JP5963415B2 - 電子鍵盤楽器のハンマー装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子ピアノなどの電子鍵盤楽器に適用され、押鍵された鍵に連動して回動するハンマーを備えた電子鍵盤楽器のハンマー装置に関する。

本出願人は、電子鍵盤楽器のハンマー装置を、例えば特許文献１においてすでに提案している。図４に示すように、このハンマー１０１は、前後方向に延びるアーム状のハンマー本体１０２と、ハンマー本体１０２の前端部に取り付けられた錘１０３を備えている。ハンマー本体１０２は合成樹脂で構成され、錘１０３は鉄などの比重の大きな金属で構成されている。ハンマー本体１０２の後端部には軸穴１０４が形成されており、ハンマー１０１は、この軸穴１０４がハンマー支点（図示せず）に係合することにより、ハンマー支点に回動自在に支持されている。

また、ハンマー本体１０１の下面の軸穴１０４よりも前側の位置には、キャプスタンスクリュー１０５がねじ込まれている。このキャプスタンスクリュー１０５は、揺動自在の鍵（図示せず）の上面の後端部に当接している。したがって、鍵が押鍵されると、その後部側が上方に回動するのに伴い、ハンマー１０１は、キャプスタンスクリュー１０５を介して駆動され、ハンマー支点を中心として上方に回動する。また、このハンマー１０１では、ハンマー支点の中心ＣＨ０から錘１０３の重心ＧＧ０までの距離ＬＧ０と、ハンマー支点の中心ＣＨ０からキャプスタンスクリュー１０５が鍵に当接する駆動点ＰＤ０までの距離ＬＤ０との比が、約３．７：１に設定されている。

特開２０１０−２６２１２９号公報

上述したように、従来のハンマーでは、ハンマー支点の中心ＣＨ０から錘１０３の重心ＧＧ０までの距離ＬＧ０と、ハンマー支点の中心ＣＨ０からキャプスタンスクリュー１０５の駆動点ＰＤ０までの距離ＬＤ０との比が、３．７：１程度で、比較的小さく、前者の距離ＬＧ０が相対的に短い。一方、ハンマーの動荷重（慣性モーメント）は、上記の距離ＬＧ０の二乗にほぼ比例する。このため、錘１０３を重くしても、それに比して動荷重が効果的には増大せず、動荷重が不足がちになることで、弾きごたえに乏しい、軽いタッチ感が得られてしまい、この点について改善の余地がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ハンマーのレスポンスを良好に維持しながら、十分な動荷重を容易に確保でき、それにより、弾きごたえのある良好なタッチ感を確保でき、演奏性を向上させることができる電子鍵盤楽器のハンマー装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、押鍵された鍵に連動して回動するハンマーを備えた電子鍵盤楽器のハンマー装置であって、ハンマーは、一端部に上方に開放する円弧状の軸穴を有し、軸穴が、水平なピン状に形成されたハンマー支点に係合した状態で支持され、押鍵された鍵によって駆動点を介して下方から押圧されることにより、ハンマー支点を中心として、鍵の上側において回動するアーム状のハンマー本体と、このハンマー本体の軸穴と反対側の端部に設けられた錘と、を有し、ハンマー支点から錘の重心までの距離と、ハンマー支点から駆動点までの距離との比が、５：１〜６：１に設定されていることを特徴とする。

この電子鍵盤楽器のハンマー装置では、ハンマーは、上方に開放する円弧状の軸穴を介して、水平なピン状のハンマー支点に係合した状態で支持されており、押鍵された鍵によって駆動点を介して下方から押圧されることにより、ハンマー支点を中心として、鍵の上側において回動する。また、ハンマー支点からハンマーの錘の重心までの距離と、ハンマー支点から駆動点までの距離との比（以下「レバー比」という）が、５：１〜６：１に設定されている。

このレバー比が５：１よりも小さい（ハンマー支点から錘の重心までの距離が相対的に短い）と、前述した理由から、錘を重くしても、ハンマーの動荷重が不足しやすく、タッチ感が軽くなってしまう。一方、レバー比が６：１よりも大きい（ハンマー支点から錘の重心までの距離が相対的に長い）と、ハンマーの重心の動く距離が大きくなりすぎ、押鍵後のハンマーの戻りなどのレスポンスが低下し、それに伴って鍵の戻りも遅くなるなど、演奏性が低下してしまう。

したがって、レバー比を５：１〜６：１に設定することによって、ハンマーのレスポンスを良好に維持しながら、十分な動荷重を確保でき、それにより、弾きごたえのある良好なタッチ感を確保できるとともに、演奏性を向上させることができる。また、レバー比の設定を変えるだけでよく、格別の部品や機構を付加することは不要であるので、上記の作用を容易かつ安価に得ることができる。

本発明の一実施形態によるハンマー装置を適用した電子ピアノの鍵盤装置を、一部を切り欠いた状態で示す側面図である。 ハンマーの側面図である。 図２のハンマーに関し、ハンマー支点から錘の重心までの距離と、ハンマー支点からハンマーの駆動点までの距離との関係を説明するための図である。 従来のハンマーに関する、図３と同様の図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるハンマー装置を適用した電子ピアノの鍵盤装置を、離鍵状態において示している。

同図に示すように、鍵盤装置１は、電子ピアノの左右方向（図１の表裏方向）に並んだ多数の鍵２（白鍵２ａおよび黒鍵２ｂを各１つのみ図示）と、これらの鍵２を支持する鍵盤シャーシ３と、この鍵盤シャーシ３の後端部（図１の右端部）に連結されたハンマーサポート４と、鍵２ごとに設けられ、押鍵された鍵２に連動して回動する多数のハンマー５（１つのみ図示）と、ハンマー５ごとに設けられ、鍵２の押鍵時にレットオフ感を付与するための多数のレットオフ部品６（１つのみ図示）と、鍵２の押鍵情報を検出するための鍵スイッチ７などで構成されている。

鍵盤シャーシ３は、左右方向に延びる前レール９ａ、中レール９ｂおよび後レール９ｃから成る３本の支持レール９と、前後方向に延びる５本の補強用のリブ１０とを、井桁状に組み立てたものであり、棚板（図示せず）上に固定されている。これらの支持レール９およびリブ１０はいずれも、プレスによる打抜きおよび折曲げ加工によって所定の形状に形成された鉄板で構成されている。支持レール９の板厚は、その軽量化のためにより薄く（例えば１．０ｍｍ）、リブ１０の板厚は、補強のためにより厚く（例えば１．６ｍｍ）設定されている。

前レール９ａの下面および中レール９ｂの上面にはそれぞれ、筬前１１および筬中１２が固定されている。筬前１１および筬中１２は、合成樹脂から成る肉厚の板状のものであり、前レール９ａおよび中レール９ｂの全体にわたって左右方向に延びている。筬中１２には、白鍵２ａおよび黒鍵２ｂに対応する前後の位置に、多数のバランスピン１３が、左右方向に並んだ状態で立設されている。また、筬前１１には、白鍵２ａおよび黒鍵２ｂに対応する前後の位置に、多数のフロントピン１４が、左右方向に並んだ状態で立設されている。

鍵２は、前後方向に延びるとともに矩形状の横断面を有する木製の鍵本体１５と、その前部の上面および前面に接着された合成樹脂製の鍵カバー１６で構成されている。鍵本体１５の前後方向の中央には、バランスピン孔１７が形成されており、鍵２は、このバランスピン孔１７を介して、バランスピン１３に揺動自在に支持されている。また、鍵本体１５の前端部には、フロントピン孔１８が形成されており、このフロントピン孔１８がフロントピン１４に係合することによって、鍵２が回動する際の左右方向のぶれが防止される。

ハンマーサポート４は、合成樹脂で構成され、例えば１オクターブ分の複数の成形品を互いに連結したものであり、すべてのハンマー５にわたるように左右方向に延びており、鍵盤シャーシ３の後レール９ｃにねじ止めされている。ハンマーサポート４は、この後レール９ｃ付近から直立するハンマー支持部１９と、その上端部から前方に斜め上がりに延びるスイッチ取付部２０などで構成されている。ハンマー支持部１９の上端部には、各ハンマー５を支持するための水平なピン状のハンマー支点２１が形成されている。

ハンマー５は、前後方向に延びるアーム状のハンマー本体２２と、その左右の側面の前端部に取り付けられた錘板２３（１つのみ図示）を有する。ハンマー本体２２は合成樹脂の成形品で構成され、錘板２３は、比重が比較的大きな鉄などの金属材料で構成されている。ハンマー本体２２の後端部には、円弧状の軸穴２４が形成されており、ハンマー５は、この軸穴２４がハンマー支点２１に係合することによって、ハンマーサポート４に回動自在に支持されている。

また、ハンマー本体２２の下面には、軸穴２４のすぐ前側の位置に、キャプスタンスクリュー２５が進退自在にねじ込まれている。ハンマー５は、このキャプスタンスクリュー２５を介して、鍵２の後端部に載置されている。また、ハンマー本体２２の上面の軸穴２４とキャプスタンスクリュー２５との間の部分は、押鍵時に鍵スイッチ７を作動させるためのアクチュエータ部２６になっている。さらに、ハンマー本体２２の上面の前後方向の中央には、押鍵時にレットオフ部品６に係合する板状の係合突起２７が設けられている。

レットオフ部品６は、所定の弾性材料（例えば、スチレン系の熱可塑性エラストマーなど）の成形品で構成されており、ハンマーサポート４のスイッチ取付部２０に取り付けられている。レットオフ部品６は、スイッチ取付部２０から後ろ下がりに斜めに延びておりその先端部には、くびれ部を介して頭部２８が形成されている。この頭部２８は、離鍵状態において、ハンマー５の係合突起２７に対向している。

また、鍵スイッチ７は、プリント基板から成るスイッチ基板２９と、このスイッチ基板２９の下面に、鍵２ごとに設けられたゴムスイッチから成るスイッチ本体３０で構成されている。スイッチ基板２９は、その後端部がスイッチ取付部２０に差し込まれるとともに、中央の部分で、スイッチ取付部２０にねじ止めされている。また、スイッチ本体３０は、スイッチ基板２９の下面に取り付けられており、離鍵状態において、ハンマー５のアクチュエータ部２６に若干の間隔をもって対向している。さらに、スイッチ取付部２０の下面の前端部には、ハンマー５の上方への回動を規制する、発泡ウレタンなどで構成されたハンマーストッパ３１が設けられている。

次に、上記構成の鍵盤装置１の動作について説明する。図１に示す離鍵状態から鍵２が押鍵されると、鍵２は、バランスピン１３を中心として、同図の反時計方向に回動し、それに伴い、ハンマー５は、キャプスタンスクリュー２５を介して押し上げられ、ハンマー支点２１を中心として、上方（同図の時計方向）に回動する。

このハンマー５の回動の途中で、その係合突起２７が、レットオフ部品６の頭部２８に係合し、頭部２８を介してレットオフ部品６を圧縮させながら押圧することにより、レットオフ部品６からハンマー５に作用する反力が増大する。ハンマー５の回動が進むと、係合突起２７が頭部２８から外れることで、レットオフ部品６からの反力が急激に消失する。このようなレットオフ部品６の反力の増大と消失によって、アコースティックピアノに近似したレットオフ感が得られる。

その後、ハンマー５がハンマーストッパ３１に当接することによって、ハンマー５の上方への回動が終了する。また、ハンマー５の上方への回動の間、そのアクチュエータ部２６が鍵スイッチ７のスイッチ本体３０を押圧し、鍵スイッチ７をＯＮすることによって、ハンマー５の回動量に応じた鍵２の押鍵情報が検出され、発音制御装置（図示せず）に出力される。そして、この発音制御装置により、検出された押鍵情報に基づいて、電子ピアノの発音が制御される。

その後、鍵２が離鍵されると、鍵２は押鍵時と反対方向に回動し、図１に示す離鍵状態に復帰し、それに伴い、ハンマー５も、下方に回動し、離鍵状態に復帰する。

次に、本発明に係るハンマー５の構成について、詳細に説明する。前述したように、ハンマー５は、合成樹脂の成形品で構成され、前後方向に延びるアーム状のハンマー本体２２と、金属材料で構成され、ハンマー本体２２の左右の側面の前端部に取り付けられた錘板２３、２３などで構成されている。また、ハンマー５は、軸穴２４がハンマー支点２１に係合することによって、ハンマー支点２１に回動自在に支持されている。

図２に示すように、ハンマー本体２２の前端部は、錘板取付部４１になっており、この錘板取付部４１の左右の側面に、錘板２３、２３がリベット４２によって取り付けられている。また、ハンマー本体２２の錘取付部４１よりも後ろ側の部分には、その左右の両側面に、ハンマー本体２２の長さ方向に沿って、３つの凹部４３が並設されている。前述したキャプスタンスクリュー２５は、後ろ側の凹部４３の壁部に下方からねじ込まれており、その頭部２５ａの駆動点ＰＤ（図３参照）を介して、鍵２の上面の後端部に当接している。

また、図３に示すように、このハンマー５では、ハンマー支点２１の中心ＣＨから錘板２３の重心ＧＧまでの距離をＬＧ、ハンマー支点２１の中心ＣＨからキャプスタンスクリュー１０５が鍵２に当接する駆動点ＰＤまでの距離をＬＤとしたときに、両距離の比であるレバー比ＲＬ（＝ＬＧ：ＬＤ）が、５：１〜６：１の範囲内の、例えば５．３：１に設定されている。なお、同図の下側の点線は、レバー比ＲＬが５：１になる下限距離（＝５×ＬＤ）を表し、上側の点線は、レバー比ＲＬが６：１になる上限距離（＝６×ＬＤ）を表す。

本実施形態によれば、レバー比ＲＬが上記のように設定されているので、ハンマー５のレスポンスを良好に維持しながら、十分な動荷重を確保でき、それにより、弾ごたえのある良好なタッチ感を確保できるとともに、演奏性を向上させることができる。また、レバー比ＲＬの設定を変えるだけでよく、格別の部品や機構を付加することは不要であるので、上記の効果を容易かつ安価に得ることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、レバー比ＲＬは、実施形態で例示したものに限らず、５：１〜６：１の範囲にあればよいことはもちろんであり、それにより、上述した効果を同様に得ることができる。

また、実施形態のハンマー５は、中央部を中心として揺動自在の鍵２の上方に配置され、押鍵された鍵２によって押し上げられ、回動するタイプであるが、本発明は、これに限らず、他のタイプのハンマーにも適用できる。例えば、後端部を中心として回動する鍵の下方に配置され、押鍵された鍵によって押し下げられ、回動するタイプのハンマーにも適用可能である。その他、細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。

２ 鍵
２ａ 白鍵
２ｂ 黒鍵
５ ハンマー
２１ ハンマー支点
２２ ハンマー本体
２３ 錘板（錘）
ＧＧ 錘の重心
ＰＤ ハンマーの駆動点
ＬＧ ハンマー支点から錘の重心までの距離
ＬＤ ハンマー支点からハンマーの駆動点までの距離
ＲＬ レバー比

Claims (1)

1. 押鍵された鍵に連動して回動するハンマーを備えた電子鍵盤楽器のハンマー装置であって、
   前記ハンマーは、
   一端部に上方に開放する円弧状の軸穴を有し、当該軸穴が、水平なピン状に形成されたハンマー支点に係合した状態で支持され、押鍵された鍵によって駆動点を介して下方から押圧されることにより、前記ハンマー支点を中心として、前記鍵の上側において回動するアーム状のハンマー本体と、
   このハンマー本体の前記軸穴と反対側の端部に設けられた錘と、を有し、
   前記ハンマー支点から前記錘の重心までの距離と、前記ハンマー支点から前記駆動点までの距離との比が、５：１〜６：１に設定されていることを特徴とする電子鍵盤楽器のハンマー装置。

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