JPH086558A - 電子鍵盤楽器の鍵盤装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アコースティックピアノと同等の良好なタッ
チ感を得ることができ、しかも安価な電子鍵盤楽器の鍵
盤装置を提供することである。 【構成】 鍵盤支点１１に揺動自在に設けられた複数の
鍵盤２と、これらの複数の鍵盤２の各々の後部に設けら
れ、鍵盤２の打鍵に連動して作動する、ハンマー４を有
する複数のアクション３と、アクション３の作動時に移
動するハンマー４による打撃によって、各鍵盤２の打鍵
の有無および打鍵速度を検出するための鍵盤スイッチ５
とを備え、鍵盤スイッチ５は、各ハンマー４に対応して
マトリックス状に構成され、各鍵盤２の打鍵の有無を検
出するタッチセンサ２５と、各ハンマー４に対応して設
けられた複数の圧電材１６と、圧電材１６の各々の両側
に設けられた一対の電極１７ａ、１７ｂとを有し、タッ
チセンサ２５に積層され、各鍵盤２の打鍵速度を検出す
る圧電スイッチ２６とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ピアノなどの電子
鍵盤楽器の鍵盤装置に関し、特に打鍵の有無および打鍵
速度を検出する検出機構の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子ピアノでは一般に、各鍵盤の下側で
かつ鍵盤支点よりも手前側の位置に、鍵盤スイッチが設
けられており、この鍵盤スイッチによって鍵盤の打鍵の
有無および打鍵速度（ベロシティー）を検出し、打鍵さ
れた鍵盤のキーナンバーに応じて音高を制御するととも
に、検出された打鍵速度に応じて音量や音色を制御して
いる。このような制御により、打鍵された鍵盤に応じた
所定の音高の音を発生させるとともに、鍵タッチに応じ
て音量や音色を変化させることが可能になり、アコース
ティックピアノに近い発音特性が得られる。

【０００３】鍵盤スイッチは一般に、長短２つの打鍵ス
トロークで順次ＯＮする２つのゴム接点を備えたゴムス
イッチで構成されており、打鍵時、鍵盤の下面がゴム接
点を押圧することによってこれをＯＮさせ、そのＯＮ／
ＯＦＦから打鍵の有無を、ＯＮ時間差から打鍵速度をそ
れぞれ検出するようになっている。また、他のタイプの
鍵盤スイッチとして、光センサを用いたタイプのものも
知られている。このタイプの鍵盤スイッチでは、光セン
サが、発光センサと、この発光センサが発する光を受光
する受光センサとを一対として構成され、このような光
センサが２対、各鍵盤の異なる打鍵ストローク位置に設
けられている。そして、打鍵時、鍵盤が各対の発光セン
サと受光センサとの間を通過する際の両センサ間の光の
遮断を、受光センサで検知することによって、打鍵の有
無と打鍵速度を検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した鍵盤
装置のうち、鍵盤スイッチとしてゴムスイッチを用いた
ものは、打鍵された鍵盤がゴム接点を直接、押圧するよ
うに構成されていること、および鍵盤スイッチが鍵盤支
点の手前側の位置、すなわちタッチ個所に比較的近い位
置に配置されていることから、ゴム接点の弾性反力が鍵
盤を介して演奏者の指先に伝わってしまう。このため、
タッチ感に悪影響を及ぼし、アコースティックピアノの
ような良好なタッチ感が得られないとういう問題があ
る。一方、鍵盤スイッチとして光センサを用いた鍵盤装
置は、鍵盤が鍵盤スイッチに機械的に接触しない非接触
タイプであるため、上記のような問題は無いものの、各
鍵盤に２対の光センサ、すなわち各２個の発光センサお
よび受光センサを設ける必要があるため、回路が複雑に
なるとともに、高価になるという欠点がある。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、アコースティックピアノと同等
の良好なタッチ感を得ることができ、しかも安価な電子
鍵盤楽器の鍵盤装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子鍵盤楽器の鍵盤装置は、鍵盤支点に揺
動自在に設けられた複数の鍵盤と、これらの複数の鍵盤
の各々の後部に設けられ、鍵盤の打鍵に連動して作動す
る、ハンマーを有する複数のアクションと、アクション
の作動時に移動するハンマーによる打撃によって、各鍵
盤の打鍵の有無および打鍵速度を検出するための鍵盤ス
イッチとを備え、鍵盤スイッチは、各ハンマーに対応し
てマトリックス状に構成され、各鍵盤の打鍵の有無を検
出するタッチセンサと、各ハンマーに対応して設けられ
た複数の圧電材と、圧電材の各々の両側に設けられた一
対の電極とを有し、タッチセンサに積層され、各鍵盤の
打鍵速度を検出する圧電スイッチとで構成されているこ
とを特徴としている。

【０００７】この場合、ハンマーは、アクションの作動
時に上方へ移動するように構成され、鍵盤スイッチは、
ハンマーの上方に配置されていることが好ましい。

【０００８】これらの場合、鍵盤スイッチの一対の電極
の一方が、複数の鍵盤に対して共通に構成されているこ
とが好ましい。

【０００９】さらに、これらの場合、鍵盤スイッチが、
ユニット状に一体に形成されていることが好ましい。

【００１０】

【作用】上述した電子鍵盤楽器の鍵盤装置によれば、鍵
盤が打鍵されると、これに連動してアクションが作動
し、アクションのハンマーが移動して、鍵盤スイッチを
叩く。このハンマーの打撃により、マトリックス状に構
成された鍵盤スイッチのタッチセンサは、打撃された部
位が導通されることによって、これを表す信号を出力す
る。したがって、このタッチセンサの出力から、打鍵さ
れた鍵盤のキーナンバー、すなわちどの鍵盤が打鍵され
たかを検出することができる。また、鍵盤スイッチの圧
電材には、その圧電効果によって、打撃圧に応じた電圧
が発生する。この電圧を、圧電材の両側に設けた一対の
電極によって取り出し、検出することによって、鍵盤の
打鍵速度を検出することができる。

【００１１】この場合、アクションが、アコースティッ
クピアノと同様に、鍵盤の後部に設けられていること、
および鍵盤スイッチが、ゴムスイッチと比較して弾性反
力の非常に小さいタッチセンサおよび圧電スイッチで構
成されていることから、アコースティックピアノに近似
した良好なタッチ感が得られる。また、タッチセンサ
は、鍵盤全体に対して１個ですむとともに、圧電スイッ
チは、光センサを用いたスイッチと比較して安価である
ので、鍵盤装置全体を比較的、安価に構成することがで
きる。

【００１２】また、請求項２に記載の鍵盤装置では、鍵
盤の打鍵時、上方へ移動するハンマーが、その上方に配
置された鍵盤スイッチを、下から叩くことになるので、
ハンマーが横方向へ移動する場合と比較して、良好なア
クション効率やハンマーの復帰応答性が得られる。ま
た、アクションとしてグランドピアノのアクションをそ
のまま用いることも可能であり、それにより、その優れ
たアクション動作を得ることができる。

【００１３】請求項３に記載の鍵盤装置では、鍵盤スイ
ッチの一対の電極の一方が、複数の鍵盤に対して共通に
構成されているので、この一方の電極の部品点数や組立
工数を削減でき、鍵盤スイッチのコストひいては鍵盤装
置のコストをさらに削減できる。

【００１４】さらに、請求項４に記載の鍵盤装置では、
鍵盤スイッチがユニット状に一体に形成されているの
で、鍵盤スイッチ全体をあらかじめ組み立てた後、電子
鍵盤楽器に組み付けることができ、組立て作業が容易に
なり、鍵盤装置のコストをさらに削減できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参
照しながら、詳細に説明する。図４は、本発明を適用し
た電子ピアノの鍵盤装置を示している。この鍵盤装置１
は、複数（８８鍵）の鍵盤２（１個のみ図示）と、各鍵
盤２の後部に設けられた、ハンマー４を有するアクショ
ン３と、各鍵盤２の打鍵の有無および打鍵速度を検出す
るための鍵盤スイッチ５と、鍵盤スイッチ５による検出
結果から楽音信号を生成するための、図示しない楽音生
成部とを備えている。

【００１６】各鍵盤２は、前後方向（図３の左右方向）
に延びる木製の鍵盤本体６と、この鍵盤本体６の前半部
に接着された樹脂製の鍵盤表皮７で構成され、その中央
部には上下方向に貫通するバランスピン孔８が形成され
ている。鍵盤２は、このバランスピン孔８を、鍵盤シャ
ーシ９に固定された筬中１０から立設するバランスピン
（鍵盤支点）１１に通すことにより、バランスピン１１
を中心として、揺動自在に支持されている。また、鍵盤
２の前端部には、下面に開口するフロントピン孔１２が
形成されており、このフロントピン孔１２を、鍵盤シャ
ーシ９から立設するフロントピン１３で案内することに
より、鍵盤２の横ぶれが防止される。

【００１７】各アクション３は、グランドピアノに一般
的に用いられるアクションと同様に構成されており、図
示しないジャックおよびレペティションバーやハンマー
４などを備えている。ハンマー４は、ハンマーウッド１
４、およびこれを包むように巻かれたハンマーフェルト
１５で構成されている。アクション３は、鍵盤２が打鍵
されたときにこれに連動して作動し、ハンマー４は上方
に突き上げられる。

【００１８】鍵盤スイッチ５は、ハンマー４の上方に配
置され、ハンマー４で打撃されることにより、各鍵盤２
の打鍵の有無および打鍵速度を検出するものである。鍵
盤スイッチ５は、図１に示すように、鍵盤２の打鍵の有
無を検出するためのタッチセンサ２５と、打鍵された鍵
盤２の打鍵速度を検出するための圧電スイッチ２６と、
ハンマー４の衝撃を緩衝するための一対の緩衝材１８、
１８とを、ユニット状に一体に積層して構成されてい
る。

【００１９】タッチセンサ２５は、プラスチックなどの
絶縁材から成る２枚のフィルム基板２５ａ、２５ｂを備
え、一方のフィルム基板２５ａには、各ハンマー４に対
応する位置に、図示しない複数の出力接点が配置される
とともに、他方のフィルム基板２５ｂには、フィルム基
板２５ａの各出力接点に対向するように、図示しない入
力接点が設けられている。フィルム基板２５ａの出力接
点は、ケーブル２２を介して、楽音生成部に接続されて
いる。このような構成により、タッチセンサ２５は、ハ
ンマー４で打撃されたとき、当該ハンマー４に対応する
部位の出力接点と入力接点が導通することによって、こ
れを表す信号を出力し、楽音生成部は、この出力信号に
基づいて、打鍵された鍵盤２のキーナンバー、すなわち
鍵盤２の打鍵の有無を検出する。

【００２０】圧電スイッチ２６は、各ハンマー４に対応
する複数の板状の圧電材１６と、各圧電材１６とタッチ
センサ２５のフィルム基板２５ａとの間に介在する複数
の出力電極１７ａと、出力電極１７ａと反対側の、圧電
材１６の表面に設けられた１枚の基準電極１７ｂとによ
って構成されている。各圧電材１６は、圧電性を有する
ものであり、ロシェル塩やチタン酸バリウムなどで構成
されている。隣接する各２つの圧電材１６、１６間およ
び出力電極１７ａ、１７ａ間は、介在する絶縁材２７に
よって、電気的かつ機械的に絶縁されている。

【００２１】一対の緩衝材１８、１８の一方は、タッチ
センサ２５のフィルム基板２５ｂに接着され、他方は、
圧電スイッチ２６の基準電極１７ｂに接着されている。
緩衝材１８は、ハンマー４の打撃による衝撃を緩衝する
とともに、タッチセンサ２５および圧電スイッチ２６に
伝達するものであり、このため、やや硬めのフェルトや
ポリウレタン系クッションなどで構成されている。

【００２２】このように構成された鍵盤スイッチ５は、
図１および図２に示すように、圧電スイッチ２６側の緩
衝材１８の部分で、共通の帯状の基板１９上に、例えば
両面テープ（図示せず）によって接着されている。ま
た、圧電スイッチ２６の基準電極１７ｂは基板１９に接
地され、出力電極１７ａは、ケーブル２２を介して、楽
音生成部に接続されている。鍵盤スイッチ５は、図４に
示すように、鍵盤シャーシ９の後端部から立設するアク
ションリブ２３に、鍵盤２の並び方向に沿い且つハンマ
ー４の上方に対向するように配置され、基板１９の部分
でねじ止めされている。この状態では、タッチセンサ２
５の各出力接点、および圧電スイッチ２６の各圧電材１
６の中央部が、対応するアクション３のハンマー４にそ
れぞれ対向している。

【００２３】次に、上記構成の鍵盤装置１の動作を説明
する。鍵盤２が打鍵されると、これに連動して、その鍵
盤２のアクション３が作動し、ハンマー４が上方に突き
上げられて、鍵盤スイッチ５の緩衝材１８を叩く。この
ハンマー４の打撃圧が、緩衝材１８を介してタッチセン
サ２５に加わって、当該ハンマー４に対応する部位の出
力接点と入力接点が導通させることにより、これを表す
信号がケーブル２２を介して楽音生成部に出力される。
楽音生成部は、この出力信号に基づいて、打鍵された鍵
盤２のキーナンバーすなわち鍵盤２の打鍵の有無を検出
する。

【００２４】ハンマー４の打撃圧はさらに、タッチセン
サ２５を介して圧電スイッチ２６に伝達され、その圧電
材１６には、その圧電効果によって、ハンマーの打撃
圧、したがって鍵盤２の打鍵速度に応じた電圧が発生す
る。この電圧を表す信号は、出力電極１７ａからケーブ
ル２２を介して楽音生成部に送られ、楽音生成部は、こ
の信号に基づいて、打鍵された鍵盤２の打鍵速度を演算
する。そして、楽音生成部が、検出した鍵盤２のキーナ
ンバーに応じて、楽音の音高を決定するとともに、演算
した打鍵速度に応じて、楽音の音量や音色を制御するこ
とにより、音量や音色を鍵タッチに応じて適切に変化さ
せることができる。

【００２５】この場合、アクション３はグランドピアノ
のそれと同様に構成されており、しかも鍵盤スイッチ５
が、ゴムスイッチと比較して弾性反力が非常に小さいタ
ッチセンサおよび圧電スイッチで構成されているので、
アコースティックピアノと同等の非常に良好なタッチ感
を得ることができる。また、グランドピアノのアクショ
ンの優れた利点、例えばアクション効率や応答性の高い
アクション動作を得ることができる。

【００２６】また、上記構成の鍵盤スイッチ５は、光セ
ンサを用いたスイッチと比較して安価であるので、鍵盤
装置１全体を比較的、安価に構成することができる。さ
らに、圧電スイッチ２６の基準電極１７ｂが鍵盤全体に
共通の１枚の電極で構成されているので、基準電極１７
ｂの部品点数や組立工数を削減できるとともに、鍵盤ス
イッチ５全体を、ユニットとしてあらかじめ一体に組み
立てることにより、鍵盤装置１の組立て作業を、短時間
で容易に行うことができ、したがって鍵盤装置１のコス
トをさらに削減することができる。

【００２７】図５は、本発明の第２実施例に係る電子ピ
アノの鍵盤装置を示している。この鍵盤装置５１は、ア
クションとして、電子ピアノに通常用いられるハンマー
５２を使用したものである。すなわち、ハンマー５２
は、アーム状に構成され、その後端部が、軸受５３に回
動自在に支持されている。また、ハンマー５２は、当接
部５４を介して、鍵盤２の後端部上面に当接していて、
鍵盤２の押鍵時、鍵盤２によって上方にはね上げられ
る。鍵盤スイッチ５は、第１実施例と同様に構成され
て、アクションリブ２３に取り付けられており、図４に
破線で示すように、はね上げられたハンマー５２が、鍵
盤スイッチ５に当たるようになっている。

【００２８】したがって、この鍵盤装置５１では、グラ
ンドピアノのアクションを用いた第１実施例と比較し
て、アクション動作ではやや劣るものの、鍵盤２を押し
続けたときのアフタータッチの際には、第１実施例のア
クションと異なり、ハンマー５２が鍵盤スイッチ５から
離れることなく、これに接触し続けるので、このアフタ
ータッチ状態を鍵盤スイッチ５で検知でき、この検知し
たアフタータッチに基づいて、音色や音量を変化させる
ことにより、微妙な演奏表現を行うことができる。

【００２９】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れることなく、種々の態様で実施することができる。例
えば、上述した実施例では、グランドピアノや通常の電
子ピアノと同様のアクションを用いているが、ハンマー
を有する他のタイプのアクションを用いることも、もち
ろん可能である。例えば、アップライトピアノのアクシ
ョンを用いてもよく、その場合には、ハンマーが後方へ
移動するので、鍵盤スイッチは、ハンマーの後方に配置
されることになる。

【００３０】また、実施例では、圧電スイッチの基準電
極を鍵盤全体に共通の１枚の電極で構成しているが、こ
れを鍵盤ごとに別個に設けてもよい。さらに、実施例は
電子ピアノの例であるが、本発明は、鍵盤スイッチを用
いた他の電子鍵盤楽器にも、同様に適用することができ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、細部の
構成を任意に変更することが可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の電子鍵盤楽器の
鍵盤装置は、安価で、しかもアコースティックピアノと
同等の良好なタッチ感を得ることができるなどの効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鍵盤装置の鍵盤スイッチを示す斜視図
である。

【図２】図１の鍵盤スイッチの側面図である。

【図３】図１の鍵盤スイッチの底面図である。

【図４】本発明の鍵盤装置全体を示す側面図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る鍵盤装置の側面図で
ある。

【符号の説明】

１ 鍵盤装置 ２ 鍵盤 ３ アクション ４ ハンマー ５ 鍵盤スイッチ １１ バランスピン １６ 圧電材 １７ａ 出力電極 １７ｂ 基準電極 ２５ タッチスイッチ ２６ 圧電スイッチ ５１ 鍵盤装置 ５２ ハンマー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍵盤支点に揺動自在に設けられた複数の
   鍵盤と、 これらの複数の鍵盤の各々の後部に設けられ、鍵盤の打
   鍵に連動して作動する、ハンマーを有する複数のアクシ
   ョンと、 当該アクションの作動時に移動する前記ハンマーによる
   打撃によって、各鍵盤の打鍵の有無および打鍵速度を検
   出するための鍵盤スイッチとを備え、 当該鍵盤スイッチは、 前記各ハンマーに対応してマトリックス状に構成され、
   各鍵盤の打鍵の有無を検出するタッチセンサと、 前記各ハンマーに対応して設けられた複数の圧電材と、
   当該圧電材の各々の両側に設けられた一対の電極とを有
   し、前記タッチセンサに積層され、各鍵盤の打鍵速度を
   検出する圧電スイッチとで構成されていることを特徴と
   する電子鍵盤楽器の鍵盤装置。
2. 【請求項２】前記ハンマーは、前記アクションの作動時
   に上方へ移動するように構成され、前記鍵盤スイッチ
   は、前記ハンマーの上方に配置されていることを特徴と
   する、請求項１に記載の電子鍵盤楽器の鍵盤装置。
3. 【請求項３】前記鍵盤スイッチの前記一対の電極の一方
   が、複数の鍵盤に対して共通に構成されていることを特
   徴とする、請求項１または２に記載の電子鍵盤楽器の鍵
   盤装置。
4. 【請求項４】前記鍵盤スイッチが、ユニット状に一体に
   形成されていることを特徴とする、請求項１ないし３の
   いずれかに記載の電子鍵盤楽器の鍵盤装置。