JP5487650B2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

本発明は、電子鍵盤楽器に関するものである。

周知の通り、アコースティックピアノ（以下『生ピアノ』）は、打鍵に応じてハンマを弦に打ちつけ、音を発生する構造を有している。生ピアノが発生する音は、打鍵の強弱やスピードによってその響き方や大きさが異なる。また、生ピアノには、音の余韻をコントロールするためのペダルが搭載されている。グランドピアノを例に取ると、ダンパペダル、ソステヌートペダル、シフトペダルである。これらペダルは、演奏者の踏み込み操作（＝演奏操作）に伴って支点を中心に回動する。

これらのうちダンパペダル（以下単にペダル）は、ピアノの弦の振動を止めるためのダンパを制御するペダルであり、最も使用頻度が高い。ここで、ダンパは、弦と一対一に対応しており、通常、打鍵に応じて弦から離れ、離鍵に応じて弦を押さえて音の響きを止める。そして、各ダンパは、幾つかの連結部を介してペダルに接続されている。これらの連結部には、いわゆる遊びが設けられている。このため、ペダルを浅く踏み込んだとしても、その動作はダンパに伝達されない。しかしながら、ペダルが深く踏み込まれると、全ての弦についてダンパが解放され、鍵から指を離してもダンパによる止音は行われず、打鍵した全ての音が残る。この場合、打鍵されていない鍵に対応する弦を含めた全ての弦が共振し、倍音が鮮明に響くようになっている。このように、ダンパペダルによってダンパを操作することにより、音に様々な表情を与えることができる。

従って、ペダルの初期位置からの踏み込み量に伴って、例えばゆっくりと静的にペダルの踏み込み、戻し操作をした場合、図５に示すような反力（＝ペダルの復帰方向の力、演奏者の足にかかる荷重）がペダルに発生する。即ち、演奏者によってペダルが踏まれていくと、連結部を介してダンパに踏み込み力が伝わり始め、連結部全体が有する弾性要素からの反力や、部分的に弦が持ち上げられ始めたダンパの重さ及び摩擦力によって反力が増加していく（領域Ａ０〜Ａ１）。さらに、ペダルが踏み込まれると、ダンパが弦から完全に離れ、連結部全体が有する弾性要素からの反力増加率も小さくなる。そのため、領域Ａ２でのペダルの反力変化率は領域Ａ１よりも小さくなる。この領域Ａ１の後半から領域Ａ１、Ａ２間の境界を越えて領域Ａ２に侵入する領域をハーフペダル領域ＡＨという。このハーフペダル領域ＡＨにおいて上級演奏者は、ペダルの踏み込みの深さを微妙に変化させることにより、発生させる楽音の音色、響きなどを微妙に変化させることが知られている。また、生ピアノの機種及びメーカーによって、ダンパーペダル、連結部及びダンパーの構造が異なると領域Ａ０、Ａ１、ＡＨ及びＡ２の各範囲の広さや各領域の境界位置も異なる。また、図９に示したように、領域Ａ０、Ａ１間でペダルの反力の変化率に差が表れる場合もある。

以上のような生ピアノの音色、操作性、外観を擬似的に再現した電子楽器として電子ピアノがある。この電子ピアノは、鍵盤の操作に応じて電子音源部から発音させる構造となっていて、弦を有さない。このため、生ピアノに比べて比較的安価であるため、近年急速に普及している。上述したように電子ピアノは、弦を有さないので、そのペダル構造は生ピアノとは異なっている。このような、従来の電子ピアノにおけるペダルの構造については、例えば特許文献１に開示された電子鍵盤楽器用ペダルユニット、特許文献２に開示された電子鍵盤楽器のペダル装置などが提案されている。

上述した特許文献１に開示された電子鍵盤楽器用ペダルユニットは、ペダル踏み込み時に反力（復帰力）が働くように、ペダルがバネによって付勢されている。また、特許文献２に開示された電子鍵盤楽器のペダル装置は、第１付勢部材に加えて、第２付勢部材とレバーなどによって、ペダルの変位量に応じた反力の変化率が１段階変化するものである。

しかしながら、従来の特許文献１に開示された電子鍵盤楽器用ペダルユニットは、ペダル周辺にバネやペダルの回動操作を検出する検出手段の配置が必要なため、ペダルを収容するペダルボックスが大型化しデザインに大きな影響を与えてしまう、という問題があった。また、従来の特許文献１に開示された電子鍵盤楽器用ペダルユニットは、反力の変化率が一定であり変化がなく、生ピアノのペダル操作を再現できていない。

また、特許文献２に開示された電子鍵盤楽器のペダル装置は、段階的に反力の変化率を変化させることができるが、その分、ペダルボックスに収容する部品点数が大きくなり大型化してしまう、という問題があった。また、上述した従来の電子鍵盤楽器のペダル装置のペダルの踏み込み量−反力特性は、バネの組み合わせによる１次関数の単純重ね合わせとなり、反力の増加率を減少させるような反力特性を得ることができない。このため、生ピアノのペダルの反力特性を正確に再現できない、という問題があった。

特開２００６−３３０６７１号公報 特開２００４−３３４００８号公報

そこで、本発明は、ペダル周りの部品点数を削減してペダルボックスの小型化を図った電子鍵盤楽器を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、楽器本体に支持されていて演奏者の踏み込み操作に伴って支点を中心に初期位置から押切位置の範囲内で回動するペダルと、前記ペダルの回動が伝達部材を介して伝達されて前記ペダルの回動に応じた反力を前記伝達部材を介して前記ペダルに与える反力発生手段と、前記ペダルの回動操作を検出する検出手段と、を備えた電子鍵盤楽器において、前記伝達部材がワイヤで設けられ、前記反力発生手段と前記検出手段とが一体の反力発生ユニットとして形成され、前記反力発生ユニットが、前記ペダルとは離間した前記楽器本体に設けられ、前記反力発生手段は、前記ペダルの回動が前記ワイヤを介して伝達されて前記ペダルの回動に応じて変位する第１可動部材と、前記ペダルに反力を与える方向に前記第１可動部材を付勢する第１付勢部材と、前記第１可動部材の変位が直接又は伝達部材を介して伝達されて、前記ペダルの踏み込み量が所定量に達した後に前記第１可動部材の変位に応じて変位する第２可動部材と、前記ペダルに反力を与える方向に前記第２可動部材を付勢する第２付勢部材と、を一体に備え、前記ペダルの回動に応じて前記第１可動部材及び前記第２可動部材の両方が変位しているときに前記ペダルに発生する踏み込み量に応じた反力の増加率が、前記ペダルの回動に応じて前記第１可動部材のみが変位しているときに前記ペダルに発生する踏み込み量に応じた反力の増加率より小さくなるように前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材を設けたことを特徴とする電子鍵盤楽器に存する。

請求項２記載の発明は、前記第１可動部材、前記第２可動部材、前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材が、互いに同心に配置され、前記第１可動部材及び前記第２可動部材が、同心軸方向に直動可能に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器に存する。

請求項３記載の発明は、前記楽器本体が、鍵盤装置が設けられた楽器上部と、該楽器上部を支える足部と、を備え、前記反力発生ユニットが、前記楽器上部内に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、伝達部材をワイヤで構成することにより、反力発生手段と検出手段とが一体に構成された反力発生ユニットをペダルから離れた楽器本体に設けることができるので、ペダル周りの部品点数を削減してペダルボックスの小型化を図ることができる。また、伝達部材をワイヤで構成することにより、反力発生手段と検出手段の配置自由度が向上する。

請求項１記載の発明によれば、生ピアノのペダルの反力特性を正確に再現することができる。

請求項２記載の発明によれば、第１可動部材、第２可動部材、第１付勢部材及び第２付勢部材が互いに同心に配置され、第１可動部材及び第２可動部材が、同心軸方向に直動可能に設けられているので、小型化及びコストダウンを図ることができる。また、第１可動部材、第２可動部材、第１付勢部材及び第２付勢部材を一体のユニットとして構成することにより、取扱性及び組付性の向上を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、電気的な配線を楽器上部のユニットで全て完結することができ、組み立てや検査時の効率の向上を図ることができる。

第１実施形態における本発明の電子鍵盤楽器を示す正面図である。 図１に示すペダルボックスの断面図である。 （Ａ）は図１に示す反力発生ユニットの上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す反力発生ユニットの動作を説明するための図である。 ペダルの踏み込み量と、図３に示す反力発生ユニットによってペダルに生じる反力と、の関係を示すグラフである。 図３に示す反力発生ユニットの変形例を示す概略断面図である。 図３に示す反力発生ユニットの変形例を示す概略断面図である。 図３に示す反力発生ユニットの変形例を示す概略断面図である。 ペダルの踏み込み量と、図８に示す反力発生ユニットによってペダルに生じる反力と、の関係を示すグラフである。 第２実施形態における本発明の電子鍵盤楽器を示す正面図である。 第３実施形態における本発明の電子鍵盤楽器を示す側面図及び正面図である。 反力発生ユニットの変形例を示す模式図である。

第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。以下説明において、電子鍵盤楽器の「上下左右前後」は、演奏時の演奏者側からみた正立状態における「上下左右前後」を意味する。図１に示すように、電子鍵盤楽器１００は、楽器本体１０１と、ペダルボックス１０２と、ペダル装置１と、を備えている。楽器本体１０１は、鍵盤装置１０３が設けられた楽器上部１０４と、この楽器上部１０４を支持する足部１０５と、から構成されている。上記ペダルボックス１０２には、後述するペダル２が収容される。ペダルボックス１０２は、上記楽器上部１０４から下垂された下垂部１０６の下端に設けられ、楽器本体１０１によって支持されている。上記下垂部１０６は、左右方向に一対配置されている。

上記ペダル装置１は、図１及び図２に示すように、ペダル２と、上限ストッパ３と、下限ストッパ４と、駆動ワイヤ５と、反力発生ユニット７と、を備えている。上記ペダル２は、ペダルボックス１０２に収容されている。本実施形態では、ペダル２としては、ダンパペダル、ソステヌートペダル、シフトペダルの３つが設けられている。図２に示すように、上記ペダル２は、前後方向に長尺状になるように設けられていて、支点Ｃ１を中心に回動可能に支持されている。ペダル２は、その前端が演奏者により踏み込まれると支点Ｃ１を中心に初期位置から押切位置の範囲内で回動する。上記上限ストッパ３及び下限ストッパ４は、フェルト、あるいはゴムなどから構成され、ペダルボックス１０２内に収容されている。上限ストッパ３は、ペダル２が初期位置のときにペダル２と当接してペダル２の回動を規制するストッパである。下限ストッパ４は、ペダル２が押切位置のときにペダル２と当接してペダル２の回動を規制するストッパである。

駆動ワイヤ５は、ワイヤ、伝達部材としてのインナーワイヤ５１と、アウターチューブ５２と、から構成されている。インナーワイヤ５１は、その一端が上述したペダル２の後端に固定、または当接され、他端が楽器上部１０４に配置された後述する反力発生ユニット７を構成する第１可動部材７２の下端に当接されている。アウターチューブ５２は、筒状に設けられ内部にインナーワイヤ５１を通し、下垂部１０６やペダルボックス１０２、楽器本体１０１等に固定されインナーワイヤ５１を支持する。アウターチューブ５２は、下垂部１０６や楽器上部１０４の形状に合わせて曲げ可能に設けられている。よって、ペダル２が踏み込まれるとインナーワイヤ５１が反力発生ユニット７側に押されて、第１可動部材７２が上側に押し上げられる。即ち、インナーワイヤ５１は、ペダル２の回動を第１可動部材７２に伝達する伝達部材に相当する。

図１に示すように、反力発生ユニット７は、ペダルボックス１０２から離れた楽器上部１０４内に配置されている。３つの反力発生ユニット７は、例えば左右方向に並べて配置されている。一番左、真ん中のペダル２に対応する反力発生ユニット７は中央よりも左側の楽器上部１０４に配置され、一番右のペダル２に対応する反力発生ユニット７は中央よりも右側の楽器上部１０４に配置されている。そして、上記中央よりも左側の楽器上部１０４に配置された反力発生ユニット７とペダル２とを連結する駆動ワイヤ５は、一対の下垂部１０６のうち左側の下垂部１０６に配策されている。一方、中央よりも右側の楽器上部１０４に配置された反力発生ユニット７とペダル２とを連結する駆動ワイヤ５は、一対の下垂部１０６のうち右側の下垂部１０６に配策されている。

上記反力発生ユニット７の各々は、図３に示すように、反力発生手段としての反力発生部７０１と、摩擦発生機構７８と、検出手段としての検出部７９と、を一体に備えている。上記反力発生部７０１は、第１固定部材７１と、第１可動部材７２と、質量体７３と、第１付勢部材としての第１バネ７４１、７４２と、第２固定部材７５と、第２可動部材７６と、第２付勢部材としての第２バネ７７と、をから構成されている。上記第１固定部材７１は、後述する第２固定部材７５、第１可動部材７２、第２可動部材７５、第１バネ７４１、７４２、第２バネ７７、検出部７９等と反力発生ユニット７としてユニット化された状態で棚板８の上側にネジＮによって固定されている。第１固定部材７１は、例えば円柱状に設けられていて、上下方向に貫通した挿通孔７１１が設けられている。この挿通孔７１１には、後述する第１可動部材本体７２１が上下方向に直動可能に挿通される。

上記第１可動部材７２は、第１可動部材本体７２１と、フランジ部７２２及び７２３と、を備えている。上記第１可動部材本体７２１は、棒状に設けられ、その長手方向が上下方向に沿うように配置され、かつ、初期位置から押切位置の範囲内で上下方向に直動可能に支持されている。第１可動部材本体７２１は、第１固定部材７１の挿通穴７１１に挿通されると共にその下端が棚板８に設けられた開口８１から突出している。上記フランジ部７２２は、第１可動部材本体７２１の下端に固定して設けられていて、上述した第１固定部材７１との間に後述する第１バネ７４１を挟む。このフランジ部７２２の上面にはフェルト、あるいはゴムなどから構成されたストッパ７２４が設けられている。ストッパ７２４は、第１可動部材７２が押切位置まで押し上げられたときに上述した第１固定部材７１の下面と当接して第１可動部材７２の直動を規制するストッパである。一方、上記フランジ部７２３は、後述する第２可動部材７６よりも下側の第１可動部材本体７２１に固定して設けられていて、第２可動部材７６との間に後述する第１バネ７４２を挟む。このフランジ部７２３の上面にはフェルト、あるいはゴムなどから構成されたストッパ７２５が設けられている。ストッパ７２５は、ペダル２の踏み込みが所定量に達したときに後述する第２可動部材７６と当接するように設けられる。

上記質量体７３は、第１可動部材本体７２１の上端に固定されて設けられ、第１可動部材本体７２１、インナーワイヤ５１を介してペダル２に荷重を与えている。上記第１バネ７４１、７４２は、ペダル２に反力を与える方向に第１可動部材７２を付勢する第１付勢部材である。第１バネ７４１は、第１固定部材７１と第１可動部材７２のフランジ部７２２との間に設けられている。即ち、第１バネ７４１の両端はそれぞれ、第１固定部材７１及び第１可動部材７２のフランジ部７２２に当接して支持されている。第１バネ７４２は、第１可動部材７２のフランジ部７２３と第２可動部材７６との間に設けられている。即ち、第１バネ７４２の両端はそれぞれ、第１可動部材７２のフランジ部７２３及び第２可動部材７６に当接して支持されている。上記第２固定部材７５は、各部材と反力発生ユニット７としてユニット化された状態で棚板８の上側にネジＮによって固定されている。第２固定部材７５は、円筒状に設けられていて、その内部に上述した第１固定部材７１、第１可動部材７２、後述する第２可動部材７６が収容される。上記第２可動部材７６は、第２可動部材本体７６１と、円板部７６２と、を備えている。第２可動部材本体７６１は、下側が開口された円筒の受皿状に設けられている。この第２可動部材本体７６１の下端はフランジ状に設けられていて、そのフランジ状の下端と第２固定部材７５との間に第２バネ７７が挟まれている。第２可動部材本体７６１は、上下方向に直動可能に設けられている。

上記円板部７６２は、第２可動部材本体７６１の上部に固定されて設けられている。円板部７６２の下側には、フェルト、あるいはゴムなどで構成されたストッパ７６３が設けられている。このストッパ７６３は、上述した第２固定部材７５の上面と当接して第２可動部材７６の直動の初期位置を規制するストッパである。また、円板部７６２の上側には、ストッパ７６４が設けられている。このストッパ７６４は、第１可動部材７２が、初期位置のときに質量体７３と当接して第１可動部材７２の直動を規制するストッパである。上記第２バネ７７は、ペダル２に反力を与える方向に第２可動部材７６を付勢する第２付勢部材である。第２バネ７７は、第２固定部材７５と第２可動部材７６との間に設けられている。即ち、上記第２バネ７７の両端はそれぞれ、第２可動部材本体７６１のフランジ状の下端及び第２固定部材７５に当接して支持されている。なお、第２バネ７７は、上述した第２可動部材７６の直動の初期位置においてプリテンションがかけられた状態で第２固定部材７５と第２可動部材７６との間に配置されている。

次に、上述した第１可動部材７２、第２可動部材７６、第１バネ７４１、７４２及び第２バネ７７の配置位置の詳細について説明する。上記第１可動部材７２、第２可動部材７６、第１バネ７４１、７４２及び第２バネ７７は、互いに同心に配置されている。そして、第１可動部材７１及び第２可動部材７６が、その同心軸Ｃ３方向に直動可能に設けられている。また、第１可動部材７２が第１バネ７４１、７４２内に挿入され、第２可動部材７６が第２バネ７７内に挿入されている。そして、第１可動部材７２及び第２可動部材７６が、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように、第１可動部材７２が内側に第２可動部材７６が外側に配置されている。また、第１バネ７４２及び第２バネ７７が、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように、第１バネ７４２が内側に第２バネ７７が外側に配置されている。

また、上記摩擦発生機構７８は、人工皮革やフェルトなど擦れると摩擦が発生する摩擦発生部材７８１と、この摩擦発生部材７８１に摺接される摺接部７８２とから構成されている。上記摩擦発生部材７８１は、第２固定部材７５の外側面に取り付けられている。一方、摺接部７８２は、摩擦発生部材７８１と摺接するように第２可動部材７６に取り付けられている。よって、第２可動部材７６が上下方向に直動すると、摩擦発生部材７８１と摺接部７８２とが擦れて摩擦が発生する。また、摺接部７８２は、摩擦発生部材７８１に向かって付勢されている。この付勢力により、第２可動部材７６の直動に伴なって摩擦発生部材７８１と摺接部７８２とが擦れることにより摺接部７８２に発生する揺動を抑えることができる。上記検出部７９は、ペダル２の初期位置から押切位置までの全ストロークにおいてペダル２の回動に応じて変位するように設けられた第１可動部材７２の動作を検出して、ペダル２の回動を検出する。検出部７９は、光センサ７９１と、グレースケールなど光センサ７９１により読み取り可能なスケール板７９２と、から構成されている。そして、上記光センサ７９１は、固定支持具９を介して各部材と反力発生ユニット７としてユニット化された状態でネジＮによって棚板８に固定されている。一方、スケール板７９２は、第１可動部材７２に固定されている。

次に、上述した構成の電子鍵盤楽器のペダル装置１のペダル踏み込み時の動作について図４及び図６を参照して以下説明する。まず、演奏者が踏み込み操作を行っていない図４（Ａ）に示す初期状態においては、質量体７３の荷重や第１バネ７４１、７４２、第２バネ７７の力により質量体７３がストッパ７６４に当接する位置まで第１可動部材７２が押し下げられている。また、図３（Ａ）に示す初期状態では、第１バネ７４２が発生する図中上方向の力（弾性力）は、第２可動部材７６の図中下方向にかかっている力よりも小さい。なお、上記第２の可動部材７２の図中下方向にかかっている力は、第２の可動部材７２の自重による重力、摩擦発生機構７８による摩擦力、第２バネ７７が発生する図中の下方向のバネ力の合力である。よって、円板部７６２がストッパ７６３に当接する位置まで第２可動部材７６が押し下げられている。これにより、ペダル２が初期位置に保持される。そして、演奏者が踏み込み操作を行ってペダル２の前端を押し下げると、ペダル２が支点Ｃ１を中心に回動する。このペダル２の回動がインナーワイヤ５１を介して第１可動部材７２に伝達して第１可動部材７２が押し上げられる。なお、第１可動部材７２が押し上げられ始めた状態では、第１バネ７４２が発生する図中上方向の力（弾性力）は、第２可動部材７６の図中下方向にかかっている力よりも小さいままであるため、第２可動部材７６は動かない。そのため、第１可動部材７２が押し上げられるに従って第１バネ７４１、７４２の両方が変位して（縮む）、その弾性力が増加する。よって、図５中の領域Ａ０１に示すように、演奏者の踏み込み量に応じてペダル２に発生する反力が第１バネ７４１、７４２の両方のバネ定数に応じた増加率で増加する。

次に、ペダル２の踏み込み量が所定量に達すると、第１バネ７４２が第２可動部材７６に対して発生する弾性力が、第２可動部材７６にかかる図中下方向（前記弾性力に抗する方向）の力と等しくなる。さらに、ペダル２を踏み込むと、やがて前記弾性力が第２可動部材７６にかかる図中下方向の力を上回り、伝達部材として働く第１バネ７４２を介して第１可動部材７１が第２可動部材７６を押し上げる。第１可動部材７２に設けたストッパ７２５は、前記弾性力が第２可動部材７６にかかる図中下方向の力と等しくなったときに、図４（Ｂ）に示すように第２可動部材７６に当接するように設定されている。よって、本実施形態では、第１可動部材７２に設けたストッパ２５によって、第１可動部材７２の変位が直接、第２可動部材７６で伝達されるようにもなっている。そして、第１可動部材７２、第２可動部材７６が押し上げられるに従って第１バネ７４１、第２バネ７７は縮むが、第１バネ７４２は縮まなくなる。よって、図５中の領域Ａ２に示すように、演奏者の踏み込み量に応じてペダル２に発生する反力が第１バネ７４１及び第２バネ７２の両方のバネ定数に応じた増加率で増加する。上述したように第１バネ７４２は縮まなくなるので反力の増加率には寄与しなくなる。本実施形態では、例えば第２バネ７７のバネ定数を第１バネ７４２のバネ定数より小さくするなどして、領域Ａ２での反力の増加率が領域Ａ０１での反力の増加率より小さくなるようにしている。また、上述したように第１バネ７４２の弾性力が第２可動部材７６にかかる図中下方向の力と等しくなったときに、第２可動部材７６とストッパ７２５とが当接するように設定することにより、図５中実線で示すように領域Ａ１と後述する領域Ａ２との境界で、滑らかに繋がるような反力特性が実現できる。

さらに、演奏者がペダル２を踏み込むと、ペダル２が下限ストッパ４に、ほぼ同時に図４（Ｃ）に示すように第１可動部材７２に設けたストッパ７２４が第１固定部材７１にそれぞれ当接してペダル２が押切状態となる。これら下限ストッパ４及びストッパ７２４によって、図５中の領域Ａ３に示すように、演奏者の踏み込み量に応じてペダル２に発生する反力が急増する。以上説明した動作をまとめると、第１バネ７４１は、第１可動部材７２のみが移動する領域Ａ０１と、第１可動部材７２及び第２可動部材７６の両方が移動する領域Ａ２と、ストッパ当接後の押し込み領域である領域Ａ３と、の全領域においてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。第１バネ７４２は、上記領域Ａ０１のみにおいてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。第２バネ７７は、領域Ａ２、Ａ３においてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。上記第１バネ７４１は、全領域においてペダル２に発生する反力変化に寄与することによって、ペダル２の操作性を安定させる効果がある。

上述した第１実施形態によれば、ペダル２の回動を反力発生ユニット７の第１可動部材７２に伝える伝達部材が駆動ワイヤ５で設けられ、反力発生部７０１と検出部７９とが一体に形成された反力発生ユニット７が、ペダルボックス１０２内のペダル２とは離間した楽器本体１０１に設けられている。これにより、ペダル２周りの部品点数を削減してペダルボックス１０２の小型化を測ることができる。このペダルボックス１０２の小型化によりペダル２回りのデザインの自由度を向上させることができる。また、伝達部材を駆動ワイヤ５で構成することにより、反力発生部７０１と検出部７９とが一体に形成された反力発生ユニット７の配置自由度が向上する。

また、上述した第１実施形態によれば、第１可動部材７２及び第２可動部材７６の両方が変位している領域Ａ２でのペダル２に発生する反力の増加率よりも第１可動部材７２のみが変位している領域Ａ０１でのペダル２に発生する反力の増加率が大きくなるように、第１バネ７４１、７４２及び第２バネ７７を設けている。これにより、生ピアノのペダルの反力特性を正確に再現することができる。

また、上述した第１実施形態によれば、反力発生ユニット７が、楽器上部１０４内に配置される。よって、電気的な配線が必要が検出部７９を楽器上部１０４内に配置することができるため、電気的な配線を楽器上部１０４のユニットで全て完結することができ、組み立てや検査時の効率を向上を図ることができる。

上述した第１実施形態によれば、第１可動部材７２、第２可動部材７６、第１バネ７４１、７４２及び第２バネ７７が互いに同心に配置され、第１可動部材７２及び第２可動部材７６が、同心軸Ｃ３方向に直動可能に設けられているので、反力発生ユニット７の小型化及びコストダウンを図ることができる。また、第１可動部材７２、第２可動部材７６、第１バネ７４１、７４２及び第２バネ７７を一体のユニットとして構成することにより、取扱性及び組付性の向上を図ることができる。

また、上述した第１実施形態によれば、第１バネ７４２と第２バネ７７とが互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように第１バネ７４２が内側に第２バネ７７他方が外側に配置される。よって、反力発生ユニット７の軸方向の長さを低減し、さらに小型化を図ることができる。

ところで、生ピアノのペダル操作時の反力（Ｆ）発生要素としては、「ばね(弾性項ｋ)」、「質量（慣性項ｍ）」、「摩擦（μ）」、「粘性（ρ）」の４要素があり、運動方程式では下記のように表される。
Ｆ＝ｍ（ｄｘ²／ｄｔ²）＋ρ（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋｘ＋μＮ
このうち粘性項は要素としてあるが、影響が小さく無視できる程度であることが知られている。よって、上述した第１実施形態のように、摩擦発生機構７８を備えることにより、摩擦に応じた反力を発生させることができるため、より一層、生ピアノのペダル２の反力特性を正確に再現することができる。しかも、上述したように反力発生ユニット７と一体に摩擦発生機構７８を設けることにより、反力発生ユニット７と摩擦発生機構７８とを別々に設ける場合に比べて取扱性、組立性の向上を図ることができる。

なお、上述した第１実施形態によれば、第１バネ７４２の弾性力が第２可動部材７６にかかる図中下方向の力と等しくなったときに、第２可動部材７６とストッパ７２５とが当接するように設定していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、第１バネ７４２の弾性力が第２可動部材７６にかかる図中下方向の力と等しくなる以前に第２可動部材７６とストッパ７２５とが当接するように設定してもよい。この場合、図５中の点線で示すように、領域Ａ１と領域Ａ２との境界で段差が生じる反力特性となる。

次に、上記反力発生ユニット７の変形例を図６及び図７に基づいて説明する。なお、図５及び図６は、概念図であり、ストッパ類などは省略してある。また、図６及び図７において、図３について上述した反力発生ユニット７と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。なお、図中、引用符号１０は反力発生ユニット７の固定部材である。上述した第１実施形態では第１可動部材７２を付勢する第１付勢部材として２つの第１バネ７４１、７４２を用いていたが、図６及び図７に示すように第１付勢部材としては、第１可動部材７２と第２可動部材７６との間に設けた第１バネ７４２のみを用いてもよい。この場合も、第１バネ７４２は、図５の領域Ａ０１のみにおいてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。第２バネ７７は、領域Ａ２、Ａ３においてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。

また、上述した第１実施形態では質量体７３を第１可動部材７２に設けていたが、図７に示すように質量体７３を第２可動部材７６に設けるようにしてもよい。また、上述した第１実施形態では、摩擦発生機構７８を構成する摩擦発生部材７８１を第２固定部材７５に設け、摺接部７８２を第２可動部材７２に設けていた。しかしながら、本発明はこれに限ったものではない。図６に示すように摩擦発生部材７８１を固定部材１０に固定して、摺接部７８２を第１可動部材７２に固定された質量体７３の側面としてもよい。また、図７に示すように、摩擦発生部材７８１を固定部材９に固定して、摺接部７８２を第２可動部材７６に固定された質量体７３の側面にしてもよいし、摩擦発生部材７８１を第２可動部材７６の外側面に固定して、摺接部７８２を固定部材１０の内側面としてもよい。即ち、摩擦発生機構７８としては摩擦発生部材７８１、摺接部７８２のうち何れか一方を第１可動部材７２又は第２可動部材７６に設け、他方を固定部材９に設けるようにすればよい。

また、上述した第１実施形態では、検出部７９１のスケール板７９２を第１可動部材７２の上側に設け、スケール板７９２を読み取り可能に光センサ７９１を固定していたが、本発明はこれに限ったものではない。上記スケール板７９２としては、第１可動部材７２に固定されていればよく、例えば図７に示すように第１可動部材７２の下側に設けるようにしてもよい。

次に、上記反力発生ユニット７の別の変形例を図８及び図９に基づいて説明する。図８において、図３について上述した反力発生ユニット７と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。上述した第１実施形態では第１付勢部材として第１バネ７４２は、初期位置で第１可動部材７２のフランジ部７２３に当接していて、初期位置からペダル２に反力を発生する方向に第１可動部材７２を付勢していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図８に示すように、初期状態では第１可動部材７２のフランジ部７２３と離間させるように第１バネ７４２を設けて、一定量踏み込んでから第１バネが第１可動部材７２に当接するようにしてもよい。以上の構成によれば、図９に示すように、第１バネ７４２と第１可動部材７２とが当接する前の領域Ａ０では、第１バネ７４１のみが第１可動部材７２に付勢力を与え、第１バネ７４２と第１可動部材７２が当接した後、かつ、第１可動部材７２が第２可動部材７６を押し上げる前の領域Ａ１では、２つの第１バネ７４１、７４２が第１可動部材に付勢力を与える。即ち、図８に示す変形例では、第１バネ７４１は、図９中の領域Ａ０〜Ａ３の全領域においてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。第１バネ７４２は、図９中の領域Ａ１のみにおいてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。第２バネ７７は、領域Ａ２、Ａ３においてペダル２に発生する反力の増加率に寄与する。よって、領域Ａ１での増加率を領域Ａ０での増加率よりも大きくすることができ、異なる機種やメーカーの生ピアノのペダル操作を再現することができる。また、上述した第１実施形態では、領域Ａ２での反力の増加率が、領域Ａ０１のうち領域Ａ２と連続する一部の領域Ａ１だけでなく領域Ａ０１全体の反力の増加率よりも小さくなるように第１バネ７４１、７４２、第２バネ７７が設けられていたが、図８に示す変形例では、領域Ａ２での反力の増加率が、領域Ａ１のみの反力の増加率より小さくなるように第１バネ７４１、７４２、第２バネ７７を設けることができる。

なお、上述した第１実施形態では、第１可動部材７２及び第２可動部材７６が、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように第１可動部材７２が内側に第２可動部材７６が外側に配置されていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、第２可動部材７６が内側に第１可動部材７２が外側になるように配置されていてもよい。即ち、第１可動部材７２及び第２可動部材７６が、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように、第１可動部材７２及び第２可動部材７６の一方が内側に他方が外側に配置されていればよい。

また、上述した第１実施形態では、第１バネ７４２及び第２バネ７７が、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように第１バネ７４２が内側に第２バネ７７が外側に配置されていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、第１バネ７４１及び第２バネ７７が、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように、第１バネ７４１が内側に第２バネ７７が外側に配置されていてもよい。また、第１バネ７４１及び第１バネ７４２が、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように、第１バネ７４１及び７４２の一方が内側に他方が外側に配置されていてもよい。即ち、第１付勢部材及び第２付勢部材の何れかを構成する複数のバネのうち２つが、互いに同心軸Ｃ３方向の位置が重なるように、一方が内側に他方が外側に配置されていればよい。

また、上述した第１実施形態では、図５に示すように、第１可動部材７２が第２可動部材７６を押し上げた後の領域Ａ２での反力の増加率が、第１可動部材７２が第２可動部材７６を押し上げる前の領域Ａ０１での反力の増加率よりも小さくなるように、第１バネ７４１、７４２、第２バネ７７を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、第１可動部材７２が第２可動部材７６を押し上げた後の領域Ａ２での反力の増加率が、第１可動部材７２が第２可動部材７６を押し上げる前の領域Ａ０１での反力の増加率よりも大きくなるように、第１バネ７４１、７４２、第２バネ７７を設けてもよい。また、上述した第１実施形態では、第１可動部材７２を付勢する第１付勢部材として２つの第１バネ７４１、７４２を用いていたが、例えば、第１付勢部材としては、第１可動部材７２と第１固定部材７１との間に設けた第１バネ７４１のみを用いてもよい。

第２実施形態
次に、本発明の電子鍵盤楽器の第２実施形態について図１０を参照して以下説明する。なお、図１０において、図１について上述した第１実施形態と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。上述した第１実施形態では３つの反力発生ユニット７を楽器上部１０４内に左右方向に沿って配置されていたが、図１０に示す第２実施形態のように前後方向に３つの反力発生ユニット７を配置してもよい。また、楽器上部１０４から下垂した１つの下垂部１０６の下端にペダルボックス１０２が設けられている場合、３つの反力発生ユニット７に対応する３つの駆動ワイヤ５をその１つの下垂部１０６内に配策される。

第３実施形態
次に、本発明の電子鍵盤楽器の第３実施形態について図１１を参照して以下説明する。なお、図１１において、図１について上述した第１実施形態と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。上述した第１実施形態では、楽器上部１０４に反力発生ユニット７を配置し、下垂部１０６内に駆動ワイヤ５を配策していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図１１に示すように下垂部１０６に電子部品が配置される電子部品配置領域ＡＥが設けられるなどして、下垂部１０６内に駆動ワイヤ５を配策することができなければ、足部１０５に反力発生ユニット７を配置すると共にペダルボックス１０２と足部１０５とを連結する連結部１０７を設け、連結部１０７に駆動ワイヤ５を配策してもよい。また、上記電子部品配置領域ＡＥの両側にスピーカボックスを設けても良い。

なお、上述した第１〜第３実施形態では、インナーワイヤ５１をアウターチューブ５２で固定していた。しかしながら、本発明はこれに限ったものではない。例えば、ワイヤをプーリーで固定してもよい。

なお、上述した第１〜第３実施形態の反力発生ユニット７では、第１可動部材７２、第２可動部材７６が同心配置されており、また各ペダル２ごとに同じ構成の反力発生ユニット７を使用していたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図１１の足部１０５のように、左右方向に比して上下、前後方向にスペース的余裕がある足部１０５に反力発生ユニット７を配置する場合には、例えば図１２の模式図に示すように反力発生ユニット７を設けても良い。なお、図１２において、図１について上述した第１実施形態と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。同図に示すように、反力発生ユニット７は、長尺レバー式の第１可動部材７２、第２可動部材７６を備え、幅が狭い反力発生ユニット７を配置するようにしてもよい。さらに、第１〜第３実施形態のように反力発生ユニット７と図１２の模式図に示すような反力発生ユニットをスペースに応じて組み合わせて使用しても良い。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

２…ペダル、５１…インナーワイヤ（伝達部材、ワイヤ）、７…反力発生ユニット、７２…第１可動部材、７４１…第１バネ（第１付勢部材）、７４２…第１バネ（第１付勢部材、伝達部材）、７６…第２可動部材、７７…第２バネ（第２付勢部材）、７９…検出部（検出手段）、Ｃ３…同心軸、１０１…楽器本体、１０４…楽器上部、１０５…足部、７０１…反力発生部（反力発生手段）、Ａ０１…領域（第２領域）、Ａ２…領域（第１領域）

Claims (3)

1. 楽器本体に支持されていて演奏者の踏み込み操作に伴って支点を中心に初期位置から押切位置の範囲内で回動するペダルと、前記ペダルの回動が伝達部材を介して伝達されて前記ペダルの回動に応じた反力を前記伝達部材を介して前記ペダルに与える反力発生手段と、前記ペダルの回動操作を検出する検出手段と、を備えた電子鍵盤楽器において、
   前記伝達部材がワイヤで設けられ、
   前記反力発生手段と前記検出手段とが一体の反力発生ユニットとして形成され、
   前記反力発生ユニットが、前記ペダルとは離間した前記楽器本体に設けられ、
   前記反力発生手段は、前記ペダルの回動が前記ワイヤを介して伝達されて前記ペダルの回動に応じて変位する第１可動部材と、前記ペダルに反力を与える方向に前記第１可動部材を付勢する第１付勢部材と、前記第１可動部材の変位が直接又は伝達部材を介して伝達されて、前記ペダルの踏み込み量が所定量に達した後に前記第１可動部材の変位に応じて変位する第２可動部材と、前記ペダルに反力を与える方向に前記第２可動部材を付勢する第２付勢部材と、を一体に備え、
   前記ペダルの回動に応じて前記第１可動部材及び前記第２可動部材の両方が変位しているときに前記ペダルに発生する踏み込み量に応じた反力の増加率が、前記ペダルの回動に応じて前記第１可動部材のみが変位しているときに前記ペダルに発生する踏み込み量に応じた反力の増加率より小さくなるように前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材を設けた
   ことを特徴とする電子鍵盤楽器。
2. 前記第１可動部材、前記第２可動部材、前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材が、互いに同心に配置され、
   前記第１可動部材及び前記第２可動部材が、同心軸方向に直動可能に設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器。
3. 前記楽器本体が、鍵盤装置が設けられた楽器上部と、該楽器上部を支える足部と、を備え、
   前記反力発生ユニットが、前記楽器上部内に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器。

Images