JPS5949733B2 - スイツチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスイッチ装置に関するもので、現在大量に生産
され、汎用されているディジタル用集積回路（以下ＩＣ
と呼ぶ）を用いて簡単な構成でもって人体が接触するこ
とより、開閉動作するスイッチ装置を安価に提供するこ
とを目的とする。

従来、外部に出ている接触片に人体が触れることにより
オン−オフ動作する電子的スイッチ装置がある。

これらは大別してだいたい次の３種類となる。

（Ｉ） ハム誘導式 第１図に示すように入力インピーダンスの高い増巾器１
の入力端子に接触片２を設け、この接触片２を人体で触
れることにより人体に誘導したところの商用電源の誘導
電圧（一般にハム電圧と言う）を前述の増巾器１に加え
て増申し、その増巾出力を整流器３により整流して、ス
イッチ出力を得る方式である。

これは、原理的にいって人体が接地電位（すなわち、裸
足で、コンクリート作りの床に立っている場合等）にあ
ると、ハム電圧の誘導が小さく、動作が不正確になった
り、また入力インピーダンスの高い増巾器１を使用する
ため外部雑音の影響も受は易く、入力端子の絶縁を良く
しなければならない。

すなわちこれは湿気に弱い等の欠点もあった。

（ＩＩ） リーク式 第２図に示すような入力インピーダンスを高くしたシュ
ミット・トリガ回路４を用いて、接触片５−５′間を人
体が触れることにより、人体の接触抵抗を利用して前記
シュミット・トリガ回路４にバイアス電流ｉＢを流し、
スイッチ出力を得る方式である。

これは人体の表面の抵抗（普通数百にΩ〜数ＭΩの抵抗
値を示す。

）を利用し、直流的に人体に電流を流す必要があり、敏
感な人や、人体が濡れていたりすると感電することがあ
る。

この場合、商用電源をそのまま整流して直流を得るよう
なトランスレスになった装置にあっては感電死する危険
があり、使用出来ないという問題がある。

さらに、人体の抵抗という高抵抗で一定しないものを利
用するため、接触片５，５′周辺のインピーダンスを非
常に高くしなければならない。

従ってこれらの周辺は、わずかのリーク電流も防止する
ように絶縁を良くしなければならず、よってこの場合も
上記ハム誘導式と同様に湿気に弱い等の欠点があった。

（ＩＩＩ） 発振式 第３図に示すように、接触片６に人体が触れると発振出
力が小さくなる発振回路７を用い、そグ発振出力の変化
を利用して、スイッチ出力を得るものである。

以下第３図について詳しく述べると、発振回路７はイン
ダクタンスＬ１、コンデンサＣ１，ｃ２を主構成要素と
するコルピッツ発振回路であり、接触片６に人体が触れ
ると、人体の容量および接地抵抗により、インダクタン
スし１久Ｑが下がると共に、上記容量により発振条件が
変わり出力Ｐ点の発振出力の振巾が小さくなる。

この発振出力を次の検波器８で検波し、その検波出力の
変化をシュミット・トリガ回路９にて、波形整形してス
イッチ出力を得るようにしている。

したがって本構成によれば前述したＩ、ＩＩの方式のよ
うな欠点はないが、回路が複雑であり、したがって工数
も増え、高価になると言う欠点がある。

また、これらをＩＣ化しても専用ＩＣとなり、やはり高
価となる。

これに対して本発明では汎用の廉価なディジタルＩＣを
用いることにより構成が簡単で安価なスイッチ装置を得
ることが出来る。

以下本発明の一実施例について第４図〜第６図とともに
説明する。

第４図において、１０，１１はＮＡＮＤゲートで、一方
のＮＡＮＤゲート１０の出力端子ａが抵抗１２を介して
他方のＮＡＮＤゲート１１の入力端子すに接続されてお
り、また一方のＮＡＮＤゲート１０の人、出力端子ａ
−Ｃ間には帰還用の抵抗１３が接続されている。

そしてＮＡＮＤゲート１１の出力端子ｄより抵抗１４、
コンデンサ１５、インダクタンス１６の直列共振回路に
よりＮＡＮＤゲート１０の入力端子Ｃに正帰還ループを
形成して発振回路を構成している。

なお上記ＮＡＮＤゲート１０，１１の代わりにＮＯＲゲ
ートを使用してもよい。

そして上記コンデンサ１５とインダクタンス１６の接続
点に接触片１７を接続しており、この接触片１７に人体
が触れると人体の容量が前記コンデンサ１５に並列に入
ることになり、発振周波数が低くなる。

本発明はこの発振周波数の変化をとらえてスイッチ出力
を得るものである。

周知のように上記ＮＡＮＤゲー）１０．１１の真理値表
は第５図に示すようになっており、第４図の構成におい
てＮＡＮＤゲート１０の入力と出力とは逆相であり、こ
の出力が電流制限抵抗１２を通してＮＡＮＤゲート１１
の入力に印加される。

このＮＡＮＤゲート１１の入力と出力の関係も同様に逆
相であるため、結局ＮＡＮＤゲート１０の入力とＮＡＮ
Ｄゲート１１の出力は同相となる。

この同相の信号が抵抗１４、コンデンサ１５、インダク
タンス１６による直列共振回路によりＮＡＮＤゲート１
０の入力端子Ｃへ帰還されるため第４図の回路は発振を
し、ＮＡＮＤゲート１゛１の出力端子ｄには矩形波が得
られる。

？ この出力は次段のワンショット・マルチバイブレー
タ１８に加わり、ワンショット・マルチバイブレータ１
８をトリガして端子ｅには第６図イに示すようなパルス
を得る。

すなわち、接触片１７に人体を触れていないときは上述
した動作により端子ｅには上記第６図イの出力パルスが
得られる。

ここで、第６図イにおけるパルスＨのレベルの期間Ｔ１
はコンデンサ１８と抵抗１８ｂの時定数により決定され
、ワンショット・マルチバイブレータ１８の入力に加わ
るトリガパルスの周波数ｆには無関係である。

ここで上記接触片１７に人体を接触せしめると、コンデ
ンサ１５に人体の容量が並列に加わることによりその発
振周波数が低下する。

したがって上記ワンショット・マルチバイブレータ１８
の出力は第６図口に示すようになる。

このように接触片１７に人体が触れることによりパルス
の周期が変わり、その平均値が変わることになるため、
この出力を第４図に示すように抵抗１９とコンデンサ２
０で平滑することにより平均値を得、この変化を次段の
シュミット・トリガ回路２１にて整形し、スイッチ出力
を得る。

このように本発明によれば従来のＩ、ＩＩの方式におけ
るような欠点がないばかりでなく、汎用され大量に生産
されているディジタルＩＣを用いているため安定になる
という利点があり、実用的に有利で特性の良いスイッチ
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のハム式スイッチ装置のブロック図、第２
図は従来のリーク式スイッチ装置の回路図、第３図は従
来の発振式スイッチ装置の回路図、第４図は本発明の一
実施例におけるスイッチ装置の回路図、第５図は第４図
におけるＮＡＮＤゲートの真理値表を示す図、第６図イ
９口は同装置の動作説明のための要部波形図である。 １０，１１・・・・・・ＮＡＮＤゲート、 １２，１３
゜１４・・・・・・抵抗、１５・・・・・・コンデンサ
、１６・・・・・・インダクタンス、１７・・・・・・
接触片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１のＮＡＮＤあるいはＮＯＲゲートの出力端子を
   第１の抵抗を介して第２のＮＡＮＤあるいはＮＯＲゲー
   トの入力端子へ接続し、前記第１のＮＡＮＤあるいはＮ
   ＯＲゲートの入出力端子間に第２の抵抗を接続し、かつ
   前記第１のＮＡＮＤあるいはＮＯＲゲートの出力端子と
   第２のＮＡＮＤあるいはＮＯＲゲートの出力端子との間
   に第３の抵抗とコンデンサとインダクタンスよりなる直
   列共振回路を接続するとともに、前記コンデンサとイン
   ダクタンスの接続点に接触片を接続してなるスイッチ装
   置。