WO2018173770A1 - 反力発生装置および鍵盤装置 - Google Patents

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WO2018173770A1
WO2018173770A1 PCT/JP2018/008966 JP2018008966W WO2018173770A1 WO 2018173770 A1 WO2018173770 A1 WO 2018173770A1 JP 2018008966 W JP2018008966 W JP 2018008966W WO 2018173770 A1 WO2018173770 A1 WO 2018173770A1
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reaction force
upper electrode
hammer
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PCT/JP2018/008966
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Inventor
美智子 田之上
Original Assignee
ヤマハ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a reaction force generator and a keyboard device.
  • a predetermined feeling (hereinafter referred to as touch feeling) is given to a player's finger through a key by the action of an action mechanism.
  • an action mechanism is required for key pressing with a hammer.
  • an electronic keyboard instrument a key depression is detected by a sensor, so that sound generation is possible without having an action mechanism such as an acoustic piano.
  • the touch feeling of an electronic keyboard instrument that does not use an action mechanism and an electronic keyboard instrument that uses a simple action mechanism are greatly different from the touch feeling of an acoustic piano. Therefore, a technique for providing a mechanism corresponding to a hammer in an acoustic piano in order to obtain a touch feeling close to that of an acoustic piano in an electronic keyboard instrument has been disclosed (for example, Patent Document 1).
  • the hammer moves in accordance with the player's key press operation, and a sound is emitted when the sensor is pressed.
  • a force may also be applied in other directions such as the longitudinal direction of the key (vertical direction or front-rear direction) and the direction in which the keys are arranged (scale direction) as viewed from the user.
  • the force acting in the longitudinal direction is a force generated by displacement and is also called shear stress (or shear stress).
  • the sensor may not operate stably, and sound generation failure may occur.
  • the above problem may occur even when the key directly presses the sensor in a keyboard device in which the hammer does not press the sensor (or does not use the hammer), and sound generation failure tends to occur.
  • the said problem will generate
  • one of the objects of the present invention is to enable a reaction force to be stably generated when a performer presses an electronic keyboard instrument.
  • Another object of the present invention is to enable a stable sound to be emitted when a performer presses an electronic keyboard instrument.
  • an actuator that rotates about a rotation fulcrum and a reaction force generation member that contacts the actuator are provided, and the actuator and the reaction force generation member have a plurality of tangential planes.
  • a reaction force generator is provided in which at least one of a plurality of tangential planes includes a rotation fulcrum.
  • the actuator may move in the normal direction when it contacts a plurality of tangent planes.
  • an actuator that rotates about a rotation fulcrum, and a reaction force generation member that has at least three contacts with the actuator, the surface including the three contacts has a rotation fulcrum.
  • a reaction force generator is provided.
  • the actuator may move in the normal direction when contacting the surface including the three contact points.
  • the reaction force generation member can be deformed in response to the pressing of the actuator, and may have a restoring force.
  • At least one of the actuator and the reaction force generation member has at least one contact surface having a plurality of protrusions, and the plurality of protrusions are in contact with the other of the actuator and the reaction force generation member. May be.
  • the reaction force generator may be a switching device.
  • a keyboard device that includes a key and the reaction force generation device, and the actuator is a part of the hammer body.
  • a keyboard device that includes a key and the reaction force generation device, and the actuator is a part of the key.
  • the present invention it is possible to stably generate a reaction force when a performer presses a key on an electronic keyboard instrument. Further, according to the present invention, it is possible to stably emit a sound when a performer presses an electronic keyboard instrument.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a keyboard device according to the first embodiment.
  • the keyboard device 1 is an electronic keyboard instrument that emits sound in response to a user (player) key depression such as an electronic piano.
  • the keyboard device 1 may be a keyboard-type controller that outputs control data (for example, MIDI) for controlling an external sound source device in response to a key depression.
  • the keyboard device 1 may not include the sound source device.
  • the keyboard device 1 includes a keyboard assembly 10.
  • the keyboard assembly 10 includes a white key 100w and a black key 100b.
  • a plurality of white keys 100w and black keys 100b are arranged side by side.
  • the number of keys 100 is N, which is 88 in this example.
  • This arranged direction is referred to as a scale direction (sometimes referred to as a key side direction or D2 direction).
  • the key 100 may be referred to.
  • the longitudinal direction of the key 100 may be referred to as the D1 direction.
  • when “w” is added to the end of the reference sign it means that the configuration corresponds to the white key.
  • “b” is added at the end of the code, it means that the configuration corresponds to the black key.
  • a part of the keyboard assembly 10 exists inside the housing 90.
  • a portion of the keyboard assembly 10 covered by the casing 90 is referred to as a non-appearance portion NV, and a portion exposed from the casing 90 and visible to the user is referred to as an appearance portion PV.
  • the appearance part PV is a part of the key 100 and indicates an area where the user can perform a performance operation.
  • a portion of the key 100 that is exposed by the appearance portion PV may be referred to as a key body portion.
  • a sound source device 70 and a speaker 80 are arranged inside the housing 90.
  • the tone generator 70 generates a sound waveform signal when the key 100 is pressed.
  • the speaker 80 outputs the sound waveform signal generated in the sound source device 70 to an external space.
  • the keyboard device 1 may be provided with a slider for controlling the volume, a switch for switching timbres, a display for displaying various information, and the like.
  • directions such as up, down, left, right, front, and back indicate directions when the keyboard device 1 is viewed from the performer when performing. Therefore, for example, the non-appearance part NV can be expressed as being located on the back side with respect to the appearance part PV. Further, the direction may be indicated with the key 100 as a reference, such as the front end side (key front side) and the rear end side (key rear side). In this case, the key front end side indicates the front side as viewed from the performer with respect to the key 100. The rear end side of the key indicates the back side viewed from the performer with respect to the key 100.
  • the black key 100b can be expressed as a portion protruding upward from the white key 100w from the front end to the rear end of the key body of the black key 100b.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the sound source device according to the first embodiment.
  • the sound source device 70 includes a signal conversion unit 710, a sound source unit 730, and an output unit 750.
  • the sensor 300 is provided corresponding to each key 100, detects a key operation, and outputs a signal corresponding to the detected content. In this example, the sensor 300 outputs a signal according to the key depression amount in three stages. The key pressing speed can be detected according to the interval of this signal.
  • the signal conversion unit 710 obtains output signals of the sensors 300 (sensors 300-1, 300-2,..., 300-88 corresponding to 88 keys 100) and corresponds to the operation state of each key 100. Generate and output an operation signal.
  • the operation signal is a MIDI signal. Therefore, the signal conversion unit 710 outputs note-on according to the key pressing operation. At this time, the key number indicating which of the 88 keys 100 has been operated and the velocity corresponding to the key pressing speed are also output in association with the note-on.
  • the signal conversion unit 710 outputs the key number and note-off in association with each other.
  • a signal corresponding to another operation such as a pedal may be input to the signal conversion unit 710 and reflected in the operation signal.
  • the sound source unit 730 generates a sound waveform signal based on the operation signal output from the signal conversion unit 710.
  • the output unit 750 outputs the sound waveform signal generated by the sound source unit 730. This sound waveform signal is output to, for example, the speaker 80 or the sound waveform signal output terminal.
  • the configuration of the keyboard assembly 10 will be described below.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram when the configuration inside the housing in the first embodiment is viewed from the side of the keyboard.
  • the keyboard assembly 10 and the speaker 80 are arranged inside the housing 90. That is, the housing 90 covers at least a part of the keyboard assembly 10 (the connection portion 180 and the frame 500) and the speaker 80.
  • the speaker 80 is disposed on the back side of the keyboard assembly 10.
  • the speaker 80 is arranged so as to output a sound corresponding to the key depression toward the upper side and the lower side of the housing 90. The sound output downward advances from the lower surface side of the housing 90 to the outside.
  • the sound output upward passes through the space inside the keyboard assembly 10 from the inside of the housing 90, and is externally transmitted from the gap between the adjacent keys 100 in the exterior portion PV or the gap between the key 100 and the housing 90.
  • the path of sound from the speaker 80 that reaches the space inside the keyboard assembly 10, that is, the space below the key 100 (key body portion) is exemplified as the path SR.
  • the keyboard assembly 10 includes a connection unit 180, a hammer assembly 200, and a frame 500 in addition to the key 100 described above.
  • the keyboard assembly 10 is a resin-made structure whose most configuration is manufactured by injection molding or the like.
  • the frame 500 is fixed to the housing 90.
  • the connection unit 180 connects the key 100 so as to be rotatable with respect to the frame 500.
  • the connecting portion 180 includes a plate-like flexible member 181, a key-side support portion 183, and a rod-like flexible member 185.
  • the plate-like flexible member 181 extends from the rear end of the key 100.
  • the key side support portion 183 extends from the rear end of the plate-like flexible member 181.
  • a rod-shaped flexible member 185 is supported by the key side support portion 183 and the frame side support portion 585 of the frame 500. That is, a rod-shaped flexible member 185 is disposed between the key 100 and the frame 500. The key 100 can be rotated with respect to the frame 500 by bending the rod-shaped flexible member 185.
  • the rod-shaped flexible member 185 is configured to be attachable to and detachable from the key side support portion 183 and the frame side support portion 585.
  • the rod-like flexible member 185 may be configured so as not to be attached or detached integrally with the key side support portion 183 and the frame side support portion 585, or by bonding or the like.
  • the key 100 includes a front end key guide 151 and a side key guide 153.
  • the front end key guide 151 is slidably in contact with the front end frame guide 511 of the frame 500.
  • the front end key guide 151 is in contact with the front end frame guide 511 on both sides of the upper and lower scale directions.
  • the side key guide 153 is slidably in contact with the side frame guide 513 on both sides in the scale direction.
  • the side key guide 153 is disposed in a region corresponding to the non-appearance portion NV on the side surface of the key 100, and exists on the key front end side with respect to the connection portion 180 (plate-like flexible member 181). You may arrange
  • the key 100 is connected to the key side load unit 120 below the appearance unit PV.
  • the key-side load portion 120 is connected to the hammer assembly 200 so that the hammer assembly 200 is rotated when the key 100 is rotated.
  • the hammer assembly 200 is disposed in a space below the key 100 and is rotatably attached to the frame 500.
  • the hammer assembly 200 has a length in the front-rear direction of the key (direction D1 shown in FIG. 3).
  • the hammer assembly 200 includes a weight part 230 and a hammer body part 250.
  • the hammer main body 250 is provided with a shaft support portion 220 that serves as a bearing for the rotation shaft 520 of the frame 500.
  • the shaft support portion 220 and the rotation shaft 520 of the frame 500 abut against each other at least at three points.
  • the rotation fulcrum 521 is provided at the center of the rotation shaft 520.
  • the hammer assembly 200 including the hammer main body 250 rotates around the rotation fulcrum 521.
  • the hammer side load portion 210 is connected to the front end portion of the hammer main body portion 250.
  • the hammer side load portion 210 includes a portion that is slidable and abuts substantially in the front-rear direction inside the key side load portion 120.
  • a resin material such as plastic is used for the hammer side load portion 210.
  • a lubricant such as grease may be disposed on the contact portion.
  • the hammer side load unit 210 and the key side load unit 120 (in the following description, these may be collectively referred to as “load generation unit”) generate a part of the load when the key is pressed by sliding on each other. To do.
  • the load generating unit is located below the key 100 in the appearance portion PV (frontward from the rear end of the key body).
  • the weight portion 230 includes a metal weight, and is connected to the rear end portion of the hammer main body portion 250 (the back side from the rotation shaft). In a normal state (when no key is pressed), the weight portion 230 is placed on the lower stopper 410. As a result, the key 100 is stabilized at the rest position. When the key is depressed, the weight portion 230 moves upward and collides with the upper stopper 430. This defines the end position that is the maximum key depression amount of the key 100. The weight 230 also applies a load to the key press.
  • the lower stopper 410 and the upper stopper 430 are formed of a buffer material or the like (nonwoven fabric, elastic body, etc.).
  • the sensor 300 is attached to the frame 500 below the load generating unit.
  • the sensor 300 When the sensor 300 is crushed by the hammer side load unit 210 by pressing the key, the sensor 300 outputs a detection signal.
  • the hammer side load unit 210 functions as one of the actuators.
  • the crushed sensor 300 tries to return to its original shape by a restoring force, and thus gives a reaction force to the hammer side load portion 210. Therefore, the hammer side load unit 210, the key side load unit 120, and the sensor 300 may be collectively referred to as a reaction force generator 50.
  • the sensor 300 may be referred to as a reaction force generating member.
  • the reaction force generation device 50 can be referred to as a switching device. The configuration of the reaction force generator 50 will be described in detail below.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view when the hammer side load portion 210 and the upper electrode support portion 330 are in contact with each other.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a region A1 in FIG.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view after the hammer side load portion 210 and the upper electrode support portion 330 are both rotated and the sensor 300 is pushed down.
  • the sensor 300 includes an upper electrode 310, an upper electrode support part 330, and a deformation part 340.
  • the sensor 300 is provided in the rotation range of the hammer side load unit 210.
  • the hammer-side load portion 210 and the sensor 300 come into contact with each other as the hammer-side load portion 210 rotates.
  • the hammer side load portion 210 is provided with a plurality of convex portions 270
  • the sensor 300 is provided with an upper electrode support portion 330.
  • the convex part 270 may have roundness in the front-end
  • the plurality of convex portions 270 including the convex portion 270-1 and the convex portion 270-2 have the same shape.
  • the plurality of convex portions 270 and the upper electrode support portion 330 come into contact with each other. More specifically, the tip portions 270A of the plurality of convex portions 270 and the upper surface 330A of the upper electrode support portion 330 are in contact with each other.
  • a plane (a plane including a contact point) when the plurality of convex portions 270 (tip portion 270A) and the upper electrode support portion 330 (upper surface 330A) are in contact with each other is referred to as a tangential plane 333. That is, one of the plurality of convex portions 270 (the convex portion 270-1) is in contact with the upper electrode support portion 330 and has a tangential plane 333 (tangential plane 333-1).
  • the hammer side load portion 210 has a plurality of tangential planes 333 between the upper electrode support portion 330 and the hammer side load portion 210.
  • the plurality of tangential planes 333 including the tangential plane 333-1 and the tangential plane 333-2 have the same shape. In the present embodiment, as shown in FIG.
  • the plurality of convex portions 270 contact the upper electrode support portion 330 substantially simultaneously, and the plurality of tangential planes 333 substantially coincide. Further, at least one of the plurality of tangent planes 333 includes a rotation fulcrum 521.
  • the hammer side load section 210 pushes down the upper electrode support section 330 and the upper electrode 310 while rotating the deformation section 340 while rotating. At this time, the hammer side load portion 210 moves in the normal direction N1 with respect to the plurality of tangential planes 333 when the plurality of convex portions 270 are in contact with the upper surface 330A of the upper electrode support portion 330.
  • the hammer side load part 210 which functions as an actuator depresses a sensor (the upper electrode support part 330 and the upper electrode 310), the component force to the longitudinal direction (direction where a shear stress works) of the key 100 does not arise. Or, the component force is suppressed.
  • the hammer side load part 210 always moves perpendicularly (normal direction) with respect to the tangential plane 333 while rotating. That is, the positional deviation of the upper electrode support part 330 and the upper electrode 310 is suppressed. Therefore, as shown in FIG. 6, when the key 100 is pressed, the upper electrode 310 and the lower electrode 320 are likely to come into contact with each other. Moreover, since the deformation
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the reaction force generator 50 of FIG. 4 when viewed from the key front end side (key front side), that is, from the longitudinal direction (D1 direction) of the key.
  • the sensor 300 includes an upper electrode 310, a lower electrode 320, an upper electrode support portion 330, a deformation portion 340, and a lower electrode support portion 350.
  • the upper electrode 310 is provided on the lower surface 330B of the upper electrode support 330.
  • the upper electrode 310 is formed of an elastic body.
  • a conductive portion 310 ⁇ / b> A is provided at the tip of the upper electrode 310.
  • molded silicon rubber is used for the upper electrode 310, and conductive carbon black is used as the conductor for the conductive portion 310A.
  • the lower electrode 320 is disposed on the upper surface side of the lower electrode support portion 350 so as to face the upper electrode 310.
  • the lower electrode 320 includes a conductor.
  • the lower electrode 320 is made of a metal material such as gold, silver, copper, or platinum, or a conductive resin such as conductive carbon black.
  • the lower electrode 320 is disposed in the rotation range of the hammer side load unit 210.
  • the lower electrode 320 includes a first lower electrode and a second lower electrode.
  • the first lower electrode is connected to the signal line.
  • the second lower electrode is connected to the GND line.
  • the deformation part 340 is disposed so as to connect the upper electrode support part 330 and the lower electrode support part 350.
  • the deformable portion 340 is connected to the end portion 331A of the upper electrode support portion 330 and the end portion 331B of the upper electrode support portion 330.
  • the deforming portion 340 is directly fixed to the lower electrode support portion 350 by the connecting portion 340A and the connecting portion 340B.
  • transformation part 340 may be indirectly fixed with the lower electrode support part 350 through another member.
  • the connecting portion 340 ⁇ / b> A is disposed outside and below the end portion 331 ⁇ / b> A of the upper electrode support portion 330.
  • connection portion 340B is disposed outside and below the end portion 331B of the upper electrode support portion 330.
  • transformation part 340 when the deformation
  • transformation part 340 when the deformation
  • molded silicon rubber is used for the deformable portion 340.
  • the upper electrode support portion 330 is disposed to face the hammer side load portion 210.
  • the upper surface 330A of the upper electrode support part 330 has a flat surface.
  • the upper surface 330 ⁇ / b> A may have a recess depending on the shape of the upper electrode 310.
  • the upper electrode support 330 is made of silicon rubber so that it can be integrally formed with the upper electrode 310 and the deformable portion 340.
  • the upper electrode 310 excluding the conductive portion 310A, the upper electrode support portion 330, and the deformation portion 340 may be collectively referred to as a reaction force generating member.
  • the upper electrode support part 330 may be referred to as an upper surface part of the reaction force generating member.
  • the upper electrode support 330 may be provided with a lubricant as appropriate.
  • the lower electrode support part 350 is provided as another member together with the lower electrode 320.
  • the lower electrode support part 350 may be provided as a printed board, and the lower electrode 320 may be an electrode formed on the printed board.
  • the lower electrode support part 350 may be referred to as a base material.
  • the lower electrode 320 may be referred to as a detection unit.
  • the lower electrode 320 and the lower electrode support part 350 may be collectively referred to as a circuit board.
  • a material harder than the upper electrode support portion 330 is used for the hammer side load portion 210.
  • a resin material such as plastic is used for the hammer side load portion 210.
  • the upper electrode support portion 330 of the sensor 300 is disposed to be inclined with respect to the lower electrode support portion 350 when viewed from the key side surface direction (D2 direction).
  • the upper electrode support portion 330 does not necessarily have to be inclined, and the plurality of convex portions 270 of the hammer side load portion 210 may be arranged so that the upper electrode support portion 330 can be in contact with the upper electrode support portion 330 at the same time.
  • three upper electrodes 310 are arranged, the number is not limited to this number.
  • the lower electrode 320 is arranged in alignment with the upper electrode 310 when viewed from the key side surface direction (D2 direction).
  • the three upper electrodes 310 have different distances to the lower electrode 320, respectively.
  • a detection signal is output.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the key assembly when the key (white key) is pressed.
  • FIG. 8A is a diagram when the key 100 is in the rest position (a state where the key is not pressed).
  • FIG. 8B is a diagram when the key 100 is in the end position (the state where the key is pressed to the end).
  • the rod-like flexible member 185 is bent with the center of rotation.
  • the rod-shaped flexible member 185 is bent and deformed forward (frontward) of the key 100, but the key 100 moves forward due to the restriction of movement in the front-rear direction by the side key guide 153. Instead, the key 100 rotates in the normal direction (D3 direction).
  • the key side load portion 120 pushes down the hammer side load portion 210
  • the hammer assembly 200 rotates around the rotation fulcrum 521.
  • the weight portion 230 collides with the upper stopper 430, the rotation of the hammer assembly 200 stops and the key 100 reaches the end position.
  • the sensor 300 is crushed by the hammer side load unit 210, the sensor 300 outputs a detection signal at a plurality of stages according to the crushed amount (key pressing amount).
  • the reaction force generation device 50 of the present embodiment the upper electrode 310 and the lower electrode 320 are easily brought into contact with each other when the key 100 is pressed. Therefore, a sound can be stably emitted.
  • Second Embodiment (2. Configuration of reaction force generator 50-1)
  • a reaction force generator 50-1 having a structure different from that of the first embodiment will be described.
  • the description is used.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view of the reaction force generator 50-1 as seen from the key side direction.
  • FIG. 10 is an enlarged view of the area A1.
  • a plurality of convex portions 335 are provided on the upper surface 330 ⁇ / b> A of the upper electrode support portion 330.
  • the convex portions 335 have different shapes, but may have the same shape.
  • the hammer-side load portion 210 is provided with a plurality of convex portions 270 and a plurality of convex portions 271. Similar to the convex portion 335, the convex portions 271 have different shapes, but may have the same shape.
  • the convex part 270 has the same shape, it is not limited to this.
  • the tip portion 270A of the convex portion 270 is in contact with the upper surface 330A of the upper electrode support portion 330.
  • the tip portion 270A and the upper surface 330A each have a curved surface.
  • the plane (plane including the contact point) where the tip 270A of the convex portion 270 and the upper surface 330A of the upper electrode support 330 are in contact is referred to as a tangential plane 333-1.
  • the tip 271 ⁇ / b> A of the protrusion 271 is in contact with the tip 335 ⁇ / b> A of the protrusion 335 of the upper electrode support 330.
  • distal end portion 271A and the distal end portion 335A each have a curved surface.
  • a plane (a plane including a contact point) where the tip portion 271A of the convex portion 271 and the tip portion 335A of the convex portion 335 are in contact is referred to as a tangential plane 333-2.
  • the tip portion 270A, the upper surface 330A, the tip portion 271A, and the tip portion 335A each have a curved surface.
  • the tangential plane 333-1 and the tangential plane 333-2 are not coplanar, but include a rotation fulcrum 521.
  • the convex part 270 and the upper electrode support part 330, and the convex part 271 and the convex part 335 are simultaneously in contact with each other.
  • the convex portion 270 of the hammer side load portion 210 moves in the normal direction N1 with respect to the tangential plane 333-1.
  • the convex portion 271 moves in the normal direction N2 with respect to the tangential plane 333-2.
  • the hammer-side load portion 210 that functions as an actuator presses the upper electrode support portion 330 that is a reaction force generating member, even if it has a different tangent plane, the key 100 moves in the scale direction. The component force is not generated or the component force is suppressed. For this reason, the hammer side load part 210 always moves perpendicularly (normal direction) with respect to the tangential plane 333 while rotating. That is, the positional deviation of the upper electrode support part 330 and the upper electrode 310 is suppressed. Therefore, when the key 100 is pressed, the upper electrode 310 and the lower electrode 320 are likely to come into contact with each other. As described above, when the key 100 is pressed, the upper electrode 310 and the lower electrode 320 can come into contact with each other, and the detection signal is reliably output. That is, the keyboard device 1 can emit sound stably.
  • ⁇ Third Embodiment> (3. Configuration of reaction force generator 50-2)
  • a reaction force generator 50-2 having a structure different from that of the second embodiment will be described.
  • the description is used.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the contact portion between the hammer side load portion 210 and the upper electrode support portion 330 of the reaction force generator 50-2 as viewed from the key side surface direction.
  • a plurality of convex portions 337 are provided on the upper surface 330 ⁇ / b> A of the upper electrode support portion 330.
  • the convex portions 337 have different shapes, but may have the same shape.
  • the hammer side load portion 210 is provided with a plurality of convex portions 270 (the convex portion 270-1, the convex portion 270-2, and the convex portion 270-3).
  • the convex portion 270-3 is provided at a position not on the line connecting the convex portion 270-1 and the convex portion 270-2.
  • the front end portion 270-1A of the convex portion 270-1 and the front end portion 270-2A of the convex portion 270-2 are in contact with the upper surface 330A of the upper electrode support portion 330.
  • Tip portion 270-1A, tip portion 270-2A, and upper surface 330A may each have a curved surface.
  • the tip 270-3A of the convex portion 270-3 is in contact with the tip 337A of the convex portion 337 of the upper electrode support portion 330. At this time, the tip portion 270-3A and the tip portion 337A may each have a curved surface.
  • the convex portion 270-1 and the upper electrode support portion 330, the convex portion 270-2 and the upper electrode support portion 330, and the convex portion 270-3 and the convex portion 337 are simultaneously in contact with each other.
  • a contact point between the tip portion 270-1A and the upper surface 330A is defined as a contact P1.
  • a contact point between the tip 270-2A and the upper surface 330A is defined as a contact P2.
  • a contact point between the tip portion 270-3A and the tip portion 337A is defined as a contact P3.
  • the tangential plane 338 includes the rotation fulcrum 521.
  • the convex part 270 of the hammer side load part 210 moves in the normal direction N3 with respect to the tangential plane 338.
  • the hammer side load portion 210 that functions as an actuator presses the upper electrode support portion 330 that is a reaction force generating member, a component force in the longitudinal direction (front-rear direction) of the key 100 is generated. No or partial force is suppressed. For this reason, the hammer side load portion 210 can always move vertically (normal direction) with respect to the tangential plane 338 while rotating. That is, the positional deviation of the upper electrode support part 330 and the upper electrode 310 is suppressed. Therefore, when the key 100 is pressed, the upper electrode 310 and the lower electrode 320 are likely to come into contact with each other. Therefore, when the key 100 is pressed, the upper electrode 310 and the lower electrode 320 can come into contact with each other, and the detection signal is reliably output. That is, the keyboard device 1 can emit sound stably.
  • the example in which the hammer side load portion 210 is shifted in the front-rear direction has been shown.
  • the key 100 is displaced in the direction (scale direction) or obliquely, the hammer side load is further increased. This is also applied when the portion 210 is rotated and twisted.
  • the second embodiment is also applied when the hammer side load unit 210 is shifted in various directions.
  • the key side load unit 120 may be in direct contact with the upper electrode support unit 330 and pressed down.
  • the key-side load unit 120 may be the lower surface of the key 100.
  • the arrangement of the sensor 300 is different from the position shown in FIG. 3, and the sensor 300 is arranged immediately below the key 100 (for example, the middle position of the line connecting the front key guide 151 and the side key guide 153 in FIG. 3). May be.
  • the key 100 may be connected to the hammer assembly 200 at a location different from the position shown in FIG. In this case, the rotation fulcrum is provided on the side key guide 153 side.
  • the upper electrode support portion 330 is more likely to be displaced in the longitudinal direction (front-rear direction) or the scale direction. Therefore, the effect by using this invention can be acquired further.
  • another member may be used without providing the hammer assembly 200.
  • the hammer side load part 210 or the key side load part 120 may not press the upper electrode support part 330.
  • another member separated from the hammer side load unit 210 and the key side load unit 120 may function as the actuator.
  • the actuator may be a movable part that interlocks with the key.
  • the convex portion 270 is provided on the contact surface 215 of the hammer side load portion 210
  • the present invention is not limited to this.
  • the contact surface 215 may not be provided with the convex portion 270.
  • the contact surface 215 and the upper surface 330A of the upper electrode support portion 330 may be in surface contact.
  • the rotation fulcrum is included in a plane formed by three different contact points on the contact surface between the contact surface 215 and the upper surface 330A of the upper electrode support 330.
  • the contact surface 215 and the upper surface 330A may have curved surfaces having the same shape when in surface contact. Further, when in surface contact, the contact surface 215 and the upper surface 330A may have unevenness of the same (that is, corresponding) shape. Further, the contact surface 215 or the upper surface 330A may be provided with convex portions arranged in a mesh shape. In these, a plurality of tangential planes provided arbitrarily may pass through the rotation fulcrum 521.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the reaction force generator 50-3 as viewed from the key front end side.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the reaction force generator 50-3 as viewed from the key side.
  • the hammer side load portion 210 and the reaction force generation member 301 have the same configuration as the sensor 300 except for the upper electrode 310 and the lower electrode 320.
  • the hammer side load portion 210 and the reaction force generation member 301 have a plurality of tangential planes 333.
  • the tangent plane 333 includes a rotation fulcrum 521.
  • the reaction force generating member 301 presses the reaction force generating member 301, no component force is generated in the longitudinal direction of the key 100 (direction in which shear stress acts) or the component force is suppressed. For this reason, the hammer side load part 210 always moves perpendicularly (normal direction) with respect to the tangential plane 333 while rotating. Thereby, the reaction force generating member can generate the reaction force at an appropriate timing, and the touch feeling in the keyboard device can be improved. Further, in the above, since the reaction force generating member is prevented from being deformed abnormally, durability is improved.
  • reaction force generating member 310 ... Upper electrode, 320 ... Lower electrode, 330... Upper electrode support part, 33 3 ... tangential plane, 335 ... convex part, 340 ... deformed part, 350 ... lower electrode support part, 410 ... lower stopper, 430 ... upper stopper, 500 ... Frame, 511 ... Front end frame guide, 513... Side frame guide, 520. 521 ... Rotation fulcrum, 585 ... Frame side support part, 710: Signal conversion unit, 730 ... Sound source unit, 750 ... Output unit

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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

反力発生装置が提供される。１つの反力発生装置は、回動支点を中心に回動するアクチュエータと、アクチュエータと接触する反力発生部材とを有し、アクチュエータと反力発生部材とは、複数の接平面を有し、複数の接平面の少なくとも一つに回動支点が含まれる。別の反力発生装置は、回動支点を中心に回動するアクチュエータと、アクチュエータと少なくとも３つの接点を有する反力発生部材とを有し、３つの接点を含む面は、回動支点を含む。

Description

反力発生装置および鍵盤装置
　本発明は、反力発生装置および鍵盤装置に関する。
　アコースティックピアノにおいては、アクション機構の動作により、鍵を通して演奏者の指に所定の感覚（以下、タッチ感という）を与える。アコースティックピアノにおいては、ハンマでの押鍵のためにアクション機構を必要とする。一方、電子鍵盤楽器においては、センサにより押鍵を検出するため、アコースティックピアノのようなアクション機構を有しなくても発音が可能である。アクション機構を用いない電子鍵盤楽器および簡易的なアクション機構を用いた電子鍵盤楽器のタッチ感は、アコースティックピアノのタッチ感に対して大きく変わってしまう。そこで、電子鍵盤楽器において、少しでもアコースティックピアノに近いタッチ感を得るために、アコースティックピアノにおけるハンマに相当する機構を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２００４－２２６６８７号公報
　この場合、演奏者の押鍵動作に合わせてハンマが動き、センサが押されることで、音が発せられる。このとき、鍵に対して常に垂直方向に力が加わればよいが、演奏者から遠い位置にある鍵の場合または強く押鍵した場合など、必ずしも垂直方向にのみ力が加わるとは限らず、演奏者から見て鍵の長手方向（縦方向または前後方向）や鍵が配列される方向（スケール方向）等の他の方向にも力が加わる場合がある。このような状態を分力が生じるという場合がある。この場合、長手方向に働く力は、ずれにより生じる力であり、せん断応力（またはずれ応力）とも呼ばれる。このせん断応力により、センサが安定して動作せず、発音不良が生じる恐れがある。また、上記問題はハンマがセンサを押下しない（またはハンマを用いない）鍵盤装置において、鍵が直接センサを押す場合においても発生する恐れがあり、発音不良が生じやすくなる。また、上記問題は、鍵盤装置におけるセンサに限らず、センサを有しない反力（反発力）を必要とする部材においても発生してしまう。
　したがって、本発明の目的の一つは、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して反力を発生させられるようにすることにある。また、本発明の目的の一つは、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して音を発せられるようにすることにある。
　本発明の実施形態によると、回動支点を中心に回動するアクチュエータと、アクチュエータと接触する反力発生部材と、を有し、アクチュエータと反力発生部材とは、複数の接平面を有し、複数の接平面の少なくとも一つに回動支点が含まれる、反力発生装置が提供される。
　上記反力発生装置において、アクチュエータは、複数の接平面に対して接触したときの法線方向に移動してもよい。
　本発明の実施形態によると、回動支点を中心に回動するアクチュエータと、アクチュエータと少なくとも３つの接点を有する反力発生部材と、を有し、３つの接点を含む面は、回動支点を含む、反力発生装置が提供される。
　上記反力発生装置において、アクチュエータは、３つの接点を含む面に対して接触したときの法線方向に移動してもよい。
　上記反力発生装置において、反力発生部材は、アクチュエータの押圧に応じて変形可能であり、復元力を有してもよい。
　上記反力発生装置において、アクチュエータおよび反力発生部材の少なくとも一方は、少なくともいずれかの接触面は、複数の凸部を有し、複数の凸部は、アクチュエータおよび反力発生部材の他方と接触してもよい。
　上記反力発生装置は、スイッチング装置であってもよい。
　本発明の実施形態によると、鍵と、上記反力発生装置とを、有し、アクチュエータは、ハンマ本体部の一部である、鍵盤装置が提供される。
　本発明の実施形態によると、鍵と、上記反力発生装置とを、有し、アクチュエータは、鍵の一部である、鍵盤装置が提供される。
　本発明によれば、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して反力を発生させられるようにすることができる。また、本発明によれば、電子鍵盤楽器において演奏者が押鍵したときに安定して音を発せられるようにすることができる。
第１実施形態における鍵盤装置の構成を示す図である。 第１実施形態における音源装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態における筐体内部の構成を鍵盤側面から見た場合の説明図である。 第１実施形態における鍵側面から見た場合のハンマ側負荷部と上部電極支持部が接触した時の反力発生装置の説明図である。 第１実施形態における鍵側面から見た場合のハンマ側負荷部と上部電極支持部が接触した時の反力発生装置の説明図の拡大図である。 第１実施形態における鍵側面から見た場合のハンマ側負荷部が上部電極支持部を押下した時の反力発生装置の説明図である。 第１実施形態における鍵前端側から見た場合の反力発生装置の説明図である。 第１実施形態における鍵（白鍵）を押下したときの鍵アセンブリの動作を説明する図である。 第２実施形態における鍵側面から見た場合のハンマ側負荷部と上部電極支持部が当接した時の反力発生装置の説明図である。 第２実施形態における鍵側面から見た場合のハンマ側負荷部と上部電極支持部とが当接した時の反力発生装置の説明図の拡大図である。 第３実施形態における鍵側面から見た場合のハンマ側負荷部と上部電極支持部とが当接した時の反力発生装置の説明図の拡大図である。 第１実施形態における鍵前端側から見た場合の反力発生装置の変形例を示す説明図である。 第１実施形態における鍵側面から見た場合の反力発生装置の変形例を示す説明図である。
　以下、本発明の一実施形態における鍵盤装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、（例えば、ｘｘｘ－１、ｘｘｘ－２など）その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率（各構成間の比率、縦横高さ方向の比率等）は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。
　＜第１実施形態＞
　（１－１．鍵盤装置の構成）
　図１は、第１実施形態における鍵盤装置の構成を示す図である。鍵盤装置１は、この例では、電子ピアノなどユーザ（演奏者）の押鍵に応じて発音する電子鍵盤楽器である。なお、鍵盤装置１は、外部の音源装置を制御するための制御データ（例えば、ＭＩＤＩ）を、押鍵に応じて出力する鍵盤型のコントローラであってもよい。この場合には、鍵盤装置１は、音源装置を備えていなくてもよい。
　鍵盤装置１は、鍵盤アセンブリ１０を備える。鍵盤アセンブリ１０は、白鍵１００ｗおよび黒鍵１００ｂを含む。複数の白鍵１００ｗと黒鍵１００ｂとが並んで配列されている。鍵１００の数は、Ｎ個であり、この例では８８個である。この配列された方向をスケール方向という（鍵側面方向またはＤ２方向という場合がある）。白鍵１００ｗおよび黒鍵１００ｂを特に区別せずに説明できる場合には、鍵１００という場合がある。なお、鍵１００の長手方向は、Ｄ１方向という場合がある。以下の説明においても、符号の最後に「ｗ」を付した場合には、白鍵に対応する構成であることを意味している。また、符号の最後に「ｂ」を付した場合には、黒鍵に対応する構成であることを意味している。
　鍵盤アセンブリ１０の一部は、筐体９０の内部に存在している。鍵盤装置１を上方から見た場合において、鍵盤アセンブリ１０のうち筐体９０に覆われている部分を非外観部ＮＶといい、筐体９０から露出してユーザから視認できる部分を外観部ＰＶという。すなわち、外観部ＰＶは、鍵１００の一部であって、ユーザによって演奏操作が可能な領域を示す。以下、鍵１００のうち外観部ＰＶによって露出されている部分を鍵本体部という場合がある。
　筐体９０内部には、音源装置７０およびスピーカ８０が配置されている。音源装置７０は、鍵１００の押下に伴って音波形信号を生成する。スピーカ８０は、音源装置７０において生成された音波形信号を外部の空間に出力する。なお、鍵盤装置１は、音量をコントロールするためのスライダ、音色を切り替えるためのスイッチ、様々な情報を表示するディスプレイなどが備えられていてもよい。
　なお、本明細書における説明において、上、下、左、右、手前および奥などの方向は、演奏するときの演奏者から鍵盤装置１を見た場合の方向を示している。そのため、例えば、非外観部ＮＶは、外観部ＰＶよりも奥側に位置している、と表現することができる。また、鍵前端側（鍵前方側）、鍵後端側（鍵後方側）のように、鍵１００を基準として方向を示す場合もある。この場合、鍵前端側は鍵１００に対して演奏者から見た手前側を示す。鍵後端側は鍵１００に対して演奏者から見た奥側を示す。この定義によれば、黒鍵１００ｂのうち、黒鍵１００ｂの鍵本体部の前端から後端までが、白鍵１００ｗよりも上方に突出した部分である、と表現することができる。
　図２は、第１実施形態における音源装置の構成を示すブロック図である。音源装置７０は、信号変換部７１０、音源部７３０および出力部７５０を備える。センサ３００は、各鍵１００に対応して設けられ、鍵の操作を検出し、検出した内容に応じた信号を出力する。この例では、センサ３００は、３段階の押鍵量に応じて信号を出力する。この信号の間隔に応じて押鍵速度が検出可能である。
　信号変換部７１０は、センサ３００（８８個の鍵１００に対応したセンサ３００－１、３００－２、・・・、３００－８８）の出力信号を取得し、各鍵１００における操作状態に応じた操作信号を生成して出力する。この例では、操作信号はＭＩＤＩ形式の信号である。そのため、押鍵操作に応じて、信号変換部７１０はノートオンを出力する。このとき、８８個の鍵１００のいずれが操作されたかを示すキーナンバ、および押鍵速度に対応するベロシティについてもノートオンに対応付けて出力される。一方、離鍵操作に応じて、信号変換部７１０はキーナンバとノートオフとを対応付けて出力する。信号変換部７１０には、ペダル等の他の操作に応じた信号が入力され、操作信号に反映されてもよい。
　音源部７３０は、信号変換部７１０から出力された操作信号に基づいて、音波形信号を生成する。出力部７５０は、音源部７３０によって生成された音波形信号を出力する。この音波形信号は、例えば、スピーカ８０または音波形信号出力端子などに出力される。鍵盤アセンブリ１０の構成について、以下において説明する。
　（１－２．鍵盤アセンブリの構成）
　図３は、第１実施形態における筐体内部の構成を鍵盤側面方向から見た場合の説明図である。図３に示すように、筐体９０の内部において、鍵盤アセンブリ１０およびスピーカ８０が配置されている。すなわち、筐体９０は、少なくとも、鍵盤アセンブリ１０の一部（接続部１８０およびフレーム５００）およびスピーカ８０を覆っている。スピーカ８０は、鍵盤アセンブリ１０の奥側に配置されている。このスピーカ８０は、押鍵に応じた音を筐体９０の上方および下方に向けて出力するように配置されている。下方に出力される音は、筐体９０の下面側から外部に進む。一方、上方に出力される音は筐体９０の内部から鍵盤アセンブリ１０の内部の空間を通過して、外観部ＰＶにおける鍵１００の隣接間の隙間または鍵１００と筐体９０との隙間から外部に進む。なお、鍵盤アセンブリ１０の内部の空間、すなわち鍵１００（鍵本体部）の下方側の空間に到達する、スピーカ８０からの音の経路は、経路ＳＲとして例示されている。
　鍵盤アセンブリ１０は、上述した鍵１００の他にも、接続部１８０、ハンマアセンブリ２００およびフレーム５００を含む。鍵盤アセンブリ１０は、ほとんどの構成が射出成形などによって製造された樹脂製の構造体である。フレーム５００は、筐体９０に固定されている。接続部１８０は、フレーム５００に対して回動可能に鍵１００を接続する。接続部１８０は、板状可撓性部材１８１、鍵側支持部１８３および棒状可撓性部材１８５を備える。板状可撓性部材１８１は、鍵１００の後端から延在している。鍵側支持部１８３は、板状可撓性部材１８１の後端から延在している。棒状可撓性部材１８５が、鍵側支持部１８３およびフレーム５００のフレーム側支持部５８５によって支持されている。すなわち、鍵１００とフレーム５００との間に、棒状可撓性部材１８５が配置されている。棒状可撓性部材１８５が曲がることによって、鍵１００がフレーム５００に対して回動することができる。棒状可撓性部材１８５は、鍵側支持部１８３とフレーム側支持部５８５とに対して、着脱可能に構成されている。なお、棒状可撓性部材１８５は、鍵側支持部１８３とフレーム側支持部５８５と一体となって、または接着等により、着脱できない構成であってもよい。
　鍵１００は、前端鍵ガイド１５１および側面鍵ガイド１５３を備える。前端鍵ガイド１５１は、フレーム５００の前端フレームガイド５１１を覆った状態で摺動可能に接触している。前端鍵ガイド１５１は、その上部と下部のスケール方向の両側において、前端フレームガイド５１１と接触している。側面鍵ガイド１５３は、スケール方向の両側において側面フレームガイド５１３と摺動可能に接触している。この例では、側面鍵ガイド１５３は、鍵１００の側面のうち非外観部ＮＶに対応する領域に配置され、接続部１８０（板状可撓性部材１８１）よりも鍵前端側に存在するが、外観部ＰＶに対応する領域に配置されてもよい。
　また、鍵１００は、外観部ＰＶの下方において鍵側負荷部１２０に接続されている。鍵側負荷部１２０は、鍵１００が回動するときに、ハンマアセンブリ２００を回動させるように、ハンマアセンブリ２００に接続される。
　ハンマアセンブリ２００は、鍵１００の下方側の空間に配置され、フレーム５００に対して回動可能に取り付けられている。ハンマアセンブリ２００は、鍵の前後方向（図３に示すＤ１方向）に長手を有する。ハンマアセンブリ２００は、錘部２３０およびハンマ本体部２５０を備える。ハンマ本体部２５０には、フレーム５００の回動軸５２０の軸受となる軸支持部２２０が配置されている。軸支持部２２０とフレーム５００の回動軸５２０とは少なくとも３点で摺動可能に当接する。回動支点５２１は、回動軸５２０の中心部に設けられる。ハンマ本体部２５０を含むハンマアセンブリ２００は、回動支点５２１を中心に回動する。
　ハンマ側負荷部２１０は、ハンマ本体部２５０の前端部に接続されている。ハンマ側負荷部２１０は、鍵側負荷部１２０の内部において概ね前後方向に摺動可能且つ当接する部分を備える。ハンマ側負荷部２１０にはプラスチックなどの樹脂材料が用いられる。この接触部分にはグリース等の潤滑材が配置されていてもよい。ハンマ側負荷部２１０と鍵側負荷部１２０（以下の説明において、これらをまとめて「負荷発生部」という場合がある）とは、互いに摺動することで押鍵時の負荷の一部を発生する。負荷発生部は、この例では外観部ＰＶ（鍵本体部の後端よりも前方）における鍵１００の下方に位置する。
　錘部２３０は、金属製の錘を含み、ハンマ本体部２５０の後端部（回動軸よりも奥側）に接続されている。通常時（押鍵していないとき）には、錘部２３０が下側ストッパ４１０に載置された状態になる。これによって、鍵１００はレスト位置で安定する。押鍵されると、錘部２３０が上方に移動し、上側ストッパ４３０に衝突する。これによって鍵１００の最大押鍵量となるエンド位置が規定される。この錘部２３０によっても、押鍵に対して負荷を与える。下側ストッパ４１０および上側ストッパ４３０は、緩衝材等（不織布、弾性体等）で形成されている。
　負荷発生部の下方において、フレーム５００にセンサ３００が取り付けられている。押鍵によりハンマ側負荷部２１０でセンサ３００が押しつぶされると、センサ３００は検出信号を出力する。上述において、ハンマ側負荷部２１０は、アクチュエータの一つとして機能する。このとき、押しつぶされたセンサ３００は復元力によって元の形状に戻ろうとするため、ハンマ側負荷部２１０に対して反力を与える。したがって、ハンマ側負荷部２１０、鍵側負荷部１２０およびセンサ３００を合わせて反力発生装置５０という場合がある。このとき、センサ３００を反力発生部材という場合がある。また、後述するように、センサ３００のように電極を有してスイッチング動作を行う場合、反力発生装置５０は、スイッチング装置ということができる。反力発生装置５０の構成について以下に詳述する。
　（１－３．反力発生装置の構成）
　図４乃至６に鍵１００が押された時の鍵側面方向（スケール方向またはＤ２方向）から見た反力発生装置５０の断面図を示す。図４は、ハンマ側負荷部２１０と上部電極支持部３３０が接触したときの断面図を示す。図５は、図４における領域Ａ１の拡大図である。図６は、ハンマ側負荷部２１０と上部電極支持部３３０とが、ともに回動し、センサ３００が押し下げられた後の断面図を示す。なお、詳細は後述するが、センサ３００には、上部電極３１０、上部電極支持部３３０および変形部３４０が含まれている。
　例えば、図４および図５において、センサ３００はハンマ側負荷部２１０の回動範囲に設けられる。このとき、ハンマ側負荷部２１０が回動することにより、ハンマ側負荷部２１０とセンサ３００とが接触する。具体的には、ハンマ側負荷部２１０には複数の凸部２７０が設けられ、センサ３００には上部電極支持部３３０が設けられる。なお、凸部２７０は先端部２７０Ａにおいて、丸みを有してもよい。また、この例では、凸部２７０－１および凸部２７０－２を含む複数の凸部２７０は、同一形状を有している。上述より、複数の凸部２７０と上部電極支持部３３０とが接触することとなる。より具体的には、複数の凸部２７０の先端部２７０Ａと上部電極支持部３３０の上面３３０Ａとが接触する。なお、複数の凸部２７０（先端部２７０Ａ）と上部電極支持部３３０（上面３３０Ａ）とが接触したときの平面（接点を含む平面）を接平面３３３という。つまり、複数の凸部２７０の一（凸部２７０－１）は、上部電極支持部３３０と接し、接平面３３３（接平面３３３－１）を有する。また、同様にして、複数の凸部２７０の他の一（凸部２７０－２）は、上部電極支持部３３０と接し、接平面３３３（接平面３３３－２）を有する。その他の各凸部２７０についても、同様である。したがって、ハンマ側負荷部２１０は、上部電極支持部３３０との間に、複数の接平面３３３を有するということができる。なお、この例では、接平面３３３－１と接平面３３３－２とを含む複数の接平面３３３は、同一の形状を有する。本実施形態では、図５に示されるように、複数の凸部２７０は、上部電極支持部３３０に実質的に同時に接触し、複数の接平面３３３は、実質的に一致する。また、複数の接平面３３３のうち少なくとも一つには、回動支点５２１が含まれる。
　ハンマ側負荷部２１０は、回動しながら変形部３４０を変形させつつ上部電極支持部３３０および上部電極３１０を押し下げる。このとき、ハンマ側負荷部２１０は、複数の凸部２７０と上部電極支持部３３０の上面３３０Ａとが接触しているときの複数の接平面３３３に対して法線方向Ｎ１に移動する。これにより、アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部２１０がセンサ（上部電極支持部３３０および上部電極３１０）を押下する際に、鍵１００の長手方向（せん断応力の働く方向）への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部２１０は、回動しながら接平面３３３に対して常に垂直（法線方向）に移動する。つまり、上部電極支持部３３０および上部電極３１０の位置ずれが抑えられる。したがって、図６に示すように、鍵１００を押下したときに、上部電極３１０と、下部電極３２０とが当接しやすくなる。また、変形部３４０が安定した動作をするため、センサ３００に局所的な力（偏荷重という場合がある）が加わることが防止され、センサ３００の耐久性が向上する。
　以下において、反力発生装置５０の各部材について説明する。図７は、図４の反力発生装置５０を鍵前端側（鍵前方側）、つまり鍵の長手方向（Ｄ１方向）から見た時の断面図を示す。
　センサ３００は、上部電極３１０、下部電極３２０、上部電極支持部３３０、変形部３４０および下部電極支持部３５０を備える。
　上部電極３１０は、上部電極支持部３３０の下面３３０Ｂに設けられる。上部電極３１０は、弾性体で形成される。上部電極３１０の先端には導電部３１０Ａが設けられる。この例では、上部電極３１０には、成型加工されたシリコンゴムが用いられ、導電部３１０Ａには導電体として導電性カーボンブラックが用いられる。
　下部電極３２０は、上部電極３１０に対向するように、下部電極支持部３５０の上面側に配置される。下部電極３２０は、導電体を含む。例えば、下部電極３２０には、金、銀、銅、白金などの金属材料、または導電性のカーボンブラックなどの導電樹脂が用いられる。また、下部電極３２０は、ハンマ側負荷部２１０の回動範囲に配置される。なお、図示しないが下部電極３２０は、第１下部電極および第２下部電極を含む。第１下部電極は、信号線に接続される。第２下部電極は、ＧＮＤ線に接続される。第１下部電極と第２下部電極とが上部電極３１０により電気的に接続されると、検出信号が出力される。第１下部電極および第２下部電極は隣接し、交互に配置される。
　変形部３４０は、上部電極支持部３３０と、下部電極支持部３５０とを接続するように配置される。変形部３４０は、上部電極支持部３３０の端部３３１Ａおよび上部電極支持部３３０の端部３３１Ｂと接続される。この例では、変形部３４０は、接続部３４０Ａおよび接続部３４０Ｂで下部電極支持部３５０と直接固定されている。なお、変形部３４０は、別の部材を介して下部電極支持部３５０と間接的に固定されてもよい。接続部３４０Ａは、上部電極支持部３３０の端部３３１Ａよりも、外側且つ下に配置されている。同様に、接続部３４０Ｂは、上部電極支持部３３０の端部３３１Ｂよりも、外側且つ下に配置されている。なお、変形部３４０が他の部材に固定されている場合、変形部３４０は、下部電極支持部３５０と固定されなくてもよい。また、変形部３４０は、弾性力を有する。これにより、変形部３４０は、ハンマ側負荷部２１０の回動（押圧動作）に応じて変形することができる。また、変形部３４０が変形することにより、上部電極３１０および上部電極支持部３３０は上下方向に移動可能となる。このため、上部電極３１０と下部電極３２０との距離は可変である。また、変形部３４０は弾性力を有することにより、ハンマ側負荷部２１０により押圧から解放された場合に、元の位置に復元することができる。この例では、変形部３４０には、成形加工されたシリコンゴムが用いられる。
　上部電極支持部３３０は、ハンマ側負荷部２１０に対向して配置される。図７において、上部電極支持部３３０の上面３３０Ａは、平坦な面を有する。なお、上面３３０Ａは、上部電極３１０の形状に応じて、凹みを有しても良い。上部電極支持部３３０は、上部電極３１０および変形部３４０と一体で加工成形できるように、シリコンゴムが用いられる。なお、導電部３１０Ａを除く上部電極３１０と、上部電極支持部３３０と、変形部３４０とを合わせて反力発生部材という場合がある。このとき、上部電極支持部３３０は、反力発生部材の上面部という場合がある。また、上部電極支持部３３０には、潤滑材が適宜設けられてもよい。
　下部電極支持部３５０は、下部電極３２０とともに、別の部材として設けられる。たとえば、下部電極支持部３５０は、プリント基板として設けられ、下部電極３２０は、プリント基板上に形成された電極でもよい。下部電極支持部３５０は、基材という場合がある。また、下部電極３２０は、検出部という場合がある。下部電極３２０および下部電極支持部３５０を合わせて、回路基板という場合がある。
　ハンマ側負荷部２１０には、上部電極支持部３３０よりも固い材料が用いられる。例えば、ハンマ側負荷部２１０にはプラスチックなどの樹脂材料が用いられる。
　また、センサ３００の上部電極支持部３３０は、図４に示したように、鍵側面方向（Ｄ２方向）から見たときに、下部電極支持部３５０に対して傾斜して配置されている。なお、上部電極支持部３３０は、必ずしも傾斜する必要はなく、ハンマ側負荷部２１０の複数の凸部２７０が、上部電極支持部３３０が同時に接触することができるように配置されていればよい。また、上部電極３１０は、３つ配置されているが、この数に限定されない。
　また、図４に示したように、鍵側面方向（Ｄ２方向）から見たときに上部電極３１０に合わせて下部電極３２０が配置されている。３つの上部電極３１０は、それぞれ下部電極３２０までの距離が異なる。３つの上部電極３１０のうち少なくともいずれかが下部電極３２０と接続されることで、検出信号が出力される。
　（１－４．鍵盤アセンブリの動作）
　図８は、鍵（白鍵）を押下したときの鍵アセンブリの動作を説明する図である。図８（Ａ）は、鍵１００がレスト位置（押鍵していない状態）にある場合の図である。図８（Ｂ）は、鍵１００がエンド位置（最後まで押鍵した状態）にある場合の図である。鍵１００が押下されると、棒状可撓性部材１８５が回動中心となって曲がる。このとき、棒状可撓性部材１８５は、鍵１００の前方（手前方向）への曲げ変形が生じているが、側面鍵ガイド１５３による前後方向の移動の規制によって、鍵１００は前方に移動するのではなく鍵１００の法線方向（Ｄ３方向）に回動するようになる。そして、鍵側負荷部１２０がハンマ側負荷部２１０を押し下げることで、ハンマアセンブリ２００が回動支点５２１を中心に回動する。
　さらに、錘部２３０が上側ストッパ４３０に衝突することによって、ハンマアセンブリ２００の回動が止まり、鍵１００がエンド位置に達する。また、センサ３００がハンマ側負荷部２１０によって押しつぶされると、センサ３００は、押しつぶされた量（押鍵量）に応じた複数の段階で、検出信号を出力する。なお、上述の通り、本実施形態の反力発生装置５０を用いることにより、鍵１００を押下したときに、上部電極３１０と、下部電極３２０とが当接しやすくなる。したがって、安定して音を発することができる。
　＜第２実施形態＞
　（２．反力発生装置５０－１の構成）
　第２実施形態では、第１実施形態とは異なる構造を有する反力発生装置５０－１について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、その記載を援用する。
　図９に反力発生装置５０－１の鍵側面方向から見た断面図を示す。また、図１０は領域Ａ１の拡大図である。図９および図１０に示すように、上部電極支持部３３０の上面３３０Ａには、複数の凸部３３５が設けられる。この例では、凸部３３５は、それぞれ異なる形状を有しているが、同一の形状を有してもよい。また、ハンマ側負荷部２１０に複数の凸部２７０および複数の凸部２７１が設けられる。凸部３３５と同様に、凸部２７１は、それぞれ異なる形状を有しているが、同一の形状を有してもよい。一方で、凸部２７０は、同一の形状を有しているが、これに限定されない。また、凸部２７０の先端部２７０Ａは、上部電極支持部３３０の上面３３０Ａと接触する。なお、先端部２７０Ａおよび上面３３０Ａは、それぞれ曲面を有する。このとき、凸部２７０の先端部２７０Ａと上部電極支持部３３０の上面３３０Ａが接触した平面（接点を含む平面）を接平面３３３－１という。また、凸部２７１の先端部２７１Ａは、上部電極支持部３３０の凸部３３５の先端部３３５Ａと接触する。なお、先端部２７１Ａおよび先端部３３５Ａは、それぞれ曲面を有する。凸部２７１の先端部２７１Ａと凸部３３５の先端部３３５Ａが接触した平面（接点を含む平面）を接平面３３３－２という。なお、先端部２７０Ａ、上面３３０Ａ、先端部２７１Ａおよび先端部３３５Ａは、それぞれ曲面を有する。接平面３３３－１と接平面３３３－２とは、同一平面でないが、回動支点５２１を含む。凸部２７０と上部電極支持部３３０および凸部２７１と凸部３３５は、それぞれ同時に接触する。ハンマ側負荷部２１０の凸部２７０は、接平面３３３－１に対して法線方向Ｎ１に移動する。また、凸部２７１は、接平面３３３－２に対して法線方向Ｎ２に移動する。
　上述の構成を有することにより、アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部２１０が反力発生部材である上部電極支持部３３０を押下する際に、異なる接平面を有しても、鍵１００のスケール方向への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部２１０は、回動しながら接平面３３３に対して常に垂直（法線方向）に移動する。つまり、上部電極支持部３３０および上部電極３１０の位置ずれが抑えられる。ゆえに、鍵１００を押下したときに、上部電極３１０と、下部電極３２０とが当接しやすくなる。以上より、鍵１００が押下されたときに、上部電極３１０と、下部電極３２０とが当接することができ、検出信号が確実に出力される。つまり、鍵盤装置１は、安定して音を発することができる。
　＜第３実施形態＞
　（３．反力発生装置５０－２の構成）
　第３実施形態では、第２実施形態とは異なる構造を有する反力発生装置５０－２について説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態と同じ構成については、その記載を援用する。
　図１１は、反力発生装置５０－２のハンマ側負荷部２１０と上部電極支持部３３０との接触部分を、鍵側面方向から拡大して見た断面図である。図１１に示すように、上部電極支持部３３０の上面３３０Ａには、複数の凸部３３７が設けられる。この例では、凸部３３７は、それぞれ異なる形状を有しているが、同一の形状を有してもよい。また、ハンマ側負荷部２１０には複数の凸部２７０（凸部２７０－１、凸部２７０－２および凸部２７０－３）が設けられる。このとき、凸部２７０－３は、凸部２７０－１と凸部２７０－２とを結んだ線上にはない位置に設けられる。凸部２７０－１の先端部２７０－１Ａおよび凸部２７０－２の先端部２７０－２Ａは、上部電極支持部３３０の上面３３０Ａと接触する。なお、先端部２７０－１Ａ、先端部２７０－２Ａおよび上面３３０Ａは、それぞれ曲面を有してもよい。また、凸部２７０－３の先端部２７０－３Ａは、上部電極支持部３３０の凸部３３７の先端部３３７Ａと接触する。このとき、先端部２７０－３Ａおよび先端部３３７Ａについてもそれぞれ曲面を有してもよい。
　ここで、凸部２７０－１と上部電極支持部３３０、凸部２７０－２と上部電極支持部３３０、および凸部２７０－３と凸部３３７は、それぞれ同時に接触する。このとき、先端部２７０－１Ａと、上面３３０Ａとの接触点を接点Ｐ１とする。また、先端部２７０－２Ａと、上面３３０Ａとの接触点を接点Ｐ２とする。また、先端部２７０－３Ａと、先端部３３７Ａとの接触点を接点Ｐ３とする。このとき、接点Ｐ１、接点Ｐ２および接点Ｐ３により形成される面（接平面３３８とする）を拡張した場合、接平面３３８には回動支点５２１が含まれる。上記において、ハンマ側負荷部２１０の凸部２７０は、接平面３３８に対して法線方向Ｎ３に移動する。
　上述の構成を有することにより、アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部２１０が反力発生部材である上部電極支持部３３０を押下する際に、鍵１００の長手方向（前後方向）への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部２１０は、回動しながら接平面３３８に対して常に垂直（法線方向）に移動することができる。つまり、上部電極支持部３３０および上部電極３１０の位置ずれが抑えられる。ゆえに、鍵１００を押下したときに、上部電極３１０と、下部電極３２０とが当接しやすくなる。したがって、鍵１００が押下されたときに、上部電極３１０と、下部電極３２０とが当接することができ、検出信号が確実に出力される。つまり、鍵盤装置１は、安定して音を発することができる。
　＜変形例＞
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は以下のように、様々な態様で実施可能である。
　本発明の第１および第３実施形態では、ハンマ側負荷部２１０が前後方向にずれる例を示したが、鍵１００が配列する方向（スケール方向）や斜め方向にずれた場合、さらにハンマ側負荷部２１０が回転してねじれた場合にも適用される。同様に、第２実施形態も、ハンマ側負荷部２１０が様々な方向にずれる場合に適用される。
　本発明の第１、第２および第３実施形態では、ハンマ側負荷部２１０が接する例を示したが、鍵側負荷部１２０が直接的に上部電極支持部３３０と接し、押下してもよい。この場合、鍵側負荷部１２０は鍵１００の下面であってもよい。また、センサ３００の配置が図３に示す位置とは異なり、鍵１００の直下（例えば、図３において、前端鍵ガイド１５１と、側面鍵ガイド１５３とを結ぶ線の中間位置）にセンサ３００が配置されてもよい。また、鍵１００は図３に示された位置とは異なる場所でハンマアセンブリ２００と接続してもよい。この場合、回動支点は、側面鍵ガイド１５３側に設けられる。鍵側負荷部１２０は、演奏者が押鍵したときの影響を直接受けるために、上部電極支持部３３０がより長手方向（前後方向）やスケール方向にずれやすくなる。そのため、本発明を用いることによる効果を一層得ることができる。また、上記において、ハンマアセンブリ２００が設けられずに別の部材を用いられてもよい。
　また、ハンマ側負荷部２１０または鍵側負荷部１２０が上部電極支持部３３０を押下しなくてもよい。例えば、ハンマ側負荷部２１０や鍵側負荷部１２０から分離した別の部材がアクチュエータとして機能としてもよい。この場合、アクチュエータは鍵に連動する可動部品であってもよい。
　本発明の第１実施形態において、ハンマ側負荷部２１０の接触面２１５に凸部２７０が設けられる例を示したが、これに限定されない。接触面２１５には凸部２７０が設けられなくてもよい。この場合、接触面２１５と、上部電極支持部３３０の上面３３０Ａは、面接触してもよい。面接触する場合、接触面２１５と上部電極支持部３３０の上面３３０Ａとの接触面上における異なる３つの接点によって構成される平面に回動支点が含まれる。
　また、面接触するときに接触面２１５と、上面３３０Ａとは、同じ形状の曲面を有するものであってもよい。また、面接触するときに接触面２１５と、上面３３０Ａとは、同じ（すなわち、対応する）形状の凹凸を有してもよい。また、接触面２１５または上面３３０Ａには、網目状に配置された凸部が設けられてもよい。これらにおいて、任意に設けられる複数の接平面が回動支点５２１を通ればよい。
　また、本発明の第１実施形態～第３実施形態において、上部電極および下部電極が設けられた反力発生装置を説明したが、これに限定されない。図１２は、反力発生装置５０－３の鍵前端側から見た断面図である。図１３は、反力発生装置５０－３の鍵側面から見た断面図である。反力発生装置５０－３において、ハンマ側負荷部２１０と反力発生部材３０１とは、上部電極３１０および下部電極３２０を除いてセンサ３００と同様の構成を有する。上述の構成を有することにより、ハンマ側負荷部２１０と反力発生部材３０１とは、複数の接平面３３３を有する。また、接平面３３３には、回動支点５２１が含まれる。アクチュエータとして機能するハンマ側負荷部２１０が反力発生部材３０１を押下する際に、鍵１００の長手方向（せん断応力の働く方向）への分力が生じない、または分力が抑えられる。このため、ハンマ側負荷部２１０は、回動しながら接平面３３３に対して常に垂直（法線方向）に移動する。これにより、反力発生部材が反力を適切なタイミングで発生させることができ、鍵盤装置におけるタッチ感を向上させることができる。また、上記において反力発生部材が異常な変形が防止されるため、耐久性が向上される。
　１・・・鍵盤装置、１０・・・鍵盤アセンブリ、
５０・・・反力発生装置、７０・・・音源装置、
８０・・・スピーカ、９０・・・筐体、
１００・・・鍵、１００ｂ・・・黒鍵、
１００ｗ・・・白鍵、１２０・・・鍵側負荷部、
１５１・・・前端鍵ガイド、１５３・・・側面鍵ガイド、
１８０・・・接続部、１８１・・・板状可撓性部材、
１８３・・・鍵側支持部、１８５・・・棒状可撓性部材、
２００・・・ハンマアセンブリ、２１０・・・ハンマ側負荷部、
２２０・・・軸支持部、２３０・・・錘部、
２５０・・・ハンマ本体部、
２７０・・・凸部、２７１・・・凸部、
３００・・・センサ、３０１・・・反力発生部材、
３１０・・・上部電極、３２０・・・下部電極、
３３０・・・上部電極支持部、３３
３・・・接平面、３３５・・・凸部、３４０・・・変形部、
３５０・・・下部電極支持部、
４１０・・・下側ストッパ、４３０・・・上側ストッパ、
５００・・・フレーム、５１１・・・前端フレームガイド、
５１３・・・側面フレームガイド、５２０・・・回動軸、
５２１・・・回動支点、５８５・・・フレーム側支持部、
７１０・・・信号変換部、７３０・・・音源部、７５０・・・出力部

Claims (9)

  1. 　回動支点を中心に回動するアクチュエータと、
    　前記アクチュエータと接触する反力発生部材と、
    を有し、
    　前記アクチュエータと前記反力発生部材とは、複数の接平面を有し、
    　前記複数の接平面の少なくとも一つに前記回動支点が含まれる、
    反力発生装置。
  2. 　前記アクチュエータは、前記複数の接平面に対して接触したときの法線方向に移動する、
    請求項１に記載の反力発生装置。
  3. 　回動支点を中心に回動するアクチュエータと、
    　前記アクチュエータと少なくとも３つの接点を有する反力発生部材と、
    を有し、
    　前記３つの接点を含む面は、前記回動支点を含む、
    反力発生装置。
  4. 　前記アクチュエータは、前記３つの接点を含む面に対して接触したときの法線方向に移動する、
    請求項３に記載の反力発生装置。
  5. 　前記反力発生部材は、前記アクチュエータの押圧に応じて変形可能であり、復元力を有する、
    請求項１乃至４のいずれか一に記載の反力発生装置。
  6. 　前記アクチュエータおよび前記反力発生部材の少なくとも一方は、複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、前記アクチュエータおよび前記反力発生部材の他方と接触する、
    請求項１乃至５のいずれか一に記載の反力発生装置。
  7. 　前記反力発生装置は、スイッチング装置である、
    請求項１乃至６のいずれか一に記載の反力発生装置。
  8. 　鍵と、
    　請求項１乃至６のいずれか一に記載の反力発生装置と、を有し、
    　前記アクチュエータは、ハンマの一部である、
    鍵盤装置。
  9. 　鍵と、
    　請求項１乃至６のいずれか一に記載の反力発生装置と、
    　を有し、
    　前記アクチュエータは、鍵の一部である、
    鍵盤装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020134673A (ja) * 2019-02-19 2020-08-31 株式会社河合楽器製作所 電子鍵盤楽器の鍵盤装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01169494A (ja) * 1987-10-29 1989-07-04 Roorand Kk 電子楽器の鍵盤装置
JPH11212571A (ja) * 1998-01-28 1999-08-06 Yamaha Corp 鍵盤装置の駆動部構造
JP2001166773A (ja) * 1999-12-03 2001-06-22 Roland Corp 電子楽器
JP2003280658A (ja) * 2002-01-15 2003-10-02 Yamaha Corp 電子鍵盤楽器
JP2006039186A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Roland Corp 鍵盤装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01169494A (ja) * 1987-10-29 1989-07-04 Roorand Kk 電子楽器の鍵盤装置
JPH11212571A (ja) * 1998-01-28 1999-08-06 Yamaha Corp 鍵盤装置の駆動部構造
JP2001166773A (ja) * 1999-12-03 2001-06-22 Roland Corp 電子楽器
JP2003280658A (ja) * 2002-01-15 2003-10-02 Yamaha Corp 電子鍵盤楽器
JP2006039186A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Roland Corp 鍵盤装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020134673A (ja) * 2019-02-19 2020-08-31 株式会社河合楽器製作所 電子鍵盤楽器の鍵盤装置
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