(57)【要約】【課題】装置に対する作用方向に応じて任意の位置及び大きさの荷重を発生させることのできる反力発生装置及びこれを備える電子鍵盤楽器を提供する。【解決手段】弾性変形可能な材料で中空に形成された弾性中空体１２と、弾性中空体１２の外表面に突出する突起部１４と、を備え、弾性中空体１２は、突起部１４の自由端から弾性中空体１２に向かう第１方向とは異なる第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が第１位置側に傾いた場合と、第１方向及び第２方向Ｘ１とは異なる第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が第２位置側に傾いた場合とで異なる大きさの反力を生ずるように、弾性中空体１２における第１位置側の部分である第１領域Ａｒ１と、第２位置側の部分である第２領域Ａｒ２とで、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性変形可能な材料で中空に形成された弾性中空体と、
前記弾性中空体の外表面に突出する突起部と、
を備え、
前記弾性中空体は、前記突起部の自由端から前記弾性中空体に向かう第１方向とは異なる第２方向から操作子が前記突起部に作用して前記突起部が第１位置側に傾いた場合と、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる第３方向から前記操作子が前記突起部に作用して前記突起部が第２位置側に傾いた場合とで異なる大きさの反力を生ずるように、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分と前記第２位置側の部分とで、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されていることを特徴とする反力発生装置。
【請求項２】
前記弾性中空体は、前記第１位置側の部分と、前記第２位置側の部分とで、その前記形状である肉厚、外観形状、内部形状及び前記材質である材料、密度、のうち少なくともいずれか一つが異なるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の反力発生装置。
【請求項３】
前記弾性中空体は、前記突起部の傾きによる移動量と反力との関係が、前記突起部が前記第１位置側に傾いた場合と、前記突起部が前記第２位置側に傾いた場合とで異なるように、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分と前記第２位置側の部分とで、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反力発生装置。
【請求項４】
前記弾性中空体は、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合及び前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合のうち少なくともいずれか一方の場合に、前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加とならないように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の反力発生装置。
【請求項５】
前記弾性中空体は、初期状態において凸状に湾曲するドーム形状に形成されており、
前記弾性中空体は、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合及び前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合のうち少なくともいずれか一方の場合に、前記操作子の変位量が所定量となった時点で、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分及び前記第２位置側の部分のうち少なくともいずれか一方が、初期状態における凸状の湾曲とは逆方向に屈曲するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の反力発生装置。
【請求項６】
前記弾性中空体は、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加とならず、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加となるように形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反力発生装置。
【請求項７】
前記弾性中空体は、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加とならず、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加となり、かつ、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合における前記弾性中空体の反力が前記第１方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合における前記弾性中空体の反力よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反力発生装置。
【請求項８】
前記弾性中空体は、前記第１方向とは異なる方向であって、前記第２方向及び前記第３方向を含む３つ以上の複数の方向のそれぞれから前記操作子が前記突起部に作用した場合で、前記突起部の傾きによる移動量と反力との関係が異なるように、前記弾性中空体における前記３つ以上の複数の方向にそれぞれ対応する複数の部分で、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の反力発生装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の反力発生装置と、
押鍵時及び離鍵時に揺動する複数の鍵と、
前記鍵の動きに伴って移動する前記操作子と、
を有し、
前記操作子は、押鍵操作に応じて前記突起部を前記第１方向に押圧し、離鍵操作に応じて前記突起部を前記第２方向に押圧するような位置に配置されることを特徴とする電子鍵盤楽器。
【請求項１０】
前記操作子は、前記押鍵操作に応じて前記突起部を前記第１方向に押圧する際、ある時点で前記突起部を乗り越えた状態となり、この状態からの離鍵操作に応じて前記突起部を前記第２方向に押圧し、ある時点で前記突起部を乗り越えた状態となるように位置及び移動量が設定されることを特徴とする請求項９に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項１１】
押鍵時及び離鍵時に揺動する複数の鍵と、
前記鍵の動きに伴って移動する前記操作子と、
弾性変形可能な材料により初期状態において凸状に湾曲する中空のドーム形状に形成された弾性中空体と、前記弾性中空体の外表面に突出する突起部と、を有する反力発生装置と、
を備え、
前記突起部の自由端から前記弾性中空体に向かう方向を第１方向とした場合、押鍵操作に応じて前記鍵が移動した際に、前記第１方向とは異なる第２方向から前記操作子が前記突起部を押圧することで前記突起部が第１位置側に傾くような位置に前記操作子及び前記反力発生装置を配置し、
前記押鍵操作による前記操作子の変位量が所定量となった時点で、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分が、初期状態における凸状の湾曲とは逆方向に屈曲するように形成されていることを特徴とする電子鍵盤楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反力発生装置及び電子鍵盤楽器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム等の弾性体を用いた反力発生装置が広く知られている。
このような反力発生装置では、例えば、弾性材料によりドーム状の中空体を形成し、その外表面に剛性の高い突起部を設けて、この突起部をドーム状の中空体を潰す方向に押圧することにより、ある時点において中空体の外郭が座屈して大きな反力を発生させる。
こうした反力発生装置では、中空体の外郭が座屈する直前までは徐々に荷重が高まっていき、座屈した後に荷重が急峻に増加から減少に転じるという特徴があり、このときの荷重の変化を一般に「クリック感」と称する。
【０００３】
このような構造は一般に主としてキーボード用の電気的なスイッチに適用されることが多く、例えばドーム状の中空体内部に構成された突起にカーボン等の導電部材を取り付け、中空体の外郭が座屈した瞬間に中空体の下に設けられた回路基板等の接点と接触することによって導通が発生する。この場合、ユーザとしては、指先でクリック感を感じたときにスイッチングが行われるため、スイッチ動作が確実に行われたことを感覚的に認識することができる。
【０００４】
ところで、アコースティックの鍵盤楽器においては、鍵を押し下げたときに鍵と連動して動作するハンマーが打弦することで音を発生させるが、鍵盤を徐々に押し下げていくと、ハンマーが打弦する位置において荷重が大きく上昇した後荷重が急激に下がる（抜ける）という特有のクリック感（これを「レットオフ」という）を生じ、演奏者の指に伝わる。
電子的に鍵盤楽器の音を再現する電子鍵盤楽器においても、演奏者があたかもアコースティックの鍵盤楽器を演奏しているかのような感覚で演奏できるように、こうした独特なクリック感（レットオフ）を再現する工夫が行われており、弾性体を用いた反力発生装置を電子鍵盤楽器に組み込むことも提案されている）。
【０００５】
例えば、特許文献１には、弾性部又は突起部を有する移動体が突起部や弾性部を乗り越えて移動する際のクリック感を利用してクリック感（レットオフ）を再現する構成が開示されており、特許文献２には、ゴム等の弾性材料によりドーム状に形成された弾性体に荷重を加えていったときに、ある所定の荷重がかかった時点で急激にドーム状の弾性体が座屈して反力が変化することを利用してクリック感（レットオフ）を再現する構成が開示されている。
また、特許文献２には、ドーム状の弾性体が変形した際に進入することのできる収容部を設けることで、大きな変形ストローク量を得られるようにした技術が記載されている。
こうした特許文献２に記載の技術によれば、ドーム状の弾性体の変形ストローク量を大きくして、ある程度の大きな押し込み量を確保することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６２１２９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０２６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献に記載の従来技術では、ドーム状の弾性体の十分な変形ストローク量を確保した上で、弾性体の押し込み時（往路）におけるストローク−荷重特性曲線（荷重とストローク量との関係を示す荷重曲線）と戻り時（復路）におけるストローク−荷重特性曲線とが所望の関係となるように設計すること、（例えば、ストローク上の任意の位置でクリック感（すなわち、大きな荷重・反力）を生じさせること）は難しいとの問題がある。
このことは、電子鍵盤楽器において擬似的なクリック感（レットオフ）を再現するために反力発生装置を用いる場合のみならず、例えば、電子機器のスイッチ部にクリック感を持たせるための機構等、様々な用途に反力発生装置を用いる場合においても共通する問題である。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、装置に対する作用方向に応じて任意の位置及び大きさの荷重を発生させることのできる反力発生装置及びこれを備える電子鍵盤楽器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係る反力発生装置は、
弾性変形可能な材料で中空に形成された弾性中空体と、
前記弾性中空体の外表面に突出する突起部と、
を備え、
前記弾性中空体は、前記突起部の自由端から前記弾性中空体に向かう第１方向とは異なる第２方向から操作子が前記突起部に作用して前記突起部が第１位置側に傾いた場合と、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる第３方向から前記操作子が前記突起部に作用して前記突起部が第２位置側に傾いた場合とで異なる大きさの反力を生ずるように、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分と前記第２位置側の部分とで、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置に対する作用方向に応じて任意の位置及び大きさの荷重を発生させることのできる反力発生装置及びこれを備える電子鍵盤楽器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本実施形態における反力発生装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す反力発生装置の断面図である。
【図２】（ａ）は、反力発生装置と操作子との関係を示す説明図であり、（ｂ）は、従来の反力発生装置の一例を示す側断面図である。
【図３】（ａ）は、従来の反力発生装置におけるストローク−荷重特性曲線の一例を示すグラフであり、（ｂ）は、従来の反力発生装置の初期状態を示す模式図であり、（ｃ）は、従来の反力発生装置の押し込み後の状態を示す模式図である。
【図４】本実施形態の反力発生装置におけるストローク−荷重特性曲線の一例を示すグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、往路での操作子による作用と反力発生装置の変形の仕方を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、復路での操作子による作用と反力発生装置の変形の仕方を示す説明図である。
【図７】反力発生装置の一変形例におけるストローク−荷重特性曲線の一例を示すグラフである。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、図７に対応した操作子による作用と反力発生装置の変形の仕方を示す説明図である。
【図９】反力発生装置の一変形例におけるストローク−荷重特性曲線の一例を示すグラフである。
【図１０】（ａ）〜（ｈ）は、図９に対応した操作子による作用と反力発生装置の変形の仕方を示す説明図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、反力発生装置の一変形例を示す断面斜視図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、反力発生装置の一変形例を示す断面斜視図である。
【図１３】（ａ）〜（ｉ）は、反力発生装置の一変形例を示す斜視図である。
【図１４】本実施形態における電子鍵盤楽器の側断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、電子鍵盤楽器に設けられる反力発生装置と操作子との関係を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１（ａ）及び図１（ｂ）から図６（ａ）〜図６（ｆ）を参照して、本発明に係る反力発生装置の一実施形態について説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１３】
［反力発生装置の構成］
図１（ａ）は、本実施形態における反力発生装置を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１に示す反力発生装置の側断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態における反力発生装置１は、中空に形成された弾性中空体１２と、弾性中空体１２の外表面に突出する突起部１４とを備えている。
本実施形態では、反力発生装置１は基台部１１を備え、基台部１１の上に基台部１１と一体的に弾性中空部１２が形成されている。
本実施形態において、弾性中空体１２は、例えばゴムや合成樹脂等の弾性変形可能な材料により、ほぼ半球形状のドーム型に形成されている。
なお、弾性中空体１２を形成する材料は弾性材料であればよく、特に限定されないが、長期間繰り返しの使用に耐えられる耐久性に優れた材料で形成されることが好ましい。
【００１４】
また、突起部１４は台座部１３を介してドーム状の弾性中空部１２のほぼ頂点に配置されている。
突起部１４及び台座部１３は、例えば合成樹脂等で形成されている。
なお、突起部１４や台座部１３は、弾性中空体１２と比較してある程度剛性を有するものであることが好ましく、剛性を有する樹脂によって形成したり、中実構造がとられることが好ましい。
【００１５】
図２（ａ）は、本実施形態の反力発生装置と、突起部に作用する操作子との関係を示した説明図である。
図２（ａ）に示すように、本実施形態において、突起部１４の自由端（本実施形態では図２（ａ）において上端部）から弾性中空体１２に向かう方向に軸線Ｌを仮に設定した場合に、操作子２はこの軸線Ｌに沿う第１方向とは異なる方向から突起部１４に作用するようになっている。
例えば、図２（ａ）では、軸線Ｌに沿う第１方向が鉛直方向である場合に、操作子２がこれと直交する水平方向Ｘ（図２（ａ）において白抜き矢印で示す方向）から突起部１４に作用する場合を例示している。
【００１６】
本実施形態では、軸線Ｌに沿う第１方向とは異なるある方向（これを「第２方向Ｘ１」とする。）から操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が操作子２の移動方向下流側（これを「第１位置側」とする。）に傾いた場合と、第１方向及び第２方向Ｘ１とは異なる方向（これを「第３方向Ｘ２」とする。）から操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が操作子２の移動方向下流側（これを「第２位置側」とする。）に傾いた場合とで異なる大きさの反力を生ずるように、弾性中空体１２における、第１位置側の部分（これを「第１領域Ａｒ１」とする。）と、第２位置側の部分（これを「第２領域Ａｒ２」とする。）とで、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されている。
例えば、図１（ｂ）及び図２（ａ）では、弾性中空体１２の外郭における第１領域Ａｒ１は、厚肉部１２１となっており、第２領域Ａｒ２はこれよりも肉厚の薄い薄肉部１２２となっている。
このように、弾性中空体１２における第１領域Ａｒ１の肉厚が、第２領域Ａｒ２の肉厚よりも厚くなるように形成されていることで、操作子２が第２方向Ｘ１から突起部１４に作用した場合の方が操作子２が第３方向Ｘ２から突起部１４に作用した場合よりも反力発生装置１で生ずる反力が大きくなるようになっている。
なお、本実施形態では、以下の説明において、第３方向Ｘ２が第２方向Ｘ１とは反対の方向であり、操作子２が図２（ａ）において白抜き矢印で示す水平方向Ｘに往復移動する場合を例示するが、第２方向Ｘ１と第３方向Ｘ２とは、互いに異なる方向であればよく、反対方向である場合に限定されない。
【００１７】
また、弾性中空体１２は、第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用した場合及び第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用した場合のうち少なくともいずれか一方の場合に、操作子２の変位量と弾性中空体１２の反力との関係が単純増加とならないように形成されている。
具体的には、例えば、弾性中空体１２は、初期状態において図１（ａ）等に示すように、凸状に湾曲するドーム形状に形成されており、弾性中空体１２は、第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用した場合及び第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用した場合のうち少なくともいずれか一方の場合に、操作子２の変位量が所定量となった時点で、弾性中空体１２における第１位置側の部分（第１領域Ａｒ１）及び第２位置側の部分（第２領域Ａｒ２）のうち少なくともいずれか一方が、初期状態における凸状の湾曲とは逆方向に屈曲する（すなわち、座屈する）ように形成されている。
【００１８】
後述するように、本実施形態では、第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用した場合及び第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用した場合のいずれの場合にも操作子２の変位量と弾性中空体１２の反力との関係が単純増加とならず、例えば、第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用した場合には、操作子２の変位量が所定量となった時点で、第１領域Ａｒ１が押し潰されて座屈変形する。また、第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用した場合においても、操作子２の変位量が所定量となった時点で、第２領域Ａｒ２が押し潰されて座屈変形するようになっている。
【００１９】
図２（ｂ）は、従来の反力発生装置の一例を示す側断面図である。
図２（ｂ）に示す従来の反力発生装置３では、基台部３１の上にゴム等の弾性部材で形成された弾性中空体３２が設けられており、この弾性中空体３２の上に突起部３４が設けられている。
図２（ｂ）に示す従来例では、突起部３４の自由端（本実施形態では図２（ｂ）において上端部）から弾性中空体３２に向かう方向に軸線Ｌを仮に設定した場合に、この軸線Ｌに沿う第１方向（図２（ｂ）において白抜き矢印で示す方向）に突起部３４を押し込むことで反力を発生させるようになっている。
【００２０】
図３（ａ）は、従来の反力発生装置における変位量（すなわち、押し込みのストローク量）と反力発生装置で発生する荷重との関係を示す特性カーブ（すなわち、「ストローク−荷重特性曲線」、以下「荷重曲線」ともいう。）の例を表すグラフである。
図３（ａ）において横軸に変位量（すなわち、押し込みのストローク量）をとり、縦軸に荷重をとっている。また、グラフ中、「Ａ」で示す曲線は突起部３４を押し込んでいく往路を示す曲線であり、「Ｂ」で示す曲線は突起部３４を押し込み切った後、元の初期状態まで突起部３４が復帰していく復路を示す曲線である。
また、図３（ｂ）は、反力発生装置の突起部を押し込む前の初期状態を示し、図３（ｃ）は、突起部を押し込んだ後の状態を示したものである。
【００２１】
ここで図３（ａ）に示すストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）について、図３（ｂ）及び図３（ｃ）と併せて説明する。
図３（ｂ）に示す初期状態の反力発生装置３の突起部３４を徐々に下側に押し込んでいくと、荷重が徐々に上がっていき、押し込みのストローク量が所定量に達したところで弾性中空体３２の外郭が座屈する。これにより、図３（ａ）においてＰ１で示すように荷重曲線にピークがあらわれる。そして、図３（ａ）においてＰ２を過ぎたところで突起部３４の下端が基台部３１に当接して（すなわち図３（ｃ）に示す状態となり）、荷重が最大となる。その後突起部３４への押し込み動作が解除されると、突起部３４は基台部３１から離間する方向に復帰して、荷重も徐々に下がっていく。そして、図３（ａ）においてＰ３を過ぎたところで座屈した弾性中空体３２の外郭が元の形状に復帰し、このとき図３（ａ）においてＰ４に示すように再び荷重が大きくなる。さらに突起部３４が元の初期位置まで復帰すると荷重が「０」となる。
【００２２】
従来例のように、軸線Ｌに沿う第１方向に突起部３４を押し込むことで反力を発生させる場合、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、押し込み方向のストローク量は突起部３４の下端が基台部３１に当接するまでの長さ「Ｈ」しかない。
このように従来例の構成ではストロークが短く、ストロークの範囲内でクリック感を与える位置や荷重等を自由にコントロールすることが難しかった。
またこのような反力発生装置３では、往路では突起部３４の下端が基台部３１に当接するまで突起部３４を押し込み、復路では突起部３４が元の位置まで戻るという単純な往復運動をするのみである。このためストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）は往路（押し込み時）の荷重よりも復路（初期状態への復帰時）の荷重がやや低くなるものの、両者は類似した平行するカーブを描くこととなり、往路と復路とでストローク−荷重特性を自由にコントロールすることはできない。
【００２３】
［反力発生装置の作用］
これに対して、図４は、本実施形態における反力発生装置における変位（押し込みのストローク）と反力発生装置で発生する荷重との関係を示す特性カーブ（ストローク−荷重特性曲線（荷重曲線））の例を表すグラフである。
図４では、図３（ａ）と同様に、横軸に変位量（すなわち、押し込みのストローク量）をとり、縦軸に荷重をとっている。また、グラフ中、「Ａ」で示す曲線は、操作子２が第２方向Ｘ１から突起部１４に作用する場合（すなわち、突起部１４を第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に押し込んでいく往路の場合）を示す曲線であり、「Ｂ」で示す曲線は、操作子２が第３方向Ｘ２から突起部１４に作用する場合（すなわち、突起部１４を第３方向Ｘ２の下流側である第２位置側に押し込んでいく復路の場合）を示す曲線である。
両者の曲線は、類似した並行するカーブを描くものではなく、往路と復路とで荷重の大小が反転する位置を有している。
【００２４】
図５（ａ）から図５（ｆ）は、往路における操作子の動きと反力発生装置における弾性変形の様子を時系列にしたがって示した説明図である。
また、図６（ａ）から図６（ｆ）は、復路における操作子の動きと反力発生装置における弾性変形の様子を時系列にしたがって示した説明図である。
【００２５】
本実施形態の反力発生装置１は、操作子２が第２方向Ｘ１から突起部１４に作用する往路において、操作子２が突起部１４に接していない状態（図５（ａ）に示す状態）から図５（ｂ）に示すように突起部１４に当接する位置まで移動（変位）すると、図４において「Ｐ５ｂ」で示すように、荷重がかかり始める。そして、操作子２の第２方向Ｘ１の移動（変位）に伴って、徐々に突起部１４が第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に傾いていく（図５（ｃ）等）。
このように徐々に突起部１４が第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に傾いていくと、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１が押されて変形していくため（図５（ｃ）等）、この変形に伴って徐々に荷重（反力）が発生する。
さらに、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１が押し潰されて座屈変形する（図５（ｄ））。
本実施形態では、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１は、比較的肉厚に形成された厚肉部１２１となっているため、この第１領域Ａｒ１で座屈変形が起こることにより、図４において「Ｐ５ｄ」で示すように、ひときわ大きな荷重（反力）が生じ、その後荷重が急激に下がり、これによりクリック感が生ずる。
一旦座屈変形した弾性中空体１２は、操作子２の変位（移動）に伴ってさらに押し潰されていくが（図５（ｅ）等）、荷重としては、徐々に下がって安定する。
そして、操作子２が突起部１４に接触しない位置まで移動すると（図５（ｆ））、図４において「Ｐ５ｆ」で示すように、荷重が「０」となる。
【００２６】
次に、操作子２が第３方向Ｘ２から突起部１４に作用する復路においては、本実施形態の反力発生装置１は、操作子２が突起部１４に接していない状態（図６（ａ）に示す状態）から図６（ｂ）に示すように突起部１４に当接する位置まで移動（変位）すると、図４において「Ｐ６ｂ」で示すように、荷重がかかり始める。
なお、このとき、操作子２の第３方向Ｘ２の移動（変位）に伴って、徐々に突起部１４が第３方向Ｘ２の下流側である第２位置側に傾いて弾性中空体１２の第２領域Ａｒ２が変形していくが（図６（ｃ）等）、第２領域Ａｒ２は比較的肉薄に形成された薄肉部１２２となっているため、変形に伴って生じる荷重（反力）は往路の場合よりも小さい。
そして、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空体１２の第２領域Ａｒ２が押し潰されて座屈変形する（図６（ｄ））。
なお、弾性中空体１２の第２領域Ａｒ２は、薄肉部１２２となっているため、この第２領域Ａｒ２で座屈変形が起こっても、図４において「Ｐ６ｄ」で示すように、第１領域Ａｒ１で座屈変形が起こった場合ほどの大きな荷重（反力）は生じず、クリック感は生じない。
一旦座屈変形した弾性中空体１２は、操作子２の変位（移動）に伴ってさらに押し潰されていくが（図６（ｅ）等）、荷重としては、徐々に下がって安定する。
そして、操作子２が突起部１４に接触しない位置まで移動すると（図６（ｆ））、図４において「Ｐ６ｆ」で示すように、荷重が「０」となる。
【００２７】
このように、本実施形態の反力発生装置１は、操作子２が突起部１４に作用する方向により、荷重（反力）の生じ方が大きく異なり、操作子２が第２方向Ｘ１に移動（変位）する往路ではクリック感を発生させるが、操作子２が第３方向Ｘ２に移動（変位）する復路ではクリック感を発生させない。
また、弾性中空体１２の構成（本実施形態では肉厚）を第１領域Ａｒ１と第２領域Ａｒ２とで変えているため、従来の反力発生装置３と異なり、往路におけるストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）と復路におけるストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）とが平行とならず、一部に置いて交差する特有の形状を描く。
なお、図４に示したストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）は一例である。本実施形態の反力発生装置１では、弾性中空体１２の構成の仕方等により、各種任意のストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）となるように設定することが可能である。
【００２８】
［反力発生装置の効果］
以上のように、本実施形態によれば、弾性変形可能な材料で中空に形成された弾性中空体１２と、この弾性中空体１２の外表面に突出する突起部１４とを備える反力発生装置１において、突起部１４の自由端から弾性中空体１２に向かう方向に軸線Ｌを仮に設定した場合に、軸線Ｌに沿う第１方向とは異なる第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が第１位置側に傾いた場合と、第２方向Ｘ１とは反対の第３方向Ｘ２に操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が第２位置側に傾いた場合とで異なる大きさの反力を生ずるように、弾性中空体１２における第１位置側の部分である第１領域Ａｒ１と、第２位置側の部分である第２領域Ａｒ２とで、その構成（形状又は材質）が異なるように形成している。
これにより、弾性中空体１２の肉厚を部分的に変える等の簡易な手法により、操作子２の往路と復路とで操作子２のストローク量と反力発生装置１において発生する反力との関係を示すストローク−荷重特性曲線を異なるようにすることができ、往路ではクリック感を生じさせ、復路ではクリック感や抵抗をできるだけ生じさせないようにする等、反力発生装置１の荷重特性を自在にコントロールすることができる。このため、反力発生装置１の用途や可能性を広げることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、弾性中空体１２は、第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用した場合及び第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用した場合のいずれにおいても、操作子２の変位量と弾性中空体１２の反力との関係が単純増加とならないように形成されている。
これにより、操作子２の変位（移動）に伴って反力発生装置１に生じる荷重（反力）を往路・復路ともに調整することができる。
【００３０】
特に、本実施形態では、弾性中空体１２は、初期状態において凸状に湾曲するドーム形状に形成されており、弾性中空体１２は、第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用した場合及び第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用した場合のいずれにおいても、操作子２の変位量が所定量となった時点で、弾性中空体１２における第１位置側の部分である第１領域Ａｒ１及び前記第２位置側の部分である第２領域Ａｒ２のうち少なくともいずれか一方が、初期状態における凸状の湾曲とは逆方向に屈曲するように形成されている。
このように、操作子２の変位量（移動量）が所定量となった時点で、弾性中空体１２を座屈させることで、大きな荷重（反力）の変化を生じさせることができ、クリック感を生じさせることができる。
また、座屈する部分の肉厚等を調整することで、クリック感の大きさ等を自在に調整することができる。
【００３１】
［反力発生装置の変形例］
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
【００３２】
例えば、本実施形態では、往路において第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用して突起部１４を乗り越えた後、一旦突起部１４から離間し突起部１４に当接しない状態（荷重「０」の状態）となり、その後に復路において第３方向Ｘ２から操作子２が突起部１４に作用する場合を例示したが、操作子２は、往路と復路との間で突起部１４から離間しない構成としてもよい。
【００３３】
例えば、図７は、操作子２が往路において一旦突起部を乗り越えたのち、突起部１４から離間しないまま復路の移動を行う場合のストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）の一例を示したものであり、図８（ａ）から図８（ｆ）はこの場合の反力発生装置１と操作子２との関係を示した模式図である。
なお、図７及び図８（ａ）から図８（ｆ）に示す反力発生装置１の構成（形状及び材質）は、前述の実施形態で示したものと同様である。
他方、操作子２は、図８（ａ）等に示すように突起部１４に対して面で接触する形状に構成されている。
【００３４】
反力発生装置１は、操作子２が第２方向Ｘ１から突起部１４に作用する往路において、操作子２が突起部１４に接していない状態（図８（ａ）に示す状態）から図８（ｂ）に示すように突起部１４に当接する位置まで移動（変位）すると、図７において「Ｐ８ｂ」で示すように、荷重がかかり始める。そして、操作子２の第２方向Ｘ１の移動（変位）に伴って、徐々に突起部１４が第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に傾いていく（図８（ｃ）等）。
このように徐々に突起部１４が第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に傾いていくと、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１が押されて変形していくため（図８（ｃ）等）、この変形に伴って徐々に荷重（反力）が発生する。
さらに、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１が押し潰されて座屈変形する（図８（ｄ））。
本実施形態では、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１は、比較的肉厚に形成された厚肉部１２１となっているため、この第１領域Ａｒ１で座屈変形が起こることにより、図７において「Ｐ８ｄ」で示すように、ひときわ大きな荷重（反力）が生じ、その後荷重が急激に下がり、これによりクリック感が生ずる。
一旦座屈変形した弾性中空体１２は、操作子２の変位（移動）に伴ってさらに押し潰されていくが（図８（ｅ）等）、荷重としては、徐々に下がって安定する。
【００３５】
そして、操作子２は往路におけるストロークの限界まで移動すると、突起部１４に接触したまま移動方向を変えて、第３方向Ｘ２から突起部１４に作用する（図８（ｆ））。
このように、操作子２が往路と復路との間で突起部１４から離間しないまま移動（変位）の方向を切り替える構成とした場合には、図７において「Ｐ８ｆ」で示すように、一定の荷重（反力）を維持したままで操作子２が移動方向を変えて折り返す。復路においては第３方向Ｘ２の下流側に位置する第２領域Ａｒ２で弾性中空体１２が座屈変形するが、図６（ｄ）等において説明したように、第２領域Ａｒ２は薄肉部１２２となっているため、大きな荷重（反力）を生じさせることなく、操作子２は円滑に初期位置（すなわち、操作子２が突起部１４に当接しない図８（ａ）の位置）まで復帰する。
このように構成した場合も、往路と復路とでストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）が大きく異なるようにして、往路だけにクリック感を生じさせることができる。
【００３６】
従来の手法では、操作子２が突起部１４を乗り越えることでクリック感を与えるように構成されている。
これに対して、本実施形態のように、弾性中空体１２が座屈変形することでクリック感を生じさせる場合には、必ずしも操作子２の往路・復路上に操作子２が突起部１４を乗り越える箇所を設ける必要がない。
このため、操作子２を突起部１４に接触しない位置まで移動させなくとも、図７及び図８（ａ）〜図８（ｆ）に示す例のように、操作子２が往路と復路との間で突起部１４から離間しないまま移動（変位）の方向を切り替えるように構成することができる。
また、操作子２が突起部１４に接触する前に弾性中空体１２に座屈変形が生ずるように構成すれば、操作子２が突起部１４に接触しない位置で止まり、復路を折り返すように設計することもできる。
このように、本実施形態では、従来手法と比較して反力発生装置１の荷重特性のコントロールの自由度が高く、組み込み先の装置の構造や用途等に応じて荷重特性を自在にコントロールすることが可能となる。
【００３７】
さらに、操作子２における突起部１４との当接部分の形状を変えることによってもストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）の形状をコントロールすることができる。
例えば、図９は、図７等に示したのと同様に、操作子２が往路において一旦突起部を乗り越えたのち、突起部１４から離間しないまま復路の移動を行う場合のストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）の一例を示したものであり、図１０（ａ）から図１０（ｆ）はこの場合の反力発生装置１と操作子２との関係を示した模式図である。
なお、図９及び図１０（ａ）から図１０（ｆ）に示す反力発生装置１の構成（形状及び材質）も、前述の実施形態で示したものと同様である。
他方、操作子２は、図１０（ａ）等に示すように突起部１４に対して面で接触する形状に構成されているとともに、突起部１４に当接する面に段差部２１が形成されている。なお、段差部２１の形状は図示例に限定されないが、突起部１４に当接させながら移動させた際に突起部１４を円滑に乗り越えることができるように、段差部２１の角部に多少の傾斜やＲ形状を設けることが好ましい。
【００３８】
図１０（ａ）等に示す反力発生装置１は、操作子２が第２方向Ｘ１から突起部１４に作用する往路において、操作子２が突起部１４に接していない状態（図１０（ａ）に示す状態）から図１０（ｂ）に示すように突起部１４に当接する位置まで移動（変位）すると、図９において「Ｐ１０ｂ」で示すように、荷重がかかり始める。そして、操作子２の第２方向Ｘ１の移動（変位）に伴って、徐々に突起部１４が第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に傾いていく（図１０（ｃ）等）。
このように徐々に突起部１４が第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に傾いていくと、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１が押されて変形していくため（図１０（ｃ）等）、この変形に伴って徐々に荷重（反力）が発生する。
さらに、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１が押し潰されて座屈変形する（図１０（ｄ））。
本実施形態では、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１は、比較的肉厚に形成された厚肉部１２１となっているため、この第１領域Ａｒ１で座屈変形が起こることにより、図９において「Ｐ１０ｄ」で示すように、ひときわ大きな荷重（反力）が生じ、その後荷重が急激に下がり、これによりクリック感が生ずる。
一旦座屈変形した弾性中空体１２は、操作子２の変位（移動）に伴ってさらに押し潰されていくが（図１０（ｅ）等）、荷重としては、徐々に下がって安定する。
【００３９】
さらに、操作子２の段差部２１がある場合、この段差部２１が突起部１４を乗り越える際に、図９において「Ｐ１０ｆ」で示すように、ひときわ大きな荷重（反力）が生じ、その後段差部２１が突起部１４を乗り越えると（図１０（ｇ））、荷重が急激に下がることで、多少のクリック感が生ずる。
【００４０】
そして、操作子２は往路におけるストロークの限界まで移動すると、突起部１４に接触したまま移動方向を変えて、第３方向Ｘ２から突起部１４に作用する（図１０（ｈ））。
このように、操作子２が往路と復路との間で突起部１４から離間しないまま移動（変位）の方向を切り替える構成とした場合には、図９において「Ｐ１０ｈ」で示すように、一定の荷重（反力）を維持したままで操作子２が移動方向を変えて折り返す。この場合も、復路においては第３方向Ｘ２の下流側に位置する第２領域Ａｒ２で弾性中空体１２が座屈変形し、また段差部２１が再度突起部１４を乗り越えるが、図６（ｄ）等において説明したように、第２領域Ａｒ２は薄肉部１２２となっているため、大きな荷重（反力）を生じさせることなく、操作子２は円滑に初期位置（すなわち、操作子２が突起部１４に当接しない位置）まで復帰する。
このように構成した場合も、往路と復路とでストローク−荷重特性曲線（荷重曲線）が大きく異なるようにして、往路だけにクリック感を生じさせることができる。また、操作子２の形状を変えることで、任意の時点で複数のクリック感を生じさせることが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１を厚肉部１２１とし、第２領域Ａｒ２は、薄肉部１２２とするというように、弾性中空体１２の肉厚を部分的に変えることで第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が第１位置側に傾いた場合と、第３方向Ｘ２に操作子２が突起部１４に作用して突起部１４が第２位置側に傾いた場合とで異なる大きさの反力を生ずるようにする場合を例示したが、荷重（反力）の生じ方を変える手法はこれに限定されない。
弾性中空体１２の形状及び材質のうち少なくともいずれか一つを、第１位置側の部分である第１領域Ａｒ１と、第２位置側の部分である第２領域Ａｒ２と、で異なるように形成してもよい。
例えば、弾性中空体１２の各領域で形状を異なるように形成する場合には、各領域の肉厚、外観形状、内部形状等を変えるようにしてもよい。
また、例えば、弾性中空体１２の各領域で材質を異なるように形成する場合には、各領域を構成する材料やその密度等を変えるようにしてもよい。
なお、弾性中空体１２の各領域で形状や材質を変える場合に、弾性中空体１２の全体を一体的に形成するのが難しい場合には、材料、密度、形状の異なる複数の部品を組み合わせて構成してもよい。この場合には、例えば、材料、密度、形状等の異なる複数の部品を接着等の手法により接合した構成とする。
【００４２】
例えば弾性中空体１２の各領域ごとに内部形状を変える例として、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）を示す。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、反力発生装置１０の弾性中空体１５の内面に部分的にリブ状突起部１５１，１５２を設けた例を示す断面斜視図である。
図１１（ａ）では、弾性中空体１５の内面における左右方向（図１１（ａ）における左右方向）全体に亘ってリブ状突起部１５１が設けられている例を示しており、図１１（ｂ）では、弾性中空体１５の内面における左右方向の半分（図１１（ｂ）における左側半分）のみにリブ状突起部１５１が設けられている例を示している。
リブ状突起部１５１，１５２が座屈する際に生ずる荷重は、リブ状突起部１５１，１５２が設けられていない部分（薄肉部等）が座屈する際に生ずる荷重よりも大きくなる。
このため、リブ状突起部１５１，１５２を設ける位置や範囲と座屈させる方向とを適宜調整、設計することで、用途に応じた所望の荷重特性となるように調整することが可能となる。
【００４３】
すなわち、図１１（ａ）に示す例では、弾性中空体１５の左右方向（図１１（ａ）における左右方向）に弾性中空体１５を押し潰し、座屈させる場合には荷重が大きくなり、これと直交する弾性中空体１５の前後方向（図１１（ａ）における前後方向）に弾性中空体１５を押し潰し、座屈させる場合には荷重が小さくなる。またその中間位置では中間的な大きさの荷重が発生する。これにより、突起部１４を傾ける作用方向を変えて弾性中空体１５を座屈させる方向を調整することで、複数段階の異なる荷重特性を得ることが可能となる。
また、図１１（ｂ）に示す例では、弾性中空体１５の左側（図１１（ｂ）における左側）に弾性中空体１５を押し潰し、座屈させる場合には荷重が大きくなり、これとは反対の弾性中空体１５の右側（図１１（ｂ）における右側）に弾性中空体１５を押し潰し、座屈させる場合には荷重が小さくなる。これにより、突起部１４を傾ける作用方向を変えて弾性中空体１５を座屈させる方向を調整することで、異なる荷重特性を得ることが可能となる。
【００４４】
さらに、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、反力発生装置１０の弾性中空体１５の内面に弾性中空体１５の高さ方向に延在し下端が基台部１１上に接するような板状突起部１５３を部分的に設けた例を示すものであり、図１２（ａ）は、側面方向の断面斜視図であり、図１２（ｂ）は、弾性中空体１５を斜め下方から見た場合の断面斜視図である。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）では、弾性中空体１５の内面における左右方向のほぼ半分（図１２（ａ）及び図１２（ｂ）における左側半分）のみに板状突起部１５３が設けられている例を示している。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、弾性中空体１５の設置面を構成する基台部１１の上面に底付きするような板状突起部１５３を設けた場合には、この板状突起部１５３が存する側に弾性中空体１５を押し潰し、座屈させようとすると、操作荷重が劇的に上昇する。
このため、板状突起部１５３を設ける位置や範囲と座屈させる方向とを適宜調整、設計することで、用途に応じた所望の荷重特性となるように調整することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では、弾性中空体１２がほぼ半球形状のドーム型である場合を例示したが、弾性中空体１２の具体的な外観形状はこれに限定されず、目的とするストローク−荷重特性に応じて適宜設計されるものであり、各種の形状を用いることが可能である。
例えば、図１３（ａ）に示すように、反力発生装置１ａの弾性中空体１２ａを高さの低い円盤状としてもよい。
本実施形態では、突起部１４と弾性中空体１２ａとを結ぶ軸線Ｌに沿う第１方向とは異なる方向から突起部１４を押圧して反力を発生させるため、図１３（ａ）に示すように弾性中空体１２ａの高さが低い場合でも、軸線Ｌに沿う第１方向から押圧する場合と比較して十分なストローク量を確保することができ、反力発生装置１ａとして十分に機能させることができる。
【００４６】
また、例えば、図１３（ｂ）に示すように、弾性中空体１２ｂを円筒状とした反力発生装置１ｂでもよい。なお、図１３（ｂ）では、弾性中空体１２ｂの上面の外周縁を切り欠いて傾斜面１７ｂを設けているが、傾斜面１７ｂを設けない構成としてもよい。また、傾斜面１７ｂの代わりにＲを設けてもよい。
また、例えば、図１３（ｃ）に示すように、弾性中空体１２ｃを円筒の外周に傾斜面１７ｃを有する円錐状とした反力発生装置１ｃでもよい。
さらに、図１３（ｄ）に示すように、弾性中空体１２ｄが角柱状である反力発生装置１ｄでもよいし、図１３（ｅ）に示すように、弾性中空体１２ｄを角柱の外周に傾斜面１７ｅを有する角錐状とした反力発生装置１ｅでもよい。なお、弾性中空体１２は、四角柱状や四角錐状でなくてもよく、各種の多角柱状又は多角錐状でもよい。
また、例えば、図１３（ｆ）に示すように、弾性中空体１２ｆを直方体状とした反力発生装置１ｆでもよく、この場合に、図１３（ｇ）に示すように、反力発生装置１ｇの突起部１４が弾性中空体１２ｇの上面の中心側ずれた位置に配置されていてもよい。
また、例えば、図１３（ｈ）に示すように、弾性中空体１２ｈが複数の円筒を組み合わせた形状となっている反力発生装置１ｈであってもよいし、図１３（ｉ）に示すように、弾性中空体１２ｉが外周に傾斜面１７ｉを有する複数の円錐を組み合わせた形状となっている反力発生装置１ｉであってもよい。この場合の円筒や円錐は同じ大きさのものの組み合わせでもよいし、異なる大きさのものの組み合わせでもよい。また２つの組み合わせに限定されず、３つ以上を組み合わせたものであってもよい。
【００４７】
また、弾性中空体１２の高さや突起部１４からの長さを部分的に変えることで荷重特性の調整を行ってもよい。
例えば、弾性中空体１２の高さが低い方が、弾性中空体１２が押圧されて変形したり座屈した際に発生する荷重を低く抑えることができる。また、突起部１４から弾性中空体１２の周縁部までの長さを長くした方が、弾性中空体１２が押圧されて変形したり座屈した際に発生する荷重を低く抑えることができる。
【００４８】
また、ここに例示した手法の他、弾性中空体１２を形成する材料の材質を部分的に変えて剛性の高い部分と低い部分とを作ることで、弾性中空体１２のうち第１位置側の部分である第１領域Ａｒ１と、第２位置側の部分である第２領域Ａｒ２とで、荷重特性が異なるようにしてもよい。
さらに、弾性中空体１２の形状である肉厚、外観形状、内部形状及び弾性中空体１２の材質である材料、密度等といった各種の要素のうちの全部又は一部を組み合わせて、反力発生装置１の荷重特性の調整を行ってもよい。
【００４９】
さらに、反力発生装置１の弾性中空体１２の形状等を変えるだけでなく、これに加えて、突起部１４に作用させる操作子２の形状や操作子２を作用させる方向を変えてもよい。
操作子２側の条件をも変えることで、反力発生装置１の荷重特性の調整をよりバリエーション豊富なものとすることができる。
【００５０】
さらに、弾性中空体１２の形状等を変えることに加えて、突起部１４の形状や剛性、設ける位置等を調整してもよい。突起部１４の形状等も調整することで、ストローク−荷重特性をより細かく自由に設定することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、操作子２の往路と復路という２方向においてストローク−荷重特性が変わるように反力発生装置１を構成する場合を例示したが、ストローク−荷重特性が変わる方向は２方向に限定されない。
反力発生装置１を各種のスイッチ装置等に適用する場合に、弾性中空体１２を３つ以上の領域に分割し、各領域で形状や材質が異なるように形成することにより、３方向以上の多方向においてストローク−荷重特性を変えることができ、バリエーション豊かなスイッチング操作を実現することも可能となる。
例えば、弾性中空体１２を４方向に分割した第１領域から第４領域までの各領域で形状や材質が異なるように形成してもよい。この場合、反力発生装置１をゲームのコントローラなどの前後左右の４方向に操作するような装置に適用することで、各方向に対して異なる操作感を与えることが可能になる。
また、弾性中空体１２を、形状や材質の異なる複数の領域に明確に分割しなくとも、弾性中空体１２の異なる方向に対して徐々に形状や材質を変化させるように構成してもよい。
【００５２】
［反力発生装置を含む電子鍵盤楽器の構成例］
次に、図１４及び図１５を参照しつつ、上述の反力発生装置１を電子鍵盤楽器に適用した場合の構成例について説明する。
【００５３】
図１４は、本実施形態における電子鍵盤楽器の側断面図である。
本実施形態の電子鍵盤楽器５は、例えば電子ピアノやキーボード等の電子鍵盤楽器である。
図１４に示すように、電子鍵盤楽器５は、上述の反力発生装置１と、押鍵時及び離鍵時に揺動する複数の鍵５５と、この鍵５５の動きに伴って移動（変位）する操作子２と、を備えている。
電子鍵盤楽器５は、ケース５１内に楽器本体５３が収容されたものであり、楽器本体５３は、鍵盤シャーシ５４上に配列された多数の鍵５５（白鍵５５ａ及び黒鍵５５ｂ）を備えている。
各鍵５５の後端部は鍵盤シャーシ５４の後端部に設けられた鍵支持部５４１に回動軸５４２を介して回動可能に取り付けられている。また、鍵盤シャーシ５４には、複数の鍵５５それぞれに対応するハンマー部材７が軸部材７４を介して回動自在に取り付けられている。
【００５４】
ハンマー部材７は、アーム状のハンマー本体７１と、その一端側に設けられた錘部７２と、ハンマー本体７１の他端側に設けられた係止部７３と、を有している。
各ハンマー部材７の係止部７３は、それぞれ対応する鍵５５の前端側に係止されている。
鍵５５を押し下げる押鍵操作が行われると、鍵５５の前端側が回動軸５４２を回動中心として下方向に回動するとともに、当該鍵５５の前端側に係止されているハンマー部材７の係止部７３が押し下げられ、ハンマー本体７１が軸部材７４を回転中心として錘部７２が上昇する方向に回動する。また、押鍵操作が止んで離鍵すると、ハンマー本体７１は錘部７２の自重によって下方向に回動し、楽器本体５３内に設けられたハンマー載置部５３１上に錘部７２が載置される初期位置に復帰するように構成されている。
【００５５】
また、本実施形態における楽器本体５３には、図１（ａ）及び図１（ｂ）等に示したような弾性中空体１２と突起部１４を有する反力発生装置１が設けられている。
ハンマー部材７のハンマー本体７１上であって押鍵操作に応じて反力発生装置１の突起部１４を第２方向Ｘ１に押圧し、離鍵操作に応じて突起部１４を第３方向Ｘ２に押圧するような位置には、操作子２が配置されている。
本実施形態において操作子２は、突起部１４と接する自由端側がほぼＬ字状のフック形状となっている。
なお、操作子２は、突起部２を確実に押圧することのできるものであればよく、その形状は図１４等に図示した例に限定されない。
また、操作子２を設ける位置等も図示例には限定されない。
【００５６】
具体的には、本実施形態の電子鍵盤楽器５は、上記のように、押鍵時及び離鍵時に揺動する複数の鍵５５と、これら鍵５５の動きに伴って移動する操作子２と、弾性変形可能な材料により初期状態において凸状に湾曲する中空のドーム形状に形成された弾性中空体１２及び弾性中空体の外表面に突出する突起部１４を有する反力発生装置１と、を備えている。
そして、突起部１４の自由端から弾性中空体１２に向かう方向に軸線Ｌを仮に設定した場合、押鍵操作に応じて鍵５５が移動した際に、軸線Ｌに沿う第１方向とは異なる第２方向Ｘ１から操作子２が突起部１４を押圧することで突起部１４が第１位置側に傾くような位置に操作子２及び反力発生装置１を配置し、押鍵操作による操作子２の変位量が所定量となった時点で、弾性中空体１２における第１位置側の部分である第１領域Ａｒ１が、初期状態における凸状の湾曲とは逆方向に屈曲する（すなわち座屈変形する）ように形成されている。
なお、ここでは、図１（ａ）及び図１（ｂ）等に示した反力発生装置１を電子鍵盤楽器５に適用した場合を例として説明するが、電子鍵盤楽器５に適用可能な反力発生装置１はこれに限定されず、上記変形例として説明したものやその他各種の形状・構成を有する反力発生装置１を適用することができる。
【００５７】
［反力発生装置を含む電子鍵盤楽器の作用・効果］
図１５（ａ）から図１５（ｄ）は、反力発生装置１及びハンマー部材７に設けられた操作子２の動作を説明する模式的な説明図である。
図１５（ａ）は、ハンマー部材７が錘部７２の自重によって下方向に回動し、ハンマー載置部５３１上に錘部７２が載置されている初期位置にある状態を示している。
この状態では、ハンマー本体７１に設けられた操作子２は反力発生装置１の突起部１４に接触せず、何ら反力は発生しない。
【００５８】
図１５（ｂ）は、押鍵操作が行われて、操作子２が反力発生装置１の突起部１４を第２方向Ｘ１に押圧する方向に揺動する様子を示している。
図１５（ｂ）に示すように、操作子２が突起部１４に当接すると、突起部１４が操作子２の移動方向（ここでは第２方向Ｘ１）の下流側である第１位置側に押されて傾いていく。
そして、操作子２の第２方向Ｘ１の移動（変位）に伴って、突起部１４は徐々に第２方向Ｘ１の下流側である第１位置側に傾いていき、弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１も徐々に押し潰されて変形していく。そして、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空部１２における第１領域Ａｒ１が座屈変形する。
弾性中空体１２の第１領域Ａｒ１は、比較的肉厚に形成された厚肉部１２１となっているため、この第１領域Ａｒ１で座屈変形が起こることにより、図４において「Ｐ５ｄ」で示すように、ひときわ大きな荷重（反力）が発生し、その後荷重（反力）は大きく低下して安定する（図４参照）。このような急激な荷重（反力）の上昇とその後の急激な低下によってクリック感が生じ、電子鍵盤楽器５における擬似的なレットオフ（クリック感）を演奏者に感じさせることができる。
その後、操作子２は突起部１４を乗り越えて突起部１４から離間する。操作子２が突起部１４に接触しない位置まで移動すると、図４において「Ｐ５ｆ」で示すように、荷重が「０」となる。
【００５９】
また、図１５（ｃ）は、押鍵操作が止んで離鍵した際（離鍵操作の際）の動作を示したものである。
離鍵操作時には、前述のように、錘部７２の自重によってハンマー本体７１が下方向に回動する。これに伴って操作子２も第３方向Ｘ２に変位（移動）し、図１５（ｃ）に示すように操作子２が第３方向Ｘ２から突起部１４に当接する。
このような操作子２の第３方向Ｘ２の移動（変位）に伴って、徐々に突起部１４が第３方向Ｘ２の下流側である第２位置側に傾いていき、弾性中空体１２の第２領域Ａｒ２も徐々に押し潰されて変形していく。そして、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空部１２における第２領域Ａｒ２が座屈変形する。
弾性中空体１２の第２領域Ａｒ２は、比較的肉厚の薄い薄肉部１２２となっているため、この第２領域Ａｒ２で座屈変形が起こってもそれほど大きな荷重（反力）は発生しない（例えば図４における「Ｐ６ｂ」参照）。
これにより、離鍵時にはクリック感（レットオフ）を生じずに、操作子２は突起部１４を乗り越えて突起部１４から離間する。
そして、図１５（ｄ）に示すように、操作子２が突起部１４に接触しない位置まで移動すると、図４において「Ｐ６ｆ」で示すように、荷重が「０」となる。
【００６０】
このように、電子鍵盤楽器５に本実施形態の反力発生装置１を適用した場合には、操作子２が第２方向Ｘ１に移動（変位）する往路では、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空部１２における第１領域Ａｒ１が座屈変形して大きな荷重（反力）を生じさせ、その後急激に荷重が低下することで、演奏者の指にはこれが擬似的なレットオフ（クリック感）として伝わる。
他方、本実施形態では操作子２が第３方向Ｘ２に移動（変位）する復路でも、操作子２の変位量（押し込みストローク量）が所定量となった時点で、弾性中空部１２における第２領域Ａｒ２が座屈変形するが、薄肉部１２２で構成されている第２領域Ａｒ２が座屈しても大きな荷重（反力）は生じず、ほとんどクリック感を発生させないとともに、操作子２は大きな抵抗を受けることなく円滑に突起部１４を乗り越えて初期位置に復帰する。
このため、押鍵時及び離鍵時に演奏者はアコースティックピアノを演奏している場合と酷似した演奏感を体感することができる。
また、離鍵時には操作子２及びこれを備えるハンマー部材７が円滑に初期位置に復帰することができるため、例えば鍵５５を連打するような奏法を行う場合でも、スムーズな演奏を行うことができる。
【００６１】
また本実施形態では、操作子２は、押鍵操作に応じて突起部１４を第２方向Ｘ１に押圧する際、ある時点で突起部１４を乗り越えた状態となり、この状態からの離鍵操作に応じて突起部１４を第３方向Ｘ２に押圧し、ある時点で再び突起部１４を乗り越えた状態となるように、その位置（電子鍵盤楽器５内における配置）及び移動量が設定される。
これにより、押鍵時及び離鍵時に操作子２が確実に反力発生装置１の突起部１４に作用することができ、演奏者にアコースティックピアノを演奏している場合と同様の手ごたえを感じさせることができる。
【００６２】
以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
弾性変形可能な材料で中空に形成された弾性中空体と、
前記弾性中空体の外表面に突出する突起部と、
を備え、
前記弾性中空体は、前記突起部の自由端から前記弾性中空体に向かう第１方向とは異なる第２方向から操作子が前記突起部に作用して前記突起部が第１位置側に傾いた場合と、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる第３方向から前記操作子が前記突起部に作用して前記突起部が第２位置側に傾いた場合とで異なる大きさの反力を生ずるように、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分と前記第２位置側の部分とで、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されていることを特徴とする反力発生装置。
＜請求項２＞
前記弾性中空体は、前記第１位置側の部分と、前記第２位置側の部分とで、その前記形状である肉厚、外観形状、内部形状及び前記材質である材料、密度、のうち少なくともいずれか一つが異なるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の反力発生装置。
＜請求項３＞
前記弾性中空体は、前記突起部の傾きによる移動量と反力との関係が、前記突起部が前記第１位置側に傾いた場合と、前記突起部が前記第２位置側に傾いた場合とで異なるように、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分と前記第２位置側の部分とで、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反力発生装置。
＜請求項４＞
前記弾性中空体は、前記第１方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合及び前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合のうち少なくともいずれか一方の場合に、前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加とならないように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の反力発生装置。
＜請求項５＞
前記弾性中空体は、初期状態において凸状に湾曲するドーム形状に形成されており、
前記弾性中空体は、前記第１方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合及び前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合のうち少なくともいずれか一方の場合に、前記操作子の変位量が所定量となった時点で、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分及び前記第２位置側の部分のうち少なくともいずれか一方が、初期状態における凸状の湾曲とは逆方向に屈曲するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の反力発生装置。
＜請求項６＞
前記弾性中空体は、前記第１方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加とならず、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加となるように形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反力発生装置。
＜請求項７＞
前記弾性中空体は、前記第１方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加とならず、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合には前記操作子の変位量と前記弾性中空体の反力との関係が単純増加となり、かつ、前記第２方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合における前記弾性中空体の反力が前記第１方向から前記操作子が前記突起部に作用した場合における前記弾性中空体の反力よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反力発生装置。
＜請求項８＞
前記弾性中空体は、前記第１方向とは異なる方向であって、前記第２方向及び前記第３方向を含む３つ以上の複数の方向のそれぞれから前記操作子が前記突起部に作用した場合で、前記突起部の傾きによる移動量と反力との関係が異なるように、前記弾性中空体における前記３つ以上の複数の方向にそれぞれ対応する複数の部分で、形状及び材質のうち少なくとも一方が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の反力発生装置。
＜請求項９＞
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の反力発生装置と、
押鍵時及び離鍵時に揺動する複数の鍵と、
前記鍵の動きに伴って移動する前記操作子と、
を有し、
前記操作子は、押鍵操作に応じて前記突起部を前記第１方向に押圧し、離鍵操作に応じて前記突起部を前記第２方向に押圧するような位置に配置されることを特徴とする電子鍵盤楽器。
＜請求項１０＞
前記操作子は、前記押鍵操作に応じて前記突起部を前記第１方向に押圧する際、ある時点で前記突起部を乗り越えた状態となり、この状態からの離鍵操作に応じて前記突起部を前記第２方向に押圧し、ある時点で前記突起部を乗り越えた状態となるように位置及び移動量が設定されることを特徴とする請求項９に記載の電子鍵盤楽器。
＜請求項１１＞
押鍵時及び離鍵時に揺動する複数の鍵と、
前記鍵の動きに伴って移動する前記操作子と、
弾性変形可能な材料により初期状態において凸状に湾曲する中空のドーム形状に形成された弾性中空体と、前記弾性中空体の外表面に突出する突起部と、を有する反力発生装置と、
を備え、
前記突起部の自由端から前記弾性中空体に向かう方向を第１方向とした場合、押鍵操作に応じて前記鍵が移動した際に、前記第１方向とは異なる第２方向から前記操作子が前記突起部を押圧することで前記突起部が第１位置側に傾くような位置に前記操作子及び前記反力発生装置を配置し、
前記押鍵操作による前記操作子の変位量が所定量となった時点で、前記弾性中空体における前記第１位置側の部分が、初期状態における凸状の湾曲とは逆方向に屈曲するように形成されていることを特徴とする電子鍵盤楽器。
【符号の説明】
【００６３】
１      反力発生装置
２      操作子
５      電子鍵盤楽器
７      ハンマー部材
１２    弾性中空体
１４    突起部
１２１  厚肉部
１２２  薄肉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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