装飾部品を下降させるときには、装飾部品に作用する重力の方向と装飾部品の移動方向が一致する。したがって、減速装置の減速比が比較的小さくても装飾部品を駆動(下降)できる。これに対し、装飾部品を上昇させるときには、装飾部品の自重及び駆動装置の摺動部間に作用する摩擦力に抗して装飾部品を移動させる必要がある。そこで、減速装置の減速比が比較的大きければ、電動モーターのトルクが比較的小さくても、装飾部品を駆動(上昇)できる。ただし、減速比が小さい場合に比べて、装飾部品の移動速度が遅くなる。上記のように、装飾部品を下降させるためには減速比をあまり大きく設定する必要はない。一方、装飾部品を上昇させるためには減速比を比較的大きく設定することが好ましい。装飾部品を上昇させるために減速比を比較的大きく設定すると、装飾部品の上昇速度のみならず、下降速度も遅くなってしまう。
本発明の目的は、減速比を簡単に変更できる遊技機用減速装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、原動機(MT)の回転駆動軸に組み付けられる第1外歯歯車(10)と、前記第1外歯歯車と同軸配置された第1支持軸(ST20)に支持され、前記第1支持軸周りにおける一方向への回転が許容され、且つ逆方向への回転が規制されているキャリア(20)であって、前記第1外歯歯車の周囲にて、前記回転駆動軸に対して平行に延びる第2支持軸(24)を備えるキャリアと、前記第2支持軸に支持され、前記第1外歯歯車に噛み合っている第2外歯歯車(30)であって、前記第2支持軸周りにおける一方向への回転であって、前記キャリアの回転可能方向と同一方向への回転が許容され、且つ逆方向への回転が規制されている第2外歯歯車と、前記第1外歯歯車及び前記キャリアと同軸配置された内歯歯車であって、前記第2外歯歯車に噛み合っている内歯歯車(40)と、を備えた、遊技機用減速装置(1)としたことにある。
なお、第1支持軸まわりのキャリアの正転(第1支持軸の一端側から見て時計回りの回転)が許容され、逆転(第1支持軸の一端側から見て反時計回りの回転)が規制されているものとする。また、第2支持軸まわりの第2外歯歯車の正転(第2支持軸の一端側であって、第1支持軸の一端側と同じ側に位置する端部側から見て時計回りの回転)が許容され、逆転(第2支持軸の一端側から見て反時計回りの回転)が規制されている。
この場合、遊技機用減速装置は、複数の第2支持軸及び複数の前記第2外歯歯車を備え、前記複数の第2外歯歯車が、前記第1支持軸の周方向に等間隔に配置されているとよい。
本発明に係る遊技機用減速装置を用いた場合、前記原動機の回転駆動力は、まず、第1外歯歯車を介して、第2外歯歯車に伝達される。原動機の回転駆動軸が正転するとき、第2外歯歯車を第2支持軸まわりに逆転(第2支持軸の一端側から見て反時計回りに回転)させる方向への回転駆動力が第2外歯歯車に作用する。しかし、第2外歯歯車の逆転が規制されている。したがって、原動機の回転駆動軸が正転するとき、第1外歯歯車と内歯歯車とが固定された状態とみなすことができる。言い換えれば、内歯歯車が原動機の回転駆動軸に直結されているものとみなすことができる。したがって、第1外歯歯車、キャリア及び内歯歯車が一体となって正転する。すなわち、この場合、遊技機用減速装置の減速比は「1」である。つまり、原動機と内歯歯車の回転速度は同一であり、内歯歯車のトルクは原動機のトルクと同一である。
一方、原動機の回転駆動軸が逆転するとき、第2外歯歯車を介して、第1支持軸まわりにキャリアを逆転させる方向への回転駆動力がキャリアに作用する。ここで、キャリアの逆転が規制されている。また、このとき(原動機の回転駆動軸が逆転するとき)、第2外歯歯車を第2支持軸まわりに正転させる方向への回転駆動力が第2外歯歯車に作用する。ここで、第2支持軸まわりの第2外歯歯車の逆転が規制されているが、正転は許容されている。したがって、この場合、第2外歯歯車が正転する。また、第2外歯歯車の回転駆動力が内歯歯車に伝達され、内歯歯車が正転する。これにより、第1外歯歯車、第2外歯歯車及び内歯歯車のそれぞれの歯数の比に応じた減速比が得られる。
このように、本発明に係る遊技機用減速装置によれば、原動機の回転駆動軸の回転方向を切り替えるだけで、減速比を簡単に切り替えることができる。回転駆動力よりも駆動速度を重視すべき場面では、原動機を正転させればよい。一方、駆動速度よりも回転駆動力を重視すべき場面では、原動機を逆転させればよい。
本発明の一実施形態に係る遊技機用減速装置1が適用された装飾部品駆動装置DAについて説明する。まず、装飾部品駆動装置DAが適用される遊技機としてのパチンコ機PMの概略について説明しておく。パチンコ機PMは、図1に示すように、鉛直方向に延びる略直方体状の装置である。以下の説明において、パチンコ機PMの高さ方向(鉛直方向)を上下方向と呼ぶ。また、パチンコ機PMの幅方向を左右方向と呼び、パチンコ機PMの奥行き方向を前後方向と呼ぶ。
パチンコ機PMは、同図に示すように、遊技球発射装置BS、遊技盤PBなどを備える。遊技盤PBは、上下方向に延びる略長方形の板状部材である。遊技盤PBは、遊技者に対向するように配置されている。すなわち、遊技盤PBの板厚方向が前後方向に一致している。遊技盤PBは、遊技球発射装置BSの上方に配置されている。遊技球発射装置BSは、図示しない遊技球を1球ずつ遊技盤PBへ向けて発射する。
例えば、遊技盤PBに装飾部品駆動装置DAが取り付けられる。装飾部品駆動装置DAは、装飾部品を昇降させる。
つぎに、装飾部品駆動装置DAの構成について説明する。装飾部品駆動装置DAは、図2に示すように、フレームFR、駆動ギアDG、昇降プレートSP、電動モーターMT及び遊技機用減速装置1を備える。
フレームFRは、図3に示すように、基板BP、駆動ギア軸STDG、キャリア軸ST20及びモーター支持板MPを備える。基板BPは、以下説明する各部品を支持する。基板BPは、左右方向に延びる略長方形の板部材である。基板BPの板厚方向が前後方向に一致している。基板BPの前面における右半部には、後述する遊技機用減速装置1の出力ギア40を支持する支持部BP1が形成されている。支持部BP1は、基板BPの前面から前方へ突出した壁部である。基板BPの前方から見て、支持部BP1は円環状を呈する。駆動ギア軸STDG及びキャリア軸ST20は、後述する駆動ギアDG及び遊技機用減速装置1のキャリア20をそれぞれ支持する。駆動ギア軸STDG及びキャリア軸ST20は、前後方向に延びる円柱状部材であり、基板BPの前面に組み付けられている。駆動ギア軸STDGは支持部BP1の外側(左方)に配置されている。キャリア軸ST20は、支持部BP1の中心に組み付けられている。駆動ギア軸STDG及びキャリア軸ST20の上下方向の位置は同一である。
モーター支持板MPは、後述する電動モーターMTを支持する。モーター支持板MPは、基板BPと平行な板部材である。モーター支持板MPは、基板BPの前方に配置されている。モーター支持板MPは、支柱SCを介して基板BPに支持されている。モーター支持板MPには、電動モーターMTの回転駆動軸が挿入される貫通孔THMPが設けられている。
駆動ギアDGは、平歯車である。つまり、駆動ギアDGは、円板状の基部DG1を有する。基部DG1の外周面部には、複数(例えば40個)の歯DG2が形成されている。基部DG1の中心部に貫通孔THDGが設けられており、この貫通孔THDGに駆動ギア軸STDGが挿入されて、駆動ギアDGが、駆動ギア軸STDGまわりに回転可能に支持される。基部DG1の前面には、前後方向に延びる円柱状の係合ピンDG3が形成されている。係合ピンDG3は、基部DG1の前面から前方へ突出している。
昇降プレートSPは、基板BPに平行な板部材である。昇降プレートSPの前面に装飾部品が固定される。昇降プレートSPの上部には、左右方向に延びる貫通孔THSPが形成されている。貫通孔THSPに係合ピンDG3が挿入される。昇降プレートSPは、図示しないガイド装置によって上下方向にスライド可能に支持されている。このガイド装置は、例えば、上下方向に延びるラックギアと、昇降プレートSPに組み付けられ、前記ラックギアに噛み合うピニオンギアと、を備えるとよい。また、ガイド装置が、上下方向に延びる溝形部材から構成され、昇降プレートSPの一部(例えば、左右の端部)が前記溝形部材に嵌合していてもよい。
電動モーターMTは、周知のステッピングモーターである。電動モーターMTは、モーター支持板MPの前面に固定される。電動モーターMTがモーター支持板MPの前面に固定された状態では、電動モーターMTの回転駆動軸は、モーター支持板MPの後面から後方へ突出する。
つぎに、遊技機用減速装置1について説明する。遊技機用減速装置1は、電動モーターMTと駆動ギアDGとの間に設けられ、電動モーターMTの回転駆動力を駆動ギアDGに伝達する。
遊技機用減速装置1は、図4に示すように、入力ギア10、キャリア20、遊星ギア30,30、及び出力ギア40を備える。入力ギア10は、平歯車である。つまり、入力ギア10は、円板状の基部11を有する。基部11の中央部には、電動モーターMTの回転駆動軸が挿入されて固定される孔H11が形成されている。基部11の後面には、複数(例えば8個)の歯12が形成されている。電動モーターMTによって、入力ギア10が回転駆動(正転駆動・逆転駆動)される。
キャリア20は、図5に示すように、ベース部21、ワンウェイクラッチ22、固定板23、及び遊星ギア軸24,24を備える。遊技機用減速装置1の前方から見て、ベース部21は略十字形を呈する。すなわち、ベース部21は、その中央部21Cから前後方向に対して垂直な方向に延びる第1支持板部211と、中央部21Cから第1支持板部211とは反対方向へ延びる第2支持板部212を有する。また、ベース部21は、中央部21Cから、前後方向に垂直且つ第1支持板部211の延設方向に垂直な方向へ延びる第3支持板部213と、中央部21Cから第3支持板部213とは反対方向へ延びる第4支持板部214を有する。中央部21C、第1支持板部211、第2支持板部212、第3支持板部213及び第4支持板部214は、前後方向に垂直な板状部である。中央部21C、第1支持板部211、第2支持板部212、第3支持板部213及び第4支持板部214の後面は同一平面内に位置している。中央部21C、第1支持板部211及び第2支持板部212の板厚は同一である。第3支持板部213及び第4支持板部214の板厚は同一であり、中央部21C、第1支持板部211及び第2支持板部212に比べて少し厚い。
第1支持板部211及び第2支持板部212には、後述する固定板23に嵌合する係合ピンPがそれぞれ形成されている。係合ピンPは、第1支持板部211及び第2支持板部212の前面から前方へ突出している。
中央部21Cには、貫通孔TH21Cが設けられている。この貫通孔TH21C内に、ワンウェイクラッチ22が嵌め込まれている。ワンウェイクラッチ22は、円環状部材である。貫通孔TH21Cの内周面に前後方向に延びる凸部が設けられ、ワイウェイクラッチ22の外周面にが、前後方向に延びる凹部が設けられている。これらの凸部と凹部が嵌合することにより、ベース部21及びワンウェイクラッチ22の周方向への相対的回転が規制されている。ワンウェイクラッチ22は、キャリア軸ST20に嵌め込まれて、キャリア軸ST20まわりにおける一方向(前方から見て時計回り)へのキャリア20(ベース部21)の回転を許容し、逆方向(前方から見て反時計回り)への回転を規制する(図6参照)。このようなワンウェイクラッチの構造は周知であるので、その説明を省略する。
固定板23は、第1支持板部211、中央部21C及び第2支持板部212に沿うように延設されている。固定板23は、第1支持板部211、中央部21C及び第2支持板部212に被せられて、ワンウェイクラッチ22が凹部RPから脱落することを規制する。固定板23の長手方向における両端部には、係合ピンP,Pが挿入されて嵌合する環状部231,231が設けられている。
遊星ギア軸24,24は、前後方向に延びる円柱状部材であり、第3支持板部213及び第4支持板部214の前面にそれぞれ組み付けられている。遊星ギア軸24,24に遊星ギア30,30が支持される。
遊星ギア30は、図7に示すように、ギア部31、ワンウェイクラッチ32及び固定板33を備える。ギア部31は、円環状の基部311を有する。基部311の外周面部には、複数(例えば16個)の歯312が形成されている。基部311の内側にワンウェイクラッチ32が嵌め込まれている。ワンウェイクラッチ32の構成は、ワンウェイクラッチ22と同様である。ギア部31及びワンウェイクラッチ32の周方向への相対的回転が規制されている。ワンウェイクラッチ32の内周部に、遊星ギア軸24が挿入され、遊星ギア30が、遊星ギア軸24に支持されている。ワンウェイクラッチ32は、遊星ギア軸24まわりにおける一方向(前方から見て時計回り)への遊星ギア30(基部311)の回転を許容し、逆方向(前方から見て反時計回り)への回転を規制する(図8参照)。このように、キャリア20の回転可能方向と遊星ギア30の回転可能方向が同一(いずれも前方から見て時計回り)である。
固定板33は、略円板状部材である。固定板33は、基部311の前面に被せられて、ワンウェイクラッチ32が基部311から脱落することを規制する。
出力ギア40は、図9A及び図9Bに示すように、ベース部41及びギア部42を備える。ベース部41は、前後方向に垂直な円板状の底壁部411と、底壁部411の前面の外周縁部に沿って延びる円環状の周壁部412を備える。周壁部412の外径は、支持部BP1の内径と略同一である。底壁部411の中央部には、貫通孔TH411が形成されている。貫通孔TH411の内径は、キャリア軸ST20の外径よりも大きい。
ギア部42は、周壁部412の前面に接続された円環状の基部421を備える。基部421の外径は、駆動ギアDGの外径と同一である。基部421の内周面及び外周面には、複数の外歯422及び複数の内歯423がそれぞれ形成されている。
つぎに、装飾部品駆動装置DAの組み立て手順について説明する。まず、出力ギア40のベース部41が、支持部BP1内に収容される。この状態では、キャリア軸ST20が、貫通孔TH411に挿通されて、ベース部41内に突出している。出力ギア40は、キャリア軸ST20に支持されるのではなく、支持部BP1に支持され、支持部BP1の中心軸まわりに回転可能である。すなわち、ベース部41の周壁部412の外周面が、支持部BP1の内周面に摺接する。
つぎに、キャリア20がキャリア軸ST20に組み付けられる。つまり、キャリア20のワンウェイクラッチ22にキャリア軸ST20が挿入される。これにより、キャリア20は、キャリア軸ST20まわりに回転可能に支持される。ただし、ワンウェイクラッチ22の作用により、前方から見た時計回りのキャリア20の回転が許容されており、反時計回りのキャリア20の回転が規制されている。
つぎに、遊星ギア30,30が、キャリア20の遊星ギア軸24,24に組み付けられる。つまり、基部311,311に組み付けられたワンウェイクラッチ32,32に遊星ギア軸24,24が挿入される。これにより、遊星ギア30,30は、遊星ギア軸24,24まわりに回転可能に支持される。ただし、ワンウェイクラッチ32,32の作用により、前方から見た時計回りの遊星ギア30,30の回転が許容されており、反時計回りの遊星ギア30,30の回転が規制されている。遊星ギア30,30は、出力ギア40の内歯423に噛み合っている。
つぎに、基板BPに支柱SCを介してモーター支持板MPが取り付けられる。つぎに、電動モーターMTの回転駆動軸に入力ギア10が嵌め込まれる。そして、電動モーターMTがモーター支持板MPに取り付けられる。この状態では、入力ギア10、キャリア20及び出力ギア40が同軸配置されている。入力ギア10は、遊星ギア30,30に噛み合っている。なお、電動モーターMTの回転駆動軸は、キャリア軸ST20の前方に位置している。
つぎに、駆動ギアDGが、駆動ギア軸STDGに組み付けられる。駆動ギアDGは、出力ギア40に噛み合っている。最後に、昇降プレートSPが上記のガイド装置に組み付けられるとともに、駆動ギアDGに組み付けられる。つまり、昇降プレートSPがガイド装置に係合されるとともに、貫通孔THSPに係合ピンDG3が挿入される。
つぎに、装飾部品駆動装置DAの動作について説明する。電動モーターMTの回転駆動力は、入力ギア10を介して、遊星ギア30,30に伝達される。図10に示すように、電動モーターMTの回転駆動軸が正転(前方から見て時計回りに回転)するとき、遊星ギア30,30を遊星ギア軸24,24まわりに逆転(前方から見て反時計回りに回転)させる方向への回転駆動力が遊星ギア30,30に作用する。ここで、ワンウェイクラッチ32,32によって、遊星ギア軸24,24まわりの遊星ギア30,30の逆転が規制されている。したがって、この場合、図10の下半部に示すように、入力ギア10と出力ギア40とが固定された状態とみなすことができる。言い換えれば、出力ギア40が電動モーターMTの駆動軸に直結されているものとみなすことができる。なお、上記のように、ワンウェイクラッチ22によって、キャリア軸ST20まわりのキャリア20の逆転(前方から見た反時計回りの回転)が規制されているが、正転(前方から見た時計回りの回転)は許容されている。したがって、入力ギア10、キャリア20及び出力ギア40が一体となって正転(前方から見て時計回りに回転)する。すなわち、この場合、遊技機用減速装置1の減速比は「1」である。つまり、電動モーターMTと出力ギア40の回転速度は同一であり、出力ギア40のトルクは電動モーターMTのトルクと同一である。
一方、図11に示すように、電動モーターMTの回転駆動軸が逆転(前方から見て反時計回りに回転)するとき、遊星ギア30,30を介して、キャリア軸ST20まわりにキャリア20を逆転させる方向への回転駆動力がキャリア20に作用する。ここで、ワンウェイクラッチ22によって、キャリア20の逆転が規制されている。したがって、キャリア20は、フレームFRに対して固定された状態とみなすことができる。また、このとき(電動モーターMTの回転駆動軸が逆転するとき)、遊星ギア30,30を遊星ギア軸24,24まわりに正転(前方から見て時計回りに回転)させる方向への回転駆動力が遊星ギア30,30に作用する。ここで、ワンウェイクラッチ32,32によって、遊星ギア軸24,24まわりの遊星ギア30,30の逆転が規制されているが、正転は許容されている。したがって、この場合、遊星ギア30,30が正転する。また、遊星ギア30の回転駆動力が出力ギア40に伝達され、出力ギア40が正転する。入力ギア10の歯数が「8」であり、遊星ギア30の歯数が「16」であるから、入力ギア10と遊星ギア30との間の減速比は「2」(=16/8)である。また、遊星ギア30の歯数が「16」であり、出力ギア40の歯数が「40」であるから、入力ギア10と遊星ギア30との間の減速比は「2.5」(=40/16)である。よって、遊技機用減速装置1の減速比は「5」(=2×2.5)である。
出力ギア40の回転駆動力が駆動ギアDGに伝達されて、駆動ギアDGが駆動ギア軸STDGまわりに逆転する。出力ギア40の歯数と駆動ギアDGの歯数は同一であるから、出力ギア40の回転速度と駆動ギアDGの回転速度は同一であり、駆動ギアDGのトルクは出力ギア40のトルクと同一である。駆動ギアDGが回転することにより、貫通孔THSPの内周面が係合ピンDG3によって上方又は下方に押される。これにより、昇降プレートSPが上下方向に往復する。
上記のように、電動モーターMTの回転駆動軸が正転する場合及び逆転する場合のいずれの場合であっても、出力ギア40は正転する。電動モーターMTの回転駆動軸の正転速度と逆転速度とが同一であるとすると、電動モーターMTの回転駆動軸の回転方向を正転方向から逆転方向に切り替えることにより、出力ギア40の回転速度が1/5になるとともに、出力ギア40のトルクが5倍になる。このように、遊技機用減速装置1によれば、電動モーターMTの回転駆動軸の回転方向を反転させるだけで、簡単に減速比を変更できる。つまり、出力ギア40のトルクよりも回転速度を重視した第1動作モードと、出力ギア40の回転速度よりもトルクを重視した第2動作モードとを、簡単に切り替えることができる。
装飾部品駆動装置DAを用いて装飾部品を下降させるとき、装飾部品に作用する重力の方向と装飾部品の移動方向が一致する。したがって、遊技機用減速装置1の減速比が比較的小さくても装飾部品を駆動(下降)できる。よって、この場合、第1動作モードが選択されればよい。すなわち、電動モーターMTの回転駆動軸を正転させればよい。一方、装飾部品を上昇させるときには、装飾部品の自重及び装飾部品駆動装置DAの摺動部間に作用する摩擦力に抗して装飾部品を移動させる必要がある。したがって、この場合、第2動作モードが選択されればよい。すなわち、電動モーターMTの回転駆動軸を逆転させればよい。
例えば、昇降プレートSPの位置を検出し、昇降プレートSPがその可動範囲の最下点に到達したとき、電動モーターMTの回転駆動軸の回転方向を逆転方向に設定し、昇降プレートSPがその可動範囲の最上点に到達したとき、電動モーターMTの回転駆動軸の回転方向を正転方向に設定すればよい。
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、遊技機用減速装置1は、2つの遊星ギア30を備えているが、さらに多くの遊星ギア30を備えていてもよい。この場合、これらの遊星ギア30が、キャリア軸ST20まわりに等間隔に配置されると良い。