JP2503542Y2 - 釦型スイッチ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、押圧操作に伴って複数の接点が段階的に
閉じることにより、押圧されたか否かの他に、その押圧
速度（タッチベロシティ）をも検出することができる釦
型スイッチ装置に係り、特に、電子楽器におけるリズム
パターン設定用スイッチ等に適用して好適な釦型スイッ
チ装置に関するものである。

「従来の技術」 周知のように、ピアノなどの鍵盤楽器においては、打
鍵の強さに応じて、音色や音量等の楽音構成要素が微妙
に変化する。このため、ピアノ音などを電気的に合成し
て発生する電子鍵盤楽器の鍵盤部のスイッチ装置には、
打鍵されたか否かのオン／オフ検出機能の他に、打鍵の
強さ、すなわちタッチベロシテイを検出する機能が要求
される。

このタッチベロシテイを検出するためのスイッチ装置
の構造としては、従来、特開昭53−116141号公報に記載
されたものが知られている。

これによれば、基板上にプリント配線された一対の固
定端子と、これら一対の固定端子間を電気的に橋絡し得
る可動端子とからなるスイッチを複数個設け、これら複
数個のスイッチの内、少なくとも２個のスイッチを閉成
操作する鍵を複数個設けた構造となっており、各鍵の押
圧操作により閉成する２個のスイッチの閉成タイミング
のずれに基づいて、鍵の押下速度（タッチベロシテイ）
が検出されるようになっている。

「考案が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のタッチベロシテイを検出す
る構造においては、指で直接押圧される鍵と、この押圧
操作に応じて動作するスイッチとが各々別体となってい
るため、打鍵する力が弱い場合などにおいては、複数の
スイッチが段階的に閉じられず、この結果、確実に動作
しない場合が多々あり、また鍵が押し込まれ、複数のス
イッチが段階的に閉じられる動作過程において、この動
作に対応した明確なクリック感（押した指に対する反
動）が得られないという欠点があった。また、一つの鍵
に対して２個以上のスイッチを設けなければならないの
で、スイッチ構成部品が多数必要となり、この結果、複
雑な構造となり、組み立ても煩雑で、安価に製造するこ
とができないという欠点もあった。

この考案は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
押圧操作に応じて明確なクリック感が得られると共に、
各部に種々の機能を付与することにより単純な構造で構
成部品が少なくて済み、かつ安価に製造することができ
る釦型スイッチ装置することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 第１の考案は、押圧部と、前記押圧部の裏面に所定方
向に配設された複数の可動接点部と、前記複数の可動接
点部によって各々短絡される複数の固定接点を有する基
部と、前記押圧部の下端周辺から前記基部に対して該押
圧部を支持するように配設された可撓部とからなり、少
なくとも一部の前記可動接点は、固定接点との距離がそ
れぞれ異なるとともに、前記固定接点との距離がそれぞ
れ異なる可動接点の配列方向に沿った辺は、一端から他
端にかけて連続的あるいは段階的に断面形状が異なるこ
とで各端部の断面形状が異なり、前記押圧部と前記可動
接点部とともに一体に成形してなることを特徴としてい
る。

第２の考案は、多角形の押圧部と、前記押圧部の裏面
に押圧部の辺方向に配設された複数の可動接点部と、前
記複数の可動接点部によって各々短絡される複数の固定
接点を有する基部と、前記押圧部の下端周辺から前記基
部に対して該押圧部を支持するように配設された可撓部
とからなり、少なくとも一部の前記可動接点は、固定接
点との距離がそれぞれ異なるとともに、前記可撓部は、
前記押圧部の前記固定接点との距離がそれぞれ異なる可
動接点の配列方向に沿った辺が、一端から他端にかけて
連続的あるいは段階的に断面形状が異なることで各端部
の断面形状が異なることで各端部の断面形状が異なり、
前記押圧部と前記可動接点部とともに一体に成形してな
ることを特徴としている。

「作用」 上記の少なくとも一部の前記可動接点は固定接点との
距離がそれぞれ異なるとともに、前記固定接点との距離
がそれぞれ異なる可動接点の配列方向に沿った辺は一端
から他端にかけて連続的あるいは段階的に断面形状が異
なることで各端部の断面形状が異なっているので、また
は、少なくとも一部の前記可動接点は固定接点との距離
がそれぞれ異なるとともに、前記可撓部は前記押圧部の
前記固定接点との距離がそれぞれ異なる可動接点の配列
方向に沿った辺が、一端から他端にかけて連続的あるい
は段階的に断面形状が異なることで各端部の断面形状が
異なっているので、押圧部を指で押し込む過程におい
て、複数の可動接点が基部上の複数の固定接点を段階的
に短絡し、これら複数の固定接点が順次閉じられる際の
時間間隔を、例えばカウンタ等によって、デジィタル的
に計数することにより、そのタッチベロシティを検出す
ることができる。この場合、押し釦を構成する押圧部
と、複数の可動接点部と、可撓部とが一体に成形されて
いるので、押圧操作に応じて明確なクリック感が得られ
ると共に、各部に種々の機能が付与されていることによ
り、単純な構造とすることができ、少ない構成部品で、
安価に製造することが可能となる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この考案の実施例を説明する。

第１図〜第４図はこの考案の一実施例の構成を示す図
である。まず、第１図ににおいて、1,1,…は外形が略直
方体形状の押し釦であり、１個の押し釦１は、人の指に
よって直接押圧され、あるいは指継具としてのフィンガ
スティックを介して略直接押圧される押圧部２と、この
押圧部２の内側の傾斜面３から突出して配設された４個
の可動接点部3a,3b,3c,3d（第２図参照）と、押圧部２
の下端周囲に配設され、可動接点部3aと3c（または3bと
3d）の配列方向に沿って縦断面形状が変化するフレア部
（可撓部）４とから構成されている。これらの押し釦1,
1,…は、シート状のベース部５を介して連設されてお
り、上述した各構成要素１〜５は、適度の弾性を有する
ゴム等により一体に成形されている。ただし、可動接点
部3a〜3dに関しては、成形時にカーボン等を含有する導
電性ゴムによって他の部分と同時に成形するか、もしく
は、成形後にカーボン等を塗布し、接点としての機能を
与えるようになっている。

上記押し釦１の押圧部２は、第３図に示すように、あ
る程度の質量を持たせるために中実構造となっており、
また、上記押し釦１の内側の傾斜面３は、その押圧部２
の上面に対して、所定の角度をなしており、この傾斜面
３に沿ってフレア部４が形成されている。これにより、
フレア部４の各構成面4a〜4dの内、傾斜面３の上端縁と
隣接する面4a（第３図参照）は、傾斜面の下端縁と隣接
する面4bよりも大きな長方形状となっており、また傾斜
面３の両側縁と隣接する各面4cと4dは、共に、可動接点
部3aから3c（または3bから3d）に向かうに従いベース部
５と押し釦１の下面とを結ぶ長さが短くなる、つまり、
断面形状が変化する三角形状となっている。

一方、押し釦1,1,…が連接されたベース部５の裏面に
は、基板６が重ねて配設されている。この基板６には、
第４図に示すように、１個の押し釦１に対応させて、所
定の接点パターン7a,7b,7c,7dがカーボン印刷によって
形成されている。上記接点パターン7aと7bの対の可動接
点部3aと対向する部分によって固定接点8aが構成されて
いると共に、可動接点部3bと対向する部分によって固定
接点8bが構成され、また接点パターン7cと7dの対の可動
接点部3cと対向する部分によって固定接点８が構成され
ていると共に、可動接点部3dと対向する部分によって固
定接点8dが構成されている。そして、接点パターン7a〜
7dは、基板６上に形成された配線パターン9a〜9dを介し
て、後述するタッチベロシティ検出回路（第５図）に接
続されている。

以上の構成において、可動接点部3a〜3dは傾斜面３上
に配設されており、可動接点部3a,3bと固定接点8a,8b間
の距離が、可動接点部3c,3dと固定接点8c,8d間の距離よ
りも大となっている。これにより、指で押し釦１が押圧
され、その押圧部２が押し込まれると、押圧部２が移動
する過程において、まず、可動接点部3cと3dが、固定接
点8cと8dに接触し、接点パターン7c,7d間を短絡した
後、可動接点部3aと3bが、固定接点8aと8bに接触し、接
点パターン7a,7b間を短絡する。

このように、可動接点部3a〜3dが基板６上の複数対の
固定接点8a〜8dを順次短絡する過程において、その時間
間隔を測定することにより、押圧速度，すなわちタッチ
ベロシティを検出することができる。このタッチベロシ
ティを検出する回路としては、例えば、第５図に示す回
路が考えられる。

この図において、接点パターン7aには配線パターン9a
を介して常時“1"レベル信号が供給されており、この接
点パターン7aと隣接する接点パターン7bは、配線パター
ン9bを介してオアゲート10の一方の入力端とデータラッ
チ回路13のストーブ入力端Ｌに接続されていると共に、
抵抗Raを介してプルダウンされている。一方、接点パタ
ーン7cには配線パターン9cを介して常時“0"レベル信号
が供給されており、この接点パターン7cと隣接する接点
パターン7dは、配線パターン9dを介してオアゲート10の
他方の入力端に接続されていると共に、抵抗Rbを介して
プルアップされている。オアゲート10の出力信号は、一
定周波数の方形波を発生する発振器11のリセット端子Ｒ
と、この発振器11の発振出力を計数するカウンタ12のリ
セット端子Ｒに各々供給される。カウンタ12から出力さ
れた所定ビットのカウント値は、データラッチ回路13に
よってラッチされた後、ROMによって構成される変換テ
ーブル14へ供給される。この変換テーブル14はラッチ回
路13を介して供給されるカウント値をアドレスとして、
そのデータ出力端から得られる変換データをタッチベロ
シティデータTdとして出力する。

以上のように構成されたタッチベロシティ検出回路に
おいて、押し釦１が押される以前においては、オアゲー
ト10を介して“1"レベルのリセット信号が発振器11とカ
ウンタ12のリセット入力端Ｒに各々供給されているの
で、発振器11およびカウンタ12はリセット状態となって
いる。

そして、押し釦１が押され、まず接点パターン7c,7d
間が短絡されると、オアゲート10の出力が“0"レベルと
なり、これにより発振器11とカウンタ12のリセット状態
が解除され、発振器11が発振動作を開始し、カウンタ12
がカウント動作を開始する。次に、接点パターン7a,7b
間が短絡されると、“1"レベルの信号がストローブ信号
としてデータラッテ回路13のストローブ入力端Ｌに供給
され、これにより、データラッテ回路13が、この時点に
おけるカウンタ12のカウント値を取り込んで保持し、出
力する。また、オアゲート10の出力端から“1"レベルの
リセット信号が発振器11とカウンタ12のリセット端子Ｒ
へ供給されるので、同発振器11とカウンタ12は再びリセ
ット状態とされる。

ここで、押し釦１が強く押圧され、タッチベロシティ
が大となる程、押圧部２の移動速度が速くなり、接点パ
ターン7c,7d間が短絡されてから、接点パターン7a,7b間
が短絡されるまでの時間間隔が短くなる。そこで、この
時間間隔に対応したカウンタ12のカウント値を、変換テ
ーブル14によって逆変換し、真のタッチベロシティの大
きさに変換した後、タッチベロシティデータTdとして出
力するようになっている。この場合、押し釦１が押され
たか否かのオン／オフ信号は、データラッチ回路13に供
給されるストローブ信号を用いればよい。

上述した一実施例とタッチベロシティ検出回路を組み
合わせることによって、例えば、電子楽器におけるリ
ズムのテンポ設定、ハンドパーカッションの音量設
定、リズムシーケンサの楽器音のタッチレベル（音
量）入力およびパターン入力等に適用することができ
る。

上記、は説明するまでもないので省略するが、例
えば、にあっては、入力タイミングを可動接点部3c
（3d）と接点パターン7c,7dで構成される第１のスイッ
チが閉成されたタイミング信号を第５図に点線で示すよ
うにインバータIN及び微分回路DIFを介して図示しない
リズムパターンメモリの所望のシーケンス位置に書き込
む（リアルタイム入力もステップ入力も両方可能）と共
に、そのレベルを可動接点部3a（3b）と接点パターン7
a,7bで構成される第２のスイッチが閉成された時のラッ
チ出力に対応した値Tdを書き込むことで、タッチ出力と
タイミング入力が可能である。この場合、押釦１は特定
の音源スイッチ、例えばバスドラに対応する。同様の他
の押釦１は他の音源スイッチ、例えば、ハイハットに対
応する。リアルタイム入力において第１スイッチ開成と
第２スイッチ開成とのタイミングが分解能単位でずれた
場合は、第１開成タイミングに音源ONデータとレベルデ
ータとを書き込むように、第１開成タイミングを第２開
成タイミングまで保持する一時メモリを設けておけばよ
い。微少なタイミングずれを気にしなければ、インバー
タの入力を配線パターン9bに接続して第２スイッチ開成
時にタイミングデータとレベルデータを書き込むように
すればよい。

さらに他の応用例として、従来の電子楽器において
は、種々のリズムパターンの中から特定のリズム音を選
択し、そのテンポを設定する場合、リズム設定用のスイ
ッチと、テンポ設定用の２種類のスイッチを設けなけれ
ばならなかったが、上述した一実施例とタッチベロシテ
ィ検出回路を用いれば、単一のスイッチでリズムパター
ンの選択と、テンポの設定とを同時に行うことができ
る。

次に、この考案のその他の実施例について、第６図〜
第11図を参照して説明する。

第６図は、傾斜面３の傾斜に沿って３個の可動接点部
3A,3B,3Cを設けた例である。この場合、基板６側に、全
ての可動接点部3A〜3Cに対応させて固定接点を設けれ
ば、３段階の押圧過程を検出することができ、また、２
個の可動接点3Aと3Bに対応させて固定接点を設ければ、
２段階の押圧過程を検出することができ、さらに、可動
接点3Bのみに対応させて単一の固定接点を設ければ、単
なる１段階のスイッチとして機能する。このように、押
し釦１の部分を共通にして、基板６側の接点パターンを
適宜変えることによって３種類の押し釦スイッチが構成
できる。

第７図（イ）および（ロ）は、フレア部４の断面形状
を、可動接点部3aと3b（3cと3d）の配列方向に沿って連
続的もしくは段階的に変化する（同図に示す矢印Ａ−
Ａ′方向に沿って厚みを変化させる）構造とした場合の
例であり、これによっても、各可動接点部3a〜3dが段階
的に閉じることになる。

第８図は、傾斜面３を押圧部２の上面と平行とし、フ
レア部４の内面の可動接点部3aと3b（3cと3d）の配列方
向に沿って傾斜する補強部18を付加して形成し、これに
より、フレア部４の強度を変化させる構造としている。

第９図は、傾斜面３を押圧部２の上面の長辺と短辺に
対して、各々所定の角度をなす構造とした例である。こ
れにより、傾斜面３に沿って形成されたフレア部４の各
構成面4a〜4dは全て異なった三角形状もしくは台形状と
なっている。これにより、各可動接点部3a〜3dと基板６
上の各固定接点との間の距離は、接点3a、接点3bと3c、
接点3dの順に大となる。そして、短辺に沿う接点3aと3c
間の距離の方が、長辺に沿う接点3aと3b間の距離よりも
大であるため、押圧操作に伴って、接点3a→3c→3b→3d
の順序で閉じることになり、これにより、４段階の押圧
過程を検出することが可能となる。

第10図および第11図は、押圧部22の下端周囲に、可動
接点部23aと23c（または23bと23d）の配列方向に沿って
強度が変化するように、肉厚のフレア構成面24a（一
辺）と、肉薄のドーム形のフレア構成面24b〜24d（三
辺）を設けた場合の例であり、押圧部22を押下すると、
各接点部23a〜23dの高低差により、フレア構成面24aに
沿って設けられた下側の可動接点部23a,23bが必ず先に
閉じ、この押下終了間際にその他の上側の可動接点部23
c,23dが閉じることになる。

なお、上述した実施例においては、押し釦１の押圧部
２を中実構造としたが、例えば、第３図もしくは第６図
に示す構造において、その傾斜面３の可動接点部以外の
部分に孔を形成し、押圧部２の質量を調整するようにし
ても勿論構わない。

「考案の効果」 以上説明したように、この考案によれば、押圧部と、
前記押圧部の裏面に所定方向に配設された複数の可動接
点部と、前記複数の可動接点部によって各々短絡される
複数の固定接点を有する基部と、前記押圧部の下端周辺
から前記基部に対して該押圧部を支持するように配設さ
れた可撓部とからなり、少なくとも一部の前記可動接点
は、固定接点との距離がそれぞれ異なるとともに、前記
固定接点との距離がそれぞれ異なる可動接点の配列方向
に沿った辺は一端から他端にかけて連続的あるいは段階
的に断面形状が異なることで各端部の断面形状が異な
り、前記押圧部と前記可動接点部とともに一体に成形し
ているので、または、多角形の押圧部と、前記押圧部の
裏面に押圧部の辺方向に配設された複数の可動接点部
と、前記複数の可動接点部によって各々短絡される複数
の固定接点を有する基部と、前記押圧部の下端周辺から
前記基部に対して該押圧部を支持するように配設された
可撓部とからなり、少なくとも一部の前記可動接点は、
固定接点との距離がそれぞれ異なるとともに、前記可撓
部は、前記押圧部の前記固定接点との距離がそれぞれ異
なる可動接点の配列方向に沿った辺が、一端から他端に
かけて連続的あるいは段階的に断面形状が異なることで
各端部の断面形状が異なることで各端部の断面形状が異
なり、前記押圧部と前記可動接点部とともに一体に成形
しているので、押圧部を指で押し込む過程において、複
数の可動接点によって基部上の複数の固定接点が段階的
に短絡される。したがって、例えば、複数の固定接点が
順次閉じられる際の時間間隔を、カウンタ等によって、
デジィタル的に計数することにより、そのタッチベロシ
ティを検出することができ、また、押し釦を構成する押
圧部と、複数の接点部と、可撓部とが一体に成形されて
いるので、押圧操作に応じて明確なクリック感が得ら
れ、さらに、各部に種々の機能が付与されているので、
単純な構造で、構成部品が少なくて済み、この結果、安
価に製造することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の外観構成を示す斜視図、
第２図は同実施例の押し釦の構成を示す斜視図、第３図
は同実施例の押し釦の構成を示す断面図、第４図は同実
施例の基板の構成を示す平面図、第５図は同実施例の応
用例によるタッチベロシティ検出回路の構成を示すブロ
ック図、第６図〜第９図はこの考案の他の実施例の構成
を示す断面図および斜視図、第10図（イ），（ロ），
（ハ）および第11図はこの考案の他の実施例の構成を示
す平面図、正面図、側面図、および正断面図である。 １……押し釦、２（22）……押圧部、３……傾斜面、3a
〜3d（23a〜23d）……可動接点部、４……フレア部（可
撓部）、4a〜4d（24a〜24d）……構成面、５……ベース
部、６……基板、7a〜7d……接点パターン、8a〜8d……
固定接点。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】押圧部と、 前記押圧部の裏面に所定方向に配設された複数の可動接
   点部と、 前記複数の可動接点部によって各々短絡される複数の固
   定接点を有する基部と、 前記押圧部の下端周辺から前記基部に対して該押圧部を
   支持するように配設された可撓部とからなり、 少なくとも一部の前記可動接点は、固定接点との距離が
   それぞれ異なるとともに、前記固定接点との距離がそれ
   ぞれ異なる可動接点の配列方向に沿った辺は、一端から
   他端にかけて連続的あるいは段階的に断面形状が異なる
   ことで各端部の断面形状が異なり、前記押圧部と前記可
   動接点部とともに一体に成形してなる、 ことを特徴とする釦型スイッチ装置。
2. 【請求項２】多角形の押圧部と、 前記押圧部の裏面に押圧部の辺方向に配設された複数の
   可動接点部と、 前記複数の可動接点部によって各々短絡される複数の固
   定接点を有する基部と、 前記押圧部の下端周辺から前記基部に対して該押圧部を
   支持するように配設された可撓部とからなり、 少なくとも一部の前記可動接点は、固定接点との距離が
   それぞれ異なるとともに、前記可撓部は、前記押圧部の
   前記固定接点との距離がそれぞれ異なる可動接点の配列
   方向に沿った辺が、一端から他端にかけて連続的あるい
   は段階的に断面形状が異なることで各端部の断面形状が
   異なり、前記押圧部の前記可動接点部とともに一体に成
   形してなる、 ことを特徴とする釦型スイッチ装置。