JP2008158066A - 鍵盤装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鍵盤装置において、安価な方法で、鍵又は鍵域ごとに異なる鍵タッチを実現する。
【解決手段】 鍵フレームは、複数の鍵を、それらの前部がそれぞれ上下方向に揺動するように、それらの後端部にて支持する。鍵フレーム上には、低音域から高音域に向けて、スイッチ部材３２，３３，３４が順に配置される。スイッチ部材３２，３３，３４は、複数の鍵１１にそれぞれ対応して設けられて押鍵時に弾性変形する複数のスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃをそれぞれ一体成型している。スイッチ部材３２，３３，３４の硬度を、低音域から高音域に向かうに従って順次低くするとともに、各スイッチ部材３２，３３，３４内の複数のスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃの形状又は厚さを鍵又は鍵域ごとに変更して高音域に向かうに従って押鍵時の反力が小さくなるようにする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、電子オルガン、電子ピアノなどの鍵盤楽器に用いられる鍵盤装置に関する。

従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、複数の鍵を、それらの前端部が上下方向に揺動するように、それらの後端部を鍵フレームに支持させ、押鍵及び離鍵を検出するための弾性部材で構成した鍵スイッチを鍵フレームに配置し、かつ鍵の押鍵に対して反力を付与するための質量体を含む複数の揺動レバーを、鍵の揺動に連動して変位するように鍵フレームに支持させた鍵盤装置は知られている。そして、この種の鍵盤装置においては、低音から高音に向かって押鍵反力が小さくなる自然楽器であるピアノの鍵タッチを模擬するために、質量体の質量（慣性モーメント）を高音域ほど小さくなるようにすることも知られている。また、下記特許文献２には、前記のような鍵スイッチの形状を変化させることにより、押鍵反力を変化させることができることも示されている。
特開平１１−２１２５７２号公報 特開２００１−１１７５６３号公報

前者の従来技術に関する質量体の質量を異ならせる方法は、揺動レバーを備えた高級機種用の鍵盤装置においては可能であるが、揺動レバーを有していない低級機種用の鍵盤装置では実現できない。また、後者の従来技術においては、鍵スイッチの形状を変化させて押鍵反力を変化させることを示すものの、音高に応じて押鍵反力を異ならせることについては言及されていない。

本発明は、前記問題を解決して、安価な方法で、鍵又は鍵域ごとに異なる鍵タッチを実現した鍵盤装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の特徴は、複数の鍵と、前記複数の鍵の下方に配設され、前記複数の鍵の前部がそれぞれ上下方向に揺動するように、前記複数の鍵の後端部をそれぞれ支持する鍵フレームと、前記鍵フレーム上に配置され、前記複数の鍵にそれぞれ対応して設けられて押鍵時に弾性変形する複数のスイッチを一体形成したスイッチ部材とを備えた鍵盤装置において、前記スイッチ部材を異なる鍵域ごとに複数に分割して構成し、前記複数に分割したスイッチ部材の硬度を低音域から高音域に向かうに従って順次低くし、かつ各スイッチ部材内の複数のスイッチの形状又は厚さを鍵又は鍵域ごとに変更して高音域に向かうに従って押鍵時の反力が小さくなるようにしたことにある。この場合、スイッチ部材は、例えばゴム、シリコンなどの弾性部材によって構成される。

このように構成した本発明においては、分割した複数のスイッチ部材の硬度を低音域から高音域に向かうに従って順次低くしたので、押鍵時におけるスイッチの弾性力すなわち押鍵反力は低音域から高音域に向かうに従って順次小さくなる。また、各スイッチ部材内の複数のスイッチの形状又は厚さを鍵又は鍵域ごとに変更して高音域に向かうに従って押鍵反力が小さくなるようにしたので、押鍵反力を低音から高音に向かうに従って滑らかに小さくすることができ、良好な鍵タッチ感が得られる。

また、本発明の他の特徴は、前記分割した複数のスイッチ部材をそれぞれ異なる色に着色したことにある。これによれば、複数のスイッチ部材を簡単に見分けることができ、作業者がスイッチ部材を鍵盤装置に組付ける際の誤組付けを防止できる。

また、本発明の他の特徴は、前記分割した複数のスイッチ部材の明度を、低音域から高音域に向かうに従って順次高くしたことにある。これにより、スイッチ部材の明度と音高との関係により、各スイッチ部材を配置すべき位置を作業者に直感的に認識させることができるようになり、作業者がスイッチ部材を鍵盤装置に組付ける際の誤組付けをさらに良好に防止できる。

また、本発明の他の特徴は、前記分割した複数のスイッチ部材のうちの中央音域に位置する1つのスイッチ部材をグレー色に着色したことにある。鍵盤においては、隣り合う鍵の間には幅方向に多少の隙間があることが一般的であり、鍵盤の上方から鍵フレームの一部が見える。この場合、演奏者は、通常、鍵盤の中央部（すなわち中音域）に顔を位置させるもので、鍵には高さ方向に厚みがあるので、低音域及び高音域の鍵フレームは見えないことが多い。したがって、前記のように、中央音域に位置する1つのスイッチ部材を目につかないグレー色に着色しておけば、演奏者は鍵フレーム上のスイッチ部材に気にならずに、演奏に集中できるようになる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は本発明に係る鍵盤装置を備えた電子楽器の平面図である。この電子楽器は、上面の後部に、電子楽器の動作態様を選択するための複数のパネルスイッチＰＳＷを備えている。上面の前部には、横方向に配列された複数の鍵（白鍵及び黒鍵）１１からなる鍵盤装置が設けられている。

図２は、鍵盤装置の縦断側面図である。複数の鍵１１は所定数ずつ（例えば、白鍵ならば３つ又は４つずつ、黒鍵ならば５つずつ）複数のグループに分けられている。各グループに属する鍵は、鍵ユニット１０として樹脂により一体成型されている。各鍵ユニット１０においては、複数の鍵１１が、各鍵１１から後方にそれぞれ延設された垂直方向に薄肉の延設部１２をそれぞれ介して、横方向に延設されて垂直方向に薄肉の連結部１３に共通に接続されている。複数の鍵ユニット１０の連結部１３は、上下に重ねられて、鍵フレーム２０の後端部にねじ２１により固定されている。この構成により、複数の鍵１１は、それらの前端部を延設部１２の変形により上下方向に揺動可能にして、連結部１３にて鍵フレーム２０に支持されている。そして、複数の鍵１１の押鍵時には、鍵１１の前端部が、鍵フレーム２０に設けた鍵ガイド（図示省略）に沿って下方に変位する。複数の鍵１１の離鍵時には、延設部１２の弾性力により、鍵１１の前端部が上方へ復帰する。

鍵フレーム２０は、複数の鍵１１の下方にて横方向に延設されている。鍵フレーム２０は、金属または樹脂の一体成型により、又は金属および樹脂との複合により、適宜凹凸を有する板状に構成された部材である。複数の鍵１１は、中間部位置にて、それらの下面からストッパ片１４を下方に一体的に延設させている。このストッパ片１４は、下部を後方へ屈曲させた突出部１４ａを有する。ストッパ片１４の突出部１４ａは、鍵フレーム２０の縦壁部に設けた開口部２２から前方へ侵入し、鍵１１の前部の上下方向の変位を許容する。開口部２２を含む縦壁部の上端から後方へ向かう水平部下面には、鍵１１の前端部の上限位置を規定する上限ストッパ２３が固着されている。一方、開口部２２を含む縦壁部の下端から前方へ向かう水平部上面には、鍵１１の前端部の下限位置を規定する下限ストッパ２４が固着されている。上限ストッパ２３および下限ストッパ２４は、横方向（紙面に垂直方向）に延設された長尺状かつ平板状の緩衝材（例えば、フェルト）で構成されて、鍵１１のストッパ片１４の突出部１４ａとの衝突による衝撃を緩和するようになっている。

複数の鍵１１のストッパ片１４の後方位置には、スイッチ駆動部１５がそれぞれ設けられている。スイッチ駆動部１５の下方の鍵フレーム２０上には、横方向に延設されたプリント基板３１が固着されている。プリント基板３１上には、３つスイッチ部材３２，３３，３４が固着されている。スイッチ部材３２，３３，３４は、図３，４に示すように、それぞれ低音域、中音域及び高音域にこの順に対応し、ゴム、シリコンなどの弾性部材によって一体成型される。スイッチ部材３２，３３，３４は、それぞれ板状のプレート３２ａ，３３ａ，３４ａと、複数の鍵にそれぞれ対応して前後に配置した一対のスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃとからなる。

スイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃは、それぞれ内部に空洞を有する半球状（いわゆる「おわん型」）に形成され、中央部に円柱状部分を上下に突出させている。円柱状部分の下面には電気接点がそれぞれ設けられ、同接点はプリント基板３１上に設けた１対の電気接点にそれぞれ対向している。また、スイッチ３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの円柱状部分は、スイッチ３２ｃ，３３ｃ，３４ｃの円柱状部分よりもそれぞれ下方に長く形成されている。そして、鍵１１の押鍵に伴うスイッチ駆動部１５の下方への移動時に、最初にスイッチ３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの電気接点と、プリント基板３１上の対向する電気接点とがそれぞれ接触（オン）し、次にスイッチ３２ｃ，３３ｃ，３４ｃの電気接点と、プリント基板３１上の対向する電気接点とがそれぞれ接触（オン）するようになっている。スイッチ３２ｂ，３３ｂ，３４ｂと、スイッチ３２ｃ，３３ｃ，３４ｃとの接触の時間差により、押鍵時における鍵タッチ強さ（押鍵速度）が検出される。なお、鍵タッチ強さを検出する必要のない場合には、いずれか一方のスイッチ３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ（又はスイッチ３２ｃ，３３ｃ，３４ｃ）だけでもよい。

前記のようにスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃを含むスイッチ部材３２，３３，３４の硬度（弾性力）は、この順に低く、すなわち低音域から高音域に向かうに従って順次低くなるように設定されている。具体的には、スイッチ部材３２の硬度を「５５」に設定し、スイッチ部材３３の硬度を「５０」に設定し、かつスイッチ部材３４の硬度を「４５」に設定する。なお、この硬度は、新ＪＩＳ規格であるＪＩＳＫ６２５３に基づく「０」〜［１００］にわたるゴム硬度である。このように「５５」、「５０」及び「４５」からなる３段階の硬度設定は、スイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃを鍵スイッチとして機能させ、かつこの鍵スイッチの硬度差により低音域から高音域に向かうに従って押鍵反力を順次小さくするために、実験及び発明者の経験に基づく次の理由によって決定されたものである。まず、鍵スイッチ（スイッチ部材３２，３３，３４）の製造上のばらつきに起因して、高音域の押鍵反力が低音域の押鍵反力よりも大きくなるという押鍵反力の逆転を考えると、「５」程度以上の硬度差が必要である。また、押鍵反力（鍵タッチ）においては、「５」程度よりも大きな硬度差では、鍵タッチが重すぎる、又は軽すぎると感じる。そして、鍵盤装置の鍵スイッチとしての機能及び耐久性を考えると、硬度を「４５」〜「５５」程度に設定することが適当である。

図５は、スイッチ部材３２，３３，３４を硬度「５５」、「５０」、「４５」の弾性材料で構成した場合において、スイッチ駆動部１５がスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃに接触してからの鍵ストロークと、同スイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃによる押鍵反力（荷重）との関係を示す特性グラフである。この特性グラフからも理解できるように、鍵ストロークが増加するに従って押鍵反力が順次増加するとともに、硬度が「５５」、「５０」、「４５」と変化するごとに押鍵反力が減少する。特に、押鍵反力の立ち上がりの傾きは、硬度が「５５」、「５０」、「４５」と減少するにしたがって小さくなる。演奏者は、この立ち上がりの傾きを鍵タッチ感として特に感じるので、前記硬度の設定により良好な鍵タッチ感の変化を実現できる。

この場合、硬度「５５」のスイッチ部材３２の製造においては、例えば硬度「５０」の原材料と硬度「６０」の原材料とをほぼ等量ずつ混合して、金型に流し込むようにすればよい。また、硬度「５０」のスイッチ部材３３の製造においては、例えば硬度「５０」の原材料を金型に流し込むようにすればよい。硬度「４５」のスイッチ部材３４の製造においては、例えば硬度「４０」の原材料と硬度「５０」の原材料とをほぼ等量ずつ混合して、金型に流し込むようにすればよい。

また、スイッチ部材３２，３３，３４は、スイッチ部材の３２，３３，３４の鍵フレーム２０及びプリント基板３１への誤組み付けを防止するために、それぞれ異なる色に着色されている。本実施形態では、スイッチ部材３２は濃い（明度の低い）青色に、スイッチ部材３３はグレー色（灰色）に、スイッチ部材３４は薄い（明度の高い）青色に着色されている。そして、濃い青色、グレー色及び薄い青色は、この順に明度が順次高くなるように決められる。この明度の変化は、スイッチ部材３２，３３，３４の低音域、中音域及び高音域にそれぞれ対応しており、その結果、鍵盤装置の組み立て時に、作業者はスイッチ部材３２，３３，３４の位置関係を直感できる。これにより、スイッチ部材３２，３３，３４をプリント基板３１に組み付ける際の誤組み付けを防止できる。

また、中音域のスイッチ部材３３をグレー色にした理由は、彩度が低く、かつ明度が中程度であることを意味する。鍵盤装置においては、隣り合う鍵１１，１１の間には幅方向に多少の隙間があることが一般的であり、上方から鍵フレーム２０の一部が見える。この場合、演奏者は、通常、鍵盤の中央部（すなわち中音域）に顔を位置させるもので、鍵１１には高さ方向に厚みがあるので、低音域及び高音域の鍵フレーム２０は見えないことが多い。したがって、前記のように、中音域に位置する1つのスイッチ部材３３を目につかないグレー色に着色しておけば、演奏者は鍵フレーム上のスイッチ部材に気にならずに、演奏に集中できるようになる。

また、スイッチ部材３２，３３，３４にそれぞれに含まれる複数のスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃは、スイッチ部材３２，３３，３４ごとに、音高又は音域の変化に応じて弾性力（変形のし易さ）を異ならせている。具体的には、図６(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、スイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃの変形部の肉厚を、１つずつ又は複数ずつ、高音に向かうに従って順次薄くする。また、図７(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、スイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃの変形部の形状を、１つずつ又は複数ずつ、高音に向かうに従って順に変形し易い形状にする。ただし、白鍵に対応するスイッチは、黒鍵に対応するスイッチに比べて若干弾性力が大きくなるような形状又は肉厚に設定される。これは、白鍵と黒鍵とでは長さがことなるためであり、これにより、隣合う白鍵と黒鍵とで押鍵反力が滑らかに変化するようになる。このスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃの形状又は肉厚を音高又は音域ごとに異ならせる際、スイッチ部材３２，３３，３４をそれぞれ同一に構成してもよいし、それぞれ異なるように構成してもよい。同一にすれば、１種類の金型を用意するだけで済み、トータル的な製造コストを下げることができる。

図８は、低音から高音に向かうに従って、押鍵反力が滑らかに減少することを説明するための図である。図８の上段は、音高とスイッチ部材との関係を示している。前述したスイッチ部材３２，３３，３４の材料硬度の相違と、前記各スイッチ部材３２，３３，３４内のスイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃの形状又は肉厚の変更との組み合わせにより、押鍵反力は、図８の下段に示すように、低音から高音に向かうに従って滑らかに減少する。なお、図８の下段においては、実線により音高に従った白鍵に関する押鍵反力の変化を表し、破線により音高に従った黒鍵に関する押鍵反力の変化を示している。その結果、上記実施形態に係る鍵盤装置によれば、安価な方法で、音高の変化に応じて良好に変化する鍵タッチ感が得られるようになる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、スイッチ部材３２，３３，３４の硬度の変化を３段階にした。この３段階は、上述のように電子楽器の鍵盤装置にとって好ましいものであるが、スイッチ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃとしての機能及び耐久性の問題を解決し、押鍵反力（鍵タッチ感）の多少の重すぎ及び軽すぎを許容すれば、硬度「４０」又は硬度「６０」を加えて４段階に設定してもよい。また、両硬度「４０」及び「６０」を加えて５段階にしてもよい。この場合も、低音域から高音域になるほど硬度を小さくするとともに、複数のスイッチ部材をそれぞれ異なる色に着色するとよい。

また、上記実施形態においては、スイッチ部材３２，３３，３４の色を、濃い青色、グレー色及び薄い青色にそれぞれ着色した。これらの色も、好ましい実施形態を提供するものであるが、スイッチ部材３２，３３，３４の色が異なっていれば、材料上、製造上などの問題により、他の色を採用してもよい。しかしながら、中音域においては鍵フレーム２０の一部を上方から認識し難くするために、目立たない色、すなわち鍵フレーム２０に近い色などの条件により決定するとよく、無彩色かつ明度の高くない色、又は彩度が低くかつ明度の高くない色を選定するとよい。低音域及び高音域のスイッチ部材３２，３４に関しては、中音域のスイッチ部材３３と簡単に区別することができる目立たない色であって、押鍵反力の軽重の関係から、低音域のスイッチ部材３２に関しては中音域のスイッチ部材３３の明度よりも低い明度の色を選定するとともに、高音域のスイッチ部材３４に関しては中音域のスイッチ部材３３の明度よりも高い明度の色を選定するようにするとよい。

本発明の一実施形態に係る電子楽器の外観を示す平面図である。 鍵盤装置の縦断側面図である。 スイッチ部材の平面図である。 スイッチ部材の詳細断面図である。 鍵ストロークと押鍵反力（荷重）との関係を示すグラフである。 (Ａ)乃至(Ｃ)は、肉厚を異ならせることにより異なる弾性力を得るスイッチの例を示す断面図である。 (Ａ)乃至(Ｃ)は、形状を異ならせることにより異なる弾性力を得るスイッチの例を示す断面図である。 低音から高音に向かうに従って、押鍵反力が滑らかに減少することを説明するための図である。

符号の説明

１１…鍵、２０…鍵フレーム、３１…プリント基板、３２，３３，３４…スイッチ部材、３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃ…スイッチ

Claims (4)

1. 複数の鍵と、
   前記複数の鍵の下方に配設され、前記複数の鍵の前部がそれぞれ上下方向に揺動するように、前記複数の鍵の後端部をそれぞれ支持する鍵フレームと、
   前記鍵フレーム上に配置され、前記複数の鍵にそれぞれ対応して設けられて押鍵時に弾性変形する複数のスイッチを一体形成したスイッチ部材とを備えた鍵盤装置において、
   前記スイッチ部材を異なる鍵域ごとに複数に分割して構成し、
   前記複数に分割したスイッチ部材の硬度を低音域から高音域に向かうに従って順次低くし、かつ各スイッチ部材内の複数のスイッチの形状又は厚さを音高又は音域ごとに変更して高音域に向かうに従って押鍵時の反力が小さくなるようにしたことを特徴とする鍵盤装置。
2. 前記分割した複数のスイッチ部材をそれぞれ異なる色に着色したことを特徴とする請求項１に記載の鍵盤装置。
3. 前記分割した複数のスイッチ部材の明度を、低音域から高音域に向かうに従って順次高くしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の鍵盤装置。
4. 前記分割した複数のスイッチ部材のうちの中央音域に位置する1つのスイッチ部材をグレー色に着色したことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の鍵盤装置。

Images