JP2011253040A - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】コストダウンが図れる電子鍵盤楽器を提供する。
【解決手段】鍵４の回転動作に応じて上下方向に回転してアクション荷重を付与するハンマー部材５に形成された可動接点（第１可動接点４２と第２可動接点４３）と、ハンマー部材５の回転に伴って前記可動接点と接離可能に接触する固定接点を有するスイッチ基板（スイッチ基板２１）と、を備えた構成とする。ハンマー部材５の回転に伴ってハンマー部材５に形成された前記可動接点がスイッチ基板２１の固定接点に接離可能に接触し、これら可動接点と固定接点から押鍵操作に応じた信号を得ることができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、電子ピアノや電子オルガンなどの電子鍵盤楽器に関する。

従来、電子鍵盤楽器においては、特許文献１に記載されているように、鍵を押鍵操作によって上下方向に回転させた際に、その鍵の回転動作に応じてハンマー部材が上下方向に回転して鍵にアクション荷重を付与することにより、アコースティックピアノの鍵タッチ感に近似した鍵タッチ感が得られるように構成されたものが知られている。

特開平０５−７３０２９号公報

この種の電子鍵盤楽器は、鍵の押鍵操作に応じたゴムスイッチの動作によって発生する信号に基づいて楽音の発音を制御する構成になっている。ゴムスイッチは、基板の表面に設けられたゴムシートにドーム状の膨出部が設けられた構成になっており、この膨出部内に可動接点を備えるとともに、この可動接点に対応する基板の箇所に固定接点を備えている。このゴムスイッチは、膨出部がハンマー部材によって押されて弾性変形した際に、可動接点が対応する固定接点に接触するように構成され、この接触により前記信号が出力される。

しかしながら、このような従来の電子鍵盤楽器では、上記ゴムシートが必要不可欠である。上記ゴムシートは、ドーム状の膨出部を形成するのに工数がかかるため、コストダウンの阻害要因となっていた。

この発明が解決しようとする課題は、少なくとも上記ゴムシートに相当する部材が不要になりコストダウンが図れる電子鍵盤楽器を提供することである。

この発明は、上記課題を解決するために、次のような構成要素を備えている。
請求項１に記載の発明は、鍵盤シャーシと、この鍵盤シャーシ上に設けられて押鍵操作に応じて上下方向に回転する鍵と、この鍵の回転動作に応じて上下方向に回転して前記鍵にアクション荷重を付与するハンマー部材と、このハンマー部材に形成された可動接点と、前記ハンマー部材の回転に伴って前記可動接点が接離可能に接触する固定接点を有するスイッチ基板と、を備えていることを特徴とする電子鍵盤楽器である。
ここで、「接離可能」とは、接触したり離れたりすることが可能であることを意味する。

請求項２に記載の発明は、前記可動接点の少なくとも前記固定接点に接触する部分が導電性を有する弾性材料で形成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である。

請求項３に記載の発明は、前記ハンマー部材には、導電性を有する弾性材料からなるコーティング部が設けられており、前記可動接点は、前記コーティング部における前記固定接点に対応する部分に突起状に形成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である。

請求項４に記載の発明は、前記可動接点が前記ハンマー部材に複数個設けられており、前記固定接点は前記スイッチ基板に前記複数の可動接点とそれぞれ対応して設けられ、前記複数の可動接点の高さが互いに異なっていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電子鍵盤楽器である。

請求項５に記載の発明は、前記可動接点が、前記ハンマー部材の上面と下面とにそれぞれ形成されており、前記スイッチ基板は、前記ハンマー部材の回転動作に伴う前記可動接点の上下方向の移動領域上における上部と下部とにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電子鍵盤楽器である。

この発明によれば、ハンマー部材の回転に伴ってハンマー部材に形成された可動接点がスイッチ基板の固定接点に接離可能に接触し、これら可動接点と固定接点から押鍵操作に応じた信号を得ることができる。このため、前述したゴムスイッチの少なくともゴムシートに相当する部品が不要になりコストダウンが図れる。

この発明を適用した電子鍵盤楽器の第１実施形態を示した平面図である。 図１に示された電子鍵盤楽器のＡ−Ａ矢視における拡大断面図であり、ハンマー部材が下限位置にある状態を示す図である。 図１に示された電子鍵盤楽器のＡ−Ａ矢視における拡大断面図であり、ハンマー部材が上限位置にある状態を示す図である。 図２に示された鍵盤シャーシとスイッチ基板とハンマー部材を示した拡大断面図である。 図２に示されたスイッチ基板を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその下面図である。 図２に示されたスイッチ基板の固定接点とハンマー部材の可動接点とを示し、（ａ）は第１可動接点のみが第１固定接点に接触した一部オンの状態を示した拡大断面図、（ｂ）は各可動接点がそれぞれ各固定接点に接触した全部オンの状態を示した拡大断面図である。 この発明を適用した電子鍵盤楽器の第２実施形態の拡大断面図である。 図７に示された下側のスイッチ基板の固定接点と、ハンマー部材の下側の可動接点とを示し、（ａ）は各可動接点がそれぞれ各固定接点に接触した全部オンの状態を示した拡大断面図、（ｂ）は第２可動接点のみが第２固定接点に接触した一部オンの状態を示した拡大断面図である。 可動接点の変形例を示した拡大断面図である。 ハンマー部材の変形例を示した拡大側面図である。

以下、図１〜図６を参照して、この発明を適用した電子鍵盤楽器の第１実施形態について説明する。
この電子鍵盤楽器は、図１に示すように、楽器本体１を備えている。この楽器本体１には、鍵盤部２が上方に露出した状態で設けられている。この鍵盤部２は、図２に示すように、楽器本体１内に設けられた鍵盤シャーシ３と、この鍵盤シャーシ３上に音階順に配列された状態で上下方向に回転可能に設けられた複数の鍵４と、鍵盤シャーシ３に設けられて複数の鍵４にアクション荷重をそれぞれ付与する複数のハンマー部材５と、を備えている。

鍵盤シャーシ３は、図２に示すように、楽器ケースの下部ケースを兼ねるものであり、その前端部（図２では右端部）には、前脚部８が底部から上方に突出して形成されており、この前脚部８の前側上部には、鍵４の前端面に対応する前カバー部９が更に上方に突出して形成されている。また、この鍵盤シャーシ３のほぼ中間部には、図２に示すように、ハンマー部材５を回転可能に支持するハンマー支持部１０が前脚部８とほぼ同じ高さで形成されている。

この場合、ハンマー支持部１０の前側（図１では右側）には、立上り部１１が鍵盤シャーシ３の底部から上方に向けて起立した状態で形成されている。この立上り部１１には、ハンマー部材５の後述する鍵当接部４０が挿入される開口部１１ａが設けられている。また、鍵盤シャーシ３におけるハンマー支持部１０の前側上部（図２では右側上部）には、図２に示すように、鍵４の横振れを防ぐための鍵ガイド部１２が上方に突出して形成されている。

この鍵盤シャーシ３における鍵ガイド部１２とハンマー支持部１０との間には、図４に示すようにハンマー部材５が自重で回転して吊り下げられる際に、ハンマー部材５の先端部（図２では右端部）に位置する鍵当接部４０が挿入可能なスリット孔１３がそれぞれ形成されている。
また、ハンマー支持部１０の後側（図２では左側）に位置する鍵盤シャーシ３上には、図２に示すように、鍵４をそれぞれ回転可能に支持するための複数の鍵支持部１４が上方に突出した状態で鍵４の配列方向に沿って所定間隔で形成されている。

さらに、この鍵支持部１４の後端下部（図２では左端下部）には、後脚部１５が鍵盤シャーシ３の上部から底部に亘って形成されている。また、この鍵盤シャーシ３の所定箇所における上部下面には、図２および図４に示すように、複数の取付ボス部１６が底部に向けて形成されており、この複数の取付ボス部１６の各下端部には、図２に示すように、鍵盤シャーシ３の底部を塞ぐための底板１７がビス１７ａによって取り付けられている。

また、鍵盤シャーシ３の後部上側（図２では左上側）には、後脚部１５の上端から前側に略水平に伸びるように上壁部１８が形成され、前述の鍵支持部１４はこの上壁部１８の上面に形成されている。また、この上壁部１８の前端部からは下方に伸びるように立下り部１９が形成され、この立下り部１９と上壁部１８よりなる角部には、後述するスイッチ基板２１の前端部を露出させる開口部２０が形成されている。

また、鍵盤シャーシ３の後部上側（図２では左上側）には、図２に示すように、スイッチ基板２１が鍵４の配列方向に沿って連続して設けられている。このスイッチ基板２１は、その上面が上壁部１８の下面に接合するように配置されて、上壁部１８の後端部に下向きに形成された取付ボス部２２と、立下り部１９の前面側に上向きに形成された取付ボス部２３とに対して、それぞれビス２２ａ，２３ａによって固定されている。なおこの取付状態では、スイッチ基板２１の前端側が前述の開口部２０を貫通し前側に伸びて鍵盤シャーシ３の上面側に露出している。そしてスイッチ基板２１は、開口部２０よりも前側に伸びた前端部においてビス２３ａにより取付ボス部２３の上面に固定されている。

このスイッチ基板２１の下面には、図５に示すように、回路導体としての配線パターン２４（図２では図示省略）が、各ハンマー部材５に対してそれぞれ形成されている。この場合、各配線パターン２４は、図５（ｂ）に示すようにライン２４ａとライン２４ｂの２系統に分かれており、各ライン２４ａ，２４ｂに第１固定接点２５と第２固定接点２６とがそれぞれ形成されている。これら第１固定接点２５と第２固定接点２６とは、この場合、図５（ｂ）に示すように配線パターン２４の各ライン２４ａ，２４ｂの途中が櫛歯状に形成されて不連続とされている部分である。なお、第１固定接点２５と第２固定接点２６とは、鍵４の前後方向に並んで形成され、この場合、第１固定接点２５の方が、第２固定接点２６よりも前側（図２では右側）に位置している。

この配線パターン２４は、特に限定されないが、例えば導電インク（銀ペースト、カーボンペースト、銀ペーストにカーボンを混ぜたブレンドなど）のスクリーン印刷によって形成され、各固定接点２５，２６を除いた部分の表面は図示しないレジスト（絶縁インク）によって覆われて保護絶縁されている。なお、各固定接点２５，２６の部分は、接点として好ましい耐久性等を確保すべく、配線パターン２４の他の部分とは異なる構造になっていてもよい。例えば、各固定接点２５，２６の部分は、抵抗値の低い銀ペーストの上に酸化に強いカーボンペーストを重ねて印刷した構造とし、他の部分は銀ペーストのみよりなる構造などがあり得る。

そしてスイッチ基板２１は、これら第１固定接点２５又は第２固定接点２６に導電性物体が接触して不連続部分が短絡することによって配線パターン２４の各系統で構成される回路が電気的に導通し、逆にこれら第１固定接点２５又は第２固定接点２６に導電性物体が接触しないことによって配線パターン２４の各系統で構成される回路が電気的に非導通となって、スイッチとしての機能が果たされるように構成されている。

すなわち、第１固定接点２５と第２固定接点２６とは、それぞれ一対の導電体よりなり、導電性物体（後述する可動接点４２，４３）が接触することによって、前記一対の導電体が短絡して導通するように構成されたものである。以下では、上述のように固定接点が短絡した回路の導通状態をオン（ＯＮ）とし、逆に固定接点が短絡していない回路の非導通状態をオフ（ＯＦＦ）とし、このような固定接点のオン・オフの状態変化に応じた信号をスイッチ信号という。なお、このスイッチ信号を電圧変化として図示しない制御部に入力するための入力回路は、例えばスイッチ基板２１に形成されていてもよいし、図示しない他の基板に形成されていてもよいが、その構成は公知の回路構成と同様でよいので、その図示や詳細説明は省略する。

上記入力回路の基本構成の一例を挙げると、例えば各固定接点２５，２６の一方側（例えば図５（ｂ）の各ライン２４ａ，２４ｂにおける各接点２５，２６よりも上側の部分）に、それぞれプルアップ抵抗を介して電圧を印加するとともに、他方側（例えば図５（ｂ）の各ライン２４ａ，２４ｂにおける各接点２５，２６よりも下側の部分）はそれぞれグランドに接続する構成とする。そして、前記一方側の電圧が、前記スイッチ信号として前記制御部で読み取られる構成とすればよい。この場合、オンの状態ではスイッチ信号の電圧は低電位（グランドレベル）となり、オフの状態では高電位となって、いわゆるアクティブローの信号形態となるが、これに限定されず、いわゆるアクティブハイの信号形態もあり得ることはいうまでもない。

また図２に示すように、スイッチ基板２１の前端（ビス２３ａよりも前側）の上面には、各鍵４の位置にそれぞれ対応させてチップＬＥＤ２７が搭載されている。このチップＬＥＤ２７は、弾く鍵盤を光で教えるナビ機能等のために、各鍵４を内側から光らせる光源である。このようにスイッチ基板には、スイッチ以外を構成する回路要素が搭載されていてもよい。

一方、複数の鍵４は、図１に示すように、白鍵と黒鍵とを備えている。ただし、この実施形態では白鍵のみについて説明している。この鍵４は、その後端部（図２では左端部）が鍵盤シャーシ３の鍵支持部１４に支持軸１４ａによって上下方向に回転可能に取り付けられている。

また、鍵４の前側（図２では右側）には、図２に示すように、ハンマー部材５を押圧して回転させるためのハンマー押圧部３５が、鍵盤シャーシ３の立上り部１１に沿って下側に突出して形成されている。この場合、ハンマー押圧部３５の下部には、ハンマー部材５の先端部（図２では右端部）に位置する鍵当接部４０が摺動可能に挿入された状態で、この鍵当接部４０を保持するハンマー保持部３６が形成されている。

ところで、ハンマー部材５は、図２に示すように、ハンマー本体３７と、このハンマー本体３７の後部（図２では左側部）に設けられた錘部３８と、ハンマー本体３７の前側部（図２では右側部）に設けられた回転取付部３９と、ハンマー本体３７の前側に位置する先端部に設けられた鍵当接部４０とを備えている。錘部３８の表面は、クッション性を有するコーティング樹脂４１（コーティング部）が２色成型によって被覆されている。この場合、コーティング樹脂４１は、導電性と弾性（変形可能で変形が復元する性質）を持ち、好ましくは高い衝撃吸収性を有する材料（例えば導電シリコーンゴム）よりなる。

このハンマー部材５は、図２に示すように、ハンマー本体３７の鍵当接部４０を鍵盤シャーシ３の下側から立上り部１１の開口部１１ａ内に挿入させ、この状態で回転取付部３９を鍵盤シャーシ３のハンマー支持部１０に設けられた支持軸１０ａに回転可能に取り付けることにより、ハンマー本体３７が上記支持軸１０ａを中心に上下方向に回転するように構成されている。

また、このハンマー部材５は、図２に示すように、ハンマー本体３７の回転取付部３９を鍵盤シャーシ３の前記支持軸１０ａに取り付ける際に、前記鍵当接部４０を、鍵４に形成されたハンマー押圧部３５のハンマー保持部３６内に摺動可能に挿入することにより、鍵４の押鍵操作に連動して回転するように構成されている。

これにより、ハンマー部材５は、図２に示す状態で、鍵４が上方から押される押鍵操作がなされると、鍵４のハンマー押圧部３５によってハンマー本体３７の鍵当接部４０が錘部３８の重量に抗して押し下げられ、これに伴ってハンマー本体３７の鍵当接部４０がハンマー押圧部３５のハンマー保持部３６内を摺動しながら、図３に示すように、ハンマー本体３７がハンマー支持部１０の支持軸１０ａを中心に時計回りに回転するように構成されている。

そして、図２，６などに示すように、ハンマー部材５の錘部３８の上面には、コーティング樹脂４１の一部として形成された２個の突起が、鍵４の前後方向に並んで形成され、これら突起が第１可動接点４２と第２可動接点４３をそれぞれ構成している。この場合、第１可動接点４２の方が、第２可動接点４３よりも前側（図２では右側）に位置している。これら第１可動接点４２と第２可動接点４３を構成する各突起は、柱状（例えば円柱状又は角柱状）とされることによって、変形し易い構成となっている。特に図６に示した各突起は、先細りの柱状の形状で、潰れるように変形し易くなっている。なお、例えば各突起に縦方向のスリットを入れるなどして、より変形し易い構成としてもよい。

これら第１可動接点４２と第２可動接点４３とは、スイッチ基板２１の第１固定接点２５と第２固定接点２６とにそれぞれ対応する位置に設けられ、鍵４が押鍵操作されてハンマー部材５が時計回りに回転した際に、これら第１固定接点２５と第２固定接点２６とにそれぞれ接触し、各固定接点２５，２６がそれぞれオンとなるように構成されている。ここで、第１可動接点４２と第２可動接点４３を構成する突起の先端面は、前記第１固定接点２５と第２固定接点２６にそれぞれ接合してこれらを短絡させる十分な広さを持つ。

また、第１可動接点４２と第２可動接点４３を構成するコーティング樹脂４１の突起は、図６（ａ）に示すように高さが互いに異なっていて、この場合、第１可動接点４２の方が第２可動接点４３よりも高くなっている。これにより、鍵４が押鍵操作されてハンマー部材５が時計回りに回転した際に、図６（ａ）に示すように最初に突起の高さの高い第１可動接点４２が第１固定接点２５に接触して第１固定接点２５がオンとなり、その後、ハンマー部材５の慣性力によって、図６（ｂ）に示すように第１可動接点４２を構成する突起及びその近傍部分が変形を進行させ、突起の高さの低い第２可動接点４３が第２固定接点２６に接触して第２固定接点２６もオンするように構成されている。

このように本実施形態では、鍵盤シャーシ３や底板１７で構成される下部ケースにおいて、ハンマー部材５の錘部３８の上面が対向する内面にスイッチ基板２１が配置されている。また、前記錘部３８の上面に対向するスイッチ基板２１の表面に各固定接点が形成され、前記錘部３８の上面の対応箇所に各可動接点が形成されている。そして、鍵４の押鍵操作に伴うハンマー部材５の回転に応じて、これら各固定接点と各可動接点が前述したように接触したり離れたりして、スイッチ信号が生成されるように構成されている。すなわち、ハンマー部材５が、スイッチの可動接点を支持してスイッチのオン・オフのために動作するスイッチの可動片としても機能している。

またこの場合、このハンマー部材５は、図２に示すように、鍵４が押鍵されていない初期状態のときに、錘部３８の重量によって反時計回りに回転して、クッション性を有するコーティング樹脂４１が底板１７の上面に当接（突き当たるように接触）することにより、下限位置が規制されると共に、この状態でハンマー本体３７の鍵当接部４０が鍵４のハンマー押圧部３５を押し上げていることにより、鍵４の上限位置を規制するように構成されている。

また、このハンマー部材５は、図３に示すように、鍵４が押鍵されて錘部３８の重量に抗して時計回りに回転すると、クッション性を有するコーティング樹脂４１がスイッチ基板２１の下面に前述したように当接することにより、上限位置が規制されると共に、この状態でハンマー部材５の鍵当接部４０が鍵４のハンマー押圧部３５を保持していることにより、鍵４の下限位置を規制するように構成されている。

次に、図４を参照して、この電子鍵盤楽器の鍵盤部２を組み立てる場合について説明する。
鍵盤部２は、図４に示すように鍵盤シャーシ３にまずスイッチ基板２１を取り付け、次にハンマー部材５と鍵４を取り付け、そして最後に、底板１７を取り付けることによって組み立てられる。ここで、スイッチ基板２１を取り付ける際には、スイッチ基板２１を、鍵盤シャーシ３の下から斜めに入れて、その前端部を前述した開口部２０に挿入するようにして、前述した上壁部１８に接合させて位置決めし、その後前述したビス２２ａ，２３ａによって固定すればよい。

次に、各固定接点（第１固定接点２５、第２固定接点２６）のオン・オフの状態変化について説明する。
鍵４が押鍵されて下限位置にあるハンマー部材５が上限位置までフルストローク時計回りに回転し、その後反時計回りに回転して下限位置に戻る場合を考える。この場合、まず第１固定接点２５がオフからオンとなる。次に、時間差Ｔ１経過すると、第２固定接点２６がオフからオンとなる。その後、離鍵によりハンマー部材５が下限位置に戻り始め、時間差Ｔ２経過すると、まず第２固定接点２６がオンからオフとなる。次に、時間差Ｔ３経過すると、第１固定接点２５がオンからオフとなる。

このように本実施形態では、各固定接点のオン・オフの状態変化が順次時間差をもって生じ、これら時間差Ｔ１〜Ｔ３は演奏者の押鍵操作（離鍵操作含む）の状態によって増減する。このため、これら時間差Ｔ１〜Ｔ３のうちの１つ又は複数を、図示しない制御部（例えばＣＰＵを含むマイクロコンピュータよりなるもの）によって前記スイッチ信号に基づいて読み取ることによって、鍵４の押鍵操作の各種状態（例えば速度）を検知できる。これにより、例えばアコースティックピアノに近い、よりリアルな発音の制御を行うことができるようになる。

例えば制御部が、第１固定接点２５がオフからオンに変化すると、鍵４が押鍵されてハンマー部材５が回転したと判断し、次に第２固定接点２６がオフからオンに変化したか否かを判断する。そして、この第２固定接点２６がオンになると、第１固定接点２５がオンになった時点から第２固定接点２６がオンになるまでの時間差Ｔ１を判定し、この時間差Ｔ１により計算されるベロシティー値（押鍵操作の速度の値）での通常発音のエンベロープを読み出す。そして、読み出したエンベロープによるノーマル発音を指示し、図示しないサウンドシステム部でノーマルな楽音を発音させる。

なおサウンドシステム部は、図示しない音源部で作成されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡコンバータと、アナログ信号を増幅するアンプと、このアンプで増幅された楽音信号に基づいて楽音を発音するスピーカとを備えている。また音源部は、制御部の指示に従って、鍵盤部２の押鍵および離鍵により生成されるノートオン・ノートオフのイベント（前述したスイッチ信号の変化）に基づいて楽音信号を生成・停止するものあり、生成された楽音信号はサウンドシステム部に供給されて楽音を発生する。

また、この音源部は、制御部から楽音信号のエンベロープに対して指示があるときに、その指示に応じてアタックＡ、ディケイＤ、サステインＳ、リリースＲの各時間を増減させる処理を行う。これにより、楽音はレガートからスタッカートまでの表現が可能になる。
またノーマル発音とは、予め、図示しないメモリ部に記憶されているエンベロープを用いて、前記音源部に発音させる発音指示である。この処理によって、発音が音源部に指示されると、音源部は、メモリ部から押鍵された鍵４の音高に応じた波形を読み出し、エンベロープの値に変更を加えずに、そのままサウンドシステム部で発音させる。

このように第１実施形態の電子鍵盤楽器は、ハンマー部材５に形成された可動接点（第１可動接点４２と第２可動接点４３）と、ハンマー部材５の回転に伴って前記可動接点と接離可能に接触する固定接点（第１固定接点２５と第２固定接点２６）を有するスイッチ基板２１とを備えている。すなわち、ハンマー部材５の回転に伴ってハンマー部材５に形成された可動接点がスイッチ基板２１の固定接点に接離可能に接触し、これら可動接点と固定接点から押鍵操作に応じたスイッチ信号を得ることができる。このため、前述したゴムスイッチの少なくともゴムシートに相当する部材が不要になりコストダウンが図れる。

なお本例では、ハンマー部材５のコーティング樹脂４１に前記可動接点が突起状に形成され、前記可動接点がハンマー部材５と一体に設けられているため、部品点数としては、従来に比較して、可動接点とゴムシートを含むゴムスイッチ全体（基板除く）に相当する部品点数が削減され、ゴムシートのコスト（材料費や製作費）に加えて、楽器全体の組立工数の点でもコストダウンが図れる。

すなわち従来では、基板に対して可動接点とゴムシートを含むゴムスイッチがセットとして必要であり、固定接点の形成された基板に対してこのようなゴムスイッチを鍵４の数に対応する数だけ多量に取り付ける工数に加え、ハンマー部材５等の他の部品を取り付ける工数も当然必要であった。しかし本例では、ハンマー部材５を取り付けることによって、同時にスイッチ基板に対して従来のゴムスイッチ（基板除く）に相当する機能が組み付けられるので、従来必要であった基板にゴムスイッチを多量に取り付ける工数が削減され、相当なコストダウンが図れる。

また、前記可動接点がハンマー部材５と一体に設けられているため、例えば可動接点を構成する導電性部材をハンマー部材５とは別個に製作してハンマー部材５に取り付けるといった必要が無くなり、この点でもコストダウンに貢献できる。

また本実施形態によれば、スイッチ部分のスペースが、スイッチ基板の基板本体の厚さに各接点の僅かな厚さを加えた厚み分のみとなり、ゴムシートの膨出部の厚さが大きく加わるゴムスイッチの厚さ寸法に比較して格段に小型化できる。

またこの電子鍵盤楽器は、前記可動接点において少なくとも前記固定接点に接触する部分が導電性を有する弾性材料で形成されている。このため、従来必要であったストッパ（少なくともスイッチ基板２１のある上側のストッパ）も不要であり、さらにコストダウンが図れる。
すなわち通常は、ハンマー部材５が上限位置や下限位置に到達すると、ハンマー部材５の錘部が従来金属であったので衝撃音が発生し、これを軽減するための振動防止のストッパが上下に必要であった。しかしこの電子鍵盤楽器は、前記可動接点の少なくとも固定接点に接触する部分が弾性材料で形成されているため、前記可動接点が振動防止のストッパとしても機能し、少なくともスイッチ基板側のストッパが不要になる。

特に本実施形態では、ハンマー部材５の錘部３８の表面には、導電性を有する弾性材料からなるコーティング部（コーティング樹脂４１の部分；例えば、やわらかいシリコーンゴム）が設けられており、前記可動接点は、このコーティング部における前記固定接点に対応する部分に突起状に形成されている。すなわち、本例の場合、前記可動接点とこれを支持する部分が全て弾性材料で構成され、しかも前記可動接点が変形し易い突起状（柱状）とされている。このため、前記可動接点と前記固定接点の当接によって、ハンマー部材５の上限位置を規制し、かつ衝撃音を効果的に抑制でき、これにより、まず上側のストッパを削除できる。

また本実施形態の場合、前記コーティング部の下面と底板１７が当接することによって、同様にハンマー部材５の下限位置を規制し、かつ衝撃音を抑制でき、これにより、下側のストッパも削除できる。つまり本例では、このハンマー部材５のコーティング部を、錘の一部としても可動接点としても上下のストッパとしても機能させることができ、従来の上下のストッパ（別個独立に設けられた弾性部材やフェルトなど）をも削除できる。

またこの電子鍵盤楽器は、前記可動接点がハンマー部材５に複数個設けられており、前記固定接点はスイッチ基板２１に前記複数の可動接点とそれぞれ対応して設けられ、前記複数の可動接点の高さが互いに異なっている。これにより、ハンマー部材５の回転に伴って、各可動接点と対応する固定接点とが前記回転の速度に応じた時間差Ｔ１〜Ｔ３をもって順次接触したり離れたりする。このため、これらの時間差に基づいて、よりリアルな発音の制御を行うことができる。例えば、前述した具体例のように、押鍵操作の速度を検知し、演奏者が表現したい音量（音の強弱）を良好に表現することができる。

次に、図７〜図８を参照して、この発明を適用した電子鍵盤楽器の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成要素については同符号を用いて説明を省略する。
本例の電子鍵盤楽器は、図７に示すように、ハンマー部材５の錘部３８の下側にもスイッチが設けられている。すなわち、鍵盤シャーシ３の後部下側（図７では左下側）には、スイッチ基板２８が鍵４の配列方向に沿って連続して設けられている。このスイッチ基板２８は、その下面が底板１７の上面に接合するように配置されて、底板１７の上面に例えば両面粘着テープによって固定されている。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、このスイッチ基板２８の上面には、スイッチ基板２１の下面と同様に、回路導体としての配線パターン２９（図７では図示省略）が、各ハンマー部材５に対してそれぞれ形成されている。各配線パターン２９は、スイッチ基板２１の配線パターン２４と同様に、２系統に分かれており、各系統に第１固定接点３０と第２固定接点３１とがそれぞれ形成されている。これら第１固定接点３０と第２固定接点３１とは、スイッチ基板２１の第１固定接点２５と第２固定接点２６と同様の構成である。但し、この場合、第２固定接点３１の方が、第１固定接点３０よりも前側（図７では右側）に位置している。

そして、図７に示すように、ハンマー部材５の錘部３８の下面には、コーティング樹脂４１の一部として形成された２個の突起が形成され、これら突起が第１可動接点４４と第２可動接点４５をそれぞれ構成している。これら第１可動接点４４と第２可動接点４５とは、スイッチ基板２８の第１固定接点３０と第２固定接点３１とに対応する位置にそれぞれ設けられている。これら第１可動接点４４と第２可動接点４５とは、上側の第１可動接点４２と第２可動接点４３と同様の構成である。但し、この場合、第２可動接点４５の方が、第１可動接点４４よりも前側（図７では右側）に位置している。

そして、これら第１可動接点４４と第２可動接点４５とは、鍵４が押鍵操作されていない状態では、図８（ａ）に示すようにハンマー部材５の自重によって第１固定接点３０と第２固定接点３１とにそれぞれ接触し、各固定接点３０，３１がそれぞれオンするように構成されている。そして、鍵４が押鍵操作されてハンマー部材５が時計回りに回転した際には、これら第１可動接点４４と第２可動接点４５とは、第１固定接点３０と第２固定接点３１とからそれぞれ離れて、各固定接点３０，３１がそれぞれオフするように構成されている。ここで、第１可動接点４４と第２可動接点４５を構成する突起の先端面は、前記第１固定接点３０と第２固定接点３１にそれぞれ接合してこれらを短絡させる十分な広さを持つ。

なお、これら下面側の第１可動接点４４と第２可動接点４５を構成するコーティング樹脂４１の突起も、上面側の第１可動接点４２と第２可動接点４３と同様に、高さが互いに異なっている。この場合、第２可動接点４５の方が第１可動接点４４よりも高くなっている。これにより、鍵４が押鍵操作されてハンマー部材５が時計回りに回転した際には、図８（ｂ）に示すように最初に突起の高さの低い第１可動接点４４が第１固定接点３０から離れて第１固定接点３０がオフとなり、その後、突起高さの高い第２可動接点４５が第２固定接点３１から離れて第２固定接点３１もオフするように構成されている。

このように本実施形態では、鍵盤シャーシ３や底板１７で構成される下部ケースにおいて、ハンマー部材５の錘部３８の上面及び下面が対向する内面にスイッチ基板２１，２８がそれぞれ配置されている。また、前記錘部３８の上面及び下面にそれぞれ対向する各スイッチ基板２１，２８の表面に各固定接点が形成され、前記錘部３８の上面及び下面の対応箇所に各可動接点が形成されている。そして、鍵４の押鍵操作に伴うハンマー部材５の回転に応じて、これら各固定接点と各可動接点が前述したように接触したり離れたりして、スイッチ信号が生成されるように構成されている。すなわち、ハンマー部材５が、上下のスイッチの各可動接点を支持して各スイッチのオン・オフのために動作する可動片としても機能している。

またこの場合、このハンマー部材５は、図７に実線で示すように、鍵４が押鍵されていない初期状態のときに、錘部３８の重量によって反時計回りに回転して、クッション性を有するコーティング樹脂４１がスイッチ基板２８の上面に前述したように当接することにより、下限位置が規制されると共に、この状態で鍵４の上限位置を規制する。またハンマー部材５は、図７に２点鎖線で示すように、鍵４が押鍵されて時計回りに回転すると、第１実施形態と同様に、コーティング樹脂４１がスイッチ基板２１の下面に当接することにより、上限位置が規制され、この状態で鍵４の下限位置を規制する。

次に、各固定接点（第１固定接点２５と第２固定接点２６、第１固定接点３０と第２固定接点３１）のオン・オフの状態変化について説明する。
鍵４が押鍵されて下限位置にあるハンマー部材５が上限位置までフルストローク時計回りに回転し、その後反時計回りに回転して下限位置に戻る場合を考える。この場合、まず下の第１固定接点３０がオンからオフとなる。次に、時間差Ｔ１経過すると、下の第２固定接点３１がオンからオフとなる。次に、さらに時間差Ｔ２経過すると、上の第１固定接点２５がオフからオンとなる。次に、さらに時間差Ｔ３経過すると、上の第２固定接点２６がオフからオンとなる。

その後、離鍵によりハンマー部材５が下限位置に戻り始め、時間差Ｔ４経過すると、まず上の第２固定接点２６がオンからオフとなる。次に、時間差Ｔ５経過すると、上の第１固定接点２５がオンからオフとなる。次に、さらに時間差Ｔ６経過すると、下の第２固定接点３１がオフからオンとなる。次に、さらに時間差Ｔ７経過すると、下の第１固定接点３０がオフからオンとなる。

このように本実施形態では、各固定接点のオン・オフの状態変化が順次時間差をもって生じ、これら時間差Ｔ１〜Ｔ７は演奏者の押鍵操作（離鍵操作含む）の状態によって増減する。このため、これら時間差Ｔ１〜Ｔ７のうちの１つ又は複数を制御部によって読み取ることによって、鍵４の押鍵操作の各種状態（例えば速度、さらには加速度）を検知できる。これにより、例えばアコースティックピアノに近い、よりリアルな発音の制御（具体例は後述する）を行うことができるようになる。

例えば制御部が、上の第１固定接点２５がオフからオンに変化すると、鍵４が押鍵されてハンマー部材５が回転したと判断し、次に上の第２固定接点２６がオフからオンに変化したか否かを判断する。そして、この第２固定接点２６がオンになると、第１固定接点２５がオンになった時点から第２固定接点２６がオンになるまでの時間差Ｔ１を判定し、この時間差Ｔ１により計算されるベロシティー値（押鍵操作の速度の値）での通常発音のエンベロープを読み出す。そして、読み出したエンベロープによるノーマル発音を指示し、サウンドシステム部でノーマルな楽音を発音させる。

次に、制御部は下の第２固定接点３１がオフからオンに変化したか否かを判断し、下の第２固定接点３１がオフからオンに変化すると、離鍵操作によりハンマー部材５が上限位置から再び下限位置に戻ってきたと判断し、次に下の第１固定接点３０がオフからオンに変化したか否かを判断する。そして、この第１固定接点３０がオフからオンになると、第２固定接点３１がオンになった時点から第１固定接点３０がオンになるまでの時間差Ｔ７を判定する。そして、この時間差Ｔ７により計算されるベロシティー値（押鍵操作からの戻りの速度の値）、つまり演奏者が指を鍵４から離す離鍵操作の速度に基づいて、スタッカート演奏であるのか否か判断する。
そして、スタッカート演奏でないと判断されたときには、演奏者が指を鍵４からゆっくり離すノーマル演奏であると判断し、ノーマル発音の継続を指示し、サウンドシステム部でノーマルな楽音を発音させる。

しかし、スタッカート演奏であると判断されたときには、例えば、スタッカートの楽音の発音への切替えを指示し、サウンドシステム部でスタッカートの楽音を発音させる。
このスタカートは、公知のスタカート演奏のことであり、音を短くして、楽音の躍動感を表現するために使用される。この表現を音源部に行わせることがスタカート発音である。このスタカート発音は、ノーマル発音に対して、エンベロープのアタックＡ、ディケイＤ、サステインＳ、リリースＲのうちの１つ又は複数を短くすることにより、音を短く処理する。この実施形態では、時間差Ｔ７により計算されるベロシティー値に応じて、スタカートの強弱を変化させる。すなわち、時間差Ｔ７により計算されるベロシティー値が高い程、時間的に短い発音を行い、より短時間で消音させる。

このように第２実施形態の電子鍵盤楽器は、各可動接点（第１可動接点４２と第２可動接点４３、第１可動接点４４と第２可動接点４５）が、ハンマー部材５の上面と下面とにそれぞれ形成されており、スイッチ基板２１，２８が、ハンマー部材５の回転動作に伴う前記可動接点の上下方向の移動領域上における上部と下部とにそれぞれ配置されている。このため、既述した第１実施形態の効果に加えて以下のような効果を奏する。

すなわち、本実施形態でも、従来のゴムスイッチのようなゴムシートの膨出部が必要ないため、図７に示すスイッチ基板２８のように、ハンマー部材５の下限位置側にも基板本体の薄さ程度のスペースがあればスイッチを配置できる。これにより、低コスト及び小型化を実現しつつ、これまでにない演奏形態を検知できるようになる。例えば、前述した具体例のように、指を鍵４から離す速度を下の固定接点３０，３１のオン・オフで検知し、例えば同一の鍵４を連続して押鍵する連打演奏において演奏者によるスタカート演奏を良好に表現することができる。

なお、上述した実施形態では、可動接点の固定接点に接触する部分以外も導電性を有する弾性材料で形成した構成を例示したが、これに限らず、例えば図９に示す変形例のように、可動接点における固定接点に接触する部分のみが導電性を有する弾性材料で形成された構成としてもよい。

すなわち、図９に示された変形例は、ハンマー本体３７の錘部３８のコーティング樹脂４１において、各可動接点を構成する突起の先端部分のみが、例えば２色成型によって導電性を有する弾性材料とされた構成である。図９は、例えば上面側の第１可動接点４２と第２可動接点４３の先端部分４２ａ，４３ａが導電性を有する弾性材料とされ、この先端部分４２ａ，４３ａ以外の部分が例えば導電性を持たない樹脂である構成を表している。
なお、この図９の変形例は、突起の先端部分のみを導電性を有する弾性材料とした例であるが、これに限られず、例えば突起全体、或いは突起とその近傍部分のみを導電性を有する弾性材料とした構成でもよい。

また、上述した実施形態では、ハンマー部材５におけるハンマー本体３７の端部に位置する錘部３８が、単純な平板状に形成されている場合について述べたが、これに限らず、例えば図１０に示す変形例のように、ハンマー本体３７の端部に位置する錘部３８を、コーティング樹脂４１が付着し易い形状に形成しても良い。

すなわち、図１０に示された変形例は、ハンマー本体３７の錘部３８に複数の小孔３８ａを設けると共に、錘部３８の周囲に複数の切欠部３８ｂを設けた構成になっている。このように錘部３８に複数の小孔３８ａおよび複数の切欠部３８ｂを形成すれば、錘部３８の複数の小孔３８ａ内および複数の切欠部３８ｂ内にそれぞれコーティング樹脂４１を詰まり易くすることができ、これによりコーティング樹脂４１を錘部３８に十分に且つ確実に付着させることができる。またこの場合、切欠部３８ｂ等がある分だけコーティング樹脂４１の量が増加してクッション性が増える利点がある。

また、上述した実施形態では、上又は下のそれぞれの側においてスイッチの接点部（一対の固定接点と可動接点よりなるもの）を２個設けた場合について述べたが、必ずしも２個に限られず、１個だけ設けた構成でもよいし、３個以上設けた構成であってもよい。３個以上設けた構成とすれば、1つのスイッチのみで、押鍵操作の速度に加えて、押鍵操作の加速度や荷重などが公知の技術によって検知可能であり、このような検知データに基づいて音源を制御することによって、よりリアルな鍵盤楽器の制御が可能となる。

例えば、上述した実施形態におけるコーティング樹脂４１の上面に、可動接点としての突起（高さが順次異なるもの）を前後方向に一列に並んだ状態で３個形成するとともに、スイッチ基板２１にはこれに対応した位置に固定接点を３個形成することによって、上のスイッチの接点部（時間差をもって順次オンするもの）を３個設ける。そして、押鍵操作によってハンマー部材５が時計回りに回転した際、第１の接点部がオンした時点から第２の接点部がオンするまでの時間差Ｔａと、第２の接点部がオンした時点から第３の接点部がオンするまでの時間差Ｔｂとから、押鍵操作の速度と加速度を計算し、これらのデータに基づいて音源を制御する。具体例としては、速度に応じて音量を変化させるのに加えて、加速度に応じて音質等を変化させる（例えば、エフェクターの効果の大小をコントロールするパラメータを変化させる）といったものがあり、このような多彩な制御が可能となる。

また、上述した実施形態では、押鍵操作されてハンマー部材５が時計回りに回転した際、高さの高いコーティング樹脂４１の突起（上の第１可動接点４２）が、対応する第１固定接点２５に接触した後、ハンマー部材５の慣性力によって前記高い突起が潰れるように変形することによって、次の突起（上の第２可動接点４３）が対応する第２固定接点２６に接触する構成である。しかし本発明は、このようにハンマー部材５の慣性力によって複数の接点部が順次オンする構成に限られない。

例えば、前述したように３個の接点部を設け、通常の押下力で押鍵操作した場合には、第１と第２の接点部のみが順次オンして第３の接点部はオンしないが、例えばいわゆるアフタータッチと呼ばれるような押下した鍵４をさらに強く押し込むような押鍵操作をした場合には、第３の接点部もオンする構成（すなわち、押鍵操作の荷重に応じて複数の接点部が順次オンする構成）としてもよい。このようにすれば、アフタータッチと呼ばれるような押鍵操作も検出できる。またこの場合、このようなアフタータッチが検出されたときには、例えば音にビブラートを加えるなどの特殊な発音の制御も可能となる。

また、上述した実施形態では、錘部３８の表面全体をコーティング樹脂４１で被覆するように構成した場合について述べたが、必ずしも全体を被覆する必要はなく、例えばスイッチ基板に対向する面だけをコーティング樹脂４１で被覆する構成としてもよい。このように構成しても、上述した実施形態と同様の作用効果がある。
また樹脂は、２色成型で設ける構成に限られず、例えば所定の樹脂よりなる板状の部材（例えば、前述した実施形態のように可動接点としての突起を有するもの）をハンマー部材の錘部の上面や下面に接着や粘着或いはビス止め等によって取り付ける構成でもよい。
また、錘部の表面だけでなく錘部の全体が導電性樹脂からなる構成でもよい。

また、前記第１実施形態は、第２実施形態のような下側のスイッチ基板２８が無いので、ハンマー部材５の錘部３８の下面には、前記可動接点としての突起が設けられていない。しかし、前記第１実施形態において、ハンマー部材５の錘部３８の下面に、振動防止用のストッパとしての突起を設けてもよい。

１ 楽器本体
２ 鍵盤部
３ 鍵盤シャーシ
４ 鍵
５ ハンマー部材
２１ スイッチ基板
２４ 配線パターン
２５ 第１固定接点
２６ 第２固定接点
２８ スイッチ基板
３０ 第１固定接点
３１ 第２固定接点
３８ 錘部
４１ コーティング樹脂
４２ 第１可動接点
４３ 第２可動接点
４４ 第１可動接点
４５ 第２可動接点

Claims (5)

1. 鍵盤シャーシと、
   この鍵盤シャーシ上に設けられて押鍵操作に応じて上下方向に回転する鍵と、
   この鍵の回転動作に応じて上下方向に回転して前記鍵にアクション荷重を付与するハンマー部材と、
   このハンマー部材に形成された可動接点と、
   前記ハンマー部材の回転に伴って前記可動接点が接離可能に接触する固定接点を有するスイッチ基板と、
   を備えていることを特徴とする電子鍵盤楽器。
2. 前記可動接点は、少なくとも前記固定接点に接触する部分が導電性を有する弾性材料で形成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。
3. 前記ハンマー部材には、導電性を有する弾性材料からなるコーティング部が設けられており、前記可動接点は、前記コーティング部における前記固定接点に対応する部分に突起状に形成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。
4. 前記可動接点は前記ハンマー部材に複数個設けられており、前記固定接点は前記スイッチ基板に前記複数の可動接点とそれぞれ対応して設けられ、前記複数の可動接点の高さが互いに異なっていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
5. 前記可動接点は、前記ハンマー部材の上面と下面とにそれぞれ形成されており、前記スイッチ基板は、前記ハンマー部材の回転動作に伴う前記可動接点の上下方向の移動領域上における上部と下部とにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
   

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