JP2008064845A - 鍵駆動装置及び鍵盤装置 - Google Patents

Abstract

【課題】錘の慣性作用によって操作反力が付与される鍵を省電力で駆動して、小型化や軽量化を図る。
【解決手段】鍵２を押圧する操作に対して錘１３を動かそうとする時に生じる慣性作用による反力を付与する操作反力付与機構としての揺動レバー８と、押圧操作された鍵２を初期位置に戻す復元手段４と、鍵２を揺動駆動するアクチュエータ１０とを備えるとともに、揺動レバー８と鍵２との間に、鍵２の押圧操作時に両者を連結状態とし前記アクチュエータ１０による駆動時に連結状態を解除する着脱機構として、連結部材９、リンク１１等が設けられ、連結部材９の係合部２１に揺動レバー８のフック片３３が係脱可能に係合している。
【選択図】図１

Description

本発明は鍵駆動装置及びこの鍵駆動装置を用いた鍵盤装置に関する。

従来の電子キーボードやアコースティックピアノ等の鍵盤楽器には、各鍵を個々に駆動する鍵駆動装置を設け、楽曲を構成する一連の楽音に対応する演奏情報に従ってこの鍵駆動装置により各鍵を駆動するものがある。
これら従来の鍵駆動装置としては、ソレノイドを用いたもの（特許文献１〜３参照）や、ステッピングモータをアクチュエータとして使用したもの（特許文献４参照）等がある。
この場合、鍵盤楽器の鍵には、演奏時の感触を重視することから、バネと質量とを組み合わせた反力機構が具備されており、この反力が大きいため、鍵を駆動するためには、大きな駆動力と反復スピ−ドを有するアクチュエータが必要となる。従来の自動駆動型の鍵盤楽器にあっては、鍵駆動装置として、ソレノイドやステッピングモータ等を使用しているが、鍵盤楽器全体が大型化して重量が重くなる傾向にある。

一方、特許文献５記載の技術は、鍵を操作すると押圧されるゴムスイッチが設けられており、このゴムスイッチを自動演奏時には鍵により押圧されない位置に移動させることにより、自動演奏時の負荷を軽減して、小さな駆動力で鍵を駆動させるようにしている。
特開昭５９−３７５９４号公報 特許第３７３６０９０号公報 特許第２７４８６１７号公報 特開２００４−２９４７６９号公報 特開平１０−２８２９５４号公報

ところで、鍵盤楽器の反力機構としては、ピアノの押鍵感覚をより忠実に再現するため、ハンマーを模擬した錘（マス）を付与した機構を使うことが多い。演奏時の感触に対して、このマスによる反力機構の果たす役割は大きく、バネの反力機構のみで構成された鍵とは大きく異なった反力を生むことから、手動演奏用の鍵として好んで使われている。しかしこの鍵を自動演奏としてアクチュエータで駆動しようとすると、このマスによる反力機構が加速度に比例した大きな反力を生ずることから、駆動初期に瞬間的に特に大きな駆動力を発現するアクチュエータを必要とし、また反復スピードを早めるほど加速度も上がるため、小さなアクチュエータでは充分な駆動ができない。自動演奏時に鍵を駆動するアクチュエータにとって、バネ機構の駆動より、むしろこの重いマス機構のほうが、負担である。
このため、このマスによる反力機構を備えた鍵盤楽器において、小型でかつ消費電力が小さく、電池使用の電子キーボード等にも適する駆動装置が望まれていた。

本発明は、上記事情を鑑み、錘の慣性作用によって操作反力が付与される鍵を省電力で駆動して、小型化や軽量化を図ることができる鍵駆動装置及び鍵盤装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明の鍵駆動装置は、揺動可能に支持された鍵を駆動する鍵駆動装置であって、鍵を押圧する操作に対して錘を動かそうとする時に生じる慣性作用による反力を付与する操作反力付与機構と、押圧操作された鍵を初期位置に戻す復元手段と、鍵を揺動駆動するアクチュエータとを備えるとともに、前記操作反力付与機構と鍵との間に、鍵の押圧操作時に両者を連結状態とし前記アクチュエータによる駆動時に連結状態を解除する着脱機構が設けられていることを特徴とする。
このように、鍵を指で押圧操作したときには、錘を備えた操作反力付与機構と鍵とを連結状態とすることにより、錘による操作反力が付与され、鍵をアクチュエータで駆動するときには、着脱機構によって操作反力付与手段と鍵との連結状態を解除することにより、軽い鍵のみをアクチュエータによって駆動すればよいことになる。

この場合、前記着脱機構は、前記操作反力付与機構を鍵に対して連結状態となる位置と連結状態が解除される位置との間で往復移動させるものとすることにより、操作反力付与機構を移動させる操作で、鍵と操作反力付与機構との連結状態を切替えることができる。
また、本発明の鍵駆動装置において、前記着脱機構は、鍵に対する押圧操作力を操作反力付与機構と鍵との連結を強める方向に変換するするとともに、前記アクチュエータによる鍵の揺動駆動時には駆動力を操作反力付与機構と鍵との連結を解除する方向に変換する連結部材を備えていることを特徴とする。
このような構成とすることにより、鍵に対する押圧操作時とアクチュエータによる駆動時とで操作反力付与機構と鍵との連結状態を切替えることができ、連結、解除のための特別の操作を必要としないため、効率的である。

この場合、前記連結部材は、鍵の長さ方向に沿って配置されるとともに、長さの途中位置が水平軸を中心として鍵に揺動自在に支持され、その一端部に前記アクチュエータの出力軸が連結され、他端部に前記操作反力付与手段が着脱可能に係合され、その係合部における係合を解除する方向と前記アクチュエータによる駆動時の前記他端部の移動方向とが一致しており、前記水平軸と前記係合部とは、鍵に対する押圧操作によって該鍵とともに移動する前記水平軸に前記係合部の係合を強める方向のモーメントが作用する位置関係であることを特徴とする。
このように連結部材の水平軸と係合部との位置関係を設定することにより、鍵を指で押圧操作したときには操作反力付与機構が連結状態とされており、アクチュエータで駆動したときには操作反力付与機構との連結状態が解除され、操作反力付与機構をほぼ自動的に着脱することができる。

そして、その鍵盤装置は、前記鍵が複数並べて配置されるとともに、これら鍵を個々に駆動可能ないずれかの鍵駆動装置を備えている。
また、各鍵を個々に駆動可能で前記操作反力付与機構を鍵に対して連結状態となる位置と連結状態が解除される位置との間で往復移動させる着脱機構を有する鍵駆動装置を備え、各鍵駆動機構の操作反力付与機構が相互に連結状態とされ、前記着脱機構は、各操作反力機構を一体に往復移動させるものである構成としてもよい。

本発明の鍵駆動装置によれば、手動で鍵を操作する際には、操作反力付与機構が鍵に連結状態とされて、錘の慣性作用による反力が付与され、アコースティックピアノに近い打鍵感覚を得ることができ、また、アクチュエータで鍵を駆動する際には、その操作反力付与機構との連結が解除されるので、そのアクチュエータとしては、軽い鍵のみを駆動し得る小型かつ軽量で、安価な省電力のもので済み、鍵盤楽器としての小型化、軽量化を図ることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（鍵駆動装置の第１実施形態）
図１から図５は鍵駆動装置の第１実施形態を示している。
この鍵駆動装置１によって駆動される鍵２は、鍵盤楽器の筐体を構成するフレーム３に複数並べて配置されるものであり、図１に示すように、その長手方向の後端が板バネ４を介してフレーム３と一体の固定部５に取り付けられ、この板バネ４によってフレーム３に片持ち状態に支持された構成であり、板バネ４を撓ませることにより、鍵２がその後端側を支点として上下に揺動できるようになっており、その板バネ４が復元手段として機能し、その弾性力によって鍵２を初期位置に復元させる構成である。

鍵駆動装置１は、各鍵２に対応して一つずつ設けられるものであり、前記板バネ４よりも手前の位置において、鍵２の下面に突起部６が一体に形成されるとともに、該突起部６に、鍵２の長さ方向に直交する水平軸７が支持され、この水平軸７に、鍵２と後述の揺動レバー８とを連結するための連結部材９が上下揺動自在に支持され、この連結部材９の一方の端部にアクチュエータ１０がリンク１１を介して連結され、他方の端部に、前記水平軸７と平行な支点軸１２を中心に揺動可能な揺動レバー８が着脱可能に連結され、この揺動レバー８の先端に球状の錘１３が一体に固定された構成である。本実施形態においては、この錘１３を備えた揺動レバー８が、鍵２の押圧操作時に操作反力を付与する操作反力付与機構を構成している。

前記連結部材９は、その長さ方向の途中の複数箇所を折り曲げることにより、側面視が全体としてＴ字状に形成され、その上部に配置され前記水平軸７に支持される横部材１５と、その前端部（図１の右端部）から横部材１５に平行に該横部材１５の長さの途中位置まで折り返された折り返し部材１６と、その折り返し部材１６の先端から横部材１５に垂直に配置された縦部材１７とを備える構成とされている。
前記横部材１５は、その長さ方向の中央部よりも若干折り返し部寄りの位置が前記水平軸７に支持されており、この横部材１５と折り返し部材１６との間の折り返し部分１８には、上方に向けて若干突出するように折り曲げられた突出部１９が形成されている。この突出部１９は、横部材１５が鍵２と平行な水平状態に配置されている静止姿勢においては、鍵２の下面との間に若干の隙間ｇが開けられるが、横部材１５が図１の場合は反時計回りに回動することにより鍵２の下面に当接するようになっている（図４及び図５参照）。

そして、折り返し部材１６は、横部材１５との間に若干の間隔を開けて相互に平行に横部材１５の長さのほぼ中間付近まで延びていることにより、その折り返し部材１６の先端は、前記水平軸７よりも横部材１５の先端寄りの位置に配置されている。前記縦部材１７は折り返し部材１６の先端から垂直に垂れ下がるように連結されており、その下端部には、前記折り返し部材１６に平行な一対の突出片２０が前方に向けて垂直に形成されていることにより、両突出片２０の間に、前方に向けて凹状に開口する係合部２１が一体に形成されている。
この連結部材９における横部材１５の先端部（図１では左端部）には、上下方向に沿う１本の前記リンク１１の上端部がピン２５によって相対回動自在に連結され、このリンク１１の下端部に、前記アクチュエータ１０の出力軸２６の先端部がピン２５によって相対回動自在に連結されている。このアクチュエータ１０は、電磁石２７に通電したときに出力軸２６を引き込むように駆動するソレノイドであり、その出力軸２６を上方に向けた状態としてフレーム３に固定され、内部には、駆動した出力軸２６を通電停止により復帰させるためのバネ２８が設けられている。

一方、前記揺動レバー８は、鍵２の下方位置に該鍵２の長さ方向と平行に配置され、前記水平軸７と平行な支点軸１２により鍵２とは別に上下揺動可能にフレーム３に支持されている。この揺動レバー８の前端部は、上方に向けて垂直に折れ曲がっており、その折れ曲がり端部３２の上端に、前記連結部材９の係合部２１に対峙するフック片３３が一体に形成されている。このフック片３３は、揺動レバー８の折れ曲がり端部３２の上端からさらに後方に向けて屈曲して形成されており、連結部材９の係合部２１における両突出片２０の間に係脱し得るようになっている。

この場合、鍵２が水平状態に配置された静止姿勢では、図１に示すように、連結部材９の縦部材１７が垂直に配置されるとともに、揺動レバー８は支点軸１２に水平に支持され、その折れ曲がり端部３２が垂直に配置された状態となる。そして、この状態で、連結部材９の係合部２１に揺動レバー８のフック片３３がごくわずかな隙間でもって係合している。この連結部材９の係合部２１と揺動レバー８のフック片３３との係合部分は、両者の係合状態で若干の相対回動が可能で、連結部材９の下方への移動時に両者が相対回動しながら係合状態を維持したまま揺動レバー８の前端部を押下げ、それによって揺動レバー８を揺動させ得るようになっている。もちろん、図１に示す状態から連結部材９を反時計回りに回動させた場合には連結部材９の係合部２１と揺動レバー８のフック片３３との係合状態は解除される。すなわち、この実施形態においては、連結部材９、アクチュエータ１０、リンク１１、揺動レバー８の折れ曲がり端部３２等が、鍵２と錘１３を備える揺動レバー８（操作反力付与機構）とを連結し、あるいはその連結を解除する着脱機構を構成している。

このように構成された鍵駆動装置１において、図１に示す静止姿勢から図２で示すように鍵２を指で押圧操作すると、該鍵２は、板バネ４を撓ませながら前端部を下方に移動させるが、このとき、鍵２の下方の連結部材９は、その水平軸７が鍵２と一体に下方に移動するのに対して、アクチュエータ１０の出力軸２６に連結されている横部材１５の前端部は、アクチュエータ１０の出力軸２６が動かないため、図１に示す初期位置にほぼ維持され、これに伴って連結部材９の横部材１５には、水平軸７を中心に図１の時計回りに回動しようとするモーメントが作用する。このとき、この連結部材９と揺動レバー８との係合部分は、図１のLで示すように水平軸７よりも前端部寄りにずれて配置されているため、そのモーメントにより、縦部材１７の下端部で前方に向けて開口している係合部２１が揺動レバー８のフック片３３により係合する方向に押されることになる。したがって、図２で示すように、連結部材９の係合部２１と揺動レバー８のフック片３３とが、その係合状態をほぼ維持したまま相対回動しながら水平軸７を中心に図２の時計方向に若干回動させられ、その結果、揺動レバー８の前端部が押下げられて錘１３が持ち上げられ、その慣性による操作反力が指に伝えられることにより、アコースティックピアノのような打鍵感覚が付与されることになる。

この指で鍵２を押圧操作する場合、鍵２が最下端まで押下げられた状態で、鍵２の前端部が静止状態のアクチュエータ１０の出力軸２６に衝突しないように、図３に示すように、アクチュエータ１０の上方に配置されている鍵２の前端部の下面には逃げ部３５が形成されている。
そして、指を鍵２から離すと、鍵２は板バネ４及びバネ２８の復元力によって元の水平姿勢に復帰させられるが、このとき、連結部材９が水平軸７の部分で若干持ち上げられる結果、図３の反時計方向にわずかに回動させられながら上昇し、これに伴い、揺動レバー８の前端部が持ち上げられ、錘１３を下げて水平姿勢に復帰させられる。

次いで、図１の状態からアクチュエータ１０によって鍵２を揺動駆動する場合について説明する。
アクチュエータ１０を作動させて、その出力軸２６を下方に引き込むと、該アクチュエータ１０の出力軸２６にリンク１１を介して連結されている連結部材９の横部材１５が水平軸７を中心に図４に示すように反時計回りに回動させられる。このとき、連結部材９は、折り返し部分１８の突出部１９が鍵２の下面に当接するまで回動し、その回動によって縦部材１７の下端部の係合部２１が揺動レバー８のフック片３３から離間させられ、フック片３３との係合が解除される。そして、さらにアクチュエータ１０によって出力軸２６を引き込んでいくと、連結部材９は、その突出部１９が鍵２の下面に当接しているので、その当接部分と水平軸７の支持部分との二箇所で鍵２を保持して、水平軸７の部分では下向きに、かつ突出部１９の部分では上向きに力が作用し、その結果、鍵２に反時計回りのモーメントが作用することになり、図５に示すように、鍵２の前端部を下方に押下げることになるのである。

このように自動で鍵２を駆動する場合においては、アクチュエータ１０を作動させる最初の段階で連結部材９が回動して、該連結部材９と揺動レバー８との連結状態が解除されるので、揺動レバー８の錘１３による抵抗が鍵２には作用せず、この軽い鍵２のみを駆動すればよいことになる。したがって、アクチュエータ１０としては、軽い鍵２のみを駆動できる小駆動力、小電力のもので十分であり、小型のものを適用することが可能になる。

また、連結部材９等から構成される着脱機構は、鍵２の手動操作時においては、鍵２に対する押圧操作によって該鍵２とともに移動する水平軸７に係合部２１の係合を強める方向のモーメントが作用するように、水平軸７と係合部２１との位置関係が設定されており、一方、自動演奏時には、アクチュエータ１０による駆動時の連結部材９の揺動方向が、連結部材９の係合部２１における係合を解除する方向に一致している。すなわち、鍵２を手動操作する場合と自動で駆動する場合とで、前記連結部材９は、手動操作時には、鍵２に対する押圧操作力を揺動レバー８と鍵２との連結を強める方向に変換するするとともに、前記アクチュエータ１０による鍵２の揺動駆動時には、その駆動力を揺動レバー８と鍵２との連結を解除する方向に変換するように作用しており、連結、解除のための特別の操作を必要としないため、効率的である。

（アクチュエータの変形例）
図６から図９は、本発明の鍵駆動装置に適用されるアクチュエータの変形例を示している。
このアクチュエータとしては、第1実施形態の鍵駆動装置１に適用したソレノイドの他に、図６に示す電磁石の吸着力によるもの、図７に示す電磁石の反発力によるもの、図８に示すモータによるもの、図９に示す形状記憶合金製のワイヤによるもの、などを適用することができる。
なお、これら各変形例において、その鍵２は、第１実施形態のものと同様に、その長手方向の後端が板バネ４を介してフレーム３と一体の固定部５に取り付けられ、この板バネ４によってフレーム３に片持ち状態に支持された構成であり、板バネ４を撓ませることにより、鍵２がその後端側を支点として上下に揺動できるようになっている。

図６に示す第１変形例のアクチュエータ４１では、鍵２の長さの途中位置に電磁石４２が一の磁極を下方に向けて固定されるとともに、鍵２の下方のフレーム３上に、他の電磁石４３がその磁極の一つを前記電磁石４２の磁極と対向するように配置されている。そして、これら両電磁石４２・４３に通電することにより、両磁石４２・４３の対向磁極を異極に磁化し、その吸引力によって矢印で示すように鍵２を下方に引き込むように駆動する構成である。

図７に示す第２変形例のアクチュエータ４５では、鍵２の長さの途中位置に電磁石４２が一の磁極を上方に向けて固定されるとともに、鍵２の上方のフレーム３上に、他の電磁石４６がその磁極の一つを前記電磁石４２の磁極と対向するように配置されている。そして、これら両電磁石４２・４６に通電することにより、両磁石４２・４６の対向磁極を同極に磁化し、その反発力によって鍵２を下方に押下げるように駆動する構成である。

図８に示す第３変形例のアクチュエータ５１では、鍵２の板バネ４を保持している固定部５に電磁モータ、超音波モータ等のモータ５２がその出力軸５３を鍵２の側方に向けて組み込まれており、その出力軸５３にアーム５４が直交状態に固定され、そのアーム５４の先端が鍵２の側部にピン５５によって固定された構成とされている。この構成のアクチュエータ５１であると、モータ５２によって出力軸５３を回転させると、その出力軸５３と一体に回転するアーム５４によって鍵２が下方に押下げられるようになっている。

図９に示す第４変形例のアクチュエータ６１では、鍵２に形状記憶合金からなるワイヤ６２の一端が固定され、途中でプーリ６３を介してワイヤ６２の他端がフレーム３に固定されており、このワイヤ６２に通電するための制御部６４が接続され、その通電による発熱時と通電停止による冷却時とでワイヤ６２が伸縮されることにより鍵２を駆動する構成である。
以上のように、鍵を揺動駆動するアクチュエータとしては種々のものを適用することができる。

（鍵駆動装置の第２実施形態）
図１０から図１４は本発明の第２実施形態を示している。以下の各実施形態において、第１実施形態のものと同じ構成部分については同一符号を付して説明を簡略化する。なお、これら図１０から図１４において、（ａ）は正面図、（ｂ）はその右側面図である。また、各図において鍵を駆動するアクチュエータは省略する。
この第２実施形態の鍵駆動装置７１は、第１実施形態の場合と同様に板バネ４によって片持ち状態に支持された鍵２の前端部の下面に、L字形の係止部７２が一体に形成されるとともに、鍵２の下方に、鍵２の長さ方向に沿う揺動レバー７３が水平な支点軸１２を中心に上下揺動可能に支持されており、この揺動レバー７３の前端部に、鍵２の係止部７２に係脱可能なフック７４が形成され、このフック７４と係止部７２とが連結状態となる位置と、その連結状態が解除される位置との間で揺動レバー７３を往復移動させることにより、鍵２と揺動レバー７３との連結あるいはその解除を行う構成である。

この場合、鍵２に設けられるL字形の前記係止部７２は、鍵２の下面に垂直に垂れ下がり、その下端部７２ａが鍵２の側方に向けて屈曲形成されている。一方、揺動レバー７３に設けられるフック７４は、これもL字形に形成されており、鍵２の係止部７２の下方位置において鍵２の上面に垂直に立設され、その上端部７４ａが揺動レバー７４の前端部に向けて屈曲形成され、揺動レバー７４と平行に配置されている。そして、このフック７４の上端部７４ａと揺動レバー７３との間に、鍵２の係止部７２の下端部７２ａが入り込むように両者が係止されており、この鍵２の係止部７２ａの先端方向、つまり鍵２の側方に揺動レバー７３を移動することにより、両者の係止状態が解除される構成である。
この係止部７２とフック７４とを係止状態とし、あるいはこれを解除する手段としては、揺動レバー７３をその支点軸１２にスライド自在に支持させておき、これをスライドさせる等の方法を採用することができる。そして、この揺動レバー７３をスライドさせて鍵２の係止部７２と揺動レバー７３のフック７４とを係脱することにより、本発明の着脱機構を構成している。

このように構成した鍵駆動装置７１において、図１０から図１２に示すように、鍵２を指で押圧操作する場合には、鍵２と揺動レバー７３とを係止状態としておくことにより、鍵２の係止部７２の下端部７２ａが揺動レバー７３に当接して、指に揺動レバー７３の錘１３による操作反力が付与され、ピアノのタッチ感に近い感覚で操作することができる。
そして、自動演奏等によって鍵２を駆動する場合には、図１３に示すように揺動レバー７３を鍵２の側方に移動して、フック７４を鍵２の係止部７２から外した状態とした後、図示略のアクチュエータを駆動すれば、鍵２の係止部７２の下方から揺動レバー７３がずらされることになるため、係止部７２の下端部７２ａが揺動レバー７３に当接することはなく、鍵２のみが揺動させられる。したがって、錘１３を備える揺動レバー７３による反力が作用しないので、軽い鍵２のみを駆動することになり、アクチュエータを小駆動力のものであっても十分に機能させることができるようになる。
なお、フック７４は手動操作時に鍵２が揺動レバー７３から外れないように機能するものであればよい。

（鍵盤装置における着脱機構の例）
図１５及び図１６は、第２実施形態の鍵駆動装置を複数組み込んだ鍵盤装置において、鍵と操作反力付与機構とに対する着脱機構の例を示している。
この鍵盤装置８０は、鍵２及びこれに対応する鍵駆動装置７１が複数組並べられており、各鍵２のL字形の係止部７２と揺動レバー７３のフック７４との連結及びその解除の操作を各鍵駆動装置７１において一体に操作し得るように、かつモータ８１を使って自動化したものである。これら図１５及び図１６は、図１０から図１４と同様に、（ａ）が正面図、（ｂ）がその右側面図を示している。

すなわち、各鍵２の下方位置に配置される揺動レバー７３の支点軸１２が、隣接する揺動レバー７３間でロッド８２によって連結状態とされているとともに、この支点軸１２の付近で各揺動レバー７３の下面にキャスタ８３が設けられてフレーム３上に載せられており、支点軸１２をその軸方向に沿って移動することにより、各揺動レバー７３のキャスタ８３がフレーム３上を転がりながら移動して、鍵２と揺動レバー７３との連結状態が解除され、支点軸１２を逆に移動することにより、鍵２と揺動レバー７３とを連結状態とする構成である。
そして、各支点軸１２を相互に連結状態としているロッド８２にモータ８１がラックピニオン機構８４を介して接続されており、このモータ８１に、手動・自動を切替えるための切替えスイッチ８５からの信号を受けて、支点軸１２を所定の量だけ左右いずれかの方向に駆動するように電源８６から電流を制御する制御部８７が接続された構成である。

そして、この鍵盤装置８０において、手動操作時は、手動に切替えられた切替えスイッチ８５からの信号により、制御部８７がモータ８１を駆動して、図１５に示すように鍵２と揺動レバー７３とを連結状態とし、この状態で鍵２を押圧操作することにより、揺動レバー７３の錘１３の作用によって指に操作反力が伝えられる。
一方、自動演奏時は、切替えスイッチ８５を自動演奏に切替えると、その信号を受けて制御部８７がモータ８１を手動操作時とは逆方向に駆動して、支点軸１２を移動することにより、図１６に示すように揺動レバー７３が鍵２の係止部７２から外された状態となる。したがって、この図１６に示す状態では、アクチュエータ（図示略）は軽い鍵２のみを駆動すればよいことになる。
なお、モータ８１を駆動して揺動レバー７３の支点軸１３を移動するときは、鍵２が水平状態とされた初期位置においてなされるものとする。

（鍵駆動装置の第３実施形態）
図１７及び図１８は本発明の鍵駆動装置の第３実施形態を示している。
この鍵駆動装置９１は、第２実施形態の鍵駆動装置７１と同様に、鍵２に係止部７２が設けられるとともに、揺動レバー７３にフック７４が設けられているが、第２実施形態の場合は、揺動レバー７３を側方、つまり支点軸１２の軸方向に往復移動させることにより、鍵２と揺動レバー７３とを係脱する構成であったのに対し、この第３実施形態の場合は、揺動レバー７３をその静止状態から長さ方向に沿って往復移動させることにより、鍵２と揺動レバー７３とを係脱する構成である。この場合、揺動レバー７３は、図１８に示すように、その前端が鍵２の係止部７２の下方から外れるまで移動させられる。また、錘１３を支持する部分はフレーム３が揺動レバー７３の移動方向に沿って傾斜させられている。
この第３実施形態において、指で鍵２を押圧操作する場合は第２実施形態の場合と同様であるので、その説明を省略する。

鍵２をアクチュエータ（図示略）で駆動する場合は、図１７の静止状態から揺動レバー７３を長さ方向に移動して、図１８に示すように、揺動レバー７３の前端を鍵２の係止部７２の下方から退避させた後、鍵２を駆動する。この実施形態の場合も、揺動レバー７３との連結が解除されるので、軽い鍵２のみを駆動すればよい。
なお、鍵２の係止部７２から揺動レバー７３を外す場合、図１８のように揺動レバー７３を係止部７２の下方から完全に退避させてしまうのではなく、若干ずらした後に下方に移動して、図１９に示すように、係止部７２の下方に少し離して揺動レバー７３を配置するようにしておくことにより、図２０に示すように鍵２の係止部７２が揺動レバー７３に当接するまで鍵２をアクチュエータで駆動し、その状態からは、図２１に示すように指で鍵２を押圧操作することにより、揺動レバー７２の錘１３による反力を付与することができる。このようにして鍵２の駆動を半分程度にしておくことにより、指で押圧操作する際のガイドとして機能させることが可能である。

（鍵盤装置における着脱機構の他の例）
図２２及び図２３は、第３実施形態の鍵駆動装置を複数組み込んだ鍵盤装置において、鍵と操作反力付与機構とに対する着脱機構の例を示している。
この鍵盤装置１０１は、鍵２及びこれに対応する鍵駆動装置９１が複数組並べられており、各鍵２のL字形の係止部７２と揺動レバー７３のフック７４との連結及びその解除の操作を各鍵駆動装置９１において一体に操作し得るように、かつモータ８１を使って自動化したものである。これら図２２及び図２３は、（ａ）が上面図、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う側面図を示している。

この鍵盤装置１０１においては、各揺動レバー７３の支点軸１２が相互に連結状態とされ、その支点軸１２の端部にナット部材１０２及びリードスクリュー１０３が設けられ、そのリードスクリュー１０３にモータ８１が接続され、このモータ８１に、手動・自動を切替えるための切替えスイッチ８５からの信号を受けて、支点軸１２を所定の量だけ揺動レバー７３の前後いずれかの方向に駆動するように電源８６からの電流を制御する制御部８７が接続された構成である。
この場合も、モータ８１を駆動して揺動レバー７３の支点軸１２を移動するときは、鍵２が水平状態とされた初期位置においてなされるものとする。

このような構成の鍵盤装置１０１においては、手動操作時は、手動に切替えられた切替えスイッチ８５からの信号により、制御部８７がモータ８１を駆動して、図２２に示すように鍵２と揺動レバー７３とを連結状態とし、この状態で鍵２を押圧操作することにより、揺動レバー７３の錘１３の作用によって指に操作反力が伝えられる。
一方、自動演奏時は、切替えスイッチ８５を自動演奏に切替えると、その信号を受けて制御部８７がモータ８１を手動操作時とは逆方向に駆動して、支点軸１２を移動することにより、図２３に示すように揺動レバー７３が鍵２の係止部７２から外された状態となり、このようにして鍵２と揺動レバー７３との係止状態が解除された後は、軽い鍵２のみをアクチュエータ（図示略）で駆動すればよい。

（第４実施形態）
図２４から図２７は本発明の第４実施形態の鍵駆動装置を示している。
この鍵駆動装置１１１は、揺動レバー７３の前端部にマグネットスイッチ１１２が固定され、このマグネットスイッチ１１２が鍵２の前端部に設けたフック１１３に係脱される構成である。
マグネットスイッチ１１２は、筒状のハウジング１１４の一端部に軸方向に沿って電磁石１１５が固定されるとともに、ハウジング１１４の残りの空洞部分に円柱状の永久磁石１１６が移動自在に収納されており、電磁石１１５に通電することにより、永久磁石１１６との対向磁極を同極にして、その反発力によって永久磁石１１６の端部をハウジング１１４から突出させ、また、通電を停止すると、永久磁石１１６と電磁石１１５の鉄心とが吸引して永久磁石１１６がハウジング１１４内に引き込まれる構成である。
そして、その永久磁石１１６の突出方向を揺動レバー７３の長さを延長する方向に向けた状態として揺動レバー７３の前端部にハウジング１１４が固定されている。一方、鍵２の前端部の下面に前記フック１１３が設けられている。このフック１１３は、マグネットスイッチ１１２の円柱状の永久磁石１１６を挿通させるリング部材１１７と、そのリング部材１１７においてマグネットスイッチ１１２に対向している端部とは逆の端部を閉塞する磁性体の端部部材１１８とから構成されている。

この鍵駆動装置１１１において、鍵２を手動操作する場合は、図２４に示すように、マグネットスイッチ１１２の永久磁石１１６を突出させて、鍵２のフック１１３内に挿通させると、永久磁石１１６はフック１１３の端部部材１１８に吸着する。この状態とすることにより、鍵２と揺動レバー７３（操作反力付与機構）とが連結された状態となり、図２５に示すように指で鍵２を押圧操作することにより、揺動レバー７３の錘１３による操作反力が指に伝わることになる。
自動演奏する場合は、図２６に示すように、マグネットスイッチ１１２の永久磁石１１６をハウジング１１３内に引き込んでおく。この状態とすることにより、鍵２と揺動レバー７３との連結状態は解除され、アクチュエータ（図示略）で鍵２を図２７に示すように駆動することが容易になるものである。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、操作反力付与機構として、各実施形態では先端に球状の錘を取り付けた揺動レバーとしたが、レバーに球状の錘を取り付ける構成に代えて、Ｕ字状に折り返し状態としたレバーとし、そのＵ字状部分を実質的に錘として機能させる構成なども採用することが可能である。また、押圧操作した鍵を初期位置に復帰させるための復元手段として板バネを適用したが、コイルスプリングを鍵の下方に配置する構成、上方から鍵をコイルスプリングで吊下げ支持する構成とするなども採用することができる。

本発明の第１実施形態の鍵駆動装置を示す側面図である。 図１の鍵駆動装置において鍵を指で押圧操作している状態を示す側面図である。 図２に示す状態からさらに鍵を押下げた状態を示す側面図である。 図１の鍵駆動装置において電磁石に通電して鍵を駆動し始めた状態を示す側面図である。 図４に示す状態からさらに駆動した状態を示す側面図である。 本発明の鍵駆動装置に適用可能なアクチュエータの第１変形例を示す側面図である。 本発明の鍵駆動装置に適用可能なアクチュエータの第２変形例を示す側面図である。 本発明の鍵駆動装置に適用可能なアクチュエータの第３変形例を示す側面図である。 本発明の鍵駆動装置に適用可能なアクチュエータの第４変形例を示す側面図である。 本発明の第２実施形態の鍵駆動装置を示す側面図である。 図１０の鍵駆動装置において鍵を指で押圧操作している状態を示す側面図である。 図１１に示す状態からさらに鍵を押下げた状態を示す側面図である。 図１０の鍵駆動装置において鍵と揺動レバーとの連結を解除した状態を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 図１３に示す状態から鍵を駆動した状態を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 第２実施形態の鍵駆動装置を複数組み込んだ鍵盤装置の要部を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 図１５に示す状態から鍵と揺動レバーとの連結を解除した状態を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 本発明の第３実施形態の鍵駆動装置を示す側面図である。 図１７に示す状態から鍵と揺動レバーとの連結を解除した状態を示す側面図である。 図１８に示す状態に対して揺動レバーの解除位置を変えた例を示す側面図である。 図１９に示す状態から鍵を駆動した状態を示す側面図である。 図２１に示す状態からさらに指で鍵を押圧操作した状態を示す側面図である。 第３実施形態の鍵駆動装置を複数組み込んだ鍵盤装置の要部を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 図２２に示す状態から鍵と揺動レバーとの連結を解除した状態を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 本発明の第４実施形態の鍵駆動装置を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。 図２４に示す状態から指で鍵を押圧操作した状態を示す側面図である。 図２４に示す状態から鍵と揺動レバーとの連結を解除した状態を示す側面図である。 図２６に示す状態から鍵を駆動した状態を示す側面図である。

符号の説明

１…鍵駆動装置、２…鍵、３…フレーム、４…板バネ（復元手段）、５…固定部、６…突起部、７…水平軸、８…揺動レバー（操作反力付与手段）、９…連結部材、１０…アクチュエータ、１１…リンク、１２…支点軸、１３…錘、１５…横部材、１６…折り返し部材、１７…縦部材、１８…折り返し部分、１９…突出部、２０…突出片、２１…係合部、２５…ピン、２６…出力軸、２７…電磁石、２８…バネ、３２…折れ曲がり端部、３３…フック片、４１…アクチュエータ、４２・４３…電磁石、４５…アクチュエータ、４６…電磁石、５１…アクチュエータ、５２…モータ、５３…出力軸、５４…アーム、６１…アクチュエータ、６２…ワイヤ、６３…プーリ、６４…制御部、７１…鍵駆動装置、７２…係止部、７３…揺動レバー、７４…フック、８０…鍵盤装置、８１…モータ、８２…ロッド、８３…キャスタ、８４…ラックピニオン機構、８５…切替えスイッチ、８６…電源、８７…制御部、９１…鍵駆動装置、１０１…鍵盤装置、１０２…ナット部材、１０３…リードスクリュー、１１１…鍵駆動装置、１１２…マグネットスイッチ、１１３…フック、１１４…ハウジング、１１５…電磁石、１１６…永久磁石、１１７…リング部材、１１８…端部部材

Claims (6)

1. 揺動可能に支持された鍵を駆動する鍵駆動装置であって、鍵を押圧する操作に対して錘を動かそうとする時に生じる慣性作用による反力を付与する操作反力付与機構と、押圧操作された鍵を初期位置に戻す復元手段と、鍵を揺動駆動するアクチュエータとを備えるとともに、前記操作反力付与機構と鍵との間に、鍵の押圧操作時に両者を連結状態とし前記アクチュエータによる駆動時に連結状態を解除する着脱機構が設けられていることを特徴とする鍵駆動装置。
2. 前記着脱機構は、前記操作反力付与機構を鍵に対して連結状態となる位置と連結状態が解除される位置との間で往復移動させるものであることを特徴とする請求項１記載の鍵駆動装置。
3. 前記着脱機構は、鍵に対する押圧操作力を操作反力付与機構と鍵との連結を強める方向に変換するするとともに、前記アクチュエータによる鍵の揺動駆動時には駆動力を操作反力付与機構と鍵との連結を解除する方向に変換する連結部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の鍵駆動装置。
4. 前記連結部材は、鍵の長さ方向に沿って配置されるとともに、長さの途中位置が水平軸を中心として鍵に揺動自在に支持され、その一端部に前記アクチュエータの出力軸が連結され、他端部に前記操作反力付与手段が着脱可能に係合され、その係合部における係合を解除する方向と前記アクチュエータによる駆動時の前記他端部の移動方向とが一致しており、前記水平軸と前記係合部とは、鍵に対する押圧操作によって該鍵とともに移動する前記水平軸に前記係合部の係合を強める方向のモーメントが作用する位置関係であることを特徴とする請求項３記載の鍵駆動装置。
5. 前記鍵が複数並べて配置されるとともに、これら鍵を個々に駆動可能な請求項１から４のいずれかに記載の鍵駆動装置を備えた鍵盤装置。
6. 前記鍵が複数並べて配置されるとともに、これら鍵を個々に駆動可能な請求項２記載の鍵駆動装置を備え、各鍵駆動機構の操作反力付与機構が相互に連結状態とされ、前記着脱機構は、各操作反力機構を一体に往復移動させるものであることを特徴とする鍵盤装置。

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