カシオが電子キーボードの鍵盤構造の変更にCAEを活用、その効果と展望：CAE活用事例（3/4 ページ）

電子楽器開発で40年以上の歴史を誇るカシオ計算機は、グリッサンド奏法の操作性を維持するために採用してきた旧来の鍵盤構造を見直すべくCAEを活用。新たなヒンジ形状を導き出し、作りやすい鍵盤構造を実現することに成功した。その取り組み内容とCAE活用の展望について担当者に話を聞いた。

[八木沢篤，MONOist]

設計案が正しい方向性のものなのかをCAEで確認

　実際、これらの検討を経て、製品に採用されることになったヒンジ部の新形状を見てみると、中央部分に穴が設けられていることが分かる。当然、穴がない方が横方向の力に対してより強くなるはずだが、あえて穴を設けることで剛性と弾き心地のバランスをとっているのだという。また、ヒンジ形状の見直しにより、従来必要だったガイド機構とグリスが不要となり、鍵盤構造の作りやすさを格段に向上させている。

打鍵ヒンジ形状（旧／新）［クリックで拡大］ 出所：カシオ計算機

　ちなみに、新たな鍵盤構造にもガイド機構のような突起があるが、これは落下などの異常荷重に対する補強として念のため入れてあるものだ。

鍵盤構造（旧／新）［クリックで拡大］ 出所：カシオ計算機

　新たなヒンジ形状の検討においては、やはり、3D CADとCAEツールの行き来で設計案を効率的に絞り込めた効果は大きく、「設計メンバーとアイデアを出し合いながら、1カ月程度の間に十数パターンもの設計案をCAEで試し、解析結果に基づき、その中から有力な候補を絞ることができた。実際に試作した数もわずかで済み、金型製作もほぼ一発で進めることができた」（赤石氏）。経験や勘だけでなく、その設計案が正しい方向性のものなのかをCAEでしっかりと確認しながら進められたからこそ、こうしたサイクルを実現できたといえる。

製品カットモデルによる打鍵ヒンジ形状の比較（旧／新）。画像左が旧形状、右が新形状［クリックで拡大］

製品カットモデルによるガイド機構（旧／画像左）とガイドレス機構（新／画像右）の比較［クリックで拡大］

　また、今回の取り組みの手応えについて、遠藤氏は「最終的なヒンジ形状による解析結果と、実際に出来上がった実機による試験結果を比べてみても、動きとして大きな差は見られず、CAEを活用した手法が十分に使えるものであることを確認できた。ひとまず構造的にシンプルな電子キーボードで結果が出せたので、将来的にはより構造が複雑な電子ピアノの鍵盤構造の改善にも同様のアプローチを適用していきたい」と述べる。