JP4208926B2 - 電子打楽器の操作検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子打楽器の操作検出装置に関する。

電子ドラムや電子シンバル等の電子打楽器の打撃操作の操作検出装置として、打面部の内部に硬質のパッドプレートが埋め込まれ、そのパッドプレートから硬質部材製のスタッドを介して、センサボードが吊り下げられ、そのセンサボードに振動検出センサが取り付けられた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、スタッドに代えて、センサボードの裏面と打面部の裏面との間に発泡材が配置されてそれらが粘着テープで接合された装置も開示されている。

打面部を外部のスタンド等の支持手段と連結するための硬質高分子材料製のケースが打面部と一体成形され、そのケースに振動検出センサが取り付けられた操作検出装置も知られている（例えば特許文献２参照）。特許文献２には、打面部の裏面に鉄板製の振動板がインサート成形され、その振動板に振動検出センサが両面テープで貼り付けられた操作検出装置も開示されている。
特許第３０９９５８０号公報 特許第３３９９６４８号公報

特許文献１に開示されているように、パッドプレートからスタッドを介してセンサボードが吊り下げられた装置では、センサボードが打面部から離れており、打面部に加えられた振動はパッドプレートからスタッドを介してセンサボードへ伝わる。このため、パッドプレートやスタッドの形状、配置あるいは材質の影響で適切な振動伝達特性が得られないおそれがある。例えば、スタッドにて振動が減衰して振動検出センサの感度が低下し、あるいは打面部の打撃位置とスタッドの位置との関係に応じて感度が変化するといった不都合が生じ得る。パッドプレートは打面部を所定形状に保持する機能も担っているため、打面部の形状保持と打面部から振動検出センサへの振動伝達の両者の機能をいずれも満足させるようにパッドプレートを設計する必要があり、それらの設計上の制約により適切な振動伝達特性が得られないおそれもある。

スタッドに代え、センサボードが発泡材を介して打面部に接合された装置では、パッドプレートやスタッドが振動伝達経路の一部を構成している場合と比較して、打面部と振動センサとの間の振動伝達経路が簡素化される。従って、打面部から振動検出センサまで効率よく振動を伝達でき、かつ、それらの間の振動伝達特性に影響を与える要素が減少して振動伝達特性の最適化に有利である。しかし、センサボードや振動検出センサが粘着テープの粘着力にて支えられるため、それらの取り付けの信頼性に不安がある。

特許文献２に開示された装置では、振動検出センサが硬質のケースや振動板に取り付けられているので、軟質の打面部に振動検出センサを貼り付ける構成と比較して振動検出センサを強固に取り付けることができる。しかし、ケースは打面部を外部の支持構造と連結する手段として機能するため、打面部から振動センサまでの振動伝達特性が外部支持構造との連結による影響を受け、それにより適切な振動伝達特性が得られないおそれがある。
また、打面部にインサート成形された振動板に振動検出センサが取り付けられた装置では、その振動板が打面部を所定形状に保持する機能も果たしているため、打面部の形状保持と打面部から振動検出センサへの振動伝達の両者の機能をいずれも満足させるように振動板を設計する必要があり、その設計上の制約により適切な振動伝達特性が得られないおそれがある。

そこで、本発明は、打面部から振動センサに至る振動伝達経路を簡素化して打面部から振動検出センサまでの振動伝達特性を従来よりも容易に最適化することができ、しかも、振動検出センサ等の取り付けに関する信頼性も十分に高められる電子打楽器の操作検出装置を提供することを目的とする。

本発明の電子打楽器の操作検出装置（３）は、ユーザによる打撃操作を受ける打面部（４）と、前記打面部よりも硬質の材料にて該打面部とは別部材として構成され、かつ、前記打面部の外周に嵌め合わされて該打面部を所定形状に保持する打面部保持部材（２１）と、振動に対応した信号を出力する振動検出センサ（９）を含み前記打面部の裏面（４ｃ）に接するように配置される振動検出部（５）と、前記振動検出部が前記打面部から離れる方向に関して前記打面部保持部材に拘束されて前記振動検出部を前記打面部と接した状態に保持する検出部保持手段（６）と、を備え、前記振動検出部には、前記振動検出センサの取付面（９ａ）よりも面積が大きくかつ一方の面（８ａ）に前記振動検出センサが取り付けられるセンサ基板（８）が設けられ、前記検出部保持手段は、前記センサ基板が取り付けられていない前記振動検出部の他方の面（８ｂ）が前記打面部の裏面と接するように前記センサ基板を保持し、前記打面部保持部材には前記振動検出部を挟んで前記打面部の裏面と対向するセンサ保持部（２１ｂ）が一体に成形され、前記センサ保持部の内部には、前記打面部保持部材を補強する芯材としての補強部材（２２）が埋め込まれ、前記センサ保持部が前記検出部保持手段の一部を構成するとともに、前記検出部保持手段が前記センサ基板と前記打面部保持部材の前記センサ保持部との間に配置される振動減衰手段（１２）をさらに備えることにより、上述した課題を解決する。

本発明の操作検出装置によれば、振動検出センサを含む振動検出部を打面部と接するように配置しているので、打面部から振動検出部へ直接振動が伝達されるようになり、打面部保持部材を振動伝達手段の一部として機能させる必要がなくなるので、振動伝達経路が簡素化される。しかも、振動検出部が検出部保持手段を介して打面部保持部材により拘束されるので、振動検出部を打面部に接する状態に確実に保持することができ、振動検出部の取り付けに関する信頼性も高まる。打面部から振動検出部に振動が直接的に伝達されるので、打面部保持部材に関して振動伝達特性を考慮する必要が全くないか、その必要があっても打面部保持部材が振動伝達特性に与える影響は打面部保持部材を振動伝達経路の必須の構成要件の一部として利用する場合と比較して小さい。

従って、打面部保持部材に関しては本来の機能である打面部の形状保持に適した形状や配置を優先して与えることができる。その一方、振動検出部に関しては、打面部の振動を検出するために適切な形状、構成を与えることができる。振動検出センサと打面部との間にセンサ基板を介在させているので、そのセンサ基板を振動板として機能させて打面部の所望範囲（打面部の全部又は特定領域）の振動を満遍なく取り込んで振動検出センサに伝えることができる。そのセンサ基板については、打面部の形状保持を全く考慮しなくてよいか、考慮したとしても打面部保持部材による形状保持を補完する程度のものでよいので、振動伝達特性の最適化を優先してこれを設計することができる。これらの理由により、本発明によれば、装置の設計上の制約が緩和され、振動伝達特性を従来よりも容易に最適化することができる。

さらに、打面部保持部材により打面部を所定形状に十分に保持あるいは拘束しつつ、その打面部保持部材に設けられたセンサ保持部を利用して振動検出部を打面部の裏面と接した状態に確実に保持することができ、しかもセンサ保持部とセンサ基板との間に配置した振動減衰手段によりセンサ基板への外部からの不要な振動の伝達を抑えて振動検出部による打面部の振動の検出精度を高めることができる。センサ保持部の内部に埋め込まれた芯材としての補強部材により、打面部保持部材を補強することができる。

本発明の一形態においては、前記振動減衰手段を介して前記センサ基板と前記センサ保持部とが連結されてもよい。前記振動減衰手段としてインシュレータ（１２）が設けられ、該インシュレータの軸（１２ａ）が前記センサ保持部を貫いて反対側に突出し、その突出部分にナットがねじ込まれて前記インシュレータが前記センサ保持部に固定されてもよい。前記打面部がパッド状であり、前記打面部保持部材および前記補強部材のそれぞれはリング状であってもよい。さらに、前記補強部材は鉄製で、インサート成形により前記打面部保持部材と一体化されてもよい。前記電子打楽器としての電子ドラム（１）のシェル（２）の上部に取り付けられるパッドモジュール（３）として操作検出装置が構成されてもよい。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明によれば、振動検出センサを含む振動検出部を打面部と接するように配置しつつ、その振動検出部の保持を検出部保持手段を介して打面部保持部材に負担させるようにしたので、打面部から振動検出部へ直接振動を伝達して振動伝達経路を簡素化して打面部から振動検出センサまでの振動伝達特性を従来よりも容易に最適化することができるようになり、かつ振動検出センサ等の取り付けに関する信頼性も十分に高めることができる。

図７に本発明の一形態に係る操作検出装置を示す。この操作検出装置は、図１〜図６に示す操作検出装置の一部を変更したものであり、その説明に先立って、図１〜図６に示す操作検出装置を参考例として説明する。図１は参考例に係る操作検出装置が適用された電子打楽器である電子ドラムの平面図、図２はその電子ドラムの側面図、図３は図１のIII−III線に沿った断面図である。これらの図に示すように、電子ドラム１は、円筒形のシェル２と、そのシェル２の上部に取り付けられる操作検出装置としてのパッドモジュール３とを備えている。図４はパッドモジュール３の内部構造をパッドモジュール３の下面側から見た状態を示す図、図５及び図６はそれぞれ図１のIII−III線又はVI−VI線に沿ったパッドモジュール３の断面図である。これらの図から明らかなように、パッドモジュール３は、打面部４と、その打面部４の裏面に配置される一対の振動検出部５と、振動検出部５を打面部４の裏面に保持する検出部保持手段としての検出部保持機構６とを備えている。

打面部４は、一般の電子ドラムの打面部と同様にゴム、エラストマ、その他の各種の軟質材料からなる一体成形部品として形成されており、ユーザによる打撃操作を受ける打面４ａとその打面４ａを取り囲む外枠４ｂとを有する円形のパッド状である。打面部４の裏面４ｃには振動検出部５を収容するための八角形状の凹部４ｄが設けられている。打面部４の外枠４ｂの内部には打面部４の形状を保持するための芯材として打面部保持部材７が埋め込まれている。打面部保持部材７は鉄、硬質樹脂等の打面部４よりも硬質の材料にて構成され、その形状は打面部４を一周するリング状に設定されている。打面部保持部材７は例えばインサート成形により打面部４と一体化される。

振動検出部５はセンサ基板８と振動検出センサ９とを備えている。センサ基板８は打面部４の振動を検出する振動板として機能するものであり、打面部４よりも硬質の材料にて構成されている。例えば、センサ基板８は鉄板又は硬質樹脂にて構成されている。図４に示すように、センサ基板８は打面部４の中央を境として左右に対称的に配置されている。
また、センサ基板８の一方の面８ａのほぼ中央には振動検出センサ９がねじ１０を介して取り付けられ、センサ基板８の他方の面８ｂは打面部４の裏面４ｃに接している。これにより、図１に示すように打面部４の打面４ａがその中心線ＣＬを境として左右一対の検出領域ＤＬ、ＤＲに区分される。なお、左右の振動検出部５は対称である。センサ基板８の外周にはセンサ基板８の剛性を高めるための折り返し部８ｃが適宜に設けられている。

図４〜図６に示すように、センサ基板８は振動検出センサ９の取付面９ａよりも面積が大きく、打面部４の裏面４ｃに対して検出領域ＤＬ、ＤＲのほぼ全面に亘って密着する。
これにより、検出領域ＤＬ、ＤＲのほぼ全域の振動をそれぞれのセンサ基板８で拾い上げて振動検出センサ９に伝達することができる。振動検出センサ９はセンサ基板８を介して伝達される打面部４の振動に対応した信号を出力する。振動検出センサ９としては、加速度ピックアップのように振動加速度を電流又は電圧強度に置き換えて出力する各種のセンサを利用することができる。

検出部保持機構６は、センサ基板８を挟んで打面部４の裏面４ｃと対向配置される円板状のセンサ保持部材１１と、そのセンサ保持部材１１とセンサ基板８との間に配置される振動減衰手段としてのインシュレータ１２とを備えている。なお、図４はセンサ保持部材１１を取り外した状態を示している。インシュレータ１２は１つのセンサ基板８に対して３つ設けられており、それぞれのインシュレータ１２はねじ１３を介してセンサ基板８に取り付けられている。インシュレータ１２の一端にはねじ軸１２ａが設けられており、そのねじ軸１２ａはセンサ保持部材１１を貫通して反対側に突出する。その突出部分に不図示のナットがねじ込まれることによりインシュレータ１２がセンサ保持部材１１に固定されている。これにより、各センサ基板８はセンサ保持部材１１に対してインシュレータ１２を介して連結される。しかも、振動検出部５の拘束経路、すなわち打面部保持部材７からねじ１４、センサ保持部材１１及びインシュレータ１２を介してセンサ基板８に至る経路を通じた振動伝達はインシュレータ１２によって抑えられる。

センサ保持部材１１は、打面部４よりも硬質の材料、例えば木材、鉄、硬質樹脂等で構成されている。図６から明らかなように、検出部保持機構６は、さらに打面部４を貫いてセンサ保持部材１１と打面部保持部材７とを連結する連結手段としてのねじ１４を有している。それらのねじ１４により検出部保持機構６は、振動検出部５が打面部４から離れる方向に関して打面部保持部材７に拘束される。各ねじ１４を締め付けることにより、センサ保持部材１１は打面部４の裏面４ｃに向って押し込まれ、それにより振動検出部５のセンサ基板８が裏面４ｃ（凹部４ｄの底面）に密着した状態で保持される。なお、センサ保持部材１１にはパッドモジュール３をシェル２に連結するための連結部材１５が取り付けられている。すなわち、センサ保持部材１１はパッドモジュール３をシェル２と連結するためのケースとしても機能する。

以上の構成のパッドモジュール３によれば、打面部４の裏面４ｃと振動検出部５のセンサ基板８とが接しているので、打面部４を叩くことによって生じた振動は打面部４からセンサ基板８に直接伝えられて振動検出センサ９にて検出される。打面部保持部材７は振動伝達経路を構成しないので、その振動伝達特性に配慮する必要がなく、従って、打面部４から振動検出部５への振動伝達特性を容易に最適化することができる。また、打面部保持部材７に対しては打面部４の形状保持に適した形状や配置を与えることができる。しかも、振動検出部５が検出部保持機構６を介して打面部保持部材７に拘束されているので、振動検出部５のずれや脱落が生じるおそれもなく、振動検出部５の取り付けに関する信頼性も高い。さらに、センサ保持部材１１とセンサ基板８との間にインシュレータ１２が配置されているので、センサ保持部材１１に外部から加えられた振動が外乱としてセンサ基板８に伝わって振動検出センサ９が誤検出するおそれも低減される。従って、打面部４の振動を精度よく振動検出センサ９で検出することができる。

さらに、打面部保持部材７がインシュレータ１２により振動検出部５に対して振動伝達に関して絶縁されているので、左右一対の振動検出部５に合わせて打面部保持部材７を二つに分割する必要がなく、リング状の打面部保持部材７により打面部４を十分に補強してその形状を確実に保持できる。そして、左側の検出領域ＤＬが叩かれたときの振動は左側の振動検出部５のセンサ基板８に拾い上げられてその振動検出センサ９に検出され、右側の検出領域ＤＲが叩かれたときの振動は右側の振動検出部５のセンサ基板８に拾い上げられてその振動検出センサ９に検出される。従って、単一の打面部４の左右のいずれの検出領域ＤＬ、ＤＲが叩かれたかを振動検出センサ９の出力から判別することができる。

なお、参考例においては、インシュレータ１２をねじ１３によりセンサ基板８に取り付けるとともに、インシュレータ１２のねじ軸１２ａにナットをねじ込んでインシュレータ１２をセンサ保持部材１１と連結することにより、センサ保持部材１１に対して振動検出部５のセンサ基板８をセンサ基板８の厚さ方向両側に拘束している。しかしながら、インシュレータ１２はセンサ基板８とセンサ保持部材１１との間に挟まれていればよく、センサ基板８及びセンサ保持部材１１の少なくともいずれか一方に対して突き当てられるだけでもよい。振動検出部５の個数は２つに限らず、１つ又は３つ以上でもよい。

次に、図７を参照して本発明の一形態に係る操作検出装置を説明する。本形態は、上述した参考例に対して打面部保持部材を打面部の外周に別部材として配置し、それに伴って検出部保持手段の構成を変更したものである。従って、図１〜図６に示した構成と共通する部分には同一符号を付し、それらの詳細の説明は省略する。

図７に示すように、本形態では、打面部４において外枠４ｂが省略され、それに代えて、打面部４とは別部材としてその外周にリング状の打面部保持部材２１が設けられている。打面部保持部材２１は、打面部４よりも硬質の樹脂材料（例えばＡＢＳ樹脂）を素材とする成形品として構成されている。打面保持部材２１を打面部４と同一材料（例えばウレタン）をつかって、型に充填する充填量や発泡比率をかえることで打面部４より硬質にしたものでもよい。さらに、同一の硬さであっても、打面部４は打撃操作によって、振動し易い薄い肉厚の形状にし、この打面部保時部材２１を肉厚の形状にすることで、打面部４と打面部保持部材２１を合わせた構造の強度を保ってもよい。打面部保持部材２１の表面には凹部２１ａが設けられ、打面部４はその凹部２１ａに嵌め込まれて固定されている。打面部保持部材２１には振動検出部５を挟んで打面部４の裏面４ｃと対向するリング状のセンサ保持部２１ｂが一体に成形されている。そのセンサ保持部２１ｂの内部には打面部保持部材２１を補強する芯材として、鉄製のリング状の補強部材２２が埋め込まれている。補強部材２２はインサート成形により打面部保持部材２１と一体化されている。

検出部保持機構６は、参考例におけるセンサ保持部材１１に代えて、打面部保持部材２１のセンサ保持部２１ｂをその一部として使用している。センサ保持部２１ｂとセンサ基板８との間に配置されるインシュレータ１２の軸１２ａはセンサ保持部２１ｂを貫いて反対側に突出し、その突出部分に不図示のナットがねじ込まれることによりインシュレータ１２がセンサ保持部２１ｂに固定されている。これにより、各センサ基板８はセンサ保持部２１ｂに対してインシュレータ１２を介して連結される。

以上の形態によっても、参考例と同様に打面部４から振動検出部５に直接振動を伝えているので振動伝達経路を簡素化してその振動伝達特性を容易に最適化することができる。振動検出部５を打面部４に密着した状態で打面部保持部材２１に拘束してその取り付けに関する信頼性を高めることができる。振動検出部５の拘束経路、すなわち打面部保持部材２１からそのセンサ保持部２１ｂ及びインシュレータ１２を介してセンサ基板８に至る経路を通じた振動伝達はインシュレータ１２によって抑えられる。

なお、本形態においても、インシュレータ１２をねじ１３によりセンサ基板８に取り付けるとともに、インシュレータ１２のねじ軸１２ａにナットをねじ込んでインシュレータ１２をセンサ保持部２１ｂと連結することにより、センサ保持部２１ｂに対して振動検出部５のセンサ基板８をセンサ基板８の厚さ方向両側に拘束している。しかしながら、インシュレータ１２はセンサ基板８とセンサ保持部２１ｂとの間に挟まれていればよく、センサ基板８及びセンサ保持部２１ｂの少なくともいずれか一方に対して突き当てられるだけでもよい。振動検出部５の個数は２つに限らず、１つ又は３つ以上でもよい。

本発明は上述した形態に限定されることなく、各種の形態にて実施することができる。例えば、打面部の形状や構成は本発明が適用される電子打楽器の目的等に応じて適宜に変更してよい。打面部保持部材についても、打面部よりも硬質の材料にて打面部とは別部材として構成され、打面部の外周に嵌め合わされて該打面部を所定形状に保持し、センサ保持部が一体に成形され、かつ、そのセンサ保持部の内部には打面部保持部材を補強する芯材としての補強部材が埋め込まれている限りにおいて、打面部に合わせてその形状、配置、材質又は個数を適宜に変更してよい。振動検出部についてはセンサ基板及び振動検出センサを組み合わせた形態を示したが、センサ基板に加えて他の部品を振動検出部に設けてよい。

本発明の一形態に対する参考例に係る操作検出装置が適用された電子ドラムの平面図。 図１の電子ドラムの側面図。 図１のIII−III線に沿った断面図。 図１のパッドモジュールの内部構造をその下面側から見た状態を示す図。 図１のIII−III線に沿ったパッドモジュールの断面図。 図１のVI−VI線に沿ったパッドモジュールの断面図。 本発明の一形態に係るパッドモジュールの図５に対応した断面図。

符号の説明

１ 電子ドラム（電子打楽器）
３ パッドモジュール（操作検出装置）
４ 打面部
４ａ 打面
４ｂ 外枠
４ｃ 裏面
５ 振動検出部
６ 検出部保持機構（検出部保持手段）
７ 打面部保持部材
８ センサ基板
９ 振動検出センサ
１１ センサ保持部材
１２ インシュレータ（振動減衰手段）
１４ ねじ（連結手段）
２１ 打面部保持部材
２１ｂ センサ保持部
ＤＬ、ＤＲ 検出領域

Claims (6)

1. ユーザによる打撃操作を受ける打面部と、前記打面部よりも硬質の材料にて該打面部とは別部材として構成され、かつ、前記打面部の外周に嵌め合わされて該打面部を所定形状に保持する打面部保持部材と、振動に対応した信号を出力する振動検出センサを含み前記打面部の裏面に接するように配置される振動検出部と、前記振動検出部が前記打面部から離れる方向に関して前記打面部保持部材に拘束されて前記振動検出部を前記打面部と接した状態に保持する検出部保持手段と、を備え、
   前記振動検出部には、前記振動検出センサの取付面よりも面積が大きくかつ一方の面に前記振動検出センサが取り付けられるセンサ基板が設けられ、
   前記検出部保持手段は、前記センサ基板が取り付けられていない前記振動検出部の他方の面が前記打面部の裏面と接するように前記センサ基板を保持し、
   前記打面部保持部材には前記振動検出部を挟んで前記打面部の裏面と対向するセンサ保持部が一体に成形され、
   前記センサ保持部の内部には、前記打面部保持部材を補強する芯材としての補強部材が埋め込まれ、
   前記センサ保持部が前記検出部保持手段の一部を構成するとともに、前記検出部保持手段が前記センサ基板と前記打面部保持部材の前記センサ保持部との間に配置される振動減衰手段をさらに備えていることを特徴とする電子打楽器の操作検出装置。
2. 前記振動減衰手段を介して前記センサ基板と前記センサ保持部とが連結されていることを特徴とする請求項１に記載の操作検出装置。
3. 前記振動減衰手段としてインシュレータが設けられ、該インシュレータの軸が前記センサ保持部を貫いて反対側に突出し、その突出部分にナットがねじ込まれて前記インシュレータが前記センサ保持部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の操作検出装置。
4. 前記打面部がパッド状であり、前記打面部保持部材および前記補強部材のそれぞれはリング状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の操作検出装置。
5. 前記補強部材は鉄製で、インサート成形により前記打面部保持部材と一体化されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の操作検出装置。
6. 前記電子打楽器としての電子ドラムのシェルの上部に取り付けられるパッドモジュールとして操作検出装置が構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の操作検出装置。

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