JP4238249B2

JP4238249B2 - パチンコ玉打出し機

Info

Publication number: JP4238249B2
Application number: JP2005358688A
Authority: JP
Inventors: 貞神谷; 修渋木; 兼光長谷川; 生夫玉井
Original assignee: 中部産業株式会社
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2025-12-13
Also published as: JP2006238683A

Description

本発明はパチンコ玉打出し機に関し、より詳細には回転体の軸方向長さを極力低減した扁平形直流モータを用いたパチンコ玉打出し機に関する。

パチンコ玉打出し機は、奥行き寸法の限られたスペースに取り付けられるので、その駆動源には回転体の軸方向長さを極力低減した扁平形直流モータが使用されている。例えば、本願出願人が特許文献１に開示したパチンコ機の玉発射装置は、磁石とコイルとを備えてモータを構成し、アームを揺動させてパチンコ玉を発射するようにしている。磁石もコイルも扁平な形状とすることにより、コンパクトな玉発射装置が構成されており、限られた奥行き寸法のパチンコ機に好適となっている。特許文献１では、コイルを保持する回転軸は連続的には回転せずに限られた角度で往復回動を繰り返すが、動作原理は一般の直流モータと同様である。

また、特許文献２に開示される薄型コアレスモータは、携帯電話を始めとする移動体通信機器に適用され、特にマナーモードなどで機器自体を振動させる用途に用いられている。薄型コアレスモータは、複数の空心電機子コイルと偏心ウェイトからなる偏心ロータと、Ｎ極とＳ極が交互に着磁されたリング状マグネットと、コミュテータ（整流子）及びブラシとを備えている。そして、軸方向に形成された界磁中を、偏心ロータがコイルの通電方向を切り替えながら回転することにより、重心が移動して機器を振動させるようになっている。
特開２００５−２２４５６１号公報特開２００４−１１２８７０号公報

ところで、特許文献１の玉発射装置は比較的コンパクト化されているが、より一層の薄形扁平化が要望されており、磁石とコイルとで構成するモータ部分のさらなる扁平化が必要である。また、大きな出力を得るためにはコイルを扇形としてその要の部分を軸支する必要があり、回転対称でないことから製作が煩わしく、組立にも手間がかかっていた。一方、特許文献２の薄型コアレスモータは、複数の非円形の空心電機子コイルを偏心ロータの軸外に並べて固定する必要があり、構成部品点数が多く、組立が煩雑であり、またコミュテータ及びブラシによる接続部分では接触不良の懸念があった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、従来よりも一層の扁平化が可能であり、部品点数が少なく、製作が容易で、電気的接続部分の信頼性が高いパチンコ玉打出し機を提供する。

本発明のパチンコ玉打出し機は、回転軸心と直交する面に拡がり同軸的に導線が巻重ねられて形成された略長円形のコイルをもつ略円形の回転体と、該回転体を回動自在に保持するハウジングと、該ハウジングに配設され該コイルに対し軸方向の磁界を生起する磁界発生手段とを備え、前記回転体は該コイルの中央を挿通する軸心部をもつとともに該コイルの外側の弓形部分に回転可能な角度範囲を規定する係合穴をもち、該ハウジングは該係合穴に入り込むストッパ部材をもち、前記磁界発生手段は該コイルの軸方向の両側あるいはいずれか片側に間隙を介して配設される少なくとも二個の磁石からなり、限られた前記角度範囲で回転揺動運動する扁平形直流モータと、該回転体の外周部に設けられてパチンコ玉を打ち出す打球部と、該ハウジングに設けられ該ハウジングをパチンコ機の内部に取り付ける取付座と、を備えることを特徴とする。

コイルは、回転軸心と直交する面に略長円形に拡がり軸方向に薄く、扁平に形成されている。長円形の形状は細長いほど好適である。その理由は後述するように、回転軸心から径方向に向かう電流成分が増加し、効率的に駆動力を誘起することができるからである。コイルは、例えば所定の軸方向厚さをもつ長円形の成形体を巻型として、その外周に導線を軸方向に数回、径方向に多層巻重ねて形成することができる。導線には、例えば絶縁物が塗布された一般的な銅線を用いることができる。長円形の形状及び巻数は、所望する出力にあわせた設計を行い求めることができる。導線の両端には、直接あるいは整流子などを介して直流電源が接続される。また、コイルと略円形の成形体とで回転体を形成することができ、回転体には駆動力を利用するための出力手段を設けることができる。

このコイルの中央に軸心部を挿通することができる。軸心部は、コイル及び成形体と一体に形成されてハウジングに軸支される回転軸としてもよい。あるいは、固定軸をハウジングと一体に形成し、回転体を回動自在に保持するようにしてもよい。中央に軸心部をもつコイルの製作では、軸心部を利用して導体の巻重ね作業を行うことができるので、作業性が良好である。また、略円形の成形体上で略長円形のコイルが配置されない外側の弓形部分に、回転可能な角度範囲を規定する係合穴を形成することができる。

ハウジングは、前記回転体を回動自在に保持するとともに、所定の位置に磁界発生手段を配設し、さらには回転体の軸支部分などを塵埃から保護する役割も有している。また、ハウジングには、回転体を構成する成形体の係合穴に入り込むストッパ部材を設けることができる。ハウジングは、例えば、金属あるいは樹脂性の皿状の部材を二個向かい合わせ、着脱可能に結合して形成することができる。

磁界発生手段は、コイルに軸方向の磁界を生起するものである。本発明では、コイルの軸方向の両側あるいはいずれか片側に間隙を介して配設される少なくとも二個の磁石を用いる。生起される磁界を軸方向とするためには、磁石の磁極をコイルの軸方向に正対させることが好ましい。また、コイルに強い磁界を作用させるために、製作誤差寸法の許す限り間隙を小さくすることが好ましい。

磁石の使用数、大きさ、配置、磁極の極性については様々な構成が考えられ、所望する回転変位量と駆動力を考慮して決定する。基本的には、コイルに流れる電流と各磁石の磁界とが与えられたとき、誘起される各電磁力が加算されて回転体を同一回転方向に駆動するように構成する。例えば、二個の磁石をコイルの片側に配置する構成では、長円形のコイルの長径方向に電流が流れ出る部分と電流が戻って来る部分とに、それぞれ異なる磁極、すなわち一方にＮ極他方にＳ極を正対させることが好ましい。これにより、誘起される電磁力は同じ回転方向に向かうことになる。
打球部は、回転体の外周部に設けられ、駆動力を取り出す出力手段の役割を果たす部位である。打球部は、回転変位による直接駆動でパチンコ玉を打ち出すことができる。取付座は、ハウジングをパチンコ機の内部に取り付ける部位である。

次に、上述のように構成した本発明のパチンコ玉打出し機の作用について説明する。外部の直流電源からコイルに電流を通電すると、各磁石の磁界との作用により、電磁力が誘起される。電磁力の方向は、フレミングの左手法則で明らかなように、電流にも磁界にも直交する方向である。ここで、電流をベクトルとみなし、回転軸心から径方向に向かう径方向電流と、回転体の回転方向に向かう回転方向電流とに分けて考えることができる。すると、径方向電流と軸方向の磁界との作用により、軸回転方向の電磁力が誘起される。回転方向電流では径方向の電磁力が誘起されるが、回転駆動には寄与しない。結局、長円形のコイルを流れる電流のうち径方向電流成分により回転駆動力が誘起される。そしてコイルの全ての部分の電流と全ての磁石との作用により誘起される回転駆動力の総和が、回転体に作用する。

回転駆動力によって回転体が回転運動すると、電流と磁界との相対位置関係が変わるため、回転駆動力の大きさが変わる。コイルが磁石から遠ざかり磁界の作用を受けなくなれば回転体は停止する。また、回転運動の途中で通電電流を低減あるいは遮断すれば回転駆動力は減少し、回転運動は中断する。なお、回転体の係合穴にハウジング側のストッパ部材が入り込んで、回転可能な角度範囲が規定されている。このように、ある角度範囲での回転揺動運動を打球部に出力し、揺動範囲を調整することにより、パチンコ玉の打ち出しに利用することができる。

前記回転体は、回転変位に追従して変形しながら電源との接続を保つ渦巻き状のフレキシブルケーブルを前記導線の両端にもつようにしてもよい。打球部はある角度範囲での回転運動を行うので、整流子及び通電ブラシに代わりフレキシブルケーブルを設けるようにしてもよい。フレキシブルケーブルは渦巻き状で弾性を有する導体であり、回転体の回転変位に追従してぜんまいばねのように自在に巻き上げ及び引き出しが行われて、コイルと電源との接続を保つことができる。これに対して、従来のケーブルを弛ませた構造では、繰り返し応力による強度低下や軸支部分などでの噛み込みなどのおそれがある。また、通電ブラシによる接触構造では接触抵抗があり、経時使用による接触不良も懸念される。フレキシブルケーブルによる接続では、これらの問題点を一掃することができ、極めて高い信頼性を確保することができる。

前記磁界発生手段は、前記コイルの片側の前記回転軸心を中心とする円周上に配設されて交互に異なる極性をもつ四個の磁石と、前記コイルの反対側に該四個の磁石とそれぞれ向き合うように配設されかつ向き合う磁石と異なる極性をもつ別の四個の磁石と、からなるようにしてもよい。磁界発生手段として、コイルの両側に各四個計八個の磁石を配置することができる。両側配置の構成は、片側配置と比較して軸長方向の寸法は若干増加するが、向かい合う二個の磁石によって生起される磁界は大きくかつ安定するため、大きな駆動力を必要とするパチンコ玉打出し機の用途に好適である。

前記ハウジングは、内部中央に軸受部をもつ二個の皿状のカバーフランジが向かい合って内部空間を形成するようにして構成され、かつ端面の一部が円周方向に切り欠かれて前記打球部を挿通させる開口部が形成され、二個の該カバーフランジは前記ストッパ部材を用いて一体化されている、ことが好ましい。この態様によれば、容易に扁平な内部空間を形成することができ、またシャフトを不付きとして回転体の外周部から直接出力を取り出すことができる。したがって、軸長方向の外形寸法を極限まで低減して扁平形とすることができる。

本発明のパチンコ玉打出し機では、略長円形の扁平なコイルを用いてモータの軸長方向の外形寸法を極限まで低減し、かつ回転体の外周部から出力を取り出すようにしているので、扁平形としてのメリットが大きい。また、コイルが回転対称で中央に軸心部があるため、製作が容易である。さらに、長円形コイルの両側の長径方向に流れる電流によって駆動力が誘起されるのでコイルは１つあればよく、部品点数が少ないため組立が簡単である。

フレキシブルケーブルを導体の両端にもち直流電源に接続した態様では、ケーブルの噛み込みや通電ブラシの接触不良などの懸念がなく、電気的接続部分の信頼性が極めて高い。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図５を参考にしながら説明する。図１は、本発明の実施例のパチンコ玉打出し機を駆動する扁平形直流モータを説明する図であり、（ａ）は回転軸心Ｘと直交する面で切った正面断面図、（ｂ）は正面断面図のＡ−Ａ方向からみた横断面図である。（ａ）は横断面図のＢ−Ｂ方向からみた図に相当している。実施例の扁平形直流モータ１は、限られた角度範囲で回転揺動運動するものであり、コイル２をもつ回転体３と、ハウジング４と、八個の磁石５１〜５８と、で構成されている。

ハウジング４は、図１（ｂ）に示されるように、二個の皿状のカバーフランジ４１、４２が向かい合って内部空間を形成するようにして構成されている。カバーフランジ４１、４２は、回転軸心Ｘから離れた二箇所で棒状のストッパ部材４３にねじ４４で締め付けられて、一体化されている。一方のカバーフランジ４１の内部中央には凹形状の軸端受容部４５が形成され、軸受部４６が設けられている。他方のカバーフランジ４２の中央には軸孔４７が穿孔され、内部側に軸受部４８が設けられている。また、一方のカバーフランジ４１の周囲の三箇所には取付孔をもつ取付座４９が設けられ、パチンコ機の内部に固定できるようになっている。

回転体３は、コイル２と軸体３１とが成形体３３によって一体化されて形成されている。図２は回転体３を詳細に説明する正面図であり、コイル２は中央に空隙をもつ長円形で扁平な形状に導線が巻き重ねられて形成されている。コイル２が製作された後、空隙には軸心部に相当する筒状の軸体３１が配され、樹脂成形により成形体３３が製作される。成形体３３は、空隙に入り込んでコイル２と軸体３１とを一体化するとともに、コイル２の外側にも配されて略円形の外形に形成されている。成形体３３のコイル２よりも外側の弓形部分二箇所には、回転方向に長い係合穴３４が形成されている。また、軸体３１の一端にはシャフト３２が回転軸心Ｘの方向に延設されている。

回転体３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ハウジング４によって回動自在に保持されている。すなわち、回転体３の軸体３１の他端は軸端受容部４５の軸受部４６に回動自在に保持され、軸孔４７を挿通するシャフト３２は軸受部４８に回動自在に保持されている。また、係合穴３４にはストッパ部材４３が入り込み、回転可能な角度範囲が規定されている。

八個の磁石５１〜５８は、コイル２の軸方向の両側に間隙を介して四個ずつ配設されている。図３は、図１（ｂ）のＣ−Ｃ方向から回転体３を取り除いてみた正面断面図である。四個の磁石５１〜５４は、環形のバックシート５９上の円周上に９０°ピッチで固定され、バックシート５９はストッパ部材４３と共締めされて一方のカバーフランジ４１に固定されている。四個の磁石５１〜５４は、軸方向に着磁され、Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ−と交互に異なる磁極がコイル２と正対している。同様に、別の四個の磁石５５〜５８も、別のバックシート５９により他方のカバーフランジ４２に固定されている。そして、別の四個の磁石５５〜５８の磁極は、コイル２を介して向き合う磁石の異極すなわちＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−とされ、磁界がコイル２と直交するようになっている。例えば、磁石５１のＮ極と向き合うように磁石５５のＳ極が配置され、図１（ａ）に示されるように、この近傍では紙面裏側から表側に向かう磁界Ｈが生起されている。

次に、上述のように構成された実施例の扁平形直流モータ１の作用について説明する。今、図１（ａ）に示すように、図略の外部の直流電源からコイル２に図中の矢印方向の電流Ｉ１を通電した場合を考える。すると、フレミングの左手法則により、磁石５１、５５の近傍の磁界Ｈと電流Ｉ１との作用で、時計回りの駆動力が誘起される。この作用は、コイル２の１８０°反対側の電流Ｉ２でも同様であり、時計回りの駆動力は倍増される。これによって回転体３は時計回りに変位する。変位に伴い、コイル２は磁石５１、５５から遠ざかって、次の磁石５２、５６に接近する。すると、コイルの異なる部分の電流Ｉ３と磁石５２、５６との作用による駆動力で回転運動が継続され、係合穴３４の端にストッパ部材４３が当接するまで変位する。当然ながら、通電方向を逆にすれば、回転体３は反時計回りに回転する。

次に、図４を参考にして、本発明の実施例のパチンコ玉打出し機について説明する。図４は、図１の回転体３３の外周部に出力手段として打球部８を備え、さらにフレキシブル接続部９をもった実施例のパチンコ玉打出し機１３を説明する図である。図４で、（ａ）はパチンコ玉打出し機１３の外形図、（ｂ）は外形図のＥ−Ｅ方向からみた横断面図である。図４（ｂ）に示されるように、向かい合う二個の皿状のカバーフランジ４１、４２は、接触していた端面の一部が円周方向に切り欠かれて、開口部８２が形成されている。回転体３側のシャフトは不付きで、代わりに成形体３３の略円形の外周部にアーム状の打球部８が配設されている。打球部８は、回転方向へ揺動できるように開口部８２を挿通してハウジング４外に突出し、先端にはハンマヘッド８１が設けられている。さらに、ハンマヘッド８１の回転揺動範囲を規定する２つのストッパ部材８３が、取付座４９に隣接して配設されている。

一方、カバーフランジ４２の外側には、フレキシブル接続部９が配設されている。図５はフレキシブル接続部９の詳細を説明する図であり、接続部９内には渦巻き状で弾性を有する金属製の一対のフレキシブルケーブル９１が収納されている。フレキシブルケーブル９１の一端は、接続コネクタ９２に接続されて直流電源が供給され、他端はコイル２の導線に接続されている。

上述のように構成された実施例のパチンコ玉打出し機１３は、取付座４９によってパチンコ機の内部に取り付けられ、ハンマヘッド８１は図略の発射レール内に配設される。そして、直流電源からフレキシブルケーブル９１を経由してコイル２に電流が通電されると、回転体３は回転揺動してハンマヘッド８１を駆動し、発射レール内のパチンコ玉を打出すことができる。また、電流を可変とすることにより、パチンコ玉の打ち出しの勢いを調整することができる。ここで、フレキシブルケーブル９１は、回転体３の回転揺動に追従して、ぜんまいばねのように自在に変位を吸収することができる。したがって、発生する応力は小さく、多頻度の動作に対し極めて信頼性の高いパチンコ玉打出し機１３を提供することができる。

本発明の実施例のパチンコ玉打出し機を駆動する扁平形直流モータを説明する図であり、（ａ）は回転軸心と直交する面で切った正面断面図、（ｂ）は正面断面図のＡ−Ａ方向からみた横断面図である。図１の実施例において、回転体を詳細に説明する正面図である。図１の実施例において、Ｃ−Ｃ方向から回転体を取り除いてみた正面断面図である。本発明の実施例のパチンコ玉打出し機を説明する図であり、（ａ）は外形図、（ｂ）は外形図のＥ−Ｅ方向からみた横断面図である。図４の実施例において、フレキシブル接続部の詳細を説明する図である。

符号の説明

１３：パチンコ玉打出し機
１：扁平形直流モータ
２：コイル
３：回転体
３１：軸体３２：シャフト３３：成形体
３４：係合穴
４：ハウジング
４１、４２：カバーフランジ４３：ストッパ部材
４４：ねじ４５：軸端受容部４６：軸受部
４７：軸孔４８：軸受部４９：取付座
５１〜５８：磁石５９：バックシート
８：打球部
８１：ハンマヘッド８２：開口部８３：ストッパ部材
９：フレキシブル接続部
９１：フレキシブルケーブル９２：接続コネクタ
Ｘ：回転軸心
Ｈ：磁界
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３：電流

Claims

回転軸心と直交する面に拡がり同軸的に導線が巻重ねられて形成された略長円形のコイルをもつ略円形の回転体と、該回転体を回動自在に保持するハウジングと、該ハウジングに配設され該コイルに対し軸方向の磁界を生起する磁界発生手段とを備え、前記回転体は該コイルの中央を挿通する軸心部をもつとともに該コイルの外側の弓形部分に回転可能な角度範囲を規定する係合穴をもち、該ハウジングは該係合穴に入り込むストッパ部材をもち、前記磁界発生手段は該コイルの軸方向の両側あるいはいずれか片側に間隙を介して配設される少なくとも二個の磁石からなり、限られた前記角度範囲で回転揺動運動する扁平形直流モータと、
該回転体の外周部に設けられてパチンコ玉を打ち出す打球部と、
該ハウジングに設けられ該ハウジングをパチンコ機の内部に取り付ける取付座と、
を備えることを特徴とするパチンコ玉打出し機。
前記回転体は、回転変位に追従して自在に巻き上げ及び引き出しが行われて変形しながら電源との接続を保つ渦巻き状のフレキシブルケーブルを前記導線の両端にもつ、請求項１に記載のパチンコ玉打出し機。
前記磁界発生手段は、前記コイルの片側の前記回転軸心を中心とする円周上に配設されて交互に異なる極性をもつ四個の磁石と、前記コイルの反対側に該四個の磁石とそれぞれ向き合うように配設されかつ向き合う磁石と異なる極性をもつ別の四個の磁石と、からなる、請求項１または２に記載のパチンコ玉打出し機。
前記ハウジングは、内部中央に軸受部をもつ二個の皿状のカバーフランジが向かい合って内部空間を形成するようにして構成され、かつ端面の一部が円周方向に切り欠かれて前記打球部を挿通させる開口部が形成され、二個の該カバーフランジは前記ストッパ部材を用いて一体化されている、請求項１〜３に記載のパチンコ玉打出し機。