a.第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態について図面を用いて説明する。図1は第1実施形態に係る鍵盤装置を右から見た概略側面図であり、図2は前記鍵盤装置の概略平面図である。なお、図1及び後述する図4,7,11,15の鍵盤装置の概略側面図においては、鍵盤装置の前後方向を左右方向とし、鍵盤装置の上下方向を上下方向とする。
この鍵盤装置は、演奏者によって押離鍵操作される複数の白鍵11w及び複数の黒鍵11bと、演奏者の押鍵操作に対して反力を付与する複数の反力発生部材21w,21bとを備えている。白鍵11wは、前後方向に長尺状に形成されるとともに下方を開放させた断面コ字状に形成されて、鍵フレーム31の平板状の上板部31a上に配置されている。鍵フレーム31は、上板部31aの前端及び後端から下方に延設された平板上の脚部31b,31cを有し、脚部31b,31cの下端部分にて楽器内に設けたフレームFR上に固定されている。鍵フレーム31の上板部31aの後端部の上面上には、白鍵11wの内側にて対向する一対の板状の鍵支持部32が立設固定されている。鍵支持部32の上部には、互いに対向する位置にてそれぞれ外側に突出した突出部が設けられ、突出部を白鍵11wの両側面後端部に設けた貫通孔に内側から回転可能に侵入させている。これにより、白鍵11wは、鍵支持部32により揺動可能に支持され、前端部を上下方向に変位させる。以下の説明では、この白鍵11wの揺動中心を揺動軸Cwとする。黒鍵11bは、前部上面が高くなっている形状こそ異なるが、他の構成は白鍵11wと同様である。そして、黒鍵11bも、鍵支持部32により揺動軸Cb回りに揺動可能に支持されて、揺動により前端部を上下方向に変位させる。なお、本実施形態においては、黒鍵11bの揺動軸Cbと、白鍵11wの揺動軸Cwとは、前後方向及び上下方向において同一位置に位置する。
鍵フレーム31の上板部31aの上面には、白鍵11wの前端部の下方位置にて鍵ガイド33wが立設しており、黒鍵11bの前端部の下方位置にて鍵ガイド33bが立設している。鍵ガイド33w,33bは白鍵11w及び黒鍵11b内にそれぞれ摺動可能に侵入しており、白鍵11w及び黒鍵11bは、それらの上下方向の揺動時に左右方向に変位しないようになっている。
反力発生部材21wは各白鍵11wに対してそれぞれ設けられるとともに、反力発生部材21bは各黒鍵11bに対してそれぞれ設けられている。反力発生部材21w,21bは、白鍵11w及び黒鍵11bの前後方向の中央部の下方にて、鍵フレーム31の上板部31aの上面に固定されている。この場合、白鍵11w用の反力発生部材21wの前後方向の位置と、黒鍵11b用の反力発生部材21bの前後方向の位置は同じであり、反力発生部材21w,21bは鍵盤の横方向に1列に配置されている。そして、複数の反力発生部材21w,21bが一体成形により形成されている。
ここで、反力発生部材21w,21bについて説明しておく。図3は、図2の3−3線に沿って見た反力発生部材部分の拡大断面図である。複数の反力発生部材21w,21bは、弾性を有するゴムにより一体形成されている。各反力発生部材21w,21bは、ドーム部21w1,21b1、トップ部21w2,21b2及びベース部21w3,21b3をそれぞれ有する。ドーム部21w1,21b1は、軸心Yw,Ybを中心に点対称のドーム状(お椀状)に形成されており、上方からの押圧により変形し易い薄肉に形成されている。逆に言えば、軸線Yw,Ybとは、本体部21w1,21b1及びトップ部21w2,21b2の中心軸線である。そして、軸線Yw,Ybは、反力ベクトルの起点を通り、ベクトル方向に延びる力の作用線でもある。具体的には、ドーム部21w1,21b1は、上方からの押圧力の増加により弾性変形して反力を徐々に増加させるとともに、反力がピークに達した後に座屈変形によって反力を急激に減少させ、その後、反力を徐々に増加させる。ドーム部21w1とドーム部21b1とは同一な形状、特にドーム部21w1の下端面から上端面までの距離Lwはドーム部21b1の下端面から上端面までの距離Lbに等しい。なお、このドーム部21w,21bは、別の観点から見た本発明の本体部に相当する。
トップ部21w2,21b2は、軸心Yw,Ybに対して点対称の円筒状に形成されて、上方からの押圧によってもほとんど変形しない厚肉に形成されている。トップ部21w2,21b2は、下面にてドーム部21w1,21b1の上面に接続されるとともに、全周にわたって均一の高さに設定され、その上面は平面である。トップ部21w2,21b2の上部における周方向の一部には、トップ部21w2,21b2の内部と外部とを連通させる空気逃がし用の切込部(図示しない)が設けられている。トップ部21w2とトップ部21b2とは、同一な形状に形成されている。
ベース部21w3,21b3は、ドーム部の下端の全周に渡って下方に連続するとともに、ドーム部21w1,21b1の下端面よりも外側に張り出すように形成されている。このべース部21w3,21b3も、上方からの押圧によってもほとんど変形しない厚肉に形成されている。複数のべース部21w3,21b3は、隣合うべース部21b3,21w3と連続して一体的に形成されて、それらの底面は共通な平面を構成する。一方、各べース部21w3,21b3の上面も平面であるが、べース部21b3,21w3間の上面には段差21pが設けられている。これにより、白鍵11w用のべース部21w3の高さは、黒鍵11b用のべース部21b3の高さよりも低い。
べース部21w3,21b3の下面には、適宜箇所にて、ベース部21w3,21b3の下面から垂直下方に円柱状に突出した複数の脚部22が設けられている。複数の脚部22も、ドーム部21w1,21b1、トップ部21w2,21b2及びべース部21w3,21b3と、弾性体により一体形成されている。脚部22は、鍵フレーム31の上板部31aに設けた支持部31dに反力発生部材21w,21bを固定するもので、支持部31dに設けた貫通孔に圧入される。なお、脚部22をなくして、ベース部21w3,21b3の下面を、鍵フレーム31の上板部31a(支持部31d)上に接着剤などにより固定するようにしてもよい。
そして、支持部31dの上面は水平面であるので、反力発生部材21w,21bは、軸心Yw,Ybを互いに平行かつ支持部31dに対して垂直に保った状態で支持部31dの上面に固定されている。これにより、段差21pによるべース部21w3,21b3の高さの違いにより、支持部31dの上面に反力発生部材21w,21bを固定した状態では、反力発生部材21wのトップ部21w2の上面の高さは、反力発生部材21bのトップ部21b2の上面の高さよりも低くなる。この高さの差は、白鍵11wを押鍵した場合と、黒鍵11bを押鍵した場合とで、反力発生部材21w(ドーム部21w1)及び反力発生部材21b(ドーム部21b1)の変形開始時、反力ピーク時、及び変形終了時における、白鍵11wの前端上面の下方への移動量と黒鍵11bの前端上面の下方への移動量とがほぼ同じになるように設定されている。
また、白鍵11w及び黒鍵11bの下面であって、反力発生部材21w,21bのトップ部21w2,21b2の上面に対向する位置には、反力発生部材21w,21bを上方から押圧する押圧部11w1,11b1がそれぞれ設けられている。押圧部11w1,11b1は平板状に構成され、その下面は、平面であって、白鍵11w及び黒鍵11bの下面に対して、前側にて高く後側にて低くなるように傾斜している。この押圧部11w1,11b1の傾斜は、反力発生部材21w,21bの反力のピーク時において、押圧部11w1,11b1の下面の法線(下面に垂直な直線)が、反力発生部材21w、21bの軸心Yw,Ybにそれぞれ平行になるように設定されている。また、反力発生部材21w,21bによる反力のピーク時において、反力方向は反力発生部材21w,21bの軸線Yw,Ybの方向と一致する。したがって、反力発生部材21w,21bによる反力のピーク時において、反力方向を白鍵21wと黒鍵21bとで異ならせて、反力のピーク時における反力発生部材21w,21bの押圧方向が反力発生部材21w,21bの反力方向と一致するようにしているとも捉えることができる。この場合、黒鍵11bの押圧部11b1の下面の水平(黒鍵11bの下面)に対する傾斜は、白鍵11wの押圧部11w1の下面の水平(白鍵11wの下面)に対する傾斜よりも若干量だけ大きい。なお、前記反力のピーク時において押圧部11w1,11b1の押圧点を含む下面の法線が軸心Yw,Ybにそれぞれ平行になるように設定されるならば、これらの押圧部11w1,11b1の下面は平面でなくても、球面状であってもよい。また、押圧部11w1,11b1を、白鍵11w及び黒鍵11bの内部上面から下方に突出させた十字型、H字型等のリブなどで構成してもよい。
また、この鍵盤装置は、押圧部11w1,11b1と鍵支持部32の中間位置にて、白鍵11w及び黒鍵11bと、鍵フレーム31の上板部31aとの間にそれぞれ組み込まれた白鍵11w用のスプリング34w及び黒鍵11b用のスプリング34bを備えている。スプリング34w,34bは、白鍵11w及び黒鍵11bを上板部31aに対して上方に付勢している。なお、これらのスプリング34w,34bは、コイル状でなくても、白鍵11w及び黒鍵11bを上方に付勢することができれば、板ばねのようなスプリングでもよい。
白鍵11wは、その前端部から下方に延設させた延設部11w2を備え、延設部11w2の下端には前方に突出させた係合部11w3が設けられ、係合部11w3は鍵フレーム31の上板部31aに設けた貫通孔を介して、上板部31aの下方に上方から侵入している。また、鍵フレーム31の上板部31aの前端部下面には上限ストッパ部材35wが設けられている。上限ストッパ部材35wは、フェルトのような緩衝部材により構成されており、白鍵11wの係合部11w3との当接により、白鍵11wの前端部の上方への変位を規制する。また、鍵フレーム31の上板部31aの前端部上面には下限ストッパ部材36wが設けられている。下限ストッパ部材36wも、フェルトのような緩衝部材により構成されており、白鍵11wの前端部下面との当接により、白鍵11wの前端部の下方への変位を規制する。
黒鍵11bは、その前端部から下方に延設させた延設部11b2を備え、延設部11b2の下端には後方に突出させた係合部11b3が設けられ、係合部11b3は鍵フレーム31の上板部31aに設けた貫通孔を介して、上板部31aの下方に上方から侵入している。また、鍵フレーム31の上板部31aの中間部下面には上限ストッパ部材35bが設けられている。上限ストッパ部材35bも、フェルトのような緩衝部材により構成されており、黒鍵11bの係合部11b3との当接により、黒鍵11bの前端部の上方への変位を規制する。また、鍵フレーム31の上板部31aの中間部上面には下限ストッパ部材36bが設けられている。下限ストッパ部材36bも、フェルトのような緩衝部材により構成されており、黒鍵11bの前端部下面との当接により、黒鍵11bの前端部の下方への変位を規制する。
また、鍵フレーム31の上板部31aの下面であって反力発生部材21w,21bの若干後方位置には、電気回路基板37が上板部31aと平行になるように固定されている。電気回路基板37の上面には、白鍵11w及び黒鍵11bのためのドーム状の鍵スイッチ38w,38bがそれぞれ固定されている。鍵スイッチ38w,38bは、白鍵11w及び黒鍵11bの押鍵時に白鍵11w及び黒鍵11bの下面から突出させた突出部により押圧されてオフ状態からオン状態に変化して、白鍵11w及び黒鍵11bの押離鍵操作を検出する。なお、この鍵スイッチ38w,38bによる押離鍵操作の検出は、楽音信号の発生制御に利用される。
次に、前記のように構成した第1実施形態に係る鍵盤装置の動作について説明する。演奏者が白鍵11w及び黒鍵11bを押し始めると、白鍵11w及び黒鍵11bはスプリング34w,34bの反力に抗して、揺動軸Cw,Cb回りにそれぞれ揺動を開始し、白鍵11w及び黒鍵11bの前端部が下方に変位して係合部11w3,11b3が上限ストッパ部材35w,35bから離れ、その後、押圧部11w1,11b1が反力発生部材21w,21bのトップ部21w2,21b2の上面の後側端部に当接する。そして、白鍵11w及び黒鍵11bがさらに押されると、白鍵11w及び黒鍵11bの前端部が下方に変位して、押圧部11w1,11b1の押圧により反力発生部材21w,21bのドーム部21w1,21b1が変形し始める。これにより、演奏者は、スプリング34w,34bによる反力に加えて、反力発生部材21w,21bの徐々に増加する反力を感じ始める。
白鍵11w及び黒鍵11bがさらに押されると、反力発生部材21w,21bの反力がピークに達して、その後に、ドーム部21w1,21b1が座屈変形し始める。これにより、演奏者は明確なクリック感を感じる。なお、鍵スイッチ38w,38bは、この座屈よりも若干遅れて、白鍵11w及び黒鍵11bの下面から突出させた突出部の押圧によりオフ状態からオン状態に変化する。この鍵スイッチ38w,38bのオン状態への変化に応答して、図示しない楽音信号発生回路は楽音信号を発生し始める。
さらに、白鍵11w及び黒鍵11bが押されると、白鍵11w及び黒鍵11bの前端下面が下限ストッパ部材36w,36bに当接して、白鍵11w及び黒鍵11bの揺動は終了する。この状態では、反力発生部材21w,21bの弾性変形も終了する。そして、白鍵11w及び黒鍵11bが離鍵されると、反力発生部材21w,21b及びスプリング34w,34bの反力により、白鍵11w及び黒鍵11bの前端部は上方に変位する。この白鍵11w及び黒鍵11bの前端部が上方へ変位して戻る過程においては、鍵スイッチ38w,38bはオン状態からオフ状態に変化して、図示しない楽音信号発生回路は楽音信号の発生停止を制御する。さらに、白鍵11w及び黒鍵11bの前端部が上方へ変位すると、係合部11w3,11b3は上限ストッパ部材35w,35bに当接して、白鍵11w及び黒鍵11bは離鍵状態に戻る。
上記のように構成されて動作する鍵盤装置においては、べース部21w3の厚さ(軸心Ywの方向の長さ)とべース部21b3の厚さ(軸心Ybの方向の長さ)を異ならせることにより、白鍵11wを押鍵した場合と、黒鍵11bを押鍵した場合とで、反力発生部材21w(ドーム部21w1)及び反力発生部材21b(ドーム部21b1)の変形開始時、反力ピーク時、及び変形終了時における、白鍵11wの前端上面の下方への移動量と黒鍵11bの前端上面の下方への移動量とがほぼ同じになるように設定した。したがって、白鍵11wと黒鍵11bとで構造が異なっていても、白鍵11wの押離鍵操作と黒鍵11bの押離鍵操作を違和感なく行うことができる。
そして、べース部21w3とべース部21b3の高さを異ならせることにより、ドーム部21w1の下端面とドーム部21b1の下端面の高さを異ならせたうえで、ドーム部21w1及びトップ部21w2と、ドーム部21w1及びトップ部21b2を同じ形状及び大きさにしたので、白鍵11wと黒鍵11bとでほぼ同一の鍵タッチ感を得ることができる。また、この第1実施形態においては、複数の反力発生部材21wと複数の反力発生部材21bとは一体形成され、この一体形成された反力発生部材21w,21bを簡単に組み付けることができる。
前記説明においては、白鍵11w用のドーム部21w1の下端面と、黒鍵11b用のドーム部21b1の下端面との高さの相違について支持部31dの上面を基準に説明した。しかし、これに代えて、ドーム部21w1,21b1の下端面と軸心Yw,Ybとの交点を用いて前記高さの相違について説明しておく。前記の場合、図3及び図16(A)に示すように、白鍵11w用の反力発生部材21wのドーム部21w1の軸心Ywと、黒鍵11b用の反力発生部材21bのドーム部21b1の軸心Ybとが平行である。したがって、この場合、ドーム部21w1,21b1の下端面の軸心Yw,Ybの方向における距離の差ΔLは、ドーム部21w1の下端面と軸心Ywとの交点Pwと、ドーム部21b1の下端面と軸心Ybとの交点Pbの両軸心Yw,Ybの方向における距離として定義できる。なお、この場合の前記距離の差ΔLは、ドーム部21w1の下端面と軸心Ywとの交点Pwと、ドーム部21b1の下端面と軸心Ywとの交点Pb’との距離の差としても定義できるとともに、ドーム部21w1の下端面と軸心Ybとの交点Pw’と、ドーム部21b1の下端面と軸心Ybとの交点Pbとの距離の差としても定義できる。
しかし、図16(B)に示すように、黒鍵用の反力発生部材21bを白鍵用の反力発生部材21wに対して傾けて組付ける場合もあり、この場合には、両軸心Yw,Ybは平行でなく、前記方法ではドーム部21w1,21b1の下端面の高さの相違を定義し難い。そこで、本明細書では、前記両軸心Yw,Ybが平行である場合も含めて、ドーム部21w1の軸心Yw及びドーム部21b1の軸心Ybのうちの一方の軸心を用いて、ドーム部21w1,21b1の両下端面の位置との相違を定義する。すなわち、ドーム部21w1の下端面と軸心Ywとの交点Pwと、ドーム部21b1の下端面と軸心Ywとの交点Pb’との軸心Ywの方向における距離を定義する。あるいは、ドーム部21b1の下端面と軸心Ybとの交点Pbと、ドーム部21w1の下端面と軸心Ybとの交点Pw’との軸心Ybの方向における距離を定義する。なお、この場合でも、図16(B)においては、軸心Ywに対する軸心Ybに対する傾斜を誇張して示しているので、実質的には図16(A)のようにドーム部21w1の下端面と、ドーム部21b1の下端面とにおける軸心Yw(又は軸心Yb)の方向における距離が存在する。なお、このドーム部21w1,21b1の下端面の位置に関しては、後述する各種実施形態でも同様である。
また、上記第1実施形態においては、ドーム部21w1及びトップ部21w2と、ドーム部21b1及びトップ部21b2とを全く同じ形状及び大きさにしたが、前記傾きのように僅かに異なる形状であってもよい。
また、上記第1実施形態では、反力発生部材21w,21bを支持部31dに固定して、白鍵11w及び黒鍵11bの押圧部11w1,11b1により反力発生部材21w,21bを押圧するようにした。しかし、これに代えて、反力発生部材21w,21bを白鍵11w及び黒鍵11bに固定して、鍵フレーム31の上板部31aにおける反力発生部材21w,21bに対向する位置に押圧部を設け、白鍵11w及び黒鍵11bの揺動により、前記押圧部により反力発生部材21w,21bが押圧されるようにしてもよい。なお、この場合には、各反力発生部材21w,21bを別々に成形して、反力発生部材21w,21bを白鍵11w及び黒鍵11bに個別に固定する必要がある。
b.第2実施形態
次に、複数の白鍵11w用の反力発生部材21wと、複数の黒鍵11b用の反力発生部材21bとを、前後方向の異なる位置にて2列に配置した第2実施形態に係る鍵盤装置について説明する。図4は第2実施形態に係る鍵盤装置を右から見た概略側面図であり、図5は前記鍵盤装置の概略平面図である。図6は、図5の各6−6線に沿って見た、白鍵11w用の反力発生部材21w及び黒鍵11b用の反力発生部材21bの拡大断面図である。
複数の反力発生部材21wは、鍵フレーム31の上板部31aに設けた支持部31d1上に左右方向に沿って配置されている。支持部31d1は、上板部31aよりも若干低い位置にて左右方向に延設されている。複数の反力発生部材21wは、弾性体により一体形成されて、上記第1実施形態と同様なドーム部21w1、トップ部21w2及びべース部21w3をそれぞれ有する。複数のドーム部21w1及びトップ部21w2は、複数の白鍵11wの押圧部11w1の下方に位置する。べース部21w3は、同一の厚さに平板状に形成されて、複数のドーム部21w1を連結している。
複数の反力発生部材21bは、鍵フレーム31の上板部31aに設けた支持部31d2上に左右方向に沿って配置されている。支持部31d2は、支持部31d1の後方において上板部31aと同じ高さ位置にて左右方向に延設されている。複数の反力発生部材21bも、弾性体により一体形成されて、上記第1実施形態と同様なドーム部21b1、トップ部21b2及びべース部21b3をそれぞれ有する。複数のドーム部21b1及びトップ部21b2は、複数の黒鍵11bの押圧部11b1の下方に位置する。なお、黒鍵11bの押圧部11b1は、白鍵11wの押圧部11w1に対して後方に位置する。べース部21b3は、同一の厚さに平板状に形成されて、複数のドーム部21b1を連結している。この場合、白鍵11w用の反力発生部材21wと黒鍵11b用の反力発生部材21bとはそれぞれ独立に構成されているが、同一の形状である。特に、べース部21w3,21b3は同一の厚さを有し、ドーム部21w1,21b1とトップ部21w2,21b2も同一の形状である。
また、この第2実施形態においては、支持部31d1,31d2の高さの違いにより、反力発生部材21wのトップ部21w2の上面の高さは、反力発生部材21bのトップ部21b2の上面の高さよりも低くなる。この高さの差は、上記第1実施形態の場合と同様に、白鍵11wを押鍵した場合と、黒鍵11bを押鍵した場合とで、反力発生部材21w(ドーム部21w1)及び反力発生部材21b(ドーム部21b1)の変形開始時、反力ピーク時、及び変形終了時における、白鍵11wの前端上面の下方への移動量と黒鍵11bの前端上面の下方への移動量とがほぼ同じになるように設定されている。他の構成については上記第1実施形態と同じであるので、同一符号を用いて、その説明を省略する。
前記のように構成した第2実施形態に係る鍵盤装置においても、演奏者による白鍵11w及び黒鍵11bの押離鍵動作においては、上記第1実施形態と同様に動作する。そして、この第2実施形態においては、支持部31d1と支持部31d2の高さを異ならせることにより、上記第1実施形態の場合と同様な理由により、白鍵11wと黒鍵11bとで構造が異なっていても、白鍵11wの押離鍵操作と黒鍵11bの押離鍵操作を違和感なく行うことができるとともに、白鍵11wと黒鍵11bとでほぼ同一の鍵タッチ感を得ることができる。また、この第2実施形態においても、複数の反力発生部材21wは一体形成され、複数の反力発生部材21bも一体形成され、この一体形成された反力発生部材21w,21bをそれぞれ簡単に組み付けることができる。
なお、上記第2実施形態においても、ドーム部21w1及びトップ部21w2と、ドーム部21b1及びトップ部21b2とを全く同じ形状及び大きさにしたが、上記第1実施形態の場合と同様に僅かに異なる形状であってもよい。
また、上記第2実施形態でも、反力発生部材21w,21bを支持部31d1,31d2に固定して、白鍵11w及び黒鍵11bの押圧部11w1,11b1により反力発生部材21w,21bを押圧するようにした。しかし、これに代えて、反力発生部材21w,21bを白鍵11w及び黒鍵11bに固定して、鍵フレーム31の上板部31aにおける反力発生部材21w,21bに対向する位置に押圧部を設け、白鍵11w及び黒鍵11bの揺動により、前記押圧部により反力発生部材21w,21bが押圧されるようにしてもよい。なお、この場合も、各反力発生部材21w,21bを別々に成形して、反力発生部材21w,21bを白鍵11w及び黒鍵11bに個別に固定する必要がある。
c.第3実施形態
次に、上記第2実施形態の複数の白鍵11w用の反力発生部材21wと、複数の黒鍵11b用の反力発生部材21bとを一体形成するようにした第3実施形態に係る鍵盤装置について説明する。図7は第3実施形態に係る鍵盤装置を右から見た概略側面図であり、図8は前記鍵盤装置の概略平面図である。図9は、図8の各9−9線に沿って見た、白鍵11w及び黒鍵11b用の反力発生部材21w,21bの拡大断面図である。
この第3実施形態においては、上記第2実施形態の複数の反力発生部材21wと複数の反力発生部材21bとが一体形成され、各反力発生部材21w,21bは上記第1及び第2実施形態と同様なドーム部21w1,21b1、トップ部21w2,21b2及びべース部21w3,21b3をそれぞれ有する。この場合、複数のべース部21w3,21b3は、それらの下面を共通な水平な平面で連続して構成しており、連続したべース部21w3の上面と、連続したべース部21b3の上面との間には段差21qが設けられている。そして、一体形成された反力発生部材21w,21bは上板部31aに設けた支持部31d上に配置されている。これにより、反力発生部材21wのトップ部21w2の上面の高さを、反力発生部材21bのトップ部21b2の上面の高さよりも低くしている。この高さの差は、上記第1及び第2実施形態の場合と同様に、白鍵11wを押鍵した場合と、黒鍵11bを押鍵した場合とで、反力発生部材21w(ドーム部21w1)及び反力発生部材21b(ドーム部21b1)の変形開始時、反力ピーク時、及び変形終了時における、白鍵11wの前端上面の下方への移動量と黒鍵11bの前端上面の下方への移動量とがほぼ同じになるように設定されている。他の構成については上記第1実施形態と同じであるので、同一符号を用いて、その説明を省略する。
前記のように構成した第3実施形態に係る鍵盤装置においても、演奏者による白鍵11w及び黒鍵11bの押離鍵動作においては、上記第1及び第2実施形態と同様に動作する。そして、この第3実施形態においては、白鍵11w用のべース部21w3と黒鍵11b用のべース部21b3の厚さすなわち軸心Yw,Ybの方向の長さを異ならせることにより、上記第1及び第2実施形態の場合と同様な理由により、白鍵11wと黒鍵11bとで構造が異なっていても、白鍵11wの押離鍵操作と黒鍵11bの押離鍵操作を違和感なく行うことができるとともに、白鍵11wと黒鍵11bとでほぼ同一の鍵タッチ感を得ることができる。また、この第3実施形態においては、複数の反力発生部材21w及び複数の反力発生部材21bが一体形成され、この一体形成された反力発生部材21w,21bを簡単に組み付けることができる。
なお、上記第3実施形態においても、ドーム部21w1及びトップ部21w2と、ドーム部21b1及びトップ部21b2とを全く同じ形状及び大きさにしたが、上記第1及び第2実施形態の場合と同様に僅かに異なる形状であってもよい。
また、上記第3実施形態においては、べース部21w3とべース部21b3との間に段差21qを設けるようにした。しかし、段差21qに代えて、図10に示すように、べース部21w3とべース部21b3との間を傾斜面21rにより接続して、ドーム部21w1の下端面とドーム部21b1の下端面の高さを異ならせるようにしてもよい。
また、上記第3実施形態及びその変形例においては、白鍵11w用のドーム部21w1の後端(図8におけるドーム部21w1の右側端)が、黒鍵11b用のドーム部21b1の前端(図8におけるドーム部21b1の左側端)よりも前側(図8における左側)に位置するようにした。しかし、これに代えて、白鍵11w用のドーム部21w1の後端が、黒鍵11b用のドーム部21b1の前端と後端との間に位置するようにしてもよい。すなわち、ドーム部21w1はドーム部21b1に対して前方に位置するが、ドーム部21w1及びドーム部21b1が前後方向において重なった部分を有するようにしてもよい。
d.第4実施形態
次に、一体形成した複数の反力発生部材21w,21bのべース部21w3,21b3の底面を傾斜させるとともに、鍵フレーム31の上板部31aに設けた支持部31dも傾斜させた第4実施形態に係る鍵盤装置について説明する。図11は第4実施形態に係る鍵盤装置を右から見た概略側面図であり、図12は前記鍵盤装置の概略平面図である。図13は、図12の各13−13線に沿って見た、白鍵11w及び黒鍵11b用の反力発生部材21w,21bの拡大断面図である。
この第4実施形態においては、支持部31dは、前側にて低く後側にて高くなるように傾斜しており、上板部31aと一体的に形成されている。白鍵11wの押圧部11w1及び黒鍵11bの押圧部11b1は、上記第2及び第3実施形態と同様に、押圧部11w1を前側に押圧部11b1を後側にして2列に設けられて、押圧部11w1,11b1は共に前側にて高く、後側を低くした平面に形成されている。
複数の反力発生部材21wと複数の反力発生部材21bは一体形成され、各反力発生部材21w,21bは上記第1乃至第3実施形態と同様なドーム部21w1,21b1、トップ部21w2,21b2及びべース部21w3,21b3をそれぞれ有する。この場合、複数のべース部21w3,21b3は、それらの下面を共通な傾斜させた平面で連続して構成しており、それらの上面を水平にした平面で構成されている。ドーム部21w1の外周面外側にはべース21w3を切欠いた円筒状の溝21w4が形成されるとともに、ドーム部21b1の外周面外側にはべース21b3を切欠いた円筒状の溝21b4が形成されている。これらの溝21w4,21b4の径方向幅は、トップ部21w2,21b2の上面からの押圧によりドーム部21w1,21b1が変形した際に、ドーム部21w1,21b1の外周面が溝21w4,21b4の内周面に接しない程度に設定されている。
この場合、ドーム部21w1,21b1の高さは、溝21w4,21b4の底面からドーム部21w1,21b1の上面までの高さである。そして、溝21w4の深さを溝21b4の深さよりも深くすることにより、ドーム部21w1及びトップ部21w2の高さが、ドーム部21b1及びトップ部21b2の高さよりも低くなるようにしている。なお、ドーム部21w1及びトップ部21w2と、ドーム部21b1及びトップ部21b2とは同一の形状に構成されており、ドーム部21w1の下端面から上端面までの距離Lwはドーム部21b1の下端面から上端面までの距離Lbに等しい。このドーム部21w1,21b1の高さの差は、上記第1乃至第4実施形態の場合と同様に、白鍵11wを押鍵した場合と、黒鍵11bを押鍵した場合とで、反力発生部材21w(ドーム部21w1)及び反力発生部材21b(ドーム部21b1)の変形開始時、反力ピーク時、及び変形終了時における、白鍵11wの前端上面の下方への移動量と黒鍵11bの前端上面の下方への移動量とがほぼ同じになるように設定されている。他の構成については上記第1乃至第3実施形態と同じであるので、同一符号を用いて、その説明を省略する。
前記のように構成した第4実施形態に係る鍵盤装置においても、演奏者による白鍵11w及び黒鍵11bの押離鍵動作においては、上記第1及び第2実施形態と同様に動作する。そして、この第4実施形態においては、溝21w4と溝21b4の深さを異ならせることにより、上記第1乃至第3実施形態の場合と同様な理由により、白鍵11wと黒鍵11bとで構造が異なっていても、白鍵11wの押離鍵操作と黒鍵11bの押離鍵操作を違和感なく行うことができるとともに、白鍵11wと黒鍵11bとでほぼ同一の鍵タッチ感を得ることができる。また、この第4実施形態においては、複数の反力発生部材21w及び複数の反力発生部材21bが一体形成され、かつべース部21w3,21b3の底面を連続的に傾斜させているので、傾斜した支持部31dにこの一体形成された反力発生部材21w,21bを簡単に組み付けることができる。
なお、上記第4実施形態においても、ドーム部21w1及びトップ部21w2と、ドーム部21b1及びトップ部21b2とを全く同じ形状及び大きさにしたが、上記第1乃至第3実施形態の場合と同様に僅かに異なる形状であってもよい。
また、上記第4実施形態においては、溝21w4,21b4の深さの相違により、ドーム部21w1及びトップ部21w2の高さと、ドーム部21b1及びトップ部21b2の高さとを異ならせた。しかし、この溝21w4,21b4を設けることなく、図14に示すように、べース部21w3,21b4の下面を傾斜させたうえで、べース部21w3の上面とべース部21b3の上面との間に段差21qを設けるようにしてもよい。これによっても、ドーム部21w1及びトップ部21w2と、ドーム部21b1及びトップ部21b2との形状を同一にした状態で、ドーム部21w1及びトップ部21w2の高さと、ドーム部21b1及びトップ部21b2の高さとを異ならせることもできる。また、この段差21qに代えて、上記第3実施形態の変形例と同様に、べース部21w3とべース部21b3との間を傾斜面21rにより接続して、ドーム部21w1の下端面とドーム部21b1の下端面の高さを異ならせるようにしてもよい(図10参照)。
また、上記第4実施形態及びその変形例においては、白鍵11w用のドーム部21w1の後端(図8におけるドーム部21w1の右側端)が、黒鍵11b用のドーム部21b1の前端(図12におけるドーム部21b1の左側端)よりも前側(図12における左側)に位置するようにした。しかし、この場合も、白鍵11w用のドーム部21w1の後端が、黒鍵11b用のドーム部21b1の前端と後端との間に位置するようにしてもよい。すなわち、ドーム部21w1はドーム部21b1に対して前方に位置するが、ドーム部21w1及びドーム部21b1が前後方向において重なった部分を有するようにしてもよい。
e.第5実施形態
次に、白鍵11w及び黒鍵11bの揺動により連動して揺動する揺動体が、反力発生部材21w,21bを押圧する第5実施形態について説明する。図15はこの第5実施形態に係る鍵盤装置を示しており、この鍵盤装置は前記揺動体としてのハンマー41w,41bを白鍵11w及び黒鍵11bに対応させて備えている。
ハンマー41w,41bは、白鍵11w及び黒鍵11bにそれぞれ対応したハンマー支持部材42によってそれぞれ揺動可能に支持されている。ハンマー支持部材42は、白鍵11w及び黒鍵11bの前後方向の中間位置にて、上板部31aの下面から下方に延設している。ハンマー41w,41bは、それぞれ基部41w1,41b1、連結棒41w2,41b2及び質量体41w3,41b3からなる。基部41w1,41b1は、その中間部にて、揺動軸Cw1,Cb1回りに揺動可能にハンマー支持部材42により支持され、質量体41w3,41b3を上下方向に揺動させる。基部41w1,41b1の前部は2股に分かれた脚部を備えており、脚部の間には、白鍵11w及び黒鍵11bの下面からそれぞれ垂直に延設させた延設部43w,43bに設けた駆動軸43w1,43b1が摺動可能に貫通している。延設部43w,43bは、上板部31aに設けた貫通孔を上下方向に変位可能に貫通している。これにより、白鍵11w及び黒鍵11bが押されると、基部41w1,41b1の前端が下方に変位するようになっている。連結棒41w2,41b2は、前後方向に延設されて、基部41w1,41b1と質量体41w3,41b3とを連結している。質量体41w3,41b3は、その重量により、ハンマー41w,41bの前端側を上方に付勢している。
質量体41w3,41b3の下方には、質量体41w3,41b3の下方への移動を規制する上限ストッパ部材44がフレームFRに固定されている。上限ストッパ部材44も、フェルトのような緩衝部材により構成されている。これにより、離鍵状態では、質量体41w3,41b3は上限ストッパ部材44上に位置し、白鍵11w及び黒鍵11bの前端部の上方への変位が規制される。したがって、この第5実施形態では、上記第1実施形態の上限ストッパ部材35w,35b及び延設部11w2,11b2が存在しない。
反力発生部材21w,21bは、質量体41w3,41b3に対向する位置にて上板部31aに設けた支持部31fw、31fbの下面に固定されている。質量体41w3,41b3の上面は、平面からなる押圧部41w4,41b4を構成し、押圧部41w4,41b4は離鍵状態にて反力発生部材21w,21bのトップ部21w2,21b2の下面(上記第1乃至第4実施形態の上面に相当)に対向している。そして、押鍵時には、押圧部41w4,41b4が上方に変位してトップ部21w2,21b2の下面に当接して、反力発生部材21w,21bをそれぞれ押圧する。この場合も、前記押圧により、反力発生部材21w,21bは弾性変形して、反力がピークに達した後に座屈変形する。また、ハンマー41w,41bは、白鍵11w及び黒鍵11bの押鍵操作に対して反力を付与するので、上記第1実施形態のスプリング34w,34bは存在してもよいが、この第5実施形態では省略されている。
この第5実施形態においても、質量体41w3,41b3の上下方向の移動量が、白鍵11wと黒鍵11bとで異なるために、反力発生部材21w,21bを上記第1実施形態の場合と同様に、ドーム部21w1及びトップ部21w2の高さ位置と、ドーム部21b1及びトップ部21b2の高さ位置とを異ならせる。なお、反力発生部材21w,21bの構成及び形状に関しては、上記第1実施形態と同様にする。他の構成に関しては、上記第1実施形態と同じであるので、同一符号を付してその説明を省略する。
このように構成した第5実施形態においては、白鍵11w及び黒鍵11bの押鍵時には、延設部43w,43bの駆動軸43w1,43b1が下方に変位し、ハンマー41w,41bは、搖動軸Cw1,Cb1を中心に反時計方向に揺動する。そして、ハンマー41w,41bの質量体41w3,41b3の押圧部41w4,41b4が反力発生部材21w、21bを押圧し、反力発生部材21w,21bは弾性変形した後に座屈する。さらに、押鍵が進むと、反力発生部材21w,21bは更に弾性変形し、白鍵11w及び黒鍵11bは、それらの前端下面の下限ストッパ部材36w,36bへの当接により、押鍵が終了する。なお、この押鍵時には、ハンマー41w,41b及び反力発生部材21w,21bの両者により、押鍵に対する反力が演奏者に与えられる。
一方、白鍵11w及び黒鍵11bの離鍵時には、質量体41w3,41b3の重量により、ハンマー41w,41bは時計方向に揺動して、白鍵11w及び黒鍵11bの前端部は上方に変位する。そして、質量体41w3,41b3の下面が上限ストッパ部材44にと当接すると、白鍵11w及び黒鍵11bの揺動は停止し、白鍵11w及び黒鍵11bは元の離鍵状態に復帰する。
このように構成されて動作する第5実施形態に係る鍵盤装置においても、上記第1実施形態の場合と同様な理由により、白鍵11wと黒鍵11bとで構造が異なっていても、白鍵11wの押離鍵操作と黒鍵11bの押離鍵操作を違和感なく行うことができるとともに、白鍵11wと黒鍵11bとでほぼ同一の鍵タッチ感を得ることができる。また、複数の反力発生部材21w,21bは一体形成されているので、反力発生部材21w,21bを簡単に組み付けることができる。
また、この第5実施形態においても、上記第2乃至第4実施形態、及びそれらの変形例と同様に、白鍵11w用の複数の反力発生部材21wと、黒鍵11w用の複数の反力発生部材21bとを前後2列に左右方向に沿って配置させるようにしてもよい。そして、この場合も、複数の反力発生部材21wを一体形成するとともに複数の反力発生部材21bを一体形成したり、複数の反力発生部材21w及び複数の反力発生部材21bを一体形成したりするとよい。
さらに、前記のようなハンマー41w,41bを有する鍵盤装置においても、上記第1及び第2実施形態の変形例のように、反力発生部材21w,21bをハンマー41w,41bの質量体41w3,41b3の上面に固定し、かつハンマー41w,41bに対向する鍵フレーム31の上板部31aの下面に反力発生部材21w,21bのトップ部21w2,21b2の上面を押圧する押圧部を設けるようにしてもよい。
f.その他の変形例
上記第1乃至第5実施形態、及びそれらの変形例においては、白鍵11w用の反力発生部材21wのドーム部21w1の下端の高さを、黒鍵11b用の反力発生部材21bのドーム部21w1の下端の高さよりも低くした例について説明した。しかし、白鍵11w及び黒鍵11bの構造によっては、白鍵11w用の反力発生部材21wのドーム部21w1の下端の高さを、黒鍵11b用の反力発生部材21bのドーム部21w1の下端の高さよりも高くする場合もある。
また、上記第1乃至第5実施形態、及びそれらの変形例においては、白鍵11w用の反力発生部材21wのドーム部21w1及びトップ部21w2と、黒鍵11b用の反力発生部材21bのドーム部21b1及びトップ部21b2の形状及び大きさを同じにしたが、トップ部21w2,21b2は押圧時にほとんど変形しないので、トップ部21w2とトップ部21b2の形状及び大きさ、特に上面から下面までの軸心Yw,Yb方向の長さに関しては、異なっていてもよい。
また、上記第1乃至第5実施形態、及びそれらの変形例においては、鍵スイッチ38w,38bとは独立して反力発生部材21w,21bを設けるようにした。しかし、これに代えて、鍵スイッチ38w,38bを反力発生部材21w,21bと同様に構成して、鍵スイッチ38w,38bを反力発生部材として利用するようにしてもよい。この場合、ドーム部21w1,21b1を内側部分と外側部分との2段構成とし、内側部分と外側部分との間に円筒状の変形量の少ないスイッチ部分を設ける。そして、外側部分の変形により押鍵に対して増加する反力を発生するとともにスイッチ部分で基板に設けた接点を開閉するようにし、かつ内側部分の変形により座屈変形を伴う押鍵に対する反力を発生するようにするとよい。
さらに、上記第1乃至第5実施形態、及びそれらの変形例においては、白鍵11w及び黒鍵11bを回転軸を中心に揺動させるようにした例について説明した。しかし、これに限らず、白鍵11w及び黒鍵11bの後端に板状の薄肉部を設け、薄肉部の後端を支持部材に支持させることにより、薄肉部の弾性変形により白鍵11w及び黒鍵11bを揺動させるようにしたヒンジ型の揺動支点を利用するものでもよい。ただし、この場合には、上述した搖動軸Cw,Cbは、僅かではあるが、白鍵11及び黒鍵11bの搖動に伴って変化、すなわち搖動軸Cw,Cbの位置は時間経過に従って変化する。