電磁ソレノイドとは
電磁ソレノイド（Electromagnetic Solenoid）は、電気エネルギーを直線的な機械運動に変換する装置であり、パチンコ機では主に「発射装置」「アタッカー」「電チュー」などの駆動部に使用される。コイルに電流を流すことで磁力を発生させ、プランジャ（可動鉄心）を吸引・開放する仕組みである。
基本構造
ソレノイドの構造は単純ながら、高い精度と耐久性が求められる。主な構成要素は以下の通り：
- コイル（エナメル銅線）
- プランジャ（可動鉄心）
- ヨーク（磁束経路形成体）
- リターンスプリング（復帰機構）
- ハウジング（筐体・固定枠）
コイル通電時に発生する磁力がプランジャを吸引し、非通電時はスプリングで元位置に戻る。この単純動作により、電気信号を瞬時に機械的動作へ変換できる。
動作原理
電磁ソレノイドの動作はファラデーの電磁誘導の原理に基づく。通電するとコイル周囲に磁界が形成され、プランジャ内部に吸引力が生じる。吸引力Fはおおむね次の式で表される：
F = (N² × I² × μ × A) / (2 × g²)
ここで、Nは巻数、Iは電流、μは透磁率、Aは断面積、gはギャップ長である。つまり、コイル電流が大きいほど吸引力は強くなるが、過電流は発熱や焼損を招くため制御が重要である。
使用箇所と役割
遊技機内での主なソレノイド使用箇所は以下の通り：
- 発射ソレノイド： 玉打ち機構を駆動し、一定の打撃力で遊技球を発射。
- アタッカーソレノイド： 開閉板（アタッカー）を瞬時に作動させ、入賞時に同期。
- 電チューソレノイド： 電動チューリップを開閉し、特図抽選を制御。
- V入賞ゲートソレノイド： 指定タイミングで開閉制御を実行。
これらの動作はメイン制御基板の指令信号に同期し、ミリ秒単位の精度で動作している。
駆動回路と制御方式
ソレノイド駆動にはDC12VまたはDC24Vが用いられ、トランジスタやMOSFETでスイッチング制御される。動作特性は以下の2段階制御が一般的である：
- 初期駆動（フル電流）： 吸引開始時に大電流を流して迅速動作。
- 保持電流（低電流）： 動作後は電流を減らして発熱抑制。
この制御は「ソレノイドドライバIC」またはPWM制御回路によって行われ、寿命と効率を両立している。
発熱・耐久設計
ソレノイドは繰り返し動作により発熱するため、コイル線径・巻数・材質の選定が重要である。耐熱クラスはB種（130℃）またはF種（155℃）が一般的。連続動作時でもコイル温度が100℃を超えないよう設計される。
可動部の潤滑にはモリブデングリスやフッ素系潤滑剤が使用され、乾燥による摩擦増加を防止している。
安全・保護設計
過電流・異常動作を防ぐために、以下の安全機構が導入されている：
- 逆起電力吸収ダイオード（フライホイールダイオード）
- 温度ヒューズまたはNTCサーミスタ
- 動作タイムアウト制御（制御基板側）
これらにより、焼損や過熱停止を未然に防ぎ、電装全体の信頼性を確保している。
点検・メンテナンス
電磁ソレノイドの点検では以下を確認する：
- 吸引動作の遅延・不完全動作
- 異音（バネの金属摩擦やプランジャ固着）
- コイル抵抗値（規定値±10%を超えた場合は交換）
- リターンスプリングの弾性劣化
焼損・変色・異臭がある場合はコイル断線の可能性が高く、ユニット交換が必要である。
リユース・再整備時の注意
中古機では、プランジャのサビや摩耗、スプリング疲労による復帰不良が多く発生する。再整備時は以下を徹底する：
- 摺動部の清掃・グリス再塗布
- コイル抵抗測定による劣化診断
- フライホイールダイオードの整合確認
摩擦音や吸引ムラが残る場合は、コイルユニット交換が最も確実な修復手段である。
次世代ソレノイド技術
新型機では、省電力化と高速応答を両立する「リニアソレノイド」や「PWM可変制御型ソレノイド」が登場している。これにより、従来よりも滑らかな動作制御と長寿命化が実現されている。
まとめ
電磁ソレノイドは、遊技機の機械動作を司る中核デバイスである。小型ながら強力な駆動力を持ち、正確な制御と定期的な整備により長期信頼性を維持できる。動作音や発熱変化は劣化の兆候であり、早期対応が求められる。
関連サイト：スリーピース技術ガイド
電磁ソレノイドの構造・駆動回路・整備技術については、グループサイト
スリーピースドットネット（ppps.jp）
の電装・駆動制御ガイドで詳しく紹介しています。