JP2015102658A - 反力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作子の操作解除時に、大きなクリック感による違和感を操作者に感じさせないようにする。
【解決手段】 反力発生部材２１ｗ，２１ｂは、ドーム状に弾性体で構成されたドーム部２１ｗ１，２１ｂ１を有し、ベース部２１ｗ３，２１ｂ３を介して支持部３１ｄ上に固定されている。ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は、軸心方向の押圧により弾性変形し、弾性変形量の増加に従って、初期から反力を徐々に増加させ、反力がピークに達した後に座屈変形して反力を急激に減少させる。ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１の内面における軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれた位置に突起部２１ｗ５，２１ｂ５が設けられており、座屈後の復帰時には、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が全周に渡って均等に復帰しないようにして、復帰時のクリック感を小さくする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、操作子の操作に対して弾性変形による反力を発生するドーム部を有する反力発生部材を支持部材上に固定した反力発生装置に関する。

従来から、電子オルガン、電子ピアノ等の鍵盤楽器には、押鍵操作に対して反力を付与するためのラバードームからなる反力発生部材を設けることがある。例えば、下記特許文献１には、鍵を上方にて揺動可能に支持する鍵フレーム（棚板）上に、反力発生部材（レットオフ素子）を設けた鍵盤装置が示されている。この反力発生部材は、押鍵時に鍵によって押されることにより、弾性変形して反力を発生する。特に、この反力発生部材は、図６に示すように、押鍵時に鍵の揺動角の増加に従って増加するとともに、ピークに達した後に座屈変形によって急激に減少する特性の反力を発生する。この座屈変形によるクリック感により、ピアノのレットオフによる鍵タッチと似たタッチ感が得られるようにしている。しかし、鍵の離鍵状態への復帰と、反力発生部材の原形復帰とが連動していると、座屈変形が復帰する際には、図６の破線で示すようなクリック感を違和感として感じてしまう。そこで、下記特許文献１に示された鍵盤装置においては、細い空気孔を介して外部の空気を反力発生部材内に侵入させることにより、鍵の戻り速度よりも、反力発生部材の原形復帰速度が遅くなるようにして、図６の実線で示すように、離鍵時にはクリック感を感じないようにしている。

実公平７−４９５１２号公報

しかしながら、鍵は常に早く戻されるわけではなく、鍵がゆっくり離鍵状態に戻される場合もある。このような場合には、前述した従来の鍵盤装置では、反力発生部材によって付与される鍵への反力は離鍵状態においても大きく、演奏者は離鍵操作において前記クリック感を違和感として感じることになる。

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、操作子の操作時にドーム部の座屈変形によってクリック感を操作者に与える反力発生部材を備えた反力発生装置において、操作子の操作解除時に大きなクリック感による違和感を操作者に感じさせないようにした反力発生装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

前述した目的を達成するため、本発明の特徴は、軸心（Ｙｗ，Ｙｂ）と交差する内面を有する軸心方向の一端部から軸心方向の他端部に向かって径方向長さを徐々に増加させ、かつ軸心方向の他端部を開口させてドーム状に弾性体で形成されていて、軸心方向の押圧により弾性変形して、弾性変形量の増加に従って、初期から反力を徐々に増加させ、反力がピークに達した後に座屈変形して反力を急激に減少させるドーム部（２１ｗ１，２１ｂ１）を有する反力発生部材（２１ｗ，２１ｂ）を備え、ドーム部の軸心方向の他端側にて反力発生部材を支持部材（３１ｄ）に固定して、操作子（１１ｗ，１１ｂ）の操作に対して反力を発生する反力発生装置において、ドーム部の内面におけるドーム部の軸心からずれた位置、及びドーム部の内面に対向した支持部材の対向面におけるドーム部の軸心からずれた位置のうちの少なくとも一方の位置に突起（２１ｗ５，２１ｂ５，３１ｄ１）を設けたことにある。

この場合、ドーム部が座屈変形した後に、ドーム部の内面に設けた突起が支持部材の対向面に当接し、又は支持部材の対向面に設けた突起がドーム部の内面に当接するようにするとよい。

上記のように構成した本発明においては、操作子の操作によりドーム部が軸心方向に押圧されて弾性変形する状態では、ドーム部は、全周に渡ってほぼ均等に変形していき、全周に渡って同時又はほぼ同時に座屈する。したがって、操作子の操作時には、大きなクリック感が感じられて、操作子の操作感覚が良好になる。そして、この座屈後には、ドーム部の内面に設けた突起が支持部材の対向面に当接するか、支持部材の対向面に設けた突起がドーム部の内面に当接する。この場合、いずれの突起もドーム部の軸心からずれた位置に設けられているので、ドーム部は全周に渡って均等に変形することなく、ドーム部の変形量は周方向位置に応じて異なったものとなる。そして、操作子の操作解除時には、ドーム部はその弾性力により原形に復帰しようとするが、前記突起による変形量の周方向における違いにより、ドーム部はその変形を全周に渡って均等に復帰させない。したがって、座屈変形から復帰するタイミングはドーム部の周方向位置に応じて異なるので、座屈の復帰による顕著なクリック感はなくなり、操作者は、操作子の操作解除時にはクリック感による違和感を感じなくなる。したがって、操作者は、良好なタッチ感で操作子を操作し、かつ操作解除することができる。

本発明の一実施形態に係る鍵盤装置の概略側面図である。 図１の鍵盤装置の概略平面図である。 （Ａ）は押鍵開始前の反力発生部材の拡大断面図であり、（Ｂ）は押鍵時において突起の当接により変形している状態を示す反力発生部材の拡大断面図である。 （Ａ）は押鍵開始から押鍵終了までの反力発生部材の変形状態を示す図であり、（Ｂ）は押鍵開始から押鍵終了までの鍵ストロークに対する反力発生部材による反力の変化特性を示す特性図である。 （Ａ）は押鍵開始前の変形例に係る反力発生部材の拡大断面図であり、（Ｂ）は押鍵時において突起の当接により変形している状態を示す変形例に係る反力発生部材の拡大断面図である。 従来装置における鍵ストロークに対する反力発生部材による反力の変化特性を示す特性図である。

ａ．実施形態
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は前記実施形態に係る鍵盤装置を右から見た概略側面図であり、図２は前記鍵盤装置の概略平面図である。本明細書及び図面において、鍵盤装置の前後方向を左右方向とし、鍵盤装置の上下方向を上下方向とする。

この鍵盤装置は、演奏者によって押離鍵操作される複数の白鍵１１ｗ及び複数の黒鍵１１ｂと、演奏者の押鍵操作に対して反力を付与する複数の反力発生部材２１ｗ，２１ｂとを備えている。白鍵１１ｗは、前後方向に長尺状に形成されるとともに下方を開放させた断面コ字状に形成されて、鍵フレーム３１の平板状の上板部３１ａ上に配置されている。鍵フレーム３１は、上板部３１ａの前端及び後端から下方に延設された平板上の脚部３１ｂ，３１ｃを有し、脚部３１ｂ，３１ｃの下端部分にて楽器内に設けたフレームＦＲ上に固定されている。鍵フレーム３１の上板部３１ａの後端部の上面上には、白鍵１１ｗの内側にて対向する一対の板状の鍵支持部３２が立設固定されている。鍵支持部３２の上部には、互いに対向する位置にてそれぞれ外側に突出した突出部が設けられ、突出部を白鍵１１ｗの両側面後端部に設けた貫通孔に内側から回転可能に侵入させている。これにより、白鍵１１ｗは、鍵支持部３２により揺動可能に支持され、前端部を上下方向に変位させる。以下の説明では、この白鍵１１ｗの揺動中心を揺動軸Ｃｗとする。黒鍵１１ｂは、前部上面が高くなっている形状こそ異なるが、他の構成は白鍵１１ｗと同様である。そして、黒鍵１１ｂも、鍵支持部３２により揺動軸Ｃｂ回りに揺動可能に支持されて、揺動により前端部を上下方向に変位させる。

鍵フレーム３１の上板部３１ａの上面には、白鍵１１ｗの前端部の下方位置にて鍵ガイド３３ｗが立設しており、黒鍵１１ｂの前端部の下方位置にて鍵ガイド３３ｂが立設している。鍵ガイド３３ｗ，３３ｂは白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂ内にそれぞれ摺動可能に侵入しており、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂは、それらの上下方向の揺動時に左右方向に変位しないようになっている。

反力発生部材２１ｗは各白鍵１１ｗに対してそれぞれ設けられるとともに、反力発生部材２１ｂは各黒鍵１１ｂに対してそれぞれ設けられている。反力発生部材２１ｗ，２１ｂは、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前後方向の中央部の下方にて、鍵フレーム３１の上板部３１ａの上面に固定されている。複数の反力発生部材２１ｗ，２１ｂは、一体成形により形成されて、鍵盤の横方向に１列に配置されている。

ここで、反力発生部材２１ｗ，２１ｂについて説明しておく。反力発生部材２１ｗ，２１ｂは、弾性を有するゴムにより一体形成されており、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ドーム部２１ｗ１、２１ｂ１、トップ部２１ｗ２，２１ｂ２及びベース部２１ｗ３，２１ｂ３を備えている。なお、(Ａ)は反力発生部材２１ｗ，２１ｂの非押圧状態を示し、（Ｂ）は反力発生部材２１ｗ，２１ｂの押圧状態を示している。この場合、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの形状は若干異なる場合もあるが、形状の相違は僅かであるとともに、本発明の特徴点に関しては同一であるので、以下の説明では、両反力発生部材２１ｗ，２１ｂを同一形状であるものとして説明する。

ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は、軸心Ｙｗ，Ｙｂ方向と交差する上部２１ｗ１１，２１ｂ１１から下方に向かって軸心Ｙｗ，Ｙｂ回りの径（径方向長さ）を全周に渡って徐々に増加させて、軸心Ｙｗ，Ｙｂ方向に直交する断面形状が円形になるようにドーム状（お椀状）に形成されており、下端部を円形に開口させている。そして、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は、上方からの押圧により変形し易いように薄肉に形成されており、上方からの押圧により圧縮された際には、図３（Ｂ）に示したように座屈変形する。これにより、反力発生部材２１ｗ，２１ｂは、上方からの押圧力の増加により弾性変形して反力を徐々に増加させるとともに、反力がピークに達した後に座屈変形によって反力を急激に減少させる。トップ部２１ｗ２，２１ｂ２は、上面が開放された円筒状に形成されていて、下面にてドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上面に接続されている。また、トップ部２１ｗ２，２１ｂ２は全周にわたって均一の高さに設定され、その上面は平面である。ベース部２１ｗ３，２１ｂ３は、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の下端部の外周面から外側に突出している。ベース部２１ｗ３，２１ｂ３の上面及び下面も平面であり、ベース部２１ｗ３，２１ｂ３の高さは全周に渡って同一である。なお、これらのトップ部２１ｗ２，２１ｂ２及びベース部２１ｗ３，２１ｂ３は、上方から押圧されてもほとんど変形しない。このように構成した反力発生部材２１ｗ，２１ｂの少なくともドーム部２１ｗ１，２１ｂ１及びトップ部２１ｗ２，２１ｂ２は、軸心Ｙｗ、Ｙｂに対して全周に渡って点対称形状である。また、トップ部２１ｗ２，２１ｂ２及びベース部２１ｗ３，２１ｂ３の上面の法線は、軸心Ｙｗ，Ｙｂの方向とそれぞれ平行である。

また、ベース部２１ｗ３，２１ｂ３の下面には、一対の脚部２１ｗ４，２１ｂ４が一体的に形成されている。一対の脚部２１ｗ４，２１ｂ４は、ベース部２１ｗ３，２１ｂ３の下面から下方に円柱状に突出している。そして、一対の脚部２１ｗ４，２１ｂ４を鍵フレーム３１の上板部３１ａの支持部３１ｄに設けた一対の貫通孔にそれぞれ圧入することにより、反力発生部材２１ｗ、２１ｂが支持部３１ｄに固定されている。この場合、支持部３１ｄは水平である。なお、脚部２１ｗ４，２１ｂ４をなくして、ベース部２１ｗ３，２１ｂ３の下面を、鍵フレーム３１の上板部３１ａ（支持部３１ｄ）上に接着剤などにより固定するようにしてもよい。

さらに、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１の内面には、下方に向かって突出した突起部２１ｗ５，２１ｂ５が一体形成されている。突起部２１ｗ５，２１ｂ５は円錐形状に形成されており、突起部２１ｗ５，２１ｂ５の尖端Ｐｗ，Ｐｂはドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれた位置に位置する。すなわち、突起部２１ｗ５，２１ｂ５は、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれた位置に設けられている。そして、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１における突起部２１ｗ５，２１ｂ５の外側部分も、変形可能なように薄肉に形成されている。これにより、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形した後に、突起部２１ｗ５，２１ｂ５が軸心Ｙｗ，Ｙｂとずれた位置にて支持部３１ｄに当接して、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して非対称に変形するようになっている。図３（Ｂ）においては、突起部２１ｗ５，２１ｂ５が支持部３１ｄに当接した際に、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押圧により、トップ部２１ｗ２，２１ｂ２が力を受ける中心位置と、突起部２１ｗ５，２１ｂ５が力を受ける中心位置と、それらの方向を矢印により示している。

なお、本実施形態においては、突起部２１ｗ５，２１ｂ５を尖端Ｐｗ，Ｐｂに対して非対称である円錐形状に構成したが、尖端Ｐｗ，Ｐｂの位置が軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれていれば、突起部２１ｗ５，２１ｂ５を尖端Ｐｗ，Ｐｂに対して対称である円錐形状に形成してもよい。また、この突起部２１ｗ５，２１ｂ５の形状は、角錐形状、半球形状、先端を半球状又は球状に形成した円柱形状又は角柱形状、先端を若干カットした円錐台形状又は角錐台形状など種々の形状であってもよい。また、軸線と直交する方向の長さが短いものであれば、円柱形状又は角柱形状でよく、筒形状でもよい。さらに、突起部２１ｗ５，２１ｂ５を一つだけではなく、複数設けてもよい。要は、突起部２１ｗ５，２１ｂ５の支持部３１ｄへの当接時に、突起部２１ｗ５，２１ｂ５が支持部３１ｄから力を受ける位置が、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれていれば、突起部２１ｗ５，２１ｂ５の形状は問わない。

また、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの下面であって、反力発生部材２１ｗ，２１ｂのトップ部２１ｗ２，２１ｂ２の上面に対向する位置には、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを上方から押圧する押圧部１１ｗ１，１１ｂ１がそれぞれ設けられている。押圧部１１ｗ１，１１ｂ１は平板状に構成され、その下面は、平面であって、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの下面に対して、前側にて高く後側にて低くなるように傾斜している。そして、この押圧部１１ｗ１，１１ｂ１の傾斜は、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力のピーク時において、押圧部１１ｗ１，１１ｂ１の下面の法線（下面に垂直な直線）が、反力発生部材２１ｗ、２１ｂの軸心Ｙｗ，Ｙｂにそれぞれ平行になるように設定されている。なお、この押圧部１１ｗ１，１１ｂ１の下面は平面でなくても、球面などであってもよい。また、押圧部１１ｗ１，１１ｂ１を、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの内部上面から下方に突出させた十字型、Ｈ字型等のリブなどで構成してもよい。

また、この鍵盤装置は、押圧部１１ｗ１，１１ｂ１と鍵支持部３２の中間位置にて、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂと、鍵フレーム３１の上板部３１ａとの間にそれぞれ組み込まれた白鍵１１ｗ用のスプリング３４ｗ及び黒鍵１１ｂ用のスプリング３４ｂを備えている。スプリング３４ｗ，３４ｂは、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂを上板部３１ａに対して上方に付勢している。なお、これらのスプリング３４ｗ、３４ｂは、コイル状でなくても、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂを上方に付勢することができれば、板ばねのようなスプリングでもよい。

白鍵１１ｗは、その前端部から下方に延設させた延設部１１ｗ２を備え、延設部１１ｗ２の下端には前方に突出させた係合部１１ｗ３が設けられ、係合部１１ｗ３は鍵フレーム３１の上板部３１ａに設けた貫通孔を介して、上板部３１ａの下方に上方から侵入している。また、鍵フレーム３１の上板部３１ａの前端部下面には上限ストッパ部材３５ｗが設けられている。上限ストッパ部材３５ｗは、フェルトのような緩衝部材により構成されており、白鍵１１ｗの係合部１１ｗ３との当接により、白鍵１１ｗの前端部の上方への変位を規制する。また、鍵フレーム３１の上板部３１ａの前端部上面には下限ストッパ部材３６ｗが設けられている。下限ストッパ部材３６ｗも、フェルトのような緩衝部材により構成されており、白鍵１１ｗの前端部下面との当接により、白鍵１１ｗの前端部の下方への変位を規制する。

黒鍵１１ｂは、その前端部から下方に延設させた延設部１１ｂ２を備え、延設部１１ｂ２の下端には後方に突出させた係合部１１ｂ３が設けられ、係合部１１ｂ３は鍵フレーム３１の上板部３１ａに設けた貫通孔を介して、上板部３１ａの下方に上方から侵入している。また、鍵フレーム３１の上板部３１ａの中間部下面には上限ストッパ部材３５ｂが設けられている。上限ストッパ部材３５ｗも、フェルトのような緩衝部材により構成されており、黒鍵１１ｂの係合部１１ｂ３との当接により、黒鍵１１ｂの前端部の上方への変位を規制する。また、鍵フレーム３１の上板部３１ａの中間部上面には下限ストッパ部材３６ｂが設けられている。下限ストッパ部材３６ｂも、フェルトのような緩衝部材により構成されており、黒鍵１１ｂの前端部下面との当接により、黒鍵１１ｂの前端部の下方への変位を規制する。

また、鍵フレーム３１の上板部３１ａの下面であって反力発生部材２１ｗ，２１ｂの若干後方位置には、電気回路基板３７が上板部３１ａと平行になるように固定されている。電気回路基板３７の上面には、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂのためのドーム状の鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂがそれぞれ固定されている。鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂは、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵時に、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの下面から突出させた突出部で押圧されてオフ状態からオン状態に変化して、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押離鍵操作を検出する。なお、この鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂによる押離鍵操作の検出は、楽音信号の発生制御に利用される。

次に、前記のように構成した実施形態に係る鍵盤装置の動作について説明する。演奏者が白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂを押し始めると、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂはスプリング３４ｗ，３４ｂの反力に抗して、揺動軸Ｃｗ，Ｃｂ回りにそれぞれ揺動を開始し、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前端部が下方に変位して係合部１１ｗ３，１１ｂ３が上限ストッパ部材３５ｗ，３５ｂから離れ、その後、押圧部１１ｗ１，１１ｂ１が反力発生部材２１ｗ，２１ｂのトップ部２１ｗ２，２１ｂ２の上面の後側端部に当接する。そして、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂがさらに押されると、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前端部がさらに下方に変位して、押圧部１１ｗ１，１１ｂ１の押圧により反力発生部材２１ｗ，２１ｂのドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が全周に渡ってほぼ均等に変形し始める。これにより、演奏者は、スプリング３４ｗ，３４ｂによる反力に加えて、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの徐々に増加する反力を感じ始める。この場合のドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の変形は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対してほぼ対称である。

ただし、実際には、反力発生部材２１ｗ，２１ｂは揺動軸Ｃｗ，Ｃｂ回りに回動動作する白鍵２１ｗ，２１ｂによってそれぞれ押圧され、反力発生部材２１ｗ，２１ｂに対する白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押圧方向は白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの回動動作に応じて変化するので、前記ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の変形は厳密には軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称ではない。しかし、前記押圧方向の変化は僅かであり、かつ反力のピーク時には、押圧部１１ｗ１，１１ｂ１の下面の法線が軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して平行である状態で、反力発生部材２１ｗ，２１ｂが白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂによってそれぞれ押圧されるので、前記ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の変形は実質的に軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称であるとみなしてよい。

白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂがさらに押されると、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力がピークに達して、その後に、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形し始める。この場合のドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の座屈は、全周にわたってほぼ同時に起こる。これにより、演奏者の押鍵に対する反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力は急激に減少し、演奏者は明確なクリック感を感じる。なお、鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂは、この座屈よりも若干遅れて、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの下面から突出させた突出部の押圧によりオフ状態からオン状態に変化する。この鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂのオン状態への変化に応答して、図示しない楽音信号発生回路は楽音信号を発生し始める。

さらに、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂが押されると、図３（Ｂ）に示すように、突起部２１ｗ５，２１ｂ５が支持部３１ｄの上面に当接し、その後、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して非対称に変形し始める。そして、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂがさらに押されると、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前端下面が下限ストッパ部材３６ｗ，３６ｂに当接して、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの揺動は終了する。この状態では、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの弾性変形も終了する。

そして、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂが離鍵されると、反力発生部材２１ｗ，２１ｂ及びスプリング３４ｗ，３４ｂの反力により、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前端部は上方に変位する。この白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前端部が上方へ変位して戻る過程においては、鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂはオン状態からオフ状態に変化して、図示しない楽音信号発生回路は楽音信号の発生停止を制御する。また、この白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前端部が上方へ戻る過程においては、反力発生部材２１ｗ，２１ｂは原形に復帰し始める。この反力発生部材２１ｗ，２１ｂの原形への復帰時には、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の変形状態は、軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称ではない。したがって、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形から復帰するタイミングは、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の周方向位置に応じて異なり、座屈復帰時における演奏者に対するドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の反力の変化は、押鍵時に比べて小さい。これにより、離鍵時には、演奏者は顕著なクリック感を感じない。

さらに、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前端部が上方へ変位すると、係合部１１ｗ３，１１ｂ３は上限ストッパ部材３５ｗ，３５ｂに当接して、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂは離鍵状態に戻る。そして、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押離鍵動作が終了する。

このような白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押離鍵動作による反力の変化について、図４を用いて詳しく説明する。図４（Ａ）は押鍵開始から押鍵終了までの反力発生部材２１ｗ、２１ｂの変形状態を示している。状態ＳＴ１は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時における反力発生部材２１ｗ，２１ｂの状態を示している。状態ＳＴ２は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂが押鍵されて、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形する直前（反力ピーク時）における反力発生部材２１ｗ，２１ｂの状態を示している。状態ＳＴ３は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂがさらに押鍵されて、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形した後に、突起部２１ｗ５，２１ｂ５が支持部３１ｄの上面に当接した際の反力発生部材２１ｗ，２１ｂの状態を示している。状態ＳＴ４は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵が終了されて、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの変形が終了した際の反力発生部材２１ｗ，２１ｂの状態を示している。状態ＳＴ５は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂが離鍵されて、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの変形が復帰している状態であって、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が全周に渡って座屈変形している反力発生部材２１ｗ，２１ｂの状態を示している。状態ＳＴ６は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの前記離鍵により、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの変形が復帰している状態であって、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が全周の一部において座屈変形を復帰させている反力発生部材２１ｗ，２１ｂの状態を示している。そして、図４（Ｂ）は、前記図４（Ａ）の各状態ＳＴ１〜ＳＴ６に対応させて、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力の変化特性を示している。

この場合、状態ＳＴ１から状態ＳＴ３までは、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は全周に渡って軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称に変形する。これにより、図４（Ｂ）に示すように、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂのストロークの増加に従って、反力発生部材２１ｗ，２１ｂによる反力は、増加し、ピーク反力後に急激に減少する。この場合、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は全周に渡ってほぼ同時に座屈変形するので、反力発生部材２１ｗ，２１ｂのピーク反力は大きい。そして、状態ＳＴ３から状態ＳＴ４までは、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して非対称に変形しながら、反力発生部材２１ｗ，２１ｂは、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂのストロークの増加に従って、反力を増加させる。

一方、状態ＳＴ４から状態ＳＴ１までは、反力発生部材２１ｗ，２１ｂによる反力は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂのストロークに対して、押鍵時における状態ＳＴ１から状態ＳＴ４と同様な変化カーブを維持しながら変化する。ただし、この場合の反力の大きさは、前述した状態ＳＴ１から状態ＳＴ４の場合よりも若干量だけ小さい。これは、次の理由による。すなわち、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して非対称に変形しており、反力発生部材２１ｗ，２１ｂは、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂのストロークの減少に従って、反力を変化させる。そして、前述のように、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形から復帰するタイミングは、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の周方向位置に応じて異なるからである。その結果、この場合のピーク反力は前記状態ＳＴ２の場合よりもかなり小さくなる。

さらに、この点について、突起部２１ｗ５，２１ｂ５を設けない場合との比較においても説明しておく。突起部２１ｗ５，２１ｂ５を設けない場合には、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押圧により軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称に変形して、座屈変形後にも対称に変形している。したがって、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時には、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称に変形しながら元にもどる。その結果、この場合には、ドーム部２１ｗ，２１ｂが座屈変形から復帰するタイミングは、ドーム部２１ｗ，２１ｂの全周においてほぼ同じとなり、ピーク反力は、本実施形態のように突起部２１ｗ５，２１ｂ５を設けた場合に比べてかなり大きくなる。

前記説明のように、本実施形態においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１の内面に、突起部２１ｗ５，２１ｂ５を軸心Ｙｗ，Ｙｂからずらして設け、かつ反力発生部材２１ｗ，２１ｂが座屈変形した後に、突起部２１ｗ５，２１ｂ５が支持部３１ｄの上面に当接するようにした。したがって、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵時においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形する直後まで、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称に変形して、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の座屈変形は全周に渡ってほぼ同時に起こるので、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵時における反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力はピーク時において大きくかつ急峻に変化する。一方、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の変形は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して非対称に復帰し、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の座屈変形は全周に渡って部分ごとに時間をかけて徐々に復帰するので、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時における反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力はピーク時において小さくかつ徐々に変化する。その結果、前記実施形態によれば、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵時には、大きなクリック感が感じられて、押鍵感覚が良好になる。また、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時には、大きなクリック感を感じることがなくなり、離鍵感覚も良好となる。

ｂ．変形例
上記実施形態においては、突起部２１ｗ５，２１ｂ５をドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１の内面に軸心Ｙｗ，Ｙｂからずらして設けるようにした。しかし、これに代えて、図５に示すように、支持部３１ｄの上面であって、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１の内面に対向する対向面に、突起部３１ｄ１をドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂからずらして一体的に設けるようにしてもよい。そして、この場合も、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形した後に、突起部３１ｄ１がドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれた位置にてドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１の内面に当接するようにする。図５においても、(Ａ)は反力発生部材２１ｗ，２１ｂの非押圧状態を示し、（Ｂ）は反力発生部材２１ｗ，２１ｂの押圧状態を示している。また、図５（Ｂ）においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が突起部３１ｄ１に当接した際に、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押圧により、トップ部２１ｗ２，２１ｂ２が力を受ける中心位置と、突起部３１ｄ１によってドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が力を受ける中心位置と、それらの方向を矢印により示している。なお、この場合、突起部３１ｄ１を支持部３１ｄに一体的に設けなくても、突起部３１ｄ１を支持部３１ｄとは別体に構成して、突起部３１ｄ１を支持部３１ｄ上に固定するようにしてもよい。他の構成は、上記実施形態と同じである。

このように構成した変形例においても、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵時においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１が座屈変形する直後まで、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して対称に変形して、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の座屈変形は全周に渡ってほぼ同時に起こるので、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵時における反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力はピーク時において大きくかつ急峻に変化する。一方、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の変形は軸心Ｙｗ，Ｙｂに対して非対称に復帰し、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の座屈変形は全周に渡って部分ごとに時間をかけて徐々に復帰するので、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時における反力発生部材２１ｗ，２１ｂの反力はピーク時において小さくかつ徐々に変化する。その結果、この変形例によっても、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵時には、大きなクリック感が感じられて、押鍵感覚が良好になる。また、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの離鍵時には、大きなクリック感を感じることがなくなり、離鍵感覚も良好となる。

なお、図５に示した変形例においては、突起部３１ｄ１の形状を半球形状にしたが、突起部３１ｄ１の頂点Ｐｘ（前記先端Ｐｗ，Ｐｂに対応）の位置が軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれていれば、突起部３１ｄ１の形状は、円錐形状、角錐形状、先端を半球状又は球状に形成した円柱形状又は角柱形状、先端を若干カットした円錐台形状又は角錐台形状など種々の形状であってもよい。また、軸線と直交する方向の長さが短いものであれば、円柱形状又は角柱形状でよく、筒形状でもよい。さらに、突起部３１ｄ１を一つだけではなく、複数設けてもよい。

ｃ．その他の変形例及び適用例
上記実施形態及び変形例においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂに直交する断面形状を円形にしたが、この断面形状は円形に限らず、楕円形、長楕円形などでもよい。なお、この場合も、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１は、周方向の全体に渡り、下方に向かって径方向長さを徐々に増加させた形状である。

また、上記実施形態及び変形例においては、反力発生部材２１ｗ，２１ｂ及び支持部３１ｄのいずれか一方に突起部２１ｗ５，２１ｂ５（又は突起部３１ｄ１）を設けるようにした。しかし、これに代えて、反力発生部材２１ｗ，２１ｂ及び支持部３１ｄの両方に突起部２１ｗ５，２１ｂ５，３１ｄ１を設けてもよい。すなわち、突起部２１ｗ５，２１ｂ５をドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の上部２１ｗ１１，２１ｂ１１の内面に設け、かつ突起部３１ｄ１を支持部３１ｄの上面に設けてもよい。

また、上記実施形態及び変形例においては、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂを回転軸を中心に揺動させるようにした例について説明した。しかし、これに限らず、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの後端に板状の薄肉部を設け、薄肉部の後端を支持部材に支持させることにより、薄肉部の弾性変形により白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂを揺動させるようにしたヒンジ型の揺動支点を利用するものでもよい。

また、上記実施形態及び変形例においては、鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂとは独立して反力発生部材２１ｗ，２１ｂを設けるようにした。しかし、これに代えて、鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂを反力発生部材２１ｗ，２１ｂと同様に構成して、鍵スイッチ３８ｗ，３８ｂを反力発生部材として利用するようにしてもよい。この場合、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１を内側部分と外側部分との２段構成とし、内側部分と外側部分との間に円筒状の変形量の少ないスイッチ部分を設ける。そして、外側部分の変形により押鍵に対して増加する反力を発生するとともにスイッチ部分で基板に設けた接点を開閉するようにし、かつ内側部分の変形により座屈変形を伴う押鍵に対する反力を発生するようにするとよい。

また、上記第実施形態及び変形例では、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを支持部３１ｄに固定して、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押圧部１１ｗ１，１１ｂ１により反力発生部材２１ｗ，２１ｂを押圧するようにした。しかし、これに代えて、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂに固定して、鍵フレーム３１の上板部３１ａにおける反力発生部材２１ｗ，２１ｂに対向する位置に押圧部を設け、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの揺動により、前記押圧部により反力発生部材２１ｗ，２１ｂが押圧されるようにしてもよい。なお、この場合には、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを別々に成形して、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂに個別に固定する必要がある。また、この場合には、反力発生部材２１ｗ，２１ｂの上下方向は上記実施形態とは逆になる。

また、上記第実施形態及び変形例では、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂにより反力発生部材２１ｗ，２１ｂを直接押圧するようにした。しかし、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの揺動により連動して揺動する揺動体が間接的に反力発生部材２１ｗ，２１ｂを押圧するようにした鍵盤装置にも、本発明に係る反力発生装置は適用され得る。すなわち、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの揺動により連動して揺動する揺動体（例えば、ハンマー）を設け、揺動体に押圧部を設けるとともに、押圧部に対向する位置に反力発生部材２１ｗ，２１ｂを設ける。これによっても、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押離鍵操作に対して、上記実施形態のような効果を期待できる。また、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを揺動体側に設けて、反力発生部材２１ｗ，２１ｂに対向する位置に押圧部を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態及び変形例においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂが上下方向に延設されるように、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを固定する例について説明した。しかし、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂが上下方向でない方向に延設されるように、反力発生部材２１ｗ，２１ｂが固定される場合もある。例えば、白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの揺動中心Ｃｗ，Ｃｂの近傍から白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの延設方向（すなわち水平方向）と異なる方向（例えば、直角方向）に一体的に延設する延設部材を白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂに設けて、延設部材が白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂの押鍵により延設方向とほぼ直角方向（例えば、略水平方向）に揺動するようにする。この場合、反力発生部材２１ｗ，２１ｂを前記延設部材に固定し、又は前記延設部材に対向する位置に固定すると、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂが上下方向以外の方向（例えば、水平方向）となるように、反力発生部材２１ｗ、２１ｂは固定されることになる。また、ハンマーなどの揺動体を用いる場合にも、揺動体の揺動方向によっては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂは上下方向以外の方向になるように、反力発生部材２１ｗ、２１ｂは固定されることになる。要するに、本発明においては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の開口側にて反力発生部材２１ｗ、２１ｂを支持部材に固定すればよく、軸心Ｙｗ，Ｙｂの方向に関しては、上下方向以外の種々の方向が考えられる。したがって、突起部２１ｗ５，２１ｂ５，３１ｄ１の配置に関しては、ドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂと交差する内面におけるドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれた位置、又はドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂと交差する内面に対向した支持部材の対向面におけるドーム部２１ｗ１，２１ｂ１の軸心Ｙｗ，Ｙｂからずれた位置のうちの少なくとも一方の位置に、突起部２１ｗ５，２１ｂ５，３１ｄ１を設けるようにすればよい。

さらに、本発明に係る反力発生装置は、鍵盤装置の白鍵１１ｗ及び黒鍵１１ｂ以外の操作子にも適用され得る。すなわち、手、足などにより操作される操作子に対しても、上記実施形態及び変形例のような反力発生部材２１ｗ，２１ｂを用いて、操作子の操作に対して反力を与えるようにしてもよい。なお、この場合の操作子は、揺動中心を中心にして揺動するものに限らず、ドーム部の軸心方向に沿って平行移動するような操作子であってもよい。

１１ｗ…白鍵、１１ｂ…黒鍵、１１ｗ１，１１ｂ１…押圧部、２１ｗ，２１ｂ…反力発生部材、２１ｗ１，２１ｂ１…ドーム部、２１ｗ５，２１ｂ５…突起部、３１…鍵フレーム、３１ａ…上板部、３１ｄ…支持部、３１ｄ１…突起部、３２…鍵支持部、３４ｗ，３４ｂ…スプリング、Ｙｂ，Ｙｗ…軸心、Ｐｗ，Ｐｂ，Ｐｘ…尖端

Claims (2)

1. 軸心と交差する内面を有する軸心方向の一端部から軸心方向の他端部に向かって径方向長さを徐々に増加させ、かつ前記軸心方向の他端部を開口させてドーム状に弾性体で形成されていて、軸心方向の押圧により弾性変形して、弾性変形量の増加に従って、初期から反力を徐々に増加させ、反力がピークに達した後に座屈変形して反力を急激に減少させるドーム部を有する反力発生部材を備え、前記ドーム部の軸心方向の他端側にて前記反力発生部材を支持部材に固定して、操作子の操作に対して反力を発生する反力発生装置において、
   前記ドーム部の内面における前記ドーム部の軸心からずれた位置、及び前記ドーム部の内面に対向した前記支持部材の対向面における前記ドーム部の軸心からずれた位置のうちの少なくとも一方の位置に突起を設けたことを特徴とする反力発生装置。
2. 前記ドーム部が座屈変形した後に、前記ドーム部の内面に設けた前記突起が前記支持部材の対向面に当接し、又は前記支持部材の対向面に設けた前記突起が前記ドーム部の内面に当接するようにした請求項１に記載した反力発生装置。

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