JP4270177B2 - 鍵盤装置 - Google Patents

Description

本発明は、鍵の下部に揺動可能に設けられハンマー構造体を備えた鍵盤装置に関する。

従来、この種の鍵盤装置として、例えば特開平９−１９８０３７号公報（特許文献１）あるいは特開２００３−４２２０６号公報（特許文献２）に開示されたものがある。特許文献１の鍵盤装置は、白鍵及び黒鍵の後端部をフレームの枠体で支持するとともに、板ばねで後方に付勢し、白鍵及び黒鍵を揺動可能に支持している。また、レバー基部と錘からなる揺動レバーをハンマー構造体として鍵下に配設し、鍵に形成された駆動部により揺動レバーを駆動するようにしている。さらに、板ばねの力により鍵の非押鍵時の復帰力を得ている。

特許文献２の鍵盤装置は、鍵をその後端部の支持部で鍵盤フレームに支持するとともに鍵下にハンマー構造体としての質量体を配設し、Ｓ字状バネにより鍵及び質量体を保持するようにしている。そして、鍵に形成した垂下片により質量体を駆動するように構成されている。また、Ｖバネにより鍵を揺動自在に保持する構造も開示されている。
特開平９−１９８０３７号公報 特開２００３−４２２０６号公報

ところで、ハンマー構造体等の可動部がある電子鍵盤楽器において、鍵盤のオン／オフを検出する鍵スイッチが搭載されたスイッチ基板からの配線ケーブルの引き回しを考慮する必要がある。例えば、この配線ケーブルが鍵盤やハンマー構造体などの動くものに接触するとタッチ感が悪くなったり、擦るなどのメカ的なノイズがでてしまったり、場合によっては配線が傷み、電気的障害が出るなどの問題がある。また、仮に配線ケーブルを優先的に考慮するとハンマー構造体等に設計上の制約を受けるという問題が生じる。

このハンマー構造体や鍵盤などの駆動部分との接触や干渉を回避するために、例えば鍵盤両脇から配線ケーブルを出すことが考えられるが、このようにすると、メイン基板との接続に配線ケーブルが長くなってしまう。特に特許文献１及び２の鍵盤装置のように、鍵下に板ばね（Ｓ字状バネ）等を必要とする場合、この板ばね等との干渉も回避する必要がある。

本発明は、ハンマー構造体によりハンマーアクションのタッチ感が得られ、かつ、鍵下のスイッチ基板からの配線ケーブルとハンマー構造体との干渉を防止して配線できる鍵盤装置を提供することを課題とする。

請求項１の鍵盤装置は、複数の鍵と、ハンマー構造体と、上部ストッパ体を鍵フレームに設け、鍵操作でオン／オフするスイッチ機能を有した回路基板を備えた鍵盤装置であって、回路基板に接続した配線ケーブルを、鍵フレームの鍵支持部の下部を通し、該鍵支持部と上部ストッパ体との間に設けた上方向開口部を通し、さらに上部ストッパ体の上方を介して、配線ケーブルを鍵フレームの後方に配線するようにした。

請求項１の鍵盤装置によれば、配線ケーブルは、鍵支持部と上部ストッパ体との間の上方向開口部から、上部ストッパ体の上方を介して鍵フレームの後方に配線され、ハンマー構造体は上部ストッパ体の下で揺動上端が規制されるので、このハンマー構造体と配線ケーブルとが干渉することがない。

請求項２の鍵盤装置は、請求項１に記載の鍵盤装置において、合成樹脂の一体成形により鍵と固定部を薄肉部で連結した鍵ユニットを備え、鍵ユニットの薄肉部の弾性力により鍵を復帰できるようにし、復帰用のバネをなくすとともに、コストを低減するようにした。

請求項３の鍵盤装置は、請求項１または２に記載の鍵盤装置において、上部ストッパ体の上部の位置に上方向開口部を通した配線ケーブルを囲う壁部を有する構成とした。

好適な例として、前記配線ケーブルがフラットケーブルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の鍵盤装置でもよい。これにより、請求項１乃至３のいずれか一項の効果に加えて、フラットケーブルにより一括して簡単に配線できる。

請求項１の鍵盤装置によれば、鍵下部の鍵スイッチを有する回路基板からの配線ケーブルを、ハンマー構造体と干渉させることなく鍵フレームの後方に配線できるので、例えばこの鍵フレーム後方に配置したメイン回路基板等と短い配線で容易に接続することができる。

請求項２の鍵盤装置によれば、請求項１の効果に加えて、鍵の復帰用のバネがなくさらに配線ケーブルの配線が容易になるとともに、合成樹脂で一体成形した鍵ユニットの構成により鍵の支持構造を簡略化してコストを低減できる。

請求項３の鍵盤装置によれば、請求項１または２の効果に加えて、配線ケーブルを囲う壁部により、上方向開口部を通した配線ケーブルを保持できるので、回りの部材との干渉を確実に防止できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は実施形態の鍵盤装置の要部側断面図、図２は同鍵盤装置における白鍵用の鍵ユニットの平面図及び側断面図、図３は白鍵用の鍵ユニットの分解平面図、図４は同鍵盤装置を備えた電子楽器の側断面図である。なお、図１乃至図５において図面の左側が演奏者側、図１及び図４の図面に直角な方向が鍵並び方向である。以下、この電子楽器及び鍵盤装置において、演奏時の演奏者側を「前」その反対側を「後」とする。また、以下の説明及び図面において、音高（音名）を区別するときの符号は数字の後にハイフンと音名に対応する大文字のアルファベットを付記して説明する。また、「白鍵」及び「黒鍵」を単に「鍵」ともいう。

この電子楽器は下ケース１０Ｄと上ケース１０Ｕで本体ケースが構成され、下ケース１０Ｄに対して鍵盤装置１００の鍵フレーム１１０がネジＮ１，Ｎ２，Ｎ３により固定されている。なお、ネジＮ１，Ｎ２，Ｎ３による固定部位はそれぞれ鍵並び方向に複数箇所ある。鍵盤装置１００は後述のように鍵フレーム１１０により鍵１１，２１を支持しており、上ケース１０Ｕは鍵盤装置１００の鍵１１，２１の後部を覆うように形成されている。また、上ケース１０Ｕのさらに後方内部には、ボス１０ａ等によりメイン回路基板２０が取り付けられている。

図３に示すように、白鍵用の鍵ユニット１は、各鍵１１，１１，…と、各鍵１１，１１，…の後端部に一体に連結された薄肉部１２，１２，…と、この薄肉部１２，１２，…の後端部を鍵ユニット毎に鍵の並び方向に連結する共通固定部１３とを有しており、これらの鍵１１、薄肉部１２及び共通固定部１３を白色の合成樹脂で一体成形したものである。図３(A) に示すように第１の鍵ユニット１は４個の白鍵１１（Ｃ鍵、Ｅ鍵、Ｇ鍵およびＢ鍵）を一体にし、図３(B) に示すように第２の鍵ユニット１は３個の白鍵１１（Ｄ鍵、Ｆ鍵およびＡ鍵）を一体にしたものである。

また、図２(A) に二点鎖線で示すように、黒鍵用の鍵ユニット２も白鍵用と同様に、鍵２１，２１，…と、その後端部に一体に連結された薄肉部２２，２２，…と、この薄肉部２２，２２，…の後端部を鍵並び方向に連結する共通固定部２３（図１参照）とを有しており、これらの鍵２１、薄肉部２２及び共通固定部２３を黒色の合成樹脂で一体成形したものである。なお、鍵ユニット２は５個の黒鍵２１（Ｃ♯鍵、Ｄ♯鍵、Ｆ♯鍵、Ｇ♯鍵およびＡ♯鍵）を一体にしたものである。そして、白鍵用の鍵ユニット１，１と黒鍵用の鍵ユニット２を鍵１１，２１の配置どおりに組み合わせて一体とし、１オクターブの鍵からなる鍵盤ユニットが構成される。さらに、この鍵盤ユニットを必要なオクターブ数だけ組み付けて鍵盤装置が構成される。

図３に示すように、鍵１１は、演奏者側の幅広部１１ａと、この幅広部１１ａから後端部側に形成された幅狭部１１ｂとで構成されており、鍵盤ユニットを構成したときに、隣接する幅狭部１１ｂ，１１ｂの間に黒鍵２１が配置される。鍵１１の幅広部１１ａの裏面には、幅狭部１１ｂに隣接して鍵下に延びる作用部１４が形成されている。また、黒鍵２１の先端の裏面には鍵下に延びる作用部２４が形成されている。なお、作用部１４，２４は片部材により構成されているが、柱状部材で構成してもよい。

図１に示すように、鍵盤装置１００において、鍵フレーム１１０の後方上端には、全鍵に対応して鍵並び方向に長尺となる鍵固定台１２０が形成されており、鍵固定台１２０に、第１及び第２の白鍵用の鍵ユニット１，１の共通固定部１３，１３、及び黒鍵用の鍵ユニット２の共通固定部２３が組み付けられている。これにより、各鍵１１，２１は、薄肉部１２，２２の弾性により揺動可能に支持され、薄肉部１２，２２はヒンジ部の役目をしている。鍵固定台１２０は「鍵支持部」に相当する。

鍵１１，２１の下方には、ハンマー構造体３が鍵フレーム１１０により支持されている。このハンマー構造体３は、前後方向に延びる質量棒３１と該質量棒３１の端部を保持する作動部３２とで構成され、作動部３２の軸３２ａを支点として鍵フレーム１１０に軸支されている。また、作動部３２の先端には上下に二股に分かれた連結片３２ｂが形成されており、鍵１１の作用部１４の下端に形成された連結板１４ａが連結片３２ｂに連結されている。そして、押鍵時に作用部１４が作動部３２を押し下げ、ハンマー構造体３は軸３２ａを回動中心として図において反時計回りに回動する。また、離鍵時には、質量棒３１の自重により図において時計回りに回動し、鍵１１の薄肉部１２の弾性力と協同して、鍵１１が復帰する。なお、鍵フレーム１１０には、後方下端部と後方上端部とにフェルト等のストッパＳＤ，ＳＵが取り付けられており、このストッパＳＤ，ＳＵによりハンマー構造体３の回動範囲が規制される。すなわち、ストッパＳＵは「上部ストッパ体」に相当する。ストッパＳＤ，ＳＵは全鍵に対応して鍵並び方向に長手の部材とされ、質量棒３１がストッパＳＵに当接して揺動上端が規制され、質量棒３１がストッパＳＤに当接して揺動下端が規制される。

鍵盤装置１００の鍵１１の下方には、スイッチ基板３０が鍵フレーム１１０により支持され、該スイッチ基板３０上にはドーム型のゴムで形成された鍵スイッチ４が固定されている。この鍵スイッチ４は鍵１１の下面に形成されたスイッチ駆動部１５（図３参照）によりオン／オフする押鍵スイッチを構成している。スイッチ基板３０には鍵スイッチ４の信号等を出力するフラットケーブル４０が接続されている。スイッチ基板３０は「回路基板」に相当し、フラットケーブル４０は「配線ケーブル」に相当する。

また、鍵フレーム１１０において、鍵固定台１２０とスイッチ基板３０との間にはスリット１３０が形成され、鍵固定台（鍵支持部）１２０の後端部には鍵フレームの下側から上に向けて開口するスリット１４０が形成されている。スリット１４０は「上方向開口部」に相当する。このスリット１４０の後端部には矩形筒状の保持具１５０が取り付けられている。保持具１５０の一部側面または全側面は「壁部」に相当する。スリット１３０，１４０と保持具１５０の鍵並び方向の幅は例えば数センチ程度である。そして、フラットケーブル４０はスリット１３０，１４０を通って保持具１５０の下から該保持具１５０の内部を通り、該保持具１５０の上端から、楽器後方のメイン回路基板２０（図３参照）まで配線されている。これにより、スイッチ基板３０とメイン回路基板２０との接続用の配線が一箇所に纏められ、組立作業等がきわめて容易になる。

また、保持具１５０はストッパ（上部ストッパ体）ＳＵから上ケース１０Ｕ側に立ち上がる形状となっており、フラットケーブル４０は保持具１５０の上端から水平後方に延びるようになっている。また、フラットケーブル４０を囲う保持具１５０により、スリット１４０を通したフラットケーブル４０を保持できるので、回りの部材との干渉を確実に防止できる。

以上のように、スイッチ基板３０に接続したフラットケーブル４０を、鍵フレーム１１０の鍵固定台１２０の下部を通し、鍵支持部１２０とストッパＳＵとの間に設けたスリット１４０を通すとともに、ストッパＳＵの上方を介して、フラットケーブル４０を、鍵フレーム１１０の後方に配線するよう構成されている。したがって、ストッパＳＵの後方側にスペースを確保することができる。すなわち、フラットケーブル４０でハンマー構造体３との干渉を防止できる。これにより、ハンマー構造体３の質量棒３１の端部のボリュームを大きくして、ハンマー構造体３の質量感を容易に得ることができる。仮に上記スペースが少ないと、鍵盤装置全体の高さを大きくして質量感を得る必要があるが、上記実施例ではこのようなことがない。

なお、鍵ユニット１及び２は、合成樹脂で一体成形して共通固定部１３，２３と鍵１１，２１とを薄肉部１２，２２にて連結し、該鍵１１，２１を該薄肉部１２，２２の弾性により共通固定部１３，２３に対して揺動可能にしている。また、ハンマー構造体３は、鍵１１，２１の下部に揺動可能に設けられ、鍵１１，２１の押鍵操作に連動して揺動する。そして、黒鍵用の鍵ユニット２は作用部２４が鍵２１の先端下面に形成され、白鍵用の鍵ユニット１は作用部１４を鍵１１の少なくとも幅広部１１ａの下面で黒鍵２１の先端部に隣接した位置に形成されている。

したがって、黒鍵２１の作用部２４と白鍵１１の作用部１４とを共通固定部１３，２３から略等距離にでき、かつ、できるだけ鍵１１，２１の先端側に作用部１４，２４を配置できる。したがって、黒鍵用と白鍵用のハンマー構造体３を略同一な構造にでき、かつ、作用部１４，２４が薄肉部１２，２２から離れている分だけ、薄肉部１２，２２へのハンマー構造体３からの反力の影響が低減されるので、タッチ感が損なわれない。また、白鍵１１の作用部１４が幅広部１１ａにあるので、幅広部１１ａと幅狭部１１ｂとの境界の角部は作用部１４よりも共通固定部１３側にある。したがって、押鍵した時の指の力が幅広部１１ａにおいて作用部１４に直接伝達し、角部に加わる力は白鍵１１の奥行き方向の引っ張り力が中心となり、角部に応力が集中しにくくなって耐久性が得られる。

また、鍵ユニット１は、複数の鍵１１，１１，…を共通固定部１３を共通にして一体に形成したものであり、また、鍵ユニット２は、複数の鍵２１，２１，…を共通固定部２３を共通にして一体に形成したものである。したがって、複数鍵を一体に形成してコストを低減できる。

ハンマー構造体３は、質量棒３１の自重により、鍵１１，２１の作用部１４，２４に対して押鍵力と反対方向に付勢力を付与するので、鍵ユニット１，２の薄肉部１２，２２の弾性力に加えてハンマー構造体３の自重により鍵１１，２１を復帰できる。したがって、復帰用のバネ等を必要としない。これにより、鍵の復帰用のバネがなくさらにフラットケーブル４０の配線が容易になる。

図２(A) に示したように、白鍵１１及び黒鍵２１の裏面に形成された作用部１４，２４，１４，２４，…は、鍵並び方向の間隔が略等間隔になっている。なお、隣接するＢ鍵とＣ鍵、隣接するＥ鍵とＦ鍵とについては、両作用部１４-Bと１４-C、１４-Eと１４-Fの間隔は他の部分より僅かに広くなっている。これは、この実施例ではＣ鍵とＥ鍵において、作用部１４-Cが鍵１１の幅広部１１ａにおいて鍵の中心側に僅かに変移した位置に形成されているからである。なお、Ｂ鍵とＦ鍵において同様に１４-Bを幅広部１１ａにおいて鍵の中心側に僅かに変移させてもよいし、Ｂ鍵とＣ鍵の両方、Ｅ鍵とＦ鍵の両方において、それぞれの作用部１４-Bと１４-C、１４-Eと１４-Fを幅広部１１において鍵の中心側に僅かに変移させてもよい。

図５は鍵ユニットを取り外した鍵フレーム１１０とハンマー構造体３を示す平面図である。各ハンマー構造体３，３，…は略等間隔に配置されているが、隣接するＢ鍵とＣ鍵に対応するハンマー構造体３-B，３-C、隣接するＥ鍵とＦ鍵に対応するハンマー構造体３-E，３-Fについては、その間隔が他の部分よりも僅かに広くなっている。そして、このハンマー構造体３-Bと３-C、３-Eと３-Fの間には、鍵盤装置の前後方向に延びる鉛直のリブ１６０が形成されている。

以上のように、Ｂ鍵とＣ鍵の間及びＥ鍵とＦ鍵の間には黒鍵２１がなく、さらに前記のように作用部１４-B，１４-C，１４-E，１４-Fの位置にある程度自由度があるので、作用部１４-B，１４-Cとハンマー構造体３-B，３-C、作用部１４-E，１４-Fとハンマー構造体３-E，３-Fにおける間隔を広げるように構成し、リブ１６０を配置することができる。このリブ１６０は鍵フレーム１１０を堅牢にするものであるが、このようにリブ１６０をＢ鍵とＣ鍵の間及びＥ鍵とＦ鍵の間に配置すると、リブの数の多すぎず、軽量化を図ることができる。

また、ハンマー構造体３は、白鍵用と黒鍵用とで僅かに形状が異なっているが、これは、白鍵と黒鍵とでハンマーアクションに微妙に変化を付けているためである。しかし、上記リブ１６０の両側のハンマー構造体３-B，３-C、及びハンマー構造体３-E，３-Fはそれぞれ同構造になっている。したがって、これらのハンマー構造体はリブ１６０の両側では同じ動作となるので、リブ１６０とハンマー構造体３-B，３-C、及びハンマー構造体３-E，３-Fとの干渉を避けるように設計するのが容易になる。

また、鍵フレーム１１０の後端部を固定するためのネジＮ３を通すネジ孔１７０はストッパＳＤの内側（演奏者側）に形成されている。したがって、このようなネジ孔をストッパＳＤの外側に形成するよりも鍵フレーム１１０の前後方向の幅を小さくできる。また、ネジ孔１７０はハンマー構造体３，３の間に形成されているので、鍵フレーム１１０を下ケース１０Ｄに対して上からネジ止めする場合にもドライバー等がハンマー構造体３と干渉することなく、組立作業が容易になる。このように、上からネジ止めすると鍵盤装置１００を裏返すことなく取り付けられるので作業が容易になる。なお、このネジ孔１７０の部分で上からネジ止めした後は、それだけでも例えばネジＮ１，Ｎ２に対応するネジ孔の位置出しが完了するので、後は鍵盤装置１００を裏返してネジＮ１，Ｎ２により下からネジ止めしても作業性は損なわれない。

本発明の実施形態における鍵盤装置の要部側断面図である。 同鍵盤装置における白鍵用の鍵ユニットの平面図及び側断面図である。 同白鍵用の鍵ユニットの分解平面図である。 実施形態の鍵盤装置を備えた電子楽器の側断面図である。 同鍵盤装置における鍵フレームとハンマー構造体の平面図である。

符号の説明

１…白鍵用の鍵ユニット，２…黒鍵用の鍵ユニット、３…ハンマー構造体、１１…白鍵、２１…黒鍵、１２，２２…薄肉部、１３，２３…共通固定部、３０…スイッチ基板（回路基板）、４０…フラットケーブル（配線ケーブル）、１１０…鍵フレーム、１２０…鍵固定台（鍵支持部）、１４０…スリット（上方向開口部）、１５０…保持具（壁部）、ＳＵ…ストッパ（上部ストッパ体）

Claims (3)

1. 複数の鍵と、
   前記複数の鍵を鍵支持部にて揺動可能に支持する鍵フレームと、
   前記鍵の下部に設けられ鍵操作でオン／オフするスイッチ機能を有した回路基板と、
   前記鍵の下部で前記鍵フレームに揺動可能に設けられ該鍵の押鍵操作に連動して揺動するハンマー構造体と、
   前記鍵フレームの後部に設けられ前記鍵ハンマー構造体の揺動上端を規制する鍵並び方向に長手の上部ストッパ体と、を備えた鍵盤装置であって、
   前記回路基板に接続した配線ケーブルを、前記鍵フレームの前記鍵支持部の下部を通し、該鍵支持部と前記上部ストッパ体との間に設けた上方向開口部を通すとともに該上部ストッパ体の上方を介して、該配線ケーブルを該鍵フレームの後方に配線するようにしたことを特徴とする鍵盤装置。
2. 合成樹脂で一体成形して固定部と前記鍵とを薄肉部にて連結し、該鍵を該薄肉部の弾性により該固定部に対して揺動可能にした鍵ユニットを備え、
   前記鍵フレームの前記鍵支持部において前記固定部を支持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の鍵盤装置。
3. 前記上部ストッパ体の上部の位置で前記鍵フレームに取り付けられ、前記上方向開口部を通した前記配線ケーブルを囲う壁部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の鍵盤装置。

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