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技術 反力発生装置及び電子楽器の鍵盤装置

出願人 ヤマハ株式会社
発明者 播本寛大須賀一郎
出願日 2015年8月24日 (6年4ヶ月経過) 出願番号 2015-164766
公開日 2017年3月2日 (4年9ヶ月経過) 公開番号 2017-045525
状態 特許登録済
技術分野 接点の操作機構 ロータリ,ピアノ,レバースイッチ 電気楽器 オルガン 押釦スイッチ
主要キーワード 押圧行程 座屈位置 発生反力 ストローク区間 カーボン部分 駆動行程 パッドスイッチ 湾曲形
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図面 (7)

課題

押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせる。

解決手段

押圧行程において、外ドームDoutの変形が始まった後、内ドームDinの先端部21が基面93aに当接すると内ドームDinが変形を開始する。クリック発生部CLの直線的で一様の肉厚の肉部25は、アフターストロークAFの肉部23の最小厚みに対して同厚以下である。中心線C0(押圧方向)に対して、肉部25の傾斜の度合いは肉部23よりも大きい(θc>θa)。アフターストローク部AFが大きく変形するよりも先に、クリック発生部CLは座屈によって反力急減することでクリック感を発生させる。

概要

背景

従来、弾性ドーム弾性変形によって操作に対する反力を発生させる反力発生装置が知られている。例えば、下記特許文献1では、電子楽器鍵盤装置における鍵操作の検出スイッチにラバードームが適用される。外ドームや内ドームのスカートを構成する壁部の厚みを場所によって異ならせることで、押鍵ストロークにおける異なる位置で反力ピークを発生させる反力発生部を複数設けている。これら複数の反力発生部の特性を合成することで所望の反力特性が実現される。

概要

押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせる。押圧行程において、外ドームDoutの変形が始まった後、内ドームDinの先端部21が基面93aに当接すると内ドームDinが変形を開始する。クリック発生部CLの直線的で一様の肉厚の肉部25は、アフターストローク部AFの肉部23の最小厚みに対して同厚以下である。中心線C0(押圧方向)に対して、肉部25の傾斜の度合いは肉部23よりも大きい(θc>θa)。アフターストローク部AFが大きく変形するよりも先に、クリック発生部CLは座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドームと前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する内ドームとを有し、前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置であって、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記内ドームの先端部が前記基面に当接すると前記内ドームが変形を開始し、前記内ドームは、その一部を構成する要素として、いずれも前記押圧方向に対して傾斜したアフターストローク部及びクリック発生部を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、 前記クリック発生部は前記アフターストローク部よりも先に変形量の急増を生じさせるものであり、 前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増する ことを特徴とする反力発生装置。

請求項2

前記クリック発生部は、その一端部が前記アフターストローク部に接続され、その両端部の間の肉部が前記押圧方向に対して傾斜する度合いは前記アフターストローク部の傾斜の度合いよりも大きい ことを特徴とする請求項1記載の反力発生装置。

請求項3

前記クリック発生部は、前記押圧方向に平行な断面において前記両端部の間の肉部が直線を成し且つ一様の肉厚であることを特徴とする請求項2記載の反力発生装置。

請求項4

前記クリック発生部の前記一様の肉厚は、前記アフターストローク部の肉部の最小厚みに対して同厚以下であることを特徴とする請求項3記載の反力発生装置。

請求項5

前記押圧方向に平行な断面において、前記アフターストローク部の肉部の厚みは徐々に変化していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の反力発生装置。

請求項6

いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドームと前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する内ドームとを有し、演奏操作によって前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器鍵盤装置であって、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記内ドームの先端部が前記基面に当接すると前記内ドームが変形を開始し、前記内ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、前記押圧行程において前記内ドームが発生させる反力の最大ピークは、前記内ドームの前記先端部が前記基面に当接してから演奏操作終了までの内ドームストロークにおける前半に位置することを特徴とする電子楽器の鍵盤装置。

請求項7

前記内ドームは、その一部を構成する要素としてアフターストローク部をさらに含み、前記押圧行程において、前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増することを特徴とする請求項6記載の電子楽器の鍵盤装置。

請求項8

前記押圧行程において前記クリック発生部が座屈した後に前記内ドームが発生させる反力の最小ピークは、前記内ドームストロークにおける前半に位置することを特徴とする請求項6または7記載の電子楽器の鍵盤装置。

請求項9

前記内ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための一対の電気的接点部が構成されることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に電子楽器の鍵盤装置。

請求項10

いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドームと前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する複数の内ドームとを有し、演奏操作によって前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記各内ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための一対の電気的接点部が構成され、非演奏操作時において、前記複数の内ドームの各先端部と前記基面との間隔は内ドームごとに異なっており、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各内ドームが変形を開始し、前記押圧行程において、前記先端部が最後から2番目に前記基面に当接する内ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させることを特徴とする電子楽器の鍵盤装置。

請求項11

いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドームと前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する2つの内ドームとを有し、演奏操作によって前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記各内ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための一対の電気的接点部が構成され、非演奏操作時において、前記2つの内ドームの各先端部と前記基面との間隔は互いに異なっていて、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各内ドームが変形を開始し、前記押圧行程において、前記先端部が2番目に前記基面に当接する内ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させることを特徴とする電子楽器の鍵盤装置。

請求項12

前記クリック発生部を一部に含んだ前記内ドームは、その一部を構成する要素としてアフターストローク部をさらに含み、前記押圧行程において、前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増することを特徴とする請求項10または11記載の電子楽器の鍵盤装置。

技術分野

0001

本発明は、弾性ドーム弾性変形によって操作に対する反力を発生させる反力発生装置及び電子楽器鍵盤装置に関する。

背景技術

0002

従来、弾性ドームの弾性変形によって操作に対する反力を発生させる反力発生装置が知られている。例えば、下記特許文献1では、電子楽器の鍵盤装置における鍵操作の検出スイッチにラバードームが適用される。外ドームや内ドームのスカートを構成する壁部の厚みを場所によって異ならせることで、押鍵ストロークにおける異なる位置で反力ピークを発生させる反力発生部を複数設けている。これら複数の反力発生部の特性を合成することで所望の反力特性が実現される。

先行技術

0003

特開平6−251652号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、アクション機構のあるアコスティックピアノにおいては、打弦タイミング直前クリック感が生じる。電子楽器の鍵盤装置においても、押鍵ストローク中の発音タイミングキーオン)の直前に対応する位置でクリック感があると、好ましい操作感触となる。

0005

しかしながら、押鍵検出機構にラバードームのスイッチを適用した鍵盤装置においては、通常、スカートの壁部の変形は湾曲した領域から始まってそこから徐々に変形が拡大していく。そのため、反力ピークが明瞭に生じにくく、クリック感を作り出すことは困難である。仮に反力ピークが生じるとしても、その位置は発音タイミングに適切に対応させないと違和感のある感触となるため、クリック感を設ける位置は正確である必要がある。

0006

なお、クリック感のような反力変化は、鍵盤装置に限らず、各種の装置においても有用な場合があり、反力変化の特性や発生位置は、各装置の操作子に応じて適切に定めることが求められる。

0007

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために本発明の請求項1の反力発生装置は、いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドーム(Dout)と前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する内ドーム(Din)とを有し、前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置(10)であって、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記内ドームの先端部が前記基面に当接すると前記内ドームが変形を開始し、前記内ドームは、その一部を構成する要素として、いずれも前記押圧方向に対して傾斜したアフターストローク部(AF)及びクリック発生部(CL)を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、前記クリック発生部は前記アフターストローク部よりも先に変形量の急増を生じさせるものであり、前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増することを特徴とする。

0009

上記目的を達成するために本発明の請求項6の電子楽器の鍵盤装置は、いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドームと前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する内ドームとを有し、演奏操作によって前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記内ドームの先端部が前記基面に当接すると前記内ドームが変形を開始し、前記内ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、前記押圧行程において前記内ドームが発生させる反力の最大ピークは、前記内ドームの前記先端部が前記基面に当接してから演奏操作終了までの内ドームストロークにおける前半に位置することを特徴とする。

0010

上記目的を達成するために本発明の請求項10の電子楽器の鍵盤装置は、いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドームと前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する複数の内ドームとを有し、演奏操作によって前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記各内ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための一対の電気的接点部が構成され、非演奏操作時において、前記複数の内ドームの各先端部と前記基面との間隔は内ドームごとに異なっており、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各内ドームが変形を開始し、前記押圧行程において、前記先端部が最後から2番目に前記基面に当接する内ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させることを特徴とする。

0011

上記目的を達成するために本発明の請求項11の電子楽器の鍵盤装置は、いずれも弾性部材で構成され、基面から離れる方向に膨出する部分を有する外ドームと前記外ドームの内側に形成されて前記外ドームとは逆側に膨出する2つの内ドームとを有し、演奏操作によって前記外ドームが押圧される押圧行程において前記外ドーム及び前記内ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記各内ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための一対の電気的接点部が構成され、非演奏操作時において、前記2つの内ドームの各先端部と前記基面との間隔は互いに異なっていて、前記押圧行程において、前記外ドームの変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各内ドームが変形を開始し、前記押圧行程において、前記先端部が2番目に前記基面に当接する内ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧行程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させることを特徴とする。

0012

なお、上記括弧内の符号は例示である。

発明の効果

0013

本発明の請求項1によれば、例えば、押圧ストロークの前半で確実にクリック感を発生させ、その後、確実にアフターストローク区間を設けることができ、また、座屈によって明確なクリック感を発生させるとともに、その間、アフターストローク部は変形させないようにすることができる。よって、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。

0014

請求項7、12によれば、クリック発生部の座屈によって明確なクリック感を発生させるとともに、その座屈の間、アフターストローク部は変形させないようにすることができる。よって、クリック感を確実に生じさせることができる。請求項4によれば、押圧行程において、アフターストローク部の急激な変形よりも先に、クリック発生部の座屈を確実に生じさせることができる。請求項5によれば、押圧行程において、クリック感発生後のアフターストローク部が発生させる反力を徐々に大きくでき、反力の最小ピークを作り出すことができる。また、アフターストローク部での反力増加を穏やかにすることができ、クリック発生部で発生するクリックをより際立たせることができるので、クリック感も明瞭にすることができる。

0015

本発明の請求項6によれば、内ドームの先端部が基面に当接してから演奏終了までの前半で反力ピークを迎えるので、反力ピークから演奏終了までのストロークを大きく取ることができ、クリック感をより明確にすることができる。よって、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。

0016

請求項8によれば、ストロークの前半で明確なクリック感発生を完了させることができ、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を確実に生じさせることができる。請求項9によれば、内ドームに操作検出機能を持たせつつ、クリック感も発生させることができ、演奏操作に対するクリック感の発生機能と操作検出機能とを反力発生装置に持たせることができる。

0017

本発明の請求項10、11によれば、内ドームに操作検出機能を持たせつつ、クリック感も発生させることができ、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。

図面の簡単な説明

0018

第1の実施の形態に係る反力発生装置が適用される電子楽器の鍵盤装置の一部を示す模式図(図(a)、(b))である。
鍵スイッチの縦断面図(図(a))、内ドームの反力特性を示す図(図(b))である。
鍵スイッチの押圧行程における変形の遷移を示す図である。
第2の実施の形態におけるスイッチ数が2つ、3つの鍵スイッチの縦断面図(図(a)、(b))、第3の実施の形態における鍵スイッチの縦断面図(図(c))である。
鍵スイッチの押圧行程における変形の遷移を示す図である。
従来の鍵スイッチにおいて、押圧行程における内ドームの変形の遷移を示す図である。

実施例

0019

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

0020

(第1の実施の形態)
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る反力発生装置が適用される電子楽器の鍵盤装置の一部を示す模式図である。この鍵盤装置は、複数の演奏操作子として鍵92を有する。ただし、図1(a)では代表して1つの鍵92のみを図示している。鍵92の下方に基板93が配設され、基板93上に、反力発生装置としての鍵スイッチ10が配設される。押下操作されると鍵92は支点91を中心に回動し、鍵スイッチ10を駆動する。鍵スイッチ10を駆動することにより、不図示の楽音発生部により楽音信号が発生されるとともに、詳細は後述するように、鍵92に対して反力が付与される。この反力により、演奏者はアコースティックピアノのような弾き応え感じる。

0021

なお、鍵スイッチ10を駆動する駆動体としては鍵92に限られず、ハンマであってもよい。例えば、図1(b)に示すように、ハンマ95が、鍵92に対して駆動伝達部94で常に係合し、鍵92からの駆動力がハンマ95へ伝達可能になっている。ハンマ95は、支点98で回動自在に配設される。基板93はハンマ95の上方に配置され、基板93の下面に鍵スイッチ10が配設される。鍵92が押下操作されると、駆動伝達部94を通じてハンマ95が駆動され、ハンマ95が支点98を中心に回動し、鍵スイッチ10を駆動する。なお、基板93と鍵スイッチ10の配設位置は、ハンマ95の上方に限らず、ハンマ95の下方であって駆動伝達部94と支点98との間の下方であってもよい。

0022

ところで、鍵スイッチ10は、可動接点固定接点とで1つの接点スイッチを構成する従来型構成を基本とする。図2図3では、鍵92に対応するスイッチ数が1つである1メイク型の鍵スイッチ10を例にとって説明する。

0023

図2(a)は、鍵スイッチ10の縦断面図である。鍵スイッチ10は、ベース部11、外ドームDout、内ドームDinから構成され、カーボン部分を除きラバー等の弾性部材で一体に形成される。外ドームDoutは、駆動体96によって押圧駆動される頭部12を有する。駆動体96には、鍵92やハンマ95が該当する。図2(a)における中心線C0は、駆動体96による押圧方向と略平行である。なお、厳密には、押圧方向は押圧駆動行程において逐次変化し得るが、駆動体96が頭部12に接した瞬間、あるいは後述する内ドームDinが反力ピークを発生させる瞬間で定義してもよい。あるいは、駆動体96と当接する頭部12の当接面である上面が平坦であるとして、頭部12の上面に直交する方向を押圧方向と定義してもよい。中心線C0の軸線方向から見て、外ドームDout及び内ドームDinは同心の円形であり、それらの中心を中心線C0が通る。ベース部11の外郭形状は任意であるが、例えば矩形である。

0024

駆動体96による押圧行程(押鍵往行程に相当)において、外ドームDoutの頭部12が押圧され、外ドームDout及び内ドームDinの弾性変形によって、押圧に対する反力が発生する。この反力が、押鍵操作に対する反力となって押鍵感触として作用する。

0025

ベース部11が基板93に固着され、外ドームDoutは、基板93の基面93aから離れる方向にベース部11から膨出する。内ドームDinは、外ドームDoutの内側に形成されて、外ドームDoutとは逆側(基面93aに近づく方向)に膨出する。ベース部11と頭部12との間は湾曲部を有するスカート部13によって接続される。頭部12の先端は平坦である。

0026

内ドームDinは、その一部を構成する要素として、主としてクリック感を発生させる役割を果たすクリック発生部CLと、主としてクリック発生後の反力変化を特性付ける役割を果たすアフターストローク部AFと、先端部21とを含んでいる。クリック発生部CLは、接続部24にてアフターストローク部AFに接続されている。接続部24はクリック発生部CLの一端部であり、アフターストローク部AFの一端部でもある。クリック発生部CLはまた、接続部26にて外ドームDoutに接続されている。接続部26はクリック発生部CLの他端部でもある。接続部26は、外ドームDoutの頭部12とスカート部13との接続領域の一部でもある。アフターストローク部AFは、接続部22にて先端部21に接続されている。

0027

先端部21の先端面は基面93aに平行に対向する平坦面であり、この平坦面にはカーボン等の導電材で成る可動接点27が形成されている。可動接点27に対向する基面93aの領域にはカーボン等の導電材で成る固定接点97が形成されている。可動接点27及び固定接点97で、一対の電気的接点部が構成される。両者の導通によって、押圧操作が検出される(ここでは演奏操作におけるキーオン検出)。なお、本電子楽器は不図示のCPUや楽音発生部を有し、鍵スイッチ10の検出信号はCPUに与えられて、検出に応じたタイミングで楽音発生部から楽音発生がなされる。

0028

ここで、押圧行程において、駆動体96による押圧終了位置は決まっているとする。例えば、鍵92やハンマ95の回動終了を規定する不図示のストッパによって押圧終了位置は規定される。押圧行程において先端部21が基面93aに当接してから押圧終了(演奏操作終了)までのストロークを「内ドームストローク」と称する。鍵92の押鍵ストロークに対して、内ドームストロークは押鍵ストロークの後半の領域に相当する。このようにすることで、アコースティックピアノのような、押鍵ストロークの後半にクリック感を付与することができる。

0029

本実施の形態では、内ドームDinに形状上の工夫を施し、押圧行程において、クリック発生部CLがアフターストローク部AFよりも先に変形量の急増を生じさせるようにする。具体的には、押圧行程において、クリック発生部CLは座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、その後に、アフターストローク部AFの変形量が急増するようにする。そのための詳細な構成について説明する。

0030

まず、クリック発生部CLについては、中心線C0に平行な断面において両端部(接続部24、26)の間の肉部25が直線を成し、且つ肉部25は一様の肉厚である。アフターストローク部AFについては、接続部24と接続部22との間の肉部23は、接続部24から先端部21に近くなるにつれて徐々に肉厚が厚くなっている。ただし、クリック発生部CLの肉部25の一様の肉厚は、アフターストローク部AFの肉部23の最小厚みに対して同厚以下である。

0031

また、肉部23、25の傾斜角度を各々の厚み方向における中心で捉えるとすれば、クリック発生部CL及びアフターストローク部AFはいずれも、中心線C0(押圧方向)に対して傾斜している。クリック発生部CLの肉部25の押圧方向に対する傾斜の度合いはアフターストローク部AFの肉部23よりも大きい。すなわち、肉部23が中心線C0と成す鋭角はθa、肉部25が中心線C0と成す鋭角はθcであり、θc>θaとなっている。

0032

図2(b)は、内ドームDinの反力特性を示す図である。横軸は、内ドームストロークにおける位置、縦軸は反力を示す。上側の曲線L1は往行程(往鍵行程)、下側の曲線L2は復行程離鍵行程)を示す。

0033

内ドームストロークの始点位置ST0で先端部21が基面93aに当接すると内ドームDinは反力を発生させ始める。反力は直ぐに大きくなるが、位置ST1でクリック発生部CLが座屈することにより反力は急減する。これにより、反力の最大ピークが生じる。クリック発生部CLによる反力は急減した後、小さいままであるが、アフターストローク部AFの反力は増加し始める。両者の合力による反力の最小ピークが位置ST2で生じ、その後の反力上昇は主としてアフターストローク部AFに依存する。押圧終了位置STEまで反力は緩やかに上昇していく。最小ピークの値は、最大ピークの値の半分以下となっている。

0034

ここで、位置ST1及び位置ST2はいずれも、内ドームストローク(ST0〜STE)における前半分の領域(位置STEより位置ST0に近い側)に位置する。これは、位置ST2以降のアフターストロークの反力変化を十分に確保するためである。アフターストロークがない、あるいは小さいと、クリックの直後にストロークが終わってしまい、クリック感が不明瞭になるからである。なお、鍵92の押鍵ストロークが10mmであるとして、内ドームストロークの始点位置ST0は、鍵92の押鍵ストローク中においては、非操作位置から70%(7mm程度)の位置に相当している。位置ST0、ST1、ST2のこのような設定により、押鍵においてクリック感が欲しいストローク位置に位置ST1が対応することになる。しかも、最大ピークの直後に最小ピークが生じるので、その後のアフターストロークと相まって、押鍵ストロークのわずか30%の範囲であっても明確なクリック感が得られる。

0035

図3(a)〜(f)は、鍵スイッチ10の押圧行程における変形の遷移を示す図である。非演奏操作時である非押圧状態図3(a))から頭部12が押圧されると、まず、外ドームDoutのスカート部13が変形し始める。そして、内ドームDinの先端部21が基面93aに当接すると(図3(b))、内ドームDinが圧縮されて反力を発生し始め、押圧の継続により、内ドームDinの反力は増加していく(図3(c)、図2(b)の位置ST0〜ST1)。

0036

次に、受ける圧縮力が一定以上に達すると、クリック発生部CLが座屈変形する。内ドームDinの反力は最大ピーク(図2(b)の位置ST1)を生じさせて急減する(図3(d))。これによりクリック感が生じる。クリック発生部CLがアフターストローク部AFよりも先に大きく変形するのは上記した構成の違いによる。まず、クリック発生部CLの肉部25は直線を成し、湾曲していないため、湾曲部から変形が徐々に始まる従来の構成とは異なり、変形は座屈という急激な変形態様をとる。さらに、クリック発生部CLの肉部25の肉厚は、アフターストローク部AFの肉部23の最小厚みに対して同厚以下で、しかも、肉部25の押圧方向に対する傾斜の度合いは肉部23よりも大きい。そのため、厚くなく傾斜が大きい肉部25が圧縮力に耐えきれず先に変形を開始する。

0037

クリック発生部CLが座屈するまではアフターストローク部AFは未だ大きな変形をしていないが、クリック発生部CLが座屈した直後から変形量が急激に大きくなる(図3(e))。特に、既にクリック発生部CLが大きな変形を開始したことから、アフターストローク部AFは接続部24から巻き込まれるように変形を開始する。しかも、肉部23は、接続部24に近いほど薄いので、接続部24に近い肉薄の側から変形が広がっていく。従って、アフターストローク部AFの発生反力変形開始当初は小さいが、変形が厚い部分に移るにつれて発生反力が大きくなっていく。内ドームDinによる発生反力が上昇に転じると、その時点で反力の最小ピークが生じる(図2(b)の位置ST2)。これにより、クリック感が明瞭になる。その後、主としてアフターストローク部AFの反力が徐々に大きくなり、やがて内ドームストロークの終了位置まで押圧される(図3(f))。

0038

ここで、内ドームDinの変形の態様につき、従来構成と対比する。図6(a)〜(c)は、従来の鍵スイッチにおいて、押圧行程における内ドームの変形の遷移を示す図である。図6(d)は、内ドームの反力特性を示す図である。

0039

従来構成の内ドーム100は明瞭な湾曲部を有しており、湾曲部から変形が徐々に始まり、全体に広がっていく(図6(a)〜(c))。従って、変形は座屈のような急激な態様とならず、反力は緩やか上昇する(図6(d))。このように、従来構成ではクリック感に相当する反力は発生しない。

0040

本実施の形態では、クリック発生部CL及びアフターストローク部AFに大きな湾曲形状(R形状)がないことにより、変形開始は座屈という態様をとりやすく、厚みや傾斜角度によってクリック発生部CLの座屈が先に生じるよう設計している。また、押圧方向に対してクリック発生部CLに傾斜を設けていることで、ストローク中の座屈位置を所望位置に設計しやすい。

0041

本実施の形態によれば、押圧行程において、クリック発生部CLがアフターストローク部AFよりも先に変形量の急増を生じさせるので、押圧ストロークの前半で確実にクリック感を発生させ、その後、確実にアフターストローク区間を設けることができる。よって、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。また、クリック発生部CLの座屈後にアフターストローク部AFの変形量が急増するので、座屈によって明確なクリック感を発生させるとともに、その間、アフターストローク部は変形させないようにすることができる。よって、クリック感を確実に生じさせることができる。

0042

また、クリック発生部CLの肉部25の肉厚は、アフターストローク部AFの肉部23の最小厚みに対して同厚以下であるので、アフターストローク部AFの急激な変形よりも先に、クリック発生部CLの座屈を確実に生じさせることができる。押圧方向に平行な断面において、アフターストローク部AFの肉部23の厚みは徐々に変化しているので、押圧行程において、クリック感発生後のアフターストローク部AFが発生させる反力を徐々に大きくでき、反力の最小ピークを作り出すことができる。従って、クリック感を明瞭にすることができる。

0043

また、押圧行程において内ドームDinが発生させる反力の最大ピークは内ドームストローク(ST0〜STE)における前半に位置する。しかも、内ドームDinが発生させる反力の最小ピークも、最大ピークの直後であって、内ドームストロークにおける前半に位置する。また、内ドームの先端部が基面に当接してから演奏終了までの前半で反力ピークを迎えるので、反力ピークから演奏終了までのストロークを大きく取ることができ、クリック感をより明確にすることができる。よって、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。特に、このような効果を得る上で、外ドームDoutではなく内ドームDinで反力を発生させることが大きな意義を果たしている。すなわち、外ドームDoutでは、スイッチがオンされる前から変形が始まるので、スイッチがオンされたときには既に反力が発生してしまっているため、スイッチオン後に反力ピークを発生させることは困難である。これに対し、内ドームDinであればスイッチオン後に反力ピークを発生させることが容易に実現可能である。

0044

また、本実施の形態では、反力発生装置が鍵スイッチ10として構成されて電子楽器に適用され、可動接点27及び固定接点97で、押鍵操作を検出するための一対の電気的接点部が構成されたので、演奏操作に対するクリック感の発生機能と操作検出機能とを反力発生装置に持たせることができる。

0045

(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、鍵92に対応するスイッチ数は1つとしたが、本発明の第2の実施の形態では複数とする。

0046

図4(a)、(b)はそれぞれ、スイッチ数が2つ、3つの鍵スイッチ10の縦断面図である。詳細は図示しないが、各スイッチSWの可動接点と、それに対応して基面93aに設けられた固定接点とで、一対の電気的接点部を構成している。各スイッチSWの配列方向は、例えば鍵92の長手方向と同じである。

0047

図4(a)では、2つのスイッチSW1、SW2を有する2メイク型の鍵スイッチを示している。各スイッチSW1、SW2の突出高さ(先端と基面93aとの間隔)は互いに異なっており、押鍵の往行程においてスイッチSW1、SW2の順番でメイクする。第1の実施の形態で説明した鍵スイッチ10の特に内ドームDinの特徴は、最初から2番目にメイクするスイッチSW2に適用される。

0048

図4(b)では、3つのスイッチSW1、SW2、SW3を有する3メイク型の鍵スイッチを示している。各スイッチSWの突出高さは互いに異なっており、押鍵の往行程においてスイッチSW1、SW2、SW3の順番でメイクする。第1の実施の形態で説明した鍵スイッチ10の特に内ドームDinの特徴は、最後から2番目にメイクするスイッチSW2に適用される。

0049

図4(a)、(b)のいずれの例の場合も、スイッチSW2の内ドームDinが発生させる反力の最大ピークが、アコースティックピアノにおける押鍵ストロークにおけるクリック感が生じるストローク位置に発生するように、内ドームDinを構成する。これにより、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。

0050

(第3の実施の形態)
第1の実施の形態では、内ドームDinにおいて、アフターストローク部AFは先端部21に連接し、クリック発生部CLは外ドームDoutに連接する構成であった。本発明の第3の実施の形態では、クリック発生部CLとアフターストローク部AFとの位置関係を逆にする。

0051

図4(c)は、第3の実施の形態における鍵スイッチ10の縦断面図である。外ドームDoutの構成は第1の実施の形態と同様である。内ドームDinにおいて、クリック発生部CLは、接続部34にてアフターストローク部AFに接続されている。接続部34はクリック発生部CLの一端部であり、アフターストローク部AFの一端部でもある。クリック発生部CLはまた、接続部32にて先端部21に接続されている。アフターストローク部AFは、接続部36にて外ドームDoutに接続されている。接続部36は、外ドームDoutの頭部12とスカート部13との接続領域の一部でもある。

0052

クリック発生部CLについては、中心線C0に平行な断面において両端部(接続部34、32)の間の肉部33が直線を成し、且つ肉部33は一様の肉厚である。アフターストローク部AFについては、接続部34と接続部36との間の肉部35は、接続部34から接続部36に近くなるにつれて徐々に肉厚が厚くなっている。ただし、クリック発生部CLの肉部33の一様の肉厚は、アフターストローク部AFの肉部35の最小厚みに対して同厚以下である。

0053

また、クリック発生部CL及びアフターストローク部AFはいずれも、中心線C0(押圧方向)に対して傾斜している。クリック発生部CLの肉部33の押圧方向に対する傾斜の度合いはアフターストローク部AFの肉部35よりも大きい。すなわち、肉部33が中心線C0と成す鋭角はθa、肉部35が中心線C0と成す鋭角はθcであり、θc>θaとなっている。

0054

図5(a)〜(f)は、鍵スイッチ10の押圧行程における変形の遷移を示す図である。本実施の形態でも第1の実施の形態と基本的に同様である。主な動作について述べると、内ドームDinの先端部21が基面93aに当接し、内ドームDinにかかる荷重が一定以上に達すると、クリック発生部CLは、アフターストローク部AFよりも先に大きく変形する(図5(a)〜(d))。すなわち、反力の最大ピークを生じさせて座屈変形する。アフターストローク部AFは、クリック発生部CLが座屈した直後から変形量が急激に大きくなる(図5(e))。その際、アフターストローク部AFの肉部35は接続部34に近いほど薄いので、肉部35は接続部34に近い肉薄の側から巻き込まれるように変形が広がっていく。内ドームDinの発生反力は最小ピークを迎え、その後、主としてアフターストローク部AFの反力が徐々に大きくなり、やがて内ドームストロークの終了位置まで押圧される(図5(f))。

0055

このように、本実施の形態では、押圧ストローク中の適切な位置で明瞭なクリック感を生じさせることに関し、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

0056

なお、本実施の形態の構成を第2の実施の形態(図4(a)、(b))に適用する場合は、図4(c)の内ドームDinの構成をスイッチSW2に適用する。

0057

なお、上記各実施の形態において、アフターストローク部AFの肉部23、35の厚みの変化方向について、当該厚みはクリック発生部CLに近い側ほど薄い構成であった。しかし、クリック発生部CLが先に大きく変形した後、アフターストローク部AFの反力が徐々に大きくなるようにする観点からは、厚みの変化方向を例示とは逆にしてもよい。

0058

なお、鍵スイッチ10が配設される場所は基板面に限られない。反力発生機能だけを得る場合は、反力発生装置を操作検出機能のある鍵スイッチ10として構成することは必須でない。操作検出機能を省いた場合、基面は、押圧力に抗する面であればよい。従って、基面は反力発生装置の構成の一部として構成してもよいし、あるいは、反力発生装置が取り付けられる場所の面を基面に利用してもよい。

0059

なお、上記各実施の形態において、駆動体96は操作子の操作によって外ドームDoutの頭部12を押圧する構成であればよく、リズムマシンパッドスイッチ等、鍵盤楽器以外の楽器にも適用できる。さらに、操作子は演奏操作子に限られず、設定操作子であってもよい。また、電子楽器以外の装置にも本発明を適用可能である。

0060

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

0061

10鍵スイッチ(反力発生装置)、 21 先端部、 Din 内ドーム、 Dout 外ドーム、 CLクリック発生部、AFアフターストローク部、 24、26、32、34 接続部、 23、25、33、35 肉部、 93a 基面

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