CN110622238B - 滑动机构以及键盘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一实施方式中的滑动机构具备:第一部件;比第一部件质地硬的第二部件;夹在第一部件和第二部件中间并且能够与第二部件相对滑动地配置的粒子状的多个第三部件。并且,滑动机构能够适用于键盘装置。尤其是能够将滑动机构适用于键盘装置中随着键的按下而滑动的部分。
Description
技术领域
本发明涉及滑动机构。
背景技术
在电子键盘装置中,为了施加按下键时的负荷而采用了使与原声钢琴中的琴锤相当的质量体随着键的按下而转动的构造。在这样的构造中,存在在键与质量体相连接的部分设置滑动机构的情况。例如,根据专利文献1所公开的技术,公开了粘贴于键的橡胶与安装于质量体的螺丝的头部随着键的按下而相对滑动的构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特许3591579号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使橡胶这样的软质部件与螺丝的头部这样的硬质部件相对滑动的情况下,会产生规定的摩擦力。在这样的结构中摩擦系数对按下键时的负荷存在影响,因此需要以成为所期望的摩擦系数的方式进行设计。然而,为了得到所期望的摩擦系数,不得不进行材质的组合或表面状态等的调整,需要花费大的劳力。
本发明的目的之一在于在滑动机构中容易地设定所期望的摩擦系数。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的一个实施方式,提供一种滑动机构,具备:第一部件;比所述第一部件质地硬的第二部件;夹在所述第一部件和所述第二部件中间并且能够与所述第二部件相对滑动地配置的粒子状的多个第三部件。
在所述第一部件上可以存在与多个所述第三部件接触的液状部件。
在所述第二部件相对于所述第一部件移动的情况下对所述第二部件相对于所述第一部件的第一相对速度V1和所述第三部件相对于所述第一部件的第二相对速度V2进行比较,第一相对速度V1可以比第二相对速度V2大。
所述第三部件可以相对于所述第一部件固定。
在所述第一部件的表面可以配置有对所述第三部件的移动进行限制的凹部。
所述凹部可以通过所述第三部件的嵌入而扩张。
所述凹部的大小可以在所述第三部件的粒径以上且低于该粒径的2倍。
所述第三部件可以比所述第一部件质地硬且比所述第二部件质地软。
在所述第一部件与所述第二部件的位置关系发生变化的情况下对所述第一部件中面向所述第二部件的第一区域和所述第二部件中面向所述第一部件的第二区域进行比较,所述第一区域的所述第一部件上的位置的变化可以比所述第二区域的所述第二部件上的位置的变化大。
在所述第一部件与所述第二部件的位置关系发生变化的情况下对所述第一部件中面向所述第二部件的第一区域和所述第二部件中面向所述第一部件的第二区域进行比较,所述第二区域的所述第二部件上的位置的变化可以比所述第一区域的所述第一部件上的位置的变化大。
根据本发明的一个实施方式,提供一种键盘装置,具备:键;与所述键连接的技术方案1至10中任一项所述的滑动机构;与所述滑动机构连接,并且随着所述键的按下而转动的质量体;所述第一部件和所述第二部件中的一方与所述键连接、另一方与所述质量体连接。
根据本发明的一个实施方式,提供一种键盘装置,具备:框架;相对于所述框架转动的键;与所述框架和所述键连接的技术方案1至10中任一项所述的滑动机构;所述第一部件和所述第二部件中的一方与所述键连接、另一方与所述框架连接。
根据本发明的一个实施方式,提供一种键盘装置,具备:键;随着所述键的按下而转动的质量体;与所述质量体连接的技术方案1至10中任一项所述的滑动机构;所述第一部件和所述第二部件中的一方与成为所述质量体的转动中心的轴连接、另一方与针对该轴的轴承连接。
发明的效果
根据本发明的一个实施方式,在滑动机构中,能够容易地设定所期望的摩擦系数。
附图说明
图1是对本发明第一实施方式中的键盘装置的概要进行说明的图。
图2是本发明第一实施方式中的滑动机构的说明图。
图3是本发明第二实施方式中的滑动机构的说明图。
图4是本发明第三实施方式中的滑动机构的说明图。
图5是本发明第四实施方式中的滑动机构的说明图。
图6是本发明第五实施方式中的滑动机构的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对包含本发明的一个实施方式中的滑动机构的键盘装置详细地进行说明。以下所示的实施方式是本发明实施方式的一个例子,本发明不应当被解释为限定于这些实施方式。需要说明的是,在本实施方式所参照的附图中,对同一部分或具有同样功能的部分标注同一附图标记或类似的附图标记(在数字后标注A、B等的附图标记),存在省略其重复说明的情况。并且,存在附图的尺寸比例(各结构之间的比例、纵横高度方向的比例等)为了便于说明而与实际比例不同、一部分结构从附图中省略的情况。
<第一实施方式>
[键盘装置1的构成]
图1是对本发明第一实施方式中的键盘装置的概要进行说明的图。第一实施方式中的键盘装置1是将本发明的滑动机构的一个例子适用于电子钢琴的示例。需要说明的是,在键盘装置1中,除了图1所记载的结构之外,还具有对键的位置进行检测的传感器和根据来自传感器的输出信号而生成声音波形的音源装置等各种结构,但在该例子中省略图示。
键盘装置1具备框架50、键60以及质量体70。键60能够转动地支承于框架50。在该例子中,键60通过设置于框架50的轴部56和设置于键60的轴承65支承于框架50。即,轴部56成为键60的转动中心。需要说明的是,也可以是轴部设置于键60、轴承设置于框架50。
键60的转动方向被设置于框架50的引导部54限制。在该例子中,引导部54沿着键60的排列方向(音阶方向)相对于键60的两侧面接触。由此,键60在以音阶方向为法线的面内转动而转动方向被限制。需要说明的是,转动方向也可以通过轴部56和轴承65来限制。因此,可以不存在引导部54。
在键60连接有硬质部件120(第二部件)。在该例子中,硬质部件120以从键60向下方突出的方式配置。
质量体70能够转动地支承于框架50。在该例子中,质量体70通过设置于框架50的轴部57和设置于质量体70的轴承75支承于框架50。需要说明的是,也可以是轴部设置于质量体70、轴承设置于框架50。
在质量体70连接有软质部件110(第一部件)。软质部件110在该例子中配置在质量体70的一端侧。软质部件110和硬质部件120隔着粒子状部件130(第三部件)配置。在该例子中,粒子状部件130配置在软质部件110上,并且能够滑动地与硬质部件120接触。在软质部件110、硬质部件120以及粒子状部件130中形成有滑动机构10。后文将对滑动机构10的详细构造进行说明。
质量体70在其一部分包含锤部78。锤部78相对于轴承75配置在与配置有软质部件110的端部位于相反侧的位置。由于锤部78的存在,质量体70的重心比轴承75位于锤部78侧。
在按下键60(按键)时,硬质部件120在粒子状部件130上滑动,并且使软质部件110向下方移动。由此,质量体70转动而使锤部78向上方移动直至该锤部78与限位部58接触,键60处于按下到尽头位置的状态。另一方面,如果释放按下键60的力(离键),则质量体70转动而使锤部78向下方移动直到该锤部78与限位部59接触,软质部件110向上方移动。由此,硬质部件120在粒子状部件130上滑动并且向上方移动,键60回到空闲位置。需要说明的是,在键60从尽头位置回到空闲位置期间,硬质部件120可以不从粒子状部件130离开。可以利用键的自重等而使用公知的构造。并且,可以对转动范围进行限制,以使得键60不从空闲位置向上方移动。这样,质量体70是通过键60的按下而转动的部件,在相对于按键施加负荷的这一点是与原声钢琴中的琴锤相当的部件。
[滑动机构10的构成]
接着,使用图2对滑动机构10进行说明。
图2是本发明第一实施方式中的滑动机构的说明图。如上所述,滑动机构10包含软质部件110、硬质部件120和多个粒子状部件130。软质部件110是橡胶等弹性体。硬质部件120是与键60一体成型的硬质的树脂等。需要说明的是,硬质部件120只要比软质部件110质地硬即可。因此,能够得到各种各样的软质部件110的材质与硬质部件120的材质的组合。
粒子状部件130是大致球状的部件。在该例子中,粒子状部件130通过比软质部件110质地硬并且比硬质部件120质地软的材料形成。需要说明的是,粒子状部件130也可以比软质部件110质地软或比硬质部件120质地硬。并且,粒子状部件130可以是大致球状或粒状。因此,粒子状部件130例如可以是椭圆体等通过封闭曲面构成的形状,也可以是一部分或全部通过平面形成的形状。并且,如图2所示,在多个粒子状部件130中,可以包含一部分粒径不同的粒子状部件,也可以是所有粒径均相同。此处所称的粒径(与图4所示的粒径R对应)如果是球则为直径,如果是球以外的构造则表示表面上的两点间的距离中最长的距离。
在该例子中,多个粒子状部件130在软质部件110的表面110S分散而通过粘接剂140固定。因此,粒子状部件130不相对于表面110S移动,并且不在同一场所旋转。需要说明的是,粒子状部件130可以通过其他方法(例如,溶着、粘着等)固定在软质部件110的表面110S上。
图2所示的硬质部件120的位置(实线)设想的是键60处于空闲位置时。此时,粒子状部件130被夹在软质部件110的第一区域SA1(SA1-1、SA1-2)和硬质部件120的第二区域SA2中间。第一区域SA1是软质部件110中面向硬质部件120的区域。第二区域SA2是硬质部件120中面向软质部件110的区域。
在按下键60时,硬质部件120向箭头的方向移动,在键60到达尽头位置时,变化为双点划线所示的位置。这样,以软质部件110为基准,硬质部件120以相对于粒子状部件130滑动接触的状态沿着软质部件110的表面110S移动。在该例子中,硬质部件120上的第二区域SA2的位置不发生变化。另一方面,软质部件110上的第一区域SA1的位置从区域SA1-1向区域SA1-2变化。即,能够将软质部件110成为间歇滑动侧、将硬质部件120称为连续滑动侧。需要说明的是,实际上,软质部件110经由粒子状部件130滑动,但在以下的说明中,作为滑动机构10整体,软质部件110表现为间歇滑动侧。
硬质部件120并不是与软质部件110接触而滑动,而是与粒子状部件130接触而滑动,并且将来自键60的力传递给软质部件110。硬质部件120与粒子状部件130的接触而产生的摩擦力能够随着固定于软质部件110的粒子状部件130的形状(外形、大小等)、分布(多个形状的混合比例、分散密度等)和材质而变化。因此,只要将使这些参数发生了变化的粒子状部件130配置在软质部件110上,就能够对作为滑动机构10的摩擦系数进行各种调节,因此在滑动机构10中能够容易地实现所期望的摩擦系数。需要说明的是,在以下的说明中,在仅称为摩擦系数的情况下,表示的是作为滑动机构10的摩擦系数,并不是表示硬质部件120与粒子状部件130的摩擦系数。
并且,由于软质部件110与硬质部件120以不接触的状态滑动,因此能够减轻软质部件110的磨损。此时,软质部件110经由粒子状部件130受到来自硬质部件120的力而作为整体弹性变形。因此,由软质部件110的弹性变形造成的复原力(相对于表面110S向大致垂直方向的力)能够作为对硬质部件120的反作用力而传递。在使用了像软质部件110那样弹性变形的部件的滑动机构中,摩擦变得过大的情况较多,难以兼顾柔软度和易滑动度。另一方面,根据上述滑动机构10,能够保持伴随着软质部件110的弹性变形的柔软度并且将摩擦的大小设定为各种程度。
<第二实施方式>
在第一实施方式中,粒子状部件130固定在软质部件110上,也可以不固定。在第二实施方式至第四实施方式中,对粒子状部件130不固定在软质部件110上的例子进行说明。首先,在第二实施方式中,对粒子状部件130利用液状部件的特性而保持在软质部件110与硬质部件120之间的例子进行说明。
图3是本发明第二实施方式中的滑动机构的说明图。在滑动机构10A中,粒子状部件130(130-1,130-2,···)通过液状部件150保持在软质部件110与硬质部件120之间。液状部件150以至少在软质部件110上与多个粒子状部件130接触的方式存在。因此,粒子状部件130保持在软质部件110上而能够旋转(改变姿态),并且能够沿着软质部件110的表面110S移动。需要说明的是,通过使液状部件150的特性(例如,粘度、粘稠度、表面张力等)发生变化,能够使相对于粒子状部件130的旋转和移动的阻力发生变化。液状部件150为了能够在软质部件110与硬质部件120之间尽可能长久地保持并且其特性的变化小,优选为挥发性低的部件。在图3中,液状部件150仅配置在软质部件110与硬质部件120之间的一部分,但也可以以在它们之间的部分全部填满的状态配置。
如图3所示,在硬质部件120移动时,粒子状部件130在软质部件110与硬质部件120之间一边滚动或滑动一边移动。其移动量取决于硬质部件120与粒子状部件130的位置关系而以各种方式变化。在该例子中,与粒子状部件130-1,130-4相比,粒子状部件130-2,130-3与移动中的硬质部件120以更长的时间接触,因此大幅移动。在这里,硬质部件120相对于软质部件110的速度Vb(第一相对速度)比粒子状部件130-1,130-2,130-3,130-4相对于软质部件110的速度Va1,Va2,Va3,Va4(第二相对速度)大。在这里,为了对硬质部件120施加强的摩擦力,可以使Vb的1/2比Va1,Va2,Va3,Va4大。为了实现该作用,例如,可以对液状部件150的特性(例如,粘度)进行调节而使粒子状部件130难以在表面110S上移动。
在该例子中,软质部件110与硬质部件120不接触,但粒子状部件130在软质部件110上移动。然而,与硬质部件120与软质部件110接触而滑动的情况相比,粒子状部件130与软质部件110的接触面积和移动量小,因此也能够降低软质部件110的磨损。并且,与上述情况相同,根据滑动机构10A,能够保持伴随着软质部件110的弹性变形的柔软度并且将摩擦的大小设定为各种程度。
<第三实施方式>
在第三实施方式中,对粒子状部件130的移动范围被部分限制的例子进行说明。
图4是本发明第三实施方式中的滑动机构的说明图。为了便于说明,图4放大表示了一个粒子状部件130的附近。滑动机构10B包含在表面110SB配置有多个凹部115的软质部件110B。粒子状部件130的一部分以进入凹部115中的方式配置。在凹部115的内部,与第二实施方式同样地配置有液状部件150。需要说明的是,液状部件150既可以以扩散到凹部115的外部的方式配置,也可以不存在于软质部件110B与硬质部件120之间。
粒子状部件130以从软质部件110B离开的方向的移动被硬质部件120妨碍的方式受力。因此,即使硬质部件120与粒子状部件130相对滑动,粒子状部件130的移动范围也会被限制在凹部115的内侧,不会伸出到外侧。需要说明的是,粒子状部件130的移动范围不限于完全限制在凹部115中的情况。即,粒子状部件130可以从凹部115伸出到外侧,其结果是,其他粒子状部件130也可以进入该凹部115。
粒子状部件130的形状与凹部115的形状成为以下的关系。首先,凹部115的深度D(从与表面110SB对应的位置到凹部115的底部的距离)比粒子状部件130的粒径R小。由此,在一个粒子状部件130进入凹部115时,粒子状部件130的一部分从表面110SB露出,能够与硬质部件120接触。
并且,凹部115的大小L为粒子状部件130的粒径R以上,并且低于粒径R的2倍。凹部115的大小L在该例子中规定如下。在凹部115的内面中,规定沿着硬质部件120相对于软质部件110B的移动方向的两点。以这两点间的距离中最长的距离为凹部115的大小L。需要说明的是,凹部115可以向与表面110SB平行的方向中与硬质部件120的移动方向不同的方向延伸而成为槽状。
根据这样的大小L与粒径R的关系,在凹部115中,在硬质部件120的移动方向上配置有一个粒子状部件130。需要说明的是,可以将上述两点之间的距离中表面110SB(换句话说凹部115的开口缘部)上的两点之间的距离定义为大小Ls1,取代大小L而使用大小Ls1作为上述条件。取决于形状,规定大小L的两点也会位于开口缘部。在这种情况下,大小L与大小Ls1相等。
这些条件并不是在所有的粒子状部件130与凹部115的关系中均满足。即,在多个粒子状部件130中的任一个与多个凹部115中的任一个的关系中,存在满足上述条件的组合即可。需要说明的是,上述条件是用于得到规定的摩擦系数的一个例子,在粒子状部件130与凹部115的所有组合中,可以存在不满足条件的情况。
需要说明的是,如果对粒子状部件130的粒径R与凹部115的大小L的关系进行调节,在硬质部件120的移动开始的时刻和进行了规定量的移动之后的时刻,也能够使摩擦系数发生变化。例如,在硬质部件120的移动开始的时刻,粒子状部件130能够在凹部115中较为自由地移动。即,成为接近第二实施方式的状况。另一方面,在硬质部件120进行了规定量的移动之后,粒子状部件130处于卡挂于凹部115的端部的状态(在图4中以双点划线表示的粒子状部件130b的位置)。即,虽然粒子状部件130能够旋转,但也成为接近第一实施方式的状况。其结果是,在硬质部件120移动的中途,也能够实现作为滑动机构10B的摩擦系数变大的状况。
<第四实施方式>
在第四实施方式中,对不能进行粒子状部件130的移动但能够在相同位置进行旋转的例子进行说明。
图5是本发明第四实施方式中的滑动机构的说明图。与第三实施方式中的软质部件110B相比,滑动机构10C包含在大小Ls1比粒径R小并且大小L比粒径R大(大致相同)的凹部115C中配置的软质部件110C。粒子状部件130处于被压入且嵌入凹部115C的状态。因此,通过粒子状部件130使凹部115的开口缘部扩张到大小Ls2。由此,表面110SC在粒子状部件130的周围发生弹性变形。在该状态下,粒子状部件130不能在硬质部件120相对于软质部件110C移动的方向和与表面115SC垂直的方向上移动,但能够进行旋转等姿态的改变。
<第五实施方式>
在上述各实施方式中,对硬质部件120为连续滑动侧的例子进行了说明,但也可以是间歇滑动侧。在第五实施方式中,对将第一实施方式中的连续滑动侧和间歇滑动侧进行了对调的情况下的例子进行说明。
图6是本发明第五实施方式中的滑动机构的说明图。滑动机构10D包含软质部件110D、硬质部件120D和粒子状部件130。在滑动机构10D中,在第一实施方式中的硬质部件120的位置配置软质部件110D、在软质部件110的位置配置硬质部件120D。即,在该例子中,软质部件110D成为连续滑动侧、硬质部件120D成为间歇滑动侧。而且,在该例子中软质部件110D与键60连接、硬质部件120D与质量体70连接。
粒子状部件130在软质部件110D的表面110SD上通过粘接剂140固定。因此,在按下键60时,软质部件110D与粒子状部件130一起在硬质部件120D上移动。这样,第五实施方式中的粒子状部件130与固定于间歇滑动侧的部件的第一实施方式不同而固定于连续滑动侧的部件,但在固定于软质部件的这一点与第一实施方式相同。并且,在粒子状部件130与硬质部件能够相对滑动地配置的这一点也与第一实施方式相同。需要说明的是,如上所述,也能够在第二实施方式至第四实施方式中适用第五实施方式的结构。在这种情况下,可以取代第五实施方式的结构中的粘接剂140而使用液状部件、凹部等,只要能够保持粒子状部件130即可。
<变形例>
在上述各实施方式中,也能够实施以下所述的变形。在以下的变形例中,说明对第一实施方式进行变形的情况,但对其他实施方式进行变形的情况也是相同的情况。
(1)在上述第一实施方式中,滑动机构10配置在键60与质量体70之间,但也可以配置在键60与框架50之间。例如,可以在图1所示的轴部56与轴承65的关系中适用滑动机构10。在这种情况下,软质部件110和硬质部件120中的一方与轴部56连接、另一方与轴承65连接。
并且,在键60与引导部54的关系中也可以适用滑动机构10。在该情况下,软质部件110和硬质部件120中的一方与键60连接、另一方与引导部54连接。
(2)在上述第一实施方式中滑动机构10配置在键60与质量体70之间,但也可以配置在质量体70与框架50之间。例如,滑动机构10可以适用于图1所示的轴部57与轴承75的关系。在这种情况下,可以是软质部件110和硬质部件120中的一方与轴部57连接、另一方与轴承75连接。
(3)在上述第一实施方式中,作为适用滑动机构10的键盘装置1的例子表示的是电子钢琴。另一方面,滑动机构10也能够适用于三角钢琴和立式钢琴这样的原声钢琴中两个部件相互滑动的部分。两个部件例如为(A)支座底呢和卡钉、(B)琴锤辊和顶杆、(C)支座轴架和支座(轴部分)、(D)琴锤柄轴架和琴锤柄(轴部分)等。需要说明的是,在使用了原声钢琴的击弦机构的电子钢琴中也是同样的。
(4)在上述第一实施方式中,表示的是将滑动机构10适用于键盘装置1的例子。另一方面,只要滑动机构10是具有两个部件相滑动的部分的构造体,则也能够适用于键盘装置之外的乐器。另外,除了乐器之外,滑动机构10也能够适用于各种具有两个部件相滑动的部分的装置。
附图标记说明
1…键盘装置;10,10A,10B,10C,10D…滑动机构;50…框架;54…引导部;56,57…轴部;58,59…限位部;60…键;65…轴承;70…质量体;75…轴承;78…锤部;110,110B,110C,110D…软质部件;115,115C…凹部;120,120D…硬质部件;130,130-1,130-2,130-3,130-4…粒子状部件;140…粘接剂,150…液状部件。
Claims (13)
1.一种滑动机构,其特征在于,具备:
第一部件;
比所述第一部件质地硬的第二部件;
夹在所述第一部件和所述第二部件中间并且能够与所述第二部件相对滑动地配置的粒子状的多个第三部件,
所述粒子状的多个第三部件通过液状部件或嵌合而能够旋转地设置于所述第一部件或所述第二部件,将来自所述第一部件和所述第二部件中一方的摩擦力向另一方传递。
2.根据权利要求1所述的滑动机构,其中,
在所述第一部件上存在与多个所述第三部件接触的液状部件。
3.根据权利要求1所述的滑动机构,其中,
在所述第二部件相对于所述第一部件移动的情况下对所述第二部件相对于所述第一部件的第一相对速度V1和所述第三部件相对于所述第一部件的第二相对速度V2进行比较,第一相对速度V1比第二相对速度V2大。
4.根据权利要求1所述的滑动机构,其中,
所述第三部件相对于所述第一部件固定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的滑动机构,其中,
在所述第一部件的表面配置有对所述第三部件的移动进行限制的凹部。
6.根据权利要求5所述的滑动机构,其中,
所述凹部通过所述第三部件的嵌入而扩张。
7.根据权利要求5或6所述的滑动机构,其中,
所述凹部的大小为所述第三部件的粒径以上且低于该粒径的2倍。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的滑动机构,其中,
所述第三部件比所述第一部件质地硬且比所述第二部件质地软。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的滑动机构,其中,
在所述第一部件与所述第二部件的位置关系发生变化的情况下对所述第一部件中面向所述第二部件的第一区域和所述第二部件中面向所述第一部件的第二区域进行比较,所述第一区域的所述第一部件上的位置的变化比所述第二区域的所述第二部件上的位置的变化大。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的滑动机构,其中,
在所述第一部件与所述第二部件的位置关系发生变化的情况下对所述第一部件中面向所述第二部件的第一区域和所述第二部件中面向所述第一部件的第二区域进行比较,所述第二区域的所述第二部件上的位置的变化比所述第一区域的所述第一部件上的位置的变化大。
11.一种键盘装置,其特征在于,具备:
键;
与所述键连接的权利要求1至10中任一项所述的滑动机构;
与所述滑动机构连接,并且随着所述键的按下而转动的质量体;
所述第一部件和所述第二部件中的一方与所述键连接,另一方与所述质量体连接。
12.一种键盘装置,其特征在于,具备:
框架;
相对于所述框架转动的键;
与所述框架和所述键连接的权利要求1至10中任一项所述的滑动机构;
所述第一部件和所述第二部件中的一方与所述键连接,另一方与所述框架连接。
13.一种键盘装置,其特征在于,具备:
键;
随着所述键的按下而转动的质量体;
与所述质量体连接的权利要求1至10中任一项所述的滑动机构;
所述第一部件和所述第二部件中的一方和成为所述质量体的转动中心的轴连接,另一方和与该轴对应的轴承连接。
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