JPS6410076B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子オルガン等の電子楽器において
一般のピアノに近似した鍵タツチ感が得られるよ
うにした鍵盤楽器に関する。

従来、電子オルガン等の電子楽器における鍵盤
装置は、鍵を押鍵操作する時の感触、すなわち鍵
タツチ感が自然楽器としてのピアノにおける鍵タ
ツチ感と著しく相違するため、電子オルガンで演
奏練習を行つた場合、ピアノに馴じみずらくピア
ノへのスムーズな移行が困難であつた。これは電
子楽器の鍵盤装置が引張コイルばね、圧縮コイル
ばね、Ｕ字状ばね等のばね力に抗して押鍵操作す
るように構成されているため、ピアノにおける鍵
盤装置のように押鍵操作の途中でジヤツクがバツ
ト（又はハンマーシヤンク）から一時的に脱進
し、それ以後指先に加わる反力が急激に減少する
ピアノアクシヨンと異なり、鍵を押し込むにつれ
てばねのたわみが増加し、指先に加わる反力が大
きくなるためで、ピアノのように演奏者の感情を
伝達するタツチレスポンス機能を有さず、弾きに
くいという欠点があつた。

ここで押鍵操作について第１図に示す圧縮コイ
ルばね２を使用した鍵１の場合について考察する
と、鍵１は圧縮コイルばね２によつてベクトル
P₀で示すようなばね圧によつて通常ほぼ水平に
保持されている。鍵１の先端部に力F₁を加えて
押鍵操作した時のモーメントの釣合いは次式 F₁L＝P₀l となる。

但し、Ｌは鍵１の回動支点Ｏから力F₁が加わ
る位置までの距離、ｌはばね２の作用するモーメ
ントの腕である。

従つて、F₁は F₁＝ｌ／ＬP₀ (1) 鍵１を鎖線で示す如く押し切つた時の力F₂は F₂＝l′／ＬP₁ (2) ｌ≒l′とすると、ばね圧はP₁＞P₀となるため、
F₂＞F₁となり、押鍵操作するにしたがつて鍵タ
ツチ感が増加することが理解できる。

したがつて、操作力を軽くしピアノの鍵タツチ
感に近似させるための条件としては、上記(1)、(2)
式より次の３つの条件 (i) ｌ＝l′の場合 P₁＜P₀となること (ii) P₀＝P₁の場合 l′＜ｌとなること (iii) P₀もｌも変化する場合 l′P₁＜lP₀となるこ
と のうちいずれか１つの条件を満足させる必要があ
る。

しかし、前述した通り従来は圧縮ばね、引張ば
ね、Ｕ字状ばね等を用い、これを圧縮させたり引
張つたりしているため、上記(i)または(ii)の条件を
満足させることが困難で、必然的に(iii)の条件を満
足させるべく設計する必要がある。

この発明は上述したような点に鑑みてなされた
もので、平板ばね、棒状ばねまたはコイルばねの
座屈変形を利用することにより、上記(iii)の条件を
完全に満足させ、ピアノに近似した鍵タツチ感を
得ることができるようにした電子楽器の鍵盤装置
を提供するものである。

以下、この発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。

先ず、この発明の実施例を説明する前に薄板ば
ねの座屈現象を第２図ａ〜ｅに基づいて説明す
る。

第２図ａのように荷重がかかる方向が平板ばね
５の板厚方向にあつて圧縮荷重を受ける時、本来
は圧縮変形でｂ図のように中間部が膨張するはず
だが、ｌが板厚に比して充分長い場合には内部応
力の僅かなずれ等によつて或る荷重に達すると、
平板ばね５はとたんにｃ図のように彎曲をはじ
め、これを一般に座屈と呼んでいる。そして、一
旦座屈を起こすと、その後は荷重を増やさなくと
もｄ，ｅ図のように座屈が進行し遂には破壊もし
くは塑性変形し、原状に復さなくなる。

第３図は平板ばね５が座屈する場合の反力曲線
を示し、第２図ｂ〜ｅの状態が第３図のア〜エに
それぞれ対応している。この場合、第２図ｂの状
態は非常に不安定な状態で定まつた値をとらず、
場合によつて第２図ｃの状態の値しかとらない場
合もあり、その場合には第４図の反力曲線とな
る。そして、この時の値Ｔが通常座屈限界荷重と
か、危険荷重とか呼ばれ、この発明においては特
に座屈限界荷重Ｔを越えてほぼ直線的に変化する
特異な区間、すなわち第４図イ−ウ間における板
ばねの反力を利用して鍵タツチ感を改善向上させ
るようにしたものである。なお、座屈が進み第２
図ｅの状態に至ると、Ｕ字状ばねとしての性質を
おびるため、反力が直線的もしくは曲線的に増加
（第３図エの領域）し、鍵タツチ感の改善には適
しなくなる。

第５図はこの発明に係る鍵盤装置の一実施例を
示す断面図、第６図は鍵の底面図である。これら
の図において、合成樹脂等によつて一体に形成さ
れた鍵１０は、後端部下面に設けられた凹部１２
を有し、この凹部１２を鍵１０を押鍵操作可能に
保持する手段としての鍵盤フレーム１１に設けら
れた開口１３の前縁に係合させることにより該凹
部１２を回動支点Ｏとして上下方向に回動自在に
配設され、後述する復帰用ばね１４によつて常時
第５図時計方向の復帰習性が付与されている。ま
た、鍵１０は前端部下面に垂設された略鉤形のス
トツパ１５を有し、このストツパ１５の下端部が
前記鍵盤フレーム１１に設けられた孔１６に上下
移動自在に係入して前記復帰用ばね１４の力によ
り通常孔１６の上縁に当接係止されることによ
り、鍵１０をほぼ水平に保持している。そして、
鍵１０を復帰用ばね１４に抗して押鍵操作する
と、該鍵１０が反時計方向に回動降下し、これに
伴つてアクチユエータ１７が鍵スイツチ１８を動
作させることにより、鍵１０に対応した楽音を電
気的に発生させるように構成されている。なお、
鍵１０は鍵盤フレーム１１に一体に形成されたキ
ーガイド１９に案内されて降下し、押圧力が解除
されると復帰用ばね１４の力により第５図に示す
初期位置に回動復帰する。

前記復帰用ばね１４は金属板の打抜き加工等に
よつて形成された平板ばねからなり、その一端１
４Ａが鍵１０の内底面前端部寄りに設けられたば
ね係止部２０によつて回動可能に係止され、他端
１４Ｂが鍵盤フレーム１１に設けられたばね係止
部２１に同じく回動可能に挿入係止されている。
この鍵盤フレーム１１のばね係止部２１は鍵１０
の回動支点Ｏと鍵１０のばね係止部２０との間に
位置し、かつ復帰用ばね１４の他端を第７図に示
すように回動可能に係止している。すなわち、ば
ね係止部２１は鍵盤フレーム１１に設けられたば
ね用孔２２と、このばね用孔２２の両側に設けら
れた左右一対のばね受段部２３Ａ，２３Ｂとで構
成され、これら一対のばね受段部２３Ａ，２３Ｂ
にて復帰用ばね１４の他端部両側に設けられた切
欠端縁２５Ａ，２５Ｂを回動可能に受け止め、か
つ該ばね１４の抜けを防止している。

前記復帰用ばね１４は組込前の状態において平
板状を呈し、鍵１０と鍵盤フレーム１１との間に
座屈変形した状態で装着される。これは鍵１０の
ばね係止部２０と鍵盤フレーム１１のばね係止部
２１間の距離が復帰用ばね１４の一端１４Ａから
切欠端縁２５Ａ，２５Ｂまでの長さより幾分短か
く設定されているためで、装着時に復帰用ばね１
４をばね係止部２０，２１により長手方向に所定
量圧縮させる、すなわち押鍵ストロークの範囲に
おいて第３図（または第４図）の比較的平坦な変
位領域、つまりイ−ウの変位範囲内となるよう圧
縮させることにより、該ばね１４が円弧状に座屈
変形し、この変形により生じるばね１４の反力Ｐ
によつて鍵１０に復帰力を与えている。この場
合、反力Ｐは鍵１０の回動支点Ｏとばね係止部２
０を結んだ方向およびそれとは直角な方向の分力
P₁，P₂を持ち、P₁が鍵１０を上方に付勢する力
となり、この時の回動モーメントP₁×Ｌ（但しＬ
は回動支点Ｏからばね係止部２０までの距離）が
Ｐ×ｌと等しくなる。一方、P₂は鍵１０の凹部
１２を開口１３の前縁に圧接する。但しP₂の垂
直分力は凹部１２の下部に設けたフツク部１２ａ
を上方に付勢し、開口１３の前縁裏面側に圧接す
る。

かくして上記構成による鍵盤装置によれば、鍵
１０の前端部を下方に押圧した際、復帰用ばね１
４の力が殆んど変化しないかまたは減少するの
で、第１図に示した従来装置に比べて相対的に鍵
タツチ感を押鍵につれて軽くすることができる。

すなわち、鍵１０を押鍵操作すると、鍵１０の
ばね係止部２０は鍵１０の回動支点Ｏを中心とし
て第５図符号３０で示す円弧状の軌跡を描き、復
帰用ばね１４の一端１４Ａはもし圧縮されなかつ
たとすれば鍵盤フレーム１１のばね係止部２１を
中心として第５図符号３１で示すようにばね係止
部２０の軌跡の内側を通る軌跡を描くため、鍵１
０を押し切つた時復帰用ばね１４は△ｄだけ長手
方向に圧縮される。しかし、この場合、復帰用ば
ね１４は第４図に示すイ−ウ間の特異な領域を利
用しているため、△ｄだけ圧縮されても反力Ｑ
（第５図参照）はＰに比し殆んど増加しないかも
しくは僅かに減少し、仮に殆んど増加しないとし
ても当然l′＜ｌであるため、前述の(ii)の条件が満
足され、第８図点線で示すように鍵タツチを押す
にしたがつて減らすことができる。

また、復帰用ばね１４の傾斜角度αは小さくな
くともl′＜ｌとすることができるので、前述のイ
−ウ間の特異な領域でばね１４を使用し得るよう
に設定すれば、αが大きいほどｌは大きくなるの
で、Ｐは充分小さくとれる。したがつて、復帰用
ばね１４の装着作業を容易なものとすることがで
きる。

なお、傾斜角度αを大きく設定した場合には、
第８図鎖線で示すように鍵タツチが円弧状（略サ
インカーブ）に変化する。

第９図はこの発明の他の実施例を示す要部断面
図である。この実施例は復帰用ばね１４をほぼ垂
直に配置してその一端１４Ａを鍵１０の後端部内
底面に設けた凹部状のばね係止部２０で回動可能
に係止し、他端１４Ｂを鍵盤フレーム１１の後端
部に一体に設けられて下方に延在する折曲部３０
の下端に設けられたばね係止部２１で同じく回動
可能に係止したものである。この場合、鍵１０の
ばね係止部２０と鍵盤フレーム１１のばね係止部
２１との間隔は復帰用ばね１４の長さより若干短
かく、そのため復帰用ばね１４は第５図に示した
実施例と同様長手方向に圧縮されて座屈変形して
いる。なお、鍵１０はその後端面に突設された突
起３２を有し、この突起３２が鍵盤フレーム１１
の後端部に設けられた上方に延在する鍵支持部３
３の孔３４に挿入され、該突起３２の基部上面に
形成された凹部３５が前記孔３４の上縁に係合し
て鍵１０の回動支点Ｏを構成している。この回動
支点Ｏは鍵１０のばね係止部２０と近接すること
により、押鍵操作時におけるばね係止部２０の降
下量を少なくしている。また、鍵支持部３３に設
けられた突片３６は、復帰用ばね１４に座屈を付
与するために設けたものである。

このような構成においても復帰用ばね１４があ
らかじめ座屈しているため、上記鍵１０を押し込
むにしたがつて鍵タツチ感が軽くなり、上記実施
例と同様の効果が得られることは明らかであろ
う。

つまり、ｌ≒l′であるが、P₁≦P₀のため前記(i)
の条件が満たされるわけである。

第１０図はこの発明のさらに他の実施例を示す
要部断面図である。この実施例は復帰用ばね１４
を第５図に示した実施例とは逆向きにして配置
し、その一端１４Ａを鍵１０の後端面に形成され
た透孔からなるばね係止部２０で係止し、他端１
４Ｂを鍵盤フレーム１１に設けられ、前記ばね係
止部２０よりも前方に位置するばね係止部２１で
係止したものである。復帰用ばね１４は組込み時
に長手方向に圧縮されることにより、第５図およ
び第９図に示した実施例と同様円弧状に座屈変形
している。鍵１０の後端には後方に延在する延在
部４０が一体に突設されており、この延在部４０
に設けられた凹部４１が鍵盤フレーム１１に穿設
された開口４２の後縁と係合することにより鍵１
０の回動支点Ｏを構成している。

この場合、復帰用ばね１４は逆向きであるた
め、鍵１０を押鍵操作すると、ばね係止部２０，
２１の位置間係により第５図実施例における圧縮
量△ｄよりも大きく圧縮されるが、ばね１４自体
の反力はたわみが大きくなつても、変化しないか
または減少する傾向にあり、また第４図イ−ウの
特異な領域内においては殆んど変化しないため、
上記第５図および第９図に示した実施例と同様の
効果を得ることができる。

第１１図ａ，ｂ，ｃはさらにこの発明の他の実
施例を示す断面図、要部平面図および復帰用ばね
を取り出して示す斜視図である。この実施例は復
帰用ばね５０を鍵５１の後方に配置したもので、
該ばね５０は一本の線材を略Ｖ字状に折り曲げ、
かつその折曲部をさらに線材の軸方向と略直交す
る方向に折り曲げることにより、左右一対の直線
部５２ａ，５２ｂと、これら直線部５２ａ，５２
ｂの一端を連結する連結部５２ｃを有し、また直
線部５２ａ，５２ｂの他端には前記連結部５２ｃ
と反対方向にそれぞれ折り曲げられた鉤形の係止
部５２ｄ，５２ｅが設けられている。一方、鍵５
１の後端部下方には該鍵５１の後方下方に延在す
る延在部５４が一体に延設されており、この延在
部５４の先端部には前記復帰用ばね５０の連結部
５２ｃを係止する孔５５（ばね係止部）が形成さ
れている。

鍵盤フレーム５６に穿設され、前記鍵５１の後
端部および連結部５２ｃが挿入される開口５７の
前端寄両側にはそれぞれ鍵５１の凹部５８と係合
して回動支点部Ｏを構成する一対の支持片５９が
突設されると共にこれら一対の支持片５９の僅か
後方位置に前記復帰用ばね５０の各係止部５２
ｄ，５２ｅを係止するばね係止部としての凹部６
０がそれぞれ形成されている。この凹部６０と前
記孔５５までの距離は復帰用ばね５０の直線部５
２ａ，５２ｂの長さより幾分短かく設定されてお
り、そのため連結部５２ｃを孔５５に係止し、一
対の係止部５２ｄ，５２ｅを各凹部６０に係入し
て復帰用ばね５０を組込むと、一対の直線部５２
ａ，５２ｂが長手方向に圧縮されて座屈変形し、
この座屈による反力Ｐが鍵５１に加えられてい
る。この場合、第４図に示した座屈直後の特異な
変位領域（イ〜ウ間）が利用されることは勿論で
ある。

このような構成においても押鍵操作に伴う復帰
用ばね５０反力増加が少なく、上記実施例と同様
の効果が得られることは明らかであろう。

なお、第５図、第９図および第１０図において
はいずれも平板ばねによつて復帰用ばね１４を構
成した場合について説明したが、この発明はこれ
に限らず適宜な外径を有する棒状ばねを用い、そ
の座屈を利用してもよいことは勿論、比較的径の
小さい圧縮コイルばねを各実施例において板ばね
１４と置きかえてもよい。

この場合、平板ばねもしくは棒状ばねを用いれ
ば、他のばねのように余分な加工をする必要がな
く製造性に優れている。すなわち、Ｕ字状ばねの
ような曲げ加工、コイルばねのような巻き加工等
を行う必要がなく、加工工数を単純に減らすこと
が可能で、コスト低減に寄与し、加工誤差による
バラツキ等も少ないため、均一鍵タツチが得られ
安定した性能の鍵盤装置を得ることができるとい
う大きな利点を有する。

なお、コイルばねを使用する場合は、第９図実
施例に示した板ばねからなる復帰用ばね１４の代
わりに、コイルばねをばね係止部２０，２１間
に、その中心軸線を前記ばね１４と同様に曲げ
て、すなわち座屈させて装着し、その座屈による
反力を復帰力として利用すればよい。

また、復帰用ばねの取り付けに関してもイ−ウ
間の荷重の変化が殆んどない特異な領域を利用す
れば、取り付け位置精度、つまりばね係止部２０
と２１（第５図参照）の距離の精度がラフでも均
一な鍵タツチが得られる。換言すれば、部品精度
がある程度悪くてもよいことを意味し、製造コス
トの低減を可能にする。

また、平板ばねとしては無荷重時の状態が平板
状のものに限らず、第１２図に示すように僅かに
彎曲したもの(a)、僅かに曲げ部があるもの(b)、(c)
あるいは偏荷重が加えられたもの(d)も使用可能
で、座屈が起こりやすい状態にあらかじめ作られ
たものをも含む。

以上述べたようにこの発明に係る電子楽器の鍵
盤装置は、鍵に復帰習性を付与する復帰用ばねを
平板ばねもしくは棒状ばねで構成し、これを長手
方向の変位に対してその変位に要する力が略一定
となる変位領域内で長手方向に圧縮して用いるよ
うにしたので、従来のばねに比べてたわみが極め
て小さく、しかも座屈後は荷重を増さなくても次
第に曲がりが大きくなり、反力が減少していく傾
向を示すため、鍵を押し込むにしたがつて鍵タツ
チ感が相対的に軽くなり、ピアノに近似した鍵タ
ツチ感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の鍵盤装置における鍵タツチ感を
説明するための図、第２図ａ〜ｅは平板ばねの座
屈現象を説明するための図、第３図および第４図
は座屈に要する力と長さ方向の変位との関係を示
す図、第５図はこの発明に係る鍵盤装置の一実施
例を示す断面図、第６図は鍵の底面図、第７図は
鍵盤フレームのばね係止部を示す斜視図、第８図
はタツチ強さと押鍵深さの関係を示す図、第９図
および第１０図はそれぞれこの発明の他の実施例
を示す要部断面図、第１１図ａ，ｂ，ｃはこの発
明のさらに他の実施例を示す断面図、要部平面図
および復帰用ばねの斜視図、第１２図ａ〜ｄは平
板ばねの他の実例を示す側面図である。 １０，５１……鍵、１１，５６……鍵盤フレー
ム、１４，５０……復帰用ばね、２０，２１……
ばね係止部、Ｏ……回動支点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押鍵操作される鍵と、この鍵を押鍵操作可能
   に保持する手段と、前記鍵に復帰習性を付与する
   復帰用ばねとを具備してなり、この復帰用ばねは
   長手方向の変位に対してその変位に要する力が略
   一定となる変位領域内で長手方向に圧縮されて、
   その反力を復帰力として前記鍵に作用させること
   を特徴とする電子楽器の鍵盤装置。