JPH03152600A - オルゴールのピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオルゴールのピックアップ装置に関するもので
、オルゴールの鳴奏振動をより忠実に電気信号に変換す
るものである。

〔従来の技術〕

従来のオルゴールの鳴奏機構は、第６図に示すようにシ
リンダー１を矢印方向に回転させることにより、該シリ
ンダーの外周に突起として形成したピン２が振動板３の
先端を弾（ことにより、該振動板６の振動がオルゴール
のフレーム４　Ｋ伝達され、さらに共鳴板５を振動させ
音に変換するようになっていた。

以上のような従来のオルゴールの鳴奏音は、オルゴール
固有の音色を持っており色々な音源として利用され親し
まれてきたが、その用途によりてはいくつかの欠点があ
った。

その主なものは次の３点である。

■　外部環境に合わせて音量調節をすることができない
。

■　共鳴板の大きさを小さ（することができない。

（音量が小さ（なってしまうため） ■　オルゴールの寿命が短い。

（約６千回の鳴奏回数） 上記欠点の内容について説明すると ■については、オルゴールの設置される環境が静かな所
とうるさい所、昼間と夜、人による音量感覚の相違等、
音量調節につい【の要望があるが、従来のオルゴールは
機械的に一定音を発するのみで任意に音量調節はできな
かった。

■については、用途によってオルゴール全体を小型にし
たいと言う要望があるが、共鳴板部分を小さくできない
と言う欠点がありだ。その理由は振動を効率よく音に変
換し、ある一定収上の音量を確保するためには、空気振
動に変換するための共鳴板面積をある程度必要とするか
らである。

■については、使用回数の多い用途においてオルゴール
の寿命が足らないと言う欠点があった。

オルゴールの寿命を決定する主な要素として振動板の折
れがある。オルゴールの鳴奏音をできるだけ太き（した
いと言う要望により、振動板は材料の応力限界ぎりぎり
で使用するため疲労により折れてしまう問題があった。

−船釣なオルゴールの寿命補償は２５時間連続駆動した
場合の振動板の折れ不良率が合格品質水準（ＡＱＬ）で
６．５％程度である。上記２５時間な鳴奏回数に換算す
ると約６千回になる。例えば時計への利用を考えた場合
、毎時−回づつ鳴奏させたとすると１年で８７６０回に
なり、前記６千回は約８か月の寿命となり、時計として
の最低寿命５〜６年を満足できない状態にあった。

以上のような従来のオルゴールの持つ欠点はオルゴール
の鳴奏振動を電気信号として取出し、アンプにより増幅
してスピーカーを鳴らす事によりて次のように解決する
ことができる。

■の欠点はアンプの増幅率を変えることによって音量を
自由に変えることができ、 ■の欠点は共鳴板をスピーカーに代替できることによっ
て小型化ができ、 ■の欠点は振動板の撓み量、を小さくし最大応力を小さ
（することによって解決できる。その結果として音量は
小さくなるが、前記アンプの増幅率を変えることによっ
てカバーすることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のようにオルゴールに電気的なピックアップ装置を
付加することによって、従来のオルゴールの欠点は改善
できるが、オルゴール音のピックアップ音質に問題があ
り、それが実用に至らない大きな原因であった。

一例として、楽器に使用百れているピックアップ例をオ
ルゴールに適用してみると第７図に示すようになる。オ
ルゴールのフレーム４の底面ＫＥＥ電素子６を接着し、
フレーム４の振動を電気信号として検出するものである
が、この方法ではオルゴール音は忠実に再現されず、例
えば音質としては高音側にかたより、振動板の弾き雑音
が強調され、低音側の響きがな（なる傾向にあり、いわ
ゆる悪い音としてしか聞こえず実用レベルまでには至ら
なかった。

そこで本発明は圧電素子を用いてオルゴールの鳴奏振動
をピックアップする装置において、フレームの揺動撮動
に相当する振動をも忠実にピックアップする、音質のよ
いオルゴールのピックアップ装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するためにオルゴールのフレー
ムに振動板を固定するために設けた台座の側面に圧電素
子を貼付することを特徴としている。

〔作用〕

第８図に示すようにシリンダー上のピンによって弾かれ
た振動板３の振動は、震源点６ａから台座４を経てフレ
ーム４へと直接物質内を伝導してゆ（振動と（振動成分
としては縦波２１、横波２２、表面弾性波２６である）
、フレームの絶対位置が変位するフレーム４の揺動振動
を誘発する。

ここで前述の第７図の例で示すとと（フレーム４の底面
に圧電素子６を貼付した場合は上記二つの振動成分の内
でフレーム４の揺動振動は検出できない。その理由はフ
レーム４と圧電素子６は共に一体となって揺動振動をす
るため圧電素子６に揺動による応力が生じないためであ
る。オルゴールの音質および発音量はその振巾の大きさ
から上記揺動振動がその主役を担り【いるため、第７図
の例のとと（フレーム４内の直接伝導による振動の検出
のみでは忠実なオルゴール音の再現にはならない。

次に本発明による台座４部分での検出について説明する
と、第３図に示すよ５に、今仮に振動板３の先端が矢印
ａ方向に撓んだとすると、その振動板を固定しているフ
レーム４上の台座４には、応力境界線７を境にして振動
板側には矢印すで示す圧縮応力が生じ、その反対側には
矢印Ｃで示す引張応力が生じる。その結果として第４図
に示すように台座４の引張応力側はポアソン比に従い凹
み、一方圧縮応力側は膨らむ結果となる。これらの発生
応力は振動板の撓み量に対応していて、振動板に直接圧
電素子を貼付して振動を検出するのとほぼ等価に近い状
態にあり、振動板の振動状態を忠実に検出できる間接的
でかつ唯一の場所であると言うことができる。

ここで前述のフレーム４の揺動振動との対応をみると、
フレームの揺動振動は振動板の撓み振動の反動として誘
発されるもので（音叉における両叉の質量が極端にアン
バランスである場合と考えることができる）、振巾と振
動の方向は相違するが、音質的には振動板の撓み振動と
同種の振動とみることができる。

以上のことから台座４部分の側面に圧電素子を貼付する
と言うことは、前記揺動振動を直接検出することはでき
ないが、その震源である振動板の撓み振動を忠実に検出
しているので、結果的に揺動振動を検出するのと等価に
なっている。

〔実施例〕

第１図に示すようにオルゴール全体の基板を形成するフ
レーム４の一方端に振動板３を固定するための台座４を
形成し、一方該台座と対向するフレーム４の他端にはシ
リンダー１を配設し、前記台座４に固定した振動板３と
対向させてシリンダー１上に形成したビン２で振動板３
の先端を弾けるように構成する。振動板６の取付は位置
はほぼシリンダーの回転中心の高さと一致させる。

一方フレーム４と台座４は一体に構成し、亜鉛合金等の
ダイキャストにより形成する。振動板６とフレーム４と
の質量関係は振動板の振動がすぐに減衰しないように振
動板の質量に対してフレームの質量を充分大きくなるよ
うに設計する。

以上が従来から製造されてきたオルゴールの主要部分の
構造であるが、次にその構造に対して圧電素子の適用例
を説明する。

第１図に示すように台座４の側面に圧電素子６を接着す
る。圧電素子６はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ８）等のセラミック系の物
、又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ　）等の高分子
系の物があり、いづれも薄い板状の物を適用する。圧電
素子６の形状制限はないが面積に比例して検出電圧が大
きくなるので、その点を考慮し台座の側面形状に即した
ものを適用する。圧電素子６を接着する位置は第１図以
外では第２図の記号ＸおよびＹ、Ｚで示す位置があるが
、記号ＹおよびＺで示す位置は台座の応力境界線７を越
えない範囲で左右どちらか一方を選択する必要がある。

なお、台座は中空に製作することがあり、その場合には
台座の側面内側も貼付に用いることができる。

圧電素子の接着剤としてはエポキシ樹脂系統の接着剤が
一般的である。

圧電素子からの電圧の検出は第５図に示すように圧電素
子の両面に設けた電極間に発生する電圧をアンプ８．８
で増幅してスピーカー９を鳴らす゛。

図中で示す１０の抵抗Ｒと１１のコンデンサー〇は振動
数による検出感度を補正するためのフィルターである。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなよ５に、本発明によればオルゴー
ルの鳴奏振動を忠実にしかも安価にピックアップするこ
とができるようになる。

その結果ピックアップ信号を増幅してスピーカーからオ
ルゴール音をだせるようになり、音質の改善のみでな（
次の特徴もでて（る。

■　オルゴールの音量調節ができる。

■　共鳴板をスピーカーに代替できるので、小形化が可
能になる。

■　オルゴールの弁折れ寿命を数倍以上伸ばせる。

このようなことから、本発明によれば、従来のオルゴー
ルでは利用できなかった分野まで利用範囲が広がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すオルゴールの斜視図、
第２図は本発明の他の実施例を示す側面説明図、第３図
および第４図は台座部分の応力状態を示す説明図、第５
図は圧電素子からの信号の処理系統図、第６図は従来例
のオルゴールの構成を示す説明図、第７図は従来例のオ
ルゴールに圧電素子を適用した説明図、第８図はオルゴ
ールの振動状態を示す説明図である。 １・・・・・・シリンダー ２・・・・・・ピ／、 ６・・・・・・振動板、 ４・・・・・・フＶ−ム、 ４・・・・・・台座、 ５・・・・・・共鳴板、 ６・・・・・・圧電素子、 ７・・・・・・応力境界線、 ８．８・・・・・・アンプ、 ９・・・・・・スピーカー 第４図 第５図 第６図 ４．１慶 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オルゴールの鳴奏振動を圧電素子を用いて電気信号に変
   換するオルゴールのピックアップ装置において、オルゴ
   ールのフレームに振動板を固定するために設けた台座の
   内外側面の少なくとも一つに圧電素子を貼付したことを
   特徴とするオルゴールのピックアップ装置。