WO2017033782A1 - 反力発生装置及び電子楽器の鍵盤装置 - Google Patents

反力発生装置及び電子楽器の鍵盤装置 Download PDF

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reaction force
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播本　寛
大須賀　一郎
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ヤマハ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a reaction force generation device that generates a reaction force against an operation by elastic deformation of an elastic dome and a keyboard device of an electronic musical instrument.
  • a reaction force generator that generates a reaction force against an operation by elastic deformation of an elastic dome.
  • a rubber dome is applied to a key operation detection switch in a keyboard device of an electronic musical instrument.
  • a plurality of reaction force generating portions for generating reaction force peaks at different positions in the key pressing stroke are provided by varying the thickness of the wall portion constituting the skirt of the outer dome or the inner dome depending on the location.
  • the reaction force change such as a click feeling may be useful not only in the keyboard device but also in various devices, and the characteristics and position of the reaction force change are appropriately determined according to the operation element of each device. Is required.
  • An object of the present invention is to provide a reaction force generating device and a keyboard device for an electronic musical instrument that generate a click feeling at an appropriate position during a pressing stroke.
  • the elastic structure is provided with a dome disposed on a base surface, the dome having a portion formed of an elastic structure and an elastic member and bulging in a direction approaching the base surface.
  • a reaction force generating device that generates a reaction force by elastic deformation of the elastic structure and the dome in a pressing step in which a body is pressed, and after the elastic structure starts to be deformed in the pressing step, the dome The dome starts to be deformed when the tip of the abutment comes into contact with the base surface, and the dome includes an after stroke portion and a click generation portion that are inclined with respect to the pressing direction as elements constituting a part of the dome.
  • the click generation portion In the pressing step, the click generation portion generates a feeling of clicking by a reaction force suddenly decreasing due to buckling, and the click generation portion is formed by the after stroke portion. Also it is intended to produce a rapid increase in deformation amount earlier, the deformation amount of the after-stroke unit, reaction force generating device is provided in which the click generator increases rapidly after the buckled.
  • the dome is provided on a base surface, and includes a dome that is formed of an elastic structure and an elastic member and bulges in a direction approaching the base surface.
  • a keyboard device of an electronic musical instrument having a reaction force generating device that generates a reaction force by elastic deformation of the elastic structure and the dome in a pressing step in which the elastic structure is pressed, wherein the elastic structure in the pressing step After the body begins to deform, the dome starts to deform when the tip of the dome contacts the base surface, and the dome includes a click generating portion as an element constituting the part, and the pressing step In the click generating portion, the reaction force is suddenly reduced by buckling to generate a click feeling, and the maximum peak of the reaction force generated by the dome in the pressing step is Over arm of the tip electronic musical instrument keyboard apparatus located in the first half of the dome stroke up performance operation exits abuts against the base surface is provided.
  • a performance includes a plurality of domes that are arranged on a base surface and that are configured by an elastic structure and an elastic member and have portions that bulge in a direction approaching the base surface.
  • a keyboard device of an electronic musical instrument having a reaction force generating device that generates a reaction force by elastic deformation of the elastic structure and the dome in a pressing step in which the elastic structure is pressed by an operation, and the tip of each dome
  • a plurality of electrical contact portions for detecting a performance operation by continuity are formed on the base surface facing the front end portion and the front end portion.
  • each dome starts to deform in the order in which the tip end abuts the base surface, in front
  • the dome in which the tip end comes into contact with the base surface second from the end includes a click generating portion as an element constituting a part thereof.
  • the click generating portion is bent by buckling.
  • two domees are arranged on a base surface, and are composed of an elastic structure and an elastic member and have a portion that bulges in a direction approaching the base surface.
  • a keyboard device of an electronic musical instrument having a reaction force generating device that generates a reaction force by elastic deformation of the elastic structure and the dome in a pressing step in which the elastic structure is pressed by an operation, and the tip of each dome.
  • a plurality of electrical contact portions for detecting a performance operation by continuity are formed on the base surface and the base surface facing the front end portion, and when the non-performance operation is performed, the front end portions of the two domes and the base In the pressing step, after the deformation of the elastic structure starts, the domes start to be deformed in the order in which the tip end abuts on the base surface, and the pressing is performed.
  • the dome whose tip end comes into contact with the base surface secondly includes a click generating portion as an element constituting a part thereof.
  • the reaction force of the click generating portion is rapidly reduced by buckling.
  • the present invention for example, it is possible to reliably generate a click feeling in the first half of the pressing stroke, and then to reliably provide an afterstroke section, and to generate a clear click feeling by buckling, The afterstroke portion can be prevented from being deformed. Therefore, it is possible to generate a click feeling at an appropriate position in the pressing stroke.
  • a clear click feeling can be generated by buckling of the click generation portion, and the afterstroke portion can be prevented from being deformed during the buckling. Therefore, a click feeling can be surely generated.
  • the click generating portion in the pressing step, can be reliably buckled before the sudden deformation of the after stroke portion.
  • the reaction force generated by the afterstroke portion after the occurrence of the click feeling in the pressing step, can be gradually increased, and the minimum peak of the reaction force can be created. Further, the increase in reaction force at the after stroke portion can be moderated, and the click generated at the click generation portion can be made more conspicuous, and the click feeling can be made clear.
  • the reaction force peak is reached in the first half from the time when the tip of the dome contacts the base surface until the end of the performance, the stroke from the reaction force peak to the end of the performance can be increased, and the click feeling can be obtained. It can be made clearer. Therefore, it is possible to generate a click feeling at an appropriate position in the pressing stroke by the performance operation.
  • the present invention it is possible to complete the generation of a clear click feeling in the first half of the stroke, and it is possible to reliably generate a click feeling at an appropriate position in the pressing stroke.
  • the present invention it is possible to generate a click feeling while giving the inner dome an operation detecting function, and it is possible to generate a click feeling at an appropriate position in the pressing stroke by the performance operation.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a part of a configuration of a keyboard device of an electronic musical instrument to which a reaction force generation device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a part of the configuration of a modification of the keyboard device of the electronic musical instrument to which the reaction force generator according to the first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a key switch as a reaction force generator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing reaction force characteristics of the inner dome in FIG. [FIGS. 5A to 5F]
  • FIGS. 5A to 5F are process diagrams showing transition of deformation in the pressing process of the key switch of FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a key switch as a reaction force generator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a modification of the key switch as the reaction force generator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a key switch as a reaction force generator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A to 9F are process diagrams showing transition of deformation in the pressing process of the key switch of FIG.
  • FIG. 10A to FIG. 10C FIG. 10A to FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a reaction force characteristic of an inner dome of a conventional key switch.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a key switch as a reaction force generator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a part of the configuration of a keyboard device of an electronic musical instrument to which the reaction force generator according to the first embodiment of the present invention is applied.
  • This keyboard device has a key 92 as a plurality of performance operators.
  • FIG. 1 shows only one key 92 as a representative.
  • a substrate 93 is disposed below the key 92, and the key switch 10 as a reaction force generator is disposed on the substrate 93.
  • the key 92 rotates about the fulcrum 91 to drive the key switch 10.
  • a musical sound signal is generated by a musical sound generator (not shown), and a reaction force is applied to the key 92 as will be described in detail later.
  • the performer feels a response like an acoustic piano.
  • the driving body for driving the key switch 10 is not limited to the key 92, and may be a hammer.
  • the hammer 95 is always engaged with the key 92 by the drive transmission portion 94 so that the driving force from the key 92 can be transmitted to the hammer 95.
  • the hammer 95 is rotatably disposed at a fulcrum 98.
  • the substrate 93 is disposed above the hammer 95, and the key switch 10 is disposed on the lower surface of the substrate 93.
  • the hammer 95 is driven through the drive transmission unit 94, and the hammer 95 rotates around the fulcrum 98 to drive the key switch 10.
  • the arrangement position of the board 93 and the key switch 10 is not limited to the position above the hammer 95 but may be below the hammer 95 and between the drive transmission portion 94 and the fulcrum 98.
  • the configuration of the key switch 10 is basically the same as a conventional configuration in which one contact switch is configured by a movable contact and a fixed contact.
  • 3 and 5A to 5F description will be given by taking as an example the 1-make type key switch 10 in which the number of switches corresponding to the key 92 is one.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the key switch 10 in FIGS. 1 and 2.
  • the key switch 10 includes a base portion 11, an outer dome Dout, and an inner dome Din, and is integrally formed with an elastic member such as rubber except for a carbon portion.
  • the outer dome Dout has a head 12 that is pressed and driven by a driving body 96.
  • the driving body 96 corresponds to a key 92 or a hammer 95.
  • a center line C0 in FIG. 3 is substantially parallel to the pressing direction by the driving body 96. Strictly speaking, the pressing direction can be sequentially changed in the pressing driving process, but the pressing direction at the moment when the driving body 96 contacts the head 12 or when the inner dome Din described later generates a reaction force peak is representative.
  • the direction perpendicular to the upper surface of the head 12 may be defined as the pressing direction on the assumption that the upper surface, which is the contact surface of the head 12 that contacts the driving body 96, is flat.
  • the outer dome Dout and the inner dome Din are concentric circles, and the center line C0 passes through the centers thereof.
  • the outline shape of the base part 11 is arbitrary, it is a rectangle in planar view, for example.
  • the head 12 of the outer dome Dout is pressed, and a reaction force against the pressing is generated by elastic deformation of the outer dome Dout and the inner dome Din.
  • This reaction force becomes a reaction force against the key pressing operation and acts on the performer as a key pressing feeling.
  • the base portion 11 is fixed to the substrate 93, and the outer dome Dout bulges from the base portion 11 in a direction away from the base surface 93a of the substrate 93.
  • the inner dome Din is formed on the inner side of the outer dome Dout and bulges on the side opposite to the outer dome Dout (in a direction approaching the base surface 93a).
  • the base portion 11 and the head portion 12 are connected by a skirt portion 13 having a curved portion.
  • the skirt portion 13 forms part of the outer dome Dout.
  • the tip of the head 12 is flat.
  • the inner dome Din includes, as elements constituting a part thereof, a click generating portion CL that mainly plays a role of generating a click feeling, an afterstroke portion AF that mainly functions to characterize a reaction force change after the occurrence of a click, Part 21.
  • the click generation part CL is connected to the afterstroke part AF at the connection part 24.
  • the connecting portion 24 is one end portion of the click generating portion CL, and is also one end portion of the afterstroke portion AF.
  • the click generation part CL is also connected to the outer dome Dout at the connection part 26.
  • the connection part 26 is also the other end part of the click generation part CL.
  • the connection portion 26 is also a part of a connection region between the head 12 and the skirt portion 13 of the outer dome Dout.
  • the afterstroke part AF is connected to the tip part 21 at the connection part 22.
  • the distal end surface of the distal end portion 21 is a flat surface facing the base surface 93a in parallel, and a movable contact 27 made of a conductive material such as carbon is formed on the flat surface.
  • a fixed contact 97 made of a conductive material such as carbon is formed in the region of the base surface 93 a facing the movable contact 27.
  • the movable contact 27 and the fixed contact 97 constitute a pair of electrical contact portions. Due to the conduction between the two, a pressing operation is detected and a detection signal is transmitted (here, key-on detection in a performance operation).
  • the electronic musical instrument has a CPU (not shown) and a tone generator, and a detection signal from the key switch 10 is supplied to the CPU, and a tone is generated from the tone generator at a timing according to the detection.
  • the pressing end position by the driving body 96 is determined.
  • the pressing end position is defined by a stopper (not shown) that defines the end of rotation of the key 92 and the hammer 95.
  • the stroke from when the tip 21 comes into contact with the base surface 93a to the end of pressing (end of the performance operation) is hereinafter referred to as “inner dome stroke”.
  • the inner dome stroke corresponds to the latter half of the key pressing stroke with respect to the key pressing stroke of the key 92. Thereby, a click feeling can be given to the latter half of the key pressing stroke, such as an acoustic piano.
  • the shape of the inner dome Din is devised, and in the pressing process, the click generation part CL causes a rapid increase in the deformation amount before the afterstroke part AF.
  • the rigidity in the pressing direction of the click generation part CL is made smaller than the rigidity in the pressing direction of the afterstroke part AF.
  • the click generating part CL generates a click feeling by the reaction force rapidly decreasing due to buckling, and then the shape of the inner dome Din is increased so that the deformation amount of the afterstroke part AF increases rapidly. Apply.
  • a detailed configuration of the inner dome Din will be described.
  • the meat part 25 between both end parts extends linearly, and the meat part 25 has a uniform thickness.
  • the thickness of the meat part 23 between the connection part 24 and the connection part 22 gradually increases as the distance from the connection part 24 to the tip part 21 increases.
  • the uniform thickness of the flesh portion 25 of the click generating portion CL is equal to or less than the minimum thickness of the flesh portion 23 of the afterstroke portion AF.
  • the click generation portion CL and the after stroke portion AF are both inclined with respect to the center line C0 (pressing direction).
  • the degree of inclination of the click generating part CL with respect to the pressing direction of the meat part 25 is greater than the degree of inclination of the afterstroke part AF with respect to the pressing direction of the meat part 23. That is, the acute angle formed by the flesh portion 23 with the center line C0 is ⁇ a, and the acute angle formed by the flesh portion 25 with the center line C0 is ⁇ c, and ⁇ c> ⁇ a.
  • FIG. 4 is a diagram showing a reaction force characteristic of the inner dome Din in FIG.
  • the horizontal axis indicates the position in the inner dome stroke, and the vertical axis indicates the reaction force.
  • the upper curve L1 represents the forward process (forward key process), and the lower curve L2 represents the reverse process (key release process).
  • the inner dome Din starts to generate a reaction force.
  • the reaction force increases immediately, the reaction force rapidly decreases due to buckling of the click generation portion CL at the position ST1.
  • the maximum peak of reaction force arises.
  • the reaction force due to the click generation portion CL decreases rapidly, it remains small, but the reaction force of the afterstroke portion AF starts to increase.
  • the minimum peak of the reaction force due to the resultant force of both occurs at the position ST2, and the subsequent increase in the reaction force mainly depends on the afterstroke portion AF.
  • the reaction force gradually rises to the pressing end position STE.
  • the minimum peak value is less than half of the maximum peak value. Thereby, the drop of the reaction force in the inner dome stroke is increased to make the click feeling stand out.
  • both the position ST1 and the position ST2 are located in the front half area (side closer to the position ST0 than the position STE) in the inner dome stroke (ST0 to STE). This is to sufficiently secure the reaction force change of the after stroke after the position ST2. This is because if there is no afterstroke or if the afterstroke is small, the stroke ends immediately after the click, and the click feeling becomes unclear.
  • the start point position ST0 of the inner dome stroke corresponds to a position of 70% (about 7 mm) from the non-operation position during the key stroke of the key 92. .
  • the position ST1 corresponds to a stroke position where a click feeling is desired when the key is pressed.
  • the minimum peak occurs immediately after the maximum peak, a clear click feeling can be obtained even in the range of only 30% of the key pressing stroke in combination with the subsequent after stroke.
  • FIGS. 5A to 5F are diagrams showing the transition of deformation in the pressing process of the key switch 10.
  • the head 12 is pressed from a non-pressed state (FIG. 5A) that is a non-performance operation
  • the skirt portion 13 of the outer dome Dout starts to deform.
  • the inner dome Din starts to compress and generates a reaction force, and the reaction force of the inner dome Din increases due to continued pressing. (Positions ST0 to ST1 in FIG. 5C and FIG. 4).
  • the click generating portion CL is buckled and deformed.
  • the reaction force of the inner dome Din sharply decreases (FIG. 5D) causing a maximum peak (position ST1 in FIG. 4). This creates a click feeling.
  • the reason why the click generating portion CL is largely deformed before the after stroke portion AF is due to the difference in the configuration described above.
  • the flesh portion 25 of the click generating portion CL extends linearly and is not curved, unlike the conventional configuration in which the deformation starts gradually from the curved portion, the deformation of the click generating portion CL is abrupt as buckling. A modification is taken.
  • the thickness of the flesh portion 25 of the click generating portion CL is equal to or less than the minimum thickness of the flesh portion 23 of the afterstroke portion AF, and the inclination of the flesh portion 25 with respect to the pressing direction is relative to the pressing direction of the flesh portion 23. Greater than the degree of inclination. For this reason, since the thickness is not thick and the inclination is large, the meat portion 25 having a small rigidity in the pressing direction cannot withstand the compressive force, and starts to deform first.
  • the after-stroke part AF has not yet undergone large deformation until the click generation part CL is buckled, but the amount of deformation rapidly increases immediately after the click generation part CL is buckled (FIG. 5E).
  • the afterstroke part AF starts the deformation so as to be caught from the connection part 24.
  • the thicker portion 23 is thinner as it is closer to the connecting portion 24, the deformation spreads from the thin side near the connecting portion 24, and the deformation changes to the thicker side. Therefore, although the reaction force generated by the afterstroke portion AF is small at the beginning of the deformation, the generated reaction force increases as the deformation moves to a thicker portion.
  • FIGS. 10A to 10C are process diagrams showing the transition of the deformation of the inner dome in the conventional key switch pressing process.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a reaction force characteristic of an inner dome of a conventional key switch.
  • the conventional inner dome 100 has a clear curved portion, and the deformation starts gradually from the curved portion and spreads over the whole (FIGS. 10A to 10C). Therefore, the deformation does not become abrupt like buckling, and the reaction force gradually increases (FIG. 11). Thus, the reaction force corresponding to the click feeling is not generated in the conventional configuration.
  • the click generation portion CL and the after stroke portion AF do not have a large curved shape (R shape)
  • the deformation start tends to be buckled, and the click generation portion CL is seated depending on the thickness and the inclination angle. Designed to bend first.
  • the click generation portion CL is inclined with respect to the pressing direction, the buckling position during the stroke can be easily designed as a desired position.
  • the click generating portion CL causes a sudden increase in the deformation amount before the after stroke portion AF, so that a click feeling is reliably generated in the first half of the pressing stroke, and thereafter An afterstroke section can be provided. Therefore, it is possible to generate a click feeling at an appropriate position in the pressing stroke. Further, since the amount of deformation of the afterstroke portion AF increases rapidly after the click generating portion CL is buckled, it is possible to generate a clear click feeling due to buckling and to prevent the afterstroke portion from being deformed during that time. Therefore, a click feeling can be surely generated.
  • the click generating portion CL of the click generating portion CL is prior to the sudden deformation of the after stroke portion AF. Buckling can be reliably generated.
  • the thickness of the flesh portion 23 of the afterstroke portion AF gradually changes, so that the reaction force generated by the afterstroke portion AF after the click feeling can be gradually increased in the pressing step. , Can produce the minimum peak of reaction force. Therefore, the click feeling can be made clear.
  • the maximum peak of the reaction force generated by the inner dome Din in the pressing process is located in the first half of the inner dome stroke (ST0 to STE).
  • the minimum peak of the reaction force generated by the inner dome Din is also located immediately after the maximum peak and in the first half of the inner dome stroke.
  • the reaction force peak is reached in the first half from the time when the tip of the inner dome comes into contact with the base surface until the end of the performance, the stroke from the reaction force peak to the end of the performance can be taken large, and the click feeling is clearer. can do. Therefore, it is possible to generate a click feeling at an appropriate position in the pressing stroke by the performance operation.
  • the reaction force generator is configured as a key switch 10 and applied to an electronic musical instrument, and a pair of electrical contact portions for detecting a key pressing operation with a movable contact 27 and a fixed contact 97 are provided. Since it is configured, the reaction force generator can be provided with a function of generating a click feeling for a performance operation and an operation detection function.
  • the number of switches corresponding to the key 92 is one, but in the second embodiment of the present invention, the number of switches corresponding to the key 92 is plural.
  • FIGS. 6 and 7 are longitudinal sectional views of the key switch 10 having two and three switches, respectively.
  • a pair of electrical contact portions is constituted by the movable contact of each switch SW and the corresponding fixed contact provided on the base surface 93a.
  • the arrangement direction of the switches SW is, for example, the same as the longitudinal direction of the key 92.
  • FIG. 6 shows a two-make key switch having two switches SW1 and SW2.
  • the protrusion heights of the switches SW1 and SW2 are different from each other, and makeup is performed in the order of the switches SW1 and SW2 in the keying forward process.
  • the feature of the inner dome Din of the key switch 10 described in the first embodiment is applied to the switch SW2 that makes the second from the beginning.
  • FIG. 7 shows a three-make key switch having three switches SW1, SW2, and SW3.
  • the protrusion heights of the switches SW are different from each other, and the switches SW1, SW2, SW3 are made in the order of the switches SW1, SW2, and SW3 in the key pressing forward process.
  • the feature of the inner dome Din of the key switch 10 described in the first embodiment is applied to the switch SW2 that makes the second from the last.
  • the inner dome is set so that the maximum peak of the reaction force generated by the inner dome Din of the switch SW2 occurs at the stroke position where the click feeling is generated in the key pressing stroke in the acoustic piano. Configure Din. Thereby, it is possible to generate a click feeling at an appropriate position in the pressing stroke by the performance operation.
  • the after stroke part AF is connected to the tip part 21, and the click generating part CL is connected to the outer dome Dout.
  • the positional relationship between the click generation portion CL and the afterstroke portion AF is reversed from the positional relationship in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a key switch 10 as a reaction force generator according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration of the outer dome Dout is the same as that of the first embodiment.
  • the click generation part CL is connected to the afterstroke part AF at the connection part 34.
  • the connection part 34 is one end part of the click generation part CL, and is also one end part of the afterstroke part AF.
  • the click generation part CL is also connected to the tip part 21 at the connection part 32.
  • the afterstroke portion AF is connected to the outer dome Dout at the connection portion 36.
  • the connection portion 36 is also a part of a connection region between the head 12 and the skirt portion 13 of the outer dome Dout.
  • the meat part 33 between both end parts (connection parts 34, 32) extends linearly, and the meat part 33 has a uniform thickness.
  • the thickness of the meat portion 35 between the connection portion 34 and the connection portion 36 gradually increases as the connection portion 34 approaches the connection portion 36.
  • the uniform thickness of the flesh portion 33 of the click generating portion CL is equal to or less than the minimum thickness of the flesh portion 35 of the afterstroke portion AF.
  • both the click generation part CL and the afterstroke part AF are inclined with respect to the center line C0 (pressing direction).
  • the degree of inclination of the click generating part CL with respect to the pressing direction of the meat part 33 is greater than the degree of inclination of the afterstroke part AF with respect to the pressing direction of the meat part 35. That is, the acute angle formed by the meat portion 33 with the center line C0 is ⁇ a, the acute angle formed by the meat portion 35 with the center line C0 is ⁇ c, and ⁇ c> ⁇ a.
  • FIGS. 9A to 9F are process diagrams showing the transition of deformation in the pressing process of the key switch 10 of FIG. Regarding the transition of deformation, this embodiment is basically the same as the first embodiment. The main operation will be described.
  • the click generating portion CL is larger than the after stroke portion AF. It is deformed (FIGS. 9A to 9D). That is, the maximum peak of the reaction force is generated to cause buckling deformation.
  • the amount of deformation of the afterstroke portion AF increases rapidly immediately after the click generating portion CL is buckled (FIG. 9E).
  • the same effects as those of the first embodiment can be achieved with respect to generating a clear click feeling at an appropriate position in the pressing stroke.
  • the thickness of the flesh portions 23 and 35 of the afterstroke portion AF is such that the thickness is closer to the click generation portion CL.
  • the change direction of the thickness may be reversed from the example.
  • the place where the key switch 10 is disposed is not limited to the board surface.
  • the base surface may be a surface that resists the pressing force. Therefore, the base surface may be configured as a part of the configuration of the reaction force generating device, or the surface of the place where the reaction force generating device is attached may be used as the base surface.
  • the driving body 96 may be configured to press the head 12 of the outer dome Dout by operating the operator, and can be applied to instruments other than keyboard instruments such as a rhythm machine pad switch.
  • the operation element is not limited to the performance operation element, and may be a setting operation element. The present invention can also be applied to devices other than electronic musical instruments.
  • the key switch 10 includes the outer dome Dout made of a bulging rubber as an elastically deformable elastic structure, but includes another elastic structure instead of the outer dome Dout. May be.
  • the key switch 10 is provided at the lower part of the head spring 12 including the coil spring 20 containing the inner dome Din and extends substantially horizontally, and comes into contact with the top of the coil spring 20 to generate a reaction force.
  • a receiving flange 21 may be provided.
  • the natural length and the spring constant of the coil spring 20 are set so that the coil spring 20 is compressed earlier than the inner dome Din when the head 12 is pressed.

Abstract

押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせる反力発生装置を提供する。鍵スイッチ１０では、押圧行程において、外ドームＤｏｕｔの変形が始まった後、内ドームＤｉｎの先端部２１が基面９３ａに当接すると内ドームＤｉｎが変形を開始する。クリック発生部ＣＬの直線状に延伸する一様の肉厚の肉部２５は、アフターストローク部ＡＦの肉部２３の最小厚さ以下である。中心線Ｃ０（押圧方向）に対して、肉部２５の傾斜の度合いは肉部２３よりも大きい（θｃ＞θａ）。アフターストローク部ＡＦが大きく変形するよりも先に、クリック発生部ＣＬは座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させる。

Description

反力発生装置及び電子楽器の鍵盤装置
　本発明は、弾性ドームの弾性変形によって操作に対する反力を発生させる反力発生装置及び電子楽器の鍵盤装置に関する。
　従来、弾性ドームの弾性変形によって操作に対する反力を発生させる反力発生装置が知られている。例えば、下記特許文献１に係る発明では、電子楽器の鍵盤装置における鍵操作の検出スイッチにラバードームが適用される。この発明では、外ドームや内ドームのスカートを構成する壁部の厚みを場所によって異ならせることで、押鍵ストロークにおける異なる位置で反力ピークを発生させる反力発生部を複数設けている。これら複数の反力発生部の特性を合成することで所望の反力特性が実現される。
特開平６−２５１６５２号公報
　ところで、アクション機構のあるアコースティックピアノにおいては、打弦タイミングの直前にクリック感が生じる。したがって、電子楽器の鍵盤装置においても、押鍵ストローク中の発音タイミング（キーオン）の直前に対応する位置でクリック感が生じると、好ましい操作感触となる。そして、クリック感は反力の落差によって生じるため、押鍵ストローク中に反力ピークを生じさせる必要がある。
　しかしながら、押鍵検出機構にラバードームのスイッチを適用した鍵盤装置においては、通常、スカートの壁部の変形は当該壁部の湾曲した領域から始まってそこから徐々に変形が拡大していく。そのため、押鍵ストローク中に反力ピークが明瞭に生じにくく、クリック感を作り出すことは困難である。また、仮に押鍵ストローク中に反力ピークが生じるとしても、その位置を発音タイミングに適切に対応させないとクリック感に違和感が伴うため、反力ピークを生じさせる位置は正確である必要がある。
　なお、クリック感のような反力変化は、鍵盤装置に限らず、各種の装置においても有用な場合があり、反力変化の特性や発生位置は、各装置の操作子に応じて適切に定めることが求められる。
　本発明の目的は、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせる反力発生装置及び電子楽器の鍵盤装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有するドームを備え、前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置であって、前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記ドームの先端部が前記基面に当接すると前記ドームが変形を開始し、前記ドームは、その一部を構成する要素として、いずれも前記押圧方向に対して傾斜したアフターストローク部及びクリック発生部を含み、前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、前記クリック発生部は前記アフターストローク部よりも先に変形量の急増を生じさせるものであり、前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増する反力発生装置が提供される。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有するドームを備え、演奏操作によって前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記ドームの先端部が前記基面に当接すると前記ドームが変形を開始し、前記ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、前記押圧工程において前記ドームが発生させる反力の最大ピークは、前記ドームの前記先端部が前記基面に当接してから演奏操作終了までのドームストロークにおける前半に位置する電子楽器の鍵盤装置が提供される。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有する複数のドームを備え、演奏操作によって前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記各ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための複数の電気的接点部が構成され、非演奏操作時において、前記複数のドームの各先端部と前記基面との間隔はドームごとに異なっており、前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各ドームが変形を開始し、前記押圧工程において、前記先端部が最後から２番目に前記基面に当接するドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させる電子楽器の鍵盤装置が提供される。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有する２つのドームを備え、演奏操作によって前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、前記各ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための複数の電気的接点部が構成され、非演奏操作時において、前記２つのドームの各先端部と前記基面との間隔は互いに異なっていて、前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各ドームが変形を開始し、前記押圧工程において、前記先端部が２番目に前記基面に当接するドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させる電子楽器の鍵盤装置が提供される。
　本発明によれば、例えば、押圧ストロークの前半で確実にクリック感を発生させ、その後、確実にアフターストローク区間を設けることができ、また、座屈によって明確なクリック感を発生させるとともに、その間、アフターストローク部は変形させないようにすることができる。よって、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。
　本発明によれば、クリック発生部の座屈によって明確なクリック感を発生させるとともに、その座屈の間、アフターストローク部は変形させないようにすることができる。よって、クリック感を確実に生じさせることができる。また、本発明によれば、押圧工程において、アフターストローク部の急激な変形よりも先に、クリック発生部の座屈を確実に生じさせることができる。さらに、本発明によれば、押圧工程において、クリック感発生後のアフターストローク部が発生させる反力を徐々に大きくでき、反力の最小ピークを作り出すことができる。また、アフターストローク部での反力増加を穏やかにすることができ、クリック発生部で発生するクリックをより際立たせることができるので、クリック感も明瞭にすることができる。
　本発明によれば、ドームの先端部が基面に当接してから演奏終了までの前半で反力ピークを迎えるので、反力ピークから演奏終了までのストロークを大きく取ることができ、クリック感をより明確にすることができる。よって、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。
　本発明によれば、ストロークの前半で明確なクリック感発生を完了させることができ、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を確実に生じさせることができる。また、本発明によれば、内ドームに操作検出機能を持たせつつ、クリック感も発生させることができ、演奏操作に対するクリック感の発生機能と操作検出機能とを反力発生装置に持たせることができる。
　本発明によれば、内ドームに操作検出機能を持たせつつ、クリック感も発生させることができ、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。
［図１］本発明の第１の実施の形態に係る反力発生装置が適用される電子楽器の鍵盤装置の構成の一部を概略的に示す模式図である。
［図２］本発明の第１の実施の形態に係る反力発生装置が適用される電子楽器の鍵盤装置の変形例の構成の一部を概略的に示す模式図である。
［図３］本発明の第１の実施の形態に係る反力発生装置としての鍵スイッチの縦断面図である。
［図４］図３における内ドームの反力特性を示す図である。
［図５Ａ~図５Ｆ］図３の鍵スイッチの押圧工程における変形の遷移を示す工程図である。
［図６］本発明の第２の実施の形態に係る反力発生装置としての鍵スイッチの縦断面図である。
［図７］本発明の第２の実施の形態に係る反力発生装置としての鍵スイッチの変形例の縦断面図である。
［図８］本発明の第３の実施の形態に係る反力発生装置としての鍵スイッチの縦断面図である。
［図９Ａ~図９Ｆ］図８の鍵スイッチの押圧工程における変形の遷移を示す工程図である。
［図１０Ａ~図１０Ｃ］従来の鍵スイッチの押圧工程における内ドームの変形の遷移を示す工程図である。
［図１１］従来の鍵スイッチの内ドームの反力特性を示す図である。
［図１２］本発明の第４の実施の形態に係る反力発生装置としての鍵スイッチの縦断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る反力発生装置が適用される電子楽器の鍵盤装置の構成の一部を概略的に示す模式図である。この鍵盤装置は、複数の演奏操作子として鍵９２を有する。ただし、図１では代表して１つの鍵９２のみを図示している。鍵９２の下方に基板９３が配設され、基板９３上に、反力発生装置としての鍵スイッチ１０が配設される。押下操作されると鍵９２は支点９１を中心に回動し、鍵スイッチ１０を駆動する。鍵スイッチ１０を駆動することにより、不図示の楽音発生部により楽音信号が発生されるとともに、詳細は後述するように、鍵９２に対して反力が付与される。この反力により、演奏者はアコースティックピアノのような弾き応えを感じる。
　なお、鍵スイッチ１０を駆動する駆動体としては鍵９２に限られず、ハンマであってもよい。例えば、図２に示すように、ハンマ９５が、鍵９２に対して駆動伝達部９４で常に係合し、鍵９２からの駆動力がハンマ９５へ伝達可能になっている。ハンマ９５は、支点９８で回動自在に配設される。基板９３はハンマ９５の上方に配置され、基板９３の下面に鍵スイッチ１０が配設される。鍵９２が押下操作されると、駆動伝達部９４を通じてハンマ９５が駆動され、ハンマ９５が支点９８を中心に回動し、鍵スイッチ１０を駆動する。なお、基板９３と鍵スイッチ１０の配設位置は、ハンマ９５の上方に限らず、ハンマ９５の下方であって駆動伝達部９４と支点９８との間の下方であってもよい。
　ところで、鍵スイッチ１０の構成は、可動接点と固定接点で１つの接点スイッチを構成する従来型の構成と基本的に同じである。図３、図５Ａ~図５Ｆでは、鍵９２に対応するスイッチ数が１つである１メイク型の鍵スイッチ１０を例として説明する。
　図３は、図１や図２における鍵スイッチ１０の縦断面図である。鍵スイッチ１０は、ベース部１１、外ドームＤｏｕｔ、内ドームＤｉｎから構成され、カーボン部分を除きラバー等の弾性部材で一体に形成される。外ドームＤｏｕｔは、駆動体９６によって押圧駆動される頭部１２を有する。駆動体９６には、鍵９２やハンマ９５が該当する。図３における中心線Ｃ０は、駆動体９６による押圧方向と略平行である。なお、厳密には、押圧方向は押圧駆動工程において逐次変化し得るが、駆動体９６が頭部１２に接した瞬間、あるいは後述する内ドームＤｉｎが反力ピークを発生させる瞬間の押圧方向を代表的な押圧方向として定義してもよい。あるいは、駆動体９６と当接する頭部１２の当接面である上面が平坦であるとして、頭部１２の上面に直交する方向を押圧方向と定義してもよい。中心線Ｃ０の軸線方向から見て、外ドームＤｏｕｔ及び内ドームＤｉｎは同心の円形であり、それらの中心を中心線Ｃ０が通る。ベース部１１の外郭形状は任意であるが、例えば、平面視において矩形である。
　駆動体９６による押圧工程（押鍵往工程に相当）において、外ドームＤｏｕｔの頭部１２が押圧され、外ドームＤｏｕｔ及び内ドームＤｉｎの弾性変形によって、押圧に対する反力が発生する。この反力が、押鍵操作に対する反力となって押鍵感触として演奏者に作用する。
　ベース部１１が基板９３に固着され、外ドームＤｏｕｔは、基板９３の基面９３ａから離れる方向にベース部１１から膨出する。内ドームＤｉｎは、外ドームＤｏｕｔの内側に形成されて、外ドームＤｏｕｔとは逆側（基面９３ａに近づく方向）に膨出する。ベース部１１と頭部１２との間は湾曲部を有するスカート部１３によって接続される。なお、スカート部１３は外ドームＤｏｕｔの一部をなす。頭部１２の先端は平坦である。
　内ドームＤｉｎは、その一部を構成する要素として、主としてクリック感を発生させる役割を果たすクリック発生部ＣＬと、主としてクリック発生後の反力変化を特性付ける役割を果たすアフターストローク部ＡＦと、先端部２１とを含んでいる。クリック発生部ＣＬは、接続部２４にてアフターストローク部ＡＦに接続されている。接続部２４はクリック発生部ＣＬの一端部であり、アフターストローク部ＡＦの一端部でもある。クリック発生部ＣＬはまた、接続部２６にて外ドームＤｏｕｔに接続されている。接続部２６はクリック発生部ＣＬの他端部でもある。接続部２６は、外ドームＤｏｕｔの頭部１２とスカート部１３との接続領域の一部でもある。アフターストローク部ＡＦは、接続部２２にて先端部２１に接続されている。
　先端部２１の先端面は基面９３ａに平行に対向する平坦面であり、この平坦面にはカーボン等の導電材で成る可動接点２７が形成されている。可動接点２７に対向する基面９３ａの領域にはカーボン等の導電材で成る固定接点９７が形成されている。可動接点２７及び固定接点９７で、一対の電気的接点部が構成される。両者の導通によって、押圧操作が検出されて検出信号が発信される（ここでは演奏操作におけるキーオン検出）。なお、本電子楽器は不図示のＣＰＵや楽音発生部を有し、鍵スイッチ１０の検出信号はＣＰＵに与えられて、検出に応じたタイミングで楽音発生部から楽音発生がなされる。
　押圧工程において、駆動体９６による押圧終了位置は決まっている。例えば、鍵９２やハンマ９５の回動終了を規定する不図示のストッパによって押圧終了位置は規定される。押圧工程において先端部２１が基面９３ａに当接してから押圧終了（演奏操作終了）までのストロークを以下「内ドームストローク」と称する。鍵９２の押鍵ストロークに対して、内ドームストロークは押鍵ストロークの後半の領域に相当する。これにより、アコースティックピアノのような、押鍵ストロークの後半にクリック感を付与することができる。
　本実施の形態では、内ドームＤｉｎに形状上の工夫を施し、押圧工程において、クリック発生部ＣＬがアフターストローク部ＡＦよりも先に変形量の急増を生じさせる。具体的には、クリック発生部ＣＬの押圧方向に関する剛性をアフターストローク部ＡＦの押圧方向に関する剛性よりも小さくする。さらに、押圧工程において、クリック発生部ＣＬは座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、その後に、アフターストローク部ＡＦの変形量が急増するように内ドームＤｉｎに形状上の工夫を施す。以下、内ドームＤｉｎの詳細な構成について説明する。
　まず、クリック発生部ＣＬについては、中心線Ｃ０に平行な断面において両端部（接続部２４、２６）の間の肉部２５が直線状に延伸し、且つ肉部２５は一様の肉厚である。アフターストローク部ＡＦについて、接続部２４と接続部２２との間の肉部２３の肉厚は、接続部２４から先端部２１に近くなるにつれて徐々に厚くなっている。ただし、クリック発生部ＣＬの肉部２５の一様の肉厚は、アフターストローク部ＡＦの肉部２３の最小厚さ以下である。
　また、肉部２３、２５の傾斜角度を各々の厚み方向における中心線で規定すると、クリック発生部ＣＬ及びアフターストローク部ＡＦはいずれも、中心線Ｃ０（押圧方向）に対して傾斜しているが、クリック発生部ＣＬの肉部２５の押圧方向に対する傾斜の度合いはアフターストローク部ＡＦの肉部２３の押圧方向に対する傾斜の度合いよりも大きい。すなわち、肉部２３が中心線Ｃ０と成す鋭角はθａ、肉部２５が中心線Ｃ０と成す鋭角はθｃであり、θｃ＞θａとなっている。
　図４は、図３における内ドームＤｉｎの反力特性を示す図である。横軸は、内ドームストロークにおける位置、縦軸は反力を示す。上側の曲線Ｌ１は往工程（往鍵工程）、下側の曲線Ｌ２は復工程（離鍵工程）を示す。
　内ドームストロークの始点位置ＳＴ０で先端部２１が基面９３ａに当接すると内ドームＤｉｎは反力を発生させ始める。反力は直ぐに大きくなるが、位置ＳＴ１でクリック発生部ＣＬが座屈することにより反力は急減する。これにより、反力の最大ピークが生じる。クリック発生部ＣＬによる反力は急減した後、小さいままであるが、アフターストローク部ＡＦの反力は増加し始める。両者の合力による反力の最小ピークが位置ＳＴ２で生じ、その後の反力上昇は主としてアフターストローク部ＡＦに依存する。押圧終了位置ＳＴＥまで反力は緩やかに上昇していく。最小ピークの値は、最大ピークの値の半分以下となっている。これにより、内ドームストロークにおける反力の落差を大きくしてクリック感を際立たせている。
　ここで、位置ＳＴ１及び位置ＳＴ２はいずれも、内ドームストローク（ＳＴ０~ＳＴＥ）における前半分の領域（位置ＳＴＥより位置ＳＴ０に近い側）に位置する。これは、位置ＳＴ２以降のアフターストロークの反力変化を十分に確保するためである。アフターストロークがない、あるいは小さいと、クリックの直後にストロークが終わってしまい、クリック感が不明瞭になるからである。なお、鍵９２の押鍵ストロークが１０ｍｍであるとして、内ドームストロークの始点位置ＳＴ０は、鍵９２の押鍵ストローク中においては、非操作位置から７０％（７ｍｍ程度）の位置に相当している。位置ＳＴ０、ＳＴ１、ＳＴ２のこのような設定により、押鍵においてクリック感が欲しいストローク位置に位置ＳＴ１が対応する。しかも、最大ピークの直後に最小ピークが生じるので、その後のアフターストロークと相まって、押鍵ストロークのわずか３０％の範囲であっても明確なクリック感が得られる。
　図５Ａ~図５Ｆは、鍵スイッチ１０の押圧工程における変形の遷移を示す図である。非演奏操作時である非押圧状態（図５Ａ）から頭部１２が押圧されると、まず、外ドームＤｏｕｔのスカート部１３が変形し始める。そして、内ドームＤｉｎの先端部２１が基面９３ａに当接すると（図５Ｂ）、内ドームＤｉｎが圧縮されて反力を発生し始め、押圧の継続により、内ドームＤｉｎの反力は増加していく（図５Ｃ、図４の位置ＳＴ０~ＳＴ１）。
　次に、受ける圧縮力が一定以上に達すると、クリック発生部ＣＬが座屈変形する。内ドームＤｉｎの反力は最大ピーク（図４の位置ＳＴ１）を生じさせて急減する（図５Ｄ）。これによりクリック感が生じる。クリック発生部ＣＬがアフターストローク部ＡＦよりも先に大きく変形するのは上記した構成の違いによる。まず、クリック発生部ＣＬの肉部２５は直線状に延伸し、湾曲していないため、湾曲部から変形が徐々に始まる従来の構成とは異なり、クリック発生部ＣＬの変形は座屈という急激な変形態様をとる。さらに、クリック発生部ＣＬの肉部２５の肉厚は、アフターストローク部ＡＦの肉部２３の最小厚さ以下で、しかも、肉部２５の押圧方向に対する傾斜の度合いは肉部２３の押圧方向に対する傾斜の度合いよりも大きい。そのため、厚くなく且つ傾斜が大きい故に押圧方向に関する剛性が小さい肉部２５が圧縮力に耐えきれず、先に変形を開始する。
　クリック発生部ＣＬが座屈するまではアフターストローク部ＡＦは未だ大きな変形をしていないが、クリック発生部ＣＬが座屈した直後から変形量が急激に大きくなる（図５Ｅ）。特に、既にクリック発生部ＣＬが大きな変形を開始したことから、アフターストローク部ＡＦは接続部２４から巻き込まれるように変形を開始する。しかも、肉部２３は、接続部２４に近いほど薄いので、接続部２４に近い肉薄の側から変形が広がっていき、変形は厚肉の側へ遷移する。従って、アフターストローク部ＡＦの発生反力は変形開始当初は小さいが、変形が厚い部分に移るにつれて発生反力が大きくなっていく。内ドームＤｉｎによる発生反力が上昇に転じると、その時点で反力の最小ピークが生じる（図４の位置ＳＴ２）。これにより、クリック感が明瞭になる。その後、主としてアフターストローク部ＡＦの反力が徐々に大きくなり、やがて内ドームストロークの終了位置まで押圧される（図５Ｆ）。
　ここで、内ドームＤｉｎの変形の態様につき、従来構成と対比する。図１０Ａ~図１０Ｃは、従来の鍵スイッチの押圧工程における内ドームの変形の遷移を示す工程図である。図１１は、従来の鍵スイッチの内ドームの反力特性を示す図である。
　従来構成の内ドーム１００は明瞭な湾曲部を有しており、湾曲部から変形が徐々に始まり、全体に広がっていく（図１０Ａ~図１０Ｃ）。従って、変形は座屈のような急激な態様とならず、反力は緩やか上昇する（図１１）。このように、従来構成ではクリック感に相当する反力は発生しない。
　本実施の形態では、クリック発生部ＣＬ及びアフターストローク部ＡＦに大きな湾曲形状（Ｒ形状）がないことにより、変形開始は座屈という態様をとりやすく、厚みや傾斜角度によってクリック発生部ＣＬの座屈が先に生じるよう設計している。また、押圧方向に対してクリック発生部ＣＬに傾斜を設けていることで、ストローク中の座屈位置を所望位置に設計しやすい。
　本実施の形態によれば、押圧工程において、クリック発生部ＣＬがアフターストローク部ＡＦよりも先に変形量の急増を生じさせるので、押圧ストロークの前半で確実にクリック感を発生させ、その後、確実にアフターストローク区間を設けることができる。よって、押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。また、クリック発生部ＣＬの座屈後にアフターストローク部ＡＦの変形量が急増するので、座屈によって明確なクリック感を発生させるとともに、その間、アフターストローク部は変形させないようにすることができる。よって、クリック感を確実に生じさせることができる。
　また、クリック発生部ＣＬの肉部２５の肉厚は、アフターストローク部ＡＦの肉部２３の最小厚さ以下であるので、アフターストローク部ＡＦの急激な変形よりも先に、クリック発生部ＣＬの座屈を確実に生じさせることができる。押圧方向に平行な断面において、アフターストローク部ＡＦの肉部２３の厚みは徐々に変化しているので、押圧工程において、クリック感発生後のアフターストローク部ＡＦが発生させる反力を徐々に大きくでき、反力の最小ピークを作り出すことができる。従って、クリック感を明瞭にすることができる。
　また、押圧工程において内ドームＤｉｎが発生させる反力の最大ピークは内ドームストローク（ＳＴ０~ＳＴＥ）における前半に位置する。しかも、内ドームＤｉｎが発生させる反力の最小ピークも、最大ピークの直後であって、内ドームストロークにおける前半に位置する。また、内ドームの先端部が基面に当接してから演奏終了までの前半で反力ピークを迎えるので、反力ピークから演奏終了までのストロークを大きく取ることができ、クリック感をより明確にすることができる。よって、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。特に、このような効果を得る上で、外ドームＤｏｕｔではなく内ドームＤｉｎで反力を発生させることが大きな意義を果たしている。すなわち、外ドームＤｏｕｔでは、スイッチがオンされる前から変形が始まるので、スイッチがオンされたときには既に反力が発生済みであり、スイッチオン後に反力ピークを発生させることは困難である。これに対し、内ドームＤｉｎであればスイッチオン後に反力ピークを発生させることが容易に実現可能である。
　また、本実施の形態では、反力発生装置が鍵スイッチ１０として構成されて電子楽器に適用され、可動接点２７及び固定接点９７で、押鍵操作を検出するための一対の電気的接点部が構成されたので、演奏操作に対するクリック感の発生機能と操作検出機能とを反力発生装置に持たせることができる。
　次に本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、鍵９２に対応するスイッチ数は１つとしたが、本発明の第２の実施の形態では、鍵９２に対応するスイッチ数を複数とする。
　図６、図７はそれぞれ、スイッチ数が２つ、３つの鍵スイッチ１０の縦断面図である。詳細は図示しないが、各スイッチＳＷの可動接点と、それに対応して基面９３ａに設けられた固定接点とで、一対の電気的接点部を構成している。各スイッチＳＷの配列方向は、例えば、鍵９２の長手方向と同じである。
　図６では、２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２を有する２メイク型の鍵スイッチを示している。各スイッチＳＷ１、ＳＷ２の突出高さ（先端と基面９３ａとの間隔）は互いに異なっており、押鍵の往工程においてスイッチＳＷ１、ＳＷ２の順番でメイクする。第１の実施の形態で説明した鍵スイッチ１０の特に内ドームＤｉｎの特徴は、最初から２番目にメイクするスイッチＳＷ２に適用される。
　図７では、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を有する３メイク型の鍵スイッチを示している。各スイッチＳＷの突出高さは互いに異なっており、押鍵の往工程においてスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の順番でメイクする。第１の実施の形態で説明した鍵スイッチ１０の特に内ドームＤｉｎの特徴は、最後から２番目にメイクするスイッチＳＷ２に適用される。
　図６、図７のいずれの例の場合も、スイッチＳＷ２の内ドームＤｉｎが発生させる反力の最大ピークが、アコースティックピアノにおける押鍵ストロークにおけるクリック感が生じるストローク位置において発生するように、内ドームＤｉｎを構成する。これにより、演奏操作による押圧ストローク中の適切な位置でクリック感を生じさせることができる。
　次に本発明の第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、内ドームＤｉｎにおいて、アフターストローク部ＡＦは先端部２１に連接し、クリック発生部ＣＬは外ドームＤｏｕｔに連接した。本発明の第３の実施の形態では、クリック発生部ＣＬとアフターストローク部ＡＦとの位置関係を第１の実施の形態における位置関係と逆にする。
　図８は、本発明の第３の実施の形態に係る反力発生装置としての鍵スイッチ１０の縦断面図である。外ドームＤｏｕｔの構成は第１の実施の形態と同様である。内ドームＤｉｎにおいて、クリック発生部ＣＬは、接続部３４にてアフターストローク部ＡＦに接続されている。接続部３４はクリック発生部ＣＬの一端部であり、アフターストローク部ＡＦの一端部でもある。クリック発生部ＣＬはまた、接続部３２にて先端部２１に接続されている。アフターストローク部ＡＦは、接続部３６にて外ドームＤｏｕｔに接続されている。接続部３６は、外ドームＤｏｕｔの頭部１２とスカート部１３との接続領域の一部でもある。
　クリック発生部ＣＬについては、中心線Ｃ０に平行な断面において両端部（接続部３４、３２）の間の肉部３３が直線状に延伸し、且つ肉部３３は一様の肉厚である。アフターストローク部ＡＦについては、接続部３４と接続部３６との間の肉部３５の肉厚は、接続部３４から接続部３６に近くなるにつれて徐々に厚くなっている。ただし、クリック発生部ＣＬの肉部３３の一様の肉厚は、アフターストローク部ＡＦの肉部３５の最小厚さ以下である。
　また、クリック発生部ＣＬ及びアフターストローク部ＡＦはいずれも、中心線Ｃ０（押圧方向）に対して傾斜している。クリック発生部ＣＬの肉部３３の押圧方向に対する傾斜の度合いはアフターストローク部ＡＦの肉部３５の押圧方向に対する傾斜の度合いよりも大きい。すなわち、肉部３３が中心線Ｃ０と成す鋭角はθａ、肉部３５が中心線Ｃ０と成す鋭角はθｃであり、θｃ＞θａとなっている。
　図９Ａ~図９Ｆは、図８の鍵スイッチ１０の押圧工程における変形の遷移を示す工程図である。変形の遷移に関し、本実施の形態でも第１の実施の形態と基本的に同様である。主な動作について述べると、内ドームＤｉｎの先端部２１が基面９３ａに当接し、内ドームＤｉｎにかかる荷重が一定以上に達すると、クリック発生部ＣＬは、アフターストローク部ＡＦよりも先に大きく変形する（図９Ａ~図９Ｄ）。すなわち、反力の最大ピークを生じさせて座屈変形する。アフターストローク部ＡＦは、クリック発生部ＣＬが座屈した直後から変形量が急激に大きくなる（図９Ｅ）。その際、アフターストローク部ＡＦの肉部３５は接続部３４に近いほど薄いので、肉部３５は接続部３４に近い肉薄の側から巻き込まれるように変形が広がっていく。内ドームＤｉｎの発生反力は最小ピークを迎え、その後、主としてアフターストローク部ＡＦの反力が徐々に大きくなり、やがて内ドームストロークの終了位置まで押圧される（図９Ｆ）。
　このように、本実施の形態では、押圧ストローク中の適切な位置で明瞭なクリック感を生じさせることに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
　なお、本実施の形態の構成を第２の実施の形態（図６、図７）に適用する場合は、図８の内ドームＤｉｎの構成をスイッチＳＷ２に適用する。
　なお、上記各実施の形態において、アフターストローク部ＡＦの肉部２３、３５の厚みの変化方向について、当該厚みはクリック発生部ＣＬに近い側ほど薄い構成であった。しかし、クリック発生部ＣＬが先に大きく変形した後、アフターストローク部ＡＦの反力が徐々に大きくなるようにする観点からは、厚みの変化方向を例示とは逆にしてもよい。
　なお、鍵スイッチ１０が配設される場所は基板面に限られない。反力発生機能だけを得る場合は、反力発生装置を操作検出機能のある鍵スイッチ１０として構成することは必須でない。操作検出機能を省いた場合、基面は、押圧力に抗する面であればよい。従って、基面は反力発生装置の構成の一部として構成してもよいし、あるいは、反力発生装置が取り付けられる場所の面を基面に利用してもよい。
　なお、上記各実施の形態において、駆動体９６は操作子の操作によって外ドームＤｏｕｔの頭部１２を押圧する構成であればよく、リズムマシンのパッドスイッチ等、鍵盤楽器以外の楽器にも適用できる。さらに、操作子は演奏操作子に限られず、設定操作子であってもよい。また、電子楽器以外の装置にも本発明を適用可能である。
　また、上記各実施の形態において、鍵スイッチ１０は、弾性変形可能な弾性構造体として膨出状のラバーからなる外ドームＤｏｕｔを備えるが、外ドームＤｏｕｔの代わりに他の弾性構造体を備えていてもよい。例えば、図１２に示すように、鍵スイッチ１０が、内ドームＤｉｎを内包するコイルバネ２０と、頭部１２の下部へ設けられて略水平に延出し、コイルバネ２０の頂部と当接して反力を受けるフランジ２１とを備えていてもよい。この場合、コイルバネ２０の自然長やバネ定数は、頭部１２が押圧される際に内ドームＤｉｎよりもコイルバネ２０が先に圧縮されるように設定される。
　以上、本発明を各実施の形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な実施の形態も本発明に含まれる。また、上述の実施の形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
　本出願は、２０１５年８月２４日に出願された日本出願第２０１５−１６４７６６号に基づく優先権を主張するものであり、当該日本出願に記載された全内容を本出願に援用する。
１０　鍵スイッチ（反力発生装置）
２１　先端部
Ｄｉｎ　内ドーム
Ｄｏｕｔ　外ドーム
ＣＬ　クリック発生部
ＡＦ　アフターストローク部
２４、２６、３２、３４　接続部
２３、２５、３３、３５　肉部
９３ａ　基面

Claims (13)

  1. 　基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有するドームを備え、前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置であって、
    　前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記ドームの先端部が前記基面に当接すると前記ドームが変形を開始し、
    　前記ドームは、その一部を構成する要素として、いずれも前記押圧方向に対して傾斜したアフターストローク部及びクリック発生部を含み、
    　前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、前記クリック発生部は前記アフターストローク部よりも先に変形量の急増を生じさせるものであり、
    　前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増することを特徴とする反力発生装置。
  2. 　前記クリック発生部は、その一端部が前記アフターストローク部に接続され、その両端部の間の肉部が前記押圧方向に対して傾斜する度合いは前記アフターストローク部の前記押圧方向に対する傾斜の度合いよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の反力発生装置。
  3. 　前記クリック発生部は、前記押圧方向に平行な断面において前記両端部の間の肉部が直線状に延伸し、且つ一様の肉厚であることを特徴とする請求項２記載の反力発生装置。
  4. 　前記クリック発生部の前記一様の肉厚は、前記アフターストローク部の肉部の最小厚さ以下であることを特徴とする請求項３記載の反力発生装置。
  5. 　前記押圧方向に平行な断面において、前記アフターストローク部の肉部の厚みは徐々に変化していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反力発生装置。
  6. 　前記弾性構造体は、前記弾性部材で構成され、前記基面から離れる方向に膨出する部分を有するドーム状を呈し、前記ドームを内包することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の反力発生装置。
  7. 　基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有するドームを備え、演奏操作によって前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、
    　前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記ドームの先端部が前記基面に当接すると前記ドームが変形を開始し、
    　前記ドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、
    　前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させ、
    　前記押圧工程において前記ドームが発生させる反力の最大ピークは、前記ドームの前記先端部が前記基面に当接してから演奏操作終了までのドームストロークにおける前半に位置することを特徴とする電子楽器の鍵盤装置。
  8. 　前記ドームは、その一部を構成する要素としてアフターストローク部をさらに含み、
    　前記押圧工程において、前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増することを特徴とする請求項７記載の電子楽器の鍵盤装置。
  9. 　前記押圧工程において前記クリック発生部が座屈した後に前記ドームが発生させる反力の最小ピークは、前記ドームストロークにおける前半に位置することを特徴とする請求項７または８記載の電子楽器の鍵盤装置。
  10. 　前記ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための一対の電気的接点部が構成されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の電子楽器の鍵盤装置。
  11. 　基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有する複数のドームを備え、演奏操作によって前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、
    　前記各ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための複数の電気的接点部が構成され、
    　非演奏操作時において、前記複数のドームの各先端部と前記基面との間隔はドームごとに異なっており、
    　前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各ドームが変形を開始し、
    　前記押圧工程において、前記先端部が最後から２番目に前記基面に当接するドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させることを特徴とする電子楽器の鍵盤装置。
  12. 　基面に配置され、弾性構造体及び弾性部材で構成されて前記基面に近づく方向に膨出する部分を有する２つのドームを備え、演奏操作によって前記弾性構造体が押圧される押圧工程において前記弾性構造体及び前記ドームの弾性変形によって反力を発生させる反力発生装置を有する電子楽器の鍵盤装置であって、
    　前記各ドームの前記先端部と前記先端部に対向する前記基面とに、導通によって演奏操作を検出するための複数の電気的接点部が構成され、
    　非演奏操作時において、前記２つのドームの各先端部と前記基面との間隔は互いに異なっていて、
    　前記押圧工程において、前記弾性構造体の変形が始まった後、前記先端部が前記基面に当接した順番で前記各ドームが変形を開始し、
    　前記押圧工程において、前記先端部が２番目に前記基面に当接するドームは、その一部を構成する要素としてクリック発生部を含み、前記押圧工程において、前記クリック発生部は座屈によって反力が急減することでクリック感を発生させることを特徴とする電子楽器の鍵盤装置。
  13. 　前記クリック発生部を一部に含んだ前記ドームは、その一部を構成する要素としてアフターストローク部をさらに含み、
    　前記押圧工程において、前記アフターストローク部の変形量は、前記クリック発生部が座屈した後に急増することを特徴とする請求項１１または１２記載の電子楽器の鍵盤装置。
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