电子乐器键板开关装置

本发明涉及一种电子乐器键板开关装置，更具体地说，涉及这样一种电子乐器的键板开关装置，其中在按下一个键时，两个开关根据按键的速度或力在不同时刻闭合，这样，依靠检测上述时刻之间的时间差，则音量，振幅包络线和/或音乐的音色即可控制，这通常称为触响应控制。

现在已经提出各种类型用于电子乐器的这种形式通用键板开关装置。这些通用的键板开关装置即有优点也有缺点，并且能由一个带有由橡胶等制成的穹顶柔性部件形成动触点的开关装置做为实例，如在日本专利予公告No.53-116141和59-142600的叙述。

在具有上述结构的通用键板开关装置中，柔性部件由模制而成。模制准备费用高，导致键板开关装置成本高。当键板开关装置在大规模生产线上制造时，其尺寸对每个模具来说可能不同，这样，就有一个尺寸精度问题。此外，在这种通常注模的开关结构中也难以制备带有凹割部分的轮廓。在这一点上，开关装置的形状受到限制。由于这些开关装置设计成单独分立装置，就要求一个开关结构以及一个单独分立装置的完整结构。

因此，本发明的基本目的是要提供一种能以较低成本制造的电子乐器中用于触响应控制的键板开关装置。

本发明的另一个目的是要提供一种电子乐器键板开关装置，其中根据许多键的开关可以获得均匀的。

本发明还有一个目的是要提供一种电子乐器键板开关装置，其中，动和静触点的尺寸（接触面积）可以不受限制地确定。

本发明还有一个目的就是要提供一种沿其横向具有良好空间因素的电子乐器键板开关装置。

本发明还有一个目的是要提供一种电子乐器键板开关装置，其中大量的开关能以直线排列。

本发明还有一个目的是要提供一种电子乐器键板开关装置，其中，大量的开关能由少量元件构成。

本发明还有一个目的是要提供一种电子乐器键板开关装置，该装置提供良好的触键。

为了实现本发明上述目的，提供的一种电子乐器键板开关装置包括第一和第二开关，各自由静和动触点构成，第一和第二开关的静触点在基板上互相相邻形成，第一和第二开关的动触点安装在置于基板上方的一个单独独柔性部件上并通常在与静触点相对的位置与静触点隔开，第一种第二开关的柔性部件和动触点整体形成，沿一个方向具有一致的截面形状，柔性部件根据键的按动变形，相应于第一和第二开关动触点的静触点根据按键速度以一定时间差闭合。

图1是本发明一个实施例键板开关装置的前视图;

图2是柔性部件的透视图;

图3A、3B和3C是图1键板开关装置前视图，说明其工作过程;

图4是本发明另一个实施例键板开关装置的前视图;

图5是本发明另一个实施例键板开关装置的前视图;

图6是图5所示柔性部件的透视图;

图7是图5和图6键板开关装置前视图，说明其工作过程;

图8是本发明另一个实施例键板开关装置的前视图;

图9是本发明另一个实施例键板开关装置的前视图;

图10是本发明另一个实施例键板开关装置分解图;

图11是图10所示键板开关装置组件的截面图;

图11A是放大的截面图，表示4图1所示组件中整体形成的动触点和圆柱部分的结构。

图1和图2表示本发明一个实施例的电子乐器键板开关装置。参照图1和图2，第一和第二开关13和14排列在印刷电路板12和键11之间。当按动键11时，开关13和14根据按键速度以一定时间差最终闭合。第一开关13包括：由一对在印刷电路板或基板12上形成并互相邻近的导体膜15a和15b形成的第一静触点15，以及在静触点15上方与其相邻由柔性部件20（将在下面叙述）形成的动触点16。同样地，第二开关14包括：由一对在印刷电路板上形成并互相邻近的导电膜17a和17b组成的第二静触点17;以及在第二静触点17上方由柔性部件20形成的第二触点18，该动触点比第一动触点16位置高些。

柔性部件20由挤压成形方法制备，这样树脂用作胶粒并被加热熔化，熔化的胶粒由压力板通过模具的挤压口挤压，得到具有均匀截面形状的杆状轮廓，然后按照要求以予生长度切成块。柔性部件20由一对相对的钩状或L形部件的左右支腿21和22，一个纵向棱柱状支体23，一对弹性可变形地将腿21和22联接在主体23上的左右支承部分24和25构成。腿21和22包括相对较大较宽的基块21a和22a，自由端块21b和22b，其尺寸与基块21a和22a大致相同并位于基块内侧，以及从基块21a和22a上端内侧基本上水平延伸的板状臂21c和22c，支撑各自的自由端块21b和22b。自由端块21b和22b通常在印刷电路板12上方浮动。左边自由端端块21b位于第一静触点15上方并与其隔开一个小间隙。第一动触点16在自由端块21b下表面形成。自由端块22b下表面和印刷电路板12之间的间隙G基本上与第一静触点15和第一动触点16之间的间隙G1相同（G＝G1）。

主体23沿其纵向具有一个基本上一致的厚度和开口端部并能沿垂直方向收缩或扩大。主体23位于第2静触点17上方并与其隔开一个较大间隙。第2动触点18在主体23下表面上形成。主体23上表面近或轻触键11的下表面。

左右支撑部分对24和25由弹性可变形板构成，其上端各自联接在主体 23原子侧中间部分上，其下端各自联接在自由端块21b和22b上表面上。

第一和第二动触点16和18由导电橡胶制成并由两部件同时挤压成形法与柔性部件20一起制作。因此，第一和第二动触点16和18延伸在柔性部件20的整个宽度上，即开关的整个宽度。同样地，静触点15和17沿柔性部件20宽度方向延伸，各自相应于动触点16和18，换句话说，接触位置设计得落在柔性部件20整个宽度上。

现在将叙述具有上述结构的键板开关装置的工作状况。

当演奏者按下键11，键绕其后端的转轴以由按动力确定的速度转动。整体与主体23形成的自由端块21b和22b弹性变形并向下移动，使第一动触点16与第一静触点15接触，由此闭合第一开关13（图3A）。在这一点上，自由端块22b与印刷电路板12密切接触。

当主体23进一步向下移动时，支撑部分24和25弹性变形，使第二动触点18与第二静触点17接触，如图3B所示，由此闭合第二开关14。当进一步按动键11时，第二静触点17与第二动触点18接触，使主体23表示变形，如图3C所示。

在按动键22时，第一和第二开关13和14接通时刻差值随着按键速度变化。当迅速按动键11时，第一和第二开关13和14接通时间差值小。否则，接通时间差值就大。当时差检测器DET检测到第一和第二开关13和14接通时间之间的差值时，就向控制电路（图中未示）提供一个检测信号，使音量，振幅包络线和音乐音色能够受到控制。已知的捡测器都能用作检测器DET，如美国专利No.4，301，704中叙述的那种。

在这个实施例中，柔性部件20由挤压制备并比由注模成形的常用穹形部件更容易制备。由于凹割而不能由注模制备的均匀轮廓也能很方便地做出。此外，由于应用挤压技术，带有第一动触点16的自由端块21b能与带有第二动触点18的主体13有相同长度。触点16的尺寸能与触点18的尺寸相等并使第一动触点16和第一静触点15之间的接触面积与第二动触点18和第 二静触点17之间的接触面积相同。因此，开关13和13精确工作，整个开关装置结构紧凑。此外，由于挤压成形允许连续和均匀一致地制造一个轮廓，产品尺寸上的变化就能防止，其质量即可改善。

图4是本发明另一个实施例键板开关装置的前视图。图4的开关板装置基本上与图1和图2的装置相同，除了柔性部件20有两个弹性可变形的主体23A和23B。第二动触点18在联接邻近一个L形截面的腿21和22的两个主体23A和23B的联接部分26下表面上形成。

图4的实施例与图1和图2的实施例具有同样效果。

图5和图6表示本发明另一个实施例的键板开关装置。参照图5和图6，印刷电路板111安装在一个架子板110上。在按动键103时最终将闭合的第一和第二开关在印刷电路板111和键103之间通过一个柔性部件115形成。

柔性部件115由挤压成形法制备，使绝缘橡胶材料加热熔化。熔化的绝缘橡胶由压力板通过模具的挤压孔被挤压，从而获得一个沿其纵向具有一致截面形状的轮廓，然后以予定长度L和高度H切成块。柔性部件115包括一对左右弹性可变形的主体115A和115B和用于弹性支撑主体115A和115B的三个腿115C。主体115A和115B靠腿115C能垂直移动。两个腿115C联接在主体115A和115B的下外缘上，其余的一个腿联接在主体115A和115B的下内缘上。主体115A和115B为开口的并且易于垂直变形的中空体构成。第一和第二动触点117和118构成第一和第二开关并各有在主体115A和115B下表面形成。第一和第二静触点120和121相应于动触点117和118的位置在印刷电路板111上形成。第一和第二动触点117和118由导电橡胶制成并与柔性部件115由两部件同时挤压成形法一起成形。因此，动触点穿过柔性部件115整个宽度，即开关的整个宽度而形成。第一和第二静触点120和121互相邻近在印刷电路板111上形成并包括一对左右导电膜121a和121b，这对膜邻近第一和第二 动触点117和118，第一和第二动触点117和118的排列设计得落在柔性部件115的整个宽度之中。

腿115c由粘接剂或类似方式固定在印刷电路板111上表面上，第一动触点117和相应的静触点之间的间隙基本上与第二动触点118和相应的静触点之间的间隙相同。

相对于柔性部件115主体115A的键103下表面部分比相对于主体115B的键103下表面厚，这样，构成阶梯表面122A和122B。阶梯表面122A通常靠近（或稍微接触）主体115A的上表面。阶梯表面122B通常与主体115B分开。

当演奏者按动键103时，阶梯表面或凸起122A对主体115A产生压力，然后该主体弹性变形，如图7所示。第一动触点117与第一静触点120接触，闭合第一开关113。当进一步按动键103时，阶梯表面或凸起122B对主体115B产生压力，该主体弹性变形，由此使第二动触点118与第二静触点121接触，闭合第二开关114。第一和第二开关113和114接通时间差随按动键的速度而变化。当迅速按动键时，接通时间差小，否则接通时间就长，开关113和114接通时间之间差值受到检测，检测的信号输入控制电路（无图示），因此，音乐的音量，振幅包络线和音色相应于按键的速度而受到控制。

根据这一实施例，柔性部件115由挤压成形制备，因此它比由注模成形的穹形部件更易于制造。此外，由于凹割而由注模不能制作的复杂轮廓由挤压成形则是很方便的。还有，长度L可以任意确定，这样，动触点117和118可以很长并具有同样长度。第一动触点117和相应的静触点之间接触表面可以与第二动触点118和相应的静触点之间的接触表面相同，结果，开关113和114的接触能力得到改善并能获得结果紧凑的开关装置。由于挤压成形允许连续生产开关而不会有尺寸上变化，因此产品质量得到改进。最后，主体115A和115B的弹性变形比穹形部件变形更简单，这 样就提供了更好的触键。

图8表示一个与图5实施例相似的一个实施例的键板开关装置。在键103下表面上不是形成阶梯表面，而是将第一块关113的主体115A制成比第二开关114的主体115B高，这个实施例的其它部件排列与图5实施例的部件相同。图8的部件与上述实施例的效果相等同。

图9是本发明另一个实施例的键板开关装置前视图。在这个实施例中，柔性部件115的主体115A和115B由具有如图8所示不同长度的弹性的变形实心板构成。

在上述实施例中，支撑主体115A和115B的腿115C支撑部分a1到a4（图7）的弹性力比主体115A和115B的弹力弱，这样，支撑部分a1到a4在主体115A和115B最终变形时比主体115A和115B更容易变形。这一过程可以由增加支撑部分a1到a4的厚度或其长度而实现。

图10、11和11A表示本发明另一个实施例的键板开关装置。这个实施例靠发展图5的实施例而实现。在图10、11和11A的实施例中，用于许多键的相邻键开关对一起分组，包括在一个单独的键板开关装置中，每个开关对由第一和第二开关213和214构成。参照图10、11和11A，第一和第二静触点220和221构成上述第一和第二键开关213和214的部件并沿键到方向布置在印刷电路板或基板211上。第一和第二静触点220和221由一对叉指形的导电膜220a和220b以及一对叉指形导电膜221a和221b在键开关单之中构成。导电膜220b和221a通常各自联接在相邻键板开关中具有同样作用的导电膜上，并且由一对各自从公共线250和251以相反方向延伸的平行膜构成（即二沿键到方向延伸）。构成第一静触点220的另一个导电膜220a由两个平行于导电膜220b的导电膜形成叉指形排列。这两个导电膜一起通过导电膜253联接在印刷电路板上一个予定终点上。第一静触点220对于每个键独立排列。构成第二静触点221的另一个导电膜221b以和导电膜220a同样方式对于每个键排列并且通过一条导线254联接在电路板 211上相对于导电膜220a终点的一个终点上。带有第一和第二静触点柔性部件215布置在印刷电路板上，通过一个绝缘矩形间隔器26°相对于第一和第二静触点220和221。柔性部件215由柔性合成树脂，如硅橡胶制成。柔性部件215的截面基本上为H形。支撑部分215b和215c与中央部分215a在其两端整体形成并沿键列方向延伸。支撑部分215b和215c以键列方向略呈锥形，并且其中一个215c向内延伸确定部件215的定位方向。

平行的圆柱部分215d和215e在柔性部件215中央部分沿键列方向形成。第一和第二动触点217和218结合第一和第二静触点与圆柱部分215d和215e下表面整体形成。动触点217和218由碳和硅橡胶组成并在圆柱部分215d和215e下表面沿纵向连续形成，使其能公用于相邻的键。在中央部分215a两端形成的支撑部分215b和215c和中央部分215a，包括动触点217和218以及圆柱部分215b和215e两部件挤压成形法和上述实施例一样形成。间隔器260在键间距上有适当的孔260a，使第一和第二动触点217和218能够接触相应的膜220a，220b，221a和221b。如图11A所示，动触点518与柔性部件215圆柱部分215e整体成形，构成一个弓形。换句话说，动触点218有一个弦截B，其最下面部分从间隔器260隔开。如上所述相同结构同样用于圆柱部分215d和动触点217的整个结构。

动触点靠键280的阶梯凸起218a和218b向下移动，该凸起在按动键280时通过框架270上形成的孔217向下移动。动触点217和218相应于按动的键280与相应的静触点220和221接触，使检测器的电路闭合。导向器273a和273b在框架270上孔271两侧缘沿纵向形成并具有确定柔性部件215安装位置的导向作用。导向器273a和273b由已知的拉出成形法整体安装在框架270上。为什么支撑部分215n和215c为锥形的原因是使柔性部件215能方便地插入导向器273a和273b之间。

根据上述装置，凸起281a和281b在按动键280时向下移动。在延伸到凸起281a下面的凸起281b向下运动时，第二动触点218首先接触第二静触 点221。随后，在由按键的速度确定的时间后，第一动触点217在凸起281a向下运动时与第一静触点220接触。检测器（未图示）检测两个开关接通时间之间差值并产生一个时间差信号。

根据上述装置，构成第一和第二开关的两个动触点与柔性部件整体形成。触点，圆柱部分和柔性部件215的支撑部分由挤压成形法同时形成，这样就提供了具有均匀质量的结构紧凑的开关。动触点与这个键公共的单个柔性部件整体成形，键板开关装置作为整体就能制做的结构紧凑并且能简化生产工艺。

静触点印刷在印刷电路板上。如上所述，动触点由挤压成形与柔性部件整体成形，由此获得低成本，只有少数部件的，以简单生产工艺生产的、结构紧凑的键板开关装置。

由使用公共键部件构成开关的方法，键板开关装置具有一致的质量。当键板开关装置在大规模生产线上生产时，其特性稳定并检验工艺简单。此外，开关能以高密度排列。由于每个动触点整体与柔性部件结合，还可获得良好的触键。

还有，根据上述装置，动静触点的尺寸，即接触面积能够方便地由改变动触点上方键的弓形尺寸而确定，因为动触点是连续的。

与每个开关作为单独分立装置形成的情况相比，由于每个触点穿过键的宽度而形成，其模向间隔条件得以改善。

本发明并不限于上述特定的实施例。在本发明精神和范围内都可能做出各种变化和改进。