(57)【要約】【課題】電子楽器の鍵盤のキィータッチを小型な形状を維持したままアコースティックピアノの感触に近づける。【解決手段】一端が回動自在に支持され、他端がバネの偏倚力により上向に弾性偏倚力が与えられ、この弾性偏倚力がストッパに与えられて所定の上限位置に保持され、この所定の上限位置から所定のストロークで下向に回動することができる電子鍵盤楽器用の鍵と、この鍵の下部のスペースに少なくとも一端にハンマーが装着されハンマーアームと、このハンマーアームの回動支点からハンマーが装着された端部とは双対側に装着されたハンマーローラと、鍵の下面に回動自在に装着されハンマーローラの周面に接触して鍵の押下力をハンマーローラを介してハンマーアームに伝達するジャックと、ジャックがハンマーローラとの係合から外れるとハンマーローラに下向の圧接力を与えるレペティションアームとを格納した。【選択図】　図１
2004117975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が回動自在に支持され、他端がバネの偏倚力により上向に弾性偏倚力が与えられ、この弾性偏倚力がストッパに与えられて所定の上限位置に保持され、この所定の上限位置から所定のストロークで下向に回動することができる電子鍵盤楽器用の鍵と、
この鍵の下部スペースに少なくとも一端にハンマーが装着されたハンマーアームと、このハンマーアームの回動支点から上記ハンマーが装着された端部とは反対側に装着されたハンマーローラと、上記鍵の下面に回動自在に装着され上記ハンマーローラの周面に接触して上記鍵の押下力を上記ハンマーローラを介してハンマーアームに伝達するジャックと、上記ジャックが上記ハンマーローラとの係合から外れると上記ハンマーローラに下向の圧接力を与えるレペティションアームとを格納した構造としたことを特徴とする鍵盤装置。
【請求項２】
Ａ、一端が回動自在に支持され、他端がバネの偏倚力により上向に弾性偏倚力が与えられ、この弾性偏倚力がストッパに与えられて所定の上限位置から所定のストロークで下向に回動することができる電子鍵盤楽器用の鍵と、
Ｂ、上記鍵の回動面とほぼ同一面を回動面となる姿勢で上記鍵の下面に回動自在に支持され、この回動支点から下向に突出した操作レバー部と、上記回動支点から上記操作レバー部の延長方向と交又する向に突出した副レバー部とによって構成されるジャックと、
Ｃ、上記ジャックの操作レバー部の下端位置よりわずかに上記鍵の回動支点側に変位した位置で上記鍵の下部において上記鍵の回動面とほぼ同一の回動面となる姿勢でフレームに回動自在に支持されたハンマーアームと、
Ｄ、このハンマーアームの上記鍵の回動支点側の端部に装着されたハンマーと、
Ｆ、上記ハンマーアームの回動支点位置より上記鍵の回動遊端側に変位した位置で上記ジャックの操作レバー部の下端面が円周面に接する姿勢で上記ハンマーアームに装着されたハンマーローラと、
Ｇ、このハンマーローラの装着位置より上記鍵の回動遊端側に上記ハンマーアームから突出して延長された延長部と、
Ｈ、上記鍵の回動遊端側の下面から下向に突出された延長棒と、
Ｉ、この延長棒に回動自在に装着され上記ハンマーローラに下向の弾性偏倚力を与えるレペティションレバーと、
Ｊ、上記鍵が上記上限位置に戻る動作中に上記ジャックを初期位置に戻すための偏倚力を与えるレペティションスプリングと、
Ｋ、上記延長棒の上記ハンマーアームの延長部と対向する面に装着され振動吸収性の材料で構成されたバックチェッククロスと、
によって構成することを特徴とする鍵盤装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の鍵盤装置の何れかにおいて、上記鍵の下部のスペースに上記ハンマーの振り上げ速度を検出するセンサを付加した構造としたことを特徴とする鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
この発明は電子鍵盤楽器用の鍵盤装置に関し、特に形状が小形で演奏時に指に与える感触をアコースティックピアノの感触に限りなく近い感触を与えることができる鍵盤装置を提供しようとするものである。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【従来の技術】
電子鍵盤楽器は一般に電気スイッチのオン、オフ操作を行なう鍵盤として作用するものであるため、アコースティックピアノ（弦をハンマーでたたいて発音させるピアノ）のキィータッチ（打鍵時に指に与える感触）とは程遠い感触であった。然し乍ら、電子ピアノのようにピアノ音を模擬的に発音する電子鍵盤楽器ではキィータッチもアコースティックピアノの感触が要求される傾向にある。このために、打鍵時のキィータッチをアコースティックピアノのそれに似せる試みが各種考えられている。
【０００３】
例えば各音の高さ毎に並設された複数個の鍵と、その鍵に対応した複数個のレバーが鍵の押下げストロークの途中から作動されるレバー装置とを具備し、そのレバー装置の動作力特性をレバーのストロークが増えるごとに動作力が減少するように構成した電子楽器用鍵盤装置が提案されている（例えば特許文献１）。
その他にも鍵盤フレームに対し鍵を上下揺動自在に設け、この鍵の下方に鍵の押圧操作時に作用力を受けて回動し、押圧操作解除時に復帰するハンマーを設けた電子楽器の鍵盤装置において、鍵の押圧操作時における鍵とハンマーとの当接点を鍵の回動中心とハンマーの回動中心とを結ぶ直径を含む平面上に設けた電子楽器の鍵盤装置が提案されている（例えば特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−７２６７号公報
【特許文献２】
特公平８−７５７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１で提案された鍵盤装置は構造的にシーソー構造の鍵と負荷を与えるためのレバーしかなく、ハンマーが存在しないため、アコースティックピアノのようなハンマーを跳ね上げる感触を得ることはできない。
つまり、アコースティックピアノではある程度の初速以上で鍵を押すとハンマーが跳ね上げられるため、通常の演奏時にレットオフ間は感じられないが、ゆっくり押し下げた時にレットオフが得られる。然し乍ら特許文献１で提案された構造では打鍵のスピードに係わらず常にレバーの負荷が鍵にかかるためにアコースティックピアノとは異なる感触になる。
【０００６】
一方、特許文献２で提案された鍵盤装置では鍵がハンマーを直接押し、テコの原理により負荷を感じさせる構造であるため、押鍵の途中でハンマーの負荷が鍵から外れることが無いためにレットオフ感が全く得られない欠点がある。
この発明の目的は限りなくアコースティックピアノのキィータッチに近い感触を得ることができる鍵盤装置を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１では一端が回動自在に支持され、他端がバネの偏倚力により上向に弾性偏倚力が与えられ、この弾性偏倚力がストッパに与えられて所定の上限位置に保持され、この所定の上限位置から所定ストロークで下向に回動することができる電子鍵盤楽器用の鍵と、この鍵のスペースに少なくとも一端にハンマーが装着されたハンマーアームと、このハンマーアームの回動支点からハンマーが装着された端部とは反対側に装着されたハンマーローラと、鍵の下面に回動自在に装着されハンマーローラの周面に接触して鍵の押下力をハンマーローラを介してハンマーアームに伝達するジャックと、ジャックがハンマーローラとの係合から外れるとハンマーローラに下向の圧接力を与えるレペテイションアームとを格納した構造とした鍵盤装置を提案する。
【０００８】
この発明の請求項２では一端が回動自在に支持され、他端がバネの偏倚力により上向に弾性偏倚力が与えられ、この弾性偏倚力がストッパに与えられて所定の上限位置から所定のストロークで下向に回動することができる電子鍵盤楽器用の鍵と、鍵の回動面とほぼ同一面を回動面となる姿勢で鍵の下面に回動自在に支持され、この回動支点から下向に突出した操作レバー部と回動支点から操作レバー部の延長方向と交又する向に突出した副レバー部とによって構成されるジャックと、ジャックの操作レバー部の下端位置よりわずかに鍵の回動支点側に変位した位置で鍵の下部において鍵の回動面とほぼ同一の回動面となる姿勢でフレームに回動自在に支持されたハンマーアームと、このハンマーアームの鍵の回動支点側の端部に装着されたハンマーと、ハンマーアームの回動支点位置より鍵の回動遊端側に変位した位置でジャックの操作レバー部の下端面が円周面に接する姿勢でハンマーアームに装着されたハンマーローラと、このハンマーローラの装着位置より鍵の回動遊端側にハンマーアームから突出して延長された延長部と、鍵の回動遊端側の下面から下向に突出された延長棒と、この延長棒に回動自在に装着されハンマーローラに下向の弾性偏倚力を与えるレペティションレバーと、鍵が上限位置に戻る動作中にジャックを初期位置に戻す偏倚力を与えるレペティションスプリングと、延長棒のハンマーアームの延長部と対向する面に装着され振動吸収性の材料で構成されたバックチェッククロスとによって構成する鍵盤装置を提案する。
この発明の請求項３では請求項１又は２記載の鍵盤装置の何れかにおいて、鍵の下部のスペースに上記ハンマーの振り上げ速度を検出するセンサを付加した構造とした鍵盤装置を提案する。
【０００９】
作用
この発明による鍵盤装置の構造によれば鍵を強く打鍵すると、その押下力はジャックを構成する操作レバー部を通じてハンマーローラに伝えられ、ハンマーローラを介してハンマーアームに与えられ、ハンマーが振り上げられ、アコースティックピアノの打鍵感が得られる。
一方、鍵を弱く押下操作した場合は、その押下量が所定位置に達すると、ジャックを構成する操作レバー部がハンマーローラから外れ、このときレペティションレバーがハンマーアームの振り上げ位置を保持する。この動作により鍵に伝わるハンマーの重みが無となり、レットオフ感が得られる。
このように、この発明によれば打鍵の強弱に従って打鍵の感触が変化し、アコースティックピアノの打鍵の感触に限りなく近づけることができる。またこの発明では、アコースティックピアノの打鍵感を得るための機構を全て各鍵の下部のスペースに格納したから、鍵盤の形状を大きくすることなく打鍵感の改善を行なうことができる利点が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４を用いてこの発明による鍵盤装置の一実施例を説明する。図１は白鍵１０Ａの非押下時、図２は白鍵１０Ａの押下状態、図３は黒鍵１０Ｂの非押下状態、図４は黒鍵１０Ｂの押下状態を示す。白鍵１０Ａと黒鍵１０Ｂの異なるところは、白鍵１０Ａは白鍵１０Ａの裏面から下向に突出した突出棒１１Ａでレペティションレバー２０を支持する構造であるのに対して、黒鍵１０Ｂは黒鍵１０Ｂの後方に延長した延長部１１Ｂ（図３、図４参照）でレペティションレバー２０を支持する構造とした点であり、その他の構造は白鍵１０Ａと黒鍵１０Ｂは同一の構造である。従って、説明は主に図１と図２に示した白鍵１０Ａに関して行なうことにする。
【００１１】
白鍵１０Ａは一端側がフレーム１００に対して回動自在に装着され、バネ１２の偏倚力によって遊端側（白鍵部分）に上向の弾性偏倚力が与えられる。
上向の弾性偏倚力はストッパ１３に受け止められる。従って白鍵１０Ａはストッパ１３で決まる位置に静止し、この静止位置が上限位置に規定される。白鍵１０Ａが押下されると、突出棒１１Ａの下端が図２に示すようにキィーストッパ１４に当接し、下限位置が決定され、上限位置と下限位置によって白鍵１０Ａのストロークが決定される。
【００１２】
この発明の特徴とする構造は白鍵１０Ａ及び黒鍵１０Ｂの各下部スペースにレペティションレバー２０とジャック３０とハンマーアーム４０と、ハンマーアーム４０に装着したハンマーローラ５０と、バックチェックロス６０とを収納した構造とした点である。
これらのレペティションレバー２０と、ジャック３０と、ハンマーアーム４０と、ハンマーローラ５０は白鍵１０Ａ及び黒鍵１０Ｂのキィータッチを限りなくアコースティックピアノの感触に似せるために設けられるものである。
【００１３】
因みにアコースティックピアノではこれらのレペティションレバー２０と、ジャック３０、ハンマーアーム４０、ハンマーローラ５０、バックチェッククロス６０等は白鍵及び黒鍵の延長線上に設けられ、鍵盤とハンマーの打弦機構が別々に配置されるため、ハンマーの打弦機構が占めるスペースが広く必要とされている。
この発明ではハンマーで弦を打弦するものでないため、ハンマーの駆動機構を各鍵の下部に格納し、小さいスペースでアコースティックピアノのキィータッチを得るように構成した点を特徴とするものである。
【００１４】
以下にこの発明による構造によりアコースティックピアノのキィータッチ感が得られる理由を説明する。
各鍵１０Ａ、１０Ｂの下面に支持軸３１によってジャック３０が可動自在に装着される。ジャック３０の回動面は各鍵１０Ａ、１０Ｂの回動面と平行する面とされ、支持軸３１から下向に延長された操作レバー部３０Ａと、この操作レバー部３０Ａと交又する向に突出した副レバー部３０Ｂとを具備して構成される。操作レバー部３０Ａの下端はハンマーローラ５０の円弧面に当接して初期状態（鍵の非押下状態）とされる。
【００１５】
ハンマーローラ５０はハンマーアーム４０に装着されている。ハンマーアーム４０は軸４１によってジャック３０と同様に鍵１０Ａ、１０Ｂの回動面と平行する面を回動面となる姿勢で回動自在に軸支される。軸４１の位置を挟んでハンマーローラ５０の位置とは反対側の端部にハンマー（実質的には重り）４２が装着され、このハンマー４２の重量によって鍵１０Ａ及び１０Ｂを打鍵する際に打鍵の手応えを与える。
つまり、打鍵時の押下力はジャック３０の操作レバー部３０Ａを通じてハンマーローラ５０に与えられ、ハンマーローラ５０を介してハンマーアーム４０に伝達される。鍵１０Ａ、１０Ｂが強く押下された場合はジャック３０を構成する操作レバー部３０Ａはハンマーローラに瞬時に押下力を与えるため、ハンマー４２はほぼ瞬時に跳ね上げられ、ハンマー４２の重量で与えられる打鍵感が得られる。
【００１６】
跳ね上げられたハンマー４２が落下を始めると、ハンマーアーム４０の端部から延長した延長部分４３がバックチェッククロス６０に当接し、鍵１０Ａ及び１０Ｂが押下状態を保つ間、ハンマー４２はその位置に保持されハンマー４２の振り上げ位置が維持される。
次に、鍵１０Ａ又は１０Ｂを弱く押下した場合は、ジャック３０を構成する操作レバー部３０Ａの下端はハンマーローラ５０を介してハンマーアーム４０に押下力を与える。鍵１０Ａ又は１０Ｂの押下量が成る位置まで達すると、ジャック３０を構成する副レバー３０Ｂがジャックストッパ３２に当接（図２及び図４参照）し、操作レバー部３０Ａを図の例では時計廻り方向に回動させ、その先端はハンマーローラ５０との係合状態から外れる方向に移動する。
【００１７】
レペティションレバー２０はバネ２１によってハンマーローラ５０に下向の弱い力を与えているが、レペティションレバー２０がレペティションストッパ２２に当接を始めると、レペティションレバー２０からハンマーローラ５０に対する偏倚力がなくなるため、操作レバー部３０Ａにハンマー４２の重量が全て伝達され、鍵１０Ａ、１０Ｂには強い反力が与えられる（このタイミングはハンマー４２が弦を打弦した時点に近似する）。この状態から操作レバー部３０Ａがハンマーローラ５０との係合から外されると、ハンマー４２はわずかに落下し、このときハンマーローラ５０はレペティションレバー２０に当接し、レペティションレバー２０の偏倚力によって受け止められる。この結果、鍵１０Ａ及び１０Ｂに掛る反力は急激に軽くなり、アコースティックピアノと同様のレットオフが得られる。
【００１８】
このように、この発明によれば強く打鍵した場合と、弱く打鍵した場合とで異なる打鍵感が得られる点を特徴とするものであり、これはアコースティックピアノの打鍵感に限りなく近いものとなる。
この発明では更に、ジャック３０に対してレペティションスプリング２３を設けている。レぺティションスプリング２３はアコースティックピアノにも設けられているスプリングであり、このレペティションスプリング２３の存在により鍵１０Ａ及び１０Ｂが非押下位置に戻る際に、レペティションスプリング２３の偏倚力によりジャック３０を初期位置（操作レバー部３０Ａの下端がハンマーローラ５０の上部に接する状態）に素早く戻し、次の打鍵を行なうここができる状態に復帰させることができる。この結果高速連打が可能となる。この点もアコースティックピアノのキィータッチに近似させることができる。
【００１９】
この発明では更に、ハンマー４２の振り上げ速度を検出するセンサを設けた点を請求するものである。図１乃至図４に示す実施例ではハンマー４２が回動する軌跡の途中に透過型の光学スイッチ（発光素子と受光素子が向い合わせに配置され、その間をハンマー４２が通過することで受光部に当たる光を遮光し、ハンマー４２の通過を検出するスイッチ）７０を配置し、この光学スイッチ７０の遮光時間とハンマー４２の寸法によってハンマー４２の振り上げ速度を検出する構成とした場合を示す。
【００２０】
この場合、光学スイッチ７０の装着位置を選択することにより、ハンマー４２の振り上げ速度の検出と、鍵１０Ａ及び１０Ｂの押下操作している時間を検出することができる。
つまり、図１乃至図４に示した実施構造によれば、打鍵後に鍵１０Ａ、１０Ｂを押下操作し続けると、ハンマーアーム４０は各鍵１０Ａ、１０Ｂに装着したレペティションレバー２０とバックチェッククロス６０により振り上げられた位置に抱束され振り上げられた位置からわずかに落下した位置に静止する。この位置に光学スイッチ７０を設置することにより、ハンマー４２が通過する時間と、鍵１０Ａ、１０Ｂが押下されて押下操作から開放されるタイミングを検出することができる。図５にその様子を示す。図５Ａはハンマー４２の移動位置を示す。Ｈ１は鍵１０Ａ、１０Ｂを押下していない状態のハンマー４２の位置を示す。鍵１０Ａ又は１０Ｂを押下操作するとハンマー４２の位置が上昇を始める。ハンマー４２が光学スイッチ７０の遮光位置Ｈ２に達すると光学スイッチ７０は図５Ｂに示す例えばＬ論理の検出信号を出力する。
【００２１】
ハンマー４２が位置Ｈ４に達し光学スイッチ７０の位置を通過すると、検出信号はＨ論理に戻る。この検出信号のＬ論理の時間Ｔ１を計測するとハンマー４２の通過速度を検出することができる。更に、この立ち上がりのタイミングＴＭ１は音の発音開始タイミングとして利用される。
ハンマー４２が最上位置に達し、ジャック３０の操作レバー部３０Ａがハンマーローラ５０から外れると、ハンマー４２の位置はバックチェッククロス６０により最上位置からわずかに落下した位置Ｈ３に静止する。この静止位置を光学スイッチ７０の遮光範囲に設定することにより光学スイッチ７０の検出信号は再びＬ論理に立下がる。このＬ論理状態は鍵１０Ａ、１０Ｂを押下操作している間保持され、押下操作が解かれると検出信号はＨ論理に立上がる。従って、この立上がりのタイミングＴＭ２を検出することにより音の停止のタイミングを検出することができる。
【００２２】
このようにしてハンマー４２の振り上げ速度は音量コントロールに使用し、押下操作のタイミングＴＭ１とＴＭ２は音の発音開始と停止のタイミングに利用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば各鍵１０Ａ又は１０Ｂの下部のスペースにレペティションレバー２０と、ジャック３０、ハンマーアーム４０、ハンマーローラ５０、バックチェッククロス６０の全てを格納したから、鍵盤全体の形状を小さく保ったまま、キィータッチをアコースティックピアノの感触に近づけることができる。
更に、光学スイッチ７０を設けたことによりハンマー４２の振り上げ速度と、音の発音開始と停止のタイミングを検出することができ、音とキィータッチとの感覚もアコースティックピアノの感覚に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を説明するための白鍵が非押下位置にある状態の断面図。
【図２】図２の状態から白鍵を押下した状態を説明するための断面図。
【図３】この発明の一実施例を説明するための黒鍵が非押下位置にある状態の断面図。
【図４】図３の状態から黒鍵を押下した状態を説明するための断面図。
【図５】この発明のハンマーが振り上がる速度を検出する手段の動作を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
１０Ａ　　白鍵　　　　　　　　　　　３０Ａ　　操作レバー部
１０Ｂ　　黒鍵　　　　　　　　　　　３０Ｂ　　副レバー部
１１Ａ　　突出棒　　　　　　　　　　３１　　　支持軸
１１Ｂ　　延長部　　　　　　　　　　３２　　　ジャックストッパ
１２　　　バネ　　　　　　　　　　　４０　　　ハンマーアーム
１３　　　ストッパ　　　　　　　　　４１　　　軸
２０　　　レペティションレバー　　　４２　　　ハンマー
２１　　　バネ　　　　　　　　　　　４３　　　延長部分
２２　　　レペティションストッパ　　５０　　　ハンマーローラ
２３　　　レペティションスプリング　６０　　　バックチェッククロス
３０　　　ジャック　　　　　　　　　７０　　　光学スイッチ
【図１】
2004117975.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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