JPH0365989A

JPH0365989A - 鍵盤装置

Info

Publication number: JPH0365989A
Application number: JP1202678A
Authority: JP
Inventors: Takamichi Masubuchi; 増渕　孝道
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-03-20
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JP2864544B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子ピアノ、電子オルガンなどの電子楽器に
適用するのに好適な鍵盤装置に係り、特に、その押鍵時
の質量感・タッチ感の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電子′４Ｉｉ器の鍵盤装置においては、押鍵動
作によりキースイッチを開閉すればよいので、演奏者は
、この鍵を回動させるのに必要な力と、このキースイッ
チを閉成させるのに必要な力との合計した力を付与すれ
ば、楽音を発生させることができる。

これに対し、自然楽器であるピアノにおいては、押鍵動
作によりハンマを駆動して、このハンマにより打弦する
ことにより楽音を発生する必要があるため、電子楽器と
比較して押鍵動作に質囲感が伴なっている。したがって
、ピアノを演奏する際には、指先に独特のピアノタッチ
と称する感触が付与されることになる。

ところで、前述した電子楽器においても、近年、ピアノ
により発生される楽音に近似した楽音を発生できるよう
になり、このため電子楽器のＷｏｌ！装置にも、前述し
たピアノタッチが求められるようになってきている。

このような点に鑑み、押鍵時に十分な質問感が得られる
ようにした電子楽器用のＩ２盤装置が従来から知られて
いる。

まず、特開昭５９−１３３５９１号公報記載の鍵盤装置
（第１従来技術）は、押鍵時に質徂感を得るため６鍵の
先端部内に金属製の錘りを取付（）たちのである。

また、特開昭６３−１２８３９７号公報記載のｍｍ装置
（第２従来技術）は、６鍵の基端部に形成した円弧状の
凹部を円柱状のビンに係合して６鍵を回動自在に支持す
るとともに、押ＲｉＩＩＪ作に連動して動くハンマの移
動距離を拡大して質量感を得るようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前述した第１従来技術は、錘りにより単
純に鍵の質量を大きくしただけなので、質量感は得られ
るものの、鍵盤装置自体の質量が大きくなり移動が困難
になってしまった。

一方、前述した第２従来技術は、第１従来技術と同様ピ
アノタッチを得ることはできるが、板ばねのみで移動体
を復帰させ、それに連動して鍵を復帰させるようにして
いるため、鍵の復帰が遅く、したがって、早めのトリル
演奏を行なうことができない。

ところで、ピアノタッチを得るための必要不可欠の要素
として押鍵時における指への反力と鍵のストロークを縦
軸、横軸にとった場合の押鍵および離鍵におけるヒステ
リシスがあるが、前記第２従来技術は、ヒステリシスを
前述した鍵の基端部の四部とビンとの摩擦係合により形
成しているため、押鍵回数が１０万回のオーダーになる
とヒステリシスの各綻間におけるばらつきが生じ、演奏
がしにくくなってしまう。

本発明は、前述した従来のものにおける問題点を克服し
、実際の質量を小さくしたにもかかわらず、みかけ上大
きな質聞感を得ることができ、しかも押鍵回数を増して
もヒステリシスのばらつきを生じさせないことにより長
ＩＩにわたりピアノタッチを安定的に可能とし、しかも
ｔＩｉ鍵を早くして早めのトリル演奏を行なうことがで
きる鍵盤装置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〕

前述した目的を達成するため請求項第１項の鍵盤装置は
、後部を支点により回動自在に支持された鍵と、前＆！
鍵を非操作状態に撫帰付勢するｗ、？４帰手段と、前記
鍵の前方部下方に回動自在に支持されたハンマと、前記
鍵の押鍵操作に従い回ｆｌｌ′ＴＪるハンマの一部と摺
動自在に当接するハンマ受け部とからなることを特徴と
している。

また、請求項第２項のｍ盤装置は請求項第１項のものに
おいて、白２および黒鍵からなる複数の鍵を設け、各白
鍵に枢着されている複欽のハンマをそれぞれ鍵の後方に
回動するとともに、各黒災に枢着されている複数のハン
マをそれぞれ鍵の前方に回動することを特徴としている
。

さらに、請求項第３項の鍵盤装置は、請求項第１項また
は第２項のものにおいて、前記ハンマの一部の摺動向お
よび前記ハンマ受け部の摺動向の少なくとも一方に曲率
が急激に変化する部位を形成したことを特徴としている
。

（作　用）前述した構成からなる請求項第１項の鍵！ｌｌ装置によ
れば、押鍵により移動体はその重心を鍵の長手方向に移
動しつつ摺動面に沿って摩擦力に抗しながら摺動するこ
とになる。また、押鍵開始時点で摺動向に垂直に働く力
と、押鍵終了時にｌｌ！　１１面に垂直に働く力との差
から、前記力が変化し、これにより指が受ける反力を押
鍵につれて次第に小さくしてピアノタッチを得ることが
できる。

また、請求項第２項の鍵盤装置によれば、請求項第１項
の作用のほか、掟の内側のスペースを有効利用して白鍵
の移動体と黒鍵の移動体とを移動時に相互に干渉するこ
となく収納することができる。

さらに、請求項第３項のＩ盤装置によれば、請求項第１
項および第２項の作用のほか、ピアノの押鍵時の抜ける
ようなタッチ感を強調することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

第１図は本発明に係る鍵！８装置の縦断面図であり、図
において左側に演奏者が位置するようになっている。

第１図において符号１はａＳ装置のフレームであり、こ
のフレーム１は、Ｒ盤装置の前端から後端に至るように
形成されており、このフレーム１には、種々の位置に補
強用のリブ２，２・・・が張設されている。

前記フレーム１の前端には、第２図にも示すように、後
述する鍵３のうち複数の白鍵３Ａ、３Ａ・・・の整列方
向に延在する白鍵量は部４が形成されており、この白鍵
量は部４上には厚肉のフェルト布５が張設されている。

また、この白鍵量は部４の後端には、押鍵時に各白ｍ３
Ａを案内する複数本のガイドロッド６．６・・・が各白
１！３Ａに対応するように立設されている。前記白鍵量
は部４より多少後方のフレーム１には、白鍵量は部４よ
り多少高い位置に白鍵３Ａの整列方向に延在するハンマ
受け部７が形成されており、このハンマ受け部７上には
厚内のフェルト布８が？Ａ設されている。

前記ハンマ受け部７より後方のフレーム１には、ハンマ
受け部７より低い位置に前記部３のうち複数の黒鍵３Ｂ
、３Ｂ・・・の整列方向に延在する黒鍵量は部９が形成
されており、この黒鍵量は部９上には厚内のフェルト布
１０が張設されている。また、このフェルト布１０の後
端には、押１時に各黒鍵３Ｂを案内する複数本のガイド
ロッド１１゜１１・・・が各黒鍵３Ｂに対応するように
立設されている。

前記ガイドロッド１１の前後方向の中間部には高位に位
置する板部１２が形成されており、この板部１２には、
各ｔＲ３に対応し、押鍵状態に応じて異なる２種類の信
号を出力するための１対のキースイッチ１３Ａ、１３［
３が鍵の長手方向に間隔を隔てて配設されている。、前
記各キースイッチ１３Ａ、１３Ｂの下方近傍には、前記
フレーム１に支持されたプリント基板１４が配設されて
おり、このプリント基板１４と前記フレーム１との間に
はゴム板１５が挟持されている。このゴム板１５には、
各鍵３に対応して上方に突出する複数対のゴム製の円筒
体１６Ａ、１６Ｂが一体に突設されており、各円筒体１
６は各ｔＩＩ３の下部に突設された各１対のアクチュエ
ータ１７Ａ、１７Ｂに対向するように配設されている。

前記各円筒体１６は、大径部１８の上方に小径部１９が
連設されて構成されており、また、各円筒体１６内には
前記プリント基板１４に固定されている一種のタクトス
イッチ（図示せず）の上部が収納されている。そして、
各鍵３を押し下げることによりアクチュエータ１７Ａ、
１７Ｂが下降し、タクトスイッチのプランジャが下降さ
れて対応する回路が閉成されるようになっている。

前記各円筒体１６のうち各鍵３の手前側に位置している
円筒体１６Ａは、自由状態において＃Ｊ！３の対応する
アクチュエータ１７Ａとほとんど当接するように位置決
めされており、！！３の押鍵により小径部１９が大径部
１８に押し込まれるようにして大きく撓み、弾性力を貯
えるようになっている。なお、押鍵のストロークがある
程度まで達し、撓みが大きくなると、座屈を生じてそれ
以上圧縮応力が増大しないことになる。また、前記アク
チュエータ１７Ａの下端には、円筒体１６Ａとの位置ず
れを防止するために小径部１９内に嵌入している突起（
図示せず）が突設されている。一方、各１１３の後側に
位置している円筒体１６Ｂは、自由状態において鍵３の
対応するアクチュエータ１７Ｂと大きく離間しており、
１１３の押鍵の最後に多少撓むのみとされている。

前記ゴム板１５の前端縁には下方に突出する長尺の受け
部２０が形成されており、各受けｔ’Ｊ５２０には、各
［１３に突設されているストッパ２１が上限位置におい
て当接しつるようになっている。

前記フレーム１の前部の下端にはサブフレーム２２が取
付けられており、このサブフレーム２２にも補強用のリ
ブ２３が張設されている。前記り一ブフレーム２２の前
端部には、ｐｔｉ記黒鍵３Ｂの整列方向に延在するハン
マ受け部２４が形成されており、このハンマ受け部２４
上には厚内のフェルト布２５が張設されている。

前記各鍵３の！！端部には、はぼ直立状態の板部２６が
一体に形成されており、この板部２６には、はぼ鉛直方
向に延在する長さの短い板ばねが一体に突設されている
。この板ばね２７は、各１２３のある程度の水平方向へ
の回動を許容するためのものである。また、前記板ばね
２７の端部には、はぼ直立状態の板部２８が一体に形成
されており、この板部２８には、はぼ水平方向に延在す
る長さの長い板ばね２９が一体に突設されている。この
板ばね２９は、各鍵３の押鍵時の回動を許容するための
ものである。さらに、前記板ばね２９の端部には、各鍵
３のうちのいくつかを接続する支持板３０が一体に突設
されており、複数枚の支持板３０を重複して複数本のね
じ３１によりフレーム１に固定することにより各鍵３は
それぞれ板ばね２９の作用により回動自在に支持される
ことになる。

前記各ｔｊ１３のうち各白＃１３Ａの前端の下部には、
押鍵時に前記ガイドロッド６に沿う横断面コ字状のガイ
ド部３２がｇ！設されており、また、各鍵３のうち各Ｓ
鍵３Ｂの前端の下部には、押鍵時に前記ガイドロッド１
１に沿う横断面コ字状のガイド部３３が垂設されている
。なお、各白鍵３Ａおよび黒１３Ｂの各ガイド部３２．
３３の下端は、押鍵時フレーム１の各錠受け部４．９の
フェルト布５．１０上に着座しつるようになっている。

前記白錠受け部４より前方で各ブラケット３４のガイド
部３２の近傍には、横断面コ字状のブラケット３４がそ
れぞれ垂設されており、各ブラケット３４には、水平方
向に延在する支軸３５が突設されている。そして、各支
軸３５には、鉛直面内において回動自在とされたハンマ
３６が支持されている。各ハンマ３６は樹脂により形成
されており、前記支軸３５には、ハンマ３６の重心位置
から遠く離れた前部側の一端部が枢着されている。

また、各ハンマ３６は、前記ハンマ受け部７のフェルト
布８に沿って摺動する膨出したほぼ円弧状の摺動面を有
しており、各摺動面は常時フェルト布８１に着座してい
る。

一方、前記黒錠受け部９より後方となる各黒鍵３Ｂの前
端には、横断面コ字状のブラケット３８がそれぞれ垂設
されており、各ブラケット３８には、水平方向に延在す
る支軸３９が突設されている。そして、各支軸３９には
、鉛直面内において回動自在とざ〜れたハンマ４０が支
持されている。

各ハンマ４０は樹脂により形成されており、前記支軸３
９には、ハンマ４０の重心位ばから遠く離れた後部側の
一端部が枢着されている。また、各ハンマ４０は、前記
ハンマ受け部２４のフェルト布２５に沿って摺動する膨
出したほぼ円弧状の病動面４１を有しており、各図動面
４１は常時フェルト布２５上に着座している。

ところで、押鍵時において前記各ハンマ３６゜４０が移
動することによりそのＩ！３は下記の反力を受けること
になる。

Ｒ：ハンマ３６．４０をレバーに支持された買硝体と考
えたときハンマ３６．４０がフェルト布８．２５の表面
から受ける反力ｍ　：ハンマ３６，４０の質感Ｑ　　：？Ｉ！力の加速度Ｆ　：鍵３およびハンマ３６．４０間で鋤く力μ　：ハ
ンマ３６．４０およびフェルト布８゜２５間の動Ｉ！？
！擦係数 μＲ：ｊｌ擦力とすると、第３図に示すように、Ｒ＝　ｍ　ｏ　＋　Ｆ　ｓｉｎθ・・・・・・（１〉＊
ｆｆ１ｍが加速度ａで運動を起こすとき、運動方程式か
ら、Ｆ　ｃｏｓθ−ｕ　Ｒ−ｍ　ａ　・・・−・−（２）Ｐ
ｌをハンマ３６．４０が鍵３に与える垂直方向力とする
と、Ｐ　１　＝　Ｆ　Ｓｌｎθ・・・・・・（３）となり、
（１）、（２）、（３）式がら、となる。

この（４）式によれば、１２３のストロークによって加
速度の係数が変化し、ピアノらしいタッチが実現する。

また、ＦＪ擦により発生する力が、あたかも質■の如き
効果を発生ずるので、実質的な鍵３の質槓を軽くして任
意の質囲感を出すことができる。

ところで、θを横軸とし、＃Ｊ１９ＦＭ係数μをパ係数
−タとしたときの（４）式における係数しつつ回動する
ことにより、部２　：押鍵時に指が受ける反力 α　：ハンマ３６．４０の移動時の加速度χ　：ハンマ
３６．４０の移動距離ｖｏ：ハンマ３６，４０の初速、すなわちＯｔ　：ハン
マ３６．４０の移動に要した時間とすると、運動の第２
法則により、Ｐ２＝ｍα・・・・・・（５）が成立する。また、ハンマ３６．４０の移動距離は、となり、Ｖｏ＝Ｏなので、（６）式より４図に示すよう
になり、いずれの動ｒｔ！擦係数においても押鍵が進行
するにつれて反力Ｐｌが小さくなることがわかる。

一方、前記各ハンマ３６，４０が各鍵３の下方の空間部
を利用して各フェルト布８．２５に治勤となる。そこで
、（７）式に（５）式を代入して整理すると、となる。

各鍵３の下方に空間部を形成したことによりハンマ３６
．４０の移動距離χを大きくとることができ、この結果
、（８〉式より鍵盤装置の［１のわりに反力部２を大き
くとることができる。すなわち、ハンマ３６．４０の質
ｆｆ１ｍが小さくても、移動距離χを大きくとれば、所
定の反力部２を得ることができる。

なお、前記各ハンマ３６．４０には、上方に突出する厚
肉のフェルト布４２．４３が取付けられており、他方、
各白ｔ１１３Δ、黒鍵３Ｂには、前記フェルト布４２．
４３に対向するストッパ４４゜４５が突設されている。

そして、これらのストッパ４４．４５は、白１３Ａ、黒
鍵３Ｂの押鍵の最終段階において、白鍵３Δ、黒Ｊ！３
Ｂのガイド部３２．３３の下端が各錠受け部４．９のフ
ェルト布５，１０上に着座する前にフェルト布４２゜４
３に圧接して押鍵時の衝撃を緩衝するようになっている
。

つぎに、前述した構成からなる本実施例の作用について
説明する。

所望の白鍵３Ａ、黒１２３Ｂに指をかけて押し下げると
、板ばね２９とキースイッチ１３Ａの円筒体１６Ａとが
撓むとともに、ハンマ３６または４０がハンマ受け部７
または２４のフェルト布８または２５上を支点３５．３
９回りに回動しながらＩＰ！　部７１する。そして、白
鍵３Ａ、黒鍵３Ｂの押鍵のストロークによりスイッチ１
３Ａのみあるいは両スイッチ１３Ａ、１３［３が開成さ
れ、所定の音高および音量の楽音が発生されることにな
る。

ところで、白ｊ１３Ａ、黒１３Ｂを押鍵すると、押鍵し
ている各鍵３は、１３を支持している板ばね２９の撓み
による反力、各［３の一方のアクチュエータ１フＡが圧
接するキースイッチ１３Ａの円筒体１６Ａの撓みによる
反力、ならびにハンマ３６．４０の移動による反力を受
↓）ることになり、この反力が指に伝達されることにな
る。このうち板ばね２９の撓みによる反力は押鍵のスト
ロークに正比例し、また、円筒体１６Ａの撓みによる反
力は、前述したように途中まで押鍵のストロークに正比
例するが、このストロークがある程度まで達すると、円
筒体１６Ａが座屈を起こすことによりその後は増大しな
いことになる。

さらに、ハンマ３６．４０の移動による反ノノは２つに
分けられ、そのうちの一方ｕ、ｐｕｔＪＰにより移動す
るハンマ３６，４０の重心位置と押鍵位置とを結んだ線
分の水平方向と交わる角度の変化に３４応じて変化する
前記（４〉式の反ノノＰ１であり、他方は、押鍵により
移動するハンマ３６，４０の移動距離に比例して変化す
る前記（８）式の反力Ｐ２である。このうち反力Ｐｌは
、第３図に示すように、押鍵が進行するにつれて次第に
小さくなり、また、反力Ｐ２は主に押鍵の加速度とそれ
につれて移動する押鍵長さおよびハンマの移動距離に関
係する。

前述したように押鍵を行なうことにより指には４種類の
反力が作用するが、このうちの前記反力Ｐｌによりピア
ノタッチと同様の感触を得ることができる。しかも、こ
の反力Ｐｌによる感触は、第３図における動摩擦係数μ
と傾斜角θの範囲とを適宜選択することにより異なる感
触を得ることができる。また、前記反力Ｐｌと反力Ｐ２
があたかも通常ピアノ鍵の質量のように作用するので、
各鍵３のＭＭ！を小さくしても大きな質冶感を得ること
ができる。

なＪ３、各ｔ１１３に加えている指の力を抜くと、キー
スイッチ１３Ａの円筒体１６Ａおよび板ばね２９の弾性
により各［３は小さな′Ｒ１体であるハンマの慣性に抗
し急速に元の状態に復帰することになるため、トリル演
奏を安定的に行なうことができる。

前述した本実施例によれば、押鍵時にピアノタッチと同
様の感触を得ることができるし、また、ｔ１１３および
ハンマ３６．４０の質量を小さくして全体の軽量化をは
かっても十分な質滑感・タッチ感を得ることができる。

さらには、軽量化に上り鍵盤強度を強くできるし、また
、楽器全体の重ｈｔも軽くできるため、落下テスト等の
各種テストに対しても余裕が生じる。

本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、
必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、ハンマが摺動する摺動向としては、前述した実
施例における水平方向の平面状のハンマ受け部７，２４
に限定されるものではなく、所望の質量感を得るために
種々の形状に形成することができる。

第５図は被層動面の第１実施例を示すものであり、被層
動面４６は水平方向の平面と、この平面に連通ずる上方
に突出した突状面（曲面〉とにより構成されている。ま
た、第６図は被層動面の第２実施例を示すものであり、
被摺動面４７は水平面に対し傾斜している傾斜面とされ
ている。なお、特に第５図の突状面を移動体たるハンマ
３６（４０〉が通過する際には、抜けるようなタッチ感
（クリック感）を得ることができる。また、被層動面４
６ではなくハンマ３６　（４０）に、曲率が急激に変化
する突状面を形成してもよい。

さらに、第７図に示すように、移動体たるハンマ３６　
（４０）自体を摺動向に摺動させず、ハンマ３６　（４
０）の両側に幅を狭くした１対の活動面４Ｂ、４８　（
一方のみ図示〉を形成しておき、ハンマ３６　（４０）
に突設したビン４９を各摺動向４８にあたかも線接触の
ように沿わせるようにしてもよい。

また、移動体たるハンマ３６（４０）の重心位置には、
第８図に示すように、活動面５０上の上方に位置せしめ
てもよいし、第９図に示すように、摺動向５０の下方に
位置せしめてもよい。なお、第８図よりも第９図の実施
例のほうがＰ２が増加するのは式（８）から明らかであ
ろう。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、実際の質量を小さ
くしたにもかかわらず、みかけ上大きな質頂感を得るこ
とができ、しかも押鍵回数を増してもヒステリシスのば
らつきを生じさせないことにより長期にわたりピアノタ
ッチを安定的に可能とし、しかも離鍵を早くして早めの
トリル演奏を行なうことができるという優れた効果を秦
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鍵盤装置の実施例を示す縦断面側
面図、第２図は第１図のフレームの平面図、第３図は鍵
の反力を示す説明図、第４図は押鍵による反力の係数の
変化を示すグラフ、第５図。第６図、第７図、第８図および第９図はそれぞれ変形例
を示す説明図である。１・・・フレーム、３・・・鍵、３Ａ・・・白鍵、３Ｂ
・・・黒鍵、４・・・白鍵骨は部、５．．８．２５・・
・フェルト花、７．２４・・・ハンマ受け部、９・・・
黒鍵量は部、１３Ａ、１３Ｂ・・・スイッチ、１６Ａ、
１６Ｂ・・・円筒体、２２・・・サブフレーム、２７．
２９・・・板ばね、３６゜４０・・・ハンマ、３７．４
１・・・摺動面。

Claims

【特許請求の範囲】１）後部を支点により回動自在に支持された鍵と、前記
鍵を非操作状態に復帰付勢する鍵復帰手段と、前記鍵の
前方部下方に回動自在に支持されたハンマと、前記鍵の
押鍵操作に従い回動するハンマの一部と摺動自在に当接
するハンマ受け部とからなることを特徴とする鍵鍵盤装
置。２）白鍵および黒鍵からなる複数の鍵を設け、各白鍵に
枢着されている複数のハンマをそれぞれ鍵の後方に回動
するとともに、各黒鍵に枢着されている複数のハンマを
それぞれ鍵の前方に回動することを特徴とする請求項第
１項記載の鍵盤装置。３）前記ハンマの一部の摺動面および前記ハンマ受け部
の摺動面の少なくとも一方に曲率が急激に変化する部位
を形成したことを特徴とする請求項１項または第２項記
載の鍵盤装置。