專利名稱：用于電子打擊樂器的踏板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子打擊樂器的踏板裝置。
背景技術(shù)：
用于電子打擊樂器的踏板裝置是已知的。在以下專利文獻(xiàn)I中描述的踏板裝置中，腳板(foot board)可樞轉(zhuǎn)地支撐在基板(基臺)上，且配重被設(shè)置在腳板的自由端處。此外，張力螺旋彈簧設(shè)置在腳板的該自由端處。已知的踏板裝置致力于在腳板被壓下或踩踏時獲得與原聲鼓中接近的壓下感類似的壓下感，這種壓下感是由于配重引起的慣性力和由于張力螺旋彈簧引起的負(fù)荷增加而造成的。專利文獻(xiàn)I JP-A-2008-14546
發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻(xiàn)I中描述的踏板裝置在平衡狀態(tài)下被布置在腳板不被操作的非操作狀態(tài)下張力螺旋彈簧長度最小的位置處。腳板具有可樞轉(zhuǎn)范圍，在該范圍中中腳板可沿腳板的壓下方向和與壓下方向相反的方向(適當(dāng)?shù)脑捲诖朔Q為“逆壓下方向”)兩個方向從腳板處于平衡狀態(tài)的初始位置樞轉(zhuǎn)。當(dāng)腳板被演奏者或表演者通過壓下操作而沿壓下方向樞轉(zhuǎn)時，張力螺旋彈簧伸長或延伸，從而當(dāng)腳板處于可樞轉(zhuǎn)范圍中的下極限位置時允許腳板復(fù)歸到初始位置的復(fù)歸力最大。相應(yīng)地，當(dāng)演奏者從處于壓下狀態(tài)的腳板釋放他/她的腳時，即當(dāng)腳板從壓下狀態(tài)復(fù)歸到初始位置時，該結(jié)構(gòu)有利地實現(xiàn)腳板的快速復(fù)歸。但是，由于慣性，腳板在經(jīng)過初始位置之后還沿逆壓下方向短暫地樞轉(zhuǎn)。當(dāng)腳板定位在沿逆壓下方向遠(yuǎn)離初始位置的位置時，張力螺旋彈簧伸長。相應(yīng)地，在腳板上沿朝向初始位置的方向(在此是沿與壓下方向相同的樞轉(zhuǎn)方向)作用有一力。但是，由于張力螺旋彈簧的伸長量的變化大于腳板的樞轉(zhuǎn)角的變化，實際作用在腳板上的張力螺旋彈簧的彈簧常數(shù)大，從而力變?yōu)榉蔷€性的。因此，盡管演奏者的腳已經(jīng)由于釋放操作而向上抬起(其中腳從處于壓下狀態(tài)的腳板釋放)，但是，僅腳板沿壓下方向快速移動并復(fù)歸到初始位置，導(dǎo)致這樣一種情況，即在下一或隨后的壓下操作的時刻之前腳板向下移動。在這種情況下，演奏者感覺他/她好像沒有壓下腳板，從而腳板的操作感覺與原聲鼓顯著不同。由此，在腳板的壓下操作和釋放操作連續(xù)交替的演奏操作中，存在這樣一個問題，即腳板沒有跟隨演奏者的腳的運動，特別是在釋放操作之后立即進(jìn)行的壓下操作中，且因此，演奏者感受到不舒服或不自然的感覺。做出了本發(fā)明以用于解決傳統(tǒng)經(jīng)歷的問題。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于電子打擊樂器的踏板裝置，其中，腳板能夠以增大程度來跟隨演奏者的腳的運動。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于電子打擊樂器的踏板裝置，包括基部，放置在地面上；
腳板，在其一個端部部分處相對于基部可樞轉(zhuǎn)地支撐且被構(gòu)造為在沿壓下方向的下極限位置和沿與壓下方向相反的方向的上極限位置之間的可樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)；和彈性保持機(jī)構(gòu)，被構(gòu)造為彈性地保持所述腳板，從而在腳板不被操作的非操作狀態(tài)中腳板在可樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的初始位置處保持平衡狀態(tài)，其中，腳板被構(gòu)造為，(a)當(dāng)腳板位于初始位置和上極限位置之間時，腳板被彈性保持機(jī)構(gòu)賦予一復(fù)歸力，該復(fù)歸力相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化具有線性特性，該復(fù)歸力用于允許腳板復(fù)歸到初始位置，和(b)當(dāng)腳板位于初始位置和下極限位置之間時或當(dāng)腳板位于在初始位置和下極限位置之間的中間位置和下極限位置之間時，腳板被彈性保持機(jī)構(gòu)賦予一復(fù)歸力，該復(fù)歸力相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化具有非線性特性。根據(jù)本發(fā)明的踏板裝置，腳板能夠跟隨演奏者的腳的運動，確保腳板相對于腳有 較高程度的跟隨性。在如上所述的踏板裝置中，當(dāng)腳板位于初始位置和上極限位置之間時與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力變化程度小于當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度。在如上所述的踏板裝置中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時與相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度大于當(dāng)腳板位于初始位置和中間位置之間時與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度。在如上所述的踏板裝置中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度隨著腳板接近下極限位置而逐漸增加。在如上所述的踏板裝置中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度是恒定的，且當(dāng)腳板位于初始位置和中間位置之間時，與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度是恒定的。在如上所述的踏板裝置中，彈性保持機(jī)構(gòu)具有布置在基部和腳板之間的至少一個彈簧，且該至少一個彈簧的實際上在腳板上施加力的那部分的彈簧常數(shù)在腳板位于中間位置和下極限位置之間時大于在腳板位于初始位置和中間位置之間時。在如上所述的踏板裝置中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，該至少一個彈簧的彈簧常數(shù)隨著腳板接近下極限位置而逐漸增加。在如上所述的踏板裝置中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，該至少一個彈簧的彈簧常數(shù)是恒定的。在如上所述的踏板裝置中，該至少一個彈簧是螺旋彈簧，其具有朝著其靠近基部的一個端部部分增加的直徑。在如上所述的踏板裝置中，螺旋彈簧具有固定到基部的下端和固定到腳板的上端。在如上所述的踏板裝置中，彈性保持機(jī)構(gòu)被布置在基部和腳板之間，且包括第一彈性構(gòu)件，該第一彈性構(gòu)件被構(gòu)造為當(dāng)腳板位于初始位置和下極限位置之間時向腳板施加沿朝向初始位置的方向的力；和第二彈性構(gòu)件，該第二彈性構(gòu)件被構(gòu)造為當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時向腳板施加沿朝向初始位置的方向的力。
在如上所述的踏板裝置中，第一彈性構(gòu)件是第一螺旋彈簧，其具有固定到基部的下端和固定到腳板的上端，且第二彈性構(gòu)件是第二螺旋彈簧，其具有(a)固定到基部的下端和不固定到腳板的上端，或者其具有(b)固定到腳板的上端和不固定到基部的下端。


通過閱讀本發(fā)明的以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖考慮時可以更好地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)勢以及技術(shù)和行業(yè)意義，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于電子打擊樂器的踏板裝置的示意側(cè)視圖；圖2A-2D是用于解釋當(dāng)腳板從上極 限位置樞轉(zhuǎn)到下極限位置時腳板的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的視圖；圖3A是用于解釋螺旋彈簧的伸長和收縮的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的視圖，圖3B是解釋腳板的壓下角和施加在腳板上的負(fù)載(復(fù)歸力)之間的關(guān)系的曲線圖；且圖4A-4D是顯示根據(jù)變化實施例的踏板裝置的示意側(cè)視圖，每個變化實施例作為根據(jù)本發(fā)明實施例的踏板裝置的改變例。
具體實施例方式將參考附圖解釋本發(fā)明的一個實施例。首先參考圖I的示意側(cè)視圖，將解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例所構(gòu)造的用于電子打擊樂器的踏板裝置。踏板裝置被構(gòu)造為作為電子打擊樂器的電子低音鼓中使用的腳蹬起動踏板。踏板裝置被布置在地面24上且通過在腳板20上壓下或踩踏而被操作以用于演奏。圖I示出了腳板20的非操作狀態(tài)和腳板20的自由狀態(tài)，在該自由狀態(tài)中腳板20是可樞轉(zhuǎn)的。圖I還示出了一狀態(tài)，其中，通過腳板20的重力導(dǎo)致的向下力和通過螺旋彈簧16導(dǎo)致的向上力被平衡，即，踏板裝置的平衡狀態(tài)。此后，參照踏板裝置被放置在水平地面24上的狀態(tài)使用踏板裝置的前后方向和上下方向，圖I的左側(cè)對應(yīng)于踏板裝置的前側(cè)，而圖I中的上側(cè)對應(yīng)于踏板裝置的上側(cè)。如圖I所示，踏板裝置包括基板10，且具有板狀形狀的腳板20被布置在基板10上。基板10具有基部部分11，其平行于水平地面24 ;和蓋12，其從基部部分11向上延伸。由緩沖構(gòu)件形成的止擋部分13被布置在蓋12的后部部分的頂棚部分的下側(cè)上。跟部(heel) 19被設(shè)置在基板10的基部部分11的前部部分處，且軸21被設(shè)置在跟部19處，以便沿踏板裝置的左右方向延伸，即沿圖I的深度方向延伸。腳板20在其前端部分20a處被軸21可樞轉(zhuǎn)地支撐，由此腳板20被構(gòu)造為使得其后端部分20b作為自由端部分可繞軸21沿向上方向和向下方向樞轉(zhuǎn)，即沿圖I的順時針方向和逆時針方向樞轉(zhuǎn)。在這方面，適當(dāng)?shù)脑?，軸21將在后文稱為“樞轉(zhuǎn)軸21”。腳板20的樞轉(zhuǎn)運動的方向(樞轉(zhuǎn)方向)將如下描述。后端部分20b順時針樞轉(zhuǎn)的方向稱為“壓下方向”。后端部分20b逆時針樞轉(zhuǎn)的方向(即與壓下方向相反的方向)稱為“逆壓下方向”。在腳板20的后端部分20b的下部處，壓板(press plate) 22被設(shè)置為向前延伸，且限位板23被設(shè)置為向后延伸。彈簧支撐部分17沿踏板裝置的前后方向被固定地設(shè)置在基部部分11的中間部分處。此外，彈簧蓋部分18被設(shè)置為覆蓋彈簧支撐部分17。彈簧支撐部分17和彈簧蓋部分18被形成為蓋12的一部分。螺旋彈簧16被布置在彈簧支撐部分17處，以便穿過形成在彈簧蓋部分18中的孔18a。螺旋彈簧16在其下端16b處固定到彈簧支撐部分17并在其上端16a處固定到腳板20的下表面。在腳板20的非操作狀態(tài)(在該狀態(tài)中腳沒有放置在其上)中以及在腳板20的自由狀態(tài)(在該狀態(tài)中腳板是可樞轉(zhuǎn)的)中，腳板20由于其自身重量而輕微地壓著螺旋彈簧16，且因此，踏板裝置處于圖I所示的平衡狀態(tài)。如以下解釋，腳板20在一范圍內(nèi)可樞轉(zhuǎn)，該范圍通過沿逆壓下方向的上極限位置和沿壓下方向的下極限位置(即，壓下端部位置)限定并被限定在這兩個位置之間。初始位置被限定為可樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的一位置。換句話說，腳板20的初始位置是可樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的一位置，但不是上極限位置和下極限位置。在一些情況下，例如踏板裝置用手顛倒過來或翻過來拿著的情況下，腳板20沿逆壓下方向充分地樞轉(zhuǎn)超過初始位置。在這種情況下，限位板23與止擋部分13接觸，從而沿逆壓下方向限定上極限位置。圖2A-2D顯示了腳板20的樞轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)變。圖2A-2D顯示了位于逆壓下方向的 上極限位置處、初始位置處、在初始位置和壓下方向的下極限位置之間的中間位置處，以及壓下方向的下極限位置處的腳板20。如圖I所示，在基部部分11的上表面上設(shè)置有促動器14和由傳感器模式(sensorpattern)構(gòu)成的傳感器15。促動器14由彈性構(gòu)件形成，諸如橡膠件。促動器14的前端部分固定到基部部分11，且促動器14的后端部分向上彎曲，以便具有弓形形狀。當(dāng)促動器14的自由端(后端部分)被壓板22壓下(這是腳板20壓下導(dǎo)致的)時，促動器14變形，從而弧形的曲率半徑變大。當(dāng)促動器14被壓下以便大致水平時腳板20的位置對應(yīng)于腳板20沿向前方向的樞轉(zhuǎn)終點位置，即，圖2D所示的沿壓下方向的上述下極限位置。當(dāng)促動器14接觸到傳感器15時，傳感器15按照接觸狀態(tài)輸出檢測信號。接觸面積隨著促動器14的變形程度的增加而增加。換句話說，接觸面積隨著腳板20沿壓下方向相對于基部部分11的樞轉(zhuǎn)角的增加而增加。傳感器15被構(gòu)造為具有電阻值，該電阻值隨著與促動器14有關(guān)的接觸面積變大而變小。通過獲得電阻值的變化，腳板20的位置和腳板20的壓下程度能被檢測，由此要產(chǎn)生的聲音的音量、音色等可按照腳板20的被檢測位置和壓下程度而被改變。在此，“樞轉(zhuǎn)角”是指腳板20在其已繞樞轉(zhuǎn)軸21從初始位置樞轉(zhuǎn)之后的位置相對于初始位置的角度。在這方面，樞轉(zhuǎn)角可被稱為腳板20自初始位置的樞轉(zhuǎn)量。檢測信號通過頂桿(未不出)輸出。被輸出的信號作為打擊演奏觸發(fā)信號被實時地發(fā)送到信號處理部分(未示出)且被轉(zhuǎn)換為打擊演奏數(shù)據(jù)或聲音。傳感器15的結(jié)構(gòu)不受限制，只要傳感器15被構(gòu)造為基于來自促動器14的按壓力而檢測腳板20的位置和壓下程度即可。例如，傳感器15可以是壓電傳感器。接下來要解釋螺旋彈簧16的結(jié)構(gòu)和按照螺旋彈簧16的伸長和收縮而施加在腳板20上的復(fù)歸力。在螺旋彈簧16中，其螺旋部分具有外直徑，該外直徑徑在垂直方向上從靠近基部部分11的一端(下端16b)向遠(yuǎn)離基部部分11的另一端(上端16a)變大。由此，螺旋彈簧16在側(cè)視圖中具有大體圓錐形的形狀。此外，螺旋彈簧16具有恒定的簧圈厚度。螺旋彈簧16被構(gòu)造為產(chǎn)生抵抗作用在腳板20上的重力的力，并將該力從腳板20的下側(cè)施力口，由此彈性地保持腳板20，從而當(dāng)腳板位于初始位置處時踏板裝置被保持在平衡狀態(tài)。因而，當(dāng)腳板20沿逆壓下方向移離初始位置且螺旋彈簧16因而伸長到比當(dāng)腳板20處于初始位置時更大的程度(即螺旋彈簧16處于伸長狀態(tài))時，沿壓下方向的力施加在腳板20上，作為使腳板20復(fù)歸到初始位置的復(fù)歸力。另一方面，當(dāng)腳板20沿壓下方向移離初始位置且螺旋彈簧16因而收縮到比當(dāng)腳板20處于初始位置時更大的程度(即螺旋彈簧處于收縮狀態(tài))時，沿逆壓下方向的力被施加在腳板20上作為復(fù)歸力。在本實施例中，促動器14也產(chǎn)生與腳板20有關(guān)的復(fù)歸力。但是，由促動器14產(chǎn)生的力比由螺旋彈簧16產(chǎn)生的力小得多。因而，由促動器14產(chǎn)生的力可忽略。此外，在本實施例中，螺旋彈簧16被布置為使得螺旋彈簧16的伸長量和壓縮量大體與腳板20的樞轉(zhuǎn)角的變化成比例。圖3A顯示了螺旋彈簧16的伸長和壓縮的狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。圖3A中的螺旋彈簧16_a、16-b、16-c和16-d分別對應(yīng)于圖2A-2D中的螺旋彈簧16。圖3B是顯示了腳板20的壓下角(即樞轉(zhuǎn)角，在該樞轉(zhuǎn)角下，作為下壓方向的向前方向以正號(+)表示)和施加到腳板20 的負(fù)載(使腳板20復(fù)歸到初始位置的復(fù)歸力)之間的關(guān)系的圖表。在圖3B的曲線圖中，水平軸線表示腳板20的壓下角。在圖3B中，水平軸線上與初始位置對應(yīng)的位置的右側(cè)的樞轉(zhuǎn)角表示當(dāng)腳板20定位為遠(yuǎn)離初始位置以便更靠近沿壓下方向的下極限位置時的樞轉(zhuǎn)角。另一方面，水平軸線上與初始位置對應(yīng)的位置的左側(cè)的樞轉(zhuǎn)角表示當(dāng)腳板20定位為遠(yuǎn)離初始位置以便更靠近沿逆壓下方向的上極限位置的樞轉(zhuǎn)角。此外，在圖3B中，沿反向方向(該反向方向與向前方向相反且是逆壓下方向)的復(fù)歸力表示為“ + ”，而沿與壓下方向相對應(yīng)的向前方向的復(fù)歸力表示為應(yīng)該指出，在從螺旋彈簧16-a轉(zhuǎn)變到到螺旋彈簧16-b期間，螺旋彈簧16的長度變?yōu)榕c自然長度相等，如圖3A所示。如圖3B所示，在平衡狀態(tài)(其中，腳板20處于初始位置)中，施加在腳板20 (該腳板正被螺旋彈簧16保持)上并朝向初始位置的復(fù)歸力等于O。在腳板20從初始位置壓下的初始階段，螺旋彈簧16的有效范圍(有效長度)SA——即起到彈簧作用的范圍——等于螺旋彈簧16的整個長度(對應(yīng)于圖2B和圖3A所示的16-b)。隨著腳板20被進(jìn)一步壓下，沿反向方向由螺旋彈簧16產(chǎn)生的的復(fù)歸力逐漸增加。在這種情況下，由于螺旋彈簧16是圓錐形的，所以螺旋彈簧16開始首先從其更靠近下端16b且具有較大外直徑的部分收縮。此后，在更靠近下端16b的部分處產(chǎn)生無效范圍SB，在該范圍中螺旋彈簧16收縮到最大程度且不能再被壓縮。因此，有效SA變小(如圖2C和圖3A所示的16-c所表示的)。當(dāng)有效范圍SA變小，螺旋彈簧16作為外直徑小的彈簧。相應(yīng)地，實際作用在腳板20上的螺旋彈簧16的彈簧常數(shù)變得比當(dāng)踏板裝置處于平衡狀態(tài)時大。當(dāng)腳板20被進(jìn)一步壓下時，有效范圍SA變得更小。因而，螺旋彈簧16的彈簧常數(shù)逐漸增加，當(dāng)腳板20位于下極限位置處時，螺旋彈簧16變?yōu)閳D2D和圖3A所示的16-d的狀態(tài)。因此，在壓下行程的中途，與壓下角變化有關(guān)的復(fù)歸力增加程度逐漸變高。因而，在腳突然從處于壓下狀態(tài)的腳板20釋放的時刻，很大量的復(fù)歸力被施加到腳板20，由此確保腳板20的快速復(fù)歸以及對腳的良好跟隨性。在這方面，當(dāng)復(fù)歸力的增加程度開始逐漸變高時的腳板20的樞轉(zhuǎn)角對應(yīng)于當(dāng)螺旋彈簧16不能被壓縮的無效范圍SB開始在螺旋彈簧16的那部分中產(chǎn)生時的樞轉(zhuǎn)角。另一方面，當(dāng)腳板20已經(jīng)從被壓下狀態(tài)釋放之后腳立刻在初始位置向上運動時，腳板20通過復(fù)歸力向初始位置運動，以允許腳板20復(fù)歸到初始位置，且在此之后腳板20由于慣性沿逆壓下方向樞轉(zhuǎn)超過初始位置。在這種情況，螺旋彈簧16伸長，且沿向前方向用于允許腳板20復(fù)歸到初始位置的復(fù)歸力逐漸增加?？偟膩碚f，腳板20開始復(fù)歸到初始位置而不到達(dá)上極限位置(在該位置處，螺旋彈簧16的狀態(tài)由圖2A和圖3A所示的16-a表示)。如果腳板20到達(dá)上極限位置(在該位置處，止擋部分13和限位板23將彼此抵靠接觸)，則與止擋部分13和限位板23沒有保持抵靠接觸的情況相比，額外施加到腳板20的力僅僅是由于止擋部分13和限位板23抵靠導(dǎo)致的反作用力。在止擋部分13和限位板23沒有保持抵靠接觸的情況下，腳板20通過由于其自身重量的力和來自螺旋彈簧16的力而沿向前方向樞轉(zhuǎn)。在此，有效范圍SA等于螺旋彈簧16的整個長度的狀態(tài)下，由螺旋彈簧16按照伸長量或壓縮量產(chǎn)生的力具有線性特性。在腳板20從初始位置到上極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，螺旋彈簧16向腳板20施加一力，該力具有沿朝向初始位置的方向的線性特性。因而，在腳板20從初始位置到上極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，除了按照由螺旋彈簧16產(chǎn)生的伸長量具有 線性特性的力以外，腳板20還受到由于其自身重量帶來的恒力。換句話說，當(dāng)腳板20位于初始位置和上極限位置之間時，腳板20接收受到復(fù)歸力，該復(fù)歸力具有與腳板20的自螺旋彈簧16具有自然長度的腳板20位置開始的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的線性特性。另一方面，在腳板20從初始位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，在從初始位置到初始位置和下極限位置之間的中間位置的區(qū)域中(即直到無效范圍SB被產(chǎn)生)，螺旋彈簧16給腳板20施加按照沿朝向初始位置的壓縮量具有線性特性的力，而在從中間位置到下極限位置的區(qū)域中，螺旋彈簧16給腳板20施加按照朝向初始位置的壓縮量具有非線性特性(不是線性的)的力。相應(yīng)地，在腳板20從初始位置到中間位置的樞轉(zhuǎn)運動的區(qū)域中，除了按照由螺旋彈簧16產(chǎn)生的壓縮量具有線性特性的力以外，腳板20還受到由于其自身重量帶來的恒力。此外，在腳板20從中間位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)運動的區(qū)域中，除了按照由螺旋彈簧16產(chǎn)生的壓縮量具有非線性特性的力以外，腳板20還受到由于其自身重量帶來的恒力。換句話說，當(dāng)腳板20位于初始位置和中間位置之間時，腳板20受到復(fù)歸力，該復(fù)歸力具有與腳板20的自螺旋彈簧16具有自然長度的腳板20位置開始的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的線性特性。當(dāng)腳板20位于中間位置和下極限位置時，腳板20受到復(fù)歸力，該復(fù)歸力具有與腳板20的自螺旋彈簧16具有自然長度的腳板20位置開始的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的非線性特性。在此，取決于螺旋彈簧16的布置(諸如螺旋彈簧16被布置的角度)，線性特性可以不是完全線性的。但是，在本實施例中，與非線性特性相比，非常接近線性特性的特性被稱為線性特性。由此，在腳板20從初始位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)運動的中途(即在中間位置和下極限位置之間的區(qū)域中)，實際作用在腳板20上的螺旋彈簧16的彈簧常數(shù)變大，且與腳板20的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力變化程度變大，由此確保腳板20在完成腳板20的壓下時的快速復(fù)歸。另外，由于在從初始位置到上極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中復(fù)歸力具有線性特性，在釋放操作(在該操作中腳從處于壓下狀態(tài)的腳板20釋放)中沿向前方向的復(fù)歸力不會過大，且腳板20的復(fù)歸不會過快。因而，當(dāng)隨后在釋放操作后立刻進(jìn)行壓下操作時，不太易于發(fā)生腳板20在隨后的壓下操作時機(jī)之前向下運動的情況。因此，演奏者不會有仿佛他/她沒有壓下腳板20的感覺。本實施例既實現(xiàn)了腳板20從壓下終點位置的快速復(fù)歸也實現(xiàn)了腳板20從高于初始位置的位置不太快速的復(fù)歸，使得可以在壓下操作和釋放操作二者中增強(qiáng)腳板20對腳的跟隨性。因而，在腳板20的壓下操作和釋放操作連續(xù)交替進(jìn)行的演奏操作中，腳板20跟隨演奏者的腳的運動，特別是在釋放操作之后立刻進(jìn)行的壓下操作中，由此緩解演奏者感覺到不舒適感或不自然感。此外，螺旋彈簧16的彈簧特性的改變通過具有圓錐形形狀的單個螺旋彈簧16獲得,確保簡化和尺寸減小的結(jié)構(gòu)。在本實施例中，從中間位置(其在初始位置和下極限位置之間的中間)到下極限位置的區(qū)域中，螺旋彈簧16的彈簧特性具有非線性特性。彈簧特性可以其他方式改變。例如，彈簧特性可在從初始位置到下極限位置的整個范圍上具有非線性特性。螺旋彈簧16需被插置在基板10的基部部分11和腳板20之間，從而螺旋彈簧16的相對端中的一個和另一個被分別固定到基部部分11和腳板20。用于將腳板20保持在初始位置處的彈性保持機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為，為腳板20提供由于腳板20的自身重量帶來的力和按照螺旋彈簧16產(chǎn)生的伸長量或壓縮量而產(chǎn)生的力，以便彼此疊加。彈性保持機(jī)構(gòu)可以其他方式通過將其他結(jié)構(gòu)添加到螺旋彈簧16來構(gòu)造。例如， 通過選擇能夠主動產(chǎn)生反作用力的材料作為用于促動器14的材料，促動器14可被構(gòu)造為與螺旋彈簧16協(xié)作，以給腳板20提供沿反向方向的力。在這種情況下，促動器14被構(gòu)造為具有高彈簧常數(shù)，其能展現(xiàn)出確定的彈性力。在從限位板23在腳板20從初始位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)運動的中途開始按壓促動器14的時間點，施加在腳板20上的力的增加程度變大。因而，在腳板20沿向前方向從中間位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)運動的區(qū)域中復(fù)歸力迅速增加。因此，可以增大在腳板20已經(jīng)從被壓下的狀態(tài)釋放之后腳板20立刻復(fù)歸的速度。在使用具有高彈簧常數(shù)的促動器14的情況下，可以使用在本實施例中使用的具有圓錐形形狀的螺旋彈簧16作為螺旋彈簧，也可以使用具有圓筒形形狀的其他螺旋彈簧。具有圓筒形形狀的螺旋彈簧被構(gòu)造為產(chǎn)生按照其伸長量或收縮量而具有線性特性的力。在本實施例中，螺旋彈簧16具有圓錐形形狀，其中外直徑沿從其相對端部中的一個朝向另一端部的方向逐漸改變。螺旋彈簧16可以其他方式構(gòu)造。例如，螺旋彈簧可以是圓筒形的，且可具有不同的簧圈厚度值，從而簧圈厚度朝向螺旋彈簧的靠近基部部分11的一端階梯式地或線性地增加。替換地，一個螺旋彈簧可由不同簧圈的組合形成，這些簧圈通過使用不同的材料而具有相互不同的彈簧常數(shù)但簧圈厚度是恒定的。接下來，將解釋彈性保持機(jī)構(gòu)的例子，其用于為腳板20提供復(fù)歸力，該復(fù)歸力在從初始位置到下極限位置的整個范圍中或在從中間位置到下極限位置的區(qū)域中具有非線性特性。這些例子將作為第一到第三實施例并參考圖4A-4C進(jìn)行解釋。圖4A-4C是踏板裝置的示意側(cè)視圖，其中，使用了分別根據(jù)第一至第三改進(jìn)實施例的彈性保持機(jī)構(gòu)。在圖4A所示的第一改進(jìn)實施例中，代替所示實施例中使用的螺旋彈簧16使用兩個螺旋彈簧，即作為第一彈性構(gòu)件的第一螺旋彈簧31和作為第二彈性構(gòu)件的第二螺旋彈簧32。螺旋彈簧31、32被布置在彈簧支撐部分17處，以便穿過彈簧蓋部分18中形成的孔18a。每個螺旋彈簧31、32都不是圓錐形的，而是具有圓筒形形狀且具有簧圈部分，其外直徑在整個長度上是恒定的。第一螺旋彈簧31被固定到腳板20的下表面和彈簧支撐部分17二者。第二螺旋彈簧32在其下端處固定到彈簧支撐部分17，且第二螺旋彈簧32的上端沒有固定到任何構(gòu)件。圖4A的踏板裝置在構(gòu)造上除上述方面外與圖I的踏板裝置類似。在如此構(gòu)造的踏板裝置中，當(dāng)腳板20處于非操作狀態(tài)中和自由狀態(tài)中時，腳板20通過其自身重量略微地壓縮第一螺旋彈簧31，且踏板裝置保持在如圖4A所示的平衡狀態(tài)。在平衡狀態(tài)中，第二螺旋彈簧32和腳板20的下表面之間存在一距離。在腳板20從初始位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)運動中，腳板20在樞轉(zhuǎn)運動中途在中間位置(該中間位置在初始位置和下極限位置之間)處接觸到第二螺旋彈簧32，且開始對第二螺旋彈簧32壓縮。因而，與腳板20的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力變化程度從中間位置開始變高。在這種情況下，與關(guān)于腳板20的樞轉(zhuǎn)角有關(guān)的復(fù)歸力具有非線性特性。另一方面，在從初始位置到上極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，腳板20受到第一螺旋彈簧31由于其伸長而產(chǎn)生的力和由于腳板20的自身重量而帶來的力。由于第一螺旋彈簧31產(chǎn)生的力相對于腳板20的樞轉(zhuǎn)角變化具有線性特性，復(fù)歸力具有線性特性。在圖4A所示的第一改進(jìn)實施例中，第二螺旋彈簧32可被改變?yōu)槭沟?，其上端固定到腳板20的下表面，而其下端沒有固定到任何構(gòu)件，但被構(gòu)造為在腳板20的壓下行程中接觸到一靜止部分，該靜止部分相對于彈簧支撐部分17的基部部分11等靜止。在第一改進(jìn)實施例中，可布置第三或更多螺旋彈簧，其具有比第二螺旋彈簧32更低的高度。即，通過使用三個或更多螺旋彈簧，沿反向方向的復(fù)歸力的變化程度可被變成具有更大的階梯形式。在第一改進(jìn)實施例中，代替設(shè)置第二螺旋彈簧32，促動器14可由能夠展現(xiàn)如上所述的高彈簧常數(shù)的材料形成，由此促動器14可被構(gòu)造為與第一螺旋彈簧31協(xié)作，以給腳板20施加沿反向方向的復(fù)歸力。第一螺旋彈簧31、第二螺旋彈簧32和促動器14可不限于彈簧和彈性材料，只要第一螺旋彈簧31、第二螺旋彈簧32和促動器14每一個是能夠展現(xiàn)彈性的彈性構(gòu)件即可。圖4B顯示了根據(jù)第二改進(jìn)實施例的踏板裝置。圖4B的踏板裝置被構(gòu)造為使得，螺旋彈簧33還布置在圖I的踏板裝置中。螺旋彈簧33被布置在限位板23和蓋12的后部部分的頂棚部分的下側(cè)之間。螺旋彈簧33在其上端處固定到蓋12的后部部分的頂棚部分的下側(cè)，以便從其懸掛。也用作止擋件的緩沖構(gòu)件34被固定到螺旋彈簧33的下端。緩沖構(gòu)件34沒有固定到限位板23。螺旋彈簧33的螺旋部分具有外直徑，其在螺旋彈簧33的整個長度上恒定。在該第二改進(jìn)實施例中，螺旋彈簧16的上端16a沒有固定到腳板20。在由此構(gòu)造的踏板裝置中，當(dāng)腳板20處于非操作狀態(tài)和自由狀態(tài)時，腳板20通過其自身重量略微地壓縮螺旋彈簧16，踏板裝置保持在圖4B所示的平衡狀態(tài)中。在平衡狀態(tài)中，腳板20接觸螺旋彈簧16的上端16a，限位板23接觸緩沖構(gòu)件34。在從初始位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，除了非常靠近初始位置的區(qū)域以外，限位板23遠(yuǎn)離緩沖構(gòu)件34定位。相應(yīng)地，螺旋彈簧16主要對腳板20施加力，而螺旋彈簧33不對腳板20施加力。另夕卜，如圖I所示的實施例那樣，螺旋彈簧16對腳板20施加一力，該力在中間位置和下極限位置之間沿壓下方向的樞轉(zhuǎn)運動區(qū)域中具有非線性特性。另一方面，在從初始位置到上極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，除了非?？拷跏嘉恢玫膮^(qū)域外，腳板20遠(yuǎn)離螺旋彈簧16的上端16a定位。相應(yīng)地，螺旋彈簧33對腳板20施加線性力，而螺旋彈簧16不對腳板20施加力。當(dāng)螺旋彈簧33收縮到最大程度且不能再收縮時，限位板23經(jīng)由緩沖構(gòu)件34抵靠在蓋12的后部部分的頂棚部分的下側(cè)上，由此限定出腳板20的沿逆壓下方向的上極限位置被限。盡管在上述結(jié)構(gòu)中，相互不同的彈簧被用在沿壓下方向遠(yuǎn)離初始位置的區(qū)域和沿逆壓下方向遠(yuǎn)離初始位置的區(qū)域中以用于對腳板20施加力，但是與腳板20的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的特性類似于圖I所示實施例。換句話說，在腳板20從在初始位置和下極限位置之間的中間位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)運動的區(qū)域中，施加在腳板20上的復(fù)歸力的特性可被制造成關(guān)于腳板20的樞轉(zhuǎn)角的變化是非線性的。、
在該第二改進(jìn)實施例中，為了獲得在從初始位置到下極限位置的整個范圍上具有非線性特性的復(fù)歸力，緩沖構(gòu)件34可被固定到限位板23。此外，螺旋彈簧33可被構(gòu)造為經(jīng)由緩沖構(gòu)件34固定到限位板23，而不固定到蓋12的后部部分的頂棚部分的下側(cè)。在這樣的構(gòu)造中，與腳板20的樞轉(zhuǎn)角的變化有關(guān)的復(fù)歸力的特性可被制造成與圖I所示的實施例類似。此外，如圖I所示的實施例那樣，螺旋彈簧16的上端16a可被固定到腳板20。圖4C示出了根據(jù)第三改進(jìn)實施例的踏板裝置。圖4C的踏板裝置被構(gòu)造為使得布置板簧35來代替在圖4B的踏板裝置中的螺旋彈簧16。螺旋彈簧33、緩沖構(gòu)件34、限位板23等沒有示出。在圖4C的踏板裝置中，支撐基部36被固定到基部部分11上。板簧35的一端被支撐在支撐基部36的第一樞轉(zhuǎn)點Pl處，如同板簧35用作懸臂梁，板簧35的自由端與腳板20的下表面壓接觸，以便可在其上滑動。從第一樞轉(zhuǎn)點Pl到第二樞轉(zhuǎn)點P2(定位在第一樞轉(zhuǎn)點P前方)的支撐基部36的上表面的一部分提供平坦表面，且定位在第二樞轉(zhuǎn)點P2前方的支撐基部36的上表面的一部分提供向上突起的彎曲表面。

在由此構(gòu)造的踏板裝置中，當(dāng)腳板20處于非操作狀態(tài)和自由狀態(tài)時，腳板20由于其自身重量使板簧35略微撓曲，踏板裝置保持在如圖4B所示的平衡狀態(tài)中，其中腳板20由實線表示。在平衡狀態(tài)中，板簧35的自由端與腳板20的下表面接觸，且限位板23與緩沖構(gòu)件34接觸。在從初始位置到下極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，除了非?？拷跏嘉恢玫膮^(qū)域夕卜，限位板23遠(yuǎn)離緩沖構(gòu)件34定位。相應(yīng)地，板簧35繞第一樞轉(zhuǎn)點Pl撓曲，由此對腳板20施加力，而螺旋彈簧33不對給腳板20施加力。在從腳板20的樞轉(zhuǎn)運動的中途板簧35接觸到第二樞轉(zhuǎn)點P2的時間點，板簧35開始撓曲，從而支撐基部36的上表面的、在第二樞轉(zhuǎn)點P2前方的那部分上的最靠前的接觸位置逐漸向前移位。在這種情況下，板簧35用作具有比在初始狀態(tài)更小的長度的板簧，從而板簧35具有更高的彈簧常數(shù)。因此，如在圖I的所示實施例中那樣，在壓下行程中間，與沿壓下方向的增加有關(guān)的復(fù)歸力增加程度從在初始位置和下極限位置之間的中間位置開始增大。換句話說，腳板20被施加于相對于腳板20的樞轉(zhuǎn)角變化具有非線性特性的復(fù)歸力。另一方面，在從初始位置到上極限位置的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，除了非?？拷跏嘉恢玫膮^(qū)域外，板簧35遠(yuǎn)離腳板20定位。相應(yīng)地，如第二改進(jìn)實施例那樣，具有線性特性的沿壓下方向的復(fù)歸力被施加給腳板20。在第三改進(jìn)實施例中，板簧35可被布置為使得，板簧的自由端總是保持與腳板20的下表面的壓接觸。在第三改進(jìn)實施例中，支撐基部36的上表面的、從第一樞轉(zhuǎn)點Pl到第二樞轉(zhuǎn)點P2的那部分可被形成為向上突起的彎曲表面，且支撐基部36的上表面的所述所述部分上的最靠前的接觸位置逐漸向前移位。在這樣的構(gòu)造中，在壓下行程中與壓下角的增加有關(guān)的復(fù)歸力的增大程度逐漸變高。如上所述，各種類型的彈性構(gòu)件(諸如各種形式的彈簧)可用作彈性保持機(jī)構(gòu)，且彈性保持機(jī)構(gòu)不限于上述的那些。在所示實施例和改進(jìn)實施例中，用于限定出腳板20的沿逆壓下方向的上極限位置的結(jié)構(gòu)——作為上極限位置限定機(jī)構(gòu)，不限于限位板23和止擋部分13。例如，作為上極限位置限定機(jī)構(gòu)，可使用根據(jù)圖4D所示的第四改進(jìn)實施例的結(jié)構(gòu)。在第四改進(jìn)實施例中，接合構(gòu)件25被設(shè)置為從腳板20懸掛。接合構(gòu)件25在側(cè)面圖中具有L形狀。接合構(gòu)件25穿過彈簧蓋部分18的孔，且接合構(gòu)件的下端向前延伸以具有鉤狀部分。止擋部分26被固定到彈簧蓋部分18的內(nèi)側(cè)。當(dāng)接合構(gòu)件25的鉤狀部分(在接合構(gòu)件25的下端處向前延伸)接觸到止擋部分26時，限定出腳板20沿逆壓下方向的上極限位置。布置有接合構(gòu)件25的位置沿腳板20的前后方向居中。在該位置處，接合構(gòu)件25的樞轉(zhuǎn)量與限位板23的樞轉(zhuǎn)量相比較小。因此，蓋12的尺寸可被減小。接合構(gòu)件25和止擋部分26可被布置在更靠近樞轉(zhuǎn)軸21的位置處。盡管本發(fā)明的實施例和改進(jìn)的實施例已經(jīng)參照附圖被詳細(xì)描述，應(yīng)該理解，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以將本發(fā)明實施有其他不同的變化和改進(jìn)，而不偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于電子打擊樂器的踏板裝置，包括 基部，放置在地面上； 腳板，在其一個端部部分處相對于基部可樞轉(zhuǎn)地支撐且被構(gòu)造為在沿壓下方向的下極限位置和沿與壓下方向相反的方向的上極限位置之間的可樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)；和 彈性保持機(jī)構(gòu)，被構(gòu)造為彈性地保持所述腳板，從而在腳板不被操作的非操作狀態(tài)中腳板在可樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的初始位置處保持平衡狀態(tài)， 其中，腳板被構(gòu)造為， (a)當(dāng)腳板位于初始位置和上極限位置之間時，腳板被彈性保持機(jī)構(gòu)賦予一復(fù)歸力，該 復(fù)歸力相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化具有線性特性，該復(fù)歸力用于允許腳板復(fù)歸到初始位置，和 (b)當(dāng)腳板位于初始位置和下極限位置之間時或當(dāng)腳板位于在初始位置和下極限位置之間的中間位置和下極限位置之間時，腳板被彈性保持機(jī)構(gòu)賦予一復(fù)歸力，該復(fù)歸力相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化具有非線性特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的踏板裝置，其中，當(dāng)腳板位于初始位置和上極限位置之間時與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力變化程度小于當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的踏板裝置，其中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時與相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度大于當(dāng)腳板位于初始位置和中間位置之間時與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的踏板裝置，其中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度隨著腳板接近下極限位置而逐漸增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的踏板裝置， 其中，當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度是恒定的，并且 其中，當(dāng)腳板位于初始位置和中間位置之間時，與腳板的樞轉(zhuǎn)角變化有關(guān)的復(fù)歸力的變化程度是恒定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項所述的踏板裝置， 其中，彈性保持機(jī)構(gòu)具有布置在基部和腳板之間的至少一個彈簧，且 其中，該至少一個彈簧的實際上在腳板上施加力的那部分的彈簧常數(shù)在腳板位于中間位置和下極限位置之間時大于在腳板位于初始位置和中間位置之間時。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的踏板裝置，其中， 當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，該至少一個彈簧的彈簧常數(shù)隨著腳板接近下極限位置而逐漸增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的踏板裝置，其中， 當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時，該至少一個彈簧的彈簧常數(shù)是恒定的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的踏板裝置，其中，該至少一個彈簧是螺旋彈簧，其具有朝著其靠近基部的一個端部部分增加的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的踏板裝置，其中，螺旋彈簧具有固定到基部的下端和固定到腳板的上端。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的踏板裝置， 其中，彈性保持機(jī)構(gòu)被布置在基部和腳板之間，且包括第一彈性構(gòu)件，該第一彈性構(gòu)件被構(gòu)造為當(dāng)腳板位于初始位置和下極限位置之間時向腳板施加沿朝向初始位置的方向的力；和第二彈性構(gòu)件，該第二彈性構(gòu)件被構(gòu)造為當(dāng)腳板位于中間位置和下極限位置之間時向腳板施加沿朝向初始位置的方向的力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的踏板裝置，其中， 其中，第一彈性構(gòu)件是第一螺旋彈簧，其具有固定到基部的下端和固定到腳板的上端，且 其中，第二彈性構(gòu)件是第二螺旋彈簧，其具有(a)固定到基部的下端和不固定到腳板的上端，或者其具有(b)固定到腳板的上端和不固定到基部的下端。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于電子打擊樂器的踏板裝置，包括基部、腳板、彈性保持機(jī)構(gòu)。腳板被構(gòu)造為，(a)當(dāng)腳板位于初始位置和上極限位置之間時，腳板被彈性保持機(jī)構(gòu)賦予一復(fù)歸力，該復(fù)歸力相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化具有線性特性，該復(fù)歸力用于允許腳板復(fù)歸到初始位置，和(b)當(dāng)腳板位于初始位置和下極限位置之間時或當(dāng)腳板位于在初始位置和下極限位置之間的中間位置和下極限位置之間時，腳板被彈性保持機(jī)構(gòu)賦予一復(fù)歸力，該復(fù)歸力相對于腳板的樞轉(zhuǎn)角變化具有非線性特性。根據(jù)本發(fā)明的踏板裝置，腳板能夠跟隨演奏者的腳的運動，確保腳板相對于腳有較高程度的跟隨性。
文檔編號G10H3/14GK102654997SQ20121003396
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者橋本隆二 申請人:雅馬哈株式會社