JP2006200965A - 変位検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検出対象物の変位を正確に検出することができる変位検出装置を提供すること。
【解決手段】
第１の方向に移動する被検出対象物としてのシンバルの変位は、アクチュエータ３７がシンバルに当接してシンバルと連動して第１の方向に移動し、そのアクチュエータ３７に連結され、そのアクチュエータ３７と連動して当接面上を転動するベアリング３８の位置をシートセンサ４０によって電気的に検出することで検出される。よって、シンバルの変位を直接に検出することができ、正確にシンバルの変位を検出することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、被検出対象物の変位を正確に検出することができる変位検出装置に関する。

従来より、次の特許文献１に開示されているように、ペダルの踏み込み量に応じて上下動するシャフトに連結されたトップシンバルが上下動し、アコースティックなハイハットシンバルと同様の演奏感を模擬し得る電子ハイハットシンバルが提案されている。

この種の電子ハイハットシンバルでは、固定されているボトムシンバルに対するトップシンバルの位置に応じてトップシンバルを打撃した場合の音色が異なるため、ボトムシンバルに対するトップシンバルの位置を検出する必要がある。そこで、次の特許文献１に開示されている電子ハイハットシンバルでは、ペダルの踏み込み量を検出することで、ボトムシンバルに対するトップシンバルの位置を検出していた。
特開２００３−１９５８５７号公報（第００２５段落等）

しかしながら、上述した特許文献１に開示されている電子ハイハットシンバルのように、ペダルの踏み込み量を検出することで、ボトムシンバルに対するトップシンバルの位置を検出する方法では、トップシンバルの変位を直接に検出するものではないので、ペダルの踏み込み量とトップシンバルの変位との間に誤差が生じ、正確にトップシンバルの位置を検出できないという問題転があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、被検出対象物の変位を正確に検出することができる変位検出装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載の変位検出装置は、第１の方向に移動する被検出対象物の変位を検出するものであって、前記被検出対象物に当接して前記被検出対象物と連動して前記第１の方向に移動する移動部と、その移動部に固着され、その移動部と連動して当接面上を転動しながら移動する転動部と、その転動部が当接する前記当接面を有し、その当接面における前記転動部の位置を電気的に検出する検出部と、前記移動部を前記第１の方向とは反対方向に付勢する第１の付勢部と、前記転動部を前記当接面に向けて付勢する第２の付勢部とを備えている。

請求項２記載の変位検出装置は、請求項１に記載の変位検出装置において、前記移動部は、前記被検出対象物に当接した状態で前記第１の方向を中心軸とした場合にその中心軸を中心に回転可能な第１のアクチュエータと、その第１のアクチュエータを支持しつつ、その中心軸を中心に回転不能な第２のアクチュエータとを備えている。

請求項３記載の変位検出装置は、請求項２に記載の記載の変位検出装置において、前記転動部は前記移動部のうち前記第２のアクチュエータに固着されている。

請求項４記載の変位検出装置は、請求項３に記載の変位検出装置において、前記第２のアクチュエータを前記第１のアクチュエータ側に付勢すると共に前記転動部を前記当接面に向けて付勢すべく前記第２のアクチュエータに連結され捻転された状態で配置されるコイルバネを備え、前記第１の付勢部と前記第２の付勢部とは、そのコイルバネによって構成されている。

請求項５記載の変位検出装置は、請求項１から４のいずれかに記載の変位検出装置において、前記検出部は、前記当接面側とは反対側の面に第１の導電パターンが形成されたトップシートと、そのトップシートの前記第１の道電パターンが形成された面と対面する面に前記第１の導電性パターンと短絡する第２の導電パターンが形成されたベースシートと、そのベースシートとトップシートとに挟まれ前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとを離間させるスペーサーシートとを備え、前記転動部が前記当接面に当接する位置に応じて電気抵抗が変化するように構成されている。

請求項６記載の変位検出装置は、請求項１から５のいずれかに記載の変位検出装置において、前記被検出対象物は前記第１の方向と第１の方向とは反対方向とに移動するシャフトに連結され演奏者により打撃される打面を有する電子シンバルであり、前記移動部は、前記シャフトを遊貫して前記電子シンバルが前記シャフトと連動して前記第１の方向に移動した場合に前記電子シンバルに当接して前記電子シンバルと連動して前記第１の方向に移動する。

請求項１記載の変位検出装置によれば、第１の方向に移動する被検出対象物の変位は、移動部が被検出対象物に当接して被検出対象物と連動して第１の方向に移動し、その移動部に固着され、その移動部と連動して当接面上を転動する転動部の位置を検出部によって電気的に検出することで検出される。よって、被検出対象物の変位を直接に検出することができ、正確に被検出対象物の変位を検出することができるという効果がある。また、移動部を第１の方向とは反対方向に付勢する第１の付勢部を備えているので、その付勢力を利用することで、被検出対象物が第１の方向とは反対方向に移動した場合に、自動的に当初の位置に移動部を移動させることができるという効果がある。更に、転動部を当接面に向けて付勢する第２の付勢部を備えているので、当接面に転動部を押圧させることができ、検出部において転動部の位置を正確に検出することをできるという効果がある。

請求項２記載の変位検出装置によれば、請求項１に記載の変位検出装置の奏する効果に加え、移動部は、被検出対象物に当接した状態で第１の方向を中心軸とした場合にその中心軸を中心に回転可能な第１のアクチュエータと、その第１のアクチュエータを支持しつつ、その中心軸を中心に回転不能な第２のアクチュエータとを備えているので、被検出対象物が中心軸を中心に回転し、その被検出対象物に当接する第１のアクチュエータが中心軸を中心に回転したとしても、その回転力が第２のアクチュエータに伝達されるのが抑制され、第１のアクチュエータによって回転力を吸収することができるという効果がある。

請求項３記載の変位検出装置は、請求項２に記載の変位検出装置の奏する効果に加え、転動部は移動部のうち第２のアクチュエータに固着されているので、被検出対象物と第１のアクチュエータとが中心軸を中心に回転したとしても、第２のアクチュエータは中心軸を中心に回転不能に取付けられているので、第２のアクチュエータがシャフトを中心に回転することで転動部が当接面から引き離されるのを防止することができるという効果がある。

請求項４記載の変位検出装置は、請求項３に記載の変位検出装置の奏する効果に加え、第１の付勢部と第２の付勢部とは、共通のコイルバネによって構成されているので、部品点数を削減でき、製造コストを低減できると共に、第２のアクチュエータを回転不能に取付けることができるという効果がある。

請求項５記載の変位検出装置は、請求項１から４のいずれかに記載の変位検出装置の奏する効果に加え、転動部によってトップシートの第１の導電パターンがスペーサーシートを介してベースシートの第２の導電パターン側に押圧されると、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが接触した位置おいて短絡する。即ち、被検出対象物と連動して移動する転動部によって押圧された位置に応じて電気抵抗が変化するように構成されているので、この電気抵抗の変化によって転動部の変位を検出することができ、結果的に、被検出対象物の変位を検出することができるという効果がある。

請求項６記載の変位検出装置は、請求項１から５のいずれかに記載の変位検出装置の奏する効果に加え、被検出対象物は電子シンバルであるので、その電子シンバルの変位を直接に検出することができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の変位検出装置を搭載した電子ハイハットシンバル１の外観斜視図である。尚、図１では、シンバル７を打撃して、シンバル７がシャフト２に対して傾斜している状態を図示している。電子ハイハットシンバル１は、２つのシンバルによって構成されてるアコースティックなハイハットシンバルの演奏感を、１つのシンバル７によって模擬することができるものである。

電子ハイハットシンバル１は、主に、上下動する棒状のシャフト２を含むスタンド装置３と、そのスタンド装置３にシャフト２を遊貫した状態で固定される円筒状のケース４と、そのケース４の上方においてシャフト２と連結され、シャフト２に対して揺動可能な１つの円盤状のシンバル７とを備えている。

スタンド装置３は、ケース４やシンバル７を取付ける装置であり、シャフト２と、シャフト２を遊貫する中空パイプ８と、中空パイプ８の一端側に取付けられケース４を支持する土台９とを備えている。尚、スタンド装置３は、その他にも図示しない構成として、シャフト２を上下動させるべく中空パイプ８の他端側に配置される踏込み式のペダルと、中空パイプ８を起立状態に支持する脚部とを備えている。

ケース４は、シンバル７が着座する台座部１０（図２参照）を形成すると共に、その内部にシンバル７（電子シンバル）の高さ方向における変位を検出する本発明の変位検出装置としての変位センサ１１（図２等参照）を収納するものである。尚、台座部１０や変位センサ１１の詳細については後述する。

シンバル７は、上面に演奏者が打撃する打面１２を形成するものである。シンバル７の周縁にはマーク１４が設けられており、シンバル７はマーク１４が演奏者の正面に位置するようにスタンド装置３に取付けられる。

打面１２は、例えば、ゴムやエラストマーなどの弾性体で形成されている。また、その表面には、同心円状に、例えば、溝幅が２ｍｍ、ピッチが４ｍｍ（溝と溝の幅）、深さが０．１ｍｍｍの凹凸が形成され、ゴム用プライマー（反応性表面改質処理剤）が塗布されている。

これにより、打面１２を打撃した場合の感触を、アコースティックなハイハットシンバルを打撃した時の感触に近づけることができると共に、長時間の打撃による打面１２の摩耗を軽減することができる。

また、シンバル７は、図示しないペダルの踏込み量に応じてシャフト２と連動して上下動し、且つ、打面１２を打撃することでシャフト２を中心に揺動するように構成されている。尚、ペダルを開放してシンバル７が台座部１０から完全に離れた状態をオープン状態（図２参照）、ペダルを踏み込んでシンバル７が台座部１０に着座した状態をクローズ状態（図３参照）という。

次に、図２乃至び図４を参照して、電子ハイハットシンバル１の構成をより具体的に説明する。図２はオープン状態における電子ハイハットシンバル１の断面図であり、図３はクローズ状態における電子ハイハットシンバル１の断面図でありる。尚、この図２及び図３は、シンバル７の中心とマーク１４とを結ぶ断面線における断面図である。図４（ａ）は、シンバル７の底面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＡ−Ａ断面線における拡大断面図である。尚、図４（ａ）においては、シャフト２の図示は省略してある。

シンバル７は、主に、打面１２を上面に形成するカバー１６と、そのカバー１６を支持する第１フレーム１７と、その第１フレーム１７との間に内部空間を形成するように第１フレーム１７と連結される第２フレーム１８とを備えている。

カバー１６は、略中央部に頭部１９が露出する開口と、その開口の周囲においてドーム状に盛り上がったカップ部１６ａと、外縁部を形成するエッジ部１６ｃと、カップ部１６ａからエッジ部１６ｃに向かってなだらかに下方に湾曲するボウ部１６ｂとを備えている。

第１フレーム１７は、カバー１６を支持すべく、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂やポリカーボネート樹脂などの硬質プラスチック材により形成されている。

第１フレーム１７は、中央部に頭部１９が嵌め込まれる開口と、その開口の周囲においてカップ部１６ａを支持する肩部１７ａと、その肩部１７ａから連続して外縁に向かって延びボウ部１６ｂを支持する腕部１７ｂを備えている。

更に、マーク１４側（図面右側）には、腕部１７ｂの先端から一段下がった位置にエッジ部１６ｃを支持する外周部１７ｄを備え、この外周部１７ｄがマーク１４を中心に半周分だけ形成されている。

このように、腕部１７ｂよりも一段下げた位置に外周部１７ｄを形成することで、エッジ部１６ｃの肉厚をボウ部１６ｂよりも厚くすることができるので、エッジ部１６ｃを打撃した場合の振動を抑制することができる。よって、シンバル７を打撃した場合の振動を均一化することができる。また、エッジ部１６ｃが変形し易くなり、アコースティックなハイハットシンバルのエッジ部を打撃した場合の感触に近似させることができる。

尚、マーク１４の反対側の半周部分（図面左側）には、外周部１７ｄは形成されておらず、腕部１７ｂの先端部はエッジ部１６ｃによって覆われている。

第１フレーム１７の略中央部の開口に嵌め込まれている頭部１９は、略円柱状に形成され、底面中央部から上方に窪む凹部１９ａと、底方の側面から外方に突出するフランジ部１９ｂと、その中央部に後述する円筒部２７を貫通する貫通孔１９ｃとを備え、フランジ部１９ｂをビス２１によって肩部１７ａに連結されている。

この凹部１９ａの天井面は、断面視において貫通孔１９ｃを中心として左右に傾斜して形成されており、この凹部１９ａの天井面に後述する断面視山状の支持部２８が当接し、シンバル７は、この支持部２８によって天秤状に図面左右に揺動可能に支持される。

第２フレーム１８は、第１フレーム１７との間に内部空間を形成しつつ、第１フレーム１７に連結されるものであり、主に、外縁部から中央部に向かってなだらかに下方に湾曲する底部１８ａと、その底部１８ａから第１フレーム１７側に向かって立設して略中央部に凹部を形成する第１壁部１８ｂと、その第１壁部１８ｂの端部から中央部に向けて湾曲する着座部１８ｃと、その着座部１８ｃの端部から第１フレーム側に立設して中央部に凹部を形成する第２壁部１８ｄとを備えている。

第２フレーム１８は、第１フレーム１７に対して、図４（ａ）に示すように、着座部１８ｃの６カ所、底部１８ａの８カ所においてビス２０ａによって連結され、また、その最外周部はカバー１６を介して第１フレーム１７と連結されている。

具体的には、着座部１８ｃの６カ所においては、第１フレーム１７と第２フレーム１８とが直接接触するように強固に連結され（図示せず）、底部１８ａの８カ所においては、図４（ｂ）に示すように、ビス２０ａを螺着することでアンカー形状に変形するゴム製のナット２０ｂを介して連結されている。

このように、着座部１８ｃの６カ所の部分においては、第１フレーム１７と第２フレーム１８とが直接接触するように強固に連結しているのに対し、底部１８ａの８カ所においては、ゴム製ナット２０ｂを介して第１フレーム１７と第２フレーム１８とを連結しているので、第２フレーム１８は第１フレーム１７に対してフローティング状態で連結され、カバー１６が打撃された場合には第２フレーム１８全体が振動することになる。よって、後述する第２フレーム１８の内面に配置される振動センサ１５の感度を、カバー１６のどの部分が打撃されたとしても略均一なものにすることができる。

また、第１フレーム１７と第２フレーム１８とを連結する場合、第１フレーム１７の外周部と第２フレーム１８の外周部とが直接接触するようにビスで連結することも考えられるが、このように連結した場合には、カバー１６のエッジ部１６ｃを打撃すると、その振動でビスが緩んでしまう恐れがある。そこで、本実施例のように、ゴム製ナット２０ｂを介して第１フレーム１７と第２フレーム１８とを連結することで、その振動はゴム製ナット２０ｂによって吸収されるので、ビス２０ａが緩むのを防止することができる。

第２フレーム１８と第１フレーム１７とによって囲まれて形成される内部空間には、主に、打面１２が打撃されることによって生ずる振動を検出する振動センサ１５と、その振動センサ１５と配線によって接続されたジャック２４とが内包されており、振動センサ１５によって検出された振動は電気信号として配線を介してジャック２４に出力される。

この振動センサ１５は、第２フレーム１８のうち底部１８ａの内面に配置されている。即ち、振動センサ１５は第１フレーム１７とは離間して配置されている。よって、振動センサ１５を第１フレーム１７の内面に配置した場合に比べ、打面１２のどこを打撃したとしても、その振動を均一化して振動センサ１５に伝えることができ、打撃時の振動の検出感度を均一化することができる。

また、振動センサ１５は、底部１８ａの内面のうち、その略中央部に配置されている。即ち、振動センサ１５はシャフト２に対しても適度に離間して配置されている。よって、シャフト２から伝達される振動に対する感度が鈍感となり、本来必要な打面１２の打撃による振動の検出感度を向上させることができる。

次に、図２乃至図４に、図５を加え、シンバル７を支持する支持機構２５について説明する。図５は、シンバル７を支持する支持機構２５の分解斜視図である。尚、図５では、図面の理解を容易にすべく、シャフト２を含むスタンド装置３等の図示は省略してある。

支持機構２５は、図５に示すように、主に、回転抑制部２６と、回転抑制部２６から立設する円筒部２７と、円筒部２７を遊貫する支持部２８と、円筒部２７を貫通して支持部２８との間にシンバル７を挟むゴム製のワッシャ２９と、ワッシャ２９の上方から円筒部２７に螺着する調節ナット３０と、調製ナット３０の上方において円筒部２７とシャフト２とを一体的に固定するクラッチ３１とを備えている。

回転抑制部２６は、支持部２８の下方部分と勘合し支持部２８がシャフト２を中心に回転するのを抑制すると共に、後述する上側アクチュエータ３７ａに当接するものである。回転抑制部２６は、略中空パイプ状に形成され、その内部を上下に仕切る仕切壁２６ａ（図２及び図３参照）と、その仕切壁２６ａに開口して円筒部２７の一端側と連結する連結孔２６ｂ（図２及び図３参照）とを備えている。また、仕切壁２６ａより上方の内面は、支持部２８の下方部分と勘合するように、平面視多角形状に形成されている。

円筒部２７は、シャフト２を遊貫させる経路を形成する中空パイプ状であって、その一端側は回転抑制部２６の連結孔２６ｂと連結されており、その他端側の外周面には雄ネジが刻設されている。

支持部２８は、上述した頭部１９の凹部１９ａに当接してシンバル７をシャフト２に対して揺動可能に支持するものである。支持部２８は、凹部１９ａの天井面よりも急な角度で傾斜して凹部１９ａの天井面に当接する山状の山部２８ａと、その山部２８ａの下方に連結される勘合部２８ｂと、その勘合部２８ｂの底面から上方に窪む凹部２８ｃ（図２及び図３参照）と、円筒部２７を貫通させる貫通路２８ｄとを備えている。

この支持部２８は、円筒部２７にコイルバネ３２が遊貫された状態で、コイルバネ３２の一端側が支持部２８の凹部２８ｃに当接するように、支持部２８の貫通路２８に円筒部２７を遊貫させて取付けられる。また、勘合部２８ｂの外面は、回転抑制部２６の平面視多角形状に形成された内面と勘合するように平面視多角形状に形成されており、支持部２８が円筒部２７を中心に回転するのが抑制されている。更に、山部２８ａの頂部を凹部１９ａの天井面に当接させると、シンバル７は支持部２８によって図２及び図３の左右方向にのみ揺動可能に支持されることになる。

調節ナット３０は、円筒部２７に刻設されている雄ネジに螺着して、シンバル７や後述するアクチュエータ３７に対する回転抑制部２６の相対的な高さ方向の位置を調節するものである。尚、この調節ナット３０の作用については、図８を参照して後述する。

クラッチ３１は、クラッチボルト３１ａと、円筒部２７を貫通する中空パイプ状の第１固定部３１ｂと、蝶ネジ３１ｃと、第１固定部３１ｂの上方に連結されシャフト２を貫通する中空パイプ状の第２固定部３１ｄとを備えている。

クラッチ３１は、第１固定部３１ｂに円筒部２７、第２固定部３１ｄにシャフト２を貫通させた状態で、クラッチボルト３１ａを締結すると、第１固定部３１ｂが円筒部２７を押圧して、第１固定部３１ｂが円筒部２７に固定され、蝶ネジ３１ｃを締付けることにより、第２固定部３１ｄがシャフト２に固定される。

上述した支持機構２５により、シンバル７を、シャフト２を中心に回転することなく、且つ、シャフト２を中心に揺動の可能に取付けることができる。

次に、図２乃至図４に、図６を加えてケース４について説明する。図６は、ケース４の外観斜視図である。ケース４は、基台４ａと、その基台４ａの周縁から上方に立設する側壁４ｂと、基台４ａを貫通する貫通孔４ｃ（図２参照）と、その貫通孔４ｃを囲んで基台４ａから上方に筒状に延びる内壁４ｄ（図２参照）と、その内壁４ｄの上縁部と側壁４ｂの内面とを連結する天井壁４ｅ（図２参照）とを備えている。

また、内壁４ｄに囲まれた空間には、後述する変位センサ１１が内包されており、側壁４ｂの外周面には、その変位センサ１１で検出した検出結果を図示しない配線を介して電気信号として出力するジャック３５（図６参照）が配置されている。

更に、天井壁４ｅの上面と、天井壁４ｅよりも上方に延びる側壁４ｂとに囲まれた部分には、台座部１０が配置されている。台座部１０は、ゴム等の弾性体によって形成され、中央部に後述するアクチュエータ３７が貫通する貫通孔を形成する内壁１０ａと、ケース４の側壁４ｂの上縁部よりも上方に延びる外壁１０ｂと、その外壁１０ｂの上縁部から内壁１０ａに向かって下降傾斜する傾斜壁１０ｃとを備えている。

次に、図２乃至図４に、図７及び図８を加え、上述したケース４に内包されている変位センサ１１について説明する。図７は、変位センサ１１を示す斜視図であり、図８は、シートセンサ４０の構成を説明するための図である。尚、図７（ａ）は、シンバル７がクローズ状態にある場合の変位センサ１１の状態を示し、図７（ｂ）は、シンバル７がオープン状態にある場合の変位センサ１１の状態を示している。

変位センサ１１は、主に、基台４ａの貫通孔４ｃに差込まれて上方に延びる中空パイプ状のスリーブ３６と、そのスリーブ３６を遊貫する中空パイプ状のアクチュエータ３７と、そのアクチュエータ３７に転動可能に連結されるベアリング３８と、そのベアリング３８の転動面が当接するシートセンサクッション３９と、そのシートセンサクッション３９の背後に貼り合わせられたシートセンサ４０とを備えている。

スリーブ３６は、その内部にシャフト２を遊貫して、その外周にアクチュエータ３７を遊貫させるものであり、基台４ａから上述した台座部１０の上面よりも下方の位置まで延びて構成されている。

アクチュエータ３７は、回転抑制部２６の一端と当接する当接部分を有する中空パイプ状の上側アクチュエータ３７ａと、その上側アクチュエータ３７ａを下方から支持する中空パイプ状の下側アクチュエータ３７ｂとを備えている。

図２に示すように、下側アクチュエータ３７ｂの上方部分の外径は、上側アクチュエータ３７ａの内径より小さく形成されており、その下側アクチュエータ３７ｂの上方部分は、上側アクチュエータ３７ａの内面から内側に向けて突出する突起４１の位置まで、上側アクチュエータ３７ａの内側に差し込まれ、この突起４１の部分において上側アクチュエータ３７ａは、下側アクチュエータ３７ｂによって支持されている。

よって、下側アクチュエータ３７ｂと上側アクチュエータ３７ａとの接触面積の大きさを小さく抑制することができる。従って、上側アクチュエータ３７ａに回転抑制部２６が当接している状態で、シンバル７がシャフト２を中心に回転し、その回転力が回転抑制部２６を介して上側アクチュエータ３７ａに伝達されたとしても、その回転力が下側アクチュエータ３７ｂに伝達されにくく、上側アクチュエータ３７ａによって、その回転力を吸収することができる。

また、下側アクチュエータ３７ｂの下方部分は、上方部分よりも拡径し、その拡径した部分と略同様の外径のフランジ４２が上側アクチュエータ３７ａの端部に設けられている。更に、ケース４の天井壁４ｅには、フランジ４２より小径であって上側アクチュエータ３７ａの筒状部分より大径の孔が設けられており、上側アクチュエータ３７ａの筒状部は、その孔に遊貫されているので、アクチュエータ３７がケース４の内壁４ｄによって囲まれた内部空間から飛び出すのが防止されている。

このように、上側アクチュエータ３７ａはスリーブ３６を中心に回転自在になるように下側アクチュエータ３７ｂによって支持されている。また、下側アクチュエータ３７ｂと基台４ｂとの間にはコイルバネ４３がスリーブ３６を遊貫させた状態で配置されている。よって、アクチュエータ３７は、シンバル７が下方に移動して、回転抑制部２６が上側アクチュエータ３７ａに当接すると、それに連動して、コイルバネ４３の付勢力に抗して下方に移動し、シンバル７が上方に移動すると、コイルバネ４３の反発力によって上方に移動することになる。

また、コイルバネ４３は、ベアリング３８がシートセンサクッション３９側に押圧されるように、その一端が基台４ａの上面から突設する突起４４（図６参照）に係止され、他端が下側アクチュエータ３７ｂに係止され、捻転した状態で取付られている。

ベアリング３８は、アクチュエータ３７の上下動に連動してシートセンサクッション３９上を転動するものである。ベアリング３８は、下側アクチュエータ３７ｂの外面から略水平方向に延びる支持軸３８ａに転動自在に固定されている。

このように、ベアリング３８を下側アクチュエータ３７ｂに取付けることで、スリーブ３６を中心に回転する可能性のある上側アクチュエータ３７ａに取付ける場合に比べて、ベアリング３８がシートセンサクッション３９から引き離されるのを防止することができる。また、上述したコイルバネ４３をベアリング３８がシートセンサクッション３９側に押圧されるように捻転した状態で設置することでベアリング３８がシートセンサクッション３９から引き離されるのを防止することができる。

シートセンサクッション３９は、ベアリング３８が転動する当接面を構成し、アクチュエータ３７の移動方向に沿って、その幅広面が延びるように配設されている。シートセンサクッション３９は、スポンジ等の弾性体で構成されており、これにより、ベアリング３８の押圧力を拡散させて後述するシートセンサ４０において確実に短絡を生じさせることができる。

シートセンサ４０は、シートセンサクッション３９の背面に密着させて配設されており、ベアリング３８の位置を検出することでシンバル７の高さ方向における変位を検出するセンサである。

シートセンサ４０は、図８（ａ−１）に示すベースフィルム４７と、図８（ａー２）に示すスペーサフィルム４８と、図８（ａ−３）に示すトップフィルム４９とを張り合わせて構成されており、これらのフィルムはいずれも絶縁性を有する樹脂製の薄膜で構成されている。

ベースフィルム４７の一方の面には、略中央部分を挟む両側に所定パターンの導電性印刷部４７ａと、その導電性印刷部４７ａを結ぶ２本の帯状のカーボン印刷部４７ｂとが形成されている。スペーサフィルム４８には、略中央部分に開口する第１開口部４８ａと、その第１開口部４８ａからフィルムの端部まで帯状に開口する第２開口部４８ｂとが形成されている。トップフィルム４９の一方の面には、略中央部分に所定パターンの導電性印刷部４９ａが形成されている。

これらの各フィルム４８は、図８（ｂ）に示すように、トップフィルム４９に印刷された導電性印刷部４９ａと、ベースフィルム４７のカーボン印刷部４７ｂとが、スペーサフィルム４８の第１開口部４８ａを介して対面するように、ベースフィルム４７の一方の面と、トップフィルム４９の一方の面との間にスペーサフィルム４８を挟んで形成され、トップフィルム４９の他方の面がシートセンサクッション３９の背面に密着するように取付けられる。

これにより、シートセンサクッション３９がベアリング３８に押圧されると、トップフィルム４９の導電性印刷部４９ａが、スペーサフィルム４８の第１開口部４８ａを介してベースフィルム４７のカーボン印刷部４７ｂに押圧される。すると、押圧された位置において２本のカーボン印刷部４７ｂの間がトップフィルム４９の導電性印刷部４９ａによって短絡する。

即ち、シンバル７と連動してアクチュエータ３７が下方に押下げられたり、コイルバネ４３によってアクチュエータが上方に押上げられると、そのアクチュエータ３７の上下動に連動して、ベアリング３８がシートセンサクッション３９上を上下に転動する。このベアリング３８の上下動に伴って、シートセンサ４０の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化によってベアリング３８の高さ方向の変位を検出することができ、結果的に、シンバル７の高さ方向の変位を検出することができる。

尚、スペーサフィルム４８に第２開口部４８ｂを形成することで、ベアリング３８によってトップフィルム４９がベースフィルム４７側に押圧された場合に、第１開口部４８ａに存在する空気をこの第２開口部４８ｂによって外部に押出すことができる。

次に、図９を参照して、クローズ状態においてシートセンサ４０が所定の抵抗値を検出するように調節する調節方法について説明する。図９はクローズ状態における支持部２８付近の拡大図である。

通常、シートセンサ４０はクローズ状態において所定の抵抗値（以下、所定値と称す）を検出するように構成されており、その所定値であることを検出すると、その所定値に応じた電気信号を出力することになる。

しかし、コイルバネ４３等の部品性能のバラツキやシートセンサ４０の電気的な接触等の原因により、製品毎にクローズ状態であることを示す所定値がばらつくことがある。そこで、このような場合には、次の操作をすることで、そのバラツキを機械的に解消することができる。

例えば、図９（ａ）に示すように、円筒部２７に螺着されている調節ナット３０をシンバル７側（下方）に移動させると、円筒部２７の他端側と連結されている回転抑制部２６がコイルバネ３２に抗して上方に押し上げられる。つまり、シンバル７や支持部２８は円筒部２７を遊貫しており、また、アクチュエータ３７は円筒部２７とは分離して配置されているので、回転抑制部２６をシンバル７、支持部２８、アクチュエータ３７に対して相対的に上方に移動させることができる。よって、クローズ状態におけるアクチュエータ３７の押込み量ｔ１は少なくなる。従って、ベアリング３８によって当初より上方を押圧した時点でクローズ状態を検出させることができる。

一方、図９（ｂ）に示すように、調節ナット３０をシンバル７とは反対側（上方）に移動させると、回転抑制部２６がコイルバネ３２によって下方に押し下げられる。つまり、上述したのと同様に、回転抑制部２６をシンバル７、支持部２８、アクチュエータ３７に対して相対的に下方に移動させることができる。よって、クローズ状態におけるアクチュエータ３７の押込み量ｔ２は多くなる。従って、ベアリング３８によって当初より下方を押圧した時点でクローズ状態を検出させることができる。

このように、調節ナット３０を調節するだけで、製品毎にクローズ状態であることを示す所定値がばらつくのを調節することができる。尚、この際、調節ナット３０は、シンバル７の上方に配置されているので、その操作は容易である。

次に、図１０を参照して、クローズ状態においてシンバル７を打撃する場合やシンバル７が揺動している最中にクローズ状態にする場合のシンバル７の動作について説明する。図１０は、シンバル７と支持部２８と台座部１０との関係を模式的に示す図である。

上述した通りに、シンバル７の着座部１８ｃは、第１壁部１８ｂの端部から中央部に向けて下方に湾曲して形成されている。より具体的には、着座部１８ｃは、図１０（ａ）に示すように、シンバル７が支持部２８に支持されることで図中左右に揺動する揺動中心を中心Ｍ１とした曲率半径ａよりも大きな曲率半径Ａ（中心Ｍ２）で下方に湾曲して構成されている。

一方、この着座部１８ｃが着座する台座部１０の傾斜壁１０ｃは、着座部１８ｃの外形に略近似するように着座部１８ｃの湾曲方向に窪んで形成されている。具体的には、着座部１８ｃの曲率半径Ａの接線方向と略同様な傾きで中央部に向かって下降傾斜して構成されるのが好ましく、特に、本実施例では、クローズ状態における着座部１８ｃの着地点における着座部１８ｃの曲率半径Ａの接線方向と略同様な傾きで中央部に向かって下降傾斜して構成されている。

図１０（ａ）に示すクローズ状態にあるシンバル７のエッジ部１６ｃを打撃すると、図１０（ｂ）に示すように、シンバル７はシャフト２をｂ寸法だけ持ち上げられる。ここで、クローズ状態の場合、ペダルは踏み込まれているので、ｂ寸法だけでも持ち上げるのは非常に困難である。

よって、例えば、傾斜壁１０ｃの傾斜角度を本実施例と同様にしたままで、着座部１８ｃの曲率半径を曲率半径ａと略同様にした場合には、着座部１８ｃの高さ方向の変化が少ないために着座部１８ｃが傾斜壁１０ｃから離れず、着座部１８ｃが傾斜した状態で傾斜壁１０ｃに固定されてしまう恐れがある。

一方、着座部１８ｃの曲率半径を本実施例と同様にしたままで、傾斜壁１０ｃの傾斜角度を本実施例の角度より大きくしたり小さくしたりした場合には、即座に水平状態になってしまったり傾斜した状態で固定されてしまう恐れがある。

その点、着座部１８ｃと傾斜部１０ｃとの形状を本実施例のように形成することで、クローズ状態においてシンバル７を打撃する場合やシンバル７が揺動している最中にクローズ状態になる場合には、左右に揺動しながら除々に水平になるように動作し、シンバルを１つで構成した場合であっても、アコースティックなハイハットシンバルと近似した演奏感を模擬することができる。

次に、図１１及び図１２を参照して、上述したのとは別の方法でクローズ状態においてシートセンサ４０が所定値を検出するように調節する調節機構を搭載した第２実施例の電子ハイハットシンバル１００について説明する。図１１は、第２実施例の電子ハイハットシンバル１００に搭載されるケース４の拡大断面図である。図１２は、図２に相当する図であり、第２実施例の電子ハイハットシンバル１００の断面図である。尚、第１実施例と共通する構成については、同一符号を付し、その説明は省略する。

第２実施例の電子ハイハットシンバル１００に搭載される調節機構は、台座部１０をシンバル７やアクチュエータ３７に対して相対的に上下動させることで、クローズ状態においてシートセンサ４０が所定値を検出するように調節するものである。

具体的には、第２実施例の電子ハイハットシンバル１００に搭載される調節機構は、図１１に示すように、主に、台座部１０を支持する台座受５０と、ケース４の天井壁４ｅと連結されアクチュエータ３７を遊貫して筒状に上方に延びる台座受固定壁４ｆとを備えている。

台座受５０は、台座受固定壁４ｆの外面と螺着する開口が中央部に形成された底壁５０ａと、その底壁５０ａの周縁から台座部１０を囲んで上方に立設する側壁５０ｂと、その側壁５０ｂの上縁部から外方に突出するフランジ５０ｃとを備えている。尚、側壁５０ｂは、台座部１０の最大高さより低くなるように構成されており、シンバル７と衝突するのが防止されている。

よって、台座受固定壁４ｆとの螺着関係を利用して台座受５０に支持されている台座部１０をシンバル７とアクチュエータ３７とに対して相対的に上下動させることができる。

また、この第２実施例の電子ハイハットシンバル１００に搭載される調節機構には、更に、固定リング５１を備えている。固定リング５１は、台座受固定壁４ｆを遊貫する開口が略中央部に形成された底壁５１ａと、その底壁５１ａの周縁から台座受５０の側壁５０ｂを囲んで上方に立設しつつ、台座受５０の側壁５０と螺着する側壁５１ｂとを備えている。

これにより、台座受固定壁４ｆとの螺着関係を利用して固定リング５１と一体に台座受５０を上下動させて台座受５０を所望の位置にセットした後に、固定リング５１との螺着関係を利用して台座受５０の位置はそのままの状態にして、固定リング５１だけを天井壁４ｅに当接するように移動させることで、強固に台座受５０を所定の位置に固定させることができる。

このような調節機構によれば、例えば、図１１（ａ）に示す位置にある台座受５０を調節して図１１（ｂ）に示す位置に移動させた場合には、上側アクチュエータ３７ａの上面と台座部１０の上面との間隔はｔ３からｔ４（ｔ３＞ｔ４）に変化することになる。即ち、クローズ状態におけるアクチュエータ３７の押込み量が少なくなり、ベアリング３８が当初より上方を押圧した時点でクローズ状態を検出させることができる。

逆に、図１１（ｂ）に示す位置にある台座受５０を調節して図１１（ａ）に示す位置に移動させた場合には、クローズ状態におけるアクチュエータ３７の押込み量が多くなり、ベアリング３８が当初より下方を押圧した時点でクローズ状態を検出させることができる。従って、台座受５０の位置を調節するだけで、上述したのと同様に、製品毎にクローズ状態であることを示す所定値がばらつくのを調節することができる。

次に、図１２を参照して、上述した調節機構を搭載した場合の支持機構について説明する。第１実施例の電子ハイハットシンバル１では、調節ネジ３０を調節することによってクローズ状態においてシートセンサ４０が所定値を検出するように調節していたため、支持機構としての支持部２８と回転抑制部２６とを別体の部材で構成する場合について説明した。

一方、上述した第２実施例の電子ハイハットシンバル１００のように、台座部１０の高さを調節することによってクローズ状態においてシートセンサ４０が所定値を検出するように調節する場合には、図１２に示すように、支持部２８と回転抑制部２６とを一体にした支持部６０として構成することができる。

この支持部６０は、断面視山状に形成された山部６０ａと、その山部６０ａから下方に連続して延びる中空状の胴部６０ｂと、山部６０ａの略中央部を貫通して筒状部２７の一端側と螺着する連結孔６０ｃとを備えている。尚、この支持部６０との間にシンバル７を挟んでフェルト製のワッシャ６１と、ロックナット６２、クラッチ３１が取付られる。

即ち、上述した第２実施例の電子ハイハットシンバル１００のように、台座部１０の高さを調節することによってクローズ状態においてシートセンサ４０が所定値を検出するように調節する場合には、一体に構成された支持部６０によってシンバル７を支持することができるので、部品点数を削減することができる。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施例では、１つのコイルバネ４３を利用して下側アクチュエータ３７ｂを上方に付勢すると共に、ベアリング３８をシートセンサ４０側に押し付けるように構成する場合について説明したが、板バネ等の別の付勢手段を利用しても良く、また、下側アクチュエータ３７ｂを上方に付勢するための付勢手段と、ベアリング３８をシートセンサ４０側に押し付けるための付勢手段とを別々に設けるようにしても良い。

本発明の電子打楽器である電子ハイハットシンバル１の外観斜視図である。 オープン状態における電子ハイハットシンバル１の断面図である。 クローズ状態における電子ハイハットシンバル１の断面図である。 （ａ）はシンバルの底面図であり、（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａ断面線の拡大断面図である。 シンバルを支持する支持機構の分解斜視図である。 ケースの外観斜視図である。 変位センサを示す斜視図である。 シートセンサの構成を説明するための図である。 クローズ状態における支持部付近の拡大図である。 シンバルと支持部と台座部との関係を模式的に示す図である。 第２実施例の電子ハイハットシンバルに搭載されるケースの拡大断面図である。 オープン状態における第２実施例の電子ハイハットシンバルの断面図である。

符号の説明

１ 電子ハイハットシンバル
２ シャフト
７ シンバル（電子シンバル、被検出対象物）
１１ 変位センサ（変位検出装置）
３７ アクチュエータ（移動部）
３７ａ 上側アクチュエータ（第１のアクチュエータ）
３７ｂ 下側アクチュエータ（第２のアクチュエータ）
３８ ベアリング（転動部）
４０ シートセンサ（検出部）
４３ コイルバネ（第１の付勢部、第２の付勢部）
４７ ベースフィルム（ベースシート）
４７ｂ カーボン印刷部（第２の導電パターン）
４８ スペーサフィルム（スペーサーシート）
４９ トップフィルム（トップシート）
４９ａ 導電性印刷部（第１の導電パターン）

Claims (6)

1. 第１の方向に移動する被検出対象物の変位を検出する変位検出装置において、
   前記被検出対象物に当接して前記被検出対象物と連動して前記第１の方向に移動する移動部と、
   その移動部に固着され、その移動部と連動して当接面上を転動しながら移動する転動部と、
   その転動部が当接する前記当接面を有し、その当接面における前記転動部の位置を電気的に検出する検出部と、
   前記移動部を前記第１の方向とは反対方向に付勢する第１の付勢部と、
   前記転動部を前記当接面に向けて付勢する第２の付勢部とを備えていることを特徴とする変位検出装置。
2. 前記移動部は、前記被検出対象物に当接した状態で前記第１の方向を中心軸とした場合にその中心軸を中心に回転可能な第１のアクチュエータと、その第１のアクチュエータを支持しつつ、その中心軸を中心に回転不能な第２のアクチュエータとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の変位検出装置。
3. 前記転動部は前記移動部のうち前記第２のアクチュエータに固着されていることを特徴とする請求項２に記載の変位検出装置。
4. 前記第２のアクチュエータを前記第１のアクチュエータ側に付勢すると共に前記転動部を前記当接面に向けて付勢すべく前記第２のアクチュエータに連結され捻転された状態で配置されるコイルバネを備え、
   前記第１の付勢部と前記第２の付勢部とは、そのコイルバネによって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の変位検出装置。
5. 前記検出部は、前記当接面側とは反対側の面に第１の導電パターンが形成されたトップシートと、そのトップシートの前記第１の道電パターンが形成された面と対面する面に前記第１の導電性パターンと短絡する第２の導電パターンが形成されたベースシートと、そのベースシートとトップシートとに挟まれ前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとを離間させるスペーサーシートとを備え、前記転動部が前記当接面に当接する位置に応じて電気抵抗が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の変位検出装置。
6. 前記被検出対象物は前記第１の方向と第１の方向とは反対方向とに移動するシャフトに連結され演奏者により打撃される打面を有する電子シンバルであり、
   前記移動部は、前記シャフトを遊貫して前記電子シンバルが前記シャフトと連動して前記第１の方向に移動した場合に前記電子シンバルに当接して前記電子シンバルと連動して前記第１の方向に移動することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の変位検出装置。

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