JPH05196524A - 圧力変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャンバー中の空気圧の変化に敏感に応答
し、抵抗のような電気特性の変化を起こす圧力変換装置
を提供する。 【構成】 ダイヤフラム４２４に対して加えられた圧力
が増加すると、折り曲げられた基体４１４の上部４１８
の感圧半導体層で被覆されたパドが下部４１６に形成さ
れたパドと電気的に導通状態になりパド間の電圧降下は
小さくなる。圧力が取り除かれるとダイヤフラム４２４
の弾性のために上部が下部から離れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は感圧変換装置に関す
る。特に少くとも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の薄い
層が設けられた装置に関する。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決する課題】電気的装置によっ
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が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っ
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
な感圧変換を利用する装置を提供するものである。電子
楽器に用いられた場合、複数のその様な可変抵抗器ある
いはスイッチが鍵盤を構成するために並行して設置され
る。又あるスイッチは楽器の１以上の楽器発生回路の特
性を変化させることによって、楽音変化させるために使
用される。

【０００３】感圧アナログスイッチは公知である。たと
えばルーベン（Ｒｕｂｅｎ）の米国特許第２，３７５，
１７８号とコスタンゾ（Ｃｏｓｔａｎｚｏ）の米国特許
第３，３８６，０６７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狭持したアナログスイ
ッチが開示されている。２個の導体板が一緒に圧縮され
るので狭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。従って狭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
ッチの動作特性を低下させてしまう。

【０００４】ミッチェル（Ｍｉｔｃｈｅｌｌ）の米国特
許第３，８０６，４７１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
抵抗器か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、ミッチェルは体積抵抗、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、例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。特にミッチェルは抵抗層を通して３次
元的に広がった多数の有限な電流回路を形成するため５
０から６００メッシュ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
粒子間の電流回路が増して抵抗値が低下する。半導体層
は永久に２個の電極間に置かれている。

【０００５】上述の機能的相違に加えて、ミッチェルの
構造では半導体層は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体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、ミッチェルが最初に
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。

【０００６】本発明の半導体層はまた１ミクロンオーダ
ーの粒子を用い層の厚さとしては好ましくは０．００２
５４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、半導体
層の表面は最初に導体電極から空間的に離れているか接
触の関係にあってもよいが、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。薄い半導体層の表面
に導体電極が押下げられると、表面に沿って多数の接触
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体層の接点間の抵抗を減
じる。表面接触半導体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層物質よりなる。

【０００７】本発明の薄い半導体層の重要な利点は半導
体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。従って生産に要する労
力及び材料が格段に少なくなる。

【０００８】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
食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
腐食する。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食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。

【０００９】なお、導体板と半導体層の表面かあるいは
２個の半導体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ウ
ィッチに固有のチャ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
ャタリングがあっても、それはスイッチ装置の接点を横
切る抵抗が非常に大きい時にのみ生じるので、チャタリ
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。従って本発明の実施例によるスイッチ構造はバ
ウンスを生じない。そのようなバウンスの生じないスイ
ッチはここで開示された改良形のバウンスのないスイッ
チに対し、常に要求のあるコンピュ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。更にスイッチ
がバウンスを生じないのみならず、従来のバウンスの生
じないスイッチよりも低廉である。

【００１０】パールマンの米国特許第４，００４，６４
２号にはタッ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枚の間に狭持される。特に
パールマンは分散された黒鉛のような特別な物質を含ん
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。そのスイッチの構造は、２枚
の導体板の間には挟まれた泡状の半導体層とオリフィス
を有する絶縁層を有している。こうして圧縮力がくわえ
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
物質中のオリフィ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、スイッチが加圧された時、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
体層は本発明のものより本質的に厚い。更に半導体層の
機械的弾性の低下は又、スイッチ特性の退化を起す。

【００１１】従って、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、スイッチをオフ状態にする
ため半導体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体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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は応用範囲の広い
低廉で置き換え可能な、その上簡単で容易に構成される
圧力変換器の要求に応えることができる。この変換器は
電気サキソフォンのような圧力で動作する楽器に組み込
んで使用できる。そのような楽器では演奏者が吹いてチ
ャンバー中の空気圧の変化を生じさせて電気回路により
作られる楽音の音量を変化させるマウスピースが望まし
い。こうしてチャンバー中の空気圧が増すと、音量はそ
れに伴ない増加する。演奏者は従って楽器の電気回路に
より発生される楽音の音量を完全に制御することができ
る。

【００１３】これを達成するためには、チャンバー中の
空気圧の変化に敏感に応答し、楽音発生回路に接続され
る抵抗のような電気特性の変化を起す圧力変換装置が必
要である。

【００１４】更に演奏者は圧力を増減させるためチャン
バー中に息を吹きこむので、チャンバーに湿気が生じ、
そこに配置されている圧力変換器に付着する。そこでチ
ャンバー中の湿気に影響されない圧力変換装置の構成が
望まれる。

【００１５】ある可能な圧力変換装置は、柔軟なマイラ
ー基体上の第１の接点と、第２の基体上の第２の接点
と、第１と第２の接点の一方かあるいは両方に配置され
た半導体層とを設けることにより作成できる。２個の接
点は上下方向に電気的に離隔した関係に整列される。動
作の際、柔軟なマイラー基体が押されるとその間に半導
体層を有する２個の接点は、電気的に接触の関係にな
る。圧力が増加すると半導体層を通じた接触抵抗が減少
する。こうして感圧変換装置が提供される。

【００１６】この装置は、いろいろな応用に適している
一方柔軟なマイラー基体物質の非弾性特性により感度は
悪い。

【００１７】感度を増す可能な方法は、導体と半導体層
を圧力が増減する時それに伴ない動作する弾力性を有し
た伸縮可能な膜かダイヤフラムの上に形成することであ
る。そのようなダイヤフラム物質としては、たとえばダ
ムラバー（ｄａｍ ｒｕｂｂｅｒ）がある。しかしその
ような装置の問題は導体が圧力の変化に応答してダイヤ
フラムとともに膨張したり収縮したりしなければならな
いことである。このことは必然的にダイヤフラム上に配
置された導体の破損を生じさせ、結果的に感圧変換装置
を損なう。

【００１８】感度の不足は、導体が上部に配置された柔
軟なマイラー部材の周囲端に接着されたスペーサにダイ
ヤフラムを接着した圧力変換器により克服できる。前記
ダイヤフラムはマイラー部材の中央部に直接取りつけら
れる。圧力がダイヤフラムに加えられないと、ダイヤフ
ラムはその弾性により第２の基体部材から柔軟なマイラ
ー基体を引き離す。圧力がダイヤフラムに加えられた場
合、柔軟なマイラー上の導体は、基体部材上の導体と電
気的に導通関係になる。このようにダイヤフラムは柔軟
なマイラーに対し適正な動作をする。柔軟なマイラーは
ダイヤフラムの動きに追随して動く。

【００１９】圧力変換装置の感度はダイヤフラムの前述
した適性な動作のために増す。こうして、伸縮可能な弾
力性を有するダイヤフラムの特性は、所望の弾力性のあ
る伸縮可能な特性は有していないマイラーに伝えられ
る。

【００２０】以上のように本発明はスイッチに加えられ
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。

【００２１】

【実施例】次に本発明を実施するため原理につき第１図
から第８図を参照して説明する。第１図に示すように、
アナログスイッチは第１と第２の導体板５０，５２を有
し、これ等はその間にギャップかチヤンバー６０を形成
するためのスペーサー５４によって互いに隔てられてい
る。少くとも導体板５０と５２の一方はスイッチを閉じ
るためもう一方の導体板に向って押圧されるように弾力
性を有している。

【００２２】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６６
が形成されたマイラーのような弾力性のある支持板６４
によっ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ックの基
体部材６８から成る。もちろん基体部材６８は弾力があ
ってもよく、薄い面７０は銀かあるいは他の適当な導電
物質からなっていてもよい。アナログスイッチを電気的
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。

【００２３】最後に半導体物質を含む薄い層６２が銅面
７０上に吹き付けられるか被覆されるかあるいはその他
の方法で平坦に塗布される。もしくは半導体層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。半導体物質は、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）であってもよい。吹きつけに適当な
濃度にするため、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体層において、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、湿った半導体層を形成し、次にその層を
乾かして半導体層を作る。もちろん半導体層は露出した
平滑な半導体層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
導体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。

【００２４】非常に薄い半導体層を用いることにより、
半導体物質を導体板５０の押し下げによって弾力的に動
かせることができる。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っ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
ッチの製造はより迅速で容易になり、費用が少なくてす
む。半導体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。

【００２５】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。半導体表面に対し第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って、接触点の数
が変化し、それに伴なって半導体部材を横切る抵抗値に
変化が起るように半導体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。半導体
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って、体積抵抗には存在しないの
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。

【００２６】第２図に堅いプラスチックか弾力性のある
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ッチ１０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１５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１
３とその間に空間２４を形成するための絶縁スペーサー
１８の上部に配置されている。

【００２７】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２０からなる。導体部１
３に面した支持部材２０の側面には適当な樹脂、たとえ
ば米国のスペシャリティコーティングス アンド ケミ
カルズ株式会社（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｏａｔｉｎｇ
ｓ ＆ 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体層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１０ｃｃの樹脂と、
４０ｃｃ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。

【００２８】覆い１９は、導体部１３に対して感圧抵抗
層２２が常に空間的に隔った関係にある（即ちスイッチ
が常開している）ように少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。

【００２９】第３図では感圧抵抗層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。

【００３０】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
に感圧半導体層が導体部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。

【００３１】再び第２図と第３図に関して、支持部材２
０が押圧されると囲い部２４に蓄えられた空気２４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１２との間
の接合点を通って排出される。圧力が覆い１９から取り
去られると支持部材２０の弾性力は囲い部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、スイッチ１
０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を貫通するオリフィス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放機構が可能で、たとえばリ
オフィス２６を覆い１９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にオリフィス２６を設けることが望まし
い。

【００３２】次に第４図には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
ッチが接触導体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の円状部は各々
空間に離隔した状態で互いに挟み合うようにされ、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１
４との間の半導体層によって形成される抵抗３１を通し
て電気的通路が形成される。

【００３３】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。

【００３４】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ッ
チ装置を提供する本発明の原理を示す他の例が示されて
いる。特に、バウンスを生じないスイッチ装置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。

【００３５】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ッ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１１２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１
１４を含む構造体が設けられる。第２の支持部材１１
０、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１０４、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。

【００３６】前に示したように、第１と第２の感圧層は
もっと大きな形状も可能であるが、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
感圧層上に微小な突起は互いに押し合って、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
っているが）従来のスイッ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ャタリングはほとんど除去
される。更にチャタリングは接合部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。

【００３７】動作時圧力が加えられて感圧層が相互に圧
縮し合うと、半導体部材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。したがっ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１２
８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
ってしきい値回路１２２の出力部１３０でバウンスがな
く、チャ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。

【００３８】次に第８図には唯一の導体が感圧層を有し
ている本発明の原理を示す他の例が示されている。この
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１３
８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は半導体層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。

【００３９】この例によれば種々の粒子の大きさや層の
厚みを選ぶことは可能ではあるが、スイッチの接点を開
閉することにより生じる電気的なチャタリングの量と硫
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、スイッチを開から
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、ほとんどチャタリングの
ないスイッチの切り替えができる。

【００４０】第９図と第１０図は圧力で作動する２重の
スイッチ装置を示している。このスイッチ装置はマイラ
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２１６が第１の部分
２１４に対して、離れたまま被さるように折り曲げられ
る折り曲げ線２１８によって区分される。

【００４１】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字形のパターン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２１２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２３
４は支持部材２１２の第１の部分２１４上に配置されて
いる。

【００４２】第３の導体２４０は電気的に第３の端子２
４２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２１４を横切って支持部材２１２
の第２の部分２１６まで配置されている。第４の導体２
５０は第２のパターン２３４と鏡像的関係にあるパター
ン２５４で支持部材２１２の第２の部分２１６上に配置
される。

【００４３】半導体層２６０が第１、第２，第３，第４
の導体の少くとも１個の導体上に配置される。もちろん
半導体層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図では半導体層は第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
体層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体層を通して生
じねばならない。このため導体２２０と２４０によって
形成されるスイッ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。

【００４４】２重の圧力動作形スイッチの構造は、折り
返し線２１８に沿って支持部材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。従っ
て、第１と第３の導体は２重スイッチ装置の１個のスイ
ッチ接点を形成し、第２と第４の導体は第２のスイッチ
接点を形成する。

【００４５】スペイサー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２２０と第２の導体２３０及び第２の部分２１
６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。

【００４６】上に説明したスイッ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２２６
を有する楽器に使用されてもよい。第１の利用回路２６
４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
楽音を回路中の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３，６０
９，２０３号あるいは第３，７９６，７５６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。重要な利点は、半導体組成層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。

【００４７】指で前記した２重スイッチ装置に、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個の楽音の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２３０，２４０からなる第
１のスイッチと、第２と第４の導体２３０と２５０から
なる第２のスイッチが閉じる。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上に配置
された半導体層２６０のため第１と第３の導体２２０と
２４０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、電流は半導体層
２６０を介して流れる。半導体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、好ましい実施例では、スイッチ装置に加えら
れる指の圧力の変化により、第１の利用回路２６４によ
って作り出せる楽音の周波数を、半導体層に接続してい
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。前記スイッチ装置により楽
器のための音響効果を提供できる。

【００４８】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個のスイッチの導体が互いに
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。

【００４９】この実施例では唯一個の支持部だけが柔軟
であればよくしたがって他の支持部は堅くてもよい。

【００５０】２重構造のスイッチは他の多くの応用が可
能である。たとえば一方のスイッチは回路と電源との間
に接続されて回路の開閉を行い、他方のスイッチは、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。

【００５１】前述した半導体層の重要な利点は、半導体
層を含んだスイッ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。このため半導体層はスイッチ接点が
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。

【００５２】第１１図には他の実施例が示されている。
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７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２
７０と向き合い、ある一定の間隔を保って位置してい
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の端子２８６に接続され
ている。第１の利用回路２８８が第９図の実施例で既に
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。

【００５３】第２の導体２９０が同様に第１の支持部材
２７０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。前述の実施例のように第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
イッ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。

【００５４】第１１図に示される実施例はまた第２の支
持部材２７２の一方の表面上に第１の導体２７４と対向
するように配置された第３の導体２９２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第４の導体２９４を具備している。
そのため第１の導体２７４と第３の導体２９２が第１の
スイッチの接点を形成し、第２の導体２９０と第４の導
体２９４が第２のスイッチの接点を形成する。

【００５５】この実施例においては、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２７４，２９０，２
９２と２９４は任意の適当な物質からなっていてよく、
たとえば吹き付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ってもよい。

【００５６】可変接触抵抗を得るために、半導体層２９
６が第１の導体２７４を覆うように配置されていてよ
い。又半導体層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個のスイッチが可変接
触抵抗を有するようにするためには半導体層は第２と第
４の導体２９０，２９４の一方かあるいは両方上に配置
されていてもよい。

【００５７】更に他の実施例では半導体層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２８
０の各々が十分に接近して、半導体層の横方向の抵抗
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。

【００５８】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。

【００５９】複数の同様な２重スイッチを鍵盤構造に配
列することができ、この場合各スイッチの第４の接点を
共通に接続すると、複数の２重スイッチを鍵盤構造に相
互に接続する接点の個数を最小にすることができる。

【００６０】特に電子楽器のタッチボードを構成するの
に適した多重タッチスイッチ装置が提供される。多重タ
ッチスイッチ装置では、スイッチ装置の１個の導体が異
なった周波数を有する２個以上の信号を混合する働きを
果し、これにより和音（コード）を発生させることがで
きる。

【００６１】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ッチスイッチ装置３１０の部
分断面図が示されている。多重タッチスイッチは機能的
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
したスイッチを有している。個々の組は和音スイッチを
具備している。複数のコードスイッチはキーボードを形
成するため並んで配列されている。特に、多重タッチス
イッチ装置３１０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の各々は、個々に電気
的に絶縁されたスイッチ３２５，３２７，３２９，３３
１の一方の接点に対応する導体３２４，３２６，３２
８，３３０を有する１個の和音スイッチを示す。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実施
例において、数個の電気的に絶縁された導体３２４，３
２６，３２８，３３０は、操作者の指が多重タッチスイ
ッチ装置３１０を押した時、導体３２４，３２６，３２
８，３３０の上面が接触でき、これによりスイッチ３２
５，３２７，３２９，３３１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。

【００６２】導体３２４，３２６，３２８と３３０は導
電物質からなる単一層であってもよいが、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、その導体層を全面を覆う半導体の非常
に薄い沿うを形成するため、吹きつけ、被覆遮断、静電
的メッキ、真空蒸着あるいは他の方法で配置された半導
体層から形成される。

【００６３】例えば導体３２４は半導体層３２６が上部
に形成された導体層３３４を有する。

【００６４】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ッチを形成する導体間に
は使用されていないので、演奏者の指をタッチスイッチ
の表面上に滑らせるだ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
すなわち和音スイッ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図の実施例において、上面３
７２上に配置された複数の個々に電気的に絶縁されたス
イッチの組はスペーサー３３８によって囲まれている。

【００６５】更に多重タッチスイッチ装置３１０は、全
てのコードスイッ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３４４を具
備している。導体層３４２は第２の支持層３４４の底面
３４０にメッキ、吹きつけ、静電メッキあるいは他の適
当な方法により形成される。

【００６６】必ずしも必要ではないが好ましくは第２の
半導体層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と半導体層３４
６からなる構造は、横のスペーサー３３８に、半導体層
３４６がコードスイッチの半導体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３
４２と半導体層組成層３４６は弾性的に変形可能であ
り、このため多重タッチスイッチ装置３１０を指で押す
と、半導体層３４６が導体３２４，３２６，３２８，３
３０の組の１つの半導体層の１個以上と電気的に接触す
る。

【００６７】したがって、１個のコードスイッチに対応
するスイッチ３２５，３２７，３２９，３３１の各々は
独立のスイッチ動作し、これ等のスイッチの全部あるい
は幾つかが同時に閉成する。

【００６８】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振器（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
とえば異なっ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。前述した多重タッチスイッチ装置３１
０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３２４，３２６，３２
８，３３０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。したがって接触力が
多重タッチスイッチ装置３１０に加えられた場合、半導
体層３４６は押し下げられて導体３２４，３２６，３２
８，３３０の１個以上の半導体層と接触するようにな
る。このため異なった周波数を有する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
巾器３５４に入力され、その後スピーカ３５６により音
声に変換される。

【００６９】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３
５２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より巾広く形成されている。

【００７０】もしも演奏者が異なった周波数の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、半導体
層３４６を導体３２４，３２６，３２８，３３０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
イッチを解放すればよい。即ち、半導体層３４６と導体
３２４，３２６，３２８，３３０上の１個以上の半導体
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。

【００７１】上記の記載は４個の導体３２４，３２６，
３２８と３３０に関してなされているが、明らかに任意
の個数のスイッチが各コードスイッチに利用されてもよ
い。更に演奏者が種々の異なった和音を単独にあるいは
組み合せて演奏できるようにするため、個数のコードス
イッチを一列にキーボード状に配列することができる。
個数のコードスイッチが一列にキーボード状に配列され
た場合、第２の支持層３４４、導体層３４２と半導体層
３４６はキーボードを形成するコードスイッチ全てに対
し同じものでもよい。

【００７２】多重タッチスイッチ装置３１０はキーボー
ドスイッチ配列に積み重ねられる単一の開閉スイッチを
備えていてもよい。たとえば、第１２図において第１の
開閉スイッチ導体３６０は第２の支持層３４４の上面に
配置され、第２の開閉スイッチ導体３６２は第１の開閉
スイッチ導体３６０に面するように第３の支持層３６４
の底面上に配置されている。第１の開閉スイッチ導体３
６０と第２の開閉スイッチ導体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ップからなるスペーサ３６
６によりお互いに隔てられ常開スイッチ形態にある。

【００７３】１つの使用例では、開閉スイッチは、電圧
源３６１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。

【００７４】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ッチ３７２の上部
断面図が示されている。前に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ッチ
を示している。スイッチが第１２図の半導体層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った周波数を有する
他の信号と半導体層を通じて結合され、第１の導体層３
４２上で混合する。

【００７５】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他の実施例が示され
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３５２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３８０，３８２，３８４が示されており、個々
のスイッチを常開状態に保つため各導体はスペーサー３
９０によって囲まれている。

【００７６】第１５図には、第１４図で示された多重ス
イッチ装置の断面が示されている。導体３８０，３８２
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。

【００７７】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
半導体層３８８を有している。

【００７８】導体層３９３と半導体層３９４とを重ねて
固定された低面を有する第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。

【００７９】第１５図の多重スイッチ装置は、付加的な
開閉スイッチを積み重ねることができる。この開閉スイ
ッチは、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。

【００８０】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４
１８を有する折り曲げられた柔軟な基体部材４１４、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４２４と保持リング４２６を有している。

【００８１】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４１
４には、下部円形部４１６から延びた接続部４２８が設
けられている。下部円形部はヒンジ部４３４によって上
部円形部４１８に取り付けられている。第１の導体４３
６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の周囲の半円状の通路を通ってヒンジ部
４３４を横切り上部４１８の中心部に終って、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４３８は基体部材４
１４の表面に沿って、お互いに電気的に絶縁されてい
る。

【００８２】第１の導体４３６と第２の導体４３８は前
述した実施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４１８，４１６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に沿って
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との間に電気的導通
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。

【００８３】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４３６，４３８
間の電圧降下を変化させるために、半導体層４４６を円
形接点パド４４０を含む第１の導体４３６を被覆するよ
うに形成する。同時に、必ずしも必要でないが、半導体
層４４８を、接点パド４４２を特に含む第２の導体４３
８を被覆するように形成する。半導体層は前述した実施
例の場合と同じように作ることができる。

【００８４】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をサンドイッ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４２８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。

【００８５】第１６図と第１７図に示される実施例にお
いてスペーサー４２０は、柔軟な基体４１４の下部４１
６と上部４１８を周囲全体に亘り、あるいは少くともそ
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って
もよい。

【００８６】もしもスペーサー４２０が柔軟な基体４１
４の上部４１８と下部４１６をその周囲全体に亘って接
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４２９を形成する必
要がある。スペーサー４２０によっ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４２９は反対側にあるので、好ましくない湿
気がスペーサー４２０によって形成される空間に入り込
むことを防止できる。

【００８７】弾性的に可変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
の部材であってもいいし、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４１８に対して空間的に隔った関係に
ある。しかしながら、柔軟な基体部材４１４の上部４１
８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ったダ
イヤフラム４２４の中央部が基体部材４１４の上部４１
８の上面に設置される。したがって、ダイヤフラム４２
４に対して加えられている圧力が増加すると、上部４１
８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４３６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４４
０，４４２間の接触抵抗が増加する。ダイヤフラム４２
４に対して加えられる力が十分小さくなると、上下の接
点パド４４０，４４２間の接触が切れて、抵抗が無限大
になる。

【００８８】好ましくはダイヤフラム４２４は保持リン
グ４２６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４
２４の周囲に接着される。第１８図と第１９図には本発
明の別の実施例が示されていて堅い基体４１２、柔軟な
基体４６０、ダイヤフラムスペーサ４２２、ダイヤフラ
ム４２４と堅い保持部材４２６からなる。前述の実施例
のように柔軟な基体部材４６０の下部４６２の下面は堅
い基体４１２に接着されている。更に、スペーサ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のフラップ（ｆｌａｐ）部４６４に接着され
る。

【００８９】第１９図に示すように、柔軟な基体部材４
６０は円形のフラップ部４６４にヒンジ部４６８によっ
て結合された円形の下部４６２を有している。前記フラ
ップ部は下部４６２より小径である。スペーサ４６６は
下部４６２の周囲に接着されている。スペーサ４６６は
フラップ部４６４の表面積より大きな面積を有する中央
部をもった一般には正方形か長方形の断面の形状のスペ
ーサである。フラップ部４６４が下部４６２に被さるよ
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。このためフラップ部４
６４をスペーサー４６６によっ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。

【００９０】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４６２に中心に位置した接点
パド４７４を形成している。基体４６０に配置された第
２の導体４７６は、接続部４７２から第１の部分４６２
の周囲、ヒンジ部４６８を通ってフラップ部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
導体層４８０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、このためフラップ部４６４が折
り曲げ線４８６に沿っ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。

【００９１】フラップ部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ップ部４６４の面と
反対側がダイヤフラムスペーサ４２２の内端部から横方
向に隔たっ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
ある変形可能のダイヤフラム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。

【００９２】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ォンのような装置５０
０に使用すると有利である。この装置はマウスピース５
０２、エアーチャンバ５０４、ダイヤフラムがチャンバ
５０４に向って内側に向くようにチャンバ５０４の端に
配置した本発明による圧力変換器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ォ
ン装置のオリフィスの端部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５１
４は第１７図と第１９図のコネクタ４２８，４７２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５
１６が電気回路５１６により作り出される楽音の例えば
音量をチャンバ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
む程チャンバ５０４中の圧力が高くなり、増々音量は大
きくなる。

【００９３】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１９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。

【００９４】第１の支持部材５３０と第２の支持部材５
３４は分離したものとして示されているが、第１７図と
第１９図に示した実施例のようにヒンジ部によって結合
された一体の部材であってもよい。しかし、第２の支持
部材はただ単にシャントサポート（ｓｈｕｎｔ ｓｕｐ
ｐｏｒｔ）を形成するだけであるので、後述するように
この実施例ではヒンジ部に導電リンクを設ける必要はな
い。このため第２の支持部材５３４を第１の支持部材５
３０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
ションで製造されている印刷可能なパックロンテープ
（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
ープの円形ドットが第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。

【００９５】この実施例による変換装置では第１の導体
５４０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５４４，５４８は電気的に絶縁した
関係でお互いにはさみ込まれている。

【００９６】第２の導体５５０は、第２の支持部材５３
４がダイヤフラムに接着される場合、第２の導体５５０
が第１の導体５４０と上下方向に向き合って配置される
ように第２の支持部材５３４の表面に配置される。

【００９７】ダイヤフラムに第２の支持部材を固定する
前に、半導体層５５２が第２の導体５５２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、半導体層は、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、半導体層が第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。この実施例においては、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
らく。

【００９８】スペーサ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ってよ
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４２０と４２２（第１６図、第１８
図）は唯１個だけあればよい。

【００９９】今までの実施例においてチャンバを形成す
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
の一体物−ハウジング−によりチャンバを形成してもよ
い。

【０１００】ところでＭＳＯ回路網のような電気回路素
子には、たとえばスイッチによっ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。本発明は、
ＭＳＯ回路からの入力信号を供給あるいは遮断するのみ
ならず、同時に電力がムダに流出しないように回路素子
への電力を入力あるいは遮断する新規な２重機能を有す
るタッチスイッチ装置を提供する。

【０１０１】第２２図に、上述した本発明により解決さ
れ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
出力信号に変換する。スイッチ６１４は電源６１０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。同様に他のスイッチ
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。本発明の目的を達成するためスイ
ッチ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。スイッチ６１６
に直列に感圧可変抵抗を設けるため、スイッチ６１６の
接点は感圧半導体物質を有している。

【０１０２】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
タッチスイッチ装置が示されている。第１の支持部材６
２０は上面６２２を有し、その上には第１の導体層６２
４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。

【０１０３】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６２６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６
３０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。したがって第１のタッ
チスイッチ６３２が形成される。

【０１０４】第２のタッチスイッチ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６３４
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６３６の底面に固定されている。第３の支持部
材６３６と第４の導体層６３８は、第２のスペーサ６４
０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。

【０１０５】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６３６
と第４の導体層６３８は弾性変形して第３の導体層６３
４と導通接触をして第２のスイッチ６４２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６３０は第１の導体層６２４と導通接触をし
て第１のスイッチ６３２が閉じ、利用回路６４４に入力
信号を供給する。

【０１０６】本発明の基本的な実施例では、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６２０，６
２６，６３６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。

【０１０７】実施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
ッチと直列に抵抗を設けるための半導体層が配置されて
いる。特に第２３図によると、第１の半導体層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の半導体層６
５２で被覆された第２の導体層６５０を有する。半導体
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。

【０１０８】実施例において好ましくは半導体層は硫化
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。半導体層の厚みは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
ると半導体層６５２と６４８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。したがってスイッチ
と直列に感圧可変抵抗が形成される。

【０１０９】もちろん第３と第４の導体層６３４，６３
８の上面に半導体層を設け別の可変抵抗を形成すること
ができる。

【０１１０】２重機能を有するタッチスイッチ装置のス
イッチ６３２、６４２はほとんど同時に閉じるか、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６４
４に電力が供給される。したがって種々の回路素子は入
力信号が与えられる前に十分ウォームアップされ、動作
可能な状態にされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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ッチの平断面図である。

【図２】感圧アナログスイッチの好ましい平断面図であ
る。

【図３】薄い抵抗被覆を導体上に有した感圧アナログス
イッチの平断面図である。

【図４】利用回路に接続された覆いをとった感圧アナロ
グスイッチの略図である。

【図５】バウンスの生じないスイッチ装置の側断面図で
ある。

【図６】２個の半導体層に印加される圧力が増加する場
合の半導体層間の電圧変化を示す圧力と電圧の図であ
る。

【図７】図５に示されるバウンスの生じないスイッチの
出力を示す図である。

【図８】唯一の半導体層を有するバウンスの生じないス
イッチの側断面図である。

【図９】折り曲げられていない２個の横に並んだ変換ス
イッチの分解部分略図である。

【図１０】図９に示されるスイッチ装置の１０−１０線
の断面図である。

【図１１】２個の横に並んだスイッチの他の分解部分略
図である。

【図１２】１つのコードスイッチの構造を示す部分略図
と部分破断面斜視図である。

【図１３】多数のコードスイッチの個々のセグメントを
示す上の覆いを取り去ったコードキーボードの簡略な平
面図である。

【図１４】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平面図である。

【図１５】図１４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。

【図１６】この発明に基づく圧力変換器の一実施例の分
解断面図である。

【図１７】導体パターンを示すため折り曲げられてない
図１６の柔軟な基体部材の平面図である。

【図１８】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
に基づく圧力変換器の第２の実施例の分解断面図であ
る。

【図１９】配置された導体パターンを示すため折り曲げ
られていない図１８に用いられている柔軟な基体の平面
図である。

【図２０】図１６および図１８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。

【図２１】他の導体の構成を示すために折り曲げられて
ない図１８に用いられている柔軟な基体の平面図であ
る。

【図２２】２重積層スイッチの動作を示す概略図であ
る。

【図２３】２重機能タッチスイッチ装置の断面図であ
る。

【符号の説明】 ４１２，４１４ 基体部材 ４２２ ダイヤフラムスペーサ ４２４ ダイヤフラム ４２８ ヒンジ部 ４３６ 第１の導体 ４３８ 第２の導体 ４４６，４４８ 半導体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １４０９２１ (32)優先日 1980年４月16日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 １４０９３７ (32)優先日 1980年４月16日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面と側面を有するチャンバーを形成す
   るハウジングと、チャンバーの底面に隣接して配置され
   た第１の導体と、前記底面に平行な上面及び下面とヒン
   ジ部を有するフラップと、フラップの下面上に配置され
   た第２の導体と、第１と第２の導体の少くとも一方を覆
   うため配置された感圧半導体層と、チャンバーを閉じる
   ためにチャンバーの底面に離隔してハウジングに取り付
   けられたダイヤフラムとからなり、前記フラップはヒン
   ジ部の回りで可動であり、前記ダイヤフラムはハウジン
   グから離れた中央部でフラップの上面に接着され、第２
   の導体はダイヤフラムに加えられる圧力の変化に応答し
   て第１の導体と電気的導通関係になるためにフラップと
   共に可動であることを特徴とする圧力変換器。
2. 【請求項２】 底面と側壁を有するチャンバーを形成す
   るハウジングと、チャンバーの底面に隣接して配置され
   た第１の導体と、チャンバーを閉じるため底面に離隔し
   てその周囲がハウジングに取りつけられたダイヤフラム
   と、ハウジングから横方向に離隔した中央領域でダイヤ
   フラムに接着された第１の支持部材と、第１の支持部材
   に配置された第２の導体と、第１と第２の導体の少くと
   も１つを覆うために配置された感圧半導体層とからな
   り、前記第２の導体は、ダイヤフラムに印加される圧力
   の変化に応答して第１の導体と電気的導通関係になるよ
   うにダイヤフラムと共に可動することを特徴とする圧力
   変換器。
3. 【請求項３】 第１の部材と、第１の部材上に配置され
   た第１の導体接点と、第２の部材と、第２の部材上に配
   置された第２の導体接点と、第１と第２の導体接点間に
   可変な接触抵抗を形成させるために第１と第２の部材上
   第１と第２の導体接点の少くとも１つを覆う感圧半導体
   層と、印加される力の変化に応答して弾性的に動くダイ
   ヤフラムとからなり、前記第２の導体接点は動いて第１
   の導体接点と電気的導通関係になるように第１の導体接
   点から離隔していて、前記ダイヤフラムはその周囲が第
   ２の部材と離隔していてかつその中央部は第２の導体接
   点が第１の導体接点と電気的導通関係になるように第２
   の部材に取りつけられていることを特徴とする圧力変換
   器。
4. 【請求項４】 基体部材と、基体部材上に固定された第
   １の導体と、第１の導体を囲み基体部材上に固定された
   中央に空間を有する第１のスペーサと、上面と下面を有
   しかつ第１の導体と離隔する第１のスペーサに取り付け
   られたヒンジ部を有するフラップと、第１の導体に面す
   るフラップの下面に配置された第２の導体と、第１と第
   ２の導体の少くとも１つを覆うために配置された感圧半
   導体層と、前記第１のスペーサと第２のスペーサ間に保
   たれたヒンジ部分を有するフラップを囲む第１のスペー
   サ上に固定された中央に空間を有する第２のスペーサ
   と、フラップが設けられたチャンバーを閉じるために第
   ２のスペーサの中央の空間を覆って第２のスペーサの周
   囲に固定されたダイヤフラムとからなり、前記第２の導
   体は第１の導体と接触するためにフラップと上下方向に
   動き、前記フラップの上面は第２のスペーサから横方向
   に離れた中央部でダイヤフラムに接着され、前記第２の
   導体はダイヤフラムに印加される力に応答して第１の導
   体と電気的導通関係になるようフラップと共に可動であ
   ることを特徴とする圧力変換器。
5. 【請求項５】 基体部材と、上面と底面を有する上部と
   基体に固定された底部とを形成するため折り曲げ可能な
   柔軟な基体部材と、底部上の第１の位置で柔軟な基体部
   材上に配置された第１の導体と、上部の底面上の第２の
   位置で柔軟な基体部材上に配置された第２の導体と、第
   １と第２の導体の少くとも１つを覆うために配置された
   半導体層と、柔軟な基体部材の上部をその下部から離隔
   するために柔軟な基体部材に固定された第１のスペーサ
   と、柔軟な基体部材の上部の上面にその周囲を固定され
   た第２のスペーサと、その周囲が柔軟な基体部材の上部
   から離隔する位置で第２のスペーサに固定されたダイヤ
   フラムとからなり、前記柔軟な基体部材は前記第２の導
   体が前記第１の導体に面して配置されるように折り曲げ
   られ、基体部材の上部は下部と導通関係になるように可
   動であり、前記ダイヤフラムは第２のスペーサから横方
   向に離隔した中央部で柔軟な基体部材の上部の上面に取
   りつけられていることを特徴とする圧力変換器。