(57)【要約】【課題】  どの出力ラインに負荷が接続されているかに関わらず取付対象装置に取り付けることができ、回路を保護することができるような２線式のタッチセンサ及び該タッチセンサを備えたパチンコ遊技機を提案し、取り付けの容易化とコストダウンを図る。【解決手段】  被検出体の大地容量との接続／非接続が行なわれる電極部と、該電極部での容量変化に基づいて発振状態が変化する発振回路と、上記発振状態の変化に基づいて信号を出力する出力回路と、該出力回路から出力した信号を外部に伝達する第１出力部及び第２出力部とを備えた直流２線式のタッチセンサに対して、前記各回路とは別に、前記電極部から前記第１出力部まで、及び前記電極部から前記第２出力部までのそれぞれをサージ保護手段で接続した。【選択図】    図８
2005118221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体の大地容量との接続／非接続が行なわれる電極部と、
該電極部での容量変化に基づいて発振状態が変化する発振回路と、
上記発振状態の変化に基づいて信号を出力する出力回路と、
該出力回路から出力した信号を外部に伝達する第１出力部及び第２出力部とを備えた直流２線式のタッチセンサであって、
前記各回路とは別に、前記電極部から前記第１出力部まで、及び前記電極部から前記第２出力部までのそれぞれをサージ保護手段で接続した
タッチセンサ。
【請求項２】
前記第１出力部及び第２出力部を、外部と接続用の第１出力端子及び第２出力端子で形成した
請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項３】
前記サージ保護手段をマイクロギャップで形成し、
該マイクロギャップの放電部を、前記発振回路及び出力回路と隔離して配設した
請求項１又は２記載のタッチセンサ。
【請求項４】
前記隔離を、前記発振回路及び出力回路を回路基板の回路実装面に実装し、前記マイクロギャップを上記回路実装面の反対面に実装して構成した
請求項３記載のタッチセンサ。
【請求項５】
前記隔離を、回路基板の回路実装面とマイクロギャップ設置面との間に静電気シールド層を設けて構成した
請求項３記載のタッチセンサ。
【請求項６】
前記マイクロギャップを、一方の端子形状を凸型に形成し、対向する他方の端子形状を凹型若しくは平面型に形成した
請求項３、４又は５記載のタッチセンサ。
【請求項７】
前記マイクロギャップの凸型端子と凹型の端子との隙間間隔、若しくは、凸型端子と平面型の端子との隙間間隔が、上記凸型端子の最突出部に向かって狭くなるように形成した
請求項６記載のタッチセンサ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載のタッチセンサを備えた
パチンコ遊技機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば人体が電極部に接触したか否かを検出するようなタッチセンサ、及び該タッチセンサを備えたパチンコ遊技機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パチンコ遊技機の遊技用ハンドルには、人体の接触を検知するタッチセンサが設けられている。該タッチセンサとしては、人体にタッチされる電極部を遊技用ハンドルに備え、タッチセンサの本体回路をパチンコ遊技機本体に備える分離構成タイプのものが使用されていた。
【０００３】
上記分離構成タイプでは、電極部と本体回路との間で発生する浮遊容量等により動作精度面で好ましくないため、近年では遊技用ハンドル内に電極部と本体回路を内装する一体型のタッチセンサが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
該一体型のタッチセンサは、本体回路としてサージ保護回路、発振回路、及び比較回路等の回路を備えており、出力ラインが２線式のタイプと３線式のタイプが提案されている。
【０００５】
上記２線式、３線式のいずれのタッチセンサであっても、遊技用ハンドル内に内装すると静電気の影響を強く受けるため、特許文献１、２に開示されるようにサージ保護回路を備えたタッチセンサが提案されている。
【０００６】
ここで、２線式のタッチセンサは、３線式のタッチセンサに比較して出力ラインの減少によるコストダウンを図れる利点がある。
【０００７】
しかし、２線式のタッチセンサは出力負荷抵抗（パチンコ遊技機等の取付対象装置）の接続方法により、前記電極から侵入する静電気の耐力が大幅に変動する問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３４２７６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、出力ラインのどちら側に負荷が接続されているかに関わらず取付対象装置に取り付けることができ、回路を保護することができるような２線式のタッチセンサ、及び該タッチセンサを備えたパチンコ遊技機を提案し、コストダウンを図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、被検出体の大地容量との接続／非接続が行なわれる電極部と、該電極部での容量変化に基づいて発振状態が変化する発振回路と、上記発振状態の変化に基づいて信号を出力する出力回路と、該出力回路から出力した信号を外部に伝達する第１出力部及び第２出力部とを備えた直流２線式のタッチセンサであって、前記各回路とは別に、前記電極部から前記第１出力部まで、及び前記電極部から前記第２出力部までのそれぞれをサージ保護手段で接続したタッチセンサであることを特徴とする。
【００１１】
前記サージ保護手段は、マイクロギャップで構成する、あるいはアレスタやツェナーダイオード等のサージ保護素子で構成する等、サージから保護可能な手段で構成することを含む。
【００１２】
前記構成により、第１出力部と第２出力部のどちら側にパチンコ遊技機等の負荷が接続されていても、タッチセンサの内部回路に負担をかけずに反対側の出力部を通じてサージを放電し、回路を保護することができる。
【００１３】
この発明の態様として、前記第１出力部及び第２出力部を、外部と接続用の第１出力端子及び第２出力端子で形成することができる。
【００１４】
これにより、タッチセンサ内の全ての回路をサージから保護できると共に、サージの放電を効率良く行なうことができる。
【００１５】
またこの発明の態様として、前記サージ保護手段をマイクロギャップで形成し、該マイクロギャップの放電部を、前記発振回路及び出力回路と隔離して配設することができる。
【００１６】
前記放電部は、凸型端子と凹型端子を近接して構成する、凸型端子と平型端子を近接して構成する、これらの端子のペアを複数配設する、あるいは、凸型端子と凹型端子（若しくは平型端子）とを交互に配設して構成する等、放電しやすい形状に形成することを含む。
【００１７】
前記隔離は、前記発振回路及び出力回路といった各回路とマイクロギャップのうち一方を基板の表面に、他方を裏面に配設して隔離する、各回路とマイクロギャップを基板上で適宜の距離をおいて配設して隔離する、あるいは、各回路を配設した面とマイクロギャップを備えた面との間にシールド層を挟んで構成して隔離する等、各回路と放電部を位置的にあるいは部材を用いて物理的に隔離することを含む。
【００１８】
これにより、マイクロギャップの放電の影響から各回路を保護することができる。
【００１９】
またこの発明の態様として、前記隔離を、前記発振回路及び出力回路を回路基板の回路実装面に実装し、前記マイクロギャップを上記回路実装面の反対面に設置して構成することができる。
【００２０】
これにより、低コストで効果的に発振回路及び出力回路とマイクロギャップとを隔離することができる。
【００２１】
またこの発明の態様として、前記隔離を、回路基板の回路実装面とマイクロギャップ設置面との間に静電気シールド層を設けて構成することができる。
【００２２】
前記静電気シールド層は、銅箔パターンで形成する等、静電気をシールド可能な部材で形成することを含む。
【００２３】
前記構成により、発振回路及び出力回路をマイクロギャップで発生する放電から確実に保護することができる。
【００２４】
またこの発明は、前記マイクロギャップを、一方の端子形状を凸型に形成し、対向する他方の端子形状を凹型若しくは平面型に形成することができる。
【００２５】
これにより、凸型端子からの放電箇所を特定することができると共に、凹型若しくは平面型の端子を放電による変形から保護することができる。
【００２６】
またこの発明の態様として、前記マイクロギャップの凸型端子と凹型の端子との隙間間隔、若しくは、凸型端子と平面型の端子との隙間間隔が、上記凸型端子の最突出部に向かって狭くなるように形成することができる。
【００２７】
これにより、上記放電特定箇所以外での放電による変形の影響を最小限に押さえることができる。
【００２８】
またこの発明は、前記タッチセンサを備えたパチンコ遊技機とすることができる。  
これにより、接続方法に関わりなく電極から入ってくる静電気等のサージから保護されるパチンコ遊技機を提供することができる。
【発明の効果】
【００２９】
この発明により、出力ラインのどちら側に負荷が接続されているかに関わらず容易に取付対象装置に取り付けることができ、回路を保護することができるようなタッチセンサを提案し、取り付けの容易化とコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。  
まず、図１〜図３に示す斜視図と共に、遊技機の一種であるパチンコ遊技機の操作ハンドルに内装されるタッチセンサ１の外観構成について説明する。
【００３１】
ここでパチンコ遊技機は、受け皿から投入されたパチンコ玉（遊技媒体）を取り込む遊技媒体取り込み装置、ハンドルを回す量でパチンコ玉の射出強度を決定する射出強度決定装置（入力装置）、パチンコ玉の入賞口への入賞を検知する入賞検知装置（センサ）、スタートチャッカへの入賞に対して液晶画面の特定図柄を回転させる特定図柄表示装置（スロット回転表示装置）、入賞に従ってパチンコ玉を払い出す遊技媒体払出装置、これらの各装置の動作及び遊技内容を制御する制御装置、及びこれらの装置に電力を供給する電源装置で構成することは周知のとおりである。
【００３２】
図１は、分解したタッチセンサ１を正面側右上から見た分解斜視図を示している。該タッチセンサ１は、カバー２、回路基板３、及びケース５で構成する。
【００３３】
前記カバー２は、長方形の板状体２１の背面側中央部を四角く切り取って抜き穴２３とした形状に樹脂部材で形成する。板状体２１の四隅の側面外側下方には、ケース５に装着する着脱突起２２を計４つ形成する。
【００３４】
前記回路基板３は、絶縁部材で形成した基板３１の表面に、電子部品（電子素子）３２を実装すると共に、出力端子を内装して接続相手の凸型コネクタを装着可能な凹型コネクタ３３を表面に備えている。また、該回路基板３の基板３１の右側辺には、装着時に装着向きを間違えないように段差３４を形成している。
【００３５】
なお、前記電子部品３２は、後述の発振回路、検波平滑回路、比較回路、及び出力回路を構成する各素子と、ツェナーダイオードやチップ抵抗器等の付加回路を構成する素子となる。
【００３６】
前記ケース５は、全体を樹脂部材で形成する。本体部５５を平面開放のボックス形状に形成し、該本体部５５の正面を下方に突出させて装着板５１を形成すると共に、本体部５５の背面を切り抜いて前記凹型コネクタ３３と嵌合する抜き穴５４を形成する。
【００３７】
本体部５５の四隅の側面内側には、前記着脱突起２２を着脱許容する着脱凹部５３を計４つ形成する。また、本体部５５の正面側低部の内面には、側面視Ｌ字型で平面視凹型の金属板で形成した導電板５６を備える。該導電板５６の下方側は前記装着板５１の背面に密着させ、該装着板５１と導電板５６とを貫通する２つの抜き穴５２，５２を形成する。
【００３８】
以上に説明したケース５に、回路基板３を収納し、カバー２の着脱突起２２を着脱凹部５３に嵌め込むことで、図２の正面右上から見た斜視図に示すように、タッチセンサ１を螺子止め等せずとも簡単に組み立てて完成させることができる。
【００３９】
従って、タッチセンサ１はスナップフィット構造となり、ケース５の導電板５６に、回路基板３のマイクロギャップ４０（後述）を形成するパターンの入力電極側が押付けられた状態で、応力がかかりつづけて十分な接触を得られる。
【００４０】
該タッチセンサ１の平面では、カバー２の抜き穴２３に回路基板３の凹型コネクタ３３が嵌合している。
【００４１】
該タッチセンサ１の背面側は、図３の背面側左下から見た斜視図に示すように、抜き穴５４に凹型コネクタ３３が嵌合し、該凹型コネクタ３３に内装している出力端子３３ａ，３３ｂが露出されている。また、ケース５の装着板５１の背面側（図３の正面側）には、導電板５６が密着状態で露出している。
【００４２】
これにより、図４の断面図に示すように、パチンコ遊技機のハンドル９に備えた正面視円形の金属部材で形成した電極９１に、タッチセンサ１をねじ９２で装着板５１に密着するように設置することができる。
【００４３】
次に、図５に示す基板３１の表面３ａの平面図、及び図６に示す基板３１の裏面３ｂの背面図と共に、基板３１に形成するパターンについて説明する。
【００４４】
基板３１の表面３ａには、電子部品３２を実装し、電気的に接続する配線パターン３５を設ける。なお、配線パターン３５は、伝導体である銅箔にて形成する。
【００４５】
基板３１の裏面３ｂには、同じく銅箔にて形成した入力側パターン４１と、出力側パターン４２ａ，４２ｂとを近接配置したマイクロギャップ４０ａ，４０ｂを備える。
【００４６】
該マイクロギャップ４０ａ，４０ｂは、先端を三角形に突出させた形状を持つ凸型端子４０ｃと、先端をＶ字型に凹ませた凹型端子４０ｄとを近接して対向配置して構成する。
【００４７】
前記凸型端子４０ｃと凹型端子４０ｄとの隙間は、側端距離Ａより中心距離Ｂが短くなるように形成する。
【００４８】
マイクロギャップ４０ａ，４０ｂは、図示するように前記凸型端子４０ｃと凹型端子４０ｄとを交互に３極ずつ並設する。詳述すると、一方の入力側パターン４１は、２つの凸型端子４０ｃの間に１つの凹型端子４０ｄを配置した３極のセットを２つ横並びに並設して構成する。他方の出力側パターン４２ａ，４２ｂは、上記各セットの対向形状として２つの凹型端子４０ｄの間に１つの凸型端子４０ｃを配置して構成する。
【００４９】
これにより、電極部から侵入する静電気の極性により生ずるマイクロギャップの耐久性能差を押さえることができる。なお、本実施形態では３極１セットとしているが、２極、もしくは４極以上とする等、他の数の複数極で構成しても良い。
【００５０】
上述した裏面３ｂに存在する入力側パターン４１及び出力側パターン４２ａ，４２ｂは、それぞれ入力側スルーホール３８及び出力側スルーホール３６ａ，３６ｂを介して表面３ａ側の配線パターン３５に接続する。また基板３１には、ケース５に安定装着するための貫通穴３７を形成する。
【００５１】
このように、表面３ａを実装面、裏面３ｂを静電気放電面と機能分担することで、放電により発生する火花から電子部品３２が適度に隔離され、電子部品３２の性能変化を抑えることができる。
【００５２】
また、凸型端子４０ｃと凹型端子４０ｄを組み合わせた構成により、他の組合せ、例えば凸型端子４０ｃと凸型端子４０ｃを対向配置した組合せに比べ、放電性能を維持しつつ長期間の寿命を確保できる。これは、凹型端子４０ｄが、多数回の放電が発生しても磨耗が少ない形状であることに起因する。
【００５３】
特に、他端側を凹形に形成しているため、凸型の先端が溶解して少々丸くなったところで、凹形中央部の近傍が凸型の先端に近い距離を保つことができ、所定の放電開始電圧を維持することができる。
【００５４】
特に、パチンコ遊技機では、遊技者が帯電中のパチンコ玉に触れてはハンドルを握るといった動作を繰り返すため、タッチセンサ１が慢性的に静電気の影響を受けるが、この影響による寿命の短縮を防止することができる。
【００５５】
また、冬場には人体に数万ボルトもの強い静電気が帯電することがあるが、この強い静電気が放電された場合であっても電子部品３２を保護することができる。  
従って、タッチセンサ１の静電気の投入電圧に対する耐久性と静電気投入回数に対する耐久性とを向上することができる。
【００５６】
次に、図７、図８に示す回路図と共に、タッチセンサ１の回路構成について説明する。
【００５７】
タッチセンサ１は、図７に示すようにタッチ電極である電極９１にタッチセンサ１を装着している。前述の出力側パターン４２ａ，４２ｂ（図６）は、出力端子ＶＨ（電力線高電位側）と出力端子ＶＬ（電力線低電位側）に対応している。なお、この実施形態では出力端子ＶＬに負荷Ｒｘを接続している。
【００５８】
前記タッチセンサ１内の回路構成は、図８に示すように、電極部と大地間の容量変化に基づいて発振状態が変化する発振回路４４、検波平滑回路４５、比較回路４６、出力回路４７、及びツェナーダイオード４８を接続して備えている。
【００５９】
上記発振回路４４、検波平滑回路４５、比較回路４６、出力回路４７、及びツェナーダイオード４８は、いずれも出力端子ＶＨと出力端子ＶＬとに接続され、電力供給を受ける回路構成を持つ。なお、出力回路４７から各出力端子ＶＨ，ＶＬへの接続部分を、出力部Ｃ，Ｄとする。
【００６０】
マイクロギャップ４０ａ，４０ｂは、電極９１と出力端子ＶＨ（出力部Ｃ）及び、電極９１と出力端子ＶＬ（出力部Ｄ）間にそれぞれ設ける。
【００６１】
電極９１から静電気が入力された場合、該静電気は図７の仮想線Ｚに示すように、マイクロギャップ４０ａを通過して安定電位（Ｖｃｃ）に流れることとなり、前記回路群を回避して放電させることができる。
【００６２】
マイクロギャップ４０ａ，４０ｂは出力端子ＶＨと出力端子ＶＬ間とにそれぞれ備えているため、負荷Ｒｘが出力端子ＶＨと出力端子ＶＬのどちらに接続されている場合であっても、負荷Ｒｘが接続されていない方の出力端子から静電気を逃がすことができる。
【００６３】
詳述すると、出力端子ＶＬからみたタッチセンサ１側の等価インピーダンスよりも負荷Ｒｘのインピーダンスの方が大きい場合、図９の回路図の仮想線Ｚに示すように、負荷Ｒｘによりせき止められた静電気がタッチセンサ１内に侵入して回路を破壊する。
【００６４】
これに対し、サージ保護手段を出力端子ＶＨと出力端子ＶＬとにそれぞれ備えることで負荷Ｒｘの接続方向を選ばず、またマイクロギャップ４０ａ，４０ｂをパターンで形成するためコストアップもない。
【００６５】
従って、負荷Ｒｘの接続方向によらず、容易にタッチセンサ１を接続することができる。
【００６６】
次に、他の実施形態について、図１０に示す基板３１の中間層のパターン図と共に説明する。  
この実施形態では、先の実施形態で基板３１の表面に配設した電子部品３２（図１）及び配線パターン３５を表面３ａ（図５）に配設する。
【００６７】
先の実施形態で基板３１の裏面に配設した入力側パターン４１と出力側パターン４２ａ，４２ｂとを近接して構成したマイクロギャップ４０ａ，４０ｂは、裏面３ｂに配設する。
【００６８】
前記表面３ａと裏面３ｂの中間層として、図１０に示すように、銅箔パターンにより形成するシールド層６０を備える。
【００６９】
該シールド層６０は、入力側スルーホール３８と出力側スルーホール３６ａに接触しないように隙間を空けて形成する。また該シールド層６０は、出力側スルーホール３６ｂにより出力端子ＶＬに接続するように形成し、電子部品３２を静電気からシールドする。
【００７０】
他の構成要素については、先の実施形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
以上の構成により、マイクロギャップ４０ａ，４０ｂの放電等に対してより耐力の高いタッチスイッチ１を提供することができる。
【００７２】
また、他の実施形態として、マイクロギャップ４０の凹型端子４０ｄ（図６）を、図１１に示すように、平面型の平面型端子４０ｅに形成しても良い。この場合は、凸型端子４０ｃをより鈍角の凸型に形成すると良い。
【００７３】
他の構成要素については、先の実施形態と同一であるので、同一要素に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７４】
以上の構成により、先の実施形態と異なる形状のマイクロギャップでも、放電の容易性と寿命の長期間化を図ることができる。
【００７５】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のサージ保護手段は、実施形態のマイクロギャップ４０ａ，４０ｂに対応し、
以下同様に、
放電部は、凸型端子４０ｃ、凹型端子４０ｄ及び平面型端子４０ｅに対応し、
凸型の端子形状は、凸型端子４０ｃに対応し、
凹型の端子形状は、凹型端子４０ｄに対応し、
平面型の端子形状は、平面型端子４０ｅに対応し、
静電気シールド層は、シールド層６０に対応し、
隙間間隔は、側端距離Ａ及び中心距離Ｂに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】正面側右上から見たタッチセンサを示す分解斜視図。
【図２】正面右上から見たタッチセンサを示す斜視図。
【図３】背面側左下から見たタッチセンサを示す斜視図。
【図４】パチンコ遊技機のハンドルを示す右側面断面図。
【図５】回路基板を示す平面図。
【図６】回路基板を示す底面図。
【図７】タッチセンサの回路図。
【図８】タッチセンサの回路図。
【図９】マイクロギャップを出力端子の一方のみに備えた場合の説明図。
【図１０】他の実施形態の回路基板を示す背面図。
【図１１】他の実施形態の回路基板を示す底面図。
【符号の説明】
【００７７】
１…タッチセンサ
４０ａ，４０ｂ…マイクロギャップ
４０ｃ…凸型端子
４０ｄ…凹型端子
４０ｅ…平面型端子
４４…発振回路
４７…出力回路
６０…シールド層
９１…電極
Ａ…側端距離
Ｂ…中心距離
Ｃ，Ｄ…出力部
ＶＨ，ＶＬ…出力端子
【図１】
2005118221.tif 000003
【図２】
2005118221.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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