(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打鍵面となる上壁及び該上壁の周縁部から垂下する縦壁を備えて中空箱形に形成された樹脂製の鍵本体を備え、該鍵本体の上壁は、幅広部と黒鍵を受け入れる幅狭部とを備え、厚さが１〜１．５mmとされ、前記幅広部の下部に鍵長手方向にのみ延びるリブが一体成形されていることを特徴とする鍵盤楽器用白鍵。
【請求項２】
前記リブは、打鍵時の前記上壁の変形による振動モードの周波数帯域を、該リブのない場合より高い方へシフトさせるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鍵盤楽器用白鍵。
【請求項３】
前記リブが、前記上壁の１ｋ〜２ｋＨｚの振動モードの加速度ピーク値を下げるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鍵盤楽器用白鍵。
【請求項４】
複数の白鍵が、回動支点部の後方で連結部により相互に結合されてユニットを形成していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の鍵盤楽器用白鍵。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵盤楽器用の白鍵に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子鍵盤楽器等の鍵盤楽器には、樹脂製の鍵が一般的に使用されている。樹脂製の鍵は、打鍵面となる上壁、演奏者側の前壁、及び両側壁等で囲まれた箱形とされる。したがって、木材片の上面に樹脂板や象牙板を貼り付けた木製の鍵に比べて、製造が容易でありコストも低い。
【０００３】
しかしながら、樹脂製の鍵は箱形で中空であるので、中実構造の木製鍵盤と異なり、指で打鍵する際、特に爪が打鍵面に当たる時に、衝突音が中空部に響いてカチカチという甲高い雑音として聞こえる難点がある。特に、白鍵は黒鍵と比べて打鍵面の面積が広いためこの衝突音が大きく響き、鍵盤装置の軽量化や製造コストの低減のために鍵が薄肉化されると衝突音がさらに顕著になる。
【０００４】
鍵盤は、鍵盤楽器で音楽を奏でる上での主たる入力装置であり、それを構成する鍵にも高い品質や高級感が求められるが、打鍵時の爪の衝突音が甲高く響くと、安っぽい印象を与えてしまう。さらに、電子楽器の場合には、ヘッドフォンやイヤフォンをつけて演奏すると、演奏音は演奏者にのみ聞こえ外部へ発せられないので、楽器の近くにいる者には爪の衝突音がさらに目立って聞こえることになる。
【０００５】
このような爪の衝突音に対して対策を施す技術は知られていない。特許文献１に記載の技術は、電子ピアノの鍵盤ユニットを棚板に取り付ける際にネジの頭部と棚板との間にクッション材を介在させ、打鍵時の鍵盤ユニットの振動が棚板に伝わるのをクッション材で吸収するものである。これは、打鍵時の棚板の振動による雑音を抑制するものでり、鍵と爪との衝突音に対する対策とはならない。
【０００６】
また、特許文献２に記載のものは、鍵の回動支点となる部分を樹脂製とし、手前側を木製として、回動支点のための係合部の精度を高めつつ木質の外観と剛性を得るものである。これは、木材を使用するものであるので、従来の木製鍵盤と大差のない製造コストが掛かってしまう。
【特許文献１】特開２０００−１３２１６８号公報
【特許文献２】特許３７５８５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものでり、打鍵面の薄肉化により鍵盤装置の軽量化、製造コスト低減を図りつつ、打鍵時の爪の衝突音が甲高く響くのを防止して打鍵時の音質を向上させ得る樹脂製の鍵盤楽器用白鍵を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するため、打鍵面となる上壁及び該上壁の周縁部から垂下する縦壁を備えて中空箱形に形成された樹脂製の鍵本体を備え、該鍵本体の上壁は、幅広部と黒鍵を受け入れる幅狭部とを備え、厚さが１〜１．５mmとされ、前記幅広部の下部に鍵長手方向にのみ延びるリブ一体成形されていることを特徴とする鍵盤楽器用白鍵を提供するものである。                                                                               
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る鍵盤楽器用白鍵は、打鍵面となる上壁及び該上壁の周縁部から垂下する縦壁を備えて中空箱形に形成された樹脂製の鍵本体を備え、該鍵本体の上壁は、幅広部と黒鍵を受け入れる幅狭部とを備え、厚さが１〜１．５mmとされたものである。そして、前記幅広部の下部には、リブが鍵長手方向でのみ一体成形されている。このリブの一体形成により、鍵の振動特性（固有振動数、振動モード）を変化させることができ、特に面積の大きい打鍵面の幅広部にリブを設けることにより、効果的に変化させることができる。その結果、爪の衝突時のカチカチという耳障りな甲高い音が抑制され、打鍵時に鍵自身が発する音の音質が向上する。したがって、鍵本体、特に打鍵面を構成して厚さを要求される上壁を１〜１．５mmとしても爪の衝突音を抑制することができ、鍵盤装置の軽量化、製造コスト低減を図りつつ、打鍵時の音質を向上させることができる。
【００１０】
前記凸部はリブとして設けることができる。リブはその長手方向に打鍵面を補強して、鍵の剛性を高め、強い打鍵時にも反り・捩れ感のない堅固な鍵とすることができる。
【００１１】
前記リブは鍵長手方向に延び、鍵本体と一体成形されている。鍵の成形は、成形型内に樹脂を注入して行なうのであり、型内での樹脂の流れは主に鍵の長手方向に沿って生じる。これに対し、一体成形される前記リブを鍵長手方向に延びるように設けておけば、リブ形成のための樹脂の流れも鍵の長手方向に生じることとなり、成形型内での樹脂流れが円滑になり、平滑な成形面が得られる。一方、リブを鍵の幅方向に延びるように設けると、成形型内での樹脂流れがリブ部分で乱流化し、成型面の平滑性が失われたり、痕跡としてフローマークが生じたりして外観を悪化させることがある。
【００１２】
前記リブは、打鍵時の前記上壁の変形による振動モードの周波数帯域を、該リブのない場合より高い方へシフトさせるように設けるのが望ましい。これにより、鍵本体の上壁を単に１．５ｍｍ以下とした場合に爪の衝撃音を顕著にする振動モードの周波数帯域が、高い方へシフトし、その衝撃音が甲高く響くのが抑制される。
【００１４】
前記リブは、前記上壁の１ｋ〜２ｋＨｚの振動モードの加速度ピーク値を下げるように形成されているのが望ましい。これにより、衝突音が甲高く響くのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の好ましい形態においては、複数の白鍵が、回動支点部の後方で連結部により相互に結合されてユニットを形成したものとされる。これにより、鍵盤装置への白鍵の取付をユニット単位で行なうことができる。また、黒鍵との位置関係で形状を異にする白鍵をユニット化して配列することにより、白鍵の取付け作業が簡易化される。これらにより、上記薄肉化に加えてさらに製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図中の同一又は同種の部分については、同じ番号を付して説明を省略することがある。また、以下の説明においては、鍵が鍵盤楽器に組み込まれたときに演奏者に近い側となる方を前と称する。
【００１７】
図１〜図２は本発明を適用する鍵盤楽器用白鍵を示しており、図１は平面図、図２は側面図である。また、図３と図４は参考例で、図３は図１のIII−III線に沿う断面図、図４は底面図である。図１(a)は、説明の対象とする白鍵を実線、隣り合う黒鍵及び白鍵を一点鎖線で示し、図１(b)は４本の白鍵が連結されユニットを示している。
【００１８】
図示の鍵は、打鍵面となる上壁１１、演奏者側の前壁１２、その反対側の後壁１３、及び側壁１４，１５を備え、これらの壁部は下面が開いた箱形の鍵本体１０を形成している。一方の側壁１４は直線状に延び、他方の側壁１５は、黒鍵を受け入れるための段部を形成しており、側壁前部１５ａ、側壁段部１５ｂ、側壁後部１５ｃからなっている。これに伴って上壁１１は、側壁１４と側壁前部１５ａとで挟まれた領域の幅広部１１ａ、及び、側壁１４と側壁後部１５ｃとで挟まれた領域の幅狭部１１ｂとからなっており、幅広部１１ａは、演奏時に指が主に触れる打鍵面を構成している。幅狭部１１ｂの前端近くにおいて、上壁１１から下方へアクチュエータ１７が延びている。このアクチュエータ１７の先端の鉤部は、鍵フレームに固定された図外の上限ストッパに係合し、非押鍵状態における鍵の上限位置を規定する。この実施形態では、成形時に複数の白鍵が後端の連結部１８で結合されたユニットを構成しており、鍵盤装置として組み立てられる際には、ユニット毎に取付けが行なわれる。これら鍵本体１０の壁部を形成する樹脂としては、スチレン系のＡＳ，ＡＢＳ等の通常の樹脂製鍵盤に用いられるものが使用される。
【００１９】
幅広部１１ａの下部には、鍵幅方向（鍵並び方向）に延びるリブの形態で凸部２０ａが設けられている。凸部２０ａは、鍵本体１０と一体成形され、側壁１４及び側壁前部１５ａを連結するように延びている。この凸部２０ａを備えることにより、鍵の振動特性（固有振動数、振動モード）が変化する。具体的には、凸部２０ａは、１ｋ〜２ｋＨｚの範囲で、打鍵時の前記上壁の変形による振動モードの周波数帯域を、該凸部のない場合より高い方へシフトさせ、加速度ピーク値を下げるように形成されている。特に凸部２０ａは、面積の大きい幅広部１１ａに設けられるので、振動特性を効果的に変化させることができる。その結果、爪の衝突時のカチカチという耳障りな甲高い音が抑制され、打鍵時に鍵自身が発する音の音質が向上する。この爪の衝突音低減効果に基づけば、鍵本体１０の薄肉化を図ることができ、例えば、最も影響のある上壁１１を１〜１．５ｍｍまで薄肉化しても爪の衝突音が甲高く響くのを防止することができる。前壁、側壁、後壁は必要な強度を有するのであれば、同程度又はより薄くすることもできる。
【００２０】
図５及び図６は、本発明の実施形態に係る鍵盤楽器用白鍵を示しており、図５は縦断側面図、図６は底面図である。この鍵は、鍵本体１０が、前述の鍵と同じ壁部を有している。そして、幅広部１１ａの下部には、鍵の長手方向（鍵盤装置の奥行き方向）に延びるリブの形態で凸部２０ｂが設けられている。凸部２０ｂは、鍵本体１０と一体成形され、側壁段部１５ｂから側壁後部１５ｃへの移行部と前壁１２の幅方向中央部とを連結するように延びている。
【００２１】
この実施形態は、前述の参考例と同様に、爪の衝突時のカチカチという耳障りな音が抑制され、打鍵時に鍵自身が発する音の音質が向上し、この爪の衝突音低減効果に基づいて鍵本体１０の薄肉化を図ることができる等の効果を得ることができる。特にこの実施形態においては、凸部２０ｂを鍵長手方向に延びるリブの形態で設けているので、成形上の利点が得られる。すなわち、鍵の樹脂成形の際、成形型内での樹脂の流れは主に鍵の長手方向に沿って生じるのであり、これに対し、凸部２０ｂも鍵長手方向に延びるリブの形状で設けられるので、リブ形成のための樹脂の流れも鍵の長手方向に生じることとなる。その結果、成形型内での樹脂流れが円滑になり、平滑な成形面が得られるのであり、成形型内での樹脂流れの乱流化による成型面の荒れやフローマークの発生が防止される。
【００２２】
図７及び図８は、本発明の参考例に係る鍵盤楽器用白鍵を示しており、図７は縦断側面図、図８は底面図である。この鍵の鍵本体１０も、前述のものと同じ壁部を有している。そして、幅広部１１ａの下部には、相互に間隔をおいた突起の形態で凸部２０ｃが設けられている。各凸部２０ｃは、鍵本体１０と一体化され、幅広部１１ａの下面から下方へ柱状に延びている。
【００２３】
この参考例においても、前述の実施形態と同様に、爪の衝突時のカチカチという耳障りな音が抑制され、打鍵時に鍵自身が発する音の音質が向上し、この爪の衝突音低減効果に基づいて鍵本体１０の薄肉化を図ることができる等の効果を得ることができる。特にこの参考例においては、凸部２０ｃを相互に間隔をおいた突起の形態で設けているので、鍵の樹脂成形の際、成形型内での樹脂流れに対する抵抗が小さく、円滑な樹脂流れにより平滑な成形面が得られる。
【００２４】
次に、本発明に係る白鍵の振動特性評価について説明する。評価は、以下のようにして行なった。
(1) 通常肉厚の鍵と薄肉の鍵との聴覚による比較
(2) 通常肉厚の鍵と薄肉の鍵との振動特性の測定
(3) 薄肉の鍵のシミュレーションモデルによる振動特性の解析
(4) 薄肉の鍵に凸部を設けたシミュレーションモデルによる振動特性の解析
測定に使用した白鍵の外形寸法は、全長（前壁から後壁までの距離）が１４０ｍｍ、幅が２１．４ｍｍで共通であり、他の主要部の寸法は表１の通りである。表中、基部高さｔ１及び先端高さｔ２は、図５に示す側壁の高さを示しており、基部高さｔ１はアクチュエータ前端位置での側壁高さ、先端高さｔ２は鍵前端部での高さである。なお、これらの数値は一つの例示であって、発明を限定するものではない。
【００２５】
【表１】
0005273511.tif 000002
図９は、振動特性の測定方法を概略的に示している。この方法においては、上記仕様の白鍵を含む鍵盤装置を構成し、鍵の先端から２５ｍｍの位置に加速度センサを取付け、その近傍をインパクトハンマＨで打ち、加速度センサにより周波数応答を測定した。
【００２６】
測定を行なうにあたり、インパクトハンマＨによる打鍵の入力特性を調べた。図１２は、打鍵時にインパクトハンマＨ自身が受ける反力をハンマの加速度として出力したグラフである（縦軸、横軸とも対数目盛）。これによると、１０〜３０００Ｈｚ程度までがフラットな特性を示しており、インパクトハンマＨによる加振特性がこの周波数帯域でフラットになっていることが明らかである。
【００２７】
評価結果
(1) 通常肉厚の鍵と薄肉の鍵との聴覚による比較
通常肉厚の鍵Ｎ及び薄肉の鍵Ａ，Ｂ，Ｃを指で打鍵し、爪が当たったときの衝突音を聴いたところ、鍵Ｎに比べて鍵Ａ，Ｂ，Ｃは、明らかに爪の衝突音が甲高く響いた。
(2) 通常肉厚の鍵と薄肉の鍵との振動特性の測定
インパクトハンマＨで各鍵を打鍵し、各々の周波数応答特性を測定した。その測定値を以下の図にグラフで示す（縦軸、横軸とも対数目盛）．
図１３：鍵Ｎ、  図１４：鍵Ａ、  図１５：鍵Ｂ、  図１６：鍵Ｃ
これらの測定値のグラフを見ると、鍵Ｎに対し、鍵Ａ，Ｂ，Ｃでは、１ｋ〜２ｋＨｚ辺りのレベルが顕著に高くなっている。インパクトハンマＨによる打鍵が図１２のグラフで見たとおりフラットな振動特性を有しているので、この差は鍵の持つ特性によることが明らかである。このことは、鍵Ａ，Ｂ，Ｃにおいて爪の衝突音が甲高く響くのは、１ｋ〜２ｋＨｚ辺りの周波数成分が鍵Ｎより多く含まれているからであることを示している。
(3) 薄肉の鍵のシミュレーションモデルによる振動特性の解析
薄肉の鍵として鍵Ａを取り上げ、その寸法・形状・材料特性（ヤング率、ポアソン比、密度等）からシミュレーションモデルをコンピュータで作成した。図１０はシミュレーションモデルを下方から見た斜視図として示す概略図であり、鍵本体１０ｅは、幅広部１１ｅ、前壁１２ｅ、側壁１４ｅ，１５ｅ、アクチュエータ１７ｅの部分を抽出した形となっている。これに基づいて有限要素法により振動特性を解析した。その解析値のグラフを図１７に実線で示す（縦軸、横軸とも対数目盛）。また、鍵Ａの測定値と鍵Ａのシミュレーションモデルによる解析値との対比を表２に示す。
【００２８】
【表２】
0005273511.tif 000003
表２を見ると、測定値の２８０から４０００Ｈｚのピーク波長と解析値のピーク波長とを対比した「測定値／解析値」の比が１に近くなっている。このことは、解析値のデータが測定値に近似した信頼性の高いものであることを示している。
(4) 薄肉の鍵に凸部を設けたシミュレーションモデルによる振動特性の解析
図１１は、鍵Ａのシミュレーションモデルと同じ形状・寸法・材料特性のものに、さらに凸部を形成したモデルを、下方から見た斜視図として示す概略図である。このモデルは、鍵本体１０ｆが、幅広部１１ｆ、前壁１２ｆ、側壁１４ｆ，１５ｆ、アクチュエータ１７ｆの部分を有したものであり、さらにリブ形状の凸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが設けられている。凸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、前壁１２に鍵幅方向に延び両端を両側壁１４ｆ，１５ｆに結合され、凸部２１ｄ，２１ｅは鍵長手方向に延び両端を前壁１２ｆとアクチュエータ１７ｆの前端とに結合されている。以下、鍵Ａのシミュレーションモデル（図１０）を比較例モデル、図１１の凸部付きモデルを実施例モデルと称する。
【００２９】
実施例モデルを使用した有限要素法による解析値のグラフを図１７に破線で示す。したがって、図１７では、比較例モデルの振動特性が実線、実施例モデルの振動特性が破線で示されている。このグラフから明らかなように、実施例モデルでは、比較例モデルに比べて１１００〜２０００Ｈｚ付近の振動レベルが顕著に低下している。このことは、実施例モデルにおいては、甲高い爪の衝突音が著しく低減されていることを示している。すなわち、薄肉化した白鍵においても、広幅部に凸部を設けることにより、甲高い爪の衝突音が低減されることが明らかにされている。
【００３０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の変形が可能である。例えば、白鍵の形状は上記実施形態以外の種々の形状とすることができる。鍵は、複数の白鍵が後端の連結部で結合されたユニット型のものの他、鍵毎に独立したタイプのものとすることもできる。リブは１又は複数設けることができ、これらを組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用する鍵盤楽器用白鍵電子楽器用白鍵の平面図であり、図１(a)は１つの白鍵を中心に示し、図１(b)は複数の白鍵が連結されユニットを示している。
【図２】図１に示した鍵の側面図である。
【図３】本発明の参考例を示す図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】本発明の参考例を示す図１に示した鍵の底面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る鍵盤楽器用白鍵の縦断側面図である。
【図６】図５に示した鍵の底面図である。
【図７】本発明の参考例に係る鍵盤楽器用白鍵の縦断側面図である。
【図８】図７に示した鍵の底面図である。
【図９】鍵の振動特性評価のための測定方法の説明図である。
【図１０】鍵の振動特性評価のためのシミュレーションモデル（比較例）を示す斜視図である。
【図１１】鍵の振動特性評価のためのシミュレーションモデル（実施例）を示す斜視図である。
【図１２】鍵の振動特性評価のための測定に使用するインパクトハンマの加振特性を示すグラフである。
【図１３】通常肉厚の鍵の振動特性測定値のグラフである。
【図１４】薄肉の鍵の一例の振動特性測定値のグラフである。
【図１５】薄肉の鍵の他の例の振動特性測定値のグラフである。
【図１６】薄肉の鍵のさらに他の例の振動特性測定値のグラフである。
【図１７】薄肉の鍵（比較例）及びこれに凸部を設けた鍵（実施例）の振動特性測定値のグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１０  鍵本体
１１  上壁（打鍵面）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ  凸部
【図１】
0005273511.tif 000004
【図２】
0005273511.tif 000005
【図３】
0005273511.tif 000006
【図４】
0005273511.tif 000007
【図５】
0005273511.tif 000008
【図６】
0005273511.tif 000009
【図７】
0005273511.tif 000010
【図８】
0005273511.tif 000011
【図９】
0005273511.tif 000012
【図１０】
0005273511.tif 000013
【図１１】
0005273511.tif 000014
【図１２】
0005273511.tif 000015
【図１３】
0005273511.tif 000016
【図１４】
0005273511.tif 000017
【図１５】
0005273511.tif 000018
【図１６】
0005273511.tif 000019
【図１７】
0005273511.tif 000020