JP2904158B2 - 鍵盤装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は鍵盤装置に関し、
特に押鍵動作時に演奏の重量感を高め押鍵感触を向上さ
せるための質量体であるハンマーを備えた電子楽器の鍵
盤装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自然鍵盤楽器であるアコースティックピ
アノは低音部側から高音部側へ順番に弦の太さと長さが
連続的に変っていて、各弦について最適なエネルギーで
音を発生させるために弦を叩くハンマーの大きさが音域
によって異なっている。このような構成においては、押
鍵時の慣性モーメントが各鍵により変り、動的タッチ感
は低音部側ほど重くなっている。

【０００３】一方電子楽器の鍵盤装置においては、弦を
叩く必要がなくまた生産性の点から全鍵にわたって押鍵
時の慣性モーメントが同じになっているため、演奏感覚
がアコースティックピアノと異なり、充分満足できるタ
ッチ感が得られずアコースティックピアノに慣れた人は
鍵タッチ感触の相違から充分満足できる演奏が困難であ
った。

【０００４】このような問題に対処するため、従来、押
圧操作により回動する鍵に係合し鍵に連動して回動駆動
されるハンマーアームを設けるとともに、このハンマー
アームに質量分布を異ならせる重りを設けて音程または
音域により動的タッチ感を変化させるとともに、この重
りの質量分布の異なりに対応させて前記鍵への静的押圧
操作力が一定となるように補償重りを設けて静的タッチ
感を均一にさせるような試みが提案されている。

【０００５】この従来のハンマーアーム構造によれば、
ハンマーアームの中心から外れたアーム中間部の位置に
回転軸を設け、この回転軸の両側にそれぞれ対をなす複
数対の重りを取付けた構成であり、各対の重りはアーム
両端部側から順番に内側に取付けられる構成である。こ
の場合、各対の重りによる回転軸廻りのモーメントが一
定になるように重りのバランスを定めている。このよう
な構成において、押鍵操作による鍵の動きに連動してハ
ンマーアームを回転させるとともに、押圧力を解除した
ときにハンマーの自重による力を連接点を介して鍵に伝
えることにより鍵に復帰力を与えている。

【０００６】このような構成において、複数鍵のグルー
プごとに重りの数を変えることにより、全鍵にわたって
復帰力（静的荷重）を均一にしつつかつ動的タッチ感を
グループごとに異ならせるように試みている。なお、動
的タッチ感とは、打鍵強さによって指に受ける反力が異
なるタッチ感触であって、鍵およびハンマーの総重量お
よび重量と支点からの距離の両方のファクターにより異
なる感触である。即ち、Ｉ＝ｍｒ²（ｍは上記重量また
は質量、ｒは上記距離）で表される慣性モーメントによ
って動的タッチ感は大きく異なるものであり、場合によ
っては単位時間内に指が受ける反力にも関係している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のハンマーアームを備えた鍵盤構造においては、アー
ムの長手方向に沿って重りが設けられるため、重りの取
付け位置が限られてしまう。ハンマーアーム回転支点は
アーム中心にないため、回転支点の一方の側の重り取付
け場所は反対側の重り取付け場所より狭くなり、特に取
付け上の制約が大きくなる。また、広い方の側のアーム
についても鍵スイッチ等あるいはアクチュエータ等が設
けられる場合が多く、重り取付け上の制約となり、所望
重量の重りをハンマーアームにもたせることができない
場合がある。さらにこのハンマーアーム構造において
は、必ず一対の重り同士をペアで取付け、取外しを行わ
なければならず、組み立て作業が面倒なものとなり、ま
た設計自由度が極めて小さい鍵盤装置となっている。

【０００８】また、前記従来のハンマーアームを備えた
鍵盤装置においては、ハンマーアームに取付ける各ペア
の重りの重量について、重量をペアごとに（Ｍａ１，Ｍ
ｂ１）、（Ｍａ２，Ｍｂ２）、（Ｍａ３，Ｍｂ３）・・
・とし、回転支点から各ペアの重りまでの距離を（Ｌａ
１，Ｌｂ１）、（Ｌａ２，Ｌｂ２）、（Ｌａ３，Ｌｂ
３）・・・としたときに、回転支点に関する各ペア重り
の２つの重りのモーメントの差が一定になるように、即
ち以下の条件式が満たされるように重りの条件が設定さ
れている。

【０００９】Ｍａ１・Ｌａ１−Ｍｂ１・Ｌｂ１＝Ｍａ２
・Ｌａ２−Ｍｂ２・Ｌｂ２＝Ｍａ３・Ｌａ３−Ｍｂ３・
Ｌｂ３＝・・・＝一定 上記条件を満たすことにより、前述の静的タッチ感を均
一に保持したまま動的タッチ感を異ならせるという目的
の達成を図っている。

【００１０】しかしながら、上記従来構造においては、
ハンマーアーム自体の重心の位置を回転支点からずらせ
ることにより、ハンマーアームの重量による支点回りの
モーメントにより鍵に対し復帰力を与えかつ質量感を与
えている。この場合、鍵とハンマーアームとの連接係合
点で鍵に対する復帰力を全鍵均一にするためには、ペア
重りの重量や配置の設定に複雑な制約が生じる。即ち、
アーム長の短い側では大きい重りでその取付け間隔を狭
くし、アーム長の長い側では小さい重りでその取付け間
隔を広くしなければならず、バランス調整や取付け作業
が面倒になったり、あるいは取付け場所の確保ができず
所望の目的達成が困難になったりする。この点について
以下にさらに詳しく説明する。

【００１１】図４に示すように、例えばハンマーの全長
を２０ｃｍとし、回転支点位置を左端から５ｃｍの位
置、重心位置を中央点とし、ハンマー自体の重量を１０
０ｇ、重りを１０ｇとしてハンマーの両端に設けるもの
とする。

【００１２】この場合、重りがないときのハンマー自体
の支点廻りの回転モーメントＭ１は、時計廻り方向で、 Ｍ１＝１００ｇ×５ｃｍ＝５００（ｇ・ｃｍ） となる。

【００１３】ハンマー両端に重りをつけたときには、支
点廻りの時計廻り方向の回転モーメントＭ２は、 Ｍ２＝１０ｇ×１５ｃｍ＋１００ｇ×５ｃｍ＝６５０
（ｇ・ｃｍ） となり、反時計廻り方向の回転モーメントＭ３は、 Ｍ３＝１０ｇ×５ｃｍ＝５０（ｇ・ｃｍ） となる。

【００１４】従って、重りを付けたときの合計のハンマ
ーの回転モーメントＭ４は、時計廻り方向で、 Ｍ４＝Ｍ２−Ｍ３＝６５０−５０＝６００（ｇ・ｃｍ） となる。

【００１５】Ｍ１とＭ４を比較して分るように、ハンマ
ーに重りを付けないときと付けたときとでは、回転モー
メントが変化している。これは重心の位置がずれたこと
と等価である。このような重心の位置ずれを起こさない
ようにするためには、左端に１０ｇの重りをつけたとき
には、右端には３．３ｇの重りをつけなければならな
い。また、左端から１ｃｍの位置に１０ｇの重りをつけ
たときには、右端から３ｃｍの位置に３．３ｇの重りを
つけなければならない。このように、重心の位置を一定
に保つためには、複雑な重りの調整や位置の調整が必要
になり設計上の制約も大きくなる。

【００１６】このように、従来のハンマーアームを備え
た鍵盤装置においては、（１）設計自由度が小さく、
（２）均一な重りを使いにくく、即ち支点を挟んでその
両側で共通の重りを使うことが容易にできず、（３）均
一な共通の重りを使おうとすれば取付け位置の決定に複
雑な計算を必要とし調整作業や取付け作業が面倒にな
り、（４）等間隔で重りを簡単に取付けることができ
ず、（５）設計上の制約が大きいため設計しにくく、ま
た組み立ても容易にできない、等の問題点がある。

【００１７】本特許は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、簡単な構成で単純な同一形状の部品を
組合せることにより、複雑な調整や取付け位置の設定を
必要とすることなく容易に、全鍵にわたって、静的タッ
チ感を均一に保ったまま動的タッチ感を音域に応じて異
ならせることを可能とする鍵盤装置の提供を目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る鍵盤装置は、押鍵動作により変位する
複数の鍵と、該鍵の変位に連動して連動点を介して回動
する質量体と、前記鍵に対し復帰力を与える復帰手段
と、を少なくとも有する鍵盤装置において、前記質量体
は、同一形状の質量体ユニット部材を前記鍵に対応して
１つまたは複数個重ねて構成し、以て複数の鍵が音域に
応じて異なる数の質量体ユニット部材により構成される
ことを特徴としている。

【００１９】好ましい実施例においては、前記質量体の
質量は、音域に応じて低音部側では大きく、高音部側で
は小さくなるように前記質量体ユニット部材を重ね合わ
せたことを特徴としている。

【００２０】さらに好ましい実施例においては、少なく
とも２オクターブ以上の鍵域にわたって動的タッチ感を
変化させつつかつ静荷重を一定に保つように、前記質量
体の回動支点を該質量体の重心とほぼ一致する位置に設
けたことを特徴としている。上記構成によれば、同一形
状の質量体ユニット部材を音域に応じて所定の数だけ重
ねて装着することにより、部品の種類を増やすことなく
簡単に音域に対応した動的タッチ感が得られる。また、
各質量体ユニット部材の重心を質量体の回動支点の位置
とほぼ一致させて設けることにより、質量体ユニット部
材の数にかかわらず全鍵にわたって静的タッチ感が均一
でかつ動的タッチ感が異なる鍵盤装置が得られる。

【００２１】

【実施例】図１はこの発明の実施例に係る鍵盤装置の縦
断面構成図である。鍵支持フレーム１に対し鍵２がその
後端部の回動支点部３を介して押鍵動作方向に揺動可能
に装着される。鍵支持フレーム１の前端部側には鍵ガイ
ド４が設けられる。この鍵ガイド４はその左右両側面
（紙面に垂直方向の両側面）が、鍵２の両側面に一体成
形された被ガイド片２８の内面にそれぞれ摺接すること
により鍵２の押鍵動作中鍵２を垂直上下方向に案内し押
鍵ストローク中の鍵２の横振れやねじれを防止する。

【００２２】各被ガイド片２８の下端部には前方に突出
するストッパ片５が形成される。このストッパ片５は、
非押鍵時には鍵支持フレーム１の前端部突出片２９の下
面に設けたフェルト材等からなる上限ストッパ６に当接
して鍵２の押鍵ストローク範囲の上限位置を規制する。
鍵支持フレーム１の前端部突出片２９の上面にはフェル
ト材等からなる下限ストッパ７が設けられる。この下限
ストッパ７に対し、押鍵時に鍵２の前端部の下面当接部
８が突き当って押鍵ストローク範囲の下限位置が規制さ
れる。

【００２３】鍵支持フレーム１上のほぼ中央部より後端
部側にはハンマー支持ブラケット９が固定され、質量体
であるハンマー１０が支点１１上に回転可能に支承され
る。鍵２の中央下部にはハンマー駆動片１２がハンマー
１０の上面に係合する位置に設けられる。このハンマー
駆動片１２は、鍵２が押圧され押し下げられたときにこ
れに連動してハンマー１０を押し下げ支点１１廻りに回
動させるためのものである。

【００２４】このハンマー１０は、図２にその詳細を示
すように、複数枚（この例では３枚）の同一形状のハン
マーユニット部材３０を重ね合わせて構成される。各ハ
ンマーユニット部材３０は、質量を大きくするためのほ
ぼ円形の前端部１０ａおよび後端部１０ｂを有し、中央
下部に支点受け凹部１６が形成される。この支点受け凹
部１６内にハンマー支持ブラケット９（図１）の支点１
１が回転摺動可能に嵌入し、図１に示すようにハンマー
ユニット部材３０を枢支する。この支点受け凹部１６
は、ハンマーユニット部材３０の重心Ｇとほぼ一致した
位置にある。１７は復帰スプリングを受けるためのフッ
クである。

【００２５】図１に戻り、このような複数枚のハンマー
ユニット部材３０を重ねて構成したハンマー１０の前端
部１０ａが当接する位置の鍵支持フレーム１上にはフェ
ルト材等からなる下限ストッパ１３が設けられ、ハンマ
ー１０が押圧されて点線のように回転したときに、この
ハンマー１０が下限ストッパ１３に当接してハンマー１
０の下限位置が規制される。さらにハンマー１０の後端
部１０ｂ側の鍵支持フレーム１にはハンマー受け部材１
４が設けられる。このハンマー受け部材１４は一対のハ
字形断面形状を有し、押圧され回転したハンマー１０の
後端部１０ｂを挟み込んでハンマー１０のバウンドを防
止する。

【００２６】ハンマー１０の中央部より後端部側には、
復帰用引張りスプリング１５が設けられる。この引張り
スプリング１５の一端はハンマー１０側のフック１７に
係止され、他端はハンマー支持ブラケット９側に固定さ
れる。このスプリング１５は、鍵２に対する押圧力が解
除されたときに、ハンマー１０を時計方向に回転させて
引戻し、押鍵下限位置（点線）から非押鍵位置（実線）
に戻すためのものである。なお、このような引張りスプ
リング１５に代えて、支点１１よりも前端部側のハンマ
ー１０に圧縮スプリングを係合させて設け、これにより
押鍵解除時にハンマー１０を時計廻り方向に押戻すよう
に構成してもよい。

【００２７】以上のような構成の鍵盤装置において、鍵
２の自由端部（前端部）を押下して図１の状態（非押鍵
状態）から押鍵ストロークが開始されると、鍵２に設け
たハンマー駆動片１２がハンマー１０を押圧して押し下
げ、ハンマー１０を支点１１廻りに反時計廻り方向に回
転させる。押鍵ストロークの下端位置に達すると、鍵２
の下面当接部８が下限ストッパ７に突き当って押鍵下降
動作が停止する。これとともに、点線で示すように、ハ
ンマー１０の前端部１０ａが、ストッパ１３に当接し、
さらに後端部１０ｂがハンマー受け部材１４に挟み込ま
れてハンマー１０の回転動作が停止する。鍵２に対する
押圧力を解除すれば、復帰スプリング１５の作用により
ハンマー１０が時計廻り方向に回転し、ハンマー駆動部
材１２を介して鍵２を押上げる。これにより、鍵２は後
端支点部３を介して上方に復帰回転動作し、押鍵ストロ
ークの上端位置で鍵２のストッパ片５が鍵支持フレーム
１側の上限ストッパ６に突き当って復帰動作が停止す
る。

【００２８】なお、鍵２の下面後端とハンマー受け部材
１４の先端との間に圧縮バネ４０を介在させ、この圧縮
バネ４０により離鍵時の復帰力の助成および鍵脱落防止
作用の助成を行ってもよい。

【００２９】以上のような鍵盤装置において、各鍵２の
音域に応じてハンマー１０を構成するハンマーユニット
部材３０の枚数を変えて組立ることにより、低音域の鍵
については動的タッチ感を重くし、高音域については動
的タッチ感を軽くするというように、音域に対応してア
コースティックピアノと同様な動的タッチ感が得られる
ように各鍵の動的タッチ感を異ならせることができる。
この場合、同一形状のハンマーユニット部材３０を用い
るため、部品の種類を増やすことは必要なく生産性も向
上する。

【００３０】複数のハンマーユニット部材３０の重ね合
わせ構造については、部材自体の対応する位置に相互に
嵌合する凹部および凸部を設け、ハンマーユニット部材
同士を重ね合せて両部材の凹部および凸部同士をはめ合
わせて固定する方式や、ハンマーユニット部材を重ね合
わせた後に外側から適当なホルダー部材あるいは挟持部
材等により固定保持する方式、あるいはフック式その他
適当な連結手段を用いることができる。

【００３１】また、ハンマーの重心位置がハンマー回転
の支点位置とほぼ一致しているため、ハンマーユニット
部材の枚数を変えても鍵を押圧したときの鍵に対する静
的荷重は変らない。なお、ハンマーユニット部材３０の
形状は図示した実施例に限定されず、重心位置と回転支
点位置とが一致していれば各種の形状を採用することが
できる。特に長手方向の縦断面が同一形状の平板状の部
材を用いれば、単一種類の部材を重ね合わせるだけで組
立てることができるので組立製造作業が効率よく行われ
る。

【００３２】図３は、本発明の別の実施例に係る鍵盤装
置の断面構成図である。前述の実施例においては、押鍵
運動は鍵後端部の回動支点を中心とする鍵の回転動作に
よって行われていたが、この実施例における押鍵運動
は、鍵の回転動作ではなく鍵の上下方向の平行移動によ
って行われる。

【００３３】鍵１８は、パンタグラフ式に昇降動作する
リンク機構１９を介して鍵支持部材２０上に取付けられ
る。リンク機構１９は中央で相互に回転可能に連結され
たリンクバー１９ａおよび１９ｂからなる。一方のリン
クバー１９ａの下端は回転支点２１を介して鍵支持部材
２０に枢着され、上端は鍵１８の天井面の内側に形成し
たガイド溝２２内に摺動可能に装着される。他の一方の
リンクバー１９ｂの上端は回転支点２３を介して鍵１８
に枢着され、下端は鍵支持部材２０上に設けたガイド部
材２４のガイド孔２５内に摺動可能に装着される。鍵１
８と鍵支持部材２０との間には復帰用のスプリング２６
が設けられる。

【００３４】鍵１８の後端部下面の連接当接面１８ａに
係合して本考案に係るハンマー１０が配設される。ハン
マー１０は、前記実施例と同様複数枚からなり、ハンマ
ー支持ブラケット９の支点１１上に回転可能に支承され
る。ハンマー１０の端部にはゴム等の弾性材からなるス
トッパ部材２７がはめ込まれる。このストッパ部材２７
の上下両面には、ほぼ円錐形状の当接突起２７ａおよび
２７ｂが同じ弾性材により一体成形される。これらのス
トッパ部材２７の当接突起２７ａおよび２７ｂは、押鍵
時および押鍵復帰時にそれぞれ鍵支持フレーム２０の後
端部の上側部材２０ａおよび下側部材２０ｂに当接して
押鍵ストロークの下限および上限のストッパの作用を果
す。この場合、当接突起２７ａおよび２７ｂは先端が細
い実質上円錐形状であるため、鍵支持フレーム側の上側
部材２０ａおよび下側部材２０ｂにそれぞれ突き当る
際、急激に停止せず、ハンマー１０の移動速度を徐々に
吸収するように幾分かの時間をかけて停止する。これに
より、押鍵操作のスタートおよびストップ感の向上が図
られる。

【００３５】なお、ストッパ部材２７の当接突起２７
ａ，２７ｂが当接する位置のフレーム側の上側部材２０
ａおよび下側部材２０ｂにフェルト等の弾性材を貼付し
てもよい。また、ハンマー側のストッパ部材２７を硬質
材料で構成し、当接位置のフレーム側の上側部材２０ａ
および下側部材２０ｂに弾性材料を設けておいてもよ
い。

【００３６】上記構成のリンク機構１９を用いた鍵盤装
置においては、鍵１８を押下することにより、スプリン
グ２６に抗して鍵１８が垂直下方に平行移動し、押圧力
を解除すればスプリング２６の作用により垂直上方に平
行移動して非押鍵位置に復帰する。このようにして、矢
印Ａに示すような、鍵１８の平行移動による押鍵動作が
行われる。

【００３７】このような昇降動作を行う鍵盤装置の各鍵
に係合して設けられるハンマー１０は、前述の実施例と
同様に、音域に応じて１または複数枚の同一形状のハン
マーユニット部材を重ね合わせた構成であり、鍵盤装置
の全鍵にわたって静的荷重を均一に保ったまま動的タッ
チ感を異ならせることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る鍵
盤装置においては、同一形状のハンマーユニット部材を
音域に応じて１または複数枚用いて組み立てるため、複
雑な計算や調整作業を要することなく各鍵について所望
の動的タッチ感が得られるような鍵盤装置が容易に組み
立て可能になる。また、ハンマーの重心位置をハンマー
の回転支点位置とほぼ一致させることにより、鍵盤装置
の全鍵にわたって静的荷重を均一に保ちかつ動的タッチ
感を異ならせることができる。これにより、アコーステ
ィックピアノに近似した低音部では重く高音部では軽く
なるような動的タッチ感が得られ、演奏感覚が向上し快
適な演奏を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例に係る鍵盤装置の断面図。

【図２】 図１の実施例におけるハンマーの詳細斜視
図。

【図３】 この発明の別の実施例に係る鍵盤装置の断面
図。

【図４】 従来技術の問題点の説明図。

【符号の説明】

１：鍵支持フレーム ２：鍵 ９：ハンマー支持ブラケット １０：ハンマー（質量体） １１：ハンマーの回転支点 １２：ハンマー駆動部材 １６：ハンマーの回転支点を受けるための凹部 １７：復帰用スプリングをかけるためのフック ３０：ハンマーユニット部材 Ｇ：ハンマーの重心の位置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押鍵動作により変位する複数の鍵と、 該鍵の変位に連動して連動点を介して回動する質量体
   と、 前記鍵に対し復帰力を与える復帰手段と、を少なくとも
   有する鍵盤装置において、 前記質量体は、同一形状の質量体ユニット部材を前記鍵
   に対応して１つまたは複数個重ねて構成し、以て複数の
   鍵が音域に応じて異なる数の質量体ユニット部材により
   構成されることを特徴とする鍵盤装置。
2. 【請求項２】前記質量体の質量は、音域に応じて低音部
   側では大きく、高音部側では小さくなるように前記質量
   体ユニット部材を重ね合わせ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】少なくとも２オクターブ以上の鍵域にわた
   って動的タッチ感を変化させつつかつ静荷重を一定に保
   つように、前記質量体の回動支点を該質量体の重心とほ
   ぼ一致する位置に設け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。