(57)【要約】【課題】磁気センサを用いて鍵の動きを検出する構造とした鍵盤において、鍵が横ブレしても、この横ブレによる影響が磁気センサの位置検出信号に表われることがない鍵盤装置を提供する。【解決手段】  揺動自在に支持された鍵と、この鍵の下部に鍵の回動面と同一の回動面に沿って回動自在に支持され、遊端が鍵の下部に対接し、鍵の押下量に対応した回動量で回動するセンサアームと、このセンサアームと鍵との間に差し渡され、これらセンサアームと鍵に弾性偏倚力を印加し、鍵及びセンサアームの回動遊端を共に上位位置に維持させる付勢手段と、鍵の最大押下位置に対応するセンサアームの回動位置で、このセンサアームの回動遊端と対向する固定部に配置された磁気センサと、センサアームの回動遊端に設けた磁石装着部に装着され、鍵の押下操作に伴って磁気センサに鍵の押下量に対応して漸次変化する磁界を与える磁石とによって構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ．揺動自在に支持された鍵と、
Ｂ．この鍵の下部に鍵の回動面と同一の回動面に沿って回動自在に支持され、遊端が上記鍵の下部に対接し、鍵の押下量に対応した回動量で回動するセンサアームと、
Ｃ．このセンサアームと上記鍵との間に差し渡され、これらセンサアームと上記鍵に弾性偏倚力を印加し、上記鍵及び上記センサアームの回動遊端を共に上位位置に維持させる付勢手段と、
Ｄ．上記鍵の最大押下位置に対応する上記センサアームの回動位置で、このセンサアームの回動遊端と対向する固定部に配置された磁気センサと、
Ｅ．上記センサアームの回動遊端に設けた磁石装着部に装着され、上記鍵の押下操作に伴って上記磁気センサに上記鍵の押下量に対応して漸次変化する磁界を与える磁石と、
によって構成したことを特徴とする鍵盤装置。
【請求項２】
請求項１記載の鍵盤装置において、上記鍵とセンサアームとの接触を上記鍵及びセンサアームの回動面と直交する向に線接触させる構造としたことを特徴とする鍵盤装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鍵盤装置の何れかにおいて、上記センサアームに設けた上記磁石装着部に、この磁石装着部から外向に突出して設けられ、上記センサアームの回動面と平行する板面を持つ制振板と、上記磁気センサを装着した固定部に設けられ、上記センサアームの最下位位置で上記制振板を挟み込んでガイドする凹溝ガイドとによって構成した制振手段を設けたことを特徴とする鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばシンセサイザ等と呼ばれる電子鍵盤楽器に用いることができる鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子鍵盤楽器に用いられる鍵盤は各鍵盤毎にスイッチが設けられ、鍵の押下によりスイッチが操作され、このスイッチの接点信号により各鍵に割当られている音名の音の周波数を持つ信号を発生させることに用いられている。最近の傾向として電子鍵盤楽器の鍵盤には大分して以下の２点の課題が課せられている。
１．鍵の打鍵感覚が限りなくピアノタッチに近いこと。
２．打鍵奏法により音の発音に感情表現を付加できること。
課題１を解決する一つの提案として特許文献１に開示された鍵盤がある。
【特許文献１】特許第２６９９３８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明では主に上記した課題２を解決することを目的とするところであるが、ここであえて課題１を解決する従来技術として、特許文献１を挙げた理由は後に説明するこの発明の鍵盤装置とこの特許文献１に開示された鍵盤装置の構造がよく似ていることからである。構造が似ているとしても、この発明と特許文献１とは目的が全く異なるものであるから、その目的の違いにより構成も異なる点がある。
つまり、特許文献１では鍵の下向にハンマーと一体に回動するハンマーアームを設け、このアームの回動遊端を鍵の裏面に対接させ、鍵の押下量に対応してハンマーアームを回動させ、打鍵感にピアノタッチを得るように構成したものである。
【０００４】
特許文献１ではピアノタッチ感を得るためにハンマーアームを設けているから、鍵盤の奥行寸法が大きくなる不都合がある。またこの特許文献１には鍵の横ブレ（鍵の配置方向のブレ）を防止しようとする考えも開示されていない。
この発明は打鍵奏法を音の発生に反映させ、音に感情表現を可能とした鍵盤装置を提案するものである。特に押下開始位置、鍵の押下速度などを検出するセンサとして磁気センサを用いた場合に、押鍵中に鍵が横ブレしてもその横ブレによる影響が磁気センサの検出信号に現れることがない鍵盤装置を提案するものである。
【０００５】
ここで鍵の横ブレと磁気センサの検出信号との関係について説明する。鍵に磁石を装着し、フレームに固定して例えばホール素子のような磁気センサを配置し、鍵を押下すると磁石が磁気センサに近づき、その磁界の変化により鍵の押下開始位置を求めたり、或は押下速度を計算で求めることができる。従って、磁気センサの検出信号を利用して、鍵の押下速度、押下位置を求めることができ、押下速度を検出することにより音の立上がり大小等を制御して音に感情表現を付加することができる。
磁気センサに磁石が近づいた状態において、磁石に横ゆれ（鍵の配列方向のゆれ）が与えられると、その横ゆれに対しても磁気センサの検出信号が応動してしまう不都合な現象が生じる。この不都合な現象により、例えばグリッサンドなどの奏法（指で鍵盤を横向に弾く）をした場合、或は最押下点で押下力をを変化させトレモロを表現する場合などで奏者には予期しない音の表現が発生してしまう欠点が生じる。
【０００６】
つまり、従来より鍵にはキーガイドが設けられ、このキーガイドによって横ブレに対して抑制しているが、磁気センサのように位置変化に対して検出感度が高いセンサを用いる場合、キーガイドによる横ブレ抑制機能では不足し、鍵は微細に横ブレし、その横ブレは磁気センサの検出信号に現れ、奏法に関係ない音の表現が発生することになる。
この発明の目的は磁気センサを用いて鍵の動きを検出する構成を採る場合において、鍵に横ブレが発生してもその横ブレによる影響が磁気センサの検出信号として現れることがない鍵盤装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の請求項１では揺動自在に支持された鍵と、この鍵の下部に鍵の回動面と同一の回動面に沿って回動自在に支持され、遊端が鍵の下部に対接し、鍵の押下量に対応した回動量で回動するセンサアームと、このセンサアームと鍵との間に差し渡され、これらセンサアームと鍵に弾性偏倚力を印加し、鍵及びセンサアームの回動遊端を共に上位位置に維持させる付勢手段と、鍵の最大押下位置に対応するセンサアームの回動位置で、このセンサアームの回動遊端と対向する固定部に配置された磁気センサと、センサアームの回動遊端に設けた磁石装着部に装着され、鍵の押下操作に伴って磁気センサに鍵の押下量に対応して漸次変化する磁界を与える磁石とによって構成したことを特徴とする鍵盤装置を提案する。
【０００８】
この発明の請求項２では請求項１記載の鍵盤装置において、鍵とセンサアームとの接触を鍵及びセンサアームの回動面と直交する向に線接触させる構造としたことを特徴と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、センサアームに設けた磁石装着部に、この磁石装着部から外向に突出して設けられ、センサアームの回動面と平行する板面を持つ制振板と、磁気センサを装着した固定部に設けられ、センサアームの最下位位置で制振板を挟み込んでガイドする凹溝ガイドとによって構成した制振手段を設けたことを特徴とする鍵盤装置を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の請求項１で提案した鍵盤装置によれば磁気センサに磁界を与える磁石を鍵から切り離し、別に設けたセンサアームに支持させた構成としたから、鍵自体が横ブレしても、その横ブレがセンサアームに伝わる率を小さくすることができる。この結果、鍵が押下されている状態で鍵に横ブレを発生させる力が与えられたとしても、その横ブレが磁石に伝わる率を下げることができ、横ブレによる影響が音の発生表現に現われる率を低下させることができる。
この発明の請求項２で提案した鍵盤装置によれば鍵とセンサアームとの接触を鍵及びセンサアームの回動面と直交する向に線接触する関係としたから鍵とセンサアームとの間の横ブレ方向の摩擦抵抗を最小の状態にすることができる。この結果、鍵の横ブレがセンサアームに伝わる率を更に下げることができる。
【００１０】
この発明の請求項３で提案する鍵盤装置によれば、磁石装着部と固定部との間に制振手段を設けた構成としたから、最大押下位置でアフタータッチコントロール操作を行ない、鍵が横ブレし、その横ブレがわずかにセンサアームに伝わったとしても、制振手段により磁石が安定に維持され、横ブレが磁石に伝わる率を更に下げることができる。
従って、この発明によれば磁石と磁気センサとによって鍵の動きを検出する構成の鍵盤装置において、鍵が横ブレしてもその横ブレが磁石に伝わる率を下げることができ、奏者が予期しない発音表現が発生する率を下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明では一端を支点として揺動自在に支持された鍵の下部に、鍵の回動面と同一の回動面に沿って回動自在に支持されたセンサアームを設ける。センサアームと鍵との間に板バネのような付勢手段を介挿して鍵とセンサアームの各回動遊端部を上位位置に弾性的に維持させる。この状態でセンサアームの回動遊端には鍵の下面に弾性的に圧接し、鍵に上向の偏倚力を与える。これと共にセンサアームの回動遊端は鍵の下面に形成した屈曲部の角に線接触し、この線接触により鍵とセンサアームとは鍵の横ブレ方向に対して摩擦係数が最小の状態で接触する。
【００１２】
センサアームの他方の回動遊端には磁石装着部が設けられ、この磁石装着部に装着した磁石は鍵が押下され、鍵が下向に移動するのと連動して固定部に装着した磁気センサに向かって移動する。鍵が最大押下位置に達すると、磁石装着部に外向に突出して設けられた制振板が固定部に設けた凹溝ガイドを構成する凹溝の内部に侵入し、凹溝と制振板との係合により磁石が横ブレの方向に移動することを抑制する。
【実施例１】
【００１３】
図１乃至図４を用いてこの発明の一実施例を説明する。図１は白鍵１及び黒鍵２が共に
上位位置に変位している状態。図２は白鍵１を押下した状態を示す図、図３は黒鍵２を押下した状態を示す図である。
各図の共通する部分には同一の符号を付して示している。
以下では白鍵１及び黒鍵２を区別する必要のない限り、単に鍵１０と称すことにする。鍵１０は一端側において、フレーム２０に設けた支点２１で軸支され、操作端側が上下に揺動自在に支持される。１Ａ及び２Ａはそれぞれ白鍵用の重り、黒鍵用の重り、また図２に示す１Ｃは白鍵用キーガイド、図３に示す２Ｃは黒鍵用キーガイドをそれぞれ示す。
【００１４】
この発明では各鍵１０の下部に各鍵１０の回動面（紙面と水平方向）と同一の面を回動面とするセンサアーム３０を設ける。センサアーム３０はほぼコ字状の二股形状とされ、二股の根本部分がフレーム２０から突出した支持アーム２２の先端に軸支され、鍵１０と同一の面に沿って回動する。
センサアーム３０の軸支点位置から一方の回動遊端３１側に寄った位置と、各鍵１０の下面との間に付勢手段４０を装着する。付勢手段４０としては例えば板バネを用いることができる。板バネの弾性反発力をセンサアーム３０と各鍵１０の下面との間に印加する。この弾性反発力によってセンサアーム３０は軸支点を中心にこの例では反時計廻り方向に回動偏倚される。また各鍵１０も同様に支点２１を中心に反時計廻り方向に回動偏倚される。
【００１５】
１Ｂは白鍵用ストッパ、２Ｂは黒鍵用ストッパを示す。これらのストッパ１Ｂと２Ｂがキーストップフェルト３に係合し、鍵１０を上位位置に静止させる（図１参照）。４は各鍵１０を押下操作した場合に、その最大押下位置で各鍵１０を受け止める同様のキーストップフェルトを示す（図２及び図３参照）。
各鍵１０の下面に屈曲部１１が設けられ、この屈曲部１１の角の部分をセンサアーム３０の一方の回動遊端３１に接触させ、各鍵１０とセンサアーム３０とを線接触させる。この線接触の線の向は鍵１０及びセンサアーム３０の各回動面（図示する例では紙面と同じ面）と直交する向となる。線接触の向を鍵１０及びセンサアーム３０の回動面と直交する向に選定することにより、鍵１０が横ブレした際に鍵１０はその線接触の線と平行する方向に移動することになるから、鍵１０とセンサアーム３０との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。この結果、鍵１０の横ブレがセンサアーム３０に伝わる率を下げることができる。
【００１６】
センサアーム３０の他方の回動遊端に磁石装着部３２が設けられる。この磁石装着部３２に磁石Ｍ（図４参照）が装着される。磁石装着部３２の底面と対向してプリント基板ＰＣが設けられ、このプリント基板ＰＣの板面上に磁気センサＳが実装される。磁気センサＳの実装位置は鍵１０が押下操作され、鍵１０が最大押下位置に達した状態で磁石装着部３２の底面のほぼ中央に位置させ、磁石Ｍが発生する磁界のほぼ中心に磁気センサＳを配置する。
各鍵１０が最大押下位置に達した状態で磁石装着部３２の底面と磁気センサＳとの間にわずかな間隙形成されるようにキーストップフェルト４の高さを設定する。この間隙の形成により、最大押下位置で鍵１０に更に下向の押下力（アフタータッチコントロール）を与えることにより、キーストップフェルト４を圧縮変形させ、この圧縮変形により磁石Ｍと磁気センサＳとの間の間隙をわずかに変化させ、そのわずかな変動を磁気センサＳの信号から検出し、その信号を利用して例えばトレモロ等の感情表現を付すことができる。
【００１７】
この発明では更に、磁石装着部３２と固定部（フレーム２０）との間に制振手段５０を設ける。図１乃至図４に示す実施例では磁石装着部３２に外向に突出し、センサアーム３０の回動面と平行する板面を持つ制振板５１と、鍵１０の最大押下位置においてこの制振板５１を挟み込む凹溝ガイド５２とによって制振手段５０を構成した状態を示す。凹溝ガイド５２は例えばゴムのような材料で図４に示すように鍵１０の配列ピッチに従って節歯状に凹溝を形成して構成することができる。制振板５１はプラスチックのような剛性を持つ材料で形成することができ、凹溝の溝幅は制振板５１の厚みよりわずかに大きい程度に選定し、鍵１０を押下し、最大押下位置に近づくと、制振板５１を凹溝ガイド５２の凹溝に侵入させる。制振板５１の上端部にはストッパ５３が張り出して装着され、このストッパ５３が凹溝ガイド５２を構成するゴムブロックの上面に当接し、この当接により磁石装着部３２の底面が磁気センサＳに衡合することを阻止する構造としている。
【００１８】
制振板５１が凹溝ガイド５２の溝に侵入することにより、制振板５１には制振板５１の板面と直交する向に対して強い制振力が与えられる。つまり、凹溝ガイド５２の溝の内に位置する制振板５１の両面は凹溝の壁面とわずかな間隙を保持して配置される。この状態でセンサアーム３０に横ブレが伝わり、この横ブレが制振板５１に伝わって制振板５１が横ブレしようとすると、凹溝ガイドにより制振板５１の可動範囲が限定され、磁石Ｍは横ブレすることを阻止される。
従って鍵１０を最大押下位置で更に下向に押圧し、いわゆるアフタータッチコントロールを行って、そのとき鍵１０が横ブレしても、その横ブレが磁石Ｍに伝わる率は少なくなり、横ブレによって発生する奏者の予期しない音の表現が付加されることを回避することができる。
【００１９】
尚、上述では鍵１０の下面に屈曲部１１を設け、この屈曲部１１の角をセンサアーム３０に接触させて線接触させたが、鍵１０の下面を平面とし、この平面にセンサアーム３０の回動遊端に形成した角を接触させて線接触させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明による鍵盤装置はシンセサイザのような電子鍵盤楽器の鍵盤に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施例を説明するための鍵が上位位置に存在する状態を示す断面図。
【図２】図１に示した実施例において、白鍵の動作を説明するための断面図。
【図３】図１に示した実施例において、黒鍵の動作を説明するための断面図。
【図４】図１に示した実施例に用いた制振手段の構造を説明するための平面図。
【符号の説明】
【００２２】
１    白鍵                        ４０    付勢手段
２    黒鍵                        ５０    制振手段
３，４    キーストップフェルト        ５１    制振板
１０    鍵                          ５２    凹溝ガイド
１１    屈曲部                      ５３    ストッパ
２０    フレーム
２１    支点
２２    支持アーム
３０    センサアーム
３１    回動遊端
３２    磁石装着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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