JPS62127795A - 電子楽器用鍵盤装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子楽器の鍵盤装置に関するものである。

従来の技術 近年、電子鍵盤楽器はアコースティックヒブノに近い演
奏表現が出来るように改良が加えられ、音については打
鍵の強弱に応じて発生音を制御し、その強弱が出せるタ
ッチセンシティブ方式のものが多くなってきている。こ
れに伴ない演奏者の指に伝わる鍵のタッチ感が重要視さ
れ、ピアノに近いタッチが出せる電子楽器用鍵盤装置の
実現が強く望まれてきている。

このような電子楽器用鍵盤を実現する従来の技術として
、例えば実公昭５０−１０７５２号公報に示されている
ように、鍵盤の下面に磁石あるいは電磁石を取シ付け、
これと対向するフレーム上に電磁石あるいは磁石を設け
て磁石と電磁石間の磁気力によって鍵盤のタッチを制御
する方式の電子楽器用鍵盤装置がある。

以下、図面を参照しながら、上述したような従来の電子
楽器用鍵盤装置について説明を行う。

第４図は従来の電子楽器用鍵盤装置の構成を示すもので
ある。第４図において、１は鍵盤であり、その一端がフ
レーム２の端部に設けられた支持板３によって回転自在
に支持され、鍵盤１の端部と支持板３の下部との間には
、コイルバネ４が設けからなる電磁石がフレーム２に取
シ付けられる。

励磁コイル７のコイル両端８，９には極性切換用スイッ
チ１０を介して直流電源１１が接続されている。

以上のように構成された電子楽器用鍵盤装置について、
以下その動作について説明する。

演奏者が鍵盤１を打鍵すると、鍵盤１は支持板３によっ
て回転自在に支持されているため、鍵盤１の端部と支持
板３の下部との間に設けたコイルバネ４の張力に抗して
、鍵盤１は下降する。鍵盤１の中央部下面には永久磁石
６が固着され、この永久磁石６に対向して磁極片６と励
磁コイル７からなる電磁石がフレーム２に取シ付けられ
ているため、鍵盤１の下降とともに、永久磁石６と磁極
片６と励磁コイル７からなる電磁石との間隔は狭くなっ
てくる。励磁コイル７の両端８，９には極性切換用スイ
ッチ１０を介して直流電源１１が接続されているため、
極性切換用スイッチ１ｏの操作によシ、鍵のタッチを制
御することができる。

すなわち、極性切換用スイッチ１ｏがオフのときは、励
磁コイル７には電流が流れず、磁極片６は電磁石として
動作せず、鍵盤１の中央部下面に設けた永久磁石５は、
磁極片６に引き寄せられるため、鍵のタッチとしてはや
や軽いものとなる。一方、極性切換用スイッチ１０をオ
ンにすると、励磁コイル７に電流が流れ電磁力が発生し
、磁極片６は電磁石とし動作する。磁極片６に発生する
電磁石の極性は、励磁コイル７に流れる電流の方向１の
下面に設けた永久磁石５の極性に対して、磁極片６に発
生する極性が異極の場合は、互いに吸引し合うため、鍵
盤１は下側に強く引き寄せられ鍵のタッチとしては、相
当軽いものとすることができる。また、極性切換用スイ
ッチ１０の操作によって、永久磁石６の極性に対して、
磁極片６に発生する極性が同極の場合は、互に反発し合
って、鍵のタッチは重いものとなる。

上記の如く、鍵盤１の下面に設けた永久磁石６と、これ
と対向するフレーム上に磁極片６と励磁コイル７を取シ
付け、励磁コイル７のコイル両端８．９に極性切換用ス
イッチ１ｏを介して直流電源を接続する構成として、極
性切換用スイッチ１゜の操作によシ、種々のタッチ感を
得ることができる電子楽器用鍵盤装置であった。

発明が解決しようとする問題点 第３図は指が触れ鍵盤が下降を開始してから、ストッパ
ーに当って止まるまでの打鍵過程において、指が鍵盤か
ら受ける反力、即ち、タッチ感を実際のグランドピアノ
について測定したものであシ、横軸が鍵盤の移動ストロ
ーク、縦軸が反力を表わす。上記特性を見るならば、指
が鍵盤から受ける反力は■指が鍵盤に触れた時に生じる
反力（以後アタック反力と呼ぶ）、■ハンマーが移動す
るために生じる反力（以後ハンマー移動反力と呼ぶ）、
■ストッパーによって止まった時に生じる反力（以後ス
トップ反力と呼ぶ）の３つに大別できる。これを指への
タッチ感で表現するならばアタック反力は衝撃力として
感じるもので、演奏者の指のスピード、即ち奏法にも大
きく影響を受け、強く弾くほど衝撃は大きなものとなる
。次にハンマー移動反力は、一般に重い、軽いで表現さ
れるもので、ハンマーの打弦によって、音を発生させる
アコースティックピアノ特有の特性であって、現行の電
子楽器用鍵盤装置とタッチ感において大きな差異を生じ
させている主要因でもある。

ストラフ−力はアタック反力と同様に衝撃力として感じ
るものであって、その大きさは打鍵速度に依存する。

上記の特性で明らかなように、ピアノのタッチ感を出す
には、鍵盤の動きをかなシ複雑に制御する必要がある。

従って、単に極性切換用スイッチによって鍵盤の動きを
コントロールする上記従来の構成ではアコースティック
ピアノのタッチ感を得ることは困難であった。

さらに、上記従来例では、永久磁石と電磁石との間の磁
気力によって鍵盤の動きを制御しているため、永久磁石
と電磁石間の間隙が大きい時、即ち、互の磁気力が及び
にくい鍵盤が上シ切った位置付近で、鍵盤の動きを制御
するには、永久磁石として、その形状や起磁力の大きな
ものを使用し、電磁石として励磁コイルに大電流を流す
などの対策を施し、磁気力を制御に十分な大きさとする
必要があった。しかし、永久磁石を大きくすることは、
各鍵盤間の寸法が決まっているためスペース的に困難で
あシ、また起磁力の大きな磁石材料を使用すると非常に
高価なものとなシ、大幅なコスト上昇となっていた。一
方、電磁石の磁気力を強めるため、励磁コイルに大電流
を流すことは、電源として大出力のものを必要とすると
ともに、励磁コイルの発熱による破損の原因となシ、実
現性に乏しいものとなっていた。

本発明は上記問題点に鑑み、アコースティックピアノの
タッチ感に非常に近く、低コストな電子楽器用鍵盤装置
を提供するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するため本発明の電子楽器用鍵盤装置は
、支点を中心として回転自在に保持された鍵盤の下面に
連結板を結合し、この連結板の一端にポリエステルエラ
ストマーから成り、２カ所にくびれ部を有する連結棒が
一体となったピストンを固着して、ダッシュポット内に
挿入し、またダッシュポット終端には細孔が設けてあり
、細孔出口には、圧電形、電磁形あるいは動電形アクチ
ュエータよ構成る空気弁を配置して、空気弁にはその動
きを電気的に制御する制御回路を備えた構成となってい
る。

作　　用 この構成によって、鍵盤には連結板を介して、ポリエス
テルエラストマーから成り、２カ所にくびれ部を有する
連結棒が一体となったピストンを結合し、ダッシュポッ
ト内に挿入されているため打鍵によって、連結板とピス
トンの連結棒との結合部は、鍵盤の支点を中心とする回
転運動を生ずるが、連結棒の２カ所のくびれ部によって
、この運動を吸収し、ピストンの動きをダッシュポット
壁面に平行なものとし、機械的な摩擦を小さくして円滑
な動きが得られる。また、ダッシュポットの終端には細
孔を設け、細孔出口には、制御回路によシミ気的にその
動きが制御可能な空気弁を備えているため、例えば空気
弁が、細孔からの空気流を閉止する方向に制御されてい
ると、演奏者が鍵盤を打鍵した場合、ダッシュポットと
ピスト／によって構成される空室の空気は膨張し、指の
動きに抗して鍵盤は制動され、タッチ感は非常に重たい
ものとなる。一方、それまで閉止していたダソシーポッ
ト細孔を開放するように空気弁を制御すると、空気は容
易に流入して空室の空気はほとんど膨張することなく、
非常に軽いタッチ感が実現できる。このように、ダッシ
ュポット終端に設けた細孔と、その細孔出口に備えた空
気弁の電気的制御によシ、ダッシュポット内の空気圧を
変化させ、任意の鍵タッチ感が実現できることとな実施
例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における電子楽器用鍵盤装置
の構成を示す要部断面図である、第２図はその要部拡大
断面を示すものである。第１図において、１２は鍵盤で
あシ、１３は鍵盤１２を回転自在に支持する支持台、１
４は支持台１３を固定する基板、１５は鍵盤１２と基板
１４との間に設けたコイルバネ、１６は鍵盤１２の下面
に結合した連結板、１７は基板１４に設けた連結板１６
を通すための開口、１８はポリエステルエラストマーか
ら成）、２カ所のくびれ部１９　、２０を有する連結棒
２１が一体となったピストンであシ、連結棒２１と連結
板１６は固着結合されている。

２２はピストン１８を挿入したダッシーボソトでその一
端２３は基板１４に固定されている。２４はダッシュポ
ット２２の終端に設けた細孔、２６はその一端をダラシ
−ポットに固定し、細孔２４２６．２７は空気弁２５の
電気入力端子、２８は電気入力端子２６．２７に接続し
た制御回路である。

以上のように構成された鍵盤装置について、以下その動
作について説明する。まず、演奏者が鍵盤１２を打鍵す
ると、鍵盤１２は一端が支持台１３によって回転自在に
支持されているため、鍵盤１２と基板１４との間に設け
たコイルバネ１５のバネ力に抗して下降する。鍵盤１２
の下面には連結板１６を介して２カ所のくびれ部１９．
２０を有する連結棒２１と一体に形成されたピストン１
８が結合され、ダッシュポット２２に挿入されている。

ピストン１８に一体に形成された連結棒２１とその２カ
所のくびれ部１９　、２０の動きは非常に重要である。

即ち、連結板１６とピストン１８の連結棒２１との結合
部は、鍵盤１２の支持台１３の支点を中心とする回転運
動を生ずるが、連結棒２１の２カ所のくびれ部１９　、
２０は容易に屈曲する支点として働き、回転運動を吸収
し、ピスト／１８の動きをダッシュポット２２の壁面に
平行な方向へと変換し、機械的な摩擦を小さくして円滑
な動きを可能とする。また、連結棒２１の材料として使
用したポリエステルエラストマーは材料自体が適当な内
部損失を有しているため、不要な振動を吸収することが
できる。

さらにダッシュポット２２の終端には細孔２４を設け、
細孔２４の出口には、制御回路２８によシミ気的にその
動きが制御可能な圧電形アクチュエータの空気弁２６を
設けているため、空気弁２５が、細孔２４の出口を閉止
する方向に制御回路２８によシミ気入力を加えると、ダ
ッシュポット２２とピストン１８によ多構成される空室
の空気は膨張し、ピストン１８の動きは制動され、連結
板１６によシ結合された鍵盤１２に伝達されて指の動き
に抗し、タッチ感は非常に重たいものとなる。

一方、本実施例では空気弁２６はノ（イモルア形の圧電
素子によって構成したアクチュエータであるため、その
電気入力端子２６．２７に加える制御回路２８からの電
気入力によって、第２図で示す様に、それまで閉止して
いたダッシュポット２２の細孔２４の出口を開く方向に
屈曲変形させることができる。この状態で、鍵盤１２が
打鍵されると空気は細孔２４から容易に流入し、ダラシ
−ポット２２とピストン１８で構成される空室の空気は
ほとんど膨張せず、鍵盤１２の動きは制動されることな
く、非常に軽いタッチとなる。上記２例については、極
端な制御を行なった場合について説明したが、制御回路
２８によシ、空気弁２６の動きをさらに細かく制御して
、ダッシュポットｎの細孔２４から流入する空気流量を
調節するならば、ダッシュポット２２とピストン１８に
よ多構成される空室の空気圧を変化させることとなシ、
鍵盤１２の動き、即ち指に伝わるタッチ感を任意のもの
とすることができる。

なお、本実施例では、空気弁として圧電形アクチュエー
タを使用しているが、電磁形あるいは動電形のアクチュ
エータによって空気弁を構成してもよい。

発明の効果 ｔ−春叩ｌ汁　古占を中パ゛、、Ｌ−１で回転自在に保
持された鍵盤の下面に連結板を介して、ダッシュポット
に挿入された２カ所にくびれ部を有する連結棒が一体と
なったピストンを結合し、この２カ所のくびれ部によシ
、連結板とピストン連結棒との結合部の回転運動を吸収
して、ピストンの運動を円滑なものとするとともに、ダ
ッシュポット終端に細孔を設け、その細孔出口に空気弁
を配して、その動きを制御回路からの電気入力によシ制
御し、ダッシュポット細孔から流入する空気流量を調節
し、ダッシュポットとピストンによって構成される空室
内の空気圧を変化させて、任意のタッチ感を得るもので
あシ、ハンマー移動反力のような複雑な特性も容易に得
られ、非常にアコースティックピアノのタッチ感に近い
電子楽器用鍵盤装置が実現できる。また、従来例のよう
に、鍵盤の動きを制御するため、永久磁石と電磁石間の
磁気力を利用する手段では有効な力を得るにはその形状
や起磁力の大きな永久磁石や電磁石の励磁コイルに大電
流を流す必要があシ、スペースの問題やコストで実現性
に乏しいものであったが、本発明では、空気弁の僅かな
動きで、ダッシュポットの終端に設けた細孔に流入する
空気流量を変化させるだけで、鍵盤を制動するに十分な
カーを得ることができ、コスト上昇の原因となる構成部
品も少ないため、実用的で低コストな電子楽器用鍵盤と
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電子楽器用鍵盤装置
の構成を示す要部断面図、第２図は同要部拡大断面図、
第３図はグランドピアノの打鍵特性図、第４図は従来の
電子楽器用鍵盤装置の構成を示す要部断面図である。 １２・・・・・・鍵盤、１６・・・・・・連結板、１８
・・・・・・ピストン、１９．２０・・・・・・くびれ
部、２１・・・・・・連結棒、２２・・・・・・ダッシ
ュポット、２４・・・・・・細孔、２６・・・・・・空
気弁、２８・・・・・・制御回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 ／−−−アタ・ツク及力 ２−−−ハンマー督＠尺力 ３−−−ストップ反力 第３図 ヌ、ドロー７［？ｒＩ九］

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）支点を中心として回転自在に保持された鍵盤と、
   前記鍵盤下面に結合した連結板と、前記連結板の一端に
   ポリエステルエラストマーから成り、２カ所にくびれ部
   を有する連結棒が一体となったピストンと、終端に細孔
   を設けた前記ピストンを上下運動させるためのダッシュ
   ポットと、前記ダッシュポット細孔の出口を開閉可能な
   ように設けられた空気弁と、前記空気弁の動きを制御す
   る制御回路とを備えたことを特徴とする電子楽器用鍵盤
   装置。
2. （２）空気弁が、圧電形、電磁形あるいは動電形のアク
   チュエータであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電子楽器用鍵盤装置。