演奏操作子の駆動装置
【課題】簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度の向上を図ることができる鍵の駆動装置の提供。
【解決手段】コイル４１で駆動されて鍵２０に駆動力を付与するプランジャ（可動部材）４６と、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７と備えた駆動装置４０であって、位置センサ４７は、プランジャ４６側に設けた移動電極１１２を有する移動子１１０と、固定側に設けた誘導電極１０３及び電位検出電極１０４を有する固定子１０１とを備えた静電型エンコーダであり、かつ、板状で弾力性を有する移動子１１０が撓んだ状態で固定子１０１に当接していることで、プランジャ４６に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャの回転及びガタつきが規制されている。
【解決手段】コイル４１で駆動されて鍵２０に駆動力を付与するプランジャ（可動部材）４６と、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７と備えた駆動装置４０であって、位置センサ４７は、プランジャ４６側に設けた移動電極１１２を有する移動子１１０と、固定側に設けた誘導電極１０３及び電位検出電極１０４を有する固定子１０１とを備えた静電型エンコーダであり、かつ、板状で弾力性を有する移動子１１０が撓んだ状態で固定子１０１に当接していることで、プランジャ４６に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャの回転及びガタつきが規制されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵などの演奏操作子を駆動するソレノイドなどの駆動手段を備えた駆動装置に関し、詳細には、可動部材の位置を検出する位置検出手段を備えた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノなど生音を発生する自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵により回動するハンマが打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマの間には、ジャックやウィッペンを有してなるアクション機構が設けられている。このアクション機構によって、演奏者の指に鍵から独特の反力が掛かるようになっており、自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットでは、各楽器に特有の鍵タッチ感が得られる。
【０００３】
一方、電子音を発生する電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵時に鍵を初期位置に復帰させるスプリングや質量体（擬似ハンマ）などを備えており、それらの反力によって自然鍵盤楽器の鍵タッチ感を模擬している。しかしながら、電子鍵盤楽器は、押鍵により電子音を発生させる装置であり、実際に打弦して発音する機構を有しないので、自然鍵盤楽器のような複雑なアクション機構がない。そのため、自然鍵盤楽器のアクション機構で生じる鍵タッチ感を忠実には再現しきれず、電子鍵盤楽器の鍵タッチ感は、厳密には自然鍵盤楽器の鍵タッチ感とは異なるものとなっている。
【０００４】
そこで、電子鍵盤楽器では、自然鍵盤楽器に近い鍵動作あるいは鍵タッチ感を得ることを目的として、押鍵に対する反力を変化させる鍵駆動装置や制御装置（力覚制御手段）が提案されている。この一例として、特許文献１に記載の鍵盤ユニットは、鍵を駆動するためのアクチュエータ（ソレノイド）と、該アクチュエータを制御する制御手段とを備えており、これらによって鍵タッチ感を任意に調節して自然鍵盤楽器の演奏感覚を模擬するようになっている。そして、この場合、ソレノイドのプランジャの位置（変位）情報を検出するための位置検出手段を備えることで、当該位置検出手段の検出信号に基づいてソレノイドを駆動制御し、鍵の駆動力あるいは反力の制御を行うようになっている。
【０００５】
このような位置検出手段の具体例として、特許文献２に記載の鍵盤装置は、ソレノイドのプランジャの位置を検出するための反射型の光センサを備えている。すなわち、特許文献２に記載の鍵盤装置は、プランジャの移動方向に並行して光反射特性が漸増若しくは漸減変化する特性を示すように色調を変化させた濃淡パターンと、当該濃淡パターンの色調の変化に応じた光の反射量の変化によってプランジャの移動を検出する光反射型センサとからなる位置センサ部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２９５６１８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、往復動するプランジャを備えたアクチュエータでは、プランジャのスムーズな動作を確保するために、プランジャとそれを支持する軸受との間に若干の隙間（クリアランス）を設けることが必要である。特に、コイルを挟んでプランジャの両端に配置された軸受同士の間隔が長くなるほど、プランジャの傾きを許容するために、プランジャと軸受との隙間の寸法を大きく設定する必要がある。ところが、この隙間を設けていることにより、プランジャの動作に僅かではあるがガタが生じるおそれがある。そうすると、当該ガタの影響で位置センサの反射光にぶれが生じるなどして、安定したプランジャの位置検出が行えず、位置検出精度の向上を図ることができないという問題があった。
【０００８】
なお、プランジャの位置を検出する位置検出手段としては、上記のような反射型の光センサ以外にも、光学式デジタルセンサや、差動トランス型センサ、磁気スケール型センサなどもある。しかしながら、光学式デジタルセンサは、構造が複雑であるために機構が大型であり、大きな取付スペースが必要である。差動トランス型センサは、励磁などの回路、検出コイルが必要であり、それらを含めると高価になる。磁気スケール型センサは、ソレノイドからの漏れ磁場がノイズとなり検出精度が落ちるため、ソレノイドのプランジャの位置検出にはあまり適していない。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度の向上を図ることができる位置検出手段を備えた演奏操作子の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明にかかる演奏操作子の駆動装置は、演奏操作子（２０）に駆動力を付与するための可動部材（４６）と、可動部材（４６）を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部（４３）と、可動部材（４６）に設けた当接部（４８ａ）が固定側に設けた被当接部（４８ｂ）に当接することで可動部材（４６）の回転が規制される回転規制部（４８）と、可動部材（４６）を駆動するための駆動源（４１）と、可動部材（４６）の位置を検出するための位置検出手段（４７）と、を備え、位置検出手段（４７）は、可動部材（４６）側に設けた移動電極（１１２）を有する移動子（１１０）と、固定側に設けた誘導電極（１０３）及び電位検出電極（１０４）を有する固定子（１０１）とを備え、固定子（１０１）の誘導電極（１０３）に電圧を印加し、静電誘導により移動電極（１１２）に発生した電位分布を電位検出電極（１０４）で検出することによって固定子（１０１）に対する移動子（１１０）の位置を検出する構成のいわゆる静電型エンコーダであり、位置検出手段（４７）の移動子（１１０）は、板状で面の撓みに対する弾力性を有し、一端が自由端となるように可動部材（４６）に取り付けられており、移動子（１１０）が撓んだ状態で固定子（１０１）に当接していることで、可動部材（４６）に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって回転規制部（４８）の当接部（４８ａ）が被当接部（４８ｂ）に当接していることを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる演奏操作子の駆動装置によれば、上記構成を採用したことにより、駆動装置の構造を複雑化させずに、位置検出手段による位置検出精度を効果的に向上させることができる。すなわち、可動部材の位置を検出する位置検出手段として、小型かつ薄型で位置検出性能に優れた静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度を向上させることができる。また、静電型エンコーダでは、移動子に配線を接続する必要がないので、移動子を取り付けた可動部材の動きが阻害されずに済み、駆動手段のスムーズな動作を確保できるようになる。
また、この位置検出手段は、面の撓みに対する弾力性を有する板状の移動子を備え、該移動子を撓ませた状態で固定子に対して押し当てた構成なので、移動子の電極面と固定子の電極面とを確実に接触させることができ、静電型エンコーダによる可動部材の位置検出精度をさらに向上させることができる。
そのうえで、弾力性を有する板状の移動子が撓んだ状態で固定子に当接していることで、可動部材に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって、回転規制部の当接部が被当接部に当接して可動部材の回転が規制されるようにした。これにより、ガイド部でガイドされて軸方向に往復動する可動部材の動作にガタが生じることを効果的に抑制できる。したがって、可動部材のガタに起因する位置検出精度の低下を防ぐことができる。
以上によって、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度の向上を図ることができる。
【００１２】
また、本発明にかかる演奏操作子の駆動装置は、上記構成に加えて、移動子（１１０）の電極面（１１２）を固定子（１０１）の電極面（１０４）に対して付勢する付勢部材（３７）をさらに備えるとよい。これによれば、付勢部材の付勢によって、移動子の電極面を固定子の電極面に対して均一に当接させることができるので、電極面のクリアランスを安定させることができ、位置検出手段の位置検出精度をさらに向上させることができる。
【００１３】
また、本発明にかかる演奏操作子の駆動装置は、他の態様として、演奏操作子（２０）に駆動力を付与するための可動部材（４６）と、可動部材（４６）を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部（４３）と、可動部材（４６）に設けた当接部（４８ａ）が固定側に設けた被当接部（４８ｂ）に当接することで可動部材（４６）の回転が規制される回転規制部（４８）と、可動部材（４６）を駆動するための駆動源（４１）と、可動部材（４６）の位置を検出するための位置検出手段（４７）と、を備え、位置検出手段（４７）は、可動部材（４６）側に設けた移動電極（１１２）を有する移動子（１１０）と、固定側に設けた誘導電極（１０３）及び電位検出電極（１０４）を有する固定子（１０１）とを備え、固定子（１０１）の誘導電極（１０３）に電圧を印加し、静電誘導により移動電極（１１２）に発生した電位分布を電位検出電極（１０４）で検出することによって固定子（１０１）に対する移動子（１１０）の位置を検出する構成であり、位置検出手段（４６）の移動子（１１０）は、一端が自由端となるように可動部材（４６）に取り付けられた板状の部材からなり、移動子（１１０）の電極面を固定子（１０１）の電極面に対して押圧した状態で付勢する付勢部材（３７）を備え、移動子（１１０）が固定子（１０１）に対して付勢部材（３７）で付勢されていることで、当該付勢力によって回転規制部（４８）の当接部（４８ａ）が被当接部（４８ｂ）に当接して可動部材（４６）の回転が規制されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、先に示した別構成の駆動装置と同様、位置検出手段に静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度を効果的に向上させることができる。それに加えて、移動子の電極面を固定子の電極面に対して押圧した状態で付勢する付勢部材を備えたことで、移動子の電極面と固定子の電極面を均一に接触させることができるので、電極面のクリアランスを安定させることができ、位置検出手段の検出精度をさらに向上させることができる。さらに、付勢部材による移動子への付勢力で、回転規制部の当接部が被当接部に当接して可動部材の回転が規制されるようにしたことで、ガイド部でガイドされて軸方向に往復動する可動部材の動作にガタが生じることを効果的に抑制できる。したがって、可動部材のガタに起因する位置検出精度の低下を防ぐことができる。
以上によって、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度の向上を図ることができる。
なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる演奏操作子の駆動装置によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、位置検出手段による可動子の位置検出精度を効果的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる鍵の駆動装置を備えた電子鍵盤楽器の全体の機能構成例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態にかかる鍵の駆動装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【図３】（ａ）は、駆動装置を示す部分側面図で、（ｂ）は、位置センサの概略平面図である。
【図４】（ａ）は、静電型エンコーダの構成例を示す斜視図であり、（ｂ）は、固定子を示す図、（ｃ）は、移動子を示す図である。
【図５】移動子の位置に応じてベクトルの位相角が変化する様子を説明するための図で、（ａ）は、移動子がｄ＝０の位置にある場合、（ｂ）は、移動子が電位検出電極のピッチの距離ｄ＝Ｐsだけ右方向に移動した場合を示す。
【図６】鍵及び質量体の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵が非押鍵位置にある状態、（ｂ）は、鍵が押鍵位置にある状態を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる駆動装置を示す図で、（ａ）は、駆動装置を示す部分側面図、（ｂ）は、位置センサの概略平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態にかかる駆動装置を示す図で、（ａ）は、駆動装置を示す部分側面図、（ｂ）は、位置センサの概略平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかる駆動装置を備えた鍵盤装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかる鍵（演奏操作子）の駆動装置を備えた電子鍵盤楽器の全体の機能構成を示すブロック図である。同図に示す電子鍵盤楽器１は、鍵２０及び該鍵２０を駆動するための駆動装置４０を有する鍵盤装置１０と、ペダル装置５２と、鍵盤装置１０やペダル装置５２を含む電子鍵盤楽器１の全体を制御するための主制御部５０とを備えている。鍵盤装置１０とペダル装置５２及び主制御部５０など電子鍵盤楽器１の各部は、バス５１を介して互いに接続されている。
【００１８】
主制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５４を備えている。また、ＣＰＵ５１にはタイマ５５が接続されている。ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０を含む電子鍵盤楽器１全体の制御を司る。ＲＯＭ５２やフラッシュメモリ５４には、ＣＰＵ５１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータのほか、後述する力覚付与テーブル８０が記憶されている。ＲＡＭ５３は、演奏データ、テキストデータなどの各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算処理結果などを一時的に記憶する。タイマ５５は、タイマ割り込み処理における割り込み時間などの各種時間を計時する。
【００１９】
また、電子鍵盤楽器１には、主制御部５０のほか、設定操作部６１、表示装置６３、音声出力部６５、外部記憶装置６６、ＨＤＤ６７、通信インターフェイス６８、ＭＩＤＩインターフェイス６９などが設けられている。通信インターフェイス６８には、外部装置７１を接続でき、ＭＩＤＩインターフェイス６９には、ＭＩＤＩ機器７２を接続できる。また、通信インターフェイス６８は、インターネットなどの通信ネットワーク７３を介して外部のサーバ装置７４との間で通信を行えるようになっている。設定操作部６１には、演奏者が設定操作情報を入力するために用いる不図示の各種スイッチなどが含まれ、スイッチの操作による信号がＣＰＵ５１に供給されるようになっている。外部記憶装置６６やＨＤＤ６７は、上記の制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データなどを記憶するものである。表示装置６３は、表示制御回路６２を介してバス５１に接続されており、音声出力部６５は、音源回路６４を介してバス５１に接続されている。
【００２０】
図２及び図３は、鍵盤装置１０を示す図で、図２は、鍵２０及びその周辺の概略側面図、図３は、駆動装置４０及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。鍵盤装置１０は、電子鍵盤楽器１の一部である平板状のフレーム１１と、それぞれがフレーム１１に対して回動可能に支持された鍵２０及び質量体（擬似ハンマ）３０と、鍵２０と質量体３０の間に設置した電磁アクチュエータからなる駆動装置４０とを備えて構成されている。なお、以下の説明では、鍵２０の長手方向における両側のうち、電子鍵盤楽器１の演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。なお、図２では、鍵盤装置１０が備える並設された複数の鍵２０のうち、１個の鍵２０及びその周辺の構成部品を示している。また、同図では、鍵２０が白鍵である場合を示しているが、黒鍵の場合も同様の構成になっている。なお、図示は省略するが、鍵盤装置１０には、鍵２０の動作に応じた楽音を発生させるように、鍵２０の動作を電気的な出力に変換するためのスイッチ接点機構も設けられている。
【００２１】
鍵２０は、前後方向の中間の位置がフレーム１１上の鍵支点１２に支持されている。鍵支点１２は、フレーム１１上で鍵２０の配列方向に沿って延びるバランスレール１２ａの上に立設した支点ピン１２ｂを備えており、鍵２０は、支点ピン１２ｂに支持されている。鍵２０は、前端２０ａ及び後端２０ｂが鍵支点１２を中心に上下方向へ回動可能であり、演奏者による押鍵部２０ｃへの押鍵操作に応じて回動するようになっている。また、鍵２０の前端２０ａの下方には、フロントピン１３が立設されている。フロントピン１３は、その上端が鍵２０の裏面側に挿入されており、回動する鍵２０の前端２０ａの横方向の振れを規制するものである。
【００２２】
鍵２０の後端２０ｂの下方には、鍵上限ストッパー２１が設置されており、前端２０ａの下方には、鍵下限ストッパー２２が設置されている。鍵上限ストッパー２１及び鍵下限ストッパー２２は、いずれもフレーム１１の上面に固定されたフェルトなどの緩衝材を備えて構成されている。鍵上限ストッパー２１は、非押鍵位置（図６（ａ）参照）にある鍵２０の後端２０ｂの下面に当接し、鍵２０の回動を非押鍵位置で規制する。一方、鍵下限ストッパー２２は、押鍵位置（図６（ｂ）参照）にある鍵２０の前端２０ａの下面に当接し、鍵２０の回動を押鍵位置で規制する。
【００２３】
また、鍵支点１２より後方のフレーム１１上には、質量体３０を支持するための柱状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、フレーム１１上で隣接する鍵２０の間から、複数鍵域ごとに１つの割合で各鍵２０の真上に張り出している。この支持部１４は、所定間隔で前後に配置された前壁１４ａと後壁１４ｂを備えている。前壁１４ａと後壁１４ｂは、いずれも垂直に立設されて、鍵２０よりも高い位置まで延びている。
【００２４】
支持部１４に支持された質量体３０は、各鍵２０に対応して設置されており、鍵支点１２よりも後側の真上位置に設置されている。質量体３０は、支持部１４の前壁１４ａの上端に設けた質量体支点３１から後方に延びる直線棒状のシャンク部３２と、該シャンク部３２の先端に取り付けた所定の質量を有する質量部（錘）３３とを備えて構成されている。シャンク部３２は、質量体支点３１に回動自在に支持されており、鍵２０の長手方向に沿う垂直面内で上下に回動するようになっている。質量部３３は、シャンク部３２の先端においてその回動方向に沿って延びる棒状に形成されている。この質量体３０は、質量体支点３１を中心にシャンク部３２を腕として質量部３３が鍵２０の後端近傍の上方で上下方向に回動するようになっている。
【００２５】
支持部１４の後壁１４ｂには、質量体３０の回動を規制するための質量体上限ストッパー３４及び質量体下限ストッパー３５が設けられている。質量体下限ストッパー３５は、下限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものであり、質量体上限ストッパー３４は、上限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものである。これら質量体下限ストッパー３５及び質量体上限ストッパー３４によって、質量体３０は、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の斜め下方向に延びる下限位置（図６（ａ）参照）と、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の略水平方向に延びる上限位置（図６（ｂ）参照）との間で回動するように規制される。質量体３０は、後述するプランジャ４６を介して鍵２０の動作に連動するようになっており、駆動装置４０との協働によって、鍵２０にその演奏操作に対する反力を与えるものである。
【００２６】
鍵２０及び質量体３０に所定の駆動力を付与するための駆動装置４０は、鍵支点１２より後側の鍵２０の上面と、質量体３０のシャンク部３２との間に設置されている。本実施形態の駆動装置４０は、双方向駆動型の電磁アクチュエータで、図３に示すように、上下に同軸状に並べて設置した往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂからなるコイル（駆動源）４１と、該コイル４１が巻回された円筒状のボビン（ガイド部）４３の内周側に設置されたプランジャ（可動部材）４６とを備えて構成されている。プランジャ４６は、ボビン４３によって上下動可能かつ回転可能にガイドされている。また、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの外周には、それらを囲むヨーク４９ａ，４９ｂが設置されている。
【００２７】
ヨーク４９ａ，４９ｂは、その後側面が平板状のプレート１５を介して支持部１４の後壁１４ｂの前面に固定されている。したがって、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂは、固定側である支持部１４及びフレーム１１に固定されている。一方、プランジャ４６は、ボビン４３の内周面で上下方向に摺動（往復動）自在に設置された柱状の強磁性体からなる胴部４２ａと、胴部４２ａの上端に連結した棒状の第１ロッド４２ｂ及び下端に連結した第２ロッド４２ｃとを備える。第１ロッド４２ｂの上端には、水平面状の上面を有する円柱状の台部材４４が取り付けられている。一方、第２ロッド４２ｃの下端には、緩衝及び摺動作用を有するキャップ状のカバー部材４５が取り付けられている。そして、胴部４２ａと第１ロッド４２ｂ及び第２ロッド４２ｃの軸芯は、垂直方向に向かって一直線状に配列されている。
【００２８】
質量体３０のシャンク部３２には、円筒状のローラ３６が取り付けられている。ローラ３６は、軸方向が鍵２０の配列方向に沿う水平向きで、下側面（円筒面）が台部材４４の上面に載置されている。一方、プランジャ４６の第２ロッド４２ｃの下端のカバー部材４５は、対向する鍵２０の上面に設けたスクリュー（ネジ）２５の上に載置されている。したがって、プランジャ４６は、質量体３０の自重による負荷で、質量体３０と鍵２０の間に挟まれた状態で配置されている。
【００２９】
駆動装置４０では、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されることで、プランジャ４６を軸方向に沿って双方向へ駆動するようになっている。すなわち、復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されると、プランジャ４６は下側へ移動する。これにより、プランジャ４６から鍵２０の鍵支点１２よりも後側に対して下向きの荷重が付与されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が増加する。一方、往動コイル４１ａに駆動電流が供給されると、プランジャ４６は上側へ移動する。これにより、プランジャ４６から鍵２０の鍵支点１２よりも後側に対して下向きにかかる荷重が軽減されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が減少する。
【００３０】
そして、駆動装置４０には、プランジャ４６の位置を検出するための位置センサ（位置検出手段）４７が設置されている。位置センサ４７は、図３に示すように、プランジャ４６に取り付けられた板状の移動子１１０と、移動子１１０を面接触させるようにコイル４１側（固定側）に設置された板状の固定子１０１とを備え、固定子１０１の誘導電極１０３（図４参照）に電圧を印加し、静電誘導により移動子１１０の移動電極１１２（図４参照）に発生した電位分布を固定子１０１の電位検出電極１０４（図４参照）で検出することによって、移動子１１０の位置を検出する静電型エンコーダである。
【００３１】
静電型エンコーダの原理及び構成について説明する。なお、静電型エンコーダの基本原理及び詳細な構成については、特開２００５−２２１４７２号公報に開示されている。図４（ａ）は、静電型エンコーダの構成例を示す図で、図４（ｂ）は、静電型エンコーダが備える固定子１０１を示す図、図４（ｃ）は、移動子１１０を示す図である。静電型エンコーダは、固定子１０１と、該固定子１０１に対して面接触状態で往復動が可能な移動子１１０とからなるセンサ部と、それ以外の電気回路からなる周辺回路とに分けられる。そして、交流発信器１２１の出力をアンプ１２２で適当な大きさに増幅し、固定子１０１の端子Ｕと端子Ｖに搬送波の差動出力として印加する。そして、固定子１０１の端子Ａと端子Ｃに得られる信号を差動アンプ１２３ａで受け、また、端子Ｂと端子Ｄに得られる信号を差動アンプ１２３ｂで受け、後段の乗算器１２４ａ，１２４ｂとローパスフィルタ１２５ａ，１２５ｂとからなる同期検波回路で搬送波成分を取り除き、２つのベースバンド信号からなる複素数成分「ＲＥＡＬ」と「ＩＭＡＧ」を抽出する。これらの２つの差動アンプ１２３ａ，１２３ｂと乗算器１２４ａ，１２４ｂ及びローパスフィルタ１２５ａ，１２５ｂは、全体でベクトル生成回路１２０を構成する。そして、位相分割回路１２６で逓倍処理を行い、移動距離に対応したＡ相パルスとＢ相パルスとの２つのインクリメント信号を出力する。
【００３２】
図４（ｂ）に示す固定子１０１は、絶縁体１０２の中に組み込まれた誘導電極１０３ａ，１０３ｂと電位検出電極１０４とを備えている。そして、搬送波を入力する端子Ｕは、誘導電極１０３ａに接続され、もう一方の端子Ｖは、誘導電極１０３ｂに接続されている。このような固定子１０１は、一般的に電子機器に用いられているプリント基板やフレキシブルプリント基板で製作できる。
【００３３】
図４（ｃ）に示す移動子１１０は、固定子１０１の面に当接するように設置されている。移動子１１０は、絶縁体１１１の中に電極面１１２の一対の櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂが交差指状に相対配置され、櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂの基部は、固定子１０１の誘導電極１０３ａ，１０３ｂに重なるように配置されている。移動子１１０には、外部との接続が一切なくても、固定子１０１の誘導電極１０３ａ，１０３ｂを径由して、静電誘導による電気エネルギーが供給される。このため、本実施形態のように、被測定物であるプランジャ４６に移動子１１０を取り付ければ、信号線の引き回しなどの制約無しにプランジャ４６を自由に移動させることができ、プランジャ４６のスムーズな動作を確保できるようになる。
【００３４】
そして、図示しない外部電源によって、固定子１０１の誘導電極１０３ａには、プラスが印加されており、誘導電極１０３ｂには、マイナスが印加されている。このとき、静電誘導の原理により、移動子１１０が有する一方の櫛歯状電極１１２ａの基部には、マイナスの真電荷が誘起され、櫛歯状電極１１２ａの櫛歯端には、プラスの真電荷が誘起される。また、他方の櫛歯状電極１１２ｂの基部には、プラスの真電荷が誘起され、櫛歯端にはマイナスの真電荷が誘起される。そして、２つの櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂの櫛歯端が対峙する中央付近では、電極同士が絶縁されて距離も近いことから、プラスとマイナスの電荷がお互いに引き合い、櫛歯表面にはある程度均一した密度で真電荷が分布する。このように、上述した静電誘導と交差指状に相対配置された２つの櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂによって、電極中央部付近では、プラスとマイナスの真電荷が交互に分布する交番電位分布が形成される。
【００３５】
図５（ａ）及び（ｂ）は、移動子１１０の位置に応じて電位検出電極１０４で検出された電圧を成分としたベクトルが変化する様子を説明する図である。なお、実際には、図４（ａ）に示す交流発信器１２１から発生する搬送波信号を用いて駆動するため、時間的な変化を考慮する必要があるが、ここでは、分かり易くするために、搬送波信号を一瞬の時間で切り出した状態、即ち時間変化の無い直流信号で説明する。
【００３６】
図５（ａ）は、移動子１１０がｄ＝０の位置にある場合を示している。電位検出電極１０４は４相電極配置となっており、０度位相の電極が端子Ａに、９０度位相の電極が端子Ｂに、１８０度位相の電極が端子Ｃに、２７０度位相の電極が端子Ｄにそれぞれ結線されている。固定子１０１の誘導電極１０３ａ，１０３ｂに外部から電圧を印加すると、静電誘導によって、移動子１１０の櫛歯電極１１２ａ，１１２ｂに「−−」，「＋＋」，「−−」，「＋＋」の真電荷が発生し、交番電位分布１５１ができる。すると、この交番電位分布１５１の影響を受けて、固定子１０１の電位検出電極１０４には「＋」，「０」，「−」，「０」の電荷が繰り替えし誘起され、端子Ａには＋、端子Ｂにはゼロ、端子Ｃには−、端子Ｄにはゼロの電圧が発生する。すると、差動アンプ１２３ａにはプラスの電圧が発生し、差動アンプ１２３ｂの出力はゼロとなる。この差動アンプ１２３ａの出力を複素数の実数成分「ＲＥＡＬ」、差動アンプ１２３ｂの出力を複素数の虚数成分「ＩＭＡＧ」として複素数空間で表すと、「ＲＥＡＬ」成分のみのベクトルが得られる。
【００３７】
図５（ｂ）は、移動子１１０が電位検出電極１０４のピッチの距離ｄ＝Ｐsだけ右方向に移動した場合を示しており、このときには、電位検出電極１０４には「０」，「＋」，「０」，「−」の電荷が繰り返し誘起され、端子Ａにはゼロ、端子Ｂには＋、端子Ｃにはゼロ、端子Ｄには−の電圧がそれぞれ発生する。すると、差動アンプ１２３ａの出力はゼロ、差動アンプ１２３ｂの出力にはプラスの電圧が発生し、複素数空間では「ＩＭＡＧ」成分のみのベクトルが得られる。
【００３８】
このようにして、移動子１１０の位置に応じて、複素数空間でのベクトル角が変化する。移動子１１０が丁度、電位検出電極１０４のピッチＰs間隔で移動する毎に、ベクトルが９０度づつ回転していき、移動距離ｄ＝４Ｐsでまた元に戻る。従って、複素数空間でのベクトル角を検出することで、移動子１１０がどの位置にあるかが検出できる。また、ピッチ以下の移動、例えば移動距離がｄ＝Ｐs／８とすれば、そのベクトルの位相変化量は１１.２５度となり、微細な移動変化量もベクトル位相に正確に反映される。
【００３９】
上記構成の静電型エンコーダでは、図５（ａ）及び（ｂ）から分かるように、移動子１１０の櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂに発生する交番電位分布１５１を固定子１０１に複数配置された電位検出電極１０４で検出するため、櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂと電位検出電極１０４とが必ずしも完全に平行になっていなくても所望の電圧が検出される。このため、固定子１０１と移動子１１０との位置決めは概略的で良く、厳密な位置合わせは不要である。なお、固定子１０１と移動子１１０とは、必ずしも当接している必要は無く、信号が検出できる範囲であれば、多少離れていても良い。
【００４０】
そして、本実施形態の位置センサ４７では、図３に示すように、移動子１１０は、合成樹脂材などからなる可撓性を有する薄板状の部材である。この移動子１１０は、面の撓みに対する弾力性（面が撓んだときに元の平面状に戻ろうとする復帰力）を有している。この移動子１１０は、外形が略長方形状で、その一方の側辺が台部材４４の側面に固定されており、対向する他方の側辺が自由端になっている。そして、面が撓んだ状態で、自由端側の面が固定子１０１の面に対して押圧状態で当接している。これにより、移動子１１０の電極面（櫛歯状電極）１１２が固定子１０１の電極面（電位検出電極）１０４に対して押圧された状態で当接しており、プランジャ４６の軸方向への往復動に伴い、移動子１１０の電極面１１２と固定子１０１の電極面１０４とが摺接するようになっている。
【００４１】
また、プランジャ４６には、軸周りの回転（自転）を規制するための回転規制部４８が設けられている。回転規制部４８は、プランジャ４６における台部材４４の側面に設けた小突起状の当接部４８ａと、固定側であるコイル４１の上面（プランジャ４６の周囲の上面）に設けた柱状の被当接部４８ｂとを備えており、ボビン（ガイド部）４３によってガイドされているプランジャ４６の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接することで、プランジャ４６の回転が規制されるようになっている。また、当接部４８ａを挟んで被当接部４８ｂと反対側の位置には、被当接部４８ｃが設置されている。この被当接部４８ｃは、被当接部４８ｂと同様の柱状に形成されていて、被当接部４８ｂに当接している当接部４８ａに対して若干の間隔を有して配置されている。なお、図３（ａ）では、被当接部４８ｃの図示を省略している。
【００４２】
そして、位置センサ４７の移動子１１０が撓んだ状態で固定子１０１に当接していることで、移動子１１０の弾力による反作用で、プランジャ４６に回転方向の付勢力が生じている。この付勢力によって、通常は、回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接して（押し当てられて）プランジャ４６の回転が規制された状態になっている。また、被当接部４８ｃを設けていることで、何らかの外乱で、図３（ｂ）における反時計周り方向にプランジャ４６を回転させる強い力が作用した場合でも、当接部４８ａが被当接部４８ｃに当接することで、プランジャ４６の同方向への回転が規制される。これにより、移動子１１０が過度に撓んで破損することを防止できるようになっている。
【００４３】
次に、上記構成の鍵盤装置１０の動作について説明する。図６は、鍵盤装置１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵２０が非押鍵位置にある状態を示し、（ｂ）は、鍵２０が押鍵位置にある状態を示している。鍵２０は、鍵支点１２の前後の質量（自重）バランスによって生じる押鍵方向への付勢力と、プランジャ４６を介してかかる質量体３０からの荷重との大小関係によって、押鍵力が作用していない状態では、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接し、前端２０ａの押鍵部２０ｃが最上位置に上昇しており、図６（ａ）に示す非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、シャンク部３２が質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。一方、非押鍵位置にある鍵２０が押鍵操作されると、鍵２０は、プランジャ４６を介して質量体３０を押し上げながら鍵支点１２を中心に押鍵方向へ回動する。こうして、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する位置まで回動し、図６（ｂ）に示す押鍵位置となる。鍵２０が押鍵位置のとき、プランジャ４６を介して鍵２０によって押し上げられた質量体３０は、シャンク部３２が質量体上限ストッパー３４に当接する上限位置にある。そして、鍵２０に対する押鍵力が解除されると、鍵２０には、自重で下方へ回動する質量体３０からプランジャ４６を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方によって非押鍵位置へ復帰する。
【００４４】
このような質量体３０の慣性質量を利用した鍵２０の動作が行われる際に、駆動装置４０でプランジャ４６を双方向へ駆動することで、質量体３０から鍵２０にかかる付勢力をアシストあるいは軽減することができる。したがって、主制御部５０により駆動装置４０の駆動を制御することで、押鍵操作に対する反力の力覚制御を行うことができる。
【００４５】
鍵２０の駆動を制御する駆動制御回路は、図１に示すように、主制御部５０と、主制御部５０の指令に応じて駆動装置４０に駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力する制御ドライバ５８を備えている。主制御部５０のＲＯＭ５２には、駆動装置４０が発生すべき駆動力のパターンを格納した鍵盤用力覚付与テーブル８０が格納されている。位置センサ４７によって検出された鍵２０の位置情報は、主制御部５０に出力されるようになっている。主制御部５０からの制御信号は、制御ドライバ５８に入力される。制御ドライバ５８は、主制御部５０からの制御信号に基づいて、駆動装置４０に駆動用の信号を供給する。
【００４６】
そして、本実施形態の鍵２０の駆動装置４０は、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７として、プランジャ（可動部材）４６側に設けた移動電極１１２を有する移動子１１０と、固定側であるコイル４１上に設けた誘導電極１０３及び電位検出電極１０４を有する固定子１０１とを備え、固定子１０１の誘導電極１０３に電圧を印加し、静電誘導により移動子１１０の移動電極１１２に発生した電位分布を固定子１０１の電位検出電極１０４で検出することによって、固定子１０１に対する移動子１１０の位置を検出する構成の静電式センサを採用している。このように、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７として、小型かつ薄型で位置検出精度が良好な静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、プランジャ４６の位置検出精度を効果的に向上させることができる。また、静電型エンコーダでは、移動子１１０側に配線を接続する必要がないので、移動子１１０を取り付けたプランジャ４６の動きが阻害されずに済み、駆動装置４０のスムーズな動作を確保できる。
【００４７】
また、面の撓みに対する弾力性を有する板状の移動子１１０を備え、該移動子１１０を撓ませた状態で固定子１０１に対して押し当てた構成なので、移動子１１０の電極面１１２と固定子１０１の電極面１０４とを確実に接触させることができる。したがって、静電型エンコーダによるプランジャ４６の位置検出精度をさらに向上させることができる。そのうえで、弾力性を有する板状の移動子１１０が撓んだ状態で固定子１０１に当接していることで、プランジャ４６に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって、回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャ４６の回転が規制されるようにしている。これにより、ボビン（ガイド部）４３でガイドされて軸方向に往復動するプランジャ４６の動作にガタが生じることを効果的に抑制できる。したがって、プランジャ４６のガタに起因する位置検出精度の低下を防ぐことができる。以上によって、簡単かつ安価な構成でありながら、プランジャ４６の位置検出精度の向上を図ることができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。これらの点は、他の実施形態についても同様である。
【００４９】
図７は、本発明の第２実施形態にかかる駆動装置４０−２を示す図で、（ａ）は、駆動装置４０−２の全体を示す概略側面図、（ｂ）は、位置センサ４７−２を示す概略平面図である。本実施形態の駆動装置４０−２は、第１実施形態の駆動装置４０の構成に加えて、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して付勢する付勢部材３７を備えている。また、第１実施形態の駆動装置４０が双方向駆動型の電磁アクチュエータであったのに対して、本実施形態の駆動装置４０−２は単方向駆動型の電磁アクチュエータである点が異なっている。これらの点を除く他の構成は、第１実施形態の駆動装置４０と同じである。
【００５０】
すなわち、駆動装置４０−２が備える付勢部材３７は、フェルトあるいは不織布などで構成されたシート状の部材である。この付勢部材３７は、コイル４１の上端面に立設した支柱３７ａの後側面に取り付けられており、固定子１０１の前面に当接する移動子１１０を手前側から固定子１０１に向けて押圧した状態で設置されている。
【００５１】
また、駆動装置４０−２は、単一のコイル４１の駆動でプランジャ４６を下方（鍵２０側）にのみ移動させるようになっている。したがって、図示は省略するが、本実施形態の鍵盤装置１０−２が備える駆動制御回路は、単一のコイル４１を備えた駆動装置４０−２の駆動を制御するために必要な構成を備えている。
【００５２】
本実施形態の駆動装置４０−２では、付勢部材３７による付勢で、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して均一に当接させることができるので、電極面１１２，１０４のクリアランスを安定させることができる。したがって、位置センサ４７−２によるプランジャ４６の位置検出精度をさらに向上させることができる。また、移動子１１０が固定子１０１と付勢部材３７とで挟まれた状態で移動するので、プランジャ４６の動作がさらに安定し、その点においても位置検出精度が向上する。
【００５３】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８は、本発明の第３実施形態にかかる駆動装置４０−３を示す図で、（ａ）は、駆動装置４０−３の全体を示す概略側面図、（ｂ）は、駆動装置４０−３が備える位置センサ４７−３の概略平面図である。なお、図８（ａ）では、質量体３０のシャンク部３２や鍵２０など、駆動装置４０−３に隣接する他の部材の図示は省略している。本実施形態の駆動装置４０−３は、一端が自由端となるようにプランジャ４６に取り付けられた板状の移動子１１０が撓んでいない状態で固定子１０１に当接している。そのうえで、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して付勢する付勢部材３７が設けられている。
【００５４】
すなわち、台部材４４の側面から突出する移動子１１０は、その面が平面状になっている。そして、付勢部材３７による付勢で、固定子１０１の電極面１０４に対して移動子１１０の電極面１１２が押し当てられた状態になっている。付勢部材３７は、第２実施形態と同様の構成である。したがって、本実施形態では、移動子１１０は、必ずしも可撓性及び弾力性を有していなくてもよく、硬質の材料からなる平板状部材であってもよい。そして、移動子１１０が付勢部材３７で固定子１０１に付勢されていることで、回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャ４６の回転が規制された状態になっている。
【００５５】
また、第１実施形態の駆動装置４０では、プランジャ４６の往復動が筒状のボビン４３でガイドされていたのに対して、本実施形態の駆動装置４０−３は、ボビン４３に代えて、プランジャ４６をコイル４１の上方及び下方でガイドする第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂを備えている。第１軸受３８ａは、プランジャ４６の第１ロッド４２ｂの上端近傍の外周を支持するように設置されており、第２軸受３８ｂは、プランジャ４６の第２ロッド４２ｃの下端近傍の外周を支持するように設置されている。そして、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂは、プランジャ４６のスムーズな動作を確保するために、第１ロッド４２ｂ及び第２ロッド４２ｃの外周に対して若干の隙間（クリアランス）Ａ，Ａ’を有している。
【００５６】
鍵盤装置１０では、詳細な図示は省略するが、駆動装置４０−３を鍵２０の横幅のスペースに収容するために、隣接する鍵２０を駆動する駆動装置４０−３を上下に互い違いにずらして配列することが行われる。この場合、コイル４１を挟んでプランジャ４６の両端に配置された第１軸受３８ａと第２軸受３８ｂの間隔は、コイル４１を上下に２個並べた分の寸法を少なくとも確保しなければならないため、当該間隔が大きくなってしまう。そして、第１軸受３８ａと第２軸受３８ｂの間隔が長くなるほど、プランジャ４６の傾きに対する動作を許容するために、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂにおけるクリアランスＡ，Ａ’の寸法を大きく設定する必要がある。ところが、クリアランスＡ，Ａ’を大きく設定することで、プランジャ４６の動作にガタが生じ易くなるという問題がある。
【００５７】
これに対して、本実施形態の駆動装置４０−３では、位置センサ４７−３の移動子１１０が付勢部材３７で付勢されていることで、当該付勢力によって回転規制部４８の当接４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャ４６の回転及びガタつきが規制されるようにしている。したがって、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂの隙間Ａ，Ａ’の寸法が大きくても、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂでガイドされて軸方向に往復動するプランジャ４６のスムーズな動作を確保できる。したがって、プランジャ４６のガタに起因する位置センサ４７の検出精度の低下を防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施形態の駆動装置４０−３でも、付勢部材３７によって、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して均一に当接させることができるので、電極面１１２，１０４のクリアランスを安定させることができ、位置センサ４７−３による位置検出精度の向上を図ることができる。なお、本実施形態の駆動装置４０−３では、撓んでいない平板状の移動子１１０−３を備えた位置センサ４７−３を設置した場合を説明したが、これに代えて、撓んだ状態で設置した移動子１１０を備えた第１実施形態の位置センサ４７、又は第２実施形態の位置センサ４７−２を設置することも可能である。
【００５９】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、第４実施形態にかかる鍵盤装置１０−４の構成を概念的に示す図である。本実施形態の鍵盤装置１０−４は、第１実施形態の鍵盤装置１０と比較して、鍵２０と質量体３０の配置の上下関係が逆転しており、それに伴い、鍵２０と質量体３０の間に設置した駆動装置４０−４もその向きが上下逆転している。また、鍵２０、質量体３０、駆動装置４０−４それぞれの動作の方向も第１実施形態に対して逆になっている。
【００６０】
すなわち、本実施形態の鍵盤装置１０−４では、鍵２０の下側に質量体３０が設置されており、鍵２０の下面と質量体３０との間に駆動装置４０−４及びプランジャ４６が配置されている。プランジャ４６は、上方に延びる第２ロッド４２ｃの上端が鍵支点１２よりも前側の鍵２０の下面に当接しており、下方に延びる第１ロッド４２ｂに固定された台部材４４の下端が、質量体支点３１に対して質量部３３とは反対側に延伸するシャンク部３２の上面に当接している。なお、駆動装置４０−４及び位置センサ４７−４の構成は、上下が逆転している点を除けば、第１実施形態の駆動装置４０及び位置センサ４７と同じである。
【００６１】
本実施形態の鍵盤装置１０−４においても、鍵２０は、鍵支点１２の前後の自重バランスと、プランジャ４６を介してかかる質量体３０からの荷重との両方によって、押鍵操作がされてない状態では、図９に示すように、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接した非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。そして、押鍵操作が行われると、鍵２０は、プランジャ４６を介して質量体３０のシャンク部３２を押し下げながら回動する。こうして、鍵２０は、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する押鍵位置になる。プランジャ４６を介して鍵２０により押し下げられることで回動した質量体３０は、鍵２０が押鍵位置のとき、質量体上限ストッパー３４に当接して上限位置になる。一方、鍵２０を押し下げている押鍵力が解除されると、鍵２０には、回動する質量体３０からプランジャ４６を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方で非押鍵位置へ復帰する。
【００６２】
本実施形態の駆動装置４０−４でも、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７に移動子１１０と固定子１０１を備えた静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、プランジャ４６の位置検出精度を向上させることができる。また、位置センサ４７は、移動子１１０を撓ませた状態で固定子１０１に押し当てた構成なので、移動子１１０の電極面１１２と固定子１０１の電極面１０４とを確実に接触させることができ、位置センサ４７によるプランジャ４６の位置検出精度をさらに向上させることができる。また、プランジャ４６のガタつきも抑えることができる。
【００６３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。たとえば、上記各実施形態では、駆動装置４０〜４０−４で駆動される演奏操作子が鍵２０である場合を示したが、本発明にかかる駆動装置によって駆動される演奏操作子は、鍵には限らず、それ以外の演奏操作子、例えばペダルなどであってもよい。また、本発明にかかる位置センサは、駆動装置が備える軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持された可動部材の位置を検出するものであれば、プランジャ以外の部材の位置を検出するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電子鍵盤楽器
１０ 鍵盤装置
２０ 鍵
３０ 質量体
３８ａ 第１軸受（ガイド部）
３８ｂ 第２軸受（ガイド部）
４０ 駆動装置
４１ コイル（駆動源）
４１ａ 往動コイル
４１ｂ 復動コイル
４３ ボビン（ガイド部）
４６ プランジャ（可動部材）
４７ 位置センサ（位置検出手段）
４８ 回転規制部
４８ａ 当接部
４８ｂ被当接部
５０ 主制御部
５２ ペダル装置
１０１ 固定子
１０３（１０３ａ，１０３ｂ） 誘導電極
１０４ 電位検出電極（電極面）
１１０ 移動子
１１２（１１２ａ，１１２ｂ） 櫛歯状電極（移動電極，電極面）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵などの演奏操作子を駆動するソレノイドなどの駆動手段を備えた駆動装置に関し、詳細には、可動部材の位置を検出する位置検出手段を備えた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノなど生音を発生する自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵により回動するハンマが打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマの間には、ジャックやウィッペンを有してなるアクション機構が設けられている。このアクション機構によって、演奏者の指に鍵から独特の反力が掛かるようになっており、自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットでは、各楽器に特有の鍵タッチ感が得られる。
【０００３】
一方、電子音を発生する電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵時に鍵を初期位置に復帰させるスプリングや質量体（擬似ハンマ）などを備えており、それらの反力によって自然鍵盤楽器の鍵タッチ感を模擬している。しかしながら、電子鍵盤楽器は、押鍵により電子音を発生させる装置であり、実際に打弦して発音する機構を有しないので、自然鍵盤楽器のような複雑なアクション機構がない。そのため、自然鍵盤楽器のアクション機構で生じる鍵タッチ感を忠実には再現しきれず、電子鍵盤楽器の鍵タッチ感は、厳密には自然鍵盤楽器の鍵タッチ感とは異なるものとなっている。
【０００４】
そこで、電子鍵盤楽器では、自然鍵盤楽器に近い鍵動作あるいは鍵タッチ感を得ることを目的として、押鍵に対する反力を変化させる鍵駆動装置や制御装置（力覚制御手段）が提案されている。この一例として、特許文献１に記載の鍵盤ユニットは、鍵を駆動するためのアクチュエータ（ソレノイド）と、該アクチュエータを制御する制御手段とを備えており、これらによって鍵タッチ感を任意に調節して自然鍵盤楽器の演奏感覚を模擬するようになっている。そして、この場合、ソレノイドのプランジャの位置（変位）情報を検出するための位置検出手段を備えることで、当該位置検出手段の検出信号に基づいてソレノイドを駆動制御し、鍵の駆動力あるいは反力の制御を行うようになっている。
【０００５】
このような位置検出手段の具体例として、特許文献２に記載の鍵盤装置は、ソレノイドのプランジャの位置を検出するための反射型の光センサを備えている。すなわち、特許文献２に記載の鍵盤装置は、プランジャの移動方向に並行して光反射特性が漸増若しくは漸減変化する特性を示すように色調を変化させた濃淡パターンと、当該濃淡パターンの色調の変化に応じた光の反射量の変化によってプランジャの移動を検出する光反射型センサとからなる位置センサ部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２９５６１８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、往復動するプランジャを備えたアクチュエータでは、プランジャのスムーズな動作を確保するために、プランジャとそれを支持する軸受との間に若干の隙間（クリアランス）を設けることが必要である。特に、コイルを挟んでプランジャの両端に配置された軸受同士の間隔が長くなるほど、プランジャの傾きを許容するために、プランジャと軸受との隙間の寸法を大きく設定する必要がある。ところが、この隙間を設けていることにより、プランジャの動作に僅かではあるがガタが生じるおそれがある。そうすると、当該ガタの影響で位置センサの反射光にぶれが生じるなどして、安定したプランジャの位置検出が行えず、位置検出精度の向上を図ることができないという問題があった。
【０００８】
なお、プランジャの位置を検出する位置検出手段としては、上記のような反射型の光センサ以外にも、光学式デジタルセンサや、差動トランス型センサ、磁気スケール型センサなどもある。しかしながら、光学式デジタルセンサは、構造が複雑であるために機構が大型であり、大きな取付スペースが必要である。差動トランス型センサは、励磁などの回路、検出コイルが必要であり、それらを含めると高価になる。磁気スケール型センサは、ソレノイドからの漏れ磁場がノイズとなり検出精度が落ちるため、ソレノイドのプランジャの位置検出にはあまり適していない。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度の向上を図ることができる位置検出手段を備えた演奏操作子の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明にかかる演奏操作子の駆動装置は、演奏操作子（２０）に駆動力を付与するための可動部材（４６）と、可動部材（４６）を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部（４３）と、可動部材（４６）に設けた当接部（４８ａ）が固定側に設けた被当接部（４８ｂ）に当接することで可動部材（４６）の回転が規制される回転規制部（４８）と、可動部材（４６）を駆動するための駆動源（４１）と、可動部材（４６）の位置を検出するための位置検出手段（４７）と、を備え、位置検出手段（４７）は、可動部材（４６）側に設けた移動電極（１１２）を有する移動子（１１０）と、固定側に設けた誘導電極（１０３）及び電位検出電極（１０４）を有する固定子（１０１）とを備え、固定子（１０１）の誘導電極（１０３）に電圧を印加し、静電誘導により移動電極（１１２）に発生した電位分布を電位検出電極（１０４）で検出することによって固定子（１０１）に対する移動子（１１０）の位置を検出する構成のいわゆる静電型エンコーダであり、位置検出手段（４７）の移動子（１１０）は、板状で面の撓みに対する弾力性を有し、一端が自由端となるように可動部材（４６）に取り付けられており、移動子（１１０）が撓んだ状態で固定子（１０１）に当接していることで、可動部材（４６）に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって回転規制部（４８）の当接部（４８ａ）が被当接部（４８ｂ）に当接していることを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる演奏操作子の駆動装置によれば、上記構成を採用したことにより、駆動装置の構造を複雑化させずに、位置検出手段による位置検出精度を効果的に向上させることができる。すなわち、可動部材の位置を検出する位置検出手段として、小型かつ薄型で位置検出性能に優れた静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度を向上させることができる。また、静電型エンコーダでは、移動子に配線を接続する必要がないので、移動子を取り付けた可動部材の動きが阻害されずに済み、駆動手段のスムーズな動作を確保できるようになる。
また、この位置検出手段は、面の撓みに対する弾力性を有する板状の移動子を備え、該移動子を撓ませた状態で固定子に対して押し当てた構成なので、移動子の電極面と固定子の電極面とを確実に接触させることができ、静電型エンコーダによる可動部材の位置検出精度をさらに向上させることができる。
そのうえで、弾力性を有する板状の移動子が撓んだ状態で固定子に当接していることで、可動部材に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって、回転規制部の当接部が被当接部に当接して可動部材の回転が規制されるようにした。これにより、ガイド部でガイドされて軸方向に往復動する可動部材の動作にガタが生じることを効果的に抑制できる。したがって、可動部材のガタに起因する位置検出精度の低下を防ぐことができる。
以上によって、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度の向上を図ることができる。
【００１２】
また、本発明にかかる演奏操作子の駆動装置は、上記構成に加えて、移動子（１１０）の電極面（１１２）を固定子（１０１）の電極面（１０４）に対して付勢する付勢部材（３７）をさらに備えるとよい。これによれば、付勢部材の付勢によって、移動子の電極面を固定子の電極面に対して均一に当接させることができるので、電極面のクリアランスを安定させることができ、位置検出手段の位置検出精度をさらに向上させることができる。
【００１３】
また、本発明にかかる演奏操作子の駆動装置は、他の態様として、演奏操作子（２０）に駆動力を付与するための可動部材（４６）と、可動部材（４６）を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部（４３）と、可動部材（４６）に設けた当接部（４８ａ）が固定側に設けた被当接部（４８ｂ）に当接することで可動部材（４６）の回転が規制される回転規制部（４８）と、可動部材（４６）を駆動するための駆動源（４１）と、可動部材（４６）の位置を検出するための位置検出手段（４７）と、を備え、位置検出手段（４７）は、可動部材（４６）側に設けた移動電極（１１２）を有する移動子（１１０）と、固定側に設けた誘導電極（１０３）及び電位検出電極（１０４）を有する固定子（１０１）とを備え、固定子（１０１）の誘導電極（１０３）に電圧を印加し、静電誘導により移動電極（１１２）に発生した電位分布を電位検出電極（１０４）で検出することによって固定子（１０１）に対する移動子（１１０）の位置を検出する構成であり、位置検出手段（４６）の移動子（１１０）は、一端が自由端となるように可動部材（４６）に取り付けられた板状の部材からなり、移動子（１１０）の電極面を固定子（１０１）の電極面に対して押圧した状態で付勢する付勢部材（３７）を備え、移動子（１１０）が固定子（１０１）に対して付勢部材（３７）で付勢されていることで、当該付勢力によって回転規制部（４８）の当接部（４８ａ）が被当接部（４８ｂ）に当接して可動部材（４６）の回転が規制されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、先に示した別構成の駆動装置と同様、位置検出手段に静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度を効果的に向上させることができる。それに加えて、移動子の電極面を固定子の電極面に対して押圧した状態で付勢する付勢部材を備えたことで、移動子の電極面と固定子の電極面を均一に接触させることができるので、電極面のクリアランスを安定させることができ、位置検出手段の検出精度をさらに向上させることができる。さらに、付勢部材による移動子への付勢力で、回転規制部の当接部が被当接部に当接して可動部材の回転が規制されるようにしたことで、ガイド部でガイドされて軸方向に往復動する可動部材の動作にガタが生じることを効果的に抑制できる。したがって、可動部材のガタに起因する位置検出精度の低下を防ぐことができる。
以上によって、簡単かつ安価な構成でありながら、可動部材の位置検出精度の向上を図ることができる。
なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる演奏操作子の駆動装置によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、位置検出手段による可動子の位置検出精度を効果的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる鍵の駆動装置を備えた電子鍵盤楽器の全体の機能構成例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態にかかる鍵の駆動装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【図３】（ａ）は、駆動装置を示す部分側面図で、（ｂ）は、位置センサの概略平面図である。
【図４】（ａ）は、静電型エンコーダの構成例を示す斜視図であり、（ｂ）は、固定子を示す図、（ｃ）は、移動子を示す図である。
【図５】移動子の位置に応じてベクトルの位相角が変化する様子を説明するための図で、（ａ）は、移動子がｄ＝０の位置にある場合、（ｂ）は、移動子が電位検出電極のピッチの距離ｄ＝Ｐsだけ右方向に移動した場合を示す。
【図６】鍵及び質量体の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵が非押鍵位置にある状態、（ｂ）は、鍵が押鍵位置にある状態を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる駆動装置を示す図で、（ａ）は、駆動装置を示す部分側面図、（ｂ）は、位置センサの概略平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態にかかる駆動装置を示す図で、（ａ）は、駆動装置を示す部分側面図、（ｂ）は、位置センサの概略平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかる駆動装置を備えた鍵盤装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかる鍵（演奏操作子）の駆動装置を備えた電子鍵盤楽器の全体の機能構成を示すブロック図である。同図に示す電子鍵盤楽器１は、鍵２０及び該鍵２０を駆動するための駆動装置４０を有する鍵盤装置１０と、ペダル装置５２と、鍵盤装置１０やペダル装置５２を含む電子鍵盤楽器１の全体を制御するための主制御部５０とを備えている。鍵盤装置１０とペダル装置５２及び主制御部５０など電子鍵盤楽器１の各部は、バス５１を介して互いに接続されている。
【００１８】
主制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５４を備えている。また、ＣＰＵ５１にはタイマ５５が接続されている。ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０を含む電子鍵盤楽器１全体の制御を司る。ＲＯＭ５２やフラッシュメモリ５４には、ＣＰＵ５１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータのほか、後述する力覚付与テーブル８０が記憶されている。ＲＡＭ５３は、演奏データ、テキストデータなどの各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算処理結果などを一時的に記憶する。タイマ５５は、タイマ割り込み処理における割り込み時間などの各種時間を計時する。
【００１９】
また、電子鍵盤楽器１には、主制御部５０のほか、設定操作部６１、表示装置６３、音声出力部６５、外部記憶装置６６、ＨＤＤ６７、通信インターフェイス６８、ＭＩＤＩインターフェイス６９などが設けられている。通信インターフェイス６８には、外部装置７１を接続でき、ＭＩＤＩインターフェイス６９には、ＭＩＤＩ機器７２を接続できる。また、通信インターフェイス６８は、インターネットなどの通信ネットワーク７３を介して外部のサーバ装置７４との間で通信を行えるようになっている。設定操作部６１には、演奏者が設定操作情報を入力するために用いる不図示の各種スイッチなどが含まれ、スイッチの操作による信号がＣＰＵ５１に供給されるようになっている。外部記憶装置６６やＨＤＤ６７は、上記の制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データなどを記憶するものである。表示装置６３は、表示制御回路６２を介してバス５１に接続されており、音声出力部６５は、音源回路６４を介してバス５１に接続されている。
【００２０】
図２及び図３は、鍵盤装置１０を示す図で、図２は、鍵２０及びその周辺の概略側面図、図３は、駆動装置４０及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。鍵盤装置１０は、電子鍵盤楽器１の一部である平板状のフレーム１１と、それぞれがフレーム１１に対して回動可能に支持された鍵２０及び質量体（擬似ハンマ）３０と、鍵２０と質量体３０の間に設置した電磁アクチュエータからなる駆動装置４０とを備えて構成されている。なお、以下の説明では、鍵２０の長手方向における両側のうち、電子鍵盤楽器１の演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。なお、図２では、鍵盤装置１０が備える並設された複数の鍵２０のうち、１個の鍵２０及びその周辺の構成部品を示している。また、同図では、鍵２０が白鍵である場合を示しているが、黒鍵の場合も同様の構成になっている。なお、図示は省略するが、鍵盤装置１０には、鍵２０の動作に応じた楽音を発生させるように、鍵２０の動作を電気的な出力に変換するためのスイッチ接点機構も設けられている。
【００２１】
鍵２０は、前後方向の中間の位置がフレーム１１上の鍵支点１２に支持されている。鍵支点１２は、フレーム１１上で鍵２０の配列方向に沿って延びるバランスレール１２ａの上に立設した支点ピン１２ｂを備えており、鍵２０は、支点ピン１２ｂに支持されている。鍵２０は、前端２０ａ及び後端２０ｂが鍵支点１２を中心に上下方向へ回動可能であり、演奏者による押鍵部２０ｃへの押鍵操作に応じて回動するようになっている。また、鍵２０の前端２０ａの下方には、フロントピン１３が立設されている。フロントピン１３は、その上端が鍵２０の裏面側に挿入されており、回動する鍵２０の前端２０ａの横方向の振れを規制するものである。
【００２２】
鍵２０の後端２０ｂの下方には、鍵上限ストッパー２１が設置されており、前端２０ａの下方には、鍵下限ストッパー２２が設置されている。鍵上限ストッパー２１及び鍵下限ストッパー２２は、いずれもフレーム１１の上面に固定されたフェルトなどの緩衝材を備えて構成されている。鍵上限ストッパー２１は、非押鍵位置（図６（ａ）参照）にある鍵２０の後端２０ｂの下面に当接し、鍵２０の回動を非押鍵位置で規制する。一方、鍵下限ストッパー２２は、押鍵位置（図６（ｂ）参照）にある鍵２０の前端２０ａの下面に当接し、鍵２０の回動を押鍵位置で規制する。
【００２３】
また、鍵支点１２より後方のフレーム１１上には、質量体３０を支持するための柱状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、フレーム１１上で隣接する鍵２０の間から、複数鍵域ごとに１つの割合で各鍵２０の真上に張り出している。この支持部１４は、所定間隔で前後に配置された前壁１４ａと後壁１４ｂを備えている。前壁１４ａと後壁１４ｂは、いずれも垂直に立設されて、鍵２０よりも高い位置まで延びている。
【００２４】
支持部１４に支持された質量体３０は、各鍵２０に対応して設置されており、鍵支点１２よりも後側の真上位置に設置されている。質量体３０は、支持部１４の前壁１４ａの上端に設けた質量体支点３１から後方に延びる直線棒状のシャンク部３２と、該シャンク部３２の先端に取り付けた所定の質量を有する質量部（錘）３３とを備えて構成されている。シャンク部３２は、質量体支点３１に回動自在に支持されており、鍵２０の長手方向に沿う垂直面内で上下に回動するようになっている。質量部３３は、シャンク部３２の先端においてその回動方向に沿って延びる棒状に形成されている。この質量体３０は、質量体支点３１を中心にシャンク部３２を腕として質量部３３が鍵２０の後端近傍の上方で上下方向に回動するようになっている。
【００２５】
支持部１４の後壁１４ｂには、質量体３０の回動を規制するための質量体上限ストッパー３４及び質量体下限ストッパー３５が設けられている。質量体下限ストッパー３５は、下限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものであり、質量体上限ストッパー３４は、上限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものである。これら質量体下限ストッパー３５及び質量体上限ストッパー３４によって、質量体３０は、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の斜め下方向に延びる下限位置（図６（ａ）参照）と、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の略水平方向に延びる上限位置（図６（ｂ）参照）との間で回動するように規制される。質量体３０は、後述するプランジャ４６を介して鍵２０の動作に連動するようになっており、駆動装置４０との協働によって、鍵２０にその演奏操作に対する反力を与えるものである。
【００２６】
鍵２０及び質量体３０に所定の駆動力を付与するための駆動装置４０は、鍵支点１２より後側の鍵２０の上面と、質量体３０のシャンク部３２との間に設置されている。本実施形態の駆動装置４０は、双方向駆動型の電磁アクチュエータで、図３に示すように、上下に同軸状に並べて設置した往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂからなるコイル（駆動源）４１と、該コイル４１が巻回された円筒状のボビン（ガイド部）４３の内周側に設置されたプランジャ（可動部材）４６とを備えて構成されている。プランジャ４６は、ボビン４３によって上下動可能かつ回転可能にガイドされている。また、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの外周には、それらを囲むヨーク４９ａ，４９ｂが設置されている。
【００２７】
ヨーク４９ａ，４９ｂは、その後側面が平板状のプレート１５を介して支持部１４の後壁１４ｂの前面に固定されている。したがって、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂは、固定側である支持部１４及びフレーム１１に固定されている。一方、プランジャ４６は、ボビン４３の内周面で上下方向に摺動（往復動）自在に設置された柱状の強磁性体からなる胴部４２ａと、胴部４２ａの上端に連結した棒状の第１ロッド４２ｂ及び下端に連結した第２ロッド４２ｃとを備える。第１ロッド４２ｂの上端には、水平面状の上面を有する円柱状の台部材４４が取り付けられている。一方、第２ロッド４２ｃの下端には、緩衝及び摺動作用を有するキャップ状のカバー部材４５が取り付けられている。そして、胴部４２ａと第１ロッド４２ｂ及び第２ロッド４２ｃの軸芯は、垂直方向に向かって一直線状に配列されている。
【００２８】
質量体３０のシャンク部３２には、円筒状のローラ３６が取り付けられている。ローラ３６は、軸方向が鍵２０の配列方向に沿う水平向きで、下側面（円筒面）が台部材４４の上面に載置されている。一方、プランジャ４６の第２ロッド４２ｃの下端のカバー部材４５は、対向する鍵２０の上面に設けたスクリュー（ネジ）２５の上に載置されている。したがって、プランジャ４６は、質量体３０の自重による負荷で、質量体３０と鍵２０の間に挟まれた状態で配置されている。
【００２９】
駆動装置４０では、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されることで、プランジャ４６を軸方向に沿って双方向へ駆動するようになっている。すなわち、復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されると、プランジャ４６は下側へ移動する。これにより、プランジャ４６から鍵２０の鍵支点１２よりも後側に対して下向きの荷重が付与されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が増加する。一方、往動コイル４１ａに駆動電流が供給されると、プランジャ４６は上側へ移動する。これにより、プランジャ４６から鍵２０の鍵支点１２よりも後側に対して下向きにかかる荷重が軽減されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が減少する。
【００３０】
そして、駆動装置４０には、プランジャ４６の位置を検出するための位置センサ（位置検出手段）４７が設置されている。位置センサ４７は、図３に示すように、プランジャ４６に取り付けられた板状の移動子１１０と、移動子１１０を面接触させるようにコイル４１側（固定側）に設置された板状の固定子１０１とを備え、固定子１０１の誘導電極１０３（図４参照）に電圧を印加し、静電誘導により移動子１１０の移動電極１１２（図４参照）に発生した電位分布を固定子１０１の電位検出電極１０４（図４参照）で検出することによって、移動子１１０の位置を検出する静電型エンコーダである。
【００３１】
静電型エンコーダの原理及び構成について説明する。なお、静電型エンコーダの基本原理及び詳細な構成については、特開２００５−２２１４７２号公報に開示されている。図４（ａ）は、静電型エンコーダの構成例を示す図で、図４（ｂ）は、静電型エンコーダが備える固定子１０１を示す図、図４（ｃ）は、移動子１１０を示す図である。静電型エンコーダは、固定子１０１と、該固定子１０１に対して面接触状態で往復動が可能な移動子１１０とからなるセンサ部と、それ以外の電気回路からなる周辺回路とに分けられる。そして、交流発信器１２１の出力をアンプ１２２で適当な大きさに増幅し、固定子１０１の端子Ｕと端子Ｖに搬送波の差動出力として印加する。そして、固定子１０１の端子Ａと端子Ｃに得られる信号を差動アンプ１２３ａで受け、また、端子Ｂと端子Ｄに得られる信号を差動アンプ１２３ｂで受け、後段の乗算器１２４ａ，１２４ｂとローパスフィルタ１２５ａ，１２５ｂとからなる同期検波回路で搬送波成分を取り除き、２つのベースバンド信号からなる複素数成分「ＲＥＡＬ」と「ＩＭＡＧ」を抽出する。これらの２つの差動アンプ１２３ａ，１２３ｂと乗算器１２４ａ，１２４ｂ及びローパスフィルタ１２５ａ，１２５ｂは、全体でベクトル生成回路１２０を構成する。そして、位相分割回路１２６で逓倍処理を行い、移動距離に対応したＡ相パルスとＢ相パルスとの２つのインクリメント信号を出力する。
【００３２】
図４（ｂ）に示す固定子１０１は、絶縁体１０２の中に組み込まれた誘導電極１０３ａ，１０３ｂと電位検出電極１０４とを備えている。そして、搬送波を入力する端子Ｕは、誘導電極１０３ａに接続され、もう一方の端子Ｖは、誘導電極１０３ｂに接続されている。このような固定子１０１は、一般的に電子機器に用いられているプリント基板やフレキシブルプリント基板で製作できる。
【００３３】
図４（ｃ）に示す移動子１１０は、固定子１０１の面に当接するように設置されている。移動子１１０は、絶縁体１１１の中に電極面１１２の一対の櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂが交差指状に相対配置され、櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂの基部は、固定子１０１の誘導電極１０３ａ，１０３ｂに重なるように配置されている。移動子１１０には、外部との接続が一切なくても、固定子１０１の誘導電極１０３ａ，１０３ｂを径由して、静電誘導による電気エネルギーが供給される。このため、本実施形態のように、被測定物であるプランジャ４６に移動子１１０を取り付ければ、信号線の引き回しなどの制約無しにプランジャ４６を自由に移動させることができ、プランジャ４６のスムーズな動作を確保できるようになる。
【００３４】
そして、図示しない外部電源によって、固定子１０１の誘導電極１０３ａには、プラスが印加されており、誘導電極１０３ｂには、マイナスが印加されている。このとき、静電誘導の原理により、移動子１１０が有する一方の櫛歯状電極１１２ａの基部には、マイナスの真電荷が誘起され、櫛歯状電極１１２ａの櫛歯端には、プラスの真電荷が誘起される。また、他方の櫛歯状電極１１２ｂの基部には、プラスの真電荷が誘起され、櫛歯端にはマイナスの真電荷が誘起される。そして、２つの櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂの櫛歯端が対峙する中央付近では、電極同士が絶縁されて距離も近いことから、プラスとマイナスの電荷がお互いに引き合い、櫛歯表面にはある程度均一した密度で真電荷が分布する。このように、上述した静電誘導と交差指状に相対配置された２つの櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂによって、電極中央部付近では、プラスとマイナスの真電荷が交互に分布する交番電位分布が形成される。
【００３５】
図５（ａ）及び（ｂ）は、移動子１１０の位置に応じて電位検出電極１０４で検出された電圧を成分としたベクトルが変化する様子を説明する図である。なお、実際には、図４（ａ）に示す交流発信器１２１から発生する搬送波信号を用いて駆動するため、時間的な変化を考慮する必要があるが、ここでは、分かり易くするために、搬送波信号を一瞬の時間で切り出した状態、即ち時間変化の無い直流信号で説明する。
【００３６】
図５（ａ）は、移動子１１０がｄ＝０の位置にある場合を示している。電位検出電極１０４は４相電極配置となっており、０度位相の電極が端子Ａに、９０度位相の電極が端子Ｂに、１８０度位相の電極が端子Ｃに、２７０度位相の電極が端子Ｄにそれぞれ結線されている。固定子１０１の誘導電極１０３ａ，１０３ｂに外部から電圧を印加すると、静電誘導によって、移動子１１０の櫛歯電極１１２ａ，１１２ｂに「−−」，「＋＋」，「−−」，「＋＋」の真電荷が発生し、交番電位分布１５１ができる。すると、この交番電位分布１５１の影響を受けて、固定子１０１の電位検出電極１０４には「＋」，「０」，「−」，「０」の電荷が繰り替えし誘起され、端子Ａには＋、端子Ｂにはゼロ、端子Ｃには−、端子Ｄにはゼロの電圧が発生する。すると、差動アンプ１２３ａにはプラスの電圧が発生し、差動アンプ１２３ｂの出力はゼロとなる。この差動アンプ１２３ａの出力を複素数の実数成分「ＲＥＡＬ」、差動アンプ１２３ｂの出力を複素数の虚数成分「ＩＭＡＧ」として複素数空間で表すと、「ＲＥＡＬ」成分のみのベクトルが得られる。
【００３７】
図５（ｂ）は、移動子１１０が電位検出電極１０４のピッチの距離ｄ＝Ｐsだけ右方向に移動した場合を示しており、このときには、電位検出電極１０４には「０」，「＋」，「０」，「−」の電荷が繰り返し誘起され、端子Ａにはゼロ、端子Ｂには＋、端子Ｃにはゼロ、端子Ｄには−の電圧がそれぞれ発生する。すると、差動アンプ１２３ａの出力はゼロ、差動アンプ１２３ｂの出力にはプラスの電圧が発生し、複素数空間では「ＩＭＡＧ」成分のみのベクトルが得られる。
【００３８】
このようにして、移動子１１０の位置に応じて、複素数空間でのベクトル角が変化する。移動子１１０が丁度、電位検出電極１０４のピッチＰs間隔で移動する毎に、ベクトルが９０度づつ回転していき、移動距離ｄ＝４Ｐsでまた元に戻る。従って、複素数空間でのベクトル角を検出することで、移動子１１０がどの位置にあるかが検出できる。また、ピッチ以下の移動、例えば移動距離がｄ＝Ｐs／８とすれば、そのベクトルの位相変化量は１１.２５度となり、微細な移動変化量もベクトル位相に正確に反映される。
【００３９】
上記構成の静電型エンコーダでは、図５（ａ）及び（ｂ）から分かるように、移動子１１０の櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂに発生する交番電位分布１５１を固定子１０１に複数配置された電位検出電極１０４で検出するため、櫛歯状電極１１２ａ，１１２ｂと電位検出電極１０４とが必ずしも完全に平行になっていなくても所望の電圧が検出される。このため、固定子１０１と移動子１１０との位置決めは概略的で良く、厳密な位置合わせは不要である。なお、固定子１０１と移動子１１０とは、必ずしも当接している必要は無く、信号が検出できる範囲であれば、多少離れていても良い。
【００４０】
そして、本実施形態の位置センサ４７では、図３に示すように、移動子１１０は、合成樹脂材などからなる可撓性を有する薄板状の部材である。この移動子１１０は、面の撓みに対する弾力性（面が撓んだときに元の平面状に戻ろうとする復帰力）を有している。この移動子１１０は、外形が略長方形状で、その一方の側辺が台部材４４の側面に固定されており、対向する他方の側辺が自由端になっている。そして、面が撓んだ状態で、自由端側の面が固定子１０１の面に対して押圧状態で当接している。これにより、移動子１１０の電極面（櫛歯状電極）１１２が固定子１０１の電極面（電位検出電極）１０４に対して押圧された状態で当接しており、プランジャ４６の軸方向への往復動に伴い、移動子１１０の電極面１１２と固定子１０１の電極面１０４とが摺接するようになっている。
【００４１】
また、プランジャ４６には、軸周りの回転（自転）を規制するための回転規制部４８が設けられている。回転規制部４８は、プランジャ４６における台部材４４の側面に設けた小突起状の当接部４８ａと、固定側であるコイル４１の上面（プランジャ４６の周囲の上面）に設けた柱状の被当接部４８ｂとを備えており、ボビン（ガイド部）４３によってガイドされているプランジャ４６の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接することで、プランジャ４６の回転が規制されるようになっている。また、当接部４８ａを挟んで被当接部４８ｂと反対側の位置には、被当接部４８ｃが設置されている。この被当接部４８ｃは、被当接部４８ｂと同様の柱状に形成されていて、被当接部４８ｂに当接している当接部４８ａに対して若干の間隔を有して配置されている。なお、図３（ａ）では、被当接部４８ｃの図示を省略している。
【００４２】
そして、位置センサ４７の移動子１１０が撓んだ状態で固定子１０１に当接していることで、移動子１１０の弾力による反作用で、プランジャ４６に回転方向の付勢力が生じている。この付勢力によって、通常は、回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接して（押し当てられて）プランジャ４６の回転が規制された状態になっている。また、被当接部４８ｃを設けていることで、何らかの外乱で、図３（ｂ）における反時計周り方向にプランジャ４６を回転させる強い力が作用した場合でも、当接部４８ａが被当接部４８ｃに当接することで、プランジャ４６の同方向への回転が規制される。これにより、移動子１１０が過度に撓んで破損することを防止できるようになっている。
【００４３】
次に、上記構成の鍵盤装置１０の動作について説明する。図６は、鍵盤装置１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵２０が非押鍵位置にある状態を示し、（ｂ）は、鍵２０が押鍵位置にある状態を示している。鍵２０は、鍵支点１２の前後の質量（自重）バランスによって生じる押鍵方向への付勢力と、プランジャ４６を介してかかる質量体３０からの荷重との大小関係によって、押鍵力が作用していない状態では、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接し、前端２０ａの押鍵部２０ｃが最上位置に上昇しており、図６（ａ）に示す非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、シャンク部３２が質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。一方、非押鍵位置にある鍵２０が押鍵操作されると、鍵２０は、プランジャ４６を介して質量体３０を押し上げながら鍵支点１２を中心に押鍵方向へ回動する。こうして、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する位置まで回動し、図６（ｂ）に示す押鍵位置となる。鍵２０が押鍵位置のとき、プランジャ４６を介して鍵２０によって押し上げられた質量体３０は、シャンク部３２が質量体上限ストッパー３４に当接する上限位置にある。そして、鍵２０に対する押鍵力が解除されると、鍵２０には、自重で下方へ回動する質量体３０からプランジャ４６を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方によって非押鍵位置へ復帰する。
【００４４】
このような質量体３０の慣性質量を利用した鍵２０の動作が行われる際に、駆動装置４０でプランジャ４６を双方向へ駆動することで、質量体３０から鍵２０にかかる付勢力をアシストあるいは軽減することができる。したがって、主制御部５０により駆動装置４０の駆動を制御することで、押鍵操作に対する反力の力覚制御を行うことができる。
【００４５】
鍵２０の駆動を制御する駆動制御回路は、図１に示すように、主制御部５０と、主制御部５０の指令に応じて駆動装置４０に駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力する制御ドライバ５８を備えている。主制御部５０のＲＯＭ５２には、駆動装置４０が発生すべき駆動力のパターンを格納した鍵盤用力覚付与テーブル８０が格納されている。位置センサ４７によって検出された鍵２０の位置情報は、主制御部５０に出力されるようになっている。主制御部５０からの制御信号は、制御ドライバ５８に入力される。制御ドライバ５８は、主制御部５０からの制御信号に基づいて、駆動装置４０に駆動用の信号を供給する。
【００４６】
そして、本実施形態の鍵２０の駆動装置４０は、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７として、プランジャ（可動部材）４６側に設けた移動電極１１２を有する移動子１１０と、固定側であるコイル４１上に設けた誘導電極１０３及び電位検出電極１０４を有する固定子１０１とを備え、固定子１０１の誘導電極１０３に電圧を印加し、静電誘導により移動子１１０の移動電極１１２に発生した電位分布を固定子１０１の電位検出電極１０４で検出することによって、固定子１０１に対する移動子１１０の位置を検出する構成の静電式センサを採用している。このように、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７として、小型かつ薄型で位置検出精度が良好な静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、プランジャ４６の位置検出精度を効果的に向上させることができる。また、静電型エンコーダでは、移動子１１０側に配線を接続する必要がないので、移動子１１０を取り付けたプランジャ４６の動きが阻害されずに済み、駆動装置４０のスムーズな動作を確保できる。
【００４７】
また、面の撓みに対する弾力性を有する板状の移動子１１０を備え、該移動子１１０を撓ませた状態で固定子１０１に対して押し当てた構成なので、移動子１１０の電極面１１２と固定子１０１の電極面１０４とを確実に接触させることができる。したがって、静電型エンコーダによるプランジャ４６の位置検出精度をさらに向上させることができる。そのうえで、弾力性を有する板状の移動子１１０が撓んだ状態で固定子１０１に当接していることで、プランジャ４６に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって、回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャ４６の回転が規制されるようにしている。これにより、ボビン（ガイド部）４３でガイドされて軸方向に往復動するプランジャ４６の動作にガタが生じることを効果的に抑制できる。したがって、プランジャ４６のガタに起因する位置検出精度の低下を防ぐことができる。以上によって、簡単かつ安価な構成でありながら、プランジャ４６の位置検出精度の向上を図ることができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。これらの点は、他の実施形態についても同様である。
【００４９】
図７は、本発明の第２実施形態にかかる駆動装置４０−２を示す図で、（ａ）は、駆動装置４０−２の全体を示す概略側面図、（ｂ）は、位置センサ４７−２を示す概略平面図である。本実施形態の駆動装置４０−２は、第１実施形態の駆動装置４０の構成に加えて、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して付勢する付勢部材３７を備えている。また、第１実施形態の駆動装置４０が双方向駆動型の電磁アクチュエータであったのに対して、本実施形態の駆動装置４０−２は単方向駆動型の電磁アクチュエータである点が異なっている。これらの点を除く他の構成は、第１実施形態の駆動装置４０と同じである。
【００５０】
すなわち、駆動装置４０−２が備える付勢部材３７は、フェルトあるいは不織布などで構成されたシート状の部材である。この付勢部材３７は、コイル４１の上端面に立設した支柱３７ａの後側面に取り付けられており、固定子１０１の前面に当接する移動子１１０を手前側から固定子１０１に向けて押圧した状態で設置されている。
【００５１】
また、駆動装置４０−２は、単一のコイル４１の駆動でプランジャ４６を下方（鍵２０側）にのみ移動させるようになっている。したがって、図示は省略するが、本実施形態の鍵盤装置１０−２が備える駆動制御回路は、単一のコイル４１を備えた駆動装置４０−２の駆動を制御するために必要な構成を備えている。
【００５２】
本実施形態の駆動装置４０−２では、付勢部材３７による付勢で、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して均一に当接させることができるので、電極面１１２，１０４のクリアランスを安定させることができる。したがって、位置センサ４７−２によるプランジャ４６の位置検出精度をさらに向上させることができる。また、移動子１１０が固定子１０１と付勢部材３７とで挟まれた状態で移動するので、プランジャ４６の動作がさらに安定し、その点においても位置検出精度が向上する。
【００５３】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８は、本発明の第３実施形態にかかる駆動装置４０−３を示す図で、（ａ）は、駆動装置４０−３の全体を示す概略側面図、（ｂ）は、駆動装置４０−３が備える位置センサ４７−３の概略平面図である。なお、図８（ａ）では、質量体３０のシャンク部３２や鍵２０など、駆動装置４０−３に隣接する他の部材の図示は省略している。本実施形態の駆動装置４０−３は、一端が自由端となるようにプランジャ４６に取り付けられた板状の移動子１１０が撓んでいない状態で固定子１０１に当接している。そのうえで、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して付勢する付勢部材３７が設けられている。
【００５４】
すなわち、台部材４４の側面から突出する移動子１１０は、その面が平面状になっている。そして、付勢部材３７による付勢で、固定子１０１の電極面１０４に対して移動子１１０の電極面１１２が押し当てられた状態になっている。付勢部材３７は、第２実施形態と同様の構成である。したがって、本実施形態では、移動子１１０は、必ずしも可撓性及び弾力性を有していなくてもよく、硬質の材料からなる平板状部材であってもよい。そして、移動子１１０が付勢部材３７で固定子１０１に付勢されていることで、回転規制部４８の当接部４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャ４６の回転が規制された状態になっている。
【００５５】
また、第１実施形態の駆動装置４０では、プランジャ４６の往復動が筒状のボビン４３でガイドされていたのに対して、本実施形態の駆動装置４０−３は、ボビン４３に代えて、プランジャ４６をコイル４１の上方及び下方でガイドする第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂを備えている。第１軸受３８ａは、プランジャ４６の第１ロッド４２ｂの上端近傍の外周を支持するように設置されており、第２軸受３８ｂは、プランジャ４６の第２ロッド４２ｃの下端近傍の外周を支持するように設置されている。そして、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂは、プランジャ４６のスムーズな動作を確保するために、第１ロッド４２ｂ及び第２ロッド４２ｃの外周に対して若干の隙間（クリアランス）Ａ，Ａ’を有している。
【００５６】
鍵盤装置１０では、詳細な図示は省略するが、駆動装置４０−３を鍵２０の横幅のスペースに収容するために、隣接する鍵２０を駆動する駆動装置４０−３を上下に互い違いにずらして配列することが行われる。この場合、コイル４１を挟んでプランジャ４６の両端に配置された第１軸受３８ａと第２軸受３８ｂの間隔は、コイル４１を上下に２個並べた分の寸法を少なくとも確保しなければならないため、当該間隔が大きくなってしまう。そして、第１軸受３８ａと第２軸受３８ｂの間隔が長くなるほど、プランジャ４６の傾きに対する動作を許容するために、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂにおけるクリアランスＡ，Ａ’の寸法を大きく設定する必要がある。ところが、クリアランスＡ，Ａ’を大きく設定することで、プランジャ４６の動作にガタが生じ易くなるという問題がある。
【００５７】
これに対して、本実施形態の駆動装置４０−３では、位置センサ４７−３の移動子１１０が付勢部材３７で付勢されていることで、当該付勢力によって回転規制部４８の当接４８ａが被当接部４８ｂに当接してプランジャ４６の回転及びガタつきが規制されるようにしている。したがって、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂの隙間Ａ，Ａ’の寸法が大きくても、第１軸受３８ａ及び第２軸受３８ｂでガイドされて軸方向に往復動するプランジャ４６のスムーズな動作を確保できる。したがって、プランジャ４６のガタに起因する位置センサ４７の検出精度の低下を防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施形態の駆動装置４０−３でも、付勢部材３７によって、移動子１１０の電極面１１２を固定子１０１の電極面１０４に対して均一に当接させることができるので、電極面１１２，１０４のクリアランスを安定させることができ、位置センサ４７−３による位置検出精度の向上を図ることができる。なお、本実施形態の駆動装置４０−３では、撓んでいない平板状の移動子１１０−３を備えた位置センサ４７−３を設置した場合を説明したが、これに代えて、撓んだ状態で設置した移動子１１０を備えた第１実施形態の位置センサ４７、又は第２実施形態の位置センサ４７−２を設置することも可能である。
【００５９】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、第４実施形態にかかる鍵盤装置１０−４の構成を概念的に示す図である。本実施形態の鍵盤装置１０−４は、第１実施形態の鍵盤装置１０と比較して、鍵２０と質量体３０の配置の上下関係が逆転しており、それに伴い、鍵２０と質量体３０の間に設置した駆動装置４０−４もその向きが上下逆転している。また、鍵２０、質量体３０、駆動装置４０−４それぞれの動作の方向も第１実施形態に対して逆になっている。
【００６０】
すなわち、本実施形態の鍵盤装置１０−４では、鍵２０の下側に質量体３０が設置されており、鍵２０の下面と質量体３０との間に駆動装置４０−４及びプランジャ４６が配置されている。プランジャ４６は、上方に延びる第２ロッド４２ｃの上端が鍵支点１２よりも前側の鍵２０の下面に当接しており、下方に延びる第１ロッド４２ｂに固定された台部材４４の下端が、質量体支点３１に対して質量部３３とは反対側に延伸するシャンク部３２の上面に当接している。なお、駆動装置４０−４及び位置センサ４７−４の構成は、上下が逆転している点を除けば、第１実施形態の駆動装置４０及び位置センサ４７と同じである。
【００６１】
本実施形態の鍵盤装置１０−４においても、鍵２０は、鍵支点１２の前後の自重バランスと、プランジャ４６を介してかかる質量体３０からの荷重との両方によって、押鍵操作がされてない状態では、図９に示すように、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接した非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。そして、押鍵操作が行われると、鍵２０は、プランジャ４６を介して質量体３０のシャンク部３２を押し下げながら回動する。こうして、鍵２０は、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する押鍵位置になる。プランジャ４６を介して鍵２０により押し下げられることで回動した質量体３０は、鍵２０が押鍵位置のとき、質量体上限ストッパー３４に当接して上限位置になる。一方、鍵２０を押し下げている押鍵力が解除されると、鍵２０には、回動する質量体３０からプランジャ４６を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方で非押鍵位置へ復帰する。
【００６２】
本実施形態の駆動装置４０−４でも、プランジャ４６の位置を検出する位置センサ４７に移動子１１０と固定子１０１を備えた静電型エンコーダを用いたことで、簡単かつ安価な構成でありながら、プランジャ４６の位置検出精度を向上させることができる。また、位置センサ４７は、移動子１１０を撓ませた状態で固定子１０１に押し当てた構成なので、移動子１１０の電極面１１２と固定子１０１の電極面１０４とを確実に接触させることができ、位置センサ４７によるプランジャ４６の位置検出精度をさらに向上させることができる。また、プランジャ４６のガタつきも抑えることができる。
【００６３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。たとえば、上記各実施形態では、駆動装置４０〜４０−４で駆動される演奏操作子が鍵２０である場合を示したが、本発明にかかる駆動装置によって駆動される演奏操作子は、鍵には限らず、それ以外の演奏操作子、例えばペダルなどであってもよい。また、本発明にかかる位置センサは、駆動装置が備える軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持された可動部材の位置を検出するものであれば、プランジャ以外の部材の位置を検出するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電子鍵盤楽器
１０ 鍵盤装置
２０ 鍵
３０ 質量体
３８ａ 第１軸受（ガイド部）
３８ｂ 第２軸受（ガイド部）
４０ 駆動装置
４１ コイル（駆動源）
４１ａ 往動コイル
４１ｂ 復動コイル
４３ ボビン（ガイド部）
４６ プランジャ（可動部材）
４７ 位置センサ（位置検出手段）
４８ 回転規制部
４８ａ 当接部
４８ｂ被当接部
５０ 主制御部
５２ ペダル装置
１０１ 固定子
１０３（１０３ａ，１０３ｂ） 誘導電極
１０４ 電位検出電極（電極面）
１１０ 移動子
１１２（１１２ａ，１１２ｂ） 櫛歯状電極（移動電極，電極面）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演奏操作子に駆動力を付与するための可動部材と、
前記可動部材を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部と、
前記可動部材に設けた当接部が固定側に設けた被当接部に当接することで前記可動部材の回転が規制される回転規制部と、
前記可動部材を駆動するための駆動源と、
前記可動部材の位置を検出するための位置検出手段と、を備え、
前記位置検出手段は、前記可動部材側に設けた移動電極を有する移動子と、固定側に設けた誘導電極及び電位検出電極を有する固定子とを備え、前記固定子の誘導電極に電圧を印加し、静電誘導により前記移動電極に発生した電位分布を前記電位検出電極で検出することによって前記固定子に対する前記移動子の位置を検出する構成であり、
前記位置検出手段の前記移動子は、板状で面の撓みに対する弾力性を有し、一端が自由端となるように前記可動部材に取り付けられており、
前記移動子が撓んだ状態で前記固定子に当接していることで、前記可動部材に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって前記回転規制部の前記当接部が前記被当接部に当接している
ことを特徴とする演奏操作子の駆動装置。
【請求項２】
前記移動子の電極面を前記固定子の電極面に対して付勢する付勢部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の演奏操作子の駆動装置。
【請求項３】
演奏操作子に駆動力を付与するための可動部材と、
前記可動部材を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部と、
前記可動部材に設けた当接部が固定側に設けた被当接部に当接することで前記可動部材の回転が規制される回転規制部と、
前記可動部材を駆動するための駆動源と、
前記可動部材の位置を検出するための位置検出手段と、を備え、
前記位置検出手段は、前記可動部材側に設けた移動電極を有する移動子と、固定側に設けた誘導電極及び電位検出電極を有する固定子とを備え、前記固定子の誘導電極に電圧を印加し、静電誘導により前記移動電極に発生した電位分布を前記電位検出電極で検出することによって前記固定子に対する前記移動子の位置を検出する構成であり、
前記位置検出手段の前記移動子は、一端が自由端となるように前記可動部材に取り付けられた板状の部材からなり、
前記移動子の電極面を前記固定子の電極面に対して付勢する付勢部材を備え、
前記移動子が前記固定子に対して前記付勢部材で付勢されていることで、当該付勢力によって前記回転規制部の前記当接部が前記被当接部に当接している
ことを特徴とする演奏操作子の駆動装置。
【請求項１】
演奏操作子に駆動力を付与するための可動部材と、
前記可動部材を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部と、
前記可動部材に設けた当接部が固定側に設けた被当接部に当接することで前記可動部材の回転が規制される回転規制部と、
前記可動部材を駆動するための駆動源と、
前記可動部材の位置を検出するための位置検出手段と、を備え、
前記位置検出手段は、前記可動部材側に設けた移動電極を有する移動子と、固定側に設けた誘導電極及び電位検出電極を有する固定子とを備え、前記固定子の誘導電極に電圧を印加し、静電誘導により前記移動電極に発生した電位分布を前記電位検出電極で検出することによって前記固定子に対する前記移動子の位置を検出する構成であり、
前記位置検出手段の前記移動子は、板状で面の撓みに対する弾力性を有し、一端が自由端となるように前記可動部材に取り付けられており、
前記移動子が撓んだ状態で前記固定子に当接していることで、前記可動部材に回転方向の付勢力が生じており、当該付勢力によって前記回転規制部の前記当接部が前記被当接部に当接している
ことを特徴とする演奏操作子の駆動装置。
【請求項２】
前記移動子の電極面を前記固定子の電極面に対して付勢する付勢部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の演奏操作子の駆動装置。
【請求項３】
演奏操作子に駆動力を付与するための可動部材と、
前記可動部材を軸方向に往復動可能かつ軸周りに回転可能に支持するガイド部と、
前記可動部材に設けた当接部が固定側に設けた被当接部に当接することで前記可動部材の回転が規制される回転規制部と、
前記可動部材を駆動するための駆動源と、
前記可動部材の位置を検出するための位置検出手段と、を備え、
前記位置検出手段は、前記可動部材側に設けた移動電極を有する移動子と、固定側に設けた誘導電極及び電位検出電極を有する固定子とを備え、前記固定子の誘導電極に電圧を印加し、静電誘導により前記移動電極に発生した電位分布を前記電位検出電極で検出することによって前記固定子に対する前記移動子の位置を検出する構成であり、
前記位置検出手段の前記移動子は、一端が自由端となるように前記可動部材に取り付けられた板状の部材からなり、
前記移動子の電極面を前記固定子の電極面に対して付勢する付勢部材を備え、
前記移動子が前記固定子に対して前記付勢部材で付勢されていることで、当該付勢力によって前記回転規制部の前記当接部が前記被当接部に当接している
ことを特徴とする演奏操作子の駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１０７２８７（Ｐ２０１１−１０７２８７Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６０５０８（Ｐ２００９−２６０５０８）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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