JPS627734B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はタツチスイツチに関するものであ
る。

タツチスイツチで主回路をスイツチ動作するよ
うにした発振方式のタツチスイツチ回路を第１図
に示している。すなわち、この回路は、交流電源
Ｅを直流に変換する直流電源回路Ａと、主回路Ｂ
と、主回路Ｂをスイツチするスイツチ回路Ｃと、
スイツチ回路Ｃを制御する発振回路Ｄとで構成さ
れ、その動作はつぎのとおりである。すなわち、
発振回路Ｄはコルピツツ発振回路で、そのトラン
ジスタTr₃にはインダクタンスＬおよび電圧分割
用のコンデンサC₃，C₄で決定される周波数_０
（250KHz程度）の電流が流れ、インダクタンスＬ
の両端には周波数_０の電圧V₀が生じる。また
この電圧V₀をコンデンサC₃，C₄で分圧した電圧
V₀／２（C₃＝C₄）が半固定抵抗VRを介してトラ
ンジスタTr₃のエミツタに正帰還され、周波数
_０の発振持続の状態となる。なお半固定抵抗VR
はその抵抗値を変化させると帰還率の変化、すな
わち発振の強さ（電圧V₀）を変化させるものであ
る。このような発振状態において発振回路Ｄの第
１のタツチ板Ｔに人体が触れると、人体は大地と
の間に容量と抵抗をもつているので発振電流はコ
ンデンサC₅および抵抗R₁よりなる直列回路のコ
ンデンサC₅→抵抗R₁→人体→大地→交流電源Ｅ
のアースへと流れる（交流電源Ｅのアースが側
の時発振電流は交流電源Ｅのアースからそのまま
発振回路Ｄにもどる。交流電源Ｅのアースが側
の時発振電流は交流電源Ｅのアースからコンデン
サC₁などの素子を通つて発振回路Ｄにもどる）。
人体が大地との間でもつ容量と抵抗は等価的には
それらの直列回路であり、この直列回路がコンデ
ンサC₅、抵抗R₁とともにインダクタンスＬの両
端に並列接続され、第２図に示すように合成容量
Ｃ_T、合成抵抗Ｒ_Tとして機能し、発振状態はこの
直列回路が入る前の状態から弱くなる方向にずれ
て、発振が停止するに至る。すなわち第１のタツ
チ板Ｔにタツチすることにより発振回路Ｄの動作
を制御できることとなる。

スイツチ回路Ｃは発振回路Ｄが発振している
時、発振電圧がトランジスタTr₂のベースをバイ
アスしトランジスタTr₂のコレクタ・エミツタ電
圧はコンデンサC₂により100mV程度のリツプル
電圧となるが、この電圧が大変小さいのでトラン
ジスタTr₁はオフとなり主回路Ｂはオープン状態
となる。一方発振回路Ｄが発振を停止している
時、トランジスタTr₂がオフとなり、トランジス
タTr₂のコレクタ・エミツタ電圧は15V程度とな
る。この電圧によりトランジスタTr₁はオンとな
り主回路Ｂはクローズすることになる。

ところで、以上のようなタツチスイツチを用い
て、第３図に示すように磁石を内蔵した接続部Ｇ
を第１のタツチ板Ｔに吸着して電気接続し、接続
部Ｇにリード線Ｕを接続してその端部に第２のタ
ツチ板T′を接続して第２のタツチ板T′に人体が
タツチすることによつても発振回路Ｄの発振を停
止させると、主回路Ｂを簡単にリモート操作する
ことができるので便利である。

ところが、前記タツチスイツチ回路の発振回路
Ｄの定数を調節して、通常使用され得るすべての
場所で第１のタツチ板Ｔにタツチすることにより
正常な動作をするように設定すると、リード線Ｕ
を介して第２のタツチ板T′を接続した場合に、
第２のタツチ板T′にタツチすることなく発振回
路Ｄが発振停止し主回路Ｂがオンになるという誤
動作を生じる場所が出てくる。例えばコンクリー
ト床および和室の両方において、第１のタツチ板
Ｔへの直接タツチ操作が出来る感度にタツチスイ
ツチを設定すると、コンクリート床の場所におい
てリード線Ｕを接続するだけで主回路Ｂがオンと
なつてしまう。これは和室において第１のタツチ
板Ｔと大地との間に入る人体のもつ容量および抵
抗と、コンクリート床の場所において第２のタツ
チ板T′を接続した時に第２のタツチ板T′と大地
との間に入るリード線Ｕのもつ容量および抵抗が
きわめて近い値を持つためであると考えられる。

したがつて、この発明の目的は、このような誤
動作が生じることなく第２のタツチ板を接続する
ことができるタツチスイツチを提供することであ
る。

この発明の一実施例を第４図に示す。すなわ
ち、このタツチスイツチは、リード線２の第１の
タツチ板Ｔの接続部Ｇ側に誤動作防止用コンデン
サC₆を接続し、リード線２の第２のタツチ板３
の接続部側に作動抵抗R₂を接続している。その
他の構成は第１図のものと同様である。

誤動作防止用コンデンサC₆はつぎのような理
由に基づいている。すなわち、第２図の発振回路
Ｄにあつて容量Ｃ_Tは、それがインダクタンスＬ
の両端に入ることにより、コンデンサC₃，C₄に
流れていた発振電流の一部が容量Ｃ_Tへ流れるの
で、コンデンサC₄の両端の電圧が小さくなり、
トランジスタTr₃のエミツタに正帰還される電圧
が小さくなつて発振が止まつてしまうが、容量Ｃ
_Tが小さい時には発振が弱くなるだけで発振が止
まらないことから、容量Ｃ_Tによつて、発振を止
めることのでる発振の強さが変わつてくるという
性質をもつている。そこで第１のタツチ板Ｔに人
体がタツチした場合と、第１のタツチ板Ｔに従来
の第２のタツチ板T′を接続した場合について、
等価容量を比較検討すると、前者の場合が第５図
に、また後者の場合が第６図のようになる。これ
らの図でＣ_Mは人体が大地に対してもつ容量、Ｒ_M
はその抵抗、Ｃ_Aはリード線Ｕが大地に対しても
つ容量、Ｒ_Aはその抵抗であり、それぞれの合成
容量Ｃ_T，Ｃ_T′および合成抵抗Ｒ_T，Ｒ_T′は、 １／Ｃ_５＋１／Ｃ_Ｍ＝１／Ｃ_Ｔ，R₁＋Ｒ_M＝Ｒ_T １／Ｃ_５＋１／Ｃ_Ａ＝１／Ｃ_Ｔ′，R₁＋Ｒ_A＝Ｒ_T′ となる。ここで、抵抗Ｒ_T，Ｒ_T′はほぼ同じ値で
場所によつて変化せず、また容量Ｃ_T，Ｃ_T′は同
じ場所においては、Ｃ_T＞Ｃ_T′となるが、タツチ
スイツチが通常使用され得る場所において容量Ｃ
_Tの最小値（Ｃ_Tの値は場所によつて異なる値をと
るため）をＣ_TMIN，容量Ｃ_T′の最大値（Ｃ_T′の値
も場所によつて異なる値をとる）をＣ_T′_MAXとす
ると（Ｃ_TMINとＣ_T′_MAXは異なる場所での値）、 Ｃ_TMIN＜Ｃ_T′_MAX となる場合が生じ、この場合に容量Ｃ_TMINを感度
設定基準にすると第２のタツチ板T′を接続する
ことにより容量が大となつて発振停止する、すな
わち誤動作を生じる。

そこで、リード線２の最も第１のタツチ板Ｔの
接続部Ｇに近い所に誤動作防止用コンデンサC₆
を入れた場合を考える。その等価回路は第７図の
ように第６図の等価回路に直列にコンデンサC₆
が入ることになる。この時の全容量Ｃ_T″とする
と、 １／Ｃ_５＋１／Ｃ_６＋１／Ｃ_Ａ＝１／Ｃ_Ｔ″ となる。全抵抗Ｒ_T″はＲ_T′と同じである。なお容
量Ｃ_Aおよび抵抗Ｒ_Aは第２のタツチ板３のリード
線２が大地との間にもつ分布定数回路なので誤動
作防止用コンデンサC₆を第７図に示す位置に入
れなければならない。この結果、誤動作防止用コ
ンデンサC₆の値を適当に選ぶことにより、タツ
チスイツチが通常使用され得る場所すべてにおい
て、 Ｃ_T＞Ｃ_T″ とする、すなわち誤動作防止用コンデンサC₆を
容量Ｃ_Mの最小値（Ｃ_Mは場所によつて異なる値を
とる）より小さい値にすることができ、第２のタ
ツチ板３を接続するだけではスイツチ動作をしな
いように設定することができる。

一方、作動抵抗R₂はつぎのような理由に基づ
いている。すなわち、第２のタツチ板３に人体が
タツチした場合（作動抵抗R₂が挿入されていな
い状態）、等価回路は第８図のようになるが、回
路の全体の容量は容量Ｃ_Mが小さい値のため第７
図の回路の全体の容量（Ｃ_T″）とほとんど差がな
く、発振回路Ｄに対して与える影響もほとんど差
がない。そのため、誤動作防止用コンデンサC₆
が付いた第２のタツチ板３を第１のタツチ板Ｔに
接続するだけではスイツチ動作しないようにタツ
チスイツチの感度の設定をすると、今度は第２の
タツチ板３に人体が触れてもスイツチ動作しない
という問題が生じることになる。一方、第２図の
回路における抵抗Ｒ_Tの効果は、回路の振動エネ
ルギーを消費し振動を減衰するもので、抵抗Ｒ_T
によつて消費される振動エネルギーは容量Ｃ_T，
抵抗Ｒ_Tの直列回路を流れる振動電流が大きい程
大きく、抵抗Ｒ_Tの値が大きい程大きく、また直
列回路を流れる振動電流は容量Ｃ_Tと抵抗Ｒ_Tのイ
ンピーダンスが小さいほど大きいというように容
量Ｃ_T，抵抗Ｒ_Tの組み合せにより抵抗Ｒ_Tで消費
される振動エネルギーの大きさが変わるという機
能を有し、実際には容量Ｃ_Tが一定の時、容量Ｃ_T
のインピーダンスと抵抗Ｒ_Tのインピーダンスが
等しくなる時に抵抗Ｒ_Tで消費される振動エネル
ギーがもつとも大きくなり、抵抗Ｒ_Tで消費され
る振動エネルギーが大きくなる程発振が弱くなり
ある大きさ以上になると発振が停止するという性
質をもつている。また容量Ｃ_Tに対して抵抗Ｒ_Tの
性質を検討すると、第１０図に示すようなグラフ
が得られる。すなわち、このグラフは第２図の回
路において容量Ｃ_T（図ではＣ_T1＞Ｃ_T2＞Ｃ_T3と
いう関係の３つの値について示した）が一定で抵
抗Ｒ_Tを変化させた時発振が停止する可変抵抗器
VRの最小値をプロツトしたものである。曲線の
上側が発振停止域で下側が発振域である。なお半
固定抵抗VRの値は発振の強さに関係し、半固定
抵抗VRの値が小さい程発振が強くなる。

前述の抵抗Ｒ_Tの効果およびグラフから、半固
定抵抗VRの値をある一定値にし、容量Ｃ_Tを一定
値しても抵抗Ｒ_Tの値により発振を停止すること
ができたり、できなかつたりする場合があること
がわかる。なおこのグラフは人体が第１のタツチ
板Ｔに触れた時のことであるが、同様に第２のタ
ツチ板T′を接続したり第２のタツチ板T′に触れ
た時についてもいえる。

したがつて、作動抵抗R₂をリード線２の第２
のタツチ板３の近くに挿入した場合を検討する
と、第１のタツチ板Ｔにリード線２を接続するだ
けの時はリード線２の大地に対してもつ容量Ｃ
_A，抵抗Ｒ_Aはリード線２と大地の分布定数回路な
ので、第７図と同様の等価回路を示し、作動抵抗
R₂は回路と無関係であるが、第２のタツチ板３
に人体が触れると、第９図のような等価回路とな
り、作動抵抗R₂によつて合成抵抗値を変えるこ
とができる。それゆえ、作動抵抗R₂の値を適当
に選ぶことによりこの等価回路の全体の抵抗値で
消費する振動エネルギーを大きくし、ある程度強
い発振でも停止することができることとなり、言
い換えれば動作させやすくなるのである。

なお、本発明の第２のタツチ板３は、人体検出
部に発振器を持つタツチスイツチに有効である。

以上のように、この発明のタツチスイツチは、
発振周波数を決定するインダクタンスおよびコン
デンサを有する発振回路およびこの発振回路の発
振停止によりスイツチ動作するスイツチ回路を有
するとともに前記インダクタンスの一端にコンデ
ンサおよび抵抗の直列回路を介して接続された第
１のタツチ板を有して前記第１のタツチ板に人体
がタツチすることにより前記発振回路を発振停止
させるタツチスイツチ回路と、このタツチスイツ
チ回路の前記第１のタツチ板にリード線を介して
接続される第２のタツチ板と、前記リード線の前
記第１のタツチ板の接続部側に挿入された誤動作
防止用コンデンサと、前記リード線の前記第２の
タツチ板の接続部側に挿入された作動抵抗とを備
えたため、つぎの作用効果がある。すなわち、誤
動作することなく第２のタツチ板を第１のタツチ
板に接続でき、しかも第２のタツチ板にタツチす
ることにより発振回路をスイツチすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はタツチスイツチの回路図、第２図はそ
の発振回路の等価回路図、第３図は従来の第２の
タツチ板を接続した状態の斜視図、第４図はこの
発明の一実施例の第２のタツチ板の正面図、第５
図は第１のタツチ板にタツチしたときの等価回路
図、第６図は従来の第２のタツチ板を第１のタツ
チ板に接続したときの等価回路図、第７図は実施
例の第２のタツチ板を第１のタツチ板に接続した
ときの等価回路図、第８図は作動抵抗R₂を接続
しなかつた場合で第２のタツチ板を第１のタツチ
板に接続しかつ人体が第２のタツチ板にタツチし
たときの等価回路図、第９図は実施例の第２のタ
ツチ板を第１のタツチ板に接続しかつ人体が第２
のタツチ板にタツチしたときの等価回路図、第１
０図は合成容量Ｃ_Tについて合成抵抗Ｒ_Tに対する
半固定抵抗VRのスイツチ動作最小値の関係図で
ある。 Ｌ…インダクタンス、C₃，C₄…コンデンサ、
Ｃ…スイツチ回路、C₅…直列回路を構成するコ
ンデンサ、Ｄ…発振回路、Ｕ，２…リード線、Ｔ
…第１のタツチ板、T′，３…第２のタツチ板、
R₁…直列回路を構成する抵抗、R₂…作動抵抗、
C₆…誤動作防止用コンデンサ、Ｇ…第１のタツ
チ板の接続部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発振周波数を決定するインダクタンスおよび
   コンデンサを有する発振回路およびこの発振回路
   の発振停止によりスイツチ動作するスイツチ回路
   を有するとともに前記インダクタンスの一端にコ
   ンデンサおよび抵抗の直列回路を介して接続され
   た第１のタツチ板を有して前記第１のタツチ板に
   人体がタツチすることにより前記発振回路を発振
   停止させるタツチスイツチ回路と、このタツチス
   イツチ回路の前記第１のタツチ板にリード線を介
   して接続される第２のタツチ板と、前記リード線
   の前記第１のタツチ板の接続部側に挿入された誤
   動作防止用コンデンサと、前記リード線の前記第
   ２のタツチ板の接続部側に挿入された作動抵抗と
   を備えたタツチスイツチ。