JP5217554B2 - Keyboard device - Google Patents
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Description
この発明は、良好なタッチ感を鍵に付与することができる鍵盤装置に関する。 The present invention relates to a keyboard device that can give a good touch feeling to a key.
従来の電子楽器の鍵盤装置では、複数の鍵をそれぞれ支点部を介して鍵盤フレーム等の支持部材に回動自在に列設している。各鍵は一般にスプリング(バネ)によって復帰力を与えられており、押鍵時には鍵をその復帰力に抗して押圧して変位させるようになっている。したがって、その操作感すなわち鍵タッチ感はスプリングの反力によって大略決まるようになる。しかしながら、スプリングによる単純な反力では、アコースティックピアノのような鍵タッチを得ることができず、演奏感触が機械的になり、微妙な演奏感触を得難いものであった。そこで、このような電子楽器の鍵盤装置における鍵タッチ感を変化させるために種々の技術が開発されている。例えば、鍵に復帰力を付与するスプリングの強さを調整できるようにしたり、復帰習性が付与された鍵の回動支点付近と調整レバーとの間に別のスプリングを配設して、その調整レバーを外部操作で回動させることによって鍵の復帰力を調整する機構を設けたりして、押鍵時の鍵タッチ感を変化させるようにしたものがあった。また、重りを取付けたアームが鍵に連動するようにしたアクション機構を設けてピアノに近い鍵タッチ感が得られるようにした鍵盤装置も考えられていた。 In a conventional keyboard device for an electronic musical instrument, a plurality of keys are rotatably arranged in a support member such as a keyboard frame via fulcrums. Each key is generally given a return force by a spring, and when the key is pressed, the key is pressed against the return force and displaced. Therefore, the operation feeling, that is, the key touch feeling, is roughly determined by the reaction force of the spring. However, with a simple reaction force by a spring, a key touch like an acoustic piano cannot be obtained, and the playing feel becomes mechanical and it is difficult to obtain a delicate playing feel. Therefore, various techniques have been developed to change the key touch feeling in the keyboard device of such an electronic musical instrument. For example, it is possible to adjust the strength of the spring that gives the return force to the key, or to arrange another spring between the adjustment lever and the vicinity of the rotation fulcrum of the key to which the return habit is given There has been a mechanism in which a key touch feeling at the time of key depression is changed by providing a mechanism for adjusting the return force of the key by rotating the lever by an external operation. In addition, a keyboard device has been conceived in which an action mechanism in which an arm with a weight attached is interlocked with a key so that a key touch feeling close to that of a piano can be obtained.
ところで、アコースティックピアノにおいては、鍵をゆっくり押し下げたときに押鍵途中で荷重の変化があったり、押鍵速度によっても指に受ける反力が変化したりする。しかしながら、従来の鍵タッチ感を変化させるための手法は、物理的な機構により実現されていることからアコースティックピアノのタッチ感のような微妙な鍵タッチ感を実現することが困難であった。
これを解決するために、アクチュエータを用いて鍵に反力を与える装置が種々開発されている。この種の従来装置(特許文献1,2参照))においては、鍵の押下位置に応じて変動する反力をアクチュエータにより発生させて鍵に与えることにより、アコースティックピアノのような演奏感覚を生じさせるようにしている。
In order to solve this problem, various devices for applying a reaction force to the key using an actuator have been developed. In this type of conventional apparatus (see Patent Documents 1 and 2), a reaction force that varies according to the key pressing position is generated by an actuator and applied to the key, thereby generating a performance sensation like an acoustic piano. I am doing so.
従来の鍵盤装置では、アクチュエータを用いて鍵に反力を与えている。アクチュエータとしては、コイル内に可動鉄心を備えるソレノイドが用いられており、コイルに流れる電流の2乗に比例した吸引力が可動鉄芯に生じ、この吸引力を利用して鍵に反力を与えている。そして、鍵の押下位置に対応した反力を求め、アクチュエータを用いて鍵に反力を与えていることから、従来の鍵盤装置では、制御系の構成が複雑になっていた。
ところで、従来から磁気粘性流体(MR流体)という磁場中に置かれた際に粘度が大幅に増加する流体が知られている。MR流体は、強磁性金属微粒子を媒体となる液体中に高濃度で分散させたスラリーで、外部磁場により磁化された粒子同士が強く引きつけ合うことにより高粘度になる。MR流体は、ダンパ等に利用することが研究されており、MR流体を用いると磁場により見かけの粘性抵抗の制御を行うことができる。しかしながら、鍵盤装置には応用されていなかった。
In a conventional keyboard device, a reaction force is applied to the key using an actuator. As an actuator, a solenoid having a movable iron core in the coil is used, and a suction force proportional to the square of the current flowing in the coil is generated in the movable iron core, and a reaction force is applied to the key using this suction force. ing. Since the reaction force corresponding to the key pressing position is obtained and the reaction force is applied to the key using the actuator, the configuration of the control system has been complicated in the conventional keyboard device.
By the way, conventionally, there is known a fluid whose viscosity greatly increases when placed in a magnetic field called a magneto-rheological fluid (MR fluid). The MR fluid is a slurry in which ferromagnetic metal fine particles are dispersed at a high concentration in a liquid serving as a medium, and the particles magnetized by an external magnetic field strongly attract each other and become highly viscous. The use of MR fluid for dampers and the like has been studied, and when MR fluid is used, the apparent viscous resistance can be controlled by a magnetic field. However, it has not been applied to keyboard devices.
そこで、本発明は、磁気粘性流体を利用して所望のタッチ感を鍵に付与することができる鍵盤装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a keyboard device that can give a desired touch feeling to a key by using a magnetorheological fluid.
上記目的を達成するために、本発明の鍵盤装置は、支持部材と鍵との両者が鍵の揺動範囲において互いに干渉し合うようにされ、干渉し合うことに応じたタッチ感が得られるタッチ感触可変機構とを備え、タッチ感触可変機構は、中央片と、該中央片の両側を挟む2つの側部とを有し、前記鍵の下面に固着されている応力伝達部と、磁場中に置かれた際に粘性が変化する磁気粘性流体が満たされている容器部とから構成され、前記中央片の下端より下に位置する前記2つの側部のそれぞれに磁石が設けられており、前記鍵が押鍵された際に、前記中央片が前記容器部内に挿入されると共に、前記2つの側部が前記容器部の両側に位置されて、前記磁石の磁場に前記磁気粘性流体が置かれることを最も主要な特徴としている。 In order to achieve the above object, the keyboard device of the present invention is configured such that both the support member and the key interfere with each other in the key swing range, and a touch feeling corresponding to the interference is obtained. A touch-sensitive variable mechanism, the touch-sensitive variable mechanism having a central piece and two side parts sandwiching both sides of the central piece, and a stress transmitting part fixed to the lower surface of the key; A container filled with a magnetorheological fluid whose viscosity changes when placed, and a magnet is provided on each of the two side portions located below the lower end of the central piece, When the key is depressed, the central piece is inserted into the container part, and the two side parts are positioned on both sides of the container part, and the magnetorheological fluid is placed in the magnetic field of the magnet. This is the main feature.
本発明によれば、押鍵時には、2つの側部に設けた磁石の作用により、粘度の増加した磁気粘性流体に挿入されていく中央片は大きな反力を受けるようになり、タッチ感が付与されるようになる。そして、押鍵終了時には磁石は容器部より下方へ位置するようになることから、粘度が減少した状態の磁気粘性流体に中央片が挿入されていくので、中央片は押鍵終了時には小さな反力しか受けないようになり、アコースティックピアノの鍵がもつ弱押鍵時の脱進感に類似したタッチ感を再現することもできるようになる。さらに、磁石の位置は中央片の下端より下方に位置しているため、離鍵時に中央片が引き出されていく方向の磁気粘性流体の部位は、常に磁石で形成される磁場からの影響が少ない位置にあり、その粘度は減少していることから、鍵は速やかに復帰していくようになる。 According to the present invention, when the key is depressed, the central piece inserted into the magnetorheological fluid having increased viscosity is subjected to a large reaction force by the action of the magnets provided on the two side portions, thereby giving a touch feeling. Will come to be. Since the magnet is positioned below the container at the end of the key press, the central piece is inserted into the magnetorheological fluid with reduced viscosity, so the central piece has a small reaction force at the end of the key press. It is possible to reproduce the touch feeling similar to the escape feeling when the key of the acoustic piano is weakly pressed. Furthermore, since the position of the magnet is located below the lower end of the central piece, the part of the magnetorheological fluid in the direction in which the central piece is drawn when the key is released is always less affected by the magnetic field formed by the magnet. The key is quickly restored because of its position and its viscosity decreasing .
本発明の第1実施例にかかる鍵盤装置100の構成を示す断面図を図1に示す。この鍵盤装置100は、多数の白鍵アセンブリと黒鍵アセンブリとが配列されて構成されているが、その内の一つの白鍵アセンブリの部分が図1に示されている。
図1に示す第1実施例の鍵盤装置100において、鍵1は、その基端部1bが鍵支持部材である鍵盤フレーム2のスリットの後端部に固設された円柱状の軸部材5に回動可能に嵌合されており、この軸部材5が鍵1の回動支点となっている。鍵1は基端部1bと鍵盤フレーム2との間に端部が回動自在に係着された板バネである鍵復帰バネ4によって、軸部材5を回動支点とする右旋方向の復帰力が与えられている。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a keyboard device 100 according to the first embodiment of the present invention. The keyboard device 100 is configured by arranging a large number of white key assemblies and black key assemblies, and one of the white key assemblies is shown in FIG.
In the keyboard device 100 of the first embodiment shown in FIG. 1, the key 1 is attached to a cylindrical shaft member 5 whose base end portion 1b is fixed to the rear end portion of the slit of the
また、鍵1の下面には鍵スイッチ3を操作する一対の脚部を有するアクチュエータ1aが一体に形成されている。そして、鍵盤フレーム2の下部にプリント基板3cがほぼ平行に配設され、このプリント基板3cの上面に固定接点用パターン3bが設けられており、その各固定接点にそれぞれ僅かな間隙をもって対向する一対の可動接点が形成されている導電ゴムからなる可動部材3aが配置されている。これにより、押鍵時にアクチュエータ1aの下部に形成されている一対の脚部によって順次押圧されて閉じる押鍵速度センサを兼ねた鍵スイッチ3が構成されるようになる。さらに、鍵1の前部の下面には応力伝達部11が固着されており、応力伝達部11の下部は、タッチ感触可変機構10に挿入されている。タッチ感触可変機構10は、鍵1の押鍵時に反力を発生して応力伝達部11に付与しており、これにより、鍵1の押鍵時にタッチ感触可変機構10によりタッチ感が鍵1に与えられるようになる。さらに、鍵盤フレーム2に固着された鍵ガイド部2aは、鍵1の前端部の左右方向の移動および鍵1の先端部のねじれを規制して上下方向の移動をガイドしている。この鍵ガイド部2aは、押鍵時に鍵1の前端部下縁が当接してその下降ストロークを規制する下限ストッパと、鍵復帰時に鍵1のストッパ片が当接してその上昇位置を規制する上限ストッパとを備えている。
An actuator 1 a having a pair of legs for operating the key switch 3 is integrally formed on the lower surface of the key 1. A printed
タッチ感触可変機構10の第1の例の構成を示す断面図を図2に示す。
図2に示す構成のタッチ感触可変機構10は、応力伝達部11の下部が内部に挿入される干渉部20と、干渉部20の下部に設けられ強磁性体からなる発生磁界強化用の筒状ヨーク22とを備えている。干渉部20は略円筒状とされている容器部20aを有し、容器部20aの下面には凹部20bが形成されていると共に、容器部20a内は所定量の磁気粘性流体(MR(Magneto-Rheological Fluid)流体)で満たされている。また、容器部20aの材質は強磁性体ではないアルミ等の金属や樹脂製とされており、容器部20aの内面の上縁には磁性体リング20cが固着されている。筒状ヨーク22は強磁性体からなり、下面が閉じた円筒状の円筒部22bと、下面の略中央からほぼ中心軸に沿って円筒部22b内に一体に立設されている断面が略円形の棒状部22aとから構成されている。この棒状部22aの周側面にはコイルが巻回されてコイル部22cが構成されている。このコイル部22cに電流を流すことにより、棒状部22aの開放されている先端と、円筒部22bの開放面とされる先端周縁部との間に磁界が発生するようになり、MR流体21は磁場中に置かれるようになる。そして、磁場中に置かれたMR流体21の粘度が磁場の強さに応じて増加するようになる。なお、この磁界の方向は応力伝達部11の移動方向と略直交する方向となる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the first example of the touch feeling variable mechanism 10.
The touch-sensitive variable mechanism 10 having the configuration shown in FIG. 2 includes an interference part 20 in which the lower part of the stress transmission part 11 is inserted, and a cylindrical shape for reinforcing the generated magnetic field made of a ferromagnetic material provided in the lower part of the interference part 20 And a yoke 22. The interference part 20 has a container part 20a having a substantially cylindrical shape, and a concave part 20b is formed on the lower surface of the container part 20a, and a predetermined amount of magneto-rheological fluid (MR (Magneto-) Rheological Fluid) The material of the container 20a is made of a metal such as aluminum that is not a ferromagnetic material or resin, and a magnetic ring 20c is fixed to the upper edge of the inner surface of the container 20a. The cylindrical yoke 22 is made of a ferromagnetic material, and has a cylindrical cylindrical portion 22b whose bottom surface is closed, and a substantially circular cross section that is erected in the cylindrical portion 22b substantially along the central axis from the approximate center of the lower surface. The rod-shaped portion 22a. A coil is wound around the peripheral side surface of the rod-shaped portion 22a to form a
干渉部20内に挿入される応力伝達部11は、円筒状に形成されており、その材質は強磁性体ではないアルミ等の金属や樹脂製とされている。応力伝達部11は、鍵1の移動に伴い同方向に移動することから、押鍵時には下方へ移動するため干渉部20内へ挿入されていくようになる。図2には、干渉部20内へ応力伝達部11が最も挿入された押鍵状態位置が図示されており、離鍵した際には鍵1と共に上方へ移動して離鍵状態位置で示す位置に応力伝達部11の下端が位置するようになる。すなわち、離鍵状態位置と押鍵状態位置との間隔Sが鍵1の鍵ストロークとなる。そして、押鍵状態位置とされた応力伝達部11において、MR流体21の液面より上の位置において応力伝達部11の側面に複数の空気孔11aが形成されている。この空気孔11aは、押鍵時に応力伝達部11がMR流体21内に挿入されていく際に応力伝達部11内から空気が抜ける孔になると共に、離鍵時に応力伝達部11がMR流体21内から引き出されていく際に応力伝達部11内に空気が取り入れられる孔になる。また、応力伝達部11内の空気孔11aより上に磁石12が嵌挿されている。この磁石21が発生する磁界は容器部20aの上端に設けられている強磁性の磁性体リング20cを通過するようになる。例えば、非押鍵時には、磁石12の当該部分と磁性体リング20cとは、互いに相異なる磁極とされ、押鍵時には同極となるようにされている。これにより、鍵盤装置100が横倒しになったとしても、容器部20aから外部へ漏れ出ることを防止することができるようになる。すなわち、MR流体21が容器部20aから漏れ出る経路とされる磁性体リング20cと磁石12との間が磁場中に置かれていることから、鍵盤装置100が横倒しになっても上記漏れ出る経路に達したMR流体21の粘性が増加して漏れ出ないようになる。さらに、何らかの原因により前記磁性体リング20c内方にMR流体21の一部が付着しても、押鍵時に磁極が同極になることから押離鍵を繰り返すことにより、応力伝達部11の側壁に付着したMR流体を振り払うことができる。 The stress transmission part 11 inserted into the interference part 20 is formed in a cylindrical shape, and the material thereof is made of a metal such as aluminum or resin that is not a ferromagnetic material. Since the stress transmission unit 11 moves in the same direction as the key 1 moves, the stress transmission unit 11 is inserted into the interference unit 20 to move downward when the key is depressed. FIG. 2 shows the key-pressed state position where the stress transmission unit 11 is most inserted into the interference unit 20. When the key is released, the key is moved upward together with the key 1 and is indicated by the key-released position. The lower end of the stress transmission part 11 comes to be located. That is, the interval S between the key release state position and the key press state position is the key stroke of the key 1. And in the stress transmission part 11 made into the key pressing state position, the several air hole 11a is formed in the side surface of the stress transmission part 11 in the position above the liquid level of MR fluid 21. FIG. The air hole 11a is a hole through which air escapes from the stress transmitting portion 11 when the stress transmitting portion 11 is inserted into the MR fluid 21 when the key is depressed, and the stress transmitting portion 11 is moved to the MR fluid 21 when the key is released. It becomes a hole into which air is taken into the stress transmission part 11 when it is pulled out from the inside. In addition, a magnet 12 is inserted above the air hole 11 a in the stress transmission portion 11. The magnetic field generated by the magnet 21 passes through a ferromagnetic magnetic ring 20c provided at the upper end of the container portion 20a. For example, when the key is not pressed, the portion of the magnet 12 and the magnetic ring 20c are different from each other, and when the key is pressed, they are the same pole. As a result, even if the keyboard device 100 lies sideways, it is possible to prevent leakage from the container portion 20a to the outside. That is, since the space between the magnetic ring 20c and the magnet 12, which is the path through which the MR fluid 21 leaks from the container portion 20a, is placed in the magnetic field, the path through which the keyboard device 100 leaks even if the keyboard device 100 is laid down. The viscosity of the MR fluid 21 that has reached the value increases and does not leak. Further, even if a part of the MR fluid 21 adheres to the inside of the magnetic ring 20c for some reason, the magnetic pole becomes the same polarity when the key is pressed. MR fluid adhering to can be shaken off.
ここで、押鍵時に鍵スイッチ3における固定接点用パターン3bからのスイッチ信号から押鍵速度あるいは押鍵加速度を検出して、検出した情報に基づいてMR流体21に印加される磁場の強さを変化させていくことにより、MR流体21に応力伝達部11が挿入されていく際の反力の大きさを制御することができる。この制御の仕方により、押鍵時に鍵1に所望のタッチ感を付与することができ、コイル部22cに流す電流値を所定の時間変化をさせていくよう制御することでアコースティックピアノの鍵がもつタッチ感を再現することもできるようになる。
Here, the key pressing speed or the key pressing acceleration is detected from the switch signal from the fixed
次に、本発明の第2実施例にかかる鍵盤装置101の構成を示す断面図を図3に示す。この鍵盤装置101も、多数の白鍵アセンブリと黒鍵アセンブリとが配列されて構成されているが、その内の一つの白鍵アセンブリの部分が図3に示されている。
図3に示す第2実施例の鍵盤装置101において、鍵1は、その基端部1bが鍵支持部材である鍵盤フレーム2のスリットの後端部に固設された円柱状の軸部材5に回動可能に嵌合されており、この軸部材5が鍵1の回動支点となっている。また、鍵盤フレーム2のスリットの前端部にも円柱状の軸部材9が固設されており、この軸部材9に、クランク状に形成されたハンマ6の後端部6bが回動可能に嵌合されている。この軸部材9がハンマ6の回動支点となっている。このハンマ6の後端部6bには、板バネ7の一端部が係止されており、板バネ7の他端部は基端部1bに回動自在に係着されている。この板バネ7により、ハンマ6は軸部材9を回動支点として右旋方向に付勢されていると共に、鍵1も軸部材5を回動支点として右旋方向に付勢されて、それぞれに復帰力が与えられている。
Next, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the keyboard apparatus 101 according to the second embodiment of the present invention. The keyboard apparatus 101 is also configured by arranging a large number of white key assemblies and black key assemblies, of which one white key assembly is shown in FIG.
In the keyboard device 101 of the second embodiment shown in FIG. 3, the key 1 is attached to a cylindrical shaft member 5 whose base end 1b is fixed to the rear end of the slit of the
ハンマ6の基部には、下部に一対の脚部を有するアクチュエータ8が設けられており、両側部に鍵1の両側面下部に設けた凹部に係合する係合押圧部6cが設けられている。これにより、押鍵時に鍵1の下方への回動により凹部によって係合押圧部6cが押し下げられ、ハンマ6は板バネ7の付勢力に抗して押鍵方向に回動されるようになる。この時、鍵1とハンマ6との係合押圧部6cからそれぞれの支点である軸部材5,9までの距離は、ハンマ6の方が鍵1よりもはるかに短いので、鍵1の僅かな回動ストロークにより、ハンマ6の回動ストロークを数倍に拡大することができ、このハンマ6を設けることによっても、鍵1にタッチ感を与えることができる。また、鍵盤フレーム2の下部にプリント基板3cを平行に配設し、このプリント基板3cの上面に固定接点用パターン3bを設け、その各固定接点にそれぞれ僅かな間隙をもって対向する一対の可動接点が形成されている導電ゴムからなる可動部材3aを配置する。これにより、押鍵時にアクチュエータ8の一対の脚部によって順次押圧されて閉じる押鍵速度センサを兼ねた鍵スイッチ3が構成されるようになる。
At the base of the hammer 6, an actuator 8 having a pair of legs is provided at the lower part, and engagement pressing parts 6 c that engage with recesses provided at the lower parts of both sides of the key 1 are provided on both sides. . As a result, when the key is depressed, the engagement pressing portion 6 c is pushed down by the concave portion by the downward rotation of the key 1, and the hammer 6 is rotated in the key pressing direction against the urging force of the leaf spring 7. . At this time, the distance from the engagement pressing portion 6c between the key 1 and the hammer 6 to the shaft members 5 and 9 which are the respective fulcrums is much shorter in the hammer 6 than in the key 1; The rotation stroke of the hammer 6 can be expanded several times by the rotation stroke, and the touch feeling can be given to the key 1 by providing the hammer 6. Further, a printed
また、ハンマ6の先端部6aは平板状に形成されており、先端部6aの下面には応力伝達部11が固着されている。応力伝達部11の下部は、タッチ感触可変機構10に挿入されており、タッチ感触可変機構10は鍵1の押鍵時に反力を発生して応力伝達部11に付与している。これにより、鍵1の押鍵時にタッチ感触可変機構10によりタッチ感が与えられるようになる。この場合、上記したように鍵1の僅かな回動ストロークにより、ハンマ6の先端部6aの回動ストロークを数倍に拡大することができることから、タッチ感触可変機構10が小さな反力を発生するだけで、大きなタッチ感を鍵1に与えることができるようになる。タッチ感触可変機構10は、鍵1の押鍵時に反力を発生して応力伝達部11に付与しており、これにより、鍵1の押鍵時にタッチ感触可変機構10によりタッチ感が鍵1に与えられるようになる。さらに、鍵盤フレーム2に固着された鍵ガイド部2aが設けられているが、鍵ガイド部2aの作用は前記したとおりなのでその説明は省略する。
Further, the tip portion 6a of the hammer 6 is formed in a flat plate shape, and the stress transmission portion 11 is fixed to the lower surface of the tip portion 6a. The lower part of the stress transmission unit 11 is inserted into the touch feeling variable mechanism 10, and the touch feeling variable mechanism 10 generates a reaction force when the key 1 is pressed and applies it to the stress transmission unit 11. Thereby, a touch feeling is given by the touch feeling variable mechanism 10 when the key 1 is pressed. In this case, as described above, the rotation stroke of the tip portion 6a of the hammer 6 can be expanded several times by a slight rotation stroke of the key 1, so that the touch-sensitive variable mechanism 10 generates a small reaction force. Only by this, a large touch feeling can be given to the key 1. The touch feeling variable mechanism 10 generates a reaction force when the key 1 is pressed and applies it to the stress transmission unit 11, whereby the touch feeling is changed to the key 1 by the touch feeling variable mechanism 10 when the key 1 is pressed. Will be given. Further, a key guide portion 2a fixed to the
次に、タッチ感触可変機構10の第2の例の概略構成を示す断面図を図4に示す。
図4に示すタッチ感触可変機構10は、電磁石を用いず永久磁石のみでも構築できる点を特徴としている。その他の点も有し、下記から明らかとなる。MR流体34が満たされている容器部32と強磁性体からなるヨーク31とから構成されている。ヨーク31は、容器部32の両側に上下に移動可能な側部31aを有すると共に、容器部32内に挿入される中央片31bが側部31aと一体に形成されている。図4に示す例では、このヨーク31が応力伝達部11を兼ねている。容器部32を挟持するよう対面している側部31aの面にはそれぞれ磁石33が設けられており、2つの磁石33で挟まれた容器部32は磁場に置かれることになる。これにより、2つの磁石33で挟まれた容器部32内のMR流体34が磁場に置かれるようになって、その粘度が増加するようになる。なお、2つの磁石33による磁界の方向はヨーク31の移動方向と略直交する方向となる。
Next, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a second example of the touch feeling variable mechanism 10.
The touch feeling variable mechanism 10 shown in FIG. 4 is characterized in that it can be constructed with only a permanent magnet without using an electromagnet. It has other points and will be apparent from the following. The container portion 32 filled with the MR fluid 34 and the yoke 31 made of a ferromagnetic material are used. The yoke 31 has side parts 31a that can move up and down on both sides of the container part 32, and a central piece 31b inserted into the container part 32 is formed integrally with the side part 31a. In the example shown in FIG. 4, the yoke 31 also serves as the stress transmission unit 11. Magnets 33 are provided on the surfaces of the side portions 31a facing each other so as to sandwich the container portion 32, and the container portion 32 sandwiched between the two magnets 33 is placed in a magnetic field. As a result, the MR fluid 34 in the container portion 32 sandwiched between the two magnets 33 is placed in the magnetic field, and its viscosity increases. The direction of the magnetic field generated by the two magnets 33 is substantially perpendicular to the moving direction of the yoke 31.
図4において、実線で示すヨーク31の位置は離鍵状態位置とされ、破線で示すヨーク31の位置は押鍵状態位置とされる。すなわち、離鍵状態位置と押鍵状態位置との間隔Sが鍵1の鍵ストロークとなる。この場合、押鍵時には側部31aおよび中央片31bを備えるヨーク31が鍵1と共に下方へ移動していくが、中央片31bが挿入されていく容器部32内におけるMR流体34の粘度が、中央片31bの下端より下に位置している磁石33の作用により粘度が増加しているようになる。このため、粘度の増加したMR流体34に挿入されていく中央片31bは大きな反力を受けるようになり、この結果、鍵1にタッチ感が付与されるようになる。そして、押鍵終了時にはヨーク31が押鍵状態位置に達して磁石33は容器部32より下方へ位置するようになることから、MR流体34は磁場から脱するようになって、粘度が減少した状態のMR流体34に中央片31bが挿入されていく。このため、中央片31bは押鍵終了時には小さな反力しか受けないようになり、アコースティックピアノの鍵がもつ弱押鍵時の脱進感に類似したタッチ感を再現することもできるようになる。
なお、磁石33の位置は中央片31bの下端より下方に位置しているため、離鍵時に中央片31bが引き出されていく方向のMR流体34の部位は、常に磁石33で形成される磁場からの影響が少ない位置にあり、その粘度は減少していることから、鍵1は速やかに復帰していくようになる。
In FIG. 4, the position of the yoke 31 indicated by the solid line is the key release state position, and the position of the yoke 31 indicated by the broken line is the key press state position. That is, the interval S between the key release state position and the key press state position is the key stroke of the key 1. In this case, when pressing the key, the yoke 31 having the side portion 31a and the central piece 31b moves downward together with the key 1, but the viscosity of the MR fluid 34 in the container portion 32 into which the central piece 31b is inserted is The viscosity is increased by the action of the magnet 33 located below the lower end of the piece 31b. For this reason, the central piece 31b inserted into the MR fluid 34 having increased viscosity receives a large reaction force, and as a result, a touch feeling is given to the key 1. At the end of key pressing, the yoke 31 reaches the key pressing state, and the magnet 33 is positioned below the container portion 32, so that the MR fluid 34 is released from the magnetic field and the viscosity is reduced. The central piece 31b is inserted into the MR fluid 34 in the state. For this reason, the central piece 31b receives only a small reaction force at the end of the key depression, and it is possible to reproduce a touch feeling similar to the escape feeling at the time of weak key depression which the acoustic piano key has.
Since the position of the magnet 33 is located below the lower end of the central piece 31b, the portion of the MR fluid 34 in the direction in which the central piece 31b is drawn when the key is released is always from the magnetic field formed by the magnet 33. Since the viscosity is decreased, the key 1 is quickly restored.
図4に示すタッチ感触可変機構10の構成の第2の例の具体的な構成を図5および図6に示す。図5は第2の例のタッチ感触可変機構10の構成を示す斜視図であり、図5は第2の例のタッチ感触可変機構10の構成を示すA−A線で切断した断面図である。
これらの図に示す第2の例のタッチ感触可変機構10は、応力伝達部11とヨーク31とが一体に形成されており、強磁性体とされるヨーク31は平板状の2つの側部31aと、この側部31aの間に形成されている平板状の中央片31bとから構成されている。2つの側部31aの下部は断面コ字状に形成されて連接されており、その間には断面が矩形状の容器部32が配置されている。容器部32の材質は、強磁性体ではないアルミ等の金属や樹脂製とされており、容器部32内にはMR流体34が満たされている。2つの側部31aの下部において容器部32に対面する内面には矩形状の磁石33が設けられており、中央片31bはMR流体34で満たされた容器部32内へ挿入されている。なお、側部31aに設けられている2つの磁石33の磁化方向は、磁界が容器部32内を通過するように揃えられている。
A specific configuration of the second example of the configuration of the touch-sensitive variable mechanism 10 shown in FIG. 4 is shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the touch-sensitive variable mechanism 10 of the second example, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA showing the configuration of the touch-sensitive variable mechanism 10 of the second example. .
In the touch-sensitive variable mechanism 10 of the second example shown in these drawings, the stress transmission portion 11 and the yoke 31 are integrally formed, and the yoke 31 that is a ferromagnetic body has two flat side portions 31a. And a flat central piece 31b formed between the side portions 31a. The lower portions of the two side portions 31a are formed in a U-shaped cross section and connected to each other, and a container portion 32 having a rectangular cross section is disposed therebetween. The material of the container part 32 is made of a metal such as aluminum that is not a ferromagnetic material or a resin, and the container part 32 is filled with the MR fluid 34. A rectangular magnet 33 is provided on the inner surface of the lower part of the two side parts 31 a facing the container part 32, and the central piece 31 b is inserted into the container part 32 filled with the MR fluid 34. The magnetization directions of the two magnets 33 provided on the side portion 31 a are aligned so that the magnetic field passes through the container portion 32.
次に、本発明にかかる鍵盤装置を適用した電子鍵盤楽器の構成を示すブロック図を図7に示す。この場合、適用された本発明にかかる鍵盤装置では図2に示す第1の例のタッチ感触可変機構10を備えている。
図7に示す電子鍵盤楽器110において、鍵スイッチ群40は本発明にかかる鍵盤装置が備える各鍵1がそれぞれ備えている鍵スイッチ3からなっている。この鍵スイッチ群40からのキーオン信号やキーオフ信号は楽音発生部41およびエンベロープ発生部44に供給される。楽音発生部41では、キーオンされた鍵1のノートナンバとベロシティが取り込まれる。また、エンベロープ発生部44では当該発音チャンネルの楽音制御用エンベロープAの発生を開始する。この音量エンベロープAの形状は、ベロシティ等に応じて制御されており、楽音制御用エンベロープAは楽音発生部41に供給される。そして、楽音発生部41において割り当てられた発音チャンネルにおいて楽音制御用エンベロープAで音量が制御されることにより、指定された音色の楽音が生成されて、発音が開始されるようになる。楽音発生部41から出力される楽音信号はアンプ42で増幅されてスピーカ43から放音される。なお、楽音発生部41の音源方式としては、PCM音源方式、FM音源方式あるいは物理モデル音源方式などの方式を採用することができる。また、エンベロープ発生部44ではベロシティに応じた反力発生用エンベロープBを発生してバッファ45を介して反力発生信号形成部46に供給している。反力発生信号形成部46からの出力信号は、タッチ感触可変機構10のコイル部22cに印加されてタッチ感触可変機構10が生じる反力を制御している。なお、エンベロープ発生部44、バッファ45および反力発生信号形成部46は各鍵1毎に設けられている。
Next, FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an electronic keyboard instrument to which the keyboard device according to the present invention is applied. In this case, the applied keyboard device according to the present invention includes the touch-sensitive variable mechanism 10 of the first example shown in FIG.
In the electronic keyboard instrument 110 shown in FIG. 7, the
次に、電子鍵盤楽器110におけるエンベロープ発生部44の構成を示すブロック図を図8に示す。
図8に示すエンベロープ発生部44は、各鍵スイッチがスイッチ1Mとスイッチ2Mとを備える接点時間差SWからなる鍵スイッチ群40を備えている。この接点時間差SWは、図1あるいは図3に示すような一対の可動接点が形成されている押鍵速度センサを兼ねた鍵スイッチ3とされている。鍵スイッチ群40の各スイッチにおいて、その鍵1が押鍵される際には、まずスイッチ1Mがオンとなりキーオンされたことが検出される。次いで、鍵1がさらに押されていくと遅れてスイッチ2Mがオンとなり、遅れてスイッチ2Mがオンとなる。この2つのスイッチ1Mとスイッチ2Mがオンとなったことがタッチ検出部51により検出されて、遅れてスイッチ2Mがオンされるまでの時間が検出される。この検出された時間に応じて、タッチ検出部51において押鍵時のベロシティが検出されることになる。各鍵1においてキーオン時に検出されたベロシティは、楽音制御用ENV発生部52と反力発生用ENV発生部53とに供給される。楽音制御用ENV発生部52では、供給されたベロシティに応じた楽音発生用エンベロープをキーオンタイミングで発生して楽音発生部41に供給している。この場合、楽音制御用ENV発生部52には、各発音チャンネルに対応するベロシティがそれぞれ供給されて、楽音制御用ENV発生部52では各発音チャンネル毎の楽音発生用エンベロープa1,a2,・・・,anが発生されている。また、キーオフタイミングで楽音発生用エンベロープは停止されてゼロにされる。
Next, a block diagram showing the configuration of the
The
また、反力発生用ENV発生部53では、供給されたベロシティに応じた反力発生用エンベロープを発生してバッファ45を介して反力発生信号形成部46に供給している。この場合、反力発生用ENV発生部53には、押鍵された各鍵1に対応するベロシティがそれぞれ供給されて、反力発生用ENV発生部53では押鍵された各鍵1毎の反力発生用エンベロープb1,b2,・・・,bnが発生されるようになる。この場合、反力発生用ENV発生部53では、ベロシティが供給された際に、そのベロシティの大きさに応じたエンベロープ波形を複数のエンベロープ波形から選択することができるテーブルが用意されている。このテーブルの一例が図9に示されている。図9に示されているテーブルに示されているように、キーオン直後に急激にエンベロープ波形は立ち上がり、ピークに達すると次第に減少していく波形となるが、ベロシティが大きくてタッチ強になるほどピーク値の高いエンベロープ波形が選択されるようになっている。これにより、反力発生信号形成部46により駆動されるタッチ感触可変機構10のコイル部22cは、上記したエンベロープ波形に応じて駆動されることから、鍵1を強く押鍵した際により大きい反力が鍵1に付与されるようになりアコースティックピアノの鍵が持つタッチ感を得ることができるようになる。この反力発生用エンベロープも、キーオンタイミングで発生され、キーオフタイミングで停止されてゼロにされる。
また、タッチ検出部51により検出された押鍵時のベロシティを、微分器54で微分することにより押鍵時の加速度を検出して、この加速度の情報を反力発生用ENV発生部53に供給することにより、加速度の大きさに応じたエンベロープ波形を選択して発生するようにしても良い。
Further, the reaction force generation
Further, the velocity at the time of the key depression detected by the
次に、本発明の第3実施例ないし第6実施例にかかる鍵盤装置を説明するが、これらの実施例にかかる鍵盤装置においては磁気粘性流体ダンパをタッチ感触可変機構として利用している。そこで、これらの実施例において利用されている磁気粘性流体ダンパ60の構成を図10および図11に示す。図10は磁気粘性流体ダンパ60の構成を断面図で示す正面図であり、図11は図10に示すA−A線で切断した断面図で示す磁気粘性流体ダンパ60の構成を示す平面図である。
これらの図に示す磁気粘性流体ダンパ60は、ドーナツ上に巻回されたコイル部61と、コイル部61のほぼ中央に配置されたMR流体63が満たされている容器部62と、容器部62内を上下に移動可能に配設されているピストン部64とから構成されている。ここで、コイル部61に電流を流すと容器部62が配置されているコイル部61内に略垂直方向に磁束が発生するようになり、MR流体63は磁場中に置かれるようになる。これにより、MR流体63の粘度が増加してピストン部64が上下動された際に反力が生じるようになる。この反力は、磁場の大きさ、すなわちコイル部61に流す電流の大きさに応じて変化させることができる。なお、コイル部61が発生する磁界の方向はピストン部64の移動方向と略同じ方向となる。
Next, keyboard devices according to third to sixth embodiments of the present invention will be described. In the keyboard devices according to these embodiments, a magnetorheological fluid damper is used as a touch-sensitive variable mechanism. Therefore, FIGS. 10 and 11 show the configuration of the magnetorheological fluid damper 60 used in these embodiments. 10 is a front view showing the configuration of the magnetorheological fluid damper 60 in a sectional view, and FIG. 11 is a plan view showing the configuration of the magnetorheological fluid damper 60 shown in the sectional view taken along line AA shown in FIG. is there.
The magnetorheological fluid damper 60 shown in these drawings includes a
次に、これらの実施例において利用することのできる磁気粘性流体ダンパ60の他の構成を断面図で図12に示す。この図に示す他の構成の磁気粘性流体ダンパ60は、図10,図11に示す磁気粘性流体ダンパ60とほぼ同様の構成とされており、さらに、ピストン部64の下面と容器部62の下面との間に復帰用のバネ65を容器部62内に収納した構成が付加されている。すなわち、他の構成の磁気粘性流体ダンパ60においては、ピストン部64が押し下げられた際には、押し上げる力をピストン部64に加えることなくピストン部64を復帰させることができるようになる。
以上説明した磁気粘性流体ダンパ60の印加磁場に対するMR流体63の粘性係数の特性を図13に示す。図13に示すように、印加磁場、すなわちコイル部61に流す電流値にほぼ比例してMR流体63の粘性係数が増加するようになる。従って、ピストン部64がMR流体63により受ける反力を、コイル部61に流す電流値によって制御することができるようになる。
Next, another configuration of the magnetorheological fluid damper 60 that can be used in these embodiments is shown in a sectional view in FIG. The magnetorheological fluid damper 60 having the other configuration shown in this figure has substantially the same configuration as the magnetorheological fluid damper 60 shown in FIGS. 10 and 11, and further has a lower surface of the
FIG. 13 shows the characteristic of the viscosity coefficient of the
次に、本発明の第3実施例にかかる鍵盤装置200の構成を図14に示す。この鍵盤装置200は、多数の白鍵アセンブリと黒鍵アセンブリとが配列されて構成されている。
図14に示す第3実施例の鍵盤装置200は、アコースティックピアノのアクションを搭載した電子鍵盤装置であり、アコースティックピアノのアクションユニット71を備えている。また、鍵70はバランスピン70bが設けられているバランスレール70a上に載置され、バランスピン70bを支点として揺動可能とされている。さらに、鍵70の押鍵力が加えられる前端部70cの下には上述した磁気粘性流体ダンパ60が、アクションユニット71による反力に加えて補助的な反力を鍵70に付与するよう設けられている。
Next, FIG. 14 shows the configuration of a keyboard apparatus 200 according to the third embodiment of the present invention. The keyboard device 200 is configured by arranging a large number of white key assemblies and black key assemblies.
A keyboard apparatus 200 of the third embodiment shown in FIG. 14 is an electronic keyboard apparatus equipped with an acoustic piano action, and includes an acoustic piano action unit 71. The key 70 is placed on a balance rail 70a on which a
ここで、前端部70cに押鍵力が印加されると、後端部70dの突子70gが押し上げられてアクションユニット71が駆動されハンマシャンク70eがハンマシャンクストッパ70fを叩くようになる。同時に、前端部70cが押し下げられるにつれて磁気粘性流体ダンパ60におけるピストン部64が、MR流体63で満たされている容器部62内に押し下げられていく。この際に、MR流体63の粘性係数はコイル部61に流れている電流に応じた粘性係数とされていることから、コイル部61に流れている電流に応じた反力を鍵70は受けるようになる。そこで、磁気粘性流体ダンパ60に供給する電流を調整することにより、鍵盤装置200のタッチ感を所望のタッチ感に変更することができるようになる。このように、本発明の第3実施例の鍵盤装置200においては、MR流体を用いた磁気粘性流体ダンパ60を補助的に利用することにより所望のタッチ感が得られるようにしている。なお、駆動されたハンマシャンク70eがハンマシャンクストッパ70fを叩く場合は、鍵盤装置200がサイレントピアノとされた場合であり、サイレントピアノモードが解除された場合はハンマシャンクストッパ70fは移動されて、ハンマシャンク70eは駆動された際に弦78を叩くようになる。
Here, when a key pressing force is applied to the
次に、本発明の第4実施例にかかる鍵盤装置210の構成を図15に示す。この鍵盤装置210は、多数の白鍵アセンブリと黒鍵アセンブリとが配列されて構成されているが、その内の一つの白鍵アセンブリの部分が図15に示されている。
図15に示す第4実施例の鍵盤装置210において、鍵75の後端部は、鍵盤のフレーム77に軸部77aにより回動可能に軸支されている。鍵75の下に設けられているハンマ76は、軸部77bにより揺動可能にフレーム77に軸支されている。鍵75の前端部75cの下面には伝達片75aが設けられており、鍵75に押鍵力が印加された際には、この伝達片75aを介してハンマ76の前端部77cでも押鍵力を受けるようになる。ハンマ76が軸支されている軸部77bとハンマ76の前端部77cとの間隔は、軸部77bとハンマ76の後端部77dとの間隔よりはるかに短くされていることから、押鍵された際にはハンマ76により大きな反力を鍵75に付与することができる。このように、鍵盤装置210は電子鍵盤楽器の鍵盤装置とされており鍵75に反力を付与するためのハンマ76という機構を備えている。また、ハンマ76の押鍵力が加えられる前端部の下には上述した磁気粘性流体ダンパ60が、ハンマ76による反力に加えて補助的な反力を鍵75に付与するよう設けられている。
Next, FIG. 15 shows the configuration of a keyboard apparatus 210 according to the fourth embodiment of the present invention. The keyboard device 210 is configured by arranging a large number of white key assemblies and black key assemblies, and a portion of one of the white key assemblies is shown in FIG.
In the keyboard device 210 of the fourth embodiment shown in FIG. 15, the rear end portion of the key 75 is pivotally supported by a shaft frame 77a on a
ここで、前端部75cに押鍵力が印加されると、鍵75が押し下げられると共に、伝達片75aの作用によりハンマ76が軸部77bを回動中心として回動していくようになる。同時に、ハンマ76が回動するにつれて磁気粘性流体ダンパ60におけるピストン部64が、MR流体63で満たされている容器部62内に押し下げられていく。この際に、MR流体63の粘性係数はコイル部61に流れている電流に応じた粘性係数とされていることから、ハンマ76による反力に加えてコイル部61に流れている電流に応じた反力を鍵75は受けるようになる。そこで、磁気粘性流体ダンパ60に供給する電流を調整することにより、鍵盤装置210のタッチ感を微妙に変更することができるようになる。このように、本発明の第4実施例の鍵盤装置210においても、MR流体を用いた磁気粘性流体ダンパ60を補助的に利用することにより所望のタッチ感が得られるようにしている。
Here, when a key pressing force is applied to the front end portion 75c, the key 75 is pushed down, and the hammer 76 rotates about the shaft portion 77b as a rotation center by the action of the transmission piece 75a. At the same time, the
次に、本発明の第5実施例にかかる鍵盤装置220の構成を図16に示す。この鍵盤装置220は、多数の白鍵アセンブリと黒鍵アセンブリとが配列されて構成されているが、その内の一つの白鍵アセンブリの部分が図16に示されている。
図16に示す第5実施例の鍵盤装置220は電子鍵盤楽器の鍵盤装置とされており、鍵70はバランスピン70bが設けられているバランスレール70a上に載置されて、鍵盤フレーム2上に設けられたバランスピン70bを支点として揺動可能とされている。また、鍵70に反力を付与するためのソレノイド80を備えていると共に、鍵70の押鍵力が加えられる前端部70cの下には上述した磁気粘性流体ダンパ60が、ソレノイド80の推力を制御するよう補助的に設けられている。ソレノイド80は、鍵70の後端部70dの上に設けられており、ヨーク80cを備えこのヨーク80cからはプランジャ80bが突出している。ソレノイド80において、コイル部80aに電流を流すとプランジャ80bが図示する下方へ電流に応じた推力で突き出されるようになる。
Next, FIG. 16 shows the configuration of a keyboard apparatus 220 according to the fifth embodiment of the present invention. The keyboard device 220 is configured by arranging a large number of white key assemblies and black key assemblies, and one of the white key assemblies is shown in FIG.
The keyboard device 220 of the fifth embodiment shown in FIG. 16 is a keyboard device of an electronic keyboard instrument, and the key 70 is placed on a balance rail 70a provided with a
ここで、前端部70cに押鍵力が印加されると、後端部70dが押し上げられるが、キーオンタイミングでソレノイド80のコイル部80aに電流が印加されて、プランジャ80bに下方への推力が生じることから、ソレノイド80により鍵70に反力が付与されるようになる。この場合、タッチレスポンスに連動させてソレノイド80に印加する電流値を時間の経過に応じて制御していくことにより、鍵70に所定のタッチ感を付与することができる。また、鍵70がソレノイド80による反力に抗して押し下げられるにつれて磁気粘性流体ダンパ60におけるピストン部64が、MR流体63で満たされている容器部62内に押し下げられていく。この際に、MR流体63の粘性係数はコイル部61に流れている電流に応じた粘性係数とされていることから、コイル部61に流れている電流に応じた反力を鍵70は受けるようになり、この反力は鍵70を介してソレノイド80にも伝達される。すなわち、ソレノイド80の推力を磁気粘性流体ダンパ60に供給する電流を調整することにより制御することができ、これにより、鍵盤装置220のタッチ感を微妙に変更することができるようになる。このように、本発明の第5実施例の鍵盤装置220においても、MR流体を用いた磁気粘性流体ダンパ60を補助的に利用することにより所望のタッチ感が得られるようにしている。
このように、鍵盤装置220においては鍵70に当接するプランジャ80bを有したソレノイド80を備えており、プランジャ80bの位置が磁気粘性流体ダンパ60とされる干渉部に干渉しない位置となるように、ソレノイド80は鍵70の後端部70dに配設されている。
Here, when a key pressing force is applied to the
As described above, the keyboard device 220 includes the solenoid 80 having the plunger 80b that comes into contact with the key 70, and the position of the plunger 80b does not interfere with the interference portion that is used as the magnetorheological fluid damper 60. The solenoid 80 is disposed at the
次に、本発明の第6実施例にかかる鍵盤装置230の構成を図17に示す。この鍵盤装置230は、図16に示す鍵盤装置220を改良した鍵盤装置とされており、磁気粘性流体ダンパ60の設け方のみが異なる構成とされている。以下に、この異なる構成に関して説明する。図17に示す第6実施例の鍵盤装置230では、鍵70に反力を付与するためのソレノイド80が鍵70の後端部70dの上に備えられており、このソレノイド80の上に磁気粘性流体ダンパ60が、ソレノイド80の推力を制御するよう補助的に一体に設けられている。この場合、ソレノイド80のプランジャ80bと磁気粘性流体ダンパ60のピストン部64とは一体とされている。
ここで、前端部70cに押鍵力が印加されると、後端部70dが押し上げられるが、キーオンに伴いソレノイド80のコイル部80aに電流が印加されて、プランジャ80bに下方への推力が生じることから、ソレノイド80により鍵70に反力が付与されるようになる。さらに、プランジャ80bとピストン部64とが一体とされていることから、磁気粘性流体ダンパ60におけるピストン部64が、MR流体63で満たされている容器部62内に押し上げられていく。この際に、MR流体63の粘性係数はコイル部61に流れている電流に応じた粘性係数とされていることから、コイル部61に流れている電流に応じた反力を鍵70は受けるようにななり、この反力はピストン部64と一体にされているプランジャ80bにも伝達される。すなわち、ソレノイド80の推力を磁気粘性流体ダンパ60に供給する電流を調整することにより制御することができ、これにより、鍵盤装置230のタッチ感を微妙に変更することができるようになる。本発明の第6実施例の鍵盤装置230においては、ソレノイド80に磁気粘性流体ダンパ60を一体的に設けるようにしたので、その設置自由度を増大することができると共にコストダウンを図ることができるようになる。
このように、鍵盤装置230における鍵70はその支点部をバランスレール70aとされる中間部に有するシーソー鍵とされ、この鍵70の後端部70dの上方に鍵70に当接するプランジャ80bを有したソレノイド80を備えており、プランジャ80bを磁気粘性流体ダンパ60とされる干渉部の干渉駆動体としている。
Next, FIG. 17 shows the configuration of a keyboard apparatus 230 according to the sixth embodiment of the present invention. This keyboard device 230 is a keyboard device obtained by improving the keyboard device 220 shown in FIG. 16, and is different only in the method of providing the magnetorheological fluid damper 60. Hereinafter, this different configuration will be described. In the keyboard device 230 of the sixth embodiment shown in FIG. 17, a solenoid 80 for applying a reaction force to the key 70 is provided on the
Here, when a key pressing force is applied to the
As described above, the key 70 in the keyboard device 230 is a seesaw key having a fulcrum portion at the intermediate portion which is the balance rail 70a, and a plunger 80b that contacts the key 70 is provided above the
次に、磁気粘性流体ダンパ60においてコイル部61による磁場が低磁場(粘性係数が小)とされている場合の、押鍵変位に対する反力の変化特性を図18に示す。図18には、押鍵力が弱打の場合が実線で示され、押鍵力が中打の場合が破線で示され、押鍵力が強打の場合が一点鎖線で示されている。図18を参照すると、押鍵変位の開始直後に反力が急激に増大し以降は次第増大していく。そして、押鍵力が大きいほど大きな反力が生じる。
また、磁気粘性流体ダンパ60においてコイル部61による磁場が高磁場(粘性係数が大)とされている場合の、押鍵変位に対する反力の変化特性を図19に示す。図19には、押鍵力が弱打の場合が実線で示され、押鍵力が中打の場合が破線で示され、押鍵力が強打の場合が一点鎖線で示されている。図19を参照すると、押鍵変位の開始直後に反力が急激に増大し以降は次第増大していく。この反力は低磁場の場合に比較してはるかに大きな反力となっている。そして、押鍵力が大きいほど大きな反力が生じる。
すなわち、磁気粘性流体ダンパ60においては磁場の強さを変えることにより大きな範囲で反力を変化させることができることから、コイル部61に流す電流値を適切に制御することにより所望のタッチ感を得ることができるようになる。
Next, FIG. 18 shows a change characteristic of the reaction force with respect to the key depression when the magnetic field generated by the
Further, FIG. 19 shows a change characteristic of the reaction force with respect to the key pressing displacement when the magnetic field generated by the
That is, in the magnetorheological fluid damper 60, the reaction force can be changed in a large range by changing the strength of the magnetic field, so that a desired touch feeling can be obtained by appropriately controlling the current value flowing through the
以上説明した本発明にかかる鍵盤装置は、アコースティックピアノやオルガン、電子ピアノや電子オルガン等の鍵盤装置として適用することができる。 The keyboard device according to the present invention described above can be applied as a keyboard device for an acoustic piano, an organ, an electronic piano, an electronic organ, or the like.
1 鍵、1a アクチュエータ、1b 基端部、2 鍵盤フレーム、2a 鍵ガイド部、3 鍵スイッチ、3a 可動部材、3b 固定接点用パターン、3c プリント基板、4 鍵復帰バネ、5 軸部材、6 ハンマ、6a 先端部、6b 後端部、6c 係合押圧部、7 板バネ、8 アクチュエータ、9 軸部材、10 タッチ感触可変機構、11 応力伝達部、11a 空気孔、12 磁石、20 干渉部、20a 容器部、20b 凹部、20c 磁性体リング、21 MR流体、21 磁石、22 筒状ヨーク、22a 棒状部、22b 円筒部、22c コイル部、31 ヨーク、31a 側部、31b 中央片、32 容器部、33 磁石、34 MR流体、40 鍵スイッチ群、41 楽音発生部、42 アンプ、43 スピーカ、44 エンベロープ発生部、45 バッファ、46 反力発生信号形成部、51 タッチ検出部、52 楽音制御用ENV発生部、53 反力発生用ENV発生部、60 磁気粘性流体ダンパ、61 コイル部、62 容器部、63 MR流体、64 ピストン部、65 バネ、70 鍵、70a バランスレール、70b バランスピン、70c 前端部、70d 後端部、70e ハンマシャンク、70f ハンマシャンクストッパ、70g 突子、71 アクションユニット、75 鍵、75a 伝達片、75c 前端部、76 ハンマ、77 フレーム、77a 軸部、77b 軸部、77c 前端部、77d 後端部、78 弦、80 ソレノイド、80a コイル部、80b プランジャ、80c ヨーク、100 鍵盤装置、101 鍵盤装置、110 電子鍵盤楽器、200 鍵盤装置、210 鍵盤装置、220 鍵盤装置、230 鍵盤装置、1M スイッチ、2M スイッチ 1 key, 1a actuator, 1b base end, 2 keyboard frame, 2a key guide, 3 key switch, 3a movable member, 3b pattern for fixed contact, 3c printed circuit board, 4 key return spring, 5 shaft member, 6 hammer, 6a Front end portion, 6b Rear end portion, 6c Engagement pressing portion, 7 Leaf spring, 8 Actuator, 9 Shaft member, 10 Touch feel variable mechanism, 11 Stress transmission portion, 11a Air hole, 12 Magnet, 20 Interference portion, 20a Container Part, 20b concave part, 20c magnetic body ring, 21 MR fluid, 21 magnet, 22 cylindrical yoke, 22a rod-like part, 22b cylindrical part, 22c coil part, 31 yoke, 31a side part, 31b central piece, 32 container part, 33 Magnet, 34 MR fluid, 40 Key switch group, 41 Musical sound generator, 42 Amplifier, 43 Speaker, 44 Envelope Raw part, 45 buffer, 46 Reaction force generation signal forming part, 51 Touch detection part, 52 Musical sound control ENV generation part, 53 Reaction force generation ENV generation part, 60 Magnetorheological fluid damper, 61 Coil part, 62 Container part, 63 MR fluid, 64 piston part, 65 spring, 70 key, 70a balance rail, 70b balance pin, 70c front end part, 70d rear end part, 70e hammer shank, 70f hammer shank stopper, 70g protrusion, 71 action unit, 75 key 75a transmission piece, 75c front end, 76 hammer, 77 frame, 77a shaft, 77b shaft, 77c front end, 77d rear end, 78 string, 80 solenoid, 80a coil, 80b plunger, 80c yoke, 100 keyboard Device, 101 keyboard device, 110 electronic keyboard instrument, 200 keyboard Location, 210 keyboard device, 220 keyboard device, 230 keyboard apparatus, 1M switch, 2M switch
Claims (2)
支点部を介して前記支持部材に対して揺動自在に配設された鍵と、
前記支持部材と前記鍵との両者が前記鍵の揺動範囲において互いに干渉し合うようにされ、干渉し合うことに応じたタッチ感が得られるタッチ感触可変機構とを備え、
前記タッチ感触可変機構は、中央片と、該中央片の両側を挟む2つの側部とを有し、前記鍵の下面に固着されている応力伝達部と、磁場中に置かれた際に粘性が変化する磁気粘性流体が満たされている容器部とから構成され、前記中央片の下端より下に位置する前記2つの側部のそれぞれに磁石が設けられており、前記鍵が押鍵された際に、前記中央片が前記容器部内に挿入されると共に、前記2つの側部が前記容器部の両側に位置されて、前記磁石の磁場に前記磁気粘性流体が置かれることを特徴とする鍵盤装置。 A support member;
A key arranged to be swingable with respect to the support member via a fulcrum part;
The support member and the key are both configured to interfere with each other in a swing range of the key, and include a touch feeling variable mechanism that provides a touch feeling according to the interference.
The touch feeling variable mechanism has a central piece and two side parts sandwiching both sides of the central piece, a stress transmission part fixed to the lower surface of the key, and a viscosity when placed in a magnetic field. And a container portion filled with a magnetorheological fluid that changes, a magnet is provided on each of the two side portions located below the lower end of the central piece, and the key is depressed. The keyboard is characterized in that the central piece is inserted into the container part, the two side parts are positioned on both sides of the container part, and the magnetorheological fluid is placed in the magnetic field of the magnet. apparatus.
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