JP3458433B2 - 電子楽器の楽音制御信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鍵のアフタタッチを
検出して楽音制御を行うようにした電子楽器の楽音制御
信号発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子楽器の楽音制御信号
発生装置として、例えば実公昭５５−４３４３８号公報
に示されるように、多数の鍵を搖動自在に支持した鍵盤
フレームの上下及び左右の搖動に連動する１対のシャッ
タ板を有するシャッタ機構と、このシャッタ機構の１対
のシャッタ板によりそれぞれ照射光量を調節されて鍵盤
フレームの搖動変位に応じた電気信号を発生する１対の
検出器と、この１対の検出器に対する共通の光源とから
なり、上記１対の検出器からの検出出力を制御信号とし
て電子楽器における任意の効果を制御するようにしたも
のがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電子楽器の楽音制御信号発生装置にあって
は、板ばねで支持している鍵盤フレーム全体を搖動させ
る構造であったため、可動部が複数の鍵と鍵支持部材と
の質量を合計したものとなり、その質量に起因して応答
性が悪く、共振周波数が低くて浅く早いビブラート等の
制御が困難になるという問題点があった。

【０００４】また、鍵盤フレームにねじれが発生して、
鍵配列方向（音高）によって押鍵方向の力を検出するセ
ンサの検出感度が異なるという問題点もあった。この発
明は上記の点に鑑みてなされたものであり、応答性を良
好にし、検出感度が鍵配列方向によって変化しないよう
にすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、複数の鍵を上下及び左右方向に搖動自在
に支持する鍵支持部材と、鍵長手方向に沿う複数本のは
りを介して上記鍵支持部材に設けられた基部に支持さ
れ、上記複数の鍵のいずれかの押鍵時に力を受けるスト
ッパ部と各鍵の横方向の動きを規制する鍵ガイド部を備
えたストッパ部材と、上記複数本のはりの少なくとも１
本の垂直面に設けられ、上記鍵の操作時に上記鍵ガイド
部を介して伝わる鍵配列方向の力の大きさを検出し得る
センサと、を有する電子楽器の楽音制御信号発生装置を
提供するものである。

【０００６】そして、上記の電子楽器の楽音制御信号発
生装置において、上記複数本のはりに複数のセンサを設
け、その複数のセンサを利用して出力信号を形成するこ
とも可能である。

【０００７】

【作用】この発明による電子楽器の楽音制御信号発生装
置は上記のように構成することにより、各鍵押鍵時及び
アフタコントロール操作時に鍵ガイド部を介してストッ
パ部材の各はりに加えられる鍵配列方向の力は、各鍵と
その鍵ガイド部との嵌合度が均等であるとすると、すべ
て同等である。したがって、その１個のはりの基部寄り
の垂直面に配設したセンサの出力をアフタデータとして
用いることにより、応答性良好なコントロール信号の発
生が可能になる。

【０００８】そして、上記の電子楽器の楽音制御信号発
生装置において、複数本のはりに複数のセンサを設け、
その複数のセンサを利用して出力信号を形成すると、出
力信号の大きさを倍加させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１は、この発明の第１実施例を示す
図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図２は、図１の矢示Ｂ方
向から見た一部断面拡大側面図、図３は、その作動原理
を説明するためのストッパ等価部材を示す斜視図であ
る。

【００１０】図１及び図２において、白鍵１Ａ及び黒鍵
１Ｂ（以下共に「鍵１」という）を、下面が開放された
横断面コの字状に樹脂により一体に成形し、鍵１の後端
部には鍵支点部を形成する突起１ａを下方に突出して一
体に設ける。

【００１１】そして、複数の各鍵１の突起１ａの前側に
設けた凹部１ｂを鍵支持部材である鍵盤フレーム２の鍵
配列方向に列設形成された透孔２ａの前端縁に係合させ
ることにより、鍵１を上下方向に搖動自在に支持し、各
鍵１と鍵盤フレーム２との間にそれぞれ介装した鍵復帰
ばね３により鍵１を常時復帰方向（図２で時計方向）に
付勢する。また、鍵１の両側壁の前端部寄りの下面に
は、Ｌ字状のストッパ片１ｃを垂設する。

【００１２】一方、鍵盤フレーム２の下面に固設された
基板４上に各鍵１に対応して椀状の膨出部を有する可撓
性の接点ラバー部材５を列設し、基板２の透孔２ｂを挿
通して上方に突出させ、この接点ラバー部材５を鍵１の
アクチュエータ１ｄが押圧することにより、接点ラバー
部材５内の図示しない可動接点が基板４側に形成した非
導通の固定接点対を導通させ鍵スイッチを閉成させて楽
音を発生させる。

【００１３】鍵盤フレーム２の各接点ラバー部材５の前
部には、切り起し加工により鍵ガイド片を立設し、その
外周部に軟質エラストマや発泡体等の吸音材をアウトサ
ートにより一体成形して鍵ガイド６を形成し、この鍵ガ
イド６を鍵１の両側壁間に挿通させて鍵の横振れを防止
し、鍵盤フレーム２の最前部の下面に、鍵１側のストッ
パ片１ｃの上縁部が当接するフェルト等からなる上限ス
トッパ７を貼着する。

【００１４】さらに、鍵盤フレーム２の前後方向のほぼ
中央下面に、ストッパ部材８の基部８ａを鍵配列方向に
沿って固設し、この基部８ａの長手方向の両端部近くに
鍵１の長手方向に沿い上下方向に弾性を有する一対のは
り８ｂ，８ｃを一体に形成し、はり８ｂ，８ｃの先端部
に、基部８ａに平行する断面コの字状の全鍵共通のスト
ッパ部８ｄを一体に形成する。

【００１５】そして、このストッパ部８ｄの上面にフェ
ルト等からなる下限ストッパ９を貼着し、押鍵時、鍵１
側のストッパ片１ｃの下縁部が当接し得るようにすると
共に、基部８ａの下面に剛性の高いサブフレーム１０の
後端部を固設し、このサブフレーム１０とはり８ｂ，８
ｃ及びストッパ部８ｄとの間に所定の間隙Ｃが形成され
るようにする。また、一対のはり８ｂ，８ｃの基部８ａ
寄りの水平面からなる上面に歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂを
それぞれ配設し、この歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂからの出
力の和を求める後述の加算手段を設ける（図５参照）。

【００１６】次に、上記のような構成からなる実施例の
作用を説明するが、それに先立ち図３及び図４を参照し
てこの発明の作動原理を説明する。なお、図３に示すス
トッパ等価部材８′において、ストッパ部材８の基部８
ａ，はり８ｂ，８ｃ及びストッパ部８ｄに対応する部分
にはそれぞれ「ダッシュ」を付して示すものとする。

【００１７】いま、ストッパ等価部材８′のストッパ部
８ｄ′のはり８ｂ′，８ｃ′間の点Ｐに下向きの荷重Ｆ
が作用したとし、点Ｐと歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂのスト
ッパ８ｄ′上の投影点（２定点）Ｐ１，Ｐ２との距離を
それぞれＬ１，Ｌ２とすると、図４の（ａ）に示す２定
点Ｐ１，Ｐ２に作用する下向きの力Ｆ１，Ｆ２は、下向
きを正にとると、 Ｆ１＝Ｌ２×Ｆ／Ｌ１＋Ｌ２ Ｆ２＝Ｌ１×Ｆ／Ｌ１＋Ｌ２ となり、両者の和をとると数１が得られる。

【００１８】

【数１】Ｆ１＋Ｆ２＝Ｌ２×Ｆ／Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ１×Ｆ
／Ｌ１＋Ｌ２＝Ｆ

【００１９】また、図４の（ｂ）に示すようにストッパ
部８ｄ′のはり８ｂ′，８ｃ′の外側の点Ｐに下向きの
力Ｆが作用したとし、２定点Ｐ１，Ｐ２間の距離をＬ
１、定点Ｐ２と点Ｐとの距離をＬ２とすると、定点Ｐ１
には上向きの力Ｆ１が、定点Ｐ２には下向きの力Ｆ２が
それぞれ作用する。したがって、下向きを正にとると、 Ｆ１＝−Ｌ２×Ｆ／Ｌ１ Ｆ２＝（Ｌ１＋Ｌ２）×Ｆ／Ｌ１ となり、両者の和をとると数２が得られる。

【００２０】

【数２】Ｆ１＋Ｆ２＝−Ｌ２×Ｆ／Ｌ１＋（Ｌ１＋Ｌ
２）×Ｆ／Ｌ１＝Ｆ

【００２１】上記数１及び数２の各式から荷重Ｆがスト
ッパ部８ｄ′上のいずれの位置に作用しても、２定点Ｐ
１，Ｐ２に作用する力Ｆ１，Ｆ２の和は荷重Ｆに等しい
ことが分る。そして、２定点Ｐ１，Ｐ２に力Ｆ１，Ｆ２
が作用することによりはり８ｂ′，８ｃ′を介して歪ゲ
ージ１１Ａ′，１１Ｂ′には、それぞれ力Ｆ１，Ｆ２に
比例した抵抗変化が現れる。したがって、歪ゲージ１１
Ａ′，１１Ｂ′の各出力の和から力Ｆの強さを求めるこ
とができる。

【００２２】ここで、歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂの各出力
Ｖａ，Ｖｂの和Ｖａ＋Ｖｂを求める加算手段の例を図５
により説明する。図５の（ａ）はこれを演算で求める方
法を示すものであり、入力端子にそれぞれ電圧Ｖが印加
される２個のブリッジ回路ＢＧ１，ＢＧ２の各４個の抵
抗のうち入力端子側の１個を歪ゲージ１１Ａ′，１１
Ｂ′、他の３個を固定抵抗とし、それぞれのブリッジ回
路の出力を増幅器Ａｍｐ１，Ａｍｐ２により増幅し、そ
の出力Ｖａ，Ｖｂを加算器ＡＤに入力して出力Ｖａ＋Ｖ
ｂを求めるようにする。

【００２３】この回路では、力Ｆが作用しない状態でブ
リッジ回路ＢＧ１，ＢＧ２の出力が零になるように他の
固定抵抗値を選ぶようにしておけば、ストッパ部８ｄ′
上の任意の点Ｐに荷重Ｆが作用した場合の歪センサ１１
Ａ，１１Ｂの出力の和Ｖａ＋Ｖｂからそれに比例する力
Ｆの大きさを知ることができる。なお、図５の（ａ）で
は、２本のはりにそれぞれ１個ずつ計２個の歪ゲージを
配設した場合について説明したが、３本以上のはりにそ
れぞれ１個ずつ計３個以上の歪ゲージを配設した場合で
も、各歪ゲージの出力を単純に加算すればよい。

【００２４】また、図５の（ｂ）に示すものは、入力端
子に電圧Ｖが印加されるブリッジ回路ＢＧ３の４個の抵
抗のうち、対角線方向にある２個の抵抗を歪ゲージ１１
Ａ′，１１Ｂとし、他を固定抵抗として各出力を増幅器
ＡＤで増幅して出力Ｖａ＋Ｖｂを求めるようにする。こ
のようにすれば同図の（ａ）よりも回路を簡略化するこ
とができる。

【００２５】ここで、上記のような作動原理を用いた実
施例の作用を図１及び図２を参照して説明する。押鍵に
より鍵１が押下されると、そのストッパ片１ｃの上縁部
が上限ストッパ７から離脱し、アクチュエータ１ｄが接
点ラバー部材５を押圧して鍵スイッチが閉成される。さ
らにアフタタッチにより鍵１に下向きの力を加えると、
ストッパ片１ｃの下縁部が下限ストッパ９を介してスト
ッパ部材８のストッパ部８ｄを下方に押圧する。これに
より、ストッパ部８ｄの２定点Ｐ１，Ｐ２（図１）はそ
の押鍵力の強さとその押鍵位置とに関連した力が作用し
てはり８ｂ，８ｃがそれぞれその力に応じて変形する。

【００２６】この時、ストッパ部材８の基部８ａは鍵盤
フレーム２に固設され、且つ、上下方向に充分な厚さを
有しているので変形することはなく、この基部８ａに後
端部を固設されたサブフレーム１０もほとんど変形する
ことはない。

【００２７】したがって、はり８ｂ，８ｃは基部８ａに
後端部を支持された片持ばりとして作用し、押鍵により
下方に曲げられたはり８ｂ，８ｃは、その先端部に一体
に形成されたストッパ部８ｄの先端の一部がサブフレー
ム１０に当接するに及んでその変形が停止される。はり
８ｂ，８ｃが曲げられると歪ゲージ１１Ａ，１１Ｂの抵
抗値がはり８ｂ，８ｃに作用する力Ｆ１，Ｆ２（図４参
照）の大きさに比例して変化し、図５に示した加算手段
によりその時の押鍵力に応じた信号が楽音制御回路に入
力されて押鍵に応じて音量，音色等を変化させるアフタ
コントロールが行われる。

【００２８】この第１実施例によれば、アフタタッチに
より変形する部分が、鍵盤フレーム２に基部８ａを固設
したストッパ部材８だけになるので応答性が大幅に向上
する。また、アフタタッチによって検出される押鍵力が
鍵配列方向の押鍵位置に依存しないので、常に正確で感
度のよいアフタコントロール信号を発生させることがで
きる。

【００２９】なお、上記の第１実施例においては、スト
ッパ部材８に２本のはり８ｂ，８ｃを設けたが、３本又
はそれ以上のはりを設け、それぞれのはりに歪ゲージを
配設してそれらの出力の和により押鍵力に応じた出力信
号を得るようにすることも可能であり、歪ゲージははり
の上面でなく下面の水平面に設けても差支えない。さら
に、押鍵力の大きさを検出し得るセンサとしては、上記
の歪センサのほかに、ストッパ部８ｄの下面とサブフレ
ーム１０の上面とに配設させた一対の素子からなるフォ
トセンサ，磁気センサ，静電容量センサ等の利用も考え
られる。

【００３０】次に、図６は、上記第１実施例の一部を変
更したこの発明の第２実施例の要部のみを示す側面図で
あり、図２と同一の部分には同一の符号を付して示して
ある。この第２実施例では、ストッパ部材８に断面逆Ｌ
字状の支腕８ｅを一体に設け、その下面に上限ストッパ
７を貼着したものであり、その他の構成及び作用・効果
は第１実施例とほぼ同様である。

【００３１】ただこの第２実施例においては、離鍵時に
はストッパ片１ｃを介してストッパ部材８の先端側が鍵
復帰ばね３の付勢力により上方へ持ち上げられているの
で、図４に示した荷重Ｆは、実際の押鍵力から上記付勢
力分を差し引いた値とする必要がある。すなわち、１鍵
当りの上記付勢力を例えば７０ｇｆ、押鍵された鍵数を
ｎ鍵とすると、押鍵力から７０ｎｇｆを減算した力がス
トッパ部８ｄに作用することになる。

【００３２】以上の第１，第２実施例は、押鍵時の下向
きの力を検出してアフタコントロールを行うものであっ
たが、図７及び図８に示すものは、押鍵時又は押鍵後の
鍵に加えられる左右方向の力を検出して楽音を制御する
ようにしたこの発明の第３実施例を示すものであり、図
７はその一部断面側面図、図８はそのストッパ部材の斜
視図である。なお、この第３実施例においても図１及び
図２に示した第１実施例と同一の部分には同一の符号を
付してその詳細な説明は省略する。

【００３３】この第３実施例では、鍵盤フレーム２の前
後方向のほぼ中央下面に、ストッパ部材１８の基部１８
ａを鍵配列方向に沿って固設し、この基部８ａの長手方
向の両端部近くに鍵１の長手方向に沿い左右方向に弾性
を有する一対のはり１８ｂ，１８ｃを一体に形成し、は
り１８ｂ，１８ｃの先端部に、基部１８ａに平行する長
尺の各鍵共通の可動部１８ｅを一体に形成する。そし
て、はり１８ｃの基部８ａ寄りの垂直な側面に歪ゲージ
２１を貼着すると共に、可動部１８ｅに各鍵に対応して
鍵ガイド１８ｆを列設し、鍵ガイド１８ｆより自由端側
にストッパ部１８ｄを形成してその上面にフェルト等か
らなる下限ストッパ９を貼着する。なお、その他の構成
は前述した第１実施例と同様である。

【００３４】上記のような構成で、押鍵時又は押鍵後に
鍵１に左右方向の力を加えると、鍵ガイド１８ｆを介し
て可動部１８ｅが左右に搖動し、はり１８ｂ，１８ｃが
左右方向に曲げられ、はり１８ｃの基部１８ａ寄りに設
けた歪ゲージ２１の抵抗値が鍵に加えられた左右力の大
きさに比例して変化し、応答性良好な浅くて早いビブラ
ート等の微妙な音の変化が可能になる。

【００３５】なお、この第３実施例においては、歪ゲー
ジ２１をはり１８ｃの側面にのみ設けたが、はり１８ｂ
の側面にも設けてその出力信号の大きさを倍加させるよ
うにすることもでき、歪ゲージ２１を貼着するはり１８
ｂ，１８ｃの側面はその外側でなく内側の垂直面であっ
ても差支えない。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、この発明による請求
項１の電子楽器の楽音制御信号発生装置は、基部を鍵支
持部材に設けたストッパ部材のはりの少なくとも１本に
センサを設け、このストッパ部材に鍵ガイド部を備える
ようにしたので、鍵に加えられる鍵配列方向の力により
変位する質量が小さくなり、応答性の良好な左右方向の
コントロール効果を得ることができる。

【００３７】また、請求項２の電子楽器の楽音制御信号
発生装置は、請求項１記載の電子楽器の楽音制御信号発
生装置において、複数本のはりに複数のセンサを設け、
その複数のセンサを利用して出力信号を形成するように
したので、アフタコントロール操作時の出力信号の大き
さを倍加させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す図２のＡ−Ａ線に
沿う断面図である。

【図２】図１の矢示Ｂ方向から見た一部を断面で示す拡
大側面図である。

【図３】同じくその作動原理を説明するためのストッパ
等価部材を示す斜視図である。

【図４】同じくそのストッパ等価部材に作用する荷重と
２定点に作用する力とを示す説明図である。

【図５】同じくその２定点に対応して設けた２つの歪ゲ
ージの出力の和を求めるための回路図である。

【図６】この発明の第２実施例の要部のみを示す側面図
である。

【図７】この発明の第３実施例を示す図２と同様の拡大
側面図である。

【図８】同じくそのストッパ部材のみを示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…鍵、２…鍵盤フレーム、３…鍵復帰ばね、４…基
板、５…接点ラバー部材、６…鍵ガイド、７…上限スト
ッパ、８，１８…ストッパ部材、８′…ストッパ等価部
材、８ａ，８ａ′，１８ａ…基部、８ｂ，８ｃ，８
ｂ′，８ｃ′，１８ｂ，１８ｃ…はり、８ｄ，８ｄ′，
１８ｄ…ストッパ部、１８ｆ…鍵ガイド、１１Ａ，１１
Ｂ，２１…歪ゲージ

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−89900（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−31799（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−43438（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭54−16405（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭56−2717（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−35717（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−35716（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭62−24318（ＪＰ，Ｙ１) 特許2643577（ＪＰ，Ｂ２) 特許3319190（ＪＰ，Ｂ２) 実用新案登録2597298（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 1/34 G10H 1/053

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鍵を上下及び左右方向に搖動自在
   に支持する鍵支持部材と、鍵長手方向に沿う複数本のは
   りを介して前記鍵支持部材に設けられた基部に支持さ
   れ、前記複数の鍵のいずれかの押鍵時に力を受けるスト
   ッパ部と各鍵の横方向の動きを規制する鍵ガイド部を備
   えたストッパ部材と、前記複数本のはりの少なくとも１
   本の垂直面に設けられ、前記鍵の操作時に前記鍵ガイド
   部を介して伝わる鍵配列方向の力の大きさを検出し得る
   センサと、を有することを特徴とする電子楽器の楽音制
   御信号発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子楽器の楽音制御信号
   発生装置において、前記複数本のはりに複数のセンサを
   設け、該複数のセンサを利用して出力信号を形成するこ
   とを特徴とする電子楽器の楽音制御信号発生装置。