JP2790052B2 - 鍵盤装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子楽器の鍵盤装置に
関し、特に楽音制御のための押鍵力検出手段の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子鍵盤楽器において、演奏表現力を豊
かにするために押鍵時に押鍵圧力を検出して、この圧力
情報により例えば音色、音量やピッチあるいはリバー
ブ、パン、ビブラートその他の各種楽音を制御し、演奏
の幅を広げ表現力を豊かにする技術が知られている。

【０００３】従来のこのような押鍵圧力の検出装置は実
公昭５６−３１４号公報に開示されている。この公報記
載の押鍵力検出装置は、アフターコントロール用の装置
であり、押鍵後の意識的な押鍵力の変化によって弾性部
材（弾性導電体）を変形させこれに応じて押圧力を検出
しビブラート等のアフターコントロールを行う構成であ
る。この従来の検出装置においては、押鍵力検出用の弾
性部材が各鍵共通に設けられ、また各鍵ごとに設けた検
出手段（電極）は共通の基台上に設けられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の押鍵力検出装置においては、弾性部材が各鍵共通で
あったため、隣接する鍵の検出部に対しても弾性変形が
影響し誤検出や検出信号の漏れ等のおそれがあった。

【０００５】このような不具合を回避し、さらに各鍵ご
との演奏表現力を増すために弾性部材を各鍵独立にする
ことが考えられる。

【０００６】しかしながら、単に弾性部材を各鍵ごとに
独立させたとしても、独立した各弾性部材は楽器本体枠
等の共通の固定支持部材に取付けられ保持されなければ
ならない。従って、押鍵された鍵の隣接鍵に対してもこ
の固定支持部材を介して弾性変形の影響が及び検出エラ
ー等のおそれは解消しない。

【０００７】別の対処方法として、検出手段（センサ
ー）の支持部材や弾性部材の固定部（取付け部）を厚く
して剛性を高め隣接鍵への弾性変形の影響を極力抑える
ことが考えられるが、このような方法では楽器全体の重
量が増加しコストアップにもなり得策ではない。

【０００８】この発明は上記従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであって、押鍵力に応じた弾性部材の弾性変形
を検出する押鍵力検出装置において、押鍵された鍵の隣
接鍵の検出センサーに対する弾性変形の影響を防止し隣
接鍵からのエラー信号の発生を防止した鍵盤装置の提供
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明では、押鍵力に応じて縦方向に弾性変形す
る鍵と別体の弾性片を各鍵ごとに具備し、複数の上記弾
性片の根元部は相互に連結され、各弾性片の自由端部側
で各鍵の押鍵力を受けて弾性変形し、この弾性変形によ
る弾性片の変位を検出するセンサーをセンサー支持部材
を介して各鍵ごとに設け、上記センサー支持部材は各弾
性片の弾性変形部分に各鍵ごとに固定されたことを特徴
とする鍵盤装置を提供する。

【００１０】好ましい実施例においては、複数の前記弾
性片は、平板状弾性部材に複数のスリットを設けること
により並列して形成し、各弾性片の根元部側の上記弾性
部材は実質上縦方向に固定されるように（即ち、押鍵方
向には実質上動かないように）縦方向固定部材に対し連
結されたことを特徴としている。この場合、弾性部材を
縦方向固定部材に対し直接連結する構成のみでなく、横
方向に揺動する部材やその他の部材を介して縦方向固定
部材に連結する構成も含む。

【００１１】さらに好ましい実施例においては、前記弾
性片の近傍にセンサー利用回路基板を設け、各弾性片に
センサー支持部材を固定し、このセンサー支持部材は片
持ち梁形状でその自由端部側にセンサーを搭載し、この
センサー支持部材上のセンサー底面の回路と上記センサ
ー利用回路基板とをフレキシブルケーブルで連結し、前
記片持ち梁の自由端部側に前記センサー利用回路基板の
主要部が配置されたことを特徴としている。この場合、
センサー利用回路基板とは、楽音発生および／または楽
音制御用の回路基板であってもよいし、あるいはセンサ
ーと楽音制御用メイン基板との中間に設けられた中継接
続用の回路基板であってもよい。

【００１２】

【作用】押鍵力は弾性部材の自由端部に作用する。セン
サー支持部材はこの弾性部材の弾性変形する部分に固定
されているため、押鍵された鍵についてはセンサー支持
部材の固定部より自由端部側の弾性部材の弾性変形が検
出される。一方、押鍵された鍵の隣接鍵については、押
鍵力の影響が弾性部材の根元部（共通固定部）を介して
伝達されるが、この根元部分が弾性変形してもセンサー
支持部材の固定部より自由端部側の弾性部材の変位量と
センサー支持部材の変位量は同じになり、センサーは変
位を検出しない。

【００１３】上記作用を行うこの発明の実施例におい
て、上記複数の弾性片は、１枚の平板状弾性部材に複数
のスリットを形成することにより並列して形成される。
これにより製造効率がよくなるとともに、１枚づつ弾性
片を取付ける手間が省けるため組み立て作業が容易にか
つ精度よく行われる。

【００１４】上記作用を行うこの発明のさらに別の実施
例において、弾性片の近傍にセンサーからの検出信号を
利用するためのセンサー利用回路基板、例えば楽音発生
用および／または制御用のメイン基板あるいはこのよう
なメイン基板に対し検出信号を中継接続するための中継
用基板、が設けられる。また、各弾性片には片持ち梁状
のセンサー支持部材が固定されその自由端部側にセンサ
ーが搭載される。このセンサーと上記センサー利用回路
基板とをフレキシブルケーブルで連結する。センサー利
用回路基板は例えばセンサー支持部材の片持ち梁自由端
部側延長方向の下側に設けられる。これによりフレキシ
ブルケーブルで結ぶ距離が短くなり、かつフレキシブル
ケーブルの配線回路形成面を反転させることなく容易に
センサー支持部材とセンサー利用回路基板とを連結する
ことができる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る鍵盤装置の全体
構成を示す一部断面側面図であり、図２はその上面から
みた部分平面図である。鍵１は鍵支持部材である鍵フレ
ーム２に対し揺動可能に取付けられる。鍵フレーム２は
楽器本体（棚板）３に固定される。鍵１はその後端部の
鍵支点部５を鍵フレーム２に設けた支点部装着用の孔４
内縁部に挿入係止することにより取付けられる。鍵１の
後端部側には鍵１を常に上方に付勢して押鍵された鍵を
元の位置に戻すための復帰バネ６が設けられる。復帰バ
ネ６は、その一端４０が鍵１の内面係止部に係合し、他
端４１が鍵フレーム２に設けた係止凹部４２内に保持さ
れることにより鍵１に対し常に復帰力を与えるように装
着される。

【００１６】鍵１の前端部側には、後述の押鍵力検出手
段に対し押鍵力を作用させるためのアクチュエータ７が
鍵１と一体形成される。このアクチュエータ７には切欠
き８が設けられる。アクチュエータ７の下端面９は、押
鍵ストロークの下限位置で下限ストッパ１０に当接する
ストッパ当接面を構成する。前記切欠き８内には、押鍵
方向である上下方向（縦方向）の押鍵力を検出するため
の弾性部材１１の自由端部１１ｅが挿入される。図は鍵
１が押鍵されていない状態、即ち押鍵ストロークの上限
位置（初期位置）を示し、この非押鍵状態で弾性部材１
１の自由端部上面と切欠き８の上縁４３との間には若干
の遊びａが設けられる。この遊びにより、押鍵操作を開
始したときに押鍵力検出用弾性部材１１にアクチュエー
タ７が作用してその反力を受ける前に僅かの間隔ができ
るため、押鍵した場合、押したという実感が指に伝わり
押鍵タッチ感触が良好になる。

【００１７】押鍵ストロークは、図示した初期位置の状
態から後端部の鍵支点部５を中心に鍵１が回動して前端
部が下降しアクチュエータ７の下端面９が下限ストッパ
１０に当接するまでの範囲であり、図のｂで示される。

【００１８】下限ストッパ１０は楽器本体の棚板３に固
定された例えばアルミの押出し成形体からなる角パイプ
形状の固定支持枠１２の長手方向に沿って固定される
（図２参照）。この固定支持枠１２にはアングル状の連
結部材１３を介して板バネからなる弾性部材１５の一端
が固定される。この弾性部材１５の他端は同じくアング
ル状の連結部材１４を介して横方向揺動支持枠１６に連
結される。この横方向揺動支持枠１６も固定支持枠１２
と同様に例えばアルミの押出し成形体からなる角パイプ
形状である。この弾性部材１５は横方向（左右方向）の
押鍵力成分を検出するためのものであり、横方向に弾性
変形し縦方向（上下方向）には変位しないように両支持
枠１２、１６間に介装される。この構成により、揺動支
持枠１６は、弾性部材１５の弾性変形に応じて横方向
（左右方向）に揺動し、実質上縦方向（上下方向）には
変位せず一定の固定位置レベルに保たれる（実際には弾
性部材１５の縦方向の弾性変形の範囲内で僅かに変位す
る）。この揺動支持枠１６の揺動方向は図２の矢印Ａで
示される。

【００１９】弾性部材１５の側面には、図２に示すよう
に、横方向センサー支持部材２１が固定される。この横
方向センサー支持部材２１に光学的変位検出センサー２
０が設けられ、弾性部材１５の揺動方向Ａの弾性変形に
よる変位量を検出する。なお、この横方向変位検出手段
となるセンサー２０およびその支持部材２１は図１では
取除いて図示されている。

【００２０】横方向揺動支持枠１６には鍵ガイド支持部
材１７が固定される。この鍵ガイド支持部材１７上に各
鍵に対応して鍵ガイド１８が固定される。鍵ガイド１８
は各鍵内面の両側に摺接して押鍵ストローク中に鍵を上
下方向にガイドする。左右方向の押鍵力成分はこの鍵ガ
イド１８を介して鍵ガイド支持部材１７に伝達され、さ
らに横方向揺動支持枠１６に伝達される。従って、押鍵
時に鍵に対し左右方向の力を加えると、その力は鍵ガイ
ド１８を介して横方向揺動支持枠１６に伝わり、弾性部
材１５が横方向に弾性変形して揺動支持枠１６が矢印Ａ
（図２）のように揺動する。この揺動変位は横方向セン
サー支持部材２１上のセンサー２０により検出される。

【００２１】一方、前述の上下方向押鍵力検出用弾性部
材１１は、固定支持枠１２に連結された揺動支持枠１６
に固定される。この弾性部材１１の詳細を図３に示す。
弾性部材１１は、各鍵に対応して並列させて設けた弾性
片１１ａとその根元部、即ち共通の固定部１１ｂとから
なる。このような弾性部材１１は、１枚の弾性板材料に
対し複数本の実質上平行なスリット１１ｃを設けて複数
の弾性片１１ａを並列的に形成する。各弾性片１１ａの
根元部近傍にはセンサー支持部材取付け用の孔２５が設
けられる。また、共通の固定部１１ｂには、支持枠１６
に固定するための複数の孔２６が設けられる。

【００２２】各弾性片１１ａの下側には、縦方向の押鍵
力を検出するための片持ち梁状のセンサー支持部材１９
が取付け用の孔２５、２７を介してネジ等の適当な手段
で固定される。この片持ち梁状センサー支持部材１９の
自由端部側に変位検出センサー２０が固定される。弾性
部材１１の各弾性片１１ａを形成するスリット１１ｃの
根元端部１１ｄは、図２から分かるように、支持枠１６
の前縁（図の左側の縁）１６ａを越えた後方側に位置す
ることが望ましい。これにより、各弾性片の独立性が高
まり、押鍵時の隣接鍵への影響が極力抑えられる。

【００２３】本発明においては、この支持枠１６から前
方に突出して独立した部分の弾性片１１ａの根元部にセ
ンサー支持部材１９が取付けられる。前述のように、弾
性部材１１の前端部（弾性片１１ａの自由端部１１ｅ）
は鍵１のアクチュエータ７の切欠き８内に挿入されて押
鍵力および復帰力を受ける（図１参照）。この押鍵力Ｆ
は各弾性片１１ａに対し、図３に示すように、各弾性片
の自由端部１１ｅに作用する。このような押鍵力Ｆの作
用により、押鍵された鍵の弾性片１１ａが縦方向に弾性
変形して変位する。この変位は押鍵力に対応する量であ
りこれをセンサー２０が検出して押鍵力を検出する。こ
のとき、押鍵された鍵とこれに隣接する鍵の弾性片１１
ａ同士は分離独立しているため、隣接鍵の弾性片１１ａ
は理想的には変位しないものであるが、実際には弾性部
材１１の共通固定部１１ｂや揺動支持枠１６を介して押
鍵力が廻り込んで影響し、隣接鍵の弾性片が縦方向に僅
かに変位する。本発明の構成では、センサー支持部材が
各弾性片の独立した弾性変形部分に設けられているた
め、このような隣接鍵の弾性変位を検出することによる
検出エラーの発生が防止される。以下この点に関し、図
４および図５を参照してさらに詳しく説明する。

【００２４】図４（Ａ）は非押鍵時の弾性部材１１を示
す側面図であり、（Ｂ）は押鍵時に弾性変形した弾性部
材１１を示す側面図である。図中、Ｐは弾性片１１ａの
弾性変形開始位置、Ｑは押鍵力作用位置、Ｒはセンサー
支持部材取付け位置を示す。また、図５（Ａ）および
（Ｂ）はそれぞれ図４（Ａ）および（Ｂ）に対応した状
態の弾性片を正面からみた図である。なお、センサー２
０としては、例えば図４（Ａ）に示したような反射型セ
ンサーを用いる。この反射型センサーは、弾性材料から
なるケース内に発光素子２３および受光素子２４を設
け、ケース内上面に反射面２２を形成して、ケースの弾
性変形により反射面が変位して受光量が変ることにより
弾性片１１ａの変位を検出するものである。なお、この
反射型センサーは、そのケース形状を伏椀状とした鍵ス
イッチの可動部と同様な形状であってもよい。

【００２５】Ｈ１およびＨ２は、それぞれ押鍵力を付与
する前の弾性片１１ａおよびセンサー支持部材の水平位
置を示し、その間隔をｇとする。（Ａ）の状態からＱの
位置に押鍵力Ｆを付与して（Ｂ）に示すように弾性片１
１ａを弾性変形させる。これにより、弾性片１１ａの先
端位置はＨ１から距離ｃだけ下降してＬ１に変位する。
また、センサー支持部材１９のセンサー固定位置は、Ｈ
２から距離ｄだけ下降してＬ２に変位する。Ｒの位置で
の変位量は、弾性片１１ａもセンサー支持片１９も同一
であるため、この位置Ｒより前方側（自由端部側）の弾
性片１１ａの弾性変形に応じた変位（押鍵力Ｆを受けた
ために生ずる変位）をセンサー２０が検出する。

【００２６】一方、押鍵された鍵に隣接する鍵について
は、押鍵力が弾性部材１１の共通固定部１１ｂを介して
廻り込んで影響し、センサー２０に対向した弾性片１１
ａ’の位置が初期水平位置Ｈ１から距離ｅだけ下降して
Ｌ３に変位する。また、センサー支持部材１９’のセン
サー固定位置の高さは初期水平位置Ｈ２から距離ｆだけ
下降してＬ４に変位する。この場合、隣接鍵の弾性片１
１ａ’の先端には押鍵力Ｆが作用していないため、Ｒの
位置より前方側は弾性変形せず直線状である。またＲの
位置での変位は弾性片１１ａ’もセンサー支持部材１
９’も同じである。したがって、センサー２０の位置に
おける弾性片１１ａ’の変位量ｅとセンサー支持部材１
９’の変位量ｆは等しくなる。したがって、弾性片１１
ａ’とセンサー支持部材１９’との間の間隔はｇのまま
変化しない。このためセンサー２０は変形せず、したが
って変位を検出しない。

【００２７】図６は本発明の別の実施例の要部構成図で
ある。この実施例は、弾性片１１ａの上面側にセンサー
支持部材１９およびセンサー２０を取付けた構成であ
る。その他の構成および作用効果は前述の実施例と同様
である。

【００２８】図７は本発明のさらに別の実施例の要部構
成図である。この実施例は図６の実施例と同様に弾性片
１１ａの上面側にセンサー２０およびその支持部材１９
を取付けた構成であって、片持ち梁状のセンサー支持部
材１９の自由端部を後方に向けて装着した構成である。
その他の構成および作用効果は前述の各実施例と同様で
ある。

【００２９】図８は本発明のさらに別の実施例の要部構
成図である。この実施例は、弾性片１１ａの下面側にセ
ンサー２０およびその支持部材１９を取付けた構成であ
って、センサー支持部材１９の自由端部側を後方に向け
て装着した構成である。このような構成により、楽音発
生用および／または制御用のプリント回路基板を組み立
てる時に、センサー２０下面の支持部材１９上に配設さ
れるセンサー用回路基板３１と楽音発生用および／また
は制御用等のメインの回路基板２８（請求項３でいうセ
ンサー利用回路基板）とに分割して、分割された両回路
基板２８、３１間をフレキシブルケーブル２９で接続
し、一方の分割された回路基板（センサー用回路基板）
３１をセンサー支持部材１９上に装着し、他方の分割さ
れたメインの回路基板（センサー利用回路基板）２８を
棚板３上に装着する場合に、両回路基板間を最短距離で
かつフレキシブルケーブル２９を折返して面を逆向きに
することなく（逆向きにすると配線パターン形成面が分
割された両回路基板間で上下逆向きになるので不都
合）、両回路基板２８、３１を容易にシンプルな配置形
態で取付けることができる。なお、センサー利用回路基
板２８は楽音発生用および／または制御用の基板に限ら
ず、このような楽音発生および／または制御用のメイン
基板を別の位置に設けこのメイン基板に中継接続するた
めの中継用基板であってもよい。いずれの場合であって
も、センサー２０の検出信号を利用するための基板であ
る。

【００３０】このような回路基板２８は、図の例ではそ
の主要部をセンサー支持部材１９の直線状片持ち梁の自
由端部の延長方向側（図で自由端部より左側）に配置し
てフレキシブルケーブル２９による接続性を良好にして
いるが、その他にも回路基板２８を弾性片１１ａの前方
や上方等の近傍に配置し、センサー支持部材１９の取付
け位置をこの回路基板と対応させてその自由端部がフレ
キシブルケーブル２９を介して回路基板と接続しやすい
位置に配置すれば図示した配置に限られるものではな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、各鍵ごとに設けた押鍵力検出用の弾性片の根元部を
共通に連結し、各弾性片の自由端部で押鍵力を受ける弾
性部材の変位検出構造において、各弾性片の弾性変位を
検出するセンサーの支持部材を各弾性片の弾性変形部分
に固定しているため、押鍵力が弾性片の連結固定部を介
して隣接鍵に伝わり隣接鍵が変位しても、この変位を隣
接鍵のセンサーが検出して検出エラーを起こすことはな
く、押鍵力検出の信頼性が高まり、演奏者の意志を的確
に検出して各種楽音制御をきめ細かく行うことができ表
現力の豊かな演奏を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明が適用される鍵盤装置の側面図であ
る。

【図２】 図１の鍵盤装置の上面図である。

【図３】 この発明に係る押鍵力検出用弾性部材の要部
構成を示す分解斜視図である。

【図４】 この発明の作用説明図である。

【図５】 この発明の作用説明図である。

【図６】 この発明の別の実施例の要部構成図である。

【図７】 この発明のさらに別の実施例の要部構成図で
ある。

【図８】 この発明のさらに別の実施例の要部構成図で
ある。

【符号の説明】

１：鍵盤、２：鍵フレーム、３：棚板、５：鍵支点部、
８：切欠き、１１：上下方向押鍵力検出用弾性部材、１
１ａ：弾性片、１１ｂ：共通の固定部、１１ｃ：スリッ
ト、１５：左右方向押鍵力検出用弾性部材、１６：横方
向揺動支持枠、１７：鍵ガイド支持部材、１９：横方向
センサー支持部材、２０：変位検出センサー。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10H 1/34 G10H 1/053 G01B 21/20 G01B 21/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押鍵力に応じて縦方向に弾性変形する鍵と
   別体の弾性片を各鍵ごとに具備し、複数の上記弾性片の
   根元部は相互に連結され、各弾性片の自由端部側で各鍵
   の押鍵力を受けて弾性変形し、この弾性変形による弾性
   片の変位を検出するセンサーをセンサー支持部材を介し
   て各鍵ごとに設け、上記センサー支持部材は各弾性片の
   弾性変形部分に各鍵ごとに固定されたことを特徴とする
   鍵盤装置。
2. 【請求項２】 複数の前記弾性片は、平板状弾性部材に
   複数のスリットを設けることにより並列して形成し、各
   弾性片の根元部側の上記弾性部材は実質上縦方向に固定
   されるように縦方向固定部材に対し連結されたことを特
   徴とする請求項１に記載の鍵盤装置。
3. 【請求項３】 前記弾性片の近傍にセンサー利用回路基
   板を設け、各弾性片にセンサー支持部材を固定し、この
   センサー支持部材は片持ち梁形状でその自由端部側にセ
   ンサーを搭載し、このセンサー支持部材上のセンサー底
   面の回路と上記センサー利用回路基板とをフレキシブル
   ケーブルで連結し、前記片持ち梁の自由端部側に前記セ
   ンサー利用回路基板の主要部が配置されたことを特徴と
   する請求項１または２に記載の鍵盤装置。