(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列配置された複数の回転ドラムと、電源周波数に応じた速度で前記回転ドラムを個別に回転させる複数の超音波モータと、これらの超音波モータの回転に応じてパルスを出力する複数のエンコーダと、これらのエンコーダからのパルスに基づいて前記各超音波モータの電源周波数を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、単位期間毎に前記エンコーダから出力されるパルス数を計数し、その計数パルス数が目標パルス数と大小関係を生じたときは、次の単位期間における計数パルス数が目標パルス数と一致するように前記各超音波モータの電源周波数を調整する速度補正制御、若しくは、今回の単位期間における計数パルス数と次の単位期間における計数パルス数とを合わせた計数パルス数が、今回の単位期間における目標パルス数と次の単位期間における目標パルス数とを合わせたパルス数と一致するように前記各超音波モータの電源周波数を調整する位置補正制御を選択的に実行することを特徴とする遊技機のドラム式表示装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記回転ドラムの回転駆動を開始してから規定タイミングとなるまでは前記速度補正制御を実行し、前記規定タイミングとなってから前記各回転ドラムの基準回転位置からの回転角度を一致させた状態で回転させるときは前記位置補正制御を実行することを特徴とする請求項１記載の遊技機のドラム式表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の回転ドラムを超音波モータで回転する構成の遊技機のドラム式表示装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、ドラム式表示装置を備えたパチンコゲーム機においては、回転ドラム駆動用のモータとしてステッピングモータを使用するのが一般的である。このステッピングモータは、印加される駆動パルスに応じて一定角度ずつ回転するようになっており、その回転角度を印加するパルス数により簡単に制御できることから、回転位置の制御を行う上で極めて簡便であると共に、複数の回転ドラムの回転制御も容易に実現できるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、ステッピングモータを低速で回転させる場合、つまりパルス間隔が長い場合は、回転が間欠的となり、均一なトルクを得られることができずに回転が不規則となる。
【０００４】
このような問題を解決するため、近年、超音波モータを用いたドラム式表示装置が提案されている。この超音波モータは、２枚の圧電セラミックスと弾性体とを積層してなるステータにロータを加圧接触させて構成されており、圧電セラミックスに超音波領域の電源周波数を印加することにより、弾性体の表面に所定方向の進行波を発生させ、摩擦力によってロータを進行波と逆方向に回転させるものである。従って、パルスが駆動源となるステッピングモータと違って連続波が駆動源となるため、安定したトルクが得られ、低速回転時においても非常にスムーズな回転動作を実現することができる。
【０００５】
ところで、超音波モータの回転速度は印加する電圧の周波数によって定まるが、ロータをステータにスプリングによって加圧接触させるという構造上の事情から、一定周波数の電源周波数を印加している状態でも、速度が不安定になってしまうという特性がある。このような特性の結果、遊技機において回転ドラムの回転速度を安定させることができなかったり、複数の回転ドラムを同期させて回転させることができなかったり、或いは回転ドラムを所定時間後に所定位置で停止させることが不確実となり、遊技機の品質が低下するという欠点がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、超音波モータにより回転される複数の回転ドラムを備えた遊技機において、回転ドラムの回転速度を安定させたり、回転位置の精度を向上したりすることができる遊技機のドラム式表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、並列配置された複数の回転ドラムと、電源周波数に応じた速度で前記回転ドラムを個別に回転させる複数の超音波モータと、これらの超音波モータの回転に応じてパルスを出力する複数のエンコーダと、これらのエンコーダからのパルスに基づいて前記各超音波モータの電源周波数を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、単位期間毎に前記エンコーダから出力されるパルス数を計数し、その計数パルス数が目標パルス数と大小関係を生じたときは、次の単位期間における計数パルス数が目標パルス数と一致するように前記各超音波モータの電源周波数を調整する速度補正制御、若しくは、今回の単位期間における計数パルス数と次の単位期間における計数パルス数とを合わせた計数パルス数が、今回の単位期間における目標パルス数と次の単位期間における目標パルス数とを合わせたパルス数と一致するように前記各超音波モータの電源周波数を調整する位置補正制御を選択的に実行するようにしたものである（請求項１）。
【００１４】
このような構成によれば、制御装置は、回転ドラムの回転速度が安定した速度補正制御と回転ドラムの回転位置精度が高い位置補正制御を選択的に実行するので、回転ドラムの回転パターンに応じて適切に回転ドラムを回転させることができる。
【００１５】
上記各構成において、前記制御装置は、前記回転ドラムの回転駆動を開始してから規定タイミングとなるまでは前記速度補正制御を実行し、前記規定タイミングとなってから前記各回転ドラムの基準回転位置からの回転角度を一致させた状態で回転させるときは前記位置補正制御を実行するようにしてもよい（請求項２）。
【００１６】
このような構成によれば、制御装置は、回転ドラムの回転駆動を開始してから規定タイミングとなるまでは速度補正制御を実行するので、各回転ドラムを安定した速度で回転することができる。また、制御装置は、規定タイミングとなってから前記各回転ドラムの基準回転位置からの回転角度を一致させた状態で回転させるときは位置補正制御を実行する。これにより、各回転ドラムを図柄が並んだ状態で回転することができる。
【００１７】
また、前記制御装置は、前記超音波モータの低速回転時は速度補正制御及び位置補正制御の実行を停止するようにしてもよい（請求項５）。
【００１８】
このような構成によれば、エンコーダの分解能が低くて、超音波モータの低速回転時はエンコーダからのパルスに基づくフィードバック制御に支障が生じるような場合であっても、制御装置は、超音波モータの低速回転時は速度補正制御及び位置補正制御の実行を停止するので、回転ドラムをむらなく回転させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をパチンコゲーム機に適用した一実施例を図面を参照して説明する。
図２はパチンコゲーム機の正面を示している。この図２において、パチンコゲーム機１にはハンドル２が設けられ、そのハンドル２に対する操作に応じて玉皿３に収納されているパチンコ玉が盤面４に発射される。
【００２０】
盤面４の中央にドラム式表示装置５が配置されており、盤面４に発射されたパチンコ玉がスタート入賞口６に入賞するのに応じてドラム式表示装置５が駆動するようになっている。このドラム式表示装置５は、駆動が停止した状態で図柄を不規則に表示するようになっており、その表示図柄が所定の大当り図柄と一致したときは、盤面４に設けられている大入賞口７が開口して盤面４に発射されて落下するパチンコ玉を受ける大当り状態となる。
【００２１】
ここで、上記ドラム式表示装置５の構造について図３乃至図７を参照して説明する。
図３は上記ドラム式表示装置５の正面を示し、図４はドラム式表示装置５を回転ドラムの断面状態で示し、図５はドラム式表示装置５の側面を示している。これらの図３乃至図５において、ドラム式表示装置５は、３個の超音波モータユニット８を連結部材９で連結して構成されている。
【００２２】
また、図６は超音波モータユニット８の正面を示し、図７は超音波モータユニット８の側面を示している。これらの図６及び図７において、折曲形成された矩形状のベース部材１０の側面に超音波モータ１１が固定されている。この超音波モータ１１は、モータ本体部１１ａとロータリエンコーダ１１ｂとをネジ止めにより一体化して構成されており、その一体化状態では、モータ本体部１１ａのシャフトがロータリエンコーダ１１ｂの回転部に噛合うようになっている。
【００２３】
ロータリエンコーダ１１ｂの回転部には回転ドラム１２が固定されている。従って、モータ本体部１１ａの駆動状態では、シャフトを通じてロータリエンコーダ１１ｂ及び回転ドラム１２が回転する。
【００２４】
尚、ベース部材１０の側面にはプリント回線基板１３が装着されており、そのプリント配線基板１３に実装されたコネクタ１３ａを通じて駆動用電源が超音波モータ１１ｂに接続されるようになっている。
【００２５】
ここで、ロータリエンコーダ１１ｂは、１回転中における所定の基準回転位置で基準パルスを出力すると共に、１回転する間に１０２４パルスを出力するようになっている。従って、ロータリエンコーダ１１ｂから基準パルスが出力されたタイミング以降に出力されるパルスをカウントすることにより、超音波モータ１１の回転位置、ひいては回転ドラム１２の回転位置を判断することができる。
【００２６】
図１は、パチンコゲーム機１の全体の電気的構成を概略的に示している。この図１において、ＣＰＵ１４はＲＯＭ１５に記憶されたプログラムに従って動作するようになっている。このＣＰＵ１４は、ワークデータ記憶用のＲＡＭ１６、リセット回路１７、電源回路１８と接続されていると共に、入力回路１９を通じてスタートセンサ２０或いは各種スイッチ２１と接続され、出力回路２２を通じて各種ランプ２３或いは大入賞口７開口用のソレノイド２４と接続され、表示制御回路２５（本発明の制御装置に相当）を通じてドラム式表示装置５と接続され、さらに音声出力回路２６を通じてスピーカ２７と接続されている。
【００２７】
次に上記構成の作用について説明する。
図８は、ＣＰＵ１４の動作において本発明と関連する動作のフローチャートを示している。この図８において、ＣＰＵ１４は、まず、スタート記憶が有るか否かを判断する（ステップＡ１）。このスタート記憶とは、盤面４のスタート入賞口６にパチンコ玉が入賞したことにより生じるスタート権利の保留回数を記憶するもので、４回までスタート権利の保留回数を記憶するようになっている。
【００２８】
さて、ＣＰＵ１４は、盤面４に発射されたパチンコ玉がスタート入賞口６に入賞したとき、或いはスタート動作が終了したときにスタートが保留になっていたときは、スタート記憶があると判断し（Ａ１：ＹＥＳ）、抽選処理を実行する（Ａ２）。この抽選処理では、零から所定値までを繰返してカウントするリングカウンタからランダムなタイミングでカウント値を抽出し、そのカウント値が予め設定された所定の当り値と一致した場合は大当たりと判断し、不一致の場合は外れと判断する。
【００２９】
続いて、表示指令処理を実行する（Ａ３）。この表示指令処理では、上述した当り或いは外れに基づいてドラム式表示装置５を最終的に停止させたときの表示図柄及び当該表示図柄を表示するまでの動作パターンを決定し、表示制御回路２５に対して指令を出力する。
【００３０】
そして、大当りの場合は（Ａ４：ＹＥＳ）、特賞処理を実行する（Ａ５）。つまり、ソレノイド２４を駆動することにより大入賞口７を所定時間開口すると共に、ランプ２３を点灯し、さらスピーカ２７から効果音を発生する。
【００３１】
図９は表示制御回路２５の動作を示すフローチャートである。尚、この図９のフローチャートは、表示制御回路２５による１個の超音波モータ１１に対する制御を表すものであり、このような制御を３個の超音波モータ１１に対して並列に実行するようになっている。
【００３２】
即ち、表示制御回路２５は、ＣＰＵ１４から表示指令が与えられたときは（Ｂ１：ＹＥＳ）、その表示指令が示す停止図柄及び動作パターンを記憶してから（Ｂ２）、初期周波数をセットする（Ｂ３）。この初期周波数としては、各回転ドラム１２を高速回転させるための周波数が設定される。
【００３３】
続いて、フィードバック制御として後述する速度補正モードを設定してから（Ｂ４）、回転駆動を開始する（Ｂ５）。
以上の動作により、図１０に示すように各超音波モータ１１が高速回転するので、それに伴って回転ドラム１２が高速回転する。
【００３４】
ところで、超音波モータ１１は振動子の振動により当該振動子と機械的に接触しているロータを回転させるという構造であることから、一定周波数の電源周波数を印加している状態でも、速度が不安定になってしまうという特性がある。
【００３５】
このため、各超音波モータ１１に対する電源周波数を同一に設定するにしても、各超音波モータ１１の回転速度がばらついてしまうと共に、超音波モータ１１の回転位置を制御することができないことから、本実施例では、ロータリエンコーダ１１ｂからのパルスに基づくフィードバック制御により超音波モータ１１の回転を制御するようにしている。
【００３６】
この場合、本実施例では、超音波モータ１１に対してフィードバック制御するのに際して、速度の安定を重視した通常の速度補正制御モードと位置決め精度を重視した位置補正制御モードとの２つのモードを設定し、回転パターンに応じてそれらのモードを選択的に切換えるようにした。つまり、各回転ドラム１２を安定した速度で回転させるときは、速度が安定した速度補正モードを実行し、各回転ドラム１２を同期させて回転させるときは、位置精度が高い位置補正制御モードを実行する。
【００３７】
即ち、表示制御回路２５は、超音波モータ１１を初期周波数で駆動したときは、第１のタイマ及び第２のタイマをスタートする（Ｂ６，Ｂ７）。ここで、第１のタイマとは、フィードバック制御を実行する際に必要となる速度及び位置検出タイミング決定用であり、例えば１０ｍｓ毎に規定タイミングとなるように設定されている。また、第２のタイマとは、動作パターン変化タイミング決定用及び動作終了決定用であり、動作開始から数秒で規定タイミングとなると共に、そのタイミングから数秒後にタイムアップするように設定されている。
【００３８】
さて、各タイマをスタートした表示制御回路２５は、第１のタイマが規定タイミングとなるか、第２のタイマが規定タイミングとなるか、第２のタイマがタイムアップするかを監視している。
【００３９】
そして、各超音波モータ１１を駆動してから１０ｍｓが経過して第１のタイマが規定タイミングとなったときは（Ｂ８：ＹＥＳ）、速度補正モードが設定されているので（Ｂ９：ＹＥＳ）、１０ｍｓの単位期間においてロータリエンコーダ１１ｂから入力する区間パルス数を読込み（Ｂ１０）、そのパルス数が規定の目標値と一致するか否かを判定し（Ｂ１１）、一致する場合は（Ｂ１１：ＹＥＳ）、超音波モータ１１の回転速度は目標速度であると判断して、ステップＢ８に移行する。
【００４０】
また、単位期間においてロータリエンコーダ１１ｂから入力するパルス数が目標値と一致しない場合は（Ｂ１１：ＮＯ）、速度補正周波数をセットする（Ｂ１２）。具体的には、図１１に示すように目標値が例えば８パルス／１０ｍｓに設定されていたときに区間パルス数が例えば７パルスであったときは、超音波モータ１１の現在の電源周波数は低いと判断し、超音波モータ１１の電源周波数を上昇するように補正する。従って、次の単位期間においては、超音波モータ１１の回転速度が高くなるので、ロータリエンコーダ１１ｂから出力されるパルス数は７パルス／１０ｍｓから増大して例えば８パルス／１０ｍｓとなる。
【００４１】
尚、表示制御回路２５は、単位期間におけるロータリエンコーダ１１ｂからのパルス数が目標値よりも多かったときは、超音波モータ１１の電源周波数を小さくなるように補正する。
以上の表示制御回路２５の動作により、超音波モータ１１ひいては回転ドラム１２の回転速度は目標速度に制御される。
【００４２】
さて、表示制御回路２５は、速度補正モードが設定された状態で第２のタイマが規定タイミングとなったときは（Ｂ１７：ＹＥＳ）、各回転ドラム１２を低速度で同期回転させる期間に移行したと判断して、周波数を小さくするように変更する（Ｂ１８）。これにより、図１０に示すように各超音波モータ１１の回転速度が低下する。
続いて、位置補正モードを設定すると共に（Ｂ１９）、ドラム同期運転を実行する（Ｂ２０）。
【００４３】
このドラム同期運転では、各回転ドラム１２の表示図柄が同一となるように各超音波モータ１１の回転位置を制御する。つまり、ロータリエンコーダ１１ｂは所定の基準回転位置で基準パルスを出力すると共に１回転するのに応じて１０２４パルスを出力するので、基準パルスの出力タイミングから出力されるパルス数をカウントすることにより基準回転位置からの現在の回転角度を検出することができる。従って、各超音波モータ１１に対して基準回転位置からの回転角度を一致させる制御を実行することにより各回転ドラム１２の表示図柄を一致させることができる。このような制御の結果、各回転ドラム１２の表示図柄が同一状態で回転するようになることから、遊技客は、大当たりの期待感を高まらせるようになる。
【００４４】
そして、上述のように回転ドラム１２の同期回転状態で第１のタイマが規定タイミングとなったときは（Ｂ８：ＹＥＳ）、位置補正モードが設定されているので（Ｂ１３：ＹＥＳ）、区間パルス数を読込み（Ｂ１４）、区間パルス数が目標値か否かを判定し（Ｂ１５）、一致するときは超音波モータ１１の回転位置は目標位置に制御されていると判断し、ステップＢ８に戻る。
【００４５】
また、表示制御回路２５は、単位期間においてロータリエンコーダ１１ｂから入力するパルス数が目標値と一致しない場合は（Ｂ１５：ＮＯ）、位置補正周波数をセットする（Ｂ１６）。具体的には、図１２に示すように目標値が８パルス／１０ｍｓに設定されていたときに区間パルス数が例えば７パルスであったときは、このままの回転速度を維持したのでは今回の単位期間と次の単位期間とを合わせたパルス数は１４パルスとなり目標値である１６パルス／２０ｍｓに対して２パルス不足することから、次の単位期間で９パルス／１０ｍｓとなるように位置補正周波数をセットする。これにより、次の単位期間が終了するタイミングでは、回転ドラム１２の回転位置のずれが解消されるようになり、各回転ドラム１２の回転位置を同期させた状態で回転させることができる。
【００４６】
尚、表示制御回路２５は、区間パルスが目標値よりも大きかったときは、今回の区間パルス数の差が次の単位期間の終了タイミングで解消されるように位置補正周波数をセットする。
【００４７】
以上の動作により、各回転ドラム１２は表示図柄が同期した状態で回転されるように制御されるので、遊技客は、大当たりの期待が高まり、遊技に熱中するようになる。
【００４８】
そして、表示制御回路２５は、第２のタイマがタイムアップしたときは（Ｂ２１：ＹＥＳ）、周波数をさらに低くなるように変更する（Ｂ２２）。これにより、図１０に示すように各超音波モータ１１の回転速度が低下する。
【００４９】
ところで、上述した位置補正制御モードを実行することにより、各回転ドラム１２を同期させた状態で回転させることが可能となるものの、各回転ドラム１２を低速回転させる場合は、ロータリエンコーダ１１ｂの分解能の不足からフィードバック制御するにはパルス数が不足する。このため、超音波モータ１１を低速回転させた状態でロータリエンコーダ１１ｂからのパルスに基づいてフィードバック制御を実行した場合は、超音波モータ１１の回転が円滑でなくなり、回転ドラム１２を滑らかに低速回転することができなくなる。
【００５０】
そこで、表示制御回路２５は、超音波モータ１１の回転速度を低下したときは、オープン制御モードを設定する（Ｂ２３）。このオープン制御モードとは、ロータリエンコーダ１１ｂからのパルスに基づくフィードバック制御の実行を停止するモードである。これにより、回転ドラム１２を同期させて回転することはできなくなるものの、極めて低速度であっても滑らかに回転することができる。
【００５１】
尚、超音波モータ１１に対してオープン制御を実行する際は、超音波モータ１１の電源周波数の周期を変化させるようにしてもよい。このような制御によれば、各回転ドラム１２の回転速度が正弦波的に変化するので、回転ドラム１２が同期せずに回転するにしても遊技客が違和感を感じることはない。
【００５２】
続いて、表示制御回路２５は、基準パルスからのトータルパルス数が目標値となったときは（Ｂ２４：ＹＥＳ）、超音波モータ１１に対する駆動を停止する（Ｂ２５）。この場合、図１０に示すように３個の超音波モータ１１を所定の時間差を存するように停止させる。
以上の動作により、各回転ドラム１２は目標図柄が表示図柄となるように停止するので、遊技客に対して予め抽出した図柄を表示することができる。
【００５３】
上記構成のものによれば、超音波モータ１１により回転ドラム１２の回転を制御する際に、回転ドラム１２を回転速度が安定した状態で回転させる場合は速度補正制御を実行し、回転ドラム１２の回転位置を重視する場合は位置補正制御を実行するようにしたので、回転ドラム１２を回転パターンに適した条件で適切に回転させることができる。
【００５４】
また、回転ドラム１２を極めて低速度で回転させる場合は、ロータリエンコーダ１１ｂからのパルスに基づくフィードバック制御の実行を停止するようにしたので、回転ドラム１２を極めて低速度であっても滑らかに回転させることができる。
【００５５】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
パチンコゲーム機に限らず、パチスロ機に適用するようにしてもよい。
超音波モータ１１に対する制御としては、各回転ドラム１２を単に回転させるだけでなく、超音波モータ１１の高い応答性を利用して、短周期で所定角度の範囲で往復回転運動を実行することにより所定の表示図柄を中心として短周期往復運動を実行させるようにしてもよいし、さらに斯様な短周期往復運動を実行させながら表示図柄が順に異なるように回転運動を付加させるようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の遊技機のドラム式表示装置によれば、超音波モータに対する速度制御に伴ってエンコーダから単位期間毎に出力されるパルス数が目標パルス数と大小関係を生じたときは、その大小関係が解消するように超音波モータの電源周波数を調整する速度補正制御を実行したり、或いは大小関係が次以降の所定の単位期間の終了時に解消されるように超音波モータの電源周波数を調整する位置補正制御を実行するようにしたので、超音波モータにより回転される複数の回転ドラムを備えた遊技機において、回転ドラムの回転速度を安定させたり、回転位置の精度を向上させ、以て超音波モータにより回転される複数の回転ドラムを備えた遊技機の品質が低下してしまうことを極力防止することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるパチンコゲーム機の電気的構成を示す概略図
【図２】パチンコゲーム機の正面図
【図３】ドラム式表示装置の正面図
【図４】ドラムを断面して示す図３相当図
【図５】ドラム式表示装置の側面図
【図６】超音波モータユニットの正面図
【図７】超音波モータユニットの側面図
【図８】ＣＰＵの動作を示すフローチャート
【図９】表示制御回路の動作を示すフローチャート
【図１０】各超音波モータの回転速度を示すタイミングチャート
【図１１】速度補正制御時にロータリエンコーダから出力されるパルスを示す模式図
【図１２】位置補正制御時にロータリエンコーダから出力されるパルスを示す模式図
【符号の説明】
１はパチンコゲーム機（遊技機）、５はドラム式表示装置、１１は超音波モータ、１１ｂはロータリエンコーダ、１２は回転ドラム、１４はＣＰＵ、２５は表示制御回路（制御装置）である。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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