JP2015161736A - 鍵盤楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】鍵盤楽器において、鍵盤蓋を小さな力で静かに開閉することができるようにする。
【解決手段】鍵盤蓋１３は、回転軸２０を中心とした開閉経路Ｒの途中に自重による回転トルクＴの向きが変わる変曲点Ｐを有し、開閉経路Ｒのうち鍵盤蓋１３の閉状態ＣＬから変曲点Ｐまでの第一経路Ｒ１において、鍵盤蓋１３に発生する回転トルクＴ１の向きと反対の第一回転トルクを鍵盤蓋１３に付与し、開閉経路Ｒのうち変曲点Ｐから鍵盤蓋１３の開状態ＯＰまでの第二経路Ｒ２において、鍵盤蓋１３に発生する回転トルクＴ２の向きと反対の第二回転トルクを鍵盤蓋１３に付与する鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ａを備える鍵盤楽器を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、鍵盤楽器に関する。

一般に、グランドピアノ、アップライトピアノ等のアコースティックピアノや、電子ピアノ等の鍵盤楽器は、鍵盤部を覆う鍵盤蓋を備える（例えば特許文献１参照）。従来、アコースティックピアノ、あるいは、アコースティックピアノと同様の外観意匠を有する電子ピアノでは、鍵盤蓋が木材からなり、また、所定の厚みを有している。

特開平１０−１０５１５６号公報

しかしながら、鍵盤蓋が木材からなり、また、所定の厚みを有すると、鍵盤蓋の重量が重く、鍵盤蓋を開閉し難いという問題がある。
特許文献１には、ワイヤーを下方へ引っ張る牽引手段の力を鍵盤蓋に開く方向の力として加えると共に、鍵盤蓋が全開した状態では鍵盤蓋に開く方向の力が加わらないようにすることで、鍵盤蓋の重量を軽減させて小さな力で鍵盤蓋を開閉できるようにしたピアノの鍵盤蓋開閉装置が記載されている。しかしながら、鍵盤蓋は、その開閉経路の途中に自重による回転トルクの向きが変わる変曲点を有しており、その変曲点を過ぎると、自重による回転トルクが開く方向の力として加算される。したがって、鍵盤蓋に上記のように全開になる直前まで開く方向の力を加えると、全開になる直前でも勢いが衰えることなく、ピアノであれば上前板等に衝突して、大きな音が発生してしまうことがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、鍵盤蓋を小さな力で静かに開閉することが可能な鍵盤楽器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の鍵盤楽器は、筐体に対し回転軸を中心として開閉自在に設けられた鍵盤蓋を備える鍵盤楽器であって、前記鍵盤蓋は、前記回転軸を中心とした開閉経路の途中に自重による回転トルクの向きが変わる変曲点を有し、前記開閉経路のうち前記鍵盤蓋の閉状態から前記変曲点までの第一経路において、前記鍵盤蓋に発生する前記回転トルクの向きと反対の第一回転トルクを前記鍵盤蓋に付与し、前記開閉経路のうち前記変曲点から前記鍵盤蓋の開状態までの第二経路において、前記鍵盤蓋に発生する前記回転トルクの向きと反対の第二回転トルクを前記鍵盤蓋に付与する鍵盤蓋開閉緩衝手段を備えることを特徴とする。

本発明の鍵盤楽器によれば、鍵盤蓋開閉緩衝手段を設け、鍵盤蓋を開閉するときに、鍵盤蓋の自重による回転トルクの向きが変わる変曲点までは鍵盤蓋を開閉しようとする方向と同じ方向に回転トルクを加えて、鍵盤蓋の開閉を補助し、変曲点を超えた後は鍵盤蓋を開閉しようとする方向と逆の方向に回転トルクを加えて、鍵盤蓋が開閉する勢いを低減させる。このように、本発明の鍵盤楽器では、鍵盤蓋の開閉経路の途中にある変曲点において鍵盤蓋に付与する回転トルクの向きを変えることで、鍵盤蓋を小さな力で静かに開閉することができる。

また、前記鍵盤楽器においては、前記鍵盤蓋開閉緩衝手段が、一端が前記鍵盤蓋に固定され、他端が前記筐体に固定されて、前記鍵盤蓋の開閉動作に応じて弾性的に伸縮し、前記第一回転トルク及び前記第二回転トルクを発生する弾性部材を備え、前記弾性部材の蓄勢は、前記変曲点において最小となるように構成されてもよい。

また、前記鍵盤楽器においては、前記鍵盤蓋開閉緩衝手段が、前記鍵盤蓋に一体的に設けられた錘部材を備え、前記錘部材の重心位置が、前記鍵盤蓋の重心位置との間に前記回転軸が位置するように設定されるように構成されてもよい。

これらの構成によれば、弾性部材の伸縮や錘部材の自重により鍵盤蓋開閉緩衝手段を形成できるため、鍵盤蓋を小さな力で静かに開閉することが可能な鍵盤楽器を低コストで製造することができる。

本発明によれば、鍵盤蓋開閉緩衝手段を設け、鍵盤蓋の開閉経路の途中にある変曲点において鍵盤蓋に付与する回転トルクの向きを変えることで、鍵盤蓋を小さな力で静かに開閉することができる。

本発明の第一実施形態に係るピアノの要部を示す側断面図である。 本発明の第一実施形態に係る鍵盤蓋開閉緩衝手段の構成を示す模式図である。 本発明の第二実施形態に係る鍵盤蓋開閉緩衝手段の構成を示す模式図である。

［第一実施形態］
以下、図１，２を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、この実施形態に係るピアノ（鍵盤楽器）１は、アコースティックピアノの一種であるアップライトピアノであり、従前のピアノと同様に構成されている。すなわち、ピアノ１は、筐体１１、鍵盤部１２、鍵盤蓋１３、ハンマ１４、弦（打撃対象）１５、アクション機構１６、ダンパ機構１７等を備える。
鍵盤部１２は、演奏者の手指によって演奏操作がなされる複数の鍵２４を配列したものであり、各鍵２４は筐体１１の棚板２１上に筬２９を介して揺動自在に設けられている。
また、各鍵２４の一端部（前端部）は、筐体１１の前面側（図１において左側）において外部に露出している。

鍵盤蓋１３は、鍵盤部１２のうち筐体１１の外部に露出する部分を覆うものであり、鍵盤部１２を覆う閉状態ＣＬと、鍵盤部１２を外部に露出させる開状態ＯＰとの間で、筐体１１の鍵盤蓋奥２２に対して回転自在に設けられている。
鍵盤蓋１３は、鍵盤部１２の上方を覆う鍵盤蓋本体２６と、鍵盤部１２の前端（図１において鍵の左端）を覆う鍵盤蓋前付２７と、を備える。本実施形態の鍵盤蓋１３では、鍵盤蓋本体２６及び鍵盤蓋前付２７が一体に形成されている。

ハンマ１４、弦１５及びアクション機構１６は、いずれも筐体１１内部に設けられている。ハンマ１４は、弦１５を打撃するものである。アクション機構１６は、演奏者の手指による鍵の押鍵力を、ハンマ１４が弦１５を打撃する打弦力（打撃力）に変換する機構である。
ダンパ機構１７は、鍵２４の押鍵力や、演奏者の足によるラウドペダル（不図示）の踏込力を、弦１５上のダンパ１８を弦１５から離す離弦力に変換する機構である。

前述した鍵盤蓋１３は、開状態ＯＰにおいて、アクション機構１６の前面側（図１において左側）に位置する。
本実施形態のピアノ１では、アクション機構１６が、筐体１１内部に配された鍵２４の後端部の上方において、筐体１１の前面側をなす上前板２３の内面に対向するように位置する。一方、開状態ＯＰの鍵盤蓋１３は、上前板２３の外面を覆うように位置する。

図２に示すように、鍵盤蓋１３は、回転軸２０を中心として開閉自在に設けられている。鍵盤蓋１３は、回転軸２０を介して筐体１１に支持されている。図２に示す符号Ｒは、鍵盤蓋１３の開閉経路を示す。開閉経路Ｒは、回転軸２０を中心とする円弧状に形成される。開閉経路Ｒの一端において鍵盤蓋１３は閉状態ＣＬとなり、また、開閉経路Ｒの他端において鍵盤蓋１３は開状態ＯＰとなる。

鍵盤蓋１３は、回転軸２０を中心とした開閉経路Ｒの途中に自重による回転トルクＴの向きが変わる変曲点Ｐを有する。この変曲点Ｐでは、回転軸２０を通る鉛直線上に鍵盤蓋１３の重心位置Ｇ１が重なる。変曲点Ｐにおいては、鍵盤蓋１３に自重による回転トルクＴが発生しない。一方で、変曲点Ｐより手前側（閉状態ＣＬ側）に鍵盤蓋１３が倒れると、鍵盤蓋１３に自重による回転トルクＴが、閉じる方向に発生する（回転トルクＴ１）。また、この変曲点Ｐより奥側（開状態ＯＰ側）に鍵盤蓋１３が倒れると、鍵盤蓋１３の自重による回転トルクＴが、開く方向に発生する（回転トルクＴ２）。

ピアノ１には、鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ａが設けられている。鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ａは、開閉経路Ｒのうち鍵盤蓋１３の閉状態ＣＬから変曲点Ｐまでの第一経路Ｒ１において、鍵盤蓋１３に発生する回転トルクＴ１の向きと反対の第一回転トルクを鍵盤蓋１３に付与すると共に、開閉経路Ｒのうち変曲点Ｐから鍵盤蓋１３の開状態ＯＰまでの第二経路Ｒ２において、鍵盤蓋１３に発生する回転トルクＴ２の向きと反対の第二回転トルクを鍵盤蓋１３に付与するものである。

本実施形態の鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ａは、弾性部材３１を備える。弾性部材３１は、一端が鍵盤蓋１３に固定され、他端が筐体１１に固定されて、鍵盤蓋１３の開閉動作に応じて弾性的に伸縮するものである。本実施形態の弾性部材３１は、バネ部材から形成され、一端がヒートン３２ａを介して鍵盤蓋１３に固定され、他端がヒートン３２ｂを介して筐体１１に固定されている。ヒートン３２ａは、回転軸２０に対し鍵盤蓋本体２６及び鍵盤蓋前付２７が設けられる側と反対側に取り付けられている。また、ヒートン３２ｂは、筐体１１の棚板２１に取り付けられている。なお、筐体１１の鍵盤蓋奥２２には、鍵盤蓋１３が閉状態ＣＬのときにヒートン３２ａと干渉しないように溝３３が形成されている。

弾性部材３１の蓄勢は、変曲点Ｐにおいて最小となるように構成されている。なお、弾性部材３１の蓄勢は、バネ定数に変位量を積算して求めることができる。「蓄勢が最小」とは、鍵盤蓋１３の開閉経路Ｒにおいて弾性部材３１の変位量が最小（ゼロ（自然長の状態）を含む）となることを意味する。すなわち、弾性部材３１は、図２に示すように、鍵盤蓋１３が変曲点Ｐに位置するときに、その変位量が最小となるように配置されている。本実施形態の弾性部材３１は、鍵盤蓋１３が変曲点Ｐに位置するときに、その変位量がゼロ（自然長の状態）となっている。

この弾性部材３１は、変曲点Ｐより手前側に鍵盤蓋１３が倒れると、その反対の奥側に引っ張られ、鍵盤蓋１３にバネ荷重Ｐ１を作用させ、回転トルクＴ１の向きと反対の第一回転トルクを発生する。また、この弾性部材３１は、変曲点Ｐより奥側に鍵盤蓋１３が倒れると、その反対の手前側に引っ張られ、鍵盤蓋１３にバネ荷重Ｐ２を作用させ、回転トルクＴ２の向きと反対の第二回転トルクを発生する。
この弾性部材３１は、そのバネ定数の大きさ等によって、単数若しくは複数で設けてもよい。なお、複数で設ける場合には、鍵盤蓋１３の幅方向、すなわちピアノ１の演奏者から見て左右対称の配置としてもよい。

上記構成によれば、鍵盤蓋１３を開けるときには、開閉経路Ｒのうち鍵盤蓋１３の閉状態ＣＬから変曲点Ｐまでの第一経路Ｒ１において、弾性部材３１のバネ荷重Ｐ１により鍵盤蓋１３を開く方向の第一回転トルクが発生する。ここで発生する第一回転トルクは、第一経路Ｒ１において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を閉じる方向の回転トルクＴ１の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の持ち上げ重量を軽減する。また、開閉経路Ｒのうち変曲点Ｐから鍵盤蓋１３の開状態ＯＰまでの第二経路Ｒ２において、弾性部材３１のバネ荷重Ｐ２により鍵盤蓋１３を閉じる方向の第二回転トルクが発生する。ここで発生する第二回転トルクは、第二経路Ｒ２において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を開く方向の回転トルクＴ２の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の倒れ速度を軽減する。

一方、鍵盤蓋１３を閉じるときには、開閉経路Ｒのうち鍵盤蓋１３の開状態ＯＰから変曲点Ｐまでの第二経路Ｒ２において、弾性部材３１により鍵盤蓋１３を閉じる方向の第二回転トルクが発生する。ここで発生する第二回転トルクは、第二経路Ｒ２において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を開く方向の回転トルクＴ２の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の持ち上げ重量を軽減する。また、開閉経路Ｒのうち変曲点Ｐから鍵盤蓋１３の閉状態ＣＬまでの第一経路Ｒ１において、弾性部材３１により鍵盤蓋１３を開く方向の第一回転トルクが発生する。ここで発生する第一回転トルクは、第一経路Ｒ１において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を閉じる方向の回転トルクＴ１の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の倒れ速度を軽減する。

以上説明したように、本実施形態のピアノ１によれば、鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ａを設け、鍵盤蓋１３を開閉するときに、鍵盤蓋１３の自重による回転トルクＴの向きが変わる変曲点Ｐまでは鍵盤蓋１３を開閉しようとする方向と同じ方向に回転トルクを加えて、鍵盤蓋１３の開閉を補助し、変曲点Ｐを超えた後は鍵盤蓋１３を開閉しようとする方向と逆の方向に回転トルクを加えて、鍵盤蓋１３が開閉する勢いを低減させる。このように、本実施形態のピアノ１では、鍵盤蓋１３の開閉経路Ｒの途中にある変曲点Ｐにおいて鍵盤蓋１３に付与する回転トルクの向きを変えることで、鍵盤蓋１３を小さな力で静かに開閉することができる。また、鍵盤蓋１３の開閉経路Ｒの途中にある変曲点Ｐにおいて鍵盤蓋１３に付与する回転トルクの向きが変わると、鍵盤蓋１３を持つ者にクリック感を付与できる。

また、本実施形態では、鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ａが、鍵盤蓋１３の開閉動作に応じて弾性的に伸縮する弾性部材３１によって構成されるため、鍵盤蓋１３を小さな力で静かに開閉することが可能なピアノ１を低コストで製造することができる。

〔第二実施形態〕
次に、図３を参照して本発明の第二実施形態について説明する。
この実施形態では、第一実施形態と比較して、鍵盤蓋開閉緩衝手段の一部構造のみが異なっており、その他の構成については第一実施形態と同様である。本実施形態では、第一実施形態と同一の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図３に示すように、この実施形態の鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ｂは、第一実施形態と同様に、開閉経路Ｒのうち鍵盤蓋１３の閉状態ＣＬから変曲点Ｐまでの第一経路Ｒ１において、鍵盤蓋１３に発生する回転トルクＴ１の向きと反対の第一回転トルクを鍵盤蓋１３に付与すると共に、開閉経路Ｒのうち変曲点Ｐから鍵盤蓋１３の開状態ＯＰまでの第二経路Ｒ２において、鍵盤蓋１３に発生する回転トルクＴ２の向きと反対の第二回転トルクを鍵盤蓋１３に付与するものである。

ただし、本実施形態の鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ｂは、錘部材３４を備える。錘部材３４は、鍵盤蓋１３よりも比重の重い部材であり、例えば鍵盤蓋１３が木材からなる場合には鉄や銅等の金属材からなる。なお、錘部材３４の重さは、鍵盤蓋１３の重さよりも軽く設定されている。錘部材３４は、鍵盤蓋１３に一体に設けられている。錘部材３４は、回転軸２０に対し鍵盤蓋本体２６及び鍵盤蓋前付２７が設けられる側と反対側に配されている。図３に示すように、錘部材３４の重心位置Ｇ２は、鍵盤蓋１３の重心位置Ｇ１との間に回転軸２０が位置するように設定されている。すなわち、錘部材３４の重心位置Ｇ２は、鍵盤蓋１３の重心位置Ｇ１に対し、回転軸２０を挟んだ逆側に設定されている。このため、錘部材３４の重心位置Ｇ２は、鍵盤蓋１３が変曲点Ｐに配された状態で、鍵盤蓋１３の重心位置Ｇ１と共に、回転軸２０を通る鉛直線上に配される。

この錘部材３４は、変曲点Ｐより手前側（閉状態ＣＬ側）に鍵盤蓋１３が倒れると、その反対の奥側に持ち上げられ、回転トルクＴ１の向きと反対の第一回転トルクを発生する。また、この錘部材３４は、変曲点Ｐより奥側（開状態ＯＰ側）に鍵盤蓋１３が倒れると、その反対の手前側に持ち上げられ、回転トルクＴ２の向きと反対の第二回転トルクを発生する。
この錘部材３４は、その重さ等によって、単数若しくは複数で設けてもよい。なお、複数で設ける場合には、鍵盤蓋１３の幅方向、すなわちピアノ１の演奏者から見て左右対称の配置としてもよい。

上記構成によれば、鍵盤蓋１３を開けるときには、開閉経路Ｒのうち鍵盤蓋１３の閉状態ＣＬから変曲点Ｐまでの第一経路Ｒ１において、錘部材３４の自重により鍵盤蓋１３を開く方向の第一回転トルクが発生する。ここで発生する第一回転トルクは、第一経路Ｒ１において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を閉じる方向の回転トルクＴ１の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の持ち上げ重量を軽減する。また、開閉経路Ｒのうち変曲点Ｐから鍵盤蓋１３の開状態ＯＰまでの第二経路Ｒ２において、錘部材３４の自重により鍵盤蓋１３を閉じる方向の第二回転トルクが発生する。ここで発生する第二回転トルクは、第二経路Ｒ２において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を開く方向の回転トルクＴ２の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の倒れ速度を軽減する。

一方、鍵盤蓋１３を閉じるときには、開閉経路Ｒのうち鍵盤蓋１３の開状態ＯＰから変曲点Ｐまでの第二経路Ｒ２において、錘部材３４により鍵盤蓋１３を閉じる方向の第二回転トルクが発生する。ここで発生する第二回転トルクは、第二経路Ｒ２において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を開く方向の回転トルクＴ２の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の持ち上げ重量を軽減する。また、開閉経路Ｒのうち変曲点Ｐから鍵盤蓋１３の閉状態ＣＬまでの第一経路Ｒ１において、錘部材３４により鍵盤蓋１３を開く方向の第一回転トルクが発生する。ここで発生する第一回転トルクは、第一経路Ｒ１において鍵盤蓋１３に発生する鍵盤蓋１３を閉じる方向の回転トルクＴ１の向きと反対であり、鍵盤蓋１３の倒れ速度を軽減する。

以上のように本実施形態の鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ｂによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態では、鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ｂが、鍵盤蓋１３に一体的に設けられた錘部材３４によって構成されるため、鍵盤蓋１３を小さな力で静かに開閉することが可能なピアノ１を低コストで製造することができる。

以上、二つの実施形態により本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第一実施形態の鍵盤蓋開閉緩衝手段３０Ａでは、弾性部材３１がバネ部材によって構成されているが、例えばゴム部材等の他の弾性部材によって構成されてもよい。

さらに、本発明は、上記実施形態のようなアップライトピアノに適用されることに限らず、例えばグランドピアノに適用することも可能である。
また、本発明は、アップライトピアノやグランドピアノ等のように弦１５をハンマ１４により打撃するアコースティックピアノに適用されることに限らず、例えば、アコースティックピアノと同様の外観意匠を有する電子ピアノにも適用することが可能である。

１…ピアノ（鍵盤楽器）、１１…筐体、１３…鍵盤蓋、２０…回転軸、３０Ａ，３０Ｂ…鍵盤蓋開閉緩衝手段、３１…弾性部材、３４…錘部材、Ｇ１…重心位置、Ｇ２…重心位置、Ｐ…変曲点、Ｒ…開閉経路、Ｒ１…第一経路、Ｒ２…第二経路、Ｔ…回転トルク、ＣＬ…閉状態、ＯＰ…開状態

Claims (3)

1. 筐体に対し回転軸を中心として開閉自在に設けられた鍵盤蓋を備える鍵盤楽器であって、
   前記鍵盤蓋は、前記回転軸を中心とした開閉経路の途中に自重による回転トルクの向きが変わる変曲点を有し、
   前記開閉経路のうち前記鍵盤蓋の閉状態から前記変曲点までの第一経路において、前記鍵盤蓋に発生する前記回転トルクの向きと反対の第一回転トルクを前記鍵盤蓋に付与し、前記開閉経路のうち前記変曲点から前記鍵盤蓋の開状態までの第二経路において、前記鍵盤蓋に発生する前記回転トルクの向きと反対の第二回転トルクを前記鍵盤蓋に付与する鍵盤蓋開閉緩衝手段を備えることを特徴とする鍵盤楽器。
2. 前記鍵盤蓋開閉緩衝手段は、一端が前記鍵盤蓋に固定され、他端が前記筐体に固定されて、前記鍵盤蓋の開閉動作に応じて弾性的に伸縮し、前記第一回転トルク及び前記第二回転トルクを発生する弾性部材を備え、
   前記弾性部材の蓄勢は、前記変曲点において最小となることを特徴とする請求項１に記載の鍵盤楽器。
3. 前記鍵盤蓋開閉緩衝手段は、前記鍵盤蓋に一体的に設けられた錘部材を備え、
   前記錘部材の重心位置は、前記鍵盤蓋の重心位置との間に前記回転軸が位置するように設定されることを特徴とする請求１に記載の鍵盤楽器。

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