JP2009128769A - Operator unit of electronic keyboard musical instrument - Google Patents

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JP2009128769A JP2007305846A JP2007305846A JP2009128769A JP 2009128769 A JP2009128769 A JP 2009128769A JP 2007305846 A JP2007305846 A JP 2007305846A JP 2007305846 A JP2007305846 A JP 2007305846A JP 2009128769 A JP2009128769 A JP 2009128769A
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Akihiko Komatsu
昭彦 小松
Atsuo Hattori
敦夫 服部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide good operation feeling of an operator similar to that of a natural keyboard musical instrument by appropriately performing both of force feeling control and operation control (adjustment of tilting) of the operator. <P>SOLUTION: The operator unit 1 of the electronic keyboard musical instrument includes: a long key 10 where the front and rear parts (first and second positions) 10a and 10b along a longitudinal direction are supported to independently move up and down; first and second solenoids (driving means) 21 and 22 for setting an optional position in the longitudinal direction of the key 10 as a support point and swinging the key 10 around the support point; first and second sensors (operation detection means) 31 and 32 for detecting the operation of the key 10; and a control unit (force sense control means) 40 for controlling a reaction force generated in the key 10 and an operation including tilting of the key 10 by controlling the first and second solenoids 21 and 22 based on the operation of the key 10 detected by the first and second sensors 31 and 32. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子鍵盤楽器が備える鍵あるいはペダルなどの操作子を有する操作子ユニットに関し、特に、操作子の操作感覚をアコースティックピアノなどの自然鍵盤楽器に近づけることができる操作子ユニットに関する。   The present invention relates to an operator unit having an operator such as a key or a pedal included in an electronic keyboard instrument, and more particularly to an operator unit capable of bringing the operating feeling of the operator closer to a natural keyboard instrument such as an acoustic piano.

アコースティックピアノなど生音を発生する自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵により回動するハンマーが打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマーの間には、ジャックやウィッペンを有してなるアクション機構が設けられている。このアクション機構によって、演奏者の指に鍵から独特の反力が掛かるようになっており、自然鍵盤楽器では、各楽器に特有の鍵タッチ感が得られる。   The keyboard unit of a natural keyboard instrument that produces live sound, such as an acoustic piano, is configured so that a hammer that rotates when a key is pressed strikes a string and has a jack or wippen between the key and the hammer. An action mechanism is provided. With this action mechanism, a unique reaction force is applied to the performer's finger from the key. With a natural keyboard instrument, a key touch feeling peculiar to each instrument can be obtained.

一方、電子ピアノなど電子音を発生する電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵時に鍵を初期位置に復帰させるためのスプリングや質量体(擬似ハンマー)などの機構を備えている。そして、これらスプリングや質量体による反力によって、上記のような自然鍵盤楽器の鍵タッチ感を模擬している。ところが、主に以下のような要因により、電子鍵盤楽器の鍵タッチ感は、厳密には自然鍵盤楽器の鍵タッチ感とは異なるものとなっている。   On the other hand, a keyboard unit of an electronic keyboard instrument that generates an electronic sound, such as an electronic piano, includes a mechanism such as a spring or a mass body (pseudo hammer) for returning a key to an initial position when a key is pressed. Then, the touch force of the natural keyboard instrument as described above is simulated by the reaction force of these springs and mass bodies. However, the key touch feeling of the electronic keyboard instrument is strictly different from the key touch feeling of the natural keyboard instrument mainly due to the following factors.

第1に、電子鍵盤楽器は、押鍵により電子音を発生させる装置であり、自然鍵盤楽器のように実際に打弦して発音する機構を有していないので、自然鍵盤楽器のような複雑なアクション機構がない。したがって、アクション機構に相当するスプリングや質量体の機構は比較的単純なものとなっている。そのため、スプリングや質量体だけでは、自然鍵盤楽器のアクション機構において様々な要素に基づいて生じる鍵タッチ感を忠実には再現しきれない。   First, an electronic keyboard instrument is a device that generates an electronic sound by pressing a key, and does not have a mechanism for actually striking a string like a natural keyboard instrument, so it is as complex as a natural keyboard instrument. There is no simple action mechanism. Therefore, the spring or mass body mechanism corresponding to the action mechanism is relatively simple. Therefore, the key touch feeling generated based on various elements in the action mechanism of a natural keyboard instrument cannot be faithfully reproduced with only the spring and the mass body.

第2に、電子鍵盤楽器は、自然鍵盤楽器に比べて小型化が図れることが長所であるが、小型化によって鍵盤ユニットの奥行きが小さくなると、鍵の先端から支点(揺動支点)までの距離が短くなる。そのため、鍵の先端のストローク(上下の移動量)を維持すると、自然鍵盤楽器と比べて押鍵時の鍵の前傾量が大きくなり、鍵の動作が急になる。これにより、電子鍵盤楽器における鍵の動作やタッチ感に違和感が生じてしまう。   Secondly, the electronic keyboard instrument is advantageous in that it can be downsized compared to the natural keyboard instrument. However, if the depth of the keyboard unit is reduced by downsizing, the distance from the tip of the key to the fulcrum (swinging fulcrum). Becomes shorter. For this reason, if the stroke at the tip of the key (the amount of vertical movement) is maintained, the amount of forward tilt of the key during key depression increases compared to a natural keyboard instrument, and the operation of the key becomes steep. As a result, a sense of incongruity occurs in the key operation and touch feeling of the electronic keyboard instrument.

そこで、電子鍵盤楽器において自然鍵盤楽器に近い鍵動作あるいは鍵タッチ感を得ることを目的とした鍵盤ユニットがいくつか提案されている。例えば、特許文献1に記載の鍵盤ユニットは、鍵を駆動するためのソレノイドを有する鍵駆動装置と、鍵駆動装置を制御する制御装置(力覚制御手段)とを備えており、これらによって鍵タッチ感を任意に調節して、自然鍵盤楽器に近づけるようになっている。
特許3772491号公報
In view of this, several keyboard units have been proposed for the purpose of obtaining a key movement or key touch feeling similar to that of a natural keyboard instrument in an electronic keyboard instrument. For example, a keyboard unit described in Patent Document 1 includes a key driving device having a solenoid for driving a key, and a control device (force sense control means) for controlling the key driving device. The feeling is arbitrarily adjusted to make it closer to a natural keyboard instrument.
Japanese Patent No. 3772491

また、特許文献2に記載の鍵盤ユニットは、鍵駆動装置として、印加電圧によって粘性を調節可能な電気粘性流体(以降、「ER〔Electro-Rheological〕流体」と呼ぶ)を用いたダンパーを備えている。この鍵盤ユニットによれば、ER流体の粘性を調節して押鍵時のダンパーの抵抗を変化させることで、鍵タッチ感を任意に調節可能となっている。また、特許文献3に記載の鍵盤ユニットは、鍵駆動装置として、磁気引力と機械的摩擦力との組み合わせにより押鍵に対する反力を調節する機構を備えている。
特開平7−13557号公報 特許3666129号公報
The keyboard unit described in Patent Document 2 includes a damper using an electrorheological fluid whose viscosity can be adjusted by an applied voltage (hereinafter referred to as “ER [Electro-Rheological] fluid”) as a key driving device. Yes. According to this keyboard unit, the key touch feeling can be arbitrarily adjusted by adjusting the viscosity of the ER fluid to change the resistance of the damper during key depression. In addition, the keyboard unit described in Patent Document 3 includes a mechanism that adjusts a reaction force against a key press by a combination of a magnetic attractive force and a mechanical frictional force as a key driving device.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-13557 Japanese Patent No. 3666129

一方、特許文献4に記載の鍵盤ユニットは、鍵を揺動させるアームの交差角度などの配置構成を可変とすることで、鍵の揺動支点の位置を変えることができる機構を備えている。この鍵盤ユニットによれば、鍵の揺動支点を実際の鍵の後端よりもさらに奥側に配置することで、押鍵時の鍵の前傾を緩やかにし、鍵の動作をグランドピアノなどの自然鍵盤楽器に近づけることを可能としている。
特開平4−66995号公報
On the other hand, the keyboard unit described in Patent Document 4 includes a mechanism that can change the position of the rocking fulcrum of the key by making the arrangement configuration such as the intersection angle of the arms that rock the key variable. According to this keyboard unit, the rocking fulcrum of the key is arranged further back than the rear end of the actual key, so that the forward tilt of the key when pressing the key is moderated, and the operation of the key can be performed by a grand piano or the like. It is possible to get closer to a natural keyboard instrument.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-66995

特許文献1乃至特許文献3に記載の鍵盤ユニットでは、力覚制御によって鍵タッチ感を任意に調節できるため、上記第1の問題点には対処できる。しかしながら、鍵の支点位置が固定されているため、押鍵時の鍵の傾き具合は調節できず、第2の問題点は解消できない。一方、特許文献4に記載の鍵盤ユニットでは、押鍵時の鍵の傾き具合を調節できるため、第2の問題点は解消できるが、鍵の力覚制御を行う手段を備えていないため、第1の問題点には対処できない。したがって、ここで挙げたいずれの従来技術を用いても、鍵の力覚制御を行いつつ押鍵時の鍵の傾き具合を調節することで自然鍵盤楽器に近い鍵の操作感覚を良好に得ることはできなかった。   In the keyboard units described in Patent Literature 1 to Patent Literature 3, the key touch feeling can be arbitrarily adjusted by force control, and therefore the first problem can be dealt with. However, since the fulcrum position of the key is fixed, the degree of inclination of the key when the key is pressed cannot be adjusted, and the second problem cannot be solved. On the other hand, in the keyboard unit described in Patent Document 4, the second problem can be solved because the degree of tilt of the key at the time of key depression can be adjusted. However, since there is no means for performing force control of the key, The first problem cannot be addressed. Therefore, using any of the conventional techniques listed here, it is possible to obtain a key operation feeling close to that of a natural keyboard instrument by adjusting the key inclination while pressing the key while performing key force control. I couldn't.

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、操作子の力覚制御と操作子の動作制御(傾き具合の調節)との両方を適切に行うことで、自然鍵盤楽器に近い操作子の操作感覚を良好に得られる電子鍵盤楽器の操作子ユニットを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a natural keyboard instrument by appropriately performing both haptic control of the operating element and operation control (adjustment of inclination) of the operating element. An object of the present invention is to provide an operation unit unit for an electronic keyboard instrument that can obtain a good operation feeling of a nearby operation unit.

上記課題を解決するため本発明にかかる電子鍵盤楽器の操作子ユニットは、長手方向に沿う第1の位置と第2の位置とが独立して上下移動可能に支持された長尺状の操作子と、第1の位置と第2の位置とを連動させて駆動することで、操作子の長手方向に沿う任意の位置を支点として設定し、該支点を中心に操作子を揺動させる駆動手段と、操作子の動作を検出する動作検出手段と、動作検出手段で検出した操作子の動作に基づいて駆動手段を制御することで、操作子に生じる反力及び操作子の動作を制御する力覚制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an operating unit unit of an electronic keyboard instrument according to the present invention is a long operating unit in which a first position and a second position along the longitudinal direction are supported so as to be vertically movable independently. Driving means that drives the first position and the second position in conjunction with each other to set an arbitrary position along the longitudinal direction of the operation element as a fulcrum and swing the operation element around the fulcrum. And a force detecting means for detecting the operation of the operating element, and a force for controlling the reaction force generated in the operating element and the operation of the operating element by controlling the driving means based on the operation of the operating element detected by the operation detecting means. Haptic control means.

この電子鍵盤楽器の操作子ユニットでは、操作子の第1の位置と第2の位置とが各々独立して上下移動可能となるように支持した上で、該操作子の第1の位置と第2の位置とを連動させて駆動する駆動手段と、動作検出手段で検出した操作子の動作に基づいて駆動手段を制御する力覚制御手段との両方を備えている。これにより、操作子の揺動支点をその長手方向における任意の位置に設定でき、操作子の傾き具合(沈み具合)を制御できる。それに加えて、力覚制御手段にて反力の力覚制御を行うことで、操作子の反力を調節できる。このように操作子の傾き具合を制御しつつ操作子に生じる反力の力覚制御を行うことによって、アコースティックピアノなどの自然鍵盤楽器に近い操作子の操作感覚を良好に得られる操作子ユニットとなる。   In the operation unit unit of the electronic keyboard instrument, the first position and the second position of the operation element are supported so as to be independently vertically movable, and then the first position and the second position of the operation element are supported. And a force sense control means for controlling the drive means based on the operation of the operation element detected by the motion detection means. Thereby, the rocking fulcrum of the operating element can be set at an arbitrary position in the longitudinal direction, and the inclination (sinking) of the operating element can be controlled. In addition, the reaction force of the operating element can be adjusted by performing force sense control of the reaction force with the force sense control means. An operator unit that can obtain a feeling of operation of an operator close to a natural keyboard instrument such as an acoustic piano by controlling the force of reaction force generated on the operator while controlling the inclination of the operator in this way Become.

また、上記操作子が鍵である場合、奥行き寸法が小さい電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットにおいて、上記の駆動手段によって、鍵の揺動支点を実際の鍵の後端よりも後方に設定できるので、押鍵時の鍵の傾き具合を緩やかにできる。これにより、鍵の動作をグランドピアノなどの自然鍵盤楽器に近づけることが可能となる。また、演奏者の好みに応じて押鍵時の鍵の傾き具合を任意に調節することも可能となる。なお、本発明にかかる操作子には、鍵以外にペダルなども含まれる。したがって、本発明は、電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットのみならずペダルユニットなどにも適用することが可能である。   Further, when the operation element is a key, in the keyboard unit of an electronic keyboard instrument having a small depth dimension, the key swinging fulcrum can be set behind the actual key rear end by the driving means. The tilt of the key can be relaxed. This makes it possible to bring the key movement closer to a natural keyboard instrument such as a grand piano. It is also possible to arbitrarily adjust the tilt of the key when the key is pressed according to the player's preference. The operation element according to the present invention includes a pedal and the like in addition to the key. Therefore, the present invention can be applied not only to a keyboard unit of an electronic keyboard instrument but also to a pedal unit.

なお、本発明の操作子ユニットが備える駆動手段には、自ら動作することで主体的に操作子を動かすソレノイドやモータなど、いわゆるアクティブな制動力を生じる機構だけでなく、主体的に操作子を動かすことはないが、操作子の操作に対する反力を受動的に発生するダンパーや摩擦部材など、いわゆるパッシブな制動力を生じる機構も含まれる。また、ここでいう駆動には、上記のアクティブな制動力を生じる機構による主体的な動作と、パッシブな制動力を生じる機構による受動的な動作との両方が含まれる。したがって、上記操作子駆動手段は、ソレノイド、電気粘性流体の粘性変化によって駆動力を変化させる機構、サーボモータ、形状記憶合金の形状回復によって駆動力を変化させる機構、などを用いて構成することができる。   Note that the driving means provided in the operating unit of the present invention includes not only a mechanism that generates a so-called active braking force, such as a solenoid or a motor that moves the operating device by itself, but also an operating device. A mechanism that generates a so-called passive braking force, such as a damper or a friction member that does not move but passively generates a reaction force against the operation of the operating element, is also included. In addition, the driving described here includes both a main operation by the mechanism that generates the active braking force and a passive operation by the mechanism that generates the passive braking force. Therefore, the operation element driving means can be configured using a solenoid, a mechanism that changes the driving force by changing the viscosity of the electrorheological fluid, a servo motor, a mechanism that changes the driving force by restoring the shape of the shape memory alloy, and the like. it can.

また、本発明の操作子ユニットでは、上記構成に加えて、力覚制御手段は、操作子の動作及び操作子に生じる反力のパターンを複数格納してなる力覚付与テーブルを備え、動作検出手段により検出した操作子の動作に基づいて、力覚付与テーブルに格納された複数のパターンから一のパターンを選択し、該選択したパターンを駆動手段に出力することで、操作子に生じる反力及び操作子の動作を制御するようにしてもよい。   In the operation unit of the present invention, in addition to the above-described configuration, the force control means includes a force sense application table that stores a plurality of patterns of the operation of the operation and the reaction force generated in the operation, and detects the operation. Based on the operation of the operation element detected by the means, the reaction force generated in the operation element is selected by selecting one pattern from a plurality of patterns stored in the force sense imparting table and outputting the selected pattern to the drive means. In addition, the operation of the operator may be controlled.

この構成によれば、グランドピアノ、アップライトピアノ、オルガンをはじめとする様々な自然鍵盤楽器の操作子の動き及び反力のシミュレートが可能となり、各種自然鍵盤楽器の操作子の操作感覚を忠実に再現できるようになる。   According to this configuration, it is possible to simulate the movements and reaction forces of various natural keyboard instruments, including grand pianos, upright pianos, and organs, and faithfully reproduce the operational sensations of various natural keyboard instruments. Can be reproduced.

また、本発明の操作子ユニットでは、上記構成に加えて、力覚制御手段は、駆動手段による反力に抗して操作された第1の位置又は第2の位置のいずれか一方の操作量に基づいて第1の位置又は第2の位置のいずれか他方を駆動する駆動手段を制御することで、操作子の傾き具合を制御してもよい。   In the operation unit of the present invention, in addition to the above-described configuration, the force sense control means operates at either one of the first position and the second position operated against the reaction force by the drive means. The inclination of the operator may be controlled by controlling the driving means for driving either the first position or the second position based on the above.

この構成によれば、操作子に生じる反力の調節と合わせて操作子の動作(傾き具合)を制御することが簡単に行えるようになり、各種自然鍵盤楽器の操作子の操作感覚をより忠実に再現できる。   According to this configuration, it becomes possible to easily control the operation (tilt) of the operation element in conjunction with the adjustment of the reaction force generated in the operation element, and the operation feeling of the operation elements of various natural keyboard instruments is more faithful. Can be reproduced.

本発明にかかる操作子ユニットによれば、電子鍵盤楽器が備える鍵やペダルなどの操作子の操作において、自然鍵盤楽器の操作子に近い操作感覚を良好に得られるようになる。   According to the operation unit according to the present invention, an operation feeling close to that of a natural keyboard instrument can be obtained satisfactorily in the operation of the operation elements such as keys and pedals of the electronic keyboard instrument.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態にかかる鍵盤ユニット1が備える鍵10及びその動作機構の構成を示す概略図である。なお、以下の説明では、鍵10の長手方向における両側のうち、鍵10を操作する演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。鍵10は、後端が鍵ガイド部11によってガイドされ、図示しないフレームなどの固定部に対して移動可能に支持されている。鍵盤ユニット1は、鍵10を駆動する駆動手段として、鍵10の前部(第1の位置)10aの下面側に設置した第1ソレノイド(第1の駆動部)21と、鍵10の後部(第2の位置)10bの下面側に設置した第2ソレノイド(第2の駆動部)22とを備えている。第1ソレノイド21は、鍵10の前部10aを上下に駆動し、第2ソレノイド22は、鍵10の後部10bを上下に駆動する。なお、第1、第2ソレノイド21,22は、自ら動作することで主体的に鍵10を動かすことが可能ないわゆるアクティブな制動力を生じる機構である。これら第1、第2ソレノイド21,22は、後述する制御部40による制御にて鍵10の前部10aと後部10bとを互いに連動させて駆動することで、鍵10の長手方向における任意の位置を支点として設定し、該支点を中心に鍵10を揺動させることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a key 10 and its operation mechanism provided in the keyboard unit 1 according to the first embodiment of the present invention. In the following description, among the two sides of the key 10 in the longitudinal direction, the player's side operating the key 10 is referred to as the front or the front, and the opposite side is referred to as the back or the rear. The rear end of the key 10 is guided by a key guide portion 11, and is supported so as to be movable with respect to a fixed portion such as a frame (not shown). The keyboard unit 1 has, as drive means for driving the key 10, a first solenoid (first drive part) 21 installed on the lower surface side of the front part (first position) 10 a of the key 10, and a rear part ( A second solenoid (second drive unit) 22 provided on the lower surface side of the second position 10b. The first solenoid 21 drives the front part 10a of the key 10 up and down, and the second solenoid 22 drives the rear part 10b of the key 10 up and down. The first and second solenoids 21 and 22 are mechanisms that generate a so-called active braking force that can move the key 10 independently by operating by itself. These first and second solenoids 21 and 22 are driven in an interlocked manner with the front part 10a and the rear part 10b of the key 10 under the control of the control part 40, which will be described later. Can be set as a fulcrum, and the key 10 can be swung around the fulcrum.

ここでは、鍵10の長手方向に沿う第1の位置である前部10aを鍵10の前端の直後における押鍵操作部近傍の位置とし、第2の位置である後部10bを鍵ガイド部11近傍の直前の位置としたが、鍵の長手方向に沿う第1の位置及び第2の位置とは、鍵の長手方向に沿って配置された二箇所の位置であれば、具体的な位置は本実施形態に示す位置には限られない。したがって、例えば、前部10a及び後部10bの両者あるいはいずれか一方が鍵10の長手方向の中間部により近い位置にあるなど、他の位置にあってもよい。   Here, the front portion 10a, which is the first position along the longitudinal direction of the key 10, is the position near the key pressing operation portion immediately after the front end of the key 10, and the rear portion 10b, which is the second position, is near the key guide portion 11. The first position and the second position along the longitudinal direction of the key are two positions arranged along the longitudinal direction of the key. The position is not limited to the position shown in the embodiment. Therefore, for example, both or one of the front part 10a and the rear part 10b may be in other positions such as being closer to the middle part of the key 10 in the longitudinal direction.

図2は、鍵ガイド部11の構成例を示す図で、(a)は、鍵10の概略側断面図、(b)は、鍵10の概略平面図である。なお、同図及び下記の図3では、鍵10及び鍵ガイド部11と第1、第2ソレノイド21,22のみを図示し、それ以外の部分は図示を省略している。鍵ガイド部11は、軸方向を垂直にして固定されたガイド軸12と、鍵10の後端部においてガイド軸12を挿通するガイド穴13とで構成されている。ガイド穴13は、ガイド軸12に対して上下移動自在になっている。また、同図(b)に示すように、ガイド軸12の前後及び左右の外周がガイド穴13の内周に接している。これにより、鍵10の前後及び左右方向への移動が規制されている。また、同図(a)に示すように、鍵10の長手方向が水平な状態で、ガイド穴13の中心軸方向がガイド軸12に対して前後方向に傾斜しており、ガイド穴13の前方の下部及び後方の上部に隙間が形成されている。したがって、鍵10は、この隙間の範囲内で前後方向の傾き量を任意に変更可能となっている。また、図示は省略するが、鍵10の前部10a及び後部10bの上方及び下方にはそれぞれ、前部10a及び後部10bの上下移動を所定位置にて規制するためのストッパーが設けられている。以上により、鍵10は前後及び左右方向への移動を規制された状態で、長手方向の前部10aと後部10bとが独立して上下移動可能になっている。   2A and 2B are diagrams illustrating a configuration example of the key guide unit 11, where FIG. 2A is a schematic side sectional view of the key 10, and FIG. 2B is a schematic plan view of the key 10. In FIG. 3 and the following FIG. 3, only the key 10 and the key guide portion 11 and the first and second solenoids 21 and 22 are shown, and the other portions are not shown. The key guide portion 11 includes a guide shaft 12 fixed with the axial direction vertical, and a guide hole 13 through which the guide shaft 12 is inserted at the rear end portion of the key 10. The guide hole 13 is movable up and down with respect to the guide shaft 12. Further, as shown in FIG. 2B, the front and rear and left and right outer peripheries of the guide shaft 12 are in contact with the inner perimeter of the guide hole 13. Thereby, the movement of the key 10 in the front-rear and left-right directions is restricted. Further, as shown in FIG. 5A, the central axis direction of the guide hole 13 is inclined in the front-rear direction with respect to the guide shaft 12 in a state where the longitudinal direction of the key 10 is horizontal, and the front of the guide hole 13 A gap is formed in the lower part and the rear upper part. Therefore, the key 10 can arbitrarily change the amount of tilt in the front-rear direction within the range of the gap. Although not shown, stoppers are provided above and below the front part 10a and the rear part 10b of the key 10 to restrict the vertical movement of the front part 10a and the rear part 10b at predetermined positions. As described above, the front part 10a and the rear part 10b in the longitudinal direction can be independently moved up and down in a state where the movement of the key 10 in the front-rear direction and the left-right direction is restricted.

図3は、鍵ガイド部11の他の構成例を示す図である。同図(a)に示す鍵ガイド部11−2は、図2に示す鍵ガイド部11のガイド穴13とは異なる形状のガイド穴13−2を備えている。ガイド穴13−2は、その上下方向の中間部に、細くくびれた形状の当接部13aを有しており、該当接部13aがガイド軸12の外周に当接している。これにより、鍵10は、前後及び左右方向への移動が規制された状態で、当接部13aを支点としてその上下に形成された隙間の範囲内で上下方向に揺動可能となっており、前部10aと後部10bとが互いに独立して上下移動可能になっている。   FIG. 3 is a diagram illustrating another configuration example of the key guide unit 11. The key guide portion 11-2 shown in FIG. 2A includes a guide hole 13-2 having a shape different from the guide hole 13 of the key guide portion 11 shown in FIG. The guide hole 13-2 has a narrow constricted contact portion 13a at an intermediate portion in the vertical direction, and the corresponding contact portion 13a is in contact with the outer periphery of the guide shaft 12. As a result, the key 10 is swingable in the vertical direction within the range of the gap formed above and below the contact portion 13a as a fulcrum in a state where movement in the front-rear and left-right directions is restricted. The front part 10a and the rear part 10b are movable up and down independently of each other.

図3(b)に示す鍵ガイド部11−3は、鍵10を揺動可能に支持するための球形状の支持部12aを有するガイド軸12−3を備えており、鍵10のガイド穴13−3は、支持部12aを回転自在に収納する形状に形成されている。これにより、鍵10は、前後及び左右方向への移動が規制された状態で、支持部12aを支点として長手方向に沿って上下方向に揺動可能となっており、前部10aと後部10bとが互いに独立して上下移動可能になっている。   The key guide portion 11-3 shown in FIG. 3B includes a guide shaft 12-3 having a spherical support portion 12a for swingably supporting the key 10, and a guide hole 13 of the key 10 is provided. -3 is formed in a shape that accommodates the support portion 12a rotatably. As a result, the key 10 can swing up and down along the longitudinal direction with the support portion 12a as a fulcrum in a state where movement in the front-rear and left-right directions is restricted, and the front portion 10a and the rear portion 10b Are movable up and down independently of each other.

図3(c)に示す鍵ガイド部11−4は、鍵10のガイド穴13−4及びその周辺部分が可撓性を有する軟質部材14で構成されており、ガイド軸12−4はガイド穴13−4の内周の全周に密着状態で挿通されている。この構成例では、ガイド軸12−4に支持された鍵10は、軟質部材14の変形によって前部10aと後部10bが独立して上下移動可能となっている。なお、この場合も軟質部材14によって鍵10の前後及び左右方向への移動は規制されている。   The key guide portion 11-4 shown in FIG. 3C is composed of a guide hole 13-4 of the key 10 and a soft member 14 having a flexible peripheral portion, and the guide shaft 12-4 is a guide hole. 13-4 is inserted in close contact with the entire inner circumference. In this configuration example, the key 10 supported by the guide shaft 12-4 can move up and down independently of the front portion 10 a and the rear portion 10 b by deformation of the soft member 14. In this case as well, the movement of the key 10 in the front-rear and left-right directions is restricted by the soft member 14.

図4は、鍵10の他の構成例を示す図で、(a)は、鍵10の概略側面図、(b)は、(a)のA−A概略矢視断面図である。同図に示す鍵10は、図2に示す鍵10が備える鍵ガイド部11を省略し、それに代えて、ソレノイド21、22のロッドの先端が回動軸21a,22aを介して鍵10の前部10aと後部10bとにそれぞれ回動自在に軸支された機構を備えている。このような機構によっても、鍵10は、前後及び左右方向への移動が規制された状態で、前部10aと後部10bとが互いに独立して上下移動可能な状態になる。   4A and 4B are diagrams showing another configuration example of the key 10, in which FIG. 4A is a schematic side view of the key 10, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. The key 10 shown in FIG. 2 omits the key guide portion 11 included in the key 10 shown in FIG. 2, and instead, the tips of the rods of the solenoids 21 and 22 are arranged in front of the key 10 via the rotation shafts 21a and 22a. A mechanism pivotally supported by each of the part 10a and the rear part 10b is provided. Even with such a mechanism, the key 10 is in a state in which the front part 10a and the rear part 10b can move up and down independently of each other in a state where movement in the front-rear and left-right directions is restricted.

図1に戻り、鍵盤ユニット1には、鍵10の動作を検出する動作検出手段として、鍵10の前部10aの動作を検出する第1センサ(第1の動作検出部)31と、鍵10の後部10bの動作を検出する第2センサ(第2の動作検出部)32とが備えられている。第1センサ31及び第2センサ32は、鍵10の変位、速度、加速度、角度、角速度のいずれか、あるいはこれらのうちの複数を検出可能なセンサである。このようなセンサの一例として、詳細な図示は省略するが、鍵10に取り付けたシャッタと、該シャッタにより光路が遮蔽されるフォトセンサとによって構成される光学式センサがある。この場合、鍵10の位置変化に応じて遮光量が連続的に変化するようにシャッタの形状が設定され、フォトセンサの出力信号から鍵10の位置が一義的に特定されるようになっている。なお、第1センサ31及び第2センサ32は、鍵10の位置を検出できるセンサであれば光学式に限らず他の方式によるセンサでもよい。   Returning to FIG. 1, the keyboard unit 1 includes a first sensor (first motion detection unit) 31 that detects the motion of the front portion 10 a of the key 10 as motion detection means that detects the motion of the key 10, and the key 10. And a second sensor (second motion detector) 32 for detecting the motion of the rear portion 10b. The first sensor 31 and the second sensor 32 are sensors that can detect the displacement, velocity, acceleration, angle, angular velocity of the key 10, or a plurality of these. As an example of such a sensor, although not shown in detail, there is an optical sensor constituted by a shutter attached to the key 10 and a photosensor whose optical path is shielded by the shutter. In this case, the shape of the shutter is set so that the light shielding amount continuously changes according to the change in the position of the key 10, and the position of the key 10 is uniquely specified from the output signal of the photosensor. . The first sensor 31 and the second sensor 32 are not limited to the optical type as long as they can detect the position of the key 10 and may be sensors based on other methods.

また、鍵盤ユニット1は、第1、第2ソレノイド21,22による鍵10の駆動を制御する制御部(力覚制御手段)40を備えている。制御部40からの制御信号は、第1ソレノイド制御ドライバ41を介して第1ソレノイド21に入力され、第2ソレノイド制御ドライバ42を介して第2ソレノイド22に入力される。また、第1センサ31と第2センサ32からの検出信号は、それぞれ第1センサ信号処理回路33と第2センサ信号処理回路34を介して制御部40に入力される。   The keyboard unit 1 also includes a control unit (force control means) 40 that controls the driving of the key 10 by the first and second solenoids 21 and 22. A control signal from the control unit 40 is input to the first solenoid 21 via the first solenoid control driver 41 and is input to the second solenoid 22 via the second solenoid control driver 42. Further, detection signals from the first sensor 31 and the second sensor 32 are input to the control unit 40 via the first sensor signal processing circuit 33 and the second sensor signal processing circuit 34, respectively.

図5は、鍵盤ユニット1及び制御部40を含む電子鍵盤楽器の全体構成例を示すブロック図である。制御部40は、CPU89、ROM82、RAM83を備えている。また、CPU89にはタイマ91が接続されている。CPU89は、鍵盤ユニット1を含む電子鍵盤楽器全体の制御を司る。ROM82は、CPU89が実行する制御プログラムや各種テーブルデータのほか、後述する力覚付与テーブル90を記憶している。RAM83は、演奏データ、テキストデータなどの各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算処理結果などを一時的に記憶する。タイマ91は、タイマ割り込み処理における割り込み時間などの各種時間を計時する。   FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of an electronic keyboard instrument including the keyboard unit 1 and the control unit 40. The control unit 40 includes a CPU 89, a ROM 82, and a RAM 83. A timer 91 is connected to the CPU 89. The CPU 89 controls the entire electronic keyboard instrument including the keyboard unit 1. The ROM 82 stores a force sense table 90 (to be described later) in addition to the control program executed by the CPU 89 and various table data. The RAM 83 temporarily stores various input information such as performance data and text data, various flags, buffer data, and arithmetic processing results. The timer 91 measures various times such as an interrupt time in the timer interrupt process.

また、電子鍵盤楽器には、制御部40のほか、設定操作部81、表示装置84、外部記憶装置85、外部インターフェイス86、音声出力部87などが設けられている。これら各部と上記の制御部40及び鍵盤ユニット1は、バス88を介して互いに接続されている。外部インターフェイス86には、不図示の外部機器が接続されている。設定操作部81には、不図示の各種スイッチが含まれ、該スイッチの操作による信号がCPU89に供給されるようになっている。外部記憶装置85は、上記の制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データなどを記憶するものである。   In addition to the control unit 40, the electronic keyboard instrument is provided with a setting operation unit 81, a display device 84, an external storage device 85, an external interface 86, an audio output unit 87, and the like. These units, the control unit 40, and the keyboard unit 1 are connected to each other via a bus 88. An external device (not shown) is connected to the external interface 86. The setting operation unit 81 includes various switches (not shown), and a signal generated by the operation of the switches is supplied to the CPU 89. The external storage device 85 stores various application programs including the above control program, various music data, and the like.

ROM82に格納された力覚付与テーブル90は、第1、第2ソレノイド21,22が発生すべき駆動力(あるいは反力)のパターンを複数格納したもので、制御パターンテーブル90aと出力テーブル90bとを備えている。制御パターンテーブル90aは、第1、第2センサ31,32からの鍵10の動作(位置、速度、加速度、角度、角速度のいずれかまたは複数)を示す信号に対する第1、第2ソレノイド21,22の出力値を参照するためテーブルである。また、出力テーブル90bは、第1、第2ソレノイド21,22に上記の出力値を発生させるための指令値を参照するテーブルである。これら制御パターンテーブル90a及び出力テーブル90bは、第1ソレノイド21と第2ソレノイド22に対応するものがそれぞれ別に用意されている。さらに、力覚付与テーブル90は、グランドピアノ、アップライトピアノ、パイプオルガン、エレクトーンなどの各種鍵盤楽器の鍵タッチ感及び鍵動作を再現するためのものが別に用意されており、それらがROM82に格納されている。   The force application table 90 stored in the ROM 82 stores a plurality of patterns of driving force (or reaction force) to be generated by the first and second solenoids 21 and 22, and includes a control pattern table 90a and an output table 90b. It has. The control pattern table 90a includes first and second solenoids 21 and 22 for signals indicating the operation of the key 10 from the first and second sensors 31 and 32 (any one or more of position, velocity, acceleration, angle, and angular velocity). This is a table for referring to the output value of. The output table 90b refers to a command value for causing the first and second solenoids 21 and 22 to generate the output value. The control pattern table 90a and the output table 90b are prepared separately for the first solenoid 21 and the second solenoid 22, respectively. In addition, the force imparting table 90 is provided separately for reproducing the key touch feeling and key movement of various keyboard instruments such as a grand piano, an upright piano, a pipe organ, and an electric tone, and these are stored in the ROM 82. Has been.

ここで、上記構成の鍵盤ユニット1における鍵10のタッチ感及び動作の制御手順を説明する。図6は、この制御手順を説明するためのフローチャートである。以下では、グランドピアノに近似した鍵タッチ感及び鍵動作が得られるように制御する場合を例に説明する。まず、あらかじめ、設定操作部81におけるスイッチなどの操作によって、グランドピアノの鍵タッチ感が指定されることで、ROM82に格納された複数の力覚付与テーブル90からグランドピアノの反力パターンが選択される。その後、制御部40の設定が初期化される(ステップST1−1)。そして、鍵10が初期位置にあるか否かが判断される(ステップST1−2)。その結果、鍵10が操作されて初期位置から移動している場合(N)、第1、第2センサ31,32にて、鍵10の前部10aと後部10bの動作情報(変位(x)、速度(v)、加速度(a)、角度(θ)、角速度(ω)のいずれかまたは複数)を検出する(ステップST1−3)。第1、第2センサ31,32による検出信号は、それぞれ第1センサ信号処理回路33、第2センサ信号処理回路34を経て制御部40に入力される。   Here, the control procedure of touch feeling and operation of the key 10 in the keyboard unit 1 having the above-described configuration will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining this control procedure. Below, the case where it controls so that the key touch feeling and key operation | movement close | similar to a grand piano are obtained is demonstrated to an example. First, a grand piano reaction force pattern is selected from a plurality of force sense tables 90 stored in the ROM 82 by designating a key touch feeling of the grand piano by operating a switch or the like in the setting operation unit 81 in advance. The Thereafter, the setting of the control unit 40 is initialized (step ST1-1). Then, it is determined whether or not the key 10 is in the initial position (step ST1-2). As a result, when the key 10 is operated and moved from the initial position (N), the first and second sensors 31 and 32 use the operation information (displacement (x)) of the front portion 10a and the rear portion 10b of the key 10. , Velocity (v), acceleration (a), angle (θ), angular velocity (ω) or a plurality thereof (step ST1-3). Detection signals from the first and second sensors 31 and 32 are input to the control unit 40 via the first sensor signal processing circuit 33 and the second sensor signal processing circuit 34, respectively.

CPU89は、上記の入力信号に応じて、ROM82に格納された力覚付与テーブル90の制御パターンテーブル90aから、第1ソレノイド21の出力F1=f1(x1,v1,a1,θ1,ω1)と、第2ソレノイド22の出力F2=f2(x2,v2,a2,θ2,ω2)をそれぞれ参照する(ステップST1−4)。さらに、第1ソレノイド21の出力F1を発生させるための指令値D1=f1(F1)と、第2ソレノイド22の出力F2を発生させるための指令値D2=f2(F2)を出力テーブル90bから参照する(ステップST1−5)。そして、これら参照により決定した指令値D1,D2を第1、第2ソレノイド制御ドライバ41,42へ出力し(ステップST1−6)、第1、第2ソレノイド21,22を駆動する(ステップST1−7)。こうして、第1、第2ソレノイド21,22からグランドピアノに近似した鍵タッチ感及び鍵動作を再現するための駆動力が鍵10に付与される。その後、鍵10が初期位置にあるか否かを再度判定し(ステップST1−8)、初期位置にない場合(N)、ステップST1−3以降の手順を繰り返す。鍵10が初期位置に戻るまでこの手順を繰り返し、初期位置に戻ったら(Y)、第1、第2ソレノイド21,22の駆動出力をクリアし(ステップ1−9)、処理手順を終了する。   In accordance with the above input signal, the CPU 89 outputs F1 = f1 (x1, v1, a1, θ1, ω1) of the first solenoid 21 from the control pattern table 90a of the force sense application table 90 stored in the ROM 82, Reference is made to the output F2 = f2 (x2, v2, a2, θ2, ω2) of the second solenoid 22 (step ST1-4). Further, the command value D1 = f1 (F1) for generating the output F1 of the first solenoid 21 and the command value D2 = f2 (F2) for generating the output F2 of the second solenoid 22 are referred from the output table 90b. (Step ST1-5). Then, the command values D1 and D2 determined by reference are output to the first and second solenoid control drivers 41 and 42 (step ST1-6), and the first and second solenoids 21 and 22 are driven (step ST1-). 7). In this way, the first and second solenoids 21 and 22 are given to the key 10 a driving force for reproducing a key touch feeling and a key operation similar to a grand piano. Thereafter, it is determined again whether or not the key 10 is in the initial position (step ST1-8). If the key 10 is not in the initial position (N), the procedures after step ST1-3 are repeated. This procedure is repeated until the key 10 returns to the initial position. When the key 10 returns to the initial position (Y), the drive outputs of the first and second solenoids 21 and 22 are cleared (step 1-9), and the processing procedure ends.

次に、鍵盤ユニット1における鍵10のタッチ感及び動作の他の制御手順を説明する。図7は、この制御手順を説明するためのフローチャートである。この場合も、あらかじめ、設定操作部81におけるスイッチなどの操作によって、グランドピアノの鍵タッチ感が指定されることで、ROM82に格納された複数の力覚付与テーブル90からグランドピアノの反力パターンが選択される。その後、制御部40の設定が初期化される(ステップST2−1)。次に、鍵10が初期位置にあるか否かが判断される(ステップST2−2)。その結果、鍵10が初期位置から移動している場合(N)、第1、第2センサ31,32にて、鍵10の前部10aと後部10bの動作情報を検出する(ステップST2−3)。第1、第2センサ31,32による検出信号は、それぞれ第1センサ信号処理回路33、第2センサ信号処理回路34を経て制御部40に入力される。   Next, another control procedure of touch feeling and operation of the key 10 in the keyboard unit 1 will be described. FIG. 7 is a flowchart for explaining this control procedure. Also in this case, a grand piano reaction force pattern is generated from a plurality of force sense imparting tables 90 stored in the ROM 82 by designating a key touch feeling of the grand piano in advance by operating a switch or the like in the setting operation unit 81. Selected. Thereafter, the setting of the control unit 40 is initialized (step ST2-1). Next, it is determined whether or not the key 10 is in the initial position (step ST2-2). As a result, when the key 10 has moved from the initial position (N), the first and second sensors 31 and 32 detect the operation information of the front part 10a and the rear part 10b of the key 10 (step ST2-3). ). Detection signals from the first and second sensors 31 and 32 are input to the control unit 40 via the first sensor signal processing circuit 33 and the second sensor signal processing circuit 34, respectively.

CPU89は、上記の入力信号のうち、第1センサ31にて検出された鍵10の前部10aの動作情報に応じて、ROM82に格納された力覚付与テーブル90の制御パターンテーブル90aから、第1ソレノイド21の出力F1=f1(x1,v1,a1,θ1,ω1)を参照する(ステップST2−4)。さらに、この第1ソレノイド21の出力F1を発生させるための指令値D1=f1(F1)を出力テーブル90bから参照する(ステップST2−5)。そして、参照により決定した指令値D1を第1ソレノイド制御ドライバ41へ出力し(ステップST2−6)、第1ソレノイド21を駆動する(ステップST2−7)。その後、CPU89は、鍵10の前部10aの移動量(x1)と、第2センサ31にて検出された鍵10の後部10bの動作情報(x2,v2,a2,θ2,ω2のいずれかまたは複数)とに応じて、ROM82に格納された力覚付与テーブル90の制御パターンテーブル90aから、第2ソレノイド22の出力F2=f2(x1,x2,v2,a2,θ2,ω2)を参照する(ステップST2−8)。さらに、この第2ソレノイド22の出力F2を発生させるための指令値D2=f2(F2)を出力テーブル90bから参照する(ステップST2−9)。そして、参照により決定した指令値D2を第2ソレノイド制御ドライバ42へ出力し(ステップST2−10)、第2ソレノイド22を駆動する(ステップST2−11)。これにより、鍵10の前部10aの初期位置からの操作量(移動量)に基づいて、鍵10の後部10bの駆動量(移動量)を制御することができる。以上によって、鍵10の前部10aと後部10bの移動量の比が、グランドピアノにおける鍵の前部と後部の移動量の比と等しくなるように調節される。よって、グランドピアノの鍵と同等の傾き具合(沈み具合)を再現することができる。その後、鍵10が初期位置にあるか否かを再度判定し(ステップST2−12)、初期位置にない場合(N)、ステップST2−3以降の手順を繰り返す。鍵10が初期位置に戻るまでこの手順を繰り返し、初期位置に戻ったら(Y)、第1、第2ソレノイド21,22の駆動出力をクリアし(ステップ2−13)、処理を終了する。   In accordance with the operation information of the front portion 10a of the key 10 detected by the first sensor 31 among the above input signals, the CPU 89 determines the first from the control pattern table 90a of the haptic application table 90 stored in the ROM 82. Reference is made to the output F1 = f1 (x1, v1, a1, θ1, ω1) of one solenoid 21 (step ST2-4). Further, the command value D1 = f1 (F1) for generating the output F1 of the first solenoid 21 is referred from the output table 90b (step ST2-5). Then, the command value D1 determined by reference is output to the first solenoid control driver 41 (step ST2-6), and the first solenoid 21 is driven (step ST2-7). Thereafter, the CPU 89 moves the movement amount (x1) of the front portion 10a of the key 10 and the operation information (x2, v2, a2, θ2, ω2 of the rear portion 10b of the key 10 detected by the second sensor 31 or The output F2 = f2 (x1, x2, v2, a2, θ2, ω2) of the second solenoid 22 is referred to from the control pattern table 90a of the haptic application table 90 stored in the ROM 82 (multiple). Step ST2-8). Further, the command value D2 = f2 (F2) for generating the output F2 of the second solenoid 22 is referred from the output table 90b (step ST2-9). Then, the command value D2 determined by reference is output to the second solenoid control driver 42 (step ST2-10), and the second solenoid 22 is driven (step ST2-11). Thereby, the drive amount (movement amount) of the rear portion 10b of the key 10 can be controlled based on the operation amount (movement amount) from the initial position of the front portion 10a of the key 10. By the above, the ratio of the movement amount of the front part 10a and the rear part 10b of the key 10 is adjusted to be equal to the ratio of the movement amount of the front part and the rear part of the key in the grand piano. Therefore, it is possible to reproduce the inclination (sinking) equivalent to the key of the grand piano. Thereafter, it is determined again whether or not the key 10 is in the initial position (step ST2-12). If the key 10 is not in the initial position (N), the procedure after step ST2-3 is repeated. This procedure is repeated until the key 10 returns to the initial position. When the key 10 returns to the initial position (Y), the drive outputs of the first and second solenoids 21 and 22 are cleared (step 2-13), and the process ends.

上記いずれの制御手順においても、鍵10の駆動力と鍵10の傾き具合の両方が適切に制御される結果、グランドピアノに近似した鍵タッチ感が良好に得られることとなる。さらに、鍵盤ユニット1において、チャーチオルガン、アップライトピアノ、パイプオルガン、エレクトーンなど他の鍵盤楽器の鍵タッチ感を再現するには、あらかじめそれぞれの鍵盤楽器の反力パターンを力覚付与テーブル90に格納しておき、上記と同様の手順にて力覚付与テーブル90から当該パターンを選択することで、各鍵盤楽器に近似した鍵タッチ感を得ることができる。この点は、以下の他の実施形態においても同様である。   In any of the above control procedures, as a result of appropriately controlling both the driving force of the key 10 and the inclination of the key 10, a key touch feeling similar to that of a grand piano can be obtained satisfactorily. Furthermore, in the keyboard unit 1, in order to reproduce the key touch feeling of other keyboard instruments such as church organ, upright piano, pipe organ, and electone, the reaction force patterns of the respective keyboard instruments are stored in the haptic imparting table 90 in advance. By selecting the pattern from the force sense imparting table 90 in the same procedure as described above, a key touch feeling that approximates each keyboard instrument can be obtained. This also applies to the other embodiments described below.

なお、本実施形態では、第1ソレノイド21の反力に抗して操作される鍵10の前部10aの操作量を検出可能な第1センサ31を備えており、図7に示す制御手順では、この第1センサ31によって検出された鍵10の前部10aの操作量に基づいて、鍵10の後部10bを駆動する第2ソレノイド22を制御する場合を説明したが、上記の第1センサ31以外にも、第1ソレノイド21による鍵10の前部10aの駆動量を検出するセンサを別途備えれば、該センサによって検知される鍵10の前部10aの初期位置からの駆動量に基づいて第2ソレノイド22を制御することも可能となる。   In the present embodiment, the first sensor 31 capable of detecting the operation amount of the front portion 10a of the key 10 operated against the reaction force of the first solenoid 21 is provided. In the control procedure shown in FIG. The case where the second solenoid 22 that drives the rear portion 10b of the key 10 is controlled based on the operation amount of the front portion 10a of the key 10 detected by the first sensor 31 has been described. In addition, if a sensor for detecting the driving amount of the front portion 10a of the key 10 by the first solenoid 21 is provided separately, based on the driving amount from the initial position of the front portion 10a of the key 10 detected by the sensor. It is also possible to control the second solenoid 22.

また、図7に示す制御手順では、鍵10の前部10aの操作量に基づいて、鍵10の後部10bを駆動する第2ソレノイド22を制御する場合を説明したが、これとは逆に、鍵10の後部10bの操作量に基づいて、鍵10の前部10aを駆動する第1ソレノイド21を制御することも可能である。   In the control procedure shown in FIG. 7, the case where the second solenoid 22 that drives the rear portion 10b of the key 10 is controlled based on the operation amount of the front portion 10a of the key 10 has been described. It is also possible to control the first solenoid 21 that drives the front portion 10a of the key 10 based on the operation amount of the rear portion 10b of the key 10.

以上説明したように、本実施形態の鍵盤ユニット1によれば、第1ソレノイド21と第2ソレノイド21によって鍵10の前部10aと後部10bを連動させて駆動することで、鍵10の揺動支点の位置をその長手方向に沿う任意の位置に設定でき、鍵10の揺動による傾き具合(沈み具合)を任意に調節できる。それとともに、制御部40にて鍵10に生じる反力の力覚制御を行うことで、反力を任意に調節できる。このように、鍵10の傾き具合の調節と反力の力覚制御との両方を適切に行うことができるので、グランドピアノをはじめとする各種自然鍵盤楽器に近似した鍵10の操作感覚を良好に得ることができる。   As described above, according to the keyboard unit 1 of the present embodiment, the first solenoid 21 and the second solenoid 21 drive the front portion 10a and the rear portion 10b of the key 10 in conjunction with each other, thereby swinging the key 10. The position of the fulcrum can be set to an arbitrary position along the longitudinal direction, and the tilting condition (sinking condition) due to the swinging of the key 10 can be arbitrarily adjusted. At the same time, the reaction force can be arbitrarily adjusted by controlling the force of the reaction force generated in the key 10 by the control unit 40. As described above, since both the adjustment of the tilt of the key 10 and the force control of the reaction force can be appropriately performed, the operation feeling of the key 10 that approximates various natural keyboard instruments such as a grand piano is good. Can get to.

また、奥行き寸法が小さい電子鍵盤楽器に本実施形態の鍵盤ユニット1を適用すれば、鍵10の揺動支点を実際の鍵10の後端よりも後方の位置に設定することが可能となる。したがって、鍵盤ユニット1の小型化により鍵10の全長が短くなる場合でも、押鍵時の鍵10の傾き(前傾)具合を緩やかにでき、鍵10の動作及び操作感覚をグランドピアノなどの自然鍵盤楽器に近づけることが可能となる。また、演奏者の好みに応じて押鍵時の鍵10の傾き具合を任意に調節し、鍵10のタッチ感を変えることも可能となる。   Further, if the keyboard unit 1 of this embodiment is applied to an electronic keyboard instrument having a small depth dimension, the swing fulcrum of the key 10 can be set at a position behind the actual rear end of the key 10. Therefore, even when the overall length of the key 10 is shortened due to the downsizing of the keyboard unit 1, the key 10 can be gently tilted (forward tilted) when the key is depressed, and the operation and operation feeling of the key 10 can be made natural such as a grand piano. It is possible to get closer to a keyboard instrument. It is also possible to change the touch feeling of the key 10 by arbitrarily adjusting the inclination of the key 10 when the key is pressed according to the player's preference.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態にかかる鍵盤ユニットについて説明する。なお、第2実施形態の説明及び対応する図面においては、第1実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第1実施形態と同じである。これらの点は他の実施形態についても同様とする。
[Second Embodiment]
Next, a keyboard unit according to the second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment and the corresponding drawings, the same or corresponding components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted below. In addition, matters other than those described below are the same as those in the first embodiment. The same applies to other embodiments.

図8は、本発明の第2実施形態にかかる鍵盤ユニット1−2が備える鍵10及びその動作機構の構成を示す概略図である。同図に示す鍵盤ユニット1−2では、鍵10を駆動する駆動手段として、第1実施形態における第1ソレノイド21にかえて第1ERダンパー23及び第1圧縮バネ15を備え、第2ソレノイド22にかえて第2ERダンパー24及び第2圧縮バネ16を備えている。また、鍵盤ユニット1−2は、第1、第2ERダンパー制御ドライバ43,44を備えている。第1、第2ERダンパー制御ドライバ43,44は、制御部40から入力された信号に応じてそれぞれ第1、第2ERダンパー23,24の抵抗力を変化させる信号を発生し、該信号を第1、第2ERダンパー23,24に出力する。   FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the key 10 and its operation mechanism provided in the keyboard unit 1-2 according to the second embodiment of the present invention. The keyboard unit 1-2 shown in the figure includes a first ER damper 23 and a first compression spring 15 as drive means for driving the key 10 instead of the first solenoid 21 in the first embodiment. Instead, a second ER damper 24 and a second compression spring 16 are provided. The keyboard unit 1-2 includes first and second ER damper control drivers 43 and 44. The first and second ER damper control drivers 43 and 44 generate signals for changing the resistance forces of the first and second ER dampers 23 and 24, respectively, according to the signals input from the control unit 40, and the signals are output to the first and second ER damper control drivers 43 and 44, respectively. To the second ER dampers 23 and 24.

ここでのERダンパーとは、ER流体(電気粘性流体)が封入されたダンパーであり、ER流体の粘性を変化させることで減衰力(抵抗力)を調節することができるものである。なお、このERダンパーは、主体的に鍵10を動かすものではなく、押鍵による鍵10の移動に伴う抵抗力(反力)を受動的に調節するもので、いわゆるパッシブな制動力を生じる機構である。したがって、鍵盤ユニット1−2では、押鍵時に圧縮されて鍵10に初期位置への復帰力を与える第1、第2圧縮バネ15,16を鍵10の前部10aと後部10bにそれぞれ設置し、これら第1、第2圧縮バネ15,16に、その復帰力を調節するための第1、第2ERダンパー23,24を併設している。   Here, the ER damper is a damper in which an ER fluid (electroviscous fluid) is enclosed, and the damping force (resistance force) can be adjusted by changing the viscosity of the ER fluid. The ER damper does not move the key 10 by itself, but passively adjusts the resistance (reaction force) accompanying the movement of the key 10 by pressing the key, and a mechanism that generates a so-called passive braking force. It is. Therefore, in the keyboard unit 1-2, the first and second compression springs 15 and 16 that are compressed when the key is pressed to give the key 10 a return force to the initial position are respectively installed on the front portion 10a and the rear portion 10b of the key 10. The first and second compression springs 15 and 16 are provided with first and second ER dampers 23 and 24 for adjusting the return force.

〔第3実施形態〕
図9は、本発明の第3実施形態にかかる鍵盤ユニットが備える鍵10及びその動作機構の構成を示す概略図である。同図に示す鍵盤ユニット1−3では、鍵10を駆動する駆動手段として、第2実施形態における第1ERダンパー23にかえて第1ERクラッチ25を備え、第2ERダンパー24にかえて第2ERクラッチ26を備えている。また、鍵盤ユニット1−3は、第1、第2ERクラッチ制御ドライバ45,46を備えている。第1、第2ERクラッチ制御ドライバ45,46は、入力された信号からそれぞれ第1、第2ERクラッチ25,26による抵抗力を変化させる信号を発生し、該信号を第1、第2ERクラッチ25,26に出力する。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the key 10 and its operation mechanism provided in the keyboard unit according to the third embodiment of the present invention. In the keyboard unit 1-3 shown in the figure, as a driving means for driving the key 10, a first ER clutch 25 is provided instead of the first ER damper 23 in the second embodiment, and a second ER clutch 26 is provided instead of the second ER damper 24. It has. The keyboard unit 1-3 includes first and second ER clutch control drivers 45 and 46. The first and second ER clutch control drivers 45 and 46 generate signals for changing the resistance forces of the first and second ER clutches 25 and 26 from the input signals, respectively. 26.

ここでのERクラッチとは、詳細な図示は省略するが、鍵10に伴って移動する部材とそれに対して固定された部材との間に対向させて配置した摩擦面を有し、これら摩擦面をER流体にて押圧するもので、ER流体の粘性を変化させることで摩擦面への押圧力を変え、鍵10に生じる抵抗力(制動力)を調節する機構である。なお、このERクラッチも、ERダンパーと同様、押鍵による鍵10の移動に対する抵抗力を受動的に調節するもので、いわゆるパッシブな制動力を生じる機構である。   Although the detailed illustration is omitted here, the ER clutch has a friction surface disposed so as to face between a member that moves with the key 10 and a member fixed thereto, and these friction surfaces. Is a mechanism for adjusting the resistance force (braking force) generated in the key 10 by changing the pressing force on the friction surface by changing the viscosity of the ER fluid. This ER clutch is also a mechanism that passively adjusts the resistance force against the movement of the key 10 due to the key depression, like the ER damper, and is a mechanism that generates a so-called passive braking force.

〔第4実施形態〕
図10は、本発明の第4実施形態にかかる鍵盤ユニットが備える鍵10及びその動作機構の構成を示す概略図である。同図に示す鍵盤ユニット1−4では、鍵10を駆動する駆動手段として、第1実施形態における第1ソレノイド21にかえて第1サーボモータ27を備え、第2ソレノイド22にかえて第2サーボモータ28を備えている。また、制御部40から入力された信号に応じてそれぞれ第1、第2サーボモータ27,28による駆動力を変化させる信号を出力する第1、第2サーボモータ制御ドライバ47,48を備えている。第1サーボモータ27あるいは第2サーボモータ28は、第1ソレノイド21や第2ソレノイド22と同様、自ら動作することで主体的に鍵10を動かすことが可能なもので、いわゆるアクティブな制動力を生じる機構である。ここでのサーボモータには、DCサーボモータ、ACサーボモータが含まれる。また、サーボモータは、超音波モータなどであってもよい。なお、第1、第2サーボモータ27,28には、モータの回転運動を上下方向の往復運動に変換して鍵10に伝達するための機構が付設されている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the key 10 and the operation mechanism thereof included in the keyboard unit according to the fourth embodiment of the present invention. In the keyboard unit 1-4 shown in the figure, as a driving means for driving the key 10, a first servo motor 27 is provided instead of the first solenoid 21 in the first embodiment, and a second servo is used instead of the second solenoid 22. A motor 28 is provided. In addition, first and second servo motor control drivers 47 and 48 for outputting signals for changing the driving force by the first and second servo motors 27 and 28 according to the signals input from the control unit 40 are provided. . Like the first solenoid 21 and the second solenoid 22, the first servo motor 27 or the second servo motor 28 is capable of moving the key 10 by itself, and has a so-called active braking force. This is the mechanism that occurs. The servo motor here includes a DC servo motor and an AC servo motor. The servo motor may be an ultrasonic motor or the like. The first and second servomotors 27 and 28 are provided with a mechanism for converting the rotational movement of the motor into a reciprocating movement in the vertical direction and transmitting it to the key 10.

〔第5実施形態〕
図11は、本発明の第5実施形態にかかる鍵盤ユニットが備える鍵10及びその動作機構の構成を示す概略図である。同図に示す鍵盤ユニット1−5では、鍵10を駆動する駆動手段として、第2実施形態における第1ERダンパー23に代えて形状記憶合金を有する第1制動機構29を備え、第2ERダンパー24に代えて形状記憶合金を有する第2制動機構30を備えている。第1制動機構29は、鍵10とフレーム(固定部)との間に介在する形状記憶合金29a及びそれに連結されたバネ(引張バネ)29bで構成され、第2制動機構30は、鍵10とフレームとの間に介在する形状記憶合金30a及びそれに連結されたバネ(引張バネ)30bで構成されている。また、鍵盤ユニット1−5は、第1、第2制動機構制御ドライバ49,50を備えている。第1、第2制動機構制御ドライバ49,50は、制御部40から入力された信号に応じて第1、第2制動機構29,30の形状記憶合金29a,30aを収縮させる電流を発生し、該電流を第1、第2制動機構29,30に出力する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the key 10 and its operation mechanism provided in the keyboard unit according to the fifth embodiment of the present invention. The keyboard unit 1-5 shown in the figure includes a first braking mechanism 29 having a shape memory alloy instead of the first ER damper 23 in the second embodiment as a driving means for driving the key 10, and the second ER damper 24 includes Instead, a second braking mechanism 30 having a shape memory alloy is provided. The first braking mechanism 29 includes a shape memory alloy 29a interposed between the key 10 and the frame (fixed portion) and a spring (tensile spring) 29b connected thereto, and the second braking mechanism 30 includes the key 10 and It consists of a shape memory alloy 30a interposed between the frame and a spring (tensile spring) 30b connected thereto. The keyboard unit 1-5 includes first and second braking mechanism control drivers 49 and 50. The first and second braking mechanism control drivers 49 and 50 generate currents that cause the shape memory alloys 29a and 30a of the first and second braking mechanisms 29 and 30 to contract according to the signal input from the control unit 40, The current is output to the first and second braking mechanisms 29 and 30.

ここでの形状記憶合金とは、所定の温度(変態点)以下で変形した場合、当該温度以上に加熱されると伸張または収縮して元の形状に回復する性質を有する合金である。第1、第2制動機構29,30では、第1、第2形状記憶合金29a,29bの形状回復により、第1、第2圧縮バネ15,16にて鍵10に与えられる反力を補助的に調節するようになっている。また、第2制動機構30の形状記憶合金30aには、電流を流す部分の長さを調節する調節機構30cが備えられている。この調節機構30cにより、第1制動機構29と第2制動機構30の形状記憶合金29a,29bの変形量の比を所望の比にすることができる。なお、この形状記憶合金29a,29bを有する第1、第2制動機構29,30は、上記のERダンパーやERクラッチと同様、押鍵による鍵10の移動に対する抵抗力の大きさを受動的に調節するもので、いわゆるパッシブな制動力を生じる機構である。   Here, the shape memory alloy is an alloy having a property that, when deformed at a predetermined temperature (transformation point) or lower, expands or contracts when it is heated to the temperature or higher, and recovers its original shape. In the first and second braking mechanisms 29 and 30, the reaction force applied to the key 10 by the first and second compression springs 15 and 16 is supplemented by the shape recovery of the first and second shape memory alloys 29a and 29b. It is supposed to adjust to. The shape memory alloy 30a of the second braking mechanism 30 is provided with an adjusting mechanism 30c that adjusts the length of the portion through which the current flows. By this adjustment mechanism 30c, the ratio of the deformation amounts of the shape memory alloys 29a and 29b of the first braking mechanism 29 and the second braking mechanism 30 can be set to a desired ratio. The first and second braking mechanisms 29 and 30 having the shape memory alloys 29a and 29b passively adjust the magnitude of the resistance force against the movement of the key 10 by the key depression, like the ER damper and the ER clutch. This is a mechanism for adjusting so-called passive braking force.

第1、第2制動機構29,30では、第1、第2制動機構制御ドライバ49,50から入力された電流による発熱で形状記憶合金29a,30aが収縮し、第1、第2圧縮バネ15,16による復帰力が調整され、グランドピアノに近似した鍵タッチ感及び鍵動作を再現するための抵抗力が鍵10に付与される。またこのとき、制御部40は、調節機構30cにて第2制動機構30の形状記憶合金30aに電流を流す部分の長さを調節し、第1形状記憶合金29aと第2形状記憶合金30aの収縮量の比を所定の比にすることができる。これにより、鍵10の傾きを調節でき、グランドピアノの鍵10の傾き具合(沈み具合)を再現できる。   In the first and second braking mechanisms 29 and 30, the shape memory alloys 29 a and 30 a contract due to heat generated by the currents input from the first and second braking mechanism control drivers 49 and 50, and the first and second compression springs 15. , 16 is adjusted, and a resistance force for reproducing a key touch feeling and a key operation similar to a grand piano is applied to the key 10. Further, at this time, the control unit 40 adjusts the length of the portion through which the current flows to the shape memory alloy 30a of the second braking mechanism 30 by the adjusting mechanism 30c, and the first shape memory alloy 29a and the second shape memory alloy 30a. The ratio of shrinkage can be set to a predetermined ratio. Thereby, the inclination of the key 10 can be adjusted and the inclination degree (sinking condition) of the key 10 of the grand piano can be reproduced.

〔第6実施形態〕
図12は、本発明の第6実施形態にかかる鍵盤ユニットが備える鍵10及びその動作機構の構成を示す概略図である。同図に示す鍵盤ユニット1−6では、鍵10を駆動する駆動手段として、第1実施形態における第1、第2ソレノイド21,22にかえて、単一のソレノイド55と該ソレノイド55で駆動される二本のアーム61,62とを有してなる駆動部60を備えている。
[Sixth Embodiment]
FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the key 10 and the operation mechanism thereof included in the keyboard unit according to the sixth embodiment of the present invention. In the keyboard unit 1-6 shown in the figure, as a driving means for driving the key 10, it is driven by a single solenoid 55 and the solenoid 55 instead of the first and second solenoids 21 and 22 in the first embodiment. A drive unit 60 having two arms 61 and 62 is provided.

鍵10の前部10aには、前後方向に延びる長穴からなるガイド溝17が形成されている。ガイド溝17には、長手方向に沿って滑動可能に設置された滑り軸受63が係合している。また、ガイド溝17の下方のフレーム64上には、該フレーム64上に滑り係合するローラ65が設置されている。なお、図示は省略するが、ローラ65の代わりにフレーム64上を滑動する滑り部材を設置してもよい。一方、鍵10の後部10bには回動軸受66が設置されている。回動軸受66の下方のフレーム64上には、傾き調節部材67が設置されている。傾き調節部材67には、上下に延びる長穴からなる調節用スロット67aが設けられており、調節用スロット67a内には、回動軸受68が上下移動可能な状態で係合している。   A guide groove 17 made of a long hole extending in the front-rear direction is formed in the front portion 10 a of the key 10. A sliding bearing 63 that is slidably installed along the longitudinal direction is engaged with the guide groove 17. On the frame 64 below the guide groove 17, a roller 65 that slides on the frame 64 is installed. Although not shown, a sliding member that slides on the frame 64 may be installed instead of the roller 65. On the other hand, a rotary bearing 66 is installed in the rear portion 10b of the key 10. An inclination adjustment member 67 is installed on the frame 64 below the rotation bearing 66. The tilt adjusting member 67 is provided with an adjusting slot 67a formed of a long hole extending vertically, and a rotating bearing 68 is engaged with the adjusting slot 67a in a state in which the rotating bearing 68 can move up and down.

回動軸受66とローラ65との間には、斜めに延びるアーム61が掛け渡されており、滑り軸受63と回動軸受68との間には、アーム61とは逆向きで斜めに延びるアーム62が掛け渡されている。アーム61とアーム62は互いの中間部が交差している。回動軸受68は、アーム62の下端に設けた長手方向に沿う長穴からなる調節用スロット62bに係合している。また、アーム61とアーム62の交差する部分には、それぞれアーム61とアーム62に設けた長手方向に沿う長穴からなる調節用スロット61aと調節用スロット62aが形成されており、それらの交差する部分には、回動軸受69が取り付けられている。また、ソレノイド55は、ローラ65と傾き調節部材67の間に架設されている。ソレノイド55によってローラ65が前後に移動することで、アーム61とアーム62の交差角度が変化して、鍵10が上下に駆動されるようになっている。   An arm 61 extending obliquely extends between the rotation bearing 66 and the roller 65, and an arm extending obliquely in the opposite direction to the arm 61 between the sliding bearing 63 and the rotation bearing 68. 62 is stretched over. The arm 61 and the arm 62 intersect with each other in the middle. The rotary bearing 68 is engaged with an adjustment slot 62 b formed by a long hole along the longitudinal direction provided at the lower end of the arm 62. Further, an adjustment slot 61a and an adjustment slot 62a, which are elongated holes along the longitudinal direction provided in the arm 61 and the arm 62, are formed at the intersecting portions of the arm 61 and the arm 62, respectively. A rotating bearing 69 is attached to the portion. The solenoid 55 is installed between the roller 65 and the tilt adjusting member 67. When the roller 65 is moved back and forth by the solenoid 55, the crossing angle between the arm 61 and the arm 62 changes, and the key 10 is driven up and down.

回動軸受68は、調節用スロット67aに沿って傾き調節部材67に対する高さ位置を変更でき、回動軸受69は、調節用スロット61a,62aに沿ってアーム61及びアーム62に対する位置を変更できる。なお、図示は省略するが、回動軸受68や回動軸受69を移動させるためのモータなどを有する移動機構が設けられている。この移動機構は、制御部40によって制御されている。   The rotation bearing 68 can change the height position with respect to the inclination adjustment member 67 along the adjustment slot 67a, and the rotation bearing 69 can change the position with respect to the arm 61 and the arm 62 along the adjustment slots 61a and 62a. . In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the moving mechanism which has a motor etc. for moving the rotation bearing 68 and the rotation bearing 69 is provided. This moving mechanism is controlled by the control unit 40.

ここで、回動軸受68の高さ位置を変更したときの鍵10の動作について説明する。回動軸受68が調節用スロット67aの最下位置にあるとき、回動軸受68とローラ65の高さが等しく、回動軸受66と滑り軸受63の高さも等しいため、鍵10はその長手方向が水平な状態のまま上下動する。一方、回動軸受68を最下位置から僅かに上方に移動させると、滑り軸受63よりも回動軸受66の方が僅かに高くなるので、鍵10の後端部から後方に離れた位置に揺動支点が形成され、この揺動支点を中心として鍵10は緩やかな傾きで揺動(前傾)する。その状態から回動軸受68をさらに上方に移動させると、揺動支点は鍵10の後端部に近づくように手前側へ移動する。したがって、調節用スロット67a内で回動軸受68の位置が上昇するにつれて、押鍵時の鍵10の傾斜(前傾)が次第に急になる。   Here, the operation of the key 10 when the height position of the rotary bearing 68 is changed will be described. When the rotary bearing 68 is at the lowest position of the adjustment slot 67a, the rotary bearing 68 and the roller 65 have the same height, and the rotary bearing 66 and the slide bearing 63 have the same height. Moves up and down in a horizontal state. On the other hand, if the rotary bearing 68 is moved slightly upward from the lowest position, the rotary bearing 66 becomes slightly higher than the slide bearing 63, so that the rotary bearing 68 is positioned rearward from the rear end of the key 10. An oscillating fulcrum is formed, and the key 10 oscillates with a gentle inclination (forward inclination) about the oscillating fulcrum. When the rotary bearing 68 is further moved upward from that state, the swing fulcrum moves to the near side so as to approach the rear end portion of the key 10. Therefore, as the position of the rotary bearing 68 rises in the adjustment slot 67a, the inclination (forward inclination) of the key 10 at the time of key depression becomes steeper gradually.

上記構成の鍵盤ユニット1−6における鍵10の動作及び反力の制御手順について説明する。まず、制御部40は、あらかじめ調節用スロット67a内における回動軸受68の高さ位置を調節することにより、押鍵時の鍵10の傾き具合がグランドピアノにおける鍵10の傾き具合と等しくなるように設定する。その状態で、押鍵によって鍵10が移動を開始すると、第1、第2センサ31,32にて鍵10の前部10a及び後部10bの動作が検出される。第1センサ31及び第2センサ32による検出信号は、それぞれ第1センサ信号処理回路33、第2センサ信号処理回路34を経て制御部40に入力される。制御部40では、この入力信号に基づいて、力覚付与テーブル90に格納されたグランドピアノの反力パターンに関する信号をソレノイド制御ドライバ54に出力する。ソレノイド制御ドライバ54は、入力された信号から駆動部60による駆動力を変化させる信号を発生し、該信号をソレノイド55に出力する。こうして、駆動部60からグランドピアノタッチに近似した鍵タッチ感を再現するための駆動力が鍵10に付与される。   The operation of the key 10 and the reaction force control procedure in the keyboard unit 1-6 configured as described above will be described. First, the control unit 40 adjusts the height position of the rotary bearing 68 in the adjustment slot 67a in advance so that the inclination of the key 10 when the key is depressed becomes equal to the inclination of the key 10 in the grand piano. Set to. In this state, when the key 10 starts moving by pressing the key, the first and second sensors 31 and 32 detect the operations of the front portion 10a and the rear portion 10b of the key 10. Detection signals from the first sensor 31 and the second sensor 32 are input to the control unit 40 via the first sensor signal processing circuit 33 and the second sensor signal processing circuit 34, respectively. Based on this input signal, the control unit 40 outputs a signal related to the reaction force pattern of the grand piano stored in the force sense application table 90 to the solenoid control driver 54. The solenoid control driver 54 generates a signal for changing the driving force by the driving unit 60 from the input signal and outputs the signal to the solenoid 55. In this way, the driving force is applied to the key 10 for reproducing the key touch feeling similar to the grand piano touch from the driving unit 60.

〔第7実施形態〕
図13は、本発明の第7実施形態にかかる鍵盤ユニットが備える鍵10及びその動作機構の構成を示す概略図である。同図に示す鍵盤ユニット1−7では、鍵10を駆動する駆動手段として、第6実施形態の駆動部60と類似した構成の駆動部70を備えている。
[Seventh Embodiment]
FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of the key 10 and its operation mechanism provided in the keyboard unit according to the seventh embodiment of the present invention. The keyboard unit 1-7 shown in the figure includes a drive unit 70 having a configuration similar to that of the drive unit 60 of the sixth embodiment as drive means for driving the key 10.

鍵10には、その長手方向の中間部付近における前部10aと後部10bとにそれぞれ配置された二つの回動軸受73,74が設けられている。回動軸受73,74にはそれぞれアーム71,72が連結されている。アーム71は、回動軸受73から前方に向かって斜め下方に延びており、アーム72は、回動軸受74から後方に向かって斜め下方に延びている。各アーム71,72の下端には、それぞれローラ75と回動軸受76が連結されている。ローラ75は、アーム71の移動に伴ってフレーム64上を前後に転動する。回動軸受76は、傾き調節部材67の調節用スロット67a内に上下位置を変更可能な状態で係合している。また、回動軸受73,74の周囲には互いに係合するギヤ若しくは摩擦部材が取り付けられている。これにより、アーム71,72は、いずれか一方が一方向に回転すると他方が逆方向に等しい角度で回転するようになっている。   The key 10 is provided with two rotary bearings 73 and 74 arranged respectively in the front part 10a and the rear part 10b in the vicinity of the middle part in the longitudinal direction. Arms 71 and 72 are connected to the rotary bearings 73 and 74, respectively. The arm 71 extends obliquely downward from the rotation bearing 73 toward the front, and the arm 72 extends obliquely downward from the rotation bearing 74 toward the rear. A roller 75 and a rotary bearing 76 are connected to the lower ends of the arms 71 and 72, respectively. The roller 75 rolls back and forth on the frame 64 as the arm 71 moves. The rotation bearing 76 is engaged in the adjustment slot 67a of the inclination adjustment member 67 in a state where the vertical position can be changed. Further, gears or friction members that are engaged with each other are attached around the rotary bearings 73 and 74. Thus, when one of the arms 71 and 72 rotates in one direction, the other rotates at an angle equal to the opposite direction.

アーム71とアーム72の間にはソレノイド55が架設されている。ソレノイド55による駆動でアーム71,72を移動させることで、それらの交差角度を変化させることができる。これにより、鍵10が上下に駆動されるようになっている。また、調節用スロット67a内の回動軸受76の高さ位置を調節することで、アーム71,72の下端の位置を互いに異ならせて配置することができる。これにより、揺動する鍵10の傾き具合を任意に変えることができる。   A solenoid 55 is installed between the arm 71 and the arm 72. By moving the arms 71 and 72 by driving by the solenoid 55, the crossing angle between them can be changed. As a result, the key 10 is driven up and down. Further, by adjusting the height position of the rotary bearing 76 in the adjustment slot 67a, the positions of the lower ends of the arms 71 and 72 can be made different from each other. Thereby, the inclination degree of the rocking | locking key 10 can be changed arbitrarily.

本実施形態の鍵盤ユニット1−7においても、第6実施形態と同様、回動軸受76が調節用スロット67a内の最下位置にあるときは、鍵10はその長手方向が水平な状態のまま上下動する。一方、回動軸受76を最下位置から僅かに上方に移動させると、鍵10の後端部から後方に離れた位置に鍵10の揺動支点が形成され、この揺動支点を中心として、鍵10は緩やかな傾きで揺動する。その状態から回動軸受76をさらに上方に移動させると、揺動支点は鍵10に近づく方へ移動する。したがって、調節用スロット67a内で回動軸受76の位置が上昇するにつれて、押鍵時の鍵10の傾斜(前傾)が急になる。なお、この鍵盤ユニット1−7における鍵10の動作及び反力の制御手順は、第6実施形態の鍵盤ユニット1−6における制御手順とほぼ同様なので、ここではその詳細な説明は省略する。   Also in the keyboard unit 1-7 of the present embodiment, as in the sixth embodiment, when the rotary bearing 76 is at the lowest position in the adjustment slot 67a, the longitudinal direction of the key 10 remains horizontal. Move up and down. On the other hand, when the rotary bearing 76 is moved slightly upward from the lowest position, a rocking fulcrum of the key 10 is formed at a position away from the rear end portion of the key 10, and the rocking fulcrum is centered on the rocking fulcrum. The key 10 swings with a gentle inclination. When the rotary bearing 76 is moved further upward from that state, the swing fulcrum moves toward the key 10. Therefore, as the position of the rotary bearing 76 rises in the adjustment slot 67a, the inclination (forward inclination) of the key 10 at the time of key depression becomes steep. Note that the control procedure of the operation and reaction force of the key 10 in the keyboard unit 1-7 is almost the same as the control procedure in the keyboard unit 1-6 of the sixth embodiment, and the detailed description thereof is omitted here.

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. It should be noted that any shape, structure, or material not directly described in the specification and drawings is within the scope of the technical idea of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.

上記各実施形態では、操作子が鍵10である場合を説明したが、本発明にかかる操作子には、上記の鍵10以外にペダルなども含まれる。したがって、本発明は、上記実施形態に示す鍵盤ユニット1以外にも、電子鍵盤楽器のペダルユニットなどにも適用することが可能である。   In each of the embodiments described above, the case where the operation element is the key 10 has been described. However, the operation element according to the present invention includes a pedal and the like in addition to the key 10 described above. Therefore, the present invention can be applied to a pedal unit of an electronic keyboard instrument in addition to the keyboard unit 1 shown in the above embodiment.

また、上記各実施形態の鍵盤ユニット1〜1−7では、鍵10の動作を検出する動作検出手段として、鍵10の前部10aと後部10bの動作をそれぞれ検出する二つのセンサ31,32を有する場合を説明したが、本発明の操作子の動作を検出する動作検出手段は、操作子の前後方向の傾きを含む動作を適切に検出できるものであれば、単一のセンサで構成することも可能であるし、その設置位置も任意の位置とすることができる。   In the keyboard units 1 to 1-7 of the above embodiments, the two sensors 31 and 32 for detecting the operations of the front portion 10a and the rear portion 10b of the key 10 are provided as operation detecting means for detecting the operation of the key 10, respectively. The operation detecting means for detecting the operation of the operation element according to the present invention is configured by a single sensor as long as it can appropriately detect the operation including the inclination of the operation element in the front-rear direction. It is also possible, and the installation position can be any position.

本発明の第1実施形態にかかる鍵盤ユニットの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the keyboard unit concerning 1st Embodiment of this invention. 鍵盤ユニットが備える鍵ガイド部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the key guide part with which a keyboard unit is provided. 鍵ガイド部の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a key guide part. 鍵の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a key. 鍵盤ユニットを含む電子鍵盤楽器の全体構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of whole structure of the electronic keyboard musical instrument containing a keyboard unit. 鍵のタッチ感及び動作の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of a key touch feeling and operation | movement. 鍵のタッチ感及び動作の他の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the touch feeling of a key, and another control procedure of operation | movement. 本発明の第2実施形態にかかる鍵盤ユニットの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the keyboard unit concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態にかかる鍵盤ユニットの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the keyboard unit concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態にかかる鍵盤ユニットの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the keyboard unit concerning 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態にかかる鍵盤ユニットの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the keyboard unit concerning 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態にかかる鍵盤ユニットの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the keyboard unit concerning 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態にかかる鍵盤ユニットの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the keyboard unit concerning 7th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 鍵盤ユニット(操作子ユニット)
10 鍵(操作子)
10a 前部(第1の位置)
10b 後部(第2の位置)
11 鍵ガイド部
15,16 第1、第2圧縮バネ
21,22 第1、第2ソレノイド(駆動手段)
23,24 第1、第2ERダンパー(駆動手段)
25,26 第1、第2ERクラッチ(駆動手段)
27,28 第1、第2サーボモータ(駆動手段)
29,30 第1、第2制動機構(駆動手段)
29a,30a 第1、第2形状記憶合金
31,32 第1、第2センサ(動作検出手段)
33,34 第1、第2センサ信号処理回路
40 制御部(力覚制御手段)
41,42 第1、第2ソレノイド制御ドライバ
43,44 第1、第2ダンパー制御ドライバ
45,46 第1、第2クラッチ制御ドライバ
47,48 第1、第2サーボモータ制御ドライバ
49,50 第1、第2制動機構制御ドライバ
54 ソレノイド制御ドライバ
55 ソレノイド
60 駆動部(駆動手段)
61,62 アーム
70 駆動部(駆動手段)
71,72 アーム
82 ROM
89 CPU
90 力覚付与テーブル
90a 制御パターンテーブル
90b 出力テーブル
1 Keyboard unit (control unit)
10 keys (operators)
10a front (first position)
10b Rear (second position)
11 Key guide portions 15 and 16 First and second compression springs 21 and 22 First and second solenoids (drive means)
23, 24 First and second ER dampers (drive means)
25, 26 First and second ER clutches (drive means)
27, 28 First and second servo motors (drive means)
29, 30 First and second braking mechanisms (drive means)
29a, 30a First and second shape memory alloys 31, 32 First and second sensors (motion detecting means)
33, 34 First and second sensor signal processing circuit 40 Control unit (force control means)
41, 42 First, second solenoid control drivers 43, 44 First, second damper control drivers 45, 46 First, second clutch control drivers 47, 48 First, second servo motor control drivers 49, 50 First , Second braking mechanism control driver 54 solenoid control driver 55 solenoid 60 driving unit (driving means)
61, 62 Arm 70 Drive part (drive means)
71, 72 Arm 82 ROM
89 CPU
90 Force sense application table 90a Control pattern table 90b Output table

Claims (5)

長手方向に沿う第1の位置と第2の位置とが独立して上下移動可能に支持された長尺状の操作子と、
前記第1の位置と前記第2の位置とを連動させて駆動することで、前記操作子の長手方向に沿う任意の位置を支点として設定し、該支点を中心に前記操作子を揺動させる駆動手段と、
前記操作子の動作を検出する動作検出手段と、
前記動作検出手段で検出した前記操作子の動作に基づいて前記駆動手段を制御することで、前記操作子に生じる反力及び前記操作子の動作を制御する力覚制御手段と、
を備えることを特徴とする電子鍵盤楽器の操作子ユニット。
A long operator that is supported so that the first position and the second position along the longitudinal direction can move up and down independently;
By driving the first position and the second position in conjunction with each other, an arbitrary position along the longitudinal direction of the operation element is set as a fulcrum, and the operation element is swung around the fulcrum. Driving means;
Action detecting means for detecting the action of the manipulator;
Force control means for controlling the reaction force generated in the operating element and the operation of the operating element by controlling the driving means based on the operation of the operating element detected by the operation detecting means;
A controller unit for an electronic keyboard instrument, comprising:
前記駆動手段は、前記操作子の前記第1の位置を駆動する第1の駆動部と、前記操作子の前記第2の位置を駆動する第2の駆動部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の電子鍵盤楽器の操作子ユニット。   The drive means includes a first drive unit that drives the first position of the operation element, and a second drive unit that drives the second position of the operation element. An operator unit for an electronic keyboard instrument according to claim 1. 前記駆動手段は、ソレノイド、電気粘性流体の粘性変化によって駆動力を変化させる機構、サーボモータ、形状記憶合金の形状回復によって駆動力を変化させる機構、のうちの少なくともいずれかを用いて構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の操作子ユニット。   The driving means is configured using at least one of a solenoid, a mechanism that changes the driving force by changing the viscosity of the electrorheological fluid, a servo motor, and a mechanism that changes the driving force by restoring the shape of the shape memory alloy. The operation unit according to claim 1, wherein the operation unit is provided. 前記力覚制御手段は、前記操作子の動作及び前記操作子に生じる反力のパターンを複数格納してなる力覚付与テーブルを備え、前記動作検出手段により検出した操作子の動作に基づいて、前記力覚付与テーブルに格納された前記複数のパターンから一のパターンを選択し、該選択したパターンを前記駆動手段に出力することで、前記操作子に生じる反力及び前記操作子の動作を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の操作子ユニット。   The force sense control means includes a force sense imparting table that stores a plurality of patterns of reaction of the operation element and reaction force generated in the operation element, and based on the operation of the operation element detected by the action detection means, By selecting one pattern from the plurality of patterns stored in the force sense imparting table and outputting the selected pattern to the driving means, the reaction force generated in the operation element and the operation of the operation element are controlled. The operation element unit according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記力覚制御手段は、前記駆動手段による反力に抗して操作された前記第1の位置又は前記第2の位置のいずれか一方の操作量に基づいて前記第1の位置又は前記第2の位置のいずれか他方を駆動する前記駆動手段を制御することで、前記操作子の傾き具合を制御することを特徴とする請求項4に記載の操作子ユニット。   The force sense control means is configured to control the first position or the second position based on an operation amount of either the first position or the second position operated against a reaction force by the driving means. 5. The operating element unit according to claim 4, wherein an inclination degree of the operating element is controlled by controlling the driving means for driving one of the other positions.
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