键盘设备的制作方法

专利名称：键盘设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种键盘设备，其中琴槌组件通过琴键压下操作由摇动件和顶杆枢转。
背景技术：
通常，具有动作单元的键盘设备是公知的。如日本已公开专利申请 No. 2003-263152所公开，用于直立式钢琴的键盘设备的动作单元可以被构造为，当任意琴键被按下时，相应的摇动件(联动件)(wippen)被枢转然后顶杆被相对于摇动件枢转以驱动转击器，由此使相应一个琴槌组件枢转，琴槌组件每一个都具有琴槌柄和琴槌。在用于这类直立钢琴的动作单元中，琴槌组件的琴槌柄被垂直地布置以使得琴槌可以击打被垂直拉伸的琴弦中的相应一根。当击打琴弦之后任意琴键被从压下状态释放时，相应的琴槌组件通过其自重、琴弦的斥力和转击器弹簧的促动力而返回到非琴键压下位置。但是，琴槌组件通过其自重的返回能力是很弱的，因为琴槌组件被垂直地布置，且转击器弹簧的促动力不能太大，以避免按键感觉的恶化。由此，当琴键被反复压下时，在琴槌组件的返回中会造成延迟。这是使得直立钢琴与大钢琴(三角钢琴)相比具有较差的反复键击打能力的其中一个因素。尽管用于直立钢琴的具有垂直布置的琴槌柄的动作单元的高度尺寸相对较大，在降低动作单元的高度尺寸方面还没有实质性的进展。

发明内容
本发明提供了一种键盘设备，其能够增强在琴键释放时琴槌组件的返回能力，以改善反复击打琴键的能力，并能够降低动作单元的高度尺寸，以使得键盘设备更加紧凑。根据本发明的第一方面，提供了一种键盘设备，包括琴键，每个琴键具有位于琴键支柱前方的前部部分且每个琴键构造为在其前部部分被操作为被压下或释放时绕所述琴键支柱枢转；摇动件，每个摇动件构造为被所述琴键中的相应一个的后部部分驱动和枢转，所述后部部分位于所述琴键支柱后方；顶杆，构造为能相对于所述摇动件中的相应摇动件枢转；和琴槌组件，每个琴槌组件构造为响应于被按下的所述琴键中的相应一个而被所述摇动件中的相应一个和所述顶杆中的相应一个驱动，所述琴槌组件每个具有被顶杆的末端部分驱动的转击器和从转击器延伸的琴槌柄，且所述琴槌组件每一个被构造为在所述转击器被顶杆的末端部分驱动时绕琴槌组件的枢转中心枢转；其中，在琴键压下和琴键释放行程的整个过程中，穿过所述琴槌组件中相应一个的重心以及枢转中心的每条直线相对于水平平面形成小于45度的锐角。使用本发明的键盘设备，能够增强在琴键释放时琴槌组件的返回能力，以改善反复击打琴键的能力，并能够降低动作单元的高度尺寸以使得键盘设备更加紧凑。在本发明的键盘设备中，在整个琴键按下和琴键释放行程中，所述琴槌组件每一个的琴槌柄的轴线相对于水平面可形成小于45度的锐角，由此动作单元的高度尺寸可以被降低。在键盘设备中，在琴键按下和琴键释放行程中，在琴键按下和琴键释放行程中，形成在琴槌柄的轴线和水平面之间的锐角可成为零度，由此动作单元的高度尺寸可以被降低。在键盘设备中，所述琴槌柄每一个的自由端部可以总是定位在所述转击器中的相应一个的前方，由此键盘设备可以沿前后方向更加紧凑。键盘设备还可以包括顶杆弹簧，其每一个都被构造为总是朝向初始位置沿枢转方向促动所述顶杆中的相应一个，其中在初始位置顶杆突入到所述转击器中的相应一个的下方；调节钮，其每一个都被构造为在所述摇动件中的相应一个沿向前方向枢转时接触所述顶杆中的相应一个，以由此抵抗顶杆弹簧沿脱开所述转击器的方向枢转顶杆的末端部， 其中所述向前方向对应于琴键按下方向；和顶杆止动器，其每一个都被构造为与所述顶杆中相应一个的末端部的接触部接触，以限制顶杆末端部沿脱开转击器方向的枢转运动；其中，当末端部处于较低位置时，由顶杆的接触部与顶杆止动器接触而限定的顶杆末端部沿前后方向的脱开位置变得更靠近琴槌组件的枢转中心的位置。在这种情况下，顶杆可以快速返回到转击器之下，由此有助于改善反复击打琴键的能力。根据本发明的第二方面，提供了一种键盘设备，其包括琴键，每个琴键具有位于琴键支柱前方且能操作以被压下或释放的前部部分，所述琴键每一个能绕所述琴键支柱枢转；摇动件，每个摇动件构造为被所述琴键中相应一个的后部部分驱动和枢转，所述后部部分位于所述琴键支柱后方；顶杆，构造为能相对于所述摇动件中的相应一个摇动件枢转； 和琴槌组件，每个琴槌组件具有被所述顶杆中相应一个的末端部分驱动的转击器和从转击器延伸的琴槌柄，所述琴槌组件每一个能绕琴槌枢转中心枢转；顶杆弹簧，其每一个都被构造为总是沿朝向初始位置沿枢转方向促动所述顶杆中的相应一个，其中在初始位置顶杆突入到所述转击器中的相应一个的下方；调节钮，其每一个都被构造为在所述摇动件中的相应一个沿向前方向枢转时接触所述顶杆中的相应一个，以由此抵抗顶杆弹簧沿脱开所述转击器的方向枢转顶杆的末端部，其中，所述向前方向对应于琴键按下方向；顶杆止动器，其每一个都被构造为与所述顶杆中相应一个的末端部的接触部接触，以限制顶杆末端部沿脱开转击器方向的枢转运动；其中，所述顶杆每一个的接触部具有相对于顶杆的近端沿从顶杆的近端到所述摇动件中相应一个的枢转中心的方向倾斜延伸的斜面，且当末端部处于较低位置时，由顶杆的接触部与顶杆止动器接触而限定的顶杆末端部沿前后方向的脱开位置变得更靠近琴槌枢转中心的位置通过参考附图对示例性实施例的随后描述，本发明的其他特征将变得明显。


图1是示出了根据本发明的一个实施例的键盘设备的局部垂直剖视图；图2是示出了键盘设备的一个动作单元的放大视图；图3A到3D是示出了在琴键压下行程中动作单元的主要部分如何工作的视图；图4A是示出了动作单元中在顶杆的末端部分的突出结合部和顶杆止动器的止动毡的邻接部之间的位置关系的示意性示图4B是示出了在琴键压下和琴键释放行程中，顶杆的末端部上的某一预定点的运动轨迹的侧视图；图4C是示出了在非琴键压下的状态中顶杆的末端部和动作单元的琴槌组件的被击打部的放大视图；图5是示出了根据实施例的修改的键盘设备的局部垂直剖视图；图6是从图5中所示的键盘设备的动作单元的上端部到琴键支柱测得的高度尺寸与普通原声大钢琴的相应高度尺寸相比的示意图；以及图7A和7B是每个都示出了根据实施例的修改的顶杆和顶杆止动器之间的接合关系的示意图。
具体实施例方式现在将参考示出了本发明的优选实施例的附图来对本发明进行更加详细地描述。图1以垂直截面示出了根据本发明的一个实施例的键盘设备。键盘设备被用于例如电子键盘乐器。键盘设备具有中盘15，其中多个琴键10(白键IOW和黑键10B)在中盘上并置。这些琴键10每一个都由琴键支柱Fk(FkW或FkB)支撑，以便于可垂直地枢转，且每一个都具有前部部分14(在图1的右侧)用于被演奏者压下或释放。每一个琴键10具有前上部、弯曲部和后下部12，该前上部从琴键10前端笔直向后(即向图1的左侧)延伸到琴键支柱Fk略后方的位置，该弯曲部从前上部的后端向下延伸，该后下部包括后端部13并从弯曲部的下端部向后延伸到琴键10的后端。中盘15具有的前半部布置在琴键10的前上部的下方，而中盘具有的后半部布置在琴键10的后下部12 的下方。中盘15的后半部具有其上表面15b，该上表面定位在低于中盘15前半部的上表面 15a的高度位置处。琴键止动器(key stopper) 18被定位在中盘15的上表面15b上。琴键10的后端部13 (区域)的上表面13a在低于琴键支柱Fk的高度位置处大致水平地延伸。卡定部11布置在琴键10后端部13的上表面13a上。动作单元ACT布置为对应于琴键10的相应一个。每一个动作单元ACT被布置在相应琴键10后端部13的上表面13a上方。动作单元ACT的构造对于白键IOW和黑键IOB而言是共用的。图2以放大视图示出了一个动作单元ACT。动作单元ACT主要包括摇动件20、琴槌组件HM和顶杆30。沿垂直方向伸长的摇动件轴架22被固定到总档23的下端部，该总档23被固定到中盘15。转击器轴架24被固定到总档23的肩部。在摇动件轴架22的下端处，摇动件20的后端被摇动件枢转轴Fw枢转地支撑，从而摇动件20的前端部可沿垂直方向枢转(即图2中的顺时针和逆时针方向)。摇动件呢(whippen cloth) 21被设置在摇动件20的前下部处。摇动件20被相应琴键10的卡定部11经由摇动件呢21驱动以向上运动。摇动件20在摇动件呢21的被驱动点21a处与卡定部11接触。在琴键压下和琴键释放行程中，被驱动点21a沿前后方向稍稍移位。顶杆轴架34在位于摇动件枢转轴Fw前的部位处突出地形成在摇动件20上。在顶杆轴架34的上端部，顶杆30被顶杆枢转轴Fj支撑，以绕轴Fj沿前后方向(即顺时针和逆时针方向)枢转。顶杆30形成为在侧视图中为L形，并具有向上延伸的臂(此后称为大顶杆部分30A)和沿水平方向向前延伸的另外的臂(此后称为小顶杆部分30B)。顶杆弹簧 25插置在小顶杆部分30B和摇动件20的前端部之间，并产生促动力，该促动力总是作用以将顶杆30相对于摇动件20逆时针枢转。在摇动件20的前端部处，设置有背挡丝(托木丝)(back check wire =BC杆)27， 其倾斜地向前延伸。用于弹性地接收琴槌组件HM的制动木49的背挡28布置在背挡丝杆 27的上端处。琴槌组件HM主要包括转击器40和琴槌柄43。转击器40具有基部42和击打部 41，并通过琴槌枢转轴冊耦接到转击器轴架，以便于沿顺时针和逆时针方向枢转。琴槌柄 43被形成为直杆并从基部42延伸。在非琴键压下的状态中，琴槌柄43倾斜地向下延伸。 在图2中，附图标记43a和4 分别指示琴槌柄43的轴线和琴槌柄43的自由端部。开闭件(shutter piece) 46附接到转击器40的基部42的后部，且制动木49设置在基部42的前下部。转击器毡(butt felt) 44被附接到转击器40的击打部41的后下部。 在图2所示的非琴键压下状态中，琴槌组件HM被其自身的重量顺时针促动。转击器弹簧45 设置在基部42上并沿返回方向(顺时针方向)施加促动力到转击器40。在非琴键压下的状态中，琴键10在其后端部13处与琴键止动器18接触，并且摇动件20的摇动件布21与卡定部11接触，由此限定出琴键10的最初枢转位置和摇动件20 的最初枢转位置。键盘乐器设置有琴槌档62，毡63附接到该琴槌档上。琴槌组件HM的最初枢转位置由经由毡63与琴槌档62接触的琴槌柄43来限定。当琴槌组件HM处于其初始枢转位置时，琴槌组件HM的击打部41与顶杆30的末端部分30a(更具体地，大顶杆部分30A的末端部分)接触。顶杆30的最初枢转位置由与转击器毡44接触的末端部分30a所限定。在顶杆30的小顶杆部分30B的上方，调节钮沈相对于总档23固定地布置。在琴键压下行程中，调节钮沈与小顶杆部分30B接触，以由此防止正向上运动的顶杆30进一步向上运动，并导致顶杆30相对于摇动件20抵抗顶杆弹簧25的促动力而顺时针枢转(或沿脱开方向(见图1))，由此允许顶杆30暂时地向前脱开转击器40的击打部41的下部。相对于键盘乐器的主体固定地布置传感器单元16。通过光学传感器，譬如光电传感器来实现传感器单元16，并输出随着光的量而改变的信号，该信号又改变开闭件46的运动。换句话说，传感器单元16检测琴槌组件HM的动作以检测相应琴键10的动作。替代地， 可以基于琴键传感器(未示出)得到的琴键10动作的检测结果和通过传感器单元16获得的检测结果来检测琴键10的动作。键盘乐器还设置有音乐乐音发生器(未示出)，其基于响应琴键压下操作从传感器单元16输出的检测信号而产生音乐乐音信号，用于发声。传感器单元16并不局限于光学传感器，而是可以通过任何传感器单元实现，只要能够检测琴槌组件HM的动作或琴键10的动作。相对于键盘乐器主体固定地布置琴槌组件HM的上部限位止动器17。沿着相应于琴键压下方向的枢转方向的每一个琴槌组件HM的极限枢转位置由与上部限位止动器17接触的转击器40的基部42来限定。琴键压下止动器61设置在中盘15之上、琴键10的前部 14之下(参见图1)。每一个琴键10沿着琴键压下方向的极限枢转位置由与琴键压下止动器61接触的琴键的前部14来限定。在摇动件20和卡定部11在被驱动点21a处彼此接触的情况下，摇动件20的枢转位置由琴键10的枢转位置来确定。在随后对摇动件20、顶杆30和琴槌组件HM的枢转运动的说明中，术语“向前方向” 指摇动件20等从它们处于非琴键压下状态的初始枢转位置响应琴键压下而进行枢转所沿的方向，且术语“相反方向”是指摇动件20等响应琴键释放枢转到它们的初始枢转位置所沿的方向。相对于总档23固定地布置顶杆止动器32，且止动器毡33被附接到顶杆止动器32 的后上部。在侧视图中形成为三角形状的突出结合部31被设置在顶杆30的末端部30a的前部上。突出结合部31可以由例如与顶杆30整体形成的树脂形成，或可以独立于顶杆30 形成，然后固定到顶杆的末端部30a。顶杆30的突出结合部31的前表面(或接触部31a)被形成为是朝向前下方的平坦斜面。止动器毡33的后表面(或邻接部33a)被形成为是朝后上方且面向接触部31a的平坦斜面。沿前后方向观察时，顶杆30的接触部31a的在接近顶杆枢转轴Fj —侧的部分定位在更靠后的一侧(即，定位为更接近处于初始枢转位置的顶杆30的末端部30a所呈现的位置)。换句话说，沿前后方向观察时，顶杆30的接触部31a的斜面相对于顶杆的近端 Fj、沿从顶杆的近端Fj到摇动件枢转中心Fw的方向倾斜地延伸。这也适用于顶杆止动件 32的邻接部33a。特别地，邻接部33a的更靠近顶杆枢转轴Fj —侧的部分沿前后方向定位在更靠后的一侧。顶杆30相对于摇动件20沿向前方向的枢转位置由与顶杆止动器32的邻接部33a接触的顶杆30的接触部31a限定。随后，将对动作单元ACT的动作进行描述。图3A到3D示出了动作单元ACT的主要部分在琴键压下行程中如何动作。图4A示出了在顶杆30的末端部30a的突出接合部31 和顶杆止动器32的止动器毡33的邻接部33a之间的位置关系。图4B是在琴键压下和琴键释放行程中，顶杆30的末端部30a上的某一预定点的运动轨迹的侧视图。从图1和2的非琴键压下的状态开始，当任意琴键10在其前部14被压下时，琴键 10的后端部13向上运动且相应的摇动件20被卡定部11向上推，由此摇动件20的前端部绕摇动件枢转轴Fw(摇动件枢转中心(摇动件枢转支柱))向上枢转。结果，顶杆30向上运动，转击器40的击打部41被向上推且琴槌组件HM绕琴槌枢转轴Fh (琴槌枢转中心)沿向前方向(逆时针方向)枢转。当小顶杆部分30B与调节钮26接触时(图3A)，顶杆30开始相对于摇动件20沿向前方向(顺时针方向)枢转。顶杆30的末端部30a相对于转击器40的击打部41向前 (或沿脱开方向GA)移位，并移动脱开击打部41 (图3B)，由此允许顶杆30从转击器40脱开。在脱开之前，琴键压下被传感器单元16和开闭件46检测到。在一般地压下琴键或强有力地压下琴键的情况下，琴槌组件HM在脱开后自由枢转，且转击器40的基部42接触上部限位止动器17，然后被从止动器17弹回(图3C)。在弱力地压下琴键的情况下，琴槌组件HM并不与上部限位止动器17接触。在脱开之后，琴槌组件HM沿着相反方向枢转然后被背挡28弹性地接收在制动木 49处，由此建立背挡状态(图3D)。在琴键压下状态被保持时，整个动作单元ACT稳定在该位置。如果在琴键压下向前行程中琴键被压到接近琴键压下行程终点位置的位置，则顶杆 30的突出结合部31在背挡状态建立的同时接触顶杆止动器32的止动毡33。由于止动毡 33具有弹性，所以止动毡稍收缩并被压扁。当顶杆30的小顶杆部分30B与调节钮26接触时，调节钮26防止顶杆30沿相反方向枢转。当琴键被释放时，顶杆30被允许在小顶杆部分30B和调节钮26之间沿相反方向枢转一间隔量，从而顶杆30可以在顶杆弹簧25的促动力辅助下返回。如果琴键在背挡状态被稳定地保持后被释放，顶杆30可以立即返回枢转运动所允许的量，并且顶杆30的末端部30a可以再次突入到转击器40的击打部41之下，如常规构造的那样。然而，动作单元ACT从琴键压下到琴键释放以不同方式工作。在常规构造下，例如在顶杆30在惯性作用下仍沿向前方向枢转的状态下琴键被释放的情况下，顶杆30有时不能返回枢转运动所允许的量。另一方面，在该实施例中，顶杆30的接触部31a和顶杆止动器32的邻接部33a被形成为如上所述的斜面。因此，在反向行程中，顶杆30的末端部30a 可以沿着顶杆止动器32的邻接部33a倾斜地滑动，当沿前后方向观察时，处于顶杆的末端部30a的突出结合部31与顶杆止动器32的邻接部33a接触的状态。在末端部30a的滑动运动中，当末端部30a处于较低高度位置时，末端部30a的前侧极限枢转位置(即沿前后方向观察时的脱开位置)更靠后侧(即定位为更接近顶杆30处于其初始枢转位置时末端部 30a所呈现的位置(或更接近琴槌枢转中心冊的位置))。在非琴键压下状态中，间隙存在于顶杆30的接触部31a和顶杆止动器32的邻接部33a之间(参见图幻。如图4A所示，在琴键压下终点状态(当琴键被完全压下时)，顶杆末端部30a的突出接合部31与顶杆止动器32的止动器毡33接触，其中止动器毡33被稍微压扁，如附图标记31A所示。在琴键释放行程中，当摇动件20和顶杆30返回时，在接触部31a与邻接部33a接触的情况下，突出接合部31逐渐向后移位，如附图标记3IB所示。在图4B中，符号I^s表示顶杆30的末端部30a上的某一预定点在非琴键压下状态 (图2)中所呈现的位置(起点)，符号ft·表示当顶杆30处于脱开起始位置(见图3A)时该预定点所占呈现的位置(脱开起始位置)，而符号Pe表示当相应琴键10处于完全压下位置(见图3D)时该预定点所呈现的位置(终点位置)。尽管预定点可以是顶杆的末端部 30a上的任一点，但是，例如可以想到该预定点为末端部30a上的最靠上且最靠后的点。在琴键压下前进行程中，预定点沿着图4B所示的前进行程轨迹Ll从起点I^s移动到脱开起始点Pr，然后移动到终点Pe。在常规键盘设备和本实施例的键盘设备中，如果任何琴键在背挡状态(图3D)被稳定保持后从压下状态释放，则该预定点以与在前进行程中预定点预定方向相反的方向沿类似于前进行程轨迹Ll的轨迹运动。对于常规键盘设备(特别是设计为在反向行程中顶杆与顶杆止动器接触的键盘设备)，在预定点在琴键释放行程中(反向行程中)沿着最朝前轨迹运动的情况下，例如在预定点沿着反向形成轨迹L2移动并返回到起始点&的情况下， 顶杆与顶杆止动器接触，并然后向后返回运动(到图4B的左侧)，且由此，得到的返回行程轨迹稍稍朝向图4B所示的返回行程轨迹L2内侧偏移(即朝向图4B的左侧偏移)。为了用顶杆30适当地驱动转击器40的击打部41，顶杆30的末端部30a需要在击打部41的适当位置处突入到击打部41下，即在与脱开位置相比更靠近初始枢转位置的位置处。为此，足以当摇动件20和顶杆30沿向前方向枢转时让预定点在侧视图中从下方到上方穿过图4B中所示的区域SO。尽管图4中的区域SO由指示前后方向范围的线示出，但是该区域SO可以由具有沿左右方向宽度的弯曲表面(未示出)来表示。对于常规键盘设备，当相同的琴键被快速反复地压下使得稍稍从琴键压下状态返回的琴键10被立即压下时，顶杆30有时难以将转击器40的击打部41向上推，因为在预定点穿过区域SO之前琴键被再次压下。另一方面，在该实施例中，预定点的前极限位置(从前后方向观察时预定点可呈现的在前侧的极限位置)由在顶杆30的接触部31a和顶杆止动器32的邻接部33a之间的滑动接触强制限定，该前极限位置处于极限轨迹L3上，该极限轨迹L3与反向行程轨迹L2 相比更靠近区域SO。因为如果顶杆30的接触部30a与顶杆止动器32邻接部33a的接触远早于琴键压下前进行程中琴键压下的完成则由于顶杆30的位移轨迹变得不合适，所以极限轨迹L3被设计为在接触部31a和邻接部33a之间的过早接触可以被避免范围内尽可能地靠近区域SO (即靠近后侧)。用于对顶杆30沿脱开方向GA的枢转运动进行限制的顶杆30的末端部30a的前侧极限位置(沿前后方向的脱开位置)(该极限位置由顶杆30的接触部31a与顶杆止动器 32的邻接部33a的接触所限定)靠近琴槌枢转中心Fh的位置(或靠近由处于初始位置的顶杆30的末端部30a所呈现的位置)，即，该前侧极限位置成为在末端部30a处于较低高度位置时在更靠后侧的位置。参考图4B，当在极限轨迹L3上的预定点处于较低高度位置时， 在极限轨迹L3上的预定点的前后方向位置更靠近起点Ps的前后方向位置(即沿前后方向观察时在预定点和起点Ps之间的距离D3变得更短)。如果顶杆30的接触部31a与顶杆止动器32的邻接部33a接触，则在顶杆30的返回行程中，沿反向作用的枢转力作用到顶杆30，从而顶杆被提供动量。因此，当同一琴键被反复击打时，顶杆的末端部30a上的预定点在前进行程中沿着极限轨迹L3后方的轨迹运动，并且预定点在大多数情况下都穿过区域SO。结果，当琴键从被压下状态释放时，顶杆30 快速地返回到击打部41下方。在图1中，符号CGl表示在非琴键压下状态(初始位置)中琴槌组件HM的重心位置，且符号CG2表示当琴槌组件HM处于沿向前枢转方向的极限位置时(即处于转击器40的基部42与上部限位止动器17接触时的位置处)琴槌组件HM的重心位置。在整个琴键压下和琴键释放行程中，穿过重心位置CG和琴槌枢转轴Fh的直线Lh相对于水平面48形成小于45度的锐角9h。结果，由琴槌组件HM自身重量提供的返回能力并不接近在传统直立式钢琴中获得的返回能力，而是接近大钢琴中获得的返回能力。换句话说，琴槌组件HM在琴键释放时的返回能力被增强。如后文参考图5和6所述，在质量部分47被设置到琴槌柄 43的情况下，重心位置CG基于包括质量部分47的整个琴槌组件HM中的质量分布来确定。在整个琴键压下和琴键释放行程中，琴槌柄43的轴线43a也相对于水平面48形成小于45度的锐角θ s。换句话说，琴槌柄43横向地延伸。结果，动作单元ACT在高度尺寸方面远小于直立的动作单元。特别地，在琴键压下和琴键释放行程中形成在琴槌柄轴线 43a和水平面48之间的锐角θ s具有零度的值。换句话说，琴槌轴轴线43a的倾斜方向在琴键压下和琴键释放行程中改变，由此动作单元ACT的高度尺寸可以被有效地减小。每一个琴键10的后端部13的上表面13a定位在低于琴键支柱Fk的高度位置处， 在非琴键压下状态中摇动件20的被驱动点21a定位在低于琴键支柱Fk的高度位置处，而动作单元ACT布置在琴键后端部13的上表面13a上方，由此动作单元ACT的上端可以定位在低高度处。与横向方向长的琴槌柄43结合，位置低的被驱动点21a使得可以将动作单元 ACT的上端定位在很低的高度处。图4C示出了处于非琴键压下状态的琴槌组件HM的击打部41和顶杆30的末端部 30a的放大图。如图4C所示，击打部41的下部没有形成为简单弧形的侧面形状，而是形成为具有第一和第二平坦外表面41b、41c的侧面形状，该第一和第二平坦外表面在它们之间形成内部钝角φ。具体地，在非琴键压下状态，第一平坦表面4ib水平地延伸，而第二平坦表面41C指向前下方。第一和第二平坦表面41b、41c通过形成为圆形的R部分41a平滑地连接。当具有前述形状的击打部41的第一平坦表面41b被顶杆30的末端部30a向上推， 而末端部30a随后沿着脱开方向GA运动脱开击打部14的R部分41a时，顶杆30脱开转击器40。由于击打部41形成有从R部分41a倾斜向上延伸的第二平坦表面41c，所以压下琴键所需要的力在顶杆30从转击器40脱开时突然降低。结果，可以获得比常规设备更清楚的脱离感觉。使用该实施例，每一个动作单元ACT被布置在琴键10的后端部13的上表面13a 上方，该上表面高度位置低于琴键支柱1 ，且在非琴键压下状态，摇动件20的被驱动点21a 定位在低于琴键支柱1 的高度位置处。因此，可以将动作单元ACT的上端部定位在低高度处。由于摇动件枢转轴Fw以及被驱动点21a可以布置在足够低的高度位置处，所以可以容易地设计出动作单元ACT，使得与用于直立钢琴的传统动作单元相比在卡定部11和摇动件呢21之间的被驱动点21a处沿前后方向的滑动运动量降低，由此增强了摇动件20的驱动效率。使用该实施例，在整个琴键压下和琴键释放行程中，穿过琴槌枢转轴冊和琴槌组件HM的重心位置CG的直线Lh在侧视图中形成相对于水平面48小于45度角的锐角θ h， 由此在琴键释放时琴槌组件HM的返回能力可以被增强，以改善反复击打琴键的能力，且动作单元ACT的高度尺寸也可以被减小。由于在整个琴键压下和琴键释放行程中，琴槌柄43 的轴线43a形成相对于水平面48小于45度角的锐角θ s，且特别地，由于在琴键压下和琴键释放行程中锐角θ s成为零度，所以动作单元ACT的高度尺寸可以被有效地减小，且键盘设备可以沿垂直方向紧凑地制造。由于琴槌柄43向前延伸并且琴槌柄43的自由端部4 总是定位在转击器40前方，所以键盘设备还可以沿前后方向紧凑地制造。使用该实施例，顶杆30的接触部31a和顶杆止动器32的邻接部33a每一个都构造成其在靠近顶杆枢转轴Fj —侧的部分定位为靠近处于初始枢转位置(图2、的顶杆30 的末端部30a所呈现的位置。因此，末端部30a的前侧极限位置(沿前后方向的脱开位置) 通过邻接部3 与接触部31a接触所限定，在末端部30a处于较低高度位置时该前侧极限位置更靠近琴槌枢转中心冊的位置(或更靠近处于初始枢转位置的顶杆30的末端部30a 所呈现的位置)。由此可以使得顶杆30与顶杆止动器32接触，由此在琴键释放而摇动件 20返回时，将顶杆30强制返回到初始枢转位置，由此顶杆30可以快速地返回到转击器40 下方。与通过在整个琴键压下和琴键释放行程中在直线Lh和水平面48之间形成的小于45 度角的锐角θ h获得的琴槌组件HM的增强返回能力相结合，顶杆30的快速返回能力可以改善反复击打琴键的能力。在上文所述的实施例中，琴槌柄43向前延伸。替代地，如用于原声大钢琴的琴槌柄那样，琴槌柄43可以向后延伸。在后文中，将描述根据实施例的修改具有向后延伸的琴槌柄43的键盘设备。图5以垂直截面示出了根据该修改的键盘设备。在该修改中，动作单元ACT所朝向的方向与图1所示的键盘设备相比沿前后方向被颠倒。在其它方面动作单元ACT的结构和相关结构元件与在图1中所示的相同。如图5所示，当沿前后方向从前方观察时，按琴键支柱Fk、摇动件枢转轴Fw和被驱动点21a的次序布置它们，且它们大致排列在一条直线上。更特别地，沿高度方向观察时， 在琴键压下和琴键释放行程中，被驱动点21a跨过直线Lx，该直线Lx穿过琴键支柱Fk和摇动件枢转轴Fw。此外，在向前行程中，每一个摇动件20沿与相应琴键10的枢转方向相同的方向(顺时针)枢转。结果，在被驱动点21a处每一个摇动件20沿前后方向的滑动运动量可以被减小， 从而摇动件20可以被适当驱动且驱动效率可以被增强。由于摇动件20的滑动运动量被减小，所以摇动件20可以被设计为长度较短但是枢转角较大。换句话说，设计的自由度可以被改善。在图1所示的实施例中，若该键盘设备被用于电子键盘乐器，则由此不必提供用于击弦的构造。在图1和5所示的键盘设备中，例如由琴槌木或琴槌毡形成的质量部分47 可以被设置到每一个琴槌柄43的自由端部43b，如图5中的虚线示例性地示出。对于大钢琴，琴弦(未示出)被沿前后方向水平拉伸，而不是垂直拉伸。在设置有质量部分47的键盘设备中，当相应的琴键10被完全压下时，每一个动作单元ACT的上端部的高度位置等于观察到的质量部分47的上端部的高度位置。在图5中， 符号Hl表示从琴键支柱Fk到动作单元ACT的上端部的高度位置测得的高度尺寸。在后文中，将高度尺寸Hl与在原声大钢琴的相应高度尺寸比较。图6示意性地示出了在图5中的键盘设备中从琴键支柱Fk到动作单元的上端部测得的高度尺寸与普通原声大钢琴中的比较。如图6所示，原声大钢琴的动作单元被构造成通过设置在相应琴键110中的卡钉螺丝51在被驱动点52a处向上推动支撑部(摇动件)54的支撑根部。在图6中，符号HO表示在琴键110被完全压下时，从琴键支柱Fk到质量部分57的上端部(对应于动作单元的上部极限高度位置)测得的高度尺寸。质量部分 57例如由琴槌毡形成。如图6所示，在用于大钢琴的键盘设备中的高度尺寸HO和在图5所示的键盘设备的高度尺寸Hl满足HO > Hl的关系。这表明，从高度空间的方面看，在图5中所示的动作单元ACT可以被安装到大钢琴。换句话说，动作单元ACT可以被应用到直立钢琴和大钢琴两者，而且还可以应用到构造为实际上击打琴弦的原声钢琴以及应用到电子钢琴，且由此高度通用。优选地动作单元ACT在应用到大钢琴时被构造为如图5所示，其中琴槌柄43向后延伸，而非构造为如图1所示(其中琴槌柄43向前延伸)。具体地，在图5所示的动作单元 ACT中，琴槌柄43的自由端部43b总是定位在转击器40后方。由此，动作单元ACT可以容易地安装到大钢琴，同时沿前后方向观察适用于大钢琴、动作单元的安装空间和击弦位置。 应该注意到，动作单元(图1中所示并设置有质量部分47)不是不可能安装到大钢琴。在上述实施例中，顶杆止动器32的邻接部33a和顶杆30的接触部31a被形成为平坦倾斜表面，其可以彼此滑动接触。然而，为了使得在琴键释放时顶杆30快速返回到转击器40下方，在顶杆30和顶杆止动器32之间的接合关系并不局限于滑动接触关系。对于顶杆30和顶杆止动器32而言这样的接触关系就足够了 即沿前后方向观察，当末端部30a 处于较低高度位置时，末端部30a布置为靠近琴槌枢转中心Fh的位置(或靠近处于初始枢转位置的顶杆30的末端部30a所呈现的位置)。图7A和7B每一个都示意性地示出了根据上述实施例的修改在顶杆30和顶杆止动器32之间的接合关系。在图7A所示的实例中，顶杆30的接触部31a被形成为平坦斜面，且顶杆止动器32的邻接部33a被形成为在侧视图中为圆弧形。在图7B所示实例中，顶杆止动器32的邻接部33a被形成为平坦斜面，且顶杆30的接触部31a被形成为在侧视图中为圆弧形。在上述接合关系中，当末端部30a处于较低高度位置时，末端部30a布置为靠近琴槌枢转中心冊的位置(或靠近处于初始枢转位置的顶杆30的末端部30a所呈现的位置)，这种接合关系可以容易地通过将接触部31a和邻接部33a中的至少一个形成为平坦斜面而得到满足。然而，并非必须将接触部31a和/或邻接部33a形成为平坦斜面。例如，接触部31a和/或邻接部33a可以形成为弯曲表面。在顶杆30和顶杆止动器32之间的接合关系(通过该接合关系来确定代表顶杆30的受限枢转运动的极限轨迹L3(参见图4B))可以根据前述描述的理解而设想为各种形式。在琴槌柄43横向延伸的动作单元ACT中，如果需要太大的力(琴键压下力)来沿向前的方向枢转琴槌组件HM，则可以为琴槌组件HM的转击器40添加弹簧或其它提供沿向前方向促动力的机构。如一般直立钢琴那样，可以设置攀丝(bridle wire)和攀带(bridle tape)，从而琴槌组件Hm沿着相反方向枢转以跟随摇动件20沿着相反方向的枢转运动，由此可以防止琴槌组件Hm回弹，可以防止琴弦被反复地击打，而琴槌组件HM可以快速地返回到其初始枢转位置。本发明并不局限于上述实施例和修改，且可以以各种方式修改而不会背离本发明的要旨，且实施例和各个修改的构造可以被适当地组合。
权利要求
1.一种键盘设备，包括琴键，每个琴键具有位于琴键支柱前方的前部部分且每个琴键构造为在其前部部分被操作为被压下或释放时绕所述琴键支柱枢转；摇动件，每个摇动件构造为被所述琴键中的相应一个的后部部分驱动和枢转，所述后部部分位于所述琴键支柱后方；顶杆，构造为能相对于所述摇动件中的相应摇动件枢转；和琴槌组件，每个琴槌组件构造为响应于被按下的所述琴键中的相应一个而被所述摇动件中的相应一个和所述顶杆中的相应一个驱动，所述琴槌组件每个具有被顶杆的末端部分驱动的转击器和从转击器延伸的琴槌柄，且所述琴槌组件每一个被构造为在所述转击器被顶杆的末端部分驱动时绕琴槌组件的枢转中心枢转；其中，在琴键压下和琴键释放行程的整个过程中，穿过所述琴槌组件中相应一个的重心以及枢转中心的每条直线相对于水平平面形成小于45度的锐角。
2.如权利要求1所述的键盘设备，其中，在整个琴键按下和琴键释放行程中，所述琴槌组件每一个的琴槌柄的轴线相对于水平面形成小于45度的锐角。
3.如权利要求2所述的键盘设备，其中，在琴键按下和琴键释放行程中，形成在琴槌柄的轴线和水平面之间的锐角成为零度。
4.如权利要求1所述的键盘设备，其中，所述琴槌柄每一个的自由端部总是定位在所述转击器中的相应一个的前方。
5.如权利要求1所述的键盘设备，还包括顶杆弹簧，其每一个都被构造为总是朝向初始位置沿枢转方向促动所述顶杆中的相应一个，其中在初始位置顶杆突入到所述转击器中的相应一个的下方；调节钮，其每一个都被构造为在所述摇动件中的相应一个沿向前方向枢转时接触所述顶杆中的相应一个，以由此抵抗顶杆弹簧沿脱开所述转击器的方向枢转顶杆的末端部，其中所述向前方向对应于琴键按下方向；和顶杆止动器，其每一个都被构造为与所述顶杆中相应一个的末端部的接触部接触，以限制顶杆末端部沿脱开转击器方向的枢转运动；其中，当末端部处于较低位置时，由顶杆的接触部与顶杆止动器接触而限定的顶杆末端部沿前后方向的脱开位置变得更靠近琴槌组件的枢转中心的位置。
6.一种键盘设备，包括琴键，每个琴键具有位于琴键支柱前方且能操作以被压下或释放的前部部分，所述琴键每一个能绕所述琴键支柱枢转；摇动件，每个摇动件构造为被所述琴键中相应一个的后部部分驱动和枢转，所述后部部分位于所述琴键支柱后方；顶杆，构造为能相对于所述摇动件中的相应摇动件枢转；和琴槌组件，每个琴槌组件具有被所述顶杆中相应一个的末端部分驱动的转击器和从转击器延伸的琴槌柄，所述琴槌组件每一个能绕琴槌枢转中心枢转；顶杆弹簧，其每一个都被构造为总是沿朝向初始位置沿枢转方向促动所述顶杆中的相应一个，其中在初始位置顶杆突入到所述转击器中的相应一个的下方；调节钮，其每一个都被构造为在所述摇动件中的相应一个沿向前方向枢转时接触所述顶杆中的相应一个，以由此抵抗顶杆弹簧沿脱开所述转击器的方向枢转顶杆的末端部，其中，所述向前方向对应于琴键按下方向；顶杆止动器，其每一个都被构造为与所述顶杆中相应一个的末端部的接触部接触，以限制顶杆末端部沿脱开转击器方向的枢转运动；其中，所述顶杆每一个的接触部具有相对于顶杆的近端沿从顶杆的近端到所述摇动件中相应一个的枢转中心的方向倾斜延伸的斜面，且当末端部处于较低位置时，由顶杆的接触部与顶杆止动器接触而限定的顶杆末端部沿前后方向的脱开位置变得更靠近琴槌枢转中心的位置。
全文摘要
一种键盘设备，其能够增强在琴键释放时琴槌组件的返回能力，以改善反复击打琴键的能力，并能够降低动作单元的高度尺寸以使得键盘设备更加紧凑。键盘设备包括琴槌组件，其每一个都具有布置为可绕琴槌枢转轴枢转的转击器和从转击器延伸的琴槌柄。在非琴键压下状态中，琴槌柄向下倾斜地延伸。从侧面观察时，在琴键压下和琴键释放行程的整个过程中，穿过琴槌组件的重心位置和琴槌枢转轴的直线相对于水平平面形成小于45度的锐角。
文档编号G10C3/12GK102201226SQ20111007204
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者村松繁, 竹山久志 申请人:雅马哈株式会社