JP6303558B2 - 反力発生装置 - Google Patents

Description

本発明は反力発生装置に関する。詳しくは、操作子に押圧された際に反力を発生させる反力発生装置に関する。

従来、操作者の押圧操作により回動する操作子の操作の際に操作子に対して反力を発生する反力発生装置が知られている。反力発生装置には、ゴム等の弾性部材を膨出させたドーム部が設けられている。反力発生装置は、操作子によって押圧されることによりドーム部が変形し、操作子に対して変形による反力を発生させるように構成されている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の鍵操作検出装置（反力発生装置）は、複数の鍵（キー）スイッチが弾性膨出部（ドーム部）の内部に設けられている。さらに、複数の鍵スイッチは、それぞれ鍵スイッチ専用の弾性膨出部によって支持されている。これにより、鍵操作検出装置は、操作子である鍵に押圧されると弾性膨出部と鍵スイッチ専用の弾性膨出部とがそれぞれ変形して反力が発生する。弾性膨出部は、変形が進行すると屋根部分が内側に折れ曲がる座屈現象が発生する。弾性膨出部の変形による反力は、座屈現象の前後で大きく変化する。また、弾性膨出部は、鍵の回動支点に近い側と遠い側との変形量の割合が異なるため、回動支点に近い側と遠い側とで座屈現象が発生する時期にずれが生じる。従って、鍵操作検出装置は、回動支点に近い側と遠い側とに座屈現象が発生する度に反力に大きな変化が生じ、鍵の回動範囲における反力が円滑に変化しない（図１１参照）問題があった。これにより、操作者は、鍵を操作したときに指から感じる鍵の押し心地に違和感を覚える。例えば、操作者が鍵の操作時に多段階の反力を感じたり、操作者が想定している反力とは異なる反力を感じたりする。

特開２００７−２５５７６号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、操作子の操作における反力の変化を滑らかにすることができる反力発生装置の提供を目的とする。

即ち、本発明においては、操作者の押圧操作により回動する操作子が回動自在に支持される機台に直接または間接的に取り付けられるベース部と、前記ベース部から膨出するドーム部と、前記ドーム部の膨出側先端に設けられ、操作される前記操作子または当該操作子に連動する部材によって前記ベース部に近接する側へ押圧されるトップ部と、を備え、前記トップ部が前記操作子によって押圧された際に前記ドーム部が弾性変形にすることにより反力を発生する反力発生装置において、互いに隣接する前記ベース部と前記ドーム部との交線を含む基端側平面と、互いに隣接する前記ドーム部と前記トップ部との交線を含む先端側平面とが、前記操作子の回動支点側で交わるように前記ドーム部が構成されるものである。
このとき、前記トップ部は、少なくとも前記回動支点側および前記回動支点側とは反対側において、前記ドーム部に接続されていてもよい。また、前記トップ部は、前記操作子または当該操作子と連動する部材に対して面で接触し、前記トップ部は、前記操作子または当該操作子と連動する部材に接触される領域において、前記回動支点に近いほど前記トップ部の高さが大きくなる領域を含んでいてもよい。

本発明においては、前記基端側平面と前記先端側平面との交線が、前記操作子の回動支点に一致するように構成されるものである。

本発明においては、前記基端側平面と前記先端側平面との交線に平行かつ前記基端側平面に対して垂直な面における前記ドーム部の断面形状が、前記基端側平面と前記先端側平面との交線からの距離が大きくなるにつれて拡大するように構成されるものである。

本発明においては、前記ドーム部における前記操作子の回動支点の反対側の側面が、前記基端側平面と前記先端側平面との交線を中心とする円弧状に構成されるものである。

本発明によれば、操作される操作子によって押し込まれる際のドーム部の変形の割合がドーム部全体で均一に近づき、局所的な変形が抑制される。これにより、ドーム部の変形による操作子の反力特性を滑らかにすることができ、操作者が鍵を操作したときに指で感じる鍵の押し心地が良好なものになる。

（ａ）本発明に係る反力発生装置を備えた鍵盤装置の一実施形態の構成を示した部分上面図（ｂ）同じく側面断面図。 （ａ）本発明に係る反力発生装置の第一実施形態における拡大上面図（ｂ）同じく拡大正面図（ｃ）同じく側面の拡大部分断面図。 （ａ）本発明に係る反力発生装置の第一実施形態における基端側平面と先端側平面との基準交線を示す拡大斜視図（ｂ）同じく拡大側面図。 （ａ）本発明に係る反力発生装置の第一実施形態における座屈現象が発生していない状態での変形を示す概略拡大側面図（ｂ）同じく座屈現象が発生し始めた状態での変形を示す概略拡大側面図（ｃ）同じく座屈現象が進行した状態での変形を示す概略拡大側面図。 本発明に係る反力発生装置の操作量に対する反力の状態を表すグラフを示す図。 （ａ）本発明に係る反力発生装置の第二実施形態における拡大上面図（ｂ）同じく拡大側面図（ｃ）図６（ａ）、図６（ｂ）におけるＸ矢視断面図、Ｙ矢視断面図、Ｚ矢視断面図。 本発明に係る反力発生装置の第三実施形態における拡大側面図。 （ａ）本発明に係る反力発生装置を備えた鍵盤装置の他の実施形態の構成を示した側面断面図（ｂ）本発明に係る反力発生装置の第四実施形態における拡大側面図。 本発明に係る反力発生装置の第一実施形態において基端側平面と先端側平面との基準交線が回動軸に一致している状態を示す側面図。 本発明に係る反力発生装置の第一実施形態において鍵スイッチ部を備えた状態を示す拡大側面図。 従来の反力発生装置の操作量に対する反力の状態を表すグラフを示す図。

＜第一実施形態＞
以下に、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る鍵盤装置１について説明する。鍵盤装置１は、本実施形態において電子鍵盤楽器の鍵盤装置である。
鍵盤装置１は、フレーム（機台）２、上限ストッパ２ａ、鍵支点部３、鍵４、反力発生装置５を具備する。鍵盤装置１は、複数の鍵４（白鍵４ａと黒鍵４ｂ）が隣り合うようにして機台であるフレーム２に配置されている。各鍵４は、一側がフレーム２に設けられた鍵支点部３に回動支点である回動軸３ａを介して回動自在に支持され、他側がフレーム２に設けられている上限ストッパ２ａに接触している。さらに、鍵盤装置１は、各鍵４に対応して複数の反力発生装置５がと図示しない複数の鍵スイッチがフレーム２に設けられている。つまり、鍵盤装置１は、鍵４、鍵４に対応する反力発生装置５と、図示しない鍵スイッチとが鍵４の配列方向にそれぞれ隣り合うようにしてフレーム２に設けられている。

鍵盤装置１は、鍵４が操作者により押圧されると（図１（ｂ）黒塗矢印参照）、操作された鍵４に対応する図示しない鍵スイッチが押圧されて楽音信号が生成されるとともに、操作された鍵４に対応する反力発生装置５を圧縮変形させることによって、鍵４の操作に対する反力が発生するように構成されている。

次に、図２を用いて、本発明の第一実施形態に係る反力発生装置５について具体的に説明する。反力発生装置５は、操作子である鍵４の操作に対する反力（以下、単に「反力」と記す）を発生させるものである。図２に示すように、反力発生装置５は、シリコンゴム等の弾性部材から構成され、ベース部６、ドーム部７およびトップ部８を具備する。

ベース部６は、反力発生装置５の位置を固定するものである。ベース部６は、板状に形成されている。ベース部６は、一側平面に図示しない複数の固定用の突出部が形成されて、一側平面が鍵盤装置１のフレーム２に密接するようにして突出部によってフレーム２に固定されている。ベース部６には、他側平面に複数のドーム部７が形成されている。つまり、反力発生装置５は、複数の反力発生装置５のベース部６が一体に形成されている。なお、本実施形態において、複数の反力発生装置５のベース部６が一体に構成されているがこれに限定されるものではなく、ベース部６にドーム部７が一つだけ形成されている構成でもよい。

ドーム部７は、反力を発生させるものである。ドーム部７は、ベース部６の他側平面から鍵盤装置１の鍵４に向かって膨出した中空のドーム状に形成されている。具体的には、図２（ａ）に示すように、ドーム部７は、ベース部６の他側平面視において一組の離間した円弧同士を直線によって接続した長円状（長孔状）の側壁７ａが、ベース部６の他側平面から突出するように形成されている。そして、図２（ｂ）と図２（ｃ）とに示すように、ドーム部７は、側壁７ａの突出側に側壁７ａで囲われた空間を覆うようにして屋根７ｂが形成されている。ドーム部７の側壁７ａと屋根７ｂとは、曲面７ｃを介して滑らかに連結され一体に形成されている。さらに、ドーム部７は、屋根７ｂの先端にトップ部８が形成されている。つまり、ドーム部７は、反膨出側である基端側にベース部６が隣接して一体に形成され、膨出側である先端側にトップ部８が隣接して一体に形成されている。

トップ部８は、鍵盤装置１の鍵４に押圧されるものである。図２に示すように、トップ部８は、ドーム部７の屋根７ｂから鍵盤装置１の鍵４に向かって突出して形成されている。具体的には、トップ部８は、ベース部６の他側平面視で中実長円状の台がドーム部７の屋根７ｂから突出するように形成されている。つまり、トップ部８は、ドーム部７の屋根７ｂと一体に形成されて、ドーム部７の屋根７ｂの一部を構成している。また、トップ部８は、長手方向の中心線がドーム部７の長手方向の中心線と一致するように配置されている。トップ部８は、突出側の先端部分に鍵４との接触面８ａが形成されている。

反力発生装置５は、図１（ａ）に示すように、長円状に形成されたドーム部７の長手方向の中心線が鍵４の回動軸３ａに対して垂直になるように配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、反力発生装置５は、トップ部８の接触面８ａの全面が操作されていない状態の鍵盤装置１の鍵４に接触するように構成されている。つまり、反力発生装置５は、鍵４の操作の範囲において、トップ部８の接触面８ａの全面が常に鍵４と接触するように構成されている。

以下に、図１と図３とを用いて、反力発生装置５のドーム部７の形状についてより具体的に説明する。図１（ｂ）と図３とに示すように、反力発生装置５は、互いに隣接して一体に形成されているベース部６とドーム部７との接続部分の交線ＢＬによって定まる基端側平面ＢＰと、互いに隣接して一体に形成されているドーム部７とトップ部８との接続部分の交線ＴＬによって定まる先端側平面ＴＰとが、鍵４の回動軸３ａ側の任意の位置で交わるように構成されている。つまり、反力発生装置５は、ベース部６の他側平面を含む仮想平面である基端側平面ＢＰと、ドーム部７の屋根７ｂの外側面を含む仮想平面である先端側平面ＴＰとが、回動軸３ａ側で交わる平行でない位置関係に構成されている。本実施形態において、反力発生装置５は、基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが回動軸３ａと異なる位置で交わるように構成されている。

具体的には、反力発生装置５は、側壁７ａの突出高さや曲面７ｃの曲率半径が回動軸３ａまでの垂直距離に比例して増大するように構成されたり、ベース部６の厚みが鍵盤装置１のフレーム２の形状に応じて不等厚に構成されたりしている。すなわち、反力発生装置５は、ドーム部７の突出高さが基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが交わる交線（以下、単に「基準交線ＳＬ」と記す）からの垂直距離に比例して増大するように構成されている。

次に、図４と図５とを用いて、本発明の第一実施形態に係る反力発生装置５について反力の発生態様を具体的に説明する。反力発生装置５は、トップ部８の接触面８ａの全面が常に鍵盤装置１の鍵４と接触していることから、トップ部８が鍵４の操作に追従して鍵４の回動角度と同一の角度で押圧されるように構成されている。つまり、鍵４の操作による反力発生装置５の変形量は、回動軸３ａからの垂直距離に比例して増大する。反力発生装置５は、トップ部８が押圧されることによりドーム部７の屋根７ｂが側壁７ａに囲まれた中空の内部に押し込まれつつ、側壁７ａおよび曲面７ｃが中空の内部に折りたたまれながら変形するように構成されている。これにより、反力発生装置５は、トップ部８の押圧に対する反力をドーム部７の変形により発生させることができる。

鍵盤装置１の鍵４が操作されていない場合、反力発生装置５は、ドーム部７が変形することなくトップ部８の接触面８ａが鍵４に接触している。すなわち、反力発生装置５は、鍵４の操作によるドーム部７の変形が生じず、反力を発生させていない（図５の操作量０の場合）。

図４（ａ）に示すように、鍵盤装置１の鍵４が操作された場合、始めに反力発生装置５は、鍵４の操作に追従してトップ部８が押圧される。反力発生装置５は、トップ部８が押圧されることにより、主にドーム部７の屋根７ｂがドーム部７の内部（ベース部６）に向かって変形し、ドーム部７の側壁７ａがドーム部７の外側に向かって変形する。つまり、反力発生装置５は、屋根７ｂと曲面７ｃとが押圧方向に変形するとともに屋根７ｂと曲面７ｃとの変形による反力を受けて側壁７ａが押圧方向に対して直交する方向に変形する。反力発生装置５は、鍵４の操作量が増大するにつれて側壁７ａと屋根７ｂと曲面７ｃとの変形量が増大する。従って、図５の線Ｌ１に示すように、反力発生装置５は、ドーム部７に座屈現象が発生しない操作量Ａ以下の範囲内において、操作量に応じて増大するように反力が発生する。

図４（ｂ）に示すように、鍵盤装置１の鍵４が操作量Ａを超えて操作された場合、反力発生装置５は、ドーム部７の変形態様が大きな変形を伴う曲面７ｃの座屈現象に移行し始める。具体的には、反力発生装置５は、曲面７ｃがドーム部７の内部に折れ込む方向に変形し始める。反力発生装置５は、トップ部８の押圧量の大部分が曲面７ｃの座屈現象によって吸収される。これにより、反力発生装置５は、側壁７ａの変形量の増加割合と屋根７ｂの変形量の増加割合とが減少する。従って、図５の線Ｌ１に示すように、反力発生装置５は、操作量が操作量Ａよりも大きく、反力が最大となる操作量Ｂ以下の範囲において、反力の増加割合が減少している。

図４（ｃ）に示すように、鍵盤装置１の鍵４が操作量Ｂを超えて操作された場合、反力発生装置５は、曲面７ｃに続いて側壁７ａが座屈現象に移行し始める。具体的には、反力発生装置５は、ドーム部７の曲面７ｃが完全にドーム部７の内部に折れ込まれるとともに、ドーム部７の側壁７ａがドーム部７の内部に折れ込む方向に変形し始める。反力発生装置５は、座屈現象によりトップ部８の押圧量の大部分が側壁７ａと曲面７ｃとの座屈現象によって吸収される。これにより、反力発生装置５は、側壁７ａの変形量と屋根７ｂの変形量とが減少する。従って、図５の線Ｌ１に示すように、反力発生装置５は、操作量が操作量Ｂよりも大きい範囲において、反力が減少している。

反力発生装置５は、トップ部８の押圧量が鍵４の回動軸３ａまでの垂直距離に比例して増大するにも関わらず、ドーム部７の変形量の割合のばらつきが抑制される。このため、反力発生装置５は、ドーム部７の変形が全体として同じような割合で発生している。例えば、図４に示すように、反力発生装置５は、トップ部８の押圧量が最も大きい回動軸３ａの反対側におけるドーム部７の突出高さＨ１に対する変形後の突出高さｈ１の割合とトップ部８の押圧量が最も小さい回動軸３ａ側におけるドーム部７の突出高さＨ２に対する変形後の突出高さｈ２（座屈量）の割合とが近似している。

以上より、反力発生装置５は、座屈現象の発生によりその前後で反力が大きく変化する。基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが平行になるように構成されている従来の反力発生装置では、ドーム部７における回動軸３ａに近い側と遠い側との変形の割合が異なるため、回動軸３ａに近い側と遠い側とで座屈現象が発生する時期にずれが生じる。従って、図５の線Ｌ２に示すように、従来の反力発生装置は、回動軸３ａに近い側と遠い側との屋根に座屈現象が発生する度に反力に大きな変化が生じ、鍵の回動範囲における反力が円滑に変化しない。
一方、反力発生装置５は、鍵盤装置１の鍵４の操作によるトップ部８の押圧量が回動軸３ａまでの垂直距離に比例して増大してもドーム部７の変形量の割合を均一に近づけることができる。従って、反力発生装置５は、回動軸３ａに近い側と遠い側とで座屈現象が発生する時期のずれが抑制され、座屈現象による反力の大きな変化が生じる時期が重なる。これにより、反力発生装置５は、回動軸３ａに近い側と遠い側とで座屈現象が発生してもドーム部７の変形による鍵４への反力特性を滑らかにすることがきる。なお、反力発生装置５は、弾性部材から構成されているので、操作者による鍵４の押圧操作により弾性変形して反力を発生させるとともに、押圧力の解除により元のドーム形状に復帰する。押圧操作の解除により鍵４を初期状態（非押鍵状態）に復帰させる必要があるが、鍵４を復帰させるために別途バネやハンマを設け、このバネやハンマの作用で鍵４を初期状態に復帰させてもよいし、反力発生装置５自体の復帰力で鍵４の位置を初期状態（非押鍵状態）に復帰させてもよい。

＜第二実施形態＞
次に、図６を用いて、本発明に係る反力発生装置の第二実施形態である反力発生装置９について説明する。なお、本実施形態に係る反力発生装置９は、図１に示す鍵盤装置１において、反力発生装置５に替えて適用されるものとして、図１、図２およびその説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。反力発生装置９は、操作子である鍵４の操作に対する反力を発生させるものであり、ベース部６、ドーム部１０およびトップ部１１を具備する。

ドーム部１０は、ベース部６の他側平面から鍵盤装置１の鍵４方向に向かって膨出した中空のドーム状に形成されている。具体的には、ドーム部１０は、ベース部６の他側平面視において一組の離間した異径の円弧同士を直線によって接続した長円状（長孔状）の側壁１０ａが、他側平面から突出するように形成されている。そして、ドーム部１０は、側壁１０ａの突出側に側壁１０ａで囲われた空間を覆うようにして屋根１０ｂが形成されている。ドーム部１０の側壁１０ａと屋根１０ｂとは、曲面１０ｃを介して滑らかに連結され一体に形成されている。

トップ部１１は、ドーム部１０の屋根１０ｂから鍵盤装置１の鍵４方向に向かって突出した中実のブロック状に形成されている。具体的には、トップ部１１は、ベース部６の他側平面視で一組の離間した異径の円弧同士を直線によって接続した長円状の台がドーム部１０の屋根１０ｂから突出するように形成されている。また、トップ部１１は、小径側をドーム部１０の小径側に向けて長手方向の中心線がドーム部１０の長手方向の中心線と一致するように配置されている。

反力発生装置９は、図１と同様にして、ベース部６の他側平面視で長円状に形成されたドーム部１０の小径側を鍵４の回動軸３ａ側に向けて、長手方向の中心線が回動軸３ａに対して垂直になるように配置されている。また、反力発生装置９は、基準交線ＳＬに平行（図６（ａ）参照）かつ基端側平面ＢＰ（ベース部６の他側平面）に対して垂直な面（図６（ｂ）参照）におけるドーム部１０の断面形状が、基準交線ＳＬまでの垂直距離が大きくなるにつれて拡大するように構成されている（図６（ｃ）参照）。
つまり、反力発生装置９のドーム部１０の断面形状は、任意に定めた基準位置（例えば図６におけるＹ−Ｙ断面位置）における断面形状から想定されるドーム部１０の形状を基準として、基準交線ＳＬから断面位置までの垂直距離が基準交線ＳＬから基準位置までの垂直距離よりも小さくなるにつれて縮小する（図６（ｃ）Ｚ−Ｚ断面図参照）。同様に、反力発生装置９のドーム部１０の断面形状は、基準交線ＳＬから断面位置までの垂直距離が基準交線ＳＬから基準位置までの垂直距離よりも大きくなるにつれて拡大する（図６（ｃ）Ｘ−Ｘ断面図参照）。
具体的には、反力発生装置９のドーム部１０は、側壁１０ａの突出高さが基準交線ＳＬまでの垂直距離に比例して増大するとともに、基準交線ＳＬに平行な方向の側壁１０ａ間距離および曲面１０ｃの曲率半径が基準交線ＳＬまでの垂直距離に比例して増大するように構成されている。また、反力発生装置９のトップ部１１は、基準交線ＳＬに平行な方向の幅が基準交線ＳＬまでの垂直距離に比例して増大するように構成されている。

このように構成される反力発生装置９は、鍵４の回動軸３ａまでの垂直距離に比例して増大するトップ部１１の押圧量に応じてドーム部１０の形状が大きくなるように構成されている。つまり、反力発生装置９は、ドーム部１０の形状が回動軸３ａまでの垂直距離に比例して大きくなっているので、鍵盤装置１の鍵４の操作によるトップ部８の押圧量が回動軸３ａまでの垂直距離に比例して増大してもドーム部１０の変形量の割合を均一に近づけることができる。従って、反力発生装置９は、回動軸３ａに近い側と遠い側とで座屈現象が発生する時期のずれが抑制され、座屈現象による反力の大きな変化が生じる時期が重なる。これにより、反力発生装置９は、ドーム部１０の変形による鍵４への反力特性を滑らかにすることがきる。

＜第三実施形態＞
次に、図７を用いて、本発明に係る反力発生装置の第三実施形態である反力発生装置１２について説明する。本実施形態に係る反力発生装置１２は、上面視（ベース部６の他側平面視）では、第一実施形態の形状あるいは第二実施形態の形状と同様のものであり、側面視では、図７に示すように、操作子である鍵４の操作に対する反力を発生させるものであり、ベース部６、ドーム部１３およびトップ部８を具備する。

ドーム部１３は、ベース部６の他側平面から鍵盤装置１の鍵４方向に向かって膨出した中空のドーム状に形成されている。具体的には、ドーム部１３は、側壁１３ａのうち回動軸３ａの反対側の側壁１３ａ、すなわち、長手方向側の側壁１３ａのうち、鍵４の回動軸３ａから離間している方が基準交線ＳＬを円弧中心とする半径Ｒの円弧状になるようにベース部６から突出している。なお、本実施形態において、反力発生装置１２は、回動軸３ａの反対側の側壁１３ａが基準交線ＳＬを中心とする円弧状に突出している構成であるがこれに限定されるものではなく、回動軸３ａ側の側壁１３ａも基準交線ＳＬを中心とする円弧状に突出している構成でもよい。

このように構成される反力発生装置１２は、ドーム部１３の長手方向側の側面が鍵４の回動軌跡に沿うように構成されている。つまり、反力発生装置１２は、トップ部８が鍵４の操作に追従するようにして押圧されても、トップ部８と側壁１３ａとの距離が増大しないように構成されている。従って、反力発生装置１２は、座屈現象によるドーム部１３の変形の態様が鍵４の操作量に関わらず均一に近づいて局所的な変形が抑制される。これにより、ドーム部１３の変形による鍵４への反力特性を更に滑らかにすることができる。

＜第四実施形態＞
次に、図８を用いて、本発明に係る反力発生装置の第四実施形態である反力発生装置１９について説明する。本実施形態に係る反力発生装置１９は、図１に示す鍵盤装置１に替えて他の実施形態の鍵盤装置１４に適用されるものとして説明し、図１、図２およびその説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととしてその説明を省略する。まず、本実施形態に係る鍵盤装置の他の実施形態である鍵盤装置１４について説明する。鍵盤装置１４は、フレーム２、鍵支点部３、鍵４、ハンマ支点部１５、ハンマ１６、反力発生装置１９を具備する。

鍵盤装置１４は、各鍵４に対応するようにして複数のハンマ１６がフレーム２に設けられている。各ハンマ１６は、その途中部がフレーム２に設けられたハンマ支点部１５にハンマ回動軸１５ａを介して回動自在に支持されている。各ハンマ１６には、一側端に錘１６ａが設けられ、ハンマ支点部１５を挟んだ他側端に鍵４の駆動部４ｃが接続されている。鍵盤装置１４は、鍵４が操作されていない場合に各ハンマ１６の錘１６ａが当接する下限ストッパ１７と、鍵４が操作された場合に各ハンマ１６の錘１６ａが当接する上限ストッパ１８とがフレーム２に設けられている。さらに、鍵盤装置１４は、各ハンマ１６に対応するようにして複数の反力発生装置１９がフレーム２に設けられている。
鍵盤装置１４は、鍵４が操作されると（図８における黒塗矢印参照）、その鍵４の駆動部４ｃに接続されているハンマ１６がハンマ支点部１５を中心として操作されるように構成されている（図８における白塗矢印参照）。さらに、鍵盤装置１４は、操作されたハンマ１６によって反力が発生するとともに、ハンマ１６によって対応する反力発生装置１９が押圧されて反力が発生するように構成されている。

次に、本発明の第四実施形態に係る反力発生装置１９について具体的に説明する。反力発生装置１９は、ベース部６、ドーム部７およびトップ部２０を具備し、鍵盤装置１４の鍵４とハンマ１６とが回動自在に支持されているフレーム２に配置されている。

トップ部２０は、ドーム部７の屋根７ｂから鍵盤装置１４のハンマ１６に向かって突出した中実のブロック状に形成されている。トップ部２０は、突出側の先端部分にハンマ１６との接触面２０ａが形成されている。反力発生装置１９は、所定の操作量θ以上の操作がされたハンマ１６がトップ部２０の接触面２０ａの全面に接触するように構成されている。

このように構成される反力発生装置１９は、鍵盤装置１４の鍵４の操作によりハンマ１６が所定の操作量θ以上に操作されたとき、トップ部２０がハンマ１６の操作に追従してハンマ１６の回動角度と同一の角度で押圧されるように構成されている。また、反力発生装置１９は、基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとがハンマ支点部１５側の任意の位置で交わるように構成されている。従って、反力発生装置１９は、操作されるハンマ１６に常に接触していなくてもドーム部７の一部分が他の部分と大きく異なる変形の態様を示すことがない。すなわち、反力発生装置１９は、トップ部２０に接触したときのハンマ１６の操作量に関わらずドーム部７の変形の割合がドーム部７全体で均一に近づいて局所的な変形が抑制される。これにより、ドーム部７の変形による鍵４への反力特性を滑らかにすることができる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明に係る反力発生装置５・９・１２・１９は、電子鍵盤楽器の鍵盤装置に適用した実施形態として説明したがこれに限定されるものではなく、操作される操作子を具備する装置であればよい。また、第一実施形態、第二実施形態および第三実施形態に係る反力発生装置５・９・１２の別実施形態として、基準交線ＳＬが鍵４の回動軸３ａの軸心と一致するようにドーム部７を構成してもよい。また、第四実施形態に係る反力発生装置１９の別実施形態として、基準交線ＳＬが鍵盤装置１４のハンマ支点部１５の中心と一致するようにドーム部７を構成してもよい。

例えば、図９に示すように、第一実施形態に係る反力発生装置５においては、基準交線ＳＬが鍵４の回動軸３ａの軸心と一致するように構成することで、鍵４の操作によるトップ部８の押圧量に対するドーム部７の側壁７ａの突出高さの割合がドーム部７全体で均一になる。すなわち、反力発生装置５は、鍵４の操作によるドーム部７の変形の割合がドーム部７全体で均一になる。つまり、反力発生装置５のドーム部７における変形量や変形の態様は、基準交線ＳＬと鍵４の回動軸３ａの軸心とが一致しない場合に比べて更に均一に近づく。これにより、ドーム部７の変形による鍵４への反力特性をより一層滑らかにすることができる。

また、反力発生装置５では、ベース部６の他側平面視におけるドーム部７の形状を長円状としたがこれに限定するものではない。たとえば、ベース部６の他側平面視において円形状や楕円状に構成してもよい。また、反力発生装置５は、ドーム部７の形状だけでなくドーム部７の側壁７ａ、曲面７ｃおよび屋根７ｂの厚みを調整することでドーム部７の変形の態様を調整してもよい。これにより、ドーム部７の変形による鍵４への反力特性をより一層滑らかにすることができる。なお、他の実施形態に係る反力発生装置９・１２・１９においても同様である。

また、図１０に示すように、第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態および第四実施形態に係る反力発生装置５・９・１２・１９の別実施形態として、少なくとも一つ以上の鍵スイッチ部２１を具備する構成でもよい。例えば、第一実施形態に係る反力発生装置５では、鍵スイッチ部２１がトップ部８からベース部６に向かって膨出した中空の椀状に形成されている。鍵スイッチ部２１は、ベース部６側の端部にベース部６に対向するようにしてカーボン等の導電体からなる可動接点２１ａが設けられている。

このように構成される反力発生装置５は、フレーム２に設けられた楽音信号を生成するための基板２２上に配置されている。反力発生装置５は、トップ部８が鍵４の操作によって押圧されることで鍵スイッチ部２１が基板に近づくように変形する。反力発生装置５は、鍵４の操作量が所定量に到達すると、鍵スイッチ部２１の可動接点２１ａが基板２２に構成されている固定接点２２ａに接触して楽音信号が生成される。

なお、各実施形態において、反力発生装置５・９・１２・１９のトップ部８・１１・２０は、中実であるものに限らず、筒状にドーム部７・１０・１３の屋根７ｂ・１０ｂ・１３ｂの周縁から突出したものでもよい。
第一実施形態から第三実施形態に係る反力発生装置５・９・１２のトップ部８・１１の接触面と鍵４とが常に接する例を示したが、鍵４を操作する行程の途中から接するものでもよい。
各実施形態において、操作子（鍵４）の回動支点として軸状の例を示したが、操作子の回動端側に薄板状のヒンジ部を設け、このヒンジ部がたわむことで操作子を回動自在に支持するタイプの操作子にも適用できる。この場合、ヒンジ部が回動支点に相当する。
第一実施形態と第二実施形態に係る反力発生装置５・９がフレーム２に直接設けられている例を示したが、図８に記載の反力発生装置１９や図１０に記載の反力発生装置５と同様に、フレーム２に基板等の中間部財を設け、この中間部材上に反力発生装置を設けてもよい。つまり、フレーム２に対して間接的に反力発生装置が設けられてもよい。
反力発生装置５・９・１２・１９のベース部６をフレーム２または中間部材に固定する方法として、ベース部６の一側面に固定用突出部を形成してフレーム２に固定する例を示したが、フレーム２等に固定用突出部を設けてベース部６に形成された孔に挿入して固定する方法、接着によりフレーム２等に固定する方法、もしくはその他の方法でフレーム２等に固定できればよい。

３ａ 回動軸、４ 鍵、５ 反力発生装置、６ ベース部、７ ドーム部、８ トップ部、ＢＰ 基端側平面、ＴＰ 先端側平面

Claims (5)

1. 操作者の押圧操作により回動する操作子が回動自在に支持される機台に直接または間接的に取り付けられるベース部と、
   前記ベース部から膨出するドーム部と、
   前記ドーム部の膨出側先端に設けられ、操作される前記操作子または当該操作子に連動する部材によって前記ベース部に近接する側へ押圧されるトップ部と、を備え、
   前記トップ部が前記操作子によって押圧された際に前記ドーム部が弾性変形にすることにより反力を発生する反力発生装置において、
   互いに隣接する前記ベース部と前記ドーム部との交線を含む基端側平面と、互いに隣接する前記ドーム部と前記トップ部との交線を含む先端側平面とが、前記操作子の回動支点側で交わるように前記ドーム部が構成され、
   前記基端側平面と前記先端側平面との交線が、前記操作子の回動支点に一致するように構成される反力発生装置。
2. 操作者の押圧操作により回動する操作子が回動自在に支持される機台に直接または間接的に取り付けられるベース部と、
   前記ベース部から膨出するドーム部と、
   前記ドーム部の膨出側先端に設けられ、操作される前記操作子または当該操作子に連動する部材によって前記ベース部に近接する側へ押圧されるトップ部と、を備え、
   前記トップ部が前記操作子によって押圧された際に前記ドーム部が弾性変形にすることにより反力を発生する反力発生装置において、
   互いに隣接する前記ベース部と前記ドーム部との交線を含む基端側平面と、互いに隣接する前記ドーム部と前記トップ部との交線を含む先端側平面とが、前記操作子の回動支点側で交わるように前記ドーム部が構成され、
   前記基端側平面と前記先端側平面との交線に平行かつ前記基端側平面に対して垂直な面における前記ドーム部の断面形状が、前記基端側平面と前記先端側平面との交線からの距離が大きくなるにつれて拡大するように構成される反力発生装置。
3. 操作者の押圧操作により回動する操作子が回動自在に支持される機台に直接または間接的に取り付けられるベース部と、
   前記ベース部から膨出するドーム部と、
   前記ドーム部の膨出側先端に設けられ、操作される前記操作子または当該操作子に連動する部材によって前記ベース部に近接する側へ押圧されるトップ部と、を備え、
   前記トップ部が前記操作子によって押圧された際に前記ドーム部が弾性変形にすることにより反力を発生する反力発生装置において、
   互いに隣接する前記ベース部と前記ドーム部との交線を含む基端側平面と、互いに隣接する前記ドーム部と前記トップ部との交線を含む先端側平面とが、前記操作子の回動支点側で交わるように前記ドーム部が構成され、
   前記ドーム部における前記操作子の回動支点の反対側の側面が、前記基端側平面と前記
   先端側平面との交線を中心とする円弧状に構成される反力発生装置。
4. 操作者の押圧操作により回動する操作子が回動自在に支持される機台に直接または間接的に取り付けられるベース部と、
   前記ベース部から膨出するドーム部と、
   前記ドーム部の膨出側先端に設けられ、操作される前記操作子または当該操作子に連動する部材によって前記ベース部に近接する側へ押圧されるトップ部と、を備え、
   前記トップ部が前記操作子によって押圧された際に前記ドーム部が弾性変形にすることにより反力を発生する反力発生装置において、
   互いに隣接する前記ベース部と前記ドーム部との交線を含む基端側平面と、互いに隣接する前記ドーム部と前記トップ部との交線を含む先端側平面とが、前記操作子の回動支点側で交わるように前記ドーム部が構成され、
   前記トップ部は、少なくとも前記回動支点側および前記回動支点側とは反対側において、前記ドーム部に接続されている反力発生装置。
5. 操作者の押圧操作により回動する操作子が回動自在に支持される機台に直接または間接的に取り付けられるベース部と、
   前記ベース部から膨出するドーム部と、
   前記ドーム部の膨出側先端に設けられ、操作される前記操作子または当該操作子に連動する部材によって前記ベース部に近接する側へ押圧されるトップ部と、を備え、
   前記トップ部が前記操作子によって押圧された際に前記ドーム部が弾性変形にすることにより反力を発生する反力発生装置において、
   互いに隣接する前記ベース部と前記ドーム部との交線を含む基端側平面と、互いに隣接する前記ドーム部と前記トップ部との交線を含む先端側平面とが、前記操作子の回動支点側で交わるように前記ドーム部が構成され、
   前記トップ部は、前記操作子または当該操作子と連動する部材に対して面で接触し、
   前記トップ部は、前記操作子または当該操作子と連動する部材に接触される領域において、前記回動支点に近いほど前記トップ部の高さが大きくなる領域を含む反力発生装置。

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