DE112017007605T5

DE112017007605T5 - Reaktionskrafterzeugungseinheit

Info

Publication number: DE112017007605T5
Application number: DE112017007605.6T
Authority: DE
Inventors: Michiko Tanoue; Ichiro Osuga
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2020-02-27
Also published as: JPWO2018220755A1; CN110651320A; US11326660B2; CN110651320B; WO2018220755A1; US20200088258A1; JP6809607B2

Abstract

Eine Reaktionskrafterzeugungseinheit ist vorgesehen, die die Stabilisierung einer zu erzeugenden Reaktionskraft ermöglicht und die Verarbeitungsgenauigkeit verbessert. In einem gedrückten Körper 20 wölben sich drei Kuppeln, umfassend eine erste Kuppel 22-1, eine zweite Kuppel 22-2 und eine dritte Kuppel 22-3, von einer Basis 21 vor. Ein vorderes Ende 23 jeder Kuppel 22 weist zu einer gegenüberliegenden Fläche 11 eines gegenüberliegenden Elements 10. Wenn die Basis 21 von dem Druckelement 13 gedrückt wird, bewegen sich die vorderen Enden 23 der Kuppeln 22 in eine Richtung, die dem gegenüberliegenden Element 10 relativ nah ist. Hierbei werden die Kuppeln 22 elastisch verformt und üben eine entsprechende Reaktionskraft in Bezug auf den Griff aus. In einem Normalzustand, in dem angenommen wird, dass der gedrückte Körper 20 keiner Druckkraft ausgesetzt ist, sind die Achsen X1, X2 und X3 der Kuppeln 22-1, 22-2 und 22-3 im Wesentlichen parallel zueinander, und spitze Winkel, die von den Achsen X1, X2 und X3 und einer Normalen X0 der gegenüberliegenden Fläche 11 gebildet werden, sind im Wesentlichen ähnlich zueinander in einem vorgegeben Winkel θ0, der größer als null Grad ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reaktionskrafterzeugungseinheit, die eine Reaktionskraft erzeugt, wenn sie durch die Betätigung eines Griffs gedrückt und elastisch verformt wird.
Technischer Hintergrund
Herkömmlicherweise ist eine ReaktionskraftErzeugungseinheit bekannt, die eine Reaktionskraft erzeugt, wenn sie durch die Betätigung eines Griffs gedrückt und elastisch verformt wird. Beispielsweise ist in dem Gebiet der elektronischen Tasteninstrumente ein Musikinstrument bekannt, das mit einem Schalter versehen ist, der eine Kuppel umfasst, die sich in einem elastischen Wölbungsabschnitt, der sich von der Plattenfläche vorwölbt, in Richtung einer Plattenfläche vorwölbt, und die elastisch verformt wird, wenn sie von einem Element wie einer Taste gedrückt wird (folgende Patentliteratur 1). In dieser Art Musikinstrument erzeugt die elastische Verformung der Kuppel oder Ähnlichem im Wesentlichen gegen eine Taste eine Reaktionskraft. Das in Patentliteratur 1 offenbarte Musikinstrument ist mit einer Vielzahl von Kuppeln versehen, die von einer Taste gedrückt werden, die ein gemeinsames Druckelement ist.
In vielen Einheiten veranlasst ein Druckanschlag von einem Druckelement die Kuppel dazu, sich zu bewegen, beispielsweise, sich zu drehen. In solchen Einheiten verändert sich die axiale Neigung der Kuppel in Bezug auf eine Normalenrichtung einer Plattenfläche in jedem Moment. Wenn ein vorderes Ende der Kuppel eine gegenüberliegende Fläche wie die Plattenfläche berührt (darauf auftrifft), die in Kontakt mit der Kuppel kommen soll, wird das Auftreffverhalten instabil, wenn eine axiale Neigung der Kuppel relativ zu einer Normalenrichtung der gegenüberliegenden Fläche zu groß ist. Das instabile Auftreffverhalten verursacht Instabilität in der Größe der Reaktionskraft und dem Zeitpunkt der Erzeugung einer Reaktionskraft, was die Haltbarkeit verschlechtert.
In einer Vorrichtung, die mit einer Vielzahl von Kuppeln versehen ist, die von einem gemeinsamen Druckelement gedrückt werden, ist es ideal, dass eine axiale Neigung jeder Kuppel relativ zu einer Normalenrichtung einer gegenüberliegenden Fläche in einem gewünschten Winkel ist, wenn ein vorderes Ende jeder Kuppel die gegenüberliegende Fläche berührt. Damit sie dies ist, ist es ideal, die axiale Neigung für jede Kuppel einzustellen. Es wird angemerkt, dass eine Reaktionskrafterzeugungseinheit bekannt ist, die mit einer Kuppel versehen ist, die eine axiale Richtung aufweist, die relativ zu einer Normalenrichtung einer gegenüberliegenden Fläche geneigt ist, während die Kuppel nicht gedrückt wird (folgende Patentliteratur 2).
Liste der Bezugnahmen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2007-25576
Patentliteratur 2: Japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2015-68969

Kurzdarstellung der Erfindung
Technische Aufgabe
In einer Vorrichtung, die mit einer Vielzahl von Kuppeln versehen ist, die von einem gemeinsamen Druckelement gedrückt werden, wird die Verarbeitung einer Reaktionskrafterzeugungseinheit jedoch problematisch, wenn die Kuppeln, die keiner Druckkraft ausgesetzt sind, derart gestaltet sind, dass sie unterschiedliche axiale Neigungen aufweisen, was ein Hindernis für das Hervorbringen eines Produkts mit hoher Genauigkeit darstellt. Mit anderen Worten wird diese Art Reaktionskrafterzeugungseinheit üblicherweise durch Füllen einer Form mit einem elastischen Material hergestellt. Üblicherweise stimmt die Richtung, in die eine Form gezogen wird, mit einer axialen Richtung einer Kuppel überein. Dementsprechend ist es nicht einfach, einstückig und mit hoher Genauigkeit eine Reaktionskrafterzeugungseinheit zu formen, die mit einer Vielzahl von Kuppeln versehen ist, die unterschiedliche axiale Richtungen aufweisen. Es wird angemerkt, dass die Verwendung einer Gleitform nicht realistisch ist, da eine Gleitform die Kosten erhöht und die Genauigkeit verringert.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reaktionskrafterzeugungseinheit anzugeben, die eine zu erzeugende Reaktionskraft stabilisiert und die Verarbeitungsgenauigkeit verbessert.
Lösung der Aufgabe
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, um die Aufgabe zu lösen, eine Reaktionskrafterzeugungseinheit bereitgestellt, welche aufweist: ein gegenüberliegendes Element (10); einen gedrückten Körper (20), der ein Unterteil (24), das sich von dem gegenüberliegenden Element vorwölbt, eine Basis (21), die mit dem Unterteil verbunden ist, und eine Vielzahl von Kuppeln (22) umfasst, die sich von der Basis in Richtung des gegenüberliegenden Elements vorwölben, wobei der gedrückte Körper (20) aus einem elastischen Material gebildet ist, und Querschnittsformen, die jeweils senkrecht zu den Achsen der Kuppeln sind, im Wesentlichen achsensymmetrisch sind, wobei ein Anschlag, bei dem das gegenüberliegende Element und die Basis sich durch eine Betätigung eines Griffs aus einem Nichtbetätigungszustand relativ nah kommen, ausgestaltet ist, ein Druckanschlag zu sein, und wobei die Achsen (X1, X2 und X3) der Kuppeln in einem Normalzustand, in dem angenommen wird, dass die Basis keiner Druckkraft ausgesetzt ist, im Wesentlichen parallel zueinander sind, und in dem Normalzustand jede der Achsen und eine Normale (X0) einer gegenüberliegenden Fläche des gegenüberliegenden Elements, die zu den Kuppeln weist, einen vorgegebenen Winkel (90) bilden, der größer als null Grad ist.
Es sei angemerkt, dass die Bezugszeichen in den vorstehenden Klammern Beispiele sind.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine zu erzeugende Reaktionskraft zu stabilisieren und die Verarbeitungsgenauigkeit zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung einer Reaktionskrafterzeugungsvorrichtung (Reaktionskrafterzeugungseinheit) zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 1.
3 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Achse und einer Normalen in dem Moment zeigt, wenn in einem Druckanschlag ein vorderes Ende in Kontakt mit einer gegenüberliegenden Fläche kommt.
4 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Achse und der Normalen in dem Moment zeigt, wenn in dem Druckanschlag ein vorderes Ende in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche kommt.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Achse und der Normalen in dem Moment zeigt, wenn in dem Druckanschlag ein vorderes Ende in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche kommt.
6A ist eine Ansicht, die eine Variation einer Querschnittsform einer Kuppel zeigt.
6B ist eine Ansicht, die eine Variation der Querschnittsform der Kuppel zeigt.
6C ist eine Ansicht, die eine Variation der Querschnittsform der Kuppel zeigt.
6D ist eine Ansicht, die eine Variation der Querschnittsform der Kuppel zeigt.
6E ist eine Ansicht, die eine Variation der Querschnittsform der Kuppel zeigt.
7 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Druckanschlag und einer Reaktionskraft zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung einer Reaktionskrafterzeugungsvorrichtung (Reaktionskrafterzeugungseinheit) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 1. Diese Reaktionskrafterzeugungsvorrichtung umfasst mindestens einen gedrückten Körper 20 und ein gegenüberliegendes Element 10. Der gedrückte Körper 20 ist einstückig aus einem elastischen Material gebildet, angeordnet an dem gegenüberliegenden Element 10. Ein elastisches Unterteil 24 wölbt sich an dem gegenüberliegenden Element 10 vor, und eine Basis 21 ist mit dem Unterteil 24 verbunden. Ein Druckelement 13 dreht sich beispielsweise um einen Drehpunkt P oder bewegt sich drehend mit. Das Druckelement 13 kann ein Griff selbst sein. Alternativ kann das Druckelement 13 ein bewegliches Element sein, das sich durch die Betätigung eines Griffs bewegt. Das gegenüberliegende Element 10 ist beispielsweise ein Element, das sich nicht bewegt, doch die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Mindestens eines, das gegenüberliegende Element 10 und/oder das Druckelement 13, können sich bewegen, sodass sie in Zusammenarbeit den gedrückten Körper 20 drücken.
Der gedrückte Körper 20 ist einstückig gebildet, beispielsweise durch Füllen einer Form mit einem elastischen Material. Auf der Innenseite des Unterteils 24, das eine Außenkuppel ist, wölbt sich eine Vielzahl von (drei) Kuppeln, genauer, eine erste Kuppel 22-1, eine zweite Kuppel 22-2 und eine dritte Kuppel 22-3, von der Basis 21 in Richtung des gegenüberliegenden Elements 10 vor. Die Kuppeln 22-1, 22-3 und 22-2 sind in dieser Reihenfolge in einer geraden Linie angeordnet. Jede Kuppel 22 weist ein vorderes Ende 23 (23-1, 23-2 und 23-3) auf. Nachfolgend werden, wenn die drei Kuppeln 22 und die vorderen Enden 23 nicht voneinander unterschieden werden, diese Elemente der Einfachheit halber als die Kuppel(n) 22 und das(die) vordere(n) Ende(n) 23 bezeichnet. Wenn die Basis 21 von dem Druckelement 13 gedrückt wird, bewegen sich die vorderen Enden 23 der Kuppeln 22 in eine Richtung, die dem gegenüberliegenden Element 10 relativ nah ist. Hierbei werden die Kuppeln 22 elastisch verformt und üben eine entsprechende Reaktionskraft in Bezug auf den Griff aus. Die Form der vorderen Enden 23 (die Form von vorderen Endflächen) ist beispielsweise im Wesentlichen kreisförmig und flach (siehe 2). Das gegenüberliegende Element 10 weist eine gegenüberliegende Fläche 11 auf, die zu dem vorderen Ende 23 jeder Kuppel 22 weist.
1 zeigt einen Nichtbetätigungszustand des Griffs. In dem Nichtbetätigungszustand beginnt das Druckelement 13 nicht, sich zu bewegen, und der gedrückte Körper 20 befindet sich in einem freien Zustand, keiner Druckkraft ausgesetzt. Das Druckelement 13 kann dazu ausgestaltet sein, den gedrückten Körper 20 im Voraus zu berühren. Wenn eine solche Ausgestaltung angenommen wird, wird ein Zustand, in dem angenommen wird, dass der gedrückte Körper 20 keiner Druckkraft ausgesetzt ist, als „Normalzustand“ bezeichnet. Wenn der Griff, das Druckelement 13 oder ein zwischen dem Griff und dem Druckelement 13 angeordnetes Element in Kontakt mit einem Anschlag oder Ähnlichem kommt, wird die Bewegung des Druckelements 13 an einer Bewegungsendposition reguliert.
Diese Ausführungsform veranschaulicht einen Fall, in dem jede Kuppel 22 sich in leicht schräger Richtung relativ zu einer Normalen X0 der gegenüberliegenden Fläche 11 des gegenüberliegenden Elements 10 vorwölbt. Jede der Kuppeln 22 weist eine ähnliche Querschnittsform auf. Die Kuppeln 22-1, 22-2 und 22-3 wölben sich jeweils im Wesentlichen in Richtungen vor, die mit den Achsen X1, X2 und X3 der Kuppeln 22 übereinstimmen. Insbesondere sind die Achsen X1, X2 und X3 Geraden, die jeweils die Schwerpunkte G der entsprechenden vorderen Enden 23 durchqueren. Die Kuppeln 22 weisen relativ zu einer senkrechten Ebene Querschnittsformen auf, die an jeder beliebigen Position in einem vorgegebenen Bereich der Geraden ähnlich zueinander sind. Die jeweils zu den Achsen X1, X2 und X3 senkrechten Querschnittsformen der Kuppeln 22 sind im Wesentlichen achsensymmetrisch, und sind wie in 1 veranschaulicht kreisförmige (ringförmige) Formen. Eine gedachte Ebene, die eine Symmetrieachse Ax umfasst, die der Achsensymmetrie und den Achsen X1, X2 und X3 zugehörig ist, wird als Sx definiert. Die dreidimensionale Form jeder Kuppel 22 ist im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die gedachte Ebene Sx.
Beispielhaft wird die erste Kuppel 22-1 beschrieben. In dem Nichtbetätigungszustand des Griffs und dem Normalzustand des gedrückten Körpers 20, der in 1 gezeigt ist, ist ein spitzer Winkel, der von der Achse X1 der ersten Kuppel 22-1 und der Normalen X0 der gegenüberliegenden Fläche 11 gebildet wird, ein vorgegebener Winkel θ0, der größer als null Grad ist. Die Achsen X1, X2 und X3 sind im Wesentlichen parallel zueinander, und spitze Winkel, die von den Achsen X1, X2 und X3 und einer Normalen X0 der gegenüberliegenden Fläche 11 gebildet werden, sind im Wesentlichen ähnlich zueinander in dem vorgegebenen Winkel 90.
Ein Anschlag, bei dem das gegenüberliegende Element 10 und die Basis 21 sich durch die Betätigung des Griffs aus dem Nichtbetätigungszustand relativ nah kommen, ist ein Druckanschlag. Wenn die Bewegung des Druckelements 13 an der Bewegungsendposition reguliert wird, wird das Druckelement 13 in einen Druckendzustand gebracht. Dementsprechend ist ein Druckanschlag ein Anschlag, bei dem der gedrückte Körper 20 basierend auf der Bewegung des Griffs, aus dem Normalzustand in den Druckendzustand übergeht, was einem maximalen Bewegungsbereich relativ zu der gegenüberliegenden Fläche 11 entspricht. Wenn der Druck durch das gegenüberliegende Element 10 gelöst wird, kehrt der gedrückte Körper 20 aufgrund von Elastizität zu dem Anfangszustand (dem freien Zustand in dem in 1 gezeigten Beispiel) zurück. In dem Druckanschlag verformt sich jede Kuppel 22, doch die gedachte Ebene Sx verändert sich nicht. Dementsprechend ist die gedachte Ebene Sx stets im Wesentlichen parallel zu der Normalen X0.
3, 4 und 5 sind schematische Ansichten, die eine Beziehung zwischen den Achsen X1, X2 und X3 und der Normalen X0 in dem Moment zeigen, wenn in dem Druckanschlag die vorderen Enden 23-1, 23-2 und 23-3 die gegenüberliegende Fläche 11 berühren. In dem Druckanschlag berühren die vorderen Enden 23-1, 23-3 und 23-2 die gegenüberliegende Fläche 11 in dieser Reihenfolge. In dem Druckanschlag bewegt sich jede Kuppel 22 drehend, und eine axiale Neigung jeder Kuppel 22 relativ zu der Normalenrichtung der gegenüberliegenden Fläche 11 verändert sich in jedem Moment. Technisch werden auf der gedachten Ebene Sx Winkel betrachtet, die von den Achsen X1, X2 und X3 und der Normalen X0 gebildet werden.
Zunächst wird eine Winkelverschiebung der Achse X1 relativ zu der Normalen X0, bis das vordere Ende 23-1 der ersten Kuppel 22-1 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren, in Bezug auf den Normalzustand als eine Winkelverschiebung Δθ1 (erste Winkelverschiebung) betrachtet (3). Von dem Nichtbetätigungszustand bis zu diesem Punkt sind keine der Achsen X1, X2 und X3 parallel zu der Normalen X0. Darüber hinaus wird eine Winkelverschiebung der Achse X3 relativ zu der Normalen X0, bis das vordere Ende 23-3 der dritten Kuppel 22-3 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren, in Bezug auf den Normalzustand als eine Winkelverschiebung Δθ3 betrachtet (4). Zu diesem Zeitpunkt ist die Achse X3 im Wesentlichen parallel zu der Normalen X0. Mit anderen Worten ist die Achse X3 im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11, wenn in dem Druckanschlag das vordere Ende 23-3 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren (der vorgegebene Winkel 90 ist auf diese Weise eingestellt). Ferner noch wird eine Winkelverschiebung der Achse X2 relativ zu der Normalen X0, bis das vordere Ende 23-2 der zweiten Kuppel 22-2 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren, in Bezug auf den Normalzustand als eine Winkelverschiebung Δθ2 (zweite Winkelverschiebung) betrachtet (5). Bis zu diesem Zeitpunkt durchläuft die Achse X2 einen Zustand, um parallel zu der Normalen X0 zu sein. Die Größenbeziehung der Winkelverschiebung ist Δθ1 < Δθ3 < Δθ2.
Hierbei wird, wenn die vorderen Enden 23 der Kuppeln 22 die gegenüberliegende Fläche 11 berühren (darauf auftreffen), das Auftreffverhalten instabil, wenn eine axiale Neigung jeder Kuppel relativ zu der Normalenrichtung der gegenüberliegenden Fläche 11 zu groß ist. Das Kontaktverhalten der dritten Kuppel 22-3 ist jedoch stabil, insbesondere, da das vordere Ende 23-3 der dritten Kuppel 22-3, das sich in der Mitte der Anordnung befindet, im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegende Fläche 11 ist, wenn die dritte Kuppel 22-3 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren. Das stabile Kontaktverhalten stabilisiert die Größe einer Reaktionskraft und den Zeitpunkt der Erzeugung einer Reaktionskraft, die von der dritten Kuppel 22-3 erzeugt wird, was zu verbesserter Haltbarkeit führt. Der vorgegebene Winkel 90 wird auf einen Wert eingestellt, der erhalten wird durch proportionales Teilen der Winkelverschiebung Δθ1 und der Winkelverschiebung Δθ2. Beispielsweise wird ein Wert, der erhalten wird, indem die beiden Winkel halbiert werden, als der vorgegebene Winkel 90 betrachtet: der vorgegebene Winkel 90 = (Δθ1 + Δθ2) / 2. Dementsprechend ist es möglich, eine übermäßige einseitige axiale Neigung der ersten Kuppel 22-1 oder der zweiten Kuppel 22-2 zu vermeiden, wenn die erste Kuppel 22-1 oder die zweite Kuppel 22-2 die gegenüberliegende Fläche 11 berührt. Daher ist es möglich, die Größe von Reaktionskräften auszubalancieren und den Zeitpunkt der Erzeugung von Reaktionskräften zwischen den Kuppeln 22-1 und 22-2 zu stabilisieren, was den gedrückten Körper 20 als Ganzes dazu veranlasst, entsprechend eine Reaktionskraft zu erzeugen. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Winkelverschiebung Δθ3 im Wesentlichen gleich dem vorgegebenen Winkel θ0, da das vordere Ende 23-3 im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 ist, wenn das vordere Ende 23-3 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren.
In dem Normalzustand sind die Achsen X1, X2 und X3 der Kuppeln 22 im Wesentlichen parallel zueinander. Dementsprechend werden bei der Formung der Kuppeln 22 mittels Formen die Formen, die den Kuppeln 22 entsprechen, in Richtungen gezogen, die im Wesentlichen gleich den Achsen X1, X2 und X3 sind, was die Formung des gedrückten Körpers 20 vereinfacht. Mit sichergestellter hoher Genauigkeit ist es möglich, die Verarbeitungsgenauigkeit zu verbessern.
Die Achsen X1, X2 und X3 werden in diesem Dokument als „im Wesentlichen parallel“ zueinander beschrieben. Es sei angemerkt, dass der „im Wesentlichen parallele“ Bereich Unterschiede einschließt, die durch Formungsgegebenheiten aufgrund von Formen sowie Herstellungsfehler verursacht werden. Mit anderem Worten kann, wenn der gedrückte Körper 20 mit einer Form gebildet wird, die Form mit einem Entformungswinkel versehen sein. Vorausgesetzt, dass die Kuppeln 22 jeweils einen Entformungswinkel aufweisen, der an unterschiedlichen Stellen angeordnet ist, oder die Kuppeln 22 jeweils einen Entformungswinkel aufweisen, der an der gleichen Stelle, aber in unterschiedlichen Winkeln angeordnet ist. Wenn jede Kuppel 22 als ein einzelner Körper betrachtet wird, können solche Anordnungen eine Kuppel 22 ergeben, die eine Achse aufweist, die nicht mit einer Richtung übereinstimmt, in die eine Form gezogen wird. In diesem Fall können die Kuppeln 22 eigentlich Achsen aufweisen, die leicht unparallel zueinander sind. In dieser Ausführungsform wird jedoch ein Unterschied zwischen den Achsen, der sich aus dem Einstellen von Entformungswinkeln ergibt, als übereinstimmend (im Wesentlichen parallel) betrachtet.
Gemäß dieser Ausführungsform sind in dem Normalzustand die Achsen X1, X2 und X3 der Kuppeln 22 im Wesentlichen parallel zueinander, und die Achsen X1, X2 und X3 und die Normale X0 der gegenüberliegenden Fläche 11 bilden den vorgegebenen Winkel θ0, der größer als null Grad ist. Eine solche Anordnung ermöglicht die Stabilisierung einer zu erzeugenden Reaktionskraft und verbessert die Verarbeitungsgenauigkeit. Darüber hinaus wird, da die Achsen X1, X2 und X3 im Wesentlichen parallel zueinander sind, ein Abstand zwischen den benachbarten Kuppeln 22 verringert, was zur Reduzierung der Größe beiträgt.
Der vorgegebene Winkel 90 wird auf einen Winkel eingestellt, der erhalten wird durch proportionales Teilen der Winkelverschiebung Δθ1 und der Winkelverschiebung Δθ2. Daher ist es möglich, die Größe von Reaktionskräften und den Zeitpunkt der Erzeugung von Reaktionskräften zwischen den Kuppeln 22-1 und 22-2 auszubalancieren, die in dem Druckanschlag jeweils zuerst und zuletzt mit der gegenüberliegenden Fläche 11 in Kontakt gebracht werden. Zudem ist das vordere Ende 23-3 der dritten Kuppel 22-3 zu Beginn des Kontakts mit der gegenüberliegenden Fläche 11 im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11. Daher ist es möglich, das Kontaktverhalten der dritten Kuppel 22-3 zu stabilisieren und die Größe einer Reaktionskraft und den Zeitpunkt der Erzeugung einer Reaktionskraft zu stabilisieren, die von der dritten Kuppel 22-3 erzeugt wird.
In dieser Ausführungsform sind die zu den Achsen X1, X2 und X3 senkrechten Querschnittsformen der Kuppeln 22 kreisförmig. Wie in 6A bis 6E gezeigt, kann jedoch jede Kuppel 22, die im Wesentlichen senkrecht zu der entsprechenden Achse ist, eine im Wesentlichen achsensymmetrische Querschnittsform aufweisen. Mit anderen Worten kann jede Kuppel 22 eine beliebige Form aufweisen, wie beispielsweise ein Rechteck mit abgerundeten Ecken (6A), eine Ellipse (6B), eine Ringform mit geraden Teilen (6C) eine Raute mit abgerundeten Ecken (6D) und eine unregelmäßige Form mit geraden Teilen und einem halbrunden Teil (6E).
Wenn das vordere Ende 23 jeder Kuppel 22 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren, werden jedes vordere Ende 23 und die gegenüberliegende Fläche 11 im Wesentlichen parallel zueinander, doch es sei angemerkt, dass ein solcher Zustand nicht immer erforderlich ist. Jedes vordere Ende 23 kann zu Beginn der Berührung eine Neigung relativ zu der gegenüberliegenden Fläche 11 aufweisen. Darüber hinaus ist das vordere Ende 23 jeder Kuppel 22 in diesem Dokument eine flache Fläche, doch ein solcher Zustand ist nicht immer erforderlich. In einem Fall, in dem jedes vordere Ende 23 nicht flach ist, ist der Schwerpunkt G gekennzeichnet durch eine Vorsprungsgeometrie des vorderen Endes 23 in einer Richtung, in der sich jede Kuppel 22 im Wesentlichen vorwölbt. Es sei angemerkt, dass jeder vorstehend genannte Winkel nicht auf den dargestellten Wert beschränkt ist.
Die Anzahl der Kuppeln 22 in dieser Ausführungsform ist drei, kann aber auch vier oder mehr betragen, sofern zwei oder mehr Kuppeln vorhanden sind. Der vorgegebene Winkel 90 kann auf einen Winkel eingestellt sein, der erhalten wird durch proportionales Teilen von Winkelverschiebungen von Achsen relativ zu der Normalen X0, die einem beliebigen Paar der Vielzahl der Kuppeln 22 zugehörig sind. Die Winkelverschiebungen in diesem Dokument sind aus dem Normalzustand als Referenz in einen Zustand, in dem das vordere Ende 23 beginnt, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren. Insbesondere werden, wenn drei oder mehr Kuppeln 22 vorhanden sind, die Kuppen 22, die die gegenüberliegende Fläche 11 in dem Druckanschlag zuerst und zuletzt berühren, als ein Paar betrachtet, und ein vorgegebener Winkel 90 wird auf einen Winkel eingestellt, der erhalten wird durch proportionales Teilen von Winkelverschiebungen, die diesen zwei Kuppeln 22 zugehörig sind, um in einfacher Weise die Balance zwischen allen Kuppeln 22 sicherzustellen. Es sei angemerkt, dass ein Verhältnis der proportionalen Teilung nicht auf die Hälfte beschränkt ist, und jedes beliebige Verhältnis eingesetzt werden kann.
In diesem Dokument ist in dem Druckanschlag, zu Beginn des Kontakts zwischen den vorderen Enden 23 und der gegenüberliegenden Fläche 11, die Achse X3 der dritten Kuppel 22-3, die als zweites in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche 11 kommt, im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11. Eine Kuppel 22, die eine Achse aufweist, die senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 ist, ist jedoch nicht auf die dritte Kuppel 22-3 beschränkt. Mit anderen Worten kann die Achse einer beliebigen der Vielzahl der Kuppeln 22 (beispielsweise die Kuppel 22-1 oder die Kuppel 22-2) im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 sein.
Wenn eine Kuppel 22, die eine Achse aufweist, die in dem Druckanschlag zu Beginn des Kontakts zwischen den vorderen Enden 23 und der gegenüberliegenden Fläche 11 im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 ist, eine andere Kuppel 22 ist als diejenige, die die gegenüberliegende Fläche 11 in dem Druckanschlag zuerst oder zuletzt berührt (eine Kuppel 22, die die gegenüberliegende Fläche 11 nicht zuerst oder zuletzt berührt), ist es einfach, die Größen von Reaktionskräften auszubalancieren und den Zeitpunkt der Erzeugung von Reaktionskräften zwischen der Vielzahl der Kuppeln 22 zu stabilisieren. Es sei angemerkt, dass es nicht immer notwendig ist, eine Kuppel 22 vorzusehen, die eine Achse aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 ist, wenn die vorderen Enden 23 beginnen, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren. Die Reihenfolge, in der jede Kuppel 22 die gegenüberliegende Fläche 11 berührt, ist nicht auf das veranschaulichte Beispiel beschränkt. Unabhängig von der Anordnungsreihenfolge kann jede beliebige Kuppel 22 die gegenüberliegende Fläche 11 zuerst oder zuletzt berühren.
In dem Druckanschlag kann die Achse einer beliebigen der Kuppeln 22 im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 sein, wenn eine beliebige der Kuppeln 22 der Vielzahl der Kuppeln 22 eine Spitzenreaktionskraft erzeugt. Wie in 7 gezeigt, erzeugt in dem Druckanschlag eine bestimmte Kuppel 22 in einem Anschlag eine Spitzenreaktionskraft, nachdem sie mit der gegenüberliegenden Fläche 11 in Kontakt gekommen ist. Es sei angemerkt, dass eine Spitzenreaktionskraft das Maximum einer Reaktionskraft vor dem Druckendzustand ist. Um eine Achse im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 werden zu lassen, wenn eine Spitzenreaktionskraft erzeugt wird, sollte die Achse nicht senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 11 sein, bis die vorderen Enden 23 beginnen, die gegenüberliegende Fläche 11 zu berühren (beispielsweise die Achse X1 der in 3 gezeigten ersten Kuppel 22-1). Mit einer solchen Ausgestaltung ist es weniger wahrscheinlich, dass eine beliebige der Kuppeln 22 eine Kraftkomponente erzeugt, wenn eine Spitzenreaktionskraft erzeugt wird, was effizient eine stabile Reaktionskraft erzeugt. Dementsprechend ermöglichen die Erzeugung einer Last und die sichergestellte Stabilität einer Stellung die Erzeugung einer gewünschten Reaktionskraft zu einem gewünschten Zeitpunkt, was zu verbesserter Haltbarkeit führt.
Die Basis 21 und das Druckelement 13 können im Voraus miteinander in Kontakt kommen (der Kontakt umfasst hierbei einen leichten Druck), wenn der Griff sich in dem Nichtbetätigungszustand befindet. Auch in diesem Fall stellt der „freie Zustand“ des gedrückten Körpers 20 jedoch einen Zustand dar, in dem der gedrückte Körper 20 an irgendeiner Art von Vorrichtung angeordnet, aber nicht in Kontakt mit dem Druckelement 13 ist.
Die Reaktionskrafterzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in einem Tasteninstrument oder einem Musikinstrument angewandt werden. In einem Fall, in dem die Reaktionskrafterzeugungsvorrichtung in einem Tasteninstrument angewandt wird, kann das gegenüberliegende Element 10 oder das Druckelement 13 entweder eine Taste der Klaviatur oder ein Element sein, das sich mit der Bewegung der Taste mitbewegt. Ein Beispiel eines solchen Elements umfasst einen Hammer, der einer Tastendruckbetätigung Trägheit verleiht.
Die Reaktionskrafterzeugungseinheit ist auch als eine Schaltvorrichtung einsetzbar, die Druck- und Lösevorgänge eines Griffs wie einer Taste detektiert und beispielsweise bei einem Tasteninstrument anwendbar ist. Hierbei dient beispielsweise das gegenüberliegende Element 10 als eine Platte, und an der gegenüberliegenden Fläche 11 ist ein fester Kontakt angeordnet. Gleichzeitig ist an dem vorderen Ende 23 jeder Kuppel 22 ein beweglicher Kontakt angeordnet. Die Druck- und Lösevorgänge der Taste können detektiert werden, wenn der feste Kontakt und der bewegliche Kontakt in Kontakt miteinander kommen. Die Geschwindigkeit der Tastendruck- und Tastenlösevorgänge oder der Zeitpunkt der Tonabgabe und -dämpfung können basierend auf Detektionsergebnissen des Kontaktverhaltens von der Vielzahl der Kuppeln 22 bestimmt werden. Wenn die Reaktionskrafterzeugungsvorrichtung als eine solche Schaltvorrichtung ausgestaltet ist, wird das Kontaktverhalten aufgrund eines stabilen Auftreffverhaltens des vorderen Endes 23 jeder Kuppel 22 stabilisiert, was hochgenaue Detektion ermöglicht und dazu beiträgt, Klappern zu verhindern.
Wenn in einer Tastenvorrichtung ein Anschlag ein weiches Material umfasst, hält das Druckelement 13 nicht unmittelbar an, auch wenn das Druckelement 13 oder ein zwischen dem Griff und dem Druckelement 13 angeordnetes Element in Kontakt mit dem Anschlag oder Ähnlichem kommt, sondern bewegt sich trägheitsbedingt leicht. Die Stabilisierung einer Reaktionskraft, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Druckelement 13 den Anschlag berührt, und dem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem das Druckelement 13 und der gedrückte Körper 20 tatsächlich anhalten, verleiht dem Druckelement 13 eine geeignete Anfangsgeschwindigkeit zur Rückkehr, was den Vorteil der Verbesserung des Verhaltens bei wiederholtem Anschlag bietet. Reaktionskräfte der Kuppeln 22, des Unterteils 24 und des Anschlags geben dem Druckelement 13 (oder dem Griff) zu einer Anfangsphase der Rückkehr eine Anfangsgeschwindigkeit und tragen zur Verbesserung des Verhaltens bei wiederholtem Anschlag bei. Aus diesen Elementen erzeugt die Stabilisierung von Reaktionskräften, die von den Kuppeln 22 und dem Unterteil 24 erzeugt werden, eine stabile Anfangsgeschwindigkeit der Rückkehr in Bezug auf das Druckelement 13 (oder den Griff). Da die Rückkehr des Druckelements 13 schnell wird, ist es möglich, unmittelbar die nächste Taste zu drücken, was zu einer Verbesserung des Verhaltens bei wiederholtem Anschlag führt. Wenn jede der Vielzahl der Kuppeln 22 als ein Schalter fungiert, ist hinsichtlich einer Verbesserung des Verhaltens bei wiederholtem Anschlag das Druckelement 13 dazu ausgestaltet, aufgrund der Anfangsgeschwindigkeit, die zu der Anfangsphase der Rückkehr gegeben ist, mindestens zu einer Position des Schalters zurückzukehren, der zuletzt in dem Vorwärtsanschlag angeordnet ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend basierend auf bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung umfasst unter dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung diverse Gesichtspunkte.
Bezugszeichenliste

10: gegenüberliegendes Element
11: gegenüberliegende Fläche
13: Druckelement
20: gedrückter Körper
21: Basis
22-1, 22-2, 22-3: Kuppel
23: vorderes Ende
X0: Normale
X1, X2, X3: Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 200725576 [0004]
JP 201568969 [0004]

Claims

Reaktionskrafterzeugungseinheit, aufweisend: ein gegenüberliegendes Element; und einen gedrückten Körper, der ein Unterteil, das sich von dem gegenüberliegenden Element vorwölbt, eine Basis, die mit dem Unterteil verbunden ist, und eine Vielzahl von Kuppeln aufweist, die sich von der Basis in Richtung des gegenüberliegenden Elements vorwölben, wobei der gedrückte Körper aus einem elastischen Material gebildet ist, und Querschnittsformen, die jeweils senkrecht zu Achsen der Kuppeln sind, im Wesentlichen achsensymmetrisch sind, wobei ein Anschlag, bei dem das gegenüberliegende Element und die Basis sich durch eine Betätigung eines Griffs aus einem Nichtbetätigungszustand relativ nah kommen, ausgestaltet ist, ein Druckanschlag zu sein, und wobei die Achsen der Kuppeln in einem Normalzustand, in dem angenommen wird, dass die Basis keiner Druckkraft ausgesetzt ist, im Wesentlichen parallel zueinander sind, und in dem Normalzustand jede der Achsen und eine Normale einer gegenüberliegenden Fläche des gegenüberliegenden Elements, die zu den Kuppeln weist, einen vorgegebenen Winkel bilden, der größer als null Grad ist.
Reaktionskrafterzeugungseinheit nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Winkel auf einen Winkel eingestellt ist, der erhalten wird durch proportionales Teilen einer ersten Winkelverschiebung einer Achse einer ersten Kuppel relativ zu der Normalen der gegenüberliegenden Fläche, bis ein vorderes Ende der ersten Kuppel der Vielzahl der Kuppeln beginnt, die gegenüberliegende Fläche zu berühren, in Bezug auf den Normalzustand in dem Druckanschlag, und einer zweiten Winkelverschiebung einer Achse einer zweiten Kuppel relativ zu der Normalen der gegenüberliegenden Fläche, bis ein vorderes Ende der zweiten Kuppel der Vielzahl der Kuppeln beginnt, die gegenüberliegende Fläche zu berühren, in Bezug auf den Normalzustand in dem Druckanschlag.
Reaktionskrafterzeugungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorgegebene Winkel in dem Druckanschlag derart eingestellt ist, dass eine Achse einer beliebigen der Vielzahl der Kuppeln im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche ist, wenn ein vorderes Ende der einen der Vielzahl der Kuppeln beginnt, die gegenüberliegende Fläche zu berühren.
Reaktionskrafterzeugungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorgegebene Winkel in dem Druckanschlag derart eingestellt ist, dass eine Achse einer beliebigen der Vielzahl der Kuppeln im Wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche ist, wenn die eine der Vielzahl der Kuppeln eine Spitzenreaktionskraft erzeugt.
Reaktionskrafterzeugungseinheit nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl der Kuppeln dazu ausgestaltet sind, in dem Druckanschlag nacheinander die gegenüberliegende Fläche zu berühren, und die erste Kuppel und die zweite Kuppel eine Kuppel, die die gegenüberliegende Fläche zuerst berührt, und eine Kuppel sind, die die gegenüberliegende Fläche in dem Druckanschlag zuletzt berührt.
Reaktionskrafterzeugungseinheit nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl der Kuppeln in dem Druckanschlag nacheinander die gegenüberliegende Fläche berühren, und die eine der Vielzahl der Kuppeln eine andere Kuppel als eine Kuppel ist, die in dem Druckanschlag zuerst oder zuletzt die gegenüberliegende Fläche berührt.
Reaktionskrafterzeugungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vielzahl der Kuppeln eine im Wesentlichen symmetrische dreidimensionale Form in Bezug auf eine gedachte Ebene aufweist, die eine Symmetrieachse und die Achsen umfasst, wobei die gedachte Ebene sich in dem Druckanschlag nicht verändert.
Reaktionskrafterzeugungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Achsen der Kuppeln Geraden sind, die jeweils Schwerpunkte von vorderen Enden von entsprechenden Kuppeln durchqueren, und die entsprechenden Kuppeln Querschnittsformen in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen, die an jeder beliebigen Position in einem vorgegebenen Bereich der Geraden ähnlich zueinander sind.