KR20030063171A

KR20030063171A - 키보드 악기

Info

Publication number: KR20030063171A
Application number: KR10-2003-0003174A
Authority: KR
Inventors: 푸웬준
Original assignee: 야마하 가부시키가이샤
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2003-07-28
Also published as: DE10300552B4; JP2003208178A; JP3846314B2; CN1432995A; US20030131711A1; US6777605B2; KR100524439B1; DE10300552A1; CN100378799C

Abstract

전자 피아노 등의 키보드 악기는 해머 조립체(40) 및 작동 브래킷(12)에 부착된 타격부(50)를 제외하고, 업라이트 피아노(upright piano)의 키보드 구조와 기본적으로 동일한 키보드 구조(100)를 구비한다. 각각의 해머 조립체는 해머 섕크(40a, hammer shank) 및 유사 해머(40b, pseudo hammer)로 구성되며, 이 중 어느 하나는 완충 재료(52, 54, buffer material) 사이에 개재된 탄성 부재(예컨대, 판 스프링)(53)를 포함하는 다층 구조를 갖는 타격부를 타격하도록 사용된다. 탄성 부재는 키베드(1)상에 배치된 키에 상응하는 규정 갯수의 타격 영역(53b)을 가지며, 타격 영역에서는 더 높은 피치(pitch)로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서(pitch descending order)로 무게 및 굽힘(또는 휨)이 점점 증가된다. 따라서, 업라이트 피아노에서 해머 펠트(hammer felt)에 의해 실제로 타격되는 현의 무게 인자 및 굽힘(또는 휨)을 시뮬레이트(simulate) 할 수 있다.

Description

키보드 악기{KEYBOARD INSTRUMENT}

본 발명은 어쿠스틱 피아노의 실제 키터치 응답성(key-touch response)(또는 키터치감(key-touch feeling) 또는 지각(sensation))을 재현하는 전자 피아노 등의키보드 악기에 관한 것이다.

종래, 다양한 형태의 전자 피아노는 어쿠스틱 피아노의 키보드에 의해 발생된 것과 유사한 키터치 응답성을 재현할 수 있는 키보드 기구 또는 구조가 개발되고 장착되고 있다.

도 12는 전자 피아노에 채용된 종래 기술의 키보드 구조의 예를 도시하는 측면도이다. 즉, 키보드 구조(A)는 기본적으로 규정 수의 키, 해머 조립체(C), 해머 조립체(C)를 회전시키는 작동 기구(D), 및 회전되는 해머 조립체(C)에 의해 타격되는 타격부(E)를 포함하는 키보드(B)로 구성된다. 여기서, 작동 기구(D)는 업라이트 피아노의 작동 기구로 공지된 것과 대체로 일치한다.

해머 조립체(C)는 해머 섕크(C1) 및 업라이트 피아노의 해머 펠트(hammer felt)와 상응하는 유사 해머(C2)로 구성된다. 유사 해머(C2)는 업라이트 피아노의 해머 조립체의 무게 및 밸런스 위치와 해머 조립체(C)의 무게 및 밸런스 위치(즉, 무게 중심)와 대체로 일치하도록 배치된다. 그러므로, 유사 해머(C2)는 타격부(E)를 실제로 타격하지 않지만, 해머 섕크(C1)는 타격부(E)를 실제로 타격한다.

실제로, 전자 피아노는 센서 및 음원 장치(도시되지 않음)를 구비하며, 센서는 키보드(B)의 키의 이동을 검출하며, 음원 장치는 센서의 검출 결과에 기초하여 전자 음을 발생하도록 구동된다. 따라서, 전자 피아노는 해머 펠트가 현을 타격하는 것을 유발하는 키의 가압(depression)에 따라 발생되는 어쿠스틱 피아노의 실제음을 시뮬레이트하는 규정의 전자 음을 발생시킬 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 전술된 전자 피아노는 어쿠스틱 피아노의 작동기구와 유사한 작동 기구(D) 및 어쿠스틱 피아노의 해머 조립체의 무게 및 밸런스 위치를 시뮬레이트 하도록 설계된 해머 조립체(C)를 채용한다. 그러므로, 어쿠스틱 피아노와 대체로 동일한 키터치 응답성을 발생시킬 수 있으며, 전자 피아노는 사운드 톤의 볼륨(tone volume of sound)을 조절할 수 있으며, 예컨대 헤드폰을 통해 음을 발생시킨다.

타격부(E)는 주로 타격 소음(striking noise)을 감소시키기 위한 목적으로 설치된다. 이러한 이유로, 타격부(E)는 키보드(B)의 모든 키에 주로 사용되는 펠트(felt) 등의 2개의 완충 재료 시트로 구성된다.

이는 키보드가 가압될 때, 키보드(B)의 모든 키(또는 레지스터(register))에 대해 대체로 동일한 키터치 응답성이 제공되는 것을 나타낸다. 반대로, 어쿠스틱 피아노는 두께가 상이한 다른 형식의 현의 배치, 재료 및 장력(tension)에 기인하여 키보드의 다양한 레지스터에 대해 다양한 키터치 응답성을 발생시킨다. 완충 재료를 사용하기 때문에, 타격부(E)는 해머 조립체(C)의 타격력(striking force)을 점점 감소시킬 수 있다. 그러므로, 키의 가압에 따라 전자 피아노에 의해 발생된 키터치 응답성이 해머 펠트가 현을 타격하는 것을 유발하는 키의 가압에 따라 어쿠스틱 피아노의 키터치 응답성과 매우 상이할 수 있는 문제점이 발생한다.

간략하게, 전자 피아노 등과 같은 전술한 키보드 악기가 어쿠스틱 피아노의 해머 펠트에 의해 타격되는 현을 갖지 않기 때문에, 현의 휨(또는 굴곡) 및 무게에 따라 어쿠스틱 피아노의 실제 키터치 응답성을 재현하거나 또는 정확하게 시뮬레이트하는 것이 매우 어렵다.

본 발명의 목적은 현을 타격하도록 해머 펠트를 구동시켜 키의 가압에 따라 어쿠스틱 피아노에 의해 발생되는 실제 키터치 응답성을 재현할 수 있는 키보드 악기를 제공하는 것이다.

전자 피아노 등의 키보드 악기는 업라이트 피아노의 키보드 구조와 기본적으로 동일하거나, 해머 조립체 및 작동 브래킷에 부착된 타격부를 제외하고, 동일한 키보드 구조를 구비한다. 각각의 해머 조립체는 해머 섕크 및 유사 해머로 구성되며, 이 중 어느 하나는 완충 재료 사이에 개재된 탄성 부재(예컨대, 판 스프링)를 포함하는 다층 구조를 갖는 타격부를 타격하도록 사용된다.

탄성 부재는 키베드상에 배치된 키에 상응하는 규정 갯수의 타격 영역을 가지며, 타격 영역에서는 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 무게 및 굽힘(또는 휨)이 점점 증가된다. 구체적으로, 타격 영역은 피치 하강 순서로 강성(또는 스프링 상수)이 점점 감소된다. 따라서, 예컨대 업라이트 피아노에서 해머 펠트에 의해 실제로 타격되는 현의 무게 인자 및 굽힘(또는 휨)을 시뮬레이트할 수 있다.

키의 가압에 따라, 해머 조립체는 타격부를 향해 회전 가능하게 이동되므로, 해머 섕크는 타격부의 타격 영역을 실제로 타격하며, 유사 해머는 키에 관하여 해머 조립체의 요망 무게 및 밸런스 위치(즉, 무게 중심)를 실현시키는 자중(deadweight)으로 사용되므로, 업라이트 피아노의 키의 키터치 응답성을 시뮬레이트할 수 있다. 펠트, 우레탄, 가죽, 천, 및 합성 수지 등의 완충 재료의 제공으로 인해, 해머 조립체의 타격력을 최적으로 감소시켜, 순차적으로 해머 조립체 및 타격부에 대한 내구성의 개선에 기여할 수 있다.

탄성 부재는 합성 수지 또는 예컨대, 스테인레스강, 양은, 인청동 및 황동 중에서 선택되는 규정 금속 재료로 만들어진다. 또한, 탄성 부재는 빗형상 개구(comb-like opening)를 가지며, 빗형상의 이(comb teeth) 사이에 각각 타격 영역이 형성되고, 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 길이 등의 치수가 점점 증가된다. 또한, 탄성 부재의 타격 영역은 키와 일치하며, 해머 조립체에 대해 만곡된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 피아노의 키보드 구조를 도시하는 부분 측단면도이다.

도 2는 해머 섕크 및 유사 해머(pseudo hammer)를 구성하는 해머 조립체를 도시하는 측면도이다.

도 3a는 해머 조립체의 규정 무게를 실현하는 유사 해머의 예이다.

도 3b는 해머 조립체의 규정 무게를 실현하는 유사 해머의 다른 예이다.

도 3c는 해머 조립체의 규정 무게를 실현하는 유사 해머의 또 다른 예이다.

도 4는 해머 조립체의 해머 섕크에 의해 타격되는 타격부의 표면을 도시하는 단면의 사시도이다.

도 5는 해머 스톱 레일에 부착되는 완충 재료 사이에 개재된 판 스프링을 포함한 타격부의 상세한 구성을 도시하는 분해사시도이다.

도 6은 도 1에 도시된 키보드 구조를 α방향에서 본, 판 스프링의 표면을 도시하는 단면의 부분 평면도이다.

도 7은 해머 조립체의 해머 섕크에 의해 실제로 타격된 판 스프링의 타격 영역을 상세히 도시하는 확장도이다.

도 8은 추를 갖는 타격부의 구조예를 도시하는 단면도이다.

도 9는 3개의 레지스터에 각각 사용되는 3개의 판 스프링의 배치를 도시하는 사시도이다.

도 10은 서로 결합된 판 스프링의 3개의 형태를 도시하는 사시도이다.

도 11은 유사 해머가 타격부를 타격하는 해머 조립체의 변형예를 도시하는 단면의 부분 측면도이다.

도 12는 전자 피아노의 키보드 구조의 예를 도시하는 단면의 부분 측면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 키베드5 : 키

10 : 캡스턴12 : 작동 브래킷

13 : 조절 레일20 : 휩펜

21 : 휩펜 플랜지40 : 해머 조립체

40a : 해머 섕크40b : 유사 해머

42 :50 : 타격부52, 54 : 완충 재료

53 : 판 스프링100 : 키보드 구조

본 발명은 첨부 도면을 참조로 하여 예시에 의해 더욱 상세히 설명된다.

1. 실시예의 구성

본 발명의 바람직한 실시예는 업라이트 피아노의 키 및 작동 기구(action mechanism)를 포함하는 것 대신에, 독점적으로 설계된 키보드 구조를 갖는 전자 피아노에 대해 설명한다. 도 1은 전자 피아노의 키보드 구조(100)를 도시하는 단면의 부분 측면도이다. 본 실시예의 전자 피아노의 전체 구조 및 전체 기구는 그 대신에 독점적으로 설계된 키보드 구조(100)를 제외하고, 종래의 전자 피아노와 대체로 동일하다. 그러므로, 하기에서는 키보드 구조(100)에 대해 주로 설명한다.

길이 방향으로 키베드(1)상에는 백 레일(2, back rail), 밸런스 레일(3, balance rail), 및 프론트 레일(4, front rail)이 배치되며, 이들 모두는 전자 피아노의 키보드 구조(100)의 전체 폭에 걸쳐 연장되어 있다. 키(5)(즉, 백색 키 및흑색 키)는 밸런스 레일(3)에 부착되어 있는 밸런스 키 핀(6, balance key pin)에 의해 각각 지지되므로, 밸런스 키 핀(6)을 중심으로 상하로 자유롭게 선회 이동될 수 있다. 또한, 키(5)는 프론트 레일(4)에 부착되는 프론트 핀(7)에 의해 키베드(1) 상에 각각 좌우방향으로 흔들리거나 수평 이동으로 조절된다. 일반적으로, 키가 가압되지 않을 때, 키(5)는 백 레일(2)에 부착된 백 레일 클로스(8, back rail cloth)와 접촉된다. 키가 가압될 때, 각각의 키(5)는 프론트 레일(4)에 부착된 프론트 핀 클로스 펀칭(9, front pin cloth punching)과 접촉되도록 하방으로 회전되므로, 그 후미(backend)는 캡스턴(10, capstan)을 통해 상방으로 회전하도록 휩펜(whippen)(또는 작동 레버)을 부세한다.

전술한 전자 피아노는 가압, 가압력, 및 가압 속도를 검출하도록 키(5) 아래에 배치된 센서(도시되지 않음)를 갖는다. 즉, 이들 센서는 각각 키(5)의 이동을 검출한다. 센서의 출력 신호는 스피커 또는 헤드폰을 통해 순서대로 악음을 발생시키는 음원 장치(도시되지 않음)에 공급되며, 악음은 키(5)의 가압력 및 가압 속도에 따라 특정 음색(tone color) 및 음조(tone pitch) 뿐만 아니라 음량(tone volume)을 갖는다. 전술한 센서는 키(5)에 의해 직접 타격되는 압전 소자(piezoelectric element)가 키베드(1)상에 배치되거나, 또는 광 간섭기(photo-interrupter)가 키베드(1)상에 배치되고, 키(5)의 가압에 따라 폐쇄될 때, 광 센서의 광 축을 가로지르도록 키(5) 아래에 셔터(shutter)가 배치되는 것과 같은 광 센서(optical sensor)와 같은 방법으로 구성된다. 광 센서가 사용될 때, 빛의 전달시 셔터 블록 광학 축 뒤에서 광학 센서가 빛을 수용하는 시간 간격에 기초하여 키의 가압 속도를 측정할 수 있다.

작동 브래킷(12)은 전자 피아노의 키보드 구조(100)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 중심 레일(11) 사이에서 규정 간격으로 주기적으로 배치된다. 작동 기구(15)는 키(5)에 대한 작동 브래킷(12) 사이에 각기 배치된다.

특히, 휩펜 플랜지(21)는 키(5)에 대해 중심 레일(11)에 각각 부착되므로, 휩펜(20)은 핀(21a)을 통해 휩펜 플랜지(21)에 회전 가능하게 지지된다. 게다가, 캡스턴(10)과 접촉되는 휩펜 힐 클로스(22, whippen heel cloth)가 휩펜(20)의 저면에 부착된다. 핀(24c)을 통해 대략 L자형의 만곡부를 회전 가능하게 지지하는 잭 플랜지(24, jack flange)는 캡스턴(10)에 대해 대체로 휩펜(20)의 규정 위치에 부착되며, 휩펜(20)의 저면에 부착되는 휠 클로스(22)에 접촉된다. 잭 스프링(25)은 휩펜(20)에 배치되어, 도 1의 시계방향으로 회전하도록 잭(20)을 민다. 또한, 브리들 와이어(32, bridle wire)에 상호 연결된 백 체크(31)가 키(5)의 가압에 따라 이동될 때, 캐처(30, catcher)를 탄성적으로 수용하도록 휩펜(20)의 전방측에 배치된다.

상기에서, 브리들 와이어(32, bridle wire) 및 캐쳐(30)가 브리들 테이프(33)와 함께 상호 연결되므로, 해머 조립체(40)의 복귀 이동(restoration movement)이 휩펜(20)의 복귀 이동과 연결된다. 여기서, 브리들 테이프(33)는 해머 조립체(40)의 되팅김(rebound)에 기인한 타격부(50)의 원치 않는 이중 타격을 회피하도록 배치된다.

전자 피아노의 키보드의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 조절 레일(13)은 조절 브래킷(26)을 통해 중심 레일(11)에 부착된다. 또한, 조절 레일(13)은 잭(23)에 연결된 잭 스톱 펠트(27) 및 조절 버튼(28)을 가지며, 다수의 키(5)에 다수가 상응하며, 휩펜(20)이 상방으로 회전될 때, 긴 잭부분(23a)은 잭 스톱 펠트(27)와 접촉되며, 짧은 잭부분(23b)은 조절 버튼(28)과 접촉된다.

버트(42, butt)는 중심 핀(41a)을 통해 중심 레일(11)에 부착되는 버트 플랜지(41)에 회전 가능하게 지지된다. 해머 조립체(40)가 버트(42)에 부착된다. 또한, 캐쳐(30)가 캐쳐 섕크(45)를 통해 버트(42)에 부착된다. 버트(42)는 버트 스프링(46)에 의해 도 1의 반시계 방향으로 회전되도록 부세되므로, 가압되지 않는 키(5)의 정상 위치에 상응하여 작동 브래킷(12)의 프론트부에 고정되는 해머 레일(14)에 부착된 해머 패드(47)와 해머 조립체(42)가 정상적으로 접촉된다.

다음으로, 해머 조립체(40)의 상세한 구성에 대해 도 2 및 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다. 도 2에서, 해머 조립체(40)는 해머 섕크(40a) 및 해머 섕크(40a)의 말단(tip end)에 부착되는 유사 해머(40b)로 구성된다. 유사 해머(40b)의 무게는 그 것의 크기 및 형상뿐만 아니라, 그 대신 사용되는 재료의 변화에 의해 변경된다. 즉, 업라이트 피아노에 사용된 해머 펠트 등과 같이, 키(5)에 각각 배치된 유사 해머(40)는 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 점점 무게가 증가된다. 따라서, 해머 조립체(40)는 무게 및 밸런스 위치(즉, 무게 중심)가 업라이트 피아노의 해머 조립체를 시뮬레이트하도록 각각 설계된다. 본 실시예는 예컨대, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 유사 해머(40)의 중간부의 표면을 변화시켜 해머 조립체(40)의 다른 무게를 실현한다. 부가적으로, 유사 해머(40b)의무게는 각각의 키(5)를 가압하므로 변화될 필요가 없다. 예컨대, 로우-피치 레지스터, 미들-피치 레지스터, 및 하이-피치 레지스터에 대해 각각 상이한 무게가 유사 해머(40)에 제공될 수 있다.

다음으로, 타격부(50)의 구성에 대해 도 4 및 도 5를 참조로 하여 상세히 설명한다. 도 4는 키보드 구조(100)에 사용되는 타격부(50)의 표면에 관한 구조의 예를 도시하는 사시도이며, 도 5는 타격부(50)의 상세한 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 본 실시예에서, 해머 조립체(40)의 해머 섕크(40a)는 키(5)가 가압될 때, 타격부(50)를 타격하도록 회전가능하게 이동된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 해머 스톱 레일(51)은 작동 브래킷(12)의 규정 후미 위치에 고정되며, 해머 조립체(40) 부근에 키보드 구조(100)의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 특히, 타격부(50)는 완충 재료(52), 판 스프링(53), 및 완충 재료(54)를 구성하는 삼중층 구조(triple-layered structure)를 갖는다. 여기서, 완충 재료(52, 54)는 스크류에 의해 해머 스톱 레일(51)에 고정되는 판 스프링(53)의 대향 측에 부착된다. 따라서, 완충 재료(52, 54) 사이에 개재된 판 스프링(53)은 해머 스톱 레일(51)에 고정된다.

타격부(50)에서, 완충 재료(52)는, 예컨대 펠트, 우레탄, 가죽 및 클로스 등의 규정 섬유 재료 또는 탄성을 갖는 합성 수지 재료 중에서 선택된 규정 완충 재료로 만들어진다. 완충 재료(52)는 키보드 구조(100)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 판처럼 형성된다.

도 6은 도 1에 도시된 키보드 구조(100)를 α방향에서 본, 판 스프링(53)의표면을 도시하며, '1' 부터 '88' 범위의 수는 해머 조립체(40)가 각각 배치되는 88개의 키(5)의 수이다.

판 스프링(53)은, 예컨대 스테인레스강, 양은(nickel silver), 인청동(phosphor bronze), 및 황동과 같은 규정 금속 재료 또는 탄성을 갖는 합성 수지 재료 중에서 선택된 규정 탄성 부재로 만들어진다. 빗과 같은 형상(comb-like shape)을 갖는 개구(53a)는 키보드 구조(100)의 전체 폭에 걸쳐 연장되며, 빗형상의 이(comb teeth) 사이 중간 타격 영역(53b)은 해머 조립체(40)에 대해 각각 만곡된다.

특히, 판 스프링(53)의 상기 언급된 타격 영역(53b)은 해머 조립체(40)의 해머 섕크(40a)에 하나씩 대향하여 배치되며, 측면도에서, 해머 섕크(40a)에 대한 아크와 같이 점점 굽혀진다(도 4 및 도 5 참조). 그러므로, 해머 조립체(40)가 타격부(50)를 타격하도록 회전 가능하게 이동될 때, 해머 조립체(40)에 대향하여 배치되는 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)은 미세하게 굽혀진다.

업라이트 피아노에서, 하나 또는 두개의 현(string)이 로우-피치 레지스터에 속하는 각각의 키에 배치되는 반면, 세개의 현이 하이-피치 레지스터 및 미들-피치 레지스터에 속하는 각각의 키에 배치되며, 현은 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치로 점점 두께가 증가되므로, 진동수(frequency)가 점점 감소된다. 또한, 업라이트 피아노는 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 현의 길이가 점점 증가하도록 설계된다. 이러한 이유로, 특히, 로우-피치 레지스터 및 미들-피치 레지스터에 사용된 현은 상응하는 해머 펠트가 타격될 때, 크게 굽혀져야 한다.

어쿠스틱 피아노의 전술한 특성을 시뮬레이트하기 위해, 본 실시예의 키보드 구조(100)는 타격부(50)의 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)이 예컨대, 길이, 폭 및 두께가 각각 한정된 형상으로 적절하게 변화되거나, 판 스프링(53)의 재료가 적절하게 변화되는 방식으로 설계된다. 즉, 판 스프링(53)은 피치 하강 순서에서 무게가 점점 증가되는 해머 조립체(40)의 해머 섕크(40a)로부터, 거기에 적용된 타격력에 상응하여 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 타격 영역(53b)에서 그 강성(또는 스프링 상수)이 감소되는 방식으로 형성된다. 특히, 본 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)이 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치로 길이가 점점 증가되므로, 그 스프링 상수가 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 점점 감소되는 방식으로 설계된다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)의 후방 측에 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 홈의 갯수가 점점 증가되는 방식으로 홈이 형성되므로, 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)의 굽힘은 해머 섕크(40a)에 의해 타격될 때, 피치 하강 순서로 점점 증가된다.

판 스프링(53)의 타격 영역(53)의 말단부 각각은 완충 재료(52)를 향해 규정 원형상을 갖도록 더 굽혀진다. 따라서, 해머 섕크(40a)에 의해 강하게 타격되고, 완충 재료(52)와 갑자기 접촉될 때조차, 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)이 파손되는 것을 신뢰적으로 방지할 수 있다.

완충 재료(54)는, 예컨대 펠트, 우레탄, 가죽, 천, 및 엑세누(excenu) 중에서 선택된 규정 완충 재료로 만들어진다. 전술된 완충 재료(52)와 같이, 완충 재료(54)는 키보드 구조(100)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 시트와 같은 형상이다. 완충 재료(52)와 다르게, 완충 재료(54)는 개구(53a)의 빗형상의 이(comb teeth)와 판 스프링(53)의 타격 영역(53b) 사이 경계를 따라서 형성된 '수직' 슬릿을 가지므로, 완충 재료(54)는 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)에 밀착될 수 있다. 부가적으로, 다른 재료를 사용한 완충 재료(52, 54)도 형성될 수 있다.

즉, 타격부(50)는 완충 재료(52, 54)에 의해 해머 조립체(40)에 의해 거기에 적용된 타격력을 감소시킬 수 있으므로, 적절하게 감소된 힘이 해머 조립체(40) 및 해머 스톱 레일(51)에 전달될 수 있다. 따라서, 판 스프링(53)에 의해 업라이트 피아노의 현의 전술한 특성을 시뮬레이트하는 기계적 특성(예컨대, 무게 및 굽힘)을 실현할 수 있다. 여기서, 업라이트 피아노의 현의 무게는 해머 조립체(40)가 타격부(50)를 타격할 때, 야기되는 타격력에 의해 시뮬레이트되어지므로, 타격력이 현의 무게 인자로서(또는 업라이트 피아노를 시뮬레이트하는 키터치 응답성) 키(5)에 전달된다.

2. 실시예의 작동

다음으로, 전자 피아노의 키보드 구조(100)의 전체적인 작동에 대해 상세히 설명한다.

사용자(또는 연주자)가 키(5)를 가압할 때, 키(5)의 후미부에 부착된 캡스턴(10)이 시계방향으로 휩펜(20)을 회전시키도록 상향 이동되므로, 잭(23)의 긴 잭부분(23a)은 시계방향으로 해머 조립체(40)를 회전시키도록 버트(42)를 밀어올린다. 이후, 해머 섕크(40a)는 타격부(50)에 접촉된다. 따라서, 해머조립체(40)의 해머 섕크(40a)는 타격부(50)를 타격한다(도 1을 참조). 이 때, 음색 및 키(5)에 상응하는 피치뿐만 아니라, 키(5)의 가압력(또는 가압 속도)에 상응하는 음량을 갖는 악음 신호를 차례로 발생시키는 전자 음원 장치(도시되지 않음)를 구동시키기 위해, 센서(도시되지 않음)가 키(5)의 가압력(또는 가압 속도)을 검출한다. 악음은 악음 신호에 기초하여 스피커 또는 헤드폰으로부터 실제로 재현된다.

긴 잭부분(23a)이 해머 조립체(40)를 회전시키는 반면, 짧은 잭부분(23b)은 조절 버튼(28)에 접촉되므로, 잭(23)은 적용점(application point)으로 작용하는 짧은 잭부분(23b)과 조절 버튼(28) 사이의 접촉점(contact point)에 대해 핀(24c)을 중심으로 반시계 방향으로 회전한다. 따라서, 긴 잭부분(23a)은 도 1에서 버트(42)의 저면으로부터 좌측방으로 이동하므로, 긴 잭부분(23a)은 해머 조립체(40)가 떠오르는 것을 허용하도록 버트로부터 이탈한다. 타격부(50)를 타격한 후, 해머 조립체(40)는 타격부(50)로부터 되튕기며, 도 1의 좌측방으로 이동하므로, 캐쳐 섕크(45)를 통해 버트(42)에 부착되는 캐쳐(30)는 좌측방으로 움직이며, 백 체크(31)와 접촉된다. 그러므로, 해머 조립체(40)가 일시 정지된다. 이 후, 잭(23)은 휩펜(20)의 복귀 이동과 연관되어 하방으로 이동되며, 키(5)의 복귀 이동과 연관되어 하방으로 이동된다. 그러므로, 긴 잭부분(23a)은 버트(42)의 저면 아래로 다시 이동하여, 해머 조립체(40)의 다음 타격 작동을 허용한다.

상기에서 기술된 바와 같이, 본 실시예의 전자 피아노는 해머 조립체(40) 및 타격부(50)를 제외하고 종래의 업라이트 피아노의 키보드 구조와 대체로 동일한 구조를 사용하도록 설계되어 있다. 그러므로, 잭(23)이 풀어져(let off) 버트(42)로부터 떨어지는 업라이트 피아노와 대체로 동일한 키터치 응답성을 재현할 수 있다.

또한, 해머 조립체(40)는 유사 해머(40b)를 사용하므로 업라이트 피아노의 것과 정확히 시뮬레이트하도록 설계되어, 해머 조립체(40)의 무게 및 밸런스 위치(즉, 무게 중심)가 조절된다. 그러므로, 업라이트 피아노와 대체로 동일한 키터치 응답성을 재현할 수 있다.

또한, 타격부(50)의 판 스프링(53)은 타격 영역(53b)이 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 강성(또는 스프링 상수)이 점점 감소되며, 해머 조립체(40)에 의해 타격될 때, 피치 하강 순서로 굽힘이 상당히 증가되는 방식으로 업라이트 피아노의 현의 특성을 시뮬레이트하도록 설계되어 있다. 즉, 업라이트 피아노에서 해머 펠트에 의해 타격된 현의 굽힘 및 무게 인자를 시뮬레이트할 수 있다. 따라서, 해머 펠트가 현을 가격하는 것을 유발하는 키의 가압에 따라 발생되는 업라이트 피아노의 키터치 응답성을 현실적으로 재현할 수 있다.

타격부(50)는 완충 재료(52, 54)에 개재된 판 스프링(53)을 포함하는 삼중층 구조를 가지며, 판 스프링(53)은 완충 재료(52)를 통해 스크류에 의해 해머 스톱 레일(51)에 고정되며, 해머 조립체(40)는 완충 재료(54)를 통해 판 스프링(53)을 타격한다. 이는 해머 조립체(40)의 파손 없이 해머 조립체(40)의 타격력을 신뢰적으로 감소시킨다. 즉, 전자 피아노에서 해머 조립체(40) 및 타격부(50)에 대해 비교적 높은 내구성(durability)을 유지할 수 있다.

본 실시예는 해머 조립체(40)의 해머 섕크(40a)가 타격부(50)를 타격하도록이용되는 방식으로 설계된다. 그러므로, 해머 조립체(40)의 유사 해머(40b)가 타격부(50)를 타격하도록 이용되는 키보드 구조의 예와 비교하여, 본 실시예는 키보드 구조의 깊이를 감소시킬 수 있다. 해머 조립체(40)가 타격부(50)를 수직으로 타격하지 않는다면, 해머 조립체(40)의 회전 샤프트를 중심으로 굽힘 모멘트(bending moment)의 발생이 야기된다. 해머 조립체(40)의 유사 해머(40b)가 타격부(50)를 타격하도록 이용되는 키보드 구조의 예와 비교하여, 해머 조립체(40)의 해머 섕크(40a)가 타격부(50)를 타격하도록 이용되는 본 실시예는 해머 조립체(40)의 회전 샤프트에 더 근접하게 타격점을 이동시킬 수 있다. 즉, 본 실시예는 해머 조립체(40)가 타격부(50)를 타격할 때의 굽힘 모멘트를 감소시킬 수 있으며, 해머 조립체(40)를 포함하는 키보드 구조(100)의 전체적인 내구성의 개선에 기여한다.

3. 변형예

본 발명은 전술한 실시예로 제한될 필요는 없으므로, 하기에 기술되는 다양한 변형예가 제공될 수 있다.

(1) 제1 변형예

전술한 실시예의 전자 피아노에 사용된 해머 조립체(40) 및 타격부(50)는 업라이트 피아노에서 해머 펠트에 의해 타격된 현의 무게 인자 및 굽힘(또는 휨)의 양자를 시뮬레이트하도록 설계된다. 특히, 판 스프링(53)의 규정 형상 및/또는 규정 재료를 적절히 선택하여 현의 무게 인자 또는 현의 굽힘 중의 어느 하나의 시뮬레이션에 초점을 맞출 수 있다. 종래의 키보드 구조는 단지 타격부에만 완충 재료를 사용하여, 전자 피아노에서 해머 펠트에 의해 가격된 현의 무게 인자 및 굽힘의 양자를 시뮬레이트할 수가 있다. 그러므로, 그 중의 하나가 시뮬레이트될지라도, 전자 피아노의 키가 가압될 때, 사용자(또는 연주자)가 경험할 수 있는 키터치 응답성을 두드러지게 개선할 수 있다.

(2) 제2 변형예

본 실시예는 예컨대 길이, 폭 및 두께 등의 치수와 재료들을 적절하게 변형시켜 타격부(50)의 판 스프링(53)의 타격 영역(53b)에 대해 무게 또는 강성(또는 스프링 상수)의 변화를 실현하기 위해 설계된다. 도 8에 도시된 바와 같이 타격 영역(53)의 후방 측에 다른 추(60)를 부착하므로서 판 스프링(53)의 타격 영역(53)에 대해 무게의 변화를 실현시킬 수 있다.

(3) 제3 변형예

본 실시예에서, 타격부(50)는 단지 하나의 판 스프링(53) 시트만을 사용하여 구성된다. 물론, 다수의 판 스프링을 사용하여 타격부를 구성할 수도 있다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 로우-피치 레지스터, 미들-피치 레지스터, 및 하이-피치 레지스터와 관계없이 각각 동일한 크기 및 형상을 갖는 3개의 판 스프링(53)으로 배치될 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 3개의 판 스프링(531, 532, 533)으로 배치될 수도 있으며, 로우-피치 레지스터, 미들-피치 레지스터, 및 하이-피치 레지스터에 속하는 타격 영역에 다른 무게를 부과하기 위해 서로 결합되므로, 타격 영역의 무게는 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 점점 증가된다. 특히, 판 스프링(531)은 모든 레지스터의 해머 조립체(40)에 상응하는 규정 갯수의 타격 영역을 가지며, 판 스프링(532)은 미들-피치 레지스터 및 로우-피치 레지스터의 해머 조립체(40)에 상응하는 갯수가 감소된 타격 영역을 가지며, 판 스프링(533)은 로우-피치 레지스터의 해머 조립체(40)에 상응하는 갯수가 더 감소된 타격 영역을 갖는다. 여기서, 판 스프링(531 내지 533)의 모든 타격 영역은 동일 치수(즉, 동일 길이)로 형성될 수 있으며, 또한 통합된 스프링(531 내지 533)은 이전에 설명된 예시 및 실시예와 유사하게 키의 피치 레지스터에 따라 변화하는 현의 무게 인자 및 굽힘을 시뮬레이트한다.

(4) 제4 변형예

본 실시예에서, 타격부(50)의 판 스프링(53)은 해머 조립체(40)에 상응하는 규정 갯수의 타격 영역(53b)을 갖는다. 그 대신에, 판 스프링(53)의 모든 타격 영역(53b)과 함께 일체로 상호 연결될 수 있다. 선택적으로, 3개의 레지스터 즉, 로우-피치 레지스터, 미들-피치 레지스터 및 하이-피치 레지스터의 각각에 대해 타격 영역(53b)과 함께 일체로 상호 연결될 수 있다. 타격 영역이 3개의 레지스터 각각에 대해 일체로 상호 연결되어, 업라이트 피아노의 현의 무게 인자 및 휨과 대체로 동일할지라도, 전자 피아노에서 해머 펠트에 의해 타격되는 현의 휨을 재현할 수 없는 종래의 키보드와 비교하여 키의 가압에 따라 키터치 응답성을 두드러지게 개선할 수 있다.

상기에서, 3개의 레지스터 각각에 관해 일체로 상호 연결된 타격 영역에 사용하는 탄성 재료를 변화시켜 현의 휨의 변화를 시뮬레이트할 수 있다.

탄성 재료의 변화, 또는 탄성 재료의 추가 대신에, 판 스프링에 일체로 상호연결된 타격 영역에 보링 공정(boring process)을 실행할 수 있으므로, 키의 피치 레지스터에 따라 가압될 때, 키에 전달되는 무게 인자의 변화 및 전자 피아노에서 해머 펠트에 의해 타격되는 현의 휨의 변화를 시뮬레이트할 수 있다.

(5) 제5 변형예

본 실시예는 해머 조립체(40)의 해머 섕크(40a)가 타격부(50)를 타격하도록 이용되는 방식으로 설계된다. 물론, 본 실시예는 도 11에 도시된 바와 같이, 유사 해머(40b)가 타격부(50)를 타격하는 방식으로 변형될 수도 있다.

(6) 제6 변형예

본 실시예는 업라이트 피아노와 대체로 동일한 키터치 응답성을 재현하기 위해, 해머 조립체(40) 및 타격부(50)를 제외하고, 업라이트 피아노의 키보드 구조와 기본적으로 동일한 키보드 구조(100)를 채용한다. 물론, 본 실시예는 그랜드 피아노(grand piano)의 키보드 구조 등과 같이 다른 형식의 키보드 구조를 사용하여 변형될 수 있으므로, 그랜드 피아노와 대체로 동일한 키터치 응답성을 재현할 수 있다. 본 발명은 피아노에 사용하는 키보드 구조로 제한될 필요는 없다. 그러므로, 본 발명은 예컨대, 쳄발로(cembalo), 첼레스타(celesta) 및 오르간(organ) 뿐만 아니라 연습용 악기에 사용되는 다른 형식의 키보드 구조에도 적용할 수 있다.

지금까지 기술한 바와 같이, 본 발명은 하기에 설명되어지는 다양한 기술적 특징 및 효과를 가지고 있다.

(1) 본 발명은 해머 조립체 및 표면을 제외하고, 업라이트 피아노 등의 규정악기의 공지된 키보드 구조와 기본적으로 동일한 키보드 구조를 제공하므로, 예컨대 전자 피아노에서 실제 키터치 응답성을 시뮬레이트한다. 각각의 해머 조립체는 해머 섕크 및 유사 해머로 구성되며, 이 중 어느 하나는 작동 브래킷의 규정 후미부에 부착된 타격부를 타격하도록 사용되며, 타격부는 완충 재료에 개재된 탄성 부재(예컨대, 판 스프링)를 포함하는 다층 구조(multi-layered structure)로 형성된다. 그러므로, 해머 조립체가 키의 가압에 상응하여 타격부를 타격할 때, 탄성 변형(elastic deformation)이 탄성 부재에서 발생되며, 예컨대 업라이트 피아노에서 해머 펠트에 의해 타격되는 현의 휨과 대체로 동일하게 재현된다. 또한, 해머 조립체의 타격력이 완충 재료에 의해 감소되므로, 해머 조립체 및 타격부 양자에 대해 비교적 높은 내구성을 유지할 수 있다.

(2) 탄성 부재는 키의 가압에 따라 해머 조립체에 의해 실제로 타격되며, 해머 조립체에 대해 만곡된 적어도 하나의 타격 영역을 갖는다. 만곡 형상에 기인하여, 탄성 부재의 타격 영역은 해머 조립체에 의해 타격될 때, 적절하게 변형될 수 있으므로, 업라이트 피아노에서 해머 펠트에 의해 타격되는 현과 대체로 동일한 휨을 재현할 수 있다.

(3) 타격 영역의 규정 갯수는 모든 해머 조립체와 일치하거나, 각각의 해머 조립체의 규정 그룹(예컨대, 레지스터)과 일치하여 탄성 부재에 형성된다. 따라서, 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 휨이 점점 증가되는 방식으로 상응하는 해머 조립체에 의해 타격된 타격 영역의 휨의 변화를 실현할 수 있다. 특히, 탄성 부재의 타격 영역에서는 예컨대, 형상 및/또는 길이 등의 치수가 변화되거나, 또는 재료가 변화된다.

(4) 상기에서, 키의 가압에 따라 해머 조립체에 의해 타격될 때, 휨의 변화를 실현하기 위해 타격 영역의 후미에 홈이 형성된다. 타격 영역은 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 무게가 점점 증가될 수 있다. 또한, 완충 재료는 규정된 섬유 재료, 가죽 재료, 또는 탄성을 갖는 합성 수지 등으로 제작될 수 있다.

본 발명이 그 진의 또는 요지를 벗어나지 않고 다수의 형태로 구체화될 수 있음에 따라, 본 발명의 범위는 선행한 설명보다는 청구범위에 의해 한정되기 때문에, 본 실시예가 예증되며, 제한되지 않고, 청구범위의 경계내의 모든 변형, 또는 이러한 경계와 동등한 것이 청구항을 구체화하도록 의도된다.

Claims

복수 개의 키(5),

키의 가압에 따라 회전 가능하게 이동되는 복수 개의 해머 조립체(40),

복수 개의 해머 조립체와 연관되어 배치되며, 해머 조립체가 타격될 때, 키의 피치 또는 피치 레지스터에 따라 특성이 변화되는 복수 개의 타격부(50), 및

해머 조립체에 키의 작동을 전달하는 복수 개의 작동 기구(15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제1항에 있어서,

복수 개의 타격부 각각은 어쿠스틱 키보드 악기에 사용된 현(string)의 무게 인자(weight factor) 또는 굽힘(bend)을 시뮬레이트하도록 특성이 변화되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제1항에 있어서,

각각의 해머 조립체는 해머 섕크(40a, hammer shank) 및 유사 해머(40b, pseudo hammer)로 구성되며, 이 중 어느 하나는 각각의 키의 가압에 따라 타격부를 타격하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제1항에 있어서,

타격부는 스테인레스강(stainless steel), 양은(nickel silver), 인청동(phosphor bronze), 황동(brass), 및 탄성 합성 수지 중에서 선택된 규정 재료로 만들어지는 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제1항에 있어서,

타격부는 다른 피치를 갖는 키의 가압에 따라 해머 조립체에 의해 타격될 때, 변화되는 휨(deflection)을 갖는 적어도 하나의 타격 영역(53b)을 구비하는 탄성 부재(53)를 포함하는 다층 구조(multilayer structure)를 갖는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제1항에 있어서,

타격부는 펠트(felt), 우레탄(urethane), 가죽(leather), 천(cloth), 및 탄성 합성 수지(elastic synthetic resin) 중에서 선택된 규정 재료로 만들어지는 완충 재료(52, 54) 사이에 개재된 탄성 부재(53)를 포함하는 삼중층 구조(triple-layered structure)를 가지며, 탄성 부재는 다른 피치를 갖는 키의 가압에 따라 해머 조립체에 의해 타격될 때, 변화되는 휨을 갖는 적어도 하나의 타격 영역(53b)을 구비하는 판 스프링에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제5항 또는 제6항에 있어서,

탄성 부재의 적어도 하나의 타격 영역은 해머 조립체에 관련되어 만곡되는것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제5항 또는 제6항에 있어서,

탄성 부재는 각각 키의 규정 그룹 또는 복수 개의 키에 대해 해머 조립체에 관련되어 만곡되는 복수 개의 타격 영역(53b)을 구비하며, 타격 영역은 해머 조립체에 의해 타격될 때, 더 높은 피치로부터 더 낮은 피치의 피치 하강 순서로 휨이 점점 증가되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제8항에 있어서,

타격 영역은 재료를 변화시켜 피치 하강 순서로 휨이 점점 증가되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제8항에 있어서,

타격 영역은 피치 하강 순서로 그것의 치수가 점점 증가되므로서, 피치 하강 순서의 휨이 점점 증가되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제8항에 있어서,

타격 영역은 피치 하강 순서로 스프링 상수(spring constant)가 점점 감소되므로서, 피치 하강 순서의 휨이 점점 증가되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제8항에 있어서,

탄성 부재의 타격 영역의 이면(backside)에 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.
제8항에 있어서,

타격 영역은 피치 하강 순서로 그 무게가 점점 증가되므로서, 피치 하강 순서로 휨이 점점 증가되는 것을 특징으로 하는 키보드 악기.