JPH0249029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は感圧変換装置に関する。特に少なく
とも２個の電気的接点間に位置する多数の表面接
触突起を有する微粒子からなる半導体物質を含む
薄い半導電性層が設けられた装置に関する。

電気的装置によつて楽音を発生させることは公
知である。しかしながら、大部分の電気装置は音
量か音質の一方しか連続的に変化させることがで
きないという問題を有している。このことは演奏
者が音楽的表現を自由に行うことの制限となつて
いる。この発明はアナログ変換器に加えられる圧
力に逆比例して変化する接触抵抗を備えた新規で
しかも簡易な感圧変換装置を提供するものであ
る。電子楽器に用いられた場合、複数のそのよう
な可変抵抗器あるいはスイツチが鍵盤を構成する
ために並行して設置される。又あるスイツチは楽
器の１以上の楽音発生回路の特性を変化させるこ
とによつて、楽音変化させるために使用される。

感圧アナログスイツチは公知である。たとえば
ルーベン（Ruben）の米国特許第2375178号とコ
スタンゾ（Costanzo）の米国特許第3386067号に
は２個の導体板の間に導電物質を含んだ繊維状か
海綿状の層を挾持したアナログスイツチが開示さ
れている。２個の導体板が一緒に圧縮されるので
挾持された層を通る電気導電路の数が増し、その
ためその層の電気抵抗が減少する。しかしながら
これらの装置において中間層は圧縮力を解除した
場合に、導体板を離隔し、大部分の導電路を断つ
ために弾力性を備えている必要がある。更に半導
体の層は、上下の導体板間の導電路数を増すため
には巨視的な圧密の状態に依存する。従つて挾持
された層は比較的厚くなければならない。結局そ
のような装置では、繊維状か海綿状の層の弾力性
が使用につれ減退することがあり得、このためス
イツチの動作特性を低下させてしまう。

ミツチエル（Mitchell）の米国特許第3806471
号においては、硫化モリブデンのような感圧半導
体物質が開示されていて、それは可変抵抗器が変
換器を構成するため導体板の間に挿入されてい
る。しかしながら、ミツチエルは体積抵抗、即ち
硫化モリブデン層の比較的厚い体積抵抗を利用し
ている。一方本発明は、たとえば硫化モリブデン
（詳しくは二硫化モリブデン）の非常に薄い層の
接触抵抗あるいは表面抵抗を利用している。特に
ミツチエルは抵抗層を通して３次元的に広がつた
多数の有限な電流回路を形成するため50から600
メツシユの範囲の硫化モリブデンの粒子を用いて
0.00254から2.54センチの厚さの硫化モリブデン
を開示している。圧縮されるとその容積中の粒子
間の電流回路数が増して抵抗値が低下する。半導
電性層は永久に２個の電極間に置かれている。

上述の機能的相違に加えて、ミツチエルの構造
では半導電性層は２個の導体板の間あるいは導体
板と非導体板との間に半導電性表面が露出されず
絶縁板か導体板のどちらかと密接して配置されて
いなければならない。そのような形状は感圧層が
必要上導体かあるいは他の感圧層のどちらかと密
接な接触にはないが、ある接触を少なくともして
いなければならない出願人の発明とは基本的に異
なる。そのような配置は、ミツチエルが最初に利
用した個々の物質粒子の表面抵抗の利用よりむし
ろ構成物の表面の物理的な接触抵抗の利用を容易
にする。

本発明はまた１ミクロンオーダーの粒子を用い
厚の厚みとしては好ましくは0.00254センチ以下
にすることを例示する。更に種々の抵抗値が周囲
の表面接触の大小により生じるので、半導電性層
の表面は最初は導体電極から空間的に離れている
か接触の関係にあつてもよいが、対向する表面と
密接に接触しないようにしなければならない。薄
い半導電性層の表面に導体電極が押下げられる
と、表面に沿つて多数の接触点が形成される。こ
の接触点は圧力が加えられるに従い増加し、導体
板間あるいは半導電性層の接点間の抵抗を減じ
る。表面接触半導電性層はバインダーで表面に保
持された適当な微粒子からなる半導体物質よりな
る。

本発明の薄い半導電性層の重要な利点は半導電
性層を形成するのに用いられる半導体物質とバイ
ンダーとバインダーシンナーを混ぜ、ミクロン以
下の厚みの層を形成するために所望の層に吹きつ
けたり、シルクスクリーン等してもよいことであ
る。従つて生産に要する労力及び材料が格段に少
なくなる。

上記の利点に加えて、効果的に導体層を被覆す
るために硫化モリブデン（詳しくは二硫化モリブ
デン）を使用すると導体層が空気と接触するのを
防止することができる。このことは、空気に触れ
た時、徐々に腐蝕する導体板を用いた時に起る問
題を少なくすることが可能である。たとえば、銅
の導体板は大気に触れた場合腐蝕する。これを防
止するためには、高価な銀か、あるいはそれに変
わる類似の高価な物質を用いなければならない。
しかしながら、硫化モリブデンを吹きつけて導体
板を被覆処理すると腐蝕の程度が大きく減退し、
銅のような低廉な導体材料を使用可能にできる。

なお、導体板と半導電性層の表面かあるいは２
個の半導電性層の表面のどちらか一方が密接では
ないが、離隔しているというよりはむしろ接触の
関係にあるという本発明の実施例の他の重要な利
点は大部分のスイツチに固有のチヤタリングを完
全にではないまでも相当低下することができるこ
とである。しかし、たとえチヤタリングがあつて
も、それはスイツチ装置の接点を横切る抵抗が非
常に大きい時にのみ生じるので、チヤタリングを
生じる抵抗の変化による電圧の変化は非常に少な
くなる。従つて本発明の実施例によるスイツチ構
造はチヤタリング及びバウンスを生じない。ここ
で「バウンス」の用語はチヤタリングと同様な現
象を意味するもので、通常、チヤタリングが生じ
ている時間より長い時間（たとえば10倍）の経過
後にON状態のスイツチが瞬時の間ONからOFF
状態になることをいう。

そのようなバウンスの生じないスイツチはここ
で開示された改良形のバウンスのないスイツチに
対し、常に要求のあるコンピユータ業界に重要な
価値のある商業上の応用範囲を有している。更に
スイツチがバウンスを生じないのみならず、従来
のバウンスの生じないスイツチよりも低廉であ
る。

パールマンの米国特許第4044642号にはタツチ
抵抗装置の楽器への使用が開示されている。しか
し、その装置では、ルーベンとコスタンゾに類似
した方法で半導体物質が２枚の板の間に挾持され
る。特にパールマンは分散された黒鉛のような特
別の物質を含んだ泡ゴムかあるいは泡状の合成重
合物質のような弾力性のある物質を用いている。
そのスイツチの構造は、２枚の導体板の間に挾ま
れた泡状の半導電性層とオリフイスを有する絶縁
層を有している。こうして圧縮力が加えられる
と、黒鉛で満たされた弾力性のある泡状の層は、
楽器を動作させるための電気的接触が生じるよう
に絶縁物質中のオリフイスに形を変えて入り込
む。その後、加えられた圧縮力は２枚の導体板間
の抵抗を前述した方法で低下させ、音量と音質を
変化させる。

パールマンは多孔性の泡状の物質を用いている
ため、大気が容易に排出され、多孔性の抵抗物質
を通して復帰するので、スイツチが加圧された
時、空洞に大気の圧縮が生ずる問題はない。更に
パールマンは黒鉛の含浸された泡状の物質の物理
的弾性を利用しているので、その半導電性層は本
発明のものより本質的に厚い。更に半導電性層の
機械的弾性の低下は又、スイツチ特性の退化を起
す。

従つて、オン状態では感圧可変抵抗を有すが圧
力が除去された場合に、スイツチをオフ状態にす
るため半導電性層の弾力性を用いないアナログ変
換装置が望ましい。更に、常に、２枚の導体板あ
るいは２個の電極間に接触した比較的厚い半導電
性層を通した体積抵抗を用いないアナログ変換装
置が望ましい。

以上のように本発明はスイツチに加えられる圧
力に逆比例して変化する抵抗を有した感圧変換装
置を提供することを目的とする。

次に本発明を実施例に基づき説明する。第１図
に示すように、本発明によるアナログスイツチは
第１と第２の導体板５０，５２を有し、これ等は
その間にギヤツプかチヤンバー６０を形成するた
めのスペーサー５４によつて互いに隔てられてい
る。少なくとも導体板５０と５２の一方はスイツ
チを閉じるためもう一方の導体板に向つて押圧さ
れるように弾力性を有している。

第１の導体板５０は、第２の導体板５２に対向
する面に銀あるいは他の導電物質の薄い導体層６
６が形成されたマイラーのような弾力性のある支
持板６４によつて形成することができる。第２の
導体板５２はその上に薄い銅面７０が配置された
堅いプラスチツクの基体部材６８から成る。もち
ろん基体部材６８は弾力があつてもよく、薄い面
７０は銀かあるいは他の適当な導電物質からなつ
ていてもよい。アナログスイツチを電気的に適当
な利用回路に接続するために導線５６と５８が
各々銀層６６と銅面７０に接続される。

最後に半導体物質を含む薄い半導電性層６２が
銅面７０上に吹きつけられるか被覆されるかある
いはその他の方法で平担に塗布される。もしくは
半導電性層６２を導体層６６あるいは銅面７０と
導体層６６の両方に、設けるようにしてもよい。
半導電性層は、スプレー法、スクリーン法あるい
は平滑な表面を形成するために平坦に塗布される
他の方法が可能な適当な組成をしていてもよい。
たとえば半導体物質は液状にするため樹脂のよう
なバインダーと混合された１から10ミクロンの大
きさの粒子を有する微粒子からなる硫化モリブデ
ン（詳しくは二硫化モリブデン）であつてもよ
い。吹きつけに適当な濃度をにするため、樹脂シ
ンナーが加えられてもよい。その場合、バインダ
ーと硫化モリブデンの微粒子の量は結果的に得ら
れる乾いた半導電性層において、硫化モリブデン
に対するバインダーの重量比を約１：１になるよ
うに選び、かつバインダー溶媒の量は少なくとも
バインダーと硫化モリブデンの微粒子とバインダ
ーの溶媒が、スプレー法あるいはスクリーン法あ
るいはその他の方法が可能な濃度になるように選
ぶ。そして準備された溶液を支持板６４の導体層
６６かあるいは基体部材６８上の銅の表面７０上
にスプレー法、スクリーン法あるいはその他の方
法で被覆し、湿つた半導電性層を形成し、次にそ
の層を乾かして半導電性層を作る。もちろん半導
電性層は露出した平滑な半導電性表面を有してい
れば任意の厚みを備えていてもよい。しかしなが
ら半導体物質を保護し、厚い半導電性層が用いら
れる時に生じる表面の不均一性を最小にするため
には約0.00254センチ以下の厚さが好ましい。

非常に薄い半導電性層を用いることにより、半
導体物質を導体板５０の押し下げによつて弾力的
に動かせることができる。この押圧力に対して半
導電性層自体は実質的に非弾性である。押圧力中
に半導電性層の表面の個々の微粒子はわずかな偏
り（歪み）を生じるものの、層自体は非弾性であ
る。更に、圧力が加えられた場合、減少するのは
表面接触抵抗であつて体積抵抗ではないので、従
来の装置よりも半導体物質の使用量は減少しスイ
ツチの製造はより迅速で容易になり、費用が少な
くてすむ。半導電性層を通した最小抵抗値は、半
導体物質とバインダーの比を調節することにより
選択できる。

もちろん半導体物質を、均一で平滑な露出面が
得られるように任意の方法により、選ばれた表面
上でみがいたり、被覆したりあるいは配置しても
よいことは明らかである。半導電性表面に対し第
２の導体を押しつけるために加えられる圧力の変
化によつて、接触点の数が変化し、それに伴なつ
て半導体物質を横切る抵抗値に変化が起るように
半導電性表面上に多数の接触点が得られる限り、
任意の半導体物質が用いられてもよい。即ち、半
導電性層を介して電気的に第２の導体と導通する
量は、該半導電性層と第２の導体間の接触表面接
点の量に実質的に依存するもので、半導体粒子間
の表面接触抵抗に実質的に依存するものではな
い。したがつて、半導電性層の厚さも抵抗変化が
実質的に上記接触表面接点の量に依存する厚みに
制限されている。半導電性層の抵抗値は半導体物
質と樹脂の比を変更することにより変化させるこ
とが可能である。抵抗変化は、表面抵抗に基づい
ているのであつて、体積抵抗には依存しないの
で、バインダーと半導体物質との重量比は好まし
くは約１：１である。

第２図には堅いプラスチツクか弾力性のあるマ
イラー（ポリエチレンテレフタレート）かあるい
は任意の他の適当な物質からなる基体部材１２を
有する感圧可変接触抵抗アナログスイツチ１０の
他の実施例が示されている。空間的に隔てられた
第１と第２の接触導体１４と１６からなる導体部
１３が基体部材１２の一方の表面に配置されてい
る。絶縁スペーサー１８が導体部１３の周囲の基
体部材１２に取り付けられている。覆い１９が、
導体部１３とその間に該空間２４を形成するため
絶縁スペーサー１８の上部に配置されている。

一実施例において、覆い１９はたとえば薄いマ
イラーのシートからなる柔軟性のある支持部材２
０からなる。導体部１３に面した支持部材２０の
側面には適当な樹脂、たとえば米国のスペシヤリ
テイ コーテイングス アンド ケミカルズ株式
会社（Specialty Coating ＆ Chemicals、
Inc.）で発売しているＲ−20のようなアクリル樹
脂と硫化モリブデンの混合物からなる感圧半導電
性層２２を吹きつける。一例では吹きつけられる
液状の組成は５から10c.c.の樹脂と、40c.c.の樹脂シ
ンナーと8.5グラムの硫化モリブデンを混合する
ことにより製造される。もちろん本発明の精神か
ら逸脱しないかぎり多数の他の樹脂と半導体物質
との組成を使用してもよい。硫化モリブデンはそ
の低雑音潤滑性のために好んで用いられるが、特
に海綿状の鉄粉と、鉄の酸化物あるいは炭化タン
グステン粉、酸化スズ粉、硼素粉あるいは任意の
他の半導体物質が用いられてもよい。

覆い１９は、導体部１３に対して感圧抵抗層２
２が常に空間的に隔つた関係にある（即ちスイツ
チが常開している）ように少なくとも絶縁スペー
サー１８の上部に接着されているかあるいは機械
的に固着される。覆いの接着あるいは固着は空気
のもれが生じるようになされる。さもなければ後
で他の実施例において言及するように、空気の流
通路を設けなければならない。

第３図の本発明による別の実施例では感圧抵抗
層４２が導体部１３の上部に配置され、更に、た
とえば銀の極めて薄い層からなる導体層３６が導
体部１３上の抵抗層４２に面している支持部材の
表面上に配置されている。

もちろん本発明では、覆い１９が導体部１３と
接触するように押し下げられた場合、感圧抵抗層
２２，４２あるいは６２（それぞれ第２図、第３
図および第１図に対応する）が第１の接触導体と
第２の接触導体の間で直列になるように感圧半導
電性層が導体部１３と覆い１９との間に位置する
限り他の構成も可能である。抵抗層に多かれ少な
かれ圧力が加えられると、それに伴ない表面接触
が起り、隣接した導体間の抵抗が変化する。

再び第２図と第３図に関して、支持部材２０が
押圧されると囲い部２４に蓄えられた空気が圧縮
されてたとえば覆い１９と絶縁スペーサー１８と
の間、あるいは絶縁スペーサー１８と基体部材１
２との間の接合点を通つて排出される。圧力が覆
い１９から取り去られると支持部材２０の弾力性
は囲い部２４に生じる部分的真空状態を克服する
には不充分で、覆い１９は押圧された状態のまま
に保たれる。このため、スイツチ１０は常開状態
に復帰するのを妨げられる。この問題をさけるた
め覆いが圧縮されたり、圧力が除去された場合基
体部材１２を貫通するオリフイス２６を設けて覆
いを押したりあるいは離したりするときに空気が
囲い部２４に流入したり囲い部２４から流出した
りするようにする。もちろん他の適当な圧力解枚
機構が可能で、たとえばオリフイス２６を覆い１
９あるいは絶縁スペーサー１８に設けるようにし
てもよい。しかしながら図示したように基体部材
１２にオリフイス２６を設けることが望ましい。

次に第４図には本発明にしたがつて使用可能な
導体パターンが概略的に示されている。特に感圧
可変抵抗アナログスイツチが接触導体１４，１６
のパターンと利用回路２８に対する接続関係を示
すため、覆いを取り除いた形で示されている。特
に第１の導線３２は利用回路２８の一方の入力端
子と、異なる径を有しかつ端部が開いた複数の円
形状の第１の導体１６との間に接続されている。
第２の導線３４は利用回路２８の他の端子と、異
なる径を有しかつ端部が開いた複数の第２の導体
１４との間に接続されている。第１と第２の導体
１６と１４の円状部は各空間に離隔した状態で互
いに挾み合うようにされ、導体部１３を囲む絶縁
リング１８のような絶縁スペーサーと共に基体部
材１２上に配置される。このように覆い１９を押
圧することにより、第１の導体１６と第２の導体
１４との間の半導電性層によつて形成される抵抗
３１を通して電気的通路が形成される。

圧力を印加して導線３２と３４間に生じる抵抗
値の範囲は導体１４と１６間の間隔を増加するこ
とにより増加させられる。

第５図には加えられる圧力に逆比例して変化す
る表面接触抵抗を有するバウンスの生じないスイ
ツチ装置を提供する本発明の他の実施例が示され
ている。特に、バウンスを生じないスイツチ装置
１００はマイラーや堅い可塑性の物質あるいは、
任意の他の非導電性材料からなる第１の支持部材
１０２を有している。第１の導体１０４は支持部
材１０２上に配置され、第１の感圧抵抗層１０６
が導体１０４上にこれと電気的に接触するように
配置される。

第１の感圧層１０６と対向するようにマイラー
や堅いプラスチツクあるいは他の適当な非導電性
の物質である支持部材１１０、支持部材１１０の
一方の表面に配置された導体１１２と、導体１１
２を覆いそれと電気的導通関係にあるように配置
された第２の感圧層１１４を含む構造体が設けら
れる。第２の支持部材１１０、第２の導体１１２
と第２の感圧層１１４からなる構造体は第１の支
持部材１０２と、第１の導体１０４１、第１の感
圧層１０６からなる構造体に対向するように位置
付けされる。第１の感圧層１０６の露出面１０８
は第２の感圧層１１４の露出表面１１６と密接で
はない接触関係にあり、これにより密接でない接
触接合部１１８を形成する。

前に示したように、第１と第２の感圧層はもつ
と大きな形状も可能ではあるが、好ましくは数ミ
クロンの大きさの粒子からなる特別な粒子状の半
導体物質から形成される。微粒子からなる半導体
物質はバインダー物質、必要ならばバインダーシ
ンナーと混合されて導体１０４と１１２に各々ス
プレー法、シルクスクリーン法あるいは他の方法
で配置される。このようにして形成された感圧層
１０６と１１４はその平均表面から外に突出した
多くの粒子を有していて微粒子からなる半導体物
質の微小な突起を形成する。この微小な突起のた
め、第１と第２の感圧層は密接でない電気的接触
をする。しかしながら、圧力が加えられて２表面
が合い、圧縮されると感圧層上の微小な突起は互
いに押し合つて、更に電気的接点の数を増して接
合部１１８の抵抗を減じる。しかしながら、既に
少数の電気的接触点は存在しているので（各々の
感圧層が互いに圧縮されていない場合、接触点は
非常に少なく、このため接合部は非常に高い抵抗
になつているが）従来のスイツチにおいて機械的
接点がお互いに接触した場合に生じるチヤタリン
グはほとんど除去される。更にチヤタリングは接
合部１１８の抵抗が非常に高くて、接合部１１８
の電圧降下が非常に高いときのみ起る。

動作時圧力が加えられて感圧層が相互に圧縮し
合うと、半導体物質の微小な突起間の接触点の数
が増し、このため接合部１１８の抵抗が減少し、
接合部の電圧降下を減少させる。したがつてしき
い値回路あるいは利用回路１２２に導体１０４を
接続している導線１２８上の出力電圧が第６図に
示すように増加する。そしてこの出力電圧をしき
い値回路１２２に印加することによつてしきい値
回路１２２の出力部１３０でバウンスがなく、チ
ヤタリングもないオフ状態からオン状態への切り
替えを第７図に示すように達成することができ
る。

次に第８図には唯一の導体が感圧層を有してい
る本発明の他の実施例が示されている。この実施
例では密接な電気的接触関係にあるように配置さ
れた感圧層１３４を有する導体１３２が絶縁支持
部材１３０の上部に配置されている。第２の導体
１３８は同様に第２の支持部材１４０上に配置さ
れている。第２の導体１３８は感圧層１３４の表
面１３６と密接ではないが接触関係にあるように
配置されている。前に説明したと同じように、微
細な突起により、導体１３８は半導電性層１３２
とほとんど非導通関係にありこのため導体１３８
と感圧層表面１３６との間に非常に高い接触抵抗
が生じる。

この発明によれば種々の粒子の大きさや層の厚
みを選ぶのは可能ではあるが、スイツチの接点を
開閉することにより生じる電気的なチヤタリング
の量と硫化モリブデンの粒子の大きさとの間には
明らかに逆比例の関係が存在することが見出され
た。すなわち硫化モリブデンの粒子を細かくすれ
ばする程、スイツチを開から閉状態へ、あるいは
逆の状態への切り替えはより滑らかになる。特に
粒子径が１ミクロン以下あるいは好ましくは約
0.7ミクロンの場合に、ほとんどチヤタリングの
ないスイツチの切り替えができる。

第９図と第１０図は本発明を応用して構成した
圧力で作動する２重のスイツチ装置を示してい
る。このスイツチ装置はマイラーの薄いシートの
ような柔軟な弾力性のある物質からなる支持部材
２１２を有している。支持部材２１２は、更に第
１の部分あるいは底部２１４と第２の部分あるい
は上部２１６を有している。支持部材の第１の部
分２１４と第２の部分２１６は、第２の部分２１
６が第１の部分２１４に対して、離れたまま被さ
れるように折り曲げられる折り曲げ線２１８によ
つて区分される。

複数の導体が支持部材２１２上に配置される。
第１の端子２２２に電気的に接続される第１の導
体２２０が第９図ではＵ字形で示されているが任
意のパターンでもよい第１のパターン２２４で支
持部材２１２の表面上に配置される。電気的に第
２の端子２３２に接続される第２の導体２３０
は、第９図においては第１の導体２２０のＵ字形
パターン２２４の足間に位置した直線の導体パタ
ーンである第２のパターン２３４で支持部材２１
２上に配置される。第１の導体２２０の第１のパ
ターン２２４と第２の導体２３０の第２のパター
ン２３４は支持部材２１２の第１の部分２１４上
に配置されている。

第３の導体２４０は電気的に第３の端子２４２
に接続されており、第１の導体パターン２２４と
鏡像的関係にある導体パターン２４４で支持部材
２１２の第２の部分２１６上に配置される。第４
の導体２５０が電気的に第４の端子２５２と接続
されている。第４の導体２５０は第１の部分２１
４を横切つて支持部材２１２の第２の部分２１６
まで配置されている。第４の導体２５０は第２の
パターン２３４と鏡像的関係にあるパターン２５
４で支持部材２１２の第２の部分２１６上に配置
される。

半導電性層２６０が第１、第２、第３、第４の
導体の少なくとも１個の導体上に配置される。も
ちろん半導電性層２６０は第９図のように複数の
導体上に配置されていてもよい。第９図では半導
電性層は第１及び第３の導体２２０と２４０上に
配置されている。このため半導電性層２６０が配
置されている導体への直接的な電気的接触は生じ
ない。むしろ電気的接触は半導電性層を通して生
じねばならない。このため導体２２０と２４０に
よつて形成されるスイツチと直列に電気的な抵抗
があるように導体２２０と２４０間に接触抵抗が
効果的に形成される。

本発明による２重の圧力動作形スイツチの構造
は、折り返し線２１８に沿つて支持部材２１２を
折り返すことにより形成することができる。その
場合第１の導体２２０と第３の導体２４０のパタ
ーン及び第２の導体２３０と第４の導体２５０の
パターンは縦方向に整列する。従つて、第１と第
３の導体は２重スイツチ装置の１個のスイツチ接
点を形成し、第２と第４の導体は第２のスイツチ
接点を形成する。

スペーサー２６２が第１の導体２２０と第３の
導体２４０を、又、第２の導体２３０と第４の導
体２５０を空間的に離れた関係に維持するため、
第１の部分と第２の部分との間の導体の周囲に配
置される。更に縦方向に印加される力により、第
１と第３の導体２２０と２４０及び第３と第４の
導体２３０と２５０が同時に電気的導通関係にな
るように、第１の部分２１４上の第１の導体２２
０と第２の導体２３０及び第２の部分２１６上の
第３の導体２４０と第４の導体２５０は横方向に
近接していなければならない。

上に説明したスイツチ装置は楽器に使用されて
もよい。特に第１と第２の利用回路２６４と２６
６を有する楽器に使用されてもよい。第１の利用
回路２６４は第１の周波数を有する第１の楽音を
発生し、第２の利用回路２６６は第２の周波数を
有する第２の楽音を発生するかあるいはたとえば
第１の楽音の音量を調整するために設けられる。
利用回路２６４と２６６はたとえば楽音を回路中
に選択された抵抗器の値を変化させることにより
変化させることができる米国特許第3609203号あ
るいは第3796759号において開示されているごと
き任意の適当な回路構成をしていてよい。本発明
のある重要な利点は、半導電性層２６０により、
ある利用回路の抵抗を、圧力の作用で変化できる
ことである。

指で前記した２重スイツチ装置に、第１０図に
示すように力を加えることにより、２個の楽音あ
るいは１個の楽音パラメータを同時に制御でき
る。この力により、第１と第３の導体２３０，２
４０からなる第１のスイツチと、第２と第４の導
体２３０と２５０からなる第２のスイツチが閉じ
る。第９図と第１０図に示されている第１の導体
２２０と第３の導体２４０の上に配置された半導
電性層２６０のため第１と第３の導体２２０と２
４０が直接接触することを防止され、この結果第
１と第３の導体２２０と２４０が閉じると、電流
は半導電性層２６０を介して流れる。半導電性層
が接触する力の量を変化させると接触抵抗量を変
化させることが可能である。こうして、本発明の
好ましい応用例では、スイツチ装置に加えられる
指の圧力の変化により、第１の利用回路２６４に
よつて作り出せる楽音の周波数を、半導電性層に
接続していない他の利用回路２６６からの周波数
は一定に保ちながら変化させることができる。前
記スイツチ装置により楽器のための音響効果を提
供できる。

上記応用例は構造上の様々な変更が可能である
ことはもちろん言うまでもない。たとえば支持部
材の導体により形成されるパターンは、２個のス
イツチの導体が互いに十分接近していて、操作者
の指で同時に作動できれば任意の構造を有してい
てよい。更に第１と第３の端子が第１の支持部材
に、第２と第４の端子が第２の支持部材に取り付
けられていてもよい。

この応用例では唯１個の支持部だけが柔軟であ
ればよくしたがつて他の支持部は堅くてもよい。

本発明を利用した２重構造のスイツチは他の多
くの応用が可能である。たとえば一方のスイツチ
は回路と電源との間に接続されて回路の開閉を行
い、他方のスイツチは、たとえば音量を変化させ
るために使用することができる。

前述した半導電性層の重要な利点は、半導電性
層を含んだスイツチをほとんどバウンスの生じな
いものにすることである。このため半導電性層は
スイツチ接点が最初に接触した時に生じる信号の
スパイクを生じさせない接触抵抗を与える。

第１１図には本発明の他の応用例が示されてい
る。これは、第１の支持部材２７０と第２の支持
部材２７２からなる。第１の支持部材２７０は柔
軟なマイラー、堅い可塑性の物質、あるいは他の
適当な非導電支持部材である。また第２の支持部
材２７２は第１の支持部材２７０と向き合い、あ
る一定の間隔を保つて位置している。第１の導体
２７４は第１の支持部材２７０の表面上に配置さ
れている。導体２７４は複数のインターデジタル
電極指２７８を有する第１の接点部材２７６を含
んでいる。第２の接点部材２８０もまた複数のイ
ンターデジタル電極指２８２を有している。第１
の接点部材２７６は電気的に第１の端子２８４に
接続されていて、第２の接点部材２８０は電気的
に第２のの端子２８６に接続されている。第１の
利用回路２８８が第９図の応用例で既に説明した
ように第１の端子２８４と第２の端子２８６間に
電気的に接続される。

第２の導体２９０が同様に第１の支持部材２７
０の表面に配置されている。第２の導体２９０は
第１の導体２７４の囲りに配置されたＵ字形のパ
ターンをしている。前述の応用例のように第１の
導体２７４と第２の導体２９０は、単一の縦方向
に印加される圧力が第１の導体２７４と第２の導
体２９０をそれぞれ有するスイツチを同時に作動
させるように、第１の支持部材上に横方向に十分
近接して配置されている。

第１１図に示される本発明の応用例はまた第２
の支持部材２７２の一方の表面上に第１の導体２
７４と対向するように配置された第３の導体２９
２と、第２の支持部材２７２の同一の表面上に第
２の導体２９０と対向するように配置された導体
２９４を具備している。そのため第１の導体２７
４と第３の導体２９２が第１のスイツチの接点を
形成し、第２の導体２９０と第４の導体２９４が
第２のスイツチの接点を形成する。

この応用例においては、第３の導体２９２は第
１の導体２７４を全て十分に覆う形状を有する第
２の支持部材２７２上の導電部である。第４の導
体２９４は第２の導体２９０に対応した大きさと
形状を有している。第１、第２、第３と第４の導
体２７４，２９０，２９２と２９４は任意の適当
な物質からなつていてよく、たとえば吹きつけら
れた銀の薄い層、銅の薄い層あるいは他の適当な
導電物質であつてもよい。

可変接触抵抗を得るために、半導電性層２９６
が第１の導体２７４を覆うように配置されていて
よい。又半導電性層２９６は第３の導体２９２を
覆うように配置されていてよい。あるいは２個の
スイツチが可変接触抵抗を有するようにするため
には半導電性層は第２と第４の導体２９０，２９
４の一方かあるいは両方上に配置されていてもよ
い。

更に他の応用例では半導電性層２９６はなくて
もよく、第３の導体２９２は単に半導体組成で形
成されていてもよい。この場合前に説明した銀層
や銅層の分離した導電層を第３の導体２９２に設
ける必要はない。もちろん、これはインターデジ
タル電極指２７８と２８０の各々が十分に接近し
ていて、半導電性層の横方向の抵抗が、最大の圧
力が加えられた時比較的低いために可能となる。

第２の利用回路２９８は第２の導体２９０と第
４の導体２９４との間に接続される。

複数の同様な２重スイツチを鍵盤構造に配列す
ることができ、この場合各スイツチの第４の接点
を共通に接続すると、複数の２重スイツチを鍵盤
構造に相互に接続する接点の個数を最小にするこ
とができる。

第１２図には単一の接触圧力が加えられた時、
和音を発生する多重タツチスイツチ装置３１０の
部分断面図が示されている。多重タツチスイツチ
は機能的に２個以上の組に分けられた複数の個々
に電気的に分離したスイツチを有している。個々
の組は和音スイツチを具備している。複数のコー
ドスイツチはキーボードを形成するため並んで配
例されている。特に、多重タツチスイツチ装置３
１０は、堅い可塑性の絶縁物質か、弾性的に変形
可能なマイラーのような物質から作られている第
１の支持層３２０を有する。複数の多重セグメン
トを有する導電層３２２は、第１の支持層３２０
の上面３３２に取り付けられる。導電層３２２の
各々には、個々に電気的に絶縁されたスイツチ３
２５，３２７，３２９，３３１の一方の接点に対
応する導体３２４，３２６，３２８，３３０を有
する１個の和音スイツチを示す。単一の接触力が
加えられると、和音が発生される本発明の応用例
において、数個の電気的に絶縁された導体３２
４，３２６，３２８，３３０は、操作者の指が多
重タツチスイツチ装置３１０を押した時、導体３
２４，３２６，３２８，３３０の上面が接触で
き、これによりスイツチ３２５，３２７，３２
９，３３１の全てを閉成するように互いに十分接
近して配置される。

導体３２４，３２６，３２８と３３０は導電物
質からなる単一層であつてもよいが、好ましくは
これ等導体の各々は第１の支持層３２０の上部に
取り付けられた導体層と、その導体層を全面に覆
う半導電性の非常に薄い層を形成するため、吹き
つけ、被覆の遮蔽、静電的メツキ、真空蒸着ある
いは他の方法で配置された半導電性層から形成さ
れる。

たとえば導体３２４は半導電性層３３６が上部
に形成された導体層３３４を有する。

導体３２４，３２６，３２８，３３０は必要な
電気的絶縁を得るため、横方向に互いに分離して
いる。絶縁スペーサーが和音スイツチを形成する
導体間には使用されていないので、演奏者の指を
タツチスイツチの表面上に滑らせるたけで和音の
滑らかな切り替えを達成することができる。一方
多重セグメント導体層３２２すなわち和音スイツ
チを囲むために絶縁スペーサーは必要である。た
とえば第１３図の応用例において、上面３７２上
に配置された複数の個々に電気的に絶縁されたス
イツチの組はスペーサー３３８によつて囲まれて
いる。

更に多重タツチスイツチ装置３１０は、全ての
コードスイツチに共通な単一の導体層３４２が取
り付けられた底面３４０を有する第２の支持層３
４４を具備している。導体層３４２は第２の支持
層３４４の底面３４０にメツキ、吹きつけ、静電
メツキあるいは他の適当な方法により形成され
る。

必ずしも必要ではないが好ましくは第２の半導
電性層３４６が導体層３４２の他方の表面に形成
される。第２の支持層３４４、導体層３４２と半
導電性層３４６からなる構造は、横のスペーサー
３３８に、半導電性層３４６がコードスイツチの
半導電性層に対して配置されるように取り付けら
れる。第２の支持層３４４、導体層３４２と半導
電性層３４６は弾性的に変形可能であり、このた
め多重タツチスイツチ装置３１０を指で押すと、
半導電性層３４６が導体３２４，３２６，３２
８，３３０の組の１つの半導電性層の１個以上と
電気的に接触する。

したがつて、１個のコードスイツチに対応する
スイツチ３２５，３２７，３２９，３３１の各々
は独立のスイツチ動作し、これ等スイツチの全部
あるいは幾つかが同時に閉成する。

第１２図に示すように単一の高周波信号を発生
する電圧制御発信器（VCO）３５０が公知の最
高オクターブ発生器３５２に接続される。この発
生器はたとえば異なつた周波数を有する複数の信
号を発生させる分周器から成る。前述した多重タ
ツチスイツチ装置３１０を利用して和音を発生さ
せるためには、４個のノート（note）を選びこれ
等ノートの個々の周波数を確認するだけでよい。
和音を構成する周波数の１つを出力するオクター
ブ発振器出力線は導体３２４，３２８，３３０の
１つに接続され、同様に残りの導体は他の選ばれ
た周波数の出力信号を出力するオクターブ発生器
３５２の適当な出力に接続される。したがつて接
触力が多重タツチスイツチ装置３１０に加えられ
た場合、半導電性層３４６は押し下げられて導体
３２４，３２６，３２８，３３０の１個以上の半
導電性層と接触するようになる。このため異なつ
た周波数を有する１つ以上の信号が単一の導体層
３４２に結合されて、ここで混合されて増幅器３
５４に入力され、その後スピーカ３５６により音
声に変換される。

図示した例では導体３２４の導体層３３４がコ
ードの根音の周波数を出力するオクターブ発生器
３５２の出力端子に接続されている。更にコード
の根音をより簡単に演奏するようにするために、
導体３２４は他の３２６，３２８，３３０より幅
広く形成されている。

もしも演奏者が異なつた周波数の４種のノート
を有する和音を演奏しようとする場合には、半導
電性層３４６を導体３２４，３２８，３３０の
各々に接触せしめる位置に接触力を加えさえすれ
ばよい。コードからある和音を削除しようとする
場合には、演奏者は指をわずかに動かして接触圧
を除去し、１個以上のスイツチを開放すればよ
い。即ち、半導電性層３４６と導体３２４，３２
６，３２８，３３０上の１個以上の半導電性層と
の間の接触は第２の支持層３４４が弾力性を有す
るため、接触力が取り除かれた場合に開放する。

多重タツチスイツチ装置３１０はキーボードス
イツチ配列に積み重ねられる単一の開閉スイツチ
を備えていてもよい。たとえば、第１２図におい
て第１の開閉スイツチ導体３６０は第２の支持層
３４４の上面に配置され、第２の開閉スイツチ導
体３６２は第１の開閉スイツチ導体３６０に面す
るよう第３の支持層３６４の底面上に配置されて
いる。第１の開閉スイツチ導体３６０と第２の開
閉スイツチ導体３６２は、たとえば第２の支持層
３４４と第３の支持層３６４との間に固着された
長方形断面を有するストリツプからなるスペーサ
ー３６６によりお互いに隔てられ常開スイツチ形
態にある。

１つの使用例では、開閉スイツチは、電圧源３
６１と電圧制御発振器（VCO）とオクターブ発
生器との間に接続される。このためキーボードが
操作されない間は電力はVCOやオクターブ発生
器に供給されない。

第１３図にはそれぞれが４個の導体３７０の組
３２２を有する複数のコードスイツチ３７２の上
部断面図が示されている。前にも説明したように
電気的に絶縁された導体３７０の各々は第１２図
に示したオクターブ発生器３５２のある出力に結
合された個々のスイツチを示している。スイツチ
が第１２図の半導電性層３４６と導体３７０を接
触させることにより閉じられると、オクターブ発
生器からのある信号は異なつた周波数を有する他
の信号と半導電性層を通じて結合され、第１の導
体層３４２上で混合する。

第１４図には、第１２図の多重セグメントの導
体層３２２が４個の電気的に絶縁された導体より
はむしろ単一の連続した導体からなる本発明の他
の応用例が示されている。この例ではキーボード
は各導体を第１２図に示すオクターブ発生器３５
２からの出力に接続することにより形成される。
特に第１４図には多数の電気的に連続した導体３
８０，３８２，３８４が示されており、個々のス
イツチを常開状態に保つため各導体はスペーサー
３９０によつて囲まれている。

第１５図には、第１４図で示された多重スイツ
チ装置の断面が示されている。導体３８０，３８
２と３８４は第１の支持層３７９上に配置され、
スペーサー３９０が導体３８０，３８２，３８４
間に配置されている。

導体３８０は、第１の支持層３７９の上面上に
位置した導体層３８７と導体層３８７の上面を覆
う半導電性層３８８を有している。

導体層３９３と半導電性層３９４とを重ねて固
定された底面を有する第２の支持層３９２は前述
の方法と同様に、導体３８０，３８２，３８４と
対向するようにスペーサー３９０の上部に取り付
けられている。

第１５図の多重スイツチ装置は、付加的な開閉
スイツチを積み重ねることができる。この開閉ス
イツチは、導体層３９７を第２の支持層３９２の
上面に形成し、更に導体層３９７と対向する第３
の支持層３９５の下面に導体層396を形成するこ
とにより作ることができる。支持層３９５はスペ
ーサー３９８により隔てられている。

次に第１６図を参照する。本発明に基づく圧力
変換器は堅い基体部材４１２、下部４１６と上部
４１８を有する折り曲げられた柔軟な基体部材４
１４、ダイヤフラムスペーサー４２２、弾力性の
ある変形可能なダイヤフラムスペーサー４２４と
保持リング４２６を有している。

第１７図には、柔軟な基体部材４１４が折り曲
げられていない状態で示されている。基体部材４
１４には、下部円形部４１６から延びた接続部４
２８が設けられている。下部円形部はヒンジ部４
３４によつて上部円形部４１８に取り付けられて
いる。第１の導体４３６が基体部材４１４上の下
部４１６の中心部に接点パド４４０を設けるため
接続部４２８から長するようにして配置される。
第２の導体４３８が接続部４２８から始まり、下
部４１６の周囲に半円状の通路を通つてヒンジ部
４３４を横切り上部４１８の中心部に終つて、接
点パド４４２を形成するように基体部材４１４上
に配置される。第１の導体４３６と第２の導体４
３８は基体部材４１４の表面に沿つて、お互いに
電気的に絶縁されている。

第１の導体４３６と第２の導体４３８は前述し
た応用例と同様に形成される基体表面上の選択さ
れた領域に配置された銀の非常に薄い層である。
接点パド４４０，４４２、上部と下部４１８，４
１６は任意の望ましい形状に形成することができ
る。しかしながら接点パド４４０と４４２は両方
共同じ形状を有していなければならず、また上部
４１８が折り曲げ線４４４に沿つて折り曲げられ
たとき、接点パド４４２と接点パド４４０とが縦
方向に整列し、上部４１８が下部４１６の方へ押
されると、接点パド４４０と４４２との間に電気
的連通が生じるように、それぞれ下部４１６と上
部４１８上に位置付けられていなければならな
い。

上部４１８を下部４１６に接触せしめる圧力の
変化に応答して、第１と第２の導体４３６，４３
８間の電圧降下を変化させるために、半導電性層
４４６を円形接点パド４４０を含む第１の導体４
３６を被覆するように形成する。同様に、必ずし
も必要でないが、半導電性層４４８を、接点パド
４４２を特に含む第２の導体４３８を被覆するよ
うに形成する。半導電性層は前述した実施例の場
合と同じように作ることができる。

再び第１６図を参照する。好ましくは1.27×
10^-3から1.27×10^-2センチの範囲の薄いマイラー
からなる柔軟な基体部材は、ドーナツ形のスペー
サー４２０をサンドイツチする形に折り曲げられ
る。接点パド４４０と４４２とが間隔を置いて対
向するように下部４１６と上部４１８を保持しつ
つ、粘着性物質をスペーサー４２０の上面及び下
面に付着する。柔軟な基体の下部４１６の下面４
２８は基体部材４１２の上面４５０に接着され
る。こうして、柔軟な基体４１４の下部４１６は
堅い基体４１２により強固に保持され、一方基体
４１４の上部４１８は下部４１６と接触するよう
に縦方向に動かせる。

第１６図と第１７図に示される応用例において
スペーサー４２０は、柔軟な基体４１４の下部４
１６と上部４１８を周囲全体に亘り、あるいは少
なくともその大部分に接着させるように配置され
ている。ある場合にはスペーサーは適当な形状の
両面粘着テープであつてもよい。

もしもスペーサー４２０が柔軟な基体４１４の
上部４１８と下部４１６をその周囲全体に亘つて
接着する場合には、スペーサー４２０に形成され
る空間と変換器４１０の外側との間に呼吸孔４２
９を形成する必要がある。スペーサー４２０によ
つて形成される空間に入り込まないことが望まし
い湿気は、圧力の変化が加えられるダイヤフラム
４２４の側に存在することは明らかである。孔４
２９は反対側にあるので、好ましくない湿気が、
スペーサー４２０によつて形成される空間に入り
込むことを防止できる。

弾性的に変形可能なダイヤフラム４２４が次に
柔軟な基体部材の上部４１８に接着されたダイヤ
フラムスペーサー４２２の上面に接着される。ス
ペーサー４２２は正方形か長方形の断面をした環
状かドーナツ形の部材であつてもいいし、又両面
接着テープで形成してもよい。この結果ダイヤフ
ラム４２４の周辺縁は、基体部材４１４の上部４
１８に対して空間的に隔つた関係にある。しかし
ながら、柔軟な基体部材４１４の上部４１８を増
減する圧力に対し連続的に応答させるために、ダ
イヤフラムスペーサー４２２の端から横方向に隔
つたダイヤフラム４２４の中央部が基体部材４１
４の上部４１８の上面に接着される。したがつつ
て、ダイヤフラム４２４に対して加えられている
圧力が増加すると、上部４１８は半導体組成で被
覆されたパド４４２が半導体組成で被覆されたパ
ドと電気的に導通状態になるまで下に押し下げら
れる。上部４１８に対して加えられる圧力が大き
くなればなる程、上下の接点パド４４２と４４０
間の接触抵抗は小さくなり、第１と第２の導体４
３６と４３８間の電圧降下は小さくなる。圧力が
減じると、たとえばダムラバーのような伸縮性の
あるゴムから形成されたダイヤフラム４２４の固
有の弾性のため、上部４１８が下部４１６から離
れるように引張られ、上下接触パド４４０，４４
２間の接触抵抗が増加する。ダイヤフラム４２４
に対して加えられる力が十分小さくなると、上下
の接触パド４４０，４４２間の接触が切れて、抵
抗が無限大になる。

好ましくはダイヤフラム４２４は保持リング４
２６によりダイヤフラムスペーサー４２２の上部
に接着される。保持リング４２６は、ダイヤフラ
ム４２４がその保持リング４２６とダイヤフラム
スペーサー４２２との間に確実に平坦に保持され
るようにダイヤフラム４２４の周囲に接着され
る。第１８図と第１９図には本発明の別の応用例
が示されていて堅い基体４１２、柔和な基体４６
０、ダイヤフラムスペーサー４２２、ダイヤフラ
ム４２４と堅い保持部材４２６からなる。前述の
応用例のように柔軟な基体部材４６０が下部４６
２の下面は堅い基体４１２に接着されている。更
に、スペーサー４２２はダイヤフラム４２４を柔
軟な基体部材４６０に接着している。ダイヤフラ
ム４２４の中央部は、柔軟な基体部材４６０のフ
ラツプ（flap）部４６４に接着される。

第１９図に示すように、柔軟な基体部材４６０
は円形のフラツプ部４６４にヒンジ部４６８によ
つて結合された円形の下部４６２を有している。
前記フラツプ部は下部４６２より小径である。ス
ペーサー４６６は下部４６２の周囲に接着されて
いる。スペーサー４６６はフラツプ部４６４の表
面積より大きな面積を有する中央部をもつた一般
には正方形か長方形の断面の環状のスペーサーで
ある。フラツプ部４６４が下部４６２に被される
ように折り曲げられた場合、ヒンジ部４６８を除
き両者はその周囲で付着することはない。このた
めフラツプ部４６４をスペーサー４６６によつて
囲まれた領域でヒンジ部４６８を中心として垂直
方向に自由に動かせることができる。

第１７図に関連して前に説明したと同じよう
に、第１の導体４７０は接続部４７２から延びて
柔軟な基体４６０の第１の部分４２６の中心に位
置した接点パド４７４を形成している。基体４６
０に配置された第２の導体４７６は、接続部４７
２から第１の部分４６２の周囲、ヒンジ部４６８
を通つてフラツプ部４６４の中心に位置した接点
パド４７８を形成している。適当な半導電性層４
８０が少なくとも接点パド４７４を、必要に応じ
て接点パド４７８を覆うように形成されている。
接点パド４７４と４７８は折り曲げ線４８６の反
対側で対称に位置付けられており、このためフラ
ツプ部４６４が折り曲げ線４８６に沿つて折り曲
げられた場合、接点パド４７８は接点パド４７４
と向き合うようになる。

フラツプ部４６４が加えられた空気圧の増減に
応答して柔軟な基体の下部部４６２の方向へ、あ
るいはそこから離れる方向へ適切に動くようにす
るため、接点パド４７８が配置されているフラツ
プ部４６４の面と反対側がダイヤフラムスペーサ
ー４２２の内端部から横方向に隔たつたダイヤフ
ラムの中央部でダイヤフラムの下面に接着され
る。こうして折り返し部４６４は弾力性のある変
形可能なダイヤフラム４２４が動くにつれて動
き、ダイヤフラム４２４に対し加えられる圧力の
変化に応答して接点パド４７４と接点パド４７８
間の接触抵抗が変化する。

本発明に基づく圧力変換装置は多くの装置に使
用することができる。しかしながら特に第２０図
に示されているような電気サキソフオンのような
装置５００に使用すると有利である。この装置は
マウスピース５０２、エアーチヤンバー５０４、
ダイヤフラムがチヤンバー５０４に向つて内側に
向くようにチヤンバー５０４の端に配置した圧力
変換器５０６からなる。プラグ５１０が圧力変換
器５０６を固定するためサキソフオン装置のオリ
フイスの端部５０８に挿入されている。付加的な
圧力変換装置５１２をくちびるで加圧されるよう
マウスピースに設けるようにしてもよい。コネク
タ５１４は第１７図と第１９図のコネクタ４２
８，４７２に、あるいは、後に説明する第２１図
のコネクタ５３２に接続される。適当な電子楽音
発生回路のような電気回路５１６が電気回路５１
６により作り出される楽音のたとえば音量をチヤ
ンバー５０４中の空気圧の変化に基づき変化させ
るようにコネクタ５１４に接続される。こうして
使用者がマウスピース５０２中に強く息を吹きこ
めば吹きこむ程チヤンバー５０４中の圧力が高く
なり、増々音量は大きくなる。

第２１図には本発明に基づく別の圧力変換器が
示されている。この例では圧力変換器はたとえば
柔軟か堅いたとえばPC板のような第１の支持部
材５３０と第２の支持部材５３４と第１の支持部
材５３０から延びたコネクタ部５３２から構成さ
れている。図示されていないがスペーサーが第１
９図に関連して説明したものと同じように第１の
支持部材の周囲に接着される。

第１の支持部材５３０と第２の支持部材５３４
は分離したものとして示されているが、第１７図
と第１９図に示した応用例のようにヒンジ部によ
つて結合された一体の部材であつてもよい。しか
し、第２の支持部材はただ単にシヤントサポート
（Shuntsupport）を形成するだけであるので、後
述するようにこの応用例ではヒンジ部に導電リン
グを設ける必要はない。このため第２支持部材５
３４を第１の支持部材５３０から分離し、第２の
支持部材５３４がダイヤフラムと共に動くように
ダイヤフラムに単に接着するだけでよい。このた
めの特に都合のよい方法は、3Mコーポレーシヨ
ンで製造されている印刷可能なパツクロンテープ
（Packlon Tape）の表面に半導体物質を吹きつ
けるか被覆することである。半導体で被覆された
テープの円形ドツトが第１の支持部材５３０に面
したダイヤフラム上にはり付けられる。

この応用例による変換装置では第１の導体５４
０は第１の支持部材５３０の表面上に配置されて
いる。第１の導体５４０は複数のインターデジタ
ル電極指５４４を有する第１の接点部材５４２と
複数のインターデジタル電極指５４８を有する第
２の接点部材５４６を備えている。電極指５４
４，５４８は電気的に絶縁した関係でお互いに挾
み込まれている。

第２の導体５５０は、第２の支持部材５３４が
ダイヤフラムに接着される場合、第２の導体５５
０が第１の導体５４０と上下方向に向き合つて配
置されるように第２の支持部材５３４の表面に配
置される。

ダイヤフラムに第２の支持部材を固定する前
に、半導電性層５５２が第２の導体５５０に被覆
され、このためダイヤフラムが動くことにより第
１と第２の導体５４０，５５０が押されてお互い
に電気的に導通関係になる時、第１と第２の導体
５４０，５５０間に接触抵抗が形成される。もち
ろん、半導電性層は、第１と第２の導体５４０，
５５０のいずれか一方に配置されればよく、ある
いは別に第２の導体５５０は半導体物質だけで形
成するようにしてもよい。もし、半導電性層が第
１と第２の接点部材上に配置されている場合に
は、２個の接点部材上の半導体物質間に横方向に
配置される絶縁空間があることが望ましい。又、
インターデジタル電極指は任意の形をしていても
よいが、たとえば円形の配列で表面上に配置され
ていてもよい。この応用例においては、第２の導
体部材は第１と第２の接点部材間の分路として働
く。

スペーサーは好ましくは商業上利用できる粘着
テープの厚さであればよく、好ましい実施例では
マイラーは7.62×10^-3センチの厚さである。接点
パドは任意の適当な大きさと形をしていればよ
く、たとえば約0.635〜1.27センチの径の円であ
つてよい。半導体テープがダイヤフラムの表面に
はり付けられる場合にはスペーサー４２０と４２
２（第１６図、第１８図）は唯１個だけあればよ
い。

今までの応用例においてチヤンバーを形成する
ため支持部材あるいは基体部材上にスペーサーを
接着させていたが、その支持部材あるいは基体部
材とスペーサーの一体物−ハウジング−によりチ
ヤンバーを形成してもよい。

ところでMOSサーキツトリーのような電気回
路素子には、たとえばスイツチによつて入力が切
られた場合でも電力を供給し続ける必要がある。
電池駆動装置においては、この電力流出は大きな
問題である。

第２２図に、上述した問題解決する機能が示さ
れている。電源６１０は回路６１２に接続され、
それに電力を供給し、回路６１２は入力信号を出
力信号に変換器する。スイツチ６１４は電源６１
０と回路６１２との間に設けられ、回路６１２へ
の電力を供給あるいは遮断するため開閉できる。
同様に他のスイツチ６１６は回路６１２の入力線
に接続され、入力信号を供給あるいは遮断する。
スイツチ６１４と６１６は単一の印加圧力に応答
して同時に開閉するように相互に連結されてい
る。スイツチ６１６に直列に感圧可変抵抗を設け
るため、スイツチ６１６の接点は感圧半導体物質
を有している。

第２３図には、柔軟なあるいは堅い絶縁物から
なる第１の支持部材６２０を有する２重機能をも
つタツチスイツチ装置が示されている。第１の支
持部材６２０は上面６２２を有し、その上には第
１の導体層６２４が設けられている。第１の導体
層６２４は前述した同様の方法により形成される
銅や銀等の層である。

第２の支持部材６２６もまた、絶縁物からな
り、第１の支持部材６２０上に離隔して配置され
ている。第２の導体層６３０は第２の支持部材６
２６の底面に位置づけあるいは固定され、第１の
導体層６２４に離隔対向して配置されている。第
２の支持部材６２６は弾性変形可能な物質から作
られているので第２の導体層６３０は単一の縦方
向の圧力Ｆにより第１の導体層６２４と接触する
よう押し下げられる。したがつて第１のタツチス
イツチ６３２が形成される。

第２のタツチスイツチ６４２もまた同一の圧力
Ｆに応答して動作可能である。第３の導体層６３
４は第２の支持部材６２６の上面に設けられてい
る。第３の支持部材もまた弾性変形可能な物質か
ら作られていて、第２のスペーサー６４０により
第３の導体層６３４上に離隔して配置されてい
る。第４の導体層６３８は第３の導体層６３４に
対向しかつそれと常開状態で、第３の支持部材６
３６の底面に固定されている。第３の支持部材６
３６と第４の導体層６３８は、第２のスペーサー
６４０により第２の支持部材６２６と第３の導体
層６３４から離隔されている。第２のスペーサー
６４０は第３と第４の導体層６３４，６３８の
各々を囲んで配置されている。

動作の際、第３の支持部材６３６の上面に縦方
向の圧力Ｆが印加されると、第３の支持部材６３
６と第４の導体層６３８は弾性変形して第３の導
体層６３４と導通接触をして第２のスイツチ６４
２を閉じ、電源６４３と利用回路６４４の電力供
給端子間を接続する。更に圧力が印加されると、
第２の支持部材６２６、第３の導体層６３４と第
２の導体層６３０は弾性変形し、第２の導体層６
３０は第１の導体層６２４と導通接触をして第１
のスイツチ６３２が閉じ、利用回路６４４に入力
信号を供給する。

本発明の基本的な応用例では、第１、第２、第
３、第４の導体層６２４，６３０，６３４，６３
８は各々適当な第１、第２、第３の支持部材６２
０，６２６，６３６上に配置された導体層あるい
は導体板からなる。前記導体層は、今までに既に
説明したと同様な物質および方法とから形成され
る。

応用例において好ましくは、第１と第２の導体
層６２４，６３０の少なくとも１つの上面にはス
イツチと直列に抵抗を設けるための半導電性層が
配置されている。特に第２３図によると、第１の
半導電性層６４８が前述した方法で第１の導体層
６４６の露出面に配置されている。同様に第２の
導体層６３０は第２の半導電性層６５２で被覆さ
れた第２の導体層６５０を有する。半導電性層は
シルクスクリーン法、スプレー法やその他の方法
で配置される。

実施例において好ましくは半導電性層は硫化モ
リブデンと、適当な樹脂からなるバインダーの混
合物から作られる。もちろん適当な弾性物質を使
用することも可能である。半導電性層の厚みは
0.00254cm以下である方が好ましい。前述したよ
うに圧力が加えられると半導電性層６５２と６４
８間に多数の接触点が形成されるので、表面接触
抵抗が減じる。したがつてスイツチと直列に感圧
可変抵抗が形成される。

もちろん第３と第４の導体層６３４，６３８の
上面に半導電性層を設け別の可変抵抗を形成する
ことができる。

２重機能を有するタツチスイツチ装置のスイツ
チ６３２，６４２はほとんど同時に閉じるが、実
際には第４の導体層６３８と第３の導体層６３４
が接触する時間と第２の導体層６３０と第１の導
体層６２４が接触する時間との間には時間的ずれ
がある。このため利用回路６４４へ入力信号が与
えられる前に、利用回路６４４に電力が供給され
る。したがつて種々の回路素子は入力信号が与え
られる前に十分ウオームアツプされ、動作可能な
状態にされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は隔てられた２個の導体間に位置した感
圧被覆層を有した感圧アナログスイツチの一実施
例の平断面図である。第２図は本発明に基づく感
圧アナログスイツチの好ましい実施例の平断面図
である。第３図は薄い抵抗被覆を導体上に有した
感圧アナログスイツチの別の実施例の平断面図で
ある。第４図は利用回路に接続された覆いをとつ
た感圧アナログスイツチの略図である。第５図は
バウンスの生じないスイツチ装置の側断面図であ
る。第６図は２個の半導電性層に印加される圧力
が増加する場合の半導電性層間の電圧変化を示す
圧力と電圧のグラフである。第７図は第５図に示
される発明に基づくバウンスの生じないスイツチ
の出力を示す図である。第８図は唯一の半導電性
層を有する本発明に関するバウンスの生じないス
イツチの一実施例の側断面図である。第９図は本
発明の応用例による折り曲げられていない２個の
横に並んだ変換スイツチの分解部分絵画略図であ
る。第１０図は第９図に示されるスイツチ装置の
１０−１０線の断面図である。第１１図は本発明
の応用例による２個の横に並んだスイツチの他の
応用例の分解部分絵画略図である。第１２図は本
発明の応用例に基づく１つのコードスイツチ構造
を示す部分略図と部分破断面斜視図である。第１
３図は多数のコードスイツチの個々のセグメント
を示す上の覆いを取り去つたコードキーボードの
簡略な平面図である。第１４図は、この発明の応
用例に基づく単一のキーボード構成に利用される
電気的に接続された導体配列を示す正面図であ
る。第１５図は第１４図の唯一のキーボードの電
気的に接続された導体の断面図である。第１６図
はこの発明の応用例に基づく圧力変換器の一実施
例の分解断面図である。第１７図は導体パターン
を示すため折り曲げられていない第１６図の柔軟
な基体部材の平面図である。第１８図は柔軟な基
体の上部がヒンジ部の回りに上下方向に動くよう
に配置された折り返し部を構成する本発明の応用
例に基づく圧力変換器の第２応用例の分解断面図
である。第１９図は配置された導体パターンを示
すため折り曲げられていない第１８図に用いられ
ている柔軟な基体の平面図である。第２０図は第
１６図及び第１８図に示された圧力変換器を含む
楽器の簡単な部分断面図と部分略図である。第２
１図は他の導体の構成を示すために折り曲げられ
ていない第１８図に用いられている柔軟な基体の
平面図である。第２２図は本発明の一応用例に基
づく２重機能スイツチの動作を示す概略図であ
る。第２３図は本発明の応用例の２重機能タツチ
スイツチ装置の断面図である。 ５０……第１の導体板、５２……第２の導体
板、５４……スペーサー、５６，５８……導線、
６０……チヤンバー、６２……半導電性層、６４
……支持板、６６……導体層、６８……基体部
材、７０……銅面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通常加えられる圧力と逆比例の変化する表面
   接触抵抗を有する感圧変換装置であつて、 第１の導体部材と、 微粒子状の物質を含み前記第１の導体部材と密
   接な電気的導通接触状態で該第１の導体部材を被
   覆し押圧力に対して実質的に非弾性の半導電性層
   であつて、多数の表面接点位置を与えるために前
   記微粒子からなる多数の微小突起をもつ第１の表
   面を有する該半導電性層と、 前記層と実質的に電気的非導通関係に配置され
   る第２の導体部材とを備え、 前記感圧変換装置は通常電気的非導通にされて
   おり、前記半導電性層と前記第２の導体部材間の
   表面接点を増加するために前記第２の導体部材と
   前記第１の表面に共に与えられる圧力に応答して
   前記半導電性層を介した電気的導通を可能にし、
   前記半導電性層と前記第２の導体部材間の表面接
   触抵抗を介する電気的導通の量は圧力が増加する
   に従つて増加し、圧力が減少するに従つて減少
   し、前記電気的導通の量が前記半導電性層と前記
   第２の導体部材間の接触表面接点の量に実質的に
   依存する厚みを前記半導電性層は有することを特
   徴とする感圧変換装置。 ２ 前記半導電性層はほぼ0.00254センチ（0.001
   インチ）の厚さよりも薄いことを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項に記載の感圧変換装置。 ３ 前記微粒子状の物質は微粒子状の硫化モリブ
   デンである、特許請求の範囲第１項記載の感圧変
   換装置。 ４ 前記微粒子状の硫化モリブデンの粒子の大き
   さは１ミクロン以下である、特許請求の範囲第３
   項記載の感圧変換装置。 ５ 通常加えられる圧力と逆比例の変化をする表
   面接触抵抗を有する感圧変換装置であつて、 第１の導体部材と、 微粒子状の物質を含み前記第１の導体部材と密
   接な電気的導通接触状態で該第１の導体部材を被
   覆し押圧力に対して実質的に非弾性の第１の半導
   電性層であつて、前記微粒子からなる多数の微小
   突起を有する第１の表面を有する該第１の半導電
   性層と； 第２の導体部材と、 微粒子状の物質を含み前記第２の導体部材と密
   接な電気的導通接触状態で該第２の導体部材を被
   覆し押圧力に対して実質的に非弾性の第２の半導
   電性層であつて、前記微粒子からなる多数の微小
   突起を有する第２の表面を有する該第２の半導電
   性層と、を含み、 前記第１と第２の表面は通常電気的に互いに非
   導通関係に位置され、前記第１と第２の導体部材
   の少なくともひとつは、第１と第２の半導電性層
   の多数の微小突起が互いに抗して作動される時に
   前記第１と第２の導体部材間の表面接点が増加さ
   れるように加えられる圧力に応答して弾性的に可
   動でき、該表面接点の量は圧力が増加するに従つ
   て増加し、圧力の量が減少すると減少して前記第
   １と第２の半導電性層の間の表面接触抵抗を介し
   て電気的導通の増加及び減少をそれぞれ生じ、前
   記電気的導通の量が前記第１の半導電性層と前記
   第２の半導電性層間の接触表面接点の量に実質的
   に依存する厚みを前記第１と第２の層は有してい
   ることを特徴とする感圧変換装置。 ６ 前記第１と第２の半導電性層はほぼ0.00254
   センチ（0.001インチ）の厚さよりも薄いことを
   特徴とする、特許請求の範囲第５項記載の感圧変
   換装置。 ７ 前記微粒子状の物質は微粒子状の硫化モリブ
   デンである、特許請求の範囲第５項記載の感圧変
   換装置。 ８ 前記微粒子状の硫化モリブデンの粒子の大き
   さは１ミクロン以下である、特許請求の範囲第７
   項記載の感圧変換装置。 ９ 第１の接点と、 前記第１の接点と側方に離間して位置する第２
   の接点と、 前記第１と第２の接点と対向しかつ通常離間し
   て並置された覆いと、 前記覆いと、第１と第２の接点との間に配置さ
   れ、押圧力に対して実質的に非弾性である少なく
   とも微粒子状の物質を含む少なくともひとつの半
   導電性感圧層であつて、該半導電性感圧層は前記
   第１の第２の接点と直面する表面を有しているが
   該第１と第２の接点とは通常電気的非導通関係に
   配置され、前記表面は各微小なタツチ位置を与え
   るための微小突起を有し、 前記覆いは、外部の圧力に弾力的に応答して前
   記半導電性感圧層の表面の多数の微小突起と、前
   記第１と第２の接点の少なくともひとつを互いに
   抗して可変的に圧しめて少なくともひとつの電気
   的な可変表面接触抵抗を限定し、該電気的な可変
   表面接触抵抗が外部の圧力の増加に応答して減少
   しそして外部の圧力の減少に応答して増加し、電
   気的な導通の量が前記半導電性感圧層と、前記第
   １と第２の接点の少なくともひとつの間の接触表
   面接点の量に実質的に依存する厚みを前記半導電
   性感圧層は有することを特徴とする感圧変換装
   置。 １０ 前記第１と第２の接点間の分路を選択的に
   形成するために、前記第１と第２の接点に対面関
   係にある覆いの表面の上の第３の接点とを含み、
   前記半導電性感圧層は前記第１、第２、第３の接
   点の少なくともひとつにかぶせて配置されてい
   る、特許請求の範囲第９項記載の感圧変換装置。 １１ 前記半導電性感圧層は微粒子状物質と混合
   されたバインダー構成を含み、該微粒子状物質は
   微粒子状の硫化モリブデンを含む、特許請求の範
   囲第９又は１０項のいずれかに記載の感圧変換装
   置。 １２ 硫化モリブデンの粒子はほぼ10ミクロン以
   下の最大直径を有する、特許請求の範囲第１１項
   記載の感圧変換装置。 １３ 前記バインダー構成はアクリル樹脂を含
   む、特許請求の範囲第１１項記載の感圧変換装
   置。 １４ 前記微粒子状の硫化モリブデンとバインダ
   ー混合は前記半導電性感圧層が実質的に一定の厚
   さを有しそしてその暴露された表面はそれぞれが
   微小タツチ位置を含む多数の突起した粒子を有す
   るように適合されている、特許請求の範囲第１１
   項記載の感圧変換装置。 １５ 前記微粒子状の硫化モリブデンに対するバ
   インダーの重量比はほぼ１対１である、特許請求
   の範囲第１１項記載の感圧変換装置。 １６ 前記微粒子状の硫化モリブデンに対するバ
   インダーの重量比はほぼ１対１である、特許請求
   の範囲第１２項記載の感圧変換装置。