JP5092591B2

JP5092591B2 - 電子鍵盤楽器

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Publication number: JP5092591B2
Application number: JP2007177120A
Authority: JP
Inventors: 秀輝石原; 元英清水
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-07-05
Also published as: CN101217029A; JP2008186008A; CN101217029B

Description

本発明は、自動演奏ピアノのように自動演奏データなどによって鍵盤の鍵を駆動するようにした電子鍵盤楽器に関する。

従来、アコースティックピアノにおいて、予め記録された演奏情報（ピアノロール、あるいはＭＩＤＩデータ等）に基づいて鍵をソレノイド等のアクチュエータで駆動し、連動するハンマーが駆動されることによって打弦され、自動演奏を行うものがあり、例えば特開平９−２３７０８２号公報（特許文献１）に開示されている。

一方、電子音源を備えた電子楽器において、演奏データ（ＭＩＤＩデータ）を外部（シーケンサ）より入力、あるいは外部媒体に記憶された演奏データを内部メモリにいったん記憶もしくは読み出して、その演奏データに基づいて電子音源を鳴らして自動演奏を行うものが広く知られている。

このような電子楽器では、アコースティックピアノのように鍵を駆動しなくても自動演奏可能であるが、昨今、電子楽器（例えば電子ピアノ）においても演奏を聴く楽しみだけではなく、見て楽しむという観点から音源の発音に合わせて鍵を駆動させたいという要望がある。このように電子楽器において鍵を駆動するようにしたものが、例えば特開２００４−２９５４９号公報（特許文献２）、特開２００５−５５５４１号公報（特許文献３）に開示されている。
特開平９−２３７０８２号公報特開２００４−２９５４９号公報特開２００５−５５５４１号公報

特許文献１及び２のものでは、鍵を駆動するソレノイドユニット等を鍵の揺動支点よりも後部に配置するようにしている。このうち、特許文献１のアコースティックピアノでは、そもそもピアノの構造上、鍵の略中央部にある筬中のバランスピンを鍵の揺動支点とするようになっているので、この揺動支点より奥行き方向にはソレノイドユニットを配置する場所はある。しかしながら、特許文献２の電子ピアノにおいては、鍵の揺動支点の後部に鍵からキーアームを延設し、その後端部をソレノイド等で駆動するようにしている。このため、楽器本体の奥行きが必要となり大型化し、電子ピアノの利点の一つであるコンパクト性が薄れるという問題がある。

これに対して、特許文献３のものでは、鍵下に備えられた質量体をその下からアクチュエータ（ソレノイド及びプランジャ）で駆動するようにしているので、楽器本体の奥行きが大型化するという問題は解消される。しかしながら、電子ピアノは棚板上に鍵盤装置を取り付ける構造になっているため、このようなアクチュエータを鍵盤装置の下部に配置する場合、そのアクチュエータが棚板下部より突出するようになる。

棚板や棚板に相当するケース体等を高さ方向に厚くすればアクチュエータが突出するのを防止できるが、特に電子ピアノの場合、演奏者はペダル操作のために楽器本体の下に演奏者の足を潜り込ませる必要があり、楽器本体を厚くするには限界がある。したがって、アクチュエータ等の上下方向のサイズを小さくするとともに、楽器本体下部の構造を考慮する必要がある。なお、特許文献３にはこのような楽器本体の下部の構造やアクチュエータの取り付け構造などの詳細についてはは開示されておらず、依然改良の余地がある。

本発明は、自動演奏ピアノのように演奏情報に基づいて鍵を駆動するようにした電子鍵盤楽器において、この鍵を駆動するための駆動ユニットの棚板下部より突出する部分が演奏者の邪魔にならないようにすることを課題とする。

請求項１の電子鍵盤楽器は、鍵盤装置の鍵揺動支点より前方位置に駆動部の駆動ユニットを設けて、この駆動ユニットの駆動手段により質量体（ハンマーアクション機構）を回動して鍵を非押鍵状態から押鍵状態まで変化させるようにした。また、駆動ユニットの駆動手段を、質量体の回動支点近傍にて前後２列の配置で、かつ隣接する鍵に対応する駆動手段を列を異ならせて配設し、さらに駆動部を覆う駆動部カバーを設けるようにした。

また、駆動部カバーの形状として、手前側前部から後方に向かって下へ下がるような傾斜部を設けた。

また、前後２列の駆動手段を、前列のほうが後列に比べて駆動ストロークを小さく、かつ、下端部の突出量を小さくし駆動部カバーの傾斜部を前列の駆動手段に掛かるまで延長させた。

請求項２の電子鍵盤楽器は、駆動部カバーのサイズを最適なものとし、駆動部カバーの最下部の位置を、ペダルの付け根部より水平方向で１７０ｍｍ以内となるようにした。

請求項３の電子鍵盤楽器は、請求項１または２において、鍵盤装置を設置する底部（例えば棚板）と一体にして、駆動部カバーを形成するようにした。

なお、請求項１において、駆動ユニットの駆動手段は、質量体の回動支点から質量体の自由端までの中間位置よりも回動支点寄りの位置を駆動するのが好適である。また、隣接する白鍵と黒鍵ではそれぞれの駆動手段は前後の異なる列になるが、質量体の回動支点から近い駆動手段の駆動ストロークを遠い駆動手段の駆動ストロークより小さくすることで、白鍵と黒鍵の押離鍵に対応する質量体の回動動作を同様にすることができる。すなわち、駆動手段は、前後の２列において駆動ストロークを異ならせることになる。

また、請求項１において、駆動部は駆動ユニットを駆動する駆動ユニット用基板を備え、この駆動ユニット用基板を底板（棚板等）の裏面に固定するのが好適である。さらに、この場合、駆動ユニットと駆動ユニット用基板が前後方向に並列に配置するのが好適である。これにより、駆動ユニットと駆動ユニット用基板を上下に配置する場合よりも駆動部の高さを抑えることができる。

請求項１の電子鍵盤楽器によれば、
駆動手段がハンマー構造体などの質量体の回動支点に近い位置に配置されている分、駆動手段（及び駆動ユニット）の高さを小さくでき、楽器本体の下部に突出する部分を小さくすることができるので、演奏者がペダル操作等をするときに足に対して邪魔にならない。

また、駆動部カバーの前側に傾斜部が設けられているので、さらに演奏者の邪魔にならない。

また、前後２列に設けられた駆動手段のうち、前列のほうが後列に比べて駆動ストロークを小さく、かつ、下端部の突出
量を小さくし、駆動部カバーの傾斜部が楽器本体下部の後方に向けて前側の駆動手段に掛かるまで延長されているので、さらに演奏者の邪魔にならない。

請求項２の電子鍵盤楽器によれば、請求項１と同様な効果が得られるとともに、駆動部カバーの最下部の位置がペダルの付け根部より水平方向で１７０ｍｍ以内となるようにしたので、駆動部カバーが邪魔にならない適正な設定とすることができる。

請求項３の電子鍵盤楽器によれば、請求項１または２の効果に加えて、駆動部カバーが底部と一体になっているので、駆動部カバーの取り付け作業等を必要としない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は第１の実施形態の電子鍵盤楽器の要部側断面図、図２は同電子鍵盤楽器における駆動ユニットの拡大側断面図、図３は同電子鍵盤楽器の外観側面図、図４は同電子鍵盤楽器の底面図である。なお、図面において断面を示す斜線（ハッチング）は適宜省略してある。図１及び図３において図面の左側が演奏者側、図１及び図３の図面に直角な方向が鍵並び方向である。以下、この電子楽器及び鍵盤装置において、演奏時の演奏者側を「前」その反対側を「後」とする。

この電子鍵盤楽器は電子ピアノであり、図３及び図４に示すように、楽器本体１００は、棚板に相当する水平な底板１０、底板１０上に配設された鍵盤装置１、鍵盤装置１の側部を覆う側板２０、鍵盤装置１の前部に配置された口棒３０等を備えている。また、楽器本体１００の側板２０の前端部には、楽器本体１００を支持する前方脚４０が取り付けられている。

楽器本体１００の後部側には、左右のスピーカを収納し保持する左右一対のスピーカボックス５０，５０（図４）が設けられ、このスピーカボックス５０，５０の間にはペダル装置や電源回路等を収納するフロントボックス６０が設けられている。そして、このスピーカボックス５０，５０とフロントボックス６０は後方脚を構成している。また、楽器本体１００の後部側の上部には上記後方脚の幅とほぼ同幅を有するリアパネル７０が設けられるとともに、スピーカボックス５０，５０及びリアパネル７０の両端には、リアパネル７０の上端までの高さを有するサイドリアパネル８０，８０が設けられている。フロントボックス６０の下部前方には、ペダル装置のペダル９０が演奏者側に露出されている。

図１に示すように、鍵盤装置１は鍵フレーム１１によって底板１０上に固定されており、鍵盤装置１は、この鍵フレーム１１の後部の支持部１１１に係合された多数の鍵１２を備えている。なお、鍵フレーム１１は底板１０に対して前方脚部１１Ａ、後方脚部１１Ｂ及び補助脚部１１Ｃにより固定されている。この鍵１２は鍵並び方向に併設されており、それぞれが支持部１１１の鍵揺動支点Ｏ１を中心に上下方向に揺動可能に支持されている。また、鍵１２には鍵下に延びる作用部１２１が形成されている。

鍵１２の下方には、「質量体」としてのハンマー構造体１３が配設されており、このハンマー構造体１３は、前後方向に延びる質量棒１３１と該質量棒１３１の端部を保持する作動部１３２とで構成されている。作動部１３２の凹部１３２ａが鍵フレーム１１に形成された支持部１１２に係合することにより、このハンマー構造体１３は回動支点Ｏ２を軸として回動自在に支持されている。作動部１３２の先端には上下に二股に分かれた連結片１３２ｂが形成されており、鍵１２の作用部１２１の下端に形成された連結板１２１ａが、この連結片１３２ｂに連結されている。そして、鍵１２の押鍵時にその作用部１２１がハンマー構造体１３の作動部１３２を押し下げ、ハンマー構造体１３は回動支点Ｏ２を回動中心として図において反時計回りに回動する。また、離鍵時には、質量棒１３１の自重により図において時計回りに回動し、このハンマー構造体１３の回動に連動して鍵１２が復帰する。なお、鍵フレーム１１には、後方下端部と後方上端部とにフェルト等のストッパ１４，１５が取り付けられており、このストッパ１４，１５によりハンマー構造体１３の回動範囲が規制される。また、鍵フレーム１１の前方側には、鍵１２の押離鍵に対応してハンマー構造体１３によりオン／オフする鍵スイッチ１６が配設されている。

底板１０は木材（ＭＤＦ）で形成されており、この底板１０において、ハンマー構造体１３の質量棒１３１と作動部１３２との接続部分の下方には開口部１０ａが形成されている。この開口部１０ａは鍵盤装置１の鍵並び方向の略全長（全鍵の下方部分）にわたって横長の穴として開口されている。そして、この開口部１０ａ内には駆動ユニット２が配設されている。また、駆動ユニット２の後方において、底板１０の裏面には駆動ユニット用基板３が取り付けられている。

駆動ユニット２は、鍵並び方向に長尺で樋状の下部ヨーク２１と、同様に長尺で逆さ樋状の上部ヨーク２２を有し、下部ヨーク２１内に上部ヨーク２２を嵌合してユニットの外装ケースを構成している。この下部ヨーク２１と上部ヨーク２２は金属製の磁性体である。下部ヨーク２１はその前後にそれぞれフランジ部２１１，２１２を有し、駆動ユニット２は、下部ヨーク２１のフランジ部２１１，２１２を鍵盤装置１側から開口部１０ａの前後の縁に当接してネジ止めすることにより、底板１０に取り付けられている。なお、前側のフランジ部２１１には鍵フレーム１１の補助脚部１１Ｃの下端を挿入する透孔２１１ａが形成されるとともに、この透孔２１１ａ内に図示しな弾性部材等の緩衝材が配設されている。これにより、補助脚部１１Ｃは鍵盤装置１における押鍵時の強度を保つとともに、この補助脚部１１Ｃと底板１０との間のメカ雑音の発生が防止される。

また、駆動ユニット２は、ソレノイドユニット２３_F，２３_Rと「駆動手段」としてのプランジャ２４_F，２４_Rを備えている。この符号の添字「Ｆ」は「前側」（front ）の部材を、「Ｒ」は「後側」（rear）部材を示しており、以下の説明において「前側」と「後側」を区別しない（特定しない）場合など添え字は適宜省略する。ソレノイドユニット２３は、非磁性体である樹脂製のボビン２３１にコイル２３２を巻き付けたものであり、プランジャ２４はこのボビン２３１内に配設されている。なお、プランジャ２４の上端には弾性部材からなるクッション２４１が取り付けられている。

以上の駆動ユニット２と前記駆動ユニット用基板３は「駆動部」を構成しており、底板１０の下には、開口１０ａと、上記駆動ユニット２及び駆動ユニット用基板３を覆うように駆動部カバー４が取り付けられている。駆動部カバー４は、前側に「傾斜部」としての傾斜面４１を有し、鍵並び方向に長尺の樋状の形状となっている。また、駆動部カバー４は前後にフランジ部４２，４３を有し、このフランジ部４２，４３を底板１０の裏面に当接してネジによりネジ止めして、底板１０に取り付けられている。

以上の構成により、駆動ユニット用基板３からソレノイドユニット２３のコイル２３２に通電がなされると、下部ヨーク２１、上部ヨーク２２及びプランジャ２４を通る磁路が形成され、プランジャ２４が上部ヨーク２２からさらに上部に突出する。これにより、プランジャ２４のクッション２４１がハンマー構造体１３の作動部１３２または質量棒１３１を押し上げて、ハンマー構造体１３は図１において反時計回りに回動し、鍵１２が引き下げられて押鍵されたと同様な状態になる。なお、前側のプランジャ２４_Fは作動部１３２を駆動し、後側のプランジャ２４_Rは質量棒１３１を駆動する。一方、コイル２３２への通電が遮断されると、前記磁路が消失してハンマー構造体１３の自重により図１において時計回りに回動し、鍵１２はが押し上げられて離鍵されたと同様な状態になる。

このように、プランジャ２４_F，２４_Rは、ハンマー構造体１３のの回動支点Ｏ２から、自由端Ｆまでの中間位置よりも回動支点Ｏ２寄りの位置を駆動するようになっている。また、隣接する２つのハンマー構造体１３を同じ角度回動するために、後側のプランジャ２４_Rよりも前側のプランジャ２４_Fの方がストロークが小さくて済む。このため、図２に示すように、前側のボビン２３１_F及びプランジャ２４_Fは、後側のボビン２３１_R及びプランジャ２４_Rよりも短くなっている。また、同様の理由で、プランジャ２４_F，２４_Rはハンマー構造体１３のの回動支点Ｏ２に近いほど、そのストロークとサイズを小さくすることができる。

すなわち、プランジャ２４_F，２４_R及びソレノイドユニット２３_F，２３_Rがハンマー構造体１３の回動支点Ｏ２に近い位置（近傍）に配置されている分、プランジャ２４_F，２４_R及びボビン２３１_F，２３１_Rの高さを小さくすることができ、底板１０から下に突出する部分を小さくすることができ、演奏者がペダル操作等をするときに邪魔にならない。また、駆動部カバー４は、前側のボビン２３１_Fの高さが小さくなっていることにより、その傾斜面４１を、ボビン２３１_F及びプランジャ２４_Fの前後方向において端部に掛かるまで延長されている。このように傾斜面４１が底板１０の後方に向けて延長されているので、さらに演奏者の邪魔にならない。

ここで、前側のソレノイドユニット２３_Fと後側のソレノイドユニット２３_Rは互いに隣接する鍵に対応して配設されている。すなわち、図５(A) に示すように、ソレノイドユニット２３_Fと、ソレノイドユニット２３_Rは鍵並び方向にそれぞれ前後の列をなし、隣接する鍵に対応するもの同士で前後の異なる列に配置されている。したがって、ソレノイドユニット２３_F，２３_Rの径Ｄを鍵のピッチｐよりも大きくすることができる。これに対して、図５(B) のようにソレノイドユニット２３′を１列に配置すると、このソレノイドユニット２３′の径ｄは鍵のピッチｐより大きくすることは不可能である。

一方、プランジャ２４をハンマー構造体１３の回動支点Ｏ２に近づけるほど強い駆動が必要となるが、上記のように隣接する鍵に対応するソレノイドユニット２３_F，２３_R同士で前後の異なる列に配置して、ソレノイドユニット２３の径Ｄを大きくすることができるので、プランジャ２４による駆動力を容易に強くすることができ、プランジャ２４を回動支点Ｏ２にできるだけ近づけることができる。したがって、底板１０から下に突出する量を少なくすることができる。

また、図３に示したように、駆動ユニット２を覆う駆動部カバー４は、その最下部ＡＡの位置がペダル９０の付け根部９０Ａより水平方向で１７０ｍｍ以内（もしくは鍵１２の先端より１００ｍｍ以上）となるように設定されている。これにより、演奏者が足でペダル操作をするとき、この駆動部カバー４が邪魔にならない適正な設定となっている。

なお、この第１の実施形態では、底板１０の開口部１０ａは、鍵並び方向の略全長にわたって開口されているが、この開口部１０ａの前後の縁が、駆動ユニット２の下部ヨーク２１（及び駆動部カバー４）によって連結した状態となっているので、底板１０の剛性は保持される。また、下部ヨーク２１及び上部ヨーク２２は樋状で、それぞれが断面「コ」字状となっているので、底板１０全体の２次断面モーメントが大きくなり、楽器本体１００も堅牢になる。

図６は第２の実施形態の電子鍵盤楽器の要部側断面図であり、図１と同様な要素には図１と同部号を付記してその詳細な説明は省略する。この実施形態では前記実施形態の底板１０に対応して、例えば剛性を有する硬質樹脂や金属で形成された底板１０′を備えている、また、この底板１０′においては、前記実施形態の駆動部カバー４に対応する駆動部カバー１０４′が底部１０ａ′と一体に形成されている。駆動部カバー１０４′は前側に僅かに湾曲した傾斜面１０４１′を有している。なお、駆動ユニット２及び駆動ユニット用基板３は、駆動部カバー１０４′の内側に形成されたボス１０５′に取り付けられている。この第２の実施形態でも第１の実施形態と同様な各種の作用効果が得られる。

前記第１の実施形態におては、底板１０に長尺の開口部１０ａを形成するようにしているが、各鍵ごとのプランジャ２４に対応した複数の穴を形成するようにしてもよい。この場合、駆動ユニット２を底板１０の裏面に設置すればよい。

また、底板１０、１０′は、プラスティック成形品、金属（板金、アルミ押出し材等）でも可能である。

また、質量体としてのハンマー構造体の復帰は自重によるものでなく、バネ等により復帰させるようにしてもよい。

また、実施形態では、駆動部カバー４，１０４′の傾斜面（傾斜部）４１，１０４１′が該駆動部カバー４，１０４′の前端部から形成されているが、この傾斜面の先端は、ペダル９０の付け根部９０Ａから駆動部カバーの前端部から所定の範囲（付け根部９０Ａから２００ｍｍ以内）内の位置から後方に向かって下へ下がる傾斜部でることが望ましい。であればよい。

本発明の第１の実施形態の電子鍵盤楽器の要部側断面図である。同電子鍵盤楽器における駆動ユニットの拡大側断面図である。同電子鍵盤楽器の外観側面図である。同電子鍵盤楽器の底面図である。実施形態におけるソレノイドユニットの配置とその径を従来のものと比較して説明する図である。本発明の第２の実施形態の電子鍵盤楽器の要部側断面図である。

符号の説明

１…鍵盤装置、２…駆動ユニット（駆動部）、３…駆動ユニット用基板（駆動部）、４，１０４′…駆動部カバー、１０，１０′…底板、１０ａ…開口部、１２…鍵、１３…ハンマー構造体（質量体）、２１…下部ヨーク、２２…上部ヨーク、２３…ソレノイドユニット、２４…プランジャ、２３１…ボビン、２３２…コイル、４１，１０４１′…傾斜面（傾斜部）、９０…ペダル、１００…楽器本体、Ｏ１…鍵揺動支点、Ｏ２…回動支点

Claims

それぞれが揺動可能に併設された複数の鍵と、該鍵に連動して回動するように各鍵に対応して併設された複数の質量体とを有する鍵盤装置を備えた電子鍵盤楽器において、
前記鍵盤装置の鍵揺動支点より前方位置に配設され、前記質量体を駆動手段により回動して前記鍵を非押鍵状態から押鍵状態まで変化させるとともに前記鍵盤装置下部の底板から下方に突出した駆動ユニットを有する駆動部を備え、
前記駆動ユニットの駆動手段を、前記質量体の回動支点近傍にて鍵盤装置全体で前後２列の配置とするとともに、隣接する鍵に対応する駆動手段を列を異ならせて配設し、さらに前記駆動部を覆う駆動部カバーを設け、
前記駆動部カバーは、手前側前部から後方に向かって下へ下がるような傾斜部を備えるとともに、
前記駆動手段は、前後２列に設けられた駆動手段のうち、前列のほうが後列に比べて、駆動ストロークが小さく、かつ、下端部の突出量が小さくされ、
前記駆動部カバーは、傾斜部が前列の駆動手段に掛かるまで延長されていることを特徴とする電子鍵盤楽器。
前記駆動部カバーの最下部がペダルの付け根部より水平方向で１７０ｍｍ以内に設置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。
請求項１または２に記載の電子鍵盤楽器であって、
前記駆動部カバーが、前記鍵盤装置を設置する底部と一体に形成されていることを特徴とする電子鍵盤楽器。