JP3656624B2

JP3656624B2 - 鍵盤装置

Info

Publication number: JP3656624B2
Application number: JP2002262897A
Authority: JP
Inventors: 真二熊野; 剛佐藤
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: JP2003099062A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電子オルガンや電子ピアノ等の電子鍵盤楽器、あるいはピアノ等の鍵盤楽器の練習装置などに適した鍵盤装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子鍵盤楽器等の鍵盤装置としては、例えば特公平１−２８９５６号公報（以下「第１従来例」という）あるいは特公昭４５−８８２８号公報（以下「第２従来例」という）等に見られるようなものがある。
【０００３】
上記第１従来例のものは、鍵の後端部下面に設けた略Ｌ字状の係合突起を、鍵支持部材である鍵盤フレームに穿設した係合孔に係合させ、その鍵を鍵盤フレームに対して上記係合突起と係合孔の縁部との当接部を支点として上下方向に回動自在に支持させ、その支点部と案内部材とによって鍵の左右方向及びローリング方向（鍵の前後方向に沿う軸線を中心として回転する方向）の動きを規制するようにしたものである。
【０００４】
また、上記第２従来例のものは、鍵の後端部と鍵支持部材とを左右方向（水平方向）に沿う１本の接触線を有する線接触状態及び左右方向の略中間部に１つの接触点を有する点接触状態で接触させることにより、鍵を鍵支持部材にその接触部を支点として上下方向に回動自在に支持させ、この支点部と案内部材とによって鍵の左右方向及びローリング方向の動きを規制するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第１従来例のものは、支点部で鍵の左右方向及びローリング方向の動きを抑制すると共に、案内部材でも鍵の左右方向とローリング方向の動きを抑制しているため、鍵自体の反りや捩じれ、あるいは案内部材の傾斜や捩じれ、さらに係合突起のゆがみ等、構成部品の加工精度や取付精度にわずかな誤差があっても、鍵が案内部材にねじる方向の作用力を及ぼしてしまう。
【０００６】
そのため、鍵操作時に雑音が発生したり鍵が円滑に揺動せず、鍵のタッチ感（操作感）が悪くなるという問題があった。また、鍵の下面と係合突起との間の寸法と鍵支持部材の板厚寸法とが正確に一致しないと、係合突起と係合孔との係合部に隙間が生じてがつたき、それによって雑音を発生することもあった。
【０００７】
また第２従来例のものは、鍵の左右方向へのずれを吸収し得るように構成されていないため、鍵をずれたままセットすると、押鍵時にがたつきが生じた部分で雑音を発生する。また、線接触部は左右方向に沿う１本の接触線を有する線接触状態のため、鍵のローリング方向への動きを抑制するための案内部材が必要であり、それだけ鍵の摩擦部が多くなって鍵が円滑に動作せず、鍵のタッチ感が悪くなるという問題がある。
これらの問題は鍵長が長くなるほど顕著になるため、設計の自由度を狭めることにもなっていた。、さらに、これらの鍵支点構造では鍵の長手方向の中間部を揺動支点とするシーソ鍵には適用できず、電磁アクチュエータを用いた自動演奏可能な鍵盤楽器の鍵盤装置としては使用できなかった。
【０００８】
この発明は、上記のような従来の鍵盤装置、特にその揺動支点部の構造による問題を解決するためになされたものであり、鍵長が長い場合でも寸法誤差を吸収でき、がたつきや雑音を発生することなく、全ストロークに亘って無理のないスムーズな鍵操作を可能にし、設計の自由度もあり、シーソ鍵でも安定した鍵動作を可能にすることを目的とする。
【０００９】
【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、支持部材と、この支持部材に対して支点部を中心に揺動自在に設けられた複数の鍵とからなる鍵盤を有する鍵盤装置において、各鍵の操作部の後方で鍵幅方向に対向する２つの内壁面に、楔状壁面を形成した楔状壁面形成部を設け、その楔状壁面形成部の一方の壁面を平面とし、他方の壁面に曲面を形成して鍵側支点部を構成する。
【００１０】
前記各鍵に対してそれぞれ立設され、該各鍵の前記楔状壁面間に該鍵の下面側から高さ方向に
一方、上記支持部材に、上記各鍵に対してそれぞれ立設され、該各鍵の前記楔状壁面間に鍵の下面側から高さ方向に嵌入する突状体を設け、その突状体に、上記鍵の楔状壁面の一方である平面と上記嵌入時に線接触する柱面と、上記楔状壁面の他方に形成された曲面に点又はそれに近い小面積で当接する曲面対応部とを設けて支持部材側支点部を構成する。
そして、上記支持部材上に配設され、前記鍵に嵌入して該鍵の配列方向の位置を規制する鍵ガイドを設けたものである。
【００１１】
この鍵盤装置において、記各鍵に上記楔状壁面形成部から後方へ延びる延設部を設け、その延設部に電磁アクチュエータのアクチュエータ部を嵌入させこともできる。
その場合、上記鍵側支点部を各鍵の操作部の後方であって鍵長手方向の中間部に設けることになる。
【００１２】
【作用】
この発明による鍵盤装置は、その鍵側の支点部と支持部材側の支点部とを上記のように構成したことにより、各鍵は、この鍵側支点部の楔状壁面形成部の一方の壁面に形成された曲面と支持部材側支点部に設けられた突状体の曲面部との接触点を支点として、上下方向（押鍵方向）及び左右方向（鍵幅方向）に揺動可能であり、鍵側支点部の平面状の壁面と突状体の柱面とがその嵌入時に線接触しているため、鍵の長手方向を軸線とする回動すなわちローリングは阻止される。また、鍵側支点部の曲面と突状体の曲面部との係合により鍵の支点部が所定の高さ位置に保持される。
【００１３】
これによって、鍵取り付け部の寸法誤差を吸収することができ、鍵長が長い場合でもその誤差を吸収して全ストロークに亘って無理のないスムーズな鍵駆動が可能になる。また、鍵のローリングが阻止されるので、鍵の上下方向への案内部材は不要になり、鍵ガイドは鍵の配列方向の位置を規制するだけでよいから、鍵の内壁面と点接触するだけでよい。そのため、摩擦部が少なくなり、鍵の動きが円滑になってタッチ感が向上すると共に、雑音を発生しなくなる。
【００１４】
また、鍵側支点部は楔状壁面を形成しており、付勢手段の付勢力によって常時支持部材側支点部の突状体に押し付けられているため、楔効果によってガタが生じないので雑音を発することがなく、自動調芯される効果もある。
なお、鍵盤を構成する各鍵が左右方向に揺動できることを利用して、演奏中に鍵を左右方向へ微妙に動かすことによって、ビブラートやトレモロ，パン，リバーブ等の変調効果を付与し得るようにすることもできる。その場合には、各鍵ガイドの鍵の両側内壁面に当接する部位に、横揺れセンサとして、感圧フイルムあるいは感圧ゴム等の感圧センサを貼着すればよい。
【００１５】
各鍵の楔状壁面形成部の後面を鍵後端面とすることにより、鍵側支点部の強度が増すとともに、その後端面を後方へ延設することによってシーソ鍵にすることができる。
上記鍵側支点部を各鍵の操作部の後方で鍵長手方向の中間部に設けた場合はシーソ鍵となり、電磁アクチュエータを用いて各鍵を動作させて自動演奏を行なうことができる鍵盤装置において、上述した安定した鍵動作が可能になる。
さらに、設計の自由度が増し、オルガンキーとピアノキーのように、タッチ感が全然違う鍵に対してもその揺動支点部の構造を共通化して、それを成形する際に金型の一部又は全部を共用することも可能にすることができる。
【００１６】
【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。
〔第１実施例〕
図１はこの発明の第１実施例を示す鍵盤装置の非押鍵状態における黒鍵の長手方向に沿う断面図、図２は同じくその最大ストローク押鍵状態における白鍵の長手方向に沿う断面図、図３はこの鍵盤装置の鍵を一部取外して示す部分的な平面図である。
【００１７】
まず、主として図１を参照して説明する。１は支持部材である第１フレーム、２も支持部材である第２フレームであり、両者はねじ止めによって固着され、楽器筐体の鍵盤装置支持台である棚板３上に、木ねじ８及びボルト９によって取り付け固定される。第１フレーム１と第２フレーム２の間には、鍵の配列方向に間隔を置いて補強材としてのスペーサ柱１７が介挿されている。
【００１８】
この第１フレーム１及び第２フレーム２は鉄板等の金属板の板金加工により形成されている。そして、第１フレーム１の平面部の後部に各鍵に対応して形成した切り起こし片１ａに、それぞれ各鍵を支持する支持部材側支点部４を樹脂によってアウトサート成形しており、そこに樹脂によって成形された白鍵５Ｗ（図１では仮想線で示す）及び黒鍵５Ｂの鍵側支点部６を嵌入させて、各白鍵５Ｗ及び黒鍵５Ｂを揺動自在に支持している。以下、白鍵５Ｗと黒鍵５Ｂに共通な説明のために両者を総称する場合は「鍵５」という。
【００１９】
各鍵５と支持部材側支点部４との間に板バネ７を弓型に湾曲させて係着しており、その弾性復元力によって、鍵側支点部６と支持部材側支点部４とを常時接触状態に保持する付勢手段として作用させる。１０は操作パネルを含む本体カバーであり、この本体カバー１０に隠れる各鍵５の後部には、板バネ７を着脱するための開口５ａと鍵着脱を可能にする開孔５ｋを設けている。
【００２０】
この支持部材側支点部４と鍵側支点部６は、第１フレーム１に対して鍵５の押離鍵方向（上下方向）及び鍵幅方向（図３で左右方向）への揺動を許容し、ローリング（鍵５の長手方向に沿う軸線を中心としての回転）を阻止する構造になっているが、その詳細については後述する。
【００２１】
黒鍵５Ｂの自由端部は、隣接する白鍵５Ｗの操作部の下側を通ってその白鍵５Ｗの自由端部方向に延設し、その延設部５ｂは第１フレーム１に形成された透孔１ｂから第１フレーム１の下側に入り込み、その自由端部に後述するアクション部材の被駆動部を駆動する駆動部５ｃを形成している。黒鍵５Ｂの中間部の下面には鍵スイッチ駆動用のアクチュエータ５ｄが設けられている。
【００２２】
白鍵５Ｗの自由端部付近にも、図２に明示されるように下方に延びる駆動部５ｅが形成され、第１フレーム１に形成された透孔１ｃを通して第１フレーム１の下側に入り、対応するアクション部材の被駆動部を駆動するようになっている。この白鍵５Ｗの中間部にも、黒鍵５Ｂのアクチュエータ５ｄと並ぶ位置に鍵スイッチ駆動用のアクチュエータ５ｄが設けられている。５ｇは鍵５の後端面であり、これを設けることにより鍵側支点部６の強度が増すと共に、後述する第２実施例のようなシーソ型鍵への変更が容易になる。
【００２３】
第１フレーム１上の各鍵５のアクチュエータ５ｄに対応する位置には、鍵スイッチ用の透孔１ｄが形成され、その前後にスイッチ基板保持用の貫通孔を有するスペーサ１１，１１が樹脂によりアウトサート成形されて設けられている。そして、スイッチ基板１２をそのスペーサ１１，１１を介して第１フレーム１の裏面側に所定の間隔を置いて並行に配置し、ねじ止めによって取り付け保持させる。
【００２４】
そのスイッチ基板１２の上面には、各鍵５のアクチュエータ５ｄにそれぞれ対向して椀状の弾性部材を備えた鍵スイッチ１３が列設されており、押鍵により図２に示すように、その椀状の弾性部材がアクチュエータ５ｄによって所定ストローク押圧されると内部の接点が閉じ、押鍵信号を発生するようになっている。
このような椀状の弾性部材を備えた鍵スイッチは、前掲の実開昭５６−９９５９６号公報や実開平４−１０７２９６号公報等に見られるように公知のものであるから詳細な説明は省略する。
【００２５】
第１フレーム１の透孔１ｄより手前側の黒鍵装着位置に形成した切り起こし片１ｅに、樹脂をアウトサート成形して黒鍵ガイド１４を設け、それを各黒鍵５Ｂに嵌入させてその鍵配列方向の位置を規制している。
また、第１フレーム１の切り起こし片１ｅよりさらに手前側の白鍵装着位置に形成した切り起こし片１ｆ（図２）に、樹脂をアウトサート成形して白鍵ガイド１５を設け、それを各白鍵５Ｗに嵌入させてその鍵配列方向の位置を規制している。
【００２６】
その白鍵ガイド１５の上端部は図４に示すように、鍵幅方向に球面状に膨出する膨出部１５ａ，１５ａを有し、白鍵５Ｗの対向する内壁面Ｓ１，Ｓ２に点又はそれに近い小面積で当接するようになっている。
黒鍵ガイド１４もこの白鍵ガイド１５と同様に膨出部を有し、黒鍵５Ｂの対向する内壁面に点又はそれに近い小面積で当接する。
これによって、鍵５と鍵ガイド部材である黒鍵ガイド１４及び白鍵ガイド１５との摩擦が少なくなるので、よりスムーズな鍵操作が可能になる。
【００２７】
図１及び図２に示す２０は、この鍵盤装置のアクション部材である質量体アッセンブリであり、アクション部材本体である第１アーム２１と、質量体である第２アーム２２と、ピアノのジャックに相当するウイペン機能部材であるレットオフレバー２３等を集成したアッセンブル体である。第１アーム２１とレットオフレバー２３は樹脂によって成形され、第２アーム２２は重り部材２２ａとその一部にアウトサート成形した樹脂部２２ｂとからなる。
【００２８】
第１アーム２１は、鍵５の前端部（自由端部）付近に対応する前端部２１ａから鍵の後端部（支点部）付近に対応する後端部２１ｂまで、鍵５の長手方向に沿って延びており、その前端部２１ａから全長のほぼ１／３弱程度の位置が最も幅（図１，２で上下方向）が広く、その下部に部分円柱状の揺動支点部２１ｃを設けており、それを第２フレーム２上に固設した支持体１６上に載置し、両者の接触部を支点として図１において矢印Ｃで示す方向に揺動可能に支持されるとともに、支点部２１ｃは回動に際して支持体１６上を鍵長手方向にも若干移動できるように構成されている。
【００２９】
この第１アーム２１の揺動支点部２１ｃより前端部側は、細長い三角形状に形成されており、その前端部２１ａ付近に黒鍵５Ｂの駆動部５ｃあるいは白鍵５Ｗの駆動部５ｅと係合する被駆動部２１ｄを設けると共に、上辺に沿って片持ちの弾性片２１ｅを一体に設け、その弾性片２１ｅの先端部と基部付近に形成したバネ係止部２１ｆとの間に第１リーフスプリング２４を湾曲させて係着し、被駆動部２１ｄに駆動部５ｃ又は５ｅを係合させて、弾性片２１ｅと第１リーフスプリング２４の付勢力によって常時その係合状態を維持させている。
【００３０】
第１リーフスプリング２４は、図５にその平面図を示すように細長いフレーム状に形成され、前端に弾性片２１ｅの先端部との係合部２４ａを、後端にバネ係止部２１ｆとの係合部２４ｂをそれぞれ有し、その間に第１アーム２１の両側に振り分けられる２本の側片部２４ｃ，２４ｄを平行に形成した中抜き構成をしている。
【００３１】
第１アーム２１の揺動支点部２１ｃより後端部側は先細り形状で細長く延び、揺動支点部２１ｃに比較的近い位置に軸２５によって第２アーム２２の前端部を相対回動可能に軸支しており、第２アーム２２の前部は第１アーム２１の中間部を厚さ方向の中間に割り込ませて、両側からそれを挟むように嵌合している。
この第１アーム２１の軸２５よりやや後方の下部に、第２アーム係止片２１ｇを後方へ少し傾斜させて突設し、その係止面にアクション部材単体状態での第１アーム２１と第２アーム２２の過変形防止部を形成し、これは組み込み時のバウンド防止用部にすることもできるもので、フエルト等のパット２６を貼着している。
【００３２】
さらに、この第１アーム２１の後端部寄りの位置に、軸２８によってレットオフレバー２３を相対回動可能に軸支している。
レットオフレバー２３は、三角形に近い形状をなし、図６の平面図でも示すように、一端に第２アーム当接部２３ａを、他端にストッパ当接部２３ｂを有し、これらの部分を除いて厚さ方向に中空であり、その中空部２３ｃに第１アーム２１の後部を貫通させている。この第１アーム２１とレットオフレバー２３とがウイペン機能部材として作用する。
【００３３】
第１アーム２１は、外周に沿った縁部２１ｈと長手方向に間隔を置いて形成した複数本のリブ状部２１ｉが肉厚であり、それらによって仕切られた平面部２１ｊは肉薄に形成されており、充分な強度を確保しながら成形時のひけを防止すると共に、なるべく軽量にして、質量体アッセンブリ２０全体の重心ができるだけ後端部寄りになるようにしている。
【００３４】
第２アーム２２は、鉄材等の質量が大きい金属材による重り部材２２ａを露出させた部分と、その鉄材の前半部に樹脂でアウトサート成形した樹脂部２２ｂとからなり、その中間部に上側を開放した凹溝を設け、その内周に幾分柔軟性のある樹脂等の緩衝材２９を貼着し、押鍵初期にレットオフレバー２３の第２アーム当接部２３ａと当接する第１当接面２２ｃと、図２に示す押鍵終期にその第２アーム当接部２３ａの外面が当接する第２当接面２２ｄを形成し、バックチェック機構を構成する。バックチェック機能を果たすのは、主にレットオフレバー２３の第２アーム当接部２３ａと第２アーム２２の第２当接面２２ｄとの当接による。
【００３５】
この第２アーム２２の重り部材２２ａの露出部は、わずかにクランク状をなし、第１フレーム１の後端垂直部に形成された透孔１ｇを通して後方に突出しており、その後端部に弾性片持ち片３０ａを一体とするキャップ３０を樹脂によってアウトサートして成形し、嵌着している。また、重り部材２２ａの上面の弾性片持ち片３０ａの自由端部に対応する位置にフエルト等によるパット３１を貼着し、押鍵時の片持ち片３０ａの保護をしている。
【００３６】
棚板３の上面には、図１に示す非押鍵時に第２アーム２２の重り部材２２ａの下面が当接する下限ストッパ３２を配設している。この下限ストッパ３２はフエルト，ゴム等からなる。
一方、第１フレーム１にアウトサート成形した支持部材側支点部４の第１フレーム１内に露出している下面に、フエルト，ゴム等からなる上限ストッパ３３を貼着して、図２に示すように押鍵終期にレットオフレバー２３のストッパ当接部２３ｂ及び弾性片持ち片３０ａの自由端部を当接させるようにしている。
【００３７】
第２アーム２２の前端上部にバネ係止部２２ｅが形成され、レットオフレバー２３の軸２８の下部と上部とにバネ係止部２３ｄが形成されており、その間に第２リーフスプリング３４を湾曲させて係着している。
【００３８】
この第２リーフスプリング３４は、図７に平面図を示すように、前端に第２アーム２２のバネ係止部２２ｅとの係合部３４ａを有し、そこから平行に延びる２本のバネ片３４ｂ，３４ｃからなり、一方のバネ片３４ｂの後端をレットオフレバー２３の一方の側（図１，図２で見える側）の軸２８の下側のバネ係止部２３ｄに係合させ、他方のバネ片３４ｃの後端をレットオフレバー２３の他方の側（図１，図２で見えない側）の軸２８の上側のバネ係止部２３ｄに係合させる。
【００３９】
この第２リーフスプリング３４によって、２本のバネ片３４ｂ，３４ｃの差分回転トルクを発生させ、レットオフレバー２３に軸２８を中心とする左旋方向の復帰力を付与している。
この質量体アッセンブリ２０全体の重心は、第２アーム２２の重り部材２２ａの重心に近く、揺動支点部２１ｃから被駆動部２１ｄと反対側に大きく離れた位置にあり、質量体アッセンブリ２０全体を軽く形成したとしても押鍵時に大きな慣性モーメントが生じ、ピアノのハンマと同様な作用を果たす。
【００４０】
また、白鍵５Ｗと黒鍵５Ｂの駆動部５ｃ，５ｅをそれぞれ鍵の揺動支点部からの距離がほぼ同じになる位置に設けることができ、それはいずれも白鍵５Ｗの先端部（自由端部）付近になるので、支点部からの距離が長くなり、駆動部と被駆動部との当接部で発生するストローク誤差が演奏者の指が鍵に触れる位置（操作部）においても増幅される要素がないので、被駆動部材である質量体アッセンブリ２０の駆動部に対するストローク精度が向上する。
【００４１】
この実施例では被駆動部材が質量体を含むアクション部材であるから、鍵及びアクション部材のストローク精度の向上とタッチ感触精度の向上を計ることができ、そのアクション部材の白鍵用と黒鍵用をほぼ同一に形成することができる。また、図１に仮想線で示すように、駆動部５ｃ，５ｅに対向する位置の第２フレーム２上に鍵スイッチ１３′を設け、押鍵時に第１アーム２１を介してその鍵スイッチ１３′を駆動するようにすれば、押鍵ストロークに対する鍵スイッチのＯＮ位置、すなわち発音位置の精度を向上させることもできる。
【００４２】
なお、第１アーム２１の揺動支点部２１ｃと被駆動部２１ｄの位置は、図１に実線で示す黒鍵用の場合と仮想線で示す白鍵用の場合とで若干異ならせており、それによって被駆動部と揺動支点との距離が、黒鍵用の方が白鍵用のものより幾分長くなるようにして、白鍵と黒鍵のタッチ感触（反力）が同じになるようにしている。
【００４３】
しかしながら、第１アーム２１の図１に示す一点鎖線Ａ−Ａより左側の部分の形状が黒鍵用と白鍵用とで若干変わるだけで、質量体アッセンブリ２０全体としてはほぼ同一形状であり、第１アーム２１の一点鎖線Ａ−Ａより右側の部分、及びそこに装着されている第２アーム２２，レットオフレバー２３，キャップ３０，第２リーフスプリング３４等はすべて、黒鍵用も白鍵用も同じ形状及び材質の同一部材でよい。
【００４４】
したがって、作用の項において述べたように、質量体アッセンブリ２０を構成する殆どの部品を白鍵用と黒鍵用で共通化でき、第２アーム２２及びレットオフレバー２３をそれぞれ成形するための分割金型は１組ずつあればよい。
第１アーム２１だけは白鍵用と黒鍵用で別の金型で成形する必要があるが、一点鎖線Ａ−Ａの左側部分と右側部分で分割した金型を使用するようにすれば、右側部分の金型は共用できるので、左側部分の金型だけを別々に用意して、共用金型と組み合わせて使用すればよいことになり、大幅なコスト低減を計ることができる。この経済的効果は大きい。
この点については、後述する第３実施例の説明において詳述する。
また、押鍵時におけるこの質量体アッセンブリ２０の作用及び効果等については追って詳述する。
【００４５】
ここで、前述した支持部材側支点部４及び鍵側支点部６の詳細について説明する。図８は図３において一点鎖線Ｌで囲んだ支持部材側支点部４付近の拡大平面図であり、図９はそのＸ−Ｘ線に沿う断面図、図１０は図８の矢示Ｍ方向から見た背面図である。また、図１１は支持部材側支点部４を斜め前方から見た斜視図である。
【００４６】
これらの図によって、まず支持部材側支点部４について説明する。
第１フレーム１に形成された透孔１ｆにアウサート成形による樹脂が回り込んで基部４ａが形成され、それと一体に図１，図２に示した切り起こし片１ａにアウトサート成形された突状体４ｂが、各鍵５に対して立設されている。図８において基部４ａの両側には第１フレーム１の露出面１ｉが見える。
【００４７】
突状体４ｂの一方の側面には垂直方向に軸線をもつ円柱面４ｃが形成され、他方の側面は、その前半部は鍵５の長手方向に沿う平面４ｄで、後半部は後方に向って突状体４ｂを細くするように傾斜した斜面４ｅに形成され、その斜面４ｅの上下方向の中央よりやや上部に球面状の膨出都（曲面対応部）４ｆが形成されている。ここで、円柱面４ｃは外周が完全な円孤状をなす必要はなく、変形した曲柱状面であってもよい。
【００４８】
一方、図１２は鍵を裏返してその鍵側支点部６付近を斜め前方から見た要部拡大斜視図である。この図に示すように、鍵５（白鍵も黒鍵も同じ）の後端面５ｇに近い後部の鍵幅方向に対向する２つの内壁面Ｓ１，Ｓ２に、鍵後方に向かって間隔が狭まる楔状壁面６ａ，６ｂ（楔状壁面６ａは内壁面Ｓ１と平行）を形成した楔状壁面形成部６ｃを設け、その楔状壁面形成部６ｃの一方の壁面６ａを平面とし、他方の壁面６ｂに鍵高さ方向の中間部に同方向に湾曲した凹曲面６ｄを鍵長手方向に沿って形成して、鍵側支点部６を構成している。
【００４９】
図１３はこの鍵５を図１１に示した突状体４ｂに支持させた状態の図１５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１４は図８及び図１３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図、図１５はＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
これらの図によって、この実施例による鍵５の支持状態について説明する。
【００５０】
図１４及び図１５に示すように、鍵側支点部６の楔状壁面６ａ，６ｂ間に支持部材側支点部４の突状体４ｂを、鍵５の下面側から高さ方向に嵌入させるようにして、各鍵５を第１フレーム１に装着し、図１に示した板バネ７を係着すると、楔状壁面６ａ，６ｂが突状体４ｂの円柱面４ｃと膨出部４ｆに押し付けられる。
それによって、鍵側支点部６の平面状の壁面６ａと突状体４ｂの円柱面４ｃとが嵌入時にその嵌入方向である鍵高さ方向に沿ってほぼ直線状に当接（線接触）し、他方の楔状壁面６ｂに形成された凹曲面６ｄと突状体４ｂの球面状膨出部４ｆとは点又はそれに近い小面積で当接（点接触）する。
【００５１】
図１４によると、膨出部４ｆの球面に沿って微小線接触している。膨出部４ｆの曲率半径より凹曲面６ｄのそれをわずかに大とすることにより点接触となり、ほぼ同一にすることにより微小線接触もしくは小面積接触となる。また、凹曲面６ｄの中央谷線も水平面と平行にかつ湾曲していることにより、上記微小線は小面積を有することになる。鍵のローリングのみを禁止した鍵盤装置であって、なおかつ長期的に安定した支点構造にするには、上記接触に小面積を有するのが望ましい。
また、楔状壁面６ｂ側と突状体４ｂ側とが当接する曲面の凹凸関係がこの実施例と逆であってもよい。
【００５２】
鍵側の支点部６と鍵支持部材であるフレーム側の支点部４とをこのように構成したことにより、鍵５は、この鍵側支点部６の凹曲面６ｄと突状体４ｂの球面状膨出部４ｆとの接触点を支点として、上下方向（押鍵方向）及び左右方向（鍵幅方向）に揺動可能であり、鍵側支点部６の平面状の壁面６ａと突状体４ｂの円柱面４ｃとが鍵高さ方向に線接触しているため、鍵５の長手方向を軸線とする回動すなわちローリングは阻止される。また、鍵側支点部６の凹曲面６ｄと突状体４ｂの球面状膨出部４ｆとの凹凸面の係合により鍵の支点部が所定の高さ位置に保持される。
【００５３】
これによって、鍵支点部と鍵ガイド部との鍵並び方向の配設寸法誤差、あるいは鍵成形時のそりによる寸法誤差等を吸収することができ、鍵長が長い場合でもその誤差を吸収して全ストロークに亘って無理のないスムーズな鍵駆動が可能になる。また、鍵のローリングが阻止されるので、質量体等でガイドされるようにすると、鍵の上下方向への案内部材は鍵側でも不要にすることもできる。
この実施例の場合は、鍵ガイドは鍵の配列方向の位置を規制するだけのために、図４で説明したように鍵の内壁面と点接触するガイド１５を設けている。そのため、摩擦部が少なくなり、鍵の動きが円滑になり、上記寸法誤差があったとしても雑音を発生しなくなる。
【００５４】
また、鍵側支点部６は楔状壁面を形成しており、それが板バネ７の付勢力によって常時支持部材側支点部４の突状体４ｂに押し付けられているので、楔効果によってガタが生じることがなく、雑音を発することがないとともに、自動調芯される効果もある。
【００５５】
なお、鍵盤を構成する各鍵が左右方向に揺動できることを利用して、演奏中に鍵を左右方向へ微妙に動かすことによって、ビブラートやトレモロ，パン，リバーブ等の変調効果を付与し得るようにすることもできる。その場合には、各鍵ガイドの鍵の両側内壁面に当接する部位に、横揺れセンサとして、感圧フイルムあるいは感圧ゴム等の感圧センサを貼着すればよい。
【００５６】
また、この支点部の構造によれば、鍵は直交する２方向に揺動可能になるから、上記実施例における左右方向を押鍵方向にして、上下方向を鍵幅方向にするように、鍵を横向きにして（鍵の形状は変わるが）、支持部材側支点部の突状体をＬ字状に折り曲げて、鍵側支点部に対して水平方向に嵌入させるようにすることも可能である。この場合の鍵側支点部の楔状壁面は、鍵高さ方向に対向する２つの内壁面に形成されることになる。
【００５７】
次に、図１及び図２で説明したアクション部材である質量体アッセンブリ２０の作用及び効果について詳述する。
図１６の（イ）〜（ホ）は、上述した第１実施例による非押鍵状態から最大ストローク押鍵状態までの質量体アッセンブリ２０の主としてウイペン機能部分の動作を段階的に示す説明図である。この図において、レットオフレバー２３は縦断面で示している。
【００５８】
（イ）に示す非押鍵状態では、質量体アッセンブリ２０は第２アーム２２側が自重によって下降して図１に示した位置に復帰しており、第２アーム２２は下限ストッパ３２に当接し、第１アーム２１の後端部２１ｂのパット２７が第２アーム２２の重り部材２２ａ上に当接している。レットオフレバー２３は第２リーフスプリング３４の付勢力によって左旋復帰し、第２アーム当接部２３ａが第２アーム２２の第１当接面２２ｃの下側に入り込んでいるが、両者は当接しておらず若干の隙間を形成している。
【００５９】
鍵５が押し下げられると、図１に示した駆動部５ｃ又は５ｅによって第１アーム２１の前端部の被駆動部２１ｄが押し下げられ、第１アーム２１が揺動支点部２１ｃと支持体１６との当接部を支点として図で左旋揺動を開始する。
押鍵動作がある程度スピードを有している（ピアニシモ以上）と、その初期に図１６の（ロ）に示すように、第２アーム２２は静止したままで、第１アーム２１がレットオフレバー２３を伴って僅かに左旋し、レットオフレバー２３の第２アーム当接部２３ａが第２アーム２２の第１当接面２２ｃに当接する。ピアニシモ以下の弱いタッチで押鍵したとすると、上記隙間を有したまま第２アーム２２は下限ストッパ３２から離れる。
【００６０】
続いて、ピアニシモ以上の場合、第１アーム２１と第２アーム２２がレットオフレバー２３を介して連結され、質量体アッセンブリ２０全体が左旋して、図１６の（ハ）示すように揺動し、弾性片持ち片３０ａの先端が上限ストッパ３３に当接する。
その後、弾性片持ち片３０ａを若干撓ませながらさらに左旋し、（ニ）に示すようにレットオフレバー２３のストッパ当接部２３ｂが上限ストッパ３３に当接する。
【００６１】
そして、さらに質量体アッセンブリ２０が左旋することにより、レットオフレバー２３が軸２８を中心に右旋され、それによって図１６の（ホ）に示すように、第２アーム当接部２３ａが第２アーム２２の第１当接面２２ｃから離脱し、第２アーム２２の拘束を解く。
タッチがピアニシモ以下の場合、（イ）の状態を維持しつつ（ロ），（ハ）の状態へ移行するが、弾性片持ち片３０ａと上限ストッパ３３とが当接した後、第２アーム当接部２３ａの上部隙間がなくなるよう、上限ストッパ３３で第２アーム２２を押し下げる。その後の動きは前記強タッチの場合と同じである。
【００６２】
その後、第２アーム２２は重り部材２２ａ等の自重及び弾性片持ち片３０ａの復元力によって右旋復帰しようとする力と、左旋方向の慣性モーメントとが微妙につり合いながら全体として左旋され、レットオフレバー２３の第２アーム当接部２３ａはすぐに第２アーム２２の第２当接面２２ｄに当接し、第２アーム２２をホールドするバックチェック機能が作用し、また第２リーフスプリング３４によって第２アーム２２に左旋方向の付勢力も与えられているので、第２アーム２２が急激に右旋するようなことはない。
基本的な作用としては、弱タッチであればある程、第２アーム２２等の左旋方向の弾性モーメントが小さくなることを考慮すればよい。
【００６３】
また、第１アーム２１に対して第２アーム２２が必要以上に右旋したとしても、図１及び図２に示した第２アーム係止片２１ｇに当接してそこで係止される。そして、第２アーム２２の第２当接面２２ｄは緩衝材２９によって形成されており、第１アーム２１の第２アーム係止片２１ｇの係止面にもパット２６が貼着されているので、第２アーム２２が衝撃により振動を起こすようなことはない。
【００６４】
このレットオフレバー２３による第２アーム２２の拘束解除によって、押鍵時にグランドピアノと同様な静的及び動的レットオフ感が得られるが、その説明のために、まずピアノのアクション機構における各機能の定義について説明しておく。
【００６５】
レットオフ機能とは、鍵連動により、打鍵した力で駆動したハンマが弦に当接した後、そのリバウンドで戻る余地を与えるためのもので、鍵により連動されたハンマの連動部分を解放する機能である。
バックチェック機能とは、レットオフされたハンマをホールドする機能である。
レペティション機能とは、離鍵時のバックチェック解放後に、ハンマを押鍵可能状態に戻す機能である。
ピアノのウイペンアッセンブリの中では、上記レットオフ機能及びレペティション機能を行なっており、バックチェック機能は鍵で行なっていると言える。これに対して、本件実施例では質量体アッセンブリ２０で、上記全機能を行なうものとなっている。
【００６６】
静的レットオフ感とは、鍵を音が出るか出ない程度に極めてゆっくり押した時、ジャックとハンマとで発生する摩擦力が徐々に大きくなって、鍵により連動されたハンマの連動部分を解放するときに上記摩擦力が減少して発生する脱進感のことである。
動的レットオフ感とは、鍵をピアニシモ（ｐｐ）以上の強さで打鍵したとき、打鍵終了直前で鍵とハンマの連動が解消されると、それにより打鍵途中で慣性モーメントが減少し、抜ける感じ（脱進感）が生まれること。すなわち、打鍵途中に慣性モーメントが減少することにより、指への反力が減少する打鍵感のことである。
【００６７】
ここで、グランドピアノにおける鍵盤装置の機能的な特徴を挙げると、次のようなものである。
▲１▼静的タッチ感が押鍵ストロークに対してあまり変化しない。
▲２▼弱タッチ時の脱進感（静的レットオフ感）がある。
▲３▼動的タッチ感（質量感）があって、強打時の質量解放感（動的レットオフ感）がある。
▲４▼白黒鍵同一タッチ感である。
【００６８】
前述したこの発明の第１実施例によれば、上記特徴を備えたグランドピアノの鍵盤装置に極めて似たタツチ感が得られるのである。
そこで、グランドピアノのタッチ感がよいと云われているが、どのような要素があってどこがどうよいかを解明し、この発明ではどの要素をどうしたのかを説明する。
【００６９】
まず、ニュートンの運動の第２方程式をすべての要素を考慮して表すと数１のようになる。
すなわち、図１７に示すような系において、質量ｍの物体をＦという力で押した場合、数１の右辺の反発力が発生する。
【００７０】
【数１】

【００７１】
ここで、ｍ；物体の質量（鍵盤装置の場合は鍵及びアクション部材全体の質量と考えてよい）、ｘ；移動距離（鍵ストローク）、ｋs ；ばね定数、μ；摩擦係数、Ｎ；抗力、ｄ^２ｘ／ｄｔ^２；加速度、である
この式は、Ｆ＝ｍα として広く知られているが、からみ構造があると数１のようになる。
グランドピアノでは、鍵及びアクション部材の重さが数１の〈１〉項に対応し、従来の電子鍵盤楽器でもみかけ上同様であるが、両者はアクション機構が異なるため、押鍵途中においてｍ，αがその形態を変える。
【００７２】
グランドピアノでは、バネが作用するところとしてレペティションバネがあり、電子鍵盤楽器では鍵復帰バネが数１の〈３〉項に対応する。また、グランドピアノには主にレペティションレバーとハンマ（ローラスキン）とのこすれ構造等、こすれるところが多数あり、その摩擦力が〈２〉項に対応するが、従来の電子鍵盤楽器では、タッチ感触に影響する程のこすれ部は存在していなかった。
【００７３】
極論を云えば、グランドピアノの鍵盤そのものを用いて電子音源回路を搭載すれば最高の電子鍵盤楽器が得られるが、それはコスト的に実現できないことである。そこで、この発明がなされたのである。
【００７４】
一般に、運動をする（している／やめる）物体について、その物体が外界に対して与える力（数１の右辺）と物体へ作用する力（左辺）とは数１の関係が成り立つことを述べたが、この実施例のタッチ感触は、特に〈１〉項と〈２〉項がたくみにからみ合って、静的レットオフ感と動的レットオフ感とが良好に付与される（図１８参照）。
【００７５】
これを詳細に検証する。まず、静的レットオフ感について検証する。
グランドピアノでは、押鍵初期には大きな摩擦力は発生せず、押鍵ストローク前半は数１の式で〈１〉項は加速度が重力加速度であるので、鍵操作部が指に与える力はほぼ５０〜６０ｇに設定されてる。μ，Ｎも共にほぼゼロなので〈２〉項もほぼゼロであり、バネ力も作用しないので〈３〉項もゼロであるので、
Ｆ＝Ｍα＝５０〜６０ｇを受けながら動く。
【００７６】
押鍵ストロークの後半において、レペティションバネに抗してレギュレーティングボタンがジャックを押していくので〈３〉項の力が発生する。これに続いてジャックの上にハンマが載ったところ（ジャックとハンマローラの当接）から、摩擦力が増大するので〈２〉項の力が発生する。この摩擦がオフになるときに静的レットオフ感が発生する。
【００７７】
この発明の場合、押鍵ストローク前半は〈１〉項のＦ＝ｍαに左右されて動く。弾性片持ち片３０ａが上限ストッパ３３に当たる押鍵ストローク後半から（図１６の（ハ）から）、Ｆ＝ｍα＋(ｋｓ＋ｋsh)・ｘに左右されて動き、反力が増大する。ここでｋsh は弾性片持ち片３０ａのバネ定数である。
【００７８】
そして、レットオフレバー２３が上限ストッパ３３に当接する。ピアニシモ以下の場合は、質量体アッセンブリ２０特に第２アーム２２が左旋方向の慣性モーメントを有していないので、その第２アーム当接部２３ａと第２アーム２２の第１当接面２２ｃとの当接部をスライドさせ始める。この時摩擦力が発生する。すなわち、Ｆ＝ｍα＋μＮ＋ｋso・ｘに左右されて動く。
ここで、ｋso＝ｋs ＋ｋsh である。そして、レットオフレバー２３と第２アーム２２との係合が外れると、数１の式の〈２〉項がほぼゼロになるため、脱進感（静的レットオン感）を得る。
【００７９】
次に、動的レットオフ感について検証する。
グランドピアノでは、タッチがピアニシモ以上の場合ハンマが押鍵にアクティブに連動する。一般に物体が動く時と止まる時に慣性力が働くことが知られている。この慣性力を慣性モーメントＩという形で表すと、Ｉ＝ｍｒ^２となる。ここで、ｒは例えば回動支点ｓと押鍵位置との距離であり、慣性モーメントは回転するものを前提として系ができている。
【００８０】
そして、外力のモーメントをＮ，角速度をωとすると、Ｎ＝Ｉ（ｄω／ｄｔ）で表わせる。この式は、明らかに前記数１の式の〈１〉項と同じ概念で捉えることができる。上記式における慣性モーメントＩを質量ｍに、角加速度ｄω／ｄｔを加速度αに、外力のモーメントＮを力Ｆに置き換えると、数１の式の〈１〉項と同じように扱える。
【００８１】
そこで、グランドピアノの場合、押鍵初期には数１の右辺の全項の系が働くが、特に目立つのは〈１〉項である。すなわち、ハンマが動き出すのに必要な慣性力を得るために数１の〈１〉項により大きな反力を指に受ける。
【００８２】
そして、押鍵終了の直前で、鍵とハンマの連動が解消される。すなわち、鍵からの力を受けずにハンマが弦に近づいていくので、ハンマが有する慣性モーメントが減少し、動的脱進感が得られる。これらの動作は、数１の全項が同時に起っているのであるが、特に押鍵初期を除いた後半において、ハンマが有する全項がなくなったと同様の作用を指に受ける。
【００８３】
これに対し、前述したこの発明の実施例においても、押鍵初期には数１の右辺の全項が働く。但し、レットオフレバー２３（ジャックに相当する）と第２アーム２２（ハンマに相当する質量体）との嵌合部に、図１６の（イ）に示したように遊び（隙間）が上下にあるため、次のような目的を果たす。
上記嵌合部の遊び（０.３ｍｍ〜１.０ｍｍ）の目的は、鍵復帰時（再発音を可能にする時）のレットオフレバー２３と第２アーム２２との嵌合をスムーズにさせることである。
【００８４】
タッチがピアニシモ以上の場合慣性力が働くので、図１６の(イ)の状態から(ロ)の状態を経て(ハ),(ニ),(ホ）と状態を変える。したがって、押鍵初期の最初期には上記遊びのために、第２アーム２２は慣性力で動こうとしない。第２アーム２２は(ロ)の状態の後、上限ストッパ３３に向かって動き始める。この時は、数１の式における〈１〉項を目立たせながら全項作用している。
【００８５】
弱い方のタッチでは加速度が小さいだけであって、図１６の(ロ)から(ニ)の状態では弱，強タッチにおいて〈１〉項による力に変化はない。(ハ)で弾性片持ち片３０ａが上限ストッパ３３に当接した時点から、静的レットオフの場合と同様にｋso・ｘが増す。(ニ)でμＮが増して（主にＮが増す）摩擦面がずれていく。レットオフレバー２３と第２アーム２２との嵌合がはずれると、ｋso・ｘは減少し、回転モーメントも減少して(ホ)の状態に至る。
【００８６】
強いタッチの場合、慣性モーメントがなぜ減少するかというと、慣性モーメントの要素である質量ｍの大部分を占める第２アーム２２が鍵から解き放たれてフリーな動きをすることによる。つまり、ｍ１−ｍ２（ｍ１は鍵及びアクション部材全体の質量、ｍ２は第２アームの質量）に仮想的に質量が小さくなるため、結果として慣性モーメントが減少する。
【００８７】
図１８に、この発明による鍵盤装置の鍵ストローク(ｍｍ)と荷重(反力：ｋｇ)の関係の実測結果を線図で示す。実線は押鍵強さが中強（ｍｆ）の場合、一点鎖線は中弱（ｍｐ）の場合、二点鎖線は弱（ｐ）の場合で、いずれも指を鍵に添えて打鍵した場合である。Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各ポイントは、レットオフレバー２３が上限ストッパ３３に当接する点である。
【００８８】
この線図において、極大値からのディップ量（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）が動的レットオフ感の大きさを表わしており、打鍵強度が大きい程そのレベルが大となり、図示の場合は、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３となる。これは、Ｆ＝ｍα の式において、加速度αは打鍵強度が大きい程大きいため、質量との積であるｍαも大きくなるので、質量体が鍵から解放されたときの質量の減少によるｍαの減少量（図１８に１，Ｄ２，Ｄ３）も大きくなるのである。
【００８９】
この図１８に示す特性は、グランドピアノの特性に極めて近似しており、この実施例によってグランドピアノに近似した動的レットオフ感が得られることが実証された。
このように、この発明の第１実施例によれば、グランドピアノと同様な高級タッチ感が得られる鍵盤装置を比較的安価に提供することができる。
【００９０】
特にこの実施例では、質量体本体である第２アーム２２と、ウイペン機能部材（第１アーム２１及びレットオフレバー２３）とを集成して、アクション部材である質量体アッセンブリ２０を構成し、押鍵途中のストローク位置で質量体本体を解放するようにした点に特徴を有する。
この実施例は、電子ピアノの鍵盤装置として好適であるが、その他の鍵盤楽器にも利用でき、また、ピアノや電子ピアノ等の鍵盤楽器の練習装置としても使用できる。
【００９１】
〔第２実施例〕
次に、この発明の第２実施例を図１９及び図２０によって説明する。
この第２実施例は、この発明を鍵盤を電磁アクチュエータで駆動して自動演奏する自動演奏用鍵盤装置に適用した実施例であり、図１９は前述した第１実施例の図１と同様な非押鍵状態における白鍵の長手方向に沿う断面図である。
この第２実施例の機構及び作用は殆ど第１実施例と共通しているので、図１と共通する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００９２】
この図１９及び図２０に示す第２実施例において第１実施例と異なるのは、鍵盤を構成する各白鍵５Ｗ及び図示していない黒鍵５Ｂ（図１参照）に、それぞれその後端面５ｇからさらに後方へ延びる後方延設部５ｈを設けると共に、その後端部付近の両側壁間に、棚板３上に各鍵ごとに立設した電磁アクチュエータ４０のアクチュエータ部４０ａを嵌入させ、それをピン４１によって枢着した点である。この枢着部のＤ−Ｄ線に沿う断面図を図２０に示す。
【００９３】
すなわち、この実施例における鍵はシーソー鍵であり、後方延設部５ｈ側を電磁アクチュエータ４０のアクチュエータ部４０ａで押し上げることによって、前端部側を演奏者が押鍵操作した場合と同様に鍵側支点部６を中心に回動させて、自動演奏することができる。
その電磁アクチュエータ４０は、予め記憶されているか外部から入力される演奏情報に基づいて、図示しない制御回路及び駆動回路によって通電制御され、通電時にアクュエータ部４０ａを突出させるが、非通電時にはアクチュエータ部４０ａをフリーにしている。そのアクチュエータ部４０ａは軽量であり、演奏者の押鍵による演奏時には、前述したタッチ感に殆ど影響しない。
【００９４】
前記第１実施例（図１等）とこの第２実施例（図１９）とでわかるように、この発明で使用される鍵は、支点構造を図示のような構造に工夫することにより、ほとんど構造を変えずに鍵を短かくも長くもすることができる。すなわち、鍵構造を変更しても、鍵金型の大部分を共通使用することができる。
【００９５】
〔第３実施例〕
次に、この発明の第３実施例を図２１によって説明する。
この第３実施例は、第１実施例におけるアクション機構を簡略化したものであり、図２１はその鍵盤装置の図１と同様な非押鍵状態における黒鍵の長手方向に沿う断面図である。この図２１において図１とほぼ同等な部分には同一符号を付してあり、それらの説明は省略する。
【００９６】
５０は支持部材である鍵盤フレームであり、鉄板等の金属板の板金加工によって形成され、楽器筐体の棚板３にねじ止め固定（ねじは図示を省略）される。
この鍵盤フレーム５０の上部水平面５０ａの後端部に、樹脂のアウトサート成形によって支持部材側支点部５４が、各鍵の支持位置に立設されており、そこに各鍵５（白鍵５Ｗ及び黒鍵５Ｂを総称する）の後端部に設けた鍵側支点部５６を嵌入させる。そして、両者間に支点圧接バネ５７を係着して、鍵側支点部５６を支持部材側支点部５４に常時圧接させる。
【００９７】
それによって、各鍵５を鍵盤フレーム５０に対して上下方向（押鍵方向）及び左右方向（鍵幅方向）に揺動可能に、且つ鍵長手方向の軸線に対するローリングを阻止するように支持する。
この両支点部の構造は、例えば前述した第１実施例の支持部材側支点部４と鍵側支点部６における凹凸関係を逆にした構造にすることができるが、その詳細な説明は省略する。
【００９８】
この鍵盤フレーム５０の上部水平面５０ａの前部には、鍵スイッチ用の透孔５０ｂが形成されており、その下側にスイッチ基板１２を手前側下がりに傾斜させて、基板保持部材５８，５９を介して取り付ける。
そのスイッチ基板１２の上面には、各鍵に対して２個ずつの椀状弾性部材を用いた鍵スイッチ５１，５２が鍵長手方向に並んで配設されており、鍵５に設けた２連の鍵スイッチ駆動用アクチュエータ５ｄ′によって、押鍵時に鍵スイッチ５１，５２の順に押されて接点をＯＮする。
【００９９】
これは、押鍵を検知すると同時に、２個の鍵スイッチ５１，５２がＯＮになるタイミングの時間差によって、その押鍵強さあるいは押鍵速度を検知できるようにしたものであり、鍵スイッチ５１，５２が２メイクのタッチレスポンス・スイッチを構成している。
【０１００】
さらに、この鍵盤フレーム５０の透孔５０ｂから切り起こした切り起こし片５０ｄを手前側に折り曲げて水平より若干手前上がりに傾斜させ、その先端部に樹脂によるアウトサート成形による黒鍵ガイド１４′を設け、それを各黒鍵５Ｂの両側壁間に嵌入させ、その両側壁に点接触させて黒鍵５Ｂの配列方向の位置を規制する。また、この鍵盤フレーム５０の下部水平面の前端から立上がった立上り片５０ｆに、樹脂によるアウトサート成形により白鍵ガイド１５′を設け、それを各白鍵５Ｗの両側壁間に嵌入させ、その両側壁に点接触させて、白鍵５Ｗの配列方向の位置を規制する。
【０１０１】
この第３実施例では、アクション部材として質量体アーム５５を各鍵に対して設けている。この質量体アーム５５は、上下方向に屈曲して鍵長手方向に延びるアーム本体５５ａと、その後端部に固着されてさらに後方へ延びる重り部材５５ｂとからなる。
【０１０２】
アーム本体５５ａは樹脂による成形品であり、第１実施例の第１アーム２１と同様に、外周に沿った縁部５５ｈ及び長手方向に間隔を置いて設けた補強用のリブ状部５５ｉは肉圧であるが、それらによって仕切られた平面部５５ｊは肉薄に形成されており、充分な強度を確保しながら成形時のひけを防止すると共に、なるべく軽量にして質量体アーム全体の重心ができるだけ後端部寄りになるようにしている。
【０１０３】
このアーム本体５５ａは、前部の上方に屈曲した部分の下縁に円柱状の揺動支点部５５ｃを形成しており、その揺動支点部５５ｃが、鍵盤フレーム５０の切り起こし片５０ｅを逆Ｌ字状に折り曲げて形成した支持部５０ｇに貼着された支持パット６１上に載置される。この揺動支点部５５ｃと間隔を置いて対向するように、外周を円孤状に形成した補助支点部５５ｅを設け、支持部５０ｇの下面に貼着された補助パット６２に近接させている。支持パット６１及び補助パット６２は布又はフエルトである。
【０１０４】
そして、このアーム本体５５ａの前端部には被駆動部５５ｄが形成され、そこに黒鍵５Ｂの第１実施例と同様な延設部５ｂ又は白鍵５Ｗの自由端部付近に設けられた駆動部(アクチュエータ)５ｃ又は５ｅを係合させて、両者間に圧接バネ６０を係着して、駆動部５ｃ又は５ｅと被駆動部５５ｄとを常に圧接させている。
【０１０５】
重り部材５５ｂは、鉄等の質量の大きい金属材で、アーム本体５５ａの後端部に嵌着，ねじ止め，接着等によって固着され、その後端部が上方へクランク状に曲がり、そこにキャップ６３を固着している。そのキャップには、下面に下向き円錐状のゴム片等による弾性突起６３ａを、上面にも上向き円錐状のゴム片等による弾性突起６３ｂをそれぞれ設けている。
【０１０６】
この各弾性突起６３ａ，６３ｂに対向して、鍵盤フレーム５０の下部上面に下限ストッパ６４を、上部下面に上限ストッパ６５をそれぞれ設けている。この下限ストッパ６４及び上限ストッパ６５は、フエルト又はゴムからなり、弾性突起６３ａ，６３ｂを当接させて、質量体アーム５５の揺動時のバウンドを防止すると共に、その揺動範囲を規制する。
【０１０７】
この実施例でも黒鍵５Ｂの自由端部は隣接する白鍵５Ｗの操作部５Ｓの下側を通って白鍵の自由端方向に延設し、その延設した自由端部に黒鍵の駆動部５ｃを形成しているので、第１実施例(図１等)と同様、被駆動部材（質量体アーム５５もしくは鍵スイッチ５１，５２）の駆動部に対するストローク精度が向上する。
【０１０８】
また、黒鍵５Ｂ又は白鍵５Ｗの操作部を押下すると、その駆動部５ｃ又は５ｅによって質量体アーム５５の被駆動部５５ｄが押し下げられ、被駆動部材である質量体アーム５５が、その揺動支点部５５ｃを中心に矢示Ｅで示す方向に回動する。それによって重り部材５５ｂが上昇し、質量体アーム５５の重心が移動するが、その重心の移動量は押鍵ストロークに対して、揺動支点から駆動部と被駆動部の係合点までの距離と揺動支点から重心までの距離との比に応じて拡大される。これがグランドピアノにおけるハンマと同様に機能し、その慣性モーメントによって演奏者の指に押鍵強さに応じたタッチ感を与える。
【０１０９】
そして、弾性突起６３ｂが上限ストッパ６５に当接すると、質量体アーム５５の揺動が衝撃を吸収しながら停止されてバウンドが防止される。その後離鍵されると、質量体アーム５５が自重によって矢示Ｅと逆方向に回動復帰し、それに連動して鍵５も上昇復帰される。したがって、この鍵盤装置には鍵復帰用のスプリングを設けていない。
【０１１０】
この実施例によっても、従来のこの種の鍵盤装置（例えば、実公平５−９５４号公報に見られるようなもの）に比べて、アクション部材のストローク精度及びタッチ感触精度が向上するとともに、ローコスト化を計ることができるのは、前述した第１実施例の場合と同様であるが、これらの点について図２３を用いて補足説明する。
【０１１１】
この図２３におけるＢＫとＷＫ及びＧｂとＧｗは、それぞれ図２１における黒鍵５Ｂと白鍵５Ｗ及び黒鍵用と白鍵用の質量体アーム５５に対応し、図２３における支点Ｏ，揺動支点Ｑ，位置Ｐは、それぞれ図２１における支持部材側支点部５４と鍵側支点部５６による揺動支点，質量体アーム５５の揺動支点部５５ｃと支持パット６１との接触部による揺動支点、鍵の駆動部５ｃ又は５ｅによる質量体アーム５５の駆動位置（被駆動部５５ｄとの係合位置）にそれぞれ該当する。
【０１１２】
まずストローク精度の観点から説明すると、白鍵ＷＫと黒鍵ＢＫの支点Ｏからアクション部材Ｇｗ，Ｇｂの駆動位置Ｐ（この駆動位置Ｐの下方に設けられるアクチュエータＡＴにより鍵スイッチを押下する場合も同様）までの距離をＬとしたとき、これが白黒鍵で同じであるとし、支点Ｏから白鍵の押鍵位置Ｐｗまでの距離をＷ１、支点Ｏから黒鍵の押鍵位置Ｐｂまでの距離をＢ１とすると、白鍵のストローク精度は、Ｌ／Ｗ１≒１である（Ｗ１≒Ｌであるから）。
【０１１３】
一方、黒鍵のストローク精度は、Ｌ／Ｂ１≒１.２となる。この数値が大きい方が精度がよいことになるが、従来の鍵盤装置では、一般にＬ＜Ｂ１＜Ｗ１の関係になっていたので、この値が「１」未満であり、特に白鍵の場合のストローク精度が悪かった。
【０１１４】
この数値はあくまで一例であるが、この実施例によれば白鍵も黒鍵もアクション部材の駆動位置が白鍵の操作位置付近になっているので、その駆動位置の誤差が操作位置で拡大されることはなく（上記精度が１以上）、黒鍵の場合はむしろ縮小されることになる。したがって、ストローク精度が向上する。
【０１１５】
タッチ感触（指に受ける反力）については、白鍵ＷＫと黒鍵ＢＫのタッチ感触，を同じにするには、Ｗ１／Ｂ１＝ａ′／ａの関係にすればよい。ここで、ａ，ａ′はそれぞれ白鍵用と黒鍵用のアクション部材Ｇｗ，ＧｂのＰ−Ｑ間の水平方向の距離である。そして、アクション部材Ｇｗ，Ｇｂの揺動支点Ｑから後方部分（Ｂ部）の水平方向の長さをｂ，ｂ′とすると、ｂ／ａ≫１（ｂ／ａ＝３〜４）であるから、ｂ′＝ｂすなわちＢ部は白黒鍵用同一にして、短いＡ部を少し変えるだけで白黒鍵同一タッチ感を実現することができる。
【０１１６】
例えば、説明を簡単にするため
ａ＝５０ｍｍｂ＝２００ｍｍａ′／ａ＝１.２
としたとき、ｂ＝ｂ′としてａ′＝１.２ａ＝６０ｍｍとなり、黒鍵用のアクション部材のＢ部を白鍵用のアクション部材のＢ部より１０ｍｍ長くするだけでよくなる。
【０１１７】
これを鍵長手方向に割り振ることができるので、白鍵用と黒鍵用のアクション部材、すなわち図２１における質量体アーム５５を殆ど同じ位置に配置することができる。それによって、アクション部材に対する各ストッパや支持部材側支点部を全鍵共通に使用できる。
【０１１８】
そして、図２１に示した実施例では、質量体アーム５５の一点鎖線Ｙ−Ｙから右側の長い部分を白鍵用と黒鍵用で同一に形成し、左側の短い部分だけを白鍵用の方を黒鍵用のものより少し短かく形成している。
この場合でも、支持部５０ｇ及びその上下面の支持パット６１と補助パット６２、下限ストッパ６４と上限ストッパ６５は、全鍵共通にして鍵配列方向に細長く配設している。
【０１１９】
また、この質量体アーム５５のような樹脂部品を成形するには、アンダーカット回避構造であっても原理的には２金型でよいはずであるが、実際には４〜８個に分割した分割金型を使用する。その理由は、加工のしやすさのためと、失敗があっても部分的にそのブロックを取り替えるだけで済むからである。
そこで、この実施例の質量体アーム５５のアーム本体５５ａを成形するには、白鍵用と黒鍵用とで一点鎖線Ｙ−Ｙから左側の部分だけ変えればよいので、分割金型の大部分を共通に使用できることになる。
【０１２０】
例えば、右側部分用の共通の分割金型に白鍵用の左側部分成形用の分割金型を組み合わせて、白鍵用のアーム本体５５ａを所要個数製造し、その後左側部分成形用の分割金型のみを黒鍵用のものに組み替えて、黒鍵用のアーム本体５５ａを所要個数製造することができる。
したがって、使用する金型の種類が大幅に少なくなり、ローコスト化を計ることができる。
【０１２１】
〔第４実施例〕
次に、この発明の第４実施例を図２２によって説明する。
図２２は、この発明の第４実施例を示す図１と同様な非押鍵状態における黒鍵の長手方向に沿う断面図であり、図１と同一あるいは対応する部分には同一符号を付してあり、それらの説明は省略する。
【０１２２】
この第４実施例は、アクション部材を設けておらず、鍵の駆動部によって駆動される被駆動部材として鍵スイッチのみを設けたものである。
そのため、第２フレーム２の前部に鍵スイッチ用の透孔２ａを形成し、その下面側にスイッチ基板１２を基板保持部材７１，７２によって保持している。そのスイッチ基板１２の上面に椀状弾性部材を用いた鍵スイッチ７３を、各鍵に対応させて配設しており、その椀状弾性部材を透孔２ａから突出させている。
【０１２３】
黒鍵５Ｂの自由端部を、隣接する白鍵５Ｗの操作部の下側を通してその自由端部方向に延設した延設部５ｂの先端部（自由端部）に、下向きに鍵スイッチ駆動用アクチュエータ５ｉを突設して、対応する鍵スイッチ７３の椀状弾性部材に対向させている。図中に仮想線で示す白鍵５Ｗの自由端部付近にも、下向きに鍵スイッチ駆動用アクチュエータ５ｊを突設して、対応する鍵スイッチ７３の椀状弾性部材に対向させている。７４は第１フレーム１上の黒鍵ガイド１４の後側に近接して配設した白黒鍵共通のストッパで、フエルト等によって全鍵共通に鍵配列方向に沿って貼着している。
【０１２４】
この実施例によれば、白黒鍵共にその揺動支点からの距離を充分にとった位置（白鍵操作位置付近）に鍵スイッチ駆動用のアクチュエータ５ｊ，５ｉを設けているので、押鍵ストロークに対して鍵スイッチ７３がＯＮになる位置の誤差が拡大されることがなく、発音開始点のストローク精度を向上させることができる。
【０１２５】
しかも、白黒鍵でほぼ同一の精度が得られ、鍵スイッチ７３も鍵長手方向の同じ位置に鍵配列方向に沿って列設すればよいので、スイッチ基板１２を複雑化することがなく、組立て性もよい。
なお、鍵スイッチとして、図２１に示した第３実施例のような２メイクのタッチレスポンス・スイッチを設けるようにしてもよい。
【０１２６】
〔その他の適用例〕
上述したこの発明の各実施例は鍵スイッチを備えており、その鍵スイッチのＯＮ信号によって電子音源回路を用いて楽音を発生する電子ピアノや電子オルガン等の電子鍵盤楽器の鍵盤装置の例であるが、この発明による鍵盤装置はこれに限るものではない。
例えば、鍵操作によって直接またはアクション機構を介して弦や振動板等の発音体を振動させたり、弁を開閉して吹奏音を発生したりする鍵盤楽器、あるいはその発音を電気的に増幅して放音する鍵盤電気楽器、さらにはアクション機構を有するピアノや電子ピアノ等の練習用鍵盤装置などにも適用できる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明による鍵盤装置は、鍵長が長い場合でも寸法誤差を吸収でき、全ストロークに亘って無理のないスムーズな鍵駆動ができる。その場合、各鍵と鍵ガイド部材との間にねじれる方向の作用力が生じることはなく、各鍵の配列位置が揃い且つスムーズな鍵操作が可能になる。
【０１２８】
また、鍵側支点部は楔状壁面を形成しており、付勢手段の付勢力によって常時支持部材側支点部の突状体に押し付けられているため、楔効果によってガタが生じないので雑音を発することがなく、自動調芯される効果もある。
各鍵の楔状壁面形成部の後面を鍵後端面とすることにより、鍵側支点部の強度が増すとともに、その後端面を後方へ延設することによってシーソ型鍵にすることができる。鍵側支点部を各鍵の操作部の後方で鍵長手方向の中間部に設けた場合はシーソ型鍵となり、電磁アクチュエータを用いて各鍵を動作させて自動演奏を行なうことができる鍵盤装置において、安定した鍵動作が可能になる。
【０１２９】
さらに、設計の自由度が増し、オルガンキーとピアノキーのように、タッチ感がま全然違う鍵に対してもその揺動支点部の構造を共通化して、それを成形する際に金型の一部又は全部を共用することも可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す鍵盤装置の非押鍵状態における黒鍵の長手方向に沿う断面図である。
【図２】同じくその最大ストローク押鍵状態における白鍵の長手方向に沿う断面図である。
【図３】同じくその鍵盤装置の鍵を一部取外して示す部分的な平面図である。
【図４】図２におる白鍵５Ｗと白鍵ガイド１５との当接状態を示す鍵幅方向の断面図である。
【図５】図１及び図２に示す第１リーフスプリング２４の平面図である。
【図６】同じくレットオフレバー２３の平面図である。
【図７】同じく第２リーフスプリング３４の平面図である。
【図８】図３において一点鎖線Ｌで囲んだ支持部材側支点部４付近の拡大平面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１０】図８の矢示Ｍ方向から見た背面図である。
【図１１】同じくその斜め前方から見た斜視図である。
【図１２】鍵を裏返してその鍵側支点部６付近を斜め前方から見た要部拡大斜視図である。
【図１３】図１２に示した鍵を図１１に示した突状体に支持させた状態の図１５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１４】図８及び図１３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１５】図８及び図１３におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１６】この発明の第１実施例による非押鍵状態から最大ストローク押鍵状態までの質量体アッセンブリ２０の主としてウイペン機能部分の動作を段階的に示す説明図である。
【図１７】この実施例の作用を説明するための物体の運動系を示す原理図である。
【図１８】この発明の鍵盤装置による押鍵ストロークと荷重との関係の実測結果を示す線図である。
【図１９】この発明の第２実施例を示す図１と同様な非押鍵状態における白鍵の長手方向に沿う断面図である。
【図２０】図１９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図２１】この発明の第３実施例を示す図１と同様な非押鍵状態における黒鍵の長手方向に沿う断面図である。
【図２２】この発明の第４実施例を示す図１と同様な非押鍵状態における黒鍵の長手方向に沿う断面図である。
【図２３】この発明の第３実施例によるストローク精度の向上と白黒鍵のアクション部材共通化について説明するための図である。
【符号の説明】
１…第１フレーム（支持部材）、２…第２フレーム、３…棚板（鍵盤装置支持台）４…支持部材側支点部、４ａ…基部、４ｂ…突状体、４ｃ…円柱面、４ｆ…膨出部（曲面対応部）、５…鍵、５Ｗ…白鍵、５Ｂ…黒鍵、５ｂ…黒鍵の延設部、５ｃ：黒鍵の駆動部、５ｄ，５ｄ′，５ｉ，５ｊ…鍵スイッチ駆動用アクチュエータ、５ｅ…白鍵の駆動部、５ｇ…後端面、５ｈ…後方延設部、６…鍵側支点部、６ａ，６ｂ…楔状壁面、６ｃ…楔状壁面形成部、６ｄ…凹曲面、７…板バネ（付勢手段）、１０…本体カバー、１２…スイッチ基板、１３…鍵スイッチ、１４，１４′…黒鍵ガイド、１５，１５′…白鍵ガイド、１５ａ…膨出部、６…支持体、２０…質量体アッセンブリ（アクション部材）、２１…第１アーム（アクション部材本体）、２１ｃ…揺動支点部、２１ｄ…被駆動部、２１ｅ…弾性片、２１ｇ…第２アーム係止片、２２…第２アーム（質量体）、２２ａ…重り部材、２２ｂ…成形部、２２ｃ…第１当接面、２２ｄ…第２当接面、２３…レットオフレバー、２３ａ…第２アーム当接部、２３ｂ…ストッパ当接部、２４…第１リーフスプリング、２５，２８…軸、２６，２７，３１…パット、２９…緩衝材、３０…キャップ、３０ａ…弾性片持ち片、３２…下限ストッパ、３３…上限ストッパ、３４…第２リーフスプリング、４０…電磁アクチュエータ、４０ａ…アクチュエータ部、４１…ピン、５０…鍵盤フレーム（支持部材）、５１，５２…鍵スイッチ、５４…支持部材側支点部、５５…質量体アーム（アクション部材）、５５ａ…アーム本体、５５ｂ…重り部材、５５ｃ…揺動支点部、５５ｄ…被駆動部、５５ｅ…補助支点部、５６…鍵側支点部、５７…支点圧接バネ、６０…圧接バネ、６１…支持パット、６２…補助パット、６３…キャップ、６３ａ，６３ｂ…円錐状の弾性突起、６４…下限ストッパ、６５…上限ストッパ、７１，７２…基板保持部材、７３…鍵スイッチ、７４…鍵ストッパ

Claims

支持部材と、この支持部材に対して支点部を中心に揺動自在に設けられた複数の鍵とからなる鍵盤を有する鍵盤装置において、
前記各鍵の操作部の後方で鍵幅方向に対向する２つの内壁面に、楔状壁面を形成した楔状壁面形成部を設け、その楔状壁面形成部の一方の壁面を平面とし、他方の壁面に曲面を形成して鍵側支点部を構成すると共に、
前記支持部材に、前記各鍵に対してそれぞれ立設され、該各鍵の前記楔状壁面間に該鍵の下面側から高さ方向に嵌入する突状体を設け、
該突状体に、前記鍵の楔状壁面の一方である平面と前記嵌入時に線接触する柱面と、前記楔状壁面の他方に形成された曲面に点又はそれに近い小面積で当接する曲面対応部とを設けて支持部材側支点部を構成し、
前記支持部材上に配設され、前記鍵に嵌入して該鍵の配列方向の位置を規制する鍵ガイドを設けたことを特徴とする鍵盤装置。
請求項１記載の鍵盤装置において、前記各鍵に前記楔状壁面形成部から後方へ延びる延設部を設け、該延設部に電磁アクチュエータのアクチュエータ部を嵌入させるようにしたことを特徴とする鍵盤装置。