JP4333647B2 - 電子鍵盤楽器における鍵盤構造 - Google Patents

Description

本発明は、鍵盤操作を検出するキースイッチを有する基板を取り付けることのできる電子鍵盤楽器における鍵盤構造に関する。

電子ピアノやシンセサイザーといった電子鍵盤楽器は鍵盤型の演奏操作子を具えており、各鍵に対する押鍵動作を検出することによって所定の演奏信号を生成して楽音を発音する。一般的に、電子鍵盤楽器においては、例えば弾性型などの操作子スイッチ（キースイッチとも呼ぶ）や各種の電子部品等が実装されているプリント基板（回路基板）を、鍵盤全体を囲むケースを兼ねうるフレームの適宜の位置に取り付けておき、該プリント基板上に設けられているキースイッチによって、各鍵に対する押鍵動作等を検出することのできるようにしている。また、各鍵の下方位置には上下方向に揺動可能に質量体（ハンマあるいは揺動レバーとも呼ぶ）がフレームに支持されており、各鍵の押鍵動作に応じて対応するハンマを連動させて同ハンマに錘の機能を発揮させることにより、例えばピアノなどのような自然楽器における鍵盤操作に似た鍵タッチ感を、電子鍵盤楽器においても得ることのできるようにしている。こうした電子鍵盤楽器に関連するものとして、例えば下記に示す特許文献１に記載の装置などがある。
特開平9-198037号公報

ところで、プリント基板を取り付け可能な電子鍵盤楽器においては、ねじなどによりプリント基板をフレームに固定するためのプリント基板固定用のボス部や、フレーム自体が外力により変形しないよう補強するための薄肉部材からなる補強用リブなどが、例えばプラスチックなどの樹脂素材によりフレームと一体的に成型されている。しかし、従来では、鍵の配列、つまり並設される複数の白鍵と黒鍵との並び順を殆ど考慮することなしに、白鍵及び黒鍵の並びに関係なく単に１〜３鍵毎などの任意の一定間隔にある所定数だけ離れた鍵と鍵との間に補強用リブを配置しているだけであって、鍵によっては（特に、白鍵と黒鍵とが並んでいる場合には）ハンマ揺動時に補強用リブにハンマが当たることが生じてしまうことがあり、そうした場合には鍵タッチ感が損なわれてしまう、という問題点があった。また、プリント基板固定用のボス部を前記補強用リブとは別に、該補強用リブが配置されていないフレーム内の空いたスペースの適宜の箇所に配置するようにしているので、補強用リブ及びプリント基板固定用のボス部を含むフレームを一体成型するには構造が複雑であって都合が悪い。そこで、揺動するハンマと干渉してハンマの動作を妨げることのないように鍵の配列を考慮した上でプリント基板固定用のボス部や補強用リブをフレーム内に配置し、かつ構造が簡易であってフレームの一体成型がしやすい鍵盤構造が望まれていたが、そうした鍵盤構造は従来考えられていなかった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、プリント基板固定用のボス部や補強用リブなどが揺動するハンマと干渉してハンマの動作を妨げることなく、かつ構造が簡易であってフレームの一体成型がしやすい電子鍵盤楽器における鍵盤構造を提供しようとするものである。

本発明に係る電子鍵盤楽器における鍵盤構造は、等間隔に並設された複数の白鍵と、その一部の白鍵と白鍵との間に配設された黒鍵と、前記各鍵の押鍵動作に伴って伝達される力によって揺動する前記鍵毎に設けられた複数の質量体と、前記各鍵の動作状態に応じてスイッチングされるスイッチを搭載した基板と、前記複数の鍵及び前記複数の質量体をそれぞれ揺動可能に支持すると共に前記基板を前記鍵の下方で保持するフレームとを具えた電子鍵盤楽器において、前記フレームは前記複数の白鍵及び黒鍵の鍵下に位置するものであって、当該フレーム自体が前記各鍵の押鍵動作に伴って発生される外力により変形しないように補強するための前記鍵に向かって上方に突設された板状の補強用リブを複数有してなり、前記補強用リブを互いに隣接する白鍵のうち前記黒鍵が配設されていない白鍵と白鍵との間に位置するように形成してなり、前記基板を該複数の補強用リブにわたって取り付けることを特徴とする。

本発明に係る好ましい実施例として、前記補強用リブは前記基板を取り付けるためのボス部が一体形成されてなり、複数の補強用リブによって支持するように前記一体形成されたボス部を介して前記基板を前記複数の補強用リブに取り付けることを特徴とする。
また、前記質量体は、等間隔に並設された複数の白鍵及びその一部の白鍵と白鍵との間に配設された黒鍵の各鍵の下方位置にそれぞれ設けられてなることを特徴とする。

この発明によると、等間隔に並設された複数の白鍵と、その一部の白鍵と白鍵との間に配設された黒鍵との鍵下に位置してなり、前記複数の白鍵及び黒鍵と、前記各鍵の押鍵動作に伴って伝達される力によって揺動する前記鍵毎に設けられた複数の質量体をそれぞれ揺動可能に支持すると共に、前記各鍵の動作状態に応じてスイッチングされるスイッチを搭載した基板を前記鍵の下方で保持するフレームにおいて、互いに隣接する白鍵のうち前記黒鍵が配設されていない白鍵と白鍵との間に、当該フレーム自体が前記各鍵の押鍵動作に伴って発生される外力により変形しないように補強するための前記鍵に向かって上方に突設された板状の補強用リブを複数形成し、前記基板を該複数の補強用リブにわたって取り付けるようにした。このようにして、上記のような鍵盤において隣接する鍵の間に黒鍵を有しない白鍵の間に補強リブを設けることにより、補強リブが揺動する鍵や質量体などの構造物と干渉してこれらの動作を妨げることがないように、鍵や質量体などの構造物を回避する複雑な形状でなく平板状に補強リブを形成することができることから、構造が簡易で一体成型しやすいフレームを提供することができるようになる。また、基板を複数の板状の補強リブにわたって取り付けるようにしたので、基板をフレームに強固に固定できるだけでなく、補強リブ同士が基板によって連結されることから、フレームの剛性を容易に確保することができるようにもなる。
また、前記補強用リブに基板を取り付けるためのボス部を一体形成し、複数の補強用リブによって支持するように前記一体形成されたボス部を介して前記基板を前記複数の補強用リブに取り付けるようにしたことから、構造が簡易でありながら剛性を容易に確保することのできるフレームを一体成型しやすくなる。

この発明によれば、補強用リブに対してプリント基板固定用のボス部を一体形成し、また該補強用リブを白鍵と白鍵とが隣り合う位置にのみ配置するようにしたので、揺動するハンマ（質量体）と補強用リブとが干渉してハンマの動作を妨げることなく、かつ構造が容易でありフレームが一体成型しやすい、という優れた効果が得られる。

以下、添付図面を参照しながらこの発明を詳細に説明する。

本発明に係る電子鍵盤楽器における鍵盤構造について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明に係る電子鍵盤楽器における鍵盤構造を適用した鍵盤装置の一実施例を示した縦断側面図である。図２は、図１に示した鍵盤装置におけるＸ−Ｘ´断面を正面（ここでは演奏者側）からみた正面断面図である。図３は、図１に示した鍵盤装置の上面概念図である。ただし、図３においては図示を簡略化するために、実際には縦列に重ね合わされるようにして配置されているプリント基板Ｐと、鍵Ｋ及びハンマＨとを便宜的に分けて図示している。また、プリント基板Ｐに搭載されている電子部品やプリント基板Ｐ上にプリントされているプリント配線パターンなどについては、それらの図示を省略している。

図１から理解できるように、この実施例に示す鍵盤装置は大きく分けて、演奏者による押鍵動作に応じて回動支点Ｚを中心にしてプリント基板Ｐに向かって矢印Ｙ方向に回動する鍵Ｋ（白鍵又は黒鍵）と、前記鍵Ｋの回動動作に伴い鍵Ｋの下方において鍵Ｋの回動向きとは逆向きに上下に揺動する、図示したような先端部が折り返された例えば金属棒からなるハンマＨ（又は質量体とも呼ぶ）と、当該鍵盤全体を囲むケースを形成する上下に分離可能なフレームであって、そのうちの鍵下に位置するフレームＦ（又は下ケース）とに分けられる。フレームＦ内の適宜の位置に配置される鍵Ｋ及びハンマＨの構造、また該鍵Ｋの押鍵時におけるハンマＨの揺動動作の機構などについては公知であることから、ここでは説明を省略する。

フレームＦには、略Ｌ字形状をした弾性変形型の係止片Ａと、前記係止片Ａと対をなす支持部材Ｃと、螺子孔（図示せず）を有するボス部Ｂとがそれぞれ鍵Ｋのある上向きに突設されている。プリント基板Ｐ（回路基板）をフレームＦに取り付けるには、まず係止片Ａと支持部材Ｃとの間にプリント基板Ｐの先端部（側縁部）ＰＳを押し込む。支持部材Ｃの上端面Ｃａは係止片Ａの係止爪Ａａと対向する位置にあって、この係止片Ａの係止爪Ａａと支持部材Ｃの上端面Ｃａとの間の距離は取り付け対象のプリント基板Ｐの板厚より僅かに小さい距離が確保されるように形成されており、これにより係止片Ａの係止爪Ａａと支持部材Ｃとの間に挿入されたプリント基板Ｐの先端部ＰＳを挟持することのできるようにしている。また、プリント基板Ｐの先端部ＰＳを挟持させた状態では係止片Ａの弾性変形による反発力が図１において左方向に働くが、この状態のままで前記係止片Ａにより狭持された先端部ＰＳとは反対側の側縁部に近い位置に形成されている螺子通し孔Ｎａに対して、プリント基板Ｐの上面からねじ（螺子）Ｎを通してボス部Ｂにねじ止めする。このように、係止片Ａの弾性変形による反発力がかかった状態のままでねじ止めすることによって、当該プリント基板ＰをフレームＦに頑強に固定することのできるようにしている。

支持部材Ｃとボス部Ｂとはその上端面がそれぞれ同じ高さとなるように形成されており、プリント基板Ｐをその有するキースイッチＫＳが鍵Ｋに対する押鍵操作に応じた回動動作により垂直方向から力がかかるようにしてフレームＦに取り付けられる。すなわち、図２に示すようにキースイッチＫＳは各鍵Ｋ毎に対応するようにして設けられているものであって、各鍵Ｋに対する押鍵操作に応じて各キースイッチＫＳの接点部（図示せず）が鍵下に配置されているプリント基板Ｐ上の所定の導電パターンによる固定接点である基板接点部Ｓ（図２では１個のみ便宜的に表示してある）と接触し、このキースイッチＫＳの接点部とプリント基板Ｐ上の基板接点部Ｓとが接触することによってスイッチング動作が行われ、これに基づき所定の演奏信号を生成することのできるようになっている。以上のようにして、この実施例に示す鍵盤構造によれば、離間した２箇所でのプリント基板Ｐの先端部ＰＳの挟持及び離間した２箇所のねじ止めによる計４点の保持により、プリント基板ＰをフレームＦに対して固定的に取り付けることのできるようにしている。勿論、プリント基板ＰのフレームＦに対する取り付け方法はこれに限らない。

図１に戻って、プリント基板Ｐをねじ止めするためのフレームＦ側に設けられるボス部Ｂなどの締結部材は、取り付け対象とされるプリント基板Ｐのサイズにあわせて演奏者側に近い位置に配置されている。こうした位置にボス部Ｂのみが単体で形成されたような場合には、押鍵時にかかる鍵Ｋを介しての外力等によるフレームＦの変形につられてボス部Ｂの位置が鍵Ｋの短手方向（図１の左右方向）で前後にずれてしまうことが生じ得る。そうすると、プリント基板Ｐに設けられているキースイッチＫＳの位置が鍵Ｋに対する当初の接触位置からずれてしまうので、こうしたキースイッチＫＳの位置ずれにより発音タイミングがずれたり、最悪の場合には楽音の発音自体がなされなくなるなどといった発音不良を引き起こす。そこで、こうしたボス部Ｂの位置ずれを防止するために、図２に示すようなこの実施例に示す鍵盤においては、後述するようにフレームＦの変形を防止するために設けられた変形の少ない補強用リブＲにボス部Ｂを一体的に形成するようにしている。

主に図２及び図３に示すように、フレームＦの短手方向（図２においては図面垂直方向、図３においては図面左右方向）には、鍵Ｋのある上向きに突設するようにして所定厚さの板状に形成された補強用リブが離間して複数設けられる（後述するように、本発明では白鍵と白鍵との間に１つの補強用リブＲが形成されている）。この補強用リブＲはフレーム自体が外力により変形しないよう補強するための薄肉部材であって、例えばプラスチックなどの樹脂素材によりフレームＦと一体的に成型されているものである。こうしたフレームＦの短手方向に延びるように、かつ鍵Ｋのある上向きに突設するようにして形成される補強用リブＲの側面や端面を含む補強用リブＲの直線軸上の適宜の位置等に、ボス部Ｂを一体形成する。このようにして、複数のボス部ＢをフレームＦの短手方向に延びる各補強用リブＲにおける長手方向に対して略同位置に一体的に形成することにより、従来のように補強用リブＲの存在していない箇所などに独立的に複数のボス部Ｂを設けることに比べて、外力によるフレームＦの変形時におけるボス部Ｂの位置ずれが生じないように、固定位置を安定させてプリント基板Ｐを支持することができるようになる。これにより、発音タイミングがずれたり、楽音の発音自体がなされないなどの発音不良を防止することができる。また、ボス部ＢをフレームＦの補強用リブＲに一体的に構成すると、補強用リブＲがフレームＦ自体だけでなくボス部Ｂをも補強する部材となって、ボス部Ｂ自体の強度を上げることができるようになる。

上記したように、補強用リブＲはプリンタ基板ＰをフレームＦに固定するためのボス部Ｂなどの締結部材と共に一体形成されるが、その形成位置は白鍵と白鍵とが隣りあう位置にのみ配置されるようにして複数形成されるものである。すなわち、一般的に鍵盤においては白鍵が等ピッチで並ぶように設置されている。そして、黒鍵は白鍵と白鍵との間に存在する鍵であるが、音名「Ｅ」と音名「Ｆ」及び音名「Ｂ」と音名「Ｃ」に該当する白鍵と白鍵との間に関しては黒鍵が存在しない。各鍵Ｋにおいて、ハンマＨを駆動するための鍵Ｋにおいて下方に向けて凸上に形成されるハンマ駆動部ＨＡ（図１参照）は、略中心付近に形成されるため、それに応じてハンマＨの並びも音名「Ｅ」と音名「Ｆ」、音名「Ｂ」と音名「Ｃ」との間では疎となる。また、黒鍵に比べて白鍵では、ハンマ駆動部ＨＡを設置する鍵の設置位置にある程度の範囲の自由度があるので、その範囲内で適宜に設置位置を決めることができる（ただし、ハンマ駆動部ＨＡの設置位置は、鍵の重心よりに設置される方がメカ雑的に好ましい）。そこで、こうしたハンマＨの並びが疎となる箇所である白鍵と白鍵との間にのみ、補強用リブＲを一体的に形成するようにしている。こうした構造は、ハンマＨと補強用リブＲとが干渉しにくい設計（所謂ロバストな設計）であり、ハンマＨと補強用リブＲとのクリアランスを確保できるだけでなく、また従来と比べて補強用リブＲの数が少なくなることから、フレームＦの構造の簡略化に伴う製造の容易さ、フレームＦの軽量化による持ち運びのしやすさなどの利点を有する。

さらに、白鍵と白鍵とが隣りあう位置に配置された補強用リブＲにボス部Ｂだけでなく、係止片Ａや支持部材Ｃなどの締結部材を一体形成するようにするとよい。こうした場合、係止片Ａ及び支持部材Ｃによるプリント基板Ｐの側縁部の挟持やねじ止めの際に、係止片Ａの係止爪ＡａやねじＮなどがプリント基板Ｐ上の基板接点部Ｓや電子回路やプリント配線パターン等と干渉することなく、プリント基板ＰをフレームＦに固定させることができるようになる。すなわち、白鍵と黒鍵とが隣りあう箇所では基板接点部Ｓが密に存在しており、当該箇所に前記基板の締結部材（ボス部Ｂや係止片Ａ及び支持部材Ｃなど）を配置すると、これらの締結部材が基板接点部Ｓに干渉してしまい、正しくキースイッチＫＳが動作せずに鍵Ｋに対する押鍵動作等を検出することができなくなる。そこで、本発明に係る電子鍵盤装置における鍵盤構造においては、白鍵と白鍵とが隣りあう位置にのみ基板の締結部材、つまり係止片Ａ及び支持部材Ｃとボス部Ｂなどを配置することで、基板接点部Ｓとの干渉を回避するようにしている。なお、基板の締結部材としては上記のものに限らず、リベット止めによるもの等であってよいことは言うまでもない。

以上のように、本発明に係る電子鍵盤楽器における鍵盤構造は、プリント基板固定用のボス部Ｂなどの締結部材を含む補強用リブＲをフレームＦに一体的に成型すると共に、こうした補強用リブＢを白鍵と白鍵とが隣り合う位置にのみ配置するようにしたものである（これにより、白鍵と白鍵とが隣りあう位置にのみ基板の締結部材も配置されることになる）。このように、揺動するハンマＨと干渉してハンマＨの動作を妨げることのないように鍵Ｋの配列を考慮した上でプリント基板固定用のボス部Ｂや補強用リブＲをフレームＦ内に配置することによって、構造が簡易であってフレームの一体成型がしやすくなる。
なお、白鍵と白鍵との間にのみにボス部Ｂ等を一体的に形成した補強用リブＲを配置するようにしたことによって、こうした補強用リブＲをフレームＦと一体的に形成しなくとも、フレームＦに対して補強用リブＲを後付けすることが容易にできるようになる、という利点もある。

なお、上述した各実施例では説明を理解しやすくするために、鍵Ｋ自体が直下に配置されたプリント基板Ｐ上のキースイッチＫＳを動作するものを示したがこれに限らず、公知の鍵盤の動作機構(例えば、鍵に連動して回動するアクチュエータなど)の動作に応じてキースイッチＫＳを動作するようにした構成であってもよい。そうした場合に、プリント基板Ｐを配置する位置は鍵Ｋの直下に限らないことは言うまでもない。
なお、上述した実施例においては係止片Ａと支持部材Ｃとを別々に構成した例を示したが、この係止片Ａと支持部材Ｃとを一体的に構成してもよい。例えば、支持部材Ｃの上に係止片Ａを形成してもよい。すなわち、全体形状が凸状であって、その凸部を略Ｌ字形状に形成するようにするとよい。また、係止部Ａは上記したものに限らず、プリント基板Ｐを固定的に把持することのできるものであればどのようなタイプのものであってもよい。

本発明に係る電子鍵盤楽器における鍵盤構造を適用した鍵盤装置の一実施例を示した縦断側面図である。 図１に示した鍵盤装置におけるＸ−Ｘ´断面を正面からみた正面断面図である。 図１に示した鍵盤装置の上面概念図である。

符号の説明

Ａ…係止片、Ａａ…係止爪、Ｂ…ボス部、Ｃ…支持部材、Ｆ…フレーム、Ｈ…ハンマ、ＨＡ…ハンマ駆動部、Ｋ…鍵、Ｎ…ねじ、Ｎａ…螺子通し孔、Ｐ…プリント基板、Ｒ…リブ、Ｓ…基板接点部、Ｚ…回動支点、ＫＳ…操作子スイッチ（キースイッチ）

Claims (3)

1. 等間隔に並設された複数の白鍵と、その一部の白鍵と白鍵との間に配設された黒鍵と、前記各鍵の押鍵動作に伴って伝達される力によって揺動する前記鍵毎に設けられた複数の質量体と、前記各鍵の動作状態に応じてスイッチングされるスイッチを搭載した基板と、前記複数の鍵及び前記複数の質量体をそれぞれ揺動可能に支持すると共に前記基板を前記鍵の下方で保持するフレームとを具えた電子鍵盤楽器において、
   前記フレームは前記複数の白鍵及び黒鍵の鍵下に位置するものであって、当該フレーム自体が前記各鍵の押鍵動作に伴って発生される外力により変形しないように補強するための前記鍵に向かって上方に突設された板状の補強用リブを複数有してなり、
   前記補強用リブを互いに隣接する白鍵のうち前記黒鍵が配設されていない白鍵と白鍵との間に位置するように形成してなり、前記基板を該複数の補強用リブにわたって取り付けることを特徴とする電子鍵盤楽器における鍵盤構造。
2. 前記補強用リブは前記基板を取り付けるためのボス部が一体形成されてなり、複数の補強用リブによって支持するように前記一体形成されたボス部を介して前記基板を前記複数の補強用リブに取り付けることを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器における鍵盤構造。
3. 前記質量体は、等間隔に並設された複数の白鍵及びその一部の白鍵と白鍵との間に配設された黒鍵の各鍵の下方位置にそれぞれ設けられてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器における鍵盤構造。

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