JPH0522398B2 - - 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。

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以上の楽器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が
海線状の層を挟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
挟持された層を通る電電導通路の数が増し、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。従つて挟持
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、繊維状が海線状の層の弾力性
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、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。

上述の機能的相違に加えて、ミツチエルの構造
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0.00254
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。薄い半導体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。

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。

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4004642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枚の間に挟持される。
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枚の導体板の間には挟まれ
た泡状の半導体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。

本発明の実施例は、楽器に適したコード（和
音）キーボードに関する。そのようなコードキー
ボードでは、あるコードスイツチが押さえられた
場合、１つ以上の楽音が作り出せるように多数の
コードスイツチがキーボード状に使用される。
各々のコードスイツチは、数個の個々には電気的
に独立したタツチスイツチを設けることにより組
み立てられる。そして前記タツチスイツチは、あ
る接触力が加えられた場合に数個のタツチスイツ
チを閉じるようにきわめて接近して配置される。
本発明の１つの特徴は、コードスイツチの少くと
も数個が（個々に電気的に分離した数個のスイツ
チが各コードスイツチを形成する）共通のスイツ
チ接触をするということである。この共通のスイ
ツチ接触により、個々のスイツチが閉じた場合、
２個以上の異なつた信号が混合される出力バスが
提供される。この２種の機能は２個の接点（その
うちの１個は他のスイツチと共通になつている）
間の半導体層と、他のスイツチのその対応接点か
ら電気的に離れているある接点を合体させること
により可能となる。

本発明の他の重要な利点は、コードが唯一の接
触力を加えることにより作り出せることである。
そして、単に指を回転させることにより、接触力
の加えられる位置を変化させて１以上のノートを
加減することによりコードが変化させられる。こ
れによりコードスイツチの１以上の電気的に独立
なスイツチが開閉動作をする。この機能を達成さ
せるため、個々のスイツチの別別の接点を形成す
る個々のセグメントが各コードスイツチに設けら
れる。単一の接触力を加えることにより、上部の
単一の導体層を個々の導体のセグメントと電気的
に接触させることによつて全てのスイツチが閉じ
られるように、これ等セグメントは比較的接近し
ているが、非接触関係に配置されている。異なつ
た信号が各々のセグメントに結合されている。こ
れ等の信号は抵抗層を通じて結合し、単一り導体
層のスイツチの第２の接点上で混合される。

コードは演奏者が単に圧力を加える指を回転さ
せて簡単に変えることができる。この指を回転さ
せることにより、単一の導体層を他のセグメント
と電気的に接触させたり、あるいは従来接触して
いた１個以上のセグメントと単一の導体層間の接
触を断てる。

本発明の他の実施例では、単一の接触力を加え
ることにより、同時に種々の独立なスイツチング
機能を達成できる。その装置は電池駆動の楽器に
特に適用できる。前記楽器では、キーボードは通
常の楽器に用いられている弦や鍵に置換えるため
に抵抗網として相互接続されたタツチスイツチか
らなる。前記楽器では、単一の圧力を加えること
により２音コードを形成するため、２つの楽音を
発生できることが望まれている。また１つの楽音
の周波数を少しだけ変えることができ、他の楽音
の周波数は一定に保つことができるスイツチ装置
が望まれている。２音コードにおける、ある音を
上記のように変化させることができると新規な音
楽効果が作り出せる。

本発明により、２重のスイツチが同時に単一の
接触力に応答して動作する２重のスイツチ構造を
もつた構成が可能となる。更に、本発明は印加さ
れる圧力に逆比例してスイツチの接触抵抗が変化
するように少くとも１個のスイツチの接点を覆う
半導体層を提供する。急速に圧力を増減させてあ
る楽音のビイブラートやトレモロの効果を、他の
楽音の周波数を変えないで作り出せる。

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、アナログスイツチは第１と第２の導体板５
０，５２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。少くとも導体板５
０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
は二流化モリブデン）であつてもよい。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、湿つた
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。

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の押し下げによつて弾力的に
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。

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
によつて、接触点の数が変化し、それに伴なつて
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図に堅いプラスチツクが弾力性のあるマイ
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１３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。

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
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
Coatings ＆ 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。

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。

覆い１９が導体部１３と接触するように押し下
げられた場合は、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。

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２４が
圧縮されてたとえば覆い１９と絶縁スペーサー１
８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
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
解放機構が可能で、たとえばオリフイス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にオリフイス２６を設けることが望まし
い。

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１
６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１４との間の半
導体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原理を示す他の例が
示されいる。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１
０６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。

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１
０６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１３８は感圧層１３４の
表面１３６と密接で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。

この例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図は本発明による圧力で作動す
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
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２
１２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２２
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
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。

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２３０，２
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
体層２６０のため第１と第３の導体２２０と２４
０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、本発明の好まし
い実施例では、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。前記スイツ
チ装置により楽器のための音響効果を提供でき
る。

本発明により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の支部部材に取り付
けられていてもよい。

この実施例では唯一個の支持部だけが柔軟であ
ればよくしたがつて他の支持部は堅くてもよい。

本発明の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。

前述した半導体層の重要な利点は、半導体層を
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。このため半導体層はスイツ
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。

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のスイツチの
接点を形成し、第２の導体２９０と第４の導体２
９４が第２のスイツチの接点を形成する。

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２７４，２９０，２９２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
導電物質であつてもよい。

可変接触抵抗を得るために、半導体層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
ツ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。

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２８０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。

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。

本発明によれば、特に電子楽器のタツチボード
を構成するのに適した多重タツチスイツチ装置が
提供される。本発明による多重タツチスイツチ装
置では、スイツチ装置の１個の導体が異なつた周
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。

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
列されている。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
各々は、個々に電気的に絶縁されたスイツチ３２
５，３２７，３２９，３３１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実施例に
おいて、数個の電気的に絶縁された導体３２４，
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３２
４，３２６，３２８，３３０の上面が接触でき、
これによりスイツチ３２５，３２７，３２９，３
３１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、静電的メツキ、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。

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。

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図の実施例において、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
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３４６からなる構造は、横のスペーサー３３
８に、半導体層３４６がコードスイツチの半導体
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３４２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
重タツチスイツチ装置３１０を指で押すと、半導
体層３４６が導体３２４，３２６，３２８，３３
０の組の１つの半導体層の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、これ等のスイツチの全
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３２４，３２６，３２８，
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、半導体層３４６は押し下げられ
て導体３２４，３２６，３２８，３３０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。

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より巾
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
体層３４６を導体３２４，３２６，３２８，３３
０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解放すれば
よい。即ち、半導体層３４６と導体３２４，３２
６，３２８，３３０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。

上記の記載は４個の導体３２４，３２６，３２
８と３３０に関してなされているが、明らかに本
発明の趣旨から逸脱しないならば任意の個数のス
イツチが各コードスイツチに利用されてもよい。
更に演奏者が種々の異なつ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、数個の
コードスイツチを一列にキーボード状に配列する
ことができる。数個のコードスイツチが一列にキ
ーボード状に配列された場合、第２の支持層３４
４、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ツチ全てに対し同じもので
もよい。

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
からある信号は異なつ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３４
２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
う半導体層３８８を有している。

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。

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図の圧力変換器は堅い基体部材４１
２、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。

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の周囲の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４１８，４
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。

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、半導体層４
４６を円形接点パド４４０を含む第１の導体４３
６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、半導体層４４８を、接点パド４４
２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。

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図においてスペーサー４２０
は、柔軟な基体４１４の下部４１６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貼着テープであ
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をその周囲全体亘につて
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
柔軟な基材部材の上部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
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
の接点パド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実施例
が示されていて堅い基体４１２、柔軟な基体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
実施例のように柔軟な基体部材４６０の下部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４６２に中心に位
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。適当な半導体層４８
０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
ために、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。

上述した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５
００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５０４、ダイヤフ
ラムがチヤンバ５０４に向つて内側に向くように
チヤンバ５０４の端に配置した圧力変換器５０６
からなる。プラグ５０１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４２８，４７２に、
あるいは、後に説明する第２１図のコネクタ５３
２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５１６により作り出
される楽音の例えば音量をチヤンバ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５
１４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。

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（shunt
support）を形成するだけであるので、後述する
ように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。

この実施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は
さみ込まれている。

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５
４０，５５０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５４０，５５
０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、
たとえば円形で配列の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導体部材は第
１と第２のの接点部材間の分路として働らく。

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。

今までの実施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。本発明は、MOS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
ツチスイツチ装置を提供する。

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。スイツチ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。本発明の目的を達成するためスイツチ６
１４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。

実施例においては好ましくは、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６
４６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６５２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。

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
上面に半導体層を設け別の可変抵抗を形成するこ
とができる。

本発明により開示された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
んど同時に閉じるか、実際には第４の導体層６３
８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。

もちろん本発明の範囲、精神から逸脱しないか
ぎりこの２重機能を有するタツチスイツチ装置は
任意の異なる方法で作られる。実施例では２重機
能を有するタツチスイツチについて説明したが、
多重機能のタツチスイツチ装置を形成するため２
個以上のスイツチを重ね合せて、単一のタツチス
イツチ装置としてもよい。そのスイツチ装置は本
発明の実施例において説明した同様の方法で作ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の原理を説明する
ための図で、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
チの平断面図、第２図は感圧アナログスイツチの
好ましい平断面図、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平断面図、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、第５図はバウンスの生じ
ないスイツチ装置の側断面図、第６図は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グラフ、第７
図は第５図に示されるバウンスの生じないスイツ
チの出力を示す図、第８図は唯一の半導体層を有
するバウンスの生じないスイツチの側断面図であ
る。第９図は本発明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２個の横に並んだスイツチの他の実施例
の分解部分絵画略図である。第１２図は本発明基
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１３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
列を示す平面図である。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圧力変換器の第２の
実施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図および第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２１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
本発明の一実施例に基づく２重積重スイツチの動
作を示す概略図である。第２３図は本発明の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……半導体層、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 上面を有する第１の支持部材と、第１の支持
   部材の上面に配置されお互いに隣接しているが離
   隔する複数の電気的に絶縁した導体セグメントを
   有する少くとも１つの多重セグメント導体層と、
   上面および底面を有する第２の支持部材と、多重
   セグメント導体層に対向しかつ離隔して第２の支
   持部材の底面に配置された単一の導体層と、多重
   セグメント導体層から単一の導体層を離隔するた
   め多重セグメント導体層間および第１と第２の支
   持部材間に配置されたスペーサとからなり、前記
   第２の支持部材と単一の導体層は圧力の印加に応
   答して弾性変形可能であり、単一の導体層は圧力
   の印加に応答して少くとも１つの多重セグメント
   と電気的接触をし、前記単一の導体層は第２の支
   持部材の底面に配置された導体層と、多重セグメ
   ント導体層に面するように導体層上に配置された
   半導体層とからなることを特徴とる多重タツチス
   イツチ装置。 ２ 上面を有する第１の支持部材と、第１の支持
   部材の上面に配置されお互いに隣接しているが離
   隔している複数の電気的に絶縁された導体セグメ
   ントを有する少くとも１つの多重セグメント導体
   層と、上面および底面を有する第２の支持部材
   と、第２の支持部材の底面に配置されかつ複数の
   導電領域を有する導体層と、抵抗網と、多重セグ
   メント導体層から導体層を離隔するため多重セグ
   メント導体層間および第１と第２の支持部材間に
   配置されたスペーサとからなり、前記導電領域は
   導体セグメントの１つと対向して配置され、前記
   第２の支持部材と導体層は圧力の印加に応答して
   弾性変形可能であり、抵抗網は圧力が印加された
   場合電気的に絶縁された導体セグメントと導電領
   域間を電気的に接続することを特徴とする多重タ
   ツチスイツチ装置。 ３ 上面を有する第１の支持部材と、それぞれ圧
   力の印加に応答する互いに横方向に離隔して配置
   された複数の導体セグメントと、上面及び底面を
   有する第２の支持部材と、導体セグメントに離隔
   して対向する第２の支持部材の底面に配置された
   単一の導体層と、導体セグメントから単一の導体
   層を離隔するため導体セグメント間の第１と第２
   の支持部材間に配置されたスペーサとからなり、
   前記第２の支持部材と単一の導体層は単一の導体
   層が圧力の印加に応答して導体セグメントの少く
   とも１つと電気的接触関係になるように弾性変形
   可能であり、前記単一の導体層は第２の支持部材
   の底面に配置された導体層と、導体セグメントに
   面するように導体層上に配置された半導体層とか
   らなることを特徴とする多重タツチスイツチ装
   置。 ４ 上面を有する第１の支持部材と、圧力の印加
   に応答する互いに横方向に離隔して配置された複
   数の導体セグメントと、上面および底面を有する
   第２の支持部材と、導体セグメントに離隔して対
   向する第２の支持部材の底面に配置された単一の
   導体層と、導体セグメントから単一の導体層を離
   隔するため導体セグメント間の第１と第２の支持
   部材間に配置されたスペーサとからなり、前記導
   体セグメントは第１の支持部材の上面に配置され
   た導体層に配置された半導体層とからなり、前記
   第２の支持部材と単一の導体層は圧力の印加に応
   答して弾性変形可能であり、単一の導体層は圧力
   の印加に応答して少くとも１つの導体セグメント
   と電気的接触することを特徴とする多重タツチス
   イツチ装置。 ５ 上面を有する第１の支持部材と、第１の支持
   部材の上面に配置された第１の導体層と、上面と
   第１の支持部材の上面に面する底面とを有しかつ
   第１の支持部材から離隔した第２の支持部材と、
   第１の導体層に離隔して対向しかつ第２の支持部
   材の底面に固定された第２の導体層と、第２の支
   持部材上の上面に配置された第３の導体層と、上
   面と第２の支持部材の上面に離隔して対向する底
   面とを有する第３の支持部材と、第３の支持部材
   の底面に配置されかつ第３の導体層に離隔して対
   向する第４の導体層とからなり、第１と第２の導
   体層は第１のスイツチを形成し、第３と第４の導
   体層は第２のスイツチを形成し、第１と第２の導
   体層の少くとも１つは第１と第２の支持部材の一
   方に取り付けられた導体層と導体層上に固定され
   かつ第１と第２の支持部材に離隔対向して配置さ
   れた半導体層とからなり、第２と第３の支持部材
   は少くとも弾性変形可能であり、縦方向の力の印
   加に応答して第１と第２の導体層間及び第３と第
   ４の導体層間を電気的に接触させるように第１と
   第２のスイツチが積重して配置されたことを特徴
   とする２重機能のタツチスイツチ装置。 ６ 単一の縦方向の接触力に応答して閉じるため
   積重された複数のタツチスイツチからなり、各々
   のタツチスイツチは第１の導体層と第１の導体層
   に離隔対向して配置された第２の導体層とからな
   り、第１と第２の導体層の少くとも１つは弾性変
   形可能で接触力の印加により第１と第２の導体層
   の他の一方と電気的に接触し、積重配置されたタ
   ツチスイツチは電気的に独立していることを特徴
   とする多重機能タツチスイツチ。