JP3431369B2 - 電子楽器の鍵盤装置および電子ピアノ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鍵盤にアクション
を模擬した荷重を付与する電子楽器の鍵盤装置および電
子ピアノに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ピアノは、演奏者の押鍵・離鍵操作
に基づき電子音をスピーカから発するものであり、かか
る電子ピアノから発せられる音は改良が重ねられた結
果、近年ではあまり不満のないレベルにまで達してい
る。これに対して、鍵盤のタッチ感は、アコースティッ
クなピアノに比べてかなり異なることが指摘され、この
点についても種々の改良が重ねられていた。

【０００３】即ち、鍵盤のタッチ感をよりアコースティ
ックなピアノに近付けるべくアクション荷重模擬部材を
備えた電子ピアノが開発されている。例えば、図１１に
示すように、軸Ｐ１０を中心に揺動可能とされて、鍵Ｐ
１２の後端部を上から押圧するハンマーアームＰ１４を
備えるものや、図１２に示すように、軸Ｐ１６を中心に
揺動可能とされて、鍵Ｐ１８を下から押圧することによ
って鍵Ｐ１８の先端を持ち上げるハンマーアームＰ２０
を備えたものが知られている（特開平４−３４７８９５
号公報参照）。図１１および図１２に示したアクション
荷重模擬部材は、いずれも屋根の高さの低い電子ピアノ
を考慮した上で、できるだけアコースティックなピアノ
に近付ける目的で開発されたものである。

【０００４】しかし、アコースティックなピアノにおい
ては、ウィッペン、ジャック、バットがそれぞれ異なる
軸を持ち、各軸回りに揺動すると共に、バットが押鍵状
態によって異なるタイミングでジャックから離間するた
め、その鍵盤のタッチ感は複雑な感触となる。

【０００５】これに対して、前述の図１１および図１２
に示すようなアクション荷重模擬部材を備えた鍵盤で
は、１つの軸回りにおもりが揺動するものであるため、
アコースティックなアップライトピアノに比べて鍵盤の
タッチ感は単調な感触となるという問題があった。

【０００６】このことを解決するために、既に特願平７
−１３６７４０号にて、アクション荷重模擬部材として
ウィッペン相当部材、ジャック相当部材およびハンマー
相当部材を用いることにより、タッチ感がほぼアコース
ティックなピアノと同等な電子ピアノを提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、タッチ感はほ
ぼアコースティックピアノと同等となったが、タッチレ
スポンス、すなわち押鍵あるいは離鍵に対する発音タイ
ミングや発音強度あるいは止音タイミングが、以前の電
子ピアノと同じくアコースティックピアノとは異なった
状態のままであった。すなわち、鍵盤の動作は単純にハ
ンマーに伝達される訳ではなく押鍵の速度によっても伝
達状態が異なるため、鍵盤でそれらの全ての情報を得る
ことには無理が存在した。

【０００８】このような電子的に検出した押鍵・離鍵動
作をアコースティックピアノのタッチレスポンスに近似
させるために、押鍵・離鍵動作を前記アクション荷重模
擬部材のいずれかで検出することを検討した。しかし、
いずれの位置も、タッチレスポンスの主な要素である発
音タイミング、発音の強さおよび止音タイミングのすべ
てをアコースティックピアノとほぼ同等とすることはで
きなかったり、あるいは同等にできる可能性があっても
スペースに制約があって複数のセンサを配置して調節す
ることが困難であったりしてアコースティックピアノの
タッチレスポンスに近似させることができなかった。

【０００９】本発明は、このような問題を解決し、セン
サの配置が容易で、かつタッチ感ばかりでなく、タッチ
レスポンスもアコースティックピアノとほぼ同等とする
ことができる電子楽器の鍵盤装置および電子ピアノを目
的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の電子楽器の鍵
盤装置においては、そのアクション荷重模擬部材は、揺
動可能に支持され、押鍵操作により前記鍵盤が揺動する
に伴い揺動するウィッペン相当部材、このウィッペン相
当部材に揺動可能に取り付けられ、押鍵操作により前記
ウィッペン相当部材が揺動するにつれて上昇するジャッ
ク相当部材、このジャック相当部材が所定位置まで上昇
する間、ジャック相当部材に突き上げられて揺動し、ジ
ャック相当部材が所定位置まで上昇した後、ジャック相
当部材から離間して慣性運動するハンマー相当部材、お
よび慣性運動している前記ハンマー相当部材の先端と衝
突してハンマー相当部材の動作を阻止するストッパーを
有するため、鍵盤のタッチ感はアコースティックピアノ
とほぼ同等となる。

【００１１】更に、第１センサは、押鍵操作に伴って移
動する前記ジャック相当部材から打弦タイミングに対応
するデータと打弦強さに対応するデータを検出する。第
２センサは、鍵盤の離鍵タイミングを検出する。このよ
うに、発音のタイミングと発音の強さとを決定する検出
は、ジャック相当部材から打弦タイミングに対応するデ
ータと打弦強さに対応するデータを検出する第１センサ
によりなされている。

【００１２】ジャック相当部材は、自己の運動エネルギ
ーをハンマー相当部材に与えるものである。このため、
ジャック相当部材の動作、すなわち、その位置や運動エ
ネルギーを検出すれば、ハンマー相当部材の位置や運動
エネルギーを予測することは可能である。特に、ジャッ
ク相当部材がハンマー相当部材に運動エネルギーを与え
てハンマー相当部材と離れた後での、ジャック相当部材
の位置や運動エネルギーは、ハンマー相当部材の慣性運
動の際の位置や運動エネルギーと対応している。

【００１３】したがって、ジャック相当部材の位置や運
動エネルギーからハンマー相当部材が慣性運動にて打弦
相当位置に達するタイミングすなわち打弦タイミング、
およびその時のハンマー相当部材の運動エネルギーすな
わち打弦強さを予測することができる。

【００１４】このようにして、第１センサが、押鍵操作
に伴って移動するジャック相当部材から打弦タイミング
に対応するデータと打弦強さに対応するデータを検出
し、この検出に基づいて発音制御すれば、押鍵動作に応
じて生じる発音タイミングと発音強さにおいて、アコー
スティックピアノと同じタッチレスポンスを得ることが
できる。

【００１５】更に、直接、ハンマー相当部材の位置や運
動エネルギーを検出するのに比較して、ハンマー相当部
材に運動エネルギーを与えた後のジャック相当部材の運
動エネルギーは、ジャック相当部材自身がハンマー相当
部材に比較して軽いものであり、動作の速度も低いこと
から、運動量は低い。したがって、例えば、第１センサ
が、ジャック相当部材との当接により、ジャック相当部
材の位置と運動エネルギーとを検出するものであった場
合、ジャック相当部材から受ける衝撃は、ハンマー相当
部材から受ける場合と比較して少ないので、第１センサ
は、その寿命を長くすることができる。また検出状態も
安定したものとなる。

【００１６】更に、第２センサは、鍵盤の離鍵タイミン
グを検出していることから、止音タイミングを確実に得
ることができる。この止音タイミングを、もし、第１セ
ンサのごとく、ジャック相当部材の動作から得ようとし
た場合、ジャック相当部材の周辺の極めて限られた空間
に、２つのセンサを配置しなくてはならない、しかもそ
の取付位置を、独立に調整可能に配置しなくてはなら
ず、取り付け、調整とも非常に困難となり、作業性に問
題を生じてしまう。

【００１７】このため、第１センサはジャック相当部材
に配置し、第２センサは鍵盤に配置している。こうし
て、各センサの取り付けや調整も容易となるとともに、
発音タイミング、発音強さおよび止音タイミングをアコ
ースティックピアノに相当する状態で確実に得ることが
できタッチレスポンスもほぼアコースティックピアノと
同等とすることができる。

【００１８】第１センサは、押鍵操作に伴って移動する
前記ジャック相当部材に当接したタイミングを打弦タイ
ミングに対応するデータとして検出し、その当接の強さ
を打弦強さに対応するデータとして検出するように構成
しても良い。第１センサは、ジャック相当部材のいずれ
の位置に当接しても良い。例えば、ジャック相当部材の
側面でも良いが、ジャック相当部材が所定位置まで上昇
した際にジャック相当部材のジャックテール相当部材が
当接するレギュレーティングボタン相当部材に設けら
れ、ジャックテール相当部材に当接したタイミングを打
弦タイミングに対応するデータとして検出し、その当接
の強さを打弦強さに対応するデータとして検出するもの
としても良い。尚、第１センサがジャック相当部材の側
面に当接する構成とした場合に、第１センサがゴムやフ
ェルトのごとくの緩衝材としての性質を有する場合に
は、第１センサは、ジャック相当部材のストッパーを兼
ねることができる。このようにすることによりジャック
相当部材対するジャックストッパーフェルト相当部材と
いったストッパーを特別に設ける必要が無い。

【００１９】第２センサの検出対象としては、鍵盤の代
りに、アクション荷重模擬部材の内で、鍵盤の動作にほ
ぼ応じた動作を行う部材を対象としても良く、その部材
が離鍵時の状態に戻ったタイミングを検出する。このよ
うな部材としては、例えば、ウイッペン相当部材が挙げ
られ、この部材が離鍵時の状態に戻ったタイミングを検
出すれば、鍵盤の場合と同じくアコースティックピアノ
に相当する状態で止音タイミングを得ることができる。

【００２０】前記第２センサは、直接、鍵盤あるいはウ
イッペン相当部材の状態を捉えても良いが、鍵盤あるい
はウイッペン相当部材に付属している部材の動作から間
接的に鍵盤あるいはウイッペン相当部材の動作を捉える
ものとしても良い。上述した鍵盤装置に、更に、前記電
子音発生制御手段を加えて構成した電子ピアノは、その
電子音発生制御手段が、第１センサに検出された打弦タ
イミングに対応するデータに基づき発音タイミングを制
御し、第１センサに検出された打弦強さに対応するデー
タに基づき発音の強さを制御し、第２センサに検出され
た離鍵タイミングに基づいて止音タイミングを制御する
ことから、上述したアコースティックピアノと同じタッ
チ感およびタッチレスポンスを得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】

［実施の形態１］実施の形態１のアップライト型電子ピ
アノ２は、図１の概略ブロック図に示すように、アクシ
ョン荷重模擬部材４、鍵盤６、鍵盤６の数と同じ数の第
２センサとしての離鍵センサ８、鍵盤６の数と同じ数の
第１センサとしてのジャックセンサ１０、制御装置１
２、電子音源１４およびスピーカ１６から構成されてい
る。この内、アクション荷重模擬部材４、鍵盤６、離鍵
センサ８およびジャックセンサ１０が、鍵盤装置であ
る。

【００２２】アクション荷重模擬部材４は、図２に示す
ように、鍵盤６がバランスピン１８を支点として図中時
計回りに揺動すると上昇するキャプスタンスクリュー相
当部材２０と、ウィッペンフレンジ相当部材２２を介し
てセンターレール相当部材２４に揺動可能に支持され、
キャプスタンスクリュー相当部材２０の上昇によって鍵
盤６の揺動方向とは逆向きに揺動するウィッペン相当部
材２６と、ウィッペン相当部材２６に揺動可能に連結さ
れ、ジャックテール相当部材２８ａがレギュレーティン
グボタン相当部材３０に当接するまでウィッペン相当部
材２６と共に上昇するジャック相当部材２８と、ジャッ
ク相当部材２８に対して当接・離間すると共に、センタ
ーレール相当部材２４に固着されたバットフレンジ相当
部材３２ａのセンターピン相当部材３２ｂに揺動可能に
支持されるバット相当部材３４と、バット相当部材３４
に連結され、バット相当部材３４がジャック相当部材２
８により突き上げられると鍵盤６の揺動方向とは逆向き
に揺動するハンマーシャンク相当部材３６と、ハンマー
シャンク相当部材３６と直交する方向へ突出するようバ
ット相当部材３４に突設されたキャッチャシャンク相当
部材３８と、キャッチャシャンク相当部材３８の先端に
装着されたキャッチャ相当部材４０と、ハンマーシャン
ク相当部材３６の先端に装着されたハンマー相当部材４
２と、押鍵後に揺り戻したハンマーシャンク相当部材３
６の側部に当接してハンマー相当部材４２の振動を緩和
する当接部４４ａを装着したハンマーレール相当部材４
４とを備えている。

【００２３】ハンマー相当部材４２は、通常のアコース
ティックなアップライトピアノと異なりハンマーフェル
トを備えていないが、このハンマーフェルトの重量を考
慮して重心設計がなされている。尚、ジャック相当部材
２８の側面２８ｂに対向して、ジャックセンサ１０が設
けられている。このジャックセンサ１０はレギュレーテ
ィングボタン相当部材３０から伸びる基板３０ｂ上に取
り付けられジャックストッパーフェルト相当部材を兼ね
ており、押鍵時にジャック相当部材２８の側面２８ｂと
当接可能な位置に設けられている。ジャック相当部材２
８との当接位置は、レギュレーティングボタン相当部材
３０に対する基板３０ｂの折り曲げ角度にて調節した
り、レギュレーティングレール３１ａに螺合されている
調節ネジ３０ａの回転により、レギュレーティングボタ
ン相当部材３０とともに基板３０ｂを上下動して調節さ
れる。レギュレーティングボタン相当部材３０は調節ネ
ジ３０ａに対して回転自在であるが、レギュレーティン
グブラケット３１の先端に固定されたレギュレーティン
グレール３１ａのガイド３１ｂにより、回転せずに上下
位置が調節可能とされている。

【００２４】ジャック相当部材２８は、その上昇により
バット相当部材３４を突き上げて、バット相当部材３４
と一体化しているハンマー相当部材４２を図２で反時計
回りに揺動させ、その後、ジャック相当部材２８のジャ
ックテール相当部材２８ａがレギュレーティングボタン
相当部材３０に当接すると、バット相当部材３４はジャ
ック相当部材２８から離れて慣性運動により、ハンマー
相当部材４２が、ハンマーストッパー４５の緩衝材とし
てのハンマーストッパーフェルト４５ａに衝突するま
で、反時計回りに揺動する。

【００２５】ジャックセンサ１０は、バット相当部材３
４から離れた後のジャック相当部材２８の側面２８ｂに
当接してジャックストッパーフェルト相当部材の役目を
果し、ジャック相当部材２８を停止させる。ジャックセ
ンサ１０は、ゴム製の中空体であり、ジャック相当部材
２８が当接すると、つぶれて、内部の導電面が内部の端
子を接続するように構成されている。

【００２６】このジャックセンサ１０の一例を図６
（ａ）に示す。ジャックセンサ１０のゴム製の頭部１１
ａからは、ジャックセンサ１０内部に２つの板状突出部
１１ｂ，１１ｃが相互に異なる突出量で突出し、ジャッ
クセンサ１０内部の底面板１１ｄ上には３本の端子１１
ｅ，１１ｆ，１１ｇが設けられている。

【００２７】押鍵された場合には、ジャック相当部材２
８により側壁１１ｈが所定量押し潰されると、突出量が
大きい方の板状突出部１１ｂの先端の第１導電面１１ｉ
が端子１１ｅ，１１ｆを短絡させる。すなわち第１接点
がオンされる。更に、側壁１１ｈが押し潰されると、突
出量が小さい方の板状突出部１１ｃの先端の第２導電面
１１ｊが端子１１ｆ，１１ｇを短絡させる。すなわち第
２接点がオンされる。

【００２８】このことにより、制御装置１２は図６
（ｂ）に示す信号線１１ｋ，１１ｍ間あるい信号線１１
ｍ，１１ｎ間のインピーダンスの変化の検出によりジャ
ック相当部材２８の当接タイミングが検出でき、更に、
信号線１１ｋ，１１ｍ間のインピーダンスの変化時と信
号線１１ｍ，１１ｎ間のインピーダンスの変化時の時間
差により、その当接強さ（当接速度）を検出することが
できる。

【００２９】また、図２に示すごとく、鍵盤６の底面に
は、シャッタ５０が設けられている。このシャッタ５０
は、バランスピン１８を支点として鍵盤６が揺動するの
に従って上下動する。鍵盤６の下方に設けられた離鍵セ
ンサ８は、フォトインタラプターを備えて離鍵を光検出
する手段であり、このフォトインタラプターの光路をシ
ャッタ５０が遮断するとオフ信号を発し、それ以外では
オン信号を発するように構成されている。

【００３０】したがって、離鍵センサ８は、鍵盤６が押
され続けられる限り、オフ信号を発し続け、離鍵される
と、オフ信号からオン信号に切り替わる。このオフから
オンへの信号の変化タイミングにより、離鍵タイミング
を検出することができる。制御装置１２はこの離鍵タイ
ミングに基づいて止音タイミングを制御することができ
る。

【００３１】制御装置１２は、図１に示すように、入出
力ポート５２、周知のＣＰＵ５４、ＲＯＭ５６、ＲＡＭ
５８、バックアップＲＡＭ６０、クロック６２等を含む
論理演算回路として構成され、これらは互いにバス６４
により接続されている。この制御装置１２は、離鍵セン
サ８およびジャックセンサ１０とは入出力ポート５２を
介して接続され、また、電子音源１４とも入出力ポート
５２を介して接続されている。

【００３２】ＣＰＵ５４は、ジャックセンサ１０におけ
るいずれかの導電面１１ｉ，１１ｊの端子接続タイミン
グと各導電面１１ｉ，１１ｊによる端子接続タイミング
の時間差とを検出し、更に離鍵センサ８の信号がオフか
らオンに切り替わったタイミングも検出し、これらの検
出データとＲＯＭ５６に記憶された制御プログラムとに
基づいて、電子音源１４に信号を出力するものである。
なお、制御装置１２には、図示していないがダンパーペ
ダル、ソフトペダル等のペダル機構の動作を検出するペ
ダルセンサも接続され、この検出情報をも加味して、電
子音源１４に信号を出力するものである。

【００３３】電子音源１４は、アコースティックピアノ
の演奏音、すなわち打弦音を記録した記録部と、この記
録部から音を読み出す再生部とを備えたものであり、ア
ップライト型電子ピアノ２内部の底面に固定され、スピ
ーカ１６を介して外部に発音するものである。このスピ
ーカ１６は、図３，４に示すように、背面板４８にて演
奏者側、すなわち前面側に向かって取り付けられてい
る。

【００３４】次に、上記構成を備えたアップライト型電
子ピアノ２の動作について説明する。演奏者が鍵盤６を
押鍵すると、図２に示すごとく、ウィッペン相当部材２
６は鍵盤６の揺動方向とは逆向き（図中反時計回り）に
揺動し、これに伴いジャック相当部材２８が上昇してバ
ット相当部材３４を突き上げる。すると、バット相当部
材３４はハンマーシャンク相当部材３６およびハンマー
相当部材４２と共に鍵盤６の揺動方向とは逆向き（図中
反時計回り）に揺動する。そして、ジャック相当部材２
８が所定位置まで上昇すると、ジャックテール相当部材
２８ａがレギュレーティングボタン相当部材３０に当接
するため、ジャック相当部材２８は鍵盤６の揺動方向
（図中時計回り）に大きく揺動し、バット相当部材３４
から離間する。このため、ジャック相当部材２８が離間
した後のバット相当部材３４はハンマーシャンク相当部
材３６およびハンマー相当部材４２と共に慣性運動を行
う。その後、ジャック相当部材２８はジャックセンサ１
０にその側面２８ｂで当接して停止し、ハンマー相当部
材４２の先端は、ハンマーストッパー４５に衝突し、そ
の動作を阻止される。

【００３５】次に、上述したごとく演奏されている際の
制御装置１２による発音処理を図５のフローチャートに
基づいて説明する。この処理は、ジャックセンサ１０の
第１導電面１１ｉが端子１１ｅ，１１ｆ間を短絡させる
（以下、「オン」で表現する）と開始される割込処理で
ある。本処理が開始されると、まず、ジャック相当部材
２８の側面２８ｂの当接により、ジャックセンサ１０の
第１導電面１１ｉがオン（第１接点オン）してから所定
時間内に、その第２導電面１１ｊのオン（第２接点オ
ン）が検出されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。即
ち、ジャックセンサ１０の第１導電面１１ｉから制御装
置１２にオン信号が入力された後、所定時間内にジャッ
クセンサ１０の第２導電面１１ｊから制御装置１２にオ
ン信号が入力されたとき、ジャック相当部材２８の当接
を検出したと、すなわち当接タイミングであると判断す
る。この所定時間は、正常に押鍵操作が行われた場合に
取り得る第１導電面１１ｉオンから第２導電面１１ｊオ
ンまでの時間より、少し長い時間が設定してある。

【００３６】したがって、ステップＳ１１０にて、所定
時間内にジャックセンサ１０の第２導電面１１ｊからの
オン信号を検出しなければ（ステップＳ１１０でＮＯ）
このまま処理を終了し、再度、いずれかのジャックセン
サ１０の第１導電面１１ｉがオンされるのを待つ。

【００３７】一方、Ｓ１１０にて、所定時間内に第２導
電面１１ｊのオン信号が検出されると、ジャック相当部
材２８の有効な動作が検出されたとして（ステップＳ１
１０でＹＥＳ）、入出力ポート５２あるいはＲＡＭ５８
に記憶されているジャックセンサ１０の第１導電面１１
ｉのオン信号を入力したタイミングと第２導電面１１ｊ
のオン信号を入力したタイミングとの時間差△Ｔを求
め、この時間差△Ｔから当接強さ（打弦強さに対応す
る）Ｐを例えば次式によって算出する（Ｓ１２０）。

【００３８】

【数１】

【００３９】ここでＫは定数である。そして、ジャック
センサ１０の音域上での位置と当接強さＰとに基づき、
周波数と振幅とを決定して所定の波形信号を得、その波
形信号に基づいて電子音源１４を制御しスピーカ１６か
ら発音させる（Ｓ１３０）。

【００４０】その後、音域上の同じ位置の離鍵センサ８
による離鍵の検出待ちとなる（Ｓ１４０）。すなわち、
離鍵センサ８の信号がオフからオンに切り替わったと
き、離鍵を検出したと判定して（ステップＳ１４０でＹ
ＥＳ）、電子音源１４からの発音を停止し（Ｓ１５
０）、処理を一旦終了する。以後、ジャックセンサ１０
の第１導電面１１ｉがオンする毎に、図５の処理が繰り
返される。複数の押鍵がなされていれば、図５の処理は
その押鍵数に応じて並列に実行される。

【００４１】本実施の形態１のアップライト型電子ピア
ノ２は以下の効果を奏する。 ．発音のタイミングと発音の強さとを決定する検出
が、バット相当部材３４に直接、運動エネルギーを与え
るジャック相当部材２８の当接タイミングと当接の強さ
とを検出するジャックセンサ１０によりなされている。

【００４２】バット相当部材３４はハンマーシャンク相
当部材３６を介してハンマー相当部材４２と一体化して
いるため、ジャック相当部材２８はハンマー相当部材４
２に運動エネルギーを与えていることになる。そしてそ
の運動エネルギーにてハンマー相当部材４２の先端がハ
ンマーストッパー４５に衝突する状態は、アコースティ
ックピアノにおけるハンマーが弦を打つ状態と同じであ
る。このことから、そのハンマー相当部材４２に運動エ
ネルギーを与えているジャック相当部材２８の当接タイ
ミングはアコースティックピアノにおける打弦のタイミ
ングに対応するデータであり、またジャック相当部材２
８の当接の強さはアコースティックピアノにおける打弦
強さに対応するデータである。

【００４３】したがって、ジャックセンサ１０がジャッ
ク相当部材２８の当接タイミングと当接の強さとを検出
し、この検出に基づいて制御装置１２にて適切な発音タ
イミングおよび発音強さとを演算して発音制御すること
により、押鍵動作においてアコースティックピアノと同
じタッチレスポンスを得ることができる。

【００４４】更に、離鍵センサ８は、鍵盤６が離鍵され
たタイミングを検出していることから、制御装置１２は
確実な止音タイミングを得ることができる。この止音タ
イミングを、もし、ジャックセンサ１０と同じく、ジャ
ック相当部材２８との当接タイミングから得ようとした
場合には、前述したごとくジャック相当部材２８の周囲
にはジャックセンサ１０と離鍵センサ８とを配置するス
ペース的余裕がなく、適切な配置が極めて困難なため、
組立や調節の作業性が低下するが、本発明では離鍵セン
サ８はジャック相当部材２８の周囲に配置していないの
で、このようなことはない。

【００４５】このように、ジャックセンサ１０はジャッ
ク相当部材２８との当接タイミングと当接の強さとを検
出し、離鍵センサ８は鍵盤が離鍵されたタイミングを検
出することにより、発音タイミング、発音強さおよび止
音タイミングを、アコースティックピアノに相当する状
態で確実に得ることができ、タッチレスポンスもほぼア
コースティックピアノと同等とすることができる。

【００４６】．ジャックセンサ１０がゴムスイッチか
ら構成され、ジャック相当部材２８のジャックストッパ
ーフェルト相当部材を兼ねているので、ジャックストッ
パーフェルト相当部材を特別に設ける必要が無い。 ．ウィッペン相当部材２６、ジャック相当部材２８、
バット相当部材３４はアコースティックなピアノと同
様、それぞれ独自の軸を中心として揺動する。また、ハ
ンマー相当部材４２は、バット相当部材３４がジャック
相当部材２８に突き上げられることにより揺動を開始
し、次いでジャック相当部材２８がバット相当部材３４
から離間することにより慣性運動を行い、更にこの慣性
運動中のハンマー相当部材４２をハンマーストッパー４
５が停止させているため、レットオフ（ジャック相当部
材２８がバット相当部材３４から離間する）のタイミン
グが通常のアコースティックなピアノと同様である。こ
のため、電子ピアノであるにもかかわらず、アコーステ
ィックなピアノと同様の複雑なタッチ感が得られる。

【００４７】．押鍵操作によりジャック相当部材２８
とジャックセンサ１０が当接しても、ジャックセンサ１
０が特にゴムスイッチであるので、そのゴム材が緩衝材
の役目を果たし、異音の発生が特に少ない。 ．外観上も、また内部のアクション部分も一見した
所、アコースティックピアノと同様であり、インテリア
としての重厚感および美しさを備えている。

【００４８】．弦を張架する必要がないため、アコー
スティックなピアノに比べてフレームや支柱等の重量部
材が不要であり、またダンパーも不要となり、軽量化お
よびコストダウンを図ることができる。 ．また、直接、ハンマー相当部材４２の位置や運動エ
ネルギーを検出するのではなく、ハンマー相当部材４２
に運動エネルギーを与えた後のジャック相当部材２８の
位置や運動エネルギーを検出している。ジャック相当部
材２８は、ジャック相当部材２８自身がハンマー相当部
材４２に比較して軽いものであり、動作の速度も低いこ
とから、運動量は低い。したがって、ジャックセンサ１
０がジャック相当部材２８から受ける衝撃は、ハンマー
相当部材４２から受ける場合と比較して少ないので、ジ
ャックセンサ１０は、その寿命を長くすることができ
る。また検出状態も安定したものとなる。

【００４９】［実施の形態２］本実施の形態２では、図
７に示すごとく、ジャックセンサ１０がレギュレーティ
ングボタン相当部材３０の先端に設けられており、レギ
ュレーティングボタン相当部材３０には基板３０ｂは存
在しない。

【００５０】演奏者が鍵盤６を押鍵すると、ウィッペン
相当部材２６は鍵盤６の揺動方向とは逆向き（図中反時
計回り）に揺動し、これに伴いジャック相当部材２８が
上昇してバット相当部材３４を突き上げる。すると、バ
ット相当部材３４はハンマーシャンク相当部材３６およ
びハンマー相当部材４２と共に鍵盤６の揺動方向とは逆
向き（図中反時計回り）に揺動する。そして、ジャック
相当部材２８が所定位置まで上昇すると、図７に一点鎖
線で示すごとく、ジャックテール相当部材２８ａがレギ
ュレーティングボタン相当部材３０のジャックセンサ１
０に当接するため、ジャック相当部材２８は鍵盤６の揺
動方向（図中時計回り）に大きく揺動し、バット相当部
材３４から離間する。このことにより、ハンマー相当部
材４２は慣性運動に移る。

【００５１】このバット相当部材３４を離間してハンマ
ー相当部材４２を慣性運動させる直前にジャック相当部
材２８の一部であるジャックテール相当部材２８ａの当
接タイミングと当接強さとをジャックセンサ１０が検出
している。このハンマー相当部材４２を慣性運動させる
直前のジャック相当部材２８の移動状態はほぼハンマー
相当部材４２へ運動エネルギーを伝達し終わる状態であ
り、その後に生じるハンマー相当部材４２の慣性運動中
の状態と対応している。したがって、ジャックテール相
当部材２８ａにおいても、その当接タイミングおよびそ
の当接強さはアコースティックピアノにおける打弦のタ
イミングと強さとに対応し、これを検出したジャックセ
ンサ１０は前述した実施の形態１のジャックセンサ１０
とまったく同じ働きをするので、前記を除いた実施の
形態１と同じ効果を生じさせることができる。勿論、ジ
ャックストッパーフェルト相当部材３１ｃは設けられて
いるので、異音の発生はない。

【００５２】［実施の形態３］本実施の形態３では、図
８に示すごとく、実施の形態１，２における離鍵センサ
８の代りに、ウィッペン相当部材２６の揺動状態を検出
するウィッペンセンサ６６が設けられている。他の構成
は実施の形態１と同じであるので詳細な説明は省略す
る。

【００５３】ウィッペンセンサ６６は、ジャックセンサ
１０と同様なゴムスイッチからなるが、板状突出部およ
びその先端の導電面は一つである。演奏者が鍵盤６を押
し下げると、キャプスタンスクリュー相当部材２０によ
り押し上げられて、ウィッペン相当部材２６は反時計回
りに揺動する。このことによりキャプスタンスクリュー
相当部材２０に押し上げられた部分とは反対側が、二点
鎖線で図示するごとく鍵盤６の押し下げに応じて下が
り、ウィッペンセンサ６６を押し潰す。このことによ
り、ウィッペンセンサ６６がオンとなる。

【００５４】鍵盤６を押し下げている間、ウィッペン相
当部材２６によりウィッペンセンサ６６は押し潰されて
おり、ウィッペンセンサ６６はオンしている。演奏者の
離鍵動作により鍵盤６が元に戻れば、ウィッペン相当部
材２６も元に戻り、ウィッペンセンサ６６も元の状態に
戻り、オフとなる。

【００５５】したがって、このウィッペンセンサ６６が
オンからオフとなった時点を離鍵タイミングとすれば、
ウィッペンセンサ６６は前述した実施の形態１の離鍵セ
ンサ８とまったく同じ働きをするので、その信号を離鍵
センサ８の信号と同じように処理すれば、実施の形態１
と同じ効果を生じさせることができる。尚、このウィッ
ペンセンサ６６は潰されてもほとんど反発力は無いの
で、鍵盤６のタッチ感にはほとんど影響しない。

【００５６】［実施の形態４］本実施の形態４は、図９
に示すごとく、実施の形態２におけるジャックセンサ１
０の取付位置と、実施の形態３におけるウィッペンセン
サ６６とを組み合せたものであり、他の構成は実施の形
態１と同じであり、効果もそれぞれの組合せであるので
詳細な説明は省略する。

【００５７】［その他］実施の形態１，２にては、離鍵
センサ８に光センサを用いたが、実施の形態３，４のウ
ィッペンセンサ６６のごとく、ゴムスイッチを用いても
良い。また実施の形態１〜４にては、離鍵センサ８ある
いはウィッペンセンサ６６にゴムスイッチを用いたが、
実施の形態１，２の離鍵センサ８のごとく、光センサを
用いても良い。

【００５８】また、ジャックセンサ１０の位置は、実施
の形態１，３に破線で示すごとく、ジャックストッパー
フェルト相当部材の位置に該当する位置に設けても良
い。すなわち、実施の形態２，４のジャックストッパー
フェルト相当部材３１ｃの代りに、ジャック相当部材２
８の側面２８ｂに向けてジャックセンサ１０を設けても
良い。

【００５９】また、ジャックセンサ１０の代りに、図１
０のごとく、金属のバネ７０にて、いわゆるリーフスイ
ッチとして実現することもできる。すなわち、バネ７０
は先端に２本のアーム７２，７４を有し、基端は端子７
６上に通電状態で接続されている。したがって、ジャッ
ク相当部材２８が、バネ７０の中間部７０ａを押し下げ
る場合、バネ７０が所定量歪むとバネ７０のアーム７
２，７４の内、長い方のアーム７２の先端７２ａが端子
７８に接触し、更にバネ７０が所定量歪むとバネ７０の
もう一つのアーム７４の先端７４ａが端子８０に接触す
る。

【００６０】このことにより、最初に端子７６と端子７
８との間が短絡され、次に端子７６と端子８０との間が
短絡されるので、図６に示したジャックセンサ１０の場
合と同じく、当接タイミングと、その当接強さを検出す
ることができる。尚、バネ７０がジャック相当部材２８
により完全に潰されるのを防止するため、バネ７０の両
側あるいは周囲にはゴム製の緩衝材８２が配置され、ジ
ャック相当部材２８が緩衝材８２に当接すれば、これ以
上はバネ７０が潰されないようにされている。

【００６１】これ以外に、ジャック相当部材２８側に段
付シャッターを設け、ジャックセンサ１０を２つのフォ
トインタラプターとして、ジャック相当部材２８のいず
れかのシャッター段によるいずれかのフォトインタラプ
ターの光の遮断タイミングにより、当接タイミングを検
出し、各フォトインタラプターの光の遮断タイミングの
時間差により、当接の強さを検出しても良い。この場合
も緩衝材により、段付シャッターとフォトインタラプタ
ーとを保護する。

【００６２】この他、圧力センサ等を用いて、当接タイ
ミングおよび当接強さを求めることができ、いずれのセ
ンサを用いても良い。前記実施の形態１〜４では、アッ
プライト型の電子ピアノであったが、グランドピアノ型
においても本発明の電子楽器の鍵盤装置および電子ピア
ノの構成は同様に適用できる。

【００６３】前記実施の形態１，２では、離鍵タイミン
グを得るために、直接、鍵盤６の動作を検出していた
が、鍵盤６の動作が判る付属物であれば、その鍵盤６の
付属物の動作を検出することにより離鍵されたタイミン
グを検出するものであっても良い。

【００６４】また前記実施の形態３，４においても、直
接、ウィッペン相当部材２６の動作を検出していたが、
ウィッペン相当部材２６の動作が判る付属物であれば、
そのウィッペン相当部材２６の付属物、例えばキャッチ
ャー相当部材２６ａ等の動作を検出することによりウィ
ッペン相当部材２６の動作を検出するものであっても良
い。

【００６５】また前記実施の形態１，３では、直接、ジ
ャック相当部材２８の側面２８ｂの移動を検出し、前記
実施の形態２，４では、ジャックテール相当部材２８ａ
の移動を検出していたが、ジャック相当部材２８の動作
が判る付属物であれば、ジャックテール相当部材２８ａ
以外でも良く、そのジャック相当部材２８の付属物の動
作を検出することによりジャック相当部材２８の動作を
検出するできるものであれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１のアップライト型電子ピアノの
概略ブロック図である。

【図２】 実施の形態１のアクション荷重模擬部材の構
成説明図である。

【図３】 実施の形態１のアップライト型電子ピアノを
背面から見た斜視図である。

【図４】 実施の形態１のアップライト型電子ピアノの
概略縦断面図である。

【図５】 実施の形態１の制御装置が実行する発音処理
のフローチャートである。

【図６】 実施の形態１のジャックセンサの説明図であ
り、図６（ａ）はその断面図、図６（ｂ）は端子の短絡
状態の説明図である。

【図７】 実施の形態２のアクション荷重模擬部材の構
成説明図である。

【図８】 実施の形態３のアクション荷重模擬部材の構
成説明図である。

【図９】 実施の形態４のアクション荷重模擬部材の構
成説明図である。

【図１０】 ジャックセンサのゴムスイッチの代りに用
いることができるリーフスイッチの構成説明図である。

【図１１】 従来例の鍵盤の説明図である。

【図１２】 従来例の鍵盤の説明図である。

【符号の説明】

２…アップライト型電子ピアノ ４…アクション荷
重模擬部材 ６…鍵盤 ８…離鍵センサ １０…ジャックセン
サ １１ａ…頭部 １１ｂ，１１ｃ…板状突出部 １１
ｄ…底面板 １１ｅ，１１ｆ，１１ｇ…端子 １１ｈ…側壁 １１ｉ，１１ｊ…導電面 １１ｋ，１１ｍ，１１ｎ…
信号線 １２…制御装置 １４…電子音源 １６…スピーカ ２２…ウィッペンフレンジ相当部材 ２６…ウィッペ
ン相当部材 ２８…ジャック相当部材 ２８ａ…ジャックテール相
当部材 ２８ｂ…側面 ３０…レギュレーティングボタン相当
部材 ３１…レギュレーティングブラケット ３１ａ…レギュレーティングレール ３１ｂ…ガイド ３１ｃ…ジャックストッパーフェルト相当部材 ３２ａ…バットフレンジ相当部材 ３４…バット相当
部材 ３６…ハンマーシャンク相当部材 ４２…ハンマー相
当部材 ４５…ハンマーストッパー ４５ａ…ハンマーストッ
パーフェルト ５０…シャッタ ５２…入出力ポート ５４…ＣＰ
Ｕ ６６…ウィッペンセンサ ７０…バネ ７２，７４
…アーム ７２ａ，７４ａ…先端 ７６，７８，８０…端子
８２…緩衝材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 1/34 G10C 3/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍵盤にアクションを模擬した荷重を付与
   する電子楽器の鍵盤装置であって、 揺動可能に支持され、押鍵操作により前記鍵盤が揺動す
   るに伴い揺動するウィッペン相当部材、このウィッペン
   相当部材に揺動可能に取り付けられ、押鍵操作により前
   記ウィッペン相当部材が揺動するにつれて上昇するジャ
   ック相当部材、このジャック相当部材が所定位置まで上
   昇する間、ジャック相当部材に突き上げられて揺動し、
   ジャック相当部材が所定位置まで上昇した後、ジャック
   相当部材から離間して慣性運動するハンマー相当部材、
   および慣性運動している前記ハンマー相当部材の先端と
   衝突してハンマー相当部材の動作を阻止するストッパー
   を有するアクション荷重模擬部材と、 押鍵操作に伴って移動する前記ジャック相当部材から打
   弦タイミングに対応するデータと打弦強さに対応するデ
   ータを検出する第１センサと、 前記鍵盤の離鍵タイミングを検出する第２センサと、 を備え、前記第１センサは、押鍵操作に伴って移動する前記ジャ
   ック相当部材に当接したタイミングを打弦タイミングに
   対応するデータとして検出し、その当接の強さを打弦強
   さに対応するデータとして検出することを特徴とする電
   子楽器の鍵盤装置。
2. 【請求項２】 前記第１センサが、前記ジャック相当部
   材が所定位置まで上昇した際に前記ジャック相当部材の
   ジャックテール相当部材が当接するレギュレーティング
   ボタン相当部材に設けられ、前記ジャックテール相当部
   材に当接したタイミングを打弦タイミングに対応するデ
   ータとして検出し、その当接の強さを打弦強さに対応す
   るデータとして検出することを特徴とする請求項１記載
   の電子楽器の鍵盤装置。
3. 【請求項３】 前記第１センサが、前記ハンマー相当部
   材が慣性運動に移行した後に前記ジャック相当部材の側
   面が当接するジャックストッパーフェルト相当部材を兼
   ねていることを特徴とする請求項１記載の電子楽器の鍵
   盤装置。
4. 【請求項４】 第２センサが、前記鍵盤の代りに、前記
   アクション荷重模擬部材の内で、前記鍵盤の動作にほぼ
   応じた動作を行う部材が離鍵時の状態に戻ったタイミン
   グを離鍵タイミングとして検出することを特徴とする請
   求項１〜３のいずれか記載の電子楽器の鍵盤装置。
5. 【請求項５】 第２センサが、前記ウイッペン相当部材
   が離鍵時の状態に戻ったタイミングを離鍵タイミングと
   して検出することを特徴とする請求項４記載の電子楽器
   の鍵盤装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか記載の電子楽器
   の鍵盤装置と、 前記第１センサに検出された打弦タイミングに対応する
   データに基づき発音タイミングを制御し、前記第１セン
   サに検出された打弦強さに対応するデータに基づき発音
   の強さを制御し、前記第２センサに検出された前記離鍵
   タイミングに基づいて止音タイミングを制御する電子音
   発生制御手段と、 を備えたことを特徴とする電子ピアノ。