JP3651568B2

JP3651568B2 - Pressure sensor for touch control of electronic keyboard instruments

Info

Publication number: JP3651568B2
Application number: JP08211599A
Authority: JP
Inventors: 一郎大須賀
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP2000276162A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ピアノ、エレクトーン等の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍵盤装置を備えた楽器は、押鍵により発音及びその持続を制御するものが一般的であるが、さらに、押鍵時や押鍵持続状態で鍵に加える圧力を変化させることにより、音の立ち上がり時や持続状態における音の強弱を変化させたり、ビブラート効果、トレモロ効果等を発生させ変化させたりする制御機能、すなわち、アフタータッチコントロール機能を備えたものがある。
【０００３】
そのようなアフタータッチコントロール機能を実現するために、押鍵圧を感知するアフタータッチコントロール用圧力センサが鍵盤装置に設けられている。
【０００４】
図９は、従来の圧力センサの一例を示す縦断面図である。図９に示すように、従来の圧力センサ２は、センサ本体２０と、これを収容するケース２４と、センサ本体２０の上面に固定されケース外へ突出する緩衝部材２５とを備えている。センサ本体２０は、ケース２４の底壁に載置された帯状の下部センサ部材２１と、下部センサ部材２１上に長手方向に沿って固定されたスペーサ２２と、スペーサ２２の頂部間に掛け渡され固定された帯状の上部センサ部材２３とを備えている。上部センサ部材２３は、その両端部がケース２４の側壁内面に当接するような幅を有し、センサ本体２０の横ぶれを防止している。ケース２４は、上面に開口部２４１を有し、該開口部の両側に位置する上壁２４２と底壁とでセンサ本体２０を挟持している。ケース２４の上壁２４２は、開口部２４１側の端部が下方に突出しており、該突出部２４３とスペーサ２２とで上部センサ部材２３を支持している。緩衝部材２５は、開口部２４１からケース２４の上方へ突出しており、鍵と連動する部材の打撃を緩衝しつつセンサ本体２０に押鍵圧を伝える。圧力センサ２は、複数の鍵に対して１つの圧力センサを対応させて使用するよう或る長さをもって構成されるのが一般的である。
【０００５】
センサ本体２０には、種々の形態のものが存する。最も一般的なものは、下部センサ部材２１が電気的良導体からなる電極基板であり、上部センサ部材２３が抵抗値をもった導電ゴムからなる弾性導電体であり、両者を絶縁性スペーサ２２で離間させたものである。押鍵した際、鍵と連動する部材（図示せず）によって緩衝部材２５が図９の下方に押圧される。
【０００６】
図１０は、図９に示す緩衝部材２５が下方に押圧された状態を示す。図１０に示すように、上部センサ部材２３は、この押圧力を受けたときに緩衝部材２５と共に変形し、下面が下部センサ部材２１に接触する。したがって、緩衝部材２５に付加される押圧力の大小により、下部センサ部材２１との接触面積が増減し、両者間の導電性が変化する。これにより、アフタータッチコントロールのための電流、電圧等の制御が可能となる。
【０００７】
他の一般的な形態のセンサ本体は、下部センサ部材２１が、相互に離間して長手方向に延びる２本の細長い電極を上面に備え、上部センサ部材２３が、感圧導電ゴムやチタン酸バリウム等のように圧力に応じて導電性を変化させる材料からなる感圧部材を下面に備えたものである。これは、緩衝部材を経て押鍵圧が加えられると、上部センサ部材２３が変形して下部センサ部材の電極に接し、押鍵圧に応じて上部センサ部材２３の導電性が変化するので、下部センサ部材２１の電極間に流れる電流が変化するというものである。
【０００８】
さらに、帯状の２枚の金属プレートを絶縁性スペーサで離間させ、その間に電圧を印加し、金属プレート間の静電容量を検出するタイプのものがある。これは、押鍵に伴う押圧力を受けた金属プレートが相互に接近して静電容量を変化させることを利用して、押圧力に応じたセンサ出力を得るものである。
【０００９】
また、絶縁性プレートと金属プレートとをスペーサで離間させて配置し、絶縁性プレートの面には渦巻き型コイルを印刷して電流を流し、金属プレートに渦電流を発生させ、その渦電流に起因して生じる渦巻きコイルの電流損失を検出するタイプのものがある。これは、押鍵に伴う押圧力を受けたプレートが相互に接近し、金属プレートの誘導渦電流とそれに伴うコイルの電流損失を増大させることを利用して、押圧力に応じたセンサ出力を得るものである。
【００１０】
さらには、図１１に示すように、センサ本体３０が、厚みのある感圧導電ゴム３３と、感圧導電ゴム３３の下面に配置され相互に離間して長手方向に延びる２本の細長い電極３１とからなるものもある。これは、緩衝部材３５を経て押鍵圧が加えられると、図１２に示すように感圧導電ゴム３３が変形して導電性が変化するので、電極３１間に流れる電流が変化するというものである。
【００１１】
この他にも、アフタータッチコントロールのための電流、電圧等の制御を可能にするために、押鍵に伴う押圧力に応じたセンサ出力を呈する種々の形態のセンサがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の従来の圧力センサには、センサ本体の端部とケースの側壁内面との接触箇所の分布が不規則であることに起因する問題があった。
【００１３】
例えば、図１０に示す従来の圧力センサ２では、上部センサ部材２３が押圧されて変形する際に、ケース２４の突出部２４３及びスペーサ２２の間を支点として、上部センサ部材２３の両側端部２３１が跳ね上がり、ケース２４の側壁内面に対して図の上方向に摩擦を伴って摺動することになる。また、図１２に示す従来の圧力センサ３では、感圧導電ゴム３３が押圧されて変形する際に、感圧導電ゴム３３の両端部が、ケース３４の側壁内面に対して図の下方向に摺動することになる。
【００１４】
図１３は、図９のＺ−Ｚ線に沿った横断面図である。図１３に示すように、従来の圧力センサ２では、上部センサ部材２３とケース２４の側壁内面との接触箇所（図中、×で示す）は、両者の不可避的な寸法のバラツキにより、全体に亘って均一になっていない。したがって、上部センサ部材２３の変形の際に生じる摺動摩擦が場所により異なり、この不均一性がセンサ部材の動作に影響し、センサ出力特性の乱れをもたらすことになる。このような、センサ部材側端部が押圧時にケースとの間で不均一な摺動摩擦を生じること、及びこれに伴う問題は、前述の金属プレートや絶縁プレートを用いたセンサや図１１に示す感圧導電ゴム３３を用いたタイプの圧力センサについても同様に生じる。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、センサ部材の側端部と、ケースの側壁内面との接触状態を最適化することにより、動作の安定した電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、押鍵により鍵と連動する部分から押圧力を受けたときに、該押圧力に応じたセンサ出力を呈するセンサ部材と、該センサ部材を収容するケースとを備えた電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサであって、前記センサ部材の側端部と前記ケースの側壁内面との接触箇所が間隔を隔てて点在するように、前記センサ部材及び前記ケースが形成されていることを特徴とする圧力センサにより達成される。
【００１７】
好ましくは、前記接触箇所は、前記鍵と連動する部分の各々が前記センサ部材に当接する当接領域から、一定距離以上離れた位置に存する。
【００１８】
好ましくは、前記接触箇所は、点状の接触とされる。
【００１９】
さらに好ましくは、前記接触箇所は、隣り合う前記当接領域の中心間の略中央に位置する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧力センサ１の斜視図である。図１に示すように、本実施形態の圧力センサ１は、センサ本体１０と、これを収容するケース１４と、センサ本体１０の上面に固定されケース外へ突出する緩衝部材１５とを備えている。センサ本体１０は、帯状の下部センサ部材１１と、下部センサ部材１１上に長手方向に沿って内側に固定されたスペーサ１２と、スペーサ１２の頂部間に掛け渡され固定された帯状の上部センサ部材１３とを備えている。上部センサ部材１３は、その両端部がケース１４の側壁内面に当接するような幅を有し、センサ幅方向への横ぶれが防止されている。ケース１４は、上面に開口部１４１を有し、該開口部の両側に位置する上壁１４２と底壁とでセンサ本体１０を挟持している。ケース２４の上壁１４２は、開口部１４１側の端部が下方に突出しており、該突出部１４３とスペーサ１２とで上部センサ部材１３を支持している。緩衝部材１５は、開口部１４１からケース１４の上方へ突出しており、鍵と連動する部分の打撃を緩衝しつつセンサ本体１０に押鍵圧を伝える。圧力センサ１は、複数の鍵に対して１つの圧力センサを対応させて使用するよう或る長さをもって構成されている。「鍵と連動する部分」には、（１）鍵自体、（２）鍵から圧力センサ側へ延び、且つ鍵と一体となったもの、及び（３）鍵とは別個の部材であって、鍵の動きを伝達されて作動する部分の全てが含まれる。
【００２１】
本実施形態では、センサ本体１０は、下部センサ部材１１及び上部センサ部材１３を備え両者の接触圧によりこれらの部材の導電性を変化させるものとされている。上部センサ部材１３は、ポリエステルフィルムの下面に圧力で導電性を変化させる導電インク層１３１を形成し、該層の縁部にセンサ長手方向に沿って導線Ｌ１を接合したものとされている。また、下部センサ部材１１は、ポリエステルフィルムの上面に金属層１１１を蒸着したものである。上部センサ部材１３の導線Ｌ１及び下部センサ部材１１の金属層１１１には、出力音制御部への接続線Ｌ２、Ｌ３が接合されている。
【００２２】
緩衝部材１５は、上端に付加された押圧力を緩衝して下端に伝え得る種々の材料から形成することが可能であり、本実施形態の緩衝部材１５は、フェルトから形成されている。
【００２３】
図２は、図１に示す上部センサ部材１３のＺ−Ｚ線に沿う水平断面図である。図２に示すように、上部センサ部材１３の両側端部とケース１４の側壁内面との接触箇所（図中、×で示す）が所定の間隔を隔てて点在するように、本実施形態の上部センサ部材１３は、所定の位置で狭幅に形成されている。接触箇所は、上部センサ部材１３をケース１４内に保持し得るように決められる。通常は、８８鍵の鍵盤装置の場合には４箇所以上とするのが望ましい。また、黒鍵等、弾かれる頻度の少ない鍵の位置に対応する箇所とするのが好ましい。このように、接触箇所が所定の間隔を隔てて点在するように形成すれば、接触箇所が低減し、上部センサ部材１３とケース１４との摺動摩擦の影響を低減することができるので、圧力センサ１の動作を安定させることができる。なお、本実施形態では、上部センサ部材１３が所定の位置で狭幅に形成されているが、これとは逆に、ケース１４の側壁を所定の位置で内側に突出するように形成することにより、接触箇所を点在させることにしてもよい。
【００２４】
なお、上記説明における上下方向は、図面上の上下方向を意味する。すなわち、圧力センサ１は、その取付け位置に応じて、緩衝部材１５が上方から押圧される場合も、下方から押圧される場合もあり得るため、図面上の上下方向が、圧力センサ１の使用時における上下方向に一致するとは限らない。この点は、以下に説明する全ての実施形態について、同様である。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る圧力センサについて説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る圧力センサ１の上部センサ部材１３を横切る水平面に沿う断面図である。本実施形態に係る圧力センサ１において、図３に示す上部センサ部材１３及びケース１４以外の部分は、第１の実施形態に係る圧力センサと同様に形成されている。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態における上部センサ部材１３の両側端部とケース１４の側壁内面との接触箇所（図中、×で示す）は、鍵と連動する部分の各々（図示せず）が上部センサ部材１３に当接する当接領域Ｓから一定距離以上離れた位置に存する。上部センサ部材１３が、例えば粘弾性体等から形成されている場合には、一定距離以上離れた位置で、摺動摩擦による影響が無視できるレベルになる。したがって、本実施形態のように、当接領域Ｓから一定距離（図中、点線で示す領域）以上離れた位置に接触箇所を設けるようにすれば、当該接触箇所における摺動摩擦の影響が当接領域Ｓに及び難く、影響が及ぶ場合も各当接領域Ｓにおける摺動摩擦の影響が均等となるため、圧力センサ１の動作を安定させることができる。なお、本実施形態では、上部センサ部材１３が所定の位置で狭幅に形成されているが、これとは逆に、ケース１４の側壁を所定の位置で内側に突出するように形成することにより、接触箇所を限定することにしてもよい。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施形態に係る圧力センサについて説明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係る圧力センサ１の上部センサ部材１３を横切る水平面に沿う断面図である。本実施形態に係る圧力センサ１において、図４に示す上部センサ部材１３及びケース１４以外の部分は、第１の実施形態に係る圧力センサと同様に形成されている。
【００２８】
図４に示すように、本実施形態における上部センサ部材１３の両側端部とケース１４の側壁内面との接触箇所（図中、×で示す）は、点状の接触とされている。図５は、本実施形態の接触状態（ａ）と、複数の接触点を有する接触状態（ｂ）とを比較した説明図である。図５（ｂ）の状態では、上部センサ部材１３がケース１４の側壁内面に当接している領域の正確な把握が困難であり、その接触力の分散度合いも把握し難い。したがって、当接していると思われる領域に実際上２点以上の接触点があると、図に示す接触面に垂直な軸線回りの回転方向が不均一に拘束される等、摺動摩擦による影響にバラツキが生じることになる。これに対し、図５（ａ）のような点状の接触状態では、接触領域、即ち拘束箇所が単一であるため、前述のような問題が生じない。すなわち、本実施形態の圧力センサにおいては、接触による影響が単一の接触点付近に限定され、摺動摩擦による影響のバラツキが低減される。なお、本実施形態では、上部センサ部材１３が所定の位置でケース１４に点状に接触するように突出して形成されているが、これとは逆に、ケース１４の側壁が所定の位置で内側に突出するように形成することにより、接触箇所を点状の接触とするようにしてもよい。
【００２９】
次に、本発明の第４の実施形態に係る圧力センサについて説明する。図６は、本発明の第４の実施形態に係る圧力センサ１の上部センサ部材１３を横切る水平面に沿う断面図である。本実施形態に係る圧力センサ１において、図６に示す上部センサ部材１３及びケース１４以外の部分は、第１の実施形態に係る圧力センサと同様に形成されている。
【００３０】
図６に示すように、本実施形態における上部センサ部材１３の両側端部とケース１４の側壁内面との接触箇所（図中、×で示す）は、隣り合う当接領域の中心点Ｓ₀の略中間に位置する。ここで、「当接領域」とは、第２の実施形態と同様に、鍵と連動する部分の各々（図示せず）が上部センサ部材１３に当接する領域を意味する。第２の実施形態において、上部センサ部材１３を形成する素材や形状等により、図３の点線で示す領域が重なってしまう場合がある。このような場合、本実施形態のように、接触箇所を隣り合う当接領域の中心点Ｓ₀の略中間に形成すれば、摺動摩擦の影響を最も均等にすることが可能である。なお、本実施形態では、上部センサ部材１３が所定の位置で外側に突出して形成されているが、これとは逆に、ケース１４の側壁が所定の位置で内側に突出するように形成してもよい。
【００３１】
以上に述べた第１〜第４の実施形態は、すべて上部センサ部材１３と下部センサ部材１１がスペーサ１２で離間された形態として説明したが、本発明はこれに限らず、厚みのある感圧導電ゴムをセンサ部材として用いたセンサ等、種々のセンサに適用することができる。この場合、感圧導電ゴム等のセンサ部材は、平面視において第１〜第４の実施形態における上部センサ部材１３と同様の形状が付与されることになる。このようなセンサ部材は、限定された接触箇所で全厚さに亘ってケースと接触する形態とするのが製造上容易であるが、センサ部材をケース内に保持するのに必要な最小限の厚さとする等、接触箇所の厚さを小さくする方が、センサ部材の拘束が小さく、動作のバラツキも小さい安定したものとなる。
【００３２】
最後に、前述した摺動摩擦の影響を除去することができる本発明の第５の実施形態について説明する。図７は、本発明の第５の実施形態に係る圧力センサ１の上部センサ部材１３を横切る水平面に沿う断面図である。図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。本実施形態における圧力センサ１において、図７に示すスペーサ１２、上部センサ部材１３及びケース１４以外の部分は、第１の実施形態に係る圧力センサと同様に形成されている。
【００３３】
図７に示すように、本実施形態の圧力センサ１は、上部センサ部材１３の両側端部とケース１４の側壁内面との接触箇所（図中、×で示す）が点状であり、且つ、該接触箇所の直下近傍の位置に限ってスペーサ１２が存在する。すなわち、上部センサ部材１３は、ケース側壁との点状の接触位置においてケースの上壁１４２とスペーサ１２とで挟持されている。このように、上部センサ部材１３は、ケース１４との接触箇所の直下近傍で下方からスペーサ１２に支持されているので、押圧力が作用して中央部が撓んだときも両端部がスペーサを支点として跳ね上がるということがほとんどない。すなわち、本実施形態においては、上部センサ部材１３は、ケース１４に対し、跳ね上がりによる上下方向への移動が抑制されており、センサ出力に対する摺動摩擦の影響が極めて小さくされており、圧力センサ１の動作をより安定させることができる。
【００３４】
なお、以上に示した実施形態では、センサ本体に緩衝部材が接合されているが、緩衝部材を、鍵と連動してセンサ本体に作用する動作部材に設けること、或いは直接に動作部材がセンサ本体に接するようにすることもでき、これらの場合は、センサ本体に緩衝部材は接合されない。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る圧力センサは、センサ部材の側端部とケースの側壁内面との接触箇所が間隔を隔てて点在するように、前記センサ部材及び前記ケースが形成されているため、接触箇所が低減し、押鍵時の前記接触箇所における摺動摩擦の影響を低減することができるので、圧力センサの動作を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧力センサの斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す上部センサ部材を横切る水平面に沿う断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る圧力センサの上部センサ部材を横切る水平面に沿う断面図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係る圧力センサの上部センサ部材を横切る水平面に沿う断面図である。
【図５】図５は、第３の実施形態の接触状態（ａ）と、複数の接触点を有する接触状態（ｂ）とを比較した説明図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施形態に係る圧力センサの上部センサ部材を横切る水平面に沿う断面図である。
【図７】図７は、本発明の第５の実施形態に係る圧力センサの上部センサ部材を横切る水平面に沿う断面図である。
【図８】図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【図９】図９は、従来の圧力センサの一例を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す緩衝部材が下方に押圧された状態を示す。
【図１１】図１１は、従来の圧力センサの他の例を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す緩衝部材が下方に押圧された状態を示す。
【図１３】図１３は、図９のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１圧力センサ
１０センサ本体
１１下部センサ部材
１２スペーサ
１３上部センサ部材
１４ケース
１５緩衝部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure sensor for touch control of an electronic keyboard instrument such as an electronic piano or an electric tone.
[0002]
[Prior art]
In general, musical instruments equipped with a keyboard device control the sound generation and duration by pressing the key.In addition, the rise of the sound can be achieved by changing the pressure applied to the key when the key is pressed or during the key pressing state. Some have a control function that changes the intensity of sound in time and duration, or generates and changes a vibrato effect, tremolo effect, or the like, that is, an after touch control function.
[0003]
In order to realize such an aftertouch control function, a pressure sensor for aftertouch control that senses the key pressing pressure is provided in the keyboard device.
[0004]
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional pressure sensor. As shown in FIG. 9, the conventional pressure sensor 2 includes a sensor main body 20, a case 24 that houses the sensor main body 20, and a buffer member 25 that is fixed to the upper surface of the sensor main body 20 and protrudes outside the case. The sensor body 20 is spanned between a belt-like lower sensor member 21 placed on the bottom wall of the case 24, a spacer 22 fixed on the lower sensor member 21 along the longitudinal direction, and the top of the spacer 22. And a fixed belt-like upper sensor member 23. The upper sensor member 23 has such a width that both end portions thereof are in contact with the inner surface of the side wall of the case 24, and prevents the sensor body 20 from shaking sideways. The case 24 has an opening 241 on the upper surface, and the sensor body 20 is sandwiched between an upper wall 242 and a bottom wall located on both sides of the opening. The upper wall 242 of the case 24 has an end on the opening 241 side protruding downward, and the upper sensor member 23 is supported by the protrusion 243 and the spacer 22. The buffer member 25 protrudes from the opening 241 to the upper side of the case 24, and transmits the key pressing pressure to the sensor body 20 while buffering the hitting of the member interlocked with the key. The pressure sensor 2 is generally configured with a certain length so that one pressure sensor is used corresponding to a plurality of keys.
[0005]
There are various types of sensor body 20. Most commonly, the lower sensor member 21 is an electrode substrate made of a good electrical conductor, and the upper sensor member 23 is an elastic conductor made of conductive rubber having a resistance value, and the two are separated by an insulating spacer 22. It has been made. When the key is pressed, the buffer member 25 is pressed downward in FIG. 9 by a member (not shown) that interlocks with the key.
[0006]
FIG. 10 shows a state where the buffer member 25 shown in FIG. 9 is pressed downward. As shown in FIG. 10, the upper sensor member 23 is deformed together with the buffer member 25 when receiving the pressing force, and the lower surface contacts the lower sensor member 21. Accordingly, the contact area with the lower sensor member 21 increases or decreases depending on the magnitude of the pressing force applied to the buffer member 25, and the conductivity between the two changes. This makes it possible to control current, voltage, and the like for aftertouch control.
[0007]
In the sensor body of another general form, the lower sensor member 21 includes two elongated electrodes that are separated from each other and extend in the longitudinal direction on the upper surface, and the upper sensor member 23 is formed of pressure-sensitive conductive rubber or barium titanate. A pressure-sensitive member made of a material whose conductivity is changed in accordance with pressure as described above is provided on the lower surface. This is because when the key pressing pressure is applied through the buffer member, the upper sensor member 23 is deformed and contacts the electrode of the lower sensor member, and the conductivity of the upper sensor member 23 changes according to the key pressing pressure. The current flowing between the electrodes of the sensor member 21 changes.
[0008]
Further, there is a type in which two strip-shaped metal plates are separated by an insulating spacer and a voltage is applied between them to detect a capacitance between the metal plates. This is to obtain a sensor output corresponding to the pressing force by utilizing the fact that the metal plates that have received the pressing force accompanying the key pressing approach each other and change the capacitance.
[0009]
Also, the insulating plate and the metal plate are spaced apart by a spacer, and a spiral coil is printed on the surface of the insulating plate to cause current to flow, generating eddy current in the metal plate, resulting from the eddy current. There is a type that detects the current loss of the spiral coil generated as a result. This is because the plates that have received the pressing force associated with the key pressing approach each other and increase the induced eddy current of the metal plate and the accompanying coil current loss, thereby obtaining a sensor output corresponding to the pressing force. Is.
[0010]
Furthermore, as shown in FIG. 11, the sensor body 30 has a thick pressure-sensitive conductive rubber 33, and two elongated electrodes 31 that are arranged on the lower surface of the pressure-sensitive conductive rubber 33 and are spaced apart from each other and extend in the longitudinal direction. Some of them consist of: This is because when the key pressing pressure is applied through the buffer member 35, the pressure-sensitive conductive rubber 33 is deformed and the conductivity changes as shown in FIG. is there.
[0011]
In addition to this, there are various types of sensors that exhibit a sensor output corresponding to the pressing force accompanying the key press in order to enable control of current, voltage, and the like for after-touch control.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, this type of conventional pressure sensor has a problem due to the irregular distribution of contact points between the end of the sensor body and the inner surface of the side wall of the case.
[0013]
For example, in the conventional pressure sensor 2 shown in FIG. 10, when the upper sensor member 23 is pressed and deformed, the end portions 231 on both sides of the upper sensor member 23 are supported with the protrusion 243 of the case 24 and the spacer 22 as a fulcrum. Jumps up and slides with friction against the inner surface of the side wall of the case 24 in the upward direction in the figure. Further, in the conventional pressure sensor 3 shown in FIG. 12, when the pressure-sensitive conductive rubber 33 is pressed and deformed, both ends of the pressure-sensitive conductive rubber 33 are directed downward in the figure with respect to the inner surface of the side wall of the case 34. Will slide.
[0014]
13 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. As shown in FIG. 13, in the conventional pressure sensor 2, the contact portion between the upper sensor member 23 and the inner surface of the side wall of the case 24 (indicated by “x” in the figure) It is not uniform throughout. Therefore, the sliding friction generated when the upper sensor member 23 is deformed varies depending on the location, and this non-uniformity affects the operation of the sensor member, resulting in disturbance of the sensor output characteristics. Such a non-uniform sliding friction with the case when the sensor member side end is pressed, and the problems associated therewith are the above-described sensor using the metal plate or the insulating plate and the feeling shown in FIG. The same applies to a pressure sensor using the pressure conductive rubber 33.
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and by optimizing the contact state between the side end portion of the sensor member and the inner surface of the side wall of the case, the electronic keyboard instrument with stable operation is provided. An object is to provide a pressure sensor for touch control.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to provide an electronic device comprising a sensor member that exhibits a sensor output corresponding to a pressing force when receiving a pressing force from a portion interlocked with the key by the key pressing, and a case that houses the sensor member. A pressure sensor for touch control of a keyboard instrument, wherein the sensor member and the case are formed such that contact portions between a side end portion of the sensor member and an inner surface of a side wall of the case are scattered at intervals. This is achieved by a pressure sensor characterized in that
[0017]
Preferably, the contact portion is located at a position away from a contact area where each of the portions interlocked with the key contacts the sensor member by a certain distance or more.
[0018]
Preferably, the contact portion is a point-like contact.
[0019]
More preferably, the contact location is located approximately at the center between the centers of the adjacent contact areas.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a pressure sensor 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the pressure sensor 1 of the present embodiment includes a sensor main body 10, a case 14 that accommodates the sensor main body 10, and a buffer member 15 that is fixed to the upper surface of the sensor main body 10 and protrudes outside the case. . The sensor body 10 includes a belt-like lower sensor member 11, a spacer 12 fixed inward along the longitudinal direction on the lower sensor member 11, and a belt-like upper sensor member spanned and fixed between the tops of the spacers 12. 13. The upper sensor member 13 has such a width that both end portions thereof are in contact with the inner surface of the side wall of the case 14, thereby preventing lateral shaking in the sensor width direction. The case 14 has an opening 141 on the upper surface, and the sensor body 10 is sandwiched between an upper wall 142 and a bottom wall located on both sides of the opening. The upper wall 142 of the case 24 protrudes downward at the end on the opening 141 side, and the upper sensor member 13 is supported by the protrusion 143 and the spacer 12. The buffer member 15 protrudes from the opening 141 to the upper side of the case 14, and transmits the key pressing pressure to the sensor body 10 while buffering the hitting of the portion interlocking with the key. The pressure sensor 1 is configured with a certain length so as to use one pressure sensor in correspondence with a plurality of keys. The “part interlocked with the key” includes (1) the key itself, (2) the key extending from the key to the pressure sensor side and integrated with the key, and (3) a member separate from the key, All of the parts that are activated by the movement of the key are included.
[0021]
In the present embodiment, the sensor main body 10 includes a lower sensor member 11 and an upper sensor member 13, and changes the conductivity of these members by the contact pressure between them. The upper sensor member 13 is formed by forming a conductive ink layer 131 whose conductivity is changed by pressure on the lower surface of a polyester film, and joining a lead L1 along the sensor longitudinal direction to the edge of the layer. The lower sensor member 11 is obtained by depositing a metal layer 111 on the upper surface of a polyester film. Connection wires L <b> 2 and L <b> 3 to the output sound control unit are joined to the lead wire L <b> 1 of the upper sensor member 13 and the metal layer 111 of the lower sensor member 11.
[0022]
The buffer member 15 can be formed from various materials that can buffer the pressing force applied to the upper end and transmit it to the lower end, and the buffer member 15 of this embodiment is made of felt.
[0023]
FIG. 2 is a horizontal sectional view of the upper sensor member 13 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the contact portions (indicated by “x” in the figure) between both side ends of the upper sensor member 13 and the inner surface of the side wall of the case 14 are scattered at a predetermined interval. The upper sensor member 13 is formed narrow at a predetermined position. The contact location is determined so that the upper sensor member 13 can be held in the case 14. Normally, in the case of an 88-key keyboard device, it is desirable to have four or more locations. Moreover, it is preferable to set it as a location corresponding to the position of a key that is not frequently played, such as a black key. Thus, if the contact locations are formed to be scattered at a predetermined interval, the contact locations can be reduced, and the influence of sliding friction between the upper sensor member 13 and the case 14 can be reduced. The operation of the sensor 1 can be stabilized. In the present embodiment, the upper sensor member 13 is formed with a narrow width at a predetermined position. Conversely, by forming the side wall of the case 14 so as to protrude inward at a predetermined position. The contact locations may be interspersed.
[0024]
In addition, the up-down direction in the said description means the up-down direction on drawing. In other words, the pressure sensor 1 may be pressed from above or from below depending on the mounting position thereof, so that the vertical direction on the drawing indicates when the pressure sensor 1 is used. It does not necessarily coincide with the vertical direction at. This point is the same for all the embodiments described below.
[0025]
Next, a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view along a horizontal plane across the upper sensor member 13 of the pressure sensor 1 according to the second embodiment of the present invention. In the pressure sensor 1 according to the present embodiment, portions other than the upper sensor member 13 and the case 14 shown in FIG. 3 are formed in the same manner as the pressure sensor according to the first embodiment.
[0026]
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the contact locations (indicated by x in the drawing) between the both side ends of the upper sensor member 13 and the inner surface of the side wall of the case 14 are each of the portions interlocked with the key (not shown). ) Is at a position away from the contact area S that contacts the upper sensor member 13 by a certain distance or more. In the case where the upper sensor member 13 is formed of, for example, a viscoelastic body or the like, the influence due to the sliding friction is negligible at a position separated by a certain distance or more. Therefore, if the contact location is provided at a position separated from the contact area S by a certain distance (area shown by the dotted line in the figure) or more as in the present embodiment, the influence of the sliding friction at the contact location is abutted. Since the influence of the sliding friction in each contact region S is uniform even when the region S is difficult to be affected, the operation of the pressure sensor 1 can be stabilized. In the present embodiment, the upper sensor member 13 is formed with a narrow width at a predetermined position. Conversely, by forming the side wall of the case 14 so as to protrude inward at a predetermined position. The contact location may be limited.
[0027]
Next, a pressure sensor according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view along a horizontal plane crossing the upper sensor member 13 of the pressure sensor 1 according to the third embodiment of the present invention. In the pressure sensor 1 according to the present embodiment, portions other than the upper sensor member 13 and the case 14 shown in FIG. 4 are formed in the same manner as the pressure sensor according to the first embodiment.
[0028]
As shown in FIG. 4, the contact location (indicated by x in the figure) between both side ends of the upper sensor member 13 and the inner surface of the side wall of the case 14 in this embodiment is point-like contact. FIG. 5 is an explanatory diagram comparing the contact state (a) of the present embodiment with the contact state (b) having a plurality of contact points. In the state of FIG. 5B, it is difficult to accurately grasp the region where the upper sensor member 13 is in contact with the inner surface of the side wall of the case 14, and it is difficult to grasp the degree of dispersion of the contact force. Therefore, if there are actually two or more contact points in the region that is considered to be in contact, the rotational direction around the axis perpendicular to the contact surface shown in the figure will be restrained unevenly, and this will affect the effect of sliding friction. Variations will occur. On the other hand, in the point-like contact state as shown in FIG. 5 (a), the contact region, that is, the constrained portion is single, and thus the above-described problem does not occur. That is, in the pressure sensor of this embodiment, the influence by contact is limited to the vicinity of a single contact point, and variation in the influence by sliding friction is reduced. In the present embodiment, the upper sensor member 13 is formed so as to protrude in contact with the case 14 in a predetermined position at a predetermined position, but on the contrary, the side wall of the case 14 is located inside at the predetermined position. It is also possible to make the contact location a point-like contact by forming it so as to protrude into the shape.
[0029]
Next, a pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view along a horizontal plane across the upper sensor member 13 of the pressure sensor 1 according to the fourth embodiment of the present invention. In the pressure sensor 1 according to the present embodiment, portions other than the upper sensor member 13 and the case 14 shown in FIG. 6 are formed in the same manner as the pressure sensor according to the first embodiment.
[0030]
As shown in FIG. 6, the contact location (indicated by x in the figure) between the side ends of the upper sensor member 13 and the side wall inner surface of the case 14 in this embodiment is the center point S ₀ of the adjacent contact area. Located approximately in the middle. Here, as in the second embodiment, the “contact region” means a region in which each of the portions (not shown) interlocked with the key contacts the upper sensor member 13. In the second embodiment, the region indicated by the dotted line in FIG. 3 may overlap depending on the material, shape, and the like that form the upper sensor member 13. In this case, as in the present embodiment, by forming the substantially middle of the center point S ₀ of the contact region adjacent the contact portion, it is possible to most even the effect of the sliding friction. In this embodiment, the upper sensor member 13 is formed so as to protrude outward at a predetermined position. On the contrary, the case 14 is formed so that the side wall of the case 14 protrudes inward at a predetermined position. Also good.
[0031]
In the first to fourth embodiments described above, the upper sensor member 13 and the lower sensor member 11 are all described as being separated by the spacer 12. However, the present invention is not limited to this, and the pressure sensor has a thickness. The present invention can be applied to various sensors such as a sensor using conductive rubber as a sensor member. In this case, the sensor member such as the pressure-sensitive conductive rubber is given the same shape as the upper sensor member 13 in the first to fourth embodiments in plan view. Such a sensor member is easy to manufacture in a form in which it is in contact with the case over the entire thickness at a limited contact point, but it is the minimum necessary to hold the sensor member in the case. If the thickness of the contact portion is reduced, for example, the thickness is reduced, the sensor member is less restrained and the operation variation is less stable.
[0032]
Finally, a fifth embodiment of the present invention that can eliminate the influence of the sliding friction described above will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view along a horizontal plane across the upper sensor member 13 of the pressure sensor 1 according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. In the pressure sensor 1 according to the present embodiment, portions other than the spacer 12, the upper sensor member 13, and the case 14 shown in FIG. 7 are formed in the same manner as the pressure sensor according to the first embodiment.
[0033]
As shown in FIG. 7, in the pressure sensor 1 of the present embodiment, the contact portions (indicated by x in the drawing) between both side ends of the upper sensor member 13 and the side wall inner surface of the case 14 are dotted, and The spacer 12 exists only in the vicinity of the position immediately below the contact location. That is, the upper sensor member 13 is sandwiched between the upper wall 142 of the case and the spacer 12 at a point-like contact position with the case side wall. As described above, the upper sensor member 13 is supported by the spacer 12 from below in the vicinity immediately below the contact point with the case 14, so that both end portions have spacers even when the central portion is bent by the pressing force. There is almost no jump as a fulcrum. That is, in the present embodiment, the upper sensor member 13 is restrained from moving up and down due to jumping with respect to the case 14, and the influence of sliding friction on the sensor output is extremely small. The operation can be made more stable.
[0034]
In the embodiment described above, the buffer member is joined to the sensor main body. However, the buffer member is provided on the operation member acting on the sensor main body in conjunction with the key, or the operation member is directly connected to the sensor main body. In these cases, the buffer member is not joined to the sensor body.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, in the pressure sensor according to the present invention, the sensor member and the case are formed so that the contact portions between the side end portion of the sensor member and the inner surface of the side wall of the case are scattered at intervals. Therefore, the number of contact points is reduced, and the influence of sliding friction at the contact points at the time of key depression can be reduced, so that the operation of the pressure sensor can be stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a pressure sensor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along a horizontal plane across the upper sensor member shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a horizontal plane across an upper sensor member of a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a horizontal plane across an upper sensor member of a pressure sensor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram comparing a contact state (a) of a third embodiment with a contact state (b) having a plurality of contact points.
FIG. 6 is a cross-sectional view along a horizontal plane across an upper sensor member of a pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view along a horizontal plane across an upper sensor member of a pressure sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional pressure sensor.
10 shows a state where the buffer member shown in FIG. 9 is pressed downward. FIG.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing another example of a conventional pressure sensor.
FIG. 12 shows a state where the buffer member shown in FIG. 11 is pressed downward.
13 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. 9. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure sensor 10 Sensor main body 11 Lower sensor member 12 Spacer 13 Upper sensor member 14 Case 15 Buffer member

Claims

Pressure for touch control of an electronic keyboard instrument, comprising: a sensor member that exhibits a sensor output corresponding to the pressing force when a pressing force is received from a portion interlocked with the key by the key pressing; and a case that houses the sensor member A sensor,
The pressure sensor, wherein the sensor member and the case are formed so that contact portions between a side end portion of the sensor member and an inner surface of the side wall of the case are scattered with a gap.

2. The pressure sensor according to claim 1, wherein the contact location is located at a position away from a contact area where each of the portions interlocked with the key contacts the sensor member by a certain distance or more.

The pressure sensor according to claim 1, wherein the contact location is a point-like contact.

The pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact location is located approximately at the center between the centers of the adjacent contact areas.