JP2631736B2 - 電子楽器の鍵盤装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は電子楽器の鍵盤装置の改良に関し、特に押鍵
時のタッチ感を最適に設定できるようにしたバネ機構を
備えた構成のものである。

従来の技術： 従来、電子ピアノ、シンセサイザー等の電子楽器にお
ける鍵盤装置では、主に実開昭57−201596号公報などに
よって知られているように、鍵はその支持フレーム上で
基端部を片持ち状に取り付けた板バネの自由端部によっ
て押し上げられる構造になっている。あるいは特開昭58
−98783号公報に開示されているように、鍵の裏面に設
けた係止部と鍵盤支持フレーム（シャーシ）とに両端が
係止するようにして板バネを彎曲させて装着し、その弾
性でもって押鍵後の復帰力が与えられるようにしたもの
もある。

解決しようとする課題： しかし上記したような従来のバネ機構を備えた鍵盤装
置にあっては、鍵を押したときのタッチ感が、ただ一種
類のバネ荷重曲線を利用して実現することしか考慮され
ていないので、板バネを係止するときの係止形状と、そ
の形状にある板バネを押圧する押圧部が作用する作用点
の位置、およびそのときの荷重曲線が、特に考慮される
ことはなかった。

すなわち、前記したバネ機構では、片持ち状に取り付
けた方式の場合、板バネの自由端部に押圧力を与えるだ
けで、その反力を得るだけであり、後者の板バネを彎曲
させた状態で取り付けた方式の場合には、押圧力が該板
バネの長手方向に推力として作用することになり、いず
れの場合でも、板バネのさまざまな荷重曲線を、さまざ
まな鍵タッチの実現に、有効に利用されていなかった。
したがって、鍵盤における各位置の鍵が、いわば画一的
な鍵タッチ感となり、演奏時の押鍵が、いわゆる自然楽
器であるピアノのような鍵タッチ感を得ることが困難で
あった。

課題を解決するための手段： 本発明は、このような従来技術における問題点を解決
して、押鍵側に向け彎曲させたバネ体に対し、押圧作用
点を変えることで、さまざまな荷重曲線が得られること
を利用し、構造を簡素化してさまざまな鍵タッチ感が得
られるようにした鍵盤装置を提供することを目的として
いる。

すなわち、本発明は、鍵盤装置における支持フレーム
上で、弾性片を、鍵の押圧部に向かって彎曲状に、かつ
押圧時たわみ可能に両端部で変位自在に支持し、上記鍵
側の押圧片で上記弾性片の彎曲部を押圧する電子楽器の
鍵盤装置において、上記弾性片の上記彎曲部に対する上
記鍵側の上記押圧片の押圧作用点位置を、上記鍵の配置
位置によって異ならせるようにしたものである。

本発明におけるバネ機構を構成する弾性片は、その一
方の支持部が支持フレーム上に、他方の支持部が鍵の回
動基点近傍に、それぞれ設けてあり、鍵側に彎曲させて
両端支持位置がほぼ同一平面上に位置するように設け
る。

また、本発明におけるバネ機構を構成の弾性片は、板
バネによるほかに、両端を屈曲して回動支持部を形成し
た線状バネ、あるいは線状バネを矩形環状に形成したも
のなどを用いることができる。

さらに、本発明において、バネ機構の取り付け構造
を、弾性片の支持フレーム側支持部は、該弾性片装着部
の下側位置で、支持フレームに設けた透孔の一端部に隣
接して設け、押鍵時支持フレーム側支持部に隣接した部
分での弾性片の変位が損われないように構成した。

作 用： 次に本発明鍵盤装置の作用について、これを原理の説
明図によって説明する。

第８図に示すように、弾性片（ここでは板バネ）は上
向き彎曲状態にして、両端を回転支持状態にしてある。
この支持部間の距離をＬとして、片方の支持部よりＸ軸
方向にL/4（0.25L）の距離に作用点Ｏを設け、この作用
点Ｏを鍵側の押圧部にて垂直に押圧すると、バネの反力
と釣り合う力ＷとバネのＹ方向のたわみＹとの関係が、
第９図に示すようにほぼサインカーブを描くことにな
る。

弾性片が鍵の押圧部によって押し下げられる過程は、
第８図ＡからＦのように変化する。同図Ａは、弾性片を
押し下げ始める直前の形態を示し、該弾性片は、中心線
に対し対称な形をしている。弾性片が、やや押し下げら
れて図Ｂの状態では、弾性片の変形状態が変曲点のない
一次変形モードを示す。さらに弾性片が押し下げられて
図Ｃで示す状態になると、押し下げ点付近の弾性片に
は、直線部が含まれることになる。このとき第９図で示
すように力Ｗが最大となり、これ時点ではＡ、Ｂで示す
弾性片の一次変形モードからＤ、Ｅで示す二次変形モー
ドに変る遷移点にある。以降弾性片が押し下げられるに
つれて、弾性片は、変曲点を１個有するほぼ３次曲線の
ように変形し、作用点は下降する。さらに押し下げて弾
性片の軸線が両支持点を結ぶ線上に重なったとき、バネ
の反力と釣り合う力Ｗは、Ｏとなる。これ以降押し下げ
て、その最終位置、図Ｆまで変位すると、弾性片は前記
図ＡからＥまでの動作と反対に、二次変形モードから一
次変形モードに変化し、始動状態（図Ａの状態）と軸方
向に対称になって、弾性片は反転してしまう。

したがって、第８図のＡの状態の弾性片に、鍵の押圧
部を当接させて押し下げ、Ｅの状態の直前までのストロ
ークを利用すれば、すなわち第９図中のＡからＥ直前ま
での荷重曲線を使用すれば、第10図に示される荷重曲
線が得られる。同様にしてＡ〜Ｃ間にＹのストロークを
限定すれば、第10図のような荷重曲線になり、Ｂ〜Ｄ
間にＹのストロークを限定すれば、第10図のような荷
重曲線になり、Ｃ〜Ｅ直前までの間にＹのストロークを
限定すれば、第10図のような荷重曲線を得ることがで
きることになる。

さらに、片方の支持部から作用点ＯまでのＸ軸方向の
距離を任意に設定することにより、異なる荷重曲線を得
ることができる。したがって弾性片支持部間の距離をＬ
として片方の支持部から0.5Lの距離に作用点Ｏを設けた
場合、ＡからＥまでのストロークＹに対して第11図で0.
5Lと示された荷重曲線となる。以下同じように片方の支
持部から作用点Ｏまでの距離を、それぞれ0.44L,0.15L,
0.38L,0.2L,0.25L,0.3Lとした場合の荷重曲線が第11図
に示されたようになる。

このようなことから明らかなように、彎曲させて装着
した弾性片の片方の支持部から作用点までの距離を変え
ることによって、弾性片の条件を変えることなく、最大
反力、荷重曲線を任意に設定できるようになる。

したがって、本発明の鍵盤装置では、鍵の配置位置に
おける最適の鍵タッチ感が得られうよう、鍵側の押圧片
位置を異ならせて設けておくことで、所期の目的が容易
に達成できることになった。

実施例： 以下に本発明鍵盤装置を一実施例について図面により
説明する。

第１図に示すのは鍵盤装置の縦断面図であって、支持
フレーム10（シャーシ）に設けたバネ支持部15と、鍵20
の回動支点ａに最も近い位置で設けたバネ支持部25との
間に、第２図で示すような板バネ30が、鍵20側に彎曲し
て支持させてある。板バネ30の両支持部15,25は、ほぼ
同一平面上に位置するようにして、該板バネ30が前記し
たような荷重曲線を得られるようにしてある。

このようにした板バネ30に対する作用点は、該バネ支
持部間の距離Ｌとして、支持フレーム10側バネ支持部15
から0.25Lの距離に、鍵20下面に設けたバネ押圧片23が
当接するように関係付けてあり、かつ押鍵時、鍵回動開
始時の鍵20のバネ押圧片23作動始点が、前記第８図Ｂか
らＣの間に、鍵回動終了時の押圧終点が、第８図Ｃから
Ｄの間となるように、該バネ押圧片23の突き出し長さが
設定してある。

このようにしておけば、鍵の荷重曲線は第12図に示さ
れるように、押鍵開始時に荷重に対する反力が急激に増
えて、その後鍵荷重反力が一定に持続する理想的な荷重
曲線に近似した、荷重曲線が実現し得ることになる。

したがって、鍵20に設けるバネ押圧片23の位置を、Ｘ
方向に0.25Lとして、鍵回動開始時のバネ押圧片23の押
し下げ作動始点を、前記第８図ＢからＣの間に、また鍵
回動終了時の押圧終点が、第８図ＣからＤの間となるよ
うに設定すると、第10図のごとく短時間に鍵荷重反力
増加の後なだらかなカーブを描き、最後に鍵20が支持フ
レーム10上に貼着したフェルト片16に当り、荷重反力が
増える鍵荷重曲線が得られることになる。

なお、鍵20はその基端部係止段21を支持フレーム10に
設けてある係止孔11と係合して、この係合点を基点にし
て回動するように配され、鍵20中間位置より先端寄り下
側には、鉤形の係止片22が支持フレーム10の前側面に設
けてある孔12に挿入され、その鉤形係止片22先端が支持
フレーム10の裏面に貼着してある緩衝用のフェルト片17
と接触した状態で、鍵20のバネ支持部25に係合している
板バネ30の軸線方向推力により、該鍵20が水平に保たれ
るようになっている。図中13は支持フレーム10側から上
向きに直立したガイド片。41はアクチュエータ、40は鍵
スイッチである。また支持フレーム10には、前記板バネ
30の支持フレーム側バネ支持部15隣接位置に、透孔14を
設け、前記したように彎曲状態で設けてある板バネ30
を、押鍵時バネ押圧片23で押し下げられた際、該透孔14
内に板バネ30が変位しても支障がないようにし、板バネ
支持部15,25を低くして、鍵20の上下回動範囲で鍵タッ
チ感を損なわないで、円滑な動作ができるようになって
いる。

第４図に示したのは、前記板バネ30に変えて線条バネ
36を採用した場合の該バネ部分の概要を示す。この場合
は端部36′を直角に屈曲して、一方端部を支持フレーム
10側のバネ支持部15に、他方端部は鍵側のバネ支持部25
にそれぞれ係合して用いる。あるいは第５図に示すよう
な矩形環状に線条バネを屈曲形成した環状バネ37であっ
ても同様にして採用できる。

第７図に示すのは他の実施例であって、第６図に示さ
れているような複数本の板バネ31を櫛状に、バネ取り付
け部32と一体にしたものにして、そのバネ取り付け部32
を支持フレーム10にリベット33で締着し、板バネ31の取
り付け部32寄りに、彎曲時の変位が自在になるような量
だけ余裕をもたせ、該板バネ31の他端は前記実施例と同
様に、鍵20の回動基点となる係止段21に近い内側位置に
設けたバネ支持部25に係合するようにして使用する。な
お、ここで板バネとフレームは、別構成としたが、例え
ばステンレス等のバネ材とし、該バネ材をフレーム材と
して用い、フレームのプレス加工時に同時にバネ部を形
成することにより、板バネ部とフレーム部を一体の構成
としてもよい。

なお、本発明によれば、上記の説明により、バネの荷
重曲線を個々に任意に可変したい場合、バネ側の条件を
一定にして、押圧部の位置を変更できる構造とすればよ
いことがわかる。

また、第13図で示すような鍵復帰用スプリング45に圧
縮コイルバネを用いて、鍵スイッチ43′にゴムスイッチ
を使用した従来の鍵盤装置では、その荷重曲線は、第14
図示のように圧縮コイルバネによる右上がりの荷重曲線
に、ゴムスイッチ（鍵スイッチ43′）による急激な右上
がりの荷重曲線が付加されるため、鍵押し下げ量が増す
につれて鍵荷重反力が増えて、演奏時の鍵タッチ感がよ
くない。

そこで本発明では第15図に例示するように、鍵スイッ
チ43（ゴムスイッチ）による荷重反力を相殺するよう
に、前記第14図に表されている荷重曲線を、右下がりの
荷重曲線となるようバネ機構によって実現させる。その
ためには、第10図の荷重曲線が実現できるように、鍵
回動開始時の鍵20のバネ押圧片23を、押鍵始点と終点と
を第８図のＣからＥの間になるよう、該バネ押圧片23の
長さを設定する。このようにすることで、第16図に見ら
れるように押し下げ量が進むにつれて増えるゴムスイッ
チによる荷重反力は、板バネの荷重反力の減少によって
相殺され、所期の目的が達成できる。

また、本発明によれば、前記具体例にて示したよう
に、バネは、その一端を支持フレーム10に設けてあるバ
ネ支持部15に係止し、他端が鍵の基端部に設けてあるバ
ネ支持部25に係止するようにしたことで、上記したよう
な作用と同時に、支持フレーム10の鍵の係止孔11に嵌ま
った鍵基端部係止段21が、バネ30（あるいは板バネ31、
線条バネ36、環状バネ37）の軸線方向の推力によって、
常時係止孔21縁に押し付けられて回動支点ａを維持し、
鍵が支持フレームから外れることはない。

発明の効果； 本発明によれば、鍵盤装置における各鍵の復帰用バネ
は、所定のものを一斉に使用して、これに対する鍵側の
バネ押圧片の条件を、各鍵ごとに最適の荷重曲線が得ら
れるように設定することで、鍵タッチ感が鍵位置にふさ
わしい状態に決め得るようになり、構造を簡素化して安
定状態で、さまざまな鍵タッチ感を具備させて、自然な
鍵盤楽器を実現することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鍵盤装置の一実施例の縦断面図、第２図
はバネ機構として使用する板バネの一例を示す斜視図、
第３図は第１図のIII−III視拡大平面図、第４図および
第５図は線条バネを使用した別例の要部斜視図、第６図
は櫛歯状になった使用板バネの一部斜視図、第７図は櫛
歯状の板バネを使用した鍵盤の別例縦断面図、第８図は
本発明の技術を原理的に表した説明図、第９図は第８図
における弾性片のたわみと反力との関係を示す図、第10
図は第８図における弾性片のたわみを限定した場合の各
変位時における荷重曲線を示す図、第11図は弾性片に対
する押圧力の作用点が異なった場合の第８図におけるＡ
からＥまで変位による荷重曲線図、第12図は理想的な鍵
の荷重曲線を示す図、第13図は鍵スイッチにゴムスイッ
チを用いた従来の鍵盤装置の縦断面図、第14図は第13図
に示されたものによる鍵に対する荷重曲線図、第15図は
本発明を採用した鍵盤装置の縦断面図、第16図は第15図
に示したものによる鍵に対する荷重曲線を示す図であ
る。 10……支持フレーム、11……鍵の係止孔 13……ガイド片、14……透孔 15……支持フレーム側のバネ支持部 20……鍵、21……基端部係止段 22……鉤形係止片、23……バネ押圧片 25……鍵側のバネ支持部 30……板バネ 31……櫛歯状に形成された一連のバネ片の板バネ 32……バネ取り付け部 33……リベット、36……線条バネ 37……環状バネ、40……鍵スイッチ 41……アクチュエータ 43,43′……鍵スイッチ（ゴムスイッチ）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鍵盤装置における支持フレーム上で、弾性
   片を、鍵の押圧部に向かって彎曲状に、かつ押圧時たわ
   み可能に両端部で変位自在に支持し、前記鍵側の押圧片
   で前記弾性片の彎曲部を押圧する電子楽器の鍵盤装置に
   おいて、 前記弾性片の前記彎曲部に対する前記鍵側の前記押圧片
   の押圧作用点位置を、前記鍵の配置位置によって異なら
   せた ことを特徴とする電子楽器の鍵盤装置。
2. 【請求項２】前記作用点位置が、前記弾性片の彎曲頂点
   部と前記弾性片のいずれか一方の支持部との間にある請
   求項１に記載の電子楽器の鍵盤装置。