JP4212544B2 - 電子楽器のベンダー装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子楽器に用いられるベンダー装置に関する。

従来、電子楽器において、発音中の楽音の音高などを任意に上下する操作子としてベンダー装置が知られている。このベンダー装置は、鍵盤を有する電子楽器の操作パネルに備えられ、主として一方の手で鍵盤を演奏しながら、他方の手で操作されるものである。

特許３４５３０２６号公報（特許文献１）に開示されているベンダー装置は、操作子により可変抵抗器の抵抗値を変化するものであって、この可変抵抗器の抵抗値を検出し楽音の特性を制御している。このベンダー装置の操作子は、常態において操作範囲の中点位置となる位置で保持され、抵抗値が大きくなる方向と逆に小さくなる方向へ操作することができ、手を離すとバネなどの作用により中点位置に復帰するように構成されている。
特許３４５３０２６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている電子楽器のベンダー装置では、可変抵抗器の回転軸を操作パネル面と平行に配置させるために電子楽器本体の厚さを相当の厚さとする必要があり、電子楽器を薄く形成できないという問題点があった。また、操作子を中点位置に復帰させるバネなどを必要とするための構成が複雑であり、製造コストが高くなるという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成でベンダー装置の厚さを薄く形成することができる電子楽器のベンダー装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１記載の電子楽器のベンダー装置は、長手方向の中央に設けられた支点を中心として揺動するキートップと、そのキートップの長手方向の両端下部にそれぞれ当接し、下方に向けて凸であって中空の２つの球状部を有し、弾性体により形成された弾性部材と、その弾性部材の２つの球状部にそれぞれ当接し、押圧される圧力に応じて電気特性が変化する２つの導電感圧部が形成された感圧シートと、その感圧シートに形成された２つの導電感圧部にそれぞれ対向し、それぞれの導電感圧部に加えられた圧力に応じた電気特性を出力するプリント基板とを備えている。

請求項２記載の電子楽器のベンダー装置は、請求項１記載の電子楽器のベンダー装置において、前記キートップは、操作される操作部を有し、前記弾性部材は、前記キートップが前記操作部により操作されていない状態において、キートップの両端を上方へ付勢するように組み付けられている。

請求項３記載の電子楽器のベンダー装置は、請求項１または２記載の電子楽器のベンダー装置において、前記キートップの操作部を露出する操作部孔と、前記キートップの支点を支持する支持部と、前記弾性部材と前記感圧シートと前記プリント基板とを固着するボスとを有する操作パネルを備えている。

請求項１記載の電子楽器のベンダー装置によれば、キートップは、長手方向の中央に設けられた支点を中心として揺動し、弾性部材は、キートップの長手方向の両端下部にそれぞれ当接し、下方に向けて凸であって中空の２つの球状部を有し、弾性体により形成され、感圧シートは、弾性部材の２つの球状部にそれぞれ当接し、押圧される圧力に応じて電気特性が変化する２つの導電感圧部が形成されている。

よって、可変抵抗器を用いて操作を行う場合に比べ、簡単な構成であり、ベンダー装置の厚さを薄く形成することができるという効果がある。また、キートップが操作された場合に、球状部が押圧力に応じて変形し、押圧力が大きいほど、感圧シートとの接触面積が大きくなるので、押圧力に応じた電気抵抗を得ることができる。また、球状部は、中空に形成されているので、弱い押圧力でも変形させることができ、キートップの変位（ストローク）を大きく取ることができる。

また、プリント基板は、感圧シートに形成された２つの導電感圧部にそれぞれ対向し、それぞれの導電感圧部に加えられた圧力に応じた電気特性を出力するので、操作に応じて可変抵抗器が操作されるような従来のベンダー装置のように、摺動部を有さないので、耐久性に優れているという効果もある。

請求項２記載の電子楽器のベンダー装置によれば、請求項１記載の電子楽器のベンダー装置の奏する効果に加え、キートップは、操作される操作部を有し、弾性部材は、キートップが操作部により操作されていない状態において、キートップの両端を上方へ付勢するように組み付けられているので、キートップの操作開始時に遊びがなく、不感帯がないのでスムーズな操作を行うことができるという効果がある。

請求項３記載の電子楽器のベンダー装置は、請求項１または２記載の電子楽器のベンダー装置において、キートップの操作部を露出する操作部孔と、キートップの支点を支持する支持部と、弾性部材と感圧シートとプリント基板とを固着するボスとを有する操作パネルを備えているので、ベンダー装置のすべての構成部品が操作パネルに組み付けられ、組み立て作業が容易であ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、本発明の実施例によるベンダー装置１を備えた電子楽器９を示す斜視図である。電子楽器９は、複数の白鍵および黒鍵を有する鍵盤６と、操作パネル２と、底板８とを有し、操作パネル２には、ベンダー装置１と、複数のボリュームツマミ３と、表示器４と、各種スイッチ５と、モジュレーション装置７とを備えている。

操作パネル２は、底板８に組み付けられて電子楽器の筐体を構成すると共に、各種操作子を備えている。底板８の背面には、図示しないＵＳＢ(Universal Serial Bus)端子や電源スイッチなどが備えられている。また、電子楽器９は、筐体内に図示しないＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭなどにより構成されるマイクロコンピュータが備えられている。

鍵盤６やベンダー装置１や各種操作子が演奏者により操作され、これらの操作状態がマイクロコンピュータにより検出されて、ＵＳＢ端子を介してノートオンオフやコントロールチェンジなどのＭＩＤＩメッセージが出力される。これらのＭＩＤＩメッセージは、パーソナルコンピュータなどに入力され、パーソナルコンピュータなどにおいて、作曲や編曲などが行われる。

ボリュームツマミ３は、各種パラメータを任意に設定するものであり、表示器４は、設定されたパラメータの値を表示するもので、３桁の７セグメントと各種機能を表すドットなどがＬＣＤにより構成されている。

各種スイッチ５は、鍵盤などの操作子にＭＩＤＩチャネルを割り当てたり、上述のパラメータを設定するボリュームツマミ３にＭＩＤＩメッセージを割り当てる機能などが設定されている。

ベンダー装置１は、鍵盤６の左側に配置され、主として、鍵盤６を右手で演奏しつつ、左手で操作されるものである。ベンダー装置１は、鍵の並び方向に長い楕円形の操作部を操作パネル２上に有し、鍵の並び方向に揺動操作する操作子である。演奏者により操作されていない時は、中点に保持され、左方向または右方向へ揺動操作されるとその操作量がマイクロコンピュータにより検出される。この検出された検出値は、ＭＩＤＩメッセージのベンダー情報としてＵＳＢ端子から出力される。一般的に、このベンダー情報に応じて楽音の音高が上下に制御されるが、他のパラメータを制御することもある。

モジュレーション装置７は、ベンダー装置１の直近上方に配置され、主として左手で操作されるものである。モジュレーション装置７は、鍵の並び方向に長い長方形の操作部を操作パネル２上に有し、操作パネル２に対して垂直な押圧力を加える操作子である。演奏者により操作パネル２に垂直な押圧力が加えられると、その押圧力がマイクロコンピュータにより検出される。この検出された検出値は、ＭＩＤＩメッセージのモジュレーション情報としてＵＳＢ端子から出力される。

次に、図２を参照してベンダー装置１について説明する。図２（ａ）は、図１における、ベンダー装置１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり図２（ｂ）は、図２（ａ）の破線で囲む部分の拡大図である。ベンダー装置１は、操作パネル２と、キートップ１０と、弾性部材１１と、感圧シート１２と、プリント基板１３とにより構成されている。

図２（ａ）に示すように、操作パネル２は、ベンダー装置１を形成する部分において、少し上に凸に膨らみ、キートップ１０の操作部１０ｂ（図４参照）が、操作パネル２の上に露出するように、操作部孔２ｄが形成されている。

キートップ１０の上部中央には、演奏者が指で操作しやすいように、略円弧の窪み１０ａ（図４参照）が形成され、窪み１０ａの下方に形成されている揺動軸１０ｅ（図４参照）を中心として、図において左右に揺動操作するように形成されている。キートップ１０の両端には、弾性部材１１に形成された下方に凸の球状部１１ｃを有する押圧面１１ｂに当接する当接部１０ｃが形成されている。

弾性部材１１は、シリコンゴムにより形成され、弾性を有する部材であり、キートップ１０の長手方向の両端に形成された当接部１０ｃにより下方に押圧される押圧面１１ｂが形成されている。この押圧面１１ｂの下方には、下へ凸の球状部１１ｃが形成され、球状部１１ｃの内部は、中空になっている。

常態において、２つの球状部１１ｃの最先端は、それぞれ感圧シート１２に当接している。即ち、キートップ１０が操作されていない状態では、キートップ１０の両端の当接部１０ｃは、弾性部材１１の押圧面１１ｂにより上方へ付勢されている。このことにより、キートップ１０は、操作開始時に遊びがなく、スムーズに左方向、または右方向へ揺動操作することができる。

キートップ１０が操作されて、押圧面１１ｂに下方へ押圧力が加えられると、球状部１１ｃは、感圧シート１２に押圧され、球状部１１ｃが平面に変形される。その結果、球状部１１ｃと感圧シート１２とが当接する面積が増加する。

感圧シート１２は、合成樹脂により形成されたベースフィルム１２ａであって、球状面１１ｃに当接する面とは反対の面に感圧インク１２ｂが印刷されている。プリント基板１３は、合成樹脂の板１３ａに、電極１３ｂ，１３ｃが張り合わせられたものである。図２（ｂ）に示すように、感圧インク１２ｂと電極１３ｂ、１３ｃとは、対向する位置に配置され、感圧インク１２ｂが印刷されている面は、ベースフィルム１２ａの下面より凹み、常態において、感圧インク１２ｂと電極１３ｂ、１３ｃとは、間隔Ｃを空けて保持されている。

弾性部材１１の押圧面１１ｂが下方へ押された場合は、弾性部材１１の球状部１１ｃが感圧シート１２を下方へ押し、感圧シート１２が撓んで感圧インク１２ｂがプリント基板１３の電極１３ｂと１３ｃとを接続する。

感圧インク１２ｂは、押圧力および感圧インク１２ｂと電極１３ｂ，１３ｃとの接触面積が増すと電気抵抗が低下する性質を有する。上述の通り、押圧面１１ｂに加えられる押圧力が大きくなると、押圧面１１ｂの球状部１１ｃが平面に変形され、球状部１１ｃと感圧シート１２との当接面積が増加する。これに伴って、感圧シート１２の感圧インク１２ｂとプリント基板１３の電極１３ｂ、１３ｃとの接触面積が増加する。

従って、プリント基板１３に形成された電極１３ｂと１３ｃとの抵抗値は、球状部１１ｃに加えられる力が増加すると小さくなり、この抵抗値を測定することにより押圧力を検出することができる。

弾性部材１１と、感圧シート１２と、プリント基板１３とは、操作パネル２に形成されたボス２ａに、ネジ１４により固着されている。

つぎに、図３を参照して、操作パネル２のベンダー装置１を形成する部分の詳細について説明する。図３は、操作パネル２のベンダー装置１およびモジュレーション装置７を形成する部分を裏面の方から見た斜視図である。操作パネル２は、樹脂により成形されるもので、その裏面には、弾性部材１１と、感圧シート１２と、プリント基板１３とをネジ１４により固着するネジ孔を備えたボス２ａが４つ形成されている。これらのボス２ａには、リブ２ｂが縦方向および横方向へボス２ａに連結して形成されている。これらのリブ２ｂの先端は、弾性部材１１が組み付けられた際に、弾性部材１１の板状部１１ａ（図５参照）の上面に当接する。

操作パネル２には、キートップ１０の操作部１０ｂが操作パネル２の上面から露出するように、楕円形の操作部孔２ｄが形成されている。この楕円形の操作部孔２ｄの短径方向（前後方向）の両側に、キートップ１０が揺動するための支点を有する支点板２ｃが形成されている。この支点は、支点板２ｃの先端面に略半円形の凹みが形成されたもので、この凹みに、キートップ１０の揺動軸１０ｅが嵌合される。

なお、操作パネル２の、ベンダー装置１を形成する部分の後部には、モジュレーション装置７を形成する部分２ｅが形成され、ベンダー装置１を形成する部分の手前側には、操作パネル２を底板８に組み付けるネジ孔を有するボス２ｆが形成されている。

つぎに、図４を参照して、キートップ１０の詳細について説明する。図４（ａ）は、キートップ１０を上方斜めから見た斜視図であり、図４（ｂ）は、キートップ１０を下方斜めから見た斜視図である。

キートップ１０は、樹脂により成形され、平面視、略楕円形に形成されている。操作部１０ｂは、当接部１０ｃから上方に突出して形成され、操作パネル２に組み付けられた際には、操作パネル２に形成された操作部孔２ｄから露出する。

キートップ１０の当接部１０ｃの長手方向の両端には、円形の弾性部材１１の押圧面１１ｂ（図５参照）に当接する当接面が形成され、その中央には、空気孔１０ｄが形成されている。この空気孔１０ｄは、押圧面１１ｂを押下した際に、中空に形成された球状部１１ｃの内側の空気を外に逃がすためもので、空気を逃がすことにより、球状部１１ｃの変形を妨げないようにしている。

キートップ１０の長手方向の中央であり、楕円形の短径に沿って揺動軸１０ｅが形成されている。この揺動軸１０ｅは、操作パネル２に形成された支点板２ｃの凹みに嵌合され、キートップ１０は、この揺動軸１０ｅを中心として、揺動操作される。

操作部１０ｂの上面中央には、この揺動軸１０ｅと平行に、円筒面を有する凹み１０ａが形成されている。この凹み１０ａは、演奏者の指により、キートップ１０を、その長手方向、左右へ操作しやすいように形成されたものである。

つぎに、図５を参照して弾性部材１１の詳細について説明する。図５（ａ）は、弾性部材１１の斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＶ−Ｖ線断面図である。

弾性部材１１は、シリコンゴムにより成形され、平板部１１ａと、押圧面１１ｂと、球状部１１ｃと、モジュレーション部１１ｅとを有する。平板部１１ａは、長方形の板状をなし、ベンダー装置１を形成する２つの押圧面１１ｂと、モジュレーション部１１ｅとを連接し、操作パネル２に形成されているボス２ａに嵌合する４つのボス孔１１ｄが形成されている。

押圧面１１ｂは、平板部１１ａから突出して形成された円筒の上面であって、キートップ１０の当接部１０ｃに当接する。押圧面１１ｂは、下に凸の球状面が形成された球状部１１ｃを有し、球状部１１ｃの内部は中空である。この球状部１１ｃは、常態においてその先端が感圧シート１２の上面に当接している。押圧面１１ｂに下方への押圧力が加えられると、球状部１１ｃが変形し、球状部１１ｃと感圧シート１２との接触面積が増加する。

つぎに、図６を参照して感圧シート１２の詳細について説明する。図６は、感圧シート１２の斜視図である。感圧シート１２は、ポリイミドやポリエステル等の樹脂製で、長方形で厚さ約４０μのベースフィルム１２ａにより成形されている。ベンダー装置１の弾性部材１１の押圧面１１ｂにより押圧される２つの部分には感圧インク１２ｂが印刷され、モジュレーション装置７により押圧される部分には、感圧インク１２ｄが印刷されている。これらの感圧インク１２ｂ、１２ｄが印刷されている面は、図２（ｂ）に示すように、ベースフィルム１２ａの底面より一段凹んだ面であって、押圧力が小さい場合には、対向して配置されているプリント基板の電極には接触しないように形成されている。また、ベースフィルム１２ａには、操作パネル２に形成されているボス２ａに嵌合する２つのボス孔１２ｃが形成されている。

つぎに、図７を参照してプリント基板１３の詳細について説明する。図７は、プリント基板１３のモジュレーション装置７およびベンダー装置１に対応する部分の電極パターンを示す図である。このプリント基板には、モジュレーション装置７に近接して配置されているスイッチ５の動作を検出する回路も有するが、その部分については、省略している。

プリント基板１３は、ベークライトまたはエポキシ樹脂で形成された絶縁板１３ａに、銅箔により形成された電極１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆが貼り合わせられたものである。電極１３ｂ、１３ｃは、感圧シート１２の感圧インク１２ｂ、１２ｄに対向して配置され、ベンダー装置１が操作された場合の、圧力を検出する電極である。電極１３ｂ、１３ｃは、円形のパターンの中心を通る直線により４つに等分された電極であり、電極１３ｂと電極１３ｃとは、隣り合って配置されている。これらの電極は、円形の中心部分では、細い幅に形成されている。これは、キートップ１０に加えられる押圧力が小さい段階で、押圧力に応じて押圧面積が急に大きくなるのを防止するためである。

電極１３ｄは、モジュレーション装置７における押圧力を検出するもので、感圧シート１２に印刷された感圧インク１２ｄに対向して配置され、櫛歯状の２つの電極パターンが形成されている。

これらの電極は、いずれも常態では接続されておらず、感圧シート１２に印刷されている感圧インク１２ｂ、１２ｄが押圧されることにより隣り合う電極に接触し導通する。感圧インク１２ｂ、１２ｄは、押圧される圧力が大きいほど、また押圧される面積が大きいほど、電気抵抗が小さくなるものである。なお、電極１３ｆは、接地（グランド）された電極であり、プリント基板１３には、操作パネル２に形成されているボス２ａに嵌合する４つのボス孔１３ｅが形成されている。

以上説明したように、本発明の実施形態によるベンダー装置１は、外形が略楕円のキートップ１０の長手方向中央に揺動軸１２ｅを有し、操作パネル２の裏面に形成された支点板２ｃに揺動自在に嵌合している。キートップ１０の長手方向の両端には、当接部１０ｃが形成され、その当接部１０ｃは、キートップ１０の下方に配置された弾性部材１１の押圧面１１ｂに当接している。

押圧面１１ｂには、下方に凸で中空の球状部１１ｃが形成され、球状部１１ｃの先端は感圧シート１２に当接している。球状部１１ｃに対向する位置の感圧シート１２には、感圧インク１２ｂが印刷され、感圧インク１２ｂが印刷された面は、プリント基板１３の電極１３ｂと対向している。従って、キートップ１０が左右いずれかの方向に揺動するように操作された場合には、揺動された方向の当接部１０ｃが弾性部材１１の押圧面１１ｂを下方に押圧する。球状部１１ｃは、押圧力に応じて変形し、押圧力が大きいほど感圧インク１２ｂを押圧する面積が増大する。感圧インク１２ｂは、押圧力および接触面積に反比例して抵抗値が変化するので、この抵抗値を測定することにより正確に押圧力を検出することができる。

以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形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、上記実施形態では、弾性部材１１は、２つの押圧面１１ｂと球状部１１ｃとが、平板部１１ａにより一体に形成されているものとしたが、押圧面１１ｂと球状部１１ｃとがそれぞれに独立して形成されるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、弾性部材１１と感圧シート１２とプリント基板とは、ベンダー装置１とモジュレーション装置７とで、一体となった部品としたが、それぞれが独立した部品としてもよい。

本発明による実施形態のベンダー装置が備えられた鍵盤装置を示す斜視図である。 ベンダー装置を示す図であり、（ａ）は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図であり、（ｂ）は、部分拡大図である。 操作パネルのベンダー装置部を下方から見た斜視図である。 キートップを示す斜視図で、（ａ）は、上方斜めから見た図であり、（ｂ）は、下方斜めから見た図である。 弾性部材を示すもので、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。 感圧シートを示す斜視図である。 プリント基板に形成された電極を示す平面図である。

符号の説明

１ ベンダー装置
２ 操作パネル
２ｃ 支点板（支持部）
２ｄ 操作部孔
６ 鍵盤
９ 電子楽器
１０ キートップ
１０ｂ 操作部
１０ｅ 支点
１１ 弾性部材
１１ｃ 球状部
１２ 感圧シート
１２ｂ 感圧インク（導電感圧部）
１３ プリント基板

Claims (3)

1. 長手方向の中央に設けられた支点を中心として揺動するキートップと、
   そのキートップの長手方向の両端下部にそれぞれ当接し、下方に向けて凸であって中空の２つの球状部を有し、弾性体により形成された弾性部材と、
   その弾性部材の２つの球状部にそれぞれ当接し、押圧される圧力に応じて電気特性が変化する２つの導電感圧部が形成された感圧シートと、
   その感圧シートに形成された２つの導電感圧部にそれぞれ対向し、それぞれの導電感圧部に加えられた圧力に応じた電気特性を出力するプリント基板とを備えていることを特徴とする電子楽器のベンダー装置。
2. 前記キートップは、操作される操作部を有し、前記弾性部材は、前記キートップが前記操作部により操作されていない状態において、キートップの両端を上方へ付勢するように組み付けられていることを特徴とする請求項１記載の電子楽器のベンダー装置。
3. 前記キートップの操作部を露出する操作部孔と、前記キートップの支点を支持する支持部と、前記弾性部材と前記感圧シートと前記プリント基板とを固着するボスとを有する操作パネルを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の電子楽器のベンダー装置。
   

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