直流２線式近接スイッチおよび遊技球計数機
【課題】ＬＣ共振回路を用いた発振回路における検出コイルの断線を直流２線式近接スイッチの２線出力から判別する。
【解決手段】ＬＣ共振回路１０の検出コイルＬが断線故障した場合、開放動作を呈するよう設定すると共に、開放動作時の漏れ電流に加えて定電圧発生手段Ｄ１，Ｄ２および第１の抵抗器Ｒeで調整された電流が付加された中間電流を出力するように構成する。
【解決手段】ＬＣ共振回路１０の検出コイルＬが断線故障した場合、開放動作を呈するよう設定すると共に、開放動作時の漏れ電流に加えて定電圧発生手段Ｄ１，Ｄ２および第１の抵抗器Ｒeで調整された電流が付加された中間電流を出力するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流２線式近接スイッチおよび遊技球計数機に関し、特に、ＬＣ共振回路における検出コイルの断線故障を判別することが可能な直流２線式近接スイッチおよび遊技球計数機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾球遊技機の遊技球を扱う遊技機や遊技球計数機では、遊技球の通過を検知する手段として、一般的に貫通孔を備えた遊技球検出器（近接スイッチ）が用いられている。
【０００３】
このような遊技球検出器には、主として直流２線式の近接スイッチが使用されている。この直流２線式近接スイッチは、無接点でチャタリングのない安定した開閉動作を、接点スイッチと同様に使用することができ、他の遊技球の検出原理と比較して、作動耐久性能および耐環境性能が共に高く、故意の誤動作の誘発がほぼ不可能であるほか、省配線および配線工数の低減といった２線式スイッチのメリットも有している。
【０００４】
ところで、従来、遊技球の速度によらず常に所定以上のパルス幅の検出出力を得ると共にチャタリングによる誤検出も防止する直流２線式近接スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１は従来の直流２線式近接スイッチの一例を示すブロック図であり、また、図２は図１に示す直流２線式近接スイッチの回路構成を示す図であり、これら図１および図２は上記特許文献１に示された直流２線式近接スイッチを示すものである。図１および図２において、参照符号１０１は発振回路（高周波発振回路）、１０２は検波積分回路、１０３は弁別回路、１０４は出力回路（２線式出力回路）、１０５は定電圧回路、１０６は電圧検知回路、そして、１０７はタイマ回路を示している。
【０００６】
図１および図２に示す従来の直流２線式近接スイッチは、金属製の遊技球（金属物体）が通過する領域に配置された検出コイルＬ１、検出コイルＬ１を駆動して高周波磁界を発生させる発振回路１０１、発振回路１０１の発振振幅を検波して積分する検波積分回路１０２、検波積分回路１０２の出力を所定のしきい値と比較弁別する弁別回路１０３、弁別回路１０３の出力に応じて一対の端子Ｔ１，Ｔ２間の直流電圧（出力電圧）Ｖoutを変化させて検出信号を出力する出力回路１０４、および、一定の基準電圧Ｖccを与える定電圧回路１０５を備えている。なお、検出コイルＬ１は、例えば、遊技球が通過する貫通孔に配置される。
【０００７】
さらに、図１および図２に示す従来の直流２線式近接スイッチは、端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧を検知する電圧検知回路１０６、および、電圧検知回路１０６の検知出力によりトリガされて所定のタイマ時間をカウントするタイマ回路１０７を備えている。そして、タイマ回路１０７の出力によって、タイマ時間のカウント中に出力回路１０４の検出出力が変化しないようにされ、一旦遊技球が検出されて出力電圧Ｖoutが低レベル『Ｌ』から高レベル『Ｈ』に変化すると、タイマ回路１０７におけるタイマ時間のカウントが終了するまで、その高レベル『Ｈ』の出力電圧を保持するようになっている。
【０００８】
これにより、常にタイマ時間よりも短くない所定以上のパルス幅の検出出力が得られると共にチャタリングによる誤検出が防止することができるようになっている。
【０００９】
図３は従来の直流２線式近接スイッチによる遊技球検出動作を概略的に説明するための図であり、直流２線式近接スイッチの外部負荷接続方法、並びに、遊技球の離反および接近時の動作状況を示すものである。なお、図３（ｂ）および図３（ｃ）において、ツェナーダイオードＤおよびスイッチングトランジスタＱは、図２に示す２線式近接スイッチにおける出力回路１０４のツェナーダイオードおよびスイッチングトランジスタに対応している。
【００１０】
図３（ａ）に示されるように、直流２線式近接スイッチ１００は、適当な負荷抵抗ＲLを介して電源（Ｖcc）に接続して使用される。ここで、例えば、低電位側の電源線（Ｖ-）の電位を０ボルトとすると、近接スイッチ１００の出力端（Ｖ+，Ｖ-）の電圧は、Ｖ+になっている。
【００１１】
まず、図３（ｂ）に示されるように、遊技球２００が離れている時（離反状態：遊技球非検出時）、発振回路（１０１）は定常発振を行っており、トランジスタＱはオン状態になる。そして、負荷抵抗ＲLを流れる電流（スイッチ流入電流：最大電流値）ＩHiは、ＩHi＝（Ｖcc−Ｖd3）／ＲLになり、電源電圧Ｖccおよび負荷抵抗ＲLにより規定された値になる。このとき、近接スイッチ１００の出力端の電圧は、低い電圧Ｖ+LOになっている。この電圧Ｖ+LOは、回路駆動に最低限必要な残電圧であり、ツェナーダイオードＤのツェナー電圧Ｖd3に相当する。
【００１２】
次に、図３（ｃ）に示されるように、遊技球２００が接近している時（接近状態：遊技球検出時）、発振回路（１０１）は発振を停止してトランジスタＱはオフ状態になり、負荷抵抗ＲLを流れる電流（最小電流値，漏れ電流値）ＩLOは、電流源を流れる値になる。このとき、近接スイッチ１００の出力端の電圧は、電源電圧Ｖcc近辺の高い電圧Ｖ+Hiになる。ここで、電流ＩLOは、回路駆動に最低限必要な漏れ電流であり、これにより負荷抵抗ＲＬには若干の電圧降下が発生する。
【００１３】
そして、例えば、負荷抵抗ＲLの両端に生じる電圧を検出することにより、遊技球２００の離反および接近を確認することが可能になる。
【００１４】
具体的に、例えば、負荷抵抗ＲLを６８０Ωとし、電源電圧Ｖccを１２ボルトとした場合、図３（ｂ）の遊技球非検出時（待機状態）では、スイッチ流入電流（出力電流）ＩHiが８．８ｍＡ程度になり、図３（ｃ）の遊技球検出時（検知状態）では、スイッチ流入電流（漏れ電流）ＩLOが１ｍＡ程度になる。
【００１５】
また、図１および図２の近接スイッチにおける発振回路はコルピッツタイプのものであり、例えば、検出コイル（Ｌ１）が断線した時にはスイッチングトランジスタＱが開放動作になり、遊技球２００を検出した状態の出力で非動作になる。
【００１６】
ところで、従来、近接スイッチの近傍で比較的強い高周波の電波が発射されると発振回路の発振が停止して誤って遊技球を検出するといった誤動作を低減し、さらに、発振回路が停止するレベルを容易に調整することが可能な近接スイッチ発振回路も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１７】
この特許文献２に示された従来の近接スイッチ発振回路は、発振回路の出力側にサブストレート型ＰＮＰトランジスタを接続することで、発振回路に近接して電波が発振されたときにはその出力を急激に低下させ、比較回路に与える出力をほぼ零レベルとして遊技球の有無に関わらず遊技球を検出しないように構成し、さらに、調整用抵抗の抵抗値を変化させることによって、サブストレート型ＰＮＰトランジスタによる電波発射時の禁止効果のレベルを調整できるようにしている。
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−２５４２８０号公報
【特許文献２】実開平０３−１３０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来、近接スイッチは、様々な理由により破損や故障が想定され、特に、例えば、遊技球が連続的に通過する貫通孔に機械的ストレスがかかり続けるため、その貫通孔に巻回されている検出コイルが断線することが考えられる。
【００２０】
ところで、弾球遊技機では、例えば、1台当り１０個前後の近接スイッチが搭載されており、それがパチンコホールでの遊技機の設置台数分あるため、近接スイッチの数は膨大なものになる。また、遊技球計数機（遊技球計数装置）は、１０レーン以上の遊技球通過路が設けられており、例えば、その遊技球通過路の２倍の近接スイッチが配置されることになる。さらに、近年、パチンコホールの弾球遊技機の全てに対して遊技球計数機を設けるものも提案されており、使用する近接スイッチの数も益々増加する傾向にある。
【００２１】
ところで、前述したように、従来の近接スイッチは、例えば、検出コイルの断線によって電子スイッチとしての遊技球の検出が不能になる。しかしながら、従来、近接スイッチの故障といった状況は、近接スイッチ自体の出力回路特性の観測では判別することができなかった。
【００２２】
従来、近接スイッチが故障した場合、多くは内部回路が閉塞動作または開放動作のどちらか一方の状態で出力回路が固まってしまい、遊技球を流してもカウントが進まない現象が発生する。これは、遊技球の計数ミスといった金銭に関わる大きな問題になる。
【００２３】
具体的に、例えば、図１〜図３を参照して説明した従来の直流２線式近接スイッチにおいて、検出コイルが断線すると、直流条件をほぼ維持しつつ発振が常時停止する。すなわち、遊技球（金属物体）の有無に関わらず、スイッチ流入電流は漏れ電流ＩLOで、出力端の電圧は電源電圧Ｖcc近辺の高い電圧Ｖ+Hiになって固定される。従って、直流２線式近接スイッチの出力から故障状態であるか否かを見分けることができない。
【００２４】
本発明は、上述した従来の近接スイッチ（遊技球検出器）が有する課題に鑑み、金属物体を検出するためのＬＣ共振回路の検出コイルの断線をその２線出力から判別することのできる直流２線式近接スイッチおよび該直流２線式近接スイッチを適用した遊技球計数機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の第１の形態によれば、ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続され、制御端子が定電圧発生手段を介して第２の電源線に接続された第１のトランジスタを備え、前記ＬＣ共振回路は、一端が前記第１の電源線に接続されると共に、他端が、前記第１のトランジスタのバイアス手段を介して前記制御端子に接続され、前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記定電圧発生手段および前記第１の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチが提供される。
【００２６】
本発明の第２の形態によれば、ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、入力が第２の抵抗器を介して前記ＬＣ共振回路の一端に接続されると共に負荷が直列に接続された第３および第４の抵抗器であるエミッタフォロアとを備え、前記第１のトランジスタの制御端子は、前記第３および第４の抵抗器の接続ノードに接続され、前記ＬＣ共振回路の他端は前記第１の電源線に接続され、前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記第１，第２，第３および第４の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチが提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、金属物体を検出するためのＬＣ共振回路の検出コイルの断線をその２線出力から判別することのできる直流２線式近接スイッチおよび該直流２線式近接スイッチを適用した遊技球計数機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る直流２線式近接スイッチは、例えば、出力回路を、検出コイルの断線時に開放状態（漏れ電流モード）になるように極性を設定し、検出コイルの断線時に漏れ電流モードで発振回路以外の回路電流が不変になることを利用し、コイル断線をトリガとして金属物体の検出時の電流と非検出時の電流の間の電流を発振回路に流すようにすることで、その電流値の変化により検出コイルの断線を確認する。
【００２９】
なお、検出コイルの断線時における漏れ電流の増加分を設定する発振回路電流の調整は、コイル駆動定電流バイアスにダイオードを挿入して感度抵抗定数に照らし合わせてダイオード段数を調整するか、或いは、ＬＣ共振回路を一旦エミッタフォロアで受けて負荷抵抗の中間点を後段に接続し、感度抵抗定数に応じて中間点バランスを調整することにより実現する。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明に係る直流２線式近接スイッチおよび遊技球計数機の実施例を、添付図面を参照して詳述する。
【００３１】
図４は本発明に係る直流２線式近接スイッチの第１実施例を示す回路図である。
図４に示されるように、本第１実施例の直流２線式近接スイッチは、発振回路（高周波発振回路）１、検波積分回路２、弁別回路３、出力回路（２線式出力回路）４、および、定電圧回路５を備えている。
【００３２】
発振回路１は、検出コイルＬおよび容量Ｃ１で構成されるＬＣ共振回路１０、電流源Ｉ0、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、抵抗Ｒx，Ｒe、並びに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３を備えて構成される。検波積分回路２は、トランジスタＴｒ４、抵抗Ｒ１および容量Ｃ２を備えて構成され、また、弁別回路３は、コンパレータＣＯＭ１および抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を備えて構成され、そして、定電圧回路５は、トランジスタＴｒ５、ツェナーダイオードＤ４および抵抗Ｒ５を備えて構成される。
【００３３】
出力回路４は、トランジスタＴｒ６、抵抗Ｒ６およびツェナーダイオードＤ５を備えて構成され、定常時は遊技球（金属物体）の接近・離反に追従する２線出力動作機能を有し、さらに、検出コイルＬの断線時には中間電流値を出力する機能を有する。ここで、検出コイルＬは、例えば、金属製の遊技球が通過する領域に配置される。
【００３４】
ＬＣ共振回路１０は、一端がグランドＧＮＤ（第１の電源線）に接続されると共に、他端が電源側の電源線（第２の電源線）に接続され、検出コイルＬの断線時にはダイオードＤ３および抵抗Ｒxがオープンモードになり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１のベース電位が飽和点（図４では、Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2））まで上昇するため、発振回路１自体が大電流モードになる。ここで、Ｖd1およびＶd2は、ダイオードＤ１およびＤ２の順方向電圧（Ｖｆ）を示している。
【００３５】
弁別回路３は、発振回路１の出力電圧Ｖ１を下側検波する方式であり、出力回路４は、検出コイルＬの断線時に開放状態（漏れ電流モード）になる極性に設定されている。
【００３６】
従って、検出コイルＬの断線時は漏れ電流モード（トランジスタＴｒ６がオフ状態）で発振回路１以外の回路電流が固定され、検出コイルＬの断線をトリガとして、例えば、３ｍＡ程度の発振回路電流（トランジスタＴｒ１による制御電流の上昇分）が増加する調整が施されている。
【００３７】
ここで、検出コイルＬの断線時における発振回路電流（スイッチ流入電流）の増加分を３ｍＡ程度に設定するのは、例えば、図３を参照して説明したように、検出コイルＬの断線時におけるスイッチ流入電流を、遊技球非検出時のスイッチ流入電流ＩHi（例えば、８．８ｍＡ程度）と遊技球検出時のスイッチ流入電流ＩLO（例えば、１ｍＡ程度）とのほぼ中間になるように設定し、これにより、検出コイルＬの断線時（検出コイルの断線故障時），遊技球非検出時および遊技球検出時の３つの状態を容易に確認できるようにするためである。
【００３８】
すなわち、例えば、遊技球非検出時のスイッチ流入電流ＩHiが８．８ｍＡ程度で、遊技球検出時のスイッチ流入電流ＩLOが１ｍＡ程度の場合、検出コイルの断線時に流れる電流としては３〜５ｍＡ程度に設定すればよい。これらの電流値は、実際の近接スイッチの構成に応じて様々に変化し得るのはいうまでもない。
【００３９】
なお、検出コイルＬの断線時における漏れ電流の増加分を設定するために、本第１実施例では、検出コイルＬを駆動する定電流源Ｉ0とトランジスタＴｒ１のベース（Ｖ１）との間にダイオードを挿入し、ダイオードの段数により適宜調整するようになっている。具体的に、図４中では、２段のダイオードＤ１およびＤ２により調整しているが、共振回路１０の定数や感度設定等により、例えば、１個のダイオード或いは３段以上の多段のダイオードにより構成することもある。
【００４０】
また、検出コイルＬの断線時の電流を設定するためのダイオードＤ１およびＤ２は、正常動作時のトランジスタＴｒ１の制御電流値にはまったく影響を与えることはなく（ダイオードＤ３並びに抵抗ＲxおよびＲeのみで決定される）、逆に、ダイオードＤ３および抵抗Ｒxは、検出コイルＬの断線時におけるトランジスタＴｒ１の制御電流値にまったく影響を与えないため、ダイオードＤ１〜Ｄ３および抵抗Ｒxを調整することにより、正常時の漏れ電流と、検出コイル断線時の漏れ電流とをそれぞれ独立に、且つ、高精度に設定することができる。
【００４１】
図５は図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための波形図である。
まず、基本動作を説明すると、図５（ａ）に示されるように、発振回路１０において、待機状態ではトランジスタＴｒ１のベース電圧（Ｖ１）はサイン波を定常発振しており、遊技球（金属物体）を検知すると発振が停止し、ダイオードＤ３、定電流源Ｉ0および抵抗Ｒxによる一定の直流レベル（Ｖd3＋ＲxＩ0）になる。ここで、Ｖd3は、ダイオードＤ３の順方向電圧であり、便宜上トランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間電圧とほぼ同電位であると仮定している。
【００４２】
この電圧Ｖ１は後段の検波積分回路２に入力され、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタトランジスタＴｒ４は、ベース電位低下時には電圧Ｖ１に追従し、ベース電位上昇時にはオフすると共に抵抗Ｒ１および容量Ｃ２の時定数で放電し、発振回路の出力電圧Ｖ１の最小値検波の機能を持つ。
【００４３】
検波積分回路２の出力電圧Ｖ２は、弁別回路３に入力され、コンパレータＣＯＭ１により抵抗Ｒ２〜Ｒ４で規定される比較電圧Ｖ３とレベル判定される。コンパレータＣＯＭ１は、定常発振中にトランジスタＴｒ６をオンし、遊技球を検知して発振が停止するとトランジスタＴｒ６をオフさせる。なお、コンパレータＣＯＭ１の正入力端子（Ｖ３）は、抵抗Ｒ４の働きにより若干の正帰還が加わるようになっている。
【００４４】
そして、コンパレータＣＯＭ１の状態変化に従って、出力回路４では、トランジスタＴｒ６のオン時にツェナーダイオードＤ５が有効になり、近接スイッチは、残電圧出力（ツェナーダイオードＤ５の電位）を出力する。また、トランジスタＴｒ６のオフ時には、ツェナーダイオードＤ５は遮断され、出力回路部４の電流は零の開放状態になる。
【００４５】
定電圧回路５は、回路全体に定電圧出力Ｖrefを印加するためのものであり、ツェナーダイオードＤ４のツェナー電圧（ツェナーダイオードＤ４の両端電位）をＶd4とし、トランジスタＴｒ５のベース−エミッタ間電圧をＶbeとすると、定電圧回路５の出力は、Ｖd4−Ｖbeの直流出力になり、機能上ツェナー電圧Ｖd4は、残電圧値より小さな値に設定する。なお、発振停止時の定電圧回路５の電流は、近接スイッチの漏れ電流値とほぼ一致する。
【００４６】
次に、検出コイルＬの断線時における主要部回路の動作を説明する。
共振回路１０は、一端がグランドＧＮＤに接地され、他端が定電流源Ｉ0を介して電源（Ｖref）側に接続されている。ここで、検出コイルＬが断線すると、ダイオードＤ３が開放になり、共振回路１０を駆動する電流源Ｉ0の駆動電流（Ｉ0）は行き場がなくなり、トランジスタＴｒ１のベースに全電流が流入する。これにより、トランジスタＴｒ１のベース電位（Ｖ１）が飽和点（Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2））まで急峻に上昇する（図５（ａ）の右側参照）。
【００４７】
ここで、トランジスタＴｒ１は共振回路１０の帰還電流を調整する機能を有し、検出コイルＬが正常または発振停止時の抵抗Ｒeの両端電位はＲx×Ｉ0で、ごく僅かのエミッタ電流を制御する。しかしながら、検出コイルＬが断線すると、上述したように、ダイオードＤ３および抵抗Ｒxが開放し、トランジスタＴｒ１のベース電位が飽和点まで上昇する。
【００４８】
これにより、抵抗Ｒeの両端電位もＶref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）まで跳ね上がり、発振回路１の電流が突如増加することになる。従って、近接スイッチは、全体として漏れ電流が増加する動作になる。
【００４９】
弁別回路３では、遊技球の接近の度合いに応じて検波積分回路２の出力電圧（Ｖ２）が比較電圧Ｖ３を挟んで上下動しているが、ひとたび検出コイルＬが断線すると、電圧Ｖ２は、発振停止時のレベルよりはるか上方（図５（ｂ）の右側参照）に跳ね上がる。このとき、コンパレータＣＯＭ１は、発振停止時と見分けがつかず、検出コイルＬの断線時ではトランジスタＴｒ６がオフの極性になる。すなわち、検出コイルＬが正常な場合、待機状態の時のみトランジスタＴｒ６がオンになり、遊技球の検知時および検出コイルＬの断線時にはトランジスタＴｒ６がオフすることになる。
【００５０】
結果として、図５（ｃ）に示されるように、本第１実施例の直流２線式近接スイッチの出力電流Ｉoutは、検出コイルＬが正常で待機状態の時、トランジスタＴｒ６がオンで出力は残電圧モードになり、ツェナーダイオードＤ５のツェナー電圧Ｖd5と負荷抵抗ＲLにより、図３（ｂ）を参照して説明した最大電流値ＩHiが決定される。
【００５１】
また、検出コイルＬが正常で遊技球を検出している状態の時、トランジスタＴｒ６がオフになり、図３（ｃ）を参照して説明した漏れ電流ＩLOが流れる。
【００５２】
図６および図７は図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図である。
【００５３】
図６に示されるように、上述した検出コイルＬが正常で遊技球を検出している状態の時、発振回路１を流れる電流Ｉ3、および、トランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc2は、抵抗Ｒeの両端の電位がＲx×Ｉ0になるため、
【００５４】
Ｉc2 ＝（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0 …（１）
Ｉ3 ＝Ｉ0＋Ｉc2＋Ｉc3
≒Ｉ0＋（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0＋（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0
≒Ｉ0＋２×（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0 …（２）
【００５５】
が成立し、これに基づいて各電流値を抵抗Ｒxにより設定する。なお、トランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc2は、直流２線式スイッチの漏れ電流の一部でもあり、数十μＡ〜数百μＡの微小値の設定になる。また、図６中のトランジスタＴｒ３を流れる帰還電流Ｉc3は、トランジスタＴｒ２およびＴｒ３で構成された定電流ミラー回路の働きにより、制御電流Ｉc2と同じ値になる。
【００５６】
そして、図７に示されるように、検出コイルＬが断線した時の回路電流Ｉmは、漏れ電流値ＩLO（厳密には、制御電流Ｉc2と帰還電流Ｉc3を減算した値）に対して発振回路１の断線時の電流値が加算されるため、ＩHiとＩLOの中間の電流値になる。
【００５７】
すなわち、前述したように、遊技球検出時および検出コイル断線時では、検波積分回路２，弁別回路３，出力回路４および定電圧回路５の状態は不変であり、発振回路１、とりわけトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc2と帰還電流Ｉc3の変化が顕著に生じる。
【００５８】
検出コイルＬの断線を引き金として、抵抗Ｒeの両端電位がＲx×Ｉ0からＶref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）まで一気に上昇すると、同時に帰還電流Ｉc3は行き場を失ってトランジスタＴｒ３が飽和するため、検出コイルＬの断線時におけるトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc4および発振回路電流Ｉ1は、
【００５９】
Ｉc4 ＝｛Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）｝／Ｒe …（３）
Ｉ1 ＝Ｉ0＋Ｉc2＋Ｉc3
≒Ｉ0＋｛Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）｝／Ｒe …（４）
【００６０】
従って、スイッチ回路全体としての漏れ電流の純増分は上記の式（４）−式（２）の計算結果と同じ値になる。すなわち、検出コイルＬが断線した時の回路電流Ｉmは、
【００６１】
Ｉm＝ＩLO＋｛Ｖref−(Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe)｝／Ｒe−２×(Ｒx／Ｒe)×Ｉ0 …（５）
になり、断線時の発振回路電流Ｉ1は、上記式（５）におけるＶref，Ｖd1，Ｖd2，ＶbeおよびＲeの値を調整して、ＩHiとＩLOの中間の電流値（例えば、３〜４ｍＡ程度）に設定すれば良いことが分かる。
【００６２】
ここで、Ｒeは感度調整抵抗であり、共振回路毎に設定する性質があるため電流値調整としての融通性が低く、かつ所望値より小さく出る（Ｉ１が大きく出る）傾向がある。その場合は、ダイオード（Ｄ１，Ｄ２）の段数を増加することにより、抵抗Ｒeの両端電位を順次低下させることができるため、離散的ではあるものの最大電流値と漏れ電流ＩLOの中間値に設定することができる。
【００６３】
また、抵抗Ｒeを半導体集積回路（ＩＣ）の外付け抵抗とすることにより、電波耐性を高く（電磁波ノイズによる誤動作の発生を低く）することができる。
【００６４】
図８は図４に示す直流２線式近接スイッチの使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図であり、近接スイッチの両端電圧（出力電圧Ｖout：Ｖ+）と駆動電圧（電源電圧：Ｖcc）との関係を示す図である。
【００６５】
図８に示されるように、検出コイルＬが正常で待機状態の出力電圧Ｖout1は、２線式出力の残電圧モードでツェナーダイオードＤ５の両端電位が出力されるため、横軸に並行のほぼ一定値（Ｖout1＝Ｖd5）を示す。
【００６６】
また、検出コイルＬが正常で遊技球の検出状態の出力電圧Ｖout2は、Ｖout2＝Ｖcc−ＩLO×ＲLになる。従って、駆動電圧Ｖccの増加と並行で、且つ、ＩLO×ＲLだけ低くなる。
【００６７】
さらに、検出コイルＬの断線時の出力電圧Ｖout3は、Ｖout3＝Ｖcc−ＩLO×ＲL−（Ｉ1−Ｉ3）×ＲLになり、断線時電流Ｉ1もＶcc依存性はほとんどなく、特性として、上述した遊技球の検出時の出力特性（Ｖout2）と並行で、且つ、（Ｉ1−Ｉ3）×ＲLだけ低くなる。
【００６８】
従って、待機状態と検知状態に挟まれた中間領域に検出コイル断線時特性が存在する。なお、駆動電圧Ｖccが低い領域では、待機時特性と断線時特性が交差するポイントがある。この場合は、近接スイッチの使用電圧範囲の仕様により規定すればよい。
【００６９】
図９〜図１１は本発明に係る直流２線式近接スイッチの第２実施例〜第４実施例を示す回路図であり、それぞれ図４に示す第１実施例におけるダイオードＤ１，Ｄ２の代替回路の例を示すものである。
【００７０】
図９に示されるように、本第２実施例の直流２線式近接スイッチは、バイアス回路部にベース電流補償トランジスタＴｒ１１およびＴｒ１２を使用した例を示すものである。
【００７１】
すなわち、本第２実施例では、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１１およびＴｒ１２により前述したトランジスタＴｒ１のバイアス回路を構成している。トランジスタＴｒ１２は、ダイオード接続されたフォロアで、そのベース−エミッタ間電圧Ｖbeが図４を参照して説明した第１実施例のダイオードＤ３に相当する。また、トランジスタＴｒ１１は、ベース電流補償と呼ばれるトランジスタで、トランジスタＴｒ１およびＴｒ１２のベース電流を補償する。さらに、トランジスタＴｒ１１のベース−エミッタ間電圧Ｖbeが定電圧として機能するため、図４の第１実施例におけるダイオードＤ１と同じ効果が得られる。
【００７２】
図４の第１実施例では、トランジスタＴｒ１のベース電流を、電流源Ｉ0から直接供給するため、抵抗Ｒxの両端電位にベース電流損が発生する。これに対して、本第２実施例では、トランジスタＴｒ１１の補償により上記ベース電流損を改善することができるため、結果として、遊技球を検出した時の漏れ電流の設定精度が向上させることが可能になる。
【００７３】
なお、検出コイルＬの断線時における電流の調整がトランジスタＴｒ１１のベース−エミッタ間電圧Ｖbeのみ（ダイオード１個分）では不十分の場合には、定電流源Ｉ0とトランジスタＴｒ１１のベースとの間にダイオードを追加挿入すればよい。
【００７４】
図１０に示されるように、本第３実施例の直流２線式近接スイッチは、検出コイルＬの断線時に流れる電流を設定する回路に定電圧フォロアを使用した例を示すものである。
【００７５】
すなわち、本第３実施例では、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１３、並びに、抵抗Ｒ１１およびＲ１２により定電圧発生回路を構成している。ここで、トランジスタＴｒ１３のコレクタ―エミッタ間（Ｖce）には、Ｖce＝Ｖbe×（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12の定電圧が発生し、この電位が図４を参照して説明した第１実施例におけるダイオードＤ１およびＤ２と同じ役割を果たす。なお、トランジスタＴｒ１３のエミッタ（トランジスタＴｒ１のベースと共振回路１０の一端（トランジスタＴｒ３のコレクタ）との間には抵抗ＲyおよびダイオードＤ１１が挿入されている。
【００７６】
なお、前述した図４の第１実施例では、ダイオードの段数を調整するため離散的設定なのに対して、本第３実施例では２つの抵抗Ｒ11およびＲ12の定数により小数点以下の設定が可能になるため断線時に流れる電流値を設定する分解能を向上させることができる。
【００７７】
図１１に示されるように、本第４実施例の直流２線式近接スイッチは、バイアス回路部を定電流源と抵抗で構成した例を示すものである。
【００７８】
本第４実施例では、定電流源Ｉ0並びに抵抗Ｒ１３およびＲzによりトランジスタＴｒ１のバイアス回路を構成するもので、主として発振回路を半導体集積回路（ＩＣ）に内蔵する場合に有効である。
【００７９】
すなわち、半導体集積回路内部では、電流源と抵抗の組み合わせで定電圧機能回路を構成することが可能であり、抵抗ＲzをＩＣの内部に形成することができる。ここで、本第４実施例における電流源Ｉ0×Ｒ13は、前述した第１実施例のＶd1＋Ｖd2に相当し、且つ、本第４実施例におけるＩ0×Ｒｚは、前述した第１実施例のＶd3＋Ｉ0×Ｒxに相当する。
【００８０】
この第４実施例は、上述した第３実施例と同様に、検出コイルＬの断線時の電流を小数点以下で設定することが可能であり分解能を向上させることができ、さらに、回路の簡素化にもつながる。
【００８１】
図１２は本発明に係る直流２線式近接スイッチの第５実施例を示す回路図であり、図１３および図１４は図１２に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図である。
【００８２】
図１２に示されるように、本第５実施例の直流２線式近接スイッチは、例えば、共振回路１０（検出コイルＬおよび容量Ｃ１）、電流源Ｉ0、ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６、抵抗ＲeおよびＲｗ、並びに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３で構成される従来の発振回路に対して、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１４と抵抗ＲfおよびＲgから成るエミッタフォロアを追加したものである。
【００８３】
ここで、本第５実施例では、トランジスタＴｒ１およびＴｒ１４の動作を安定化させるために、入力側に３段のダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６により直流バイアスを形成し、定常時は遊技球（金属物体）の離反時にサイン波発振を行い、遊技球の接近時には発振を停止して、従来の回路と同等の動作を行うようになっている。
【００８４】
発振回路１以降の検波積分回路２、弁別回路３、出力回路４および定電圧回路５は、前述した図４に示す第１実施例と同じ構成とされている。
【００８５】
トランジスタＴｒ１４はエミッタフォロアとされ、抵抗ＲfおよびＲgの中間点にトランジスタＴｒ１のベースが接続されるようになっている。なお、本第５実施例において、図４に示す第１実施例と同様に、通常時では感度調整用の抵抗Ｒeの両端電位は小さく、トランジスタＴｒ１の制御電流および帰還電流はごく僅かな値である。
【００８６】
ところで、図１３に示されるように、遊技球の検出時において、本第５実施例の直流２線式近接スイッチの発振回路１の電流Ｉ4およびトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc6は、
【００８７】
Ｉc6 ≒Ｒg×Ｒw×Ｉ0／（Ｒf＋Ｒg）Ｒe …（６）
Ｉ4 ≒Ｉ0＋２Ｒg×Ｒw×Ｉ0／（Ｒf＋Ｒg）Ｒe …（７）
の関係式が成立し、これに基づいて各電流値をＲwにより設定すればよい。
【００８８】
本第５実施例の直流２線式近接スイッチにおいて、検出コイルＬの断線時の挙動も前述した第１実施例とほぼ同等である。すなわち、検出コイルＬが断線すると、ダイオードＤ４〜Ｄ６および抵抗Ｒwがまとめて開放になり、トランジスタＴｒ１４のベースに電流源Ｉ0の電流が流入し、ベース電位が飽和点（この場合は、Ｖref）まで急峻に上昇する。これに順じて抵抗ＲfおよびＲgの中間点の電位、並びに、抵抗Ｒeの両端の電位がともに上昇するため、近接スイッチ全体としての漏れ電流が増加することになる。
【００８９】
図４と同様に、遊技球を検出した時と検出コイルＬが断線した時では、検波積分回路２、弁別回路３、出力回路４および定電圧回路５の状態は不変であり、トランジスタＴｒ１の制御電流と帰還電流が増加する。そして、検出コイルＬの断線により、抵抗Ｒeの両端電位が上昇すると同時に、帰還電流Ｉc7は行き場を失いトランジスタＴｒ３は飽和（図１４参照）するため、検出コイルＬの断線時におけるトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc5および発振回路の電流Ｉ2は、
【００９０】
Ｉc5＝Ｒg×Ｖref／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe−(Ｒf＋２Ｒg)Ｖbe／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe …（８）
Ｉ2＝Ｉ0＋Ｒg×Ｖref／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe−(Ｒf＋２Ｒg)Ｖbe／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe …(9)
従って、スイッチトータルの漏れ電流純増分は式９−式７の計算結果と同値である。
【００９１】
検出コイル断線時の回路電流Ｉmは、
Ｉm ＝ＩLO＋Ｒg×Ｖref／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe−(Ｒf＋２Ｒg)Ｖbe／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe
−２Ｒg×Ｒw×Ｉ0／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe …（10）
そして、検出コイルＬの断線時電流Ｉ2は、定電圧Ｖref、トランジスタのベース−エミッタ間電圧Ｖbe、抵抗Ｒe，ＲfおよびＲgにより設定可能であり、特に、抵抗ＲgおよびＲfを設定することにより、３〜４ｍＡ程度に調整すればよい。
【００９２】
なお、本第５実施例では、抵抗ＲfおよびＲgの中間点電位を調整することにより検出コイルＬの断線時における電流Ｉ2を規定することができ、前述した第１実施例がダイオードの段数による離散的な調整だったのに対して、小数点以下のアナログ的な設定を行うことができ、前述した第３実施例および第４実施例と同等の分解能特性を有している。
【００９３】
また、本第５実施例の直流２線式近接スイッチにおいても、抵抗Ｒwを半導体集積回路（ＩＣ）の外付け抵抗とすることにより、電波耐性を高くすることができる。
【００９４】
以上、詳述したように、本発明に係る直流２線式近接スイッチの各実施例によれば、待機状態、遊技球の検出状態、および、検出コイルの断線による動作不能状態の３通りの状態をその出力電流値により判別することができる、すなわち、直流２線式近接スイッチの出力電流の値をモニターすることにより検出コイルの断線故障を認識してカウントのトラブル等を未然に対処することが可能になる。また、検出コイルと発振回路との間に保護抵抗を挿入した場合、検出コイルの正常時は本来の機能を満たし、また、断線時には前記電流値に影響を与えず、設定精度を維持することができる。
【００９５】
なお、上述した本発明に係る各実施例は、例えば、各電源線の極性および各トランジスタの極性等を反転したコンプリメント回路に対してもそのまま適用することができるのはいうまでもない。
【００９６】
図１５は本発明に係る遊技球計数機の一実施例を示す回路図であり、図１６は図１５に示す遊技球計数機の使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図であり、そして、図１７は図１５に示す遊技球計数機の動作を説明するための波形図である。ここで、図１６は、前述した図８に対応している。
【００９７】
図１５に示されるように、遊技球計数機は、計数回路部３００および上述した各実施例の直流２線式近接スイッチ４００を備え、金属製の遊技球を計数するとともに検出コイルＬの断線を検出してアラーム出力を発するようになっている。
【００９８】
計数回路部３００は、負荷ＲLの両端の電位を２つの閾値で弁別を行うためのコンパレータＣＯＭ１０，ＣＯＭ２０と、アンドゲートＸ１０，Ｘ２０と、インバータＸ３０と、ツェナーダイオードＤ１０，Ｄ２０と、抵抗Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０と、容量Ｃ１０と、シュミットバッファＸ４０とを備えて構成される。なお、近接スイッチと負荷ＲLとの接続は、前述した図３と同様の接続になっている。
【００９９】
コンパレータＣＯＭ１０およびＣＯＭ２０は、それぞれツェナーダイオードＤ１０およびＤ２０により設定された閾値電圧（比較電位）Ｖth10およびＶth20と近接スイッチ４００の出力電位（Ｖ+）との比較を行う。ここで、コンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10は、Ｖth10＝Ｖcc−Ｖd10とされ、また、コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20は、Ｖth20＝Ｖd20とされている。なお、Ｖd10およびＶd20は、それぞれツェナーダイオードＤ１０およびＤ２０のツェナー電圧を示している。
【０１００】
ここで、図１６に示されるように、コンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10は、例えば、遊技球検出時のスイッチ両端電圧特性（Ｖout2）と検出コイル切断時のスイッチ両端電圧特性（Ｖout3）とのほぼ中間の電圧特性になるように設定されている。なお、このコンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10は、電源線（駆動電圧Ｖcc）に対してツェナーダイオードＤ１０を直接接続して設定しているため、駆動電圧Ｖccの変動に対して追随（並行な特性）するため、電圧Ｖccが変動しても近接スイッチの出力を正しく弁別することができる。
【０１０１】
また、コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20は、例えば、検出コイル切断時のスイッチ両端電圧特性（Ｖout3）と待機時（遊技球非検出時）のスイッチ両端電圧特性（Ｖout1）との間で横軸にほぼ並行の電圧特性になるように設定されている。
【０１０２】
図１７（ａ）に示されるように、直流２線式近接スイッチの出力（Ｖ+）において、待機時には、電圧Ｖ２０（コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20）を下回り、また、遊技球の検出時には、電圧Ｖ１０（コンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10）を上回り、そして、検出コイルの断線時には、中間値（コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20とコンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10との間の電位）になる。
【０１０３】
コンパレータＣＯＭ１０の出力Ｖ30およびコンパレータＣＯＭ２０の出力Ｖ40は、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）に示されるような波形になり、また、計数機のカウント出力Ｖout10は、基本的にはコンパレータＣＯＭ１０の出力電圧Ｖ30に同期した図１７（ｄ）に示されるような波形になる。この図１７（ｄ）に示されるカウント出力Ｖout10により遊技球を順次カウントすることになる。
【０１０４】
アンドゲートＸ２０の出力Ｖ60は、検出コイルが断線したことを示す信号であるが、近接スイッチ４００の出力応答時間によって、すなわち、コンパレータＣＯＭ１０およびＣＯＭ２０の出力Ｖ30およびＶ40のオンタイミングが微妙にずれるため、図１７（ｅ）に示されるようなハザードが出力される可能性がある。さらに、図示してはいないが、検出コイルが断線する瞬間にチャタリングが発生する場合もある。
【０１０５】
そこで、図１５に示されるように、アンドゲートＸ２０の出力Ｖ60は、抵抗Ｒ30，Ｒ40および容量Ｃ１０による時定数回路により、上記のハザードやチャタリングを積分吸収した出力Ｖ70（図１７（ｆ）参照）をシュミットバッファＸ４０に入力する。シュミットバッファＸ４０は、オンディレイおよびオフディレイの両方の信号遅延を与えるものである。
【０１０６】
そして、シュミットバッファＸ４０からは、図１７（ｇ）に示されるような検出コイル（Ｌ）の断線時に低レベル『Ｌ』から高レベル『Ｈ』に変化する信号Ｖout20が出力される。すなわち、この信号Ｖout20により、検出コイルの断線故障を認識することになる。
【０１０７】
図１８は本発明に係る遊技球計数機を適用した遊技機の一例を示す機能ブロック図である。
【０１０８】
図１８に示されるように、遊技機は、例えば、遊技盤面側に設けられた直流２線式近接スイッチ４００からの２線出力（Ｖ+，Ｖ-）を、図１５を参照して説明した計数回路部３００で受け取り、遊技球検出信号Ｖout10および検出コイルの断線故障信号Ｖout20を出力する。これらの信号Ｖout10およびＶout20は遊技機のＣＰＵ３１０および外部端子基板３３０を介して遊技球数情報（遊技球の計数情報等）およびスイッチ異常情報（近接スイッチの検出コイルの断線故障情報）をホールコンピュータ４０へ出力する。ここで、図１８において、負荷ＲLは、集積回路として構成された計数回路部３００の外付け抵抗として構成されている。
【０１０９】
さらに、計数回路部３００からの断線故障信号Ｖout20は、警報ランプ駆動回路３２０に対しても供給され、近接スイッチの検出コイルが断線故障した場合には、遊技機自体に設けられた警報ランプ３４０を駆動して検出コイルの断線故障を通知するようになっている。なお、近接センサ４００或いは計数器は、各遊技機に対して設けられるだけでなく、後述するような島毎に設けられた遊技球計数装置等にも使用されるのはいうまでもない。
【０１１０】
なお、本実施例の遊技球計数機は、例えば、遊技球の検出時から待機状態への復帰動作を行う場合にオフディレイタイマを作動させて十分な検知時間を確保するように構成してもよい。
【０１１１】
図１９は本発明が適用される遊技ホールの全体構成を概略的に示す図であり、図２０は図１９の遊技ホールにおける１つの島を示す図であり、そして、図２１は図２０の島における１つの弾球遊技機の一例を概略的に示す図である。
【０１１２】
図１９および図２０に示されるように、遊技ホール（パチンコホール）には、複数の弾球遊技機５５０が島７２ごとに分かれて配置され、例えば、島７２ごとに１つの高速計数が可能な遊技球計数機（島ごと計数機）６００が設けられ、また、図２０および図２１に示されるように、各弾球遊技機５５０に対して台ごと遊技球計数機５００が設けられ、それぞれホールコンピュータ４０とネットワークを介して繋がれている。なお、高速計数が可能な遊技球計数機６００は、例えば、カウンタ７１等の他の場所に設置してもよい。
本発明の遊技球計数機は、島ごと計数機６００および台ごと遊技球計数機５００等に対して幅広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、例えば、ＬＣ共振回路における検出コイルの断線故障を判別することが可能な直流２線式近接スイッチに適用され、例えば、金属よりなる遊技球を計数する遊技球計数機や遊技機に使用される直流２線式近接スイッチに適用されるが、それに限定されず様々な機器における直流２線式近接スイッチに対して幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】従来の直流２線式近接スイッチの一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す直流２線式近接スイッチの回路構成を示す図である。
【図３】従来の直流２線式近接スイッチによる遊技球検出動作を概略的に説明するための図である。
【図４】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第１実施例を示す回路図である。
【図５】図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための波形図である。
【図６】図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その１）である。
【図７】図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その２）である。
【図８】図４に示す直流２線式近接スイッチの使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図である。
【図９】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第２実施例を示す回路図である。
【図１０】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第３実施例を示す回路図である。
【図１１】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第４実施例を示す回路図である。
【図１２】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第５実施例を示す回路図である。
【図１３】図１２に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その１）である。
【図１４】図１２に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その２）である。
【図１５】本発明に係る遊技球計数機の一実施例を示す回路図である。
【図１６】図１５に示す遊技球計数機の使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図である。
【図１７】図１５に示す遊技球計数機の動作を説明するための波形図である。
【図１８】本発明に係る遊技球計数機を適用した遊技機の一例を示す機能ブロック図である。
【図１９】本発明が適用される遊技ホールの全体構成を概略的に示す図である。
【図２０】図１９の遊技ホールにおける１つの島を示す図である。
【図２１】図２０の島における１つの弾球遊技機の一例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１，１０１ 発振回路（高周波発振回路）
２，１０２ 検波積分回路
３，１０３ 弁別回路
４，１０４ 出力回路（２線式出力回路）
５，１０５ 定電圧回路
４０ ホールコンピュータ
７１ カウンタ
７２ 島
３００ 計数回路部
３１０ 遊技機ＣＰＵ
３２０ 警報ランプ駆動回路
３３０ 外部端子基板
３４０ 警報ランプ
４００ 直流２線式近接スイッチ
５００ 台ごと遊技球計数機
５５０ 弾球遊技機
６００ 遊技球計数機（島ごと遊技球計数機）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流２線式近接スイッチおよび遊技球計数機に関し、特に、ＬＣ共振回路における検出コイルの断線故障を判別することが可能な直流２線式近接スイッチおよび遊技球計数機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾球遊技機の遊技球を扱う遊技機や遊技球計数機では、遊技球の通過を検知する手段として、一般的に貫通孔を備えた遊技球検出器（近接スイッチ）が用いられている。
【０００３】
このような遊技球検出器には、主として直流２線式の近接スイッチが使用されている。この直流２線式近接スイッチは、無接点でチャタリングのない安定した開閉動作を、接点スイッチと同様に使用することができ、他の遊技球の検出原理と比較して、作動耐久性能および耐環境性能が共に高く、故意の誤動作の誘発がほぼ不可能であるほか、省配線および配線工数の低減といった２線式スイッチのメリットも有している。
【０００４】
ところで、従来、遊技球の速度によらず常に所定以上のパルス幅の検出出力を得ると共にチャタリングによる誤検出も防止する直流２線式近接スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１は従来の直流２線式近接スイッチの一例を示すブロック図であり、また、図２は図１に示す直流２線式近接スイッチの回路構成を示す図であり、これら図１および図２は上記特許文献１に示された直流２線式近接スイッチを示すものである。図１および図２において、参照符号１０１は発振回路（高周波発振回路）、１０２は検波積分回路、１０３は弁別回路、１０４は出力回路（２線式出力回路）、１０５は定電圧回路、１０６は電圧検知回路、そして、１０７はタイマ回路を示している。
【０００６】
図１および図２に示す従来の直流２線式近接スイッチは、金属製の遊技球（金属物体）が通過する領域に配置された検出コイルＬ１、検出コイルＬ１を駆動して高周波磁界を発生させる発振回路１０１、発振回路１０１の発振振幅を検波して積分する検波積分回路１０２、検波積分回路１０２の出力を所定のしきい値と比較弁別する弁別回路１０３、弁別回路１０３の出力に応じて一対の端子Ｔ１，Ｔ２間の直流電圧（出力電圧）Ｖoutを変化させて検出信号を出力する出力回路１０４、および、一定の基準電圧Ｖccを与える定電圧回路１０５を備えている。なお、検出コイルＬ１は、例えば、遊技球が通過する貫通孔に配置される。
【０００７】
さらに、図１および図２に示す従来の直流２線式近接スイッチは、端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧を検知する電圧検知回路１０６、および、電圧検知回路１０６の検知出力によりトリガされて所定のタイマ時間をカウントするタイマ回路１０７を備えている。そして、タイマ回路１０７の出力によって、タイマ時間のカウント中に出力回路１０４の検出出力が変化しないようにされ、一旦遊技球が検出されて出力電圧Ｖoutが低レベル『Ｌ』から高レベル『Ｈ』に変化すると、タイマ回路１０７におけるタイマ時間のカウントが終了するまで、その高レベル『Ｈ』の出力電圧を保持するようになっている。
【０００８】
これにより、常にタイマ時間よりも短くない所定以上のパルス幅の検出出力が得られると共にチャタリングによる誤検出が防止することができるようになっている。
【０００９】
図３は従来の直流２線式近接スイッチによる遊技球検出動作を概略的に説明するための図であり、直流２線式近接スイッチの外部負荷接続方法、並びに、遊技球の離反および接近時の動作状況を示すものである。なお、図３（ｂ）および図３（ｃ）において、ツェナーダイオードＤおよびスイッチングトランジスタＱは、図２に示す２線式近接スイッチにおける出力回路１０４のツェナーダイオードおよびスイッチングトランジスタに対応している。
【００１０】
図３（ａ）に示されるように、直流２線式近接スイッチ１００は、適当な負荷抵抗ＲLを介して電源（Ｖcc）に接続して使用される。ここで、例えば、低電位側の電源線（Ｖ-）の電位を０ボルトとすると、近接スイッチ１００の出力端（Ｖ+，Ｖ-）の電圧は、Ｖ+になっている。
【００１１】
まず、図３（ｂ）に示されるように、遊技球２００が離れている時（離反状態：遊技球非検出時）、発振回路（１０１）は定常発振を行っており、トランジスタＱはオン状態になる。そして、負荷抵抗ＲLを流れる電流（スイッチ流入電流：最大電流値）ＩHiは、ＩHi＝（Ｖcc−Ｖd3）／ＲLになり、電源電圧Ｖccおよび負荷抵抗ＲLにより規定された値になる。このとき、近接スイッチ１００の出力端の電圧は、低い電圧Ｖ+LOになっている。この電圧Ｖ+LOは、回路駆動に最低限必要な残電圧であり、ツェナーダイオードＤのツェナー電圧Ｖd3に相当する。
【００１２】
次に、図３（ｃ）に示されるように、遊技球２００が接近している時（接近状態：遊技球検出時）、発振回路（１０１）は発振を停止してトランジスタＱはオフ状態になり、負荷抵抗ＲLを流れる電流（最小電流値，漏れ電流値）ＩLOは、電流源を流れる値になる。このとき、近接スイッチ１００の出力端の電圧は、電源電圧Ｖcc近辺の高い電圧Ｖ+Hiになる。ここで、電流ＩLOは、回路駆動に最低限必要な漏れ電流であり、これにより負荷抵抗ＲＬには若干の電圧降下が発生する。
【００１３】
そして、例えば、負荷抵抗ＲLの両端に生じる電圧を検出することにより、遊技球２００の離反および接近を確認することが可能になる。
【００１４】
具体的に、例えば、負荷抵抗ＲLを６８０Ωとし、電源電圧Ｖccを１２ボルトとした場合、図３（ｂ）の遊技球非検出時（待機状態）では、スイッチ流入電流（出力電流）ＩHiが８．８ｍＡ程度になり、図３（ｃ）の遊技球検出時（検知状態）では、スイッチ流入電流（漏れ電流）ＩLOが１ｍＡ程度になる。
【００１５】
また、図１および図２の近接スイッチにおける発振回路はコルピッツタイプのものであり、例えば、検出コイル（Ｌ１）が断線した時にはスイッチングトランジスタＱが開放動作になり、遊技球２００を検出した状態の出力で非動作になる。
【００１６】
ところで、従来、近接スイッチの近傍で比較的強い高周波の電波が発射されると発振回路の発振が停止して誤って遊技球を検出するといった誤動作を低減し、さらに、発振回路が停止するレベルを容易に調整することが可能な近接スイッチ発振回路も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１７】
この特許文献２に示された従来の近接スイッチ発振回路は、発振回路の出力側にサブストレート型ＰＮＰトランジスタを接続することで、発振回路に近接して電波が発振されたときにはその出力を急激に低下させ、比較回路に与える出力をほぼ零レベルとして遊技球の有無に関わらず遊技球を検出しないように構成し、さらに、調整用抵抗の抵抗値を変化させることによって、サブストレート型ＰＮＰトランジスタによる電波発射時の禁止効果のレベルを調整できるようにしている。
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−２５４２８０号公報
【特許文献２】実開平０３−１３０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来、近接スイッチは、様々な理由により破損や故障が想定され、特に、例えば、遊技球が連続的に通過する貫通孔に機械的ストレスがかかり続けるため、その貫通孔に巻回されている検出コイルが断線することが考えられる。
【００２０】
ところで、弾球遊技機では、例えば、1台当り１０個前後の近接スイッチが搭載されており、それがパチンコホールでの遊技機の設置台数分あるため、近接スイッチの数は膨大なものになる。また、遊技球計数機（遊技球計数装置）は、１０レーン以上の遊技球通過路が設けられており、例えば、その遊技球通過路の２倍の近接スイッチが配置されることになる。さらに、近年、パチンコホールの弾球遊技機の全てに対して遊技球計数機を設けるものも提案されており、使用する近接スイッチの数も益々増加する傾向にある。
【００２１】
ところで、前述したように、従来の近接スイッチは、例えば、検出コイルの断線によって電子スイッチとしての遊技球の検出が不能になる。しかしながら、従来、近接スイッチの故障といった状況は、近接スイッチ自体の出力回路特性の観測では判別することができなかった。
【００２２】
従来、近接スイッチが故障した場合、多くは内部回路が閉塞動作または開放動作のどちらか一方の状態で出力回路が固まってしまい、遊技球を流してもカウントが進まない現象が発生する。これは、遊技球の計数ミスといった金銭に関わる大きな問題になる。
【００２３】
具体的に、例えば、図１〜図３を参照して説明した従来の直流２線式近接スイッチにおいて、検出コイルが断線すると、直流条件をほぼ維持しつつ発振が常時停止する。すなわち、遊技球（金属物体）の有無に関わらず、スイッチ流入電流は漏れ電流ＩLOで、出力端の電圧は電源電圧Ｖcc近辺の高い電圧Ｖ+Hiになって固定される。従って、直流２線式近接スイッチの出力から故障状態であるか否かを見分けることができない。
【００２４】
本発明は、上述した従来の近接スイッチ（遊技球検出器）が有する課題に鑑み、金属物体を検出するためのＬＣ共振回路の検出コイルの断線をその２線出力から判別することのできる直流２線式近接スイッチおよび該直流２線式近接スイッチを適用した遊技球計数機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の第１の形態によれば、ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続され、制御端子が定電圧発生手段を介して第２の電源線に接続された第１のトランジスタを備え、前記ＬＣ共振回路は、一端が前記第１の電源線に接続されると共に、他端が、前記第１のトランジスタのバイアス手段を介して前記制御端子に接続され、前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記定電圧発生手段および前記第１の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチが提供される。
【００２６】
本発明の第２の形態によれば、ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、入力が第２の抵抗器を介して前記ＬＣ共振回路の一端に接続されると共に負荷が直列に接続された第３および第４の抵抗器であるエミッタフォロアとを備え、前記第１のトランジスタの制御端子は、前記第３および第４の抵抗器の接続ノードに接続され、前記ＬＣ共振回路の他端は前記第１の電源線に接続され、前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記第１，第２，第３および第４の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチが提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、金属物体を検出するためのＬＣ共振回路の検出コイルの断線をその２線出力から判別することのできる直流２線式近接スイッチおよび該直流２線式近接スイッチを適用した遊技球計数機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る直流２線式近接スイッチは、例えば、出力回路を、検出コイルの断線時に開放状態（漏れ電流モード）になるように極性を設定し、検出コイルの断線時に漏れ電流モードで発振回路以外の回路電流が不変になることを利用し、コイル断線をトリガとして金属物体の検出時の電流と非検出時の電流の間の電流を発振回路に流すようにすることで、その電流値の変化により検出コイルの断線を確認する。
【００２９】
なお、検出コイルの断線時における漏れ電流の増加分を設定する発振回路電流の調整は、コイル駆動定電流バイアスにダイオードを挿入して感度抵抗定数に照らし合わせてダイオード段数を調整するか、或いは、ＬＣ共振回路を一旦エミッタフォロアで受けて負荷抵抗の中間点を後段に接続し、感度抵抗定数に応じて中間点バランスを調整することにより実現する。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明に係る直流２線式近接スイッチおよび遊技球計数機の実施例を、添付図面を参照して詳述する。
【００３１】
図４は本発明に係る直流２線式近接スイッチの第１実施例を示す回路図である。
図４に示されるように、本第１実施例の直流２線式近接スイッチは、発振回路（高周波発振回路）１、検波積分回路２、弁別回路３、出力回路（２線式出力回路）４、および、定電圧回路５を備えている。
【００３２】
発振回路１は、検出コイルＬおよび容量Ｃ１で構成されるＬＣ共振回路１０、電流源Ｉ0、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、抵抗Ｒx，Ｒe、並びに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３を備えて構成される。検波積分回路２は、トランジスタＴｒ４、抵抗Ｒ１および容量Ｃ２を備えて構成され、また、弁別回路３は、コンパレータＣＯＭ１および抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を備えて構成され、そして、定電圧回路５は、トランジスタＴｒ５、ツェナーダイオードＤ４および抵抗Ｒ５を備えて構成される。
【００３３】
出力回路４は、トランジスタＴｒ６、抵抗Ｒ６およびツェナーダイオードＤ５を備えて構成され、定常時は遊技球（金属物体）の接近・離反に追従する２線出力動作機能を有し、さらに、検出コイルＬの断線時には中間電流値を出力する機能を有する。ここで、検出コイルＬは、例えば、金属製の遊技球が通過する領域に配置される。
【００３４】
ＬＣ共振回路１０は、一端がグランドＧＮＤ（第１の電源線）に接続されると共に、他端が電源側の電源線（第２の電源線）に接続され、検出コイルＬの断線時にはダイオードＤ３および抵抗Ｒxがオープンモードになり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１のベース電位が飽和点（図４では、Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2））まで上昇するため、発振回路１自体が大電流モードになる。ここで、Ｖd1およびＶd2は、ダイオードＤ１およびＤ２の順方向電圧（Ｖｆ）を示している。
【００３５】
弁別回路３は、発振回路１の出力電圧Ｖ１を下側検波する方式であり、出力回路４は、検出コイルＬの断線時に開放状態（漏れ電流モード）になる極性に設定されている。
【００３６】
従って、検出コイルＬの断線時は漏れ電流モード（トランジスタＴｒ６がオフ状態）で発振回路１以外の回路電流が固定され、検出コイルＬの断線をトリガとして、例えば、３ｍＡ程度の発振回路電流（トランジスタＴｒ１による制御電流の上昇分）が増加する調整が施されている。
【００３７】
ここで、検出コイルＬの断線時における発振回路電流（スイッチ流入電流）の増加分を３ｍＡ程度に設定するのは、例えば、図３を参照して説明したように、検出コイルＬの断線時におけるスイッチ流入電流を、遊技球非検出時のスイッチ流入電流ＩHi（例えば、８．８ｍＡ程度）と遊技球検出時のスイッチ流入電流ＩLO（例えば、１ｍＡ程度）とのほぼ中間になるように設定し、これにより、検出コイルＬの断線時（検出コイルの断線故障時），遊技球非検出時および遊技球検出時の３つの状態を容易に確認できるようにするためである。
【００３８】
すなわち、例えば、遊技球非検出時のスイッチ流入電流ＩHiが８．８ｍＡ程度で、遊技球検出時のスイッチ流入電流ＩLOが１ｍＡ程度の場合、検出コイルの断線時に流れる電流としては３〜５ｍＡ程度に設定すればよい。これらの電流値は、実際の近接スイッチの構成に応じて様々に変化し得るのはいうまでもない。
【００３９】
なお、検出コイルＬの断線時における漏れ電流の増加分を設定するために、本第１実施例では、検出コイルＬを駆動する定電流源Ｉ0とトランジスタＴｒ１のベース（Ｖ１）との間にダイオードを挿入し、ダイオードの段数により適宜調整するようになっている。具体的に、図４中では、２段のダイオードＤ１およびＤ２により調整しているが、共振回路１０の定数や感度設定等により、例えば、１個のダイオード或いは３段以上の多段のダイオードにより構成することもある。
【００４０】
また、検出コイルＬの断線時の電流を設定するためのダイオードＤ１およびＤ２は、正常動作時のトランジスタＴｒ１の制御電流値にはまったく影響を与えることはなく（ダイオードＤ３並びに抵抗ＲxおよびＲeのみで決定される）、逆に、ダイオードＤ３および抵抗Ｒxは、検出コイルＬの断線時におけるトランジスタＴｒ１の制御電流値にまったく影響を与えないため、ダイオードＤ１〜Ｄ３および抵抗Ｒxを調整することにより、正常時の漏れ電流と、検出コイル断線時の漏れ電流とをそれぞれ独立に、且つ、高精度に設定することができる。
【００４１】
図５は図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための波形図である。
まず、基本動作を説明すると、図５（ａ）に示されるように、発振回路１０において、待機状態ではトランジスタＴｒ１のベース電圧（Ｖ１）はサイン波を定常発振しており、遊技球（金属物体）を検知すると発振が停止し、ダイオードＤ３、定電流源Ｉ0および抵抗Ｒxによる一定の直流レベル（Ｖd3＋ＲxＩ0）になる。ここで、Ｖd3は、ダイオードＤ３の順方向電圧であり、便宜上トランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間電圧とほぼ同電位であると仮定している。
【００４２】
この電圧Ｖ１は後段の検波積分回路２に入力され、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタトランジスタＴｒ４は、ベース電位低下時には電圧Ｖ１に追従し、ベース電位上昇時にはオフすると共に抵抗Ｒ１および容量Ｃ２の時定数で放電し、発振回路の出力電圧Ｖ１の最小値検波の機能を持つ。
【００４３】
検波積分回路２の出力電圧Ｖ２は、弁別回路３に入力され、コンパレータＣＯＭ１により抵抗Ｒ２〜Ｒ４で規定される比較電圧Ｖ３とレベル判定される。コンパレータＣＯＭ１は、定常発振中にトランジスタＴｒ６をオンし、遊技球を検知して発振が停止するとトランジスタＴｒ６をオフさせる。なお、コンパレータＣＯＭ１の正入力端子（Ｖ３）は、抵抗Ｒ４の働きにより若干の正帰還が加わるようになっている。
【００４４】
そして、コンパレータＣＯＭ１の状態変化に従って、出力回路４では、トランジスタＴｒ６のオン時にツェナーダイオードＤ５が有効になり、近接スイッチは、残電圧出力（ツェナーダイオードＤ５の電位）を出力する。また、トランジスタＴｒ６のオフ時には、ツェナーダイオードＤ５は遮断され、出力回路部４の電流は零の開放状態になる。
【００４５】
定電圧回路５は、回路全体に定電圧出力Ｖrefを印加するためのものであり、ツェナーダイオードＤ４のツェナー電圧（ツェナーダイオードＤ４の両端電位）をＶd4とし、トランジスタＴｒ５のベース−エミッタ間電圧をＶbeとすると、定電圧回路５の出力は、Ｖd4−Ｖbeの直流出力になり、機能上ツェナー電圧Ｖd4は、残電圧値より小さな値に設定する。なお、発振停止時の定電圧回路５の電流は、近接スイッチの漏れ電流値とほぼ一致する。
【００４６】
次に、検出コイルＬの断線時における主要部回路の動作を説明する。
共振回路１０は、一端がグランドＧＮＤに接地され、他端が定電流源Ｉ0を介して電源（Ｖref）側に接続されている。ここで、検出コイルＬが断線すると、ダイオードＤ３が開放になり、共振回路１０を駆動する電流源Ｉ0の駆動電流（Ｉ0）は行き場がなくなり、トランジスタＴｒ１のベースに全電流が流入する。これにより、トランジスタＴｒ１のベース電位（Ｖ１）が飽和点（Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2））まで急峻に上昇する（図５（ａ）の右側参照）。
【００４７】
ここで、トランジスタＴｒ１は共振回路１０の帰還電流を調整する機能を有し、検出コイルＬが正常または発振停止時の抵抗Ｒeの両端電位はＲx×Ｉ0で、ごく僅かのエミッタ電流を制御する。しかしながら、検出コイルＬが断線すると、上述したように、ダイオードＤ３および抵抗Ｒxが開放し、トランジスタＴｒ１のベース電位が飽和点まで上昇する。
【００４８】
これにより、抵抗Ｒeの両端電位もＶref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）まで跳ね上がり、発振回路１の電流が突如増加することになる。従って、近接スイッチは、全体として漏れ電流が増加する動作になる。
【００４９】
弁別回路３では、遊技球の接近の度合いに応じて検波積分回路２の出力電圧（Ｖ２）が比較電圧Ｖ３を挟んで上下動しているが、ひとたび検出コイルＬが断線すると、電圧Ｖ２は、発振停止時のレベルよりはるか上方（図５（ｂ）の右側参照）に跳ね上がる。このとき、コンパレータＣＯＭ１は、発振停止時と見分けがつかず、検出コイルＬの断線時ではトランジスタＴｒ６がオフの極性になる。すなわち、検出コイルＬが正常な場合、待機状態の時のみトランジスタＴｒ６がオンになり、遊技球の検知時および検出コイルＬの断線時にはトランジスタＴｒ６がオフすることになる。
【００５０】
結果として、図５（ｃ）に示されるように、本第１実施例の直流２線式近接スイッチの出力電流Ｉoutは、検出コイルＬが正常で待機状態の時、トランジスタＴｒ６がオンで出力は残電圧モードになり、ツェナーダイオードＤ５のツェナー電圧Ｖd5と負荷抵抗ＲLにより、図３（ｂ）を参照して説明した最大電流値ＩHiが決定される。
【００５１】
また、検出コイルＬが正常で遊技球を検出している状態の時、トランジスタＴｒ６がオフになり、図３（ｃ）を参照して説明した漏れ電流ＩLOが流れる。
【００５２】
図６および図７は図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図である。
【００５３】
図６に示されるように、上述した検出コイルＬが正常で遊技球を検出している状態の時、発振回路１を流れる電流Ｉ3、および、トランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc2は、抵抗Ｒeの両端の電位がＲx×Ｉ0になるため、
【００５４】
Ｉc2 ＝（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0 …（１）
Ｉ3 ＝Ｉ0＋Ｉc2＋Ｉc3
≒Ｉ0＋（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0＋（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0
≒Ｉ0＋２×（Ｒx／Ｒe）×Ｉ0 …（２）
【００５５】
が成立し、これに基づいて各電流値を抵抗Ｒxにより設定する。なお、トランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc2は、直流２線式スイッチの漏れ電流の一部でもあり、数十μＡ〜数百μＡの微小値の設定になる。また、図６中のトランジスタＴｒ３を流れる帰還電流Ｉc3は、トランジスタＴｒ２およびＴｒ３で構成された定電流ミラー回路の働きにより、制御電流Ｉc2と同じ値になる。
【００５６】
そして、図７に示されるように、検出コイルＬが断線した時の回路電流Ｉmは、漏れ電流値ＩLO（厳密には、制御電流Ｉc2と帰還電流Ｉc3を減算した値）に対して発振回路１の断線時の電流値が加算されるため、ＩHiとＩLOの中間の電流値になる。
【００５７】
すなわち、前述したように、遊技球検出時および検出コイル断線時では、検波積分回路２，弁別回路３，出力回路４および定電圧回路５の状態は不変であり、発振回路１、とりわけトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc2と帰還電流Ｉc3の変化が顕著に生じる。
【００５８】
検出コイルＬの断線を引き金として、抵抗Ｒeの両端電位がＲx×Ｉ0からＶref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）まで一気に上昇すると、同時に帰還電流Ｉc3は行き場を失ってトランジスタＴｒ３が飽和するため、検出コイルＬの断線時におけるトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc4および発振回路電流Ｉ1は、
【００５９】
Ｉc4 ＝｛Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）｝／Ｒe …（３）
Ｉ1 ＝Ｉ0＋Ｉc2＋Ｉc3
≒Ｉ0＋｛Ｖref−（Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe）｝／Ｒe …（４）
【００６０】
従って、スイッチ回路全体としての漏れ電流の純増分は上記の式（４）−式（２）の計算結果と同じ値になる。すなわち、検出コイルＬが断線した時の回路電流Ｉmは、
【００６１】
Ｉm＝ＩLO＋｛Ｖref−(Ｖd1＋Ｖd2＋Ｖbe)｝／Ｒe−２×(Ｒx／Ｒe)×Ｉ0 …（５）
になり、断線時の発振回路電流Ｉ1は、上記式（５）におけるＶref，Ｖd1，Ｖd2，ＶbeおよびＲeの値を調整して、ＩHiとＩLOの中間の電流値（例えば、３〜４ｍＡ程度）に設定すれば良いことが分かる。
【００６２】
ここで、Ｒeは感度調整抵抗であり、共振回路毎に設定する性質があるため電流値調整としての融通性が低く、かつ所望値より小さく出る（Ｉ１が大きく出る）傾向がある。その場合は、ダイオード（Ｄ１，Ｄ２）の段数を増加することにより、抵抗Ｒeの両端電位を順次低下させることができるため、離散的ではあるものの最大電流値と漏れ電流ＩLOの中間値に設定することができる。
【００６３】
また、抵抗Ｒeを半導体集積回路（ＩＣ）の外付け抵抗とすることにより、電波耐性を高く（電磁波ノイズによる誤動作の発生を低く）することができる。
【００６４】
図８は図４に示す直流２線式近接スイッチの使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図であり、近接スイッチの両端電圧（出力電圧Ｖout：Ｖ+）と駆動電圧（電源電圧：Ｖcc）との関係を示す図である。
【００６５】
図８に示されるように、検出コイルＬが正常で待機状態の出力電圧Ｖout1は、２線式出力の残電圧モードでツェナーダイオードＤ５の両端電位が出力されるため、横軸に並行のほぼ一定値（Ｖout1＝Ｖd5）を示す。
【００６６】
また、検出コイルＬが正常で遊技球の検出状態の出力電圧Ｖout2は、Ｖout2＝Ｖcc−ＩLO×ＲLになる。従って、駆動電圧Ｖccの増加と並行で、且つ、ＩLO×ＲLだけ低くなる。
【００６７】
さらに、検出コイルＬの断線時の出力電圧Ｖout3は、Ｖout3＝Ｖcc−ＩLO×ＲL−（Ｉ1−Ｉ3）×ＲLになり、断線時電流Ｉ1もＶcc依存性はほとんどなく、特性として、上述した遊技球の検出時の出力特性（Ｖout2）と並行で、且つ、（Ｉ1−Ｉ3）×ＲLだけ低くなる。
【００６８】
従って、待機状態と検知状態に挟まれた中間領域に検出コイル断線時特性が存在する。なお、駆動電圧Ｖccが低い領域では、待機時特性と断線時特性が交差するポイントがある。この場合は、近接スイッチの使用電圧範囲の仕様により規定すればよい。
【００６９】
図９〜図１１は本発明に係る直流２線式近接スイッチの第２実施例〜第４実施例を示す回路図であり、それぞれ図４に示す第１実施例におけるダイオードＤ１，Ｄ２の代替回路の例を示すものである。
【００７０】
図９に示されるように、本第２実施例の直流２線式近接スイッチは、バイアス回路部にベース電流補償トランジスタＴｒ１１およびＴｒ１２を使用した例を示すものである。
【００７１】
すなわち、本第２実施例では、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１１およびＴｒ１２により前述したトランジスタＴｒ１のバイアス回路を構成している。トランジスタＴｒ１２は、ダイオード接続されたフォロアで、そのベース−エミッタ間電圧Ｖbeが図４を参照して説明した第１実施例のダイオードＤ３に相当する。また、トランジスタＴｒ１１は、ベース電流補償と呼ばれるトランジスタで、トランジスタＴｒ１およびＴｒ１２のベース電流を補償する。さらに、トランジスタＴｒ１１のベース−エミッタ間電圧Ｖbeが定電圧として機能するため、図４の第１実施例におけるダイオードＤ１と同じ効果が得られる。
【００７２】
図４の第１実施例では、トランジスタＴｒ１のベース電流を、電流源Ｉ0から直接供給するため、抵抗Ｒxの両端電位にベース電流損が発生する。これに対して、本第２実施例では、トランジスタＴｒ１１の補償により上記ベース電流損を改善することができるため、結果として、遊技球を検出した時の漏れ電流の設定精度が向上させることが可能になる。
【００７３】
なお、検出コイルＬの断線時における電流の調整がトランジスタＴｒ１１のベース−エミッタ間電圧Ｖbeのみ（ダイオード１個分）では不十分の場合には、定電流源Ｉ0とトランジスタＴｒ１１のベースとの間にダイオードを追加挿入すればよい。
【００７４】
図１０に示されるように、本第３実施例の直流２線式近接スイッチは、検出コイルＬの断線時に流れる電流を設定する回路に定電圧フォロアを使用した例を示すものである。
【００７５】
すなわち、本第３実施例では、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１３、並びに、抵抗Ｒ１１およびＲ１２により定電圧発生回路を構成している。ここで、トランジスタＴｒ１３のコレクタ―エミッタ間（Ｖce）には、Ｖce＝Ｖbe×（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12の定電圧が発生し、この電位が図４を参照して説明した第１実施例におけるダイオードＤ１およびＤ２と同じ役割を果たす。なお、トランジスタＴｒ１３のエミッタ（トランジスタＴｒ１のベースと共振回路１０の一端（トランジスタＴｒ３のコレクタ）との間には抵抗ＲyおよびダイオードＤ１１が挿入されている。
【００７６】
なお、前述した図４の第１実施例では、ダイオードの段数を調整するため離散的設定なのに対して、本第３実施例では２つの抵抗Ｒ11およびＲ12の定数により小数点以下の設定が可能になるため断線時に流れる電流値を設定する分解能を向上させることができる。
【００７７】
図１１に示されるように、本第４実施例の直流２線式近接スイッチは、バイアス回路部を定電流源と抵抗で構成した例を示すものである。
【００７８】
本第４実施例では、定電流源Ｉ0並びに抵抗Ｒ１３およびＲzによりトランジスタＴｒ１のバイアス回路を構成するもので、主として発振回路を半導体集積回路（ＩＣ）に内蔵する場合に有効である。
【００７９】
すなわち、半導体集積回路内部では、電流源と抵抗の組み合わせで定電圧機能回路を構成することが可能であり、抵抗ＲzをＩＣの内部に形成することができる。ここで、本第４実施例における電流源Ｉ0×Ｒ13は、前述した第１実施例のＶd1＋Ｖd2に相当し、且つ、本第４実施例におけるＩ0×Ｒｚは、前述した第１実施例のＶd3＋Ｉ0×Ｒxに相当する。
【００８０】
この第４実施例は、上述した第３実施例と同様に、検出コイルＬの断線時の電流を小数点以下で設定することが可能であり分解能を向上させることができ、さらに、回路の簡素化にもつながる。
【００８１】
図１２は本発明に係る直流２線式近接スイッチの第５実施例を示す回路図であり、図１３および図１４は図１２に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図である。
【００８２】
図１２に示されるように、本第５実施例の直流２線式近接スイッチは、例えば、共振回路１０（検出コイルＬおよび容量Ｃ１）、電流源Ｉ0、ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６、抵抗ＲeおよびＲｗ、並びに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３で構成される従来の発振回路に対して、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１４と抵抗ＲfおよびＲgから成るエミッタフォロアを追加したものである。
【００８３】
ここで、本第５実施例では、トランジスタＴｒ１およびＴｒ１４の動作を安定化させるために、入力側に３段のダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６により直流バイアスを形成し、定常時は遊技球（金属物体）の離反時にサイン波発振を行い、遊技球の接近時には発振を停止して、従来の回路と同等の動作を行うようになっている。
【００８４】
発振回路１以降の検波積分回路２、弁別回路３、出力回路４および定電圧回路５は、前述した図４に示す第１実施例と同じ構成とされている。
【００８５】
トランジスタＴｒ１４はエミッタフォロアとされ、抵抗ＲfおよびＲgの中間点にトランジスタＴｒ１のベースが接続されるようになっている。なお、本第５実施例において、図４に示す第１実施例と同様に、通常時では感度調整用の抵抗Ｒeの両端電位は小さく、トランジスタＴｒ１の制御電流および帰還電流はごく僅かな値である。
【００８６】
ところで、図１３に示されるように、遊技球の検出時において、本第５実施例の直流２線式近接スイッチの発振回路１の電流Ｉ4およびトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc6は、
【００８７】
Ｉc6 ≒Ｒg×Ｒw×Ｉ0／（Ｒf＋Ｒg）Ｒe …（６）
Ｉ4 ≒Ｉ0＋２Ｒg×Ｒw×Ｉ0／（Ｒf＋Ｒg）Ｒe …（７）
の関係式が成立し、これに基づいて各電流値をＲwにより設定すればよい。
【００８８】
本第５実施例の直流２線式近接スイッチにおいて、検出コイルＬの断線時の挙動も前述した第１実施例とほぼ同等である。すなわち、検出コイルＬが断線すると、ダイオードＤ４〜Ｄ６および抵抗Ｒwがまとめて開放になり、トランジスタＴｒ１４のベースに電流源Ｉ0の電流が流入し、ベース電位が飽和点（この場合は、Ｖref）まで急峻に上昇する。これに順じて抵抗ＲfおよびＲgの中間点の電位、並びに、抵抗Ｒeの両端の電位がともに上昇するため、近接スイッチ全体としての漏れ電流が増加することになる。
【００８９】
図４と同様に、遊技球を検出した時と検出コイルＬが断線した時では、検波積分回路２、弁別回路３、出力回路４および定電圧回路５の状態は不変であり、トランジスタＴｒ１の制御電流と帰還電流が増加する。そして、検出コイルＬの断線により、抵抗Ｒeの両端電位が上昇すると同時に、帰還電流Ｉc7は行き場を失いトランジスタＴｒ３は飽和（図１４参照）するため、検出コイルＬの断線時におけるトランジスタＴｒ１の制御電流Ｉc5および発振回路の電流Ｉ2は、
【００９０】
Ｉc5＝Ｒg×Ｖref／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe−(Ｒf＋２Ｒg)Ｖbe／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe …（８）
Ｉ2＝Ｉ0＋Ｒg×Ｖref／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe−(Ｒf＋２Ｒg)Ｖbe／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe …(9)
従って、スイッチトータルの漏れ電流純増分は式９−式７の計算結果と同値である。
【００９１】
検出コイル断線時の回路電流Ｉmは、
Ｉm ＝ＩLO＋Ｒg×Ｖref／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe−(Ｒf＋２Ｒg)Ｖbe／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe
−２Ｒg×Ｒw×Ｉ0／(Ｒf＋Ｒg)Ｒe …（10）
そして、検出コイルＬの断線時電流Ｉ2は、定電圧Ｖref、トランジスタのベース−エミッタ間電圧Ｖbe、抵抗Ｒe，ＲfおよびＲgにより設定可能であり、特に、抵抗ＲgおよびＲfを設定することにより、３〜４ｍＡ程度に調整すればよい。
【００９２】
なお、本第５実施例では、抵抗ＲfおよびＲgの中間点電位を調整することにより検出コイルＬの断線時における電流Ｉ2を規定することができ、前述した第１実施例がダイオードの段数による離散的な調整だったのに対して、小数点以下のアナログ的な設定を行うことができ、前述した第３実施例および第４実施例と同等の分解能特性を有している。
【００９３】
また、本第５実施例の直流２線式近接スイッチにおいても、抵抗Ｒwを半導体集積回路（ＩＣ）の外付け抵抗とすることにより、電波耐性を高くすることができる。
【００９４】
以上、詳述したように、本発明に係る直流２線式近接スイッチの各実施例によれば、待機状態、遊技球の検出状態、および、検出コイルの断線による動作不能状態の３通りの状態をその出力電流値により判別することができる、すなわち、直流２線式近接スイッチの出力電流の値をモニターすることにより検出コイルの断線故障を認識してカウントのトラブル等を未然に対処することが可能になる。また、検出コイルと発振回路との間に保護抵抗を挿入した場合、検出コイルの正常時は本来の機能を満たし、また、断線時には前記電流値に影響を与えず、設定精度を維持することができる。
【００９５】
なお、上述した本発明に係る各実施例は、例えば、各電源線の極性および各トランジスタの極性等を反転したコンプリメント回路に対してもそのまま適用することができるのはいうまでもない。
【００９６】
図１５は本発明に係る遊技球計数機の一実施例を示す回路図であり、図１６は図１５に示す遊技球計数機の使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図であり、そして、図１７は図１５に示す遊技球計数機の動作を説明するための波形図である。ここで、図１６は、前述した図８に対応している。
【００９７】
図１５に示されるように、遊技球計数機は、計数回路部３００および上述した各実施例の直流２線式近接スイッチ４００を備え、金属製の遊技球を計数するとともに検出コイルＬの断線を検出してアラーム出力を発するようになっている。
【００９８】
計数回路部３００は、負荷ＲLの両端の電位を２つの閾値で弁別を行うためのコンパレータＣＯＭ１０，ＣＯＭ２０と、アンドゲートＸ１０，Ｘ２０と、インバータＸ３０と、ツェナーダイオードＤ１０，Ｄ２０と、抵抗Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０と、容量Ｃ１０と、シュミットバッファＸ４０とを備えて構成される。なお、近接スイッチと負荷ＲLとの接続は、前述した図３と同様の接続になっている。
【００９９】
コンパレータＣＯＭ１０およびＣＯＭ２０は、それぞれツェナーダイオードＤ１０およびＤ２０により設定された閾値電圧（比較電位）Ｖth10およびＶth20と近接スイッチ４００の出力電位（Ｖ+）との比較を行う。ここで、コンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10は、Ｖth10＝Ｖcc−Ｖd10とされ、また、コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20は、Ｖth20＝Ｖd20とされている。なお、Ｖd10およびＶd20は、それぞれツェナーダイオードＤ１０およびＤ２０のツェナー電圧を示している。
【０１００】
ここで、図１６に示されるように、コンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10は、例えば、遊技球検出時のスイッチ両端電圧特性（Ｖout2）と検出コイル切断時のスイッチ両端電圧特性（Ｖout3）とのほぼ中間の電圧特性になるように設定されている。なお、このコンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10は、電源線（駆動電圧Ｖcc）に対してツェナーダイオードＤ１０を直接接続して設定しているため、駆動電圧Ｖccの変動に対して追随（並行な特性）するため、電圧Ｖccが変動しても近接スイッチの出力を正しく弁別することができる。
【０１０１】
また、コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20は、例えば、検出コイル切断時のスイッチ両端電圧特性（Ｖout3）と待機時（遊技球非検出時）のスイッチ両端電圧特性（Ｖout1）との間で横軸にほぼ並行の電圧特性になるように設定されている。
【０１０２】
図１７（ａ）に示されるように、直流２線式近接スイッチの出力（Ｖ+）において、待機時には、電圧Ｖ２０（コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20）を下回り、また、遊技球の検出時には、電圧Ｖ１０（コンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10）を上回り、そして、検出コイルの断線時には、中間値（コンパレータＣＯＭ２０の比較電位Ｖth20とコンパレータＣＯＭ１０の比較電位Ｖth10との間の電位）になる。
【０１０３】
コンパレータＣＯＭ１０の出力Ｖ30およびコンパレータＣＯＭ２０の出力Ｖ40は、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）に示されるような波形になり、また、計数機のカウント出力Ｖout10は、基本的にはコンパレータＣＯＭ１０の出力電圧Ｖ30に同期した図１７（ｄ）に示されるような波形になる。この図１７（ｄ）に示されるカウント出力Ｖout10により遊技球を順次カウントすることになる。
【０１０４】
アンドゲートＸ２０の出力Ｖ60は、検出コイルが断線したことを示す信号であるが、近接スイッチ４００の出力応答時間によって、すなわち、コンパレータＣＯＭ１０およびＣＯＭ２０の出力Ｖ30およびＶ40のオンタイミングが微妙にずれるため、図１７（ｅ）に示されるようなハザードが出力される可能性がある。さらに、図示してはいないが、検出コイルが断線する瞬間にチャタリングが発生する場合もある。
【０１０５】
そこで、図１５に示されるように、アンドゲートＸ２０の出力Ｖ60は、抵抗Ｒ30，Ｒ40および容量Ｃ１０による時定数回路により、上記のハザードやチャタリングを積分吸収した出力Ｖ70（図１７（ｆ）参照）をシュミットバッファＸ４０に入力する。シュミットバッファＸ４０は、オンディレイおよびオフディレイの両方の信号遅延を与えるものである。
【０１０６】
そして、シュミットバッファＸ４０からは、図１７（ｇ）に示されるような検出コイル（Ｌ）の断線時に低レベル『Ｌ』から高レベル『Ｈ』に変化する信号Ｖout20が出力される。すなわち、この信号Ｖout20により、検出コイルの断線故障を認識することになる。
【０１０７】
図１８は本発明に係る遊技球計数機を適用した遊技機の一例を示す機能ブロック図である。
【０１０８】
図１８に示されるように、遊技機は、例えば、遊技盤面側に設けられた直流２線式近接スイッチ４００からの２線出力（Ｖ+，Ｖ-）を、図１５を参照して説明した計数回路部３００で受け取り、遊技球検出信号Ｖout10および検出コイルの断線故障信号Ｖout20を出力する。これらの信号Ｖout10およびＶout20は遊技機のＣＰＵ３１０および外部端子基板３３０を介して遊技球数情報（遊技球の計数情報等）およびスイッチ異常情報（近接スイッチの検出コイルの断線故障情報）をホールコンピュータ４０へ出力する。ここで、図１８において、負荷ＲLは、集積回路として構成された計数回路部３００の外付け抵抗として構成されている。
【０１０９】
さらに、計数回路部３００からの断線故障信号Ｖout20は、警報ランプ駆動回路３２０に対しても供給され、近接スイッチの検出コイルが断線故障した場合には、遊技機自体に設けられた警報ランプ３４０を駆動して検出コイルの断線故障を通知するようになっている。なお、近接センサ４００或いは計数器は、各遊技機に対して設けられるだけでなく、後述するような島毎に設けられた遊技球計数装置等にも使用されるのはいうまでもない。
【０１１０】
なお、本実施例の遊技球計数機は、例えば、遊技球の検出時から待機状態への復帰動作を行う場合にオフディレイタイマを作動させて十分な検知時間を確保するように構成してもよい。
【０１１１】
図１９は本発明が適用される遊技ホールの全体構成を概略的に示す図であり、図２０は図１９の遊技ホールにおける１つの島を示す図であり、そして、図２１は図２０の島における１つの弾球遊技機の一例を概略的に示す図である。
【０１１２】
図１９および図２０に示されるように、遊技ホール（パチンコホール）には、複数の弾球遊技機５５０が島７２ごとに分かれて配置され、例えば、島７２ごとに１つの高速計数が可能な遊技球計数機（島ごと計数機）６００が設けられ、また、図２０および図２１に示されるように、各弾球遊技機５５０に対して台ごと遊技球計数機５００が設けられ、それぞれホールコンピュータ４０とネットワークを介して繋がれている。なお、高速計数が可能な遊技球計数機６００は、例えば、カウンタ７１等の他の場所に設置してもよい。
本発明の遊技球計数機は、島ごと計数機６００および台ごと遊技球計数機５００等に対して幅広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、例えば、ＬＣ共振回路における検出コイルの断線故障を判別することが可能な直流２線式近接スイッチに適用され、例えば、金属よりなる遊技球を計数する遊技球計数機や遊技機に使用される直流２線式近接スイッチに適用されるが、それに限定されず様々な機器における直流２線式近接スイッチに対して幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】従来の直流２線式近接スイッチの一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す直流２線式近接スイッチの回路構成を示す図である。
【図３】従来の直流２線式近接スイッチによる遊技球検出動作を概略的に説明するための図である。
【図４】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第１実施例を示す回路図である。
【図５】図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための波形図である。
【図６】図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その１）である。
【図７】図４に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その２）である。
【図８】図４に示す直流２線式近接スイッチの使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図である。
【図９】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第２実施例を示す回路図である。
【図１０】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第３実施例を示す回路図である。
【図１１】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第４実施例を示す回路図である。
【図１２】本発明に係る直流２線式近接スイッチの第５実施例を示す回路図である。
【図１３】図１２に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その１）である。
【図１４】図１２に示す直流２線式近接スイッチの動作を説明するための図（その２）である。
【図１５】本発明に係る遊技球計数機の一実施例を示す回路図である。
【図１６】図１５に示す遊技球計数機の使用電圧範囲と各電圧レベルとの関係を示す図である。
【図１７】図１５に示す遊技球計数機の動作を説明するための波形図である。
【図１８】本発明に係る遊技球計数機を適用した遊技機の一例を示す機能ブロック図である。
【図１９】本発明が適用される遊技ホールの全体構成を概略的に示す図である。
【図２０】図１９の遊技ホールにおける１つの島を示す図である。
【図２１】図２０の島における１つの弾球遊技機の一例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１，１０１ 発振回路（高周波発振回路）
２，１０２ 検波積分回路
３，１０３ 弁別回路
４，１０４ 出力回路（２線式出力回路）
５，１０５ 定電圧回路
４０ ホールコンピュータ
７１ カウンタ
７２ 島
３００ 計数回路部
３１０ 遊技機ＣＰＵ
３２０ 警報ランプ駆動回路
３３０ 外部端子基板
３４０ 警報ランプ
４００ 直流２線式近接スイッチ
５００ 台ごと遊技球計数機
５５０ 弾球遊技機
６００ 遊技球計数機（島ごと遊技球計数機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、
前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続され、制御端子が定電圧発生手段を介して第２の電源線に接続された第１のトランジスタを備え、
前記ＬＣ共振回路は、一端が前記第１の電源線に接続されると共に、他端が、前記第１のトランジスタのバイアス手段を介して前記制御端子に接続され、
前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記定電圧発生手段および前記第１の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、さらに、
前記第１のトランジスタの前記制御端子と前記ＬＣ共振回路との間に第２の抵抗器を具備し、
前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合には、前記定電圧発生手段および前記第１の抵抗器で調整された電流値に影響を与えないように開放状態になる接続を施し、前記第２の抵抗器を設定することにより、前記開放動作時の漏れ電流の値と、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障したときの中間電流の値とをそれぞれ独立して調整するようにしたことを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、１個もしくは複数のダイオードであることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、ベース電流補償トランジスタのベース−エミッタ間ダイオードであることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項５】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、定電圧発生用トランジスタ、該定電圧発生用トランジスタのベース−エミッタ間に接続された抵抗器、および、該定電圧発生用トランジスタのベース−コレクタ間に接続された抵抗器により構成された定電圧回路を具備することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項６】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、定電流源と、１個もしくは複数の抵抗器を具備することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項７】
ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、
前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、入力が第２の抵抗器を介して前記ＬＣ共振回路の一端に接続されると共に負荷が直列に接続された第３および第４の抵抗器であるエミッタフォロアとを備え、前記第１のトランジスタの制御端子は、前記第３および第４の抵抗器の接続ノードに接続され、前記ＬＣ共振回路の他端は前記第１の電源線に接続され、
前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記第１，第２，第３および第４の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項８】
請求項２または７に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記第２の抵抗器を、半導体集積回路の外付け抵抗として構成したことを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記中間電流の値は、前記開放動作時の漏れ電流の値よりも大きく、且つ、前記閉塞動作時の電流の値よりも小さく、前記２線式出力回路からの当該中間電流の値を検出することにより前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障したことを判別することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１０】
請求項９に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記中間電流の値は、前記開放動作時の漏れ電流の値と前記閉塞動作時の電流の値とのほぼ中間の電流値になっていることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記第１のトランジスタはＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、前記制御端子は該バイポーラトランジスタのベースであり、前記第１の端子は該バイポーラトランジスタのエミッタであり、前記第１の電源線は零の電位の接地線であり、且つ、前記第２の電源線は正の電位の電源線であることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記第１のトランジスタはＰＮＰ型バイポーラトランジスタであり、前記制御端子は該バイポーラトランジスタのベースであり、前記第１の端子は該バイポーラトランジスタのエミッタであり、前記第１の電源線は正の電位の電源線であり、且つ、前記第２の電源線は零の電位の接地線であることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチを備えた遊技球計数機であって、前記金属物体は遊技球であり、前記ＬＣ共振回路の検出コイルは該遊技球の通過路に巻回して配置され、前記直流２線式近接スイッチの出力電流の変化から前記遊技球を計数することを特徴とする遊技球計数機。
【請求項１４】
請求項１３に記載の遊技球計数機において、前記２線式出力回路から出力される前記中間電流を検出して前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障したことを示すアラームもしくは信号を出力する機能を備えることを特徴とする遊技球計数機。
【請求項１】
ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、
前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続され、制御端子が定電圧発生手段を介して第２の電源線に接続された第１のトランジスタを備え、
前記ＬＣ共振回路は、一端が前記第１の電源線に接続されると共に、他端が、前記第１のトランジスタのバイアス手段を介して前記制御端子に接続され、
前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記定電圧発生手段および前記第１の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、さらに、
前記第１のトランジスタの前記制御端子と前記ＬＣ共振回路との間に第２の抵抗器を具備し、
前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合には、前記定電圧発生手段および前記第１の抵抗器で調整された電流値に影響を与えないように開放状態になる接続を施し、前記第２の抵抗器を設定することにより、前記開放動作時の漏れ電流の値と、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障したときの中間電流の値とをそれぞれ独立して調整するようにしたことを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、１個もしくは複数のダイオードであることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、ベース電流補償トランジスタのベース−エミッタ間ダイオードであることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項５】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、定電圧発生用トランジスタ、該定電圧発生用トランジスタのベース−エミッタ間に接続された抵抗器、および、該定電圧発生用トランジスタのベース−コレクタ間に接続された抵抗器により構成された定電圧回路を具備することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項６】
請求項１または２に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記定電圧発生手段は、定電流源と、１個もしくは複数の抵抗器を具備することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項７】
ＬＣ共振回路を用いた発振回路を有し、金属物体を検出する検出回路部と、前記金属物体の接近時には漏れ電流のみで駆動する開放動作，および，該金属物体の離反時には残電圧出力での閉塞動作を行う２線式出力回路と、を具備する直流２線式近接スイッチであって、
前記発振回路は、第１の端子が第１の抵抗器を介して第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、入力が第２の抵抗器を介して前記ＬＣ共振回路の一端に接続されると共に負荷が直列に接続された第３および第４の抵抗器であるエミッタフォロアとを備え、前記第１のトランジスタの制御端子は、前記第３および第４の抵抗器の接続ノードに接続され、前記ＬＣ共振回路の他端は前記第１の電源線に接続され、
前記２線式出力回路は、前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障した場合、前記開放動作を呈するよう設定されると共に、前記開放動作時の漏れ電流に加えて前記第１，第２，第３および第４の抵抗器で調整された電流が付加された中間電流を出力することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項８】
請求項２または７に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記第２の抵抗器を、半導体集積回路の外付け抵抗として構成したことを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記中間電流の値は、前記開放動作時の漏れ電流の値よりも大きく、且つ、前記閉塞動作時の電流の値よりも小さく、前記２線式出力回路からの当該中間電流の値を検出することにより前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障したことを判別することを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１０】
請求項９に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記中間電流の値は、前記開放動作時の漏れ電流の値と前記閉塞動作時の電流の値とのほぼ中間の電流値になっていることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記第１のトランジスタはＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、前記制御端子は該バイポーラトランジスタのベースであり、前記第１の端子は該バイポーラトランジスタのエミッタであり、前記第１の電源線は零の電位の接地線であり、且つ、前記第２の電源線は正の電位の電源線であることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチにおいて、前記第１のトランジスタはＰＮＰ型バイポーラトランジスタであり、前記制御端子は該バイポーラトランジスタのベースであり、前記第１の端子は該バイポーラトランジスタのエミッタであり、前記第１の電源線は正の電位の電源線であり、且つ、前記第２の電源線は零の電位の接地線であることを特徴とする直流２線式近接スイッチ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直流２線式近接スイッチを備えた遊技球計数機であって、前記金属物体は遊技球であり、前記ＬＣ共振回路の検出コイルは該遊技球の通過路に巻回して配置され、前記直流２線式近接スイッチの出力電流の変化から前記遊技球を計数することを特徴とする遊技球計数機。
【請求項１４】
請求項１３に記載の遊技球計数機において、前記２線式出力回路から出力される前記中間電流を検出して前記ＬＣ共振回路の検出コイルが断線故障したことを示すアラームもしくは信号を出力する機能を備えることを特徴とする遊技球計数機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−３２５１２３（Ｐ２００７−３２５１２３Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５５２６８（Ｐ２００６−１５５２６８）
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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