JP6179134B2 - 電子楽器の操作子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子楽器の操作子装置に関し、特にユーザによって操作される操作子本体部を付勢する付勢部材に関する。

一般に、電子楽器は、押し込み操作される操作子装置（例えば、発音する音高を指定する鍵、音色を選択する押しボタンなど）を備えている。例えば下記特許文献１に示されているように、ユーザによって操作される操作子本体部と操作子本体部を付勢するラバードームを有する操作子装置は知られている。ラバードームは合成ゴムにより一体的に形成されており、操作子本体部が押し込み操作されると弾性変形し、その弾性力による反力を操作子本体部に付与する。ラバードームは、操作子本体部に当接して押圧される被押圧部と、被押圧部の下側（被押圧部から見て操作子本体部とは反対側）にてドーム状に形成され、被押圧部が押圧されると弾性変形するドーム部とを有している。被押圧部における操作子本体部との当接面には、凹部が形成されている。すなわち、被押圧部はカップ状に形成されている。これにより、ラバードームの各部の肉厚をできるだけ一定にしてその成形性を向上させるとともに、ラバードームの耐久性を向上させることができる。

また、特許文献１では、ラバードームの内側面に導電部が設けられ、操作子本体部が押し込み操作されてラバードームが変形したとき、導電部が回路基板に設けられた固定接点を短絡させるように構成されている。

特開平１０−２４０２５１号公報

しかし、被押圧部がカップ状に形成されていると、被押圧部が押圧されたとき、被押圧部の上端部（操作子本体部との当接部）が変形し易い。とくに、図１３に示すように、被押圧部が傾斜するように押圧される場合には、傾斜方向（図示矢印方向）への変形が大きくなり易い。このように、ドーム部だけでなく被押圧部も変形するため、所望の反力特性（すなわち、操作子本体部の押し込み量（ストローク）に対するラバードームの反力の特性）を有する操作子装置（ラバードーム）を設計することが困難である。また、所望のタイミング（押し込み量）でスイッチのオンオフ状態が変化するように操作子装置（ラバードーム）を設計することが困難である。すなわち、操作子装置の開発にあたり、被押圧部及びドーム部の形状、肉厚などをそれぞれ調整する必要があるので、操作子装置の開発に多大な工数がかかる。

本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、開発工数を削減できる操作子装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、押し込み操作される操作子本体部（２０，１１０）と、操作子本体部の押し込み方向側に設けられた支持部材（３０，５０，１２０，１４０）と、操作子本体部と支持部材との間に設けられ、弾性材により内部に空間を有するようにドーム状に形成された付勢部材（４０，１５０）であって、前記押し込み方向とは反対方向へ操作子本体部を付勢する付勢部材と、を備え、付勢部材は、操作子本体部に当接し、操作子本体部によって押圧される当接面を有する被押圧部（４１，１５１）であって、前記当接面に凹部（４２，１５２，１５３）が形成されていて、操作子本体部側から見て円環状を呈する被押圧部と、被押圧部及び支持部材の間にてドーム状に形成され、操作子本体部が押し込み操作されたとき弾性変形して、前記押し込み方向とは反対方向への付勢力を、被押圧部を介して操作子本体部に付与するドーム部（４３，１５４）と、を有し、前記凹部の内周面における異なる部位間に設けられ、前記押し込み方向に平行な板状のリブ（Ｒ１〜Ｒ８）が形成されている電子楽器の操作子装置（１０，１００）としたことにある。

この場合、支持部材における操作子本体に対向する面に固定接点（５１，１４１，１４２）が設けられ、ドーム部が弾性変形したときに固定接点に当接する可動接点部（６０，１５２ａ，１５３ａ）がドーム部の内側面に設けられているとよい。

上記のように構成した電子楽器の操作子装置によれば、付勢部材の被押圧部の凹部内にリブが形成されているので、操作子本体部により被押圧部が押圧されたときに被押圧部が変形することを抑制できる。したがって、所望の反力特性を得るため（すなわち、操作子本体部を押し込み操作したときの感触を良好にするため）に、主としてドーム部の形状、肉厚などに注目して設計すればよいので、操作子装置の開発工数を削減できる。また、付勢部材がスイッチとしての機能をも有する場合には、所望のタイミング（押し込み量）でスイッチのオンオフ状態を変化させるために、主としてドーム部の形状、肉厚などに注目して設計すればよいので、操作子装置の開発工数を削減できる。

また、本発明の他の特徴は、被押圧部は、操作子本体部によって押圧されて所定の回動軸（Ｐ，Ｃ）周りに回動し、操作子本体部側から見たリブの延設方向と前記回動軸方向との間の角度（θ）が４５°よりも小さいことにある。

被押圧部が操作子本体部によって押圧されて所定の回動軸周りに回動するように構成される場合、被押圧部の上面と操作子本体部との間に、回動軸の延設方向に垂直な方向に摩擦力が作用することがある。本発明によれば、前記操作子本体部側から見た前記リブの延設方向と前記回動軸方向との間の角度が４５°よりも小さいので、被押圧部における前記回動軸方向の剛性を向上させるとともに、回動軸の延設方向に垂直な方向への前記被押圧部の若干の変形が許容される。これにより、前記摩擦力に対する被押圧部の剛性をある程度確保するとともに、耐久性が低下することを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る電子楽器の操作パネル部を切断して側方から見た断面図である。 図１のラバードームの平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 ラバードームが押圧された状態を示す断面図である。 本発明の変形例に係るラバードームの平面図である。 本発明の他の変形例に係るラバードームの平面図である。 本発明のさらに他の変形例に係るラバードームの平面図である。 図８のＣ−Ｃ断面図である。 スイッチ機能を備えたラバードームの断面図である。 本発明の変形例に係る鍵装置を切断して側方から見た断面図である。 図１１のラバードームの拡大図である。 従来の操作子装置のラバードームが押圧された状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態においては、図１に示すように、電子楽器の操作パネル部に設けられる押ボタン装置１０について説明する。押ボタン装置１０は、発音させる音色を選択する際、自動演奏を開始・停止させる際などに、同図における矢印方向に押し込み操作される。なお、図１は、この電子楽器の操作パネル部を切断して側方から見た図であり、同図における左右方向がこの電子楽器の前後方向に対応し、同図における上下方向がこの電子楽器の高さ方向に対応する。また、図１の紙面に垂直な方向がこの電子楽器の左右方向に対応する。

押しボタン装置１０は、押し込み操作されるキートップ２０、キートップ２０の下方に設けられ、キートップ２０を支持するフレーム３０、及びフレーム３０の上面に配置され、キートップ２０を上方へ付勢するラバードーム４０を備える。

キートップ２０は、ベース部２１、キートップ本体部２２及びストッパ部２３を備えている。これらのベース部２１、キートップ本体部２２及びストッパ部２３は、合成樹脂材の射出成型により一体的に形成されている。ベース部２１は、前後方向に延設されている。ベース部２１の後端部には、左右方向に貫通する孔２１ａが形成されている。キートップ本体部２２は、ベース部２１の前端部から上方に突出するように形成されている。ストッパ部２３は、ベース部２１の前端部から下方へ延設された垂直部２３ａと垂直部２３ａの下端から後方へ水平に延設された水平部２３ｂを備える。

フレーム３０は、金属板を曲げ加工して形成される。フレーム３０は、左右方向に延設された上板部３１と上板部３１の前端及び後端からそれぞれ下方へ延設された前板部３２及び後板部３３を備える。前板部３２及び後板部３３の下端が電子楽器の本体部を構成するフレームＦＲに支持される。上板部３１の後端部には、キートップ２０を支持する支持部３１ａが形成されている。支持部３１ａは、上板部３１の上面から上方へ突出するように形成されている。支持部３１ａは、キートップ２０のベース部２１の後端部を左右方向から挟み込むように形成された２枚の板状部からなる。この板状部は、対向する他方の板状部側に突出する突出部Ｐをそれぞれ備えている。この突出部Ｐがベース部２１の孔２１ａに嵌合することにより、キートップ２０が突出部Ｐを回動軸として回動可能に支持される。すなわち、キートップ２０は、ユーザにより押し込み操作されると、左右方向に延びる回動軸まわりに回動する。

また、フレーム３０の前端部（上板部３１の前端部から前板部３２の上端部に亘る部分）には、開口部Ｈ１が設けられている。キートップ２０がフレーム３０に組み付けられた状態では、ストッパ部２３の垂直部２３ａが開口部Ｈ１内に位置しており、水平部２３ｂがフレーム３０とフレームＦＲで囲まれた空間に進入している。上板部３１の下面には、開口部Ｈ１の後端に沿って、ゴム、フエルトなどの衝撃吸収材によって形成されたストッパＳＴが組み付けられている。詳しくは後述するように、キートップ２０は、その前端部がラバードーム４０によって上方へ付勢されるが、キートップ２０が上方へ付勢されたとき水平部２３ｂの上面がストッパＳＴに当接する。これにより、キートップ２０の前端部の上方への変位が規制される。

また、この電子楽器の操作パネル部の外郭を構成するパネル面部Ｓは金属板により構成されている。パネル面部Ｓの中間部であって、キートップ２０がフレーム３０に組み付けられた状態でベース部２１の前端部の上方に位置する部分には開口部Ｈ２（上下方向に貫通する孔）が設けられており、キートップ本体部２２は、この開口部Ｈ２を通ってパネル面部Ｓよりも上方へ突出している。つまり、キートップ本体部２２の上面がパネル面部Ｓの上面よりも少し上方に位置している。

ラバードーム４０は、合成ゴム、シリコンなどの弾性部材によって一体成型される。図２乃至図４に示すように、ラバードーム４０は、キートップ２０の下面に当接して押圧される被押圧部４１を有する。被押圧部４１は、上方（キートップ２０側）から見て円環状を呈するように形成されている。被押圧部４１の底は閉じている。すなわち、被押圧部４１の上面の中央部には凹部４２が形成されている。言い換えれば、被押圧部４１はカップ状に形成されている。凹部４２の内部にはリブＲ１及びリブＲ２が形成されている。リブＲ１及びリブＲ２は、前後方向に間隔をおいて設けられており、上方から見て左右方向にそれぞれ延びるように形成されている。すなわち、リブＲ１及びリブＲ２は、凹部４２の内周壁部のうち右側に位置する部分から左側に位置する部分に亘って延びるように形成されている。凹部４２の中心からリブＲ１までの距離と、凹部４２の中心からリブＲ２までの距離は等しい。

被押圧部４１の下方にはドーム部４３が形成されている。ドーム部４３は、被押圧部４１の周縁部のうち被押圧部４１の下端よりも少し上方に位置する部分から下方へ広がるドーム状に形成されている。言い換えれば、ドーム部４３の頂上部から上方へ突出するようにして被押圧部４１が形成されている。ドーム部４３の下端にはフランジ部４３ａが形成されている。フランジ部４３ａの下面には、下方に延びる図示しない突起部が形成されている。フレーム３０の上板部３１には図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔に、フランジ部４３ａの突起部が嵌め込まれる。これにより、ラバードーム４０がフレーム３０に固定される。

また、被押圧部４１の下端面から下方（すなわち、ドーム部４３の内側）へ向かってストッパ部４４が延設されている。ストッパ部４４は、下方（すなわち、フレーム３０側）から見て円環状を呈するように形成されている。

なお、図１においては、キートップ２０が押し込み操作されたことを検出する検出装置は図示されていないが、前記検出装置としては、タクトスイッチ、光センサなどの既知の装置を採用することができる。

キートップ２０が押し込み操作されていない状態では、図４に示すように、ラバードーム４０のドーム部４３はほとんど変形しておらず、キートップ２０の前端部がラバードーム４０によって上方へ押し上げられ、水平部２３ｂの上面がストッパＳＴに当接した状態で静止している。一方、キートップ２０が押し込み操作されると、キートップ２０は、突出部Ｐを回動軸として回動する。すなわち、キートップ２０の前端側が下方へ変位する。これに伴い、被押圧部４１は、図５に示すように、ドーム部４３を弾性変形させながら、下方へ変位する。上記のように、キートップ２０が突出部Ｐを回動軸として回動するため、被押圧部４１も突出部Ｐを回動軸として回動する。そのため、ドーム部４３の前端側が後端側よりも下方へ沈み込むように変形する。そして、ストッパ部４４の下端面がフレーム３０の上板部３１の上面に当接してキートップ２０の前端部の下方への変位が規制される。キートップ２０の押し込み操作が解除されると、被押圧部４１を介してキートップ２０の前端部に付与されるドーム部４３の弾性力により、キートップ２０の前端部が上方へ押し上げられ、元の状態（図４）に戻る。

上記のように構成した押しボタン装置１０によれば、ラバードーム４０の被押圧部４１の凹部４２内にリブＲ１及びリブＲ２が形成されているので、キートップ２０により被押圧部４１が押圧されたときに被押圧部４１が変形することを抑制できる。また、本実施形態では、キートップ２０が突出部Ｐを回動軸として回動するため、キートップ２０が回動したとき、被押圧部４１の上面にはキートップ２０の下面から前後方向に摩擦力が作用する。被押圧部４１に凹部４２を設けることなく円柱状に形成すれば被押圧部４１の変形を防止できるが、この場合、耐久性が低下する傾向にある。そこで、本実施形態では、リブＲ１及びリブＲ２を左右方向に延設することにより、被押圧部４１の左右方向の剛性を向上させるとともに、前後方向への若干の変形を許容している。これにより、前記摩擦力に対する被押圧部４１の剛性をある程度確保するとともに、耐久性が低下することを抑制することができる。したがって、所望の反力特性を得るため（すなわち、キートップ２０を押し込み操作したときの感触を良好にするため）に、主としてドーム部４３の形状、肉厚などに注目して設計すればよいので、押しボタン装置１０の開発工数を削減できる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、凹部４２内に２つのリブが平行に配置されているが、リブの数及びリブの延設方向は、上記実施形態に限られない。例えば、図６に示すように、リブＲ１とリブＲ２の中央部がリブＲ３によって連結されていてもよい。また、例えば、図７に示すように、リブＲ４及びリブＲ５をそれぞれの中間部にて交差するように延設してもよい。ただし、この場合、各リブの延設方向とキートップ２０の回動軸方向との間の角度θを４５°よりも小さくする。また、図８及び図９に示すように、凹部４２は、その底部の中央部がさらに下方へ沈み込むように形成されたストッパ部４２ａを有していてもよい、このストッパ部４２ａがストッパ部４４と同様に、キートップ２０の前端部の下方への変位を規制するストッパとして機能する。同図の例では、ストッパ部４２ａの内部にてリブＲ６が左右方向に延設されている。なお、同図に示すように、ストッパ部４２ａの底面が閉じられていてもよいし、開放されていてもよい。上記のように、キートップ２０が回動したときに被押圧部４１に作用する摩擦力の方向（前後方向）に比べて、前記摩擦力の方向に垂直な方向（左右方向）の剛性が高くなるようにリブを設ければよい。なお、キートップ２０が被押圧部４１の上面に対して垂直な方向に移動するように構成されている場合には、前記摩擦力の影響を考慮する必要が無いので、リブの延設方向はいずれの方向であってもよい。

また、図１０に示すように、ラバードーム４０がスイッチ機能を有するように構成してもよい。同図の例では、離間した２つの電極からなる固定接点５１が形成された回路基板５０が、上板部３１の上面に組み付けられている。そして、ストッパ部４４の下端面には、導電ゴム、金属板などで形成された導電性部材６０が組み付けられている。図９に示すようにストッパ部の底面が閉じている場合には、その底面に導電性塗料を塗布してもよい。キートップ２０が押し込み操作されてストッパ部４４が下方へ変位すると、導電性部材６０が固定接点５１を構成する２つの電極に接触し、両者を短絡させる。

また、本発明は、図１１に示すような電子楽器の鍵装置１００としても実施可能である。鍵装置１００は、前後方向に延設された鍵１１０と、鍵１１０を支持するフレーム１２０を備える。鍵１１０は、射出成型により形成され、キートップ２０と同様に、その後端部がフレーム１２０に設けられた支持部１２１に支持されている。すなわち、支持部１２１に設けられた左右方向に延びる回動軸周りに回動可能に支持されている。また、鍵１１０の下方には、ハンマー１３０がフレーム１２０に支持されている。ハンマー１３０は、その前端部にて鍵１１０に係合しており、鍵１１０の回動に連動して、左右方向に延びる回動軸まわりに回動する。鍵１１０及びハンマー１３０が、本発明の操作子本体部に相当する。ハンマー１３０の前端部の下方に位置するフレーム１２０の前端部には、図９を用いて説明した例における回路基板５０と同様の回路基板１４０が組み付けられている。ただし、回路基板５０とは異なり、回路基板１４０には、第１固定接点１４１及び第２固定接点１４２が前後方向に間隔をおいて形成されている。第２固定接点１４２は第１固定接点１４１よりも後方に形成されている。回路基板１４０の上面には、第１固定接点１４１及び第２固定接点１４２を覆うようにして、ラバードーム１５０が組み付けられている。

ラバードーム１５０は、図１２に拡大して示すように、図９を用いて説明した２つのラバードームを一体化した部材に相当する。具体的には、ラバードーム１５０は、ハンマー１３０の下面に設けられた押圧部１３１に当接して押圧される被押圧部１５１を備える。被押圧部１５１の後端側は前端側よりも上方に位置している。すなわち、前後方向中央部付近から後端側へ向かうに従って、被押圧部１５１の上面が徐々に高くなるように傾斜している。被押圧部１５１には、凹部４２と同様の凹部１５２及び凹部１５３が形成されている。凹部１５２及び凹部１５３は、前後方向に間隔をおいて形成されている。凹部１５２及び凹部１５３の前後方向の間隔は、第１固定接点１４１と第２固定接点１４２の間隔と同等である。また、凹部１５２及び凹部１５３は、図９におけるストッパ部４２ａと同様のストッパ部１５２ａ及びストッパ部１５３ａをそれぞれ有する。ストッパ部１５２ａの下面は、ストッパ部１５３ａの下面よりも下方に位置している。ストッパ部１５２ａ及びストッパ部１５３ａの内部には、リブＲ６と同様のリブＲ７及びリブＲ８がそれぞれ左右方向に延設されている。ストッパ部１５３ａの下面、及びストッパ部１５２ａの下面には、導電性塗料が塗布されている。また、ラバードーム１５０は、被押圧部１５１の周縁部から下方へ広がるドーム状に形成されたドーム部１５４を備える。

上記のように、被押圧部１５１の上面は、その後端側へ向かうに従って高くなるように傾斜しており、回路基板１４０がフレームに組み付けられた状態では、被押圧部１５１の上面の後端側が前端側に比べて押圧部１３１に近接している。したがって、鍵１１０が押鍵され、ハンマー１３０が回動すると、押圧部１３１が被押圧部１５１の上面における後端側の部分に先に当接して、被押圧部１５１が押圧される。これにより、被押圧部１５１は、ドーム部１５４を弾性変形させながら、ドーム部１５４の前端部にて左右方向に延びる軸線Ｃ周りに回動する。ストッパ部１５２ａの下面は、ストッパ部１５３ａの下面よりも下方に位置しているので、鍵１１０が押鍵され、ハンマー１３０が回動すると、まず、ストッパ部１５２ａの下面が第１固定接点１４１に当接し、第１固定接点１４１が短絡する。そして、鍵１１０の押鍵深さがさらに増加すると、ストッパ部１５３ａの下面が第２固定接点１４２に当接し、第２固定接点１４２が短絡する。このように、第１固定接点１４１が短絡するタイミングと第２固定接点１４２が短絡するタイミングの差を用いて、鍵１１０の押鍵強さを検出することができる。

上記のように構成した鍵装置１００によれば、ストッパ部１５２ａ及びストッパ部１５３ａの内部に、リブＲ７及びリブＲ８がそれぞれ左右方向に延設されているので、被押圧部１５１が押圧されたときに、被押圧部１５１が変形することを抑制できる。したがって、ラバードーム１５０を設計するにあたり、第１固定接点が短絡するタイミング（押鍵深さ）と第２固定接点が短絡するタイミング（押鍵深さ）を調整し易い。そのため、鍵装置１００の開発工数を削減できる。

１０・・・押しボタン装置、２０・・・キートップ、３０・・・フレーム、４０・・・ラバードーム、４１・・・被押圧部、４２・・・凹部、４３・・・ドーム部、５０・・・回路基板、５１・・・固定接点、６０・・・導電性部材、１００・・・鍵装置、１１０・・・鍵、１２０・・・フレーム、１４０・・・回路基板、１４１・・・第１固定接点、１４２・・・第２固定接点、１５０・・・ラバードーム、１５１・・・被押圧部、１５２・・・凹部、１５３・・・凹部、１５４・・・ドーム部、ＦＲ・・・フレーム、Ｐ・・・突出部、Ｒ１〜Ｒ８・・・リブ、θ・・・角度

Claims (3)

1. 押し込み操作される操作子本体部と、
   前記操作子本体部の押し込み方向側に設けられた支持部材と、
   前記操作子本体部と前記支持部材との間に設けられ、弾性材により内部に空間を有するようにドーム状に形成された付勢部材であって、前記押し込み方向とは反対方向へ前記操作子本体部を付勢する付勢部材と、を備え、
   前記付勢部材は、
   前記操作子本体部に当接し、前記操作子本体部によって押圧される当接面を有する被押圧部であって、前記当接面に凹部が形成されていて、前記操作子本体部側から見て円環状を呈する被押圧部と、
   前記被押圧部及び前記支持部材の間にてドーム状に形成され、前記操作子本体部が押し込み操作されたとき弾性変形して、前記押し込み方向とは反対方向への付勢力を、前記被押圧部を介して前記操作子本体部に付与するドーム部と、を有し、
   前記凹部の内周面における異なる部位間に設けられ、前記押し込み方向に平行な板状のリブが形成されていることを特徴とする電子楽器の操作子装置。
2. 請求項１に記載の電子楽器の操作子装置において、
   前記被押圧部は、前記操作子本体部によって押圧されて所定の回動軸周りに回動し、
   前記操作子本体部側から見た前記リブの延設方向と前記回動軸方向との間の角度が４５°よりも小さいことを特徴とする電子楽器の操作子装置。
3. 請求項１又は２に記載の電子楽器の操作子装置において、
   前記支持部材における前記操作子本体に対向する面に固定接点が設けられ、
   前記ドーム部が弾性変形したときに前記固定接点に当接する可動接点部が前記ドーム部の内側面に設けられていることを特徴とする電子楽器の操作子装置。

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