(57)【要約】【課題】軸方向に偏平化、小型化しても必要なトルクが得られ、回転むらの少ないモータを提供する。【解決手段】ロータ２２は空間部Ｋに櫛歯体がコイルユニット２０と軸方向で所定の隙間を設けて対向して組み付けられ、かつ内側櫛歯体２６より軸方向に起立形成された内側環状部２４がコイルケース２１の内周面２１ａと、外側櫛歯体２９より軸方向に起立形成された外側環状部２７がコイルケース２１の外周面２１ｂと各々径方向で対向して組み付けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸が軸受部を介して回転可能に軸支されるモータケースと、
前記モータケース内に、磁性体よりなる環状のコイルケースが同軸状に配置され該コイルケース内にコイルが収納されたコイルユニットと、
前記コイルユニットの開口端と軸方向に空間部を設けて環状に対向配置されたステータマグネットを有するステータと、
前記モータ軸と一体に組み付けられ、内側環状部から外周側へ内歯が突設された磁性体からなる内側櫛歯体と外側環状部から内周側へ外歯が突設された磁性体からなる外側櫛歯体とが非磁性の連結部を介して内歯と外歯が交互に配設されるように一体に連結されたロータを具備し、
前記ロータは空間部に櫛歯体がコイルユニットと軸方向で所定の隙間を設けて対向して組み付けられ、かつ前記内側櫛歯体より軸方向に起立形成された内側環状部がコイルケースの内周面と、前記外側櫛歯体より軸方向に起立形成された外側環状部がコイルケースの外周面と各々径方向で対向して組み付けられているモータ。
【請求項２】
前記ロータの櫛歯体とコイルユニット間の軸方向の隙間をＬ、前記内側環状部とコイルケースの内周面との径方向の隙間をＬ１、前記外側環状部とコイルケースの外周面との径方向の隙間をＬ２とすると、Ｌ＞Ｌ１、Ｌ＞Ｌ２となるように組み付けられている請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記コイルへ通電する際にコイルケースの内周面及び外周面を磁束作用面として対向するロータの内側環状部及び外側環状部に連続する櫛歯を磁化することにより連結部を介して隣接する櫛歯どうしの極性が反転する磁極が形成され、当該ロータの櫛歯に発生するロータ磁極と対向するステータマグネットのマグネット磁極との反発及び吸引によりロータがモータ軸と一体となって回転する請求項１又は２記載のモータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかのモータを具備し、モータケースより外部に延設されたモータ軸に打球槌が組み付けられ、コイルへ通電することで打球槌が原点位置から作動位置まで所定角度回転する動作を繰り返して遊技球を遊技盤に向けて発射する遊技機用発射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてパチンコ機などの遊技機に用いられるモータ及び該モータを駆動源とする遊技機用発射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パチンコ機などの遊技機には、外枠に対して開閉可能な内枠に遊技盤が着脱可能に組み付けられ、該内枠には前面枠が開閉可能に設けられている。遊技盤には遊技領域を形成する内外レールが設けられており、その遊技領域には図柄表示装置（液晶表示装置）、遊技釘、入賞口、大入賞口、電動チューリップなどの盤面部品やアウトロなどが設けられている。
【０００３】
パチンコ機前面側に設けられるハンドルの背面側に内枠が設置され、その内枠の下部には発射装置が設けられる。発射装置は、球受け皿から供給された遊技球を打球槌により打撃してレールを通じて遊技領域に向けて発射するものである。
【０００４】
上記発射装置の駆動源としては、ロータリーソレノイドや制御性がよいステップモータが用いられている。例えば、ステップモータを用いる場合、モータを起動すると打球槌をばねの付勢に抗して原点位置から所定角度回転させて当該打球槌とカムとの係合を外すことにより打球槌がばね力により原点位置へ復帰する動作を利用して当該原点位置にセットされた遊技球をレールに沿って発射するようになっている。ステップモータとしては、ステータコイルに囲まれた空間部にモータ軸に連結されたマグネットロータを回転可能に設けたものが用いられている。（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９５８８０号公報
【特許文献２】特開平８−２９９５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したステップモータを用いた発射装置には、マグネットロータの重量があるため、モータ軸やこれを支持する軸受部を小型化するには限界がある。また、ステータコアの各極歯に巻き付けるコイルの巻数を確保してトルクをかせぐ必要があるため、軸方向に小型するには限界がある。
【０００６】
また、マグネットロータの場合、ステータの極歯とのラジアルギャップを介して反発・吸引を行なって回転するため、マグネットロータにコギングトルクが作用し、回転むらが発生しやすい。
特に、パチンコ遊技機においては、内枠前面側と前面枠背面側の空間は限られており、内枠背面側に設けられる制御系の厚さが増加していることから内枠前面側に設けられる発射装置を軸方向に小型化、偏平化を図りつつ必要トルクを確保したいというニーズがあった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、軸方向に偏平化、小型化しても必要なトルクが得られ、回転むらの少ないモータ及び該モータを用いて厚さ方向に狭い設置空間に設置可能な遊技機用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】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
モータ軸が軸受部を介して回転可能に軸支されるモータケースと、前記モータケース内に、磁性体よりなる環状のコイルケースが同軸状に配置され該コイルケース内にコイルが収納されたコイルユニットと、前記コイルユニットの開口端と軸方向に空間部を設けて環状に対向配置されたステータマグネットを有するステータと、前記モータ軸と一体に組み付けられ、内側環状部から外周側へ内歯が突設された磁性体からなる内側櫛歯体と外側環状部から内周側へ外歯が突設された磁性体からなる外側櫛歯体とが非磁性の連結部を介して内歯と外歯が交互に配設されるように一体に連結されたロータを具備し、前記ロータは空間部に櫛歯体がコイルユニットと軸方向で所定の隙間を設けて対向して組み付けられ、かつ前記内側櫛歯体より軸方向に起立形成された内側環状部がコイルケースの内周面と、前記外側櫛歯体より軸方向に起立形成された外側環状部がコイルケースの外周面と各々径方向で対向して組み付けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ロータの櫛歯体とコイルユニット間の軸方向の隙間をＬ、前記内側環状部とコイルケースの内周面との径方向の隙間をＬ１、前記外側環状部とコイルケースの外周面との径方向の隙間をＬ２とすると、Ｌ＞Ｌ１、Ｌ＞Ｌ２となるように組み付けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記コイルへ通電する際にコイルケースの内周面及び外周面を磁束作用面として対向するロータの内側環状部及び外側環状部に連続する櫛歯を磁化することにより連結部を介して隣接する櫛歯どうしの極性が反転する磁極が形成され、当該ロータの櫛歯に発生するロータ磁極と対向するステータマグネットのマグネット磁極との反発及び吸引によりロータがモータ軸と一体となって回転することを特徴とする。
【００１１】
また、遊技機用発射装置においては、上述したいずれかのモータを具備し、モータケースより外部に延設されたモータ軸に打球槌が組み付けられ、コイルへ通電することで打球槌が原点位置から作動位置まで所定角度回転する動作を繰り返して遊技球を遊技盤に向けて発射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述したモータを用いれば、ロータは、内側環状部から外周側へ内歯が突設された磁性体からなる内側櫛歯体と外側環状部から内周側へ外歯が突設された磁性体からなる外側櫛歯体とが非磁性の連結部を介して内歯と外歯が交互に配設されるように一体に連結され、内側環状部を介して櫛歯体がモータ軸と一体に組み付けられているので、コイルが巻かれたコアやマグネットなどを用いたロータに比べてロータ重量が軽いためロータに作用する遠心力が小さくモータ軸や軸受部に作用する負担が少なくなり、モータを軸方向に偏平化、小型化することができる。
【００１３】
特に、ロータは櫛歯体がコイルユニットとの間に軸方向で所定の隙間を設けて対向して組み付けられ、かつ内側櫛歯体より軸方向に起立形成された内側環状部がコイルケースの内周面と外側櫛歯体より軸方向に起立形成された外側環状部がコイルケースの外周面と各々径方向で対向して組み付けられているので、ロータとコイルケースが軸方向にオーバーラップして配置されかつ櫛歯体とコイルユニットが所定の隙間を介して対向配置されているので、モータの小型化、偏平化を促進することができる。
【００１４】
また、モータ軸と同軸状に設けられた磁性体よりなるコイルケースにコイルが巻かれておりコイルの巻数を増やしかつ線径も太くできるので、コイルへの通電量を増やしてより大きな磁力を発生させて、小型化、偏平化しても回転に必要なトルクが得られる。
【００１５】
また、磁性体よりなるロータは環状に対向配置されたステータマグネットと軸方向に所定の隙間を設けて組み付けられるので、ロータはステータマグネットの磁気吸引力の影響を全面にわたって均一に受けているので、コギングトルクを低減して回転むらを低減することができる。
【００１６】
また、ロータの櫛歯体とコイルユニット間の軸方向の隙間をＬ、内側環状部とコイルケースの内周面との径方向の隙間をＬ１、外側環状部とコイルケースの外周面との径方向の隙間をＬ２とすると、Ｌ＞Ｌ１、Ｌ＞Ｌ２となるように組み付けられていると、ロータの櫛歯体とコイルユニットのアキシャルギャップ及びロータの環状部とコイルケースのラジアルギャップを調整することで、ロータとコイルケース間で形成される磁気回路によりロータの櫛歯面に回転磁界が形成され、ステータマグネットのマグネット磁極との反発及び吸引によりロータを軸方向に狭い空間部でモータ軸と一体となって回転させることができる。
【００１７】
上記モータを備えた遊技機用発射装置においては、モータ軸と同軸配置されたコイルユニットとロータを軸方向及び径方向に所定の隙間を設けて対向配置し、ロータとステータマグネットを軸方向に対向配置したことにより、モータの軸方向の寸法を従来のステップモータに比べて短縮化することができる。また、モータを小型化、偏平化することにより、遊技機用発射装置をモータ軸方向の厚さ寸法の限られた設置スペースに配置することができる。また、ロータの櫛歯の数やステータマグネットの磁極数を増やすことで、より高精細な回転角度制御が行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
図１を参照して本実施形態に係るパチンコ機に設けられる発射装置の概略構成について説明する。
パチンコ遊技機は、遊技機外枠と遊技盤が設けられた内枠と、該内枠を覆う前面枠を備えている。パチンコ機の発射装置は、内枠に対して遊技盤とともに組み付けられる。
【００１９】
モータ１は、基板ケース２内に図示しない発射制御基板とともに収納されている。基板ケース２はケース本体３と蓋４を重ね合わせて筐体状に形成されている。モータ１は、ケース本体３の内面にねじ止め固定され、モータ軸５がケース本体３のケース前面３ａ側に延設されている。モータ軸５には打球槌６がアーム部６ａを通じて一体に組み付けられている。後述するコイルへ通電することで打球槌６が原点位置から作動位置まで所定角度回転する動作を繰り返して遊技球を遊技盤に向けて発射するようになっている。
【００２０】
ケース本体３のケース前面３ａには、打球槌６のホームポジション（原点位置）を規定する原点ストッパー７が突設されている。原点ストッパー７のアーム当接面(外周面)には緩衝材８（ゴム材、エラストマーなどの樹脂材）が設けられている。また、打球槌６が原点位置から所定角度回転した作動位置には作動ストッパー９が設けられている。作動ストッパー９のアーム当接面には緩衝材１０（ゴム材、エラストマーなどの樹脂材）が設けられている。また、打球槌６のアーム部６ａにも緩衝材１１（ゴム材、エラストマーなどの樹脂材）が設けられている。
【００２１】
ケース本体３のケース前面３ａには、台座１２が設けられている。台座１２の凹溝１２ａには図示しない球受け皿より遊技球が送り込まれる。打球槌６は非通電時には図１に示すように自重により垂下して原点ストッパー７にアーム部６ａが当接した状態で待機している。モータ１に通電すると図２に示すように打球槌６はアーム部６ａが作動ストッパー９に突き当たるまで回転し、このとき打球槌６が台座１２の凹溝１２ａに挟み込まれて保持された遊技球を打撃してレール（図示せず）に沿って発射するようになっている。
【００２２】
図３はモータ１の外観斜視図である。モータケース１３は第１のケース１５と第２のケース１７が一体に組み合わされて形成されている。モータ軸５は第１のケース１５から外部へ延設されて軸支されている。モータ１は第１のケース１５を取り付け面としてケース本体３（図１参照）に組み付けられる。
【００２３】
図４において、モータ１の組立構成について説明する。モータ１はモータ軸５に連繋したロータ２２の軸方向両側から第１のケース１５と第２のケース１７の開口端どうしを突き合わせて、モータ軸５が軸受部１９ａ，１９ｂ（図５参照）に各々回転可能に支持されて組み立てられる。
【００２４】
図５において、モータケース１３は、コイル１４を保持する非磁性でカップ状の第１のケース１５とステータマグネット１６を保持する非磁性でカップ状の第２のケース１７とが開口部どうしを突き合わせて形成されている。第１のケース１５の開口端には段付部１５ａが形成されており、当該段付部１５ａに第２のケース１７の開口端が突き当てられて組み付けられている。第１，第２のケース１５，１７としては、例えば樹脂ケースが用いられる。
【００２５】
モータケース１３にはモータ軸５が軸受部１９ａ，１９ｂを介して回転可能に軸支されている。第１のケース１５の中心部に軸受部１９ａが設けられ、第２のケース１７の中心部に軸受部１９ｂが設けられている。軸受部１９ａ，１９ｂは、玉軸受、スリーブ軸受などが用いられる。
【００２６】
図５において、第１のケース１５内には、コイルユニット２０が設けられている。コイルユニット２０は、環状に形成された磁性体（例えばアルミケース）よりなるコイルケース２１の溝内にコイル１４が同軸状に巻かれて収納されている。このように、モータ軸５と同軸状に設けられたコイルケース２１にコイル１４が巻かれており、コイル１４の巻数を増やしかつ線径も太くできるので、コイル１４への通電量を増やしてより大きな磁力を発生させて、モータを小型化、偏平化しても回転に必要なトルクが得られる。
【００２７】
また、図５において、第２のケース１７内には、コイルユニット２０の開口端と軸方向に空間部Ｋを設けて環状に対向配置されたステータマグネット１６が同軸状に組み付けられている。ステータマグネット１６は、周方向にＮ極、Ｓ極が交互に着磁されており、例えばネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石など希土類磁石が用いられる。
上記モータケース１３に空間部Ｋを設けて収納されたコイルユニット２０とステータマグネット１６によりステータが構成される。
【００２８】
上述したコイルユニット２０とステータマグネット１６との間に形成された空間部Ｋにロータ２２の櫛歯体が設けられている。図６において、ロータ２２は、モータ軸５と一体に組み付けられる内側環状部２４から外方向に内歯２５が突設された磁性体からなる内側櫛歯体２６と、外側環状部２７から内方向に外歯２８が突設された磁性体からなる外側櫛歯体２９とが非磁性の連結部３０を介して内歯２５と外歯２８が交互に配設されるように一体に連結されている。
【００２９】
内側櫛歯体２６と外側櫛歯体２９には、例えば、銅板、アルミ板などの磁性体が用いられ、連結部３０は例えば非磁性の樹脂材、ゴム材などが用いられる。ロータ２２は、内側櫛歯体２６と外側櫛歯体２９が内歯２５と外歯２８が互いにかみ合うように金型内にセットされて一体成形されている。
【００３０】
図５において、ロータ２２は空間部Ｋに櫛歯体がコイルユニット２０と軸方向で所定の隙間を設けて組み付けられ、かつ内側櫛歯体２６より軸方向に起立形成された内側環状部２４がコイルケース２１の内周面２１ａと、外側櫛歯体２９より軸方向に起立形成された外側環状部２７がコイルケース２１の外周面２１ｂと各々径方向で対向して組み付けられている（図７参照）。
【００３１】
具体的には、図７において、ロータ２２の内側櫛歯体２６及び外側櫛歯体２９とコイルユニット２０間の軸方向の隙間をＬ、内側環状部２４とコイルケース２１の内周面２１ａとの径方向の隙間をＬ１、外側環状部２７とコイルケース２１の外周面２１ｂとの径方向の隙間をＬ２とすると、Ｌ＞Ｌ１、Ｌ＞Ｌ２となるように組み付けられている。
このように、内側環状部２４，外側環状部２７とコイルケース２１のラジアルギャップ及び櫛歯体２６，２９とコイルユニット２０とのアキシャルギャップを調整することで、ロータ２２とコイルケース２１間で形成される磁気回路によりロータ２２の櫛歯面に回転磁界が形成される。
【００３２】
図７において、コイル１４へ通電するとコイルケース２１の内周面２１ａ及び外周面２１ｂを磁束作用面として対向するロータ２２の内側環状部２４及び外側環状部２７に連続する内歯２５と外歯２８を各々磁化することにより連結部３０を介して隣接する内歯２５と外歯２８（図６参照）どうしの極性が反転する磁極が形成される(図８(ｂ)参照)。
そして、コイル１４への通電方向を切り替えることでロータ２２の櫛歯面に形成される回転磁界と対向するステータマグネット１６のマグネット磁極との反発及び吸引によりロータ２２がモータ軸５と一体となって回転する。
【００３３】
尚、図６において打球槌６が原点位置で停止しているとき、ステータマグネット１６のマグネット磁極と対向するロータ２２の内歯２５及び外歯２８の位置は、周方向に所定角度位相をずらせて停止するようになっている。このため、ロータ２２の内歯２５及び外歯２８に対向するマグネット磁極と同極に磁化されるようにコイル１４へ通電することで、ロータ２２はステータマグネット１６と反発して、所定方向（時計回り方向）へ回転するようになっている。
【００３４】
次に、モータの回転動作について図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
図８（ａ）において、コイル１４へ非励磁（非通電）状態においては、ロータ２２はステータマグネット１６と軸方向にギャップを設けかつマグネットに形成される磁界の向きと略平行な向きに配置されているため、ロータ２２にはコギングトルクが作用せず自由に回転可能な状態にある。このとき、ロータ２２はモータ軸５に連繋する打球槌６の自重によって垂下し、アーム部６ａが原点ストッパー７に当接した状態にある（図１参照）。
【００３５】
図８（ｂ）において、コイル１４へ通電されると、当該コイル１４に軸方向に沿ってＮ極Ｓ極に磁界が発生するが、対向するロータ２２の内側櫛歯体２６の内歯２５及び外側櫛歯体２９の外歯２８はアキシャルギャップＬ（図７参照）によってそのまま磁化されず、コイルケース２１の内周面２１ａ、外周面２１ｂと内周側環状部２４，外周側環状部２７とのラジアルギャップＬ１，Ｌ２（図７参照）を通じた磁気回路が形成される。このとき、内歯２５と外歯２８に形成される磁極と対向するステータマグネット１６のマグネット磁極との反発及び吸引によりロータ２２がモータ軸５と一体となって回転する。そして、図２において、打球槌６は、原点ストッパー７より所定角度時計回り方向に回転し、アーム６ａが作動ストッパー９に当接して回転が規制される直前で、打球槌６により台座１２に供給された遊技球が打撃されて発射される。
【００３６】
コイル１４への通電を遮断すると、打球槌６は自重により反時計回りに回転して、原点ストッパー７に当接する原点位置へ戻る。以上の動作を繰返して発射動作が行なわれる。尚、コイル１４への通電制御は矩形波パルス駆動により行なわれ、図示しないハンドル操作により、コイル１４に印加されるパルス電圧が微調整される。
【００３７】
以上のように、モータ軸５と環状に同軸配置されたコイルユニット２０とロータ２２を軸方向及び径方向に所定の隙間を設けて対向配置し、ロータ２２とステータマグネット１６を軸方向に対向配置したことにより、モータの軸方向の寸法を従来のステップモータに比べて短縮化することができる。また、モータを軸方向に偏平化、小型化することにより、パチンコ機の発射装置をモータ軸方向の厚さ寸法の限られた設置スペースに配置することができる。また、ロータ２２の櫛歯の数やステータマグネット１６の磁極数を増やすことで、より高精細な回転角度制御が行なえる。
【００３８】
上述した遊技機用発射装置は、パチンコ遊技機について説明したが、他の装置、例えば雀球遊技機やアレンジボール遊技機などの発射装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】待機状態にある遊技機用発射装置の斜視図である。
【図２】動作状態にある遊技機用発射装置の斜視図である。
【図３】モータの外観斜視図である。
【図４】モータの分解斜視図である。
【図５】モータの断面図である。
【図６】ロータとステータマグネットの位相関係を示す正面図である。
【図７】コイルユニットとロータに形成されるギャップ寸法を示す説明図である。
【図８】モータの非通電状態と通電状態の断面説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｋ  空間部  
１  モータ  
２  基板ケース  
３  ケース本体  
３ａ  ケース前面  
４  蓋  
５  モータ軸  
６  打球槌  
６ａ  アーム部  
７  原点ストッパー  
８，１０，１１  緩衝材  
９  作動ストッパー  
１２  台座  
１２ａ  凹溝  
１３  モータケース  
１４  コイル  
１５  第１のケース  
１５ａ  段付部  
１６  ステータマグネット  
１７  第２のケース  
１９ａ，１９ｂ  軸受部  
２０  コイルユニット  
２１  コイルケース  
２２  ロータ  
２４  内側環状部  
２５  内歯  
２６  内側櫛歯体  
２７  外側環状部  
２８  外歯  
２９  外側櫛歯体  
３０  連結部
【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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