专利名称：键盘设备的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种适用于电子乐器等的音乐演奏键盘设备，特别是涉及一种总体刚度提高的改进的键盘设备。
背景技术：
应用于电子乐器等的音乐演奏键盘设备基本上包括在水平方向并排排列的多个演奏键。因此，键盘设备的形状一般按音阶音符的方向(即，键排列的方向)延伸，从而如图7所示，在演奏期间通过键的压下而产生的力作用在使得水平延伸的装置壳体弯曲的方向上。另外，当为了转移键盘设备而抬起所述键盘设备时，力作用在使得水平延伸的装置壳体扭曲的方向上。由于这些原因，期望设计键盘设备以提高相对于音符音阶方向(即，键排列方向)的抗弯曲刚度(即，抗弯刚度)和抗扭曲刚度(即，抗扭刚度)。
典型地，形成键盘设备的刚性结构的主要组件是键盘框架和主体部分(壳体)。多个键以其可由演奏者操作(即，其可被引起在枢轴上转动)的方式被安装在键盘框架上，键盘框架通常由诸如塑料的合成树脂形成，从而减少键盘设备的重量以提高键盘设备的便携性，减少键盘框架的制造成本以及满足其它要求。主体部分(壳体)在其中安装有键盘框架，所述键盘框架具有在其上安装的键盘，为了减少重量，该主体部分(壳体)也由诸如塑料的合成树脂形成。框架和主体部分(壳体)的形状和安装结构确定整个键盘设备的刚度。
图8是示出传统键盘设备中的框架和壳体的形状和安装结构的截面图。在图8中，在其上安装了多个键1的框架2具有开口向下的基本上倒U形的凹截面形状。框架2和壳体3仅沿着框架2的开口的一边2a通过螺钉4或其它构件被相互固定，框架2的开口的另一边2b仅通过与壳体3邻接来支撑，另一边2b没有被真正固定到壳体3。即，由开口向下的凹截面形状和壳体3所限定的空间不具有封闭截面形状，因此，框架2和壳体3可容易地弯曲，从而不能达到相对于音符音阶方向的足够的抗弯刚度和抗扭刚度。
图9是示出传统键盘设备中的框架和壳体的形状和安装结构的另一实例的截面图。在图9中，框架2相对于壳体3的安装结构与在图8中所示的安装结构相似，壳体3具有被弯曲成凹凸(或交错弯曲)结构的预定的端部3a。该凹凸结构的端表面没有被真正固定，从而凹凸结构的端表面趋向于与框架2分离。因此，在这种情况下，也不能达到相对于音阶方向的足够的抗弯刚度和抗扭刚度。
图10是示出传统键盘设备中的框架和壳体的形状和安装结构的其它实例的截面图。开口向下的凹截面形状的框架2具有预定的中部2c，该中部2c被弯曲成具有多个凹凸部分的凹凸结构。框架2和壳体3不仅通过螺钉4或其它构件沿着框架2的开口的一边2a被相互固定，还通过螺钉5或其它沿着框架2的开口的另一边2b被相互固定。在这种情况下，由框架2和壳体3所限定的空间具有封闭截面形状，但是，因为该封闭空间具有相当大的截面区域，所以框架2和壳体3可容易地弯曲，从而难以获得足够的刚度。另外，虽然在音符音阶(键排列)方向延伸的凹凸结构可以起到提高相对于音符音阶(键排列)方向的抗弯刚度的作用，但是因为凹凸结构的端表面没有被真正固定，所以难以获得足够的抗扭刚度。如图10所示，可想到的是对下侧或其它与外部部件6加固，从而保证整个键盘设备的足够刚度；然而，由于提供加固部件可导致诸如增加成本和增加重量的各种缺点，所以这种方法不可取。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改进的键盘设备，所述键盘设备具有不增加键盘设备的重量的简单结构，并通过框架和主体部分(壳体)的组合而使其刚度增大。
为了实现上述目的，本发明提供一种改进的键盘设备，其包括多个键；框架，所述多个键被可操作地安装在该框架上；所述框架具有限定槽形凹部的连续表面，所述槽形凹部以所述多个键在框架上沿着框架排列的方向延伸；主体部分，其中安装所述框架，所述主体部分具有支撑表面，所述支撑表面在所述框架被安装在主体部分中的适当位置时接触所述框架的槽形凹部的开口的对边；以及固定部分，所述框架的槽形凹部的开口的对边在该固定部分被固定到所述主体部分的支撑表面。
根据本发明，在上面可操作地安装多个键的框架具有限定以键排列(或音符音阶(note scale))的方向延伸的槽形凹部的连续表面，以及在其中安装框架的主体部分具有接触框架槽形凹部的开口对边的支撑表面。框架槽形凹部的开口对边被固定在主体部分的支撑表面。因此，由框架的槽形凹部和主体部分的支撑表面来形成或限定封闭截面结构，其构成在键排列方向延伸的“半固定”结构。这样的结构可提高相对于音符音阶方向(键排列方向)的抗弯刚度和抗扭刚度。
以下将描述本发明的实施例，但是应当理解本发明不限于所描述的实施例，在不脱离基本原理的情况下可以对本发明进行各种修改。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求来确定。
为了更好理解本发明的目的和其它特点，以下将参照附图更详细描述其优选实施例，在附图中图1是示出根据本发明的第一实施例的键盘设备的框架结构的截面图；图2是示出根据本发明的第二实施例的键盘设备的框架结构的截面图；图3是示出本发明第二实施例中的框架结构的修改例的透视图；图4是示出封闭空间用作扬声器箱的实例的截面图，其中该封闭空间形成于根据本发明的框架结构中；图5是示出封闭空间用作低音端口的实例的截面图，其中该封闭空间形成于根据本发明的框架结构中；图6A和6B是示出其它实例的截面图，其中槽形凹部的封闭空间用作存放电池的空间；图7是示出传统电子键盘乐器的典型外观的透视图；图8是示出传统电子键盘乐器(键盘设备)中的框架和壳体的形状和安装结构的实例的截面图；
图9是示出传统电子键盘乐器(键盘设备)中的框架和壳体的形状和安装结构的其它实例的截面图；图10是示出传统电子键盘乐器(键盘设备)中的框架和壳体的形状和安装结构的其它实例的截面图；和图11是示出根据本发明实施例应用键盘设备的电子乐器的结构具体实例的截面图。
具体实施例方式
图1是示意性地示出电子乐器中采用的、根据本发明第一实施例的键盘设备的框架结构相关部分的截面图。以与公知现有技术相同的方式，通过支撑点(或枢轴)将用于演奏操作的多个键1可枢轴转动地安装在由合成树脂形成的框架20预定位置上。框架20具有限定槽形凹部21的连续的表面，所述槽形凹部21以键1在框架20上沿着框架20排列的方向延伸。在其中安装框架20的主体部分(壳体)30具有支撑表面30a，当框架20被安装在主体部分30中的适当位置时，所述支撑表面30a与位于凹部21开口部分的对边(以下，称为开口部分的“对边20a和20b”)处的框架20的壁区域接触。换句话说，槽形凹部21以这样的方式被形成为相对更深的深度，即开口向下的部分的边20a和20b与支撑表面30a邻接的方式。通过适当的固定方式(在图示实例中为螺钉31a和31b)将槽形凹部21的开口向下部分的边20a和20b固定在主体部分30的支撑表面30a。通过螺钉31a和31b固定边20a和20b的位置的数目可根据需要选择。请注意，上述的框架20的“连续表面”不限于完全平面，必要时其可以是具有一个或多个开口和/或不平表面部分的表面，只要其具有某种连续性。
由于框架的槽形凹部21开口向下部分的边20a和20b以上述方式有效固定在主体部分(壳体)30支撑表面30a上，所以框架的槽形凹部21和主体部分30的支撑表面30a的组合可提供封闭截面结构，所述封闭截面结构在具有主体部分30的支撑表面30a的方向上是封闭的，并且在具有框架20的槽型凹部21的壁表面的剩余方向也是封闭的。因此，由框架的槽形凹部21和主体部分30的支撑表面30a的组合所设置的结构组成管状体，该管状体为在音符音阶(或键排列)方向延伸的半固定(semi-monocoque)(即，半一体)结构，该结构在结构上和机械上是坚固的。因此，本发明的当前实施例在没有通过提供加固部件等增加键盘设备的重量的情况下，用简单、轻便和低成本结构可大幅提高相对于音符音阶(键排列)方向的抗弯刚度和抗扭刚度。
尽管框架20的槽形凹部21在图中被示出为由以矩形弯曲的连续表面所限定，所述槽形凹部21也可以由曲线连续表面来形成。另外，用于将框架槽形凹部21开口向下部分的边20a和20b固定到主体(壳体)30支撑表面30a的装置或方式不限于诸如螺钉31a和31b的上述半固定类型，其可以是粘合剂等，或者可以是可移除固定类型，例如在相关组件之间滑动配合(slide-fit)或搭扣配合(snap-fit)的接合结构。
尽管在其中安装框架20的主体部分30典型地为键盘乐器外部壳体的底板部分的形式，但是根据键盘乐器的类型，键盘乐器可安装在设置于壳体中的搁板(shelf board)上。在将本发明的基本原理应用到这种类型键盘设备乐器的情况下，在壳体中设置的搁板组成用于在其中安装框架20的主体部分30。本实施例中的主体部分30的支撑表面30a不必是如实例所示的平面，必要时可以是不平表面。
图2是示意性地示出根据本发明第二实施例的键盘设备中的框架结构的截面图。在第二实施例中，框架20具有限定两平行凹部21a和21b的连续表面。另外，当框架20被安装在主体部分30的适当位置中时，在其中安装框架20的主体部分30的支撑表面30a与凹部21a和21b的各自开口向下部分的边20a、20b和20c邻接，从而以彼此邻接的关系来支撑凹部21a和21b。在这种情况下，通过例如螺钉31a、31b和31c将槽形凹部21a和21b的开口向下部分的各边20a、20b和20c有效固定至主体部分30的支撑表面30a。这样，两槽形凹部21a和21b均形成封闭截面结构，所述封闭截面结构均实现相对于音符音阶方向(键排列的方向)提高的抗弯刚度和抗扭刚度，从而可以以附加或增强的方式提高整个键盘设备的刚度。作为修改例，可由通过螺钉31a和31b等仅将一个槽形凹部21a的对边20a和20b有效固定至主体部分30的支撑表面30a。在这种情况下，由形成封闭截面结构的槽形凹部21a提高的相对于音符音阶方向(键排列的方向)的抗弯刚度和抗扭刚度可被另一槽形凹部21b额外地提高。
即，在图2中，示出了由两槽形凹部21a和21b相互平行形成的半固定结构的两个管状体。与图1所示的半固定结构的单一管状体相比，半固定结构的上述两个管状体的优点在于其能够进一步提高重量减少的整个键盘设备的刚度。例如，如图1所示的单一半固定管状结构的管状截面趋于较大，因此抗扭刚度较小，从而必须采取适当措施，例如增加框架20的厚度。相反，在如图2所示的半固定结构的两个管状体被形成为相互平行的情况下，管状体可具有减少的截面面积，从而在不增加框架20的厚度的情况下能够增加抗扭刚度。另外，两个管状体可以以附加或增强的方式提高整个键盘设备的刚度。
一般地，键盘设备具有矩形平行六面体结构，该矩形平行六面体结构的长度或宽度(即，音符音阶或键排列的方向的尺寸)、深度(即，从键盘设备的前边到后边的尺寸)以及高度的顺序为尺寸减少的顺序。在这种键盘设备中，扭曲出现在由宽度和深度限定的平面中。图2所示本实施例的结构中，在键盘设备宽度方向延伸的两个槽形凹部21a和21b在深度方向相互平行排列，该结构是非常有利的，因为其能够提高针对可能出现在由宽度和深度所限定平面中的扭曲的抗扭刚度。在这种情况下，更靠近键盘设备的前边的槽形凹部21a的位置使得能够适当地将压力施加到键1，从而本实施例在按压任意键时可进一步提高在键盘设备的纵向(即，宽度方向)的抗弯刚度。例如，为每个键在框架上可枢轴转动地安装音锤以提高按键感觉，这是本领域已知的常用手段。在这种情况下，在更靠近键盘设备前边的槽形凹部21a的上表面上，可为每个键设置音锤安装结构(例如，安装孔)，从而可通过槽形凹部21a的管状体适当地施加按键压力。
图3是示意性地示出本发明键盘设备第二实施例中的框架结构的修改例的透视图。修改的框架结构的框架20包括连接部分20d和20e，连接部分20d和20e在键的深度方向互连两平行槽形凹部21a和21b。连接部分20d和20e中的每个也可被形成为具有开口向下的槽形凹截面形状的管状部分，开口部分的对边可以以与主体部分30的支撑表面30a邻接的方式而被支撑。因此，修改的框架结构总体上组成梯形框架结构，可防止由槽形凹部21a和21b所形成的两管状体之间的相对扭曲，进一步提高了键盘设备的刚度。在形成框架20时，连接部分20d和20e可与诸如槽形凹部21a和21b的其它部分一体形成。或者，在形成框架20时，可以仅一体形成槽形凹部21a和21b等，然后，通过诸如粘合剂、螺钉或凸凹配合之类的适当装置或方式将槽形连接部分20d和20e固定到槽形凹部21a和21b。请注意，连接部分20d和20e不必是槽形凹截面形状。
形成在槽形凹部21a和21b 以下，为了描述方便，槽形凹部中的一个由21所指定)之间限定的封闭空间以提高键盘设备的刚度，主体部分30可被适当地用于各种其它目的。图4和图5示出封闭空间的用途实例，其中槽形凹部21的封闭空间被用作本发明键盘设备实施例的电子键盘乐器扬声器7的共振空间。更具体地，图4示出的实例中，扬声器7以面向外的取向安装在面对封闭空间的主体部分30适当位置上，并且槽形凹部21的封闭空间被用作扬声器箱。图5示出的实例中，扬声器7以面向外的取向安装在与槽形凹部21的封闭空间分开的框架20适当位置上，并且槽形凹部21的封闭空间被用作扬声器7产生声音的低音端口；所述低音端口使得声音的低频成分共振。
图6A和图6B示出封闭空间的其它用途实例，即槽形凹部21的封闭空间被用作存放电子键盘乐器的电池(内置电池式)的空间。更具体地，图6A示出在槽形凹部21和主体部分30之间限定的封闭空间被用作存放电池8的空间的例子；在这种情况下，在主体部分30的预定部分中形成电池入口/出口(未示出)。图6B示出的实例中，主体部分30的支撑表面30a沿着槽形凹部21的内表面弯曲，以及由这样弯曲的主体部分30形成的凹空间被用作存放电池8的空间；在这种情况下，带盖的电池盒可被安装在弯曲的主体部分30的凹空间中。如图6B所示的、主体部分30的支撑表面30a沿着槽形凹部21内表面弯曲以形成凹空间的结构可用作本发明的常用修改例，但凹空间的用途不仅限于被用作电池存放空间。另外，槽形凹部21的封闭空间可被用作存放各种电路的箱，或用于任意其它适当目的。通过使得槽形凹部21同时用作用以提高键盘设备刚度的装置和用以存放电池、电路等的装置，本发明可提供效率增加的框架结构。
最后，参照图11，说明采用根据本发明实施例的键盘设备100的电子乐器具体实例结构。
在图11的电子乐器中，壳体包括下壳体(lower case)30D和上壳体30U，通过螺钉31a、31b、31c和31d将键盘设备100的框架20固定到下壳体30D。即，电子乐器的下壳体30D与上述的主体部分(壳体)30相对应。利用螺钉组31a、31b、31c和31d的这种固定方式被应用到沿键盘设备100的键排列方向(即，键排列方向)的多个位置。图11示出的键盘设备100是这样的类型，其中框架20具有如图2第二实施例中的两个槽形凹部21a和21b。上壳体30U形成为覆盖键盘设备100的键1的后部的方式。
每个白键1包括在包含由白色合成树脂一体形成的多个(例如，4个或3个)白键的键单元中。在该键单元中，键1的各后端部分形成共同固定部分1a1，并且通过共同固定部分1a1被连接到一起，通过共同固定部分1a1将这些键固定到框架20。另外，每个键1具有小厚度的后端区域1a2，并且这种小厚度的后端区域1a2用作使得键1能进行垂直枢轴运动的“铰链”。因此，在图11示出的具体实例中的共同固定部分1a1和小厚度的区域1a2与在图1等所示的键1的支撑点1a相对应。每个黑键11也包括在包含由黑色合成树脂一体形成的多个黑键的键单元中，黑键11的各后端部分形成共同固定部分，并且通过共同固定部分被连接到一起，每个黑键11具有小厚度的区域；然而，在图中未示出黑键11的共同固定部分、小厚度的后端区域等的标号，以避免图示的复杂性。
在每对白键1和黑键11之下设置音锤结构40，由框架20支撑对于每对键1和11的音锤结构40。音锤结构40包括重量杆(或重量构件)41和用于支持重量杆41的端部的起动部分(actuating section)42，音锤结构40由框架20通过起动部分42的轴42a来支撑，以与用作支撑点的轴42a进行垂直枢轴运动。起动部分42在其末端具有垂直分叉的连接件42b(在图中仅示出下连接件42b)，并且在键1的操作部分14的下端形成的水平连接板(未示出)被插入上下连接件42b之间，从而将音锤结构40连接至键1。随着键1被按压，键1的操作部分14按压音锤结构40的起动部分42，从而音锤结构40在图11的逆时针方向围绕轴42a转动。相反，当键1被释放，由于重量杆41的自重，所以音锤结构40在图11的顺时针方向转动，键1通过音锤结构40和键1小厚度后端区域1a2的回弹力的共同作用而返回到其原始位置。
框架20具有开口22，以允许重量杆41从其中穿过。另外，框架20的后部20h的位置足够高，以允许向后突出的重量杆41的垂直转动运动超过开口22。因此，在下壳体30D和框架20之间形成空间23，并且音锤结构40(重量杆41)在空间23之内可垂直转动。另外，由毡等形成的塞(stopper)SD和SU被固定在框架20的预定的后下和后上部，音锤结构40的垂直转动范围由这些塞SD和SU所限定。
因为音锤结构40利用质心杆41的自重在与对键1施加的压力方向相反的方向对键1的操作部分14施加偏压力，所以键1可通过音锤结构40的自重加上键1小厚度端区域1a2的回弹力而返回到其原始位置。因此，在这种情况下不需要诸如弹簧的特别的键返回装置。另外，当按压键1时，音锤40的重量可给予演奏者的手指一种良好的键触感。此外，在键1之下的预定位置提供键开关50，并且通过导线51将此键开关50与位于键后方位置的主电路板52相连。
权利要求
1.一种键盘设备，其特征在于包括多个键；框架，所述多个键被可操作地安装在所述框架上；所述框架具有限定槽形凹部的连续表面，所述槽形凹部以所述多个键在所述框架上沿着所述框架排列的方向延伸；主体部分，其中安装所述框架，所述主体部分具有支撑表面，所述支撑表面在所述框架被安装在所述主体部分内的一位置时接触所述框架的槽形凹部开口的对边；以及固定部分，在所述固定部分中，所述框架的槽形凹部的开口的对边被固定到所述主体部分的支撑表面。
2.如权利要求1所述的键盘设备，其特征在于所述框架的连续表面限定相互平行的两个所述槽形凹部，以及在所述固定部分中，至少一个所述槽形凹部的开口的对边固定到所述主体部分的支撑表面。
3.如权利要求2所述的键盘设备，其特征在于包括连接部分，其在键的深度方向使两个所述槽形凹部相互连接。
4.如权利要求1所述的键盘设备，其特征在于所述键盘设备是电子键盘乐器，其中，将扬声器的位置设置为使得由所述框架的槽形凹部和所述主体部分限定的空间用作扬声器共振空间。
5.如权利要求1所述的键盘设备，其特征在于所述键盘设备是内置电池式的电子键盘乐器，其中，将扬声器的位置设置为使得由所述框架的槽形凹部和所述主体部分限定的空间用作存放电池的空间。
6.如权利要求1所述的键盘设备，其特征在于包括重量构件，其设置在所述键之下，用于响应于所述键的运动而运动，其中在所述框架和所述主体部分之间限定有空间。
7.如权利要求6所述的键盘设备，其特征在于所述重量构件具有末端部分，所述末端部分由于自重而在正常情况下位于其最低位置，其中所述末端部分响应于所述键的按压而向上运动，以及响应于所述键的释放向下运动，并且所述键在所述末端部分向下运动时向上返回。
全文摘要
本发明提供一种键盘设备。在其上可操作地安装多个键的框架具有限定在所述多个键排列方向延伸的槽形凹部的连续表面。在其中安装框架的主体部分具有接触框架的槽形凹部开口的对边的支撑表面。框架的槽形凹部开口的对边被固定到主体部分的支撑表面。因此，由框架的槽形凹部和主体部分的支撑表面来形成封闭截面结构，该结构组成在键排列方向延伸的半固定结构。这样的结构可提高相对于键排列方向的抗弯刚度和抗扭刚度。
文档编号G06F3/02GK1901035SQ20061010600
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月19日 优先权日2005年7月20日
发明者西田贤一 申请人:雅马哈株式会社