(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵と、鍵が押下されることにより回動して被打撃体を打撃するハンマと、押下された鍵の動作を上記ハンマに伝達するアクション機構と、鍵が押下されたことを検出するセンサと、このセンサの検出結果に基づいて楽音信号を発生する楽音信号発生手段とを備えた鍵盤楽器において、
上記ハンマをハンマシャンクとハンマヘッドにより構成し、上記ハンマヘッドを金属、樹脂またはゴムにより形成するとともに、上記ハンマヘッドを上記ハンマシャンクの軸線に直交する断面形状が円形となるように形成したことを特徴とする鍵盤楽器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リアルな鍵タッチ感を得ることができるようにした練習用ピアノまたは電子ピアノなどの鍵盤楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような鍵盤楽器としては、例えば特公昭６０−４４６６５号公報に提案された練習用ピアノが知られている。この鍵盤楽器は、鍵盤と、鍵が押下されることにより回動して被打撃体を打撃するハンマと、押下された鍵の動作をハンマに伝達するアクションとを備えており、打撃されたときの被打撃体の振動をセンサで電気信号に変換してアンプで増幅するようになっている。したがって、演奏者は、アコーステックピアノと同等の鍵タッチ感を得ながら演奏をして、演奏をスピーカやヘッドホンによって聞くことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記鍵盤楽器のハンマは、ハンマシャンクとハンマヘッドとで構成され、ハンマヘッドは、ハンマウッドの外周部にゴムやフェルト等の弾性材料を設けて構成されている。つまり、ハンマヘッドがアコーステックピアノのハンマヘッドと同等に構成されているため、製造コストが割高になるという欠点がある。
また、ハンマシャンクの回動軌跡を含む面に対してハンマヘッドが平行に取り付けられていないと、被打撃体を打撃したときにハンマシャンクにねじりモーメントが作用し、ハンマアッセンブリの支持構造等を破損する危険性がある。このため、ハンマの取付および調整作業にかなりの注意を必要とするため、その作業に時間がかかるという欠点がある。
【０００４】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、製造コストを大幅に低減することができる鍵盤楽器を提供することを目的としている。また、この発明は、ハンマの取付に際しての調整がほとんど不要となる鍵盤楽器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鍵盤楽器は、鍵と、鍵が押下されることにより回動して被打撃体を打撃するハンマと、押下された鍵の動作を上記ハンマに伝達するアクション機構と、鍵が押下されたことを検出するセンサと、このセンサの検出結果に基づいて楽音信号を発生する楽音信号発生手段とを備えた鍵盤楽器において、上記ハンマをハンマシャンクとハンマヘッドにより構成し、上記ハンマヘッドを金属、樹脂またはゴムにより形成するとともに、上記ハンマヘッドを上記ハンマシャンクの軸線に直交する断面形状が円形となるように形成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態である練習用ピアノについて図１および図２を参照しながら説明する。これらの図に示す練習用ピアノは、複数の鍵１１等からなる鍵盤アッセンブリ１０と、鍵１１が押下されることにより駆動されるアクション（アクション機構）２０と、このアクション２０の動作により回動させられるハンマアッセンブリ４０と、ダンパー機構５０とから概略構成されており、これら各部はアップライトピアノのものと同等の構成とされている。また、この練習用ピアノでは、ハンマアッセンブリ４０によって打撃されるのは、弦を有していない被打撃部６０とされている。以下、練習用ピアノの各部の構成について説明する。
【０００８】
Ａ．鍵盤部の構成
図１において符号１は練習用ピアノの下部フレームを構成する棚板である。棚板１の上面には、練習用ピアノの全幅に亘って延在する筬後２、筬中３および筬前４が図中左側からこの順番で取り付けられている。筬中３の上面には鍵１１を上下方向に貫通するバランスピン５が取り付けられており、これによって、鍵１１は、筬中３の上面で上下方向へ向けて回動自在に支持されている。また、筬後２と筬前４の上面には、鍵１１が当接するクッション材６，７がそれぞれ取り付けられ、筬前４には、鍵１１の左右方向への回動を規制するオーバルピン８が取り付けられている。そして、押鍵することにより鍵１１の後端部（図１において左端部）が上昇し、そこに取り付けたキャプスタン９が以下に説明するアクション２０を押し上げるようになっている。
【０００９】
Ｂ．アクションの構成
図において符号１６はセンターレールであり、センターレール１６はこの練習用ピアノの全幅に亘って延在している。センターレール１６の両端部および中間部の複数位置にはアクションブラケット１５が配置され、アクションブラケット１５どうしの間で、各鍵１１毎に設けられたアクション２０がセンターレール１６によって支持されている。センターレール１６の下端部には、各鍵１１について１個づつウイペンフレンジ２２が取り付けられている。ウイペンフレンジ２２の下端部には、長手方向を練習用ピアノの前後方向へ向けたウイペン２３の一端部がピン２２ａによって回動自在に支持されている。ウイペン２３は板状をなし、その他端部の下面にはウイペンヒールクロス２４が取り付けられている。ウイペンヒールクロス２４は、その下面がキャプスタン９に支持されることにより、押鍵されない状態（以下、このときの各部材の位置をレスト位置という）でウイペン２３を略水平に保っている。
【００１０】
また、ウイペン２３には、上方へ向けて突出するジャックフレンジ２５が取り付けられ、ジャックフレンジ２５の上端部には、略Ｌ字状をなすジャック２６がその屈曲部近傍においてピン２６ｃによって回動自在に支持されている。ジャック２６は、斜め上方に向けて延在するジャック大２６ａと、このジャック大２６ａに対してほぼ直交するジャック小２６ｂとから構成されている。そして、ウイペン２３に取り付けたジャックスプリング２７によってジャック小２６ｂが押し上げられることにより、ジャック２６は反時計方向に付勢されている。また、センターレール１６には、レギュレーティングブラケット２８を介してレギュレーティングレール３２が取り付けられ、このレギュレーティングレール３２に貼り付けられたジャックストップフェルト２９によって、ジャック２６の回動範囲が規制されている。
【００１１】
また、レギュレーティングブラケット２８には、練習用ピアノの全幅に亘って延在するレギュレーティングレール３２が取り付けられ、レギュレーティングレール３２には、スクリュウ３３により上下方向の位置が調整可能とされたレギュレーティングボタン３４が取り付けられている。レギュレーティングボタン３４の下端面には、ウイペン２３が所定位置まで回動したときにジャック小２６ｂの先端部が当接するようになっている。
【００１２】
Ｃ．ハンマアッセンブリの構成
次に、図中符号４１はハンマアッセンブリ４０の基部を構成するバットである。バット４１は、センターレール１６に取り付けたバットフレンジ４２にセンターピン４２ａを介して回動自在に取り付けられている。バット４１には、斜め上方へ向けて延在するハンマ４３が取り付けられている。図２（Ａ）はハンマ４３の構成を示す図であり、この図に示すように、円柱状をなすハンマヘッド４３ｂの一端面に穴４３ｃが形成され、この穴４３ｃにハンマシャンク４３ａを差し込んで固定することによりハンマ４３が形成されている。このようにして、ハンマシャンク４３ａの軸線と直交するハンマヘッド４３ｂの断面は円形とされている。
【００１３】
ハンマヘッド４３ｂは、鉄などの金属を鋳造または鍛造することにより、あるいは樹脂またはゴムを成形することによって一体的に形成されている。ここで用いられる樹脂としては、合成樹脂、天然樹脂のいずれであってもよく、合成樹脂のうち熱可塑性樹脂であるか熱硬化性樹脂であるかを問わない。また、ゴムとしては、合成ゴム、天然ゴムのいずれであってもよい。ハンマヘッド４３ｂの材料として使用するには、次のいずれかの特性を有することが必要である。
▲１▼  演奏時に起こりうる最大速度でハンマ４３が動作しても、ハンマヘッド４３ｂが、被打撃部６０を打撃した場合に、ハンマヘッド４３ｂのその時の変形が全くないか、極めて微小であること。すなわち剛性が十分大きいこと。
▲２▼  同様に最大速度のハンマ４３が被打撃部６０を打撃したときに、ハンマヘッド４３ｂが変形したとしても、除荷すると元の形に復元すること。すなわちハンマヘッド４３ｂが十分な弾性を有すること。
以上の特性が必要なのは、ハンマヘッド４３ｂの塑性変形が大きいと、打撃をするたびに、ハンマ４３の回動ストロークが大きくなってゆき、鍵タッチ感が異なってゆくからである。なお、鍵タッチ感を長期にわたって一定にするためには、経時的な劣化が少ないことも必要である。
【００１４】
また、ハンマヘッド４３ｂの重量は、その外径や長さを変えることにより、実際のアコーステックピアノのハンマヘッドと同様に、低音側から高音側へ移るに従って漸次軽くなるように設定されている。なお、ハンマヘッド４３ｂの材質（比重）を変えることによって、上記のような重量の傾斜を設定することもできる。あるいは、ハンマヘッド４３ｂの表面に機械加工を施すことによって、各ハンマヘッド４３ｂの重量を変えることもできる。たとえば、ハンマヘッド４３ｂを紡錘状とし、その形状を変えて重量を変えるようにすることもでき、あるいは、全周に溝を形成して重量を変えることもできる。また、各ハンマヘッド４３ｂ毎に重量を変えるのではなくて、鍵盤アッセンブリ１０の低音域、中高音域および高音域で３段階の重量を設定しても良い。
ハンマシャンク４３ａとハンマヘッド４３ｂとの固定方法については、溶接、接着剤による接着、圧入あるいは焼嵌めなど種々の方法を採ることができる。また、ハンマヘッド４３ｂの穴４３ｃの内周面とハンマシャンク４３ａの先端外周にネジを形成し、両者をネジ止めにすることもできる。このようにネジ止めにすることにより、ハンマシャンク４３ａの軸線方向におけるハンマヘッド４３ｂの位置調整を容易に行うことができる。
【００１５】
次に、バット４１には、ハンマシャンク４３と略直交するキャッチャシャンク４５が取り付けられ、キャッチャシャンク４５の先端部にはキャッチャ４６が取り付けられている。また、バット４１の左上端部には、これを反時計方向へ付勢するバットスプリング４７が取り付けられている。さらに、バット４１の下面には、バットアンダーフェルト４１ａとこれを覆うバットアンダースキン４１ｂとが取り付けられ、バットアンダースキン４１ｂにはジャック大２６ａの上端面が当接している。
【００１６】
次に、アクションブラケット１５には、練習用ピアノの全幅にわたって延在するハンマレール３６が取り付けられ、ハンマレール３６には、ハンマシャンク４３ａを受けて跳返りを防止するハンマパッド３７が取り付けられている。そして、レスト位置においてハンマアッセンブリ４０は、バットスプリング４７の付勢力により、ハンマシャンク４３をハンマパッド３７に当接させた状態で保持されている。
【００１７】
また、ウイペン２３の自由端には、レスト位置へ回動復帰するハンマアッセンブリ４０のキャッチャ４６を弾性的に受けとめるバックチェック３８が取り付けられている。さらに、バックチェック３８の隣には、ブライドルワイヤ３９ａが取り付けられ、ブライドルワイヤ３９ａの上端部とキャッチャ４６とはブライドルテープ３９ｂで連結されている。ブライドルテープ３９ｂは、ハンマアッセンブリ４０の回動復帰をウイペン２３の回動復帰に追従させることにより、ハンマアッセンブリ４０の跳ね返りに起因する被打撃部６０の二度打ちを防止するためのものである。
【００１８】
Ｄ．ダンパー機構の構成
この練習用ピアノでは、弦がないためにダンパー機構は不要であるが、鍵タッチ感をアコーステックピアノと同等にするために、押鍵に連動するダンパー機構５０を設けている。図中符号５１はダンパーレバーであり、ダンパーレバー５１は、センターレール１６に取り付けられたダンパーレバーフレンジ５２によって回動自在に支持されている。また、ダンパーレバー５１は、ダンパーレバーフレンジ５２に取り付けたダンパーレバースプリング５４によって反時計方向へ付勢されている。また、ウイペン２３の端部には、上端部をダンパーレバー５１の下端部に接触させたダンパースプーン５５が取り付けられており、押鍵するとダンパースプーン５５がダンパーレバー５１をダンパーレバースプリング５４の付勢力に抗して時計方向に回動させるようになっている。
また、図中符号５６はダンパーロッドであり、ラウドペダル（図示略）と連結されている。ダンパーロッド５６は、演奏者がラウドペダルを踏むことにより回動させられ、各鍵１１毎に設けられたダンパーレバー５１を全て図中時計方向へ回動させる。そして、レバー５７を時計方向へ回動させた状態では、押鍵してもダンパースプーン５５はダンパーレバー５１に達しないようになっている。
【００１９】
Ｅ．被打撃部の構成
次に、被打撃部６０の構成について説明する。図１に示すように、アクションブラケット１５には、練習用ピアノの全幅に亘って延在するブラケット６１が取り付けられている。ブラケット６１は、例えば鋳鉄などの減衰性の高い材料で構成してもよい。ブラケット６１の一方の面には、ゴムやウレタンなどの合成樹脂で構成された減衰材６２が取り付けられ、減衰材６２の表面には、ゴム、合成樹脂、皮革、クロス、フェルトなどで構成された緩衝材６３が取り付けられている。緩衝材６３の表面には、ハンマヘッド４３ｂで打撃されたときに打撃力に対応する電気信号を発生する圧電素子（センサ、図示略）が取り付けられている。
【００２０】
なお、圧電素子の出力信号は、図示は省略するが楽音波形発生回路（楽音信号発生手段）に出力され、楽音波形発生回路は、当該圧電素子に割り当てられた音色および音高を有する楽音波形をスピーカやヘッドホンに出力するようなっている。その際に楽音波形発生回路は、圧電素子から出力される出力信号の強弱によって音量を設定するようになっている。
【００２１】
Ｆ．実施の形態の動作
次に、上記構成の練習用ピアノの動作について説明する。
まず、押鍵が行われるとキャプスタン９がウイペン２３を突き上げ、これをピン２２ａを中心として反時計方向に回動させる。これにより、ジャック大２６ａがバット４１を突き上げてハンマアッセンブリ４０を反時計回りに回動させ、ハンマ４３が被打撃部６０を打撃する。その際、押鍵された鍵１１に対応する圧電素子がハンマ４３で打撃されることにより、その鍵１１に対応する音色および音高、並びに打撃強度に対応する音量を有する楽音がスピーカやヘッドホンから発せられる。
【００２２】
ここで、ジャック大２６ａがハンマアッセンブリ４０を回動させている間に、ジャック小２６ｂがレギュレーティングボタン３４に当接する。これにより、ジャック２６は、レギュレーティングボタン３４との当接部を作用点としてピン２６ｃを中心に時計方向へ回動し、これにより、ジャック大２６ａの上端面がバット４１の下面から図中右方向へ逃げ、バット４１との非当接位置に移動する。そして、ハンマ４３が被打撃部６０を打弦した後のハンマアッセンブリ４０の回動復帰の動作は、キャッチャ４６がバックチェック３８に当接することにより一時的に停止する。そして、ジャック２６は鍵１１の復帰動作に伴うウイペン２３の回動復帰に連動し、ジャック大２６ａの上端部が再びバット４１の下部に入り込んで次の打撃動作を可能にする。
【００２３】
このように鍵１１を押下すると、ジャック２６がバット４１から抜けるように離脱するアコーステックピアノと同等の鍵タッチ感を得ることができる。また、ウイペン２３が反時計方向に回動すると、ダンパースプーン５５がダンパーレバー５１をダンパーレバースプリング５４の付勢力に抗して時計方向に回動させるから、その付勢力が演奏者に伝わってさらにリアルな鍵タッチ感を得ることができる。
【００２４】
上記構成の練習用ピアノでは、ハンマヘッド４３ｂ以外の構成は従来のアコーステックピアノと同じであり、また、ハンマヘッド４３ｂも従来のアコーステックピアノのものと同じ重量としたので、従来のアコーステックピアノと同等の鍵タッチ感が得られる。また、ハンマヘッド４３ｂを金属、樹脂またはゴムにより一つの部品で構成しているから、ハンマ４３の製造コストを低減することができる。
特に、上記実施の形態においては、ハンマヘッド４３ｂをハンマシャンク４３ａの軸線に直交する断面形状が円形となるように形成しているから、バット４１にハンマ４３を取り付ける際にその軸線回りの位置は考慮しなくても良い。したがって、その取付作業が極めて簡単であり短時間で終了することができるばかりでなく、ハンマヘッド４３ｂの製造およびこれとハンマシャンク４３ａの組付けも簡単であるから製造コストをさらに低減することができる。
【００２５】
Ｇ．変形例
（１）ハンマシャンク４３ａとハンマヘッド４３ｂとを一体的に構成することができ、それらに加えてバット４１さらにはキャッチャ４６も一体的に構成することができる。
（２）ハンマヘッド４３ｂの形状は上記のものに限らず任意である。たとえば、図２（Ｂ）に示すように、ハンマヘッド４３ｄを円筒状に形成し、中空部分にハンマシャンク４３ａを差し込んで固定することもできる。また、図２（Ｃ）に示すように、ハンマヘッド４３ｅを球状に形成し、ハンマシャンク４３ａをねじ込んで固定することもできる。さらに、ハンマヘッドを板状に形成することもできる。
（３）鍵盤アッセンブリ１０の下側に押鍵を検出するセンサを配置し、センサの出力信号を楽音波形発生回路に供給するように構成しても良い。この場合のセンサは、鍵１１によって打撃される圧電素子でも良く、フォトインタラプタ等の光センサを棚板１の上面に配置し、光センサの光軸を遮光するシャッタを鍵１１の下面に取り付けて構成しても良い。なお、光センサを用いる場合には、シャッタが光軸を遮光した後に受光状態にするまでの時間から押鍵速度を計測し、発生する楽音の音量を計測した押鍵速度に対応させるようにしても良い。
（４）上記実施の形態では、アクション２０等の構成をアップライトピアノのものと同等としたが、グランドピアノと同等の構成としても同様の作用効果を得ることができる。また、本発明は、ピアノ以外の鍵盤楽器、例えば、チェンバロ、チェレスタ、オルガンなどあらゆる鍵盤楽器およびそれらの練習用楽器に適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明の鍵盤楽器においては、ハンマヘッドを金属、樹脂またはゴムにより形成するとともに、ハンマヘッドをハンマシャンクの軸線に直交する断面形状が円形となるように形成しているので、ハンマを取り付ける際にその軸線回りの位置は考慮しなくても良く、したがって、その取付作業が極めて簡単であり短時間で終了することができるばかりでなく、ハンマヘッドの製造も簡単であるから製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る練習用ピアノを示す側断面図である。
【図２】  ハンマの例を示す図である。
【符号の説明】
１１…鍵、２０…アクション（アクション機構）、４３…ハンマ、４３ａ…ハンマシャンク、４３ｂ…ハンマヘッド。
【図１】
0003721652.tif 000002
【図２】
0003721652.tif 000003