JP2013160933A - 鍵盤装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弱押鍵時にだけ明瞭なクリック感を発生させる。
【解決手段】ハンマ体ＨＭの基部１０から前方に延びる前方延設部１２の被駆動部１２ａが鍵Ｋのアクチュエータ２８から押圧駆動力を受けると、ハンマ回動軸１１を中心にハンマ体ＨＭを往方向に回動させる力が作用すると共に、ハンマ回動軸１１の中心位置Ｐ１から可動係合部１５の先端Ｐ３までの距離Ｄを縮小させる方向に力が作用する。前方延設部１２の途中に設けた可動係合部１５の先端Ｐ３の押鍵行程における移動軌跡は、弱押鍵時には曲線Ｌ１を辿り、強押鍵時には曲線Ｌ２を辿る。先端Ｐ３が曲線Ｌ１を辿るときは固定係合部２６に当接・接触して固定係合部２６を乗り越え、押鍵に対する反力が一時的に増加して、押鍵感触におけるクリック感が生じる。先端Ｐ３が曲線Ｌ２を辿るときは固定係合部２６に当接することがなくクリック感が生じない。
【選択図】図１

Description

本発明は、押鍵動作に慣性を与えるハンマ体を有した鍵盤装置に関する。

従来、押鍵動作に慣性を与えるために、アコースティックピアノのハンマに相当するハンマ体を有した鍵盤装置が知られている。また、アコースティックピアノで、押鍵行程においてジャックが抜ける際に生じるクリック感に近いものを実現する工夫がなされたものが知られている。

例えば、特許文献１の装置では、鍵の下面にクリック感付与用の凹部または突起を設けると共に、ハンマ体にはそれに対応する摺接用突起または凹部を設け、押鍵行程において凹部と突起とが摺接するときにクリック感が生じるようになっている。

アコースティックピアノにおいては押鍵の態様は様々であり、ゆっくりとした押鍵（弱押鍵）であれば鍵とハンマとが押鍵行程の全てで当接関係となる。しかし、所定以上の強い（速い）押鍵になると押鍵途中で鍵からハンマが分離し、ハンマが自由に回動していく態様となる場合もある。従って、ジャック抜けの感触は弱押鍵時に生じるが強押鍵時には生じない。

特開平４−１６６９９４号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、凹部と突起とが押鍵の強さにかかわらず係合するため、強押鍵時にもクリック感が発生し、押鍵感触がアコースティックピアノのものとは異質なものになってしまう。一方、仮に強押鍵時のクリック感を回避するためにクリック発生機構の作用を弱めに設計すると、弱押鍵時のクリック感が不明瞭となってしまう。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、弱押鍵時にだけ明瞭なクリック感を発生させることができる鍵盤装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の鍵盤装置は、楽器本体（２０）と、押鍵操作により鍵回動軸（２７）を中心に回動する鍵（Ｋ）と、可動係合部（１５）及び被駆動部（１２ａ）を有し、前記鍵に対応して設けられ、押鍵操作により前記対応する鍵に前記被駆動部が押圧駆動されることでハンマ回動軸（１１）を中心に回動して押鍵操作に慣性を与えるハンマ体（ＨＭ）と、前記ハンマ体の前記可動係合部に対応して設けられ、前記楽器本体に固定された固定係合部（２６）とを有し、前記被駆動部が押圧駆動力を受けることによって前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離（Ｄ）が縮小し得るように構成され、前記押圧駆動力により、前記ハンマ回動軸を中心に前記ハンマ体を往方向に回動させる力が作用すると共に、前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離を縮小させる方向に力が作用し、前記ハンマ体が往方向に回動する際、前記可動係合部が前記固定係合部に当接し乗り越えたときに押鍵感触におけるクリック感が生じ、押鍵行程においては、前記ハンマ体の慣性力によって、同じ押鍵ストローク位置における前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離は、前記押圧駆動力が大きいほど短くなり、前記押圧駆動力の大きさが所定未満の場合は前記可動係合部が前記固定係合部に当接する一方、前記押圧駆動力の大きさが所定以上の場合は前記可動係合部が前記固定係合部に当接しないことを特徴とする。

好ましくは、前記ハンマ体は、前記楽器本体に前記ハンマ回動軸で軸支された基部（１０）を有し、前記基部から延設された延設部（１２）の一部が前記被駆動部となり、前記延設部の根元部（Ｐ２）から前記被駆動部までの途中に前記可動係合部が設けられる（請求項２）。

好ましくは、前記延設部は可撓性を有し、前記延設部の弾性変形によって前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離が変化する（請求項３）。

好ましくは、前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離（Ｄ）が押鍵行程と離鍵行程とで同じ状態で前記可動係合部が前記固定係合部に当接する場合を比較して、押鍵行程のときよりも離鍵行程のときの方が、前記可動係合部が前記固定係合部を乗り越える際の負荷が小さくなるように、側面視における前記可動係合部と前記固定係合部との互いの当接する面の角度が設定されている（請求項４）。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明によれば、弱押鍵時にだけ明瞭なクリック感を発生させることができる。

請求項４によれば、離鍵行程における違和感を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係る鍵盤装置の１つの鍵に着目した要部の側面視による模式図（図（ａ））、ハンマ体の基部周辺の拡大図（図（ｂ））である。 押鍵行程における弱押鍵時、強押鍵時の押鍵ストロークと押鍵反力との関係を示す図である。 変形例のハンマ体の基部周辺の拡大図（図（ａ））、可動係合部及び固定係合部の関係を示す拡大図（図（ｂ））である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る鍵盤装置の１つの鍵に着目した要部の側面視による模式図である。本鍵盤装置は並列配置された複数の鍵Ｋとそれらに対応するハンマ体ＨＭとを有し、電子鍵盤楽器に好適である。本発明に関し、鍵Ｋには白鍵及び黒鍵が該当するが、それらの構成、及びそれらに対応する構成要素の構成は基本的に同様である。以降、図１（ａ）の右方を前方とする。

本鍵盤装置は棚板やシャーシ等でなる楽器本体２０を有する（一部のみ図示）。楽器本体２０の後部上部２２にハンマ上限ストッパ２４が配設され、楽器本体２０の後部下部２３にハンマ下限ストッパ２５が配設される。鍵Ｋは、押鍵操作により鍵回動軸２７を中心に回動（揺動）自在に配設される。鍵回動軸２７は楽器本体２０に軸支されている。鍵Ｋの前部にはアクチュエータ２８が垂下突設されている。

ハンマ体ＨＭは対応する鍵Ｋの下方に配置される。ハンマ体ＨＭは樹脂等でなる基部１０を有し、基部１０のハンマ回動軸１１が楽器本体２０に軸支されている。ハンマ体ＨＭはハンマ回動軸１１を中心に回動（揺動）自在に配設される。基部１０からは、後方に延びる後方延設部１３と前方に延びる前方延設部１２とが設けられている。ハンマ体ＨＭは、後方延設部１３の自由端部に質量集中部１４を有し、主に質量集中部１４の質量により図１（ａ）の反時計方向に常に付勢されている。ハンマ体ＨＭの前方延設部１２の前部が、押鍵操作により鍵Ｋのアクチュエータ２８から押圧駆動力を受ける被駆動部１２ａとなる。

非押鍵状態では、ハンマ体ＨＭはその自重により後方延設部１３がハンマ下限ストッパ２５に当接しており、鍵Ｋ及びハンマ体ＨＭは図１（ａ）で示される初期位置（レスト位置）に位置する。押鍵操作されると、鍵Ｋのアクチュエータ２８が被駆動部１２ａを駆動し、ハンマ体ＨＭが図１（ａ）の時計方向に回動して押鍵動作に慣性を与える。ハンマ体ＨＭの後方延設部１３がハンマ上限ストッパ２４に当接すると、鍵Ｋ及びハンマ体ＨＭの回動終了位置（エンド位置）が規制される。なお、被駆動部１２ａに摩擦発生部材を配設してもよい。

楽器本体２０の前半部２１に固定係合部２６が固定されている。固定係合部２６は、ゴム等の弾性を有する部材でなり、上下方向における鍵Ｋとハンマ体ＨＭとの間に配置される。前後方向においては、固定係合部２６は、アクチュエータ２８とハンマ回動軸１１との間に位置する。

図１（ｂ）は、ハンマ体ＨＭの基部１０周辺の拡大図である。

前方延設部１２は基部１０と一体に形成されるが、別体でもよい。前方延設部１２は、基部１０の主要部に対して間隙Ｓを形成して支持位置Ｐ２から前方に延設されており、根元部を支持位置Ｐ２とする片持ち梁とみなすことができる。支持位置Ｐ２の位置は、ハンマ回動軸１１の中心位置Ｐ１よりも上方且つ後方である。前方延設部１２は可撓性及び弾性を有する。

前方延設部１２において、支持位置Ｐ２から被駆動部１２ａまでの途中に可動係合部１５が設けられている。可動係合部１５は前方延設部１２と一体に形成され、構成が簡単となっている。可動係合部１５は弾性を有するが、硬質ゴム等の弾性及び耐摩耗性の高い別部材を採用して前方延設部１２に固着してもよい。非押鍵状態における可動係合部１５の先端Ｐ３は、中心位置Ｐ１よりも上方且つ前方である。

仮に、基部１０がハンマ回動軸１１を中心に回動しないように基部１０を固定状態にして被駆動部１２ａが押圧駆動力を受けたとすると、前方延設部１２は支持位置Ｐ２を支点として自身の弾性によって下方に撓む。被駆動部１２ａがアクチュエータ２８から受ける押圧駆動力により、支持位置Ｐ２を中心とした時計方向の回転モーメントが作用するため、基部１０がハンマ回動軸１１を中心に回動しようとする。実際には基部１０は回動自在であるので、その回転モーメントによって基部１０が押鍵方向に対応した往方向に回動することになる。

また、ハンマ体ＨＭは比較的大きな慣性を有している。そのため、前方延設部１２の撓み量は、鍵Ｋの押鍵ストローク位置が同じであっても、押鍵の強さ（速さ）によって異なる。例えば弱押鍵時には、ハンマ体ＨＭの慣性の影響を大きく受けないので、前方延設部１２の撓み量は小さく、鍵Ｋの押鍵ストローク位置にほぼ応じた回動位置にハンマ体ＨＭは回動変位する。

一方、強押鍵時には、ハンマ体ＨＭの慣性の影響を大きく受けるので、押鍵行程においてハンマ体ＨＭが十分に回動する前に前方延設部１２が大きく撓む結果、撓み量は大きくなる。

図１（ｂ）に示すように、可動係合部１５及び固定係合部２６はそれぞれ、側面視において（鍵Ｋの並び方向からみて）先細の三角形の形状をしている。固定係合部２６は下方に尖り、可動係合部１５に上方に尖って、互いにオーバーラップしている。すなわち、ハンマ回動軸１１の中心位置Ｐ１から可動係合部１５の先端Ｐ３までの距離Ｄは、前方延設部１２の撓み変形によって変化する。

被駆動部１２ａがアクチュエータ２８から受ける押圧駆動力により、ハンマ回動軸１１を中心にハンマ体ＨＭを往方向に回動させる力が作用すると共に、距離Ｄを縮小させる方向に力が作用する。

非押鍵状態においては、中心位置Ｐ１から固定係合部２６の先端までの距離（一定）よりも距離Ｄは長い。しかし、上述したように、押鍵強さによって前方延設部１２の撓み量が変わるため、先端Ｐ３の移動軌跡が変わり、特に、固定係合部２６に先端Ｐ３が最接近するときの距離Ｄが押鍵強さによって変わる。

ここで、アコースティックピアノにおいて、クリック感が生じる場合と生じない場合の境界となる押鍵速度（あるいは押圧駆動力の大きさ）を「所定値」とする。本実施の形態では、所定値未満の押圧駆動力となる押鍵を弱押鍵とし、所定値以上の押圧駆動力となる押鍵を強押鍵であるとする。

従って、弱押鍵は、非常にゆっくりとした速度（２ｍｍ／ｓｅｃ程度）での押鍵であり、アコースティックピアノでいえば、押鍵行程においてジャックが抜ける際にクリック感が生じるような押鍵態様である。強押鍵は、アコースティックピアノでいえば、押鍵途中で鍵からハンマが分離し、ハンマが自由に回動していくような押鍵態様である。

図１（ｂ）に示すように、本実施の形態では、押鍵行程における可動係合部１５の先端Ｐ３の移動軌跡は、弱押鍵時には曲線Ｌ１を辿り、強押鍵時には曲線Ｌ２を辿る。そして、押鍵行程において先端Ｐ３が曲線Ｌ１を辿るとき、先端Ｐ３は固定係合部２６に当接（干渉ないし接触）し、前方延設部１２の一時的な弾性変形（厳密には可動係合部１５及び固定係合部２６の変形も加わる）の変化によって固定係合部２６を乗り越える。

可動係合部１５が固定係合部２６を乗り越えるときに、負荷、すなわち押鍵に対する反力が一時的に増加する。それが押鍵感触におけるクリック感として演奏者に感じられる。

一方、押鍵行程において可動係合部１５の先端Ｐ３が曲線Ｌ２を辿るときには、先端Ｐ３は曲線Ｌ１に比べ中心位置Ｐ１に近い内側の領域を通り、固定係合部２６に当接することがない。従って、クリック感を感じることはない。このように可動係合部１５と固定係合部２６との位置関係が設定されている。

図２（ａ）、（ｂ）は、押鍵行程における弱押鍵時、強押鍵時の押鍵ストロークと押鍵反力との関係を示す図である。弱押鍵時には、押鍵途中で反力がコブ状に一時的に増加する（図２（ａ））。一方、強押鍵時の押鍵初期には、ハンマ体ＨＭの慣性質量が反力として作用するため初期反力が大きいが、その後に一時的に反力が増加することはない（図２（ｂ））。

本実施の形態によれば、押鍵行程においては、ハンマ体ＨＭの慣性力によって、同じ押鍵ストローク位置における距離Ｄは、押圧駆動力が大きいほど短くなる。そして、押圧駆動力の大きさが所定値未満の場合は可動係合部１５が固定係合部２６に当接する一方、押圧駆動力の大きさが所定値以上の場合は可動係合部１５が固定係合部２６に当接しない。これにより、強押鍵時にはクリック感を生じさせることなく、弱押鍵時にだけ明瞭なクリック感を発生させることができ、押鍵感触がアコースティックピアノのものに近くなる。

なお、主に前方延設部１２の撓みによって、押鍵力により可動係合部１５の軌跡を異ならせる構成であったが、撓みに限定されるものではない。図３（ａ）に示す変形例が考えられる。

図３（ａ）は、変形例のハンマ体ＨＭの基部１０周辺の拡大図である。この変形例に示すように、前方延設部１２を基部１０から一体に延設するのではなく、別部材として構成し、基部１０に設けた支持部１６に回動可能に取り付ける。支持部１６は基部１０の左右両側に設けるものとする。支持位置Ｐ２（図１（ｂ））に相当する回転中心Ｐ４を中心に、前方延設部１２が回転自在である。前方延設部１２の根元部と支持部１６の間には、ねじりばね１７が装着されている。前方延設部１２が図３（ａ）に示す初期位置から時計方向に回転すると、ねじりばね１７により前方延設部１２に対して復帰方向に付勢力が作用するようになっている。

回転中心Ｐ４を中心に前方延設部１２が時計方向に回動すると、図１の例と同様に可動係合部１５が変位する。図３（ａ）の例においては、ねじりばね１７の弾性によって、被駆動部１２ａがアクチュエータ２８から受ける押圧駆動力により、ハンマ回動軸１１を中心にハンマ体ＨＭを往方向に回動させる力が作用すると共に、距離Ｄを縮小させる方向に力が作用する。押圧駆動力が小さいほど前方延設部１２の回動量は小さい。押圧駆動力と先端Ｐ３の軌跡との関係は図１の例と同様である。このように、前方延設部１２の根本部が弾性的に回動する構成でも本発明の効果を得ることは可能である。従って、この構成であれば、前方延設部１２は必ずしも可撓性・弾性を有する必要はない。

ところで、上記説明した各構成において、可動係合部１５と固定係合部２６の形状は例示した形状に限定されず、可動係合部１５が固定係合部２６を乗り越えることが可能な形状であればよい。可動係合部１５と固定係合部２６のうち、いずれか一方の先端が他方の面に当接するという関係でもよい。

例えば、図３（ｂ）に示すように、可動係合部１５の先端Ｐ３が、押鍵、離鍵の双方において、固定係合部２６の当接面２６ａ、２６ｂに摺接する構成が考えられる。しかし、押鍵行程では可動係合部１５または固定係合部２６の一方の先端が他方の当接面に当接し、離鍵行程では可動係合部１５または固定係合部２６の他方の先端が一方の当接面に当接するといった、先端と面との当接関係が往復で逆になる構成であってもよい。

ところで、離鍵行程においてはクリック感は必要でない。そこで、離鍵行程（ハンマ体ＨＭの復行程）において、円滑な乗り越えを実現するためには、例えば図３（ｂ）に例示するように構成する。すなわち、押鍵行程で対向する可動係合部１５の当接面１５ａと固定係合部２６の当接面２６ａとが成す角度を、離鍵行程で対向する可動係合部１５の当接面１５ｂと固定係合部２６の当接面２６ｂとが成す角度よりも小さくするのがよい。

これにより、距離Ｄ（図１（ｂ））が押鍵行程と離鍵行程とで同じ状態で可動係合部１５が固定係合部２６に当接する場合を比較して、押鍵行程のときよりも離鍵行程のときの方が、乗り越える際の負荷が小さくなる。従って、離鍵行程における違和感を抑制することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

Ｋ 鍵、 ＨＭ ハンマ体、 １０ 基部、 １１ ハンマ回動軸、 １２ 前方延設部（延設部）、 １２ａ 被駆動部、 １５ 可動係合部、 ２０ 楽器本体、 ２６ 固定係合部、 ２７ 鍵回動軸、 Ｄ 距離、 Ｐ２ 支持位置（根元部）

Claims (4)

1. 楽器本体と、
   押鍵操作により鍵回動軸を中心に回動する鍵と、
   可動係合部及び被駆動部を有し、前記鍵に対応して設けられ、押鍵操作により前記対応する鍵に前記被駆動部が押圧駆動されることでハンマ回動軸を中心に回動して押鍵操作に慣性を与えるハンマ体と、
   前記ハンマ体の前記可動係合部に対応して設けられ、前記楽器本体に固定された固定係合部とを有し、
   前記被駆動部が押圧駆動力を受けることによって前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離が縮小し得るように構成され、
   前記押圧駆動力により、前記ハンマ回動軸を中心に前記ハンマ体を往方向に回動させる力が作用すると共に、前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離を縮小させる方向に力が作用し、
   前記ハンマ体が往方向に回動する際、前記可動係合部が前記固定係合部に当接し乗り越えたときに押鍵感触におけるクリック感が生じ、
   押鍵行程においては、前記ハンマ体の慣性力によって、同じ押鍵ストローク位置における前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離は、前記押圧駆動力が大きいほど短くなり、前記押圧駆動力の大きさが所定未満の場合は前記可動係合部が前記固定係合部に当接する一方、前記押圧駆動力の大きさが所定以上の場合は前記可動係合部が前記固定係合部に当接しないことを特徴とする鍵盤装置。
2. 前記ハンマ体は、前記楽器本体に前記ハンマ回動軸で軸支された基部を有し、前記基部から延設された延設部の一部が前記被駆動部となり、前記延設部の根元部から前記被駆動部までの途中に前記可動係合部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の鍵盤装置。
3. 前記延設部は可撓性を有し、前記延設部の弾性変形によって前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離が変化することを特徴とする請求項２記載の鍵盤装置。
4. 前記ハンマ回動軸から前記可動係合部までの距離が押鍵行程と離鍵行程とで同じ状態で前記可動係合部が前記固定係合部に当接する場合を比較して、押鍵行程のときよりも離鍵行程のときの方が、前記可動係合部が前記固定係合部を乗り越える際の負荷が小さくなるように、側面視における前記可動係合部と前記固定係合部との互いの当接する面の角度が設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鍵盤装置。

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