Zusammenfassung
der Erfindung
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tasteninstrument
vorzusehen, welches ein Ansprechen mit einem Gefühl von echten Tasten erzeugen
kann, die von einem akustischen Piano beim Herunterdrücken der
Tasten erzeugt werden, welches Hammerfilze aktiviert, Saiten anzuschlagen.
Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
gelöst
durch ein Tasteninstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein
Tasteninstrument, wie beispielsweise ein elektronisches Piano, weist
eine Tastaturstruktur auf, die im Grunde genommen identisch mit
der Tastaturstruktur eines Klaviers oder ähnlichem ist, außer den Hammeranordnungen
und einem Anschlagteil, der an einem Betätigungsbügel angebracht ist. Jede der Hammeranordnungen
wird durch einen Hammerschaft und einen Pseudo-Hammer gebildet,
wobei einer davon verwendet wird, den Anschlagteil mit einer mehrlagigen
Struktur anzuschlagen, die ein elastisches Glied aufweist (beispielsweise
eine Blattfeder), welches sandwichartig zwischen Puffermaterialien aufgenommen
ist. Das elastische Glied hat eine vorgeschriebene Anzahl von Anschlaggebieten
in Übereinstimmung
mit Tasten, die auf einer Tastatur angeordnet sind, wobei die Anschlaggebiete
allmählich bezüglich der
Gewichte und der Biegungen (oder Auslenkungen) in einer gemäß der Tonhöhe absteigenden
Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
gesteigert werden. Konkret gesagt, werden die Anschlagflächen allmählich bezüglich der Steifigkeit
(oder der Federkonstanten) in einer mit der Tonhöhe absteigenden Reihenfolge
verringert. Somit ist es möglich,
Gewichtsfaktoren und Biegungen (oder Auslenkungen) von Saiten zu
simulieren, die tatsächlich
von Hammerfilzen, beispielsweise in einem Klavier, angeschlagen
werden.
Beim
Herunterdrücken
der Tasten werden die Hammeranordnungen drehbar zu dem Anschlagteil
bewegt, so daß die
Hammerschäfte
tatsächlich die
Anschlaggebiete des Anschlagteils anschlagen, wobei die Pseudo-Hämmer als
Totgewichte verwendet werden, die die tatsächlich erwünschten Gewichte und Balancepositionen
(d.h. den Schwerpunkt) der Hammeranordnungen mit Bezug auf die Tasten
darstellen, so daß es
möglich
ist, Tastengefühlansprechen
von Tasten eines Klaviers zu simulieren. Aufgrund der Anwesenheit
der Puffermaterialien, wie beispielsweise von Filzen, Urethanen,
Ledern, Tüchern
und Synthetikharzen ist es möglich,
optimal die Anschlagkräfte
der Hammeranordnungen zu reduzieren, was wiederum zu Verbesserungen
der Haltbarkeit mit Bezug auf die Hammeranordnungen und den Anschlagteil
beiträgt.
Das
elastische Glied ist aus einem Synthetikharz oder aus einem vorgeschriebenen
Metallmaterial hergestellt, welches beispielsweise aus folgenden ausgewählt wird:
rostfreier Stahl, Nickel-Silber, Phosphor-Bronze und Messing. Zusätzlich hat
das elastische Glied eine kammartige Öffnung, in der die Anschlaggebiete
jeweils zwischen Kammzinken ausgebildet werden, und sie werden allmählich in
Abmessungen wie beispielsweise der Länge in einer mit der Tonhöhe absteigenden
Reihenfolge von höheren Tonhöhen zu niedrigeren
Tonhöhen
vergrößert. Weiterhin
sind die Anschlaggebiete des elastischen Gliedes relativ zu den
Hammeranordnungen entsprechend den Tasten gekrümmt.
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
Diese
und andere Ziele, Aspekte und Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden genauer mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen
beschrieben, in denen die Figuren folgendes darstellen:
1 eine
Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, die eine Tastaturstruktur
eines elektronischen Pianos gemäß eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine
Seitenansicht, die eine Hammeranordnung zeigt, die aus einem Hammerschaft
und einem Pseudo-Hammer besteht;
3A ein
Beispiel des Pseudo-Hammers, der ein vorgeschriebenes Gewicht für die Hammeranordnung
verwirklicht;
3B ein
weiteres Beispiel des Pseudo-Hammers, der ein vorgeschriebenes Gewicht
für die
Hammeranordnung verwirklicht;
3C ein
weiteres Beispiel des Pseudo-Hammers, der ein vorgeschriebenes Gewicht
für die
Hammeranordnung verwirklicht;
4 eine
Perspektivansicht, teilweise im Querschnitt, die den Umfang eines
Anschlagteils zeigt, der von Hammerschäften der Hammeranordnungen
angeschlagen wird;
5 eine
Explosionsperspektivansicht, die eine detaillierte Konstruktion
des Anschlagteils zeigt, der eine Blattfeder aufweist, die sandwichartig
zwischen Puffermaterialien aufgenommen ist, die an einer Hammeranschlagschiene
angebracht ist;
6 eine
Ansicht, teilweise im Querschnitt, die den Umfang der Blattfeder
zeigt, die in einer Richtung α der
in 1 gezeigten Tastaturstruktur angesehen wird;
7 eine
vergrößerte Perspektivansicht, die
Details der Anschlaggebiete der Blattfeder zeigt, die tatsächlich von
den Hammerschäften
der Hammeranordnungen angeschlagen werden;
8 eine
Querschnittsansicht, die die Struktur eines Beispiels des Anschlagteils
mit einem Gewicht zeigt;
9 eine
Perspektivansicht, die eine Anordnung von drei Blattfedern zur Anwendung
in jeweils drei Registern zeigt;
10 eine
Perspektivansicht, die drei Arten von Blattfedern zeigt, die miteinander
kombiniert sind;
11 eine
Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, die ein modifiziertes Beispiel
der Hammeranordnung zeigt, bei der ein Pseudo-Hammer den Anschlagteil anschlägt; und
12 eine
Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, die ein Beispiel der Tastaturstruktur
eines elektronischen Pianos zeigt.
Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Diese
Erfindung wird genauer mittels Beispielen beschrieben, die sich
auf die beigefügten Zeichnungen
beziehen.
1. Aufbau
des Ausführungsbeispiels
Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung wird mit Bezug auf ein elektronisches Piano beschrieben,
welches eine Tastaturstruktur besitzt, die exklusiv dafür konstruiert
wurde, die Tasten und einen Betätigungsmechanismus
eines Klaviers aufweist. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise
im Querschnitt, die eine Tastaturstruktur 100 eines elektronischen
Pianos zeigt. Die Gesamtstruktur und der Mechanismus des elektronischen
Pianos der vorliegenden Erfindung sind im wesentlichen identisch
mit jenen des herkömmlichen
elektronischen Pianos, außer
der Tastaturstruktur 100, die exklusiv dafür ausgelegt
wurde. Daher wird sich die folgende Beschreibung hauptsächlich auf
die Tastaturstruktur 100 beziehen.
Auf
einem Tastenbett 1 ist in Längsrichtung eine hintere Schiene 2,
eine Balanceschiene 3 und eine vordere Schiene 4 angeordnet,
die alle über
die gesamte Breite der Tastaturstruktur 100 des elektronischen
Pianos langgestreckt sind. Tasten (d.h. weiße Tasten und schwarze Tasten) 5 werden
je weils von Balancetastenstiften 6 getragen, die an der
Balanceschiene 3 angebracht sind, so daß sie frei schwenkbar um die
Balancetastenstifte 6 nach oben und unten bewegt werden
können.
Zusätzlich
werden die Tasten 5 jeweils in einer horizontalen Bewegung
oder Schwenkbewegung in Richtung von links nach rechts auf dem Tastenbett 1 durch
vordere Stifte 7 geregelt, die an der vorderen Schiene 4 angebracht sind.
Normalerweise werden die Tasten 5 jeweils in Kontakt mit
einem hinteren Schienentuch 8 gebracht, welches an der
hinteren Schiene 2 angebracht ist, wenn sie nicht heruntergedrückt sind.
Wenn sie heruntergedrückt
werden, wird jede Taste 5 nach unten gedreht, so daß sie in
Kontakt mit einem vorderen Stifttuchanschlag 9 kommen,
der an der vorderen Schiene 4 angebracht ist, so daß der Rückendteil
davon ein Hebeglied (oder einen Betätigungshebel) über eine
Pilote 10 zwingt, sich nach oben zu drehen.
Das
zuvor erwähnte
elektronische Piano hat (nicht gezeigte) Sensoren, die unter den
Tasten 5 angeordnet sind, um das Herunterdrücken, die
Druckkraft und die Druckgeschwindigkeit zu detektieren. D.h., diese
Sensoren detektieren jeweils Bewegungen der Tasten 5. Ausgangssignale
der Sensoren werden zu einer (nicht gezeigten) Schallquellenvorrichtung
geliefert, die wiederum Musiktöne über Lautsprecher
oder einen Kopfhörer
erzeugen, wobei die Musiktöne
spezielle Tonfärbungen
und Tonhöhen
genauso wie Lautstärken
haben, die von den Druckkräften
oder den Druckgeschwindigkeiten der Tasten 5 abhängen. Die
zuvor erwähnten
Sensoren sind in einer Weise aufgebaut, daß piezoelektrische Elemente,
die direkt von den Tasten 5 angeschlagen werden, auf dem
Tastenbett 1 angeordnet sind, oder daß optische Sensoren, wie beispielsweise
Photounterbrecher, auf dem Tastenbett 1 angeordnet sind,
und daß Shutter
bzw. Verschlußvorrichtungen
unter den Tasten 5 angeordnet sind, so daß sie über die
optischen Achsen von optischen Sensoren laufen, wenn sie beim Herunterdrücken der
Tasten 5 geschlossen werden. Wenn optische Sensoren verwendet
werden, ist es möglich,
Tastendruckgeschwindigkeiten basierend auf Zeitintervallen zu messen,
in denen optische Sensoren Licht aufnehmen, nachdem Verschlüsse bzw.
Shutter optische Achsen bei der Lichtübertragung blockieren.
Betätigungsbügel 12 sind
periodisch in vorgeschriebenen Distanzen dazwischen auf einer Mittelschiene 11 angeordnet,
die über
die gesamte Breite der Tastaturstruktur 100 des elektronischen
Pianos langgestreckt ist. Betätigungsmechanismen
bzw. Tastenmechaniken 15 werden jeweils zwischen den Betätigungsbügeln 12 mit
Bezug auf die Tasten 5 angeordnet.
Insbesondere
sind Hebegliedflansche 21 an der mittleren Schiene 11 jeweils
mit Bezug auf die Tasten 5 angeordnet, so daß das Hebeglied 20 drehbar
von den Hebegliedflanschen 21 über Stifte 21a getragen
wird. Zusätzlich
ist ein Hebegliedfersentuch 22, mit dem die Piloten 10 in
Kontakt gebracht werden, an der Unterseite des Hebeglieds 20 angebracht.
Stoßzungenflansche 24 zum
drehbaren Tragen von gebogenen Teilen von im allgemeinen L-förmigen Stoßzungen 23 über Stifte 24c sind
an vorgeschriebenen Positionen des Hebegliedes 20 im wesentlichen
relativ zu den Piloten 10 angebracht, die in Kontakt mit
dem Fersentuch 22 gebracht werden, welches an der Unterseite
des Hebegliedes 20 angebracht ist. Stoßzungenfedern 25 sind
an dem Hebeglied 20 angeordnet und drücken die Stoßzungen 23 so,
daß sie
sich im Uhrzeigersinn in 1 drehen. Weiterhin sind Fänger 31,
die mit Fangdrähten 32 verbunden
sind, in der Vorderseite des Hebegliedes 20 angeordnet,
um elastisch Gegenfänger 30 aufzunehmen,
wenn sie beim Herunterdrücken
der Tasten 5 bewegt werden.
Bei
dem obigen sind der Fangdraht 32 und der Gegenfänger 30 miteinander
durch ein Fangband 33 verbunden, so daß die Rückbewegung der Hammeranordnung 40 mit
der Rückbewegung
des Hebegliedes 20 verriegelt ist. Hierbei ist das Fangband 33 angeordnet,
um ein unerwünschtes
doppeltes Anschlagen eines Anschlagteils 50 aufgrund des
Zurückprallens
der Hammeranordnung 40 zu vermeiden.
Eine
Auslösepuppenleiste 13,
die über
die gesamte Breite der Tastatur des elektronischen Pianos ausgedehnt
ist, ist an der mittleren Schiene 11 über Auslösepuppenbügel 26 angebracht.
Zusätzlich hat
die Auslösepuppen schiene 13 Stoßzungenanschlagfilze 27 und
Auslösepuppen 28 in
Verbindung mit den Stoßzungen 23,
wobei die Anzahl davon der Anzahl der Tasten 5 entspricht,
wobei wenn das Hebeglied 20 nach oben gedreht wird, große Stoßzungenteile 23a in
Kontakt mit den Stoßzungenanschlagfilzen 27 gebracht
werden, und die kleinen Stoßzungenteile 23b in
Kontakt mit der Auslösepuppe 28 gebracht
werden.
Hammernüsse 42 werden
drehbar von Hammernußflanschen 41 getragen,
die an der mittleren Schiene 11 angebracht sind, und zwar über Mittelstifte 41a.
Die Hammeranordnungen 40 sind an den Hammernüssen 42 angebracht.
Zusätzlich
sind Gegenfänger 30 an
den Hammernüssen 42 über Gegenfängerschäfte 45 angebracht.
Die Hammernüsse 42 werden
durch Hammernußfedern 46 gezwungen, sich
in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn in 1 zu drehen,
so daß die
Hammeranordnungen 40 normalerweise in Kontakt mit den Hammerkissen 47 gebracht
werden, die an den Hammerschienen 14 angebracht sind, die
an den vorderen Teilen der Betätigungsbügel 12 befestigt
sind, und zwar ansprechend auf die normalen Positionen der Tasten 5,
die nicht heruntergedrückt
sind.
Als
nächstes
wird ein detaillierter Aufbau der Hammeranordnung 40 mit
Bezugnahme auf 2 und auf die 3A bis 3C beschrieben.
In 2 wird die Hammeranordnung 40 gebildet
durch einen Hammerschaft 40a und einen Pseudo-Hammer 40b, der
an dem vorderen Ende des Hammerschaftes 40a angebracht
ist. Das Gewicht des Pseudo-Hammers 40b kann verändert werden
durch Veränderung
der Größe und Form
davon genauso wie durch Veränderung
des dafür
verwendeten Materials. D.h., genauso wie die Hammerfilze, die bei
dem Klavier verwendet werden, werden die Pseudo-Hämmer 40,
die jeweils für
die Tasten 5 angeordnet sind, allmählich bezüglich ihres Gewichtes in einer
gemäß der Tonhöhe absteigenden
Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
vergrößert. Somit
sind die Hammeranordnungen 40 jeweils ausgelegt, um Hammeranordnungen
des Klaviers bezüglich
des Gewichtes und der Balancepositionen (d.h. des Schwerpunktes)
zu simulieren. Das vorliegende Ausführungsbeispiel reali siert unterschiedliche
Gewichte der Hammeranordnungen 40 durch Veränderung
der äußeren Teile
der Zwischenteile der Pseudo-Hämmer 40,
wobei Beispiele davon in den 3A bis 3C gezeigt
sind. Übrigens
werden die Gewichte der Pseudo-Hämmer 40b nicht
notwendigerweise durch das Herunterdrücken der jeweiligen Tasten 5 verändert. Es
ist beispielsweise möglich,
die Pseudo-Hämmer 40 mit
unterschiedlichen Gewichten mit Bezug jeweils auf das Register mit
niedriger Tonhöhe,
auf das Register mit mittlerer Tonhöhe und das Register mit hoher
Tonhöhe
vorzusehen.
Als
nächstes
wird eine detaillierte Konstruktion des Anschlagteils 50 mit
Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. 4 ist
eine Perspektivansicht, die ein Beispiel des Aufbaus bezüglich der
Peripherie des Anschlagteils 50 zeigt, der in der Tastaturstruktur 100 verwendet
wird, und 5 ist eine Explosionsperspektivansicht,
die den detaillierten Aufbau des Anschlagteils 50 zeigt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden die Hammerschäfte 40a der
Hammeranordnungen 40 drehbar bewegt, so daß sie den
Anschlagteil 50 anschlagen, wenn die Tasten 5 heruntergedrückt werden.
Wie
in den 4 und 5 gezeigt, ist eine Hammeranschlagschiene 51 an
vorgeschriebenen Rückendpositionen
der Betätigungsbügel 12 befestigt
und erstreckt sich über
die gesamte Breite der Tastaturstruktur 100 in der Nähe der Hammeranordnungen 40.
Insbesondere hat der Anschlagteil 50 eine dreilagige Struktur,
die aus einem Puffermaterial 52, aus einer Blattfeder 53 und
einem Puffermaterial 54 besteht. Hierbei hängen die
Puffermaterialien 52 und 54 an gegenüberliegenden
Seiten der Blattfeder 53, die durch Schrauben an der Hammeranschlagschiene 51 befestigt
ist. Somit ist die Blattfeder 53, die sandwichartig zwischen
den Puffermaterialien 52 und 54 aufgenommen ist,
an der Hammeranschlagschiene 51 befestigt.
In
dem Anschlagteil 50 ist das Puffermaterial 52 aus
einem vorgeschriebenen Puffermaterial hergestellt, welches aus den
zuvor beschriebenen Fasermaterialien ausgewählt wird, wie beispielsweise Filz,
Urethan, Leder und Tuch oder beispielsweise Synthetikharzmaterialien
mit Elastizität.
Das Puffermaterial 52 ist wie ein Flächenelement gebildet, welches über die
gesamte Breite der Tastaturstruktur 100 langgestreckt ist.
6 zeigt
die Umrisse der Blattfeder 53, die in einer Richtung α in der Tastaturstruktur 100 angesehen
wird, wie in 1 gezeigt, wobei die Zahlen, die
von "1" bis "88" reichen, die Zahlen
der 88 Tasten fünf
sind, für
die die Hammeranordnungen 40 jeweils angeordnet sind.
Die
Blattfeder 53 besteht aus einem zuvor beschriebenen elastischen
Material, welches aus den zuvor beschriebenen Metallmaterialien
ausgewählt
wurde, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, Nickel-Silber, Phosphor-Bronze
und Messing, oder aus Synthetikharzmaterialien mit Elastizität. Eine Öffnung 53a mit
einer kammartigen Form ist über
die Gesamtbreite der Tastaturstruktur 100 langgestreckt,
wobei zwischen Auftreffgebiete 53b zwischen Kammzähnen jeweils
relativ zu den Hammeranordnungen 40 gebogen sind.
Insbesondere
sind die zuvor erwähnten
Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 gegenüberliegend zu
den Hammerschäften 40a der
Hammeranordnungen 40 gegenüberliegend angeordnet, wobei
sie in der Seitenansicht allmählich
wie Bogen gekrümmt sind,
und zwar in Bezug zu den Hammerschäften 40a (siehe 4 und 5).
Wenn daher die Hammeranordnungen 40 drehbar bewegt werden,
so daß sie den
Anschlagteil 50 anschlagen, werden die Auftreffgebiete 53b der
Blattfeder 53, die gegenüberliegend zu den Hammeranordnungen 40 angeordnet
sind, geringfügig
gebogen.
In
dem Klavier sind drei Saiten für
jede der Tasten angeordnet, die zu dem Register mit hoher Tonhöhe und dem
Register mit mittlerer Tonhöhe
gehören,
während
eine oder zwei Saiten für
jede der Tasten angeordnet sind, die zu dem Register mit niedriger
Tonhöhe
gehören,
wobei die Saiten allmählich
bezüglich
der Dicke von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
ansteigen, so daß die
Frequenzen allmählich
verringert werden. Zusätzlich
ist das Klavier ausgelegt, so daß es allmählich die Längen der Saiten in einer mit
der Tonhöhe
absteigenden Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
steigert. Aus diesem Grund sollten die Saiten, die insbesondere
für das
Register mit niedriger Tonhöhe
und das Register mit mittlerer Tonhöhe verwendet werden, stark
gebogen werden, wenn sie durch die entsprechenden Hammerfilze angeschlagen
werden.
Um
die zuvor erwähnte
Eigenschaft des akustischen Pianos zu simulieren, ist die Tastaturstruktur 100 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels derart
ausgelegt, daß die
Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 des Anschlagteils 50 in
adäquater
Weise bezüglich
der Form verändert
werden, und zwar jeweils definiert durch die Länge, die Breite und die Dicke,
oder beispielsweise daß die
Blattfeder 53 in adäquater
Weise bezüglich
des Materials verändert wird.
D.h., die Blattfeder 53 ist derart geformt, daß die Steifigkeiten
(oder Federkonstanten) davon allmählich an den Auftreffgebieten 53b in
einer mit der Tonhöhe
absteigenden Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
abnehmen, und zwar ansprechend auf Anschlagkräfte, die darauf von den Hammerschäften 40a der
Hammeranordnungen 40 aufgebracht werden, deren Gewichte
allmählich
in mit der Tonhöhe
absteigender Reihenfolge vergrößert werden.
Insbesondere
ist das vorliegende Ausführungsbeispiel,
wie in 6 gezeigt, derart ausgelegt, daß die Auftreffgebiete 53b der
Blattfeder 53 allmählich
bezüglich
der Länge
von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
zunehmen, so daß die
Federkonstanten davon allmählich
in einer mit der Tonhöhe absteigenden
Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
abnehmen. Zusätzlich
werden Nuten auf den Rückseiten
der Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 gebildet,
wie in 7 gezeigt, und zwar derart, daß die Anzahl der Nuten allmählich in
einer mit der Tonhöhe
absteigenden Reihenfolge von hohen Tonhöhen zu niedrigeren Tonhöhen zunehmen, so
daß die
Biegungen der Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 allmählich in
einer mit der Tonhöhe
absteigenden Reihenfolge vergrößert werden,
wenn sie von den Hammerschäften 40a angeschlagen
werden.
Jeder
der Spitzenendteile der Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 wird
weiter gebogen, um eine vorgeschriebene runde Form zum Puffermaterial 52 hin
zu haben. Somit ist es möglich,
zuverlässig
zu verhindern, daß die
Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 beschädigt werden,
auch wenn sie intensiv von den Hammerschäften 40a angeschlagen
werden und unerwarteter Weise in Kontakt mit dem Puffermaterial 52 gebracht
werden.
Das
Puffermaterial 54 ist aus einem vorgeschriebenen Puffermaterial
hergestellt, welches beispielsweise ausgewählt wurde aus Filz, Urethan,
Leder, Tuch und Excenu. Genauso wie das zuvor erwähnte Puffermaterial 52 ist
das Puffermaterial 54 wie ein Flächenelement geformt, welches über die Gesamtbreite
der Tastaturstruktur 100 langgestreckt ist. Anders als
das Puffermaterial 52 hat das Puffermaterial 54 vertikale
Schlitze die in Übereinstimmung mit
Grenzen zwischen den Kammzähnen
der Öffnung 53a und
der Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 ausgebildet
sind, so daß das
Puffermaterial 54 eng an den Auftreffgebieten 53b der
Blattfeder 53 angebracht werden kann. Übrigens ist es möglich, die Puffermaterialien 52 und 54 unter
Verwendung von unterschiedlichen Materialien zu formen.
D.h.,
der Anschlagteil 50 kann die darauf aufgebrachten Anschlagkräfte durch
Hammeranordnungen 40 durch die Puffermaterialien 52 und 54 reduzieren,
so daß adäquat reduzierte
Kräfte
auf die Hammeranordnungen 40 und die Hammeranschlagschiene 51 übertragen
werden können.
Somit ist es möglich,
mechanische Eigenschaften (beispielsweise Gewichte und Biegungen)
zu realisieren, die die vorangegangenen Charakteristiken der Seiten
für das
Klavier durch die Blattfeder 53 simulieren. Hierbei wird
das Gewicht einer Seite eines Klaviers durch eine Anschlagkraft
simuliert, die verursacht wird, wenn die Hammeranordnung 40 den
Anschlagteil 50 anschlägt,
so daß die
Anschlagkraft auf die Taste 5 als ein Gewichtsfaktor einer
Seite übertragen
wird (oder als ein Tastengefühlansprechen,
welches das Klavier simuliert).
2. Betrieb des Ausführungsbeispiels
Als
nächstes
wird im Detail der gesamte Betrieb der Tastaturstruktur 100 des
elektronischen Pianos beschrieben.
Wenn
der Anwender (oder Spieler) die Taste 5 herunterdrückt, wird
die Pilote 10, die an dem Hinterendteil der Taste 5 angebracht
ist, nach oben bewegt, um das Hebeglied 20 in einer Richtung
im Uhrzeigersinn zu drehen, so daß der große Stoßzungenteil 23a der
Stoßzunge 23 die
Hammernuß 42 nach oben
drückt,
um die Hammeranordnung 40 im Uhrzeigersinn zu drehen. Dann
wird der Hammerschaft 40 in Kontakt mit dem Anschlagteil 50 gebracht.
Somit schlägt
der Hammerschaft 40a der Hammeranordnung 40 den
Anschlagteil 50 an (siehe 1). Zu diesem
Zeitpunkt detektiert ein (nicht gezeigter) Sensor eine Druckkraft
(oder Druckgeschwindigkeit) der Taste 5, um eine (nicht
gezeigte) elektronische Schallquellenvorrichtung zu aktivieren,
die wiederum ein Musiktonsignal mit einer Tonfärbung und einer Tonhöhe erzeugt,
die der Taste 5 entspricht, genauso wie mit einer Lautstärke, die
der Druckkraft (oder der Druckgeschwindigkeit) der Taste 5 entspricht.
Der Musikton wird tatsächlich
von einem Lautsprecher oder Kopfhörer basierend auf dem Musiktonsignal
erzeugt.
Während der
große
Stoßzungenteil 23a die Hammeranordnung 40 dreht,
kommt der kleine Stoßzungenteil 23b in
Kontakt mit der Auslösepuppe 28, so
daß die
Stoßzunge 23 sich
gegen den Uhrzeigersinn um den Stift 24c mit Bezug auf
den Kontaktpunkt zwischen dem kleinen Stoßzungenteil 23b und
der Auslösepuppe 28 dreht,
die als ein Aufbringungspunkt wirkt. Somit bewegt sich der große Stoßzungenteil 23a nach
links von der Unterseite der Hammernuß 42 in 1,
so daß der
große
Stoßzungenteil 23a von
der Hammernuß 42 freikommt,
um zu gestatten, daß die
Hammeranordnung 40 fliegt bzw. losschlägt. Nach dem Anschlagen des
Anschlagteils 50 prallt die Hammeranordnung 40 von
dem Anschlagteil 50 zurück
und bewegt sich in 1 nach links, so daß der Fänger 30,
der an der Hammernuß 42 über den
Gegenfängerschaft 45 angebracht
ist, sich nach links bewegt und in Kontakt mit dem Fänger 31 kommt.
Als nächstes
wird die Hammeranordnung 40 temporär gestoppt. Dann bewegt sich
die Stoßzunge 23 nach
unten, wobei sie mit der Rückbewegung
des Hebegliedes 20 verriegelt wird, welches sich nach unten
bewegt, und zwar verriegelt mit der Rückbewegung der Taste 5.
Daher bewegt sich der große
Stoßzungenteil 23a wieder
unter die Unterseite der Hammernuß 42, was einen nächsten Anschlagvorgang der
Hammeranordnung 40 gestattet.
Wie
oben beschrieben, ist das elektronische Piano des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zur Anwendung im wesentlichen mit der gleichen Tastaturstruktur
des herkömmlichen
Klaviers geeignet, außer
der Hammeranordnung 40 und dem Anschlagteil 50.
Daher ist es möglich,
im wesentlichen das gleiche Tastengefühlansprechen des Klaviers zu
reproduzieren, bei dem die Stoßzunge 23 ausgelassen
wird und die Hammernuß 42 verläßt.
Zusätzlich ist
die Hammeranordnung 40 so ausgelegt, daß sie genau jene des Klaviers
simuliert, und zwar durch Anwendung des Pseudo-Hammers 40b,
durch welchen das Gewicht und die Balanceposition (d.h. der Schwerpunkt)
der Hammeranordnung 40 eingestellt werden. Daher ist es
möglich,
im wesentlichen das gleiche Tastengefühlansprechen des Klaviers zu
reproduzieren.
Darüber hinaus
ist die Blattfeder 53 des Anschlagteils 50 ausgelegt,
um die Eigenschaften von Seiten eines Klaviers derart zu simulieren,
daß die Auftreffgebiete 53b allmählich bezüglich der
Steifigkeit (oder der Federkonstanten) in einer mit der Tonhöhe absteigenden
Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
verringert werden, und entsprechend bezüglich der Biegung (oder der
Auslenkungen) in einer mit der Tonhöhe absteigenden Reihenfolge
vergrößert werden,
wenn sie von den Hammeranordnungen 40 angeschlagen werden. D.h.
es ist möglich,
Gewichtsfaktoren und Biegungen von Saiten zu simulieren, die von
Hammerfilzen in einem Klavier angeschlagen werden. Somit ist es
möglich,
realistisch Tastengefühlansprechen
eines Klaviers zu reproduzieren, die beim Herunterdrücken von
Tasten erzeugt werden, was bewirkt, daß die Hammerfilze die Saiten
anschlagen.
Der
Anschlagteil 50 hat eine dreilagige Struktur, die die Blattfeder 53 enthält, die
sandwichartig von den Puffermaterialien 52 und 54 aufgenommen ist,
wobei die Blattfeder 53 an der Hammeranschlagschiene 51 über das
Puffermaterial 52 durch Schrauben befestigt ist, und wobei
die Hammeranordnungen 40 die Blattfeder 53 über das
Puffermaterial 54 anschlagen. Dies verringert zuverlässigerweise
die Anschlagkräfte
der Hammeranordnungen 40 ohne die Hammeranordnungen 40 zu
beschädigen.
D.h., es ist möglich,
relativ hohe Haltbarkeit mit Bezug auf die Hammeranordnungen 40 und
den Anschlagteil 50 in dem elektronischen Piano beizubehalten.
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
ist derart konstruiert, daß die
Hammerschäfte 40a der
Hammeranordnungen 40 verwendet werden, um den Anschlagteil 50 anzuschlagen.
Daher kann im Vergleich zu einem Beispiel, wo die Tastaturstruktur,
bei der die Pseudo-Hämmer 40b der
Hammeranordnungen 40 verwendet werden, um den Anschlagteil 50 anzuschlagen,
das vorliegende Ausführungsbeispiel
die Tiefe der Tastaturstruktur reduzieren. Wenn die Hammeranordnung 40 nicht
den Anschlagteil 50 senkrecht anschlägt, wird bewirkt, daß eine Biegebewegung
um die Drehwelle der Hammeranordnung 40 auftritt. Im Vergleich
zu einem Beispiel der Tastaturstruktur, bei dem der Pseudo-Hammer 40b der
Hammeranordnung 40 verwendet wird, um den Anschlagteil 50 anzuschlagen,
kann das vorliegende Ausführungsbeispiel,
bei dem der Hammerschaft 40a der Hammeranordnung 40 verwendet
wird, um den Anschlagteil 50 anzuschlagen, den Anschlagpunkt
näher an
die Drehwelle der Hammeranordnung 40 bewegen. D.h., das
vorliegende Ausführungsbeispiel kann
die Biegebewegung verringern, wenn die Hammeranordnung 40 den
Anschlagteil 50 anschlägt, was
zu einer Verbesserung der gesamten Haltbarkeit der Tastaturstruktur 100 beiträgt, die
die Hammeranordnungen 40 mit einschließt.
3. Modifikationen
Diese
Erfindung ist nicht notwendigerweise auf das zuvor erwähnte Ausführungsbeispiel
eingeschränkt,
daher ist es möglich,
eine Vielzahl von Modifikationen vorzusehen, die unten beschrieben
werden.
(1) Erstes Beispiel
Die
Hammeranordnung 40 und der Anschlagteil 50, die
in dem elektronischen Piano des zuvor erwähnten Ausführungsbeispiels verwendet werden,
sind ausgelegt, um sowohl den Gewichtsfaktor als auch die Biegung
(oder Auslenkung) einer Seite zu simulieren, die von einem Hammerfilz
in einem Klavier angeschlagen wird. Es ist möglich, sich auf die Simulation
von entweder dem Gewichtsfaktor einer Saite oder der Biegung einer
Saite zu konzentrieren, und zwar insbesondere durch adäquate Auswahl einer
vorgeschriebenen Form und/oder eines vorgeschriebenen Materials
für die
Blattfeder 53. Die herkömmliche
Tastaturstruktur verwendet nur das Puffermaterial für den Anschlagteil,
wobei es unmöglich ist,
sowohl den Gewichtsfaktor als auch die Biegung einer Seite in einem
elektronischen Piano zu simulieren, die von einem Hammerfilz angeschlagen
wird. Auch wenn daher eines davon simuliert wird, ist es möglich, merklich
das Tastengefühlansprechen
zu verbessern, welches der Anwender (oder Spieler) erfährt, wenn
er eine Taste auf einem elektronischen Piano herunterdrückt.
(2) Zweites Beispiel
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
ist ausgelegt, um Veränderungen
der Gewichte oder der Steifigkeiten (oder Federkonstanten) mit Bezug
auf die Auftreffgebiete 53b der Blattfeder 53 des
Anschlagteils 50 zu realisieren, und zwar durch adäquate Veränderung
ihrer Abmessungen, wie beispielsweise der Längen, Breiten und Dicken und
der Materialien. Es ist möglich,
Veränderungen
des Gewichtes mit Bezug auf die Auftreffgebiete 53b der
Blattfeder 53 durch das Anhängen von unterschiedlichen
Gewichten 60 an die Rückseiten
der Auftreffgebiete 53b zu realisieren, wie in 8 gezeigt.
(3) Drittes Beispiel
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
der Anschlagteil 50 nur unter Verwendung von einem Flächenelement
der Blattfeder 53 gebildet. Es ist natürlich möglich, den Anschlagteil 50 durch
Anwendung von mehreren Flächenelementen
der Blattfedern zu bilden. Wie beispielsweise in 9 gezeigt,
ist es möglich,
drei Blattfedern 53 anzuordnen, die jeweils die gleiche
Größe und Form
haben, und zwar unabhängig
für das
Register mit niedriger Tonhöhe,
für das
Register mit mittlerer Tonhöhe
und das Register mit hoher Tonhöhe.
Es ist zusätzlich
möglich,
drei Flächenelemente
von Blattfedern 531, 532 und 533 anzuordnen,
wie in 10 gezeigt, die miteinander
kombiniert werden, um unterschiedliche Gewichte auf die Auftreffgebiete
aufzuprägen,
die zu dem Register mit niedriger Tonhöhe bzw. dem Register mit mittlerer
Tonhöhe
bzw. dem Register mit hoher Tonhöhe
gehören,
so daß die
Gewichte der Auftreffgebiete allmählich in einer mit der Tonhöhe absinkenden
Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
ansteigen. Insbesondere hat die Blattfeder 531 eine vorgeschriebene
Anzahl von Auftreffgebieten entsprechend den Hammeranordnungen 40 von
allen Registern; die Blattfeder 532 hat eine reduzierte
Anzahl von Auftreffgebieten entsprechend den Hammeranordnungen 40 des
Registers mit mittlerer Tonhöhe
und des Registers mit niedriger Tonhöhe; und die Blattfeder 533 hat
eine weiter reduzierte Anzahl von Auftreffgebieten in Übereinstimmung
mit den Hammeranordnungen 40 von nur dem Register mit niedriger
Tonhöhe.
Hierbei können
alle Auftreffgebiete der Blattfedern 531 bis 533 in
den gleichen Abmessungen (d.h. in den gleichen Längen) ausgebildet werden, und
die integrierten Federn 531 bis 533 simulieren
auch den Gewichtsfaktor und die Biegung einer Saite, die abhängig von
dem Tonhöhenregister der
Tasten variieren, ähnlich
wie bei den Beispielen und Ausführungsbeispielen,
die hier zuvor erklärt wurden.
(4) Viertes Beispiel
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat
die Blattfeder 53 des Anschlagteils 50 eine vorgeschriebene
Anzahl von Auftreffgebieten 53b in Übereinstimmung mit den Hammeranordnungen 40.
Statt dessen ist es möglich,
integral alle Auftreffgebiete 53b in der Blattfeder 53 zu
verbinden. Alternativ ist es möglich,
integral miteinander die Auftreffgebiete 53b mit Bezug
auf jedes der drei Register zu verbinden, d.h. das Register mit
niedriger Tonhöhe,
das Register mit mittlerer Tonhöhe
und das Register mit hoher Tonhöhe.
Auch wenn die Auftreffgebiete integral miteinander mit Bezug zu
jedem der drei Register verbunden sind, so daß im wesentlichen die gleichen Gewichtsfaktoren
und Auslenkungen der Seiten eines aufrechten Pianos mit Bezug auf
alle Register simuliert werden, ist es möglich, merklich die Tastengefühlansprechen
beim Herunterdrücken
der Tasten im Vergleich zu der herkömmlichen Tastaturstruktur zu verbessern,
die nicht Auslenkungen von Saiten reproduzieren kann, die von den
Hammerfilzen in einem elektronischen Piano angeschlagen werden.
Bei
dem Obigen ist es möglich,
Veränderungen
von Auslenkungen von Saiten zu simulieren, in dem man elastische
Materialien zur Anwendung bei integral verbundenen Anschlaggebieten
bezüglich der
jeweiligen drei Register verändert.
Anstatt
die elastischen Materialien zu verändern, oder zusätzlich zu
der Veränderung
von elastischen Materialien, ist es möglich, Bohrvorgänge in den
integral verbundenen Anschlaggebieten der Blattfeder auszuführen, so
daß es
möglich
ist, Veränderungen
der Ablenkungen von Saiten zu simulieren, die von Hammerfilzen in
einem elektronischen Piano angeschlagen werden, und die Veränderungen
der Gewichtsfaktoren, die den Tasten übertragen werden, wenn sie
heruntergedrückt
werden, und zwar abhängig
von dem Tonhöhenregister
der Tasten.
(5) Fünftes Beispiel
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
ist derart ausgelegt, daß die
Hammerschäfte 40a der
Hammeranordnungen 40 verwendet werden, um den Anschlagteil 50 anzuschlagen.
Natürlich
ist es möglich, das
vorliegende Ausführungsbeispiel
zu modifizieren, daß die
Pseudo-Hämmer 40b verwendet
werden, um den Anschlagteil 50 anzuschlagen, wie in 11 gezeigt.
(6) Sechstes Beispiel
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
setzt die Tastaturstruktur 100 ein, die im Grunde genommen
identisch mit der Tastaturstruktur eines Klaviers ist, außer den
Hammeranordnungen 40 und dem Anschlagteil 50,
und zwar um im wesentlichen die gleichen Tastengefühlansprechen
eines Klaviers zu reproduzieren. Natürlich ist es möglich, das
vorliegende Ausführungsbeispiel
zu modifizieren, um eine andere Art einer Tastaturstruktur anzuwenden,
wie beispielsweise die Tastaturstruktur eines Flügels, so daß es möglich ist, im wesentlichen
die gleichen Tastengefühlansprechen
eines Flügels
zu reproduzieren. Diese Erfindung ist nicht notwendigerweise auf Tastaturstrukturen
zur Anwendung in Pianos eingeschränkt. Daher ist diese Erfindung
auf andere Arten von Tastaturstrukturen anwendbar, und zwar zur
Anwendung in Cembalos, Celestas und Orgeln genauso wie beispielsweise
in Übungsmusikinstrumenten.
Wie
zuvor beschrieben hat diese Erfindung eine Vielzahl von technischen
Merkmalen und Effekten, die unten beschrieben werden.
- (1) Diese Erfindung sieht eine Tastaturstruktur vor, die im
Grunde genommen identisch mit der bekannten Tastaturstruktur eines
vorgeschriebenen Musikinstrumentes ist, wie beispielsweise eines Klaviers,
außer
der Hammeranordnungen und der Umgebung, was somit reale Tastengefühlansprechen
beispielsweise in einem elektronischen Piano simuliert. Jede der
Hammeranordnungen besteht aus einem Hammerschaft und einem Pseudo- Hammer, wobei einer
davon verwendet wird, um einen Anschlagteil anzuschlagen, der an
einem vorgeschriebenen Rückendteil
eines Betätigungsbügels angebracht
ist, wobei der Anschlagteil in einer mehrlagigen Struktur ausgebildet
ist, die ein elastisches Glied enthält (beispielsweise eine Blattfeder),
welches sandwichartig durch Puffermaterialien eingeschlossen wird.
Wenn daher die Hammeranordnung den Anschlagteil ansprechend auf
das Herunterdrücken
einer Taste anschlägt,
wird bewirkt, daß eine
elastische Verformung in dem elastischen Glied auftritt, was im wesentlichen
die gleiche Ablenkung einer Saite reproduzieren kann, die von einem
Hammerfilz beispielsweise in einem Klavier angeschlagen wird. Zusätzlich wird
die Anschlagkraft der Hammeranordnung durch die Puffermaterialien
verringert, so daß es
möglich
ist, eine relativ hohe Haltbarkeit mit Bezug sowohl auf die Hammeranordnungen
als auch auf den Anschlagteil aufrecht zu erhalten.
- (2) Das elastische Glied hat mindestens ein Anschlaggebiet,
welches tatsächlich
von einer Hammeranordnung beim Herunterdrücken einer Taste angeschlagen
wird, und welches relativ zur Hammeranordnung gekrümmt ist.
Aufgrund der gekrümmten
Form kann das Anschlaggebiet des elastischen Gliedes in adäquater Weise
verformt werden, wenn es von einer Hammeranordnung angeschlagen
wird, so daß es
möglich
ist, im wesentlichen die gleiche Ablenkung einer Seite zu reproduzieren,
die von einem Hammerfilz in einem Klavier angeschlagen wird.
- (3) Eine vorgeschriebene Anzahl von Auftreffgebieten wird in
dem elastischen Gebiet in Übereinstimmung
mit allen Hammeranordnungen oder in Übereinstimmung mit vorgeschriebenen
Gruppen (beispielsweise Registern) von jeweiligen Hammeranordnungen
ausgebildet. Somit ist es möglich,
Veränderungen
von Ablenkungen der Auftreffgebiete zu realisieren, die von den
entsprechenden Hammeranordnungen angeschlagen wurden, und zwar derart,
daß die
Ablenkungen allmählich
mit einer in der Tonhöhe
absteigenden Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
ansteigen. Insbesondere werden die Auftreffgebiete des elastischen
Gliedes bezüglich der
Form und/oder der Abmessungen, wie beispielsweise der Länge verändert, oder
sie werden beispielsweise bezüglich
des Materials verändert.
- (4) Bei dem Obigen wurden Nuten auf der Rückseite der Auftreffgebiete
ausgebildet, um Veränderungen
von Ablenkungen zu realisieren, wenn sie von den Hammeranordnungen
beim Herunterdrücken
von den Tasten angeschlagen werden. Auftreffgebiete können allmählich bezüglich des Gewichtes
in einer mit der Tonhöhe
absteigenden Reihenfolge von höheren
Tonhöhen
zu niedrigeren Tonhöhen
vergrößert werden.
Zusätzlich
können
die Puffermaterialien aus vorgeschriebenen Fasermaterialien, Ledermaterialien
oder aus synthetischen Harzen mit Elastizität gemacht werden.