(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ本体と、該センサ本体を収容するケースとを備えた電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサであって、
前記ケースは、帯状の底壁と、該底壁上で対をなして該底壁の長手方向に延び、各々底壁から起立して内側に向かって突出し、中央部に開口部を形成する対向壁とを有しており、
前記センサ本体は、
帯状の下部センサ部材と、
前記ケース内に収容され、該下部センサ部材上面の長手方向両側縁に沿って位置するスペーサと、
前記ケースに収容され、該スペーサの頂部間に掛け渡されて該スペーサ上に位置する帯状の上部センサ部材とを有し、且つ押鍵により鍵と連動する部分によって前記上部センサ部材が押圧力を受けた時に該上部センサ部材が変形して前記押圧力に応じたセンサ出力を呈するように構成されており、
前記ケースの対向壁は、下面に下方に向く突起を備え、前記ケースの底壁に上方へ向く一対の突起が形成され、上下の突起により、前記センサ本体が挟持されていることを特徴とする電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサ。
【請求項２】
センサ本体と、該センサ本体を収容するケースとを備えた電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサであって、
前記ケースは、帯状の底壁と、該底壁上で対をなして該底壁の長手方向に延び、各々底壁から起立して内側に向かって突出し、中央部に開口部を形成する対向壁とを有しており、
前記センサ本体は、
該ケースの底壁に載置された帯状の下部センサ部材と、
前記ケース内に収容され、該下部センサ部材上面の長手方向両側に沿って位置するスペーサと、前記ケースに収容され、該スペーサの頂部間に掛け渡されて該スペーサ上に位置する帯状の上部センサ部材とを有し、且つ押鍵により鍵と連動する部分によって前記上部センサ部材が押圧力を受けた時に該上部センサ部材が変形して前記押圧力に応じたセンサ出力を呈するように構成されており、
前記ケースの対向壁の下面には、前記スペーサの位置より幅方向内側において下方へ向く突出部が形成され、上部センサ部材の押圧時に該上部センサ部材が変形して前記突出部から上部センサ部材が離れ、上部センサ部材の非押圧時に上部センサ部材と前記突出部とが接触するように配置されていることを特徴とする電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサ。
【請求項３】
前記突起又は突出部が、前記スペーサの幅方向内側の縁部付近と上下方向において一致して設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサ。
【請求項４】
前記スペーサが前記上部センサ部材の幅方向両側より内側部に前記上部センサ部材の長手方向に沿って配置されており、前記対向壁は、押鍵による前記上部センサ部材の撓み時に該上部センサ部材の端縁が接触しないように、前記突出部と前記対向壁を形成するために前記底壁から起立する側壁との間における前記対向壁下面が前記上部センサ部材と離間して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサ。
【請求項５】
センサ本体と、該センサ本体を収容するケースとを備えた電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサであって、
前記ケースは、帯状の底壁と、該底壁上で対をなして該底壁の長手方向に延び、各々底壁から起立する側壁を介して内側に向かって突出し、中央部に開口部を形成する対向壁とを有しており、
前記センサ本体は、
該ケースの底壁に載置された帯状の下部センサ部材と、
前記ケース内に収容され、該下部センサ部材上面の長手方向両側縁に沿って位置するスペーサと、
前記ケースに収容され、該スペーサの頂部間に掛け渡されて該スペーサ上に位置する帯状の上部センサ部材とを有し、且つ押鍵により鍵と連動する部分によって前記上部センサ部材が押圧力を受けた時に該上部センサ部材が変形して前記押圧力に応じたセンサ出力を呈するように構成されており、
前記ケースの対向壁は、下面に下方に向く突起を備え、該突起と前記底壁とにより前記センサ本体が上下から挟持され、前記スペーサが前記上部センサ部材の幅方向両側より内側に前記上部センサ部材の長手方向に沿って配置されており、且つ、前記上部センサの突起は、前記スペーサより幅方向内側の位置に形成され、前記対向壁は、押鍵による前記上部センサ部材の撓み時に該上部センサ部材の端縁が接触しないように、前記突起と前記側壁との間における前記対向壁下面が前記上部センサ部材と離間して配置されていることを特徴とする電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ピアノ、エレクトーン等の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍵盤装置を備えた楽器は、押鍵により発音及びその持続を制御するものが一般的であるが、さらに、押鍵時や押鍵持続状態で鍵に加える圧力を変化させることにより、音の立ち上がり時や持続状態における音の強弱を変化させたり、ビブラート効果、トレモロ効果等を発生させ変化させたりする制御機能、すなわち、アフタータッチコントロール機能を備えたものがある。
【０００３】
そのようなアフタータッチコントロール機能を実現するために、押鍵圧を感知するアフタータッチコントロール用圧力センサが鍵盤装置に設けられている。
【０００４】
図６は、従来の圧力センサの一例を示す斜視図（図６(a)）及び縦断面図（図６(b)）である。図６に示すように、従来の圧力センサ２は、センサ本体２０と、これを収容するケース２４とを備えており、センサ本体２０の上面は、ケース外へ突出する緩衝部材２５が固着されている。センサ本体２０は、帯状の下部センサ部材２１と、下部センサ部材２１上に長手方向両側に沿って固定されたスペーサ２２と、スペーサ２２の頂部間に掛け渡され固定された帯状の上部センサ部材２３とを備えている。ケース２４は、上面に開口部２４１を有し、該開口部の両側に位置する対向壁と底壁とでセンサ本体２０を挟持している。緩衝部材２５は、開口部２４１からケース２４の上方へ突出しており、鍵と連動する部分の打撃を緩衝しつつセンサ本体２０に押鍵圧を伝える。圧力センサ２は、複数の鍵に対して１つの圧力センサを対応させて使用するよう或る長さをもって構成されるのが一般的である。
【０００５】
センサ本体２０には、種々の形態のものが存する。最も一般的なものは、下部センサ部材２１が電気的良導体からなる電極基板であり、上部センサ部材２３が抵抗値をもった導電ゴムからなる弾性導電体であり、両者を絶縁性スペーサ２２で離間させたものである。押鍵した際、押鍵により鍵と連動する部分（緩衝部材２５を含む）によって緩衝部材２５が図６（ｂ）の下方に押圧される。上部センサ部材２３は、この押圧力を受けたときに緩衝部材２５と共に変形し、下面が下部センサ部材２１に接触する。したがって、緩衝部材２５に付加される押圧力の大小により、下部センサ部材２１との接触面積が増減し、両者間の導電性が変化する。これにより、アフタータッチコントロールのための電流、電圧等の制御が可能となる。
【０００６】
他の一般的な形態のセンサ本体は、下部センサ部材２１が、相互に離間して長手方向に延びる２本の細長い電極２１ａを上面に備え、上部センサ部材２３が、感圧導電ゴムやチタン酸バリウム等のように圧力に応じて導電性を変化させる圧電材料からなる感圧部材２３ａを下面に備えたものである。これは、緩衝部材を経て押鍵圧が加えられると、上部センサ部材２３が変形して下部センサ部材の電極に接し、押鍵圧に応じて上部センサ部材２３の導電性が変化するので、下部センサ部材２１の電極間に流れる電流が変化するというものである。
【０００７】
さらに、帯状の２枚の金属プレートを絶縁性スペーサで離間させ、その間に電圧を印加し、金属プレート間の静電容量を検出するタイプのものがある。これは、押鍵に伴う押圧力を受けた金属プレートが相互に接近して静電容量を変化させることを利用して、押圧力に応じたセンサ出力を得るものである。
【０００８】
また、絶縁性プレートと金属プレートとをスペーサで離間させて配置し、絶縁性プレートの面には渦巻き型コイルを印刷して電流を流し、金属プレートに渦電流を発生させ、その渦電流に起因して生じる渦巻きコイルの電流損失を検出するタイプのものがある。これは、押鍵に伴う押圧力を受けたプレートが相互に接近し、金属プレートの誘導渦電流とそれに伴うコイルの電流損失を増大させることを利用して、押圧力に応じたセンサ出力を得るものである。
【０００９】
この他にも、アフタータッチコントロールのための電流、電圧等の電気特性の制御を可能にするために、下部センサ部材及び上部センサ部材を備え両者の接触圧によりこれらのセンサ出力を変化させる種々の形態のセンサがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケース内にセンサ本体を収容したセンサにおいては、以下の問題があった。例えば、センサ本体２０及びケース２４には、許容範囲内の加工誤差、寸法のバラツキ、捩れや撓み等が不可避的に存在するので、上部センサ部材２３及び対向壁２４ａの接触面は完全に平行な平面とはならず、両者の接触個所は必ずしも均一な面接触とはならない。むしろ、両者の接触個所は、各々の形状の変動によってばらついており、センサ本体２０に対する対向壁２４ａの保持力の作用する位置が変動する。図７は、保持力が作用する位置の例を示しており、対向壁からの作用位置は図の(i)、(ii)、(iii)等、スペーサからの作用位置は図の(iv)、(v)、(vi)等が典型的なものとしてあり得るのであり、保持状態はこれらのあらゆる組み合わせの形態を取り得る。この状態で、センサがアクチュエータにより押圧されると、拘束条件が異なる状況下で上部センサ部材等が変形するので、変形にバラツキが生じ、これがセンサ出力のバラツキ、不安定性の原因となっていた。
【００１１】
そこで、本発明は、センサ本体に対するケースの保持力の作用位置のバラツキを無くし、安定したセンサ出力を得ることのできる電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、センサ本体と、該センサ本体を収容するケースとを備えた電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサであって、前記ケースは、帯状の底壁と、該底壁上で対をなして該底壁の長手方向に延び、各々底壁から起立して内側に向かって突出し、中央部に開口部を形成する対向壁とを有しており、前記センサ本体は、帯状の下部センサ部材と、前記ケース内に収容され、該下部センサ部材上面の長手方向両側縁に沿って位置するスペーサと、前記ケースに収容され、該スペーサの頂部間に掛け渡されて該スペーサ上に位置する帯状の上部センサ部材とを有し、且つ押鍵により鍵と連動する部分によって前記上部センサ部材が押圧力を受けた時に該上部センサ部材が変形して前記押圧力に応じたセンサ出力を呈するように構成されており、前記ケースの対向壁は、下面に下方に向く突起を備え、前記ケースの底壁に上方へ向く一対の突起が形成され、上下の突起により、前記センサ本体が挟持されていることを特徴とする電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサによって達成される。
【００１４】
前記突起は、前記スペーサの幅方向内側の縁部付近と上下方向において一致して設けても良い。
【００１５】
また、本発明の上記目的は、センサ本体と、該センサ本体を収容するケースとを備えた電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサであって、前記ケースは、帯状の底壁と、該底壁上で対をなして該底壁の長手方向に延び、各々底壁から起立する側壁を介して内側に向かって突出し、中央部に開口部を形成する対向壁とを有しており、前記センサ本体は、該ケースの底壁に載置された帯状の下部センサ部材と、前記ケース内に収容され、該下部センサ部材上面の長手方向両側縁に沿って位置するスペーサと、前記ケースに収容され、該スペーサの頂部間に掛け渡されて該スペーサ上に位置する帯状の上部センサ部材とを有し、且つ押鍵により鍵と連動する部分によって前記上部センサ部材が押圧力を受けた時に該上部センサ部材が変形して前記押圧力に応じたセンサ出力を呈するように構成されており、前記ケースの対向壁は、下面に下方に向く突起を備え、該突起と前記底壁とにより前記センサ本体が上下から挟持され、前記スペーサが前記上部センサ部材の幅方向両側より内側に前記上部センサ部材の長手方向に沿って配置されており、且つ、前記上部センサの突起は、前記スペーサより幅方向内側の位置に形成され、前記対向壁は、押鍵による前記上部センサ部材の撓み時に該上部センサ部材の端縁が接触しないように、前記突起と前記側壁との間における前記対向壁下面が前記上部センサ部材と離間して配置されていることを特徴とする電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサによって達成される。
【００１６】
また、本発明の上記目的は、センサ本体と、該センサ本体を収容するケースとを備えた電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサであって、前記ケースは、帯状の底壁と、該底壁上で対をなして該底壁の長手方向に延び、各々底壁から起立して内側に向かって突出し、中央部に開口部を形成する対向壁とを有しており、前記センサ本体は、該ケースの底壁に載置された帯状の下部センサ部材と、前記ケース内に収容され、該下部センサ部材上面の長手方向両側に沿って位置するスペーサと、前記ケースに収容され、該スペーサの頂部間に掛け渡されて該スペーサ上に位置する帯状の上部センサ部材とを有し、且つ、押鍵により鍵と連動する部分によって前記上部センサ部材が押圧力を受けた時に該上部センサ部材が変形して前記押圧力に応じたセンサ出力を呈するように構成されており、前記ケースの対向壁の下面には、前記スペーサの位置より幅方向内側において下方へ向く突出部が形成され、上部センサ部材の押圧時に該上部センサ部材が変形して前記突出部から上部センサ部材が離れ、上部センサ部材の非押圧時に上部センサ部材と前記突出部とが接触するように配置されていることを特徴とする電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサによって達成される。
【００１７】
突出部は、前記スペーサの幅方向内側の縁部付近と上下方向において一致して設けても良い。
【００１８】
前記スペーサが前記上部センサ部材の幅方向両側より内側部に前記上部センサ部材の長手方向に沿って配置されており、前記対向壁は、押鍵による前記上部センサ部材の撓み時に該上部センサ部材の端縁が接触しないように、前記突出部と前記対向壁を形成するために前記底壁から起立する側壁との間における前記対向壁下面が前記上部センサ部材と離間して配置しても良い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの実施形態について以下に図１〜図５を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第１実施形態を分解して示す斜視図であり、図２は、図１の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの断面図である。図示の圧力センサの基本的な構成は、図６に示したものと同様である。本明細書においては、従来技術を含む全図を通じ、同様の構成部分については同符合を付してその詳細な説明を省略する。
【００２１】
図１及び図２の圧力センサが図６に示したものと異なる点は、ケース２４の各々の対向壁２４ａの下面に突起３１ａが形成され、ケース２４の底壁２４ｂの両縁近傍に突起３１ｂが形成され、これらの突起によりセンサ本体２０を支持している点である。突起３１ａ，３１ｂの突出度合は、センサ本体２０をケース２４端部からケース２４に押し込み、挿入させることのできる度合であって、挿入後は、突起３１ａ，３１ｂの双方がセンサ本体２０に当接し、該センサ本体を保持し得る度合とするのが好ましい。これらの突起は、先端形状を曲面状又は鋭角状等とし、センサ本体２０と、略点状又は略線状で接する形態とすることができ、例えば、円錐状、角錐状、ピン状、レール状等の種々の形状を採用することができる。突起３１ａ，３１ｂは、ケース２４と一体的に形成する方が製造上容易であるが、ケースと材質を異ならせる場合等は別個に形成して接着等により固着してもよい。
【００２２】
上記のような構成を備える第1実施形態の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサは、突起３１ａ，３１ｂによってセンサ本体２０が挟持されているので、上部，下部センサ部材２３，２１に作用する保持力の位置は一定である。従って、緩衝部材２５がアクチュエータ４０により押圧され、上部，下部センサ部材２３，２１が変形するときも、突起３１ａ，３１ｂによる拘束条件が一定である。その結果、押圧個所が異なることによるセンサ本体の変形のバラツキを無くすことができ、安定したセンサ出力を得ることができる。
【００２３】
次に、本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第２実施形態について、図３を参照して説明する。図３は、圧力センサを図２と同様の断面で示す図である。
【００２４】
この第２実施形態では、対向壁２４ａ，２４ａに形成された突出部５１，５１が、スペーサ２２よりもセンサ本体２０の長手方向両側縁より内側に配置されており、ケース２４の底壁２４ｂは突起がなく平坦である。これ以外の点は、上記第１実施形態のものと同様である。
【００２５】
突出部５１は、その先端面が曲面状又は鋭角状の他、平面状であってもよく、その突出度合は、非押鍵時即ち緩衝部材２５がアクチュエータ４０から力を受けていない時に当接しており、押鍵時には当接しなくなる度合が好ましい。
【００２６】
斯かる構成を有する第２実施形態の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサは、作動時、即ち、アクチュエータ４０により緩衝部材２５が押圧されているときは、突出部５１から上部センサ部材２３が離反する（図３の一点鎖線参照）。従って、センサ作動時に、上部センサ部材２３は、ケース２４による上下方向の挟持状態から開放され、拘束を受けなくなる。この状況は，センサ長手方向において共通して得られる。その結果，撓み時の拘束条件が一定し、安定したセンサ出力を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第３実施形態について、以下に図４を参照して説明する。
【００２８】
この第３実施形態では、スペーサ２２の位置の上方位置に突起３１ａ，３１ａが形成されており、底壁２４ｂには突起が形成されておらず、スペーサ２２の幅が狭いものを使用している。これ以外の点は、上記第１実施形態のものと同様である。
【００２９】
斯かる構成を有する第３実施形態の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサは、スペーサとその上方位置の突起３１ａ、３１ａとによりセンサ本体２０を挟持しているので，突起３１ａによる点状又は線上の接触により，均一なセンサ本体の拘束条件が得られる。そして、アクチュエータ４０から受ける全荷重域において、突起３１ａと当接する位置でのセンサ本体の厚み寸法は一定であるので、拘束条件がほぼ一定に保たれ、安定したセンサ出力が得られる。この拘束条件の一定化のためには，スペーサ２２の幅は図示のように狭くするのが望ましい。
【００３０】
次に、本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第４実施形態について、以下に図５を参照して説明する。
【００３１】
この第４実施形態では、スペーサ２２，２２が上部，下部センサ部材２３，２１の長手方向両側縁よりも少し内側に設けられ、そのスペーサ２２，２２よりも対向壁２４ａに形成された突出部５１が幅方向内側に配置されている。対向壁２４ａは、緩衝部材２５がアクチュエータ４０により押圧され上部センサ部材２３が撓んだときに（図５の一点鎖線参照）、上部センサ部材２３の端部が接しないように、突出部５１と側壁２４ｃとの間における対向壁２４ａ下面が上部センサ部材２３と離間に配置されている。前記離間距離は、スペーサ２２の上部，下部センサ部材２３，２１端面からの距離Ｘ、スペーサ２２の高さ寸法、上部センサ部材２３の弾性率、緩衝部材２５の大きさ及び位置、等によって決定される。突出部５１は、上部センサ部材２３が撓んでいない時に上部センサ部材２３と接触し、撓んだ時に離れる程度の度合が好ましい。
【００３２】
斯かる構成を有する第４実施形態の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサは、アクチュエータ４０が作動して上部センサ部材２３が撓むと、それまで当接していた突出部５１は上部センサ部材２３から離反するる。それとともに上部センサ部材２３のスペーサ２２より外側の端部が反り返って上昇するが、ケース２４には該端部と接触しないだけの離間空間が存在する。従って、センサ作動時において、上部センサ部材２３はケース２４との接触を解かれ拘束の無い状態となる。その結果、センサ本体の動作が均一化され、安定したセンサ出力が得られる。
【００３３】
以上に示した実施形態では、センサ本体に緩衝部材が接合されているが、緩衝部材を、鍵と連動してセンサ本体に作用する動作部材（アクチュエータ）に設けること、或いは直接に動作部材がセンサ本体に接するようにすることもでき、これらの場合は、センサ本体に緩衝部材は接合されない。
【００３４】
また、本発明は、以上に示した上部センサに導電インク、下部センサに金属層を設けたものの他、従来技術の説明に例示したもの等、ケース内にセンサ本体を収容した種々の形態のセンサに適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサによれば、帯状のセンサ本体を、ケースの対向壁及び／又は底壁に設けた突起又は突出部により支持乃至挟持することにより、ケースとセンサ本体との接触を解くようにした。これにより、ケース内での拘束条件が一定となるので、アクチュエータによる押圧時の上部センサ部材の変形が押圧箇所によって変動するという問題が解消され、安定したセンサ出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第１実施形態の一部を分解して示す斜視図である。
【図２】図１の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの断面図である。
【図３】本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第２実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第３実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサの第４実施形態を示す断面図である。
【図６】図６(a)は、従来の電子鍵盤楽器のタッチコントロール用圧力センサを示す斜視図、図６(b)は、図６(a)の断面図である。
【図７】図６(b)の一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
２  圧力センサ
２０  センサ本体
２１  下部センサ部材
２２  スペーサ
２３  上部センサ部材
２４  ケース
２４ａ  対向壁
２４ｂ  底壁
２５  緩衝部材
３１ａ，３１ｂ  突起
４０  アクチュエータ
５１  突出部
【図１】
0004048340.tif 000002
【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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