JP2018163258A - Reaction force generating device and keyboard unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反力発生装置および鍵盤装置に関する。 The present invention relates to a reaction force generator and a keyboard device.
アコースティックピアノにおいては、アクション機構の動作により、鍵を通して演奏者の指に所定の感覚(以下、タッチ感という)を与える。アコースティックピアノにおいては、ハンマでの押鍵のためにアクション機構を必要とする。一方、電子鍵盤楽器においては、センサにより押鍵を検出するため、アコースティックピアノのようなアクション機構を有しなくても発音が可能である。アクション機構を用いない電子鍵盤楽器および簡易的なアクション機構を用いた電子鍵盤楽器のタッチ感は、アコースティックピアノのタッチ感に対して大きく変わってしまう。そこで、電子鍵盤楽器において、少しでもアコースティックピアノに近いタッチ感を得るために、アコースティックピアノにおけるハンマに相当する機構を設ける技術が開示されている(例えば、特許文献1)。 In an acoustic piano, a predetermined feeling (hereinafter referred to as a touch feeling) is given to a player's finger through a key by the action of an action mechanism. In an acoustic piano, an action mechanism is required for key pressing with a hammer. On the other hand, in an electronic keyboard instrument, a key depression is detected by a sensor, so that sound generation is possible without having an action mechanism such as an acoustic piano. The touch feeling of an electronic keyboard instrument that does not use an action mechanism and an electronic keyboard instrument that uses a simple action mechanism are greatly different from the touch feeling of an acoustic piano. Therefore, a technique for providing a mechanism corresponding to a hammer in an acoustic piano in order to obtain a touch feeling close to that of an acoustic piano in an electronic keyboard instrument has been disclosed (for example, Patent Document 1).
この場合、演奏者の押鍵動作に合わせてハンマが動き、センサが押されることで、音が発せられる。このとき、鍵に対して常に垂直方向に力が加わればよいが、演奏者から遠い位置にある鍵の場合または強く押鍵した場合など、必ずしも垂直方向にのみ力が加わるとは限らず、演奏者から見て鍵の長手方向(縦方向または前後方向)にも力が加わる場合がある。このような状態を分力が生じるという場合がある。この場合、長手方向に働く力は、ずれにより生じる力であり、せん断応力(またはずれ応力)とも呼ばれる。このせん断応力により、センサが安定して動作せず、発音不良が生じる恐れがある。また、上記問題はハンマがセンサを押下しない(またはハンマを用いない)鍵盤装置において、鍵が直接センサを押す場合においても発生する恐れがあり、発音不良が生じやすくなる。また、上記問題は、鍵盤装置におけるセンサに限らず、センサを有しない反力(反発力)を必要とする部材においても発生してしまう。 In this case, the hammer moves in accordance with the player's key pressing operation, and a sound is emitted when the sensor is pressed. At this time, it is only necessary to always apply a force in the vertical direction to the key, but in the case of a key far from the performer or when the key is strongly pressed, the force is not always applied only in the vertical direction. A force may also be applied in the longitudinal direction (longitudinal direction or front-rear direction) of the key as viewed from the person. There is a case where a component force is generated in such a state. In this case, the force acting in the longitudinal direction is a force generated by displacement and is also called shear stress (or shear stress). Due to the shear stress, the sensor may not operate stably, and sound generation failure may occur. In addition, the above problem may occur even when the key directly presses the sensor in a keyboard device in which the hammer does not press the sensor (or does not use the hammer), and sound generation failure tends to occur. Moreover, the said problem will generate | occur | produce not only in the sensor in a keyboard apparatus but in the member which requires the reaction force (repulsive force) which does not have a sensor.
したがって、本発明の目的の一つは、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して反力を発生させられるようにすることにある。また、本発明の目的の一つは、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して音を発せられるようにすることにある。 Accordingly, one of the objects of the present invention is to enable a reaction force to be stably generated when a performer presses a key in an electronic keyboard instrument. Another object of the present invention is to enable a stable sound to be emitted when a performer presses an electronic keyboard instrument.
本発明の実施形態によると、回動支点を中心に回動するアクチュエータと、アクチュエータと接触する反力発生部材と、を有し、アクチュエータと反力発生部材とは、複数の接平面を有し、複数の接平面の少なくとも一つに回動支点が含まれる、反力発生装置が提供される。 According to the embodiment of the present invention, an actuator that rotates about a rotation fulcrum and a reaction force generation member that contacts the actuator are provided, and the actuator and the reaction force generation member have a plurality of tangential planes. A reaction force generator is provided in which at least one of a plurality of tangential planes includes a rotation fulcrum.
上記反力発生装置において、アクチュエータは、複数の接平面に対して接触したときの法線方向に移動してもよい。 In the reaction force generation device, the actuator may move in a normal direction when contacting with a plurality of tangent planes.
本発明の実施形態によると、回動支点を中心に回動するアクチュエータと、アクチュエータと少なくとも3つの接点を有する反力発生部材と、を有し、3つの接点を含む面は、回動支点を含む、反力発生装置が提供される。 According to the embodiment of the present invention, an actuator that rotates about a rotation fulcrum, and a reaction force generation member that has at least three contacts with the actuator, the surface including the three contacts has a rotation fulcrum. A reaction force generator is provided.
上記反力発生装置において、アクチュエータは、3つの接点を含む面に対して接触したときの法線方向に移動してもよい。 In the reaction force generation apparatus, the actuator may move in a normal direction when contacting the surface including the three contact points.
上記反力発生装置において、反力発生部材は、アクチュエータの押圧に応じて変形可能であり、復元力を有してもよい。 In the reaction force generation device, the reaction force generation member can be deformed in response to pressing of the actuator, and may have a restoring force.
上記反力発生装置において、アクチュエータおよび反力発生部材の少なくとも一方は、少なくともいずれかの接触面は、複数の凸部を有し、複数の凸部は、アクチュエータおよび反力発生部材の他方と接触してもよい。 In the reaction force generation device, at least one of the actuator and the reaction force generation member has at least one contact surface having a plurality of protrusions, and the plurality of protrusions are in contact with the other of the actuator and the reaction force generation member. May be.
上記反力発生装置は、スイッチング装置であってもよい。 The reaction force generator may be a switching device.
本発明の実施形態によると、鍵と、上記反力発生装置とを、有し、アクチュエータは、ハンマ本体部の一部である、鍵盤装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a keyboard device that includes a key and the reaction force generation device, and the actuator is a part of the hammer body.
本発明の実施形態によると、鍵と、上記反力発生装置とを、有し、アクチュエータは、鍵の一部である、鍵盤装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a keyboard device that includes a key and the reaction force generation device, and the actuator is a part of the key.
本発明によれば、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して反力を発生させられるようにすることができる。また、本発明によれば、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して音を発せられるようにすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a performer depresses a key in an electronic keyboard instrument, it can be made to generate | occur | produce reaction force stably. Further, according to the present invention, it is possible to stably emit a sound when a performer presses an electronic keyboard instrument.
以下、本発明の一実施形態における鍵盤装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、(例えば、xxx−1、xxx−2など)その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率(各構成間の比率、縦横高さ方向の比率等)は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。 Hereinafter, a keyboard device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are examples of embodiments of the present invention, and the present invention should not be construed as being limited to these embodiments. Note that in the drawings referred to in this embodiment, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same or similar reference numerals (for example, xxx-1, xxx-2, etc.) May be omitted. In addition, the dimensional ratios of the drawings (the ratios between the components, the ratios in the vertical and horizontal height directions, etc.) may be different from the actual ratios for convenience of explanation, or some of the configurations may be omitted from the drawings.
<第1実施形態>
(1−1.鍵盤装置の構成)
図1は、第1実施形態における鍵盤装置の構成を示す図である。鍵盤装置1は、この例では、電子ピアノなどユーザ(演奏者)の押鍵に応じて発音する電子鍵盤楽器である。なお、鍵盤装置1は、外部の音源装置を制御するための制御データ(例えば、MIDI)を、押鍵に応じて出力する鍵盤型のコントローラであってもよい。この場合には、鍵盤装置1は、音源装置を備えていなくてもよい。
<First Embodiment>
(1-1. Configuration of keyboard device)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a keyboard device according to the first embodiment. In this example, the
鍵盤装置1は、鍵盤アセンブリ10を備える。鍵盤アセンブリ10は、白鍵100wおよび黒鍵100bを含む。複数の白鍵100wと黒鍵100bとが並んで配列されている。鍵100の数は、N個であり、この例では88個である。この配列された方向をスケール方向という(鍵側面方向またはD2方向という場合がある)。白鍵100wおよび黒鍵100bを特に区別せずに説明できる場合には、鍵100という場合がある。なお、鍵100の長手方向は、D1方向という場合がある。以下の説明においても、符号の最後に「w」を付した場合には、白鍵に対応する構成であることを意味している。また、符号の最後に「b」を付した場合には、黒鍵に対応する構成であることを意味している。
The
鍵盤アセンブリ10の一部は、筐体90の内部に存在している。鍵盤装置1を上方から見た場合において、鍵盤アセンブリ10のうち筐体90に覆われている部分を非外観部NVといい、筐体90から露出してユーザから視認できる部分を外観部PVという。すなわち、外観部PVは、鍵100の一部であって、ユーザによって演奏操作が可能な領域を示す。以下、鍵100のうち外観部PVによって露出されている部分を鍵本体部という場合がある。
A part of the
筐体90内部には、音源装置70およびスピーカ80が配置されている。音源装置70は、鍵100の押下に伴って音波形信号を生成する。スピーカ80は、音源装置70において生成された音波形信号を外部の空間に出力する。なお、鍵盤装置1は、音量をコントロールするためのスライダ、音色を切り替えるためのスイッチ、様々な情報を表示するディスプレイなどが備えられていてもよい。
Inside the
なお、本明細書における説明において、上、下、左、右、手前および奥などの方向は、演奏するときの演奏者から鍵盤装置1を見た場合の方向を示している。そのため、例えば、非外観部NVは、外観部PVよりも奥側に位置している、と表現することができる。また、鍵前端側(鍵前方側)、鍵後端側(鍵後方側)のように、鍵100を基準として方向を示す場合もある。この場合、鍵前端側は鍵100に対して演奏者から見た手前側を示す。鍵後端側は鍵100に対して演奏者から見た奥側を示す。この定義によれば、黒鍵100bのうち、黒鍵100bの鍵本体部の前端から後端までが、白鍵100wよりも上方に突出した部分である、と表現することができる。
In the description in the present specification, directions such as up, down, left, right, front, and back indicate directions when the
図2は、第1実施形態における音源装置の構成を示すブロック図である。音源装置70は、信号変換部710、音源部730および出力部750を備える。センサ300は、各鍵100に対応して設けられ、鍵の操作を検出し、検出した内容に応じた信号を出力する。この例では、センサ300は、3段階の押鍵量に応じて信号を出力する。この信号の間隔に応じて押鍵速度が検出可能である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the sound source device according to the first embodiment. The
信号変換部710は、センサ300(88個の鍵100に対応したセンサ300−1、300−2、・・・、300−88)の出力信号を取得し、各鍵100における操作状態に応じた操作信号を生成して出力する。この例では、操作信号はMIDI形式の信号である。そのため、押鍵操作に応じて、信号変換部710はノートオンを出力する。このとき、88個の鍵100のいずれが操作されたかを示すキーナンバ、および押鍵速度に対応するベロシティについてもノートオンに対応付けて出力される。一方、離鍵操作に応じて、信号変換部710はキーナンバとノートオフとを対応付けて出力する。信号変換部710には、ペダル等の他の操作に応じた信号が入力され、操作信号に反映されてもよい。
The
音源部730は、信号変換部710から出力された操作信号に基づいて、音波形信号を生成する。出力部750は、音源部730によって生成された音波形信号を出力する。この音波形信号は、例えば、スピーカ80または音波形信号出力端子などに出力される。鍵盤アセンブリ10の構成について、以下において説明する。
The
(1−2.鍵盤アセンブリの構成)
図3は、第1実施形態における筐体内部の構成を鍵盤側面方向から見た場合の説明図である。図3に示すように、筐体90の内部において、鍵盤アセンブリ10およびスピーカ80が配置されている。すなわち、筐体90は、少なくとも、鍵盤アセンブリ10の一部(接続部180およびフレーム500)およびスピーカ80を覆っている。スピーカ80は、鍵盤アセンブリ10の奥側に配置されている。このスピーカ80は、押鍵に応じた音を筐体90の上方および下方に向けて出力するように配置されている。下方に出力される音は、筐体90の下面側から外部に進む。一方、上方に出力される音は筐体90の内部から鍵盤アセンブリ10の内部の空間を通過して、外観部PVにおける鍵100の隣接間の隙間または鍵100と筐体90との隙間から外部に進む。なお、鍵盤アセンブリ10の内部の空間、すなわち鍵100(鍵本体部)の下方側の空間に到達する、スピーカ80からの音の経路は、経路SRとして例示されている。
(1-2. Configuration of keyboard assembly)
FIG. 3 is an explanatory diagram when the configuration inside the housing in the first embodiment is viewed from the side of the keyboard. As shown in FIG. 3, the
鍵盤アセンブリ10は、上述した鍵100の他にも、接続部180、ハンマアセンブリ200およびフレーム500を含む。鍵盤アセンブリ10は、ほとんどの構成が射出成形などによって製造された樹脂製の構造体である。フレーム500は、筐体90に固定されている。接続部180は、フレーム500に対して回動可能に鍵100を接続する。接続部180は、板状可撓性部材181、鍵側支持部183および棒状可撓性部材185を備える。板状可撓性部材181は、鍵100の後端から延在している。鍵側支持部183は、板状可撓性部材181の後端から延在している。棒状可撓性部材185が、鍵側支持部183およびフレーム500のフレーム側支持部585によって支持されている。すなわち、鍵100とフレーム500との間に、棒状可撓性部材185が配置されている。棒状可撓性部材185が曲がることによって、鍵100がフレーム500に対して回動することができる。棒状可撓性部材185は、鍵側支持部183とフレーム側支持部585とに対して、着脱可能に構成されている。なお、棒状可撓性部材185は、鍵側支持部183とフレーム側支持部585と一体となって、または接着等により、着脱できない構成であってもよい。
The
鍵100は、前端鍵ガイド151および側面鍵ガイド153を備える。前端鍵ガイド151は、フレーム500の前端フレームガイド511を覆った状態で摺動可能に接触している。前端鍵ガイド151は、その上部と下部のスケール方向の両側において、前端フレームガイド511と接触している。側面鍵ガイド153は、スケール方向の両側において側面フレームガイド513と摺動可能に接触している。この例では、側面鍵ガイド153は、鍵100の側面のうち非外観部NVに対応する領域に配置され、接続部180(板状可撓性部材181)よりも鍵前端側に存在するが、外観部PVに対応する領域に配置されてもよい。
The key 100 includes a front end
また、鍵100は、外観部PVの下方において鍵側負荷部120に接続されている。鍵側負荷部120は、鍵100が回動するときに、ハンマアセンブリ200を回動させるように、ハンマアセンブリ200に接続される。
Further, the key 100 is connected to the key-
ハンマアセンブリ200は、鍵100の下方側の空間に配置され、フレーム500に対して回動可能に取り付けられている。ハンマアセンブリ200は、鍵前端方向(図3に示すD1方向)に長手を有する。ハンマアセンブリ200は、錘部230およびハンマ本体部250を備える。ハンマ本体部250には、フレーム500の回動軸520の軸受となる軸支持部220が配置されている。軸支持部220とフレーム500の回動軸520とは少なくとも3点で摺動可能に当接する。回動支点521は、回動軸520の中心部に設けられる。ハンマ本体部250部を含むハンマアセンブリ200は、回動支点521を中心に回動する。
The
ハンマ側負荷部210は、ハンマ本体部250の前端部に接続されている。ハンマ側負荷部210は、鍵側負荷部120の内部において概ね前後方向に摺動可能且つ当接する部分を備える。ハンマ側負荷部210にはプラスチックなどの樹脂材料が用いられる。この接触部分にはグリース等の潤滑材が配置されていてもよい。ハンマ側負荷部210と鍵側負荷部120(以下の説明において、これらをまとめて「負荷発生部」という場合がある)とは、互いに摺動することで押鍵時の負荷の一部を発生する。負荷発生部は、この例では外観部PV(鍵本体部の後端よりも前方)における鍵100の下方に位置する。
The hammer
錘部230は、金属製の錘を含み、ハンマ本体部250の後端部(回動軸よりも奥側)に接続されている。通常時(押鍵していないとき)には、錘部230が下側ストッパ410に載置された状態になる。これによって、鍵100はレスト位置で安定する。押鍵されると、錘部230が上方に移動し、上側ストッパ430に衝突する。これによって鍵100の最大押鍵量となるエンド位置が規定される。この錘部230によっても、押鍵に対して負荷を与える。下側ストッパ410および上側ストッパ430は、緩衝材等(不織布、弾性体等)で形成されている。
The
負荷発生部の下方において、フレーム500にセンサ300が取り付けられている。押鍵によりハンマ側負荷部210でセンサ300が押しつぶされると、センサ300は検出信号を出力する。上述において、ハンマ側負荷部210は、アクチュエータの一つとして機能する。このとき、押しつぶされたセンサ300は復元力によって元の形状に戻ろうとするため、ハンマ側負荷部210に対して反力を与える。したがって、ハンマ側負荷部210、鍵側負荷部120およびセンサ300を合わせて反力発生装置50という場合がある。このとき、センサ300は反力発生部材という場合がある。また、後述するように、センサ300のように電極を有してスイッチング動作を行う場合、反力発生装置50は、スイッチング装置ということができる。反力発生装置50の構成について以下に詳述する。
A
(1−3.反力発生装置の構成)
図4乃至6に鍵100が押された時の鍵側面方向(スケール方向またはD2方向)から見た反力発生装置50の断面図を示す。図4は、ハンマ側負荷部210と上部電極支持部330が接触したときの断面図を示す。図5は、図4における領域A1の拡大図である。図6は、ハンマ側負荷部210と上部電極支持部330とが、ともに回動し、センサ300が押し下げられた後の断面図を示す。なお、詳細は後述するが、センサ300には、上部電極310、上部電極支持部330および変形部340が含まれている。
(1-3. Configuration of reaction force generator)
4 to 6 are cross-sectional views of the
例えば、図4および図5において、センサ300はハンマ側負荷部210の回動範囲に設けられる。このとき、ハンマ側負荷部210が回動することにより、ハンマ側負荷部210とセンサ300とが接触する。具体的には、ハンマ側負荷部210には複数の凸部270が設けられ、センサ300には上部電極支持部330が設けられる。なお、凸部270は先端部270Aにおいて、丸みを有してもよい。また、この例では、凸部270−1および凸部270−2は、同一形状を有している。上述より、複数の凸部270と上部電極支持部330とが接触することとなる。より具体的には、複数の凸部270の先端部270Aと上部電極支持部330の上面330Aとが接触する。なお、複数の凸部270(先端部270A)と上部電極支持部330(上面330A)とが接触したときの平面を接平面333という。つまり、複数の凸部270の一(凸部270−1)は、上部電極支持部330と接し、接平面333(接平面333−1)を有する。また、同様にして、複数の凸部270の他の一(凸部270−2)は、上部電極支持部330と接し、接平面333(接平面333−2)を有する。したがって、ハンマ側負荷部210は、上部電極支持部330との間に、複数の接平面333を有するということができる。なお、この例では、接平面333−1と接平面333−2とは同一の形状を有する。また、複数の接平面333のうち少なくとも一つには、回動支点521が含まれる。
For example, in FIGS. 4 and 5, the
ハンマ側負荷部210は、回動しながら変形部340を変形させながら上部電極支持部330および上部電極310を押し下げる。このとき、ハンマ側負荷部210は、複数の凸部270と上部電極支持部330の上面330Aとが接触しているときの複数の接平面333に対して法線方向N1に移動する。これにより、アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部210がセンサ(上部電極支持部330および上部電極310)を押下する際に、鍵100の長手方向(せん断応力の働く方向)への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部210は、回動しながら接平面333に対して常に垂直(法線方向)に移動する。つまり、上部電極支持部330および上部電極310の位置ずれが抑えられる。したがって、図6に示すように、鍵100を押下したときに、上部電極310と、下部電極320とが当接しやすくなる。また、変形部340が安定した動作をするため、センサ300に局所的な力(偏荷重という場合がある)が加わることが防止され、センサ300の耐久性が向上する。
The hammer
以下において、反力発生装置50の各部材について説明する。図7は、図4の反力発生装置50を鍵前端側(鍵前方側)、つまり鍵の長手方向(D1方向)から見た時の断面図を示す。
Below, each member of the
センサ300は、上部電極310、下部電極320、上部電極支持部330、変形部340および下部電極支持部350を備える。
The
上部電極310は、上部電極支持部330の下面330Bに設けられる。上部電極310は、弾性体で形成される。上部電極310の先端には導電部310Aが設けられる。この例では、上部電極310には、成型加工されたシリコンゴムが用いられ、導電部310Aには導電体として導電性カーボンブラックが用いられる。
The
下部電極320は、上部電極310に対向するように、下部電極支持部350の上面側に配置される。下部電極320は、導電体を含む。例えば、下部電極320には、金、銀、銅、白金などの金属材料、または導電性のカーボンブラックなどの導電樹脂が用いられる。また、下部電極320は、ハンマ側負荷部210の回動範囲に配置される。なお、図示しないが下部電極320は、第1下部電極および第2下部電極を含む。第1下部電極は、信号線に接続される。第2下部電極は、GND線に接続される。第1下部電極と第2下部電極とが上部電極310により電気的に接続されると、検出信号が出力される。第1下部電極および第2下部電極は隣接し、交互に配置される。
The
変形部340は、上部電極支持部330と、下部電極支持部350とを接続するように配置される。変形部340は、上部電極支持部330の端部331Aおよび上部電極支持部330の端部331Bと接続される。この例では、変形部340は、接続部340Aおよび接続部340Bで下部電極支持部350と直接固定されている。なお、変形部340は、別の部材を介して下部電極支持部350と間接的に固定されてもよい。接続部340Aは、上部電極支持部330の端部331Aよりも、外側且つ下に配置されている。同様に、接続部340Bは、上部電極支持部330の端部331Bよりも、外側且つ下に配置されている。なお、変形部340が他の部材に固定されている場合、変形部340は、下部電極支持部350と固定されなくてもよい。また、変形部340は、弾性力を有する。これにより、変形部340は、ハンマ側負荷部210の回動(押圧動作)に応じて変形することができる。また、変形部340が変形することにより、上部電極310および上部電極支持部330は上下方向に移動可能となる。このため、上部電極310と下部電極320との距離は可変である。また、変形部340は弾性力を有することにより、ハンマ側負荷部210により押圧から解放された場合に、元の位置に復元することができる。この例では、変形部340には、成形加工されたシリコンゴムが用いられる。
The deforming
上部電極支持部330は、ハンマ側負荷部210に対向して配置される。図7において、上部電極支持部330の上面330Aは、平坦な面を有する。なお、上面330Aは、上部電極310の形状に応じて、凹みを有しても良い。上部電極支持部330は、上部電極310および変形部340と一体で加工成形できるように、シリコンゴムが用いられる。なお、導電部310Aを除く上部電極310と、上部電極支持部330と、変形部340とを合わせて反力発生部材という場合がある。このとき、上部電極支持部330は、反力発生部材の上面部という場合がある。反力発生また、上部電極支持部330には、潤滑材が適宜設けられてもよい。
The upper
下部電極支持部350は、下部電極320とともに、別の部材として設けられる。たとえば、下部電極支持部350は、プリント基板として設けられ、下部電極320は、プリント基板上に形成された電極でもよい。下部電極支持部350は、基材という場合がある。また、下部電極320は、検出部という場合がある。下部電極320および下部電極支持部350を合わせて、回路基板という場合がある。
The lower
ハンマ側負荷部210には、上部電極支持部330よりも固い材料が用いられる。例えば、ハンマ側負荷部210にはプラスチックなどの樹脂材料が用いられる。
A material harder than the upper
また、センサ300の上部電極支持部330は、図4に示したように、鍵側面方向(D2方向)から見たときにハンマ側負荷部210を含むハンマ本体部250は、下部電極支持部350に対して傾斜して配置されている。なお、上部電極支持部330は、必ずしも傾斜する必要はなく、ハンマ側負荷部210の複数の凸部270が、上部電極支持部330が同時に接触することができるように配置されていればよい。また、上部電極310は、3つ配置されているが、この数に限定されない。
Further, as shown in FIG. 4, the upper
また、図4に示したように、鍵側面方向(D2方向)から見たときに上部電極310に合わせて下部電極320が配置されている。3つの上部電極310は、それぞれ下部電極320までの距離が異なる。3つの上部電極310のうち少なくともいずれかが下部電極320と接続されることで、検出信号が出力される。
Further, as shown in FIG. 4, the
(1−4.鍵盤アセンブリの動作)
図8は、鍵(白鍵)を押下したときの鍵アセンブリの動作を説明する図である。図8(A)は、鍵100がレスト位置(押鍵していない状態)にある場合の図である。図8(B)は、鍵100がエンド位置(最後まで押鍵した状態)にある場合の図である。鍵100が押下されると、棒状可撓性部材185が回動中心となって曲がる。このとき、棒状可撓性部材185は、鍵100の前方(手前方向)への曲げ変形が生じているが、側面鍵ガイド153による前後方向の移動の規制によって、鍵100は前方に移動するのではなく鍵100の法線方向(D3方向)に回動するようになる。そして、鍵側負荷部120がハンマ側負荷部210を押し下げることで、ハンマアセンブリ200が回動支点521を中心に回動する。
(1-4. Operation of keyboard assembly)
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the key assembly when the key (white key) is pressed. FIG. 8A is a diagram when the key 100 is in the rest position (a state where the key is not pressed). FIG. 8B is a diagram when the key 100 is in the end position (the state where the key is pressed to the end). When the key 100 is pressed, the rod-like
さらに、錘部230が上側ストッパ430に衝突することによって、ハンマアセンブリ200の回動が止まり、鍵100がエンド位置に達する。また、センサ300がハンマ側負荷部210によって押しつぶされると、センサ300は、押しつぶされた量(押鍵量)に応じた複数の段階で、検出信号を出力する。なお、上述の通り、本実施形態の反力発生装置50を用いることにより、鍵100を押下したときに、上部電極310と、下部電極320とが当接しやすくなる。したがって、安定して音を発することができる。
Furthermore, when the
<第2実施形態>
(2.反力発生装置50−1の構成)
第2実施形態では、第1実施形態とは異なる構造を有する反力発生装置50−1について説明する。なお、第1実施形態と同じ構成については、その記載を援用する。
Second Embodiment
(2. Configuration of reaction force generator 50-1)
In the second embodiment, a reaction force generator 50-1 having a structure different from that of the first embodiment will be described. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the description is used.
図9に反力発生装置50−1の鍵側面方向から見た断面図、を示す。また、図10は領域A1の拡大図である。図9および図10に示すように、上部電極支持部330の上面330Aには、複数の凸部335が設けられる。この例では、凸部335は、それぞれ異なる形状を有しているが、同一の形状を有してもよい。また、ハンマ側負荷部210に複数の凸部270および複数の凸部271が設けられる。凸部335と同様に、凸部271は、それぞれ異なる形状を有しているが、同一の形状を有してもよい。一方で、凸部270は、同一の形状を有しているが、これに限定されない。また、凸部270の先端部270Aは、上部電極支持部330の上面330Aと接触する。なお、先端部270Aおよび上面330Aは、それぞれ曲面を有する。このとき、凸部270の先端部270Aと上部電極支持部330の上面330Aが接触した平面を接平面333−1という。また、凸部271の先端部271Aは、上部電極支持部330の凸部335の先端部335Aと接触する。なお、先端部271Aおよび先端部335Aは、それぞれ曲面を有する。凸部271の先端部271Aと凸部335の先端部335Aが接触した平面を接平面333−2という。なお、先端部270A、上面330A、先端部271Aおよび先端部335Aは、それぞれ曲面を有する。接平面333−1と接平面333−2とは、同一平面でないが、回動支点521を含む。凸部270と上部電極支持部330および凸部271と凸部335は、それぞれ同時に接触する。ハンマ側負荷部210の凸部270は、接平面333−1に対して法線方向N1に移動する。また、凸部271は、接平面333−2に対して法線方向N2に移動する。
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the reaction force generator 50-1 as seen from the key side surface direction. FIG. 10 is an enlarged view of the area A1. As shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of
上述の構成を有することにより、アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部210が反力発生部材である上部電極支持部330を押下する際に、異なる接平面を有しても、鍵100のスケール方向への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部210は、回動しながら接平面333に対して常に垂直(法線方向)に移動する。つまり、上部電極支持部330および上部電極310の位置ずれが抑えられる。ゆえに、鍵100を押下したときに、上部電極310と、下部電極320とが当接しやすくなる。以上より、鍵100が押下されたときに、上部電極310と、下部電極320とが当接することができ、検出信号が確実に出力される。つまり、鍵盤装置1は、安定して音を発することができる。
By having the above-described configuration, when the hammer-
<第3実施形態>
(3.反力発生装置50−2の構成)
第3実施形態では、第2実施形態とは異なる構造を有する反力発生装置50−2について説明する。なお、第1実施形態および第2実施形態と同じ構成については、その記載を援用する。
<Third Embodiment>
(3. Configuration of reaction force generator 50-2)
In the third embodiment, a reaction force generator 50-2 having a structure different from that of the second embodiment will be described. In addition, about the same structure as 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the description is used.
図11は、反力発生装置50−2のハンマ側負荷部210と上部電極支持部330との接触部分を、鍵側面方向から拡大して見た断面図である。図11に示すように、上部電極支持部330の上面330Aには、複数の凸部337が設けられる。この例では、凸部337は、それぞれ異なる形状を有しているが、同一の形状を有してもよい。また、ハンマ側負荷部210には複数の凸部270(凸部270−1、凸部270−2および凸部270−3)が設けられる。このとき、凸部270−3は、凸部270−1と凸部270−2とを結んだ線上にはない位置に設けられる。凸部270−1の先端部270−1Aおよび凸部270−2の先端部270−2Aは、上部電極支持部330の上面330Aと接触する。なお、先端部270−1A、先端部270−2Aおよび上面330Aは、それぞれ曲面を有してもよい。また、凸部270−3の先端部270−3Aは、上部電極支持部330の凸部337の先端部337Aと接触する。このとき、先端部270−3Aおよび先端部337Aについてもそれぞれ曲面を有してもよい。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the contact portion between the hammer
ここで、凸部270−1と上部電極支持部330、凸部270−2と、上部電極支持部330および凸部270−3と凸部337は、それぞれ同時に接触する。このとき、先端部270Aと、上面330Aとの接触点を接点P1とする。また、先端部272Aと、上面330Aとの接触点を接点P2とする。また、先端部273Aと、先端部337Aとの接触点を接点P3とする。このとき、接点P1、接点P2および接点P3により形成される面(接平面338とする)を拡張した場合、接平面338には回動支点521が含まれる。上記において、ハンマ側負荷部210の凸部270は、接平面338に対して法線方向N3に移動する。
Here, the convex portion 270-1 and the upper
上述の構成を有することにより、アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部210が反力発生部材である上部電極支持部330を押下する際に、鍵100の長手方向(前後方向)への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部210は、回動しながら接平面333に対して常に垂直(法線方向)に移動することができる。つまり、上部電極支持部330および上部電極310の位置ずれが抑えられる。ゆえに、鍵100を押下したときに、上部電極310と、下部電極320とが当接しやすくなる。したがって、鍵100が押下されたときに、上部電極310と、下部電極320とが当接することができ、検出信号が確実に出力される。つまり、鍵盤装置1は、安定して音を発することができる。
With the above-described configuration, when the hammer
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は以下のように、様々な態様で実施可能である。
<Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in various modes as follows.
本発明の第1実施形態では、ハンマ側負荷部210スケール方向にずれる例を示したが、鍵100が配列する方向(スケール方向)や斜め方向にずれた場合、さらにハンマ側負荷部210が回転してねじれた場合にも適用される。
In the first embodiment of the present invention, the example in which the hammer
本発明の第1および第2実施形態では、ハンマ側負荷部210が接する例を示したが、鍵側負荷部120が直接的に上部電極支持部330と接し、押下してもよい。この場合、鍵側負荷部120は鍵100の下面であってもよい。また、センサ300の配置が図3に示す位置とは異なり、鍵100の直下(例えば、図3において、前端鍵ガイド151と、側面鍵ガイド153とを結ぶ線の中間位置)にセンサ300が配置されてもよい。また、鍵100は図3に示された位置とは異なる場所でハンマアセンブリ200と接続してもよい。この場合、回動支点は、側面鍵ガイド153側に設けられる。鍵側負荷部120は、演奏者が押鍵したときの影響を直接受けるために、上部電極支持部330がよりスケール方向にずれやすくなる。そのため、本発明を用いることによる効果を一層得ることができる。また、上記において、ハンマアセンブリ200が設けられずに別の部材を用いられてもよい。
In the first and second embodiments of the present invention, the example in which the hammer
また、ハンマ側負荷部210または鍵側負荷部120が上部電極支持部330を押下しなくてもよい。例えば、ハンマ側負荷部210や鍵側負荷部120から分離した別の部材がアクチュエータとして機能としてもよい。この場合、アクチュエータは鍵に連動する可動部品であってもよい。
Further, the hammer
本発明の第1実施形態において、ハンマ側負荷部210の接触面215に凸部270が設けられる例を示したが、これに限定されない。接触面215には凸部270が設けられなくてもよい。この場合、接触面215と、上部電極支持部330の上面330Aは、面接触してもよい。面接触する場合、接触面215と上部電極支持部330の上面330Aとの接触面上における異なる3つの接点によって構成される平面に回動支点が含まれる。
In 1st Embodiment of this invention, although the example in which the
また、面接触するときに接触面215と、上面330Aとは、同じ形状の曲面を有するものであってもよい。また、面接触するときに接触面215と、上面330Aとは、同じ形状の凹凸を有してもよい。また、接触面215または上面330Aには、網目状に配置された凸部が設けられてもよい。これらにおいて、任意に設けられる複数の接平面が回動支点521を通ればよい。
Further, the
また、本発明の第1実施形態〜第3実施形態において、上部電極および下部電極が設けられた反力発生装置を説明したが、これに限定されない。図12は、反力発生装置50−3の鍵前端側から見た断面図である。図13は、反力発生装置50−3の鍵側面から見た断面図である。反力発生装置50−3において、ハンマ側負荷部210と反力発生部材301とは、上部電極310および下部電極320を除いてセンサ300と同様の構成を有する。上述の構成を有することにより、ハンマ側負荷部210と反力発生部材301とは、複数の接平面333を有する。また、接平面333には、回動支点521が含まれる。アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部210が反力発生部材301を押下する際に、鍵100の長手方向(せん断応力の働く方向)への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部210は、回動しながら接平面333に対して常に垂直(法線方向)に移動する。これにより、反力発生部材が反力を適切なタイミングで発生させることができ、鍵盤装置におけるタッチ感を向上させることができる。また、上記において反力発生部材が異常な変形が防止されるため、耐久性が向上される。
Moreover, although the reaction force generator provided with the upper electrode and the lower electrode has been described in the first to third embodiments of the present invention, the present invention is not limited to this. FIG. 12 is a cross-sectional view of the reaction force generator 50-3 as viewed from the key front end side. FIG. 13 is a cross-sectional view of the reaction force generator 50-3 as viewed from the key side. In the reaction force generator 50-3, the hammer
1・・・鍵盤装置、10・・・鍵盤アセンブリ、50・・・反力発生装置、70・・・音源装置、80・・・スピーカ、90・・・筐体、100・・・鍵、100b・・・黒鍵、100w・・・白鍵、120・・・鍵側負荷部、151・・・前端鍵ガイド、153・・・側面鍵ガイド、180・・・接続部、181・・・板状可撓性部材、183・・・鍵側支持部、185・・・棒状可撓性部材、200・・・ハンマアセンブリ、210・・・ハンマ側負荷部、220・・・軸支持部、230・・・錘部、250・・・ハンマ本体部、270・・・凸部、271・・・凸部、300・・・センサ、301・・・反力発生部材、310・・・上部電極、320・・・下部電極、330・・・上部電極支持部、333・・・接平面、335・・・凸部、340・・・変形部、350・・・下部電極支持部、410・・・下側ストッパ、430・・・上側ストッパ、500・・・フレーム、511・・・前端フレームガイド、513・・・側面フレームガイド、520・・・回動軸、521・・・回動支点、585・・・フレーム側支持部、710・・・信号変換部、730・・・音源部、750・・・出力部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記アクチュエータと接触する反力発生部材と、
を有し、
前記アクチュエータと前記反力発生部材とは、複数の接平面を有し、
前記複数の接平面の少なくとも一つに前記回動支点が含まれる、
反力発生装置。 An actuator that rotates about a rotation fulcrum;
A reaction force generating member in contact with the actuator;
Have
The actuator and the reaction force generating member have a plurality of tangential planes,
The rotation fulcrum is included in at least one of the plurality of tangential planes,
Reaction force generator.
請求項1に記載の反力発生装置。 The actuator moves in a normal direction when contacting the plurality of tangent planes;
The reaction force generator according to claim 1.
前記アクチュエータと少なくとも3つの接点を有する反力発生部材と、
を有し、
前記3つの接点を含む面は、前記回動支点を含む、
反力発生装置。 An actuator that rotates about a rotation fulcrum;
A reaction force generating member having at least three contacts with the actuator;
Have
The surface including the three contact points includes the rotation fulcrum.
Reaction force generator.
請求項3に記載の反力発生装置。 The actuator moves in a normal direction when contacting the surface including the three contact points.
The reaction force generator according to claim 3.
請求項1乃至4のいずれか一に記載の反力発生装置。 The reaction force generating member is deformable in response to the pressing of the actuator and has a restoring force.
The reaction force generator according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれか一に記載の反力発生装置。 At least one of the actuator and the reaction force generating member has a plurality of convex portions, and the plurality of convex portions are in contact with the other of the actuator and the reaction force generating member.
The reaction force generator according to any one of claims 1 to 5.
請求項1乃至6のいずれか一に記載の反力発生装置。 The reaction force generator is a switching device.
The reaction force generator according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至6のいずれか一に記載の反力発生装置と、を有し、
前記アクチュエータは、ハンマの一部である、
鍵盤装置。 Key and
A reaction force generator according to any one of claims 1 to 6,
The actuator is part of a hammer;
Keyboard device.
請求項1乃至6のいずれか一に記載の反力発生装置と、
を有し、
前記アクチュエータは、鍵の一部である、
鍵盤装置。 Key and
A reaction force generator according to any one of claims 1 to 6;
Have
The actuator is part of a key;
Keyboard device.
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