CN103295566A - 用于电子乐器的键盘设备 - Google Patents

Abstract

一种键盘设备，包括多个白和黑键(11w，11b)，它们根据琴键按下/释放操作摆动。支撑所述多个白和黑键(11w，11b)的琴键支撑部分(13w，13b)在纵向上的位置设置成彼此不同。键盘设备还包括音锤(16w，16b)，其随着所述多个白和黑键(11w，11b)的摆动而摆动。所述多个白和黑键(11w，11b)包括驱动音锤(16w，16b)的驱动单元(11w1，11b1)。音锤的枢轴中心位于横向延伸的同一直线上。驱动单元(11b1)位于驱动单元(11w1)之前。限制音锤(16w，16b)摆动的上限位止动器(21)和下限位止动器(20)被设置为在横向上延伸。

Description

用于电子乐器的键盘设备

技术领域

本发明涉及一种用于例如电子琴、电子钢琴等电子乐器的键盘设备。

背景技术

在专利号为3074794的日本专利中描述了一种传统已知的用于电子乐器的键盘设备。在上述描述的该键盘设备中，在被指定了更高音高的琴键的前端上的琴键触感(对琴键按下/释放操作的反作用力)设置得更轻，以产生和声学钢琴的琴键触摸感觉相似的琴键触摸感觉。该键盘设备具有多个音锤，每个音锤通过和对应琴键接合来摆动，以施加反作用力来抵抗对应琴键的压下/释放。该多个音锤是常用组件。在该键盘设备中，从形成在后端的琴键的枢转点到琴键前端的长度随着位于低音侧的琴键到位于高音侧的琴键的变化而逐渐变长。此外，每个音锤的枢转点的位置从低音侧朝向高音侧逐渐向后移，这样对所有琴键来说从琴键的枢转点到音锤和琴键之间的接合位置的距离被设置为相同。

上面描述的传统键盘设备具有限制琴键的摇摆运动的止动器，并且对所有琴键来说琴键按下过程中的最大深度是相同的。然而，因为每个音锤的枢转点纵向移动，在指定的音高中，每个音锤的摆动角范围不同。因此，有必要将橡胶开关(rubber switch)的位置和性能设置成在指定音高中都不同，所述橡胶开关由音锤的摇摆运动来推动。为了在琴键释放和琴键按下期间对所有琴键来说使每个琴键的前端高度和每个琴键的倾斜角相同以使得键盘设备的外观和声学钢琴的外观类似，之间用于限制每个琴键的摇摆运动的止动器的位置和厚度在被指定音高中都不同。因而，需要很多部件，因此键盘设备的产率很低。

发明内容

本发明用于解决上述问题，并且旨在为键盘设备降低成本，并且因此提高键盘设备的产率，所述键盘设备通过在纵向上移动每个琴键的枢转点的位置来构造类似于声学钢琴的琴键触感和外观。为了易于理解本发明，在下面描述的本发明的每个构造中，一个实施例的相应部分的附图标记写在括号内。本发明的每个构造不应当被理解为限于用本实施例中的由附图标记表示的相应部件。

为了达到前述目的，本发明提供一种用于电子乐器的键盘设备，所述键盘设备包括：由琴键支撑部分(Kw，Kb)支撑的多个白键和黑键(11w，11b)，以使得它们的前端通过演奏者的琴键按下/释放操作而在垂直方向上摆动，其中为所述多个白键和黑键中的每一个指定音高，并且在所述多个白键和黑键中，从前端到琴键支撑部分的长度不相同；多个白键音锤和黑键音锤(16w，16b)，每个音锤包括和多个白键和黑键中的每一个相接合的接合部分(Pw1，Pb1)，并且每一个音锤由音锤支撑部分(Hw，Hb)支撑，以随着多个白键和黑键中的每一个的摆动运动而摆动，其中对于所述多个白键音锤和黑键音锤而言，音锤支撑部分在垂直方向和纵向上的位置相同，对于所述多个白键音锤而言，在琴键释放状态中接合部分在垂直方向和纵向上的位置相同，对所述多个黑键音锤而言，在琴键释放状态中接合部分在垂直方向和纵向上的位置相同，并且多个黑键音锤的接合部分位于多个白键音锤的接合部分之前；以及第一限制部件(20)和第二限制部件(21)，它们布置为沿着所述多个白键和黑键的排布方向延伸，并且它们限制所述多个白键音锤和黑键音锤的摆动运动，以使得对所有的多个白键音锤和黑键音锤而言，摆动角的范围相同。

在这种情况下，优选的是在纵向上从白键的前端到接合部分的距离(Lw1)被设置为是在纵向上从白键的前端到白键的琴键支撑部分的距离(Lw2)的30％以内，而且在纵向上从黑键的前端到接合部分的距离(Lb1)被设置为是在纵向上从黑键的前端到黑键的琴键支撑部分的距离(Lb2)的30％以内。黑键的前端是指当黑键和邻近该黑键的两个白键释放时可由演奏者视觉识别的黑键一部分的前端。黑键的接合部分位于黑键的前端之前(参考图3，7和9)。

对所有的所述多个白键音锤和黑键音锤而言，从前端到音锤支撑部分的距离相同。所述多个白键音锤中的每一个包括质量部件，该质量部件从低音高侧到高音高侧变轻，而且从低音高侧到高音高侧琴键触感逐渐变轻。所述多个黑键音锤中的每一个包括质量部件，该质量部件从低音高侧到高音高侧变轻，而且从低音高侧到高音高侧琴键触感逐渐变轻。白键音锤的质量部件比邻接的黑键音锤的质量部件重。从低音高侧到高音高侧，所述多个白键的前端到后端的长度变短，并且从低音高侧到高音高侧，所述多个黑键的前端到后端的长度变短。

在依照上述配置的键盘设备中，对所有多个白键音锤而言，摆动角范围相同。因此，对多个白键而言，在琴键按下期间，在和对应白键音锤接合的接合部分附近的最大深度也相同。此外，对于所有多个黑键音锤而言，摆动角范围相同。因此，对多个黑键而言，在琴键按下期间，在和对应黑键音锤接合的接合部分附近的最大深度也相同。具体的，如果接合部分位于靠近琴键前端的位置，演奏者很容易演奏键盘设备，因为对于所有琴键而言，在琴键按压期间琴键前端的最大深度几乎相同。黑键音锤的接合部分位于白键音锤的接合部分之前。因此，黑键音锤在接合部分的摆动范围宽于白键音锤在接合部分的摆动角，使得琴键按压期间黑键前端的最大深度和琴键按压期间白键前端的最大深度之间的差可以被减少。具体地，对所有琴键而言，琴键按压期间所有琴键的前端的最大深度可设为几乎相同，因此演奏者容易演奏该键盘设备。

对所有的所述多个白键音锤而言，在琴键释放期间接合部分在垂直方向和纵向上的位置是相同的，并且对所有的所述多个黑键音锤而言，在琴键释放期间接合部分在垂直方向和纵向上的位置是相同的。因此，在组装琴键时多个白键很容易同时与对应的白键音锤同时接合。此外，在组装琴键时多个黑键很容易同时与对应的黑键音锤同时接合。具体地，可增强琴键组装的可工作性。如前所述，对所有音锤而言，音锤支撑部分的位置相同(即，音锤的枢轴中心同轴)。因而，如果第一限制部件和第二限制部件在琴键的排布方向延伸，则所述多个白键音锤和黑键音锤与第一和第二限制部件之间的接触部分在垂直方向和纵向上的位置可以相同。具体地，因为第一限制部件和第二限制部件限制多个音锤的摆动运动，与为每个音锤设置限制部件相比，组件的数量被减少，因此降低了键盘设备的成本。

根据另一个方面，键盘设备包括多个白键操作检测单元和多个黑键操作检测单元(SW1)，它们在多个白键和黑键的排布方向上成行布置，每个白键操作检测单元和黑键操作检测单元分别检测与多个白键和黑键中的每一个的摆动运动相关的物理量。在这种情况下，优选的是在纵向上从白键的前端到与这个白键对应的白键操作检测单元的距离(Lw3)被设置为是在纵向上从该白键的前端到该白键的琴键支撑部分的距离(Lw2)的30％以内，并且在纵向上从黑键的前端到与这个黑键对应的黑键操作检测单元的距离(Lb3)被设置为是在纵向上从该黑键的前端到该黑键的琴键支撑部分的距离(Lb2)的30％以内。白键操作检测单元是用于检测白键是否按下或释放的开关，并且黑键操作检测单元是用于检测黑键是否按下或释放的开关。

如上所述，对所有琴键而言，在琴键按下期间琴键的前端附近的最大深度几乎相同。因此，如果白键操作检测单元和黑键操作检测单元被配置为具有相同特性，并且布置在琴键的排布方向(横向)上，则对所有白键操作检测单元和黑键操作检测单元而言，在琴键按下期间，白键操作检测单元和黑键操作检测单元的输出和琴键的深度之间的关系可以是几乎相同的。具体地，如果白键操作检测单元和黑键操作检测单元布置在琴键前端的附近，对所有白键操作检测单元和黑键操作检测单元而言，在琴键按下期间，白键操作检测单元和黑键操作检测单元的输出和琴键的深度之间的关系可以是几乎相同的。因而，可减少组件种类，由此可降低键盘设备的成本。此外，设置有该键盘设备的电子乐器可通过同样的过程检测琴键按下期间每个琴键的深度。

根据本发明的另一个方面，键盘设备包括多个白键音锤操作检测单元和黑键音锤操作检测单元(SW2)，它们在多个白键和黑键的排布方向上成行排布，每个白键音锤操作检测单元和黑键音锤操作检测单元分别检测与所述多个白键音锤和黑键音锤中的每一个的摆动运动相关的物理量。这种情况下，白键音锤操作检测单元是检测白键是否被按下或释放的开关，并且黑键音锤操作检测单元是检测黑键是否按下或释放的开关。

如上描述的所有音锤的摆动角范围相同。因此，如果白键音锤操作检测单元和黑键音锤操作检测单元配置为具有相同特性，并且沿横向布置，对所有白键音锤操作检测单元和黑键音锤操作检测单元而言，白键音锤操作检测单元和黑键音锤操作检测单元的输出与白键音锤和黑键音锤的摆动角之间的关系可以几乎相同。因而，可减少组件种类，由此降低键盘设备的成本。此外，设置有该键盘设备的电子乐器可通过同样的过程检测琴键按下期间每个琴键的摆动角。

根据本发明的另一个方面，键盘设备包括多个白键音锤驱动单元和黑键音锤驱动单元(SD1至SD3)，它们在多个白键和黑键的排布方向上成行排布，每个白键音锤驱动单元和黑键音锤驱动单元分别驱动多个白键音锤中的每一个和多个黑键音锤中的每一个。如前所述，所有多个白键音锤和多个黑键音锤而言，摆动角范围是相同的。因此，如果白键音锤驱动单元和黑键音锤驱动单元配置为具有相同特性，并且横向布置，则可施加相同驱动信号至所述多个白键音锤驱动单元和多个黑键音锤驱动单元。具体地，不必要为每个音锤调整驱动信号。可减少组件种类，由此降低键盘设备的成本。

附图说明

本发明的各种其他目的，特征和许多伴随性优势将同样很容易认识到，通过参考下面优选实施例的详细描述并关联附图很容易理解，其中：

图1是示出了根据本发明的一个实施例的键盘设备的平面图；

图2是示出了图1中所示的键盘设备中的白键构造的右侧视图；

图3是示出了图1中所示的键盘设备中的黑键构造的右侧视图；

图4是示出了音高和质量部件的质量之间的关系的特性曲线图；

图5是示出了音高和琴键触摸之间的关系的特性曲线图；

图6是示出了根据本发明的一个修改例的键盘设备的白键构造的右侧视图；

图7是示出了根据本发明的一个修改例的键盘设备的黑键构造的右侧视图；

图8是示出了根据本发明的另一个修改例的键盘设备的白键构造的右侧视图；

图9是示出了根据本发明的另一个修改例的键盘设备的黑键构造的右侧视图；以及

图10是示出了根据本发明的又一个修改例的键盘设备的平面图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的一个实施例。在下面的描述中，接近演奏者的一侧定义为“前侧”，而远离演奏者的一侧定义为“后侧”。高音高侧定义为“右侧”，而低音高侧定义为“左侧”。

如图1至3中所示，键盘设备包括多个白键11w和多个黑键11b。为多个白键11w和多个黑键11b中的每一个被指定不同的音高。在本实施例中，“C3”，“D3”，...“C6”中的一个指定给白键11w，而“C#3”，“D#3”，...“B#5”中的一个被指定给黑键11b。白键11w和黑键11b使用合成树脂整体形成为长形。白键11w配置为使得从低音高侧的白键11w向高音高侧的白键11w其长度逐渐变短。黑键11b配置为使得从低音高侧的黑键11b向高音高侧的黑键11b其长度逐渐变短。黑键11b的后端位于相邻的白键11w的后端后部。

每个具有不同指定音高的白键11w在纵向上具有不同长度，但是其它的结构相同。每个具有不同指定音高的黑键11b在纵向上具有不同长度，但是其它的结构相同。每个白键11w在垂直方向上具有比黑键11b的宽度小的宽度，并且在横向上具有比黑键11b的宽度大的宽度。白键11w和黑键11b具有中空形状，其包括在纵向上延伸的薄顶壁，和从顶壁的左端和右端分别向下延伸的薄侧壁，没有底部。彼此相对的贯通孔Kw和Kb形成在白键11w和黑键11b的侧壁的后部。对所有琴键而言，从贯通孔Kw和Kb到每个琴键的后端的距离相同。由后面描述的键盘架12的琴键支撑部分13w和琴键支撑部分13b通过贯通孔Kw和Kb支撑白键11w和黑键11b。

键盘架12具有沿纵向和横向延伸的顶板12a。在低音高侧的顶板12a的前端位置和在高音高侧的前端位置相同，但是在低音高侧的后端位于在高音高侧的后端之后。键盘架12还具有从顶板12a的前端垂直向下延伸的前板12b，从前板12b的下端水平延伸的底板12c，和从底板12c的前端垂直向上延伸的前板12d。键盘架12还包括从顶板12a的后端垂直向下延伸的后板12e，和从后板12e的下端向后部水平延伸的底板12f。底板12c的下表面的高度和底板12f的下表面的高度相同。键盘设备由电子乐器的框架FR支撑，其中底板12c的下表面和底板12f的下表面与电子乐器的框架FR相接触并与之固定。上述的琴键支撑部分13w和琴键支撑部分13b形成为从顶板12a的上表面向上伸出。琴键支撑部分13b位于相邻的琴键支撑部分13w之后。琴键支撑部分13w和琴键支撑部分13b各自包括两个相对的板，和向内部突出的突起13w1和13b1。突起13w1和13b1各自安装到贯通孔Kw和Kb。因此，支撑白键11w和黑键11b使其绕突起13w1和13b1旋转，并且白键和黑键的前端可在垂直方向上摇摆。

驱动单元11w1从白键11w的中间部分向下延伸。驱动单元11w1具有中空形状，其包括在垂直方向延伸的薄前壁，和从前壁的左端和右端向后延伸的薄侧壁，不具有底面。驱动单元11w1的下端通过下端壁封闭。另一方面，黑键11b还具有和白键11w的驱动单元11w1相同的驱动单元11b1。黑键11b具有从一部分(该部分在琴键释放状态下从白键11w的顶面向上伸出并且微微向前弯曲，后文亦称为黑键11b的外观部分)的前端向下延伸的连接部分。驱动单元11b1的上端连接到连接部分的前端。

在纵向上从白键11w的前端到驱动单元11w1的距离Lw1在从具有最高音高的白键11w(即多个白键11w中最短的琴键)的前端到贯通孔Kw的距离Lw2的30％以内。对于所有白键11w来说，距离Lw1相同。具体地，驱动单元11w1沿着横向并排布置。在纵向上从黑键11b的外观部分的前端到驱动单元11b1的距离Lb1在从具有最高音高的黑键11b(例如，多个黑键11b中最短的琴键)的外观部分的前端到贯通孔Kb的距离的30％以内。对于所有黑键11b来说，距离Lb1相同。具体地，驱动单元11b1沿着横向并排布置。在琴键释放期间，驱动单元11b1位于驱动单元11w1之前，并且驱动单元11b1的下端稍稍位于驱动单元11w1的下端之上。

驱动单元11w1和驱动单元11b1的下端各自跟音锤16w和16b的前端在开口内接合，所述开口形成在前板12b和前板12d之间。在琴键释放状态，位于驱动单元11w1的下端和音锤16w的前端之间的接触部分Pw1位于沿横向(平行于琴键排布方向的方向)延伸的同一直线上。在琴键释放状态下，位于驱动单元11b1的下端和音锤16b的前端之间的接触部分Pb1位于沿横向(平行于琴键排布方向的方向)延伸的同一直线上，并且位于接触部分Pw1之前并稍微高于接触部分Pw1.

音锤16w包括由合成树脂制成的基部16w1，由金属制成的连接杆16w2，和质量部件16w3。跟音锤16w类似，音锤16b包括基部16b1，连接杆16b2，和质量部件16b3。基部16w1和基部16b1是板状部件，并且各自形成有从右侧面到左侧面的贯通孔Hw和Hb。音锤支撑部分18w和音锤支撑部分18b形成为从顶板12a的下表面向下伸出。音锤支撑部分18w和音锤支撑部分18b形成为具有两个相对的板，并且各自具有向内突出的突起18w1和18b1。突起18w1和18b1各自安装到贯通孔Hw和Hb。使用该结构，支撑基部16w1和16b1使得其围绕突起18w1和18b1旋转。具体地，支撑音锤16w和音锤16b使得前端和后端可在垂直方向上摆动。对于所有音锤来说，音锤支撑部分18w和音锤支撑部分18b在纵向和垂直方向上的位置相同。具体地，多个音锤支撑部分18w和18b沿着横向并排布置，其中对所有音锤16w和16b而言，音锤16w和16b的枢轴中心在纵向和垂直方向上的位置相同。也就是说，音锤16w和16b的枢轴中心位于沿横向延伸的同一直线上。

基部16w1包括位于其前端的一对腿部件Fw1和腿部件Fw2。上方的腿部件Fw1形成为比下方的腿部件Fw2短。基部16b1形成为在纵向上长于基部16w1，并且其前端在音锤16w1的前端之前。跟基部16w1相似，基部16b1包括位于其前端的一对腿部件Fb1和腿部件Fb2。在垂直方向上延伸的细长狭缝状的开口12b1形成在每个音锤16w和16b的前板12b上。每个音锤16w的前端和每个音锤16b的前端穿过开口12b1从前板12b向前突出。驱动单元11w1的下端的壁进入腿部件Fw1和Fw2之间，而驱动单元11b1的下端的壁进入腿部件Fb1和Fb2之间。腿部件Fw1和Fb1进入驱动单元11w1和11b1的下端壁和中间壁之间，所述中间壁跟驱动单元11w1和11b1中的下端的壁一起形成间隙。在每个驱动单元11w1和11b1的下端的壁上安装并固定类似橡胶，聚氨酯，或者毡这样的震动吸收材料。所述震动吸收材料吸收由驱动单元11w1的下端和腿部分Fw2的上表面之间的碰撞、驱动单元Fb1的下端和腿部分Fb2的上表面之间的碰撞、驱动单元11w1的下端和腿部分Fw1的下表面之间的碰撞、以及驱动单元11b1的下端和腿部分Fb1的下表面之间的碰撞引起的震动。

连接杆16w2的前端和连接杆16b2的前端分别组装到基部16w1的后端和基部16b1的后端。连接杆16w2和连接杆16b2向后延伸。连接杆16w2的后端位置和连接杆16b2的后端位置在纵向上相同。随后描述的质量部件16w3和质量部件16b3分别组装到连接杆16w2的后端和连接杆16b2的后端。

如前描述，琴键的枢转点的位置根据设定的音高而不同。因此，根据指定的音高，从白键11w的枢轴中心到腿部部分Fw2和驱动单元11w1的接触部分Pw1的距离不同。根据指定的音高，从黑键11b的枢轴中心到腿部部分Fb2和驱动单元11b1的接触部分Pb1的距离也不同。白键11w的琴键按下/释放操作位置W0位于接触部分Pw1之前，所述琴键按下/释放操作位置是白键11w的可能被按下或释放的位置的前端，而黑键11b的琴键按下/释放操作位置B0位于接触部分Pb1之后，所述琴键按下/释放操作位置是黑键11b的可能被按下或释放的位置的前端。因此，如果所有音锤的质量部件的质量相同，由于杠杆原理，在琴键按下/释放操作位置W0和B0处，中音高部分的琴键的触感要比低音高部分的琴键的触感重，并且高音高部分的琴键的触感要比中音高部分的琴键的触感重。

此外，这种情况下，各区域的白键11w和黑键11b的触感不相同。具体地，琴键11b的琴键触感比相邻的两个白键11w的琴键触感重。鉴于此，如图4所示为每个琴键调整质量部件16w3的质量和质量部件16b3的质量。具体地，如在特性曲线中示出的(所述特性曲线按照音高顺序表明了质量部件16w3和16b3的质量)，调整质量部件16w3的质量和质量部件16b3的质量使得质量部件16w3的特性曲线和质量部件16b3的特性曲线是平行向下倾斜的曲线，其中质量部件16b3的特性曲线位于质量部件16w3的特性曲线之下。换句话说，用于白键11w的质量部件16w3重于用于相邻的黑键11b的质量部件16b3。这样，如图5使用点划线示出的，从低音高侧到高音高侧琴键按下/释放操作位置W0和B0上的琴键触感逐渐变轻。因此，如图5中的点线所示，从低音高侧到高音高侧，在琴键按下/释放操作位置W0和B0后方距离d的琴键按下/释放操作位置W1和B1上的琴键触感同样逐渐变轻。因为被指定越高音高的琴键长度较短，所以从低音高侧到高音高侧，琴键按下/释放操作位置W0和B0上的琴键触感和琴键按下/释放操作位置W1和B1上的琴键触感之间的区别变得更大。具体地，由琴键按下/释放操作位置纵向上的不同所带来的琴键触感的区别在低音高侧小、中音高侧居中、而高音高侧大。

当释放白键11w和黑键11b时，由于音锤16w和16b自身的重量，音锤16w和16b的前端上移。在这种情况下，驱动单元11w1和驱动单元11b1分别被腿部件Fw2和Fb2向上偏压，由此白键11w和黑键11b的前端上移。另一方面，当按下白键11w和黑键11b时，驱动单元11w1和驱动单元11b1的下表面分别按压腿部部分Fw2和腿部部分Fb2的上表面，由此，音锤16w和音锤16b的前端分别下移。

为键盘架12设置下限位止动器20。琴键按下期间，下限位止动器20与音锤16w和音锤16b的质量部件16w3和质量部件16b3的上表面接触，以限制音锤16w和音锤16b后端的向上移位，由此限制白键11w和黑键11b的前端的向下移位。下限位止动器20包括止动轨20a和缓冲材料20b。止动轨20a在顶板12a的中部从下表面向下突出，并横向延伸。止动轨20a位于质量部件16w3和质量部件16b3的上方。在止动轨20a和每个音锤之间的接触部分上，止动轨20a从顶板12a的下表面突出的量在横向上是恒定的。缓冲材料20b固定到止动轨20a的下端表面。缓冲材料20b是由例如橡胶或毡这样的震动吸收材料制成的长形部件。从一端到另一端缓冲材料20b的横截面形状是一致的。

上限位止动器21被设置到框架FR的中间部分。琴键释放期间，上限位止动器21与音锤16w和音锤16b的质量部件16w1和质量部件16b1的下表面接触，以限制音锤16w和音锤16b后端的向下移，由此限制白键11w和黑键11b的前端的向上移位。跟下限位止动器20类似，上限位止动器21包括止动轨21a和缓冲材料21b。具体地，止动轨21a也横向延伸，并且其从框架FR突出的量在横向上恒定。缓冲材料21b固定到止动轨21a的上表面。跟缓冲材料20b类似，从一端到另一端缓冲材料21b的横截面形状是一致的。止动轨20a和止动轨21a可沿着横向连续延伸，或者可以不连续延伸。止动轨20a和止动轨21a可分别地跟顶板12a和框架FR一体形成，或者可形成为分离的部件并分别组装到顶板12a和框架FR。

在白键11w和黑键11b每一个的中间部分的下表面上设置有开关驱动单元AC1。在每个白键11w和黑键11b中开关驱动单元AC1是在垂直方向延伸的板状部件，并且开关驱动单元AC1的下端表面和开关SW1的上表面接触。每个琴键都设有开关SW1。开关SW1由相应琴键压下以检测相应琴键是按下还是释放。具体地，当开关SW1被琴键按下时，橡胶主体变形以使形成在电路板23上的两个触点短接，因此变为ON。电路板23沿横向延伸。在电路板23上形成从上表面穿透到下表面的贯通孔。该贯通孔对应和顶板12a的上表面一体形成的突起24。当螺钉通过贯通孔24螺纹连接到突起24时，电路板23固定到键盘架12。多个开关SW1的主体横向布置在电路板23的上表面上，多个开关中的每一个对应一个琴键。用于白键11w的开关SW1的位置和用于黑键11b的开关SW1的位置在纵向上相同。沿纵向从白键11w的前端到开关SW1的距离Lw3是具有最高音高的白键11w的前端到贯通孔Kw的距离Lw2的30％以内，并且从黑键11b的外观部分的前端到开关SW1的距离Lb3是从具有最高音高的黑键11b的外观部分的前端到贯通孔Kb之间的距离Lb2的30％以内。用于白键11w的开关SW1和用于黑键11b的开关SW1在横向上并排布置，并且两开关在纵向上的位置可变换。

用于引导白键11w的摆动运动的琴键引导件25w形成为从前板12d的顶端表面向上伸出。琴键引导件25w从下方插进白键11w，并且在琴键按下和琴键释放期间，琴键引导件25w的侧面和白键11w的侧壁的内面彼此滑动接触。这种结构可在琴键按下和琴键释放期间防止白键11w在横向的轻微偏移。

用于引导黑键11b的摆动运动的琴键引导件25b形成为从位于前端的顶板12a的上表面向上伸出。琴键引导件25b从下方插进黑键11b，并且在琴键按下和琴键释放期间，琴键引导件25b的侧面和黑键11b的侧壁的内面彼此滑动接触。这种结构可在琴键按下和琴键释放期间防止黑键11b在横向上的轻微偏移。

在具有上述配置的键盘设备中，对所有音锤16w而言，除了质量部件16w3之外，音锤16w的所有构件相同。此外，对所有音锤16b而言，除了质量部件16b3之外，音锤16b的所有构件相同。相应地，可减少构件种类，因此可降低键盘设备的成本。对所有音锤而言，音锤枢轴中心沿纵向和垂直方向的位置相同，并且对所有音锤而言，上限位止动器21和下限位止动器20沿纵向和垂直方向的位置相同。因此，可容易地组装上限位止动器21和下限位止动器20。与为每个音锤设置止动器的情况相比，可减少构件数量，因此降低了键盘设备的成本。如上所述，对所有音锤而言，在纵向和垂直方向上音锤的枢轴中心的位置与上限位止动器21和下限位止动器20的位置相同。因此，对所有音锤而言，音锤的摆动角的范围相同。

在本实施例中，当白键11w组装到键盘架12上时，驱动单元11w1的下端的壁应当插入腿部部分Fw1和腿部部分Fw2之间。当黑键11b组装到键盘架12上时，驱动单元11b1的下端的壁应当插入腿部部分Fb1和腿部部分Fb2之间。在本实施例中，在琴键释放期间，对所有白键11w和所有音锤16w而言，接触部分Pw1在纵向和垂直方向上的位置相同，并且在琴键释放期间，对所有黑键11b和所有音锤16b而言，接触部分Pb1在纵向和垂直方向上的位置相同。使用这种结构，多个白键11w的驱动单元11w1的下端的壁可容易地同时插进腿部部分之间。此外，用于多个黑键11b的驱动单元11b1的下端的壁可容易地同时插进腿部部分之间。具体地，多个琴键可同时组装，由此，可增强白键11w和黑键11b组装到键盘架12上的组装性。

因为对所有音锤而言，音锤摆动角范围相同，对所有白键11w而言，接触部分Pw1的摆动范围相同。对所有黑键11b而言，刚好在接触部分Pb1上方的摆动范围相同。在本实施例中，距离Lw1设置为比距离Lw2充分小。距离Lb1设置为比距离Lb2充分小。因此，在琴键按下期间，对所有白键11w而言，白键11w的前端的最大深度相同，并且琴键按下期间，对所有黑键11b而言，黑键11b的前端的最大深度相同。因为接触部分Pb1位于接触部分Pw1之前，接触部分Pb1的摆动范围比接触部分Pw1的摆动范围宽，因此可减少在琴键按下期间黑键11b的外观部分的前端的最大深度和琴键按下期间白键11w的前端的最大深度之间的差距。具体地，对所有琴键而言，可在琴键按下期间将琴键的前端的最大深度设为相同，使得演奏者容易演奏键盘设备。

与琴键一一对应的多个开关SW1在横向上并排布置。如上所述，琴键按下期间，对所有琴键而言，每个琴键的前端的最大深度几乎相同。因此，如果开关SW1在横向上邻近琴键前端并排布置，则在琴键按下期间，当每个开关SW1的ON/OFF状态改变时，琴键的深度几乎相同。因此，可实现所有开关SW1具有相同特性。具体地，不仅可减少构件种类以降低键盘设备成本，还可以在应用了该键盘设备的电子乐器中通过相同过程检测每个琴键的琴键按下/释放状态。包括多个开关SW1的触点的电路板23被设置为沿横向延伸。因此，与为每个琴键组装开关SW1的情况相比，可增强组装操作的组装特性。

在实施本发明时，本发明不限于上述的实施例，而且在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种变形。

例如，在上述实施例中，分别将开关SW1设置在驱动单元11w1和11b1之后。然而，它们可设置为处于驱动单元11w1和11b1之前。在这种情况下，可设置从前板12d的上端向前或向后延伸的水平部分，并且电路板23可安装到该水平部分。开关驱动单元AC1可被设置于驱动单元11w1和11b1之前并位于开关SW1之上。即通过这种结构，可得到和上述实施例提供的相同的效果。替换开关SW1，或者在开关SW1以外，还可使用光学传感器、磁传感器、电容传感器或压敏传感器，以检测琴键是否按下或释放。

在本实施例中，音锤16w和音锤16b的枢轴中心形成在各音锤16w和16b的中间部分。白键11w和音锤16w之间的接合部分还有黑键11b和音锤16b之间的接合部分分别形成在音锤16w的前端和音锤16b的前端。然而，每个音锤的枢轴中心和接合部分的位置并不限于上述实施例描述的那样。例如，枢轴中心可形成在音锤16w的后端和音锤16b的后端。接合部分可形成在音锤16w的中间部分和音锤16b的中间部分，并且质量部件16w3和质量部件16b3可分别安装到音锤16w的前端和音锤16b的前端。这种情况下，在琴键释放期间，可通过例如弹簧或橡胶这样的弹性部件使音锤16w和音锤16b的前端被向上偏压。同时在这种情况下，各音锤的枢轴中心和接合部分可沿横向并排布置，并且用于限制音锤16w和16b的摆动运动的止动器可沿横向布置。应注意，设置为，在琴键释放状态下，黑键11b的接合部分位于白键11w的接合部分之前。即使通过音锤16w和16b的前端绕着音锤16w和16b的后端在垂直方向上摆动的结构(如上所述)，也可得到同前面提到的实施例相同的效果。

例如，在本实施例中，质量部件16w3和质量部件16b3安装到连接杆16w2和连接杆16b2的后端。然而，质量部件16w3和质量部件16b3不安装，而是连接杆16w2和连接杆16b2的前端可以向后折到前方，以将质量集中在音锤16w和音锤16b的后端。通过调整折叠部分的长度，可调整音锤16w和音锤16b的后端处的质量。

例如，在本实施例中，设置由对应琴键按压并且检测对应琴键是否被按下或释放的开关SW1。然而，代替开关SW1，可设置由音锤16w或者音锤16b按压的用于检测对应琴键是否被按下或释放的开关SW2，如图6和7所示。这种情况下，可设置与电路板23相似的、在顶板12a的下表面上横向延伸的电路板26。具体地，在顶板12a的下表面上设置突起27，而且电路板26可安装到突起27。与音锤一一对应的多个开关SW2可在电路板26的下表面上沿横向并排布置。可在连接杆16w2的顶表面和连接杆16b2的顶表面上在中部设置对开关SW2进行按压的凸起开关驱动单元AC2。其它结构和前面提到的实施例相同，并且不在后文重复。除了上述实施例的结构外可设置开关SW2。

如上所述，对所有音锤而言，音锤摆动角范围相同。因此，如果开关SW2沿横向并排布置，则当每个开关SW2的ON/OFF状态改变时，对所有音锤而言，音锤摆动角几乎相同。因此，这样可以实现所有开关SW2具有相同特性。具体地，不仅可减少组件的种类而降低键盘设备的成本，而且在应用该键盘设备的电子乐器中可使用类似过程检测每个音锤的摆动角。包括所述多个开关SW2的触点的电路板26设置为沿横向延伸。因此，与为每个音锤组装开关SW2的情况相比，可增强组装操作的组装性。

例如，如图8和9所示，除了前述实施例和前述修改的结构之外，还可设置用于驱动音锤16w和16b的驱动设备(例如螺线管SD1至SD3)。例如，可在连接杆16w2和连接杆16b2的下方沿横向并排布置螺线管SD1。它们由该键盘设备所应用的电子乐器上所设置的控制器来控制，由此柱塞沿垂直方向移动。柱塞分别让音锤16w和16b的后端沿垂直方向移动，由此，白键11w和黑键11b被按下和释放。

螺线管SD2在垂直板12g的前表面上沿横向并排布置，垂直板12g从顶板12a的下表面并在沿纵向和横向的中部处向下延伸。螺线管SD2由控制器控制，使得柱塞纵向移动。在琴键按下期间，控制器允许柱塞向前伸出，并且轻轻撞上质量部件16w3的后端表面和质量部件16b3的后端表面。另一方面，在琴键释放期间，控制器允许柱塞往后退以避免跟质量部件16w3和质量部件16b3相撞。这种结构在按下声学钢琴的琴键时演奏者能感觉到弹奏感。

螺线管SD3在顶板12a的下表面上沿横向并排布置，并且它们由控制器控制，以使得柱塞垂直运动。在琴键按下期间，控制器允许柱塞向上退回，并且在开始释放琴键时，控制器允许柱塞向下伸出，以向下推动质量部件16w3的上表面和质量部件16b3的上表面，以便快速完成琴键释放操作。可仅设置螺线管SD1至SD3中的一个或两个。

如上所述，对所有音锤而言，音锤摆动角范围相同。因此，如果螺线管SD1沿横向并排布置，并且将多个螺线管SD1的柱塞的伸出量控制为相同，那么多个音锤的摆动角可以相同，并且琴键按下期间与对应音锤接合的琴键的深度可以相同。相应地，这可以实现所有的螺线管SD1具有相同特性。具体地，不需要根据所指定的音高来使每个螺线管SD1的特性各不相同，结果是可减少组件种类，并降低键盘设备的成本。

如果螺线管SD2沿横向并排布置，并且如上所述将所述多个SD2的柱塞的伸出量控制为相同，那么与多个螺线管SD2对应的琴键的弹奏感可设置为一致。相应地，这可以实现所有螺线管SD2具有相同特性。具体地，不需要根据所指定的音高来使每个螺线管SD2的特性各不相同，结果是可减少组件种类，并降低键盘设备的成本。

如果螺线管SD3沿横向并排布置，并且在琴键释放期间将多个螺线管SD3控制为具有相同的驱动力，那么与多个螺线管SD3对应的多个琴键的琴键释放操作的速度可设置为相同。相应地，可以实现所有螺线管SD3具有相同特性。具体地，不需要根据所指定的音高使每个螺线管SD3的特性各不相同，结果是可减少组件种类，并降低键盘设备的成本。驱动设备不限于螺线管。驱动设备可以是马达，或者是利用通过抗弯弹簧或硅橡胶所形成的反作用力的设备。驱动设备可以是让音锤止动的设备，或者是对音锤的驱动力(即琴键触感)施加粘滞阻力的设备。

例如，如图10所示，整个范围分为低音高部分L，中音高部分M，和高音高部分H，而且对于每个划分出的范围而言，驱动单元的位置、音锤枢轴中心的位置、上限位止动器21的位置、下限位止动器20的位置(下文中称作各部分的位置)设为相同。这种情况下，优选的是，每个范围内每个音锤在纵向上的长度设为相同。同样优选的是，中音高部分M内的各部分的位置相对低音高部分L的各部分的位置稍稍前移，并且高音高部分H内的各部分的位置相对中音高部分M的各部分的位置稍稍前移。通过这样的结构，使得在琴键按下期间，每个具有指定了的不同音高的多个琴键中的每一个的倾斜角被制作为彼此接近。

在前述的实施例和其变形中，调整质量部件16w3和质量部件16b3的质量，使得从低音高侧琴键到高音高侧琴键，琴键前端上的琴键触感逐渐减轻。然而，本发明不必须如前配置。每个范围内琴键前端上的琴键触感可设为相同，并且对于每个范围而言，可将琴键触感设置为以朝向高音高范围渐进的方式(stepwise manner)变轻。还可以这样配置使得仅仅在一定范围内琴键触感按照音高顺序变轻。可替换地，可以这样配置使得所有琴键的琴键触感设置为相同。

前述的实施例和其变形中，从低音高侧的白键11w到高音高侧的白键11w，白键11w的长度逐渐变短，而从低音高侧的黑键11b到高音高侧的黑键11b，黑键11b的长度逐渐变短。然而，本发明不必如前配置。多个琴键的枢轴中心的位置可在纵向上移位，并且对这些琴键而言，各部分的位置可设为相同。例如，可将整个范围划分为多个范围，并且属于所划分的每个范围中的每个琴键的长度可设为相同(即，琴键的枢轴中心在纵向和垂直方向上的位置设置为相同)，而所划分范围之间的琴键的长度可设为不同。在每个所述划分的多个范围中的各部分的位置可设为相同。根据该配置，可获得跟前述实施例相同的效果。

前述的实施例和其变形中，每个音锤在纵向上的长度设为相同。然而，从低音高侧到高音高侧可将每个音锤的长度设置为逐渐变短。这种情况下，从低音高侧到高音高侧每个音锤长度的变化率设为恒定，并且在高音高侧的下限位止动器20和上限位止动器21布置在低音高侧的下限位止动器20和上限位止动器21之前。具体地，当在一个平面内观察时，下限位止动器20和上限位止动器21可对角布置，以使得对所有音锤而言，音锤摆动角范围相同。使用这样的结构，与为每个音锤设置止动器的情况相比，可减少组件数量，并且降低键盘设备的成本。

前述的实施例和其变形中，通过分别将突起13w1和13b1安装到贯通孔Kw和Kb中，利用键盘架12的键盘支撑部分13w和13b来支撑白键11w和黑键11b，这使得白键11w和黑键11b的前端可在垂直方向上摆动。然而，可通过使用各种支撑机构将白键11w和黑键11b安装到键盘架12上，只要键盘架12支撑白键11w和黑键11b使得白键11w和黑键11b的前端能够在垂直方向上摆动即可。例如，多个琴键(白键11w和/或黑键11b)的后端可通过弹性变形部部件由键盘架12支撑，以使得所述多个琴键的前端可在垂直方向上摆动。具体地，多个琴键的后端可通过薄且弹性的连接部件连接到固定至键盘架12的固定部件，其中该固定部件沿横向延伸，连接部件水平或垂直延伸，并且多个琴键、连接部件和固定部件一体形成。这种情况下，例如，用于白键11w的连接部件水平延伸，并且用于黑键11b的连接部件垂直延伸。

Claims (12)

1.一种用于电子乐器的键盘设备，该键盘设备包括：

多个白键和黑键，它们由琴键支撑部分支撑，以使得它们的前端通过演奏者的琴键按下/释放操作而在垂直方向上摆动，其中为所述多个白键和黑键中的每一个指定音高，并且在所述多个白键和黑键中，从前端到琴键支撑部分的长度不相同；

多个白键音锤和黑键音锤，每个音锤包括和多个白键和黑键中的每一个相接合的接合部分，并且每一个音锤由音锤支撑部分支撑，以随着多个白键和黑键中的每一个的摆动运动而摆动，其中

对于所述多个白键音锤和黑键音锤而言，音锤支撑部分在垂直方向和纵向上的位置相同，对于所述多个白键音锤而言，在琴键释放状态中接合部分在垂直方向和纵向上的位置相同，对所述多个黑键音锤而言，在琴键释放状态中接合部分在垂直方向和纵向上的位置相同，并且多个黑键音锤的接合部分位于多个白键音锤的接合部分之前；以及

第一限制部件和第二限制部件，它们布置为沿着所述多个白键和黑键的排布方向延伸，并且它们限制所述多个白键音锤和黑键音锤的摆动运动，以使得对所有的多个白键音锤和黑键音锤而言，摆动角的范围相同。

2.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

在纵向上从白键的前端到接合部分的距离被设置为是在纵向上从白键的前端到白键的琴键支撑部分的距离的30％以内，而且

在纵向上从黑键的前端到接合部分的距离被设置为是在纵向上从黑键的前端到黑键的琴键支撑部分的距离的30％以内。

3.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

对所有的所述多个白键音锤和黑键音锤而言，从前端到音锤支撑部分的距离相同。

4.根据权利要求3所述的键盘设备，其中

所述多个白键音锤中的每一个包括质量部件，该质量部件从低音高侧到高音高侧变轻，而且从低音高侧到高音高侧琴键触感逐渐变轻；并且所述多个黑键音锤中的每一个包括质量部件，该质量部件从低音高侧到高音高侧变轻，而且从低音高侧到高音高侧琴键触感逐渐变轻。

5.根据权利要求4所述的键盘设备，其中

白键音锤的质量部件比邻接的黑键音锤的质量部件重。

6.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

从低音高侧到高音高侧，所述多个白键的前端到后端的长度变短，并且从低音高侧到高音高侧，所述多个黑键的前端到后端的长度变短。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的键盘设备，进一步包括：

多个白键操作检测单元和多个黑键操作检测单元，它们在多个白键和黑键的排布方向上成行布置，每个白键操作检测单元和黑键操作检测单元分别检测与多个白键和黑键中的每一个的摆动运动相关的物理量。

8.根据权利要求7所述的键盘设备，其中

在纵向上从白键的前端到与这个白键对应的白键操作检测单元的距离被设置为是在纵向上从该白键的前端到该白键的琴键支撑部分的距离的30％以内，并且在纵向上从黑键的前端到与这个黑键对应的黑键操作检测单元的距离被设置为是在纵向上从该黑键的前端到该黑键的琴键支撑部分的距离的30％以内。

9.根据权利要求7所述的键盘设备，其中

白键操作检测单元是用于检测白键是否按下或释放的开关，并且黑键操作检测单元是用于检测黑键是否按下或释放的开关。

10.根据权利要求1-6中任意一项所述的键盘设备，进一步包括：

多个白键音锤操作检测单元和黑键音锤操作检测单元，它们在多个白键和黑键的排布方向上成行排布，每个白键音锤操作检测单元和黑键音锤操作检测单元分别检测与所述多个白键音锤和黑键音锤中的每一个的摆动运动相关的物理量。

11.根据权利要求10所述的键盘设备，其中

白键音锤操作检测单元是检测白键是否被按下或释放的开关，并且黑键音锤操作检测单元是检测黑键是否按下或释放的开关。

12.根据权利要求1至6中任意一项所述的键盘设备，进一步包括：

多个白键音锤驱动单元和黑键音锤驱动单元，它们在多个白键和黑键的排布方向上成行排布，每个白键音锤驱动单元和黑键音锤驱动单元分别驱动多个白键音锤中的每一个和多个黑键音锤中的每一个。

Images