JPH01223935A - Striking power detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
二の発明は電子音板楽器等に使用される打撃力検出装置
に間し、打撃による電極間の接触抵抗値の変化を表す電
圧信号の出力時間が打撃力に正特性を有して対応するこ
とから、この出力時間を検出することにより、打撃力を
正確に検出するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The second invention relates to a striking force detection device used in electronic tone plate musical instruments, etc., in which the output time of a voltage signal representing a change in contact resistance value between electrodes due to a strike is proportional to the striking force. Since the impact force has a characteristic and corresponds to the impact force, the impact force can be accurately detected by detecting this output time.
［従来の技術］
従来、この種の打撃力検出装置としては、例えば本願出
願人による先願（特願昭６１−２４３５３８号）明、１
Ｆにおいて開示するものが知られていた。[Prior Art] Conventionally, this type of impact force detection device has been disclosed, for example, in a previous application (Japanese Patent Application No. 1983-243538) filed by the applicant of the present application.
What was disclosed in F was known.
このような従来の打撃力検出装置では、導電性シリコン
ゴム層と導電体層との間に絶縁ゴム層を介在してこれら
を対向配置し、これらの導電性シリコンゴム層と導電体
層との間に所定の電圧を印加している。In such a conventional impact force detection device, an insulating rubber layer is interposed between the conductive silicone rubber layer and the conductor layer, and these are arranged facing each other. A predetermined voltage is applied between them.
外力が作用して導電性コム層が弾性変形し、導電体層に
接触してこれらの間に電流が流れる。When an external force acts, the conductive comb layer elastically deforms, contacts the conductive layer, and current flows between them.
この場合、導電性シリコンゴム層と導電体層との間の接
触抵抗値はほぼ一定値となり、これらに接続した電子回
路にほぼ一定の電圧を供給するものである。In this case, the contact resistance value between the conductive silicone rubber layer and the conductor layer is a substantially constant value, and a substantially constant voltage is supplied to the electronic circuit connected thereto.
しかしながら、このような従来装置にあっては、外力の
作用の有無を検出することしかできず、その強さは検出
することはできなかった。However, such conventional devices can only detect the presence or absence of an external force, but cannot detect its strength.
そこで、本願出願人は、先願として、打撃位置によりそ
れらの導電性シリコンゴム層と導電体層との間の接触面
積を異ならせて、その接触抵抗値を変化させる打撃力検
出装置を提案している。これは、該電極間の接触抵抗値
の変化に対応して電子回路を流れる電流の電圧降下直を
変化させ、異なる電圧値信号を発生させるものである（
第１０図）。Therefore, as a prior application, the applicant of the present application has proposed a striking force detection device that changes the contact resistance value by varying the contact area between the conductive silicone rubber layer and the conductive layer depending on the striking position. ing. This changes the voltage drop of the current flowing through the electronic circuit in response to changes in the contact resistance between the electrodes, generating different voltage signals (
Figure 10).
［発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら、このよう−な先願に係る打撃力検出装置
にあっては、打撃力検出回路においてその出力電圧の高
低（ピーク値）を打撃力の強度として検出しており、そ
の打撃力強度特性は、第１１図のグラフにおいて示すよ
うに、負特性、飽和特性を示している。これは打撃力強
度がある限界を、越えると導電性シリコンゴム自体か伸
延してしまい、導電物質そのものが過疎化してしまうか
らである。 すなわち、先順に係る打撃力検出装置に
あっては、出力電圧のピーク値か不明確となり、一定の
強さ以上の打撃力の強さの判定が不正確になっているお
それがあるという問題点が生していた。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the impact force detection device according to the prior application, the impact force detection circuit detects the level (peak value) of the output voltage as the intensity of the impact force. As shown in the graph of FIG. 11, its striking force strength characteristics exhibit negative characteristics and saturation characteristics. This is because if the impact strength exceeds a certain limit, the conductive silicone rubber itself will be stretched, and the conductive material itself will be depopulated. In other words, in the striking force detection device related to the first order, the peak value of the output voltage is unclear, and there is a risk that the determination of the strength of the striking force above a certain level may be inaccurate. was alive.
そこで、本発明こよ、打撃力強度を正確に検出すること
のできろ打撃力検出装置を提供することをその目的とし
ている。Therefore, it is an object of the present invention to provide a striking force detection device that can accurately detect the intensity of striking force.
［問題点を解決するための手段］
本発明は、打撃力を検出してこれζこ対応する電圧信号
を出力する圧電変換手段と、この電圧信号の出力時間を
検出して時間信号を出力する出力時間検出手段と、この
時間信号に基づいて打撃力の強さを表す打撃力信号を形
成する打撃力信号形成手段と、を備えた打撃力検出装置
を提供するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention includes piezoelectric conversion means that detects impact force and outputs a corresponding voltage signal, and detects the output time of this voltage signal and outputs a time signal. A striking force detecting device is provided that includes an output time detecting means and a striking force signal forming means for forming a striking force signal representing the strength of the striking force based on the time signal.
［作用コ
本発明に係る打撃力検出装置によれ−よ、まず、圧電変
換手段によって打撃力を検出してこの打撃力に対応する
電圧信号を出力する。そして、出力時間検出手段は、こ
の電圧信号の出力時間を検出してその出力時間に対応し
た時間信号を出力する。[Operation] According to the impact force detection device according to the present invention, first, an impact force is detected by the piezoelectric conversion means, and a voltage signal corresponding to this impact force is output. The output time detection means detects the output time of this voltage signal and outputs a time signal corresponding to the output time.
この電圧信号の出力時間がその打撃力強度に対して正特
性を示しており、導電物質の過疎化の影響を受けないか
らである。さらに、打撃力信号形成手段が、この時間信
号に基づいて打撃力の強さを表す打撃力信号を形成する
ものである。この結果、正確に打撃力強度を検出するこ
とかできる。This is because the output time of this voltage signal exhibits a positive characteristic with respect to the impact force intensity, and is not affected by depopulation of the conductive material. Further, the striking force signal forming means forms a striking force signal representing the strength of the striking force based on this time signal. As a result, it is possible to accurately detect the impact force intensity.
［実施例コ
以下、本発明に係る打撃力検出装置の実施例を図面を参
照して説明する。[Example 7] Hereinafter, an example of the impact force detection device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
監上塞立±
第１図〜第９図は本発明に係る打撃力検出装置の第１実
施例を示すものである。1 to 9 show a first embodiment of the impact force detection device according to the present invention.
第１図は本発明の第１実施例に係る打撃力検出装置の全
体構成を示すそのブロック図である。第２図は第１実施
例の打撃力検出装置の打撃部を示すその縦断面図である
。第３図は同じくその打撃部の電極構成を示す平面図で
ある。第４図はその出力時間検出手段を示す回路図であ
る。第５図はその出力時間検出回路の出力波形を示すグ
ラフである。第６図及び第７図はそれぞれ第１実施例の
打撃部での打撃状態を示す第３図及び第４図に対応する
図である。第８図は第１実施例の圧電変換手段による出
力電圧の波形図である。そして、第９図は該出力電圧の
出力時間と打撃力強度との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a striking force detection device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the striking portion of the striking force detecting device of the first embodiment. FIG. 3 is a plan view showing the electrode configuration of the striking portion. FIG. 4 is a circuit diagram showing the output time detection means. FIG. 5 is a graph showing the output waveform of the output time detection circuit. 6 and 7 are diagrams corresponding to FIGS. 3 and 4, respectively, showing the striking state of the striking portion of the first embodiment. FIG. 8 is a waveform diagram of the output voltage by the piezoelectric conversion means of the first embodiment. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the output time of the output voltage and the impact force intensity.
まず、第１図に示すように、この打撃力検出装置は、打
撃力を検出してこれに対応する電圧信号を出力する圧電
変換手段１１と、この電圧信号の出力時間を検出して時
間信号を出力する出力時間検出手段１３と、この時間信
号に基づいて打撃力の強さを表す打撃力信号を形成する
打撃力信号形成手段ｌδと、を備えたものである。First, as shown in FIG. 1, this impact force detection device includes a piezoelectric conversion means 11 that detects impact force and outputs a voltage signal corresponding to the impact force, and a time signal that detects the output time of this voltage signal. This device includes an output time detection means 13 for outputting the time signal, and a striking force signal forming means lδ for forming a striking force signal representing the strength of the striking force based on the time signal.
圧電変換手段１１は、第２図に示すように、木製の支持
板２１−ヒに高分子フィルム等の電極部材２３を配設し
ている。電極部材２３の上面には、第４図に示すように
、櫛歯状に配置した一対の電％ ２４ Ａ、２４Ｂが形
成されており、絶縁性ゴム等のスペーサ２５を介在して
その上方には導電ゴム部材２７が配設されている。すな
わち、導電コム部材２７は外力の作用に応して弾性変形
するもので、所定間隔’ｄｔｔでこれに対向配置された
一対の電極２４Ａ、２４Ｂ間を短絡するものである。As shown in FIG. 2, the piezoelectric conversion means 11 has an electrode member 23 such as a polymer film disposed on a wooden support plate 21-H. As shown in FIG. 4, on the upper surface of the electrode member 23, a pair of electrodes 24A and 24B arranged in a comb-teeth pattern is formed, and a spacer 25 made of insulating rubber or the like is interposed therebetween. A conductive rubber member 27 is provided. That is, the conductive comb member 27 is elastically deformed in response to the action of an external force, and short-circuits a pair of electrodes 24A and 24B disposed opposite to it at a predetermined interval 'dtt.
また、この導電ゴム部材２７の上面は被打撃部となるゴ
ム２９が貼着されている。さらに、一対の電極２４Ａ、
２４Ｂには取出用端子を介して所定の電圧が印加されて
いる。Furthermore, a rubber 29 that serves as a portion to be hit is adhered to the upper surface of the conductive rubber member 27. Furthermore, a pair of electrodes 24A,
A predetermined voltage is applied to 24B via an extraction terminal.
この圧電変換手段１１は、例えばマレット等により導電
ゴム部材が弾性変形して電極に接触する場合、その接触
面積（接触抵抗値）が変化することに着目したものであ
る。すなわち、例えばマレット等による打撃速度の大小
（打撃力強度に相間するものとする）が、導電ゴム部材
２７が一対の電極２４Ａ、２４Ｂ間を短絡する場合その
電気抵抗の変化速度に正特性を有して対応することを利
用しているものである。すなわち、打撃力強度が大きい
場合は、出力電圧の出力時間が短いことに対応させたも
のである。第６図及び第７図はマレット３１による打撃
状態を示している。第８図はこの圧電変換手段１１ζこ
よるこの出力電圧の波形図である。図中実線は打撃強度
が大の場合、仮想線は小の場合をそれぞれ示している。This piezoelectric transducer 11 focuses on the fact that when a conductive rubber member is elastically deformed by a mallet or the like and comes into contact with an electrode, the contact area (contact resistance value) changes. That is, for example, the speed of impact with a mallet or the like (which is correlated to the intensity of impact force) has a positive characteristic on the rate of change in electrical resistance when the conductive rubber member 27 short-circuits the pair of electrodes 24A, 24B. It is used to respond by That is, when the striking force intensity is high, the output voltage output time is short. FIGS. 6 and 7 show the state of hitting with the mallet 31. FIG. 8 is a waveform diagram of this output voltage due to this piezoelectric conversion means 11ζ. In the figure, the solid line indicates the case where the impact strength is high, and the imaginary line indicates the case where the impact strength is low.
第９図は打撃力強度（横軸）とこの出力時間（縦軸）と
の関係を示している。FIG. 9 shows the relationship between impact force intensity (horizontal axis) and output time (vertical axis).
なお、この圧電変換手段１１は上記スペーサ２５を適当
に異なる間隔を有して配設してもよい。Note that the piezoelectric conversion means 11 may have the spacers 25 disposed at appropriately different intervals.
打撃位置毎に接触抵抗値を変化させることも考えられる
ものである。It is also conceivable to change the contact resistance value for each impact position.
第４図はこの実施例に係る出力時間検出手段１３の一例
としての回路を示している。FIG. 4 shows a circuit as an example of the output time detection means 13 according to this embodiment.
この図において、マレット等による打撃についてその打
撃力強度（打撃速度）に対応して可変抵抗１ａＲｘが変
化するものであり、Ｘ点の電位Ｖｘがこの変化に対応し
て変化するものである。従って、コンパレータ４１は基
準電圧Ｖｓとこの電位Ｖｘとを比較してＹ端子より第５
図に示す打撃力の強度（打撃速度）に対応した矩形波の
信号を出力する。第５図において、長い出力時間Ｔ１は
打撃力強度が弱くゴム同士の接触時間が長い場合、短い
出力時間Ｔ２は打撃力強度が強い場合である。In this figure, the variable resistance 1aRx changes in response to the impact force intensity (hitting speed) when struck with a mallet or the like, and the potential Vx at point X changes in response to this change. Therefore, the comparator 41 compares the reference voltage Vs with this potential Vx and
A rectangular wave signal corresponding to the intensity of impact force (impact speed) shown in the figure is output. In FIG. 5, a long output time T1 corresponds to a case where the impact force intensity is weak and the contact time between the rubber pieces is long, and a short output time T2 corresponds to a case where the impact force intensity is strong.
そして、この出力時間信号は打撃力信号形成手段１５に
よって打撃力信号として形成されるものである。さらに
、この打撃力信号を音源回路に音量レベル信号号として
出力するものとする。This output time signal is then formed as a striking force signal by the striking force signal forming means 15. Furthermore, this striking force signal is outputted to the sound source circuit as a volume level signal.
なお、この第５図に示す矩形波パルスはその時間Ｔ１、
Ｔ２を例えば基準パルスによってカウントしてその数値
を音量レベル信号として使用したり、ざらには、この矩
形波出力の立上り、立下りをキーの０Ｎ−ＯＦＦ、その
他のデータのＯＮ・ＯＦＦ信号として使用してもよい。Note that the rectangular wave pulse shown in FIG. 5 has a time T1,
For example, T2 can be counted using a reference pulse and the value can be used as a volume level signal, or roughly speaking, the rise and fall of this square wave output can be used as ON/OFF signals for keys and ON/OFF signals for other data. You may.
［効果］
以上説明してきたように、本発明によれば、打撃力の強
度を正確に検出することができろ。これは導電物質の過
疎化の影響を受けないからである。[Effects] As explained above, according to the present invention, the intensity of impact force can be accurately detected. This is because it is not affected by depopulation of the conductive material.
第１図は本発明の第１実施例に係る打撃力検出装置の全
体構成を示すそのブロック図、第２図は第１実施例の打
撃力検出装置の打撃部を示すその縦断面図、
第３図は同じくその打撃部の電極構成を示す平面図、
第４図はその出力時間検出手段を示す回路図、第５図は
その出力時間検出回路の出力波形を示すグラフ、
第６図は第１実施例の打撃状態を示す打撃部の縦断面図
、
第７図は第１実施例の打撃位置を示す電極構成部分の平
面図、
第８図は第１実施例の圧電変換手段による出力電圧の波
形図、
第９図は該出力電圧の出力時間と打撃力強度との関係を
示すグラフ、
第１０図は先願に係る打撃力検出装置の出力電圧の波形
図、
第１１図はその出力電圧のビーク直と打撃力強度との関
係を示すグラフである。
１１・・・・・・・・・圧電変換手段、１３・・・・・
・・・・出力時間検出手段、１５・・・・・・・・・打
撃力信号形成手段。
特許出願人 ヤマハ株式会社代理人
弁理士 桑井 清−′２１
第２図
あ１室！！！使の打！槌のｆｉ噴面辺
第３図 −
％１室売勿のｔ掻ム塚１丞ず早面図
第４図
％１を抱例の８７］時間検出手段の回路図トーーＴ１−
一→
第５図
出力お間接出回路の出力波心間
、／３１
ｆ−ゝく
第６＠
纂１賞舟′佼］の打撃状へ５元す織断面団第７図 −
打撃供！乞元丁箒面閃
第８図
第１賞方例の三電室梗＋段Ｌｆ＞出力電圧の波形図第９
図
出力零圧の出力晧間ヒ打！力強度ヒの関係１示すグラフ
第１０図
先ｍａｒの出力電圧と尽すグラフ
第１１図
先瀬浸１のｎ！力強度侍俸と示すグラフ−９−続ネｉ１
ｉ ｉ正甲ト（自発）
昭和６３年３月１５日FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a striking force detecting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the striking part of the striking force detecting device according to the first embodiment. 3 is a plan view showing the electrode configuration of the striking part, FIG. 4 is a circuit diagram showing the output time detection means, FIG. 5 is a graph showing the output waveform of the output time detection circuit, and FIG. FIG. 7 is a plan view of the electrode component showing the striking position of the first embodiment; FIG. 8 is a diagram showing the output voltage by the piezoelectric conversion means of the first embodiment; FIG. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the output time of the output voltage and the striking force intensity. FIG. 10 is a waveform diagram of the output voltage of the striking force detection device according to the earlier application. FIG. 11 is the output. It is a graph showing the relationship between the voltage peak directivity and the impact force intensity. 11...Piezoelectric conversion means, 13...
. . . Output time detection means, 15 . . . Impact force signal forming means. Patent applicant Yamaha Corporation agent
Patent Attorney Kiyoshi Kuwai-'21 Figure 2 A1 Room! ! ! The messenger's attack! Fig. 3 of the fi spout side of the mallet - Fast view of the %1 chamber and the t-shaped mound of the %1 chamber Fig. 4 87 of the example holding %1] Circuit diagram of the time detection means T1-
1 → Fig. 5 Output between the output wave centers of the output relay circuit, /31 Figure 8 Figure 1: Example of three electric chambers + stage Lf > Waveform diagram of output voltage Figure 9
Figure Output zero pressure output Akima hit! Graph showing the relationship between force intensity and 1. Figure 10. Graph showing the output voltage of mar and Figure 11. Graph showing power strength samurai salary-9-Continued i1
ii Seikoto (voluntary) March 15, 1988
Claims (2)
する圧電変換手段と、 この電圧信号の出力時間を検出して時間信号を出力する
出力時間検出手段と、 この時間信号に基づいて打撃力の強さを表す打撃力信号
を形成する打撃力信号形成手段とを備えたことを特徴と
する打撃力検出装置。(1) Piezoelectric conversion means that detects impact force and outputs a voltage signal corresponding to the impact force; Output time detection means that detects the output time of this voltage signal and outputs a time signal; Based on this time signal. A striking force detection device comprising: striking force signal forming means for forming a striking force signal representing the strength of striking force.
より接触する一対の導体と、 これらの一対の導体の接触時に通電する通電手段とを有
する特許請求の範囲第１項記載の打撃力検出装置。(2) The piezoelectric conversion means has a pair of conductors which are disposed facing each other at a predetermined distance and come into contact with each other by elastic deformation, and an energizing means which energizes when these pair of conductors come into contact. The impact force detection device according to scope 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63050277A JP2576571B2 (en) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | Impact force detection device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP63050277A JP2576571B2 (en) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | Impact force detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01223935A true JPH01223935A (en) | 1989-09-07 |
| JP2576571B2 JP2576571B2 (en) | 1997-01-29 |
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ID=12854442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63050277A Expired - Fee Related JP2576571B2 (en) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | Impact force detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576571B2 (en) |
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Also Published As
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| JP2576571B2 (en) | 1997-01-29 |
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