CN103310773B - 用于电子乐器的键盘设备 - Google Patents

Abstract

一种键盘设备，包括音锤(16w、16b)，其随着多个白键和黑键(11w、11b)的摆动运动而摆动。多个白键和黑键(11w、11b)包括驱动音锤(16w、16b)的驱动单元。在琴键的前端的前方或后方设置驱动单元。设置包括每个白键(11w)、黑键(11b)的琴键支撑部分和白键(11w)、黑键(11b)的前端的平面与每个白键(11w)、黑键(11b)的顶面之间的位置关系，使得当多个白键(11w)和黑键(11b)的摆动角度分别达到预定角度时，多个白键(11w)和黑键(11b)的顶面位于相同的平面。

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高侧的琴键到位于高音高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高侧朝向高音高侧逐渐向后移，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摆动运动的止动器，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摆动运动来推动。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摆动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，每个白键具有在侧面和顶面的交叉部分上沿纵向延伸的边缘线，每个黑键具有在下侧面和相对于所述下侧面向内倾斜的上侧面的交叉部分上沿纵向延伸的边缘线，其中为多个白键和黑键中的每一个指定音高，多个白键中的每一个和黑键中的每一个包括由演奏者按下和释放的操作部分以及在操作部分的前端的前方或后方向下延伸的驱动单元(11w1，11b1)，且在多个白键和黑键中从操作部分的前端到琴键支撑部分的长度并不相同；多个音锤(16w，16b)，其每一个包括与多个白键每一个的驱动单元和多个黑键每一个的驱动单元接合的接合部分，且每一个音锤由音锤支撑部分(Hw，Hb)支撑，以便随着多个白键和黑键中的每一个的摆动运动而摆动；以及限制构件(20，21)，布置为沿着多个白键和黑键的排布方向延伸且限制所述多个音锤的摆动运动，以限制所述多个白键和所述多个黑键的摆动范围；其中在多个白键和多个黑键中的第一琴键和具有比第一琴键距离更长的距离的第二琴键分别具有预定的摆动角度时，第一琴键和第二琴键同为白键或同为黑键，设置包括第一琴键的琴键支撑部分和第一琴键的操作部分前端在内的平面与第一琴键的顶面之间的位置关系，以使得第一琴键的操作部分的前端在垂直方向和纵向上的位置与第二琴键的操作部分前端在垂直方向和纵向上的位置相同，并且第一琴键的顶面与第二琴键的顶面共面。在限制构件阻止音锤的制动力通过琴键和音锤之间的接合部分传递的状态下，认为琴键的摆动运动基本上由音锤的限制构件所限制。

在这种情况下，优选的是在第二琴键被释放的状态下，第一琴键的琴键支撑部分位于参考平面(S1，S3)的下方，所述参考平面包括第二琴键的琴键支撑部分和第二琴键的前端，并且当第一琴键和第二琴键被释放时，第一琴键的操作部分的前端位于平面(S2，D4)内，所述平面包括第一琴键的琴键支撑部分并且在与第二琴键的前端相比更接近第二琴键的驱动单元的部分处与参考平面交叉。

在这种情况下，优选的是第一琴键和第二琴键是相邻的白键，并且在第一琴键、第二琴键和黑键被释放的状态下，第一琴键和第二琴键之间的黑键的边缘线位于第一琴键的顶面和第二琴键的顶面之间。

在这种情况下，优选的是第一琴键和第二琴键是相邻的白键，并且在第一琴键、第二琴键和黑键被按下，且第一琴键、第二琴键和黑键的摆动运动被限制的状态下，第一琴键和第二琴键之间的黑键的边缘线位于第一琴键的顶面和第二琴键的顶面之下。摆动运动被限制的状态是指，向白键的前端和黑键的前端施加相同的载荷以限制键的摆动运动。本发明包括在前端的黑键边缘线的一部分位于第一琴键顶面和第二琴键顶面下方的情况。

在这种情况下，优选的是，每个所述多个白键的驱动单元设置于操作部分前端的后面，其中，白键从操作部分的前端到琴键支撑部分的距离越短，则在琴键释放状态下操作部分前端高出多个白键之外的位置越高；并且每个所述多个黑键的驱动单元设置于操作部分前端的前面，其中，黑键从操作部分的前端到琴键支撑部分的距离越短，则在琴键释放状态下操作部分前端低出多个黑键之外的位置越低。

在这种情况下，优选的是对所有的多个音锤而言，从前端到多个音锤的音锤支撑部分的距离是相同的。多多个音锤中的每一个包括从低音高侧向高音高侧变轻的质量部件(mass member)，且琴键触感从低音高侧向高音高侧逐渐变轻。多个音锤中用于白键的音锤的质量部件比相邻的用于黑键的音锤的质量部件重。多个白键的前端到后端的长度从低音高侧向高音高侧变短，且多个黑键的前端到后端的长度从低音高侧向高音高侧变短。

根据如上所述配置的键盘设备，其外观可制作成与声学钢琴的键盘外观接近，在琴键释放状态和琴键按压状态下，不需要为每个琴键调整的琴键前端的高度。因此，相比较于需要为每个琴键调整琴键前端高度的情况，可以减少部件数量，从而降低键盘设备的生产成本。具体地，当所述多个白键和黑键被按压时，它们的摆动运动被限制，白键顶面和黑键顶面位于同一平面上，使得在琴键按压状态下本发明能产生与声学钢琴的外观所相似的外观。摆动角度是以琴键释放状态为参考的包括琴键边缘线的平面角。

本发明的另一方面是包括第一琴键的边缘线的平面和第一琴键的琴键支撑部分之间的距离设置得与包括第二琴键的边缘线的平面和第二琴键的琴键支撑部分之间的距离相同。在这种情况下，优选的是第一琴键的琴键支撑部分的位置和第二琴键的琴键支撑部分的位置被设为相同。凭借这种配置，涉及琴键长度部分以外的部分可以尽可能相同。此外，用于支撑键的支撑构件(框架)可容易地设计。支撑构件容易加工，从而可提高精度。当包括第一琴键的边缘线的平面与第一琴键的琴键支撑部分之间的距离被设为与包括第二琴键的边缘线的平面与第二琴键的琴键支撑部分之间的距离相同、且设置第一琴键的琴键支撑部分的位置与第二琴键的琴键支撑部分的位置相同时，在琴键按下状态下，第一琴键的顶面和第二琴键的顶面位于相同的水平面。因此，能产生类似于声学钢琴键盘的外观。

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是示出白键顶面倾角的侧视图；

图5是示出琴键前端高度的侧视图；

图6是示出黑键顶面倾角的侧视图；

图7是示出音高和质量部件的质量之间关系的特性曲线图；

图8是示出音高和琴键触感之间关系的特性曲线图。

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。

每个具有不同的被指定音高的白键11w在纵向上具有不同长度，但是其他结构是相同的。每个具有不同的被指定音高的黑键11b在纵向上具有不同长度，但是其他结构是相同的。白键11w中的每一个在垂直方向上具有比黑键11b小的宽度，但在横向上具有比黑键11b大的宽度。白键11w和黑键11b具有中空形状，该中空形状包括在纵向上延伸的薄顶壁，以及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。当键盘设备组装到电子乐器上时，白键11w的后端进入到电子乐器的壳体。白键的在进入所述壳体部分中部分之前的那部分被称为白键11w的外观部分(apparent portion)。在白键11w的侧面和顶面彼此相交的部分形成边缘线。在黑键11b未被按下且相邻的白键11w未被按下的状态下，黑键11b的一部分从白键11w的顶面向上突起。所述突起的部分被称为黑键11b的外观部分。比黑键11b的外观部分低的部分被称为主体。演奏者按下或释放白键11w和黑键11b的外观部分。具体地，本发明中所述外观部分相当于操作部分。对所有黑键而言，黑键11b外观部分在横向方向上的宽度朝顶端变窄，主体在横向方向上的宽度是相同的。在黑键11b外观部分下端和比外观部分下端更低的部分之间的边界形成边缘线(见图3)。

键盘架12具有在纵向和横向延伸的顶板12a。低音高侧的顶板12a的前端位置和高音高侧的前端位置是相同的，但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前端向下垂直延伸的前板12b，从前板12b的下端水平延伸的底板12c，以及从底板12c前端向上垂直延伸的前板12d。键盘架12还包括从顶板12a后端向下垂直延伸的后板12e，以及从后板12e下端向后水平延伸的底板12f。底板12c下表面的高度和底板12f下表面的高度是相同的。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摆动，通过贯通孔Kw和Kb和突起13w1和突起13b1的中心轴线被定义为枢轴中心。对所有白键11w而言，在垂直方向上白键11w外观部分的顶面(即，包括白键11w右边缘线和左边缘线的平面)与其枢轴中心之间的距离是相同的。对所有黑键11b而言，在垂直方向上黑键11b操作部分的顶面(即，包括黑键11b右边缘线和左边缘线的平面)与其枢轴中心之间的距离是相同的。

驱动单元11w1从白键11w的外观部分的中间部分向下延伸。驱动单元11w1具有中空形状，该中空形状包括在垂直方向延伸的薄前壁，以及从前壁的左端和右端向后延伸的薄侧壁，且开放到后方。驱动单元11w1的下端通过下端壁密闭。对所有白键11w而言，驱动单元11w1在垂直方向上的长度是相同的。另一方面，黑键11w还包括与白键11w的驱动单元11w1相同的驱动单元11b1。驱动单元11b1具有连接部分和垂直部分，该连接部分从黑键11b的外观部分的前端向下延伸的并稍向前弯曲，该垂直部分从连接部分前端向下延伸。垂直部分的结构和驱动单元11w1的结构相同。对所有黑键11b而言，驱动单元11b1在垂直方向上的长度也是相同的。

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。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Lb2的30％以内。对于所有黑键11b来说，距离Lb1相同。当白键11w和黑键11b被释放时，驱动单元11w1和驱动单元11b1在纵向上的位置是相同的，并且在垂直方向上驱动单元11w1和驱动单元11b1的下端壁的位置是相同的。具体的，驱动单元11w1和驱动单元11b1位于黑键11b的外观部分前端的前面，并且驱动单元11w1和驱动单元11b1在横向并排布置。换句话说，在琴键释放期间，在垂直方向和纵向上驱动单元11w1和驱动单元11b1的下端的位置相同。

因为对所有白键11w来说，驱动单元11w1在垂直方向的长度是相同的，并且在琴键释放期间，在垂直方向和纵向上驱动单元11w1的下端位置是一样的，对于所有白键11w，在琴键释放期间在垂直方向和纵向上白键11w的中间处顶面的位置是一样的。如图4所示，在琴键释放期间，白键11w倾斜，使得后端低于前端，并且白键11w配置为使得在纵向上具有较短长度的白键11w的前端较高。本实施例中，从位于低音高侧的白键11w朝向位于高音高侧的白键11w，纵向长度逐渐变短。因此，如图5所示，在琴键释放期间，从位于低音高侧的白键11w朝向位于高音高侧的白键11w，白键11w的前端逐渐变高。在两个相邻的白键11w以及两个相邻白键11w之间的黑键11b被释放的状态下，黑键11b的边缘线R低于两个白键11w中低音高侧那个的顶面，且高于两个白键11w中高音高侧那个的顶面。

例如，在指定了音高“C6”的白键11w(C6)和指定了音高“B5”的白键11w(B5)被释放的状态下，白键11w(C6)的前端位于白键11w(B5)前端的略上方(见图4)。在白键11w(B5)的琴键释放过程中，白键11w(C6)的枢轴中心低于平面S1，所述平面S1包括白键11w(B5)的枢轴中心和白键11w(B5)外观部分的前端。因此，当白键11w(C6)和白键11w(B5)释放时，白键11w(C6)外观部分的前端位于平面S2内，所述平面S2包含白键11w(B5)的枢轴中心和在与白键11w(B5)外观部分的前端相比更接近驱动单元11w1的部分处穿过平面S1。图4示出了当白键11w(B5)和白键11w(C6)被释放时和被按下时的姿态。具体地，被释放的白键11w(B5)由粗虚线表示，被按下的白键11w(B5)由细虚线表示。被释放的白键11w(C6)由粗实线表示，被按下的白键11w(C6)由细实线表示。图4中，为了表明白键11w的外观部分的前端之间的差别(每个白键在纵向上具有不同的长度)，白键11w(C6)的长度和白键11w(B5)的长度大大不同。然而，相邻琴键的长度之间差别其实很小，从而白键11w之间高度的差别也小。图4中，为了简化附图，每个琴键的形状被简化。

如上所述，在纵向上具有较短长度的白键11w的倾角在琴键被释放的状态下较大。为每个白键11w设置包括枢轴中心和外观部分前端的平面与顶面之间的位置关系，使得当多个白键11w被按下并且它们的相对于琴键释放状态的摆动角度达到相同预定摆动角度时(即，如后所述的，当音锤13w与缓冲构件20b接触以限制白键11w的摆动运动时)，多个白键11w的顶面是水平的。也就是说，为每个白键11w设置顶面相对于包括枢轴中心和外观部分前端的平面的角度。对所有白键11w而言，在多个白键11w每一个的顶面是水平的状态下，白键11w外观部分的前端在垂直方向和纵向上的位置是相同的。

所有黑键11b的驱动单元11b1的长度在垂直方向上是相同的，并且如上所述，在琴键释放期间，在垂直方向和纵向上驱动单元11b1的下端位置是相同的。因此，例如指定为音高“G#5”的黑键11b(G#5)和指定为音高“A#5”的黑键11b(A#5)被释放时，对这两个琴键而言，在垂直方向和纵向上，驱动单元11b1的轴线与包含黑键11b顶面的平面的交叉点PO的位置是相同的。黑键11b在琴键的释放状态也会倾斜，使得后端低于前端，并且纵向长度越短的琴键倾斜角度越大。尽管白键11w的外观部分位于驱动单元11w1之前，但是黑键11b的外观部分的前端位于驱动单元11b1之后。因此，琴键越短，外观部分的前端越低。例如，黑键11b(G#5)和黑键11b(A#5)释放的状态下，黑键11b(A#5)的外观部分的前端低于黑键11b(G#5)的外观部分的前端。在黑键11b(G#5)的琴键释放期间，黑键11b(A#5)的枢轴中心低于平面S3，所述平面S3包含黑键11b(G#5)的枢轴中心和黑键11b(G#5)的外观部分的前端。当黑键11b(G#5)和黑键11b(A#5)释放时，黑键11b(A#5)的外观部分的前端位于平面S4内，所述平面S4包含黑键11b(A#5)的枢轴中心且在比黑键11b(G#5)外观部分的前端更接近驱动单元11b1的部分处穿过平面S3。本实施例中，从位于低音高侧的黑键11b朝向位于高音高侧的黑键11b，纵向的长度逐渐变短。因此，在琴键释放期间，从位于低音高侧的黑键11b朝向位于高音高侧的黑键11b，前端逐渐变低。

为每个黑键11b设置包括枢轴中心和外观部分的平面与顶面之间的位置关系，使得当多个黑键11b被按下并且它们自琴键释放状态的摆动角度达到相同预定摆动角度时(即，如后所述的当音锤13b与缓冲构件21b接触以限制黑键11b的摆动运动时)，多个黑键11b的顶面是水平的。也就是说，为每个黑键11b设置顶面相对于包括枢轴中心和外观部分前端的平面的角度。对所有黑键11b而言，在多个黑键11b中的每一个的顶面是水平的状态下，黑键11b外观部分的前端在垂直方向和纵向上的位置是相同的。图6显示了黑键11b(G#5)和黑键11b(A#5)被释放和按压时的姿态。具体的，被释放的黑键11b(G#5)由粗虚线表示，被按压的黑键11b(G#5)由细虚线表示。被释放的黑键11b(A#5)由粗实线表示，被按压的黑键11b(A#5)由细实线表示。图6中，黑键11b(G#5)的长度和黑键11b(A#5)的长度有很大不同，以便表明黑键11b外观部分的前端之间的差异，其每个在纵向上具有不同的长度。然而，相邻琴键的长度之间的差异实际上是小的，因此黑键11b之间的高度差异也是小的。

在前板12b和前板12d之间形成的开口中驱动单元11w1和驱动单元11b1的下端分别与音锤16w和16b的前端接合。在琴键释放状态，驱动单元11w1和驱动单元11b1的下端与音锤16w和16b的前端之间的接触部分Pw1和Pb1位于在横向方向(与琴键排布方向平行的方向)上延伸的同一直线上。

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部分Fw1和腿部部分Fw2。上方的腿部部分Fw1形成为比下方的腿部部分Fw2短。跟基部16w1相似，基部16b1包括位于其前端的一对腿部部分Fb1和腿部部分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部分Fw1和Fw2之间，而驱动单元11b1的下端的壁进入腿部部分Fb1和Fb2之间。腿部部分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11b1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7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8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8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分别被腿部部分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和与该白键11w相邻的黑键11b被分别以同样的压力按下且它们的摆动运动被限制的状态下，黑键11b的边缘线R位于白键11w顶面的下方。缓冲构件20b和缓冲构件21b具有弹性。因此，当在琴键被压下期间在音锤与缓冲构件接触后琴键被按下得更多时，缓冲构件发生弹性变形，使琴键的前端轻微地向下位移。

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，其外观可以接近于声学钢琴的键盘外观，而不需要在琴键释放状态和琴键按下状态下为每个琴键调整琴键前端高度。当多个白键11w和黑键11b在琴键按下期间具有最大深度时，白键11w和黑键11b的顶面是水平的。因此，在琴键按下状态下，可以形成相似于声学钢琴外观的外观。相应地，与每一个琴键的琴键前端高度都需要调整的情况相比，部件的数量也可以减少，凭此键盘设备的成本也可以减少。在琴键释放期间，从在低音高侧的白键11w到在高音高侧的白键11w，白键11w的前端逐渐变高。在琴键的释放过程中，从在低音高侧的黑键11b到在高音高侧的黑键11b，黑键11b的前端逐渐变低。具体地，在琴键释放状态下，相邻白键11w之间以及相邻黑键11b之间前端高度的差异较小。相应地，本实施例可以在琴键释放状态下实现舒适的外观。

对所有白键11w而言，从白键11w外观部分的顶面到枢轴中心的距离相同，对所有黑键11b而言，从黑键11b主体的顶面到枢轴中心的距离相同。相应地，当在白键11w和黑键11b的外型制模过程后用不同的工艺形成贯通孔Kw和Kb时，不同的工艺可以普遍运用于所有的琴键，以提高器件的生产率。

对所有音锤16w和16b而言，除了质量部件16w3和16b之外，音锤16w和16b的所有部件相同。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，在琴键被释放过程中，对所有琴键和所有音锤而言，接合部分Pw1和Pb1在纵向和垂直方向上的位置是一样的。通过这个结构，所述多个白键11w的驱动单元11w1和多个黑键11b的驱动单元11b1的下端壁可以容易地同时插入腿部部分之间。特别的，可以同时安装多个琴键，从而增强给键盘架12安装琴键的安装性能。

因为所有音锤的音锤摆动角度的范围是相同的，所以对所有白键11w来说，白键11w的位于驱动单元11w1上方的中部处顶面的摆动范围D(参见图4)是相同的。对所有黑键11b来说，在黑键11b的位于驱动单元11b1上方的交叉点PO的摆动范围D(参见图6)是相同的。本实施例中，距离Lw1和Lb1分别被设置为足够小于距离Lw2和Lb2。因此，在琴键被按压过程中，对所有琴键而言，琴键前端的最大深度几乎一样。因此，演奏者可以容易地演奏键盘设备。

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，在本实施例中，黑键11b的驱动单元11b1在外观部分的前端之前。然而，驱动单元11b1可以刚好设置在外观部分的前端之下。这种情况下，当多个黑键11b被释放时，黑键11b的外观部分的前端在垂直方向的位置可设置为对于所述多个黑键11b来说是相同的。类似于白键11w，驱动单元11b1可以设置在外观部分的前端之后。这种情况下，当多个黑键11b被释放时，从位于低音高侧的黑键11b到位于高音高侧的黑键11b，外观部分的前端逐渐降低。

例如，上述实施例中，开关SW1分别置于驱动单元11w1和11b1的后面。然而，它们可以放置在驱动单元11w1和11b1的前面。在这种情况下，可提供从前板12d的上端向前或向后延伸的水平部分，并且电路板23可安装在水平部分上。开关驱动单元AC1可以置于驱动单元11w1和11b1的前面并且在开关SW1的上方。即使通过这种配置，也可获得与上述实施例所提供的相同的效果。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，例如，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。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。

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。

在上述的实施例和其变形中，对所有白键11w而言，从白键11w的外观部分的顶面到其枢轴中心的距离相同。对所有黑键11b而言，从黑键11b的主体顶面到其枢轴中心的距离相同。所有琴键的枢轴中心的高度是相同的。然而，对每个琴键而言，从白键11w的外观部分的顶面到其枢轴中心的距离、从黑键11b的主体的顶面到其枢轴中心的距离、以及枢轴中心的高度可以不同。具体地，从白键11w的外观部分的顶面到其枢轴中心的距离、以及枢轴中心的高度可被设置为使得，在多个白键11w的摆动范围内的任何摆动位置上，多个白键11w的外观部分的顶面定位在同一平面上。从黑键11b的外观部分的顶面到其枢轴中心的距离、以及枢轴中心的高度可被设置为使得，在多个黑键11b的摆动范围内的任何摆动位置上，多个黑键11b的外观部分的顶面位于同一平面内。

尽管这个结构使其外观与声学钢琴的外观有细微的不同，但是在琴键释放期间，白键11w的顶面可以位于同一平面。在琴键释放期间，黑键11b的顶面可以位于同一平面。在这个情况下，当两个具有不同长度的琴键被比较时，较短的那个琴键的枢轴中心可以位于较长琴键的平面S1和S3中(如图4和6所示)。

上述实施例和修改例中，每个音锤在纵向上的长度可以设置为相同。但是，每个音锤的长度可以设置为从低音高侧到高音高侧逐渐缩短。这种情况下，从低音高侧到高音高侧每个音锤的长度的变化率可设置为恒定的，并且高音高侧的下限位止动器20和上限位止动器21可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，当从一个平面看时，下限位止动器20和上限位止动器21可对角设置，以使得对所有音锤而言、音锤的摆动角度范围相同。使用这样的结构，跟为每个音锤设置止动器的情况相比，可减少部件数量，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 (11)

1.一种用于电子乐器的键盘设备，所述键盘设备包括：

多个白键和黑键，它们由琴键支撑部分支撑，以使得它们的前端根据演奏者的琴键按下/释放操作而在垂直方向摆动，每个白键具有在侧面和顶面的交叉部分上沿纵向延伸的边缘线，每个黑键具有在下侧面和相对于所述下侧面向内倾斜的上侧面的交叉部分上沿纵向延伸的边缘线，其中为多个白键和黑键中的每一个指定音高，多个白键中的每一个和黑键中的每一个包括由演奏者按下和释放的操作部分以及在操作部分的前端的前方或后方向下延伸的驱动单元，且在多个白键和黑键中从操作部分的前端到琴键支撑部分的长度并不相同；

多个音锤，其每一个包括与多个白键每一个的驱动单元和多个黑键每一个的驱动单元接合的接合部分，且每一个音锤由音锤支撑部分支撑，以便随着多个白键和黑键中的每一个的摆动运动而摆动；以及

限制构件，布置为沿着多个白键和黑键的排布方向延伸且限制所述多个音锤的摆动运动，以限制所述多个白键和所述多个黑键的摆动范围；其中

在多个白键和多个黑键中的第一琴键和具有比第一琴键距离更长的距离的第二琴键分别具有预定的摆动角度时，第一琴键和第二琴键同为白键或同为黑键，设置包括第一琴键的琴键支撑部分和第一琴键的操作部分前端在内的平面与第一琴键的顶面之间的位置关系，以使得第一琴键的操作部分的前端在垂直方向上的位置与第二琴键的操作部分的前端在垂直方向上的位置相同，且使得第一琴键的操作部分的前端在纵向上的位置与第二琴键的操作部分的前端在纵向上的位置相同，并且第一琴键的顶面与第二琴键的顶面共面。

2.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

在第二琴键被释放的状态下，第一琴键的琴键支撑部分位于参考平面的下方，所述参考平面包括第二琴键的琴键支撑部分和第二琴键的前端，并且

当第一琴键和第二琴键被释放时，第一琴键操作部分的前端位于一平面内，所述平面包括第一琴键的琴键支撑部分并且在与第二琴键的前端相比更接近第二琴键的驱动单元的部分处与参考平面交叉。

3.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

包括第一琴键的边缘线的平面和第一琴键的琴键支撑部分之间的距离设置得与包括第二琴键的边缘线的平面和第二琴键的琴键支撑部分之间的距离相同。

4.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

第一琴键和第二琴键的琴键支撑部分的位置设置得相同。

5.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

第一琴键和第二琴键是相邻的白键，并且在第一琴键、第二琴键和黑键被释放的状态下，第一琴键和第二琴键之间的黑键的边缘线位于第一琴键的顶面和第二琴键的顶面之间。

6.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

第一琴键和第二琴键是相邻的白键，并且在第一琴键、第二琴键和黑键被按下，且第一琴键、第二琴键和黑键的摆动运动被限制的状态下，第一琴键和第二琴键之间的黑键的边缘线位于第一琴键的顶面和第二琴键的顶面之下。

7.根据权利要求1所述的键盘设备，其中

每个所述多个白键的驱动单元设置于操作部分前端的后面，其中，白键从操作部分的前端到琴键支撑部分的距离越短，则在琴键释放状态下操作部分前端高出多个白键之外的位置越高；并且

每个所述多个黑键的驱动单元设置于操作部分前端的前面，其中，黑键从操作部分的前端到琴键支撑部分的距离越短，则在琴键释放状态下操作部分前端低出多个黑键之外的位置越低。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的键盘设备，其中

对所有多个音锤而言，从多个音锤的前端到多个音锤的音锤支撑部分的距离是相同的。

9.根据权利要求8所述的键盘设备，其中

所述多个音锤每一个包括质量部件，从低音高侧到高音高侧所述质量部件逐渐变轻，并且从低音高侧到高音高侧琴键触感逐渐变轻。

10.根据权利要求9所述的键盘设备，其中

多个音锤中用于白键的音锤的质量部件比相邻的用于黑键的音锤的质量部件重。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的键盘设备，其中

多个白键的前端到后端的长度从低音高侧向高音高侧变短，且多个黑键的前端到后端的长度从低音高侧向高音高侧变短。