知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-05
(45)【発行日】2024-08-14
(54)【発明の名称】役物装置
(51)【国際特許分類】
A63F 7/02 20060101AFI20240806BHJP
【ＦＩ】
A63F7/02 304D
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020163606
(22)【出願日】2020-09-29
(65)【公開番号】P2022055904
(43)【公開日】2022-04-08
【審査請求日】2023-07-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100155712
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 尚
(72)【発明者】
【氏名】川本 竜二
【審査官】佐藤 嘉純
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１４８１４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２５１０５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５７７７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１２７３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１３６８５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第７４６３９２７（ＪＰ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６３Ｆ ７／０２
Ａ６３Ｆ ５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
役物と、該役物を動作させるボイスコイルモータと、を備え、前記ボイスコイルモータは、
有底円筒状のケースと、
前記ケースの内側の中央底部に配設された円筒状の外周面を有する永久磁石と、
前記永久磁石における前記ケースとは反対側に配設された前記永久磁石と同径のヨークと、
ボビンと、
前記ボビンに巻回されたコイル部と、を備えたボイスコイルモータと、を備え、
前記役物は、前記ケース又は前記ボビンの何れか可動する方に取り付けられ、
前記コイル部は、
前記永久磁石による磁束と鎖交する、駆動コイルであると共に差動トランスの１次コイルを兼ねる駆動兼１次コイルと、
前記差動トランスの２つの２次コイルと、を含み、
前記ヨークは、前記コイル部の中央の空間に配設され、前記差動トランスの鉄芯を兼ねる役物装置。
【請求項2】
前記２つの２次コイルは、前記駆動兼１次コイルの外周に重ねて巻回されている請求項１に記載の役物装置。
【請求項3】
前記２つの２次コイルは、前記駆動兼１次コイルの軸方向の両側に巻回されている請求項１に記載の役物装置。
【請求項4】
請求項１、２又は３に記載の役物装置の駆動制御装置であって、高周波電流を発生させる発振器と、
前記ボイスコイルモータにおける可動側の目標位置を示す信号に前記発振器で発生させた高周波電流が重畳された信号を増幅して前記駆動兼１次コイルに供給する駆動部と、
前記ボイスコイルモータの前記２つの２次コイルに誘起される各電圧が入力され、該各電圧に基づいて前記可動側の位置を示す位置信号を出力する処理部と、
前記処理部より出力される前記位置信号に基づいて、前記駆動部に入力される前記目標位置を示す信号を補正する補正部と、を備える駆動制御装置。
【請求項5】
前記高周波電流の周波数は、ボイスコイルモータの応答周波数よりも高いことを特徴とする請求項４に記載の駆動制御装置。
【請求項6】
請求項１、２又は３に記載の役物装置と、請求項４又は５に記載の駆動制御装置と、を備える遊技機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遊技機に搭載される役物装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、遊技機の役物装置における直線可動（以下、直動とも記載する）の制御には、回転型ステッピングモータに、ラック＆ピニオンやカム等の回転運動を直線往復運動に変換する回転直動変換機構を組み合わせる方式がある（例えば、特許文献１）。また、別の方式として、直線可動のボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと記載する）を電流制御する構成もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７-０２０５３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、回転直動変換機構を用いる構成では、回転直動変換機構におけるガタに起因して滑らかな動作が困難である。具体的には、直線可動の方向を反転させるときに、方向の反転を滑らかに行うことができない。そのため、例えば、物体が浮遊するような滑らかな動きを実現できない。また、周囲温度変化又は構成部品の個体差の影響を受けて、目標位置と動作位置との間にずれが生じるといった解題もある。
【0005】
これに対し、直線可動のＶＣＭを用いる構成は、回転直動変換機構を用いる構成に比べて直線可動の方向の反転は滑らかに行うことができる。しかしながら、回転直動変換機構と同様に、周囲温度変化又は構成部品の個体差の影響を受けて、目標位置と動作位置との間にずれが生じる。特に、永久磁石を用いているので、周囲温度の上昇又は通電による駆動コイルの発熱等によって永久磁石の温度が上昇すると磁力の低下が起こり、一定振幅の電流で駆動していても変位振幅が減少する。
【0006】
なお、目標位置と動作位置との間のずれは、変位センサを設けて動作位置を検出（変位検出）し、動作位置と目標位置とのずれを無くすように制御することで解決できる。しかしながら、その場合、役物を動作させる駆動機構が肥大化すると共にコストアップを招くという課題がある。
【0007】
本発明は、役物を動作させる駆動機構の肥大化およびコストアップを抑制しつつ、常に所望の動作を実現することが可能な役物装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用している。
【0009】
すなわち、本発明の一側面に係る役物装置は、役物と、該役物を動作させるボイスコイルモータと、を備え、前記ボイスコイルモータは、有底円筒状のケースと、前記ケースの内側の中央底部に配設された円筒状の外周面を有する永久磁石と、前記永久磁石における前記ケースとは反対側に配設された前記永久磁石と同径のヨークと、ボビンと、前記ボビンに巻回されたコイル部と、を備えたボイスコイルモータと、を備え、前記役物は、前記ケース又は前記ボビンの何れか可動する方に取り付けられ、前記コイル部は、前記永久磁石による磁束と鎖交する、駆動コイルであると共に差動トランスの１次コイルを兼ねる駆動兼１次コイルと、前記差動トランスの２つの２次コイルと、を含み、前記ヨークは、前記コイル部の中央の空間に配設され、前記差動トランスの鉄芯を兼ねる役物装置。
【0010】
上記構成によれば、駆動兼１次コイルに駆動電流を流すと、フレミング左手の法則に従って駆動兼１次コイルの軸方向に沿った推力（ローレンツ力）が発生し、ケース、永久磁石およびヨークを含む磁石側と、ボビンおよびコイル部を含むコイル側とが、相対的に変位する。さらに、駆動兼１次コイルと２つの２次コイルを含むコイル部と、コイル部の中央の空間に配設されたヨークとで、差動トランスからなる変位センサが構成される。駆動兼１次コイルを交流電源で駆動することで、２つの２次コイルに誘起される電圧の差から、磁石側とコイル側との相対位置を検出することができる。
【0011】
このように、上記構成によれば、ボイスコイルモータを構成するコイルおよびヨークを、変位を検出するための差動トランスの励起用の１次コイルおよび鉄芯に兼用している。したがって、部品的には２つの二次コイルを追加するだけで、相対位置を検出するための差動トランスをボイスコイルモータに内蔵させることができる。
【0012】
上記一側面に係る役物装置において、前記２つの２次コイルは、前記駆動兼１次コイルの外周に重ねて巻回されていてもよい。当該構成によれば、駆動機構であるボイスコイルモータの軸方向の外形サイズを変えることなく、差動トランスからなる変位センサを内蔵させることができる。
【0013】
上記一側面に係る役物装置において、前記２つの２次コイルは、前記駆動兼１次コイルの軸方向の両側に巻回されていてもよい。当該構成によれば、駆動機構であるボイスコイルモータの径方向の外形サイズを変えることなく、差動トランスからなる変位センサを内蔵させることができる。
【0014】
本発明の一側面に係る駆動制御装置は、上記一側面に係る役物装置の駆動制御装置であって、高周波電流を発生させる発振器と、前記ボイスコイルモータにおける可動側の目標位置を示す信号に前記発振器で発生させた高周波電流が重畳された信号を増幅して前記駆動兼１次コイルに供給する駆動部と、前記ボイスコイルモータの前記２つの２次コイルに誘起される各電圧が入力され、該各電圧に基づいて前記可動側の位置を示す位置信号を出力する処理部と、前記処理部より出力される前記位置信号に基づいて、前記駆動部に入力される前記目標位置を示す信号を補正する補正部と、を備える。
【0015】
上記構成によれば、駆動部は、可動側の目標位置を示す信号に発振器で発生させた高周波電流が重畳された信号を増幅して駆動兼１次コイルに供給する。処理部は、２つの２次コイルに誘起される各電圧に基づいて前記可動側の位置を示す位置信号を出力する。つまり、磁石側とコイル側との相対位置を示す位置信号を出力する。補正部は、処理部より出力された位置信号に基づいて、駆動部に入力される目標位置を示す信号を補正する。
【0016】
上記一側面に係る駆動制御装置において、前記高周波電流の周波数は、ボイスコイルモータの応答周波数よりも高い構成としてもよい。当該構成によれば、重畳される高周波電流によってボイスコイルモータが変位することが起らず、高精度な位置制御が可能となる。
【0017】
上記一側面に係る駆動制御装置において、前記高周波電流の周波数は、ボイスコイルモータの応答周波数よりも高い構成としてもよい。当該構成によれば、重畳される高周波電流によってボイスコイルモータが変位することが起らず、高精度な位置制御が可能となる。
【0018】
本発明の一側面に係る遊技機は、上記一側面に係る役物装置と、上記一側面に係る駆動制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、役物を動作させる駆動機構の肥大化およびコストアップを抑制しつつ、常に所望の動作を実現することが可能な役物装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本実施の形態に係る役物装置の部分縦断面図である。
【図2】本実施の形態に係る役物装置が備えるＶＣＭの分解斜視図である。
【図3】本実施の形態に係る役物装置が備えるＶＣＭの駆動兼１次コイルに流す駆動電流の一例を示す波形図である。
【図5】本実施の形態に係る役物装置が備えるＶＣＭにおける変位センサの動作原理を説明する図である。
【図6】本実施の形態に係る役物装置が備えるＶＣＭにおける、可動部の変位と、その際の２次コイル上および２次コイル下に誘起される電圧信号の一例を示す図である。
【図7】本実施の形態に係る役物装置が備えるＶＣＭおよびコントロールドライバを含む制御ブロック図である。
【図8】本実施の形態に係る役物装置の斜視図である。
【図9】本実施の形態に係る役物装置における可動部の変位による役物の動きのイメージを示す図である。
【図10】本実施の形態に係る役物装置が搭載された遊技機の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の一側面に係る実施形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【0022】
§１ 適用例
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１０は、本実施形態に係る役物装置５０の適用例を例示するもので、役物装置５０が搭載されている遊技機１００の構成を示す斜視図である。遊技機１００はパチンコ機であるが、パチスロ機、ゲーム機等であってもよい。
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１０は、本実施形態に係る役物装置５０の適用例を例示するもので、役物装置５０が搭載されている遊技機１００の構成を示す斜視図である。遊技機１００はパチンコ機であるが、パチスロ機、ゲーム機等であってもよい。
【0023】
図１０に示すように、遊技機１００は、遊技領域１０１、ハンドル１０２、上球皿１０３、下球皿１０４等を備えている。遊技領域１０１は、ハンドル１０２によって打ち出された遊技球（遊技媒体）が移動する領域である。ハンドル１０２は、遊技球の発射操作を行うための装置であり、利用者がハンドル１０２を回した状態で保持すると、遊技球が連続発射されて遊技領域１０１に打ち出される。
【0024】
上球皿１０３は、遊技において獲得した遊技球、または、球貸し操作にて貸し出された遊技球が貯留され、下球皿１０４は、上球皿１０３から溢れた遊技球が貯留される。つまり、遊技領域１０１に設けられた入賞口（不図示）に遊技球が入賞すると、入賞口に応じて設定されている数の遊技球が、遊技機１００の背面側に設置された球払出装置（不図示）より上球皿１０３または下球皿１０４に払い出される。
【0025】
役物装置５０の駆動機構であるボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと記載）１は、ＶＣＭ本体の部品を差動トランスからなる変位センサに兼用して用いることで、外形形状の肥大化およびコスト上昇を抑制しつつ、変位検出が可能となる。これにより、大きな設置スペースを必要とすることなく、かつコスト上昇を極力おさえつつ、図９に示すような、可動部２０に取り付けられた役物５１が、ゆらゆらと水面に浮いているように滑らかに上下動する浮遊動作を行う役物装置を実現できる。
【0026】
【0027】
（ＶＣＭ１の構成）
図１は、本実施の形態に係る役物装置５０の部分縦断面図である。図２は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１の分解斜視図である。図１、図２に示すように、ＶＣＭ１は、ボビン２と、コイル部３と、リード線４と、裏蓋５と、ケース６と、永久磁石７と、ヨーク兼鉄芯８と、を備える。
図１は、本実施の形態に係る役物装置５０の部分縦断面図である。図２は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１の分解斜視図である。図１、図２に示すように、ＶＣＭ１は、ボビン２と、コイル部３と、リード線４と、裏蓋５と、ケース６と、永久磁石７と、ヨーク兼鉄芯８と、を備える。
【0028】
ボビン２は、コイル部３を巻回させるための有底筒状の部品であり、一般的には樹脂より形成されている。コイル部３は、駆動兼１次コイル１１と、２つの２次コイル１２Ａ，１２Ｂと、を含み、ボビン２における円筒部２ａに巻回されている。
【0029】
駆動兼１次コイル１１は、永久磁石７を有する可動部２０を駆動させるためのＶＣＭ本体の駆動コイルであると共に、可動部２０の位置を検出する差動トランスからなる変位センサ９の励起用の１次コイルでもある。２次コイル１２Ａ，１２Ｂは、変位センサ９の検出用の２つの２次コイルである。詳細については後述するが、変位センサ９は、駆動兼１次コイル１１と、２つの２次コイル１２Ａ，１２Ｂと、ヨーク兼鉄芯８と、から構成されている。
【0030】
本実施形態では、円筒部２ａに駆動兼１次コイル１１が巻回され、該駆動兼１次コイル１１の外周に、２つの２次コイル１２Ａ，１２Ｂが重ねて巻回されている。２つの２次コイル１２Ａ，１２Ｂは、軸方向に並んで配置されている。軸方向とは、コイル部３の中心軸線Ｘ（図２参照）の方向であり、ここでは上下方向である。以降、上側に位置する２次コイル１２Ａを２次コイル上１２Ａ、下側に位置する２次コイル１２Ｂを２次コイル下１２Ｂと称する。
【0031】
コイル部３のこれら各コイル１１，１２Ａ，１２Ｂは、ボビン２の底部２ｂの裏側においてリード線４と半田付けされている。各コイル１１，１２Ａ，１２Ｂは、リード線４を介して外部機器と接続される。なお、図２においては、リード線４を２本のみ記載している。底部２ｂの裏側には裏蓋５が配され、半田付け部分を保護するようになっている。また、底部２ｂは、鍔状に延設され、延設された部分にＶＣＭ１を筐体等に螺子（図示せず）等で固定するための取り付け穴２ｃが形成されている。つまり、本実施の形態においては、駆動兼１次コイル１１のある側が固定されるようになっており、ボビン２、コイル部３、リード線４および裏蓋５にて、固定部１０が構成されている。
【0032】
ケース６は、有底円筒状をなし、該ケース６内側の中央底部に円筒状の外周面を有する永久磁石７が配設されている。永久磁石７は、ケース６に吸着または接着することで固定されている。
【0033】
ヨーク兼鉄芯８は、永久磁石７におけるケース６とは反対側に配設されている。ヨーク兼鉄芯８は、永久磁石７に吸着または接着することで固定されている。ヨーク兼鉄芯８は、永久磁石７と同径に構成されており、ＶＣＭ本体のヨークであると共に、変位センサ９の鉄芯でもある。ケース６およびヨーク兼鉄芯８は、鉄より形成されるのが一般的である。
【0034】
なお、本実施の形態では、永久磁石７およびヨーク兼鉄芯８はそれぞれリング状に形成されているが、同径の円柱状であってもよい。これらケース６、永久磁石７およびヨーク兼鉄芯８にて、可動部２０が構成されている。
【0035】
永久磁石７は、軸方向より平面視した可動部２０の中央部に位置し、軸方向と平行な着磁方向を有する。ケース６およびヨーク兼鉄芯８は、永久磁石７を着磁方向に挟むように配置されている。
【0036】
永久磁石７の磁束は、図中の矢印Ｘに示すように、ヨーク兼鉄芯８を経由して、エアギャップＧ（磁気空隙）を飛び、ケース６を通って永久磁石７へ戻る。駆動兼１次コイル１１は、永久磁石７による磁束と鎖交するように、エアギャップＧに配置されている。
【0037】
（ＶＣＭ１の動作）
エアギャップに鎖交する駆動兼１次コイル１１に通電することで、フレミングの左手の法則に従う方向に電磁力が発生する。本例では駆動兼１次コイル１１が固定されているため、反力にて永久磁石７を有する側が可動部２０となり、軸方向に沿った推力を発生する。なお、本例とは逆に、永久磁石７を有する側を固定し、駆動兼１次コイル１１を有する側を可動させる構成とすることもできる。
エアギャップに鎖交する駆動兼１次コイル１１に通電することで、フレミングの左手の法則に従う方向に電磁力が発生する。本例では駆動兼１次コイル１１が固定されているため、反力にて永久磁石７を有する側が可動部２０となり、軸方向に沿った推力を発生する。なお、本例とは逆に、永久磁石７を有する側を固定し、駆動兼１次コイル１１を有する側を可動させる構成とすることもできる。
【0038】
（駆動電流と可動部２０の変位との関係）
図３は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１の駆動兼１次コイル１１に流す駆動電流の一例を示す波形図である。図４は、図３に示す駆動電流を駆動兼１次コイル１１に流した場合のＶＣＭ１の変位（可動部２０の変位）の一例を示す図である。
図３は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１の駆動兼１次コイル１１に流す駆動電流の一例を示す波形図である。図４は、図３に示す駆動電流を駆動兼１次コイル１１に流した場合のＶＣＭ１の変位（可動部２０の変位）の一例を示す図である。
【0039】
図３に示すように、駆動兼１次コイル１１には、通常の可動部２０を上下動させるための矩形波の駆動電流Ｃに、変位検出のための高周波電流Ｆが重畳された形で流される。図３において、縦軸の数値は、後述する駆動電流がゼロの下位置（図５の符号５０２で示す図）から中央位置（図５の符号５００で示す図）に可動部２０をポップアップさせるために必要な直流電流Ｐに加算する電流値（加算電流値）である。中央位置が可動部２０の変位の基準位置である。
【0040】
図４に示すように、加算電流値がゼロの状態で可動部２０は変位ゼロの位置を保持する。加算電流値が正である場合、駆動電流は直流電流Ｐよりも大きくなるので、可動部２０は現在位置から上方に向かって移動する。加算電流値が負である場合、駆動電流は直流電流Ｐよりも小さく、あるいは逆向きの電流となるため、可動部２０は現在位置から下方に向かって移動する。可動部２０の移動加速度は、加算電流値の絶対値に比例し、加算電流値が大きい程加速度が増す。
【0041】
（変位センサ９）
図１、図２に示すように、可動部２０の位置を検出する変位センサ９は、駆動兼１次コイル１１と、２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂと、ヨーク兼鉄芯８とから構成される。このうち、駆動兼１次コイル１１およびヨーク兼鉄芯８は、ＶＣＭ本体の構成部品であり、兼用している。変位センサ９の動作原理は差動トランスと同じである。
図１、図２に示すように、可動部２０の位置を検出する変位センサ９は、駆動兼１次コイル１１と、２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂと、ヨーク兼鉄芯８とから構成される。このうち、駆動兼１次コイル１１およびヨーク兼鉄芯８は、ＶＣＭ本体の構成部品であり、兼用している。変位センサ９の動作原理は差動トランスと同じである。
【0042】
図５を用いて変位センサ９の動作原理を説明する。図５は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１における変位センサ９の動作原理を説明する図である。符号５００で示す図が、可動部２０が中央位置にある状態を示し、符号５０１で示す図が、可動部２０が中央位置よりずれた上位置にある状態を示し、符号５０２で示す図が、可動部２０が中央位置よりずれた下位置にある状態を示す。中央位置が、図３において加算電流ゼロの状態の位置であり、図４における変位ゼロの基準位置である。
【0043】
駆動電流Ｃに重畳された高周波電流Ｆにて駆動兼１次コイル１１に励起された磁束は、ヨーク兼鉄芯８を通って駆動兼１次コイル１１に戻る。これにより、２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂに電圧が誘起される。２次コイル上１２Ａに誘起される電圧と、２次コイル下１２Ｂに誘起される電圧とには、ヨーク兼鉄芯８の位置によって差が生じる。
【0044】
詳細には、ヨーク兼鉄芯８とコイル部３との相対位置の変化により、２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂの、駆動兼１次コイル１１に対応する相互インダクタンスが変化する。符号５００の可動部２０が中央位置にある状態では、ヨーク兼鉄芯８はコイル部３の上下方向の真中にある。コイル部３の上下方向の真中を一点鎖線Ｙにて示す。この状態では、駆動兼１次コイル１１と２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂとの相互インダクタンスが等しい。そのため、２次コイル上１２Ａの出力電圧および２次コイル下１２Ｂの出力電圧は等しくなり、差分はゼロとなる。
【0045】
符号５０１の可動部２０が上位置にある状態では、ヨーク兼鉄芯８は、コイル部３の上下方向の上側にある。この状態では、駆動兼１次コイル１１と２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂとの相互インダクタンスは、２次コイル上１２Ａで増加し、２次コイル下１２Ｂで減少する。そのため、２次コイル上１２Ａと２次コイル下１２Ｂとの間には、各々の誘起電圧の差に相当する電圧が生じる。
【0046】
符号５０２で示す、可動部２０が下位置にある状態では、ヨーク兼鉄芯８は、コイル部３の上下方向の下側にある。この状態では、駆動兼１次コイル１１と２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂとの相互インダクタンスは、２次コイル上１２Ａで減少し、２次コイル下１２Ｂで増加する。そのため、２次コイル上１２Ａと２次コイル下１２Ｂとの間には、各々の誘起電圧の差に相当する電圧が生じる。可動部２０が上位置にある状態と下位置にある状態とでは、差に相当する電圧の極性が逆になる。
【0047】
このように、可動部２０の位置に応じて２次コイル上１２Ａと２次コイル下１２Ｂに誘起される電圧に差が生じるため、これら２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂから出力される信号から、可動部２０の変位を示す電圧信号（以下、変位信号）を得ることができる。
【0048】
図６は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１における、可動部２０の変位と、その際の２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂに誘起される電圧信号の一例を示す図である。図６に示すように、可動部２０が中央位置にある変位ゼロの時間Ｔ０，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６、Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１２、Ｔ１４では、２次コイル上１２Ａの出力電圧（振幅）および、２次コイル下１２Ｂの出力電圧（振幅）は等しくなる。
【0049】
可動部２０が中央位置よりも上方に変位している時間（期間）Ｔ１，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ１３では、２次コイル上１２Ａの出力電圧（振幅）が大きくなり、２次コイル下１２Ｂの出力電圧（振幅）が小さくなる。
【0050】
逆に可動部２０が中央位置よりも下方に変位している時間（期間）Ｔ３，Ｔ７，Ｔ１１では、２次コイル下１２Ｂの出力電圧（振幅）が大きくなり、２次コイル上１２Ａの出力電圧（振幅）が小さくなる。
【0051】
（ＶＣＭ１の制御ブロック）
図７は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１およびコントロールドライバ３０を含む制御ブロック図である。コントロールドライバ（駆動制御装置）３０は、ＶＣＭ１の駆動を制御する駆動制御装置である。コントロールドライバ３０には、主制御部４０から可動部２０の目標位置が入力される。コントロールドライバ３０は、可動部２０の位置が目標位置となるようにＶＣＭ１を駆動する。主制御部４０は、例えば遊技機１００に搭載されている演出用の制御装置である。
図７は、本実施の形態に係る役物装置５０が備えるＶＣＭ１およびコントロールドライバ３０を含む制御ブロック図である。コントロールドライバ（駆動制御装置）３０は、ＶＣＭ１の駆動を制御する駆動制御装置である。コントロールドライバ３０には、主制御部４０から可動部２０の目標位置が入力される。コントロールドライバ３０は、可動部２０の位置が目標位置となるようにＶＣＭ１を駆動する。主制御部４０は、例えば遊技機１００に搭載されている演出用の制御装置である。
【0052】
コントロールドライバ３０は、ドライバ回路（駆動部）３１と、センサ処理回路（処理部）３２と、ＰＩＤ演算器（補正部）３３と、発振器３４と、を備えている。
【0053】
発振器３４は、変位検出のための高周波電流Ｆを生成する。ドライバ回路３１は、主制御部４０から入力されるＶＣＭ１の可動部（可動側）２０の目標位置を示す信号に発振器３４で発生させた高周波電流が重畳された信号を増幅して駆動兼１次コイルに供給する。目標位置を示す信号を増幅したものが駆動電流Ｃであり、駆動電流Ｃには、高周波電流Ｆが重畳されている（図３参照）。
【0054】
センサ処理装置３２には、ＶＣＭ１の２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂより出力される各電圧信号が入力される。センサ処理装置３２は、入力された２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂの各電圧信号に基づいて、可動部２０の変位に比例した現在位置を示す現在位置信号に変換する。つまり、センサ処理装置３２は、入力された２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂの各電圧信号に基づいて可動部２０の位置を示す位置信号を出力する。
【0055】
ＰＩＤ（比例積分微分）演算器３３は、センサ処理装置３２より出力された位置信号に基づいて、ドライバ回路３１に入力される目標位置を示す信号を補正する。ＰＩＤ演算器３３には、主制御部４０から送信される目標位置と現在位置信号に示される現在位置との差分が入力される。ＰＩＤ演算器３３は、目標位置と現在位置との差分を比例積分微分演算し、可動部２０を目標位置へ移動させるための演算結果の信号（補正された目標位置を示す信号）を出力する。ＰＩＤ演算器３３からの演算結果の信号に発振器３４で生成した高周波電流Ｆが重畳されてドライバ回路３１へ送られる。
【0056】
ドライバ回路３１は、高周波電流Ｆが加算されたＰＩＤ演算器３３からの演算結果の信号を電力増幅して高周波電流Ｆが重畳された駆動電流を生成し、ＶＣＭ１の駆動兼１次コイル１１に供給する。これにより、可動部２０が目標位置に正確に移動する。
【0057】
ここで、発振器３４にて生成される高周波電流Ｆの周波数は、ＶＣＭ１の応答周波数よりも高いことが好ましい。これにより、重畳される高周波電流ＦによってＶＣＭ１が変位することがなく、高精度な位置制御が可能となる。
【0058】
（ＶＣＭ１の効果）
上記構成によれば、ＶＣＭ１の駆動コイルを差動トランスからなる変位センサ９の１次コイルに兼用して駆動兼１次コイル１１とし、駆動電流Ｃに可動部２０の位置を検出するための高周波電流Ｆを重畳させる。そして、ＶＣＭ１の永久磁石７と一体に動くヨークを変位センサの鉄芯に兼用してヨーク兼鉄芯８として用いる。これにより、２つの２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂを追加するのみで、変位センサ９を内蔵させて、可動部２０の位置を示す信号をＶＣＭ１から出力することができ、位置フィードバック制御が可能となる。
上記構成によれば、ＶＣＭ１の駆動コイルを差動トランスからなる変位センサ９の１次コイルに兼用して駆動兼１次コイル１１とし、駆動電流Ｃに可動部２０の位置を検出するための高周波電流Ｆを重畳させる。そして、ＶＣＭ１の永久磁石７と一体に動くヨークを変位センサの鉄芯に兼用してヨーク兼鉄芯８として用いる。これにより、２つの２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂを追加するのみで、変位センサ９を内蔵させて、可動部２０の位置を示す信号をＶＣＭ１から出力することができ、位置フィードバック制御が可能となる。
【0059】
ＶＣＭの部品を兼用して変位センサ９を構成することで、変位検知器又は容量センサ等の別部品を外付けする構成に比べて、外形を小型化し、かつ、コストの削減も可能になる。
【0060】
また、検出用の２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂは、駆動兼１次コイル１１と同一ボビンに、マグネットワイヤーを巻回する構造であり、スケール等をネジ止めする構成に比べて、ＶＣＭ本体と一体化されている。したがって、変位検知器又は容量センサ等をＶＣＭ本体に外付けする構成の場合に生じる取り付け誤差が生じず、検出精度がより高くなる。また、経年による位置ずれなどの誤差要因も本質的に発生しない。
【0061】
さらに、上記構成では、２次コイル上１２Ａおよび２次コイル下１２Ｂを駆動兼１次コイルの外周に重ねて巻回している。このような構成とすることで、軸方向の外形サイズを変えることなく、変位センサ９を内蔵させることができる。
【0062】
また、別の構成として、２つの２次コイルを、駆動兼１次コイルの軸方向の両側に巻回してもよい。このような構成とすることで、径方向の外形サイズを変えることなく、変位センサ９を内蔵させることができる。
【0063】
（ＶＣＭ１を用いた役物装置）
図８は、本実施の形態に係る役物装置５０の斜視図である。可動部２０におけるケース６の上面にアヒルの役物５１が取り付けられている。図９は、役物装置５０における可動部２０の変位による役物５１の動きのイメージを示す図である。
図８は、本実施の形態に係る役物装置５０の斜視図である。可動部２０におけるケース６の上面にアヒルの役物５１が取り付けられている。図９は、役物装置５０における可動部２０の変位による役物５１の動きのイメージを示す図である。
【0064】
ＶＣＭ１からは、可動部２０の位置を示す信号は出力されるので、該信号を用いてコントロールドライバ３０にて、位置フィードバック制御が可能となる。その結果、可動側に含まれる部材（役物５１、ケース６、永久磁石７、およびヨーク兼鉄芯８）の重さのバラツキに起因する負荷重量のばらつきがあっても、可動部２０、つまり役物５１を目標位置に正確に移動させることができる。
【0065】
同様に、周囲温度の変化、通電による駆動兼１次コイル１１の自己発熱等により永久磁石７の温度が上昇して磁力の低下が起こっても、つまり役物５１を目標位置に正確に移動させることができる。
【0066】
役物５１を目標位置に正確に移動させることができることで、例えば、図９に示すような、役物５１がゆらゆらと水面に浮いているように滑らかに上下動する浮遊動作を行わせることができる。
【0067】
（ソフトウェアによる実現例）
コントロールドライバ３０の制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
コントロールドライバ３０の制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0068】
後者の場合、コントロールドライバ３０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【0069】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0070】
１ ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）
２ ボビン
３ コイル部
６ ケース
７ 永久磁石
８ ヨーク兼鉄芯
９ 変位センサ
１０ 固定部
１１ 駆動兼１次コイル
１２Ａ ２次コイル上
１２Ｂ ２次コイル下
２０ 可動部
３０ コントロールドライバ（駆動制御装置）
３１ ドライバ回路（駆動部）
３２ センサ処理装置（処理部）
３３ ＰＩＤ演算器（補正部）
３４ 発振器
４０ 主制御部
５０ 役物装置
５１ 役物
１００ 遊技機
２ ボビン
３ コイル部
６ ケース
７ 永久磁石
８ ヨーク兼鉄芯
９ 変位センサ
１０ 固定部
１１ 駆動兼１次コイル
１２Ａ ２次コイル上
１２Ｂ ２次コイル下
２０ 可動部
３０ コントロールドライバ（駆動制御装置）
３１ ドライバ回路（駆動部）
３２ センサ処理装置（処理部）
３３ ＰＩＤ演算器（補正部）
３４ 発振器
４０ 主制御部
５０ 役物装置
５１ 役物
１００ 遊技機
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】