JP2005021175A

JP2005021175A - パチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置

Info

Publication number: JP2005021175A
Application number: JP2003156154A
Authority: JP
Inventors: Isao Kai; 勲甲斐
Original assignee: Sensatec Co Ltd
Current assignee: Sensatec Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: JP4381035B2

Abstract

【課題】パチンコ台独特の超高電圧の静電気放電に対して、配線等への異常な電圧の発生を防止し、制御回路素子の破損や誤動作の防止を行う。
【解決手段】ハンドルの一部もしくは全面を形成する導電部材で電極ＴＰ１を形成し、この電極ＴＰ１とサージ保護回路１１と、発振回路１２と、検波平滑回路１３と、スイッチング回路１４と、出力回路１５と、定電圧回路１６からなる静電容量検出回路ＴＳ１を、ハンドル部１０内に内蔵し、かつこの静電容量検出回路ＴＳ１のＧＮＤ配線を、電源０ＶのシグナルＧＮＤ線２０ａと、大地に一端を接続するための大地ＧＮＤ線２１ｂとに分離配線する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パチンコ台のハンドルにタッチしたことを検出するパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパチンコ用のハンドルセンサ（タッチセンサ）としては、静電容量式のものが知られている。この種の静電容量式のセンサとしては、図７に示すように、サージ保護回路１１と、発振回路１２と、検波回路１３と、スイッチング回路１４と、出力回路１５と、定電圧回路１６とを備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このタッチセンサは、タッチ電極（ハンドル）ＴＰ１に、人体が接触しない時、発振回路１２が自励発振しており、その発振出力が検波回路１３で検波され、スイッチング回路１４で比較されて出力回路１５より接触無しを出力する。タッチ電極ＴＰ１に人体が接触すると、静電容量が増加し、発振回路１２の発振が減衰あるいは停止し、スイッチング回路１４でスイッチングされ、出力回路１５は人体の接触検知を出力する。
【０００４】
この種の静電容量式タッチセンサは、従来、図８に示すように、制御基板ＰＣＢ１上に、センサＴＳ１として実装されていた。そして、ハンドル部１０の導電部ＴＰ１からリード線３を接続し、そのリード線３の他端にコネクタＣＮ１を用い、ハンドル部１０より数１００ｍｍ離れたパチンコ台裏面に設けられた制御基板ＰＣＢ１に接続し、そのコネクタから制御基板ＰＣＢ１上の配線パターンを経て、静電容量式センサＴＳ１に接続している。そして、ハンドル部１０内には、玉飛距離調整用ボリュームＶＲ１、ハンドル回転検出スイッチＳ１が内蔵されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２０００−３２５５５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したハンドル部において、大きな静電気を持つ人がその手でハンドルを触ろうとすると、ハンドルやその内部のスイッチ、ボリューム、及びそれらを接続する配線には人体と逆極性の電荷が誘起される。その手がハンドルに近づくと、人体とハンドル部に集中した電荷が放電し、瞬時に消滅する。この時の電荷の大移動により、半導体を破壊したり、誤動作を起こす。
【０００７】
一般に、制御ボードの回路はＣ−ＭＯＳゲート回路やＣ−ＭＯＳ製のマイクロコンピュータで構成されているが、年々高速化が進むとともに、電源電圧の低下が避けられず、高い電圧仕様でもＤＣ５Ｖであり、一般的にはＤＣ３Ｖで設計されているのが実状である。
【０００８】
図８に示す配線、リード線内を大移動する電荷によって発生する電位差は、配線の状況にもよるが、５００ＰＦの容量で１５ＫＶの静電気を電極（ハンドル）ＴＰ１に放電させると、ハンドル検出スイッチＳ１やボリュームＶＲ１の配線には、数Ｖの電圧が誘起し、また静電気が３０ＫＶとなると、数十Ｖの電圧が誘起する。
【０００９】
一般的に、既によく知られたことであるが、Ｃ−ＭＯＳの入、出力端子に印加できる電圧は、電源電圧より０．５Ｖ足らず高い電圧であり、０．５Ｖ以上高くなると、素子を破壊する。したがって、ＤＣ３Ｖの制御回路の入力に数１０Ｖの入力が印加されるため、回路が破壊し、機能しなくなる事故が発生することがある。
【００１０】
発明者がこれまでに検討してきた実用上のパチンコ台の静電気発生について、今少し説明する。パチンコ台においては、プラスチック材等で構成される複雑な機構部をパチンコ玉が長距離にわたり移動する。このパチンコ玉の移動に伴って、プラスチック材との摩擦や衝撃を繰り返すことにより、玉は徐々に静電気の帯電を増加させ、数ＫＶ〜数１０ＫＶにもなる。また、冬の乾燥した時期に化学繊維や毛織物などを着用して行動すると、湿気が少ないため、自然放電現象が起こらず、人体は徐々に帯電を増加させて、前記と同様数ＫＶ〜数１０ＫＶになる。
【００１１】
これらの高い静電気の放電に対し、電極（ハンドル）ＴＰ１の配線はシールドできない。その理由は、静電容量（タッチ）センサは、高周波発振を利用し、ＧＮＤ間との静電容量を検出するため、シールドを行うと、人体検出に必要な２０〜３０ＰＦの検出感度に対し、シールド容量が数倍〜数１０倍の容量を発生させるためである。また、できるとしても、大変高価であり、扱いの難しい同軸コードを利用する必要があり、かつＳＮ比の大幅な低下のため、安定した品質、特性の確保が困難なためである。
【００１２】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、パチンコ台独特の超高電圧の静電気放電に対して、配線等への異常な電圧の発生を防止し、制御回路素子の破損や誤動作の防止を行い、静電気に強いパチンコ用ハンドルセンサを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明のパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置は、ハンドルの一部もしくは全面に形成する導電性材を用いて電極とし、この電極に人体が接触することにより、静電容量が変化するのを検出する静電容量式検出回路を備えるものにおいて、前記静電容量式検出回路を前記ハンドル内に内蔵し、この静電容量式検出回路のＧＮＤ（接地）配線を、電源０ＶのシグナルＧＮＤ線と、大地に一端を接続するための大地ＧＮＤ線とに分離配線している。
【００１４】
この場合の０ＶのシグナルＧＮＤ線と、大地ＧＮＤ線に分離配線することには、コンデンサを介して両者が接続される場合も含まれる。
【００１５】
この発明のパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置では、静電容量式検出回路のＧＮＤ配線を、電源０ＶのシグナルＧＮＤ線と、大地に一端を接続する大地ＧＮＤ線に分離配線しているので、静電気放電による各配線の誘起電圧を電源０Ｖラインに対して上昇させない。
【００１６】
この発明のパチンコ用のタッチセンサ装置をパチンコ装置に設置する場合には、０ＶシグナルＧＮＤ線が制御基板の電源０Ｖ線に接続され、大地ＧＮＤ線がパチンコ台の大地部に接続される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態パチンコ用の静電容量式センサ（静電容量式検出回路）ＴＳ１の回路構成を示すブロック図である。この静電容量式センサＴＳ１は、サージ保護回路１１と、発振回路１２と、検波回路１３と、スイッチング回路１４と、出力回路１５と、定電圧回路１６とを備えている。
【００１８】
この実施形態静電容量式センサＴＳ１では、各回路構成用に、バイポーラ半導体を用いている。耐サージ電圧は、数十Ｖ程度である。そのため、常に高い静電気が印加される入力部には、サージ保護回路１１を備えている。このサージ保護回路１１として採用する具体回路例を図２の（ａ）、（ｂ）に示す。図２の（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、ハンドルの導電性部（電極）ＴＰ１と、回路の０Ｖ、ＧＮＤライン間に、サージ素子Ｇ１を設けている。このサージ素子Ｇ１としては、マイクロギャップ、アレスター、クリッピングダイオード等を用いる。
【００１９】
また、この実施形態静電容量式センサＴＳ１は、０ＶＧＮＤライン（シグナルグランド）２０ａの他に、この０ＶＧＮＤラインに一端が接続され、他端を大地ＧＮＤに接続するための大地ＧＮＤライン２１ｂを備えている。
【００２０】
また、この実施形態静電容量式センサＴＳ１は、図３に示すように、ハンドル部１０内に回転検出スイッチＳ１、ボリュームＶＲ１とともに、内蔵されている。静電容量式センサＴＳ１の＋電源端子、出力端子、０Ｖ端子はリード線より、コネクタＣＮ１で制御基板ＰＣＢ１に接続されている。ＧＮＤ端子は大地に接続される。
【００２１】
図４は、静電容量式センサＴＳ１の外観を示す図であり、ケース体３０に取付穴３１を有する取付部３２を有する。また、外部に接続するため、タッチ電極接続端子１７、Ｖｃｃ端子（＋電源端子）１８、Ｏｕｔ端子（出力端子）１９、０ＶＧＮＤ端子２０、大地ＧＮＤ端子２１を有する。図５に、静電容量式センサＴＳ１をハンドル１０内に収納した図を示している。図５は、ハンドルベース４１と、回転ハンドル４２と、カバー４３とからなるハンドル部１０の分解斜視図を示している。図３で、概要を説明したように、ハンドル部１０のハンドルベース４１内に、回転検出スイッチＳ１、飛距離調整ボリュームＶＲ１が設けられるとともに、静電容量式センサＴＳ１も収納されている。静電容量式センサＴＳ１は、取付穴３１（図４参照）へのビスによって、ハンドルベース４１内に固着されている。静電容量式センサＴＳ１の大地ＧＮＤ端子２１に接続される大地ＧＮＤライン２２ｂと、回転検出スイッチＳ１のリード線、飛距離調整ボリュームＶＲ１のリード線、及び静電容量式センサＳ１の０ＶＧＮＤ端子２０に接続されるライン２２ａ、＋Ｖｃｃ、Ｏｕｔ信号の各線が束ねられた結束線４４がハンドルベース４１の筒部４１ａ内を挿通されて導出され、大地ＧＮＤライン２２ｂがパチンコ台の台フレーム５０に接続される一方、大地ＧＮＤライン２２ｂを除く結束線４４が制御基板ＰＣＢ１にコネクタＣＮ１により、接続されている。
【００２２】
図７、図８に示す場合では、ハンドルの導電性部ＴＰ１から印加される静電気はサージ素子Ｇ１で放電されるため、数１００ｍｍにおよぶＴＰ１〜０Ｖラインに非常に大きな電荷が流され、０Ｖラインを通って最終的には大地グランドに至るが、この時、先述したように、ＴＰ１と同時に配線されたハンドル回転検出スイッチＳ１や飛距離調整ボリュームＶＲ１の配線に異常に高い電圧を誘起させ、制御用に設けられたＣ−ＭＯＳを破壊する。
【００２３】
一方、この実施形態では、静電容量式センサＴＳ１をハンドル部１０内に設けているため、ハンドルの導電性部ＴＰ１は３０〜４０ｍｍ程度の電極用配線でセンサ回路ＴＳ１に接続されるため、電極配線による静電容量の発生は極めて少なく、又ハンドル回転用検出スイッチＳ１や飛距離調整ボリュームＶＲ１とは同一ハンドル内であるが、取付け場所が異なるため、電極の静電気放電による電圧誘起などの影響を全く与えることがない。
【００２４】
電極ＴＰ１で放電した静電荷は、Ｇ１等を経由し、０Ｖラインより制御用ボードの電源ラインに至る。そのため、静電容量式センサＴＳ１の回路部を、単にハンドル１０内に移動しただけでは、数ＫＶ〜数十ＫＶでの静電気放電によって制御ボードのＣ−ＭＯＳ素子が破壊される。これは静電気放電時のｄｖ／ｄｔが非常に大きいため、数１００ｍｍにおよぶ０Ｖラインの配線は直流的には０Ωでも、誘導リアクタンスが非常に大きくなるためと、ｄｖ／ｄｔが大きくなればなるほど、配線間の分布容量による結合が大きくなるためである。この不具合は、本実施形態の大地ＧＮＤ線２１ｂ、２２ｂによって解決される。
【００２５】
この実施形態の０ＶＧＮＤライン２０ａ、２２ａと分離形成された大地ＧＮＤライン２１ｂ、２２ｂは、パチンコ台に設けられた除電端子、あるいはフレームグランド等の大地グランドに制御回路とは分離して、短い配線で接続される（図５参照）。このようにすることによって、ボリュームや回転検出スイッチ等の電位は、電源ライン０ＶＧＮＤ２０ａ、２２ａ、すなわちシグナルグランドと同時に同電位に変動するので、数１０ＫＶ〜数１００ＫＶの静電気印加により、破壊することがなくなる。また、スイッチやボリュームとセンサの電源あるいは出力線も結束配線が可能となる。
【００２６】
また、０ＶＧＮＤライン２０ａを直接グランドに接続することに不都合のある場合は、図６に示す通り、コンデンサＣ_０を介して、大地ＧＮＤライン２１ｂに接続すれば良い。直流的には絶縁され、静電気的にはグランドに接続され、全く同様の効果が得られる。
【００２７】
ここで不都合があるとは、例えば同一電源に０Ｖ以外が接地された機器が接続されていたり、あるいは回路の一部が接地される可能性があり、その時、誤動作や焼損事故の発生のおそれがある場合等である。
【００２８】
また、ハンドル内にセンサ回路を設けることにより、入力用の配線長が極めて短くなるため、現在のように電極用線の配線による容量を考えてセンサの検出感度を各メーカ別に設定する必要もなくなる。
【００２９】
なお、この発明では、センサ回路はハンドル部であればハンドルの回転部に設けてもハンドルの固定部に設けても良いが、電極のある方に設けると、電極と入力部の接続は回転部での接触が不要となり、回転部での接触不良を避けることができる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、静電容量式検出回路を前記ハンドル内に内蔵し、この静電容量式検出回路のＧＮＤ（接地）配線を、電源０ＶのシグナルＧＮＤ線と、大地に一端を接続するための大地ＧＮＤ線とに分離配線しているので、電極の配線容量がなくなるため、品質が安定する。耐静電気特性が数１０倍に向上する。結束配線等が可能になり、品質が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態である静電容量式のハンドルセンサの回路構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態ハンドルセンサのサージ保護回路の具体例を示す回路図である。
【図３】同実施形態ハンドルセンサの設置箇所及びハンドル部の配線を示す図である。
【図４】同実施形態の静電容量式センサの外観を示す斜視図である。
【図５】同実施形態ハンドルのタッチセンサのハンドル部の分解斜視図と、各リード線の接続を示す図である。
【図６】この発明の他の実施形態である静電容量式のハンドルセンサの回路構成を示すブロック図である。
【図７】従来の静電容量式のハンドルのタッチセンサを示す回路ブロック図である。
【図８】従来のハンドルのタッチセンサの設置箇所及びハンドル部の配線を示す図である。
【符号の説明】
１０ハンドル部
１１サージ保護回路
１２発振回路
１３検波回路
１４スイッチング回路
１５出力回路
１６定電圧回路
１７入力端子
１８ＶＣＣ電源端子
１９出力端子
２００Ｖ電源端子
２０ａ、２２ａ０ＶＧＮＤライン
２１大地ＧＮＤ端子
２１ｂ、２２ｂ大地ＧＮＤライン

Claims

ハンドルの一部もしくは全面に形成する導電性材を用いて電極とし、この電極に人体が接触することにより、静電容量が変化するのを検出する静電容量式検出回路を備えるパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置において、
前記静電容量式検出回路を前記ハンドル内に内蔵し、この静電容量式検出回路のＧＮＤ（接地）配線を、電源０ＶのシグナルＧＮＤ線と、大地に一端を接続するための大地ＧＮＤ線とに分離配線したことを特徴とするパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置。
前記電源０ＶのシグナルＧＮＤ線と、大地ＧＮＤ線は、コンデンサを介して接続されることを特徴とする請求項１記載のパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置。
前記０ＶのシグナルＧＮＤ線の一端を、制御基板の電源０Ｖ線に接続し、前記大地ＧＮＤ線の一端をパチンコ台の大地部に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置。
前記静電容量式検出回路は、前記ハンドルの回転部に設けることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のパチンコ用ハンドルのタッチセンサ装置。