電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置
【課題】 押鍵行程後半におけるセンシングによる反力上昇を抑えて、鍵タッチ感触を向上させる。
【解決手段】 接点時間差タイプの２メイク式タッチレスポンススイッチである鍵スイッチ２０において、被駆動部２３が下方に駆動されると、スカート部２４が弾性変形（座屈）し、反力が発生すると共に、可動部３３、４３も下方に移動する。そして、まず、第１信号検出器ｓｗ１の可動接点３５が固定接点３６に当接すると、第１メイクの信号が検出されると共に、スカート部３４が弾性変形して反力が発生し、その後、第２信号検出器ｓｗ２の可動接点４５が固定接点４６に当接すると、第２メイクの信号が検出されると共に、スカート部４４が弾性変形して反力が発生する。スカート部３４の反力よりもスカート部４４の反力の方が小さい。
【解決手段】 接点時間差タイプの２メイク式タッチレスポンススイッチである鍵スイッチ２０において、被駆動部２３が下方に駆動されると、スカート部２４が弾性変形（座屈）し、反力が発生すると共に、可動部３３、４３も下方に移動する。そして、まず、第１信号検出器ｓｗ１の可動接点３５が固定接点３６に当接すると、第１メイクの信号が検出されると共に、スカート部３４が弾性変形して反力が発生し、その後、第２信号検出器ｓｗ２の可動接点４５が固定接点４６に当接すると、第２メイクの信号が検出されると共に、スカート部４４が弾性変形して反力が発生する。スカート部３４の反力よりもスカート部４４の反力の方が小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押鍵のための操作に伴い移動する鍵自体または質量体等の移動部材によって駆動されて反力を発生させると共に、押鍵操作を検出するための信号を検出する信号検出器を備えた電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押鍵操作に伴い移動部材によって駆動され、押鍵操作を検出するための信号を検出する信号検出器を備えた鍵操作検出装置が知られている。例えば、下記特許文献１の鍵操作検出装置は、基板に設けられた固定接点と、可動接点が形成され鍵のアクチュエータによって駆動される弾性押圧部材とで構成される信号検出器を２つ有する。そして、押鍵されると、各信号検出器の可動接点と固定接点とが、時間差をもって接触してメイクする。また、弾性押圧部材とは別に、押鍵により押圧されることで反力を発生させる弾性部が設けられる。
【特許文献１】特開平４−２７２６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１では、信号検出器における弾性押圧部材も、押圧により反力を発生させる。しかも、時間差をもった複数メイクのセンシングを行う構成であるため、各信号検出器における反力が、押鍵行程において加算され、それにより鍵にかかる荷重が段階的に大きくなっていくことになる。
【０００４】
すなわち、上記特許文献１では、信号検出器による反力が鍵タッチ感触に与える影響を考慮していないため、上記のように、鍵荷重が段階的に変化することで、鍵タッチ感触が、アコースティックピアノにおける鍵タッチ感触とは異質のものとなり、違和感があって、鍵タッチ感触があまり良くないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、押鍵行程後半におけるセンシングによる反力上昇を抑えて、鍵タッチ感触を向上させることができる電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置は、基板（１３）に取り付けられた取付部（２１）と、前記取付部から膨出した弾性膨出部（２２）と、前記弾性膨出部の先端部に設けられ、鍵操作に伴い移動する移動部材（１０）によって駆動される被駆動部（２３）と、前記基板に固定されたセンシング用固定部（３６、４６）と、前記センシング用固定部に対向して設けられ、前記被駆動部が駆動されることによって前記基板側に移動するセンシング用可動部（３３、４３）と、前記センシング用可動部に対応して設けられ、該センシング用可動部が前記基板に対して当接関係になったときに前記被駆動部に対して反力を発生させる反力発生部（３４、４４）とを有し、互いに対向する前記センシング用固定部と前記センシング用可動部とで、前記センシング用固定部に対する前記センシング用可動部の移動によって鍵操作を検出するための信号を検出する１つの信号検出器が構成されると共に、同一鍵に対応して複数の信号検出器（ｓｗ１、２）が設けられ、同一鍵に対応する前記複数の信号検出器のうち、押鍵往行程において、そのセンシング用可動部が前記基板に対して当接関係になるタイミングが遅いものほど、そのセンシング用可動部に対応する反力発生部が発生させる反力が小さいことを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、押鍵時に前記鍵に対してかかる押鍵荷重には、前記被駆動部が前記移動部材によって駆動されるときに前記弾性膨出部が変形することによって発生する反力と、前記複数の信号検出器における複数の反力発生部によってそれぞれ発生する反力との総和が反映され、前記押鍵荷重において、前記弾性膨出部または前記反力発生部によって発生する各反力のピーク時に対応するタイミングにおける大きさが互いに略等しくなるように、前記各反力の発生タイミング及び大きさが設定される（請求項２）。
【０００８】
なお、上記括弧内の符号は例示である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１によれば、押鍵行程後半におけるセンシングによる反力上昇を抑えて、鍵タッチ感触を向上させることができる。
【００１０】
請求項２によれば、押鍵行程中盤における押鍵荷重を平滑化して、抜けるような良好な鍵タッチ感触を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の側面視の模式図である。本装置は、電子鍵盤楽器として構成され、フレーム１２に設けられた鍵支点部１４を中心に鍵１０が回動自在に配設される。フレーム１２には、基板１３が固定され、該基板１３上に、鍵１０に対応して鍵スイッチ２０が配設される。鍵１０の鍵スイッチ２０に対応する部分はスイッチ駆動部１１として機能する。鍵１０は押下操作されることで回動し、スイッチ駆動部１１によって、鍵スイッチ２０が押下される。
【００１３】
同図では、鍵１０及び鍵スイッチ２０が１組示されているが、本鍵盤装置には、同様の構成の鍵１０及び鍵スイッチ２０が複数設けられる。また、鍵１０としては白鍵を例示しているが、黒鍵についても、鍵の形状と、対応する鍵スイッチの配置が異なるだけであり、基本的構造は鍵１０及び鍵スイッチ２０と同様である。
【００１４】
図２は、鍵スイッチ２０の構成を示す断面図である。鍵スイッチ２０は、ゴム等の弾性部材で構成された接点時間差タイプの２メイク式タッチレスポンススイッチである。
【００１５】
鍵スイッチ２０は、基端部２１を有し、基端部２１からは下方に脚部２１１が複数延設されている。基板１３には、脚部２１１に対応する貫通穴１３１が設けられている。貫通穴１３１に脚部２１１が嵌挿されることで、鍵スイッチ２０が基板１３に取り付けられている。鍵スイッチ２０の基端部２１からは、上方にドーム状に膨出した弾性膨出部２２が形成され、弾性膨出部２２の上部には被駆動部２３が形成されている。弾性膨出部２２は、弾性変形しやすいスカート部２４で構成される。被駆動部２３の上面２３ａに、鍵１０のスイッチ駆動部１１が当接しており、押鍵操作されると、スイッチ駆動部１１によって被駆動部２３の上面２３ａが下方に駆動される。
【００１６】
弾性膨出部２２の内側には、弾性膨出部３２、４２が設けられている。弾性膨出部３２、４２は、被駆動部２３と弾性膨出部２２との接続部近傍から下方にドーム状に膨出している。弾性膨出部３２、４２は、弾性変形しやすいスカート部３４、４４で構成される。スカート部３４の方がスカート部４４よりも厚く形成されている。スカート部３４の最も薄い部分である下部３４ａも、スカート部４４の同様の部分である下部４４ａよりも厚く形成されている。弾性膨出部３２、４２の下部には可動部３３、４３が形成され、可動部３３、４３の下部には、カーボンインク等の導電性材料でなる可動接点３５、４５が設けられている。
【００１７】
また、基板１３の上面には、一対の櫛歯状電極で構成された固定接点３６、４６が敷設され、可動接点３５、４５は、固定接点３６、４６に対向している。弾性膨出部３２は弾性膨出部４２よりも長く、可動接点３５の位置は可動接点４５より低い。弾性膨出部３２、可動部３３（可動接点３５を含む）及び固定接点３６で、１つの信号検出器、すなわち第１メイク用の第１信号検出器ｓｗ１が構成され、弾性膨出部４２、可動部４３（可動接点４５を含む）及び固定接点４６で、第２メイク用の第２信号検出器ｓｗ２が構成される。
【００１８】
かかる構成において、被駆動部２３がスイッチ駆動部１１によって下方に駆動されると、スカート部２４が弾性変形（座屈）を開始し、被駆動部２３と一緒に可動部３３、４３が下方に移動する。そして、まず、第１信号検出器ｓｗ１の可動接点３５が固定接点３６に当接し、通電して信号が検出される。その後、時間差を持って、第２信号検出器ｓｗ２において、可動接点４５が固定接点４６に当接して信号が検出される。第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２において検出された信号により、押鍵ベロシティを含む鍵１０の操作が検出され、不図示の楽音処理部によって楽音発生処理がなされる。
【００１９】
可動接点３５が固定接点３６に当接すると、スカート部３４が弾性変形を開始し、可動接点４５が固定接点４６に当接すると、スカート部４４が弾性変形を開始する。スカート部２４は、弾性変形することで反力を発生させ、スカート部３４、４４も同様に、弾性変形することで反力を発生させる。これらの反力は、被駆動部２３を介して鍵１０に伝わり、それが鍵１０に押鍵荷重としてかかる。本実施の形態では、次に説明するように、これらの反力を予め適値に設定している。
【００２０】
図３は、押鍵往行程におけるキーストロークと押鍵荷重との関係を示す図である。同図において、反力Ｒ０は、スカート部２４が弾性変形したことにより発生する反力変化を示す。第１メイク反力Ｒ１、第２メイク反力Ｒ２は、それぞれスカート部３４、４４が弾性変形したことにより発生する反力変化を示す。第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２は、押鍵往行程における後半に発生するように、可動接点３５、４５の位置等が設定されている。いずれの反力も、ピーク後は減少に転ずる。反力がピーク後に減少するのは、椀状のゴム材に、座屈のような現象が生じるからと考えられる。
【００２１】
押鍵荷重Ｆには、スカート部２４の反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２の総和が反映される。その結果、まず、押鍵初期には、押鍵荷重Ｆは、反力Ｒ０がそのまま反映されて、ピーク部Ｐ１を経て、その後減少する。そして、可動接点３５が固定接点３６に当接してスカート部３４が弾性変形すると、反力Ｒ０に対して第１メイク反力Ｒ１が加算された力が押鍵荷重Ｆとなり、押鍵荷重Ｆが再び上昇する（山部ｍ１）。そして、押鍵往行程後半における第１メイク反力Ｒ１が最大となるタイミングで、押鍵荷重Ｆがピーク部Ｐ２に達し、その後減少する。
【００２２】
その後、同様に、可動接点４５が固定接点４６に当接してスカート部４４が弾性変形すると、反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１に対してさらに第２メイク反力Ｒ２が加算された力が押鍵荷重Ｆとなり、押鍵荷重Ｆが再び上昇する（山部ｍ２）。そして、ピーク部Ｐ２よりも遅い、押鍵終了間際の第２メイク反力Ｒ２が最大となるタイミングで、押鍵荷重Ｆがピーク部Ｐ３に達し、その後一旦減少する。そして、最後は、不図示の押鍵ストッパに鍵１０が当接することで、押鍵荷重Ｆが急上昇して、押鍵往行程が終了する。
【００２３】
ここで、上記ピーク部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が、いずれもほぼ同じ高さになるように、反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２の各反力の大きさ及び発生タイミングが設定されている。これにより、押鍵荷重Ｆは、立ち上がりから、最後に急上昇する領域までの間に、山部ｍ１、ｍ２は生じるものの、概ね一定の大きさを維持する。これにより、例えば、押鍵往行程後半に押鍵荷重Ｆが段階的に大きくなる等のような違和感が抑制され、抜けるような鍵タッチ感触が実現される。
【００２４】
このような、各反力の調節は、主に、各スカート部の薄い部分である、スカート部２４の上部２４ａ、スカート部３４、４４の各下部３４ａ、４４ａ（図２参照）の厚み、Ｒ形状を適切に設定することで可能である。例えば、上部２４ａ、下部３４ａ、４４ａを薄くするか、あるいはＲ形状を大きくとれば、座屈しやすくなり、反力が小さくなる。また、各反力の発生タイミングも、上部２４ａ、下部３４ａ、４４ａの形状、または、可動接点３５、４５と固定接点３６、４６との距離等の設定によって調節可能である。
【００２５】
本実施の形態によれば、第１信号検出器ｓｗ１よりも後にメイクする第２信号検出器ｓｗ２によって発生する反力を、第１信号検出器ｓｗ１によって発生する反力よりも小さく設定したので、押鍵行程後半におけるセンシングによる反力上昇を抑えて、鍵タッチ感触を向上させることができる。
【００２６】
また、先にメイクする第１信号検出器ｓｗ１においては、弾性膨出部３２の根本から可動部３３の先端までの長さが第２信号検出器ｓｗ２に比し長いので、一般には、メイク時に、第１信号検出器ｓｗ１において弾性膨出部３２が偏って変形することによって、可動部３３が側方に倒れる（座屈）等の不都合が生じるおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、スカート部３４の方がスカート部４４よりも厚く形成され、弾性膨出部３２の反力が弾性膨出部４２の反力よりも大きいので（図２参照）、可動部３３の倒れを抑制しやすいという利点もある。
【００２７】
しかも、反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２の、各反力の減衰と発生との兼ね合いを考慮して、押鍵荷重Ｆが、立ち上がりから急上昇する領域までの間、概ね一定レベルで推移するように各反力の発生タイミング及び大きさを設定したので、押鍵行程中盤における押鍵荷重を平滑化して、抜けるような良好な鍵タッチ感触を実現することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２が、接点スイッチで構成されることを例示したが、本発明の第２の実施の形態では、これらを非接触式のスイッチで構成する。
【００２９】
図４（ａ）は、第２の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の鍵スイッチの構成を示す断面図である。本実施の形態における鍵スイッチ１２０においては、第１の実施の形態における鍵スイッチ２０に対して、第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２に代えて第１、第２信号検出器ｓｗ１１、ｓｗ１２を設けた点が異なる。この鍵スイッチ１２０においては、鍵スイッチ２０の可動部３３、４３に代えて可動部１３３、１４３を設けると共に、固定接点３６、４６に代えてフォトカプラ１３６、１４６を設ける。鍵スイッチを含む鍵盤装置のその他の部分の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００３０】
同図（ａ）に示すように、フォトカプラ１３６、１４６が、基板１３上に配設される。フォトカプラ１３６、１４６は、いずれも、図示はしないが、一対の発光素子及び受光素子を有し、各発光素子は、上方に光を常時出射する。第１、第２信号検出器ｓｗ１１、ｓｗ１２において、それぞれ、可動部１３３、１４３の下端部には、外縁が下方に突出した当接部１３７、１４７が形成され、それらの内側に平坦な凹面１３５、１４５が形成される。凹面１３５、１４５には、光を反射しやすい白色等の塗料が塗られている。
【００３１】
押鍵操作により、可動部１３３、１４３が下方に移動して、まず、当接部１３７が基板１３に当接し、その後、当接部１４７が基板１３に当接する。これらの当接後における、第１、第２信号検出器ｓｗ１１、ｓｗ１２のスカート部３４、４４による反力発生の態様は、第１の実施の形態と同様である。
【００３２】
フォトカプラ１３６、１４６の各発光素子から発した光は、凹面１３５、１４５で反射して、フォトカプラ１３６、１４６の各受光素子で受光される。当接部１３７、１４７が基板１３に当接すると、各受光素子での受光量が急激に増え、電流値が閾値を越えてメイクする。これにより、押鍵操作が検出される。
【００３３】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
なお、信号検出器を、互いに対向するセンシング用固定部とセンシング用可動部とで構成し、センシング用固定部に対するセンシング用可動部の移動によって鍵操作を検出する構成とすればよく、上記した信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ１１、ｓｗ１２の構成に限定されない。また、接触式、非接触式も問わない。例えば、基板１３に静電容量センサを配設すると共に、それに対向する可動部の下端部に導電部品を設け、静電容量センサに対する可動部の距離に応じた電圧変化に基づき押鍵操作を検出するようにしてもよい。
【００３５】
なお、上記第１、第２の実施の形態では、第１、第２信号検出器が共に共通の弾性膨出部２２の内側に配置された構成を例示したが、これに限るものではない。例えば、図４（ｂ）に示すように、弾性膨出部２２に相当する外側の弾性膨出部を独立して２つ設けた鍵スイッチ２２０を採用してもよい。
【００３６】
すなわち、鍵スイッチ２２０において、２つの独立した弾性膨出部２２２Ａ、２２２Ｂの各上部に被駆動部２２３Ａ、２２３Ｂを設け、被駆動部２２３Ａ、２２３Ｂが、同一の鍵の操作によって駆動されるように構成する。そして、弾性膨出部２２２Ａ、２２２Ｂの各々の内側に、第１、第２信号検出器ｓｗ２１、ｓｗ２２を構成する。第１、第２信号検出器ｓｗ２１、ｓｗ２２において、弾性膨出部３２、４２に相当する弾性膨出部２３２、２４２が形成される。第１、第２信号検出器ｓｗ２１、ｓｗ２２において、メイクの時間差、及び反力差の設定は、鍵スイッチ２０の第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２と同様にする。
【００３７】
なお、各実施の形態において、鍵スイッチは、鍵１０によって直接駆動されるとしたが、これに限られない。すなわち、押鍵のための操作に伴って回動等の移動をする部材、例えば、鍵自身のほか、鍵と連動して回動する質量体、あるいはそれらに介在する部材によって鍵スイッチが駆動される構成においても、本発明を適用可能である。また、これら鍵スイッチを駆動する部材の動きは、回動に限られず、平行移動であってもよい。
【００３８】
なお、各実施の形態において、１つの鍵スイッチに２つの信号検出器を設ける構成を例示したが、これに限るものではない。例えば、信号検出器を３個以上設けた場合は、複数の信号検出器のうち、押鍵往行程において、その可動部が基板乃至固定接点と当接関係になるタイミングが遅いものほど、発生する反力を小さいように構成すればよい。
【００３９】
なお、信号検出器において、反力の発生は、スカート部３４、４４の弾性変形で生じるとしたが、可動部が基板乃至固定接点と当接関係になったときに反力を発生させる反力発生部を有すれば、その反力発生部について、上記した思想を反映させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の側面視の模式図である。
【図２】鍵スイッチの構成を示す断面図である。
【図３】押鍵往行程におけるキーストロークと押鍵荷重との関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の鍵スイッチの構成を示す断面図（図（ａ））、及び、外側の弾性膨出部を独立して２つ設けた鍵スイッチの変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 鍵（移動部材）、 １３ 基板、 ２０、１２０、２２０ 鍵スイッチ、 ２１ 基端部（取付部）、 ２２ 弾性膨出部、 ２３ 被駆動部、 ２４ スカート部、 ３２、４２ 弾性膨出部、 ３３、４３、１３３、１４３ 可動部（センシング用可動部）、 ３４、４４ スカート部（反力発生部）、 ３６、４６ 固定接点（センシング用固定部）、 ｓｗ１、ｓｗ１１、ｓｗ２１ 第１信号検出器、 ｓｗ２、ｓｗ１２、ｓｗ２２ 第２信号検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押鍵のための操作に伴い移動する鍵自体または質量体等の移動部材によって駆動されて反力を発生させると共に、押鍵操作を検出するための信号を検出する信号検出器を備えた電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押鍵操作に伴い移動部材によって駆動され、押鍵操作を検出するための信号を検出する信号検出器を備えた鍵操作検出装置が知られている。例えば、下記特許文献１の鍵操作検出装置は、基板に設けられた固定接点と、可動接点が形成され鍵のアクチュエータによって駆動される弾性押圧部材とで構成される信号検出器を２つ有する。そして、押鍵されると、各信号検出器の可動接点と固定接点とが、時間差をもって接触してメイクする。また、弾性押圧部材とは別に、押鍵により押圧されることで反力を発生させる弾性部が設けられる。
【特許文献１】特開平４−２７２６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１では、信号検出器における弾性押圧部材も、押圧により反力を発生させる。しかも、時間差をもった複数メイクのセンシングを行う構成であるため、各信号検出器における反力が、押鍵行程において加算され、それにより鍵にかかる荷重が段階的に大きくなっていくことになる。
【０００４】
すなわち、上記特許文献１では、信号検出器による反力が鍵タッチ感触に与える影響を考慮していないため、上記のように、鍵荷重が段階的に変化することで、鍵タッチ感触が、アコースティックピアノにおける鍵タッチ感触とは異質のものとなり、違和感があって、鍵タッチ感触があまり良くないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、押鍵行程後半におけるセンシングによる反力上昇を抑えて、鍵タッチ感触を向上させることができる電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置は、基板（１３）に取り付けられた取付部（２１）と、前記取付部から膨出した弾性膨出部（２２）と、前記弾性膨出部の先端部に設けられ、鍵操作に伴い移動する移動部材（１０）によって駆動される被駆動部（２３）と、前記基板に固定されたセンシング用固定部（３６、４６）と、前記センシング用固定部に対向して設けられ、前記被駆動部が駆動されることによって前記基板側に移動するセンシング用可動部（３３、４３）と、前記センシング用可動部に対応して設けられ、該センシング用可動部が前記基板に対して当接関係になったときに前記被駆動部に対して反力を発生させる反力発生部（３４、４４）とを有し、互いに対向する前記センシング用固定部と前記センシング用可動部とで、前記センシング用固定部に対する前記センシング用可動部の移動によって鍵操作を検出するための信号を検出する１つの信号検出器が構成されると共に、同一鍵に対応して複数の信号検出器（ｓｗ１、２）が設けられ、同一鍵に対応する前記複数の信号検出器のうち、押鍵往行程において、そのセンシング用可動部が前記基板に対して当接関係になるタイミングが遅いものほど、そのセンシング用可動部に対応する反力発生部が発生させる反力が小さいことを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、押鍵時に前記鍵に対してかかる押鍵荷重には、前記被駆動部が前記移動部材によって駆動されるときに前記弾性膨出部が変形することによって発生する反力と、前記複数の信号検出器における複数の反力発生部によってそれぞれ発生する反力との総和が反映され、前記押鍵荷重において、前記弾性膨出部または前記反力発生部によって発生する各反力のピーク時に対応するタイミングにおける大きさが互いに略等しくなるように、前記各反力の発生タイミング及び大きさが設定される（請求項２）。
【０００８】
なお、上記括弧内の符号は例示である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１によれば、押鍵行程後半におけるセンシングによる反力上昇を抑えて、鍵タッチ感触を向上させることができる。
【００１０】
請求項２によれば、押鍵行程中盤における押鍵荷重を平滑化して、抜けるような良好な鍵タッチ感触を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の側面視の模式図である。本装置は、電子鍵盤楽器として構成され、フレーム１２に設けられた鍵支点部１４を中心に鍵１０が回動自在に配設される。フレーム１２には、基板１３が固定され、該基板１３上に、鍵１０に対応して鍵スイッチ２０が配設される。鍵１０の鍵スイッチ２０に対応する部分はスイッチ駆動部１１として機能する。鍵１０は押下操作されることで回動し、スイッチ駆動部１１によって、鍵スイッチ２０が押下される。
【００１３】
同図では、鍵１０及び鍵スイッチ２０が１組示されているが、本鍵盤装置には、同様の構成の鍵１０及び鍵スイッチ２０が複数設けられる。また、鍵１０としては白鍵を例示しているが、黒鍵についても、鍵の形状と、対応する鍵スイッチの配置が異なるだけであり、基本的構造は鍵１０及び鍵スイッチ２０と同様である。
【００１４】
図２は、鍵スイッチ２０の構成を示す断面図である。鍵スイッチ２０は、ゴム等の弾性部材で構成された接点時間差タイプの２メイク式タッチレスポンススイッチである。
【００１５】
鍵スイッチ２０は、基端部２１を有し、基端部２１からは下方に脚部２１１が複数延設されている。基板１３には、脚部２１１に対応する貫通穴１３１が設けられている。貫通穴１３１に脚部２１１が嵌挿されることで、鍵スイッチ２０が基板１３に取り付けられている。鍵スイッチ２０の基端部２１からは、上方にドーム状に膨出した弾性膨出部２２が形成され、弾性膨出部２２の上部には被駆動部２３が形成されている。弾性膨出部２２は、弾性変形しやすいスカート部２４で構成される。被駆動部２３の上面２３ａに、鍵１０のスイッチ駆動部１１が当接しており、押鍵操作されると、スイッチ駆動部１１によって被駆動部２３の上面２３ａが下方に駆動される。
【００１６】
弾性膨出部２２の内側には、弾性膨出部３２、４２が設けられている。弾性膨出部３２、４２は、被駆動部２３と弾性膨出部２２との接続部近傍から下方にドーム状に膨出している。弾性膨出部３２、４２は、弾性変形しやすいスカート部３４、４４で構成される。スカート部３４の方がスカート部４４よりも厚く形成されている。スカート部３４の最も薄い部分である下部３４ａも、スカート部４４の同様の部分である下部４４ａよりも厚く形成されている。弾性膨出部３２、４２の下部には可動部３３、４３が形成され、可動部３３、４３の下部には、カーボンインク等の導電性材料でなる可動接点３５、４５が設けられている。
【００１７】
また、基板１３の上面には、一対の櫛歯状電極で構成された固定接点３６、４６が敷設され、可動接点３５、４５は、固定接点３６、４６に対向している。弾性膨出部３２は弾性膨出部４２よりも長く、可動接点３５の位置は可動接点４５より低い。弾性膨出部３２、可動部３３（可動接点３５を含む）及び固定接点３６で、１つの信号検出器、すなわち第１メイク用の第１信号検出器ｓｗ１が構成され、弾性膨出部４２、可動部４３（可動接点４５を含む）及び固定接点４６で、第２メイク用の第２信号検出器ｓｗ２が構成される。
【００１８】
かかる構成において、被駆動部２３がスイッチ駆動部１１によって下方に駆動されると、スカート部２４が弾性変形（座屈）を開始し、被駆動部２３と一緒に可動部３３、４３が下方に移動する。そして、まず、第１信号検出器ｓｗ１の可動接点３５が固定接点３６に当接し、通電して信号が検出される。その後、時間差を持って、第２信号検出器ｓｗ２において、可動接点４５が固定接点４６に当接して信号が検出される。第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２において検出された信号により、押鍵ベロシティを含む鍵１０の操作が検出され、不図示の楽音処理部によって楽音発生処理がなされる。
【００１９】
可動接点３５が固定接点３６に当接すると、スカート部３４が弾性変形を開始し、可動接点４５が固定接点４６に当接すると、スカート部４４が弾性変形を開始する。スカート部２４は、弾性変形することで反力を発生させ、スカート部３４、４４も同様に、弾性変形することで反力を発生させる。これらの反力は、被駆動部２３を介して鍵１０に伝わり、それが鍵１０に押鍵荷重としてかかる。本実施の形態では、次に説明するように、これらの反力を予め適値に設定している。
【００２０】
図３は、押鍵往行程におけるキーストロークと押鍵荷重との関係を示す図である。同図において、反力Ｒ０は、スカート部２４が弾性変形したことにより発生する反力変化を示す。第１メイク反力Ｒ１、第２メイク反力Ｒ２は、それぞれスカート部３４、４４が弾性変形したことにより発生する反力変化を示す。第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２は、押鍵往行程における後半に発生するように、可動接点３５、４５の位置等が設定されている。いずれの反力も、ピーク後は減少に転ずる。反力がピーク後に減少するのは、椀状のゴム材に、座屈のような現象が生じるからと考えられる。
【００２１】
押鍵荷重Ｆには、スカート部２４の反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２の総和が反映される。その結果、まず、押鍵初期には、押鍵荷重Ｆは、反力Ｒ０がそのまま反映されて、ピーク部Ｐ１を経て、その後減少する。そして、可動接点３５が固定接点３６に当接してスカート部３４が弾性変形すると、反力Ｒ０に対して第１メイク反力Ｒ１が加算された力が押鍵荷重Ｆとなり、押鍵荷重Ｆが再び上昇する（山部ｍ１）。そして、押鍵往行程後半における第１メイク反力Ｒ１が最大となるタイミングで、押鍵荷重Ｆがピーク部Ｐ２に達し、その後減少する。
【００２２】
その後、同様に、可動接点４５が固定接点４６に当接してスカート部４４が弾性変形すると、反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１に対してさらに第２メイク反力Ｒ２が加算された力が押鍵荷重Ｆとなり、押鍵荷重Ｆが再び上昇する（山部ｍ２）。そして、ピーク部Ｐ２よりも遅い、押鍵終了間際の第２メイク反力Ｒ２が最大となるタイミングで、押鍵荷重Ｆがピーク部Ｐ３に達し、その後一旦減少する。そして、最後は、不図示の押鍵ストッパに鍵１０が当接することで、押鍵荷重Ｆが急上昇して、押鍵往行程が終了する。
【００２３】
ここで、上記ピーク部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が、いずれもほぼ同じ高さになるように、反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２の各反力の大きさ及び発生タイミングが設定されている。これにより、押鍵荷重Ｆは、立ち上がりから、最後に急上昇する領域までの間に、山部ｍ１、ｍ２は生じるものの、概ね一定の大きさを維持する。これにより、例えば、押鍵往行程後半に押鍵荷重Ｆが段階的に大きくなる等のような違和感が抑制され、抜けるような鍵タッチ感触が実現される。
【００２４】
このような、各反力の調節は、主に、各スカート部の薄い部分である、スカート部２４の上部２４ａ、スカート部３４、４４の各下部３４ａ、４４ａ（図２参照）の厚み、Ｒ形状を適切に設定することで可能である。例えば、上部２４ａ、下部３４ａ、４４ａを薄くするか、あるいはＲ形状を大きくとれば、座屈しやすくなり、反力が小さくなる。また、各反力の発生タイミングも、上部２４ａ、下部３４ａ、４４ａの形状、または、可動接点３５、４５と固定接点３６、４６との距離等の設定によって調節可能である。
【００２５】
本実施の形態によれば、第１信号検出器ｓｗ１よりも後にメイクする第２信号検出器ｓｗ２によって発生する反力を、第１信号検出器ｓｗ１によって発生する反力よりも小さく設定したので、押鍵行程後半におけるセンシングによる反力上昇を抑えて、鍵タッチ感触を向上させることができる。
【００２６】
また、先にメイクする第１信号検出器ｓｗ１においては、弾性膨出部３２の根本から可動部３３の先端までの長さが第２信号検出器ｓｗ２に比し長いので、一般には、メイク時に、第１信号検出器ｓｗ１において弾性膨出部３２が偏って変形することによって、可動部３３が側方に倒れる（座屈）等の不都合が生じるおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、スカート部３４の方がスカート部４４よりも厚く形成され、弾性膨出部３２の反力が弾性膨出部４２の反力よりも大きいので（図２参照）、可動部３３の倒れを抑制しやすいという利点もある。
【００２７】
しかも、反力Ｒ０、第１メイク反力Ｒ１及び第２メイク反力Ｒ２の、各反力の減衰と発生との兼ね合いを考慮して、押鍵荷重Ｆが、立ち上がりから急上昇する領域までの間、概ね一定レベルで推移するように各反力の発生タイミング及び大きさを設定したので、押鍵行程中盤における押鍵荷重を平滑化して、抜けるような良好な鍵タッチ感触を実現することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２が、接点スイッチで構成されることを例示したが、本発明の第２の実施の形態では、これらを非接触式のスイッチで構成する。
【００２９】
図４（ａ）は、第２の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の鍵スイッチの構成を示す断面図である。本実施の形態における鍵スイッチ１２０においては、第１の実施の形態における鍵スイッチ２０に対して、第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２に代えて第１、第２信号検出器ｓｗ１１、ｓｗ１２を設けた点が異なる。この鍵スイッチ１２０においては、鍵スイッチ２０の可動部３３、４３に代えて可動部１３３、１４３を設けると共に、固定接点３６、４６に代えてフォトカプラ１３６、１４６を設ける。鍵スイッチを含む鍵盤装置のその他の部分の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００３０】
同図（ａ）に示すように、フォトカプラ１３６、１４６が、基板１３上に配設される。フォトカプラ１３６、１４６は、いずれも、図示はしないが、一対の発光素子及び受光素子を有し、各発光素子は、上方に光を常時出射する。第１、第２信号検出器ｓｗ１１、ｓｗ１２において、それぞれ、可動部１３３、１４３の下端部には、外縁が下方に突出した当接部１３７、１４７が形成され、それらの内側に平坦な凹面１３５、１４５が形成される。凹面１３５、１４５には、光を反射しやすい白色等の塗料が塗られている。
【００３１】
押鍵操作により、可動部１３３、１４３が下方に移動して、まず、当接部１３７が基板１３に当接し、その後、当接部１４７が基板１３に当接する。これらの当接後における、第１、第２信号検出器ｓｗ１１、ｓｗ１２のスカート部３４、４４による反力発生の態様は、第１の実施の形態と同様である。
【００３２】
フォトカプラ１３６、１４６の各発光素子から発した光は、凹面１３５、１４５で反射して、フォトカプラ１３６、１４６の各受光素子で受光される。当接部１３７、１４７が基板１３に当接すると、各受光素子での受光量が急激に増え、電流値が閾値を越えてメイクする。これにより、押鍵操作が検出される。
【００３３】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
なお、信号検出器を、互いに対向するセンシング用固定部とセンシング用可動部とで構成し、センシング用固定部に対するセンシング用可動部の移動によって鍵操作を検出する構成とすればよく、上記した信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ１１、ｓｗ１２の構成に限定されない。また、接触式、非接触式も問わない。例えば、基板１３に静電容量センサを配設すると共に、それに対向する可動部の下端部に導電部品を設け、静電容量センサに対する可動部の距離に応じた電圧変化に基づき押鍵操作を検出するようにしてもよい。
【００３５】
なお、上記第１、第２の実施の形態では、第１、第２信号検出器が共に共通の弾性膨出部２２の内側に配置された構成を例示したが、これに限るものではない。例えば、図４（ｂ）に示すように、弾性膨出部２２に相当する外側の弾性膨出部を独立して２つ設けた鍵スイッチ２２０を採用してもよい。
【００３６】
すなわち、鍵スイッチ２２０において、２つの独立した弾性膨出部２２２Ａ、２２２Ｂの各上部に被駆動部２２３Ａ、２２３Ｂを設け、被駆動部２２３Ａ、２２３Ｂが、同一の鍵の操作によって駆動されるように構成する。そして、弾性膨出部２２２Ａ、２２２Ｂの各々の内側に、第１、第２信号検出器ｓｗ２１、ｓｗ２２を構成する。第１、第２信号検出器ｓｗ２１、ｓｗ２２において、弾性膨出部３２、４２に相当する弾性膨出部２３２、２４２が形成される。第１、第２信号検出器ｓｗ２１、ｓｗ２２において、メイクの時間差、及び反力差の設定は、鍵スイッチ２０の第１、第２信号検出器ｓｗ１、ｓｗ２と同様にする。
【００３７】
なお、各実施の形態において、鍵スイッチは、鍵１０によって直接駆動されるとしたが、これに限られない。すなわち、押鍵のための操作に伴って回動等の移動をする部材、例えば、鍵自身のほか、鍵と連動して回動する質量体、あるいはそれらに介在する部材によって鍵スイッチが駆動される構成においても、本発明を適用可能である。また、これら鍵スイッチを駆動する部材の動きは、回動に限られず、平行移動であってもよい。
【００３８】
なお、各実施の形態において、１つの鍵スイッチに２つの信号検出器を設ける構成を例示したが、これに限るものではない。例えば、信号検出器を３個以上設けた場合は、複数の信号検出器のうち、押鍵往行程において、その可動部が基板乃至固定接点と当接関係になるタイミングが遅いものほど、発生する反力を小さいように構成すればよい。
【００３９】
なお、信号検出器において、反力の発生は、スカート部３４、４４の弾性変形で生じるとしたが、可動部が基板乃至固定接点と当接関係になったときに反力を発生させる反力発生部を有すれば、その反力発生部について、上記した思想を反映させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の側面視の模式図である。
【図２】鍵スイッチの構成を示す断面図である。
【図３】押鍵往行程におけるキーストロークと押鍵荷重との関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る鍵操作検出装置が適用される鍵盤装置の鍵スイッチの構成を示す断面図（図（ａ））、及び、外側の弾性膨出部を独立して２つ設けた鍵スイッチの変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 鍵（移動部材）、 １３ 基板、 ２０、１２０、２２０ 鍵スイッチ、 ２１ 基端部（取付部）、 ２２ 弾性膨出部、 ２３ 被駆動部、 ２４ スカート部、 ３２、４２ 弾性膨出部、 ３３、４３、１３３、１４３ 可動部（センシング用可動部）、 ３４、４４ スカート部（反力発生部）、 ３６、４６ 固定接点（センシング用固定部）、 ｓｗ１、ｓｗ１１、ｓｗ２１ 第１信号検出器、 ｓｗ２、ｓｗ１２、ｓｗ２２ 第２信号検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に取り付けられた取付部と、
前記取付部から膨出した弾性膨出部と、
前記弾性膨出部の先端部に設けられ、鍵操作に伴い移動する移動部材によって駆動される被駆動部と、
前記基板に固定されたセンシング用固定部と、
前記センシング用固定部に対向して設けられ、前記被駆動部が駆動されることによって前記基板側に移動するセンシング用可動部と、
前記センシング用可動部に対応して設けられ、該センシング用可動部が前記基板に対して当接関係になったときに前記被駆動部に対して反力を発生させる反力発生部とを有し、
互いに対向する前記センシング用固定部と前記センシング用可動部とで、前記センシング用固定部に対する前記センシング用可動部の移動によって鍵操作を検出するための信号を検出する１つの信号検出器が構成されると共に、
同一鍵に対応して複数の信号検出器が設けられ、
同一鍵に対応する前記複数の信号検出器のうち、押鍵往行程において、そのセンシング用可動部が前記基板に対して当接関係になるタイミングが遅いものほど、そのセンシング用可動部に対応する反力発生部が発生させる反力が小さいことを特徴とする電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置。
【請求項２】
押鍵時に前記鍵に対してかかる押鍵荷重には、前記被駆動部が前記移動部材によって駆動されるときに前記弾性膨出部が変形することによって発生する反力と、前記複数の信号検出器における複数の反力発生部によってそれぞれ発生する反力との総和が反映され、前記押鍵荷重において、前記弾性膨出部または前記反力発生部によって発生する各反力のピーク時に対応するタイミングにおける大きさが互いに略等しくなるように、前記各反力の発生タイミング及び大きさが設定されたことを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置。
【請求項１】
基板に取り付けられた取付部と、
前記取付部から膨出した弾性膨出部と、
前記弾性膨出部の先端部に設けられ、鍵操作に伴い移動する移動部材によって駆動される被駆動部と、
前記基板に固定されたセンシング用固定部と、
前記センシング用固定部に対向して設けられ、前記被駆動部が駆動されることによって前記基板側に移動するセンシング用可動部と、
前記センシング用可動部に対応して設けられ、該センシング用可動部が前記基板に対して当接関係になったときに前記被駆動部に対して反力を発生させる反力発生部とを有し、
互いに対向する前記センシング用固定部と前記センシング用可動部とで、前記センシング用固定部に対する前記センシング用可動部の移動によって鍵操作を検出するための信号を検出する１つの信号検出器が構成されると共に、
同一鍵に対応して複数の信号検出器が設けられ、
同一鍵に対応する前記複数の信号検出器のうち、押鍵往行程において、そのセンシング用可動部が前記基板に対して当接関係になるタイミングが遅いものほど、そのセンシング用可動部に対応する反力発生部が発生させる反力が小さいことを特徴とする電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置。
【請求項２】
押鍵時に前記鍵に対してかかる押鍵荷重には、前記被駆動部が前記移動部材によって駆動されるときに前記弾性膨出部が変形することによって発生する反力と、前記複数の信号検出器における複数の反力発生部によってそれぞれ発生する反力との総和が反映され、前記押鍵荷重において、前記弾性膨出部または前記反力発生部によって発生する各反力のピーク時に対応するタイミングにおける大きさが互いに略等しくなるように、前記各反力の発生タイミング及び大きさが設定されたことを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器の鍵操作検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２５５７６（Ｐ２００７−２５５７６Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１１５１２（Ｐ２００５−２１１５１２）
【出願日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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