WO2015190177A1

WO2015190177A1 - 操作子操作検出装置

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Publication number: WO2015190177A1
Application number: PCT/JP2015/062365
Authority: WO
Inventors: 播本　寛; 大須賀　一郎
Original assignee: ヤマハ株式会社
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN106415709A; CN106415709B; JPWO2015190177A1; JP6525003B2

Abstract

　固定側接触面１０ａと可動側接点９ａとの間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる鍵操作検出装置５の提供を目的とする。　鍵４が回動自在に支持されるフレーム２に設けられる基板１０上に形成された固定側接触面１０ａと、フレーム２に設けられるベース部６と、ベース部６から膨出するドーム部７と、ドーム部７の膨出側先端に設けられるトップ部８と、トップ部８に設けられる可動側接点９ａとを備え、ドーム部７の弾性変形により固定側接触面１０ａと可動側接点９ａとが接触し、鍵４の操作信号を伝達する鍵操作検出装置５において、ベース部６とドーム部７との交線を含む基端側平面ＢＰと、ドーム部７とトップ部８との交線を含む先端側平面ＴＰとが、鍵４の回動軸３ａ側で交わり、固定側接触面１０ａを含む接点側平面ＣＰと基端側平面ＢＰとが鍵４の回動軸３ａで交わる。

Description

操作子操作検出装置

　本発明は操作子操作検出装置に関する。詳しくは、操作子の操作を検出する信号を伝達可能にする操作子操作検出装置に関する。

　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させるとともに操作子の操作を検出する信号を伝達可能にする操作子操作検出装置が知られている。操作子操作検出装置には、ゴム等の弾性部材を膨出させたドーム部と固定側接点部および可動側接点部が設けられている。操作子操作検出装置は、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。加えて、操作子操作検出装置は、操作子によって押圧されることにより固定側接点部に可動側接点部が接触し、操作子の操作を検出する信号を伝達可能に構成されている。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（操作子操作検出装置）は、固定側接点部と可動側接点部とからなる複数の鍵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。鍵スイッチは、機台に設けられた固定側接点部に対向するようにして弾性膨出部に可動側接点部が設けられている。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の屋根部分が内側に折れ曲がる座屈現象が発生し、可動側接点部が固定側接点部に接触する。この際、鍵操作検出装置は、弾性膨出部の鍵の回動支点に近い側と遠い側とで変形量の割合が異なる。従って、鍵操作検出装置は、固定側接点部の接触面と可動側接点部の接触面とが均一に接触せず、弾性膨出部の押圧方向に垂直な方向の力である押圧力のせん断方向の分力が発生する。これにより、鍵操作検出装置は、固定側接点部の接触面と可動側接点部の接触面との間で滑りや浮きを原因とするチャタリングが発生しやすくなり、接点の接触状態が不安定になる問題があった。

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、固定側接点と可動側接点との間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる操作子操作検出装置の提供を目的とする。

　即ち、本発明においては、回動支点を中心に回動する操作子が回動自在に支持される機台に設けられ、固定側接触面を有する固定側接点部と、前記機台に直接または間接的に設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、前記操作子によって前記固定側接点部に近接する側へ押圧されるトップ部と、前記トップ部に設けられ、前記固定側接点部と接触可能な可動側接点部と、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し、前記固定側接点部と前記可動側接点部とが接触することにより前記操作子の操作を検出する操作子操作検出装置において、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に近い側で交わるものであり、前記固定側接点部に形成される固定側接触面を含む接点側平面と前記基端側平面とが、前記操作子の回動支点に近い側で交わるように構成されるものである。

　また、本発明においては、前記固定側接点部と前記可動側接点部とが接触する際に前記固定側接触面に対して平行になる可動側接触面が、前記可動側接点部に形成されるものである。

　また、本発明においては、前記操作子は、前記回動支点を通る回動軸を中心に回動するものであり、前記基端側平面と前記先端側平面との交線が、前記操作子の前記回動軸に略一致するように構成されるものである。

　また、本発明においては、前記操作子は、前記回動支点を通る回動軸を中心に回動するものであり、前記接点側平面と前記基端側平面との交線が、前記操作子の前記回動軸に略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と前記トップ部との断面形状の長さが、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増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。
　また、本発明の操作子操作検出装置は、前記基端側平面及び前記先端側平面との交線と、前記基端側平面及び前記接点側平面の交線とが、略一致するように構成されるものである。
　また、本発明においては、前記固定側接触部は、前記機台に形成され、且つ、前記機台に形成された第1平面と交差する第2平面に形成されるものである。
　また、本発明においては、前記操作子は、前記トップ部の接触面を押圧する操作子押圧面を備え、前記第2平面は、前記操作子の前記操作が検出されているときに、前記操作子押圧面と略平行な状態となるものである。

　本発明によれば、回動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全周にわたって均一に近づくことで固定側接点に接触した可動側接点に加わる押圧力のせん断方向の分力が小さくなる。これにより、固定側接点と可動側接点との間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる。

（ａ）本発明に係る操作子操作検出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）本発明に係る操作子操作検出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）本発明に係る操作子操作検出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）本発明に係る操作子操作検出装置の第一実施形態における接点側平面と基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）本発明に係る操作子操作検出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ドーム部の変形の割合と可動接点部の移動の割合と示す拡大側面図（ｂ）同じく座屈現象が発生している状態でのドーム部の変形の割合を示す拡大側面図（ｃ）同じく座屈現象が進行した状態での可動接点部の移動の割合示す拡大側面図。（ａ）本発明に係る操作子操作検出装置の第二実施形態における側面の拡大部分断面図（ｂ）同じく可動側接点と固定側接点とが接触した状態を示す側面断面図。（ａ）本発明に係る操作子操作検出装置の第三実施形態における拡大上面図（ｂ）同じく拡大側面図（ｃ）図７（ａ）、図７（ｂ）におけるＸ矢視断面図、Ｙ矢視断面図、Ｚ矢視断面図。本発明に係る操作子操作検出装置の第四実施形態における拡大側面図。本発明に係る操作子操作検出装置の第一実施形態から第四実施形態において接点側平面、基端側平面および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。（ａ）本発明に係る操作子操作検出装置の第一実施形態から第四実施形態において接点側平面と基端側平面と間隔がベース部の下限値よりも小さい場合の側面部分断面図（ｂ）本発明に係る操作子操作検出装置の第一実施形態から第四実施形態において接点側平面と基端側平面と間隔がベース部の上限値よりも大きい場合の側面部分断面図（ｃ）本発明に係る操作子操作検出装置の第一実施形態から第四実施形態において接点側平面と基端側平面と間隔がベース部の下限値よりも小さい箇所とベース部の上限値よりも大きい箇所がある場合の側面部分断面図。

　＜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および操作子操作検出装置である鍵操作検出装置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、鍵４が操作されていないときにおいて、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には、各鍵４に対応する複数の鍵操作検出装置５が各鍵４に対向するように設けられている、つまり、鍵盤装置１は、鍵４と鍵４に対応する鍵操作検出装置５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に対応する鍵操作検出装置５が圧縮変形されることによって、鍵４の操作に対する反力を発生させるとともに鍵４の操作に対する信号が伝達されるように構成されている。

　次に、図１と図２とを用いて、本発明の第一実施形態に係る鍵操作検出装置５について具体的に説明する。鍵操作検出装置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）を発生させるとともに、鍵４の操作を検出する信号を伝達可能にするものである。図２に示すように、鍵操作検出装置５は、シリコンゴム等の弾性部材から構成されているベース部６、ドーム部（外側ドーム部）７、トップ部８、内側ドーム部９および絶縁体基材から構成される基板１０を具備する。
　また、フレーム２は、その上面に、鍵支点部３が形成された第１平面部２ｂ、鍵支点部３から第１平面部２ｂよりも遠い位置に形成された第２平面部２ｃ、及び鍵支点部３から第２平面部２ｃよりも遠い位置に形成された第３平面部２ｄを備えている。第１平面部２ｂ及び第３平面部２ｄは、鍵４の下面であり、トップ部８の鍵４との接触面である接触面８ａを押圧する後述の鍵押圧面４ｃと、鍵４が操作されていない状態において、略平行な状態とされている。また、第２平面部２ｃは、後述の図５（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、鍵４が操作（押圧）されている状態において、鍵押圧面４ｃと略平行な状態となるものである。

　ベース部６は、鍵操作検出装置５のうちの弾性部材から構成されているドーム部７、トップ部８および内側ドーム部９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いる。ベース部６は、一側平面が基板１０に密接するようにして突出部によって基板１０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、鍵操作検出装置５は、複数の鍵操作検出装置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、複数の鍵操作検出装置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、一つのベース部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、トップ部８を支持するものである。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７ｃが形成されている。ドーム部７の側壁７ａと屋根７ｃとは、曲面７ｂ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７ｃ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７ｃ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７ｃから突出するように形成されている。トップ部８は、ドーム部７の屋根７ｃと一体に形成されて、ドーム部７の屋根７ｃ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が形成されており、接触面８ａは、鍵４が操作者に押圧されたときに、鍵４の下面である鍵押圧面４ｃと接触する。

　内側ドーム部９は、基板１０の回路における鍵４の操作を検出する信号の伝達状態（入り状態又は切り状態）を切り替える可動側接点部である。内側ドーム部９は、ドーム部７の内部であってトップ部８の基板１０側から基板１０に向かって膨出した中空のドーム状に形成されている。内側ドーム部９の基端は、トップ部８に一体的に形成されるとともに内側ドーム部９の中空部分と外部とを連通する孔がトップ部８に形成されている。内側ドーム部９の先端には、カーボン等の導電体からなる可動側接点９ａがドーム形状に沿うようにして設けられている。内側ドーム部９は、鍵４によるトップ部８の押圧によって可動側接点９ａが基板１０の固定側接点である固定側接触面１０ａに接触するように構成されている。内側ドーム部９の可動側接点９ａが固定側接触面１０ａに接触することで基板１０の回路の信号の伝達状態を、信号が伝達されない状態（切り状態、鍵４が操作されていない状態）から信号が伝達される状態（入り状態、鍵４が操作された状態）に切り替える。これにより、基板１０の信号の伝達状態に基づいて、鍵４が操作を検出することができるのである。なお、本実施形態において、可動側接点９ａをドーム形状としたがこれに限定されるものではなく、基板１０の回路における伝達状態（入り状態又は切り状態）を切り替えることができるものであればよい。また、可動側接点９ａの数は、単数に限定されるものではない。

　基板１０は、鍵４の操作を検出する信号を伝達する回路が構成されている固定側接点部である。基板１０は、フレーム２に設けられている。また、基板１０には、図示しない複数の固定用の孔が形成されている。基板１０には、ベース部６の図示しない突出部が孔に挿入されてベース部６が密接するようにして固定されている。つまり、鍵操作検出装置５は、ベース部６、ドーム部７、トップ部８および内側ドーム部９が基板１０を介してフレーム２に設けられている。基板１０には、回路の一部に固定側接点である固定側接触面１０ａが設けられている。基板１０は、鍵４によるトップ部８の押圧によって固定側接触面１０ａに可動側接点９ａが接触するように構成されている。基板１０は、固定側接触面１０ａに可動側接点９ａが接触することで、信号の伝達状態が、信号が伝達される状態（入り状態）に切り替わる。なお、本実施形態において、固定側接触面１０ａの数は、単数に限定されるものではない。

　図１（ａ）に示すように、鍵操作検出装置５は、ドーム部７の長円状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、鍵操作検出装置５は、操作されていない状態の鍵盤装置１の鍵４にトップ部８の接触面８ａの全面が接触するように構成されている。つまり、鍵操作検出装置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、図３および図４を用いて、鍵操作検出装置５のベース部６とドーム部７と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、鍵操作検出装置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から定まる平面を含む仮想平面である基端側平面ＢＰ、および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から定まる平面を含む仮想平面である先端側平面ＴＰが、鍵４の回動軸３ａ側（鍵操作検出装置５の回動軸３ａに近い側）の任意の位置で交わるように構成されている。つまり、鍵操作検出装置５は、基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが、回動軸３ａ側で交わり、基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが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、鍵操作検出装置５は、基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが回動軸３ａと異なる同一線上（以下、単に「基準交線ＳＬ」と記す）で交わるように構成されている。鍵操作検出装置５は、ドーム部７の突出高さが基準交線ＳＬからの垂直距離に比例して増加するように構成されている。また、ベース部６の厚みは、回動軸３ａからの垂直距離に比例して減少するように構成されている。

　また、図１（ｂ）と図４とに示すように、鍵操作検出装置５は、基端側平面ＢＰと、基板１０に形成されている固定側接触面１０ａから定まる平面を含む仮想平面である接点側平面ＣＰ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、鍵操作検出装置５は、基端側平面ＢＰと接点側平面ＣＰとが、回動軸３ａ側で交わり、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、鍵操作検出装置５は、ベース部６の一側平面が接点側平面ＣＰに含まれ、他側平面が基端側平面ＢＰに含まれ、ベース部６の厚さが基準交線ＳＬからの垂直距離に比例して増加するように構成されている。また、鍵操作検出装置５は、接点側平面ＣＰが基準交線ＳＬを通過するように構成されている。すなわち、鍵操作検出装置５は、接点側平面ＣＰと基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが基準交線ＳＬにおいて交わるように構成されている。なお、鍵操作検出装置５は、基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰが基準交線ＳＬ以外の位置で交わるように構成されてもよい。

　次に、図２、図３、図４および図５を用いて、本発明の第一実施形態に係る鍵操作検出装置５について鍵４の操作時におけるドーム部７と内側ドーム部９との動作態様を具体的に説明する。図２に示すように、鍵操作検出装置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の操作による鍵操作検出装置５の変形量は、回動軸３ａからの垂直距離に比例して増加する。

　鍵盤装置１の鍵４が操作されていない場合、トップ部８の接触面８ａは、ドーム部７の変形を伴わずに鍵４に接触している。すなわち、鍵操作検出装置５は、鍵４の操作によるドーム部７の変形が生じないため反力を発生させていない。また、トップ部８に設けられている内側ドーム部９の可動側接点９ａは、基板１０の固定側接触面１０ａに接触していない。従って、基板１０の回路は、信号が伝達されない状態（切り状態）になっている。

　図５（ａ）に示すように、鍵盤装置１の鍵４が操作された場合、始めに鍵操作検出装置５は、鍵４の操作に追従してトップ部８が押圧される。これにより、ドーム部７は、主に屋根７ｃがドーム部７の内部（ベース部６）に向かって変形し、側壁７ａがドーム部７の外側に向かって変形する。つまり、ドーム部７は、屋根７ｃと曲面７ｂとが押圧方向に変形するとともに屋根７ｃと曲面７ｂ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。ドーム部７は、鍵４の操作量が増加するにつれて側壁７ａと屋根７ｃと曲面７ｂとの変形量が増加する。内側ドーム部９は、可動側接点９ａが基板１０の固定側接触面１０ａに接触していない。従って、基板１０の回路は、信号を伝達できない状態（切り状態）になっている。

　図５（ｂ）に示すように、鍵盤装置１の鍵４がさらに押動操作された場合、鍵操作検出装置５は、ドーム部７の変形態様が大きな変形を伴う曲面７ｂの座屈現象に移行する。具体的には、ドーム部７は、曲面７ｂがドーム部７の内部に折れ込む方向に変形する。ドーム部７は、トップ部８の押圧量の大部分を面７ｂの座屈現象によって吸収する。そして、ドーム部７は、ドーム部７の曲面７ｂ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する。ドーム部７は、座屈現象によりトップ部８の押圧量の大部分を側壁７ａと曲面７ｂとの座屈現象によって吸収する。これにより、ドーム部７は、側壁７ａの変形量と屋根７ｃの変形量とが減少する。内側ドーム部９は、ドーム部７の変形によって可動側接点９ａが基板１０の固定側接触面１０ａに接触する。従って、基板１０の回路は、信号を伝達できる状態（入り状態）に切り替わる。

　このように、鍵操作検出装置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７ｃ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７ｂ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。同時に、鍵操作検出装置５は、トップ部８に設けられている内側ドーム部９の可動側接点９ａが基板１０の固定側接触面１０ａに接触するように構成されている。これにより、鍵操作検出装置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とともに、基板１０の回路を信号が伝達できる状態（入り状態）に切り替える。

　鍵操作検出装置５は、基板１０以外の部分が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ように構成されている。押圧操作の解除により鍵４を初期状態（鍵４が操作されていない状態）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図示しない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、鍵操作検出装置５自体の復帰力で鍵４の位置を初期状態（鍵４が操作されていない状態）に復帰させてもよい。

　図３に示すように、鍵操作検出装置５は、ドーム部７の突出高さが基準交線ＳＬからの垂直距離に比例して増加するように構成されているため、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加するにも関わらず、回動軸３ａに遠い側と近い側とにおけるドーム部７の変形割合のばらつきが抑制される。このため、ドーム部７は、変形が全体として均一な割合で発生している。例えば、図５（ａ）と図５（ｂ）とに示すように、ドーム部７は、トップ部８の押圧量が最も大きい箇所である回動軸３ａから遠い側の突出高さ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箇所である回動軸３ａに近い側の突出高さ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。

　従来の鍵操作検出装置では、基端側平面ＢＰと先端側平面ＴＰとが平行に構成されているため、ドーム部７の回動軸３ａに近い側と遠い側との変形の割合が異なる。つまり、ドーム部７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にずれが生じ、座屈量の割合の差異が大きい。このため、従来の鍵操作検出装置は、ドーム部７の不均一な割合の変形によって可動側接点９ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生しやすい。
　一方、鍵操作検出装置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加してもドーム部７の変形量の割合を全周にわたって均一に近づけることができる。つまり、ドーム部７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にずれが生じ難く、回動軸３ａに近い側と遠い側とにおける座屈量の割合が近似している。このため、鍵操作検出装置５は、ドーム部７の全周にわたる均一な変形によって可動側接点９ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生し難い（図５（ｂ）における黒塗り矢印参照）。

　さらに、図４に示すように、鍵操作検出装置５は、ベース部６の厚さが基準交線ＳＬからの垂直距離に比例して増加するように構成されているため、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加するにも関わらず、内側ドーム部９の回動軸３ａに遠い側と近い側とにおける移動量の割合のばらつきが抑制される。このため、内側ドーム部９は、全体として均一な割合で移動している。例えば、図５（ａ）と図５（ｃ）とに示すように、内側ドーム部９は、トップ部８の押圧量が最も大きい箇所である回動軸３ａに遠い側における固定側接触面１０ａまでの距離Ｓ１に対する移動後の距離ｓ１の割合とトップ部８の押圧量が最も小さい箇所である回動軸３ａに近い側における固定側接触面１０ａまでの距離Ｓ２に対する移動後の距離ｓ２の割合とが近似している。

　従来の鍵操作検出装置では、接点側平面ＣＰと基端側平面ＢＰとが平行に構成されているため、内側ドーム部９の回動軸３ａに近い側と遠い側との固定側接触面１０ａまでの距離に対する可動側接点９ａの移動割合が異なる。つまり、内側ドーム部９は、回動軸３ａに近い側と遠い側とで固定側接触面１０ａに接触する時期にずれが生じる。このため、従来の鍵操作検出装置は、内側ドーム部９に不均一な押圧力が加わり可動側接点９ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生しやすい。
　一方、鍵操作検出装置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加しても内側ドーム部９の回動軸３ａに近い側と遠い側との固定側接触面１０ａまでの距離に対する可動側接点９ａの移動割合が均一に近づく。つまり、内側ドーム部９は、内側ドーム部９の回動軸３ａに近い側と遠い側とで可動側接点９ａが固定側接触面１０ａに接触する時期にずれが生じ難い。このため、鍵操作検出装置５は、内側ドーム部９に均一な押圧力が加わり可動側接点９ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生し難い（図５（ｃ）における黒塗り矢印参照）。

　このように鍵操作検出装置５は、ドーム部７の変形の割合と内側ドーム部９の移動割合とを均一に近づけることで、可動側接点９ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生し難い。これにより、鍵操作検出装置５は、固定側接触面１０ａと可動側接点９ａとの間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる。

　＜第二実施形態＞
　次に、図６を用いて、本発明に係る操作子操作検出装置の第二実施形態である鍵操作検出装置１１について説明する。なお、本実施形態に係る鍵操作検出装置１１は、図１に示す鍵盤装置１において、鍵操作検出装置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。鍵操作検出装置１１は、操作子である鍵４の操作に対する反力を発生させるとともに鍵４の操作に対する信号が伝達されるようにするものであり、シリコンゴム等の弾性部材から構成されているベース部６、ドーム部７、トップ部８、内側ドーム部１２および絶縁体基材から構成される基板１０を具備する。

　図６（ａ）に示すように、内側ドーム部１２は、鍵４の操作を検出する信号について、基板１０の回路における信号の伝達状態（入り状態又は切り状態）を変更するものである。可動側接点部である内側ドーム部１２の先端には、基板１０の固定側接触面１０ａに対向する平面が形成され、その表面をカーボン等の導電体によって覆われた可動側接点である可動側接触面１２ａが設けられている。図６（ｂ）に示すように、可動側接触面１２ａは、固定側接触面１０ａに接触する際に固定側接触面１０ａと平行になるように内側ドーム部１２に形成されている。内側ドーム部１２の可動側接触面１２ａが固定側接触面１０ａに接触することで基板１０の回路の信号の伝達状態を、信号が伝達される状態（入り状態）に切り替える。

　鍵操作検出装置１１は、固定側接触面１０ａと可動側接触面１２ａとが平行な状態で接触するよう構成されているため、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加するにも関わらず、固定側接触面１０ａに可動側接触面１２ａの全面がほぼ同時に接触する。

　従来の鍵操作検出装置では、固定側接触面１０ａと可動側接触面１２ａとが傾いた状態で接触するよう構成されているため、可動側接触面１２ａの回動軸３ａに近い側と遠い側とで固定側接触面１０ａに接触する時期にずれが生じやすい。このため、従来の鍵操作検出装置は、固定側接触面１０ａに可動側接触面１２ａが接触した際に、内側ドーム部１２に不均一な押圧力が加わり可動側接触面１２ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生しやすい。
　一方、鍵操作検出装置１１は、可動側接触面１２ａの回動軸３ａに近い側と遠い側とで固定側接触面１０ａに接触する時期にずれが生じ難い。このため、鍵操作検出装置１１は、内側ドーム部１２に均一な押圧力が加わり可動側接触面１２ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生し難い（図６（ｂ）における黒塗り矢印参照）。

　このように構成されている鍵操作検出装置１１は、可動側接触面１２ａの移動割合を均一に近づけることで、可動側接触面１２ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生し難い。これにより、鍵操作検出装置１１は、固定側接触面１０ａと可動側接触面１２ａとの間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる。

　＜第三実施形態＞
　次に、図７を用いて、本発明に係る操作子操作検出装置の第三実施形態である鍵操作検出装置１３について説明する。なお、本実施形態に係る鍵操作検出装置１３は、図１に示す鍵盤装置１において、鍵操作検出装置１３または鍵操作検出装置１１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。鍵操作検出装置１３は、操作子である鍵４の操作に対する反力を発生させるとともに鍵４の操作に対する信号が伝達されるようにするものであり、シリコンゴム等の弾性部材から構成されているベース部６、内側ドーム部９、基板１０、ドーム部１４、トップ部１５および絶縁体基材から構成される基板１０を具備する。

　図７に示すように、ドーム部１４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１４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１４ａ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１４は、側壁１４ａの突出側に側壁１４ａで囲われた空間を覆うようにして屋根１４ｃが形成されている。ドーム部１４の側壁１４ａと屋根１４ｃとは、曲面１４ｂ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１５は、ドーム部１４の屋根１４ｃ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１５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１４の屋根１４ｃから突出するように形成されている。また、トップ部１５は、小径側をドーム部１４の小径側に向けて長手方向の中心線がドーム部１４の長手方向の中心線と一致するように配置されている。

　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鍵操作検出装置１３のドーム部１４は、小径側を基準交線ＳＬ側（鍵４の回動軸３ａ側、図１参照）に向けて、長手方向の中心線が基準交線ＳＬに対して垂直になるように配置されている。また、鍵操作検出装置１３は、基準交線ＳＬに平行（図７（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７（ｂ）参照）におけるドーム部１４の断面形状（ドーム部１４の断面形状の長さ（幅）あるいは高さ）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７（ｃ）参照）。
　つまり、ドーム部１４の断面形状（断面形状の長さ（幅）あるいは高さ）は、任意に定めた基準位置（例えば図７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１４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７（ｃ）Ｚ－Ｚ断面図参照）。同様に、ドーム部１４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７（ｃ）Ｘ－Ｘ断面図参照）。
　具体的には、図７（ａ）と図７（ｂ）とに示すように、ドーム部１４は、側壁１４ａの突出高さが基準交線ＳＬまでの垂直距離に比例して増加するとともに、基準交線ＳＬに平行な方向（ドーム部１４の短手方向）の側壁１４ａ間距離および曲面１４ｂの曲率半径が基準交線ＳＬまでの垂直距離に比例して増加するように構成されている。また、トップ部１５は、基準交線ＳＬに平行な方向（トップ部１５の短手方向）の幅が基準交線ＳＬまでの垂直距離に比例して増加するように構成されている。

　このように構成されている鍵操作検出装置１３は、鍵４の回動軸３ａまでの垂直距離に比例して増加するトップ部１５の押圧量に応じてドーム部１４とトップ部１５との形状が大きくなるように構成されている。つまり、ドーム部１４とトップ部１５との形状は、基準交線ＳＬ（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加してもドーム部１４の変形量の割合が更に全周にわたって均一に近づく。従って、ドーム部１４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にずれが生じ難く、座屈量の割合が近似している。このため、鍵操作検出装置１３は、ドーム部１４の全周にわたる均一な変形によって可動側接点９ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生し難い。これにより、鍵操作検出装置１３は、固定側接触面１０ａと可動側接点９ａとの間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる。

　＜第四実施形態＞
　次に、図８を用いて、本発明に係る操作子操作検出装置の第四実施形態である鍵操作検出装置１６について説明する。本実施形態に係る鍵操作検出装置１６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、第二実施形態または第三実施形態の形状と同様のものであり、側面視では、図８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とともに鍵４の操作に対する信号が伝達されるようにするものであり、シリコンゴム等の弾性部材から構成されているベース部６、トップ部８、内側ドーム部９、ドーム部１７および絶縁体基材から構成される基板１０を具備する。

　ドーム部１７は、ベース部６の他側平面から鍵盤装置１の鍵４の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１７は、側壁１７ａのうち基準交線ＳＬの反対側の側壁１７ａ、すなわち、長手方向側の側壁１７ａのうち、鍵４の回動軸３ａ（図１参照）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、鍵操作検出装置１６は、基準交線ＳＬの反対側の側壁１７ａ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、基準交線ＳＬ側の側壁１７ａ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ている鍵操作検出装置１６は、ドーム部１７の長手方向側の側面が鍵４の回動軌跡に類似するように構成されている。つまり、鍵操作検出装置１６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１７ａとの距離が増加しないように構成されている。このため、鍵操作検出装置１６は、ドーム部１７が全周にわたって均一な割合で変形することにより可動側接点９ａに加わる押圧力のせん断方向の分力が発生し難い。これにより、鍵操作検出装置１６は、固定側接・BR>G面１０ａと可動側接点９ａとの間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる。

　＜他の実施形態＞
　なお、本発明に係る鍵操作検出装置５・１１・１３・１６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、第一実施形態から第四実施形態に係る鍵操作検出装置５・１１・１３・１６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鍵操作検出装置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、ドーム部７は、鍵４の操作による変形の割合が全体で均一になる。このため、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。さらに、ベース部６は、鍵４の操作によるトップ部８の押圧量に対する厚さの割合が全体で均一になる。このため、内側ドーム部９は、鍵４の操作による可動側接点９ａの固定側接触面１０ａまでの距離に対する可動側接点９ａの移動割合が均一になる。つまり、可動側接点９ａと固定側接触面１０ａとの接触の態様は、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、鍵操作検出装置５は、可動側接点９ａと固定側接触面１０ａとの間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる。

　また、本発明に係る鍵操作検出装置５・１１・１３・１６は、ベース部６の一側平面が接点側平面ＣＰに含まれ、ベース部６の他側平面が基端側平面ＢＰに含まれるものとしたがこれに限定するものではない。接点側平面ＣＰと基端側平面ＢＰとの間隔がベース部６の厚さの許容範囲を超えている場合、鍵操作検出装置５・１１・１３・１６の変形例として、ベース部６の交線ＢＬの周辺部のみを基端側平面ＢＰに含まれるようにし、その他の部分を適正な厚さにしてもよい。
　具体的には、接点側平面ＣＰと基端側平面ＢＰとの間隔がベース部６の厚さの下限値（例えば、それ以上薄くなるとベース部がちぎれ易くなったり強度が保てなくなったりするような最も薄い値）よりも小さい場合、図１０（ａ）に示すように、鍵操作検出装置５は、交線ＢＬの周辺部のみが基端側平面ＢＰに含まれるように凹部６ａを形成し、その他の部分を適正な厚さに形成することでベース部６の厚さを全体として適切な範囲に構成することができる。また、図１０（ｂ）に示すように、接点側平面ＣＰと基端側平面ＢＰとの間隔がベース部６の厚さの上限値（例えば、それ以上厚くなると他の部品との兼ね合いでスベース的におさまらなくなるような最も厚い値）よりも大きい場合、鍵操作検出装置５は、交線ＢＬの周辺部のみが基端側平面ＢＰに含まれるように凸部６ｂを形成し、その他の部分を適正な厚さに形成することでベース部６の厚さを全体として適切な範囲に構成することができる。また、図１０（ｃ）に示すように、鍵操作検出装置５は、基準交線ＳＬを鍵操作検出装置５の近傍に設定すると、接点側平面ＣＰと基端側平面ＢＰとの間隔が、基準交線ＳＬ側のベース部６においてベース部６の厚さの下限値よりも小さく、基準交線ＳＬと反対側のベース部６においてベース部６の厚さの上限値よりも大きくなる場合がある。この場合、鍵操作検出装置５は、その厚さの下限値よりも小さい部分の交線ＢＬの周辺部のみが基端側平面ＢＰに含まれるように凹部６ａを形成し、その厚さの上限値よりも大きい部分の交線ＢＬの周辺部のみが基端側平面ＢＰに含まれるように凸部６ｂを形成することでベース部６の厚さを全体として適切な範囲に構成することができる。

　また、鍵操作検出装置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。例えば、鍵操作検出装置５は、ベース部６を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、鍵操作検出装置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７ｂおよび屋根７ｃ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、鍵操作検出装置５は、固定側接触面１０ａと可動側接点９ａとの間で滑りや浮きを原因とするチャタリングの発生を抑制し、接点の接触状態を安定して維持することができる。

　なお、各実施形態において、鍵操作検出装置５・１１・１３・１６のトップ部８・１５は、中実であるものに限らず、筒状にドーム部７・１４・１７の屋根７ｃ・１４ｃ・１７ｃの周縁から突出したものでもよい。
　第一実施形態から第四実施形態に係る鍵操作検出装置５・１１・１３・１６のトップ部８・１５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。あるいは、鍵４が操作されていない状態でもわすかにドーム部７を変形させておく（若干の反力が生じる状態にしておく）ようにしてもよい。
　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。
　鍵操作検出装置５・１１・１３・１６のベース部６を基板１０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基板１０に固定する例を示したが、基板１０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、接着により基板１０に固定する方法、もしくはその他の方法で基板１０に固定できればよい。

　３ａ　回動軸、４　鍵、５　鍵操作検出装置、６　ベース部、７　ドーム部、８　トップ部、９　内側ドーム部、１０　基板、１０ａ　固定側接触面、ＣＰ　接点側平面、ＢＰ　基端側平面、ＴＰ　先端側平面

Claims

　回動支点を中心に回動する操作子が回動自在に支持される機台に設けられ、固定側接触面を有する固定側接点部と、
　前記機台に直接または間接的に設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、前記操作子によって前記固定側接点部に近接する側へ押圧されるトップ部と、
　前記トップ部に設けられ、前記固定側接点部と接触可能な可動側接点部と、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し、前記固定側接点部と前記可動側接点部とが接触することにより前記操作子の操作を検出する操作子操作検出装置において、
　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に近い側で交わるものであり、
　前記固定側接点部に形成される前記固定側接触面を含む接点側平面と前記基端側平面とが、前記操作子の回動支点に近い側で交わるように構成される操作子操作検出装置。
　前記固定側接点部と前記可動側接点部とが接触する際に前記固定側接触面に対して平行になる可動側接触面が、前記可動側接点部に形成される請求項１に記載の操作子操作検出装置。
　前記操作子は、前記回動支点を通る回動軸を中心に回動するものであり、
　前記基端側平面と前記先端側平面との交線が、前記操作子の前記回動軸に略一致するように構成される請求項１または請求項２に記載の操作子操作検出装置。
　前記操作子は、前記回動支点を通る回動軸を中心に回動するものであり、
　前記接点側平面と前記基端側平面との交線が、前記操作子の前記回動軸に略一致するように構成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の操作子操作検出装置。
　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と前記トップ部との断面形状の長さが、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増大するように構成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の操作子操作検出装置。
　前記基端側平面及び前記先端側平面の交線と、前記基端側平面及び前記接点側平面の交線とが、略一致するように構成される請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の操作子操作検出装置。
　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請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の操作子操作検出装置。
　前記固定側接触部は、前記機台に形成され、前記機台に形成された第1平面部と交差する第2平面部に形成されるものである請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の操作子操作検出装置。