JPS5856211B2 - タッチスイッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はタッチスイッチ装置に関する。

タッチスイッチ装置とは一般的に検出体の機械的接触を
検知してスイッチングするリミット制御を目的としたス
イッチと定義される。

このタッチスイッチ装置の動作原理としては、人体の接
地電位を利用した方式、接触体の大地容量を利用した方
式訃よび感圧素子を用いた方式が実用化されており、ま
たこの他に接触身体部を電流路として動作させるタッチ
スイッチ装置も知られている。

接触体の大地容量を利用した方式は、身体部位が接触し
たか否かで発振回路の発振条件が成立するかしないかの
どちらかの状態となり、発振出力に基づき接触の有無を
検出するものである。

この方式のタッチスイッチ装置は、具体的にはコルピッ
ツ型発振器に代表されるコイル（インダクタンスＬ）を
含む発振回路を構成する必要があり、そのため高温時に
おける感度の低下や生産性の低さから高コストとなると
いう欠点を有している。

この発明は上記大地容量を利用した方式の欠点に鑑み、
回路構成が簡単で信頼性の高い低コストなタッチスイッ
チ装置を提供することを目的とする。

この発明によるタッチスイッチ装置は、パルス発振器と
、それぞれ抵抗とコンデンサとからなり、前記パルス出
力を伝送する２つの伝送路と、一方の伝送路に接続され
た接触極とを有し、前記接触極に身体部位が接触するこ
とによる大地間容量の接続の有無により、前記２つの伝
送路を伝送されるパルスの位相が反転するよう各伝送路
の抵抗とコンデンサの時定数を設定するとともに、前記
２つの伝送路を伝送されたパルスが２つの入力端子のそ
れぞれに加えられるノリツブフロップを備えてなるので
、コイルを含む発振回路などを構成する必要がなくなり
、回路構成が簡単で、しかも周囲温度にも影響されず信
頼性が高く安価になる。

また２つの伝送路の抵抗とコンデンサの時定数を変える
ことにより、遅延時間を可変することができるので、ス
イッチの感度調整を行なうことができる。

さらにフリップ７０ツブが位相判別とその判別結果を保
持する機能を有しているため、このフリップフロップ出
力によりリレー等を１駆動することができ、このリレー
からタッチ出力として接点出力を得ることができる。

このようにフリップフロップが２つの機能を果している
ため、回路構成が簡単になる。

以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図において、インバータとして使用されるＮＡＮＤ
ゲーｔ−１ｉ、ｉ２と抵抗１３．１４とコンデンサ１５
とからパルス発振器１が構成される。

このパルス発振器１より出力されるパルスは、伝送路２
，３をそれぞれ経て遅延フリップフロップ（Ｄ−フリッ
プフロップ）５０入力端子Ｄ、クロックパルス入力端子
ＣＰにそれぞれ送られる。

伝送路２，３はそれぞれ発振器１の出力抵抗を等価的に
含む抵抗２Ｌ３１と、伝送路の漏洩容量むよびＤ−フリ
ップフロップ５の漏洩容量を等価的に含むコンデンサ２
２．３２により構成される。

伝送路２はコンデンサ４１を介して接触槽４２が接続さ
れる。

Ｄ−フリップフロップ５ばＣ−ＭＯＳ−ＩＣなどで構成
される。

伝送路２，３のパルス伝達関数はそれぞれＲ１、Ｒ２は
抵抗２１，３１の値 Ｃ１、Ｃ２はコンデンサ２２．３２の値 Ｓはラプラス変換にむけるパラメータ として表わされ、それぞれのパルス到達遅延時間Ｔ１
、Ｔ３はそれぞれＲ１Ｃ１釦よびＲ２Ｃ２で決定される
。

ここで、Ｒ１Ｃ１〈Ｒ２Ｃ２のように各伝送路の定数を
設定すれば、伝送路２，３の終端に接続されるＤ−フリ
ップフロップ５０入力端子りに到達するパルスは第２図
すに示すように時間Ｔ１だけ遅延し、入力端子ＣＰに到
達するパルスは第２図Ｃに示すように時間Ｔ３だけ遅延
し、Ｔ１〈Ｔ３ となり、端子りに入力される信号の方
が端子ＣＰに入力される信号より早くなり、Ｄフリップ
フロップ５の出力は論理「１」となる。

接触槽４２に身体部位が接触することにより、天地間抵
抗４３と大地間容量４４とが等価的に伝送路２に接続さ
れることになる。

ここで天地間抵抗４３の値をＲＭ、大地間容量４４の値
をＣＭとし、コンデンサ４１の値をＣ３とすると、Ｃ３
）ＣＭ、Ｒ１＞＞ＲＭと考えることができるから伝送路
２のパルス伝達関数は で表わされることになる。

ここで、Ｃ１＋ＣＭ＞Ｃ２に設定しておくことによりこ
のときの遅延時間Ｔ２（Ｒ１（Ｃ１＋ＣＭ）で決定され
る）を遅延時間Ｔ３より大きくすることができ、したが
って第３図に示すように入力端子りに入力される信号（
第３図すに示す）の方が入力端子ＣＰに入力される信号
（第３図Ｃに示す）よりも遅れることになり、フリップ
フロップ５の出力は論理「０」となる。

このように、身体部位の接触による大地間容量接続の有
無により、一方の伝送路２の遅延時間を他方の伝送路３
の遅延時間に対し、長寸たは短とすることができ、フリ
ップフロップ５を反転させることができる。

このフリップフロップ５の出力によりマグネットリレー
を１駆動すれば接点出力信号としてタッチ出力が得られ
る。

この場合、２つの伝送路２，３０時定数を変えることに
より遅延時間を可変することができるので、スイッチの
感度調整を行なうことができる。

なむ、抵抗３１の抵抗値を変えることによってもＲ２、
Ｃ２により決定される伝送路３の遅延時間Ｔ３（オフセ
ット遅延時間）を可変することができるため、スイッチ
の感度調整を行うことが可能である。

また、Ｄ−フリップフロップ５０代わりに、２個のＮＯ
Ｒゲートなどで構成するＲＳフリップフロップを用いれ
ばコストの点で有利である。

なむ、このタッチスイッチ装置は電動パチンコ遊戯装置
のモータ・コントロールや扇風機のオートストップ等に
用いることができる。

すなわち、電動パチンコ遊戯装置の場合には、接触ノブ
に遊戯者が触れていないと遊戯ができないように構成し
、１人で何台もの遊戯装置を占有することがないように
し、また扇風機の場合には、物や人にあたると首振を停
止するように構成するのに用いることができる。

さらに、ラジオ、テレビのチューニング自動切換等の一
般の電子機器のスイッチとしても使用可能であり、また
静電容量式なのでシールドルームでも働くことに着目し
て車載用の電子スイッチとしても使用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の１実施例を示す回路図、第２図ａｔｂ
＋ｃむよび第３図ａ、ｂ、ｃはそれぞれ第１図を説明す
るためのタイムチャートで、第２図は接触槽４２に身体
部位が触れていないとき、第３図は接触槽４２に身体部
位が接触しているときをそれぞれ示し、昔たａはパルス
発振器１の出力パルス、ｂは入力端子りの入力信号、Ｃ
は入力端子ＣＰの入力信号をそれぞれ示す。 １・・・パルス発振器、２，３・・・伝送路、４２・・
・接触極、 ４３・・・天地間抵抗、 ４４・・・天地間容量、 ５・・・Ｄ フリツプフロツプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パルス発振器と、それぞれ抵抗とコンデンサとから
   なり、前記パルス出力を伝送する２つの伝送路と、一方
   の伝送路に接続された接触極とを有し、前記接触極に身
   体部位が接触することによる大地間容量の接続の有無に
   より、前記２つの伝送路を伝送されるパルスの位相が反
   転するよう各伝送路の抵抗とコンデンサの時定数を設定
   するとともに、前記２つの伝送路を伝送されたパルスが
   ２つの入力端子のそれぞれに加えられるフリップフロッ
   プを備えたタッチスイッチ装置。