JPH0683350A - 電子楽器用操作子装置 - Google Patents

電子楽器用操作子装置

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JPH0683350A
JPH0683350A JP4255622A JP25562292A JPH0683350A JP H0683350 A JPH0683350 A JP H0683350A JP 4255622 A JP4255622 A JP 4255622A JP 25562292 A JP25562292 A JP 25562292A JP H0683350 A JPH0683350 A JP H0683350A
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JP
Japan
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musical instrument
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electronic musical
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strain gauge
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Takamichi Masubuchi
孝道 増渕
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Yamaha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 演奏者が加える力をより正確に検出すること
のできる電子楽器用操作素子を提供する。 【構成】一端を回転可能に支持された第1の回転部材
(3,6)と、一端を回転可能に設けられた第2の回転
部材(8)と、第2の回転部材を、第1の回転部材と当
接する方向に付勢するバネ(9)と、第1の回転部材上
に設けられた歪みゲージ(G)と、を備えることを特徴
とする、電子楽器用操作子装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子楽器用操作子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、鍵盤型電子楽器においては、操作
子(キー)の操作速度や押下後の操作子に加わる力Fを
検出して楽音を制御することが行なわれている。また平
面操作子においては演奏操作された位置と加圧力を検出
することも行なわれている。
【0003】たとえば操作子の下に圧電素子、弾性抵抗
体等のセンサを設け、鍵盤等の操作子のアフタタッチを
検出することは従来から公知である。このセンサにより
操作子に加えられている力等のアフタタッチを検出して
楽音を制御していた。
【0004】ところで、鍵盤系の運動方程式は、 m×(d2 x/dt2 )+c1 ×(dx/dt)+c2 ×x=F ・・・式1 で表される。ただし、mはキーの質量、xはキーの変
位、c1 は鍵盤系の粘性抵抗係数、c2 は鍵盤系の弾性
係数である。
【0005】d2 x/dt2 、dx/dt、xは、キー
の変位あるいはハンマの変位を連続的に検出することに
より求めることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】式1において、c1 お
よびc2 はそれぞれ変位および速度によって変化する。
さらに、c1 およびc2 はキー毎にばらつきを有する。
【0007】したがって、変位を基にして、演奏者の加
える力の値を正確に知ることは困難である。本発明の目
的は、演奏者が加える力をより正確に検出することので
きる電子楽器用操作子を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電子楽器用操作
子装置は、一端を回転可能に支持された第1の回転部材
と、一端を回転可能に設けられた第2の回転部材と、第
2の回転部材を、第1の回転部材と当接する方向に付勢
するバネと、第1の回転部材上に設けられた歪みゲージ
と、を備えることを特徴とする。
【0009】例えば、第1の回転部材は、演奏者の指に
より押圧される操作体と、該操作体の押圧力を第2の回
転部材に伝達する伝達部材とを有し、歪みゲージを伝達
部材上に、あるいは操作体上に設けるよう構成してもよ
い。
【0010】
【作用】演奏者が指で操作体を下方に押圧すると、第1
の回転部材(例えば操作体および伝達部材から構成して
もよい)が、第2の回転部材からの反力に対抗しながら
下降してゆく。
【0011】例えば、歪みゲージを伝達部材上に設けた
場合、第1の回転部材上の指の位置と第1の回転部材の
回転支点間の距離をa、伝達部材と第2の回転部材との
当接位置と回転支点間の距離をb、伝達部材と第2の回
転部材との当接位置と歪みゲージ間の距離をcとし、歪
みゲージが受ける曲げモーメントをMとすると、演奏者
による押圧力Fは、 F=M×{b/(a×c)} となる。
【0012】また、曲げモーメントMは歪みゲージの抵
抗変化を△Rとすると、 M=z×k×△R である。
【0013】したがって、 F=z×k×△R×{b/(a×c)} となる。
【0014】上式から分るように、Fは第1、第2の回
転部材の変位量や移動速度には影響されない。また、各
操作子の形状を同一にし、各操作子毎の、歪みゲージの
位置を同一とすれば、b,c,zが一定値となる。
【0015】また、例えば、操作体上に歪みゲージを設
けた場合は、演奏者による押圧力Fは、 F=(z×k×△R)/d となる。ただし、dは操作体上の指の位置と歪みゲージ
間の距離である。
【0016】上式から分るように、この場合のFも、第
1、第2の回転部材の変位量や移動速度には影響されな
い。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
1は本発明の電子楽器用操作子装置の一実施例の断面図
である。
【0018】図において、電子楽器用操作子2は、支持
フレーム1に取付けられた回転支点4を中心として回転
可能な操作体3と、同じく支持フレーム1に取付けられ
た支点10を中心として回転可能な質量体8とを有す
る。
【0019】操作体3の右端には伝達部材6の一端が固
定されている。該伝達部材6の先端には突出部6Aが形
成されている。この突出部6Aは質量体8と当接してい
る。操作体3は、演奏者の指から押圧力を受ける部材で
あり、この押圧力は、伝達部材6を介して質量体8へ伝
達される。操作体3と伝達部材6は第1の回転部材を構
成する。また、質量体8は第2の回転部材を構成する。
【0020】質量体8は、該質量体8と支持フレーム1
間に設けられた板バネ9により、図面上時計回り方向に
付勢されている。この質量体8は、演奏者が操作体3を
押した時のタッチ感触に質感を与えて、自然楽器のピア
ノのキーのタッチ感触に近付けるためのものである。
【0021】支持フレーム1の左端には第1のストッパ
12および第2のストッパ14が設けられている。ま
た、操作子2は左端をコの字状に切り欠いて上当接面1
6および下当接面18とを形成している。
【0022】第1のストッパ12は上当接面16と当接
することにより操作体3の下方回転量を制限している。
また、第2のストッパ14は下当接面18と当接するこ
とにより、操作体3の上方回転量を制限している。
【0023】操作子2の操作体3上には歪みゲージGが
貼り付けられている。図示の状態においては、板バネ9
の付勢力によって伝達部材6および操作体3が図面上で
時計回り方向に回転し、操作体3の下当接面18が第2
のストッパ14と当接し、操作体3が最も高い位置に保
持されている。図示の状態から演奏者が操作体3を下方
に押圧すると、操作体3の下当接面18と第2のストッ
パ14とは離れ、操作体3および伝達部材6が、質量体
8からの付勢力に対抗しながら下降してゆく。
【0024】なお、本操作子2は複数個組み込んで電子
楽器を構成する。図2は図1に示した実施例の模式図で
あり、演奏者が操作体3を力Fで押した時の状態を示
す。
【0025】図に示すように、演奏者が押した場所と回
転支点4間の距離をa、伝達部材6の先端と回転支点4
間の距離をb、伝達部材6の先端と歪みゲージG間の距
離をcとし、伝達部材6の先端が質量体8から受ける付
勢力をPとすると、加速度を無視して静的釣合条件を仮
定すると、次式1、2が導かれる。 F×a=P×b・・・式1 M=P×c・・・式2 ただし、Mは歪みゲージが受ける曲げモーメントであ
る。式1、2より F=M×{b/(a×c)}・・・式3 一般的に曲げモーメントは材料の断面係数(z)×応力
に比例し、歪みゲージの抵抗変化△Rと応力σとは比例
する。すなわち、 M=z×σ σ=k×△R ただし、kは縦弾性係数およびポアソン比によって定ま
る定数であり、材料によって一定値である。
【0026】したがって、歪みゲージGが受ける曲げモ
ーメントをMとすると、この曲げモーメントは歪みゲー
ジGの抵抗変化△Rから次のように求めることができ
る。 M=z×k×△R・・・式4 式3、4より、 F=z×k×△R×{b/(a×c)}・・・式5 式5から分るように、Fは操作子2の変位量や移動速度
には影響されない。また、各操作子の形状を同一にし、
各操作子毎の、歪みゲージGの位置、突出部6Aの位置
を同一とすれば、b,c,zが一定値となる。
【0027】したがって、本実施例によれば、従来例に
比して演奏者が加える力をより正確に検出することがで
きる。また、本実施例によれば、アフタータッチのみな
らず、演奏者が指を操作体3に触れた直後から力Fを検
出することができる。
【0028】図3は本発明の電子楽器用操作子装置の他
の実施例の断面図である。本実施例においては、支持フ
レーム1に取付けられた回転支点4を中心として回転可
能な伝達部材6の右端近くに操作体3の一端が固定され
ている。また、この伝達部材6の左端をコの字状に切り
欠いて上当接面16および下当接面18とを形成してい
る。
【0029】第1のストッパ12は上当接面16と当接
することにより伝達部材6の下方回転量を制限し、第2
のストッパ14は下当接面18と当接することにより、
伝達部材6の上方回転量を制限している。
【0030】伝達部材6の中央部に下方に突出する突出
部6Aが形成され、該突出部6Aが質量体8と当接して
いる。操作体3の右端近くに歪みゲージGが貼り付けら
れている。
【0031】図4は図3に示した実施例の模式図であ
り、演奏者が伝達部材6を力Fで押した時の状態を示
す。演奏者が押した位置と歪みゲージG間の距離をdと
すると、力の釣合条件より、 M=F×d・・・式6 式4、6より F=(z×k×△R)/d・・・式7 式7から分るように、Fは操作子2の変位量や移動速度
には影響されない。また、各操作子の形状を同一にし、
各操作子毎の、歪みゲージGの位置を同一とすれば、
z,dが一定値となる。
【0032】したがって、本実施例によれば、従来例に
比して演奏者が加える力をより正確に検出することがで
きる。また、本実施例によれば、アフタータッチのみな
らず、演奏者が指を操作体3に触れた直後から力Fを検
出することができる。
【0033】以上、本発明を図面に示した実施例に基づ
いて説明したが、本発明はこの実施例には限定されず、
種々変形可能である。
【0034】
【発明の効果】本発明の電子楽器用操作子によれば、演
奏者が加える力を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電子楽器用操作子装置の一実施例の
断面図である。
【図2】 図1に示した実施例の模式図であり、演奏者
が操作体を押した時の状態を示す。
【図3】 本発明の電子楽器用操作子装置の他の実施例
の断面図である。
【図4】 図3に示した実施例の模式図であり、演奏者
が伝達部材を押した時の状態を示す。
【符号の説明】
G 歪みゲージ 1 支持フレーム 2 操作子
3 操作体 4 回転支点 6 伝達部材 6
A 突出部 8 質量体 9 板バネ 10 支
点 12 第1のストッパ 14 第2のストッパ
16 上当接面 18 下当接面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端を回転可能に支持された第1の回転
    部材と、 一端を回転可能に設けられた第2の回転部材と、 前記第2の回転部材を、前記第1の回転部材と当接する
    方向に付勢するバネと、 前記第1の回転部材上に設けられた歪みゲージと、を備
    えることを特徴とする、電子楽器用操作子装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008241885A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Yamaha Corp 電子楽器用鍵盤装置
JP2009075404A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Yamaha Corp 電子楽器の鍵盤装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008241885A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Yamaha Corp 電子楽器用鍵盤装置
JP2009075404A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Yamaha Corp 電子楽器の鍵盤装置

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