JP4737521B2

JP4737521B2 - 人体接触検知装置

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Publication number: JP4737521B2
Application number: JP2005199734A
Authority: JP
Inventors: 勉味岡; 康之大場; 文夫嶋本; 敬介石橋
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: JP2006051340A

Description

本発明は、人体接触検知装置に関し、特に、検出精度の低下を抑制しつつ、静電気による装置の破壊を抑止できるようにした人体接触検知装置に関する。

パチンコ遊技機には、遊技球の検出、人体（遊技者）の検出、あるいは構造部材の位置検出などの目的で、数多くのスイッチが使用されている。この中で、パチンコ遊技機の動作を開始させる動作契機スイッチの場合、有接点スイッチを用いると開閉時に独特のチャタリングが発生してしまうことから、有接点スイッチに代えて小型電子スイッチを使用することが主流となっている。このような動作契機スイッチとしては、遊技球の通過を検出する近接スイッチの他、最近では遊技球の発射装置を動作させるハンドルに遊技者が接触することにより変化する静電容量に基づいて、人体の接触を検出する静電容量型人体検出タッチスイッチなどが導入されつつある。

人体検出タッチスイッチとは、予め設けられた金属製のプレートに人体が（直接または間接的に）接触した場合、そのプレートの大地間容量の変化に基づいて、人体が接触したか否かを判定し、判定結果を信号として出力するものである。

ところで、このような人体検出タッチスイッチがパチンコ遊技機内部に導入される場合、静電気対策を施す必要が生じる。

すなわち、タッチスイッチへの静電気放電は、冬場などに静電気が帯電している遊技者（人体）がタッチスイッチに接触する、もしくはタッチスイッチに接近することにより発生する。このときの静電気の放電電圧は、例えば、毛織物等を着用している人体が絨毯上を歩行した場合など、数万ボルトにも達する。一般に、電子スイッチの静電気耐力は、有接点スイッチと比べて著しく低く、上述したような静電気による過電圧がタッチスイッチに放電された場合、内部の電子部品は静電破壊してしまう恐れがある。従って、このような人体検出タッチスイッチ回路は、人体が接触したか否かの検出動作を行う構成に加えて、静電気保護動作を行う構成とを共存させる必要がある。

小型電子スイッチの静電気対策に関して、人体の接触を検知する検出電極に人体が接触した場合、同時に帯電していた静電気が回路内部に侵入しても、保護素子を介して回路グランドに直接通じる放電ルートを形成させることで、回路グランドを通じて静電気をタッチスイッチの外部に直ちに放電し、発振回路などの静電気耐力の低い箇所への影響を抑えられるようにするものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、回路グランドへの放電ルートに代えて、回路グランドよりも安定した接地部位であるフレームグランドに放電させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３４５５５２号公報（図１）特開２００４−１６７２１３号公報（図２）

しかしながら、上述したようなタッチスイッチをパチンコ遊技機に搭載した場合、静電気に関係する新たな問題が発生する。

ここで、図１を参照して、上述したタッチスイッチについて説明する。

タッチスイッチ１は、パチンコ遊技機の遊技球を発射させるために操作される操作ハンドルのハンドル本体ベースＢ内に設けられている。タッチスイッチ１の検出回路１５は、回路基板１４に配置され、遊技球の発射など各種の機能を制御する制御基板５より供給される電力により駆動し、タッチアンテナ１１により人体の接触を検知すると、コネクタ１３および電気経路４を介して接触検知信号を制御基板５に供給する。より詳細には、コネクタ１３の端子１３ａは、電力供給線、検知結果を送信する信号線、およびグランド線から構成されており、検出回路１５は、コネクタ１３より供給される電力により駆動し、検出結果をコネクタ１３を介して制御基板５に出力する。

制御基板５は、タッチスイッチ１より供給される検知結果に基づいて、人体が接触していることが検知されたことを示す信号が供給されると、モータＭを駆動させて、遊技球を図示せぬパチンコ遊技台において発射させる。

検出回路１５とコネクタ１３の間には、スイッチ１２が設けられている。スイッチ１２は、遊技者が遊技球の発射を停止させたいときオフにされ、それ以外のとき、オンの状態である。スイッチ１２は、オンの状態のとき検出経路１５からの出力結果を直接コネクタ１３に出力するが、オフにされると強制的に接触検知の信号が遮断される構成となっている。結果として、スイッチ１２がオフにされた状態のとき、制御基板５には、検出回路１５から、タッチアンテナ１１に人体が接触しているか否かに関わらず、常に人体接触検知信号が供給されない状態となる。このため、モータＭも駆動されることがないため、遊技球の発射が強制的に停止される。

また、タッチアンテナ１１は、配線２を介してアレスタ３ａが設けられたアレスタ基板３を介して接地されている。

以上のような構成により、例えば、静電気を帯びた遊技者がハンドル本体ベースＢの金属部に触れると、検出回路１５が反応し、人体接触有無信号が制御基板５に伝送される機能を持ち、同時に人体に帯電していた静電気もハンドル本体ベースＢに放電される。

このような場合、例えば、図１のタッチスイッチ１において、タッチアンテナ１１から配線２、アレスタ基板３が接続されておらず、また、静電気対策として回路グランドに直接放電させるような構成であった場合、前述の静電気は検出回路１５を素通りして、電気経路４を通過し、制御基板５に到達する。この結果、制御基板５の静電破壊の発生など、タッチスイッチ１以外の箇所での不具合を引き起こす恐れがある。すなわち、回路グランドに静電気を放電させるような場合、静電気によるタッチスイッチ１の回路保護は行うことができるものの、パチンコ遊技機のその他の箇所に悪影響を引き起こす恐れがあった。

そこで、図１で示されるように、タッチスイッチ１においては、制御基板５の静電気破壊対策として、アレスタ３ａでの保護が実施されている。すなわち、ハンドル本体ベースＢのタッチアンテナ１１の金属部に、アレスタ基板３の一方の端部が接続され、アレスタ基板３の他方の端部がフレームグランドFGに接地されている。アレスタ基板３自身は、ハンドル本体ベースＢ内、もしくは配線２を通じてパチンコ遊技機側に配置されている。

ここでいうフレームグランドFGへの接地とは、フレームグランド（以下、FGと称する）と称するパチンコ遊技機に備えられた金属筐体への接続を意味し、パチンコ遊技機の外枠、盤面カバー、あるいは本体骨組みの金属部が一括接続されていたものであり、漏電、感電等の事故防止のため内部回路とは電気的に絶縁された状態で安定的に電位が保証されたグランドである。

すなわち、パチンコ遊技機内部の回路グランド電位は大地とは絶縁された、所謂宙に浮いた状態であって、決して安定接地電位ではなく、その安定度は回路グランドの持つ大地間容量で決定される。逆に、パチンコ遊技機全体ではフレームグランドFGこそ安定的な接地電位であり、静電気などのサージ電圧を放出するには、最終到達点として最適であるともいえる。

従って、パチンコ遊技機に搭載されるタッチスイッチ１では、安定性が保証されない回路グランドよりも、フレームグランドFGへの放電ルートを確保することが、より完全な静電気対策につながる。

すなわち、図１に示される静電気対策としてアレスタ３ａ、アレスタ基板３、および配線２がフレームグランドFGに接地された状態でタッチアンテナ１１に接続されると、タッチスイッチ１およびパチンコ遊技機を静電気放電から安定的に保護することが可能になる。しかしながら、一方で、配線２の持つ浮遊容量がタッチアンテナ１１に付加されることになるため、配線２の配置方法等の違いでタッチスイッチ１による人体接触の検出精度が低下してしまう（ばらつきが生じてしまう）という課題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、パチンコ遊技機のタッチアンテナ、アレスタ、および配線２に相当するフレームグランド接地部のそれぞれの位置関係をプリント基板により固定した状態に配置することで、人体接触の検出精度の低下を抑制しつつ（ばらつきを抑制しつつ）、静電気による装置の破壊を防止できるようにするものである。

本発明の第1の側面の人体接触検知装置は、人体が直接または間接的に接触する接触部と、接触部が人体により直接または間接的に接触されるとき、人体の接触部への接触を電気的に検知する検知部と、検知部を保護する第１のサージ保護手段および第２のサージ保護手段と、主にフレームグランドに接続されるフレームグランド接地部を備え、接触部と第１のサージ保護手段の一方の端部とを接続すると共に、第１のサージ保護手段の他方の端部とフレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、かつ、検知部の回路グランド接地部と第２のサージ保護手段の一方の端部とを接続するとともに、第２のサージ保護手段の他方の端部と第１のサージ保護手段の他方の端部と接続したフレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、位置関係および配線状態が固定されることを特徴とする。
本発明の第２の側面の人体接触検知装置は、人体が直接または間接的に接触する接触部と、接触部が人体により直接または間接的に接触されるとき、人体の接触部への接触を電気的に検知する検知部と、検知部を保護する第１のサージ保護手段および第２のサージ保護手段と、主にフレームグランドに接続されるフレームグランド接地部を備え、接触部と第１のサージ保護手段の一方の端部とを接続すると共に、第１のサージ保護手段の他方の端部とフレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、かつ、検知部に接続する制御回路側に設けられる負荷抵抗の接続側に、第２のサージ保護手段の一方の端部とを接続するとともに、第２のサージ保護手段の他方の端部と第１のサージ保護手段の他方の端部と接続したフレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、位置関係および配線状態が固定されることを特徴とする。

前記第１のサージ保護手段および第２のサージ保護手段は、アレスタもしくはプリント基板の銅箔パターンなどで形成されたマイクロギャップとすることができる。

本発明のパチンコ遊技機は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の人体接触検知装置を具備し、フレームグランド接地部と、フレームグランドを接続することで、サージ耐力を向上させるようにすることができる。

本発明の第1の側面の人体接触検知装置においては、接触部と第１のサージ保護手段の一方の端部とが接続されると共に、第１のサージ保護手段の他方の端部とフレームグランド接地部の他方の端部とが接続され、かつ、検知部の回路グランド接地部と第２のサージ保護手段の一方の端部とが接続されるとともに、第２のサージ保護手段の他方の端部と第１のサージ保護手段の他方の端部と接続したフレームグランド接地部の他方の端部とが接続され、位置関係および配線状態が固定される。
本発明の第２の側面の人体接触検知装置においては、接触部と第１のサージ保護手段の一方の端部とが接続されると共に、第１のサージ保護手段の他方の端部とフレームグランド接地部の他方の端部とが接続され、かつ、検知部に接続する制御回路側に設けられる負荷抵抗の接続側に、第２のサージ保護手段の一方の端部とが接続されるとともに、第２のサージ保護手段の他方の端部と第１のサージ保護手段の他方の端部と接続したフレームグランド接地部の他方の端部とが接続され、位置関係および配線状態が固定される。
このため、いずれにおいても、人体接触の検出精度の低下（ばらつきを含む）を抑制しつつ、静電気による装置の破壊を防止できるようにすることが可能となる。

本発明の接触部は、例えば、図９で示される導体部２０３であり、図２の操作つまみ１１３のハンドル本体１１２が遊技者により把持されることで、人体の静電容量がタッチスイッチ１５１に伝達される。

本発明の検知部は、例えば、図９で示される電子スイッチ内部回路２２１であり、導体部２０３により伝達される静電容量に応じて所定の発振信号を発生する。より詳細には、人体が導体部２０３に対して非接触の場合、電子スイッチ内部回路２２１は、所定の周波数の発振信号を発生し、人体が導体部２０３に接触した場合、人体の静電容量により実質的に発振信号の発生を停止する。すなわち、電子スイッチ内部回路２２１の後段の装置は、電子スイッチ内部回路２２１より所定の周波数の発振信号が発生している状態の場合、人体が非接触であると判断し、発振信号が供給されない状態となった場合、人体が接触していると判断することができる。

本発明の第１のサージ保護手段は、例えば、図９のマイクロギャップ２６１であり、例えば、静電気が帯電している人体が、導体部２０３に接触することにより、所定の電圧以上の高電圧の静電電圧が印加された場合（マイクロギャップ２６１の絶縁耐圧を越えて通電するような電圧が印加された場合）、抵抗２２２により電子スイッチ内部回路２２１への放電経路が遮断され、マイクロギャップ２６１に電圧が印加されることにより、後段の（フレームグランドFGとしての）ガラス扉補強板１０６を介して静電気が放電される。結果として、タッチスイッチ１５１の主たる回路である電子スイッチ内部回路２２１に対しては、高電圧の静電気が通電しないため、静電破壊が抑止される。

本発明の接触部、第１のサージ保護手段、およびフレームグランド接地部は、例えば、図７，図８で示される導体部２０３、マイクロギャップ２６１およびコネクタ２０４の端子２０４ａであり、それぞれが銅箔パターンよりなる基板により接続されている。結果として、導体部２０３と、マイクロギャップ２６１および（フレームグランドFGとしての）ガラス扉補強板１０６との位置関係が固定されることにより、配線による浮遊容量の変化が抑制され、タッチスイッチ１５１の人体接触の検出精度の低下（ばらつき）を抑制することが可能となる。

本発明の第２のサージ保護回路は、例えば、図９のマイクロギャップ２６２であり、第１のサージ保護手段であるマイクロギャップ２６１により静電気が放電されるべきガラス扉補強板１０６から完全に静電気を放電させることができない状態であるとき、その絶縁耐圧を越えると通電し、回路グランドに静電気を放電させることにより、ガラス扉補強板１０６により吸収し切れなかった静電気を回路グランドに放電させることで、電子スイッチ内部回路２２１への通電を遮断する。結果として、万が一ガラス扉補強板１０６が十分に静電気を放電させることができないような状態であっても、タッチスイッチ１５１の主たる回路である電子スイッチ内部回路２２１に対しては、高電圧の静電気が通電しないため、静電破壊が抑止される。

本発明によれば、人体接触の検出精度の低下を抑制しつつ（人体接触の検出精度のばらつきを抑制しつつ）、静電気による装置の破壊を防止できるようにすることが可能となる。

図２，図３は、本発明を適用したパチンコ遊技機１００の構成を示した図である。

図２は、パチンコ遊技機１００の本体正面斜視図であり、図３は、パチンコ遊技機１００の背面図である。また、図２は、パチンコ遊技機１００のガラス扉１０５が、図中の点線で示される軸を中心に回動して、本体に対して開放された状態を示している。

図２で示されているように、パチンコ遊技機１００の本体内には発射装置の機構部１０１が設けられている。この機構部１０１は、金属製のベース板１０２を有している。ベース板１０２はパチンコ遊技機１００の前面枠１０３（または基枠）に固定される一方、ベース板１０２には発射モータ、発射用カム、打球槌、および、これを付勢するスプリング等が取り付けられている。

ハンドルユニット１１１は、パチンコ遊技機１００の本体前面に設けられている。そしてハンドルユニット１１１に設けられたハンドル本体１１２の操作つまみ１１３が、図中パチンコ遊技機１００の本体正面からみて時計方向に回転することにより、図示せぬ遊技球の発射制御ユニットが動作する。

すなわち、操作つまみ１１３は、遊技者により操作されていない状態のとき、図示せぬスプリング等により、図中パチンコ遊技機１００の本体正面からみて反時計回りに回転可能な限界角度で停止した状態とされる。遊技者が、この操作つまみ１１３を把持して図中の時計回りに回転させることにより、ハンドルユニット１１１は、操作つまみ１１３の回転角度に応じて、対応する信号を図示せぬ発射装置に伝達する。図示せぬ発射装置は、制御回路１２２により制御され、ハンドルユニット１１１から供給される操作つまみ１１３の回転角度に応じた信号に基づいて、発射モータや発射カムを動作させることにより遊技球の打球槌の強度を制御して、遊技球を発射させる。

また、ハンドルユニット１１１のハンドル本体１１２には、図４で示されるように、タッチスイッチ１５１が内蔵されており、ハンドル本体１１２を遊技者が把持しているか否かを検知し（遊技者がハンドル本体１１２に接触しているか否かを検知し）、検知結果を制御部１２２に供給する。この検知結果により、例えば、遊技者がハンドル本体１１２を把持していないと判定されたとき、制御部１２２は、発射装置を制御して、操作つまみ１１３の回転角度に無関係に遊技球の発射を停止させる。一方、遊技者がハンドル本体１１２を把持していると判定されたとき、制御部１２２は、操作つまみ１１３の回転角度に応じて遊技球を発射させるように制御する。ハンドル本体１１２は、表面に金属等の導体のメッキが施されており、後述するタッチスイッチ１５１の導体部２０３（図５）と電気的に接続されており、タッチスイッチ１５１は、導体部２０３を介してハンドル本体１１２に人体が接触することにより変化する静電容量に基づいて、人体の接触の有無を検知する。

さらに、図３で示されるように、パチンコ遊技機１００は、その本体内に定電圧回路１２１が装備されている。定電圧回路１２１は電源端子１３１を通じて交流電源を取り入れ、これを直流電源に変換する。このとき、電圧は、例えば、複数の段階（例えば、３段階）に調整される。これらの複数の供給電圧は、例えば、それぞれ低・中・高電圧（例えば、５Ｖ，１２Ｖ，３４Ｖ）などに設定される。

定電圧回路１２１には賞球制御基板１２４が接続されている。この賞球制御基板１２４は、例えば、図示せぬ遊技領域にて遊技球が入賞口に入ると、これに基づく賞球指令信号を受信して賞球の払出動作を制御する。尚、遊技領域は、パチンコ遊技機１００の遊技盤面中に形成されている。

制御回路１２２は、賞球制御基板１２４に接続されている。制御回路１２２はパチンコ遊技機１００の主制御回路を有しており、ここでは例えば、役物の動作制御、当り判定、確率設定、入賞検出、大当り制御（大入賞口の開閉）、演出指示処理等を行うための各種のプログラムが実行されている。

サブ制御回路１２３は、制御回路１２２の下に接続されており、遊技の進行に伴う効果音や音声の出力、発光装飾、映像による演出等の各種制御をするプログラムを実行する。

図２のベース板１０２は錠装置１０４に接続（アースボンド）されており、図２に示される状態からガラス扉１０５が閉じられると、その内面にあるガラス扉補強板１０６に錠装置１０４が係止されることで、ガラス扉補強板１０６と錠装置１０４とが電気的に接続（アースボンド）される。さらにガラス扉補強板１０６はパチンコ遊技機１００のフレームグランド（FG）に接続されている。

図３に示されているように、パチンコ遊技機の背面には上述した制御回路１２２やサブ制御回路１２３、定電圧回路１２１等が装備されており、このうち定電圧回路１２１には電源コード１３１とともにアース線１３２が接続されている。このアース線１３２は、パチンコ遊技機１００の各所から集まるフレームグランドFGを１つに取りまとめ、島設備等のアース装置に接続される。結果として、フレームグランドFGは、回路グランド（直流電源のコールド側）とは異なり、安定電位が確保されているグランドである。

次に、図５乃至図８を参照して、タッチスイッチ１５１の構成について説明する。尚、図５は、タッチスイッチ１５１の外観斜視図であり、図６は、図５のタッチスイッチ１５１の上面と下面とを反転させた分解図であり、図７は、図６のプリント基板２１１の上面図であり、図８は、図６のプリント基板２１１の背面図である。さらに、図７，図８においては、斜線部で示される領域は、銅箔パターンである。

タッチスイッチ１５１は、図５で示されるように、樹脂ケース２０１、およびカバー２０２により外装部分が構成されており、樹脂ケース２０１の端部に設けられた凹部に導体部２０３が露出するように形成されている。導体部２０３は、ハンドル本体１１２と電気的に等電位となるように図示せぬ配線により接続されたプレートであり、人体が直接または間接的に接触した場合、人体の静電容量を後述する接触面２５１（図８）、スルーホール２３３を介して、電子スイッチ内部回路２２１に伝達する。

図５で示されるように、タッチスイッチ１５１の側面部には、４個の凸状の端子２０４ａ乃至２０４ｄからなるコネクタ２０４が設けられている。コネクタ２０４の端子２０４ａは、電源供給用のVcc端子であり、定電圧回路１２１より、電力が入力される。端子２０４ｂは、タッチスイッチ１５１の人体接触検知結果の信号を出力する端子であり、制御回路１２２に人体接触検知結果を出力する。端子２０４ｃは、回路グランドが接続される端子である。回路グランドとは、定電圧回路１２１のコールド側の電位によるグランドを示すものであり、安定電位が保証されたグランドではなく、所謂、電気的に宙に浮いた状態のグランドである。端子２０４ｄは、フレームグランドFGに接続される端子であり、上述したアース線１３２と等電位となり、フレームグランドFGとなるガラス扉補強板１０６に接続される。ここでいうフレームグランドFGとは、安定電位が保証されたグランドである。

図６で示されるように、タッチスイッチ１５１は、樹脂ケース２０１およびカバー２０２が当接することにより、その内部にプリント基板２１１が固定されている。プリント基板２１１の上面部には、図７で示されるように、上述したコネクタ２０４、電子スイッチ内部回路２２１、および抵抗２２２が銅箔パターンにより接続されている。また、導体部２０３は、コの字型の形状をしており、その２本の凸部が樹脂ケース２０１の側面部に設けられた穴部に挿入されることにより、樹脂ケース２０１とカバー２０２とにより挟まれた状態で押圧され、導体部２０３の図６中の上面部が、プリント基板２１１の図６中の背面部と当接する。従って、導体部２０３は、図８で示されるように、プリント基板２１１の背面部に設けられている接触部２５１と当接する。結果として、人体が、ハンドル本体１１２を把持すると、金属等の導体によりメッキされたハンドル本体１１２の表面から、人体の静電容量が導体部２０３に伝達され、さらに、導体部２０３から接触部２５１に伝達されることになる。

さらに、図７，図８で示されるように、プリント基板２１１の背面部の接触部２５１には、スルーホール２３３を介してプリント基板２１１の上面部と接続されている。このため、人体の接触による静電容量の変化は、接触部２５１からスルーホール２３３および抵抗２２２を介して端子２２１ａより電子スイッチ内部回路２２１に供給される。

また、図７で示されるように、フレームグランドFGと接続されているコネクタ２０４の端子２０４ａのプリント結線部は、スルーホール２３１によりプリント基板２１１の上面部から背面部を介して、図８で示されるように、プリント基板２１１の背面部のプリント結線２５２と接続されている。結果として、プリント結線２５２は、フレームグランドFGと同電位となる。

さらに、図７で示されるように、回路グランドと接続されるコネクタ２０４の端子２０４ｂのプリント結線は、スルーホール２３２ａ，２３２ｂによりプリント基板２１１の上面部から背面部を介して、図８で示されるように、プリント結線２５３に接続される。結果として、プリント結線２５３は、回路グランドと同電位となる。

また、図７で示されるように、電子スイッチ内部回路２２１は、端子２２１ｃより人体接触検知結果を、コネクタ２０４の端子２０４ｃを介して出力する。さらに、図７で示されるように、電子スイッチ内部回路２２１は、端子２２１ｄよりコネクタ２０４の端子２０４ｄを介して定電圧回路１２１より電力供給を受ける。

また、図８で示されるように、接触部２５１とプリント結線２５２との間には、銅箔のプリントにより対向するように凹凸状の電極が設けられており、マイクロギャップ２６１が構成されている。図８においては、５極の電極（５対の凹凸状の電極）からなるマイクロギャップが構成されており、凸部の端部から凹部の底面までの距離（電極間距離）は、およそ0.2mm程度に設定されている。

さらに、図８で示されるように、プリント結線２５２とプリント結線２５３との間には、銅箔のプリントにより対向するように凹凸が設けられており、マイクロギャップ２６２が構成されている。図８においては、３極のマイクロギャップが構成されており、凸部の端部から凹部の底面までの距離（電極間距離）は、およそ0.2mm程度に設定されている。

尚、マイクロギャップ２６１，２６２の電極間距離は、その距離に基づいた絶縁破壊電圧を決定することになるので、保護したい回路の耐圧よりも低い絶縁破壊電圧を設定するように、距離を設定する必要がある。

以上のプリント基板２１１の薄膜プリントによる配線を回路図にしてまとめると図９で示されるような構成となる。

すなわち、導体部２０３と接触部２５１は、接触した状態で接続されている。さらに、接触部２５１は、スルーホール２３３を介してプリント基板２１１の背面部から上面部の抵抗２２２を介して電子スイッチ内部経路２２１の端子２２１ａに接続されている。一方、接触部２５１は、プリント基板２１１の背面部のプリント結線２５２との間にマイクロギャップ２６１が設けられている。尚、図９において、フレームグランドFGは、コネクタ２０４の端子２０４ａを、アース配線１３２を介して接地されているガラス扉補強板１０６に接続した（アースボンドした）場合について示しているが、それ以外のフレームグランドFGと接続するようにしても良い。

電子スイッチ内部回路２２１の端子２２１ｂは、コネクタ２０４の端子２０４ｂを介して、電源２７１より供給されてくる交流電源を直流電源に変換する定電圧回路１２１の回路グランドに接続され、さらに、プリント基板２１１の背面部において、プリント結線２５２，２５３間において、マイクロギャップ２６２が構成されている。

電子スイッチ内部回路２２１は、コネクタ２０４の端子２０４ｄおよび電子スイッチ内部回路２２１の端子２２１ｄを介して定電圧回路１２１より供給される直流電源の供給を受けて、端子２２１ａに伝達される静電容量に応じた発振信号を人体接触検知結果として生成し、電子スイッチ内部回路２２１の端子２２１ｃおよびコネクタ２０４の端子２０４ｃを介して、制御回路１２２に供給する。

制御回路１２２は、定電圧回路１２１より供給される直流電源により駆動し、電子スイッチ内部回路２２１より供給される発振信号に基づいて、ハンドル本体１１２に人体が接触したか否かを判定し、遊技球の発射装置の動作を制御する。

尚、図９においては、マイクロギャップ２６２は、定電圧回路１２１のコールド側の回路グランドとフレームグランドFG間に設けられているが、これに限るものではなく、例えば、定電圧回路１２１のホット側の電力供給がなされているコネクタ２０４の端子２０４ｄと、フレームグランドFG間であってもよいし、両方に設けられていても良い。

次に、図１０のフローチャートを参照して、タッチスイッチ１５１による人体接触検知処理について説明する。尚、図１０のフローチャートにおける処理の説明は、各回路における電気的な動作を条件に応じて説明するものであり、各回路が、各ステップの処理を判断したり、各処理を実行するものではない。

ステップＳ１において、導体部２０３の電位が過電圧であるか否かにより動作が決定される。例えば、ステップＳ１において、ハンドル本体１１２を遊技者が把持していないか、または、遊技者がハンドル本体１１２を把持していても、遊技者そのものに過電圧を発生するような静電気が帯電していないような場合、その動作は、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、人体が接触したか否かにより動作が決定する。例えば、遊技者がハンドル本体１１２を把持していないような場合、その動作は、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、電子スイッチ内部回路２２１は、一定の周波数の発振信号を発生し、制御部１２２に供給し、その処理は、ステップＳ１に戻る。より詳細には、電子スイッチ内部回路２２１は、定電圧回路１２１よりコネクタ２０４の端子２０４ｄおよび端子２２１を介して供給される直流電源により駆動し、ハンドル本体１１２の表面にメッキされた金属などの導体と接続された導体部２０３に接触している接触部２５１より抵抗２２２を介して供給される静電容量に対して対応する所定の周波数の発振信号を発生し、端子２２１ｃおよびコネクタ２０４の端子２０４ｃを介して制御回路１２２に出力する。この結果、制御回路１２２は、所定の周波数の発振信号の供給を受けているので、人体がハンドル本体１１２を把持していない（接触していない）と判定し、操作つまみ１１３が回転されているか否かに関わらず遊技球を発射させないように遊技球の発射装置を制御する。

一方、ステップＳ２において、例えば、遊技者がハンドル本体１１２を把持している場合、ステップＳ３の処理はスキップされて、その処理は、ステップＳ１に戻る。より詳細には、このとき、遊技者がハンドル本体１１２を把持することにより、ハンドル本体１１２の表面部と同電位となる導体部２０３、接触部２５１、スルーホール２３３、および抵抗２２２を介して、人体の大地間容量の変化が端子２２１ａに伝達されるため、電子スイッチ内部回路２２１は、その変化した静電容量に対応する所定の周波数の発振信号を発生する。ただし、実際には、人体が接触することにより変化する静電容量においては、電子スイッチ内部回路２２１が、発振信号の発生を停止することになる（このため、フローチャートでは、ステップＳ２の処理がスキップされているように表現されている）。この結果、制御回路１２２は、所定の周波数の発振信号の供給を受けないことになるので、人体がハンドル本体１１２を把持している（接触している）と判定し、操作つまみ１１３の回転角度に応じた信号に基づいて、発射モータや発射カムを動作させて、遊技球を発射させるように遊技球の発射装置を制御する。

すなわち、通常は、上述したステップＳ１乃至Ｓ３の処理により、遊技者がハンドル本体１１２を把持した状態で操作つまみ１１３が回転させられることにより遊技球が発射され、逆に、遊技者が、ハンドル本体１１２を把持していない状態で操作つまみ１１３が回転させられても遊技球が発射されないように動作される。このような動作により、例えば、遊技者が、操作つまみ１１３を不正な方法で所定の回転角度に回転させた状態で固定させるような行為を行っても、遊技球を発射させないようにすることができ、ハンドル本体１１２を把持せずに、遊技球を発射させるといった不正行為を防止することが可能となっている。

一方、ステップＳ１において、導体部２０３の電位が過電圧である場合、すなわち、例えば、大きな容量の静電気を帯びた人体が、ハンドル本体１１２を把持したような場合、その動作は、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、人体に帯電していた静電気は、マイクロギャップ２６１の電極間で放電する。すなわち、人体に帯電していた静電気は、人体により把持されていたハンドル本体１１２、導体部２０３、および接触部２５１を通電した後、マイクロギャップ２６１を構成する電極間の絶縁破壊電圧を越えるため、マイクロギャップ２６１を構成する電極間で放電し、コネクタ２０４の端子２０４ａに達する。

ステップＳ５において、フレームグランドFGの方が、マイクロギャップ２６２よりもインピーダンスが低いか否かが判断される。通常、フレームグランドFGは、大地に接地されているため、マイクロギャップ２６２よりも低インピーダンスであるため、その動作は、ステップＳ６に進み、過電圧の静電気は、フレームグランドFGを構成するガラス扉補強板１０６を介して大地に放電する。

すなわち、ステップＳ４におけるマイクロギャップ２６１の電極間の放電により、抵抗２２２よりも低インピーダンスの回路が形成されるため、静電気は、スルーホール２３３を介して抵抗２２２を通電することなく（抵抗２２２により堰き止められて）、ほぼ全量が接触部２５１、マイクロギャップ２６１、プリント結線２５２、スルーホール２３１、および端子２０４ａを経由して、フレームグランドFGを形成するガラス扉補強板１０６に放電する。

このため、電子スイッチ内部回路２２１に対しては、静電破壊を生じるような静電気を遮断させることが可能となり、結果として電子スイッチ内部回路２２１を保護することが可能となる。

さらに、静電気を回路グランドに放電させていないので、例えば、後段の定電圧回路１２１および制御回路１２２などに対して、回路グランドから静電気が逆流することによって生じる静電破壊をも抑止することができるので、電子スイッチ内部回路２２１のみならず、パチンコ遊技機１００の全体の回路をも保護することが可能となる。

また、図７，図８で示されるように、接触部２５１からフレームグランドFGと同電位となるプリント結線２５２までの位置関係が固定されたプリント基板２１１により構成されることにより、配線による浮遊容量を最小限に留める（浮遊容量そのものを最小にすると共に、配線の位置などに応じた浮遊容量の変化も最小にする）ことが可能となるため、タッチスイッチとしての検出精度の低下（検出精度のばらつき）を最小限にすることが可能となる。

さらに、プリント結線２５２は、通常時は、電子スイッチ内部回路２２１とは電気的に絶縁されている。従って、これに接続、もしくは接続される可能性がある遊技機側の導電体、例えば図９における端子２０４ａ、端子２０４ａへの接続ケーブル、ガラス扉補強板１０６などが持つ浮遊容量が付加した場合でも、タッチスイッチとしての検出特性は不変であり、同様に検出精度低下を最小限に抑えることにつながる。

尚、これはプリント結線２５２と電子スイッチ内部回路２２１とが絶縁されるサージ保護素子を使用した場合に限定される内容であり、前述のマイクロギャップ（図８での２６１，２６２）以外にはアレスタ等が該当する。逆に、コンデンサ、ツェナーダイオードなどのサージ吸収を原理とした保護素子では交流的に容量結合されるため、検出性能が変動することになる。

ステップＳ６において、フレームグランドFGを構成するガラス扉補強板１０６に全ての静電気が放電されると、その処理は、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ５において、フレームグランドFGの方が、マイクロギャップ２６２よりもインピーダンスが低くない場合、ステップＳ７の動作に進む。

ステップＳ７において、人体に帯電していた静電気は、マイクロギャップ２６２を通電し、ステップＳ８において、回路グランドに放電する。

すなわち、フレームグランドFGの方が、マイクロギャップ２６２よりもインピーダンスが低くない場合、静電気は、マイクロギャップ２６２を構成する電極間の絶縁破壊電圧を越えるため、マイクロギャップ２６２を構成する電極間で放電する。この場合、静電気は、プリント結線２５３、スルーホール２３２ａ，２３２ｂ、端子２０４ｂを介して、回路グランドに放電される。

例えば、アース線１３２が正しく接地されていないような場合、ステップＳ５において、フレームグランドFGの方が、マイクロギャップ２６２よりもインピーダンスが高いということがある（通常は、アース線１３２が接地されていなくても、フレームグランドFGを構成するガラス扉補強板１０６の表面積が大きいため低インピーダンスである）。そこで、フレームグランドFGの方が、マイクロギャップ２６２よりもインピーダンスが高い場合、静電気は、マイクロギャップ２６２を介して回路グランドに放電される。結果として、少なくとも電子スイッチ内部回路２２１を保護することが可能となる。

尚、マイクロギャップ２６１，２６２においては、電極間を静電気が放電する際、火花が飛び散るといった現象が生じるが、タッチスイッチ１５１を構成するマイクロギャップ２６１，２６２以外の回路は、マイクロギャップ２６２が構成されたプリント基板２１１の反対面に設けられている（マイクロギャップ２６１，２６２は、図８で示されるプリント基板２１１の背面部に配設され、その他の構成は、図７で示されるプリント基板２１１の上面部に配設されている）ので、マイクロギャップ２６１，２６２の電極間で火花が飛び散ることによって生じる他の回路の破損などを抑止することが可能となる。

また、マイクロギャップは、特性上、放電が生じる度に、いずれか１個の電極が磨耗することになるため、放電の頻度が高いマイクロギャップについては、電極数を増やすようにして、寿命をのばせるようにしてもよい。

さらに、通常は、フレームグランドFGを構成するガラス扉補強板１０６への放電に使用するマイクロギャップ２６１の方が、マイクロギャップ２６２の使用頻度よりも高いことが予想される（マイクロギャップ２６２が放電されるときは、必ず、マイクロギャップ２６１において放電が生じているが、マイクロギャップ２６１の放電があったからといって、マイクロギャップ２６２の放電があるとは限らない）ので、本実施例においては、図８で示されるように、マイクロギャップ２６１の電極数：マイクロギャップ２６２の電極数＝５：３となっているが、それ以外の電極数で構成するようにしても良い。

また、以上においては、マイクロギャップ２６１，２６２を構成する電極間距離が0.2mmの場合について説明してきたが、保護すべき回路の耐圧に応じて変化させるようにしてもよく、高耐圧の回路に対しては、電極間距離を大きくし、低耐圧の回路に対しては、電極間距離を小さくするようにしても良い。

以上においては、３線式のタッチスイッチを例にして説明してきたが、２線式のタッチスイッチであってもよい。他の実施例として、直流２線式タッチスイッチに関する使用例を、図１１を用いて説明する。尚、図１１において、図９における構成と同一の構成については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略するものとする。図１１において、図９と異なるのは、タッチスイッチ１５１に代えて、２線式タッチスイッチ３０１を備えている点である。尚、端子３２１ａ乃至３２１ｃは、端子２２１ａ，２２１ｃ，２２１ｄと同様のものであり、また、抵抗３２２は、抵抗２２２と同一の目的で設けられているものである。さらに、２線式タッチスイッチ３０１に対応して、コネクタ２０４に代えてコネクタ３０２が設けられており、端子は、フレームグランド接続端子であるFG端子３０２ａ、V₊端子３０２ｂ、およびV_-端子３０２ｃとされている。また、制御回路１２２側に負荷抵抗３２２が設けられている。さらに、マイクロギャップ２６１，２６２に代えて、マイクロギャップ３６１，３６２が設けられている。

２線式タッチスイッチ３０１には、２本の電力供給端子であるV₊端子３０２ｃ、V_-端子３０２ｂ、及びフレームグランド接続端子であるFG端子３０２ａが備えられ、遊技機側制御回路１２２、及びガラス扉補強板１０６に接続される。

サージ保護素子として、マイクロギャップ３６１，３６２がそれぞれFG端子３０２ａ−接触部２５１間、FG端子３０２ａ−V_-端子３０２ｂ間に挿入されているが、マイクロギャップ３６２に関してはV₊端子３０２ｃに接続しても、あるいは両方に備えても良い。尚、これらのサージ保護素子は、通常時電子スイッチ内部回路３２１とFG端子３０２ａとの絶縁を確保するもので、ガラス扉補強板１０６が持つ浮遊容量の影響を受けないよう考慮されている。

２線式スイッチの場合は、回路流入電流量変化にて人体接触有無信号を伝達するため、制御回路１２２側では必ず負荷抵抗３２２が接続され、その両端電圧が入力される方式となる。図１１の場合では負荷抵抗３２２の一端がGNDに接続されるため、タッチスイッチの低位安定電位と、遊技機のGNDとは一致しておらず、仮にFG端子３０２ａに関係するサージ放電経路が確保されていないときは、スイッチに侵入したサージが負荷抵抗３２２に塞き止められるので、電子スイッチ内部回路３２１への逆流をまねくことになる。

従って、２線式スイッチではFG端子３０２ａによるサージ放電経路を確保することが必要不可欠であり、図９の実施例のような３線式のタッチスイッチ１５１よりも必要性が高く、かつ耐サージ性能効果が向上する。

さらに、以上においては、タッチスイッチをパチンコ遊技機のハンドルに設けた例について説明してきたが、その他のタッチスイッチなどでもよく、例えば、エレベータを操作するためのタッチスイッチなどであっても良い。

また、以上においては、回路保護素子として、マイクロギャップを使用した例について説明してきたが、それ以外の回路保護素子を使用するようにしてもよく、例えば、アレスタ、または、バリスタなどを使用するようにしてもよい。

さらに、以上においては、ハンドル本体１１２、導体部２０３、および接触部２５１より人体の接触による大地間容量の変化を検出する例について説明してきたが、接触部２５１をコネクタ２０４の端子として構成するようにしても良い。しかしながら、この場合、ハンドル本体１１２または導体部２０３からの配線が必要となるため、配線による浮遊容量を考慮する必要がある。さらに、接触部２５１が、そのままハンドル本体１１２となるような構成でも良い（ハンドル本体１１２を、接触部２５１を構成する銅箔パターンの一部としてもよい）。

尚、本明細書において、処理を記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。

従来のタッチスイッチの構成を示す図である。本発明を適用したパチンコ遊技機の構成を示す図である。本発明を適用したパチンコ遊技機の構成を示す図である。図２のパチンコ遊技機のハンドルに内蔵されるタッチスイッチを示す図である。本発明を適用したタッチスイッチの外観斜視図である。本発明を適用したタッチスイッチの分解図である。図６のプリント基板の上面図である。図６のプリント基板の背面図である。図６のプリント基板の回路図である。人体接触検知処理を説明するフローチャートである。図６のその他のプリント基板の回路図である。

符号の説明

１００パチンコ遊技機
１０６ガラス扉補強板
１３２アース線
１５１タッチスイッチ
２０３導体部
２０４コネクタ
２０４ａ乃至２０４ｄ端子
２１１プリント基板
２２１電子スイッチ内部回路
２２１ａ乃至２２１ｄ端子
２２２抵抗
２３１，２３２ａ，２３２ｂ，２３３スルーホール
２５１接触部
２５２，２５３プリント結線
２６１，２６２マイクロギャップ

Claims

人体が直接または間接的に接触する接触部と、
前記接触部が前記人体により直接または間接的に接触されるとき、前記人体の前記接触部への接触を電気的に検知する検知部と、
前記検知部を保護する第１のサージ保護手段および第２のサージ保護手段と、
主にフレームグランドに接続されるフレームグランド接地部を備え、
前記接触部と前記第１のサージ保護手段の一方の端部とを接続すると共に、前記第１のサージ保護手段の他方の端部と前記フレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、かつ、前記検知部の回路グランド接地部と前記第２のサージ保護手段の一方の端部とを接続するとともに、前記第２のサージ保護手段の他方の端部と前記第１のサージ保護手段の他方の端部と接続した前記フレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、位置関係および配線状態が固定される
ことを特徴とする人体接触検知装置。
人体が直接または間接的に接触する接触部と、
前記接触部が前記人体により直接または間接的に接触されるとき、前記人体の前記接触部への接触を電気的に検知する検知部と、
前記検知部を保護する第１のサージ保護手段および第２のサージ保護手段と、
主にフレームグランドに接続されるフレームグランド接地部を備え、
前記接触部と前記第１のサージ保護手段の一方の端部とを接続すると共に、前記第１のサージ保護手段の他方の端部と前記フレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、かつ、前記検知部に接続する制御回路側に設けられる負荷抵抗の接続側に、前記第２のサージ保護手段の一方の端部とを接続するとともに、前記第２のサージ保護手段の他方の端部と前記第１のサージ保護手段の他方の端部と接続した前記フレームグランド接地部の他方の端部とを接続し、位置関係および配線状態が固定される
ことを特徴とする人体接触検知装置。
前記第１のサージ保護手段および前記第２のサージ保護手段は、アレスタもしくはプリント基板の銅箔パターンなどで形成されたマイクロギャップである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の人体接触検知装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の人体接触検知装置が遊技ハンドルに内蔵されている
ことを特徴とするパチンコ遊技機。