JP3431370B2 - 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、押鍵操作により鍵盤が揺動するに伴
い揺動するウィッペン相当部材、押鍵操作により揺動さ
れた前記ウイッペン相当部材により揺動されて止音相当
位置から非止音相当位置に揺動するダンパー相当部材、
前記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、前記ジャック相当部材が
所定位置まで上昇する間、該ジャック相当部材に突き上
げられて揺動し、該ジャック相当部材が所定位置まで上
昇した後、該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、および前記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該ハンマー相当部材
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、ダンパー相当部材が止音相当位置に戻るタ
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、そのジャック相当
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ることにより、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
いものであることと、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センサに対する負
荷が少なくなり、第１センサ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、ダンパー相当部材が
止音相当位置に戻るタイミングを検出している。実際の
アコースティックピアノにおいてもダンパーが弦に接触
して止音していることから、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センサはダンパー相当部材に配置してい
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第１セン
サを設け、この第１センサにてジャックテール相当部材
と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】前記第２センサは、直接、ダンパー相当部
材の状態を捉えても良いが、ダンパー相当部材に付属し
ている部材の動作から間接的にダンパー相当部材の動作
を捉えるものとしても良い。前記第１センサおよび第２
センサの一方または両方が、後述するようなゴムスイッ
チでも良い。ゴムスイッチとすれば材料費が軽減され、
かつストッパーとしての緩衝効果も高い。

【００２０】また、第２センサは、ダンパー相当部材の
揺動を規制するストッパーを兼ねるものであっても良
く、この場合には、ダンパー相当部材用のストッパーを
省略できる。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ダン
パー相当部材が止音相当位置に戻る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センサとしてのダンパーセンサ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
１２、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、鍵
盤６の数と同じ数の第２センサとしてのダンパーセンサ
８、および鍵盤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、センターレール相当部材２４に揺動可能に支持さ
れウィッペン相当部材２６に取り付けられたダンパース
プーン２６ａの作動により揺動されるダンパー相当部材
４５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。また、ダンパー相当部
材４５もそのダンパーヘッド相当部材４５ａにダンパー
フェルトを備えていないが、ダンパーフェルトの重量を
考慮して重心設計がなされている。

【００２４】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。ジャックセンサ１０とジャック相当部材
２８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。

【００２５】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４４の緩衝材とし
てのハンマーストッパーフェルト４４ａに衝突するま
で、反時計回りに揺動する。

【００２６】このとき、ジャックセンサ１０は、バット
相当部材３４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。

【００２７】このジャックセンサ１０の一例を図６
（ａ）の断面図に示す。ジャックセンサ１０のゴム製の
頭部１１ａ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１１ｅ，１１ｆ，１１ｇが設けられている。

【００２８】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。すなわちジャック
センサ１０の第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１１
ｃの先端の第２導電面１１ｊが端子１１ｆ，１１ｇを短
絡させる。すなわちジャックセンサ１０の第２接点がオ
ンされる。

【００２９】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。

【００３０】ダンパーセンサ８は離鍵時にダンパーヘッ
ド相当部材４５ａにて押し潰される位置に設けられてい
る。ダンパーセンサ８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。したがって、離鍵時にダンパーヘ
ッド相当部材４５ａが接触することによりダンパーセン
サ８を押し潰すと、１組の信号線間のインピーダンスが
変化する、すなわちオンとなることから、ダンパー相当
部材４５が非止音相当位置から止音相当位置へ戻ったタ
イミングを検出することができる。尚、鍵盤６を離して
いる間（離鍵している間）は、ダンパーヘッド相当部材
４５ａはダンパーセンサ８を押し潰し続けており、ダン
パーセンサ８はオン信号を発生し続けている。

【００３１】また押鍵時には、鍵盤６が押されると、ダ
ンパースプーン２６ａはダンパー相当部材４５の下端部
４５ｂを押し、ダンパーレバースプリング相当部材４５
ｃの付勢力に抗して、ダンパー相当部材４５をダンパー
ストップレール４５ｄに当接するまで時計回りに揺動さ
せる。このことによりダンパーヘッド相当部材４５ａは
ダンパーセンサ８から離れ、ダンパーセンサ８の形状は
復帰し、ダンパーセンサ８の信号はオフとなる。押鍵さ
れている限り、ダンパースプーン２６ａはダンパー相当
部材４５の下端部４５ｂを押しているので、ダンパーセ
ンサ８はオフ状態を継続する。

【００３２】次に、離鍵されると、キャプスタンスクリ
ュー相当部材２０が下がり、ダンパースプーン２６ａが
ダンパー相当部材４５の下端部４５ｂの押圧を止めるの
で、ダンパーレバースプリング相当部材４５ｃの付勢力
によりダンパー相当部材４５はダンパーセンサ８を押し
潰す。このためダンパーセンサ８は、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。

【００３３】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、ダンパー
センサ８およびジャックセンサ１０とは入出力ポート５
２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。

【００３４】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、更にダンパーセンサ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。

【００３５】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。

【００３６】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４４に衝突し、そ
の動作を阻止される。

【００３７】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の短絡によ
り制御装置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の短絡により
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接点オンから第２接点オ
ンまでの時間より、少し長い時間が設定してある。

【００３８】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による
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によりオンされるのを待つ。

【００３９】一方、Ｓ１１０にて、所定時間内に第２導
電面１１ｊによる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
Ｓ１１０でＹＥＳ）、入出力ポート５２あるいはＲＡＭ
５８に記憶されているジャックセンサ１０の第１導電面
１１ｉによるオン信号を入力したタイミングと第２導電
面１１ｊによる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（Ｓ１２
０）。

【００４０】

【数１】

【００４１】ここでＫは定数である。そして、このジャ
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１
６から発音させる（Ｓ１３０）。

【００４２】その後、音域上の同じ位置のダンパーセン
サ８によるダンパー相当部材４５の接触の検出待ちとな
る（Ｓ１４０）。すなわち、ダンパーセンサ８の信号が
オフからオンに切り替わったとき、ダンパー相当部材４
５の接触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。

【００４３】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。

【００４４】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４４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。

【００４５】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。

【００４６】更に、ダンパーセンサ８は、ダンパー相当
部材４５のダンパーヘッド相当部材４５ａが接触したタ
イミングを検出している。ダンパーヘッド相当部材４５
ａの接触はアコースティックピアノにおいてダンパーヘ
ッドが弦に接触してその振動を吸収する動作に相当する
ことから、制御装置１２はダンパーセンサ８から確実な
止音タイミングを得ることができる。

【００４７】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とダン
パーセンサ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、本発明ではダンパーセンサ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。

【００４８】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、ダンパーセンサ８はダンパーヘッド相当部材４５
ａの接触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。

【００４９】．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
４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。

【００５０】．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。

【００５１】．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。 ．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、
例えば、ジャックセンサ１０が、ジャック相当部材２８
との当接によりジャック相当部材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、受ける負荷が小さく
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。

【００５２】．鍵盤６の下にセンサを設けなくても良
いので、鍵盤６の部分が高くなるのを防止できる。 ［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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】［実施の形態３］本実施の形態３では、前
記実施の形態１におけるダンパーセンサ８のダンパーヘ
ッド相当部材４５ａに接触する位置に代えて、図８に示
すごとく、ダンパー相当部材４５の下端部４５ｂとの接
触状態を検出する位置にダンパーセンサ８が設けられて
いる。また、ダンパーストップレール４５ｄは存在しな
い。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。

【００５６】したがって、演奏者の押鍵動作時は、ダン
パースプーン２６ａがダンパー相当部材４５の下端部４
５ｂをダンパーセンサ８側に押し付けているので、ダン
パーセンサ８はダンパー相当部材４５の下端部４５ｂに
押し潰されており、その間、ダンパーセンサ８はオンと
なっている。演奏者の離鍵動作により鍵盤６が元に戻れ
ば、ダンパースプーン２６ａはダンパー相当部材４５の
下端部４５ｂの押圧を止めるので、ダンパーセンサ８も
元の状態に戻り、オフとなる。

【００５７】したがって、このダンパーセンサ８がオン
からオフとなった時点を止音タイミングとすれば、前述
した実施の形態１の位置にあるダンパーセンサ８とまっ
たく同じ働きをするので、実施の形態１と同じ効果を生
じさせることができる。更に、押鍵時のダンパー相当部
材４５の揺動規制は、ダンパーセンサ８がストッパーと
しての役目を兼ねているので、実施の形態１に比較し
て、ダンパーストップレール４５ｄが省略できる。

【００５８】［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におけるダンパーセンサ
８の取付位置とを組み合せたものであり、他の構成は実
施の形態１〜３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。

【００５９】［その他］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に示したジャックストッパ
ーフェルト相当部材３１ｃの代りに、ジャック相当部材
２８に向けてレギュレーティングレール３１ａの側面に
ジャックセンサ１０を設けても良い。

【００６０】また、図６に示したジャックセンサ１０の
代りに、図１０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７６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７０
ａ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７２，７４の内、長い方のアーム７２の先端７
２ａ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８
０に接触する。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】この他、ジャックセンサ１０の代りに圧力
センサ等を用いて、当接タイミングあるいは当接強さを
求めることができ、いずれのセンサを用いても良い。ダ
ンパーセンサ８についても、リーフスイッチ、光セン
サ、その他、圧力センサ等のセンサを用いて、止音タイ
ミングを検出することができる。

【００６４】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。前記実施の形態１〜４では、止音
タイミングを得るために、直接、ダンパー相当部材４５
の動作を検出していたが、ダンパー相当部材４５の動作
が判る付属物であれば、そのダンパー相当部材４５の付
属物の動作を検出することにより止音されたタイミング
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…ダンパーセンサ １０…ジャック
センサ １２…制御装置 １４…電子音源 １６…スピーカ ２０…キャプスタンスクリュー相当部材 ２６…ウィ
ッペン相当部材 ２６ａ…ダンパースプーン ２８…ジャック相当部材 ２８ａ…ジャックテール相当部材 ３０…レギュレーティングボタン相当部材 ３１ｃ…ジャックストッパーフェルト相当部材 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 ４４…ハンマーストッパー ４５…ダンパー相当部材 ４５ａ…ダンパーヘッド相
当部材 ４５ｂ…下端部 ４５ｄ…ダンパーストップレール ５２…入出力ポート ５４…ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── 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 (7)

(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、押鍵操作により
   揺動された前記ウイッペン相当部材により揺動されて止
   音相当位置から非止音相当位置に揺動するダンパー相当
   部材、前記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、前記ジャック相当
   部材が所定位置まで上昇する間、該ジャック相当部材に
   突き上げられて揺動し、該ジャック相当部材が所定位置
   まで上昇した後、該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、および前記慣性運動してい
   る前記ハンマー相当部材の先端と衝突して該ハンマー相
   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、 前記ダンパー相当部材が止音相当位置に戻るタイミング
   を検出する第２センサと、 を備え、前記第１センサが、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】 前記第２センサが、前記止音相当位置に
   ある前記ダンパー相当部材が接触する位置に配置され、
   前記ダンパー相当部材が非接触状態から接触状態になっ
   たタイミングを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】 前記第２センサが、前記非止音相当位置
   にある前記ダンパー相当部材が接触する位置に配置さ
   れ、前記ダンパー相当部材が接触状態から非接触状態に
   なったタイミングを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。
6. 【請求項６】 前記第２センサが、前記ダンパー相当部
   材の揺動を規制するストッパーを兼ねている請求項５記
   載の電子楽器の鍵盤装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６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ダン
   パー相当部材が止音相当位置に戻る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。