JPH04178693A - 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〉 本発明は鍵盤楽器の鍵駆動装置に関し、非接触式で薄型
の鍵駆動装置を鍵下面と棚板との間において筬中と筬前
との間の空間に配設するとともに、その先端に傾斜面を
付したプランジャを鍵下面に垂下し・、棚板上に配設し
たコイルのプランジャ遊嵌孔底部に、該プランジャの先
端傾斜面と対応する斜面を付した磁性体を配設すること
により、自動ピアノの演奏再生にて雑音発生を防止し、
その忠実度を向上させるとともに、当該鍵駆動装置の実
装性を改善したものである。

〈従来の技術〉 従来、自動ピアノの鍵駆動装置として、例えば、特開昭
６２−２１２６９４号公報等に量水されたものが提案さ
れている。

すなわち、通電に応じて突出するプランジャを備えた電
磁ソレノイドを、鍵後端部下面で筬中と筬後との間に配
設し、該プランジャの突出により、鍵を下方から突き上
げる技術、つまり鍵下面にプランジャが当接して鍵を駆
動する技術である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の技術においては、自動
演奏時は鍵駆動力の作用点が、筬中と筬後との間にあり
、ピアニスＮこよる演奏時での押鍵力の作用点（鍵先端
部）とは異なり、この鍵に作用する力の向きも逆である
ため、実際のピアニストの演奏に対して忠実な再生演奏
を実現するためここは夫だ改善が必要であった。

また、プランジャが鍵下面に当接した時の雑音発生を抑
制する必要もあった。

さらに、鍵駆動装置の鍵後端側への配設位置に関しては
、その自動ピアノの鍵後端側配列の仕様に規定が定めら
れていないため、ピアノ相互の開ての互換性がなかった
。

そこで、筬中と放射との間に電磁ソレノイドをＷ［！殺
し、プランジャを鍵と機械的に連結し、プランジャの吸
引により、鍵を引き下げる改良技術も考案された。

しかしながら、このものではソレノイドプランジャと鍵
とが機械的に連結されているため、演奏記録時のピアニ
ストによるキータッチへの弊害が発生し、また、機械的
強度の問題があり、この改良技術も未だ充分ではなかっ
た。

そこで、大発明は、再生演奏での忠実度を向上させるこ
とができ、雑音、キータッチへの弊害等を除くとともに
、実装性を向上する鍵盤楽器の鍵駆動装置を提供するこ
とを、その目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、筬中と放射との間の棚板上に、鍵に対向して
配置され、該鍵の揺動方向に沿った磁界を発生する円筒
体形のコイルと、上記コイルのプランジャ遊嵌孔の底部
に配設された磁性材料からなるコア部材と、上記コイル
の上端または下端のうちの少なくとも一方に配設された
ヨーク部材と、上記鍵の下面にあって上記コイルに対向
する位置から垂下され、上記プランジャ遊嵌孔に出没可
能に設けられたプランジャと、を備え、このプランジャ
がプランジャ遊嵌孔に没入したとき、その先端が上記コ
ア部材に近接して対向するように配設するとともに、こ
れらのプランジャの先端面とコア部材の対向面の双方を
、これらの両面が略同一の形状になるように傾斜する斜
面によって形成した鍵盤楽器のｆｉｓ駆動装置である。

〈作用〉 本発明に係る鍵駆動装置では、コイルへの通電によりヨ
ーク部材およびコア部材を介して磁界が発生し、プラン
ジャはこの磁界によってコア部材に向かって吸引される
。すなわち、鍵は引き下げ駆動される。この場合、プラ
ンジャの先端面とこれに対向するコア部材の上面とは、
略同一形状となるように傾斜した斜面によって形成され
ており、磁束の通過するギャップを短縮し、プランジャ
を吸引する力が大きくなっている。

このプランジャはコア部材とは非接触で動作する。よっ
て、自動演奏における機械的雑音の発生は完全に取り除
くことができ、また、手動演奏におけるキータッチに違
和感を与えることもない。

また、吸引されたプランジャはコイルのプランジャ遊嵌
孔に没入するため、鍵駆動装置全体として薄型に構成す
ることができる。

さらに、自動演奏における鍵駆動力は、手動演奏の場合
の押鍵力と同一の方向でほぼ同じ位置で鍵に作用させる
ことができ、再生演奏の忠実度を高めることができる。

また、鍵配列規格の有る筬中と放射との間にコイルを配
設することにより、鍵駆動装置の共通化が簡単になり、
その互換性を達成することができる。筬中と放射との間
の空間は多くのピアノにおいて略同一の形状に共通化さ
れているからである。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例ごついて図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係るピアノの鍵駆動装置を
示す断面図である。第２図はその配置を示す平面国、第
３図は一実施例に係るソレノイドの推力特性を示すグラ
フである。

第１図および第２図に示すように、全ての鍵（白鍵１１
、黒鍵１２）は棚板１３上で筬中くバランスレール）１
４に植設したバランスビン１５．１６を支点として上下
方向に揺動自在に支持されている。

また、１７．１８はフロントビンを、１９．２０はフロ
ントレール〈放射）を、それぞれ示している。２１は鍵
盤押えである。

ここで、この棚板１３の上で！１１．１２の下方の空間
にあって、かつ、バランスレール１４とフロントレール
２０との間には、キードライブユニット２２およびキー
センサユニット２３が配設されている。

キードライブユニット２２は、キードライブユニット支
持機構２４によって棚板１３の上でその高さ、傾き等が
調整可能なように支持されている。

すなわち、キードライブユニット２２は、白鍵１１駆動
用のソレノイド２５と、黒鍵１２駆動用のソレノイド２
６と、を有している。これらのソレノイド２５．２６は
、ボルト２７．２８により支持された共通下ヨーク２９
の上に、第２図に示すように、千鳥形状に配置されて支
持されている。

３０．３１はスプリングであってこのボルト２７．２８
の頭と棚板１３との間に介装されている。

帯板状の共通下ヨーク２９は、第１図ここ示ずように、
浅い箱状に形成され、その内部に円筒体形のコイル３２
．３３が上述のように千鳥形状に各鍵１１．１２に対応
して立設されている。したがって、各コイル３２．３３
には軸心部にプランジャ遊嵌孔３４．３５がそれぞれ形
成されることとなる。

そして、これらのプランジャ遊嵌孔３４．３５の底部、
すなわち共通下ヨーク２９の上面には軟鉄等の磁性体で
あるコア３６．３７がそれぞれ固設されている。これら
のコア３６．３７の上面には凹部３８．３９がそれぞれ
形成されている。凹部３８．３９はすりばち状であって
、平坦な底面３８Ａ、３９Ａと、円錐状の傾斜面３８Ｂ
、３９Ｂと、を有して構成されている。

これに対して、これらのプランジャ遊嵌孔３４．３５の
上方の１１１．１２の下面には、プランジャ４０．４１
が垂下されている。これらのプランジャ４０．４１はプ
ランジャ遊嵌孔３４．３５のそれぞれに出没自在に配設
されており、全体としては千鳥形状に配置されることと
なる。

これらのプランジャ４０．４１の先端部は上記コア３６
．３７の凹部３８．３９に対応した形状、すなわち截頭
円錐台形状に形成されている。したがって、この先端部
は、一定径の平坦面４０Ａ、４１Ａと、円錐斜面４０Ｂ
、４１Ｂと、により構成されている。

なお、４２．４３はアーマチュア、一方４４はコイル３
２．３３の上端に配設された共通上ヨークである。

さらに、上記共通下ヨーク２９の下面にはアルミニウム
板等の放熱板４５が固着され、この放熱板４５には放熱
用ヒートバイブ４６が保持されている。これらの放熱板
４５およびヒートバイブ４６によりソレノイド２５．２
６にて発生する熱を放射するものである。

キーセンサユニット２３は、このキードライブユニット
２２とバランスレール１４との間にあって鍵１１．１２
の下方に配設されている。

このキーセンサユニット２３は、基板４７と、基板４７
上に固定された光センサ４８と、を有している。光セン
サ４８は各１１１１．１２に対応して設けられている。

光センサ４８は、反射光型のセンサであって、鍵１１．
１２の下面に投光器から光を照射し、下面での反射光を
受光器により受光して、鍵１１．１２の変位量を連続し
て検出するものである。

光センサ４８の光電変換出力はコントローラ４９に入力
され、このコントローラ４９では鍵１１．１２の変位が
目標の値となるようにフイードバツり制御している。す
なわち、鍵１１．１２の変位を検出して上記コイル３２
．３３への通電を制御しているものである。

したがって、ソレノイド２５　（２６）にあっては、コ
ントローラ４９の制御によりコイル３２（３３）に通電
がなされると、発生する磁界によりコア３６　（３７）
は磁化されて、プランジ＋４０（４１）を吸引すること
となる。この結果、鍵１１（１２）は下方に向かって揺
動し、第１図にて仮想線Ｘで示す位置までその先端は下
降する。このよう；こして、自動演奏が行われるもので
ある。

そして、この自動演奏では鍵１１（１２）への駆動力（
引き下げ力）の作用点はバランスレール１４よりも前方
であって、作用力の方向も上から下に向かっているため
、記録時の演奏と同様の動きを鍵１１（１２）は行うこ
とができ、その再生を忠実に行うことができる。

このとき、図示のように、プランジャ４０（４１）はプ
ランジャ遊嵌孔３８　（３９）内に没入し、その先端は
コア３６　（３７）に近接して対向する。

この場合、プランジャ４０（４１）の先端は円錐台形状
に形成しであるため、その斜面４０Ｂ（４１Ｂ）とこれ
に対向するコア３６（３７）の凹部斜面３８Ｂ　（３９
Ｂ）との間の間隔を比較的小さく設定することによりプ
ランジャ４０（４，１）の吸引力とストロークとの特性
を平滑化できる。

第３図はこのソレノイド２５　（２６）における吸引ス
トロークＳｔと吸引力（推力）Ｆとの関係を示している
。

図ここおいて、曲線ｘ、ｙ、ｚはそれぞれコイル３２　
（３３）への印加電力が１００Ｗ、５０Ｗ。

２０Ｗの場合のストローク深さに対する推力の関係を示
している。

これらの曲線Ｘ！　　ｙ＋　　Ｚに示すように、ストロ
−ク深さ（プランジャ４０とコア３６との間の変位）の
大きい場合は、このストロークに対する推力はほぼ平滑
な状態で作用する。印加電力が一定であるならば、鍵１
１（１２）の引き下げ開始時は、引き下げ途中に比較し
て一定の力で引き下げられるものである。

また、上述のように、プランジャ４０（４１）の先端面
４０Ａ、４０Ｂ　（４１Ａ、４１Ｂ）と、コア３６　（
３７）の対向面３８Ａ、３８Ｂ　（３９Ａ、３９Ｂ）と
、を傾斜した斜面により形成し、略同一形状としたため
、これらの間の間隔（ギャップ）を小さくすることがで
き、磁気抵抗を減少させることができ、よってｕｌｌ（
１２）の引き下げ動作開始時の応答性を向上させること
ができる。

なお、プランジャ４０（４１）の先端部の形状、および
、これに対向するコア３６　（３７）の凹部３Ｂ　（３
９）の形状は、上記実施例に示す形状に限られることは
ない。この他の形状、例えば先端の平坦面に対して直線
で交差する傾斜面を単数または複数備えた形状であって
もよい。また、プランジャに凹部を形成し、コアに突出
部を形成することもてきる。このように楔形状とこれに
遊嵌する形状に形成することにより、楔形状の先端平面
とこれに続く楔形状の傾斜面とに平行な方向に作用する
力を低減することができ、再生演奏時ギー支持部への作
用力の影響を少なくすることができる。

また、上記実施例によれば、ソレノイド２５（２６）の
推力を実用的な値の範囲に設定することが容易であって
例えばその鍵１１（１２）を降下させることによって図
示しないハンマーの打弦速度は３ｍ／秒とすることがで
きる。

上記実施例では、キーセンサユニット２３によりこの鍵
１１（１２）の降下速度を検出し、コントローラ４９に
よりコイル３２　（３３）への供給電流を加減するフィ
ードバック制御を行うことにより、より一層その再生の
忠実度を向上させることができる。

また、プランジャ４０（４１）はコイル３２（３３）の
プランジャ遊嵌孔３４　（３５）に没入する構成とした
ため、キードライブユニット２２全体を薄型に構成する
ことができる。

〈発明の効果〉 以上説明してきたように、本発明ここ係る鍵盤楽器の鍵
駆動装置によれば、鍵に作用する力を手動演奏のそれに
近似させることができ、再生演奏の忠実度を向上させる
ことができる。また、再生演奏および手動演奏での雑音
の発生を完全になくすことができる。また、通常演奏で
のキータッチに違和感が生じることはない。また、再生
演奏では鍵の駆動力を向上させることができ、薄型に構
成することができ、さら：こ、装置全体としての共通化
が可能であり鍵盤楽器に対する実装性が向上している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る鍵駆動装置を示す断面
図、 第２区は同しくその鍵駆動装置を示す千面図、第３図は
一実施例に係るソしノイドの推力特性を示すグラフであ
る。 ＩＩ・・・・・・・・・白鍵、 １２・・・・・・・・・黒鍵、 １３・・・・・・・・・棚板、 １４・・・・・・・・・バランスレール（放電）、１９
（２０）・・・・・・フロントレール（放荷）、２５（
２６）・・・・・・ソレノイド、２９・・・・・・・・
・共通下ヨーク、３２（３３）・・・・・・コイル、 ３４（３５）・・・・・・プランジャ遊嵌孔、３６（３
７）・　・　・・　・　・コア、３８（３９）・・・・
・・凹部、 ３８Ａ（３９Ａ）・・・・底面、 ３８Ｂ（３９Ｂ）・・・・傾斜面、 ４０（４１）−φ・・・・プランジャ、４ＯＡ（４１Ａ
）・・・・平坦面、 ４０Ｂぐ４１Ｂ）・・・・円錐斜面、 ４４・・・・・・・・・共通上ヨーク。 特許出願人　　　ヤマハ株式会社 代理人　　　　　弁理士　桑井　清−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 筬中と筬前との間の棚板上に、鍵に対向して配置され、
   該鍵の揺動方向に沿った磁界を発生する円筒体形のコイ
   ルと、 上記コイルのプランジャ遊嵌孔の底部に配設された磁性
   材料からなるコア部材と、 上記コイルの上端または下端のうちの少なくとも一方に
   配設されたヨーク部材と、 上記鍵の下面にあって上記コイルに対向する位置から垂
   下され、上記プランジャ遊嵌孔に出没可能に設けられた
   プランジャと、 を備え、 このプランジャがプランジャ遊嵌孔に没入したとき、そ
   の先端が上記コア部材に近接して対向するように配設す
   るとともに、 これらのプランジャの先端面とコア部材の対向面の双方
   を、これらの両面が略同一の形状になるように傾斜する
   斜面によって形成したことを特徴とする鍵盤楽器の鍵駆
   動装置。