JPS6021491B2

JPS6021491B2 - タツチライタ−のタツチスイツチ回路

Info

Publication number: JPS6021491B2
Application number: JP9219179A
Authority: JP
Inventors: 操古谷
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1985-05-28
Also published as: JPS5531295A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はタッチライターのタッチスイッチ回路に係り、
人体接触抵抗値を、電源電圧の変動や温度変化等に影響
されず、電流感度のバラッキ等を勘案して適当に設定し
得、設計の自由度を大きくとり得るタッチライターのタ
ッチスイッチ回路を提供することを目的とする。

ガスラィター、ガステープル等の放電式連続着火（点火
）装置において、ガスを繰り返し自動着火するが、一旦
着火した後は使用電池の長寿命化等を図るために、着火
回路を自動的に停止し、ガ０ス栓開放時何らかの原因に
より火が消えた場合には着火回路を再動作してガスを着
火し、ガスの爆発事故を未然に防止することが行なわれ
る。

この自動着火停止方法には従来、大別して次の２つの方
法があった。クその一つの方法は、センサーにサーミ
スタ、バリスタ等の感温素子を使用したものであり、他
の一つの方法はフオトトランジスタ、フオトダィオ−ド
等の受光素子をセンサーに用いたものである。

０然るに、前者の方法は、感温素子の取付け位置が感
温素子の耐熱性等より制限を受け、また感溢素子の熱容
量があるため、着火回路部のオン・オフまでの時間遅れ
が生ずるという欠点があった。

また後者の方法は、高照度下では照度比をとるこ夕とが
難しく、動作が不安定であり、またガスの発光波長は短
波長側であるのに対し、受光素子の感度がこの短波長側
で患いため、後段の増幅器の増幅度を上げる必要があり
、高価となる欠点があった。一方、着火動作を行なわせ
る手段として、人体の電気的抵抗を利用して着火回路を
動作させる所謂タッチライターと呼ばれているライター
がある。

然るに、このものは、人体の電気的抵抗がタッチスイッ
チの金属電極への触れ方、或いは指の乾燥状態等で大幅
に異なるため（接触抵抗の最大値は一般には５〜１■Ｍ
Ｑ程度といわれている）、電流感度のバラッキを或る範
囲内に抑えて設計することはかなり困難であり、又、電
源電圧の変動や温度変化の影響を受け易い等の欠点があ
った。本発明は上記の諸欠点を除去したものであり、以
下図面と共にその一実施例について説明する。本発明は
、ガスの着火の有無を識別するためのセンサーとして、
上記の如き感温素子あるいは受光素子その他特別なトラ
ンスジューサを用いることなく、ガスの着火により生じ
るプラズマ現象を利用してガスの着火を検知し、着火機
能の停止あるいは再動作を行なうようにしたものであり
、しかも接触抵抗を電源電圧の変動や温度等に影響され
ず、電流感度のバラッキを勘案して最適値に設定し得、
設計の自由度を大きくとり得るものである。第１図は本
発明回路の一実施例の主要動作を説明するための概略ブ
ロック系統図を示す。

同図中、Ｓ，は電源スイッチで、これを開成すると電流
増幅回路２、発振昇庄回路３に夫々直流電源電圧Ｖｃｃ
が印加され、発振昇圧回路３によりコンデンサＣを充電
する。コンデンサＣの充電電圧が或るレベルに達すると
高圧発生回路４が動作し、放電ギャップ５に火花が発生
する。この時、ガス噴出口６よりガスが噴出していると
、ガスに着火し炎７が発生する。一方、火花発生直後、
コンデンサＣの両端間に電圧はほぼグラウンド電位とな
る。本発明では、炎７は炎内又は炎付近に相対して配置
された導電性の電極８ａ，８ｂにより検出される。ガス
着火後、コンデンサＣの電圧が上昇し、電極８ａ，８ｂ
間に流れるプラズマ作用による電流が電流増幅回路２に
より増幅されて発振動作制御用トランジスタＱに供給さ
れる。このプラズマ作用による電流がトランジスタＱを
オンにできるまでの値に達すると、発振昇庄回路３の動
作は停止せしめられ、コンデンサＣの電圧上昇が止り、
ギャップ５の放電が停止し、火花の発生も停止する。一
般に発振昇圧回路３の消費電流は、電流増幅回路２と発
振オンーオフ回路の電流の総和よりもズか風こ大きいた
め、消費電流の節約にもなる。

次に何らかの原因で火が消えた場合は、電極間を流れる
電流がなくなり、トランジスタＱがオフとなり、発振昇
氏回路３が動作する。これにより、火花放電が再び開始
され、着火するまで繰り返し火花放電が行なわれる。ま
た電極間電圧と電極間電流との間には第２図に示す如く
、比例関係にあるため、電流増幅回路２、発振オンーオ
フトランジスタＱの電流利得にバラツキがあっても、コ
ンデンサＣの電圧は発振昇圧回路３の動作が停止するま
で上昇される。

従って、着火は確実に停止する。第３図は本発明回路の
一実施例の具体的回路図を示す。

同図中、第１図と同一部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。ＮＰＮトランジスタＱ，Ｑ及びＰＮＰト
ランジスタＱ４、感度調整用半固定抵抗器ＲＴ等はシュ
ミット動作を行なう電流増幅回路２を綾成している。ト
ランジスタＱ２のコレクタ及びトランジスタＱ３のベー
スは抵抗Ｒｏ、タッチスイッチＳ２、及び電源スイッチ
Ｓ，を夫々介して正の直流電源電圧端子に接続される一
方、トランジスタＱ２のベースはＮＰＮトランジスタＱ
，のベース及びコレクタに夫々接続されている。トラン
ジスタＱ，のコレクタは抵抗Ｒ及び電源スイッチＳ，を
介して正の直流電源電圧端子に接続されている。いま、
電源スイッチＳ，を閉成すると、ガス噴出口６よりガス
が噴出し、トランジスタＱ，が導通となって、抵抗Ｒに
電流ｉ，が流れる。

次に、タッチスイッチＳ２を閉成すると（このスイッチ
Ｓ２の部分に人体の接触抵抗を接続したのと等価）、ト
ランジスタＱ２，Ｑ３，Ｑ，Ｑ５はオンとなり、抵抗Ｒ
ｏに電流ｉｔ、トランジスタＱ２に電流ｉ２、トランジ
スタＱのベースに電流ｉ３が流れる。オン時のトランジ
スタＱ５のコレクタ出力は略アースレベルでＮＰＮトラ
ンジスタＱのベースに供給され、これをオフとする。Ｎ
ＰＮトランジスタＱ７、コイルＬ，，Ｌ２，Ｌ３を有す
るトランスＴ，、半固定抵抗器ＲＢ、トランジスタＱ７
のベースと接地間に接続されたダイオードＤ，、コイル
Ｌ３と接地間に接続されたダイオードＤ２はブ。

ッキング発振器（第１図の発振昇圧回路３に相当）を構
成している。ダイオードＤ，はバックパルス除去用ダイ
オード、ダイオードＤ２は整流用ダイオードで、ＲＢは
発振出力パルス電圧の時間幅調整用半固定抵抗器である
。上記トランジスタＱ６のオフにより、ブロッキング発
振器は所定の発振動作を行ない、所定パルス幅で波高値
が時間と共に指数関数的に上昇するパルス電圧（バック
パルス）がコイル−より昇圧されて発振出力され、この
パルス電圧は電極８ａに印加される一方、コンデンサＣ
ｃ（第１図示コソデンサＣに相当）に印加され、これを
充鰭し始める。

一方、トランジスタＱ７のコレク夕より取り出された発
振パルス電圧は、ＮＰＮトランジスタＱ８のコレクタに
印加される一方、抵抗Ｒ，，Ｒ２、温度補償用ダイオー
ドＤ４，Ｄ３及びコンデンサＣ２よりなる回路を通じて
トランジスタＱのベースに印加される。

ここでトランジスタＱのェミツタと接地間にはトリガダ
ィオード（ダイアック）Ｄ及び抵抗Ｒ８が直列に接続さ
れており、トリガダィオードＤと抵抗戊８の接続点は逆
阻止３様子制御整流素子（以下サィリスタという）×の
ゲートに接続されている。またサィリスタＸのアノード
はコンデンサＣｃの一端に接続され、そのカソードは接
地されている。これにより、コンデンサＣｃの充電が進
み充電電圧が、トランジスタＱ８、トリガダィオードＤ
よりなる回路のブレークオーバー電圧以上に達した時、
サィリスタＸのゲートに電流が流れ、サイリスタＸはタ
ーンオンする。これにより、コンデンサＣｃ、サィリス
タＸ、トランスＴ２の１次巻線よりなるループを通して
コンヂンサＣｃの充電電荷は瞬時に放電される。そして
この時、トランスＴ２の２次巻線に高電圧（例えば７０
００Ｖ程度）が誘起され、放電ギャップ５の間に電気火
花が発生してガスを着火する。この着火は、上記コンデ
ンサＣｃの放電によりサィリスタＸのアノード電流が保
持電流以下になってサィリスタＸが自己保持作用を失な
いターンオフした後、上記と同様動作が再び繰り返され
ることにより、自動的に繰り返して着火される。

着火すると、電極間電流が流れ、保護抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒ
９を介してトランジスタＱ２のベースに供給され、これ
をオンとする。これにより、トランジスタＱ３，Ｑ４，
Ｑはオフとなり、トランジスタＱのコレクタより電流増
幅された信号がトランジスタＱのベースに供給され、こ
れをオンとする。従って、トランジスタＱ７のベース電
位は略アースレベルとなり、ブロッキング発振器の発振
動作が停止せしめられ、火花放電も停止せしめられる。
火が消えた場合は、前述したように電極間電流がなくな
るので、再びブロッキング発振器が動作を開始し、着火
するまで繰り返し火花放電が行なわれる。

なお、第３図中、１点鎖線で囲まれた部分は、モノリシ
ツクＩＣ化される回路部分を示す。

このように、本実施例は、炎の検出をプラズマ現象を利
用した電極間電流から得るようにしているため、コスト
的に有利であり、また発振昇圧回路３の発振動作を制御
する回路までの時間遅れがなく、動作が確実である。ま
た、光、熱等の他のセンサーを用いていないので、信頼
性が高く、また機械的な設計も簡単になる。更に、他の
センサーを用いる方法に比し、着火、未着火時の電流比
が大きくとれるため、アンプの設計が楽であるといる特
長を有する。ここで、トランジスタＱ，．Ｑ２のジヤン
クシヨン面積の比と人体の接触抵抗との関係について考
えてみる。

いま電源スイッチ（主スイッチ）Ｓ，が閉成され電源電
圧ｙｃｃが電流増幅回路に印加されると、トランジスタ
Ｑ，のコレクタ電流ｉ，は次式で表わされる。ｉ．＝Ｖ
こう竿三｛１’ ‘１｝式中、Ｒは抵抗Ｒの抵抗値、ＶＢＧ，はトランジ
スタＱ，のベース・ェミッタ間電圧である。

ここで、タッチスイッチＳ２を閉成するとトランジスタ
Ｑ２に流れるコレクタ電流ｉ２は、トランジスタＱ，と
Ｑ２のジャンクション面積の大きさの比をｋ：１とする
と、ｉ２：貴ｉ．｛２１となる。

■式が成立するためには、トランジスタＱ，のコレクタ
電流ｉ，とトランジスタＱ２のコレクタ電流ｉ２との比
は、ｉ，：ｉ２＝ｋ：１であることが必要である。

即ち、ジヤンクション面積の大きさの比ｋ：１のトラン
ジスタＱ，，Ｑ２に流れる電流ｉ，，ｉ２の比はｋ：１
であり、このことは、トランジスタＱ，，Ｑ２における
電流密度が同一であることを意味する。トランジスタＱ
３を初段にして構成される電流増幅回路において、トラ
ンジスタＱのベース電流ｉ３は、上記電流ｉ２に比し小
なる電流で、トランジスタＱ７、コイルＬ，〜Ｌ３等の
発振昇圧回路をオンーオフ可能なようにする。

よって、トランジスタＱ３をオンとするために必要な抵
抗尽を流れる接触電流ｉｔ‘よｉｔニｉ２‘３’ となる。

また、スイッチＳ２の閉成は、このスイッチＳ２の部分
に人体の接触抵抗Ｒｔを接続したのと等価であるから、
トランジスタＱのベース・エミツタ間電圧をＶＢＥ３と
すると、上記接触電流ｉｔは、．ＶＣＣ−ＶＢＥ３
‘４）ＩＦ一一一一Ｒｔとなる。

‘４）式に｛１ー式〜｛３’式を代入して、ｉｔを消去
すると、Ｒｔ：ｋ（篭三合署）‐Ｒ ‘５）となる。

一般にＶＢＥ，＝Ｖ８Ｅ３であるから、接触抵抗Ｒｔは
次式で表わされる。

ＲｔニＫＲ【６
｝従って、｛６ー式より明らかなように、第３図のよう
な回路構成とすることにより、接触抵抗Ｒｔはトランジ
スタＱ，，Ｑ２のジャンクション面積の大きさ及び抵抗
Ｒの値により定まり、電源電圧の変動、トランジスタＱ
３の直流電流増幅率ｈＦＥのバラッキ、温度等により殆
ど影響されない。

■式に示すＲｔは、着火のために必要な接触抵抗値で、
電流感度のバラッキ等を勘案して最適な値に設定できる
。ここで、電源電圧ｙｃｃ＝１．４５（Ｖ）、トランジ
スタＱ，（Ｑ）のベース・ェミツタ間電圧ＶＢＥ，（Ｖ
８８３）＝０．６〔Ｖ〕、抵抗Ｒ＝１．７Ｍ○、トラン
ジスタＱ，，Ｑ２のジヤンクション面積の大きさの比ｋ
：１＝１０：１、トランジスタＱ，，Ｑの直流電流増幅
率を１０とし、これらの数値を｛１１式、■式に代入す
ると、ｉ，＝０．５〔山Ａ〕、ｉ２＝５０〔ｎＡ〕とな
り、ｉ，：ｉ２＝ｋ：１＝１０：１となってトランジス
タＱ，，Ｑ２における電流密度が同一であることがわか
る。

従って、上記■式は接触抵抗ＲｔはトランジスタＱ，，
Ｑ２のジャンクション面積比ｋと抵抗Ｒの抵抗値とによ
って決定されることを意味するが、これはトランジスタ
Ｑ．，Ｑ２における電流密度が等しいということの上に
成立するものである。なお、トランジスタＱ，，Ｑ２の
ジヤンクション面積の大きさの比を例えば１０：１にす
る場合、一般にはトランジスタＱ，を１ぴ固並列に接続
されたトランジスタにて構成するが、単一のトランジス
タにて礎成してもよく、この場合でもトランジス５タＱ
，，Ｑ２における電流密度は等しい。

上述の如く、本発明になるタッチライターのタッチスイ
ッチ回路は、ベースとコレクタとをショートされた第１
のトランジスタと、第１のトランジスタのベースとその
ベースとを共通に接続され０た第２のトランジスタとに
てカレントミラー回路を構成し、上記第１のトランジス
タのコレクタに抵抗を介して電源の一端を接続すると共
にそのェミッタに電源の池端を接続し、上記第２のトラ
ンジスタのコレクタに上記タッチスイッチを介してタ電
源の一端を接続すると共にそのェミッタに抵抗を介して
電源の池端を接続し、上記第２のトランジスタのコレク
タに電気火花を発生させる回路に電流を供給する電流増
幅回路の入力を接続して第２のトランジスタのコレクタ
出力を電流増幅回路０に供鎌舎し、第２のトランジスタ
のヱミッタに電流増幅回路のトランジスタのェミッタを
正帰還するように接続し、上記第１及び第２のトランジ
スタのジャンクション面積の大きさの比をｋ：１（ｋ＞
１）、人体接触抵抗値をＲｔ、抵抗の抵抗値をＲ夕とし
た場合、Ｒｔ≠ＫＲに選定したため、接触抵抗値は第１
及び第２のトランジスタのジャンクション面積の大きさ
及び抵抗の抵抗値により決定され、電源電圧の変動、着
火回路の電流増幅器を構成するトランジスタの直流電流
増幅率のバラツ０キ、温度等により殆ど影響されず、電
流感度のバラッキ等を勘案して最適な値に設定し得、設
計の自由度を大きくとり得、又、第２のトランジスタの
ヱミッタを電流増幅回路のトランジスタのェミッタに接
続して正帰還をかけているため、電流増幅回路にシュミ
ット特性を付与しており、これにより、発振昇圧回路の
発振動作を確実にし得、又、第２のトランジスタのタッ
チスイッチを接続しているので電流増幅回路を動作させ
ることができ又、第１及び第２のトランジスタのジャン
クション面積比をｋ：１（ｋ＞１）にしているので、第
１のトランジスタに接続される抵抗を大にしてもその抵
抗値のバラツキの影響を小に抑え得る等の特長を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明回路の一実施例の主要動作を説晩するた
めの概略ブロック系統図、第２図は第１図の動作説明用
電極間電流対電極電圧特性図、第３図は本発明回路の一
実施例の具体的回路図である。２・・・・・・電流増幅回路、３・・・・・・発振昇庄
回路、４・・・・・・高圧発生回路、５・・・・・・放
露ギャップ、８ａ，８ｂ・・・・・・電極、Ｌ，〜Ｌ３
・・…・コイル、Ｘ・・・・・・サィリスタ、Ｓｒ・…
主スイッチ、Ｓ２・・・…タッチスイッチ、Ｒ・・・・
・・抵抗、Ｒｔ…・・・人体接触抵抗、Ｑ．・・・・・
・第１のトランジスタ、Ｑ２・・…・第２のトランジス
タ、Ｖｃｃ・・・・・・電源。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１人体によるタツチスイツチへの接触により所定の繰
り返し周期の高電圧を発生させて電気花火を発生させガ
スに着火するタツチライターにおいて、ベースとコレク
タとをシヨートされた第１のトランジスタと、該第１の
トランジスタのベースとそのベースとを共通に接続され
た第２のトランジスタとにてカレントミラー回路を構成
し、上記第１のトランジスタのコレクタに抵抗を介して
電源の一端を接続すると共にそのエミツタに該電源の他
端を接続し、上記第２のトランジスタのコレクタに上記
タツチスイツチを介して該電源の一端を接続すると共に
エミツタに抵抗を介して該電源の他端を接続し、上記第
２のトランジスタのコレクタに上記電気花火を発生させ
る回路に電流を供給する電流増幅回路の入力を接続して
上記第２のトランジスタのコレクタ出力を該電流増幅回
路に供給し、上記第２のトランジスタのエミツタに該電
流増幅回路のトランジスタのエミツタを正帰還するよう
に接続し、上記第１及び第２のトランジスタのジヤンク
シヨン面積の大きさの比ｋ：１（ｋ＞１）、人体接触抵
抗値をＲｔ、上記抵抗の抵抗値をＲとした場合、Ｒｔ≒
ｋＲに選定したことを特徴とするタツチライターのタツ
チスイツチ回路。