JPH1020857A - 鍵盤楽器の鍵盤装置 - Google Patents
鍵盤楽器の鍵盤装置Info
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- JPH1020857A JPH1020857A JP8173872A JP17387296A JPH1020857A JP H1020857 A JPH1020857 A JP H1020857A JP 8173872 A JP8173872 A JP 8173872A JP 17387296 A JP17387296 A JP 17387296A JP H1020857 A JPH1020857 A JP H1020857A
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Abstract
れるとともに、実用性の高い鍵駆動機構を備えた鍵盤楽
器の鍵盤装置を提供する。 【解決手段】 押鍵スプリング10で押鍵方向に付勢し
た鍵1の下方に、双方向駆動型の電磁アクチュエータ2
0を配置するとともにそのプランジャ50を鍵1に当接
させ、このプランジャ50を離鍵スプリング11で支持
することにより、双方のスプリング10,11で鍵1を
レスト位置にバランスさせた。プランジャ50の下面に
鍵1の位置を検出するキーセンサ60を配備し、このキ
ーセンサ60で検出される押鍵情報や鍵1の位置情報に
基づいてプランジャ50を駆動し、自動演奏あるいは力
覚制御を実行する。鍵1が押鍵、離鍵の双方向に付勢さ
れているので、プランジャ50は確実に鍵1に当接する
とともに、電磁アクチュエータ20の駆動電力は小さく
て済む。
Description
駆動力を与えて自動演奏やタッチ感の付加等の実行を可
能とする鍵盤楽器の鍵盤装置に関する。
ることにより、通常の演奏以外に新たな演奏形態や演奏
効果を与えるものがある。例えば、自動演奏ピアノは、
予め記録された演奏データに基づき鍵を駆動して演奏を
自動で行うようになっている。また、電子ピアノ等の電
子鍵盤楽器においては、アコースティックピアノ特有の
鍵のタッチ感を演奏者に与える力覚制御手段が開発され
ている。この力覚制御手段は、鍵の位置や加速度、ある
いは演奏者の鍵を操作する力等の制御情報に応じて鍵に
反力を与え、その反力を演奏者が前記タッチ感として指
に覚えるといったものである。
するものとしては、主にソレノイド型の電磁アクチュエ
ータが用いられる。例えば、特公平7−111631号
公報、特開平5−11765号公報、特開平4−204
697号公報には、電子鍵盤楽器の鍵を電磁アクチュエ
ータのプランジャで駆動してタッチ感を再現する技術が
開示されている。これら公報では、概ね、鍵は回動支点
を介して回動自在に支持され、かつスプリングで復帰力
が与えられており、電磁アクチュエータのプランジャ
は、鍵の回動端部側にピン結合されている。
は、鍵に取り付けた磁石と電磁石との間に磁力を作用さ
せ、非接触で鍵を駆動させて鍵に反力を与える技術が開
示されている。
クチュエータのプランジャを鍵にピン結合させる場合、
その結合部分にある程度のガタが発生することは構造上
避けられないものと想定される。そのガタは、作動誤差
を生じさせる原因となるので最小限度に収める必要があ
り、そのためには、結合状態を一体化させればよい。と
ころが、一体化させると、長期にわたる作動信頼性の維
持が難しくなるとともに、組立性の悪化と位置調整等の
複雑化を招くという不都合な点があった。さらに、作動
時に回動部材とプランジャとの結合部の描く軌道は、当
然のことながら円弧状となり、したがって両者の間での
軌道ずれを補正するユニバーサルジョイントなどの複雑
な結合部材を必要とするなど、構造に基づくタッチ感の
バランス、信頼性あるいはコストなど、種々の課題があ
った。また、復帰力を与えるスプリングに抗して鍵を駆
動させるために、それ相応の大きな電磁アクチュエータ
が必要となる。一方、磁力で鍵を駆動させる後者の場
合、鍵を駆動させる力を確保するためには、磁石の磁力
と電磁石の駆動電流を十分な容量のものに設定する必要
があり、すると、コストの上昇と大型化を招き、実用的
でないといった欠点があった。
あり、構造が簡単で小型化およびコストダウンが図れる
とともに、前記の課題を解決して実用性の高い鍵駆動機
構を備えた鍵盤楽器の鍵盤装置を提供することを目的と
している。
は、複数の鍵が回動自在に並列された鍵盤楽器の鍵盤装
置であって、前記鍵を押鍵方向に付勢する押鍵方向付勢
部材と、前記鍵を離鍵方向に付勢するとともに、前記押
鍵方向付勢部材と共動して鍵をレスト位置にバランスさ
せる離鍵方向付勢部材と、前記鍵を、必要な駆動力で駆
動させるアクチュエータと、押鍵される前記鍵の動作を
検出する演奏情報検出手段と、この演奏情報検出手段で
得られた演奏情報に基づいて前記アクチュエータに前記
必要な駆動力を与える駆動制御手段とを備えることを特
徴としている。請求項2に記載の発明は、前記押鍵方向
付勢部材と前記離鍵方向付勢部材の少なくとも一方が、
前記演奏情報検出手段として併用されていることを特徴
としている。請求項3に記載の発明は、前記演奏情報検
出手段で検出される演奏情報が、前記鍵が押鍵されたか
否かの押鍵情報であることを特徴としている。請求項4
に記載の発明は、前記演奏情報検出手段で検出される演
奏情報が、押鍵された前記鍵の位置情報であることを特
徴としている。
参照して説明する。(1)第1の実施形態 A.第1の実施形態の構成 図1は、本発明の第1の実施形態に係る電子ピアノ等の
電子鍵盤楽器の鍵盤装置、図2は、鍵盤装置の構成を示
すブロック図である。図1における符合1が鍵盤装置を
構成する多数の鍵のうちの1つの鍵、2は鍵1を回動自
在に支持する鍵盤フレームである。演奏者は、鍵1の、
図中右側の前端部を押鍵して演奏する。鍵盤フレーム2
は、下側プレート3と、下側プレート3の後端部の上方
を覆って下側プレート3に取り付けられた上側プレート
4と、これらプレート3,4の間にわたって取り付けら
れた支持プレート5との組み合わせで構成され、前方に
開口している。鍵1は、前方への開口より鍵盤フレーム
2内に挿入され、後端部の支持点6を介して支持プレー
ト5に回動自在に支持されている。下側プレート4の前
端部には、鍵1の配列方向に延在する支持台7が載置、
固定され、この支持台7には、上方に突出するフロント
ピン8が、鍵1に対応して設けられている。これらフロ
ントピン8は、各鍵1の裏側に挿入され、回動する鍵1
の横方向への振れを規制する。
向に付勢する板状の押鍵スプリング(押鍵方向付勢部
材)10が取り付けられている。この押鍵スプリング1
0は、基端部が上側プレート4の内面に固定されて前方
に伸び、湾曲形成された先端部が弾性的に鍵1の後端部
の上面に当接している。
所定の駆動力を与える双方向駆動型の電磁アクチュエー
タ20と、鍵1の押鍵状態ならびに鍵1の位置を検出す
るキーセンサ(演奏情報検出手段)60が取り付けられ
ている。本実施形態の電子鍵盤楽器では、電磁アクチュ
エータ20により、自動的に演奏を行う自動演奏と、ア
コースティックピアノのタッチ感を模倣して再現する力
覚制御の2つの演奏形態が実施可能となっている。
レノイド30と下側の往動ソレノイド40の組み合わせ
から構成されている。ソレノイド30,40は、それぞ
れ、ヨーク31,41と、ソレノイドコイル32,42
とから構成されている。そして、上下のソレノイドコイ
ル32,42内に、1つのプランジャ50が嵌挿されて
いる。電磁アクチュエータ20は、隣り合う鍵1と前後
の配置を交互に変換されながら、鍵1の配列方向に沿っ
て千鳥状に配列されている。往動ソレノイド40のヨー
ク41の下面には、底部プレート54が固定されてい
る。プランジャ50は、各ソレノイドコイル32,42
内に摺動自在に嵌挿された胴部51を主体としており、
この胴部51の両端から、上側ロッド52と下側ロッド
53とがそれぞれ軸線上に沿って延びている。上側ロッ
ド52は、鍵盤フレーム2の下側プレート3を貫通し、
先端に取り付けられたクッション52aが、鍵1の下面
に当接されている。一方、下側ロッド53は底部プレー
ト54を貫通し、先端が、後述するキーセンサ60に当
接している。
胴部51の間には、コイル状の離鍵スプリング(離鍵方
向付勢部材)11が介装されている。この離鍵スプリン
グ11は、胴部51を介してプランジャ50全体を上方
に付勢しており、したがって鍵1は、離鍵スプリング1
1により離鍵方向に付勢されている。鍵1は、前記押鍵
スプリング10により押鍵方向に付勢される一方、離鍵
スプリング11により離鍵方向に付勢されており、これ
ら付勢方向が互いに向かい合う2つのスプリング10,
11が共動することにより、鍵1はレスト位置にバラン
スされている。このバランス状態で、双方のスプリング
10,11はある程度圧縮されて弾発力を保有してい
る。
長い薄板状の弾性板61に複数の歪みゲージ62が貼ら
れたもので、一端部が底部プレート54の下面に固定さ
れ、自由端部に前記プランジャ50の下側ロッド53が
当接している。鍵1が押されると、プランジャ50は下
動して弾性板61を下方に押す。弾性板61が押される
ことによって弾性板61に生じる歪みの度合いが歪みゲ
ージ62により検出され、その検出信号が、鍵1の押鍵
情報ならびに位置情報として出力される。出力される情
報は、図2に示すように、自動演奏の演奏データとして
してフロッピディスク等の記録手段(駆動制御手段)6
9に記録され、また、力覚制御のときにはメモリ(駆動
制御手段)70に供給される。
0は、各ソレノイド30,40のソレノイドコイル3
2,42に、自動演奏用の第1の駆動回路(駆動制御手
段)71または力覚制御用の第2の駆動回路(駆動制御
手段)72から駆動電流が供給されることで駆動するよ
うになっている。往動ソレノイド30のソレノイドコイ
ル32に駆動電流が供給されると、プランジャ50は下
動して鍵1は押鍵方向に回動する。また、復動ソレノイ
ド40のソレノイドコイル42に駆動電流が供給される
と、プランジャ50は上動して鍵1は離鍵方向に回動
し、レスト位置に戻る。
述のように、自動演奏と力覚制御の2つの演奏形態が実
行される。自動演奏は、記録手段69に記録された演奏
データに基づき、第1の駆動回路71から駆動電流が電
磁アクチュエータ20のソレノイドコイル42に供給さ
れると鍵1に押鍵動作が与えられ、自動的に演奏が実行
される。一方、力覚制御は、電磁アクチュエータ20に
より、アコースティックピアノのアクションの作用に基
づいて指に感じられる独特のタッチ感(抵抗感)を再現
すべく、そのタッチ感に相当する反力特性を鍵1に与え
る。その反力特性は、鍵1の位置によって刻々と変化す
るものであり、そのために、鍵1の位置がキーセンサ6
0で検出される。キーセンサ60によって検出される鍵
1の位置情報は、メモリ70に供給される。このメモリ
70には、鍵1に与えるべき反力が鍵1の位置に応じて
パターン化されたタッチテーブルが記憶されており、そ
のタッチテーブルに応じた駆動電流の大きさが、第2の
駆動回路72に指示される。そして、第2の駆動回路7
2から、鍵1の位置に応じた駆動電流がソレノイドコイ
ル3242に供給されるようになっている。
奏と力覚制御を説明する。B−1.「自動演奏」 記録手段69に記録された演奏データが、時間経過にし
たがって順次読み出される。この演奏データに基づき、
第1の駆動回路71から、ソレノイド40のソレノイド
コイル42に駆動電流が供給されて、押鍵と離鍵が繰り
返される。押鍵と離鍵は、次のようにして行われる。ま
ず、往動ソレノイド40のソレノイドコイル42に駆動
電流が供給され、プランジャ50が下動する。すると、
押鍵スプリング10の付勢力で鍵1が下に回動する。こ
れによって押鍵となり、キーオン信号が電子音源に送出
されて楽音が奏される。この状態から、往動ソレノイド
30のソレノイドコイル32への駆動電流の供給がなさ
れれば、離鍵スプリング11の付勢力により鍵1は上に
回動を始める。これによって離鍵となり、キーオフ信号
が電子音源に送出されて楽音の発生が停止される。すな
わち、ソレノイドコイル32のみで自動演奏動作は可能
となる。このような電磁アクチュエータ20のプランジ
ャ50の動きにより、演奏データに基づいた押鍵動作が
なされ、自動演奏が実行される。
ンサ60により検出され、鍵1の位置情報がメモリ70
に供給される。次に、鍵1の位置によって、その位置に
ある鍵1の反力をどの程度にするかが、メモリ70に記
憶されたタッチテーブルに基づき決定され、その反力に
見合った駆動力が鍵1に与えられるように、第2の駆動
回路72からソレノイドコイル32に駆動電流が供給さ
れる。すると、駆動電流に応じた強さでプランジャ50
が鍵1に反力を与える。鍵1のタッチ感は、指に抵抗感
が与えられることにより生じるものであるから、押鍵時
にプランジャ50で鍵1を制動することが基本動作とな
る。そして、鍵1の位置に応じた制動力すなわち反力が
鍵1に与えられる。このように、プランジャ50によっ
て鍵1に反力が与えられることにより、演奏者は、鍵1
の位置に応じたタッチ感を得る。そして、このタッチ感
は、鍵1の回動に伴い、その位置ごとにタッチテーブル
に従って連続的に得られる。
鍵スプリング10によって押鍵方向に、また、離鍵スプ
リング11によって離鍵方向に付勢され、かつこれらス
プリング10,11が共動することで、鍵1はレスト位
置にバランスされている。そして、この鍵1の下面に、
鍵1を駆動する電磁アクチュエータ20のプランジャ5
0の上側ロッド52が当接している。この上側ロッド5
2は、押鍵時は当然鍵1の下面に当接し、離鍵時には、
離鍵スプリング11の付勢力でやはり鍵1の下面に当接
する。すなわち、鍵1を駆動するプランジャ50の上側
ロッド52は、押鍵時および離鍵時双方とも、常に鍵1
の下面に当接する。つまり、プランジャ50と鍵1は押
鍵スプリング10と離鍵スプリング11の力により常に
当接し、一体に結合されていないにもかかわらずガタが
極小に抑えられるか、あるいはガタが発生しない。した
がって、鍵1がスムーズに駆動されるとともに、長期に
わたる作動信頼性が維持され、さらに、組立性の向上が
図られる。また、プランジャ50の上側ロッド52を鍵
1に当接させるだけなので、構造が単純化し、相互の位
置関係の調整も簡単に変更できる。また、回動と直動の
交点軌道のずれも、当接点を滑性の良いテープなどを貼
るなどして十分滑らかな状態に保てば、ラフな位置合わ
せをもって互いの接合が実現できる。
10,11により押鍵方向と離鍵方向に付勢されている
ので、鍵1を回動させる電磁アクチュエータ20の駆動
力は小さくて済む。すなわち、往動ソレノイド40で鍵
1を押鍵方向に回動させるときには押鍵スプリング10
の付勢力が加わり、復動ソレノイド30で鍵1を離鍵方
向に回動させるときには離鍵スプリング11の付勢力が
加わる。したがって、いずれの方向に鍵1を回動させる
場合にも、各スプリング10,11の付勢力が付加され
る。その結果、電磁アクチュエータ20による駆動力は
小さくて済み、駆動電力が低減することによるコストダ
ウンと、電磁アクチュエータ20の小型化に伴うコンパ
クト化を図ることができる。
形態を説明する。これら図で図1ないし図3と同一の構
成要素には同一の符合を付してあり、それらの説明は省
略する。図4の符合80は、電磁アクチュエータであ
る。この電磁アクチュエータ80は、ヨーク81、ソレ
ノイドコイル82およびプランジャ83を備えたソレノ
イド84からなり、作動時にプランジャ83が上動する
1方向駆動型である。そのプランジャ83は、主体とな
る胴部85がソレノイドコイル82内に嵌挿されてお
り、上側ロッド86の先端のクッション86aが、鍵1
の下面に当接されている。
鍵スプリング90の一端部が固定されており、この離鍵
スプリング90の自由端部に、プランジャ83の胴部8
5が支持されている。鍵1が押鍵されるに伴いプランジ
ャ83が下動すると、離鍵スプリング90は弾性変形
し、プランジャ83を介して鍵1を離鍵方向に付勢する
ようになっている。鍵1は、この離鍵スプリング90
と、前記押鍵スプリング10とが共動することにより、
レスト位置にバランスされている。
すように、歪みゲージ62が貼られており、鍵1が押さ
れると、プランジャ85は下動して離鍵スプリング90
を下方に押す。離鍵スプリング90が下方に押されると
離鍵スプリング90に生じる歪みの度合いが歪みゲージ
62により検出され、その検出信号が鍵1の押鍵情報な
らびに位置情報として出力される。すなわち、離鍵スプ
リング90は、キーセンサ(演奏情報検出手段)91と
して併用されている。キーセンサ91で出力される情報
は、自動演奏の演奏データとしてフロッピディスク等の
記録手段69に記録され、また、力覚制御のときにはメ
モリ70に供給される。
4のソレノイドコイル82に第2の駆動回路72から駆
動電流が供給されることで駆動するようになっている。
ソレノイドコイル82に駆動電流が供給されると、プラ
ンジャ83は上動して鍵1は離鍵方向に回動しようとす
る。ソレノイドコイル82への駆動電流が停止すると、
プランジャ83は下動して鍵1は押鍵方向に回動しよう
とする。しかし、実際には電流を流した場合には指で押
鍵した際の反力として働き、電流を切ればその反力がな
くなるという結果を呈する。レスト位置に戻る。
を説明する。
に供給され、鍵1の位置に応じた鍵1の反力がメモリ7
0内のタッチテーブルに基づき決定され、その反力に見
合った駆動力が鍵1に与えられるように第2の駆動回路
72からソレノイドコイル82に駆動電流が供給され
る。すると、プランジャ83が、駆動電流に応じた強さ
で鍵1を制動し、反力を与える。このように、プランジ
ャ83によって鍵1に反力が与えられることにより、演
奏者は、鍵1の位置に応じたタッチ感を得る。そして、
このタッチ感は、鍵1の回動に伴い、その位置ごとにタ
ッチテーブルに従って連続的に得られる。
方向に付勢する離鍵スプリング90を、鍵1の位置を検
出するキーセンサ91を併用した構成となっているの
で、部品点数の削減に伴うコストダウンと、小型化が促
進される。
を、図1のヨーク31、ソレノイドコイル32の位置と
ヨーク41、ソレノイドコイル42の位置とで機械的に
移動可能とするとともに、図5の点線で囲まれた各回路
を設けるようにすれば、図4の構成においても、力覚制
御のみならず、自動演奏を実行することができる。
手段で結合させてもよい。 鍵に回動動作を与える電磁アクチュエータを、鍵の上
側の押鍵スプリングと関係させてもよい。また、押鍵ス
プリングに自動演奏用のソレノイドを関係させ、離鍵ス
プリングに力覚制御用のソレノイドを関係させてもよ
い。さらに、鍵の回動支点が鍵の中間部にある場合は、
その回動支点の前側あるいは後側に、押鍵スプリング、
離鍵スプリングおよび電磁アクチュエータを任意に配備
できる。 キーセンサは、電磁アクチュエータによって変位する
ものでなく、鍵の位置を直接検出する構成でもよい。ま
た、歪みゲージ等の接触型でなく、光センサ等の非接触
型を用いることももちろん可能である。 離鍵スプリングは、押鍵スプリングと同様に鍵に直接
接触するように設けられてもよく、この場合は、電磁ア
クチュエータのプランジャを鍵に結合する。 力覚制御は電子ピアノ等の電子鍵盤楽器に与えられる
固有の制御形態であるが、自動演奏のみであれば、アコ
ースティックピアノに適用することも可能であり、力覚
制御のみ、自動演奏のみ、あるいは両者を配備するかは
必要に応じて適宜決定すればよい。
鍵方向付勢部材と離鍵方向付勢部材とにより、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、この鍵をアクチュエータで駆動するので、鍵
とアクチュエータとの接点のガタが極小に抑えられて鍵
駆動機構の単純化と長期信頼性が図られるとともに、ア
クチュエータの駆動力の低減に伴う小型化ならびにコン
パクト化が図られる。
の鍵盤装置の側面図である。
ある。
の鍵盤装置の側面図である。
ある。
11…離鍵スプリング(離鍵方向付勢部材)、20,8
0…電磁アクチュエータ、 60,91…キーセンサ
(演奏情報検出手段)、69…記録手段(駆動制御手
段)、70…メモリ(駆動制御手段)、71…第1の駆
動回路(駆動制御手段)、72…第2の駆動回路(駆動
制御手段)。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の鍵が回動自在に並列された鍵盤楽
器の鍵盤装置であって、 前記鍵を押鍵方向に付勢する押鍵方向付勢部材と、 前記鍵を離鍵方向に付勢するとともに、前記押鍵方向付
勢部材と共動して鍵をレスト位置にバランスさせる離鍵
方向付勢部材と、 前記鍵を、必要な駆動力で駆動させるアクチュエータ
と、 押鍵される前記鍵の動作を検出する演奏情報検出手段
と、 この演奏情報検出手段で得られた演奏情報に基づいて前
記アクチュエータに前記必要な駆動力を与える駆動制御
手段と、 を備えることを特徴とする鍵盤楽器の鍵盤装置。 - 【請求項2】 前記押鍵方向付勢部材と前記離鍵方向付
勢部材の少なくとも一方が、前記演奏情報検出手段とし
て併用されていることを特徴とする請求項1に記載の鍵
盤楽器の鍵盤装置。 - 【請求項3】 前記演奏情報検出手段で検出される演奏
情報は、前記鍵が押鍵されたか否かの押鍵情報であるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の鍵盤楽器の鍵
盤装置。 - 【請求項4】 前記演奏情報検出手段で検出される演奏
情報は、押鍵された前記鍵の位置情報であることを特徴
とする請求項1または2に記載の鍵盤楽器の鍵盤装置。
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