JPH10282954A - 鍵盤駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 演奏者による手動演奏時には適度な鍵タッチ
感が得られ、自動演奏の際に鍵タッチを軽くしてアクチ
ュエータに加わる負荷を軽減し、アクチュエータの小型
化および低消費電力化を図る。 【解決手段】 演奏者による手動演奏の際には適度な鍵
タッチ感が得られ、自動演奏する際には、操作レバー３
を操作して鍵２に負荷を付与するゴムスイッチ１２、１
３を鍵２の押圧部１６、１７から離間する位置に移動さ
せるので、鍵２に作用するゴムスイッチ１２、１３の負
荷を軽減することができるとともに、コイルユニット１
４を鍵２の磁性体２２に接近させることができ、この状
態でコイルユニット１４が鍵２を回動させるので、自動
演奏の際にコイルユニット１４に大きな駆動力が要求さ
れず、小さな駆動力で鍵２を動作させることができ、こ
のためコイルユニット１４の小型化および低消費電力化
を図ることができ、ひいては装置全体の小型化および低
消費電力化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、供給される自動
演奏データに基づいて鍵を押鍵動作させることにより、
自動演奏を行なう鍵盤駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子ピアノなどの電子鍵盤楽器で
は、楽器ケースの前側上部に配列される各鍵の後端部を
回動自在に支持し、これら各鍵をそれぞれゴムスイッチ
の弾性力によってほぼ水平な初期位置に付勢し、このゴ
ムスイッチの弾性力に抗して鍵を押鍵することにより、
演奏者による手動演奏を行なうことができるように構成
されている。この場合、ゴムスイッチの弾性力を鍵の自
重による回動力よりも大きく設定し、これにより演奏者
による手動演奏の押鍵時には自然楽器を演奏したと同様
の適度な鍵タッチ感を得るようにしている。そして近年
では、こうした手動演奏できる電子鍵盤楽器の各鍵に対
して、電磁ソレノイドなどのアクチュエータを取付け、
このアクチュエータを外部より供給される自動演奏デー
タに基づいて駆動させ、所望の鍵を押鍵動作させること
により、自動演奏させる、いわゆる自動ピアノが実現さ
れている。ゴムスイッチの弾性力に抗して鍵を電磁ソレ
ノイドなどのアクチュエータで駆動することにより、自
動演奏を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電子鍵盤楽器では、ゴムスイッチの弾性力を鍵の自
重による回動力よりも大きく設定しているため、どうし
ても鍵タッチが重くならざる得ない。このため、どうし
ても各鍵をそれぞれ駆動するアクチュエータに必要以上
の大きな駆動力が要求され、アクチュエータが大型化す
るとともに消費電力も多くなるという問題がある。例え
ば、アクチュエータとして電磁ソレノイドを用いた場合
で、１鍵当たり５００ｍＡであれば、６個の鍵を同時に
動作するときには、３Ａ（＝０．５Ａ×６）となり、通
常の駆動電圧が数十Ｖ必要であれば、数十Ｗの消費電力
となり、電池使用が困難になる。また、電磁ソレノイド
が大きな駆動力を必要とする場合は、電磁ソレノイドの
大電力化だけでなく、コイルや、プランジャ、電源回路
のトランスなども大型化し、これに伴って装置全体も大
型化する。ここで、このゴムスイッチの弾性力をより小
さいものにすれば、確かにアクチュエータの大型化及び
消費電力の増大はある程度避けることは可能である。し
かしながら、このような方法をとれば、手動演奏時の自
然楽器を演奏しているような鍵タッチ感が失われてしま
い、演奏者に奇異な演奏感を与えてしまう問題があっ
た。

【０００４】この発明の課題は、演奏者による手動演奏
の際の適度な鍵タッチ感を失うことなしに、自動演奏の
際にアクチュエータに加わる負荷を軽減し、アクチュエ
ータの小型化および低消費電力化を図ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、押鍵可能に
支持された鍵と、この鍵毎に設けられるとともに通常は
当該鍵が押鍵された際に押圧される位置に配置され、押
圧されることによって楽音発生を指示するスイッチ部材
と、このスイッチ部材を前記鍵により押圧されない位置
に移動させる移動手段と、この移動手段により前記スイ
ッチ部材が前記鍵により押圧されない位置に移動されて
いる状態で、供給される演奏データに基づいて対応する
前記鍵を押鍵動作させるアクチュエータ手段と、を備え
たことを特徴とする。したがって、この発明によれば、
演奏者による手動演奏の際には適度な鍵タッチ感が得ら
れ、自動演奏する際には、移動手段によってスイッチ部
材が押圧されない位置に移動させられるので、鍵に加わ
るスイッチ部材の負荷を軽減することができ、この状態
でアクチュエータが鍵を回動させるので、自動演奏の際
にアクチュエータに大きな駆動力が要求されず、小さな
駆動力で鍵を動作させることができ、このためアクチュ
エータの小型化および低消費電力化を図ることができ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して、こ
の発明の鍵盤駆動装置の一実施形態について説明する。
図１は電子鍵盤楽器の外観斜視図である。この電子鍵盤
楽器は、楽器ケース１の上前側上部に鍵（白鍵および黒
鍵）２が音階順に多数配置されているとともに、楽器ケ
ース１の右端部上にモード切換用の操作レバー３が設け
られた構造になっている。モード切換用の操作レバー３
は、演奏者が演奏を行なう演奏モードと、自動演奏を行
なう自動演奏モードとを切り換えるためのものである。
各鍵２は、図２〜図４に示すように、その後側部（同図
では左側部）が支持軸４に上下方向に回動自在に支持さ
れている。この支持軸４は、図示されていないが、楽器
ケース１または楽器ケース１内に設けられたシャーシ５
に取り付けられている。また、鍵２は、支持軸４よりも
後方に荷重バランス用の錘部材６が設けられ、この錘部
材６によって鍵２の先端側（同図では右側）が支持軸４
を中心に上方に向けて付勢され、この先端側に設けられ
たフック部７がシャーシ５の右側下面に設けられたフェ
ルトなどの上限ストッパ８に当接して鍵２の上限位置が
規制された構造になっている。この場合、荷重バランス
用の錘部材６は、その付勢力が鍵２の自重による回動力
よりも少しだけ大きい、例えば１gfcm程度に設定されて
いる。

【０００７】また、シャーシ５の右端部には、鍵２の下
限位置を規制するとともに鍵２の横振れを防ぐストッパ
９が設けられている。さらに、シャーシ５の下面には、
図２〜図４に示すように、基板１０が回動軸１１によっ
て回動可能に取り付けられている。すなわち、回動軸１
１は、シャーシ５の下側に位置した状態で、シャーシ５
に設けられた軸取付部（図示せず）に回転自在に取り付
けられ、その一端部に操作レバー３が取り付けられ、こ
の操作レバー３の操作に応じて回動する構造になってい
る。また、基板１０は、回動軸１１に取り付けられ、回
動軸１１と共に回動する構造になっている。これら基板
１０、回動軸１１、および操作レバー３によって移動手
段が構成されている。そして、回動軸１１よりも後側
（図２では左側）における基板１０の上面には、２つの
ゴムスイッチ１２、１３がシャーシ５に設けられた貫通
孔５ａを通ってその上方に突出した状態で設けられてお
り、また回動軸１１よりも前側（同図では右側）の基板
１０の端部には、後述するコイルユニット１４を収納す
る断面「コ」字状のユニット取付部１５がシャーシ５に
設けられた開口部５ｂを通ってその上方に突出した状態
で設けられている。

【０００８】２つのゴムスイッチ１２、１３は、それぞ
れ基板１０上に設けられて逆「椀」状に膨出形成された
膨出ゴム１２ａ、１３ａと、この膨出ゴム１２ａ、１３
ａの内面上部に設けられた可動接点１２ｂ、１３ｂと、
この可動接点１２ｂ、１３ｂに対向する個所の基板１０
の上面に設けられた各一対の固定接点（図示せず）とか
らなり、各膨出ゴム１２ａ、１３ａが鍵２に設けられた
断面十字状の押圧部１６、１７によって押圧されて弾性
変形することにより、可動接点１２ｂ、１３ｂが固定接
点に接触してオン状態になる構造になっている。この場
合、各ゴムスイッチ１２、１３は、各膨出ゴム１２ａ、
１３ａがその弾性力によって鍵２を押し上げており、こ
の弾性力が荷重バランス用の錘部材６の付勢力よりもか
なり大きい、例えば１００gfcm程度に設定されている。
また、各ゴムスイッチ１２、１３は、押鍵時に時間差を
もってオンさせるために、鍵２の前側（図２では右側）
のゴムスイッチ１２の可動接点１２ｂと固定接点との間
隔が広く設定され、鍵２の後側（同図では左側）のゴム
スイッチ１３の可動接点１３ｂと固定接点との間隔が狭
く設定されている。なお、前側のゴムスイッチ１２に対
応する押圧部１６は、後側のゴムスイッチ１３に対応す
る押圧部１７よりも長く形成され、前側のゴムスイッチ
１２によって常に上方に付勢されている。

【０００９】一方、基板１０のユニット取付部１５内に
収容されるコイルユニット１４は、図５に示すように、
コイルボビン１８と、このコイルボビン１８に銅線１９
ａを巻き付けてなるコイル１９と、コイルボビン１８の
中心部に設けられたコア２０とからなり、コイル１９の
銅線１９ａの両端が基板１０の電極に接続され、コイル
１９に電流が与えられると、磁界を発生する構造になっ
ている。この場合、銅線１９ａは例えば無酸素銅線で、
径が0.041mm程度のものであり、コイル１９は0.041mm×
300Ｔ程度に構成され、例えば１０gfcm程度の磁力を発
生する構造になっている。このコイルユニット１４に対
応する個所の鍵２には取付リブ２１が設けられており、
この取付リブ２１には磁性体２２が設けられている。こ
の磁性体２２とコイルユニット１４とによってアクチュ
エータが構成され、コイルユニット１４のコイル１９に
発生した磁界によってコイルユニット１４が磁性体２２
を引き付けることにより、鍵２を図２において時計方向
に回動させるようになっている。

【００１０】次に、この電子鍵盤楽器の回路構成につい
て、図６を参照して説明する。記憶部３０は、プログラ
ムを記憶したＲＯＭと、演奏データを記憶したデータＲ
ＯＭと、ＣＰＵ３１との間でデータの授受をするワーク
ＲＡＭとからなっている。ＣＰＵ３１は、回路全般を制
御するものであり、押鍵操作によってスイッチ部材１
２、１３からなるスイッチ部３２から押鍵情報が与えら
れると、記憶部３０のＲＯＭのプログラムに従って押鍵
情報に基づいて楽音情報を作成し、この楽音情報を記憶
部３０のＲＡＭに一旦記憶するとともに、この楽音情報
に基づいて音源部３３で楽音を作成させ、サウンドシス
テム３４から楽音を放音させる。また、ＣＰＵ３１は、
モード切換用の操作レバー３が操作されて自動演奏モー
ドに切り換わると、操作部３５からの指令に基づいて記
憶部３０のデータＲＯＭから演奏データを読み込み、こ
の読み込んだ演奏データに基づいて楽音データを作成
し、この楽音データに基づいてアクチュエータ制御部３
６に制御信号を与えてコイルユニット１４を駆動させ、
鍵２を動作させるとともに、楽音データに基づいて楽音
情報を作成し、この楽音情報に基づいて音源部３３で楽
音を作成させ、サウンドシステム３４から楽音を放音さ
せる。

【００１１】このような電子鍵盤楽器では、通常は図２
に示すように、操作レバー３を演奏者による演奏モード
にセットすると、基板１０がシャーシ５の下面に接近し
た状態になる。この状態では、鍵２が基板１０に設けら
れた各ゴムスイッチ１２、１３のうち、前側のゴムスイ
ッチ１２の膨出ゴム１２ａの弾性力、および錘部材６の
付勢力によって押し上げられ、これにより鍵２が水平な
初期位置（上限位置）に規制される。この状態で、演奏
者が鍵２を押鍵して手動演奏する際には、膨出ゴム１２
ａの弾性力および錘部材６の付勢力に抗して鍵２を押鍵
すると、鍵２が支持軸４を中心に回動するので、重い鍵
タッチで演奏を行なうことができる。すなわち、このと
きには、膨出ゴム１２ａの弾性力と錘部材６の付勢力と
の和以上の押鍵力Ｆ_U（＝100gfcm＋1gfcm以上）で、鍵
２が回動を開始する。なお、ゴムスイッチ１２、１３の
一方がスイッチングすると、楽音の発生開始を指示する
キーオンデータが得られ、また鍵２の押鍵速度に応じた
時間差をもって順次スイッチングすることにより、音量
などの楽音特性を制御するイニシャルタッチデータが得
られ、これらに基づいて楽音を発生する。

【００１２】また、自動演奏する際には、操作レバー３
を操作して自動演奏モードにセットすると、操作レバー
３の操作に伴って、回動軸１１が回動し、これに伴って
基板１０がシャーシ５から離間する方向に向けて回動
し、これにより各ゴムスイッチ１２、１３が鍵２から離
間する位置に移動することになる。このため、鍵２の初
期位置では、前側のゴムスイッチ１２の膨出ゴム１２ａ
の弾性力が鍵２に作用せず、錘部材６の付勢力だけが鍵
２に作用するので、鍵２の押鍵力Ｆ_Uは錘部材６の付勢
力（1gfcm）以上であれが良く、鍵２に作用する負荷が
非常に軽減される。しかも、このように基板１０が回動
すると、ユニット取付部１５が鍵２に向けて移動し、こ
れに伴ってコイルユニット１４が鍵２の取付リブ２１に
設けられた磁性体２２に接近することになる。この状態
で、コイルユニット１４を駆動させて自動演奏を行なう
と、コイルユニット１４のコイル１９に磁界が発生し、
その磁力によって磁性体２２が引き寄せられ、鍵２が回
動する。このときには、コイルユニット１４が磁性体２
２に接近しているので、その分、磁性体２２を引き寄せ
る力Ｆ_D（＝10gfcm）が大きくなり、この引き寄せ力Ｆ_D
が鍵２に作用するため、鍵２は錘部材６の付勢力（Ｆ_U
＝1gfcm）に抗した力（−Ｆ_D＋Ｆ_U＝−10gfcm＋1gfcm＝
−9gfcm）で回動する。

【００１３】このように、この電子鍵盤楽器によれば、
演奏者の押鍵操作による演奏時には適度な鍵タッチ感が
得られ、自動演奏する際には、操作レバー３を操作して
鍵２に負荷を付与するゴムスイッチ１２、１３を鍵２の
押圧部１６、１７から離間する位置に移動させるので、
鍵２に作用するゴムスイッチ１２、１３の負荷を軽減す
ることができ、しかもこれと同時にコイルユニット１４
を鍵２の磁性体２２に接近させることができ、この状態
でコイルユニット１４が鍵２を回動させるので、自動演
奏の際にコイルユニット１４に大きな駆動力が要求され
ず、小さな駆動力で鍵２を動作させることができ、この
ためコイルユニット１４の小型化および低消費電力化を
図ることができ、ひいては装置全体の小型化および低消
費電力化を図ることができる。

【００１４】なお、上記実施形態では、操作レバー３の
操作によって基板１０を回動させて各ゴムスイッチ１
２、１３を鍵２の押圧部１６、１７から離間させるよう
にしたが、これに限らず、例えば図７に示す変形例のよ
うに、基板１０の後端部の下面に磁性板４０を設け、こ
の磁性板４０の下方に電磁石４１を設け、この電磁石４
１で磁性板４０を引き付けることにより、基板１０を回
動させて各ゴムスイッチ１２、１３を鍵２の押圧部１
６、１７から離間させるようにしても良い。このように
すれば、操作レバー３を操作して基板１０を手動で回動
させる以外に、電磁石４１によって基板１０を自動的に
回動させることができる。また、上記実施形態では、自
動演奏時に鍵２を回動させるアクチュエータとして、コ
イルユニット１４を用いた場合について述べたが、これ
に限らず、電磁ソレノイド、形状記憶合金、圧電積層素
子などを用いても良い。この場合、電磁ソレノイドとし
て、プランジャが動作したときにプランジャを磁性体な
どで固定するラッチ方式のものを用いても良い。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、演奏者が手動演奏する際には適度な鍵タッチ感が得
られ、自動演奏する際には、移動手段によってスイッチ
部材が押圧されない位置に移動させられるので、鍵に加
わるスイッチ部材の負荷を軽減することができ、この状
態でアクチュエータが鍵を回動させるので、自動演奏の
際にアクチュエータに大きな駆動力が要求されず、小さ
な駆動力で鍵を動作させることができ、このためアクチ
ュエータの小型化および低消費電力化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用した電子鍵盤楽器の一実施形態
を示した外観斜視図。

【図２】図１の鍵盤駆動装置を示した通常状態の拡大断
面図。

【図３】図２の状態で鍵を押鍵した状態の拡大断面図。

【図４】図２の状態で操作レバーを操作して各ゴムスイ
ッチを鍵から離間させた自動演奏状態の拡大断面図。

【図５】コイルユニットの拡大斜視図。

【図６】図１の電子鍵盤楽器の回路構成を示したブロッ
ク図。

【図７】図２の鍵盤駆動装置において基板を自動的に回
動させる変形例を示した拡大断面図。

【符号の説明】 ２ 鍵 ３ 操作レバー ４ 支持軸 １０ 基板 １１ 回動軸 １２、１３ ゴムスイッチ １４ コイルユニット ２１ 磁性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押鍵可能に支持された鍵と、 この鍵毎に設けられるとともに通常は当該鍵が押鍵され
   た際に押圧される位置に配置され、押圧されることによ
   って楽音発生を指示するスイッチ部材と、 このスイッチ部材を前記鍵により押圧されない位置に移
   動させる移動手段と、 この移動手段により前記スイッチ部材が前記鍵により押
   圧されない位置に移動されている状態で、供給される演
   奏データに基づいて対応する前記鍵を押鍵動作させるア
   クチュエータ手段と、 を備えたことを特徴とする鍵盤駆動装置。
2. 【請求項２】前記移動手段は、前記スイッチ部材を前記
   鍵により押鍵されない位置に移動させた際に、これと同
   時に前記アクチュエータ手段を前記鍵に接近する位置に
   移動させることを特徴とする請求項１記載の鍵盤駆動装
   置。
3. 【請求項３】前記スイッチ部材は、押鍵された前記鍵に
   よって押圧されて弾性変形することにより、押鍵時に前
   記鍵に負荷を付与するゴムスイッチであることを特徴と
   する請求項１または２記載の鍵盤駆動装置。