転中の前記負荷区間を含む低速区間を検出し、この低速区間で前記ステッピングモータを低速回転、前記１回転中の他の区間を高速回転としたことを特徴とする請求項１記載のパチンコ遊技機の遊技球発射装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ステッピングモータを高速回転させる高速パルス、前記ステッピングモータを低速回転させる低速パルス、前記カムの高速区間又は低速区間を表す回転位置信号を用いて、１回転中の前記負荷区間を含む低速区間で前記低速パルス、前記１回転中の他の区間で前記高速パルスを前記ステッピングモータの駆動手段に付与する回転切換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のパチンコ遊技機の遊技球発射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パチンコ遊技機の遊技球発射装置に関し、特に、発射用鎚を回転させるステッピングモータの１回転中の回転速度を、トルクを必要とする区間を低速化、トルクを必要としない区間を高速化した遊技球発射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パチンコ遊技機の遊技球発射装置は、基本的な構成として、発射レール、発射用鎚、スプリング、発射用カム、モータ、モータ制御回路、検知回路等を備えている。即ち、遊技者が発射ハンドルに手を触れると、検知回路がそれを検知し、モータ制御回路がステッピングモータを回転させる。ステッピングモータの回転を受けて回転する発射用カムが発射用鎚と接触し、発射用カムと発射用鎚との協動により、スプリングの復元力に対抗して発射用鎚が発射開始位置まで回転する。この位置で発射用鎚が発射用カムから離脱し、スプリングの復元力を受けた発射用鎚が回転して遊技球を打ち、その結果、遊技球は発射レールにガイドされて走行して遊技パネル上に打ち出される。この場合、発射用カムはステッピングモータの回転軸に直結されて回転力が与えられ、又はギヤを介して回転力が与えられる。
【０００３】
このようなパチンコ遊技機の遊技球発射装置には、従来、次のような特許文献が存在している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２３９１０３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１４０２２６号公報
【０００６】
特許文献１には、パルスモータを低回転トルクで高速回転させてカムを発射用鎚のカムフォロアと接触した位置で強制的に停止させた後、高速逆回転させてカムをカム原点位置まで戻すモータ制御に関する技術が開示されている。また、特許文献２には、負荷トルクの変動に拘わらずモータの回転速度を一定に保ち、パチンコ遊技機の発射球数を高精度に制御する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、パチンコ遊技機においては、遊技球の発射数は法律によって１００発／分に規制されている。この場合、発射用カムの１回転で１発の発射が行われるとすれば、発射用カムの回転数は１００ｒｐｍであり、発射用カムにステッピングモータの回転軸を直結した場合には、ステッピングモータの回転速度は１００ｒｐｍとなる。また、遊技球を発射するための発射用鎚の弾く力は発射用鎚に作用させるスプリングの復元力によって決定されるので、このスプリングに対抗してカムを回転させるには、その回転トルクに対抗するトルクを発生するモータが必要である。このモータにはステッピングモータが選定されるが、ステッピングモータは、回転数及び所要トルクの仕様により、その形状、重量及びコストが決定され、その小型化や軽量化はモータ性能に依存する。即ち、回転速度を１００ｒｐｍ、１００発／分の性能を維持しようとすれば、ステッピングモータの小型化や軽量化は不可能であるとされてきたのである。
【０００８】
そして、特許文献１、２に開示された技術を参照しても、回転速度を１００ｒｐｍ、１００発／分の性能を維持した上で、ステッピングモータの小型化、軽量化、コスト低減等を図ることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、既存の発射用鎚等の発射機構を変更することなく、ステッピングモータの小型化、軽量化等を実現できるパチンコ遊技機の遊技球発射装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
係る課題を解決した本発明のパチンコ遊技機の遊技球発射装置の構成は次の通りである。
【００１１】
本発明のパチンコ遊技機の遊技球発射装置は、例えば、図１ないし図１２に示すように、スプリング３６の復元力を利用して遊技球３４を発射させる発射用鎚３０と、ステッピングモータ４の回転力により、前記スプリングの復元力に対抗して前記発射用鎚を回転させるカム（発射用カム２）と、このカムの１回転中の少なくとも前記スプリングに抗して前記カムを回転させる負荷区間（Ｔτ）を低速回転（ＮＬ  ）、他の区間を高速回転（ＮＨ  ）に制御する制御手段（モータ制御回路６）とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
係る構成とすれば、スプリングの復元力を作用させた発射用鎚にカムを通じてステッピングモータの回転力を付与すると、ステッピングモータにはスプリングの復元力が負荷として作用する。カムの１回転で１回の発射を実現する場合、カムの１回転中に、スプリングによる負荷が加わる負荷区間と、スプリングによる負荷が加わらない区間とが存在することになる。そこで、本発明では、カムの回転速度を１回転中の少なくとも負荷区間（Ｔτ）を低速回転ＮＬ  、１回転中の他の区間を高速回転ＮＨ  の高低２速とすれば、低速区間の速度を高速区間で補うことができるので、カムの１回転に要する時間は、等速回転の１回転に要する時間と同じにすることができる。ステッピングモータの回転軸にカムを直結した場合には、カム及びステッピングモータの回転は同一になるが、カムとステッピングモータとの間にギヤを介在させた場合には、カムの１回転でステッピングモータの回転数が１回転以上になる場合もあり得るが、本発明は、係る場合も包含するものである。
【００１３】
また、ステッピングモータは、低速回転でトルクが上昇する特性を備えているので、少なくとも負荷区間で必要なトルクを確保し、他の区間では負荷区間ほどの大きなトルクは不要となり、高速化が可能である。即ち、等速回転と同様に１００ｒｐｍ、１００発／分を維持することができる。従って、ステッピングモータに対して係る速度制御を行えば、等速回転で１００ｒｐｍ、１００発／分を実現する従来のステッピングモータに比較し、本発明では、ステッピングモータの小型化、軽量化等を図ることができる。
【００１４】
また、本発明のパチンコ遊技機の遊技球発射装置において、前記負荷区間（Ｔτ）の前後の僅かの区間（時間ｔｆ、ｔｂ）を前記負荷区間と同様に低速回転（ＮＬ  ）に制御することを特徴とする。係る構成とすれば、高速回転中のステッピングモータに高負荷が加わるのを防止できる。
【００１５】
また、本発明のパチンコ遊技機の遊技球発射装置において、前記カムの回転位置を検出する位置検出手段（発射用カム検出器８）を備え、この位置検出手段で前記１回転中の前記負荷区間を含む低速区間（ＴＬ  ）を検出し、この低速区間で前記ステッピングモータを低速回転（ＮＬ  ）、前記１回転中の他の区間を高速回転（ＮＨ  ）としたことを特徴とする。即ち、カムの回転位置により低速区間と高速区間を容易に設定でき、低速区間を設定することによる回転精度の低下を防止でき、等速回転と同様に１００ｒｐｍ、１００発／分を高精度に維持することができる。
【００１６】
そして、本発明のパチンコ遊技機の遊技球発射装置において、前記制御手段は、前記ステッピングモータを高速回転させる高速パルス、前記ステッピングモータを低速回転させる低速パルス、前記カムの高速区間又は低速区間を表す回転位置信号を用いて、１回転中の前記負荷区間を含む低速区間で前記低速パルス、前記１回転中の他の区間で前記高速パルスを前記ステッピングモータの駆動手段に付与する回転切換手段（回転切換回路１６）を備えたことを特徴とする。即ち、係る構成とすれば、低速区間と高速区間との区間設定とともにステッピングモータの回転区間のタイミング制御を高精度に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係るパチンコ遊技機の遊技球発射装置の概要を示している。
【００１８】
このパチンコ遊技機の遊技球発射装置には、発射用カム２を回転させる駆動源としてステッピングモータ（ＳＴＭ）４が設けられ、このステッピングモータ４は制御手段としてモータ制御回路６によって回転が制御される。このモータ制御回路６では、１回転中の少なくとも負荷区間を含む区間を低速区間、１回転中の他の区間を高速区間として高低２速で回転させる。
【００１９】
発射用カム検出器８は、ステッピングモータ４によって回転する発射用カム２の回転位置を検出する位置検出手段であって、例えば、発光素子と受光素子とからなる光センサで構成され、発射用カム２が光を遮って受光素子が光を検出できない区間で低レベル出力（Ｌ）、受光素子が光を検出している区間で高レベル出力（Ｈ）を発生する。
【００２０】
また、モータ駆動パルス発生器１０は、ステッピングモータ４の回転速度を決定するためのパルスを発生する手段であって、ステッピングモータ４を高低２速とするため、高速回転に対応する高速パルス（ＨＰ）と、低速回転に対応する低速パルス（ＬＰ）とを連続的に発生している。
【００２１】
また、検知スイッチ１２は、例えば、発射ハンドルに設けられて遊技者を検知する手段であって、遊技者の手が触れたとき、それを表す高レベル出力（Ｈ）、それ以外のとき低レベル出力（Ｌ）を発生する。
【００２２】
そして、モータ制御回路６は、ステッピングモータ４に駆動電流を流すモータドライバ１４と、発射用カム検出器８、モータ駆動パルス発生器１０の各出力、及び検知スイッチ１２により、低速区間で低速パルスＬＰ、高速区間で高速パルスＨＰを選択的に発生させる手段として回転切換回路１６とを備えている。回転切換回路１６は第１及び第２のＡＮＤ回路１８、２０等を備えた論理回路であって、発射用カム検出器８の出力、モータ駆動パルス発生回路１０からの高速パルスＨＰ及び検知スイッチ１２の各出力が加えられているＡＮＤ回路１８には、高速区間を表す高速パルスＨＰが出力され、また、発射用カム検出器８のインバータ２２による反転出力、モータ駆動パルス発生回路１０からの低速パルスＬＰ及び検知スイッチ１２の各出力が加えられているＡＮＤ回路２０には、低速区間を表す低速パルスＬＰが出力される。これらＡＮＤ回路１８、２０の各出力は、ＯＲ回路２４を通してモータドライバ１４に加えられている。ステッピングモータ４には、低速区間で低速回転に必要な駆動電流、高速区間で高速回転に必要な駆動電流が流れる。
【００２３】
このパチンコ遊技機の遊技球発射装置において、図２〜図５は遊技球発射機構の一例を示し、図２は発射用カム２側の構成、図３はその裏面側の構成、図４はその側面部の構成、図５は発射用鎚の移動範囲を示す構成を示している。遊技球発射機構２６は図示しないパチンコ遊技機の発射ハンドル部に内蔵され、パチンコ遊技機本体に固定される支持パネル２８が設けられている。この支持パネル２８には、ステッピングモータ４が取り付けられているとともに、このステッピングモータ４に隣接して発射用鎚３０が設けられている。
【００２４】
発射用鎚３０の支持軸３２には遊技球３４の発射に必要な駆動力を発射用鎚３０に付与する手段としてコイル状のスプリング３６が介挿されており、このスプリング３６の一端が発射用鎚３０の支持軸３２に固定され、その他端が支持軸３２に介挿された回転体３８に取り付けられている。この回転体３８には、ステッピングモータ４の回転軸４０に直結された発射用カム２と係合するカムフォロア４２が取り付けられ、このカムフォロア４２には発射用カム２と接触するコロ４４が取り付けられている。発射用鎚３０の先端部側には遊技球３４を打撃するハンマー部４６が取り付けられている。
【００２５】
また、支持パネル２８の背面側には発射用カム２の回転位置を検出する発射用カム検出器８が設けられ、この発射用カム検出器８は、例えば、発光素子からの光を受光する受光素子を備え、受光素子に受光される光が発射用カム２によって遮られるように構成されている。
【００２６】
また、支持パネル２８の前面側には図５に示すように、発射用鎚３０の回動範囲を３点で規制するストッパ４８、５０、５２が取り付けられている。ストッパ４８は発射時、ハンマー部４６側で発射用鎚３０の前方移動を規制し、ストッパ５０は発射用鎚３０の後端部側で発射用鎚３０の前方移動を規制し、また、ストッパ５２は発射用カム２での回動時、発射動作開始点の後方位置を規制している。
【００２７】
このような構成によれば、検知スイッチ１２が遊技者を検知してＨ出力を発生すると、ステッピングモータ４は回転モードになる。発射用カム２がステッピングモータ４の回転力を受けて例えば、図６に示す位置に到達すると、発射用カム検出器８に発射用カム２が検出されるので、ＡＮＤ回路２０から低速パルスＬＰが出力される。このとき、モータドライバ１４から低速回転に必要な駆動出力がステッピングモータ４に加えられ、ステッピングモータ４は低速回転、即ち、高トルク回転となる。高トルク回転で発射用カム２が回転すると、発射用カム２が図７に示すように、カムフォロア４２のコロ４４に接触し、カムフォロア４２との係合により発射用鎚３０を発射用カム２と反対方向にスプリング３６の復元力に抗して回転し、発射動作開始位置まで移動する。図８に示すように、発射用鎚３０が発射動作開始位置に到達すると、発射用カム２とカムフォロア４２との係合が解かれ、スプリング３６の復元力を駆動力にして発射用鎚３０がスプリング３６の付勢方向に回転し、ハンマー部４６が待機している遊技球３４に衝突し、図９に示すように、その衝撃によって遊技球３４が発射レール５４に案内されて遊技パネル上に打ち出される。
【００２８】
カムフォロア４２との係合が解かれた発射用カム２は、その形状が勾玉状に後方に突出しているため、発射用カム検出器８に検出される結果、発射時より僅かに遅れて低速回転を維持する。発射用カム２が発射用カム検出器８の検出範囲から外れると、ＡＮＤ回路１８から高速パルスＨＰが出力され、モータドライバ１４から高速回転に必要な駆動出力がステッピングモータ４に加えられ、ステッピングモータ４は高速回転となり、発射を完了して待機する発射用鎚３０側に発射用カム２が到達し、発射用カム検出器８に検出されたとき、再び低速回転に移行することになる。
【００２９】
このように、ステッピングモータ４及び発射用カム２の１回転で、低速区間と高速区間とを交互に繰り返しながら、発射用カム２の１回転で１回の遊技球３４の発射が行われることになる。この動作をタイミングチャートで示すと、例えば、図１０（Ａ）〜（Ｃ）のようになる。図１０において、（Ａ）は発射用鎚３０の変移、（Ｂ）はステッピングモータ４の負荷又はトルク、（Ｃ）はモータの回転速度を示し、ＴＯ  はステッピングモータ４、発射用カム２の１回転区間、ＴＨ  は１回転中の高速（ＮＨ  ）区間、ＴＬ  は１回転中の低速（ＮＬ  ）区間、Ｔτは低速区間中の高負荷（トルク）区間、ｔ１  は発射用鎚３０の操作開始点、ｔ２  は遊技球３４の発射点である。
【００３０】
このような動作により、１回転区間、低速区間の移動遅延量を高速区間で補完すれば、等速回転と同様に１分間に１００発の発射が可能である。また、この実施の形態では、低速区間ＴＬ  は、高負荷（トルク）区間Ｔτの前部に時間ｔｆ、その後部に時間ｔｂを付加し、即ち、
ＴＬ  ＝Ｔτ＋ｔｆ＋ｔｂ                  ・・・（１）
に設定されている。このような時間設定（ＴＬ  ＞Ｔτ）とすれば、高速状態の発射用カム２をカムフォロア４２に衝突させることがないので、発射用カム２やカムフォロア４２の磨耗等を防止でき、また、スプリング３６の復帰力で前方に移動を開始したカムフォロア４２の移動に対して反対方向に回転する発射用カム２との摩擦の作用による発射用鎚３０の発射動作への悪影響を回避でき、打撃力の低下を防止できる。
【００３１】
そして、ステッピングモータ４には例えば、図１１に示す特性を持つステッピングモータを用いて高低２速の速度制御を行えば、低速動作点として３００Ｈｚを設定し、高速動作点で９００Ｈｚを設定すると、低速動作点では０．１５〔Ｎｍ〕、高速動作点では０．０４〔Ｎｍ〕のトルクが得られる。
【００３２】
そこで、本発明に係るステッピングモータ４を高低２速の速度制御の場合と、等速で行う場合を比較例とした場合の動作特性を図１２を参照して説明する。図１２において、Ａは本発明に係るステッピングモータ４の特性、Ｂは従来のモータ特性を示している。従来のモータ特性においては、一定の回転速度Ｎ（周波数７５０Ｈｚ）で所要トルクτを得るための動作点ＤＥ  が設定される。これに対し、本発明に係る特性Ａでは、低速回転ＮＬ  （周波数３００Ｈｚ）となる低速動作点ＤＬ  で所要トルクτが得られ、高速動作点ＤＨ  で低トルク、高速回転ＮＨ  （周波数９００Ｈｚ）が得られる。
【００３３】
このように、ステッピングモータ４の低速回転で高トルクとなる特性を活用することにより、低速回転ＮＬ  （＝３００Ｈｚ）で所要トルクτを達成し、所要トルクτを得るために低速回転ＮＬ  としたことによる速度遅延をトルクが不要な区間で高速回転ＮＨ  （＝９００Ｈｚ）としたことにより、１回転での所要時間は等速回転と同一にすることができる。例えば、１分間１００発の発射とすれば、１回転は０．６秒となるが、例えば、０．６秒区間中の０．４秒区間を低速区間（高トルク区間）ＴＬ  、０．２秒区間を高速区間（低トルク区間）ＴＨ  とすれば、等速回転による場合と同様に１分間１００発の発射が可能になる。
【００３４】
そして、このように低速区間と高速区間を設定することで、所要トルクは低速区間のみで達成させるので、ステッピングモータ４は従来のモータに比較し、小型化、軽量化とともにコスト低減を図ることができる。また、負荷区間である低速回転での時間遅延は高速区間の高速回転で補完できるので、高速区間の回転速度を高速パルスの周波数によって時間遅延を補正することができ、規定の１分間１００発の発射数を高精度に維持することができる。
【００３５】
なお、実施の形態では、発射用カム２をステッピングモータ４の回転軸４０に直結した例について説明したが、本発明は、回転軸４０と発射用カム２との間にギヤを介在させても同様に実現することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
（１）    ステッピングモータを従来のものよりも小型・軽量化を図ることができるとともに、安価なステッピングモータの採用で装置コストの低減を図ることができる。
（２）    カムや発射用鎚等の発射機構は既存のものを使用でき、容易に適応させることができる。
（３）    モータ制御回路についても、付加回路を設ける必要がなく、コストアップなく、実現できる。
（４）    ステッピングモータの小型化により、パチンコ遊技機の電源部、ゲーム制御部の配置等、過密状態のパチンコ遊技機の裏側における各種機器のレイアウトの容易化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るパチンコ遊技機の遊技球発射装置を示すブロック図である。
【図２】パチンコ遊技機の遊技球発射装置における遊技球発射機構を前面側から見た斜視図である。
【図３】遊技球発射機構の背面側から見た斜視図である。
【図４】遊技球発射機構を示す側面図である。
【図５】遊技球発射機構の支持パネルの前面側を示す正面図である。
【図６】低速区間に突入直前の状態を示す図である。
【図７】発射用カムとカムフォロアとの係合開始状態を示す図である。
【図８】発射動作開始直前の状態を示す図である。
【図９】遊技球発射直後の状態を示す図である。
【図１０】動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】ステッピングモータの動作特性を示す図である。
【図１２】高低２速の速度制御及び等速制御の動作特性を示す図である。
【符号の説明】
２  発射用カム
４  ステッピングモータ
６  モータ制御回路（制御手段）
８  発射用カム検出器（位置検出手段）
１６  回転切換回路
３０  発射用鎚
３４  遊技球
３６  スプリング
【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】
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【図９】
2004174107.tif 000011
【図１０】
2004174107.tif 000012
【図１１】
2004174107.tif 000013
【図１２】
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