| 【発明の名称】 |
ソレノイド駆動回路を有する遊技装置、および、ソレノイドの駆動制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】蓮沼 光次
【住所又は居所】群馬県桐生市広沢町２丁目３０１４番地の８ 株式会社平和内
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| 【要約】 |
【課題】ソレノイドを長時間駆動しても、ソレノイドの過熱を効率良く軽減させて省力化を図り、シンプルな制御構成とすること。また、ノイズ発生を極力抑え、耐久性を向上させること。
【解決手段】ソレノイド３１３の駆動初期状態ではコンデンサ３１２の出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａ（高電圧）から下限値Ｖｂ（低電圧）に至る放電期間に対応して高トルクＮａ動作とし、かつ、ソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃ吸引後の駆動後期状態ではコンデンサ３１２の出力電圧の下限値Ｖｂに対応して低トルクＮｂを保持するように、制御信号３１７に基づく第１の駆動制御を行い、さらに、プランジャー３１３ｃを吸引しない駆動停止期間では出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂから上限値Ｖａへ至る充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号３１７に基づく第２の駆動制御を行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 役物を作動させるソレノイド駆動回路を有する遊技装置であって、ソレノイドを高トルクで動作させるために必要な、出力電圧の上限値を設定する上限値設定手段と、前記ソレノイドを低トルクで動作させるために必要な、前記出力電圧の下限値を設定する下限値設定手段と、前記出力電圧の前記下限値から上限値に至るまでの充電処理と、前記上限値から前記下限値に至るまでの放電処理とを、前記ソレノイドの動作に連動して行う充放電手段と、前記ソレノイドが、プランジャー吸引時の駆動初期状態では前記出力電圧の前記上限値から前記下限値に至るまでの放電期間に対応して高トルクで動作し、かつ、プランジャー吸引後の駆動後期状態では前記出力電圧の前記下限値に対応して低トルクを保持するように、制御信号に基づいて駆動制御する第１の制御手段と、前記ソレノイドが、プランジャー非吸引時の駆動停止状態では、前記出力電圧の前記下限値から前記上限値に至るまでの充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号に基づいて駆動制御する第２の制御手段とを具えたことを特徴とするソレノイド駆動回路を有する遊技装置。
【請求項２】 遊技装置における役物を作動させるためのソレノイドの駆動制御方法であって、ソレノイドを高トルクで動作させるために必要な、出力電圧の上限値を設定する工程と、前記ソレノイドを低トルクで動作させるために必要な、前記出力電圧の下限値を設定する工程と、前記ソレノイドが、プランジャー吸引時の駆動初期状態では前記出力電圧の前記上限値から前記下限値に至るまでの放電期間に対応して高トルクで動作し、かつ、プランジャー吸引後の駆動後期状態では前記出力電圧の前記下限値に対応して低トルクを保持するように、制御信号に基づいて駆動制御する第１の制御工程と、前記ソレノイドが、プランジャー非吸引時の駆動停止状態では、前記出力電圧の前記下限値から前記上限値に至るまでの充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号に基づいて駆動制御する第２の制御工程とを具えたことを特徴とするソレノイドの駆動制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高トルクを必要とする役物を作動させるソレノイド駆動回路を有する遊技機、および、ソレノイドの駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パチンコ機等の遊技機の分野においては、高トルクを必要とする役物を作動させるために、ソレノイドの駆動を利用している。
【０００３】このソレノイドは、長時間の通電状態によって過熱することから、近年、その過熱を効率良く軽減させるための駆動回路の開発が盛んに行われている。
【０００４】例えば、第１の従来例として、特許第１７４６４７５号に記載された「パチンコ機におけるソレノイド駆動装置」では、ソレノイドに高電圧を印加してプランジャが作動したとき、マイクロスイッチによって高電圧から低電圧に切り替え可能としたことにより、ソレノイドを長時間通電においても過熱しないようにしている。
【０００５】第２の従来例として、特許第１７４９７３９号に記載された「パチンコ機におけるソレノイド駆動装置」では、ソレノイドを駆動するに際して、第１のスイッチング素子をオンさせる短期のパルス信号と、第２スイッチング素子をオンさせる所要期の矩形波信号とを同時に、各々制御装置から出力させることにより、ソレノイドを長時間通電させる場合においても過熱しないようにしている。
【０００６】第３の従来例として、特許第１８６４０９３号に記載された「パチンコ機における入賞口開閉機構のソレノイド装置駆動方法」では、ソレノイドのプランジャ吸引状態が安定した後、この吸引状態を維持できる範囲でソレノイドへの供給電力を減少させることにより、余剰電力を小さくして発熱を抑えていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術では、以下の問題が生じる。
【０００８】第１の従来例では、ソレノイドの吸引動作によってプランジャが作動したとき、マイクロスイッチによるメカ的な接触によって高電圧から低電圧への切り替え制御を行っている。このため、マイクロスイッチに高トルクで引くソレノイドのレバーが衝撃的に当たり、耐久性に問題が生じるおそれがある。
【０００９】第２の従来例では、２種類のスイッチング素子を用い、ソレノイドの駆動制御系を２系統必要とするため、制御系の回路が複雑化し、負担が多くなるという問題がある。
【００１０】第３の従来例では、ソレノイドの駆動制御をチョッパー制御にして電流制限を行って過熱を防止しているので、制御系の負担が多くなると共に、電流変化が多くなり、配線からノイズ信号を発生させるという問題点がある。
【００１１】そこで、本発明の目的は、マイクロスイッチで電圧を切り替えたり、高低電圧の２系統を制御で切り替えたり、チョッパー制御したりすることなく、ソレノイドを長時間通電した場合においても、ソレノイドの過熱を効率良く軽減させて省力化を図ると共に、シンプルな制御回路構成を実現することが可能な、ソレノイド駆動回路を有する遊技機、および、ソレノイドの駆動制御方法を提供することにある。
【００１２】また、本発明の他の目的は、ノイズ発生を極力抑え、耐久性にも優れた、ソレノイド駆動回路を有する遊技機、および、ソレノイドの駆動制御方法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、役物を作動させるソレノイド駆動回路を有する遊技装置であって、ソレノイドを高トルクで動作させるために必要な、出力電圧の上限値を設定する上限値設定手段と、前記ソレノイドを低トルクで動作させるために必要な、前記出力電圧の下限値を設定する下限値設定手段と、前記出力電圧の前記下限値から上限値に至るまでの充電処理と前記上限値から前記下限値に至るまでの放電処理とを、前記ソレノイドの動作に連動して行う充放電手段と、前記ソレノイドが、プランジャー吸引時の駆動初期状態では前記出力電圧の前記上限値から前記下限値に至るまでの放電期間に対応して高トルクで動作し、かつ、プランジャー吸引後の駆動後期状態では前記出力電圧の前記下限値に対応して低トルクを保持するように、制御信号に基づいて駆動制御する第１の制御手段と、前記ソレノイドが、プランジャー非吸引時の駆動停止状態では、前記出力電圧の前記下限値から前記上限値に至るまでの充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号に基づいて駆動制御する第２の制御手段とを具えることによって、ソレノイド駆動回路を有する遊技装置を構成する。
【００１４】本発明は、遊技装置における役物を作動させるためのソレノイドの駆動制御方法であって、ソレノイドを高トルクで動作させるために必要な、出力電圧の上限値を設定する工程と、前記ソレノイドを低トルクで動作させるために必要な、前記出力電圧の下限値を設定する工程と、前記ソレノイドが、プランジャー吸引時の駆動初期状態では前記出力電圧の前記上限値から前記下限値に至るまでの放電期間に対応して高トルクで動作し、かつ、プランジャー吸引後の駆動後期状態では前記出力電圧の前記下限値に対応して低トルクを保持するように、制御信号に基づいて駆動制御する第１の制御工程と、前記ソレノイドが、プランジャー非吸引時の駆動停止状態では、前記出力電圧の前記下限値から前記上限値に至るまでの充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号に基づいて駆動制御する第２の制御工程とを具えることによって、ソレノイドの駆動制御方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】本例では、役物を作動させるためのソレノイド駆動回路を有する遊技機として、パチンコ遊技機を例に挙げて説明する。
【００１７】＜システム構成＞まず、パチンコ機の概略構成を、図６〜図７に基づいて説明する。
【００１８】図６は、パチンコ機１の電気的構成を示すブロック図であり、遊技盤（後述する図７参照）の裏面側に設けられている。
【００１９】本パチンコ機１は、主基板１０と、入力側のサブ基板２０と、出力側のサブ基板３０とに大別される。主基板１０と、サブ基板２０，３０との間は、それぞれインターフェース部を介して接続されている。
【００２０】主基板１０は、遊技の制御機能や指令コマンドの発生機能を備えた、遊技用制御の主制御装置である。この主基板１０には、統括的な制御を行う主制御部（ＣＰＵ）１１と、システム用のプログラムや各種の制御用のプログラムが記憶されたＲＯＭ１２と、各種データの記憶域や演算処理の作業域等として用いられるＲＡＭ１３と、本発明に係るソレノイド駆動回路３００とが設けられている。
【００２１】入力側のサブ基板２０には、入力ポート２１を介して、特別図柄始動スイッチ２２、普通図柄作動スイッチ２３、大入賞口スイッチ２４が接続されている。さらに、商用ＡＣ電源１００ＶをＡＣ２４Ｖに変換する電源回路２５と、主プログラムのリセット動作を所定の周期で行わせるためのリセット回路２６が設けられている。
【００２２】出力側のサブ基板３０には、出力ポート３１を介して、特別図柄表示装置１００、ミニデジタル形式の普通図柄表示装置２０５、ランプ表示装置２０７、効果音発生装置３２、賞球払出装置３３等の各種遊技機能が分割された装置が搭載されており、これらの各装置は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、コマンド受信機能を含み、プログラム化されている。すなわち、主基板１０側の装置とサブ基板３０側との装置とは、マスタ−スレーブの関係になっている。
【００２３】この他に、サブ基板３０には、図示しないが、実際の検査部品、ＬＥＤ燈、ランプ燈、各種アクチュエータ（ソレノイド、回転モータ）、スピーカ、表示器等が搭載されている。
【００２４】また、出力ポート３１には、普通電動役物作動ソレノイド３４や、大入賞口作動ソレノイド３５が接続されている。これらソレノイド３４，３５は、ソレノイド駆動回路３００によって駆動制御される。
【００２５】（遊技盤）図７は、特別図柄表示装置１００を備えたパチンコ機の遊技盤の正面図を示す。
【００２６】特別図柄表示装置１００において、ＬＣＤパネル１１０上には、左図柄１１０ａ、中図柄１１０ｂ、右図柄１１０ｃの３つの図柄が形成されている。これら図柄は２次元画像や３次元画像により形成され、各々別個に変動する。
【００２７】２００は、遊技球２０１が入賞する始動入賞口である。この始動入賞口２００は、普通電動役物（電動チューリップ）となっている。
【００２８】そして、この始動入賞口２００は、本発明に係るソレノイド駆動回路３００によって普通電動役物作動ソレノイド３４を駆動制御することによって、開閉動作する。
【００２９】２０２は、大入賞口２０３を有する可変入賞球装置（アタッカー）である。この大入賞口２０３には、継続入賞領域（Ｖゾーン）２０４が設けられている。
【００３０】そして、この可変入賞球装置２０２は、本発明に係るソレノイド駆動回路３００によって大入賞口作動ソレノイド３５を駆動制御することによって、開閉動作する。
【００３１】２０５は、ミニデジタル形式の普通図柄表示装置である。２０６は、普通図柄作動ゲート（スルーチャッカー）である。
【００３２】２０７は、ランプ表示装置である。２０８は、アウト口である。
【００３３】（ソレノイド駆動回路）次に、本発明に係るソレノイド駆動回路３００を、図１〜図５に基づいて説明する。
【００３４】図１は、高トルク動作および低トルク保持が可能なソレノイド駆動回路３００の回路構成を示す。
【００３５】３０１は、ブリッジ整流器である。このブリッジ整流器３０１は、入力側のＡＣ２４Ｖを整流する。
【００３６】３０２は、その整流された＋ＤＣ電圧を出力する電源ラインである。３０３は、アースライン（ＧＮＤ）である。
【００３７】３０４は、平滑用コンデンサであり、ピーク電圧として約ＤＣ３２Ｖを作る。
【００３８】３０５は、電源ライン３０２と、アースライン３０３と、平滑用コンデンサ３０４とからなる電源部である。
【００３９】３０６は、定電圧電源である。この定電圧電源３０６は、入力される約ＤＣ３２Ｖの電圧を、ＤＣ１２ＶおよびＤＣ５Ｖの定電圧に変換する。
【００４０】３０７は、ＤＣ１２Ｖの電圧を出力する出力ラインである。
【００４１】３０８は、ＤＣ５Ｖの電圧を出力する出力ラインである。
【００４２】３０９は、電源ライン３０２にアノード側が接続されたダイオード（Ｄ１）である。このダイオード３０９は、電源ライン３０２の電流に対して、逆流を防止する整流器としての機能をもつ。
【００４３】３１０は、出力ライン３０７にアノード側が接続されたダイオード（Ｄ２）である。このダイオード３１０は、電源ライン３０７の電流に対して、逆流を防止する整流器としての機能をもつ。
【００４４】３１１は、ダイオード３０９のカソードとダイオード３１０のカソードとの間に接続された、抵抗（Ｒ）である。この抵抗３１１は、出力ライン３０２の電流をダイオード３０９を通してコンデンサ３１２に充電するための電流を制限する。
【００４５】３１２は、一端が抵抗３１１およびダイオード３１０のカソードと接続され、他端がアースライン３０３と接続された、コンデンサである。このコンデンサ３１２は、出力ライン３０２の電圧を充電し、ソレノイド３１３の引き始めに電流を流す。
【００４６】３１３は、一端がコンデンサ３１２のＰ点に接続され、他端がパワーデバイス３１４と接続されたソレノイドである。このソレノイド３１３は、前述した普通電動役物作動ソレノイド３４や大入賞口作動ソレノイド３５に相当する。このソレノイド３１３の動作によって、役物として、始動入賞口２００や、可変入賞球装置２０２が開閉動作する。
【００４７】３１４は、ソレノイド３１３を駆動するパワーデバイスである。パワーデバイス３１４としては、例えば、パワー型ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ素子を用いる。
【００４８】３１５は、各種のスイッチ信号等が入力され、パワーデバイス３１４を駆動するための制御信号３１７等の各種制御信号を出力する制御回路である。この制御回路３１５には、定電圧電源３０６から出力ライン３０７，３０８を通じてＤＣ１２Ｖ、ＤＣ５Ｖが供給されている。
【００４９】３１６は、スイッチ信号等の各種の入力信号が、前述した主制御部１１を介して入力される信号入力ラインである。スイッチ信号としては、普通図柄作動スイッチ２３や、大入賞口スイッチ２４等からの信号である。
【００５０】３１７は、制御回路３１５からパワーデバイス３１４に対して出力される制御信号である。
【００５１】３１８は、制御回路３１５から出力されるその他の制御出力としての制御信号である。
【００５２】以上説明したようなソレノイド駆動回路３００において、本発明を実現する上で最小限必要なものとして、以下の構成要素が挙げられる。すなわち、高トルク（図３中のＮａ）を発生するために必要な高電圧を出力する電源部３０５と、低トルク（図３中のＮｂ）を発生するために必要な低電圧を出力する定電圧電源３０６と、ソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃを吸引しきるだけのエネルギーを充電できるコンデンサ３１２と、コンデンサ３１２の充電電流制限およびソレノイド３１３の保持時間中に必要以上の発熱をしない抵抗３１１と、２系統の電圧が逆流しないようにするダイオード３０９，３１０と、ソレノイド３１３を動作させるパワーデバイス３１４と、パワーデバイス３１４の駆動を制御する制御信号３１７を出力する制御回路３１５とが最小限必要である。
【００５３】そして、このようなソレノイド駆動回路３００において、高トルクＮａ発生用の電源部３０５は、ダイオード３０９と抵抗３１１とを通してコンデンサ３１２に充電された約ＤＣ３２Ｖの高電圧を使用し、低トルクＮｂ保持用の定電圧電源３０６はＤＣ１２Ｖ等の低電圧をダイオード３１０を通して同じコンデンサ３１２に充電すると共に、安定した保持電圧を保つように制御する。
【００５４】（ソレノイドの基本的構成）図２は、ソレノイド３１３の一般的な構成例を示す。ソレノイド３１３は、一般的に、ボビンに巻いたコイル３１３ａと、コイル３１３ａに通電した時に発生する磁界を効率良く通す金属製のフレーム３１３ｂと、コイル３１３ａを巻いたボビンの中をスライドして移動するプランジャー３１３ｃとから構成されている。プランジャー３１３ｃの先端部は、スプリング４００を介して、支持板４０１に接続されている。また、プランジャー３１３ｃには、回転軸４０２を基準として回動自在な回動板４０３が取付けられている。この回動板４０３は、ストッパー４０４によって回動が制限されている。
【００５５】そして、プランジャー３１３ｃは、動作開始時（駆動初期状態）では、コイル３１３ａを巻いたボビンから必要な動作距離部分が出ている状態から動作を開始する。この動作開始時では、コイル３１３ａを巻いたボビンとプランジャー３１３ｃとの関係から、同じ電流を流しても吸引力が一番弱い状態から動作を開始し、プランジャー３１３ｃがコイル３１３ａを巻いたボビンの中に吸引されるに従って吸引トルクも増大していくことになる。
【００５６】プランジャー３１３ｃの動作開始時の位置（原点）をＸ０とし、動作終了時の位置（最長端）をＸ１とすると、全ストローク長はＬ＝Ｘ１−Ｘ０として表すことができる。このストロークの変位量は、ΔＸとして表すものとする。従って、プランジャー３１３ｃの吸引動作に伴って回動板４０３を回動することによって、変位量ΔＸに対応して役物（始動入賞口２００、可変入賞球装置２０２等の開閉口）を開閉動作させることができる。
【００５７】＜システム動作＞以下、ソレノイド駆動回路３００を含む本装置の動作について説明する。
【００５８】本例では、前述した図２に示したようなソレノイド３１３の動作特性を十分活用し、かつ、ソレノイド３１３の発熱を抑えながら高トルクＮａで動作可能な駆動回路を提供するものである。
【００５９】（回路動作）まず、ソレノイド駆動回路３００の動作について説明する。
【００６０】図１において、ＡＣ２４Ｖがブリッジ整流器３０１に入力され、電源ライン３０２の＋ＤＣ電圧とアースライン３０３の−ＤＣ電圧とに整流される。この整流された電圧は、平滑用コンデンサにより平滑されて、ピーク電圧約ＤＣ３２Ｖが作られ、定電圧電源３０６に供給されると共に、ダイオード３０９と抵抗３１１とを通してコンデンサ３１２に充電される。
【００６１】定電圧電源３０６では、ＤＣ１２Ｖの定電圧およびＤＣ５Ｖの定電圧を作る。ＤＣ１２Ｖの電圧は、ダイオード３１０を通してコンデンサ３１２に充電されると共に、ソレノイド３１３の保持電圧として供給される。
【００６２】制御回路３１５は、ＤＣ１２ＶおよびＤＣ５Ｖの電源の供給を受けて動作する。この動作は、信号入力ライン３１６からのスイッチ信号等の入力信号によって各種制御を行い、その出力として制御信号３１７をパワーデバイス３１４に送る。パワーデバイス３１４のスイッチング動作によって、ソレノイド３１３が吸引動作を行う。制御回路３１５は、その他の制御信号３１８も出力している。
【００６３】（ソレノイドの動作）次に、ソレノイド３１３の動作について説明する。
【００６４】図３は、制御信号３１７に対するコンデンサ３１２の充電電圧およびソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃの動作曲線を示す。
【００６５】Ｖｃは、制御回路３１５から出力される制御信号３１７である。
【００６６】Ｖｐは、コンデンサ３１２の充電・放電に基づくＰ点側の充電電圧に相当する出力電圧である。この出力電圧Ｖｐは、最大値Ｖａ＝ＤＣ３２Ｖから、最小値Ｖｂ＝ＤＣ１２Ｖの範囲内で変化する。最大値Ｖａは、電源部３０５からダイオード３０９、抵抗３１１を介して作成される。最小値Ｖｂは、定電圧電源３０６からダイオード３１０を介して作成される。
【００６７】ΔＸは、ソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃにおけるストロークの変位量を示す。この変位量ΔＸは、ストロークの最大値Ｘ１から最小値Ｘ０の範囲で変位する。全ストローク長は、Ｌ＝Ｘ１−Ｘ０とする。
【００６８】図１および図３において、電源部３０５のＤＣ電圧を、ダイオード３０９と抵抗３１１とを通して、コンデンサ３１２に充電する。この充電電流は、抵抗３１１によって制限されており、オン・オフのパルス信号等からなる制御信号３１７に基づいてパワーデバイス３１４がスイッチング動作を行うと、ソレノイド３１３に電流が流れて、プランジャー３１３ｃの吸引動作が開始される。完全に吸引状態になったときには、抵抗３１１に流れる電流による発熱を生じるため、十分な容量を持った抵抗とする。
【００６９】ここで、抵抗３１１とコンデンサ３１２との関係は、ソレノイド３１３を動作させる間隔および動作時間で決まり、この定数はソレノイド３１３の動作していない時間（図３では、ｔ２〜ｔ３のオフ時間）に、コンデンサ３１２にソレノイド３１３を動作させるだけの電圧を充電できる抵抗値を設定する必要がある。従って、動作間隔が短い設定になると、コンデンサ３１３に十分充電できなくなると共に、ソレノイド３１３の発熱を軽減する手段も講じられないことになる。
【００７０】コンデンサ３１２は、電源部３０５からの電圧をダイオード３０９、抵抗３１１を通して充電され、その充電電圧が出力電圧Ｖｐとしてソレノイド３１３に印加されるため、ソレノイド３１３が十分吸引できる容量を必要とする。
【００７１】また、コンデンサ３１２とソレノイド３１３との関係は、パワーデバイス３１４がスイッチング動作を行ってオン状態となると、ソレノイド３１３にはコンデンサ３１２に充電された充電電圧すなわち動作に必要な最大電圧（最大値Ｖａ≒ＤＣ３２Ｖ）である出力電圧Ｖｐが印加される。この出力電圧Ｖｐの印加により、時間の経過と共に、ソレノイド３１３のプランジャー３１３ｃはコイル３１３ａを巻いたボビンに引き込まれていく。この動作と平行して、コンデンサ３１２の充電電圧すなわち出力電圧Ｖｐの値は降下して行き、出力ライン３０７からダイオード３１０を通した電圧（最小値Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖ）まで降下して安定する。この安定状態が保持状態になる。
【００７２】なお、適切なコンデンサ３１２の容量とソレノイド３１３の電流容量とをマッチングさせることによって、無駄のない安定した、ソレノイド３１３の動作を行うことができる。
【００７３】（具体例）次に、具体例について説明する。
【００７４】図４は、前述した図３に関連した波形を示す。Ｖｐは、充電・放電するコンデンサ３１２の出力電圧である。最大値Ｖａ（約ＤＣ３２Ｖ）から、最小値Ｖｂ（ＤＣ１２Ｖ）の範囲内で変化する。
【００７５】Ｖｏは、パワーデバイス３１４の端子電圧である。
【００７６】Ｖｃは、制御回路３１５から出力される制御信号３１７のパルス波形である。
【００７７】Ｉｓは、ソレノイド３１３に流れる動作電流（放電電流）である。
【００７８】ただし、抵抗３１１をＲ＝１．１ｋΩ、コンデンサ３１２の容量Ｃ＝１０００μＦ、ソレノイド３１３の直流抵抗Ｒｓ＝５０Ωに設定する。
【００７９】このように設定した場合、コンデンサ３１２の充電電圧すなわち出力電圧Ｖｐ≒ＤＣ３２Ｖによって、駆動初期状態として約５０ｍ秒間（図３では、オン期間中のｔ０〜ｔ１の期間）だけソレノイド３１３に動作電流Ｉｓが流れる。その後は、ＤＣ１２Ｖの出力ライン３０７から供給される電流によって安定し、コンデンサ３１２の出力電圧はＶｐ≒ＤＣ１２Ｖに落つく。
【００８０】そして、ソレノイド３１３の動作終了後、ダイオード３０９、Ｒ＝１．１ｋΩの抵抗３１１を通して、容量Ｃ＝１０００μＦのコンデンサ３１２がフル充電され、これにより、コンデンサ３１２の出力電圧は再びＶｐ≒ＤＣ３２Ｖに設定される。このフル充電に要する時間は約３秒（図３では、ｔ２〜ｔ３のオフ期間）かかるため、ソレノイド３１３の間欠動作は、理想的には、そのオフ時間を少なくとも３秒以上とることが望ましい。従って、オフ時間が３秒以上となるように、制御回路３１５から出力される制御信号３１７のパルス波形のパルス幅を設定する必要がある。
【００８１】（ソレノイドの駆動制御の手順）次に、ソレノイド３１３の駆動制御の手順を整理して説明する。
【００８２】図５は、役物を作動させるソレノイド３１３の駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００８３】ステップＳ１では、ソレノイド３１３を高トルクＮａで動作させるために必要な、コンデンサ３１２のＰ点での充電電圧に相当する出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａを設定する。ここでの出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａとは、電源部３０５の電源ライン３０２から供給される値であり、Ｖａ≒ＤＣ３２Ｖに相当する。
【００８４】ステップＳ２では、ソレノイド３１３を低トルクＮｂで動作させるために必要な、コンデンサ３１２のＰ点での充電電圧に相当する出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂを設定する。ここでの出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂとは、定電圧電源３０６の出力ライン３０７から供給される値であり、Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖに相当する。
【００８５】ステップＳ３では、出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂから上限値Ｖａに至るまでの充電処理、および、上限値Ｖａから下限値Ｖｂに至るまでの放電処理が、ソレノイド３１３の動作に連動して行えるように充放電回路を設計する。
【００８６】ステップＳ４では、ソレノイド３１３が、プランジャー３１３ｃ吸引時の駆動初期状態では出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａから下限値Ｖｂに至る放電期間に対応して高トルクＮａで動作し、かつ、プランジャー３１３ｃ吸引後の駆動後期状態では出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂに対応して低トルクＮｂを保持するように、制御信号３１７に基づいてパワーデバイス３１４を駆動制御する。
【００８７】すなわち、制御信号３１７をオン状態としてパワーデバイス３１４を駆動状態とすることによって、プランジャー３１３ｃを吸引する駆動初期状態、すなわち、図３に示す制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ０〜ｔ１期間（例えば５０ｍ秒）では、コンデンサ３１２の出力電圧Ｖｐの上限値Ｖａ≒ＤＣ３２Ｖから下限値Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖに至る範囲内の放電を行うことによって、その放電電流すなわち動作電流Ｉｓの大きさに対応した高トルクＮａを発生する。
【００８８】また、同じく制御信号３１７をオン状態としたままでパワーデバイス３１４の駆動状態を維持することによって、プランジャー３１３ｃを吸引後の駆動後期状態、すなわち、図３に示す制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ１〜ｔ２期間では、コンデンサ３１２の出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂ≒ＤＣ１２Ｖに基づいて微弱な放電を行うことによって、その放電電流すなわち動作電流Ｉｓの大きさに対応した低トルクＮｂを発生する。
【００８９】ステップＳ５では、ソレノイド３１３が、プランジャー３１３ｃ非吸引時の駆動停止状態では、出力電圧Ｖｐの下限値Ｖｂから上限値Ｖａに至るまでの充電期間中はトルクを発生しないように、制御信号３１７に基づいてパワーデバイス３１４を駆動制御する。
【００９０】すなわち、制御信号３１７をオフ状態としてパワーデバイス３１４を動作停止状態にすることによって、プランジャー３１３ｃを吸引しない動作停止期間、すなわち、図３に示す制御信号Ｖｃのオフ期間中のｔ２〜ｔ３期間（例えば３秒以上）において、コンデンサ３１２の出力電圧Ｖｐの下限値≒ＤＣ１２Ｖから上限値≒ＤＣ３２Ｖへ至る範囲のフル充電を行う。
【００９１】従って、ソレノイド３１３が動作状態にあっても、プランジャー３１３ｃを吸引後の駆動後期状態（図３中のｔ１〜ｔ２期間）では低トルクＮｂを保持し続けるため、従来に比べてソレノイド動作中の発熱量を大幅に低減することが可能となる。これにより、大当りが発生して、継続入賞が連続して生じたような場合、大入賞口作動ソレノイド３５を長時間通電してもソレノイド３１３を過熱するようなことをなくすことができる。
【００９２】このようなことから、従来例のような、マイクロスイッチで電圧を切り替える制御機構、高低電圧の２系統を制御で切り替える制御機構、チョッパーによる制御機構等を無くし、制御回路の構成を単純化することができる。
【００９３】（高トルク／低トルク）次に、高トルクＮａおよび低トルクＮｂについて説明する。
【００９４】ソレノイド３１３の吸引力をＦとし、プランジャー３１３ｃの変位量をΔＸとするとき、トルクＮは、 Ｎ（トルク）＝Ｆ（吸引力）×ΔＸ（変位量） …（１）
として定義することができる。
【００９５】ここで、吸引力Ｆは、ソレノイド３１３によってプランジャー３１３ｃに作用する磁化力に比例し、この磁化力はソレノイド３１３に発生する磁界の強さに比例し、磁界の強さはコイル３１３ａに流れる動作電流Ｉｓに比例する。従って、動作電流Ｉｓが大きければ、吸引力Ｆが増加することになる。
【００９６】図４に示すように、動作電流Ｉｓは、駆動初期状態である制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ０〜ｔ１期間（約５０ｍ秒間）においては大きい値を示すが、駆動後期状態である制御信号Ｖｃのオン期間中のｔ１〜ｔ２期間においては当初の約１／２以下の小さな値しか示さない。
【００９７】以上のことから、高トルクＮａおよび低トルクＮｂは、それぞれ次のように定義することができる。
【００９８】高トルクＮａとは、プランジャー３１３ｃに対する吸引力Ｆが最大（動作電流Ｉｓは最大）となるときのエネルギー、すなわち、変位量ΔＸが０から全ストローク長Ｌになるまでに必要な吸引エネルギーに相当する。
【００９９】低トルクＮｂとは、プランジャー３１３ｃを吸引後にその状態を保持（動作電流Ｉｓは最小）するために必要なエネルギー、すなわち、吸引後の全ストローク長Ｌに相当する変位量ΔＸをそのまま維持するために必要な保持エネルギーに相当する。
【０１００】従って、例えば、図３において、制御信号Ｖｃの１サイクルの時間を３０秒とし、プランジャー３１３ｃ非吸引時の駆動停止時間（ｔ２〜ｔ３期間）を３秒に設定した場合、プランジャー３１３ｃ吸引時の高トルクに対応するオン時間（ｔ０〜ｔ１期間）は非常に短く５０ｍ秒位であるため、プランジャー３１３ｃ吸引後の低トルクに対応するオン時間（ｔ１〜ｔ２期間）を非常に長くとることが可能となり、例えば約２６．９５秒にとることができる。
【０１０１】この１サイクルの期間は、入賞口の１回分の開閉動作に相当するため、大当りが発生し継続入賞が生じたような場合、例えば２０回継続した場合は、２０×３０秒＝６００秒（１０分）間だけ入賞口の開閉動作が継続することになり、その分、ソレノイド動作中の発熱量が増加することになる。しかし、本発明では、オン期間中の高トルクを動作させる時間（すなわち５０ｍ秒／３０秒）は、低トルクを保持する時間（すなわち２６．９５秒／３０秒）に比べてわずかな時間であるため、たとえ１０分間に渡って連続動作した場合でも、従来に比べてソレノイド動作中の発熱量を大幅に低減することができる。
【０１０２】しかも、図４からわかるように、低トルク時（ｔ１〜ｔ２期間）の動作電流Ｉｃの値は高トルク時（ｔ０〜ｔ１期間）の約１／２であるため、低トルク時の発熱量（Ｉｃの２乗に比例）は高トルク時の約１／４に抑えることができる。
【０１０３】以上のことから、大入賞口作動ソレノイド３５を長時間通電してもソレノイド３１３を過熱するようなことをなくすことができる。
【０１０４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、ソレノイドの駆動初期状態ではコンデンサ出力電圧の上限値（高電圧）から下限値（低電圧）に至る放電期間に対応して高トルクＮａ動作とし、かつ、ソレノイドのプランジャー吸引後の駆動後期状態ではコンデンサ出力電圧の下限値に対応して低トルクＮｂを保持するように、制御信号に基づく第１の駆動制御を行い、さらに、プランジャーを吸引しない駆動停止状態では出力電圧の下限値から上限値へ至る充電期間に対応してトルクを発生しないように、制御信号に基づく第２の駆動制御を行うので、発熱の少ないソレノイド駆動回路を実現することができ、これにより、ソレノイドの過熱を軽減させた状態で長時間動作を行うことが可能となり、省力化を図り、作業効率を向上させることができる。
【０１０５】また、本発明によれば、ソレノイドの駆動初期状態において、コンデンサに充電された高電圧はソレノイドの動作に伴って放電し、なめらかな放電曲線を描くので、外部に対してのノイズの発生を低減することができ、さらに、機械的な制御に頼らずソフトウェア的な制御でソレノイドを駆動することができるので、耐久性にも優れた装置を作成することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５４６７９
【氏名又は名称】株式会社平和
【住所又は居所】群馬県桐生市広沢町２丁目３０１４番地の８
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| 【出願日】 |
平成１３年９月１４日（２００１．９．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７４８１
【弁理士】
【氏名又は名称】谷 義一 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−７９９０１（Ｐ２００３−７９９０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年３月１８日（２００３．３．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２７９８８４（Ｐ２００１−２７９８８４） |
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