JP2002006833A - 鍵駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な測定作業等を行うことなく構造の異な
る鍵盤に搭載可能であり、かつ装置各部が経年変化した
場合にも正常な動作が可能となる。 【解決手段】 演奏データ２より特定される鍵を駆動す
る際に、その鍵を打弦しない程度に回動させるガイド駆
動であるか否かが判別され（ステップＳａ２）、ガイド
駆動である場合には、対応する鍵センサに検出結果を出
力するように指示する（ステップＳａ４）。そして、ソ
レノイドユニットの駆動を開始する（ステップＳａ
５）。この後、鍵センサから鍵がガイド駆動終了位置を
通過したことが検出されると（ステップＳａ６）、ソレ
ノイドユニットの駆動を終了する（ステップＳａ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鍵を駆動する鍵駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ピアノなどの鍵盤楽器には、
各鍵毎にソレノイドユニット等の押鍵機構を設け、演奏
データに基づいて特定される鍵を押鍵機構が突き上げる
ことにより自動演奏を行う鍵駆動装置を備えたものがあ
る。

【０００３】このような鍵駆動装置を備えた鍵盤楽器で
は、自動演奏を行う以外にも、ハンマが弦を打撃しない
程度に鍵を駆動させ、演奏者に次に押下すべき鍵を指示
するガイド機能を備えたものがある。

【０００４】ところで、上述したような微小な押鍵によ
るガイド機能を備えた鍵駆動装置においては、ハンマが
打弦しない程度に鍵を駆動するため、高精度の鍵駆動制
御を行う必要がある。従来のガイド機能を備えた鍵駆動
装置では、ハンマが打弦しない程度に鍵が動くようなソ
レノイドの駆動時間等を予め測定して求めておき、これ
にしたがってソレノイドを駆動することにより、ハンマ
が打弦しない程度に鍵を駆動していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な予め測定した駆動時間を用いたソレノイドの駆動方法
では、鍵駆動装置を搭載する鍵盤楽器の種類や構造の違
いにより、それぞれ駆動時間が異なり、多種の鍵盤楽器
の各々について駆動時間等の測定を行う必要がある。ま
た、経年変化によってソレノイドの推力が低下してしま
い、初期に測定した駆動時間では鍵がほとんど動かなく
なってしまうこともある。

【０００６】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、煩雑な測定作業等を行うことなく構造の異
なる鍵盤に搭載可能であり、かつ装置各部が経年変化し
た場合にも正常な動作が可能な鍵駆動装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の鍵駆動装置は、複数の鍵
と、押鍵動作に応じて打弦する打弦部材とを有する鍵盤
楽器に搭載され、前記打弦部材による打弦が実行されな
い範囲内の所定位置まで前記鍵を駆動する鍵駆動装置で
あって、前記鍵に対応して設けられ、前記所定位置に前
記鍵が位置しているか否かを検出する鍵センサと、演奏
データに基づいて特定される前記鍵を駆動する鍵駆動手
段とを具備し、前記鍵駆動手段は、前記鍵センサから前
記鍵が前記所定位置にあることが検出されるまで前記鍵
を駆動することを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に記載の鍵駆動装置は、請
求項１に記載の鍵駆動装置において、演奏データに基づ
いて駆動すべき鍵に対応した前記鍵センサのみが前記検
出結果を前記鍵駆動手段に出力することを特徴としてい
る。

【０００９】また、請求項３に記載の鍵駆動装置は、複
数の鍵を有する鍵盤装置に搭載され、前記鍵を突き上げ
て駆動する鍵駆動装置であって、前記鍵に対応して設け
られ、前記鍵の運動に関する物理量を検出する鍵センサ
と、演奏データに基づいて特定される前記鍵を駆動する
鍵駆動手段とを具備し、演奏データに基づいて駆動すべ
き鍵に対応した前記鍵センサのみが前記検出結果を前記
鍵駆動手段に出力し、前記鍵駆動手段は、前記鍵センサ
からの検出結果に応じて前記鍵の駆動を制御することを
特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。 Ａ．実施形態の構成 図１は本発明の一実施形態に係る鍵駆動装置を備えたピ
アノの主要部の構成を示す図である。図１に示すピアノ
１００は、鍵１の運動をハンマ２に伝達するアクション
メカニズム３と、ハンマ２よって打撃される弦４と、弦
４の振動を止めるためのダンパ６と、鍵１を駆動する鍵
駆動装置１０とを備えている。ここで、鍵１、ハンマ
２、アクションメカニズム３、弦４およびダンパ６は、
通常の一般的なピアノと同様の構成であり、その構成お
よび動作についての詳細な説明は省略する。

【００１１】鍵駆動装置１０は、各鍵１毎に設けられる
ソレノイドユニット５と、各鍵１毎に設けられる鍵セン
サ２５と、コントローラ２８と、駆動制御装置３０とを
備えている。

【００１２】ソレノイドユニット５は、鍵１の後端側
（図の左側）の下方に配置されており、駆動制御装置３
０から駆動電流が供給されると、そのプランジャが上昇
して鍵１の後端を突き上げる。これにより鍵１を押下さ
せることができるが、本実施形態に係る鍵駆動装置１０
では、ソレノイドユニット５により鍵１を駆動してハン
マ２に弦４を打撃させて発音させる演奏、いわゆる自動
演奏駆動だけではなく、演奏ガイド機能も実現できるよ
うになっている。すなわち、鍵１の動きによりアクショ
ンメカニズム３が動作してハンマ２が弦４を打撃しない
程度にソレノイドユニット５を駆動し（以下、ガイド駆
動という）、この程度に鍵１を押下することにより、演
奏者に押下すべき鍵１を指示することもできるようにな
っている。もちろん、ガイド駆動と自動演奏とを同時に
行うことも可能であり、例えば伴奏を自動演奏で行い、
主演奏をガイド駆動により演奏者に指示し、演奏者が演
奏するといったことも可能である。

【００１３】鍵センサ２５は、ピアノの棚板上における
各鍵１の前端側（図の右側）にそれぞれ配置されてお
り、対応する鍵１の位置を検出して駆動制御装置３０に
出力する。ここで、鍵センサ２５は、駆動制御装置３０
から後述する指示信号を受けた場合にのみ検出結果を駆
動制御装置３０に出力するようになっている。また、本
実施形態では、鍵センサ２５は、鍵１をガイド駆動する
場合には、鍵センサ２５は鍵１がガイド駆動の終了位置
を通過したことを検出し、当該検出信号を駆動制御装置
３０に出力する。また、鍵センサ２５は、通常の自動演
奏を行う場合には、対応する鍵１が押下状態（NOTE O
N）であるか、押下されていない状態（NOTEOFF）である
かを検出して出力することになるが、通常の自動演奏時
にはデータ量を減少させるために、上記ガイド駆動位置
の通過に関する信号は出力しないようになっている。こ
こで、ガイド駆動の終了位置は、上述したように鍵１が
動いてもハンマ２が弦４を打撃しない範囲内の位置であ
る必要があり、また演奏者にどの鍵１が押下されている
かを明確に伝える必要があるので、弦４が打撃されない
範囲内で鍵１がなるべく大きく変位する位置に設定する
ことが好ましい。

【００１４】コントローラ２８は、ＣＰＵ（中央処理装
置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）、および光記録媒体や磁気記録媒体
等からデータを読み出すドライブユニット等を有してお
り、このピアノの装置各部を制御する。また、コントロ
ーラ２８は、楽曲の音高列を示す演奏データ（例えば、
ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）デ
ータ）を読み出し、どの鍵をどのタイミングで動作させ
るといった情報を含む演奏情報を駆動制御装置３０に供
給する。ここで、コントローラ２８は、ユーザにより選
択された駆動モード（自動演奏駆動、ガイド駆動または
両者）に関する情報を駆動制御装置３０に供給する。ま
た、自動演奏駆動とガイド駆動の両者を同時に行う場合
には、楽曲の音高を示す情報に、当該音高がガイド駆動
であるか自動演奏駆動であるかを示すモード情報を含ま
せるようにすればよいが、ＭＩＤＩデータを使用する場
合には、ガイド駆動用のチャンネルと自動演奏用のチャ
ンネルを用意しておけばよい。なお、このピアノが電子
音源等の他の機能を備えるものである場合には、コント
ローラ２８が当該鍵駆動装置だけではなく、演奏データ
に基づいて電子音源等の他の機能を制御するようにして
もよい。

【００１５】駆動制御装置３０は、コントローラ２８か
ら供給される演奏情報に基づいて特定される鍵１に対応
したソレノイドユニット５に駆動電流を供給してプラン
ジャを上昇させ、鍵１の駆動を行う。この鍵駆動装置
は、上述したように自動演奏用の駆動とガイド駆動の両
者が可能であるため、コントローラ２８から供給される
演奏のモード等にしたがって鍵１の駆動を制御する。ま
た、ガイド駆動を行う場合には、ガイド駆動を行う鍵１
に対応する鍵センサ２５に対して、検出結果を出力すべ
きことを指示する指示信号を出力する。

【００１６】Ｂ．実施形態の動作 次に、上記構成の鍵駆動装置の動作について説明する。
まず、図２を参照しながら、ある鍵を駆動するための駆
動制御装置３０によって行われるレノイドユニット５の
駆動制御について説明する。

【００１７】駆動制御装置３０は、コントローラ２８か
ら演奏データに応じた演奏情報を取得し（ステップＳａ
１）、この演奏情報に示される音高に対する鍵１がガイ
ド駆動をすべき鍵であるか、自動演奏駆動をすべき鍵で
あるかを判別する（ステップＳａ２）。ここでの判別
は、上述したように演奏情報に含まれるモード情報や、
コントローラ２８により自動演奏駆動モードおよびガイ
ド駆動モードのいずれかが設定されている場合には、そ
の設定されたモードにしたがって判別する。

【００１８】ここで、鍵１が自動演奏駆動をすべきもの
である場合には、通常の一般的な自動演奏と同様のソレ
ノイドユニット５に駆動制御が行われる（ステップＳａ
３）。具体的には、演奏情報に含まれる音の強弱情報
（ベロシティ）に応じた駆動電流波形等が生成され、こ
の駆動電流波形によりソレノイドユニット５が駆動さ
れ、鍵１が動かされる。これにより、アクションメカニ
ズム３が作動してハンマ２により弦４が打撃されて楽音
が発生する。このように自動演奏駆動が制御されると、
当該鍵に関する駆動処理を終了する。

【００１９】一方、ステップＳａ２において、鍵１がガ
イド駆動をすべきものであると判別した場合には、当該
鍵１に対応した鍵センサ２５のみに検出結果を出力させ
るための指示信号を出力する（ステップＳａ４）。そし
て、ソレノイドユニット５への駆動電流の供給を開始す
る（ステップＳａ５）。これにより、ソレノイドユニッ
ト５のプランジャが上昇を開始し、鍵１が回動動作を開
始する。

【００２０】この後、鍵センサ２５から鍵１がガイド駆
動終了位置に達したことの検出信号を受け取ったか否か
を判別する（ステップＳａ６）。ここで、鍵センサ２５
からの検出信号がない場合には、鍵１がガイド駆動終了
位置に達していないので、そのままソレノイドユニット
５の駆動を続行し、鍵１をさらに回動動作させる（ステ
ップＳａ５）。

【００２１】一方、鍵センサ２５からの検出信号を受け
取った場合には、鍵１がガイド駆動終了位置に達してい
るので、ソレノイドユニット５への駆動電流の供給を終
了する（ステップＳａ７）。これにより、鍵１がレスト
ポジションに復帰する。

【００２２】このようにな制御が演奏データに示される
音高に対応した鍵毎に繰り返し行われ、演奏データに示
される楽曲の自動演奏、ガイド駆動もしくは両者を実現
することができる。

【００２３】上述したように駆動制御装置３０は、駆動
しようとする鍵１に対応した鍵センサ２５のみに検出結
果を出力するように指示するようになっている。そし
て、当該指示を受けた鍵センサ２５のみが駆動制御装置
３０に検出信号を出力するようになっており、以下、鍵
センサ２５の動作について図３を参照しながら説明す
る。

【００２４】まず、鍵１がガイド駆動終了位置を通過し
たか否かを判別する（ステップＳｂ１）。ここで、鍵１
がガイド駆動終了位置を通過した場合には、当該鍵１が
ガイド駆動中であるか否かを判別する（ステップＳｂ
２）。ここでの判別は、上述したように駆動制御装置３
０から検出結果を出力すべきとの指示信号を受けたか否
かによって判断すればよい。すなわち、駆動制御装置３
０からの指示信号を受けている場合には、当該鍵１がガ
イド駆動中の鍵１と判別し、指示信号を受けていない場
合にはガイド駆動中ではないと判別する。

【００２５】そして、ガイド駆動中の鍵１である場合に
は、鍵１がガイド駆動終了位置を通過したこと示す検出
信号を駆動制御装置３０に出力する（ステップＳｂ
３）。一方、ガイド駆動中の鍵１ではない、つまり自動
演奏駆動中の鍵１である場合には、ガイド駆動終了位置
を通過しても検出信号を駆動制御装置３０には送らずに
処理を終了する。

【００２６】このような鍵センサ２５側の動作によっ
て、ガイド駆動中の鍵１に対応する鍵センサ２５だけが
駆動制御装置３０にガイド駆動位置を通過したという検
出信号を出力することになる。つまり、ソレノイドユニ
ット５のフィードバック制御を行う必要がある鍵１に対
応する鍵センサ２５以外の鍵センサ２５からは駆動制御
装置３０にガイド駆動位置に関する出力結果が送出され
ることはない。なお、ガイド駆動位置以外に関する出力
結果（NOTE ONやNOTE OFFなど）は、駆動制御装置３０
からの指示信号の有無に関わらず出力する。

【００２７】本実施形態に係る鍵駆動装置では、ソレノ
イドユニット５のガイド駆動制御を行う場合に、鍵セン
サ２５からの検出信号を用いたフィードバック制御を行
っている。したがって、この鍵駆動装置を様々な種類の
鍵盤楽器に搭載した場合にも、搭載される鍵盤楽器の鍵
高さなどの構造の違いの影響を受けることなく、常にガ
イド駆動終了位置まで鍵１を駆動させることができる。
言い換えれば、従来の鍵駆動装置のように搭載する楽器
毎に、ソレノイドの駆動時間を測定するといった作業が
不要であるため、構造の異なる多種の鍵盤楽器に複雑な
作業を行うことなく、搭載することが可能である。

【００２８】また、本実施形態では、ガイド駆動時にお
いて鍵センサ２５は、鍵１の移動時の連続的な位置情報
を出力するのではなく、ガイド駆動終了位置を通過した
か否かの検出信号を出力している。このようにすること
で、正確にガイド駆動終了位置で鍵１の駆動を停止させ
ることを実現させながら、扱う信号量を少なくすること
もできる。

【００２９】また、経年変化によりソレノイドユニット
５の推力が低下した場合には、ガイド駆動終了位置まで
鍵１を駆動するためにソレノイドユニット５を駆動する
時間が長くなってしまう。従来では、予め測定により求
めた駆動時間だけソレノイドユニット５を駆動するよう
になっていたので、鍵１がガイド駆動終了位置に達する
前に鍵１の駆動が終了してしまうことがあった。例え
ば、図４中破線で示すように、予め設定された駆動時間
Ｔの間ソレノイドユニット５を駆動しても、ソレノイド
ユニット５の推力低下により鍵１がガイド駆動終了位置
よりも前の位置Ｐに達した時点で鍵１の駆動が終了し、
鍵１がレストポジションへの復帰動作を開始してしま
う。これに対し、本実施形態では、図４中実線で示すよ
うに、鍵センサ２５の出力結果を用いたフィードバック
制御を行っているので、ソレノイドユニット５の推力が
低下した場合にも、駆動に要する時間は長くなるものの
確実に鍵１をガイド駆動終了位置まで駆動することがで
きる。

【００３０】また、ガイド駆動中の鍵１に対応する鍵セ
ンサ２５、つまりソレノイドユニット５のフィードバッ
ク制御を行うために必要な鍵センサ２５以外からは、駆
動制御装置３０にガイド駆動位置を通過したという検出
信号が送出されないため、駆動制御装置３０が扱う信号
が不用意に増加することなく、駆動制御処理が複雑にな
ってしまうことを低減できる。すなわち、上述したよう
に正確な鍵１の駆動を行うことが可能な制御を採用して
いるにも関わらず、扱う信号等が不用意に増加すること
なく、制御処理の大幅な複雑化を招くことがない。

【００３１】また、本実施形態では、ガイド駆動の場合
に鍵センサ２５を使用する構成となっているので、鍵１
がガイド駆動終了位置に達したか否かを検出するだけで
よく、分解能の低いものでも十分使用することが可能で
ある。したがって、鍵センサ２５としては安価なものを
用いることができ、鍵駆動装置の製造コストの増加を抑
制することができる。

【００３２】Ｃ．変形例 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるもので
はなく、以下のような種々の変形が可能である。

【００３３】（変形例１）上述した実施形態において
は、ガイド駆動の場合にのみ鍵センサ２５からの検出結
果を用いてソレノイドユニット５のフィードバック制御
を行うようにしていたが、これに限らず、自動演奏駆動
の場合にも鍵センサ２５の検出結果を用いて制御を行う
ようにしてもよい。この場合、鍵センサ２５としては、
鍵１の回動ストロークの全域で鍵１の位置、速度もしく
は加速度等の鍵１の運動に関する物理量を検出すること
が要求されることになり、上述した実施形態よりも分解
能の高いものが必要となる。しかしながら、上述したよ
うに駆動中の鍵１に対応する鍵センサ２５からのみ検出
結果を取得するようにすれば、駆動制御装置３０で扱う
信号数が不用意に増加することなく、自動演奏駆動処理
の複雑化を抑制することができる。

【００３４】（変形例２）また、上述した実施形態で
は、本発明をピアノに適用した場合について説明した
が、これに限らず、オルガンなどの他の鍵盤を有する様
々な鍵盤装置の鍵駆動装置に適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
煩雑な測定作業等を行うことなく構造の異なる鍵盤に搭
載可能であり、かつ装置各部が経年変化した場合にも正
常な動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る鍵駆動装置を備え
たピアノの主要部の構成を示す図である。

【図２】 前記鍵駆動装置の構成要素である駆動制御装
置の制御内容を示すフローチャートである。

【図３】 前記鍵駆動装置の構成要素である鍵センサの
制御内容を示すフローチャートである。

【図４】 ガイド駆動中における前記鍵駆動装置による
鍵の位置と時間との関係、および従来の鍵駆動装置によ
る鍵の位置と時間との関係の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１……鍵、２……ハンマ、３……アクションメカニズ
ム、４……弦、５……ソレノイドユニット、２５……鍵
センサ、３０……駆動制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鍵と、押鍵動作に応じて打弦する
   打弦部材とを有する鍵盤楽器に搭載され、前記打弦部材
   による打弦が実行されない範囲内の所定位置まで前記鍵
   を駆動する鍵駆動装置であって、 前記鍵に対応して設けられ、前記所定位置に前記鍵が位
   置しているか否かを検出する鍵センサと、 演奏データに基づいて特定される前記鍵を駆動する鍵駆
   動手段とを具備し、 前記鍵駆動手段は、前記鍵センサから前記鍵が前記所定
   位置にあることが検出されるまで前記鍵を駆動すること
   を特徴とする鍵駆動装置。
2. 【請求項２】 演奏データに基づいて駆動すべき鍵に対
   応した前記鍵センサのみが前記検出結果を前記鍵駆動手
   段に出力することを特徴とする請求項１に記載の鍵駆動
   装置。
3. 【請求項３】 複数の鍵を有する鍵盤装置に搭載され、
   前記鍵を突き上げて駆動する鍵駆動装置であって、 前記鍵に対応して設けられ、前記鍵の運動に関する物理
   量を検出する鍵センサと、 演奏データに基づいて特定される前記鍵を駆動する鍵駆
   動手段とを具備し、 演奏データに基づいて駆動すべき鍵に対応した前記鍵セ
   ンサのみが前記検出結果を前記鍵駆動手段に出力し、 前記鍵駆動手段は、前記鍵センサからの検出結果に応じ
   て前記鍵の駆動を制御することを特徴とする鍵駆動装
   置。