JPH03293397A - 自動鍵盤楽器の鍵駆動装置 - 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」 本発明は自動鍵盤楽器の鍵駆動装置に係わり、特に、磁
力によって打鍵および離鍵の制御を行うようにした鍵駆
動装置に関するものである。

「従来の技術」 自動鍵盤楽器（例えば自動ピアノ等）には、あらかじめ
記録した演奏情報あるいは外部から供給される演奏情報
に基づいて自動演奏を行うための鍵駆動装置が組み込ま
れている。

第５図にそのような鍵駆動装置の一従来例を示す。図に
おける自動ピアノｌは、複数の白！Ｉ３および黒鍵４で
構成される鍵盤と、各鍵３，４の動きをハンマー５に伝
達する打弦機構７と、ハンマー５によって打弦される弦
９と、弦９の振動を抑制するためのダンパー８とを有し
ている。

白鍵３または黒鍵４の下方には棚板１０が設けられてお
り、その上面には筬中１１と厄前１２とが固着されてい
る。鍵３．４は、筬中１１の上部穿設けられたバランス
ビン１３を中心に揺動自在に取り付けられている。また
、鍵３，４の手前側下面にはオーバルキーピン１４が厄
前１２から上方に向かって突出しており、このオーバル
キービン１４が、鍵裏面の挿入孔に遊嵌されることによ
り、鍵３，４の横ぶれが防止されている。また、棚板１
０の上面奥方で鍵３．４の下方位置にはブツシュをのソ
レノイド１５が設けられている。

そのソレノイド１５が作動すると、該ソレノイド１５の
プランジャ１５ａが上方に突出して鍵３゜４のウィペン
１６下部近傍を突き上げて該鍵３゜４を回動させる。こ
の動きが打弦機構７を介してハンマー５およびダンパー
８に伝達される。これにより、ダンパー８が弦９から離
れるとともに、ハンマー５が図面において反時計回りに
回動し打弦が行われる。上記動作がコントロールユニッ
ト２０からの出力信号に基づき連続して行われ、これに
よって自動演奏が行われる。

なお、符号２１は、白鍵３または黒鍵４のバランスビン
１３の上方に当たる箇所を押さえるための鍵押さえ部材
であり、ソレノイド１５によって鍵３，４の下部が上方
へ突き上げられるとき、鍵の浮き上がりを防止するため
のものである。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記した従来の自動鍵盤楽器の鍵駆動装置に
あっては以下の欠点があった。

■　ソレノイド１５が作動してプランジャ１５ａが摺動
するとき、プランジャ１５ａの先端が鍵３゜４の下面に
当接するとき、またプランジャ１５ａが最終摺動行程位
置に戻るときにそれぞれ騒音が発生する。

■　上記プランジャ１５ａの摺動等に伴いプランジャ１
５ａ自体、あるいは鍵３，４の下面がそれぞれ摩耗、損
傷するおそれがあって信頼性および耐久性が劣る。

■　ソレノイド１５のプランジャ１５ａによって鍵３，
４のウィペン１６下部近傍を突き上げることで鍵３，４
を駆動させており、ピアニストによる演奏時と力の作用
点が異なるため演奏の忠実な再生が難しい。

■　プランジャ１５ａの先端を鍵３，４の下面へ当接さ
せるといった、いわゆるインパクト駆動方式では、ピア
ニストの手による微妙な演奏技法を再生するのは難しい
。このため、例えば鍵のストロークの半分のみを使いス
トロークを約５ｍｍ未満として演奏する、いわゆるハー
フキーの技法の再生は不可能である。

■　インパクト駆動では、サーボ系等の導入によるフィ
ードバック制御が行い難く、制御精度の向上に限界があ
る。

■　プランジャ１５ａで突き上げる際鍵３，４の浮き上
がりを防止するため鍵押さえ部材２１を必要とするが、
この鍵押さえ部材２１の位置が適切でないと、鍵３，４
の揺動が所望通り行われず、発音不良を起こす恐れがあ
る。

以上に述べたような、インパクト駆動方式による従来の
装置における種々の欠点を解決するため、本出願人は先
に第６図に示すような鍵駆動装置を提供した（特願平１
−３０８５２９号）。

これは、棚板１０上面の鍵回動支持部（すなわちバラン
スビン１３）より演奏者側の位置に、外部からの通電電
流に応じた磁界を発生するコイル３０を設けるとともに
、該コイル３０に固定ヨーク３１を固定し、かつ、上記
鍵３，４裏面の上記固定ヨーク３１と近接対向する位置
には可動ヨーク３２を設けたものである。上記コイル３
０は上記の従来例で説明したものと同様のコントロール
ユニット２０に電気的に接続されており、そのコントロ
ールユニット２０によってコイル３０に通す電流値およ
びその向きが制御されるようになっている。また、固定
ヨーク３１の上部および可動ヨーク３２の下部は、それ
ぞれ鍵３．４の長手方向に列をなして形成された複数の
突片３１１・・・、３２１・・・からなる鋸歯状！３１
ｂ、３２ｂとされており、それら鋸歯状部３１ｂ、３２
ｂが互いに遊嵌するようにされている。

このように構成された鍵駆動装置では、コイル３０に電
流を通すと固定ヨーク３１を通じて磁界が発生し、これ
によって、固定ヨーク３１と可動ヨーク３２との間に磁
気的な吸引力が生じて可動ヨーク３２が鍵３．４ととも
に下方に引き寄せられて打鍵がなされる。また、離鍵の
際には、鍵の上方への戻り力を制御し、鍵の戻り速度を
低下させることもできる。そして、打鍵の際の吸引力の
大きさは基本的にコイル３０に通電する電流値によって
定まるので、その電流値を調節することで鍵３，４に対
する駆動力が制御されるようになっている。

なお、この場合、鍵３，４に作用する吸引力の大きさは
、鍵３，４の昇降位置（つまり双方のヨーク３１．３２
間の距離の大小）によって多少変化することになるが、
上記の装置では、双方のヨーク３１．３２の先端部が互
いに遊嵌する鋸歯状部３１ｂ、３２ｂとされていること
によって、可動ヨーク３２が上下動した際にも、互いに
近接対向する鋸歯状部３１ｂ、３２ｂのテーパ部の相互
間隔（ギャップ）の変化を最小にでき、これによって、
双方のヨーク３１．３２間の距離が変化することによる
吸引力の変化を最小とすることが可能となり、鍵３，４
の昇降位置に拘わらずほぼ一定の吸引力を鍵３，４に作
用させることができるものとなっている。つまり、鍵３
，４に対する推力−ストローク特性が比較的平滑になり
、その結果、弱音再生時やピアニシモ演奏時等の低速駆
動域での演奏の再現性を向上させることができるものと
なっている。

以上で説明した鍵駆動装置は、ソレノイド１５により鍵
３，４をインパクト駆動する従前のものの不具合を解消
できるばかりでなく、推力−ストローク特性にも優れる
という極めて有効なものであるが、次のような改良する
べき余地を残していた。

すなわち、上記の鍵駆動装置では、打鍵に伴って可動ヨ
ーク３２が鍵３，４とともにバランスビン１３を中心と
して回動するので、打鍵の際には双方のヨーク３１．３
２に形成されている突片３１ｘ、３２ａどうし間の距離
は、打鍵初期では、奥側のもの（バランスピン１３に近
いもの）はど小さく、手前側（ｒｓ奏者側）のものほど
大きくなる。したがって、鍵３，４に作用する吸引力は
、打鍵初期では、奥側で大きく、手前側で小さくなると
いうばらつきが生じてしまう。また、鍵が回動する際、
支点からの距離に応じてそのストロークが変わってしま
い、支点に近いほど（奥側はど）ストロークが小さくて
推力変化が小さく、手前側はど推力変化幅が大きい。す
なわち、各点の推力と支点からの距離との積の総和であ
る回転トルクは最適ではなかった。その結果、双方のヨ
ーク３１，３２に突片３１ａ、３２！による鋸歯状部３
１ｂ、３２ｂを設けたとはいえども、その推力−ストロ
ーク特性は必ずしも満足するべき程度に平滑とはならな
いものであった。

また、強く打鍵した際に、特に、打鍵の最終段階には、
手前側に位置している突片３１ｓ、３２ｉどうしの相互
間隔が逆に小さくなってしまってそれらが接触してしま
う恐れもあり、信頼性が必ずしも十分で「まない、とい
う難があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、推力−スト
ローク特性をより平滑になし得るとともに、支点からの
距離に応じた推力配分を最適に行い、推力作用の全範囲
にわたって最大回動トルクを発生させ、作動時の信頼性
に優れる鍵駆動装置を提供することを目的とするもので
ある。

「課題を解決するＩ；めの手段」 上記目的を達成するため、本発明は、自動鍵盤楽器の棚
板上面に鍵回動支持部より演奏者側に位置して配設され
、外部からの通電電流に応じｔ；磁界を発生するコイル
と、該コイルに固定され、その上部に鍵の長手方向に列
をなす複数の突片からなる鋸歯状部が形成された固定ヨ
ークと、上記鍵裏面の上記固定ヨークと近接対向する位
置に配設され、その下部に鍵の長手方向に列をなす複数
の突片からなり上記固定ヨークの鋸歯状部に遊嵌する鋸
歯状部が形成された可動ヨークとを具備してなる自動鍵
盤楽器の鍵駆動装置であって、上記固定ヨークおよび可
動ヨークの鋸歯状部を形成している各突片の頂部の角度
が、演奏者側に近付くほど小さく形成されていることを
特徴とするものである。

「作用」 本発明の鍵駆動装置では、コイルに電流を通すと固定ヨ
ークを通じて磁界が発生し、これによって、固定ヨーク
と可動ヨークとの間に磁気的な吸引力が生じて可動ヨー
クが鍵とともに下方に引き寄せられて打鍵がなされる。

そして、双方のヨークに形成されている鋸歯状部の各突
片の頂部の角度が、回動中心に近い奥側のものほど大き
く、演奏者側のものほど小さくされていることにより、
各突片相互間に作用する吸引力の大きさが固定ヨークと
可動ヨークとの距離の離れた演奏者側側で小さく、上記
距離の小さい奥側で大きくなり、その結果、各位置にお
ける吸引力と支点までの距離の積の大きさ、すなわち回
動トルクの大きさ、が均等になって推力−ストローク特
性が改善される。

「実施例」 以下、発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照して
説明するが、この実施例の装置は第６図に示したものを
基本構成とするものであるので、両者に共通する構成要
素には同一符号を付し、その説明を省略する。

この実施例の装置が第６図に示したものと異なる点は、
双方のヨーク３１．３２の鋸歯状部３１ｂ。

３２ｂを形成している各突片３１＆・・・　３２１・・
・の形状にある。

すなわち、この実施例においては、第６図に示したもの
と同様に、コイル３０に固定される固定ヨーク３１の上
部に、複数の三角形状の突片３１直・・・からなる鋸歯
状部３１ｂが形成されているが、それら突片３１ａの頂
角（頂部の角度）Ｉは、奥側（バランスピン１３側）の
ものほど大きく、手前側（演奏者側）のものほど小さく
なるようにされ、それによって、各突片３１１間に形成
される谷部の角度も、奥側のものほど大きく、手前側の
ものほど小さくなるようにされている。

また、鍵３，４の裏面には可動ヨーク３２が取り付けら
れ、その可動ヨーク３２の下部には上記固定ヨーク３１
に形成されている各突片３１ａと同様に、奥側のものほ
ど頂角−が大きく、手前側のものほど頂角−が小さく形
成された複数の突片３２１・・・が形成され、これらの
各突片３２ｇ・・・は、固定ヨーク３１の各突片３１ａ
間の谷部に所定のクリアランスが確保されて遊嵌するよ
うになっている（同時に、固定ヨーク３１の各突片３１
１は可動ヨーク３２の各突片３２！間の谷部に遊嵌する
ことになる）。

なお、第６図に示した従来の装置における可動ヨーク３
２は断面コ字状とされているが、本実施例における可動
ヨーク３２としては第２図に示すように波形に加工され
た板状のものが採用されている。その他の構成は第５図
に示したものと同様であるので、以下の説明は略す。

上記構成のもとに、本実施例の装置では、従来のものに
比して推力−ストローク特性を改善できるものである。

すなわち、個々の突片３１ｓ、３２ｉどうしの推力−ス
トローク特性は、頂角−が小さい場合には第３図に破線
で示すようにストロークによってそれほど変化しないが
、頂角−が大きい場合には同図に鎖線で示すようにスト
ロークによって大きく変化するものである。したがって
、頂角メを小さくするほど特性はフラットに近付くので
あるが、全ての突片３１ｉ、３２ａの頂角−を均等に小
さくした場合には、従来のものと同様に奥側のものでは
その可動範囲が小さいため推力が低く、打鍵全工程で発
生する［磁気吸引力Ｘ支点からの距離×回転角度］、す
なわちその仕事量が小さくなってしまう。

ところが、本実施例においては、従来のものにおいて吸
引力が小さくなってしまう手前側のものの頂角−を奥側
のものに比して相対的に小さくしたので、打鍵時に広い
可動範囲を有する手前側における［磁気吸引力Ｘ支点か
らの距離Ｘ回転角度］のみが増大し、その結果、全体と
しての特性は第３図に実線で示すように、変位が小さい
範囲において特に改善されてフラットに近付くことにな
る。

また、第４図に示すように、可動ヨーク３２を押し下げ
るｔ；めの吸引力Ｆｙは、各突片３１＊、３２１間に直
接的に作用する力Ｆの鉛直方向の分力であるので、突片
３１ａの一辺と鉛直線とのなす角度をθ（θ−Ｉ／２）
とすると、Ｆ　ｙ＝　Ｆ　ｓｉｎθとなり、また上記の
力Ｆは、各ヨーク３１．３２の厚みが一定の場合には、
突片３１ｚ、３２ｉの一辺どうしの対向部分の長さ寸法
ｉに比例するので、吸引力ＦＴは上記のｅ寸法とｓｉｎ
θの積に比例する、つまり、Ｆｙ　ｅｅ　トｓｉｎθの
関係がある。

そして、手前側の突片３１ｍ、３２！の頂角−を小さく
したことによって、両ヨーク３１．３２の間隔を路間−
に設定でき、しかも、上記の１寸法は第４図（イ）に示
すように手前側で大きく、同図（ロ）に示すように奥側
で小さくなるが、ｓｉｎθの値は逆に手前側で小さく、
奥側で大きくなるから、結局、頂角−を最適に設定する
ことによって、トｓｉｎθの値を手前側および奥側で任
意の値にすることができる。つまり、各位置における吸
引力ＦＦの値をそのストロークに応じて最適効率点に設
定でき、手前側においても奥側においても最適な吸引力
Ｆ７を作用させることができることになり、これによっ
て、推力−ストローク特性が十分に改善されることにな
る。

さらに、既述した［吸引力×距離］、すなわち、打鍵の
際の発生トルクＴは、＃３，４の回動中心位置すなわち
バランスピン１３の位置から各突片３１ｓ、３２ａまで
の距離Ｒと、その位置にある突片３１ｓ、３２ｉ間に作
用する吸引力ｐｙの積の総和、すなわちＴ−ΣＲ−Ｆｙ
となるが、上記、のように、各位置における吸引力Ｆ、
をストロークに応じて任意に設定することが可能になる
ことから、各−におけるトルクＴをそのストロークに応
じた最適効率に設定できる。

また、この実施例の装置では、上記のように各突片３１
ａ、３２＊間の吸引力ＦＦをストロークに応じて最適値
に設定しつつ、最終押込み位置（打鍵最下点）における
突片３１ｍ、３２ｉ相互間の距離をほぼ均等にすること
が容易であり、したがって、従来のもののように手前側
に位置する突片どぅしが打鍵の際に接触してしまうよう
なことがなく、打鍵時の信頼性を向上させることが可能
である。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、本発明によれば、固定ヨ
ークと可動ヨークとの間に作用する磁力によって打鍵お
よび離鍵の制御を行うようにしたことによって、従前の
ソレノイドによるインパクト駆動方式の鍵駆動装置にお
ける種々の問題点を解決し得ることはもちろんのこと、
固定ヨークおよび可動ヨークの鋸歯状部を形成している
各突片の頂部の角度を演奏者側のものほど小さくした構
成であるから、各突片間に作用する吸引力を最適にする
ことができ、それによって推力−ストローク特性を十分
に平滑化、かつ、向上させることが可能であり、また、
そのように各突片間の吸引力を最適にしつつ双方のヨー
クの突片相互間の距離を最終押込み位置において均等に
することが容易に可能であるので、打鍵の際に突片どう
しが接触してしまうことを防止でき、信頼性を向上させ
ることができる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係る鍵駆動装置の一実施
例を示すもので、第１図は側面図、第２図は固定ヨーク
および可動ヨークの形状を示す斜視図、第３図は推力−
ストローク特性を示す図、第４図（イ）は手前側の突片
間に作用する吸引力を示す説明図、同図（ロ）は奥側の
突片間に作用する吸引力を示す説明図である。 第５図はインパクト駆動方式による従来の鍵駆動装置の
一例を示す断面図、第６図は固定ヨークおよび可動ヨー
クを備えた鍵駆動装置の改良技術の一例を示すもので、
（イ）は側断面図、（ロ）は正断面図である。 １・・・・・・自動ピアノ（自動鍵盤楽器）１．４・・
・・・・鍵、１０・・・・・・棚板、３・・・・・・バ
ランスピン（鍵回動支持部）、Ｏ・・・・・・コイル、
３１・・・・・・固定ヨーク、１１・・・・・・突片、
３１ｂ・・・・・・鋸歯状部、２・・・・・・可動ヨー
ク、３２＆・・・・・・突片、２ｂ・・・・・・鋸歯状
部、〆・・・・・・頂角（頂部の角度）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自動鍵盤楽器の棚板上面に鍵回動支持部より演奏者側に
   位置して配設され、外部からの通電電流に応じた磁界を
   発生するコイルと、 該コイルに固定され、その上部に鍵の長手方向に列をな
   す複数の突片からなる鋸歯状部が形成された固定ヨーク
   と、 上記鍵裏面の上記固定ヨークと近接対向する位置に配設
   され、その下部に鍵の長手方向に列をなす複数の突片か
   らなり上記固定ヨークの鋸歯状部に遊嵌する鋸歯状部が
   形成された可動ヨークと、を具備してなる自動鍵盤楽器
   の鍵駆動装置であって、 上記固定ヨークおよび可動ヨークの鋸歯状部を形成して
   いる各突片の頂部の角度が、演奏者側に近付く程小さく
   形成されていることを特徴とする自動鍵盤楽器の鍵駆動
   装置。