(57)【要約】【課題】簡単な構成で、力覚制御による自然鍵盤楽器に近い鍵タッチ感の創生と、鍵の自動動作との両方を行える鍵盤装置の提供。【解決手段】鍵支点１２を中心に回動可能に支持された鍵２０と、鍵２０を離鍵方向に付勢していることで該鍵２０に連動してその演奏操作に対する反力を付与する質量体３０と、発生した駆動力を鍵２０及び質量体３０に対して与える電磁アクチュエータ４０と、該電磁アクチュエータ４０での駆動力の発生を制御する主制御部５０と、を備え、鍵２０は、電磁アクチュエータ４０での駆動力の付与による質量体３０からの反力の低減に伴い押鍵方向に回動するように構成されており、鍵２０に付与される質量体３０からの反力と電磁アクチュエータ４０からの駆動力との協働によって、鍵２０への押鍵操作に対する力覚制御と、鍵２０の自動動作を伴う自動演奏との両方を行えるようにした鍵盤装置１０である。【選択図】図２
2011008039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支点を中心に回動可能に支持された鍵と、
鍵を離鍵方向に付勢していることで該鍵に連動してその演奏操作に対する反力を付与する質量体と、
発生した駆動力を前記鍵及び前記質量体に対して与える駆動力付与手段と、
該駆動力付与手段での駆動力の発生を制御する制御手段と、
を備え、
前記鍵は、前記駆動力付与手段での駆動力の付与による前記質量体からの反力の低減に伴い押鍵方向に回動するように構成されており、
前記鍵に付与される前記質量体からの反力と前記駆動力付与手段からの駆動力との協働によって、前記鍵への押鍵操作に対する力覚制御と、前記鍵の自動動作との両方を行えるように構成した
ことを特徴とする鍵盤装置。
【請求項２】
前記鍵と前記質量体の間で双方に当接して一方からの負荷を他方に伝達する伝達部材を備え、
前記駆動力付与手段は、前記伝達部材を前記鍵側と前記質量体側との双方向に駆動する双方向アクチュエータである
ことを特徴とする請求項１に記載の鍵盤装置。
【請求項３】
前記質量体は、前記鍵の上方で回動可能に設置されており、
前記伝達部材は、前記鍵の前記支点に対する押鍵部と反対側の部分と前記質量体とに当接している
ことを特徴とする請求項２に記載の鍵盤装置。
【請求項４】
前記鍵の自動動作において、
前記鍵が離鍵方向へ回動する際、前記鍵に対して前記質量体から付与される反力に加えて、前記駆動力付与手段から該離鍵方向への駆動力が付与されるようにした
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鍵盤装置。
【請求項５】
前記鍵の自動動作は、記憶手段に記憶された自動演奏データに基づいて、前記駆動力付与手段が付与する駆動力を制御して行われるようになっており、
当該鍵の自動動作では、前記自動演奏データに基づいて前記駆動力付与手段から双方向の駆動力が付与されることで、前記鍵の押鍵方向及び離鍵方向の動作速度が制御される
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の鍵盤装置。
【請求項６】
前記伝達部材と前記鍵と前記質量体の少なくともいずれかの動作を検出する一又は複数の動作検出手段を備え、
前記制御手段は、前記動作検出手段の検出結果に基づいて前記駆動力付与手段で発生する駆動力を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子鍵盤楽器などが備える鍵盤装置に関し、特に、鍵の操作感覚あるいは動作を制御するための力覚制御及び動作制御の機能を備えた鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノなど生音を発生する自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵により回動するハンマが打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマの間には、ジャックやウィッペンを有してなるアクション機構が設けられている。このアクション機構によって、演奏者の指に鍵から独特の反力が掛かるようになっており、自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットでは、各楽器に特有の鍵タッチ感が得られる。
【０００３】
一方、電子音を発生する電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵時に鍵を初期位置に復帰させるスプリングや質量体（擬似ハンマ）などを備えており、それらの反力によって自然鍵盤楽器の鍵タッチ感を模擬している。しかしながら、電子鍵盤楽器は、押鍵により電子音を発生させる装置であり、実際に打弦して発音する機構を有しないので、自然鍵盤楽器のような複雑なアクション機構がない。そのため、自然鍵盤楽器のアクション機構で生じる鍵タッチ感を忠実には再現しきれず、電子鍵盤楽器の鍵タッチ感は、厳密には自然鍵盤楽器の鍵タッチ感とは異なるものとなっている。
【０００４】
そこで、電子鍵盤楽器では、自然鍵盤楽器に近い鍵動作あるいは鍵タッチ感を得ることを目的として、押鍵に対する反力を変化させる鍵駆動装置や制御装置（力覚制御手段）が提案されている。これに関して、特許文献１に記載の鍵盤ユニットは、鍵を駆動するためのアクチュエータ（ソレノイド）と、該アクチュエータを制御する制御手段とを備えており、鍵タッチ感を任意に調節して自然鍵盤楽器の演奏感覚を模擬するようになっている。
【０００５】
特許文献２の鍵盤装置は、押鍵方向バネと離鍵方向バネとにより、鍵が押鍵方向と離鍵方向の双方向に付勢されてレスト位置にバランスされている。この鍵を双方向アクチュエータで駆動するように構成したことで、押鍵操作に対する力覚制御と自動演奏の両方を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２９５６１８０号公報
【特許文献２】特許３６４４１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の鍵盤装置では、ソレノイドのみで鍵の動作制御を行うため、アコースティックピアノの鍵タッチ感を高精度に再現することは難しい。また、特許文献２に記載の鍵盤装置は、鍵の動作制御を主体的に行う要素として、鍵を付勢するばねを備えている。しかしながら、ばねによって鍵の動作制御を行う構成の場合、アクチュエータの駆動で補助的な力覚制御を行ったとしても、アコースティックピアノなど自然鍵盤楽器の鍵動作に特有の慣性質量感を忠実には再現しきれない。特に、アコースティックピアノでは、押鍵の開始時に打弦用ハンマの静荷重に抗して鍵の移動を開始させることが必要であるが、この押鍵開始時の操作感覚を良好に再現するのは困難である。また、仮に、特許文献２の鍵盤装置が備えるばねを、鍵と連動し慣性力を発生する質量体に置き換えたとしても、質量体がアクチュエータと分離して配置されているため、質量体とアクチュエータの動作系統が別になるため、アクチュエータの駆動で質量体から鍵にかかる負荷を適切に制御するには限界がある。したがって、自然鍵盤楽器により近い鍵タッチ感の創生、及び鍵のスムーズな動作による自動演奏を可能とするためには、鍵盤装置の更なる改良が必要である。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、簡単な構成でありながら、力覚制御による自然鍵盤楽器に極めて近い鍵タッチ感の創生、及びスムーズな鍵動作による自動演奏を実現可能な鍵盤装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明にかかる鍵盤装置は、支点（１２）を中心に回動可能に支持された鍵（２０）と、鍵（２０）を離鍵方向に付勢していることで該鍵（２０）に連動してその演奏操作に対する反力を付与する質量体（３０）と、発生した駆動力を鍵（２０）及び質量体（３０）に対して与える駆動力付与手段（４０）と、該駆動力付与手段（４０）での駆動力の発生を制御する制御手段（５０，５３，５４）と、を備え、鍵（２０）は、駆動力付与手段（４０）での駆動力の付与による質量体（３０）からの反力の低減に伴い押鍵方向に回動するように構成されており、鍵（２０）に付与される質量体（３０）からの反力と駆動力付与手段（４０）からの駆動力との協働によって、鍵（２０）への押鍵操作に対する力覚制御と、鍵（２０）の自動動作との両方を行えるように構成したことを特徴とする。なお、ここでいう押鍵方向とは、演奏者による操作で鍵が非押鍵位置（初期位置）から押し下げられる方向（向き）を指し、離鍵方向とは、押し下げられた鍵が非押鍵位置に復帰する方向（向き）を指す。
【００１０】
本発明にかかる鍵盤装置では、鍵を離鍵方向に付勢していることで該鍵に連動してその演奏操作に対する反力を与える質量体に加えて、鍵に対して発生した駆動力を付与可能な駆動力付与手段を備えている。質量体を備えたことで、ばねを備えた従来技術の鍵盤装置と比較して、アコースティックピアノなど自然鍵盤楽器の鍵動作に特有の慣性質量感をより忠実に再現することが可能となる。また、アコースティックピアノでは、押鍵開始時にハンマの静荷重に抗して鍵の移動を開始させることが必要であるが、この押鍵開始時の操作感覚も良好に再現することができる。そして、鍵に付与される質量体からの反力と駆動力付与手段からの駆動力との協働によって、鍵への押鍵操作に対する力覚制御と、鍵の自動動作との両方を行うことができる。すなわち、質量体からの反力と駆動力付与手段による駆動力との両方が鍵に付加されることで、鍵に対して質量体から離鍵方向へ作用する反力の大きさが駆動力付与手段の駆動力で調節されるようになる。これにより、押鍵操作に対する力覚制御による自然鍵盤楽器に極めて近い鍵タッチ感の創生と、鍵の自動動作を伴う自動演奏との両方を実現可能となる。
【００１１】
また、この場合、鍵は、非押鍵時には、自重による押鍵方向への付勢力よりも質量体からの離鍵方向への荷重の方が大きいため、離鍵位置で停止しており、駆動力付与手段の駆動力による質量体からの荷重の低減に伴い、自重による押鍵方向への付勢力が質量体からの離鍵方向への荷重よりも大きくなることで、押鍵方向へ回動するように構成するとよい。これによれば、駆動力付与手段の駆動力が比較的小さくても、鍵を適切に動作させることができるので、駆動力付与手段の小型化及び構成の簡素化を図りながら、鍵の良好な動作を実現できる。
【００１２】
また、この鍵盤装置では、鍵（２０）と質量体（３０）の間で双方に当接して一方からの負荷を他方に伝達する伝達部材（４６）を備え、駆動力付与手段（４０）は、伝達部材（４６）を鍵（２０）側と質量体（３０）側との双方向に駆動する双方向アクチュエータ（４０）であってよい。これによれば、単一の装置からなる駆動力付与手段で発生した駆動力を鍵及び質量体の両方に与えることができる。したがって、駆動力付与手段を簡単な構成としながらも、鍵及び質量体の動作系統と駆動力付与手段の動作系統とを共通化できるため、鍵と質量体の間で一方から他方にかかる負荷を適切に制御でき、鍵の力覚制御及び動作制御を良好に行えるようになる。
【００１３】
また、この鍵盤装置では、質量体（３０）は、鍵（２０）の上方で回動可能に設置されており、伝達部材（４６）は、鍵（２０）の支点（１２）に対する押鍵部（２０ｃ）と反対側の部分と質量体（３０）とに当接しているとよい。この構成によれば、アコースティックピアノのアクション機構において、鍵とハンマの間に配置されたウィペンアセンブリを本発明の駆動力付与手段及び伝達部材に置き換えた構成と等価になる。したがって、駆動力付与手段及び伝達部材がウィペンアセンブリの機能を果たすことで、必要最小限の構成及び制御でアコースティックピアノに極めて近い鍵タッチ感を再現できるようになる。そのうえ、鍵の自動動作を伴う自動演奏も行えるようになる。
【００１４】
また、この鍵盤装置では、鍵（２０）の自動動作において、鍵（２０）が離鍵方向へ回動する際、鍵（２０）に対して質量体（３０）から付与される反力に加えて、駆動力付与手段（４０）から該離鍵方向への駆動力が付与されるようにするとよい。このように構成すれば、鍵の自動動作において、離鍵方向へ移動する鍵の動作応答性を向上させることができるので、鍵の動作の見かけを良好にすることができ、自動演奏の質を向上させることができる。
【００１５】
また、この鍵盤装置では、鍵（２０）の自動動作は、記憶手段（５２）に記憶された自動演奏データ（８５）に基づいて、駆動力付与手段（４０）が付与する駆動力を制御して行われるようになっており、当該鍵（２０）の自動動作では、自動演奏データ（８５）に基づいて駆動量付与手段（４０）で双方向の駆動力が付与されることで、鍵（２０）の押鍵方向及び離鍵方向の動作速度が制御されるようにするとよい。このように構成すれば、自動演奏データに基づいて駆動力付与手段が双方向に駆動制御されることで、押離鍵動作に伴う鍵の移動速度を所望の速度に調節することが可能となる。したがって、速い押離鍵動作や遅い押離鍵動作を視覚的に再現することができるようになり、自動演奏の質を向上させることができる。
【００１６】
また、この鍵盤装置では、伝達部材（４６）と鍵（２０）と質量体（３０）の少なくともいずれかの動作を検出する一又は複数の動作検出手段（４７）を備え、制御手段（５０，５３，５４）は、動作検出手段（４７）の検出結果に基づいて駆動力付与手段（４０）で発生する駆動力を制御するとよい。この構成によれば、伝達部材や鍵や質量体の実際の動作に基づいて鍵の力覚制御を行えるので、鍵の良好な動作感覚が得られるようになる。
なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる鍵盤装置によれば、簡単な構成で、力覚制御による自然鍵盤楽器に極めて近い鍵タッチ感の創生と、鍵の自動動作を伴う自動演奏との両方を実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる鍵盤装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の鍵盤装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【図３】電磁アクチュエータ及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。
【図４】鍵及び質量体の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵が非押鍵位置にある状態、（ｂ）は、鍵が押鍵位置にある状態を示す図である。
【図５】駆動制御回路を含む鍵盤装置の概略構成を示す図である。
【図６】力覚付与テーブルの構成例を示す図である。
【図７】力覚制御を行った場合の鍵の変位（押鍵量）と反力（荷重）との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる鍵盤装置の構成を概念的に示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態にかかる鍵盤装置の構成を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかる鍵盤装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。同図に示す電子鍵盤楽器１は、後述する複数の鍵２０を有してなる鍵盤装置１０と、ペダル装置５２と、鍵盤装置１０やペダル装置５２を含む電子鍵盤楽器１の全体を制御するための主制御部５０とを備えている。鍵盤装置１０とペダル装置５２及び主制御部５０など電子鍵盤楽器１の各部は、バス５１を介して互いに接続されている。
【００２０】
図２は、鍵盤装置１０を示す図であり、鍵２０及びその周辺の概略側面図である。また、図３は、鍵盤装置１０が備える後述する電磁アクチュエータ４０及びその周辺の詳細構成を示す部分拡大側面図である。また、図４は、鍵盤装置１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵２０が非押鍵位置にある状態を示し、（ｂ）は、鍵２０が押鍵位置にある状態を示している。鍵盤装置１０は、電子鍵盤楽器１の一部である平板状のフレーム１１と、それぞれがフレーム１１に対して回動可能に支持された鍵２０及び質量体（擬似ハンマ）３０と、鍵２０と質量体３０の間に設置した電磁アクチュエータ（駆動力付与手段）４０とを備えて構成されている。なお、以下の説明では、鍵２０の長手方向における両側のうち、電子鍵盤楽器１の演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。なお、図２では、鍵盤装置１０が備える並設された複数の鍵２０のうち、１個の鍵２０及びその周辺の構成部品を示している。また、同図では、鍵２０が白鍵である場合を示しているが、黒鍵の場合も同様の構成になっている。なお、図示は省略するが、鍵盤装置１０には、鍵２０の動作に応じた楽音を発生させるように、鍵２０の動作を電気的な出力に変換するためのスイッチ接点機構も設けられている。
【００２１】
鍵２０は、前後方向の中間の位置がフレーム１１上の鍵支点１２に支持されている。鍵支点１２は、フレーム１１上で鍵２０の配列方向に沿って延びるバランスレール１２ａの上に立設した支点ピン１２ｂを備えており、鍵２０は、支点ピン１２ｂに支持されている。鍵２０は、前端２０ａ及び後端２０ｂが鍵支点１２を中心に上下方向へ回動可能であり、演奏者による押鍵部２０ｃへの押鍵操作に応じて回動するようになっている。また、鍵２０の前端２０ａの下方には、フロントピン１３が立設されている。フロントピン１３は、その上端が鍵２０の裏面側に挿入されており、回動する鍵２０の前端２０ａの横方向の振れを規制するものである。
【００２２】
鍵２０の後端２０ｂの下方には、鍵上限ストッパー２１が設置されており、前端２０ａの下方には、鍵下限ストッパー２２が設置されている。鍵上限ストッパー２１及び鍵下限ストッパー２２は、いずれもフレーム１１の上面に固定されたフェルトなどの緩衝材を備えて構成されている。鍵上限ストッパー２１は、図４（ａ）に示す非押鍵位置にある鍵２０の後端２０ｂの下面に当接し、鍵２０の回動を非押鍵位置で規制する。一方、鍵下限ストッパー２２は、図４（ｂ）に示す押鍵位置にある鍵２０の前端２０ａの下面に当接し、鍵２０の回動を押鍵位置で規制する。
【００２３】
また、鍵支点１２より後方のフレーム１１上には、質量体３０を支持するための柱状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、フレーム１１上で隣接する鍵２０の間から複数鍵域ごとに１つの割合で各鍵２０の真上に張り出している。この支持部１４は、所定間隔で前後に配置された前壁１４ａと後壁１４ｂを備えている。前壁１４ａと後壁１４ｂは、いずれも垂直に立設されて、鍵２０よりも高い位置まで延びている。
【００２４】
支持部１４に支持された質量体３０は、各鍵２０に対応して設置されており、鍵支点１２よりも後側の真上位置に設置されている。質量体３０は、支持部１４の前壁１４ａの上端に設けた質量体支点３１から後方に延びる直線棒状のシャンク部３２と、該シャンク部３２の先端に取り付けた所定の質量を有する質量部（錘）３３とを備えて構成されている。シャンク部３２は、質量体支点３１に回動自在に支持されており、鍵２０の長手方向に沿う垂直面内で上下に回動するようになっている。質量部３３は、シャンク部３２の先端においてその回動方向に沿って延びる棒状に形成されている。この質量体３０は、質量体支点３１を中心にシャンク部３２を腕として質量部３３が鍵２０の後端近傍の上方で上下方向に回動するようになっている。
【００２５】
支持部１４の後壁１４ｂには、質量体３０の回動を規制するための質量体上限ストッパー３４及び質量体下限ストッパー３５が設けられている。質量体下限ストッパー３５は、下限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものであり、質量体上限ストッパー３４は、上限位置に回動した質量体３０のシャンク部３２を当接させるものである。これら質量体下限ストッパー３５及び質量体上限ストッパー３４によって、質量体３０は、図４（ａ）に示すように、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の斜め下方向に延びる下限位置と、図４（ｂ）に示すように、シャンク部３２が質量体支点３１から後側の略水平方向に延びる上限位置との間で回動するように規制される。質量体３０は、後述する伝達部材４６を介して鍵２０の動作に連動するようになっており、電磁アクチュエータ４０との協働によって、鍵２０にその演奏操作に対する反力を与えるものである。
【００２６】
鍵２０及び質量体３０に所定の駆動力を付与するための電磁アクチュエータ（駆動力付与手段）４０は、鍵支点１２より後側の鍵２０の上面と、質量体３０のシャンク部３２との間に設置されている。電磁アクチュエータ４０は、双方向駆動型のアクチュエータであり、上下に同軸状に並べて設置した往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの二個のソレノイドコイルと、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの内側に嵌挿された１本のプランジャ４２とを備えて構成されている。また、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの外周には、それらを囲むヨーク４０ａ，４０ｂが設置されている。
【００２７】
ヨーク４０ａ，４０ｂは、その後側面が平板状のプレート１５を介して支持部１４の後壁１４ｂの前面に固定されている。したがって、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂは、固定側である支持部１４及びフレーム１１に固定されている。プランジャ４２は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの内側で上下方向に摺動（往復動）自在に設置された柱状の強磁性体からなる胴部４２ａと、胴部４２ａの上端に連結した第１ロッド４２ｂ及び下端に連結した第２ロッド４２ｃを備えている。胴部４２ａと第１ロッド４２ｂ及び第２ロッド４２ｃの軸芯は、垂直方向に向かって一直線状に配列されている。第１ロッド４２ｂの上端には、平板状の板部材４３が固定されている。板部材４３は、第１ロッド４２ｂの上端に固定された水平面状の本体部４３ａと、該本体部４３ａの前端から垂直下方に延びる前辺４３ｂとを有し、横断面が略Ｌ字型に形成されている。板部材４３の本体部４３ａの上面には、水平面状の上面を有する台部材４４が固定されている。一方、質量体３０のシャンク部３２における台部材４４に対向する位置には、円筒状のローラ３６が取り付けられている。ローラ３６は、軸方向が鍵２０の配列方向に沿う水平向きで、下側面（円筒面）が台部材４４の上面に載置されている。一方、プランジャ４２の第２ロッド４２ｃの下端には、緩衝及び摺動作用を有するキャップ状のカバー部材４５が取り付けられており、カバー部材４５の下端が対向する鍵２０の上面に設けたスクリュー（ネジ）２５の上に載置されている。
【００２８】
上記のプランジャ４２（胴部４２ａ、第１ロッド４２ｂ、第２ロッド４２ｃ）及び板部材４３と台部材４４とで、鍵２０と質量体３０のいずれか一方からの負荷（質量による荷重負荷あるいは回動動作に伴う慣性負荷）を他方に伝達するための伝達部材４６が構成されている。伝達部材４６は、質量体３０の自重による負荷で、質量体３０と鍵２０の間に挟まれた状態で配置されている。
【００２９】
電磁アクチュエータ４０は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されることで、伝達部材４６（プランジャ４２）を双方向へ駆動するようになっている。すなわち、復動コイル４１ｂに駆動電流が供給されると、伝達部材４６は下側へ移動する。これにより、伝達部材４６から鍵２０の鍵支点１２よりも後側に対して下向きの荷重が付与されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が増加する。一方、往動コイル４１ａに駆動電流が供給されると、プランジャ４２は上側へ移動する。これにより、プランジャ４２から鍵２０の鍵支点１２よりも後側に対して下向きにかかる荷重が軽減されるので、鍵２０の離鍵方向へかかる荷重が減少する。
【００３０】
すなわち、鍵２０は、伝達部材４６を介して質量体３０からかかる荷重（質量体３０の質量による荷重）で離鍵方向へ付勢されており、該鍵２０は、電磁アクチュエータ４０による質量体３０からの荷重の低減に伴い、押鍵方向に回動するように構成されている。この場合、鍵２０は、非押鍵時には、自重による押鍵方向への付勢力よりも質量体３０からの離鍵方向への荷重の方が大きいため、押鍵方向への付勢力が打ち消された状態で離鍵位置に停止している。そして、電磁アクチュエータ４０の駆動力による質量体３０からの荷重の低減に伴い、鍵２０の自重による押鍵方向への付勢力が次第に質量体３０からの離鍵方向への荷重よりも大きくなることで、押鍵位置へ回動するようになっている。
【００３１】
ここで、鍵２０と質量体３０はそれぞれ、鍵支点１２と質量体支点３１を中心とした回動動作を行う一方、伝達部材４６（プランジャ４２）は、往動コイル４１ａ及び復動コイル４１ｂの内側で軸方向に直動動作を行う。したがって、鍵２０、質量体３０、伝達部材４６が一体に動作する際には、伝達部材４６の上端（台部材４４の上面）と質量体３０のローラ３６が当接する第１当接部４８では、上下に直動する伝達部材４６の上端が、質量体３０の動作に伴って回動するローラ３６の側面に対して摺接移動する。また、同様に、伝達部材４６の下端と鍵２０のスクリュー２５が当接する第２当接部４９では、上下に直動する伝達部材４６の下端が鍵２０の動作に伴って回動するスクリュー２５の上面に対して摺接移動する。
【００３２】
また、本実施形態の鍵盤装置１０では、伝達部材４６は、鍵２０または質量体３０に対してそれらの動作に応じて分離可能な状態で当接しているとよい。ここでいう分離可能な状態での当接とは、通常の鍵２０及び質量体３０の動作のときは、伝達部材４６は、その両端が鍵２０及び質量体３０に常に当接してそれらと一体に動作するようになっているが、鍵２０が強い力で急激に押鍵されたり、非常に早い速度で押鍵あるいは離鍵された場合、伝達部材４６に生じる加速度と鍵２０あるいは質量体３０に生じる加速度との方向が異なると、瞬間的に伝達部材４６と鍵２０との間、又は伝達部材４６と質量体３０との間が離れることがあることを示す。なお、伝達部材４６と鍵２０または質量体３０とは必ずしも分離可能である必要はなく、伝達部材４６から鍵２０または質量体３０への動力伝達が可能な構成でさえあれば、伝達部材４６と鍵２０または質量体３０とが分離不能な状態で連結（リンク接合など）されていてもよい。
【００３３】
また、鍵盤装置１０には、伝達部材４６（プランジャ４２）の位置を検出するための位置センサ（動作検出手段）４７が設置されている。位置センサ４７は、図３に示すように、ヨーク４０ａ，４０ｂの前側面に設けた受光部４７ａと、板部材４３の前辺４３ｂにおける受光部４７ａに対向する位置に設けた反射面４７ｂとを備え、反射面４７ｂで反射した光を受光部４７ａで受光するように構成した反射式センサである。反射面４７ｂは、上下方向の各位置の反射光量が連続的に変化するように構成されている。したがって、受光部４７ａの出力信号に基づいて伝達部材４６の位置を一義的に特定できる。
【００３４】
なお、位置センサ４７は、伝達部材４６（プランジャ４２）の位置を検出できるものであれば、上記のような反射式センサ以外にも、図示は省略するが、他の構成の光学式センサや、光学式以外のセンサでもよい。また、位置センサ４７に代えて、位置検出用のスイッチなどを設置してもよい。またここでは、伝達部材４６の動作を検出する動作検出手段の一例として、位置を検出する位置センサ４７を設置しているが、それ以外にも、伝達部材４６の速度、加速度などを検出する速度センサ、加速度センサのいずれか、あるいはこれらの複数を設置することも可能である。
【００３５】
またここでは、伝達部材４６の動作（変位や速度など）を検出し、当該検出結果にもとづいて電磁アクチュエータ４０の駆動制御を行うように構成している。しかしながら、これ以外にも、鍵２０あるいは質量体３０の動作（位置、速度、加速度など）を検出する動作検出手段を備え、当該動作検出手段で検出した鍵２０あるいは質量体３０の動作に基づいて、電磁アクチュエータ４０の駆動制御を行うようにしてもよい。さらに、伝達部材４６、鍵２０、質量体３０の少なくともいずれかの動作を検出する一又は複数の動作検出手段を備え、当該一又は複数の動作検出手段のいずれかを電磁アクチュエータ４０の駆動制御用とし、他の動作検出手段を電子音源の発音制御用として使用することも可能である。もちろん、一の動作検出手段を駆動制御用と発音制御用の両方に兼用することも可能である。
【００３６】
このように、本実施形態の鍵盤装置１０は、鍵２０の上方で回動可能に設置された質量体３０と、鍵２０と質量体３０の間に配置され、発生した駆動力を鍵２０及び質量体３０に対して与える電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６を備えている。そして、電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６は、鍵２０の鍵支点１２に対する押鍵部２０ｃと反対側の部分と質量体３０との間に配置されている。また、電磁アクチュエータ４０は、伝達部材４６の駆動によって、質量体３０に向かう向きと鍵２０に向かう向きとの双方向に駆動力を付与可能な単一の装置からなる。
【００３７】
次に、図１に示す主制御部５０について説明する。主制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５４を備えている。また、ＣＰＵ５１にはタイマ５５が接続されている。ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０を含む電子鍵盤楽器１全体の制御を司る。ＲＯＭ５２やフラッシュメモリ５４には、ＣＰＵ５１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータのほか、後述する力覚付与テーブル８０及び自動演奏データ８５が記憶されている。ＲＡＭ５３は、演奏データ、テキストデータなどの各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算処理結果などを一時的に記憶する。タイマ５５は、タイマ割り込み処理における割り込み時間などの各種時間を計時する。
【００３８】
また、電子鍵盤楽器１には、主制御部５０のほか、設定操作部６１、表示装置６３、音声出力部６５、外部記憶装置６６、ＨＤＤ６７、通信インターフェイス６８、ＭＩＤＩインターフェイス６９などが設けられている。通信インターフェイス６８には、外部装置７１を接続でき、ＭＩＤＩインターフェイス６９には、ＭＩＤＩ機器７２を接続できる。また、通信インターフェイス６８は、インターネットなどの通信ネットワーク７３を介して外部のサーバ装置７４との間で通信を行えるようになっている。設定操作部６１には、演奏者が設定操作情報を入力するために用いる不図示の各種スイッチなどが含まれ、スイッチの操作による信号がＣＰＵ５１に供給されるようになっている。外部記憶装置６６やＨＤＤ６７は、上記の制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データなどを記憶するものである。表示装置６３は、表示制御回路６２を介してバス５１に接続されており、音声出力部６５は、音源回路６４を介してバス５１に接続されている。
【００３９】
図５は、鍵２０の駆動を制御するための駆動制御回路を含む鍵盤装置１０の概略構成を示す図である。同図に示すように、鍵盤装置１０の駆動制御回路は、主制御部５０と、主制御部５０の指令に応じて電磁アクチュエータ４０の往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力する制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９を備えている。主制御部５０は、図１に示す構成であって、力覚付与テーブル８０及び自動演奏データ８５を記憶したＲＯＭ５２を備えている。位置センサ４７によって検出されたプランジャ４２の位置情報は、主制御部５０に出力されるようになっている。主制御部５０からの制御信号は、制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に入力される。制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９は、主制御部５０からの制御信号に基づいて、電磁アクチュエータ４０の往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに駆動電流を供給する。
【００４０】
図６は、ＲＯＭ５２に格納された力覚付与テーブル８０の構成例を示す図である。力覚付与テーブル８０は、電磁アクチュエータ４０が発生すべき駆動力のパターンを格納したテーブルである。さらに、力覚付与テーブル８０には、押鍵用テーブル８１と離鍵用テーブル８２とが用意されている。また、これら押鍵用テーブル８１，離鍵用テーブル８２はそれぞれ、反力パターンテーブル８1ａ，８２ａと指令値テーブル８１ｂ，８２ｂを備えている。反力パターンテーブル８1ａ，８２ａは、位置センサ４７の検出値（または該検出値から算出した伝達部材４６の速度、加速度などの値）の信号に対する出力値を参照するためのテーブルである。また、指令値テーブル８１ｂ，８２ｂは、制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に上記の出力値を発生させる指令値を参照するためのテーブルである。
【００４１】
次に、上記構成の鍵盤装置１０の動作について説明する。鍵２０は、鍵支点１２の前後の質量（自重）バランスによって生じる押鍵方向への付勢力と、伝達部材４６を介してかかる質量体３０からの荷重との大小関係によって、押鍵力が作用していない状態では、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接し、前端２０ａの押鍵部２０ｃが最上位置に上昇しており、図４（ａ）に示す非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、シャンク部３２が質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。一方、非押鍵位置にある鍵２０が押鍵操作されると、鍵２０は、伝達部材４６を介して質量体３０を押し上げながら鍵支点１２を中心に押鍵方向へ回動する。こうして、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する位置まで回動し、図４（ｂ）に示す押鍵位置となる。鍵２０が押鍵位置のとき、伝達部材４６を介して鍵２０によって押し上げられた質量体３０は、シャンク部３２が質量体上限ストッパー３４に当接する上限位置にある。そして、鍵２０に対する押鍵力が解除されると、鍵２０には、自重で下方へ回動する質量体３０から伝達部材４６を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方によって非押鍵位置へ復帰する。
【００４２】
このような質量体３０の慣性質量を利用した鍵２０の動作が行われる際に、電磁アクチュエータ４０で伝達部材４６を双方向へ駆動することで、質量体３０から鍵２０にかかる付勢力をアシストあるいは軽減することができる。したがって、主制御部５０により電磁アクチュエータ４０の駆動を制御することで、押鍵操作に対する反力の力覚制御を行うことができる。
【００４３】
押鍵操作に対する力覚制御についてさらに説明する。本実施形態の鍵盤装置１０では、アコースティックピアノでアクション機構の作用に基づいて指に感じられる独特の鍵タッチ感（抵抗感）を再現すべく、電子鍵盤楽器１の演奏時に電磁アクチュエータ４０でプランジャ４２を駆動することで、当該アコースティックピアノの鍵タッチ感に相当する反力特性を鍵２０に付与するようになっている。この反力特性は、鍵２０の位置によって刻々と変化するものである。したがって、上記の力覚制御を行う際には、位置センサ４７で検出した伝達部材４６の位置情報に基づいた駆動力の付与が行われる。すなわち、まず、位置センサ４７による検出データが主制御部５０に出力される。主制御部５０では、位置センサ４７の検出データに基づくプランジャ４２の位置情報と、ＲＯＭ５２に記憶された力覚付与テーブル８０を参照することにより、制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に対する指令が出される。制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９では、主制御部５０の指令に基づいて、駆動電流が往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂに供給される。こうして、往動コイル４１ａ又は復動コイル４１ｂの駆動で、伝達部材４６に質量体３０側又は鍵２０側への駆動力が付与される。なお、ここでは、力覚付与テーブル８０を参照して電磁アクチュエータ４０での駆動力を決定する場合について説明したが、力覚付与テーブル８０を参照せずに、位置センサ４７で検出した伝達部材４６の位置情報からの演算で電磁アクチュエータ４０での駆動力を決定してもよい。
【００４４】
図７は、電磁アクチュエータ４０による力覚制御を行った場合の鍵２０の変位（押鍵量）と鍵２０から押鍵操作をする指にかかる反力との関係を示すグラフであり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、鍵２０を比較的ゆっくりと押鍵・離鍵操作したときの反力分布であり、（ｃ）、（ｄ）は、鍵２０を比較的早く押鍵・離鍵操作したときの反力分布である。
【００４５】
本実施形態の鍵盤装置１０における鍵２０の力覚制御では、鍵２０にかかる質量体３０の質量あるいは慣性負荷による反力Ｌ１と、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に付与される反力Ｌ２とを合わせたもの（図７の一点鎖線）が、押鍵操作を行う演奏者の指にかかる反力となる。この演奏者の指にかかる反力の分布は、質量体の反力Ｌ１と電磁アクチュエータ４０で付与される反力Ｌ２との協働によるものであり、それによってアコースティックピアノの反力分布を再現したものとなっている。
【００４６】
ここで、鍵２０の操作に対する反力の分布について詳細に説明する。まず、図７（ａ）に示す比較的ゆっくりと押鍵操作を行った場合を例に説明する。この場合、押鍵操作を行う演奏者の指にかかる反力は、押鍵量がゼロのときの初期値（荷重ゼロ）から、次に説明する領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃ，領域Ｄの四箇所の変化を含む分布になっている。
【００４７】
領域Ａは、押鍵初期において、静止状態にある鍵２０及び質量体３０の持ち上げが開始される際の静荷重による反力分布である。押鍵初期には、まだ電磁アクチュエータ４０によるプランジャ４２の駆動は無く、鍵２０には質量体３０からの反力のみが作用している。この領域Ａは、静止状態にある鍵２０及び質量体３０の静荷重によるものであるが、アコースティックピアノの押鍵に対する反力特性でも、押鍵初期には、鍵及びハンマの持ち上げによって同様の分布が現れる。領域Ｂは、電磁アクチュエータ４０によるプランジャ４２の駆動が開始された際の反力分布である。この領域Ｂでは、アコースティックピアノのアクション機構で、鍵によるダンパーの持ち上げが開始される際に鍵にかかる反力が再現されている。
【００４８】
領域Ｃは、領域Ｂよりも若干小さい反力の増加量であり、電磁アクチュエータ４０の駆動で創生される反力分布である。領域Ｃでは、アコースティックピアノでの押鍵途中にアクション機構の各部が動作することで鍵に付与される反力が再現されている。領域Ｄは、電磁アクチュエータ４０の駆動で創生される反力の急激かつ大きな増加及び減少を伴う山型の分布である。この領域Ｄでは、アコースティックピアノのアクション機構における、いわゆるジャック抜けに伴い鍵にかかる負荷の急激な変化が再現されている。なお、領域Ｄの後に質量体３０から鍵２０にかかる反力Ｌ１が再度急激に上昇しているが、これは、質量体３０が質量体上限ストッパー３４から受ける反力、あるいは鍵２０が鍵下限ストッパー２２から受ける反力によるものである。
【００４９】
また、図７（ｂ）に示す比較的ゆっくりとした離鍵操作の反力分布は、領域Ｄのジャック抜け荷重に対応する反力が無いが、それ以外は、概ね図７（ａ）の押鍵操作の場合と同様である。この場合も、アコースティックピアノの鍵操作に対する反力分布が再現されている。また、図７（ｃ）に示す比較的早い押鍵操作の反力分布では、押鍵初期における質量体３０による反力Ｌ１が急激かつ大きな増減を伴う山型の分布になっている。これは、静止状態にある鍵２０及び質量体３０を急激に動かす際に生じる大きな慣性力によるものである。また、この比較的早い押鍵操作では、アコースティックピアノのジャック抜け荷重に相当する反力は殆ど現れていない。これらの点は、アコースティックピアノの鍵操作でも同様の分布となる。また、図７（ｄ）に示す比較的早い離鍵操作では、質量体３０による反力Ｌ１は小さい値でほぼ一定になっており、アコースティックピアノでアクション機構の各部が初期位置へ戻る際に生じる反力は、電磁アクチュエータ４０による反力Ｌ２で再現されている。これによって、図７（ｂ）の比較的ゆっくりとした離鍵操作の反力分布と近似した分布になっている。
【００５０】
このように、本実施形態の鍵盤装置１０では、質量体３０による反力Ｌ１と電磁アクチュエータ４０で創生された反力Ｌ２とが合成された反力によって、複雑なアクション機構を有するアコースティックピアノの鍵操作に対して指にかかる反力の分布が忠実に再現されている。
【００５１】
一方、鍵盤装置１０では、電磁アクチュエータ４０によって、伝達部材４６を押鍵に対する反力を鍵２０に与える方向とは逆の方向（この場合は上方）へ駆動することで、鍵２０に対して離鍵方向へ作用する力を低減することができる。したがって、演奏者による鍵２０の操作が行われておらず、鍵２０が非押鍵位置に停止している状態で、電磁アクチュエータ４０で伝達部材４６を上方へ駆動すれば、鍵２０が自重で押鍵方向へ回動する。この動作を利用すれば、演奏者による押鍵操作が無くても、鍵２０を自動的に動作させることができる。したがって、電子鍵盤楽器１において、鍵２０の自動動作（無人動作）を伴う自動演奏が可能となる。
【００５２】
この自動演奏では、ＲＯＭ５２に記憶された自動演奏データ８５に基づき、主制御部５０から制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９に対して自動演奏に関する指令が出される。制御ドライバ５８及びＰＷＭスイッチング回路５９は、当該指令に基づいて往動コイル４１ａに駆動電流を供給する。これにより、往動コイル４１ａの駆動で伝達部材４６が上方（質量体３０側）へ移動して、鍵２０は、押鍵位置へ回動する。一方、往動コイル４１ａに対する駆動電流の供給を停止すれば、質量体３０からの荷重でプランジャ４２が下方（鍵２０側）へ移動する。これにより、プランジャ４２から鍵２０に離鍵方向の荷重がかかり、鍵２０は離鍵位置へ回動する。このような動作が自動演奏データ８５による鍵２０の動作情報に合わせたタイミングで行われることで、演奏音に合致した動作を鍵２０に行わせることができる。
【００５３】
ここで、鍵２０を離鍵方向へ回動させるには、上記のように往動コイル４１ａに対する駆動電流の供給を停止することで、質量体３０からの荷重でプランジャ４２を下方（鍵２０側）へ移動させて行う以外にも、復動コイル４１ｂでプランジャ４２を下方へ駆動することで、電磁アクチュエータ４０による鍵２０の離鍵方向へ駆動を伴って行うことも可能である、すなわち、鍵２０を離鍵方向へ回動させる際、鍵２０に対して質量体３０から付与される反力に加えて、電磁アクチュエータ４０で鍵２０に対して離鍵方向への駆動力を付与する。このようにすれば、離鍵方向へ移動する鍵２０の動作応答性を向上させることができる。したがって、鍵２０の動作の見かけを良好にすることができ、自動演奏の質を向上させることができる。
【００５４】
また、鍵２０の自動動作では、自動演奏データ８５に基づいて電磁アクチュエータ４０による双方向の駆動制御を行うことで、鍵２０の押鍵方向及び離鍵方向の動作速度を制御するとよい。このようにすれば、自動演奏データ８５に基づいて電磁アクチュエータ４０が双方向に駆動制御されることで、押離鍵動作に伴う鍵２０の移動速度を所望の速度に調節することが可能となる。したがって、速い押離鍵動作や遅い押離鍵動作を視覚的に再現することができるようになり、自動演奏の質を向上させることができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の鍵盤装置１０では、鍵２０を離鍵方向に付勢していることで該鍵２０に連動してその演奏操作に対する反力を与える質量体３０に加えて、鍵２０に対して駆動力を付与可能な電磁アクチュエータ４０を備えている。質量体３０を備えたことで、ばねを備えた従来技術の鍵盤装置と比較して、アコースティックピアノなど自然鍵盤楽器の鍵動作に特有の慣性質量感をより忠実に再現することが可能となる。また、アコースティックピアノでは、押鍵開始時にハンマの静荷重に抗して鍵の移動を開始させることが必要であるが、この押鍵開始時の操作感覚も良好に再現することができる。
【００５６】
そのうえで、鍵２０は、電磁アクチュエータ４０での駆動力の付与による質量体３０からの反力の低減に伴い押鍵方向に回動するように構成されており、鍵２０に付与される質量体３０からの反力と電磁アクチュエータ４０からの駆動力との協働によって、鍵２０への押鍵操作に対する力覚制御と、鍵２０の自動動作との両方を行えるようになっている。すなわち、質量体３０からの反力と電磁アクチュエータ４０による駆動力との両方が鍵２０に付加されることで、鍵２０に対して質量体３０から離鍵方向へ作用する反力の大きさが電磁アクチュエータ４０の駆動力で調節されるようになる。これにより、押鍵操作に対する力覚制御による自然鍵盤楽器に極めて近い鍵タッチ感の創生と、鍵２０の自動動作を伴う自動演奏との両方を実現している。
【００５７】
また、この鍵盤装置１０では、鍵２０と質量体３０の間で双方に当接して一方からの負荷を他方に伝達する伝達部材４６を備え、この伝達部材４６を双方向駆動型の電磁アクチュエータ４０で鍵２０側と質量体３０側との両方に駆動するように構成している。これにより、電磁アクチュエータ４０で発生した駆動力を鍵２０及び質量体３０の両方に与えることができるようになる。したがって、電磁アクチュエータ４０を単一の装置からなる簡単な構成としながらも、鍵２０及び質量体３０の動作系統と電磁アクチュエータ４０の動作系統とを共通化できるため、鍵２０と質量体３０の間で一方から他方にかかる負荷を適切に制御でき、鍵２０の力覚制御及び動作制御を良好に行えるようになる。
【００５８】
また、鍵盤装置１０が備える鍵２０は、アコースティックピアノの鍵と同等の構成及び動作を有する部品であり、質量体３０は、実際に打弦するものではないが、アコースティックピアノのハンマと近似した構成で同様の動作を行うものである。本実施形態の鍵盤装置１０では、このようなアコースティックピアノの鍵およびハンマに類似した部品を使用していることで、鍵２０の静荷重及び動荷重をアコースティックピアノに近付けるようにしている。
【００５９】
また、この鍵盤装置１０では、質量体３０は、鍵２０の上方で回動可能に設置されており、電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６は、鍵２０の鍵支点１２に対して押鍵部２０ｃと反対側の部分と質量体３０との間に配置されている。この構成により、鍵盤装置１０は、アコースティックピアノのアクション機構において、鍵とハンマの間に配置されたウィペンアセンブリを電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６に置き換えた構成と等価になる。したがって、電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６がウィペンアセンブリの機能を果たすことで、必要最小限の構成及び制御でアコースティックピアノに極めて近い鍵タッチ感を再現できる。そのうえ、鍵２０の自動動作を伴う自動演奏も行えるようになる。
【００６０】
しかしながら、鍵２０あるいは質量体３０は、必ずしもアコースティックピアノが備える鍵やハンマと同等の構成にする必要はない。なお、鍵２０あるいは質量体３０の構成をアコースティックピアノが備える鍵やハンマと同等の構成ではない別のものに変更する場合、それによって鍵２０のタッチ感に及ぼされる影響は、電磁アクチュエータ４０による鍵２０あるいは質量体３０に付与する駆動力の制御によってカバーすることが可能である。
【００６１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる鍵盤装置１０について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。これらの点は、他の実施形態についても同様である。
【００６２】
図８は、本発明の第２実施形態にかかる鍵盤装置１０−２の構成を概念的に示す図である。本実施形態では、第１実施形態の鍵盤装置１０に対して、鍵２０と質量体３０の配置の上下関係が逆転している。そのうえで、第１実施形態の鍵盤装置１０では、電磁アクチュエータ４０が鍵２０と質量体３０の間に配置されており、鍵２０と質量体３０の両者を直接駆動するようになっていたのに対して、本実施形態の鍵盤装置１０−２では、電磁アクチュエータ４０が質量体３０のシャンク部３２の上方に配置されており、質量体３０のみを直接駆動するように構成されている。これにより、電磁アクチュエータ４０は、質量体３０を介して鍵２０に駆動力を付与するようになっている。
【００６３】
すなわち、電磁アクチュエータ４０によって双方向に駆動されるプランジャ４２の下方に延びるロッド４２ｄは、その下端が質量体３０のシャンク部３２の側面に設けた連結部３２ａに対して磁石による接合などで相対移動可能な状態で連結されている。これにより、電磁アクチュエータ４０の駆動によるプランジャ４２及びロッド４２ｄの往復動作がシャンク部３２を回動させる駆動力として作用し、質量体３０及び鍵２０が駆動されるようになっている。また、鍵２０と質量体３０の間に設置された伝達部材４６−２は、鍵２０及び質量体３０の動作に連動して一方からの負荷を他方に伝達するように構成されているが、第１実施形態のように電磁アクチュエータ４０で駆動されるものではない。なお、連結部３２ａの具体的な構成は、ロッド４２ｄの垂直方向への往復動とシャンク部３２の質量体支点３１を中心とする回動との両方がスムーズに行える構成であれば、磁石による連結には限られず、それ以外にも、例えば、図示は省略するが、連結穴に対して隙間を有する状態でピンを挿通させて回動可能に連結した構成などでもよい。
【００６４】
本実施形態の鍵盤装置１０−２のように、電磁アクチュエータ４０が質量体３０経由で鍵２０に駆動力を付与するようになっている場合でも、電磁アクチュエータ４０によって、鍵２０に対して質量体３０からの反力を調節するための駆動力を付与可能である。したがって、本実施形態の鍵盤装置１０−２でも、鍵２０に付与される質量体３０からの反力と電磁アクチュエータ４０からの駆動力との協働により、鍵２０への押鍵操作に対する力覚制御と、鍵２０の自動動作との両方を行うことができる。
【００６５】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態にかかる鍵盤装置について説明する。図９は、第３実施形態の鍵盤装置１０−３の構成を概念的に示す図である。本実施形態の鍵盤装置１０−３は、第１実施形態の鍵盤装置１０と比較して、鍵２０と質量体３０の配置の上下関係が逆転しており、それに伴い、鍵２０と質量体３０の間に設置した電磁アクチュエータ４０の向きも上下逆転している。また、鍵２０、質量体３０、電磁アクチュエータ４０それぞれの動作の方向も逆になっている。
【００６６】
すなわち、本実施形態の鍵盤装置１０−３では、鍵２０の下側に質量体３０が設置されており、鍵２０の下面と質量体３０との間に電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６が配置されている。伝達部材４６は、上方に延びる第２ロッド４２ｃの上端が鍵支点１２よりも前側（押鍵部２０ｃと同じ側）の鍵２０の下面に当接しており、下方に延びる第１ロッド４２ｂに固定された台部材４４の下端が、質量体支点３１に対して質量部３３とは反対側に延伸するシャンク部３２の上面に当接している。
【００６７】
第１実施形態の鍵盤装置１０では、鍵２０の鍵支点１２に対する押鍵部２０ｃと反対側（後側）において、下側から鍵２０、電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６、質量体３０の順で配置されていたのに対して、本実施形態の鍵盤装置１０−３では、鍵２０の鍵支点１２に対する押鍵部２０ｃと同じ側（前側）において、上側から鍵２０、電磁アクチュエータ４０及び伝達部材４６、質量体３０の順で配置されている。
【００６８】
本実施形態の鍵盤装置１０−３においても、鍵２０は、鍵支点１２の前後の自重バランスと、伝達部材４６を介してかかる質量体３０からの荷重との両方によって、押鍵操作がされてない状態では、図９に示すように、後端２０ｂの下面が鍵上限ストッパー２１に当接した非押鍵位置にある。このとき、質量体３０は、質量体下限ストッパー３５に当接した下限位置にある。そして、押鍵操作が行われると、鍵２０は、伝達部材４６を介して質量体３０のシャンク部３２を押し下げながら回動する。こうして、鍵２０は、前端２０ａの下面が鍵下限ストッパー２２に当接する押鍵位置になる。プランジャ４２を介して鍵２０により押し下げられることで回動した質量体３０は、鍵２０が押鍵位置のとき、質量体上限ストッパー３４に当接して上限位置になる。一方、鍵２０を押し下げている押鍵力が解除されると、鍵２０には、回動する質量体３０から伝達部材４６を介して荷重が加わる。鍵２０は、この荷重と自重バランスとの両方で非押鍵位置へ復帰する。
【００６９】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。たとえば、鍵盤装置１０−１，１０−２で、シャンク部３２に取り付けたローラ３６は、伝達部材４６に対する良好な緩衝作用及び摺動作用を確保できるものであれば、他の部材に置き換えることも可能であり、例えば、球面状の接触部を有する部材（ベアリング）などであってもよい。また、ローラ３６を省略して、伝達部材４６を鍵２０に直接当接させることも可能である。
【００７０】
また、上記各実施形態では、本発明の鍵盤装置を鍵２０の動作に伴い発音する電子音源を有する電子鍵盤楽器１に適用した構成例を示している。したがって、質量体３０は、単に鍵２０に慣性質量を付与して鍵タッチ感をアコースティックピアノなどの自然鍵盤楽器に近付ける機能のみを有し、実際に弦を叩いて発音させる機能を有するものではない。しかしながら、本発明の鍵盤装置はこの構成に限るものではなく、質量体がアコースティックピアノのハンマ体のように、実際に弦を叩いて発音させる機能を備えていてもよい。なお、その場合は、鍵の動作に応じて電子音を発生させる機構は省略することも可能である。
【００７１】
また、上記各実施形態では、質量体３０は、質量体支点３１を中心に回動するように構成しているが、本発明の鍵盤装置が備える質量体の動作は、回動には限定されず、直動あるいはそれ以外の動作をする構成であってもよい。また、鍵と伝達部材と質量体の配置関係は、上記実施形態に示すように上下方向に配列したものには限定されない。したがって、例えば、詳細な図示は省略するが、鍵と質量体を横方向に並べて配置し、それらの間に伝達部材を配置して、鍵の動作が伝達部材を介して質量体に向けて横方向に伝達されるように構成することも可能である。この場合は、質量体は、回動するように構成してもよいし、直動するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  電子鍵盤楽器
１０  鍵盤装置
１２  鍵支点
２０  鍵
２１  鍵上限ストッパー
２２  鍵下限ストッパー
３０  質量体
３１  質量体支点
３２  シャンク部
３３  質量部
３４  質量体上限ストッパー
３５  質量体下限ストッパー
３６  ローラ
４０  電磁アクチュエータ
４１  コイル
４１ａ  往動コイル
４１ｂ  復動コイル
４２  プランジャ
４６  伝達部材
４７  位置センサ
４８  第１当接部
４９  第２当接部
５０  主制御部
５８  制御ドライバ
５９  ＰＷＭスイッチング回路
８０  力覚付与テーブル
８５  自動演奏データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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