CN1901039A

CN1901039A - 键盘设备

Info

Publication number: CN1901039A
Application number: CNA2006101078174A
Authority: CN
Inventors: 西田贤一
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: CN2924717Y; US20070017342A1; US7485798B2; JP2007025590A; CN1901039B; JP4270177B2

Abstract

本发明提供一种键盘设备。键框架具有键支撑部件，可枢转地支撑在其上的多个键。多个音锤结构按照与所述键的对应关系并在所述键下方可枢转地设置，每个所述音锤结构与对应的一个键的按压操作按联锁关系进行枢转。在键框架的后部上，设置有上止动件，其是长形的并且在键排列的方向上延伸。上止动件限定每个音锤结构的枢转运动的上端限度。开口部形成在所述键支撑部件与所述上止动件之间。与具有对应于所述键的开关的电路板连接的线缆在所述键支撑部件下方延伸，然后通过开口部并由此上拉到所述上止动件上方，以使所述线缆被引出到上止动件上方的区域。利用此种配置，能够避免线缆与音锤结构之间的干扰。

Description

键盘设备

技术领域

本发明涉及装备有可枢转地设置于各键下方的音锤结构的键盘设备。

背景技术

日本专利申请H9-198037(以下称为“专利文献1”)和2003-42206(以下称为“专利文献2”)中公开了装备有可转动地设置于各键下方的音锤结构的类型的键盘设备的实例。在上述专利文献1所公开的键盘设备中，每个白键和黑键通过框架可枢转地支撑在键的后端部，而且通常由板簧所偏置。此外，包括杠杆基座和重物(weight)的枢轴杠杆被设置为每个键下方的音锤结构，并且由设置于键上的驱动部件来驱动枢轴杠杆。随着将按压的键释放，键通过板簧的弹性力返回其初始位置。

在上述专利文献2所公开的键盘设备中，每个键通过键盘框架支撑在键的后端支撑部，音锤结构的重量构件设置在键的下方，键和重量构件由S形弹簧来保持。重量构件由形成在键上的下凸部来驱动。还公开了通过V形弹簧来可枢转地保持每个键的结构。

在装备有诸如音锤结构等活动部件的电子键盘设备中，必须考虑从安装有键开关的开关电路板安装电子线缆，用于检测键盘设备各键的开/关状态。如果线缆安装不正确，例如，如果线缆接触诸如键的活动元件，则将遇到以下问题：对键的触感产生了不利影响，出现诸如摩擦噪声的机械噪声，并且在某些情况下，线缆被损坏从而产生电子故障。此外，如果优先考虑线缆，则将出现音锤结构等受限于相关设计局限的问题。

为了避免如音锤结构和键的驱动部件与线缆之间不必要的接触和干扰，例如能够想到安装线缆以从键盘的相对侧引出；但是，在这种情况下，线缆的长度必须增加以与主电路板相连接。特别地，在如同专利文献1或2所公开的键盘设备中板簧(例如S形弹簧)等将设置在每个键下方的情况下，还需要避免板簧等与线缆之间的干扰。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的在于提供一种改进的键盘设备，其能够通过音锤结构的适当动作提供良好的键触感，并且使从开关电路板适当安装的线缆置于键下方，从而在线缆与音锤结构之间没有干扰。

为了实现上述目的，本发明提供一种改进的键盘设备，其包括：多个键；键框架，由其键支撑部件可枢转地支撑所述多个键；电路板，设置于所述键下方并具有对应于所述键的开关；多个音锤结构，按照与所述键的对应关系并在所述键下方枢转地设置在所述键框架上，每个所述音锤结构与对应的一个键的按压操作按照联锁关系进行枢转；以及上止动件，设置于所述键框架的后部，所述上止动件是长形的并且在键排列的方向上延伸，所述上止动件限定每个所述音锤结构的枢转运动的上端限度，开口部形成在所述键支撑部件与所述上止动件之间。在本发明的键盘设备中，与所述电路板连接的线缆在所述键框架的键支撑部件下方延伸，然后通过所述开口部并由此上拉到所述上止动件上方，以使所述线缆被引出到所述键框架后面的区域。

根据本发明，以如下方式安装与电路板相连接的线缆，即：线缆首先在键框架的键支撑部件下方延伸，然后通过开口部并由此向上延伸到上止动件上方，以使线缆最终被引出到所述键框架后面的区域。另外，每个音锤结构的向上枢转运动受限于上止动件。利用此种配置，能够避免线缆与音锤结构之间不必要的干扰。因为与具有对应于所述键的开关的电路板相连接的线缆能够安装为向上延伸至键框架后面的区域，而在线缆与音锤结构之间没有干扰，所以本发明能够获得多种有益效果；例如，即使线缆长度相对较小，也能够使线缆容易地连接至设置在键框架后面的主电路板。

在一实施例中，所述多个键包含在键单元中，所述键单元由合成树脂一体形成以提供固定部件和多个微厚部，并且所述多个键经各自的微厚部与所述固定部件相连接。所述键通过各自微厚部的弹性可相对于所述固定部件枢转，并且所述固定部件由所述键框架的键支撑部件支撑。因为键单元中的每个键在按压操作之后能够通过相应微厚部的弹性返回其初始位置，所以本发明能够消除对于特定键返回弹簧的需求，从而降低成本。通过由此免除键返回弹簧，能够使线缆的安装更容易，并且一体形成的键单元能够显著简化用于支撑键的结构，因此键盘设备的成本能够进一步降低。

在另一实施例中，该键盘设备还包括向上开口的壁部件，其设置在所述上止动件上方的所述键框架上，与形成在所述键支撑部件与所述上止动件之间的所述开口部的位置相通，并且经所述开口部上拉到所述上止动件上方的线缆经所述壁部件的向上开口而向后引出至所述区域。因为通过所述壁部件的向上开口的线缆能够被环绕线缆的壁部件保持，所以能够可靠地避免线缆与周围元件之间的干扰。

以下说明本发明的实施例，但应当理解，本发明不限于所说明的实施例，不脱离基本原理可对发明进行各种改型。因此，仅由所附权利要求书确定本

发明的范围。

附图说明

为更好地理解本发明的目的和其它特征，以下参照附图详细说明其优选

实施例，在附图中：

图1为示出根据本发明实施例的键盘设备的基本部件的剖面侧视图；

图2A和图2B分别为图1的键盘设备实施例中的白键单元的俯视图和剖面侧视图；

图3A和图3B为该实施例中的白键单元的分解俯视图；

图4为采用该键盘设备实施例的电子乐器的剖面侧视图；以及

图5为示出该键盘设备实施例中的键框架和音锤结构的俯视图。

具体实施方式

图1为示出根据本发明实施例的键盘设备的基本部件的剖面侧视图，图2A和图2B分别为该键盘设备中的白键单元的俯视图和剖面侧视图，图3A和图3B为该白键单元的分解俯视图，图4为采用本发明的键盘设备的电子乐器的剖面侧视图。请注意：图1至图5每幅图中的左侧是靠近键盘演奏者的一侧，图1至图4每幅图中垂直于纸面的方向是键盘设备的键排列的方向(即键排列方向)。在以下说明中，电子乐器和键盘设备的靠近演奏键盘的演奏者的一侧称为“前”，而演奏者的对侧称为“后”。此外，在以下说明书和附图中，用以识别乐音音高(音高名)的附图标记均由数字、连字符及大写字母的组合表示。另外，在某些情况下，“白键”和“黑键”通称为“键”。

如图4所详细示出的，在电子乐器中，主体壳体包括下壳体10D和上壳体10U，键盘设备100的键框架110通过螺钉N1、N2和N3固定至下壳体30D。在沿键盘设备100的键排列的方向(即键排列方向)的多个位置上采用这种通过螺钉N1、N2和N3的固定。在键盘设备100中，键11和21由键框架110支撑，以下将详述；上壳体10U形成为覆盖键盘设备100的键11和21各自的后部。主电路板20经凸台10a等固定至键11和21后面的上壳体10U的后内表面部。

如图3A和图3B所示，白键单元1包括多个白键11、与各键11的后端一体连接的多个微厚部12、以及将键单元1中多个微厚部12的后端一体连接起来的公共固定部件13。白键单元1的键11、微厚部12和公共固定部件13是由白色合成树脂一体形成的。如图3A所示，第一键单元1是四个白键11(“C”、“E”、“G”和“B”键)的一体形成单元；如图3B所示，第二键单元1是三个白键11(“D”、“F”和“A”键)的一体形成单元。

与白键单元1类似并且如双点划线所示，黑键单元2包括多个键21、与各键21的后端一体连接的多个微厚部22、以及沿键排列方向将多个微厚部22的后端一体连接起来的公共固定部件23(见图1)。黑键单元2的键21、微厚部22和公共固定部件23是由黑色合成树脂一体形成的。黑键单元2是五个黑键21(“C#”、“D#”、“F#”、“G#”和“A#”键)的一体形成单元。白键单元1和黑键单元2按照键11和21的预定排列组合起来，从而构成包括一个八度音程的多个键的键盘单元。此外，相应于所需的八度音程数量，多个这样的键盘单元组合起来以提供本发明的键盘设备。

如图3A和图3B所示，每个白键11具有位于靠近演奏键盘的演奏者的宽(即增大的宽度)部11a和形成于宽部11a后面的窄(即减小的宽度)部11b。在适当组装的键盘单元中，一个黑键21位于两个相邻的白键11的窄部11b之间。此外，每个白键11还具有致动部14，其形成在宽部11a的反面或下侧表面上，并从相邻于窄部11b的下侧表面向下延伸。每个黑键21具有形成在其远端下侧表面上的致动部24。虽然致动部14和24均为微凸件的形式，但它们均可为柱状构件的形式。

如图1所示，键盘设备100还包括键固定基座120，其设置在键框架110的后上端；键固定基座120在键排列方向上是长形的，并且延伸以与所有的键相通。第一和第二白键单元1的公共固定部件13与黑键单元2的公共固定部件23安装至键固定基座120。由此，各键11和21通过微厚部12和22的弹性被可枢转地支撑。即，微厚部12和22起到铰链的作用，键固定基座120构成本发明的键盘设备中的“键支撑部件”。

多个音锤结构3按对应关系设置到键11和12。在每个键11和21下方，由键框架110支撑音锤结构3。每个音锤结构3包括沿键盘设备的前后方向延伸的重量杆31和保持重量杆31端部的致动部件32。音锤结构3由键框架110经致动部件32的轴32a支撑，从而以轴32a作为支撑点作垂直枢转运动。致动部件42在其远端具有一对垂直间隔的连接件32b，并且，在键11的致动部14下端形成的连接板14a与连接件32b相连接。在键11被演奏者按压时，键11的致动部14按压音锤结构3的致动部件32，以使音锤结构3沿图中的逆时针方向绕轴32a枢转。反之，在键11被释放时，音锤结构3由于重量杆31的白重而沿图中的顺时针方向枢转，并且键11通过音锤结构3与键11的微厚部12的弹力的配合而返回其初始位置。将由毛毡等形成的止动件SD和SU固定至键框架110的预定的后下端部和后上端部，并且音锤结构3的垂直枢转范围由这些止动件SD和SU所限制。止动件SU构成“上止动件”，其限定音锤结构3的垂直枢转范围的上端限度。止动件SD和SU均是长形的，并且沿键排列方向延伸以与所有键相连通(即用以操作所有键)。更具体而言，音锤结构3的垂直枢转范围的上端限度由紧靠上止动件SU的重量杆31所确定，而垂直枢转范围的下端限度由紧靠下止动件SD的重量杆31所确定。

在键盘设备100的键11下面，由键框架110支撑开关电路板30。在开关电路板30上，设置有由圆顶形(dome-shaped)橡胶形成并对应于各键的多个键开关4。每个键开关4是键按压检测开关，其由设置在相应键11下侧的开关驱动部15打开/关闭(见图3A)；通常，每个键设置有两个或更多个这样的键开关以允许对键接触等进行检测，而不是只设置一个键开关。在开关电路板30上，各键的键开关4以矩阵结构排列并连接起来，从而提供键开关矩阵电路，并且连接有包括一组多条布线线路的扁平线缆40，以传送输入信号至键矩阵电路或者从键矩阵电路传送输出信号。即，在本发明的键盘设备中，开关电路板30是“电路板”，而扁平线缆40是“线缆”。

此外，在键固定基座120与开关电路板30之间的键框架110的预定部中形成狭缝130，在键固定基座(键支撑部件)120的预定后端部形成另一狭缝140，并且狭缝140从键框架110下方而向上开口；在本发明的键盘设备中，狭缝140构成“向上开口部”。矩形柱体形式的锁紧构件150安装到狭缝140后面的后端部。锁紧构件150的部分或全部侧表面构成“壁部件”，并且锁紧构件150向上开口，以允许扁平线缆40通过狭缝140和锁紧构件150而向上引出。更具体而言，狭缝130和140以及锁紧构件150的宽度(即键排列方向上的尺寸)均与扁平线缆40的宽度相对应，其可以例如为几厘米的量级。扁平线缆40通过狭缝130和140进入锁紧构件150的底部，然后通过锁紧构件150的内部上拉，从而从锁紧构件150经锁紧构件150的上端(即壁部件的向上开口)引出，以最终与设置于键盘设备的后端区域内的主电路板20相连接(见图4)。这样，连接在开关电路板30与主电路板20之间的电导线被归拢于一处或者归拢为一束，这极大地简化了必要的组装操作等。

此外，锁紧构件150形成为从上止动件SU朝上壳体10U向上延伸，而从锁紧构件150的上端引出的扁平线缆40向后水平延伸。通过了狭缝140的扁平线缆40可被紧贴地环绕扁平线缆40的锁紧构件150锁紧，从而能够可靠地防止扁平线缆40与扁平线缆40周围的各种其它元件之间的干扰。例如，每个音锤结构3的重量杆31具有用作重物的上弯远端部31a。但是，当重量杆31的直线主体部处于紧靠上止动件SU从而被上止动件SU保持在适当处的位置时，上弯远端部31a的最上端的位置比上止动件SU高。因此，如果锁紧构件150的壁部件不具有适当的高度，则很可能的是：从锁紧构件150的壁部件限定的向上开口的上端引出的扁平线缆40被重量杆31的上弯远端部31a所干扰。因此，理想的是，当音锤结构3处于被上止动件SU保持在适当处的位置时，锁紧构件150的壁部件的向上开口的高度等于或高于重量杆31的上弯远端部31a的顶部。

如上所述，与开关电路板30相连接的扁平线缆40通过键框架110的键固定基座120的下端部，然后通过键固定基座120与上止动件SU之间形成的狭缝140，然后扁平线缆40经由上止动件SU上面的区域被拉到键框架110后面的后部区域上方。因此，能够稳固键框架110后面的空间；因而，能够有效避免扁平线缆40与音锤结构3之间的干扰。这样，由于音锤结构3的重量杆31端部的体积增大，本实施例能够容易地提供适当的重量感。如果稳固在键框架后面的空间很小，则将需要增加键盘设备的总高度以提供适当的重量感；以上述方式设置的本实施例能够消除这种需要。

在由合成树脂一体形成的每个键单元1和2中，公共固定部件13或23以及键11或21经各自的微厚部12或22连接起来，键11或21通过微厚部12或22的弹性可相对于公共固定部件13或23枢转。此外，每个音锤结构3可枢转地设置在相应键11或21下方，并且与相应键11或21的按压操作按联锁关系进行枢转。在黑键单元2中，致动部24形成在每个黑键21远端的下侧表面，而在白键单元1中，致动部14形成在相邻于黑键21远端的每个白键11的至少其宽部11a的下侧表面上。

因此，黑键21的致动部24和白键11的致动部14与各自的公共固定部件13和23基本等距，并且致动部14和24可定位于与键11和21的远端尽可能近的位置。这样，能够以大体相同的方式构成用于黑键和白键的音锤结构3。另外，由于致动部14和24与微厚部12和22具有相当大的距离，所以能够有效地减小从音锤结构3施加的反作用力对微厚部12和22的冲击，因此不会损害键的触感。此外，因为白键11的致动部14设置在宽部11a上，所以宽部11a与窄部11b之间的边界角比致动部14更靠近公共固定部件13。因此，由演奏者的手指施加的键按压力直接传送到宽部11a上的致动部14，并且施加到边界角的力主要包括作用在白键11的深度方向上的拉力；因而，有效地防止了反作用力集中在边界角上，这能够提高耐用性。

此外，如上所述，白键单元1包括多个经公共固定部件13而一体形成的白键11，黑键单元2包括多个经公共固定部件23而一体形成的黑键21。这些一体形成的键能够显著降低键盘设备的制造成本。

此外，因为每个音锤结构3通过重量杆31的自重而在演奏者施加的键按压力的相反方向上对键11或21的致动部14或24施予偏置力，所以键11或21能够通过音锤结构3的自重加上键单元1或2的微厚部12或22的弹力而返回其初始位置。因此，在这种情况下，不需要诸如弹簧的特定的键返回装置，从而扁平线缆40能够更容易地被安装或者布线。

如图2A所示，设置在白键11和黑键21的下侧表面的致动部14、24、14、24……在键排列方向上以基本相同的间隔分隔开。但是，对于相邻的“B”键和“C”键以及相邻的“E”键和“F”键，致动部14-B与14-C之间以及致动部14-E与14-F之间的间隔略大于其它键的这种间隔。这是因为，对于本实施例中的“C”键和“E”键，致动部14-C设置在键11的宽部11a上略微移向该键的中心线的位置上。同样，对于“B”键和“F”键，致动部14-B可以设置在键11的宽部11a上略微移向该键的中心线的位置上。或者，对于“B”键和“C”键以及“E”键和“F”键，致动部14-B与14-C和致动部14-E与14-F中的每一个可设置在键11的宽部11a上略微移向该键的中心线的位置上。

图5为示出键框架110和音锤结构3的俯视图，其中为清楚起见去掉了键单元。在键框架110的上后部，在上止动件SU上设置有多个凸肋161，以锁紧上止动件SU。请注意，在此省略对于凸肋161下面的上止动件SU的说明。以基本相等的间隔设置音锤结构3，但相邻的“B”键和“C”键的音锤结构3-B和3-C之间的间隔以及相邻的“E”键和“F”键的音锤结构3-E和3-F之间的间隔略大于其它键的音锤结构之间的间隔。沿键盘设备的前后方向延伸的垂直凸肋160设置在音锤结构3-B和3-C之间以及音锤结构3-E和3-F之间。

因为在“B”键和“C”键之间以及“E”键和“F”键之间没有设置黑键21，并且因为致动部14-B、14-C、14-E和14-F具有某种定位自由度，所以本实施例不仅允许致动部14-B与14-C之间、音锤结构3-B与3-C之间、致动部14-E与14-F之间以及音锤结构3-E与3-F之间的间隔增大，而且如上所述，允许提供凸肋160。设置凸肋160以增大键框架110的刚性。利用上述实施例中仅位于“B”键和“C”键之间以及“E”键和“F”键之间的这些凸肋160，能够最小化必需的凸肋数量，这能够有效地减小键盘设备的总重。

此外，为了细微区分白键与黑键之间的音锤动作，用于白键和黑键的音锤结构3的形状略有不同。但是，设置在各凸肋160的相对侧上的音锤结构3-B和3-C以及音锤结构3-E和3-F具有相同的结构。因此，在各凸肋160的相对侧上，这些音锤结构3-B和3-C以及音锤结构3-E和3-F以相同方式工作；因而，易于以有效避免凸肋160与音锤结构3-B和3-C以及音锤结构3-E和3-F之间干扰的方式设计键盘设备。

此外，在止动件SD的内部或前部(即在比下止动件SD更靠近演奏者的位置)形成螺孔170，用于将螺钉N3穿过其中以固定键框架110的后端部。因而，在这种情况下，与在下止动件SD的外部或后部形成这些螺孔的情况相比，键框架110沿前后方向的尺寸(宽度)能够减小。另外，在音锤结构3之间形成螺孔170，因而，即使在将键框架110从下壳体10D上方螺接至下壳体10D时，螺丝刀等也不会干扰音锤结构3。因此，有利于键盘设备的组装。若如上所述将键框架110从下壳体10D上方螺接至下壳体10D，则能够将键框架110固定至下壳体10D而无需翻转键盘设备100。只有如上所述利用螺孔170将键框架110从下壳体10D上方螺接至下壳体10D，才能允许适当定位与其它螺钉N1和N2相关的螺孔。因而，通过螺钉N1和N2将键框架110从下壳体10D下方固定至下壳体10D，即使在翻转键盘设备100的情况下也不会损害组装性能。

应注意，在键框架110的上后部，在上止动件SU上除定位有锁紧构件150的位置之外的位置处，设置有多个凸肋161。换句话说，在定位有锁紧构件150的位置处不设置此种凸肋161，锁紧构件150的壁部件代替凸肋161执行加固功能。

Claims

1、一种键盘设备，包括：

多个键；

键框架，由其键支撑部件可枢转地支撑所述多个键；

电路板，设置于所述键下方并具有对应于所述键的开关；其特征是还包括：

多个音锤结构，按照与所述键的对应关系并在所述键下方可枢转地设置在所述键框架上，每个所述音锤结构与对应的一个键的按压操作按照联锁关系进行枢转；以及

上止动件，设置于所述键框架的后部，所述上止动件是长形的并且在键排列的方向上延伸，所述上止动件限定每个所述音锤结构的枢转运动的上端限度，

其特征是，所述键盘设备还包括开口部，在所述键支撑部件与所述上止动件之间形成；

其中，与所述电路板连接的线缆在所述键框架的键支撑部件下方延伸，然后通过所述开口部并由此上拉到所述上止动件上方，以使所述线缆被引出到所述键框架后面的区域。

2、如权利要求1所述的键盘设备，其特征是，所述多个键包含在键单元中，所述键单元由合成树脂一体形成用以设置固定部件和多个微厚部，并且所述多个键经各自的微厚部与所述固定部件相连接，所述键通过各自微厚部的弹性可相对于所述固定部件枢转，并且

其中，所述固定部件由所述键框架的键支撑部件支撑。

3、如权利要求1所述的键盘设备，其特征是，还包括向上开口的壁部件，其设置在所述上止动件上方的所述键框架上，与形成在所述键支撑部件与所述上止动件之间的所述开口部的位置相通，并且

其中，经所述开口部上拉到所述上止动件上方的线缆经所述壁部件的向上开口而向后引出至所述区域。

4、如权利要求3所述的键盘设备，其特征是，当所述音锤结构由所述上止动件保持时，所述壁部件的向上开口位于与所述音锤结构的最上端相同高度或者更高的位置。

5、如权利要求3所述的键盘设备，其特征是，在所述键框架的后部上除定位了所述壁部件的位置之外的位置处，设置有多个凸肋，并且所述上止动件设置在所述多个凸肋和所述壁部件下方。

6、如权利要求1所述的键盘设备，其特征是，所述开口部从所述键支撑部件下方而向上开口到所述上止动件上方的区域。

7、如权利要求1所述的键盘设备，其特征是，所述线缆是柔性的扁平线缆，其包括组合在一起的多条布线线路。